JP2004537428A - インサート用の回転可能切削工具および固定配列体 - Google Patents

Abstract

本発明は切削工具に関し、回転可能な切削工具が、幾何学的軸線回りに回転可能な基本体（１）と、前記基本体に形成された座部（３）内に取付可能な切削用インサート（２）とを有しており、この座部は二つの支持部を備えており、これら支持部は前記切削用インサートの底面（９）が押圧される底部表面（４）と、切削用インサートを半径方向および接線方向の力に関して固定するために前記切削用インサートの側面（１０）が押圧される半径方向支持部（５）とを含んでいる。前記切削用インサート内の貫通孔（１３）に挿入可能なスクリュ（１２）によって軸線方向の力に対する切削用インサートの固定作用が保証され、前記スクリュは前記切削用インサート内に埋められうるヘッド（１５）と、シャフト（１６）とを有しており、該シャフト（１６）は、前記座部の前記底部表面（４）のポート（２５）に開口していて前記基本体に形成された第二の孔（１４）の下方部分における雌型ネジ山部（２４）に係合する下方雄型ネジ山部（１７）と、上方ボア（２６）内に位置することができて前記雌型ネジ山部（２４）と前記第二の孔のポート（２５）との間に延びる上方回転対称非ネジ山部分（２８）とを含んでいる。本発明によれば、前記半径方向支持部（５）に向かう方向に前記スクリュ（１２）の上方部分が曲がるようにするために、前記第二の孔（１４）内の前記上方ボア（２６）は細長状に形成されている。
【選択図】図１

Description

【技術分野】
【０００１】
本発明は、回転可能な切削工具が、幾何学的軸線回りに回転可能な基本体と、前記基本体に形成された座部内に取付可能な切削用インサートとを有しており、この座部は二つの支持部を備えており、これら支持部は前記切削用インサートの底面が押圧される底部表面と、切削用インサートを半径方向および接線方向の力に関して固定するために前記切削用インサートの側面が押圧される半径方向支持部とを含んでおり、それにより、前記切削用インサート内の貫通孔に挿入可能なスクリュによって軸線方向の力に対する切削用インサートの固定作用が保証され、前記スクリュは前記切削用インサート内に埋められうるヘッドと、シャフトとを有しており、該シャフトは、前記座部の前記底部表面のポートに開口していて前記基本体に形成された第二の孔の下方部分における雌型ネジ山部に係合する下方雄型ネジ山部と、上方ボア内に位置することができて前記雌型ネジ山部と前記第二の孔のポートとの間に延びる上方回転対称非ネジ山部分とを含んでいる切削工具に関する。
【背景技術】
【０００２】
前述した種類の切削工具は米国特許第５５４２７９３号より公知である。円筒形状カッタの形態をなすよう例示されるこの工具の特性は、切削用インサートに対する座部が特に軸線方向支持部を備えておらず、個々の切削用インサートに作用する軸線方向の力が、座部内の切削用インサートを把持する目的のスクリュによって吸収される。スクリュのシャフトの上方部分は円筒形状であって、その外径が同様の円筒形状ボアの内径よりもわずかに小さいように形成されており、スクリュ締付時にできる限り正確に形成できる位置に個々の切削用インサートを固定するために上方シャフト部分は円筒形状ボア内に受容される。このようにして、スクリュシャフトの上方円筒形状部分にはボアの内面に対して極めて堅固な固定部が形成される。この幅狭固定部はボアのポートからこのボアが雌型ネジ山部に変わる場所まで表れている。スクリュの円筒形状シャフト部分は同一の変形がヘッドにおいて円錐面になる場所までポートから上方に短距離だけ延びている。この場所は、切削用インサート内における貫通孔内の円錐面に対して締付られている。この円錐面と切削用インサートの底面との間においては、円筒形状シャフト部分の外径よりもかなり大きい内径を有する下方孔部分が延びている。より正確にはスクリュの締付時に切削用インサートの側面を基本体内に形成された半径方向支持部に対して強制的に押圧する目的で、基本体に形成された第二の孔、つまり円筒形状孔と一緒に雌型ネジ山部を含む孔に関する中心線と、切削用インサート内の第一の貫通孔に関する中心線とは互いにいくぶん偏倚している。
【０００３】
