JP2007245245A - 刃先交換式メタルソー - Google Patents

Abstract

【課題】クランプねじを締め込んでソー本体に設けた壁部を弾性変形させ、その壁部でチップ座に装着されたスローアウェイチップを押圧してクランプする刃先交換式メタルソーの加工性能の低下を防止するために、クランプねじの締め込みによるソー本体の幅方向への変形を起こり難くすることを課題としている。
【解決手段】クランプねじ１１に設けられた切頭円錐形の楔部１１ａをクランプねじ取付孔４の楔孔４ａに圧入して壁部７を弾性変形させ、その壁部７でチップ座３に装着されたスローアウェイチップ１０をチップ座の主座面３ａとの間に挟みつけてクランプする刃先交換式メタルソーにおいて、前記楔孔４ａを、ソー周方向寸法よりもソー幅方向寸法が大となる形状の孔にし、楔部の圧入による押し広げ力が楔孔４ａに対してソー幅方向には殆ど作用しない構造にした。
【選択図】図４

Description

この発明は、主として自動車部品などの溝入れ加工や切断加工に利用する刃先交換式メタルソーに関する。

首記の刃先交換式メタルソーの従来例として、例えば、下記特許文献１に開示されたスローアウェイ式サイドカッタがある。

その特許文献１に開示されたサイドカッタは、カッタ本体の外周のチップ取付座とクランプネジ取付座との間の壁部を、前記クランプネジ取付座のネジ孔にねじ込まれるクランプネジのテーパ頭部をクランプネジ取付座の入口の凹所に圧入することによって弾性変形させ、弾性変形したその壁部でチップ取付座に装着したスローアウェイチップをチップ取付座の主座面との間に挟みつけて固定するようにしている。

この特許文献１のサイドカッタは、カッタ本体の外周に設けた楔状の溝にスローアウェイチップを圧入してカッタ本体の弾性復元力でクランプする所謂セルフクランプ方式のカッタと比較すると、チップの保持安定性に優れ、クランプ面の摩耗による締付け保持力の低下も起こらない利点を有している。

ところが、その特許文献１のチップクランプ構造では、クランプネジの締め込みによって発生する押し広げ力がクランプネジを中心にして全ての方向（放射方向）に作用する。これに対し、凹所を取り巻く壁部のうちカッタ本体の両側面側にある部分は壁部を弾性変形可能となすための開口部が設けられてチップ取付座との間の壁部よりも変形し易い構造になっており、そのために、開口部の縁がカッタ本体の両側面から幅方向に出っ張るように変形し、出っ張った部分が加工面を傷つけるなどの事態が生じて加工性能が低下する可能性がある。
特開２００４−９０１５３号公報

この発明は、クランプねじを締め込んでソー本体に設けた壁部を弾性変形させ、その壁部でチップ座に装着されたスローアウェイチップを押圧して固定する刃先交換式メタルソーの加工性能の低下を防止するために、クランプねじの締め込みによるソー本体の幅方向への変形を起こり難くすることを課題としている。

上記の課題を解決するため、この発明においては、ソー本体の外周に、チップ座と、ソー本体の中心側に向けてクランプねじをねじ込むクランプねじ取付孔と、このクランプねじ取付孔のすくなくとも入口側をソー周方向に２分するスリットを設け、前記クランプねじに設けられた切頭円錐形の楔部を前記クランプねじ取付孔の入口側に設けられた楔孔に圧入してその楔孔と前記チップ座との間にある壁部を弾性変形させ、その壁部で前記チップ座に装着されたスローアウェイチップを前記チップ座のチップ背面を支える主座面との間に挟みつけてクランプする刃先交換式メタルソーの前記楔孔を、ソー周方向寸法よりもソー幅方向寸法が大となる形状の孔にした。

この刃先交換式メタルソーの好ましい形態を以下に列挙する。
（１）前記楔孔を、その孔の中心と同心の第１の真円と、この第１の真円の中心から左右にずれた位置に中心をもつ第１の真円よりも直径の小さい２個の第２の真円を組み合わせて構成される楕円に近似した形状の孔にする。
（２）スローアウェイチップのすくい面側に設けられる被クランプ面を当該チップの背面に対してチップの内端側でチップ厚みが厚くなる方向に傾斜させ、その被クランプ面の傾斜に対応させて前記壁部のクランプ面を前記チップ座の主座面に対してソー本体の内径側に向かって主座面との間の離反量が大となる方向に傾斜させる。
（３）チップ座の主座面とその主座面で支えるスローアウェイチップの背面のいずれか一方にソー周方向に突出する山形断面の凸部を、他方に前記凸部に対応させた山形断面の凹部を設けてその凸部と凹部を互いに嵌合させる。
（４）前記凸部を、チップ座の底面付近からソー半径方向に延ばしてソー本体の外周に至らせる。

