JP2019206075A - 工具システム - Google Patents

Abstract

【課題】製造コストを減じ、冷却剤を加工領域に供給する冷却通路を備えた工具システムを提供する。【解決手段】工具システム１は、切削プレート６を受けるプレート座１７を有する工具ホルダ２と、締め付け手段１５を受ける開口２６を有する締め付け要素４とを備え、工具ホルダ２と締め付け要素４との間には、接触部３０が配置されており、工具ホルダ２および締め付け要素４内には、流体による冷却用の通路が配置されており、接触部３０の領域には、シール手段３１が配置されている。【選択図】図１

Description

本発明は、工具システムであって、工具システムは、工具ホルダを備え、工具ホルダは、切削プレートを受けるプレート座と、このプレート座から離れたところにストッパ面とを有し、工具システムは、締め付け要素を備え、締め付け要素は、締め付け手段を受ける開口と、ストッパ面とを有し、両ストッパ面は、工具ホルダと締め付け要素との間の接触部を形成し、工具ホルダと締め付け要素とは、冷却用の少なくとも１つの流体通路を有し、工具ホルダと締め付け要素との間の接触部の領域には、流体通路を圧力密に接続する要素が配置されている、工具システムに関する。

主に航空宇宙およびエネルギ生成の分野において普及している難削材（ＤＴＣ材：ｄｉｆｆｉｃｕｌｔ−ｔｏ−ｃｕｔ ｍａｔｅｒｉａｌｓ）、例えばニッケルベース合金、いわゆるスーパーアロイや、チタン合金（以下、ＩＳＯ−Ｓ材またはＤＴＣ材という）をプロセス最適化して加工するには、加工の領域を媒体により冷却することが必要である。この場合、高圧下でその目的地に到達する流体により、切りくずの形成とその誘導とに影響を及ぼすことが可能である。８００ないし１１００°の範囲にある切りくず発生のせん断ゾーンにおける狙い定めた冷却により、切削材あるいは切削プレートの耐用時間向上と、それと同時に加工パラメータの向上とが達成され得る。

従来技術には、冷却剤を加工領域に供給する冷却通路の様々な開示がある。

例えば米国特許第９８７３１５４号明細書は、切削プレートを受けるベースボディを有する切削工具と、切削プレートをベース工具に締め付けるつめとを開示しており、つめおよびベースボディは、流体通路を有している。つめと、切削工具のベースボディとの間には、シールが配置されている。切削プレートが摩耗し、それを交換する際には、シールも交換しなければならない。そうすることでしか、切削工具の密封性は保証し得ない。

国際公開第２０１４／０７６６８９号は、ベースボディと、切削プレートをベースボディに締め付けるつめとを有する工具ホルダを開示しており、ベースボディおよびつめは、冷却剤通路を有している。ベースボディとつめとの間には、冷却剤プラグが配置されており、冷却剤プラグは、ベースボディ内に設けられた冷却剤通路を、つめ内に設けられた冷却剤通路に接続している。この場合、冷却剤プラグは、圧縮可能な材料、例えばポリマー、ポリウレタンエラストマーまたはこれに類するものからなっているので、切削プレートの締め付け時に圧縮され得る。

従来技術から出発して、本発明の根底にある課題は、品質は同じまま、または改善しつつ、プロセスパラメータを最適化し、これにより製造コストを減じることができるように、請求項１のプリアンブルに記載の工具システムを改良することである。

本発明により上記課題は、請求項１の特徴を備える工具システムにより解決される。

主に航空宇宙およびエネルギ生成の分野において普及している難削材（ＤＴＣ材：ｄｉｆｆｉｃｕｌｔ−ｔｏ−ｃｕｔ ｍａｔｅｒｉａｌｓ）、例えばニッケルベース合金、いわゆるスーパーアロイや、チタン合金（以下、ＩＳＯ−Ｓ材またはＤＴＣ材という）をプロセス最適化して加工するには、加工の領域を媒体により冷却することが必要である。この場合、１２０ｂａｒまでの高圧下でその目的地に到達する流体により、切りくずの形成とその誘導とに影響を及ぼすことが可能である。８００ないし１１００°の範囲にある切りくず発生のせん断ゾーンにおける狙い定めた冷却により、切削材あるいは切削プレートの耐用時間向上と、それと同時に加工パラメータの向上とが達成され得る。切りくず発生のせん断ゾーンの領域における冷却品質が高ければ高いほど、プロセスパラメータ、例えば送り速度および切り込み深さは、高く設定され得る。これにより製造コストは軽減され得る。

本発明は、ワークを切削加工する工具システムであって、締め付け要素ノーズを有する締め付け要素と、切削プレートと、を有する工具ホルダを備え、切削プレートは、切削プレートの上面にくぼみを有していてもよい、工具システムに関する。切削プレートがくぼみを有している場合、くぼみは、好ましくは、環状面を介して切削プレートの上面に移行するくぼみ底を有している。特殊な一実施の形態では、くぼみ内に、隆起部が配置されていることがあり、隆起部の先端は、切削プレート表面に対して間隔を置いて終端している。締め付け要素の第１の端部に配置されているノーズあるいはアタッチメントは、締め付けられた状態において切削プレートのくぼみ内に係合し、切削プレートをこれにより工具ホルダ上に、すなわち、工具システムのベースボディ上に締め付ける。ノーズは、くぼみの環状面に合致する環状面を有していてもよい。ノーズは、締め付け要素に配置されるプレッシャプレートに配置されていてもよい。工具システムの締め付けられた状態において、締め付け手段により力が、締め付け要素と、ノーズの環状面とを介して切削プレートのくぼみ内に加えられる。力は、締め付け要素のノーズの環状面を取り巻く形で切削プレートのくぼみの環状面へと導入される。環状面全周（３６０°）に作用する力に基づいて、切削プレートは、工具システム内の正規位置に確実に取り付け可能である。

