JP5092506B2 - 微調整機構およびこれを備えたスローアウェイ式切削工具 - Google Patents

Description

本発明は、切削工具における切刃チップを微調整する微調整機構およびこれを備えたスローアウェイ式切削工具に関するものである。

従来、切刃ブレードの刃先の位置を微調整する調整手段が備えられたスローアウェイ式リーマにおける微調整手段には、工具本体に設けられた調整穴に鋼球を挿入して、この鋼球を切刃ブレードの側面に当接させ、これを調整ねじによって押し出すものがあった（例えば、特許文献１参照）。
特開２０００−３５４９１２号公報（図１および図２（ロ）参照）

しかしながら、特許文献１に記載のスローアウェイ式リーマにおける調整手段においては、切刃ブレードを取外した際、鋼球が調整穴の開口部から脱落し紛失したり微調整の作業性に悪影響を及ぼしたりするおそれがあった。

本発明は、上記問題を解決するためになされたもので、微調整の作業性を改善した微調整機構およびこれを備えたスローアウェイ式切削工具を提供することを目的とする。

上記課題を解決するために、請求項１に記載の発明は、工具本体の所定の位置に装着された切刃チップを所定の方向へ押し出すことにより前記切刃チップの切刃の位置を微調整するための微調整機構であって、工具本体に設けた凹所に挿入され前記切刃チップの表面に接する略球状の被押圧部材と、この被押圧部材を介して前記所定の方向に前記切刃チップを押し出す押圧部材と、前記凹所とともに前記被押圧部材に係合して前記所定の方向への移動を制限する係止部材と、を備えたことを特徴とする微調整機構である。

請求項１に記載の発明によれば、切刃チップが工具本体の凹所に挿入され前記切刃チップの表面に接する略球状の被押圧部材を介して前記押圧部材によって前記所定の方向に押し出されるので、前記切刃チップの刃先の位置を微調整することができる。さらに、前記係止部材が前記被押圧部材の前記所定の方向の移動を制限するように係合し、切刃チップを工具本体から取り外した際に前記被押圧部材が前記凹所から脱落することを防止するので、微調整の作業性に悪影響がおよぶことを防止することができる。

請求項２に記載の発明は、前記係止部材の前記被押圧部材に係合する部分が、凹円錐状、凹球面状又は凹曲面状とされたことを特徴とする請求項１に記載の微調整機構である。
係止部材の被押圧部材に係合する部分に、凹円錐状、凹球面状又は凹曲面状の凹部が設けられていることから、前記係止部材は、前記被押圧部材を確実に係止し、切刃チップが工具本体から取り外された際に、凹所から前記被押圧部材が脱落することを防止する。

請求項３に記載の発明は、前記凹所の前記被押圧部材に係合する部分が、凹円錐状、凹球面状又は凹曲面状とされたことを特徴とする請求項１又は２に記載の微調整機構である。
凹所の内壁面の被押圧部材に係合する部分に設けられた、凹円錐状、凹球面状又は凹曲面状の凹部は、前記被押圧部材を確実に係止し、切刃チップが工具本体から取り外された際に、凹所から前記被押圧部材が脱落することを防止する。

請求項４に記載の発明は、前記係止部材が前記工具本体に設けた雌ねじ孔に螺合するねじ部材、又は前記工具本体の凹所に挿入した弾性部材とされ、前記被押圧部材を所定の方向に押圧することを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載の微調整機構である。
係止部材は、被押圧部材を所定の方向に付勢することによって積極的に係止することから、切刃チップが工具本体から取り外された際に、前記被押圧部材が凹所から脱落することを確実に防止する。ここで、係止部材が被押圧部材を付勢する方向は、押圧部材が押し出す方向に交差する方向であることが望ましい。

請求項５に記載の発明は、前記押圧部材が前記工具本体に設けた雌ねじ孔に螺合する少なくとも１つのねじ部材であることを特徴とする請求項１〜４のいずれか１項に記載の微調整機構である。
工具本体に設けた雌ねじ孔の軸線方向に沿って前進するねじ部材が、切刃チップの表面に接する被押圧部材を押圧し所定の方向に押し出すことにより切刃チップの刃先の位置を容易に微調整することができる。

請求項６に記載の発明は、請求項１〜５のいずれか１項に記載の微調整機構を備えたスローアウェイ式切削工具であって、その工具本体の所定の位置には、切刃チップが前記押圧部材の押し出す方向へ移動可能に装着されたことを特徴とするスローアウェイ式切削工具である。
請求項６に記載の発明によれば、微調整機構の押圧部材がスローアウェイ式切削工具に装着された切刃チップを所定の方向へ押し出すことにより刃先位置を微調整することができるため、加工精度の向上がはかられる。

