(57)【要約】  互いに組み合わされるそれぞれの接触面(5、25)に、インターロック部を構成するために、互いに噛み合う複数の歯(7、27)と歯溝(9、29)が備えられた、インターフェースの領域で相接する少なくとも2つの工具部材(1、23)を有する工具システムが提案される。この工具システムは、各工具部材の中心軸(15)に関して少なくとも1つの所定の回転角度位置にあるときにのみ、各接触面(5、25)をつなぎ合わせることができるように、前記インターロック部が構成される点において優れている。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
インターフェースの領域で相接する少なくとも2つの工具部材(1、23)を有しており、前記各工具部材(1、23)の互いに組み合わされるそれぞれの接触面(5、25)に、インターロック部を構成するために、互いに噛み合う複数の歯(7、27)と歯溝(9、29)が備えられている、工具システムにおいて、
前記各工具部材の中心軸(15)に関して少なくとも1つの所定の回転角度位置にあるときにのみ、前記各接触面(5、25)をつなぎ合わせることができるように、前記インターロック部が構成されている、工具システム。
【請求項２】
請求項1に記載の工具システムにおいて、
前記各接触面(5、25)のうちの少なくとも一方は、少なくとも1つの隆起部(51)を有しており、他方の接触面は、少なくとも1つの逃げ面(47)を有している、工具システム。
【請求項３】
請求項2に記載の工具システムにおいて、
前記隆起部(51)が、2つの歯の間に備えられる補填要素となり得るものである、工具システム。
【請求項４】
請求項1から3のいずれか一項に記載の工具システムにおいて、
前記他方の接触面が、少なくとも1つの歯の領域に1つの逃げ面を有している、工具システム。
【請求項５】
請求項1から4のいずれか一項に記載の工具システムにおいて、
複数の隆起部および逃げ面により、前記インターフェースの領域において、前記両工具部材(1、23)間に該両工具部材(1、23)をつなぎ合わせることを許容する2つ以上の回転角度位置を有することが可能となっている、工具システム。
【請求項６】
請求項1から5のいずれか一項に記載の工具システムにおいて、
複数の隆起部および逃げ面が、円周方向に均等に配分して配置されている、工具システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、インターフェースの領域で相接する少なくとも2つの工具部材を有する工具システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
ここで言及する種類の工具システムは、基本的に知られている。ここで言及するインターフェースは、工具システムの各工具部材を、それらが工作機械に接続可能なホルダと工具ヘッドであれ、ホルダとアダプタまたはコネクタであれ、アダプタまたはコネクタと工具ヘッドであれ、アダプタまたはコネクタと工具インサートであれ、アダプタおよび/またはコネクタ相互間であれ、またはそれに類するものであれ、互いに接続するために利用されるものである。すなわちここで言及する工具部材は、所望の工具システムを実現して様々な導入事例に適合させるために、任意に選択できるものである。工具システムの互いに隣接しているそれぞれ2つの工具部材の間には、1つのインターフェースが備えられ、そこで工具システムのこれらの2つの工具部材を互いに接続できるようになっている。1つの工具には、複数のインターフェースがあってもよい、すなわち工具は、3つ以上の工具部材から実現されてもよい。インターフェースの領域において相接する工具部材は、互いに組み合わされる接触面を有している。トルクを伝達するために、インターフェースの領域にはインターロック部が備えられる。すなわちこれらの接触面は、インターフェースが組み付けられた状態にあるときにトルクを伝達する、互いに噛み合う複数の歯と歯溝を有している。
【０００３】
工具システムは、少なくとも一方の工具部材を貫通して、一方の工具部材の接触面に開口している少なくとも1つの切削油/潤滑剤通路が備えられるように構成される。インターフェースが組み付けられた状態にあるときには、切削油/潤滑剤を一方の工具部材からインターフェースを介して他方の工具部材に導くことができる。
【０００４】
