JP4672960B2 - 位置調節機構 - Google Patents

Description

【０００１】
＜発明の属する技術分野＞
本発明は、切削加工用工具、望ましくはフライスにおける切込みインサートのための位置調節機構に関するもので、この位置調節機構は、切込みインサートのための切込みシートと連絡して工具本体にあけられた第１の穴、前記穴の中に取付けられたスロット付ブッシュ、ならびに、前記ブッシュで受け止められた調節ねじを包含する。本発明はまた、本発明による位置調節機構を備えた工具に関するものでもある。
【０００２】
＜従来の技術＞
切込みインサートのための調節式係止機構が、先にＷＯ９８／４３７６６から知られており、上部分にスロット付の本体を包含する前記係止機構は、横方向に突出する舌片を備えており、その自由端が係止面を構成する。調節式係止機構は更に、係止機構本体内部に取付けられたブッシュを包含し、このブッシュが、その中にねじ込まれる調節ねじと共働する目的で作られた雌ねじを有し、該ブッシュの頭部が係止機構本体のスロット付上部分と共働し、これにより、横方向に突出する舌片の係止面によって横方向変位がもたらされ、前記係止面が切込みインサートに当たって、その位置が調節されるように仕向ける。従って、この従来公知の係止機構は、少なくとも３つの個別構成要素を包含する。更に、スロット付係止機構本体は非対称形で、これは、別個のクランプ部品によって取付けられなければならないことを意味する。加えて不利であるのは、係止機構本体とブッシュの間に遊びがあることであって、これは、システムの精度にとって不利である。
【０００３】
切込みインサートのための位置調節機構を有するマシンリーマが、先にＵＳ−Ａ−５３９１０２３から知られている。それによれば、スロット付ブッシュが工具本体に受容されるが、前記ブッシュと前記工具本体の間に遊びがある。これは、システムの精度にとって不利である。ブッシュは、工具本体の穴の中でプレスばめによって締付けられるが、これは、前記ブッシュが該ブッシュと穴との摩擦によって回り止めされるだけにすぎないことを意味する。また、ブッシュは、高い回転速度と共に高い遠心力によって生じる可能性のある軸方向移動を起こさないように締付けられてもいない。
【０００４】
＜発明の目的および特徴＞
本発明の主たる目的は、格段に高い精度で切込みインサートの位置を調節できる、冒頭に挙げた種類の位置調節機構を説明することである。
【０００５】
本発明のもうひとつの目的は、位置調節機構をできるだけ少数の構成要素で構成し、単純な構造とすることである。
【０００６】
本発明の更なる目的は、位置調節機構に含まれる構成要素が、工具に作用する力に対応して固定させられ、工具が、位置調節機構の調節に関係なくバランスどりされるものとすることである。
【０００７】
本発明の付加的な目的は、位置調節機構が、工具が備える切込みインサートを取付けるときに最良の繰返し精度を得られるようにしっかり画定されたものとすること、すなわち剛性のあるものとすることである。
【０００８】
少なくとも第一に、本発明の目的は、付記の独立請求項に記載の特徴を有する位置調節機構／工具によって達成される。本発明の好適な実施態様が、従属請求項に記載されている。
【０００９】
以下、本発明の実施の形態を添付図面に則して詳細に説明する。
【００１０】
＜本発明の好適な実施の形態の詳細な説明＞
図１には、フライスの切込みシート１が示してあり、第１の円筒穴３が前記切込みシート１と連絡して配置されている。図１に示す通り、ほぼ円筒状のねじ付ブッシュ５が前記第１の穴３の中に取付けられるようになっており、これにより 、ねじ付ブッシュ５は、第１の穴３の雌ねじと共働する雄ねじを備えていることによって、組立てを実行することができる。
【００１１】
ねじ付ブッシュ５は、図１に示す通り、その上端にカラー６を備えており、これが、ねじ付ブッシュ５の外径より大きい直径を持つ円筒状外面７を有する。円筒状外面７には、直径方向に位置する２つのファセット８が配してあり、そのうちの１つだけが図１に示してある。カラー６はその内側に円錐状表面９を有し、これが、本発明による位置調節機構に含まれる調節ねじ１０と共働するようになっている。これについては、以下に詳述する。
