JP2010509083A - 触覚フィードバックを用いた最終的な調節システム - Google Patents

Abstract

切削工具１０６上の切削インサート１０４を位置合わせする調節システム１０２が、径方向に配置された複数の平面領域１１６を備えた表面１１４を有する回転可能な第１ロッド１１０であって、各平面領域が、連続して隣接する平面領域に対して第１ロッド１１０の中心軸線からそれぞれ異なる半径方向距離だけ離れている第１ロッド１１０と、軸方向のテーパー面１２８を有する平行移動可能な第２ロッド１２０であって、第２ロッド１２０の第１端部１２４の面１２６が複数の平面領域１１６の１つと当接する第２ロッド１２０と、平面領域１１６と当接するように第２ロッド１２０の第１端部１２４の面１２６を付勢する力を与えるように配置された付勢要素１３０と、平行移動可能なプッシュピン１４０であって、プッシュピン１４０の第１端部１４６の面１４４がテーパー面１２８と当接するプッシュピン１４０とを有する。

Description

本発明の開示は、概ね、工具上の調節に関する。特に、本発明の開示は、一般的に、マルチカートリッジ、及び／又は、ボーリングやフライス加工やバイトのような挿入工具といった工具上のスローアウェイチップの、例えば微調整といった調節に関する。

以下の背景の記載において、或る構造及び／又は方法について述べる。しかし、以下の記載が、これら構造又は方法が従来技術を構成することを許容するものとして解釈されるべきではない。出願人は、このような構造及び／又は方法が従来技術としてみなされないことを明示する権利を明確に留保している。

マルチカートリッジ、及び／又は、ボーリングやフライス加工やバイトのような挿入工具といった機械加工の工具は、概ね、例えば、取り付け用ネジによって工具本体上にそれぞれ取り付けられるマルチカートリッジを有している。挿入工具の位置合わせは、これら工具を用いる特有の機械加工を得るために重要であり、通常、同一の工具本体の複数の挿入工具を同時に位置決めしなければならない。従って、一般的に、挿入工具は、カートリッジの位置自体の軸方向と径方向の両方の位置決めと同様に、カートリッジ上の着座位置と関連した軸方向と径方向の両方の調節がある。また、カートリッジの位置の調節は、着座した挿入位置も調節する。

例えば、ボーリング工具上のスローアウェイチップの従来の微調整の実施例は、プッシュピン２０を押し上げ、通常はカートリッジ３０である工具の部材を屈折させるため、カムスクリュー又は偏心の調節として公知の接地のテーパーピン１０を用いている。カートリッジ３０は、キー５０又は他の位置決め器の助力による位置合わせで以てキャビティ４０内に配置される。最終的なボーリング径は、カートリッジ３０の変形によって予め加えられた負荷を生成するように、カートリッジ３０内に螺入される位置決めネジ６０を回転させて、プッシュピン２０に当接させることによって設定される。テーパーピン１０は、ネジが切られた端部８０によって接地穴７０内に着座し、プッシュピン２０の下に調節面９０を有する。挿入工具着用の調節は、テーパーピン１０を回転させ、プッシュピン２０の位置をカートリッジ３０に向かうように若しくはカートリッジ３０から離れるように変更することによって行われる。微調整は、テーパーピン１０上の印を工具本体上の目盛の印と合わせすることによって測定される。一般的に、テーパーピン１０は刃部の下に直接落ちるように方向付けられているため、装置の全ての機構を正確に配置することが、製造には絶対不可欠であり、製造を困難なものとしている。

切削工具上の切削インサートの位置合わせをする調節システムが開示されている。開示された調節システムにおいて、入力動作は、例えば切削面の、入力動作よりも小さい量である正味の平行移動を生じさせる。例示的な実施形態において、入力動作の約５〜２０％（±１０％）、代替的に、約１０％（±１０％）である正味の微調整が実現される。更に、ユーザーへの肉体的フィードバック及び／又は聴覚フィードバックが、入力動作中に生じる。調節システムの例示的な実施形態は、径方向に配置された複数の平面領域を備えた表面を有する回転可能な第１ロッドであって、各平面領域が、連続して隣接する平面領域に対して第１ロッドの中心軸線からそれぞれ異なる半径方向距離だけ離れている第１ロッドと、軸方向のテーパー面を有する平行移動可能な第２ロッドであって、第２ロッドの第１端部の面が複数の平面領域の１つと当接する第２ロッドと、平面領域と当接するように第２ロッドの第１端部の面を付勢する力を与えるように配置された付勢要素と、平行移動可能なプッシュピンであって、プッシュピンの第１端部の面がテーパー面と当接すると共に、プッシュピンの第２端部の面が切削工具上に取り付けられ且つ切削インサートが着座するカートリッジと動作可能なように当接するプッシュピンとを有する。調節システムと協働する工具と、切削工具上の切削インサートの切削面を径方向に位置合わせする方法と、切削工具上の切削インサートの切削面の径方向の配置を調節する方法も開示している。

切削工具上の切削インサートを位置合わせする例示的な調節システムは、第１方向に方向付けられた第１軸線周りに回転可能な第１ロッドであって、第１ロッドが、第１軸線に対して径方向に配置された複数の平面領域を備えた表面を有し、各複数の平面領域が、連続して隣接する平面領域に対して第１ロッドの中心軸線から異なる半径方向距離だけ離れている第１ロッドと、第２方向に方向付けられた第２軸線に沿って平行移動可能である第２ロッドであって、第２ロッドの第１端部が、複数の平面領域の１つと当接する面を有し、第２ロッドの表面が、軸線方向にテーパー状となっている第２ロッドと、複数の平面領域の１つと当接するように第２ロッドの第１端部の面を付勢する力を与えるように配置された付勢要素と、第３方向に方向付けられた第３軸線に沿って平行移動可能であるプッシュピンであって、プッシュピンの第１端部の面が、第２ロッドのテーパー面と当接し、プッシュピンの第２端部の面が、切削工具上に取り付けられ且つ切削インサートが着座するカートリッジと動作可能なように当接しているプッシュピンとを有する。

