JP7161528B2 - 内部流体チャネルおよび球形ヘッド当接面を有する、切削工具ファスナ、切削工具クランプ、切削工具クランピングアセンブリ、旋削工具、及び、切削工具カップリング - Google Patents

Description

本願の主題は機械加工工具または切削工具に関する。詳細には、内部流体チャネルを有するファスナを介した切削工具の２つの部分の連結、結合に関する。

一般的な旋削工具の多くでは、旋削インサートが剛体のクランプ機構を介してポケットに固定されている。これら旋削工具はクランプねじを有し、クランプねじは、クランプを引っ張って工具本体に結合させ、そうすることで、クランプがインサートをポケットに固定する。クランプねじは通常、平坦なヘッド底面を有するヘッドと、クランプと工具本体との間の枢動変位を可能にするように湾曲する弾性のネックとを有する。枢動変位または枢動運動は、インサートの連結を改善するのに有利である。このことは、剛体のクランプが、インサートをポケットウェッジ中に引っ張りながら後方に移動すること、さらには、インサートをポケットベース面に向かって押しながら下方に工具本体に向かって移動することによって実現される。ネックの弾性（弾性変形）は、ヘッドとクランプねじのねじ山との間を延在する比較的細いネック部分によって実現される。しかし、これら工具では、こうした繰り返しの弾性変形は、弾性的に湾曲する必要のない「標準的な」クランプねじによって実現されるクランプ力と比べてクランプ力が低くなるという犠牲を払うことで実現される。さらに、クランプねじに塑性変形が起きる恐れがあり、そうなると、通常は摩耗が加速される。さらに、これら工具は通常、主に複雑な角変位および／または枢動運動のせいで、流体（たとえば、冷却剤）の搬送を含まない。

特許文献１には、旋削インサートが剛体のクランプ機構を介してポケットに固定された、旋削工具が開示されている。旋削工具はクランプねじを有し、クランプねじは、クランプを引っ張って工具本体上に結合させ、そうすることで、クランプがインサートを引っ張ってポケットに固定する。クランプねじは平坦なヘッド底面を有する。旋削工具は、クランプねじを介した、剛体のクランプを通る流体搬送も含む。しかし、特許文献１の剛体のクランプは、インサートを押し下げることができず、本明細書で上記に開示した有利なクランピングをもたらすことができない。

概略的には、現行のクランピング機構は、少なくとも２つの特徴をもたらす。１つ目は、締め付け後にどのような回転の終了位置も受容できる、ファスナの回転移動の自由に関する。２つ目の特徴は、ファスナとクランプとの間の枢動変位または角変位を必要とする、クランプを介したインサートのクランピングに関する。

上記で言及した特徴に加えて、本発明は、流体搬送ももたらし、このことは、絶えず改良が重ねられている旋削の分野では望ましい特徴になっている。要件ではないが、本発明は、大きな利点と考えられる高圧流体の搬送（通常は７０バール超）をもたらすこともできる。

本発明は、費用対効果および／または工具寿命をほとんどまたは全く損なうことなく、３つの特徴、自由回転の移動の自由、枢動変位および流体の搬送をすべてもたらす。

米国特許第７２７３３３１号

本発明は、上記で言及した不利な点および課題をそれぞれ克服および解決することが意図される。

本願の主題の第１の態様によれば、回転軸を有し、２つの切削工具部材の間の角変位および枢動変位を可能にするとともに、それら２つを互いに固定しそれらの間に流体通路を設けるように構成される、切削工具ファスナであって、ファスナは、
流体を放出するためのヘッド開口部を少なくとも１つ有するヘッド周囲面を備える、ヘッドと、
ヘッドから延在する、本体とを備え、本体が、
本体周囲面と、
ヘッド開口部を介して放出されることになる流体を受容する本体開口部と、
回転軸に沿って少なくとも部分的に延在し、ヘッド開口部および本体開口部と流体連絡する、内部ファスナ流体チャネルとを備える、
切削工具ファスナであって、
ヘッド周囲面は球形ヘッド当接面を備え、球形ヘッド当接面の少なくとも一部分が本体を向き、
球形ヘッド当接面は底部球形シール面ゾーンを備え、
ヘッド開口部は球形ヘッド当接面に開口し、
底部球形シール面ゾーンは、軸方向において、本体とヘッド開口部との間に位置する、
切削工具ファスナが提供される。

本願の主題の第２の態様によれば、クランプ上端とクランプ下端との間を延在するクランプ周囲面を有する、細長いベース部分と、
細長いベース部分から横方向に延在する、細長いクランピング部分と
を備える、切削工具クランプであって、
ベース部分が、
クランプ上端でクランプ周囲面に開口する、受容凹所と、
受容凹所につながっており、クランプ下端で開口する、ファスナ用孔とを備え、
クランピング部分が、
クランプ前端と、
受容凹所と流体連絡するクランピング部分入口と、クランプ前端にあるクランピング部分出口との間を延在する、クランピング部分チャネルとを備える、
切削工具クランプであって、
受容凹所は球形着座面を備え、
クランピング部分入口は球形着座面に開口し、
ファスナ用孔（８８）は球形着座面に開口する、
切削工具クランプが提供される。

本願の主題の第３の態様によれば、クランプ凹所およびインサートポケットを有する、工具本体と、
受容凹所を有する、切削工具クランプと、
クランプによってポケットに固定される、旋削インサートと、
受容凹所を占有し切削工具クランプを工具本体に固定する、切削工具ファスナと
を備える、旋削工具が提供される。

