JP2022108609A - 工具本体 - Google Patents

Abstract

【課題】切削インサートを交換しやすい工具本体を提供する。【解決手段】交換可能な切削インサート２を固定する工具本体３は、ホルダ４と、ホルダ４の第１面４２１に設けられたインサート取付座５と、インサート取付座５に載置された切削インサート２を拘束するクランプ部材６と、クランプ部材６の受圧面６７を押圧する操作部材７と、を備えている。クランプ部材６は、受圧面６７と、球冠状に形成された球頭部６２と、第１面４２１側から見たとき球頭部６２とは反対側に突出したフック部６１と、を有している。インサート取付座５は、球頭部６２を支点にして揺動可能にクランプ部材６を支持し、フック部６１は、受圧面６７を押圧された状態で切削インサート２の取付孔２９の内周面に形成された縮径部２９２に当接する。【選択図】図４

Description

本発明は、交換可能な切削インサートを固定する工具本体に関する。

旋削工具は、交換可能な切削インサートと、該切削インサートを固定する工具本体と、を備えている。切削インサートは、一方の端面から他方の端面に挿通されたクランプねじ等により工具本体のインサート取付座に固定される。旋削工具がタレット等の刃物台に取り付けられた状態において、作業者がインサート取付座に対向する向きからクランプねじを抜き取りにくいことがある。そこで、インサート取付座が設けられている向きとは異なる向きからクランプ部材を操作できる工具本体が提案されている。

例えば、特許文献１には、インサートポケットが設けられた面とは異なる面に配置された固定ネジを回してＬ字状のクランプレバーを締めたり緩めたりすることができる切削インサート固定装置が開示されている。固定ネジの軸線は、インサートポケットに対して斜めに交差している。固定ネジを締めると、該固定ネジの先端がクランプレバーに設けられている傾斜面を加圧し、円柱面に形成された支持部の下端を支点にしてクランプレバーが回動する。

特表２０１２－５１４５４３号公報

しかるに、特許文献１に記載の切削インサート固定装置では、固定ネジがクランプ部材を押圧できる向きが固定ネジの軸線方向に限定されている。特許文献１では、固定ネジの軸線方向に垂直な受圧面をクランプレバーの底面に対して傾斜した傾斜面にすることにより、固定ネジが押圧する向きとクランプレバーが回動する向きとがずれていても、ある程度のずれであれば固定ネジの押圧力をクランプレバーに伝達できる。しかしながら、そのような構成では、クランプレバーが回動する向きに対して大きくずらして固定ネジを配置することができない。

タレットに旋削工具を取り付けた場合、作業者が最も操作しやすい位置が旋削工具の先端面になることがある。特許文献１に開示されているような構成では、固定ネジの配置の制約が大きいために、旋削工具の先端面に操作部材を配置することが困難だった。加えて、特許文献１に開示されているような構成では、クランプレバーが繰り返し揺動するうちに、固定ネジからの荷重を支える支持部の円柱面の下端が丸まって支点の位置が安定しなくなる。切削インサートに対してクランプレバーが当接する位置の精度が偏摩耗による影響を受けやすい。

本発明は、かかる事情を鑑みてなされたものであり、切削インサートを交換しやすい工具本体を提供することを目的とする。

本発明の一態様に係る工具本体は、交換可能な切削インサートを固定する工具本体であって、ホルダと、ホルダの第１面に設けられたインサート取付座と、インサート取付座に載置された切削インサートを拘束するクランプ部材と、クランプ部材の受圧面を押圧する操作部材と、を備えている。クランプ部材は、受圧面と、球冠状に形成された球頭部と、第１面側から見たとき球頭部とは反対側に突出したフック部と、を有している。インサート取付座は、球頭部を支点にして揺動可能にクランプ部材を支持し、フック部は、受圧面を押圧された状態で切削インサートの取付孔の内周面に形成された縮径部に当接する。