切削プレートのくぼみ内に設けられた環状面および締め付け要素のノーズに設けられた環状面の配置と、締め付け要素および工具ホルダに設けられたストッパ面の配置とに基づいて、切削プレートを締め付けたとき、面状の接触領域が、締め付け要素のノーズと、切削プレートのくぼみとの間に形成され得る。この接触領域は、完全に環状面全周にわたって延在しているので、３６０度の範囲で切削プレートへの入力が生じ、切削プレートは、プレート座内の正規位置に確実に保持される。

好ましい一応用例において、くぼみなしの平坦な表面を有する切削プレートが使用されてもよい。この場合、締め付け要素は、切削プレートの表面に対向して配置される平坦な締め付け面を有している。この締め付け面は、プレッシャプレートに配置されていてもよい。プレッシャプレートは、締め付け要素と切削プレートとの間において締め付け要素に可動に配置されていることができる。これにより、切削プレートを締め付ける際に、工具システムの製造時に生じる誤差を補償し、かつ平滑な表面を有する切削プレートの、工具ホルダ内での確実な締め付けを保証し得る。

切削プレートを締め付ける締め付け機構は、締め付け要素の中心外に配置される締め付け手段を有している。締め付け要素の第２の端部に配置される当接面、例えば滑動面は、締め付け工程中、工具ホルダに配置される当接面と相互作用関係にある。締め付け要素の当接面と、工具ホルダの当接面とは、締め付け要素と工具ホルダとの間の接触部を形成する。

工具システムの本発明による一実施の形態では、接触部は、工具ホルダの上面あるいは締め付け要素のフラット面に対して角度をなして配置されている。その際、当接面は、締め付け要素の締め付け方向に対して角度をなして配置されている。これにより、締め付け工程時、締め付け要素は、工具システム内に固定的に配置される工具ホルダに対して相対的に動き、切削プレートを工具ホルダのプレート座内の正規位置に再現可能に締め付ける。工具ホルダに対する締め付け要素の相対的な移動は、締め付け方向に対して横方向の移動成分を有している。換言すれば、締め付け要素は、締め付け工程時、切削プレートの確実な締め付けを可能にすべく、切削プレートに向かって（工具ホルダに向かって）動くと同時に、締め付け要素は、切削プレートを正確にプレート座内でポジショニングすべく、締め付け方向に対して横方向に動く。

締め付け要素および工具ホルダは、それぞれ、冷却剤としての流体を搬送するために設けられた少なくとも１つの通路を有している。１つの流体通路の以下に開示する特徴は、通路が複数存在するのであれば、それらの通路にも当てはまる。流体通路の寸法（横断面、直径等）は、流体媒体に適合されていることができる。而して、例えば孔の形態の通路の円柱状の横断面が可能であるし、または円柱状の形状から逸脱した例えば楕円の横断面も可能である。締め付け要素および工具ホルダは、それぞれ１つまたは複数の流体通路を有していることができる。流体通路は、工具システムの長手方向軸線に対して任意の角度をなして配置されていてもよい。流体通路は、切削プレートあるいはプレート座の領域で終端している。

例えば、工具ホルダ内に設けられた流体通路は、プレート座の、切削プレートが配置されている領域で終端していることが可能である。本実施例では、流体通路は、切削プレートより下の、切削プレートの前方領域で、加工すべきワークに向かって終端していることができる。この場合、工具ホルダは、ワークに向かって切削プレートから僅かに突出していることができる。

締め付け要素内に設けられた流体通路は、切削プレートより上の、締め付け要素の第１の端部領域で終端していることができる。これにより、流体の供給を切りくず発生のせん断ゾーンに狙い定めて導くことが可能である。この目的のために、締め付け要素および工具ホルダ内に設けられた流体通路は、工具システムの長手方向軸線に対して横方向に、すなわち角度をなして配置されていてもよい。

流体は、液状であっても、ガス状であってもよい。

締め付け要素の第２の端部の、締め付け要素の当接面が工具システムの工具ホルダの当接面と協働する領域には、締め付け要素と工具ホルダとの間の接触部が存在している。締め付け要素内に設けられた通路は、この接触部、すなわち当接面で始端し、締め付け要素の第１の端部の領域で終端している。通路の開口部は、通路を通って流動し、開口部において流出する流体が、冷却すべき箇所に狙い定めて導かれ得るように配置されている。この箇所は、切りくず発生時のせん断ゾーンの領域および／または切削プレートの領域に該当し得る。流体噴流を狙い通り方向付けるために、流体通路の開口部は、締め付け要素の上面に対して角度をなして配置されていてもよい。通路の開口部は、締め付け要素の内部の通路と同じ形状を有していてもよい。開口部の形状あるいは構成は、通路の形状とは異なっていてもよい。開口部は、隣り合うようにまたは重なり合うように配置される複数の出口を有していてもよい。１つの流体通路が、開口部の領域で複数の出口に移行してもよい。流体噴流を的確に切りくず発生のせん断ゾーンに方向付けることができるように、流体通路の開口部は、例えばノズルを有していてもよい。配置される適当なノズルにより、流体噴流の形状および方向は、変更可能である。ノズルは、可動に支持されていてもよい。