本願の主題の第４の態様によれば、第１の切削工具部材と、
球形着座面を備えるくぼんだ受容凹所を有する、第２の切削工具部材と、
第２の切削工具部材と第１の切削工具部材との間に流体通路を設けると同時に、それらを相互に固定する、ファスナと
を備える、流体搬送式の切削工具カップリングであって、
ファスナの球形ヘッド当接面が、第２の切削工具部材の球形着座面に当接し、
ファスナおよび切削工具部材は、２つの切削工具部材の間の相対的角位置の範囲にわたって、切削工具部材が相互に固定され流体通路がそれらの間に設けられるように構成される、
流体搬送式の切削工具カップリングが提供される。

本願の主題の第５の態様によれば、クランプ凹所およびインサートポケットを有する、工具本体と、
クランプ凹所を占有する、切削工具クランプと、
クランプによってポケットに固定される、旋削インサートと、
クランプの受容凹所を占有し、クランプを工具本体に固定する、切削工具ファスナと
を備える、旋削工具が提供される。

本願の主題の第６の態様によれば、切削工具ファスナと切削工具クランプ
を組み合わせて備える、切削工具クランピングアセンブリが提供される。

本願の主題の第７の態様によれば、クランプ凹所およびインサートポケットを有する、工具本体と、
切削工具ファスナと、
クランプ凹所を占有する、切削工具クランプと、
切削工具クランプによってインサートポケットに固定される、旋削インサートと
を備える、旋削工具であって、
切削工具ファスナは、クランプの受容凹所を占有し、クランプを工具本体に固定し、
球形ヘッド当接面は球形着座面に着座され、
球形着座面と球形ヘッド当接面とは同じ半径を有し、
球形ヘッド当接面、球形着座面、およびファスナ用孔の変位領域によって、ファスナとクランプと間の角変位が可能になり、そうすることで、玉継手が形成される、
旋削工具が提供される。

以下の特徴はいずれも、単独でまたは組み合わせて、本願の主題の上記の態様のいずれかに適用可能とすることができる。

底部球形シール面ゾーンは回転軸の周りを３６０度延在することができる。

球形ヘッド当接面はヘッド流体コレクタを含むことができ、少なくとも１つのヘッド開口部は、ヘッド流体コレクタを介して間接的に球形ヘッド当接面に開口する。

ヘッド流体コレクタは、ヘッド周囲面の周りを周方向に３６０度延在することができる。

少なくとも１つのヘッド開口部は、球形ヘッド当接面に直接的に開口することができる。

ファスナは、本体周囲面上に形成された雄ねじ山を備え回転軸に沿って延在する、ねじとすることができ、ヘッドは駆動機構を有する。

ファスナはさらに、ヘッドと雄ねじ山との間を回転軸に沿って延在する、ねじ山のないネックを含むことができる。

球形ヘッド当接面はさらに、ヘッド開口部の上方で本体から離れる方に位置する、上部球形シール面ゾーンを含むことができる。

上部球形シール面ゾーンは、回転軸の周りを３６０度延在することができる。

ヘッド周囲面は、球形ヘッド当接面の仮想球形延長部から内側に引っ込んでいる、周方向に延在する摩擦軽減リリーフ面を含むことができる。

摩擦軽減リリーフ面は、上部球形シール面ゾーンにつながることができる。

摩擦軽減リリーフ面は、ヘッド開口部の上方で本体から離れる方に位置する。

ヘッドはさらに、ヘッド周囲面においてヘッド開口部の上方で本体から離れる方に形成された、周方向に延在するシーラント凹所を含むことができ、シーラント凹所は、シールを形成するためにシーリング部材を受容するように構成される。

本体は本体開口部をちょうど１つ含む。

ヘッドはヘッド開口部をちょうど４つ含む。

ヘッドは、回転軸に直角の方向において本体よりも幅広い。

受容凹所は凹所流体コレクタを含むことができる。

球形ヘッド当接面と球形着座面とは同じ半径を有する。

切削工具クランプはさらに、
球形着座面に形成されクランピング部分入口と流体連絡する、周方向に延在する凹所流体コレクタ
を含むことができる。

受容凹所を上面から見ると、凹所流体コレクタは、クランピング部分入口をその中心にして周方向に１８０度を超えて延在することができる。

本願の主題をより良く理解するために、また、本願の主題を実際に実行できる手法を示すために、ここで添付の図面を参照する。

シーラント凹所を有するファスナの第１の実施形態の等角図である。 図１のファスナの側面図である。 図２の線ＩＩＩ‐ＩＩＩに沿った断面図である。 図２の線ＩＶ‐ＩＶに沿った断面図である。 流体コレクタを有するファスナの第２の実施形態の等角図である。 図５のファスナの側面図である。 図６の線ＶＩＩ‐ＶＩＩに沿った断面図である。 図６の線ＶＩＩＩ‐ＶＩＩＩに沿った断面図である。 シーラント凹所およびリリーフ面を有するファスナの第３の実施形態の等角図である。 図９のファスナの側面図である。 図１０の部分拡大図である。 図１０の線ＸＩ‐ＸＩに沿った断面図である。 図１０の線ＸＩＩ‐ＸＩＩに沿った断面図である。 シーラント凹所およびハッチングを取り除いた、図２の線ＸＩＩＩ‐ＸＩＩＩに沿った図解断面図である。 図１のファスナおよびクランプを含む旋削工具の等角図である。 図１４の旋削工具の上面図である。 図１５の線ＸＶＩ‐ＸＶＩに沿った断面図である。 図１４のクランプの等角図である。 図１７のクランプの上面図である。 図１８の線ＸＩＸ‐ＸＩＸに沿った断面図である。

