JP7142038B2 - 拘束的かつ解放不能な部材を有する工具保持具、その製造及び組立て方法、並びに切削工具 - Google Patents

Description

本出願の主題は、一般に、工具保持システムに関し、特に、拘束的かつ解放不能に係合される部品を有するそのような工具保持システムに関し、さらに特に、付加製造によって製造されるそのような部品に関する。

工具保持システムは、その中に切削インサートを締め付けて受け入れるための締め付け孔を有する締め付け部を備えることができる。典型的には、回転切削工具では、締め付け孔は、内向きの半径方向変位（すなわち、直径収縮）を受ける締め付けスリーブ内に形成され、それによって、締め付け孔内に配置された切削インサートを締め付け係合する。半径方向内向きの変位は、締め付けナットなどの締め付け部材によって作動させることができる。

いくつかのそのような工具保持システムでは、上記直径収縮は、締め付け部材の締め付けによって半径方向内向きに付勢される偏心面を締め付けスリーブ上に設けることによって達成することができる。

いくつかの他のそのような工具保持システムでは、締め付けスリーブは、円錐コレット、例えば、標準的なＥＲコレットによって形成することができる。このような工具保持システムの例は、例えば、米国特許第４，６９９，３８８号明細書及び米国特許第８，１１８，３１２号明細書に開示されている。任意選択的に、コレットの正確な位置合わせを可能にするために、コレットは、締め付けナットに回転可能に接続された環状コレットリングに着脱可能に接続することができる。このような工具保持システムの例は、例えば、米国特許第５，５２２，６０５号明細書及び米国特許第５，９１１，４２１号明細書に開示されており、これらの先行技術では、コレットリングは、ボールベアリングを介して締め付けナットに回転可能に接続されている。

米国特許第４，６９９，３８８号明細書 米国特許第８，１１８，３１２号明細書 米国特許第５，５２２，６０５号明細書 米国特許第５，９１１，４２１号明細書

本出願の主題の目的は、新規で改良された工具保持システムを提供することである。

本出願の主題の別の目的は、互いに拘束的かつ解放不能に係合される内側及び外側連結部材を有する工具保持システムを提供することである。

本出願の主題のさらに別の目的は、新規で改良された切削工具を提供することである。

本出願の主題のさらに別の目的は、工具保持システムの新規かつ改良された製造及び組立て方法を提供することである。

本出願の主題の第１の態様によれば、対向する前後方向を画定する工具保持システム中心軸を有する工具保持システムであって、
切削インサートを締め付けて受け入れるための締め付け孔を有する締め付けスリーブ部の少なくとも一部を形成する一体形成されたワンピースの内側連結部材であって、上記締め付け孔は上記工具保持システムの前端に開口し、上記内側連結部材は、半径方向外向きに面する第１の係合面を有する一体形成されたワンピースの内側連結部材、及び
半径方向内向きの第２の係合面を有する一体形成されたワンピースの外側連結部材
を含む締め付け部と、
上記内側連結部材及び外側連結部材の一方に接続された取付け部と
を含み、
上記外側連結部材は、上記内側連結部材の少なくとも一部の周りに円周方向に配置され、上記第１の係合面は、上記第２の係合面に面し、
上記内側及び外側連結部材は、互いに拘束的かつ解放不能に係合され、
上記第１及び第２の係合面は、上記内側及び外側連結部材をロック位置と解放位置との間で調整するために、互いに対して摺動可能に変位可能である工具保持システムが提供される。

本出願の主題の第２の態様によれば、
上述したタイプの工具保持システムと、
上記締め付け孔内に配置され、そこに締め付け係合される切削インサートと
を含む切削工具が提供される。

本出願の主題の第３の態様によれば、上述のタイプの工具保持システムの製造及び組立て方法であって、
上記取付け部を製造する工程と、
付加製造プロセスを用いて、締め付けヘッド部を製造する工程であって、この締め付けヘッド部は、
上記内側及び外側連結部材、
この内側連結部材と外側連結部材とを接続する少なくとも１つの接続部分、
上記内側及び外側連結部材と上記少なくとも１つの接続部分とによって境界付けられた環状の分離キャビティ、並びに
上記締め付けヘッド部の少なくとも締め付けヘッド前端面に開口する締め付けヘッド孔を含む工程と、
上記締め付けヘッド部を上記内側及び外側連結部材に分離する工程と、
上記締め付けヘッド部を上記取付け部に接続する工程と
を備える方法が提供される。

上記は概要であり、以下に記載される特徴は、本出願の主題に任意の組み合わせで適用可能であり得、例えば、以下の特徴のいずれかが、当該工具保持システム又は切削工具、又は製造及び組立て方法に適用可能であり得ることが理解される。

上記第１及び第２の係合面は、工具保持システム中心軸の周りに円周方向に延在することができる。第１及び第２の係合面は、工具保持システム中心軸の周りで円周方向に互いに対して摺動可能に変位可能であることができる。

上記第１及び第２の係合面は、周方向に互いに対して５０°以下だけ摺動可能に変位可能であることができる。

上記第１の係合面は、その中に窪んだ少なくとも１つの係合凹部を含むことができる。上記第２の係合面は、そこから突出する少なくとも１つの係合突起を備えることができる。各係合突起は、それぞれの係合凹部内に配置することができる。

