JP2019089147A - 切削用加工工具 - Google Patents

Abstract

【課題】刃先を容易に交換可能な切削用加工工具を提供する。【解決手段】切削用加工工具は、替刃２０と、シャンク１０と、角度調整部材１１０と、締結部材１２０とを備える。替刃２０は、平板状に拡がる刃先２１と、刃先２１とは反対方向に延びる平板部２２とを有する。シャンク１０は、全体が長手方向に延びており、一方の面に替刃２０を搭載するための平面状の搭載表面１１ａが形成された搭載部１１と、長手方向に延びた保持部１９とを有する。角度調整部材１１０は、替刃２０の長手方向の中間の位置に設けられた支点部と、支点部から長手方向に離れた位置にある替刃２０における作用部とシャンク１０との間隔を調整する間隔調整部１１６とを有する。締結部材１２０は、替刃２０を着脱可能にシャンク１０に締結する。【選択図】図１４

Description

本発明は、切削用加工工具に関する。

汎用旋盤において用いられる仕上げ加工用の工具のうち、繊細な加工に用いるものには、たとえば、ヘールバイトと呼ばれる長手方向に曲がり部を有する切削用加工工具が用いられている（特許文献１参照）。

すなわち、駆動部と刃先が剛に結合している場合は、切削の状況によって刃先が前後する結果、目的とする切削深さを超えて切削してしまう可能性がある。このため、長手方向に曲がり部を設けることにより、刃先の位置変動を吸収し、繊細な加工を可能とするものである。

特開２００２−３４６８１９号公報

ヘールバイトも、使用回数を重ねると、先端が摩耗する。先端が摩耗した場合は、研磨機による研磨が必要となる。

しかしながら、ヘールバイトを用いた加工を行う際は、十分な技量を備えた熟練者が行う必要がある。また、ヘールバイトのように繊細な加工を目的とする切削用加工工具は、研磨をするにも十分な時間をかけて行う必要があるが、この研磨の場合にも、十分に研磨技量を備えた熟練者が行う必要がある。

刃先が摩耗したヘールバイトを研磨する際には、そのヘールバイトを用いた旋盤加工を行うことができないという問題がある。そのため、１つのヘールバイトの刃先が摩耗しても問題ないようにしようとすると、同一仕様のヘールバイトを複数揃えておく必要があった。このため、刃先のみを容易に交換可能で、取り扱いやすいヘールバイトが望まれていた。

さらに、ヘールバイト以外の場合でも、刃先を容易に交換可能とすることは、旋盤加工に関連する運営上も、望ましいことである。

そこで、本発明は、刃先を容易に交換可能で取り扱いやすい切削用加工工具を提供することを目的とする。

上述の目的を達成するため、本発明に係る切削用加工工具は、平板状に拡がる刃先と、前記刃先とは反対方向に延びる平板部とを有する替刃と、全体が長手方向に延びており、一方の面に前記替刃を搭載するための平面状の搭載表面が形成された搭載部と、前記長手方向に延びた保持部と、を有するシャンクと、前記替刃の前記長手方向の中間の位置に設けられた支点部と、前記支点部から前記長手方向に離れた位置にある前記替刃における作用部と前記シャンクとの間隔を調整する間隔調整部と、を有する角度調整部材と、前記替刃を前記シャンクに着脱可能に締結する締結部材と、を備えることを特徴とする。

本発明によれば、刃先を容易に交換可能で取り扱いやすい切削用加工工具を提供することができる。

第１の実施形態に係る切削用加工工具の組立て状態を示す図２のＩ−Ｉ線矢視縦断面図である。 第１の実施形態に係る切削用加工工具の組立て状態を示す平面図である。 第１の実施形態に係る切削用加工工具の組立て状態を示す図２のＩＩＩ−ＩＩＩ線矢視断面図である。 第１の実施形態に係る切削用加工工具のシャンクの構造を示す図５のＩＶ−ＩＶ線矢視縦断面図である。 第１の実施形態に係る切削用加工工具のシャンクの構造を示す平面図である。 第１の実施形態に係る切削用加工工具のシャンクの構造を示す図５のＶＩ−ＶＩ線矢視横断面図である。 第１の実施形態に係る切削用加工工具のシャンクの構造を示す斜視図である。 第１の実施形態に係る切削用加工工具の替刃の構造を示す縦断面図である。 第１の実施形態に係る切削用加工工具の替刃の構造を示す平面図である。 第１の実施形態に係る切削用加工工具の押さえ板の構造を示す縦断面図である。 第１の実施形態に係る切削用加工工具の押さえ板の構造を示す平面図である。 第１の実施形態に係る切削用加工工具の挿入部材の構造を示す斜視図である。 第１の実施形態に係る切削用加工工具の挿入駆動部材の構造を示す斜視図である。 第１の実施形態に係る切削用加工工具の組立て手順を示す斜視図である。 第１の実施形態に係る切削用加工工具の替刃と切削対象間の角度が最小の状態を示す縦断面図である。 第１の実施形態に係る切削用加工工具の替刃と切削対象間の角度が最大の状態を示す縦断面図である。 第２の実施形態に係る切削用加工工具の組立て状態を示す縦断面図である。 第３の実施形態に係る切削用加工工具の組立て状態を示す縦断面図である。

