(57)【要約】【課題】適用範囲が広く、設計の自由度が高い締結構造を提供すること。【解決手段】第１の端面とこの第１の端面に形成される第１のねじ部とを備えるヘッドと、第２の端面とこの第２の端面に形成され第１のねじ部と螺合する第２のねじ部とを備えるシャンクを備え、第１の端面は第１のねじ部の軸方向を向いた第１主面と第１のねじ部の回転方向を向いた第１段差面とを備え、第２の端面は第２のねじ部の軸方向を向いた第２主面と第２のねじ部の回転方向を向いた第２段差面とを備え、第１のねじ部と第２のねじ部とが螺合したときに、第１主面と第２主面とが対向し第１段差面と前記第２段差面とが対向する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１の端面と、この第１の端面に形成される第１のねじ部と、を備えるヘッドと、
第２の端面と、この第２の端面に形成され、前記第１のねじ部と螺合する第２のねじ部と、を備えるシャンクとを備え、
前記第１の端面は、前記第１のねじ部の軸方向を向いた第１主面と、前記第１のねじ部の回転方向を向いた第１段差面とを備え、
前記第２の端面は、前記第２のねじ部の軸方向を向いた第２主面と、前記第２のねじ部の回転方向を向いた第２段差面とを備え、
前記第１のねじ部と前記第２のねじ部とが螺合したときに、前記第１主面と前記第２主面とが対向し、前記第１段差面と前記第２段差面とが対向する締結構造。
【請求項２】
前記第１のねじ部と前記第２のねじ部とが螺合したときに、前記第１主面と前記第２主面は接触する請求項１記載の締結構造。
【請求項３】
前記第１主面は、前記第１のねじ部の軸方向に第１のピッチで進行する斜面を含んでおり、
前記第１のピッチは、前記第１のねじ部のピッチより小さい請求項１又は２に記載の締結構造。
【請求項４】
前記第２主面は、前記第２のねじ部の軸方向に第２のピッチで進行する斜面を含んでおり、
前記第２のピッチは、前記第２のねじ部のピッチより小さい請求項１から３のいずれか一項に記載の締結構造。
【請求項５】
前記第１のねじ部は、おねじを備え、
前記第２のねじ部は、めねじを備える請求項１から４のいずれか一項に記載の締結構造。
【請求項６】
前記ヘッドには、前記第１のねじ部の軸方向に延びる第１の貫通孔が形成されており、
前記シャンクには、前記第１の貫通孔に連通する第２の貫通孔が形成されている請求項１から５のいずれか一項に記載の締結構造。
【請求項７】
第２の端面と、この第２の端面に形成される第２のねじ部とを備え、前記第２の端面は、前記第２のねじ部の軸方向を向いた第２主面と、前記第２のねじ部の回転方向を向いた第２段差面と、を備えるシャンクと締結可能なヘッドであって、
第１の端面と、この第１の端面に形成され、前記第２のねじ部と螺合する第１のねじ部と、を備え、
前記第１の端面は、前記第１のねじ部の軸方向を向いた第１主面と、前記第１のねじ部の回転方向を向いた第１段差面とを備え、
前記第１のねじ部と前記第２のねじ部とが螺合したときに、前記第１主面と前記第２主面とが対向し、前記第１段差面と前記第２段差面とが対向するように前記シャンクと締結可能なヘッド。
【請求項８】
前記第１のねじ部と前記第２のねじ部とが螺合したときに、前記第１主面と前記第２主面は接触する請求項７記載のヘッド。
【請求項９】
前記第１主面は、前記第１のねじ部の軸方向に第１のピッチで進行する斜面を含んでおり、
前記第１のピッチは、前記第１のねじ部のピッチより小さい請求項７又は８に記載のヘッド。
【請求項１０】
前記第１のねじ部は、おねじであり、
前記第２のねじ部は、めねじである請求項７から９のいずれか一項に記載のヘッド。
【請求項１１】
第２の貫通孔が形成される前記シャンクと締結可能なヘッドであって、
前記第１のねじ部と前記第２のねじ部とが螺合したときに、前記第２の貫通孔に連通する第１の貫通孔が形成されている請求項７から１０のいずれか一項に記載のヘッド。
【請求項１２】
第１の端面と、この第１の端面に形成される第１のねじ部とを備え、前記第１の端面は、前記第１のねじ部の軸方向を向いた第１主面と、前記第１のねじ部の回転方向を向いた第１段差面と、を備えるヘッドと締結可能なシャンクであって、
第２の端面と、この第２の端面に形成され、前記第１のねじ部と螺合する第２のねじ部と、を備え、
