JP2018149655A - 刃先交換式切削工具用ホルダおよび刃先交換式切削工具 - Google Patents

Abstract

【課題】切削工具として十分な剛性を確保しつつ従来の切削工具に対し更なる軽量化が可能な刃先交換式切削工具用ホルダおよび刃先交換式切削工具を提供する。【解決手段】円盤状をなし、先端外周部において間隔をあけて複数の切削インサートを保持し、回転する主軸体の先端に取り付けられて工具軸周りに回転させられる刃先交換式切削工具用ホルダであって、内側に空洞部を形成する外殻部と、空洞部に位置する複数の梁部と、を有し、外殻部は、工具軸の軸方向に沿って延びる筒状の内筒部と、内筒部の径方向外側に位置し切削インサートを支持する複数のインサート保持部と、内筒部の軸方向一端側に位置し主軸体に固定される取付部と、を有し、梁部は、内筒部とインサート保持部とを繋ぐ、刃先交換式切削工具用ホルダ。【選択図】図１

Description

本発明は、刃先交換式切削工具用ホルダおよび刃先交換式切削工具に関する。

切削工具は、切削インサートの交換の度にフライス盤のアーバから取り外す必要があるため、作業者の負担を軽減するなどの目的で軽量化が望まれている。そこで、切削加工法などにより「肉盗み」（肉抜きなどとも称される）を行うことで、切削工具の体積を軽減し軽量化を図る試みがなされている。しかしながら、切削工具として十分な剛性を確保するためには、肉盗みによる軽量化には限界があった。

一方で、近年、３Ｄプリンタにより複雑形状を有する金属材料の成形が可能となっている。これに伴い、中空構造を採用することで軽量化を図った切削工具が提案されている（特許文献１）。

米国特許出願公開第２０１６／０３３２２３６号明細書

本発明は、このような背景の下になされたものであって、切削工具として十分な剛性を確保しつつ従来の切削工具に対し更なる軽量化が可能な刃先交換式切削工具用ホルダおよび刃先交換式切削工具の提供を目的とする。

上述の課題を解決するために、本発明の一態様の刃先交換式切削工具用ホルダは、円盤状をなし、先端外周部において間隔をあけて複数の切削インサートを保持し、回転する主軸体の先端に取り付けられて工具軸周りに回転させられる刃先交換式切削工具用ホルダであって、内側に空洞部を形成する外殻部と、前記空洞部に位置する複数の梁部と、を有し、前記外殻部は、前記工具軸の軸方向に沿って延びる筒状の内筒部と、前記内筒部の径方向外側に位置し前記切削インサートを支持する複数のインサート保持部と、前記内筒部の軸方向一端側に位置し前記主軸体に固定される取付部と、を有し、前記梁部は、前記内筒部と前記インサート保持部とを繋ぐ。

上述の構成によれば、内部に空洞部が設けられていることで、刃先交換式切削工具用ホルダの軽量化を図ることができる。また、空洞部には、梁部が設けられており、梁部においてインサート保持部を支持することで、軽量化を図りつつ外殻部の剛性を高めることができる。さらに、梁部は径方向に沿って延びるため、切削時にインサート保持部に加わる径方向の応力に対して、梁部がインサート保持部を強固に保持できる。これにより、刃先交換式切削工具用ホルダの径方向の剛性を高めて、切削時においける刃先交換式切削工具用ホルダの損傷および振動を抑制できる。

上述の刃先交換式切削工具用ホルダにおいて、梁部の内部には、クーラントが流れる流路が設けられている構成としてもよい。

上述の構成によれば、梁部の内部をクーラントの流路として利用することで、切削インサートの切刃に対して効果的にクーラントをあてることができる。

上述の刃先交換式切削工具用ホルダにおいて、前記梁部は、径方向外側に向かうに従って軸方向に沿って前記取付部から離間する方向に傾く構成としてもよい。

上述の構成によれば、梁部が軸方向にも延びるため、切削時にインサート保持部に加わる軸方向の応力に対して、梁部がインサート保持部を強固に保持できる。これにより、刃先交換式切削工具用ホルダの軸方向の剛性を高めて、切削時においける刃先交換式切削工具用ホルダの損傷および振動を抑制できる。

