JP4867992B2 - 切削工具 - Google Patents

Description

本発明は、切削工具に関し、より詳細には工具本体のポケット部に固定された切削インサートの位置を微細に調節するスクリュを備えた切削工具に関する。

一般に、ミーリングカッターのような切削工具には、図１に示した通り一つ以上の切削インサート２が切削工具の本体１に形成されたポケット部３にボルトなどの締結手段によって固定される。このように切削工具の本体１に固定された切削インサート２は精密な切削のために、そしてある一つの切削インサートに無理な力が作用するのを防止するためにその位置が精密に調節される必要があるが、このために切削インサート２の後方には微細に位置を調節するための装置１０が備えられる。

図２に示した通り、従来の切削工具では、切削インサート２が示されていないボルトのような手段によって工具本体のポケット部３に固定される。切削インサートの微細位置を調節する装置１０はウェッジ１１とスクリュ１２で構成される。ポケット部３の底面にはスクリュ１２と締結されるネジ孔３ｂがあけられており、ポケット部３の側壁にはウェッジ１１と密着する密着面３ａが提供される。

ウェッジ１１は、上部が下部より幅が大きく、中央にスクリュ１２のヘッド部が結合するネジ孔があけてある。スクリュ１２の上部及び下部にはそれぞれネジ山が形成される。スクリュ１２の上部に形成されたネジ山はウェッジ１１のネジ孔に形成されたネジ山と結合し、スクリュ１２の下部に形成されたネジ山はポケット部３に開いているネジ孔３ｂに形成されたネジ山と結合する。

このような構成を有する切削工具では、スクリュ１２の締め具合によってウェッジ１１が切削インサート２及びポケット部３の密着面３ａに沿って昇降しながら切削インサート２に前後移動を誘発させて切削インサート２の位置を微細調節するようになっている。例えば、スクリュ１２が締められた状態でスクリュ１２をさらに締めれば、ウェッジ１１がスクリュ１２と共に下降しながら切削インサート２を外側に、即ち、密着面３ａの反対方向に微細移動させる。

このようにウェッジ１１を通じて切削インサート２を押し出す力を作用させれば切削インサート２は工具本体のポケット部３に締結されているので、ウェッジには切削インサート２を押し出す力に対する反発力（Ｆ）が作用するようになる。これによって、スクリュ１２にも曲げ応力が発生してスクリュ１２がポケット部３の密着面３ａ側に弾性的に曲がるようになる。このような場合、切削インサート２の交換や修理のためにポケット部３に固定された切削インサート２を除去するようになれば、スクリュ１２に発生した曲げ応力も共に除去されながらスクリュ１２がウェッジ１１と共に切削インサート２側、即ち、前方へ移動するようになる。

このようにスクリュ１２とウェッジ１１とが最初の位置より前方へ移動している状態で新たな切削インサート２を固定させようとすれば、新たな切削インサート２が本来の位置より前方へ移動しているウェッジの干渉で定位置に装着できないという問題が発生する。従って、ウェッジを解体して切削インサートを装着した後に再び微細位置調節をしなければならない。

本発明は前記のような従来技術の問題を解消するためのものであって、切削インサート交換時に切削インサートの位置を再調節する必要がない切削工具を提供することを目的とする。

本発明による切削工具は一つ以上の切削インサートと、前記一つ以上の切削インサートが装着されるポケット部を備える工具本体と、切削インサートを工具本体のポケット部に固定させるための固定手段と、工具本体のポケット部に固定された切削インサートの位置を微細に調節するためのスクリュを備える。前記微細調節スクリュはヘッド部と、ネジ部と、ヘッド部とネジ部を連結する連結部を備える。ポケット部はその底面にネジ部が締結されるネジ孔が形成されていて、側壁には微細調節スクリュのヘッド部が密着する密着面を備える。微細調節スクリュはネジ部がネジ孔に締結される時、ヘッド部が密着面に接触しながら前記連結部の弾性変形によってポケット部の密着面を弾性的に加圧する。

また、微細調節スクリュはポケット部のネジ孔に締結されていない状態でヘッド部とネジ部は同一の中心軸線上に位置し、ネジ部がポケット部のネジ孔に締結された状態でヘッド部がポケット部の密着面により加圧され、ヘッド部の中心軸がネジ部の中心軸に対して密着面の反対方向に変位することができる。
微細調節スクリュのヘッド部はウェッジ部と、ウェッジ部のネジ孔に締結される螺旋部を有することもできる。

本発明の特徴及び利点は添付図面に基づいた次の詳細な説明によって明白になる。
以下、本発明の実施例を図面を参照して詳細に説明するにおいて、同一の要素に対しては同一の符号を用い、便宜上できるだけ重複しないように相違した部分のみを主に説明する。

