JP2009172761A - インサートチップ及びこれを用いた面取り機 - Google Patents

Abstract

【課題】１つのインサートチップに複数の切削刃が備えられてインサートチップの設置角度を変更することにより切削刃が交換されるので、使用し易く、切削刃の前後方に各々形成された傾斜面によって切削抵抗が減少されて切削品質に優れたインサートチップを提供すること。
【解決手段】本発明に係るインサートチップは、円形の本体と、該本体の周縁部に所定間隔離隔して配置される複数の円弧形の切削刃と、該切削刃の切削方向に対して後方に形成されて、切削余裕角を確保する第１の傾斜面とを備え、このようなインサートチップを用いた面取り機は、駆動手段によって回転する回転軸と、前記インサートチップが設置される装着溝が２つ以上形成されて、前記回転軸に組み立てられるホルダとを備えることを特徴とする。
【選択図】図５

Description

本発明は、インサートチップ及びこれを用いた面取り機に関し、より詳細には、１つのインサートチップに複数の切削刃を設けて、インサートチップの設置角度を変更することにより切削刃が交替され、切削刃の前後方に各々形成された傾斜面によって切削抵抗が減少して、切削品質に優れたインサートチップ及びこれを用いた面取り機に関する。

一般的に、被加工物の角部をラウンド加工するか、または面取り加工するのに主に用いられている従来のエアー工具を用いた面取り機は、図１に示すように、圧縮空気により駆動されるエアー工具のヘッド部１０３の内側に回転自在に垂直に挿設される回転軸１０２の下端に、被加工物の角部を切削加工する回転カッター１１１が案内軸受１１４が備えられたカッター固定ボルト１１５により固設され、前記ヘッド部１０３の下端には、中央に軸挿入孔が貫設された回転マウント１０７が螺合され、前記回転マウント１０７の下部には、中央に貫通孔が貫設された円板状の支持案内板１０６が軸受１０５を介在して回転自在に設置されるよう構成される。

このように構成される従来のエアー工具を用いた面取り機は、まず、ヘッド部１０３の下端に螺合された回転マウント１０７を緩める、または締めることにより、支持案内板１０６の下面の中央から突出する回転カッター１１１の切削高さを加工寸法に合うように調整してセットを完了した後、被加工物１１６の上面に支持案内板１０６の下面の一側を面接触させるとともに、被加工物１１６の側面に、回転カッター１１１の下部に設置された案内軸受１１４が接触されるようにし、被加工物１１６の角部に、回転カッター１１１の外周縁に形成された複数の切削刃部１０９が接触されるようにした状態でエアー工具を駆動させて、角方向にゆっくりと移動させることにより、回転軸１０２の回転によって高速で回転する回転カッター１１１の切削刃部１０９により、被加工物１１６の角部を容易にラウンド加工または面取り加工できるようにする。

しかし、上記のように構成される従来のエアー工具を用いた面取り機は、摩耗された回転カッター１１１を交替するとき、回転軸１０２の下端に回転カッター１１１を固定させている案内軸受１１４が備えられたカッター固定ボルト１１５を緩めなければならないが、このカッター固定ボルト１１５を緩めるためには、まず、ヘッド部１０３の下端に螺合された回転マウント１０７を適切な高さに昇下降させて、回転マウント１０７の軸挿入孔に挿入された回転軸１０２の下部に形成された貫通孔１０２ａと、ヘッド部１０３の下端に螺合された回転マウント１０７の外周縁の一側に貫設された貫通孔１０７ａとを一致させ、この貫通孔１０７ａを介して回転軸固定用ピン（図示せず）を挿入して回転軸１０２が動かないように固定させた後、六角レンチ等を用いて回転軸１０２の下端に案内軸受１１４が備えられたカッター固定ボルト１１５を緩めて、摩耗された回転カッター１１１を分離した後、新しい回転カッター１１１を装着してから、回転カッター１１１の切削高さをさらにセットしなければならないため、回転カッター１１１の交替作業が面倒になる問題があった。

