JP4823234B2 - バリ取り工具およびそのための切削用インサート - Google Patents

Description

本発明は、穴のバリ取り用のバネ付勢された切削用インサートを備える工具に関する。

この種のバリ取り工具の例は特許文献１に開示されている。特許文献１によると、切削部分を有する切削用インサートは、このインサートの後部溝に係合されたバネによって付勢され、工具ホルダの、半径方向外側をシールされた窓の中に保持されている。第１の実施形態では、インサートは、工具ホルダの中で滑動可能に案内され、したがって、工具ホルダの窓から外への半径方向の滑動すなわち振れによって、出たり入ったりして動くことができる。インサートの長さ方向の軸に垂直に位置決めされた横溝を有するインサートが設計される。この溝の領域では、テンションピン（ｔｅｎｓｉｏｎ ｐｉｎ）が、切削部分の長さ方向の軸に垂直で、かつ工具ホルダの中にぴったりはまって係合し、溝の大きさによって、窓滑動方向のインサート滑動経路のインサート滑動方向に固定されている。インサートは、２つの切刃を備える唯一の切削部分を有している。一方の切刃は前方向で作用し、他方は逆方向で作用する。

米国特許第５，７５５，５３８号明細書

本発明は、バリ取り作業用の４つの切刃を有する切換え可能な切削用インサート（ｉｎｄｅｘａｂｌｅ ｃｕｔｔｉｎｇ ｉｎｓｅｒｔ）を提供することを目的とする。

本発明は、切換え可能な二面切削用インサート（ｄｏｕｂｌｅ−ｓｉｄｅｄ ｉｎｄｅｘａｂｌｅ ｃｕｔｔｉｎｇ ｉｎｓｅｒｔ）を備えるバリ取り工具を提供することを他の目的とする。

本発明に従って、
上面、底面、およびこれらの間の外周面と、
２つの相対する同一の切削部分と、を備え、各切削部分は２つの同一の切刃を備え、各切刃はすくい面と逃げ面の間に位置し、２つの切削部分が切削用インサートの主正中面に関して反射対称であり、各切削部分の２つの同一の切刃が切削用インサートの副正中面に関して反射対称であり、
底面は、２つの底面部と、これらの間で底面部から遠ざかるように内側に上面の方へ延びる単一の案内溝と、を備え、案内溝が主正中面に対して垂直に向けられた長さ方向の軸を有する、切換え可能切削用インサートが、提供される。

望ましい場合には、切削用インサートは、上面に凹部を備える。

本発明に従って、すくい面は上面に位置決めされ、逃げ面は切削用インサートの外周面に位置決めされている。

好ましくは、２つの底面部は、平らで、かつ同一平面上にある。

好ましくは、切削用インサートは、切削用インサートの上面図で八角形の形をしている。

また、本発明に従って、
本発明に従った切削用インサートと、
切削用インサートが滑動可能に保持されるインサートポケットを有する工具本体と、を備え、インサートポケットは開口を介して工具本体の外周面の方に外へ開いており、少なくとも１つのインサートポケットはスロットおよび案内部材を備え、案内部材が案内溝に係合しており、切削用インサートはスロットの中に少なくとも部分的に位置し、
切削用インサートは、切削用インサートを伸長位置の方へ付勢するバネによって、収縮位置と伸長位置の間で滑動可能であり、伸長位置で所定の切削部分が開口から外周面を越えて突き出しているバリ取り工具、が提供される。