上記少なくとも１つの係合突起は、少なくとも１つの軸方向突起列に配置された複数の角度的に離間した係合突起を含むことができる。上記少なくとも１つの係合凹部は、少なくとも１つの軸方向凹部列に配置された複数の角度的に離間した係合凹部を含むことができる。

各係合凹部は、中央凹部底面を含むことができる。各凹部底面は、凹部クリアランス面と、円周方向にそれに隣接する凹部当接面とを含むことができる。凹部当接面は、凹部クリアランス面よりも工具保持システム中心軸から遠くに配置することができる。

各係合突起は、中央突起上面を含むことができる。各突起上面は、工具保持システム中心軸から一定の半径方向距離を有することができる。

上記第１の係合面は、そこから突出する少なくとも１つの係合突起を備えることができる。第２の係合面は、その中に窪んだ少なくとも１つの係合凹部を備えることができる。各係合突起は、それぞれの係合凹部内に配置することができる。

上記第１の係合面は、内側連結部材上に配置され、半径方向外向きに面することができる。上記第２の係合面は、外側連結部材上に配置され、半径方向内側に面することができる。

上記外側連結部材は、締め付けナットを形成することができる。

上記内側連結部材は、取付け部と一体的に接続され、ワンピース構造を有する工具本体を形成することができる。

上記外側連結部材は、半径方向内向きの外側ネジ部を含むことができる。取付け部は、半径方向外側に面する取り付けネジ部を含むことができる。外側ネジ部は、取り付けネジ部にねじ式に係合することができる。

上記内側連結部材は、締め付けスリーブ部全体を形成することができる。

上記内側連結部材は、摺動コレットリングを形成することができる。締め付けスリーブ部は、内側連結部材に取り外し可能に取り付けられたコレットをさらに備えることができる。締め付け孔はコレット内に配置することができる。

当該工具保持システムは、工具保持システムの前端に開口する少なくとも１つの冷却剤チャネルをさらに備えることができる。

各冷却剤チャネルは、内側連結部材内に形成され、その軸方向長さ全体にわたって延在することができる。

上記内側連結部材は、少なくとも１つの軸方向に延在する冷却剤リッジを含むことができる。各冷却剤チャネルは、冷却剤リッジ内に配置することができる。

上記第１の係合面は、複数の角度的に離間した係合凹部を含むことができる。円周方向に隣接する係合凹部の各対の部材は、それぞれの冷却剤リッジによって分離することができる。

上記内側連結部材は、内側連結部材の軸方向長さ全体に延在する冷却剤溝を備えることができる。各冷却剤チャネルは、冷却剤溝及び外側連結部材によって形成することができる。

各突起上面は、それぞれの凹部当接面に当接することができる。

当該方法は、上記分離キャビティを完全に閉じることができるように、内側及び外側結合部材を接続する正確に２つの接続部分を有するように締め付けヘッド部を製造する工程を備えることができる。

上記締め付けヘッド部を内側連結部材と外側連結部材とに分離する工程は、少なくとも１つの接続部分を除去する工程を備えることができる。

少なくとも１つの接続部分を除去する工程は、
ｉ）締め付けヘッド部において、分離キャビティに延在する分離溝を面溝形成する工程、又は
ｉｉ）締め付けヘッド部を分離キャビティに研削する工程、又は
ｉｉｉ）締め付けヘッド部において、分離キャビティに延在する分離溝を外部溝形成する工程、又は
ｉｖ）締め付けヘッド孔において、分離キャビティに延在する分離溝を内部溝形成する工程
を備えることができる。

当該方法は、非付加製造プロセスを用いて取付け部を製造する工程を含むことができる。

当該方法は、付加製造プロセスを用いて取付け部を製造する工程を含むことができる。

当該方法は、締め付けヘッド部を取付け部に直接付加製造することによって、締め付けヘッド部を取付け部に接続する工程を備えることができる。

当該方法は、単一の付加製造プロセスにおいて、取付け部と締め付けヘッド部とを一緒に製造することによって、締め付けヘッド部を取付け部に接続する工程を備えることができる。

当該方法は、取付け部と締め付けヘッド部とを別々に製造する工程を備えることができる。次に、締め付けヘッド部を取付け部に接続する。

当該方法は、さらに、
締め付けヘッド部を内側及び外側連結部材に分離した後に、コレットを内側連結部材に解放可能に取り付ける工程
を備えることができ、締め付けヘッド部を取付け部に接続する工程は、コレットを内側連結部材に解放可能に取り付けた後に、外側連結部材を取付け部にねじ式に取り付ける工程を備える。

