JP5425078B2 - 切削工具 - Google Patents

Description

本発明は、請求項１の前段部分に記載の切削工具に関する。

ここで論じる種類の切削工具は知られている。

これは、一つの本体と、これに取り付けられる、少なくとも一つの幾何形状が明確に定義された切刃を有する少なくとも一つのカッタ本体とを有している。この切刃の位置を正確に調整できるようにするために、一つの調整装置が利用される。公知である調整装置は、工具本体の強度を低下させる比較的大きな取付け空間を必要とすることが判明している。

したがって本発明の課題は、この短所を回避し、調整装置の所要取付け空間を非常に小さくした切削工具を提示することにある。

この課題を解決するために、請求項１に記載の各特徴を有する切削工具が提案される。即ちこの切削工具は、一つの本体と、少なくとも一つの幾何形状が明確に定義された切刃を有する一つのカッタ本体と、一つの調整ねじを利用して押し拡げることができる一つの調整要素を有する一つの調整装置とを有している。この押し拡げにより、少なくとも一つの切刃の位置を調整できるようにしている。切削工具は、この調整装置の調整要素が、一方ではカッタ本体に、他方では切削工具の本体に支持されるリングとして構成されることを特色としている。このリングは、機能面で短所を来たすことなく薄肉に構成できるために、少なくとも一つの幾何形状が明確に定義された切刃の位置を調整する際には、調整装置の調整要素を押し拡げるために加えなければならない力がわずかで済む外、それに必要な取付け空間もほんのごくわずかだけとなる。

切削工具の非常に好ましい実施例は、調整装置のリングとして構成された調整要素が、一つの合口隙間を有することを特色としている。即ちこの調整要素は、切削工具のチップの位置を調整するために、比較的わずかな力で押し拡げることができるようになっている。

切削工具の別の非常に好ましい実施例は、カッタ本体がチップとして構成されること、及びリングの厚みがチップの厚みとせいぜい同程度であることを特色としている。そのような調整装置は取付け空間がわずかであることから、切削工具の強度低下はほんのごくわずかとなり、このため高い作動信頼性がもたらされる。

その他の構成例は、従属請求項から明らかにされる。

以下では本発明を図面に基づき詳しく説明する。

切削工具の前面斜視図である。 図１に示される切削工具の側面図である。 調整装置を様々な角度から示す図である。 チップと調整装置が取り外されている図１及び２に示される切削工具の切片を示す図である。

図１に示される切削工具1は、具体例として正面フライスとして構成されている。これは斜視図で示されているために、その前面の他にも、その外周面を確認することができる。以下では略して工具1と呼ぶこの切削工具は、ここでは、工具を工作機械に直接、又はコネクタ、アダプタ又はその類を介して間接的に接続するために利用される一つの軸7を有している。

工具1は、ここではチップ9として構成された少なくとも一つのカッタ本体を有している。ここに示される実施例には、８つの同種のチップ9が備えられ、工具1の本体11に取り付けられている。ここではそれぞれのチップが、適切な凹所13に格納され、一つの締付けねじ15を利用して、工具1に接線方向に取り付けられている。この締付けねじ15は、チップ9を垂直に貫通している。即ちこの締付けねじ15のここには示されていない回転軸は、工具1の回転軸でもある中心軸19と直交している。他にもこの締付けねじ15は、チップ9が載置される凹所13の底面21とも直交している。このため、チップ9は工具1の外周面5に対して実質的に接線方向に配置されているとも言える。

工具1のチップはすべて同一に構成され、またこれらのチップ9を受け入れる凹所も同様に同一に構成される。したがって、上述の説明は、工具1のすべてのチップについても当てはまる。

この少なくとも一つのチップ9と、一つの調整装置23が協働するようになっているが、これは、押し拡げることができる一つの調整要素25を有している。この調整要素25は、これが付属するチップ9と同様に、工具1の外周面5に対して概ね接線方向に向けられた、合口隙間を有するリング27として構成されることが好ましい。このリング27は、一つの調整ねじにより工具1の本体11に保持される。この調整ねじも、ここでは同様に工具1の中心軸19に対して垂直に向けられている。調整装置23は、工具1の本体11に設けられた一つのポケット31の中に格納されている。このポケット31の外部から見える形状は一つの壁面33により限定されているが、この壁面33の外面は、工具1の外周面5と一致している。この壁面33は、調整装置の調整要素25よりも小さい一つの開口部35を有している。即ちリング27が、この開口部35を通り抜けて半径方向には脱落し得ないようになっている。

