JP2003165004A

JP2003165004A - バイト

Info

Publication number: JP2003165004A
Application number: JP2001364414A
Authority: JP
Inventors: Masayoshi Ito; 正義伊藤
Original assignee: NGK Spark Plug Co Ltd
Current assignee: Niterra Co Ltd
Priority date: 2001-11-29
Filing date: 2001-11-29
Publication date: 2003-06-10

Abstract

(57)【要約】【課題】セラミック製の穴付きチップをクランプ手段
の軸部にてクランプしてなるバイトで、クランプに起因
する同チップの割れ等の破損を防止する。【解決手段】クランプ手段の軸部３５をチップ２１の
穴２３に入り込ませ、軸部の先端面３６と外周面３７と
のなす角につけられた第１の面取り３８ａと、軸部の外
周面３７とのなす角部３８ｂを穴２３の内周面２５に押
つけることでチップ２１をクランプしてなるバイト１
で、第１の面取り３８ａに加えて、この第１の面取り
と、軸部３５の外周面３７とのなす角部であって穴の内
周面２５に押付けられる部分に第２の面取り３８ｂをつ
けた。この第２の面取り３８ｂを、穴２３の内周面２５
に微小な面接触状態で押付けてクランプした。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、セラミック製の穴
付きスローアウェイチップをレバーロック機構などのク
ランプ手段にてホルダーにクランプしてなるバイトに関
する。

【０００２】

【従来の技術】図９は、穴付きスローアウェイチップ
（以下、単にチップともいう）２１を、ホルダー３のチ
ップポケット（チップ座）１１にクランプ（固定）して
なるバイト１０１の説明用断面図である。同図に示した
ように、穴付きスローアウェイチップ２１は、チップ座
にシムシート１２を介して着座され、その穴２３を利用
してレバーロック機構をなすクランプ手段で固定されて
いる。同図においては、中間に括れ部４２を有するクラ
ンプネジ４１が図中矢印Ａ方向にねじ込まれることで、
クランプ手段（レバーロック機構）をなすＬ形のレバー
３１が、縦の軸部３５と横片３４との交差部内側を支点
として小角度（５〜２０度）、図示矢印Ｂ方向に回転す
る。このような回転により、縦の軸部３５と、スローア
ウェイチップ２１の穴２３の軸とが鋭角で交差するよう
になり、縦の軸部３５の先端面３６と、外周面３７との
なす角３８が、同穴２３の内周面に押付けられ、チップ
２１はチップポケット１１の壁面２０に押付けられるよ
うにしてクランプされている。

【０００３】すなわち、このバイト１０１は、ホルダー
３のチップポケット１１のチップ座に縦穴１５が凹設さ
れ、その縦穴底部と、クランプネジ４１を螺合するネジ
孔１６及びこれと同軸のクランプネジ挿通穴１７とが連
通するように横向きに横穴１９が形成されている。そし
て、ネジ穴１６に括れ部４２を有するクランプネジ４１
をねじ込んでセットしておく。一方で、レバー３１を、
その横片３４の端部（横片端部）３３がネジ孔内にある
クランプネジ４１の括れ部４２に遊嵌し、かつ軸部３５
がその先端面３６を上にしてチップ座において立設され
るよう遊嵌状に配置する。次いで、穴付きシムシート１
２を介して穴付きチップ２１をチップ座に着座するよう
に配置し、チップ２１の穴（円形穴）２３にレバーの軸
部３５を遊嵌状に挿通させ、その状態の下で、クランプ
ネジ４１を締付けて、その括れ部４２の上のネジ部の下
端面４５で、レバー３１の横片の先端部３３を押えつけ
る。こうして、レバー３１を軸部３５と横片との交差部
内側を支点として図示矢印Ｂ方向に回転させ、軸部３５
の先端面３６と外周面３７のなす角３８を、スローアウ
ェイチップ２１の穴２１の内周面２３に押付け、チップ
２１をチップポケット１１の壁面２０に引きこむように
してクランプしている。なお、このようなクランプ手段
をなす軸部３５の横断面は、円形、楕円形、長円などの
丸断面が普通である。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】ところが、このような
クランプ構造では、クランプ時において、レバー３１の
軸部３５の先端面３６と外周面３７とのなす角３８が、
チップ２１の穴２３の内周面に、点接触状で局所的に当
るため、その接触点には大きな力が作用する。この角３
８には従来小さめの面取りが付けられていたが、クラン
プ時のクランプ力によって、脆性なＡｌ_２Ｏ_３、Ａｌ_２
Ｏ_３−ＴｉＣ又は窒化珪素を主成分としたセラミックか
らなる穴付きチップ２１においては、クランプ時、或い
はその後の加工時において欠損が発生することがあっ
た。脆性なセラミック製の穴付きチップにおいては、超
硬合金やサーメットなどの靭性材料から形成されている
穴付きチップと異なり、穴の内周面を起点としてクラッ
クが入って割れ易いためである。