クランプねじの楔部が圧入される楔孔を、ソー周方向寸法よりもソー幅方向寸法が大となる形状の孔にすると、楔孔のソー幅方向両側では孔面に対してクランプねじの楔部が接触せず、そのために、楔部の圧入による押し広げ力はソー幅方向には殆ど作用せず、楔孔の周囲の壁部がソー本体の側面側に突出して加工面を傷つけることがなくなる。

なお、上記（１）のメタルソーは、加工しやすい真円の孔を組み合わせて楕円に近似した形状の楔孔を形成しているため、楔孔の加工性に優れる。また、楔孔の第１の真円で形成される円弧の孔面にクランプねじの楔部が面接触するので、楔部が線接触する孔に比べると楔孔の孔面がダメージを受け難い。

また、上記（２）のメタルソーは、傾斜したクランプ面の作用でスローアウェイチップをソー本体の内径側に引き込む力が生じるため、スローアウェイチップの固定が強固になる。また、スローアウェイチップがソー本体に対して蟻溝嵌合した状態になるので、遠心力によるチップの径方向シフトも効果的に防止される。

上記（３）のメタルソーは、スローアウェイチップの幅方向へのシフトも防止される。従って、上記の（２）、（３）の構造を併用すると好ましく、その併用を行ったものは、チップの固定、脱落防止の信頼性が向上して加工の安定性がより高まる。

以下、この発明の刃先交換式メタルソーの実施の形態を添付図面の図１〜図１４に基づいて説明する。図１〜図９は第１実施形態である。この第１実施形態の刃先交換式メタルソーは、図１に示すように、ソー本体２と、ソー本体２の外周に装着するスローアウェイチップ（以下単にチップと言う）１０と、このチップ１０をソー本体２に固定するクランプねじ１１を組み合わせて構成されている。

ソー本体２は、キー溝の付いた軸穴２ａを中心に備えている。また、内径側に入り込んだチップ座３と、軸心が半径方向を向くクランプねじ取付孔４と、チップ座３のソー回転方向前方に弾性変形可能な壁部７を生じさせるソー半径方向に延びたスリット５、６と、切屑ポケット８を外周に備えている。

チップ座３は周方向に定ピッチで複数設けられている。そのチップ座３の各々に、クランプねじ取付孔４、スリット５、６、壁部７及び切屑ポケット８をソー回転方向前方に配置して付属させている。

チップ座３は、チップ１０の背面１０ｆを受け支える主座面３ａと、座の底部に位置してチップ１０を径方向に拘束する副座面３ｂを備えた座にしている。主座面３ａは、ソー周方向に突出した山形断面の凸部９を設けてその凸部９の表面で形成している。

クランプねじ取付孔４は、切屑ポケット８のポケット面に開口する孔にしている。この
クランプねじ取付孔４は、その孔の入口側に設けられる楔孔４ａとその楔孔４ａの内端に連なるねじ孔４ｂとで構成される。楔孔４ａは、図５に示すソー幅方向寸法ｗがソー周方向寸法ｘよりも大に設定された孔にしている。例示の楔孔４ａは、３つの円を組み合わせた孔、即ち、図６に示すように、自己の中心Ｏ１と同心の第１の真円ＣＬ１と、この第１の真円の中心Ｏ１から左右にずれた位置にそれぞれ中心Ｏ２をもつ第１の真円よりも直径の小さい２個の第２の真円ＣＬ２を組み合わせて構成された楕円に近似した形状の孔にしており、加工性に優れる。

スリット５はクランプねじ取付孔４をソー周方向に２分する位置に設けられている。また、スリット６はチップ座３の副座面のコーナからソー中心側に向かって延びている。スリット６は壁部７を弾性変形し易くする好ましい要素であるが、必須ではない。

壁部７は、チップ座３の主座面３ａと向き合う部分がクランプ面７ａとして構成されている。そのクランプ面７ａは、チップの被クランプ面１０ｅの傾斜角に合わせて主座面３ａに対する傾斜角θ２が調整される。

