JP6185569B2

JP6185569B2 - ねじ込み式器具用の器具レセプタクル

Info

Publication number: JP6185569B2
Application number: JP2015514391A
Authority: JP
Inventors: ハイマー，フランツ
Original assignee: フランツハイマーマシーネンバウカーゲー
Priority date: 2012-05-29
Filing date: 2013-04-18
Publication date: 2017-08-23
Anticipated expiration: 2033-04-18
Also published as: JP2015527210A; CN104349858A; WO2013178401A1; CN104349858B; US9901988B2; EP2855058B1; DE102012104606A1; DE102012104606B4; US20150151365A1; EP2855058A1

Description

本発明は、ねじ込み式器具用の器具レセプタクル、並びに、ねじ込み式器具及びそのような器具レセプタクルを具備した器具構成に関するものである。（注：レセプタクル(receptacle)とは、器具を受け入れるための受入れ（側）部材のこと）

ねじ込み式器具用に意図された器具レセプタクルは、既に知られており、そのような器具レセプタクルでは、概して円筒状の本体は受入れ開口を含んでおり、その受入れ開口は、ねじ込み式器具の対応する外側接触面に対する円錐状の内側支持面を有している。ねじ込み式器具の対応する外側ねじと係合するための内側ねじは、通常、前記本体に設けられている。円錐形の支持又は接触面によるセンタリング（芯出し）の後で、ねじ込み式器具の外側ねじと、器具レセプタクルの関連する内側ねじとの間で半径方向の補償は可能ではないため、外側ねじ及び内側ねじ間での軸方向のずれ（オフセット）を回避するために、器具レセプタクルとそれに対応するねじ込み式器具とは高い精度で製造されなければならない。そのようなオフセットは、クランプ時（取付け時）に歪みを生じさせることがあり、器具間の同心性エラーを生じさせることがある。偏心した負荷は、同心特性の悪化に加えて、ねじの損傷をもたらし得る。このことは、一般にカーバイド又はその他の硬質材料からなるねじ込み式器具にとって特に重大なことである、というのも、これら器具への偏心荷重は、比較的早く損傷をもたらし得るからである。

（特になし）

本発明は、ねじが保護されると共に高い同心精度での取付けが可能である、ねじ込み式器具用の器具レセプタクル、並びに、ねじ込み式器具及びそのような器具レセプタクルを備えた器具構成(tool arrangement)を製作することの問題点（課題）に対処するものである。

上記の課題は、請求項１の特徴を持った器具レセプタクル、及び、請求項１５の特徴を持った器具構成によって解決される。本発明の合目的的な改良および有利な実施形態は、従属請求項の主題となる。

本発明に従う器具レセプタクルにはインサートが設けられており、当該インサートは、本体の縦軸（長手方向の中心軸）に対し横断方向に移動可能であり、本体に対して回転しないように固定され、当該インサート上には、ねじ込み式器具の対応する対ねじ(mating thread)と係合するねじが据え付けられている。例えば、前記（器具レセプタクルに据え付けられた）ねじと前記対ねじとが正確に整列（整合）しない場合でも、器具レセプタクルに据え付けられたねじは、ねじ込み式器具の対ねじと適合することができ、同心精度の減少やねじの損傷が回避され得る。インサートは、本体に対して固定的に配置されるものではなく浮動的であり、その結果、半径方向補正の可能性を提供する。このことは特に、カーバイド(carbide)製のねじ込み式器具が使用される場合に有利である、というのも、特にねじ部において脆い素材を破壊する危険性が前述の補正可能性によって低減されるからである。

特に好ましい実施形態では、インサートは、器具レセプタクルの本体内に半径方向の遊びを伴って配置される。それ故、ねじ込み式器具のねじと、当該器具レセプタクルの対応する対ねじ(mating thread)との間であり得るオフセット（ずれ）を補正するために、前記インサートは半径方向移動または傾動をすることができる。インサートと本体との間には、少なくとも１つの減衰要素が提供され得る。よって、本体内でのインサートの半径方向移動または傾動は減衰され得る。更に、器具レセプタクル及びねじ込み式器具間での振動の伝達もまた、前記減衰要素によって低減される。