ここで言及する種類の工具システムの各工具部材の内、少なくとも1つは、加工物の表面を削り落とすために使用される、幾何形状が定義された少なくとも1つの切刃を有している。加工物の切削加工の間に、この少なくとも1つの動作中の切刃は、切削油/潤滑剤により冷却され潤滑される。インターフェースの領域にあるそれぞれの工具部材を様々な回転角度位置でつなぎ合わせることにより、切削油/潤滑剤の供給がインターフェースの領域で断たれる場合があることが判明している。これは、一方の工具部材の切削油/潤滑剤通路の位置が、インターフェースの領域で隣接している他方の工具部材の切削油/潤滑剤通路の位置と合わずに、媒体が一方の通路から他方の通路に入り込めないことに起因している。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
したがって本発明の課題は、ここで言及する短所が回避される工具システムを得ることにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
この課題を解決するために、請求項1に記載の各特徴を備えた工具システムが提案される。
【０００７】
この工具システムでは、1つのインターフェースが備えられ、そこで2つの工具部材が隣接する。これらの工具部材の互いに組み合わされる接触面は、インターロック部を形成するために、複数のリブと溝を有している。このインターロック部は、インターフェースを介してトルクを確実に伝達するために利用されるものである。この工具システムは、両工具部材の中心軸に関して少なくとも1つの所定の回転角度位置にあるときだけに、これらの接触面をつなぎ合わせることができるように、このインターロック部が構成される点において傑出したものとなっている。この構成方式により、1つのインターフェースに対して配置されている2つの工具部材の位置合わせを、第1の工具部材の切削油/潤滑剤通路が第2の工具部材の切削油/潤滑剤通路に移行するように、予め規定することが可能となる。第1の切削油/潤滑剤通路の開口部は、第2の切削油/潤滑剤通路の開口部と完全に重なり合うことが好ましい。しかし、インターフェース越しの十分な媒体流が確保される、両通路の少なくとも部分的な重なり合いを保証するような、回転角度位置が規定されるようにするものであってもよい。
【０００８】
工具システムの好ましい実施例は、インターフェースに対して配置される両工具部材の接触面のうち、少なくとも一方が、少なくとも1つの隆起部を有する点において傑出したものとなっている。そこでは、これと対向する付属工具部材の接触面に、少なくとも1つの逃げ面を持たせることが企図されている。この構成方式により、両工具部材の中心軸に関して少なくとも1つの所定の回転角度位置にあるときだけに、両方の工具部材をつなぎ合わせることが可能となり、またその際には両工具部材の位置合わせを簡単に実現することができる。
【０００９】
工具システムのもう1つの好ましい実施例は、この隆起部が、付属工具部材の一体型構成部品である点において傑出したものとなっている。すなわちこの隆起部は、工具部材の本体に直接構成されるようになっている。したがって、インターフェースの領域で両工具部材の角度合わせを受け持つ別体の部品を備える必要はない。それにより、両工具部材の回転角度位置を、非常に簡単に保証することができる。
【００１０】
工具システムのさらにもう1つの好ましい実施例は、接触面領域の複数の隆起部および逃げ面により、両工具部材間に2つ以上の回転角度位置を可能とする点において傑出したものとなっている。それにより、工具システムをインターフェース領域の様々な要件に適合させることができる。ほかにも、たとえば、一方の工具部材に備えられる切刃、案内領域、特にガイド縁、切り屑排出溝およびその類を、他方の工具部材のそれぞれ対応する形状と適合するように、両工具部材の位置合わせを選ぶことも可能となる。
【００１１】
最後に非常に好ましいのは、複数の隆起部および逃げ面が、円周方向に、均等に配分して配置される工具システムの実施例である。そのような構成方式により、両工具部材の様々な回転角度位置を簡単に許容することが可能となるが、そのような等間隔配置は、比較的簡単に低コストで製造することができる。
【００１２】
その他の構成例については、従属請求項から明らかにされる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
