特表 2024-516346 ダンパ装置、加工工具およびダンパ装置の組立方法

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公表特許公報(A)

(11)【公表番号】

(43)【公表日】2024-04-15

(54)【発明の名称】ダンパ装置、加工工具およびダンパ装置の組立方法

(51)【国際特許分類】

   B23B 27/00 20060101AFI20240408BHJP

   B23C 9/00 20060101ALI20240408BHJP

   B23Q 11/00 20060101ALI20240408BHJP

   B23B 29/02 20060101ALI20240408BHJP

【ＦＩ】

B23B27/00 C

B23C9/00 Z

B23Q11/00 A

B23B29/02 A

【審査請求】有

【予備審査請求】未請求

(21)【出願番号】P 2023555586

(86)(22)【出願日】2021-03-30

(85)【翻訳文提出日】2023-09-11

(86)【国際出願番号】 EP2021058263

(87)【国際公開番号】W WO2022207076

(87)【国際公開日】2022-10-06

(81)【指定国・地域】

(71)【出願人】

【識別番号】519068515

【氏名又は名称】エムエーキュー アーベー

(74)【代理人】

【識別番号】100118913

【弁理士】

【氏名又は名称】上田 邦生

(74)【代理人】

【識別番号】100142789

【弁理士】

【氏名又は名称】柳 順一郎

(74)【代理人】

【識別番号】100201466

【弁理士】

【氏名又は名称】竹内 邦彦

(72)【発明者】

【氏名】フー， キリン

【テーマコード（参考）】

3C011

3C022

3C046

【Ｆターム（参考）】

3C011AA04

3C022QQ03

3C046BB02

3C046KK02

(57)【要約】

加工工具（１０）用のダンパ装置（１２）であって、空洞（４０）および中心軸（１８）を有し、第１表面（４８）を備える管状部材（２０）と、空洞内に配置され、中心軸および管状部材に対して半径方向に移動可能なダンピングマス（３２）と、ダンピングマスを管状部材に対して相対的に支持する少なくとも１つのバネ要素（３４，３６）であって、ダンピングマスおよび少なくとも１つのバネ要素が、ダンパ装置の運動振動エネルギを減衰させるように配置されている少なくとも１つのバネ要素と、空洞の内部に配置される固定内装部（５０）、および第２表面（５４）を有する少なくとも１つの固定部（２６）と、第１表面と第２表面との間に設けられた振動減衰材（３０）であって、ダンパ装置の位置振動エネルギを減衰させるように配置された振動減衰材（３０）とを備え、振動減衰材が、第１表面と第２表面との間で実質的に均等に圧縮されているダンパ装置（１２）である。
【選択図】図４

【特許請求の範囲】

【請求項1】

加工工具（１０）用のダンパ装置（１２）であって、
－ 空洞（４０）と中心軸（１８）とを有し、第１表面（４８）を備える管状部材（２０）と、
－ 前記空洞（４０）内に配置され、前記中心軸（１８）に対して、かつ、前記管状部材（２０）に対して半径方向に移動可能なダンピングマス（３２）と、
－ 該ダンピングマス（３２）を前記管状部材（２０）に対して相対的に支持する少なくとも１つのバネ要素（３４，３６）であって、前記ダンピングマス（３２）および前記少なくとも１つのバネ要素（３４，３６）が、前記ダンパ装置（１２）の運動振動エネルギを減衰させるように配置されている、少なくとも１つのバネ要素（３４，３６）と、
－ 前記空洞（４０）の内部に配置される固定内装部（５０）、および第２表面（５４）を有する少なくとも１つの固定部（２６）と、
－ 前記第１表面（４８）と前記第２表面（５４）との間に設けられた振動減衰材（３０）であって、前記ダンパ装置（１２）の位置振動エネルギを減衰させるように配置された振動減衰材（３０）とを備え、
該振動減衰材が、前記第１表面（４８）と前記第２表面（５４）との間において、実質的に均等に圧縮されているダンパ装置（１２）。

【請求項2】

前記第１表面（４８）および前記第２表面（５４）がテーパ状である請求項１に記載のダンパ装置（１２）。

【請求項3】

前記第１表面（４８）および／または前記第２表面（５４）が、前記中心軸（１８）に対して少なくとも０．２°の平均傾斜を有する請求項２に記載のダンパ装置（１２）。

【請求項4】

前記少なくとも１つの固定部（２６）は、前記振動減衰材（３０）が、前記第１表面（４８）と前記第２表面（５４）との間において実質的に均等に圧縮されるように、前記中心軸（１８）に沿った前記管状部材（２０）と前記少なくとも１つの固定部（２６）との間の相対移動によって組み立てられる請求項２または請求項３に記載のダンパ装置（１２）。

【請求項5】

前記振動減衰材（３０）が粘弾性材料からなる請求項１から請求項４のいずれか１項に記載のダンパ装置（１２）。

【請求項6】

前記空洞（４０）が円柱状の空洞部分（４２）を備え、前記ダンピングマス（３２）が前記円柱状の空洞部分（４２）内に配置され、前記少なくとも１つの固定部（２６）の１つ以上の少なくとも一部が前記円柱状の空洞部分（４２）内に配置される請求項１から請求項５のいずれか１項に記載のダンパ装置（１２）。

【請求項7】

前記空洞（４０）が、前記第１表面（４８）を画定するテーパ状の空洞部分（４４）を備える請求項１から請求項６のいずれか１項に記載のダンパ装置（１２）。

【請求項8】

前記少なくとも１つの固定部（２６）が、互いに対して固定された少なくとも２つの固定部（２６）を備える請求項１から請求項７のいずれか１項に記載のダンパ装置（１２）。

【請求項9】

前記固定内装部（５０）が、固定円筒部を備える請求項１から請求項８のいずれか１項に記載のダンパ装置（１２）。

【請求項10】

前記少なくとも１つのバネ要素（３４，３６）のうちの１つ以上が、前記固定内装部（５０）に接続されている請求項１から請求項９のいずれか１項に記載のダンパ装置（１２）。

【請求項11】

前記第２表面（５４）が、前記空洞（４０）内に挿入されている請求項１から請求項１０のいずれか１項に記載のダンパ装置（１２）。

【請求項12】

前記少なくとも１つの固定部（２６）が、マンドレルを備える請求項１から請求項１１のいずれか１項に記載のダンパ装置（１２）。

【請求項13】

前記振動減衰材（３０）が、少なくとも１０％の減衰比を有する請求項１から請求項１２のいずれか１項に記載のダンパ装置（１２）。

【請求項14】

前記第１表面（４８）および前記第２表面（５４）が円錐形である請求項１から請求項１３のいずれか１項に記載のダンパ装置（１２）。

【請求項15】

前記第１表面（４８）と前記第２表面（５４）とが平行である請求項１から請求項１４のいずれか１項に記載のダンパ装置（１２）。

【請求項16】

前記振動減衰材（３０）が、１ｍｍ未満の厚さを有する請求項１から請求項１５のいずれか１項に記載のダンパ装置（１２）。

【請求項17】

前記振動減衰材（３０）が、少なくとも０．３５のポアソン比を有する請求項１から請求項１６のいずれか１項に記載のダンパ装置（１２）。

【請求項18】

請求項１から請求項１７のいずれか１項に記載のダンパ装置（１２）を備える加工工具（１０）。

【請求項19】

加工工具（１０）用のダンパ装置（１２）の組立方法であって、
－ 空洞（４０）および中心軸（１８）を有し、第１表面（４８）を有する管状部材（２０）を提供することと、
－ 前記空洞（４０）内に配置され、前記中心軸（１８）に対して、かつ、前記管状部材（２０）に対して半径方向に移動可能なダンピングマス（３２）を提供することと、
－ 該ダンピングマス（３２）を前記管状部材（２０）に対して相対的に支持する少なくとも１つのバネ要素（３４，３６）であって、前記ダンピングマス（３２）および前記少なくとも１つのバネ要素（３４，３６）が、前記ダンパ装置（１２）の運動振動エネルギを減衰させるように配置された少なくとも１つのバネ要素（３４，３６）を提供することと、
－ 前記空洞（４０）の内部に配置される固定内装部（５０）と、第２表面（５４）とを有する少なくとも１つの固定部（２６）を提供することと、
－ 前記第１表面（４８）と前記第２表面（５４）との間に、前記ダンパ装置（１２）の位置振動エネルギを減衰させるように配置される振動減衰材を提供することと、
－ 該振動減衰材（３０）が前記第１表面（４８）と前記第２表面（５４）との間において実質的に均等に圧縮されるように、前記第１表面（４８）と前記第２表面（５４）とを互いに対して位置決めすることとを含む方法。