前記本体内でのインサートの回転固定構成について、インサートは、本体に対する形状適合性結合を持つことができる。これは、スプライン構成、セレーション、多角形の輪郭のような定型的な形状によって、又は、フェザーキー(feather key)、スライドキー、もしくは交差ピンのような追加要素によって達成され得る。

簡単だが好ましい実施形態では、前記形状適合性結合は、本体の横断孔およびインサートの横断孔を貫通する交差ピンによって達成され得る。本体内でのインサートの移動可能性（可動性）は、交差ピンの外径（外直径）よりも大きいインサートの横断孔の内径（内直径）によって保証され得る。交差ピンの移動可能性はまた、交差ピンの径（直径）よりも大きい本体の孔によって保証され得る。

別の形状適合性結合は、インサートが、本体の内側輪郭との形状適合的な係合のために多角形として形成された外側輪郭を有することによっても達成し得る。インサートは、例えば外側の六角形として構成された外側輪郭を持つことができ、内側の六角形の形状をした本体の内側輪郭内に僅かな半径方向の遊びを伴って配置され得る。

別の有利な実施形態では、前記本体の受入れ領域は、複数の円錐支持面を有する。器具レセプタクル内でのねじ込み式器具の改善されたサポート（支持）及びガイドは、このようにして達成され得る。例えば、本体の受入れ領域は、ねじ込み式器具の第１の接触面に対応して前記本体のフロント側端面に配設された第１の円錐支持面、及び、ねじ込み式器具の第２の接触面に対応して前記本体の内部に配設された第２の円錐支持面を有し得る。二つの円錐接触面は、同一の又は異なる円錐角を持ち得る。このことは単純生産を可能にするが、種々の目的（例えば良好な半径方向の芯出しや良好な軸方向支持）に合わせて円錐接触面を設計すること、及び、該表面を異なる設計条件に単に調節することも可能にする。

器具ヘッドに隣接するところのねじ込み式器具の第１の円錐接触面、及び、本体の端面上の対応する第１の円錐支持面は、好ましくは相対的に大きな円錐角を持つ。１４０°〜１７９°（好ましくは１７０°）が好ましいことが判明している。好ましい構成において、ねじ込み式器具の第２の円錐接触面はこの面に隣接し、それに対応する本体の第２の円錐支持面は前記第１の円錐支持面に隣接する。この第２の接触面、及び、対応する第２の支持面は、１°〜４０°（好ましくは１０°）という相対的に小さな円錐角を有することが好ましい。但し、例えば二つの円錐面間に円筒状の中間領域を設けることも可能である。二つの異なる円錐角を有する説明されたタイプのダブル円錐は次のような利点を有する。即ち、小さな円錐角が器具レセプタクル内でのねじ込み式器具の良好な芯出し（センタリング）を可能にし、大きな円錐角が追加の芯出し（センタリング）を許容する、ただし、器具レセプタクルでの力の拡散を減らした状態で。加えて、第１の円錐接触面は器具の剛性を高める、というのも、器具は半径方向の応力下ではスライドすることができないからである。

ねじ込み式器具のねじに対応する対ねじは、好ましくは内側ねじとして設計される。しかしながら、ねじ込み式器具の対応する内側ねじとの係合用の外側ねじとして設計することも可能である。ねじ込み式器具のねじは、Ｖ（字）型のねじ、台形型のねじ、方形のねじ、丸型のねじ、のこ歯ねじ等として形成され得る。

インサートは、前記本体内に完全に収められる短いスリーブとして構成されることができ、又は、インサートは、前記本体のリヤ側端面から突出すると共に、前記対ねじ（１６）と対向するリヤ側端部において、前記本体のリヤ側端部と接触するための環状の肩部を有することもできる。

