(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
回転駆動工具の工具インサートと工具ホルダとを形状をフィットさせて結合する方法であって、
前記工具ホルダは前記工具インサートをその形状にフィットして受け入れる受け面を有し、前記受け面により力又はトルクが前記工具インサートに伝達され、
前記工具インサートは圧粉体を焼結することにより、前記工具ホルダより硬い材料で造られ、
前記工具インサート用の焼結圧粉体（１０，１０ａ，１０ｂ）は型押し又はプレス成形に用いられる部材として使用され、
前記部材により多様な工具ホルダ（４０，６０）の前記受け面は型押し又はプレス成形によって製造されることを特徴とする方法。
【請求項２】
少なくとも１つの工具インサート（４８）用の前記受け面（４２，４４，４６）が、工具ホルダ（４０）の周面に形成されることを特徴とする請求項１記載の方法。
【請求項３】
工具インサート（６６）用の受け面（６２，６４）が、軸対称かつ前記工具ホルダ（６０）の正面と同心に形成されることを特徴とする請求項１記載の方法。
【請求項４】
前記工具インサートが、固体の硬質金属で造られ、かつ前記工具ホルダが工具鋼で造られることを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載の方法。
【請求項５】
前記受け面（６２）には、柱状の凸状スポット又はピットが形成されることを特徴とする請求項３又は４のいずれか１項に記載の方法。
【請求項６】
前記受け面には、工具インサート及び工具ホルダの端部に歯車の歯が形成され、前記歯の歯先と歯底が円周方向に一定の間隔にて半径方向に配列されていることを特徴とする請求項３〜５のいずれか１項に記載の方法。
【請求項７】
前記受け面は回転対称に配設され、
前記部材は、工具インサートと工具ホルダの前記受け面が、ただ一つの回転位置で互に形状をフィットさせて係合するためのインデックス付けを有していることを特徴とする請求項１〜６のいずれか１項に記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、請求項１に基く回転工具における工具インサート（tool insert）とこれを支持する工具ホルダ（tool holder）とを、係合部の形状をフィットさせて結合する方法（method of making a form-fitting connection）に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
ドイツ公開特許公報ＤＥ１０１３６２９３Ａ１には、シャフトと、このシャフトとは別個の輪郭要素（profile element）を備えるねじ切り工具（thread former）またはタップ（tap）が、成形または切削輪郭部（forming or cutting profile section）として提供されている。前記輪郭部は締付具によって前記シャフトと同心（centrically）かつスプラインとして取付可能（splinedly attachable）である。前記輪郭要素は板状（plate-shaped）をなし、それぞれ挿入またはリードコーン（a running-in or lead cone）を有している。凸状のスポット（high spots）及び／またはピット（pit）が前記シャフトの端面及び前記シャフトと対面する前記輪郭要素の側面に形成され、これらは互いに形状がフィットして係合している。
【０００３】
このような構成により、前記輪郭要素が前記シャフトの上に置かれると、前記輪郭要素は、前記シャフトに自動的に心出しされる。さらに、前記シャフトから前記板状の輪郭要素へ伝達されるトルクは、形状がフィットした結合構造により伝達される。前記輪郭要素は、軸心方向のねじ穴内の同心のねじによって前記シャフトに固定される。前記凸状のスポットは半径方向のリブで形成され、また前記ピットは半径方向の溝（groove）により形成されてもよい。前記輪郭要素は硬質の金属やセラミックス等で造られる。前記シャフトは、例えば適当な工具鋼で造られる。公知のねじ切り工具またはタップにおいては、異なる径、異なるリード等を有する異なる輪郭要素の様々な規格が可能である。これは、標準化されたシャフトと結合するためである。結論として、輪郭要素だけは適当な硬質の材料で造られる必要がある。その結果、材料費が顕著に軽減される。
【０００４】
工具や工具インサートを焼結法によって硬質材料の圧粉体(a green compact of a powder）から造ることは一般的である。このことはまた公知工具の輪郭要素においても導入されている。工具ホルダのまわりの支持面としての凸状のスポットとピットは切削加工により形成される。最も高精度の切削加工であっても、寸法のバラツキ（dimension variation）が生ずるのは避けられない。しかし、寸法のバラツキは工具シャフトへ輪郭要素を精度よく配置することに影響し、使用中におけるトルク伝達の動作にも影響する。
【特許文献１】ドイツ公開特許公報  ＤＥ１０１３６２９３Ａ１
