(57)【要約】  切削工具アセンブリ（１０）が、切削工具（１２）の切削末端部（２２）に隣接して配置されている主フレア直径部分（２４）と、この主フレア直径部分（２４）の下方に配置されている引抜き具溝（２６）とを有する、工具本体（１６）を含む。圧縮性スリーブ（３４）が、工具ホルダ（１４）内に取り付けられている切削工具（１２）のシャンク部分（３０）の周りに配置されている。座金（３６）が圧縮性スリーブ（３４）の周りに嵌め込まれており、および、引抜き具溝（２６）の側部の１つとして機能する。主フレア直径部分（２４）の下方の引抜き具溝（２６）の配置が、切削工具（１２）が冷間成形等によって形成されることを可能にする。
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
工具ホルダの中に挿入するための切削工具であって、
切削チップを受け入れるための第１の末端部と、工具ホルダ内に装着するための第２の末端部とを有し、かつ、先細の前方切削末端部を含む工具本体と、
前記前方切削末端部に隣接して配置されている主フレア直径部分と、
前記主フレア直径部分に隣接して配置されている縮小直径部分と、
前記縮小直径部分に隣接して配置されているシャンクと、
前記シャンクの周りに配置されている圧縮性スリーブと、
この切削工具が前記工具ホルダ内に保持されている時に前記縮小直径部分に隣接して配置されている座金と、
を備える切削工具。
【請求項２】
前記縮小直径部分は、標準的な抜き取り器器具を受け入れるサイズにされている請求項１に記載の切削工具。
【請求項３】
前記縮小直径部分は円筒形または他の形状である請求項１に記載の切削工具。
【請求項４】
前記縮小直径部分は、鍛造によってまたは他の手段によって形成されている請求項１に記載の切削工具。
【請求項５】
前記座金は、前記座金と前記縮小直径部分との間の接触を最小化するように、前記縮小直径部分に隣接した表面から遠ざかる形で先細になる傾斜面を含む請求項１に記載の切削工具。
【請求項６】
前記座金の傾斜面は約４５度である請求項５に記載の切削工具。
【請求項７】
前記シャンクおよび前記縮小直径部分に隣接した段状部分をさらに備え、前記段状部分の直径が前記シャンクの直径よりも大きく、かつ、前記段状部分の前記直径が前記縮小直径部分の直径よりも小さい請求項１に記載の切削工具。
【請求項８】
切削工具アセンブリをアセンブリする方法であって、
切削チップを受け入れるための第１の末端部と工具ホルダ内に装着するための第２の末端部とを有し、および、先細の前方切削末端部と、前記前方切削末端部に隣接して配置されている主フレア直径部分と、前記主フレア直径部分に隣接して配置されている縮小直径部分と、前記縮小直径部分に隣接して配置されているシャンクとを含む工具本体を有する、切削工具を用意する段階と、
前記切削工具の前記シャンクの周りに圧縮性スリーブを嵌め込む段階と、
前記切削工具の周りに座金を備える段階
とを含む方法。
【請求項９】
前記切削工具は冷間成形されるかまたは他の手段によって形成される請求項８に記載の方法。
【請求項１０】
前記座金は、前記圧縮性スリーブに沿って概ね中程に前記圧縮性スリーブ上に配置される請求項８に記載の方法。
【請求項１１】
前記座金の第１の末端部が前記工具ホルダの前面に突き当たるまで工具ホルダの穴の中に前記切削工具の前記第２の末端部を挿入する段階と、
前記座金の第２の末端部が前記縮小直径部分に突き当たるまで前記切削工具の前記第１の末端部に力を加える段階
とをさらに含む請求項１０に記載の方法。
【請求項１２】
前記座金は、前記切削工具の縦軸線から約４５度の角度で前記縮小直径部分から遠ざかる形に先細になる請求項１１に記載の方法。
【請求項１３】
前記切削工具は、抜き取り器器具のジョーによって前記切削工具の前記縮小直径部分を把持することによって取り除かれる請求項８に記載の方法。
【請求項１４】
切削工具およびホルダであって、
切削チップを受け入れるための第１の末端部と、工具ホルダ内に装着された第２の末端部とを有し、かつ、先細の前方切削末端部を含む工具本体と、
前記工具本体の前記第１の末端部の中に配置されている切削チップと、
前記前方切削末端部に隣接して配置されている主フレア直径部分と、
前記主フレア直径部分に隣接して配置されている縮小直径部分と、
前記縮小直径部分に隣接して配置されているシャンクと、
前記シャンクの周りに配置されている圧縮性スリーブと、
この切削工具が工具ホルダ内に保持されている時に前記縮小直径部分に隣接して配置されている座金
とを備える切削工具およびホルダ。