この態様によれば、クランプ部材が球冠状の球頭部を支点にして上下左右に自由に揺動できるため、操作部材から入力された向きと同一の平面上にないねじれた位置関係において、切削インサートをフック部で押圧できる。切削インサートを交換しやすい最適な位置に操作部材を配置できる。支点となる球頭部が元から球面であるため、摩耗によって球頭部が丸められても、クランプ部材とインサート取付座との位置精度への影響が小さい。

上記態様において、操作部材は、ホルダに螺合するおねじが形成されたねじ部と、該ねじ部の軸線方向と交差する向きに受圧面を押圧する押圧面と、を有していてもよい。

この態様によれば、操作部材のねじ部を締めたとき、操作部材が進行する向きと、操作部材の押圧面がクランプ部材の受圧面を押圧する向きとを異ならせることができる。動きの自由度が大きい球冠状の球頭部との相乗効果により、操作部材のねじ部の軸線方向とクランプ部材の回動方向とをねじれた位置関係にするだけでなく、それらの方向をずらす量を球頭部がない構成と比べてずっと大きくできるようになり、操作部材の配置の制約を小さくできる。

上記態様において、受圧面は、凹円柱面の一部で構成され、押圧面は、ねじ部の外周側に凸の円弧を母線にしてねじ部の軸線まわりに回転させた軌跡で構成されていてもよい。

この態様によれば、押圧面と受圧面との接触面積が小さいため、力点の位置を狭い領域内に設計どおりに配置しやすい。切削インサートをより確実に拘束できるようになる。

上記態様において、ホルダは、工作機械に固定される側とは反対側に面した先端面を有し、操作部材は、少なくとも一部が先端面側に露出していてもよい。

この態様によれば、操作部材の配置の制約が小さいため、操作部材を先端面に配置できる。工具本体の先端面側から作業者が操作できるため、タレット等の刃物台に旋削工具を取り付けた際に切削インサートを交換しやすい。

上記態様において、フック部は、中央部と、該中央部を挟んで互いに反対側に位置する第１端部及び第２端部と、を有し、中央部が切削インサートに当接しない一方、第１端部及び第２端部が切削インサートに当接してもよい。

フック部の先端の形状や切削インサートの取付孔の形状には、公差として許された僅かなばらつきがある。この態様によれば、フック部や取付孔の形状に少々ばらつきがあっても、フック部が縮径部の内周面に確実に二点で当接するため、クランプ部材による切削インサートの拘束が安定する。

本発明によれば、切削インサートを交換しやすい工具本体を提供することができる。

図１は、本発明の一実施形態に係る旋削工具の一例を示す斜視図である。 図２は、図１に示された旋削工具を分解して示す斜視図である。 図３は、図１に示された先端部を第１面側から見た斜視図である。 図４は、図３中のＩＶ－ＩＶ線に沿う断面図である。 図５は、図４に示されたクランプ部材及び操作部材を示す斜視図である。 図６は、図５に示された操作部材を取り除いて受圧面を示す斜視図である。 図７は、図５に示されたクランプ部材を球頭部側から見た斜視図である。 図８は、図５に示されたクランプ部材を第１面側から見た平面図である。

添付図面を参照して、本発明の好適な実施形態について説明する。なお、各図において、同一の符号を付したものは、同一又は同様の構成を有する。以下、図面を参照して各構成について詳しく説明する。図１は、本発明の一実施形態に係る旋削工具１の一例を示す斜視図である。図１に示すように、旋削工具１は、交換可能な切削インサート２と、切削インサート２を固定する工具本体３と、を備えている。図示した例では、旋削工具１が、旋盤の刃物台に固定される溝入れ工具として構成されている。

工具本体３は、ホルダ４と、該ホルダ４に取り付けられたクランプ部材６及び操作部材７と、を備えている。ホルダ４は、基端４１Ｅから該基端４１Ｅとは反対側の先端４２Ｅまで延在する棒状に形成されている。先端４２Ｅ及びその近傍の部分を含むホルダ４の先端部４２には、切削インサート２を載置するインサート取付座５が設けられている。先端部４２よりも基端４１Ｅ側は、工作機械に固定可能なシャンクとして構成されている。

