JP2013508178A - フライス - Google Patents

Abstract

フライス（２０、１２０、２２０）は、径方向に配向されたスロット（９２）と、中心開口（８８）とを有する円板状のカッター本体（２２）を有している。フライスの交換可能なハブは、カッター本体（２２）の両側に配置され、内側壁（４４、５２；１５２；２４４、２５２）を有する２つのアダプタ部材（４０、４２、２４０、２４２）を備えている。アダプタ部材の一方（４２、２４２）は、アダプタの内側壁（５２、１５２、２５２）に形成された少なくとも２つの突起（６８、２６８）を有し、また、２つのアダプタ部材の一方（４２、２４０）は、アダプタの内側壁（５２、１５２、２４４）に配置された隆起部（８０、１８０、２８０）を有している。アダプタ部材（４０、２４０、２４２）は、スロットに配置される突起と、中心開口に配置される隆起部とによって、カッター本体に固定することができる。

Description

本発明は、フライスに関し、具体的には、円板状のカッター本体を備えたフライスに関する。

上記のようなフライスは、一般的に溝削り加工に用いられ、機械主軸の支持軸を受けるための、軸方向中心線を有する穴を備えたハブを有している。穴には所定の直径があるため、フライスは、所定の直径の支持軸と共に使用することができるだけである。

交換可能なハブを備えたフライスもまた知られており、そのフライスでは、必要な穴径を有するハブを用意することができる。穴径の直径と異なる直径を有する支持軸でフライスを使用する必要がある場合は、カッター本体に取り付けられているハブを取り外し、代わりに、必要な直径を有する新たなハブをカッター本体に取り付けることができる。しかしながら、それらは、通常、ねじ（またはボルト）を用いてハブをカッター本体に取り付ける。ねじを用いることは、時間を取られる上に、回転運動が、ハブからカッター本体にねじを介して付与されるため、ねじを損傷させる可能性のあるせん断力にねじを晒すことになる点において不利益となることがある。

特許文献１には、交換可能なハブを備えたフライスが開示されている。そのフライスは、径方向に配向されたスロットと、中心開口とを有する円板状のカッター本体を備えている。交換可能なハブは、カッター本体の両側に配置された２つのアダプタ部材を有している。それらアダプタ部材の一方は、上記中心開口に位置する隆起部を有している。これらのアダプタ部材は、アダプタ部材内の止まり穴に位置し、スロットに配置される係合部材を通るピンによって、カッター本体に固定される。ピンおよび係合部材がアダプタ部材から分離しているため、生産時間が長くなり、器具の堅牢性が劣る可能性がある。

米国特許第７１１２０１３号明細書

本発明の目的は、上述の不利益を相当に軽減または克服する、交換可能なハブを備えたフライスを提供することである。さらに、本発明の目的は、上述の不利益を実質的に克服する、カッター本体にハブを固定する方法を提供することである。また、本発明のさらなる目的は、穴径を小さくする場合に、切込み深さを増加させることができる交換可能なハブを提供することである。

本発明によれば、回転軸を有するフライスであって、
２つの側面、およびそれら側面の間に外周面を有し、回転軸が２つの側面に直交する略円板状のカッター本体と、
カッター本体の外周面の周囲に配置され、円周方向に間隔があけられた複数の刃部と、
カッター本体にある、開口内側面を有する中心開口と、
カッター本体にある、少なくとも２つの径方向に配向されたスロットであって、中心開口に向かって開口するスロット内側面を各々が有するスロットと
を備えるフライスが提供される。

本発明の実施形態によれば、カッター本体の両側に配置された２つのアダプタ部材が設けられ、各アダプタ部材は、カッター本体のそれぞれの側面に当接している内側壁、ならびに中心穴および駆動キー溝部を有し、アダプタ部材の一方には、アダプタの内側壁に少なくとも２つの突起が形成されている。

本発明の実施形態によれば、アダプタ部材の一方の内側壁に配置され、このアダプタ部材の中心穴と同心となった軸方向に延出する円形に形成された隆起部が設けられ、その隆起部は、開口内側面と並列な外面を有し、各突起は、スロット内側面と並列な周囲面を有する。