前記第２の端面は、前記第２のねじ部の軸方向を向いた第２主面と、前記第２のねじ部の回転方向を向いた第２段差面とを備え、
前記第１のねじ部と前記第２のねじ部とが螺合したときに、前記第１主面と前記第２主面とが対向し、前記第１段差面と前記第２段差面とが対向するように前記ヘッドと締結可能なシャンク。
【請求項１３】
前記第１のねじ部と前記第２のねじ部とが螺合したときに、前記第１主面と前記第２主面は接触する請求項１２記載のシャンク。
【請求項１４】
前記第２主面は、前記第２のねじ部の軸方向に第２のピッチで進行する斜面を含んでおり、
前記第２のピッチは、前記第２のねじ部のピッチより小さい請求項１２又は１３に記載のシャンク。
【請求項１５】
前記第１のねじ部は、おねじであり、
前記第２のねじ部は、めねじである請求項１２から１４のいずれか一項に記載のシャンク。
【請求項１６】
前記第１のねじ部の軸方向に延びる第１の貫通孔が形成される前記ヘッドと締結可能であって、
前記第１のねじ部と前記第２のねじ部とが螺合したときに、前記第１の貫通孔に連通する第２の貫通孔が形成されている請求項１２から１５のいずれか一項に記載のシャンク。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、締結構造、ヘッド及びシャンクに関する。
【背景技術】
【０００２】
特許文献１には、雄の部材（２２）と、雌の部材（２４）からなる工具（２０）が開示されている。雄の部材（２２）はボディ部分（２６）から後方に突き出している連結部分（２８）を有し、その連結部分（２８）が切頭円錐形の前方部分（４０）とねじ付きの後方部分（３８）を有している。雌の部材（２４）は前面（６０）から後方に伸びている穴（６４）を有している。穴（６２）は切頭円錐形の前方部分（７０）とねじ付きの後方部分（７２）を有している。連結を行うために、雄の部材（２２）と雌の部材（２４）をねじ込み連結をする際、雄の部材（２２）のねじ部分（３８）が雌の部材（２４）のねじ部分（７２）に係合する。
【０００３】
特許文献２には、雄の部材１と、雌の部材２を締結するアセンブリが開示されている。このアセンブリは、雌の部材２の外径側に環状手段３が形成されている。そして雄の部材１と、雌の部材２を締結するために、雄の部材１の外径側に形成された周縁部４と環状手段３が螺合する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特表２００３−５３２８４４号公報
【特許文献２】米国特許出願公開第２０１５／０２９０７１８号明細書
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、特許文献１の締結構造の場合、締結したときの、雌の部材（２４）に対する雄の部材（２２）の相対的な回転角度を調整することができないので、正確な位置決めができない。
【０００６】
また、特許文献２の締結構造の場合、雄の部材１と雌の部材２の外径側にそれぞれ周縁部４と、これに螺合する環状手段３を形成しなければならないので、口径が所定以上（たとえば３４ｍｍ以上）のヘッド及びシャンクにしか、適用することができなかった。
【０００７】
そこで本発明は、適用範囲が広く、設計の自由度が高い締結構造、ヘッド及びシャンクを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明の一態様に係る締結構造は、第１の端面と、この第１の端面に形成される第１のねじ部と、を備えるヘッドと、第２の端面と、この第２の端面に形成され、前記第１のねじ部と螺合する第２のねじ部と、を備えるシャンクとを備える。そして、第１の端面は、第１のねじ部の軸方向を向いた第１主面と、第１のねじ部の回転方向を向いた第１段差面とを備え、第２の端面は、第２のねじ部の軸方向を向いた第２主面と、第２のねじ部の回転方向を向いた第２段差面とを備える。そして、記第１のねじ部と第２のねじ部とが螺合したときに、第１主面と第２主面とが対向し、第１段差面と第２段差面とが対向するように構成されている。
【０００９】
この態様によれば、ヘッドの端面に形成された第１端面及び第１段差面と、シャンクの端面に形成された第２端面及び第２段差面を利用して位置決めすることが可能になるので、適用範囲が広く、設計の自由度が高い締結構造を提供することができる。
