KR0173479B1 - 스핀들에 공구를 탈착가능하게 연결하기 위한 장치 - Google Patents

Abstract

발명은 스핀들축과 동심상에 있는 끼워맞추는 구멍(16), 끼워맞추는 구멍(16)안에 정합되는 끼워맞추는 핀(18), 반대측부를 향하여 방사상으로 움직이도록 끼워맞추는 핀안에 배열된 두되는 볼트(26), 스핀들축부에 끼워맞춰지는 인장 메카니즘에 의해 축상으로 움직이는 죄는 부재(32)와 방사상 외부로 이동된 죄는 위치와 끼워맞추는 핀(18)안에서 철수된 풀린위치 사이에서 죄는 볼트(26)의 방사상 조절을 위해 한편으로 죄는 부재(32)에 다른 한편으로 죄는 볼트에 끼워맞춰지는 대향하는 쌍안에 배열된 두경사진 표면(48,30)을 가진 공작기계의 스핀들(10)에 공구(12)를 제거할 수 있게 고정하는 장치에 관한 것이다. 스핀들 축부상의 중앙의 고정과 죄는 메카니즘의 상대적으로 짧은 축상의 죄는 이동으로도 큰공구를 단단히 죌 수 있기 위해 발명에 따른 죄는부재(32)와 죄는볼트(26)은 경사진 표면이 서로로부터 이격되어 배열된 두 부분적 부분으로 나뉘므로써 마주보는 경사진 표면(48,30)의 지역내의 가로측부로 제한되는 가로그루브(50,52)를 갖는 것을 제안하였다. 풀린위치에서 부분적표면(48,30')의 하나는 톱니난 기어에 의해 가로그루브(50,52)안에 정합되며 죄는 위치에서 두 부분적표면(30',48',30,48)은 쌍으로 상호적으로 반대로 놓인다.

Description

스핀들에 공구를 탈착가능하게 연결하기 위한 장치

제1a도는 공구와 스핀들(spindle)사이에서 클램핑위치에 있는 연결장치의 횡단면도.

제1b도는 구속해제 위치에 있는 연결장치의 횡단면도.

제1c도는 제1a도의 상세확대도.

제2도는 클램핑볼트를 위한 클램핑기구(clamping mechnism)의 횡단면도.

제3도는 밀링(milling)가공된 횡방향요홈을 가진 클램핑볼트의 사시도.

제4도는 밀링가공된 횡방향요홈을 가진 클램핑볼트에 대한 또다른 실시예의 사시도.

제5도는 제4도에 따른 클램핑볼트를 부분단면으로 도시한 평면도.

제6도는 제5도의 교차부분 6-6의 선을 따라본 횡단면도.

제7도는 밀링가공된 횡방향요홈과 수용경사부를 갖는 클램핑볼트에 대한 또다른 실시예의 사시도.

제8도는 제7도에 따른 클램핑볼트의 평면도.

제9도는 제8도의 교차부분 9-9의 선을 따라본 횡단면도.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

10 : 스핀들 12 : 공구몸체

14 : 연결장치 16 : 끼워맞춤개구부

18 : 끼워맞춤핀 20,22 : 평면

24 : 반경방향개구 26 : 클램핑볼트

28 : 팁 32 : 클램핑부재

34 : 막대 38 : 공동

42 : 나사플러그 44 : 원추형요홈

50,52 : 횡방향요홈 62 : 정지나사

68 : 압축스프링 70 : 구속볼

74 : 안내측부 80 : 슬롯구멍

본 발명은 기계공구의 스핀들(spindle)에 공구를 탈착가능하게 연결하기 위한 장치에 관련되며, 본 발명의 장치는 스핀들축과 동심에 이루는 끼워맞춤개구부와, 상기 끼워맞춤개구부내로 연장구성되는 끼워맞춤핀과, 상기 끼워맞춤핀내에서 반경방향으로 이동가능하게 지지되는 적어도 한 개의 클램핑볼트와, 상기 스핀들내에 배열된 클램핑기구에 의해 축방향으로 이동 가능한 클램핑부재와 두 개의 테이퍼면(tapered surface)들로 구성되고, 상기 테이퍼면들중 한 개가 클램핑부재상에 제공되고, 다른 한개가 클램핑볼트상에 제공되며, 상기 끼워맞춤핀 내부로 이동된 구속해제위치와 외측반경방향으로 연장구성된 클램핑위치사이에서 클램핑볼트의 반경방향조정을 용이하게 되도록 상기 테이퍼면들은 스핀들축에 대해 경사를 그리고, 서로에 대해 쌍을 이루며 지지된다.

상기 형태의 연결장치는 특히 중앙공구공급장치(center tool feeding apparatus)를 가진 머시닝센터(machining center)를 위한 자동공구교체장치(Automatic Tool Exchange)에서 이용되는 기계공구들에 주를 이용된다.

