JP5953133B2

JP5953133B2 - 面取り機

Info

Publication number: JP5953133B2
Application number: JP2012131426A
Authority: JP
Inventors: 智一泉澤
Original assignee: エス・ピー・エアー株式会社
Priority date: 2012-06-08
Filing date: 2012-06-08
Publication date: 2016-07-20
Anticipated expiration: 2032-06-08
Also published as: JP2013255948A

Description

本発明は、板状体の周縁や、板状体等に形成された溝や穴等といった開口部の周縁に面取り加工を施すために使用されるカッター台、面取り用のカッターブレード、及び面取り機に関するものである。

従来、面取り加工時において使用されるハンド型の面取り機は、カッターチップをカッター台に取り付けてなる面取り用のカッターブレードを、電気や圧縮空気で回転駆動する出力軸の先端に装着して構成されている。そして作業者が該面取り機を手に持ち、面取り加工する際にカッターブレードを回転させつつ、カッターチップの先端に設けられた切削刃を対象に押し当てることで、目的とする箇所を切削して面取りする。

上記面取り加工に係る機器や部材に関するものとして、特許文献１や特許文献２に開示されるような構成のものが提案されている。
特許文献１は、菱形平板状のチップ本体を有する面取りカッター用スローアウェイチップを、軸線回りに回転されるカッター本体の先端部に形成されたチップ取付座に取り付けて固定する構成である。特許文献２は、円形の本体と、該本体の周縁部に所定間隔離隔して配置される複数の円弧形の切削刃と、該切削刃の切削方向に対して後方に形成されて、切削余裕角を確保する第１の傾斜面とを備えるインサートチップを使用し、駆動手段によって回転する回転軸と、前記該インサートチップが設置される装着溝が２つ以上形成されて、前記回転軸に組み立てられるホルダとを備える面取り機を構成するものである。

特開２００５−２８５０２号公報特開２００９−１７２７６１号公報

ところが、上記面取り機においては、カッターチップに形成された穴にネジを挿通し、該ネジをカッター台に形成されたネジ穴に螺入することで、該ネジで該カッターチップを該カッター台に締付け固定するとともに、切削刃の摩耗時等には該ネジを緩めることで該カッター台から該カッターチップを脱着する等して交換可能にする構成としているが、該構成では切削時の振動等によって該ネジが緩みやすいという問題があった。
すなわち、加工効率が損なわれないようにするためカッターチップを複数回に渡って使い回しするべく、カッター台にはカッターチップの周囲に逃げ（隙間）が形成されているが、該逃げ（隙間）によってカッターチップの固定が甘くなっており、切削時の振動や衝撃等によってカッターチップが微細に振動するので、該ネジが緩みやすくなる。特に、作業者が手に持って作業をするハンド型の面取り機においては、色々な角度に傾けて使用したり、振動が不規則に発生したりする環境下で使用することがあるため、とりわけ上記問題点が顕著となる。

他に切削刃が形成される面を表面としてカッターチップの裏面に多角形状のストッパーを形成したうえで該ストッパーが係合される凹部をカッター台に形成したり、あるいはネジを挿通させる穴を偏心させたりして該ネジの緩みを抑制する方法も提案されている。しかし、該カッターチップは超硬合金を材料にしているため加工が難しく、またカッターチップのカッター台への取り付け時にストッパーと凹部の係合が確認できない、偏心された
穴にネジを通しにくい、穴が偏心しているので締付けに力を要するため、硬く締め付けられているように勘違いしてしまう等の不具合が生じる。

そこで本発明は、カッター台へのカッターチップの固定を容易なものとしつつ、作業時におけるカッターチップの固定の緩みを抑制することができるカッター台、面取り用のカッターブレード、及び面取り機を提供することを目的とする。