請求項７に記載の発明は、前記押圧部材の押し出す方向が、該スローアウェイ式切削工具の軸線方向又はこれに直交する方向の少なくともいずれか一方であることを特徴とする請求項６に記載のスローアウェイ式切削工具である。
請求項７に記載の発明によれば、微調整機構の押圧部材がスローアウェイ式切削工具に装着された切刃チップを該切削工具の軸線方向又はこれに直交する方向の少なくともいずれか一方に押し出すことにより刃先位置を微調整することができるため、加工精度のいっそうの向上がはかられる。

本願の請求項１に記載の発明によれば、切刃チップが、工具本体の凹所に挿入された略球状の被押圧部材を介して押圧部材によって所定の方向に押し出されるので、前記切刃チップの刃先の位置を微調整することができる。さらに、係止部材が前記被押圧部材の前記所定の方向の移動を制限し、切刃チップを工具本体から取り外した際に前記被押圧部材が前記凹所から脱落することを防止するので、微調整の作業性に悪影響がおよぶことを防止することができる。また、この微調整機構を備えたスローアウェイ式切削工具によれば、加工精度の向上がはかられる。

以下に、本発明を適用した微調整機構およびこれを備えたスローアウェイ式切削工具に係るスローアウェイ式リーマについて図面を参照して説明する。図１〜図３は、本スローアウェイ式リーマを説明する図であり、図１は正面図であり、図２は平面図であり、図３は図２におけるＡ−Ａ線断面図である。

本実施形態に係るスローアウェイ式リーマは、微調整機構を備えた工具本体１と、この工具本体１の所定の位置に装着された切刃チップ１０とからなる。図１〜図３に図示するように略円筒状をなす工具本体１の先端側には、その外周面を切り欠く一対の切屑ポケット２が該工具本体１の先端面から後端側へ向かって延設されている。これら切屑ポケット２の工具回転方向Ｋを向く壁面先端部には、切欠き段部からなるチップ座３がそれぞれ形成されている。これらチップ座３は、工具回転方向Ｋを向く底面３ａと、この底面３ａから起立する２つの壁面を有する。前記２つの壁面は、工具本体の軸線ＣＬ方向に延びる径方向拘束面３ｂと径方向に延びる軸方向拘束面３ｃとからなる。図１および図２には図示しないが、工具本体１の後端側には、工作機械の主軸又はミーリングチャック等の保持具に把持するための略円筒状のシャンク部が備えられている。

切刃チップ１０は、平行四辺形板状をなし、上面となる平行四辺形面がすくい面１１とされ、下面となる平行四辺形面が着座面とされ、すくい面１１となる平行四辺形面の少なくとも一方の鋭角コーナ部とこの隅部からそれぞれ延びる長辺および短辺に切刃が形成され、この切刃から延びる側面に逃げ面が形成されてなる。そして、平行四辺形面の中央部には、該切刃チップ１０の厚さ方向に貫通する取付け穴が形成されている。

切刃チップ１０は、そのすくい面１１となる平行四辺形面が工具回転方向Ｋに向けられ、前記平行四辺形面の鋭角コーナ部が工具本体１の先端外周に突出するコーナ刃１２とされ、工具本体１の外周面から突出し工具軸線ＣＬとほぼ平行な方向に延びる長辺が外周刃１３とされ、工具本体１の先端面から突出する短辺が正面刃１４とされるように、チップ座３に載置される。そして、切刃チップ１０は、その取付け穴に挿通された締付けねじ２０をチップ座３の底面に設けられた雌ねじ穴にねじ込むことによってチップ座の底面３ａに押圧されて装着されている。ここで、前記雌ねじ穴は、切刃チップ１０の取付け穴を臨む位置よりもチップ座の径方向拘束面３ｂおよび軸方向拘束面３ｃ寄りに設けられているので、切刃チップ１０は、工具本体１０側に面する径方向被拘束面１５ｂおよび軸方向被拘束面１５ｃがチップ座の各拘束面３ｂ、３ｃにそれぞれ当接するように付勢されている。

工具本体１の内部には、切刃チップの外周刃１３の径寸法を微調整するための微調整機構が備えられている。この微調整機構は、工具本体１に設けた凹所４０内に挿入された略球状の被押圧部材４１と、この被押圧部材４１を介して工具本体１の径方向外側へ切刃チップ１０を押し出す押圧部材３１と、被押圧部材４１の前記押し出し方向の移動を制限する係止部材５１とを備えている。