本発明に従って、バネは、圧縮バネである。

典型的に、切削用インサートは、保持部材によって伸長位置に保持されている。

好ましくは、伸長位置で、保持部材は、切削用インサートの保持面に接している。

望ましい場合には、切削用インサートは、上面に凹部を有し、保持面は、上面の凹部の部分である。

本発明の１つの応用に従って、バリ取り工具の工具本体は、ドリルのシャンク部分を備える。

より良い理解のため、単なる例として、本発明が添付図面を参照してここで説明される。

最初に、本発明に従ったバリ取り工具２０を示す図１および２に注目する。バリ取り工具２０は、前方向および後方向を確定する長さ方向の回転軸Ａを有し、また、切換え可能切削用インサート２８が滑動可能に保持されるインサートポケット２４を工具本体２２の前端部２６に有するおおむね円柱状の工具本体２２を備えている。切削用インサート２８は、図３から図６により詳細に示されており、上面３０、底面３２、および上面３０と底面３２の間に延びる外周面３４を備えている。留意すべきことであるが、明細書および特許請求の範囲全体を通して現れる方向の用語、例えば、「上面」、「底面」、「上部」、「下部」などは、様々な表面を互いに区別するための便利な用語として使用されている。これらの用語は、特定の部品の向きに関して意味があることがあるが、例示の目的だけのために使用され、添付の特許請求の範囲を限定する意図でない。切削用インサート２８は、上面図および底面図でおおむね八角形の形であり、２つの同一の相対する切削部分３６を有し、各切削部分３６は２つの同一の真っ直ぐな切刃３８を有し、各切刃３８はすくい面４０と逃げ面４２の間に位置している。したがって、切削用インサート２８は、合計４つの切刃３８を有し、全てが切削用インサート２８の上面３０と関連している。各逃げ面４２は外周面３４に位置し、各すくい面４０は、上面３０に位置し、上面３０のチップ溝４４の一部を形成している。各チップ溝４４は、上面３０の主要な上面部４６と結合している。主要な上面部４６は概して平らである。２つの切削部分３６は、切削用インサート２８の主正中面（大きい方の正中面；ｍａｊｏｒ ｍｅｄｉａｎ ｐｌａｎｅ）Ｐ１に関して反射対称であり、各切削部分３６の２つの同一の切刃３８は、切削用インサート２８の副正中面（小さい方の正中面；ｍｉｎｏｒ ｍｅｄｉａｎ ｐｌａｎｅ）Ｐ２に関して反射対称である。

外周面３４は、２つの相対する端面４８および２つの相対する側面５０を有し、１つの逃げ面４２は、各端面４８と、隣接した側面５０との間に位置している。端面４８および側面５０は、切刃から成るどんな部分も含まない。端面４８は、主正中面Ｐ１に関して反射対称であり、各端面４８は、所定の切削部分３６に属し、所定の切削部分３６の切刃と切刃３８の間に位置している。側面５０は、副正中面に関して反射対称であり、各側面５０は、切削部分と切削部分３６の間で、かつ各々１つの切削部分３６に属する隣接した切刃と切刃３８の間に位置している。

切削用インサート２８の底面３２は、２つの底面部５２と、これらの間の中心に位置する案内溝５４とを備える。２つの底面部５２は、概して平らで、同一平面上にあり、かつ主要な上面部４６に平行であり、さらに、副正中面Ｐ２の両側に位置している。案内溝５４は、底面部５２から主要上面部４６の方へ向かって内側に延び、かつ副正中面Ｐ２に平行に走り、副正中面Ｐ２中にある長さ方向の軸Ｂを有している。

副正中面Ｐ２は、案内溝５４の長さ方向の正中面を構成し、案内溝を長さ方向に分割している。したがって、切削用インサート２８は、中に案内溝５４が形成されている主本体部５６を備える。案内溝５４は、副正中面Ｐ２の両側に位置する向い合う平らな接触面５８を備え、これらの接触面５８は、底面部５２から遠ざかるように内側に延び、かつ接触面５８間に延び長さ方向に延びる溝橋かけ面６０と結合している。後の議論のために、留意されたいことであるが、各側面５０は第１の長さＬ１を有し、案内溝５４は第２の長さＬ２を有する（図６を参照されたい）。各長さは、案内溝５４の長さ方向の軸Ｂの方向に測定され、第１の長さＬ１は第２の長さＬ２よりも小さい。

切削用インサート２８は、上面３０に凹部６６を備える。凹部６６は、切削用インサート２８の上面３０から凹部６６の底面７０まで内側に延びる凹面６８を備える。凹面６８の少なくとも一部は、切削用インサート２８の保持面６５を形成する。