【請求項20】

前記第１表面（４８）および前記第２表面（５４）がテーパ状であり、前記振動減衰材（３０）が前記第１表面（４８）と前記第２表面（５４）との間において実質的に均等に圧縮されるように、前記管状部材（２０）および前記少なくとも１つの固定部（２６）を前記中心軸（１８）に沿って互いに相対的に移動させることをさらに含む請求項１９に記載の方法。

【請求項21】

請求項１９または請求項２０に記載の方法に従って組み立てられたダンパ装置（１２）。

【請求項22】

請求項２１に記載のダンパ装置（１２）を備える加工工具（１０）。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本開示は、一般に、機械加工用のダンパ装置に関する。特に、加工工具用のダンパ装置、そのようなダンパ装置を備える加工工具、加工工具用のダンパ装置の組立方法、その方法に従って組み立てられたダンパ装置、およびそのようなダンパ装置を備える加工工具が提供される。

【背景技術】

【0002】

加工工具は、フライス加工、旋削加工、中ぐり加工、研削加工、穴あけ加工などの様々な機械加工工程において使用される。加工工具は、１つ以上の切刃と、切刃を保持する工具ホルダとを備える。びびりとも呼ばれる加工振動は、機械加工中に自然に発生するもので、ワークと加工工具との間の相対移動に対応する。加工工具は多くの場合、材料除去率を重要な性能指標として使用する。高い材料除去率には、高速、高切り込み、高送りが必要である。この３つのパラメータはすべて、加工工程中に加工工具の振動を増加させる傾向がある。しかし、加工工具の振動は、加工されたワークの表面品質を悪化させ、生産性を制限し、生産コストを増加させる。

【0003】

加工工具の振動を減衰させるために、加工工具は、ダンピングマスを備える同調マスダンパ装置を備えることができる。加工工具の振動周波数に合わせてマスダンパ装置の固有振動周波数を調整することにより、運動振動エネルギがダンピングマスに伝達され、加工工具の動きが安定する。２つの周波数の一致は、通常、ダンピングマスの支持剛性を手動で微調整することによるマスダンパ装置の固有周波数の調製によって得られる。マスダンパ装置の手動調整工程は複雑であり、構造振動解析の知識が必要である。このため、内部に粘性流体を有する調整済みのマスダンパが一般的に使用されている。調整済みのマスダンパを有する加工工具は、通常、直径、張り出し量、工具クランプの剛性によって決定される目標周波数範囲において良好に機能する。

【0004】

国際公開第２０１８０４４２１６号および国際公開第２０１９１６８４４８号はそれぞれ、バネ要素およびダンピングマスを有するマスダンパ装置を備える加工工具を開示している。バネ要素は、周波数依存弾性率を有する材料からなり、自己調整効果を提供する。この自己調整効果により、マスダンパ装置の動作周波数範囲が実質的に拡大する。

【発明の概要】

【0005】

本開示の１つの目的は、加工工具用のダンパ装置を提供することであり、このダンパ装置は改善された性能を有する。

【0006】

本開示の他の目的は、加工工具用のダンパ装置を提供することであり、このダンパ装置は、加工工具の表面仕上げ能力を向上させる。

【0007】

本開示のさらに別の目的は、加工工具用のダンパ装置を提供することであり、このダンパ装置は、改善された振動減衰性能を有する。

【0008】

本開示のさらに別の目的は、加工工具用のダンパ装置を提供することであり、このダンパ装置は、より広い振動周波数範囲にわたって改善された振動減衰性能を有する。

【0009】

本開示のさらに別の目的は、加工工具用のダンパ装置を提供することであり、このダンパ装置は、費用効率が高く、信頼性が高くかつ／または複雑でない設計を有する。

【0010】

本開示のさらに別の目的は、加工工具用のダンパ装置を提供することであり、このダンパ装置は、費用効率が高く、信頼性が高くかつ／または複雑でない組立を可能にする。

【0011】

本開示のさらに別の目的は、加工工具用のダンパ装置を提供することであり、このダンパ装置は高い剛性を有する。

【0012】

本開示のさらに別の目的は、加工工具用のダンパ装置を提供することであり、このダンパ装置は長寿命である。

【0013】

本開示のさらに別の目的は、加工工具用のダンパ装置を提供することであり、このダンパ装置は、前述の目的のいくつかまたは全てを組み合わせて解決する。

【0014】

本開示のさらに別の目的は、ダンパ装置を含む加工工具を提供することであり、この加工工具は、前述の目的の１つ、いくつか、または全てを解決する。

【0015】

本開示のさらに別の目的は、加工工具用のダンパ装置の組立方法を提供することであり、この方法は、前述の目的の１つ、いくつか、または全てを解決する。

【0016】

本開示のさらに別の目的は、加工工具用のダンパ装置の組立方法を提供することであり、この方法は、費用効率が高く、信頼性が高くかつ／または複雑ではない。

【0017】

本開示のさらに別の目的は、加工工具用のダンパ装置の組立方法を提供することであり、この方法は素早く実施することができる。

【0018】

第１の態様によれば、加工工具用のダンパ装置が提供され、このダンパ装置は、空洞および中心軸を有し、第１表面を備える管状部材と、空洞内に配置され、中心軸に対して、かつ管状部材に対して半径方向に移動可能なダンピングマスと、ダンピングマスを管状部材に対して相対的に支持する少なくとも１つのバネ要素であって、ダンピングマスおよび少なくとも１つのバネ要素が、ダンパ装置の運動振動エネルギを減衰させるように配置されたバネ要素と、空洞の内部に配置される固定内装部、および第２表面を有する少なくとも１つの固定部と、第１表面と第２表面との間に設けられた振動減衰材であって、ダンパ装置の位置振動エネルギを減衰させるように配置された振動減衰材とを備え、振動減衰材が、第１表面と第２表面との間で実質的に均等に圧縮され、または均等に圧縮される。

【0019】

ダンパ装置によって支持された切刃に切削力が加えられると、ダンパ装置に振動が励起される。振動波によって運ばれた振動エネルギは、加工工具内部において運動振動エネルギと位置振動エネルギとの間で伝達される。運動振動エネルギと位置振動エネルギとの和は（減衰していなければ）実質的に一定であるため、運動振動エネルギが最も大きいときには、位置振動エネルギは最も小さくなり、その逆も同様である。振動波が振動減衰材に到達すると、振動波は振動減衰材によって減衰され、振動減衰材によって反射され、かつ／または振動減衰材を透過する。振動波がダンピングマスに到達すると、振動波はダンピングマスによって減衰され、反射される。この工程は、振動波が完全に減衰するまで継続する。

【0020】

少なくとも１つのバネ要素によって支持されたダンピングマスは運動振動エネルギを減衰させ、振動減衰材は位置振動エネルギを減衰させる。これにより、ダンパ装置は振動エネルギを順次減衰させる。振動減衰材は、剪断され、さらに圧縮されて、位置振動エネルギを減衰させることができる。

