(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
雄部材と雌部材を具備する工具組立体であって、
組み立てられていない状態では、
雄部材は長手方向軸線Ｂを有しており、そして直径Ｄ１を有する後部円筒形部分を具備し、
雌部材は長手方向軸線Ｃを有しており、そして雌部材の前端から後方に延びている可変直径穴を具備し、可変直径穴は前端と後端を有しており、可変直径穴の前端は前部直径Ｄ２を有し、そして可変直径穴の後端は後部直径Ｄ３を有し、ここでＤ３はＤ２より大きく、Ｄ１はＤ２より大きく且つＤ３より大きく、雌部材の可変直径穴は雌部材の前端に向けて前方にテーパーが付けられており、そして
組み立てられた状態では、
可変直径穴の前部直径Ｄ２及び後部直径Ｄ３は雄部材の後部円筒形部分の直径Ｄ１に等しくなり、そして軸線Ｂは軸線Ｃと合致するように、雄部材の後部円筒形部分は少なくとも部分的に雌部材内に保持されており、そして雌部材の可変直径穴により掴まれている、
ことを特徴とする工具組立体。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は雄部材及び雌部材が熱収縮法により取り外し可能に堅固に（ｒｉｇｉｄｌｙ）組み立てられる雄及び雌カップリング機構に関する。
【０００２】
【従来の技術】
熱収縮法により組み立てられる雄部材及び雌部材を使用する工具組立体は周知されている。このような組立体は、例えば、米国特許第５３１１６５４号に示される。米国特許第５３１１６５４号の図４に示されたとおり、誘導加熱器のような熱源がスリーブ部材に適用されるとき、工具シャンクが取り付け開口に滑り可能に受け入れられる。熱は、工具シャンクを取り付け開口に滑り可能に挿入させるのに十分な量取り付け開口の有効直径を増加させる。熱源を除去すると、熱収縮は、取り付け開口がスリーブ部材と工具シャンクとの間の堅固な界面（ｒｉｇｉｄ  ｉｎｔｅｒｆａｃｅ）、即ち、金属に対する金属プレス嵌め（ｍｅｔａｌ−ｔｏ−ｍｅｔａｌ  ｐｒｅｓｓ  ｆｉｔ）を形成することを引き起こす。
【０００３】
このような組立体では、切削工具は、同心方式でスリーブ部材内に堅固に保持される。しかしながら、工具シャンクに対する掴み力は取り付け開口の前部におけるよりも取り付け開口の後部でより大きい。何故ならば、スリーブ部材はその後端と比べてその前端でより剛性が少ない（ｌｅｓｓ  ｒｉｇｉｄ）からである。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
本発明の目的は、中でも前記した欠点を有意に減少又は克服する工具組立体を提供することである。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
本発明に従えば、雄部材と雌部材を具備する工具組立体であって、
組み立てられていない状態では、
雄部材は長手方向軸線Ｂを有しておりそして直径Ｄ１を有する後部円筒形部分を具備し、
雌部材は長手方向軸線Ｃを有しておりそして雌部材の前端から後方に延びている可変直径穴を具備し、可変直径穴は前端と後端を有しており、可変直径穴の前端は前部直径Ｄ２を有しそして可変直径穴の後端は後部直径Ｄ３を有し、ここでＤ３はＤ２より大きく、Ｄ１はＤ２より大きく且つＤ３より大きく、そして
組み立てられた状態では、
可変直径穴の前部直径Ｄ２及び後部直径Ｄ３は雄部材の後部円筒形部分の直径Ｄ１に等しくなりそして軸線Ｂは軸線Ｃと合致するように、雄部材の後部円筒形部分は少なくとも部分的に雌部材内に保持されておりそして雌部材の可変直径穴により掴まれている、
ことを特徴とする工具組立体が提供される。
【０００６】
好ましくは、雌部材の可変直径穴は雌部材の前端に向けて前方にテーパーを付けられている（ｔａｐｅｒｓ  ｆｏｒｗａｒｄｌｙ）。