図３及び図４に示した通り、本発明の一実施例による切削工具の工具本体１にはポケット部３に切削インサート２が（示していない固定手段によって）装着されている。切削インサート２はそのような装着状態で微細調節スクリュ１００によってその位置が微細に調節される。

微細調節スクリュ１００は、ヘッド部１１０、ネジ部１２０及びその間の連結部１３０を備える。ポケット部３は、その底面にネジ孔３ｂがあけられており、側壁には密着面３ａを備える。微細調節スクリュ１００のネジ部１２０はポケット部３のネジ孔３ｂに締結され、ネジ孔３ｂに沿って微細調節スクリュ１００が下降すればヘッド部１１０はポケット部の密着面３ａに密着した状態で下降しながら切削インサート２にも密着しつつ切削インサート２に至る密着面３ａの反対方向に押し出す力が作用する。

微細調節スクリュ１００がポケット部３に締結されていない状態ではヘッド部１１０とネジ部１２０とは、同一の中心軸線上に位置する。ポケット部３の密着面３ａとネジ孔３ｂとの壁面は、微細調節スクリュ１００の中心軸線に平行な同一の直線上に置かれる部分を備える。ヘッド部１１０は、それ自体がウェッジとして機能することができるように下部の幅が上部の幅より大きい形態となっており、その幅が最も大きな部分の直径が前記ネジ部１２０の直径より大きく形成されている。

従って、ヘッド部１１０を切削インサート２とポケット部の密着面３ａの間に強制挿入すれば、ヘッド部１１０の中心軸Ｃ１がネジ部１２０の中心軸Ｃ２に対して切削インサート２側に向けて変位する。即ち、微細調節スクリュ１００はポケット部３のネジ孔３ｂに締結されていない状態ではヘッド部１１０とネジ部１２０が同一の中心軸線上に位置するが、ポケット部３のネジ孔３ｂに締結された状態ではヘッド部１１０がポケット部３の密着面３ａによって押されながらその中心軸がネジ部１２０の中心軸に対して密着面３ａの反対方向に弾性的に変位する。

これによって、微細調節スクリュ１００には、ヘッド部１１０を密着面３ａ方向に戻そうとする弾性復元力が作用しながら結果的にヘッド部１１０がポケット部の密着面３ａを加圧するようになる。この時、前記連結部１３０には前記変位が円滑になされて弾性復元力が密着面３ａに効果的に作用することができるように所定の弾性変形区間Ａを形成することが望ましい。前記連結部１３０を含んだ微細調節スクリュは概ね合金鋼（例えば、ＫＳ ＳＮＣＭ８，ＳＡＥ ４３４０）で作られる。この場合、前記弾性変形区間Ａでの連結部直径ｄは、前記ネジ部直径Ｄが２ｍｍ以上の場合１ｍｍ以上とし、ネジ部直径Ｄの２／３より小さく形成することが望ましい。

弾性変形区間Ａでの連結部直径ｄが１ｍｍ以下になれば弾性変形区間Ａでの強度があまりにも低くなり適切な弾性復元力を提供することが難しく、ネジ部直径Ｄが２ｍｍより小さければネジ部自体の強度が脆弱になる。

従って、ネジ部１２０の直径Ｄは最小限のネジ部強度を維持することができるように２ｍｍより大きくし、前記弾性変形区間Ａでの連結部直径ｄを１ｍｍよりは大きくてネジ部直径Ｄの２／３倍よりは小さくして弾性変形時に作用する強い曲げ応力による変形または破損が発生しないようにすることが望ましい。

一方、弾性変形区間Ａでの連結部直径ｄがネジ部１２０の直径Ｄの２／３倍以上である場合には、ヘッド部１１０の溝部１１３にレンチなどを用いて回転させる時、円滑な弾性変形がなされないようになる。従って、ヘッド部１１０の強制挿入がなされない結果が発生するので、弾性変形区間Ａでの連結部直径ｄはネジ部直径Ｄの２／３倍を超えないようにする。

弾性変形区間Ａは、弾性変形区間Ａでの連結部直径ｄより１．５倍以上長く形成されることが望ましい。なぜならば、弾性変形区間Ａの全長が弾性変形区間Ａでの連結部直径ｄより１．５倍より短く形成された場合には弾性変形区間Ａがあまりにも短くて弾性変形が発生する前に塑性変形が先に発生し、結局、弾性変形区間Ａで破損が発生する結果をもたらすからである。

一方、ネジ部１２０の中心軸Ｃ２に対する前記ヘッド部１１０の中心軸Ｃ１の変位量Ｂは、０．０２ｍｍよりは大きく、ネジ部直径の１０％よりは小さく形成されることが望ましい。なぜならば、前記変位量Ｂが０．０２ｍｍより小さい場合にはヘッド部１１０がポケット部３の密着面３ａに大きな弾性復元力を提供することができず、ヘッド部１１０とポケット部３との密着面３ａを密着させることが難しいからである。