本出願のより良い理解のために、また、それが実際にどのように実行され得るかを示すために、これより、添付の図面を参照する。

図１は、本出願の第１の実施形態による切削工具の斜視図である。 図２は、本出願の第１の実施形態による、部分的に切り取られた工具保持システムの斜視図である。 図３は、図２に示す内側連結部材の斜視図である。 図４は、図２に示された、部分的に切り取られた外側連結部材の斜視図である。 図５は、図２に示す工具保持システムの軸方向断面図である。 図６ａは、工具保持システムが解放位置にあるときの、図５のＶＩａ－ＶＩａ線に沿った軸方向に垂直な断面図である。 図６ｂは、工具保持システムがロック位置にあるときの図６ａの類似図である。 図７は、本出願の第１の実施形態による取付け部及び分離された締め付けヘッド部の斜視図である。 図８は、取付け部に接続された締め付けヘッド部の斜視図である。 図９は、分離前の内側及び外側連結部材を示す、部分的に切り取られた締め付けヘッド部の斜視図である。 図１０は、内側及び外側連結部材を分離した後の図９の類似図である。 図１１は、本出願の第２の実施形態による、部分的に切り取られた切削工具の斜視図である。 図１２は、本出願の第２の実施形態による、切欠断面を有する工具保持システムの締め付け部の斜視図である。 図１３は、図１２に示す内側連結部材の斜視図である。 図１４は、図１２に示された、部分的に切り取られた外側連結部材の斜視図である。 図１５は、図１２に示す締め付け部の正面図である。 図１６は、図１５のＸＶＩＩ－ＸＶＩＩ線に沿った断面図である。 図１７は、分離前の内側及び外側連結部材を示す、部分的に切り取られた締め付けヘッド部の斜視図である。 図１８は、「ＸＶＩＩＩ」によって示される図１７の詳細である。 図１９は、内側連結部材と外側連結部材とを分離した後の図１７の類似図である。

説明を簡単かつ明確にするために、図に示される要素は必ずしも一定の縮尺で描かれていないことが理解されるであろう。例えば、いくつかの要素の寸法は、明確にするために他の要素に対して誇張されてもよく、又はいくつかの物理的構成要素が、１つの機能ブロック又は機能要素に含まれてもよい。さらに、適切であると考えられる場合、参照番号は、対応する又は類似の要素を示すために、複数の図の間で繰り返され得る。

以下の説明では、本出願の主題の様々な態様を説明する。説明の目的のために、特定の構成及び詳細は、本出願の主題の完全な理解を提供するために十分に詳細に記載される。しかしながら、本出願の主題は、本明細書に提示される特定の構成及び詳細なしに実施できることも当業者には明らかであろう。

まず、本出願の一態様を示す、切屑除去のための切削工具２０、１２０を示す図１に注目する。図面に示されるこの非限定的な例では、切削工具２０、１２０は回転切削工具である。特に、この回転切削工具は、ドリル切削作業に適したドリル工具である。しかしながら、本出願の主題は、ドリルカッターのみに限定されるものではなく、例えば、フライス工具にも適用可能であるが、これに限定されるものではない。さらに、切削工具２０、１２０は、非回転切削工具（例えば、旋削工具）であり得るが、これに限定されない。切削工具２０、１２０は、工具長手方向軸Ｃを有する。本出願の主題のいくつかの実施形態によれば、切削工具２０、１２０は、工具長手方向軸Ｃの周りで回転方向Ｒに回転可能であることができる。切削工具２０、１２０は、工具保持システム２２、１２２を含む。切削工具２０、１２０はまた、工具保持システム２２、１２２に締め付け係合された切削インサート２４を含む。切削インサート２４は、金属切削作業を行うように設計され、その目的のために切刃（図示せず）を有する。図面に示されるこの非限定的な例では、切削インサート２４はドリルビットである。

次に、本出願の別の態様を示す工具保持システム２２、１２２を示す図２を参照する。工具保持システム２２、１２２は、工具保持システム中央軸Ａを有する。工具保持システム中央軸Ａは、対向する前方方向及び後方方向Ｄ_Ｆ、Ｄ_Ｒを規定する。本出願の主題のいくつかの実施形態によれば、工具保持システム中央軸Ａは、工具長手方向軸Ｃと共在する（一致する）ことができる。

なお、本明細書及び特許請求の範囲において、「前方」及び「後方」という用語の使用は、図５及び図１６において、それぞれ、工具保持システム中心軸Ａの左及び右に向かう方向の相対位置を指す。本開示において、「前方」は、切削工具２０、１２０の切削端に関連する。さらに、明細書及び特許請求の範囲において、「軸方向」及び「半径方向」という用語の使用は、特に断らない限り、工具保持システム中心軸Ａに関するものであることに留意されたい。

工具保持システム２２、１２２は、取付け部２６と、取付け部２６に接続された締め付け部２８とを含む。回転切削工具の場合、例えば、取付け部２６は、切削工具２０、１２０を回転させるために、トルク伝達システム（例えば、スピンドル。図示せず）に接続されるように設計される。

図２を参照すると、締め付け部２８は、一体的に形成されたワンピースの内側連結部材３６、１３６を含む。締め付け部２８はまた、一体的に形成されたワンピースの外側連結部材３８、１３８を含む。外側連結部材３８、１３８は、内側連結部材３６、１３６の少なくとも一部の周りに円周方向に配置されている。

取付け部２６は、内側及び外側連結部材３６、１３６；３８、１３８の一方に接続されている。本出願の主題の第１の実施形態によれば、内側連結部材３６は、取付け部２６と一体的に連結されて、ワンピース構造を有する工具本体３９を形成され得る。

