JPH029516A - 工具組立体 - Google Patents

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、工具ホルダを工具ブロックに固定しまた工具
組立体の各構成部品が一緒にロックされた時切削インサ
ートが工具組立体の精密な中心高さにあるのを保証する
ための２重目的の装置を意図するものである。

〔従来の技術〕

その一端に切削インサート組立体を有する工具ホルダは
一般に、工具ブロックの中に挿入可能なテーパーつきシ
ャンクが設けられている。この工具ブロックは工作機械
に固定され、工作機械は静止している被加工物に対し工
具ブロックを回転し又は被加工物が動かされこれに対し
工具ブロックは静止位置に保持される（すなわち回転し
ない）。

著しい半径方向及び接線方向の力が機械加工作用中に切
削インサートに作用する。もしこの切削インサートが切
削工具に対し誤って整列され及び／又は工具ホルダが工
具ブロックの正しい位置に精密にロックされていなかっ
たならば、工具は誤った不正確な切削を生ずることにな
る。

特に静止工具ブロックに対して被加工物の精密な機械加
工を行うためには、工具ホルダと工具ブロックは小さな
公差の範囲内で相互に整列してロックされることが欠（
ことのできない要件である。

このロック機構は典型的には、工具ホルダの外側表面に
は向き合った溝又はキー溝を設け、工具ブロックには、
工具ホルダが工具ブロック内部に作動的に固定される時
工具ホルダの溝の中に固定することのできる相補形状の
突起又はキーを設けることからなっている。

キー／キー溝組立体は静止した工具に用いられ、工具ブ
ロックに対し工具ホルダを配置しまた急速の動き（例え
ば回転）から静止工具に加えられる極端なトルクを消失
するようにしている。

キー又は突起は工具ブロック溝の基部に固定され工具ブ
ロック溝から外側に延び工具ホルダの対応溝の中に入る
。工具ホルダと工具ブロックとはそのため、各工具ホル
ダと工具ブロックとの溝の壁に対しキーの壁を接触させ
ることにより相互に対する回転運動が阻止される。

工具ホルダと工具ブロックの溝は、ロックされた工具構
成部品の中心線が整列された一対の溝の中心線を通るよ
うに位置ぎめされる。この目的は、工具ホルダの端部に
おいて切削インサートの切削刃を通過する平面が工具組
立体の中心線に一致する平面上に整列するのを保証する
ことにある。

しかし、この機構は、特に被加工物に精密な切削を行う
のに対しては所望のような整列を得ることができない、
工業規格は、例えば０．６４５インチ（１６，３８ｍｍ
）の典型的な工具ホルダ溝の幅は±０．０１０インチ（
０，２５４ｍｍ）の公差で機械加工されることを要求し
ている。したがって、この溝は０．６３５ないし０．６
５５インチ（１６，１３ないし１６．６４■）の範囲の
幅を持つことができる。ロックされた工具構成部品の中
心線は溝の中心を通過する平面によって区画形成される
ので、この中心線は溝の幅の変動のために各工具組立体
にとって変動することになる。これは切削インサートの
誤った整列と被加工物の不正確な切削とを生じる原因と
なる。

さらに、切削インサートは工具ホルダの溝よりも中心線
から離れているため、溝の幅の小さな変位は切削インサ
ートのさらに大きな変位をもたらすものとなる。

中心溝の整列のさらに他の欠点は、溝の中に固定される
キーが、溝の幅の同じ変動により溝の壁に対し同一平面
上に位置しないことである。したがって、キーは、機械
加工中の回転する被加工物によって加えられるトルクを
受ける時溝の中で動くようになる。

〔発明が解決しようとする課題〕

したがって、本発明の目的は、工具構成部品と切削イン
サートとの精密に制御された中心高さの整列が得られる
工具組立体を提供することである。

本発明の他の目的は、機械加工中に変動を受けない工具
組立体の方向にキー止めされる中心線を有する工具組立
体を提供することである。

本発明のさらに他の目的は、工具構成部品を一緒に切削
インサートと正確に中心線を整列して位置させかつロッ
クする、工具ブロックに工具ホルダをロックするための
ロック機構を提供することである。

（課題を解決するための手段） 本発明は、一端に切削インサート１１立体を有し他端が
回転又は静止の工作機械の工具ブロックに挿入されかつ
その中に固定されるようになっている工具ホルダを具備
する工具組立体を意図するものである。この工具ホルダ
はまたその各端部の間に外側表面上の少なくとも一対の
直径方向に対向するキー溝又は溝を含んでいる。

