JP4176862B2 - 切削加工差込み工具用クランプ装置 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、特には溝の旋削及び突切りのための請求項１に係る切削加工差込み工具用クランプ装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
切削加工差込み工具、例えば溝の旋削及び突切りに用いられる切削加工差込み工具は、狭い幅での切断を行なうために、ブレード型のホルダにクランプされている。この「ブレード型」という用語の範囲にはスリットカッター及び円形鋸ブレードが含まる。
【０００３】
米国特許US-A-4,801,224には、ブレード型のホルダに保持された切削加工差込み工具のためのクランプ装置が開示されており、この切削加工差込み工具のためのクランプ装置に於ては、切削加工差込み工具は刃物に形成された細長い穴の中にクランプされるように構成されている。切削加工差込み工具は、ホルダの構成要素であるクランピングフィンガーのたわみにより発生するばね作用によりクランプされる。切削加工差込み工具を細長い穴の中の正しい位置に押しつけるために、一つの端面に二つのピンを備えたロッドから成る特殊工具が使用される。明らかにこの装置は十分満足に機能するが、それにもかかわらず、いくつかの欠点を有している。例えば、切削加工差込み工具が取付けられる度に、切削加工差込み工具自身が、スプリングのクランプフィンガーに上向きの力を与える。このために、切削加工差込み工具に作用しているクランプフィンガーの接触面の磨耗を引き起こす事となる。このようにして長期間にわたりこの接触面が損傷すると、切削加工差込み工具は当初のような安定性を確保する事がもはや不可能となる。このような場合には、ブレードホルダ全体を交換する事が必要となる。
【０００４】
また、米国特許US-A-4,588,333には、ブレード型のホルダに保持された切削加工差込み工具のためのクランプ装置が開示されている。この特許に開示された切削加工差込み工具のためのクランプ装置に於ては、切削加工差込み工具は細長い穴の中にクランプされるように構成されており、切削加工差込み工具は、ブレードホルダの組込まれたクランピングフィンガーのたわみにより発生するばね作用によりクランプされる。この設計によれば、切削加工差込み工具は、作業者により差込み工具ポケットの中に押し込まれるように構成されており、この時には、堅いロッドまたはバーの端面で切削加工差込み工具の前部を押す事により切削加工差込み工具は差込み工具ポケットの中に押し込まれるように構成されている。米国特許US-A-4,801,224と同様に、切削加工差込み工具は、切削加工差込み工具の後ろで前述のロッドの二つのピンの中の一つによりこじ動かされる。この設計に於ても、切削加工差込み工具に対して作用するホルダの接触面は、切削加工差込み工具が挿入され、あるいは取り出される度に磨耗してゆく。更に、この場合には、取付け用の工具が大きなスペースを必要とするという不便がある。
【０００５】
欧州特許公開EP-A-259,847には、切削加工差込み工具を受けるための細長い穴を備えたブレードホルダが開示されており、この構成では更にクランプねじを取付けるための追加の細長い穴が備えられている。この構成では、作動時に、クランプねじが、前述の二つの細長い穴の間にブレードを押しつけて、そしてブレード部を切削加工差込み工具に押しつけ、それによって差込み工具はクランプされる。この場合にも、切削加工差込み工具が取付けられるべき細長い穴の中に切削加工差込み工具を挿入し、そして細長い穴から切削加工差込み工具を取り出す時に、ある程度の磨耗が起こる。更にクランプねじは、遊びの量を制限し、そして不適当のクランプ力を与える事によりいくつかの支障を引き起こす事となる。
【０００６】
DE-A-3, 319,799 には、ブレードホルダに切削加工差込み工具をクランプするための構成が開示されている。それによると、ローラー部を有するクランプねじは増大する半径で丸いロッドに力をかけ、それによって切削加工差込み工具に力をかける。この設計は複雑であり、また、差込み工具を受ける細長い穴の中に、接合点を後部の接合面に合わせて切削加工差込み工具をロックするために差込み工具ポッケットの中に作用するようなトルクを加える事ができない。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
従って、本発明の主たる目的は、切削加工差込み工具に対して作用するホルダの接触面の磨耗を可能な限り減少させるという事である。
【０００８】
更に、本発明の目的は、長期間にわたって、切削加工差込み工具に対する大きなクランプ力を維持する事にある。