ある実施形態によれば、スロットは略長方形とされている。

ある実施形態によれば、突起は略長方形とされている。

本発明の実施形態によれば、フライスの組立方法であって、
（ｉ）略円板状のカッター本体を提供するステップであって、このカッター本体は、第１の側面および第２の側面、ならびに中心開口および少なくとも２つの径方向に配向されたスロットを有し、各スロットは中心開口に向かって開口するスロット内側面を有するステップと、
（ｉｉ）第１のアダプタ部材および第２のアダプタ部材を提供するステップであって、各アダプタ部材は、中心穴、内側壁、および駆動キー溝部を有し、第２のアダプタ部材は少なくとも２つの突起を有し、各突起はアダプタの内側壁に形成された外周面を有し、第１のアダプタ部材および前記第２のアダプタ部材の一方は、それの中心穴と同心となった、軸方向に延出する円形に形成された隆起部を有し、隆起部は外面および内面を有するステップと、
（ｉｉｉ）突起をスロット内に配置しつつ、第２のアダプタ部材をカッター本体の第２の側面に隣接して配置するステップと、
（ｉｖ）第１のアダプタ部材の内側壁が第１の側面に当接し、第１のアダプタ部材の駆動キー溝部が第２のアダプタ部材の駆動キー溝部に隣接するように、第１のアダプタ部材をカッター本体の第１の側面に隣接して配置するステップと
を含む組立方法において、
隆起部は、カッター本体の開口内に配置される組立方法が提供される。

本発明をより良く理解するため、また、本発明が実際にはどのように実施できるのかを示すために、ここで、以下の添付図面を参照する。

本発明の第１の実施形態によるフライスの斜視図である。 図１に示すフライスの端面図である。 図１に示すフライスの分解図である。 本発明の第１の実施形態による第２のアダプタ部材の内側壁を示す、第２のアダプタ部材の側面図である。 図４に示す第２のアダプタ部材の外側壁を示す、第２のアダプタ部材の側面図である。 図１に示すフライスの側面図である。 図６の線ＶＩＩ−ＶＩＩにおける断面図である。 第１のアダプタ部材を取り外した状態での、図１に示すフライスの側面図である。 図８の線ＩＸ−ＩＸにおける断面図である。 第１のアダプタ部材を取り外した状態での、図１から図９に示すフライスとは異なる直径を有するハブを備えた、本発明によるフライスの側面図である。 図１０の線ＸＩ−ＸＩにおける断面図である。 本発明の第２の実施形態によるフライスの分解図である。 本発明の第２の実施形態による第２のアダプタ部材の内側壁を示す第２のアダプタ部材の側面図である。 本発明の第２の実施形態による第１のアダプタ部材の内側壁を示す第１のアダプタ部材の側面図である。 図１２に示すフライスの側面図である。 図１５の線ＸＶＩ−ＸＶＩにおける断面図である。

図１および図２に着目すると、本発明の第１の実施形態によるフライス２０が示されている。フライス２０は、略円盤状のカッター本体２２を備えており、そのカッター本体２２は、反対側の略平行な側面２４、２６と、それら２つの側面２４、２６の間を延びる外周面２８とを有している。フライス２０は、２つの側面２４、２６に直交する回転軸Ｒを有している。フライス２０は、軸方向中心線を有する、機械主軸の支持軸（図示せず）を受けるためのハブ穴３２が設けられたハブ３０を備えている。回転運動は、カッターのハブ３０に、駆動キー溝３４に嵌まり合う駆動キー（図示せず）を介して付与される。円周方向に間隔があけられた複数の刃部３６が、カッター本体２２の外周面２８の周囲に配置されており、各刃部３６は、カッティングインサート（ｃｕｔｔｉｎｇ ｉｎｓｅｒｔ）３８を備えている。

