KR100944930B1 - 회전식 공구용 공구 커플링 - Google Patents

회전식 공구용 공구 커플링 Download PDF

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산드빅 인터렉츄얼 프로퍼티 에이비
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Abstract

본 발명은 회전식 공구용 공구 커플링에 관한 것으로, 상기 공구 커플링은 제 1 공구 본체 (5) 와 제 2 공구 본체 (7) 를 연결하며 또한 제 1 공구 본체 (5) 에 배치된 수형부 (1) 및 제 2 공구 본체 (7) 에 배치된 암형부 (3) 를 포함하며, 수형부 (1) 와 암형부 (3) 는 공구 커플링의 작동상태에서 서로 결합하게되며, 또한 공구 커플링은 수형부 (1) 와 암형부 (3) 에 축방향의 체결력을 가하기 위한 부재 (20) 를 포함한다. 본 발명에 따른 공구 커플링의 특징은, 상기 공구 커플링은 반경방향으로 공구 본체 (5,7) 의 상호 스티어링을 위한 부재들 (9, 10) 을 포함하며, 상기 부재 (9, 10) 가 수형부 (1) 와 암형부 (3) 로 부터 반경 방향으로 일정거리에 떨어져 위치된다는 것이다.

Description

회전식 공구용 공구 커플링{TOOL COUPLING FOR ROTATING TOOL}
본 발명은, 칩 제거 기계가공을 위한 회전식 공구용 공구 커플링으로서, 상기 공구 커플링은 제 1 공구 본체와 제 2 공구 본체를 연결하기 위한 것으로, 제 1 공구 본체에 배치된 수형부 및 제 2 공구 본체에 배치된 암형부를 포함하며, 수형부와 암형부는 공구 커플링의 작동상태에서 서로 결합하게되며, 또한 공구 커플링은 수형부와 암형부에 축방향의 체결력을 가하기 위한 부재를 포함하는 공구 커플링에 관한 것이다.
수형부가 암형부와 협동작용하는 공구 커플링은 이미 SE-B-457 623으로부터 공지되어 있으며, 상기 공구 커플링은 원뿔형이며 그 단면은 원형이 아니다. 공구 커플링의 작동위치에서, 수형부는 암형부에 수용되고 암형부에 대한 수형부의 최종 변위시, 암형부의 탄성변형이 그 개방 단부의 영역에서 발생한다. 수형부와 암형부 사이의 상호 스티어링과는 별개인, 공구 커플링의 반경방향에서의 추가적인 스티어링은 SE-B-457 623 에 따른 공구 커플링에서는 발견되지 않는다.
원통형 단면의 원뿔형으로 된 수형부와 암형부를 포함하는 공구 커플링이 이미 US-A-4 621 960 에 공지되어 있다. 또한, 상기 공구 커플링은 리세스와 협동작용하는 핀 형태의 구동 부재를 포함한다. 축방향으로 연장하는 나사는 수 형부와 암형부 사이를 결합하기 때문에, 수형부/암형부로부터 반경방향 거리에 위치하고 공구 커플링내에 포함된 멈춤면들 사이에 접촉이 발생한다. 상기 멈춤면은 공구 커플링의 반경방향으로 어떤 스티어링도 제공하지 않는다.
본 발명의 제 1 목적은 놀음(play)이 없는 서두에서 언급한 유형의 공구 커플링을 구현하는 것이다.
본 발명의 다른 목적은, 상기 커플링이 공구 헤드상에 장착되는 칩 제거 기계가공용 절삭 인서트에 의해 실시되는 칩 제거 기계가공에 대하여 특히 반경방향으로 높은 정확도를 보장하는 것이다.
본 발명의 다른 목적은, 본 발명에 따른 공구 커플링은 상호 정확한 위치에서 함께 연결되는 공구 본체를 자동적으로 뿐만 아니라 사용자가 편리하게 조정하는 것이다.
적어도 본 발명의 제 1 목적은 다음의 독립항 1 에서 기재된 특징을 갖는 공구 커플링에 의해 달성된다. 본 발명의 바람직한 실시예는 종속항에서 정의된다.
