KR20040076195A

KR20040076195A - 공구 홀더

Info

Publication number: KR20040076195A
Application number: KR1020030075085A
Authority: KR
Inventors: 다구치마사히로; 야마모토유사쿠; 나카이에이사쿠
Original assignee: 가부시키가이샤 니켄고사쿠쇼
Priority date: 2003-02-24
Filing date: 2003-10-27
Publication date: 2004-08-31
Also published as: JP3899324B2; EP1449607A1; US6923451B2; KR100751469B1; ES2367106T3; JP2004255474A; ATE510645T1; US20040164502A1; EP1449607B1

Abstract

테이퍼 콜릿(12)을 콜릿 척 본체(11)의 테이퍼 구멍(115) 내에 밀어넣어 절삭 공구(15)를 척으로 고정하는 로크너트(13)를 포함하는 공구 홀더에 있어서, 로크너트와 테이퍼 콜릿 사이의 마찰 저항을 크게 감소시키고, 로크너트를 조이는 도중에, 테이퍼 콜릿이 선회하지 않도록 하는 공구 홀더를 제공하기 위하여, 테이퍼 콜릿(12)의 기준 말단(123)과 상기 말단에 대향하는 콜릿 지지부(131) 사이에 양 접촉면 사이의 마찰 저항을 감소시키는 베어링 와셔(14)가 끼워진다. 상기 베어링 와셔(14)의 양면, 즉 기준 말단(123) 및 콜릿 지지부(131)와 접촉되는 각 면은 이온 질화 처리, DLC(Diamond-Like Carbon) 코팅 처리, 및 TiN 코팅 처리 중 어느 한 가지로 표면 처리된다

Description

공구 홀더 {TOOL HOLDER}

본 발명은 드릴 등의 절삭 공구를 슬롯이 형성된 테이퍼 콜릿 및 로크너트에 의하여 콜릿 척에 파지하는 공구 홀더에 관한 것으로서, 보다 상세하게는, 로크너트와 테이퍼 콜릿 사이의 접촉부가 베어링 와셔를 통해 결합된 공구 홀더에 관한 것이다.

이러한 유형의 종래의 공구 홀더에 있어서, 드릴 등의 절삭 공구를 슬롯이 형성된 테이퍼 콜릿 및 로크너트에 의하여 콜릿 척에 파지하기 위하여, 결합홈을 테이퍼 콜릿의 절삭 공구 삽입쪽 말단부의 외주 둘레 전체에 걸쳐 링 형상으로 형성하고, 결합홈과 결합되는 볼록한 나사산부를 로크너트의 내주 상에 링 형상으로 제공하며, 상기 볼록한 나사산부를 결합홈과 결합시켜, 테이퍼 콜릿이 상대 회전 가능하도록 로크너트에 결합되어 있다.

다음에, 결합된 상태의 테이퍼 콜릿을 콜릿 척 본체의 전방 말단부의 내주 상에 제공된 테이퍼 구멍 내에 삽입하고, 로크너트를 콜릿 척의 전방 말단부의 외주 상에 제공된 수나사산부와 나사 결합시켜 테이퍼 콜릿을 콜릿 척 본체 내에 삽입하여 일시적으로 장착시킨다. 다음에, 절삭 공구의 섕크부를 공구 삽입 구멍 내에 삽입한 후 로크너트를 조임으로써, 테이퍼 콜릿이 콜릿 척 본체의 테이퍼 구멍 내에 밀어 넣어져서 자신의 직경이 감소되므로, 절삭 공구가 콜릿 척 본체 내에 척으로 고정된다(예를 들면, 비특허 문헌 1 참조).

[비특허 문헌 1]

기능 박스 19: 1975년 1월 1일 대하출판주식회사에서 발간된 작업 공구, 콜릿 척 구조의 용도, PP. 22-23.

그러나, 전술한 바와 같은 상기 종래의 공구 홀더에 있어서, 로크너트의 볼록한 나사산부가 테이퍼 콜릿의 결합홈과 직접 결합되기 때문에, 테이퍼 콜릿의 테이퍼 부분을 콜릿 척 본체의 수나사부와 로크너트를 나사 결합시켜 콜릿 척 본체의 테이퍼 구멍 내에 밀어 넣어 이를 조일 때, 표면 조도 및 마찰 등 때문에 상호 결합된 링형의 결합홈과 링형의 볼록한 나사산부 사이에서 테이퍼 콜릿에 압착력이 바이어스되고, 또한 로크너트의 회전 때문에 비틀림력이 테이퍼 콜릿에 전달된다. 바이어스된 압착력 때문에, 테이퍼 콜릿의 테이퍼 부분이 콜릿 척 본체의 테이퍼 구멍 내에 비스듬하게 밀어 넣어질 수 있고, 이러한 현상은 콜릿 치수가 더 작아질 때 더욱 눈에 뛸 수 있다.