【０００５】こうした問題は、上記したレバーロック機
構によるチップのクランプ手段に限らず、同軸部がチッ
プのすくい面側からその穴に入り込む構造のクランプ手
段の場合でも同様の問題があった。つまり、セラミック
製穴付きチップにおいて、その穴の内周面にクランプ手
段の軸部が入り込み、入り込んだ軸部が、チップの穴の
軸に対して傾斜して交差し、その軸部の先端面と外周面
とのなす角が、同穴の内周面に押付けられてクランプさ
れるもののように、軸部の先端の角の一部で同穴の内周
面を局所的に押付けてクランプするものにおいては、同
様の問題があった。こうしたことから、実際には、Ａｌ
_２Ｏ_３、Ａｌ_２Ｏ_３−ＴｉＣ又は窒化珪素を主成分とし
たセラミック製のチップは、穴つきチップとされること
は少なく、多くは穴なしチップとして使用されていた。

【０００６】本発明は、こうした問題点に鑑みてなされ
たもので、セラミック製の穴付きチップをクランプ手段
の軸部にてクランプしてなるバイトにおいて、クランプ
に起因する同チップの割れ等の破損を防止できるように
することを目的とする。

【０００７】

【課題を解決するための手段】上記の問題点を解消する
ために請求項１記載の発明は、セラミック製の穴付きス
ローアウェイチップをホルダーのチップポケットに配置
し、クランプ手段の軸部をスローアウェイチップの穴に
入り込ませ、該軸部の先端面と外周面とのなす角につけ
られた第１の面取りと、該軸部の外周面とのなす角部を
前記穴の内周面に押つけることで前記スローアウェイチ
ップをクランプしてなるバイトにおいて、前記第１の面
取りに加えて、該第１の面取りと該軸部の外周面とのな
す角部（稜線）であって前記穴の内周面に押付けられる
部分に第２の面取りをつけておき、この第２の面取りが
前記穴の内周面に微小な面接触状態で押付けられてクラ
ンプされていることを特徴とする。

【０００８】従来においては、軸部先端の第１の面取り
が４５度の面取りで、この第１の面取り面と、外周面と
のなす角が穴の内周面に当ることから、局所的な当りと
なり、応力集中によるクラックの発生の要因となってい
た。本発明では、チップの穴の内周面にクランプ手段の
軸部の、このような角が当らず、第２の面取りが、前記
穴の内周面に微小な面接触状態で押付けられてクランプ
されている。このため、その分、前記穴の内周面に発生
する応力集中が小さくなるため、クランプに起因するチ
ップの割れの発生が防止できる。すなわち、従来のクラ
ンプにおいては、クランプ手段の軸部の先端が、チップ
の穴の内周面に点接触状態で接触していたのに対し、本
発明では、前記第２の面取りにより、微小な面接触状態
で押付けられてクランプされているため、チップの破損
が有効に防止される。

【０００９】請求項１記載のバイトにおいては請求項２
に記載のように、前記第１の面取りは、該軸部の軸線に
対する面取り角度が３０〜４５度で、前記第２の面取り
がないとした場合におけるその軸線方向に沿う面取り幅
が、１．５ｍｍ以上あるとよい。ここで、「前記第２の
面取りがないとした場合における」とは、前記第１の面
取りを付けた後で、前記第２の面取りを付ける場合にお
いては、「前記第２の面取りをつける前における」とい
う意味である。

