JP5897041B2 - 切削工具 - Google Patents

Description

本発明は、解放可能に連結された２つの部材を有する金属切削作業のための切削工具に関する。

そのような切削工具は、雄連結部材を雌連結部材内に挿入し、それらを同軸上に連結することによって組み立てられる。

特許文献１は、工具本体および工具本体に取り外し可能に取付けられた切削部分を含む工具を開示している。工具本体は、その外表面に形成されたフルート、および工具本体の前端部に一対の前方突起を備える。切削部分は、前部フルート、および前部フルートの各々と連通する円周方向に延びる一対の凹部を備える。切削部分を工具本体に接続するために、切削部分および工具本体は突起が前部フルートに入るように接合される。

米国特許第５，９７１，６７３号明細書

切削部分および工具本体は、前部フルートが後端部フルートと整列し、突起が凹部に入ってそれをもってバヨネット連結を形成するまで、互いに関してそれらを回転することによって、自己締付方式で同軸上に連結される。突起は、切削部分と工具本体との間の相対的回転の間、半径方向に弾性的に曲がる。切削部分の工具本体への接続／工具本体からの接続解除の繰り返しは、突起の弾性を低減させ、それによって、突起の弾性を弱め、最終的には、切削部分および工具本体が自己締付方式でもはや連結されていられなくなる。

本発明の目的は、上記の不利点を大幅に低減するかまたは克服する、自己締付方式で同軸上に連結される切削部分および工具本体を有する種類の切削工具を提供することである。

本発明に従って、前方方向および後方方向を規定する縦軸を有する切削工具が提供され、切削工具は：
切削部分および切削部分から後方方向に延びるヘッド締付部分を含む切削ヘッド；
工具ホルダー内に固定するための取付部分およびシャンクの前方端から前方方向に延びる工具締付部分を含むシャンク;
を含み、
ヘッド締付部分は雄連結部材または雌連結部材を含み、および工具締付部分は対応する雌連結部材または雄連結部材を含み；
雄連結部材は、長手方向に延びる少なくとも２つの支持表面を該支持表面間に表面凹部が延在する状態で有する円周方向に連続する周囲表面を含み、ここで、支持表面は第１直径Ｄ１を有する共通第１円筒表面の表面に位置し;
雌連結部材は、長手方向に延びる少なくとも２つの支持壁を該支持壁間に壁凹部が延在する状態で含む円周方向に連続する穴壁を有する受け入れ穴を含み、ここで、支持壁は第３直径Ｄ３を有する共通第３円筒表面の表面に位置し、ここで、Ｄ３＜Ｄ１であり；
雄連結部材は、支持表面がその中で壁凹部に対向して位置する開放位置内へ、雌連結部材に挿入可能であり、およびそこから、支持表面がその中で支持壁に当接するロック位置内へ、縦軸の周りを回転可能であり、それによって雄連結部材および雌連結部材の自己締付を提供する。

いくつかの実施形態に従って、雄連結部材の周囲表面は、雄連結部材の先端に位置付けられるパイロット部材を該パイロット部材間に支持表面および表面凹部が位置付けられた状態で含み；ここで、パイロット部材は、第２直径Ｄ２を有する共通第２円筒表面上に位置する円筒形状であり、ここで、Ｄ２＜Ｄ３＜Ｄ１である。

必要に応じて、雄連結部材は雄トルク伝達部材を含み、および雌連結部材は雌トルク伝達部材を含む。

いくつかの実施形態に従って、雄トルク伝達部材は、パイロット部材のうちの１つから突出する突出部材を含み、および雌トルク伝達部材は、雄トルク伝達部材を受け入れて係合するためのトルク伝達凹部を含む。

１つの実施形態によって、雄トルク伝達部材は、雄連結部材の不可欠部分である。別の実施形態によって、雄トルク伝達部材は、雄連結部材の不可欠部分ではなく、ネジによってこれに固定されている。