また、図２に示すように、回転カッター１１１の外側に斜線方向に形成される切削刃１０９の加工が難しいため、回転カッター１１１の製造工程が複雑、かつ、製造費用が上昇するという問題があった。

一方、このような問題点を解決するために、図３に示すように、面取り機のバイトホルダ２０４に複数個の取付溝２０３を形成し、ここに複数個のバイト２０５を側方でそれぞれ設置する技術が提案されており、このような従来の技術のバイト２０５は、前後８面の切削溝２０５'が用いられるように考案されたが、切削角が加工物から鈍角となるようにすれば、切削溝２０５'の後部が加工物に干渉するため、切削面が均一でない問題があり、図４に示すように、バイト２０５をバイトホルダ２０４に固定させるボルト２０６の頭部がバイト２０５に直接保持されて、締結力がボルト２０６の頭部を介してバイト２０５にそのまま伝達されるため、振動等による外部衝撃によってバイト２０５が容易に破損されるという問題がある。

本発明は、上記した従来の技術の問題を解決するために提案されたものであって、その目的は、１つのインサートチップに複数の切削刃が備えられてインサートチップの設置角度を変更することにより切削刃が交換されるので、使用し易く、切削刃の前後方に各々形成された傾斜面によって切削抵抗が減少されて切削品質に優れたインサートチップを提供することにある。

また、インサートチップの後方に切削刃の個数と対応する面を有する多角ストッパーによってインサートチップの切削刃の位置が容易に設定されるインサートチップを提供することにその目的がある。

そして、前記多角ストッパーの外側面が斜めに形成されて、ホルダの多角溝と面接触されながらインサートチップがホルダに密着し組み立てられるので、組立空間内で発生する振動によって破損されることを防止するインサートチップを提供することにその目的がある。

また、切削刃をなす円弧部の両側の間の角が９０度以上を維持する接線部を設けることにより、インサートチップの位置によって加工物に縞が発生する等の品質低下を防止するインサートチップを提供することにその目的がある。

さらに、面取り機のホルダに複数のインサートチップを設置して、複数個の切削刃によって加工物を切削することにより、切削抵抗を分散させるインサートチップを用いた面取り機を提供することにその目的がある。

さらには、前記インサートチップの外側にカバーを設け、締結ボルトの頭部を前記カバーに定着させることにより、インサートチップがホルダに密着固定され、これにより、組立部位で発生する振動を防止してインサートチップの破損を防止するインサートチップを用いた面取り機を提供することにその目的がある。

そこで、上記の目的を達成するための本発明のインサートチップは、円形の本体と、該本体の周縁部に所定間隔離隔して配置される複数の円弧形の切削刃と、該切削刃の切削方向に対して後方に形成されて、切削余裕角を確保する第１の傾斜面とを備えることを特徴とする。

ここで、前記切削刃は、本体の周縁部に形成される凹状の円弧部と、該円弧部の両端部に形成される接線部とからなることが好ましい。

また、前記第１の傾斜面は、切削方向の後端側に、前記切削刃から切削方向の後端側へ行くほど漸進的に拡大されて、切削刃の円弧部より直径の大きい円弧が形成されることが好ましい。

なお、前記本体は、後面に、切削刃の個数に対応する多角ストッパーが突設することが好ましい。

さらに、前記多角ストッパーは、切削方向の後方へ進むほど体積が縮小される截頭ピラミッド形であることが好ましい。

本発明に係るインサートチップの前記切削刃は、切削方向に対して切削刃の前方に切削刃先部の角を減少させる第２の傾斜面を形成することが好ましい。

本発明の他の目的は、駆動手段によって回転する回転軸と、前記インサートチップが設置される装着溝が２つ以上形成されて、前記回転軸に組み立てられるホルダとを備えるインサートチップを用いた面取り機によって達成される。

