JP4213341B2 - 工具継手 - Google Patents

Description

【０００１】
発明の技術分野
本発明は、少なくとも一つの切削加工用部品のための、ホルダーとアダプターとを含む工具継手(tool coupling) に関し、上記アダプターが、ホルダーの第２の鋸歯面と協動するための第１の鋸歯面を備え、さらに具体的には、アダプターとホルダーとの間でトルクに耐える接続を与えられる締結手段で、鋸歯面を互いに嵌合させることに関する。
【０００２】
先行技術
切り屑を除去しながら機械加工する分野においては、幾つかの異なる作業に対して、種々の形式の旋削用の工具において一般的であるが、上記に定義する一般的な種類の工具継手がある。すなわち、商標CROMANT CAPTO （製造者、Sandvik AB、スウェーデン）で中ぐり棒が販売されていて、この中ぐり棒は、そのような継手(coupling)を備える。ホルダーは、例えば、多目的旋盤に装着可能なカッテングヘッド用の棒を構成し、上記カッテングヘッドは、着脱可能なインサート形状の一つ以上の機械加工用部品が備わる。この種の既知の中ぐり棒に関しては、第１の鋸歯面が、カッティングヘッドの実質的に平面の内側端面に備えられ、一方協動する第２の鋸歯がこの棒の外側または自由端面に設けられる。この鋸歯面を互いに嵌合させるために、幾つかの緩められたネジが締結手段として使用され、上記ネジは頭部を備え且つこの棒の自由端の鋸歯状の面に開口された軸方向にネジ切りされた穴に固く締結される。さらに具体的には、この端面に、等間隔に離れた四つの穴が凹部を形成し、その上側の二つがカッティングヘッド内の貫通口に挿入されるネジを取り外すことなく受容でき、この下側の二つは、当該カッティングヘッドが、左ネジまたは右ネジであるかに依存して、ネジ切りされた穴のその中または別のもの中に配置される。
【０００３】
中ぐり棒またはカッティングヘッのそれぞれの二つの端面に上記の鋸歯面が存在することによって、上記鋸歯面は互いに向かい合って押し進められ、非常に信頼できるトルクに耐える接合が中ぐり棒とカッティングヘッドの間で達成される。同様に、これは、作用するインサートが所定の正確な位置だしを維持できることを保証する。しかしながら、既知の工具継手に関する欠点は、カッティングヘッドの交換が複雑で且つ時間がかかりすぎることである。すなわち、三つ以下のネジを初めに緩めておき、その後再び固く締結し工具交換完了する。すなわち、数分で終了する。工具交換は、ネジが固く締まり及び／またはこのネジ回しの窪みに切り屑、汚れ、油脂の付着等があるこのような場合には実質的に困難極まる。このような状況のもとでの、工具交換のための作業の運転中止は非常に時間を消費し且つ費用のかかることとなる。さらに、カッティングヘッドの着脱を可能にするために、ネジを完全に緩めるのでネジを紛失するおそれがある。
【０００４】
締結手段としてネジと組み合わせて鋸歯を用いる工具継手は、国際特許ＷＯ９３−１０９２９号及びベルギー特許第３０２６５１３号で既知である。これらのケースにおいて、たとえアダプターをホルダーに締結するためのネジの数をそれぞれ一つまたは二つに減少しても、初めの作業で比較的な長いネジの緩め、その後、工具交換を達成したのち、再びそのネジを締めつけので、交換に比較的長い時間を必要とする。また、この場合もネジを紛失する可能性がある。
【０００５】
本発明の目的及び特徴
本発明は、この種の既知の工具継手に関する上記欠点を取り除き、且つ改良された継手を提供することを目的とする。すなわち、本発明の第１の目的は、必要な工具交換が迅速で簡単な方法で達成される工具継手を作ることでありる。次の目的は、種々形式のアダプターと協動するためにだけでなくて、種々の異なる位置にアダプターを位置だしするために、融通性のある方法に使用できるようなもの及び同一ホルダーを用いることを可能した工具継手を作ることである。本発明のもう一つの目的は、前記締結手段を紛失する恐れのない工具継手を作ることである。
【０００６】
