KR20030007591A - 공구 조인트 - Google Patents

Abstract

공구(20)는 수형 부재(22)와 암형 부재(24)를 포함한다. 수형 부재(22)는 본체부(26)로부터 후방으로 돌출하는 결합부(28)를 갖는다. 결합부(28)는 절두원추형 전방부(40)와 나사산이 있는 후방부(38)를 갖는다. 나사산(46)은 균일 깊이의 중간부(45)를 갖고 전방 및 후방 단부 부분(41)에서 종결한다. 암형 부재(24)는 전방면(60)에서 후방으로 연장하는 보어(64)를 갖는다. 보어(62)는 절두원추형 전방부(70)와 나사산이 있는 후방부(72)를 갖는다. 나사산(72)은 균일 깊이의 중간부(67)를 갖고 전방 단부 부분(66) 및 후방 단부 부분(68)에서 종결한다. 공구 조인트(20) 연결부를 형성하도록 수형 부재(22)와 암형 부재(24)가 나사 결합될 때, 수형 부재(22)의 나사산이 있는 부분(38)은 암형 부재(24)의 나사산이 있는 부분(72)에 맞물린다.

Description

공구 조인트 {TOOL JOINT}

나사 결합을 사용하는 수형 및 암형 부재를 갖는 공구 조인트는 이 분야에 공지되어 있다. 이러한 수형 부재는 암형 부재 내의 대응 내부 나사산 부분에 정합하는 외부 나사산 부분을 통상 포함한다. 이러한 공구 조인트 결합 기구의 예가 미국 특허 제5,114,286호에 개시된다. 미국 특허 제5,114,286호에 개시된 바와 같이, 수형 커플러(11)는 암형 커플러(13)에 축방향으로 정렬된다. 수형 커플러(11)는 암형 커플러(13) 내의 대응 나선형 암형 나사산(23)에 정합하도록 하는 크기 및 형상의 나선형 수형 나사산(21)을 갖는다. 전술된 종류의 결합 기구의 단점은 도1에 개략적으로 도시된다(그리고 미국 특허 제5,114,286호의 도1 및 도5에 명확히 도시된다). 이는 수형 부재(12)의 최전방 나사산 크레스트(crest, 14)의 전방에 수형 부재의 전방 단부를 약화시키는 좁은 목부(16)가 형성된다는 사실을 포함한다. 여기에서 용어 "좁은 목부"는 나사산의 루트(root) 직경과 동일한 직경을 갖는 수형 부재의 부분을 지칭한다.

이러한 공구 조인트와 관련된 다른 문제는 최전방 나사산 크레스트와 최후방나사산 크레스트가 불완전하고 이들의 개방 단부에서 좁은 돌출 부분을 갖는다는 사실과 관련된다. 이는 예컨대 레이놀즈(Reynolds)에게 허여된 미국 특허 제1,407,335호의 도2에 명확히 도시된다. 이러한 좁은 단부 부분은 매우 약해서 수형 및 암형 부재 사이에서 축방향 하중을 전달할 수 없다.

문제점에 대한 해결책이 좁은 목부를 감소시키는 방법을 개시하는 래쓰(Rath)에서 허여된 미국 특허 제4,735,537호에 개시된다. 미국 특허 제4,735,537호의 수형 부재의 나사산이 있는 부분에서, 나사산의 내부 단부 부분은 종결하는 지점까지 완전한 치수를 갖는다. 이는 천이 부분을 짧게 만들 수 있다.

본 발명의 목적은 암형 부재와 수형 부재 모두가 불완전한 단면의 종래의 돌출부를 갖지 않는 정합 나사산을 갖는 수형 및 암형 부재를 갖는 공구 조인트를 제공하여 짧고 강한 공구 조인트를 제공하는 것이다.

본 발명은 단일 공구 홀더에 사용되는 상이한 헤드를 사용하는 특히 절삭 공구 조립체에 사용되기 위한 나사 결합 채용 공구 조인트에 관한 것이다.

본 발명을 더 잘 이해하기 위해 그리고 본 발명이 실제로 어떻게 수행되는지를 보여주기 위해, 이제 첨부 도면을 참조할 것이다.

도1은 종래 기술의 결합 기구의 수형 부재의 측면도이다.

도2는 본 발명에 따른 공구 조인트를 사용하는 절삭 공구의 사시도이다.