ここで、前記ホルダは、インサートチップ固定用締結ボルトの頭部を保持するカバーがインサートチップの外側に設けられ、前記カバーは、ホルダと一体に形成されることが好ましい。

また、前記ホルダの装着溝に設置される２つ以上のインサートチップは、集中負荷を減少させるために、切削刃の一部に溝が各々形成され、前記溝は、重複しない位置に各々形成されることが好ましい。

本発明によれば、一つのインサートチップに複数の切削刃が備えられてインサートチップの設置角度を変更することにより切削刃が交換されるので、使用し易く、切削刃の前後方に各々形成された傾斜面によって切削抵抗が減少されて切削品質に優れたインサートチップが提供される。

また、インサートチップの後方に切削刃の個数と対応する面を有する多角ストッパーによってインサートチップの切削刃の位置が容易に設定されるインサートチップが提供される。

そして、前記多角ストッパーの外側面が斜めに形成されて、ホルダの多角溝と面接触されながらインサートチップがホルダに密着し組み立てられるので、組立空間内で発生する振動によって破損されることを防止するインサートチップが提供される。

また、切削刃をなす円弧部の両側の間の角が９０度以上を維持する接線部を設けることにより、インサートチップの位置によって加工物に縞が発生する等の品質低下を防止するインサートチップが提供される。

さらに、面取り機のホルダに複数のインサートチップを設置して、複数個の切削刃によって加工物を切削することにより、切削抵抗を分散させるインサートチップを用いた面取り機が提供される。

さらには、前記インサートチップの外側にカバーを設け、締結ボルトの頭部を前記カバーに定着させることにより、インサートチップがホルダに密着固定され、これにより、組立部位で発生する振動を防止してインサートチップの破損を防止するインサートチップを用いた面取り機が提供される。

従来のエアー工具を用いた面取り機の断面図である。 従来の面取り機の回転カッターの抜粋斜視図である。 従来の他の実施形態に係る面取り機の断面図である。 従来の他の実施形態に係る面取り機のバイトの断面図である。 本発明の第１の実施形態に係るインサートチップの斜視図である。 本発明の第１の実施形態に係るインサートチップの正面図である。 本発明の第１の実施形態に係るインサートチップの側断面図である。 本発明の第１の実施形態に係るインサートチップの側面図である。 本発明の第２の実施形態に係るインサートチップの斜視図である。 本発明の第２の実施形態に係るインサートチップの側断面図である。 本発明に係るインサートチップを用いた面取り機の斜視図である。 本発明に係るインサートチップを用いた面取り機の分解斜視図である。 本発明のインサートチップ及びこれを用いた面取り機の平断面図である。 本発明のインサートチップを用いた面取り機の側断面図である。 本発明のインサートチップの切削刃の拡大図である。

説明に先立って、様々な実施形態において、同じ構成を有する構成要素に対しては、同じ符号を用いて代表的に第１の実施形態において説明し、その他の実施形態では、第１の実施形態と異なる構成について説明する。
以下、添付された図面を参照して本発明の第１の実施形態に係るインサートチップ及びこれを用いた面取り機について詳しく説明する。

添付図面のうち、図５は、本発明の第１の実施形態に係るインサートチップの斜視図であり、図６は、本発明の第１の実施形態に係るインサートチップの正面図であり、図７は、本発明の第１の実施形態に係るインサートチップの側断面図であり、図８は、本発明の第１の実施形態に係るインサートチップの側面図である。

上記図面に示すように、本発明に係るインサートチップ１０は、円形の本体１１と、該本体１１の外周縁部に陰刻状で複数形成される切削刃１２と、前記円形の本体１１の後面に突設する多角ストッパー１５と、前記円形の本体中心に貫設される貫通孔１６とを備えて構成される。

