(57)【要約】締め付け機構（１８）は、嵌合ピン（１２）の横穴（２６）に変位可能に配置されるクランプピン（２８）と、第２の部材（１４）において互いに直径方向に対向している２つの保持機構（３４，３６）とを有している。保持機構（３４，３６）は、それぞれ端面側の内側テーパまたは外側テーパによってクランプピン（２８）の補完的な外側テーパまたは内側テーパに対し当接し、締め付け過程の際にはクランプピン（２８）により楔状に締め付けられる。本発明によれば、クランプピン（２８）は切頭円錐状の外側テーパ（４０）を有し、外側テーパ（４０）の基本直径は横穴（２６）内でのその案内面（６２）の直径よりも小さい。
2004516156.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
２つの部材、特に工具の部品を結合させるための装置であって、第１の部材（１０）に配置される筒状の嵌合ピン（１２）と、嵌合ピン（１２）をその基部において取り囲み、半径方向に突出している環状面（２２）と、第２の部材（１４）に配置される、嵌合ピン（１２）を受容するための嵌合穴（１６）と、嵌合穴（１６）をその縁部において取り囲んでいる環状面（２４）と、筒状の案内面（６２）によって嵌合ピン（１２）の横穴（２６）で変位可能に案内され、端面側の端部に、案内面（６２）に対し同軸の内側テーパ（４４）または外側テーパ（４０）を有しているクランプピン（２８）であって、横穴（２６）の領域において嵌合ピン（１２）の直径よりも短い長さの前記クランプピン（２８）と、嵌合穴（１６）の領域で互いに直径方向に対向している２つの保持機構（３４，３６）であって、有利には雌ねじを備えたラジアル穴（３０，３２）に挿着され、嵌合穴（１６）の内部方向に指向し、クランプピン（２８）の内側テーパ（４４）または外側テーパ（４０）に対し補完的な外側テーパ（４６）または内側テーパ（４２）を有し、締め付け過程の際にクランプピン（２８）により楔状に締め付け可能な前記２つの保持機構（３４，３６）とを備え、対を成している互いに補完的な内側テーパ（４２，４０）と外側テーパ（４４，４６）とが、締め付け過程の際に嵌合穴（１６）内への嵌合ピン（１２）の引き込みと環状面（２２，２４）の相互押圧とを生じさせる軸線方向のずれ（ａ）を有している前記装置において、
クランプピン（２８）が端面側で突出している切頭円錐状の少なくとも１つの外側テーパ（４０）を有し、外側テーパ（４０）の基本直径が案内面（６２）の直径よりも小さいことを特徴とする装置。
【請求項２】
外側テーパ（４０）の基本直径が最大で案内面（６２）の直径の８５％、有利には６０％ないし７５％であることを特徴とする、請求項１に記載の装置。
【請求項３】
切頭円錐状の外側テーパ（４０）の高さが最大で案内面（６２）の直径の４０％、有利には１０％ないし３０％であることを特徴とする、請求項１または２に記載の装置。
【請求項４】
２つの部材、特に工具の部品を結合させるための装置であって、第１の部材（１０）に配置される筒状の嵌合ピン（１２）と、嵌合ピン（１２）をその基部において取り囲み、半径方向に突出している環状面（２２）と、第２の部材（１４）に配置される、嵌合ピン（１２）を受容するための嵌合穴（１６）と、嵌合穴（１６）をその縁部において取り囲んでいる環状面（２４）と、筒状の案内面（６２）によって嵌合ピン（１２）の横穴（２６）で変位可能に案内され、端面側の端部に、案内面（６２）に対し同軸の内側テーパ（４４）または外側テーパ（４０）を有しているクランプピン（２８）であって、横穴（２６）の領域において嵌合ピン（１２）の直径よりも短い長さの前記クランプピン（２８）と、嵌合穴（１６）の領域で互いに直径方向に対向している２つの保持機構（３４，３６）であって、有利には雌ねじを備えたラジアル穴（３０，３２）に挿着され、嵌合穴（１６）の内部方向に指向し、クランプピン（２８）の内側テーパ（４４）または外側テーパ（４０）に対し補完的な外側テーパ（４６）または内側テーパ（４２）を有し、締め付け過程の際にクランプピン（２８）により楔状に締め付け可能な前記２つの保持機構（３４，３６）とを備え、対を成している互いに補完的な内側テーパ（４２，４０）と外側テーパ（４４，４６）とが、締め付け過程の際に嵌合穴（１６）内への嵌合ピン（１２）の引き込みと環状面（２２，２４）の相互押圧とを生じさせる軸線方向のずれ（ａ）を有している前記装置において、
クランプピンが端面側で突出している切頭円錐状の少なくとも１つの外側テーパを有し、外側テーパの高さが最大で案内面（６２）の直径の４０％、有利には１０％ないし３０％であることを特徴とする装置。
【請求項５】
クランクピン（２８）が切頭円錐状の少なくとも１つの内側テーパ（４４）を有し、内側テーパ（４４）の基本直径が案内直径（６２）の少なくとも６５％であることを特徴とする、請求項１から４までのいずれか一つに記載の装置。
【請求項６】
２つの部材、特に工具の部品を結合させるための装置であって、第１の部材（１０）に配置される筒状の嵌合ピン（１２）と、嵌合ピン（１２）をその基部において取り囲み、半径方向に突出している環状面（２２）と、第２の部材（１４）に配置される、嵌合ピン（１２）を受容するための嵌合穴（１６）と、嵌合穴（１６）をその縁部において取り囲んでいる環状面（２４）と、筒状の案内面（６２）によって嵌合ピン（１２）の横穴（２６）で変位可能に案内され、端面側の端部に、案内面（６２）に対し同軸の内側テーパ（４４）または外側テーパ（４０）を有しているクランプピン（２８）であって、横穴（２６）の領域において嵌合ピン（１２）の直径よりも短い長さの前記クランプピン（２８）と、嵌合穴（１６）の領域で互いに直径方向に対向している２つの保持機構（３４，３６）であって、有利には雌ねじを備えたラジアル穴（３０，３２）に挿着され、嵌合穴（１６）の内部方向に指向し、クランプピン（２８）の内側テーパ（４４）または外側テーパ（４０）に対し補完的な外側テーパ（４６）または内側テーパ（４２）を有し、締め付け過程の際にクランプピン（２８）により楔状に締め付け可能な前記２つの保持機構（３４，３６）とを備え、対を成している互いに補完的な内側テーパ（４２，４０）と外側テーパ（４４，４６）とが、締め付け過程の際に嵌合穴（１６）内への嵌合ピン（１２）の引き込みと環状面（２２，２４）の相互押圧とを生じさせる軸線方向のずれ（ａ）を有している前記装置において、