【０００９】
更に、本発明の目的は、クランプする時に、差込み工具を収容する細長い穴内の後ろの接触表面と別個に接触させて、切削加工差込み工具を精度良く位置決めすることである。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
これらの目的は、請求項１の「特徴」部分を有する切削加工差込み工具のためのクランプ装置を提供する事により達成される。添付の図面を参照して、以下に本発明を更に詳しく述べる。但し本発明はこの図面に示された実施形態に限定されるものではない。
【００１１】
【発明の実施の形態】
図１に於て、参照番号１はブレードホルダ全体を示している。このブレードホルダは、他の図面に示されたブレードホルダと同様に、その長さは如何る長さであっても良く、これは第二のセクションにて説明されている。
【００１２】
ブレードホルダの先端の上の隅に、凹部または細長い穴３が形成されており、この中に切削加工差込み工具４が挿入されてクランプされるように構成されている。このブレードホルダは幾らか弾性を有する上部クランプ５を備えており、この上部クランプ５はテンションローラ６を備えている。このテンションローラ６は切削加工差込み工具４を押しつけてしっかりとクランプする構造となっている。
【００１３】
両頭型の差込み工具４が図示されている。この両頭型の差込み工具４のそれぞれの方向には切削縁部７、７’が備えられている。この構成により、一つの切削縁部が磨耗した時に、差込み工具を半回転だけ回転させれば新しい切削縁部がセットされるので切削の能率が向上される。しかしながら、本発明は、この両端に切削縁部を備えた切削加工差込み工具の使用に限定されるものではなく、ただ一つの切削縁部を有する差込み工具を使用する事も考えられる。差込み工具の細長い穴３の端部に受け面８が形成されており、この受け面８により切削加工差込み工具は半径方向の位置決めがなされるように構成されている。更に切削加工差込み工具は下側にほぼV 字型の溝９を備えている。このV 字型の溝９は、細長い穴の中に形成されたほぼV 字型のリブ１０に接触している。このリブと溝は切削加工差込み工具の短辺１１及び細長い穴の受け面８にも形成されている。これらのリブと溝は互いに逆にする事ができる、即ちリブは溝に置き換える事が可能であり、また溝はリブに置き換える事が可能である。更に断面の形状は必ずしもV 字型である必要はなく、例えば円の一部分を成す形状であっても良い。受け面８及び差込み工具の側面１１は平面であって良い。
【００１４】
図１から図３に示されたテンションローラ６は、図１０（ａ）から図１０（ｃ）に示されるような形状をしている。原則として、テンションローラ６は、二つの円錐体の先端部を切削した形状をしており、その二つの円錐体の底面は互いに突き合わせられており、また、この円錐体は一部が切り欠かれており、それにより平面１２が形成されている。更に、テンションローラの中央には凹部１９が形成されており、六角棒スパナのような適当な工具によりテンションローラを回転できる構造となっている。テンションローラの円錐体部分１３の二つの側面は、上部クランプの凹部１４内に形成された円形の基本的にV 字型の面に突き合わせられており、更に、テンションローラの円錐体部分１３の二つの側面は、部分的に切削加工差込み工具の上側の基本的にV 字型の溝１５（図１５参照）に突き合わされている。
【００１５】
図１０（ａ）から図１０（ｃ）に示された形状を有するテンションローラは、図１、図２及び図５に示された形状以外の形状を有する切削加工差込み工具とも係合する事ができる。図６及び図７に示されているように、切削加工差込み工具の上面には二つの空洞部１６が形成されており、この空洞部の断面形状は基本的にテンションローラの形状と一致している。一つの切削縁部を有する差込み工具に対しては、当然一つだけの空洞部が必要とされる。更に同じ形式のテンションローラは、図８及び図９に示された切削加工差込み工具と係合する事ができる。これらの差込み工具の上面は、両端部から上面の中央部に向かって下向きに傾斜している。更に、この差込み工具の上面には、V 字型の溝が形成されており、その断面形状はテンションローラの形状と一致している。
【００１６】
テンションローラを取付ける際には、平面１２が垂直になるようにテンションローラを回転する事が必要である。即ち細長い穴３の上部を形成する面２０に対して直角になるように取付ける必要がある。その後に、テンションローラは、下から凹部１４に中に押し込まれる（図面３及び図面４を参照）。この操作は抵抗なく行なう事ができるか、あるいは軽くクリックするだけで行なう事ができる。テンションローラが凹部１４内に取付けられると、テンションローラはどの方向にも回転する事ができるので、テンションローラの平面１２は垂直以外の位置をとる事ができ、その結果、テンションローラは凹部１４内でロックされる。
