JP2011506116A - アダプタスリーブを備える回転式テーパ工具ホルダ - Google Patents

Abstract

回転式テーパ工具ホルダ（１０）は、本体（１２）、および本体の一部分の周りに配置されたアダプタスリーブ（１４）を含む。本体（１２）およびアダプタスリーブ（１４）は、異なるテーパ角度の前部接触面（１２ｃ）および後部接触面（１２ｅ）を有する。前部接触面（１２ｃ）は締まり嵌めに最適にされ、かつ後部接触面（１２ｅ）は、工具ホルダ（１０）がクランプ型受口（２８）に組み付けられるときに軸方向ストッパおよび支持バンドをもたらす。本体（１２）のフランジ接触面（１２ｋ）とクランプ型受口（２８）の面接触面（２８ａ）との間の面接触が達成される。

Description

回転式テーパ工具ホルダは、当該技術分野において公知であり、そのうちの１種は、「急峻なテーパ」工具ホルダと一般に呼ばれる。急峻なテーパ工具ホルダは、Ｖフランジ部分から延出する雄テーパ部分を有する。Ｖフランジ部分は、Ｖ字状の溝を有して、工具を把持しているときの機械工具交換メカニズムを支援する。最も一般的な急峻なテーパ工具ホルダの設計の１つは、キャタピラ（Ｃａｔｅｒｐｉｌｌａｒ）Ｖフランジ工具ホルダであり、一般的に「ＣＶ」工具ホルダと呼ばれている。ＣＶ工具ホルダは、いくつかの非常に類似した工具ホルダ設計の標準のうちの１つであり、それら全ては７／２４テーパ（長さ２４インチ毎に７インチの直径変化）を有する。別の一般的な７／２４テーパ工具ホルダ標準は「ＢＴ」工具ホルダである。

急峻なテーパ工具ホルダのテーパシャンク部分は、クランプ型受口の対応する雌テーパ部分によって保持される。工具ホルダは、クランプ型受口に保持され、かつそれによって高速で回転される。一般的に、２種類の急峻なテーパ工具ホルダがある。すなわち（１）テーパのみが接触する工具ホルダであって、工具ホルダのテーパ面のみがクランプ型受口のテーパ内面に接触する工具ホルダ；および（２）面−テーパ接触工具ホルダであって、工具ホルダのテーパ部分とクランプ型受口との間の面接触に加えて、工具ホルダのフランジの面がクランプ型受口の面と接触する工具ホルダ。面−テーパ接触型の工具ホルダは、特別に設計されたクランプ型受口を必要とする場合があり、この場合、クランプ型受口の合わせ面がより正確に機械加工されて、工具ホルダのＶフランジ部分の面との接触動作を容易にさせている。

従来の両タイプの急峻なテーパ工具ホルダは、ある種の問題を含みうる。例えば、標準の急峻なテーパ工具ホルダでは、工具ホルダのテーパおよびクランプ型受口のテーパに対するテーパ許容範囲により、隣接するテーパがその前方部分ではしっかりと接触しているが、その後方部分では接触していない可能性のある状況が生み出される。工具ホルダを回転させる場合、テーパ角度のこのずれにより、工具ホルダに「振動」がもたらされ、精度およびバランスが失われる場合がある。クランプ型受口が高速で回転すると、クランプ型受口のテーパ直径および工具ホルダのテーパ直径の双方が遠心力の影響下で増大する。しかしながら、クランプ型受口のテーパ直径は、工具ホルダのテーパ直径よりも速く増大する。さらに、直径の増大は一般にクランプ型受口のテーパの長さに沿って均一ではなく、テーパの前方部分において最大である。その結果、クランプ型受口のテーパ角度は変化し、かつテーパ面がさらに凸面になり得る。クランプ型受口のテーパが不均一に拡大した場合（同じテーパ角度を維持する）、クランプ型受口と工具ホルダとの良好な嵌合を、高速において、クランプ型受口へ軸方向に移動する工具を介して維持することができる。残念なことに、クランプ型受口のテーパ角度が変化するため、工具ホルダとクランプ型受口との間の嵌合度は高速において低下する。標準の工具ホルダに対して、その結果は、２つの要素からなる。第１に、クランプ型受口の全テーパ直径が工具ホルダのテーパ直径よりも速く増大し、かつ面接触がないため、工具ホルダがクランプ型受口に引き込まれる（軸方向に動く）。第２に、テーパ角度が変化するため、初めはテーパの前方部分での一次的接触が、テーパの中央または後方部分に移動し、それにより、クランプ型受口内での工具ホルダの「振動」が増大する。工具ホルダのテーパは、また、高速で直径が増大しかつその角度が変化するが、工具ホルダの平均直径は遙かに小さいため、クランプ型受口と比べてその変化量は、非常に小さい。

