专利名称：工具夹的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种装到机械主轴等上的、保持各种工具的工具夹。
对于以往的具有这样的中空锥柄部的工具夹，通常，工具夹本体与锥柄部是分体件，将在该工具夹本体的一端部(工具插入方向一侧)上形成的凸缘与在锥柄部的另一端(与工具插入方向相反一侧)上形成的凸缘相配合，通过螺栓将两者接合而成。
作为具有这样的中空锥柄部的工具夹，例如由英国专利GB2004478A或日本特开平7-96436号公报等所公开。发明所要解决的技术问题但是，由于以往的具有前述中空锥柄部的工具夹是通过螺栓将凸缘相互固定的，因此，相对锥柄部，工具夹本体的外径较大时，凸缘彼此配合很难，存在着两者不能接合的问题。另外，由于中空的锥柄部即使可弹性变形，其凸缘部因很难弹性变形，因此锥柄部不能最适当地弹性变形，存在着前述锥柄部与机械主轴的锥孔很难紧密地贴靠(嵌合)的问题。为此，有时会发生必须将机械主轴的锥孔切去一部分或将锥柄部的凸缘部切去一部分的情况。
本发明以改进以往的工具夹作为其技术问题，其目的在于提供一种相对锥柄部的凸缘部而言，工具夹的外径即使较大，工具夹本体也可与该锥柄部连接，并且不受高速旋转时产生的离心力的影响，锥柄部可有效地进行弹性变形的工具夹。
解决技术问题的手段为了实现上述目的，本发明提供的工具夹，具有装到机械主轴等上的中空锥柄部、和可与前述锥柄部连接的工具夹本体，在前述锥柄部的一部分插入前述工具夹本体内的状态下，该锥柄部与工具夹本体连接。
具有如此结构的工具夹，由于是在锥柄部的一部分插入工具夹本体内的状态下，使该锥柄部与工具夹本体相连接的，因此，工具夹本体的外径相对锥柄部即使较大，工具夹本体也可与该锥柄部连接。另外，因为在两者连接之际，没有采用以往那样的、很难发生弹性变形的厚壁的凸缘等，所以锥柄部可有效地进行弹性变形。因此，也具有衰减效果。另外，因锥柄部与工具夹本体牢靠地连接，例如即使在高速回转时产生的离心力作用下，两者的一体化也不会受到不良影响。
前述锥柄部与工具夹本体的连接部可由将工具夹本体相对该锥柄部定位的导引部和将工具夹本体安装到该锥柄部中的安装部构成。
另外，前述导引部可配置于前述工具夹本体的在前述锥柄部的插入侧，而前述安装部配置于该工具夹本体的在该导引部的内侧。采用如此结构的话，可以相对于锥柄部的安装在机械主轴上锥孔中的部分最远距离地配置前述安装部，所以可进一步有效地进行锥柄部的弹性变形。
前述安装部可由形成于前述工具夹本体的内周面上的第1螺纹部，和形成于前述锥柄部的外周面上并且与该第1螺纹部螺纹连接的第2螺纹部构成。
并且，前述安装部可以通过例如焊接或硬焊、粘接等手段将构成该安装部的工具夹本体的内周面与锥柄部的外周面固定在一起。
构成前述锥柄部的材料与构成前述工具夹本体的材料可以不同。如此，在机械主轴高速旋转之际，即使产生较大的离心力，锥柄部也可更牢靠地密贴到机械主轴的锥孔中。
可将构成前述锥柄部的材料的比重设定成比构成前述工具夹本体的材料的比重大。
通过将工具夹本体与锥柄部分体设置，可分别用最适当的材料制作。
标号说明1、2工具夹 10锥柄部 11工具夹本体14、24、34、44连接部 15、25、35、45导引部16、26螺纹部 31空隙部 36、46安装部
100主轴 101锥孔 110牵引式双头螺栓发明的实施例下面，参照
本发明实施例的工具夹。
正如图1～图3所示，第1实施例的工具夹1由装到机械主轴100上的中空的锥柄部10和可与锥柄部10连接的工具夹本体11构成。
锥柄部10具有其外周面12带有与机械主轴100的锥孔101的内周面相对应(相补)的锥形的锥部13和在锥部13的于工具夹本体11侧连续形成的大致圆筒形的连接部14。
该连接部14具有比锥部13的最大外径稍小的外径，插入到后述的工具夹本体11内。在连接部14的外周面的锥部13一侧形成导引部15，而在连接部14的外周面的工具夹本体11一侧形成邻接导引部15的作为安装部的螺纹部16。导引部15的作用为，在锥柄部10连接到工具夹本体11内之际起到导引作用，以及使工具夹本体11保持同心状的定心作用。由此，工具夹本体11相对锥柄部10定位。另外，螺纹部16形成为与后述的形成于工具夹本体11的内周面上的螺纹部26螺纹连接。
此外，在锥柄部10的机械主轴100一侧形成插入牵引式双头螺栓(プルスタツド)110前端的插入孔17。在插入孔17的内周面形成与牵引式双头螺栓110的外螺纹111螺纹连接的内螺纹18。