【0021】

さらに、ダンパ装置は加工中に複数の周波数で振動する。ダンパ装置の更なる利点は、振動減衰材がマスダンパ装置の公称範囲外の周波数でも振動を減衰させることである。

【0022】

振動減衰材により、ダンパ装置の振動減衰能力は実質的に改善される。その結果、ダンパ装置の加工性能も実質的に改善される。

【0023】

ダンパ装置は、マスダンパ装置と構造ダンパ装置とを備える。マスダンパ装置は、ダンピングマスと少なくとも１つのバネ要素とを備える。構造ダンパ装置は、振動減衰材を備える。構造ダンパ装置は、第１表面と第２表面とをさらに含んでいてもよい。したがって、構造ダンパ装置は、マスダンパ装置に加えて、追加の振動減衰源を構成する。マスダンパ装置および構造ダンパ装置の各々は、少なくとも１つの固定部の１つ以上に組み付けられてもよい。

【0024】

ダンパ装置の使用前の振動減衰材の圧縮は、振動減衰材の形状を固定する。振動減衰材は第１表面と第２表面との間で圧縮されるので、損傷をもたらす振動減衰材のねじれを回避することができる。振動減衰材は、組立時に、非圧縮状態から中心軸に対して半径方向に少なくとも３％、例えば少なくとも５％、例えば少なくとも１０％圧縮されてもよい。

【0025】

振動減衰材は、中心軸に対して対称に分配されていてもよい。例えば、振動減衰材は、第１表面または第２表面のいずれかを取り囲んでいてもよい。振動減衰材の圧縮は、少なくとも１つの固定部が中心軸に対して中央に位置するように補助する。

【0026】

振動減衰材は中心軸に沿って延びていてもよい。例えば、中心軸に沿った振動減衰材の長さは、中心軸に沿ったダンピングマスの長さの少なくとも半分、例えば、中心軸に沿ったダンピングマスの長さよりも大きくてもよい。

【0027】

第１表面および第２表面は、実質的に対応する形状、または対応する形状を有していてもよい。振動減衰材は、第１表面と第２表面との間に層として設けられてもよい。第１表面は、第２表面と接触してもよいし、接触しなくてもよい。

【0028】

固定内装部は、中間嵌めまたは締まり嵌めによって空洞に嵌め込まれてもよい。このようにすると、構造ダンパ装置を導入しても、固定内装部を空洞に挿入したときのモーメントの曲げ面積を維持することができる。これにより、構造ダンパ装置の導入は、ダンパ装置が工具固定具にクランプされたときに、ダンパ装置の静的剛性に最小限の影響を与える。

【0029】

本開示を通じて、ダンパ装置は、工具ホルダまたは工具であってもよい。工具は、工具が１つまたは複数の切刃を備えているのに対し、工具ホルダは備えていないという点で、工具ホルダとは異なっていてもよい。

【0030】

ダンパ装置は、フライス加工、旋削加工、中ぐり加工、研削加工、穴あけ加工などの様々な機械加工に使用することができる。ダンパ装置は、ワークを加工するための１つ以上の切刃を保持または支持するように構成されていてもよい。この場合には、切刃は、ダンパ装置に着脱可能に接続されるか、またはダンパ装置と一体的に形成されてもよい。ダンパ装置は、例えば、切刃を保持する他の工具ホルダを支持する工具ホルダであってもよい。

【0031】

ダンパ装置は、エンドエフェクタを備えていてもよい。マスダンパ装置は、エンドエフェクタと構造ダンパ装置との間に配置されてもよい。エンドエフェクタは、ダンパ装置の前端に設けられる。したがって、ダンパ装置は、前端とは反対側の後端も備える。

【0032】

管状部材および少なくとも１つの固定部は、同じ材料で作られてもよい。適切な材料の例としては、鋼、タングステン合金、炭化タングステンが挙げられる。管状部材は、円筒状の外面および／または円筒状の内面を備えていてもよい。

【0033】

ダンパ装置は、後端部をさらに備えていてもよい。この場合には、少なくとも１つの固定部の各々が、後端部に直接的または間接的に固定される。
本開示を通じて、固定部は、代替的にロック部と呼ばれることがある。

【0034】

ダンピングマスは、１つ以上のバネ要素によって片側または両側において支持されてもよい。ダンピングマスは、例えば、片側において１つのバネ要素のみによって支持され、反対側において１つのバネ要素のみによって支持されてもよい。あるいは、ダンピングマスは、片側において複数のバネ要素によって支持され、反対側において複数のバネ要素によって支持されてもよい。あるいは、ダンピングマスは、片側において１つのバネ要素のみによって、または複数のバネ要素によって支持され、反対側では支持されていなくてもよい。

【0035】

各バネ要素は、振動エネルギを熱に変換するように構成されていてもよい。各バネ要素は弾性要素であってもよい。各バネ要素は、周波数に依存する弾性率を有していてもよい。このようにして、自己調整効果を得ることができる。例えば、バネ要素は、ダンピングマスの共振周波数が、１００Ｈｚから１０００Ｈｚまでの振動周波数範囲、２０Ｈｚから３０００Ｈｚまでの振動周波数範囲にわたって、ダンパ装置の振動周波数と実質的に一致する、または一致するような、周波数依存性の弾性率を有していてもよい。このような周波数依存の剛性を有する材料は、少なくとも１つの寸法において１００ｎｍ以下の構造上の大きさを有していてもよい。

【0036】

このような周波数依存の弾性率を有する材料の代替として、少なくとも１つのバネ要素はゴムまたはエラストマによって作られてもよい。ゴムおよびエラストマは一般的に１０％以下の減衰比を有する。

【0037】

第１表面および第２表面は、テーパ形状であってもよい。第１表面と第２表面のテーパ設計により、ダンパ装置は、振動減衰材が圧縮されたときにセルフロック効果を提供する。セルフロック効果とは、振動減衰材が圧縮されることによって第１表面および第２表面に及ぼされる力が、第１表面と第２表面との間の分離を引き起こさないことを意味する。

【0038】

また、第１表面および第２表面のテーパ設計は、振動減衰材の高度な予備圧縮を可能にする。このようにして、振動減衰材の表面積の少なくとも９５％、例えば表面積のほぼ１００％を、第１表面および第２表面に接触させることができる。これにより、振動減衰材を介して振動波を伝達し、位置振動エネルギを効率的に減衰させるダンパ装置の高い能力を可能にする。さらに、振動減衰材の圧縮と組み合わせたテーパ設計は、振動減衰材と第１表面および／または第２表面との間の隙間を回避し、摩擦抵抗によって振動減衰材がしみ出すことを回避することを可能にする。

【0039】

第１表面および第２表面は、中心軸に対して回転対称であってもよい。例えば、第１表面および第２表面のそれぞれは円錐形であってもよい。可能な代替案として、テーパ形状は、第１表面および第２表面の凸形状または凹形状を含み得る。

【0040】

第１表面が第２表面の外側に設けられる場合には、テーパの前端はテーパの後端よりも小さくてもよい。すなわち、第１表面および第２表面のそれぞれの前端が、第１表面および第２表面のそれぞれの後端よりも小さい面積に及ぶように、テーパ形状が構成されてもよい。逆に、第１表面が第２表面の内側に設けられる場合には、テーパの前端がテーパの後端よりも大きくなるようにしてもよい。第１表面および第２表面のテーパ形状は、ダンパ装置の組み立てを非常に容易にする。

【0041】

第１表面および／または第２表面は、中心軸に対して少なくとも０．２°、例えば少なくとも０．５°、例えば少なくとも１°、あるいは例えば１．５°の平均傾斜を有してもよい。これに代えて、またはこれに加えて、第１表面および第２表面は、中心軸に対して３０°未満、例えば１０°未満、あるいは例えば５°未満の平均傾斜を有してもよい。

【0042】

少なくとも１つの固定部は、振動減衰材が第１表面と第２表面との間で実質的に均等に圧縮され、または均等に圧縮されるように、管状部材と中心軸に沿った少なくとも１つの固定部との間の相対移動によって組み立てられてもよい。