工具システムの工具ホルダ内に設けられた通路は、流体供給部が連結される接続箇所から接触部まで、すなわち、工具ホルダの当接面まで延びている。接続箇所における流体供給は、それ自体公知の継手により行われる。工具ホルダ内で流体通路が分岐していてもよく、その結果、通路の第１の区間は、接触部まで通じ、通路の第２の区間は、プレート座の領域まで通じている。プレート座の領域に設けられた通路の開口部は、切削プレートおよび／または切りくず発生のせん断箇所の最適な冷却が可能であるように配置され、形成されている。プレート座の領域に設けられた通路の開口部は、ベースボディの内部の通路と同じ形状を有していてもよい。開口部は、隣り合うようにまたは重なり合うように配置される複数の出口を有していてもよい。１つの流体通路が、開口部の領域で複数の出口に移行してもよい。流体噴流を的確に切りくず発生のせん断ゾーンに方向付けることができるように、流体噴流の開口部は、ノズルを有していてもよい。適当なノズルにより、流体噴流の形状および方向は、変更可能である。ノズルは、可動に支持されていてもよい。工具システムの工具ホルダは、プレート座の領域に突出部を有し、これにより、加工すべきワークに向かってプレート座から延出していることも可能である。通路の開口部は、この突出部内に配置されていてもよい。プレート座内にポジショニングされる切削プレートは、この突出部の手前で終端していることができる。本実施例の場合、使用中、工具システムが傾けられて、ワークに対して角度をなして配置されていることが必要である。この角度は、切削プレートの刃とワークとの間隔が、突出部とワークとの間隔より小さくなるように選択される。それにもかかわらず、切削プレートは、切削プレートの前に突出する突出部において流出する流体噴流により冷却することが可能である。流体噴流は、その目的地、例えば切削プレートまたは切りくず発生のせん断箇所に狙い定めて方向付けることが可能である。

接触部におけるベースボディの通路から締め付け要素の通路への移行部を密に形成すべく、本発明により、特許請求の範囲ではシール手段ともいう要素、すなわちシール要素が設けられている。シール要素は、１つの面を有する円柱状の要素の形態で形成されていてもよい。この場合、シール要素は、長手方向で面取りあるいは扁平化した円柱状の物体に相当する。シール要素は、工具ホルダの通路を締め付け要素の通路に接続する少なくとも１つの開口を有している。開口の形状は、好ましくは、通路の、少なくとも接触部の領域における形状に一致する。開口は、周面からフラット面までシール要素を貫くように延在している。付加的にシール要素は、長穴の形態の空所を有していてもよい。この空所内には、取り付け要素が導入され、取り付け要素により、シール要素と締め付け要素とは、横方向で規制される。横方向とは、工具ホルダあるいは締め付け要素の長手方向軸線に対して角度をなした方向と解される。

取り付け要素は、第１の端部に取り付け部分、例えば雄ねじ山の形態の取り付け部分を有し、工具ホルダ内に設けられた受容領域、例えば雌ねじ山内に形状結合式に取り付けられる。それ自体公知の別の取り付け形態、例えば締りばめも可能である。取り付け部分に続いて、取り付け要素は、案内部分を有している。案内部分は、シール要素の空所、すなわち長穴と協働する。これにより、シール要素が工具ホルダ内に組み込まれた状態において、シール要素は、脱落することがないように配置されている。シール要素は、可動に支持されており、シール要素の長手方向軸線回りに回転することができる。付加的にシール要素は、シール要素の長手方向軸線方向、すなわち軸方向で脱落することがないように配置されている。

取り付け要素は、その案内部分でもってシール要素から突出し、締め付け要素内に設けられたスロット内に係合する。これにより締め付け要素を横方向で規制することができる。締め付け要素内に設けられたスロットの寸法あるいは幅は、この領域における取り付け手段の案内部分の直径あるいは幅に適合されているので、案内部分は、スロット内に係合することができる。このために取り付け要素は、工具ホルダのストッパ面およびシール要素のフラット面から突出している。

シール要素内に設けられ、取り付け要素が係合する空所は、シール要素を長手方向軸線回りに周方向で可動に配置することが可能であるように形成されている。上述の横方向に相当する軸方向では、シール要素は、脱落することがないように配置されている。

本発明の代替的な一構成において、横方向で脱落することがないようにシール要素を配置することは、それ自体公知の弾性の押圧部材の形態の取り付け手段により保証される。このためにシール要素は、周囲に溝の形態の空所を有し、この空所内に、組み立てられた状態において取り付け手段の玉が係合する。このことは、シール要素の自らの長手方向軸線回りの可動性を保証し、付加的にシール要素は、横方向で脱落することがないように保持される。シール要素の外周における弾性の押圧部材の玉を用いたシール要素の形状結合式の可動の配置は、好ましくは、シール要素が、長手方向で小さな延在寸法を有していて、ゆえに、管路区間の接続用の開口の横に、取り付け手段を受けることができる空所を設けるのに十分なスペースが存在しない場合に、利用される。本構成の場合、而して、締め付け要素の横方向での規制は、この取り付け手段とは独立して行われる。このために締め付け要素は、スロットを有していることができ、このスロット内に例えば、固定的に工具ホルダ内に配置されているピン形の規制手段の形態の取り付け手段が係合する。