例示的な切削工具は、工具本体と、１つ又は複数の切削インサート用のカートリッジであって、工具本体の容積を超えて突出する１つ又は複数の切削インサートの切削面を備え、工具本体のスロット内に取り付け可能なカートリッジと、切削インサートを径方向に位置合わせする調節システムとを有する。調節システムは、工具本体の第１通路内に配置される第１ロッドであって、第１ロッドが、第１方向に方向付けられた第１軸線周りに第１通路内で回転可能であり、第１軸線に対して径方向に配置された複数の平面領域を備えた表面を有し、各平面領域が、連続して隣接する平面領域に対して第１ロッドの中心軸線からそれぞれ異なる半径方向距離だけ離れている第１ロッドと、工具本体の第２通路内に配置される第２ロッドであって、第２通路の第１端部が第１通路と少なくとも部分的に交差し、第２ロッドが、第２方向に方向付けられた第２軸線に沿って第２通路内で平行移動可能であり、第２ロッドの第１端部は、複数の平面領域の１つと当接する面を有し、第２ロッドの表面は軸方向にテーパー状である第２ロッドと、複数の平面領域の１つと当接するように、第２ロッドの第１端部の面を付勢する力を与えるように工具本体の内部に配置される付勢要素と、工具本体の第３通路内に配置されるプッシュピンであって、第３通路の第１端部が第２通路と部分的に交差し、第３通路の第２端部がスロットと部分的に交差し、プッシュピンが、第３方向に方向付けられた第３軸線に沿って第３通路内で平行移動可能であり、プッシュピンの第１端部の面が、第２ロッドのテーパー面と当接し、プッシュピンの第２端部の面が、取り付けられたカートリッジと動作可能なように当接するプッシュピンとを有する。

切削工具上の切削インサートの切削面を径方向に位置合わせする例示的な方法は、切削インサート用の調節システムを調節することを含み、調節システムは、第１方向に方向付けられた第１軸線周りに回転可能な第１ロッドであって、第１ロッドが、第１軸線に対して径方向に配置された複数の平面領域を備えた表面を有し、各複数の平面領域が、連続して隣接する平面領域に対して第１ロッドの中心軸線から異なる半径方向距離だけ離れている第１ロッドと、第２方向に方向付けられた第２軸線に沿って平行移動可能である第２ロッドであって、第２ロッドの第１端部が、複数の平面領域の１つと当接する面を有し、第２ロッドの表面が、軸線方向にテーパー状となっている第２ロッドと、複数の平面領域の１つと当接するように第２ロッドの第１端部の面を付勢する力を与えるように配置された付勢要素と、第３方向に方向付けられた第３軸線に沿って平行移動可能であるプッシュピンであって、プッシュピンの第１端部の面が、第２ロッドのテーパー面と当接し、プッシュピンの第２端部の面が、切削工具上に取り付けられ且つ切削インサートが着座するカートリッジと動作可能なように当接しているプッシュピンとを有し、調節システムの調節は、第２ロッドの第１端部の面と当接する平面領域を変更させる。

切削工具上の切削インサートの切削面の径方向の位置を調節する別の例示的な方法は、第１方向に方向付けられた第１軸線周りに回転可能な第１ロッドを操作することであって、第１軸線に対して軸方向に配置された複数の平面領域の１つを、第２方向に方向付けられた第２軸線に沿って平行移動可能であり且つ表面が軸線方向にテーパー状の第２ロッドの第１端部の面と当接するように、第１ロッドを操作することと、プッシュピンの第１端部の面と当接するテーパー面の部分を変更するように第２方向に第２ロッドを平行移動させ、第３方向に方向付けられた第３軸線に沿ってプッシュピンを平行移動させることを含み、プッシュピンの第２端部の面は、切削工具上に取り付けられ且つ切削インサートが着座するカートリッジと動作可能なように当接する。

従来技術の偏心した調節システムの慣習的な配置を示す。 切削工具上の切削インサートを位置合わせする調節システムの例示的な実施形態の等角図である。 複数の平面領域を有する表面と関連する階段状の高さの輪郭を示す。 切削工具上の切削インサートを位置合わせする調節システムの例示的な実施形態の軸方向水平断面図である。 切削工具上の切削インサートを位置合わせする調節システムの例示的な実施形態の軸方向垂直断面図である。 切削工具上の切削インサートを位置合わせする調節システムの例示的な実施形態を示す図５の拡大図である。 調節システムの例示的な実施形態の径方向断面図である。

なお、上述の概要の説明及び以下の詳細な説明は、例示的且つ説明的であり、特許請求の範囲に記載された発明の更なる説明を提供することを意図している。

以下の詳細な説明は、同様の番号が指定する同様の要素の添付図面と関連して読むことができる。

切削工具上の切削インサートを位置合わせする調節システムは、径方向に配置された複数の平面領域を備えた表面を有する回転可能な第１ロッドであって、各平面領域が、連続して隣接する平面領域に対して第１ロッドの中心軸線からそれぞれ異なる半径方向距離だけ離れている第１ロッドと、軸方向のテーパー面を有する平行移動可能な第２ロッドであって、第２ロッドの第１端部の面が複数の平面領域の１つと当接する第２ロッドと、平面領域と当接するように第２ロッドの第１端部の面を付勢する力を与えるように配置された付勢要素と、平行移動可能なプッシュピンであって、プッシュピンの第１端部の面がテーパー面と当接すると共に、プッシュピンの第２端部の面が切削工具上に取り付けられ且つ切削インサートが着座するカートリッジと動作可能なように当接するプッシュピンとを有する。調節システムと協働する工具と、切削工具上の切削インサートの切削面を径方向に位置合わせする方法と、切削工具上の切削インサートの切削面の径方向の配置を調節する方法も開示している。