さらに、従来技術の面−テーパ接触の急峻なテーパ工具ホルダでは、不都合に直面する。例えば、「振動」は、大幅に低減され得る。しかしながら、工具ホルダが高速で回転すると、面接触によって軸方向の位置が維持されるにも関わらず、クランプ型受口のテーパ直径は依然として工具ホルダのテーパ直径よりも速く増大する。しかし、工具ホルダがクランプ型受口に引き込まれることがないので、テーパ間に半径方向の間隙が生じ、それにより、工具ホルダが半径方向に動くこととなり、精度およびバランスが失われる。

別の従来のタイプの面−テーパ接触工具ホルダは、シャンクにテーパスリーブを使用し、そのテーパスリーブは、回転速度が増大すると軸方向に移動し、その結果、工具ホルダはクランプ型受口と接触したままとなる。可動スリーブは許容条件を緩和し得るが、工具ホルダが高速で回転すると、スリーブが軸方向に動いてクランプ型受口と接触したままとなる。しかしながら、スリーブは、また、遠心力のために直径が増大する。それゆえ、スリーブは、クランプ型受口との接触を維持するものの、スリーブは、工具ホルダシャンクと接触しない状態となって、半径方向の間隙が生じることがあり、それゆえ、アンバランスになりかつ精度が失われる。

別の従来のタイプの面−テーパ接触工具ホルダは、周方向に撓み、それゆえ直径が変化し得る、分割されるスリーブを使用する。それゆえ、スリーブは、クランプ型受口のテーパ直径が変化するときに、工具ホルダシャンクおよびクランプ型受口のテーパに同時に接触したままとなり得る。しかしながら、スリーブは、依然として、変化するテーパ角度に適合できず、接触は依然として、テーパの前方部分または後方部分のいずれかの局所的なものである。また、摩擦によって、スリーブが常に工具ホルダとテーパとの間の堅固な接触を維持する能力が制限され、かつ「スロップ（ｓｌｏｐ）」が必ず存在して、工具ホルダの剛性を低減させる。スリーブと工具ホルダシャンクとの間にあるいかなる物質も設計の有効性を低減させかつシーリングが実行不可能になり得るため、分割スリーブには汚染の問題が生じやすい。

上述した従来技術の工具ホルダ設計の各々は、一般的に列挙した順に、前の設計から漸進的に改善されている。しかしながら、それぞれの設計はまた、対応して機械的な複雑性が増大しており、かつ全ての設計は、動作するために面接触を必要とする。さらに、それぞれの設計は静止時には効果的であるように見えるものの、それぞれが、高速において異なる制限を有する。その上、ゲージ直径に対する厳しい許容誤差は、製造を困難にし、かつ急峻なテーパ角度は、面−テーパ接触に好適ではない。バネ仕掛けのスリーブは、工具ホルダ内の界面において適切な力をもたらさず、それにより、剛性を制限する。

それゆえ、従来技術の面−テーパ接触工具ホルダは、標準の工具ホルダに対して改善されてはいるものの、それらはまた高速において異なる制限を有し、機械的な複雑性が増大し、かつ、全ての工具ホルダが面接触を必要とする。

従って、公知の急峻なテーパ工具ホルダの限界を打開し、かつテーパに関連した精度およびバランスの問題を低減するかまたはなくし得る、急峻なテーパ工具ホルダの改善が必要とされている。

従来の急峻なテーパ工具ホルダに関連するこれらのおよび他の問題を解決するために、本発明の発明者らは、本体の中心長手方向軸に対して第１のテーパ角度で形成された第１の接触外面と、本体の中心長手方向軸に対して第２のテーパ角度で形成された第２の接触外面と、本体の中心長手方向軸に対して実質的に垂直であるフランジ接触面とを含む本体を備える回転式テーパ工具ホルダを開発した。工具ホルダはさらに、本体の一部分の周りに配置されたアダプタスリーブを含み、アダプタスリーブは内面および外面を含み、内面は、ほぼ第１のテーパ角度で形成された第１の接触内面、ほぼ第２のテーパ角度で形成された第２の接触内面を含み、外面は、第３のテーパ角度で形成されている。第１、第２および第３のテーパ角度は互いに異なって、回転式テーパ工具ホルダがクランプ型受口に組み付けられる場合、アダプタスリーブとクランプ型受口のテーパ穴との間に締まり嵌めをもたらす。回転式テーパ工具ホルダがクランプ型受口に組み付けられる場合、本体のフランジ接触面は、クランプ型受口の面接触面に係合する。