【０００７】
本発明の特定の適用に従えば、雌部材は鋼から作られ、雄部材はソリッドカーバイド（ｓｏｌｉｄ  ｃａｒｂｉｄｅ）から作られ、そして組み立てられていない状態では、雄部材の後部円筒形部分の直径Ｄ１は可変直径穴の前部直径Ｄ２より０．０１７ｍｍ大きくそして可変直径穴の後部直径Ｄ３より０．０１２ｍｍ大きい。
【０００８】
本発明の好ましい態様に従えば、組み立てられていない状態では、可変直径穴の前部直径Ｄ２は可変直径穴の後部直径Ｄ３より０．００５ｍｍ小さい。
【０００９】
特定の適用に従えば、可変直径穴は長さ寸法Ｌ及び直径寸法Ｄを有し、ここで比Ｌ／Ｄは３に等しい。
【００１０】
典型的には、雄部材はソリッドカーバイド切削工具（ｓｏｌｉｄ  ｃａｒｂｉｄｅ  ｃｕｔｔｉｎｇ  ｔｏｏｌ）である。
【００１１】
好ましくは、雄部材の後部円筒形部分及び雌部材の可変直径穴は研磨される（ｇｒｏｕｎｄ）。
【００１２】
本発明の１つの態様に従えば、雌部材は位置決め部分を具備し、該位置決め部分はねじ付き穴（ｓｃｒｅｗ  ｔｈｒｅａｄｅｄ  ｂｏｒｅ）を有しそして可変直径穴の後端から後方に延びており、そして可変直径穴の後部直径より大きい直径を有し、該ねじ付き穴は雄部材の後部円筒形部分の軸線方向位置を固定するための位置決めスクリューを伴って形成される。
【００１３】
本発明の他の態様に従えば、雌部材は更に可変直径穴の後端に位置した後部壁を具備する。
【００１４】
【実施例】
本発明をより良く理解しそして本発明がいかに実施されるかを示すために、添付図面を参照する。
【００１５】
図１〜図３に注目されたい。切削工具組立体１０は、雄部材を構成する切削工具１２及び雌部材を構成するコレット１４を具備する。切削工具１２は、長手方向軸線Ｂを有し、そして前方切削部分１６及び直径Ｄ１を有する円筒形断面の後部シャンク１８を具備する。切削工具は一般にソリッドカーバイドから作られ、好ましくは切削部分１６及びシャンク１８の両方が研磨される。
【００１６】
コレット１４は長手方向軸線Ｃを有しそして切削工具１２を保持するための前方部分２０を有する。コレット１４はコレットチャックに受け入れられるための後方部分２２を有する。後方部分２２は、本発明の必須の特徴ではないので詳細には説明されていない。
【００１７】
コレット１４の前方部分２０は、好ましくはコレット１４の前端２６に向けて前方にテーパーを付けられている周表面２４を有する。可変直径のシャンク受け入れ穴２８はコレットの前端２６から後方に延びている。シャンク受け入れ穴２８は前端３０及び後端３２を有する。シャンク受け入れ穴２８の前端３０は前部直径Ｄ２を有し、そしてシャンク受け入れ穴２８の後端３２は後部直径Ｄ３を有する。切削工具組立体の組み立てられていない状態では、Ｄ３はＤ２より大きく、Ｄ１はＤ２より大きく且つＤ３より大きい。典型的には、シャンク受け入れ穴２８は研磨される。
【００１８】
好ましくは、シャンク受け入れ穴２８はコレット１４の前端２６に向けて前方にテーパーを付けられている。本発明の好ましい態様に従えば、組み立てられていない状態では、雄部材１２の後部円筒形シャンク１８の直径Ｄ１はシャンク受け入れ穴２８の前部直径Ｄ２より０．０１７ｍｍ大きく、Ｄ１は可変直径穴２８の後部直径Ｄ３より０．０１２ｍｍ大きい。
【００１９】
本発明の好ましい態様に従えば、組み立てられていない状態では、シャンク受け入れ穴の前部直径Ｄ２はシャンク受け入れ穴の後部直径Ｄ３より０．００５ｍｍ小さい。
【００２０】