【００１０】
本発明の他の態様に係るヘッドは、第２の端面と、この第２の端面に形成される第２のねじ部とを備え、第２の端面は、第２のねじ部の軸方向を向いた第２主面と、第２のねじ部の回転方向を向いた第２段差面と、を備えるシャンクと締結することができる。そして、第１の端面と、この第１の端面に形成され、第２のねじ部と螺合する第１のねじ部と、を備え、第１の端面は、第１のねじ部の軸方向を向いた第１主面と、第１のねじ部の回転方向を向いた第１段差面とを備える。そして、第１のねじ部と第２のねじ部とが螺合したときに、第１主面と第２主面とが対向し、第１段差面と第２段差面とが対向するようにシャンクと締結することができる。
【００１１】
この態様によれば、第２主面及び第２段差面を備えるシャンクと、第１主面及び第１段差面を利用して位置決めすることが可能になるので、適用範囲が広く、設計の自由度が高いヘッドを提供することができる。
【００１２】
本発明の他の態様に係るシャンクは、第１の端面と、この第１の端面に形成される第１のねじ部とを備え、第１の端面は、第１のねじ部の軸方向を向いた第１主面と、第１のねじ部の回転方向を向いた第１段差面と、を備えるヘッドと締結することができる。そして、第２の端面と、この第２の端面に形成され、第１のねじ部と螺合する第２のねじ部と、を備え、第２の端面は、第２のねじ部の軸方向を向いた第２主面と、第２のねじ部の回転方向を向いた第２段差面とを備える。そして、第１のねじ部と第２のねじ部とが螺合したときに、第１主面と第２主面とが対向し、第１段差面と第２段差面とが対向するようにヘッドと締結することができる。
【００１３】
この態様によれば、第１主面及び第１段差面を備えるヘッドと、第２主面及び第２段差面を利用して位置決めすることが可能になるので、適用範囲が広く、設計の自由度が高いシャンクを提供することができる。
【発明の効果】
【００１４】
本発明によれば、適用範囲が広く、設計の自由度が高い締結構造、ヘッド及びシャンクを提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】本実施形態に係るヘッド１２及びシャンク１４からなる締結構造１０
【図２】ヘッド１２とシャンク１４が締結されたときの断面図
【図３】締結構造１０を、インサート１６を保持するヘッド１２に適用した図
【図４】回転角を横軸とし、発生する応力を縦軸とするグラフ
【図５】締結構造１０の効果の説明図
【図６】主面１２ｂ’及び主面１４ｂ’の加工の様子を示す図
【図７】締結構造１０をヘッド１２’及びヘッド１２’’に適用した図
【発明を実施するための形態】
【００１６】
[第１実施形態]
以下、図面を参照して本発明の実施形態について詳細に説明する。なお、同一の要素には同一の符号を付し、重複する説明を省略する。また、以下の実施の形態は、本発明を説明するための例示であり、本発明をその実施の形態のみに限定する趣旨ではない。さらに、本発明は、その要旨を逸脱しない限り、さまざまな変形が可能である。
【００１７】
図１は、本実施形態に係るヘッド１２及びシャンク１４からなる締結構造１０を示している。図２は、ヘッド１２とシャンク１４が締結されたときの回転軸１２ｊ及び回転軸１４ｊを通る断面図である。
【００１８】
ヘッド１２は、端面１２ａ（第１の端面）と、側面１２ｆを備えている。端面１２ａとは他端側には、切削工具を保持するためのホルダ１２ｈ（不図示）が設けられており、切削工具を着脱自在に、又は、ろう付け等による固着により保持することができる。なお、ヘッド１２は切削インサートでもよい。
【００１９】
ヘッド１２には、軸１２ｊ（軸１２ｊ又は回転軸１２ｊと呼ぶ）を回転軸とするおねじが形成されたねじ部１２ｔ（第１のねじ部）が、端面１２ａの中央部から回転軸１２ｊ方向に突出するように形成されている。端面１２ａは、回転軸１２ｊ方向を向いた主面１２ｂ（第１主面）と、この主面１２ｂに連接し、ねじ部１２ｔの回転方向を向いた段差面１２ｃ（第１段差面）を備えている。
【００２０】
ねじ部１２ｔに形成されるおねじのピッチは、Ｐｔである。また、このおねじの端部に開口し、回転軸１２ｊ方向にヘッド１２の他の端面（不図示）まで開口する貫通孔１２ｇが形成されている。
