JP2003533358A - ツールカップリング - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 本発明は、好適にはロータリーツール（１；１’）のためのツールカップリングに係わり、このツールカップリングは、回転軸（１０；１０’）の周りで回転するように意図されており、前記ツールカップリングは、ツールボディ（５；５’）と、チップ除去加工のためのカッティングインサートを備える部分とを共に接続しており、前記ツールカップリングは、お互いにおいて受容されるように意図される、雄部（７；７’）と雌部（９）とを具備する。本発明はまたツールカップリングに具備される雄部（７；７’）と雌部（９）に関する。本発明によるツールカップリングの特徴は、前記雄部（７；７’）が前記回転軸（１０；１０’）からの方向に突き出る多数の第１の歯（１１；１１’）を具備しており、その歯は前記回転軸（１０；１０’）の方向に伸張する多数の第１の凹部（１２；１２’）によりお互いから離れて間隔をあけられており、その凹部はお互いから離れて間隔をあけられることと、その凹部（１２；１２’）は、前記歯（１１；１１’）の間に設置され、それに接続することと、前記雌部（９）は、前記回転軸（１０）の方向に突き出る多数の第２の歯（１４）を具備しており、その歯は前記回転軸（１０）からの方向に伸張する多数の第２の凹部（１５）によりお互いから離れて間隔をあけられることと、更に前記雄部（７；７’）と前記雌部（９）の前記歯（１１，１４；１１’）の間の接触点の駆動角度はそれぞれ、−５度から＋４５度、好適には−２度から＋２５度の範囲内にあることである。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】 ・本発明の技術分野 本発明は、好適にはロータリー（回転式）ツールのためのツールカップリング
に係わり、そのツールカップリングは、回転軸の周りで回転することが意図され
ており、更に固定部分、アダプタと呼ばれる部分、及びチップ除去加工のための
カッティングインサートを備えるように意図されるツールボディ（本体）を共に
接続しており、更に該ツールカップリングは、お互いにおいて受容されるように
意図される部分である雄部と雌部を具備する。本発明はまた雄部及び雌部に個別
に関する。

【０００２】 ・従来技術 カップリング要素は、その間に回転運動の伝達のための別の部材と共に接続可
能であり、そこでは該カップリング要素は例えば、スクリューヘッド（ネジ頭部
）により構成されても良く、ＵＳ−Ａ−３，５８４，６６７より既知である。

【０００３】 ＵＳ−Ａ−３，５８４６６７によるカップリング要素は、第１のシリーズの間
隔の離れた部分的に円筒状の凸面と、第２のシリーズの部分的に円筒状の凹面と
を具備しており、前記凹面は第１のシリーズの面と交互の関係であり且つそれに
接して接続する。第２のシリーズに具備されていて部分的に円筒状の凹部分の面
の曲率半径は、第１のシリーズに具備されていて部分的に円筒状の凸部分の面の
曲率半径よりかなり大きい。ＵＳ−Ａ−３，５８４６６７に従うカップリング要
素として形成されるスクリューヘッドを具備するスクリューは商標ＴＯＲＸで市
販されている。回転運動の伝達において、逆にされた設計でスクリューヘッドと
して対応する設計を有するソケットレンチが例えば、使用されており、該ソケッ
トレンチはスクリューヘッドに取り付けられる。所謂ＴＯＲＸ（商標）システム
（装置）はソケットレンチとスクリューヘッド間の高トルクの伝達を可能にする
。ＴＯＲＸ（商標）システムは更にＴＯＲＸ（商標）形態を形成するさら穴の孔
を有するスクリューヘッドを具備する。

【０００４】 交換可能なカッティングボディは、シャフトに取り付けられる所謂ルーズトッ
プであり、ＤＥ−ＯＳ３４０２５４７により既知である。カッティングボディと
シャフト間の接続部は、３つの半径方向の溝がカッティングボディに向かって回
される、シャフト端に形成されるような方法で形成される一方で、３つの半径方
向の峰はカッティングボディに形成される。接続部の作動的位置において、軸方
向のスクリューは、カッティングボディを通りシャフト内に伸張しており、前記
峰は前記溝に受容される。それによりトルクはシャフトからカッティングボディ
に伝達されても良い。溝及び峰の協働する側面の比較的平らな傾斜により、比較
的高い軸方向の力が、シャフトからカッティングボディへのこの接続において望
まれる強さのトルクの伝達のために、シャフトとカッティングボディ間において
要求される。高い軸方向の力は、スクリューの伸びを生じる可能性がある。更に
、峰と溝の間で隣接が、これらが直線的伸張を有するので、発生する場所を特定
することは難しい。