上述の刃先交換式切削工具用ホルダにおいて、前記梁部は、径方向外側に向かうに従って前記工具軸に対する角度を小さくするように湾曲する構成としてもよい。

上述の構成によれば、梁部の両端部において応力が集中し難く、結果的に梁部の強度を高めることができる。

上述の刃先交換式切削工具用ホルダにおいて、前記梁部の横断面は、全長に亘って前記工具軸に沿う方向を長手方向とする偏平状である構成としてもよい。

上述の構成によれば、切削時にインサート保持部に加わる軸方向の応力に対し梁部の剛性を高めることができる。

上述の刃先交換式切削工具用ホルダにおいて、複数の前記梁部は、複数の第１の梁部と、複数の第２の梁部と、を含み、前記第１の梁部の径方向内側の端部は、前記第２の梁部の径方向内側の端部より、前記主軸体側に位置する構成としてもよい。

上述の構成によれば、第１および第２の梁部を径方向内側において工具軸の軸方向にずらして配置することができ、空洞部２に多数の梁部を設けることができる。

上述の刃先交換式切削工具用ホルダにおいて、前記第１の梁部と前記第２の梁部は、前記工具軸の軸方向から見て少なくとも一部が重なる構成としてもよい。

上述の構成によれば、第１および第２の梁部を径方向内側において工具軸の軸方向にずらして配置することができ、空洞部２に多数の梁部を設けることができる。

上述の刃先交換式切削工具用ホルダにおいて、前記空洞部に位置して前記外殻部を支持する補強構造体が設けられている構成としてもよい。

上述の構成によれば、補強構造体において外殻部を支持することで、軽量化を図りつつ外殻部の剛性を高めることができる。

上述の刃先交換式切削工具用ホルダにおいて、前記補強構造体は、複数の接続部と前記接続部から放射状に延びて隣り合う前記接続部同士を繋ぐ複数の小柱部とを有する構成としてもよい。

上述の構成によれば、補強構造体が、接続部と接続部から放射状に延びる小柱部を有するため、小柱部が延びる方向において、多方向からの剛性を高めることが可能となる。

上述の刃先交換式切削工具用ホルダにおいて、小柱部が、前記接続部から放射状に延びて立体格子を構成する棒体である構成としてもよい。

上述の構成によれば、補強構造体として立体格子が採用されるため、何れの方向からの応力に対しても高い剛性を奏することができる刃先交換式切削工具用ホルダを提供できる。

上述の刃先交換式切削工具用ホルダにおいて、前記接続部は、直線状に延び、前記小柱部が、前記接続部に沿って延びる板体であり、前記小柱部に囲まれた小空間が、六角形である構成としてもよい。

上述の構成によれば、空洞部に六角形の小空間を構成する支柱部が設けられている。すなわち、支柱部にハニカム構造が採用されている。これにより、少ない材料で高剛性を実現でき、結果的に軽量な刃先交換式切削工具用ホルダを提供できる。

本発明の一態様の刃先交換式切削工具用ホルダは、前記刃先交換式切削工具用ホルダと、前記刃先交換式切削工具用ホルダに保持された複数の切削インサートと、を備える。

この構成によれば、十分な剛性を確保しつつ軽量化した刃先交換式切削工具を提供できる。

本発明によれば、切削工具として十分な剛性を確保しつつ従来の切削工具に対し更なる軽量化が可能な刃先交換式切削工具用ホルダおよび刃先交換式切削工具の提供が可能となる。

一実施形態の刃先交換式切削工具の斜視図。 一実施形態の刃先交換式切削工具の正面図。 一実施形態の刃先交換式切削工具の底面図。 図２のIV−IV線に沿う断面図。 図３のV−V線に沿う断面図。 一実施形態の補強構造体の模式図。 変形例の補強構造体の断面図。

以下、図面を参照しながら、本発明の実施形態に係る刃先交換式切削工具について説明する。以下の図面においては、各構成をわかりやすくするために、実際の構造と各構造における縮尺や数等を異ならせる場合がある。また、図面においては、適宜３次元直交座標系としてＸＹＺ座標系を示す。
また、以下の説明においては、Ｚ軸方向の正の側（＋Ｚ側，一方側）を「上側」と呼び、Ｚ軸方向の負の側（−Ｚ側，他方側）を「下側」と呼ぶ。なお、本明細書における上下方向は、刃先交換式切削工具の使用時の姿勢の一例であり、刃先交換式切削工具の姿勢を限定するものではない。また、特に断りのない限り、刃先交換式切削工具の工具軸Ｏに平行な方向を単に「軸方向」又は「上下方向」と呼び、工具軸Ｏを中心とする径方向を単に「径方向」と呼ぶ。