上記の目的を達成するために、本発明は、平面及び曲面のうち少なくとも何れかが３面以上繋がった多面からなる周面を有するカッターチップの複数個をネジによって締付け固定することにより、面取り機に装着して使用する面取り用のカッターブレードを構成するためのカッター台を具備する面取り機であって、カッターチップの周面は、チップ本体の中心に向かって膨らむ円弧状をなす凹みが、周方向で等間隔おきに設けられているとともに、該凹みの両側縁の角部がそれぞれ円弧状をなす切削刃とされており、かつチップ本体の中心から外側へ向かって膨らむ曲面と、チップ本体の中心に向かって膨らむ前記曲面とが交互に３面以上繋がった多面からなり、カッター台は、円柱軸状のシャンクと、該シャンクの先端部に設けられた台状のチップホルダと、を備えており、前記チップホルダには複数のチップポケットが、前記シャンクの軸線を中心とした回転方向で等間隔おきに、且つ該回転方向側を向く平面状の壁面を有する凹状に形成されているとともに、前記チップポケットの壁面には、前記カッターチップを内部に収容する固定座が凹設されており、前記固定座は、前記カッターチップを締付け固定するべく前記ネジを螺入するためのネジ穴を該固定座の平底面上に有しているとともに、該固定座の平底面の周縁から立ち上がる側周面上には、前記切削刃を形成するべく前記チップ本体の周面に設けられた凹みに応じ、該凹みと対応する形状の凸部が複数凸設されており、前記固定座に収容された前記カッターチップの周面に設けられた凹みの少なくとも２面が、凹凸形状に形成された該固定座の側周面上の各凸部と面接触するように構成されたことを特徴とする面取り機である。

上記構成によれば、固定座に収容されたカッターチップの周面の少なくとも２面が、凹凸形状に形成された該固定座の側周面と面接触するように構成されているので、作業時に加わる振動や衝撃等によってカッターチップが固定座の内部で微細に動くことを抑制することができ、ネジによる締付け固定が緩むことを抑制することができる。また固定座の側周面を凹凸形状とし、カッターチップの周面と面接触させる構成としたことで、該面接触の状態を目視しやすく、カッター台へのカッターチップの固定が容易である。

また、上記発明において、前記カッターチップは、板状をなすチップ本体の周縁部に、円弧状をなす複数の切削刃を略多角形状に配して設けることで、多面からなる周面を有するとともに、該周面を挟んで対向する一面と他面とがそれぞれ該周面と直交する平坦面状をなすことで、略多角形板状に形成されており、更に前記カッター台に締付け固定するべく前記ネジが挿通される固定孔が、前記一面の中央と前記他面の中央との間で前記チップ本体を厚み方向に貫通するように形成されていることにより、前記チップ本体の厚み方向の中央を基準として、前記一面側と前記他面側とが対称形状とされていることが好ましい。

上記構成によれば、チップ本体の厚み方向の中央を基準として、一面側と他面側とが対称形状とされているので、カッターチップを該一面から該他面へ裏返して使用することが可能であり、該カッターチップの使い回しの回数を増やすことができ、加工効率の向上を図ることができる。

また、本発明は、上記の面取り用のカッターブレードを使用する面取り機であって、前記面取り用のカッターブレードが端部に装着される回転軸を備えており、該回転軸が高周
波電源からの給電によって回転駆動するように構成されたことを特徴とする面取り機である。

上記構成によれば、高周波電源を用いることでカッターブレードは負荷をかけても回転数が落ちることなく高速回転されるが、該高速回転による振動や衝撃等おいてもカッターチップの固定が緩みにくく、また切削刃の摩耗等によるカッターチップの交換時において、カッター台へのカッターチップの固定を容易に行うことができる。

カッター台へのカッターチップの固定を容易なものとしつつ、作業時におけるカッターチップの固定の緩みを抑制することができるカッター台、面取り用のカッターブレード、及び面取り機を提供することができる。

実施形態のＲ面取り用のカッターチップを示す（ａ）は平面図、（ｂ）は縦断面図、（ｃ）は横断面図であり、Ｃ面取り用のカッターチップを示す（ｄ）は平面図、（ｅ）は縦断面図。実施形態のカッター台を示す（ａ）は側面図、（ｂ）は底面図。実施形態のカッターブレードを示す（ａ）は側面図、（ｂ）は底面図。実施形態の面取り機を示す断面図。別形態のカッターブレードを示す側面図。

以下に本発明を具体化した一実施形態について、図面を用いて説明する。
〔カッターチップ〕
図１（ａ）〜（ｃ）に示すカッターチップは、Ｒ面取り用のカッターチップ１０Ｒであり、図１（ｄ）〜（ｅ）に示すカッターチップは、Ｃ面取り用のカッターチップ１０Ｃである。これらカッターチップ１０Ｒ，１０Ｃは、板状をなすチップ本体１１の周縁部に、直線状又は円弧状をなす複数の切削刃１２を略多角形状に配して設けることにより構成されたものである。