クランクピン（２８）が切頭円錐状の少なくとも１つの内側テーパ（４４）を有し、内側テーパ（４４）の基本直径が案内直径（６２）の少なくとも６５％であることを特徴とする装置。
【請求項７】
クランプピン（２８）の内側テーパ（４４）の基本直径が案内直径（６２）の７０％ないし９０％であることを特徴とする、請求項５または６に記載の装置。
【請求項８】
クランプピン（２８）が切頭円錐状の少なくとも１つの内側テーパ（４４）を有し、内側テーパ（４４）の高さが最大で案内面（６２）の直径の３０％、有利には１０％ないし２５％であることを特徴とする、請求項１から７までのいずれか一つに記載の装置。
【請求項９】
有利には止めねじ（３４）として構成されている両保持機構の一方が切頭円錐状の内側テーパ（４３）を有し、内側テーパ（４３）の高さが最大でそのねじ山直径の３０％、有利には１０％ないし２５％であることを特徴とする、請求項１から８までのいずれか一つに記載の装置。
【請求項１０】
有利には止めねじ（３４）として構成されている両保持機構の一方が切頭円錐状の内側テーパ（４２）を有し、内側テーパ（４２）の基本直径がその外径またはねじ山直径の少なくとも７０％、有利には７５％ないし９０％であることを特徴とする、請求項１から９までのいずれか一つに記載の装置。
【請求項１１】
有利には親ねじ（３６）として構成されている両保持機構の一方が切頭円錐状の外側テーパ（４６）を有し、外側テーパ（４６）の高さが最大でその外径またはねじ山直径の４０％、有利には１０％ないし３０％であることを特徴とする、請求項１から１０までのいずれか一つに記載の装置。
【請求項１２】
親ねじ（３６）として構成されている保持機構の切頭直径が外径のまたはねじ山直径の少なくとも４０％、有利には５０％ないし６０％であることを特徴とする、請求項１１に記載の装置。
【請求項１３】
クランプピン（２８）が端面側で突出している少なくとも１つの切頭円錐状の外側テーパ（４０）を有し、外側テーパ（４０）の切頭直径が付属の基本直径の少なくとも０．４倍に対応していることを特徴とする、請求項１から１２までのいずれか一つに記載の装置。
【請求項１４】
２つの部材、特に工具の部品を結合させるための装置であって、第１の部材（１０）に配置される筒状の嵌合ピン（１２）と、嵌合ピン（１２）をその基部において取り囲み、半径方向に突出している環状面（２２）と、第２の部材（１４）に配置される、嵌合ピン（１２）を受容するための嵌合穴（１６）と、嵌合穴（１６）をその縁部において取り囲んでいる環状面（２４）と、筒状の案内面（６２）によって嵌合ピン（１２）の横穴（２６）で変位可能に案内され、端面側の端部に、案内面（６２）に対し同軸の内側テーパ（４４）または外側テーパ（４０）を有しているクランプピン（２８）であって、横穴（２６）の領域において嵌合ピン（１２）の直径よりも短い長さの前記クランプピン（２８）と、嵌合穴（１６）の領域で互いに直径方向に対向している２つの保持機構（３４，３６）であって、有利には雌ねじを備えたラジアル穴（３０，３２）に挿着され、嵌合穴（１６）の内部方向に指向し、クランプピン（２８）の内側テーパ（４４）または外側テーパ（４０）に対し補完的な外側テーパ（４６）または内側テーパ（４２）を有し、締め付け過程の際にクランプピン（２８）により楔状に締め付け可能な前記２つの保持機構（３４，３６）とを備え、対を成している互いに補完的な内側テーパ（４２，４０）と外側テーパ（４４，４６）とが、締め付け過程の際に嵌合穴（１６）内への嵌合ピン（１２）の引き込みと環状面（２２，２４）の相互押圧とを生じさせる軸線方向のずれ（ａ）を有している前記装置において、
クランプピン（２８）が端面側で突出している少なくとも１つの切頭円錐状の外側テーパ（４０）を有し、外側テーパ（４０）の切頭直径が付属の基本直径の少なくとも０．４倍に対応していることを特徴とする装置。
【請求項１５】
クランプピン（２８）に一体成形されている外側テーパ（４０）の切頭直径が付属の基本直径の０．６倍ないし０．９倍に対応していることを特徴とする、請求項１３または１４に記載の装置。
【請求項１６】
クランプピン（２８）が端面側に配置される少なくとも１つの切頭円錐状の内側テーパ（４４）を有し、内側テーパ（４４）の切頭直径が付属の基本直径の少なくとも０．５倍、有利には０．６倍ないし０．８倍に対応していることを特徴とする、請求項１から１５までのいずれか一つに記載の装置。
【請求項１７】
有利には止めねじ（３４）として構成されている両保持機構の一方が切頭円錐状の内側テーパ（４２）を有し、内側テーパ（４２）の切頭直径が付属の基本直径の少なくとも０．６倍、有利には０．７倍ないし０．９５倍に対応していることを特徴とする、請求項１から１６までのいずれか一つに記載の装置。
【請求項１８】
有利には親ねじ（３６）として構成されている両保持機構の一方が切頭円錐状の外側テーパ（４６）を有し、外側テーパ（４６）の切頭直径が付属の基本直径の少なくとも０．４倍、有利には０．５倍ないし０．８倍に対応していることを特徴とする、請求項１から１７までのいずれか一つに記載の装置。
【請求項１９】