또한, 테이퍼 콜릿이 콜릿 척 본체에 비스듬하게 척으로 고정되는 경우, 테이퍼 콜릿 내에 지지된 절삭 공구에 회전 편차가 생겨, 제품 절삭 가공에 악영향을 미친다는 문제가 있다.

또한, 테이퍼 콜릿에 비틀림력이 전달됨으로써, 테이퍼 콜릿에 파지된 절삭 공구에 회전 편차가 생겨 절삭 공구의 처킹에 지장을 준다는 문제가 있다.

본 발명은 전술한 바와 같은 과제를 해소하는 것으로서, 본 발명의 목적은 로크너크와 테이퍼 콜릿 사이의 마찰 저항을 크게 감소시키고, 로크너트를 조임으로써 테이퍼 콜릿에 압착력을 결합시키며, 로크너트를 조이는 도중에 테이퍼 콜릿의 비틀림을 방지하는 공구 홀더를 제공하는 것이다.

상기 목적을 달성하기 위하여, 본 발명의 제1 양태에 따르면, 공구 홀더는 콜릿 척 본체, 상기 콜릿 척 본체의 전방 말단부에 형성된 테이퍼 구멍 내에 끼워지는 슬롯이 형성된 테이퍼 콜릿, 및 상기 콜릿 본체의 전방 말단부의 외주 상에 형성된 수나사부와 나사 결합되고 상기 테이퍼 콜릿을 상기 테이퍼 구멍 내에 삽입함으로써 절삭 공구를 척으로 고정시키는 로크너트를 포함하고, 상기 테이퍼 콜릿은, 자신의 절삭 공구 삽입쪽의 전방 말단에, 상기 테이퍼 콜릿의 축선과 직각을 이루는 기준 말단 및 상기 축선과 정렬되며 상기 기준 말단으로부터 돌출되는 원통형 너트 결합부를 가지며, 상기 로크너트는 상기 기준 말단과 대향하도록 상기 로크너트의 중심 방향으로 돌출되는 방식으로 형성된 콜릿 지지부 및 상기 너트 결합부를 삽입할 수 있도록 상기 콜릿 지지부의 중심에 동심으로 형성된 삽입 구멍을 갖고, 상기 테이퍼 콜릿은 상기 삽입 구멍을 통해 삽입된 상기 너트 결합부의 전방 말단의 외주 상에 형성되고, 상기 삽입 구멍의 가장자리 림과 래칭시킴으로써 상기 테이퍼 콜릿을 상대 회전가능하도록 상기 로크너트에 결합시키는 브림부를 가지며, 상기 기준 말단과 이 말단과 대향하는 상기 콜릿 지지부 사이에는 금속 링 플레이트 형태의 베어링 와셔가 끼워지고, 상기 기준 말단과 상기 콜릿 지지부와 접촉되는 상기 베어링 와셔의 적어도 한쪽 면에는, 양 접촉면 사이의 마찰 저항을 감소시키기 위한 표면 처리가 실행된다.

전술한 바와 같이, 본 발명의 공구 홀더에 있어서, 이온 질화 처리, DLC 코팅 처리, TiN 코팅 처리, 및 경면 래핑 처리 중 어느 한 가지에 의하여 표면 처리된 베어링 와셔가 테이퍼 콜릿의 절삭 공구 삽입쪽의 기준 말단과 로크너트의 콜릿 지지부 사이에 끼워지기 때문에, 상호 접촉면 사이에 마찰 저항이 크게 감소될 수 있다. 따라서, 로크너트를 조임으로써 압착력이 테이퍼 콜릿 내로 통합될 수 있고, 테이퍼 콜릿은 테이퍼 구멍의 테이퍼를 따라 테이퍼 구멍 내에 기울어지지 않고 단단하게 밀어 넣어질 수 있다. 이로써, 공구는 테이퍼 콜릿을 기울이지 않고 콜릿 척 본체 내에 척으로 고정될 수 있고, 테이퍼 콜릿에 의하여 파지된 절삭 공구의 회전 편차가 방지될 수 있으며, 공구 홀더는 치수가 작은 콜릿을 사용하는 공구 홀더로서 바람직하다는 효과가 제공된다.

또한, 본 발명의 공구 홀더에 있어서, 이온 질화 처리, DLC 코팅 처리, TiN 코팅 처리, 및 경면 래핑 처리 중 어느 한 가지에 의하여 표면 처리된 베어링 와셔가 테이퍼 콜릿의 기준 말단과 로크너트의 콜릿 지지부 사이에 끼워지기 때문에, 로크너트를 조이는 도중에 테이퍼 콜릿이 비틀리지 않고, 이로써 테이퍼 콜릿의 편차 정확성이 더 향상될 수 있다.

또한, 본 발명에 있어서, 링형의 지지홈 내에 삽입된 베어링 와셔는 결합홈 내에 삽입되어 탈착가능하게 장착된 스냅 링에 의하여 로크너트 내에 지지되므로, 베어링 와셔를 로크너트의 내부에 장착하고 베어링 와셔를 로크너트로부터 탈착하는 것이 용이하게 실행될 수 있다.

