JPWO2013180144A1 - 連結装置および切削工具 - Google Patents

Abstract

本発明の一態様は、第１部材（１０）と第２部材（３０）とを連結するための連結装置に関する。連結装置は、第１部材（１０）に設けられた２つの突起部（１６）と、第２部材（３０）を貫通するように形成された貫通孔（３６）と、第２部材（３０）に設けられて貫通孔につながるように形成された２つの受容穴（３４）と、第１押圧部（５２）および第２押圧部（５４）を有する固定部材（５０）とを有する。固定部材は、貫通孔に配置されているとき、固定部材の一端部への力の付与に伴い第１押圧部と第２押圧部との間隔が変化するように構成されている。第１押圧部と第２押圧部とは、それぞれ、２つの受容穴に受け入れられた２つの突起部の対応するいずれか一方に固定力を及ぼすように形成されている。

Description

本発明は２つの部材同士を連結させるための連結装置に関し、特にこれを用いた切削工具に関する。

従来、切削インサートが着脱自在に取り付けられる先端部材をドリル本体に取り外し自在に固定する形態のドリルがある。その一例が、特許文献１に開示されている。また、ドリル本体に取り外し可能に取り付けられる先端部材がスローアウェイチップとして構成されたドリルもある。そのようなドリルの一例が図１に示される。図１に示されるドリルでは、ドリル本体に、１対の切れ刃を有するスローアウェイチップが、２つのネジで取り外し自在に取り付けられる。

このような先端部材を交換する形式のドリル（以下、「ヘッド交換式ドリル」という）が持つ有利な効果としては、先端部材を大きさの異なる先端部材に交換すれば本体部材がその交換前と同一のものであっても、異なる外径の穴を加工できるということがある。すなわち、１つの本体部材と加工したい穴の外径に応じた複数の先端部材とを用意することで、様々な大きさの穴を加工することができる。したがって、先端部分と本体部分とが一体化された従来のドリルに比べて、このようなヘッド交換式ドリルは、異なる径の穴の加工で本体部材を共用できるので、管理コストが低減する。また、この形式のドリルは先端部材が使い古された場合、若しくは破損した場合等は、その先端部材だけを交換すれば足りるので、ランニングコストが低く、環境負荷も小さい。

特開２０１１−１３６４１５号公報

上で述べたドリルの場合、図１から明らかなように、先端部材（ヘッド）側から２本のネジを本体部材に向かってそれぞれ挿入して、先端部材を本体部材に固定する。このような固定方法の場合、作業者は２本のネジを個別に締めなければならず、各ネジの締め付け力が大きく異なることがある。ネジ毎でヘッドを締め付ける力が大きく異なると、ヘッドに曲げ応力が加わり、ヘッドや本体部材の寿命が短くなり得る。また、２つのネジを個別に操作するという作業は作業効率の点で改善の余地がある。このような問題は特に小径のネジが用いられる比較的小径のドリルにおいて顕著である。

本発明は、上記事項の少なくとも１つを改善する連結装置を提供することを目的とする。

さらに、本発明は、作業性に優れ、連結される部材に好適な締め付け力つまり固定力を与えることを可能にする連結装置を提供することを目的とする。

さらに、本発明は、そのような連結装置が適用された切削工具を提供することを目的とする。

本発明の一態様によれば、
第１部材と第２部材とを連結するための連結装置が提供され、この連結装置は、
前記第１部材に設けられた２つの突起部と、
前記第２部材を貫通するように形成された貫通孔と、
前記第２部材に設けられ、各々が前記貫通孔につながるように形成された２つの受容穴であって、各々が、前記突起部を受け入れるように形成された２つの受容穴と、
第１押圧部および第２押圧部を有する固定部材であって、該固定部材は、該貫通孔に配置されているとき、該固定部材の一端部への力の付与に伴い該第１押圧部と該第２押圧部との間隔を変えることができるように構成されていて、該第１押圧部は前記２つの受容穴の一方に受け入れられた前記２つの突起部の一方に固定力を及ぼすことができるように形成され、該第２押圧部は前記２つの受容穴の他方に受け入れられた前記２つの突起部の他方に固定力を及ぼすことができるように形成されている、固定部材と
を備える。

かかる構成の連結装置では、固定部材が第２部材の貫通孔に配置されているとき、固定部材の一端部への力の付与に伴い、第１押圧部と第２押圧部との間隔を変えることができ、固定部材の一端部に対する作業で、２つの受容穴に受け入れられた２つの突起部に固定力を及ぼすことができる。よって、簡単な操作で２つの部材同士を連結することができる。このように１つの作業で２つの部材を連結できるので、２つの部材の連結に際して、余計な曲げ応力が生じることを防ぐことができる。

好ましくは、固定部材が貫通孔に配置されているときに、第１押圧部が２つの突起部の一方を押し圧しかつ第２押圧部が２つの突起部の他方を押し圧することで、２つの突起部は、固定部材から引き込み力を受けるように形作られる。

好ましくは、固定部材は、第１固定要素と、第２押圧部を有する第２固定要素とを備え、該第１固定要素は該第２固定要素と螺合するように構成されていて、該第２固定要素は回転防止部を備え、第２部材は、該固定部材が貫通孔に配置されているとき、該第１固定要素の回転に伴って該第２固定要素が回転することを防ぐように該第２固定要素の該回転防止部と協働する部分を有するとよい。第１固定要素は、一体化された第１押圧部を有することができる。あるいは、固定部材は第１固定要素に螺合する第３固定要素をさらに備えることができ、この場合、該第３固定要素は一体化された第１押圧部を有することができる。

