JP6056611B2

JP6056611B2 - 交換式切削ヘッド

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Publication number: JP6056611B2
Application number: JP2013074315A
Authority: JP
Inventors: 貴行畔上; 阿部　太郎; 太郎阿部
Original assignee: Mitsubishi Materials Corp
Current assignee: Mitsubishi Materials Corp
Priority date: 2013-03-29
Filing date: 2013-03-29
Publication date: 2017-01-11
Anticipated expiration: 2033-03-29
Also published as: US20140294528A1; US9925602B2; JP2014198358A

Description

本発明は、工具本体の先端に着脱可能に取り付けられて切削加工に使用される交換式切削ヘッドに関するものである。

従来、軸線回りに回転される工具本体の先端に、螺合により着脱可能に取り付けられるヘッド本体を有する交換式切削ヘッドが知られている。ヘッド本体の外周には、軸線回りに沿う周方向に間隔をあけて配置されるとともに、軸線方向に沿うように延びる複数の切屑排出溝と、切屑排出溝に沿って延びる切刃と、該ヘッド本体の外周を平面状に切り欠くように形成され、軸線方向に沿う基端部に軸線を挟んで背向配置（背中合わせに配置）される一対の掛止面と、が備えられている。
一対の掛止面には、レンチ等の作業用工具が掛止（係止）可能とされており、この作業用工具によって交換式切削ヘッドを工具本体に対して軸線回りに回転させることで、該交換式切削ヘッドが着脱される。

例えば、下記特許文献１には、加工ヘッド（交換式切削ヘッド）及びホルダー（工具本体）の一方及び他方にそれぞれ軸心上に設けられた締結用おねじ及び締結用めねじが互いに螺合されることにより、加工ヘッドがホルダーの先端部に同心に着脱可能に取り付けられる加工ヘッド交換式回転工具が記載されている。
この加工ヘッド交換式回転工具では、加工ヘッド及びホルダーに、締結用おねじ及び締結用めねじが螺合された締結状態において互いに当接させられる当接面が設けられており、締結用おねじ及び締結用めねじが加工負荷により締まり勝手となる工具回転方向へ前記ホルダーを介して一体的に回転駆動されることにより、加工ヘッドによって所定の加工を行うとともに、当接面の当接により加工負荷で締結用おねじ及び締結用めねじが更に締め付けられることが防止される。
また特許文献１には、締結用おねじと締結用めねじとを螺合させるための作業用工具が係止される工具係止部（掛止部）として、交換式切削ヘッドのヘッド本体に、二面取り状の一対の平坦な係止面（掛止面）を軸心に対して対称位置に互いに平行に設けることが記載されている。

特開２０１０−２８４７５２号公報

しかしながら、従来の交換式切削ヘッドは、下記の課題を有していた。
この種の交換式切削ヘッドにおいては、ヘッド本体の外周に設けられた複数の切屑排出溝が、互いに周方向に沿う幅が異なるように不等間隔に配置されたものが知られている。このように不等間隔（不等分割）とされた複数の切屑排出溝のうち、特に幅が狭い切屑排出溝において、切屑詰まりを防止することに改善の余地があった。

また、不等間隔とされた複数の切屑排出溝のうち、周方向の幅が広い切屑排出溝が位置するヘッド本体の周方向部分における剛性が、該周方向部分以外の部位における剛性に比べて低くなりやすかった。
また上記一対の掛止面によっても、ヘッド本体の剛性が所定の向きに低減されやすくなっていた。具体的に、これらの掛止面はヘッド本体の外周を平面状に切り欠くように形成されていることから、該掛止面が位置するヘッド本体の周方向部分の剛性が低下させられやすかった。
このような事情から、ヘッド本体の強度のバランスが崩れ、切削加工中にビビリ振動が生じるなどして、加工精度に影響することがあった。

また、上記特許文献１には、交換式切削ヘッドが、その工具の種類に応じた切刃等を有して構成されるとともに、超硬合金や高速度工具鋼等の所定の工具材料によって構成され、また必要に応じてＴｉＮやＴｉＣＮ、ＴｉＡｌＮ、ＣｒＮ等の化合物被膜やＤＬＣ膜、ダイヤモンド被膜等の硬質被膜（コーティング皮膜）をヘッド本体にコーティングすることが記載されている。このような構成とされた交換式切削ヘッドは、部品共通化できる工具本体に比べて、種類が多く製造も複雑であることから、できる限り軸線方向に沿う長さを小さく作製することが好ましい。

しかしながら、単純に交換式切削ヘッドを小さく作製した場合、切屑排出溝の基端部（切り上げ部）が掛止部に干渉しやすくなる。この干渉により、掛止部の周方向に沿う両端縁（エッジ）が該切屑排出溝によって切り欠かれた場合には、作業用工具でヘッド本体を回転させる作業に影響する。

本発明は、このような事情に鑑みてなされたものであって、切削加工時のビビリ振動等を抑制でき、幅が狭い切屑排出溝においても切屑排出性を向上することができ、これにより切削の加工精度及び加工安定性を十分に高めることができ、かつ、ヘッド本体を小さく作製して製造費用を抑えつつ、工具本体への着脱時にはこのヘッド本体を作業用工具によって安定して回転させることが可能な交換式切削ヘッドを提供することを目的としている。

