JPS63278735A - 工具組立品とその構成部品 - Google Patents

工具組立品とその構成部品

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JPS63278735A
JPS63278735A JP63095800A JP9580088A JPS63278735A JP S63278735 A JPS63278735 A JP S63278735A JP 63095800 A JP63095800 A JP 63095800A JP 9580088 A JP9580088 A JP 9580088A JP S63278735 A JPS63278735 A JP S63278735A
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Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は工具組立品(アッセンブリ)、工具構成品及び
その構成品を組立てる方法に関する。この組立品は工具
や工具のアダプタ及びホルダを含んで構成されている。
ホルダ同様に工具やアダプタは互いに協働する円錐突起
か円錐凹所及び互いに協働する第1支持面か第2支持面
を有している。
中心軸を有する組立品は更に工具やアダプタをホルダに
取付るクランプ手段を含んで成る。
以下余白 〔従来技術〕 上記形式の公知組立品はホルダと工具の円錐接続面を有
している。その工具はホルダの溝と協働するくさびによ
り組立品の回転方向に駆動される。
このくさびと溝は破砕物と切削屑(チップ)に対し完全
に露呈されており、これがクランプに問題を引き起こし
、安定性問題の原因となる。更に、組立品は製造が可成
り厄介である、即ち複数の機械工作作業を必要とする。
またくさびと溝の使用は工具とホルダ間の支持面を減小
させる。
〔発明の目的〕
本発明の目的は破砕物と切削屑に敏感でない工具組立品
を提供することにある。
本発明の第2の目的は工具組立品fpい要素から成り、
それ故に製作が簡単である斯\る工具組立品を提供する
ことにある。
本発明の第3の目的は工具の安定した確実なりランプを
達成することにある。
本発明のその他の目的は添附の特許請求の範囲の特徴事
項から明らかである。
〔実施例〕
第1A図、第1B図及び第1C図に示す、本発明に係わ
る工具組立品10Aは機械スピンドル又はホルダ11、
チップ除去工具12又は工具アダプタ(図示省略)及び
クランプ手段19を含んで構成されている。工具は固定
形式か回転形式のものである、即ちフライス(ミーリン
グ)カッタ、ドリル、旋盤工具等である。工具組立品(
アッセンブリやカップリングは円筒形で中心線CLを有
している。
工具12は、一般に円筒包囲面13、切刃を備えた軸方
向の前端部分(図示省略)、及び円錐台形のタップ又は
突起15Aが突出した平坦な支持面14を有する軸方向
の後端部分を有している。端面14は中心線CLに直角
な平面上にあり、中心線に関し360°に外周を有して
いる。タップ15Aは中心線に直角な断面が非円形であ
る円錐包囲面16を有している。本例工具の断面は三辺
形で、概して三つの凸形ローブ(lobe)を有する外
トロコイドの外形となっている、即ち所定断面における
包囲面16Aの二つの平行な接線の間隔距離が常に一定
になっている。従って三辺形の外トロコイドは対応した
三辺形の概して外トロコイド外形の凹所とは自己芯出し
によって係合する。所定断面における包囲面の二つの平
行接線の間隔距離d1は当該断面における内接円Cの直
径より常に大きい。
内接円Cは公知の円錐アタッチメント部品の1端と云い
得るし、その円錐台を半径方向に越えている三辺部分は
ドライバー或いはドライバ一手段を構成するものと云い
得る。このドライバーの頂点領域は120°の間隔で円
周上に配位している。タップ15Aの平均直径と端面1
4からのタップ突出部の長さ関係は約2=1であり、も
っと一般的にいえば1:1〜5:1の範囲にある。タッ
プの円錐勾配はl:2〜1:20、好ましくは1:4〜
1:10の範囲にある。中心ネジ切りポア24は工具の