本発明の追加の詳細及び利点は、図面を参照した好ましい実施形態に関する次の説明から明らかとなるであろう。

図１は、縦断面において、器具レセプタクル及びねじ込み式器具を有する器具構成の第１実施形態を示す。図２は、図１のＩ−Ｉ線での断面を示す。図３は、縦断面において、器具レセプタクル及びねじ込み式器具を有する器具構成の第２実施形態を示す。図４は、図３のＩ−Ｉ線での断面を示す。

図１及び図３は、ねじ込み式器具１及びそれと関連する器具レセプタクル２を有する器具構成の二つの実施形態を縦断面にて示す。ねじ込み式器具１は、例えば、ミルカッター(mill cutter)のように構成された器具ヘッド３と、リヤ（後部）に向けて下るにつれて円錐状にテイパー（先細り）となる器具シャンク４と、ここでは外側ねじとして構成されたねじ６を伴う円柱状のマウントピン５とを有している。

器具ヘッド３とマウントピン５との間には、器具レセプタクル２の対応する第１の円錐支持面８に対する第１の円錐接触面７と、器具レセプタクル２の内部にある第２の円錐支持面１０に対する第２の円錐接触面９とが存在する。かくして、二重の円錐を介して、ねじ込み式器具１は器具レセプタクル２の内部に支持されると共にガイドされ、このことは、センタリング（芯出し）を改善し支持効果を高めることに役立つ。

器具ヘッド３の外側には、その外面を横切って分配された複数のレンチ面(wrench face)が存在し、それらは当該ねじ込み式器具１を器具レセプタクル２内にねじ込むために使用される。なお、レンチ面１１は自動工具交換にも使用され得る。

ねじ込み式器具１と関連する器具レセプタクル２は、この場合、貫通開口１２を具備した中空な円筒状の本体１３を含んでおり、その本体１３は、該本体１３のフロント側端面にある第１の円錐支持面８および該本体１３の内部にある第２の円錐支持面１０を伴ったフロント側受入れ領域１４を有している。本体１３にはインサート１５が配置されており、そのインサート１５は、ねじ込み式器具１のねじ６と合致すると共にこの場合には内側ねじとして構成された対ねじ(mating thread)１６を有している。インサート１５は、本体１３の縦軸（長手方向の中心軸）１７を横切る所定の遊びを伴って移動可能であるように本体１３内に配置される。

器具レセプタクル２は、一体的に構成されてもよく、機械のスピンドル（軸部）との結合のためにインターフェイスを持つこともできる。但し、器具レセプタクルはまた、追加の器具レセプタクルに取り付けられる延長部材またはアダプタ片の形態で設計されてもよい。

図１及び図２に示す実施形態では、インサート１５は、本体１３の貫通開口１２の内側に半径方向の遊びを伴って配置されると共に、交差ピン１８によって本体１３に対して固定されている。インサート１５は、環状の断面形状を持つスリーブ（筒状部材）として設計されている。本体１３の貫通開口１２もまた、円形状の断面を有するが、インサート１５の外径よりも幾分大きな内径を持っている。

スリーブ状のインサート１５は、そのフロント部において、内側ねじとして構成された対ねじ１６を有するねじ付き孔として設計された軸孔１９を含む。スリーブ状インサート１５のねじ無しリヤ部には、交差ピン１８用の内側横断孔２０が設けられている。交差ピン１８は、本体１３の連続した外側横断孔２１およびインサート１５の内側横断孔２０を通って延びている。交差ピン１８が、本体１３を通して延びる外側横断孔２１内に固定的に取り付けられると、インサート１５の内側横断孔２０と交差ピン１８との間に遊びが提供され、その結果、インサート１５は、本体１３内において僅かに半径方向移動または僅かに傾動することができるが、しかしそれにもかかわらず本体１３に対する回動を止めて固定される。よって、インサート１５は、ねじ込み式器具１のねじ込み動作時に回転せず、少しだけ半径方向に動く又は傾くことができ、従ってねじ込み式器具１のねじ６に適合する。