このような課題を解決して、前記目的を達成するために、本発明は以下の手段を提案している。
すなわち、本発明は、軸線回りに回転される工具本体の先端に、螺合により着脱可能に取り付けられるヘッド本体を有する交換式切削ヘッドであって、前記ヘッド本体の外周には、前記軸線方向に沿うように延びる複数の切屑排出溝と、前記切屑排出溝に沿って延びる切刃と、該ヘッド本体の外周を平面状に切り欠くように形成され、前記軸線方向に沿う基端部に前記軸線を挟んで背向配置される一対の掛止面と、が備えられ、前記複数の切屑排出溝には、第１の切屑排出溝と、少なくとも前記軸線方向に沿う基端部で前記第１の切屑排出溝よりも前記軸線回りの周方向に沿う幅が狭い第２の切屑排出溝と、が含まれており、前記一対の掛止面のうち、少なくとも１つの掛止面は、前記第２の切屑排出溝の基端部に連なっており、前記一対の掛止面のうち、少なくとも１つの掛止面の前記周方向に沿う両端縁が、前記切屑排出溝に切り欠かれることなく前記ヘッド本体の外周に稜線状に延びていることを特徴とする。
また本発明は、軸線回りに回転される工具本体の先端に、螺合により着脱可能に取り付けられるヘッド本体を有する交換式切削ヘッドであって、前記ヘッド本体の外周には、前記軸線方向に沿うように延びる複数の切屑排出溝と、前記切屑排出溝に沿って延びる切刃と、該ヘッド本体の外周を平面状に切り欠くように形成され、前記軸線方向に沿う基端部に前記軸線を挟んで背向配置される一対の掛止面と、が備えられ、前記複数の切屑排出溝には、第１の切屑排出溝と、少なくとも前記軸線方向に沿う基端部で前記第１の切屑排出溝よりも前記軸線回りの周方向に沿う幅が狭い第２の切屑排出溝と、が含まれており、前記一対の掛止面のうち、少なくとも１つの掛止面は、前記第２の切屑排出溝の基端部に連なっており、前記切屑排出溝は、前記ヘッド本体の外周に偶数形成されており、前記一対の掛止面が、前記軸線を挟んで背向配置された前記第２の切屑排出溝の基端部にそれぞれ連なっていることを特徴とする。
また本発明は、軸線回りに回転される工具本体の先端に、螺合により着脱可能に取り付けられるヘッド本体を有する交換式切削ヘッドであって、前記ヘッド本体の外周には、前記軸線方向に沿うように延びる複数の切屑排出溝と、前記切屑排出溝に沿って延びる切刃と、該ヘッド本体の外周を平面状に切り欠くように形成され、前記軸線方向に沿う基端部に前記軸線を挟んで背向配置される一対の掛止面と、が備えられ、前記複数の切屑排出溝には、第１の切屑排出溝と、少なくとも前記軸線方向に沿う基端部で前記第１の切屑排出溝よりも前記軸線回りの周方向に沿う幅が狭い第２の切屑排出溝と、が含まれており、前記一対の掛止面のうち、少なくとも１つの掛止面は、前記第２の切屑排出溝の基端部に連なっており、前記一対の掛止面のうち、少なくとも１つの掛止面の前記周方向に沿う両端縁が、前記切屑排出溝に切り欠かれることなく前記ヘッド本体の外周に稜線状に延び、前記切屑排出溝は、前記ヘッド本体の外周に偶数形成されており、前記一対の掛止面が、前記軸線を挟んで背向配置された前記第２の切屑排出溝の基端部にそれぞれ連なっていることを特徴とする。

本発明の交換式切削ヘッドによれば、レンチ等の作業用工具が掛止（係止）される一対の掛止面が、ヘッド本体の外周の基端部に背向配置（背中合わせに配置）されており、また複数の切屑排出溝のうち、第１の切屑排出溝よりも幅狭とされた第２の切屑排出溝の基端部（切り上げ部）に対して、これら掛止面のうち少なくとも１つの掛止面が連なっているので、下記の効果を奏功する。
尚、本明細書でいう「掛止面が切屑排出溝の基端部に連なる」とは、掛止面の面内に隣接して、切屑排出溝の基端部（切り上げ部）が開口している状態を表している。

まず、１つ目の効果として、ヘッド本体の剛性のバランスを周方向に均等に確保しやすい。
具体的に、互いに周方向の幅が異なる第１、第２の切屑排出溝の基端部のうち、周方向の幅が広い第１の切屑排出溝が形成されたヘッド本体の周方向部分は、該周方向部分以外の部位に比べて、剛性が低くなりやすい。また、ヘッド本体の外周を平面状に切り欠くように形成された掛止面が位置するヘッド本体の周方向部分は、該掛止面が形成されていないヘッド本体の周方向部分に比べて、剛性が低くなりやすい。
そこで本発明では、幅が狭い第２の切屑排出溝の基端部に掛止面を連設させることで、ヘッド本体において周方向の剛性が顕著に減じられるような部分が生じることを、確実に抑制できるようにした。

詳しくは、ヘッド本体の基端部においては、一対の掛止面が背向された向きに沿うようにヘッド本体の剛性が低められており、一方、ヘッド本体の基端部より先端側に位置する部分では、これら掛止面の背向する向き以外の向き（例えば第１の切屑排出溝同士が背向する向き）に沿うように剛性が低められることになる。
このように、ヘッド本体において剛性の低くなる部分が、軸線方向の各部で周方向に分散されることから、該ヘッド本体の強度バランスを工具全体として周方向に均等に確保しやすくなる。これにより、切削加工時に、ビビリ振動等が生じることを抑制できる。