また、変位量Ｂがネジ部直径の１０％より大きい場合には前記の場合とは反対にヘッド部１１０がポケット部３の密着面３ａに大きな弾性復元力を提供し、ヘッド部１１０とポケット部３との密着面３ａを密着させることはできるが、これによってネジ部１２０に過度に締結力が要求されるので、実際の切削インサート２の微細調節時にその操作が非常に難しいため望ましくない。

図３に示された実施例ではヘッド部１１０が上部に行くほど幅が減少する傾斜側部１１１を有する。また、切削インサート２は上部に行くほど幅が増大する形状にされている。従って、ネジ部１２０の締結が解除されることによって微細調節スクリュ１００が上昇しながら切削インサート２を前方へ移動させる。一方、ネジ部がポケット部のネジ孔に傾斜するように締結される場合には、ヘッド部の側部が必ずしも傾斜側部を有する必要はない。

一方、前記ヘッド部１１０の上端にはドライバやレンチなどの工具を用いてヘッド部１１０を容易に回転させることができるようにドライバ溝またはレンチ溝などのような溝部１１３が形成されており、前記ヘッド部１１０が切削インサート２とポケット部３との密着面３ａの間に強制挿入が円滑になされるように前記ヘッド部１１０の下端角部１１２全区間は面取りまたはラウンド加工されることが望ましい。

このような構成からなる本発明の切削工具の切削インサート位置調節装置の使用及び作用を説明すれば次の通りである。
まず、切削インサート２とポケット部３との密着面３ａの間に本発明による切削工具１の切削インサート２位置調節装置のネジ部１２０を挿入した後に、ヘッド部１１０の上端に形成された溝部１１３にドライバやレンチなど適切な工具を用いてネジ部１２０がポケット部３のネジ孔３ｂに締結される方向に前記ヘッド部１１０を回転させてネジ部１２０をポケット部３のネジ孔３ｂに締結させる。

前記ネジ部１２０の締結を継続して進行させるとヘッド部１１０が前記ポケット部３密着面３ａの上端に所定量干渉された状態になるが、この状態で前記ヘッド部１１０をより大きい力で回転させるようになると、ネジ孔３ｂの壁面と同一面上に置かれた密着面３ａによって前記ヘッド部１１０の中心軸Ｃ１がネジ部１２０の中心軸Ｃ２に対して切削インサート２側に向けて変位した状態になり、前記ヘッド部１１０が切削インサート２とポケット部３との密着面３ａの間に強制挿入される。

このような状態では、ヘッド部１１０の 締め具合によって切削インサート２及びポケット部３の密着面３ａの間で昇降するヘッド部１１０によって切削インサート２の前後方向の移動量を適切に調節することによって切削インサート２の固定位置を容易に調節することができる。これと同時に、前記ヘッド部１１０が変位した状態でポケット部３の密着面３ａを常に強い復元力と切削インサート２による反力の合力Ｆで押している状態、即ち、密着面３ａとヘッド部１１０との相互間に加圧力が作用する状態になるので、前記ポケット部３の密着面３ａとヘッド部１１０が密着することができる。

また、切削インサート２の交換のために切削インサート２をポケット部３から分離させても前記ヘッド部１１０がポケット部３の密着面３ａを強く押している状態がそのまま維持されるので、ヘッド部１１０切削インサート側、即ち、前方へ移動せず、従って、交換される新たな切削インサート２の固定位置は交換前の切削インサート２の位置を維持したまま、常に一定の位置で固定できるようになる。従って、切削インサート２を交換するたびに行われなければならない切削インサート２の位置調節作業をなくすことができる。

一方、本発明を構成するヘッド部１１０の他の実施例として、図５及び図６に示した通り、前記ヘッド部１１０は前記ヘッド部１１０の外部をなすウェッジ部１１０ａと、前記ウェッジ部１１０ａのネジ孔に締結されて前記連結部１３０と連結される螺旋部１１０ｂに分離形成できる。

この場合、前記ウェッジ部１１０ａの中央には前記螺旋部１１０ｂと結合することができるネジ山が形成され、前記ネジ孔の下端には前記螺旋部１１０ｂが安着するように安着部（図示せず）が形成される。

前記ウェッジ部１１０ａと螺旋部１１０ｂとは、前記螺旋部１１０ｂがウェッジ部１１０ａの安着部に安着するまでネジ孔を通じて締結されて組立が完了する。この時、ウェッジ部１１０ａの脱着が容易なように前記螺旋部１１０ｂとネジ部１２０との螺旋方向は互いに反対方向に形成されることが望ましい。