２つの部材、特に工具の部品を結合させるための装置であって、第１の部材（１０）に配置される筒状の嵌合ピン（１２）と、嵌合ピン（１２）をその基部において取り囲み、半径方向に突出している環状面（２２）と、第２の部材（１４）に配置される、嵌合ピン（１２）を受容するための嵌合穴（１６）と、嵌合穴（１６）をその縁部において取り囲んでいる環状面（２４）と、筒状の案内面（６２）によって嵌合ピン（１２）の横穴（２６）で変位可能に案内され、端面側の端部に、案内面（６２）に対し同軸の内側テーパ（４４）または外側テーパ（４０）を有しているクランプピン（２８）であって、横穴（２６）の領域において嵌合ピン（１２）の直径よりも短い長さの前記クランプピン（２８）と、嵌合穴（１６）の領域で互いに直径方向に対向している２つの保持機構（３４，３６）であって、有利には雌ねじを備えたラジアル穴（３０，３２）に挿着され、嵌合穴（１６）の内部方向に指向し、クランプピン（２８）の内側テーパ（４４）または外側テーパ（４０）に対し補完的な外側テーパ（４６）または内側テーパ（４２）を有し、締め付け過程の際にクランプピン（２８）により楔状に締め付け可能な前記２つの保持機構（３４，３６）とを備え、対を成している互いに補完的な内側テーパ（４２，４０）と外側テーパ（４４，４６）とが、締め付け過程の際に嵌合穴（１６）内への嵌合ピン（１２）の引き込みと環状面（２２，２４）の相互押圧とを生じさせる軸線方向のずれ（ａ）を有している前記装置において、
有利には止めねじ（３４）として構成されている両保持機構の一方が切頭円錐状の内側テーパ（４２）を有し、内側テーパ（４２）の切頭直径が付属の基本直径の少なくとも０．６倍、有利には０．７倍ないし０．９５倍に対応していることを特徴とする装置。
【請求項２０】
両保持機構のうち一方の保持機構が、第２の部材（１４）に固定されている止めピンとして構成され、他方の保持機構が、締め付け過程の際に操作可能な親ねじ（３６）として構成されていること、互いに補完的な内側テーパ（４２，４０）と外側テーパ（４４，４６）とが、親ねじ（３６）の側よりも止めピン（３４）の側でより小さな円錐角を有していることを特徴とする、請求項１から１９までのいずれか一つに記載の装置。
【請求項２１】
２つの部材、特に工具の部品を結合させるための装置であって、第１の部材（１０）に配置される筒状の嵌合ピン（１２）と、嵌合ピン（１２）をその基部において取り囲み、半径方向に突出している環状面（２２）と、第２の部材（１４）に配置される、嵌合ピン（１２）を受容するための嵌合穴（１６）と、嵌合穴（１６）をその縁部において取り囲んでいる環状面（２４）と、筒状の案内面（６２）によって嵌合ピン（１２）の横穴（２６）で変位可能に案内され、端面側の端部に、案内面（６２）に対し同軸の内側テーパ（４４）または外側テーパ（４０）を有しているクランプピン（２８）であって、横穴（２６）の領域において嵌合ピン（１２）の直径よりも短い長さの前記クランプピン（２８）と、嵌合穴（１６）の領域で互いに直径方向に対向している２つの保持機構（３４，３６）であって、有利には雌ねじを備えたラジアル穴（３０，３２）に挿着され、嵌合穴（１６）の内部方向に指向し、クランプピン（２８）の内側テーパ（４４）または外側テーパ（４０）に対し補完的な外側テーパ（４６）または内側テーパ（４２）を有し、締め付け過程の際にクランプピン（２８）により楔状に締め付け可能な前記２つの保持機構（３４，３６）とを備え、対を成している互いに補完的な内側テーパ（４２，４０）と外側テーパ（４４，４６）とが、締め付け過程の際に嵌合穴（１６）内への嵌合ピン（１２）の引き込みと環状面（２２，２４）の相互押圧とを生じさせる軸線方向のずれ（ａ）を有している前記装置において、
両保持機構のうち一方の保持機構が、第２の部材（１４）に固定されている止めピンとして構成され、他方の保持機構が、締め付け過程の際に操作可能な親ねじ（３６）として構成されていること、互いに補完的な内側テーパ（４２，４０）と外側テーパ（４４，４６）とが、親ねじ（３６）の側よりも止めピン（３４）の側でより小さな円錐角を有していることを特徴とする装置。
【請求項２２】
止めピン（３４）側での円錐角が４０゜ないし８０゜で、親ねじ（３６）側での円錐角が７０゜ないし１２０゜であることを特徴とする、請求項２０または２１に記載の装置。
【請求項２３】
内側テーパ（４２，４４）がその切頭側において、拡大された自由空隙（６４，６６）に開口していることを特徴とする、請求項１から２０までのいずれか一つに記載の装置。
【請求項２４】
第２の部材（１４）に設けられた雌ねじ（３０，３２）のうち少なくとも１つの雌ねじに、ねじとして構成された保持機構（３４，３６）用のねじ山のない案内支持部分が嵌合穴（１６）方向に接続していることを特徴とする、請求項１から２３までのいずれか一つに記載の装置。
【請求項２５】
ねじとして構成された保持機構（３４，３６）がねじ山のない軸部によって案内支持部分に係合していることを特徴とする、請求項２４に記載の装置。
【請求項２６】
両保持機構のうち一方の保持機構（３４）が頭付き軸部材として構成され、頭付き軸部材は、その頭部側に内側または外側テーパ（４２）を備え、且つ嵌合穴（１６）の内側から付属のラジアル穴（３０）のなかに挿着可能であることを特徴とする、請求項１から２５までのいずれか一つに記載の装置。
【請求項２７】