適切であると解釈する場合、一致する要素または類似の要素を示すために、参照番号が各図の間で繰り返されることがある。

以下の記載において、本願の主題の様々な態様を記載する。説明するために、特定の構成および細部が、本願の主題の完全な理解をもたらすように十分に詳細に記載される。しかし、本願の主題は本明細書で表す特定の構成および細部なしに実施できることも当業者には明らかであろう。

図１４～図１６に注目する。本実施形態によれば、旋削工具１０が、ポケット１４に着座された旋削インサート１２を含む。旋削工具１０は、流体搬送式の切削工具カップリング９６を有する。搬送される流体は液体冷却剤または液体潤滑剤などの液体の形態でよいことが理解される。あるいは、搬送される液体は、圧縮空気などの気体またはＭＱＬ（Ｍｉｎｉｍｕｍ Ｑｕａｎｔｉｔｙ Ｌｕｂｒｉｃａｎｔ：最小量潤滑剤）の形態でよい。本実施形態によれば、切削工具カップリング９６は、工具本体１８と、ファスナ２０を介してそれに連結されるクランプ１６とを含む。旋削インサート１２は、剛体のクランプ１６を介してポケット１４に固定される。旋削工具１０、したがって、切削工具カップリング９６は、ファスナ２０および工具本体１８を通る、クランプ１６を介した流体搬送機構も含む。本実施形態によれば、ファスナ２０は、内部で流体を搬送し剛体のクランプ１６と工具本体１８との間の角（回転）変位および枢動変位を可能にしながら、剛体のクランプ１６を固定するように構成される。流体の圧力を維持し漏出を最小限に抑えるかまたは防止するとともに前記の角変位および枢動変位を可能にすることは、ファスナ２０とクランプ１６との間の球形の係合によって実現される。

図１～図１３に注目する。ファスナ２０は細長く、ヘッド２２と、ヘッド２２から延在するファスナ本体２４とを有する。ファスナ２０は、長手方向に延在する回転軸Ａを有する。

ヘッド２２は、ファスナ本体２４とヘッド上面２８との間を延在するヘッド周囲面２６を含む。

ヘッド周囲面２６は球形ヘッド当接面３０を有し、球形ヘッド当接面３０は、以下で論じるように、ファスナ２０がクランプ１６の相補形の球形着座面９２に着座されるときに、シーリング面として働く。本明細書全体を通して面を描写するために用いるときは、用語「球形（ｓｐｈｅｒｉｃａｌ）」は球体の形状に関することに留意されたい。言い換えれば、その用語は、仮想の球体（図１３の基準円Ｃ参照）に載り、製造公差内で球体の球状の形状をたどる面に関する。たとえば、球形ヘッド当接面３０が少なくとも１つの開口部を有し、溝を有することができるので、これら球形の面は完全な球体ではなく、球体の一部分のみであることにさらに留意されたい。

球形ヘッド当接面３０の少なくとも一部分は、回転軸Ａの周りを３６０度延在する。ヘッド２２は本体２４よりも幅広い。言い換えれば、回転軸Ａに沿ったどの断面でもヘッド２２は回転軸Ａに直角の方向においてより大きい寸法を有する。球形ヘッド当接面３０は外側に出っ張っている。球形ヘッド当接面３０の少なくとも一部分はファスナ本体２４を向く。

第１の実施形態（図１～図４）によれば、ヘッド周囲面２６は、以下で説明するようにシーリング手段、具体的には、一次シールとして働く、上部球形シール面３８を含む。ヘッド周囲面２６はさらにシーラント凹所３２を含み、シーラント凹所３２は、シール面３８の軸方向上方に位置し、シーリング部材３３を収容するように構成される。たとえば、シーリング部材３３は、弾性変形可能な材料、たとえば、ゴムから作製できるシール用Ｏリング（図１６）とすることができる。シーラント凹所３２はヘッド球形面２６に開口する。一般に、シーリング部材３３は、一次シールとして使用される場合は漏出を防止するか、または補助シールもしくは二次シールとして使用されるときは小規模で軽微な漏出の防止を助けるように構成できる、シーリング手段として働く。第１の実施形態によれば、シーラント凹所３２およびシーリング部材３３は、二次シールとして働く。シーラント凹所３２は、球形ヘッド当接面３０の上方で本体２４から遠くに位置する。

第２の実施形態（図５～図８）によれば、ヘッド２２は、シーラント凹所３２およびシーリング部材３３を含まない。ヘッド周囲面２６は、以下で論じるように、一次シールとして働く上部球形シール面３８、およびリリーフ面４２を含む。

ヘッド２２はヘッド開口部３４を少なくとも１つ含み、ヘッド開口部３４は、第１の実施形態によれば、流体がそこを通って出るヘッド出口３４である。これら本実施形態によれば、ヘッド２２はヘッド出口３４をちょうど４つ有する。実験の間に、出口３４が４つあることで、移送される流体（たとえば、液体の冷却剤）の流れと、試験したファスナ２０のサイズに対する構造の完全性／剛性との間のバランスが良好になることが分かった。

図１～図４の第１の実施形態では、ヘッド出口３４は球形ヘッド当接面３０に直接的に開口する。本実施形態では、球形ヘッド当接面３０はヘッド出口３４を完全に囲繞する。

図５～図８の第２の実施形態では、ヘッド出口３４は、球形ヘッド当接面３０に形成されたヘッド流体コレクタ３６中に直接的に開口する。したがって、ヘッド出口３４はそれぞれ、球形ヘッド当接面３０に間接的に開口する。ヘッド流体コレクタ３６は、ヘッド周囲面２６に溝を備え、流体を一時的に蓄積または収集するように構成される。

