JP2004306245A

JP2004306245A - カッターボディおよび回転工具、並びに回転工具の組立方法

Info

Publication number: JP2004306245A
Application number: JP2004041229A
Authority: JP
Inventors: Shusuke Toyose; 秀典豊瀬
Original assignee: NGK Spark Plug Co Ltd
Current assignee: Niterra Co Ltd
Priority date: 2003-03-26
Filing date: 2004-02-18
Publication date: 2004-11-04
Anticipated expiration: 2024-02-18
Also published as: FR2852872B1; US20040191009A1; FR2852872A1; JP4430956B2; US7163360B2; DE102004014226A1

Abstract

【課題】誤って調整用ネジを動かしてしまうことがない、カッターボディおよび回転工具を提供する。
【解決手段】切削インサート９を取外し可能な状態に固定するためのカートリッジ１１と、カッターボディ本体３と、前記カートリッジ１１を前記カッターボディ本体３に固定する第２ネジ（カートリッジ固定用ネジ１７）と、前記カートリッジ１１の位置を調整する調整用ネジ１９とを備えており、締め付け済みの前記第２ネジ１７のレンチ挿入部５１及び／又は調整済みの前記調整用ネジ１９のレンチ挿入部５０が封印されているカッターボディを提供する。また、そのカッターボディのカートリッジ１１に切削インサート９を固定してなる回転工具（フライスカッター１）を提供する。
【選択図】図４

Description

本発明は、フライス加工に用いられるカッターボディおよび回転工具、並びに回転工具の組立方法に関する。

切削に関与する刃先が複数であるカッター及びエンドミルが従来より知られている。これらの工具において切削インサートを装着した場合、刃先高さは、カッターや切削インサートの製作精度に左右され、バラツキを生じるおそれがある。そして、切削インサートの刃先高さが揃っていない状態で切削を行うと、良好な面粗度が得られないことや、工具寿命の低下を招く場合がある。特に刃先がダイヤモンドである切削インサートは、刃先高さが不揃いであることにより特定の切削インサートに負担が集中し、靭性の低さから寿命が短くなる傾向が強い。また、アルミニウム製のワークを切削する回転工具は高速で回転させる場合が多いため、切削インサートの刃先高さの不揃いによる影響を強く受けやすい。

従来、面粗度の値（例えばＲｚ）を小さくするため、高さ方向にカートリッジの位置調整が可能である、フライスカッタ及びエンドミルが使用されていた。その機構の１つは、例えば図１２に示すようなものであり、調整方向とほぼ直角に調整用ネジ６０が配置され、その調整用ネジ６０の動きをカートリッジ６１のテーパー部６２に伝達させ、カートリッジ６１を調整方向に動かして刃先高さを調整する（特許文献１参照）。なお、図１２において６３はカッターボディ、６４はカートリッジ６１をカッターボディ６３に固定するカートリッジ固定用ネジ、６５は切削インサート、６６は切削インサート６５をカートリッジ６１に固定するインサート装着用ネジ、６７は前記調整用ネジ６０のレンチ挿入部６８に差し込んで回転させるＬ字形のレンチである。
このような回転工具においては、一度カートリッジ６１の位置調整を行えば、寸法精度に優れた切削インサート６５を使用することによって、切削インサート６５の交換後、カートリッジ６１の位置調整なく、刃先高さが揃った状態で、工具を使用できる。
特開２０００−１５５０３号公報

しかしながら、調整機構部にある調整用ネジ６０やカートリッジ固定用ネジ６４を誤って動かしてしまうと、調整を崩してしまうため、精度の高い装置を使用して、再度調整を行なわなければならないという恐れがあった。

本発明の目的は、調整用ネジやカートリッジ固定用ネジを誤って動かしてしまうことがない、カッターボディおよび回転工具を提供することにある。

請求項１に記載したように、カートリッジと、切削インサートを取り外し可能な状態に固定するためのカートリッジと、カッターボディ本体と、前記カートリッジを前記カッターボディ本体に固定する第２ネジと、前記カートリッジの位置を調整する調整用ネジとを備えており、締め付け済みの前記第２ネジのレンチ挿入部及び／又は調整済みの前記調整用ネジのレンチ挿入部が封印されているカッターボディを提供する。