本発明の別の態様では、回転式テーパ工具ホルダは、本体の中心長手方向軸に対して第１のゼロではないテーパ角度で形成された第１の接触外面と、本体の中心長手方向軸に対してゼロテーパ角度で形成された第２の接触外面と、本体の中心長手方向軸に対して実質的に垂直であるフランジ接触面とを含む本体を含む。工具ホルダはまた、本体の一部分の周りに配置されたアダプタスリーブを含み、アダプタスリーブは内面および外面を含み、内面は、第１のゼロではないテーパ角度で形成された第１の接触内面と、ゼロテーパ角度で形成された第２の接触内面とを含み、外面は第２のゼロではないテーパ角度で形成されている。回転式テーパ工具ホルダがクランプ型受口に組み付けられる場合、本体の第２の接触外面およびアダプタスリーブの第２の接触内面は、アダプタスリーブに対して軸方向ストッパおよび支持バンドをもたらす。回転式テーパ工具ホルダがクランプ型受口に組み付けられる場合、本体のフランジ接触面は、クランプ型受口の面接触面に係合する。

本発明のさらに別の態様では、回転式テーパ工具ホルダの組み付け方法であって、工具ホルダは第１の接触外面と、第２の接触外面と、フランジ接触面とを含む本体と、本体の一部分の周りに配置されたアダプタスリーブを含み、アダプタスリーブは内面および外面を含み、内面は第１の接触内面、第２の接触内面を含み、以下の順序で各ステップ：
（ａ）本体の第２の接触外面がアダプタスリーブの第２の接触内面に接触するまで、工具ホルダ本体およびアダプタスリーブをクランプ型受口内で軸方向に動かす；
（ｂ）本体の第１の接触外面がアダプタスリーブの第１の接触内面に接触するまで、工具ホルダ本体をアダプタスリーブに対してクランプ型受口内で軸方向に動かす；および
（ｃ）アダプタスリーブに弾性変形をもたらすために、本体のフランジ接触面が回転式テーパ工具ホルダのクランプ型受口の面接触面に係合するまで、工具ホルダ本体をアダプタスリーブに対してクランプ型受口内で軸方向に動かす、
ことを含む、方法。

本発明の実施形態によるアダプタスリーブを備える回転式テーパ工具ホルダの側面図である。 本発明の実施形態によるアダプタスリーブを備える回転式テーパ工具ホルダの別の側面図である。 図１の線３−３に沿った回転式テーパ工具ホルダの断面図である。 本発明の実施形態による回転式テーパ工具ホルダの本体の側面図である。 本発明の実施形態による回転式テーパ工具ホルダの本体の端面図である。 図５の線６−６に沿った本発明の実施形態による回転式テーパ工具ホルダの本体の断面図である。 本発明の実施形態による回転式テーパ工具ホルダのアダプタスリーブの側面図である。 本発明の実施形態による回転式テーパ工具ホルダのアダプタスリーブの端面図である。 図８の線９−９に沿った本発明の実施形態による回転式テーパ工具ホルダのアダプタスリーブの断面図である。 本発明の代替的な実施形態による軸方向ストッパを備えるアダプタスリーブおよび工具ホルダ本体の後端部の拡大断面図である。

本発明のさらなる特徴ならびにそれから得られる利点は、図面を参照してなされる以下の詳細な説明から明白になる。

ここで図１〜図３を参照すると、（図１に点線で示す）面接触面２８ａを有するクランプ型受口２８のテーパ穴２６に回転式工具を取り外し可能に保持するための、回転式の急峻なテーパ工具ホルダ（全体的に１０で示す）の実施形態が示されている。一般に、回転式テーパ工具ホルダ１０は、本体１２と、本体１２の一部分の周りに配置されるコレットの形態とし得るアダプタスリーブ１４とを備える。

ここで図４〜図６を参照すると、本体１２は工具ホルダ部分１２ａと、フランジ部材１２ｂと、前部接触外面１２ｃ、中間外面１２ｄおよび後部接触外面１２ｅを含む外面とを含む。図示の実施形態では、前部接触外面１２ｃ、中間外面１２ｄおよび後部接触外面１２ｅを、本体１２の中心長手方向軸２２に対して異なる角度で形成している。具体的には、前部接触外面１２ｃを、本体１２の中心長手方向軸２２に対してテーパ角度１３（図９）で形成する一方、中間外面１２ｄを、本体１２の中心長手方向軸２２に対して異なるテーパ角度で形成する。約１度〜約５度の範囲のテーパ角度１３を許容できることが判明している。例えば、テーパ角度１３を、本体１２の中心長手方向軸２２に対して約２度５２分（１：１０）とし得る。前部接触外面１２ｃおよび中間外面１２ｄとは異なり、後部接触外面１２ｅは、直線の直径を有し、その長さに沿って変化しない。言い換えれば、後部接触外面１２ｅを、本体１２の中心長手方向軸に対してゼロテーパ角度で（すなわち、中心長手方向軸２２に対して実質的に平行に）形成する。