＜第１実施形態＞
以下、第１実施形態の切削工具刃先交換式切削工具１について図面を基に説明する。
図１、図２および図３は、それぞれ切削工具１の斜視図、正面図および底面図である。また、図４は図２のIV−IV線に沿う断面図であり、図５は図３のV−V線に沿う断面図である。

本実施形態の切削工具１は、正面フライスカッタである。切削工具１は、切刃３１により金属材料等からなる被削材にフライス加工を施す。切削工具１は、回転軸を中心として回転するアーバ（主軸体）９の下端に取り付けられる。切削工具１は、その工具軸Ｏをアーバ９の回転軸と一致するようにアーバ９に固定され、アーバ９によって工具軸Ｏを中心として回転方向Ｔに回転させられる。
なお、以下の説明において、特定部位に対して回転方向Ｔ側の領域を回転方向前方側とよび回転方向Ｔ側と反対側の領域を回転方向後方側と呼ぶ場合がある。

図１に示すように、切削工具１は、内部に空洞部２が設けられた工具本体（刃先交換式切削工具用ホルダ）１０と、工具本体１０に着脱可能に取り付けられる複数の切削インサート３０と、を備える。

切削インサート３０は、超硬合金等の硬質材料からなる。切削インサート３０は、工具本体１０の先端外周部１０ａに工具軸Ｏ周りに互いに間隔をあけて設けられる取付座４７にクランプネジ３５によって着脱可能に取り付けられる。切削インサート３０は、多角形板状をなす。切削インサート３０の多角形状の主面と側面と交差稜線部には、切刃３１が設けられている。切削インサート３０は、切刃３１が工具軸Ｏの軸方向に沿って延びるように、工具本体１０に取り付けられている。

工具本体１０は、工具軸Ｏを中心とする円盤状をなす。工具本体１０は、アーバ９の先端に取り付けられて工具軸Ｏ周りに回転させられる。工具本体１０は、先端外周部１０ａにおいて間隔をあけて複数の切削インサート３０を保持する。工具本体１０には、工具軸Ｏに沿って中央を貫通する取付孔１１が設けられている。取付孔１１には、アーバ９の先端部分およびアーバ９に工具本体１０を固定するための固定ボルト（図示略）が通過する。

工具本体１０は、内側に空洞部２を形成する外殻部４０と、複数の第１の梁部２５および複数の第２の梁部２６と、を有する。第１および第２の梁部２５、２６は、空洞部２に位置する。第１の梁部２５の内部には、クーラントが流れる流路２０が設けられている。また、空洞部２には、補強構造体５０が設けられている。なお、図４および図５において、補強構造体５０を簡略化してドット模様として示す。
工具本体１０は、一例として３Ｄプリンタによって金属の粉末材料を溶融させながら積層することで形成される。

外殻部４０は、工具本体１０の外部に露出する表面を構成する。本実施形態の外殻部４０は、空洞部２を閉塞させて囲む。なお、外殻部４０には、空洞部２を外部と連通させる開口が設けられていてもよい。本実施形態の工具本体１０によれば、空洞部２が設けられていることで軽量化を図ることができる。

図５に示すように、外殻部４０は、筒状の外筒部４１と、筒状の内筒部４８と、上底部（取付部）４２と、下底部４３と、切削インサート３０を支持する複数のインサート保持部４５と、を有する。

外筒部４１は、軸方向に沿って延びる円筒形状の円筒部４１ａと円筒部４１ａの下端から下側に向かって直径を大きくするテーパ部４１ｂと、を有する。

内筒部４８は、外筒部４１の径方向内側に配置される。内筒部４８は、軸方向に沿って延びる。内筒部４８が囲まれた領域は、取付孔１１を構成する。内筒部４８は、軸方向に沿って並ぶ第１筒部４８ａ、第２筒部４８ｂおよび第３筒部４８ｃを有する。第１筒部４８ａ、第２筒部４８ｂおよび第３筒部４８ｃは、上側から下側に向かってこの順に並ぶ。

第１筒部４８ａ、第２筒部４８ｂおよび第３筒部４８ｃは、取付孔１１の内周面を構成する。取付孔１１の内周面は、上側から順番に並ぶ上側内周面１１ａ、上側段差面１１ｄ、中間内周面１１ｂ、下側段差面１１ｅおよび下側内周面１１ｃに区分される。