상기 공구공급장치에는 공구를 수용하기 위해 급경사구조의 테이퍼가 제공되고, 상기 공구공급장치는 대부분의 머시닝센터내에서 컵스프링패키지(cup-spring package)를 통해 유압이완장치(hydraulic relaxation)와 함께 작동된다., 급경사구조의 테이퍼면을 클램핑하는 기다란 모양의 그립핑장치에 의해 급경사구조의 테이퍼면상에 배열된 헤드볼트(head bolt)가 스핀들 내부로 끌어당겨진다. 스핀들의 크기에 따라, 급경사구조의 테이퍼면에서 공구결합을 위한 경로는 대략 6mm 내지 10mm에 이른다. (학술지 Werkstatt und Betrieb 119(1986), 797페이지 내지 801페이지를 참고할 때)상기 테이퍼면에서 이루어지는 결합을 고려하여 주어진 스핀들크기에서 지지효과를 증가시키기 위해, 급경사구조의 테이퍼면 수용수단이 공구에 대해, 정면에서 평면지지부를 가진 원통형의 수용수단으로 교체되고, 동시에 클램핑기구(clamping mechanism)로서 다수의 기계공구들내에 존재하는 중앙공구공급장치를 이용하는 것이 미리 제안되었다.

종래기술을 따르는 상기 형태의 공구는 끼워맞춤핀내에서 반경방향으로 이동가능하게 지지되는 두 개의 클램핑볼트들을 가지고, 또한 상기 클램핑볼트들은 끌어당김이 이루어지는 부품으로 설계되며, 스핀들상에 배열된 클램핑기구를 사용하여 축방향으로 이동가능한 클램핑부재(clamping member)에 의해 외측직경방향으로 이동가능하다. 끼워맞춤개구부와 인접한 평면상에 끼워맞춤핀과 인접한 원형평면을 끌어당기고 상기 원형평면을 클램핑하기 위하여, 클램핑볼트들이 외측으로 이동한 클램핑위치에 있을 때, 원뿔대 모양의 팁(tip)들을 가진 클램핑볼트들은 수용수단의 관통벽내부에서 원추형요홈(conical recess)내부로 연장구성된다. 클램핑볼트의 구속해제위치에서 클램핑볼트들은 끼워맞춤핀내부로 끌어당겨져서, 공구교체시 끼워맞춤핀은 끼워맞춤개구부로부터 벗어날 수 있게 된다. 클램핑부재 및 클램핑볼트로 형성되는 테이퍼면들에 의해 형성된 쐐기형 구동장치(wedge drive)의 쐐기각이 작아질수록, 주어진 하중에서 중앙에 위치한 클램핑기구로부터 공구상에 전달가능한 클램핑하중(clamping force)은 더욱 커진다. 공지된 공구커플링(tool coupling)의 쐐기각도는 임의로 감소시키는 것이 불가능한데 왜냐하면, 쐐기각도의 감소는 클램핑볼트들의 반경방향행정(radial stroke)에 영향을 주고, 클램핑기구의 주어진 축방향조정경로를 감소시키기 때문이다. 상기 단점은, 특히 클램핑하중이 증가함에 따라 클램핑볼트의 행정을 더 많이 요구하는 대형공구의 경우에서 나타난다. 평면에 의한 클램핑이 이루어지는 대형공구에서는 컵 스프링 패키지(cup-spring package)를 구비한 공지된 클램핑기구가 용이하게 이용될 수 없다. 대신에 조정경로가 더 큰 유압식 공구클램핑수단(hydraulic tool-clamping means)이 이용된다. 그러나 기계공구들과 머시닝센터사이의 복잡한 교체작업은 평면에 의한 클램핑이 이루어지는 상기 공구들의 이용을 제한하게 된다.

따라서 본 발명의 주요목적은 대형공구의 경우에 높은 클램핑하중으로 신뢰할 수 있게 평면에 의한 클램핑이 이루어지고, 중심에 위치하는 클램핑 기구가 상대적으로 작은 축방향 이동경로를 이동하여 스핀들상에서 충분히 끌어당겨지는 상기 형태의 연결장치를 제공하는 것이다.

상기 목적을 달성하기 위하여 청구항 1에 공개된 특징들의 조합이 제안된다. 본 발명의 유리한 다른 실시예들이 종속항들로부터 제공된다.

본 발명에 따르면, 대부분의 행정경로는 클램핑볼트의 구속해제위치로부터 클램핑위치까지 클램핑볼트가 하중의 거의 받지 않고 이동하기 위하여 필요하며, 상기 구속해제위치에서 클램핑볼트는 끼워맞춤핀내부로 끌어당겨지고, 실제 클램핑작용은 단지 매우 작은 행정경로를 요구한다. 한편, 모멘트가 없는 하중전달을 위하여 실제 클램핑작업이 이루어지는 동안, 테이퍼면들은 서로 지지되고 넓은 기저면을 가진다. 이를 위해 본 발명에 따르면, 클램핑부재 및 클램핑볼트는 서로 마주보는 테이퍼면들이 구성된 영역에서 횡방향의 플랭크(flank)들에 의해 형성된 횡방향요홈을 가지고, 상기 횡방향 요홈에 의해 테이퍼면들은 서로 이격되고 플랭크들중 한 개에 의해 한쪽측면이 제한되며 외측의 횡방향변부에 의해 다른 한쪽측면이 제한되는 두 개의 부분면들로 각각 나누어지며, 구속해제된 위치에서 치첩상태의 기어와 같이, 각각의 부분면들은 마주보게 놓여진 횡방향요홈내부로 연장구성된다. 또한 클램핑작업이 이루어질 때, 서로 짝을 이루며 부딪히게 되는 횡방향의 플랭크들 또는 횡방향변부들중 적어도 하나가 테이퍼면과 비교하여, 스핀들축에 대해 경사가 더 급한 수용경사부를 가진다. 추가로 클램핑위치에서 양쪽의 부분면들은 서로에 대해 짝을 이루며 지지된다.