好ましくは、前記第１押圧部および前記第２押圧部は、前記固定部材が前記第２部材の前記貫通孔に配置されているとき、前記第１部材の前記突起部が前記受容穴へ挿入されたり該受容穴から取り除かれたりすることを可能にする第１解放状態と、前記突起部に固定力を及ぼす第２固定状態とに選択的に位置付けられるとよい。固定部材は、第１押圧部が第２押圧部と対向するように構成されることができ、この場合、第１解放状態での第１押圧部と第２押圧部との距離は、第２固定状態での第１押圧部と第２押圧部との距離よりも長いとよい。代替的に、固定部材は、第１押圧部が第２押圧部に対して反対側を向くように構成されることも可能であり、この場合、第１解放状態での第１押圧部と第２押圧部との距離は、第２固定状態での第１押圧部と第２押圧部との距離よりも短いとよい。例えば、第１押圧部および第２押圧部は、それぞれ、テーパ形状を有することができる。この場合、第１部材の２つの突起部の各々はそれら押圧部のテーパ形状に対応する凹形状を有するとよい。

本発明の別の態様は、上述の連結装置が適用された切削工具を提供することができる。この場合、例えば、第１部材は、工具先端部材であり、第２部材は、工具本体つまり本体部材である。代替的に、第１部材は、工具本体であり、第２部材は、工具先端部材であることもできる。第１部材は、切れ刃を直接的に備えることが可能である。これに加えて、あるいは、代替的に、第１部材は、切れ刃を備える部材が着脱自在に取り付けられてもよい。なお、第２部材も、切れ刃を備える部材が着脱自在に取り付けられることができる。

図１は、一例としての従来のドリルの分解斜視図である。 図２は、本発明の第１実施形態の組立体の分解斜視図である。 図３は、第１実施形態の組立体の斜視図である。 図４は、第１実施形態の第１部材の一部の斜視図である。 図５は、第１実施形態の第１部材の一部の底面図である。 図６は、第１実施形態の第１部材の１つの突起部の側面図である。 図７は、第１実施形態の第２部材の平面図である。 図８は、図７のＶＩＩＩ−ＶＩＩＩ線に沿った第２部材の断面図である。 図９は、第１実施形態の第１固定要素の斜視図である。 図１０は、第１実施形態の第２固定要素の斜視図である。 図１１は、図１０とは異なる向きでの、第１実施形態の第２固定要素の斜視図である。 図１２は、図３の連結された組立体における連結部分を示す図であり、組立体の軸線に直交すると共に第２部材の貫通孔の軸線を含む面での部分断面図である。 図１３は、本発明の第２実施形態の切削工具の分解斜視図である。 図１４は、図１３の第２実施形態の切削工具の斜視図である。 図１５は、第２実施形態の切削工具の平面図である。 図１６は、第２実施形態の切削工具の正面図である。 図１７は、第２実施形態の第１部材としての工具先端部材の正面図である。 図１８は、第２実施形態の工具先端部材の側面図である。 図１９は、第２実施形態の工具先端部材の底面図である。 図２０は、第２実施形態の第２部材としての工具本体の一部の図であり、その平面図である。 図２１は、本発明の第３実施形態の切削工具の先端側部分の斜視図である。 図２２は、本発明の第４実施形態の切削工具の斜視図である。 図２３は、第４実施形態の切削工具の先端側部分の斜視図である。 図２４は、本発明の第５実施形態の組立体の部分断面図であり、第１実施形態の図１２に相当する図である。 図２５は、本発明の第６実施形態の組立体の部分断面図であり、第１実施形態の図１２に相当する図である。

以下、本発明の実施形態を、図面を用いて説明する。

まず、本発明の第１実施形態について図２から図１２に基づいて説明する。以下に説明される第１実施形態に係る連結装置（つまり連結機構）は、第１部材１０と第２部材３０とを連結するように適用されている。なお、ここでは、第１部材１０と第２部材３０とを組み立てた完成品を組立体と称する。

第１部材１０は、ドリル先端部材（工具先端部材）としてのスローアウェイチップを模した部材（モデル部材）であり、図１のドリル１のスローアウェイチップ２の切れ刃３を模したまたはそれに相当する部分１２を直接的に有する。第１部材１０は、さらに、切りくず排出溝を模した凹部１４を有する。なお、第１部材１０は、スローアウェイチップとして構成されるように形状変更されてもよく、例えば、その部分１２は切れ刃形状を有するように変更され得る。

第２部材３０は、工具本体としてのドリル本体を、特にその先端部を模した部材（モデル部材）であり、ドリル本体の形状により近い形状を有してもよく、ドリル本体そのものとされてもよい。第２部材３０は、図１のドリル本体４のうち、スローアウェイチップ２がねじ５で取り付けられる部分に対応する。第２部材３０は、切りくず排出溝を模した凹部３２を有する。第２部材３０は、図１のドリル本体と同様に、柄部６および細長いシャンク部７を模した構成をさらに有することができ、らせん状の切りくず排出溝８や油穴９に相当する構成をさらに有することができる。なお、以下の説明から明らかになるように、本実施形態の連結装置は、図１のドリル１のように２本のねじを用いるものではない。

第１部材１０および第２部材３０はそれぞれドリルの部材を模した部材であるので、中心軸線Ａ周りの回転で略円柱形状の回転輪郭を有する。しかし、第１部材１０は、そのような形状に限定されず、単なる円筒や角柱等の形状を実質的に有してもよく、軸線周りに回転して用いられるものでなくてもよい。第２部材３０においても、同様である。

本実施形態の連結装置７０は、概略的に、第１部材１０を第２部材３０に連結するとき、第１部材１０の２つの突起部１６を第２部材３０に形成された２つの受容穴３４にそれぞれ挿入し、第２部材３０の貫通孔３６に配置された固定部材５０の一端部に力を付与することで固定部材５０の第１押圧部５２および第２押圧部５４を移動させ、それにより受容穴３４に挿入された第１部材１０の突起部１６に第１部材１０を第２部材３０に固定するための力つまり固定力を及ぼすように構成されている。

第１部材１０と第２部材３０とを連結するように適用された連結装置７０は、第１部材１０に設けられた２つの突起部１６と、これら突起部１６を受け容れることができるように第２部材３０に形成された２つの受容穴３４と、第２部材３０に貫通するように設けられた貫通孔３６と、そして、固定部材５０とを備える。固定部材５０は、ネジ式で連結される第１固定要素５６と第２固定要素５８とからなる。第１固定要素５６は第１押圧部５２を一体的に有し、第２固定要素５８は第２押圧部５４を一体的に有する。