また、請求項２に記載したように、前記第２ネジのレンチ挿入部及び／又は前記調整用ネジのレンチ挿入部に樹脂を充填して封印した請求項１記載のカッターボディを提供する。

また、請求項３に記載したように、前記第２ネジのレンチ挿入部及び／又は前記調整用ネジのレンチ挿入部の少なくとも内周面を粗面にした請求項２記載のカッターボディを提供する。

また、請求項４に記載したように、前記第２ネジのレンチ挿入部及び／又は前記調整用ネジのレンチ挿入部の口の広さを奥より狭くした請求項２又は３記載のカッターボディを提供する。

また、請求項５に記載したように、前記第２ネジのレンチ挿入部及び／又は前記調整用ネジのレンチ挿入部を変形させて封印した請求項１記載のカッターボディを提供する。

また、請求項６に記載したように、切削インサートを第１ネジを使って取り外し可能な状態に固定するためのカートリッジと、カッターボディ本体と、前記カートリッジを前記カッターボディ本体に固定する第２ネジと、前記カートリッジの位置を調整する調整用ネジとを備えており、前記第２ネジのレンチ挿入部及び／又は前記調整用ネジのレンチ挿入部の形状を、前記第１ネジ用のレンチに適合せず且つ六角レンチ、プラスドライバ、マイナスドライバ以外のレンチにのみ対応させるようにしたカッターボディを提供する。

また、請求項７に記載したように、請求項１乃至請求項６記載のカッターボディのカートリッジに切削インサートを固定してなる回転工具を提供する。

また、請求項８に記載したように、前記切削インサートの刃先がダイヤモンドである請求項７記載の回転工具を提供する。

また、請求項９に記載したように、アルミニウム製のワークを切削する用途に使用する請求項７又は８記載の回転工具を提供する。

また、請求項１０に記載したように、請求項７〜９の何れか１項に記載の回転工具の組立方法であって、切削インサートをカートリッジに固定する切削インサート固定過程と、前記カートリッジを第２ネジを用いてカッターボディ本体に固定するカートリッジ固定過程と、前記カートリッジの位置を調整用ネジを用いて調整する調整過程と、前記第２ネジのレンチ挿入部及び／又は前記調整用ネジのレンチ挿入部を封印する封印過程を有し、前記カートリッジ固定過程及び／又は調整過程の後に、封印過程を行なう回転工具の組立方法を提供する。なお、回転工具の「組立」には、新規な製造による組み立てと、再調整に伴う組み立ての両者を含む。

請求項１のカッターボディにおいては、締め付け済みの調整用ネジ及び／又は調整済みの第２ネジのレンチ挿入部が封印されているため、切削インサートを交換する時などに、調整用ネジや第２ネジのレンチ挿入部にレンチが挿入されることがなく、従って調整用ネジや第２ネジを誤って回転させてしまうことがない。そのため、不用意に切削インサートの刃先の高さをずらしてしまうという不具合が未然に防止できる。

請求項２のようにシリコンゴムなどの樹脂でレンチ挿入部を埋めて封印した場合には、再度調整が必要となった場合の封印解除が容易であり、従って何度でも調整・封印を繰り返すことができる。なお、封印に使用する樹脂はどのようなものであっても良いが、シリコンゴムであると、流動性と粘度のバランス、粘着性と除去性のバランスがいずれもよく、好ましい。

また、請求項３のようにレンチ挿入部の少なくとも内周面を粗面にした場合には、粗面に樹脂が絡んでアンカー効果を発揮するため、高速回転に伴うレンチ挿入部からの樹脂の飛び出しが防止できる。
また、請求項４のカッターボディも、高速回転に伴うレンチ挿入部からの樹脂の飛び出しが防止できる。