また、２つ目の効果として、基端部の幅が狭い第２の切屑排出溝においても、切屑排出性を高めることができる。
すなわち、第２の切屑排出溝の基端部（切り上げ部）には、ヘッド本体の外周を切り欠くように形成された掛止面が連設されていることから、該掛止面と、交換式切削ヘッドが切削する被削材の加工面との間にスペースを確保しやすい。つまり、掛止面がチップポケットの如く作用して、第２の切屑排出溝内を流れる切屑が溝の切り上げ部で詰まってしまうような事態を回避することができ、切屑排出性が向上する。

また、３つ目の効果として、ヘッド本体の軸線方向に沿う長さを小さく抑えて製造費用を削減しつつ、該ヘッド本体を工具本体に対して着脱する作業を安定して行うことができる。
すなわち、作業用工具が掛止される掛止面は、ヘッド本体の外周の基端部に配置されているとともに、切屑排出溝の基端部に連なっているので、例えば本発明とは異なり、上記特許文献１のように掛止面と切屑排出溝とが軸線方向に間隔をあけて配置される構成に比べて、ヘッド本体の軸線方向に沿う長さを小さく抑えることが容易である。

詳しくは、部品共通化が容易で安価に作製しやすい工具本体に比べて、交換式切削ヘッドは、そのヘッド本体が例えば超硬合金等の高価な材料からなるとともに、切刃にコーティング処理がなされるなど製造が複雑であり、また工具の種類に応じて種々の切刃等を備えて複数種類用意されるものであることから、本発明のようにヘッド本体の軸線方向に沿う長さを小さく抑えることによって、製造費用が削減されるとともに部品管理が容易となる。

また、ヘッド本体の外周において掛止面が連なる切屑排出溝は、基端部が幅狭とされた第２の切屑排出溝であるから、この第２の切屑排出溝によって掛止面の周方向の両端縁（エッジ）が切り欠かれるようなことが抑制される。つまり本発明によれば、掛止面と、該掛止面に掛止される作業用工具との周方向に沿う接触（当接）長さを大きく確保しやすい。従って、作業用工具により交換式切削ヘッドを安定して回転させやすくなり、工具本体に対する該交換式切削ヘッドの着脱の作業性が向上する。

以上より、本発明の交換式切削ヘッドによれば、切削加工時のビビリ振動等を抑制でき、幅が狭い切屑排出溝においても切屑排出性を向上することができ、これにより切削の加工精度及び加工安定性を十分に高めることができ、かつ、ヘッド本体を小さく作製して製造費用を抑えつつ、工具本体への着脱時にはこのヘッド本体を作業用工具によって安定して回転させることが可能である。

また、本発明の交換式切削ヘッドは、前記一対の掛止面のうち、少なくとも１つの掛止面の前記周方向に沿う両端縁が、前記切屑排出溝に切り欠かれることなく前記ヘッド本体の外周に稜線状に延びている。

この場合、掛止面と、該掛止面に掛止される作業用工具との周方向に沿う接触（当接）長さを確実に大きく確保できることから、前述した効果、すなわち作業用工具によって交換式切削ヘッドを安定して回転させやすくなり工具本体に対する該交換式切削ヘッドの着脱の作業性が高められる、という効果がより顕著となる。

また、本発明の交換式切削ヘッドは、前記切屑排出溝は、前記ヘッド本体の外周に偶数形成されており、前記一対の掛止面が、前記軸線を挟んで背向配置された前記第２の切屑排出溝の基端部にそれぞれ連なっている。

この場合、上述した作用が一対の掛止面の両方で得られることとなり、効果がより顕著となる。

本発明の交換式切削ヘッドによれば、切削加工時のビビリ振動等を抑制でき、幅が狭い切屑排出溝においても切屑排出性を向上することができ、これにより切削の加工精度及び加工安定性を十分に高めることができ、かつ、ヘッド本体を小さく作製して製造費用を抑えつつ、工具本体への着脱時にはこのヘッド本体を作業用工具によって安定して回転させることが可能である。

本発明の一実施形態に係る交換式切削ヘッドを示す側面図である。本発明の一実施形態に係る交換式切削ヘッドを示す側面図である。本発明の一実施形態に係る交換式切削ヘッドを示す正面図である。図１のＡ−Ａ断面を示す図である。図１のＢ−Ｂ断面を示す図である。図１のＣ−Ｃ断面を示す図である。本発明とは技術思想が異なる参考例に係る交換式切削ヘッドを説明する図であり、図１のＡ−Ａ断面に対応している。本発明とは技術思想が異なる参考例に係る交換式切削ヘッドを説明する図であり、図１のＢ−Ｂ断面に対応している。本発明とは技術思想が異なる参考例に係る交換式切削ヘッドを説明する図であり、図１のＣ−Ｃ断面に対応している。

以下、本発明の一実施形態に係る交換式切削ヘッド１０について、図面を参照して説明する。
本実施形態の交換式切削ヘッド１０は、例えば軸状をなして軸線Ｏ回りに回転されるホルダー（シャンク）等の工具本体（不図示）の先端に、螺合により着脱可能に取り付けられて、ヘッド交換式転削工具（ヘッド交換式切削工具）を構成するものであり、例えばエンドミル加工、ドリル加工、リーマ加工等に用いられる。図１〜図３に示されるように、本実施形態で説明する交換式切削ヘッド１０は、ラジアスエンドミル形状とされている。