本体１２は、Ｖ字状ノッチ１２ｆを含み、それはフランジ部材１２ｂの外周に形成され得る。あるいは、Ｖ字状ノッチ１２ｆを省略してもよい。中間テーパ部分１２に１つ以上の穴１２ｇを形成し、それら穴は、本体１２の中心穴１２ｈに対して半径方向に延在する。穴１２ｇには、スクリュー、ボルトなどのねじ部品を収容するためにねじ山が設けられてもよい。図示の実施形態では、２つの穴１２ｇが、互いに対して約１８０度の角度で形成されている。穴１２ｇの目的は、例えば本体１２の中心長手方向軸２２に沿ったアダプタスリーブ１４の移動を制限する保持ねじ、圧入ピンなどの締結具２０を収容することである。それゆえ、締結具２０は、アダプタスリーブ１４用の軸方向ストッパの機能を果たす。必要であれば、本発明を、より多数の穴１２ｇおよび締結具２０で実施し得ることを理解されたい。本体１２の中心穴１２ｈの一部分には、ねじ山が設けられて、当該技術分野でよく知られているタイプの保持ノブ（図示せず）を収容してもよい。保持ノブは、中心の長手方向２２に沿って力を加えて、クランプ型受口２８に工具ホルダ１０を固定するために使用される。本体１２のフランジ部材１２ｂも、本体１２の長手方向軸２２に実質的に垂直であるフランジ接触面１２ｋを含む。

ここで図７〜図９を参照すると、アダプタスリーブ１４は、内面および外面を備える全体的に環状の本体を有する。外面は、ゼロテーパ角度を有する第１の外面１４ａと、本体１２の中間外面１２ｄとほぼ同じテーパ角度を有する第２の外面１４ｂとを含む。言い換えれば、第２の外面１４ｂのテーパ角度１５は、約８度１７分５２秒（７：２４）であり、かつクランプ型受口２８のテーパ穴２６と接触するように適合されている。

アダプタスリーブ１４の内面は、前部接触内面１４ｃ、中間テーパ内面１４ｄおよび後部接触内面１４ｅを含む。中間テーパ内面１４は前部面１４ｃと後部面１４ｅとの間にある。本体１２と同様に、前部接触内面１４ｃ、中間内面１４ｄおよび後部接触内面１４ｅを、本体１２の中心長手方向軸２２に対して異なる角度で形成する。具体的には、前部接触内面１４ｃを、本体１２の前部接触外面１２ｃのテーパ角度１３と実質的に同じ（約１：１０の）テーパ角度で形成して、本体１２の前部接触外面１２ｃを選択的に係合するようにする。中間内面１４ｄを、本体１２の中間外面１２ｄのテーパ角度とほぼ同じテーパ角度で形成する。本体１２の後部接触外面１２ｅと同様に、アダプタスリーブ１４の後部接触内面１４ｅは、その長さに沿って変化しない一定の直径を有して、本体１２の後部接触外面１２ｅに選択的に係合する。言い換えれば、後部接触内面１４ｅを、本体１２の中心長手方向軸に対してゼロテーパ角度で形成する。以下説明するように、後部接触内面１４ｅは、工具ホルダ１０が組み付けられたときには支持バンドおよび軸方向ストッパの機能を果たす。アダプタスリーブ１４は、また、複数の長手方向に延在するスロット１４ｆを含み、アダプタスリーブ１４にさらに撓み性をもたらし、アダプタスリーブ１４が制御されて半径方向に伸びたりおよび／または縮んだりできるようにする。

動作時、アダプタスリーブ１４が緩和状態にあるとき、前部接触面１４ｃおよび後部接触面１４ｅの直径は、本体１２の前部接触面１２ｃおよび後部接触面１２ｅの直径よりもわずかに大きく、アダプタスリーブ１４が、本体１２にゆるく嵌合できるようになっている。しかしながら、工具ホルダ１０をクランプ型受口２８にクランプするとき、スロット１４ｆによってアダプタスリーブ１４は周方向に撓むことができ、かつアダプタスリーブ１４は、クランプ型受口２８のテーパ穴２６に入ることができるようになる。この時点で、アダプタスリーブ１４は、７：２４のテーパ角度を１：１０のテーパ角度に「適合」させる。次いで、工具ホルダ本体１２の後部接触面１２ｅおよびアダプタスリーブ１４の後部接触面１４ｅは互いに接触し、アダプタスリーブ１４用の軸方向ストッパおよび支持バンドとしての機能を果たす。後部接触面１２ｅ、１４ｅが互いに接触してアダプタスリーブ１４の軸方向の移動を止めた後に、工具ホルダ本体１２の継続的な軸方向移動によって、工具ホルダ本体１２の前部接触面１２ｃとアダプタスリーブ１４の前部接触面１４ｃとの間の接触がもたらされる。アダプタスリーブ１４に対する工具ホルダ本体１２のこの移動は、本体１２のフランジ接触面１２ｋとクランプ型受口２６の面接触面２８ａとの間に面接触が達成されるまで、前部接触面１２ｃおよび１４ｃの弾性変形（締まり嵌め）をもたらす。この面接触の結果、本発明の工具ホルダ１０は、より高い回転速度において、従来の工具ホルダと比べてより良好な精度およびバランスを達成できる。