工具システムの工具ホルダ内に設けられ、シール要素を受ける受容領域は、シール要素の外形に応じて構成されている。シール要素が略円柱状の形状を有している場合、工具ホルダ内に設けられたこの受容領域は、円柱状の孔、あるいは円柱状の孔の部分領域に相当する。これによりシール要素の回転可動性は保証されている。

本発明に係る工具システムの特殊な一実施の形態では、シール要素は、締め付け要素内にまたは締め付け要素の外面に配置されていてもよい。その際、シール要素の受容領域は、締め付け要素内に配置されており、シール要素の外形に相当する。

締め付け要素による切削プレートの締め付け時、工具システムの工具ホルダ内に可動に配置されているシール要素に基づいて、シール要素は、締め付け要素にも、工具ホルダにも形状結合式に適合される。圧力密な接続が、工具ホルダの受容領域の面と、シール要素の円柱状の外面との間、そして締め付け要素の当接面と、シール要素の平坦な面との間に生じる。

締め付け要素とベースボディとの間の接触部の領域で、複数の流体通路が終端している場合、シール要素は、これらの複数の流体通路を接続する複数の開口を有していることができる。それぞれ異なる位置に開口を有するシール要素により、個々の通路の接続を形成することも可能である。例えば、第１の位置に開口を有するシール要素を使用することにより、第１の位置における流体通路の接続を保証することができる。このシール要素を、第２の位置に開口を有する別のシール要素に置換すれば、これにより、第２の位置における通路の接続を形成することができる。第１の位置と第２の位置とに開口を有するシール要素を使用すれば、２つの通路の接続を形成することができる。もちろん、このことは、工具ホルダにも、締め付け要素にも、少なくとも２つの通路あるいは流体通路が存在していることを必要とする。

シール手段の面の大きさは、締め付け要素の当接面の大きさより大きくてもよい。このことは、結果として、工具システムの締め付けられた状態において、締め付け要素の当接面が完全にシール手段の面内に配置されていることを伴う。この場合、シール手段の面は、締め付け要素の当接面からその全周において突出している。付加的に、工具システムの締め付けられた状態において、シール手段の面が、工具ホルダの当接面に対して間隔を置いて配置されていることが可能である。この場合、この間隔は、数百分の１ミリメートルないし約１．５ｍｍであってよい。

使用されるシール要素は、シール要素の可動の配置により、締め付け要素と工具システムのベースボディとの間の接触部が流体密に構成され得る点で共通している。シール要素は、金属の素材もしくはセラミックまたはその他の好適な非弾性的な素材から構成されていることができる。この関連において金属は、非弾性的と見なされる。

本発明により、当接面とシール要素とを有する接触部を備える工具システムを提案する。シール要素は、工具ホルダと締め付け要素との間の流体システムの管路区間を流体密に互いに接続する。シール要素は、工具ホルダ内にもしくは工具ホルダの外面に、または代替的には、締め付け要素の外面にもしくは締め付け要素内に配置されていることができる。

工具システムは、切削プレートを受けるプレート座を有する工具ホルダと、締め付け手段を受ける開口を有する締め付け要素とを備え、工具ホルダと締め付け要素との間には、接触部が配置されており、工具ホルダおよび締め付け要素内には、流体による冷却用の通路が配置されており、接触部の領域には、シール手段が配置されている。

以下に本発明について図面を基に説明する。

工具ホルダ、切削プレート、締め付け要素およびシール要素を備える工具システムの一部概略横断面図である。 図１に示すシール要素の概略図である。 別の構成における図１に示すシール要素の概略図である。 図１に示す工具ホルダおよび図３に示すシール要素のＡ−Ａ断面図である。 取り付け手段を示す図である。 工具システムの代替的な一実施の形態の横断面図である。 代替的な一実施の形態におけるシール要素を示す図である。

全図は、本発明の一部を抜粋した概略図を含み、本発明を説明するために例示的に援用するものである。本発明の特殊な実施の形態は、図面とは相違している場合がある。

図１は、工具システム１を概略図で示しており、工具システム１は、工具ホルダ２と、切削プレート６であって、その上面１０にくぼみ７を有する切削プレート６と、締め付け要素４であって、工具システム１の締め付けられた状態において切削プレート６のくぼみ７内に係合するノーズ５を有する締め付け要素４と、を備えている。略直方体の形状に相当する締め付け要素４は、２つの広いフラット面２１，２１’と、２つの狭いフラット面３３，３４とを有し、締め付け手段１５により工具ホルダ２に取り付けられている。切削プレート６は、好ましくは、両面式のいわゆるスローアウェイチップとして形成されている。切削プレート６は、使用中、１８０度回転されて工具ホルダ２のプレート座１７内にポジショニング可能である。ノーズ５は、締め付け要素４の第１の端部１８に配置されている。締め付け要素４は、締め付け要素４の第２の端部１９に、角度をなして配置される面２０を有している。好ましくは、この面２０は、締め付け要素４の上面のフラット面２１’とともに、１２０ないし１７０度、特に好ましくは１４５ないし１６５度の範囲の鈍角γを形成している。