このように、前記ヘッド部１１０がウェッジ部１１０ａと螺旋部１１０ｂに分離形成されると、切削インサート２とポケット部３とのポケット面３ａの間の距離がそれぞれ異なる切削工具１ごとにそれぞれ異なる切削インサート２の位置調節装置を備える必要なく、ウェッジ部１１０ａのみを交替することで対応が可能になる。

本発明を特定の実施例を通じて前記に記述したが、本発明はこの外にも本発明の精神を逸脱しない限度内で多様に実施できるということは自明であり、そのような変形も当然に本発明の範囲に含まれる。

前記のように本発明によれば、微細調節スクリュのネジ部がポケット部のネジ孔に締結される時、微細調節スクリュのヘッド部がポケット部密着面に接触しながらこれを弾性的に加圧することができるため、切削インサートの交換のために切削インサートをポケット部から分離させても交換される新たな切削インサートの固定位置は交換前の切削インサートの微細調節された位置を維持したまま、常に一定の位置で固定できるようになる。従って、切削インサートを交換するたびに行われなければならない位置調節作業をなくすことができる。

また、微細調節スクリュのヘッド部がウェッジ部と螺旋部に分離形成されると、切削インサートとポケット部の密着面間の距離がそれぞれ異なる切削工具ごとにそれぞれ異なる切削インサート位置調節装置を備える必要なく、ウェッジ部のみを交替することで対応が可能になる。

一般的な切削工具の使用状態斜視図である。 従来の切削工具の装着状態を示す断面図である。 本発明の一実施例による切削工具の装着状態を示す断面図である。 図３の切削工具の微細調節スクリュの斜視図である。 本発明の他の実施例による切削工具の微細調節スクリュの分解斜視図である。 図５のスクリュを用いた、本発明の他の実施例による切削工具の装着状態を示す断面図である。

符号の説明

１ 工具の本体
２ 切削インサート
３ ポケット部
１００ 微細調節スクリュ
１１０ ヘッド部
１１０ａ ウェッジ部
１１０ｂ 螺旋部
１１１ 傾斜側部
１２０ ネジ部
１３０ 連結部
Ａ 弾性変形区間
Ｂ 変位量
Ｃ１，Ｃ２ 中心軸
ｄ 連結部直径
Ｄ ネジ部直径

Claims (9)

1. 一つ以上の切削インサートと、
   前記切削インサートが装着されるポケット部を備える工具本体と、
   前記切削インサートを前記工具本体のポケット部に固定させるための固定手段と、
   前記工具本体のポケット部に固定された切削インサートの位置を微細に調節するためのスクリュとを備え、
   前記微細調節スクリュは、ヘッド部と、ネジ部と、前記ヘッド部とネジ部とを連結する連結部とを備え、
   前記ポケット部は、その底面に前記ネジ部が締結されるネジ孔が形成されており、側壁には前記微細調節スクリュのヘッド部が密着する密着面を備え、
   前記微細調節スクリュは、ネジ部が前記ネジ孔に締結される時、前記ヘッド部が前記密着面に接触しながら前記連結部の弾性変形によって前記ポケット部の密着面を弾性的に加圧することを特徴とする切削工具。
2. 前記微細調節スクリュは、ポケット部のネジ孔に締結されていない状態でヘッド部とネジ部とは同一の中心軸線上に位置することを特徴とする請求項１に記載の切削工具。
3. 前記微細調節スクリュは、ネジ部がポケット部のネジ孔に締結された状態でヘッド部がポケット部の密着面によって加圧され、ヘッド部の中心軸がネジ部の中心軸に対して密着面の反対方向に変位することを特徴とする請求項１または２に記載の切削工具。
4. 前記ネジ孔の壁面と前記密着面とは、前記微細調節スクリュの中心軸に平行な同一の直線上に置かれる部分を備え、前記微細調節スクリュのヘッド部はネジ部より横断面積が大きい部分を備えることを特徴とする請求項３に記載の切削工具。
5. 前記ヘッド部は、ウェッジ部と、前記ウェッジ部のネジ孔に締結される螺旋部を有することを特徴とする請求項３に記載の切削工具。
6. 前記微細調節スクリュの連結部の横断面は他の部分より小さいことを特徴とする請求項３に記載の切削工具。
7. 前記ヘッド部の中心軸とネジ部の中心軸との変位量は、０．０２ｍｍよりは大きく、ネジ部直径の１０％よりは小さく形成されたことを特徴とする請求項３に記載の切削工具。
8. 前記ネジ部の直径が２ｍｍ以上であり、前記連結部の直径が１ｍｍ以上であり、ネジ部直径の２／３倍未満である請求項６に記載の切削工具。
9. 前記連結部の長さは、その直径より１．５倍以上長く形成された請求項６に記載の切削工具。

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