ここで、図７および８に注目する。インサートポケット２４は、おおむね長方形のスロット７２および案内部材７４を有する。おおむね長方形のスロット７２は、第１の幅Ｗ１を有し、案内部材７４は第２の幅Ｗ２を有し、これら２つの幅は、バリ取り工具２０の長さ方向の回転軸Ａの方向に測定される。ここで、第１の幅Ｗ１は、第２の幅Ｗ２よりも大きい。インサートポケット２４は、第１の開口７８を介して工具本体２２の外周面７６の方に外へ開いている。インサートポケット２４は、工具本体２２の外周面７６から、バリ取り工具２０の回転軸Ａに関しておおむね半径方向内側に延びている。図８に示された断面で、工具本体２２の外周面７６は、おおむね円形で、所定の半径Ｒを有し、回転軸Ａは円の原点Ｏに位置している。おおむね長方形のスロット７２は、側壁８４で連結された向い合う上壁８０と下壁８２を備えている。下壁８２は、上壁８０に平行な２つの下壁部８６を備える。案内部材７４は、２つの下壁部８６の間に位置し、下壁から遠ざかるように上方に上壁８０の方へ突き出ている。案内部材７４は、長さ方向の軸Ｃを有し、相対する平らな案内部材支持面８８を備えている。案内部材支持面８８は、それぞれの下壁部８６から遠ざかるように上壁８０の方へ延び、２つの案内部材支持面８８の間に延び、長さ方向に延びる案内部材橋かけ面９０と結合している。したがって、案内部材７４は、インサートポケット２４の中に突き出る隆起部を形成している。隆起部は、切削用インサート２８がインサートポケット２４に取り付けられたとき、案内溝５４の軸Ｂに平行な案内部材７４の長さ方向の軸Ｃを画定する。

２つのチップ排気凹部９１（図７を参照されたい）が、工具本体２２の外周面７６に形成され、上壁８０を貫通してインサートポケット２４と連通している。２つの穴は、インサートポケット２４と連通している。主穴（大きい方の穴；ｍａｊｏｒ ｂｏｒｅ）９２は、工具本体２２の外周面７６の第２の開口９４からインサートポケット２４まで延びている。主穴９２の第２の開口９４は、インサートポケット２４の第１の開口７８の実質的に正反対側にある。主穴９２は、バリ取り工具２０の回転軸Ａに垂直な長さ方向の軸Ｄを有する。バリ取り工具２０の回転軸Ａは、インサートポケット２４と連通した主穴９２を通過している。ネジが切ってある副穴（小さい方の穴；ｍｉｎｏｒ ｂｏｒｅ）９６は、工具本体２２の外周面７６の第３の開口９８からインサートポケット２４に延びている。副穴９６は、主穴９２の長さ方向の軸Ｄと鋭角を成す長さ方向の軸Ｅを有する。

ここで図９および１０に注目する。案内部材７４が案内溝５４に係合し、かつ切削用インサート２８の主本体部分５６がおおむね長方形のスロット７２の中に位置決めされた状態で、切削用インサート２８はインサートポケット２４の中に滑動可能に保持される。第２の開口９４の近くの主穴９２の後端部に、主穴９２は、ネジ部１００を有し、ここに第１のネジ１０２がねじ込まれている。所定の圧力で切削用インサート２８を第１の開口７８を通して半径方向外向きに動かすために、工具巻きバネなどのバネ１０４が、第１のネジ１０２と切削用インサート２８の間の主穴９２の中に位置決めされている。バネ１０４は、切削用インサート２８の内側端面４８’に接している。インサートポケット２４から遠ざかる方向に半径方向で外へ向いている外側端面４８’’に対して、内側端面４８’は、半径方向で内へインサートポケット２４の中に向いている端面４８である。バネ１０４で加えられる圧力は、第１のネジ１０２の位置を調整することによって調整することができ、この第１のネジ１０２は、また、バネ１０４が第２の開口９４を通して主穴９２から出るのを妨げる栓としても作用する。