上側内周面１１ａは、第１筒部４８ａに設けられている。中間内周面１１ｂは、第２筒部４８ｂに設けられている。下側内周面１１ｃは、第３筒部４８ｃに設けられている。上側内周面１１ａ、中間内周面１１ｂおよび下側内周面１１ｃのうち、下側内周面１１ｃの直径が最も大きく、中間内周面１１ｂの直径が最も小さい。

上側段差面１１ｄは、上側を向く面である。上側段差面１１ｄは、上側内周面１１ａと中間内周面１１ｂとの間に位置する。上側段差面１１ｄは、工具本体１０の固定によりアーバ９に押し当てられる。

下側段差面１１ｅは、下側を向く面である。下側段差面１１ｅは、中間内周面１１ｂと下側内周面１１ｃとの間に位置する。下側段差面１１ｅには、取付孔１１に挿入される固定ボルトの頭部が接触して工具本体１０をアーバ９に押し付けて固定する。

上底部４２および下底部４３は、工具本体１０の軸方向の両端に位置する。上底部４２および下底部４３は、外筒部４１と内筒部４８との間の空間を上下方向から閉塞する。上底部４２には、径方向に沿って延びる直線状のキー溝４４が設けられている。キー溝４４は、上側に開口する。キー溝４４には、アーバ９の下端に設けられたキーが嵌合する。

インサート保持部４５は、外筒部４１の下部に位置する。また、インサート保持部４５は、内筒部の径方向外側に位置する。図４に示すように、インサート保持部４５は、外筒部４１に対して径方向内側に傍出して形成されている。インサート保持部４５は、工具軸Ｏ周りに略等間隔に設けられている。本実施形態の工具本体１０には、６つの切削インサート３０が取り付けられる。したがって、工具本体１０には、６つのインサート保持部４５が設けられている。

図４に示すように、インサート保持部４５は、径方向外側に開口する開口部４５ｃが設けられた凹形状を有する。開口部４５ｃの回転方向Ｔを向く壁面には、切削インサート３０を取り付けるための取付座４７が設けられている。また、開口部４５ｃの内側の領域であって切削インサート３０の前方には、チップポケット４６が形成される。

インサート保持部４５は、切削インサート３０の回転方向前方側に位置する前方支持部４５ａと、切削インサート３０の回転方向後方側に位置する後方支持部４５ｂと、を有する。前方支持部４５ａは、椀状に形成されている。後方支持部４５ｂは、取付座４７において切削インサート３０を支持する。後方支持部４５ｂは、切削インサート３０における切削力の反力を受けるため、周方向に沿って肉厚に形成されている。

第１および第２の梁部２５、２６は、空洞部２に位置する。第１の梁部２５および第２の梁部２６は、それぞれ内筒部４８からインサート保持部４５に向かって放射状に延びる。すなわち、第１および第２の梁部２５、２６は、内筒部４８とインサート保持部４５とを繋ぐ。第１および第２の梁部２５、２６は、それぞれインサート保持部４５と同数だけ工具本体１０に設けられる。

本実施形態によれば、第１および第２の梁部２５、２６が径方向に沿って延びる。これにより、切削時にインサート保持部４５に加わる径方向の応力に対して、第１および第２の梁部２５、２６がインサート保持部４５を強固に保持できる。結果として、工具本体１０の径方向に沿う剛性を高めることができる。

図４に示すように、第１の梁部２５は、径方向内側に位置する内側端部２５ａと、径方向外側に位置する外側端部２５ｂとを有する。第１の梁部２５の内側端部２５ａは、内筒部４８の第１筒部４８ａに接続される。また、第１の梁部２５の外側端部２５ｂは、インサート保持部４５の前方支持部４５ａに接続される。
同様に、第２の梁部２６は、径方向内側に位置する内側端部２６ａと、径方向外側に位置する外側端部２６ｂとを有する。第２の梁部２６の内側端部２６ａは、内筒部４８の第３筒部４８ｃに接続される。したがって、第１の梁部２５の径方向内側の端部（内側端部２５ａ）は、第２の梁部２６の径方向内側の端部（内側端部２６ａ）より上側（アーバ９側）に位置する。また、第２の梁部２６の外側端部２６ｂは、インサート保持部４５の後方支持部４５ｂに接続される。