【請求項１５】
前記縮小直径部分は、標準的な抜き取り器器具を受け入れるサイズにされている請求項１４に記載の切削工具およびホルダ。
【請求項１６】
前記縮小直径部分は円筒形または他の形状である請求項１４に記載の切削工具およびホルダ。
【請求項１７】
前記縮小直径部分は、鍛造または他の手段によって形成されている請求項１４に記載の切削工具およびホルダ。
【請求項１８】
前記座金は、前記縮小直径部分に隣接した表面から遠ざかる形に先細になる傾斜面を含み、および、これによって前記座金と前記縮小直径部分との間の接触を最小化する請求項１４に記載の切削工具およびホルダ。
【請求項１９】
前記座金の傾斜面は約４５度である請求項１８に記載の切削工具およびホルダ。
【請求項２０】
前記シャンクおよび前記縮小直径部分に隣接した段状部分をさらに備え、前記段状部分の直径が前記シャンクの直径よりも大きく、かつ、前記段状部分の前記直径が前記縮小直径部分の直径よりも小さく、および、前記座金は、前記工具ホルダ内に保持されている時に、前記段状部分の周りに配置されている請求項１４に記載の切削工具およびホルダ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、一般的に、切削工具とこの切削工具をアセンブリする方法とに関する。さらに特に、本発明は、切削工具と、この切削工具を切削工具ホルダ内にアセンブリする方法とに関する。
【背景技術】
【０００２】
岩石およびアスファルトのような硬質表面を切削するために使用される工具アセンブリが、典型的に、輪またはドラムの周縁部に取り付けられている複数の切削工具を有する回転輪または回転ドラムを含む。各々の切削工具は、回転ドラムの円筒形穴の内側に回転自在に取り付けられている。しかし、こうした工具によって切削される材料は、非常に研摩性が高く、したがって、こうした工具は、１日間の使用だけで摩滅状態になり、頻繁に交換される必要がある。したがって、こうした工具の交換が、比較的に容易に行われなければならない。
【０００３】
各々の切削工具は、典型的には、超硬合金チップを有する先細の前方切削末端部と、この超高合金チップから間隔が置かれた主フレア直径部分（ｍａｊｏｒ  ｆｌａｒｅ  ｄｉａｍｅｔｅｒ  ｐｏｒｔｉｏｎ）とを含む。超高合金チップと主フレア直径部分との間には、引抜き具溝（ｐｕｌｌｅｒ  ｇｒｏｏｖｅ）が配置されている。この引抜き具溝は、抜き取り器器具（ｅｘｔｒａｃｔｏｒ  ｔｏｏｌ）によって切削工具ホルダから切削工具を抜き取るために使用される。切削工具を打ち出すのに十分な接近が切削工具の後部に対して実現されない場合に、これが最も望ましい方法である。この溝は、典型的には切削工具内に機械加工されるが、これは非常に高コストを要する。これに加えて、この溝が切削工具のチップの付近に機械加工されるので、摩滅の影響を受けやすい。
【０００４】
この切削工具は、さらに、その後方末端部にシャンクを含む。圧縮性スリーブが、切削工具ホルダの穴の内側において切削工具に嵌合するようにシャンクの周りに配置されている。座金が切削工具ホルダの中にアセンブリされる時に、圧縮可能スリーブを圧縮することを促進するためにこの座金が使用される。アセンブリされた状態では、切削工具の主フレア直径部分がその座金に隣接して配置される。
【０００５】
使用時には、切削工具が、圧縮性ばねスリーブの内側で回転する。したがって、主フレア直径部分が座金を摩擦する。切削工具の最大部分が座金に隣接して配置されているので、表面接触が最大化されて、その座金と切削工具との間の過剰な摩擦の原因となる。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
したがって、座金と切削工具との間の表面接触が最小である切削工具が、当業において必要とされている。これに加えて、鍛造で作られることが可能な切削工具本体が、当業において必要とされている。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明の一側面が、工具ホルダの中に挿入するための切削工具に関する。工具本体が、切削チップを受け入れるための第１の末端部と、工具ホルダ内に装着するための第２の末端部とを含む。この工具本体は、先細の前方切削末端部を含む。主フレア直径部分が、この前方切削末端部に隣接して配置されている。縮小直径部分（ｒｅｄｕｃｅｄ  ｄｉａｍｅｔｅｒ  ｐｏｒｔｉｏｎ）がこの主フレア直径部分に隣接して配置されている。シャンクがこの縮小直径部分に隣接して配置されている。圧縮性スリーブが、このシャンクの周りに配置されている。切削工具が工具ホルダ内に保持されている時に、座金が縮小直径部分に隣接して配置されている。