球形ヘッド当接面３０は、上部球形シール面ゾーン３８および底部球形シール面ゾーン４０を含むことができ、両者はそれぞれ、（回転軸Ａに平行な軸方向にまたは回転軸Ａに沿って）ヘッド出口３４の上方および下方に位置する。上部および底部のシール面ゾーン３８、４０は、ヘッド出口３４から軸方向に離間することができる。上部および底部の球形シール面ゾーン３８、４０のそれぞれは、球形面に載り、いわゆる当接バッファとして働くように設計される。その当接バッファは、以下でさらに開示するように、ファスナ２０がファスナ本体２４に対してシールされ、きつく締められるときに、流体シールをもたらし、クランプ１６の対応するくぼんだ球形面と当接するようになる。上部および底部の球形シール面ゾーン３８、４０は回転軸Ａの周りを３６０度延在する。

ヘッド周囲面２６はさらにリリーフ面４２を含むことができ、リリーフ面４２は、第１および第２の実施形態によれば、上部球形シール面ゾーン３８の軸方向上方に位置し、上部球形シール面ゾーン３８とつながることができる。リリーフ面４２は、周方向に延在する、すなわち、回転軸Ａの周りを３６０°延在することができる。リリーフ面４２は、流体シールをもたらすようには構成されない。ヘッド２２がシーラント凹所３２を含まない実施形態では、リリーフ面４２は、当接力によって、流体シーリングが開始／終了する位置を、たとえば、上部球形シール面ゾーン３８またはシーラント凹所３２の縁部を画定する、一種の境界として働くように設計することができる。リリーフ面４２は、以下で論じるように、ファスナ２０の着座中に摩擦を軽減するように構成される。第１の実施形態では、図１３に示すように、リリーフ面４２は、上部および底部の球形シール面ゾーン３８、４０がその上に載る仮想球形延長部を表す基準円Ｃから内側に引っ込んでいる。図１３からはそのように見えないかもしれないが、実際にリリーフ面４２は、上部および底部の球形シール面ゾーン３８、４０よりもわずかにさらに内側に位置するように生産される。第２の実施形態では、図６から最もよく分かるように、やはりリリーフ面４２は基準円Ｃから内側に引っ込んでいる。このように、リリーフ面４２は、リリーフ面４２がそれにつながっている、隣接する球形シール面ゾーンの仮想球形延長部Ｃと比べて内側に引っ込んでいる。第３の実施形態では、図１０および図１２から分かるように、リリーフ面４２は、代わりに何らかの他の形状をたどることもできるが、円筒形の外形を有することができる。第３の実施形態では、リリーフ面は、シーラント凹所３２の底部の縁部につながっている。

図５～図８に注目する。第２の実施形態では、ヘッド出口３４は、ヘッド流体コレクタ３６中に直接的に開口し、ヘッド流体コレクタ３６は、球形ヘッド当接面３０に形成され、それに開口する。ヘッド流体コレクタ３６は溝を備えることができ、その溝は、回転軸Ａに直角の方向にヘッド周囲面２６の少なくとも一部分の周りを延在するが、回転軸Ａに直角に見てヘッド２０の最も幅広の部分の下方のある高さで延在する。この例では、したがって、上部および底部のシール面ゾーン３８、４０は、回転軸Ａに平行な方向において、ヘッド流体コレクタ３６の上方および下方の何れかの位置に位置する。ヘッド流体コレクタ３６は、球形ヘッド当接面３０の回転軸Ａに直角の断面において、少なくとも９０度のセクタにわたって延在することができる（図１３）。本例によれば、ヘッド流体コレクタ３６は、３６０度にわたって延在し、したがって、ヘッド周囲面２６の周りを周方向に延在する溝を備える。

第１および第２の実施形態では、ファスナ２０とクランプ１６との間に流体シールを維持するために、ヘッド出口３４および／またはヘッド流体コレクタ３６は全体が球形ヘッド当接面３０内に位置し、球形ヘッド当接面３０は、以下でさらに論じるように、圧力下でクランプ１６の対応する球形着座９２面に着座され、それに係合する。言い換えると、第１および第２の実施形態によれば、ヘッド出口３４および／またはヘッド流体コレクタ３６は、球形ヘッド当接面３０にのみ開口する。

第３の実施形態を示す図９から図１２に注目する。第３の実施形態によれば、ヘッド周囲面２６は、最初の２つの実施形態に見られるような上部球形シール面ゾーン３８をヘッド出口３４の上方に含まない。第３の実施形態では、ヘッド周囲面２６は、それぞれのシーリング部材３３を収容するように構成されたシーラント凹所３２を含み、これらは、ヘッド出口３４の上方で一次シールとして働く。回転軸Ａに沿った軸方向では、リリーフ面４２は、ヘッド出口３４とシーラント凹所３２との間を延在する。第３の実施形態のリリーフ面４２は、一部の事例ではファスナ２０の回転を容易にするように設計される。別の言い方をすれば、高い摩擦力が発達し、クランプ１６の球形着座９２面に対するファスナ２０の適切な締め付けに干渉する恐れがある。たとえば、一部の状況では、製造コストを削減するために、球形着座９２、球形ヘッド当接面３０、またはその両方が、表面の質が比較的低い状態で製造される可能性がある。他の状況では、やはり費用対効果を改善するために、製造公差が比較的大きい状態でこれら表面が製造される。図９、図１０および図１０Ａから最もよく分かるように、リリーフ面４２は、仮想球形延長部または基準円Ｃからも、それがつながっている球形ヘッド当接面３０からも、内側に引っ込んでいる。さらに、図９および図１０のリリーフ面４２が円筒形の外形を有するように示されるが、その代わりに何らかの他の形状をたどってよいことが理解される。