第１および第２の梁部２５、２６の内側端部２５ａ、２６ａは、周方向に沿って交互に配置されている。同様に、第１および第２の梁部２５、２６の外側端部２５ｂ、２６ｂは、周方向に沿って交互に配置されている。また、第２の梁部２６は、第１の梁部２５の下側を通過しており、第１および第２の梁部２５、２６は、軸方向から見て交差している。すなわち、第１の梁部２５と第２の梁部２６は、軸方向から見て少なくとも一部が重なる。

本実施形態によれば、第１および第２の梁部２５、２６が、軸方向にずれて延びている。これにより、多数の第１および第２の梁部２５、２６を空洞部２に配置することができる。結果として、工具本体１０の剛性をより効果的に高めることができる。

図５に示すように、第１の梁部２５は、径方向外側に向かうに従い下側（すなわち上底部４２から離間する方向）に傾く。また、第１の梁部２５は、径方向外側に向かうに従い工具軸Ｏに対する角度を小さくするように湾曲する。すなわち、第１の梁部２５は、内筒部４８とインサート保持部４５とをアーチ状に架け渡す。
第２の梁部２６は、径方向外側に向かうに従い下側（すなわち上底部４２から離間する方向）に僅かに傾く。また、第２の梁部２６は、略直線状に延びる。第２の梁部２６の軸方向に対する傾きは、第１の梁部２５の軸方向に対する傾き角より大きい。すなわち、第１および第２の梁部２５、２６は、軸方向に対する傾き角が互いに異なる。

本実施形態によれば、第１および第２の梁部２５、２６が、径方向外側に向かうに従って下側に傾くため、切削時にインサート保持部４５に加わる軸方向の応力に対して、第１の梁部２５、２６がインサート保持部４５を強固に保持できる。これにより、工具本体１０の軸方向に沿う剛性を高めることができる。

本実施形態によれば、第１および第２の梁部２５、２６は、軸方向に対する傾き角が互いに異なる。したがって、第１および第２の梁部２５、２６は、剛性を付与する方向が互いに異なる。第１および第２の梁部２５、２６の数および断面形状を適当に設定することで、全体重量の増加を最低限に抑制しつつ各方位に対してバランスよく剛性を高めることができる。

本実施形態によれば、第１の梁部２５が、径方向外側に向かうに従って下側に湾曲する。これにより、第１の梁部２５の内側端部２５ａおよび外側端部２５ｂにおいて応力が集中し難く、第１の梁部２５の強度を高めることができる。

図４に示すように、第１の梁部２５の横断面は、全長に亘って軸方向に沿う寸法を長手方向とする偏平状となっている。すなわち、第１の梁部２５は、軸方向の力に対する断面二次モーメントが大きい。これにより、切削時にインサート保持部４５に加わる軸方向の応力に対し第１の梁部２５の剛性が高められている。

第１の梁部２５は、径方向外側に向かうに従い工具本体１０の回転方向Ｔと反対側に延びて回転方向前方側からインサート保持部４５に接続される。一方で、第２の梁部２６は、径方向外側に向かうに従い工具本体１０の回転方向Ｔに延びて回転方向後方側からインサート保持部４５に接続される。したがって、インサート保持部４５は、回転方向前方側および回転方向後方側から、第１および第２の梁部２５、２６により支持されている。本実施形態によれば、第１および第２の梁部２５、２６によって、インサート保持部４５に加わる切削時の反力を前後から受けることができ、工具本体１０の剛性を効果的に高めることができる。加えて、アーバ９から付与される回転力を効率よくインサート保持部４５に伝えることができる。

本実施形態の切削インサート３０は、内部に空洞部２を形成して軽量化を図るとともに、第１および第２の梁部２５、２６によって工具本体１０の剛性を高めて、切削時においける工具本体１０の損傷および振動を抑制できる。

なお、本実施形態では、工具本体１０が２種類の梁部（第１および第２の梁部２５、２６）を有する構成について説明した。しかしながら、工具本体１０が第１および第２の梁部２５、２６のうち何れか一方のみを有する場合であっても、工具本体１０の剛性を高めるという点において一定の効果を奏することができる。

図４に示すように、第１の梁部２５の内部には、流路２０が設けられている。流路２０は、上流側において、取付孔１１の上側内周面１１ａに位置する入口部２１で開口する。また、流路２０は、下流側において、チップポケット４６に位置する出口部２２で切削インサート３０の切刃３１に向けて開口する。クーラントは、アーバ９から供給されて入口部２１から流路２０内に流入する。さらにクーラントは、流路２０内を径方向内側から径方向外側に向かって流れ出口部２２から噴出され切刃３１にあたる。