必要に応じて、支持壁は、円筒のセグメントとして形成された移行壁によって、隣接する壁凹部と合併する。

さらに、必要に応じて、支持表面は、円筒のセグメントとして形成された移行壁によって、隣接する表面凹部と合併する。

本発明に従う切削工具の分解図である。 本発明に従う雄連結部材２８を示すシャンクの部分的側面図である。 図２の線ＩＩＩ−ＩＩＩに沿って取った横断面図である。 図３の細部である。 本発明に従う雌連結部材２６を示す切削ヘッドの斜視図である。 図５に示される切削ヘッドの部分的側面図である。 図６の線ＶＩＩ−ＶＩＩに沿って取った横断面図である。 図７の細部である。 図１に示される切削工具の側面図である。 切削工具が解放位置にある状態の図９の線Ｘ−Ｘに沿って取った横断面図である。 切削工具が解放位置にある状態の図９の線ＸＩ−ＸＩに沿って取った横断面図である。 切削工具がロック位置にある状態の図１２の線Ｘ−Ｘに沿って取った横断面図である。 切削工具がロック位置にある状態の線ＸＩ−ＸＩに沿って取った横断面図である。

以下の説明において、本発明の様々な態様が説明される。説明の目的で、本発明の完全な理解を与えるために、特定の構造および細部が示される。しかしながら、本発明は、本明細書中に示された特定の細部を用いずに実施されてもよいことは、当業者には明らかであろう。さらに、よく知られているフィーチャーは、本発明を不明瞭にしないために、割愛または簡易化されていてもよい。

図１を参照して、本発明のいくつかの実施形態に従う切削工具１０の分解図を示す。切削工具１０は、長手方向ならびに長手方向における前方方向および後方方向を規定する縦軸Ａを有し、切削ヘッド１２およびシャンク１４を備える。切削作業の間、切削工具１０は、縦軸Ａの周りを切削回転方向Ｒ１に回転する。切削ヘッド１２は、切削部分１６および切削部分１６から後方方向に延びるヘッド締付部分１８を備える。シャンク１４は、その後端部における工具ホルダー内に固定するための取付部分２０、およびシャンク１４の前端部２４から前方方向に延びる工具締付部分２２を備える。本発明のいくつかの実施形態に従って、ヘッド締付部分１８は雌連結部材２６を備え、および工具締付部分２２は対応する雄連結部材２８を備える。

さらに図２から図４に注目して、本発明の実施形態に従う雄連結部材２８を示す。雄連結部材２８は、長手方向に延びる３つの支持表面３２を有する円周方向に連続する周囲表面３０を有する。表面凹部３４は、支持表面３２の各対の間に延びる。軸Ａに垂直に支持表面３２および表面凹部３４を通って取った任意の横断面図において、支持表面３２は、表面凹部３４よりも、半径方向において軸Ａから遠い。支持表面３２は、第１直径Ｄ１を有する共通第１円筒表面の表面に位置する。

雄連結部材２８は、長手方向における２つの先端、すなわち、後方先端３６および前方先端３８を有する。後方先端３６は、シャンク１４の前方に面する前面４０から前方に突出しており、および雄連結部材２８の前方先端３８は、雄連結部材２８の自由端に位置する。各先端には、パイロット部材４２が存在する。支持表面３２および表面凹部３４は、パイロット部材４２間に位置する。パイロット部材４２は、円筒形状であり、第２直径Ｄ２を有する共通第２円筒表面上に位置する。第２直径Ｄ２は、第１直径Ｄ１よりも小さい。雄連結部材２８は、２つの雄トルク伝達部材４４を有する。雄トルク伝達部材４４は、雄連結部材２８の後方先端３６に位置するパイロット部材４２から突出する突出部材であってもよい。雄トルク伝達部材４４は、シャンク１４の前面４０から突出していてもよい。雄トルク伝達部材４４は、着脱可能な部材であってもよく、および雄連結部材２８に対してネジ４６によって固定されていてもよい。いくつかの実施形態に従って、雄トルク伝達部材４４は、雄連結部材２８の不可欠部分であってもよい。

支持表面３２と、隣接する表面凹部３４と、の間の円滑な移行を作り出すために、支持表面３２は、図４に示される移行表面４８によって、隣接する表面凹部３４と合併してもよい。移行表面４８は、例えば円筒のセグメントとして形成されていてもよい。