調整装置23のリング27として構成された調整要素25は、一方ではポケット31の底の部分に、他方ではこれが付属するチップ9の側面37に支持されている。調整ねじ29が操作されると、即ち工具1の本体11の内部へとさらにねじ込まれると、調整要素25が押し拡げられ、その結果チップ9は、ここでは軸方向に、即ち調整ねじ29の回転軸に対して垂直に変位されて、工具1の前面3を通り過ぎて若干突出するようになっている。

わずかな力を加えるだけで調整要素25を押し拡げることができるようにするために、調整要素25には一つの合口隙間39が備えられることが好ましい。調整要素25がこのように合口隙間を有するリング27として設計される結果、それ以外にも調整装置23の耐久性が向上されることになる。即ち合口隙間39を設けてリング27を構成することにより、調整工程を何度繰り返しても、リング27に疲労破壊を来たさないことを保証している。それ以外にも既述のように閉じたリングの場合よりも調整力がわずかとなる。

合口隙間29は、好ましくはチップ9の側面37と略平行に延びる仮想円周線41上に位置するように向けられている。このように構成することによって、調整ねじ29が締め付けられる時には、チップ9と向き合ったリング27の半部が、チップ9に向かって傾動されることを保証している。それと同時にリング27の他方の半部がポケット31の底の部分に密着することによって、調整装置23の調整要素25、即ちリング27が確実に支持されるようにしている。

調整装置23をポケット31の中に格納することによって、調整装置23の調整要素25が高速回転時にも工具1の本体11に確実に保持されることを保証している。さらにその上に調整要素25は、チップ9を取り外す必要が生じて調整ねじ29を緩めた場合にも、本体11あるいはそこに設けられたポケット31から脱落し得ないようになっている。

チップ9は多角形状であることが好ましいが、ここでは四角形に構成されている。したがって、工具1の前面3を越えて突出している、幾何形状が定義された切刃3が摩耗した場合には、チップ9がその表側の面17と直交する一つの軸回りに回転されて、再び工具1の本体11に固定されるようになっている。それにより未使用の切刃が、加工物の加工に供されるようにしている。

工具1は通例、被加工物を加工するために回転運動を行う。工具1は、図１に示される矢印45の向きに、即ち反時計回りに回転する。それによりチップ9の切刃43は、加工対象である加工物を削り落とす。削り屑は切子室47に受け止められるが、この切子室47には一つの切削油/潤滑剤通路49が開口しているとよい。そこから流れ出す切削油/潤滑剤は、チップ9のアクティブな切刃43を冷却すると同時に、切子室47の内部に達した削り屑の排出を容易にする。

工具1が矢印45の向きに回転される時、切削は、工具1の前面3から突出している切刃43の領域だけにより行われるとは限られない。それどころかむしろ切刃43の領域43'も工具1の外周面5から突出しており、加工対象である加工物を削り落とすと言うことができる。

切刃43の領域43'が工具1の外周面5から突出しているのは、チップ5が外周面に、完全に正確に接線方向にはめ込まれる訳ではないからである。他にもチップ5の切刃43の領域43'を、反対側の端部よりも厚くすることも考えられるかもしれない。もっともその場合は、チップ9を回転式チップとして構成するのは無理となろう。

しかしながらチップ9は、図示されるように一様な厚みに構成されることが好ましい。それ以外にも調整装置23の調整要素25をチップ9と略同じ厚みとすることで、一方ではこれがチップ9から突出することなく、他方では側面37の実質的に全高にわたり支持力がもたらされるようにすることができる。

図２には工具1が側面図で示されている。同じ部品には同じ符号が付されているために、これらについては図１に関する上述の説明を参照されたい。

図２に示される図においては、特に中心線19の付近に配置された、上面図で示されているチップ9が、正方形ではなく、むしろ平行四辺形に構成されていることが明らかであるが、そこでは切刃43が工具1の前面3から突出しており、また切刃43の領域43'は工具1の中心軸19に対して実質的に平行に向けられている。ここでは他にも、調整装置23がポケット31に受け入れられており、遠心力が高い時にも確実に保持されるように部分的に覆われていることが明らかである。調整ねじ29には、壁面33に設けられた開口部から良好に到達することができる。

図３には、様々な角度から見た調整装置23の調整要素25が示されている。左上にはリング27として構成された調整要素25の下面51を見ることができる。ここでは、調整装置23のリング27として構成された調整要素25が容易に押し拡げられるようにするための、「三時」の位置にある合口隙間39をはっきりと確認することができる。