２つの部材、特に工具の部品を結合させるための装置であって、第１の部材（１０）に配置される筒状の嵌合ピン（１２）と、嵌合ピン（１２）をその基部において取り囲み、半径方向に突出している環状面（２２）と、第２の部材（１４）に配置される、嵌合ピン（１２）を受容するための嵌合穴（１６）と、嵌合穴（１６）をその縁部において取り囲んでいる環状面（２４）と、筒状の案内面（６２）によって嵌合ピン（１２）の横穴（２６）で変位可能に案内され、端面側の端部に、案内面（６２）に対し同軸の内側テーパ（４４）または外側テーパ（４０）を有しているクランプピン（２８）であって、横穴（２６）の領域において嵌合ピン（１２）の直径よりも短い長さの前記クランプピン（２８）と、嵌合穴（１６）の領域で互いに直径方向に対向している２つの保持機構（３４，３６）であって、有利には雌ねじを備えたラジアル穴（３０，３２）に挿着され、嵌合穴（１６）の内部方向に指向し、クランプピン（２８）の内側テーパ（４４）または外側テーパ（４０）に対し補完的な外側テーパ（４６）または内側テーパ（４２）を有し、締め付け過程の際にクランプピン（２８）により楔状に締め付け可能な前記２つの保持機構（３４，３６）とを備え、対を成している互いに補完的な内側テーパ（４２，４０）と外側テーパ（４４，４６）とが、締め付け過程の際に嵌合穴（１６）内への嵌合ピン（１２）の引き込みと環状面（２２，２４）の相互押圧とを生じさせる軸線方向のずれ（ａ）を有している前記装置において、
両保持機構のうち一方の保持機構（３４）が頭付き軸部材として構成され、頭付き軸部材は、その頭部側に内側または外側テーパ（４２）を備え、且つ嵌合穴（１６）の内側から付属のラジアル穴（３０）のなかに挿着可能であることを特徴とする装置。
【請求項２８】
頭付き軸部材（３４）が、ねじ山なしに構成されたその軸部（７３）および（または）その頭部（７４）によって、有利には段付き穴として構成されたラジアル穴（３０）内へ圧入可能であることを特徴とする、請求項２６または２７に記載の装置。
【請求項２９】
頭付き軸部材（３４）が、雄ねじを担持するその軸部によって、ねじ穴として構成されたラジアル穴（３０）にねじ込まれていることを特徴とする、請求項２６または２７に記載の装置。
【請求項３０】
頭付き軸部材（３４）が、少なくとも部分的に筒状および（または）円錐状の頭部（７４）によって、これに対し補完的に成形されたラジアル穴（３０）の壁部分（７６）で摩擦により支持されていることを特徴とする、請求項２６から２９までのいずれか一つに記載の装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
本発明は、２つの部材、特に工具の部品を結合させるための装置であって、第１の部材に配置される筒状の嵌合ピンと、嵌合ピンをその基部において取り囲み、半径方向に突出している環状面と、第２の部材に配置される、嵌合ピンを受容するための嵌合穴と、嵌合穴をその縁部において取り囲んでいる環状面と、筒状の案内面によって嵌合ピンの横穴で変位可能に案内され、端面側の端部に、案内面に対し同軸の内側テーパまたは外側テーパを有しているクランプピンであって、横穴の領域において嵌合ピンの直径よりも短い長さの前記クランプピンと、嵌合穴の領域で互いに直径方向に対向している２つの保持機構であって、有利には雌ねじを備えたラジアル穴に挿着され、嵌合穴の内部方向に指向し、クランプピンの内側テーパまたは外側テーパに対し補完的な外側テーパまたは内側テーパを有し、締め付け過程の際にクランプピンにより楔状に締め付け可能な前記２つの保持機構とを備え、対を成している互いに補完的な内側テーパと外側テーパとが、締め付け過程の際に嵌合穴内への嵌合ピンの引き込みと環状面の相互押圧とを生じさせる軸線方向のずれを有している前記装置に関するものである。
【０００２】
この種の公知の装置では（ＥＰ−Ｂ０５４７０４９号）では、クランプピンの一端は内側テーパとして構成され、他端は外側テーパとして構成されている。一方の保持機構は第２の部材に固定された止めねじとして構成され、止めねじはクランプピンの外側テーパと協働する内側テーパを有している。他方の保持機構は親ねじとして構成され、親ねじはクランプピンの内側テーパに係合する外側テーパを有している。親ねじをねじ込んで接触させると、これによって生じる力はまず親ねじ側に発生する。この場合、クランプピンはまず親ねじ側において嵌合ピン端部側の横穴穴底に対し押圧されて、嵌合ピンが嵌合穴内へ引き込まれる。これは、その直後に、クランプピンの外側テーパを対向する止めねじの内側テーパ上へ乗り上げさせる際にも行なわれる。ある程度の締め付け作用が発生すると、半径方向の力は第１および第２の部材の環状面を互いに押圧させるスラスト力へ変換される。親ねじを介してもたらされるトルクの一部は、横穴内でのクランプピンの摩擦を克服させるために用いられるので、環状面は止めねじ側でよりも親ねじ側でより大きな摩擦力により互いに押圧せしめられる。これにより、止めねじ側でよりも親ねじ側でより大きな剛性が曲げ方向において得られる。締め付け過程の際に横ピンに傾動モーメントが作用し、この傾動モーメントは案内面が長い場合よりも短い場合にエッジ圧を生じさせやすい。すなわち案内部が長ければ長いほど、クランプピンの傾斜が少なくなり、克服されるべき摩擦力は小さくなる。
【０００３】
本発明の課題は、この点から出発して、冒頭で述べた種類の結合装置を、締め付け過程の際に結合装置内部に生じるトルクが周方向に見て均一に平面締め付けに変換されるように改良することである。
【０００４】
この課題を解決するため、請求項１，４，６，１４，１９，２１，２７に記載された構成が提案される。本発明の有利な構成および他の構成は従属項から明らかである。
【０００５】
本発明による解決法の基本的な認識は、当接領域において互いに対向しあっている互いに補完的な外側テーパと内側テーパとがその全長にわたって互いに押圧しあうのではなく、比較的短い区間にわたってのみ押圧しあうという点にある。第１の部材の嵌合ピンを第２の部材の嵌合穴の中へ挿入することができるようにするには、クランプピンは外側テーパをも含めて、横穴の領域での嵌合ピンの直径よりもわずかに短い必要がある。他方、横穴内部でのクランプピンの支持長さは本発明により最適化されるべきである。
【０００６】