【００１７】
差込み工具が差込み工具シートに取付けられる時には、平面１２が下向きにまっすぐになるようにテンションローラが回転される。即ち平面１２が面２０とほぼ平行になる。これにより、テンションローラは差込み工具４と接触しなくなり、差込み工具４は、移動されて接触面８と接触する事ができる。テンションローラは、その側面１３が差込み工具の上側の溝１５に押しつけられるように回転される。図２に於てテンションローラを反時計回りに回転する事により、差込み工具は後ろの接触面８と接触するようになる。差込み工具が解放されるべき時には、テンションローラは、図２において時計回りに回転される。この時には、平面１２が差込み工具の上面に向かって下向きになるまでテンションローラは時計回りに回転される。これによって、差込み工具とテンションローラの間に遊びが形成されて、その遊びにより差込み工具は自由となり、そして細長い穴から引き抜く事ができる。この時に、差込み工具と細長い穴の上部を形成する面２０との間には接触は起こらない。
【００１８】
テンションローラの形状は、図１０（ａ）から図１０（ｃ）に示す形状以外の形状であっても良い。その際テンションローラが凹部１４の中で軸方向にロックされる事、及びテンションローラが差込み工具をクランプできる事が制限条件である。このために、図１１（ａ）から図１１（ｃ）に、円錐体部分２１の側面の周囲にほぼV 字型をした溝が形成されたテンションローラが示されている。それに伴って、クランプ１４の凹部と差込み工具の上面にはこの溝の対応するリブが形成されている。テンションローラは差込み工具及び凹部とフランク面２２において接触している。この時に、テンションローラの中間面２３はどの面とも接触していない。さらにテンションローラには、円の一部分の断面形状を有するような中央溝２４（図１２（ａ）から図１２（ｃ）を参照）を形成する事ができる。それに伴って、差込み工具及び凹部のそれぞれには、中央溝２４に対応する丸いリブを形成する。
【００１９】
もしも平面１２を除くとするならば、図１０から図１２に基づくテンションローラは回転方向に対称に形成される。クランプを促進してそしてテンションローラに徐々に増大するカウンタートルクを与えるためには、テンションローラは非対称の接触面を有していなければならない、例えば半径が徐々に増加するような接触面を有していなければならない。図１３（ａ）及び図１３（ｂ）に円錐体部分の側壁が面取りされたテンションローラが示されている。この円錐体部分はクランプ部分２６に繋がっており、このクランプ部分２６が差込み工具の上側に接触する時に、最大のクランプ力が得られる。
【００２０】
図１４に「テンション増大部２７」を備えたテンションローラが示されている。このテンションローラにより、このテンションローラの平面接触面１２が差込み工具に面する時のテンションのない状態から、円形の接触面２８が一定のそして最大の半径を有する時の最大のクランプ効果が得られる位置までの、無段階式のクランプが可能になる。
【００２１】
図１５（ａ）と図１５（ｂ）に円錐体部分の側面に面取りした面を有する構成のテンションローラが示されている。更に具体的には三つの面取りした面２９を有している。これらの面取りした面はやや凹面に形成されており、そして面取りした面の中央部で最小の半径を有する。これらの面取りした面は、最大の半径を有する部分３０に於て互いに接続されている。部分３０が回転して差込み工具に接触した時に、最大のクランプ力が得られる。最小半径を有する部分に於て、テンションローラは、差込み工具と接触しない状態で、回転可能とされる。
【００２２】
実際のブレードホルダは通常、工具鋼のような適当な材料から製造される。テンションローラは、例えば硬化鋼、高速度鋼あるいは燒結炭化物合金から製造される。
【００２３】
前述のテンションローラ６の発明により、多くの利点が得られる。差込み工具シートに磨耗を起こす事なく、差込み工具の交換を数多くの回数実施する事ができる。もしも本発明がなければ、差込み工具シートの磨耗によりブレードホルダの交換が必要となるであろう。本発明によれば、もしも何らかの理由によりテンションローラが損傷して交換が必要となった場合でも、ブレードホルダ全体の交換は必要とせず、単にテンションローラのみを交換すれば良い。
【図面の簡単な説明】
【図１】斜め上から見た本発明に基づくクランプ装置に取付けられた溝の旋削及び／又は突切りに用いられる切削加工差込み工具を示す斜視図である。
【図２】図１に示したものと同じクランプ装置を示した側面図である。