【００１０】従来は、このように面取り角度を４５度を
基準としていたため、実際にはこれ以上となることも有
り、したがって、前記第１の面取りと該軸部の外周面と
のなす、第２の面取りをつける前の角部が角張ることが
あった。一方、このように面取り角度の範囲を設定する
ことで、そのような角張りの発生を防止できる。加え
て、前記第１の面取りの、前記第２の面取りがないとし
た場合におけるその軸線方向に沿う面取り幅の大きさ
を、このように大きくすることで、第２の面取りをつけ
やすくなる。より好ましくは、請求項３に記載のよう
に、前記第１の面取りは、該軸部の軸線に対する面取り
角度が３０〜４５度で、前記第２の面取りがないとした
場合におけるその軸線方向に沿う面取り幅が、２．０ｍ
ｍ以上あるとよい。

【００１１】上記のいずれの手段においても、請求項４
に記載のように、前記第２の面取りは、前記穴の内周面
に微小な面接触状態で押付けられている際、該穴の軸方
向における接触長さが、０．５〜１．５ｍｍの範囲にあ
るとよい。０．５ｍｍ未満では、穴の内周面に対する面
圧を効果的に小さくできないし、１．５ｍｍを超えるよ
うだと、面取り幅が大きくなるためである。なお、第２
の面取りは、傾斜面状の面取りでも、Ｒ（丸み）状の面
取りでもよい。

【００１２】なお、請求項５に記載のバイトは、セラミ
ック製の穴付きスローアウェイチップをホルダーのチッ
プポケットに配置し、クランプ手段の軸部をスローアウ
ェイチップの穴に入り込ませ、該軸部の先端面と外周面
とのなす角に、半径３ｍｍ以上の丸みをつけ、この丸み
を前記穴の内周面に押つけることで前記スローアウェイ
チップをクランプしてなることを特徴とする。

【００１３】該軸部の先端面と外周面とのなす角に、半
径３ｍｍ以上の大きさの丸み（Ｒ面取り）をつけること
で、第１の面取りに加えて第２の面取りを付けたのと同
様にクランプ時の面圧を小さくできため、チップの穴の
内周面における割れの発生防止に有効である。

【００１４】本発明において、前記スローアウェイチッ
プは、Ａｌ_２Ｏ_３、Ａｌ_２Ｏ_３−ＴｉＣ又は窒化珪素を
主成分として多く含む脆性なセラミック製のものにおい
て顕著な効果がある。

【００１５】

【発明の実施の形態】本発明の第１の実施の形態を図１
〜図３に基づいて詳細に説明する。図１は、本発明にか
かるバイト１の先端部の一部破断面図及びその要部拡大
図である。図２は、図１の要部拡大図の平面図、図３
は、図１の要部拡大図のＧ部の拡大図を、そして図４
は、図３のＨ部の拡大図である。

【００１６】本形態におけるバイト１は、ホルダー３
と、その先端に凹設されたチップポケット１１と、この
チップポケットにセットされる穴付きシムシート１２、
そして、その上に配置されるセラミック製の穴付きチッ
プ２１、さらにこのチップ２１のクランプ手段をなすＬ
形のレバー３１と、クランプネジ４１などからなってい
る。ホルダー３は、断面矩形の棒状をなし、その先端の
チップポケット１１は、平面視、四角形をなして凹設さ
れている。そして、シムシート１２は、四角形板状をな
し、チップ２１も同形状をなしている。そして、チップ
２１のクランプ手段をなすレバー３１はＳＣＭ製の鍛造
品である。

【００１７】このバイト１をなすホルダー３は、そのチ
ップポケット１１のチップ座に縦穴１５が凹設されてい
る。そして、チップポケット１１よりホルダー３の基端
側には、クランプネジ用のネジ孔１６及びこれと同軸の
クランプネジ挿通穴１７とが同軸でやや傾斜して設けら
れている。ネジ孔１６のねじは、ホルダー３の上面３ａ
寄り部位にのみ設けられている。そして、チップ座に
は、縦穴１５の底部の一側から、ネジ孔１６及びこれと
同軸のクランプネジ挿通穴１７に連通するように凹溝１
８及び横穴１９が形成されている。