次に本発明を図面に基づき詳しく説明する。
【００１４】
図1には、適切なホルダを使用して、たとえば工作機械ないしはその工具スピンドルに接続することができる工具システムの第1の工具部材1が示されている。
【００１５】
ホルダは、ここでは円筒形のシャンク3として構成されている。しかし、取付け方法にはそれ以外の形態もあり、たとえば、円錐形のシャンク仕様やドリルシャンク接続部なども使用可能であるが、ここではこれについて詳述しない。
【００１６】
シャンク3とは反対側に位置する第1の工具部材1の前面には、接触面5が構成されており、第1の工具部材1はこれを介して第2の工具部材の対応する接触面に当接し、両方の工具部材間の接触面領域にはインターフェースが形成される。両方の工具部材は、このインターフェースの領域において、相互に固定して挟持される、すなわち、両工具部材をこのインターフェース領域で相互に押圧する軸方向力が生成されるようになっている。
【００１７】
第1の工具部材1の接触面5は、複数の歯7を有しており、それぞれの歯と歯の間には歯溝9が位置している。これらの歯および歯溝の個数と形状は、最終的には決定的な重要性を有するものではない。重要なことは、歯7および歯溝9が、第2の工具部材の接触領域にあるそれぞれ対応する歯溝および歯と互いに噛み合うことが可能であって、それによりインターロック部が形成されるように、第1の工具部材1の接触面5が構成される点である。このインターロック部を利用して、第1の工具部材1に導入されるトルクは、インターフェースを介して第2の工具部材に伝達されることになる。
【００１８】
第1の工具部材の外周面11は、工具システムを導入して第1の工具部材1を使用する際に、加工物から削り落とされる切り屑を搬出して加工地点から取り除くために利用される、少なくとも1つの溝13を有している。
【００１９】
この溝13は、第1の工具部材の中心軸15に対して多少なりとも平行に延びるか、またはここに示されるように、1つの仮想螺旋に沿って延びるとよい。
【００２０】
この溝の通路と通路の間に位置する外周面のそれぞれの領域は、1つの仮想円筒面上に位置しており、それにより案内領域17として利用できるようになっている。
【００２１】
基本的には、案内領域を、ほかにも複数の案内要素、特に、1つの工具の外周面にはめ込まれる、一方では最適案内特性を有し、他方では、ドリル加工時に付着する材料(溶着物)が皆無である点において傑出している、非常に硬い材料から成るガイド縁により実現することができる。
【００２２】
図2には、第1の工具部材1の前面、すなわち接触面5が拡大図で示されている。はっきりと確認することができるように、ここに示されている第1の工具部材は、相互に対称に配置される2つの溝13および13'を有している。ほかにも、ここでは半径方向に延びて、内側から外側に向かって、すなわち中心軸15から外周面11に向かって拡幅している歯7および歯溝9を確認することができる。
【００２３】
図2に示される正面図から明らかであるように、第1の工具部材1は、インターフェースの領域で2つの工具部材をくわえるための1つのチャック要素を受け入れる、1つの中央通し穴19を有している。第1の工具部材を貫通して第2の工具部材にはまり込む1つの通しボルト、または、ここには示されていない第2の工具部材を貫通して通し穴19の雌ねじと協働する1つのねじを使用することが考えられる。
【００２４】
ほかにも、接触面5に開口していて、切削油/潤滑剤をここには示されていない第2の工具部材に引き渡すために利用される、少なくとも1つの、ここでは2つの切削油/潤滑剤通路21、21'を第1の工具部材が有していることを確認することができる。
【００２５】
図3には、工具システムの第2の工具部材23が側面図で示されている。これはたとえば、ここでは本体として構成される第1の工具部材1にはめ合わせることができる、工具ヘッドである。第2の工具部材23は、インターロック部を実現するために複数の歯27および歯溝29が備えられた接触面25を有している。したがって、第2の工具部材23を、その接触面25のところで第1の工具部材1の接触面5にはめ合わせる場合は、第1の工具部材1から第2の工具部材23にトルクを伝達できるようにするためのインターロック部を有するインターフェースが得られることになる。
【００２６】