【０００８】
本発明の別の側面が、切削工具をアセンブリする方法に関する。切削工具を受け入れるための第１の末端部と工具ホルダ内に装着するための第２の末端部とを有する工具本体を備える切削工具が用意される。工具本体は、先細の前方切削末端部と、この前方切削末端部に隣接して配置されている主フレア直径部分と、この主フレア直径部分に隣接して配置されている縮小直径部分と、この縮小直径部分に隣接して配置されているシャンクとを含む。圧縮性スリーブが、切削工具のシャンクの周りに取り付けられている。座金が切削工具の周りに取り付けられている。
【０００９】
本発明の別の側面が、切削工具およびホルダに関する。工具本体が、切削チップを受け入れるための第１の末端部と、工具ホルダ内に装着される第２の末端部とを含む。この工具本体は、先細の前方切削末端部を含む。切削チップは、工具本体の第１の末端部内に配置されている。主フレア直径部分が前方切削末端部に隣接して配置されている。縮小直径部分が主フレア直径部分に隣接して配置されている。シャンクが縮小直径部分に隣接して配置されている。圧縮性スリーブが、シャンクの周りに配置されている。切削工具が工具ホルダ内に保持されている時に、座金が縮小直径部分に隣接して配置されている。
【００１０】
添付図面が、本明細書に開示されている代表的な実施形態をより完全に説明するために使用され、かつ、これらの実施形態とその固有の利点とをより適切に理解するために当業者によって使用されることが可能である、視覚的な表現を提供する。これらの図面では、同じ照合番号が、一致する要素を識別する。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
図１と図２は、本発明の切削工具アセンブリ１０および切削工具１２の例示的な実施形態を示す。切削工具アセンブリ１０は、一般的に、道路切削加工工具（ｒｏａｄ  ｍｉｌｌｉｎｇ  ｔｏｏｌ）としての使用に適しているものと説明されているが、本発明による切削工具アセンブリ１０は、道路切削加工工具以外の切削工具に適用可能であるということが理解されなければならない。例えば、採掘工具および溝掘り工具である。
【００１２】
切削工具アセンブリ１０は、工具ホルダ１４内に取り付けられている切削工具１２を含む。道路切削加工工具として使用される時には、複数の切削工具がドラムの周縁部に取り付けられ、および、硬質表面（図示されていない）を切削するように縦軸線を中心として回転可能である。この工具の構造は当業で公知であり、および、例えば、米国特許第６，１１３，１９５号明細書と米国特許第６，４８１，８０３号明細書とに示されており、これらの明細書の説明が本明細書に引例として組み入れられている。
【００１３】
切削工具１２は、切削チップ２０を受け入れるための第１の末端部１８を有する工具本体を含む。切削チップ２０が炭化タングステン切削チップであることが好ましい。しかし、用途および設計の選択に応じて、切削チップ２０が任意の硬質材料で作られることが可能であるということが理解されるべきである。工具本体１６は、先細の前方切削末端部２２と、この先細の前方切削末端部２２に隣接している主フレア直径部分２４とを含む。縮小直径部分すなわち引抜き具溝２６が、主フレア直径部分２４に隣接して配置されており、および、標準的な抜き取り器器具（図７を参照されたい）のジョーを受け入れるサイズにされており、これについてはさらに詳細に後述する。
【００１４】
切削工具１２は、工具ホルダ１４内に切削工具１２を取り付けるための第２の末端部２８を含む。切削工具１２の第２の末端部２８は、工具ホルダ１４の穴３２の中に受け入れられるシャンク部分３０を含む。ばね鋼で作られていることが好ましい圧縮性スリーブ３４が、シャンク部分３０の周りに配置されている。このスリーブ３４は、工具ホルダ１４の穴３２の内側表面に押し当たる形でスリーブを半径方向に伸張させるように、ばね押しされている。
【００１５】
座金３６が圧縮性スリーブ３４の近くに配置されており、および、切削工具１２が工具ホルダ１４内に取り付けられることが可能であるようにスリーブ３４を圧縮する働きをし、これについてはさらに詳細に後述する。切削工具１２が工具ホルダ１４の穴３２の中で回転することが好ましいが、この工具ホルダ１４内に保持される。穴３２内での切削工具１２の回転が切削工具１２が対称的に摩滅することを可能にし、このことが切削工具１２の寿命を増大させる。
【００１６】