チップ１０は、図７、図８に示すように、すくい面１０ａと外周逃げ面１０ｂとの間の稜線及びすくい面１０ａと左右の横逃げ面１０ｃ、１０ｃとの間の稜線を切れ刃１０ｄとして機能させるものを用いている。このチップ１０は、すくい面１０ａ側に被クランプ面１０ｅを有しており、また、背面１０ｆが前述の凸部９に対応したＶ字状の凹部として構成されたものになっている。さらに、ここでは、被クランプ面１０ｅが背面１０ｆと平行で図４の傾斜角θ１が０°になるものを採用した。その傾斜角θ１と壁部７が自由状態にあるときの主座面３ａに対するクランプ面７ａの傾斜角θ２は、θ１≦θ２の関係が成立するようにしておくのがよく、その条件を満たしたものは、クランプ面７ａのソー半径方向外端が被クランプ面１０ｅに接触してチップの押圧が安定してなされる。

凸部９は、チップ座３の内端側からソー本体２の外周までソー半径方向に延びる形状にしており、そのため、チップ座３に対してチップ１０をソー本体２の外周からソー半径方向に抜き差しすることができる。

このチップ１０は、すくい面１０ａを被クランプ面１０ｅよりもソーの回転方向前方に突出させると好ましく、そのようにしたものは、生成された切屑が壁部７のクランプ面７ａとチップ１０の被クランプ面間の界面に入口に向けて流れることが防止される。

クランプねじ１１は、切頭円錐形の楔部１１ａとねじ部１１ｂを有している。例示のクランプねじ１１は、頭部を楔部１１ａとして構成しているが、楔部１１ａは、図１０に示すように、独立したテーパ駒をねじの頭部に係合させて構成されるものであってもよい。

図４に示す楔部１１ａの楔角βと楔孔４ａの楔角αは、α＜βにすると好ましい。そのようにしたものは、楔孔４ａの孔面に対する楔部１１ａの接触面積が小さくなるため、クランプねじ１１の回転抵抗が小さくなってクランプねじ１１の回転操作が楽になる。

楔孔４ａよりもサイズの大きい楔部１１ａを楔孔４ａに圧入することで壁部７を弾性変形させてチップ座３側に撓ませ、チップ座３に装着したチップ１０を壁部７で押圧してこの壁部７とチップ座の主座面３ａとの間にチップ１０を挟み込んで保持する。

例示のメタルソーの楔孔４ａは、上述したように、３つの円を組み合わせて構成される楕円に近似した形状の孔になっているので、クランプねじ１１の楔部１１ａは図６の第１の真円(中心がＯ１の位置にある真円)ＣＬ１によって形成される孔面のみに接触し、第２の真円ＣＬ２によって形成される部分の孔面は逃げが生じて楔部１１ａから離反する。従って、クランプねじ１１の締め込みによって発生する押し付け力はソー周方向のみに作用し、孔周りの壁部がソー幅方向に変形することがなくなってソー本体の幅方向に変形した部分が加工面を傷つけるなどの加工性能の低下につながる事態が回避される。

実施例のメタルソーは、図９に示すように、ソー周方向に突出した主座面３ａとチップ１０の背面１０ｆがＶ字嵌合し、その嵌合部にチップ１０をソー幅方向にセンタリングする力が作用するため、チップ１０がソー幅方向ずれることがなく、加工の安定性にも優れる。なお、凸部９をチップ１０の背面に、その凸部に対応させた凹部をチップ座側にそれぞれ形成してその両者を凹凸嵌合させる構造でも同じ効果が得られる。

図１１〜図１４は第２実施形態を表している。この第２実施形態の刃先交換式メタルソーは、図１０に示すように、チップ１０の被クランプ面１０ｅを背面１０ｆに対してチップ内端側でチップ厚みが厚くなる方向に傾斜させ、その被クランプ面１０ｅの傾斜に対応させて壁部７のクランプ面７ａをチップ座の主座面３ａに対してソー本体２の内径側に向かって主座面との間の離反量が大となる方向に傾斜させたものであって、この点と、チップ１０のすくい面に切屑処理性を高めるブレーカ溝１０ｇを設けた点が第１実施形態と相違する。この発明を特徴づける楔孔４ａの形状は第１実施形態と同様の構造になっており、楔孔４ａの周りの壁部のソー幅方向への変形が回避されるものになっている。

この第２実施形態の刃先交換式メタルソーは、被クランプ面１０ｅが傾斜しているため、被クランプ面１０ｅに対するクランプ面７ａの接触部にソー本体２の内径側に向かう分力が発生し、その分力でチップ１０が図１４に示すようにソー本体２の内径側に引き込まれてチップの内端が副座面３ｂに押圧され、そのためにチップの固定が強固になる。また、チップが座に蟻溝嵌合した状態になるため、メタルソー使用時の遠心力によるチップの半径方向外方へのシフトも確実に防止される。