【０００５】 ・本発明の目的及び形態 本発明の第１の目的は、独立請求項１の導入部に規定される種類のツールカッ
プリングを開示することであり、該ツールカップリングは大きなトルクを伝達可
能である。

【０００６】 本発明のこれとは別の目的は、適度（ｍｏｄｅｒａｔｅ）の軸方向の事前張力
において、トルクの伝達の作動不具合のリスクが例外的に小さいことである。

【０００７】 本発明の更に別の目的はツールカップリングが自動調芯（ｓｅｌｆ−ｃｅｎｔ
ｅｒｉｎｇ）であるものである。

【０００８】 本発明のこれとは別の目的は、ツールカップリングの１つの実施の形態に従い
、それの遊び（ｐｌａｙ）が自由であることである。

【０００９】 少なくとも第１に、本発明の目的は、後記の独立請求項１に提供される形態を
有するツールカップリングにより実現される。本発明の好適な実施の形態は従属
請求項に規定される。

【００１０】 本発明によるツールカップリングの実施の形態は、添付図を参照して以下に説
明される。

【００１１】 ・本発明の好適な実施の形態の詳細な説明 図１〜５に図示される本発明によるツールカップリングは、スリット付きカッ
ターの形の第１のロータリー（回転式）ツール１に関連して配置されており、そ
のロータリーツール１は、シャフト５の形のツールボディと共にスリット付きカ
ッターボディ３の形のアダプタを具備しており、スリット付きカッターボディ３
及びシャフト５は、本発明によるツールカップリングにより接続される。該ツー
ルカップリングは、雄部７と雌部９とを具備しており、それらはお互いにおいて
受容されるように形成されており、更にシャフト５とスリット付きカッターボデ
ィ３との間でのトルク伝達のためにお互いに力の点で協働するように形成されて
おり、それら（シャフト５とスリット付きカッターボディ３）は共通の回転軸１
０を有する。

【００１２】 雄部７は、図１で最も良く分かるが、お互いに間隔の離れると共に、回転軸１
０に中心を有する想像上の円に対する接線を形成する、多数の第１の歯１１を具
備しており、更に該回転軸１０から離れる方向を向く。第１の歯１１は多数の第
１の凹部１２により間隔が離れており、それら（第１の凹部１２）はまたお互い
に間隔が離れていて、回転軸１０に中心を有する想像上の円に対する接線を形成
しており、更に第１の歯１１は該回転軸１０から離れる方向を向く。図２で最も
良く分かるように、雄部７は少しの円錐形状を有する。円錐の角度βは、図６を
参照すると、１度〜３０度オーダー、好適には２度〜１４度のオーダーである。
雄部７の中心において、第１の円筒状の孔６は、回転軸１０にそれの中心を有す
るように形成される。

【００１３】 雌部９は図３で最も良く分かるように、雄部７に適合するように形成されてお
り、即ち雄部７は雌部９に受容されなければならない。従って雄部７と同様に、
雌部９は多数の第２の歯１４を具備しており、第２の歯１４は、お互いに間隔が
離れていて、回転軸１０に中心を有する想像上の円に対する接線を形成しており
、雌部９は該回転軸１０に向かう方向を向く。第２の歯１４は多数の第２の凹部
１５により間隔が離れており、第２の凹部１５もまた、お互いに間隔が離れてい
て、回転軸１０に中心を有する想像上の円に対する接線を形成しており、第２の
凹部１５は該回転軸１０の方向に伸張する。図３で分かるように、雌部９も少し
円錐状の形状を有しており、雄部７の円錐に等しい円錐である。雌部９の中心に
おいて、第２の内ネジ付きの円筒状孔８が、回転軸１０にその中心を有するよう
に形成される。

【００１４】 図１〜５に従う実施の形態において歯１１と１４は、凸状の自由端を有してお
り、凹部１２と１５は凹状の底部を有する。しかし歯１１と１４及び凹部１２と
１５の形状は、図９〜１３に図示される本発明の範囲内で広範に変化可能である
。

