JP2010532274A

JP2010532274A - マルチピース工具組立体及び切削工具

Info

Publication number: JP2010532274A
Application number: JP2010514692A
Authority: JP
Inventors: ベルグロー，カール−エリック; ジョンソン，クリステル
Original assignee: セコツールズアクティエボラーグ
Priority date: 2007-07-03
Filing date: 2008-06-10
Publication date: 2010-10-07
Also published as: EP2164666A4; WO2009005443A1; SE0701623L; EP2164666B1; US20090010709A1; KR20100034736A; CN101687259B; CN101687259A; SE531746C2; EP2164666A1; US7980795B2

Abstract

雄ねじを有する雄ねじ部材と、雄ねじ部材の少なくとも一部分を予め定められた深さまで受け入れるようにされた開口、及び雄ねじ部材の雄ねじと螺合するようにされた雌ねじを有する雌ねじ部材と、を具備するマルチピース工具組立体である。雄ねじ部材が開口内に予め定められた深さまで受け入れられたとき、雄ねじと雌ねじとの間の実質的に全ての力が、雌ねじ部材の軸線に沿って方向付けられ、及び工具組立体の加工部が雄ねじ部材及び雌ねじ部材の一方に設けられる。

Description

本発明は、概ねマルチピース工具に関するものであり、より詳しくは工具の構成要素間の緊締力を分配する配置構成を有する工具に関するものである。

現代の多くの切削工具は、超硬合金のような非常に硬い材料から作られた交換可能な切削インサートを使用している。前記インサートは工具ホルダ又はシャンクに装着可能であり、前記工具ホルダ又はシャンクは典型的にはインサートより硬さは劣るが脆さの小さい、より在来的で容易に機械加工される材料から作られている。ここで用いられる意味において、脆いとはインサートが通常の鋼の約６倍のヤンク率を有することを意味する。そのようなインサートの使用の際には破損を回避するために注意が払われなければならない。

雄ねじ構成要素及び雌ねじ構成要素を有し、締め付け中に雌ねじ構成要素に対する損傷のリスクを低下させることができる、特に切削工具組立体であるマルチピース工具組立体を提供することが望ましい。

本発明の様相によると、マルチピース工具組立体が、雄ねじを有する雄ねじ部材と、雄ねじ部材の少なくとも一部分を予め定められた深さまで受け入れるようにされた開口、及び雄ねじ部材の雄ねじと螺合するようにされた雌ねじを有する雌ねじ部材とを具備する。雄ねじ部材が開口内に予め定められた深さまで受け入れられたとき、雄ねじと雌ねじとの間の実質的に全ての力が、雌ねじ部材の軸線に沿って方向付けられ、並びに該工具組立体の加工部が雄ねじ部材及び雌ねじ部材の一方に設けられる。

本発明の他の様相によると、切削工具は、雄ねじ部材の少なくとも一部を予め定められた深さまで受け入れるようにされた開口と、雄ねじ部材の雄ねじと螺合するようにされた雌ねじとを有する雌ねじ部材と、雌ねじの力支承フランクにして雌ねじ部材の軸線に対して実質的に垂直に延在する力支承フランクと、雌ねじ部材に設けられた工具の加工部と、を具備する。

本発明の他の様相によると、切削工具は、雌ねじ部材の雌ねじと螺合するようにされた雄ねじを有する雄ねじ部材にして、雌ねじ部材の開口内に予め定められた深さまで少なくとも部分的に受け入れられるようにされた雄ねじ部材と、雄ねじ部材及び雌ねじ部材の軸線に対して実質的に垂直に延在する雄ねじの力支承フランクと、雄ねじ部材に設けられた工具組立体の加工部と、を具備する。

本発明の特徴及び利点は、図面と共に以下の詳細な説明を読むことによってよく理解されるだろう。図面中の同様の参照符号は類似の要素を指し示す。

本発明の一つの様相によるマルチピース工具組立体の断面図である。本発明の様相によるマルチピース工具組立体の上斜視図である。本発明の様相によるマルチピース工具組立体の下斜視図である。本発明の様相によるマルチピース工具組立体の側面図である。本発明の様相によるマルチピース工具組立体の側面図である。本発明の別の様相によるマルチピース工具組立体の断面図である。