【0043】

１つ以上の固定部のうちの少なくとも１つは、ダンパ装置を組み立てる際に空洞内に挿入されてもよい。この少なくとも１つの固定部は、管状部材の後端から空洞内に挿入することができる。これに代えて、またはこれに加えて、マスダンパ装置を管状部材の後端から空洞に挿入してもよい。少なくとも１つの固定部およびマスダンパ装置の管状部材への挿入は、管状部材によって保持される切刃の幾何学的精度に実質的に影響しない。少なくとも１つの固定部を空洞内にスライドさせることにより、振動減衰材を歪ませたり、汚したり、損傷させたりすることなく、振動減衰材に均等な予備圧縮が加えられる。ダンパ装置の設計により、振動減衰材の１つまたは複数の表面領域全体に同時にかつ均等に予備圧縮を発生させることができる。

【0044】

管状部材は、振動減衰材を第１表面と第２表面との間で圧縮する前に、単一片として形成されてもよい。これにより、管状部材の剛性が高くなる。その結果、ダンパ装置の幾何学的精度が高くなる。

【0045】

可能な代替案として、管状部材は、２つのハーフに形成されてもよい（例えば、中心軸を含む平面において分離されている。）。この場合には、マスダンパ装置、振動減衰材、および少なくとも１つの固定部の１つ以上は、第１ハーフに半径方向に挿入することができる。その後、管状部材を閉じ、それによって振動減衰材を均等に圧縮するために、第２ハーフを第１ハーフに接続してもよい。この変形例においては、第１表面および第２表面はテーパ形状である必要はない。

【0046】

振動減衰材は、粘弾性材料によって構成されていてもよい。このような粘弾性材料は固相であるが、摩擦や粘着によって容易に変形したり歪んだりする。粘弾性材料は高分子材料であってもよい。これに代えて、あるいはこれに加えて、粘弾性材料は感圧接着材であってもよい。振動減衰材の一例はアクリル樹脂ポリマである。

【0047】

空洞は、円柱状の空洞部分を備えていてもよい。この場合には、ダンピングマスは、円柱状の空洞部分内に配置されてもよい。
さらに、少なくとも１つの固定部の少なくとも一部が、円柱状の空洞部分内に配置されてもよい。

【0048】

空洞は、第１表面を画定するテーパ状の空洞部分を備えていてもよい。あるいは、第１表面は、管状部材のテーパ状の外面であってもよい。

【0049】

少なくとも１つの固定部は、互いに対して固定された少なくとも２つの固定部を備えていてもよい。少なくとも２つの固定部の各々は、ダンパ装置または加工工具の後端に固定されてもよい。

【0050】

固定内装部は、固定円筒部分を備えていてもよい。この場合には、固定円筒部分は、中間嵌めまたは締まり嵌めによって円柱状の空洞部分に嵌め込まれてもよい。しかしながら、固定円筒部分および円柱状の空洞部分は、その間の嵌合を改善するため、かつ／または少なくとも１つの固定部と管状部材との間の整列を改善するために、凹凸を備えていてもよい。例えば、固定円筒部分および円柱状の空洞部分は、凹部および対応する溝を備えていてもよい。これに代えて、またはこれに加えて、固定円筒部分および円柱状の空洞部分は、対応する僅かに楕円形の横断面形状を有していてもよい。

【0051】

少なくとも１つのバネ要素の１つ以上が、固定内装部に接続されていてもよい。したがって、ダンパ装置は、ダンピングマスと固定内装部との間に少なくとも１つのバネ要素を備えていてもよい。

【0052】

第２表面は空洞内に挿入されてもよい。これに代えて、第２表面は、管状部材を取り囲んでもよい。

【0053】

少なくとも１つの固定部は、マンドレルを備えていてもよい。この場合には、マスダンパ装置および構造ダンパ装置の各々は、マンドレル上に組み立てられてもよい。

【0054】

振動減衰材は、少なくとも１０％、例えば少なくとも２０％あるいは例えば少なくとも３０％の減衰比を有していてもよい。ほとんどの金属は、０％から０．１％の減衰比を有する。ゴムは５％から７．５％の減衰比を有する。損失係数は減衰比の２倍と定義することができる。したがって、振動減衰材は、少なくとも２０％、例えば少なくとも４０％あるいは例えば少なくとも６０％の対応する比率を有していてもよい。振動減衰材は、少なくとも１つのバネ要素について説明したような周波数依存の弾性率を有する必要はない。

【0055】

第１表面および第２表面は円錐形であってもよい。これに代えて、またはこれに加えて、第１表面および第２表面は平行であってもよい。

【0056】

振動減衰材は、１ｍｍ未満、例えば０．５ｍｍ未満、例えば０．２ｍｍ未満、あるいは例えば０．１ｍｍの厚さを有していてもよい。

【0057】

振動減衰材は、少なくとも０．３５、例えば少なくとも０．４、あるいは例えば少なくとも０．４５のポアソン比を有する。振動減衰材は、そのヤング率の１．１倍から１６．７倍、例えば３．３倍の体積弾性率を有していてもよい。これに代えて、またはこれに加えて、振動減衰材は、その剪断弾性率の３倍から４９．７倍、例えば９．７倍の体積弾性率を有していてもよい。

【0058】

第２の態様によれば、第１の態様に係るダンパ装置を備える加工工具が提供される。加工工具は、ワークを加工するように構成されていてもよい。加工工具は、例えば、フライス工具、旋削工具、中ぐり工具、研削工具または穴あけ工具であってもよい。

【0059】

第３の態様によれば、加工工具用のダンパ装置の組立方法が提供され、この方法は、空洞および中心軸を有し、第１表面を備える管状部材を提供することと、空洞内に配置され、中心軸に対して、かつ管状部材に対して半径方向に移動可能なダンピングマスを提供することと、管状部材に対してダンピングマスを支持し、ダンピングマスおよび少なくとも１つのバネ要素が、ダンパ装置の運動振動エネルギを減衰させるように配置される少なくとも１つのバネ要素を提供することと、空洞の内部に配置される固定内装部と、第２表面とを有する少なくとも１つの固定部を提供することと、第１表面と第２表面との間に、ダンパ装置の位置振動エネルギを減衰させるように配置される振動減衰材を提供することと、振動減衰材が、第１表面と第２表面との間において実質的に均等に圧縮され、または均等に圧縮されるように、第１表面と第２表面とを相対的に位置決めすることとを含む。

【0060】

第１表面および第２表面は、テーパ形状であってもよい。この場合には、本方法は、さらに、振動減衰材が第１表面と第２表面との間で実質的に均等に圧縮され、または均等に圧縮されるように、管状部材と少なくとも１つの固定部とを中心軸に沿って互いに相対的に移動させることを含んでいてもよい。

【0061】

第４の態様によれば、第３の態様の方法によって組み立てられたダンパ装置が提供される。第４の態様に係るダンパ装置は、第１の態様に係る任意のタイプのものであってもよい。

【0062】

第５の態様によれば、第４の態様に係るダンパ装置を備える加工工具が提供される。第５の態様に係る加工工具は、第２の態様に係る任意のタイプのものであってもよい。

【図面の簡単な説明】

【0063】

本開示のさらなる詳細、利点および態様は、図面と併せて行われる以下の説明から明らかになるであろう。

【図1】ダンパ装置を備える加工工具を概略的に示す斜視図である。

【図2】ダンパ装置の他の例を概略的に示す側面図である。

【図3】未組立状態の図２のダンパ装置を概略的に示す縦断面図である。

【図4】図２および図３のダンパ装置を組み立てた状態を概略的に示す縦断面図である。

【図5】ダンパ装置の他の例を概略的に示す側面図である。

【図6】未組立状態の図５のダンパ装置を概略的に示す縦断面図である。

【図7】図５および図６のダンパ装置を組み立てた状態を概略的に示す縦断面図である。

【図8】ダンパ装置の他の例を概略的に示す側面図である。

【図9】未組立状態の図８のダンパ装置を概略的に示す縦断面図である。

【図10】図８および図９のダンパ装置を組み立てた状態を概略的に示す縦断面図である。

【図11】ダンパ装置の他の例を備える加工工具の他の例を概略的に示す斜視図である。

【図12】未組立状態の図１１のダンパ装置を概略的に示す縦断面図である。

【図13】図１１および図１２のダンパ装置を組み立てた状態を概略的に示す縦断面図である。

【図14】ダンパ装置の他の実施例を概略的に示す斜視図である。

【図15】未組立状態の図１４のダンパ装置を概略的に示す縦断面図である。

【図16】図１５のダンパ装置を組み立てた状態を概略的に示す縦断面図である。

【発明を実施するための形態】

【0064】

以下、加工工具用のダンパ装置、そのようなダンパ装置を備える加工工具、加工工具用のダンパ装置の組立方法、その方法に従って組み立てられたダンパ装置、およびそのようなダンパ装置を備える加工工具について説明する。同一または類似の参照符号は、同一または類似の構造的特徴を示すために使用される。

