JP4732589B2

JP4732589B2 - 工具継手

Info

Publication number: JP4732589B2
Application number: JP2000603837A
Authority: JP
Inventors: ショー，ストゥレ
Original assignee: サンドビックインテレクチュアルプロパティーアクティエボラーグ
Priority date: 1999-02-26
Filing date: 2000-02-10
Publication date: 2011-07-27
Anticipated expiration: 2020-02-10
Also published as: EP1154872A1; JP2002538012A; DE60015085T2; SE9900705L; DE60015085D1; SE9900705D0; EP1154872B1; SE517192C2; ATE280009T1; US6599050B1; WO2000053362A1

Description

【０００１】
発明の技術分野
本発明は、ホルダと、チップ除去機械加工のための少なくとも１つの切削インサートのためのアダプタと、ホルダとアダプタとを互いに着脱自在に連結するための別の要素とを含む工具継手に関し、前記ホルダは、互いに平行な溝を有する第１の鋸歯状突起を備えており、前記アダプタは、互いに平行な溝を有する第２の鋸歯状突起を備えている。本発明は、さらに、ホルダ自体とアダプタ自体にも関する。
従来の技術
国際出願第９３／１０９２９から旋削工具がすでに知られており、前記旋削工具は、円筒形の軸と、この軸の支持表面に対して押し当たる接触表面を有するヘッドとを有する。この接触表面と支持表面は工具の縦方向の中心軸線に対して鋭角に配置されており、前記表面の各々は、互いに平行な溝を有する鋸歯状突起を備えており、接触表面と支持表面とが互いに押し当たっている時には、前記鋸歯状突起は互いに係合する。軸とヘッドを互いに連結するために、前記要素内に穴が備えられており、前記穴は前記表面に対してほぼ垂直方向に延び、接触表面と支持表面とが適正な位置において互いに押し当たっている時には互いに正反対の位置に位置している。ねじ付きのねじが、表面を互いに押し当てて軸とヘッドの間の確実な連結を実現するように、前記穴の中に受け入れられる。
【０００２】
軸内の穴とヘッド内の穴とが、これらの穴が鋸歯状突起の縦方向においてよりも鋸歯状突起に対して垂直な方向において大きな横断寸法を有するように設計されている。この構成によって、溝の縦方向に対して垂直な方向に軸とヘッドとの相互の方向配置を鋸歯状突起が案内すると同時に、ねじに対する穴の嵌合が溝の縦方向に対して平行な方向に軸とヘッドの相互方向配置を案内することが実現される。
【０００３】
接触表面と支持表面とが工具の縦方向の中心軸線と一定の角度を形成するので、軸をヘッドに連結するねじ付きのねじも前記縦方向中心軸線と一定の角度を形成する。この構成は、軸内に偏心位置に位置していなければならない冷却通路の配置に関して問題を生じさせる。特に、旋削工具に関しては、冷却通路を偏心位置に配置することは有益ではない。さらに、冷却通路の前記偏心位置は、軸が右回りタイプの工具、または左回りタイプの工具のどちらか一方だけにしか使用できないという問題を生じさせる。
発明の目的と特徴
本発明の目的は、既知の工具継手の欠点を取り除くことと、例えばフライス削り、旋削、および、穿孔のような様々なタイプのチップ除去機械加工のために使用可能な工具継手を作ることである。
【０００４】
本発明の第１の目的は、工具継手が、極端な高速度で回転する工具と連結した状態で使用可能でなければならないということ、すなわち、工具継手が前記工具継手の不均衡のために振動等を生じさせてはならないということである。
【０００５】
本発明の別の目的は、工具継手が、標準タイプであることが好ましい単純な連結手段によってホルダとアダプタとが互いに連結されることを可能にしなければならないということである。
【０００６】
