JP7289847B2 - 電気エネルギーを取得するための発電機アセンブリを備えた機械加工ツール及びそのような取得のための方法 - Google Patents
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Description
Claims (19)
- 切りくず除去加工のための機械加工ツールであって、
ツール本体(2)、並びに
前記ツールにおいて使用される電気エネルギーを取得するための発電機アセンブリであって、前記ツール本体に固定された少なくとも1つの第1の構成要素(5)、及び、前記第1の構成要素に対して移動することによって、前記第1の構成要素との相互作用を通じて、前記第1の構成要素において電気エネルギーを生成するように、前記ツール本体に移動可能に連結された第2の構成要素(10)を有する、発電機アセンブリを備え、
前記発電機アセンブリが、前記第1の構成要素に対して前記第2の構成要素(10)を移動させるために、前記第2の構成要素に当り且つ作用するように、媒体の流れを導くように構成された構成体を備え、
前記第2の構成要素(10)が、前記ツール本体の部分(12)を取り囲む円形リング(11)を備え、前記リングがこれらのツール本体部分の周りで回転することによって移動するように、前記媒体を前記リングに当たるよう導くべく、前記構成体が構成されている、ことを特徴とする、機械加工ツール。 - 前記構成体が、前記ツール本体(2)を通って延在し且つ前記第2の構成要素(10)に向かって開口する少なくとも1つの第1の媒体流路(16)を備える、ことを特徴とする、請求項1に記載の機械加工ツール。
- 前記少なくとも1つの第1の媒体流路(16)が、前記ツール本体内の第2のチャネル(15)に連結され、前記第2のチャネルは、冷却剤として使用されるような媒体の流れを、前記第2のチャネル(15)から分岐させて前記第2の構成要素(10)に当てるために、前記媒体を前記切りくず除去加工のためのツール部分に導くように設計されている、ことを特徴とする、請求項2に記載の機械加工ツール。
- 前記少なくとも1つの第1の媒体流路(16)が、前記リング(11)の内壁(21)に対して90度とは異なる、前記リングの形状に対して径方向というよりも接線方向のような角度で、前記リングの内壁に当たるよう媒体の流れを向けるように終端し、前記角度が、1度から80度、1度から60度、又は1度から30度である、ことを特徴とする、請求項2又は3に記載の機械加工ツール。
- 前記リング(11)は、前記リングを回転させるように前記媒体の流れが当たり且つ前記媒体の流れに対する抵抗を生成するように設計された凹凸のある輪郭を有する内壁(21)を有する、ことを特徴とする、請求項1~4のいずれか一項に記載の機械加工ツール。
- 前記リング(11)の前記内壁(21)の前記輪郭が、前記リングの前記内壁の周りに配置された複数のポケット状凹部(18)を備える、ことを特徴とする、請求項5に記載の機械加工ツール。
- 前記リング(11)には、偶数のポケット状凹部(18)が設けられている、ことを特徴とする、請求項6に記載の機械加工ツール。
- 前記第2の構成要素(10)が、少なくとも1つの磁石(14)を備え、前記第1の構成要素(5)が、前記磁石(14)を通過するときに前記磁石と相互作用しながら前記第1の構成要素(5)において電気エネルギーを生成する第1の部材(8)を備える、ことを特徴とする、請求項1から7のいずれか一項に記載の機械加工ツール。
- 前記第1の構成要素(5)が、前記ツール本体(2)に固定された一端(7)を有するカンチレバー(6)を備え、前記第1の部材(8)が、磁性体であり、前記カンチレバーに配置されて、前記第2の構成要素(10)の前記少なくとも1つの磁石(14)との相互作用によって前記カンチレバーを撓ませ且つ振動させ、前記第1の構成要素が、前記カンチレバー(6)に固定され且つ電気エネルギーを生成するために前記カンチレバーと共に撓み且つ振動する圧電材料の第2の部材(9)を備える、ことを特徴とする、請求項8に記載の機械加工ツール。