【００１２】
図１に示す通り、ねじ付ブッシュ５は、その上部分に、直径方向に位置して軸方向に延びる２つのスロット１１を有し、これが、本発明による位置調節機構によって行われる調節の間に大きな役割を果たす。ねじ付ブッシュ５はまた、円筒状凹部１２と、カラー６から軸方向にかなり離れて位置する雌ねじ１９を有する。このねじは図１では見られず、図５および６で見られる。
【００１３】
調節ねじ１０は、雄ねじ１３を付けた軸部と、円錐状外面１５を有する頭部１４を有する。調節ねじ１０の雄ねじ１３は、ねじ付ブッシュ５の雌ねじ１９と共働するようになっており、他方、調節ねじ１０の円錐状外面１５は、ねじ付ブッシュ５の円錐状内面９と共働するようになっている。これについては、以下に詳述する。
【００１４】
図１および２で見られる通り、切込みシート１は、雌ねじを付けた第２の穴１６と脊梁隆起１７を備えており、図示された実施の形態によれば、この脊梁隆起１７は数が２つである。切込みシート１は、切削加工にあたって切込みインサート２０を受け止めるようになっており、ここで、前記切込みインサート２０は、第３の穴２１とその底側の溝２２を備えており、図示された実施の形態によれば、この溝は数が２つで、切込みシート１の脊梁隆起１７と共働するようになっている。
【００１５】
図３の平面図は、ねじ付ブッシュ５が第１の穴３の中に取付けられ、調節ねじ１０がねじ付ブッシュ５の中に取付けられたときの配置を示す。ねじ付ブッシュ５を第１の穴３の中に取付けるに際して、ねじ付ブッシュ５の直径方向に位置するファセット８が、確実に、該ファセット８の１つが切込みインサート２０と接触するように配向され、これで基本的に、ねじ付ブッシュ５が回転する恐れがなくなり、また、切込みインサート２０に加わる調節力が確実に脊梁隆起１７に平行な方向に向けられる。
【００１６】
穴３と結合する部分の寸法は、ねじ付ブッシュ５を、穴３の中に取付けるとき、ねじ付ブッシュ５にオフセットが与えられるようなものとされ、それは穴３とねじ付ブッシュ５の間に生じる可能性のあるねじの遊びを排除する。
【００１７】
図１および２で見られる通り、過渡部分２がねじ穴３より上に配置してあり、前記過渡部分２は、ねじ付ブッシュ５の外側と接触しないが、過渡部分２とねじ付ブッシュ５の間に小さな隙間ができるような曲率半径を有する。
【００１８】
過渡部分２より上に支持表面４が配置されており、これが食付き部４Ａを備えている。支持表面４は、基本的に、ねじ付ブッシュ５のカラー６の曲率半径に等しい曲率半径を有する。支持表面４は、穴３に関して変位せしめられている。すなわち、穴３の中心軸は支持表面４の曲率中心と一致しない。
【００１９】
より精確には、支持表面４は、ねじ付ブッシュ５を穴にねじ込んだとき、カラー６が支持表面４と接触するように変位させてあり、食付き部４Ａは、カラー６と支持表面４が互いに噛合わないが、ねじ付ブッシュ５の組立てられた状態において互いに重なり合い、ねじ付ブッシュ５のオフセットを得るのを確保する力によって互いに接触するのを確実にする。
【００２０】
図４は、図１に対応する斜視図である。但し、切込みシート１’が脊梁隆起を、切込みインサート２０’が溝をそれぞれ付されていない。
位置調節機構に含まれた構成要素は、基本的に、図１に描かれた構成要素と同一であり、従って、図４の前記構成要素は、図１におけるのと同じ参照記号を付けている。
【００２１】
図５および６には、ねじ付ブッシュ５および調節ねじ１０がより詳細に示してある。これについては、調節ねじ１０が雄ねじ１３と頭部14の円錐状外面１５の間の過渡部分に第１の係止面１８を有する点に注目されたい。ねじ付ブッシュ５は、円筒状凹部１２と円錐状内面９の間の過渡部分に第２の係止面２２を備えている。
【００２２】
ねじ付ブッシュ５と調節ねじ１０は、最初に該ねじ１０の雄ねじ１３がねじ付ブッシュ５の雌ねじ１９と噛合うように共働する。次に、該ねじ１０の円錐状外面１５がねじ付ブッシュ５の円錐状内面９と接触するようになり、この段階の間にスロットの拡張が行われ、それで、ねじ付ブッシュ５の長手方向中心軸から半径方向外向きにカラー６の半分だけ変位が生じ、そのファセット８が切込みインサート２０と接触することになる。
【００２３】
