JP2013519538A - 工具連結器 - Google Patents

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Abstract

内部機械切削作業のために使用される切削工具の形態の工具連結器(20)において、単一の切削部分を有する第2の構成要素(24)は、第1の構成要素(22)に対して、締め付けねじ(26)によって締め付けられる。第2の構成要素(24)は、第1の構成要素(22)の取り付ける面の3つの雌かみ合い部材(32)と接合する3つの雄かみ合わせ部材(36)を備える取り付けられる面を有する。3つの雌かみ合い部材(32)のそれぞれは、共通の部分に位置付けられる2組の側面を有し、共通の部分は、第1の平面の周りで鏡面対称を示し、および各組の側面は、第1の平面によって分離される2つの対向するフランク表面を有する。2組の側面のそれぞれの2つのフランク表面のうちの1つのみが、3つの雄かみ合わせ部材のそれぞれの対応する当接表面と締め付け接触をする。

Description

本発明は、一般に金属切削プロセスにおける使用のため、および特に内部機械切削作業のための工具連結器(tool coupling)に関する。
金属切削工具の分野において、切削ヘッドは、工具ホルダーに多様な方法で固定されていてもよく、硬質材料、すなわち超硬合金から製造され、締め付けねじによって工具ホルダーに固定された、切削挿入物の形態の切削ヘッドを含む。
特許文献1は、ねじによって円筒状ホルダーに取り外し可能に固定される片刃を備える切削挿入物を有するインデックスをつけることが可能な(indexable)穿孔工具を開示する。1対の円蓋状の突起、および切削挿入物の底面の円蓋状の突起に対して垂直に延びる複数の第1の鋸状の縁は、V形状の溝に位置し、および複数の第2の鋸状の縁は、それぞれ、ホルダーの上面に位置する。複数の第1の鋸状の縁の傾斜表面は、第2の鋸状の縁の相応に傾斜付けられた表面と接触して、切削作業間の切削挿入物の回転を防止し、および円蓋状の突起の一部は、V形状の溝の傾斜付けられた表面と接触して、切削挿入物の回転の防止を補助し、およびホルダーに関して切削挿入物の正確な位置を実現する。
特許文献2は、固定ねじ(fastening screw)によってフライスシャフトの前端(frontal end)に固定される、4つの半径方向に突出する刃先(cutting edge)を備える切削プレート(cutting plate) を有するフライス(milling)工具を開示する。切削プレートの底面(end surface)から突出する3つの半径方向に延びるリブは、前端の座部(seat)の3つの補完的な形状の溝内に取り付けられ、ここで、各リブおよび各溝は、2つの側部フランク(side flanks)および2つの側壁をそれぞれ有し、およびここで、2つの側部フランクおよび2つの側壁は、異なる傾きの角度を有して、軸位置決め、ならびに切削プレートとフライスシャフトとの間のおよびトルクの伝達を提供する。
韓国特許第20−2000−0020103号明細書 米国特許第7,150,590号明細書
改良された工具連結器を提供することは、本発明の目的である。
また、効率的に製造されることのできる改良された工具連結器を提供することは、本発明の目的である。
簡単なフライス操作によって製造されることのできるかみ合い部材を有する改良された工具連結器を提供することは、本発明のさらなる目的である。
本発明に従って、第1の構成要素、第2の構成要素、および第1の構成要素および第2の構成要素を一緒に締め付けるための締め付け部材(clamping member)を含み:
第1の構成要素は、縦軸および少なくとも3つの雌かみ合い部材を備える取り付ける面を有し;および
第2の構成要素は、少なくとも3つの雌かみ合い部材と接合する少なくとも3つの雄かみ合わせ部材を備える取り付けられる面を有し、
ここで、少なくとも3つの雌かみ合い部材のそれぞれは、第1の平面(plane)および少なくとも2組の側面を有し、少なくとも2組の側面は、少なくともそれらの各雌かみ合い部材の共通の部分(shared portion)に位置付けられ、および共通の部分はその各第1の平面の周りで鏡面対称を示し、
ここで、少なくとも2組の側面のそれぞれは、それらの各第1の平面によって分離される2つの対向するフランク表面を有し、および