도3은 도2의 절삭 공구의 분해도이다.

도4는 나사산의 전방 단부 부분을 도시하는 도3의 수형 부재의 사시도이다.

도5는 나사산의 후방 단부 부분을 도시하는 도3의 수형 부재의 사시도이다.

도6은 나사산의 전방 단부 부분을 도시하는 도3의 암형 부재의 부분 사시도이다.

도7은 나사산의 후방 단부 부분을 도시하는 도3의 암형 부재의 부분 사시도이다.

도8은 수형 결합부의 나사산이 없는 전방부가 암형 결합부의 나사산이 없는 전방부와 초기 접촉될 때 수형 및 암형 부재의 축(A)을 통과하는 평면에서 취한 단면도이다.

도9는 축(A)을 통과하는 평면에서 취한 도2의 공구 조인트의 단면도이다.

도10은 종래 기술에 따른 나사산을 갖는 수형 부재의 부분 측면도이다.

도11은 본 발명에 따른 나사산을 갖는 수형 부재의 부분 측면도이다.

도12는 도3에 도시된 수형 부재의 배면도이다.

도13은 도3에 도시된 암형 부재의 정면도이다.

도14는 도9의 평면 ⅩⅣ-ⅩⅣ에서 취한 암형 부재와 맞물린 수형 부재의 단면도이다.

도15는 도9의 평면 ⅩⅤ-ⅩⅤ에서 취한 암형 부재와 맞물린 수형 부재의 단면도이다.

본 발명에 따라 수형 부재 및 암형 부재를 포함하는, 축(A)을 갖는 공구 조인트가 제공되는데, 축(B)을 갖는 수형 부재는 수형 본체부와, 수형 본체부로부터 후방으로 돌출하고 수형 본체부에 인접한 나사산이 없는 전방부와 후방 단부에서 종결하는 나사산이 있는 후방부를 갖는 수형 결합부를 포함하고, 수형 결합부의 나사산이 있는 부분은 수형 결합부의 전방부에 인접한 전방 단부 부분에서 그리고 수형 결합부의 후방부의 후방 단부에 인접한 후방 단부 부분에서 종결하는 나사산을 갖고, 이 나사산은 전방 및 후방 단부 부분 사이에 균일 깊이의 중간부를 갖고, 수형 결합부의 나사산의 전방 단부 부분은 나사산의 균일 깊이와 동일한 깊이로부터깊이가 없어질 때까지 점차 감소하는 변하는 깊이를 갖는 나사산 루트이고, 수형 결합부의 나사산의 후방 단부 부분은 나사산의 균일 깊이와 동일한 높이로부터 높이가 없어질 때까지 점차 감소하는 변하는 높이를 갖는 나사산 크레스트이며, 축(C)을 갖는 암형 부재는 암형 본체부와, 수형 결합부를 수용하며 암형 부재의 전방면으로부터 암형 본체부를 향해 후방으로 연장하고 전방면에 인접한 나사산이 없는 전방부와 암형 본체부에 인접하여 종결하는 나사산이 있는 후방부를 갖는 보어를 포함하는 암형 결합부를 포함하고, 암형 결합부의 나사산이 있는 부분은 암형 결합부의 나사산이 없는 전방부에 인접한 전방 단부 부분에서 그리고 암형 본체부에 인접한 후방 단부 부분에서 종결하는 나사산을 갖고, 암형 결합부의 나사산은 전방 및 후방 단부 부분 사이에 중간부를 갖고 균일 깊이와 동일한 깊이를 갖고, 암형 결합부의 나사산의 전방 단부 부분은 균일 깊이와 동일한 높이로부터 높이가 없어질 때까지 점차 감소하는 변하는 높이를 갖는 나사산 크레스트이고, 암형 결합부의 나사산의 후방 단부 부분은 나사산의 균일 깊이와 동일한 깊이로부터 깊이가 없어질 때까지 감소하는 변하는 깊이를 갖는 나사산 루트이며, 공구 조인트 연결부를 형성하도록 수형 및 암형 부재가 나사 결합될 때, 수형 부재의 나사산이 있는 부분은 암형 부재의 나사산이 있는 부분에 맞물리고, 수형 결합부의 나사산의 전방 단부 부분과 암형 결합부의 나사산의 전방 단부 부분은 이들 사이에 제1 각도의 갭을 갖고, 수형 결합부의 나사산의 후방 단부 부분과 암형 결합부의 나사산의 후방 단부 부분은 이들 사이에 제2 각도의 갭을 갖는다.