工具ホルダ２は、締め付け要素４の面２０の領域に、面２０に対して合致する面２２を有している。面２２は、工具ホルダ２の表面４８に対して角度αをなして配置されている。面２１’と面４８とが互いに平行に配置されている場合、角度αおよびγの大きさは、同一、すなわち同じ大きさである。面２０および２２は、斜面を形成している。工具ホルダ２は、工具システム内で固定的に保持されている。締め付け要素４を工具ホルダ２に取り付ける工程時、すなわち、締め付け手段１５を回転させる（締める）トルクを発生させる際、締め付け要素４の面２０は、工具ホルダ２の面２２上を（図１で見て右方および下方に）滑動することが可能である。この締め付け機構により、締め付け要素４は、工具ホルダ２に対して相対的に動き、突出部５の、切削プレート６のくぼみ７との結合を介して、切削プレート６をプレート座１７内に引き込み、締め付ける。面２０および２２の表面の品質は、これらの面相互の滑動が促進されるように構成されている。締め付け要素４と工具ホルダ２との間の接触部３０は、面２０および２２（当接面ともいう）により形成される。

図１に示す実施例において、締め付け手段１５は、ねじ（締め付けねじともいう）として構成されている。ねじ１５は、頭部の形態の取り付け部分２３と、略円柱状に形成される締め付け部分２４および案内部分２５とを有している。締め付け部分２４は、ねじ山、例えば雄ねじ山として形成されていることができ、工具ホルダ２内に設けられた取り付け手段としての相手側部分、例えば雌ねじ山と協働する。ねじ１５の案内部分２５は、締め付け要素４の直動可能性（図１で見て水平方向の可動性４４）を制限するストッパとして機能することができる。この可動性は、ねじ１５の案内部分２５が、ストッパ、すなわち、締め付け要素４を工具ホルダ２に取り付けるためにねじ１５が貫通するように係合している締め付け要素４の開口２６の内壁２７と協働することにより制限される。この制限により、締め付け時に、過度に高いトルクによって切削プレート６が損傷されてしまうことは、回避される。締め付け要素４内に設けられた開口２６は、例えば円形の孔として構成されていることができる。この開口２６の別の形状、例えばスリット形または長円形の開口も可能である。開口２６のどの形状も、ストッパ手段２８および壁２７を有している。ストッパ手段２８は、当接面の形態で形成されていることができ、ねじ１５の取り付け部分２３と協働する。開口２６の壁２７は、締め付け手段１５の案内部分２５と協働する。締め付け部分２４の雄ねじ山と工具ホルダ２の雌ねじ山との間に存在する遊びは、製造誤差を補償するために利用可能である。この遊びは、好ましくは、締め付け要素４が工具ホルダ２に対して相対的に、全方向に０．１ないし０．２ｍｍの範囲内で動くことを可能にする。

図１は、工具ホルダ２と締め付け要素４とを貫くように延在する通路システム３８を例示的に示している。通路システム３８は、工具ホルダ２内に配置されている管路区間３９，４０，４１と、締め付け要素４内に配置されている管路区間４２とを有している。これらの管路区間４１，３９および４０は、手段４３を介して接続される。この接続手段４３は、工具システムの長手方向４４に対して横方向に配置される孔の形態の開口であることができ、孔は、その両方の開口部において閉鎖キャップ５６（図４）の形態のそれ自体公知のシール手段により圧力密に閉鎖されている。

図１から看取可能であるように、手段４３は、３つの管路区間３９，４０，４１を接続している。手段４３を介して３つより多くの管路区間を互いに接続することも可能である。使用分野によっては、異なる数（２ないし１０または１０より多く）の管路区間が必要な場合がある。工具ホルダ２内に存在するすべての管路区間は、１つまたは複数の手段４３を介して互いに接続されていることができる。特別な一実施例では、締め付け要素４も、複数の管路区間４２を有していてよい。これらの複数の管路区間４２は、互いに独立的に締め付け要素４内に配置されていてもよいし、手段３４に類似の手段により互いに接続されていてもよい。

通路システム３８は、１つの入口４５から複数の出口４６および４７へと延在している。入口４５において、通路システム３８は、それ自体公知の連結部４９により、１２０ｂａｒまでの圧力を発生させることが可能な圧力供給装置（図示せず）に接続されていることができる。入口４５と、工具ホルダ内に設けられた出口４６との間に、上述の手段４３は配置されていることができる。入口４５と、締め付け要素内に設けられた出口４７との間において、接触部３０に、本発明によるシール要素３１が配置されている。このシール要素３１により、工具ホルダ２内に設けられ、当接面６０において終端している管路区間４１と、締め付け要素４内に設けられた管路区間４２との間の流体密な接続が形成され得る。

図２は、シール要素３１を斜視概略図で示している。シール要素３１は、金属からなっており、円柱状の周面３６と、シール面３２とを有している。シール要素３１は、別の素材、例えばセラミック、硬質金属またはプラスチックから構成されていてもよい。ただし、プラスチックは、非弾性的であることが望ましい。円柱状の周面３６は、本実施例では、半円の形状を呈しており、端面において、シール要素３１の長手方向軸線５３に対して横方向に配置される終端面により画定される。シール要素３１の形状は、実質的に、面取りされた円柱状の物体、すなわち、面３２を有する円柱に相当する。面３２は、円柱の中心軸線に沿って配置されていてもよい。図２に示す実施例において、横断面は、半円に相当する。面３２は、中心軸線より下または上に配置されていてもよい。この面が中心軸線より下に配置されている場合、シール要素の高さＨは、直径Ｄの１／５ないし１／２の範囲、好ましくは１／３であることができる。好ましい一実施の形態において、面３２は、シール要素３１の中心軸線より上に配置されている。この場合、シール要素３１の高さＨは、直径Ｄの１／２ないし４／５の範囲、好ましくは３／５に配置されている。