【００２１】
主面１２ｂは、回転軸１２ｊ方向からみたときに、全周の半分以上（たとえば、３２０度以上）の領域に形成されている。また、主面１２ｂは、回転軸１２ｊに垂直な平面から傾いた斜面で構成されており、回転軸１２ｊから一定距離の位置において、軸１２ｊを中心として３６０度回転させた際に回転軸１２ｊ方向にピッチＰｃ（第１のピッチ）だけ進行する螺旋面上に含まれる。ピッチＰｃは、ねじ部１２ｔのピッチＰｔより小さい。
【００２２】
段差面１２ｃは、主面１２ｂとほぼ垂直に、回転軸１２ｊとほぼ平行に形成されている。段差面１２ｃと、この段差面１２ｃと連接し、回転軸１２ｊと垂直な平面部１２ｉと、この平面部１２ｉから略垂直に立ち上がり主面１２ｂの他端に連接する段差面１２ｅを設けることにより、段差面１２ｃの回転軸１２ｊ方向の長さをピッチＰｃより大きくすることが可能になる。また、段差面１２ｃと平面部１２ｉの間には、段差面１２ｃが当接したときの応力集中を緩和するための丸み（フィレット）が設けられている。本実施形態では、段差面１２ｃの回転軸１２ｊ方向の長さは、ピッチＰｔと同一またはやや大きく形成されている。
【００２３】
段差面１２ｃと、平面部１２ｉと、段差面１２ｅとから構成される部分を第１キー部１２ｋと呼ぶ。後に詳述するが、この第１キー部１２ｋを形成することにより、位置決めヘッド１２のシャンク１４に対する回転方向の位置決めを実現することが可能になる。
【００２４】
図１に示されるように、端面１２ａはさらに、回転軸１２ｊを中心とする環状に形成される主面１２ｂの内径方向に、凹部１２ｄを備えている。この凹部１２ｄとねじ部１２ｔが連接している。
【００２５】
シャンク１４は、端面１４ａ（第２の端面）と、側面１４ｆを備える略円柱の形状を含んでいる。
【００２６】
シャンク１４には、軸１４ｊ（軸１４ｊ又は回転軸１４ｊと呼ぶ）を回転軸とするめねじが形成されたねじ部１４ｔ（第２のねじ部）が、端面１４ａの中央部から回転軸１４ｊ方向に形成されている。端面１４ａは、回転軸１４ｊ方向を向いた主面１４ｂ（第２主面）と、この主面１４ｂに連接し、ねじ部１４ｔの回転方向を向いた段差面１４ｃ（第２段差面）を備えている。
【００２７】
ねじ部１４ｔに形成されるめねじのピッチは、Ｐｔであるため、ねじ部１２ｔのおねじと螺合する。また、このめねじの底面に開口し、回転軸１４ｊ方向に延びる貫通孔１４ｇ（第２の貫通孔）が形成される。図２に示されるように、貫通孔１２ｇ及び１４ｇを介して、クーラント（切削用の水溶性油）を供給することができる。
【００２８】
主面１４ｂは、回転軸１４ｊ方向からみたときに、全周の半分以上（たとえば、３２０度以上）の領域に形成されている。また、主面１４ｂは、回転軸１４ｊに垂直な平面から傾いた斜面で構成されており、回転軸１４ｊから一定距離の位置において、回転軸１４ｊを中心として３６０度回転させた際に、回転軸１４ｊ方向にピッチＰｃ’（第２のピッチ）だけ進行する螺旋面上に含まれる。本実施形態では、ピッチＰｃとＰｃ’は同じ値を有し、共に、ねじ部１４ｔのピッチＰｔより小さい。
【００２９】
段差面１４ｃは、主面１４ｂとほぼ垂直に、回転軸１４ｊとほぼ平行に形成されている。段差面１４ｃと、この段差面１４ｃと連接し、回転軸１４ｊと垂直な平面部１４ｉと、この平面部１４ｉから略垂直に立ち上がり主面１４ｂの他端に連接する段差面１４ｅを設けることにより、段差面１４ｃの回転軸１４ｊ方向の長さをピッチＰｃ’より大きくすることが可能になる。また、段差面１４ｃと平面部１４ｉの間には、段差面１４ｃが当接したときの応力集中を緩和するための丸み（フィレット）が設けられている。本実施形態では、段差面１４ｃの回転軸１４ｊ方向の長さは、ピッチＰｔと同一またはやや大きく形成されている。
【００３０】
段差面１４ｃと、平面部１４ｉと、段差面１４ｅとから構成される部分を第２キー部１４ｋと呼ぶ。
【００３１】
図２に示されるように、端面１４ａはさらに、回転軸１４ｊを中心とする環状に形成される主面１４ｂの内径方向に、凸部１４ｄを備えている。この凸部１４ｄの内壁を逃がしとし、この逃がしに接続するようにねじ部１４ｔが設けられている。
【００３２】