본 발명의 바람직한 실시예에 따라, 수형 본체부는 수형 결합 부재의 나사산이 없는 전방부에 인접한 후방 대면 환형 견부를 더 포함하고 암형 부재의 전방면은 전방 대면 환형 견부이며, 공구 조인트 연결부를 형성하도록 수형 및 암형 부재가 나사 결합될 때 수형 본체부의 환형 견부는 암형 본체부의 환형 견부에 인접한다.

더욱이 본 발명의 바람직한 실시예에 따라, 수형 결합부의 나사산이 없는 전방부는 수형 결합부의 나사산이 있는 후방부를 향해 후방으로 테이퍼진 절두원추형이며, 암형 결합부의 보어의 나사산이 없는 전방부는 암형 본체부를 향해 후방으로 테이퍼진 절두원추형이며, 공구 조인트 연결부를 형성하도록 수형 및 암형 부재가 나사 결합될 때 수형 결합부의 나사산이 없는 전방부는 암형 결합부의 나사산이 없는 전방부에 인접한다.

통상, 제1 각도는 20°내지 90°의 범위이다.

바람직하게는, 제1 각도는 70°이다.

통상, 제2 각도는 20°내지 90°의 범위이다.

바람직하게는, 제2 각도는 70°이다.

본 발명에 따라, 수형 및 암형의 나사산이 있는 부분의 전방 및 후방 단부 부분의 각각은 5°내지 30°의 범위의 각도를 갖는다.

바람직하게는, 수형 및 암형의 나사산이 있는 부분의 전방 및 후방 단부 부분의 각각은 15°의 각도를 갖는다.

통상, 수형 부재는 초경합금으로 제조되고 암형 부재는 강철로 제조된다.

본 발명에 따라, 수형 및 암형 부재의 나사 결합 중에, 수형 결합 부재의 나사산이 없는 전방부는 수형 본체부의 환형 견부가 암형 본체부의 환형 견부에 인접하기 전에 암형 결합 부재의 나사산이 없는 전방부에 인접한다.

바람직하게는, 수형 결합부의 나사산이 없는 전방부가 암형 결합부의 나사산이 없는 전방부에 초기 접촉될 때 수형 본체부의 환형 견부는 암형 본체부의 환형 견부로부터 거리(L)만큼 이격된다.

통상, 거리(L)는 0.1 내지 0.6 mm의 범위 내에 있다.

본 발명의 바람직한 실시예에 따라, 거리(L)는 0.3 mm이다.

본 발명의 바람직한 실시예에 따라, 수형 본체부의 환형 견부와 암형 본체부의 환형 견부는 축(A)에 직각이다.

통상, 수형 본체부의 환형 견부와 암형 본체부의 환형 견부는 연삭된다.

통상, 수형 결합부의 나사산이 없는 전방부와 암형 결합부의 나사산이 없는 전방부는 연삭된다.

통상, 수형 부재의 나사산 부분은 연삭된다.

바람직하게는, 수형 결합부의 나사산이 없는 전방부는 축(B)에 대해 각(α1)으로 테이퍼지고, 암형 결합부의 나사산이 없는 전방부는 축(C)에 대해 각(α2)으로 테이퍼지며, 각(α1)은 각(α2)과 동일하다.

통상, 각(α1, α2)은 2.5°내지 3.5°의 범위이다.

통상, 각(α1, α2)은 3°이다.

선택적으로, 각(α1)은 각(α2)보다 0.25°만큼 더 크다.

바람직한 실시예에 따라, 수형 부재의 나사산 부분과 암형 부재의 나사산 부분은 단일 리드 나사산이다.

도2 내지 도11을 참조한다. 도시된 바와 같이, 종축(A)을 갖는 공구 조인트(20)는 수형 부재(22)와 암형 부재(24)를 포함한다. 본 발명의 특정 적용예에 따라, 공구 조인트(20)는 수형 부재(22)가 초경합금으로 제조되고 절삭 헤드를 구성하며 암형 부재(24)가 공구 강철로 제조되고 보유 생크를 구성하는 절삭 공구 조립체를 구성한다.

