JPS6263002A - 工具カツプリング - Google Patents

工具カツプリング

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JPS6263002A
JPS6263002A JP61194116A JP19411686A JPS6263002A JP S6263002 A JPS6263002 A JP S6263002A JP 61194116 A JP61194116 A JP 61194116A JP 19411686 A JP19411686 A JP 19411686A JP S6263002 A JPS6263002 A JP S6263002A
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tool
receiving
tool holder
conical
tool coupling
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JP61194116A
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ライナー・フオン・ハース
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Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 本発明は、回動防止装置と軸方向緊定手段とを用いて工
具ヘッドと工具ホルダとを互いに結合する工具カップリ
ングであって、切削工具として働く工具ヘッドが部分的
に円錐形の受容ピンとリング状の当接つばとを有し、工
具ホルダが受容ぎンに対応する受容部と前記当接つばに
対応する当接つばとを有している形式のもの忙関する。
このようなカップリングは特に、自動的に緊定可能及び
取扱い可能な切削工具において必要とされる。
従来の技術 自動化された切削加工の枠内における工具交換において
、マシニングセンタにおける切断箇所は急勾配円錐であ
り、この場合工具は急勾配円錐シャフトで円錐スリーブ
に受容されて軸方向において緊定される。工具及び緊定
工具のだめの急勾配円錐シャフトは例えばドイツ工業規
格ＤＩＮ　２０８０に記載されている。急勾配円錐は一
方において、円錐形状が対応する受容部への有利な導入
と容易かつ正しい位置決めとを可能ならしめるという利
点を有しているが、しかしながら他方においては下記の
ような欠点を有している。すなわち交換される工具がか
なり大きくかつ重り、シかも部分的（で著しく大きな切
削力が工具の縦軸線に対して直角に円錐に作用し、前記
切削力は円錐面によって不十分にしか受は止められない
。このようなカップリングにおける不十分な平面接触の
欠陥を取り除くために工具ヘッドのより良好な支持を目
的として、工具ホルダ端面に連行フランジを接触させる
という試みがなされた。しかしながらこのようなカップ
リングは、結合部が過度に規定されていることに基づい
て高い製作精度を必要とする。
つまりこの場合わずかな偏差が存在するだけで、７ラン
ジが接触している場合には円錐は相応に成形された受容
スリーブにおいて遊びを有し、また反対に円錐と受容ス
リーブとがぴったりと合っている場合には７ランジが接
触しなくなる。
西ｒイツ国特許第３２２５１７３号明細書に開示されて
いる結合装置では、スピンダルの端面と急勾配円錐の環
状のつばとの間に複数の嵌合部材が設げられており、こ
れらの嵌合部分は保持ねじを介して連行７ランジと結合
されていて、端］可に支持され、これによって平面接触
と円錐における完全な保持とが生ぜしめられるようにな
っている。しかしながらこの結合装置は自動的な工具交
換時には製作誤差の問題に基づいて使用不能であり、特
に種種様様な工具と工具受容部との組合せ時にはこのよ
うなカップリングは実際には使用することができない。
西ドイツ国特許出原公開第３３１４５９１号明細書では
平面接触部と短円錐形状の嵌合部とを備えた緊定装置が
提案されており、この緊定装置では工具ホルダの円錐ス