接触面25とは反対側に位置する第2の工具部材23の前面31は、ここではドリルビットとしてレイアウトされている。ほかにもここには、さらにもう1つのインターフェースを実現するために、複数の歯と歯溝を有する1つの接触面が備えられてもよい。第2の工具部材23にも、前面31に開口するほか、接触面25にも開口している、少なくとも1つの切削油/潤滑剤通路が備えられている。すなわち、切削油/潤滑剤をインターフェースを介して第1の工具部材1から第2の工具部材23に送ることが可能となっている。
【００２７】
図4に示される第2の工具部材23の後面図には、複数の歯27と歯溝29を有する接触面25が示されている。ほかにも、第2の工具部材23もまた、少なくとも1つの、ここでは2つの対称な溝35および35'を有していることが明らかであり、これらの溝により、第2の工具部材23により削り落とされた加工物の切り屑を、加工領域から排出できるようにしている。
【００２８】
この図では、第2の工具部材が、直径上で対向する2つの切削油/潤滑剤通路33および33'を有していることを確認することができる。接触面25に開口しているこれらの切削油/潤滑剤通路33および33'により、切削油は、第1の工具部材1の切削油/潤滑剤通路21、21'から、第2の工具部材23に入り込み、その前面31から外に出ることができる。
【００２９】
図3にも示されている第2の工具部材23のこの後面図に示されるように、接触面25には、ここでは第2の工具部材25の中心軸15に向かって半径方向に延びて、ここにも備えられている1つの通し穴19に隣接する複数の歯27と歯溝29が備えられている。これらは、両工具部材が組み付けられた状態にあるときに、インターフェースの領域に実現されるインターロック部の部材となっている。
【００３０】
この第2の接触面25の平面図には、ほかにも少なくとも1つの切削油/潤滑剤通路33が示されている。ここでは、これと直径上で対向する第2の切削油/潤滑剤通路33'が備えられている。この図から、第2の工具部材23の少なくとも1つの幾何形状を定義された切刃により削り落とされた切り屑の排出に利用される、中心軸15に対して実質的に平行に配置される、または1つの仮想螺旋に沿って延びる、溝35および35'を認めることができる。
【００３１】
これらの溝35および35'は、第2の工具部材23の外周面37に設けられている。溝の幅および深さは、それが適用される形態に応じて適合化されている。
【００３２】
図5には、第2の工具部材23の図4に示されている接触面25の透視図が示されている。同じ部品には同じ符号が付されているために、これらについては繰り返しを避けるためにもこれまでの図の説明を参照されたい。
【００３３】
この透視図にも示されるように、接触面25には両方の切削油/潤滑剤通路33、33'が開口している。したがって、第1の工具部材1の切削油/潤滑剤通路21、21'から、媒体を第2の工具部材23に導入して、第2の工具部材の切刃に向けて送ることが可能となっている。
【００３４】
図5に示される図から明らかであるように、第2の工具部材23は、この第2の工具部材23の使用時に加工物を削り落とす、幾何形状を定義された1つの切刃39を有している。ここでは、この切刃39のはす方向反対側に、幾何形状を定義された1つの切刃39'が備えられている。
【００３５】
これらの切刃39、39'により削り落とされた切り屑は、溝35、35'に入るために、加工領域からこれらを排出することができる。
【００３６】
切刃39には、1つの案内用面取り部41が連続している。切刃39'の案内用面取り部は、ここでは確認することができない。
【００３７】
この案内用面取り部41、41'に対して円周方向に一定の距離をおいたところに、第1の案内用面取り部41と同様に、加工物を加工する際に第2の工具部材23を案内するようになっている、1つの第2の案内用面取り部43が備えられている。
【００３８】
これらの案内用面取り部41および43の間には、これらの面取り部に対して後退された、いわば1つの溝45を生じている。
【００３９】
この溝45は、第2の工具部材23の中心軸15に対して実質的に平行に延びる、または、1つの仮想螺旋に沿って延びるとよい。
【００４０】
図5に示される図においては、加工物の加工の際に、第2の工具部材23が、その中心軸15の向きで前方に向かって移動されるようになっており、このため、前面31の領域で切削油/潤滑剤通路33、33'から出る切削油/潤滑剤を、溝45の中に導くことができる。