ここで、少なくとも2組の側面のそれぞれの2つのフランク表面のうちの1つのみが、少なくとも3つの雄かみ合わせ部材のそれぞれの対応する当接表面と締め付け接触(clamping contact)する、工具連結器が提供される。
よりよい理解のために、本発明を、ここで単に例示の目的で、添付の図面を参照して説明し、図中、1点鎖線は、部材の部分図のための切り取り境界線を示す。
本発明のいくつかの実施形態に従う工具連結器の斜視図である。 図1に示される工具連結器の第1の分解斜視図である。 図1に示される工具連結器の第2の分解斜視図である。 本発明の第1の好ましい実施形態に従う第1の構成要素の前端図である。 図4に示される線V−Vに沿って取った第1の構成要素の切断図である。 本発明の第1の好ましい実施形態に従う第2の構成要素の後端図である。 本発明の第1の好ましい実施形態に従う工具連結器の側面図である。 本発明の第2の好ましい実施形態に従う第1の構成要素の前端の図である。 図8に示す線IX−IXに沿って取った第1の構成要素の切断図である。 本発明の第2の好ましい実施形態に従う第2の構成要素の後端図である。 本発明の第2の好ましい実施形態に従う工具連結器の側面図である。
まず、本発明のいくつかの実施形態に従う工具連結器20を示す図1、図2および図3に注目する。工具連結器20は、内部機械切削作業のために使用される切削工具の形態であり、第1の構成要素22、第2の構成要素24、および第1および第2の構成要素22、24を一緒に締め付けるための締め付け部材26を含む。
本発明のいくつかの実施形態において、締め付け部材26は、締め付けねじ28の形態であってもよい。
本発明のいくつかの実施形態において、図4から図11に示されるように、第1の構成要素22は、厳密に3つの雌かみ合い部材32を有していてもよい取り付ける面30を有し、および第2の構成要素24は、3つの雌かみ合い部材32と接合する厳密に3つの雄かみ合わせ部材36を有していてもよい取り付けられる面34を有する。本発明の他の実施形態において(不図示)、第1の構成要素は、3つより多い雌かみ合い部材を有していてもよい取り付ける面を有し、および第2の構成要素は、3つより多いかみ合い部材と接合する3つより多いかみ合わせ部材を有していてもよい取り付けられる面を有する。図4から図11に描かれるように、取り付ける面30は、前方に向かう取り付ける面であり、一方、取り付けられる面34は、後方に向かう取り付けられる面である。
第1の構成要素22は、取り付ける面30に隣接する連続的な周囲面38、および取り付ける面30を通って延びる縦軸A1を備える概して円筒状の形状を有し、機械加工された鋼鉄から製造されていてもよい。第2の構成要素24は、刃先42および関連するレーキ表面44を有する単一の切削部分40を含み、タングステンカーバイドのようなカーバイド粉末を成形プレスしおよび焼結することによって製造されていてもよい。
本発明の他の実施形態において(不図示)、第1の構成要素はタングステンカーバイドから製造されおよび切削部分を含み、同時に第2の構成要素は機械加工された鋼鉄から製造されていてもよい。本発明のさらなる実施形態において(不図示)、第1の構成要素または 第2の構成要素は、2つ以上の切削部分を含んでいてもよい。
いくつかの実施形態において、図4、図5、図8および図9に示されるように、第1の構成要素22の取り付ける面30は、概して平面であってもよく、および縦軸A1の周りで回転対称を示し、ここで、3つの雌かみ合い部材32のそれぞれは同一かつ縦軸A1の周りに円周方向等間隔である。
3つの雌かみ合い部材32のそれぞれは、一般に、第1の平面P1および厳密に2組の側面46、48を有する溝形状であってもよい。本発明の他の実施形態において(不図示)、3つの雌かみ合い部材のそれぞれは、3組以上の側面を有していてもよい。
図4、図5、図8および図9に示されるように、2組の側面46、48は、それらの各雌かみ合い部材32の共通の部分58に位置付けられており、共通の部分58は、その各第1の平面P1の周りで鏡面対称を示す。
本発明のいくつかの実施形態において、2組の側面46、48は、共通の部分58を越えて延びていてもよい。
2組の側面46、48のそれぞれは、それらの各第1の平面P1によって分離される2つの対向するフランク表面50、52;54、56を有する。