図１３に注目する。ヘッド２２の特徴部（たとえば、ヘッド出口３４）の可能性のある位置を示し、領域の範囲を定量化するために、ファスナ２０の概略的な断面は、回転軸Ａに沿ってヘッド出口３４の１つを通した。図１３のファスナ２０は、シーラント凹所３２がないタイプの図１～図４の第１の実施形態を表す。ハッチングは、分かりやすくするために断面から除いた。さらに、完全な球体になるように補ってまたは延在して、球形ヘッド当接面３０を表すように基準球を描く。断面では、基準球は完全な基準円Ｃとして現れる。直線の横（水平）軸Ｘが、基準円Ｃの中心ＳＣで回転軸Ａに直角に交わる。図１３では、横軸Ｘおよび回転軸Ａは、基準円Ｃを４つの等しい９０度の象限またはセクタに分割する。これら本実施形態によれば、球形ヘッド当接面３０の少なくとも一部分が、横軸Ｘの下方に、または少なくとも基準円Ｃの下半分に位置する。

一例として、以下の段落は、図１３の断面における基準円Ｃの左下の象限に関する。

いくつかの本実施形態によれば、ヘッド出口３４は基準円Ｃの２つの点として現れる。したがって、ヘッド出口３４は、基準円Ｃの２つの半径によって画定されるセクタによって表され、それら半径はそれぞれ、基準円Ｃ上のそれぞれの点と交わる。したがって、ヘッド出口３４は、ここでこのセクタのヘッド出口の角度θによって画定される。ヘッド出口の角度θは５から７０度の間とすることができる。ヘッド出口の角度θは好ましくは２２度である。

同様に、ヘッド球形当接面３０は全体が、前記断面において、ヘッド球形面の角度βによって画定されるセクタによって表される。ヘッド球形面の角度βは１５と６５度の間の範囲にある。ヘッド球形面の角度βは好ましくは４３度である。

同様に、リリーフ面４２は、リリーフ角度α１によって画定されるセクタの２つの点によって画定される。１つ目の点は横軸Ｘに位置することができる。リリーフ角度α１は少なくとも３度である。好ましくは、リリーフ角度α１は５である。リリーフ角度α１の範囲の上端は、その象限にある他の特徴部のセクタサイズに影響を受ける。

同様に、上部球形シール面ゾーン３８は、上部シールの角度α２によって画定されるセクタの２つの点によって画定される。試験によれば、上部シールの角度α２は、適切なシールを実現するために少なくとも５度である。好ましくは、上部シールの角度α２は１１度である。上部シールの角度α２の範囲の上端は、その象限にある他の特徴部のセクタサイズに影響を受ける。

同様に、底部球形シール面ゾーン４０は、底部シールの角度α３によって画定されるセクタの２つの点によって画定される。底部シールの角度α３は、適切なシールを実現するために少なくとも５度である。好ましくは、底部シールの角度α３は１１度である。底部シールの角度α３の範囲の上端は、その象限にある他の特徴部のセクタサイズに影響を受ける。

同様に、ファスナ本体半幅セクタが、本体半幅角度γによって画定されるセクタの２つの点によって画定される。本体半幅角度γは本体の幅の半分を表す。底部の点は回転軸Ｘ上に位置する。本体半幅の角度γは、内部を通して流体を搬送するとともに頑丈なファスナ本体２４を実現するためには、少なくとも１５度である。好ましくは、本体半幅の角度γは３５度である。本体半幅の角度γの範囲の上端は、その象限にある他の特徴部のセクタサイズに影響を受ける。

ヘッド上面２８は平坦とすることができる。ヘッド上面２８は、トルク伝達構造または駆動機構４４を含むことができる。ヘッド上面２８は、ＴｏｒｘまたはＡｌｌｅｎなどの駆動構造を有する、レンチを受容する駆動凹所を含むことができる。

ファスナ本体２４は本体周囲面４６を有する。本体周囲面４６は、ヘッド２２から延在することができ、本体底面４８で終端することができる。本体周囲面４６は、ヘッド周囲面２６から延在する。具体的には、球形ヘッド当接面３０の底部球形シールゾーン４０が、くぼんだ周囲移行面を介して本体周囲面４６とつながることができる。本体底面４８は、そこに開口する本体開口部５０を含む。これら本実施形態によれば、本体開口部５０は本体入口５０であり、本体底面４８は本体入口５０をちょうど１つ含む。

ファスナ２０は雄ねじ山５２を含むことができる。雄ねじ山５２は、本体周囲面４６に沿って本体底面４８からヘッド２２に向かって延在することができる。雄ねじ山５２は回転軸Ａと共軸とすることができる。

本体周囲面４６はネック５４を含むことができる。ネック５４は、円筒形であり、回転軸Ａと共軸とすることができる。ネック５４は雄ねじ山５２からヘッド周囲面２６まで延在することができる。ネック５４にはねじ山がない。

ファスナ２０は、閉じ込められたまたは内部のファスナ流体チャネル５６を含み、そのファスナ流体チャネル５６は、本体入口５０とヘッド出口３４との間を延在し、それらと流体連絡する。工具要素の外面に溝として形成される種類の「外部」流体チャネルとは異なり、内部流体チャネルは、工具要素内に形成された内腔を備える。切削工具カップリング９６は、高圧流体の搬送（通常、７０ＢＡＲ超）をもたらすように構成される。