一実施形態では、スロット１４ｆは、１つのスロット１４ｆがアダプタスリーブ１４の後方部分から前方部分に向かって延在する一方、隣接するスロット１４ｆがアダプタスリーブ１４の前方部分から後方部分に向かって延在するように、交互に配置されて延在する。図示の実施形態では、アダプタスリーブ１４は、合計８個のスロット１４ｆを有し、それらは周方向に互いに等距離に離間している（すなわち、約４５度離れている）。本発明は、スロット１４ｆの数によって制限されないこと、および任意の所望の数のスロットを用いて本発明を実施できることを理解されたい。例えば、本発明を、６個のスロットまたは４個のスロットなどを用いて実施することができる。さらに、当業者であれば、アダプタスリーブ１４を、Ｏリング、伸長バネなどの周知の手段によって保持される複数の別個のセグメント（図示せず）に分離することによって、本発明を実施できることを理解し得る。

１つ以上のスロット１４ｆは、実質的に円形の開口部１４ｇを含み、締結具２０がそこを貫通できるようにしていてもよい。図示の実施形態では、アダプタスリーブ１４は、２つの開口部１４ｇを含み、それらの開口部は、互いに約１８０度離されており、かつ工具ホルダ１０が組み付けられるときには、本体１２の穴１２ｇと実質的に整列している。本発明は、開口部１４ｇの数には制限されないこと、および任意の所望の数の開口部を用いて本発明を実施できることを理解されたい。例えば、本発明を４つの開口部などを用いて実施することができる。

アダプタスリーブ１４の前端部には、周方向ノッチ１４ｈが形成され、アダプタスリーブ１４の前端部の撓み性を、アダプタスリーブ１４の後端部の撓み性と実質的に同じになるまで増大させるようにしていてもよい。本体１２の中心長手方向軸２２に沿った方向（図３に矢印１７で示す）にアダプタスリーブ１４に対して力を加えるための付勢手段１６によって、アダプタスリーブ１４をフランジ１２ｋから離すようにして後方部分に向けて、後部面１２ｅと１４ｅとの間を強制的に接触させるようにする。付勢手段１６は、また、クランプ型受口２８に組み付ける前にアダプタスリーブ１４の前部接触面１４ｃを工具ホルダ本体１２の前部接触面１２ｃから離すように保持する。一実施形態では、付勢手段１６は、圧縮バネ、波形バネなどの少なくとも１個のバネを含んでいてもよい。付勢手段１６によって加えられる力の量は、約２０ｌｂｓ〜約２００ｌｂｓの範囲とし得る。一実施形態では、付勢手段１６は、複数の波形バネを含み、それらはアダプタスリーブ１４に対して合計して約１２０ｌｂｓの力を加える。締結具２０は、付勢手段１６によってアダプタスリーブ１４に対して力が加えられるときのアダプタスリーブ１４の過剰な動きを防ぐことができる。アダプタスリーブ１４の軸方向移動の量を、開口部１４ｇの寸法を変更することによって、選択的に調整することができる。

ここで図１０を参照すると、工具ホルダ本体１２およびアダプタスリーブ１４の代替的な実施形態が示されている。この実施形態では、工具ホルダ本体１２の穴１２ｇ、アダプタスリーブ１４の開口部１４ｇ、およびアダプタスリーブ１４の軸方向移動を妨げる締結具２０（図１）が削除されている。工具ホルダ本体１２の穴１２ｇおよびアダプタスリーブ１４の開口部１４ｇを削除することによって、アダプタスロット１４ｆをシーリングして、不要な汚染がアダプタスリーブ１４と工具ホルダ本体１２との間に入る可能性を、さらに回避することができる。

代替的な実施形態では、工具ホルダ本体１２は、工具ホルダ本体１２の垂直軸２４に対して角度１９で形成された当接面１２ｊを形成する周方向ノッチ１２ｉを含む。図示の実施形態では、角度１９は、約５度〜約２０度である。例えば、約１５度の角度１９が、当接面１２ｊに許容できる角度であることが判明している。アダプタスリーブ１４は、工具ホルダ本体１２の当接面１２ｊに接触するノーズ部分１４ｇを含み、工具ホルダ１０が組み付けられるときのアダプタスリーブ１４の過剰な軸方向移動を回避する。工具ホルダ本体１２は、また、後部外側の接触面１２ｅに形成された球状凹部１２ｍを含んでもよく、アダプタスリーブ１４は、また、後部内側の接触面１４ｅに形成されたスロット１４ｉを含んでもよい。凹部１２ｍは、スロット１４ｉと共に、ボールなどの回転防止装置３０を収容するように適合されている。回転防止装置は、凹部１２ｍおよびスロット１４ｉ内に部分的に存在して、工具ホルダ１０が組み付けられるときにアダプタスリーブ１４が不要に回転しないようにする。