该锥柄部10的内部形成中空部19，这种结构可减轻重量，同时锥柄部10可通过弹性变形而缩径，并且，缩径的锥柄部恢复原有状态。在这种作用下，锥柄部10能够牢牢地贴靠(嵌合)到锥孔101中。
另外，在第1实施例中，锥柄部10是由高强度钢制成的。这种高强度钢的比重为8.05。
工具夹本体11，在插入锥柄部的一侧的前端部上形成凸缘部21，在与凸缘部21相反一侧上形成的工具插入部把持固定着图中未示出的工具。凸缘部21的外周面形成公知的操作者把持用槽22，在周向互成180度的角度下，形成与机械主轴100的驱动键102接合并使工具夹1与主轴100成一体旋转的接合凹部23。凸缘部21的内周面成为与锥柄部10的连接部14相连的连接部24。在该连接部24的锥柄部10的一侧形成导引部25，在连接部24的工具插入一侧(在导引部25的内侧)形成邻接导引部25并且与螺纹部16螺纹连接的螺纹部26。
导引部25与导引部15接触，锥柄部10的作用为，在连接到工具夹本体11内之际起到导引作用和同心状维持工具夹本体11的定心作用。
并且，在第1实施例中，工具夹本体11由合金钢制成。该合金钢的比重为7.8，比构成锥柄部10的高强度钢的比重小。
在装配如此结构的工具夹1时，首先，将锥柄部10的连接部14插入工具夹本体11的连接部24中，使螺纹部16与螺纹部26螺纹连接。此时，通过导引部15和25，相互导引着工具夹本体11和锥柄部10，同时，使工具夹本体11相对锥柄部10定心，维持在同心状态。由此，工具夹本体11与锥柄部10可实现可靠的高精度的连接。另外，在连接之际，在螺纹部16与螺纹部26之间也可介装粘接剂等、通过硬焊等，使两者固定在一起。由此，使两者更牢固地连接。
此外，工具夹本体11的端面27与锥柄部10之间可以照该状态进行，或者通过焊接、硬焊或粘接剂等固定在一起。
具有这种结构的工具夹1，锥柄部10的工具插入一侧的前端(即，连接部14)是在插入工具夹本体11内的状态下与之连接的，所以即使是在工具夹本体11的外径比锥柄部10大的情况下，工具夹本体11也可与锥柄10连接。
并且，在锥柄部10与工具夹本体11连接之际，由于没有采用难以发生弹性变形的厚壁部位(例如缘部等)，所以锥柄部10可有效地进行弹性变形。
另外，因锥柄部10与工具夹本体11牢靠地连接，即使是在例如高速旋转产生的离心力作用下，两者的一体化也不会受到不良影响。
再有，由于构成锥柄部10的材料的比重要比构成工具夹本体11的材料的比重大，所以在机械主轴100高速旋转之际，即使产生较大的离心力，锥柄部10可与工具夹本体11的连接部24和机械主轴100的锥孔101更可靠地密贴。
该工具夹1安装到机械主轴100上之际，首先，将牵引式双头螺栓110插入形成于锥柄部10上的插入孔17，使形成于牵引式双头螺栓110外周面上的外螺纹111与形成于插入孔17内周面上的内螺纹18螺纹连接，以将牵引式双头螺栓110固定到锥柄部10上。该牵引式双头螺栓110如图3中假想线所示，与主轴100一侧的牵引具112结合。
接着，通过图中未示出的操作手，将工具夹本体11的槽22被把持的工具夹1的锥柄部10插入到主轴100的锥孔101中，牵引具112与牵引式双头螺栓110结合，使得锥柄部10靠近主轴100的内侧安装。由此，凸缘部21的主轴100一侧的端面27与主轴100的端面113接触，同时，锥柄部10的外周面12与主轴100的锥孔101的内周面接触，工具夹1由于受到两面束缚而牢固地固定到主轴100上。
此时，如因少许制造误差等，凸缘部21的端面27在与主轴100的端面113接触前，锥柄部10的外周面12与主轴100的锥孔101的内周面接触、在端面27与端面113之间产生间隙，即便如此锥柄部10也会被牵引式双头螺栓110强制地拉向主轴100的内侧。由此，锥柄部10被锥孔101的内周面推压而产生弹性变形和缩径。在这种缩径作用下，锥柄部10可以朝锥孔101的内侧移动，凸缘部21的端面27就与主轴100的端面113接触，同时，锥柄部10的外周面12与锥孔101的内周面可靠地接触。
另外，在第1实施例中，锥柄部10由高强度钢制成，而工具夹本体11由合金钢制成，但并不限于此，例如，在由合金钢制成工具夹本体11时，作为比该合金钢的比重大的材料(构成锥柄部10的材料)例如可为高镍-不锈钢等。