本発明の一つの様相によるマルチピース工具組立体２１が図１の断面図に示されている。前記組立体２１は、雄ねじ２５を有する雄ねじ部材２３と、雌ねじ部材２７とを有しており、前記雌ねじ部材２７は、雄ねじ部材の少なくとも一部分を予め定められた深さまで受け入れるようにされた開口２９と、雄ねじ部材の雄ねじと螺合するようにされた雌ねじ３１とを有している。

本発明の様相が適用されるタイプの切削工具は、米国特許出願公開第２００６／００６２６４２号明細書であり、前記明細書は引用することにより援用される。米国特許出願公開第２００６／００６２６４２号明細書は、交換可能な切削インサート又はヘッドを有する切削工具を開示しており、工具ヘッドには雌ねじが設けられており、前記雌ねじは工具ヘッドをシャンクに固定するためにシャンクに設けられた雄ねじと螺合する。本願の出願人は、基礎的なねじ山の形が用いられるこのタイプのマルチピース工具に含まれるリスクがあることを観察した。そのようなねじ山の形により、工具ヘッドがシャンクに締付けられたとき、力は当接しているねじ山のフランク間を伝達される。当接しているねじ山のフランクの角度の理由から、力の成分が工具の軸線から半径方向外側に方向付けられる。この半径方向外側の力の成分は、特に超硬合金構成要素のような構成要素である雌ねじ構成要素に損傷を与え、前記超硬合金構成要素は、それがさらされる力の下で亀裂が生じることがある。

雄ねじ部材２３が、予め定められた深さまで開口２９内に受け入れられたとき、雄ねじ２５と雌ねじ３１との間のほぼ全ての力は雌ねじ部材の軸線ＡＦに沿って方向付けられる。工具組立体２１の加工部３３が雄ねじ部材２３及び雌ねじ部材２７の一方に設けられている。図１に示される実施例では、加工部３３は雌ねじ部材２７と一体に形成されており、このことは図２Ａ、２Ｂにも示されている。雄ねじ部材２３はシャンク３５または工具組立体２１の他の構成要素の一部を形成することができる。

雄ねじ２５と雌ねじ３１との間のほぼ全ての力は、雄ねじのフランク３７と雌ねじのフランク３９のとの間を伝達され、前記フランク３７及び３９は、雄ねじ部材２３及び雌ねじ部材２７の軸線ＡＭ及び軸線ＡＦそれぞれにほぼ垂直に延びている。雄ねじ２５及び雌ねじ３１のほぼ垂直なフランク３７及び３９のそれぞれの反対側の背面又はフランク４１及び４３は、ほぼ垂直なフランクに対して、並びに雄ねじ部材の軸線ＡＭ及び雌ねじ部材の軸線ＡＦに対して非ゼロ角度を形成することができ、また雄ねじとめねじとの間で通常は力をほとんど伝達しない。

本発明の様相によるねじは、非シールねじのねじ山であり、前記非シールねじのねじ山の前面はねじの軸線にほぼ垂直であり、その背面は前記軸線に対して角度をなし、その結果前記ねじ山は力の伝達と強度の両方に有効である。

当接表面４５が雄ねじ部材２３に設けられることが可能であり、及び当接表面４７が雌ねじ部材２７に設けられることが可能である。当接表面４５及び４７は、雄ねじ部材２３が開口２９内に予め定められた深さまで受け入れられるようにされる程度を限定するために配置されることが可能である。図１では、雄ねじ部材２３の当接表面４５は、雄ねじ２５の外径の半径方向外側で延在するように示されている。雄ねじ部材２３の当接表面４５は、雄ねじ部材の軸線ＡＭにほぼ垂直な構成要素４９だけでなく、雄ねじ部材の軸線に非垂直でほぼ円錐台状の構成要素５１も含んでいる。

雌ねじ部材２７の当接表面４７は、雌ねじ部材の軸線ＡＦにほぼ垂直な構成要素５３だけでなく、雌ねじ部材の軸線に非垂直でほぼ円錐台状の構成要素５５も含むことができる。雄ねじ部材２３が雌ねじ部材２７の開口２９内に予め定められた深さまで受容されたとき、構成要素５３及び５５は構成要素４９及び５１に当接することができ、そのことにより雄ねじ部材が開口内に受け入れられることが可能な程度を限定する。加えて、非垂直構成要素５１及び５５を設けることにより、雄ねじ部材２３の軸線ＡＭと雌ねじ部材２７の軸線ＡＦの正しい整列が支援される。