しかしながら、米国特許第５５４２７９３号に表される問題解決策の欠点は、一方ではスクリュのシャフト部分が基本体内の孔において円筒形状ボアに対して常に幅狭で固定しているという事実であり、他方ではスクリュのヘッドと座部の底部表面との間に延びる突出したシャフト部分が比較的短いという事実である。それゆえ、スクリュの上方部分が曲がりうる距離であってヘッドと座部の底部表面との間の距離により決定される距離は極めて限定されている。このことは実際には、例えばスクリュの上方部分が締付時に破損または損傷するなどのような有害な結果をもたらしうる。さらに、ボアの平滑面は損傷するかまたは変形し、とりわけポートに関しては、切削用インサートを軸線方向に正確に固定するというスクリュの能力が失われるという結果になる。製造物の公差が変化することに対して、スクリュのシャフトとボアとの間の実際の接触点は制御不能に変化する。かつては、接触点または接触面はポートの中心付近に位置しているか、または孔内のさらに底部側に位置していた。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
本発明は、米国特許第５５４２７９３号に基づく切削工具の欠点を防止すると共に、改良式の切削工具を提供することを目的とする。従って、本発明の主な目的は、特別な軸線方向支持部を必要とすることなしに、切削用インサートのための固定用スクリュと半径方向支持部とによって正確な位置に固定することのできる置き換え可能な切削用インサートを提供することであり、さらに、一方ではスクリュと基本体内の孔との間における接触点または接触面が常に繰り返し可能でかつ明確なように位置していて、他方ではスクリュおよび受容孔は切削用インサートの取付時および取外し時のそれぞれに関連して損傷しないことを保証することである。追加の目的は、切削用インサートを信頼性あるように半径方向支持部に対して押圧すると共に保持することのできる切削工具を提供することである。
【０００５】
本発明によれば、少なくとも主要な目的は請求項１の特徴部分に記載された特徴により達成される。さらに、本発明の好ましい実施形態は従属請求項に記載される。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００６】
本発明に基づく回転可能切削工具は回転可能な基本体１および切削用インサート２を含んでいる。切削用インサート２は基本体１内に形成された座部３に取付可能になっており、この座部３は二つの支持部、すなわち底部表面４と半径方向支持部５とを有しており、この半径方向支持部５は互いに離間した二つの接触表面６を備えている。小部分のみが図１に断片的に示される基本体１は、座部の底部表面に沿った前方縁部７に対して平行な幾何学的軸線（図示しない）回りに回転可能になっている。割出可能な形式である切削用インサート２は、この場合には、頂部８、底部９および四つの側面１０を備えており、これら側面１０のうちの二つは主要切刃１１に関連して逃げ面を形成している。切削用インサート２が座部３に取り付けられるときに、切削用インサート２の底部９は座部の底部表面４に押し当たって押圧され、側面１０が半径方向支持部５の離間した二つの接触表面６に押し当たって押圧される。
【０００７】
工具の使用時に、切削用インサート２は一方では矢印Ａ方向の軸線方向の力を受け、他方では矢印Ｂ方向の半径方向の力および接線方向の力を受ける。半径方向の力および接線方向の力は半径方向支持部５により吸収され、同時に軸線方向の力はスクリュ１２により吸収される。このスクリュ１２は切削用インサートを座部に固定する目的を有している。言い換えれば、切削用インサート２のための座部は、半径方向支持部に対して或る角度をなす高費用の特別な軸線方向支持部を有するようには形成されていない。
【０００８】
固定用スクリュ１２のための第一の貫通孔１３が切削用インサート２に形成されており、第二の孔１４が基本体１に形成された座部の底部表面４に開口している。固定用スクリュ１２はヘッド１５と雄型ネジ山部１７を備えたシャフト１６とを含んでいる。多角形状のカギ用凹部１８が形成されているヘッド１５は上方円筒形状部分１９と該上方円筒形状部分１９とシャフトとの間の転移部分にテーパが付けられた首部２０とを有している。貫通孔１３は、湾曲したテーパ付き形状のリング型肩部２２を介して下方部分２３に転移する上方部分２１を有するよう形成されており、下方部分２３の直径は上方部分２１の直径よりも小さくなっている。図２においては、固定用スクリュ１２は固定用スクリュ１２のヘッド１５が貫通孔１３の上方部分２１内に埋まるように締付状態で示されており、その結果、テーパ付き転移表面２０は切削用インサート２の孔内のリング型肩部２２に押し当てて押圧される。孔１４の下方部分において対応する雌型ネジ山部２４に係合する雄型ネジ山部１７によって固定用スクリュ１２を締め付けることができる。
【０００９】
図示される工具について説明したが、同一のものは米国特許第５５４２７９３号により既に公知になっている。
【００１０】