図２（ａ）は、ヘッド１２とシャンク１４が締結されたときの回転軸１２ｊ及び回転軸１４ｊを通る断面図である。この図に示されるように、締結時において、主面１２ｂと主面１４ｂは密着する。また、その境界線は、回転軸１２ｊ（及び回転軸１４ｊ）に垂直な直線より斜めに傾いている。このとき、貫通孔１２ｇと貫通孔１４ｇは連通するため、これら貫通孔１２ｇ及び１４ｇを介して、ホルダ１２ｈ側にクーラントを供給することができる。
【００３３】
図２（ｂ）は、図２（ａ）に示されるヘッド１２側のねじ部１２ｔと、シャンク１４側のねじ部１４ｔを含む領域Ａの拡大図である。
【００３４】
この図に示されるように、ねじ部１４ｔのめねじのねじ山と、ねじ部１２ｔのおねじのねじ山の間隙には、おねじを滑らかに回転させるための隙間Ｇがある。また、ねじ部１２ｔのおねじを構成するねじ山の二つの斜面は、一方の面（紙面左方向を向いた面）がねじ部１４ｔのめねじのねじ山と接触するが、他方の面（紙面右方向を向いた面）はねじ部１４ｔのめねじのねじ山と接触していない。これは、ねじ部１２ｔのおねじがわずかながら弾性変形して伸長し、紙面右方向に向かう応力が発生していることを示している。
【００３５】
すなわち、ヘッド１２のねじ部１２ｔのおねじと、シャンク１４のねじ部１４ｔのめねじとを螺合させ、ヘッド１２がシャンク１４方向に進行すると、主面１２ｂと主面１４ｂが接触する。主面１４ｂの位置はほぼ変わらないので、それ以上、ねじ部１２ｔを回転させると、ねじ部１２ｔのおねじが、ねじ部１４ｔのめねじから、進行方向に向かう応力を受けて、わずかながら弾性変形して伸長する。
【００３６】
図３（ａ）は、図１に示される締結構造１０を、インサート１６を保持するヘッド１２に適用した締結構造１０’を示している。図１の締結構造１０と比較して、締結構造１０’は、主面１２ｂ’及び主面１４ｂ’が、軸１４ｊ及び軸１２ｊに対してそれぞれ大きく傾斜している点が異なる。その他の要素は、図１に示される締結構造１０と同様なので、同一の符号を付し、重複する説明を省略する。
【００３７】
ヘッド１２の、シャンク１４側を向いた端面１２ａとは反対側の曲面１２ｊは、図に示されるように滑らかな曲面であり、貫通孔１２ｇの一端が開口しているので、この貫通孔１２ｇからインサート１６方向にクーラントを供給することができる。また、この曲面１２ｊに連なるヘッド１２の先端部にはチップ座を備える切削部１２ｈが設けられており、クランプねじを用いてインサート１６を着脱自在に保持することができる。
【００３８】
図３（ｂ）は、図３（ａ）に示されるヘッド１２のねじ部１２ｔのおねじと、シャンク１４のねじ部１４ｔのめねじとを螺合させ、両者を締結した様子を示している。
【００３９】
この図に示されるように、主面１２ｂと主面１４ｂは、ピッチＰｃを同じくする螺旋面の一部を含んでいるため、締結時において主面１２ｂと主面１４ｂは、回転軸１２ｊ（及び回転軸１４ｊ）方向を向いて対向し、かつ、多くの領域が密着する。また、第１段差面１２ｃと、第２段差面１４ｃが回転軸１２ｊ（及び回転軸１４ｊ）の周方向（及びねじの回転方向）を向いて対向するので、これら段差面１２ｃ及び段差面１４ｃがストッパーとなって、ねじの回転を妨げることができる。したがって、段差面１２ｃ及び段差面１４ｃを基準として正確な位置決めが可能になる。
【００４０】
また、シャンク１４側から供給されたクーラントを貫通孔１２ｇから直接的にインサート１６に噴射することができるので、効果的に冷却することができる。
【００４１】
なお、シャンク１４内には、防振用のダンパー（不図示）が設けられていてもよい。  図４は、主面１２ｂ（または主面１２ｂ’）と主面１４ｂ（または主面１４ｂ’）が接触後の回転角θを横軸とし、それによりねじ部１２ｔに作用する応力σを縦軸とするグラフである。ここで、Δθは、第１段差面１２ｃと第２段差面１２ｃが対向して接触（または十分に近接）するまでの回転角を示している。また、σ１は、ねじ部１２ｔが降伏する降伏応力を示している。
【００４２】
このグラフにおいて、直線Ｓ１は、０＜Ｐｃ＜Ｐｔの関係を有する場合の回転角と応力の関係を示している。また、直線Ｓ２は、Ｐｃ＝０の場合の回転角と応力の関係を示している。
【００４３】