另外，优选的条件是，构成锥柄部10的材料的比重比构成工具夹本体11的材料的比重大，但这并不是本申请的必要条件。第2实施例下面，参照
本发明的第2实施例的工具夹。
图4为第2实施例的工具夹的局部剖视图。另外，在第2实施例中，对与第1实施例中所说明的部件相同的部件标上相同的标号，省略其详细说明。
正如图4所示，第2实施例的工具夹2与第1实施例的工具夹1的不同之处在于连接部34及44的构造。
即，锥柄部10具有连接在锥部13的工具夹本体11一侧的大致为圆筒形的连接部34。该连接部34的外径稍小于锥部13的最大外径，与第1实施例同样，插入工具夹本体11内。在连接部34外周面的锥部13一侧形成导引部35，在连接部34的外周面的工具夹本体11一侧形成与导引部35邻接的安装部36。
并且，工具夹本体11的凸缘部21的内周面成为与锥柄部10的连接部34连接的连接部44。在该连接部44的锥柄部10一侧形成导引部45，在连接部44的工具插入一侧(导引部45的内侧)形成与导引部45邻接的安装部46。
在装配具有如此结构的工具夹2时，首先，将锥柄部10的连接部34插入工具夹本体11的连接部44中，连接部34与连接部44通过焊接、硬焊或以粘接剂粘接等，使两者固定在一起。此时，与第1实施例同样，通过导引部35和45的存在，相互导引着工具夹本体11和锥柄部10，同时，工具夹本体11相对锥柄部10定心，维持在同心状态。由此，工具夹本体11与锥柄部10可靠且高精度地连接。
进行该连接之际，优选的是尽量与工具夹本体11一侧，即主轴100一侧保持最大限度距离地固定连接部34的位置(参照图3)。如此，锥柄部10更容易实现进一步的弹性变形引起的缩径。
发明的效果正如上述，本发明的工具夹，由于是在锥柄部的一部分插入工具夹本体内的状态下，而使该锥柄部与工具夹本体连接，与例如工具夹本体的外径的大小无关，可将工具夹本体与该锥柄部连接，所以，锥柄部与工具夹本体可使用最适当的材料。另外，由于锥柄部可有效地进行弹性变形，工具夹能够可靠地安装到机械主轴上。再有，由于锥柄部与工具夹本体可靠地连接，即便是例如在高速旋转产生的离心力作用下也不会影响到两者的一体化，可实现良好的连接。
权利要求
1.一种工具夹，具有装到机械主轴等上的中空的锥柄部和可与所述锥柄部连接的工具夹本体，在所述锥柄部的一部分插入所述工具夹本体内的状态下，所述锥柄部与工具夹本体连接。
2.按照权利要求1所述的工具夹，其特征在于，所述锥柄部与工具夹本体的连接部具有使工具夹本体相对所述锥柄部定位的导引部和将工具夹本体安装到所述锥柄部上的安装部。
3.按照权利要求2所述的工具夹，其特征在于，所述导引部配置于所述工具夹本体的于所述锥柄部的插入侧，所述安装部配置于所述工具夹本体的所述导引部的内侧。
4.按照权利要求2或3所述的工具夹，其特征在于，所述安装部具有形成于所述工具夹本体的内周面上的第1螺纹部，和形成于所述锥柄部的外周面上且与所述第1螺纹部螺纹连接的第2螺纹部。
5.按照权利要求2所述的工具夹，其特征在于，所述连接部的至少一部分被固定。
6.按照权利要求3所述的工具夹，其特征在于，所述连接部的至少一部分被固定。
7.按照权利要求4所述的工具夹，其特征在于，所述连接部的至少一部分被固定。
8.按照权利要求1所述的工具夹，其特征在于，构成所述锥柄部的材料与构成所述工具夹本体的材料不同。
9.按照权利要求2所述的工具夹，其特征在于，构成所述锥柄部的材料与构成所述工具夹本体的材料不同。
10.按照权利要求3所述的工具夹，其特征在于，构成所述锥柄部的材料与构成所述工具夹本体的材料不同。
11.按照权利要求4所述的工具夹，其特征在于，构成所述锥柄部的材料与构成所述工具夹本体的材料不同。
12.按照权利要求5所述的工具夹，其特征在于，构成所述锥柄部的材料与构成所述工具夹本体的材料不同。
全文摘要
本发明提供了一种与工具夹本体的外径大小无关的、可将工具夹本体与锥柄部连接，并且很难受到高速旋转时产生的离心力的影响、可有效地进行锥柄部的弹性变形的工具夹。工具夹1具有装到机械主轴100上的中空的锥柄部10和可与锥柄部10连接的工具夹本体11，在锥柄部10的一部分插入工具夹本体11内的状态下，锥柄部10与工具夹本体11连接。
文档编号B23B31/00GK1416989SQ02121948
公开日2003年5月14日 申请日期2002年5月28日 优先权日2001年11月1日
发明者小峰毅 申请人:比谷阿尔法股份有限公司, 大昭和精机株式会社