本発明にしたがい、少なくとも第１の目的は、請求項１の特徴部分に定義する特徴により達成できる。好ましい実施態様は、さらに従属項に定義する。
先行技術の付加説明
本発明の請求項３に定義する特に好ましい実施態様において、スウェーデン特許第８５０２２６３−０号（出願番号第４４７７１２号）に示す締結機構を使用する。しかしながら、そこに示す工具継手は、鋸歯面が全く有するものでなく、そして特に、種々のアダプターまたは種々の方法で位置するアダプターと協動する幾つかの鋸歯面を有するホルダーを備えるものでない。
【０００７】
発明の好ましい実施態様の詳細な説明
図１〜３において、参照符号１はホルダーを示し、そして参照符号２はアダプターを示す。実際上は基本ホルダーと呼ばれるホルダー１は後方部分３及び前方部分４を備え、この後方部分は例えば多目的旋盤である工作機械に接続され、そして前方部分はアダプターが接続される。同様にアダプターは少なくとも一つの座部５を備えるカッティングヘッドによって構成され、そして座部は切削インサートまたは切り屑を除去して機械加工する部品（図示せず）を受容する。このカッティングヘッドの後方端面（図１では隠れている）に、第１の鋸歯面が設けられる（図２も参照）。それと対応する鋸歯面７が、実質的に環状のホルダー１の前方端面に設けられる。この前方端面は、ホルダーの長さ方向の中心軸に垂直に延在する。
【０００８】
上記の開示工具継手は、一方では型式がCOROMANT CAPTO（商標登録）で市販されるもので、もう一方では国際公開ＷＯ９３−１０９２９号及びベルギー特許第３０２６５１３号のそれぞれでに体的に且つ実質的に開示する。
本発明にしたがい、第１の穴８がホルダー１に凹部として形成されており、この穴８は鋸歯面７に開口し、そして第２の穴９が第１の穴８を横断して延在する。好ましくは第２の穴は第１の穴に直角に延在する。第２の穴９において、迅速接続型の締結機構が収容され、その締結機構の特徴は図２及び図３を参照しさらに詳細に説明する。上記締結機構は参照符号１０で示される。
【０００９】
参照符号１１で示される引張り部材は、アダプターの後側面の鋸歯面６から突出し、この引張り部材は穴８に挿入するものであり、詳しくは締結機構１０と協動するためである。この引張り部材１１をアダプター自体の一体部品として設計することができるが、例えばネジ締結を介して、アダプターの枠と接続される離れている本体の形状と同等形状に作るのがのが好ましい。すなわち、図２では、その端部の一領域において、実質的に引張り形状の引張り部材が、雄ネジを備え、如何にこの雄ネジがアダプターの中央穴の雌ネジに締結されるかを示すものであり、これがネジ継手１２を与える。これと反対側の端部領域において、引張り部材が、切り込み１４で分割された二つのシャンク状の部分１３、１３’を備える。これらのシャンク状の部分のそれぞれが、上側と下側とで一組となる鋸歯状の突出部１５を有する。この突出部は、引張り部材であるプラグの軸方向の延在部に対して傾斜する楔面１６が形成される。締結手段１０は、既知の方法（スウェーデン特許第８５０２２６３−０号を参照）であるネジ部１７を含み、このネジ部は、可逆型即ち一つが左ネジでもう一方が右ネジであり、軸方向に離れた雄ネジ１８、１８’である。これらの雄ネジが、二つのナット本体１９、１９’の雌ネジ穴と嵌合する。このナットは、ホルダー内の貫通穴を軸方向へと移動可能である。図３に示すように、ネジ部１７のネジが切られていない中間部分１７’は、引張り部材１１の二つのシャンク１３、１３’の間に配置され、そしてこの切られていない部分１７’二つのネジ部分１８、１８’の間に延在する。互いに向かい合う二つのナット本体１９、１９’の二つの側部は、鋸歯状の突出部２０を備え、そしてこの突出部は、それぞれが二つの傾斜した楔状の面を有することに関しては、鋸歯状の突出部１５と同等形状である。ネジ部１７の二つのネジ１８、１８’の一方は右ネジであり、他方は左ネジであるので、この二つのナット本体１９、１９’はネジ部が一つの方向に回転し互いに接近することができ、そしてネジ部が反対方向に回転するときには互いに離間することができる。ネジ部の回転を可能にするために、ネジ回し(key) 用の窪み２２（例えばAllen ネジ回しタイプ) が、このネジ部の二つの対向する端部にそれぞれ設けられる。これで、このネジ部はネジ回しによって回転することができ、ネジ回しはネジ部のいずれの端部にも適用できることになる。実際には、ホルダーが狭い場所の装着されホルダーの一方の面だけしか利用できない場合に、作業性が促進される。