前記切削刃１２は、前記本体１１の外周縁部に円弧形で陰刻形成されるものであって、弧形からなる円弧部１２ａと、該円弧部１２ａの両側に形成される接線部１２ｂとからなり、前記両側接線部１２ｂの間の角Ａは９０度以上に設定される。したがって、被加工物の粗度（ｓｕｒｆａｃｅ ｒｏｕｇｈｎｅｓｓ）が粗くなるか、または切削刃のセット誤差のため、加工面に縞が発生することを防止する。

また、前記切削刃１２の切削方向に対して前方及び後方に位置する２つの面のうち、切削方向に対して後方の面には切削刃の切削余裕角Ｂを形成して、インサートチップの回転の際、切削刃１２の後方が被加工物に干渉されることを防止するための第１の傾斜面１４が所定角度で斜めに形成される。

そして、前記円弧形の第１の傾斜面１４は、切断刃１２の全域に形成されつつ、切削方向の後端側へ行くほど漸進的に拡大されるので、第１の傾斜面１４の後端側には切削刃１２の円弧部１２ａより直径の大きい円弧１４ａが形成される。したがって、切削刃１２の両端部が被加工物に干渉されることを防止するための後面余裕角Ｄが形成される。

前記多角ストッパー１５は、円形の本体１１の後面に突設するものであって、前記本体１１の外周縁部に形成される切削刃１２の個数に対応する多角形の断面を有し、図面上において、ストッパー傾斜角Ｃで表示されているように、外側面が所定角度で傾斜をなしながら、切削方向の後方へ進むほど体積が縮小される截頭ピラミッド形の外観を有する。

添付図面のうち、図９は、本発明の第２の実施形態に係るインサートチップの斜視図であり、図１０は、本発明の第２の実施形態に係るインサートチップの側断面図である。
前記図面に示すように、第２の実施形態に係るインサートチップ１０'は、切削刃１２の切削方向に対して前方に第２の傾斜面１３が形成されて、切削刃１２の刃先部角Ｅを減少させることにより、切削チップの排出が容易になるとともに、切削抵抗を減少させる。
このような第２の傾斜面１３を除いた他の構成は、上述した第１の実施形態と同じ構成を有するので、同じ構成についての詳細な説明は省略する。

以下、本発明に係るインサートチップを用いた面取り機について説明する。
添付図面のうち、図１１は、本発明に係るインサートチップを用いた面取り機の斜視図であり、図１２は、本発明に係るインサートチップを用いた面取り機の分解斜視図である。
上記のような本発明のインサートチップを用いた面取り機は、別の駆動手段によって回転する回転軸と、少なくとも２つ以上のインサートチップ１０'が設置されて、前記回転軸に結合されるホルダ２０と、前記インサートチップ１０'の外側を覆うカバー３０と、該カバー３０及びインサートチップ１０'を貫通してホルダ２０に締結される締結ボルト４０とを備えて構成される。

前記ホルダ２０は、下端部の外側に少なくとも２つ以上の装着溝２１が所定間隔離隔配置され、前記装着溝２１には、インサートチップ１０'の多角ストッパー１５が挿入される多角溝２２と締結ボルト４０が締結される締結孔２３とが形成される。
ここで、前記多角溝２２の深さ及び傾斜角は、多角ストッパーの突出長及び傾斜角に対応して形成されて、多角溝２２と多角ストッパー１５とを面接触させることが好ましい。

前記カバー３０は、前記ホルダ２０の装着溝２１に配置されるインサートチップ１０'の外側に配置されるものであって、後述する締結ボルト４０の頭部４１が板面に定着される定着溝３１が形成され、前記ホルダ２０に一体に形成されることも可能である。

前記締結ボルト４０は、前記カバー３０及びインサートチップ１０を貫通してホルダ２０の締結孔２３に締結されつつ、前記インサートチップ１０'をホルダ２０に固定させるものであって、前記カバー３０の定着溝３１に定着される皿型の頭部４１が形成される。