以下、図面を参照して、本発明の実施形態に係る切削用加工工具について説明する。ここで、互いに同一または類似の部分には、共通の符号を付して、重複説明は省略する。

［第１の実施形態］
図１は、第１の実施形態に係る切削用加工工具の組立て状態を示す縦断面図である。図２は、平面図である。また、図３は、図２のＩＩＩ−ＩＩＩ線矢視断面図である。以下、図１ないし図３を引用しながら、第１の実施形態に係る切削用加工工具１００の基本構成について説明する。詳細は、図１ないし図３も再び引用しながら、後述する。

第１の実施形態に係る切削用加工工具１００は、シャンク１０、替刃２０、角度調節部材１１０、締結部材１２０を有する。

シャンク１０は、替刃２０を搭載し、旋盤へ取り付けられて、切削対象に対する切削動作を行う。替刃２０は、切削用加工工具１００において、交換可能な部材である。

角度調整部材１１０は、替刃２０のシャンク１０への搭載状態においてその切削対象と替刃２０との角度の調整を可能とするために、搭載状態における替刃２０とシャンク１０との角度を調整する部材であり、支点部１１５および間隔調整部１１６を有する。また、間隔調整部１１６は、挿入部材４０および挿入駆動部材５０を有する。

締結部材１２０は、シャンク１０上に搭載した替刃２０をシャンク１０に締結させるものである。締結部材１２０は、押さえ板３０および締付ボルト６０を有する。

本実施形態においては、図１等に示すように、切削用加工工具１００のシャンク１０が曲がり部を有するヘールバイトの場合を例にとって示している。なお、以下に説明する実施形態の特徴は、切削用加工工具が、ヘールバイト以外の曲がり部を有さない場合にも適用可能である。

切削用加工工具１００は、その上下方向の向きを問わずに使用可能であり、本質的にその構造上、上下の別はないが、以下、説明の便宜上、シャンク１０の曲がり部１８の突出方向（Ｚ方向）を上方向あるいは上側と呼び、その反対方向を下方向あるいは下側と呼ぶこととする。また、平面図などの図の呼び方もこの方向に基づくものとする。また、切削用加工工具１００を組み立てた位置関係において、刃先２１が存在する方向（マイナスＸ方向）を、刃先方向または刃先側と呼ぶこととする。さらに、切削用加工工具１００を構成する各要素についても、切削用加工工具１００を組み立てた状態での位置関係においての方向にあるものとして説明する。

図４は、第１の実施形態に係る切削用加工工具のシャンクの構造を示す図５のＩＶ−ＩＶ矢視縦断面図である。図５は、シャンクの構造を示す平面図である。図６は、図５のＶＩ−ＶＩ矢視横断面図である。また、図７は、シャンクの構造を示す斜視図である。

シャンク１０は、長手方向（Ｘ方向）に延びており、長手方向の一方側の部分である搭載部１１、その反対側の部分である保持部１９、および搭載部１１と保持部１９との間に形成された曲がり部１８を有する。搭載部１１については、保持部１９および曲がり部１８の説明の後に説明する。

保持部１９は、保持装置（図示せず）により保持され、切削用加工工具１００全体を支持する部分である。保持部１９は、長手方向（Ｘ方向）に延びて、断面はほぼ矩形である。なお、保持部１９の断面形状は、矩形に限定されず、保持装置に併せて設定される。

曲がり部１８は、シャンク１０のうち、下向きのＵ字形に上方（Ｚ方向）に突出するように形成された部分である。曲がり部１８は、切削加工時に刃先への過剰な負荷の発生を防止するための緩衝部分として長手方向の剛性を意図的に低下させた部分であり、ヘールバイトに特有の部分である。

シャンク１０は、ＸＹ平面上で平面的に見ると、基本的には、Ｘ方向に延びたほぼ長方形であり、搭載部１１の長手方向の先端近傍が、先端に向けて幅方向（Ｙ方向）に拡がるような形状に形成されている。搭載部１１および保持部１９は、上下方向（Ｚ方向）にも十分な厚みを有し、曲がり部１８に比べて十分に剛である。搭載部１１の横断面（ＹＺ方向）は、基本的に長方形である。すなわち、搭載部１１の長手方向の両側の搭載部側面１１ｂは、搭載部１１の上面（搭載表面１１ａ）に垂直である。

搭載部１１は、替刃２０を搭載する部分であり、搭載部１１の上側には、平面状の搭載表面１１ａが形成されている。搭載部１１の長手方向（マイナスＸ方向）の先端は、上面より下面が長手方向（Ｘ方向）に後退しており、搭載部１１の長手方向（マイナスＸ方向）の端面１１ｃと、上面である搭載表面１１ａとは互いに鋭角を形成している。

搭載部１０のうち曲がり部１８に近い部分には、搭載表面１１ａを両側から挟むように、長手方向に沿って２つのガイド部１２が形成されている。２つのガイド部１２の互いに対向する面は、互いに平行で搭載表面１１ａに垂直な平面である。