第１部材１０の端面（連結面）１５からは２つの突起部１６が延びている。２つの突起部１６は、同じ形状を有するように形成され、組立体の軸線Ａに一致する第１部材１０の軸線Ａ１の周りに１８０度回転対称に配置されている（例えば図５参照）。各突起部１６は、第１部材１０の軸線Ａ１の方向に実質的に延びている。これら突起部１６が設けられた端面１５は平面になるように構成されているが、特有の他の形状を有してもよい。

突起部１６は、その先端部１８で太くなるように形成されている（図６参照）。突起部１６には、先端部１８から基端部つまり端面１５側に延びる、第１部材１０を第２部材３０に固定するときに固定部材５０に当接するための面部分つまり当接可能面が定められる。図４において斜線を施した部分つまり面部分１９の全体または一部分が、当接可能面を構成することができる。図６に示すように、突起部の根本側から先端側に延びる部分（図４の面部分１９を含む）が凹んだ形状を有する。特に、第１部材１０の突起部１６のこの面部分１９は、固定部材５０の押圧部５２、５４のテーパ形状に対応する凹形状を有する。このような突起部１６の形状は、固定部材５０の押圧部５２、５４がしっかりと嵌まるようにまたはしっかりと係合するように定められ、固定部材５０との係合を良好にする。特に、面部分１９のうち、法線が第１部材１０側つまり端面１５側を向く成分を含む部分が、後述する引き込み力を受ける部分として機能し得る（図６参照）。なお、引き込み力とは、軸線Ａ方向において第１部材から第２部材の方向の成分を含む力である。加えて、突起部はこのように構成されるので、第１部材１０が第２部材３０に連結されたつまり固定されたとき、固定部材５０の軸線よりも実質的に穴３４の奥側に位置する突起部１６の部分つまり先端部１８は固定部材５０の下側に向けて突出する。したがって、図４および図６からよりよく理解できるように、突起部１６の先端は、略Ｌ字形状を有する。

第２部材３０には、その端面（連結面）３３に各々が開く２つの受容穴３４が形成されていて、その各々は第１部材１０の対応する１つの突起部１６を受容するように形成されている。第１部材１０に２つの突起部１６があるので、第２部材３０には２つの受容穴３４がある。２つの受容穴３４は、同一形状を有し、組立体の軸線Ａに一致する第２部材３０の軸線Ａ２周りに１８０度回転対称に配置されている。各受容穴３４は、第２部材３０の軸線Ａ２の方向に実質的に延びている。なお、これら受容穴３４が設けられた端面３３は平面になるように構成されているが、第１部材１０の端面１５に対応する他の形状を有してもよい。

第２部材３０は、第２部材３０を貫通するように延びる貫通孔３６を有している。貫通孔３６は、真っ直ぐに延び、真っ直ぐな軸線３６Ａを定められることができる。本実施形態では、貫通孔３６は、第２部材３０の軸線Ａ２に直交する面上に延びる軸線３６Ａを有するように形成されている。この貫通孔３６の軸線３６Ａに直交する断面での貫通孔３６の外郭形状または輪郭は切断箇所に応じて変化する。図８に表されるように、貫通孔３６は、中央部で細く、その両端部で中央部よりも太くなるように形成されている。貫通孔３６は第２部材３０の軸線Ａ２周りに対称な形状に形成され、その両端部の各々は固定部材５０の第１押圧部５２または第２押圧部５４が貫通孔３６の軸線３６Ａ方向に移動できるように形成されている。貫通孔３６の中央部は、第１押圧部５２や第２押圧部５４が進入および通過できないように形成されている。

貫通孔３６は、後述する固定部材５０をそこに実質的に収容することができるように形成されているので、収容横孔とも称され得る。この貫通孔３６は２つの受容穴３４にその中途でつながっている（図８参照）。第１部材１０の突起部１６が受容穴３４に受け入れられたとき、その突起部１６は貫通孔３６と受容穴３４との交差領域に到達する。特に、第１部材１０の端面１５と第２部材の端面３３とが突き合わされるつまり当接するまで突起部１６が受容穴３４に挿入されたとき、突起部１６の先端部１８は、貫通孔３６の軸線３６Ａを概ね越える位置（固定可能位置）に達する。このとき、突起部１６の面部分１９のうちの上述の法線が第１部材１０の端面１５を向く成分を含む部分の過半が、貫通孔３６の軸線３６Ａよりも第２部材２０の端面３３から離れたところに位置する。これは、第１部材１０を第２部材３０に固定するとき、固定部材５０からの第２部材３０内への引き込み力をより好適に第１部材１０に伝えることを可能にする。

ここで、固定部材５０に関して説明する。固定部材５０は、第１固定要素５６と第２固定要素５８とが螺合して連結するように構成されている。

第１固定要素５６は長細い棒状の部材であり、その軸線５６Ａ方向に延びている。第１固定要素５６は、図９に示すように、一方の端部（第１端部）５９の周囲にネジ山が形成され雄ネジ部が形成され、もう一方の端部（第２端部）６０の端面にはドライバ穴（工具被係合部）が形成されている。第１固定要素５６の第２端部６０には第１押圧部５２が形成されている。押圧部５２は、テーパ状に形成され、第２端部６０から第１端部５９側に向けて先細りするように形付けられている。

第２固定要素５８は、第１固定要素５６の雄ネジ部６１が螺合する雌ネジ部６２を備える中空の部材である。第２固定要素５８の外周面の一部にはテーパ状の第２押圧部５４が形成されている。第２固定要素５８の押圧部５４のテーパの傾斜角度は第１固定要素５６の押圧部５２の傾斜角度と同じである。第２固定要素５８の押圧部５４が第１固定要素５６の押圧部５２と対向するように配置された状態に、第２固定要素５８は第１固定要素５６と螺合する。このように連結された第１固定要素５６と第２固定要素５８とが互いに対して相対回転運度することで、それら対向する押圧部５２、５４の間隔は変化する。