また、請求項５のようにレンチ挿入部を変形させて封印する場合は、余分な材料コストが掛からない効果がある。

また、レンチ挿入部の形状を請求項６のように規定することによってもレンチ挿入部を封印するのと同様の効果を得ることができる。

また、請求項７の回転工具は、調整用ネジ及び／又は第２ネジのレンチ挿入部が封印されているため、切削インサートを交換する時などに、調整用ネジや第２ネジのレンチ挿入部にレンチが挿入されることがなく、調整用ネジや第２ネジを誤って回転させてしまうことがない。そのため、不用意に切削インサートの刃先の高さがずれてしまうという不具合を未然に防止することができ、好ましい。斯かる効果は、請求項８のように切削インサートの刃先がダイヤモンドである場合、或いは請求項９のようにアルミニウム製のワークを切削する用途に使用する回転工具において顕著である。

また、請求項１０の組立方法においては、調整過程の後に封印過程を有しており、切削インサートを交換する時などに、調整用ネジや第２ネジのレンチ挿入部にレンチが挿入されることがないため、調整用ネジや第２ネジを誤って回転させてしまうことがない。そのため、不用意に切削インサートの刃先の高さがずれてしまうという不具合を未然に防止することができ、好ましい。

以下に本発明のカッターボディ、回転工具、および組立方法の実施の形態について、図面に基づいて説明する。尚、ここでは本発明における回転工具として、フライスカッターを例に挙げる。

ａ）まず、フライスカッターについて説明する。
図１，図２に示すように、本実施形態のフライスカッター１は、略円柱状の合金鋼製（ＪＩＳＳＣＭ４３５）のカッターボディ本体３を有し、その先端側（同図手前側）の外周に沿って５箇所に切削部５が設けられたものである。

つまり、カッターボディ本体３の先端側の外周に沿って、５箇所に凹状の取付部７（図４参照）が設けられ、この取付部７内に、超硬製の切削インサート（以下インサートと記す）９、インサート９を取り付けるための合金鋼製（ＪＩＳＳＣＭ４３５）のカートリッジ１１等の部材が配置されて、切削部５が構成されている。

前記取付部７は、図４に示すように、軸方向に長い第１の凹部１３と、第１の凹部１３の先端側から周方向に伸びる第２の凹部１５とから構成されている。
前記第１の凹部１３は、（フライスカッター１の軸方向に沿った）左右の壁面が略平行で（軸方向と垂直の）断面が略Ｕ字状の溝であり、その上方（図２の手前側）より、本発明における第２ネジであるカートリッジ固定用ネジ１７によって、インサート９が取り付けられたカートリッジ１１が固定されている。また、この第１の凹部１３には、カートリッジ１１の後端側（図２の上側）に、カートリッジ１１の前後方向（図２の上下方向）の微調整を行う、調整用ネジ１９が取り付けられている。

前記カートリッジ１１は、図４に示すように、略四角柱状の部材であり、このカートリッジ１１は、上述した第１の凹部１３の壁面に沿って、フライスカッター１の径方向（図１矢示Ａ方向）に移動して配置されることにより、第１の凹部１３内に装着される。

また、前記カートリッジ１１には、図３，図４に示すように、カッターボディ本体３に対して径方向（図３の紙面方向）に、カートリッジ固定用ネジ１７が嵌挿される貫通孔２１が形成され、更に、カッターボディ本体３に対して接線方向（図３の左右方向）に、本発明における第１ネジであるインサート９を固定するためのインサート装着用ネジ２３が螺合するインサート装着用ネジ穴２５が形成されている。

前記カートリッジ１１の先端側（図３の下側）の側面には、インサート９を装着するための略四角形の切欠であるインサート座２７が形成してあり、インサート座２７と逆の側方（図３の右側）に位置する底部（カートリッジ底部）２９は、カッターボディ本体３の第１の凹部１３の側面（着座部）３１に当接している。

図４に示すように、前記インサート９は、略四角板状であり、その先端側の角部には、ダイアモンド製の刃先チップ３３が接合されている。また、インサート９の中央には、インサート装着用ネジ２３が嵌挿される貫通穴３５が形成されている。尚、貫通穴３５の表面側の開口部３７はテーパ状となっている。

従って、インサート装着用ネジ２３をインサート９の貫通穴３５に通して、カートリッジ１１のインサート装着用ネジ穴２５に螺合させることにより、インサート９をカートリッジ１１に固定することができる。
特に本実施形態では、図３に示すように、インサート装着用ネジ２３として、インサート９をカートリッジ１１に固定した場合に、インサート装着用ネジ２３の先端がカートリッジ底部２９から（例えば１．５ｍｍ）突出する寸法のもの（ネジ部分の外径４．０ｍｍ×長さ１２．０ｍｍ）が用いられている。