本発明のさらに別の目的は、工具継手が一般的に右回りタイプの工具と左回りタイプの工具との両方に使用可能でなければならないということである。
【０００７】
本発明の目的は、添付の特許請求項の特徴が与えられている工具継手によって実現される。特に、本発明の好ましい実施形態が従属クレームにおいて定義されている。
【０００８】
下記では、本発明による工具継手の好ましい実施形態を、次の添付図面を参照しながら説明する。
好ましい実施形態の詳細な説明
図１〜図６に示す本発明にしたがう工具継手の第１の実施形態は、ホルダ１と、アダプタ３と、一方の端部に第１の雄ねじ７を有しかつ他方の端部に第２の雄ねじ９を備える植え込みボルト５の形状の連結要素とを含む。図に示す実施形態では、ねじ７、９は同じ方向に回転するが、互いに異なったピッチを有し、第２の雄ねじ９は第１の雄ねじ７よりも大きなピッチを有する。さらに、植え込みボルト５は、その両端にキー凹み１０、１１をそれぞれに備えている。図５と図６から、植え込みボルト５が、その植え込みボルト５の中央に位置して軸方向に延在して貫通する第１の冷却通路６を備えているということが明らかである。
【０００９】
図２に最も明確に示すように、ホルダ１は、その一方の軸方向の端面に、互いに平行に延在する溝を有する第１の鋸歯状突起１２を備えている。ホルダ１の前記軸方向端面はほぼ平面であり、図５に示す工具継手の縦方向中心軸線１３に対して垂直な延在部を有し、さらに、前記軸線１３はホルダ１とアダプタ３との縦方向中心軸線も構成する。図５に最も明確に示すように、ホルダ１は、異なる直径の部分を有する内側を貫通する第１の中央穴１４を備えており、第１の鋸歯状突起１２を有する端面に最も近い位置にある第１の中央穴１４の部分は、第１の雌ねじ１５を備えている。これに関連して、第１の鋸歯状突起１２に対して離れて対面する端部区域において前記第１の中央穴１４の形状は、実際に使用されるホルダ１のタイプに応じて大きく変化する可能性があるということを指摘しておかなければならない。図１〜図６に示してある実施形態では、コロマントキャプト（登録商標）の商標名で製造されているホルダシステムの部品であるホルダ１が使用されている。
【００１０】
図１に最も明確に示すように、アダプタ３は、その一方の軸方向端面に、互いに平行に延在する溝を有する第２の鋸歯状突起１６を備えている。アダプタ３の前記軸方向端面はほぼ平面であり、図５に示す工具継手の縦方向中心軸線１３に対して垂直な延在部を有する。図５に最も明確に示すように、アダプタ３は、第２の雌ねじ１８を有する内側を貫通しない第２の中央穴１７を備えている。幾つかの第２の冷却通路１９が、前記第２の中央穴１７から半径方向外方に延びて、アダプタ３の切削インサート座の中に出現する。
【００１１】
鋸歯状突起１２、１６を有する軸方向端面付近の区域内における穴１４、１７の横断面形状に関しては図１３を参照する。一般的に前記穴１４、１７は、楕円形の横断面すなわち真円ではない形の横断面を有し、前記横断面は鋸歯状突起１２、１６の溝に平行な方向の横断寸法よりも鋸歯状突起１２、１６の溝に垂直な方向においてより大きい横断寸法を有する。好ましくは穴１４、１７の横断面が作用区域内で長円形であり、好ましい長円形の横断面を図１３に示す。これに関しては、長円の等式が次のｘ²／ａ²＋ｙ²／ｂ²＝１であることに気づく必要がある。好ましいａ／ｂの関係は０．９５〜０．９９である。好ましいａの値は２〜１０ｍｍである。
【００１２】
穴１４、１７の楕円性は、例えばリーマによって穴１４、１７の基本形状を形成した後に、エンドミルによって達成することができる。
【００１３】
図１〜図６による実施形態では、アダプタ３は、幾つかの切削インサート座が備えられているフライスヘッドとして設計されている。上述のように、前記第２の冷却通路１９は前記切削インサート座の中に出現する。
【００１４】