この工具組立体はさらに工具ホルダを受け入れるための
開口を有する工具ブロックを含んでいる。

この工具ブロックはその外側表面上に、工具構成部品が
作動的に係合される時工具ホルダの対応溝に整列可能な
少なくとも一対の直径方向に対向するキー溝又は溝を有
している。

ここでは整合溝と称する、工具ホルダ溝のうちの１つの
溝の１つの壁の長手方向軸線は、この溝の中に固定され
るキー（すなわち整合キー）の中心が工具組立体の中心
線に一敗するように位置ぎめされる。工具ホルダの端部
に配置された切削インサートは、与えられた工具組立体
のための切削インサートの切削刃が工具組立体の中心線
に対し同じ角度で、好ましくは中心線に直角の１つの平
面上に常時位置するように位置ぎめされる。

工具ホルダの整合溝と工具ブロックの対応溝とは、整列
された溝の形状（例えば矩形）と本質的に相補的な形状
を有する標準対称キーを受け入れるようになっている。

このようなキーは工具構成部品を一緒に固定するために
標準的に用いられている。この整合キーはねじ又は他の
適当な締結手段によって工具ブロック溝の内部に固定さ
れる。

整合溝に対し直径方向に対向している工具ホルダと工具
ブロックの対応溝は、本発明の本質的な部分であってこ
こでは“スラストキー°゛と称される非対称のキーを受
け入れるようになっている。

このスラストキーは基部と一対の側部表面とを有してい
る。この側部表面の一方の頂端部分は工具ブロック溝の
壁の上方にこれを越えて半径方向に延在しそして工具構
成部品が一緒に固定された時工具ホルダの対応溝の壁に
圧力下で係合するようになっている。スラストキーは、
第１の圧縮された位置から工具構成部品が正しい位置に
ロックされた時さらに高度に圧縮された位置へと動（こ
とのできるスプリング手段を含んでいる。スラストキー
はねじ又は同様の締結手段によって工具ブロック溝の基
部に固定される。

工具ホルダが工具ブロックに作動的に固定された時、工
具ホルダ溝の係合壁に向って生じた圧力は、工具ホルダ
の整合溝の壁が前もってこの整合溝に固定されている整
合キーの平らな壁に対し堅く押圧されるまで、工具ホル
ダを回転させる。

工具構成部品が一緒にロックされた時発生したスラスト
キー上の過剰圧力は、スラストキーを工具ブロック溝に
固定するためねじを受け入れるスラストキーの軸方向の
孔の中に設けられているスプリング手段によって、緩和
される。このスプリング手段は軸方向に圧力を発生しそ
れによりスラストキーの基部を工具ブロック溝の中でわ
ずかに上昇させスラストキー上の圧力を緩和するように
している。

〔発明の効果〕

本発明により、工具ホルダと工具ブロックは工具ホルダ
溝の壁によって簡単な方法で一緒にロックされる。工具
ホルダと工具ブロックとの間の相対回転運動は阻止され
るが、その理由は、工具ホルダ整合溝の壁が圧力下に整
合キーの係合壁に係合するまで工具ホルダがスラストキ
ーにより生じた圧力によって動かされるからである。さ
らに、中心線の位置ぎめは溝の幅によって影響を受けな
いが、その理由は工具構成部品の中心線が常に整合キー
の中心に整列しこの整合キーの固定された位置が工具ホ
ルダの精密な位置を決定するからである。

〔実施例〕

図面、特に第１図を参照すると、本発明の工具組立体は
本体部分４とテーパー付きシャンク６とを有する工具ホ
ルダ２を含み、シャンク６の端部には保持ノブ８が設け
られている。シャンク６と本体部分４との間にカラー１
０がありこのカラーはそれぞれが対向する壁１３ａと１
３ｂを有する一対の直径方向に対向する溝１２ａと１２
ｂを有している。

保持ノブ８を有する工具ホルダ２の端部は工具ブロック
１４の中に挿入することができる。工具ブロック１４は
、本体１６と、頂端表面１８と、工具ホルダのテーパー
シャンク６を受け入れるための空洞２０とを含んでいる
。空洞２０の内部に把持手段（図示しない）があり、こ
の把持手段は保持ノブ８と係合しそれにより工具ホルダ
２を工具ブロック１４の空洞２０の内部に固定するよう
になっている。工具ブロック１４は工作機械、特に静止
した工作機械に固定され、この工作機械はこの技術に習
熟した者にとって公知の種々の方法で、動いている被加
工物を機械加工するようになっている。