まず、直線Ｓ２の場合は、Ｐｃ＝０であるから、主面１２ｂは、回転軸１２ｊと垂直な平面（または、３６０度回転させた際に回転軸１２ｊ方向に進行しない曲面）となる。この場合は、主面１４ｂと主面１２ｂとが接触した後は、ねじ部１２ｔを回転させても、主面１２ｂは回転軸１２ｊ方向にほとんど動くことができない。このため、僅かに回転するだけで、応力は急増する。従って、Δθ回転する前に、ねじ部１２ｔは降伏点を迎え塑性変形してしまう。
【００４４】
一方で、直線Ｓ１の場合は、０＜Ｐｃであるため、ねじ部１２ｔを回転させると、主面１２ｂは回転軸１２ｊ方向にピッチＰｃで進行する。また、Ｐｃ＜Ｐｔであるから、ねじ部１２ｔの方が、大きいピッチＰｔで進行する。すなわち、ねじ部１２ｔの主面１２ｂに対する延びは、（Ｐｔ−Ｐｃ）×（回転角θ／３６０°）である。従って、Δθ回転した時点での応力σ２は、σ２＜σ１であり、塑性変形を回避することができる。
【００４５】
Δθは、主面１２ｂと主面１４ｂが接触してから、第１段差面１２ｃと第２段差面１２ｃが対向して接触（または十分に近接）するまでの回転角であるから、シャンク１４とヘッド１２の製造誤差や締結時の環境等に起因して変動する値である。しかしながら、多くともΔθがθ１以下（たとえば、１８０度以下）に収まるようにしておき、θ１回転したときに発生する応力が降伏応力未満となるように、Ｐｃを設定することにより、塑性変形を回避し、弾性変形の範囲内でシャンク１４とヘッド１２を締結固定することが可能になる。たとえば、規格でＭ８ねじに規定されているＰｔ＝１．２５ｍｍのピッチのねじ部１２ｔ及び１４ｔに対して、Ｐｃ＝１．１５ｍｍのピッチ（すなわち、ねじのピッチの約９０％）とすることができる。
【００４６】
さらに、Ｐｃ以外に円筒部を含むねじ部１２ｔの長さを変更することによっても、降伏応力に至るまでの角度を調整することも可能である。たとえば、降伏応力を１２００ＭＰａとして、ねじ部１２ｔ以外が剛体であると仮定すると、ねじ部１２ｔの長さを６．５ｍｍとしたときは、１３３度（第１段差面１２ｃと第２段差面１２ｃが対向したときのねじ部１２ｔ先端の位置から、０．０３７ｍｍねじ部１２ｔ先端が回転軸１２ｊ方向に進行した位置）の際に降伏応力に至る。一方でねじ部１２ｔの長さを１０ｍｍとしたときは、２０５度（同０．０５７ｍｍ）の際に降伏応力に至る。ただしねじ部１２ｔの長さを大きくすると、回転軸１２ｊに垂直な力に対して作用するモーメントが大きくなるというデメリットもある。このため、ねじ部１２ｔの長さは、用途に応じて適宜選択されるべきである。
【００４７】
図５は、実施形態に係る締結構造１０と、比較例の効果を説明するための図面である。図５（ａ）は、実施形態に係る締結構造１０を用いてシャンク１４及びその基準面に対して、切削部１２ｈが保持する切削工具１６の刃先が位置決めされている様子を示している。すなわち、第１段差面１２ｃと第２段差面１２ｃが対向して接触（または十分に近接）したときに、切削工具１６が正しく位置決めされるように切削部１２ｈを設計することにより、正確な位置決めが可能となる。
【００４８】
図５（ｂ）及び（ｃ）は、基準面からずれてヘッドＨならびにヘッドＨに保持されたインサート１６がシャンクＳに締結された比較例の場合を示している。
【００４９】
図６は、図３に示されるヘッド１２及びシャンク１４を製造するための加工の様子を示している。図に示されるように、ヘッド１２の主面１２ｂ’及びこれに接触するシャンク１４の主面１４ｂ’を、それぞれエンドミルＥを用いてマシニングセンタで切削加工することができる。上述したように０＜Ｐｃ＜Ｐｔとなるように螺旋面またはその他の一又は複数の斜面から構成することにより、弾性変形の範囲内で締結構造をすることが可能になる。ここで、主面１２ｂ’及び主面１４ｂ’の回転軸１２ｊ及び１４ｊに対するテーパー角度は適宜設定可能である。テーパーを設けることにより、回転軸１２ｊ及び１４ｊに垂直な方向の応力に対する強度を持つことができる。ただし、主面１２ｂ’及び主面１４ｂ’を、回転軸１２ｊ及び１４ｊにほぼ垂直な平面で構成してもよい。たとえば、Δθが極めて小さくできるような場合である。また、主面１２ｂ’のピッチと、主面１４ｂ’のピッチを必ずしも完全に一致させなくてもよい。
【００５０】