【0065】

図１は、ここではフライス工具として例示される加工工具１０ａを概略的に示す斜視図である。加工工具１０ａは、工具ホルダ１２と、ワーク（図示せず）を加工するための複数の切刃１４とを備える。工具ホルダ１２は、本開示に係るダンパ装置の一例である。この例における加工工具１０ａは、４つの切刃１４を備える。

【0066】

工具ホルダ１２は、ここではフライスヘッドとして例示されるエンドエフェクタ１６を備える。エンドエフェクタ１６は、工具ホルダ１２の前端に設けられている。切刃１４は、エンドエフェクタ１６に接続されている。図１にはさらに、加工工具１０ａの中心軸１８が示されている。

【0067】

工具ホルダ１２は、管状部材２０をさらに備える。管状部材２０は中心軸１８と同心である。この例では、エンドエフェクタ１６が管状部材２０に接続されている。

【0068】

工具ホルダ１２は、後端部２２をさらに備える。加工工具１０ａの操作において、後端部２２は、工作機械の回転可能なスピンドル（図示せず）などの工具固定具に固定的にクランプされる。ワークの加工中において、加工工具１０ａとワークとの間には、中心軸１８回りの相対回転などの相対移動がある。したがって、加工工具１０ａが移動してワークが静止している場合もあれば、その逆の場合もある。

【0069】

図２は、工具ホルダ１２ａの他の例を概略的に示す側面図である。工具ホルダ１２ａは、本開示に係るダンパ装置の一例である。工具ホルダ１２ａは、図１の工具ホルダ１２を置き換えることができる。工具ホルダ１２ａは、管状部材２０ａを備える。工具ホルダ１２ａは、エンドエフェクタ１６が管状部材２０ａと一体的に形成されている点において、工具ホルダ１２と異なる。図２はさらに、切刃１４が接続可能な複数の座２４のうちの１つを示している。

【0070】

図３は、未組立状態の図２の工具ホルダ１２ａを概略的に示す縦断面図である。工具ホルダ１２ａは、管状部材２０ａに加えて、固定部２６ａ、マスダンパ装置２８および振動減衰材３０をさらに備える。管状部材２０ａおよび固定部２６ａは、鋼、タングステン合金または炭化タングステンなどの同じ材料で作られていてもよい。

【0071】

この例のマスダンパ装置２８は、ダンピングマス３２と、ダンピングマス３２の両側に設けられたバネ要素３４，３６とを備える。工具ホルダ１２ａは、さらに、振動減衰材３０を備える構造ダンパ装置３８を備える。マスダンパ装置２８は、ここでは、エンドエフェクタ１６と構造ダンパ装置３８との間に設けられている。マスダンパ装置２８および振動減衰材３０は、ここでは、それぞれ固定部２６ａに配置されている。

【0072】

管状部材２０ａは空洞４０ａを備える。空洞４０ａは、後端が開口しており、前端がエンドエフェクタ１６によって閉じられている。この例の空洞４０ａは、円柱状の空洞部分４２ａと、ここでは円錐形状の空洞部分として例示されるテーパ状の空洞部分４４ａとを備える。円柱状の空洞部分４２ａとテーパ状の空洞部分４４ａとは縁部４６ａにおいて合流している。円柱状の空洞部分４２ａは、テーパ状の空洞部分４４ａよりも中心軸１８に沿って長い距離、ここでは約２０％長く延びている。テーパ状の空洞部分４４ａの内面は、本開示による第１表面４８ａの一例を形成する。第１表面４８ａの直径は、縁部４６ａの方が後端よりも小さい。

【0073】

この例の管状部材２０ａは、一定の外径を有する。さらに、管状部材２０ａは一体に形成されている。一体に形成された管状部材２０ａを有する工具ホルダ１２ａは、工具ホルダ１２ａのクランプ領域、例えば、工具ホルダ１２ａの後端部２２に対して１０μｍ未満の切刃１４の振れを可能にする。

【0074】

固定部２６ａは、ここではマンドレルとして例示されている。固定部２６ａは、固定内装部５０ａと、固定テーパ部５２ａとを備える。この例では、固定内装部５０ａは円柱状であり、固定テーパ部５２ａは円錐状である。固定テーパ部５２ａの外面は、本開示による第２表面５４ａの一例を形成する。第１表面４８ａおよび第２表面５４ａは、対応する円錐形状を有する。この例では、第１表面４８ａおよび第２表面５４ａの各々は、中心軸１８に対して１．５°傾斜している。固定部２６ａは、中心軸１８に沿ってそれを貫通して延びる中心孔５６をさらに備える。

【0075】

図３に示すように、振動減衰材３０は、第２表面５４ａ上に薄い均等な厚さの層として設けられている。振動減衰材３０は、実質的に第２表面５４ａの全体、例えばその少なくとも９５％、例えば少なくとも９９％を覆っている。この具体例では、中心軸１８に沿う振動減衰材３０の長さは、中心軸１８に沿うダンピングマス３２の長さよりも長く、ここでは約２倍の長さである。

【0076】

この例の工具ホルダ１２ａは、フロントロック５８をさらに備える。ダンピングマス３２は、フロントロック５８と固定内装部５０ａとの間に配置されている。

【0077】

この例の工具ホルダ１２ａは、前部断熱要素６０と後部断熱要素６２とをさらに備える。前部断熱要素６０および後部断熱要素６２は、例えば、ドライ加工のための熱保護を提供する。前部断熱要素６０は、フロントロック５８と前部バネ要素３４との間に配置されている。前部断熱要素６０は、フロントロック５８の凹部に受容されている。

【0078】

後部断熱要素６２は、後部バネ要素３６と固定内装部５０ａとの間に配置されている。後部断熱要素６２は、固定内装部５０ａの凹部に受容されている。このようにして、ダンピングマス３２は、後部バネ要素３６および後部断熱要素６２を介して固定内装部５０ａに連結されている。前部断熱要素６０および後部断熱要素６２がそれぞれの凹部に設けられることにより、中心軸１８との位置合わせが改善される。

【0079】

前部バネ要素３４は、前部断熱要素６０およびダンピングマス３２のそれぞれに固着されていてもよい。後部バネ要素３６は、ダンピングマス３２および後部断熱要素６２のそれぞれに固着されていてもよい。

【0080】

この例の工具ホルダ１２ａは、３つのＯリング６４，６６，６８をさらに備える。第１Ｏリング６４は、フロントロック５８の半径方向外側の溝に受容されている。第２Ｏリング６６は、固定内装部５０ａの後部領域における半径方向外側の溝に受容されている。第３Ｏリング６８は、固定テーパ部５２ａの後部領域における半径方向外側の溝に受容されている。

【0081】

この例の工具ホルダ１２ａは、流体パイプ７０をさらに備える。流体パイプ７０は、中心孔５６と流体的に連通している。流体パイプ７０は固定部２６ａに接続されている。この具体例では、流体パイプ７０は、固定内装部５０ａの前面開口にねじ込まれている。

【0082】

振動減衰材３０は、１０％以上、例えば３０％以上の減衰比を有する。振動減衰材３０は、固相のアクリル樹脂からなる。このようなアクリル樹脂は、圧縮荷重を受けると弾性固体として挙動し、せん断荷重や引張荷重を受けると高粘性流体として挙動する。室温（２０℃）において、アクリル樹脂は、０．１５ＭＰａから６０ＭＰａのヤング率Ｅ、０．０５ＭＰａから２０ＭＰａのせん断弾性率Ｇ、２．５ＭＰａから１０００ＭＰａの体積弾性率Ｋ、および／または約０．４９のポアソン比νを有していてもよい。