本発明による工具継手が作用位置に移行させられると、植え込みボルト５がホルダ１の中にねじ込まれ、すなわち、第１の雄ねじ７が第１の雌ねじ１５に係合する。その次に、アダプタ３が、この場合には回転しないように固定されている植え込みボルト５の突出部分上にねじ込まれ、すなわち、第２の雄ねじ９が第２の雌ねじ１８と係合する。あるいは、植え込みボルト５をアダプタ３の中にねじ込み、その次に、ホルダ１を植え込みボルト５の突出部分上にねじ込んでもよい。しかし、この場合には、植え込みボルト５を回転しないようにロックすることはより困難である。鋸歯状突起１２、１６を有する軸方向端面は、互いの近くに、しかし互いに幾らかの距離を置いて位置しているだろう。これに関連して、それぞれの鋸歯状突起１２、１６の溝形状が互いに適合した設計であり、すなわち、ねじ山のフランク角が同一であることを指摘する必要がある。
【００１５】
その次に、ホルダ１とアダプタ３の相互連結を、植え込みボルト５を第２の中央穴１７の中にさらに深く送り込む方向に植え込みボルト５を回転させることによって行なう。これに関連して、各鋸歯状突起１２、１６の溝が互いに平行に方向配置されていることを監視する。第２の中央穴１７の中での植え込みボルト５の前記移動は、雄ねじ７、９のピッチ差と雌ねじ１５、１８のピッチ差とのために、鋸歯状突起１２、１６が互いに完全に係合状態となるまでホルダ１とアダプタ３とが互いに押し合わされるということを引き起こす。植え込みボルト５が幾らか回転した時に、前記植え込みボルト５が、ホルダ１に対するよりもアダプタ３に対して相対的により長い距離を移動させられるだろう。ホルダ１とアダプタ３の間の連結が解除されなければならない時には、植え込みボルト５が、連結が確立される時と比較して反対の方向に回転させられる。
【００１６】
鋸歯状突起１２、１６が互いに係合状態になる連結段階では、図６に示す前記鋸歯状突起１２、１６の付近の穴１４、１７の楕円形の横断面が重要である。鋸歯状突起１２、１６の溝に対して平行な方向における穴１４、１７の最小の横断寸法が、植え込みボルト５の直径に対して正確な滑り嵌めを得る。このことは、穴１４、１７と植え込みボルト５とが、鋸歯状突起１２、１６の溝に対して平行な方向にホルダ１とアダプタ３との相互方向配置を案内することを意味する。鋸歯状突起１２、１６の溝に対して垂直な方向においては、鋸歯状突起１２、１６の間の協働が、ホルダ１とアダプタ３との間の相互の方向配置を案内する。これは、鋸歯状突起１２、１６の溝に対して垂直な方向においては穴が楕円形であることによって可能になる。
【００１７】
図６には扇形部分Ｐが描かれており、この扇形部分Ｐ内には植込みボルト５と穴１５、１７との間に滑り嵌めが存在し、さらに、図６には扇形部分Ｓも描かれており、この扇形部分Ｓ内には、植え込みボルト５と穴１５、１７との間の間隙Ｔが存在する。扇形部分Ｐの適切な間隔が３０〜５０°であり、扇形部分Ｓの適切な間隔が１２０〜１６０°である。一般的に、Ｐ＋Ｓ＝１８０°である。間隙Ｔの適切な値は０．０５〜０．５ｍｍである。
【００１８】
したがって、ホルダ１とアダプタ３は図３〜５に示されている相互位置をとるように移動させられる。これに関連して、ホルダ１とアダプタ３との前記相互位置では、２つの雄ねじ７、９の間の軸方向距離が２つの雌ねじ１５、１８の間の軸方向距離にほぼ一致するということを指摘しなければならない。
【００１９】
図５と図６から明らかなように、植え込みボルト５は軸方向の貫通する第１の冷却通路６を備えている。したがって、図５の植え込みボルト５の右端に供給される冷却媒体が、図５の貫通していない第２の中央穴１７の左端で外に出る。そこから冷却媒体がさらに、フライスヘッドとして設計されているアダプタ３の切削インサート座の中に出現する第２の冷却経路１９を経由して送られる。
【００２０】
図７〜図１２に示されている本発明による工具継手の別の実施形態は、主として、連結要素５′が一方の端部に第１の雄ねじ７′を有しかつ他方の端部にヘッド８′を有するねじとして設計されているという点で、上述の実施形態とは異なっている。ねじ５′は前記他方の端部にキー凹み１１′を備えている。第１の雄ねじ７′は、ホルダ１の中に受け入れられるようになっていて、上述のホルダ１と同一にすることができる。当然のことながら、このことは本発明による工具継手の利点である。
【００２１】
