JP2838167B2 - 切削加工用の工具を保持するための保持具 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本発明は、切削加工用の工具、特にたがねまたはカッ
ターを個別に保持する締付けスリットを備えた、工具保
持用の保持具に関するものである。締付けスリットの相
対する締付け面は卵形の領域を持っており、そこに、楕
円形の断面形状を持った、スリット幅拡大用のキーを差
し込んで、そのキーをそこで回すことができる。

［従来技術］ 西ドイツ公開明細書第3,420,653号から承知し得る先
行技術では、工具支持部材（１）の締付けスリット
（２）は、その一端に設けた円形の穴（３）において広
げられる（上記明細書の第１図参照）。上記明細書の第
４図および第５図によれば、穴（３）には、それに対応
する円形の形状を持った２個の締付け用押え面（13、1
5）を備えた締付けプレート（12）を、挿入することが
できる。締付けプレート（12）に正六角形の孔（17）が
形成されている。この孔によって−−それに対応する正
六角形の形状を持ったキーを用いて、−−締付けプレー
ト（12）を解錠位置（第４図）または鎖錠位置（第５
図）にすることができる。このような構造にするには多
大の費用が必要であるが、本発明による構造（下記の通
り）では、余分の出費を避けることができる。なぜなら
本発明では、独特の断面形状が、キーそのものと、構造
上、一致させられているからである。

西ドイツ公開明細書第3,133,029号では、工具保持具
の締付けスリット（106）は、カム部材（130）によって
せばめられる。カム部材（130）は緩やかに傾斜してい
る部分（132）を持った円形の断面形状を有する。この
工具保持具の場合にも、締付けスリットの相対する締付
け面（108、110）を互に接近させるため、特別のキーの
ための正六角形の穴（131）が形成されている。

西ドイツ公開明細書第3,044、790号の第４図には、取
出し用の突出部（16）を備えた取り出しレバー（15）が
示されている。工具保持具（１）のくびれ部分（６）へ
の差し込みを容易にするため、取り出し用の突出部（1
6）には勾配をつけてある。くびれ部分（６）は円形の
形状を持っているが、取り出し用の突出部（16）は大体
において細長い形状を持っている。

取り出し用の突出部（16）は、長さ方向に平行に延び
る側面を持っており、その相対する端縁には、それぞれ
丸みを帯びた撓み部材を接合してある。取り出し用の突
出部（16）はこのようなものであるので、ハンドル（1
4）を回すつ、丸みを帯びた撓み部材が、カッター
（８）の峰に押し付けられる。従ってカッター（８）
は、圧力ばめされていた位置から押し出される。

欧州特許明細書第259,847号から承知し得る開示内容
は、上記の西ドイツ公開明細書3,133,029号から承知し
得る開示内容とほぼ同様のものである。図面に示されて
いる通り、孔（16）には楔（17）がはめ込まれている。
ねじ（18）を用いてこの楔を調整することにより、（上
部）締付け面（７）をカッター（Ｓ）に向かって矢印
（19）の方向へ撓ませ、それによってカッター（Ｓ）を
締付けスリット（６）で締めつけることができる。この
明細書の３番目の欄の42行に、楔（17）を偏心輪または
円錐として形成する旨の記載があるが、これは当業者に
興味を起こさせるであろう。楔を受け入れる孔（16）は
円形の断面形状を持っている。

この明細書の冒頭部分に書いたような種類の受け板で
あって、フォーク状にスリットを設けたものは、欧州特
許第0,095,062号によって知られている。一方の締付け
面を、それと向かい合っている他方の締付け面との関係
において広げる作業は、楕円形のキーを、締付けスリッ
トの卵形領域に挿入して回すことによって行われる。も
ちろんこの公知の保持具の場合には、卵形領域の幾何学
的形状について、詳細な仕様が与えられているわけでは
ないが、この保持システムの場合には、締付けスリット
を過度に広げすぎるという可能性が、確実に回避できる
わけではない。締付けスリットを過度に広げすぎた場合
には、材料の弾性限度を越えてしまう。そして特に、相
対する締付け面の永久ひずみという事態に立ち至り、そ
の結果、もはや工具をすわりのよい状態で締付ることこ
ができなくなるかも知れない。その上、この公知の保持
具の場合には、スリット幅拡大用のキーの楕円形状に大
ざっぱに合わせられているに過ぎない卵形領域の形状が
原因で、キーの爪を差し込み、かつ／または回すという
操作が困難になる。