後端に穿設されている。
マシンスピンドル、即ち工具ホルダ11は円筒形ハウジ
ング18とクランプ(締結)手段を含んで成る。このハ
ウジング18は第2ボア20と環状肩22を介して軸方
向の前方にある第2ボア21に接続した第1ボア20を
有している。第2ボア21は第1ボア20より小さい直
径を有している。第2ボア21はこれより大なる直径の
環状溝23に接続している。溝23は円錐凹所25A、
即ち円錐シートの外周部分のスピンドル前端における曲
げ抵抗を減じ、しかもシー)25Aの製作に際し遊隙を
与える。このシートはスピンドルの平坦な前面26から
内延し、溝23で終端になっている。前面26は中心線
CLに直角な平面上にあり、中心線の周囲360°に広
っている。凹所25Aを規定する壁25′Aとタップ1
5の包囲面16Aは凹所の平均直径がタップの平均直径
よりや−小さく、即ち約5〜100庫小さいことを除き
断面形状は同一である。これは、換言すれば、端面14
によって規定された平面からの距離Xで切られて成る所
定の断面においてタップ包囲面16Aは未組立状態で内
接円と比較し、これよりや\大きな直径を有している。
但し、この内接円とは、前端26の前記平面から同じ距
離Xだけ離れた位置での断面における凹所25Aの壁2
5′Aにより規定されたものである。壁25′Aの円錐
勾配は包囲面16Aの勾配と概して同じである。こ\に
いう「概して同じ」とは、正規の公差内の相違があるに
過ぎないことを意味している。工具のボア24にネジ係
合し、肩22に当接するヘッド27を有するボルト19
は締結時に補足し合う面(16Aと25’A)が互いに
適合するようにタップ15Aをシート25Aに引き込む
。スピンドルと工具の組立は、従って遊びのないグリッ
プフィツト相互作用を与え、芯出し、そして包囲面16
Aと壁25” Aと一体になったドライバーを含むこと
になる。
スピンドルから工具を取り外す場合には、その工程は逆
になる。即ちボルト19(固定位置にある)を反対方向
に回転させる。ボルト19の軸上の位置はボルトヘッド
の後のロックワッシャを適用することにより与えられる
。シート25Aの壁25′Aはタップ(突起)が外出す
ると元の寸法に縮小する。その後は、新な工具や工具ア
ダプタを壁25′Aは受容する状態にある。
ボルト形式のクランプ手段は従来のクランプ手段に置換
することは可能である。例えばその例は第7A図と第7
B図;第8A図と第8B図;及び第9A図、第9B図及
び第9C図に示されている。
またタップ15Aをスピンドルと工具のシート25Aに
設けてもよい。クランプ手段19を工具12に設け、ホ
ルダ11のネジ孔(ボア)と係合させるようにしてもよ
い。
第2A図、第2B図及び第2C図には、本発明の別の実
施例が示されている。図に、おいて、本例の組立品は前
記の例とは、包囲面16Bとタップ15Bの端面17B
及びシートの壁の外は、同じといえる。従って、こ\で
は両者で相違する事項を主として説明する。
タップ15Bは非円形断面形を有する円錐包囲面16B
を有している。本例のタップ断面形は長楕円形である。
この長楕円のメイン軸は工作機械(図示省略)のX−Z
一平面に好ましくは平行に配位している。このX−Z一
平面とは旋削時の半径方向と軸方向の送りによって規定
されるものである。
第2A図において、円Cはタップ15Bの端面17Bに
内接したものである。タップ端面によって規定される平
面並びに、この平面に平行な全てのタップ切断面におい
て、端面の境界線は長楕円のマイナー軸に沿った二点を
除き内接円Cとは半径方向に違いのあるパスをたどる。
この場合、内接円Cを越えて半径方向に延長した二つの
ドライバーがあり、その頂点は180”の間隔で配位し
ている。
スピンドルのシート25Bはタップと補い合う槽内壁2
5′Bを有している。このシートの壁は軸を含む断面に
おいて円錐形であり、その境界線は未組立状態において
、タップ15Bの対応する断面における寸法より幾分小
さい寸法のパスを描く。
第3A図、第3B図及び第3C図は本発明のもう1つの
工具組立品の例を示している0図において、包囲面16