도 1 은 제 1 공구 본체상에 설치된, 본 발명에 따른 공구 커플링에 포함된 수형부의 사시도.
도 2 는 제 2 공구 본체상에 설치되고 도 1 에 따른 수형부가 장착되는, 본 발명에 따른 공구 커플링에 포함된 암형부의 사시도.
도 3 은 도 1 에 따른 제 1 공구 본체의 중심을 통하는 축방향 단면도.
도 4 는 공구 본체의 중심을 통해 축방향으로 절단된, 조립된 상태에서의 2개 공구 본체의 일부 사시도.
도 5 는 수형부와 암형부가 서로 결합되었을 때, 수형부와 암형부를 통해 공구 본체의 축방향에 수직인 단면도.
*도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명*
1 수형부 2 제 1 접촉면
3 암형부 4 제 2 접촉면
5 제 1 공구 본체 6 제 1 중앙 홀
7 제 2 공구 본체 8 제 2 중앙 홀
9 원형 리지 10 원형 그루브
12 외측 코너부 13 내측 코너부
14 제 1 부분 측면 15 제 2 부분 측면
16,17 코너부 18 천이부
19 측면 20 잠금 나사
21 내부 키 리세스 22 클램프 링
23 챔퍼 24 섕크
25 공간 26 헤드
도 1 및 도 2 에 도시된 본 발명에 따른 공구 커플링의 실시 형태는 수형부 (1) (도 1 참조) 및 암형부 (3)(도 2 참조) 를 포함한다. 상기 수형부 (1) 는 제 1 공구 본체 (5) 의 제 1 접촉면 (2) 상에 배치되고 상기 암형부 (3) 는 제 2 공구 본체 (7) 의 제 2 접촉면 (4) 에 배치된다. 제 1 공구 본체 (5) 는, 예를 들어, 커터 헤드로 구성될 수 있으며, 제 2 공구 본체 (7) 는, 예를 들어, 익스텐더 (extender)등으로 구성될 수 있다. 암형부 (3) 의 반대편 단부에서, 제 2 공구 본체 (7) 에는 다른 유형의 공구 커플링, 예를 들어 에이비 샌드빅 코로만트에 의해 판매되는 COROMANT CAPTO
Figure 112004033057613-pct00001
공구 커플링이 제공될 수도 있다. 공구 본체 (5,7) 는 본 특허 명세서에서 개략적으로 도시되어 있다.
예시된 실시 형태에서, 축방향 제 1 중앙 홀 (6) 은 제 1 공구 본체 (5) 를 관통해 있고 축방향 제 2 중앙 홀 (8) 은 제 2 공구 본체 (7) 의 적어도 일부분을 관통해 있다. 제 1 중앙 홀 (6) 에는 스텝이 제공되며, 제 2 중앙 홀 (8) 에는 내부에 나사가 형성된다.
또한, 본 발명에 따른 공구 커플링은 도 1 및 도 2 에 따른 실시 형태에서 제 1 공구 본체 (5) 의 외주에 연결된 원형 리지 (9) 를 포함하는 스티어링을 포함하며, 이 리지는 수형부 (1) 로부터 반경방향으로 일정한 거리를 가지며 제 1 접촉면 (2) 상에 배치되어 있다. 또한, 상기 스티어링은 제 2 공구 본체 (7) 의 외주에 연결된 원형 그루브 (10) 를 포함하고, 이 그루부는 암형부 (3) 로부터 반경방향으로 일정한 거리를 가지며 제 2 접촉면 (4) 에 배치되어 있다. 원형 리지 (9) 와 원형 그루브 (10) 가 협동작용하는 방법은 아래의 상세한 설명으로부터 명백해 질 것이다.