【００１５】 図５において、ツール１、即ちスリット付きカッターは、組み立てられた状態
で示されており、それは、シャフト５及びスリット付きカッターボディ３がお互
いに接続されており、この接続部は、ツールカップリングに具備される雄部７に
対して、及びツールカップリングに具備される雌部９に対して軸方向の力を適用
するスクリュー１６により実現されることを意味する。

【００１６】 図６において、雄部７及び雌部９間の相互の隣接のための接触部分を通る図８
の切断部Ａ−Ａが示されており、そこにおいて直接的隣接が、円錐表面間で生じ
る一方で、回転中心から最も遠くに離れた位置にある本発明によるツールカップ
リングの表面間に制限された遊び（ｐｌａｙ）が存在する。雄部７の端面及び雌
部９の底部間により大きな遊びが存在する。これは、雄部７と雌部９のお互いに
対する追加の軸方向の変位において、回転中心から最も外側に位置する表面はお
互いに対して隣接に近づく一方で、雄部７と雌部９の対向する表面はお互いに接
触しないことを意味する。隣接が、回転中心から最も外側に位置する面で発生す
るという事実により、ツールカップリングの安定性の向上が、雄部７と雌部９の
対向する面がお互いに対して隣接する場合との比較において、特に曲げ荷重に関
して得られる。

【００１７】 図７において、ミリングカッターの形のツール１’の所謂ルーズトップ３’が
図示される。ルーズトップ３’は本発明によるツールカップリングの雄部７’を
有しており、該雄部７’は、上記の雄部７と同じ設計を基本的には有する。これ
は、雄部７’が、お互いに間隔が離れると共に回転軸１０’に中心を有する想像
上の円に対する接線を形成する、多数の第１の歯１１’を具備しており、更に該
回転軸１０’から離れる方向に伸張することを意味する。第１の歯１１’は、お
互いに間隔がやはり離れると共に回転軸１０’に中心を有する想像上の円に対す
る接線を形成する、多数の第１の凹部１２’により間隔が離れており、更に該回
転軸１０’の方向に伸張する。従って、雄部７と同様に、雄部７’は少し円錐状
の形状を有する。

【００１８】 ルーズトップ３’は、ツールボディ（図示されない）に設置されるように意図
されており、該ツールボディは雄部７’に適合する雌部を具備しており、その雌
部は基本的に、雌部９と同じ設計を有する。

【００１９】 図８〜１３において、協働する歯とそれぞれの凹部の多数の実施の形態が図示
されており、それは本発明によるツールカップリングに具備されており、即ち図
示される歯は、雄部に通常は具備される一方で、図示される凹面は通常雌部に具
備される。

【００２０】 図８において、雄部７の歯１１及び雌部９の歯１４の詳細が図示される。上記
の実施の形態において雌部９は、雌部９の歯１４が雄部７の歯１１に当接すると
いう事実により、雄部７に対して回転を伝える。そうすることにおいて、一以上
の接触部分Ｐがこれらの協働する歯１１と１４間で発生する。駆動角度αにより
、雄部７の歯１１のための対称な線ＣＬと同様に、歯１１と１４間の接触部分Ｐ
における力Ｆの平面に垂直である線Ｌ間に形成される、角度αが、この関係にお
いて理解されるはずである。

【００２１】 図９〜１３において、駆動角度αは、本発明による雌部９と雄部７の歯及び協
働する凹部の異なる実施の形態に関して図示される。図９〜１３で分かるように
、歯及び協働する凹部はお互いに対応する形状を有する必要はない。この関係に
おいて基本は、接触部分Ｐが、歯１１と１４との間に形成されており、そこにお
いて基本的に、該接触部分Ｐに加えて、歯及び付属する凹部の間に任意の相互隣
接が存在する必要はないことである。本発明に従い、駆動角度αは、図８に規定
されるように、−５度から＋４５度、好適には−２度から＋２５度の範囲内にあ
るべきである。

【００２２】 雄部７と７’及び雌部９の歯の数はそれぞれ、４〜１２、好適には６〜８であ
るはずである。

【００２３】 一般的規則として、円錐状の雄及び雌部を有するツールカップリングは、高ス
ピンドル速度（約１５，０００〜２５，０００ｒｐｍ）に特に適切である。

【００２４】 ・本発明の可能な修正の形態 上記の実施の形態において、雄部及び雌部はそれの全体の円周の周りにおいて
同一の歯により形成される。しかし、本発明による雄部及び雌部の歯が雄部及び
雌部の円周に沿って異なる設計をそれぞれ有することも、本発明の範囲内で可能
である。それにより、雄部及び雌部の相互のインデキシング（割り出し）の案内
を形成可能であり、即ち、それらは単に、限定された数の位置において共に適合
する。