垂直構成要素４９及び５３並びに非垂直構成要素５１及び５５は、雄ねじ部材２３と雌ねじ部材２７の過度の締め付けを防止することを助ける。雄ねじ部材と雌ねじ部材とが予め定められた相対的な軸方向位置及び回転方向位置で配設されたとき、予め定められた緊締力が雄ねじとめねじとの間で伝達されるように、雄ねじ２５及び雌ねじ３１が、雄ねじ部材２３の当接表面４５及び雌ねじ部材２７の当接表面４７のそれぞれに関して配設されることが可能である。雄ねじ部材２３及び雌ねじ部材２７は互いに対して締付けられるので、非垂直構成要素５１及び５５は、雄ねじ部材が雌ねじ部材の開口２９内の予め定められた深さに達する前に互いに接触することができる。この点において、雄ねじ部材が開口内に延びて予め定められた深さに接近して、雄ねじ部材の軸線ＡＭと雌ねじ部材の軸線ＡＦが正しく整列されるにつれて、雌ねじ部材２７に対する雄ねじ部材２３の回転抵抗は増大するだろう。垂直構成要素４９及び５３並びに非垂直構成要素５１及び５５に対する雄ねじ２５及び雌ねじ３１の適正な形成によって、雌ねじ部材２７に対する雄ねじ部材２３の回転抵抗は、非垂直構成要素５１及び５５の間の接触と、雄ねじ及び雌ねじの垂直フランク３７及び３９との間の接触との組み合わせにより増大させられることが可能であり、その結果垂直フランクの間の力が、垂直構成要素４９及び５３が当接する部分に又はその部分の近くに所望の緊締力を提供すると共に、雌ねじ部材２７に対する雄ねじ部材２３の更なる相対的軸方向移動を阻止する。

垂直構成要素４９及び５３の当接が雌ねじ部材２７に対する雄ねじ部材２３の軸方向の更なる相対移動を妨げて、雌ねじ部材に対する雄ねじ部材の更なる締付け回転に対する抵抗がほぼこの点において増大する間に、前記当接は、雌ねじ部材に対する雄ねじ部材の更なる回転を必ずしも妨げない。従って、雄ねじ２５と雌ねじ３１との間の予め定められた緊締力に到達したとき雄ねじ部材と雌ねじ部材のおおよその相対的回転位置を指し示すために、表示を雄ねじ部材２３と雌ねじ部材２７とに設けることが可能である。前記表示は、図３Ａに見られるように雄ねじ部材２３及び雌ねじ部材２７の側面におけるマーク５７及び５９のような、又は例えば図３Ｂに見られるように当接表面４５及び４７の垂直構成要素４９及び５３におけるリッジ６１及び６３であって、雌ねじ部材に対する雄ねじ部材の更なる相対的回転を積極的に妨げるのに十分な大きさのものであるリッジ６１及び６３のような任意の適切な形態であり得る。

図１に見られるように、雌ねじ部材２７における当接表面４７は雄型部材を形成し、雄ねじ部材２３における当接表面４５は、前記雄型部材を受け入れるようにされた雌型部材を形成する。従って雌ねじ部材２７に対する雄ねじ部材２３の締め付けの間に、雄型当接表面４７は雌型当接表面４５内に前進するので、半径方向外側に方向付けられた力の成分が雌型当接表面４５上に作用する。従って雌型当接表面４５は、締付け中の破損を避けるのに十分な大きさで通常は作られるだろう。図１に示される実施例では、雌型当接表面４５は工具組立体２１の部分であり、前記部分はそれに加工部３３を有さず、また前記部分は例えばシャンク３５であり得る。特に、加工部３３を有する工具組立体２１の部分が脆性材料から作られるとき、加工部において半径方向に向けられた力が、加工部を有する部分の破損の可能性を高める半径方向外側ではなく半径方向内側に方向付けられるように、雌型当接表面４７が工具組立体の加工部３３を有さない部分であることが望ましい。

図４はマルチピース工具組立体１２１の実施例を示しており、この場合雄ねじ部材１２３における当接表面１４７が雄ねじ１２５の外径の半径方向内側に延在している。同様に、雌ねじ部材１２７における当接表面１４５が、雌ねじ１３１の内径の半径方向内側に延在している。仮想線で示されるように、当接表面１４５及び１４７は、図１に関連して説明された垂直構成要素及び非垂直構成要素に類似の様態で機能する、雄ねじ部材及び雌ねじ部材の軸線に対して垂直な構成要素及び非垂直な構成要素を有することが可能である。やはり、加工部を雄ねじ部材又は雌ねじ部材のいずれかに設けることが可能である。