図5および図9に示されるように、第1の組の側面46は、取り付ける面30に隣接する第1および第2の上側フランク表面50、52を含み、および第2の組の側面48は、取り付ける面30と相隔たる第1および第2下側フランク表面54、56を含む。
3つの雌かみ合い部材32のそれぞれの2組の側面46、48の2つのフランク表面50、52;54、56は、周囲面38と交差していてもよく、および各共通の部分58は概して平面である取り付ける面30に平行な方向に延びていてもよい。
工具連結器20の第1の好ましい実施形態において、図4および図5に示されるように、各雌部材32の2組の側面46、48の2つのフランク表面50、52;54、56は、それらの各第1の平面P1の周りで鏡面対称を示す。
本発明のいくつかの実施形態において、フランク表面50、52;54、56のそれぞれは、浅い凸形状を有していてもよく、および他の実施形態(不図示)においては、フランク表面のそれぞれは、概して平面であってもよい。いくつかの実施形態において、図5および図9に示されるように、3つの雌かみ合い部材32の第1の平面P1は、それぞれ、概して平面である取り付ける面30に対して垂直であってもよく、フライス工具(不図示)が取り付ける面30に対して垂直なその回転軸の周りで回転することを可能として、各雌かみ合い部材32の2組の側面46、48の2つのフランク表面50、52;54、56を同時に形成する。
3つの雌かみ合い部材32の2組の側面46、48のそれぞれの2つのフランク表面50、52;54、56は、それらの各第1の平面P1の周りに鏡面対称的な表面の点S1、S2;S3、S4を有していてもよい。それぞれ第1の組の側面46の、第1および第2上側フランク表面50、52の鏡面対称的な表面の点S1、S2に対して垂直な基準線L1、L2は、それぞれ、それらの各第1の平面P1と第1のかみ合い角度α1を形成していてもよく、および、第2の組の側面48の、第1および第2下側フランク表面54、56の鏡面対称的な表面の点S3、S4に対して垂直な基準線L3、L4は、それぞれ、それらの各第1の平面P1と第2のかみ合い角度α2を形成していてもよく、ここで、第1および第2のかみ合い角度α1、α2は、異なっている。
いくつかの実施形態において、第1のかみ合い角度α1は、第2のかみ合い角度α2よりも大きくてもよい。
いくつかの実施形態において、図1、図2、図3、図6および図10に示されるように、第2の構成要素24は、第1の構成要素22の直径と同様または等しい直径を有する円筒状の形状を有し、概して平面である取り付けられる面34と反対側の底面60、およびそれらの間に延びる連続的な外部表面62を備えていてもよい。
いくつかの実施形態において、取り付けられる面34の3つの雄かみ合わせ部材36のそれぞれは、図6、図7、図10および図11に示されるように、一般に2つの当接表面64、66を有するリブ形状であってもよく、第1の当接表面64は、3つの雌かみ合い部材32のそれぞれの第1の上側フランク表面50に対応し、および第2の当接表面66は、3つの雌かみ合い部材32のそれぞれの第2の下側フランク表面56に対応する。3つの雌かみ合い部材32のそれぞれの第1の上側フランク表面50および第2の下側フランク表面56は、それらの各第1の平面P1によって分離されている。
本発明のいくつかの実施形態において、第1および第2の当接表面64、66は、一般に、それぞれ浅い凸形状の第1の上側フランク表面50および第2の下側フランク表面56に対応する平面であってもよく、および他の実施形態(不図示)において、第1および第2の当接表面は、それぞれ、浅い凸形状の概して平面である第1の上側フランク表面および第2の下側フランク表面に対応してもよい。
第1および第2の構成要素22、24の組立のために、取り付けられる面34は、3つの雄かみ合わせ部材36が3つの雌かみ合い部材32内に配置される前に、取り付ける面30に対向して配向される。
3つの雌かみ合い部材32のそれぞれが同一かつ縦軸A1の周りに円周方向等間隔であるいくつかの実施形態において、3つの雄かみ合わせ部材36は、3つの異なる円周方向の位置で3つの雌かみ合い部材32内に配置されてもよい。このタイプの実施形態に関して、および第2の構成要素24が単一の切削部分40を有する場合、第1の構成要素22は、それによって単一の切削部分40が適当に位置合わせされる位置決めフィーチャ(不図示)を含んでいてもよい。