図１においては孔１４の上方ポート２５が示されている。図２から分かるように、ボア２６は、孔１４の底部に形成された雌型ネジ山部とポート２５との間に延びる平坦な、つまりネジ山が付けられていない内面を有している。さらに正確には、ボア２６はポート２５とエンドレス下方端部表面２７との間に延びている。本発明の特徴は、雄型ネジ山部１７上方の領域においてスクリュの外側部分を曲げられるように孔１４内の上方ボア２６が細長い断面形状を有していることである。この細長状ボアは全ての側部からの幅が、雄型ネジ山部１７とヘッド１５との間に延びるスクリュシャフトの円筒形状または回転対称部分２８よりも大きくなっている。
【００１１】
図４から分かるように、ボア２６は、二つの半円筒形状面３０、３０’の間に延びる二つの平坦面２９、２９’により形成されている。これら面の全ては座部の底部表面４に対して垂直でかつ底部表面４から下方に向かって延びている。
【００１２】
図４においては、Ｃ１は孔１４の下方部分における雌型ネジ山部２４の中心線を示しており、細長状ボア２６を通る中心面（平坦面２９、２９’の間の中程に位置している）はＣＰで示されている。図４においては、雌型ネジ山部２４がボア２６に関して偏心して配置されており、さらに正確には、雌型ネジ山部２４が平坦面２９’よりも平坦面２９に接近するように配置されている。
【００１３】
スクリュシャフト１６の略円筒形状上方部分には、周方向に厚みのあるガードル部分３１が形成されており、有利にはこのガードル部分３１は凸状に湾曲した包囲面を有している。このガードル部分３１は円筒形状部分２８よりもいくらか粗くなっており、ガードル部分３１の最大外径は、ボアの平坦面２９、２９’の間の距離よりもいくらか小さくなっており、それにより、ガードル部分３１をボア内に挿入することができる。ガードル部分３１と雄型ネジ山部１７との間においては幅狭のウエスト部分３２が設けられている。
【００１４】
座部の底部表面におけるスクリュ１２および孔１４の限定されない実施例に関する具体的な寸法をそれぞれ後述する。スクリュの全長さは８．３ｍｍであり、雄型ネジ山部の長さは２．９ｍｍであり、雄型ネジ山部の直径は２．５ｍｍでありうる。スクリュシャフトの円筒形状部分２８の直径は２．５ｍｍであり、ガードル部分３１の最大直径は２．６０ｍｍでありうる。ウエスト部分３２の直径は２．１０ｍｍでありうる。
【００１５】
固定用スクリュ１２の前述した寸法においては、細長状ボア２６の幅または短軸（平坦な側表面２９、２９’の間の距離とみなされる）は２．６２５ｍｍであり、平面ＣＰにおける長軸の長さは３．９０ｍｍに達する。この点に関し、雄型ネジ山部１７の中心Ｃ１と細長状ボア２６の中心面ＣＰとの間の偏心距離は０．１２ｍｍに達しうる。
【００１６】
この点に関し、雌型ネジ山部２４の中心と半径方向支持部５とに関し、スクリュ締付時の切削用インサート２が切削用インサート２の側面１０を半径方向支持部５の接触表面６に押し当てて押圧するように働く力を加えるように、切削用インサート２内の貫通孔１３に関する中心が配置される。さらに正確には、このことはスクリュの首部２０が貫通孔１３の肩部２２に押し当たって押圧されるときに起こる。
【００１７】
本発明の特徴は、孔１４の上方部分における細長状ボア２６のために、スクリュの上方部分を締付作用に関連して曲げられることである。さらに正確には、スクリュの一部分が周囲の穴の表面に接触していないので、転移部分２０と肩部２２との間の接触面と雄型ネジ山部との間に延びるスクリュの一部分を自由に曲げることができる。締付状態においては、スクリュは、切削用インサート２のための軸線方向支持部または軸線方向停止部としてさらに機能する。従って、矢印Ａ方向における軸線方向の力が切削用インサート２に働くときに、ガードル部分３１（初期には、ボアの平坦面２９から１ミリメートルの数％だけの位置にあるか、または接触すらしている）が切削用インサート２に働く軸線方向の力を平坦面２９を通じて基本体に伝える。従って、スクリュのシャフト部分と基本体との間における接触面に伝わる力は（理論上、ガードル部分の湾曲包囲面に沿った点接触から構成される）繰り返し可能なように常にガードル部分に沿って位置している。このガードル部分は座部の底部表面よりも下方の高さに位置しているので、さらに正確には雄型ネジ山部１７の上方端部付近に位置しているので、締付作用に関連して曲がるスクリュシャフトの部分は最大長さを受けている。軸線方向の力を吸収するスクリュとその周囲に在る基本体の内部表面との間の接触面は常に所定の面内に位置しているという事実は、業者、例えば建築業者が切削用インサート２とスクリュと座部との間の力の相互作用を極めて正確に理解することを意味している。