シール要素の面３２が、シール要素の中心軸線より上に配置され、かつシール要素３１が、工具ホルダ２内に設けられた円柱状の空所内に可動に保持されているとき、シール要素３１は、工具ホルダ２内に、シール要素３１の長手方向軸線５３に対して横方向に脱落することがないように配置されている。この場合、内部にシール要素３１が支持されている円柱状の空所の中心軸線は、面２２に対して間隔を置いて配置されていることが必要である。好ましくは、円柱状の空所の中心軸線は、工具ホルダ２内に配置されている。この実施例（図示せず）の場合、シール要素は、長手方向５３でのみ、工具ホルダ２内に設けられた、当接面６０を有する開口内に挿入可能である。長手方向軸線５３に対して横方向に、シール要素３１は、開口（工具ホルダ内の中心軸線）の配置に基づいて脱落することがないように配置されている。長手方向では、シール要素３１は、取り付け手段５２（図４）により脱落することがないように保持される。

図２に示すシール要素３１は、空所５１、例えば長穴の形態の空所５１を有している。空所５１は、シール面３２から周面３６まで、シール要素を貫くように延在している。空所５１は、貫通した空所である。シール要素３１の長手方向５３で計測した空所５１の寸法は、シール要素３１の横方向で計測した寸法より小さい。圧力要素３１の長手方向５３で計測した空所５１の寸法は、空所５１の幅といい、圧力要素３１の横方向で計測した空所５１の寸法は、空所５１の長さという。シール要素３１の空所５１内に配置される取り付け手段５２（図４）により、シール要素は、工具ホルダ２内に横方向で固定され得る。取り付け手段５２は、工具ホルダ２内に固定的に配置されている。本発明によりシール要素３１は、揺動するように周方向可動に配置されている。シール要素３１のこの可動性は、図２に矢印５４により略示してある。周方向可動に配置されるシール要素３１は、切削プレート６の締め付け工程時に方向調整され、かつ位置調整されることができ、シール要素３１のシール面３２は、締め付け要素４の面２０に適合される。

シール要素３１は、空所５１に対して離間配置されている開口５０を有している。開口５０は、面３２から周面３６まで、シール要素３１を貫くように延在している。面３２の領域において、開口５０の横断面は、締め付け要素４の管路区間４２の、面２０の領域における横断面と同じ横断面を有していることができる。開口５０の、周面３６の領域における横断面は、工具ホルダ２内に設けられた管路区間４１の、当接面６０の領域における横断面と同じ横断面を有していることができる。

図３は、シール要素３１の別の一実施の形態を示している。このシール要素は、２つの開口５０を有している。これにより、工具ホルダ２内に設けられた２つの流体通路４１を、シール要素３１を介して、締め付け要素４内に設けられた２つの流体通路４２に接続することが可能である。これは別として、同じ特徴については、同じ符号および上述の説明が相応に当てはまる。

図４からは、工具ホルダ２内でのシール要素３１の可動の配置と、管路区間３９および４１の、手段４３との接続とが看取可能である。手段４３は、シール要素３１の長手方向軸線５３に対して平行に配置される開口、例えば孔であってよい。この開口４３は、開口４３の両端部において閉鎖キャップ５６により圧力密に閉鎖されている。管路区間３９、管路区間４０（図示せず）および管路区間４１は、手段４３に接続されている。例えば管路区間３９を介して工具ホルダ内に送給される流体は、手段４３内で分流され、管路区間４１，４０を介してその目的地に向かって流動する。

シール手段３１は、取り付け手段５２、例えばねじ山付きピンにより工具ホルダ２内に配置されている。取り付け手段５２は、複数の領域を有している（図５）。取り付け部分５７には、形状結合式の手段、例えばねじ山が配置されている場合がある。案内部分５８には、案内手段、例えばキーまたはピンの形態の案内手段が配置されている場合がある。工具ホルダ２は、取り付け手段５２が形状結合式に取り付けられる、例えば螺合される領域を有している。このために取り付け手段５２の取り付け部分５７は、完全に工具ホルダ２内に係合する。取り付け手段５２の、ピンに類似の円柱状の部分を有する案内部分５８は、シール要素３１の空所５１の幅とともに規制手段を形成する。これによりシール要素３１は、シール要素３１の長手方向軸線５３方向で固定される。空所５１の長さは、取り付け手段５２の案内部分５８の直径より大きい。これによりシール手段３１は、長手方向軸線５３に対して横方向に可動に支持されている。これにより、工具システムの製造時に生じる誤差を補償することができる。可動に配置されるシール手段３１により、シール面３２は、締め付け要素４の面２０の位置に適合され得る。締め付け手段１５による締め付け要素４の締め付け工程により、工具ホルダ２の管路区間４１からシール手段３１を介して締め付け要素４の管路区間４２へと至る圧力密な接触部、すなわち、形状の合致した密な連通が生じる。

取り付け手段５２の案内部分５８は、シール手段３１から突出し、締め付け要素４のスロット５９内に係合する。取り付け手段５２の案内部分５８は、締め付け要素４のスロットとともに規制部を形成する。これにより、締め付け要素４を第２の端部１９の領域で正しい位置に固定することが保証されている。これにより、シール手段３１と締め付け要素４との間の流体密な接触部が保証され得る。工具ホルダ２の管路区間４１は、シール手段３１により流体密に締め付け要素２の管路区間４２へと移行する。