曲がり部１８の外側の面のうち搭載部１１の側の面には、Ｙ方向には２つのガイド部１２に挟まれて、Ｚ方向に延びた曲がり部曲面１８ａが形成されている。この曲がり部曲面１８ａは、搭載部１１に搭載される替刃２０や締結部材１２０が設置され、角度調整により移動する範囲とは干渉せず、かつこれらのガイドとなるような曲面形状に形成されている。曲がり部曲面１８ａの上端には、稜線である縁部１８ｂが形成されている。

搭載表面１１ａには、Ｘ方向の中央付近にＹ方向に延びた支点支持溝１４が形成されている。支点支持溝１４は、上方に向かって開いた凹曲面状である。支点支持溝１４のＹ方向の長さは、２つのガイド部１２の面間距離と同程度である。なお、支点支持溝１４のＸ方向の位置は、後述するように、角度調整部材１１０による替刃２０の角度の調整の機能とかかわることから、替刃２０および角度調整部材１１０と整合をとって決定する。また、支点支持溝１４のＹ方向の長さは、搭載される替刃２０の位置安定性からは長い方が好ましいが、たとえば、搭載部１１をＹ方向に貫通すると却って替刃２０のＹ方向の位置安定性を損なうため、貫通しない範囲で形成する。

また、搭載部１１には、搭載表面１１ａの支点支持溝１４を挟んでＸ方向に先端側と反対側の位置に、締結部材１２０と取り合うために、Ｚ方向に、締付ボルト用ねじ穴１６が形成されている。

図５では、締付ボルト用ねじ穴１６は１つのみが形成されているが、複数の締付ボルト用ねじ穴がＹ方向に並んで形成されていてもよい。なお、締付ボルト用ねじ穴１６のＸ方向の位置についても支点支持溝１４のＸ方向の位置と同様に、角度調整部材１１０による替刃２０の角度の調整の機能とかかわることから、支点支持溝１４のＸ方向の位置とともに、替刃２０および角度調整部材１１０と整合をとって決定する。

搭載部１１の側面には、角度調整部材１１０を構成する間隔調整部１１６を取り付けるために、搭載部１１をＹ方向に貫通する挿入部材用孔１３および軸貫通孔１５が形成されている。

挿入部材用孔１３は、間隔調整部１１６のうち挿入部材４０を挿入するための孔である。挿入部材用孔１３は、２つのガイド部１２に挟まれた搭載表面の一部を切り欠くように、Ｙ方向に搭載部１１を貫通しており、矩形の断面形状に形成されている。

挿入部材用孔１３の壁面は、それぞれ、ＸＹ平面またはＹＺ平面に平行である。挿入部材用孔１３の天井面１３ａは、ＸＹ平面に平行であり、搭載表面１１ａよりも上方（プラスＺ方向）に位置する。挿入部材用孔１３の床面１３ｃは、ＸＹ平面に平行であり、搭載表面１１ａよりも下方（マイナスＺ方向）に位置する。また、先端方向と反対側の挿入部材用孔１３の反先端側側面１３ｂは、ＹＺ平面に平行であって、曲がり部曲面１８ａの延長面となっている。

軸貫通孔１５は、間隔調整部１１６のうちの駆動輪５２（図２）を連結する駆動軸５１（図１）が貫通するための孔である。軸貫通孔１５の位置は、駆動輪５２に形成されたおねじ５３（図１３）と挿入部材４０に形成された伝達歯４３（図１２）とが噛み合うような位置となっている。

図８は、第１の実施形態に係る切削用加工工具の替刃の構造を示す縦断面図である。また、図９は、その平面図である。

替刃２０は、たとえば、超合金鋼あるいは高速度鋼を材料とし成形されたものを用いることができる。なお、シャンク１０についても、替刃２０と熱膨張率が大きく異なる材料は使用せずに、たとえば、替刃２０に高速度鋼を用いている場合には、鉄鋼材料などを用いることが好ましい。

替刃２０は、シャンク１０の搭載表面１１ａの上に搭載されることから、全体として、搭載表面１１ａの形状に対応した形状に形成されている。替刃２０は、先端に刃先が形成され平板状に拡がる刃先２１と、刃先と反対側に設けられて刃先部よりＹ方向の幅が小さな長方形の面を有する平板状の平板部２２とを有する。替刃２０の下側の面である替刃裏面２０ａは、搭載部１１の搭載表面１１ａに対向する面であり、Ｘ方向およびＹ方向には、搭載表面１１ａと同様の形状に形成されている。替刃裏面２０ａのＸ方向の中間の位置には、角度調整部材１１０を構成する支点部１１５としての凸部２４が形成されている。替刃裏面２０ａは凸部２４を除いて平面状に形成されている。

替刃裏面１１ａに形成された前述の凸部２４は、Ｙ方向に延びた凸状に形成された曲面を有する。凸部２４は、シャンク１０の搭載表面１１ａに形成された支点支持溝１４に対応する部分である。凸部２４のＸ方向の位置については、支点支持溝１４のＸ方向の位置と合致するように形成する。また、Ｙ方向の長さについては、支点支持溝１４のＹ方向の長さより短く、かつ、支点支持溝１４内でＹ方向に形が生じないように、支点支持溝１４のＹ方向の長さに対応した長さに設定する。