図８で理解することができるように、インサートポケット２４に隣接した主穴９２の前端がバネ保持面１０６を形成して部分的に閉じるように、主穴９２とインサートポケット２４とは完全には一直線に並んでいない。したがって、切削用インサート２８がインサートポケット２４から取り出されたときでも、バネ１０４は、バネ保持面１０６と第１のネジ１０２の間の所定の位置に保持される。図１に示されるように、バネ１０４で切削用インサート２８がインサートポケット２４から外に完全に押し出されるのを妨げる保持部材１０８によって、切削用インサート２８は、切削部分３６の１つが第１の開口７８から突き出した状態で伸長位置に保持される。図示の実施形態では、保持部材１０８は、副穴９６にねじ込まれた第２のネジである。

切削用インサート２８を伸長位置に保持するために、第２のネジ１０８は第１の位置に設定され、その結果、第２のネジの前端部１１２が、副穴９６の前端を越えて突き出し、切削用インサート２８の保持表面６５に係合するように凹部６６の中に部分的に位置している。半径方向内向きの力を切削用インサート２８の外側端面４８’’に加えることによって、切削用インサート２８は、半径方向内向きにインサートポケット２４の中に収縮位置まで動かすことができる。切削用インサートを切り換える（ｉｎｄｅｘ）ために、または取り替えるために、切削用インサート２８をインサートポケット２４から取り出すために、第２のネジ１０８の前端１１２が凹部６６から引き抜かれるまで第２のネジ１０８をゆるめることによって、第２のネジ１０８は、第２の位置に設定され、それによって、切削用インサート２８がインサートポケット２４から外に自由に滑り出すことができるようになる。切削用インサート２８が収縮位置と伸長位置の間で滑動するバリ取り動作中に、第２のネジ１０８は、第１の位置に維持されている。

本発明に従って、インサートポケット２８の案内部材７４は、案内溝の接触面５８が案内部材支持面８８と滑動接触した状態で、切削用インサート２８の案内溝５４に位置決めされ、収縮位置と伸長位置の間の切削用インサート２８の滑動運動は、主に、切削用インサート２８の案内溝５４がインサートポケット２４の案内部材７４の上を滑動することによって行われる。この配列には、いくつかの有利点がある。この配列は、切削用インサート２８の自由な滑動運動を損なうことなく、小型の切削用インサートの設計を可能にする。言い換えれば、切削用インサート２８の側面５０の第１の長さＬ１は、おおむね長方形のスロット７２の第１の幅Ｗ１と比べて相対的に小さくすることができる。

もし切削用インサート２８が案内溝５４のない主本体部分５６だけを備えるとしたら、切削用インサート２８の滑動運動は、おおむね長方形のスロット７２の側壁８４と切削用インサート２８の側面５０との滑動接触によって起こるだろう。本発明に従って、切削用インサート２８の側面５０の第１の長さＬ１は、おおむね長方形のスロット７２の第１の幅Ｗ１よりも小さい。非束縛の例によれば、第１の幅Ｗ１は、第１の長さＬ１の５から６倍である。そうであるので、切削用インサートは、容易に、おおむね長方形のスロット７２の中で締め付けられて動かなくなる（くさび止めされる；ｗｅｄｇｅｄ）ことがある。締付け（ｗｅｄｇｉｎｇ）を避けるためには、第１の長さＬ１は第１の幅Ｗ１よりも大きくなければならないだろう。４つの切刃３８の要求条件のために、および切削用インサート２８の主正中面Ｐ１に関する反射対称の制約のために（すなわち、切削用インサート２８が、各端部に切削部分３６があり各切削部分３６に２つの切刃３８がある「両端」切削用インサートである）、切削用インサート２８は、図５および６に示される八角形の形であるように制約され、第１の長さＬ１を第１の幅Ｗ１よりも大きく設計しようとする試みは、どれも実用的でないほど大きな切削用インサートになるだろう。

切削用インサート２８の滑動運動を案内部材７４の上の案内溝５４の滑動に変えることによって、締付けの可能性を決定する寸法は、案内溝５４の第２の長さＬ２および案内部材７４の第２の幅Ｗ２である。非束縛の例によれば、第２の長さＬ２は、第２の幅Ｗ２の約３倍である。第２の長さＬ２を第２の幅Ｗ２よりも大きく選ぶことで、案内溝５４の中での案内部材７４の締付けが妨げられるので、インサートポケット２４の中での切削用インサート２８の締付けが妨げられる。