図２は、切削工具１０６上の切削インサート１０４を位置合わせする調節システム１０２の例示的な実施形態１００の等角図である。図２において、切削工具１０６内に配置された調節システム１０２が示されており、調節システム１０２の内部の配置が見えるように影で示されている。

調節システム１０２は、第１ロッド１１０と、第２ロッド１２０と、付勢要素１３０と、プッシュピン１４０とを有している。図２に示される付加的な機構は、切削インサート１０４が内部に着座するカートリッジ１６０とストッパロッド１７０とを有している。

第１ロッド１１０は、第１方向に方向付けられた第１軸線１１２周りで回転可能（Ｉ）である。第１ロッド１１０は、第１軸線１１２に対して径方向に配置された複数の平面領域１１６を備えた表面１１４を有する。各複数の平面領域１１６は、連続して隣接する平面領域に対して第１ロッド１１０の中心軸線から異なる半径方向距離だけ離れている。

第２ロッド１２０は、第２方向に方向付けられた第２軸線１２２に沿って平行移動可能（ＩＩ）である。第２ロッド１２０の第１端部１２４は、複数の平面領域１１６の１つと当接する面１２６を有している。面１２６は、面１２６に耐摩耗性を付与する硬化材料から形成されてもよい。硬化材料の例は、挿入される表面、又は、例えばロウ付けやはんだ付けのような接合表面として第２ロッド１２０内に組み込み可能な、超硬合金である。第２ロッド１２０の表面１２８は、軸線方向にテーパー状となっている。すなわち、第２ロッド１２０の表面１２８、又は少なくともその一部分は、第２軸線１２２に対して角度が付けられている。一般的に、第２軸線１２２は、第１軸線１１２に対して垂直か又は略垂直（±１０度）であるが、他の方向付けであってもよい。作動中、第１ロッド１１０が、異なる平面領域１１６を第２ロッド１２０の面１２６に当接して配置するように回転されると、第２ロッドは、第２軸線１２２に沿って対応する距離だけ平行移動する。

付勢要素１３０は、複数の平面領域１１６の１つと当接するように第２ロッド１２０の第１端部１２４の面１２６を付勢する力を与えるように配置されている。付勢要素の例は、バネやダッシュポット、弾性材料のような機械システム、及び、圧縮性流体や圧縮性ガスのような非機械システムを含む。付勢は、任意の所望の技術によって行うことが可能である。例えば、図２に示されるバネのような機械的な付勢要素を用いてもよい。例示的な実施形態において、付勢要素は、複数の平面領域の１つと当接するように第２ロッドの第１端部の面を付勢する力を与えるように、予め負荷が加えられている。

プッシュピン１４０は、第３方向に方向付けられた第３軸線１４２に沿って平行移動可能（ＩＩＩ）である。プッシュピン１４０の第１端部１４６の面１４４は、第２ロッド１２０のテーパー面１２８と当接している。また、プッシュピン１４０の第２端部１５０の面１４８は、切削工具１０６上に取り付けられ且つ切削インサート１０４が着座するカートリッジ１６０と動作可能なように当接している。

調節システム１００が切削工具内に含まれる場合には、付加的な要素を調節システムに備えてもよい。例えば、カートリッジ１６０のような、１つ又は複数の切削インサート用のカートリッジが、工具本体のスロット１６２内に取り付けられてもよい。カートリッジは、それに取り付けられる１つ又は複数の切削インサートを有し、カートリッジは、工具本体の容積を超えて突出する切削インサートの切削面を備えている。カートリッジは、図２に描かれている押さえネジ１６４のような、任意の適切な手段によって取り付けられている。更に、カートリッジは、スロット１６２内のカートリッジの軸線方向の配置を変更するために調節可能な、セットスクリュー１６６のような、軸線方向の位置決め器を有する。

カートリッジは、調節システムの動作中に、カートリッジの所望の屈曲を得るように取り付け可能であってもよい。例えば、いくつかの実施形態において、カートリッジは、フレックススロット１６８を有する。フレックススロット１６８は、スロット１６２の表面に面したカートリッジの表面上にある。フレックススロットが、押さえネジのような取り付け機構を、プッシュピンの第２端部とカートリッジとの動作可能な当接のような調節システムの接点、及び切削インサートから分離すると、切削インサート、次いでカートリッジが、切削インサートを備えたその端部で、より簡単に径方向に屈曲する。

フレックススロット、取り付け機構、及び調節システムの接点に対する切削インサートの位置は、切削インサートの調節機能に影響を与えるように、工具の設計者によって調節可能な付加的な変数を提供する。例えば、切削インサートが押さえネジの軸方向の位置と、プッシュピンの軸方向の位置との間で軸方向に配置されている場合には、切削インサートは、プッシュピンが平行移動した距離よりも短い径方向の距離だけ平行移動する。このような平行移動が決定され且つ考慮され得る。１つの実施例は、押さえネジの軸線の位置からプッシュピンの軸線の位置までの離れた距離の７５％である、押さえネジの軸線の位置から離れた距離にある切削インサートの軸線の位置である。