刃先２１は、先端部になるほど、Ｙ方向およびその反対方向に広がっている。また、上側の面である第１刃先面２１ａは、先端になるほど、Ｚ方向に高くなっており、刃先２１の厚みが増加する。また、刃先２１の先端部である第２刃先面２１ｂは、第１刃先面２１ａと交差する第１の陵線部、すなわち切削用陵線部２１ｓから、替刃裏面２０ａと交差する第２の稜線部に行くに従って、Ｘ方向に後退している。すなわち、第２の稜線部の方が、第１の稜線部よりＸ方向にずれた位置関係となっている。この結果、第１刃先面２１ａと第２刃先面２１ｂとは、切削用稜線部２１ｓにおいて、互いに鋭角に交差している。

平板部２２は、矩形の厚板であり、シャンク１０の２つのガイド部１２の互いに対向する２つの面と、曲がり部曲面１８ａとに囲まれた領域に対応する平面形状に形成されている。平板部２２のＹ方向の中央部分に、Ｚ方向に平板部２２を貫通する締付ボルト用貫通孔２５が形成されている。後述するように、締付ボルト６０の軸方向に垂直な面に対して、平板部２２の面は、刃先の角度調整の範囲内で傾きが変化する。このため、締付ボルト用貫通孔２５は、Ｙ方向の幅は締付ボルト６０が貫通可能な幅に、またＸ方向の幅はＹ方向の幅より大きくなるように形成されている。

図１０は、第１の実施形態に係る切削用加工工具の押さえ板の構造を示す縦断面図である。また、図１１は、その平面図である。

締結部材１２０の要素としての押さえ板３０は、平板部３１、平板部３１の下面にそれぞれ接続する第１脚部３２および第２脚部３３を有する。

平板部３１のほぼ中央には、締結部材１２０の要素としての締付ボルト６０が貫通するための貫通孔３４が形成されている。また、平板部３１の上面の貫通孔３４が形成されている部分には、貫通孔３４の径より大きな径の凹面部３５がさらに形成されている。凹面部３５は、後述する締付ボルト６０の頭部の下面に形成された凸面６０ａ（図１４）に対応し、締付ボルト６０がＺ方向に対し傾いても、締付ボルト６０の締め付けを可能とするものである。

第１脚部３２は、組み立て時に、替刃２０の第２刃先面２１ｂ上に位置する。このため、第１脚部３２の下端は、第２刃先面２１ｂの傾きに対応した傾きを有するように形成されている。同様に、第２脚部３３は、組み立て時に、替刃２０の平板部２２上に位置する。このため、第２脚部３３の下端の面は、平板部２２の上面に平行となるように形成されている。

切削用加工工具１００の組み立てに際して、締結部材１２０である締付ボルト６０により締め付けを行った場合に、特に平板部３１には、面外の曲げ力、すなわち、平板部３１の上面に垂直な方向の力が印加される。締付ボルト６０の締付の際には、トルク管理を行いながら実施するが、平板部３１の面外への変形に対する剛性が高すぎると、締付ボルト６０のおねじとシャンク１０に形成された締付ボルト用ねじ穴１６のめねじとの間でかじり等が生じる恐れがある。また、平板部３１の面外への変形に対する剛性が低すぎると、十分な締め付け力が得られない。したがって、平板部３１の変形により締め付け力を適切に吸収するために、平板部３１の剛性は、適切な範囲に設定する。

図１２は、第１の実施形態に係る切削用加工工具の挿入部材の構造を示す斜視図である。角度調整部材１１０の一つである挿入部材４０は、図１２に示す形状のものが２つあり、シャンク１０に形成された挿入部材用孔１３に挿入可能な寸法に形成されている。２つの挿入部材４０のそれぞれが、シャンク１０に形成された挿入部材用孔１３に、シャンク１０の両側面側から挿入される。挿入部材４０は、以下に述べるように、挿入方向に厚さが単調に変化している。

切削用加工工具１００の組み立て状態においては、それぞれの挿入部材４０は、横断面が矩形で、Ｙ方向に長く延びている。

Ｙ方向の長さは、シャンク１０に形成されている挿入部材用孔１３の長さの半分、すなわち、シャンク１０の２つの搭載部側面１０ｂの挿入部材用孔１３が形成されている部分の間の距離の半分の長さに、後述する駆動輪５２の幅を加えた長さに、さらに余裕を見込んだ長さとなっている。

挿入部材４０の下面は、伝達面４２となっている。伝達面４２には、Ｘ方向に対して所定の角度を有する方向に延びた複数の同形の伝達歯４３が、Ｙ方向に並んで形成されている。伝達歯４３の形状、所定の角度および間隔は、挿入駆動部材５０の駆動輪５２（図１３）に形成されたおねじ５３と螺合するように形成される。

なお、この伝達歯４３は、伝達面４２の４つの辺部から突出しておらず、たとえば、伝達面４２の表面を削るなどにより形成されている。

挿入部材４０の上面は、Ｙ方向にテーパ面４１ａおよび伝達面４２に平行な平行面４１ｂが続いている。テーパ面４１は、伝達面４２に対してＹ方向に高さが単調に変化する。すなわち、Ｙ方向に傾いている。挿入部材４０は、テーパ面４１と伝達面４２との間隔が小さい側、すなわち、Ｚ方向の厚みが小さい側を先頭にして、挿入部材用孔１３に挿入される。平行面４１ｂの部分は、テーパ面４１ａの部分の最も厚い部分と同じ厚さである。テーパ面４１ａの長さは、シャンク１０の２つのガイド部１２の互いに対向する面間の距離の半分の寸法である。