本実施形態における微調整機構の詳細な構成について以下に説明する。図３に図示した工具本体１の軸直角断面において、切刃チップの径方向被拘束面１５ｂに対してほぼ直交する方向に延びる第１の雌ねじ穴３０が設けられている。この第１の雌ねじ穴３０の一端部には、雌ねじを加工する前にドリルで加工された下穴が、チップ座の径方向拘束面に開口するように形成されており、これが被押圧部材４１を挿入する凹所４０とされている。一方第１の雌ねじ穴３０の他端部は、工具本体１の周方向反対側に位置する切屑ポケット２のヒール側の壁面に開口している。

さらに、図３において、第１の雌ねじ穴３０に対してほぼ直交する方向に延びる第２の雌ねじ穴５０が設けられている。この第２の雌ねじ穴５０は、その一端部が前記凹所４０の内壁面に開口し、その他端部がチップ座３の工具回転方向Ｋ後方側に位置する工具本体１の外周面に開口している。

第１の雌ねじ穴にねじ込まれた、六角穴付きボルト等のねじ部材からなる押圧部材３１は、その先端部が凹所４０内に挿入した被押圧部材４１の表面に接して該押圧部材３１の推進方向に向かって押し出される。押し出された被押圧部材４１は、切刃チップ１０の径方向拘束面１５ｂに接し、これを工具本体１の径方向外側に向かって押し出す。

第２の雌ねじ穴にねじ込まれた、六角穴付きボルト等のねじ部材からなる係止部材５１は、その先端部が押圧部材３１に押し出された被押圧部材４１の表面に接触して係合することにより、被押圧部材４１が前記押し出し方向の移動を制限されて凹所４０から脱落することを防止する。図３に図示するように係止部材５１の先端面には、円錐状の凹部５２が形成されている。被押圧部材４１の中心が該係止部材５１の軸線の延長線上にあるときは、前記凹部５２の表面と被押圧部材４１の表面との間に僅かな隙間を有するように設置されており、被押圧部材４１が押圧部材３１により所定量押し出される（図３に図示するように係止部材５１の軸心に対して距離Ｃだけ押し出される）と、被押圧部材４１は、前記凹部５２の表面と凹所４０の内壁面との間に挟まれるように接触し係合することにより、それ以上押し出されない。

上述した構成を備える微調整機構は、図２に図示するように工具軸線ＣＬ方向で切刃チップ１０の中間点（取付穴）を挟んで先端側と後端側の２箇所に均等に設けられている。

上述した微調整機構による切刃チップ１０の切刃の位置を微調整する方法について以下に説明する。切刃チップ１０は、チップ座の底面３ａに着座し、径方向拘束面３ｂおよび軸方向拘束面３ｃに当接した状態で工具本体１に装着される。その後、押圧部材３１をねじ込むことによって被押圧部材４１を介して前記押圧部材３１の推進方向に押圧される。ここで、切刃チップ１０は、締付けねじの弾性変形により本スローアウェイ式リーマの径方向に移動可能かつ前記締付けねじまわりに回動可能とされている。そのため、切刃チップ１０は、該切刃チップ１０の先端側および後端側に位置する各押圧部材４１の押圧力を均等にした場合、チップ座３の底面に接した状態のまま本スローアウェイ式リーマの径方向外側に外周刃１３が平行移動してその径寸法を拡大するように押し出され、各押圧部材４１の押圧力を不均等にした場合、チップ座の底面３ａに接した状態のまま締付けねじ２０を中心として大きい方の押圧力によって回動させられて、外周刃１３の径寸法の拡大およびバックテーパの微調整が行われる。切刃チップの外周刃１２が所望の位置に達した時点で押圧部材４１のねじ込みを停止すれば、切刃チップ１０は、締付けねじ２０によるクランプ力と押圧部材４１の押圧力とが均衡して不動の状態を保たれる。前述した外周刃１３の径寸法の拡大量は、締付けねじの弾性変形量および微調整機構における被押圧部材４１の移動量に制約されるが、実用面を考慮して最大０．２ｍｍ程度に設定されるのが望ましい。

この微調整機構およびスローアウェイ式リーマによれば、切刃チップ１０の外周刃１３の径寸法およびバックテーパを微調整することができることから、加工穴の精度向上がはかられる。さらに、切刃チップ１０がチップ座３から抜き取られた際において、被押圧部材４１が係止部材５１に係合し凹所４０から脱落することがないので、切刃チップ１０のコーナチェンジや交換の際、被押圧部材４１を紛失することがなく、微調整の作業性の悪化を防止することができる。