［発明が解決しようとする課題］ 本発明の基礎になっているのは、楕円形のキーによっ
て広げることのできる工具保持具であって上記のような
欠点を持っておらず、工具取替え時に非常に確実な取替
えを楽な操作で行うことができ、材料の摩滅、疲労およ
び永久ひずみを回避し得るようなものを提供するという
課題である。

［課題を解決するための手段］ 上記課題を解決するため、本発明は、この明細書の冒
頭部分に書いたような特徴を有する保持具において、締
付けスリットの卵形領域を、各締付け面ごとに設けられ
て互に向かい合っている２個の凹入部で構成すること、
それらの凹入部の形状が、キーの楕円形のうち、湾曲の
仕方が著しい部分と一致しており、互いに他方の中央部
から一定の距離を置いて離れていること、上記の距離
が、キーの楕円の長軸の長さと短軸の長さの間にあるよ
うにすること、を提案する。

［作用］ 以上のような構成にすれば、一方では、スリット幅拡
大用のキーを特定角度位置にした時に、締付けスリット
の卵形領域への挿入が特に容易になる。特定の角度位置
にした時とは、キーの楕円形の断面形状のうち、湾曲の
仕方が少ない部分を上記の凹入部と向かい合わせた時で
ある。なぜなら、２個の凹入部の間の距離は、楕円形の
断面形状の短軸よりも長いからである。他方では、キー
を差し込んだ後、容易にそれを回すことができる。なぜ
なら凹入部の形状が、楕円形の断面形状のうち、湾曲の
仕方が著しい部分と一致しているからである。従って、
スリット幅拡大効果を生じさせる時には、凹入部と、楕
円形の断面形状のうち湾曲の仕方が著しい部分とは、確
実なかみ合い状態になることができ、しかも、キーを回
しにくくする摩擦作用が避けられる。更に、本発明によ
る工具保持具では、相対する締付け面を広げた場合、上
記のような望ましからぬ結果を伴わず、処方通りの広げ
方だけが実現されるように、相対する締付け面の間の広
がり、すなわち幅を、キーの楕円形の断面の長軸の寸法
によって定めることができる。

更にいずれか一方の締付け面に、工具の差込み深さを
制限するための突出部を設け、その締付け面を他方の締
付け面との関係において広げ得るようにするため、工具
の差込み方向に見て締付けスリットの卵形領域の奥に当
たる部分で、上記一方の締付け面の厚みを減らすこと
も、欧州特許第0.095,062号によって既に知られてい
る。

本発明の１つの実施態様はこの点を改良したものであ
って、締付けスリットの卵形領域を、工具の差込み方向
に見て、差込み深さ制限用の突出部の奥に当たる部分に
設けてある。このような構造にすると、締付けスリット
を広げた状態で工具を取り外したり交換したりする間、
スリット幅拡大用のキーを、締付けスリットの卵形領域
にはさまれた状態で差し込んだままにしておくことがで
きる。厚みを減らした部分は、いわば曲折自在の関節に
なっている。広げることのできる方の締付け面は、楕円
形の断面を持ったキーによって、この関節を中心として
旋回させられる。関節はこのような目的にかなうように
形成してあるので、操作員は比較的僅かな筋力を使うだ
けで、上記の締付け面を旋回させることができる。更
に、凹入部とキーとの間の摩擦による材料の摩滅も少な
くなる。従って比較的柔らかい材料で工具保持具を製作
し得るよになるので、製造原価の点で有利になる。

