JP2015077678A - モジュラー支持体工具及び工具ヘッド - Google Patents

Abstract

【課題】ヘッド保持部内の工具ヘッドの座りを改善することができるモジュラー支持体工具の提供。
【解決手段】モジュラー支持体工具（２）は、支持体（８）と工具ヘッド（１０）とを有し、支持体（８）は、工具ヘッド（１０）を挿入するためのヘッド保持部（１４）とクランプウェブ（２４）を有し、クランプウェブ（２４）がヘッド保持部（１４）を半径方向に画成し、かつ支持面（２８）を有する。工具ヘッド（１０）は、軸方向（６）に延びるクランプ面（３５）とヘッド支持面（３４）を有する。支持面（２８）とヘッド支持面（３４）とは、中心長手軸（４）に対して半径方向に傾斜角度（α）だけ傾斜し、それによって、弾性を備えたクランプウェブ（２４）によってもたらされる半径方向の締め付け力が支援される。
【選択図】図３

Description

本発明は、請求項１の前提部分の特徴を有するモジュラー支持体工具、特に穴開け工具と、請求項９の前提部分の特徴を有する、この種の支持体工具のための工具ヘッドに関する。

この種のモジュラー支持体工具及びこの種の工具ヘッドは、たとえば特許文献１から知られている。

特許文献１に記載されているモジュラー支持体工具は、支持体を有しており、その前端に工具ヘッドが脱着可能且つ交換可能に挿入されている。このとき工具ヘッドは、挟み込むだけでヘッド保持部内に収容される。そのためにヘッド保持部は、２つの互いに分離された、支持体の端面側に形成されている、軸方向に延びるクランプウェブを有しており、それらクランプウェブの間でクランプ面に工具ヘッドが挟持される。工具ヘッドを取り付ける場合、工具ヘッドが、まず軸方向に挿入され、その後、切断方向とは反対に回動され、このときクランプ面が互いに接触する。半径方向の挟持の他に、軸方向に作用する引き出し防止も形成されている。工具ヘッドは、装着時においてクランプウェブに対して軸方向に押圧される。そのために、工具ヘッドは、中心長手軸に対して垂直に延びる平坦なヘッド支持面を有しており、そのヘッド支持面によって工具ヘッドがクランプウェブに設けられた対応する支持面に支持される。

この特殊な形式のモジュラー支持体工具においては、たとえば固定ねじのような、付加的な固定部材は設けられていない。工具ヘッドは、磨耗したら即座に交換されて、新しい工具ヘッドと交換される。したがって支持体の耐用期間の間、多数の工具ヘッドがこの支持体に挿入される。その際、使用しているうちに、露出して突出しているクランプウェブの弾性が衰え、それに伴って工具ヘッドに及ぼされる締め付け力が衰えるので、支持体の使用期間が増すにつれて工具ヘッドがもはや十分信頼できるように保持されなくなるおそれがある。

欧州特許公報ＥＰ１４７６２６９Ｂ１号明細書

これに基づいて本発明の課題は、この種のモジュラー支持体工具において、ヘッド保持部内の工具ヘッドの座りを改善することができ、かつ、詳細には、十分に高い締め付け力を維持しつつ耐用期間を改善することである。

この課題は、請求項１の特徴を有するモジュラー支持体工具、及び請求項９の特徴を有する工具ヘッドによって解決される。モジュラー支持体工具に関して以下で説明する、好ましい形態の利点は、相応に工具ヘッドにも移し替えることができる。

モジュラー支持体工具は、特に穴開け工具であって、中心長手軸に沿って軸方向に延びて、支持体と支持体の前端に脱着可能に装着できる工具ヘッドとを有している。その場合、支持体は、工具ヘッドを挿入するためのヘッド保持部とクランプウェブとを有しており、このクランプウェブがヘッド保持部を半径方向に画成している。工具ヘッドは、軸方向に延びるクランプ面とヘッド支持面とを有している。取り付けられた状態において、クランプウェブが工具ヘッドをクランプ面において半径方向に締め付け、かつ、ヘッド支持面が軸方向に支持面に対して押圧されている。ヘッド保持部内の工具ヘッドの座りを確実に改善するために、支持面とヘッド支持面とが、中心長手軸に対して半径方向にある傾斜角度だけ傾斜しているので、取り付けられた状態において、クランプウェブに半径方向に作用する力成分が及ぼされる。