【００２５】 上記実施の形態において、全ての歯は回転軸１０、１０’からの等しく大きな
伸張を有する。しかし、単一あるいは幾つかの歯が別の歯とは異なる回転軸１０
、１０’からの伸張を有することもまた、本発明の範囲内において可能である。
これは例えば、ツールカップリングが特別な位置にインデックスされる（割り出
される）ことが望まれるケースであっても良い。

【００２６】 ロータリーツールボディの上記の実施の形態が、チップ除去加工のためのルー
ズカッティングインサートを備えるように意図されており、該カッティングイン
サートが前記ツールの適切に形成されたツールホルダーに受容される。しかし、
カッティング部材がツールボディにおいて一体化されることもまた、本発明の範
囲内において可能である。

【００２７】 上記の実施の形態において、雄部７、７’は、チップ除去加工のためのカッテ
ィング部材を備えるツールの一部に具備される一方で、雌部９はツールボディ／
シャフト（ｐｒｏｐｅｒ）５に形成される。しかし、雄部７、７’が前記ツール
ボディ／シャフト５に具備されており、その一方で雌部９が、チップ除去加工の
ためのカッティング部材を備えるツールの一部に形成されることもまた、本発明
の範囲内において可能である。

【００２８】 上記の実施の形態において、雄部７、７’及び雌部９は少し円錐である一方で
、雄部及び雌部が一般的に円筒であることもまた、本発明の範囲内において十分
に可能である。この関係において、しかし、円筒の変形形態により、遊び（ｐｌ
ａｙ）が自由なカップリングを提供することは困難であるが、しかしもし雄部及
び雌部が少し円錐である場合に、それは実現されることが指摘されるはずである
。

【００２９】 しかも、本発明によるツールカップリングは、スリット付きカッター及びミリ
ングカッターに関連して開示されている。しかしこれは単にツールの例を構成し
ており、そこでは本発明に係わるツールカップリングが適用されても良い。本発
明によるツールカップリングのためのこれとは別の可能な適用例は、別のタイプ
のミリングカッター、ルーズトップを有するドリル、ブローチ（穴あけ器）であ
る。列挙したものは単に例示である。

【図面の簡単な説明】

【図１】 図１は、スリット付きカッターボディの後方からの立体図を示し、それは本発
明によるツールカップリングの雄部を具備する。

【図２】 図２は、図１のスリット付きカッターボディの側面図を示す。

【図３】 図３は、シャフトの立体図を示し、それは本発明によるツールカップリングの
雌部を具備する。

【図４】 図４は、本発明によるツールカップリングに具備される部品の分解図を示し、
その部品は、図１によるスリット付きカッターボディ、図２によるシャフト、及
びボルトからなる。

【図５】 図５は、本発明によるツールカップリングの組み立てられた状態の側面図を示
し、スリット付きカッターボディ及びシャフトは該ツールカップリングを介して
接続される。

【図６】 図６は、組み立てられた状態のツールカップリングに具備される雄部及び雌部
間の接触部分を通る図８の線Ａ−Ａに沿う断面図を示す。

【図７】 図７は、本発明によるツールカップリングに具備される雄部を備えるミリング
カッターのルーズトップを示す。

【図８】 図８は、本発明によるツールカップリングにおいて２つの歯がどのように協働
するかを詳細に示す。

【図９】 図９は、本発明によるツールカップリングに具備される歯の別の実施の形態を
示す。

【図１０】 図１０は、本発明によるツールカップリングに具備される歯の別の実施の形態
を示す。

【図１１】 図１１は、本発明によるツールカップリングに具備される歯の別の実施の形態
を示す。

【図１２】 図１２は、本発明によるツールカップリングに具備される歯の別の実施の形態
を示す。

【図１３】 図１３は、本発明によるツールカップリングに具備される歯の別の実施の形態
を示す。

───────────────────────────────────────────────────── 【要約の続き】 に突き出る多数の第２の歯（１４）を具備しており、そ の歯は前記回転軸（１０）からの方向に伸張する多数の 第２の凹部（１５）によりお互いから離れて間隔をあけ られることと、更に前記雄部（７；７’）と前記雌部 （９）の前記歯（１１，１４；１１’）の間の接触点の 駆動角度はそれぞれ、−５度から＋４５度、好適には− ２度から＋２５度の範囲内にあることである。