【0083】

体積弾性率Ｋは、以下のように定義することができる：

【数1】

または

【数2】

【0084】

この例においては、バネ要素３４，３６もアクリル樹脂製である。したがって、振動減衰材３０とバネ要素３４，３６は同じ材料で作ることができる。

【0085】

図３に示すように、この例の工具ホルダ１２ａは、当初、第１ユニット７２ａおよび第２ユニット７４ａとして提供される。第１ユニット７２ａは、管状部材２０ａとエンドエフェクタ１６とを備える。第２ユニット７４ａは、固定部２６ａ、マスダンパ装置２８および振動減衰材３０を備える。第２ユニット７４ａはさらに、フロントロック５８、Ｏリング６４，６６，６８、前部断熱要素６０、後部断熱要素６２、および流体パイプ７０を備える。

【0086】

図４は、図２および図３の工具ホルダ１２ａの組み立てられた状態を概略的に示す縦断面図である。この例の工具ホルダ１２ａは、マスダンパ装置２８および振動減衰材３０を備えた固定部２６ａを空洞４０ａに挿入することによって組み立てられる。対応するテーパ状の第１表面４８ａおよび第２表面５４ａによって、かつ振動減衰材３０の圧縮性によって、第１表面４８ａおよび第２表面５４ａは、固定部２６ａが空洞４０ａに入ると、振動減衰材３０がその間に均等に圧縮されるように、互いに対して位置決めされるようになる。振動減衰材３０は、例えば、その元の（図３における）厚さから１０％圧縮されてもよい。振動減衰材３０の圧縮は、固定部２６ａが中心軸１８に対して、例えば、０．０１ｍｍの精度で中心合わせされるのを補助する。

【0087】

このように固定部２６ａを中心軸１８に沿って空洞４０ａ内にスライドさせることにより、振動減衰材３０を歪ませたり、汚したり、損傷させたりすることなく、振動減衰材３０に均等な予備圧縮が加えられる。この具体例では、振動減衰材３０は、第１表面４８ａが第２表面５４ａと接触しないように、第１表面４８ａと第２表面５４ａとの間に設けられている。

【0088】

また、振動減衰材３０を圧縮するために固定部２６ａを動かすと、振動減衰材３０がわずかにせん断されることがある。しかし、組立時の振動減衰材３０の応力は圧縮が主である。

【0089】

第１表面４８ａおよび第２表面５４ａのテーパ設計は、組立時に高い圧縮性を提供する。振動減衰材３０の圧縮は、第１表面４８ａと第２表面５４ａとが互いに離れないようなセルフロック効果を提供する。

【0090】

固定内装部５０ａは、円柱状の空洞部分４２ａに中間嵌めで嵌合される。このようにして、構造ダンパ装置３８を導入しても、固定内装部５０ａが空洞４０ａに挿入されたときのモーメントの曲げ面積を維持することができる。これにより、構造ダンパ装置３８の導入は、工具ホルダ１２ａが工具固定具にクランプされたときに、工具ホルダ１２ａの静的剛性に最小限の影響を与える。

【0091】

固定部２６が空洞４０ａに挿入されると、固定部２６ａに連結されたマスダンパ装置２８が、固定部２６ａの前方の円柱状の空洞部分４２ａに進入する。固定部２６ａは、工具ホルダ１２ａの組立前または組立後のいずれかに、後端部２２に固定される。

【0092】

図４に示すように、この例の構造ダンパ装置３８も、第１表面４８ａと第２表面５４ａとを備えている。ダンピングマス３２は、円柱状の空洞部分４２ａ内に配置され、中心軸１８に対して半径方向に移動可能であり、管状部材２０ａに対して相対的に移動可能である。バネ要素３４，３６は、ダンピングマス３２を管状部材２０ａに対して相対的に支持する。Ｏリング６４，６６，６８は、空洞４０ａの密封を提供し、機械加工環境における油および埃からマスダンパ装置２８および構造ダンパ装置３８を保護する。

【0093】

加工工具１０ａによる加工中、切削力が切刃１４に加わり、加工工具１０ａの全ての構成部品に振動が発生する。エネルギを運ぶ振動波は、工具ホルダ１２ａ内を往復する。振動エネルギは、運動振動エネルギと位置振動エネルギの間を交互に移動する。工具ホルダ１２ａ内の振動による運動振動エネルギは、バネ要素３４，３６を介してダンピングマス３２に伝達され、そこで減衰および反射される。

【0094】

振動減衰材３０はバネとして機能する。振動減衰材３０は、工具ホルダ１２ａの振動周波数に関係なく、位置振動エネルギを減衰させる。したがって、振動減衰材３０は、マスダンパ装置２８の公称範囲外の周波数でも振動を減衰させることができる。振動減衰材３０は、このように振動エネルギを吸収するために、剪断および／またはさらに圧縮されてもよい。振動波の一部はまた、振動減衰材３０によって反射され、かつ／または振動減衰材３０を介して伝達される。工具ホルダ１２ａの固有周波数に近い周波数を有する振動波は、より大きく反射される。工具ホルダ１２ａの固有周波数は、その構造、例えば長さと直径の比によって決定される。

【0095】

マスダンパ装置２８および構造ダンパ装置３８は、加工動作中の振動を減衰させるために、同時にかつ独立して動作する。このように、構造ダンパ装置３８とマスダンパ装置２８は、加工振動を効率的に減衰させるために協働する。その結果、加工工具１０ａが提供する表面仕上げが改善され、寿命が延びる。構造ダンパ装置３８の導入は、工具ホルダ１２ａの剛性、切刃１４の振れ、および工具ホルダ１２ａの質量バランスへの影響を最小限に抑える。

【0096】

振動減衰材３０が設けられず、代わりに第１表面４８ａと第２表面５４ａとの間が締まり嵌めされる場合、管状部材２０ａと固定部２６ａとの間の減衰比は非常に低く、例えば１％未満である。しかし、振動減衰材３０により、管状部材２０ａと固定部２６ａとの間の減衰比を大幅に高くすることができ、例えば１０％以上とすることができる。このようにして、振動減衰材３０は、位置振動エネルギをより効率的に減衰させることができる。

【0097】

この例では、管状部材２０ａは２５ｍｍの外径を有し、振動減衰材３０は０．１ｍｍの厚さを有する。これにより、工具ホルダ１２ａは、第１表面４８ａと第２表面５４ａとの間に締まり嵌めを有する対応する工具ホルダと比較して、０．１％の減少した静的剛性しか有さない。しかしながら、振動減衰材３０により、工具ホルダ１２ａの動的剛性は、そのような対応する工具ホルダと比較して１００％増加する。大幅に増大した動的剛性により、工具ホルダ１２ａは、ダンピングマス３２によってより効率的に振動を減衰させることができる。

【0098】

図５は、工具ホルダ１２ｂの他の例を概略的に示す側面図である。工具ホルダ１２ｂは、本開示に係るダンパ装置の他の例である。主に、工具ホルダ１２ａに関する相違点について説明する。工具ホルダ１２ｂは、管状部材２０ｂを備える。

【0099】

図６は、未組立状態における図５の工具ホルダ１２ｂを概略的に示す縦断面図である。図６に示すように、管状部材２０ｂは管状部材２０ａと同一である。管状部材２０ｂは、空洞４０ｂと、円柱状の空洞部分４２ｂと、第１表面４８ｂを画定するテーパ状の空洞部分４４ｂと、円柱状の空洞部分４２ｂとテーパ状の空洞部分４４ｂとの間の縁部４６ｂとを備える。

【0100】

固定部２６ａの代わりに、工具ホルダ１２ｂは、第１固定部２６ｂ１と第２固定部２６ｂ２とを備える。第１固定部２６ｂ１は、第２固定部２６ｂ２の前部において第２固定部２６ｂ２に接続されている。第１固定部２６ｂ１と第２固定部２６ｂ２の前部とは、固定内装部５０ｂを形成する。固定内装部５０ｂは、固定内装部５０ａと同じ大きさおよび機能を有する。