締め付けねじ28は、取り付ける面30のねじ穴70をねじによりかみ合わせる前に、底面60と取り付けられる面34との間に延びる貫通孔68を通過する。締め付けねじ28は、次いで、3つの第1の当接表面64が3つの第1の上側フランク表面50と締め付け接触し、および3つの第2の当接表面66が3つの第2の下側フランク表面56と締め付け接触するように、適当に締められる。
いくつかの実施形態において、ねじ穴70は、縦軸A1と同軸であってもよく、およびねじ穴70は、同様に、貫通孔68と同軸であってもよい。
第1および第2の構成要素22、24の組立に続いて、軸方向の隙間G1は、概して平面である取り付けられる面34と概して平面である取り付ける面30との間に残り、および、3つの第1の当接表面64と締め付け接触している3つの第1の上側フランク表面50および3つの第2の当接表面66と締め付け接触している3つの第2の下側フランク表面56は別として、第1の構成要素22と第2の構成要素24との間に接触は存在しない。
工具連結器20の第1の好ましい実施形態において、図4から図7に示されるように、3つの雌かみ合い部材32の第1の平面P1は、半径方向に方向付けられおよびしたがって縦軸A1を含んでいてもよく、ならびに、取り付ける面30は、各第1の平面P1の周りで鏡面対称を示していてもよい。工具連結器20の第1の好ましい実施形態は、より大きな構成の自由度を提供し、ここで、同一の第1の構成要素22は、図6および図7に示されるようなその単一の右利き用の切削部分40を備える第2の構成要素24、および左利き用の切削部分(不図示)を備える等価な第2の構成要素の両方に、等しい締め付け性能を提供する。
図7に見られる当接配置(abutting arrangement)は、雄部材および雌部材の各かみ合わされた対の間の接触面(interface)で再現される。一般的に言えば、各雌かみ合い部材32の第1および第2の上側フランク表面50、52のうちの1つのみが、対応する雄かみ合わせ部材36の第1の当接表面64によってかみ合わされ、および各雌かみ合い部材32の第1および第2の下側フランク表面54、56のうちの1つのみが、対応する雄かみ合わせ部材36の第2の当接表面66によってかみ合わされる。さらに、かみ合わされた上側フランク表面は、全て、対応する雌かみ合い部材32のそれらの各第1の平面P1の1つの側に存在し、およびかみ合わされた下側フランク表面は、全て、対応する雌かみ合い部材32のそれらの各第1の平面P1の他の側にある。
いくつかの実施形態において、3つの雄かみ合わせ部材36のそれぞれの第1および第2の当接表面64、66は、外部表面62と交差し、および、それぞれ3つの雌かみ合い部材32の第1の上側フランク表面50および第2の下側フランク表面56との締め付け接触が周囲面38に隣接する2つの接触域72、74で生じるように、外部表面62から離れる方向にわずかにそれる。工具連結器20の第1の好ましい実施形態において、図4に示されるように、第1の平面P1に対して垂直な第2の平面P2は、各雌かみ合い部材32の2つの接触域72、74のそれぞれと交差する。
3つのかみ合い部材32の第1の上側フランク表面50は、推進面(driving surface)として説明されてもよく、縦軸A1と5°〜30°の角度を形成し、主に第1の構成要素22と第2の構成要素24との間のトルクを伝達し、および3つの雄かみ合わせ部材36の第1の当接表面64を通って方向付けられた接線方向の切削力Ftに対して反応する(図7参照)。刃先42と関連付けられるレーキ表面44は、一般に、貫通孔68と同軸である中心軸A2に対して第1の接線方向Dlに面する。その一方で、3つの雄かみ合わせ部材36の第1の当接表面64は、 一般に、対向する第2の接線方向D2に面する。
3つのかみ合い部材32の第2の下側フランク表面56は、支持面として説明されてもよく、縦軸A1と35°〜75°の角度を形成して、主に、締め付けねじ28の締め付けによって生まれる、3つの雄かみ合わせ部材36の第2の当接表面66を通って方向付けられた軸方向の締め付け力(clamping force )Faに対して反応する。