更に、屈曲から生じるカートリッジの戻り力は、平面領域と当接するように付加的な付勢を第２ピンに与え、テーパー面上にプッシュピンを介して反対の力を働かせる。この反対の力は、第３ロッドを回転させるユーザーに、増大した触覚フィードバックも提供する。

上述したように、各複数の平面領域１１６は、連続して隣接する平面領域に対して第１ロッド１１０の中心軸線から異なる半径方向距離だけ離れている。例えば、例示目的であるが、複数の平面領域１１６を備えた表面１１４の表面輪郭が、第１ロッド周りの外周の位置とは対照的に、直線的に延びている場合には、図３に示されるような階段状の高さの輪郭２００が観察される。図３の描写において、階段状の高さの輪郭２００は、連続的な平面領域２０２，２０２’２０２’’を有し、各々は、例えば径方向の寸法に関する変化のような、所望の高さの違いを表している。高さの違いの実施例は、約５０μｍ〜２５０μｍ（２／１００００インチ〜１０／１０００インチ）、代替的に、約５０μｍ〜１００μｍ（２／１０００インチ〜４／１０００インチ）である。連続的な平面領域の高さが外周の位置又直線の位置の変化に応じて増加又は減少する場合には、０度に対する第１ロッド１１０の反時計回りのような回転は、より高い高さの平面領域２０６の隣により低い高さの平面領域２０４を配置し、この径方向の寸法における違いは、連続的な平面領域２０２，２０２’２０２’’間の径方向の寸法における全体的な漸次的変化よりも大きい。このような場合において、径方向の寸法における差異２０８は、回転可能な第１ロッド用のストッパを形成する。このストッパは、いくつかの実施形態において、調節システム用のゼロ合わせに関連づけることができ、調節用の基準として用いることができる。図３は、各複数の平面領域が、連続して隣接する平面領域に対して異なる半径方向距離だけ離れていることと、外周の位置の機能として増加した又は減少した半径方向の寸法があることを図解しているが、当然のことながら、階段状のピラミッド、他の増加した又は減少した半径方向の寸法、及び半径方向の寸法における一連の変化の繰り返しのような他の構成を用いてもよい。

平面領域は、第１ロッドの軸方向長さ全体又は軸方向の広がりの一部に亘って延びてもよい。図２に示される第１ロッド１１０において、複数の平面領域１１６は、両側までより大きい径方向の寸法１１８の一部を備えた軸方向の広がりの中央部分に亘って延びており、例えば、より大きい径方向の寸法の部分は、第１ロッドの各端部から平面領域を分離するか、又は、平面領域を規定している。しかしながら、複数の平面領域は、第１ロッドの任意の部分にあってもよく、中央部分又はより大きい径方向の寸法の部分によって規定されるものに限定されない。また、径方向に配置された平面領域、少なくとも第２ロッドと当接する部分は、平らな表面の軸方向の長さに沿ってそれぞれ一定の径方向の位置にある。

図４は、切削工具上の切削インサートを位置合わせする調節システム３００の例示的な実施形態の軸方向水平断面図である。図４に示される実施形態において、複数の平面領域３０２は、より大きい径方向の寸法３０４，３０６の一部によって両側が規定されている。第２ロッド３０８の付勢、例えば、付勢要素３１０による付勢は、第２ロッド３０８の第１端部３１４の面３１２を平面領域３０２と当接するようにしている。更に、平面領域３０２と両側３０４，３０６の部分との間の径方向の寸法の違いのため、第２ロッドは、第１ロッド３１６をその通路内に固定するのにも役立つ。

更に、第１ロッド３１６の端部３２０，３２２と、平面領域３０２の径方向の寸法及び両側３０４，３０６の部分間の移行領域とは、面取りされているか、角度が付けられている。面取りは、第１ロッド３１６の導入、除去、及び／又は交換の間に、第２ロッド３０８の面３１２の側を通って第１ロッド３１６の表面をスライドさせることを容易にしている。

第１ロッド３１６の交換方法の実施例は、交換する第１ロッドを導入されている第１ロッドと軸方向に一直線にし、手動力、機械力、ハンマー等によって、交換する第１ロッドに圧力を加えることを含む。加えられた圧力下、導入されている第１ロッドは、通路の一端から排出される。導入された第１ロッド及び交換する第１ロッドの両方の面取りが、このプロセスの間に第２ロッドの面の側を通って表面をスライドさせることを容易にしている。交換する第１ロッドが所定位置に進入すると、カチッと入り、テーパーピン上に作用する付勢力によってそこに保持される。一旦適切に配置されると、第２ロッドの平面領域への付勢力によって、交換したロッドを通路内の所定位置に固定する。

調節システムの例示的な実施形態に関連する付加的な機構が図４に示されている。例えば、第２ロッド３０８のテーパー面３３０が示されている。別の実施例では、第２ロッド３０８の第２端部３３２に対して同軸であるバネ形状の付勢要素３１０の配置が示されている。バネの第１端部は、第２ロッド３０８のストッパ３３４と当接し、バネの第２端部は、ストッパロッド３３６と当接する。第２端部３３２は、ストッパロッド３３６の表面から離間していてもよく、又は、第２ロッド３０８の第２端部３３２は、ストッパロッド３３６の表面と当接していてもよい。第２端部３３２及びストッパロッド３３６の表面間の分離は、調節システムの動作中に、第２ロッド３０８の平行移動のための空間を提供する。付勢要素３１０は、第２ロッド３０８の面３１２を平面領域３０２に付勢することによって離間距離を維持することに役立つ。ストッパロッド３３６は、製造及び置換の簡便さに役立つが、ストッパロッド３３６は任意であり、付勢要素のための表面を提供する任意の機構によって置換可能である。別の実施例において、六角頭のようなインターフェース３３８は、第１ロッド３１６を回転させるため、第１ロッド３１６に付随してもよい。