【0101】

第２固定部２６ｂ２は、第２表面５４ｂを有する固定テーパ部５２ｂを備える。固定テーパ部５２ｂおよび第２表面５４ｂは、それぞれ、固定テーパ部５２ａおよび第２表面５４ａと同じ設計である。

【0102】

図７は、図５および図６の工具ホルダ１２ｂの組み立てられた状態を概略的に示す縦断面図である。図４と同様に、工具ホルダ１２ｂは、第１表面４８ｂと第２表面５４ｂとの間で振動減衰材３０を圧縮するために、第２ユニット７４ｂを第１ユニット７２ｂに挿入することによって組み立てられる。

【0103】

図８は、工具ホルダ１２ｃの他の例を概略的に示す側面図である。工具ホルダ１２ｃは、本開示に係るダンパ装置の他の例である。主に、工具ホルダ１２ａに関する相違点について説明する。工具ホルダ１２ｃは、管状部材２０ｃを備える。

【0104】

図９は、未組立状態の図８の工具ホルダ１２ｃを概略的に示す縦断面図である。管状部材２０ｃは、円柱状の空洞部分４２ｃのみを有する空洞４０ｃからなる。管状部材２０ｃは、その後端にテーパ状の第１表面４８ｃを備える。第１表面４８ｃは、管状部材２０ｃの外面である。第１表面４８ｃは、円錐形であり、その後端部よりもその前端部の方が大きな直径を有する。

【0105】

工具ホルダ１２ｃは、第１固定部２６ｃ１と第２固定部２６ｃ０２とをさらに備える。第１固定部２６ｃ１と第２固定部２６ｃ２とは、互いに直接連結されていない。しかしながら、第１固定部２６ｃ１および第２固定部２６ｃ２は、工具ホルダ１２ｃが組み立てられるとき、例えば後端部２２への固定によって互いに対して固定される。第２固定部２６ｃ２は、第１固定部２６ｃ１の後方部分を取り囲んでいる。

【0106】

第１固定部２６ｃ１は、全体が円筒状である（第２Ｏリング６６および第３Ｏリング６８用の溝を除く）。第１固定部２６ｃ１は、断面円形の固定内装部５０ｃを備える。

【0107】

第２固定部２６ｃ２は、概ね円筒状である。第２固定部２６ｃ２は、テーパ状の第２表面５４ｃを画定する固定テーパ部５２ｃを備える。第２表面５４ｃは、後端部よりも前端部の内径が大きい。振動減衰材３０は、第２表面５４ｃに設けられる。

【0108】

図１０は、図８および図９の工具ホルダ１２ｃの組み立てられた状態を概略的に示す縦断面図である。工具ホルダ１２ｃは、第２ユニット７４ｃの第１固定部２６ｃ１と第２固定部２６ｃ２とを互いに固定し（例えば、後端部２２に接続することにより）、第１ユニット７２ｃを中心軸１８に沿って後方に移動させて第１固定部２６ｃ１と第２固定部２６ｃ２との間の空間に入れることにより組み立てることができる。工具ホルダ１２ａ，１２ｂと同様に、中心軸１８に沿った第１表面４８ｃと第２表面５４ｃとの間の相対移動は、その間の振動減衰材３０の均等な圧縮を引き起こす。しかしながら、工具ホルダ１２ｃでは、第２表面５４ｃが管状部材２０ｃを取り囲む。

【0109】

図１１は、工具１２ｄを備える加工工具１０ｂの他の例を概略的に示す斜視図である。工具１２ｄは、本開示に係るダンパ装置の他の例である。この例の工具１２ｄは、管状部材２０ｄと、管状部材２０ｄと一体的に形成されたエンドエフェクタ１６とを備える。エンドエフェクタ１６は、複数の切刃１４、ここでは、６個のヘリカル切刃１４を備える。

【0110】

図１２は、未組立状態の図１１の工具１２ｄを概略的に示す縦断面図である。エンドエフェクタ１６を除いて、管状部材２０ｄは管状部材２０ａと同一である。管状部材２０ｄは、空洞４０ｄと、円柱状の空洞部分４２ｄと、第１表面４８ｄを画定するテーパ状の空洞部分４４ｄと、円柱状の空洞部分４２ｄとテーパ状の空洞部分４４ｄとの間の縁部４６ｄとを備える。

【0111】

工具ホルダ１２ｂと同様に、工具１２ｄは、第１固定部２６ｄ１および第２固定部２６ｄ２を備える。第１固定部２６ｄ１は、第２固定部２６ｄ２の前部において第２固定部２６ｄ２に連結されている。第１固定部２６ｄ１および第２固定部２６ｄ２の前部は、固定内装部５０ｄを形成する。固定内装部５０ｄは、固定内装部５０ｂと同じ大きさおよび機能を有する。

【0112】

第２固定部２６ｄ２は、第２表面５４ｄを有する固定テーパ部５２ｄを備える。固定テーパ部５２ｄおよび第２表面５４ｄは、それぞれ、固定テーパ部５２ｂおよび第２表面５４ｂと同じ設計である。

【0113】

図１３は、図１１および図１２の工具１２ｄの組み立てられた状態を概略的に示す縦断面図である。図７の工具ホルダ１２ｂと同様に、工具１２ｄは、第２ユニット７４ｄを第１ユニット７２ｄに挿入して、第１表面４８ｄと第２表面５４ｄとの間で振動減衰材３０を圧縮することによって組み立てられる。

【0114】

図１４は、工具ホルダ１２ｅの他の例を概略的に示す斜視図である。工具ホルダ１２ｅは、本開示に係るダンパ装置の他の例である。この例の工具ホルダ１２ｅは、管状部材２０ｅと、カッタヘッド（図示せず）を取り付けるための取付インタフェース７６とを備える。この具体例の取付インタフェース７６は、ねじ山を備え、管状部材２０ｅと一体的に形成されている。

【0115】

図１５は、未組立状態の図１４の工具ホルダ１２ｅを概略的に示す縦断面図である。取付インタフェース７６を除いて、管状部材２０ｅは管状部材２０ａと同一である。管状部材２０ｅは、空洞４０ｅと、円柱状の空洞部分４２ｅと、第１表面４８ｅを画定するテーパ状の空洞部分４４ｅと、円柱状の空洞部分４２ｅとテーパ状の空洞部分４４ｅとの間の縁部４６ｅとを備える。

【0116】

工具ホルダ１２ｂと同様に、工具ホルダ１２ｅは、第１固定部２６ｅ１と第２固定部２６ｅ２とを備える。第１固定部２６ｅ１は、第２固定部２６ｅ２の前部において第２固定部２６ｅ２に接続されている。第１固定部２６ｅ１と第２固定部２６ｅ２の前部とは、固定内装部５０ｅを形成している。固定内装部５０ｅは、固定内装部５０ｂと同じ大きさおよび機能を有する。

【0117】

第２固定部２６ｅ２は、第２表面５４ｅを有する固定テーパ部５２ｅを備える。固定テーパ部５２ｅおよび第２表面５４ｅは、それぞれ、固定テーパ部５２ｂおよび第２表面５４ｂと同じ設計である。

【0118】

図１６は、図１５の工具ホルダｉ２ｅの組み立てられた状態を概略的に示す縦断面図である。図７と同様に、工具ホルダ１２ｅは、第１表面４８ｅと第２表面５４ｅとの間で振動減衰材３０を圧縮するために、第２ユニット７４ｅを第１ユニット７２ｅに挿入することによって組み立てられる。