ここで図３を参照すると、内側連結部材３６、１３６は、締め付け孔３２を含む締め付けスリーブ部３０の少なくとも一部を形成する。締め付け孔３２は、切削インサート２４を締め付けて受け入れるように設計されている。締め付け孔３２は、工具保持システム２２、１２２の前端３４に開口している。本出願の主題のいくつかの実施形態によれば、内側連結部材３６、１３６は、２つの対向する（前方及び後方）内側端面４０、４１と、それらの間に延在する内周面４２とを含むことができる。内周面４２は、工具保持システム中心軸Ａの周りに円周方向に延在することができる。内側連結部材３６、１３６は、少なくとも前方内側端面４０まで開口することができる内孔４４を含むことができる。内孔４４は、内孔壁面４６によって画定することができる。内側連結部材３６が取付け部２６と一体的に接続される構成において、後方内側端面４１は、取付け部２６が内側連結部材３６に合流する（すなわち、移行する）場所に位置する仮想表面であることに留意されたい。

本出願の主題の第１の実施形態によれば、内側連結部材３６は、締め付けスリーブ部３０全体を形成することができる。すなわち、締め付けスリーブ部３０は、内側連結部材３６を除く他の部分からは形成されていない。有利には、これは、２つの別個の部品のみを有する工具保持システム２２を提供し、追加の部品を用いて組立てる必要がない。このような構成では、内孔４４は、締め付け孔３２を形成することができる。内側連結部材３６は、その後端に内側基部４９を含むことができる。内側基部４９は、内側連結部材３６の最大半径方向寸法を画定することができる。外側連結部材３８は、内側基部４９を含まない内側連結部材３６の一部分の周りに円周方向に配置することができる。

ここで図４を参照すると、本出願の主題のいくつかの実施形態によれば、外側連結部材３８、１３８は、２つの対向する（前方及び後方）外側端面４８と、それらの間に延在する外周面５０とを含むことができる。外周面５０は、工具保持システム中心軸Ａの周りに円周方向に延在することができる。外側連結部材３８、１３８は、２つの外側端面４８の間に延在することができ、それら２つの外側端面４８に開口することができる外側貫通孔５２を含むことができる。外側貫通孔５２は、半径方向内側に面する外側貫通孔壁面５３によって画定することができる。内側連結部材３６、１３６は、少なくとも部分的に外側貫通孔５２内に配置することができる。外側連結部材３８、１３８は、締め付けナット５４を形成することができる。

図３及び図４を参照すると、内側連結部材３６、１３６は、半径方向外向きの第１の係合面５６、５８を有し、外側連結部材３８、１３８は、半径方向内向きの第２の係合面５８を有する。第１及び第２の係合面５６、５８は、内側連結部材又はその上に配置される外側連結部材３６、１３６；３８、１３８の円周方向の全範囲にわたって延在することができる。図２に示すように、内側及び外側連結部材３６、１３６；３８、１３８は、相互係合した第１及び第２係合面５６、５８を介して拘束的にかつ解放不能に係合される。第１及び第２の係合面５６、５８は、内側及び外側連結部材をロック位置と解放位置との間で調整するために、互いに対して摺動可能に変位可能である。

本出願の主題のいくつかの実施形態によれば、第１及び第２の係合面５６、５８は、工具保持システム中心軸Ａの周りに円周方向に延在することができる。第１及び第２の係合面５６、５８は、互いに対面することができる。第１及び第２の係合面５６、５８は、工具保持システム中心軸Ａを中心として円周方向Ｓに互いに対して摺動変位可能である。従って、第１及び第２の係合面５６、５８は、互いに対して摺動回転可能である。円周方向Ｓ及び回転方向Ｒは、同一方向であってもよい。

本出願の主題の第１の実施形態によれば、内側連結部材の第１の係合面５６は、その中に窪んだ少なくとも１つの係合凹部６２を含むことができる。外側連結部材の第２の係合面５８は、そこから突出する少なくとも１つの半径方向内側に面する係合突起６０を含むことができる。図２及び図５を参照すると、各係合突起６０は、それぞれの係合凹部６２内に配置することができる。従って、第１及び第２の係合面５６、５８を相互係合させることができる。

図３に見られるように、本出願の主題の第１の実施形態によれば、少なくとも１つの係合突起６０は、少なくとも１つの軸方向突起列に配置された複数の角度的に離間した係合突起６０を含むことができる。少なくとも１つの係合凹部６２は、少なくとも１つの軸方向凹部列に配置された複数の角度的に離間した係合凹部６２を含むことができる。図面に示される非限定的な例では、正確に２つの軸方向突起列及び２つの軸方向凹部列がある。

各係合凹部６２は、２つの角度的に離間した凹部側壁６４と、それらの間に延在する中央凹部底面６６とを含むことができる。各凹部底面６６は、凹部クリアランス面６８及び凹部当接面７０を含むことができる。凹部当接面７０は、円周方向Ｓにおける凹部クリアランス面６８に隣接することができる。図３、図６ａ及び図６ｂに見られるように、凹部当接面７０は、凹部クリアランス面６８よりも、半径方向に工具保持システム中心軸Ａから遠方に位置することができる。各係合凹部６２は、２つの対向する軸方向に離間した凹部軸方向側壁６５を含むことができる。

図４に見られるように、各係合突起６０は、２つの角度的に離間した突起側壁７２と、それらの間に延在する中央突起上面７４とを含むことができる。各突起上面７４は、工具保持システム中心軸Ａから一定の半径方向距離Ｄを有することができる。各係合突起６０は、２つの対向する軸方向に離間した突起軸方向側壁７３を含むことができる。凹部軸方向側壁６５の１つ以上と突起軸方向側壁７３の１つ以上との間の接触は、内側連結部材３６、１３６に対する外側連結部材３８、１３８の軸方向変位を防止する。