도 1 에 도시된 수형부 (1) 는 전체적으로 둥근 코너부 (12, 13) 를 지닌 삼각형으로 되어 있으며, 제일 외곽쪽에 위치한 코너부 (12) 는 수형부 (1) 의 원주 방향으로 볼록하며, 또한 수형부 (1) 의 축선 방향으로도 볼록하다. 코너부 (12, 13) 사이에서, 수형부는 두개의 부분 측면 (14, 15) 을 지니며, 제 1 부분 측면 (14) 은 평면인 반면에, 제 2 부분 측면 (15) 은 수형부 (1) 의 원주 방향으로 볼록하다. 이것은 도 5 의 단면도에서 더욱 분명히 알 수 있다.
도 2 에서, 암형부 (3) 는 또한 둥근 코너를 갖는 통상의 삼각형상을 가지며, 상기 코너는 두 부분 (16, 17) 을 포함한다. 제 1 코너부 (16) 는 제 2 코너부 (17) 의 저면보다 제 2 공구 본체 (7) 의 원주에 더 가깝게 위치하는 저면을 구비한다. 코너부 (16, 17) 의 저면들 사이에는, 제 2 공구 본체 (7) 의 축방향으로 연장된 천이부 (18) 가 배치되어 있다. 각각의 코너부 (16,17) 사이에 측면 (19) 이 있으며, 이 측면은 평면인 것이 바람직하다.
도 1 에서 도시된 수형부는, 수형부 (1) 와 암형부 (3) 사이의 약간의 놀음의 도움으로 도 2 의 암형부 (3) 에 끼워지게 된다. 이는 수형부 (1) 가 암형부 (3) 에 수용될 때 수형부 (1) 는 반경 방향으로 적극적으로 스티어링되지 않으나, 하기에 더욱 자세히 설명된 방법으로 원형 그루브와 협동작용하는 원형 리지 (9) 를 통하여서만 반경 방향으로 스티어링됨을 의미한다.
도 4 에서, 2개의 공구 본체 (5,7) 가 연결된 상태로 도시되어 있으며, 즉, 수형부 (1) 가 암형부 (3) 에 수용되어, 접촉면 (2,4) 이 서로 맞닿고 원형 리지 (9) 가 원형 그루브 (10) 에 수용된다. 양방향 화살표 A 는 공구의 축방향을 나타내고, 양방향 화살표 R 은 공구의 반경방향을 나타낸다. 축방향으로 연장하며 외부에 나사형성된 잠금 나사 (20) 가 제 1 홀 (6) 에 끼워져 제 2 홀 (8) 안으로 들어간다. 잠금 나사 (20) 를 회전시켜 공구 본체 (5,7) 를 만족스럽게 연결하기 위하여 잠금 나사 (20) 에는 통상의 방법으로 내부 키 리세스 (21) 가 제공된다. 잠금 나사 (20) 에는 또한 잠금 나사 (20) 내 반경방향 그루브에 수용되는 클램프 링 (22) 이 제공된다. 상기 클램프 링 (22) 의 기능은 아래에서 서술할 것이다.
따라서, 두 공구 본체 (5, 7) 가 연결될 때에, 수형부 (1) 가 암형부 (3) 안으로 끼워져, 초기 단계에서 수형부의 코너부 (12, 13) 가 암형부 (3) 의 제 1 코너 (16, 17) 에 접촉하게 된다. 수형부 (1) 는 잠금 나사 (20) 의 회전에 의해 암형부 (3) 안으로 변위되고, 이로 인해 잠금 나사의 외부 나사부가 내부 나사홀 (8) 에 결합되게 된다. 수형부 (1) 가 암형부 (3) 의 바닥에 닿으면, 수형부 (1) 의 부분 측면 (14,15) 이 암형부 (3) 의 측면 (19) 에 정확하게 대향하게 된다. 이 상태에서, 또한 접촉면 (2,4) 이 서로 맞닿게 되어, 제 1 공구 본체 (5) 의 리지 (9) 가 제 2 공구 본체 (7) 의 그루브 (10) 에 수용된다. 리지 (9) 와 그루브 (10) 사이의 협동작용에 의해, 2개의 공구 본체 (5,7) 의 반경방향으로 상호 스티어링이 달성될 것이다. 부분 측면 (14, 15) 과 측면 (19) 사이의 놀음에 의해 야기된 수형부 (1) 와 암형부 (3) 사이의 놀음으로 인하여 (도5 참조) 리지 (9) 와 그루브 (10) 에 의해 달성된 스티어링은, 코너부 (13, 14, 16, 17) 와 부분 측면 (14, 15) 및 측면 (19) 에 의해 각각 달성되는 스티어링을 압도하게 된다. 바람직하게, 도 4 에 도시된 단면도에서, 리지 (9) 는 그루브 (10) 보다 약간 더 작은 곡률반경을 갖는다. 그 결과, 실제 제조시 리지 (9) 와 그루브 (10) 의 정밀도에 관한 요구가 다소 감소된다.