流路２０は、第１の梁部２５の内部に設けられているため、第１の梁部２５の形状に沿って延びる。したがって、流路２０は、第１の梁部２５と同様に、流路２０は、工具軸Ｏ側（すなわち径方向内側）から径方向外側に向かって放射状に延びる。

流路２０は、径方向内側から径方向外側に向かうに従って回転方向と反対側に向かって傾斜して延びている。これにより、クーラントの流動方向を工具本体１０の回転方向Ｔと反対向きとすることができ、クーラントを高速で切刃３１にあてることができる。

流路２０は、入口部２１から出口部２２に至る全長において、流路断面の形状が軸方向に沿う方向を長手方向とする長孔形状となっている。流路２０流路断面において、短手方向の寸法は全長において略一様である。一方で、流路２０の流路断面において、長手方向の寸法は、上流側から下流側に向かって連続的に短くなる。したがって、流路２０は、流路断面積が、上流側から下流側に向かって連続的に小さくなる。

本実施形態によれば、流路２０は、上流側の流路断面積が、下流側の流路断面器より大きい。したがって、流路２０を流れるクーラントの上流側における圧力損失を抑制するとともに下流側における流速を高めることができる。これにより、出口部２２から噴出されるクーラントの流速を高めて、クーラントによる冷却効率を高めることができる。

本実施形態によれば、流路２０の流路断面積が、上流側から下流側に向かって連続的に小さくなるため、流路２０中において、流路断面積が急激に変化することがなく、クーラントの流れを効率的とすることができる。

入口部２１および出口部２２は、軸方向に沿って延びる長孔である。本実施形態において、切刃３１は、軸方向に沿って延びる。したがって、出口部２２は、切刃３１の延びる方向に沿って延びる長孔である。このため、出口部２２から噴出されるクーラントは、切刃３１の全域に効果的にあたる。

図４に示すように、流路２０は径方向外側に向かうに従い工具本体１０の回転方向Ｔと反対側に向かって滑らかに湾曲する。流路２０が湾曲することで、流路２０を極端に折れ曲がった構成にすることなく、流路２０の出口部２２の位置を適切に配置することができる。これにより、流路抵抗が高くなることを抑制しつつ出口部２２の向きを切刃３１に対して効率的な方向に向けることが可能となり、クーラントによる切刃３１の冷却効率を高めることができる。なお、滑らかに湾曲する流路２０の曲率半径は、工具本体１０の最大直径Ｄの１／５以上とすることが好ましい。流路２０の曲率半径を工具本体１０の最大直径Ｄの１／５以上とすることで、流路２０の湾曲に起因する流路抵抗の高まりを十分に抑制できる。

また、本実施形態によれば、流路２０は径方向外側に向かうに従い回転方向Ｔと反対側に向かって湾曲するため、流路２０内のクーラントに遠心力を付与してクーラントの流速を高めることができる。これにより、出口部２２から高速のクーラントを切刃３１に噴出することが可能となり、クーラントによる切刃の冷却効率を高めることができる。
加えて、本実施形態の流路２０によれば、上述の方向に湾曲することで、出口部２２において流路２０を回転方向後方側に向けることができる。したがって、出口部２２から噴出されたクーラントを切削インサート３０にすくい面側にあてる構成を容易に実現できる。

図６は、補強構造体５０の模式図である。補強構造体５０は、空洞部２の全域に設けられている。補強構造体５０は、外殻部４０の内面に連結されている。これにより、補強構造体５０は、外殻部４０を支持する。

補強構造体５０は、複数の第１の接続部（接続部）５０Ａと、複数の第２の接続部（接続部）５０Ｂと、第１および第２の接続部５０Ａ、５０Ｂを繋ぐ棒体（小柱部）５１と、を有する。

第１および第２の接続部５０Ａ、５０Ｂは、三次元空間内に規則的に並ぶ。第１の接続部５０Ａには、４つの棒体５１が接続されている。また、第２の接続部５０Ｂには、８つの棒体５１が接続されている。