交換式切削ヘッド１０は、超硬合金等の硬質材料により一体に形成されたヘッド本体１と、このヘッド本体１よりは硬度の低い鋼材等の金属材料により一体に形成された連結部材２と、を備えている。ヘッド本体１には、先端側（図１及び図２における左側）から基端側（図１及び図２における右側）に向けて順に切刃部３、掛止部４、及び取付部５が形成されるとともに、連結部材２には取付部５からさらに基端側に突出するネジ部２ａが設けられている。
ここで、ヘッド本体１は多段円柱状をなし、連結部材２はヘッド本体１より小径の円柱状をなしていて、これらは軸線Ｏを共通軸として互いに同軸に配設されている。本明細書においては、交換式切削ヘッド１０の軸線Ｏ方向に沿うヘッド本体１側を先端側、軸線Ｏ方向に沿う連結部材２側を基端側という。また、軸線Ｏに直交する方向を径方向といい、軸線Ｏ回りに周回する方向を周方向という。尚、前記周方向のうち、切削加工時に被削材に対して交換式切削ヘッド１０が回転させられる方向を工具回転方向Ｔ（又は工具回転方向Ｔの前方）といい、工具回転方向Ｔとは反対へ向かう方向を工具回転方向Ｔの後方という（図３〜図６を参照）。
また、本明細書でいう「ヘッド本体１の外周」とは、このヘッド本体１が工具本体に装着された状態で工具外周に露出される部分をいい、具体的には、ヘッド本体１の切刃部３及び掛止部４の外周を指す。

図１及び図２において、ヘッド本体１の切刃部３は軸線Ｏを中心とした外形概略円柱状をなしており、切刃部３の外周には、軸線Ｏ方向に沿うように延びる複数の切屑排出溝８と、切屑排出溝８に沿って延びる外周刃（切刃）６と、が形成されている。外周刃６は、ヘッド本体１の外周に周方向に不等間隔をあけて複数形成されており、該外周刃６のすくい面を構成する切屑排出溝８もこれに伴って、周方向に不等間隔をあけて複数形成されている。ここで、本明細書でいう「周方向に不等間隔をあけて」とは、「少なくとも軸線Ｏ方向に沿ういずれかの位置で周方向に不等間隔をあけて」いる状態を含んでおり、具体的な外周刃６及び切屑排出溝８の配置については、後述する。
本実施形態の例では、図３に示されるように、複数の切屑排出溝８同士は、軸線Ｏ方向に沿う先端では周方向に等間隔をあけて配置される一方、図１及び図２に示されるように、各切屑排出溝８の後述する主溝１２及び副溝１３のリードがそれぞれ異なるために、前記先端から軸線Ｏ方向に沿う基端側へ向かって周方向に不等間隔とされていて、切屑排出溝８の基端部（切り上げ部）においても不等間隔となっている。つまり、これら切屑排出溝８は互いに不等リードとされており、少なくとも軸線Ｏ方向に沿う基端部で周方向に不等間隔である。尚、特に図示していないが、これら切屑排出溝８が、互いに等リードとされつつ周方向に不等間隔に配置されていてもよい。

切屑排出溝８は、ヘッド本体１の外周に複数設けられており、本実施形態では偶数（図示の例では４条）の切屑排出溝８が形成されている。本実施形態の交換式切削ヘッド１０は、ヘッド交換式エンドミルとされており、これらの切屑排出溝８は、切刃部３の先端から基端側に向かうに従い漸次工具回転方向Ｔの後方に向けて捩れて延びている。また、切屑排出溝８において工具回転方向Ｔを向く壁面の外周側辺稜部には、この壁面をすくい面とする外周刃６が形成されており、該外周刃６も、切刃部３の先端から基端側に向かうに従い漸次工具回転方向Ｔの後方に向けて捩れて延びている。

また、複数の切屑排出溝８には、第１の切屑排出溝８Ａと、少なくとも軸線Ｏ方向に沿う基端部（切り上げ部）で第１の切屑排出溝８Ａよりも周方向に沿う幅が狭い第２の切屑排出溝８Ｂと、が含まれている。つまり、第１の切屑排出溝８Ａにおける基端部の溝幅に対して、第２の切屑排出溝８Ｂにおける基端部の溝幅が狭くされており、本実施形態では、第２の切屑排出溝８Ｂの溝幅は、その先端でのみ第１の切屑排出溝８Ａの溝幅と同一とされる一方、該先端以外の部位では第１の切屑排出溝８Ａの溝幅よりも狭くなっている。このように、互いに周方向の幅が異なる第１の切屑排出溝８Ａ及び第２の切屑排出溝８Ｂが、切刃部３の外周に周方向に交互となるように２条ずつ形成されており、これにより周方向に隣り合う切屑排出溝８同士の配置ピッチ（外周刃６の配置ピッチ）も、周方向に狭い部分（狭ピッチ）と広い部分（広ピッチ）とが交互に出現するようになっている。

具体的には、図４及び図７に示される横断面視で、周方向に隣り合う外周刃６同士の間に形成される軸線Ｏを中心とした各中心角θのうち、鈍角となる中心角θＡ（図７）に対応する切屑排出溝８が幅広の第１の切屑排出溝８Ａとされ、鋭角となる中心角θＢ（図４）に対応する切屑排出溝８が幅狭の第２の切屑排出溝８Ｂとなっている。