수형 부재(22)는 종축(B)과, 본체부(26)와, 본체부(26)의 후방 단부(30)로부터 후방으로 돌출하는 결합부(28)를 갖는다. 본 발명의 필수적인 특징이 아니기 때문에 본체부(26)의 구조는 도시되지 않으며 임의의 요구되는 형상일 수 있다. 본체부(26)의 후방 단부(30)는 후방 대면 환형 견부 표면(32)을 포함한다. 후방 대면 환형 견부(32)는 축(B)에 대해 회전 대칭이고 이에 직각이다.

결합부(28)는 수형 본체부(26)에 인접한 나사산이 없는 전방부(36)와 후방 단부(39)에서 종결하는 나사산이 있는 후방부(38)를 포함한다. 수형 결합부의 나사산이 없는 전방부(36)는 나사산이 있는 후방부(38)를 향해 후방으로 테이퍼지고 축(B)에 대해 각(α1)으로 경사지는 절두원추형 표면(40)을 포함한다. 각(α1)은통상 2.5°내지 3.5°의 범위이다. 본 발명의 바람직한 실시예에 따라, 각(α1)은 3°이다.

결합부(28)의 나사산이 있는 후방부(38)는 수형 결합부(28)의 전방부(36)에 인접한 전방 단부 부분(41)에서 그리고 수형 결합부(28)의 후방부(38)의 후방 단부(39)에 인접한 후방 단부 부분(43)에서 종결하는 나사산(46)을 갖는다. 나사산(46)은 전방 단부 부분(41)과 후방 단부 부분(43) 사이에 균일 깊이의 중간부(45)를 갖는다. 유사하게, 중간부(45)는 균일 높이(h)를 갖는데, 이 높이는 균일 깊이와 동일하고 나사산의 크레스트와 루트 사이의 반경의 차이로서 정의된다. 나사산(46)은 축(B)에 직각인 평면에 대해 측정된 리드 각(α)을 갖는다. 통상, 리드 각은 4°내지 5°의 범위 내에 있다. 나사산(46)은 둥근 에지를 갖는 트래피즈(trapeze) 단면 형상을 갖는다. 수형 결합부(28)의 전방부(36)에 인접한 좁은 목부와 이에 의한 수형 부재(22)의 약화를 피하기 위해, 도4 및 도5에 가장 잘 도시된 바와 같이 나사산(46)의 전방 단부 부분(41)은 나사산의 균일 깊이와 동일한 깊이로부터 깊이가 없어질 때까지 점차 감소하는 변하는 깊이를 갖는 나사산 루트(48)이다. 유사하게, 나사산(46)의 후방 단부 부분(43)은 나사산의 균일 깊이와 동일한 높이로부터 높이가 없어질 때까지 점차 감소하는 변하는 높이를 갖는 나사산 크레스트(50)이다.

본 발명에 관련된 나사산의 추가 특성은 나사산 두께(T)이다. 나사산 두께(T)는 축(B)과 각(α)을 이루는 선을 따라 측정된 크레스트의 최대 두께로서 여기에서 정의된다.

도10은 수형 본체(80) 상의 종래 기술의 나사산을 도시한다. 나사산의 두께는 나사산이 수형 본체(80)의 후방 단부(82)에 도달하는 지점(P1)까지 일정하다. 정의된 지점(P1)으로부터, 나사산의 두께(T)는 지점(P2)에서 0이 될 때까지 점차 감소한다. 주요 부분을 따라 높이(h)를 갖는 지점(P1, P2)들 사이의 나사산의 부분(88)은 효율적인 나사산으로서 여겨지지 않을 수 있는데, 이는 완전 나사산과 같이 하중을 적절히 전달시킬 수 없는 불완전 나사산이기 때문이다. 부분(88)은 통상 사용되는 리드 각에 대해서 120°내지 270°의 범위인 나사산의 단부에서 보았을 때 (도시되지 않은) 각도(θ)를 통상 갖는다. 용어 "유효 나사산", "불완전 나사산" 및 "완전 나사산"에 대해서는 1996년에 출판된 뉴욕 인더스트리얼 프레스 인크.의 "기계류 안내서 25 25판" 페이지 1631 내지 1634를 참조한다.