【００４１】
以下では、インターフェースの領域の、一方または両方の工具部材の接触面がどのような特殊構成の場合に、中心軸15に関する両工具部材1および23の定義された回転角度位置を実現できるかについて詳述する。
【００４２】
最初に第1の工具部材1の接触面5が示されている図2について、詳述する。
【００４３】
第1の工具部材1は、その接触面5の領域に、逃げ面47とも呼ばれる1つのリセスを呈しており、その中に以下で詳述する1つの隆起部がはまり込めるようになっている。
【００４４】
インターフェースの領域で定義された回転角度位置を実現するために、この逃げ面47がどのような輪郭形状に構成されるか、また、接触面5の領域に逃げ面が幾つ備えられるか、は重要ではない。
【００４５】
ここに示されている実施例においては、逃げ面47が実質的に扇形状に構成されている。逃げ面47は、通し穴19の直前で終端しており、1つのウェブ49により通し穴19から仕切られている。このウェブ49により、逃げ面47は通し穴19に対して液密に隔絶されている。
【００４６】
逃げ面47の半径方向に測った長さは、ここでは、これが第1の工具部材1の外周面11までは延びないように選定されている。
【００４７】
ここに示されている実施例においては、切削油/潤滑剤通路21が逃げ面47と交わっている。通し穴19に対する封止性がウェブ49により保証され、また外周面11に対する封止性も保証されるために、インターフェースが組み付けられた状態にあるときに切削油/潤滑剤通路の内部に存在する媒体は、外に出られないようになっている。
【００４８】
しかし、切削油/潤滑剤通路21を逃げ面47から完全に切り離すことにより、切削油/潤滑剤通路21の内部の媒体が逃げ面47の領域に達し得ないようにすることも考えられる。
【００４９】
次に、第2の工具部材23の接触面25の上面図が示されている図4について詳述する。
【００５０】
ここから明らかであるように、接触面25は、第1の工具部材1の逃げ面47の中にはまり込むことができるように構成され、好ましくは補填要素として構成される少なくとも1つの隆起部51を有している。
【００５１】
隆起部51を第2の工具部材23の接触面25に配設することにより、隆起部51が逃げ面47にはまり込む回転角度位置にあるときだけに、両方の工具部材1および23をつなぎ合わせることが可能であることが保証される。
【００５２】
したがって、一方では第1の工具部材1に逃げ面47を、他方では第2の工具部材23に隆起部51を配設することにより、それぞれの切削油/潤滑剤通路の開口部の位置を互いに完全に、または部分的に合わせて、切削油/潤滑剤をインターフェースを介して送ることができることが保証される。ほかにも、第1の工具部材1のそれぞれの溝13、13'の位置と、第2の工具部材23のそれぞれの溝35、35'の位置とが互いに合うことを保証することができるために、切り屑を第2の工具部材23の領域から第1の工具部材1の領域に問題なく運ぶことができる。
【００５３】
隆起部51が、第2の工具部材23と一体式に構成される、すなわち第2の工具部材23の本体から成形加工される場合は、コスト的に非常に有利である。これは、たとえば腐食法またはレーザ加工法により実現されるとよいが、ほかにも金属粉末射出成形法(MIM)または焼結法により実現されてもよい。
【００５４】
図5には、第2の工具部材23の接触面25が透視図で示されている。同じ部品には同じ符号が付されているために、これらについては図4に関する説明を参照されたい。
【００５５】
図5に示されるように、隆起部51は、それぞれの歯27の最高点を含む1つの面内に位置するように構成されている。しかし、隆起部51の高さは自由に選定可能であり、インターフェースを実現する様々な形態に対して適合化されるとよい。
【００５６】
図5からさらに明らかであるように、第2の工具部材23の切削油/潤滑剤通路33、33'と交わる歯は、一段と低い領域53、53'を有しており、それによりインターフェースが組み付けられた状態にあるときには、切削油/潤滑剤通路が、第1の工具部材1の歯によって完全には封止されないようにしている。それどころか逆に、切削油/潤滑剤通路33、33'から始まり半径方向に延びる出口をもたらして、通路内を導かれる媒体がそこから半径方向に外に出られるようにしている。