リーブと工具ヘッドの円錐ピンとは次のように、すなわ
ち円錐が直径の最小部分においてしか保持のために働か
ず、これに対して平面接触部の範囲の大部分において間
隙を有するように、構成されている。
この場合平面接触は、円錐ピンか又は円錐スリーブが小
さな直径の範囲において弾性変形することてよって、保
証されるようになっている。
しかしながらこの緊定装置では、片側負荷時に工具が大
きな円錐直径範囲ておける遊びの分だけ側方に偏位し、
ひいては工具の作用及び能力が制限されることを回避す
ることができない。
発明の課題 ゆえに本発明の課題は、上に述べた種種の欠点を排除し
て工具の自動的な取扱い及び緊定を可能ならしめる、工
具ホルダと工具との間におけるカップリングを提供する
ことである。特にカップリングはざンと対応する受容孔
との間における遊びのない結合を保証しかつ同時に工具
ホルダと工具との間における軸方向の平面接触を可能な
らしめることが望ましい。さらにカップリングは自動的
な交換装置を用いて受容孔に受容ピンを容易に導入でき
ること並びに工具位置を規定するため疋対応する連行体
を介して方向付けのなされることが望ましい。
課題を解決するための手段 この課題は６段階のつまり３つの部分から成る受容ピン
を備えた工具カップリングによって解決される：すなわ
ち当接つばに隣接して短円錐台部分が接続し、この短円
錐台部分に円筒形のピン部分が接続しており、受容ピン
は端部側において案内部分によって終っている。さらに
、当接つばに隣接した短円錐台部分が受容孔の対応する
円錐形部分に対してわずかな締めしろを、つまり、軸方
向の緊定てよってこれらの部分のうちの少なくとも１つ
が弾性変形して工具ヘッドと工具ホルダとが平面接触す
るような締めし７＋を右１−てｈスへ 実施態様 受容ぎンの端部側の案内部分は円筒形に構成されている
か又は短円錐台形状に構成されており、円筒形に構成さ
れている場合には中心位置決めピンが工具ホルダの対応
する円筒形孔の許容範囲の狭い遊び嵌めに係合し、短円
錐形状に構成されている場合には短円錐台が同様に弾性
変形可能であり、受容孔の対応する部分に対して同様に
わずかな締めしろを有している。上に述べた構成は工具
ホルダにおける工具ヘッドの確実かつ正確な中心位置決
めを可能ならしめる。
縦軸線に対して直角知位置している平らな面によって、
工具は軸方向において正確に位置決めされ、工具ホルダ
の方向に作用するすべての軸方向力も受は止められ、円
錐孔に付加的な力が作用することはないので、円錐が負
荷されることは回避される。特に、最大ピン直径ないし
は最大受容直径の範囲における短円錐形状の構成によっ
て、特に狭い範囲の位置許容誤差を維持する必要なしに
１工具と工具ホルダとを容易に連結することができる。
本発明の別の実施態様によれば端部側の案内部分もしく
はそこにおける短円錐台部分が弾性変形可能であり、受
容孔の対応する円錐部分に対してわずかな締めしろを有
しており、この締めじろは工具と工具ホルダとの組付は
時に補償されて、工具ヘッドと工具ホルダとの間におけ
る平面接触が得られるよう罠なっている。この場合綿め
じろは有利には数マイクロメータの範囲にある。端部側
の案内部分の弾性変形可能性は有利には、案内部分の端
面側端部における軸方向の切欠きによって得られる。工
具ホルダの、端面側の円錐範囲において弾性変形可能な
受容部分は、シャフトと孔との間における製作誤差の補
償並びに遊びのない連結を可能にする。
有利には工具カップリングは次のように、すなわち主と
して単に受容部の前方部分である受容孔の前方の円錐部
分と受容ピンの端部側の案内部分とだけが弾性変形可能
であるように、構成されている。このように構成されて
いると特に、工具に必要な強度を与えることができる。
また緊定ピンの始端及び終端における２つの中心位置決
め範囲によってさらに、長く突出した工具のために特に
役立つ付加的な支持効果が得られる。
製作技術上の理由から、当接つばに隣接した短円錐台部
分と短円錐台として構成された案内部分とは有利には１
°〜１０°の間における等しい円錐傾斜角を有している
。