【００１０】
図３は、各ナット本体１９、１９’が、如何にこの本体の軸方向の溝２４に嵌め込まれるピン２３によって案内されるかを示す。このピン２３は、ネジ部が回転するときに同一方向に回転することが防げるので、ナット本体が同時に軸方向に移動することを可能にする。この接続において、個々のナット本体の外側と穴９の内側との間に、さらに具体的には中央の軸穴８から液漏れを防止するために、特別な密封（図示せず）を配置することができることを指摘できる。このような方法においては、少なくとも前述の穴は、カッティングヘッドに冷却剤を供給するために使用することができる。
【００１１】
図４を参照して個々の鋸歯面６、７の好ましい実施態様を示す。この鋸歯面は、互いに平行であり溝２６で隔てられている幾つかの長方形のリッジまたは縁２５を含む。個々の縁の頂は、好ましくはかなりの幅の平坦な面２７を有するように、据え込み加工される。各溝２６は、横断面がＶ形状であり、二つの傾斜した側面２８、２８’と丸みを帯びた底２９とで形成される。側面２８、２８’の間の角度Ｖ⁰ は鋭角であり、４５〜７５°の間にする必要がある。ここに示した実施態様では、角度Ｖ＝６０°である。リッジの高さは、実際には、０．３〜１．０好ましくは０．５〜０，７５ｍｍの範囲にする必要がある。鋸歯面の一つのリッジが別の鋸歯面の溝と勘合するとき、それぞれのリッジが接触した溝に効果的に楔止めされることを確実にするために、このリッジの頂は溝の底と接触させない。図１に示すように、鋸歯面７は、中央の穴８と環状のホルダー部分４の周辺との間で定義される全環状面に渡って延在する。同様の方法で、鋸歯面６は、中央の引張りプラグ１１とカッティングヘッド２の環状の包囲面との間で定義される面の全体に渡って延在する。
【００１２】
カッティングヘッド２がホルダー１と接続するときは、引張りプラグ１１が受容し得るように締結機構１０が初期に調整される。これは、ナット本体１９、１９’が互いに適切な距離を置くような方向にネジ部１７を回転させることによって達成される。次の段階で、引張りプラグ１１が、穴８に挿入され内側の端部まで押し込まれ、その端部には二つのシャンク部分１３、１３’がネジ部の中間部分１７’の両側に位置し、同時にナット本体の鋸歯状の突出部が、シャンク部分１３、１３’の二つの同等形状の鋸歯状突出部１５との間の領域に少なくとも配置される。この状態で、ネジ部が反対方向に回転され、そしてナット本体が互いに接近する。そうすることで、側面１６、または鋸歯状の突出部１５の内側で対面する楔が、分離した突出部２０の同等形状の外向きに対面する楔または側面２１に隣接するので、エッジ作用によって引張りプラグ１１を穴の方向に押し込むために、ナット本体が互いに向き合ってさらにきつく締めつけられる。これで鋸歯面６のリッジが鋸歯面７の溝に押し込められ、そして大きな力で楔止めされる。カッティングヘッドとホルダーとの間に、トルクに耐える接続が達成される。この接続は大きな信頼性を有する。
【００１３】
工具の交換に関連してカッティングヘッドをホルダーから取り外すときには、ナット本体１９、１９’は互いに引き離し、その後カッティングヘッドをホルダーから取り外すことができる。
カッティングヘッドとホルダーとの間の丈夫で信頼できる接続を与えることは別にして、本発明の工具継手は、取り外し可能なネジ部に応じて、締結機構が同時に移動することなくホルダーに常にしたがうという利点を備える。すなわち、ナット本体１９、１９’は、横断する穴９から外す必要なく保持され、そしてそれらがピン２３で規定される外側端部に対してのみ移動することができる。他の利点はネジ部が締結機構に含まれ、且つネジ部１７のネジ回し用の窪み２２がカッティングヘッドの切削インサートから適切な距離に位置することである。実際に、これは切削インサートによってばらばらになった切り屑が、ネジ回し用の窪みに積層することなく且つ捩じれし易くすることを意味する。