工具本体１８は、工具周囲面５８およびクランプ凹所６０を有し、クランプ凹所６０は、以下でさらに説明するように、工具周囲面５８に開口しクランプ１６の少なくとも一部分を収容するように構成される。クランプ凹所６０は、円筒形とすることができるクランプ凹所周囲面６２を有する。クランプ凹所６０はクランプ１６よりも大きく／幅広くすることで、ファスナ２０の締め付け中のクランプ１６の動きを可能にする。クランプ凹所６０はさらに、クランプ凹所周囲面６２とつながっているクランプ凹所底面６４を有する。本例では、ファスナ２０はねじである。したがって、クランプ凹所６０は雌ねじ山のついた孔６６を有し、ファスナ２０がその孔６６中にねじ込まれる。ねじ山つきの孔６６はクランプ凹所底面６４に開口する。

球形の係合のさらなる利点は人間工学に関連する。これら本実施形態では、ファスナ２０はねじであり、したがって、角変位は、回転軸Ａの周りのどの回転方位でも実現することができる。言い換えれば、ねじの回転量は角変位と無関係である。したがって、オペレータは、前記角変位を実現するためにねじの回転量をチェックする必要がない。

この点で、やはり人間工学に関連するさらに別の利点は、以下でさらに開示するように、ねじ２０とクランプ１６との間の流体搬送もねじの回転量に依存しないことである。ただし、確実にシーリングするためにはファスナ２０の適切な締め付けが必要である。このように、いくつかの実施形態では、漏出を防止するためにねじ２０が適切に締め付けられる限り、液体冷却剤または液体潤滑剤などの流体は、クランプ１６に対するねじ２０の角度位置に関係なく、ねじ２０およびクランプ１６を介して切削インサートおよび／または加工物に送出される。

図１７～図１９に注目する。それらの側面図では、クランプ１６は逆Ｌ字形を有することができる。クランプ１６は細長いクランピング部分６８を有し、そのクランピング部分６８は、細長いベース部分７０につながっている。クランプ１６は、クランピング部分６８にクランプ前端７２を有する。ベース部分７０は、クランプ周囲面７６、クランプ上端７３、およびクランプ下端７４を有する。ベース部分７０は受容凹所７７も有し、受容凹所７７は、クランプ上端７３でクランプ周囲面７６に開口する。図１９から最もよく分かり、以下でさらに論じるように、受容凹所７７は、球形ヘッド当接面３０に相補形の球形着座面９２を含む。

クランピング部分６８はベース部分７０に対して横方向に延在する。クランピング部分６８は、ポケット１４内でインサート１２に係合してそれを引っ張り、その結果、インサート１２がポケット１４に固定されるように構成される。そのために、クランプ前端７２は、インサートクランピング孔７８に係合するフック形状を有する。クランピング部分６８はさらに、インサート１２に向かって流体を送出するように構成される。クランピング部分６８は、クランプ前端７２で開口するクランピング部分出口８０を有する。クランピング部分６８はクランピング部分チャネル８２も有し、そのクランピング部分チャネル８２は、以下でさらに開示するように、クランピング部分出口８０からクランピング部分入口８４に延在する。

ベース部分７０は、クランプ下端７４にまたはその隣に、枢動突出部８６を含むことができる。枢動突出部８６は、ファスナ２０が締め付けられインサート１２がクランピング／固定されていても、枢動突出部８６の周りのクランプ１６と工具本体１８との間の前記角変位を可能にするように構成される。

ベース部分７０はさらに、クランプ下端７４で開口するファスナ用孔８８を有する。ファスナ用孔８８はファスナ用孔の軸Ｈを有する。ファスナ用孔８８は、ファスナ２０を収容するように構成される。具体的には、ファスナ用孔８８は、ファスナ２０がファスナ用孔８８に対してクランプ１６内で移動し向きを変えることができるように、ファスナ２０よりも幅広く、前記角変位を可能にするように構成される。具体的には、ファスナ用孔８８は、前記角変位を可能にするようにファスナネック５４の周りで全体に環状の変位領域９０を含む。

受容凹所７７は外側にくぼんでいる。受容凹所７７は球形着座面９２を含み、工具が組み立てられると、球形着座面９２上には球形ヘッド当接面３０が着座される。球形着座面９２は、好ましくは、少なくとも球形ヘッド当接面３０の下側部分と同程度の表面積を有する。球形着座面９２は、好ましくは、球形ヘッド当接面３０と同じ半径を有する。このように、球形ヘッド当接面３０、球形着座面９２、およびファスナ用孔８８の変位領域９０が一緒に角変位を可能にすることによって、ファスナ２０およびクランプ１６が玉継手を形成する。

クランピング部分入口８４は、球形着座面９２に開口し、ヘッド出口３４と少なくとも同じ表面積、好ましくは、それよりも大きい表面積を有する。ファスナ用孔８８は球形着座面９２に開口する。本実施形態によれば、受容凹所７７は、球形着座面９２に開口する凹所流体コレクタ９４を含む。球形着座面９２の平面図（図１８）では、凹所流体コレクタ９４は、クランピング部分入口８４をその中心にして周方向に１８０度を超えて延在する。

工具本体１８に対するクランプ１６のいわゆる枢動運動に加えて、クランプ１６は後方にインサート１２から離れる方向にも、下向きにクランプ凹所底面６４に向かう方にも移動する。

図１６に示す実施形態によれば、ファスナ２０はヘッド流体コレクタ３６を含み、ヘッド流体コレクタ３６は、シーリング部材３３によって占有されたシーラント凹所３２の下方に位置する。インサート１２、ファスナ２０、およびクランプ１６の固定位置では、流れの矢印によって示すように、流体は、工具本体１８から本体入口５０、ファスナ流体チャネル５６、ヘッド出口３４を通ってヘッド流体コレクタ３６に至り、クランピング部分入口８４、クランピング部分チャネル８２を通って、最後にクランピング部分出口８０から出る。