また、調節システムのいくつかの構成要素のための工具本体３４０内の通路が、図４に示されている。第１ロッド３１６用の通路３１８が、第２ロッド３０８用の通路３４２に対して略垂直（±１０度）に配置されている。ストッパロッド３３６用の通路３４４が、第２ロッド３０８用の通路３４２に対して略垂直（±１０度）に配置されている。第２ロッド３０８用の通路３４２は、第１ロッド３１６用の通路３１８と少なくとも部分的に交差する第１端部を有し、ストッパロッド３３６用の通路３４４と少なくとも部分的に交差する第２端部とを有する。通路を形成するための様々な製造技術が使用可能である。１つの実施例では、調節システムの部品の動きを可能にするように適切に仕上げてあるが、製造及び組立の簡便のため、第２ロッド３０８用の通路３４２は、工具本体３４０の軸方向長さに亘ってもよく、ドリルによって形成されてもよい。他の通路は、ドリルか又はリーマによってもよい。第１ロッド３１６の場合、第２ロッド３０８との動作が、工具本体内の第１ロッドの位置を維持する。ストッパロッド３３６の場合、ストッパロッドは、圧入でもよく、又は、刻み付きピンでもよい。

通路は工具本体内に分散して有利に配置される。例えば、第１ロッド用の通路は、カートリッジ及びスロットの配置から軸方向にオフセットしている。これにより、工具の曲げを減少させ、より強い断面を得ることができ、工具本体の割れを減少させ、全体として、工具の寿命を増加させる。このことは、複数の通路及び同じ断面にはないスロットに、少なくとも部分的には起因する。更に、通路は、円形又は略円形の断面でもよく、それによって、四角形状から生じうる応力を減少させる。更に、通路は、屈曲に対する抵抗を最大限にするように機械加工工具の屈曲の中立軸周りに十分近接して配置可能である。例えば、第２ロッド用の通路は、圧縮応力又は引張応力の中立の位置にある。同様に、第１ロッド用の通路、ストッパロッド用の通路、プッシュピン用の通路のような横断の通路は、切削抵抗によって生成される圧縮応力又は引張応力の中立の位置にある。

図５は、切削工具上の切削インサートを位置合わせする調節システムの例示的な実施形態の軸方向垂直断面図である。一般に、図５は、工具本体４０２内の調節システム４００の配置と、切削インサート４０６のカートリッジ４０４及びストッパロッド４０８との関係を示している。調節システム４００は、平面領域４１２を備えた第１ロッド４１０と、第２ロッド４１４と、第２ロッド４１４用の付勢要素４１６と、テーパー面４２０と当接すると共にカートリッジ４０４と動作可能なように当接するプッシュピン４１８とを有する。また、フレックススロット４２２と、取り付け用ネジ４２４と、カートリッジ４０４用のセットスクリュー４２６も示されている。

図６は、切削工具上の切削インサートを位置合わせする調節システムの例示的な実施形態を示す図５の拡大図である。図６において、第２ロッド５０４のテーパー面５０２と、テーパー面５０２及びプッシュピン５０６間の当接とがより明確に示されている。例えば、プッシュピン５０６の第１端部５１０の面５０８が、第２ロッド５０４のテーパー面５０２と関連づけられる角度がつけられた表面を有する。第２ロッド５０４が平行移動（Ｔ₁）するにつれて、面５０８は、第２ロッド５０４のテーパー面５０２の軸方向に延びる長さ部分との線接触を維持し、プッシュピン５０６が平行移動（Ｔ₂）する。プッシュピン５０６の第２端部５１２は、図６に示されるように、直接的に、又は、接続ピン５１６のような中間構造体を介してカートリッジ５１４と動作可能なように当接する。

図６において、第２ロッド５０４及び第１ロッド５２０の平面領域５１８間の当接がより明確に示されている。例えば、平面領域５１８は、第２ロッド５０４の面５２２と様々に当接するように回転可能（Ｒ₁）であり、面５２２は硬化材料５２４であってもよい。平面領域５１８は、異なる径方向の寸法を有し、図３を参照しながら前述したように、ストッパ５２６を実現する。動作中において、第１ロッドの回転（Ｒ₁）は第２ロッドの面５２２と当接する平面領域を変化させ、第２ロッドを平行移動（Ｔ₁）させる。すなわち、テーパー面５０２の平行移動によって、プッシュピン５０６の平行移動（Ｔ₂）と、カートリッジ５１４及び切削インサート５２６の移動（Ｍ₁）が生じる。プッシュピン（Ｔ₂）の平行移動の実施例は、２〜４μｍの漸次的変化で且つ最大距離８０μｍである。

図７は、調節システムの例示的な実施形態の径方向断面図である。図７において、第２ロッド６０２及びプッシュピン６０４間の当接が示されている。切削工具の径方向断面において、プッシュピン６０４は、テーパー状ではなく、第２ロッド６０２のテーパー面の径方向に延びる外周６０８に対する接線接触６０６をなすように、むしろ四角形且つ水平である。図７に示されるような接線接触によって、プッシュピン及び第２ロッドの通路の低い精度の機械加工が許容される。

