JP2001225212A - 切削工具のヘッド部及び締まり嵌め式切削工具 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 加工と締まり嵌めを容易にし、コストを下げ
る。 【解決手段】 切刃を有する刃部１ａの一方端に、工具
保持部（連結部材３）の穴部３ａに締まり嵌めにて固定
される円柱状の軸部１ｊが形成された、切削工具のヘッ
ド部１において、軸部１ｊを、刃部１ａに連設された基
端部１ｊｂと該基端部の自由端に連設された先端部１ｊ
ｃとで構成し、先端部１ｊｃの直径が基端部１ｊｂの直
径よりも小さくする。ヘッド部１は、軸部１ｊを連結部
材３の穴３ａに締まり嵌めして固定するが、軸部１ｊの
基端部１ｊｂとこれに対応する穴３ａ部分だけを設計通
りの寸法精度に精密に仕上げるだけでよいので、仕上げ
に手間がかからない。また穴３ａの端部部分だけを加熱
するだけでよいので、締まり嵌めが容易である。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、切削工具の切刃を
有するヘッド部及びヘッド部が工具保持部に締まり嵌め
された締まり嵌め式切削工具に関する。

【０００２】

【従来の技術】ミニチュアドリルや一般ドリル、或いは
エンドミル等の締まり嵌め式切削工具として図１０と図
１１及び図１２に示すものが知られている。図１０と図
１１の締まり嵌め式切削工具Ｂは、剛性の強い高価な超
硬合金等のシャンク部２２に、超硬合金よりも熱膨張係
数の大きい低廉なスチール等の筒状の連結部材２３をろ
う付け等で固定し、その連結部材２３の穴２３ａに超硬
合金等のヘッド部２１の軸部２１ｊを締まり嵌め（焼き
嵌め）した構造となっている。符号２５はろう付け部で
ある。

【０００３】また図１２の締まり嵌め式切削工具Ｂａ
は、ヘッド部２１の軸部２１ｊとシャンク部２２の軸部
２２ｊとを筒状の連結部材２３の穴２３ａに締まり嵌め
した構造となっている。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】図１０の締まり嵌め式
切削工具Ｂは、ヘッド部２１の軸部２１ｊの長さが短い
ため、図１３に示すように、ヘッド部２１の軸部２１ｊ
を研磨機２７のチャック２８で把持して砥石２９でヘッ
ド部２１に切刃を加工したり、研磨したりするような場
合、砥石２９にチャック２８が接触するおそれがあり、
ヘッド部２１の軸部２１ｊをしっかりとチャッキングし
て正しく加工できないという不都合がある。

【０００５】ヘッド部２１の軸部２１ｊが長い図１１と
図１２の締まり嵌め式切削工具Ｂ，Ｂａは上記の不都合
はなく、ヘッド部２１をチャック２８にしっかりと把持
することができる。しかし、軸部２１ｊの全長を連結部
材２３の穴２３ａに締まり嵌めしているため、軸部２１
ｊと穴２３ａの全長にわたって所定の寸法精度に仕上げ
た上で、連結部材２３の穴２３ａの全長を所定温度に加
熱して焼き嵌めしなければならず、それだけ研磨等の仕
上げ加工と締まり嵌めに手間がかかり、コスト高になる
という問題がある。

【０００６】本発明の課題は上記従来の問題点を解決す
ることであり、コストを低減することができる切削工具
のヘッド部及び締まり嵌め式切削工具を提供することを
目的とする。

【０００７】

【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
めに、請求項１記載の発明は、切刃を有する刃部の一方
端に、工具保持部の穴部に締まり嵌めにて固定される円
柱状の軸部が形成された、切削工具のヘッド部におい
て、上記軸部は、上記刃部に連設された基端部と該基端
部の自由端に連設された先端部とを具備し、上記先端部
の直径を上記基端部の直径よりも小さくした構成とし
た。

【０００８】この手段では、ヘッド部は、軸部の先端部
を工具保持部の穴部に隙間嵌めし、基端部のみを穴部に
締まり嵌めして工具保持部に固定することができる。し
たがって、軸部の一部分である基端部とこれに対応する
一部分の穴部のみを所定の寸法精度に仕上げ、また焼き
嵌めに際しては上記一部分の穴部を加熱するだけでよ
い。