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
本発明は、回転工具（rotating tool）の工具インサートと工具ホルダとを形状をフィットさせて、浮き（float）のない結合方法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】
【０００６】
この目的は、請求項１の特徴によって解決される。
【０００７】
本発明に係る方法において、工具インサート用の焼結圧粉体（sintered green compact）が、型押し又はプレス成形に用いられる部材として使用される。この部材によって、工具ホルダ内の受け面がプレス成形（press-forming）によって形成される。
【０００８】
工具インサートをプレスし、焼結するときには、対応するプレス工具の存在により、工具ホルダの受け面と係合する工具インサートの受け面を同時に成形することができる。本発明に係る方法は、このことと、工具インサート（tool insert）が工具ホルダ（tool holder）より硬いという事実を利用するものである。
【０００９】
このように、本発明に係る方法では、切削インサート（cutting insert）用の多数の均質な圧粉体から一つの焼結圧粉体が、型押し又はプレス成形に用いられる部材として用いられる。そしてこの部材の助けにより、受け面が型押し法（stamping method）によって工具ホルダにパンチ加工される。
【００１０】
本発明に係る方法は、工具インサートの一方の受け面と、工具ホルダの他方の受け面との間で浮き（float）が生じないという利点を有している。何故なら、工具インサートの受け面と工具ホルダの受け面は、一つの原型（original form）から創成されるからである。この一つの原型は工具インサート用の圧粉体（a green compact）を造るためのプレス工具（pressing tool）によって形成される。
【００１１】
従来、受け面は切削形状を付与すること（cutting form-giving）によって形成され、この切削形状の付与することは当然、浮き（float）を排除するものではない。この「原型工具」（original tool）における予定寸法との誤差（deviation）は、圧粉体にも再現され、工具ホルダにも伝えられる。工具インサートが造られる焼結圧粉体も原型工具の誤差を有し、このため工具インサートと工具ホルダとの受け面は、互いに正確に、すなわち浮き（float）がない状態で係合する。
【００１２】
上記の利点が得られるのは、焼結圧粉体が型押し又はプレス成形に用いられる部材として使用され、工具インサートが粉体プレス（powder press）用の同じ工具で製造される場合に限られる、と理解される。
【００１３】
本発明は、例えば、工具ホルダの受け面上に保持されるフライス（milling cutter）の切削チップ（cutting tips）内（例えばＤＥ１９８４８０４５Ｃ２参照）のように、工具インサートが工具ホルダと形状がフィットした状態で作用するところならば、どこでも適用される。
【００１４】
本発明の一実施の形態によれば、本発明による方法は、工具ホルダとしてシャフトを備え、かつ工具インサートとしてねじ成形具（thread former）又は切削工具（cutting tool）を備えた工具に適用され、前記工具インサートは前記シャフトに同軸かつ同心に配設される。前記工具インサートは好ましくは固体の硬質材料（solid hard material）で造られ、工具ホルダは適当な工具鋼で造られるのが好ましい。
【００１５】
本発明の一実施の形態によれば、受け面は柱状の凸状スポット（prismatic high spots）とピット（pits）とで形成される。また受け面のスポットは、工具インサートと工具ホルダの端部の歯車の歯（gear teeth）によって形成され、前記歯の歯先（crowns）と歯底（bottoms）は互いに円周方向に等間隔にて半径方向に配列されている。
【００１６】
上述した公知工具においては、前記受け面は、一方の工具インサートと他方の輪郭要素（profile element）が、互いに異なる回転位置を占め得る受け面である。しかし、周方向に見た場合、寸法の違い（dimensional defferences）があり得るので、さらに本発明の別の実施の形態のように、受け面にインデックス付け（indexing）しておくのが有利である。こうすることで、工具インサートと工具ホルダの受け面がただ一つの回転位置で形状をフィットさせて係合する。
【００１７】
例えば、前記インデックス付け（indexing）は、一つの凸状スポット又はピットの寸法を他のスポットやピットと異なるようにすることで得られる。これにより、柱状の凸状スポットとピットを互いに係合させるだけで形状をフィットさせることができる。
【発明の効果】
【００１８】