これを達成するため、特にクランプピンの外側テーパが短縮される。これを可能にするため、本発明の第１の解決法によれば、クランプピンは端面側で突出している切頭円錐状の少なくとも１つの外側テーパを有し、外側テーパの基本直径は案内面の直径よりも小さい。外側テーパの基本直径が最大で案内面の直径の８５％、有利には６０％ないし７５％であるのが有利である。この処置により、切頭円錐状の外側テーパの高さを最大で案内面の直径の４０％、有利には１０％ないし３０％に選定できるので、総じて短縮された外側テーパと対応的により長い案内面とが得られる。
【０００７】
本発明の択一的なまたは有利な構成によれば、クランクピンが切頭円錐状の少なくとも１つの内側テーパを有し、内側テーパの基本直径は案内直径の少なくとも６５％、有利には７０％ないし９０％である。さらに、切頭円錐状の内側テーパの高さが最大で案内直径の３０％、有利には１０％ないし２５％であるのが有利である。
【０００８】
保持機構の側でも外側テーパおよび内側テーパの短縮が可能である。これに対応して、本発明の有利な構成によれば、有利には止めねじとして構成されている両保持機構の一方は切頭円錐状の内側テーパを有し、内側テーパの高さは最大でそのねじ山直径の３０％、有利には１０％ないし２５％である。この場合、さらに、当該止めねじにおいて、内側テーパの基本直径がその外径またはねじ山直径の少なくとも７０％、有利には７５％ないし９０％であることが可能である。
【０００９】
他方、有利には親ねじとして構成されている両保持機構の一方は切頭円錐状の外側テーパを有し、外側テーパの高さは最大でその外径またはねじ山直径の４０％、有利には１０％ないし３０％であり、これに対して切頭直径は外径のまたはねじ山直径の少なくとも４０％、有利には５０％ないし６０％である。なお、切頭直径とは切頭円錐の最小径であり、基本直径とは切頭円錐の最大径のことである。
【００１０】
本発明の他の択一的または有利な構成によれば、クランプピンは端面側で突出している少なくとも１つの切頭円錐状の外側テーパを有し、外側テーパの切頭直径は付属の基本直径の少なくとも０．４倍に対応している。クランプピンに一体成形されている外側テーパの切頭直径は付属の基本直径の０．６倍ないし０．９倍に対応している。
【００１１】
本発明の他の有利な構成によれば、クランプピンは端面側に配置される少なくとも１つの切頭円錐状の内側テーパを有し、内側テーパの切頭直径は付属の基本直径の少なくとも０．５倍、有利には０．６倍ないし０．８倍に対応している。
【００１２】
他方、本発明によれば、有利には止めねじとして構成されている両保持機構の一方は切頭円錐状の内側テーパを有し、内側テーパの切頭直径は付属の基本直径の少なくとも０．６倍、有利には０．７倍ないし０．９５倍に対応している。さらに、有利には親ねじとして構成されている両保持機構の一方が切頭円錐状の外側テーパを有し、外側テーパの切頭直径が付属の基本直径の少なくとも０．４倍、有利には０．５倍ないし０．８倍に対応しているのが有利である。
【００１３】
上記処置により、クランプピンを横穴の内面に対し摩擦を伴って当接させるための案内面をその長さに関し最適にさせることが達成される。これにより、克服されるべき摩擦力が最小になり、環状面の領域における平面押圧は周方向に見て改善される。
【００１４】
これをさらに改善するため、本発明の他の択一的または有利な構成によれば、両保持機構のうち一方の保持機構は、第２の部材に固定されている止めピンとして構成され、他方の保持機構は、締め付け過程の際に操作可能な親ねじとして構成され、互いに補完的な内側テーパと外側テーパとは、親ねじの側よりも止めピンの側でより小さな円錐角を有している。本発明の有利な構成によれば、止めピン側での円錐角は４０゜ないし８０゜で、親ねじ側での円錐角は７０゜ないし１２０゜である。締め付け過程の際、互いに係合し合う内側テーパと外側テーパとは一種の楔伝動装置として作用し、この楔伝動装置を介して、親ねじとクランプピンの半径方向の運動は部分的に軸線方向の平面締め付けに変換される。本発明にしたがって、親ねじ側の円錐角と止めピンの円錐角とが異なっているために、比例的に異なるスラスト成分が生じる。止めピン側の円錐角がより小さいことによりスラスト成分が増大し、よって横穴内部でのクランプピンの摩擦損の成分が増大する。
【００１５】
有利には、内側テーパがその切頭側において、拡大された自由空隙に開口しているのがよい。この処置により、締め付け過程の際に内側テーパの全高を、ロック（締付けで動かなくなる）の危険なしに活用することが可能である。
【００１６】
ねじ山における摩擦状態を補助的に改善するため、本発明の他の択一的または有利な構成によれば、第２の部材に設けられた雌ねじのうち少なくとも１つの雌ねじに、ねじとして構成された保持機構用のねじ山のない案内支持部分が嵌合穴方向に接続している。これにより、特に対を成して互いに係合しあっている内側テーパと外側テーパの領域において、ねじの正確な案内と支持が保証されている。さらにこれにより、ねじの案内長さが長くなり、その結果ねじの傾斜が減少し、よって摩擦が減少するので、標準的なねじ山を使用しても、比較的大きなトルクを平面締め付けに変換させることができる。
【００１７】
本発明の他の択一的または有利な構成によれば、両保持機構のうち一方の保持機構は頭付き軸部材として構成され、頭付き軸部材は、その頭部側に内側または外側テーパを備え、且つ嵌合穴の内側から付属のラジアル穴のなかに挿着可能である。この処置により、保持機構の確実な座着が得られるばかりでなく、材料の盛り上がりの危険がないので、締め付け要素の移行部位における力の伝動が改善される。これに関連して、頭付き軸部材が、ねじ山なしに構成されたその軸部および（または）その頭部によって、有利には段付き穴として構成されたラジアル穴内へ圧入されているのが有利である。しかし基本的には、この場合も、頭付き軸部材が、雄ねじを担持するその軸部によって、ねじ穴として構成されたラジアル穴にねじ込まれていてもよい。この場合重要なことは、頭付き軸部材が、少なくとも部分的に筒状および（または）円錐状の頭部によって、これに対し補完的に成形されたラジアル穴の壁部分で摩擦により支持されていることである。