Cとタップ15Cの端面17Cとシート25Gの壁25
′Cの外は、この組立品は第2A図、第2B図及び第2
C図に関して記述した組立品と同じである。従って両者
で相違する事項を以下に説明する。
タップ15Cは非円形断面形を有する円錐包囲面16C
を有している。本例の断面形は半楕円形と半円形を組合
せたものである。第3A図において、円Cはタップ15
Cの端面17Gに内接している。この端面の平面並びに
これに平行な全てのタップ断面において、端面17Cの
境界線は約180°に亘り内接円Cと一致するパスをた
どり、他方残余の境界線部分は内接円Cを半径方向に越
えた楕円パスをたどる。従って、本例では単一のドライ
バーが形成され、組立品は1つの方法によってしか組立
ることが出来ない。
シート25Cは補い合う半楕円半円形である。シー)2
5Gの壁25′Cは軸を含む平面において円錐形である
0組立方法は上述のものと同じである。
第4A図、第4B図及び第4C図は本発明に係わる更に
別の工具組立品の例を示している。組立品10Dは次の
事項を除き組立品10Aと同じである。
相違点はタンプ15Dめ包囲面16Dとシート25Dの
壁25′Dが長手方向に延長し且つ半径方向に引込んで
いる部分即ち長手方向に延長した平坦な斜面(ベベル)
29と長手溝30を夫々含んで成ることにある。斜面2
9と溝30は中心軸に関し180゜の間隔で包囲面16
E)と壁25′Dに夫々配設されている。斜面29と溝
30は内接円Cを半径方向に越えて最も遠くまで突出し
ている。各斜面29と溝30は約20〜30”の角度で
規定されるタップ15D又はシート25Dの周囲方向の
距離だけの幅を有している。斜面29と溝30は第1に
組立品の製作に際して遊隙として提供される。
本発明の他の工具組立品例は第5A図、第5B図及び第
5C図に示されている。組立品10Eは次の事項を除き
組立品10Dと同じである。
斜面29と溝30が直線部分(16E等)により夫々隣
りのものと接続している。従ってタップ15は面取りピ
ラミッドであり、その断面は面取りコーナを有する正三
角形である。シート25Eの壁25′Fはその断面に関
し、溝30において幅広コ一すを有する正三角形である
第6A図、第6B図及び第6C図には、本発明に係わる
工具組立品の別の実施例が示されている。
本例の工具組立品は包囲面16Fとタップ15Fの端面
17Fとシート25Fの壁25′Fの外は第1A図、第
1B図及び第1C図のものと同じである。以下にその主
要な違いについて説明する。
タップ15Fは非円形の断面形になる円錐包囲面16F
と四つの凸形ローブを有する四辺形の外トロコイド(e
pitrochoid)の端面17Fを有している。
第6A図において、内接円Cを半径方向に越えるドライ
バーは90°の間隔で配位している。即ちドライバーの
ピークは約90°の角位置を有している。
シート25Fの壁25′Fはタップと補い合う外トロコ
イド形状である。
工具や工具アダプタとホルダを含む上記組立品要素を組
立てる方法は以下の工程を含んでいる。
即ち、工具又はアダプタの雄型部品とホルダの雌型部品
を、非円形断面形状の雄型部品の円錐形突起15A〜1
5Fが雌型部品の凹所25A〜25Fと適合するように
用意し;工具や°アダプタをホルダの方へ押込む手段1
9 、19 ’ 、 19”及び19 ”’を用意し;
該円錐突起を該凹所に約0.05mmの遊びが支持表面
14と26の間に生れる程度に両者が当接するところま
で挿入し;次いで該突起を該凹所に雄と雌の部品の支持
面14と26がそれ以上の押込を阻止するまで最大限5
0−更に押し込み、それによって工具やアダプタが機械
切削作業中にホルダに固く保持されているようにするこ
と。
第7A図と第7B図は引出し棒(図示省略)と協働する
ようにした従来型のクランプ手段19′を具備している
。引出し棒の軸方向先端は把持して手段19’のヘッド
27′を軸方向に見て後方に引張るように機能する爪型
の手段を含んで構成されている。
第8A図と第8B図はスウェーデン特許(公告番号44
7.712)により詳しく記述されているもう1つのク
ランプ手段19″を具備した工具を示している。このク