이와 관련하여, 측방향 힘이 제 1 공구 본체 (5) 에 가해지는 경우, 공구 본체 (5,7) 의 상호 측방향 변위는, 리지와 그루브가 잠금 나사 (20) 에 의해 축방향으로 함께 유지되기 때문에 리지 (9) 와 그루브 (10) 가 상호 협동작용하여 예외적으로 높은 정도까지 억제됨을 언급하고자 한다.
제 2 공구 본체 (7) 에 회전이 가해지는 경우, 암형부 (3) 가 물론 회전하기 때문에, 수형부 (1) 와 제 1 공구 본체 (5) 가 따라서 구동된다. 이와 관련하여, 도 5 를 참조하면, 수형부 (1) 와 암형부 (3) 의 작동위치에서 이들 수형부와 암형부를 통한 단면도가 도시되어 있다. 도 5 에 도시된 것처럼, 회전방향은 R로 표시되어 있으며, 암형부 (3) 가 회전하자마자, 측면 (19) 이 볼록한 부분 측면 (15) 과 접촉하게 되어, 상기 3개의 접촉 영역 (15/19) 을 통해 회전력이 전달된다.
도 5 에서 또한, 잠금 나사 (20) 가, 바람직하게 잠금 나사 (20) 의 전체 섕크 (24) 를 따라 연장하는 종방향 챔퍼 (23) 를 구비하고 있는 것이 가장 명확하게 나타나 있다. 상기 챔퍼 (23) 는 잠금 나사 (20) 의 섕크와 홀 (6,8) 사이에 공간 (25) 을 제공하여, 상기 공간에 냉각 매체가 공급될 수 있다. 냉각 매체가 잠금 나사 (20) 의 헤드 (26) 영역에 더 분배되는 방법은 도 4 에 나타나 있지 않다. 이와 관련하여, 잠금 나사 (20) 의 설계, 즉, 종방향 챔퍼 (23) 의 배치 는, 냉각 매체의 공급 공간을 제공하는 것이 중요한 칩 제거 기계가공용 공구에 대해 일반적인 용도를 갖는다.
제 1 공구 본체 (5) 를 제 2 공구 본체 (7) 로 부터 해체할 필요가 있는 경우, 공구 본체 (5,7) 를 연결할 때와 비교하여 반대방향으로 잠금 나사 (20) 를 회전시킨다. 그런 후, 섕크 (24) 의 원주 밖으로 일정거리 돌출한 클램프 링 (22) 이 제 1 공구 본체 (5) 에 맞닿게 되고 제 1 공구 본체와 함께 클램프 링을 당겨서, 수형부 (1) 를 암형부 (3) 로부터 제거한다.
본 발명의 상술한 실시 형태에서, 공구 본체 (5, 7) 는 통상적인 원통형 요소의 형태로 개략적으로 도시되어 있다. 그러나, 실제로 동일한 상기 공구 본체 (5, 7) 는 공구 본체가 포함될 공구의 형태에 따라 기계가공된다. 그러면, 상기 공구 본체 (5, 7) 의 주변부는 여기 저기서 단절되며, 완성된 공구상의 원형 리지 (9) 와 원형 그루브 (10) 가 연속적이지 않고 여기 저기서 단절된다. 그러한 이유로, 이후의 청구항에서는 "원형" 대신에 "호형(arc-shaped)"이라는 용어가 사용된다.