本発明により、締め付け要素４の面２０ならびにシール要素の周面３６および面３２は、最大１．６μｍの平均粗さ（Ｍｉｔｔｅｎｒａｕｗｅｒｔ）Ｒａおよび６．３μｍの平均粗さ（ｇｅｍｉｔｔｅｌｔｅ Ｒａｕｔｉｅｆｅ）Ｒｚを有している。粗さは、シール面のための品質の範囲内にある。これにより流体密な接続が可能である。

工具システム１は、複数の要素２，４，３１，１５からなっていることができ、これらの要素は、例えばソリッド材から製造される。これらの要素の各々、例えば締め付け要素４を加法製造プロセスにより製造することも可能である。これにより、管路区間４２の位置、方向、案内および横断面を略任意に配置し、プロセス条件に適合させることが可能である。

別の一実施例（図示せず）において、工具システムは、付加的に、切削プレートの下において工具ホルダに配置されている支持プレートを備えている。この支持プレートは、冷却媒体をその目的地へと導く流体通路を有していてもよい。支持プレートは、付加製造法または別の製造方法、例えば焼結プロセスにより製造可能である。支持プレートは、金属、硬質金属またはセラミックから構成されていることができる。

工具システム１の本発明による一実施例において、シール要素３１のシール面３２は、工具ホルダ２の当接面２２に対して離間配置されていてもよい。この場合、当接面２２とシール面３２との間隔は、正である（図１および６参照）。本実施例では、締め付け工程時、締め付け要素４は、工具ホルダ２に向かって動き、締め付け要素４の当接面２０は、シール要素３１のシール面３２上を滑動する。長手方向４４での締め付け要素４のこの動きは、開口２６のストッパ２７により、締め付け手段１５の案内部分２５がこのストッパに当接したときに制限される。壁２７から管路区間４１，４２および開口５０の開口部までの間隔は、締め付けられた状態において、管路区間４１，４２の中心軸線と、シール手段３１の開口５０の中心軸線とが、互いに同心に配置されているように寸法設定されている。これにより、シール手段３１を可動に支持したことと関連して、媒体の流体密な受け渡しが保証される。

図６は、本発明に係る工具システム１の別の一実施例を示している。接触部３０は、やはり、締め付け要素４の当接面２０と、工具ホルダ２の当接面２２とにより形成されている。当接面２０および２２は、長手方向４４に対して横方向に、例えば９０度の角度をなして配置されている。接触部３０の領域には、シール要素３１が配置されており、シール要素３１は、管路区間４１と管路区間４２との間の流体密な接続を保証する。図６に示す実施例による締め付け工程時、締め付け要素４の相対的な移動は、締め付け手段１５の、錐形に形成される案内部分２５が、締め付け要素４の開口２６の、錐形に形成されるストッパ２７と協働することで実現される。この場合、締め付け要素４内に設けられた開口２６の錐形のストッパ２７の中心軸線と、シール手段３１との間隔が、本実施例では、工具ホルダ２内に設けられ、締め付け手段１５の締め付け部分２４が取り付けられている取り付け手段（例えば雌ねじ山）の中心軸線と、シール手段３１との間隔より大きいことが必要である。而して、締め付け要素４内に設けられた開口２６の中心線あるいは中心軸線は、切削プレート６に対して、工具ホルダ２内に設けられた取り付け手段の中心線より小さい間隔を有している（図６）。図６に示す実施例における切削プレート６は、くぼみなしの平滑な上面１０を有している。締め付け要素４による切削プレート６の取り付けは、可動に締め付け要素４に保持されているプレッシャプレート６１により行われる。プレッシャプレート６１は、上面１０に対向して配置される平滑な締め付け面を有している。

図７は、長手方向で減じられた延在寸法を有するシール要素３１を示している。この短縮された長さは、流体通路の管路区間４１，４２を接続する開口５０しか実現し得ない。上述のような、シール手段を脱落することがないように配置するために用いられる長穴の形態の空所を設けることは、不可能である。それゆえこのシール要素３１は、その周面に、円み付けられた溝の形態の空所６３を有している。この溝６３内には、ばね式の押圧部材としても知られる取り付け手段５２のキャッチ、例えば玉が係合する。取り付け手段５２は、固定的に保持されている。シール要素３１が、工具ホルダ２内にまたは工具ホルダ２の外面に配置されている場合は、取り付け手段５２は、工具ホルダ２内に取り付けられている。シール要素３１が、締め付け要素４の外面にまたは締め付け要素４内に配置されている場合は、取り付け手段５２は、締め付け要素４内に取り付けられている。これは別として、同じ特徴については、同じ符号および上述の説明が相応に当てはまる。

図１に示す実施例と、図６に示す実施例とは、接触部３０が別の位置に配置されている点、締め付け要素４の相対的な移動が、接触部外に配置されている手段により実現されている点、および平滑な表面を有する切削プレートが使用されている点において相違する。これは別として、同じ特徴については、同じ符号および上述の説明が相応に当てはまる。