ランプ手段19″は二つの円筒半型(図示省略)と協働
するように設けられている。
円筒半型はスロット31を介して走るネジによって中心
線CLに直角の方向に一体に引張られる。
円筒半型とクランプ手段は工具をスピンドルの中に押込
むように協働する鋸歯状突起を含んで成る。
第9A図、第9B図及び第9C図はもう1つ別のクラン
プ手段19”’を示している。工具の突起(タッグ)は
、円錐凸状端と円錐凹状端を有する円柱ロフト33を受
は入れるためにその支持面からある距離にある横孔32
を具備している。ホルダ11はその支持面からある距離
においてホルダのシートと交差する横ネジ孔を具備して
いる。上記第1の距離は第2の距離より幾分短い。二つ
の半径方向に移動可能なネジ34と35がネジ孔に係合
するネジ34は円錐凸状内端を有し、ネジ35は円錐凹
状内端を有している。工具12又はアダプタのタップは
ホルダ11のシートに挿入され、ネジ34はロッド33
と他のネジ35が係合する方向にロッド33を押して行
くように半径内方向にねじ込まれる。工具又はアダプタ
はネジ(ボルト)とロンドのカム式係合により軸方向の
後方に移動する。工具又はアダプタの支持面とホルダの
前面(支持面)が当接して当該後方移動が終了する。
第10A図、第10B図、第10C図、第10D図及び
第10E図は本発明例の組立品10Gを示している。
工具組立品10Gは、工具12又はアダプタの突起(タ
ップ)15Gが等角間隔で配位する三つのスロット36
を具備していることを除き組立品10Aと同じである。
各スロット36は突起15Gの端面17Gから突起の長
手方向に支持面14の直前まで延長している。また各ス
ロット36は包囲面16Gからネジ切りボア24まで半
径方向に延長している。スロット36は突起15Gの曲
げ抵抗を減じるように設けられている。
スロー/ トは約120°の間隔で周囲に配置されてい
る。組立品10Gを組立るときは、工具12又はアダプ
タの突起15Gを工具支持面14がホルダ前面に当接さ
れるまでシート25Gに挿入される。突起15Gは、シ
ートと大半は同じ寸法を有しているとはいえ、突起15
Gの円錐角はシートの円錐角より数秒大きいために、当
該挿入は突起とシートの相互作用により阻止されない。
そこで次にボルト19をある任意の段階でボア24にね
じ込み、支持面14と26を一体に引張るようにする。
ボルトとボアのネジクランプ(側面)は突起15Gを拡
大させ、異なる円錐角に起因した小さなギャップを満す
ことになる。従って工具又はアダプタはホルダに固く確
保される。
工具や工具アダプタとホルダを含む工具要素を組立てる
方法は以下の工程を含む。
即ち、雄型部分12と雌型部分を夫々具備した工具又は
そのアダプタとホルダを雄型部分のスロット付き円錐突
起15Gが雌型部分の円錐凹所25G中で拡大し得るよ
うに準備し; 非円形断面を有する当該突起と凹所を組立品の中心軸C
Lに直角な少くとも1つの断面において半径方向の寸法
に関し両者が相違するように準備し;突起を拡大させる
手段を準備し; 雄型部分と雌型部分の支持面14と26が挿入を阻止す
るに至るまで突起を凹所に挿入し;突起包囲面を凹所の
内壁25′Gに接触するように拡大し; 次いで包囲面と内壁内に摩擦力を充分に作用させて雄型
部分を雌型部分に機械切削加工中に固く確保できるよう
にすること。
上述の異なる実施例の種々の組合せが可能なことは理解
されるべきである。例えば突起にスロットを設けること
並びにスロットの数は突起の断面形状には依存していな
い。従って、スロットを設ける場合には、突起には少く
とも1つのスロットがあればよい。更に同じクランプ手
段が突起とシートの断面形状に関係なく一般的に使用し
得る。
【図面の簡単な説明】
第1A図、第2A図、第3A図、第4A図、第5A図、
第6A図及び第10A図は本発明に係わる工具組立品の
構成要素である工具の7種の実施例を夫々示す正面図; 第1B図、第2B図、第3B図、第4B図、第5B図、
第6B図、及び第10B図は第1A図〜第6A図と第1
0A図に示す工具の夫々が構成要素になっている対応す
る工具組立品実施例を夫々示す部分断面側面図; 第1C図、第2C図、第3C図、第4C図、第5C図、
