JP4755996B2 - 振動減衰の工具ホルダ - Google Patents

Description

本発明は振動減衰の工具ホルダに関するものである。

製造機械における工具ホルダは使用時に振動しかつ雑音を生起する傾向を有している。かかる振動はその結果の精度で負の効果を有することによって作業プロセスを妨げる。振動はまた製造機械のまわりの環境を悪くする面倒な妨害雑音を生起する。

完全な製造機械はあらゆる振動を生起せず、そして、すべてのエネルギは実施されるべきプロセスに伝えられる。実際に、振動は機械の種々の部品が互いに対して作用するとき常に生起する。機械がますます使いふるされると、その動的特性の変化が生じる。これは新たな型式の振動が機械の寿命の種々の期間中に生起することを意味する。振動は加工片の不十分な表面仕上げ、最悪の場合に、結果として回復できない損傷により、機械および工具上のさらに他の磨耗に至る。

金属材料の処理中に、機械の雑音およびプロセスからの振動によって発生される高い雑音レベルによって発生されるという問題がまた生起する。現在まで使用されている工具は音響および振動の十分な減衰が可能である型式の減衰装置を組み込んでいないかまたは付加していない。人間の耳に不快である周波数間隔内の振動雑音の大部分を除去できるようにすることが重要である。そのレベルは８０ｄＢ以下のレベルに減少させることが所望されている。

工具ホルダ上の長手方向の軌道に振動減衰材料を配置させることは米国特許第２，４２６，３５９号明細書から公知である。その目途は振動を完全に減衰するか、または少なくともそれらを著しく減少させることにある。

減衰素子を有する工具ホルダは国際特許出願公開第ＷＯ０２／４５８９２ Ａ１号公報（図１４）から公知である。減衰素子と工具本体との間の距離は工具本体と減衰素子との間の相対的な移動が加工中に可能にするようになっている。

複数の工具用の工具ホルダは米国特許第５，０３３，３４０号明細書によって従来公知である。各工具と工具ホルダとの間の接続面に開口部が存在し、そして「減衰サンドイッチ」構造がこの開口部に配置されている。この構成は鋼と粘着性弾性材料との交互の層からなっている。この構成は雑音を減少する。

振動の問題を解決するための従来の試みは、かくして、望ましくない振動に関連して逆の位相で振動させかつこの方法においてそれらを無効にするようにした工具ホルダの凹部内の重量および流体により複雑な解決策を包含した。他の解決策は振動の無効のために逆の位相で同一の方法において振動するようにした工具ホルダの表面上に配置させた材料を示している。この解決策は一般にこれがとにかく可能であるとしても、正しい材料および特性が見出される前に面倒な寸法手順および試験手順を伴う。

本発明の１つの態様は、かくして、より簡単な方法において振動を減衰するのに要求される条件で工具ホルダを達成することにある。

それゆえ、本発明は、製造機械において工具ホルダに配置させる軸と、カッタが配置されるヘッドと、粘弾性材とから成り、該カッタが該粘弾性材を介して製造機械と接するように該粘弾性材を配置させたことを示している。

工具ホルダは、この方法において、製造機械と金属対金属の接触でなく、そしてこのように、広範囲にわたって、振動を減衰するのに必要とされる条件を有している。

本発明による工具ホルダの１つの実施形態において、前記軸の表面のうち少なくとも前記製造機械と接触する部分には粘弾性材を備えている。

本発明による工具ホルダのさらなる実施形態において、粘弾性材は軸の表面を取り囲んでいる。

本発明による工具ホルダのさらなる実施形態において、粘弾性材は多数のプレートに分割され、それらが互いに隣合う配置で該支持体材に取着され、そしてその支持体材が軸に取付けられている。

本発明による工具ホルダのさらなる実施形態において、取付け中に圧力を吸収しかつ均一にするように粘弾性材と同軸的に粘弾性材の外側に金属管が設けられている。

本発明による工具ホルダのさらなる実施形態において、粘弾性材は軸の長手方向軸線に沿って延びる軸の表面の軌道に配置される***部を有している。

本発明による工具ホルダのさらなる実施形態において、粘弾性材は軸の表面上に接着されている。

本発明による工具ホルダのさらなる実施形態において、プレートは打ち抜きされている。

本発明による工具ホルダの実施形態の変形例において、軸およびヘッドは粘弾性材によって連結される２つの別個の部材である。

さらに他の実施形態において、粘弾性材は接着することにより軸とヘッドに取付けられている。

さらに他の実施形態において、軸は空洞を備えている。

さらに他の実施形態において、前記空洞は円筒状の形状で穿孔されている。

５００％〜６００％の減少が従来の工具ホルダに比べて本発明による工具ホルダにより得られることが明らかになった。

図１に関し、本発明の第１実施形態は軸２およびヘッド３からなっている工具ホルダ１によって構成されている。カッタはヘッド３に配置されるようになっている。工具ホルダ１の軸２はその表面のまわりに粘弾性材４を備えている。この実施形態における粘弾性材４は、数十分の１ｍｍの厚さを有するシートまたはテープの形状であり、アルミニウム板のごとき支持体材のまわりに巻かれ、そしてその支持体材が表面５のまわりに巻かれ接着剤等によってこの表面に取付けられている。鋼管６は工具ホルダ１が製造機械に取付けられるとき取付け力をより均等に分布するように粘弾性材４のまわりに配置されている。軸２の半径はヘッド３の半径より小さくすることができ、そして鋼管６の厚さとともに支持体材料およびシートはこの差に等しくすることができ、したがって、それは鋼管６の外面がヘッド３の表面と接触することを保証する。また、これらを従来の構造の工具ホルダの軸に取付けることもできる。更に、粘弾性材は工具ホルダのできるだけ大きな部分を取り囲むようすることもでき、それはさらに有利な減衰効果を付与する。