明らかに、切削用インサート２８の滑動運動を、切削用インサート２８の主本体部分５６とインサートポケット２４のおおむね長方形のスロット７２との間の滑動接触から、インサートポケット２４の案内部材７４の上の切削用インサート２８の案内溝５４の滑動に変えることによって、締付けの制約は切削用インサート２８の主本体部分５６の形状寸法から切り離され、したがって、小型の「両端」切削用インサートの設計が可能になる。さらに、切削用インサート２８の滑動運動を、インサートポケット２４の案内部材７４の上の切削用インサート２８の案内溝５４の滑動に変えることによって、インサートポケット２４の側壁８４も切削用インサート２８の側面５０も高い精度で製造する必要がなくなる。というのは、インサートポケット２４の側壁８４も切削用インサート２８の側面５０も切削用インサート２８の滑動運動で基本的な役割を演じないからである。

案内溝５４が案内部材７４の上を滑動するようにインサートポケット２４の案内部材７４を切削用インサート２８の案内溝５４の中に位置決めすることによって、切削用インサート２８の滑動運動は実現されるので、インサートポケットの側壁８４と切削用インサートの側面５０との間に設計された隙間があり、これらの表面間の接触がないことが保証される。これらの表面間のどんな接触も、長方形スロット７２の中でのインサートの締付けにつながるかもしれない。また、インサートポケット２４の下壁部８６と切削用インサート２８の底面部５２との間に、および、インサートポケット２４の上壁８０と切削用インサート２８の主要な上面部４６との間に、設計された隙間がある。また、案内部材７４の案内部材橋かけ面９０と案内溝５４の溝橋かけ面６０との間にも設計された隙間がある。滑動運動中の唯一の設計された接触は、案内部材７４の案内支持面８８と案内溝５４の接触面５８との間である。しかし、穴のバリ取り中に切刃３８に作用する切削力のために、または、バリ取り工具２０の前端２６が回転し穴を通過するときに切削用インサート２８に作用する力のために、インサートポケット２４の下壁部８６と切削用インサート２８の底面部５２との間に、また、インサートポケット２４の上壁８０と切削用インサート２８の主要な上面部４６との間に、ある量の制御不可能な接触がある。しかし、これらの制御不可能な接触の形は、上述の制御不可能な接触に含まれる部材の有利な相対的な寸法のために、切削用インサート２８の締付けを引き起こすことができない。

図２、９および１０から理解されることだろうが、本発明のバリ取り工具２０の「バリ取り機構」、すなわち、上述の切削用インサート２８、バネ１０４、および第１および第２のネジ１０２、１０８は、工具本体２２の小さな領域に局在している。当業者には明らかことであろうが、上述のバリ取り工具２０とほとんど同じようなやり方で工具本体にインサートポケット２４、および副穴９６および主穴９２を形成して、どんな必要とされる工具本体にも「バリ取り機構」を位置決めすることは、簡単な設計問題である。図１１は、本発明の「バリ取り機構」が組み込まれたドリル１１６を示し、伸長位置の切削用インサート２８を示している。

本発明がある程度詳細に説明されたが、先に特許請求されたような本発明の範囲から逸脱することなしに、様々な変更および修正が加えられるかもしれないことは理解されるべきである。

本発明に従ったバリ取り工具を示す側面図である。 図１に示されたバリ取り工具を示す分解組立斜視図である。 本発明に従った切削用インサートを示す上面斜視図である。 図３に示された切削用インサートを示す底面斜視図である。 図３に示された切削用インサートを示す上面図である。 図３に示された切削用インサートを示す底面図である。 切削用インサートが取り除かれた状態で９０°回転された図１に示されたバリ取り工具を示す部分側面図である。 線ＶＩＩＩ−ＶＩＩＩに沿って、図７に示されたバリ取り工具を示す断面図である。 切削用インサートがインサートポケット中に保持された状態の、図７に示されたバリ取り工具を示す図である。 線Ｘ−Ｘに沿って、図９に示されたバリ取り工具を示す断面図である。 本発明に従ったバリ取り工具と組み合わされたドリルを示す図である。