上述のように、工具ホルダ本体１２は、アダプタスリーブ１４と接触する２つの外面１２ｃ、１２ｅを含む。工具ホルダ本体１２の一方の面は、１：１０のテーパ角度の前部接触外面１２ｃであり、および他方の面は、ゼロテーパ角度の後部接触外面１２ｅである。中間外側面１２ｄは、テーパ角度のあるクリアランス面であり、アダプタスリーブ１４の中間内面１４ｄと接触しない。

アダプタスリーブ１４は、工具ホルダ本体１２に接触する２つの内面１４ｃおよび１４ｅを有する。一方の面は、１：１０のテーパ角度の前部接触内面１４ｃであり、および他方の面は、ゼロテーパ角度の後部接触内面１４ｅである。中間内面１４ｄは、テーパ角度のあるクリアランス面であり、工具ホルダ本体１２の中間外面１２ｄと接触しない。接触面１２ｃと１４ｃとの間に弾性変形（締まり嵌め）が発生する。面１２ｅおよび１４ｅは、工具１０がクランプされるときにゼロクリアランスの滑り嵌めを形成する。

アダプタスリーブ１４の外側面１４ａを、７：２４の急峻なテーパ角度を用いて形成して、クランプ型受口２８の急峻なテーパ穴２６とかみ合わさせる。その自由状態では、アダプタスリーブ１４のゲージ直径は、クランプ型受口２８のテーパ穴２６のゲージ直径よりも約０．０２５ｍｍ〜約０．０５０ｍｍ（約０．００１インチ〜約０．００２インチ）大きい。面１４ｃを仕上げ削りするために、アダプタスリーブ１４は、工具ホルダ本体１２の後部外側接触面１２ｅの直径に適合するプラグの周りで７：２４のテーパになる。この段階では、前部接触内面１４ｃのゲージ直径は、工具ホルダ本体１２の前部外側接触面１２ｃのゲージ直径よりも約０．０２５ｍｍ〜約０．０４０ｍｍ（約０．０１０インチ〜約０．００１６インチ）小さい。これら２つの面１２ｃ、１４ｃがクランプ型受口２８にクランプされる場合、これらの面は締まり嵌めを形成する。工具ホルダ１０がクランプ型受口２８にクランプされる場合、フランジ１２ｂのフランジ接触面１２ｋはクランプ型受口２８の面接触面２８ａに接触し、かつアダプタスリーブ１４と、クランプ型受口２８の穴２６の内側テーパと、工具ホルダ本体１２の２つの面１２ｃ、１２ｅとの間が固く接触している。これは、「面／テーパ接触ツーリング」と呼ばれるものである。

アダプタスリーブ１４がその自由状態において大きすぎる理由は、各クランピング中にアダプタスリーブ１４が正しく動作することを確実にするためである。面１２ｃと１４ｃとの間で締まり嵌めが発生し、かつ１：１０のテーパ角度では、スティッキングテーパであるため、アダプタスリーブ１４および工具ホルダ本体１２は、クランプ型受口２８から取り外しても固着するであろう。この条件は、バネ付勢手段１６が後部ストッパ（面１２ｅ）に対してアダプタスリーブ１４を載置させないために、最適なクランピングとは言えない状況をもたらし得る。アダプタスリーブ１４は、その自由状態において大きすぎるという条件にあるので、クランプ型受口２８およびバネ付勢手段１６からの取り外しにより、アダプタスリーブ１４を工具ホルダ本体１２にゆるく保持でき、それにより、各クランピング中に適切なクランピング順序が可能となる。

工具ホルダ１０をクランプ型受口２８にクランプするとき、バネ付勢手段１６は、アダプタスリーブ１４をクランプ型受口２８の穴２６の内側テーパに押し込む。このクランピング動作は、アダプタスリーブ１４の後部内側の接触面１４ｅが工具ホルダ本体１２の後部外側の接触面１２ｅに接触するまでアダプタスリーブ１４が穴２６に対して動くときに、アダプタスリーブ１４をつぶす。この時点では、アダプタスリーブ１４は、その軸方向の動きを停止する。しかしながら、面１２ｃと１４ｃが接触するとき、クランピング順序は継続される。工具ホルダ本体１２は、面１２ｃおよび１４ｃが弾性変形を受けるとき、軸方向に動き続ける。この変形（締まり嵌め）は、工具ホルダ本体１２上のフランジ１２ｂのフランジ接触面１２ｋがクランプ型受口２８の面接触面２８ａに接触するまで続く。面１２ｃおよび１４ｃの好ましいテーパ角度は、約２度〜約１０度の間である。１：１０のテーパ角度（５度４３分）が、締まり嵌めに許容できる角度であることが分かっている。

上述のように、アダプタスリーブ１４の前部接触内面１４ｃおよび後部接触内面１４ｅのみが本体１２の前部接触外面１２ｃおよび後部接触外面１２ｅとそれぞれ接触する。しかしながら、本発明を、工具ホルダ１０が組み付けられるときに本体１２とアダプタスリーブ１４との間に連続接触があるように実施できることを理解されたい。