図３に戻ると、本出願の主題の第１の実施形態によれば、半径方向外向きの第１の係合面５６は、内側連結部材３６の内周面４２上に配置することができる。そして、図４に見られるように、半径方向内向きの第２の係合面５８は、外側連結部材３８の外側貫通孔壁面５３上に配置することができる。

図２及び図５を参照すると、本出願の主題のいくつかの実施形態によれば、工具保持システム２２、１２２は、工具保持システム２２、１２２の前端３４で開口する少なくとも１つの冷却剤チャネル７６を含むことができる。冷却剤チャネル７６は、切削インサート２４の切削部分への冷却流体の送出を可能にするように設計されている。

本出願の主題の第１の実施形態によれば、各冷却剤チャネル７６は、内側連結部材３６内に形成され、その軸方向長さ全体にわたって延在することができる。各冷却剤チャネル７６は、前方内側端面４０に開口することができる。内側連結部材３６は、少なくとも１つの軸方向冷却剤リッジ７８を含むことができる。各冷却剤リッジ７８は、軸方向に延在することができる。各冷却剤チャネル７６は、冷却剤リッジ７８内に配置することができる。円周方向に隣接する係合凹部６２の各対の部材は、それぞれの冷却剤リッジ７８によって分離することができる。

工具保持システム２２、１２２は、解放位置とロック位置との間で調整可能である。工具保持システム２２、１２２の解放位置では、締め付け孔３２は、切削インサート２４がその中に挿入されることを可能にするクリアランス（隙間）を有する。工具保持システム２２、１２２のロック位置において、切削インサート２４は締め付け孔３２内に配置され、そこに締め付け係合されて切削工具２０、１２０を形成する。

本出願の主題の第１の実施形態によれば、工具保持システム２２、１２２を解放位置とロック位置との間で調整するために、第１の係合面５６及び第２の係合面５８は、工具保持システム中心軸Ａの周りで円周方向Ｓに互いに対して５０°以下だけ摺動変位させることができる。突起と凹部側壁７２、６４との間の接触によって、さらなる回転を防止することができる。あるいは、回転は、突起上面７４とそれぞれの凹部当接面７０との間の緊密な当接によって防止することができる。

上述したように、本発明の一態様は、切削工具２０、１２０に関し、切削インサート２４は、締め付け孔３２内に配置され、締め付け孔３２内に締め付け係合される。工具保持システム２２がロック位置にあるとき、本出願の主題の第１の実施形態によれば、各突起上面７４は、それぞれの凹部当接面７０に当接することができる。かくして、締め付けスリーブ部３０は、切削インサート２４が締め付け孔３２に締め付け係合されるように半径方向内側方向に付勢される。

本出願の第３の態様は、工具保持システム２２、１２２の製造及び組立て方法を含む。図７を参照すると、本方法は他の実施形態にも適用可能であるが、第１の実施形態による締め付けヘッド部８０及び取付け部２６が示されている。当該方法は、取付け部２６を製造する工程を備える。本出願の主題のいくつかの実施形態によれば、取付け部２６を製造する工程は、非付加製造プロセスを含むことができる。あるいは、取付け部２６を製造する工程は、付加製造プロセスを含むことができる。

さらに、本明細書及び特許請求の範囲全体にわたって「付加製造プロセス」という用語の使用は、材料の層が形成されて物体を生成する三次元物体を生成するために使用されるプロセスを指すことに留意されたい。そのようなプロセスの例には、選択的レーザ溶融（ＳＬＭ）、選択的レーザ焼結（ＳＬＳ）、直接金属レーザ焼結（ＤＭＬＳ）、熱溶解積層法（ＦＤＭ）及び３Ｄプリンティングが含まれるが、これらに限定されない。

当該方法は、付加製造プロセスを使用することによって、締め付けヘッド部８０、１８０を製造する工程を備える。締め付けヘッド部８０、１８０は、締め付けヘッド前端面８２及び後端面８４と、それらの間に延在する締め付けヘッド周面８６とを含む。締め付けヘッド部８０、１８０は、少なくとも締め付けヘッド前端面８２に凹んで開口する締め付けヘッド孔８８を含む。締め付けヘッド孔８８は、締め付けヘッド前端面８２及び後端面８４に開口することができる。締め付けヘッド孔８８は、締め付けヘッド孔壁面９０によって画定される。締め付けヘッド部８０、１８０は、少なくとも１つの接続部分９２によって接続された内側及び外側連結部材３６、１３６；３８、１３８から形成されている。各接続部分９２は、環状の形状とすることができる。各接続部分９２は、内側及び外側連結部材３６、１３６；３８、１３８の一方又は両方の軸方向端部（即ち、前方又は後方端部）に配置することができる。締め付けヘッド孔８８は、内孔４４に対応する。締め付けヘッド周面８６は、外周面５０に対応し、任意選択で内周面４２の一部に対応する。

なお、締め付けヘッド部８０を取付け部２６上に直接製造する場合（後述）を除いて、２つの工程（すなわち、取付け部２６と締め付けヘッド部８０の製造）の順序を入れ替えることができる。また、このような場合、締め付けヘッド前端面８２の１つは、取付け部２６が締め付けヘッド部８０に合流する（すなわち、移行する）場所に位置する仮想表面であることに留意されたい。