この下面51のところで調整要素25は、ポケット31の側壁部の面に、即ち工具1の本体11に当接する。

調整要素25あるいはリング27の狙い通りの拡がり挙動を保証するために、合口隙間39は、明確に定義された位置、特に図１及び２に認めることができる円周線41の領域に配置されることが好ましい。

リング27の調整要素25に設けられた一つの陥凹部53の中に一つのピン57が差し込まれて、これが工具1の本体1にはまり込むことによって、工具1の本体11内における調整装置23の調整要素25の所望の向きが達成されるようにするとよい。また調整要素25の下面51から突出したものであれば、どのようなものであっても、この機能を果たせるかもしれない。他にも、工具1の本体11内での望まざる回転が防止されることを保証し、それにより一種の位置決め機構61が実現されるようにするために、調整要素25の外周面59にも、一つの仮想円の割線に沿って、一つの突起、一つの陥凹部、又は一つの扁平部が備えられるようにするとよい。

図３の左中には、調整装置23の調整要素25が側面図で示されている。同じ部品には同じ符号が付されているため、これらについては上述の説明を参照されたい。

ここでは、下面51から突出している位置決め機構61のピン57をはっきりと見ることができる。他にもリング27の上面27が下面51と平行に延びていることを確認することができる。調整装置23のリング27として構成された調整要素25の厚みは、リング27が好ましくはその外周面59により図１及び２に示されるチップ9の側面37の実質的に全高と当接するように選定されている。

図３の左下の、調整装置23のリング27として構成された調整要素25の下面図から、リング27の中央の穴65が、上面63から始まり穴65のところまで下り傾斜となっている一つのテーパ領域67により取り囲まれていることが明らかである。

図３の中央には、調整装置23のリング27として構成された調整要素25が断面図で示されているが、この断面図の切断線は、位置決め機構61のピン57を通る直径線に沿って延びている。このピン57が、調整要素25の陥凹部53の中に差し込まれて、リング27の下面57から突出して、工具1の本体11にはまり込めるようになっていることをはっきりと確認することができる。

この中央の通し穴65には、左下の上面図に基づき説明したように、一つの湾曲領域又はテーパ領域67が備えられている。この内周テーパ面には、調整要素25を押し拡げるために、ここには示されていない調整ねじ29の外周テーパ面が作用できるようになっている。調整要素25は、ここでは合口隙間を有するリング27として構成されるために、格段と大きな力を不要としてリング27を押し拡げることが可能であるが、それにより、調整装置23の極めて微細な調整が実現されるようにしている。

最後に図３の右側には、調整装置23の調整要素25が再度透視図で示されている。ここには上面63が示されている。内周テーパ面を形成しているテーパ領域37を有する中央の穴25及び合口隙間39をはっきりと認めることができる。同じ部品には同じ符号が付されているために、これらについては上述の説明を参照されたい。

この透視図では、位置決め機構61のピン57が隠れて見えなくなっている。

最後に図４には工具1の側面が部分図で示されている。これは、図２の中心線19付近の領域である。もっともここにはチップ9、締付けねじ15、リング27として構成された調整要素25を有する調整装置23、及び調整ねじ29が示されていない。ここでは、チップ9を受け入れる凹所13の底面21をはっきりと確認することができるが、この上にチップ9の表側の面17とは反対側の裏面が載置されるようになっている。この底面21には、ここには示されていない締付けねじ15が噛み合う雌ねじを有する一つの陥凹部69が設けられている。

同様に調整装置23を受け入れるポケット31も確認することができる。その調整要素は、ポケット31の下面71の上に載置されるが、ポケット31は、調整装置23の調整ねじ29が噛み合う雌ねじが備えられた陥凹部73を有している。

この下面71には、水平方向に延びる一つのスロット75が作り込まれている。これは、調整装置23をポケット31の内部に押し込む方向に延びている。スロット75は、底面21のところまで延びている。したがってチップ9が取り外されている時には、調整装置23のリング27として構成された調整要素25を下面71の上に載置して、ピン57をスロット75にはめ込むことができるようになっている。続いて調整装置23を、スロット75が位置している仮想直線に沿ってポケット31の中に押し込むことができる。このスロット75により、調整ねじ29が差し込まれた後には、リング27として構成された調整要素25の調整ねじ29回りの回転が防止されるために、リング27の合口隙間39を所定の位置に配置し、そこに保持することが可能となる。