図２と図３とを参照すると、これらの図では、本発明の切削工具１２が従来技術の切削工具４０に対して比較されている。特に図３を参照すると、従来技術の切削工具４０が、その末端部において切削チップ４４を受け入れる先細の前方切削末端部４２を含む。縮小直径部分４６が、この先細の前方切削末端部４２と主フレア直径部分４８との間に配置されており、および、標準的な抜き取り器器具４９（図７を参照されたい）のジョーを受け入れるサイズにされている。圧縮性保持器スリーブ５０が、工具ホルダ内に切削工具４０を保持する（例えば、図１を参照されたい）ように、切削工具４０のシャンク部分５２の周りに配置されている。座金５４が圧縮性スリーブ５０の近くに配置されており、この座金は、工具ホルダ内に切削工具４０を取り付けて保持することを容易にするために保持器スリーブ５４を予め圧縮する。
【００１７】
従来技術の切削工具４０では、縮小直径部分４６は機械加工されなければならないが、これは、冷間成形によってはこうした溝状部分を形成することが不可能だからである。特に、冷間成形の場合には、この溝状部分が、切削工具が金型の外に打ち出されることを可能にしない。しかし、機械加工は非常に高コストであり、回避されるべきである。これに加えて、主フレア直径部分４８と座金５４との間の表面接触が極めて大きく、これによって摩擦を増大させて工具ホルダ内での切削工具４０の回転に悪影響を与え、および、時期尚早の摩滅の原因となる。さらに、縮小直径部分すなわち引抜き具溝４６が切削チップ４４の比較的に近くに配置されており、このことがその引抜き具溝の頂部表面が摩滅する原因となり、および、その引抜き具が切削工具を抜き取ることを不可能にする。
【００１８】
これとは対称的に、本発明の切削工具１２は、縮小直径部分すなわち引抜き具溝２６の上方に主フレア直径部分２４を含む。したがって、座金３６は引抜き具溝２６の底部表面３６Ａとして機能し、および、主フレア直径部分２４は引抜き具溝２６の頂部表面２４Ａとして機能する。これに加えて、図２に示されているように、引抜き具溝２６の頂部表面と主直径部分２４と切削工具１２との間の接触が著しく減少させられるので、これらの間の摩擦が最小化される。動作時には、主フレア直径部分２４は引抜き具溝２６の一方の側部として機能し、および、切削工具２０からより遠くに移動させられ、これによって頂部表面２４Ａと主フレア直径部分２４との摩滅を減少させる。
【００１９】
図４を参照して、本発明の切削工具１２をさらに詳細に説明する。特に、切削工具１２は、第１の末端部１８と第２の末端部２８とを有する工具本体１６を含む。第１の末端部１８は、切削チップ（図示されていない）を中に受け入れるための座５６を含む。第１の末端部１８は、主フレア直径部分２４に隣接した先細の前方切削部分２２を含む。縮小直径部分すなわち引抜き具溝２６は、主フレア直径部分２４の下方に配置されている。縮小直径部分２６と主フレア直径部分２４とを結ぶ肩部が、抜き取り器器具４９の係合のための頂部表面２４Ａを構成する。縮小直径部分２６は円筒形であることが好ましい。しかし、縮小直径部分２６が用途および設計の選択に応じて他の形状をとることが可能であるということが理解されなければならない。
【００２０】
工具本体１６は、さらに、工具ホルダ１４内に取り付けるためのシャンク部分３０を含む（図１を参照されたい）。段状部分６０がシャンク部分３０に隣接して配置されている。段状部分６０の直径がシャンク部分３０の直径よりも大きく、かつ、縮小直径部分２６の直径よりも小さいことが好ましい。段状部分６０は、圧縮性スリーブが切削工具１２の周りに取り付けられる時にその圧縮性スリーブがそれに押し付けて保持される表面を提供する。
【００２１】
主フレア直径部分２４が引抜き具溝の上方に配置されているので、工具本体１６は、金属ブランクが所望の形状に形成される冷間成形によって形成されてもよく、これによって高い製造コストが回避される。特に、ブランクが、切削工具の外側表面を画定する金型の中に挿入され、その後で、このブランクが、このブランクをその金型の形状に形状的に一致させるように打抜きされる。しかし、工具本体１６が当業で公知の他の方法で形成されてもよく、および、冷間成形に限定されないということが理解されなければならない。
【００２２】