工具ブロック１４の頂端表面１８は対向する溝２２ａと
２２ｂとを有し、谷溝は軸方向の孔２５を有する基部２
４と実質的に平行な上方に延びる一対の壁２６，２８と
を有している。

溝２２ａ又は２２ｂのいずれか一方（第１図では２２ｂ
）はこの溝２２ｂと相補的な形状を有している標準キー
３０を受け入れるようになっている。特に、標準キー３
０は対向する壁３２．３４を有する実質的に矩形形状を
呈し、これら対向壁３２，３４は＋ｉ準主キー３０溝２
２ｂの内部に固定された詩情２２ｂの対応壁２６．２８
の一方又は双方と所望のとおり係合する。標準キー３０
は軸方向の孔３６を有し、この孔３６を通って基部２４
の軸方向の孔２５と整列可能でねしく図示しない）をそ
の中に挿入するようにしそれにより標準キー３０を溝２
２ｂの中に固定するようにしている。

標準キー３０の壁３２．３４は溝２２ｂの壁２６　、２
８の上に上方に延び上方壁部分３８．４０を露出するよ
うにし、上方壁部分３８．４０は工具ホルダ２が工具ブ
ロック１４に作動的に固定された時工具ホルダ整合溝１
２ｂの対向溝１３ａと１３ｂに接触するようになってい
る。

他方の溝２２ａ又は２２ｂ（第１図では２２ａ）は基部
２４と軸方向の孔２５と上方に向って延在する壁２６及
び２８とを含む溝２２ｂと実質的に同一の形状を有して
いる。この溝の中に、ねじ４６を固定するための基部２
４の軸方向の孔２５と整列可能な軸方向の孔４４を有す
るスラストキー４２が挿入される。このスラストキー４
２は標準キー３０と異なり非対称であり基部４５と対向
側部５０及び５２とを含んでいる。

スラストキー４２の一方の側５０は下方部分５４と上方
部分５６とを有している。下方部分５４は少なくとも工
具ブロック溝２２ａの壁２８の高さに等しい長さを有し
それにより上方部分５６が工具ホルダ溝１２ａの壁１３
ａの中に延出しこれと係合するようになっている。本発
明によれば、上方部分５６は工具ブロック１４の頂端表
面１日の上方にこれを越えて半径方向に延在し、それに
より工具ホルダ２と工具ブロック１４とが係合された時
スラストキー４２の上方部分５６が工具ホルダ溝１２ａ
の壁１３ａに対し圧力を発生し整合溝１２ｂの壁１３ｂ
が整合キー３０の壁３４に対して押しつけられるまで工
具ホルダを回転させるようにする。

スラストキー４２の他方の側５２は下方部分５８を有し
この下方部分は、工具構成部品が一緒にロックされた時
工具ブロック溝２２ａの壁２６に押圧接触することによ
り係合する。溝１２ａの壁１３ａに対するスラストキー
４２の上方部分５６上にまた溝２２ａの壁２６に対する
スラストキー４２の下方部分５８上に発生した圧力は、
カム作用をもたらしそれにより工具ホルダ整合溝１２ｂ
の壁１３ｂが整合キー３０に対して押圧されて工具構成
部品の所望のロック状態が得られるようになるまで工具
ホルダ２を回転させる。

上記のカム作用から生じる過剰圧力は、ねじ４６により
スラストキー４２の軸方向孔４４に固定されるスプリン
グ６０によって緩和される。スラストキー４２上に生じ
た過剰圧力によりもたらされる第１の圧縮位置から第２
のさらに高度に圧縮された位置へのスプリングの動きは
、スラストキー４２の基部４５の部分を溝２２ａの内部
で上昇させそれにより第２図に示すように隙間６２を形
成する。

工具構成部品が一緒にロックされた時切削インサートの
切削刃を通過する平面は第３図にさらに詳細に示される
ように整合キー３０の中心を通過する平面と精密な角度
的整列状態となる。

第３図を参照すると、工具ホルダ２は、頂端表面から延
出する切削インサート６６を含む切削インサート組立体
６４を存し、この切削インサート６６は、工具ホルダ２
の凹所の座部７０上に重なりかつ締結具（図示しない）
によるような普通の方法でこの凹所に固定された切削刃
６８を有している。