또한, 본 발명에 있어서, 베어링 와셔와 접촉되는 로크너트의 콜릿 지지부 표면은 볼록한 형상으로 돌출된 아크면 내에 형성되기 때문에, 베어링 와셔와 콜릿지지부 사이의 접촉 면적이 감소되고, 이로써 베어링 와셔와 콜릿 지지부 사이의 마찰 저항이 더 감소될 수 있다.

또한, 본 발명에 있어서, 베어링 와셔는 지지홈이 형성된 베어링 와셔의 가장자리 상에 돌출된 복수의 돌출부와 탈착가능하게 결합시킴으로써 로크너트 내에 지지될 수 있기 때문에, 베어링 와셔를 로크너트의 내부에 장착하고 베어링 와셔를 로크너트로부터 탈착하는 것이 용이하게 실행될 수 있다.

또한, 본 발명에 있어서, 베어링 와셔는 로크너트 내주면 상의 링형 설계로 형성된 복수의 지지 돌출부와 베어링 와셔의 가장자리부를 탈착가능하게 결합시킴으로써 로크너트 내에 지지될 수 있기 때문에, 베어링 와셔를 로크너트의 내부에 장착하고 베어링 와셔를 로크너트로부터 탈착하는 것이 용이하게 실행될 수 있다.

또한, 본 발명에 있어서, 직경을 감소시키기 위한 슬롯이 베어링 와셔 내에 반경방향으로 형성되기 때문에, 베어링 와셔가 로크너트에 용이하게 장착될 수 있다.

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 공구 홀더의 조립 상태를 도시하는 종단면도이다.

도 2(A)는 본 발명의 제1 실시예에 따른 공구 홀더를 분해하여 도시하는 단면도이다.

도 2(B)는 베어링 와셔의 확대 단면도이다.

도 3은 본 발명의 공구 홀더의 베어링 와셔 지지 수단의 제2 실시예를 도시하는 로크너트 및 베어링 와셔 지지 기구부의 종단 측면도이다.

도 4는 본 발명에 따른 공구 홀더의 로크너트의 변형예의 종단 측면도이다.

도 5는 본 발명의 공구 홀더의 베어링 와셔 지지 수단의 제3 실시예를 도시하는 로크너트 및 베어링 와셔 지지 기구부의 종단 측면도이다.

도 6은 본 발명의 제3 실시예에 따른 베어링 와셔의 평면도이다.

도 7은 본 발명의 공구 홀더의 베어링 와셔 지지 수단의 제4 실시예를 도시하는 로크너트 및 베어링 와셔 지지 기구부의 종단 측면도이다.

도 8은 도 7의 선 8-8을 따라 절취된 횡단 평면도이다.

도 9는 본 발명의 공구 홀더의 베어링 와셔의 다른 실시예를 도시하는 평면도이다.

다음에, 본 발명의 실시예를 첨부 도면을 참조하여 상세하게 설명한다.

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 공구 홀더의 조립 상태를 도시하는 종단면도이고, 도 2(A)는 본 발명의 제1 실시예에 따른 공구 홀더를 분해하여 도시하는 단면도이며, 도 2(B)는 베어링 와셔의 확대 단면도이다.

도 1 및 도 2(A)에 있어서, 공구 홀더(10)는 중앙축 부분이 중공인 콜릿 척 본체(11), 직경을 감소시킬 수 있는 슬롯(121)이 형성된 테이퍼 콜릿(12), 드릴 등의 절삭 공구(15)를 테이퍼 콜릿(12)을 통해 척으로 고정하는 로크너트, 및 금속 베어링 와셔(14)를 포함한다.

콜릿 척 본체(11)는 공작 기계(도시되지 않음)의 메인 스핀들 내에 삽입하여 장착되고, 도 1 및 도 2(A)에 도시된 바와 같이, 상기 콜릿 척 본체(11)는 직경이 전방 말단으로부터 후방 말단으로 점진적으로 감소되는 테이퍼 섕크부(111), 테이퍼 섕크부(111)의 직경이 큰 말단부에 형성된 파지용 플랜지부(112), 및 축선이 정렬된 상태로 테이퍼 섕크부(112)와 대향하는 방향으로 플랜지(112)의 카운터-테이퍼 섕크부 쪽의 말단면으로부터 연장되는 원통형의 절삭 공구 장착부(113)를 갖고, 직경이 전방 말단으로부터 후방 말단으로 점진적으로 감소되는 테이퍼 구멍(114)이 절삭 공구 장착부(113) 내주의 전방부에 형성된다. 또한, 로크너트와 나사 결합되는 수나사부(115)가 절삭 공구 장착부(113) 외주면 상에 형성된다.