クランプウェブへのこの付加的な半径方向の力成分に基づいて、有利には、まず、２つのコンポーネント、すなわち工具ヘッドと支持体の自動的なセンタリングが相互に行われるので、これらは正確に軸平行に方向付けされる。付加的に、ヘッド支持面と支持面の傾斜が適切に形成されている場合、クランプウェブの弾性によって及ぼされる締め付け力が支援されるので、ヘッド保持部内の工具ヘッドの座りが改善される。

したがって、支持面とヘッド支持面が、断面で見て、略屋根形状に半径方向外側へ向かって下降するように傾斜している。それによって、互いに押圧された場合、中心長手軸へクランプウェブに近づくように方向付けされた力成分が生成される。したがってクランプウェブは、この力成分によって互いに近づくように内側へ押圧され、そこで工具ヘッドの対応するクランプ面と協働する。

ここでは、軸方向に延びるクランプ面というのは、実質的に軸方向に延びる面または面部分であるが、この場合、正確な軸方向に対してたとえば０から１０度の小さい角度でわずかに傾斜していてもよい。同様に、「半径方向に」という概念は、周点から中心長手軸へ向かう方向づけであるが、必ずしも中心長手軸に対して垂直な方向づけである必要はない。

その場合、便宜的に、ヘッド支持面と支持面が傾斜している傾斜角度は、０．５から１０°までの間の領域内、詳細には約３から７°までの領域内にある。

原則的に、外側へ向かって下降する形態の代わりに、面を内側へ向かって下降するように形成する可能性もあるので、屋根状の形態の代わりに、略Ｖ字状の形態が得られる。この形態も同様に、２つのコンポーネントの自動的なセンタリングをもたらすが、その場合にはクランプウェブの押し広げが行われ、このことは、通常、工具ヘッドの締め付け座りにとっては望ましいものではない。

クランプウェブは、支持体の、周方向に互いに分離された、互いに結合されていない部分領域として形成されており、その部分領域の間がヘッド保持部を定める。したがって周方向の中断に基づいて、支持面は、適切な形態においては、周方向に所定の角度範囲にわたって延びる、円錐ジャケットセグメント面として形成されている。通常、ヘッド支持面も、それに対して相補的に、工具ヘッドの周方向に互いに分離された部分面として形成されている。その場合、そのヘッド支持面は、通常、工具ヘッド内の溝部分によって中断されている。したがってこのヘッド支持面も、円錐ジャケットセグメント面である。

好ましい形態によれば、クランプウェブは、作動中に必要となるトルクを支持体から工具ヘッドへ伝達するためにも形成されている。したがってクランプウェブは、周方向または回転方向に作用するトルク伝達面を有しており、これらのトルク伝達面に対して、工具ヘッドの対応するトルク伝達面が添接する。これらは、通常、前方の自由な端面とそれに対して軸方向に後方に変位した支持面との間に形成されている。クランプウェブは、一般的に、その外周側をもって支持体工具の外周面を定める。したがってトルク伝達面の形成に対して支持面が後方へ変位して形成されていることによって、クランプウェブはある種の切り欠きを有しており、その中へ工具ヘッドが進入して、支持体工具の外周まで延びる。

好ましくは、ヘッド支持面に軸方向に、ヘッド保持部内に締め付け収容するための固定ほぞが連続している。その場合、固定ほぞは、特に、工具ヘッドを支持体とできる限り正確に軸平行にセンタリングするためのセンタリングほぞとして用いられる。工具ヘッドを半径方向に締め付けるためのクランプ面は、好ましくはこの固定ほぞに形成されている。代替的に、これらのクランプ面は、トルク伝達面の領域内に形成されており、したがって、軸方向に見て。孔尖端へ向かう方向においてヘッド支持面の前に位置している。