一方、カートリッジ底部２９が着座するカッターボディ本体３の着座部（即ち第１の凹部１３の側壁に設けられた着座部）３１には、前記インサート装着用ネジ２３の先端が嵌入する係止穴３９が設けられている。つまり、この係止穴３９は、カートリッジ１１を第１の凹部１３に取り付ける際に、インサート９を締め付けたインサート装着用ネジ２３の先端が嵌入する穴、即ち、内径５．０ｍｍ×深さ２．５ｍｍのインサート装着用ネジ２３より径の大きな穴（いわゆる馬鹿穴）であり、インサート装着用ネジ２３の軸方向に形成されている。

また、前記第２凹部１５は、インサート９及びカートリッジ１１をカッターボディ本体３に取り付ける場合に、ネジ締めの支障とならないように大きく切り欠かれている。つまり、インサート装着用ネジ２３によりインサート９を固定する際に、ドライバ（図示せず）によって外側からネジ締めを行うために、インサート装着用ネジ２３の軸方向（フライスカッター１の接線方向）の外側の空間を確保できるように、カッターボディ本体３が大きく切り欠かれている。

ｂ）次に、フライスカッター１の組立方法について説明する。
図４に示すように、まず、カートリッジ１１のインサート座２７にインサート９を配置し、インサート装着用ネジ２３をインサート９の貫通穴３５に通すとともに、インサート装着用ネジ２３をインサート装着用ネジ穴２５に螺合させる。このとき、インサート装着用ネジ２３の先端は、カートリッジ底部２９より突出しないようにする。

次に、インサート９が係止されたカートリッジ１１を、第１の凹部１３内に配置し、カートリッジ１１の貫通穴２１にカートリッジ固定用ネジ１７を通し、カートリッジ固定用ネジ１７をカートリッジ固定用ネジ穴４１に螺合させて締め付ける。これにより、カートリッジ１１をカッターボディ本体３に固定する。
それとともに、調整用ネジ１９を締めて、カートリッジ１１の軸方向の位置を決める。

次に、ドライバを用いて、第２の凹部１５側（即ちカッターボディ本体３の接線方向）からインサート装着用ネジ２３を締めつけて、インサート９をカートリッジ１１に押圧固定（クランプ）する。このとき、インサート装着用ネジ２３の先端は、カートリッジ底部２９より突出して、カッターボディ本体３の着座部３１の係止穴３９に嵌入する。

これにより、インサート９及びカートリッジ１１が、カッターボディ本体３に固定される。

さらに、第２ネジであるカートリッジ固定用ネジ１７のレンチ挿入部５１および調整用ネジ１９のレンチ挿入部５０にシリコンゴムからなる流動状態の樹脂５２を充填して埋める。その後、室温で１２〜２４分間乾燥させ、樹脂５２を硬化させる。

この状態におけるカートリッジ１１と、カッターボディ本体３と、カートリッジ固定用ネジ１７と、調整用ネジ１９と、樹脂５２と、を備えるものが、図６に示したカッターボディ１ａである。
また、カッターボディ１ａと、切削インサート９と、インサート装着用ネジ９と、を備えるものが、図５に示した回転工具たるフライスカッター１である。

ｃ）次に、上述した本実施形態の効果について説明する。
本実施形態では、第２ネジのレンチ挿入部５１および調整用ネジ１９のレンチ挿入部５０をシリコンゴムからなる樹脂５２により埋める。
そのため、レンチ等が、第２ネジのレンチ挿入部５１および調整用ネジ１９のレンチ挿入部５０に嵌入されることがない。従って本実施形態においては、誤って第２ネジや調整用ネジ１９を回し、切削インサート９の刃先の高さをずらしてしまう、というような不具合が確実に防止できる。

以上のように本実施形態のフライスカッター１は、刃先の高さが正確に揃い且つその状態が高い信頼性で維持できるため、アルミニウム製のワークを切削する場合のような１０，０００ｒｐｍという高速回転にも安心して使用することができる。