これにより、図３における下向きの方向、すなわち脊梁隆起１７の方向に切込みインサート２０の変位も生じることになる。切込みインサート２０は、中心ねじ２３によって切込みシート１で定着させられ、そこで、ねじ付ブッシュ５の雌ねじ１９と共働するようになってはいるが、この場合には変位が格段に小さい、より精確には、０．００１〜０．１ｍｍ程度、ので、切込みインサート２０の変位が生じることはあり得る。
【００２４】
この変位は、調節ねじ１０の第１の係止面１８がねじ付ブッシュ５の第２の係止面２２と接触するまで続く。これにより、ねじ付ブッシュ５と調節ねじ１０の間で付加的な軸方向変位は少しも生じ得ない。これについては、本発明による位置調節機構は、ねじ付ブッシュ５の上部分が永久変形の残るほど広げられてしまう前に、係止面１８および２２が互いに接触するように最適化してある点に注目されたい。
【００２５】
切込みシート１’が脊梁隆起を、切込みインサート２０’が溝をそれぞれ付けていない場合は（図４参照）、切込みインサート２０’の変位が、ねじ付ブッシュ５から遠ざかる方向に生じることは生じるが、変位の方向に関する限りは、切込みシートが脊梁隆起を付け、切込みインサートが対応する溝を付けている場合と同様に等しくはっきりはしない。従って、このことから、本発明は、脊梁隆起と溝の存在することが最優先の実施の形態であるとしても、これを前提とするものでない点に注目されたい。
【００２６】
上に述べた２つの実施の形態にとっては普通のことであるが、位置調節機構と切込みインサートの半径方向位置決めをもって作られたフライス工具の場合、位置調節機構が切込みインサートの変位を生じさせたとき、工具の重心位置はそれに影響されない。工具が高い回転速度で使用されるとき、これは重大な意味を持つ。なぜなら、不釣合いが原因で生じる力に対する感度は、高い回転速度のとき特に大きいからである。
【００２７】
＜発明の実行可能な変更＞
上に述べた実施の形態では、調節ねじ１０はねじ付ブッシュ５と共働する。しかしながら、ねじ付ブッシュの代わりにブッシュを使用し、該ブッシュをプレスばめによって第１の穴３の中に締付けることは、本発明の範囲内で実行可能である。これについては、このような場合、ブッシュが必ずしも回転対称形である必要はない点に注目されたい。
本発明の範囲内において、例えばブッシュをある種の差込継手によって第１の穴３の中に締付けることが可能で、このような場合、ブッシュは回転対称形である。ブッシュとねじ付ブッシュの両方を使用してよいことを強調するため、ブッシュという用語を付記請求項のいくつかにおいて使用した。これについては、ねじ付ブッシュがブッシュの種類の１つであることを理解されたい。
【００２８】
図１〜３に示す実施の形態では、脊梁隆起１７の２つのグループが切込みシート１に配置してあり、他方、図４に示す実施の形態では、切込みシート１’に脊梁隆起が欠けている。しかしながら、本発明の範囲内において、切込みシートにおける脊梁隆起の数が、機能上および実際上可能である限り、自由に変化してよいということも、あり得る。
【００２９】
図１〜３に示す実施の形態において、ねじ付ブッシュ５が切込みインサート２０に加える調節力は脊梁隆起１７に平行な方向に向けられると述べた。しかしながら、本発明の範囲内において、脊梁隆起と調節力が１つの相互角度を形成することが全面的に可能である。
【００３０】
図１〜３に示す実施の形態では、脊梁隆起１７が切込みシート１に配してあり、他方、溝２２が切込みインサート２０の底側に配してある。しかしながら、本発明の範囲内において、切込みシート１に溝を付け、切込みインサート２０に脊梁隆起を付けることも可能である。この場合でも、無論、溝および脊梁隆起の数は、機能上および実際上可能な範囲内で変化してよい。
【図面の簡単な説明】
【図１】 本発明による位置調節機構の一優先実施の形態の分解図で、フライス本体の切込みインサートと切込みシートが互いに切離して描いてあり、切込みインサートが溝を付けているのに対し、切込みシートが脊梁隆起を付けている。
【図２】 図１に描かれた構成要素／部品の側面からの分解図である。
【図３】 本発明による位置調節機構と、この位置調節機構によって調節がなされる切込みインサートの平面図である。