また、各切屑排出溝８は、外周刃６及びそのすくい面を形成する主溝１２と、この主溝１２の工具回転方向Ｔの前方に隣接し、該主溝１２よりも周方向の幅が狭く形成された副溝１３と、を有している。本実施形態の例では、第１、第２の切屑排出溝８Ａ、８Ｂは、それぞれの主溝１２Ａ、１２Ｂが互いに略同一の断面形状を有しており（特にすくい面から溝底にかけての形状が同一）、各副溝１３Ａ、１３Ｂについては、互いに異なる溝深さ及び溝幅とされている。具体的には、第１の切屑排出溝８Ａの副溝１３Ａにおける溝深さ及び溝幅が、第２の切屑排出溝８Ｂの副溝１３Ｂにおける溝深さ及び溝幅よりも大きくされており、これにより、第１の切屑排出溝８Ａ全体の溝幅が、第２の切屑排出溝８Ｂ全体の溝幅よりも大きくなっている。

また、各切屑排出溝８内には、主溝１２と副溝１３との間に位置して径方向の外側へ向けた断面凸Ｖ字状をなし、各切屑排出溝８に沿って捩れて延びる稜線部１４がそれぞれ形成されている。
このような切屑排出溝８は、ヘッド本体１の切刃部３の外周に形成されつつ、その基端部（切り上げ部）は、ヘッド本体１の掛止部４の外周に亘って延びている。

また図１〜図３において、各切屑排出溝８の先端部には、凹状のギャッシュ９がそれぞれ形成されている。各ギャッシュ９の工具回転方向Ｔを向く壁面の先端側辺稜部には、この壁面をすくい面とする底刃７がそれぞれ形成されている。底刃７は、径方向内側に向かうに従い漸次基端側へ向けて後退するように僅かに傾斜して延びている。

図３に示されるように、複数の底刃７は、切刃部３の先端面において軸線Ｏを中心とした放射状をなすように形成されている。これら底刃７のうち、第１の切屑排出溝８Ａの外周刃６に連なる底刃７は、第２の切屑排出溝８Ｂの外周刃６に連なる底刃７よりも、径方向に沿う刃長が長くなっている。
また、底刃７と外周刃６とは、径方向外側及び先端側へ向けて凸となるように曲線状をなすコーナー刃１１によって、滑らかに連結されている。

図１及び図２において、掛止部４は、切刃部３の外周刃６の外径と略同径又は僅かに小径とされた外形概略円板状をなし、切刃部３の切屑排出溝８基端の外周側への切り上がり部分を含むように形成されている。この掛止部４の外周は、ヘッド本体１の外周における基端部に位置している。
そして、この掛止部４には、軸線Ｏを挟んでその両側に、軸線Ｏに平行かつ互いにも平行とされた一対の掛止面１５が、掛止部４の外周面を切り欠くようにして軸線Ｏから等間隔に形成されている。

図２及び図４に示されるように、一対の掛止面１５は、掛止部４の外周を平面状に切り欠いて形成されており、ヘッド本体１の外周における軸線Ｏ方向に沿う基端部（つまり掛止部４）に、軸線Ｏを挟んで背向配置（背中合わせに配置）されている。これらの掛止面１５は、ヘッド本体１の外周において切屑排出溝８及び外周刃６の基端側に配置されている。
図１に示される側面視で掛止面１５を正面に見て、この掛止面１５は、掛止部４の外周上に概略矩形状をなすように形成されている。

一対の掛止面１５のうち、少なくとも１つの掛止面１５は、幅狭とされた第２の切屑排出溝８Ｂの基端部に連なっている。本実施形態の例では、図４に示されるように、ヘッド本体１の外周に切屑排出溝８が計４条設けられているとともに、２条の第１の切屑排出溝８Ａ同士、及び２条の第２の切屑排出溝８Ｂ同士が、軸線Ｏを挟んで互いに反対側（１８０°回転対称位置）となるようにそれぞれ背向配置されており、これに伴って一対の掛止面１５は、一対の第２の切屑排出溝８Ｂの基端部にそれぞれ連なっている。

図１において、第２の切屑排出溝８Ｂの基端部は、掛止面１５の面内の先端側に隣接して開口している。すなわちこの側面視で、掛止面１５の外形をなす四辺のうち、先端に位置する一辺は、第２の切屑排出溝８Ｂの基端部の切り上がり形状に対応するように基端側へ向けて（掛止面１５の面内に向けて）窪む凹曲線状をなしており、それ以外の三辺については、直線状をなしている。これにより掛止面１５は、図１の側面視において、コ字状又はＵ字状をなしている。

また、掛止面１５の周方向に沿う両端縁（周方向の両端部に位置する一対の辺）１５ａは、切屑排出溝８に切り欠かれることなくヘッド本体１の外周に稜線状に延びている。本実施形態の例では、これら端縁１５ａは、掛止部４の外周に軸線Ｏに平行となるように延びているとともに、直線状の稜線を形成している。
また、掛止面１５の基端に位置する一辺からは、軸線Ｏに垂直となるように径方向外側へ向けて立ち上がり先端側を向く壁面１６が立設されている。
尚、ヘッド本体１の切刃部３と掛止部４の表面には、コーティング皮膜が被覆されていることが好ましい。

取付部５は、掛止部４よりも小径で基端側に向かうに従い外径が縮径する軸線Ｏを中心とした円錐台状をなしている。掛止部４と取付部５との間の基端側を向く円環状の段差面１７は、軸線Ｏに垂直な平面とされている。また、この取付部５の基端面から先端側に向けて掛止部４及び切刃部３の途中までに亘っては、軸線Ｏを中心とした図示されない取付孔が形成されている。