尚、本発明は前記実施形態になんら限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲において種々の態様で実施しうることはいうまでもない。

（１）例えば、レンチ挿入部５０，５１の少なくとも内周面を例えば、面粗度Ｒｚ＝１０（ＪＩＳＢ０６０１：２００１年）程度の粗面にしてもよい。そうすることにより粗面に樹脂５２が絡んでアンカー効果が発揮されるため、回転工具が例えば１０，０００ｒｐｍのような高速で回転しても樹脂５２が飛び出さない。
（２）また、レンチ挿入部５０，５１の口の広さを図７に示したように奥より狭くしてもよい。そうすることにより上記と同様樹脂５２の飛び出しが防止できる。

（３）また、レンチ挿入部５０，５１に図８に示した摘み具４２をセットしてから樹脂５２を充填するようにしてもよい。この摘み具４２は錨板４２ａとピン４２ｂで構成されており、硬化した樹脂５２の表面付近にピン４２ｂの頂部が臨むようになっている。従ってピン４２ｂの頂部を工具で摘んで引き出せば、錨板４２ａと一緒に樹脂５２が引き出せる。このように摘み具４２を樹脂５２の中に埋め込んでおくことにより樹脂５２の取り出しが容易になる。

（４）また、レンチ挿入部５０，５１を封印する手段として、図９に示したような封印具４３を別途使用してもよい。この封印具４３は座金状のリング部４３ａに金属製の封印片４３ｂを立設したもので、この封印片４３ｂをレンチ挿入部５０，５１に曲げ込むことで簡単に封印できる。さらにまた、図１０に示したようにカッターボディ本体３の外周に封印スリーブ４４をビス４５で固着してレンチ挿入部５０，５１を封印してもよい。なお、封印スリーブ４４は金属の他、ゴムや合成樹脂などでもよい。
（５）また、レンチ挿入部５０，５１に熱や圧力を加え、その力でレンチ挿入部５０，５１を変形させることによって（図１１参照）、レンチ挿入部５０，５１を封印してもよい。尚、図１１はレンチ挿入部５０，５１を圧力により塑性変形させた例を示したものであるが、レンチ挿入部５０，５１を切削して変形させるようにしてもよい。

（６）前記実施形態では、２つのレンチ挿入部５０，５１で封印手段を統一して適用したが、そうしなければならない必然性はなく、例えばレンチ挿入部５０を樹脂５２で封印し、レンチ挿入部５１を変形で封印する、というように適宜に組み合わせることも可能である。

（７）また、前記実施形態では、係止穴３９として、貫通しない止まり穴を用いたが、貫通穴を設けてよい。
（８）また、係止穴３９として、インサート装着用ネジ２３より径の大きな穴ではなく、インサート装着用ネジ２３の外径と同様な内径寸法の係止穴３９を設けてよく、更には、図示しないがインサート装着用ネジ２３と螺合するネジ穴を設けてもよい。
（９）前記実施形態では、インサート９として、刃先にダイヤモンド刃が接合されたものを例に挙げたが、それに限らず、刃先が超硬質工具材料又は該超硬質工具材料の表面にダイヤモンドを被覆したもの等を採用できる。

（１０）前記実施形態では、カッターボディ本体３に、インサート９及びインサート９を取り付けるための部材（カートリッジ１１）を装着したフライスカッター１について述べたが、フライスカッター１からインサート９を除いたカッターボディ１ａに関しても、インサート９以外は、前記実施形態のフライスカッター１の構成と同様である。

上記実施形態ではレンチ挿入部５０，５１を封印して調整用ネジやカートリッジ固定用ネジの誤操作を防止するようにしたが、そのような解決課題を解消するために次のような手段を採用することもできる。
すなわちカッターボディ１ａは、切削インサート９を第１ネジ（インサート装着用ネジ２３）を使って取り外し可能な状態に固定するためのカートリッジ１１と、カッターボディ本体３と、前記カートリッジ１１を前記カッターボディ本体３に固定する第２ネジ（カートリッジ固定用ネジ１７）と、前記カートリッジ１１の位置を調整する調整用ネジ１９とを備えており、前記第２ネジ（カートリッジ固定用ネジ１７）のレンチ挿入部５１と前記調整用ネジ１９のレンチ挿入部５０の形状を、前記第１ネジ（インサート装着用ネジ２３）用のレンチに適合せず且つ六角レンチ、プラスドライバ、マイナスドライバ以外のレンチにのみ対応させるように設定する。レンチ挿入部５０，５１の形状をこのように、例えばＪＩＳ規格にない多角形のように設定した場合には、各ネジのレンチ挿入部５０，５１が通常使用することのない特殊形状の専用レンチにのみ対応することを意味するから、通常使用する前記レンチに対して封印に相当する効果が得られる。