부분(88)이 완전 나사산의 나머지와 같이 하중을 전달할 수 없고 이에 따라 불필요하더라도, 주요 부분을 따라 높이(h)를 갖는다. 이는 수형 본체(80)가 (도시되지 않은) 대응 암형 본체 내에 맞물릴 때 적절한 암형 나사산이 부분(88)을 수용하도록 남겨져야 한다는 것을 의미한다. 하중을 전달하지 않는 이러한 암형 나사산은 또한 불필요하고 암형 본체를 약화시킨다.

전술된 단점을 극복하기 위해, 도11에 도시된 바와 같이 본 발명에 따른 나사산은 부분(88)이 없이 생성된다. 크레스트(50) 상의 지점(P1)으로부터, 나사산은 중간부(92)를 통해 지점(P3)으로 점차 감소된다. 지점(90)은 루트(48)가 이격된 바와 같이 축(B)으로부터 동일한 거리로 이격된다. 통상, 중간부(92)는 30°보다 작은 각도(θ1)를 갖고, 통상 15°의 값을 갖는다. 본 발명의 바람직한 실시예에 따라, 수형 부재는 초경합금으로 제조되고 나사산은 연삭에 의해 생성된다. 중간부(92)의 각도(θ1)는 사용된 연삭 휠의 반경에 의해 결정된다.

각각이 변화되어야 할 전술된 원리는 본 발명의 수형 및 암형 부재 내의 나사산의 단부들 모두에 적용된다.

본 발명의 바람직한 실시예에 따라, 후방 대면 환형 견부(32), 절두원추형 표면(40) 및 나사산(46)은 연삭된다.

암형 부재(24)는 종축(C)과, 측부 주연면(58)과, 측부 주연면(58)에 연결된 전방면(60)을 갖는다. 전방면(60)은 축(C)에 대해 회전 대칭이고 이에 직각인 링 형상의 축방향 지향 인접면(62)을 갖는다.

보어(64)는 전방면(60)으로부터 후방으로 연장한다. 보어(64)는 암형 부재의 결합부(59)를 구성하고 암형 본체부(61)로 진행한다. 보어(64)는 전방부(66)와 후방부(68)를 갖는다. 전방부(66)는 암형 본체부(61)를 향해 후방으로 테이퍼지며 축(C)에 대해 각(α2)으로 경사진 절두원추형 표면(70)을 포함한다. 각(α2)은 2.5°내지 3.5°의 범위이다. 본 발명에 따라, 각(α2)은 바람직하게는 3°이다. 후방부(68)는 나사산(72)을 갖는다. 나사산(72)은 수형 부재의 나사산(46)과 정합하는 둥근 에지를 갖는 트래피즈 단면 형상을 갖는다. 전방 단부 부분(63)에서 종결하는 나사산(72)은 암형 결합부(59)의 전방부(66)에 인접하고 후방 단부 부분(65)에서 종결하는 나사산은 암형 본체부(61)에 인접한다. 나사산(72)은 전방 단부 부분(63)과 후방 단부 부분(65) 사이에 균일 깊이의 중간부(67)를 갖는다. 나사산(72)은 수형 부재의 나사산(46)의 리드 각과 동일한 리드 각(α)을 갖는다.도6 및 도7에 가장 잘 도시된 바와 같이, 나사산(72)의 전방 단부 부분(63)은 나사산의 균일 깊이와 동일한 높이로부터 높이가 없어질 때까지 점차 감소하는 변하는 높이를 갖는 나사산 크레스트(74)이다. 나사산(72)의 후방 단부 부분(65)은 나사산의 균일 깊이와 동일한 깊이로부터 깊이가 없어질 때까지 점차 감소하는 변하는 깊이를 갖는 나사산 루트(76)이다.

공구 조인트를 조립하기 위해, 수형 부재(22)는 암형 부재(24) 내에 장착되고 암형 나사산(72)에 맞물리는 수형 나사산(46)에 대해 회전된다. 수형 나사산(46)과 암형 나사산(72)은 절두원추형 표면(40)이 절두원추형 표면(70)과 초기 접촉될 때까지 자유롭게 회전한다. 이 위치에서, 후방 대면 환형 견부 표면(32)은 인접면(62)으로부터 거리(L)만큼 이격된다(도8 참조). 거리(L)는 통상 0.1 mm 내지 0.6 mm의 범위이다. 본 발명의 바람직한 실시예에 따라, 거리(L)는 0.3 mm이다.