ここで、図５から図８に注目して、本発明の実施形態に従う雌連結部材２６を示す。雌連結部材２６は、連続的な穴壁５２を有する受け入れ穴５０を有する。穴壁５２は、長手方向に延びる３つの支持壁５４を有する。壁凹部５６は、支持壁５４の各対の間に延びる。軸Ａに垂直に支持壁５４および壁凹部５６を通って取った任意の横断面図において、支持壁５４は、壁凹部５６よりも、半径方向において軸Ａに近い。支持壁５４は、第３直径Ｄ３を有する共通第３円筒表面の表面に位置する。第３直径Ｄ３は、第１直径Ｄ１よりも小さい。さらに、第３直径Ｄ３は、第２直径Ｄ２よりも大きい。したがって、以下の関係が適用できる：Ｄ２＜Ｄ３＜Ｄ１。雌連結部材２６は、２つの雌トルク伝達部材５８を有する。雌トルク伝達部材５８は、雌締付部材２６および雄締付部材２８の互いに関する相対的回転を防止するための停止表面６０に雄トルク伝達部材４４を受け入れて係合するための周囲に離間して配置された１対のトルク伝達凹部であってもよい。雌トルク伝達部材５８は、切削ヘッド１２の後方に面する後面６２に隣接して位置する。切削ヘッド１２の後面６２は、したがって、その中に形成され受け入れ穴５０と連通する非円形の開口部８０を有していてもよい。非円形の開口部８０は、中央領域の反対側に周囲に離間して配置された雌トルク伝達部材５８に接続される中央領域を含んでいてもよい。それらの形状および位置に起因して、雌トルク伝達部材５８は、後方に面する後面６２の薄いウェブ部分７８に隣接して位置する。

支持壁５４と、隣接する壁凹部５６と、の間の円滑な移行を生み出すために、支持壁５４は、図８に示されるように、移行壁６４によって、隣接する壁凹部５６と合併してもよい。移行壁６４は、例えば、円筒のセグメントとして形成されていてもよい。

ここで、図９から図１３に注目して、切削工具１０の組み立てを説明する。切削工具１０は、まず、図１０に示されるように、解放位置において、雄連結部材２８を雌連結部材２６に挿入することによって組み立てられる。解放位置において、支持表面３２は壁凹部５６に対向して位置しており、および図１１に示されるように、雄トルク伝達部材４４は、雌トルク伝達部材５８内に位置しているが、停止表面６０と係合していない。支持表面３２および壁凹部５６は、解放位置において互いと係合しないことを保証するように寸法付けられている。

雄連結部材２８は、雌連結部材２６に関して縦軸Ａの周りにロック回転方向Ｒ２にこれを回転させることによって、解放位置からロック位置に回転させられる。ロック位置において、支持表面３２は、図１２に示されるように、支持壁５４に当接して、雌連結部材２６および雄連結部材２８の自己締付を提供する。自己締付は、Ｄ３がＤ１よりも小さいという事実に起因して生み出される支持表面３２と支持壁５４との間の摩擦によって提供される。ロック位置において、雄トルク伝達部材４４は、図１３に示されるように、雌トルク伝達部材５８の停止表面６０と係合し、これによって、雌連結部材２６および雄連結部材２８のさらなる相対的回転が防止される。雄連結部材２８のロック回転方向Ｒ２は、切削作業の間における切削工具１０の切削回転方向Ｒ１と同方向である。したがって、切削作業の間における切削工具１０の回転は、ロック力を維持する。切削工具１０の分解は、雄連結部材２８を、雌連結部材２６に対してロック回転方向Ｒ２と反対の方向にロック位置から解放位置へ回転させることによって行われる。

図１０から、解放位置において、支持表面３２と支持壁５４との間に接触が無いことは明らかである。したがって、解放位置において、パイロット部材４２は、雌連結部材２６および雄連結部材２８を整列させて、これらを同軸に保持する助けとなる。また、雄連結部材２８の前方先端３８におけるパイロット部材４２は、切削工具１０の組立の間、雄連結部材２８を雌連結部材２６内に案内する助けとなる。

雌連結部材２６は、ある程度の弾性を有する。これはＤ３がＤｌよりも小さいために必要であり、および雄連結部材２８をロック位置において受け入れ穴５０内に収容するために、雌連結部材２６は拡張可能でなければならない。円周方向に連続する穴壁５２に位置する雌連結部材２６の支持壁５４を有することは、非連続的な壁に位置する支持壁を有する締付機構よりも有利である。円周方向に連続する穴壁５２は、閉じられた構造によって、非連続的な壁よりも大きな強さを提供し、および雌連結部材２６の有効寿命を増大させる。非連続的な壁に位置する支持壁は、それらの弾性（およびその結果としてそれらの締付能力）をより短時間に失う傾向がある。すなわち、非連続的な壁に位置する支持壁を有する雌連結部材は、切削工具の組み立ておよび分解に関して、本発明に従う雌連結部材２６と比較して、使用されることのできる回数が少ない。