前記チップ本体１１について説明する。このチップ本体１１は、超硬合金を材料に用い、Ｒ面取り用のカッターチップ１０Ｒであれば円形板状、Ｃ面取り用のカッターチップ１０Ｃであれば正六角形板状に形成されており、それぞれ周面１３を有している。該チップ本体１１において、周面１３を挟んで対向する一面１１Ｒと他面１１Ｌとは、それぞれが該周面１３と直交する平坦面状をなしている。そして該チップ本体１１には、固定孔１４が、一面１１Ｒの中央と、他面１１Ｌの中央との間で該チップ本体１１を厚み方向に貫通するように形成されている。

前記固定孔１４は、前記カッターチップ１０Ｒ，１０Ｃを後述するカッター台に固定するためのネジを挿通するべく設けられたものである。該ネジには、該ネジの頭部頂面と前記一面１１Ｒあるいは前記他面１１Ｌとを面一にするために、皿ネジが使用される。そして該皿ネジの頭部を収容するために、該固定孔１４の両端部内周面は、一面１１Ｒあるいは他面１１Ｌに近づくに従い拡径するテーパ状に形成されている。

前記Ｒ面取り用のカッターチップ１０Ｒの周面１３には、チップ本体１１の中心に向かって膨らむ円弧状をなす凹みが、周方向で等間隔おきに６つ、つまり略正六角形状に配して設けてあり、該凹みの両側縁（一側縁が一面１１Ｒ側であり、他側縁が他面１１Ｌ側）の角部がそれぞれ円弧状をなす前記切削刃１２とされる。そして該Ｒ面取り用のカッターチップ１０Ｒは、チップ本体１１の中心から外側へ向かって膨らむ曲面と、チップ本体１
１の中心に向かって膨らむ曲面とが交互に６つずつ繋がった１２面からなる周面１３を有している。

また前記Ｃ面取り用のカッターチップ１０Ｃでは、周面１３の各面における両側縁（一側縁が一面１１Ｒ側であり、他側縁が他面１１Ｌ側）の角部がそれぞれ直線状をなす前記切削刃１２とされる。そして該Ｃ面取り用のカッターチップ１０Ｃは、平面が６つ繋がった６面からなる周面１３を有している。

上記したようにカッターチップ１０Ｒ，１０Ｃは、チップ本体１１が円形板状又は正六角形板状に形成され、チップ本体１１の一面１１Ｒと他面１１Ｌとが周面１３と直交する平坦面状をなし、固定孔１４が一面１１Ｒの中央部と他面１１Ｌの中央部とを貫通している。従って、カッターチップ１０Ｒ，１０Ｃは、チップ本体１１の厚み方向の中央（図中に一点鎖線で示す）を基準として、一面１１Ｒと他面１１Ｌとが対称形状とされており、該一面１１Ｒと他面１１Ｌとで表裏の区別無く使用することが可能である。また一面１１Ｒ又は他面１１Ｌで切削刃１２はそれぞれ６つが形成されている。その結果、該カッターチップ１０Ｒ，１０Ｃは、切削刃１２の摩耗等による交換に際し、一面１１Ｒ又は他面１１Ｌの各面で６回ずつ、さらに表裏を変えることで、一枚で計１２回の使い回しを可能としている。

〔カッター台〕
図２（ａ），（ｂ）に示すように、カッター台２０は、円柱軸状のシャンク２１と、該シャンク２１の先端部に設けられた略円形台状のチップホルダ２２と、を備えている。該チップホルダ２２には、複数（本実施形態では３つ）のチップポケット２３が設けられている。該チップポケット２３は、平面視で前記チップホルダ２２の先端部を、前記シャンク２１の軸線Ｃを中心とした回転方向Ｔで等間隔おきとなるように、扇状に切り欠いて形成され、該回転方向Ｔ側を向く平面状の壁面２４を有する凹状をなしている。なお該チップポケット２３は、必ずしも３つに限らず、複数であれば２つ、あるいは４つ以上設けてもよい。

前記チップホルダ２２の壁面２４には、その内部に上記カッターチップ１０Ｒ，１０Ｃを収容し、保持するための固定座２５が凹設されている。そして、該固定座２５の主要部を構成する平底面２５Ａ上には、ネジ穴２６が形成されている。また、該固定座２５の平底面２５Ａの周縁からは、側周面２５Ｂが起立状に形成されており、この平底面２５Ａから立ち上がる側周面２５Ｂが、上記カッターチップ１０Ｒ，１０Ｃの周面の形状と対応する凹凸形状に形成されている。すなわち、該側周面２５Ｂは、略全体が円形板状をなす上記チップ本体１１の周面１３に応じた形状とされている。具体的には、該側周面２５Ｂ上には、上記切削刃１２を形成するべく上記チップ本体１１の周面１３に設けられた凹みに応じ、該凹みと対応する形状の凸部２７が複数（図２中では、カッターチップ１０Ｒの周面に対応して凸部２７が３つ）突設されている。