【００１８】
図面には本発明の実施形態が図示されており、以下にこれを詳細に説明する。
図面に図示した結合装置は、２つの部材を取り外し可能に連結させるために用いる。「部材」とは、本明細書全体において、とりわけ嵌合ピンまたは嵌合穴を有する工具部品、特に工具ヘッド、工具シャンク、延長部材および短縮部材のようなアダプター部品または中間要素、位置調整ヘッド、主軸取り付けフランジ、場合によっては工作機械の主軸を指すものとする。
【００１９】
結合装置は、第１の部材１０において軸線方向に突出している嵌合ピン１２と、第２の部材１４に設けられる嵌合穴１６と、嵌合ピン１２を嵌合穴１６内へ引き込んで、嵌合ピン１２を取り囲んでいる第１の部材１０の環状面２２と嵌合穴１６を画成している第２の部材１４の環状面２４との間に平面締付けを生じさせる締め付け機構１８とを有している。
【００２０】
締め付け機構１８は、嵌合ピン１２の横穴２６内に移動可能に配置されているクランプピン２８と、第２の部材のラジアル穴３０，３２の中に挿着され、互いに直径方向に対向している２つの保持要素３４，３６とを含んでいる。図１および図２の保持要素３４は、皿頭３８を第２の部材１４に固定される止めねじとして構成され、他方保持要素３６は親ねじまたは締め付けねじを形成している。クランプピン２８はその外側テーパ４０によって隣接の止めねじ３４の内側テーパ４２に係合し、且つ外側テーパ４０とは逆の側の端部に、親ねじ３６に一体成形された外側テーパ４６を受容するための内側テーパ４４を有している。
【００２１】
両部材１０，１４を結合させるため、まず親ねじ３６をはずして嵌合ピン１２を第２の部材１６の嵌合穴１６のなかにゆるく挿入し、環状面２２，２４を係止させる。次に親ねじ３６を雌ねじ３２の中にねじ込み、まず親ねじ３６とクランプピン２８とを、互いに対向しあっているテーパ面４４，４６の領域で係止させる。締め付け過程をさらに続行させると、クランプピン２８はその外側テーパ４０が止めねじ３４で係止されるまで内側テーパ４２のなかに押し込まれる。この状態で本来の締め付け過程が始まる。すなわち保持ねじ３６，３４によって導入される締め付け力Ｆ１，Ｆ２は、テーパ止め面を介して、軸線ずれａにより、嵌合ピン１２を嵌合穴２０の中に引き入れるスラスト力ＦＡに変換される。スラスト力ＦＡは、矢印５６で示唆した、第１および第２の部材１０，１４の環状面２２，２４での平面締付けを生じさせる。この場合スラスト力ＦＡは、クランクピン２８を介して、横穴２６のピン端部５８側の穴底５０の領域において嵌合ピン１２へ伝えられ、よって第１の部材１０へ伝えられる。他方保持ねじ３４，３６の領域では、締め付け力はそれぞれの雌ねじ３０，３２を介して第２の部材１６の壁で吸収され、分解される。
【００２２】
図３ａに図示した本発明によるクランプピン２８と、図３ｂに図示した前記欧州特許第０５４７０４９Ｂ公報から知られているクランプピンとの比較から明らかであるように、両者には外側テーパ４０および内側テーパ４４の長さの点で大きな違いがある。同様のことは親ねじ３６の外側テーパ４６および止めねじ３４の内側テーパ４２に対しても言える。この処置により、与えられた嵌合ピンの直径の場合、クランプピン２８の案内面６２の長さをほぼ２０％長くさせることができる。その結果、クランプピン２８はより長い区間にわたって横穴２６で支持されるので、傾斜が小さくなり、克服されるべき摩擦力が減少する。
【００２３】
同様のことは親ねじ３６に対しても言え、その外側テーパ４６の長さは、その軸部がより長い区間にわたって雌ねじ３２で支持されるほどの短さである。この効果を図３ａと図３ｂでは寸法ｂ，ｂ’で示した。この寸法は、開口状態と締め付け状態での締め付けねじの突出量の違いを示している。図３ａに図示した本発明の実施形態の場合、親ねじの変位量は図３ｂに図示した公知例の場合の半分以下である。すなわち締め付け過程の際に、クランプピンも変位距離ｂ’の代わりに対応的により短い変位距離ｂだけ変位させねばならない。変位距離が短ければ、幾何学的中心に対し質量がわずかな量変位して非平衡になることがある。変位量が短いために、締め付け状態での平衡シンメトリーを従来のものよりもより正確に設定でき、特にこのことは機械の回転数に対し重要である。
【００２４】
特に図１と図３からわかるように、端面側で突出しているクランプピン２８の円錐状の外側テーパ４０は、案内面６２の直径よりも短い基本直径を有している。図示した実施形態の場合、外側テーパ４０の基本直径は案内直径のほぼ７０％であり、他方切頭円錐状の外側テーパの高さは案内直径の２０％以下である。外側テーパの相対的な短さは、円錐の切頭直径（最小直径）と基本直径（最大直径）との比率によっても定量化させることができる。クランプピン２８の外側テーパ４０の場合、この比率は０．８であり、他方締め付けねじの外側テーパ４６の場合には０．５である。同様の値は、同様に比較的低い高さの内側テーパ４２，４４の場合も生じる。
【００２５】
同様の値は、外側テーパ４６および内側テーパ４３，４４の計測からも生じる。テーパの一部分、特に内側テーパは、担持長さのために必要であるような短さに維持される。軸線方向において内側テーパの担持テーパ領域の後方には自由空隙６４，６６が設けられている。これらの自由空隙には、発生するすべての質量変動を考慮して、締め付け過程の際に外側テーパが接触せずに侵入できる。
【００２６】
外側テーパおよび内側テーパを短縮させると、親ねじ３６の側で、ねじ山領域においてより長い案内長さが得られるという利点がある。従来ではねじ山長さのほぼ２／３ないし３／４しか利用できなかったが、いまや全長を案内に使用できる。
【００２７】