本発明において、雌締付部材２６の支持壁５４によって規定される直径Ｄ３は雄締付部材２８の支持表面３２によって規定される直径Ｄ１よりも小さくはあるが、雄締付部材２８の雌締付部材２６への挿入は、「収縮嵌合」型の連結におけるような雌締付部材２６を拡張させるための加熱を伴うことなく、成し遂げることができることにも注意されたい。

本発明をある程度具体的に記載してきたが、以下に請求するような本発明の範囲を逸脱することなく、様々な変更および修正を行うことができることは理解されよう。

Claims (9)

1. 前方方向および後方方向を規定する縦軸（Ａ）を有する切削工具（１０）であって：
   切削部分（１６）および切削部分（１６）から後方方向に延びるヘッド締付部分（１８）を備える切削ヘッド（１２）；
   工具ホルダー内に固定するための取付部分およびシャンク（１４）の前端部から前方方向に延びる工具締付部分（２２）を備えるシャンク（１４）；
   を備え、
   ヘッド締付部分（１８）は雄連結部材または雌連結部材（２８, ２６）を備え、および工具締付部分（２２）は対応する雌連結部材または雄連結部材（２６, ２８）を備え；
   雄連結部材（２８）は、長手方向に延びる少なくとも２つの支持表面（３２）を有し該支持表面（３２）間に表面凹部（３４）が延在する円周方向に連続する周囲表面（３０）を備え、ここで、支持表面（３２）は、第１直径Ｄｌを有する共通第１円筒表面の表面に位置し；
   雌連結部材（２６）は、長手方向に延びる少なくとも２つの支持壁（５４）を備え該支持壁（５４）間に壁凹部（５６）が延在する円周方向に連続する穴壁（５２）を有する受け入れ穴（５０）を備え、ここで、支持壁（５４）は第３直径Ｄ３を有する共通第３円筒表面の表面に位置し、ここで、Ｄ３＜Ｄ１であり；
   雄連結部材（２８）は、支持表面（３２）がその中で壁凹部（５６）に対向して位置する解放位置へ、雌連結部材（２６）内に挿入可能であり、およびそこから、縦軸（Ａ）の周りを支持表面（３２）が支持壁（５４）と当接するロック位置内へ回転可能であり、支持表面（３２）が支持壁（５４）と当接することによって雄連結部材および雌連結部材（２６）の自己締付を提供することを特徴とする切削工具（１０）。
2. 雄連結部材（２８）の周囲表面（３０）は、雄連結部材（２８）の先端に位置するパイロット部材を含み、該パイロット部材間に支持表面（３２）および表面凹部（３４）が位置し；ここで、パイロット部材は、第２直径Ｄ２を有する共通第２円筒表面上に位置する円筒形状であり、ここで、Ｄ２＜Ｄ３＜Ｄ１であることを特徴とする請求項１に記載の切削工具（１０）。
3. 雄連結部材（２８）は雄トルク伝達部材（４４）を含み、および雌連結部材（２６）は雌トルク伝達部材（５８）を含むことを特徴とする請求項１に記載の切削工具（１０）。
4. 雄トルク伝達部材（４４）はパイロット部材（４２）のうちの１つから突出する突出部材を含み、および雌トルク伝達部材（５８）は雄トルク伝達部材（４４）を受け入れて係合するためのトルク伝達凹部を含むことを特徴とする請求項３に記載の切削工具（１０）。
5. 雄トルク伝達部材（４４）は雄連結部材（２８）の不可欠部分であることを特徴とする請求項４に記載の切削工具（１０）。
6. 雄トルク伝達部材（４４）は雄連結部材（２８）の非不可欠部分であり、およびネジ（４６）によって雄連結部材（２８）に固定されていることを特徴とする請求項４に記載の切削工具（１０）。
7. 支持壁（５４）は、円筒のセグメントとして形成された移行壁（６４）によって、隣接する壁凹部（５６）と合併することを特徴とする請求項１に記載の切削工具（１０）。
8. 支持表面（３２)は、円筒のセグメントとして形成された移行表面（４８）によって、隣接する表面凹部（３４）と合併することを特徴とする請求項１に記載の切削工具（１０）。
9. 雄連結部材（２８）は、雌連結部材（２６）の穴を拡張させるための加熱を伴うことなく、雌連結部材（２６）内に挿入可能であることを特徴とする請求項１に記載の切削工具（１０）。

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