フライスカッターを軸方向からみた正面図である。フライスカッターの平面図である。フライスカッターの要部を破断して拡大して示す要部の正面図である。フライスカッターの要部を示す分解斜視図である。フライスカッターの要部を示す斜視図である。カッターボディの要部を示す斜視図である。レンチ挿入部の他の形態を示す要部拡大断面図である。レンチ挿入部の他の形態を示す要部の分解斜視図である。封印手段の他の形態を示す分解斜視図である。封印手段の他の形態を示す正面図である。レンチ挿入部を変形させた状態を示す一部拡大斜視図である。従来例のフライスカッターの要部を破断して拡大して示す断面図である。

符号の説明

１… フライスカッター（回転工具）
１ａ…カッターボディ
３… カッターボディ本体
９… 切削インサート
１１…カートリッジ
１７…カートリッジ固定用ネジ（第２ネジ）
１９…調整用ネジ
２３…インサート装着用ネジ（第１ネジ）
２５…インサート装着用ネジ穴
２９…カートリッジ底部
５０…レンチ挿入部（調整用ネジ）
５１…レンチ挿入部（第２ネジ）
５２…樹脂

Claims

切削インサートを取り外し可能な状態に固定するためのカートリッジと、カッターボディ本体と、前記カートリッジを前記カッターボディ本体に固定する第２ネジと、前記カートリッジの位置を調整する調整用ネジとを備えており、締め付け済みの前記第２ネジのレンチ挿入部及び／又は調整済みの前記調整用ネジのレンチ挿入部が封印されているカッターボディ。
前記第２ネジのレンチ挿入部及び／又は前記調整用ネジのレンチ挿入部に樹脂を充填して封印した請求項１記載のカッターボディ。
前記第２ネジのレンチ挿入部及び／又は前記調整用ネジのレンチ挿入部の少なくとも内周面を粗面にした請求項２記載のカッターボディ。
前記第２ネジのレンチ挿入部及び／又は前記調整用ネジのレンチ挿入部の口の広さを奥より狭くした請求項２又は３記載のカッターボディ。
前記第２ネジのレンチ挿入部及び／又は前記調整用ネジのレンチ挿入部を変形させて封印した請求項１記載のカッターボディ。
切削インサートを第１ネジを使って取り外し可能な状態に固定するためのカートリッジと、カッターボディ本体と、前記カートリッジを前記カッターボディ本体に固定する第２ネジと、前記カートリッジの位置を調整する調整用ネジとを備えており、前記第２ネジのレンチ挿入部及び／又は前記調整用ネジのレンチ挿入部の形状を、前記第１ネジ用のレンチに適合せず且つ六角レンチ、プラスドライバ、マイナスドライバ以外のレンチにのみ対応させるようにしたカッターボディ。
請求項１乃至請求項６記載のカッターボディのカートリッジに切削インサートを固定してなる回転工具。
前記切削インサートの刃先がダイヤモンドである請求項７記載の回転工具。
アルミニウム製のワークを切削する用途に使用する請求項７又は８記載の回転工具。
請求項７〜９の何れか１項に記載の回転工具の組立方法であって、
切削インサートをカートリッジに固定する切削インサート固定過程と、前記カートリッジを第２ネジを用いてカッターボディ本体に固定するカートリッジ固定過程と、前記カートリッジの位置を調整用ネジを用いて調整する調整過程と、前記第２ネジのレンチ挿入部及び／又は前記調整用ネジのレンチ挿入部を封印する封印過程を有し、
前記カートリッジ固定過程及び／又は調整過程の後に、封印過程を行なう回転工具の組立方法。