工具連結器120の第2の好ましい実施形態は、図8から図11に示されるように、第1の構成要素22と第2の構成要素24との間のトルク伝達、および第1の当接表面64を通って方向付けられる接線方向の切削力Ftに対する第1の上側フランク表面50の反応は、それらがそれぞれ縦軸A1と交差する放射状の直線R1に沿って延びるように第1の上側フランク表面50を配置することによって、改良されてもよい。
図8に最もよく見られるように、第1の平面P1は、それらの対応する放射状の直線R1からオフセットされ、およびこれらに平行であり、したがって、縦軸A1に平行であるが、しかしこれを含まない。
本発明をある程度詳細に説明したが、添付する特許請求の範囲に示す本発明の精神および範囲から逸脱することなく種々の変形や修正を加えることができることは理解されよう。

Claims (19)

  1. 第1の構成要素(22)、第2の構成要素(24)、ならびに第1の構成要素(22)および第2の構成要素(24)を一緒に締め付けるための締め付け部材(26)を含む工具連結器(20、120)であって:
    第1の構成要素(22)は、縦軸(A1)、および少なくとも3つの雌かみ合い部材(32)を備える取り付ける面(30)を有し;および
    第2の構成要素(24)は、少なくとも3つの雌かみ合い部材(32)と接合する少なくとも3つの雄かみ合わせ部材(36)を備える取り付けられる面(34)を有し、
    ここで、少なくとも3つの雌かみ合い部材(32)のそれぞれは、第1の平面(P1)および少なくとも2組の側面(46、48)を有し、少なくとも2組の側面(46、48)は、それらの各雌かみ合い部材(32)の少なくとも共通の部分(58)に位置付けられ、および共通の部分(58)は、その各第1の平面(P1)の周囲で鏡面対称を示し、
    ここで、少なくとも2組の側面(46、48)のそれぞれは、それらの各第1の平面(P1)によって分離される2つの対向するフランク表面(50、52;54、56)を有し、および
    ここで、少なくとも2組の側面(46、48)のそれぞれの2つのフランク表面(50、52;54、56)のうちの1つのみが、少なくとも3つの雄かみ合わせ部材(36)のそれぞれの対応する当接表面(64、66)と締め付け接触することを特徴とする工具連結器(20、120)。
  2. 取り付ける面(30)は概して平面であり、第1の平面(P1)は取り付ける面(30)に対して垂直であることを特徴とする請求項1に記載の工具連結器(20、120)。
  3. 各共通の部分(58)は、概して平面である取り付ける面(30)と平行の方向に延びることを特徴とする請求項2に記載の工具連結器(20、120)。
  4. 少なくとも2組の側面(46、48)のそれぞれの2つのフランク表面(50、52;54、56)は、それらの各第1の平面(P1)の周りに鏡面対称的な表面の点(S1、S2;S3、S4)、および表面の点(S1、S2;S3、S4)に対して垂直な、それらの各第1の平面(P1)と等しい鋭いかみ合い角度(α1;α2)を形成する基準線(L1、L2;L3、L4)を有し、および
    少なくとも2組の側面(46、48)に関連するかみ合い角度(α1;α2)は異なることを特徴とする請求項1に記載の工具連結器(20、120)。
  5. 少なくとも2組の側面(46、48)のそれぞれの2つのフランク表面(50、52;54、56)は、それらの各第1の平面(P1)の周りで鏡面対称を示すことを特徴とする請求項1に記載の工具連結器(20)。
  6. 取り付ける面(30)は、少なくとも3つの雌かみ合い部材(32)の第1の平面(P1)の周りで鏡面対称を示すことを特徴とする請求項1に記載の工具連結器(20)。
  7. 取り付ける面(30)は、厳密に3つの雌かみ合い部材(32)を有し、および取り付けられる面(34)は、厳密に3つの雄かみ合わせ部材(36)を有することを特徴とする請求項1に記載の工具連結器(20、120)。
  8. 第1の構成要素(22)は、取り付ける面(30)に隣接する連続的な周囲面(38)を備える概して円筒状の形状を有し、および少なくとも2組の側面(46、48)のそれぞれの2つのフランク表面(50、52;54、56)は、周囲面(38)と交差することを特徴とする請求項1に記載の工具連結器(20、120)。
  9. 取り付ける面(30)は、縦軸(A1)の周りで回転対称を示すことを特徴とする請求項1に記載の工具連結器(20、120)。