挿入部材４０のＺ方向の厚さは、最も薄い部分が、シャンク１０における搭載表面１１ａと挿入部材用孔１３の底面１３ｃ（図４）とのＺ方向の距離寸法に等しいか、これより小さい厚さである。

また、挿入部材４０のＺ方向に最も薄い部分の厚さは、シャンク１０における挿入部材用孔１３の天井面１３ａと底面１３ｃ（図４）との間の間隔寸法より僅かに小さい厚さである。

テーパ面４１ａは、その一部が、替刃２０の下側の面である替刃裏面２０ａと接触し、互いに摺動することになる。したがって、挿入部材４０は、たとえば鉄鋼材料であるとしても、オーステナイトステンレス鋼のように比較的にカジリを生じやすい材料を用いないものとする。また、たとえば、テーパ面４０ａの表面にスズめっきなどの表面硬化処理を施すなどを行ってもよい。

なお、挿入部材の形状は、上記の形状には限定されない。下面に駆動輪５２と噛み合う伝達歯４３が形成されており、かつ、挿入されるにつれて、替刃２０との接触部分を上方に持ち上げるように上面が傾斜するように形成されていれば、たとえば、半円柱形などでもよい。あるいは、円錐状など、他の形状であってもよい。

図１３は、第１の実施形態に係る切削用加工工具の挿入駆動部材の構造を示す斜視図である。角度調整部材１１０の一つである挿入駆動部材５０は、２つの駆動輪５２と、これらを結合するＹ方向に延びた連結軸５１を有する。連結軸５１は、シャンク１０の搭載部１１に形成された軸貫通孔１５に挿入可能な寸法に形成されている。それぞれの駆動輪５２の径方向外側表面には、ねじの溝がＹ方向に並ぶように形成されたおねじ５３が設けられている。２つの駆動輪５２に形成されたおねじ５３は、互いに面対称な方向に形成されている。すなわち、挿入駆動部材５０に取り付けられた２つの駆動輪５２に形成されたおねじ５３の向きは、互いに反対方向である。

なお、連結軸５１あるいは駆動輪５２に回転動作を与えるために、たとえば、六角ナットを挿入するための六角穴等（図示せず）が形成されていてもよい。あるいは、外部の駆動装置により回転するように駆動装置との結合部（図示せず）が設けられていてもよい。

図１４は、第１の実施形態に係る切削用加工工具の組立て手順を示す斜視図である。以下に本実施形態に係る切削用加工工具の組み立て手順を説明する。

まず、角度調整部材１１０を構成する間隔調整部１１６としての挿入駆動部材５０および２つの挿入部材４０を、シャンク１０に取り付ける。具体的には、挿入駆動部材５０の連結軸５１をシャンク１０の軸貫通孔１５に挿入し、両側に駆動輪５２を取り付けて回転可能状態とする。

また、２つの挿入部材４０をそれぞれ、伝達面４２を下側にして、テーパ面４１ａの薄い側を先頭にして、シャンク１０に形成された挿入部材用孔１３の両外側から、同じ挿入深さ分を挿入する。挿入深さは、シャンク１０のガイド部１２の対向する面に挟まれた領域内で、挿入部材４０の高さが、搭載表面１１ａの高さ位置よりも上方に現れる状態となるまでの深さとする。この段階で、挿入部材４０の伝達面４２に形成された伝達歯４３と、駆動輪５２のおねじ５３とを噛み合わせる。

次に、替刃２０を、シャンク１０の搭載表面１１ａ上に搭載する。この際、角度調整部材１１０を構成する支点部１１５として替刃２０の替刃裏面２０ａに形成された凸部２４が、搭載表面１１ａに形成された支点支持溝１４内に納まる位置とする。

この段階で、間隔調整部材１１６としての挿入部材４０の上面であるテーパ面４１ａの上に、替刃２０の替刃裏面２０ａが接触する。この接触する部分が、作用部１１７（図１）となる。挿入部材４０が替刃裏面２０ａに接触する部分、すなわち作用部１１７は、替刃裏面２０ａが平面的に挿入部材４０と重なる範囲におけるＹ方向の両側である。

次に、締結部材１２０により、切削用加工工具１００の全体を一体化する。すなわち、まず、押さえ板３０を、替刃２０の上面に搭載する。押さえ板３０の搭載方向は、Ｘ方向には、第１脚部３２が替刃２０の第２刃先面２１ｂの上に、また第２脚部３３が替刃２０の平板部２２の上面の上になるようにする。また、押さえ板３０に形成された貫通孔３４から、替刃２０に形成された締付ボルト貫通孔２５およびシャンク１０に形成された締付ボルト用ねじ穴１６が見通せる位置に設定する。

次に、締結部材１２０としての締結ボルト６０を、押さえ板３０に形成された貫通孔３４および替刃２０に形成された締付ボルト貫通孔２５に挿通し、シャンク１０に形成された締付ボルト用ねじ穴１６のめねじと螺合させる。