なお、この第２実施形態の刃先交換式メタルソーも、先に述べた理由によって、図１１に示す楔部１１ａの楔角βと楔孔４ａの楔角αは、α＜βにし、さらに、チップの被クランプ面１０ｅの傾斜角θ１と壁部７に設けられるクランプ面７ａの傾斜角θ２も、θ１≦θ２の関係が成立するようにしておくのがよい。

刃先交換式メタルソーの第１実施形態を示す側面図 図１のII−II線に沿った断面図 図１のメタルソーの外周面の一部を示す平面図 チップ座を拡大して示す部分破断側面図 チップ座とクランプねじ取付孔の詳細を示す拡大平面図 図５のクランプねじ取付孔に設けられた楔孔の詳細を示す拡大平面図 図１のメタルソーに採用したチップの斜視図 図７のチップの平面図 主座面に対するチップ背面の押圧状態を示す図 クランプねじの変形例を示す部分破断側面図 第２実施形態のチップ座を拡大して示す部分破断側面図 第２実施形態の側面の一部を示す図 図１１のメタルソーに採用したチップの斜視図 図１１のメタルソーのクランプ力の作用状態を示す図

符号の説明

１ 刃先交換式メタルソー
２ ソー本体
２ａ 軸穴
３ チップ座
３ａ 主座面
３ｂ 副座面
４ クランプねじ取付孔
４ａ 楔孔
４ｂ ねじ孔
５、６ スリット
７ 壁部
７ａ クランプ面
８ 切屑ポケット
９ 凸部
１０ スローアウェイチップ
１０ａ すくい面
１０ｂ 外周逃げ面
１０ｃ 横逃げ面
１０ｄ 切れ刃
１０ｅ 被クランプ面
１０ｆ 背面
１０ｇ ブレーカ溝
１１ クランプねじ
１１ａ 楔部
１１ｂ ねじ部
α、β 楔角
ｘ ソー周方向寸法
ｗ ソー幅方向寸法
ＣＬ１ 第１の真円
ＣＬ２ 第２の真円
θ１、θ２ 傾斜角

Claims (5)

1. ソー本体（２）の外周に、チップ座（３）と、ソー本体の中心側に向けてクランプねじ（１１）をねじ込むクランプねじ取付孔（４）と、このクランプねじ取付孔（４）のすくなくとも入口側をソー周方向に２分するスリット（５）を設け、前記クランプねじに設けられた切頭円錐形の楔部（１１ａ）を前記クランプねじ取付孔の入口側に設けられた楔孔（４ａ）に圧入してその楔孔と前記チップ座（３）との間にある壁部（７）を弾性変形させ、その壁部（７）で前記チップ座（３）に装着されたスローアウェイチップ（１０）を前記チップ座のチップ背面を支える主座面（３ａ）との間に挟みつけてクランプする刃先交換式メタルソーにおいて、前記楔孔（４ａ）を、ソー周方向寸法（ｘ）よりもソー幅方向寸法（ｗ）が大となる形状の孔にしたことを特徴とする刃先交換式メタルソー。
2. 前記楔孔（４ａ）を、その楔孔の中心と同心の第1の真円（ＣＬ１）と、この第1の真円の中心から左右にずれた位置に中心をもつ第1の真円よりも直径の小さい２個の第２の真円（ＣＬ２）を組み合わせて楕円に近似した形状の孔にした請求項１に記載の刃先交換式メタルソー。
3. スローアウェイチップ（１０）のすくい面側に設けられる被クランプ面（１０ｅ）を当該チップの背面（１０ｆ）に対してチップの内端側でチップ厚みが厚くなる方向に傾斜させ、その被クランプ面（１０ｅ）の傾斜に対応させて前記壁部（７）のクランプ面（７ａ）を前記チップ座の主座面（３ａ）に対してソー本体（２）の内径側に向かって主座面（３ａ）との間の離反量が大となる方向に傾斜させた請求項１又は２に記載の刃先交換式メタルソー。
4. 前記チップ座の主座面（３ａ）とその主座面で支える前記スローアウェイチップの背面（１０ｆ）のいずれか一方をソー周方向に突出する山形断面の凸部（９）として形成し、他方を前記凸部に対応させた山形断面の凹部にして、その凸部と凹部を互いに嵌合させるようにした請求項１〜３のいずれかに記載の刃先交換式メタルソー。
5. 前記凸部を、前記チップ座（３）の底部付近からソー半径方向に延ばしてソー本体（２）の外周に至らせた請求項４に記載の刃先交換式メタルソー。

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