工具ヘッドと工具ホルダとの間における容易な軸方向の
緊定に関しては、軸方向に同心的に配置された差動ねじ
が提案されており、差動ねじは工具ヘッド及び工具ホル
ダにおけるねじ山を介して迅速かつ確実な緊定を保証し
、解離時に工具ヘッドを受容孔から幾分押し出す。
少なくとも１つの連行体による回動防止のためには有利
には工具における２つの箇所が提供されている。すなわ
ち、円筒形のピン部分の範囲において該ピン部分の外周
面に複数の連行体が設けられていて、これらの連行体が
受容孔の対応する溝に係合するようになっていてもよい
し、又は、単数もしくは複数の連行体が端面側において
工具ヘッド及び工具ホルダの半径方向の構成部に配置さ
れていてもよい。回動防止装置を構成する際にはしかし
ながら間接的な汎用の構成部材を必ずしも用いる必要は
なく、例えば回動防止装置が工具ヘッドと工具ホルダと
の間における多角形の直接的な結合部によって実現され
ていてもよい。多角形の結合部は例えば多数の歯を備え
た成形部であり、この成形部は円錐成形部ないしは案内
成形部が存在しない箇所ならどこに配置されていてもよ
く、つまり例えば円筒形のピン部分の範囲に配置されて
いる。
受容部が数倍も著しい摩耗にさらされ石ということを考
慮して、本発明の別の実施態様では受容孔は直接工具ホ
ルダに設けられているのではなく、少なくとも部分的に
、交換可能な工具スリーブの真中に取り付けられている
。
本発明のさらに別の実施態様では、工具ホルダが受容部
もしくは孔の底に弾性変形可能なリンク状のストッパを
有している。このストッパの大きな働きは、工具ヘッド
が交換後に差動ねじにぶつかってねじ山を損傷するのを
回避するような位置において、工具ヘッドを前位置決め
することにある。
実施例 はぼ円筒形の工具ヘッド１は、縦軸線１０に対して同軸
的な受容ピン３を有しており、この受容ピン３は複数の
部分つまり短円錐台部分３ａと円筒形のざン部分３ｂと
端部側の案内部分３ｃとから成っている。受容ピン３は
さら罠工具ホルダ２における端面側の支持のためのリン
グ状の当接つば５と工具ヘッド１０割出しのための連行
体６とを有している。この連行体６は円筒形のぎン部分
３ｂに設けられていて、工具ホルダ２の対応する溝に係
合している。自動的な工具（ヘッド）交換のために、工
具ヘッド１の最大直径の範囲において当接つば５のそば
には係合装置のための横断面Ｖ字形の環状の溝γが設け
られている。
受容ピン３を受容するため洗は適当に成形された受容孔
４ａ、４ｂ、４ｃが働き、この受容孔もまた工具ホルダ
２の交換可能な受容スリーブ１１に取り付けられていて
もよく、この場合場合によっては第１図及び第２図に示
されているように受容孔は、種種異なった機械特性に適
合可能な受容スリーブ１１の真中忙位置している。同軸
的な受容孔はその第１の部分４ａにおいて円錐形に構成
されている。この円錐形の部分４ａには同軸的な円筒形
の孔部分４ｂが接続し、この孔部分４ｂの直径は円錐孔
の最小直径よりも大きい。受容孔は円錐形の部分４ｃに
おいて終っており、仁の円錐形の部分４ｃは第１の部分
４ａと等しい大きさの円錐角を有し、工具ヘッド１及び
工具ホルダの共通の縦軸線１０に対して直角に位置して
いる平らな面つまり孔４ａ、４ｂ、４ｃの底１４を有し
ている。
円錐形のカップリング部分における弾性的な変形可能性
は主として工具ホルダ２０円錐台範囲４ａに限定され、
円錐形の構成は受容ピン３の端部側の案内部分３ｃＫ限
定されており、従って工具もしくは工具カップリングの
強度が著しく損われることはない。受容ピン３の端部に
おける軸方向の切欠き１５によって円錐形の案内部分３
ｃを簡単な形式で弾性的に形成することができる。
工具ヘッドを緊定するためには例えば差動ねじ８が働く
。差動ねじ８は受容ピン３の端部においてそこに設けら
れた中央のねじ山付孔１２と工具ホルダ２におけるねじ
山付孔１３とにおいて案内される。この差動ねじ８が引
き締められると、受容ピン３はねじ山ピッチに応じて受
容孔内に引き込まれ、この場合特に短円錐台形状の案内
部分３ｃの弾性的な変形可能性及び受容孔の部分４ａに
よって、最終的に短円錐台部分３ａ、３ｃの範囲におい