以上のように切削用加工工具１００を構成した後に、替刃２０の刃先２１の角度調整のための挿入部材４０の挿入位置の調整を行う。この際、締付ボルト６０を完全には締め付けずに、挿入部材４０を挿入するための挿入駆動部材５０の駆動輪５２の回転がスムーズにできる程度の替刃２０の平板部２２の上下方向の遊びを設けておく。この状態で、挿入駆動部材５０により挿入部材４０の挿入位置を調整する。

所定の位置、すなわち、替刃２０の平板部２２が搭載される挿入部材４０の高さが所定の高さになったになった時点で、締付ボルト６０を締め付ける。締付ボルト６０の頭部の下面には凸部６０ａが形成されており、押さえ板３０の貫通孔３４の入口近傍に形成された凹面部３５との間で、押さえ板３０に対する締付ボルト６０の相対的な方向の変化に対しても、締付状態を維持できる。なお、所定に位置になったか否かは、替刃２０の刃先２１の状態で確認できる。

図１５は、第１の実施形態に係る切削用加工工具の替刃と切削対象間の角度が最小の状態を示す縦断面図である。また、図１６は、替刃と切削対象間の角度が最大の状態を示す縦断面図である。

ここでは、切削対象物１の切削対象面２がＹ方向およびＺ方向に広がっており、マイナスＸ方向に沿って切削用加工工具１００を当てる場合を想定する。切削用加工工具１００の替刃２０と切削対象１間の角度Φは、替刃２０の第１刃先面２１ａと切削対象面２とがなす角度をいうものとする。また、切削用加工工具１００内のシャンク１０と替刃２０との位置の相対関係として、シャンク１０の搭載表面１１ａと、替刃２０の第２刃先面２１ｂとのなす角度をシャンク１０と替刃２０間の角度θというものとする。

図１５で示す状態においては、挿入部材４０の挿入度が最も小さく、シャンク１０のガイド部１２に挟まれた領域の搭載表面１１ａより、挿入部材４０のテーパ面４１ａが低い高さ位置にある。このため、替刃２０の替刃裏面２０ａの刃先とＸ方向に反対側の平板部２２の先端は、シャンク１０の搭載表面１１ａに着地している。この結果、替刃２０は、支点部１１５としての凸部２４を支点に、刃先２１がＺ方向に最も高くなった状態となっている。この状態においては、図１５に示すように、替刃２０と切削対象物１との間の角度Φは、最小角度Φｍｉｎであり、シャンク１０と替刃２０間の角度θは最大角度θｍａｘである。

図１６で示す状態においては、挿入部材４０の挿入度が最も大きく、作用部１１７における挿入部材４０のテーパ面４１ａが、最も高い高さ位置にある。すなわち、替刃２０の替刃裏面２０ａの刃先とＸ方向に反対側の平板部２２の先端は、最も高い高さ位置にある。このため、替刃２０は、支点部１１５としての凸部２４を支点に、刃先２１がＺ方向に最も低くなった状態となっている。この状態においては、図１６に示すように、替刃２０と切削対象物１との間の角度Φは、最大角度Φｍａｘであり、シャンク１０と替刃２０間の角度θは最小角度θｍｉｎである。

角度調整部材１１０の調整により、替刃２０と切削対象物１との間の角度Φ、シャンク１０と替刃２０間の角度θは、図１５で示す状態と図１６で示す状態間の任意の値に設定することができる。

以上のように、本実施形態による切削用加工工具１００は、替刃２０を容易に交換可能であり、かつ、替刃２０の刃先２１の切削対象面２とのなす角度を容易に調整することができる。

［第２の実施形態］
図１７は、第２の実施形態に係る切削用加工工具の組立て状態を示す縦断面図である。本第２の実施形態は、第１の実施形態の変形である。

本第２の実施形態に係る切削用加工工具１０１は、第１の実施形態とは、替刃２０の形状を異にする。すなわち、第１の実施形態においては、替刃は支点部１１５としての凸部２４を有していたが、本第２の実施形態における替刃２０には、凸部はなく、シャンク１０に形成されている支点支持溝１４に対応する位置に、Ｙ方向に伸びた凹曲面状の支点ロッド受け溝２７が形成されている。

本第２の実施形態に係る角度調整部材１１１は、挿入部材４０および挿入駆動部材５０に加えて、さらに、支点部１１５としての円柱形状の支点ロッド２８を有する。支点ロッド２８は、シャンク１０に形成されている支点支持溝１４および替刃２０に形成されている支点ロッド受け溝２７に挟まれるように配され、支点支持溝１４および支点ロッド受け溝２７にその一部が収納されている。その他の点では、第１の実施形態と同様である。

このような本実施形態の角度調整部材１１１においては、替刃２０は、支点支持溝１４および支点ロッド受け溝２７に挟まれた支点ロッド２８を支点にしてＸＺ平面に沿って回転可能に構成されている。

第１の実施形態においては、替刃の替刃裏面に凸部を形成するため、一括、平面状に仕上げることができない。これに対して、本実施形態においては、替刃２０の替刃裏面２０ａを、まず、一括して平面状に形成した後に、替刃裏面２０ａ支点ロッド受け溝２７を形成することができる。替刃２０は一般的な材料ではないため、このような製作工程の簡素化は、コスト低減上も効果的である。