테이퍼 콜릿(12)은 절삭 공구를 콜릿 척(11)의 테이퍼 구멍(114) 내에 밀착시켜 끼워넣어 절삭 공구를 콜릿 척(11)에 장착하고, 상기 테이퍼 콜릿(12)은 도 1 및 도 2(A)에 도시된 바와 같이 콜릿 척 본체(11)의 테이퍼 구멍(114) 내에 끼워지고 그 직경이 전방 말단으로부터 후방 말단으로 점진적으로 감소되는 테이퍼부(122), 테이퍼부(122)의 직경이 큰 말단면의 절삭 공구(15) 삽입쪽의 전방 말단에 위치되며 테이퍼 콜릿(12)의 축선과 직각을 이루는 기준 말단(123), 및 축선이 정렬되며 상기 기준 말단(123)으로부터 돌출된 원통형 너트 결합부(124)를 갖는다.

상기 테이퍼 콜릿(12)에는 로크너트(13)를 절삭 공구 장착부(113) 전방 말단부의 외주 상에 형성된 수나부(115)와 나사 결합으로 고정시켜 테이퍼 콜릿(12)을 테이퍼 구멍(114) 내에 밀어 넣음으로써 절삭 공구를 파지하는 힘이 제공된다.

로크너트(13)는, 도 1 및 도 2(A)에 도시된 바와 같이, 테이퍼 콜릿(12)의 기준 말단(123)과 대향하도록 로크너트(13)의 중심 방향으로 돌출되도록 형성된 콜릿 지지부(131), 및 너트 결합부(124)가 삽입될 수 있도록 콜릿 지지부(131)의 중앙에 동심으로 형성된 삽입 구멍(132)을 갖는다.

또한, 테이퍼 콜릿(12)은, 삽입 구멍(132)을 통해 삽입된 너트 결합부(124) 전방 말단의 외주 상에 형성되고 삽입 구멍(132)의 가장자리 림과 래치됨으로써 테이퍼 콜릿(12)이 상대 회전가능하도록 로크너트(13)에 결합시키는 브림부(125)를 갖는다.

베어링 와셔(14)는 양 접촉면 사이의 마찰 저항을 감소시키고 로크너트(13)의 내경에 대응하는 외경을 갖는 링 플레이트를 형성하도록 기준 말단(123)과 이에 대향하는 콜릿 지지부(131) 사이에 끼워지고, 상기 베어링 와셔(14)의 표면(14a, 14b) 양자 모두, 즉 기준 말단(123) 및 콜릿 지지부(131)와 접촉되는 각각의 표면에는 이온 질화 처리, DLC(Diamond-Like Carbon) 코팅 처리, TiN 코팅 처리, 및 경면 래핑 처리에 의하여 처리된 마찰이 적은 층(141, 142)이 제공된다.

또한, 이러한 베어링 와셔(14)는 지지 수단(16)에 의하여 로크너트(13)에 분리가능하게 지지된다.

지지 수단(16)은, 도 1 및 도 2(A)에 도시된 바와 같이, 베어링 와셔(14)가 콜릿 지지부(131)와 접촉된 상태로 유지되도록 로크너트(13)의 내주면 상에 형성된링형 지지홈(161)을 갖고, 상기 지지홈(161)은 로크너트(13)의 내주면 상에 콜릿 지지부(131)로부터 베어링 와셔(14)의 두께에 대응하는 정해진 거리에 링형으로 형성된 볼록한 나사산부(162)로 구성되며, 상기 볼록한 나사산부(162)의 카운터 콜릿 지지부 측면(162a)은 볼록한 나사산부(162)의 두께가 로크너트(13)의 내주면으로부터 중심 방향으로 점진적으로 감소되도록 경사진다.

경사면(162a)이 볼록한 나사산부(162)에 제공되는 이유는 베어링 와셔(14)의 외주 림이 로크너트(13)의 지지홈(161)과 결합될 때 지지홈(161) 내로 용이하게 삽입될 수 있기 때문이다.

상기와 같이 구성된 공구 홀더(10)에 있어서, 절삭 공구(15)를 콜릿 척 본체(11) 내에 척으로 고정하기 위하여, 먼저 베어링 와셔(14)의 일단부를 볼록한 나사산부(162)쪽으로부터 로크너트(13)의 지지홈(161) 내에 삽입한 다음, 베어링 와셔(14)의 타단부를 볼록한 나사산부(162)의 경사면에 맞대어 밀어서 이를 지지홈(161) 내에 삽입하고, 베어링 와셔(14)는 로크너트(13)에 끼워진다. 다음에, 테이퍼 콜릿(12)은, 너트 래칭부(124)쪽으로부터, 로크너트(124) 내에 삽입되고, 너트 래칭부(124)를 포함하는 브림부(125)는 직경이 감소된 부분으로 로크너트(13)의 삽입 구멍(132)을 통해 삽입된다. 다음에, 너트 래칭부(124)를 포함하는 브림부(125)를 자신의 원래 상태로 복원시킴으로써, 테이퍼 콜릿(12)은 상대 회전가능하도록 로크너트(13)에 연결된다.