図５と図５Ａと図６と図６Ａとを参照すると、本発明の圧縮性スリーブ３４および座金３６は、従来技術の圧縮性スリーブおよび座金に類似している。特に図５と図５Ａとを参照すると、圧縮性スリーブ３４がばね鋼で作られており、かつ、開口部７０を含むことが好ましく、このことが座金３６によってそのスリーブが圧縮されることを可能にする。図６と図６Ａとを参照すると、座金３６は、一定の角度で下向きに先細になる傾斜面７２を含み、このことが、座金３６と切削工具１２の縮小直径部分すなわち引抜き具溝２６との間の接触を最小化する。こうした座金の構造が、例えば米国特許第６，１１３，１９５号明細書に示されており、この明細書の説明が本明細書に組み入れられている。この角度が約４５度であることが好ましいが、用途および設計の選択に応じて、より大きくてもより小さくてもよい。スリーブ３４は、さらに、スリーブ３４を切削工具１２上に保持するために、切削工具１２のシャンク部分３０上に配置されている溝７６（図４を参照されたい）に係合する複数の戻り止め７４も含む（図５および図５Ａを参照されたい）。
【００２３】
図８と図９とを参照すると、工具ホルダ１４内に本発明の切削工具１２をアセンブリする方法が、圧縮性スリーブ３４が切削工具１２の段状部分６０に隣接して配置されるように、圧縮性スリーブ３４を切削工具１２のシャンク部分３０の周りに嵌め込むことを含む。座金３６は、その座金３６が圧縮性スリーブ３４に沿って概ね中程に配置されるまで、圧縮性スリーブ３４の上方において工具本体１６の第２の末端部２８の周りに嵌め込まれる。
【００２４】
座金３６が圧縮性スリーブ３４上の概ね中程においてその圧縮性スリーブの周りに嵌め込まれ終わると、切削工具１２の第２の末端部２８が、座金３６の第１の末端部８０が工具ホルダ（図示されていない）の頂部表面に突き当たるまで、工具ホルダの穴の中に挿入される。その次に、図９に示されているように、座金３６の第２の末端部８２が縮小直径部分すなわち引抜き具溝２６に突き当たるまで、切削工具１２の第１の末端部１８と切削チップ２０とに力が加えられる。図１に示されているように、座金３６が、工具ホルダの穴の中に切削工具を挿入することを容易にするために、圧縮性スリーブをその長さに沿って予め圧縮する。
【００２５】
本明細書の切削工具１２では、切削工具１２と座金３６との間の表面接触が、座金３６と工具ホルダ１４との間の表面接触よりも小さい。したがって、座金３６はホルダ上で移動も回転もせず、むしろ、ホルダの頂部表面に対して静止した状態のままである。このことは、ホルダと座金との間の境界面上での摩滅を減少させるだろう。座金とホルダとの間の表面積の増大が、座金の回転を防止し、これによってホルダの頂部上の摩滅を減少させる。したがって、工具および座金の境界面が磨り減らされて破壊的な故障がその境界面において生じる時点よりも著しく前に、切削工具は交換を必要とするだろう。切削工具が交換される時には、座金も交換される。
【００２６】
これまでに開示されている実施形態が、あらゆる点において、例示的かつ非限定的であると見なされている。その範囲は、上述の説明よってではなく、添付されている特許請求項によって示されており、および、これらの実施形態の等価物の意味および範囲の中に属するすべての変更が、包含されることが意図されている。
【図面の簡単な説明】
【００２７】
【図１】図１は、本発明の例示的な切削工具とホルダとの、部分的に断面図の形の側面図を示す。
【図２】図２は、本発明の例示的な切削工具の側面図を示す。
【図３】図３は、従来技術による例示的な切削工具の側面図を示す。
【図４】図４は、本発明の例示的な工具本体の側面図を示す。
【図５】図５は、本発明による例示的な圧縮性スリーブの側面図を示す。
【図５Ａ】図５Ａは、線５Ａ−５Ａに沿った図５の圧縮性スリーブの断面図である。
【図６】図６は、本発明による例示的な座金の平面図を示す。
【図６Ａ】図６Ａは、線６Ａ−６Ａに沿った図６の座金の断面図である。
【図７】図７は、標準的な抜き取り器器具の側面図を示す。
【図８】図８は、座金が圧縮性スリーブに沿って中程に配置されている、本発明による切削工具の側面図を示す。
【図９】図９は、座金が縮小直径部分に隣接して配置されている、本発明による切削工具の側面図を示す。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図５Ａ】
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【図６】
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【図６Ａ】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【国際調査報告】
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