本実施形態では上記したようにカッターチップ１０Ｒ，１０Ｃが一面１１Ｒと他面１１Ｌとで表裏の区別無く使用できるように構成されている。このため、切削刃１２の刃先の角度は、一面１１Ｒあるいは他面１１Ｌと周面１３とがなす角度である９０°となる。切削刃１２が該構成の場合に、該切削刃１２の面取り対象への接触角度を好適なものとするべく、固定座２５に固定されたカッターチップ１０Ｒ，１０は、上記シャンク２１の軸線Ｃの延びる方向（図２（ａ）中に鎖線で示す）から所定角度θだけ回転方向Ｔ側へ前傾した状態で取り付けられている。該所定角度θは、切削刃１２による面取り量と該切削刃１２の摩耗量との兼ね合い等といった加工効率を好適なものにするという観点から、好ましくは５°〜４５°であり、より好ましくは５°〜３０°であり、さらに好ましくは１０°±５°である。またカッターチップ１０Ｒ，１０を傾けて取り付ける場合の所定角度θの
調整は、前記チップポケット２３の形成時において、前記壁面２４あるいは前記固定座２５の平底面２５Ａの形成角度の設定によって為される。

〔カッターブレード〕
以下、上記カッターチップ１０Ｒ，１０Ｃのうち、Ｒ面取り用のカッターチップ１０Ｒを使用するものとして説明する。

図３（ａ），（ｂ）に示すように、カッターブレード３０は、上記カッター台２０に上記カッターチップ１０Ｒが装着されることによって構成されている。ここで、カッター台２０へのカッターチップ１０Ｒの装着は、チップ本体１１に設けられた固定孔１４に、ネジ（図示略）の軸部を挿通したうえで、該ネジを該ネジ穴２６に螺入し、締め付けることで行われる。

前記固定座２５は、その深さが、前記カッターチップ１０Ｒの厚みよりも浅くなるように形成されている。また該固定座２５にあっては、平底面２５Ａの面積が、前記カッターチップ１０Ｒの一面１１Ｒ又は他面１１Ｌの面積よりも小さくなるように形成されている。従って、前記固定座２５に装着された前記カッターチップ１０Ｒは、切削刃１２がチップポケット２３の外部へ露出し、またカッターブレード３０の回転方向Ｔにおける回転時に、壁面２４等を対象に接触させることなく、該対象を切削刃１２によって切削するように配置される。

前記固定座２５にあって、凹凸面からなる側周面２５Ｂは、カッター台２０へ装着されたカッターチップ１０Ｒの計１２面の周面１３のうち５面からなる凹凸面と合致している。そして、前記固定座２５の側周面２５Ｂに、カッターチップ１０Ｒの凹凸面が面接触される。その結果、前記固定座２５の内側に前記カッターチップ１０Ｒが固定されるとともに、互いの凹凸面の面接触によってカッターチップ１０Ｒが固定座２５の内部で微細に動くことが抑制されるので、作業時に加わる振動や衝撃等によりネジによるカッターチップ１０Ｒの締付け固定が緩むことが抑制される。

〔面取り機〕
図４に示すように、面取り機５０は、ヘッド部５１の内側に回転自在に垂直に挿設される回転軸５２の下端に、上記カッターブレード３０が、案内軸受５３が備えられたカッター固定ボルト５４により固設され、前記ヘッド部５１の下端には、中央に軸挿入孔が貫設された回転マウント５５が螺合され、前記回転マウント５５の下部には、中央に貫通孔が貫設された円板状の支持案内板５６が軸受５７を介在して回転自在に設置されるよう構成される。

上記面取り機５０において、回転軸５２を回転駆動させるための駆動源には、高周波電源を用いることが好ましい。そして該高周波電源からの給電によって回転軸５２を回転駆動させることにより、カッターブレード３０に負荷をかけても、該カッターブレード３０を、回転数を落とすことなく高速回転させることができる。また該カッターブレード３０においては、上記のようにカッターチップ１０Ｒの締付け固定の緩みが抑制されているので、好適に切削作業を行うことができる。
なお、面取り機５０の内部構造は、図４に示す構造に限定されることはなく、他の構造であっても勿論よい。例えば、カッターブレード３０がモーターに直結された構成であってもよい。