테이퍼각도가 8°도와 20°도 사이의 범위로 조정되고, 수용경사부(receiving slope)가 40°도와 70°도 사이의 범위로 조정되므로, 대형공구에 대해 주어진 클램핑기구에 대한 최적조정이 이루어질 수 있다.

클램핑볼트 및 클램핑부재내의 횡방향요홈들은 외측을 향해 넓어지는 플랭크(flank)들과 함께 사다리꼴단면을 가진다. 본 발명의 유리한 실시예에 따르면, 수용경사부의 각도는 스핀들축에 대해 변화가능하다. 예를들어 수용경사부가, 필요하다면, 테이퍼면으로 연속으로 매끄럽게 형성되고, 볼록하게 구성될 수 있다.

클램핑작업이 이루어지는 동안 클램핑부재에 의해 클램핑볼트상에 전달되는 최대하중을 가능한 작게 유지시키기 위하여, 클램핑볼트의 플랭크는 클램핑볼트의 외측면상에서 회전대칭을 이루고, 클램핑작업이 이루어지는 동안, 상기 횡방향의 플랭크는 클램핑볼트의 축근처에서 클램핑부재와 부딪히게 된다. 클램핑작업이 이루어지는 동안, 클램핑볼트의 횡방향 변부는 클램핑부재의 플랭크와 부딪히고, 상기 횡방향변부는 적어도 1회, 선호적으로 2회 볼록하게 형성되거나 모서리 절삭이 이루어진다.

본 발명의 선호되는 실시예에 따르면, 클램핑볼트는 클램핑부재를 위한 2개의 안내측부를 가지며, 상기 안내측부들은 횡방향으로 테이퍼면들을 제한하고, 클램핑볼트의 횡방향요홈은 안내측부들 중 한 개에 의해, 적어도 한 개의 단부에서 제한된다.

횡방향요홈이 방전가공(spark-erosion method)에 의해 가공될 때, 횡방향요홈의 전방경계면들은 안내측부들의 안내면들에 대해 계단모양으로 돌출구조를 이루고, 클램핑부재의 횡방향요홈과 결합하는 부품들이 구성된 영역내의 횡방향 안내면들에서 클램핑부재의 해당재료가 제거된다.

한편 횡방향요홈이 밀링가공(milling)에 의해 요홈으로 가공될 때, 안내측부들중 한 개의 안내측부내에 미리가공된 슬롯구멍(slotted hole)을 통해 밀링공구가 삽입가능하고, 상기 슬롯구멍의 반대쪽에 위치하고 횡방향요홈의 연장부내에 횡방향변부의 윤곽을 가진 막힌 구멍이 내부로부터 각각의 안내측부로 형성될 수 있다. 이 경우 클램핑부재상의 재료제거가 반드시 필요하지는 않다.

테이퍼면들이 구성되는 영역에서 충분한 윤활작용이 이루어지도록, 클램핑볼트는 클램핑볼트의 원통형 외측면으로부터 테이퍼면까지 구성되는 윤활개구를 가지며, 윤활개구의 한쪽단부의 횡방향요홈에서 구성이 끝난다.

윤활작용은 안내측부들을 통해 횡방향요홈으로 연장구성되는 횡방향의 윤활개구를 통하여 이루어지는 것이 선호된다. 횡방향의 윤활개구는 각각의 안내측부내에 배열되고, 각각의 횡방향변부들이 구성된 영역내에서 횡방향요홈내로 연장구성될 수 있으며, 횡방향요홈을 향해 개방되고 횡방향윤활개구와 정렬되는 막힌 구멍이 각각 마주보게 놓여진 안내측부내에 배열될 수 있다. 횡방향을 향하는 적어도 한 개의 플랭크(flank)들이 횡방향의 윤활개구면의 일부분으로 형성될 수 있으며, 상기 일부분은 테이퍼면이 구성된 영역으로 연장구성된다. 동시에 밀링가공에 의해 횡방향요홈이 가공되는 동안, 횡방향의 윤활개구는 보조구멍으로 이용가능하다. 필수적으로 횡방향요홈의 기저부는 횡방향의 윤활개구의 축과 수직을 이루며 정렬될 수 있다. 중앙구멍이 가공보조수단으로서 횡방향요홈의 바닥면내부로 도입되고, 상기 중앙구멍은 클램핑볼트축과 동심축을 이루며, 필요하다면, 수용경사부와 교차될 수 있다.