【図４】 図１に対応する分解図であるが、切込みシートが脊梁隆起を、切込みインサートが溝をそれぞれ欠いている。
【図５】 ブッシュと調節ねじの、互いに切離された位置にあるときの斜視図である。
【図６】 図５に示した調節ねじと円筒ねじの、同じく互いに切離された位置にあるときの側面図である。

Claims (10)

1. 切削加工用工具における切込みインサート（２０；２０’）のための位置調節機構であって、
   この位置調節機構が、切込みインサート（２０；２０’）のための切込みシート（１；１’）と連絡して工具本体にあけられた第１の穴（３）、前記穴（３）の中に取付けられたスロット付のブッシュ（５）、前記ブッシュ（５）に受容される調節ねじ（１０）、ならびに第１の穴（３）と連絡されて配設された支持表面（４）を備えていて、
   ブッシュ（５）が第１の穴（３）の中に取付けられた状態において、ブッシュ（５）の上部分と工具本体の支持表面（４）の間にオフセット接触が提供され、
   ブッシュ（５）の上部分はカラー（６）の形をしており、
   前記オフセット接触は、支持表面（４）の曲率中心が第１の穴（３）の長手方向中心軸からずれていることに起因して生じるものであって、第１の穴（３）とブッシュ（５）との間の遊びを除去するように、切込みシート（１；１’）とは反対側を向いたカラー（６）の部分に対して行われる、位置調節機構。
2. ブッシュ（５）のための食付き部（４Ａ）が支持表面（４）の上方に配置してあることを特徴とする、請求項１に記載の位置調節機構。
3. ブッシュ（５）が、直径方向に位置する２つのスロット（１１）を有し、これがブッシュ（５）の軸方向に延長していることを特徴とする、請求項１または２に記載の位置調節機構。
4. ブッシュ（５）の上部分にスロットが形成されていることを特徴とする、請求項１〜３のいずれか一項に記載の位置調節機構。
5. ブッシュ（５）が、直径方向に位置する２つのファセット（８）を備えており、そのうちの１つが切込みインサート（２０；２０’）と接触するようにされていることを特徴とする、請求項１〜４のいずれか一項に記載の位置調節機構。
6. 調節ねじ（１０）の頭部（１４）が円錐状外面（１５）を有し、これが、ブッシュ（５）の円錐状内面と共働するようになっており、これによってブッシュ（５）の上部分の拡大が提供される、ことを特徴とする、請求項１〜５のいずれか一項に記載の位置調節機構。
7. 調節ねじ（１０）が第１の係止面（１８）を有し、これが、ブッシュ（５）の第２の係止面（２２）と接触するようになっており、ブッシュ（５）の上部分が永久変形せしめられる前に係止面同士が接触することを特徴とする、請求項６に記載の位置調節機構。
8. ブッシュがねじ付ブッシュ（５）からなり、これが、第１の穴（３）の雌ねじと共働するようになった雄ねじを有することを特徴とする、請求項１〜７のいずれか一項に記載の位置調節機構。
9. 工具本体の切込みシート（１；１’）の中に切込みインサート（２０；２０’）のための位置調節機構を備える切削加工用工具であって、
   位置調節機構が、切込みインサート（２０；２０’）のための切込みシート（１；１’）と連絡して工具本体にあけられた第１の穴（３）と、前記穴（３）の中に取付けられたスロット付ブッシュ（５）と、前記ブッシュ（５）で受け止められた調節ねじ（１０）と、第１の穴（３）と連絡されて配設された支持表面（４）とを具備し、
   ブッシュ（５）が第１の穴（３）の中に取付けられた状態において、ブッシュ（５）の上部分と工具本体の支持表面（４）の間にオフセット接触が提供され、
   ブッシュ（５）の上部分はカラー（６）の形をしており、
   前記オフセット接触は、支持表面（４）の曲率中心が第１の穴（３）の長手方向中心軸からずれていることに起因して生じるものであって、第１の穴（３）とブッシュ（５）との間の遊びを除去するように、切込みシート（１；１’）とは反対側を向いたカラー（６）の部分に対して行われる、切削加工用工具。
10. 切込みシート（１）と切込みインサート（２０）が共働する脊梁隆起（１７）と溝（２２）を有することを特徴とする、請求項９に記載の工具。

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