第6C図及び第10C図は第1B図〜第6B図及び第1
0B図におけるI−1線、n−m線、m−m線、mV−
mV線、V−V線、Vl−Vl線及びX−X線で切断し
た工具組立品の対応する実施例を夫々示す切断面図; 第7A図と第8A図と第9A図及び第7B図と第8B図
と第9B図は本発明に係わる工具の別の三種の実施例を
夫々示す正面図と側面図;第9C図は本発明に係るホル
ダの1実施例を示す正面図; 第10D図は本発明に係わる工具組立品の別の1実施例
を示す部分断面側面図;及び 第1OE図は本発明に係わる工具の別の1実施例を示す
側面図である。 図において: 10A 、 IOB 、 IOC、10D、 IOE 
、 IOF 、 10G・・・工具組立体(アッセンブ
リ)、 11・・・ホルダ、      12・・・工具(切削
)、14・・・支持面、 1’5A 、15B 、15C,15D 、15E 、
15F 、15G・・・タップ又は突起、 16A 、 16B 、 16C、16D 、 16E
 、 16F 、 16G・・・包囲面、 17A 、 17B 、 17C、17D 、 17E
 、 17F 、 17G・・・端面、 C・・・内接円、       I8・・・ハウジング
、19 、19 ’ 、 19” 、 19”’・・・
クランプ手段(ボルト他)、 20・・・第1ボア(了い、  21・・・第2ボア(
了い22・・・環状肩、     23・・・環状溝、
24・・・工具ボア(ネジ孔)、 25A 、25B 、25C,25D 、25E 、2
5F 、25G・・・シート(座)、 25’ A、 25’ B、 25’ C,25’ D
 、25’ E 。 25’F、25’G・・・壁、 26・・・前面(支持面)、 27 、27 ’・・・
ヘッド、29・・・斜面(ベベル)、 3o・・・溝、
31・・・スロット、     32・・・ボア(孔)
、33・・・ロンド、 34 、35・・・ネジ(ボルト)、 36・・・スロット。

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1、工具或いは工具用アダプタ及びホルダを含んで成る
    第1部品と第2部品を含み、第1部品(12)が円錐台
    形突起(15A〜15G)と第2部品(11)に対面し
    た第1支持面を有し、第2部品が該突起を受容するため
    の円錐形凹所及び第1部品に当接させるための第2支持
    面を含んで成り、更に第1部品を第2部品に対しクラン
    プする手段(19、19′、19″、19″′)を含む
    工具組立品において、第1部品の突起(15A〜15G
    )と第2部品のシート(25A〜25G)が互いに協働
    する断面が非円形の協働面(16A〜16G、25′A
    〜25′G)を含み、且つ該突起又は該凹所を拡大可能
    にしたことを特徴とする工具組立品。 2、突起(15A〜15G)の断面寸法が所定の断面に
    関し未組立時には対応する断面に関し凹所(25A〜2
    5G)の断面寸法と異なることを特徴とする特許請求の
    範囲第1項に記載の工具組立品。 3、突起(15A〜15G)とシート(25A〜25G
    )が概して同じ円錐勾配を有していることを特徴とする
    特許請求の範囲第2項に記載の工具組立品。 4、円錐突起(15A〜15G)の包囲面がその断面に
    おいて断面形に内接する円Cを越えて半径方向に外延し
    た少くとも1つの要素を有し、該要素が該突起の該包囲
    面と一体であることを特徴とする特許請求の範囲第1項
    に記載の工具組立品。 5、該突起と該シートの該円錐勾配が1:2〜1:20
    の関係にあることを特徴とする特許請求の範囲第3項に
    記載の工具組立品。 6、第2部品(11)が組立品の中心軸(CL)と共軸
    の第1中心孔(20)を有し、当該孔にクランプ手段(
    19、19′、19″)の軸方向後端(27、27′、
    31)が延入し、該クランプ手段の軸方向前端が第1部
    品(12)と係合することを特徴とする特許請求の範囲