다음에, 테이퍼 콜릿(12)의 테이퍼부(122)를 콜릿 척 본체(11)의 테이퍼 구멍(114) 내에 삽입한 후, 테이퍼 콜릿(12)을 로크너트(13)의 암나사부(133)를 콜릿척 본체(11)의 수나사부(115)와 나사 결합함으로써 콜릿 척(11)에 일시적으로 고정시킨다. 다음에, 절삭 공구(15)의 섕크부(151)를 테이퍼 콜릿(12)의 공구 삽입 구멍(126) 내에 삽입한 후, 로크너트(13)를 완전하게 고정시킨다. 따라서, 테이퍼 콜릿(12)의 테이퍼부(122)가 콜릿 척 본체(11)의 테이퍼 구멍(114) 내로 밀어 넣어지고 직경이 감소되어, 절삭 공구(15)가 콜릿 척 본체(11) 내에 척으로 고정된다.

이 때, 도 1에 도시된 바와 같이, 베어링 와셔(14)는 테이퍼 콜릿(12)의 기준 말단(123)과 로크너트(13)의 콜릿 지지부(131) 사이에 끼워지고, 또한 기준 말단(123)과 콜릿 지지부(131)와 접촉되는 베어링 와셔(14)의 양 표면(14a, 14b) 상에는 저마찰 처리층(141, 142)이 형성되고, 이 층은 질화 코팅 처리, DLC 코팅 처리, 및 TiN 코팅 처리 중 어느 한 가지에 의하여 마찰 저항이 감소되도록 표면처리 되고, 이로써 접촉면 사이의 마찰 저항이 크게 감소될 수 있다. 따라서, 로크너트(13)를 고정시킴으로써 테이퍼 콜릿(12)에 가해지는 압착력이 균일해지고, 회전으로 인한 비틀림력이 테이퍼 콜릿(12)에 전달된다. 따라서, 테이퍼 콜릿(12)의 테이퍼부(122)는 테이퍼 구멍(114)의 테이퍼를 따라 경사지지 않고 테이퍼 구멍(114) 내에 단단하게 삽입될 수 있고, 또한 로크너트를 조이는 도중에 테이퍼 콜릿의 선회가 방지된다.

따라서, 제1 실시예에 따른 공구 홀더에 있어서, 절삭 공구는 테이퍼 콜릿(12)을 기울이지 않고 콜릿 척 본체(11) 내에 척으로 고정될 수 있고, 테이퍼 콜릿(12)에 의하여 파지되어 절삭 공구(15)의 회전 편차를 없앨 수 있으며, 공구 홀더는 치수가 작은 콜릿을 사용하는 공구 홀더로서 사용되는 것이 바람직할 수 있으므로, 제품 절삭 정밀도가 저하되는 문제가 해소될 수 있다.

또한, 제1 실시예에 따른 공구 홀더에 있어서, 베어링 와셔(14)가 테이퍼 콜릿(12)의 기준 말단(123)과 로크너트(13)의 콜릿 지지부(131) 사이에 끼워지기 때문에, 로크너트(13)를 조이는 도중에 테이퍼 콜릿(12)의 선회가 방지되어 테이퍼 콜릿(12)의 편차 정밀도가 더 향상될 수 있다.

다음에, 본 발명의 공구 홀더의 베어링 와셔 지지 수단의 제2 실시예에 대하여 첨부 도면 도 3을 참조하여 설명한다.

도 3은 본 발명의 공구 홀더의 베어링 와셔 수단의 제2 실시예가 도시된 로크너트 및 베어링 와셔 지지 기구 메커니즘의 종단 측면도이다.

상기 도 3에 있어서, 도 1, 도 2(A), 및 도 2(B)에서와 동일한 구성품에는 동일 부호를 사용하였으며, 이들 구성에 대한 설명은 생략하는 한편, 도 1, 도 2(A), 및 2(B)와 상이한 부분만 선택하여 설명한다.

상기 실시예에 있어서, 도 1, 도 2(A), 및 도 2(B)와 상이한 부분은 베어링 와셔(14)의 지지 수단(17)에 있다.

지지 수단(17)은 베어링 와셔(14)를 로크너트(13)의 콜릿 지지부(131)와 접촉 상태를 지지하도록 로크너트(13)의 내주면 상에 형성된 링형 지지홈(171), 지지홈(171)에 인접하여 로크너트(13)의 내주면 상에 형성된 링형 결합홈(172), 및 래칭홈 내에 삽입하여 분리가능하게 장착되고 베어링 와셔(14)를 지지홈(171) 내에 지지하는 스냅 링(173)을 포함한다.