一方、前記ホルダ２０の装着溝２１に設置される２つ以上のインサートチップ１０は、切削刃１２に加えられる負荷を減少させるために、切削刃１２の一部に溝１７が形成され、各々の溝１７は、他のインサートチップ１０の切削刃１２に形成された溝１７と重複しない位置に形成される。（図１５参照）

これから、本発明のインサートチップを用いた面取り機の作動について説明する。
添付図面のうち、図１３は、本発明のインサートチップ及びこれを用いた面取り機の平断面図であり、図１４は、本発明のインサートチップを用いた面取り機の側断面図である。
本発明は、別の駆動手段によって回転する回転軸の末端にホルダ２０が組み立てられ、前記ホルダ２０の下端部の外側に形成された複数の装着溝２１にインサートチップ１０がそれぞれ設置される。

前記インサートチップ１０'の設置状態を説明すると、まず、ホルダ２０の装着溝２１に形成された多角溝２２にインサートチップ１０'の後方に形成された多角ストッパー１５を挿入した後、インサートチップ１０'の外側にカバー３０を配置し、締結ボルト４０によってカバー３０及びインサートチップ１０'を貫通してホルダ２０の締結溝２３に締結させる。このとき、前記締結ボルト４０の皿型の頭部４１がカバー３０の定着溝３１に挿入されて密着されるので、作業時に発生する振動によってインサートチップ１０'が破損されることを防止することができる。

上記のように、ホルダ２０に設置されたインサートチップ１０'の本体１１の外周縁部には複数個の切削刃１２が形成されているが、後方に形成された多角ストッパー１５がホルダ２０の多角溝２２に挿入される方向によってインサートチップ１０'の外周縁部に形成された複数の切削刃１２のうち、いずれか１つの切削刃１２を選択して設置することが可能となり、選択された切削刃１２の摩耗時、インサートチップ１０'の設置角度を変更して新しい切削刃１２を用いることが可能となる。

また、前記ホルダ２０の多角溝の傾斜角は、前記インサートチップ１０'の多角ストッパー１５の傾斜角に対応して形成されており、前記インサートチップ１０'の多角ストッパー１５とホルダ２０の多角溝２２の接触部位とが互いに面接触するので、インサートチップ１０'がホルダ２０に堅固に装着される。

上記のように、インサートチップ１０'がホルダ２０に固定された状態でホルダ２０が固定された回転軸が別の駆動手段によって回転すると、ホルダ２０に設置されたインサートチップ１０'の切削刃１２が加工物の角部に接触しつつ、角部を切削刃１２の形態で加工する。

このとき、前記切削刃１２の円弧部１２ａが加工物の角部を切削する過程において、前記円弧部１２ａの両側に形成された接線部１２ｂの間の角（接線部間の角Ａ、図９参照）が９０度以上になされているので、前記円弧部１２ａが正確に加工物の角部に位置しない場合にも加工物の切削部分に縞が形成される等の加工品質が低下することを防止する。

また、前記切削刃１２の切削方向に対して前方及び後方に形成された２つの傾斜面のうち、切削方向に対して前方に第２の傾斜面１３が所定角度（刃先部角Ｅ、図１０参照）で斜めに形成されて、加工物と切削刃と１２の間の角が鈍角をなすようになるので、切削抵抗を減少させることはもちろん、切削チップが容易に排出されるようにし、切削方向に対して後方に形成された第１の傾斜面１４が所定角度（切削余裕角Ｂ、図１０参照）で斜めに形成されて回転するホルダ２０に装着されたインサートチップ１０'の切削刃１２の後方が加工物に干渉されることを防止する。また、前記円弧形の第１の傾斜面１４が切削方向の後端側へ行くほど漸進的に拡大されつつ、第１の傾斜面１４の後端側に切削刃１２の円弧部１２ａより直径の大きい円弧１４ａが形成されて、切削刃１２の両端部が所定角度（後面余裕角Ｄ、図８参照）に開くので、切削刃１２の両端部が被加工物に干渉されることを防止する。