工具ホルダ２と工具ブロック１４とが一緒に固定された
時、スラストキー４２は工具ホルダを回転させる、工具
ホルダ溝１２ａの壁１３ａに対し圧力を発生し、それに
より溝１２ｂの壁１３ｂは整合キー３０の側面３４に対
し押圧されそのため工具構成部品を正しい位置にロック
しまたこれと同時にロックされた工具構成部品の中心＆
９１Ｂ−８が切削インサート６６の切削刃６８を通過す
る平面Ａ−Ａと精密な角度的整列状態となるようにする
。

第３図に示すように、切削刃を通過する平面Ａ−Ａに直
角な、ロックされた工具構成部品の平面Ｂ−８を有する
ことが好ましい。しかし、ロックされた工具構成部品の
中心線を通過する平面は線Ｃ−Ｃで示される鋭角にまた
は線Ｄ−Ｄで示される鈍角としても依然として切削イン
サートに対する工具構成部品の精密な整列を得ることが
できる。

これは、平面Ｃ−Ｃ又はＤ−Ｄが整合キーの中心を通過
するように整合溝を位置させることによって行われる。

本発明はしたがって、工具構成部品の中心線として整合
溝１２ｂの中心を用いることに関連して生じる問題を解
消する。本発明によれば、工具構成部品の中心線は整合
キー３０の中心１（すなわち平面Ｂ−Ｂ）と一致するが
、それは本発明の新規なスラストキー４２が、工具ホル
ダ２がスラストキー４２のカム作用により整合キー３０
に対し押圧されるため、整合キー３０と常に整列するこ
とになるのを保証するからである。したがって、整合溝
１２ｂの幅の変動はもはや中心線の整列には影響を与え
ないことになる。さらに詳細には、第３図に示すように
、溝１２ｂの幅が隙間７２で示すように整合キー３０の
幅より大きい場合であっても、整合キー３０と工具ホル
ダ２の位置は壁１３ｂと壁３４との面対面の接触によっ
て相互に対し固定される。この結果被加工物７４の機械
加工は精密となりそして工具ホルダ２と工具ブロック１
４との相対運動が阻止されるものとなる。

本発明において用いられるスラストキー４２は第４Ａ〜
４０図に示すように種々の形状とすることができる。例
えば、スラストキー４２の基部４５は第４Ｂ図及び第４
Ｃ図に示すように溝２２ａの基部２４に実質的に平行に
又は第４Ａ図に示すように角度をもたせることができる
。側面５２の上方部分５９は第４Ａ図及び第４Ｂ図に示
すように壁２６に平行とし又は第４Ｃ図に示すように角
度をもたせることができる。

本発明のスラストキー４２は、一方の側面５２上に溝２
２ａの壁２６と接触可能な下方部分５日をまた他方の側
面５０上に工具ブロック１４の頂端表面１日の上方にこ
れを越えて延在する上方部分５６を有しそれにより工具
ホルダ溝１２ａの壁１３ａに圧力下で係合するようにし
なければならない。

上記のように、本発明のスラストキー機構は回転工作機
械と切削刃が固定されたままで被加工物が切削刃に対し
て動かされる非回転又は静止工作機械との両方に用いら
れる。このスラストキー機構は特に静止工作機械にとっ
て便利であるが、それはこのスラストキー機構が工具ホ
ルダを工具ブロックに配置するとともに固定ししかも切
削インサートが動く被加工物と係合した時トルクを有効
に消失させるからである。