棒体５１は、第１および第２の接続部５０Ａ、５０Ｂから放射状に延びている。本実施形態において、複数の棒体５１は、同じ長さに形成されている。棒体５１の横断面形状は、円形であっても、正六角形などの多角形であってもよい。棒体５１の横断面の直径は例えば１ｍｍ程度である。４つの棒体５１は、２つの第１の接続部５０Ａおよび２つの第２の接続部５０Ｂを環状に繋ぐことでひし形の小要素５５を形成する。本実施形態の補強構造体５０は、複数の小要素５５が立体的に配列されることで構成されている。なお、図６において、１つの小要素５５をドット模様にて強調して表示する。

棒体５１は、第１および第２の接続部５０Ａ、５０Ｂ側から圧縮する応力に対して高い剛性を発揮する。本実施形態によれば、複数の棒体５１の延びる方向がそれぞれ異なるため、様々な方向に対して剛性を高めた補強構造体５０を構成できる。さらに、本実施形態によれば、第１および第２の接続部５０Ａ、５０Ｂにおいて接続される棒体５１の数が異なるため、棒体５１が延びる方向の多様性が確保されており、より多方向からの応力に強い補強構造体５０が構成できる。すなわち、本実施形態によれば、剛性の異方性が低い補強構造体５０を構成することができ、様々な切削パターンに対応可能な切削工具１を提供できる。

本実施形態によれば、空洞部２に補強構造体５０が設けられているため、少ない材料で工具本体１０の剛性を高めることができ、結果的に軽量な切削工具１を提供できる。

（変形例）
次に、変形例の工具本体（刃先交換式切削工具用ホルダ）１１０について説明する。本変形例の工具本体１１０は、上述の実施形態の工具本体１０と比較して補強構造体１５０の構造が異なる。なお、上述の実施形態と同一態様の構成要素については、同一符号を付し、その説明を省略する。

図７は、工具本体１１０の水平方向に沿う断面図である。なお、図７は、工具本体１１０の上側寄りの断面であり、第１および第２の梁部２５、２６が図示されていない。しかしながら、工具本体１１０は、第１および第２の梁部２５、２６を有する。

本変形例の補強構造体１５０は、複数の接続部１５０ａと、接続部１５０ａから放射状に延びて隣り合う接続部１５０ａ同士を繋ぐ複数の板体（小柱部）１５１と、を有する。補強構造体１５０は、板体１５１を正六角形に組み合わせることで構成されている。

接続部１５０ａは、軸方向に沿って直線状に延びる。接続部１５０ａは、平面視において規則的に並んでいる。接続部１５０ａには、３つの板体１５１が接続されている。
板体１５１の板面は軸方向に沿って延びる。すなわち、板体１５１は、接続部１５０ａに沿って延びる。３つの板体１５１は、接続部１５０ａから水平方向に広がように放射状に延びている。平面視における複数の板体１５１の長さは等しい。すなわち、板体１５１によって接続される一対の接続部１５０ａの平面視における距離は等しい。３つの板体１５１は、接続部１５０ａを中心として等角度で配置されている。したがって、３つの板体１５１は、接続部１５０ａを中心として互いに１２０°間隔で配置されている。

６つの接続部１５０ａを繋ぐ６つの板体１５１は、空洞部２の内部に小空間１０２ａを形成する。すなわち、板体１５１は、空洞部２を複数の小空間１０２ａに区画する。また、小空間１０２ａは、６つの板体１５１に囲まれている。小空間１０２ａは、平面視において六角形である。小空間１０２ａは、平面視において空洞部２の内部に規則的に並び、軸方向に沿って延びる。

補強構造体１５０は、このような接続部１５０ａを中心として３つの板体１５１を組み合わせた構造を水平面内で配列して板体１５１の内側を六角形とするハニカム構造を構成する。このようなハニカム構造は、板体１５１で囲まれた六角形の小空間１０２ａが延びる方向（本実施形態では軸方向）に付与された応力に対し板体１５１の座屈が抑制されて剛性を高めることができる。

本実施形態によれば、空洞部２にハニカム構造の補強構造体１５０が設けられているため、少ない材料で高剛性を実現でき、結果的に軽量な切削工具１を提供できる。
また、本実施形態の切削工具１によれば、補強構造体１５０のハニカム構造が軸方向に沿って延びるため、軸方向の剛性を高めた切削工具１を提供できる。

なお、本変形例では、補強構造体１５０として軸方向に沿って延びるハニカム構造を採用する場合を例示した。しかしながら、ハニカム構造が延びる方向（すなわち小空間１０２ａが延びる方向）は、径方向であってもよい。また、ハニカム構造が延びる方向は、部位によって異なっていても良い。すなわち、支持部は、部位ごとに各実施形態の構成を組み合わせたものであってもよい。