補足的に好ましい発展形態においては、さらに、固定ほぞに続いて導入ほぞが軸方向に沿って設けられている。これは、ヘッド保持部内へ工具ヘッドを簡単に挿入するために用いられる。しかし、取り付けられた最終状態において、固定ほぞの場合とは異なり、導入ほぞとヘッド保持部との間に締め付け嵌めまたはプレス嵌めは形成されない。

便宜的に、支持体はさらに、溝を備えた切刃領域を有しており、その溝が工具ヘッド内の溝部分内へ続いている。最終的に、通常、切刃領域にはさらに支持体のクランプ領域が連続しており、そのクランプ領域によって支持体が工作機械内へ挿入される。支持体工具は、一般的に、作動中、その中心長手軸を中心に回転する切削回転工具である。したがって中心長手軸は、同時に回転軸を定める。

工具ヘッドは、全体として、便宜上、ヘッド保持部内に締め付け固定するためだけに形成されており、他の固定部材またはクランプ部材が配置されることはない。確実な引き出し防止のために、好ましくは工具ヘッドに、そしてそれに対応してヘッド保持部にも、面部分が形成されており、その面部分は軸方向に関して斜めに傾斜して方向づけされており、したがって軸方向に作用するポジティブロックを形成する。そのために、たとえば、固定ほぞがやや円錐状に形成されている。代替として、あるいはそれに加えて、ポジティブロックによって引き出し防止を達成するために、付加的にトルク伝達面が軸方向に関して傾斜して形成されている。

以下、図面を用いて本発明の実施例を詳細に説明する。

モジュラー支持体工具を部分的に示す側面図である。 図１に示す支持体工具を、中心長手軸を中心に９０°回動させて示した図である。 図１に示す支持体工具の、中心長手軸を通る断面図である。 図１に示す支持体工具の分解図である。 図１に示す支持体工具の上面図である。 図１に示す支持体工具内に工具ヘッドがどのように挿入されているかを示す側面図である。 図６に示す工具ヘッドの、中心長手軸を通る断面図である。 図６に示す工具ヘッドの上面図である。

図１に示す支持体工具２は、中心長手軸４に沿って軸方向６に延びている。支持体工具２は、支持体８と支持体８内に脱着可能且つ交換可能に挿入される工具ヘッド１０から形成されている。

支持体８は、ここには詳しく図示されていない後ろ側のクランプ領域またはクランプシャフトを有しており、作動中、支持体８がこのクランプ領域またはクランプシャフトによって工作機械内に挟持される。この支持体８に切刃領域が連続しており、その切刃領域内に切りくずを排出するための溝１２が形成されている。支持体８は、前方の端部にヘッド保持部１４を有しており、その中へ工具ヘッド１０が挿入される。特に図３に示す横断面から読み取れるように、ヘッド保持部１４は、工具ヘッド１０の固定ほぞ１８のためのほぞ収容部１６を有している。それに続いて同心かつ中心長手軸４の方向に、工具ヘッド１０の導入ほぞ２２のためのさらなる収容部が設けられている。ほぞ収容部１６は、たとえば図２から明らかなように、溝１２によって切断されているので、ほぞ収容部は、溝１２へ向かってそれぞれ半径方向に開放している。ほぞ収容部１６は、横方向のクランプウェブ２４によって外側へ向かって画成されている。クランプウェブ２４は、軸方向６に自由な端面２６まで延びている。クランプウェブ２４は、前方の領域内に切り欠きを有しているので、自由な端面に対して軸方向６に引っ込んだ支持面２８が形成されている。