〔変更例〕
Ｃ面取り用のカッターチップ１０Ｃを使用する場合、カッターブレード３０は、例えば図５に示すような構成となる。すなわち、固定座２５の側周面２５Ｂは、カッターチップ
１０Ｃの六角形状をなす周面１３に応じ、該側周面２５Ｂ上に２つの凸部２７が突設されることで、凹凸面とされている。該凹凸面は、カッターチップ１０Ｃの計６面の周面１３のうち２面からなる凹凸面と合致している。そして、前記固定座２５の凹凸面に、カッターチップ１０Ｃの凹凸面が面接触される。

上記カッターチップ１０Ｒ，１０Ｃにおいて切削刃１２は、一面１１Ｒあるいは他面１１Ｌと周面１３とがなす角度である９０°に形成されているが、これに限らず、例えば周面１３においてチップ本体１１の厚み方向の中央に、Ｖ字溝やＵ字溝等のような凹みを周方向に延びるように設けることで、３０°、４５°、６０°等の９０°未満の角度としてもよい。

チップ本体は、上記の形状に限定されず、例えば正三角形板状や正四角形板状や正五角形板状や正七角形板状や正八角形板状等の正多角形板状としたり、あるいは直角三角形板状や二等辺三角形板状や菱形板状や平行四辺形板状等の多角形板状としたりしてもよい。このようにチップ本体を正多角形板状や多角形板状とした場合であっても、Ｒ面取り用のものであれば上記のように周面で各面の中央部をそれぞれ円弧状に凹ませたり、あるいはＣ面取り用のものであれば周面で各面をそのままとしたりすることで、面取り用のカッターチップとして使用可能である。

１０Ｒ，１０Ｃカッターチップ
１１チップ本体
１２切削刃
１３周面
１４固定孔
２０カッター台
２１シャンク
２２チップホルダ
２３チップポケット
２４壁面
２５固定座
２５Ａ平底面
２５Ｂ側周面
２６ネジ穴
２７凸部
３０カッターブレード
５０面取り機
５２回転軸

Claims

平面及び曲面のうち少なくとも何れかが３面以上繋がった多面からなる周面を有するカッターチップの複数個をネジによって締付け固定することにより、面取り機に装着して使用する面取り用のカッターブレードを構成するためのカッター台を具備する面取り機であって、
カッターチップの周面は、
チップ本体の中心に向かって膨らむ円弧状をなす凹みが、周方向で等間隔おきに設けられているとともに、該凹みの両側縁の角部がそれぞれ円弧状をなす切削刃とされており、かつチップ本体の中心から外側へ向かって膨らむ曲面と、チップ本体の中心に向かって膨らむ前記曲面とが交互に３面以上繋がった多面からなり、
カッター台は、円柱軸状のシャンクと、該シャンクの先端部に設けられた台状のチップホルダと、を備えており、
前記チップホルダには複数のチップポケットが、前記シャンクの軸線を中心とした回転方向で等間隔おきに、且つ該回転方向側を向く平面状の壁面を有する凹状に形成されているとともに、前記チップポケットの壁面には、前記カッターチップを内部に収容する固定座が凹設されており、
前記固定座は、前記カッターチップを締付け固定するべく前記ネジを螺入するためのネジ穴を該固定座の平底面上に有しているとともに、該固定座の平底面の周縁から立ち上がる側周面上には、前記切削刃を形成するべく前記チップ本体の周面に設けられた凹みに応じ、該凹みと対応する形状の凸部が複数凸設されており、
前記固定座に収容された前記カッターチップの周面に設けられた凹みの少なくとも２面が、凹凸形状に形成された該固定座の側周面上の各凸部と面接触するように構成された
ことを特徴とする面取り機。
前記カッターチップは、板状をなすチップ本体の周縁部に、円弧状をなす複数の切削刃を略多角形状に配して設けることで、多面からなる周面を有するとともに、該周面を挟んで対向する一面と他面とがそれぞれ該周面と直交する平坦面状をなすことで、略多角形板状に形成されており、更に前記カッター台に締付け固定するべく前記ネジが挿通される固定孔が、前記一面の中央と前記他面の中央との間で前記チップ本体を厚み方向に貫通するように形成されていることにより、前記チップ本体の厚み方向の中央を基準として、前記一面側と前記他面側とが対称形状とされている
請求項１に記載の面取り機。
前記面取り用のカッターブレードが端部に装着される回転軸を備えており、該回転軸が高周波電源からの給電によって回転駆動するように構成された
請求項１又は請求項２に記載の面取り機。