図２に関し、本発明の第２実施形態は工具ホルダ１によって構成されている。工具ホルダ１の軸２はその表面５上に粘弾性材４を備えている。この実施形態における粘弾性材４は多数のプレート７に分割され、それらが互いに隣合う配置で該支持体材に取着され、そしてその支持体材が軸２に取付けられているものである。これらのプレート７は、アルミニウム板のごとき、支持体材に取着され、表面５のまわりに巻かれかつ接着剤等によってこの表面に取付けられている。鋼管６はプレート７のまわりに配置されてもまたは配置されなくてもよく、工具ホルダ１が製造機械に取り付けられるとき、取り付け力をより均一に分布するように用いられている。軸２の半径は図１による実施形態におけると同一の方法において、鋼管６の外面がヘッド３の表面と接触するように、ヘッド３の半径より小さい。

図３に関し、図１および図２による両方の実施形態に適する変形例が示されている。粘弾性材４が取着された支持体材は、この場合に、軸２の表面５の長手方向軌道９に配置された長手方向のスプライン形状の***部８を備えている。これらの***部８は軌道９に接着されている。１つまたは幾つかの***部を有することができる。図３の変形例は、適切な数と見做され得る３個の***部を示している。***部８は作動中に軸２のまわりに粘弾性材４／プレート７が回転するのを阻止するのに用いられる。

図４に関し、本発明の第３実施形態は工具ホルダ１によって構成されている。この工具ホルダ１は２つの部分、すなわち、カッタを収容するのに用いられる前方のヘッド３、および製造機械に取付けられるようにした後方の軸２に物理的に分割されている。軸２とヘッド３は粘弾性材４によって互いから分離されている。粘弾性材４は接着によって２つの部分２，３の各々に取着されている。粘弾性材４は工具ホルダ１の前端にカッタを取着する区域と製造機械に取り付ける区域との間の工具ホルダ上のあらゆる場所に配置され得る。粘弾性材４は図４に示される方法において前端に配置されるのが好ましい。この実施形態において、粘弾性材４は数十分の１ｍｍの厚さのシートまたはテープの形状にすることができ、そしてまた接着剤等によって部分２，３の１つに取着されるアルミニウム板のごとき支持体材に取着させてもよい。粘弾性材は、その場合、他方の部分２，３に取着される。

工具ホルダの軸は好ましくは穿孔された円筒状の形状の空洞を備えると減衰特性が更に改善されることが判明した。

振動は適宜な方法において粘弾性材を構成することによって相殺させることができる。

本発明の第１実施形態による工具ホルダの正面図である。 本発明の第２実施形態による工具ホルダの一部分の正面図である。 本発明による図１および図２による工具ホルダの軸を示す断面図である。 本発明の第３実施形態による工具ホルダの正面図である。

１ 工具ホルダ
２ 軸
３ ヘッド
４ 粘弾性材
５ 表面
６ 鋼管
７ プレート
８ ***部
９ 長手方向軌道

Claims (7)

1. 製造機械における工具ホルダに配置される軸（２）と、カッタが配置されるヘッド（３）と、粘弾性材（４）とから成り、該カッタが該粘弾性材（４）を介して製造機械と接触するように該粘弾性材が配置され、該軸（２）の表面（５）のうち少なくとも該製造機械と接触する部分には該粘弾性材（４）を備えた工具ホルダ（１）において、該粘弾性材（４）が支持体材に取着され、そしてその支持体材が軸（２）の表面（５）に取付けられ、該粘弾性材（４）が多数のプレート（７）に分割され、それらが互いに隣合う配置で該支持体材に取着されていることを特徴とする工具ホルダ（１）。
2. 前記粘弾性材（４）が軸（２）の表面（５）を取り囲んでいることを特徴とする請求項１に記載の工具ホルダ。
3. 金属管（６）が、取り付け中に圧力を吸収しかつ均一にするために前記粘弾性材（４）の外側に同軸的に配置されていることを特徴とする請求項１又は２のいずれか１項に記載の工具ホルダ。
4. 前記粘弾性材（４）が取着された前記支持体材が、軸（２）の長手方向軸線に沿って延伸している表面（５）に形成された軌道（９）に配置された***部（８）を備えたことを特徴とする請求項１乃至３のいずれか１項に記載の工具ホルダ。
5. プレート（７）が打ち抜きされていることを特徴とする請求項１乃至４のいずれか１項に記載の工具ホルダ。
6. 軸（２）が空洞を備えていることを特徴とする請求項１乃至５のいずれか１項に記載の工具ホルダ。
7. 前記空洞が穿孔された円筒状であることを特徴とする請求項６に記載の工具ホルダ。

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