支持面２８と端面２６の間の軸方向６に延びる部分片が、トルク伝達部分として形成されており、それがそれぞれトルク伝達面３０を形成している。これらのトルク伝達面は、半径方向と軸方向の延び方向によって規則的に形成されている。軸方向の延び方向は、正確には軸方向６であり、あるいは、特に図４を用いた実施例において分かるように、軸方向６に対して斜めに傾斜した延び方向でもある。その場合、特に図から分かるように、トルク伝達面３０の２つの部分片が形成されており、それらが互いに対して略Ｖ字状に方向づけされている。それに対して代替的に、１つの面部分のみが形成され、それが同時に、信頼できる引き出し防止のための軸方向６に作用するポジティブロック用にも形成されている。

工具ヘッド１０も、支持体８の形状に対応して形成されている。工具ヘッド１０は、溝部分３２を有しており、それが工具ヘッド内の溝１２に続いている。このとき、それらの溝１２は、固定ほぞ１８の一部を横切っている。固定ほぞ１８には、前方の工具尖端に対して軸方向６に工具ヘッド１０の拡幅された部分領域が連続しており、それが本来の切刃領域を形成している。切刃領域は、固定ほぞ１８への移行部に、半径方向に延びるヘッド支持面３４を有しており、これらのヘッド支持面３４によって、工具ヘッド１０は取り付けられた最終状態においてヘッド保持部１４の支持面２８に対して押圧されている。

取り付けられた状態において、クランプウェブ２４が固定ほぞ１８に半径方向の締め付け力を及ぼす。したがって、固定ほぞ１８のジャケット面、少なくともそのセグメントが、クランプ面３５を形成する。

支持体８のトルク伝達面３０に対応して、工具ヘッド１０もトルク伝達面３６を有しており、それが実施例において、側面で見て略Ｖ字状に形成されている。このトルク伝達面３６は、取り付けられた状態において、支持体８の対応するトルク伝達面３０に平面的に添接する。

工具ヘッド１０全体は、ヘッド尖端において略円錐の形に形成されて、半径方向外側へ延びる２つの主切刃３８を有しており、それらの主切刃３８が穴の中心部で横切刃を介して互いに結合されているので、全体として略Ｓ字形状の切刃推移が生じる。回転方向において、主切刃３８の前側にそれぞれ円錐ジャケット部分として自由な面が連続している。これらの自由な面内に、主切刃３８から離隔してそれぞれ補助工具のための嵌入部が形成されている。補助工具は、工具ヘッド１０を挿入し、かつ特に取り外すために用いられる。

特に図３と７から明らかなように、支持面２８とヘッド支持面３４は、中心長手軸４に対して半径方向に傾斜角度αだけ傾斜して配置されている。その場合、傾斜角度αは、本実施例において、好ましくは約１０°である。一般的に傾斜角度は、好ましくは、０．５と１５°との間の領域内に、かつ好ましくは２と８°との間の領域内にある。

このとき支持面２８、ヘッド支持面３４は、同一の傾斜角度αだけ傾斜しており、この場合、傾斜は、中心長手軸４に対する垂線に関するものである。支持面２８、ヘッド支持面３４は、一般的に、円リングセグメント面として形成されている。したがって、これらの面は、中心長手軸４に対する傾斜に従って、円錐ジャケットセグメント面の形で形成されている。このとき、本実施例では、面が特に外側へ向かって下降するように形成されている。この特殊な形態により、工具ヘッド１０を挿入して、工具ヘッド１０が支持体８に対して締め付け固定される場合に、半径方向に作用する力成分Ｋが加わる（これについては図３を参照）。したがって、このことによりクランプウェブ２４が中心長手軸４の方向に中央内側へ押圧され、それによって半径方向の締め付け力がさらに増大する。

Claims (11)