図２は、図１に示された旋削工具１を分解して示す斜視図である。図２に示すように、インサート取付座５は、後述する切削インサート２の底面（例えば、第２端面２２）に当接して切削インサート２を拘束する着座面５２と、後述する切削インサート２の周側面２３に当接して切削インサート２を拘束する壁面５３と、を有している。

先端部４２は、先端面４２５と、該先端面４２５に臨む第１乃至第４面４２１，４２２，４２３，４２４と、を有している。ホルダ４の先端４２Ｅは、先端面４２５上に位置している。インサート取付座５は、第１面４２１に設けられている。第２面４２２は、第１面４２１とは反対側に位置している。第３及び第４面４２３，４２４は、第１面４２１と第２面４２２との間を繋いでいる。

以下の説明において、ホルダ４の高さ方向Ｄｈにおける第１面４２１から第２面４２２への向きを下向きと呼び、高さ方向Ｄｈにおける第２面４２２から第１面４２１への向きを上向きと呼ぶことがある。ホルダ４の高さ方向（上下方向）Ｄｈは、先端部４２の第１面４２１と第２面４２２とを結ぶ方向であり、ホルダ４の基端４１Ｅと先端４２Ｅとを結ぶホルダ４の長手方向ＤＬに必ずしも直交していなくてよい。

操作部材７は、円柱状に形成されたねじ部７１と、ねじ部７１に接続された押圧面７２と、を有している。ねじ部７１の外周面にはおねじが形成されており、該おねじがホルダ４に形成されている貫通孔４７のめねじに螺合する。図示した例では、貫通孔４７がホルダ４の先端面４２５を貫通して該先端面４２５側に露出するように形成されており、操作部材７のおねじ及びホルダ４の貫通孔４７のめねじの軸線Ｘは、ホルダ４の長手方向ＤＬと平行に形成されている。

切削インサート２は、第１端面２１と、第１端面２１とは反対側の第２端面２２と、第１端面２１及び第２端面２２を繋ぐ周側面２３と、第１端面２１及び第２端面２２を貫通する取付孔２９と、を有している。周側面２３は、被削物を切削する切れ刃２４と、該切れ刃２４に臨むすくい面２５及び逃げ面２６と、を含んでいる。

第２端面２２の少なくとも一部は、インサート取付座５の着座面５２に支持される底面として構成されている。図示した例では、第１端面２１と第２端面２２とが略同一の形状を有している。そのため、切削インサート２を上下反転させて第１端面２１を底面にしてインサート取付座５に切削インサート２を装着できる。

図示した例では、周側面２３が取付孔２９の中心軸Ｚに対して１８０度対称に形成されている。周側面２３は、第２端面２２を底面にしてインサート取付座５に切削インサート２を装着する際に使用可能な二つの切れ刃２４と、第１端面２１を底面にしてインサート取付座５に切削インサート２を装着する際に使用可能な二つの切れ刃２４と、合計四つの切れ刃２４を含んでいる。

図３は、図１に示された先端部４２を第１面４２１側から見た平面図である。クランプ部材６は、クランプ部材６の対称面上にあるＩＶ－ＩＶ線に沿って回動し、インサート取付座５に載置された切削インサート２を拘束する。図３に示すように、ねじ部７１の軸線Ｘが延在する方向は、ＩＶ－ＩＶ線を含むクランプ部材６の対称面に対して大きくずれている。

図４は、図３中のＩＶ－ＩＶ線に沿う断面図であり、クランプ部材６の対称面である。図４に示すように、切削インサート２の取付孔２９の内周面は、拡径部２９１と、該拡径部２９１よりも内径が小さい縮径部２９２と、を有している。図示した例では、第１端面２１及び第２端面２２の各々に拡径部２９１が形成され、第１端面２１及び第２端面２２の中間部に縮径部２９２が形成されている。