클램핑기구(clamping mechanism)가 구속해제되는 공구교체작업시, 클램핑볼트의 원추형 팁(tip)이 구멍(spindle bore)과 연결되어 클램핑볼트는 자동으로 클램핑볼트의 구속해제위치로 이동된다. 구속해제가 이루어 질 때, 공구는 공구교체장치에 의해 서서히 가속되므로, 클램핑볼트상에 작용하는 최대하중은 상대적으로 작아지고, 클램핑기구에 의한 클램핑볼트의 운동은 문제가 없다. 상기 작용은 공구장착시에는 적용되지 않는데 왜냐하면 끼워맞춤핀이 비교적 고속으로 끼워맞춤개구부로 이동되고, 따라서 돌출구조의 클램핑볼트는 최대하중이 크게 클램핑되기 때문이다. 본 발명의 선호되는 실시예에 따르면, 클램핑볼트는 끼워맞춤핀내부의 구속해제위치로 분리가능하게 클램핑된다. 상기 작용은 끼워맞춤내부로 나사체결되고 팁(tip)과 함께 클램핑볼트의 요홈내로 연장구성되는 정지나사를 가진 장치에 의해 이루어질 수 있으며, 상기 요홈은 요홈의 단부들에 의해 밀폐구조를 이루고, 정지나사의 상기 팁은 스프링하중에 의해 이동가능한 구속볼(locking ball)을 가지며, 상기 구속볼은, 클램핑볼트의 구속해제위치에서, 요홈의 바닥면에 배열된 구속요홈과 결합한다. 공구교체가 이루어지는 동안, 상기 방법에 의해 이루어지는 클램핑볼트와 끼워맞춤핀사이의 구속작용은, 클램핑볼트의 구속작용시 구속기구에 하중을 많이 필요로 하지 않으면서, 다시 구속해제될 수 있다.

본 발명은 첨부된 도면들의 실시예들을 참고로 다음에 더욱 상세히 설명된다.

제1a 및 1b도를 참고할 때 예를들어 (도면에 도시되지 않은) 보링막대(boring rod)와 같은 공구몸체(12)는 연결장치(14)에 의해, 예를들어 (도면에 도시되지 않은) 머시닝센터(machining center)와 같은 장치에 구성되고 회전가능하게 지지되는 스핀들(spindle)(10)과 교체가능하게 연결될 수 있다. 상기 목적을 위해, 스핀들(10)은 끼워맞춤개구부(16)를 가지고, 상기 끼워맞춤개구부(16)는 스핀들축과 동심을 이루며, 상기 끼워맞춤개구부 내부를 통해 축방향으로 공구몸체에 배열된 원통형의 끼워맞춤핀(18)이 안내될 수 있다. 연결장치(14)가 인장상태에 있을 때, 끼워맞춤개구부(16)의 전면부를 형성하고 원형을 이루는 평면(20)과 끼워맞춤(18)에서 원형으로 형성된 평면(22)이 축방향으로 서로에 대해 압축된다. 다음에 되며 되는 커플링기구(coupling mechanism)에 의해 상기 압축작용이 이루어진다.

직경방향으로 마주보는 두개의 클램핑볼트(26)들이 끼워맞춤핀(18)에 구성된 반경반경개구(24)내에서 반경방향으로 이동가능하게 지지된다. 원통형의 외측면(27), 외측반경방향으로 연장구성되고 원뿔대모양을 이루는 팁(tip)(28)과, 내측반경방향으로 연장구성되는 테이퍼면(taper surface)(30)이 각각의 클램핑볼트(26)에 구성된다. 테이퍼면(30)들 사이에 두 개의 클램핑볼트(26)들과 마주보는 클램핑부재(32)가 제공되고, 상기 클램핑부재(32)의 양쪽측면은 테이퍼(taper)구조를 이루고 쐐기(wedge)모양을 로드(rod)(34)에 확고하게 연결되며, 상기 끼워맞춤핀(18)에 대해 축방향으로 이동가능하다. 상기 로드(34)는 스핀들에 구성되는 클램핑기구(clamping mechaism)에 의해 클램핑(clamp)모양으로 둘러싸여지는 커플링요소(36)를 운반하며, 상기 클램핑기구는 도면들에 도시되지 않는다. 구속해제상태에서 클램핑부재(32)를 수용하기 위한 공동(38)이 공구몸체(12)내에 배열된다. 끼워맞춤개구부(16)가 형성된 영역에서 직경방향으로 마주보고 내부에 나사구조를 가진 개구부(40)들 내에서, 나사플러그(42)가 스핀들(10)내로 나사체결되고, 각각의 클램핑볼트(26)에 구성된 원뿔대모양의 팁(tip)(28)을 수용하기 위하여 상기 나사플러그(42)는 내측반경방향으로 연장구성되는 원추형요홈(44)들을 가진다. (도면에 도시되지 않은)클램핑기구에 의해 화살표(46)방향으로 로드(34)가 축방향으로 운동할 때, 쐐기모양의 클램핑부재(32)에 의해, 상기 축방향운동은 클램핑볼트(26)들의 반경방향행정으로 변환된다. 서로 접촉하는 원추형의 테이퍼면들(30,48)이 클램핑작용을 할 때까지 원뿔대모양의 팁(tip)(28)들이 나사플러그(42)내의 원추형요홈(44)의 내부로 관통되며, 상기 테이퍼면들의 축방향상대운동에 의해, 평면들(20,22)이 서로에 대해 압착된다.