［第３の実施形態］
図１８は、第３の実施形態に係る切削用加工工具の組立て状態を示す縦断面図である。本第３の実施形態は、第１の実施形態の変形である。

本実施形態における切削用加工工具１０２においては、第１の実施形態の切削用加工工具１００における角度調整部材１１０に代えて、角度調整部材１１２を有する。第１の実施形態におけるシャンク１０に形成された図４に示すような挿入部材用孔１３および軸貫通孔１５は存在しない。その他の点では、第１の実施形態と同様である。

本実施形態の切削用加工工具１０１における角度調整部材１１２は、間隔調整部１１６としての少なくとも１本の間隙保持ボルト７０と、作用部１１５として替刃２０に形成された凸部２４を有する。また、替刃２０には、さらに、Ｚ方向に貫通し間隙保持ボルトと螺合する間隙保持ボルト用ねじ孔２６が形成されている。

間隙保持ボルト７０の頭部を除く長さは、替刃２０の平板部２２の厚さと、替刃２０の替刃裏面２０ａからの間隙保持ボルト７０の所定の突出長さの合計に余裕を加えた値である。間隙保持ボルト７０は、シャンク１０の搭載表面１１ａに接しながら軸回りに回転するので、その頭部とは反対側の長手方向の先端部分は、搭載表面１１ａと互いに傷等を生じないように、なめらかな曲面状に形成されている。なお、曲面の表面に、たとえばスズめっきなどの表面硬化処理を施してもよい。

図示していないが、間隙保持ボルト７０の回り止めが設けられている。回り止めは、たとえば、ボルトの頭に、周方向に等間隔に複数のピン用の貫通孔を形成し、搭載表面側にもこれと同様のピン用の孔を形成して置く方法がある。この場合、調整精度を向上させるためには、周方向の数を増やすこと、間隔保持ボルト７０のピッチを小さくすること等が有効である。また、回り止めとしては、他の一般的な方法を用いてもよい。

作用部１１７として間隙保持ボルト用ねじ孔２６が形成れている位置は、間隙保持ボルト７０が１本の場合はＹ方向に平板部２２の中央にある。また、間隙保持ボルト７０が複数の場合はＹ方向に沿って並んでいる。また、Ｘ方向には、凸部２４を挟んで刃先２１とは反対側に形成されている。

図１８に示すように、作用部１１７の位置と締結ボルト用貫通孔２５との位置関係については、間隙保持ボルト用ねじ孔２６の方が、締付ボルト用貫通孔２５に比べて、凸部２４より離れた位置にある。ただし、これには限定されず、締付ボルト用貫通孔２５に比べて、凸部２４により近い位置であってもよい。なお、凸部２４より離れた位置にある方が、間隙保持ボルト７０の１回転による刃先２１の角度変化は小さく、より微調整が可能である。

なお、本実施形態の変形として、間隔調整部１１６が、さらに、ねじ孔付の調整板を有し、この調整板を、シャンク１０の搭載表面１１ａと替刃２０との間に介在することとしてもよい。調整板は、間隙保持ボルト７０の回転に対して、回転方向の角度位置が保持されるように形成する。この場合、替刃２０には、間隙ボルト用ねじ孔２６に代えて、間隙保持ボルト７０を単に貫通させるための貫通孔を形成すればよい。この場合は、間隙保持ボルト７０の回転によって調整板の高さ位置が調整され、これに従って、間隙保持ボルト７０が設けられている平面位置の、替刃２０と搭載表面１１ａとの間隔が調整される。

このような変形例においては、一般的ではない材料により製作される替刃２０にねじ孔を形成するという特殊なプロセスが不要となる。

以上のように、本実施形態またはその変形例に係る切削用加工工具１０２においては、より単純化された間隔調整部１１６により、替刃２０の刃先２１の角度調整が容易に可能である。

［その他の実施形態］
以上、本発明の実施形態を説明したが、実施形態は例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。たとえば、実施形態においては、ヘールバイトユニットの場合を例にとって示したが、これに限定されず、ヘールバイト以外のバイトユニットであってもよい。

実施形態では、角度調整は、支点部を境界にして、替刃の刃先とは反対側の部分を作用部として、間隔調整部による搭載表面との間の間隔の調整により行っている場合を例にとって示したが、これに限定されない。すなわち、支点部からみて替刃の刃先側の部分を作用部として間隔調整を行うことにより、角度調整を行うことでもよい。

また、第１の実施形態では、挿入部材と挿入駆動部材が上下に配されている場合を例にとって示したが、これに限定されない。たとえば、互いに水平方向あるいは斜め方向にあってもよい。また、実施形態では、２つの挿入部材が両側から挿入される場合を例にとって示したが、挿入部材が１つの場合であってもよい。

また、第１の実施形態では、支点部として、替刃２０の替刃裏面２０ａに凸部２４が形成され、シャンク１０の搭載表面１１ａに、凸部２４に対応する支点支持溝１４が形成されている場合を例にとって示したが、これに限定されない。逆に、シャンク１０の搭載表面１１ａに凸部が形成され、これに対応する溝が替刃裏面２０ａに形成されている場合であってもよい。