- 前記第1の部材が、前記第2の構成要素の前記少なくとも1つの磁石を通過したときに、電磁気誘導によって内部に電気エネルギーを生成するような導体の巻線である、ことを特徴とする、請求項8に記載の機械加工ツール。
- 前記第2の構成要素(10)には、前記第1の構成要素(5)の前記第1の部材(8)を連続的に通過させて、前記第1の構成要素において電気エネルギーを生成するために、前記第2の構成要素の延長部に沿って分配された複数の磁石(14)が設けられている、ことを特徴とする、請求項8から10のいずれか一項に記載の機械加工ツール。
- 前記第2の構成要素(10)には、偶数の磁石(14)が設けられている、ことを特徴とする、請求項11に記載の機械加工ツール。
- 前記第2の構成要素(10)の前記磁石(14)が、前記第2の構成要素の前記延長部に沿って1つおきのN極及び1つおきのS極などの、前記第1の部材(8)の通過の際に前記第1の部材に最も近くなるように配置された異なる極を有する、ことを特徴とする、請求項11又は12に記載の機械加工ツール。
- 複数の第1の構成要素(5)において電気エネルギーを生成するために、前記第2の構成要素(10)と相互作用するように、前記第2の構成要素の移動経路に沿って相互に距離を保って前記ツール本体(2)に固定された、これらの第1の構成要素(5)を備える、ことを特徴とする、請求項1から13のいずれか一項に記載の機械加工ツール。
- 少なくとも1つの第1の構成要素(5)の前記カンチレバー(6)が、別の第1の構成要素(5)の前記カンチレバー(6)とは異なる共振周波数を有し、前記別の第1の構成要素のカンチレバーに対して前記第2の構成要素(10)の異なる速度で最大限に振動する、ことを特徴とする、請求項9又は14に記載の機械加工ツール。
- 前記円形リング(11)が、各少なくとも1つの磁石(14)に対して、軸方向に開口する凹部(13)であって、前記第2の構成要素(10)が前記第1の構成要素(5)に対して移動しているときに、前記第1の構成要素の前記第1の部材(8)に向けられるように到達する凹部を備える、ことを特徴とする、請求項8及び請求項1から6のいずれか一項に記載の機械加工ツール。
- 前記リング(11)が、真鍮、アルミニウム、又はステンレス鋼などの、非磁性材料から作製されている、ことを特徴とする、請求項1から6及び請求項16のいずれか一項に記載の機械加工ツール。
- 切りくず除去加工のための機械加工ツールにおいて使用される電気エネルギーを取得するための方法であって、前記機械加工ツールが、ツール本体(2)、並びに、前記ツールにおいて使用される電気エネルギーを取得するための発電機アセンブリであって、前記ツール本体に固定された少なくとも1つの第1の構成要素(5)、及び前記ツール本体に移動可能に連結された第2の構成要素(10)を有する、発電機アセンブリを備え、前記方法が、前記第1の構成要素との相互作用によって、前記第1の構成要素において電気エネルギーを生成するために、前記第2の構成要素を前記第1の構成要素に対して移動させるステップを含み、
前記第2の構成要素を移動させるステップが、媒体の流れを前記第2の構成要素(10)に当たるように導くことを含み、前記第2の構成要素(10)が、前記ツール本体の部分(12)を取り囲む円形リング(11)を備え、前記リングがこれらのツール本体部分の周りで回転することによって移動するように、前記媒体を前記リングに当たるよう導くことを含む、ことを特徴とする、方法。 - 前記第2の構成要素を前記第1の構成要素に対して移動させるために、冷却剤として使用される及び/又は前記切りくず除去加工において生成された切りくずを除去するための媒体が、前記第2の構成要素に当たり且つ作用するように導かれる、ことを特徴とする、請求項18に記載の方法。
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