図７は、実施形態に係る締結構造１０の適用例を示す図である。この図に示されるように同じシャンク１４に対して、異なるヘッド１２’及びヘッド１２’’を交換できる旋削工具に対し本実施形態に係る締結構造１０を広く適用してもよいし、同じヘッドを新しいものに交換して用いてもよい。たとえば、内径溝入れ加工用のバイトなど壊れやすい工具に対しても、その他の回転工具に対しても、好適に適用することができる。シャンク１４は、超硬シャンクのボーリングバーでもよい。また、シャンク１４と防振機構（ダンパ）を一体的に設けてもよいが、これに限られるものでもなく防振機構を備えないシャンクであってもよい。
【００５１】
以上のとおり、本実施形態に係る締結構造１０、シャンク１４及びヘッド１２によれば、キー部１２ｋ及びキー部１４ｋを用いて回転方向の位置決めをすることができるから、様々な種類や大きさ（たとえば１６ｍｍ以下の外径の切削工具を含む）の切削工具に適用可能な自由度の高い締結構造、及びこれらに用いることができるヘッド及びシャンクを提供することができる。また、内部を通過するクーラント用流路を形成することができるから、切削インサートによって加工される箇所に近接してクーラントを導入することができる。
【符号の説明】
【００５２】
１０…締結構造、１２…ヘッド、１２ａ…端面、１２ｂ…主面、１２ｃ…段差面、１２ｄ…凹部、１２ｅ…段差面、１２ｆ…側面、１２ｇ…貫通孔、１２ｈ…切削部、１２ｊ…回転軸、１２ｋ…キー部、１２ｔ…ねじ部、１４…シャンク、１４ａ…端面、１４ｂ…主面、１４ｃ…段差部、１４ｄ…凸部、１４ｅ…段差面、１４ｆ…側面、１４ｇ…貫通孔、１４ｊ…回転軸、１４ｋ…キー部、１４ｔ…ねじ部、１６…インサート
【図１】
2019074183.tif 000003
【図２】
2019074183.tif 000004
【図３】
2019074183.tif 000005
【図４】
2019074183.tif 000006
【図５】
2019074183.tif 000007
【図６】
2019074183.tif 000008
【図７】
2019074183.tif 000009
【手続補正書】
【提出日】平成31年2月6日(2019.2.6)
【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】
第１の端面と、この第１の端面に形成される第１のねじ部と、を備えるヘッドと、
第２の端面と、この第２の端面に形成され、前記第１のねじ部と螺合する第２のねじ部と、を備えるシャンクとを備え、
前記第１の端面は、前記第１のねじ部の軸方向を向いた第１主面と、前記第１のねじ部の回転方向を向いた第１段差面とを備え、
前記第２の端面は、前記第２のねじ部の軸方向を向いた第２主面と、前記第２のねじ部の回転方向を向いた第２段差面とを備え、
前記第１のねじ部と前記第２のねじ部とが螺合したときに、前記第１主面と前記第２主面とが対向し、前記第１段差面と前記第２段差面とが対向し、前記第１主面と前記第２主面は接触する、締結構造。
【請求項２】
第１の端面と、この第１の端面に形成される第１のねじ部と、を備えるヘッドと、
第２の端面と、この第２の端面に形成され、前記第１のねじ部と螺合する第２のねじ部と、を備えるシャンクとを備え、
前記第１の端面は、前記第１のねじ部の軸方向を向いた第１主面と、前記第１のねじ部の回転方向を向いた第１段差面とを備え、
前記第２の端面は、前記第２のねじ部の軸方向を向いた第２主面と、前記第２のねじ部の回転方向を向いた第２段差面とを備え、
前記第１のねじ部と前記第２のねじ部とが螺合したときに、前記第１主面と前記第２主面とが対向し、前記第１段差面と前記第２段差面とが対向し、
前記第１主面は、前記第１のねじ部の軸方向に第１のピッチで進行する斜面を含んでおり、
前記第１のピッチは、前記第１のねじ部のピッチより小さい締結構造。
【請求項３】
第１の端面と、この第１の端面に形成される第１のねじ部と、を備えるヘッドと、
第２の端面と、この第２の端面に形成され、前記第１のねじ部と螺合する第２のねじ部と、を備えるシャンクとを備え、
前記第１の端面は、前記第１のねじ部の軸方向を向いた第１主面と、前記第１のねじ部の回転方向を向いた第１段差面とを備え、
前記第２の端面は、前記第２のねじ部の軸方向を向いた第２主面と、前記第２のねじ部の回転方向を向いた第２段差面とを備え、