【0119】

加工工具１０ａ，１０ｂの一方または両方を、参照符号「１０」によって代替的に参照することができる。工具ホルダ１２，１２ａから１２ｃ，１２ｅ、ならびに工具１２ｄのうちの１つ、いくつか、または全てを、参照符号「１２」によって代替的に参照することができる。管状部材２０ａから２０ｅの１つ、いくつか、または全ては、参照符号「２０」によって代替的に参照することができる。固定部２６ａから２６ｅのうちの１つ、いくつか、または全てを、参照符号「２６」によって代替的に参照することができる。空洞４０ａから４０ｅの１つ、いくつか、または全てを、参照符号「４０」によって代替的に参照することができる。円柱状の空洞部分４２ａから４２ｅの１つ、いくつか、または全てを、参照符号「４２」によって代替的に参照することができる。テーパ状の空洞部分４４ａ，４４ｂ，４４ｄ，４４ｅのうちの１つ、いくつか、または全てを、参照符号「４４」によって代替的に参照することができる。第１表面４８ａから４８ｅのうちの１つ、いくつか、または全てを、参照符号「４８」によって代替的に参照することができる。固定内装部５０ａから５０ｅの１つ、いくつか、または全ては、参照符号「５０」によって代替的に参照することができる。第２表面５４ａから５４ｅのうちの１つ、いくつか、または全ては、参照符号「５４」によって代替的に参照することができる。

【0120】

本開示は、例示的な実施形態を参照して説明されてきたが、本発明は、上記に説明されたものに限定されないことが理解されるであろう。例えば、部品の寸法は必要に応じて変化し得ることが理解されよう。したがって、本発明は、添付の特許請求の範囲によってのみ限定されることが意図される。

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11】

【図12】

【図13】

【図14】

【図15】

【図16】

【手続補正書】

【提出日】2023-09-11

【手続補正1】

【補正対象書類名】特許請求の範囲

【補正対象項目名】全文

【補正方法】変更

【補正の内容】

【特許請求の範囲】

【請求項1】

加工工具（１０）用のダンパ装置（１２）であって、
－ 空洞（４０）と中心軸（１８）とを有し、第１表面（４８）を備える管状部材（２０）と、
－ 前記空洞（４０）内に配置され、前記中心軸（１８）に対して、かつ、前記管状部材（２０）に対して半径方向に移動可能なダンピングマス（３２）と、
－ 該ダンピングマス（３２）を前記管状部材（２０）に対して相対的に支持する少なくとも１つのバネ要素（３４，３６）であって、前記ダンピングマス（３２）および前記少なくとも１つのバネ要素（３４，３６）が、前記ダンパ装置（１２）の運動振動エネルギを減衰させるように配置されている、少なくとも１つのバネ要素（３４，３６）と、
－ 前記空洞（４０）の内部に配置される固定内装部（５０）、および第２表面（５４）を有する少なくとも１つの固定部（２６）と、
－ 前記第１表面（４８）と前記第２表面（５４）との間に設けられた振動減衰材（３０）であって、前記ダンパ装置（１２）の位置振動エネルギを減衰させるように配置された振動減衰材（３０）とを備え、
該振動減衰材が、前記第１表面（４８）と前記第２表面（５４）との間において、実質的に均等に圧縮されているダンパ装置（１２）。

【請求項2】

前記第１表面（４８）および前記第２表面（５４）がテーパ状である請求項１に記載のダンパ装置（１２）。

【請求項3】

前記第１表面（４８）および／または前記第２表面（５４）が、前記中心軸（１８）に対して少なくとも０．２°の平均傾斜を有する請求項２に記載のダンパ装置（１２）。

【請求項4】

前記少なくとも１つの固定部（２６）は、前記振動減衰材（３０）が、前記第１表面（４８）と前記第２表面（５４）との間において実質的に均等に圧縮されるように、前記中心軸（１８）に沿った前記管状部材（２０）と前記少なくとも１つの固定部（２６）との間の相対移動によって組み立てられる請求項２または請求項３に記載のダンパ装置（１２）。

【請求項5】

前記振動減衰材（３０）が粘弾性材料からなる請求項１から請求項４のいずれか１項に記載のダンパ装置（１２）。

【請求項6】

前記空洞（４０）が円柱状の空洞部分（４２）を備え、前記ダンピングマス（３２）が前記円柱状の空洞部分（４２）内に配置され、前記少なくとも１つの固定部（２６）の１つ以上の少なくとも一部が前記円柱状の空洞部分（４２）内に配置される請求項１から請求項５のいずれか１項に記載のダンパ装置（１２）。

【請求項7】

前記空洞（４０）が、前記第１表面（４８）を画定するテーパ状の空洞部分（４４）を備える請求項１から請求項６のいずれか１項に記載のダンパ装置（１２）。

【請求項8】

前記少なくとも１つの固定部（２６）が、互いに対して固定された少なくとも２つの固定部（２６）を備える請求項１から請求項７のいずれか１項に記載のダンパ装置（１２）。

【請求項9】

前記固定内装部（５０）が、固定円筒部を備える請求項１から請求項８のいずれか１項に記載のダンパ装置（１２）。

【請求項10】

前記少なくとも１つのバネ要素（３４，３６）のうちの１つ以上が、前記固定内装部（５０）に接続されている請求項１から請求項９のいずれか１項に記載のダンパ装置（１２）。

【請求項11】

前記第２表面（５４）が、前記空洞（４０）内に挿入されている請求項１から請求項１０のいずれか１項に記載のダンパ装置（１２）。

【請求項12】

前記少なくとも１つの固定部（２６）が、マンドレルを備える請求項１から請求項１１のいずれか１項に記載のダンパ装置（１２）。

【請求項13】

前記振動減衰材（３０）が、少なくとも１０％の減衰比を有する請求項１から請求項１２のいずれか１項に記載のダンパ装置（１２）。

【請求項14】

前記第１表面（４８）および前記第２表面（５４）が円錐形である請求項１から請求項１３のいずれか１項に記載のダンパ装置（１２）。

【請求項15】

前記第１表面（４８）と前記第２表面（５４）とが平行である請求項１から請求項１４のいずれか１項に記載のダンパ装置（１２）。

【請求項16】

前記振動減衰材（３０）が、１ｍｍ未満の厚さを有する請求項１から請求項１５のいずれか１項に記載のダンパ装置（１２）。

【請求項17】

前記振動減衰材（３０）が、少なくとも０．３５のポアソン比を有する請求項１から請求項１６のいずれか１項に記載のダンパ装置（１２）。

【請求項18】

請求項１から請求項１７のいずれか１項に記載のダンパ装置（１２）を備える加工工具（１０）。

【請求項19】

加工工具（１０）用のダンパ装置（１２）の組立方法であって、
－ 空洞（４０）および中心軸（１８）を有し、第１表面（４８）を有する管状部材（２０）を提供することと、
－ 前記空洞（４０）内に配置され、前記中心軸（１８）に対して、かつ、前記管状部材（２０）に対して半径方向に移動可能なダンピングマス（３２）を提供することと、
－ 該ダンピングマス（３２）を前記管状部材（２０）に対して相対的に支持する少なくとも１つのバネ要素（３４，３６）であって、前記ダンピングマス（３２）および前記少なくとも１つのバネ要素（３４，３６）が、前記ダンパ装置（１２）の運動振動エネルギを減衰させるように配置された少なくとも１つのバネ要素（３４，３６）を提供することと、
－ 前記空洞（４０）の内部に配置される固定内装部（５０）と、第２表面（５４）とを有する少なくとも１つの固定部（２６）を提供することと、
－ 前記第１表面（４８）と前記第２表面（５４）との間に、前記ダンパ装置（１２）の位置振動エネルギを減衰させるように配置される振動減衰材を提供することと、
－ 該振動減衰材（３０）が前記第１表面（４８）と前記第２表面（５４）との間において実質的に均等に圧縮されるように、前記第１表面（４８）と前記第２表面（５４）とを互いに対して位置決めすることとを含む方法。

【請求項20】

前記第１表面（４８）および前記第２表面（５４）がテーパ状であり、前記振動減衰材（３０）が前記第１表面（４８）と前記第２表面（５４）との間において実質的に均等に圧縮されるように、前記管状部材（２０）および前記少なくとも１つの固定部（２６）を前記中心軸（１８）に沿って互いに相対的に移動させることをさらに含む請求項１９に記載の方法。

【国際調査報告】