ここで図３に着目する。ハブ３０は、カッター本体２２の両側に配置された第１のアダプタ部材４０および第２のアダプタ部材４２を有している。第１のアダプタ部材４０は、第１の内側壁４４と、その反対側の第１の外側壁４６と、それらの間に延在する第１の内周端面４８および第１の外周端面５０とを有している。同様に、第２のアダプタ部材４２は、第２の内側壁５２と、その反対側の第２の外側壁５４と、それらの間に延在する第２の内周端面５６および第２の外周端面５８とを有している。第１のアダプタ部材４０および第２のアダプタ部材４２は、軸方向中心線を有する同一の中心穴６０を有している。これらの中心穴６０は共にハブ穴３２を形成している。同様に、第１のアダプタ部材４０および第２のアダプタ部材４２は、それぞれ第１の駆動キー溝部６４および第２の駆動キー溝部６６を有しており、それらは共にハブ３０の駆動キー溝３４を形成する。

ここで図４および図５に注目する。第２のアダプタ部材４２は、第２の内側壁５２に形成された３つの突起６８を有し、これら突起は第２の内側壁５２から突出している。各突起６８は、径方向外側の端部７０と、その反対側の径方向内側の端部７２と、それらの間に延在する外周面７４とを有している。突起６８はさらに、内側面７６および外側面７８を有している。外側面７８は、一部が第２の内側壁５２に当接しており、一部が第２の外周端面５８から突出している。

各突起６８は、第２のアダプタ部材４２の中心穴６０と同心となった、軸方向に延出する円形に形成された隆起部８０に隣接する。隆起部８０は、外面８２および内面８４、ならびに、外面８２および内面８４の間に延在する、軸方向を向く円環状に形成されたブリッジ面８６を有する。内面８４は、内周端面５６の一部を形成している。

図３で見ることができるように、カッター本体２２は、軸方向に延びる開口内側面９０によって区画される中心開口８８を有している。カッター本体２２は、径方向に配向された、略長方形の３つのスロット９２を備えており、各スロット９２は、中心開口８８、第１の側面２４、第２の側面２６に向かって開口するスロット内側面９４を有している。スロット内側面９４の少なくとも一部は、円周方向を向いている。

本発明の第１の実施形態に従えば、フライス２０は、隆起部８０を開口８８に隣接して配置しつつ、第２のアダプタ部材４２を第２の側面２６に隣接して配置することによって組み立てられる。第２のアダプタ部材４２は、第２の内側壁５２が第２の側面２６に当接するまで、カッター本体２２に向かって付勢される。この位置において、隆起部８０の外面８２が開口内側面９０と平行になる状態で、隆起部８０は全体が開口８８内にあり、また、突起６８の外周面７４がスロット内側面９４と平行になる状態で、各突起６８は全体がスロット９２内にある。

フライス２０は、図８および図９に示すように、部分的に組み立てられている。残っているのは、部分的に組み立てられたフライス２０に、第１のアダプタ部材４０を取り付けることである。この取り付けは、第１の駆動キー溝部６４が第２の駆動キー溝部６６と一直線となるように第１のアダプタ部材４０を第１の側面２４に隣接して配置することによって行われる。第１の内側壁４４は第１の側面２４に当接し、それによりフライス２０は組み立てられた状態となる。つまり、図１、図２、図６、および図７に示すように、フライス２０が形成される。上述のような、作業の順序および機械主軸の支持軸に従うフライス２０の組立は、決して拘束力のあるものではない。フライス２０の組立は、望ましい実現可能なあらゆる順序で実施することができる。

上述のように、ハブ穴３２は、フライス２０を回転させるための機械主軸の支持軸を受ける。ここで、回転運動が、ハブ３０に、駆動キー溝３４に嵌まり合う支持軸の駆動キーを介して付与される。次いで、ハブ３０は、回転運動を、カッター本体２２に突起６８とスロット９２との連結を介して付与する。

図８および図９に関しては、以下の５つのパラメータが定義される。すなわち、ハブ３０の穴径Ｄ１（これは中心穴６０の直径に等しい）、ハブの直径ｄ１、隆起部８０の径方向における厚さＲ１、第２の内側壁５２の径方向における深さＴ１、および、フライスの切込み深さＡ１である。これらのパラメータは、以下で行われるように、２つの同様なフライスを比較する際に必要とされる。