図３及び図４に示す実施形態では、本体１３内でその縦軸に対して横断的に移動可能なインサート１５は、本体１３のリヤ側端面から突出しており、対ねじ１６の反対側の端部において、リヤ側端面に接触する環状の肩部２２を有している。この環状の肩部２２のために、ねじ込み式器具１がねじ込まれながらも、インサートは、ねじ込み式器具１に向かうフロント側に向かって引っ張り出されることが防止され得る。加えて、図示しないロックリング、あるいは、インサートがリヤの外へ向けて落下するのを防止するその他の固定要素を、本体１３内に配置することもできる。図３に見て取れる上側及び下側の減衰要素２３が、インサート１５と本体１３との間に配置されている。システム全体の振動のみならず、本体１３内におけるインサート１５の横方向（横断方向）の移動は、例えばＯ−リングとして設計された減衰要素２３によって減衰され得る。

図３に示されたインサート１５はまた、ねじと反対側のインサート端部において、例えば、例えば、ねじ着（螺着）、接着、圧入あるいは他の適切な連結手法によって本体１３に固定的に連結されてもよい。そのような設計においては、環状の肩部２２の使用は必ずしも必要ではなく、インサート１５は本体１３の外に突出しないことが必要である。これらの場合、インサート１５は、弾性曲げによる半径方向の可動性を保証するに十分な長さを持つことだけを必要とする。それ故、追加的な回転防止の保護は、省略され得る。

図４によれば、図３に示されたインサート１５は、内部六角形として構成された本体の内側輪郭２５とピッタリと係合するための外部六角形として構成された外側輪郭２４を有している。内側輪郭２５は、外側輪郭２４よりも幾分大きな寸法を有し、その結果ここでもまた、インサート１５は、半径方向に移動可能であるように本体１３内配置されているが、本体１３に対する回転に抗する形で固定されている。

図１〜４に示す実施形態では、ねじ込み式器具１のねじ６、及び、器具レセプタクル２側の関連する対ねじ１６は、Ｖ（字）型のねじとして構成されている。ネジ６及びその対応する対ねじ１６は、台形型のねじ、方形のねじ、丸型のねじ、又は、のこ歯ねじ等として構成されてもよい。

図１及び図３から明らかなことは、ねじ込み式器具１の器具ヘッド３に隣接する第１の円錐接触面７、及び、本体１３の端面上の関連する第１の円錐支持面８は、好ましくは相対的に大きな円錐角（度）を持つ。１４０°〜１７９°（好ましくは１７０°）の円錐角が好ましいことがわかっている。第２の円錐接触面９は、当該ねじ込み式器具の第１の接触面７に隣接する。そして、第２の円錐接触面９と関連する第２の円錐支持面１０はまた、本体１３の第１の支持面８に隣接する。この第２の接触面９、及び、対応する第２の支持面１０は好ましくは、１°〜４０°（好ましくは１０°）の相対的に小さな円錐角を有している。