以上に、本発明の実施形態を説明したが、実施形態における各構成およびそれらの組み合わせ等は一例であり、本発明の趣旨から逸脱しない範囲内で、構成の付加、省略、置換およびその他の変更が可能である。また、本発明は実施形態によって限定されることはない。

また、上述の実施形態では、切刃交換式の切削工具として正面フライスカッタを例示して説明した。しかしながら切削工具は、切刃交換式のドリルであってもよい。

１…切削工具（刃先交換式切削工具）
２…空洞部
９…アーバ（主軸体）
１０、１１０…工具本体（刃先交換式切削工具用ホルダ）
１０ａ…先端外周部
２０…流路
２５…第１の梁部（梁部）
２５ａ…内側端部（径方向内側の端部）
２６…第２の梁部（梁部）
２６ａ…内側端部（径方向内側の端部）
３０…切削インサート
４０…外殻部
４２…上底部（取付部）
４５…インサート保持部
４８…内筒部
５０、１５０…補強構造体
５０Ａ…第１の接続部（接続部）
５０Ｂ…第２の接続部（接続部）
５１…棒体（小柱部）
１０２ａ…小空間
１５０ａ…接続部
１５１…板体（小柱部）
Ｏ…工具軸

Claims (12)

1. 円盤状をなし、先端外周部において間隔をあけて複数の切削インサートを保持し、回転する主軸体の先端に取り付けられて工具軸周りに回転させられる刃先交換式切削工具用ホルダであって、
   内側に空洞部を形成する外殻部と、前記空洞部に位置する複数の梁部と、を有し、
   前記外殻部は、前記工具軸の軸方向に沿って延びる筒状の内筒部と、前記内筒部の径方向外側に位置し前記切削インサートを支持する複数のインサート保持部と、前記内筒部の軸方向一端側に位置し前記主軸体に固定される取付部と、を有し、
   前記梁部は、前記内筒部と前記インサート保持部とを繋ぐ、
   刃先交換式切削工具用ホルダ。
2. 梁部の内部には、クーラントが流れる流路が設けられている、
   請求項１に記載の刃先交換式切削工具用ホルダ。
3. 前記梁部は、径方向外側に向かうに従って軸方向に沿って前記取付部から離間する方向に傾く、
   請求項１又は２に記載の刃先交換式切削工具用ホルダ。
4. 前記梁部は、径方向外側に向かうに従って前記工具軸に対する角度を小さくするように湾曲する、
   請求項３に記載の刃先交換式切削工具用ホルダ。
5. 前記梁部の横断面は、全長に亘って前記工具軸に沿う方向を長手方向とする偏平状である、
   請求項１〜４の何れか一項に記載の刃先交換式切削工具用ホルダ。
6. 複数の前記梁部は、複数の第１の梁部と、複数の第２の梁部と、を含み、
   前記第１の梁部の径方向内側の端部は、前記第２の梁部の径方向内側の端部より、前記主軸体側に位置する、
   請求項１〜５の何れか一項に記載の刃先交換式切削工具用ホルダ。
7. 前記第１の梁部と前記第２の梁部は、前記工具軸の軸方向から見て少なくとも一部が重なる、
   請求項５に記載の刃先交換式切削工具用ホルダ。
8. 前記空洞部に位置して前記外殻部を支持する補強構造体が設けられている、
   請求項１〜７の何れか一項に記載の刃先交換式切削工具用ホルダ。
9. 前記補強構造体は、複数の接続部と前記接続部から放射状に延びて隣り合う前記接続部同士を繋ぐ複数の小柱部とを有する、
   請求項８に記載の刃先交換式切削工具用ホルダ。
10. 小柱部が、前記接続部から放射状に延びて立体格子を構成する棒体である、
    請求項９に記載の刃先交換式切削工具用ホルダ。
11. 前記接続部は、直線状に延び、
    前記小柱部が、前記接続部に沿って延びる板体であり、
    前記小柱部に囲まれた小空間が、六角形である、
    請求項９に記載の刃先交換式切削工具用ホルダ。
12. 請求項１〜１１の何れか一項に記載の刃先交換式切削工具用ホルダと、
    前記刃先交換式切削工具用ホルダに保持された複数の切削インサートと、を備える、
    刃先交換式切削工具。

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