上述したように、第２ロッドは、第１ロッドの回転に応じて、平面領域の高さの変化と関連付けられた距離だけ平行移動するテーパー面を有し、それによって、プッシュピンが平行移動し切削インサートの径方向の位置を変更する働きをする。テーパー面は、平面領域の操作のみによって与えられる調節量を減少させ、切削インサートの切削面の微調整を可能にする。テーパー面により、切削インサートの径方向の位置の変化量は、第１ロッドの回転量に応じて算出され、及び／又は、測定されうる。例えば、以下の式を適用する。
Ｒ＝ｘｔａｎ（θ）
ここで、ｘは平面領域の高さの変化であり、θはテーパー面の角度である（角度θの説明のため図６参照）。

カートリッジを取り付ける押さえネジ及びカートリッジ上のプッシュピンの動作可能な接点に対する切削インサートの配置は、平面領域の操作のみに亘る切削面の付加的な微調整も提供する。この微調整を上述の方程式に加えると、以下の関係が成立する。
Ｒ＝ｘｔａｎ（θ）×（ｒａｔｉｏ₁）
ここで、ｘは平面領域の高さの変化であり、θはテーパー面の角度であり、ｒａｔｉｏ₁は、取り付け点からの接点の軸線の距離に対する押さえネジからの切削インサートの軸線の距離の比、すなわち、押さえネジの軸線の位置からプッシュピンの中心軸線の位置までの距離（図５の線分ＡＣの長さ）に対する、セットスクリューの軸線の位置から切削インサートの切削面の中心軸線の位置までの距離（図５の線分ＡＢの長さ）の比である。従って、以下のようになる。
Ｒ＝ｘｔａｎ（θ）×（線分ＡＢの長さ／線分ＡＣの長さ）

調節システムは、直線的に調節する。調節システムの操作可能な範囲における任意の点で、一定の回転の入力は、最終的に正味同じ平行移動を生じさせる。例えば、Ｘ度の回転は、最終的に正味同じＹｍの平行移動となる。一方、偏心システムは、非線形に動作する。

例示的な実施形態の長さ及び動作距離の例は、（ａ）２〜６μｍの漸次的変化で且つ最大距離８０μｍで第３軸線に沿って平行移動するプッシュピンと、（ｂ）約２５μｍ〜１２５μｍ（１／１００００インチ〜５／１０００インチ）、代替的に、約５０μｍ〜１００μｍ（２／１００００インチ〜４／１０００インチ）の連続的な平面領域間の径方向の寸法における高さの差異又は高さの変化と、（ｃ）第２軸線に対する５〜１５度の角度、代替的には９〜１２度の角度、代替的には約１１度の角度である第２ロッドのテーパー面とを含む。

ここに開示されている調節システムは、切削工具上の切削インサートの切削面を軸方向に位置決めするために用いられることができる。例えば、切削工具上の切削インサートの切削面を軸方向に位置決めする例示的な方法は、切削インサート用の調節システムを調節することを含み、調節システムが、第１方向に方向付けられた第１軸線周りに回転可能な第１ロッドであって、第１ロッドが、第１軸線に対して径方向に配置された複数の平面領域を備えた表面を有し、各複数の平面領域が、連続して隣接する平面領域に対して第１ロッドの中心軸線から異なる半径方向距離だけ離れている第１ロッドと、第２方向に方向付けられた第２軸線に沿って平行移動可能である第２ロッドであって、第２ロッドの第１端部が、複数の平面領域の１つと当接する面を有し、第２ロッドの表面が、軸線方向にテーパー状となっている第２ロッドと、複数の平面領域の１つと当接するように第２ロッドの第１端部の面を付勢する力を与えるように配置された付勢要素と、第３方向に方向付けられた第３軸線に沿って平行移動可能であるプッシュピンであって、プッシュピンの第１端部の面が、第２ロッドのテーパー面と当接し、プッシュピンの第２端部の面が、切削工具上に取り付けられ且つ切削インサートが着座するカートリッジと動作可能なように当接しているプッシュピンとを有する。調節システムの調節は、第２ロッドの第１端部の面と当接する平面領域の表面を変更する。更に、調節システムの調節は、プッシュピンと当接する第２ロッドのテーパー面の部分を変更する。プッシュピンの平行移動の結果は、カートリッジ及びそれに取り付けられた切削インサートの関連した切削面の径方向の平行移動である。

切削工具上の切削インサートの切削面の径方向の位置を調節する別の例示的な方法は、第１方向に方向付けられた第１軸線周りに回転可能な第１ロッドを操作することであって、第１軸線に対して軸方向に配置された複数の平面領域の１つを、第２方向に方向付けられた第２軸線に沿って平行移動可能であり且つ表面が軸線方向にテーパー状の第２ロッドの第１端部の面と当接するように、第１ロッドを操作することと、プッシュピンの第１端部の面と当接するテーパー面の部分を変更するように第２方向に第２ロッドを平行移動させることと含む。プッシュピンの第１端部の面と当接するテーパー面の部分が変化するにつれて、プッシュピンは、第３方向に方向付けられた第３軸線に沿って平行移動する。次いで、プッシュピンの第２端部の面は、切削工具上に取り付けられ且つ切削インサートが着座するカートリッジと動作可能なように当接する。いくつかの実施形態において、第３軸線に沿ってプッシュピンを平行移動させることは、カートリッジを曲げる。更に、当該方法は、第１端部の面と当接するように第２ピンを平面領域に付勢してもよい。

開示されている調節システム及び調節方法の例示的な実施形態は、切削面の径方向の位置の調節を示すフィードバックを操作者に提供する。例えば、フィードバックは、平面領域の各変化に関連づけ可能である。第２ロッドと当接する平面領域が変化するにつれて、付勢要素からの調節システムの付勢力及びプッシュピンを介して伝わる調節システムの付勢力は、ユーザーに触覚として得られる。また、変化する平面領域と当接する第２ロッドの面の歯止め及びクリックは、ユーザーに聴覚として得られる。これらフィードバックの機構の一方又は両方を使用可能である。