【００１８】しかして、ネジ穴１６に、括れ部４２を有
するクランプネジ４１をねじ込み、レバー３１を、その
横片３４の端部（横片端部）３３がネジ孔１６内にある
クランプネジ４１の括れ部４２に遊嵌し、かつ軸部３５
の先端がチップ座において上向きとなるように遊嵌状に
配置し、穴付きシムシート１２を介して穴付きチップ２
１をチップ座に着座するように配置する。そして、チッ
プ２１の穴（円形穴）２３にレバーの軸部３５を遊嵌状
に入り込ませ、その状態の下で、クランプネジ４１を締
つける。こうすることで、その括れ部４２の上のネジ部
の下端面４５で、レバーの横片３４の端部３３が下向き
に押えつけられる。これにより、レバー３１は、軸部３
５と横片３４との交差部内側を支点として図示矢印Ｂ方
向に回転し、軸部３５の先端面３６の外周面３７とのな
す角３８を、スローアウェイチップ２１の穴２３の内周
面２５に押付け、チップ２１はチップポケット１１の壁
面２０に引きこまれる形でクランプされる。なお、軸部
３５の先端面３６と外周面３７とのなす角３８には第１
の面取り３８ａがつけられ、図２〜図４に示したよう
に、その第１の面取り３８ａと軸部３５の外周面３７と
のなす角部３８ｂを穴２３の内周面２５に押付けてい
る。以上の構成は、従来のバイトにおけるクランプ構造
と同じである。

【００１９】ところが本形態では、第１の面取り３８ａ
は、軸部３５の軸線３５ｇに対する面取り角度θが３０
度とされ、次記する第２の面取りがないとした場合にお
けるその軸線３５ｇ方向に沿う面取り幅Ｗ１が２ｍｍ以
上に設定されている。そして、この２ｍｍの第１の面取
りに加えて、第１の面取り３８ａと、軸部３５の外周面
３７とのなす角部３８ｂであって前記穴の内周面２５に
押付けられる部分に、さらに半径Ｒからなる第２の面取
り（以下、第２の面取り３８ｂとする）が付けられてい
る。そして、この第２の面取り３８ｂが穴２３の内周面
２５に微小な面接触状態で押付けられるように設定され
ている。なお、図５に示したように、第２の面取り３８
ｂも第１の面取り３８ａと同様に傾斜面取りとしてもよ
いが、その際には、第２の面取り３８ｂの軸部３５の軸
線３５ｇに対する面取り角度θ２は、その第２の面取り
３８ｂがクランプ時において穴２３の軸２３ｇと略平行
になるようにするとよい。なお、軸部３５の横断面は、
本形態では、長軸が穴２３の内径より小さい長円であ
り、図２に示したように、その長軸方向において穴２３
の内周面２５を押えつけるように設定されている。本発
明において、クランプ手段をなす軸部３５の横断面は、
これに限定されないが、円形、楕円形などの丸断面とす
るとよい。

【００２０】しかして、本形態では、軸部３５は線接触
状態で穴２３の内周面２５に押付けられることなく、微
小ではあるが、第２の面取り３８ｂにより割円ないし三
日月形状の面接触状態で穴２３の内周面２５に押付けら
れている。なお、この押付けにおいては、接触部が変形
するため、実際には、設定値よりも大きい面接触状態で
穴２３の内周面２５に押付けられている。このため、チ
ップ２１の穴２３の内周面２５に対する面圧を有効に小
さくできる。この結果、チップ２１をクランプした際に
おける破損から防止することができるし、その後の、加
工時における破損も有効に防止される。