連結部材２は、前記取付孔に挿入されて固定される図示されない軸部と、この軸部よりも大径で取付部５の基端面より小径の雄ネジ部とされたネジ部２ａとを備えている。この連結部材２の軸部の取付孔への固定は、例えば、連結部材２に前記軸部からネジ部２ａにかけて軸線Ｏに沿った貫通孔を形成しておいて、ネジ部２ａ先端の該軸部との段差面を取付部５の基端面に当接させてこの軸部を前記取付孔に嵌挿した上で、前記貫通孔に基端側からパンチを打ち込み、軸部を塑性変形させて拡径することにより取付孔に接合して行われる。

このように構成された交換式切削ヘッド１０は、そのヘッド本体１が連結部材２によって円筒状の工具本体の先端部に着脱可能に取り付けられて、ヘッド本体１の切刃部３により被削材に切削加工を行う。工具本体の先端部には、ヘッド本体１の段差面１７が当接可能な当接面と、この当接面に開口して工具本体基端側に向かうに従い漸次縮径するテーパ孔と、このテーパ孔の孔底に形成された雌ネジ部とが形成されており、この雌ネジ部に前記雄ネジ部とされたネジ部２ａをねじ込んで取付部５をテーパ孔に密着させるとともに段差面１７を前記当接面に当接させることにより、交換式切削ヘッド１０は工具本体先端部に固定される。

そして、このように工具本体の雌ネジ部に連結部材２のネジ部２ａをねじ込む際や、交換式切削ヘッド１０を工具本体から取り外すときにネジ部２ａを緩める際には、一対の掛止面１５にレンチやスパナ等の作業用工具のコ字状開口部の一対の係合面を係合させることにより、該作業用工具を掛止部４に掛止させ、連結部材２ごとヘッド本体１を軸線Ｏ回りに回転させる。

以上説明した本実施形態の交換式切削ヘッド１０によれば、作業用工具が掛止（係止）される一対の掛止面１５が、ヘッド本体１の外周の基端部に背向配置されており、また互いに不等間隔（不等分割）とされて周方向の幅が異なる第１、第２の切屑排出溝８Ａ、８Ｂのうち、幅狭とされた第２の切屑排出溝８Ｂの基端部（切り上げ部）に対して、これら掛止面１５のうち少なくとも１つの掛止面１５が連なっているので、下記の効果を奏功する。

すなわち、まず１つ目の効果として、ヘッド本体１の剛性のバランスを周方向に均等に確保しやすい。
具体的に、互いに周方向の幅が異なる第１、第２の切屑排出溝８Ａ、８Ｂの基端部のうち、周方向の幅が広い第１の切屑排出溝８Ａが形成されたヘッド本体１の周方向部分は、該周方向部分以外の部位に比べて、剛性が低くなりやすい。また、ヘッド本体１の外周を平面状に切り欠くように形成された掛止面１５が位置するヘッド本体１の周方向部分は、該掛止面１５が形成されていないヘッド本体１の周方向部分に比べて、剛性が低くなりやすい。
そこで本実施形態では、幅が狭い第２の切屑排出溝８Ｂの基端部に掛止面１５を連設させることで、ヘッド本体１において周方向の剛性が顕著に減じられるような部分が生じることを、確実に抑制できるようにした。

詳しくは、ヘッド本体１の基端部（本実施形態においては掛止部４の軸線Ｏ方向に沿う中央部）では、図１のＣ−Ｃ断面である図６に示されるように、一対の掛止面１５が背向された向き（図６における左右方向）に沿ってヘッド本体１の剛性が低められており、一方、ヘッド本体１の基端部より先端側に位置する部分（本実施形態においては掛止部４の前記中央部よりも先端側部分）では、図１のＢ−Ｂ断面である図５に示されるように、これら掛止面１５の背向する向き以外の向き（具体的には第１の切屑排出溝８Ａ同士が背向する向きであり、図５における上下方向）に沿って剛性が低められることになる。
ここで、図５及び図６に２点鎖線で示される仮想円は、これらヘッド本体１の各横断面において、外径が最小となる部分を通る内接円を表しており、図６に示されるヘッド本体１の基端部では、一対の第１の切屑排出溝８Ａ間の距離（図６における上下方向の外周間距離）に比べて、一対の掛止面１５間の距離（図６における左右方向の外周間距離）が小さくなっている。一方、図５に示されるヘッド本体１の前記基端部より先端側に位置する部分では、一対の第２の切屑排出溝８Ｂ間の距離（図５における左右方向の外周間距離）に比べて、一対の第１の切屑排出溝８Ａ間の距離（図５における上下方向の外周間距離）が小さくなっているのである。

このように、ヘッド本体１において剛性の低くなる部分が、軸線Ｏ方向の各部で周方向に分散されることから、該ヘッド本体１の強度バランスを工具全体として周方向に均等に確保しやすくなる。これにより、切削加工時に、ビビリ振動等が生じることを抑制できる。

ここで、本発明とは技術思想が異なる参考例として、一対の掛止面１５が、第１の切屑排出溝８Ａの基端部に連設された構成について、図７〜図９に示す。
この参考例では、図９に示されるヘッド本体１の基端部では、一対の第２の切屑排出溝８Ｂ間の距離（図９における左右方向の外周間距離）に比べて、一対の掛止面１５間の距離（図９における上下方向の外周間距離）が小さくなっている。また、図８に示されるヘッド本体１の前記基端部より先端側に位置する部分でも、一対の第２の切屑排出溝８Ｂ間の距離（図８における左右方向の外周間距離）に比べて、一対の第１の切屑排出溝８Ａ間の距離（図８における上下方向の外周間距離）が小さくなっている。
このような構成では、ヘッド本体１において剛性の低くなる周方向部分が、軸線Ｏ方向に連続することとなり、切削加工時にビビリ振動等が生じやすくなるおそれがある。