図３に図示するように係止部材５１の先端面に対面する凹所４０の内壁面には、凹円錐状の凹部４２が設けられるのが望ましい。この場合、被押圧部材４１は、係止部材５１に設けられた円錐状の凹部５２と凹所４０の内壁面に設けられた円錐状の凹部４２との間に挟まれており、押圧部材３１により所定量押し出されると、両凹部５２、４２の表面に接触し係合することにより、それ以上押し出されない。凹所４０の内壁面の凹部４２は、第２の雌ねじ穴の下穴を加工するドリルの円錐状の先端切刃によって形成されており、その中心が係止部材５１の軸線の延長線上に位置するように形成されている。このように被押圧部材４１が２つの凹部５２、４２で挟み込まれることによって、被押圧部材４１が凹所４０から脱落することを確実に防止することができるとともに、凹所４０内を移動しやすくするため微調整が容易になる。このように凹所４０の内壁面に凹部４２を設けた場合、係止部材５１の先端部には、凹部５２を必要とせず、該係止部材５１の軸線に直交する平坦面を形成してもよい。

係止部材５１の先端面に設けられる凹部５２の形状および凹所４０の内壁面に設けられる凹部４２の形状は、凹円錐状に限定されず、例えば、凹球面状、凹曲面状とされてもよい。

被押圧部材４１は、押圧部材３１および切刃チップ１０の表面に対してほぼ定位置で点接触し、微調整の繰り返し作業性が良好となることに配慮して、略球状とするのが望ましい。

以上に説明した実施形態において、切刃チップ１０をクランプする手段として、締付けねじ以外に、切刃チップ１０の上面を下方に押し付けてクランプする押さえ金やくさび部材等を利用したものであってもかまわない。

また、切削工具の種類についてもスローアウェイ式リーマに限定されることはなく、切刃チップを装着したものであれば、スローアウェイ式バイト、スローアウェイ式正面フライス、スローアウェイ式エンドミル、スローアウェイ式ドリル等の切削工具に適用してもよい。
また、本微調整機構は、切刃チップ１０を工具本体の軸線ＣＬに直交する方向に押し出すものに限定されず、前記軸線ＣＬ方向に押し出すものにも適用可能であることはいうまでもない。

また、係止部材５１については、既述した六角穴付きボルト等のねじ部材のかわりに、コイルばねやボールプランジャ等の弾性部材が用いられてもよい。なお、これら弾性部材を用いる場合、その被押圧部材との接触部に作用する押圧力は、押圧部材３１によって押し出される被押圧部材４１の前記押し出される方向の移動を阻害しない程度の押圧力に設定されている。

本発明を適用したスローアウェイ式リーマの正面図である。 本発明を適用したスローアウェイ式リーマの平面図である。 図２におけるＡ−Ａ線断面図である。

符号の説明

１ 工具本体
２ 切屑ポケット
３ チップ座
１０ 切刃チップ
１３ 外周刃
１４ 正面刃
２０ 締付けねじ
３０ 第１の雌ねじ穴
３１ 押圧部材
４０ 凹所
４１ 被押圧部材
４２ 凹所の内壁面の凹部
５０ 第２の雌ねじ穴
５１ 係止部材
５２ 係止部材の凹部

Claims (6)

1. 工具本体の所定の位置に装着された切刃チップを所定の方向へ押し出すことにより前記切刃チップの切刃の位置を微調整するための微調整機構であって、
   工具本体に設けた凹所に挿入され前記切刃チップの表面に接する略球状の被押圧部材と、
   この被押圧部材を介して前記所定の方向に前記切刃チップを押し出す押圧部材と、
   前記凹所とともに前記被押圧部材に係合して前記所定の方向への移動を制限する係止部材と、を備え、
   前記係止部材の前記被押圧部材に係合する部分が、凹円錐状、凹球面状又は凹曲面状とされたことを特徴とする微調整機構。
2. 前記凹所の前記被押圧部材に係合する部分が、凹円錐状、凹球面状又は凹曲面状とされたことを特徴とする請求項１に記載の微調整機構。
3. 前記係止部材が前記工具本体に設けた雌ねじ孔に螺合するねじ部材、又は前記工具本体の凹所に挿入した弾性部材とされ、前記被押圧部材を所定の方向に押圧することを特徴とする請求項１又は２に記載の微調整機構。
4. 前記押圧部材が前記工具本体に設けた雌ねじ孔に螺合する少なくとも１つのねじ部材であることを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載の微調整機構。
5. 請求項１〜４のいずれか１項に記載の微調整機構を備えたスローアウェイ式切削工具であって、
   その工具本体の所定の位置には、切刃チップが前記押圧部材の押し出す方向へ移動可能に装着されたことを特徴とするスローアウェイ式切削工具。
6. 前記押圧部材の押し出す方向が、該スローアウェイ式切削工具の軸線方向又はこれに直交する方向の少なくともいずれか一方であることを特徴とする請求項５に記載のスローアウェイ式切削工具。
   
   

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