本発明の一態様は、アダプタスリーブ１４の外面１４ｂが約７：２４の急峻なテーパ角度１５を有する一方、前端部に近接したアダプタスリーブ１４の内側接触面１４ｃの一部分は、本体１２の中心長手方向軸２２に対して約１：１０の異なるテーパ角度１３を有するというものである。外面１４ｂのゼロではない急峻なテーパ角度１５と、アダプタスリーブ１４の前部内側接触面１４ｃおよび本体１２の前部接触面１２ｃの比較的小さなゼロではないテーパ角度１３との間のこの差によって、アダプタスリーブ１４は、アダプタスリーブ１４の内面１４ｃと工具ホルダ本体１２の前部接触面１２ｃとの間の最適な弾性変形（締まり嵌め）に「適合」し、かつそれをもたらすことになる。

本発明の別の態様は、アダプタスリーブ１４の後端部に近接した外面の部分は、約７：２４の急峻なテーパ角度１５を有する一方、後端部に近接したアダプタスリーブ１４の内面の部分は、本体１２の中心長手方向軸２２に対して約ゼロ度の異なるテーパ角度を有するというものである。外面１４ｂの急峻なテーパ角度１５と内面１４ｅのゼロテーパ角度との間のこの差により、アダプタスリーブ１４は、工具ホルダ１０が組み付けられるときにアダプタスリーブ１４の後端部を支持し、かつストッパの機能を果たすようになる。

上述のように、本発明の工具ホルダ１０は、面／テーパ接触ツーリングに好適なテーパ角度に「適合」できるアダプタスリーブ１４を含む。図示の実施形態では、テーパ角度は約１：１０である。本発明の概念は、バネ仕掛け式に回転式テーパ工具ホルダ１０のクランプ型受口２８のテーパ穴２６に押し込まれるアダプタスリーブ１４を使用することにより達成される。本体１２の後部接触面１２ｅおよびアダプタスリーブ１４の後部接触面１４ｅの双方とも、支持バンドおよびストッパの機能を果たす一定の直径を有して、フランジのない設計においてアダプタスリーブを軸方向の定位置に配置する。アダプタスリーブ１４が、その最終の軸方向定位置となった場合、工具ホルダ１０の中心部分は、面接触を行う。面接触位置では、工具ホルダ１０の本体１２の前部接触面１２ｃの１：１０テーパ角度と、アダプタスリーブ１４の前部接触面１４ｃとの間に締まり嵌めのある状況が存在する。締まり嵌め状況により、アダプタスリーブ１４の外面は、回転式テーパ工具ホルダ１０のクランプ型受口２８のテーパ穴２６と確実に接触させられる。アダプタスリーブ１４を、アダプタスリーブ１４の中間面１４ｄと工具ホルダ１０の本体１２の中間面１２ｄとの間にわずかなクリアランスをもたらすような寸法で製造する。このわずかなクリアランスによって、工具ホルダ本体１２とアダプタスリーブ１４との間の接触を、前部接触面１２ｃ、１４ｃおよび後部接触面１２ｅ、１４ｅに限定できる。

本願明細書で参照した文献、特許および特許出願は、参照によりここに援用される。

本発明を、そのある特定の実施形態に関連して具体的に説明したが、これは一例にすぎず、限定するものではないこと、および添付の特許請求の範囲は、従来技術が認めるものと同等に広範に構成されるべきであることは理解されたい。

Claims (18)