図９を参照すると、締め付けヘッド部８０、１８０は、内側及び外側連結部材３６、１３６；３８、１３８及び少なくとも１つの接続部分９２によって境界付けられる環状の分離キャビティ９４を含む。第１及び第２の係合面５６、５８は、分離キャビティ９４によって離間されている。従って、分離キャビティ９４の形状は、横方向には、第１及び第２の係合面５６、５８の形状によって画定される。任意選択的に、内側及び外側連結部材３６、１３６；３８、１３８は、分離キャビティ９４が完全に閉じられるように、正確に２つの接続部分９２によって接続することができる。分離キャビティ９４は、スリット状の形状を有することができる。

図１０を参照すると、この方法は、締め付けヘッド部８０、１８０を内側及び外側連結部材３６、１３６；３８、１３８に分離する工程を備える。本出願の主題のいくつかの実施形態によれば、締め付けヘッド部８０、１８０を分離する工程は、少なくとも１つの接続部分９２を除去する工程を備えることができる。少なくとも１つの接続部分９２を除去する工程は、以下のうちの１つを備えることができる：ｉ）締め付けヘッド部８０、１８０において、分離キャビティ９４に延在する分離溝９６を面溝形成する工程、又はｉｉ）締め付けヘッド部８０、１８０を分離キャビティ９４に研削する工程、又はｉｉｉ）締め付けヘッド部８０、１８０において、分離キャビティ９４に延在する分離溝９６を外部溝形成する工程、又はｉｖ）締め付けヘッド部８０、１８０において、分離キャビティ９４に延在する分離溝９６を内部溝形成する工程。

この方法はさらに、ｉ）締め付けヘッド部８０、１８０を製造する工程の間若しくは後、又はｉｉ）締め付けヘッド部８０、１８０を分離する工程の後のいずれかで、締め付けヘッド部８０、１８０を取付け部２６に接続する工程を備える。

図８を参照すると、本出願の主題の第１の実施形態によれば、締め付けヘッド部８０を取付け部２６に接続する工程は、締め付けヘッド部８０を取付け部２６上に直接付加製造することによって、締め付けヘッド部８０を製造する工程中に実行することができる。さらに、取付け部２６を付加製造する場合、取付け部２６及び締め付けヘッド部８０は、単一の付加製造プロセスで一緒に製造することができる。代替的に、取付け部２６及び締め付けヘッド部８０は、別個に製造することができる。締め付けヘッド部８０を取付け部２６に接続する工程は、例えば、それらの部品を互いにろう付けする工程を備えることができる。

以下、本発明の第２の実施形態について説明する。図１２に見られるように、外側連結部材１３８は、内側連結部材１３６全体の周りに円周方向に配置され得る。図１３～図１６を参照すると、少なくとも１つの係合凹部６２は、環状溝１０８を含むことができる。少なくとも１つの係合突起６０は、環状リッジ１１０を含むことができる。第１の係合面５６は、内側連結部材１３６上に配置され、半径方向外向きに面することができる。具体的には、第１の係合面５６は、内周面４２上に配置することができる。第２の係合面５８は、外側連結部材１３８上に配置され、半径方向内側に面することができる。具体的には、第２の係合面５８は、外側貫通孔壁面５３上に配置することができる。

図１２に戻ると、内側連結部材１３６は、締め付けナット５４に対して直接摺動変位可能な摺動コレットリング１０２を形成することができる。有利には、これは、ボールベアリングのような追加の部品を備えた後組立の必要のない工具保持システム２２を提供する。このような構成では、内孔４４は、締め付け孔３２を形成することができる。内孔４４は、リング貫通孔１０４を形成する２つの対向する内側端面４０、４１の両方に開口することができる。締め付け部２８は、コレット１０６をさらに含むことができる。締め付け孔３２はコレット１０６内に配置することができる。コレット１０６は、リング貫通孔１０４において摺動コレットリング１０２に取り外し可能に取り付けることができる。

図１３に見られるように、本出願の主題の第２の実施形態によれば、内側連結部材１３６は、内側連結部材１３６の軸方向長さ全体に延在する冷却剤溝１１４を含むことができる。例えば、冷却剤溝１１４を内周面４２に配置することができる。各冷却剤チャネル７６は、冷却剤溝１１４及び外側連結部材１３８によって形成することができる。あるいは、各冷却剤チャネル７６は、冷却剤溝１１４及び切削インサート２４によって形成することができる。

本出願の主題の第２の実施形態によれば、工具保持システム１２２を解放位置とロック位置との間で調整するために、コレット１０６は、締め付けナット５４（すなわち、外側連結部材１３８）を回転させることによって、円錐形受容孔１１２を介して半径方向内側方向に付勢され、その結果、切削インサート２４は、図１１に示されるように（当技術分野で周知のように）締め付け孔３２内に締め付け係合される。

図１１を参照する。外側連結部材１３８は、半径方向内側に面する外側ネジ部９８を含むことができる。取付け部２６は、半径方向外向きの取付けネジ部１００を含むことができる。この方法は、締め付けヘッド部１８０を内側連結部材１３６及び外側連結部材１３８に分離した後に、コレット１０６を内側連結部材１３６に取り外し可能に取り付ける工程を更に備えることができる。締め付けヘッド部８０を取付け部２６に接続する工程は、コレット１０６を内側結合部材１３６に解放可能に取り付ける工程の後に、外側結合部材１３８を取付け部２６にねじ式に取り付ける工程を備えることができる。