固定位置では、ファスナ２０は適切に締め付けられる。球形ヘッド当接面３０は、球形着座面９２に着座され、しっかりと当接し、少なくともヘッド出口３４の下方では、必要なシールをもたらす。

切削工具クランプ（１６）と切削工具ファスナ（２０）とを組み合わせて備える切削工具クランピングアセンブリが、ある一定の現行の旋削工具本体において、対応する従来技術のクランプ／ファスナの組み合わせの代わりに用いるのに適している。このように、本願の主題は、本クランプ（１６）と本ファスナ（２０）とが互いにひとまとめにされかつ／または一緒に販売されることを企図する。

本願の主題をある程度詳細に説明してきたが、ここで特許請求するように、本発明の精神または範囲から逸脱することなく、様々な変更および修正を行うことができることを理解されたい。

Claims (22)

1. 回転軸（Ａ）を有し、２つの切削工具部材（１６、１８）の間の角変位および枢動変位を可能にするとともに、それら２つを互いに固定しそれらの間に流体通路を設けるように構成される、切削工具ファスナ（２０）であって、前記ファスナ（２０）は、
   流体を放出するためのヘッド開口部（３４）を少なくとも１つ有するヘッド周囲面（２６）を備える、ヘッド（２２）と、
   前記ヘッド（２２）から延在する、本体（２４）と、を備え、前記本体（２４）が、
   本体周囲面（４６）と、
   前記ヘッド開口部（３４）を介して放出されることになる流体を受容する本体開口部（５０）と、
   前記回転軸（Ａ）に沿って少なくとも部分的に延在し、前記ヘッド開口部および前記本体開口部（３４、５０）と流体連絡する、内部ファスナ流体チャネル（５６）と、
   流体シールをもたらすように構成され、前記ヘッド（２２）において前記ヘッド開口部（３４）の軸方向上方で前記本体（２４）から離れる方に位置する、上部シーリング手段（３８、３２、３３）と、を備える、
   切削工具ファスナ（２０）であって、
   前記ヘッド周囲面（２６）は球形ヘッド当接面（３０）を備え、前記球形ヘッド当接面（３０）の少なくとも一部分が前記本体（２４）を向き、
   前記球形ヘッド当接面（３０）は底部球形シール面ゾーン（４０）を備え、
   前記ヘッド開口部（３４）は前記球形ヘッド当接面（３０）に開口し、
   前記底部球形シール面ゾーン（４０）は、軸方向において、前記本体（２４）と前記ヘッド開口部（３４）との間に位置する、
   切削工具ファスナ（２０）。
2. 前記球形ヘッド当接面（３０）はヘッド流体コレクタ（３６）を備え、
   前記少なくとも１つのヘッド開口部（３４）は、前記ヘッド流体コレクタ（３６）を介して間接的に前記球形ヘッド当接面（３０）に開口する、
   請求項１に記載のファスナ（２０）。
3. 前記ヘッド流体コレクタ（３６）は、前記ヘッド周囲面（２６）の周りを周方向に３６０度延在する、
   請求項２に記載のファスナ（２０）。
4. 前記少なくとも１つのヘッド開口部（３４）は前記球形ヘッド当接面（３０）に直接的に開口する、請求項１から３のいずれか一項に記載のファスナ（２０）。
5. 前記ファスナ（２０）は、前記本体周囲面（４６）上に形成された雄ねじ山（５２）を備え前記回転軸（Ａ）に沿って延在する、ねじであり、
   前記ヘッド（２２）は駆動機構（４４）を有する、
   請求項１から４のいずれか一項に記載のファスナ（２０）。
6. 前記ファスナ（２０）はさらに、前記ヘッド（２２）と前記雄ねじ山（５２）との間を前記回転軸（Ａ）に沿って延在する、ねじ山のないネック（５４）を含む、請求項５に記載のファスナ（２０）。
7. 前記シーリング手段（３８、３２、３３）は、前記球形ヘッド当接面（３０）に形成された上部球形シール面ゾーン（３８）を備える、
   請求項１から６のいずれか一項に記載のファスナ（２０）。
8. 前記ヘッド周囲面（２６）はさらに、前記上部球形シール面ゾーン（３８）につながっている、周方向に延在する摩擦軽減リリーフ面（４２）を備え、
   前記リリーフ面（４２）は、前記球形ヘッド当接面（３０）の仮想球形延長部（Ｃ）から内側に引っ込んでいる、
   請求項７に記載のファスナ（２０）。
9. 前記ヘッド周囲面（２６）はさらに、前記ヘッド開口部（３４）の上方で前記本体（２４）から離れる方に位置する、周方向に延在する摩擦軽減リリーフ面（４２）を備え、前記リリーフ面（４２）は、前記球形ヘッド当接面（３０）の仮想球形延長部（Ｃ）から内側に引っ込んでいる、
   請求項１から８のいずれか一項に記載のファスナ（２０）。
10. 前記シーリング手段（３８、３２、３３）は、前記ヘッド周囲面（２６）に形成されシーリング部材（３３）を備える、周方向に延在するシーラント凹所（３２）を備える、
    請求項１から９のいずれか一項に記載のファスナ（２０）。
11. 前記本体（２４）は本体開口部（５０）をちょうど１つ含み、
    前記ヘッド（２２）はヘッド開口部（３４）をちょうど４つ含む、
    請求項１から１０のいずれか一項に記載のファスナ（２０）。
12. 前記ヘッド（２２）は、前記回転軸（Ａ）に直角の方向において前記本体（２４）よりも幅広い、請求項１から１１のいずれか一項に記載のファスナ（２０）。
13. クランプ上端（７３）とクランプ下端（７４）との間を延在するクランプ周囲面（７６）を有する、細長いベース部分（７０）と、