【００１８】
結論として、本発明はあらゆる回転可能切削工具、例えばフライス、ドリルなどに適用できることがいえる。従って、図示される実施例においては基本体１はカッタヘッド、例えば円筒形状カッタから構成されると考えられうる。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
【図１】切削用インサートおよび切削用インサート用座部に隣接した回転可能基本体の一部を断片的に示す分解図である。
【図２】固定用スクリュにより基本体内の座部に把持される切削用インサートを示す拡大断面図である。
【図３】適切な固定用スクリュのみの側面図である。
【図４】座部および座部の底面に形成された固定用スクリュのための穴を示す上方からみた平面図である。
【符号の説明】
【００２０】
１…基本体
２…切削用インサート
３…座部
４…底部表面
５…半径方向支持部
６…接触表面
７…前方縁部
８…切削用インサートの頂部
９…切削用インサートの底部
１０…切削用インサートの側面
１１…主要切刃
１２…スクリュ
１３…切削用インサートの貫通孔
１４…基本体の孔
１５…スクリュのヘッド
１６…シャフト
１７…雄型ネジ山部
１８…カギ用凹部
１９…スクリュの円筒形状部分
２０…スクリュの首部
２１…孔の上方部分
２２…孔内の肩部
２３…孔の下方部分
２４…雌型ネジ山部
２５…ポート
２６…ボア
２６…細長状ボア
２６…上方ボア
２７…ボア内の下方端部表面
２８…円筒形状部分
２９、２９’…ボア内の平坦面
３０、３０’…ボア内の半円筒形状面
３１…ガードル部分
３２…ウエスト部分

Claims (6)

1. 回転可能な切削工具が、幾何学的軸線回りに回転可能な基本体（１）と、前記基本体に形成された座部（３）内に取付可能な切削用インサート（２）とを有しており、この座部は二つの支持部を備えており、これら支持部は前記切削用インサートの底面（９）が押圧される底部表面（４）と、切削用インサートを半径方向および接線方向の力に関して固定するために前記切削用インサートの側面（１０）が押圧される半径方向支持部（５）とを含んでおり、それにより、前記切削用インサート内の貫通孔（１３）に挿入可能なスクリュ（１２）によって軸線方向の力に対する切削用インサートの固定作用が保証され、前記スクリュは前記切削用インサート内に埋められうるヘッド（１５）と、シャフト（１６）とを有しており、該シャフト（１６）は、前記座部の前記底部表面（４）のポート（２５）に開口していて前記基本体に形成された第二の孔（１４）の下方部分における雌型ネジ山部（２４）に係合する下方雄型ネジ山部（１７）と、上方ボア（２６）内に位置することができて前記雌型ネジ山部（２４）と前記第二の孔のポート（２５）との間に延びる上方回転対称非ネジ山部分（２８）とを含んでいる切削工具において、
   前記半径方向支持部（５）に向かう方向に前記スクリュ（１２）の上方部分が曲がるようにするために、前記第二の孔（１４）内の前記上方ボア（２６）は細長状に形成されている切削工具。
2. 周方向に厚みのあるガードル部分（３１）が前記回転対称シャフト部分（２８）に形成されており、前記切削用インサートに軸線方向の力が加えられるときに前記ボア（２６）と前記スクリュシャフト（１６）との間の接触面を正確に決定するために、スクリュの締付状態においてはこのガードル部分（３１）は前記雌型ネジ山部（２４）からの距離と同じ程度の前記孔のポート（２５）からの距離に位置している請求項１に記載の切削工具。
3. 前記ガードル部分（３１）が湾曲した包囲面になっている請求項２に記載の切削工具。
4. 前記第二の孔（１４）内の前記上方ボア（２６）は前記座部の前記底部表面（４）に対して垂直に延びる表面（２９、２９’、３０、３０’）、さらに正確には前記ポート（２５）から前記孔の下方部分が形成されているエンドレス下方端部表面（２７）まで延びる表面（２９、２９’、３０、３０’）により形成されている請求項１から３のいずれか一項に記載の切削工具。
5. 前記第二の孔（１４）内の前記上方ボア（２６）は、二つの半円形表面（３０、３０’）の間に延びる二つの平坦面（２９、２９’）により形成されている請求項１から４のいずれか一項に記載の切削工具。
6. 前記雌型ネジ山部（２４）の中心線（Ｃ１）は前記上方ボア（２６）を通る中心面（ＣＰ）に対して横方向に、すなわち前記切削用インサート（２）が軸線方向の力を受けるときに前記スクリュ（１２）が押し当たって移動される前記ボアの前記側部（２９）に、反対側の側部（２９’）よりも接近して位置するように、雌型ネジ山部の中心線が移動する請求項１から５のいずれか一項に記載の切削工具。