本発明に係る方法によれば、工具インサートと工具ホルダをより高い精度で係合することができるだけではなく、非常に経済的な製造が可能となる。さらに受け面における高い安定性も、本発明に係る方法によって得られる。それぞれのケースにおいて、切削加工によって受け面を製造する場合より優れている。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１９】
以下、本発明について実施の形態が示された図面に基づいて、詳細に説明する。
図１は本発明に係る方法を実施するための焼結圧粉体を示す。図２は図１に示す圧粉体の断面図を示す。図３は図２の３−３線に沿って切断した断面図を示す。図４は本発明に係る方法を実施するための型押し又はプレス成形に用いられる部材としての圧粉体の他の実施の形態を示す斜視図、図５は図４の圧粉体の平面図、図６は本発明に係る方法を実施するための型押し又はプレス成形に用いられる部材として使用する圧粉体の他の実施の形態の斜視図、図７は図６の圧粉体の平面図、図８は切削チップを備えた切削工具を示す斜視図、図９はねじ成形工具の斜視図である。
【００２０】
図１において、焼結圧粉体(sintered green compact）１０は、円筒形のボディ１２を有している。ボディ１２の一端には歯車の歯（gear teeth）１４が設けられている。前記圧粉体１０は硬質金属（hard metal）又は工具用セラミックス（tool ceramics）で造られ、例えば、上記ドイツ公開特許公報ＤＥ１０１３６２９３Ａ１に記載のねじ成形具（thread former）用の輪郭要素（profile element）として使用される。そのため、図１の圧粉体（green compact）に対応する圧粉体ボディ（green compact body）に、適当な工具輪郭（tool profile）（切削刃、溝、等）を付与すべく、切削加工される（cutting processed）。
【００２１】
しかしながら、以下に説明する方法においては、前記焼結体１０にはこのような加工を施さないで、その代り、加工しないで型押し（stamping operation）用の部材として使用する。
【００２２】
よく知られているように、前記圧粉体１０は、ダイ（die）と共働する上下のスタンプ（stamp）による粉体プレス（powder press）で製造される。前記歯車の歯（gear teeth）１４は、通常、適当に成形された下側スタンプ（lower stamp）によって成形される。上側スタンプ（upper stamp）は反対側で作用し、例えば、平らな前面を有している。さらに軸心方向の円形孔１６が形成される。
【００２３】
前記円筒状のボディ１２は前記圧粉体と同じ高さにする必要はない。前記圧粉体は、輪郭要素又は切削インサート（cutting insert）にするために、輪郭形状を付与するための切削工程（form-giving cutting operation）が次にあるからである。
【００２４】
前記円筒状ボディ１２の高さ又は長さは、粉末の量と上側スタンプ（upper stamp）の行程の長さ（path length）のみに依存するからである。
【００２５】
図１から図３の場合、特殊な歯車の歯１４が前記圧粉体１０に形成されている。そして個々の歯１８は互いに円周方向に一定の間隔で配設されており、半径方向を向く歯先（crowns）を備える。歯と歯との間の歯底（bottom）には図１〜３のすべての図から分かるように、ただ一本の線が形成されている。
【００２６】
前記歯車の歯１４は前記ボディ１２の上方の少し立ち上った部分２０に形成され、前記歯先線（crown line）２２は前記円筒状ボディ１２の軸心と直交する面内にある。従って前記歯底線２４は図２から明らかなように、前記歯先線に対し小角度傾斜している。歯車の歯１４は、このように存在している。
【００２７】
前記圧粉体１０によって型押し又はプレス成形に用いられる部材が得られる。そして前記部材によって補足的な歯（teeth）が工具ホルダの例えば工具シャフトの端部に形成される。補足的なパンチング（punching）を備えた工具シャフトは、図示されていない。結果として、工具インサート、例えば上述したねじ成形具（thread former）による輪郭要素は、前記工具ホルダの歯車の歯、特に前記歯車の歯１４に類似し自身の歯車の歯を有する前記工具シャフトと、形状をフィットさせて係合（form fitting engagement）させることができる。
【００２８】
前記型押し又はプレス成形に用いられる部材の歯車の歯は前記工具インサートの歯車の歯と同じ粉体プレスで造られるので、高い精度の寸法と形状の一致が、工具インサートと工具ホルダの歯と歯との間に存在する。結論として、特に図１〜３に示す歯車の歯の形状により、大きなトルクを伝えることができる。
【００２９】
図３に示すように、一本の歯１８ａが平らな状態で形成されている。かくして前記工具ホルダ側に、対をなす輪郭が形成されると、補足的なピット（complementary pit）が形成さる。その結果、工具インサートと工具ホルダの輪郭をフィットさせることができ、このとき、前記歯１８ａは補足的なピット１８ａと噛み合う。このようにインデックス付け（indexing）により、工具インサートと工具ホルダが互いに正しい回転位置で、常に形状をフィットさせて結合する。