第２固定要素５８の側面には、回転防止部としての平坦な面６３を有する面部分６４が形成されている。したがって、第２固定要素５８は、その軸線５８Ａに直交する断面において、略Ｄ形状を有する。これに対して、第２部材の貫通孔３６には、回転防止部としての面部分６４が当接可能な被当接面３８が形成されていて、貫通孔３６内での第２固定要素５８のその軸線５８Ａ周りの回転は実質的に防止される。第２部材３０の被当接面３８は、第１固定要素の回転に伴って第２固定要素が回転することを防ぐように第２固定要素５８の回転防止部である面６３または面部分６４と協働する部分に相当し、一方で第２固定要素５８の貫通孔３６でのガイド機能を担う。

第１固定要素５６と第２固定要素５８とは、連結された状態で、貫通孔３６に配置される。第２固定要素５８は一方の受容穴３４に挿入されて貫通孔３６の一方の端部に配置され、第１固定要素５６は貫通孔３６のもう一方の端部から挿入される。これら第１および第２固定要素５６、５８は貫通孔３６で互いに螺合する、つまりねじ形式で連結される。上述のごとく、第２部材３０の貫通孔３６に配置されているとき、第２固定要素５８はその軸線周りの回転ができないように拘束されているので、第１固定要素５６の回動により、第１固定要素５６と容易に螺合することができる。

第１固定要素５６はテーパ形状の押圧部５２を有し、第２固定要素５８はテーパ形状の押圧部５４を有し、これら押圧部５２、５４は第１固定要素５６の中央部分５６ｃに比して部分的に大径を有する。一方、この第１固定要素５６の押圧部５２が出入りできるように貫通孔３６の両端部３６ｄ、３６ｅは貫通孔３６の中央部３６ｃよりも太く形成されているが、貫通孔３６の中央部３６ｃは第１固定要素５６の押圧部５２が通れないように形成されている。したがって、第１固定要素５６は、貫通孔３６を通過することができない。第２固定要素は、回転防止部である面６３または面部分６４が形成されていて、その肩部６４ａが張り出すように形成されている（図１０参照）。この肩部６４ａの存在により、第２固定要素５８は、所定の範囲内で貫通孔の軸線方向に移動可能であるが、貫通孔の軸線方向から貫通孔３６に出入りできない（図８および１０参照）。また、第２固定要素５８の第２押圧部５４は、貫通孔３６の中央部３６ｃを通れないように形成されている。したがって、受容穴３４から貫通孔３６に挿入された第２固定要素５８は、貫通孔３６を通過することができない。よって、連結された第１固定要素５６と第２固定要素５８とは、貫通孔３６から脱落することがない。なお、貫通孔３６の両端部は、固定部材５０の第１固定要素５６の第２端部６０に適した円形形状を有する。

また、貫通孔３６は、いずれの端部に第１押圧部５２または第２押圧部５４が配置されてもよいように、いずれの端部にも回転防止部としての面部分６４が当接可能な部分つまり被当接面３８が形成され、いずれの端部も同形状に形成されている。なお、第１固定要素５６の中央部分５６ｃの一部はそれの第１端部５９の雄ネジ部よりも太く形成されているが、中央部分５６ｃはこのように太く形成されなくてもよい。

第１固定要素５６と第２固定要素５８とが連結された固定部材５０は、貫通孔３６に配置されているとき、第１固定要素５６をレンチ等の工具で回転させることで、２つの押圧部５２、５４間の間隔が変えられる。互いに連結された第１固定要素５６と第２固定要素５８とが、貫通孔３６で、第１固定要素５６の押圧部５２と第２固定要素５８の押圧部５４との間隔が所定距離以上である、第１解放状態にあるとき、第１部材１０の突起部１６の第２部材３０の受容穴３４への挿入、および、該突起部１６の該受容穴３４からの取り除きが可能になる。一方、互いに連結された第１固定要素５６と第２固定要素５８とが、貫通孔３６において、第１固定要素５６の押圧部５２と第２固定要素５８の押圧部５４との間隔が狭い、つまり、第１解放状態にあるときの間隔よりも狭い第２固定状態にあるとき（図１２参照）、突起部１６は固定力を及ぼされ得、それにより第１部材１０の第２部材３０への固定が可能になる。よって、貫通孔３６において第１固定要素５６と第２固定要素５８とを連結した状態で、第１部材１０の突起部１６の第２部材３０の受容穴３４への挿入、該突起部１６の該受容穴３４からの取り除き、および、突起部１６の固定を行うことが可能になる。第１押圧部５２と第２押圧部５４とが第２固定状態にあるとき、それらは所定固定距離、離れている。なお、図１２は、図３の連結された組立体における、組立体の軸線Ａに直交すると共に第２部材の貫通孔の軸線を含む面での部分断面図であり、第１部材側から第２部材側の方向における図である。ただし、図１２には、第１固定要素５６および第２固定要素５８が第１解放状態にあるときの一例が仮想線で表され、第２固定状態にあるときが実線で表されている。

以下、第１部材１０と第２部材３０との連結作業を説明する。

先ず、第２固定要素５８を２つの受容穴のうちの一方の受容穴３４に挿入し、貫通孔３６の一方の端部に配置する。そして、第１固定要素５６を貫通孔３６のもう一方の端部から挿入する。これにより第１固定要素５６の雄ネジ部６１が形成された第１端部５９は貫通孔３６の中央部３６ｃを通り抜けて、第２固定要素５８に螺合される。これにより、第２固定要素５８を第１固定要素５６に螺合させた状態で、固定部材５０が貫通孔３６に配置される。

第１部材１０の突起部１６を第２部材３０の受容穴３４に差し込むために、必要に応じて、貫通孔３６に配置されている固定部材の第１固定要素の第２端部６０を、第１固定要素５６の第１押圧部５２と第２固定要素５８の第２押圧部５４との間隔を広げるように回す。これにより、第１固定要素５６の押圧部５２と第２固定要素５８の押圧部５４とは、第１解放状態になる。このとき、第１固定要素５６と第２固定要素５８とからなる固定部材５０は、図１２に仮想線で示すように、貫通孔３６から部分的にはみ出した状態にあり得る。なお、第１解放状態とは、第１固定要素５６と第２固定要素５８とが連結されていて、第１部材１０の突起部１６の第２部材３０の受容穴３４への挿入および突起部１６の受容穴３４からの取り出しが可能である状態である。