1. 中心長手軸（４）に沿って軸方向（６）に延びて、支持体（８）と前記支持体（８）の前端に脱着可能に装着できる工具ヘッド（１０）とを有する、モジュラー支持体工具（２）、特に穴開け工具であって、
   −前記支持体（８）が、前記工具ヘッド（１０）を挿入するためのヘッド保持部（１４）とクランプウェブ（２４）を有しており、前記クランプウェブ（２４）が前記ヘッド保持部（１４）を半径方向に画成し、かつ半径方向に延びる支持面（２８）を有しており、
   −前記工具ヘッド（１０）が、軸方向（６）に延びるクランプ面（３５）とヘッド支持面（３４）を有しており、
   −取り付けられた状態において、前記クランプウェブ（２４）が前記工具ヘッド（１０）を前記クランプ面（３５）において半径方向に締め付け、かつ、前記ヘッド支持面（３４）が軸方向（６）に前記支持面（２８）に対して押圧されている、モジュラー支持体工具（２）において、
   前記支持面（２８）と前記ヘッド支持面（３４）とが、前記中心長手軸（４）に対して半径方向に傾斜角度（α）だけ傾斜しているので、取り付けられた状態において、前記クランプウェブ（２４）に半径方向に作用する力成分（Ｋ）が及ぼされることを特徴とするモジュラー支持体工具（２）。
2. 前記支持面（２８）と前記ヘッド支持面（３４）とが、半径方向に対して前記中心長手軸（４）へ近づくように方向づけされた力成分（Ｋ）が生成されるように、半径方向外側へ向かって下降するように傾斜していることを特徴とする請求項１に記載の支持体工具（２）。
3. 前記傾斜角度（α）が、０．５から１０°までの領域内にあることを特徴とする請求項１または２に記載の支持体工具（２）。
4. 前記ヘッド支持面（３４）と前記支持面（２８）が、円錐ジャケットセグメント面であることを特徴とする請求項１から３のいずれか１項に記載の支持体工具（２）。
5. 前記クランプウェブ（２４）が、それぞれ前方の自由な端面（２６）を有し、前記端面（２６）が、取り付けられた状態において前記工具ヘッド（１０）によって覆われず、前記支持面（２８）が前記端面（２６）に対して軸方向（６）に後方へ変位しており、その場合に前記端面（２６）と前記支持面（２８）の間にトルク伝達面（３０）が形成されていることを特徴とする請求項１から４のいずれか１項に記載の支持体工具（２）。
6. 前記ヘッド支持面（３４）に軸方向（６）に、前記ヘッド保持部（１４）内に締め付け収容するための固定ほぞ（１８）が連続していることを特徴とする請求項１から５のいずれか１項に記載の支持体工具（２）。
7. 前記支持体（８）が溝（１２）を有し、前記溝（１２）が前記工具ヘッド（１０）内の溝部分（３２）内へ続いていることを特徴とする請求項１から６のいずれか１項に記載の支持体工具（２）。
8. 前記工具ヘッド（１０）が、前記ヘッド保持部（１４）内に純粋に締め付け固定するように形成されていることを特徴とする請求項１から７のいずれか１項に記載の支持体工具（２）。
9. 請求項１〜８のいずれか１項に記載の支持体工具（２）の支持体（８）に脱着可能に装着するための工具ヘッド（１０）であって、前記中心長手軸（４）に沿って前記軸方向（６）に延び、かつ前記軸方向（６）に延びるクランプ面（３５）と半径方向に延びるヘッド支持面（３４）とを有し、前記工具ヘッド（１０）が、取り付けられた状態において、前記ヘッド支持面（３４）によって、前記支持体工具（２）の支持体（８）の支持面（２８）上に支持されるとともに、
   前記ヘッド支持面（３４）が、前記中心長手軸（４）に対して半径方向に傾斜角度（α）だけ傾斜していることを特徴とする工具ヘッド（１０）。
10. 前記ヘッド支持面（３４）が、半径方向外側へ向かって下降するように傾斜していることを特徴とする請求項９に記載の工具ヘッド（１０）。
11. 前記傾斜角度（α）が、０．５から１０°までの領域内にあることを特徴とする請求項９または１０に記載の工具ヘッド（１０）。

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