서로 마주보는 테이퍼면들(30,48)이 구성된 영역에서, 클램핑부재(32) 및 클램핑볼트(26)들은 횡방향으로 연장구성되는 플랭크들(50',50) 또는 플랭크(flank)들(52',52)에 의해 형성된 횡방향요홈(50,52)을 가지며, 상기 횡방향요홈들(50,52)들에 의해 각각의 테이퍼면(30,48)들이 서로 이격된 부분면(30',30) 또는 부분면(48',48)들로 구분되며, 상기 부분면들은 플랭크들중 한 개에 의해 한쪽측면이 제한되고, 외측의 횡방향변부(26',26) 또는 횡방향변부(32',32)에 의해 다른 한쪽측면이 제한된다.

(제1b도의)구속해제된 위치에서, 각각의 부분면(30',48)은 마주보는 위치의 횡방향요홈(52,50)내에 수용되고, (제1a도 및 제1c도의)클램핑된 위치에서, 부분면(30',48') 또는 부분면(30,48)은 쌍을 이루며 서로에 대해 지지된다. 클램핑작업시, 횡방향요홈(52)의 플랭크(52')와 클램핑부재(32)의 횡방향변부(32')는 서로 부딪히게 된다. 상기 변부는 로드(rod)측면에 위치하고 수용경사면을 형성하며, 스핀들축에 대해 상기 수용경사면은 테이퍼면(30) 또는 테이퍼면(48)과 비교하여 더 급경사로 형성되어, 전이영역에서, 로드(34)의 축방향운동경로는 상대적으로 큰 클램핑볼트(26)의 행정운동으로 변환된다. 이것은 상기 행정변화이 하중을 받지 않고 일어나기 때문에 가능하다. 한쪽측면에 위치한 테이퍼구조의 부분면(30') 또는 부분면(48')과 다른 한쪽측면에 위치한 부분면(30) 또는 부분면(48)은 작은 테이퍼각(tapered angle)을 이루며 서로에 대해 이동되고, 그 결과 하중비(power ratio)가 커지는 것이 보장된다. 클램핑된 상태에서, 쐐기구조의 클램핑부재(32)의 기저면은 횡방향요홈(50,52)에 의해 변화하지 않는다. 플래너(planar)면을 제조시 가공부정확도를 고려한다면, 상기 횡방향요홈들에 의해 형성되는 테이퍼면내의 간격이 클램핑작업시 유리하게 된다.

(제2도의) 끼워맞춤핀(18)으로부터 클램핑볼트(26)가 돌발적으로 분리되는 것을 방지하기 위하여, 단부들에서 밀폐된 종방향요홈(60) 및 끼워맞춤핀(18)에 나사체결된 정지나사(62)에 의해, 클램핑볼트(26)는 양방향으로 행정이 제한되고, 정지나사(62)의 팁(64)내부에 원통형구멍(66)이 연장구성된다. 정지나사(62)의 축내부에서 원통형구멍(66)은 팁(64)을 향해 개방되어 있다. 압축스프링(68) 및 구속볼(70)이 원통형구멍(66)내에 배열된다.

클램핑볼트(26)가 끼워맞춤핀(18)의 내부로 구속해제된 후퇴위치에 있을 때, 구속볼(30)은 종방향요홈(60)의 기저면에 배열된 구속요홈(72)내로 연장구성되어, 스핀들(10)외부에 위치한 공구몸체(12)를 다룰 때, 클램핑볼트(26)는 외향으로 전이된 위치에 도달할 수 없게 된다. 클램핑작업이 스핀들(10)에 놓여진 공구몸체(12)에 의해 개시될 때만 구속상태가 풀리게 된다.

안내측부(74)들 사이에서 클램핑부재(32)를 안내하기 위해, 각각의 테이퍼면(30)은 안내측부(74)들사이에서 횡방향에서 배치된다. 원통형의 노치(76)에 의해 클램핑볼트(26)가 끼워맞춤핀(18)내로 끌어당겨질 때, 구속해제상태의 로드(34)는 아직까지 클램핑볼트(26)를 지나 연장구성되는 것이 가능하다.