【００５７】
それにより、たとえば案内用面取り部、特に案内用面取り部43の潤滑を保証するために、逃げ面47と隆起部51により保証される両工具部材1および23の定義された回転角度位置により、定義されたポジションにこのようにして適切な出口を実現することが可能となる。
【００５８】
図1から5に関する説明から、1つのインターフェースに対して配置される両方の工具部材1および23の定義された回転角度位置を簡単に実現できることが明らかである。そこでは、備えなければならない逃げ面と隆起部の個数は重要ではなく、また、逃げ面が第1の工具部材1に、隆起部51が第2の工具部材23にそれぞれ備えられるか否かも同様に重要ではない。すなわち、逃げ面および隆起部は、入れ替えられてもかまわない。ほかにも、相補的に構成される複数の逃げ面と隆起部を両方の接触面5および25に備え、それにより定義された回転角度位置を保証することも考えられる。
【００５９】
ほかにも、逃げ面と隆起部の個数を適宜決定することにより、両工具部材間に2つ以上の回転角度位置を実現することができる。
【００６０】
非常に好ましいのは、複数の隆起部と逃げ面が円周方向に相互に等間隔で備えられる工具システムであり、それにより製造が容易となる。
【００６１】
インターフェースの互いに隣接する2つの工具部材の定義された回転角度位置により、たとえば切削油/潤滑剤をインターフェースを介して送ったり、一方の工具部材の溝を他方の工具部材の溝に連続させたり、一方の工具部材の案内領域を他方の工具部材の案内領域に連続させたりするなど、様々な機能特徴を保証することができる。要するに、インターフェースの領域における両工具部材の正確な回転位置合わせを要求する理由は、幾らでもあるかもしれないが、その全てのケースにおいて、この位置決めを実現するための簡単な解決策が、ここでは保証されることになる。
【図面の簡単な説明】
【００６２】
【図１】工具システムの第1の工具部材の側面図である。
【図２】図1に示される第1の工具部材の前面拡大図である。
【図３】工具システムの第2の工具部材の側面図である。
【図４】図3に示される第2の工具部材の後面図である。
【図５】図3に示される第2の工具部材の後面透視図である。
【図１】
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【図２】
2009523073.tif 000004
【図３】
2009523073.tif 000005
【図４】
2009523073.tif 000006
【図５】
2009523073.tif 000007
【手続補正書】
【提出日】平成19年11月8日(2007.11.8)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
インターフェースの領域で相接する少なくとも2つの工具部材(1、23)を有する工具システムであって、前記各工具部材(1、23)の互いに組み合わされるそれぞれの接触面(5、25)に、インターロック部を構成するための互いに噛み合う複数の歯(7、27)と歯溝(9、29)が備えられており、さらに、前記各工具部材の中心軸(15)に関して少なくとも1つの所定の回転角度位置にあるときにのみ、前記各接触面(5、25)をつなぎ合わせることができるように、前記インターロック部が構成される、工具システムにおいて、
各接触面(5、25)のうちの少なくとも一方は、少なくとも1つの隆起部(51)を有していて、該隆起部(51)が2つの歯の間に備えられる補填要素となり得るものであり、
他方の接触面は、1つの歯の領域に少なくとも1つの逃げ面(47)を有している、工具システム。
【請求項２】
請求項1に記載の工具システムにおいて、
複数の隆起部および逃げ面により、前記インターフェースの領域において、前記両工具部材(1、23)間に該両工具部材(1、23)をつなぎ合わせることを許容する2つ以上の回転角度位置を有することが可能となっている、工具システム。
【請求項３】
請求項1または2に記載の工具システムにおいて、
複数の隆起部および逃げ面が、円周方向に均等に配分して配置されている、工具システム。
【国際調査報告】
2009523073.tif 000008
2009523073.tif 000009
2009523073.tif 000010
2009523073.tif 000011