上述の実施可能性（接触部の位置および構成、締め付け要素の相対的な可動性の実現、切削プレートのくぼみの有無）を異なる形で組み合わせた実施例も可能である。

工具システム１は、切削プレート６を受けるプレート座１７を有する工具ホルダ２と、締め付け手段１５を受ける開口２６を有する締め付け要素４とを備え、工具ホルダ２と締め付け要素４との間には、接触部３０が配置されており、工具ホルダ２および締め付け要素４内には、流体による冷却用の通路が配置されており、接触部３０の領域には、シール手段３１が配置されている。

１ 工具システム
２ 工具ホルダ
４ 締め付け要素
５ ４のアタッチメント、突出部、ノーズ
６ 切削プレート
７ ６のくぼみ
１０ ６の上面
１５ 締め付け手段
１７ プレート座
１８ ４の第１の端部
１９ ４の第２の端部
２０ ４の当接面
２１，２１’ ４のフラット面
２２ ２の当接面
２３ １５の取り付け部分
２４ １５の締め付け部分
２５ １５の案内部分
２６ 開口、孔
２７ ２６のストッパ、壁
２８ ４の当接面、ストッパ手段
３０，３０’ 接触部
３１ 要素、シール要素、シール手段
３２ シール面、面
３３，３４ ４の狭いフラット面
３６ 周面
３８ 通路システム
３９，４０，４１ ２の管路区間
４２ ４の管路区間
４３ 通路を接続する手段
４４ 長手方向、水平方向の可動性
４５ ３８の入口
４６ 出口
４７ 出口
４８ ２の表面
４９ 連結部
５０ 開口
５１ 空所
５２ 取り付け手段
５３ ３１の長手方向軸線
５４ 移動方向
５６ 閉鎖キャップ
５７ ５２の取り付け部分
５８ ５２の案内部分
５９ ４のスロット
６０ 当接面
６１ プレッシャプレート
６３ 空所
Ｈ ３１の高さ
Ｄ ３１の直径
γ 角度
α 角度

Claims (14)

1. 工具システム（１）であって、
   切削プレート（６）を受けるプレート座（１７）と、前記プレート座（１７）から離れたところに当接面（２２）と、を有する、工具ホルダ（２）と、
   締め付け手段（１５）を受けるストッパ（２７）を有する開口（２６）と、当接面（２０）と、を有する、締め付け要素（４）と、を備え、
   前記工具ホルダ（２）の前記当接面（２２）と、前記締め付け要素（４）の前記当接面（２０）とは、前記工具ホルダ（２）と前記締め付け要素（４）との間の接触部（３０）を形成し、
   前記工具ホルダ（２）も、前記締め付け要素（４）も、管路区間（３９，４０，４１，４２）を有する、
   工具システム（１）において、
   前記接触部（３０）は、シール手段（３１）を有する、
   ことを特徴とする工具システム（１）。
2. 前記シール手段（３１）は、取り付け手段（５２）により前記工具ホルダ（２）内に配置されていることを特徴とする、請求項１記載の工具システム。
3. 前記シール手段（３１）は、軸方向（５３）で脱落することがないように配置されていることを特徴とする、請求項１または２記載の工具システム。
4. 前記シール手段（３１）は、周方向可動に配置されていることを特徴とする、請求項１から３までのいずれか１項記載の工具システム。
5. 前記シール手段（３１）は、少なくとも１つの開口（５０）を有し、前記開口（５０）により、前記工具システムの締め付けられた状態において、前記工具ホルダ（２）内に設けられた管路区間（４１）と、前記締め付け要素（４）内に設けられた管路区間（４２）との間の接続が可能であることを特徴とする、請求項１ないし４記載の工具システム。
6. 前記接続は、流体密な接続であることを特徴とする、請求項５記載の工具システム。
7. 前記シール手段（３１）は、金属から製造されていることを特徴とする、請求項１から６までのいずれか１項記載の工具システム。
8. 前記シール手段（３１）は、セラミックにより構成されていることを特徴とする、請求項１から６までのいずれか１項記載の工具システム。
9. 前記シール手段（３１）の素材は、非弾性的であることを特徴とする、請求項１から８までのいずれか１項記載の工具システム。
10. 前記締め付け要素（４）は、付加製造法により製造されることを特徴とする、請求項１記載の工具システム。
11. 前記締め付け要素（４）は、フラット面（２１，２１’）を有し、前記工具ホルダ（２）は、表面（４８）を有し、前記接触部（３０）は、前記フラット面（２１，２１’）および前記表面（４８）に対して角度（γ，α）をなして配置されていることを特徴とする、請求項１記載の工具システム。
12. 前記締め付け要素（４）は、環状面を有するノーズ（５）を有し、前記切削プレート（６）は、環状面を有するくぼみ（７）を有し、前記工具システムの締め付けられた状態において、前記締め付け要素（４）の前記ノーズ（５）は、前記切削プレート（６）の前記くぼみ（７）内に係合し、これにより、前記切削プレート（６）は、前記工具ホルダ（２）の前記プレート座（１７）内で締め付けられていることを特徴とする、請求項１記載の工具システム。
13. 前記締め付け手段（１５）により、力を前記締め付け要素（４）と、前記ノーズ（５）と、前記ノーズ（５）の前記環状面とを介して前記くぼみ（７）の前記環状面へ加えられることを特徴とする、請求項１２記載の工具システム。
14. 前記力を、前記締め付け要素（４）の前記環状面の３６０°の範囲にわたって、前記くぼみ（７）の前記環状面へ加えられることを特徴とする、請求項１３記載の工具システム。