クランプ部材６は、球頭部６２と、受圧面６７と、フック部６１と、を有している。球頭部６２は、球冠状に形成されている（図２参照）。インサート取付座５には、球頭部６２に倣う凹球面５６１が形成されている。球頭部６２が凹球面５６１に摺接することにより、インサート取付座５は、球頭部６２を支点にして揺動可能にクランプ部材６を支持している。操作部材７により受圧面６７を押圧された状態において、図４に示すように、フック部６１が切削インサート２の縮径部２９２に当接する。

図５は、図４に示されたクランプ部材６及び操作部材７を示す斜視図である。前述した押圧面７２は、ねじ部７１の軸線Ｘに交差する向きに受圧面６７を押圧できる。操作部材７は、軸線Ｘに平行な向きに受圧面６７を押圧できる頂面７３を更に有していてもよい。頂面７３は、軸線Ｘに交差するように配置され、押圧面７２は、軸線Ｘと交差しないように配置されている。押圧面７２は、ねじ部７１から遠ざかるに従って軸線Ｘからの距離が小さくなるように形成されている。図示した例では、押圧面７２が、ねじ部７１の外周側に凸の円弧を母線にして軸線Ｘまわりに回転させた軌跡で構成されている。

図６は、図５に示された操作部材７を取り除いて受圧面６７を示す斜視図である。図示した例では、受圧面６７が、凹円柱面６７１，６７２の一部で構成されている。凹円柱面６７１，６７２の境界は、稜線であってもよい。受圧面６７が凹円柱面６７１，６７２の隙間を繋ぐ帯状の湾曲面６７３を更に含んでいてもよい。

図７は、図５に示されたクランプ部材６を球頭部６２側から見た斜視図である。前述したように、球頭部６２は球冠状に形成され、図示した例では、球頭部６２が略半球状に形成されている。図示した例では、クランプ部材６が、屈曲した形状に形成されており、互いに平行に延在する第１円柱部６０１及び第２円柱部６０２と、第１円柱部６０１の下端部と第２円柱部６０２の上端部とを連結する連結部６０３と、を含んでいる。

フック部６１は、第１円柱部６０１の上端部に設けられている。受圧面６７は、第２円柱部６０２の上端部と下端部との間に設けられている。球頭部６２は、第２円柱部６０２の上端部に設けられている。第２円柱部６０２の上端部において、連結部６０３は、球頭部６２とは反対側に突出している。

図８は、図５に示されたクランプ部材６をホルダ４の先端部４２の第１面４２１側から見た平面図である。図８に示すように、第１面４２１側から見たとき、つまり上方から見たとき、フック部６１は球頭部６２とは反対側に向かって突出している。フック部６１の先端は、中央部６１３と、該中央部６１３を挟んで互いに反対側に位置する第１及び第２端部６１１，６１２と、を有している。

フック部６１は、中央部６１３が切削インサート２に当接しない一方、第１及び第２端部（両端部）６１１，６１２が切削インサートの縮径部２９２に当接するように、第１及び第２端部６１１，６１２が角張って形成されている。詳しく述べると、第１面４２１側から見たフック部６１の先端の外形は、第１及び２端部６１１，６１２に挟まれた中央部６１３が第１円柱部６０１よりも曲率円の半径が大きい円弧状に形成され、第１及び第２端部６１１，６１２の各々が第１円柱部６０１よりも曲率円の半径が小さい円弧状に形成されている。

再び図４を参照して説明する。図４に示すように、クランプ部材６の一部（第１円柱部６０１の上半分）は、クランプ部材６が切削インサート２を拘束した状態において、切削インサート２の底面（図示した例では第２端面２２）よりも第１面４２１側に位置している。クランプ部材６の残余（第１円柱部６０１の下半分、第２円柱部６０２及び連結部６０３）は、切削インサート２の底面よりも第２面４２２側に位置している。

インサート取付座５には、切削インサート２の底面よりも工具本体２の内部側（第２面４２２側）に埋設されたクランプ部材６の残余（埋設部分）を収容するポケット５６が設けられている。ポケット５６は、着座面５２に平行に延在する空間と、着座面に垂直に延在する空間とを含む略Ｌ字形に形成されている。前述した凹球面５６１は、略Ｌ字形のポケット５６の角部に設けられている。