雄ねじ２５、１２５及び雌ねじ３１、１３１の各々は、短い工具長を提供するために１〜３回転分だけのねじ山を好適に備える。更に、雄ねじ及び雌ねじをわずかに円錐状に作ることが有利であることが見出され、前記円錐は頂点が図１の下方に向けられたものである。各円錐は約２度のテーパ角度を有することが可能である。前記工具は一以上のフラッシュ・チャネルを有することが可能である。

本発明は、好適な実施例にしたがって図解及び説明されてきたが、変形形態及び変更形態が、特許請求の範囲に示された発明から逸脱することなく作られてよいことが理解されるであろう。

本願が優先権を主張するスウェーデン特許出願第０７０１６２３−１号における開示は、引用することにより本明細書に援用される。

Claims

雄ねじ（２５、１２５）を有する雄ねじ部材（２３，１２３）と、
前記雄ねじ部材（２３，１２３）の少なくとも一部分を予め定められた深さまで受け入れるようにされた開口（２９）、及び前記雄ねじ部材（２３，１２３）の前記雄ねじ（２５、１２５）と螺合するようにされた雌ねじ（３１、１３１）を有する雌ねじ部材（２７、１２７）と、を具備するマルチピース工具組立体（２１、１２１）であって、
前記雄ねじ部材（２３，１２３）が前記開口（２９）内に予め定められた深さまで受け入れられたとき、前記雄ねじ（２５、１２５）と前記雌ねじ（３１、１３１）との間の実質的に全ての力が、前記雌ねじ部材（２７、１２７）の軸線に沿って方向付けられ、並びに該工具組立体の加工部（３３）が前記雄ねじ部材（２３，１２３）及び前記雌ねじ部材（２７、１２７）の一方に設けられることを特徴とする、マルチピース工具組立体（２１、１２１）。
前記雄ねじ部材（２３，１２３）が前記開口（２９）内に予め定められた深さまで受け入れられたとき、前記雄ねじ（２５、１２５）と前記雌ねじ（３１、１３１）との間の実質的に全ての力が、前記雄ねじ（２５、１２５）及び前記雌ねじ（３１、１３１）のフランク（３７，３９）にして、前記雄ねじ部材（２３，１２３）及び前記雌ねじ部材（２７、１２７）の軸線に対して実質的に垂直に延びるフランク（３７，３９）の間で伝達されることを特徴とする、請求項１に記載のマルチピース工具組立体（２１、１２１）。
前記雄ねじ部材（２３，１２３）が前記開口（２９）内に予め定められた深さまで受け入れられたとき、実質的に垂直な前記フランク（３７，３９）とは反対側にある前記雄ねじ（２５、１２５）及び前記雌ねじ（３１、１３１）のフランク（４１，４３）が、実質的に垂直な前記フランクに対して並びに前記雄ねじ部材（２３，１２３）及び前記雌ねじ部材（２７、１２７）の軸線に対して非ゼロの角度を形成することを特徴とする、請求項２に記載のマルチピース工具組立体（２１、１２１）。
前記雄ねじ部材（２３，１２３）が前記開口（２９）内に予め定められた深さまで受け入れられたとき、前記反対側のフランク（４１，４３）が、前記雄ねじ（２５、１２５）と前記雌ねじ（３１、１３１）との間で力を実質的に伝達しないことを特徴とする、請求項３に記載のマルチピース工具組立体（２１、１２１）。
前記雄ねじ部材（２３，１２３）が前記開口（２９）内に予め定められた深さまで受け入れられたとき、前記反対側のフランク（４１，４３）が、前記雄ねじ（２５、１２５）と前記雌ねじ（３１、１３１）との間で力を実質的に伝達しないことを特徴とする、請求項２に記載のマルチピース工具組立体（２１、１２１）。
該工具組立体が、前記雄ねじ部材（２３，１２３）に当接表面（４５、１４５）を備え、前記雌ねじ部材（２７、１２７）に当接表面（４７，１４７）を備え、前記当接表面（４５、１４５、４７，１４７）は、前記雄ねじ部材（２３，１２３）が予め定められた深さまで前記開口（２９）内に受け入れられるようにされる程度を限定するように配置されていることを特徴とする、請求項１に記載のマルチピース工具組立体（２１、１２１）。