【００２１】ここで、第１の面取り３８ａが軸線３５ｇ
に対して角度θが３０度の面取りで、その面取り幅Ｗ１
が１．５ｍｍと、２．０ｍｍとしたものにおいて、第２
の面取り３８ｂとして、そのＲ（半径）を０．１〜２ｍ
ｍと変更した各種の本発明範囲のサンプルと、比較例と
でクランプ時の破損の発生状況の違いをみてみた。ただ
し、比較例は、第１の面取り３８ａが４５度の面取り
で、その面取り幅Ｗ１が０．５ｍｍと、１．０ｍｍで、
第２の面取り３８ｂのないものである。なお、第１の面
取り３８ａの面取り幅Ｗ１は、第２の面取りがないとし
た場合におけるその軸線方向に沿う寸法である。試験
は、クランプネジ４１の締付けトルクを８０ｋｇｆｃｍ
として締付けた場合で、クラックの発生の有無を確認し
た。使用した試料（チップ）はＡｌ_２Ｏ_３系セラミック
チップ（ＣＮＧＡ１２０４）である。結果は、表１に示
した通りである。なお、各試料とも１０個について試験
したものであり、表中の数値は、１０個のうちの、チッ
プに割れの発生した数である。

【００２２】

【表１】

【００２３】表１に示した通り、本発明範囲のもので
は、チップ割れ（クラック）の発生数が、第２の面取り
Ｒが０．５ｍｍ以下のもので３個以下と少なく、第２の
面取りＲが１．０ｍｍ以上のもので０であった。これに
対し、比較例では、全試料（１０個）においてクラック
の発生が見られた。

【００２４】次に、第１の面取り３８ａが４５度の面取
りで、その面取り幅Ｗ１が１．５ｍｍと、２．０ｍｍと
したものにおいて、第２の面取り３８ｂとして、Ｒ０．
１〜２ｍｍと変更した各種の本発明範囲のサンプルと、
比較例とでクランプ時の破損の違いをみてみた。結果
は、表２に示した通りである。ただし、比較例（表１と
同じ）及びその他の条件は上と同じである。以下同じ。

【００２５】

【表２】

【００２６】表２に示した通り、本発明範囲のもので
は、チップ割れ（クラック）の発生数が、第２の面取り
Ｒが０．５ｍｍ以下のもので４個以下と少なく、第２の
面取りＲが１．０ｍｍ以上のもので０であった。

【００２７】さて次に、第１の面取り３８ａが４５度の
面取りで、その面取り幅Ｗ１が１．５ｍｍと、２．０ｍ
ｍとしたものにおいて、第２の面取り３８ｂとして、Ｒ
でなく、図５に示したように傾斜面取りとした本発明の
別形態のサンプルをつくり、同様の試験をし、比較例と
でクランプ時の破損の違いをみてみた。なお、第２の面
取り３８ｂをなす傾斜面取りの、軸部３５の軸線３５ｇ
に対しする面取り角度θ２は３０度とした。結果は、表
３に示した通りである。ただし、面取り幅Ｗ１は、第２
の面取りがないとしたときの軸線３５ｇ方向に沿う面取
り幅である。また、第２の面取り３８ｂの面取り幅Ｗ２
は、０．３ｍｍ〜１．５ｍｍと変更した。

【００２８】

【表３】

【００２９】表３に示した通り、本発明範囲のもので
は、チップ割れ（クラック）の発生数が、比較例と比べ
ると、２個以下と少ないか、或いは０であった。これよ
り、第２の面取りは、円弧でなく、第１の面取りと同様
の傾斜面取りとしてもよいことが分かる。

【００３０】さて次に、本発明の別形態を図６に基づい
て説明するが、このものは、クランプ手段をなす軸部３
５の先端面３６と外周面３７との角に、半径３ｍｍの丸
み３９をつけ、その丸み３９の部分を穴２３の内周面２
５に押つけるようにした点のみが前記形態と異なるだけ
で、その他は異ならないことから、詳細な説明は省略す
る。なお、このような丸みをつけたサンプルでは、丸み
の半径が１．５ｍｍ未満では、クランプ時のチップの破
損が多く見られたのに対し、丸みの半径が３ｍｍ以上と
なるとその破損がなくなった。