제3도에 있어서, 클램핑볼트(26)내의 횡방향요홈(52)이 밀링가공에 의해 제조된다. 상기 목적을 위해, 안내측부(74)들중 한 개에는 우선 슬롯구멍(slotted hole)(80)이 제공되고, 외부로부터 상기 슬롯구멍(80)을 통해 테이퍼면(30)영역으로 밀링공구가 삽입가능하다. 밀링가공이 이루어지는 동안, 슬롯구멍(80)이 횡방향요홈(52)의 사다리꼴 윤곽을 가지게 된다. 밀링가공이 이루어지는 동안, 횡방향요홈(52)의 윤곽과 동일한 윤곽을 가진 막힌구멍형태의 요홈(82)이 슬롯구멍(80)과 마주보는 안내측면(74)으로 밀링가공된다. 요홈(82)에 의해, 클램핑부재(32)의 측면으로부터 재료가 제거될 필요는 없다.

외측면(27)으로부터 테이퍼면(30)까지 구성되는 윤활개구(84,86)가 추가로 클램핑볼트(26)에 제공되고, 상기 윤활개구의 단부(88)는 횡방향요홈(52)내에서 구성이 끝난다.

제4도 내지 제6도에 도시된 클램핑볼트(26)는 또 다른 실시예로서 제3도의 실시예와 비교할 때 수정된 실시예이다. 클램핑볼트(26)의 횡방향요홈이 밀링가공에 의해 제조된다. 서로에 대해 오프셋(offset)배열되고, 횡방향을 향하는 두 개의 막힌 구멍(90,92)들이 우선 마주보는 측면으로부터 봉(rod)모양의 블랭크(blank)로 가공된다. 이어서, 두 개의 안내측부(74)들 사이의 테이퍼면(30)이 블랭크로 밀링가공될 때, 상기 구멍(90)은 경사면을 향해 개방된다. 개방된 상기 구멍(90)을 통해, 전면부에서 안내측부(74)사이의 공간으로 삽입된 커터(cutter)를 사용하여 횡방향요홈(52)을 가공개시하고, 또한 횡방향요홈(52)의 플랭크(52')를 형성하고 잔류하는 벽부분(90')을 이용하여 막힌 구멍(92)을 천공가능하다. 밀링가공이 이루어지는 동안, 횡방향의 플랭크(52)는 수직단면(93)을 수용하고, 상기 수직단면은 수용경사부를 형성하는 테이퍼면(30)을 향해 모서리절삭이 이루어진다. 용이한 제조를 위해 클램핑볼트(26)의 중심축과 동심을 이루는 중앙구멍(96)이 횡방향요홈(52)의 바닥면(94)에 형성되고, 상기 바닥면은 클램핑볼트(26)의 축과 수직을 이룬다. 중앙구멍(96)의 변부영역이 플랭크(52')와 교차한다. 클램핑부재(32)와 플랭크(52')가 각각의 횡방향요홈들의 영역에서 결합하도록, 플랭크(52')영역에서 밀링가공후, 잔류하는 모서리부(98)들은 쇄기모양의 클램핑부재(32)상에서 적합하게 가공분리되어야 한다. 최종가공된 클램핑볼트내에서 안내측부(74)들내에 잔류하고, 관통구멍들이 외측면(27)으로부터 테이퍼면(30)까지 구성되는 윤활개구가 형성된다. 추가로 잔류하는 막힌 구멍(90,92)은 단지 약 0.1mm의 깊이를 가지며, 상기 구멍(90,92)에 의해 밀링가공이 이루어지는 동안 안내측부(74)들의 내부로 돌출부가 형성되지 않는다.

제7도 내지 제의 클램핑볼트(26)에 관한 실시예에 있어서, 테이퍼면(30)이 우선 밀링가공된 후, 안내측부(74)들 사이에 위치한 횡방향요홈(52)의 깊은 부분이 밀링가공에 의해 제조된다. 밀링가공이 이루어지는 동안 플랭크(52')는 수직단면(93)을 수용하고, 이어서 상기 수직단면(93)은 부식법에 의해 모서리절삭이 이루어지며, 상기 부식법에 의해 테이퍼면(30)에 대해 수용경사부가 형성된다. 모든 영역에서 수용경사부는 안내측부(74)들까지 연장구성되어, 제4도 내지 제6도의 실시예에서 형성되는 모서리부(98)의 코너반경(corner radii)이 제거된다. 추가로 상기 제조방법에 의하여, 안내측부(74)들에 구성되고 횡방향을 향하는 구멍(90,92)또는 슬롯구멍(80)이 필요하지 않게 된다.