【０００９】請求項１記載の切削工具のヘッド部におい
て、基端部を単一直径の円柱状とし、先端部をテーパー
状とすることができる（請求項２）。この構成では、ヘ
ッド部の軸部の先端部が先細りのテーパー状となってい
るため、工具保持部の穴部にヘッド部の軸部を円滑かつ
容易に嵌め入れて締まり嵌めすることができる。

【００１０】請求項３記載の発明は、ヘッド部が工具保
持部に軸部と穴部の締まり嵌めによって固定された締ま
り嵌め式切削工具において、上記軸部は、基端部と、直
径を上記基端部の直径よりも小さくされて基端部の自由
端に連設された先端部とを具備し、先端部と穴部の締め
代をゼロとして基端部のみを穴部に締まり嵌めした構成
とした。

【００１１】この手段では、穴部に締まり嵌めされた軸
部の基端部が、ヘッド部を工具保持部に所定強度で一体
に結合する。したがって、軸部及び穴部をその全長にわ
たって高精度に仕上げる必要がなく、軸部の一部分であ
る基端部と該基端部を締まり嵌めする穴部の一部分だけ
を所定精度に仕上げるだけでよい。先端部は軸部の長さ
を長くする。このため、チャックに軸部をしっかりと把
持することができる。先端部は、通常、その外周面と穴
部の内周面との間に隙間が形成される隙間嵌めとされ
る。工具保持部は、通常、シャンク部に該シャンク部及
び前記ヘッド部よりも熱膨張係数の大きい素材からなる
連結部材をろう付けや締まり嵌め等で一体に固定した構
造とされ、ヘッド部は上記連結部材に取り付けられる。

【００１２】請求項３記載の締まり嵌め式切削工具にお
いて、ヘッド部を請求項１又は２記載のヘッド部とする
ことができる（請求項４）。

【００１３】

【発明の実施の形態】発明の実施の形態を添付図面を参
照して説明する。図１と図２は本発明に係る締まり嵌め
式切削工具の実施の形態を示す。この締まり嵌め式切削
工具Ａは、ヘッド部１とシャンク部２及び連結部材３と
から成る。

【００１４】ヘッド部１は、例えば超硬合金、或いはサ
ーメット、セラミック等で断面円形に形成され、刃部１
ａと円柱状の軸部１ｊを有する。刃部１ａには切刃（図
示せず）が形成されている。軸部１ｊは、大径の基端部
１ｊｂと小径の先端部１ｊｃとを持ち、刃部１ａの一方
端（図では右端）に刃部１ａの中心軸線に沿って設けら
れている。基端部１ｊｂと先端部１ｊｃとはそれらの軸
方向に見て同心円状とされ、基端部１ｊｂは肩部１ｋを
形成している。

【００１５】シャンク部２は、例えば超硬合金、或いは
サーメット、セラミック等で断面円形に形成されてい
る。

【００１６】連結部材３は直線状の穴３ａを持つ有底円
筒状とされ、例えば、ヘッド部１やシャンク部２よりも
熱膨張係数が大きく、かつ廉価なスチール等で形成され
ている。連結部材３の穴３ａの中心は連結部材３の中心
軸線に一致している。連結部材３はシャンク部２にろう
付けによって一体に結合され、シャンク部２と共に工具
保持部を構成している。符号５はそのろう付け部であ
る。

【００１７】上記ヘッド部１とシャンク部２及び連結部
材３の各部の大きさ関係は次のようになっている。 （ａ） 常温での、ヘッド部１の軸部１ｊの基端部１ｊ
ｂの外径は連結部材３の穴３ａの内径よりも僅かに大き
くされている。この寸法差は締まり嵌めの締め代とな
る。 （ｂ） 常温での、ヘッド部１の軸部１ｊの先端部１ｊ
ｃの外径は連結部材３の穴３ａの内径よりも十分に小さ
くされて両者間の締め代がゼロとされ、先端部１ｊｃが
穴３ａに隙間嵌めされるようになっている。 （ｃ） ヘッド部１の軸部１ｊの長さは、連結部材３の
穴３ａの深さとほぼ等しくされている。

【００１８】上記の構成とされたヘッド部１を、シャン
ク部２にろう付けされた連結部材３に組み付けるとき
は、連結部材３を加熱して膨張させ、その穴３ａの内径
をヘッド部１の軸部１ｊの基端部１ｊｂの外径以上にし
てから、ヘッド部１の軸部１ｊを連結部材３の穴３ａに
先端部１ｊｃから基端部１ｊｂまで嵌め込んでヘッド部
１の肩部１ｋを連結部材３の端面３ｔに当接させる（図
１参照）。