본 발명의 가능한 변형예
상술한 실시 형태에서, 수형부 (1) 는 제 1 공구 본체 (5), 즉, 예를 들어 커터 헤드를 구성할 수도 있는 부분에 배치된다. 그러나, 본 발명의 범위내에서, 암형부 (3) 가 제 1 공구 본체 (5) 에 형성되고, 이러한 경우 예를 들어 익스텐더를 구성할 수도 있는 제 2 공구 본체상에 수형부 (1) 가 배치되는 것도 가능하다.
상술한 실시예에서, 리지 (9) 및 그루브 (10) 는 원형이며, 상술한 이유로 여기 저기서 단절될 수 있다. 그러나, 리지/그루브는 호형일 필요는 없고, 이들은 다른 곡선형상을 가지거나 또는 심지어 직선이어도 좋다.

Claims (8)

  1. 칩 제거 기계가공을 위한 회전식 공구용 공구 커플링으로서, 상기 공구 커플링은 제 1 공구 본체 (5) 와 제 2 공구 본체 (7) 를 연결하기 위한 것으로, 제 1 공구 본체 (5) 에 배치된 수형부 (1) 및 제 2 공구 본체 (7) 에 배치된 암형부 (3) 를 포함하며, 수형부 (1) 와 암형부 (3) 는 공구 커플링의 작동상태에서 서로 결합하게되며, 또한 공구 커플링은 수형부 (1) 와 암형부 (3) 에 축방향의 체결력을 가하기 위한 부재 (20) 를 포함하며, 반경 방향으로 공구 본체 (5, 7) 의 상호 스티어링을 위한 부재 (9, 10) 를 포함하는 공구 커플링에 있어서,
    스티어링 부재는 제 1 공구 본체 (5) 상의 리지 (9) 및 제 2 공구 본체 (7) 상의 그루브 (10) 를 포함하며, 리지 (9) 는 공구 커플링의 작동 상태에서 그루브 (10) 에 수용되며, 리지 (9) 는 공구 본체 (5) 의 주변부에 인접하여 배치되며, 그루브 (10) 는 제 2 공구 본체 (7) 의 주변부에 인접하여 배치되는 것을 특징으로 하는 공구 커플링.
  2. 제 1 항에 있어서, 리지 (9) 와 그루브 (10) 는 호형인 것을 특징으로 하는 공구 커플링.
  3. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서, 리지 (9) 는 제 1 공구 본체 (5) 의 접촉면 (2) 상에 배치되고, 그루브 (10) 는 제 2 공구 본체 (7) 의 접촉면 (4) 에 배치되는 것을 특징으로 하는 공구 커플링.
  4. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서, 단면에서 볼 때 리지 (9) 는 그루브 (10) 보다 약간 작은 굽힘 반경을 가짐을 특징으로 하는 공구 커플링.
  5. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서, 수형부 (1) 와 암형부 (3) 는 전체적으로 삼각형 단면을 갖는 것을 특징으로 하는 공구 커플링.
  6. 제 5 항 에 있어서, 수형부 (1) 는 수형부 (1) 의 원주 방향으로 오목한 1 이상의 부분 측면 (15) 을 구비하는 것을 특징으로 하는 공구 커플링.
  7. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서, 공구 본체 (5, 7) 를 축방향으로 체결하기 위한 부재는 잠금 나사 (20) 로 구성되며, 이 잠금 나사는 그의 섕크부 (24) 상에 종방향 챔퍼 (23) 를 구비하는 것을 특징으로 하는 공구 커플링.
  8. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서, 공구 본체 (5, 7) 를 축방향으로 체결하기 위한 부재는 잠금 나사 (20) 로 구성되며, 이 잠금 나사는 잠금 나사 (20) 의 섕크 (24) 의 외주에서 바깥쪽으로 일정거리 돌출하는 클램프 링 (22) 이 수용되는 반경방향 그루브를 구비하는 것을 특징으로 하는 공구 커플링.
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