以上のように構成された本実施形態の工具本体３によれば、クランプ部材６が、球冠状の球頭部６２を支点にして上下左右に自由に揺動できる。図４に示すように、球頭部６２を凹球面５６２で支持するので、すべり接触面が摩耗して丸められてもクランプ部材６とインサート取付座５との位置関係がずれにくい。

図５に示すように、操作部材７が進行する向きと、操作部材７の押圧面７２がクランプ部材６の受圧面６７を押圧する向きとを異ならせることができるため、動きの自由度が大きい球冠状の球頭部６２との相乗効果により、操作部材７の配置の制約を小さくできる。図１に示すように、先端面４２５に操作部材７を配置することもできるため、タレット等の刃物台に旋削工具１を取り付けた際に作業者が切削インサート２を交換しやすい。

以上説明した実施形態は、本発明の理解を容易にするためのものであり、本発明を限定して解釈するためのものではない。実施形態が備える各要素並びにその配置、材料、条件、形状及びサイズ等は、例示したものに限定されるわけではなく適宜変更することができる。また、異なる実施形態で示した構成同士を部分的に置換し又は組み合わせることが可能である。

１…旋削工具、２…切削インサート、３…工具本体、４…ホルダ、５…インサート取付座、６…クランプ部材、７…操作部材、２１…第１端面、２２…第２端面、２３…周側面、２４…切れ刃、２５…すくい面、２６…逃げ面、２９…取付孔、４１…基端部、４１Ｅ…基端、４２…先端部、４２Ｅ…先端、４７…貫通孔、５２…着座面、５３…壁面、５６…ポケット、６１…フック部、６２…球頭部、６７…受圧面、７１…ねじ部、７２…押圧面、７３…頂面、２９１…拡径部、２９２…縮径部、４２１…第１面、４２２…第２面、４２３…第３面、４２４…第４面、４２５…先端面、５６２…凹球面、６０１…第１円柱部、６０２…第２円柱部、６０３…連結部、６１１…第１端部、６１２…第２端部、６１３…中央部、６７１，６７２…凹円柱面、６７３…湾曲面、Ｄｈ…ホルダの高さ方向、ＤＬ…ホルダの長手方向、Ｘ…ねじ部の軸線、Ｚ…取付孔の中心軸。

Claims (5)

1. 交換可能な切削インサートを固定する工具本体であって、
   ホルダと、
   前記ホルダの第１面に設けられたインサート取付座と、
   前記インサート取付座に載置された前記切削インサートを拘束するクランプ部材と、
   前記クランプ部材の受圧面を押圧する操作部材と、を備え、
   前記クランプ部材は、前記受圧面と、球冠状に形成された球頭部と、前記第１面側から見たとき前記球頭部とは反対側に突出したフック部と、を有し、
   前記インサート取付座は、前記球頭部を支点にして揺動可能に前記クランプ部材を支持し、前記フック部は、前記受圧面を押圧された状態で前記切削インサートの取付孔の内周面に形成された縮径部に当接する、
   工具本体。
2. 前記操作部材は、前記ホルダに螺合するおねじが形成されたねじ部と、該ねじ部の軸線に交差する向きに前記受圧面を押圧する押圧面と、を有している、
   請求項１に記載の工具本体。
3. 前記受圧面は、凹円柱面の一部で構成され、
   前記押圧面は、前記ねじ部の外周側に凸の円弧を母線にして前記ねじ部の前記軸線まわりに回転させた軌跡で構成されている、
   請求項２に記載の工具本体。
4. 前記ホルダは、工作機械に固定される側とは反対側に面した先端面を有し、
   前記操作部材は、少なくとも一部が前記先端面側に露出している、
   請求項１から３のいずれか一項に記載の工具本体。
5. 前記フック部は、中央部と、該中央部を挟んで互いに反対側に位置する第１端部及び第２端部と、を有し、前記中央部が前記切削インサートに当接しない一方、前記第１端部及び前記第２端部が前記切削インサートに当接する、
   請求項１から４のいずれか一項に記載の工具本体。

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