Claims (13)

1. 切換え可能な切削用インサート（２８）であって、
   上面（３０）、底面（３２）、およびこれらの間の外周面（３４）と、
   ２つの相対する同一の切削部分（３６）と、を備え、各切削部分（３６）は２つの同一の切刃（３８）を備え、各切刃（３８）はすくい面（４０）と逃げ面（４２）の間に位置し、前記２つの切削部分（３６）は前記切削用インサート（２８）の主正中面（Ｐ１）に関して反射対称であり、各切削部分（３６）の前記２つの同一の切刃（３８）は前記切削用インサート（２８）の副正中面（Ｐ２）に関して反射対称であり、
   前記底面（３２）は、２つの底面部（５２）と、これらの間で前記底面部（５２）から遠ざかるように内側に前記上面（３０）の方へ延びる単一の案内溝（５４）とを備え、前記案内溝（５４）は前記主正中面（Ｐ１）に垂直に向けられた長さ方向の軸Ｂを有することを特徴とする切換え可能な切削用インサート（２８）と、
   前記切削用インサート（２８）が滑動可能に保持されるインサートポケット（２４）を有する工具本体（２２）と、を備えるバリ取り工具（２０）であって、
   前記インサートポケット（２４）は開口を介して前記工具本体（２２）の外周面（７６）の方に外へ開いており、前記インサートポケット（２４）はスロット（７２）および案内部材（７４）を備え、前記案内部材（７４）が前記案内溝（５４）に係合しており、前記切削用インサート（２８）は前記スロット（７２）の中に少なくとも部分的に位置し、
   前記切削用インサート（２８）は、前記切削用インサート（２８）を伸長位置の方へ付勢するバネ（１０４）によって、収縮位置と前記伸長位置の間で滑動可能であり、前記伸長位置で所定の切削部分（３６）が前記開口から前記工具本体（２２）の前記外周面（７６）を越えて突き出していることを特徴とするバリ取り工具（２０）。
2. 前記すくい面（４０）は、前記上面（３０）に位置し、前記逃げ面（４２）は、前記切削用インサート（２８）の外周面（３４）に位置することを特徴とする請求項１に記載のバリ取り工具（２０）。
3. 前記２つの底面部（５２）は、平らで、かつ同一平面上にあることを特徴とする請求項１に記載のバリ取り工具（２０）。
4. 前記切刃（３８）は、真っ直ぐであることを特徴とする請求項１に記載のバリ取り工具（２０）。
5. 前記外周面（３４）は、所定の切削部分（３６）の前記切刃（３８）間に位置する２つの相対する端面（４８）を備えることを特徴とする請求項１に記載のバリ取り工具（２０）。
6. 前記外周面（３４）は、各々前記切削部分（３６）の１つに属している隣接した切刃（３８）間に位置する２つの相対する側面（５０）を備えることを特徴とする請求項１に記載のバリ取り工具（２０）。
7. 前記バネ（１０４）は、圧縮バネであることを特徴とする請求項１に記載のバリ取り工具（２０）。
8. 前記切削用インサート（２８）は、保持部材（１０８）によって前記伸長位置に保持されていることを特徴とする請求項１に記載のバリ取り工具（２０）。
9. 前記伸長位置で、前記保持部材（１０８）は、前記切削用インサート（２８）の保持面（６５）に接していることを特徴とする請求項１に記載のバリ取り工具（２０）。
10. 前記切削用インサート（２８）は、前記上面（３０）に凹部（６６）をさらに備えていることを特徴とする請求項９に記載のバリ取り工具（２０）。
11. 前記保持面（６５）は、前記上面（３０）の前記凹部（６６）の部分であることを特徴とする請求項１０に記載のバリ取り工具（２０）。
12. 前記切削用インサート（２８）は、前記切削用インサート（２８）の上面図で八角形の形をしていることを特徴とする請求項１に記載のバリ取り工具（２０）。
13. 前記バリ取り工具（２０）の前記工具本体（２２）は、ドリル（１１６）のシャンク部分を備えることを特徴とする請求項１に記載のバリ取り工具（２０）。

Images