本発明の更に別の実施態様では、楕円形の断面形状の
うち他の領域とは異なる湾曲の仕方をしている領域を、
望ましくはキーの差込み方向に設けた縁によって仕方っ
ているが、これはスリット幅拡大用のキーの製造を単純
化するのに役立つ。

それと共に、楕円形の断面形状のうち、湾曲の仕方が
著しい部分と少ない部分とは、それぞれ明確な曲率半径
すなわち曲率円によって特定し、形成することができ
る。これが製造技術上有利なことは明白である。

更に、楕円形の断面形状のうち、大きな曲率半径を持
っている部分の頂点領域に、緩やかに傾斜している部分
を設けたならば、それは特にスリット幅拡大用のキーを
締付けスリットの卵形領域に差し込む操作を容易にする
のに役立つ。

更に、スリット幅拡大用のキーをＬ字形に形成するの
も、本発明の範囲内にはいる。その際、短い方の足に、
上記の楕円形の断面形状の部分を設けてある。操作員
は、キーを回して締付けスリットを広げる際、長い方の
足によって大きな応力中心距離が与えられるおかげで、
筋力を節約し得るという限りにおいて、この場合も操作
が容易になる。

工作機械の運転時に工具保持具に旋回運動をさせる
際、工具保持具にはめ込まれている工具が遠心力によっ
て抜けて飛ぶようなことのないよう、予防策を講ずるべ
きである。この点に関しては、工具のふくらみ部（21）
を挿入するための凹部を保持具に設けることが知られて
いる（西ドイツ特許第3,416,712号）。このような工具
を、保持具の締付けスリットに押し込もうとすると、ふ
くらみ部が、締付けスリットの輪郭を定めている締付け
面を押しのける。そして遂にふくらみ部は凹部にはまり
込む。この時、締付け面を過度に広げすぎ、弾性限度を
越えることによって材料の疲労を生じさせる、という事
態を回避するためには、それ自体は既に知られている上
記のような構造を、スリット幅拡大用のキーの差込みの
ため本発明が提案している楕円形の断面形状を組み合わ
せることが、特に好ましい。場合によっては第２のふく
らみ部を保持具に設けることが、上記の目的に適合す
る。この第２のふくらみ部は、カッターが締付けスリッ
トから引抜き方向に動くのを阻止するように、締付けス
リットの内部へ突出する。この第２のふくらみ部が工具
と接触する面は、引抜き方向に対して直角または傾斜を
なすように形成してもよい。また、上記接触面は凹面ま
たは凸面をなすように丸みを帯ていてもよい。

上記の着想を更に発展させたものとして、保持具の締
付け面に設けた窪みまたは凹部の表面の一部を、工具と
接触する面としてもよい。工具のふくらみ部は、この窪
みまたは凹部とかみ合うか、またはそこにはまり込む。
工具が遠心力によって抜けて飛ぶのを阻止するため、保
持具の締付け面に設けた窪みまたは凹部とかみ合うこの
種のふくらみ部は、本発明の場合、プリズム形の断面を
持っていることを特徴とする。プリズム形の表面は保持
具と接し、それによって、工具が正確に締つけられるこ
とを可能にする。この着想の範囲内で、上記プリズム形
表面は、凸面として突き出ていてもよいし（正のプリズ
ム）、凹面として内側へ傾斜して、例えばＶ字形の溝に
なっていてもよい（負のプリズム）。

［実施例］ 次に、本発明の若干の好ましい実施態様を図面に基づ
いて説明するが、この説明から、本発明の上記以外の特
徴、細目および長所が明らかになる。

第１図に示すように、スリット幅拡大用のキー１はＬ
字形に形成されており、長い方の足２が取手を、また短
い方の足３がスリット幅調整部を構成する。短い方の足
３はスリット幅調整のため、その自由端に、スリット幅
拡大用の突出部４を備えている。