前記雄ねじ部材（２３，１２３）における前記当接表面（４５）が、前記雄ねじ（２５、１２５）の外径の半径方向外側で延在することを特徴とする、請求項６に記載のマルチピース工具組立体（２１、１２１）。
前記雄ねじ部材（２３，１２３）における前記当接表面（４５）が、前記雄ねじ部材（２３，１２３）の軸線に対して実質的に垂直な構成要素（４９）を含むことを特徴とする、請求項７に記載のマルチピース工具組立体（２１、１２１）。
前記雄ねじ部材（２３，１２３）における前記当接表面（４５）が、前記雄ねじ部材（２３，１２３）の軸線に対して非垂直な構成要素（５３）を含むことを特徴とする、請求項８に記載のマルチピース工具組立体（２１、１２１）。
前記非垂直な構成要素（５３）が円錐台状であることを特徴とする、請求項８に記載のマルチピース工具組立体（２１、１２１）。
前記雄ねじ部材（２３，１２３）における前記当接表面（４５）が、前記雄ねじ部材（２３，１２３）の軸線に対して非垂直な構成要素（５３）を含むことを特徴とする、請求項７に記載のマルチピース工具組立体（２１、１２１）。
前記非垂直な構成要素（５３）が円錐台状であることを特徴とする、請求項１１に記載のマルチピース工具組立体（２１、１２１）。
前記雌ねじ部材（２７、１２７）における前記当接表面（４７）が、前記雌ねじ部材（２７、１２７）の軸線に対して非垂直な構成要素（５５）を含むことを特徴とする、請求項１１に記載のマルチピース工具組立体（２１、１２１）。
前記雌ねじ部材（２７、１２７）における前記当接表面（４７）が、雄型部材を形成し、前記雄ねじ部材（２３，１２３）における前記当接表面（４５）が前記雄型部材を受け入れるようにされた雌型部材を形成することを特徴とする、請求項１３に記載のマルチピース工具組立体（２１、１２１）。
前記雄ねじ部材（２３，１２３）における前記当接表面（１４５）が、前記雄ねじ（２５、１２５）の外径の半径方向内側に延在することを特徴とする、請求項６に記載のマルチピース工具組立体（２１、１２１）。
前記雄ねじ（２５、１２５）及び前記雌ねじ（３１、１３１）がそれぞれ１〜３回転分だけのねじ山を具備することを特徴とする、請求項１〜１５のいずれか一項に記載のマルチピース工具組立体（２１、１２１）。
工具の加工部（３３）が設けられている、前記雄ねじ部材（２３，１２３）及び前記雌ねじ部材（２７、１２７）の一方が超硬合金から作られることを特徴とする、請求項１に記載のマルチピース工具組立体（２１、１２１）。
雄ねじ部材（２３，１２３）の少なくとも一部分を予め定められた深さまで受け入れるようにされた開口（２９）、及び前記雄ねじ部材（２３，１２３）の雄ねじ（２５、１２５）と螺合するようにされた雌ねじ（３１、１３１）を有する雌ねじ部材（２７、１２７）と、
前記雌ねじ部材（２７、１２７）に設けられた工具の加工部（３３）と、を具備する切削工具であって、
前記雌ねじ（３１、１３１）の力支承フランク（３９）が前記雌ねじ部材（２７、１２７）の軸線に対して実質的に垂直に延在することを特徴とする、切削工具。
雄ねじ（２５、１２５）を有する雄ねじ部材（２３，１２３）と、工具組立体の加工部（３３）とを具備する切削工具であって、前記雄ねじ部材（２３，１２３）は、雌ねじ部材（２７、１２７）の開口（２９）内に予め定められた深さまで少なくとも部分的に受け入れられるようにされたものであり、前記雄ねじ（２５、１２５）は前記雌ねじ部材（２７、１２７）の雌ねじ（３１、１３１）と螺合するようにされており、前記加工部（３３）が前記雄ねじ部材（２３，１２３）に設けられている、切削工具において、
前記雄ねじ（２５、１２５）の力支承フランク（３７）が、前記雄ねじ部材（２３，１２３）及び前記雌ねじ部材（２７、１２７）の軸線に対して実質的に垂直に延在することを特徴とする、切削工具。