【００１９】上記操作の終了後、加熱によって膨張され
た連結部材３が常温に冷却されて（ヘッド部１も当然冷
却する。）収縮すると、前記の締め代によってヘッド部
１の軸部１ｊの基端部ｊｂが連結部材３の穴３ａに一体
に締まり嵌め（焼き嵌め）されて切削工具Ａとなる。

【００２０】この締まり嵌め式切削工具Ａにおいては、
ヘッド部１を連結部材３に所定の結合強度で締まり嵌め
するためには、ヘッド部１の軸部１ｊの基端部１ｊｂと
該基端部１ｊｂに対応する穴３ａ部分だけを設計通りの
寸法精度に精密に仕上げるだけでよいので、軸部と穴の
全長を精密に仕上げなければならなかった従来品と違っ
て仕上げに手間がかからない。また、連結部材３は穴３
ａの端部部分だけを加熱するだけでよいので、連結部材
の全長を加熱しなければならなかった従来品に比べて、
締まり嵌め操作が容易である。上記の２点で締まり嵌め
式切削工具のコストを低減することができる。

【００２１】また、先端部１ｊｃはヘッド部１の軸部１
ｊの長さを長くしているため、図９に示すように、その
先端部１ｊｃを研磨機２７のチャック２８にしっかりと
把持して切刃等の加工や研磨を支障なく行うことができ
る。

【００２２】図３ないし図５は本発明に係る締まり嵌め
式切削工具の他の実施の形態を示す。この締まり嵌め式
切削工具Ａａには、一端に穴部２ａを形成したシャンク
部２と、大径部３ｂと小径部３ｃとを有する円筒状の連
結部材３が用いられている。シャンク部２の穴部２ａの
中心はシャンク部２の中心軸線に一致している。また、
断面円形の大径部３ｂと断面円形の小径部３ｃとは中心
軸線を互いに一致させるとともに、環状の肩部３ｋを形
成して一体に連設されいる。

【００２３】そして、常温での、シャンク部２の穴部２
ａの内径よりも連結部材３の小径部３ｃの外径が僅かに
大きくされ、その寸法差が締まり嵌めの締め代となるよ
うにされている。他の構成と材質等、及びシャンク部２
と連結部材３とが工具保持部を構成していることは図１
の締まり嵌め式切削工具Ａと同じであるので、同一部材
等に同一の符号を付してその説明は省略する。

【００２４】この締まり嵌め式切削工具Ａａの場合は、
まず、シャンク部２を加熱して膨張させ、その穴部２ａ
の内径を連結部材３の小径部３ｃの外径以上にしてから
穴部２ａと連結部材３の小径部３ｃとを嵌合し、シャン
ク部２の端面２ｔと連結部材３の肩部３ｋとを当接させ
る（図４参照）。

【００２５】次に、図１の締まり嵌め式切削工具Ａの場
合と同様に連結部材３を加熱して膨張させ、穴３ａの内
径をヘッド部１の軸部１ｊの基端部１ｊｂの外径以上に
した上で、ヘッド部１の軸部１ｊを連結部材３の穴３ａ
に先端部１ｊｃから基端部１ｊｂまで嵌め込んでヘッド
部１の肩部１ｋを連結部材３の端面３ｔに当接させる
（図３参照）。この時の連結部材３の熱膨張によってシ
ャンク部２と連結部材３との結合が強化される。

【００２６】上記操作の終了後、加熱によって膨張され
たシャンク部２と連結部材３がヘッド部１と共に常温に
冷却されて収縮すると、前記の締め代によってシャンク
部２と連結部材３、及びヘッド部１と連結部材３が一体
に締まり嵌め（焼き嵌め）されて切削工具Ａａとなる。

【００２７】この締まり嵌め式切削工具Ａａにおいて
も、図１の締まり嵌め式切削工具Ａと同一の作用効果を
期待できる上、シャンク部２と連結部材３とをろう付け
によらずに一体に結合することができる。