第２図ないし第４図は、短い方の足３の端面図である
が、スリット幅拡大用の突出部４の断面形状は、長軸ａ
と短軸ｂを備えた楕円形に近いものである。長軸ａは、
長い方の足２とほぼ平行になっている。

第３図および第４図では、スリット幅拡大用の突出部
４の断面形状のうち、他の領域とは異なる曲率半径を持
っている領域を、縁５によって仕切っている。縁５は長
い方の足２に対してほぼ垂直になっている。第３図では
楕円形の断面形状のうち、大きな曲率半径を持っている
部分の頂点領域に、緩やかに傾斜している部分６を設け
てある。第３図および第４図では、スリット幅拡大用の
キー１の長い方の足２は、その一部だけを示してあるに
過ぎない。

第５図には、本発明による保持システムの全体を側面
図で示してある。保持プレート７は二股に分かれて、上
部締付け面８と下部締付け面９になっている。それらは
互に向かい合って、締付けスリット10の輪郭を定めてい
る。締付けスリット10にはめ込まれている工具11は、図
示の場合、カッターである。カッターの根元部分の端面
は、カッターの差込み深さを制限するストッパー12に接
している。ストッパー12は、上部締付け面８の突出部と
して形成されており、また上部締付け面８は。差込み方
向16に見てストッパー12の奥に当たる部分で、厚みをか
なり減らし、厚さｄとしてある。ストッパー12と厚さｄ
の領域との間のはぼ中間に卵形の領域が設けられてい
る。本発明では、この卵形領域は、上部締付け面８と下
部締付け面９の凹入部13によって、形成され、輪郭を定
けられている。凹入部13の曲率半径は、スリット幅拡大
用の突出部４の断面形状のうち、湾曲の仕方が著しく、
楕円の長軸ａによって貫通されている部分の曲率半径
と、ほぼ一致している。スリット幅拡大用のキー１の長
い方の足２を第５図に示すような角度位置にすると、突
出部４の断面形状のうち、湾曲の仕方が少ない部分が、
凹入部13と向かい合う。この時、楕円の短軸ｂの長さは
２個の凹入部13の間の距離よりも短い。従って突出部４
と凹入部13との間にすき間ができる。長い方の足／取手
２を、図示の位置から鎖線で示した位置へ、旋回方向14
に動かすと、突出部４の断面形状のうち、楕円の長軸ａ
によって貫通されている部分が、それと余形の関係にあ
る凹面をなす凹入部13にはまり込む。楕円の長軸ａの長
さは、（締付けスリットを広げていない状態での）２個
の凹入部13の間の距離よりも長いので、取手２を、鎖線
で示した位置へ、旋回方向14に動かすと、上部締付け面
８が下部締付け面９から離れるという形で広げられる。
上部締付け面８には、厚みをかなり減らした領域、すな
わち厚さｄの領域を設けてあるので、上部締付け面を旋
回させる作業は容易である。締付け面を広げた後に、工
具11を締付けスリット10から引抜き方向15に引き出すこ
とができる。締付け面を広げた位置では、突出部４の長
軸方向の部分が凹入部13とかみ合っており、従ってスリ
ット幅拡大用のキーは取手２と共に固定された状態にあ
る。

第６図に示す工具11は、引抜き方向15に見て後端に当
たる部分に隆起部または突出部17を備えている。突出部
17は保持プレート７との間に接触面を持っている。すな
わち保持プレート７の上部締付け面８に設けられている
第２のストッパー18と協働する。工作機械の運転時に保
持プレート７を、例えば回転方向19に動かすと、工具11
に作用する遠心力は、締付けスリット10からの引抜き方
向15に発生する。しかし工具が遠心力によって抜けて飛
ぶような事態は、第２のストッパー18によって阻止され
る。なぜなら工具11の突出部17が第２のストッパー18に
接しているため、工具11は引抜き方向15には動かないか
らである。第７図に示す更に別の構造では、工具11の突
出部17を取り巻く凹部20の表面の一部が、上記の第２の
ストッパー18になっている。差込み方向16への工具の差
込み深さを制限するストッパー12は、第７図の場合には
上部締付け面８に、また、第６図および第８図の場合に
は、下部締付け面９に、いずれも、工具の突出部17を受
け入れる凹部20と、スリット幅拡大用のキーを受け入れ
る凹入部13との間の領域に、形成されている。第７図お
よび第８図に破線で示してあるのは、締付け面８おび９
ならびに工具11に、望ましくはプリズム形の断面を持つ
ように形成される接触面21である。この接触面21は、特
に突出部17、第２のストッパー18および第１のストッパ
ー12と協働して、引抜および差込み方向15、16にも、そ
れと交差する方向にも、心出しされた正確な締付けがで
きるようにする。