また、各実施形態の特徴を組み合わせてもよい。たとえば、第２の実施形態の特徴と第３の実施形態の特徴とを組み合わせてもよい。

さらに、実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれると同様に、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれるものである。

１…切削対象物、２切削対象面、１０…シャンク、１１…搭載部、１１ａ…搭載表面、１１ｂ…搭載部側面、１１ｃ…端面、１２…ガイド部、１３…挿入部材用孔、１３ａ…天井面、１３ｂ…反先端側側面、１３ｃ…底面、１４…支点支持溝、１５…軸貫通孔、１６…締付ボルト用ねじ穴、１８…曲がり部、１８ａ…曲がり部曲面、１８ｂ…縁部、１９…保持部、２０…替刃、２０ａ…替刃裏面、２１…刃先、２１ａ…第１刃先面、２１ｂ…第２刃先面、２１ｓ…切削用陵線部、２２…平板部、２４…凸部（支点部）、２５…締付ボルト用貫通孔、２６…間隙保持ボルト用ねじ穴、２７…支点ロッド受け溝、２８…支点ロッド（支点部）、３０…押さえ板（締結部材）、３１…平板部、３２…第１脚部、３３…第２脚部、３４…貫通孔、３５…凹面部、４０…挿入部材（間隔調整部）、４１ａ…テーパ面、４１ｂ…平行面、４２…伝達面、４３…伝達歯、５０…挿入駆動部材（間隔調整部）、５１…連結軸、５２…駆動輪、５３…おねじ、６０…締付ボルト（締結部材）、６０ａ…凸面、７０…間隙保持ボルト（間隔調整部）、１００、１０１、１０２…切削用加工工具、１１０、１１１、１１２…角度調整部材、１１５…支点部（角度調整部材）、１１６…間隔調整部（角度調整部材）、１１７…作用部、１２０…締結部材

Claims (7)

1. 平板状に拡がる刃先と、前記刃先とは反対方向に延びる平板部とを有する替刃と、
   全体が長手方向に延びており、一方の面に前記替刃を搭載するための平面状の搭載表面が形成された搭載部と、前記長手方向に延びた保持部と、を有するシャンクと、
   前記替刃の前記長手方向の中間の位置に設けられた支点部と、前記支点部から前記長手方向に離れた位置にある前記替刃における作用部と前記シャンクとの間隔を調整する間隔調整部と、を有する角度調整部材と、
   前記替刃を前記シャンクに着脱可能に締結する締結部材と、
   を備えることを特徴とする切削用加工工具。
2. 前記シャンクには、前記替刃の平板部に対応し前記長手方向に沿って前記平板部を挟むような位置に２つのガイド部が形成されていることを特徴とする請求項１に記載の切削用加工工具。
3. 前記支点部は、前記替刃の前記シャンクに対向する替刃裏面の前記長手方向の中間部に形成された前記長手方向に垂直な方向に延びた曲面状の凸部を有し、
   前記搭載表面には、前記凸部に対応するように凹曲面状の支点支持溝が形成されている、
   ことを特徴とする請求項１または請求項２に記載の切削用加工工具。
4. 前記替刃の前記シャンクに対向する替刃裏面の前記長手方向の中間部には、前記長手方向に垂直な方向に延びた凹曲面状の支点ロッド受け溝が形成され、
   前記搭載表面には、前記支点ロッド受け溝に対応するように凹曲面状の支点支持溝が形成され、
   前記支点部は、前記支点ロッド受け溝と前記支点支持溝にそれぞれ一部が収納された円柱形状の支点ロッドを有する、
   ことを特徴とする請求項１または請求項２に記載の切削用加工工具。
5. 前記シャンクには、前記支点部から前記長手方向に離れた位置に前記長手方向に垂直な方向に当該シャンクを貫通する軸貫通孔および挿入部材用孔が形成され、
   前記間隔調整部は、
   前記軸貫通孔に挿入可能な連結軸と、前記連結軸の両側に取り付けられて径方向の外側表面にはおねじが形成された２つの駆動輪と、を有する挿入駆動部材と、
   前記挿入部材用孔の両側から挿入可能で、厚さが挿入方向に単調に変化し、１つの面には前記駆動輪に形成されたおねじと螺合する複数の伝達歯が形成されている少なくとも一つの挿入部材と、
   を有することを特徴とする請求項１ないし請求項４のいずれか一項に記載の切削用加工工具。
6. 前記替刃には、前記支点部から前記長手方向に離れた位置に、前記替刃裏面に垂直な方向に貫通して、めねじが形成された少なくとも一つの間隙保持ボルト用ねじ孔が形成され、
   前記間隔調整部は、前記間隙保持ボルト用ねじ孔に螺合する少なくとも一つの間隙保持ボルトを有することを特徴とする請求項１ないし請求項４のいずれか一項に記載の切削用加工工具。
7. 前記搭載表面には、めねじを有する締付ボルト用ねじ穴が形成され、
   前記締結部材は、
   平面的に延びて中央に貫通孔が形成され、前記替刃上に搭載され前記替刃を抑える押さえ板と
   前記押さえ板の貫通孔を貫通し、前記締付ボルト用ねじ穴に螺合する締付ボルトと、
   を具備することを特徴とする請求項１ないし請求項６のいずれか一項に記載の切削用加工工具。

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