Claims (27)

1. 스핀들축과 동심축을 이루는 끼워맞춤개구부와, 상기 끼워맞춤개구부로 연장구성되는 끼워맞춤핀과, 상기 끼워맞춤핀내에서 반경방향으로 이동가능하게 지지되는 한 개이상의 클램핑볼트와, 상기 스핀들내에 배열된 클램핑기부에 의해 축방향으로 이동가능한 클램핑부재와, 상기 클램핑부재 위에 제공되는 테이퍼면과 상기 클램핑볼트위에 제공되는 다른 한개의 테이퍼면이 형성되고, 또한 끼워맞춤핀내부로 당겨져 구속해제되는 위치와 끼워맞춤핀의 외측반경방향으로 연장구성되는 클램핑위치 사이에서 클램핑볼트의 반경방향조정을 용이하도록, 상기 두 개의 테이퍼면들이 스핀들축에 대하여 경사를 이루며 위치하며 또한 짝을 이루며 서로 지지되는 스핀들에 공구를 탈착가능하게 연결하기 위한 장치에 있어서, 각각의 클램핑부재(32) 및 클램핑볼트(26)는 각각의 테이퍼면(48,30)이 형성된 영역에서 횡방향의 플랭크(50',50,52',52)에 의해 형성되고 서로 마주보는 횡방향요홈(50,52)을 가지고, 상기 횡방향요홈을 통해 상기 테이퍼면(48,30)들은 서로 이격되게 배열된 두 개의 부분면(48',48,30',30)들로 나누어지며, 또한 한쪽측면에서 플랭크들중 한 개에 의해 제한되고 다른 한쪽측면에서 외측의 횡방향변부에 의해 제한되며, 구속해제된 위치에서, 각각의 부분면(48,30')은 서로 마주보게 놓여 진 횡방향요홈(50,52)내로 연장구성되고, 클램핑작업이 이루어지는 동안, 쌍을 이루며 서로 부딪히는 횡방향의 플랭크(52')들중 한 개이상 또는 횡방향변부(32')들중 한 개이상이 스핀들축에 대한 테이퍼면(30,48)의 경사각도와 비교하여 더 급한 경사각도를 이루는 수용경사부를 가지며, 클램핑위치에서, 양쪽의 부분면(30',48')들과 부분면(30,48)들이 쌍을 이루며 서로에 대해 지지되는 것을 특징으로 하는 스핀들에 공구를 탈착가능하게 연결하기 위한 장치.
2. 제1항에 있어서, 수용경사부는 스핀들축에 대해 변화가능한 피치를 갖는 것을 특징으로 하는 스핀들에 공구를 탈착가능하게 연결하기 위한 장치.
3. 제1항 또는 제2항에 있어서, 수용경사부들중 한 개이상은 볼록한 곡선을 형성하는 것을 특징으로 하는 스핀들에 공구를 탈착가능하게 연결하기 위한 장치.
4. 제3항에 있어서, 수용요홈들중 한 개이상의 테이퍼면으로 매끄러운 곡선을 형성하는 것을 특징으로 하는 스핀들에 공구를 탈착기능하게 연결하기 위한 장치.
5. 제1항에 있어서, 회전대칭을 이루는 클램핑볼트(26)에 형성되고, 클램핑작업시 먼저 클램핑부재와 부딪히는 횡방향의 플랭크(52')가 클램핑볼트(26)의 축근처에 배열되는 것을 특징으로 하는 스핀들에 공구를 탈착가능하게 연결하기 위한 장치.
6. 제1항에 있어서, 클램핑볼트(26)에 형성되고 클램핑작업시 클램핑부재(32)의 플랭크(50)와 부딪히는 횡방향변부(26)는 1회이상 모서리절삭이 이루어지거나 볼록한 곡선을 형성하는 특징으로 하는 스핀들에 공구를 탈착가능하게 연결하기 위한 장치.
7. 제1항에 있어서, 클램핑볼트는 클램핑부재를 위한 두 개의 안내측부들을 가지며, 상기 안내측부들은 횡방향으로 플랭크들을 제한하고, 클램핑볼트(26)의 횡방향요홈(52)은 횡방향요홈의 단부에서 안내측부(74)들중 한 개에 의해 제한되는 것을 특징으로 하는 스핀들에 공구를 탈착가능하게 연결하기 위한 장치.
8. 제1항에 있어서, 클램핑볼트(26)의 횡방향요홈(52)은 반정가공에 의해 가공되거나, 밀링가공되는 것을 특징으로 하는 스핀들에 공구를 탈착가능하게 연결하기 위한 장치.
9. 제8항에 있어서, 횡방향요홈(52)의 전방경계면들은 안내측부(74)들의 안내면들에 대해 계단모양으로 돌출하고, 횡방향요홈(52)과 결합하는 부품들의 영역내에 위치한 횡방향안내면들에서, 클램핑부재는 해당 재료제거가 이루어지는 것을 특징으로 하는 스핀들에 공구를 탈착가능하게 연결하기 위한 장치.
10. 제1항에 있어서, 클램핑볼트(26)의 횡방향요홈(52)이 밀링가공되고, 클램핑부재(32)와 부딪히는 횡방향의 플랭크(52')는 수용경사부내에서 방전가공되는 것을 특징으로 하는 스핀들에 공구를 탈착가능하게 연결하기 위한 장치.