    前記細長いベース部分（７０）から横方向に延在する、細長いクランピング部分（６８）と、
    を備える、切削工具クランプ（１６）であって、
    前記ベース部分（７０）が、
    前記クランプ上端（７３）で前記クランプ周囲面（７６）に開口する、受容凹所（７７）と、
    前記受容凹所（７７）につながっており、前記クランプ下端（７４）で開口する、ファスナ用孔（８８）と、を備え、
    前記クランピング部分（６８）が、
    クランプ前端（７２）と、
    前記受容凹所（７７）と流体連絡するクランピング部分入口（８４）と、前記クランプ前端（７２）にあるクランピング部分出口（８０）との間を延在する、クランピング部分チャネル（８２）とを備える、
    切削工具クランプ（１６）であって、
    前記受容凹所（７７）は球形着座面（９２）を備え、
    前記クランピング部分入口（８４）は前記球形着座面（９２）に開口し、
    前記ファスナ用孔（８８）は前記球形着座面（９２）に開口する、
    切削工具クランプ（１６）。
14. 前記球形着座面（９２）に形成され前記クランピング部分入口（８４）と流体連絡する、周方向に延在する凹所流体コレクタ（９４）
    をさらに備える、請求項１３に記載の切削工具クランプ（１６）。
15. 前記受容凹所（７７）を上面から見ると、前記凹所流体コレクタ（９４）は、前記クランピング部分入口（８４）をその中心にして周方向に１８０度を超えて延在する、
    請求項１４に記載の切削工具クランプ（１６）。
16. 請求項１から１２のいずれか一項に記載の前記切削工具ファスナ（２０）と、
    請求項１３から１５のいずれか一項に記載の前記切削工具クランプ（１６）と、
    を組み合わせて備える、切削工具クランピングアセンブリ。
17. クランプ凹所（６０）およびインサートポケット（１４）を有する、工具本体（１８）と、
    受容凹所（７７）を有する、切削工具クランプ（１６）と、
    前記クランプ（１６）によって前記ポケット（１４）に固定される、旋削インサート（１２）と、
    前記受容凹所（７７）を占有し前記切削工具クランプ（１６）を前記工具本体（１８）に固定する、請求項１から１２のいずれか一項に記載の前記切削工具ファスナ（２０）と
    を備える、旋削工具（１０）。
18. 第１の切削工具部材（１８）と、
    球形着座面（９２）を備えるくぼんだ受容凹所（７７）を有する、第２の切削工具部材（１６）と、
    前記第２の切削工具部材（１６）と前記第１の切削工具部材（１８）との間に流体通路を設けると同時に、それらを相互に固定する、請求項１から１２のいずれか一項に記載の前記ファスナ（２０）と、
    を備える、流体搬送式の切削工具カップリング（９６）であって、
    前記ファスナ（２０）の前記球形ヘッド当接面（３０）が、前記第２の切削工具部材（１６）の前記球形着座面（９２）に当接し、
    前記ファスナおよび前記切削工具部材は、前記２つの切削工具部材（１８、１６）の間の相対的角位置の範囲にわたって、前記切削工具部材が相互に固定され前記流体通路がそれらの間に設けられるように構成される、
    流体搬送式の切削工具カップリング（９６）。
19. 前記受容凹所（７７）は凹所流体コレクタ（９４）を備える、請求項１８に記載の切削工具カップリング（９６）。
20. 前記球形ヘッド当接面（３０）と前記球形着座面（９２）とが同じ半径を有する、請求項１８または１９に記載の切削工具カップリング（９６）。
21. クランプ凹所（６０）およびインサートポケット（１４）を有する、工具本体（１８）と、
    前記クランプ凹所（６０）を占有する、請求項１３から１５のいずれか一項に記載の前記切削工具クランプ（１６）と、
    前記クランプ（１６）によって前記ポケット（１４）に固定される、旋削インサート（１２）と、
    前記クランプの受容凹所（７７）を占有し、前記クランプ（１６）を前記工具本体（１８）に固定する、切削工具ファスナ（２０）と、
    を備える、旋削工具（１０）。
22. クランプ凹所（６０）およびインサートポケット（１４）を有する、工具本体（１８）と、
    請求項１から１２のいずれか一項に記載の前記切削工具ファスナ（２０）と、
    前記クランプ凹所（６０）を占有する、請求項１３から１５のいずれか一項に記載の前記切削工具クランプ（１６）と、
    前記切削工具クランプ（１６）によって前記インサートポケット（１４）に固定される、旋削インサート（１２）と、
    を備える、旋削工具（１０）であって、
    前記切削工具ファスナ（２０）は、前記クランプの受容凹所（７７）を占有し、前記クランプ（１６）を前記工具本体（１８）に固定し、
    前記球形ヘッド当接面（３０）は前記球形着座面（９２）に着座され、
    前記球形着座面（９２）と前記球形ヘッド当接面（３０）とは同じ半径を有し、
    前記球形ヘッド当接面（３０）、前記球形着座面（９２）、および前記ファスナ用孔（８８）の変位領域（９０）によって、前記ファスナ（２０）と前記クランプ（１６）と間の角変位が可能になり、そうすることで、玉継手が形成される、
    旋削工具（１０）。

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