次に、突起部１６を受容穴３４に挿入し、第１部材１０の端面１５と第２部材３０の端面３３とを当接させる。このとき、貫通孔３６の固定部材５０と、第２部材３０と、第１部材１０の突起部１６との間には、ある程度の隙間があり、貫通孔３６の軸線および固定部材５０の軸線を穴３４の奥側に越えて、第１部材１０の突起部１６の先端部１８は実質的に位置付けられる。

そして、第１部材１０と第２部材３０とをそれらの連結面１５、３３で当接させた状態で、第１固定要素５６のドライバ穴にレンチ等を差し込み、第１固定要素５６を回転させる（つまり、固定部材５０の一端部に力を付与する）。第１固定要素５６の回動に伴い、第１固定要素５６の押圧部５２と第２固定要素５８の押圧部５４との間隔が徐々に狭くなり、第１固定要素５６の押圧部５２と第２固定要素５８の押圧部５４とは第１解放状態から第２固定状態に移る。固定部材５０の押圧部５２、５４間の間隔がある程度まで狭くなり固定位置に至ることで、各押圧部５２、５４が突起部１６を第２部材の受容穴３４の内壁に向かって押し付ける。さらに、第１部材１０の突起部１６の当接面つまり面部分１９は、図６に表すように法線が第１部材１０の端面１５を向いた成分を含む傾斜面も含んでいるため、各突起部１６は固定部材の対応する押圧部から第２部材３０側に引き込む力を同時に受ける。なお、図６では、固定部材が仮想円ＩＣで理解を容易にするように表されていて、その円ＩＣの位置および大きさは固定部材５０の位置および大きさに必ずしも合致するものではない。このように、突起部１６が異なる２つの力、つまり（軸線Ａに直交する面上の力成分を含む）押し付け力および（軸線Ａに平行な力成分を含む）引き込み力を受けるため、第１部材１０と第２部材３０とが強固に連結される。また、そのような傾斜面が突起部１６にあるので、第１部材１０の突起部１６の先端が固定部材５０の下に潜り込んだ状態になるため、突起部１６が第１固定要素５６および第２固定要素５８に引っ掛かり、第１部材１０の突起部１６は第２固定要素３０の受容穴３４から抜けなくなる。

また、固定部材５０の押圧部５２、５４間の間隔は固定部材５０の一端部の回動作業で変化するので、第１固定要素５６の押圧部５２および第２固定要素５８の押圧部５４がそれぞれ対応する突起部１６に実質的に同時に実質的に同じ大きさの力を加えることができる。したがって、第１部材１０に不要な曲げ応力が加わることを防ぐまたは抑制することができる。

また、図１２に示すように、第１部材の一方の突起部（第１突起部）１６Ａと第１固定要素５６との接触部と、第１部材の別の突起部（第２突起部）１６Ｂと第２固定要素５８との接触部とが、組立体の軸線Ａの方向から見て、固定部材５０の回転軸線５０Ａを基準として互いに異なる側にある。言い換えると、図１２に示す方向から見るとき、２つの突起部１６Ａ、１６Ｂが固定部材５０を挟むように配置される。このことにより、２つの突起部１６に均等に力が加わりやすくなる。

なお、第１部材１０が第２部材３０にしっかり連結された状態つまり固定状態から、それらを分離するためには、固定部材５０の一端部が、押圧部５２、５４間の間隔が広がるように回動される。これにより、固定部材の押圧部５２、５４は、第２固定状態から第１解放状態に移る。したがって、第２部材３０の受容穴３４から第１部材１０の突起部１６を抜くことが可能になる。

以上述べたように、固定部材を構成する第１固定要素と第２固定要素とのうちの一方の要素の一端部にのみ力を加えることで、つまり１回の操作で、均等な固定力を第１部材と第２部材との間に与えることができる。これにより、第１部材を、簡単に、第２部材に取り付けたり、それを取り外したりすることができる。

また、連結装置を共通化または規格化することで、単一の第２部材に、異なる種類の第１部材を取り付けることができる。例えば、第１部材をスローアウェイチップとして構成すると共に第２部材を工具本体として構成したヘッドまたは刃先交換式ドリルでは、異なる外径の複数の第１部材つまり刃部の中から、加工予定の穴の径に応じて１つの第１部材を選択し、共通の第２部材に取り付けることができる。したがって、異なる大きさの穴を、最少の部品数で加工できる。よって、工具の管理コストも低減される。

なお、本第１実施形態では、固定部材の第２固定要素は第２部材の貫通孔の軸線方向において貫通孔へ出入りできない。しかし、第２固定要素が貫通孔の軸線方向において貫通孔を出入りできるように、貫通孔および第２固定要素のうちの両方または一方が設計変更されてもよい。

次に、本発明に係る第２実施形態について図１３から図２０に基づいて説明する。本第２実施形態の切削工具１００では、上記第１実施形態の連結装置７０と概ね同じ構成を有する連結装置が適用され、それを用いて第１部材としての工具先端部が、第２部材としての工具本体に連結される。したがって、上で説明した構成要素に対応する構成要素に同じ符号を用いることで、第２実施形態の連結装置は以下では簡単に説明される。

本第２実施形態の第１部材１１０は、工具先端部材として構成されていて、特にドリル先端部材として構成されている。第１部材１１０は、２つのインサート取付座１８１、１８２を備える。各インサート取付座には、切れ刃を備える部材である切削インサート１８３が取り付けられる。なお、第２実施形態では、第１部材１１０に、同じタイプの２つの切削インサート１８３がそれぞれネジで着脱自在に取り付けられる。しかし、それは異なるタイプの切削インサートが取り付けられるように構成されてもよい。