Claims (6)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 好適にはロータリーツール（１；１’）のためのツールカッ
   プリングにおいて、このツールカップリングは、 回転軸（１０；１０’）の周りで回転するように意図されており、 前記ツールカップリングは、ツールボディ（５；５’）と、チップ除去加工の
   ためのカッティングインサートを備える部分とを共に接続しており、 前記ツールカップリングは、お互いにおいて受容されるように意図される、雄
   部（７；７’）と雌部（９）と、更に前記ツールカップリングの軸方向において
   前記雄部（７；７’）と雌部（９）とを共に保持する要素（１６）と、を具備し
   ており、ここで 前記雄部（７；７’）は、前記回転軸（１０；１０’）からの方向に伸張する
   多数の第１の歯（１１；１１’）を具備しており、その歯は、前記回転軸（１０
   ；１０’）の方向で伸張する多数の第１の凹部（１２；１２’）によりお互いか
   ら離れて間隔をあけられており、その凹部は前記歯（１１；１１’）の間に設置
   されて、それに接続することと、 前記雌部（９）は、前記回転軸（１０）の方向に突き出る多数の第２の歯（１
   ４）を具備しており、その歯は、前記回転軸（１０）からの方向に伸張する多数
   の第２の凹部（１５）によりお互いから離れて間隔をあけられており、該第２の
   凹部（１５）は前記歯の間に設置されることと、更に 前記雄部（７；７’）と前記雌部（９）の前記歯（１１，１４；１１’）の間
   の接触点の駆動角度（α）はそれぞれ、−５度から＋４５度、好適には−２度か
   ら＋２５度の範囲内にあり、更に前記雄部（７；７’）と前記雌部（９）は少し
   円錐である ことを特徴とするツールカップリング。
2. 【請求項２】 前記歯（１１；１１’）が、前記回転軸（１０；１０’）に
   中心を有する第１の想像上の円に対する接線を形成することと、更に 前記凹部（１２；１２’）が、前記回転軸（１０；１０’）に中心を有する第
   ２の想像上の円に対する接線を形成することと、 を特徴とする請求項１に記載のツールカップリング。
3. 【請求項３】 前記歯（１１，１４；１１’）と前記凹部（１２，１５；１
   ２’）は、前記回転軸（１０；１０’）の周りで一定のピッチで配置される、こ
   とを特徴とする請求項１又は２のいずれかに記載のツールカップリング。
4. 【請求項４】 前記歯（１１，１４；１１’）は凸状の自由端部を有し、前
   記凹部（１２，１５）は凹状の底部を有する、ことを特徴とする請求項１から３
   のいずれか一項に記載のツールカップリング。
5. 【請求項５】 回転軸（１０；１０’）の周りで回転するように意図されて
   いて、好適にはロータリーツールのためのツールカップリングに具備される雄部
   （７；７’）おいて、この雄部（７；７’）は、 前記回転軸（１０；１０’）からの方向に突き出る多数の第１の歯（１１；１
   １’）を具備しており、その歯は前記回転軸（１０；１０’）の方向に伸張する
   多数の第１の凹部（１２；１２’）によりお互いから離れて間隔をあけられてお
   り、その凹部は、前記歯（１１；１１’）の間に設置されて、それに接続するこ
   とと、更に 前記雄部（７；７’）は少し円錐であることと、 を特徴とする雄部。
6. 【請求項６】 回転軸（１０；１０’）の周りで回転するように意図されて
   いて、好適にはロータリーツールのためのツールカップリングに具備される雌部
   （９）おいて、この雌部（９）は、 前記回転軸（１０）の方向に突き出る多数の第２の歯（１４）を具備しており
   、その歯は、前記回転軸（１０）からの方向に伸張する多数の第２の凹部（１５
   ）によりお互いから離れて間隔をあけられており、その凹部は、前記第２の歯（
   １４）の間に設置されて、それに接続することと、更に 前記雌部は少し円錐であることと、 を特徴とする雌部。