【図３】斜め上から見た図１に基づく装置にテンションローラを取付ける方法を示した斜視図である。
【図４】図３に示したものと同じ構成のクランプ装置の組立体を示した側面図である。
【図５】図１、２及び３に基づくクランプ装置に取付けられるべき切削加工差込み工具を示す図である。
【図６】図１、２及び３に基づくクランプ装置に組み込まれるべき切削加工差込み工具の他の形態を示す図である。
【図７】図１、２及び３に基づくクランプ装置に組み込まれるべき切削加工差込み工具の他の形態を示す図である。
【図８】図１、２及び３に基づくクランプ装置に取付けられるべき切削加工差込み工具の他の形態を示す図である。
【図９】図１、２及び３に基づくクランプ装置に取付けられるべき切削加工差込み工具の他の形態を示す図である。
【図１０】図１、２及び３に基づくクランプ装置に取付けられるべきテンションローラを示す図である。
【図１１】本発明に基づき用いられるテンションローラの他の実施形態を示す図である。
【図１２】本発明に基づき用いられるテンションローラの他の実施形態を示す図である。
【図１３】本発明に基づくテンションローラの他の実施形態を示す図である。
【図１４】本発明に基づくテンションローラの他の実施形態を示す図である。
【図１５】本発明に基づくテンションローラの他の実施形態を示す図である。
【符号の説明】
１…ブレードホルダ
３…細孔
５…クランプ
６…テンションローラ
２０…上側部

Claims (7)

1. 狭い幅での切断、例えば溝の旋削及び突切りのためにブレードホルダ（１）内に切削加工差込み工具を固定するための装置であって、前記装置は、前記差込み工具を収容する細長い穴（３）を具備し、前記細長い穴が前記細長い穴の上側部に沿ってクランプ（５）によって画定されている、切削加工差込み工具用クランプ装置において、前記上側部（２０）上の前記クランプは、テンションローラ（６）を収容する凹部（１４）を具備し、前記テンションローラ（６）は、前記差込み工具の上側部を押圧すると共に前記差込み工具をクランプすることを特徴とする切削加工差込み工具用クランプ装置。
2. 前記テンションローラ（６）及び前記凹部（１４）は、係合する雄及び雌部品の形状をなしており、前記係合する雄及び雌部品により、前記ローラは軸方向に固定されていることを特徴とする請求項１に記載の切削加工差込み工具用クランプ装置。
3. 前記テンションローラは平坦な表面（１２）を具備し、前記平坦な表面により、前記ローラが前記凹部（１４）内に導入可能にされると共に、前記細長い穴（３）内に前記差込み工具を挿入する時に前記差込み工具が前記ローラに対して自由に移動可能にされることを特徴とする請求項１又は２に記載の切削加工差込み工具用クランプ装置。
4. 前記テンションローラは、二つの円錐形部分の側面のまわりの軸方向中心に延びているリブ、又は軸方向中心に延びているほぼＶ形状の溝、あるいは円形断面と係合する形状を有すると共に軸方向中心に延びている溝（２４）を具備することを特徴とする請求項１〜３のいずれか一項に記載の切削加工差込み工具用クランプ装置。
5. 前記テンションローラは、円錐形部分の側壁によって半径が大きくなるように形成された表面部分を具備し、差込み工具に対するクランプ力を無段階式に増加可能であることを特徴とする請求項１〜４のいずれか一項に記載の切削加工差込み工具用クランプ装置。
6. ブレードホルダに差込み工具を固定する方法であって、前記ブレードホルダは、前記差込み工具を収容するための凹所又は細長い穴（３）を有し、前記細長い穴が前記細長い穴の上側面（２０）に沿ってクランプ（５）によって画定されている、固定方法において、テンションローラが前記上側面（２０）の凹部（１４）内に配置されており、前記テンションローラは、前記差込み工具に対して圧力を及ぼすと共に、前記細長い穴（３）内に前記差込み工具をクランプすることを特徴とする固定方法。
7. 前記テンションローラ（６）は、円錐形部分の側壁に沿って平坦な表面（１２）を具備し、前記差込み工具が前記細長い穴内に押し込まれる時、前記平坦な表面が前記差込み工具の上側部の側に向けられると共に、前記ローラと前記差込み工具との間にギャップが形成され、前記差込み工具が前記細長い穴内に押し込まれた後、前記ローラが回転されて前記平坦な表面は他の方向に向けられ、代わりに、前記差込み工具の上側部を押圧するために、前記ローラの円錐形部分の丸みを有する側部の一部が、前記差込み工具の上側部の側に向けられ、前記差込み工具は前記細長い穴内に確実にクランプされることを特徴とする請求項６に記載の固定方法。

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