본 발명의 일 실시예에 따라, 절두원추형 표면(40)의 경사각(α1)은 절두원추형 표면(70)의 경사각(α2)과 동일하다. 따라서, 절두원추형 표면(40, 70) 모두가 서로 완전히 접촉되는 것이 보장된다. 본 발명의 다른 실시예에 따라, 절두원추형 표면(40)의 경사각(α1)은 절두원추형 표면(70)의 경사각(α2)보다 0.25°만큼 더 크다. 이 실시예에 따라, 절두원추형 표면(40, 70) 모두의 사이에서 초기 접촉이 이들의 전방부에서 이루어져 견부 표면(32)과 인접면(62)에 근접하여 수형 부재(22)와 암형 부재(24) 사이에 전방 연결부에서 공구 조인트의 강성이 증가되는 것이 보장된다.

절두원추형 표면들 사이의 초기 접촉에 후속하여, 수형 부재(22)는 거리(L)가 0으로 감소되고 수형 부재의 환형 견부(32)가 암형 부재의 인접면(62)에 인접할 때까지 암형 부재(24)에 대해 강제로 조여진다. 2개의 표면(32, 62)들을 인접하게 함으로써, 수형 부재의 절두원추형 표면(40)은 암형 부재의 절두원추형 표면(70)이 약간 반경방향 외향으로 변형하게 한다. 절두원추형 표면(70)의 구역 내에서 암형 부재의 벽이 비교적 얇아서 변형이 가능하다.

수형 부재가 암형 부재와 완전히 맞물릴 때, 축(A, B, C)들은 중첩되고, 수형 결합부의 나사산의 전방 단부 부분(41)과 암형 결합부의 나사산의 전방 단부 부분(63)은 이들 사이에 제1 각도(θ2)의 갭(94)을 갖는다. 또한, 수형 결합부의 나사산의 후방 단부 부분(43)과 암형 결합부의 나사산의 후방 단부 부분(65)은 이들 사이에 제2 각도(θ3)의 갭(95)을 갖는다. 나사산의 설계는 각도(θ2)와 각도(θ3)가 모두 90°보다 작은 것을 보장하여, 비교적 약한 단면을 가지지 않는 강하고 단단한 맞물림을 보장한다. 통상, 제1 및 제2 각도는 20°내지 90°의 범위이다. 바람직하게는, 제1 및 제2 각도는 70°이다.

표면(32, 62)들 사이의 인접은 수형 및 암형 부재들 사이의 접촉 영역의 주연부에서 강성을 보장한다. 절두원추형 표면(40, 70)들 사이의 인접은 수형 및 암형 부재들 사이의 동심을 보장하여, 이에 따라 절삭 작업 중에 암형 부재에 의해 인가된 토크의 대부분을 수형 부재로 이동시킨다. 수형 부재와 암형 부재의 나사산들 사이의 완전한 맞물림의 특정 설계는 비교적 약한 단면을 제거하여 공구 조인트의 전체 강도를 증가시킨다.

본 발명에 따른 공구 조인트는 6 내지 20 mm 범위의 절삭 헤드 직경을 갖는 절삭 공구에 사용된다. 필요하다면, 절삭 공구의 강성을 증가시키기 위해, 암형 부재의 본체부의 측부 주연면은 축(C)에 대해 예각(β)으로 전방으로 테이퍼지고, 각(β)은 통상 0°내지 5°의 범위이다. 예컨대, 깊은 포켓의 벽이 가공되는 것이 필요할 때, 암형 부재의 측부 주연면(58)은 수형 부재의 본체부의 주연부(34)의 직경보다 작은 직경을 갖는 원통형으로 이루어져서, 가공 깊이는 보유 생크에 의해 제한되지 않는다.

전술된 절삭 공구 조립체의 공구 조인트는 절삭 헤드와 보유 생크로 제한되지 않는다는 것을 이해해야 한다. 예컨대, 공구 조인트는 수형 및 암형 부재를 포함하는 임의의 2개의 정합 부품의 연장부로서 사용될 수 있다.

본 발명이 일정 정도로 상세하게 설명되었더라도, 다양한 변형 및 수정이 이하에 청구되는 바와 같이 본 발명의 기술 사상 또는 범위로부터 벗어나지 않고 이루어질 수 있음을 이해하여야 한다.