シャンク受け入れ穴２８の後端３２は円筒形穴３４に接続されており、円筒形穴３４はねじ山部分（ｔｈｒｅａｄ  ｐｏｒｔｉｏｎ）３６を有し、ねじ山部分３６にはスクリュー３８がねじ山で係合している（ｔｈｒｅａｄｉｎｇｌｙ  ｅｎｇａｇｅｄ）。スクリュー３８の前端４０は切削工具１２のための後部位置決め表面を構成する。かくして、スクリュー３８の位置を変えることによりコレット１４における切削工具１２の軸線方向位置を変えることができる。コレット１４に対する切削工具１２の軸線方向位置が特に重要ではないならば、雌部材はスクリュー３８なしで製造することができる。図３に示されたように、本発明の他の態様ではシャンク受け入れ穴２８の後端３２は後部壁４２を備えており、後部壁４２は切削工具１２のための固定された後部位置決め表面として働く。
【００２１】
切削工具組立体は熱収縮法を使用して組み立てられる。外部熱ユニットからの熱はコレット１４の前方部分２０に加えられる。熱は、コレットの前方部分、従ってシャンク受け入れ穴を拡張させる。或る段階で、シャンク受け入れ穴２８の前部直径Ｄ２は、切削工具１２のシャンク１８がシャンク受け入れ穴に滑り可能に挿入されるのを可能とするのに十分の量増加する。この段階で、切削工具のシャンク１８は、それがスクリュー３８に係合するまでシャンク受け入れ穴２８に滑り可能に挿入される。熱源を除去すると、コレット１４は冷え、そして熱収縮はシャンク受け入れ穴２８を収縮させ、そして、シャンク受け入れ穴２８の表面がシャンク１８に当接している、シャンク受け入れ穴２８と切削工具１２のシャンク１８との間の堅固な界面（ｒｉｇｉｄ  ｉｎｔｅｒｆａｃｅ）、即ち、表面に対する表面プレス嵌め（ｓｕｒｆａｃｅ−ｔｏ−ｓｕｒｆａｃｅ  ｐｒｅｓｓｆｉｔ）を形成させる。シャンク受け入れ穴２８の表面とシャンク１８は今や当接しているので、シャンク受け入れ穴２８の前部直径Ｄ２及び後部直径Ｄ３は切削工具１２のシャンク１８の直径Ｄ１に等しい。切削工具１２は今や同心方式でコレット１４に堅固に接続されておりそして軸線ＢとＣは合致する。
【００２２】
一定の直径のシャンク受け入れ穴を有する先行技術のコレットでは、コレットにより掴まれる切削工具は前部におけるよりはコレットの後部においてより大きい掴み力で掴まれるであろう。本発明に従えば、シャンク受け入れ穴はコレットの前端に向けてテーパを付けられているので、前端における掴み力は一定の直径のシャンク受け入れ穴で得られる掴み力よりも大きく、これは改良された安定性及び機械加工操作中改良されたトルク伝達を与える。
【００２３】
本発明の可変直径シャンク受け入れ穴は前部直径より大きい後部直径を持たなければならないが、しかしながらそれは必ずしもテーパを付けなければならないわけではない。２つの別の態様が図４及び図５に示されている。図４では、可変直径穴２８′の断面は曲線、例えば放物線に従って、直径Ｄ３からより小さい直径Ｄ２へと前方に減少している。図５では、可変直径穴２８′′のテーパー付き断面は対称的に周に配置された（ｓｙｍｍｅｔｒｉｃａｌｌｙ  ｃｉｒｃｕｍｆｅｒｅｎｔｉａｌｌｙ  ａｒｒａｎｇｅｄ）溝４４により遮断され、それにより２つの間隔を置いて配置された掴みゾーン、即ち前部掴みゾーン４６及び後部掴みゾーン４８を形成する。
【００２４】
本発明に従う雄部材はソリッドカーバイドから作られるものとして説明された。それにもかかわらず、雄部材が雌部材と同じ材料、例えば工具鋼（ｔｏｏｌ  ｓｔｅｅｌ）から製造される場合にも、上記したとおりの雄部材と雌部材のカップリングが形成されうる。しかしながら、このような場合に、雄部材は、雌部材を加熱することにより雌部材から取り外すことはできない。何故ならば、雄部材と雌部材の両方とも、同じ熱膨張係数を有するからである。
【００２５】
上記した雄部材と雌部材とのカップリングは、２つより多くの部材を軸線方向にカップリングさせるのに使用することができる。
【００２６】
本発明をある程度特定的に説明してきたが、特許請求の範囲の記載の如き本発明の精神又は範囲から逸脱することなく種々の変更及び修正がなさるうることは理解されるべきである。
【００２７】