図１１に最も明瞭に示されているように、ねじ５′は、第１の雄ねじ７′を備えているねじ５′の端部から延びてこの端部に浸透して軸方向に延びて貫通していない第１の冷却通路６′を備えている。第１の冷却通路６′は、キー凹み１１′が備えられているねじ５′の端部から距離を置いて終端する。前記ブランチ冷却通路６′がキー凹み１１′から距離を置いて終端する区域内において、幾つかのブランチ冷却通路２１′が前記第１のブランチ冷却通路６′から始まり、前記ブランチ冷却通路２１′はねじ５′の周方向表面を貫通する（図７、８を参照されたい）。図７、図８及び図１１から明らかなように、ねじ５′は、ブランチ冷却通路２１′が出現する区域内に、くびれ部分、すなわち、直径縮小部分を備えている。これによって、ねじ５′と第２の中央穴１７′との間に冷却媒体のための空間が形成される。第１の冷却通路６′はねじ５′の中央に位置している。
【００２２】
さらに、図７〜図１２による実施形態のアダプタ３′はフライスヘッドの形状であり、前記アダプタ３′はねじ５′のヘッド８′と協働するようになっている。この理由から、アダプタ３′は、図１〜図６によるアダプタ３′に比較して幾らかの構造的な相違点を有する。しかし、一方の軸方向の端面に備えられている鋸歯状突起１６は、図１〜図７による実施形態の第１の鋸歯状突起１６と基本的に同一である。さらに、前記軸方向端面の延在部が図１〜図７による実施形態と一致する。
【００２３】
図１１に最も明瞭に示されているように、アダプタ３′内の第２の中央穴１７′が、雌ねじが無い形で貫通している。この第２の中央穴１７′は、切削インサート座が位置しているアダプタ３′の端部の区域内に肩２０′を有し、前記肩２０′はねじ５′のヘッド８′と協働するようになっている。
【００２４】
図７〜図１２による実施形態に対応して、第２の冷却通路１９′がアダプタ３′内に備えられており、前記第２の冷却通路１９′は第２の貫通する中央穴１７′から軸方向に延び、アダプタ３′の切削インサート座の中に出現する（例えば、図９を参照されたい）。したがって、図１１のねじ５′の右端で供給される冷却媒体が、第１の冷却通路６′の中を通過し、ブランチ冷却通路２１′の中を通過し、縮小した直径を有するねじ５′の部分と第２の中央穴１７′との間の間隙の中に入り、さらに、第２の冷却通路１９′の中を通過して流れて行く。
【００２５】
図７〜図１２に示されている実施形態による工具継手が作用位置に移行させられると、ホルダ１とアダプタ３′とが、図９〜図１１に示されているように互いに相対的に配置され、すなわち、それぞれの鋸歯状突起１２、１６が互いに係合状態にある。その次に、ねじ５′が図１１では左端から挿入され、すなわち、ねじ５′が第２の中央穴１７′の中を通って延び、その第１の雄ねじ７′がホルダ１′の雌ねじ１５と係合させられる。ねじ５′を適切に締めることによって、ホルダ１とアダプタ３′の間に適切な相互連結が実現される。連結を解除しなければならない時には、ねじ５′が反対方向に回転させられる。これに関連して、ねじ５′の横断面と穴１５、１７′の横断面との間の相互関係（例えば図１２を参照されたい）が、基本的に、植え込みボルト５の横断面と穴１５、１７の横断面との間に存在する関係に一致し、したがって、前記横断面関係の効果に関して上述した内容が参照される。嵌合と間隙とに関する扇形部分の延在部に関しては、図６と上述の説明の粘着性の通路とが参照される。さらに、その対応が、図１３に示されている好ましい横断面の形状に関して有効であり、すなわち、前記形状は穴１７′に関しても有効である。
【００２６】
上記の工具継手がその縦方向の中心軸線１３に関して対称であることが好ましく、このことは、ホルダが右回りタイプの工具と左回りタイプの工具の両方のために使用可能であるということを意味する。幾つかの特定の用途では、例えば特殊なタイプの旋削に関連して、アダプタ３、３′がホルダ１に対して相対的に１８０°回転させられることが可能であることが好ましい場合がある。これは、本発明による工具によって実現可能である。
発明の適切な変更
図１〜図７による実施形態では、内側の第２の中央穴１７が貫通していない。しかし、本発明の範囲内において、前記第２の中央穴が貫通していることが可能であり、この場合には冷却媒体が図５のアダプタ３の左端で排出されることになる。これによって、図５において植え込みボルト５もアダプタ３の左端から作動させられることが可能にされる。