本出願の主題の１つの特徴は、内側及び外側連結部材３６、１３６；３８、１３８が拘束的かつ解放不能に係合されているので、工具保持システム２２、１２２は、例えば、切削インサート２４又はコレット１０６を交換するときに、落下部品を有さないことであることに留意されたい。従って、一般的に言えば、内側及び外側連結部材は、部材の少なくとも１つを損傷することなく、互いに分離することができない。

上述のことから、１つの実施形態では、少なくとも１つの係合凹部６２が内側連結部材３６上に形成され、他の実施形態では、少なくとも１つの係合凹部６２が外側連結部材１３８上に形成され、少なくとも１つの突起６０が他方の連結部材上に形成されることが分かる。

本出願の主題は、特定の程度の具体性で説明されてきたが、以下に特許請求される本発明の精神又は範囲から逸脱することなく、各種変更及び修正を行うことができることを理解されたい。

Claims (22)

1. 対向する前方方向（Ｄ_Ｆ）及び後方方向（Ｄ_Ｒ）を画定する工具保持システム中心軸（Ａ）を有する工具保持システム（２２、１２２）であって、
   切削インサート（２４）を締め付けて受け入れるための締め付け孔（３２）を有する締め付けスリーブ部（３０）の少なくとも一部を形成する一体形成されたワンピースの内側連結部材（３６、１３６）であって、前記締め付け孔（３２）は前記工具保持システム（２２、１２２）の前端（３４）に開口し、前記内側連結部材（３６、１３６）は、半径方向外向きに面する第１係合面（５６）を有する、一体形成されたワンピースの内側連結部材（３６、１３６）、及び
   半径方向内向きの第２係合面（５８）を有する一体形成されたワンピースの外側連結部材（３８、１３８）を含む締め付け部（２８）と、
   前記内側連結部材（３６、１３６）及び前記外側連結部材（３８、１３８）の一方に接続された取付け部（２６）と、を含み、
   前記外側連結部材（３８、１３８）は、前記内側連結部材（３６、１３６）の少なくとも一部の周りに円周方向に配置され、前記第１係合面（５６）は前記第２係合面（５８）に面し、
   前記内側連結部材（３６、１３６）及び前記外側連結部材（３８、１３８）は互いに拘束的かつ解放不能に係合され、
   前記第１係合面（５６）及び前記第２係合面（５８）は、前記内側及び外側連結部材をロック位置と解放位置との間で調整するために、互いに対して摺動可能に変位可能である工具保持システム（２２、１２２）。
2. 前記第１係合面（５６）及び前記第２係合面（５８）が、前記工具保持システム中心軸（Ａ）の周りに円周方向に延在し、
   前記第１係合面（５６）及び前記第２係合面（５８）が、前記工具保持システム中心軸（Ａ）の周りで円周方向（Ｓ）に互いに対して摺動可能に変位可能である、請求項１に記載の工具保持システム（２２、１２２）。
3. 前記第１係合面（５６）及び前記第２係合面（５８）が、前記円周方向（Ｓ）に互いに対して５０°以下だけ摺動可能に変位可能である、請求項２に記載の工具保持システム（２２）。
4. 前記第１係合面（５６）が、その中に窪んだ少なくとも１つの係合凹部（６２）を備え、
   前記第２係合面（５８）が、そこから突出する少なくとも１つの係合突起（６０）を備え、
   各係合突起（６０）が、それぞれの係合凹部（６２）内に配置される、請求項１～３のいずれか一項に記載の工具保持システム（２２、１２２）。
5. 前記少なくとも１つの係合突起（６０）が、少なくとも１つの前記工具保持システム中心軸（Ａ）の方向に複数配置され且つ前記円周方向（Ｓ）に離間した係合突起（６０）を含み、
   前記少なくとも１つの係合凹部（６２）が、少なくとも１つの前記工具保持システム中心軸（Ａ）の方向に複数配置され且つ前記円周方向（Ｓ）に離間した係合凹部（６２）を含む、請求項４に記載の工具保持システム（２２）。
6. 各係合凹部（６２）が、中央凹部底面（６６）を含み、
   各凹部底面（６６）が、凹部クリアランス面（６８）と、前記円周方向（Ｓ）に前記凹部クリアランス面（６８）に隣接する凹部当接面（７０）と、を含み、
   前記凹部当接面（７０）が、前記凹部クリアランス面（６８）よりも半径方向に前記工具保持システム中心軸（Ａ）から遠くに配置される、請求項４又は５に記載の工具保持システム（２２）。
7. 前記第１係合面（５６）が、そこから突出する少なくとも１つの係合突起（６０）を備え、
   前記第２係合面（５８）が、その中に窪んだ少なくとも１つの係合凹部（６２）を備え、
   各係合突起（６０）が、それぞれの係合凹部（６２）内に配置される、請求項１又は２に記載の工具保持システム（１２２）。
8. 前記少なくとも１つの係合凹部（６２）が環状溝（１０８）を含み、
   前記少なくとも１つの係合突起（６０）が環状リッジ（１１０）を含む、請求項７に記載の工具保持システム（１２２）。
9. 前記内側連結部材（３６、１３６）が、前記取付け部（２６）と一体的に接続され、ワンピース構造を有する工具本体（３９）を形成する、請求項１～６のいずれか一項に記載の工具保持システム（２２）。