計測器は不要である。有利には、あまり明るくない場所、機械加工の工具へのアクセスが制限されている場所、又は目盛付表面が汚れている場所で調節を行うために目盛付表面を読む必要はない。操作者は、通常の工具を用いて微調整を行うことができる。

製造方法は簡略化され、より費用効率良く製品を製造することができる。また、平面領域を備えた第１ロッドのような摩耗部品は、工具を分解することなく交換することができる。

好適な実施形態と関連して記載してきたが、当業者にとって当然のことながら、特に記載しなかった追加、削除、改良、置換は、添付した特許請求に範囲に記載された本発明の精神及び範囲から逸脱することなく行うことができる。

Claims (31)

1. 切削工具上の切削インサートを位置合わせする調節システムであって、該調節システムが、
   第１方向に方向付けられた第１軸線周りに回転可能な第１ロッドであって、該第１ロッドが、前記第１軸線に対して径方向に配置された複数の平面領域を備えた表面を有し、各前記複数の平面領域が、連続して隣接する前記平面領域に対して前記第１ロッドの中心軸線から異なる半径方向距離だけ離れている第１ロッドと、
   第２方向に方向付けられた第２軸線に沿って平行移動可能である第２ロッドであって、該第２ロッドの第１端部が、前記複数の平面領域の１つと当接する面を有し、該第２ロッドの表面が、軸線方向にテーパー状となっている第２ロッドと、
   前記複数の平面領域の１つと当接するように前記第２ロッドの前記第１端部の面を付勢する力を与えるように配置された付勢要素と、
   第３方向に方向付けられた第３軸線に沿って平行移動可能であるプッシュピンであって、該プッシュピンの第１端部の面が、前記第２ロッドのテーパー面と当接し、該プッシュピンの第２端部の面が、前記切削工具上に取り付けられ且つ前記切削インサートが着座するカートリッジと動作可能なように当接しているプッシュピンと、を具備する調節システム。
2. 前記径方向に配置された平面領域が、前記第１ロッドの外周周りに階段状の機構を有する請求項１に記載の調節システム。
3. より低い高さの平面領域と、連続して隣接するより高い高さの平面領域との間の高さの違いが、前記回転可能な第１ロッド用のストッパを形成する請求項２に記載の調節システム。
4. 前記ストッパが当該調節システム用のゼロ合わせに関連づけることができる請求項３に記載の調節システム。
5. 前記第２ロッドの前記第１端部の前記面が、前記複数の平面領域の１つと当接する超硬合金を含む請求項１に記載の調節システム。
6. 前記プッシュピンの前記第１端部の前記面が、前記第２ロッドの前記テーパー面と関連づけられる角度がつけられた表面を有する請求項１に記載の調節システム。
7. 前記プッシュピンの前記第１端部の前記面が、前記第２ロッドの前記テーパー面の軸方向に延びる長さ部分と線接触を形成する請求項１に記載の調節システム。
8. 前記プッシュピンの前記第１端部の前記面が、前記第２ロッドの前記テーパー面の径方向に伸びる外周に対する接線接触を形成する請求項７に記載の調節システム。
9. 前記付勢要素がバネであり、該バネが、前記第２ロッドの第２端部周りに同軸に配置され、前記バネの第１端部が前記第２ロッド上でストッパと当接し、前記バネの第２端部がストッパロッドと当接している請求項１に記載の調節システム。
10. 工具本体と、
    １つ又は複数の切削インサート用のカートリッジであって、前記工具本体の容積を超えて突出する１つ又は複数の切削インサートの切削面を備え、前記工具本体のスロット内に取り付け可能なカートリッジと、
    前記切削インサートを径方向に位置合わせする調節システムと、を具備する切削工具であって、
    前記調節システムが、前記工具本体の第１通路内に配置される第１ロッドであって、該第１ロッドが、第１方向に方向付けられた第１軸線周りに前記第１通路内で回転可能であり、前記第１軸線に対して径方向に配置された複数の平面領域を備えた表面を有し、各前記平面領域が、連続して隣接する前記平面領域に対して該第１ロッドの中心軸線からそれぞれ異なる半径方向距離だけ離れている第１ロッドと、
    前記工具本体の第２通路内に配置される第２ロッドであって、前記第２通路の第１端部が前記第１通路と少なくとも部分的に交差し、該第２ロッドが、第２方向に方向付けられた第２軸線に沿って前記第２通路内で平行移動可能であり、該第２ロッドの前記第１端部は、前記複数の平面領域の１つと当接する面を有し、該第２ロッドの表面は軸方向にテーパー状である第２ロッドと、
    前記複数の平面領域の１つと当接するように、前記第２ロッドの前記第１端部の面を付勢する力を与えるように前記工具本体の内部に配置される付勢要素と、
    前記工具本体の第３通路内に配置されるプッシュピンであって、前記第３通路の第１端部が前記第２通路と部分的に交差し、前記第３通路の第２端部が前記スロットと部分的に交差し、該プッシュピンが、第３方向に方向付けられた第３軸線に沿って前記第３通路内で平行移動可能であり、該プッシュピンの第１端部の面が、前記第２ロッドの前記テーパー面と当接し、該プッシュピンの第２端部の面が、取り付けられた前記カートリッジと動作可能なように当接するプッシュピンと、を有する切削工具。
11. 前記カートリッジが、前記スロットの表面に面した該カートリッジの表面上にフレックススロットを有し、前記カートリッジが、押さえネジによって取り付けられ、該押さえネジが、前記フレックススロットによって、前記プッシュピンの前記第２端部の前記面の動作可能な接点から、前記取り付けられたカートリッジのプッシュピンと分離する請求項１０に記載の切削工具。