２つのインサート取付座１８１、１８２は、工具軸線（または工具回転軸線）Ａ近傍に設けられた中央側インサート取付座１８１と、外周側に設けられた外周側インサート取付座１８２とを有する（特に図１４、１６参照）。中央側インサート取付座１８１に取り付けられた切削インサート１８３の使用切れ刃の軸線Ａ周りの回転軌跡が、外周側インサート取付座１８２に取り付けられた切削インサート１８３の使用切れ刃の軸線Ａ周りの回転軌跡に部分的に重なるように、第１部材１１０は設計されている。

さらに、第１部材１１０は、その外周面に、各々にガイドパッド１８４が着脱自在に取り付けられる２つの取付座１８５、１８６を有する。なお、ガイドパッド１８４は、穴側面を加工する機能を有する部材に置き換えられてもよい。加えて、第１部材１１０には、切りくず排出溝１８７と、油穴１８８が形成されている。

本第２実施形態の第２部材１３０は、工具本体として構成されていて、特にドリル本体として構成されている。第２部材１３０は、らせん状の切りくず排出溝１８９と、油穴１９０を有している。なお、図２０は第２部材１３０の一部分の図であり、第１部材１１０に連結される先端部の図であり、その他の部分を省略した図である。

第１部材１１０と第２部材１３０との連結に、第１実施形態における連結装置と概ね同じ構成を有する連結装置が適用されている。なお、本第２実施形態の連結装置は上記第１実施形態の連結装置７０と第１固定要素の形状の点で明らかに相違するが、他の構成の点ではそれと概ね同じである。第２実施形態における連結装置を簡単に以下に説明する。

第１部材１１０の端面（連結面）１５には、工具軸線Ａに一致する第１部材１１０の軸線Ａ１に関して回転対称に形成された２つの同一の突起部１６が形成されている。突起部１６の先端部１８は、太くなるように形成されている。第１部材の突起部１６は、固定部材のテーパ形状の押圧部に対応する形状を有する。

第２部材１３０の端面（連結面）３３には、工具軸線Ａに一致する第２部材１３０の軸線Ａ２に関して回転対称に形成された２つの同一の受容穴３４が形成されている。２つの受容穴３４とつながるように貫通孔３６が第２部材１３０には形成されている。貫通孔３６の軸線が第２部材の軸線に直交する面上に延びるように貫通孔３６は形成されている。貫通孔３６には、固定部材５０が配置されるように形成されていて、そのために、上述の被当接面３８が貫通孔３６の両端部に形成されている。

固定部材５０はテーパ形状の第１押圧部５２を有する第１固定要素５６と、テーパ形状の第２押圧部５４を有する第２固定要素５８とからなっている。第１固定要素５６の一端部には雄ネジ部が形成され、他端部６０にはドライバ穴が形成されると共に第１押圧部５２が形成されている。なお、第１固定要素５６の中央部分は、第１実施形態の第１固定要素の中央部分とは異なり、ストレート形状に形成され、ネジ部よりも特に太くされていない（図１３参照）。しかし、第１固定要素５６の中央部分は、第１実施形態の第１固定要素５６の中央部分と同じように、太くされてもよい。第２固定要素５８には第１固定要素５６の雄ネジ部が螺合する雌ネジ部が形成されている。貫通孔３６に配置されているとき、第１押圧部５２が第２押圧部５４に対向するように、第１固定要素５６は第２固定要素５８に螺合する。貫通孔３６において互いに螺合した状態で、第１固定要素５６のドライバ穴にレンチを係合させて第１固定要素を回転させることで、第１固定要素５６は第２固定要素５８に対して相対運動し、それにより、第１押圧部５２と第２押圧部５４との間隔は変化する。

第１押圧部５２と第２押圧部５４とが第１解放状態にあるとき、第１部材１１０の各突起部１６は対応する第２部材１３０の受容穴３４に挿入可能であり、また、受容穴３４から抜かれることができる。第１押圧部５２と第２押圧部５４とが第２固定状態にあるとき、第２部材１３０の受容穴３４に挿入されている第１部材１１０の突起部１６は押付力と引き込み力とを受け、第１部材は第２部材にしっかりと固定される。

次に、本発明に係る第３実施形態を図２１に基づいて説明する。本第３実施形態の切削工具２００は、上記第１実施形態と同じ連結装置が用いられ、第１部材としての工具先端部材が、第２部材としての工具本体に連結される。したがって、ここでは、第３実施形態の連結装置の説明は省略される。

第３実施形態における第１部材２１０としての工具先端部は、第２実施形態における第１部材１１０から、その外周面にガイドパッドを取り付けるための取付座を省いた構成を有する。外周面の取付座を有さないことを除いて、第３実施形態における第１部材２１０は、第２実施形態の第１部材１１０と概ね同じ構成を有する。

本第３実施形態の第２部材２３０は、工具本体として構成されていて、特にドリル本体として構成されている。図２１では、第２部材２３０の先端部のみ表されている。第３実施形態の第２部材２３０は、第２実施形態の第２部材１３０と実質的に同じ構成を有する。

次に、本発明に係る第４実施形態を図２２および図２３に基づいて説明する。本第４実施形態の切削工具３００は、上記第１実施形態と同じ連結装置が用いられ、第１部材３１０としての工具先端部材が、第２部材３３０としての工具本体に連結される。したがって、ここでは、第４実施形態の連結装置の説明は省略される。

第４実施形態における第１部材３１０としての工具先端部は、その軸線Ａ１に沿って、ドリルインサート３９１が着脱自在に配置されるように構成されている。ドリルインサート３９１は、下穴をあけるために用いられることができる。

さらに、第１部材３１０は、２つのインサート取付座３８１、３８２を有する。これらインサート取付座の各々には、所定のカートリッジ３８３、３８４を介して、切削インサート３８５が着脱自在に取り付けられる。２つのインサート取付座は、工具軸線（または工具回転軸線）Ａに相対的に近いところに切削インサートを配置するように構成された中間インサート取付座３８１と、外周側に切削インサートを配置するように構成された外周側インサート取付座３８２とを有する（特に図２３参照）。中間インサート取付座３８１に取り付けられた切削インサート３８５の使用切れ刃の軸線Ａ周りの回転軌跡が、外周側インサート取付座３８２に取り付けられた切削インサート３８５の使用切れ刃の軸線Ａ周りの回転軌跡に部分的に重なるように、第１部材３１０は設計されている。さらに、中間インサート取付座に取り付けられた切削インサートの使用切れ刃の軸線Ａ周りの回転軌跡が、上記ドリルインサート３９１の回転軌跡と部分的に重なるように、第１部材３１０は設計されている。