この技術に習熟した者にとって明らかでありまた添付図
面に詳細には示されていない本発明の他の実施Ｌｑ様は
、本発明の範囲に入るものである。

【図面の簡単な説明】

同一符号が同一部分を表わす以下の図面は本発明の例示
の実施態様を示し、また本明細書の一部を構成する特許
請求の範囲によって包含される本発明の範囲を限定する
ことが意図されるものではない。 第１図は工具ホルダ、工具ブロック及び工具構成部品を
一緒にロックするのに用いられるロック機構を含んでい
る本発明の実施ａ様の部分斜面図である。 第２図は工具ホルダと工具ブロック溝との内部のロック
された位置にあるスラストキーの平面図である。 第３図は工具組立体の中心線に直角な切削インサートの
切削刃を通過する平面を有する本発明の工具組立体の概
略図である。 第４Ａ図は本発明のスラストキーの他の実施態様の平面
図、 第４Ｂ図は本発明のスラストキーのまた他の実施態様の
平面図、 第４Ｃ図は本発明のスラストキーのさらに他の実施Ｂ様
の平面図である。 ２・・・工具ホルダ、　　　　４・・・本体部分、６・
・・シャンク、　　　　ＩＯ・・・カラー１２ａ、１２
ｂ　−・・溝、　　１３ａ、１３ｂ　・−・壁、１４・
・・工具ブロック、　　１６・・・本体、１８・・・頂
端表面、　２２ａ、２２ｂ・・・溝、２４・・・基部、
　　　　　　２５・・・孔、３０・・・標準キー　　　
３２．３４・・・壁、３６・・・孔、　　　　　　　４
２・・・スラストキー４４・・・孔、　　　　　　　４
５・・・基部、５４・・・下方部分、　　　５６・・・
上方部分、６０・・・スプリング、６４・・・切削イン
サート組立体、６６・・・切削インサート、６８・・・
切削刃。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、（ａ）一方の端部に切削インサート組立体を有し、
   他方の端部が工具ブロックの中に挿入されるようになっ
   ており、さらに前記両端部の間に工具ホルダの外側表面
   上の少なくとも一対の対向する第１の溝と第２の溝とを
   有している工具ホルダと、 （ｂ）工具ホルダの前記他方の端部を受け入れるための
   一端部と前記工具ホルダの溝と整列可能な少なくとも一
   対の対向する第１の溝及び第２の溝とを有し、工具ホル
   ダが作動的に挿入されかつ固定された時に少なくとも第
   １の対と第２の対の整列した溝を形成するようにしてい
   る工具ブロックと、 （ｃ）前記第１の対の整列された溝の少なくとも一方に
   挿入可能な第１の固定手段であって、この第１の固定手
   段が挿入される前記第１の工具ホルダの溝の対応壁と係
   合するための壁を有し、前記固定された工具ホルダと工
   具ブロックの中心線が前記第１の固定手段の中心線を通
   って延在するようにしている第１の固定手段と、 （ｄ）前記第２の対の整列された溝の少なくとも一方に
   挿入可能な第２の固定手段であって、この第２の固定手
   段が挿入される前記第２の工具ホルダの溝に対して圧力
   を生じるようにしそれにより第１の固定手段が挿入され
   る第１の工具ホルダの溝の対応壁に第１の固定手段の壁
   が係合するようになるまで工具ホルダを回転させるよう
   にする第２の固定手段、 とを具備してなる工具組立体。 ２、工具ホルダの対向する第１の溝と第２の溝とが相互
   に直径方向に対向して配され、工具ブロックの第１の溝
   と第２の溝とが相互に直径方向に対向して配されている
   請求項１に記載の工具組立体。 ３、工具ホルダと工具ブロックの各々が一対の直径方向
   に対向する第１の溝と第２の溝とを有する請求項２に記
   載の工具組立体。 ４、第１の固定手段が整合キーを具備し、この整合キー
   が、前記壁と前記整合キーを前記第１の工具ブロック溝
   の内部の固定位置に固定する手段とを有している請求項
   １に記載の工具組立体。 ５、第２の固定手段がスラストキーを具備し、このスラ
   ストキーが、側壁と、対向する側壁とスプリング手段と
   このスラストキーを第２の工具ブロック溝に固定する手
   段とを有し、前記側壁の少なくとも一部分が第２の工具
   ブロック溝の壁に係合するようになっており、またスラ
   ストキーの前記対向側壁の一部分が第２の工具ブロック
   溝の頂端表面の上方にかつ半径方向にこれを越えて延在
   し工具ホルダ溝係合部分を得るようにしている請求項１
   に記載の工具組立体。 ６、スラストキーが第２の工具ブロック溝の対応孔に整
   列可能な軸方向の孔を有し、前記固定手段が前記軸方向
   の対応孔の中に挿入可能なねじを有し、前記スプリング
   手段が前記ねじによりスラストキーの軸方向孔に固定さ
   れている請求項５に記載の工具組立体。 ７、前記スプリング手段が第１の圧縮された位置から、
   工具ホルダが工具ブロックに作動的に固定された時の第
   ２のさらに高度に圧縮された位置へと動くことができ、
   それによりスラストキー上の過剰圧力を緩和するように
   している請求項６に記載の工具組立体。 ８、切削インサート組立体の作動切削刃を通る平面が、
   固定された工具ホルダと工具ブロックの中心線に実質的
   に直角である請求項１に記載の工具組立体。