本発明の第１の実施形態による、図１から図９に示すフライス２０は、ハブ穴３２の直径Ｄ１とほぼ等しいか、あるいは若干小さい直径を有する支持軸と連結して使用することしかできない。フライスを、異なる直径の支持軸を有する異なる機械主軸と共に使用する場合には、適切な直径（支持軸の直径とほぼ等しいか、あるいは若干大きい直径）の穴を有するハブを使用する必要がある。

ここで、図１０および図１１に注目すると、図１から図９に示すフライス２０よりも小さな直径を有する支持軸との使用に適した、本発明の第１の実施形態の変形によるフライス１２０が示されている。フライス１２０のハブ１３０の穴径Ｄ２は、フライス２０のハブ３０の穴径Ｄ１よりも小さくなっている。フライス１２０のハブ１３０の隆起部１８０の径方向における厚さＲ２は、フライス２０のハブ３０の隆起部８０の径方向における厚さＲ１よりも大きくなっている。フライス１２０の第２の内側壁１５２の径方向における深さＴ２は、フライス２０の第２の内側壁５２の径方向における深さＴ１より小さくすることができる。フライス１２０のハブの直径ｄ２は、フライス２０のハブの直径２０よりも小さくなっている。その結果、フライス１２０は、フライス２０の切込み深さＡ１よりも大きな切込み深さＡ２を有している。

次に、本発明の第２の実施形態によるフライス２２０を示す図１２から図１６に着目する。フライス２２０は、フライス２０の特徴と同様の特徴を多く有しているため、フライス２０と同様の特徴は、以下においては、フライス２０の符号を２００だけずらした符号によって参照される。第２の実施形態では、フライス２２０の第１のアダプタ部材２４０は隆起部２８０を有し、フライス２２０の第２のアダプタ部材２４２は突起２６８を有している。換言すれば、第２の実施形態では、突起と隆起部とは、異なるアダプタ部材に設けられている。

第１のアダプタ部材２４０は、第１の内側壁２４４と、その反対側の第１の外側壁２４６と、それらの間に延在する第１の内周端面２４８および第１の外周端面２５０とを有している。同様に、第２のアダプタ部材２４２は、第２の内側壁２５２と、その反対側の第２の外側壁２５４と、それらの間に延在する第２の内周端面２５６および第２の外周端面２５８とを有している。第１のアダプタ部材２４０および第２のアダプタ部材２４２は、軸方向中心線を有する中心穴２６０を有している。これらの中心穴２６０は共に、フライス２２０のハブ２３０のハブ穴２３２を形成している。同様に、第１のアダプタ部材２４０および第２のアダプタ部材２４２は、それぞれ第１の駆動キー溝部２６４および第２の駆動キー溝部２６６を有しており、それらは共にハブ２３０の駆動キー溝２３４を形成する。

第２のアダプタ部材２４２は、第２の内側壁２５２に形成された３つの突起２６８を有し、これらは内側壁２５２から突出している。各突起２６８は、径方向外側の端部２７０と、反対側に径方向内側の端部２７２と、それらの間を延びる外周面２７４とを有している。突起２６８はさらに、内側面２７６および外側面２７８を有している。外側面２７８は、一部が第２の内側壁２５２に当接しており、一部が第２の外周端面２５８から突出している。

第１のアダプタ部材２４０は、中心穴２６０と同心となった、軸方向に延出する円形に形成された隆起部２８０を有している。隆起部２８０は、外面２８２および内面２８４、ならびに、外面２８２および内面２８４の間に延在する、軸方向を向く円環状に形成されたブリッジ面２８６を有する。内面２８４は、内周端面２５６の一部を形成している。

本発明の第２の実施形態によれば、フライス２２０は、突起２６８をスロット９２に隣接しつつ、第２のアダプタ部材２４２をカッター本体２２の第２の側面２６に隣接して配置することによって組み立てられる。第２のアダプタ部材２４２は、第２の内側壁２５２が第２の側面２６に当接するまで、カッター本体２２に向かって付勢される。この位置において、外周面２７４がスロット内側面９４と平行になる状態で、各突起２６８は全体がスロット９２内にある。