第４実施形態における第１部材３１０では、このようにカードリッジを介して切削インサートが取り付けられる。したがって、第１部材３１０をカートリッジで保護することが可能になり、また、異なるタイプのカートリッジを用いることで切削インサートの位置を変更することが可能である。

上記第１から第４実施形態では、第２部材の貫通孔において、複数の要素が螺合して一体化されている固定部材は、第１部材の突起部が受容穴に出入り可能である第１解放状態と、第１部材を第２部材に固定する第２固定状態とを選択的にとり得た。しかし、固定部材は、貫通孔において、そのような第１解放状態を取りえないように構成されてもよい。つまり、複数の要素が一体化された固定部材が貫通孔に配置されているとき、第１部材の突起部は第２部材の受容穴に出入り可能でなくてもよい。この場合、固定部材が一体化されていない状態で、受容穴に突起部が挿入された後、固定部材の複数の要素が貫通孔に差し込まれて螺合され、これにより第１部材が第２部材に固定される。第１部材を第２部材から取り外すときには、固定部材の複数の要素の係合が解除されて、固定部材は部分的にまたは全体的に貫通孔から取り除かれ得る。

次に、本発明に係る第５実施形態を図２４に基づいて説明する。第５実施形態の組立体は、上記第１から第４実施形態に対して連結装置に関して相違し、連結装置に関する構成を除いて第１部材と第２部材に関しては第１実施形態と概ね同じである。よって、ここでは、連結装置に関してのみ説明する。ただし、以下では、上で説明した構成要素に対応する構成要素に同じ符号を用いて、各構成要素の詳細な説明は省略される。

第５実施形態の連結装置では、固定部材５０は、第１押圧部５２が第２押圧部５４に対して反対側を向くように構成されている。図２４は、第２部材の貫通孔３６に固定部材５０が配置されていて、第１押圧部５２および第２押圧部５４が第２固定状態にあるときを表している。図２４では、第２部材の受容穴３４に挿入された第１部材の２つの突起部１６は第１押圧部５２および第２押圧部５４によってしっかりと押し圧されて固定されている。なお、第１部材の突起部１６は、固定部材のテーパ形状の押圧部に対応する形状を有するので、これにより、上記の第１から第４実施形態と同様に、第１部材は、押圧力および引き込み力を受けて第２部材に固定される。

第５実施形態では、固定部材５０は、３つの部材、つまり、第１、第２および第３固定要素から構成されている。第１固定要素５６は、２つの雄ネジ部を有する部材であり、その一端部にドライバ穴を有している。第２固定要素５８は、第１固定要素５６の先端側の第１雄ネジ部３９１に螺合されるように雌ネジ部を有し、一体化された第２押圧部５４を有する。第３固定要素３９２は、第１固定要素５６の第１雄ネジ部とドライバ穴との間に形成された第２雄ネジ部３９３に螺合されるように雌ネジ部を有し、一体化された第１押圧部５２を有する。

第２部材の貫通孔３６は、その軸線方向に、その一端部から他端部に通じるつまり両端部に開くガイド溝３９４が形成されている。このガイド溝３９４は、上記被当接面３８に相当し、第２固定要素５８の回転防止部としての平坦な面を有する面部分、および、第３固定要素３９２の回転防止部としての平坦な面を有する面部分と協働し、それらの貫通孔での回転運動を防ぐ機能を担う。

これら第１から第３固定要素５６、５８、３９２は、貫通孔に配置されているとき、第１固定要素の回動により、第２固定要素５８と第３固定要素３９２とが互いに対して逆方向に動き、第１押圧部５２と第２押圧部５４との間隔が変化するように形成されている。なお、第５実施形態では、固定部材は、これらの固定要素が互いに螺合して一体化された状態で、貫通孔に挿入されて配置される。

図２４に表される固定状態から、第１部材および第２部材を分離させるためには、第１固定要素５６を回動し、それにより、第２固定要素と第３固定要素との間隔を狭め、第１押圧部５２と第２押圧部５４との間隔を狭める。したがって、第１押圧部５２と第２押圧部５４とは第１解放状態になる。これにより、第１部材の突起部１６の周りに隙間ができ、突起部１６を受容穴３４から抜くことが可能になる。

以上説明した第５実施形態でも、固定部材の一端部に対する回動作業で、第１部材の突起部が第２部材の受容穴に出入り可能な状態と、第１部材を第２部材にしっかりと固定する状態とを選択的に実現することができる。

次に、本発明に係る第６実施形態を図２５に基づいて説明する。第６実施形態の組立体は、上記第５実施形態に対して連結装置に関して一部相違し、その他の構成に関しては第５実施形態と同じである。よって、ここでは、第６実施形態の第５実施形態との相違点のみ説明する。ただし、以下では、上で説明した構成要素に対応する構成要素に同じ符号を用いて、各構成要素の詳細な説明は省略される。

第６実施形態における連結装置は、固定部材５０の第２部材５８側の端部に、貫通孔３６内に切りくず等が入りにくいように配置された、封止部材４９５を有する。封止部材４９５は、第１固定要素５６の周囲に配置される円筒状部材４９６と、止め具４９７とを有する。円筒状部材４９６は内部に位置付けられる第１固定要素の部分の外径よりも大きな内径を有するので、第１固定要素の回転を妨げることはない。止め具４９７は、嵌め込み式の部材であり、第１固定要素の先端部に取り付けられる。止め具４９７は、円筒状部材４９６が貫通孔３６から抜けること、および、円筒状部材４９６と第１固定要素５６との間に切りくず等が入ることを防止する。なお、円筒状部材は、第１固定要素の周囲にしっかりと嵌る軸受部材として構成されてもよい。