11. 제9항에 있어서, 횡방향요홈(52)의 연장부내에 배열된 슬롯구멍(80)이 안내측부(74)들 중 한개의 안내측부내에 위치하는 것을 특징으로 하는 스핀들에 공구를 탈착하게 연결하기 위한 장치.
12. 제11항에 있어서, 횡방향요홈(52)의 연장부내에 배열된 막힌 구멍(82)이 안내측부(74)들 중 한개의 안내측부내에 위치하는 것을 특징으로 하는 스핀들에 공구를 탈착가능하게 연결하기 위한 장치.
13. 제1항에 있어서, 횡방향요홈(50,52)들에는 외측으로 확대구조를 이루는 한 개이상의 플랭크를 가진 마름모꼴단면이 제공되는 것을 특징으로 하는 스핀들에 공구를 탈착가능하게 연결하기 위한 장치.
14. 제1항에 있어서, 클램핑볼트(26)는 윤활개구(84,86)를 가지고, 상기 윤활개구는 클램핑볼트(26)의 외측면(27)으로부터 테이퍼면(30)까지 연장구성되며, 윤활개구(84,86)의 단부(88)는 횡방향요홈(52)에서 구성이 끝나는 것을 특징으로 하는 스핀들에 공구를 탈착가능하게 연결하기 위한 장치.
15. 제1항에 있어서, 클램핑볼트(26)가 끼워맞춤핀(18)내부로 이동하는 구속해제위치에서, 상기 클램핑볼트(26)가 구속 및 구속해제가능한 것을 특징으로 하는 스핀들에 공구를 탈착가능하게 연결하기 위한 장치.
16. 제15항에 있어서, 끼워맞춤핀(18)내부로 정지나사(62)가 나사체결되고, 정지나사의 팁(64)이 단부에서 밀폐된 종방향요홈(60)내에 수용되며, 정지나사의 팁(64)은 압축스프링(68)의 하중에 의해 이동가능한 구속볼(70)을 가지고, 클램핑볼트(26)의 구속해제위치에서 상기 구속볼은 종방향요홈(60)의 바닥면에 배열된 구속요홈(72)으로 연장구성되는 것을 특징으로 하는 스핀들에 공구를 탈착가능하게 연결하기 위한 장치.
17. 제1항에 있어서, 테이퍼면은 스핀들축과 8°도와 20°도 사이의 각을 형성하는 것을 특징으로 하는 스핀들에 공구를 탈착가능하게 연결하기 위한 장치.
18. 제1항에 있어서, 수용경사부는 스핀들축과 40°도와 70°도 사이의 각을 형성하는 것을 특징으로 하는 스핀들에 공구를 탈착가능하게 연결하기 위한 장치.
19. 제1항에 있어서, 횡방향을 향하는 한 개이상의 구멍(90,92)들이 안내측부(74)들중 한 개를 관통하여 횡방향요홈(52)내에서 구성이 끝나는 것을 특징으로 하는 스핀들에 공구를 탈착가능하게 연결하기 위한 장치.
20. 제19항에 있어서, 각각의 안내측부(74)내에는 횡방향요홈(52)내에서 구성이 끝나는 횡방향의 구멍(90,92)이 배열되는 것을 특징으로 하는 스핀들에 공구를 탈착가능하게 연결하기 위한 장치.
21. 제20항에 있어서, 횡방향요홈(52)내의 각각의 횡방향변부(52,52')들이 형성된 영역에서 상기 구멍(90,92)의 구성이 끝나는 것을 특징으로 하는 스핀들에 공구를 탈착가능하게 연결하기 위한 장치.
22. 제19항 내지 제21항중 한 항에 있어서, 막힌구멍(90,92)이 반대쪽에 위치한 안내측부(74)내에서 횡방향의 구멍(90,92)과 일직선상에 놓이고 횡방향요홈을 향해 개방되는 것을 특징으로 하는 스핀들에 공구를 탈착가능하게 연결하기 위한 장치.
23. 제19항에 있어서, 플랭크(52)들 중 한 개이상의 플랭크가 구멍(90)을 가진 면의 벽부분(90')에 의해 형성되고, 상기 벽부분은 테이퍼면(30)이 형성된 영역내로 연장구성되는 것을 특징으로 하는 스핀들에 공구를 탈착가능하게 연결하기 위한 장치.
24. 제1항에 있어서, 플랭크(52')는 클램핑볼트(26)의 축과 평행한 수직단면(93)내에서 모서리절삭부로서 구성되는 것을 특징으로 하는 스핀들에 공구를 탈착가능하게 연결하기 위한 장치.
25. 제1항에 있어서, 바닥면(94)은 클램핑볼트(26)의 축과 수직으로 구성되는 것을 특징으로 하는 스핀들에 공구를 탈착가능하게 연결하기 위한 장치.
26. 제25항에 있어서, 바닥면(94)내에 중앙구멍(96)이 위치하고, 상기 중앙구멍(96)은 클램핑볼트(26)의 축과 동심을 이루는 것을 특징으로 하는 스핀들에 공구를 탈착가능하게 연결하기 위한 장치.
27. 제26항에 있어서, 중앙구멍(96)이 플랭크(52')와 교차하는 것을 특징으로 하는 스핀들에 공구를 탈착가능하게 연결하기 위한 장치.