상기 제2 실시예에 있어서, 링형 지지홈(171) 내에 삽입된 베어링 와셔(14)가 결합홈(172) 내에 삽입하여 분리가능하게 장착된 스냅 링(173)에 의하여 로크너트(13) 내에 지지되기 때문에, 베어링 와셔(14)를 로크너트(13) 내부에 장착하고 베어링 와셔(14)를 로크너트(13)로부터 탈착하는 것이 용이하게 실행될 수 있다.

다음에, 본 발명의 공구 홀더 내 로크너트의 변형예를 도 4를 참조하여 설명한다.

도 4는 본 발명에 따른 공구 홀더 내 로크너트의 변형예가 도시된 종단면도이다.

도 4에 있어서, 도 1, 도 2(A), 및 도 2(B)에서와 동일한 구성품에는 동일 부호를 사용하였으며, 이들 구성에 대한 설명은 생략하는 한편, 도 1, 도 2(A), 및 도 2(B)와 상이한 부분만 선택하여 설명한다.

상기 실시예에 도시된 로크너트(13)에 있어서, 도 1, 도 2(A), 및 도 2(B)와 상이한 부분은 베어링 와셔(14)와 접촉되는 로크너트(13)의 콜릿 지지부(131) 표면(131a)이 볼록한 나사산부(162)를 향하여 볼록한 형상으로 돌출하는 아크면(131b) 상에 형성된다는 점이다.

상기 실시예에 있어서, 베어링 와셔(14)와 접촉되는 로크너크(13)의 콜릿 지지부(131) 표면(131a)이 볼록한 나나산부(162)를 향하여 볼록한 형상으로 돌출하는 아크면(131b) 상에 형성되기 때문에, 베어링 와셔(145)와 콜릿 지지부(131) 사이의 접촉 면적이 감소되고, 이로써 베어링 와셔(14)와 콜릿 지지부(131) 사이의 마찰 저항이 더 감소될 수 있다.

다음에, 본 발명의 공구 홀더 내 베어링 와셔 지지 수단의 또 다른 실시예를도 5 및 도 6을 참조하여 설명한다.

도 5는 본 발명의 공구 홀더 내 베어링 와셔 수단의 제3 실시예가 도시된 로크너트 및 베어링 와셔 지지 메커니즘의 종단 측면도이다.

도 5 및 도 6에 있어서, 도 1, 도 2(A), 및 도 2(B)에서와 동일한 구성품에는 동일 부호를 사용하였으며, 이들 구성에 대한 설명은 생략하는 한편, 도 1, 도 2(A), 및 2(B)와 상이한 부분만 선택하여 설명한다.

상기 실시예에 있어서, 도 1, 도 2(A), 및 도 2(B)와 상이한 부분은 베어링 와셔(14) 내에 지지 수단(18)에 있다.

지지 수단(18)은 베어링 와셔(14)가 로크너트(13)의 콜릿 지지부(131)와 접촉 상태를 유지하도록 로크너트(13)의 내주면 상에 형성된 링형 지지홈(181)을 포함하고, 원주 방향으로 180도 분리된 베어링 와셔의 두 개의 가장자리 부분에는 복수의 돌출부(182)가 베어링 와셔(14)의 가장자리로부터 외측으로 돌출하도록 대략 90도 각도에 걸쳐 돌출하고 지지홈(181)과 탈착가능하게 결합된다.

다음에, 돌출부(182)를 제외한 베어링 와셔(14)의 외경은 지지홈(181)의 볼록한 나사산부(181a)의 내경과 동일하다. 또한, 볼록한 나사산부(181a)의 카운터-콜릿 지지부쪽 표면은 볼록한 나사산부(181a)의 두께가 로크너트(13)의 내주면으로부터 중심 방향으로 점진적으로 얇아지도록 경사진 형상을 갖는다.

이러한 지지 수단(18)을 갖는 제3 실시예에 있어서, 지지홈(181)을 갖는 베어링 와셔의 가장자리로부터 돌출되는 방식으로 제공된 복수의 돌출부(182)를 탈착가능하게 결합시킴으로써, 베어링 와셔(14)는 로크너트(13) 내에 지지될 수 있고, 이로써 베어링 와셔(14)의 로크너트(13) 내부에 장착 및 베어링 와셔(14)의 로크너트(13)으로부터의 탈착이 용이하게 실행될 수 있다.

다음에, 본 발명의 공구 홀더 내 베어링 와셔 지지 수단의 제4 실시예를 도 7 및 도 8을 참조하여 설명한다.

도 7은 본 발명의 공구 홀더 내 베어링 와셔 지지 수단의 제4 실시예가 도시된 로크너트 및 베어링 와셔 지지 메커니즘부의 종단 측면도이고, 도 8은 도 7의 선 8-8을 따라 절취된 횡방향 평면도이다.

도 7 및 도 8에 있어서, 도 1, 도 2(A), 및 도 2(B)에서와 동일한 구성품에는 동일 부호를 사용하였으며, 이들 구성에 대한 설명은 생략하는 한편, 도 1, 도 2(A), 및 도 2(B)와 상이한 부분만 선택하여 설명한다.