Claims

インサートに対しねじ込まれるねじ込み式器具（１）であると共に、第１の円錐接触面（７）及び第２の円錐接触面（９）を有してなるねじ込み式器具（１）用の器具レセプタクル（２）であって、
当該器具レセプタクルは本体（１３）を有し、その本体（１３）は、前記ねじ込み式器具（１）を受け入れるための受入れ領域（１４）を有しており、
前記受入れ領域（１４）は、前記ねじ込み式器具（１）の第１の円錐接触面（７）に対応して前記本体（１３）のフロント側端面に配設された第１の円錐支持面（８）、及び、前記ねじ込み式器具（１）の第２の円錐接触面（９）に対応して前記本体（１３）の内部に配設された第２の円錐支持面（１０）を有しており、
前記第１の円錐接触面（７）及びそれに対応する前記第１の円錐支持面（８）は、１４０°〜１７９°の円錐角を有し、
前記第２の円錐接触面（９）及びそれに対応する前記第２の円錐支持面（１０）は、１°〜４０°の円錐角を有しており、
前記本体（１３）内にはインサート（１５）が配置されており、前記インサートは、前記本体（１３）の縦軸（１７）に対し横断方向に移動可能であると共に、前記本体（１３）に対して回転しないように固定され、更に、前記ねじ込み式器具（１）のねじ（６）に対応する対ねじ（１６）を有する、ことを特徴とする器具レセプタクル。
前記インサート（１５）の対ねじ（１６）は、前記ねじ込み式器具（１）上に外側ねじとして構成されたねじ（６）を受け入れるための内側ねじとして構成されており、
少なくとも前記ねじ込み式器具のねじ（６）の領域において、前記インサート（１５）は、当該器具レセプタクル（２）の本体（１３）内に半径方向の遊びを伴って配置されている、ことを特徴とする請求項１に記載の器具レセプタクル。
前記インサート（１５）と前記本体（１３）との間には、本体（１３）内でのインサート（１５）の横断方向の動きを減衰するための、且つ、インサート（１５）及び本体（１３）間の振動を減衰するための、少なくとも１つの減衰要素（２３）が配置されている、ことを特徴とする請求項１又は２に記載の器具レセプタクル。
前記インサート（１５）は、形状適合性結合（１８；24,25）を介して当該器具レセプタクルに結合されている、ことを特徴とする請求項１〜３のいずれか一項に記載の器具レセプタクル。
前記形状適合性結合は、前記本体（１３）の横断孔（２１）及び前記インサート（１５）の横断孔（２０）に挿通された交差ピン（１８）を介して達成される、ことを特徴とする請求項４に記載の器具レセプタクル。
前記インサート（１５）における又は前記本体（１３）における横断孔の内径は、前記交差ピン（１８）の外径よりも大きい、ことを特徴とする請求項５に記載の器具レセプタクル。
前記インサート（１５）は、前記本体（１３）の対応する内側輪郭（２５）と形状適合的に係合するための外側輪郭（２４）を有する、ことを特徴とする請求項４に記載の器具レセプタクル。
前記インサート（１５）は、外側六角形として構成された外側輪郭（２４）を有すると共に、前記本体（１３）の内側六角形として構成された内側輪郭（２５）内に僅かな半径方向の遊びを伴って配置されている、ことを特徴とする請求項７に記載の器具レセプタクル。
前記インサート（１５）上の対ねじ（１６）は、ねじ込み式器具（１）上に外側ねじとして構成されたねじ（６）を受け入れるための内側ねじとして構成されている、ことを特徴とする請求項１に記載の器具レセプタクル。
前記対ねじ（１６）は、Ｖ字型のねじ、台形型のねじ、丸型のねじ、又は、のこ歯ねじとして構成されている、ことを特徴とする請求項１〜９のいずれか一項に記載の器具レセプタクル。
前記インサート（１５）は、前記本体（１３）内に完全に収められる相対的に短尺なスリーブとして構成されており、若しくは、前記インサート（１５）は、前記本体（１３）のリヤ側端面から突出すると共に、前記対ねじ（１６）から離れたリヤ側端部において、前記本体（１３）のリヤ側端部と接触するための環状の肩部（２２）を有しており、
又は、
前記インサート（１５）は、前記本体（１３）内に完全に収められる相対的に長尺な部材として構成されており、当該インサート（１５）は、前記ねじとは反対側の領域において前記本体（１３）に対し、螺着、接着もしくは他の適切な結合手段によって固定的に連結されている、
ことを特徴とする請求項１〜１０のいずれか一項に記載の器具レセプタクル。
器具レセプタクル（２）及びねじ込み式器具（１）を有し、前記ねじ込み式器具（１）が、前記器具レセプタクル（２）の円錐支持面（８，１０）と接触するための第１の円錐接触面（７）及び第２の円錐接触面（９）を有してなる、器具構成において、
前記器具レセプタクル（２）は、請求項１〜１１のいずれか一項に記載の器具レセプタクルである、ことを特徴とする器具構成。