Claims (23)

1. 수형 부재(22) 및 암형 부재(24)를 포함하는, 축(A)을 갖는 공구 조인트(20)이며,

   축(B)을 갖는 수형 부재는,

   수형 본체부(26)와,

   수형 본체부로부터 후방으로 돌출하고, 수형 본체부에 인접한 나사산이 없는 전방부(36)와 후방 단부(39)에서 종결하는 나사산이 있는 후방부(38)를 갖는 수형 결합부(28)를 포함하고,

   수형 결합부의 나사산이 있는 부분은 수형 결합부의 전방부에 인접한 전방 단부 부분(41)에서 그리고 수형 결합부의 후방부의 후방 단부에 인접한 후방 단부 부분(43)에서 종결하는 나사산(46)을 갖고, 이 나사산은 전방 및 후방 단부 부분(41, 43) 사이에 균일 깊이의 중간부(45)를 갖고,

   수형 결합부의 나사산의 전방 단부 부분(41)은 나사산의 균일 깊이와 동일한 깊이로부터 깊이가 없어질 때까지 점차 감소하는 변하는 깊이를 갖는 나사산 루트(48)이고,

   수형 결합부의 나사산의 후방 단부 부분(43)은 나사산의 균일 깊이와 동일한 높이로부터 높이가 없어질 때까지 점차 감소하는 변하는 높이를 갖는 나사산 크레스트(50)이며,

   축(C)을 갖는 암형 부재는,

   암형 본체부(61)와,

   수형 결합부를 수용하며 암형 부재의 전방면(60)으로부터 암형 본체부를 향해 후방으로 연장하고 전방면에 인접한 나사산이 없는 전방부(66)와 암형 본체부에 인접하여 종결하는 나사산이 있는 후방부(68)를 갖는 보어(64)를 포함하는 암형 결합부(59)를 포함하고,

   암형 결합부의 나사산이 있는 부분은 암형 결합부의 나사산이 없는 전방부에 인접한 전방 단부 부분(63)에서 그리고 암형 본체부에 인접한 후방 단부 부분(65)에서 종결하는 나사산(72)을 갖고, 암형 결합부의 나사산은 전방 및 후방 단부 부분 사이에 중간부(67)를 갖고 균일 깊이와 동일한 깊이를 갖고,

   암형 결합부의 나사산의 전방 단부 부분(63)은 균일 깊이와 동일한 높이로부터 높이가 없어질 때까지 점차 감소하는 변하는 높이를 갖는 나사산 크레스트(74)이고,

   암형 결합부의 나사산의 후방 단부 부분(65)은 나사산의 균일 깊이와 동일한 깊이로부터 깊이가 없어질 때까지 감소하는 변하는 깊이를 갖는 나사산 루트(76)이며,

   공구 조인트 연결부를 형성하도록 수형 및 암형 부재가 나사 결합될 때, 수형 부재의 나사산이 있는 부분(38)은 암형 부재의 나사산이 있는 부분(68)에 맞물리고,

   수형 결합부의 나사산의 전방 단부 부분(41)과 암형 결합부의 나사산의 전방 단부 부분(63)은 이들 사이에 제1 각도(θ2)의 갭(94)을 갖고,