て対応する面が受容孔４ａ、４ｃの円錐面と接触する。
同時に当接つば５のリング状の平らな面も工具ホルダ２
の対応する平らな面と接触する。引き締められた差動ね
じ８によってこのようにして緊定された工具ヘッドが第
１図には示されている。付加的に受容孔４　ａ　ｙ　４
　ｂ　ｐ　４　ｃの底１４には弾性変形可能なリング状
のストッパ１６が設けられている。
第２図ては工具ヘッド１が解離された場合における配置
形式が示されている。差動ねじ８は受容ピン３のねじ山
付孔から回し出されており、この場合同時に工具ヘッド
１は受容ピン３と共に受容孔４　ａ　、４　ｂ　ｖ　４
　ｃかられずかに押し出されている。工具ヘッド１はい
まや解離された位置において係合装置を用いて７字形の
溝７を介して工具ホルダ２から容易に取り出され得る。
上に述べたのと逆の手順で新たな工具ヘッドが取り付け
られる。保合装置を用いて、交換可能なカッティングプ
レート９又はこれに類したものを備えた新たな工具ヘッ
ドが受容孔に導入される。次いで受容ピン３のねじ山付
孔１３に係合する差動ねじ８を介して工具ヘッドが工具
ホルダに引き込まれ、当接っば５は第１図に示されてい
るように平面接触させられる。
工具ヘッドの導入時に同工具へツＶはその受容ピン３の
端部で、受容孔の底１４に組み込まれた弾性的に変形可
能なストッパ１６例えばリングに当接する。このストッ
パ１６によってまず初め前位置決めが行われる。次いで
図示されていない緊定装置が操作されて、差動ねじ８が
ねじ込まれ、工具ヘッドはストッパ１６の弾性的な範囲
において当接つば５がぶつかるまで引き付けられる。
受容スリーブ１１０円錐形の孔４ａは端面側に幹いて幾
分工具ホルダを越えて突出しており、回礼４ａのわずか
な弾性変形が可能であるように構成されている。同様に
受容ピン３は後端部においてそこに位置する小さな短円
錐台形状の案内部分３ｃの範囲において弾性変形可能で
ある。これは例えば軸方向の切欠き１５によって達成さ
れる。
第１図及び第２図においては２つの短円錐台部分３ａ、
３ｃとその間に位置する円筒形のピン部分３ｂとを備え
た受容ピン３を有する工具ヘッド１が示されているのに
対して、第６図では端部側の案内部分３ｃは短円錐台と
してではなく円筒形に構成されている。
原則的には円錐台部分３ａないしは端部側の案内部分３
ｃのための短円錐角は、今まで急勾配円錐において用い
られていた範囲内に位置することもできるし、また異な
っていてもよい。
しかしながら図示の実施例では短円錐台部分３ａの傾斜
角αは案内部分３ｃの傾斜角β同様約６゜である。
【図面の簡単な説明】
図面は工具ヘッドと工具ホルダとを結合する本発明によ
る工具カップリングを示すものであって、第１図は２つ
の短円雌部分を有する受容ピンを備えた工具ヘッドを緊
定状態で示す断面図、第２図は工具ヘッドの解離状態を
示す第１図に相当する図、第６図は端部に円筒形の案内
部分を有する受容ピンを備えた工具ヘッドを緊定状態で
示す断面図、第４図は端面側に連行体を備えた工具ホル
ダと工具ヘッドとを示す断面図である。 １・・・工具ヘッド、２・・・工具ホルダ、３・・・受
容ピン、３ａ・・・短円錐台部分、３ｂ・・・２７部分
、３ｃ・・・案内部分、４ａｙ　４ｂ＋　４ｃ・・・受
容孔、５・・・当接つば、６・・・連行体、７・・・溝
、８・・・差動ねじ、９・・・カッティングプレート、
１０・・・縦軸線、１１・・・受容スリーブ、１２．１
３・・・ねじ山付孔、１４・・・底、１５・・・切欠き
、１６・・・ストッパ、１７・・・連行体

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 １、回動防止装置と軸方向緊定手段とを用いて工具ヘッ
    ドと工具ホルダとを互いに結合する工具カップリングで
    あつて、切削工具として働く工具ヘッドが部分的に円錐
    形の受容ピンとリング状の当接つばとを有し、工具ホル
    ダが受容ピンに対応する受容部と前記当接つばに対応す
    る当接つばとを有している形式のものにおいて、受容ピ
    ン（３）が当接つば（５）に隣接した短円錐台部分（３