【００２８】図３の締まり嵌め式切削工具Ａａの連結部
材３は筒状で穴が貫通しているが、図６に示すように止
まり穴になっていても良い。

【００２９】締まり嵌め式切削工具Ａ，Ａａにおいて、
ヘッド部１の軸部１ｊの先端部１ｊｃを、他の形状、例
えば図７のように先細りのテーパー状とすることも、図
８のように多段（図８の場合は２段）に形成することも
できる。先端部１ｊｃをテーパー状とした場合、特に、
穴部２ａに対する軸部１ｊの嵌め込みが容易になる。ヘ
ッド部１の軸部１ｊの先端部１ｊｃの先端と連結部材３
の小径部３ｃの先端とは、通常、図のように面取りされ
る。

【００３０】締まり嵌めの方法として、焼き嵌めの場合
について説明したが、これ以外の冷やし嵌め或いは焼き
嵌めと冷やし嵌めの両方を使用することも可能である。
また、ヘッド部１とシャンク部２及び連結部材３の結合
手順は前記を基本とするがこれに限られるものではな
く、種々変更することができる。ヘッド部１とシャンク
部２は、通常同一の材質とされるが、異材質の場合もあ
り得る。また、図の切削工具Ａ，Ａａは、肩部１ｋ，３
ｋを形成して切削工具をその全長にわたって同一径と
し、また全体の長さ寸法を正確にしているが、そのよう
にしないこともあり得る。また、いずれも肩部を向き合
わせて当接させているが、すき間があいていても良い。
更に、図の締まり嵌め式切削工具は、いずれもヘッド部
１に軸部１ｊが形成され、工具保持部側の連結部材３に
穴部が形成されているが、ヘッド部に穴部を、工具保持
部に軸部を設けた構成とすることも可能である。

【００３１】

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
加工と締まり嵌めが容易でコストの低減が可能な切削工
具のヘッド部及び締まり嵌め式切削工具を提供すること
ができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】 本発明に係る切削工具のヘッド部及び締まり
嵌め式切削工具の実施の形態を示す断面図である。

【図２】 図１の切削工具の組付例を示す断面図であ
る。

【図３】 本発明に係る切削工具のヘッド部の締まり嵌
め式切削工具の他の実施の形態を示す断面図である。

【図４】 図３の切削工具の組付例を示す断面図であ
る。

【図５】 図３の切削工具の分解状態を示す断面図であ
る。

【図６】 連結部材の他の例を示す断面図である。

【図７】 ヘッド部の他の例を示す図である。

【図８】 ヘッド部の別の例を示す図である。

【図９】 ヘッド部に切刃を加工する例を示す図であ
る。

【図１０】 従来の切削工具の断面図である。

【図１１】 従来の他の切削工具の断面図である。

【図１２】 従来の別の切削工具の断面図である。

【図１３】 図１０の切削工具のヘッド部に切刃を加工
する例を示す図である。

【符号の説明】

Ａ，Ａａ 切削工具 １ ヘッド部 ２ シャンク部 ３ 連結部材 １ａ 刃部 １ｊ 軸部 １ｊｂ 基端部 １ｊｃ 先端部 １ｋ，３ｋ 肩部 ２ａ 穴部 ２ｔ，３ｔ 端面 ３ａ 穴 ３ｂ 大径部 ３ｃ 小径部 ５ ろう付け部

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 切刃を有する刃部の一方端に、工具保持
   部の穴部に締まり嵌めにて固定される円柱状の軸部が形
   成された、切削工具のヘッド部において、 上記軸部は、上記刃部に連設された基端部と該基端部の
   自由端に連設された先端部とを具備し、 上記先端部の直径が上記基端部の直径よりも小さくされ
   たことを特徴とする切削工具のヘッド部。
2. 【請求項２】 基端部は単一直径の円柱状となってお
   り、先端部はテーパー状となっていることを特徴とする
   請求項１記載の切削工具のヘッド部。
3. 【請求項３】 ヘッド部が工具保持部に軸部と穴部の締
   まり嵌めによって固定された締まり嵌め式切削工具にお
   いて、 上記軸部は、基端部と、直径を上記基端部の直径よりも
   小さくされて基端部の自由端に連設された先端部とを具
   備し、先端部と穴部の締め代をゼロとして基端部のみを
   穴部に締まり嵌めされたことを特徴とする締まり嵌め式
   切削工具。
4. 【請求項４】 ヘッド部が請求項１又は２記載のヘッド
   部であることを特徴とする請求項３記載の締まり嵌め式
   切削工具。