【００２７】
上述の実施形態ではホルダはコロマントキャプト（登録商標）タイプである。当然のことながら、本発明の範囲内で、幾つかの他のホルダを有することが可能であり、非限定的な例としては、ＩＳＯ円錐、バリロック（登録商標）ホルダ、円筒形ホルダ、または、角柱形ホルダを挙げることが可能である。
【００２８】
上述の実施形態では、アダプタ３、３′はフライスヘッドの形状である。本発明の範囲内において、他のタイプのアダプタが使用可能であり、非限定的な例としては、旋削ヘッドと穿孔ヘッドとを挙げることが可能である。
【００２９】
図１〜図７による実施形態では、植え込みボルト５の雄ねじ７、９が互いに同一方向に回転し、かつ、互いに異なったピッチを有する。本発明の範囲内において、ねじが互いに異なった方向に回転することも可能であり（ねじ回し、turnscrew）、この場合に、これらは互いに同一のピッチを有する。
【図面の簡単な説明】
【図１】図１は、ホルダの背後から斜めに見た、本発明による工具継手の第１の実施形態の斜視図を示す。
【図２】図２は、アダプタの前方から斜めに見た、図１による工具継手の斜視図を示す。
【図３】図３は、図１による工具継手の側面図を示す。
【図４】図４は、図１による工具継手の上面図を示す。
【図５】図５は、図４の線Ａ−Ａに沿った断面を示す。
【図６】図６は、図４の線Ｂ−Ｂに沿った断面を示す。
【図７】図７は、ホルダの背後から斜めに見た、本発明による工具継手の第２の実施形態の斜視図を示す。
【図８】図８は、アダプタの前方から斜めに見た、図７による工具継手の斜視図を示す。
【図９】図９は、図７による工具継手の側面図を示す。
【図１０】図１０は、図７による工具継手の上面図を示す。
【図１１】図１１は、図１０の線Ｃ−Ｃに沿った断面を示す。
【図１２】図１２は、図１０の線Ｄ−Ｄに沿った断面を示す。
【図１３】図１３は、ホルダとアダプタの中央穴の、楕円形であることが好ましい横断面を拡大して示す。

Claims

ホルダ（１）と、チップ除去機械加工のための少なくとも１つの切削インサートのためのアダプタ（３）と、前記ホルダ（１）と前記アダプタ（３）とを互いに着脱自在に連結するための要素（５）とを含み、前記ホルダ（１）は、互いに平行な溝を有する第１の鋸歯状突起（１２）を備えており、前記アダプタ（３）は、互いに平行な溝を有する第２の鋸歯状突起（１６）を備えており、前記第１の鋸歯状突起（１２）は、前記工具継手の縦方向中心軸線（１３）に対して垂直な延在部を有する平面内に位置し、且つ前記第２の鋸歯状突起（１６）は、前記縦方向中心軸線（１３）に対して垂直な延在部を有する平面内に位置する工具継手において、
前記要素（５）は、作用位置においては前記ホルダ（１）の雌ねじ（１５）と係合状態にある第１の雄ねじ（７）を有するねじを構成し、
前記ねじとしての前記要素（５）の縦方向中心軸線がこの工具継手の前記縦方向中心軸線（１３）と一致し、
前記ねじとしての前記要素（５）が、軸方向に延在する内側の中央に位置した冷却通路（６）を有し、更に
前記要素（５）は、両端部に前記第１の雄ねじ（７）と第２の雄ねじ（９）とをそれぞれ有する植え込みボルトを構成し、
前記第２の雄ねじ（９）は前記アダプタ（３）の雌ねじ（１８）と協働し、
前記冷却通路（６）は前記植え込みボルトとしての前記要素（５）の中を通って延在することを特徴とする工具継手。
前記ホルダ（１）と前記アダプタ（３）は、前記鋸歯状突起（１２、１６）が位置している平面内に前記ねじとしての前記要素（５）のための開口（１４、１７）を有することと、前記開口（１４、１７）は楕円形の横断面を有することと、前記開口（１４、１７）は前記鋸歯状突起（１２、１６）の溝に対して平行な方向においてよりも前記鋸歯状突起（１２、１６）の溝に対して垂直な方向においてより大きい横断寸法を有することとを特徴とする請求項１に記載の工具継手。
前記植え込みボルトとしての前記要素（５）は、同一の方向に延び且つ異なったピッチを有する２つの雄ねじ（７、９）を有することを特徴とする請求項１に記載の工具継手。