10. 前記外側連結部材（１３８）が、半径方向内向きの外側ネジ部（９８）を含み、
    前記取付け部（２６）が、半径方向外側に面する取り付けネジ部（１００）を含み、
    前記外側ネジ部（９８）が、前記取り付けネジ部（１００）にねじ式に係合する、請求項１、２、７及び８のいずれか一項に記載の工具保持システム（１２２）。
11. 前記内側連結部材（３６）が、前記締め付けスリーブ部（３０）全体を形成する、請求項１～７及び９のいずれか一項に記載の工具保持システム（２２）。
12. 前記内側連結部材（１３６）が、摺動コレットリング（１０２）を形成し、
    前記締め付けスリーブ部（３０）が、前記内側連結部材（１３６）に取り外し可能に取り付けられたコレット（１０６）をさらに備え、
    前記締め付け孔（３２）が前記コレット（１０６）内に配置される、請求項１、２、７、８及び１０のいずれか一項に記載の工具保持システム（１２２）。
13. 前記工具保持システム（２２、１２２）の前記前端（３４）に開口する少なくとも１つの冷却剤チャネル（７６）をさらに備える、請求項１～１２のいずれか一項に記載の工具保持システム（２２、１２２）。
14. 各冷却剤チャネル（７６）が、内側連結部材（３６）内に形成され、その軸方向長さ全体にわたって延在する、請求項１３に記載の工具保持システム（２２）。
15. 前記内側連結部材（３６）が、少なくとも１つの軸方向に延在する冷却剤リッジ（７８）を含み、
    各冷却剤チャネル（７６）が、冷却剤リッジ（７８）内に配置される、請求項１４に記載の工具保持システム（２２）。
16. 前記内側連結部材（１３６）が、前記内側連結部材（１３６）の軸方向長さ全体に延在する冷却剤溝（１１４）を備え、
    各冷却剤チャネル（７６）が、前記冷却剤溝（１１４）及び前記外側連結部材（１３８）によって形成される、請求項１３に記載の工具保持システム（１２２）。
17. 請求項１～１６のいずれか一項に記載の工具保持システム（２２、１２２）と、
    前記締め付け孔（３２）内に配置され、そこに締め付け係合される切削インサート（２４）と、を含む切削工具（２０、１２０）。
18. 請求項１～１６のいずれか一項に記載の工具保持システム（２２、１２２）の製造及び組立て方法であって、
    前記取付け部（２６）を製造する工程と、
    付加製造プロセスを用いて、締め付けヘッド部（８０、１８０）を製造する工程であって、前記締め付けヘッド部（８０、１８０）は、
    前記内側連結部材（３６、１３６）及び前記外側連結部材（３８、１３８）、
    前記内側連結部材（３６、１３６）と前記外側連結部材（３８、１３８）とを接続する少なくとも１つの接続部分（９２）、
    前記内側連結部材（３６、１３６）及び前記外側連結部材（３８、１３８）と前記少なくとも１つの接続部分（９２）とによって境界付けられた環状の分離キャビティ（９４）、並びに
    前記締め付けヘッド部（８０、１８０）の少なくとも締め付けヘッド前端面（８２）に開口する締め付けヘッド孔（８８）を含む工程と、
    前記締め付けヘッド部（８０、１８０）を前記内側連結部材（３６、１３６）及び前記外側連結部材（３８、１３８）に分離する工程と、
    前記締め付けヘッド部（８０、１８０）を前記取付け部（２６）に接続する工程と、を備える方法。
19. 前記分離キャビティを完全に閉じるように、前記内側連結部材（３６、１３６）及び前記外側連結部材（３８、１３８）を接続する正確に２つの接続部分（９２）を有するように前記締め付けヘッド部（８０、１８０）を製造する工程を備える、請求項１８に記載の方法。
20. 前記締め付けヘッド部（８０、１８０）を前記内側連結部材（３６、１３６）と前記外側連結部材（３８、１３８）とに分離する工程が、前記少なくとも１つの接続部分（９２）を除去する工程を備える、請求項１８又は１９に記載の方法。
21. 前記少なくとも１つの接続部分（９２）を除去する工程が、
    ｉ）前記締め付けヘッド部（８０、１８０）において、前記分離キャビティ（９４）に延在する分離溝（９６）を面溝形成する工程、又は
    ｉｉ）前記締め付けヘッド部（８０、１８０）において、前記分離キャビティ（９４）に延在する分離溝（９６）を外部溝形成する工程、又は
    ｉｉｉ）前記締め付けヘッド孔（８８）において、前記分離キャビティ（９４）に延在する分離溝（９６）を内部溝形成する工程を備える、請求項２０に記載の方法。
22. 前記締め付けヘッド部（１８０）を前記内側及び外側連結部材（１３６、１３８）に分離した後に、コレット（１０６）を前記内側連結部材（１３６）に解放可能に取り付ける工程をさらに備え、
    前記締め付けヘッド部（１８０）を前記取付け部（２６）に接続する工程が、前記コレット（１０６）を前記内側連結部材（１３６）に解放可能に取り付けた後に、前記外側連結部材（１３８）を前記取付け部（２６）にねじ式に取り付ける工程を備える、請求項１８～２１のいずれか一項に記載の方法。

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