本発明の主なる特徴及び態様は以下のとおりである、
１．雄部材と雌部材を具備する工具組立体であって、
組み立てられていない状態では、
雄部材は長手方向軸線Ｂを有しておりそして直径Ｄ１を有する後部円筒形部分を具備し、
雌部材は長手方向軸線Ｃを有しておりそして雌部材の前端から後方に延びている可変直径穴を具備し、可変直径穴は前端と後端を有しており、可変直径穴の前端は前部直径Ｄ２を有しそして可変直径穴の後端部は後部直径Ｄ３を有し、ここでＤ３はＤ２より大きく、Ｄ１はＤ２より大きく且つＤ３より大きく、そして
組み立てられた状態では、
可変直径穴の前部直径Ｄ２及び後部直径Ｄ３は雄部材の後部円筒形部分の直径Ｄ１に等しくなりそして軸線Ｂは軸線Ｃと合致するように、雄部材の後部円筒形部分は少なくとも部分的に雌部材内に保持されておりそして雌部材の可変直径穴により掴まれている、
ことを特徴とする工具組立体。
【００２８】
２．雌部材の可変直径穴は雌部材の前端に向けて前方にテーパーを付けられている上記１に記載の工具組立体。
【００２９】
３．雌部材が鋼から作られそして雄部材はソリッドカーバイド（ｓｏｌｉｄ  ｃａｒｂｉｄｅ）から作られ、そして組み立てられていない状態では、雄部材の後部円筒形部分の直径Ｄ１は可変直径穴の前部直径Ｄ２より０．０１７ｍｍ大きく、そして可変直径穴の後部直径Ｄ３より０．０１２ｍｍ大きい上記１に記載の工具組立体。
【００３０】
４．組み立てられていない状態では、可変直径穴の前部直径Ｄ２は可変直径穴の後部直径Ｄ３より０．００５ｍｍ小さい上記１に記載の工具組立体。
【００３１】
５．可変直径穴は長さ寸法Ｌ及び直径寸法Ｄを有し、ここで比Ｌ／Ｄは３に等しい上記１に記載の工具組立体。
【００３２】
６．雄部材はソリッドカーバイド切削工具である上記１に記載の工具組立体。
【００３３】
７．雄部材の後部円筒形部分及び雌部材の可変直径穴が研磨される上記１に記載の工具組立体。
【００３４】
８．雌部材は位置決め部分を具備し、該位置決め部分はねじ山付き穴（ｓｃｒｅｗ  ｔｈｒｅａｄｅｄ  ｂｏｒｅ）を有しそして可変直径穴の後端から後方に延びており、そして可変直径穴の後部直径より大きい直径を有し、該ねじ山付き穴は雄部材の後部円筒形部分の軸線方向位置を固定するための位置決めスクリューを伴って形成される上記１に記載の工具組立体。
【００３５】
９．雌部材は更に可変直径穴の後端に位置した後部壁を具備する上記１に記載の工具組立体。
【図面の簡単な説明】
【図１】組み立てられていない状態における本発明に従う工具組立体の側断面図である。
【図２】組み立てられた状態における図１の工具組立体の側断面図である。
【図３】本発明に従う工具組立体の他の態様の雌部材の略断面部分図である。
【図４】本発明に従う雌部材の他の態様の略断面部分図である。
【図５】本発明に従う雌部材の他の態様の略断面部分図である。
【符号の説明】
１０      切削工具組立体
１２      切削工具
１４      コレット
１６      前方切削部分
１８      シャンク
２０      前方部分
２２      後方部分
２４      周表面
２６      前端
２８      シャンク受け入れ穴
３６      ねじ山部分
３８      スクリュー
４２      後部壁
４４      溝
４６      前部掴みゾーン
４８      後部掴みゾーン
【図１】
0004806115.tif 000002
【図２】
0004806115.tif 000003
【図３】
0004806115.tif 000004
【図４】
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【図５】
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