第９図に正面図すなわち端面図で概略的に示す工具11
のプリズム形接触面21は、突出部17から図面の平面に対
して垂直な方向に延びている。この接触面21は工具11の
ための凹面Ｖ字形案内溝を構成する。この構成の場合に
は、突出部17はほぼ台形状の断面を持っており、その上
部領域は接触面21よりも上に突き出ている。それに対し
て第10図に示す構成の場合には、突出部17は凸面のプリ
ズム形接触面21を備えており、工具11のカッター22は、
突出部17よりも横方向の幅の広い、ほぼ台形状の断面を
持っている。第11図に示す実施例の場合には、工具11の
上面に、突出部17を境にして段差をつけられた２つの接
触面21aおよび21bが形成されている。これらの接触面も
第９図および第10図に示す実施例の場合と同様に、プリ
ズム形に形成することができる。突出部17と等高に設け
る接触面21bをプリズム形にする場合には、それに対応
するプリズム形の窪みまたは溝（図示せず）を、保持プ
レート７の上部締付け面８に形成することが、特に好ま
しい。

第12図ないし第15図には、第２のストッパー18の変形
例を示してある。図示のように第２のストッパー18は、
凹面をなすように丸みを帯びていてもよいし（第12
図）、凸面をなすように丸みを帯びていてもよいし（第
13図）、引抜きおよび差込み方向（15、16）に対して傾
斜していてもよいし（第14図）、上記方向15、16に対し
て垂直になっていてもよい（第15図）。この場合、第２
のストッパー18は、上記の凹部20へ移行する際、連続的
に移行するか（第13図および第15図）、または縁23を経
由して移行する。

［効果］ 第６図ないし第15図に示した実施態様（突出部17と第
２のストッパー18を備えたもの）は、なかんずく金属加
工、木材加工および石材加工用のダイヤモンド錐に適用
するのに適している。

衝撃式試錐機に使用した場合には、突出部17と第２の
ストッパー18との間に接触面によって、ならびに、その
接触面または工具11と保持プレート７との間のその他の
接触面がプリズム形に形成されていることによって、反
動が相殺される。このことは、切削プレートが遠心力に
さらされる回転式工作機械にも当てはまる。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明によるスリット幅拡大用のキーの正面
図、第２図は、第１図に示したキーの平面図、第３図
は、第２図に示したキーの部分拡大詳細図、第４図は、
第３図までに示した実施例に部分的変更を加えた実施例
のうち、第３図に対応する部分を示す図、第５図は、工
具保持システムが工具を締めつけており、スリット幅拡
大用のキーが工具保持システムに差し込まれたままにな
っているところを示す側面図、第６図ないし第８図は、
本発明による工具保持システムの変形例が工具を締めつ
けているところを示す側面図であり、既にスリット幅拡
大用のキーは抜き取ってある。第９図ないし第11図は、
本発明による工具保持システムで保持することのできる
種々の工具の正面図および側面図、第12図ないし第15図
は、本発明による工具保持具のうち、広げられる側の締
付け面だけを示す側面図である。 １はスリット幅拡大用キー、３は短い方の足、５は縁、
６は緩やかに傾斜している部分、７は保持プレート、８
は締付け面、９は締付け面、10は締付けスリット、11は
工具、12はストッパー、13は凹入部、15は引抜き方向、
16は差込み方向、17は突出部、18はストッパー、20は凹
部、21、21a、21bはプリズム形の断面、ａは長軸の長
さ、ｂは短軸の長さ、ｄは厚さである。

フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.⁶，ＤＢ名) B23B 27/16 B23B 27/04

Claims (9)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】たがねまたはカッターなどの切削加工用の
   工具（11）を個別に保持する締付けスリット（10）を備
   え、その締付けスリット（10）の相対する締付け面
   （８、９）は卵形の領域を持っており、そこに、楕円形
   の断面形状を持った、スリット幅拡大用のキー（１）を
   差し込んで、そのキーをそこで回すことができるよう
   な、切削加工用の工具を保持するための保持具におい
   て、上記締付けスリットの卵形領域を、各締付け面
   （８、９）ごとに設けられて互いに向かい合っている２
   個の凹入部（13）で構成すること、それらの凹入部の形
   状が、キーの楕円形の断面形状のうち、湾曲の仕方が著
   しい部分と一致しており、互いに他方の中央部から一定
   の距離を置いて離れていること、上記の距離が、キーの
   楕円の長軸の長さ（ａ）と短軸の長さ（ｂ）の間にある
   ことを特徴とする、切削加工用の工具を保持するための
   保持具。
2. 【請求項２】一方の締付け面（８）に工具（11）の差込
   み探さを制限するためのストッパー（12）を設け、その
   締付け面を他方の締付け面（９）との関係において広げ
   得るようにするため、工具の差込み方向（16）に見て凹
   入部（13）の奥に当たる部分で上記一方の締付け面
   （８）の厚みを減らし、厚さ（ｄ）の領域を設けた、請
   求項１記載の保持具において、凹入部（13）を、工具の
   差込み方向（16）に見てストッパー（12）の奥に当たる
   部分に設けたことを特徴とする、保持具。
3. 【請求項３】キーの楕円形の断面形状のうち他の領域と
   は異なる湾曲の仕方をしている領域を、キーの差込み方
   向に設けた縁（５）によって仕切ってあることを特徴と
   する、請求項１および同２のうちいずれかに記載の保持
   具。
4. 【請求項４】キーの楕円形の断面形状のうち、大きな曲
   率半径を持っている部分の頂点領域に、緩やかに傾斜し
   ている部分（６）を設けたことを特徴とする、請求項１
   から同３のうちのいずれかに記載の保持具。
5. 【請求項５】スリット幅拡大用のキー（１）をＬ字形に
   形成し、その短い方の足（３）に、上記の楕円形の断面
   形状の部分を設けてあることを特徴とする、請求項１か
   ら同４のうちのいずれかに記載の保持具。
6. 【請求項６】工具（11）が締付けスリット（10）から引
   抜き方向（15）に動くのを阻止する第２のストッパー
   （18）を設けたことを特徴とする、請求項１から同５の
   うちのいずれかに記載の保持具。
7. 【請求項７】第２のストッパー（18）が工具（11）と接
   触する面が、引抜きおよび差込み方向（15、16）に対し
   て垂直になっているか、傾斜しているか、凸面または凹
   面をなすように丸みを帯びていることを特徴とする、請
   求項６に記載の保持具。
8. 【請求項８】広げ得るようにした締付け面（８）に設け
   た窪みまたは凹部（20）の表面の一部を、工具と接触す
   る面としたことを特徴とする、請求項６または同７に記
   載の保持具。
9. 【請求項９】締付けスリット（10）から引抜き方向（1
   5）に動くのを阻止するように保持プレート（７）とか
   み合わせるための突出部（17）を形成してある、請求項
   ６から同８のうちいずれかに記載め保持具のための工具
   （11）において、該工具（11）、または保持プレート
   （７）の第２のストッパー（18）と協働する上記突出部
   （17）が、凸面として突出しているか、または凹面とし
   て内側へ傾斜しているプリズム形の断面（21、21a、21
   b）を持っていることを特徴とする、工具。