ここに説明される工具1の場合は、この合口隙間39が概ね円周線41上に配置されており、それにより、調整ねじ29が操作されると、リング27として構成された調整要素25の第一の半部がチップ9に向かって傾動する一方で、第二の半部がポケット31の底の部分に支持されるようにすることによって、調整ねじ29が歪んで陥凹部73に対するその心出し位置から外れないことを保証している。

図４に示される図からはさらに、ポケット31の下面21の一部が壁面33により覆われていることが明らかであるが、それにより調整装置23は、高速回転時にもポケット31内に確実に保持されるようにしている。壁面の開口部35により、調整要素25がはめ込まれた状態にある時にも、調整装置23の調整ねじ29に良好に到達してこれを操作できることを保証している。

さらにその上に、調整装置23の調整要素25は、非常に扁平に構成可能であることが判明している。これは、チップ9よりも薄肉に、又はそれと同じ厚みに構成されるとよく、それにより調整力は、チップ9の実質的に全高にわたりチップ9の側面27に入力されることになる。

それ以外にも調整装置23は、非常に小さくしかも軽量である。このため、これを小さなポケット31に格納できるために、工具1の本体11の強度が不要に低下されることはない。

Claims (13)

1. 切削工具であって、
   一つの本体(11)、
   前記本体(11)に取付け可能な少なくとも一つのカッタ本体、
   前記カッタ本体は、少なくとも一つの明確に定義された切刃(43)を有しており、
   及び、一つの調整ねじ(29)を利用して押し拡げることができる一つの調整要素(25)を有する一つの調整装置(23)を有している切削工具において、
   前記調整要素(25)が、一方では前記カッタ本体に、他方では切削工具(1)の前記本体(11)に支持されるリング(27)として構成されており、
   前記リング(27)にはカッタ本体と合口される際に該リングが押し広げられるための合口隙間が設けられおり、
   前記調整装置(23)は一つの位置決め機構(61)と協働し、
   前記位置決め機構(61)は、切削工具(1)の前記本体(11)に対する前記調整装置(23)の特定の方向への相対運動を阻止する、ピン(57)として構成される一つの突起を有することを特徴とする、切削工具。
2. 前記カッタ本体がチップ(9)として構成されることを特徴とする、請求項１に記載の切削工具。
3. 前記調整装置(23)の前記調整要素(25)の、その中心軸の向きに測った厚みが、前記カッタ本体(9)の厚みよりも小さいか、又はそれと等しいことを特徴とする、請求項１または２に記載の切削工具。
4. 前記ピン(57)を、前記調整装置(23)の前記調整要素(25)に差込み可能であ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切削工具。
5. 前記ピン(57)が、切削工具(1)の前記本体(11)に設けられた一つのスロット(75)の中にはまり込むことを特徴とする、請求項１〜４のいずれか一項に記載の切削工具。
6. 前記ピン(57)を、前記スロット(75)に対して約90°オフセットされている前記リング(27)の前記調整要素(25)の一つの領域内に差込み可能であることを特徴とする、請求項５に記載の切削工具。
7. 前記調整装置(23)を、切削工具(1)の前記本体(11)に作り込まれた、前記カッタ本体に向かって開口している一つのポケット(31)の中に差込み可能であることを特徴とする、請求項１〜６のいずれか一項に記載の切削工具。
8. 前記ポケット(31)が、切削工具(1)の外周面(5)と一致する外面を有する一つの壁面(33)により限定されることを特徴とする、請求項７に記載の切削工具。
9. 前記壁面(33)が一つの開口部(35)を有しており、そこから切削工具の前記本体(11)に一つの調整ねじ(29)を差込み可能であると共に、これを操作可能であることを特徴とする、請求項８に記載の切削工具。
10. 前記調整ねじ(29)が前記調整装置(23)の前記リング(27)を貫通してこれを内側から把持することを特徴とする、請求項１〜９のいずれか一項に記載の切削工具。
11. 前記調整ねじ(29)の回転軸が前記リング(27)の中心軸と同心で延びることを特徴とする、請求項１０に記載の切削工具。
12. 前記調整装置(23)の前記調整ねじ(29)及び前記調整要素(25)が一種の楔形伝動機構を構成することを特徴とする、請求項１〜１１のいずれか一項に記載の切削工具。
13. 前記調整ねじ(23)及び/又は前記リング(27)が一つの楔面を有すること、またその際には、一方には一つの内周テーパ面が、他方には前記内周テーパ面にはまり込む一つの外周テーパ面が備えられることを特徴とする、請求項１２に記載の切削工具。

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