残っているのは、部分的に組み立てられたフライス２２０に向かって、第１のアダプタ部材２４０を付勢することである。この付勢は、隆起部２８０を開口８８に隣接して配置しつつ、第１のアダプタ部材２４０を第１の側面２４に隣接して配置することによって行われる。この位置において、外面２８２が開口内側面９０と平行になる状態で、隆起部２８０は全体が開口８８内にある。第１の内側壁２４４は第１の側面２４に当接しており、第１の駆動キー溝部２６４は第２の駆動キー溝部２６６と一直線になっている。それにより、フライス２２０は組み立てられた状態となる。つまり、図１５および図１６に示すように、フライス２２０が形成される。

ハブ穴２３２は、フライス２２０を回転させるための機械主軸の支持軸を受ける。ここで、回転運動が、ハブ２３０に、駆動キー溝２３４に嵌まり合う支持軸の駆動キーを介して付与される。次いで、ハブ２３０は、回転運動をカッター本体２２に、突起２６８とスロット９２との連結を介して付与する。本発明の第２の実施形態による、フライス２２０の第１のアダプタ部材２４０および第２のアダプタ部材２４２は、機械主軸の支持軸がなくても、フライス２２０にしっかりと固定される。さらに、第１のアダプタ部材２４０および第２のアダプタ部材２４２は、製造するのが容易である。本発明の第１の実施形態と同じ方法で、第２の実施形態によるフライス２２０の組立は、望ましい実現可能なあらゆる順序で実施することができる。

ある実施形態においては、突起６８、２６８を有する各アダプタ部材４２、２４２は、一体化して形成されて一体構造を有している。他の実施形態においては、突起６８、２６８は、ねじなどの締結具によって、それぞれのアダプタ部材に固定されてもよい。またある実施形態においては、径方向外側の端部７０、２７０において、突起６８、２６８は、第２のアダプタ部材４２、２４２の径方向における最外部を形成する。

フライス２２０の直径よりも小さな直径を有する支持軸と共に使用するのに適した、本発明の第２の実施形態の変形は、第１の実施形態の変形と同様の方法で組み立てることができ、それにより、フライス２２０の切込み深さよりも大きな切込み深さを有するフライスを提供することができることは明白であろう。

本発明は、一体化された器具の使用によって、主軸の支持軸の直径に応じてアダプタを変更する特に効果的で堅牢な方法を提供するだけでなく、同時に、フライスの切込み深さを増加させるのを容易にすることが理解されるであろう。

本発明をある程度具体的に説明してきたが、特許請求される発明の範囲から逸脱することなく、様々な代替形態および変形形態も可能であることを理解されたい。

Claims (8)