1. 本体の中心長手方向軸に対して第１のテーパ角度で形成された第１の接触外面と、前記本体の前記中心長手方向軸に対して第２のテーパ角度で形成された第２の接触外面と、前記本体の前記中心長手方向軸に対して実質的に垂直であるフランジ接触面と、を含む、前記本体と、
   内面および外面を含み、前記内面はほぼ前記第１のテーパ角度で形成された第１の接触内面と、ほぼ前記第２のテーパ角度で形成された第２の接触内面とを含み、前記外面は第３のテーパ角度で形成され、前記本体の一部分の周りに配置されたアダプタスリーブと、
   を含む、回転式テーパ工具ホルダであって、
   前記第１、第２および第３のテーパ角度は、前記回転式テーパ工具ホルダがクランプ型受口に組み付けられた場合、前記アダプタスリーブと前記クランプ型受口のテーパ穴との間に締まり嵌めをもたらすために、互いに異なり、
   前記本体の前記フランジ接触面は、前記回転式テーパ工具ホルダが前記クランプ型受口に組み付けられた場合、前記クランプ型受口の面接触面に係合する、
   回転式テーパ工具ホルダ。
2. 前記第１のテーパ角度は、前記第３のテーパ角度よりも小さい、請求項１に記載の回転式テーパ工具ホルダ。
3. 前記第１のテーパ角度は、約１度〜約５度の範囲であり、前記第３のテーパ角度は、約８度１７分５２秒（７：２４）である、請求項２に記載の回転式テーパ工具ホルダ。
4. 前記第１および第３のテーパ角度は、ゼロではなく、前記第２のテーパ角度は、ゼロに等しい、請求項１に記載の回転式テーパ工具ホルダ。
5. 前記第２のテーパ角度は、前記第３のテーパ角度よりも小さい、請求項１に記載の回転式テーパ工具ホルダ。
6. 前記第２のテーパ角度は、ゼロに等しく、前記第３のテーパ角度は、ゼロではない、請求項５に記載の回転式テーパ工具ホルダ。
7. 前記アダプタスリーブは、少なくとも１つのスロットをさらに含む、請求項１に記載の回転式テーパ工具ホルダ。
8. 前記アダプタスリーブの開口部を通過し、前記本体の穴に収容されることができる締結具と、をさらに備える、請求項７に記載の回転式テーパ工具ホルダ。
9. 前記本体は、当接面を形成する前記第２の外側接触面に形成された周方向ノッチをさらに含む、請求項１に記載の回転式テーパ工具ホルダ。
10. 前記本体は、凹部をさらに含み、前記アダプタスリーブは、回転防止装置を収容するように適合されたスロットをさらに含む、請求項９に記載の回転式テーパ工具ホルダ。
11. 前記周方向ノッチは、前記工具ホルダ本体の垂直軸に対してある角度をなして形成される、請求項９に記載の回転式テーパ工具ホルダ。
12. 前記クランプ型受口の前記テーパ穴に対して前記アダプタスリーブを付勢させる手段と、をさらに備える、請求項１に記載の回転式テーパ工具ホルダ。
13. 前記付勢手段は、少なくとも１つのバネを備える、請求項１２に記載の回転式テーパ工具ホルダ。
14. 本体の中心長手方向軸に対して第１のゼロではないテーパ角度で形成された第１の接触外面と、前記本体の前記中心長手方向軸に対してゼロテーパ角度で形成された第２の接触外面と、前記本体の前記中心長手方向軸に対して実質的に垂直であるフランジ接触面と、を含む前記本体と、
    内面および外面を含み、前記内面は前記第１のゼロではないテーパ角度で形成された第１の接触内面と前記ゼロテーパ角度で形成された第２の接触内面とを含み、外面は第２のゼロではないテーパ角度で形成されている、前記本体の一部分の周りに配置されたアダプタスリーブと、
    を備える、回転式テーパ工具ホルダであって、
    前記本体の前記第２の接触外面および前記アダプタスリーブの前記第２の接触内面は、前記回転式テーパ工具ホルダがクランプ型受口に組み付けられた場合、前記アダプタスリーブに対して軸方向ストッパおよび支持バンドをもたらし、
    前記本体の前記フランジ接触面は、前記回転式テーパ工具ホルダが前記クランプ型受口に組み付けられた場合、前記クランプ型受口の面接触面と係合する、
    回転式テーパ工具ホルダ。
15. 前記第１のゼロではないテーパ角度は、前記第２のゼロではないテーパ角度よりも小さい、請求項１４に記載の回転式テーパ工具ホルダ。
16. 前記第１のゼロではないテーパ角度は、約１度〜約５度の範囲であり、前記第２のゼロではないテーパ角度は、約８度１７分５２秒（７：２４）である、請求項１５に記載の回転式テーパ工具ホルダ。
17. 前記第１のゼロではないテーパ角度は、前記回転式工具ホルダが前記クランプ型受口に組み付けられた場合、前記アダプタスリーブと前記クランプ型受口のテーパ穴との間に締まり嵌めをもたらすために、前記第２のゼロではないテーパ角度と異なっている、請求項１４に記載の回転式テーパ工具ホルダ。
18. 回転式テーパ工具ホルダの組み付け方法であって、前記工具ホルダは、第１の接触外面と第２の接触外面とフランジ接触面とを含む本体と、内面および外面を含み前記内面は第１の接触内面と第２の接触内面とを含み前記本体の一部分の周りに配置されたアダプタスリーブと、を含み、
    前記方法は、以下の順序で各ステップ：
    （ａ）前記本体の前記第２の接触外面が前記アダプタスリーブの前記第２の接触内面に接触するまで、前記工具ホルダ本体および前記アダプタスリーブを、クランプ型受口内で軸方向に動かす、
    （ｂ）前記本体の前記第１の接触外面が前記アダプタスリーブの前記第１の接触内面に接触するまで、前記工具ホルダ本体を、前記クランプ型受口内で軸方向に前記アダプタスリーブに対して動かす、
    （ｃ）前記アダプタスリーブに弾性変形をもたらすために、前記本体の前記フランジ接触面が前記クランプ型受口の面接触面に係合するまで、前記工具ホルダ本体を、前記アダプタスリーブに対して前記クランプ型受口内で軸方向に動かす、
    ことを含む、方法。

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