    第1項に記載の工具組立品。 7、突起(15A〜15G)とシート(25A〜25G
    )が該中心線に直角な断面において三辺形又は四辺形の
    外トロコイド外形、楕円外形、三角外形或いは半楕円と
    半円の組合せ外形を有することを特徴とする特許請求の
    範囲第4項に記載の工具組立品。 8、突起(15D、15E)が三辺又は四辺形の外トロ
    コイド外形或いは三角外形を有し、凹所(25D、25
    E)の壁(25′D、25′E)に設けた長手溝(30
    )に対面すべき当該断面外形のコーナ領域における対応
    する長手斜面部分を含んで成ることを特徴とする特許請
    求の範囲第6項に記載の工具組立品。 9、ある1断面における突起(15A〜15F)の包囲
    面寸法(d1)が凹所(25A〜25E)の壁(25′
    A〜25′F)の対応する断面における寸法よりも未組
    立時に5〜100μm大きいことを特徴とする特許請求
    の範囲第2項に記載の工具組立品。 10、突起(15G)包囲面(16G)から該突起の中
    心ねじ切り孔(24)まで半径方向に延長し、且つ該突
    起の後端から第1部品(12)の支持面(14)の手前
    まで長手方向に延長していることを特徴とする特許請求
    の範囲第4項に記載の工具組立品。 11、中心軸(CL)を有するチップ除去式工具、工具
    アダプタ、工具ホルダのいづれかであって、その1端に
    円錐形の中央凹所(25A〜25G)、第2支持面(2
    6)及び固定手段(19、34、35)を有している工
    具組立品の構成要素において、 凹所(25A〜25G)が中心軸(CL)に直角な断面
    において非円形であることを特徴とする構成要素。 12、中心軸(CL)を有するチップ除去式工具、工具
    アダプタ、工具ホルダのいづれかであって、その1端に
    円錐台形の中央突起(15A〜15G)、第1支持面(
    14)及び固定手段(24、19′、19″、32)を
    有している工具組立品の構成要素において、アタッチメ
    ント部分(15A〜15E)が中心軸(CL)に直角な
    断面において非円形であることを特徴とする構成要素。 13、工具又はアダプタ及びホルダを含む工具組立品の
    構成要素を組立てる方法において、 雄型(12)と雌型(11)の要素を具備した工具又は
    アダプタ及びホルダを該雄型要素の非円形断面を有する
    円錐突起(15A〜15F)が該雄型の凹所(25A〜
    25F)に適合するように提供し;工具又は工具アダプ
    タをホルダの方へ押す手段(19、19′、19″、1
    9″′)を提供し;該円錐突起が該凹所に当接するまで
    該突起を該凹所に挿入し; 次いで更に該突起を該凹所に該雄型と雌型の要素の支持
    面(14、16)が挿入を阻止する限界まで押込み、そ
    れによって機械工作作業中に工具又はアダプタをホルダ
    で固く保持できるようにすることを特徴とする組立方法
    。 14、工具又は工具アダプタ及びホルダを含む工具組立
    品の構成要素を組立てる方法において、雄型(12)と
    雌型(11)の要素を具備した工具又はアダプタ及びホ
    ルダを該雄型要素のスロット付き円錐突起が該雌型要素
    の円錐凹所(25G)中で拡大可能に提供し; 非円形断面の該突起と該凹所を組立品の中心軸(CL)
    に直角な少くとも1つの断面において両者間で半径方向
    の寸法に相違があるように提供し;該突起を拡大させる
    手段を提供し; 該雄型要素と該雌型要素の支持面(14、26)が挿入
    を阻止する限界まで該突起を該凹所に挿入し;該突起の
    包囲面を該凹所の内壁(25′G)に接触するように拡
    大させ; 及び機械加工作業中にも該雄型要素を該雌型要素に固く
    保持させるように該包囲面と該内壁間に充分大きな摩擦
    力を与えることを特徴とする組立方法。
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