제4 실시예에 있어서, 도 1, 도 2(A), 및 도 2(B)와 상이한 부분은 베어링 와셔(14)의 지지 수단(19)에 있다.

베어링 와셔(14)가 로크너트(13)의 콜릿 지지부(131)와 접촉 상태를 유지하도록, 지지 수단(19)은 로크너트(13)의 내주 방향으로 180도로 분리된 내주면 중 두 부분에 중심 방향으로 내주면으로부터 돌출하도록 링형 레이아웃으로 형성된 복수의 지지 돌출부(191)를 갖고, 베어링 와셔(14)의 외주 림을 이들 돌출부(191)와 결합시킴으로써, 베어링 와셔(14)가 로크너트(13) 내에 분리가능하게 지지된다.

지지 돌출부(191)의 카운터-콜릿 지지부쪽 표면(191a)은 지지 돌출부(191)의 두께가 로크너트(13)의 내주면으로부터 중심 방향으로 점진적으로 얇아지도록 경사진 형상을 갖는다.

상기 지지 수단(19)을 갖는 제4 실시예에 있어서, 베어링 와셔(14)의 가장자리부를 로크너트(13)의 내주면 상에 링형 설계로 형성된 복수의 지지 돌출부(191)와 탈착가능하게 결합시킴으로써, 베어링 와셔(14)는 로크너트(13) 내에 지지될 수 있고, 따라서 베어링 와셔를 로크너트(13) 내부에 장착시키고 베어링 와셔(14)를 로크너트(13)로부터 탈착시키는 것이 용이하게 실행될 수 있다.

다음에, 본 발명의 공구 홀더 내 베어링 와셔의 다른 실시예를 도 9를 참조하여 설명한다.

도 9는 본 발명의 공구 홀더 내 베어링 와셔의 다른 실시예가 도시된 평면도이다.

도 9에 있어서, 상기 실시예와 상이한 점은 직경을 감소시키는 슬롯(143)이 베어링 와셔(14) 내에 반경방향으로 형성되어 있다는 점이다.

상기 실시예에 있어서, 슬롯(143)이 베어링 와셔(14) 내에 형성되어 있기 때문에, 베어링 와셔(14)를 로크너트(13)의 볼록한 돌출부(162)의 경사진 표면 상에 배치한 후 전체 베어링 와셔(14)를 볼록한 나사산부(162)의 경사진 표면에 맞대어 압착함으로써, 베어링 와셔(14)가 로크너트(13)의 지지홈(161)에 용이하게 끼워질 수 있는 반면 직경은 감소된다.

상기 실시예에 있어서, 마찰 저항을 감소시키기 위하여 테이퍼 콜릿(12)의 기준 말단(123)과 접촉되는 베어링 와셔(14) 및 로크너트(13)의 콜릿 지지부(131) 양 표면 모두에 대하여 표면 처리를 실행하는 경우에 대하여 설명하였지만, 본 발명은 여기에만 한정되지 않고 적어도 로크너트(13)의 콜릿 지지부(131)와 접촉되는 베어링 와셔(14)의 표면에 마찰 저항을 감소시키기 위한 표면 처리가 실행될 수 있다.

본 발명의 공구 홀더에는 표면 처리된 베어링 와셔가 테이퍼 콜릿의 절삭 공구 삽입쪽의 기준 말단과 로크너트의 콜릿 지지부 사이에 끼워지기 때문에, 상호 접촉면 사이에 마찰 저항이 크게 감소될 수 있다. 따라서, 로크너트를 조임으로써 압착력이 테이퍼 콜릿 내로 통합될 수 있고, 테이퍼 콜릿은 테이퍼 구멍의 테이퍼를 따라 테이퍼 구멍 내에 기울어지지 않고 단단하게 밀어 넣어짐으로써, 공구는 테이퍼 콜릿을 기울이지 않고 콜릿 척 본체 내에 척으로 고정될 수 있고, 테이퍼 콜릿에 의하여 파지된 절삭 공구의 회전 편차를 없앨 수 있으며, 공구 홀더는 치수가 작은 콜릿을 사용하는 공구 홀더로서 바람직하다.

Claims

공구 홀더에 있어서,

콜릿 척 본체(collet chuck body),

상기 콜릿 척 본체의 전방 말단부에 형성된 테이퍼 구멍 내에 끼워지는 슬롯이 형성된 테이퍼 콜릿, 및

상기 콜릿 본체의 전방 말단부의 외주 상에 형성된 수나사부와 나사 결합되고 상기 테이퍼 콜릿을 상기 테이퍼 구멍 내에 삽입함으로써 절삭 공구를 척으로 고정시키는 로크너트(locknut)

를 포함하고,

상기 테이퍼 콜릿은, 상기 절삭 공구 삽입쪽의 전방 말단에, 상기 테이퍼 콜릿의 축선과 직각을 이루는 기준 말단 및 상기 축선과 정렬되며 상기 기준 말단으로부터 돌출되는 원통형 너트 결합부를 가지며,