なお、第５実施形態または第６実施形態の連結装置は、第２から第４実施形態の第１部材と第２部材との連結に適用されることができる。

以上、本発明を第１から第６実施形態に基づいて説明したが、種々の変更が許容される。例えば、上述したいくつかの実施形態では本発明の連結装置は回転切削工具の一つとしての刃先交換式ドリルに適用されていたが、本発明は旋削工具や転削工具等の、他の形態の切削工具にも適用可能である。なお、本発明に係る連結装置は、切削工具および切削器具のみならず、種々の機械系部材、電気系部材および化学系部材など、種々の部材を連結するために用いられることができる。

第１部材の突起部の先端形状に関しても、Ｌ字状の形状ではなく、円柱形や角形の底面を有する多角柱形状も採用可能である。また、上記第１から第６実施形態では、概ね、第１部材を工具先端部材またはそれを模した部材とし、第２部材を工具本体またはそれを模した部材とした。しかし、第１部材を工具本体とし、第２部材を工具先端部材としてもよい。つまり、工具本体に突起部を設け、工具先端部材に受容穴および貫通孔を設けてもよい。また、工具本体に、直接的にまたは間接的に切れ刃が備えられてもよい。

なお、前述した実施形態およびその変形例等では本発明をある程度の具体性をもって説明したが、本発明はこれらに限定されない。本発明については、請求の範囲に記載された発明の精神や範囲から離れることなしに、さまざまな改変や変更が可能であることは理解されなければならない。すなわち、本発明には、請求の範囲によって規定される本発明の思想に包含されるあらゆる変形例や応用例、均等物が含まれる。

Claims (15)

1. 第１部材と第２部材とを連結するための連結装置であって、
   前記第１部材に設けられた２つの突起部（１６）と、
   前記第２部材を貫通するように形成された貫通孔（３６）と、
   前記第２部材に設けられ、各々が前記貫通孔につながるように形成された２つの受容穴（３４）であって、各々が、前記突起部を受け入れるように形成された２つの受容穴と、
   第１押圧部（５２）および第２押圧部（５４）を有する固定部材（５０）であって、該固定部材は、該貫通孔に配置されているとき、該固定部材の一端部への力の付与に伴い該第１押圧部と該第２押圧部との間隔を変えることができるように構成されていて、該第１押圧部は前記２つの受容穴の一方に受け入れられた前記２つの突起部の一方に固定力を及ぼすことができるように形成され、該第２押圧部は前記２つの受容穴の他方に受け入れられた前記２つの突起部の他方に固定力を及ぼすことができるように形成されている、固定部材と
   を備えた連結装置。
2. 前記固定部材（５０）が前記貫通孔に配置されているときに、前記第１押圧部（５２）が前記２つの突起部（１６）の一方を押し圧しかつ前記第２押圧部（５４）が前記２つの突起部（１６）の他方を押し圧することで、該２つの突起部（１６）は、該固定部材（５０）から引き込み力を受けるように形作られている、請求項１に記載の連結装置。
3. 前記固定部材は、第１固定要素（５６）と、前記第２押圧部（５４）を有する第２固定要素（５８）とを備え、
   該第１固定要素は該第２固定要素と螺合するように構成されていて、
   該第２固定要素は回転防止部を備え、
   前記第２部材は、該固定部材が前記貫通孔に配置されているとき、該第１固定要素の回転に伴って該第２固定要素が回転することを防ぐように該第２固定要素の該回転防止部と協働する部分を有する、
   請求項１または２に記載の連結装置。
4. 前記第１固定要素（５６）は、一体化された前記第１押圧部（５２）を有する、請求項３に記載の連結装置。
5. 前記固定部材は、前記第１固定要素（５６）に螺合する第３固定要素（３９２）をさらに備え、
   該第３固定要素は一体化された前記第１押圧部（５２）を有する、
   請求項３に記載の連結装置。
6. 前記第１押圧部（５２）および前記第２押圧部（５４）は、前記固定部材が前記第２部材の前記貫通孔に配置されているとき、前記第１部材の前記突起部が前記受容穴へ挿入されたり該受容穴から取り除かれたりすることを可能にする第１解放状態と、前記突起部に固定力を及ぼす第２固定状態とに選択的に位置付けられる、
   請求項１から５のいずれか一項に記載の連結装置。
7. 前記固定部材（５０）は、前記第１押圧部（５２）が前記第２押圧部（５４）と対向するように構成されていて、
   前記第１解放状態での前記第１押圧部と前記第２押圧部との距離は、前記第２固定状態での前記第１押圧部と前記第２押圧部との距離よりも長い、
   請求項６に記載の連結装置。
8. 前記固定部材（５０）は、前記第１押圧部（５２）が前記第２押圧部（５４）に対して反対側を向くように構成されていて、
   前記第１解放状態での前記第１押圧部と前記第２押圧部との距離は、前記第２固定状態での前記第１押圧部と前記第２押圧部との距離よりも短い、
   請求項６に記載の連結装置。
9. 前記第１押圧部（５２）および前記第２押圧部（５４）は、それぞれ、テーパ形状を有し、
   前記２つの突起部（１６）の各々は、該テーパ形状に対応する凹形状を有する、
   請求項１から８のいずれか一項に記載の連結装置。
10. 請求項１から請求項９のいずれか一項に記載の連結装置が適用された切削工具。
11. 前記第１部材は、工具先端部材であり、
    前記第２部材は、工具本体である、
    請求項１０に記載の切削工具。
12. 前記第１部材は、工具本体であり、
    前記第２部材は、工具先端部材である、
    請求項１０に記載の切削工具。
13. 前記第１部材は、切れ刃を直接的に備える、請求項１０から１２のいずれか一項に記載の切削工具。
14. 前記第１部材は、切れ刃を備える部材が着脱自在に取り付けられる、請求項１０から１３のいずれか一項に記載の切削工具。
15. 前記第２部材は、切れ刃を備える部材が着脱自在に取り付けられる、請求項１０から１４のいずれか一項に記載の切削工具。

Images