【００３０】
図４〜７には、工具インサートと工具ホルダの形状をフィットさせて結合するための受け面を実現する他の２つの実施の形態が示される。
【００３１】
図４と図５に円筒状ボディ１２あと孔１６ａとを備える圧粉体１０が示されている。一連の柱状の凸状スポット（prismatic high spots）３０が前記円筒状ボディ１２ａの一端にある立ち上り部２０ａに形成されている。前記柱状の凸状スポット３０は半径方向に配列され、互に等距離の間隔で隔設されている。これらは、傾斜側面３２を有し、この面によって前記凸状スポット３０は自由端に向って先細になっている。
【００３２】
図６と図７の実施の形態では、上端が平らな一連の円形ナップ（round naps）３６が前記円筒状ボディ１２ｂの立ち上がり部２０ｂに形成されている。前記ナップ３６は前記円筒状ボディ１２ｂの軸心と同心に配設され、互いに等間隔で隔設されている。
【００３３】
型押し又はプレス成形に用いられる部材として用いられると、補足的な輪郭（complementary profile）が工具ホルダ内に形成される。その結果、工具ホルダと工具インサートの結合時には、形状がフィットさせた結合が得られる。
【００３４】
図４〜図７の実施の形態においても、上述したようなインデックス付け（indexing）が機能する。すなわち、工具インサートと工具ホルダの結合は、予め決められた相互の２個所の関連する回転関係位置でのみ係合が可能となる。例えば、柱状の凸状スポット３０又はナップ３６は、他のものよりより小さくあるいは高く形成することで得られる。
【００３５】
図８では、シャフト状の切削体（cutting body）４０を備える切削工具（cutting tool）が示されている。前記切削体４０は一端に円周方向に隔設されたチャンバー（chambers）を有している。前記チャンバーは、切削チップ（cutting tip）４８用の受け面４２，４４，４６を有している。前記切削チップは、孔５０と四角形のフレーム５２を後側に有し、これらは、切削チップ４２〜４６と協働している。
【００３６】
前記チャンバーの底にはねじ付きの穴５４が形成され、該穴の中に取り付けねじ５６をねじ込むと、前記チャンバー内に切削チップ４８は固定される。
【００３７】
切削チップ４８については、さらに詳しく説明しない。
これらは非常に硬い材料（very hard material）、例えば硬質金属（hard metal）で造られる。また、前記受け面４２〜４６は焼結切削チップ（sintered cutting tip）４８で前記ホルダー４０内に形成される。かくして、切削作業（cutting operation）が回避される。高精度の形状をフィットさせた結合（fitting connection）が前記切削チップ４８と前記受け面との間に得られる。
【００３８】
図９にシャフト６０の形状の工具ホルダを示す。これは、表面に傾斜面６４を有する五角形をした柱状の凸状スポット（prismatic high spot）６２を有している。ねじ形成用輪郭６８を備える輪郭要素６６は、前端に前記柱状の凸状スポット６２に合致する輪郭７０を有している。前記輪郭要素６６と前記シャフト６０は互いに形状をフィットさせて係合する。
【００３９】
前記輪郭要素６６は中心穴７２を有し、この穴は前記シャフト６０の中心孔７４と同心である。そして図示しないねじによって、前記輪郭要素６６は前記シャフト６０に対してねじ結合される。前記シャフト６０の表面にある輪郭（profile）は、上述したパンチングまたはプレス成形により前記輪郭要素６６の有する輪郭（profile）によって形成される。
【図面の簡単な説明】
【００４０】
【図１】本発明に係る方法を実施するための焼結圧粉体を示す。
【図２】図１に示す圧粉体の断面図を示す。
【図３】図２の３−３線に沿って切断した断面図を示す。
【図４】本発明に係る方法を実施するための型押し又はプレス成形に用いられる部材としての圧粉体の他の実施の形態を示す斜視図である。
【図５】図４の圧粉体の平面図である。
【図６】本発明に係る方法を実施するための型押し又はプレス成形に用いられる部材として使用する圧粉体の他の実施の形態の斜視図である。
【図７】図６の圧粉体の平面図である。
【図８】切削チップを備えた切削工具を示す斜視図である。
【図９】ねじ成形工具の斜視図である。
【符号の説明】
【００４１】
１０  焼桔圧粉体
４０  工具ホルダ
４２，４４，４６  受け面
４８  工具インサート
６０  工具ホルダ
６２，６４  受け面
６６  工具インサート
【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６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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