【００１４】
図５を参照して、必要に応じて、所定の間隔体３０が、如何にホルダー１とカッティングヘッド２との間に取り付けるかを示す。この間隔体は環状または筒状にすることができ、対向する端部に鋸歯を備え、その一つ６’は引張り部材１１’を包囲し、もう一方の７’は間隔体内で第１の穴８’を包囲する。上述の実施態様に類似の間隔体は、横断する穴９を備え、その中に上述と同等形状の締結機構１０’が収容される。図５から、間隔体３０を、引張り部材１１’及びホルダーに収容された締結機構１０によってホルダー１と接続することができ、且つカッティングヘッド２を、引張り部材１１及び間隔体に収容された締結機構１０’によって間隔体に接続することが可能であることは明らかである。この間隔体の助けでもって、カッティングヘッド２と収容された切削インサートとが基本ホルダーから適切な距離に配置することができる。この距離は当然間隔体の長さによって規定される。
【００１５】
図６の実施態様は、ホルダー１が二つの対面する鋸歯面７Ａ、７Ｂを備え、さらに具体的にはホルダーの対向する側部に設けられた鋸歯を備えることを示す。開示した実施例において、二つの鋸歯状の面は互いに平行であり、それらを互いに角度を付けて配置することもでき、例えば、前方の前面から後方の方向に分岐する。この場合に、アダプター２’は、例えば突っ切り作業に使用する種類のインサートの座部５を備えるブレードまたは板状のフレームを形成する。上記フレームは、一つの側面に、鋸歯面６を備え、そこから前述の種類の引張り部材１１から突き出る。引張り部材１１は、鋸歯面７Ａに開口した穴８に受容することができ、且つ締結機構１０の横断する穴９まで延在する。同様の方法で、穴（図示できない）が鋸歯面７Ｂから横断する穴９まで延在する。換言すれば、穴９は、鋸歯状の面７Ａ、７Ｂに開口した二つの穴８に対して共通であり、すなわち、アダプターがホルダーの一方の面または別の面に取り付けるかに関わらず、同じ締結機構１０をアダプターを締結するために使用することができる。
【００１６】
図７に、本発明の特に好ましいい実施態様が示され、ホルダー１は、対面する７Ａ、７Ｂは別にして、第３の鋸歯面７Ｃがホルダーの前面に備わる。この実施態様においては、図面に例示されるアダプター２、２’のいずれかが、ホルダーに対しては三つの異なる位置の一つに適用できる。これはホルダーが、順応性のある適用可能性を備えた万能基本ホルダーを形成することを意味する。
【００１７】
発明の可能な改良
本発明は、図面に記載し且つ開示した実施態様に単に限定するものではない。すなわち、例示されたものと異なる現実の形状のホルダー並びにアダプターに適用することが可能である。これが特に好ましいとはいえ、図２及び図３の例示されたものより他の形式の締結機構を使用することも可能である。すなわち、楔作用を用いる他の締結機構にたよることも可能であり、すなわち、横断する穴の軸方向の変位に基づき、引張り部材の同等形状の楔面と協動することによって、引張り部材を第１の穴の軸方向に移動させる一つまたはそれ以上の楔面を含む機構である。偏心体で作用する締結機構を使用することも可能である。
【図面の簡単な説明】
【図１】 図１は、工具継手を示す斜視図であり、工具継手はカッテングユニット形状のホルダーとアダプターとを備え、ホルダー並びにアダプターを模式的に示す。
【図２】 図２は、工具継手を長さ方向に貫通した部分断面図であり、アダプターがホルダーに接続された状態である。
【図３】 図３は、図２のＡ−Ａ線に沿った横断面である。
【図４】 図４は、各鋸歯の好ましい幾何学的形状を示す部分拡大横断面である。
【図５】 図５は、別々に分離してある部品をどのように工具継手に組み立てるかを図示する斜視図である。