一方、ホルダ２０に装着される複数のインサートチップ１０'は、図１５に示すように、各々の切削刃１２に切削抵抗を減少させるための溝１７が形成されるが、各インサートチップ１０の切削刃に形成される溝１７の位置が互いに重ならないように形成される。したがって、各インサートチップ１０の切削刃１２によって加工される部分が互いに重なるので、加工物の表面粗さ（粗度）が増加することを防止する。また、前記各溝１７及び切削刃１２の角部はラウンド処理されて、加工中、切削刃１２の一部に荷重が集中しながら切削刃１２が破損されることを防止する。

本実施形態では、ホルダ２０の装着溝２１に本発明の第２の実施形態に係るインサートチップ１０'が設置されたものを例に挙げたが、本発明の第１の実施形態に係るインサートチップ１０が適用されることも可能であろう。

本発明の権利範囲は、上述した実施形態に限定されるものではなく、添付された特許請求の範囲内で様々な形の実施形態で実現され得る。特許請求の範囲で請求する本発明の要旨を逸脱することなく、当該発明の属する技術分野における通常の知識を有した者であれば、誰でも変形可能な多様な範囲まで本発明の請求の範囲の記載の範囲内にあるものとみなす。

１０ インサートチップ
１１ 本体
１２ 切削刃
１２ａ 円弧部
１２ｂ 接線部
１３ 第２の傾斜面
１４ 第１の傾斜面
１５ 多角ストッパー
１６ 貫通孔
１７ 溝
２０ ホルダ
２１ 装着溝
２２ 多角溝
２３ 締結孔
３０ カバー
３１ 定着溝
４０ 締結ボルト
４１ 頭部

Claims (11)

1. 円形の本体と、
   該本体の周縁部に所定間隔離隔して配置される複数の円弧形の切削刃と、
   該切削刃の切削方向に対して後方に形成されて、切削余裕角を確保する第１の傾斜面と、
   を備えることを特徴とするインサートチップ。
2. 前記切削刃は、本体の周縁部に形成される凹状の円弧部と、該円弧部の両端部に形成される接線部とからなることを特徴とする請求項１に記載のインサートチップ。
3. 前記第１の傾斜面は、切削方向の後端側に、前記切削刃から切削方向の後端側へ行くほど漸進的に拡大されて、切削刃の円弧部より直径の大きい円弧が形成されることを特徴とする請求項２に記載のインサートチップ。
4. 前記本体は、後面に、切削刃の個数に対応する多角ストッパーが突設することを特徴とする請求項３に記載のインサートチップ。
5. 前記多角ストッパーは、切削方向の後方へ進むほど体積が縮小される截頭ピラミッド形であることを特徴とする請求項４に記載のインサートチップ。
6. 前記切削刃は、切削方向に対して切削刃の前方に切削刃先部の角を減少させる第２の傾斜面を形成することを特徴とする請求項５に記載のインサートチップ。
7. 駆動手段によって回転する回転軸と、
   前記インサートチップが設置される装着溝が２つ以上形成されて、前記回転軸に組み立てられるホルダと、
   を備えることを特徴とする請求項１〜６のいずれか１項に記載のインサートチップを用いた面取り機。
8. 前記ホルダは、インサートチップ固定用締結ボルトの頭部を保持するカバーがインサートチップの外側に設けられることを特徴とする請求項７に記載のインサートチップを用いた面取り機。
9. 前記カバーは、ホルダと一体に形成されることを特徴とする請求項８に記載のインサートチップを用いた面取り機。
10. 前記ホルダの装着溝に設置される２つ以上のインサートチップは、集中負荷を減少させるために、切削刃の一部に溝が各々形成されることを特徴とする請求項７に記載のインサートチップを用いた面取り機。
11. 前記溝は、重複しない位置に各々形成されることを特徴とする請求項１０に記載のインサートチップを用いた面取り機。

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