상기 로크너트는 상기 기준 말단과 대향하도록 상기 로크너트의 중심 방향으로 돌출되는 방식으로 형성된 콜릿 지지부 및 상기 너트 결합부를 삽입할 수 있도록 상기 콜릿 지지부의 중심에 동심으로 형성된 삽입 구멍을 갖고,

상기 테이퍼 콜릿은 상기 삽입 구멍을 통해 삽입된 상기 너트 결합부의 전방 말단의 외주 상에 형성되고, 상기 삽입 구멍의 가장자리 림(rim)과 래칭시킴으로써 상기 테이퍼 콜릿을 상대 회전가능하도록 상기 로크너트에 결합시키는 브림부(brim portion)를 가지며,

상기 기준 말단과 상기 기준 말단과 대향하는 상기 콜릿 지지부 사이에는 금속 링 플레이트 형태의 베어링 와셔가 끼워지고,

상기 기준 말단 및 상기 콜릿 지지부와 접촉되는 상기 베어링 와셔의 적어도 한쪽 면에는, 양 접촉면 사이의 마찰 저항을 감소시키기 위한 표면 처리가 실행되는

공구 홀더.
제1항에 있어서,

상기 베어링 와셔는 자신의 반경방향으로 형성된 직경 감소용 슬롯을 갖는 공구 홀더.
제1항 또는 제2항에 있어서,

상기 베어링 와셔는 이온 질화 처리(ion nitriding), DLC(Diamond-Like Carbon) 코팅 처리, TiN 코팅 처리, 및 경면 래핑 처리(mirror-surface lapping) 중 어느 한 가지에 의하여 표면 처리되는 공구 홀더.
제1항 또는 제2항에 있어서,

상기 로크너트는 상기 베어링 와셔를 상기 로크너트 내에 분리가능하게 지지하는 지지 수단을 포함하는 공구 홀더.
제4항에 있어서,

상기 지지 수단은 상기 베어링 와셔를 상기 콜릿 지지부와 접촉 상태로 지지하도록 상기 로크너트의 내주면 상에 형성된 링형 지지홈을 갖고, 상기 외주 림부를 상기 지지홈과 결합시킴으로써 상기 베어링 와셔가 상기 로크너트 내에 지지되는 공구 홀더.
제4항에 있어서,

상기 지지 수단은 상기 베어링 와셔를 상기 콜릿 지지부와 접촉 상태로 지지하도록 상기 로크너트의 내주면 상에 형성된 링형 지지홈, 및 상기 베어링 와셔의 가장자리로부터 외측으로 돌출하도록 상기 베어링 와셔의 상기 가장자리 상에 형성되고 상기 지지홈과 착탈가능하게 결합되는 복수의 돌출부를 갖는 공구 홀더.
제5항 또는 제6항에 있어서,

상기 지지홈은 상기 콜릿 지지부로부터 상기 베어링 와셔의 두께에 대응하는 소정의 거리에 상기 로크너트의 내주면 상에 링형으로 형성된 볼록한 나사산부로 구성되고, 상기 볼록한 나사산부의 카운터-콜릿 지지부 상의 면은 상기 나사산부의 두께가 상기 로크너트의 내주면으로부터 상기 중심 방향으로 점진적으로 얇아지도록 경사지는 공구 홀더.
제4항에 있어서,

상기 지지 수단은, 상기 베어링 와셔를 상기 콜릿 지지부와 접촉 상태로 지지하기 위하여, 상기 내주면으로부터 상기 중심 방향으로 돌출하도록 링형 레이아웃으로 형성된 복수의 지지 돌출부를 갖고, 상기 베어링 와셔의 상기 외주 림부를 상기 지지 돌출부와 결합시킴으로써 상기 베어링 와셔가 상기 로크너트 내에 분리가능하게 지지되는 공구 홀더.
제8항에 있어서,

상기 지지 돌출부의 카운터-콜릿 지지부 상의 면은 상기 지지 돌출부의 두께가 상기 로크너트의 내주면으로부터 상기 중심 방향으로 점진적으로 얇아지도록 경사지는 공구 홀더.
제4항에 있어서,

상기 지지 수단은 상기 베어링 와셔를 상기 콜릿 지지부와 접촉 상태로 지지하도록 상기 로크너트의 내주면 상에 형성된 링형 지지홈, 상기 지지홈에 인접하며 상기 로크너트 내부 상에 링형으로 형성된 결합홈, 및 상기 결합홈 내에 삽입되어 착탈가능하게 장착되고 상기 베어링 와셔를 상기 지지홈 내에 지지하는 스냅 링을 포함하는 공구 홀더.
제5항, 제6항, 제8항, 및 제10항 중 어느 한 항에 있어서,

상기 베어링 와셔가 접촉되는 상기 콜릿 지지부의 면은 볼록한 아크면인 공구 홀더.