【図６】 図６は、この継手のホルダーであり、代わりのホルダーの第２の実施態様を示す斜視図である。
【図７】 図７は、さらに改良したホルダーの実施態様を示す斜視図である。

Claims (4)

1. 少なくとも一つの切削加工用部品のための、ホルダー（１）とアダプター（２）とを含み、前記アダプター（２）が前記ホルダー（１）の第２の鋸歯面（７）と協動するための第１の鋸歯面（６）を備え、さらに具体的には前記アダプターと前記ホルダーとの間でトルクに耐える接続を行なう締結手段によって鋸歯面（６、７）を互いに嵌合させる工具継手において、
   前記第２の鋸歯面（７）に開口し、且つ前記アダプター（２）の第１の鋸歯面（６）から突出する引張り部材（１１）を受容し得る第１の穴（８）と、前記第１の穴（８）を横断し且つ迅速締結型の締結機構（１０）を収容する第２の穴（９）とが、前記ホルダー（１）に凹部として形成されており、
   前記締結機構が、楔作用を伴って、具体的には一つ以上の楔面（２１）を備えて作動し、該楔面（２１）は、前記横断する第２の穴（９）内の軸方向変位の際に、前記引張り部材（１１）の同等形状の楔面（１６）と協動することによって、前記引張り部材（１１）を前記第１の穴（８）内で軸方向に動かし、
   前記締結機構は、既知の方法で、ネジ部（１７）が一方向に回転したときに互いに接近し且つ前記ネジ部が反対方向に回転したときに互いに離れる二つのナット本体（１９、１９’）で嵌合され、且つ軸方向に離れた左ネジと右ネジとのそれぞれを備えたネジ部（１７）を含み、
   互いに対面する前記二つのナット本体の各端部が、一つ以上の傾斜した楔面（２１）を備え、
   前記アダプター（２）の前記引張り部材（１１）が、ネジ部（１７）を収容するための切り込み（１４）によって分離されている二つのシャンク状の部分（１３、１３’）を有し、各シャンク状の部分が、前記二つのナット本体（１９、１９’）の対応する楔面（２１）と協動するために、さらに具体的には前記引張り部材を前記ホルダー（１）の第１の穴（８）に向かって引き込む際に前記ナット本体が互いに接近するときに、各ナット本体の個々の楔面（１６）が、各シャンク状の部分の同等形状の楔面（１６）に向かって押し進められるように、一つ以上の傾斜した楔面（１６）を有し、
   前記ホルダー（１）の両側面にある二つの鋸歯面（７Ａ、７Ｂ）から二つの第１の穴（８）が、共通の横断する第２の穴（９）まで延在することを特徴とする工具ホルダー。
2. 前記二つの鋸歯面（７Ａ、７Ｂ）が、互いに完全に向かい合い且つ互いに平行であることを特徴とする請求項１記載の工具継手。
3. 前記ホルダー（１）が、前記二つの反対側の鋸歯面（７Ａ、７Ｂ）だけでなく、前記二つの反対側の鋸歯面（７Ａ、７Ｂ）に対して角度を成して配向する第３の鋸歯面（７Ｃ）を有し、且つ
   さらに前記第１の穴（８）が、前記第３の鋸歯面（７Ｃ）から、前記締結機構（１０）が収容される共通の前記穴（９）に向かって延在する、
   ことを特徴とする請求項１または２に記載の工具継手。
4. 前記工具継手は、前記ホルダー（１）と前記アダプター（２）との間に必要なときに適用する間隔体（３０）を含み、
   前記間隔体が前記間隔体の反対側の各端部に鋸歯面（６’、７’）を有し、第１の鋸歯面（６’）が前記ホルダー（１）の第１の穴（８）に挿入される引張り部材（１１’）を包囲して前記ホルダー（１）の締結機構（１０）と協動し、一方別の鋸歯面（７’）が前記アダプター（２）の引張り部材（１１）を受容するための第１の穴（８’）を包囲し、且つ
   第２の穴（９’）が前記第１の穴（８’）を横断して前記間隔体内に延在し、かつ前記第２の穴（９’）が前記アダプター（２）の引張り部材（１１）と協動するための締結機構（１０’）を収容する、
   ことを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載の工具継手。

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