  10. 少なくとも3つの雌かみ合い部材(32)の第1の平面(P1)は、縦軸(A1)と平行であるが、しかしこれを含まないことを特徴とする請求項1に記載の工具連結器(120)。
  11. 少なくとも3つの雌かみ合い部材(32)の第1の平面(P1)は、半径方向に方向づけられており、および縦軸(A1)を含むことを特徴とする請求項1に記載の工具連結器(20)。
  12. 少なくとも2組の側面(46、48)のそれぞれの2つのフランク表面(50、52;54、56)のうちの1つのみと、対応する当接表面(64、66)との間の締め付け接触は、それぞれ少なくとも3つの雌かみ合い部材(32)の接触域(72、74)で生じ、および第1の平面(P1)に対して垂直な第2の平面(P2)は、各雌かみ合い部材(32)のそれぞれの接触域(72、74)で交差することを特徴とする請求項1に記載の工具連結器(20)。
  13. 少なくとも3つの雌かみ合い部材(32)のそれぞれは、厳密に2組の側面(46、48)を有することを特徴とする請求項4に記載の工具連結器(20、120)。
  14. 少なくとも3つの雌かみ合い部材(32)のそれぞれは、取り付ける面(30)と隣接する第1の組の側面(46)であって、基準線(L1、L2)がそれらの2つのフランク表面(50、52)の表面の点(S1、S2)に対して垂直であり、各第1の平面(P1)と第1のかみ合い角度(α1)を形成する第1の組の側面(46)と、および取り付ける面(30)と相隔たる第2の組の側面(48)であって、基準線(L3、L4)がその2つのフランク表面(54、56)の表面の点(S3、S4)に対して垂直であり、それらの各第1の平面(P1)と第2のかみ合い角度(α2)を形成する第2の組の側面(48)と、を有し、第1のかみ合い角度(α1)は、第2のかみ合い角度(α2)よりも大きいことを特徴とする請求項13に記載の工具連結器(20、120)。
  15. 第1の組の側面(46)は、第1の上側フランク表面(50)および第2の上側フランク表面(52)を有し、および第2の組の側面(48)は、第1の下側フランク表面(54)および第2の下側フランク表面(56)を有し、
    第1の上側フランク表面(50)および第2の上側フランク表面(52)のうちの1つのみが、第1の当接表面(64)と締め付け接触をし、および第1の下側フランク表面(54)および第2の下側フランク表面(56)のうちの1つのみが、第2の当接表面(66)と締め付け接触をし、および
    前記第1の上側フランク表面(50)および第2の上側フランク表面(52)のうちの1つのみ、および前記第1の下側フランク表面(54)および第2の下側フランク表面(56)のうちの1つのみは、それらの各第1の平面(P1)によって分離されていることを特徴とする請求項14に記載の工具連結器(20、120)。
  16. 第1の上側フランク表面(50)は、第1の当接表面(64)と締め付け接触をし、および
    第1の上側フランク表面(50)は、縦軸(A1)と交差する放射状の直線(R1)に沿って延びることを特徴とする請求項15に記載の工具連結器(120)。
  17. 第2の構成要素(24)は、少なくとも1つの切削部分(40)、および取り付けられる面(34)と反対側の底面(60)との間に延びる貫通孔(68)を含み、および
    ここで、締め付けねじ(28)の形態の締め付け部材(26)は、貫通孔(68)を通過し、および第1の構成要素(22)の取り付ける面(30)のねじ穴(70)をねじによりかみ合わせることを特徴とする請求項15に記載の工具連結器(20、120)。
  18. 貫通孔(68)とねじ穴(70)とは同軸であることを特徴とする請求項17に記載の工具連結器(20、120)。
  19. 少なくとも1つの切削部分(40)は、刃先(42)および関連するレーキ表面(44)を含み、および
    ここで、貫通孔(68)と同軸の中心軸(A2)に対して、少なくとも1つの切削部分(40)のレーキ表面(44)は、概して第1の接線方向(Dl)に面し、および少なくとも3つの雄かみ合わせ部材(36)の第1の当接表面(64)は、概して対向する第2の接線方向(D2)に面することを特徴とする請求項17に記載の工具連結器(20、120)。
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