また、本発明の実施形態に係る２つ目の効果として、基端部の幅が狭い第２の切屑排出溝８Ｂにおいても、切屑排出性を高めることができる。
すなわち、第２の切屑排出溝８Ｂの基端部（切り上げ部）には、ヘッド本体１の外周を切り欠くように形成された掛止面１５が連設されていることから、該掛止面１５と、交換式切削ヘッド１０が切削する被削材の加工面との間にスペースを確保しやすい。つまり、掛止面１５がチップポケットの如く作用して、第２の切屑排出溝８Ｂ内を流れる切屑が溝の切り上げ部で詰まってしまうような事態を回避することができ、切屑排出性が向上する。

また、３つ目の効果として、ヘッド本体１の軸線Ｏ方向に沿う長さを小さく抑えて製造費用を削減しつつ、該ヘッド本体１を工具本体に対して着脱する作業を安定して行うことができる。
すなわち、作業用工具が掛止される掛止面１５は、ヘッド本体１の外周の基端部に配置されているとともに、切屑排出溝８の基端部に連なっているので、本実施形態とは異なり（例えば特開２０１０−２８４７５２号公報のように）、掛止面１５と切屑排出溝８とが軸線Ｏ方向に間隔をあけて配置される構成に比べて、ヘッド本体１の軸線Ｏ方向に沿う長さを小さく抑えることが容易である。

詳しくは、部品共通化が容易で安価に作製しやすい工具本体に比べて、交換式切削ヘッド１０は、そのヘッド本体１が超硬合金等の高価な材料からなるとともに、切刃部３及び掛止部４にコーティング処理がなされるなど製造が複雑であり、また工具の種類に応じて種々の切刃等を備えて複数種類用意されるものであることから、本実施形態のようにヘッド本体１の軸線Ｏ方向に沿う長さを小さく抑えることによって、製造費用が削減されるとともに部品管理が容易となる。

また、ヘッド本体１の外周において掛止面１５が連なる切屑排出溝８は、基端部が幅狭とされた第２の切屑排出溝８Ｂであるから、この第２の切屑排出溝８Ｂによって掛止面１５の周方向の両端縁（エッジ）１５ａが切り欠かれるようなことが抑制される。つまり本実施形態によれば、掛止面１５と、該掛止面１５に掛止される作業用工具との周方向に沿う接触（当接）長さを大きく確保しやすい。従って、作業用工具により交換式切削ヘッド１０を安定して回転させやすくなり、工具本体に対する該交換式切削ヘッド１０の着脱の作業性が向上する。

以上より、本実施形態の交換式切削ヘッド１０によれば、切削加工時のビビリ振動等を抑制でき、幅が狭い切屑排出溝８Ｂにおいても切屑排出性を向上することができ、これにより切削の加工精度及び加工安定性を十分に高めることができ、かつ、ヘッド本体１を小さく作製して製造費用を抑えつつ、工具本体への着脱時にはこのヘッド本体１を作業用工具によって安定して回転させることが可能である。

また、本実施形態では、掛止面１５の周方向に沿う両端縁１５ａが、切屑排出溝８に切り欠かれることなくヘッド本体１の外周に稜線状に延びているので、この掛止面１５と、該掛止面１５に掛止される作業用工具との周方向に沿う接触（当接）長さを確実に大きく確保でき、前述した効果、すなわち作業用工具によって交換式切削ヘッド１０を安定して回転させやすくなり工具本体に対する該交換式切削ヘッド１０の着脱の作業性が高められる、という効果がより顕著となる。

また、本実施形態では、切屑排出溝８がヘッド本体１の外周に偶数形成されており、一対の掛止面１５が、軸線Ｏを挟んで背向配置された第２の切屑排出溝８Ｂの基端部にそれぞれ連なっているので、上述した作用が一対の掛止面１５の両方で得られることとなり、効果がより顕著となる。

尚、本発明は前述の実施形態に限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲において種々の変更を加えることが可能である。

例えば、前述の実施形態では、交換式切削ヘッド１０がラジアスエンドミル形状とされているとしたが、これに限定されるものではない。すなわち、本発明の交換式切削ヘッドは、エンドミル加工、ドリル加工、リーマ加工等の各種転削加工に用いることができるものであり、前述の実施形態で説明した形状に限定されない。

また、切屑排出溝８及び外周刃６が、切刃部３の先端から基端側に向かうに従い漸次工具回転方向Ｔの後方に向けて捩れて延びているとしたが、これに限定されるものではない。すなわち、切屑排出溝８及び外周刃６は、軸線Ｏ方向に沿うように延びていればよく、切刃部３の先端から基端側に向かうに従い漸次工具回転方向Ｔの前方に向けて捩れて延びていたり、或いは軸線Ｏに平行に延びていてもよい。

また、ヘッド本体１の外周に、少なくとも軸線Ｏ方向に沿う基端部で互いに周方向の幅が異なる第１の切屑排出溝８Ａ及び第２の切屑排出溝８Ｂが、周方向に交互となるように２条ずつ計４条形成されているとしたが、これに限定されるものではない。すなわち、切屑排出溝８の数は、前述した４条等の偶数に限られず、例えば３条等の奇数であっても構わない。この場合、一対の掛止面１５のうち、少なくとも１つの掛止面１５が、幅狭の第２の切屑排出溝８Ｂの基端部に連設させられることで、前述の作用効果が得られる。