親ねじ３６の領域での案内特性をさらに改善させるため、ラジアル穴３２の嵌合穴側の端部はねじ山のない案内穴７０として構成され、且つ親ねじ３６は対応的にねじ山のない案内部分７２を有している（図４を参照）。ねじ山のない部分が設けられているため、親ねじはテーパ受容部の問題の領域でわずかな嵌合遊びをもって案内され、ねじ山は主に軸線方向における締め付け機能を得る。
【００２８】
本発明の他の特徴によれば、互いに補完的なテーパ部のテーパ角は、止めねじ３４の側よりも親ねじ３６の側のほうが大きい。これにより、親ねじ３６の側でよりも（締め付け力Ｆ１、スラスト力ＦＡ）止めねじ３４の側で締め付け力Ｆ２のより大きな部分がスラスト成分ＦＡに変換される。この処置により、締め付け過程の際に横穴２６の領域で生じる摩擦損（締め付け力Ｆ１に比べて小さな摩擦損Ｆ２になる）が相殺され、その結果周方向における平面押圧部５６が均一化される。
【００２９】
図４の実施形態が図１の実施形態と異なる点は、親ねじの側でねじ山のない部分７２がラジアル穴３２のねじ山のない部分７０のなかに案内されていることである。さらにこの実施形態では、保持機構３４が頭付き軸部材として構成されている。頭付き軸部材はその頭部側に内側テーパ４２を備え、且つその軸部７３は嵌合穴１６の内側からラジアル穴３０の中にねじ込まれるか、或いは、圧入されて圧入部を形成する。図示した実施形態の場合、頭付き軸部材３４の頭部７４は筒状の側面を有しており、これに対し補完的に成形された、段付き穴として構成されるラジアル穴３０の壁部分７６で、摩擦により支持される。
【００３０】
本発明を総括すると以下のようになる。本発明は、２つの部材１０，１２、特に工具の部品を結合させるための装置に関する。第１の部材１０は、筒状の嵌合ピン１２と、半径方向においてこの嵌合ピン１２を越えて突出している環状面２２とを有し、他方第２の部材は、嵌合ピン１２を受容するための嵌合穴１６と、嵌合穴１６を取り囲んでいる環状面２４とを有している。さらに締め付け機構１８が設けられている。締め付け機構１８は、締め付け過程の際に、嵌合ピン１２が嵌合穴の中に引き込まれて、その際に環状面２２，２４が互いに押圧しあうように配慮する。締め付け機構１８は、嵌合ピン１２の横穴２６に変位可能に配置されるクランプピン２８と、第２の部材１４において互いに直径方向に対向している２つの保持機構３４，３６とを有している。保持機構３４，３６は、それぞれ端面側の内側テーパまたは外側テーパによってクランプピン２８の補完的な外側テーパまたは内側テーパに対し当接し、締め付け過程の際にはクランプピン２８により楔状に締め付けられる。本発明によれば、クランプピン２８は切頭円錐状の外側テーパ４０を有し、外側テーパ４０の基本直径は横穴２６内でのその案内面６２の直径よりも小さい。
【図面の簡単な説明】
【図１】
平面締め付け部を備えた工具連結部の縦断面図である。
【図２】
図１の工具連結部の横断面図である。
【図３ａと３ｂ】
図１の部分図で、本発明によるクランプピンと、公知の従来の技術によるクランプピンとを示す図である。
【図４】
図１の変形実施形態における、平面締め付け部を備えた工具連結部の縦断面図である。
【国際公開パンフレット】
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【手続補正書】
【提出日】平成14年12月14日(2002.12.14)
【手続補正１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】特許請求の範囲
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
２つの部材、特に工具の部品を結合させるための装置であって、第１の部材（１０）に配置される筒状の嵌合ピン（１２）と、嵌合ピン（１２）をその基部において取り囲み、半径方向に突出している環状面（２２）と、第２の部材（１４）に配置される、嵌合ピン（１２）を受容するための嵌合穴（１６）と、嵌合穴（１６）をその縁部において取り囲んでいる環状面（２４）と、筒状の案内面（６２）によって嵌合ピン（１２）の横穴（２６）で変位可能に案内され、端面側の端部に、案内面（６２）に対し同軸の内側テーパ（４４）または外側テーパ（４０）を有しているクランプピン（２８）であって、横穴（２６）の領域において嵌合ピン（１２）の直径よりも短い長さの前記クランプピン（２８）と、嵌合穴（１６）の領域で互いに直径方向に対向している２つの保持機構（３４，３６）であって、有利には雌ねじを備えたラジアル穴（３０，３２）に挿着され、嵌合穴（１６）の内部方向に指向し、クランプピン（２８）の内側テーパ（４４）または外側テーパ（４０）に対し補完的な外側テーパ（４６）または内側テーパ（４２）を有し、締め付け過程の際にクランプピン（２８）により楔状に締め付け可能な前記２つの保持機構（３４，３６）とを備え、対を成している互いに補完的な内側テーパ（４２，４０）と外側テーパ（４４，４６）とが、締め付け過程の際に嵌合穴（１６）内への嵌合ピン（１２）の引き込みと環状面（２２，２４）の相互押圧とを生じさせる軸線方向のずれ（ａ）を有し、両保持機構のうち一方の保持機構が第２の部材（１４）に固定される止めピンとして構成され、他方の保持機構が締め付け過程の際に操作可能な親ねじ（３６）として構成されている前記装置において、
互いに補完的な内側テーパ（４２，４０）と外側テーパ（４４，４６）とが、親ねじ（３６）の側よりも止めピン（３４）の側でより小さな円錐角を有していることを特徴とする装置。
【請求項２】
止めピン（３４）側での円錐角が４０゜ないし８０゜で、親ねじ（３６）側での円錐角が７０゜ないし１２０゜であることを特徴とする、請求項１に記載の装置。
【請求項３】