1. 回転軸（Ｒ）を有するフライス（２０、１２０、２２０）であって、
   ２つの側面（２４、２６）、およびそれら側面の間に外周面（２８）を有し、前記回転軸（Ｒ）が前記２つの側面（２４、２６）に直交する略円板状のカッター本体（２２）と、
   前記カッター本体（２２）の前記外周面（２８）の周囲に配置され、円周方向に間隔があけられた複数の刃部（３６）と、
   前記カッター本体（２２）にある、開口内側面（９０）を有する中心開口（８８）と、
   前記カッター本体（２２）にある、少なくとも２つの径方向に配向されたスロット（９２）であって、前記中心開口（８８）に向かって開口するスロット内側面（９４）を各々が有するスロット（９２）と、
   前記カッター本体（２２）の両側（２４、２６）に配置された２つのアダプタ部材（４０、４２、２４０、２４２）であって、前記カッター本体（２２）のそれぞれの側面（２４、２６）に当接している内側壁（４４、５２、１５２、２４４、２５２）、ならびに中心穴（６０、２６０）および駆動キー溝部（６４、６６、２６４、２６６）を各々が有する２つのアダプタ部材（４０、４２、２４０、２４２）とを備え、
   １つのアダプタ部材（４２、２４２）には、前記内側壁（５２、１５２、２５２）に少なくとも２つの突起（６８、２６８）が形成され、
   １つのアダプタ部材（４２、２４０）は、軸方向に延出する円形に形成された隆起部（８０、１８０、２８０）であって、このアダプタ部材の前記内側壁（５２、１５２、２４４）に配置され、このアダプタ部材の前記中心穴（６０、２６０）と同心となった隆起部（８０、１８０、２８０）を有し、前記隆起部（８０、１８０、２８０）は、前記開口内側面（９０）と並列な外面（８２、２８２）を有し、
   各突起（６８、２６８）は、前記スロット内側面（９４）と並列な周囲面（７４、２７４）を有する
   ことを特徴とするフライス。
2. 前記スロット（９２）は略長方形とされていることを特徴とする請求項１に記載のフライス。
3. 前記突起（６８、２６８）は略長方形とされていることを特徴とする請求項１に記載のフライス。
4. 前記隆起部は第１のアダプタ部材（２４０）に形成されており、前記突起（６８、２６８）は第２のアダプタ部材（４２、２４２）に形成されていることを特徴とする請求項１に記載のフライス。
5. 前記突起（６８、２６８）を有する前記アダプタ部材（４２、２４２）は、一体化して形成されて一体構造を有することを特徴とする請求項１に記載のフライス。
6. 前記突起（６８、２６８）は、それらの設けられた前記アダプタ部材（４２、２４２）の径方向における最外部を形成していることを特徴とする請求項１に記載のフライス。
7. 前記円板状カッター本体（２２）は３つのスロット（９２）を有し、各スロットはスロット内側面（９４）を有しており、
   突起を有する前記アダプタ部材（４２、２４２）は、３つの突起（６８、２６８）を備えており、各突起は、対応するスロット内側面（９４）と並列な周囲面（７４、２７４）を有することを特徴とする請求項１に記載のフライス。
8. フライス（２０、１２０、２２０）の組立方法であって、
   （ｉ）略円板状のカッター本体（２２）を提供するステップであって、前記カッター本体（２２）は、第１の側面および第２の側面（２４、２６）、ならびに中心開口（８８）および少なくとも２つの径方向に配向されたスロット（９２）を有し、各スロットは中心開口（８８）に向かって開口するスロット内側面（９４）を有するステップと、
   （ｉｉ）第１のアダプタ部材および第２のアダプタ部材（４０、４２、２４０、２４２）を提供するステップであって、各アダプタ部材は、中心穴（６０、２６０）、内側壁（４４、５２、１５２、２４４、２５２）、および駆動キー溝部（６４、６６、２６４、２６６）を有し、前記第２のアダプタ部材（４２、２４２）は少なくとも２つの突起（６８、２６８）を有し、各突起は前記アダプタの内側壁（５２、１５２、２５２）に形成された外周面（７４、２７４）を有し、前記第１のアダプタ部材および前記第２のアダプタ部材の一方（４２、２４０）は、それの前記中心穴（６０、２６０）と同心となった、軸方向に延出する円形に形成された隆起部（８０、１８０、２８０）を有し、前記隆起部（８０、１８０、２８０）は外面（８２、２８２）および内面（８４、２８４）を有するステップと、
   （ｉｉｉ）前記突起（６８、２６８）を前記スロット（９２）内に配置しつつ、前記第２のアダプタ部材（４２、２４２）を前記カッター本体（２２）の前記第２の側面（２６）に隣接して配置するステップと、
   （ｉｖ）前記第１のアダプタ部材の前記内側壁（４４、２４４）が前記第１の側面（２４）に当接し、前記第１のアダプタ部材の前記駆動キー溝部（６４、２６４）が前記第２のアダプタ部材（４２、２４２）の前記駆動キー溝部（６６、２６６）に隣接するように、前記第１のアダプタ部材（４０、２４０）を前記カッター本体（２２）の前記第１の側面（２４）に隣接して配置するステップと
   を含む組立方法において、
   前記隆起部（８０、１８０、２８０）は、前記カッター本体（２２）の前記開口（８８）内に配置されることを特徴とする組立方法。

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