    ａ）と円筒形のピン部分（３ｂ）と端部側の案内部分（
    ３ｃ）とから成つており、短円錐台部分（３ａ）が円錐
    形の受容孔（４ａ）に対してわずかな締めしろを、つま
    り、軸方向の緊定によつてこれらの部分のうちの少なく
    とも１つが弾性変形して工具ヘッド（１）と工具ホルダ
    （２）とが平面接触するような締めしろを有しているこ
    とを特徴とする工具カップリング。 ２、受容ピン（３）の端部側の案内部分（３ｃ）が円筒
    形に構成されている、特許請求の範囲第１項記載の工具
    カップリング。 ３、円筒形の案内部分（３ｃ）が許容範囲の狭い遊び嵌
    めを介して、工具ホルダ（２）の対応する円筒形孔（４
    ｃ）に係合するようになつている、特許請求の範囲第２
    項記載の工具カップリング。 ４、受容ピン（３）の端部側の案内部分（３ｃ）が短円
    錐台として構成されている、特許請求の範囲第１項記載
    の工具カップリング。 ５、短円錐台として構成されている前記案内部分（３ｃ
    ）が弾性変形可能であり、同案内部分（３ｃ）が受容孔
    （４ｃ）の対応する円錐部分に対して有しているわずか
    な締めしろを、工具の工具ホルダへの組付け時に補償し
    て工具ヘッドと工具ホルダとの間の平面接触を達成する
    ようになつている、特許請求の範囲第４項記載の工具カ
    ップリング。 ６、主として工具ホルダ（２）の前方の円錐形部分（４
    ａ）と受容ピン（３）の端部側の案内部分（３ｃ）とが
    弾性変形可能である、特許請求の範囲第４項又は第５項
    記載の工具カップリング。 ７、当接つば（５）に隣接した短円錐台部分（３ａ）が
    、短円錐台として構成された案内部分（３ｃ）と等しい
    円錐傾斜角（α）を有している、特許請求の範囲第１項
    から第４項までのいずれか１項記載の工具カップリング
    。 ８、前記円錐傾斜角が１°≦α≦１０°である、特許請
    求の範囲第７項記載の工具カップリング。 ９、工具ヘッド（１）と工具ホルダ（２）との間におけ
    る軸方向の緊定が、軸方向に同心的に配置された差動ね
    じ（８）を介して行われ、この場合一方のねじ山が工具
    ヘッドにかつ他方のねじ山が工具ホルダに設けられてい
    る、特許請求の範囲第１項から第８項までのいずれか１
    項記載の工具カップリング。 １０、回動防止装置が、軸方向に配置された少なくとも
    １つの連行体（６）から成つており、該連行体が円筒形
    のピン部分（３ｂ）に設けられていて、受容孔（４ｂ）
    の対応する溝に係合している、特許請求の範囲第１項か
    ら第９項までのいずれか１項記載の工具カップリング。 １１、回動防止装置が少なくとも１つの連行体（１７）
    から成つており、該連行体が端面側において工具ヘッド
    と工具ホルダとの半径方向の構成部に配置されている、
    特許請求の範囲第１項から第９項までのいずれか１項記
    載の工具カップリング。 １２、回動防止装置が工具ヘッドと工具ホルダとの間に
    おける多角形の結合部によつて実現されている、特許請
    求の範囲第１項から第９項までのいずれか１項記載の工
    具カップリング。 １３、工具ホルダ（２）の受容孔（４ａ、４ｂ、４ｃ）
    が少なくとも部分的に、交換可能な受容スリーブ（１１
    ）内に取り付けられている、特許請求の範囲第１項から
    第１２項までのいずれか１項記載の工具カップリング。 １４、工具ホルダ（２）において受容孔（４ａ、４ｂ、
    ４ｃ）の底（１４）に、弾性変形可能なリング状のスト
    ッパ（１６）が取り付けられている、特許請求の範囲第
    １項から第１３項までのいずれか１項記載の工具カップ
    リング。
JP61194116A 1985-09-14 1986-08-21 工具カツプリング Pending JPS6263002A (ja)

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