   수형 결합부의 나사산의 후방 단부 부분(43)과 암형 결합부의 나사산의 후방 단부 부분(65)은 이들 사이에 제2 각도(θ3)의 갭(95)을 갖는 것을 특징으로 하는 공구 조인트.
2. 제1항에 있어서, 상기 수형 본체부는 수형 결합 부재의 나사산이 없는 전방부에 인접한 후방 대면 환형 견부(32)를 더 포함하고 암형 부재의 전방면(60)은 전방 대면 환형 견부이며, 공구 조인트 연결부를 형성하도록 수형 및 암형 부재가 나사 결합될 때 수형 본체부의 환형 견부는 암형 본체부의 환형 견부에 인접하는 것을 특징으로 하는 공구 조인트.
3. 제1항에 있어서, 수형 결합부의 나사산이 없는 전방부(36)는 수형 결합부의 나사산이 있는 후방부를 향해 후방으로 테이퍼진 절두원추형이고, 암형 결합부의 보어의 나사산이 없는 전방부(66)는 암형 본체부를 향해 후방으로 테이퍼진 절두원추형이며, 공구 조인트 연결부를 형성하도록 수형 및 암형 부재가 나사 결합될 때 수형 결합부의 나사산이 없는 전방부는 암형 결합부의 나사산이 없는 전방부에 인접하는 것을 특징으로 하는 공구 조인트.
4. 제1항에 있어서, 상기 제1 각도는 20°내지 90°의 범위인 것을 특징으로 하는 공구 조인트.
5. 제4항에 있어서, 상기 제1 각도는 70°인 것을 특징으로 하는 공구 조인트.
6. 제1항에 있어서, 상기 제2 각도는 20°내지 90°의 범위인 것을 특징으로 하는 공구 조인트.
7. 제6항에 있어서, 상기 제2 각도는 70°인 것을 특징으로 하는 공구 조인트.
8. 제1항에 있어서, 상기 수형 및 암형의 나사산이 있는 부분의 전방 및 후방 단부 부분(41, 63; 43, 65)의 각각은 5°내지 30°의 범위의 각도를 갖는 것을 특징으로 하는 공구 조인트.
9. 제8항에 있어서, 상기 수형 및 암형의 나사산이 있는 부분의 전방 및 후방 단부 부분의 각각은 15°의 각도를 갖는 것을 특징으로 하는 공구 조인트.
10. 제1항에 있어서, 상기 수형 부재는 초경합금으로 제조되고 암형 부재는 강철로 제조되는 것을 특징으로 하는 공구 조인트.
11. 제2항에 있어서, 상기 수형 및 암형 부재의 나사 결합 중에, 수형 결합 부재의 나사산이 없는 전방부는 수형 본체부의 환형 견부가 암형 본체부의 환형 견부에 인접하기 전에 암형 결합 부재의 나사산이 없는 전방부에 인접하는 것을 특징으로하는 공구 조인트.
12. 제11항에 있어서, 상기 수형 결합부의 나사산이 없는 전방부가 암형 결합부의 나사산이 없는 전방부에 초기 접촉될 때, 수형 본체부의 환형 견부는 암형 본체부의 환형 견부로부터 거리(L)만큼 이격되는 것을 특징으로 하는 공구 조인트.
13. 제12항에 있어서, 상기 거리(L)는 0.1 내지 0.6 mm의 범위 내에 있는 것을 특징으로 하는 공구 조인트.
14. 제13항에 있어서, 상기 거리(L)는 0.3 mm인 것을 특징으로 하는 공구 조인트.
15. 제2항에 있어서, 상기 수형 본체부의 환형 견부와 암형 본체부의 환형 견부는 축(A)에 직각인 것을 특징으로 하는 공구 조인트.
16. 제2항에 있어서, 상기 수형 본체부의 환형 견부와 암형 본체부의 환형 견부는 연삭되는 것을 특징으로 하는 공구 조인트.
17. 제2항에 있어서, 상기 수형 결합부의 나사산이 없는 전방부와 암형 결합부의 나사산이 없는 전방부는 연삭되는 것을 특징으로 하는 공구 조인트.
18. 제1항에 있어서, 상기 수형 부재의 나사산 부분은 연삭되는 것을 특징으로 하는 공구 조인트.
19. 제3항에 있어서, 상기 수형 결합부의 나사산이 없는 전방부는 축(B)에 대해 각(α1)으로 테이퍼지고, 암형 결합부의 나사산이 없는 전방부는 축(C)에 대해 각(α2)으로 테이퍼지며, 상기 각(α1)은 각(α2)과 동일한 것을 특징으로 하는 공구 조인트.
20. 제19항에 있어서, 상기 각(α1, α2)은 2.5°내지 3.5°의 범위인 것을 특징으로 하는 공구 조인트.
21. 제20항에 있어서, 상기 각(α1, α2)은 3°인 것을 특징으로 하는 공구 조인트.
22. 제19항에 있어서, 상기 각(α1)은 각(α2)보다 0.25°만큼 더 큰 것을 특징으로 하는 공구 조인트.
23. 제1항에 있어서, 상기 수형 부재의 나사산 부분과 암형 부재의 나사산 부분은 단일 리드 나사산인 것을 특징으로 하는 공구 조인트.