【００３１】なお、前記形態では、クランプ手段に、レ
バーロックタイプのものとして、同図の構造のものにお
いて具体化したが、本発明のバイトは、これに限定され
るものではない。すなわち、セラミック製の穴付きスロ
ーアウェイチップをホルダーのチップポケットに配置
し、クランプ手段の軸部をスローアウェイチップの穴に
入り込ませ、軸部の外周面の先端寄り部位を穴の内周面
に押つけることでスローアウェイチップをクランプして
なるバイトにおいて広く適用できる。例えば、図７、８
に示したように、ホルダー５３のチップポケット１１に
シムシート１２を止めネジ１３で固定し、その上に穴付
きスローアウェイチップ２１を配置する一方、クランプ
ネジ６１を締つけることで、すくい面側から、押え金具
７１の軸部３５をチップ２１の穴２３に入り込ませ、そ
の軸部３５の外周面の先端寄り部位を穴２３の内周面２
５に押しつけることでスローアウェイチップ２１をクラ
ンプしてなるバイトにおいても同様に適用できる。

【００３２】

【発明の効果】以上の説明及び試験結果からも明らかな
ように、本発明のバイトによれば、セラミック製の穴付
きチップであるが、クランプ時におけるチップの破損が
防止できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明にかかるバイトの一例を示した先端部の
一部破断面図及びその要部拡大断面図。

【図２】図１の要部拡大図の平面図。

【図３】図１の要部拡大図のＧ部の拡大図。

【図４】図３のＨ部の拡大図。

【図５】図３における第２の面取りを傾斜面取りに変更
して具体化した形態の図。

【図６】本発明にかかるバイトの別形態の要部拡大断面
図。

【図７】本発明にかかるバイトの別形態の先端部の一部
破断面図。

【図８】図７のＫ部拡大断面図及びその要部のさらなる
拡大図。

【図９】従来のバイトの先端部の一部破断面図。

【符号の説明】

１バイト３ホルダー１１チップポケット２１セラミック製の穴付きスローアウェイチップ２３スローアウェイチップの穴２５穴の内周面３１Ｌ形レバー（クランプ手段）３５軸部３６軸部の先端面３７外周面３８軸部の先端面と外周面とのなす角３８ａ第１の面取り３８ｂ第２の面取り

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】セラミック製の穴付きスローアウェイチ
ップをホルダーのチップポケットに配置し、クランプ手
段の軸部をスローアウェイチップの穴に入り込ませ、該
軸部の先端面と外周面とのなす角につけられた第１の面
取りと、該軸部の外周面とのなす角部を前記穴の内周面
に押つけることで前記スローアウェイチップをクランプ
してなるバイトにおいて、前記第１の面取りに加えて、
該第１の面取りと該軸部の外周面とのなす角部であって
前記穴の内周面に押付けられる部分に第２の面取りをつ
けておき、この第２の面取りが前記穴の内周面に微小な
面接触状態で押付けられてクランプされていることを特
徴とするバイト。
【請求項２】前記第１の面取りは、該軸部の軸線に対
する面取り角度が３０〜４５度で、前記第２の面取りが
ないとした場合におけるその軸線方向に沿う面取り幅
が、１．５ｍｍ以上あることを特徴とする請求項１記載
のバイト。
【請求項３】前記第１の面取りは、該軸部の軸線に対
する面取り角度が３０〜４５度で、前記第２の面取りが
ないとした場合におけるその軸線方向に沿う面取り幅
が、２．０ｍｍ以上あることを特徴とする請求項１記載
のバイト。
【請求項４】前記第２の面取りは、前記穴の内周面に
微小な面接触状態で押付けられている際、該穴の軸方向
における接触長さが、０．５〜１．５ｍｍの範囲にある
ことを特徴とする請求項１、２又は３に記載のバイト。
【請求項５】セラミック製の穴付きスローアウェイチ
ップをホルダーのチップポケットに配置し、クランプ手
段の軸部をスローアウェイチップの穴に入り込ませ、該
軸部の先端面と外周面とのなす角に、半径３ｍｍ以上の
丸みをつけ、この丸みを前記穴の内周面に押つけること
で前記スローアウェイチップをクランプしてなることを
特徴とするバイト。
【請求項６】前記スローアウェイチップは、Ａｌ_２Ｏ
_３、Ａｌ_２Ｏ_３−ＴｉＣ又は窒化珪素を主成分とするセ
ラミックであることを特徴とする請求項１〜５のいずれ
かに記載のバイト。