12. 少なくとも１つの切削インサートの前記切削面が、前記押さえネジの軸方向の位置と、前記プッシュピンの軸方向の位置との間で軸方向に配置される請求項１１に記載の切削工具。
13. 前記径方向に配置された平面領域が、前記第１ロッドの外周周りに階段状の機構を有し、連続する平面領域間の高さの違いは、約２５μｍ〜２５０μｍ（１／１００００インチ〜１０／１０００インチ）の増加であり、前記第２ロッドの前記テーパー面が、前記第２軸線に対して５〜１５度の角度であり、前記押さえネジの軸線の位置から前記切削面の軸線の位置までの距離が、前記押さえネジの軸線の位置から前記プッシュピンの軸線の位置までの離れた距離の約７５％である請求項１２に記載の切削工具。
14. 前記径方向に配置された平面領域が、前記第１ロッドの外周周りに階段状の機構を有する請求項１０に記載の切削工具。
15. より低い高さの平面領域と、連続して隣接するより高い高さの平面領域との間の高さの違いが、前記回転可能な第１ロッド用のストッパを形成する請求項１０に記載の切削工具。
16. 前記ストッパが前記調節システム用のゼロ合わせに関連づけることができる請求項１５に記載の切削工具。
17. 前記第２ロッドの前記第１端部の前記面が、前記複数の平面領域の１つと当接する超硬合金を含む請求項１０に記載の切削工具。
18. 前記プッシュピンの前記第１端部の前記面が、前記第２ロッドの前記テーパー面と関連づけられる角度がつけられた表面を有する請求項１０に記載の切削工具。
19. 前記プッシュピンの前記第１端部の前記面が、前記第２ロッドの前記テーパー面の軸方向に延びる長さ部分と線接触を形成する請求項１０に記載の切削工具。
20. 前記プッシュピンの前記第１端部の前記面が、前記第２ロッドの前記テーパー面の径方向に伸びる外周に対する接線接触を形成する請求項１９に記載の切削工具。
21. 前記工具本体の第４通路内に配置されるストッパロッドを具備し、前記第２通路の第２端部が前記第４通路と少なくとも部分的に交差する請求項１０に記載の切削工具。
22. 前記付勢要素がバネであり、該バネが、前記第２ロッドの第２端部周りに同軸に配置され、前記バネの第１端部が前記第２ロッド上でストッパと当接し、前記バネの第２端部がストッパロッドと当接している請求項２１に記載の切削工具。
23. 切削工具上の切削インサートの切削面を径方向に位置合わせする方法であって、該方法が前記切削インサート用の調節システムを調節することを含み、該調節システムが、
    第１方向に方向付けられた第１軸線周りに回転可能な第１ロッドであって、該第１ロッドが、前記第１軸線に対して径方向に配置された複数の平面領域を備えた表面を有し、各前記複数の平面領域が、連続して隣接する平面領域に対して該第１ロッドの中心軸線から異なる半径方向距離だけ離れている第１ロッドと、第２方向に方向付けられた第２軸線に沿って平行移動可能である第２ロッドであって、該第２ロッドの第１端部が、前記複数の平面領域の１つと当接する面を有し、該第２ロッドの表面が、軸線方向にテーパー状となっている第２ロッドと、前記複数の平面領域の１つと当接するように前記第２ロッドの前記第１端部の面を付勢する力を与えるように配置された付勢要素と、第３方向に方向付けられた第３軸線に沿って平行移動可能であるプッシュピンであって、該プッシュピンの第１端部の面が、前記第２ロッドの前記テーパー面と当接し、該プッシュピンの第２端部の面が、前記切削工具上に取り付けられ且つ前記切削インサートが着座するカートリッジと動作可能なように当接しているプッシュピンと、を有し、前記調節システムの調節が、前記第２ロッドの前記第１端部の面と当接する平面領域を変更させる方法。
24. 前記調節システムの調節が、前記プッシュピンと当接する前記第２ロッドの前記テーパー面の部分を変更する請求項２３に記載の方法。
25. 切削工具上の切削インサートの切削面の径方向の位置を調節する方法であって、該方法が、
    第１方向に方向付けられた第１軸線周りに回転可能な第１ロッドを操作することであって、前記第１軸線に対して軸方向に配置された複数の平面領域の１つを、第２方向に方向付けられた第２軸線に沿って平行移動可能であり且つ表面が軸線方向にテーパー状の第２ロッドの第１端部の面と当接するように、第１ロッドを操作することと、
    プッシュピンの第１端部の面と当接する前記テーパー面の部分を変更するように第２方向に第２ロッドを平行移動させることと、
    第３方向に方向付けられた第３軸線に沿って前記プッシュピンを平行移動させること、を含み、前記プッシュピンの第２端部の面が、前記切削工具上に取り付けられ且つ前記切削インサートが着座するカートリッジと動作可能なように当接する方法。
26. 前記第３軸線に沿って前記プッシュピンを平行移動させることが、前記カートリッジを屈曲させる請求項２５に記載の方法。
27. 前記第１端部の前記面を前記平面領域と当接するように前記第２ピンを付勢することを含む請求項２５に記載の方法。
28. 当該方法が、前記切削面の前記径方向の位置の調節を示すフィードバックを操作者に提供する請求項２７に記載の方法。
29. 前記フィードバックが、前記平面領域の各変化に関連づけられる請求項２８に記載の方法。
30. 前記フィードバックが触覚である請求項２８に記載の方法。
31. 前記フィードバックが聴覚である請求項２８に記載の方法。

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