内側テーパ（４２，４４）がその切頭側において、拡大された自由空隙（６４，６６）に開口していることを特徴とする、請求項１または２に記載の装置。
【請求項４】
第２の部材（１４）に設けられた雌ねじ（３０，３２）のうち少なくとも１つの雌ねじに、ねじとして構成された保持機構（３４，３６）用のねじ山のない案内支持部分が嵌合穴（１６）方向に接続していることを特徴とする、請求項１から３までのいずれか一つに記載の装置。
【請求項５】
ねじとして構成された保持機構（３４，３６）がねじ山のない軸部によって案内支持部分に係合していることを特徴とする、請求項４に記載の装置。
【請求項６】
両保持機構のうち一方の保持機構（３４）が頭付き軸部材として構成され、頭付き軸部材は、その頭部側に内側または外側テーパ（４２）を備え、且つ嵌合穴（１６）の内側から付属のラジアル穴（３０）のなかに挿着可能であることを特徴とする、請求項１から５までのいずれか一つに記載の装置。
【請求項７】
頭付き軸部材（３４）が、ねじ山なしに構成されたその軸部（７３）および（または）その頭部（７４）によって、有利には段付き穴として構成されたラジアル穴（３０）内へ圧入されていることを特徴とする、請求項６に記載の装置。
【請求項８】
頭付き軸部材（３４）が、雄ねじを担持するその軸部によって、ねじ穴として構成されたラジアル穴（３０）にねじ込まれていることを特徴とする、請求項６に記載の装置。
【請求項９】
頭付き軸部材（３４）が、少なくとも部分的に筒状および（または）円錐状の頭部（７４）によって、これに対し補完的に成形されたラジアル穴（３０）の壁部分（７６）で摩擦により支持されていることを特徴とする、請求項６から８までのいずれか一つに記載の装置。
【請求項１０】
クランクピン（２８）が切頭円錐状の少なくとも１つの内側テーパ（４４）を有し、内側テーパ（４４）の基本直径が案内直径（６２）の少なくとも６５％であることを特徴とする、請求項１から９までのいずれか一つに記載の装置。
【請求項１１】
クランプピン（２８）の内側テーパ（４４）の基本直径が案内直径（６２）の７０％ないし９０％であることを特徴とする、請求項１０に記載の装置。
【請求項１２】
切頭円錐状の内側テーパ（４４）の高さが最大で案内面（６２）の直径の３０％、有利には１０％ないし２５％であることを特徴とする、請求項１０または１１に記載の装置。
【請求項１３】
クランプピン（２８）が端面側で突出している切頭円錐状の外側テーパ（４０）を有し、外側テーパ（４０）の基本直径が案内面（６２）の直径よりも小さいことを特徴とする、請求項１から１２までのいずれか一つに記載の装置。
【請求項１４】
外側テーパ（４０）の基本直径が最大で案内面（６２）の直径の８５％、有利には６０％ないし７５％であることを特徴とする、請求項１３に記載の装置。
【請求項１５】
切頭円錐状の外側テーパ（４０）の高さが最大で案内面（６２）の直径の４０％、有利には１０％ないし３０％であることを特徴とする、請求項１３または１４に記載の装置。
【請求項１６】
有利には止めねじ（３４）として構成されている両保持機構の一方が切頭円錐状の内側テーパ（４３）を有し、内側テーパ（４３）の高さが最大でそのねじ山直径の３０％、有利には１０％ないし２５％であることを特徴とする、請求項１から１５までのいずれか一つに記載の装置。
【請求項１７】
有利には止めねじ（３４）として構成されている両保持機構の一方が切頭円錐状の内側テーパ（４２）を有し、内側テーパ（４２）の基本直径がその外径またはねじ山直径の少なくとも７０％、有利には７５％ないし９０％であることを特徴とする、請求項１から１６までのいずれか一つに記載の装置。
【請求項１８】
有利には親ねじ（３６）として構成されている両保持機構の一方が切頭円錐状の外側テーパ（４６）を有し、外側テーパ（４６）の高さが最大でその外径またはねじ山直径の４０％、有利には１０％ないし３０％であることを特徴とする、請求項１から１７までのいずれか一つに記載の装置。
【請求項１９】
親ねじ（３６）として構成されている保持機構の切頭直径が外径のまたはねじ山直径の少なくとも４０％、有利には５０％ないし６０％であることを特徴とする、請求項１８に記載の装置。
【請求項２０】
クランプピン（２８）が端面側で突出している少なくとも１つの切頭円錐状の外側テーパ（４０）を有し、外側テーパ（４０）の切頭直径が付属の基本直径の少なくとも０．４倍に対応していることを特徴とする、請求項１から１９までのいずれか一つに記載の装置。
【請求項２１】
クランプピン（２８）に一体成形されている外側テーパ（４０）の切頭直径が付属の基本直径の０．６倍ないし０．９倍に対応していることを特徴とする、請求項２０に記載の装置。
【請求項２２】
クランプピン（２８）が端面側に配置される少なくとも１つの切頭円錐状の内側テーパ（４４）を有し、内側テーパ（４４）の切頭直径が付属の基本直径の少なくとも０．５倍、有利には０．６倍ないし０．８倍に対応していることを特徴とする、請求項１から２１までのいずれか一つに記載の装置。
【請求項２３】
有利には止めねじ（３４）として構成されている両保持機構の一方が切頭円錐状の内側テーパ（４２）を有し、内側テーパ（４２）の切頭直径が付属の基本直径の少なくとも０．６倍、有利には０．７倍ないし０．９５倍に対応していることを特徴とする、請求項１から２２までのいずれか一つに記載の装置。
【請求項２４】
有利には親ねじ（３６）として構成されている両保持機構の一方が切頭円錐状の外側テーパ（４６）を有し、外側テーパ（４６）の切頭直径が付属の基本直径の少なくとも０．４倍、有利には０．５倍ないし０．８倍に対応していることを特徴とする、請求項１から２３までのいずれか一つに記載の装置。
【国際調査報告】
2004516156.tif 000031
2004516156.tif 000032
2004516156.tif 000033
2004516156.tif 000034