また、切屑排出溝８は、少なくともその軸線Ｏ方向に沿う基端部（切り上げ部）で互いに周方向の幅が異なるように３種類以上設けられていてもよい。この場合、切り上げ部において最も溝幅が大きい切屑排出溝８が第１の切屑排出溝８Ａとされ、それ以外の切屑排出溝８が第２の切屑排出溝８Ｂとされるとともに、掛止面１５は、前記第２の切屑排出溝８Ｂの基端部に連設されることになる。

また、前述の実施形態の例では、図１及び図４に示されるように、一対の掛止面１５の周方向に沿う両端縁１５ａが、ともに切屑排出溝８に切り欠かれることなくヘッド本体１の外周に稜線状をなして延びているが、これに限定されるものではない。すなわち、一対の掛止面１５のうち、少なくとも１つの掛止面１５の周方向に沿う両端縁１５ａが、切屑排出溝８に切り欠かれることなくヘッド本体１の外周に稜線状に延びていればよく、これにより前述の作用効果が得られる。

その他、本発明の趣旨から逸脱しない範囲において、前述の実施形態、変形例及び尚書き等で説明した各構成（構成要素）を組み合わせてもよく、また、構成の付加、省略、置換、その他の変更が可能である。また本発明は、前述した実施形態によって限定されることはなく、特許請求の範囲によってのみ限定される。

１ヘッド本体
６外周刃（切刃）
８切屑排出溝
８Ａ第１の切屑排出溝
８Ｂ第２の切屑排出溝
１０交換式切削ヘッド
１５掛止面
１５ａ掛止面の周方向に沿う端縁
Ｏ軸線

Claims

軸線回りに回転される工具本体の先端に、螺合により着脱可能に取り付けられるヘッド本体を有する交換式切削ヘッドであって、
前記ヘッド本体の外周には、
前記軸線方向に沿うように延びる複数の切屑排出溝と、
前記切屑排出溝に沿って延びる切刃と、
該ヘッド本体の外周を平面状に切り欠くように形成され、前記軸線方向に沿う基端部に前記軸線を挟んで背向配置される一対の掛止面と、が備えられ、
前記複数の切屑排出溝には、
第１の切屑排出溝と、
少なくとも前記軸線方向に沿う基端部で前記第１の切屑排出溝よりも前記軸線回りの周方向に沿う幅が狭い第２の切屑排出溝と、が含まれており、
前記一対の掛止面のうち、少なくとも１つの掛止面は、前記第２の切屑排出溝の基端部に連なっており、
前記一対の掛止面のうち、少なくとも１つの掛止面の前記周方向に沿う両端縁が、前記切屑排出溝に切り欠かれることなく前記ヘッド本体の外周に稜線状に延びていることを特徴とする交換式切削ヘッド。
軸線回りに回転される工具本体の先端に、螺合により着脱可能に取り付けられるヘッド本体を有する交換式切削ヘッドであって、
前記ヘッド本体の外周には、
前記軸線方向に沿うように延びる複数の切屑排出溝と、
前記切屑排出溝に沿って延びる切刃と、
該ヘッド本体の外周を平面状に切り欠くように形成され、前記軸線方向に沿う基端部に前記軸線を挟んで背向配置される一対の掛止面と、が備えられ、
前記複数の切屑排出溝には、
第１の切屑排出溝と、
少なくとも前記軸線方向に沿う基端部で前記第１の切屑排出溝よりも前記軸線回りの周方向に沿う幅が狭い第２の切屑排出溝と、が含まれており、
前記一対の掛止面のうち、少なくとも１つの掛止面は、前記第２の切屑排出溝の基端部に連なっており、
前記切屑排出溝は、前記ヘッド本体の外周に偶数形成されており、
前記一対の掛止面が、前記軸線を挟んで背向配置された前記第２の切屑排出溝の基端部にそれぞれ連なっていることを特徴とする交換式切削ヘッド。
軸線回りに回転される工具本体の先端に、螺合により着脱可能に取り付けられるヘッド本体を有する交換式切削ヘッドであって、
前記ヘッド本体の外周には、
前記軸線方向に沿うように延びる複数の切屑排出溝と、
前記切屑排出溝に沿って延びる切刃と、
該ヘッド本体の外周を平面状に切り欠くように形成され、前記軸線方向に沿う基端部に前記軸線を挟んで背向配置される一対の掛止面と、が備えられ、
前記複数の切屑排出溝には、
第１の切屑排出溝と、
少なくとも前記軸線方向に沿う基端部で前記第１の切屑排出溝よりも前記軸線回りの周方向に沿う幅が狭い第２の切屑排出溝と、が含まれており、
前記一対の掛止面のうち、少なくとも１つの掛止面は、前記第２の切屑排出溝の基端部に連なっており、
前記一対の掛止面のうち、少なくとも１つの掛止面の前記周方向に沿う両端縁が、前記切屑排出溝に切り欠かれることなく前記ヘッド本体の外周に稜線状に延び、
前記切屑排出溝は、前記ヘッド本体の外周に偶数形成されており、
前記一対の掛止面が、前記軸線を挟んで背向配置された前記第２の切屑排出溝の基端部にそれぞれ連なっていることを特徴とする交換式切削ヘッド。