前記第１のねじ部と前記第２のねじ部とが螺合したときに、前記第１主面と前記第２主面とが対向し、前記第１段差面と前記第２段差面とが対向し、
前記第２主面は、前記第２のねじ部の軸方向に第２のピッチで進行する斜面を含んでおり、
前記第２のピッチは、前記第２のねじ部のピッチより小さい締結構造。
【請求項４】
前記ヘッドには、前記第１のねじ部の軸方向に延びる第１の貫通孔が形成されており、
前記シャンクには、前記第１の貫通孔に連通する第２の貫通孔が形成されている請求項１から３のいずれか一項に記載の締結構造。
【請求項５】
第２の端面と、この第２の端面に形成される第２のねじ部とを備え、前記第２の端面は、前記第２のねじ部の軸方向を向いた第２主面と、前記第２のねじ部の回転方向を向いた第２段差面と、を備えるシャンクと締結可能なヘッドであって、
第１の端面と、この第１の端面に形成され、前記第２のねじ部と螺合する第１のねじ部と、を備え、
前記第１の端面は、前記第１のねじ部の軸方向を向いた第１主面と、前記第１のねじ部の回転方向を向いた第１段差面とを備え、
前記第１のねじ部と前記第２のねじ部とが螺合したときに、前記第１主面と前記第２主面とが対向し、前記第１段差面と前記第２段差面とが対向し、前記第１主面と前記第２主面は接触するように前記シャンクと締結可能なヘッド。
【請求項６】
第２の端面と、この第２の端面に形成される第２のねじ部とを備え、前記第２の端面は、前記第２のねじ部の軸方向を向いた第２主面と、前記第２のねじ部の回転方向を向いた第２段差面と、を備えるシャンクと締結可能なヘッドであって、
第１の端面と、この第１の端面に形成され、前記第２のねじ部と螺合する第１のねじ部と、を備え、
前記第１の端面は、前記第１のねじ部の軸方向を向いた第１主面と、前記第１のねじ部の回転方向を向いた第１段差面とを備え、
前記第１のねじ部と前記第２のねじ部とが螺合したときに、前記第１主面と前記第２主面とが対向し、前記第１段差面と前記第２段差面とが対向し、
前記第１主面は、前記第１のねじ部の軸方向に第１のピッチで進行する斜面を含んでおり、
前記第１のピッチは、前記第１のねじ部のピッチより小さい、ヘッド。
【請求項７】
第２の貫通孔が形成される前記シャンクと締結可能なヘッドであって、
前記第１のねじ部と前記第２のねじ部とが螺合したときに、前記第２の貫通孔に連通する第１の貫通孔が形成されている請求項５又は６に記載のヘッド。
【請求項８】
第１の端面と、この第１の端面に形成される第１のねじ部とを備え、前記第１の端面は
、前記第１のねじ部の軸方向を向いた第１主面と、前記第１のねじ部の回転方向を向いた
第１段差面と、を備えるヘッドと締結可能なシャンクであって、
第２の端面と、この第２の端面に形成され、前記第１のねじ部と螺合する第２のねじ部と、を備え、
前記第２の端面は、前記第２のねじ部の軸方向を向いた第２主面と、前記第２のねじ部の回転方向を向いた第２段差面とを備え、
前記第１のねじ部と前記第２のねじ部とが螺合したときに、前記第１主面と前記第２主面とが対向し、前記第１段差面と前記第２段差面とが対向し、前記第１主面と前記第２主面は接触するように前記ヘッドと締結可能なシャンク。
【請求項９】
第１の端面と、この第１の端面に形成される第１のねじ部とを備え、前記第１の端面は
、前記第１のねじ部の軸方向を向いた第１主面と、前記第１のねじ部の回転方向を向いた
第１段差面と、を備えるヘッドと締結可能なシャンクであって、
第２の端面と、この第２の端面に形成され、前記第１のねじ部と螺合する第２のねじ部と、を備え、
前記第２の端面は、前記第２のねじ部の軸方向を向いた第２主面と、前記第２のねじ部の回転方向を向いた第２段差面とを備え、
前記第１のねじ部と前記第２のねじ部とが螺合したときに、前記第１主面と前記第２主面とが対向し、前記第１段差面と前記第２段差面とが対向し、
前記第２主面は、前記第２のねじ部の軸方向に第２のピッチで進行する斜面を含んでおり、
前記第２のピッチは、前記第２のねじ部のピッチより小さい、シャンク。
【請求項１０】
前記第１のねじ部の軸方向に延びる第１の貫通孔が形成される前記ヘッドと締結可能であって、
前記第１のねじ部と前記第２のねじ部とが螺合したときに、前記第１の貫通孔に連通する第２の貫通孔が形成されている請求項８又は９に記載のシャンク。