JP6512540B1 - カートリッジ - Google Patents

Abstract

調整機構を備えないボデーであっても、位置調整をすることができるカートリッジを提供すること。転削工具のボデーＢに搭載されるカートリッジ１０である。このカートリッジ１０には、上面１０ａと、下面１０ｂと、第１の側面１０ｃに連通し、カートリッジ１０を本体部１０ｊと、薄肉部１０ｋと、本体部と薄肉部を接続する接続部１０ｍに区分するスリット１０ｈが形成される。また、スリット１０ｈに連通する第２の雄ネジ１４に螺合するための第２の雌ネジが形成されたネジ穴１０ｎが形成される。そして第２の雄ネジが進行すると、薄肉部１０ｋに対する本体部１０ｊの相対的位置と、が変化する。

Description

本発明は、カートリッジ及び転削工具に関する。

特許文献１には、取付け穴を有する略平行四辺形平板状をしたインサート１において、該インサートの向い合う鋭角部にはコーナー部１１が形成され、該コーナー部１１を挟んで隣り合う短辺側の側面を逃げ面１２とし、長辺側の側面を逃げ面１３とし、該コーナー部１１を含む上面をすくい面１４とするインサートが開示されている。また、図２には、このインサート１を工具ホルダ２に取り付けるための刃先交換式切削工具が示されている。

特許文献２には、工具本体２に装着された切れ刃部材４を前記工具本体２に対して移動させて、前記切れ刃部材４の切れ刃８の位置を調整する切れ刃位置の調整機構１であって、前記工具本体２と前記切れ刃部材４との間に延設され、該工具本体２に螺合する軸部材５と、前記軸部材５に螺合され、前記切れ刃部材４に当接するナット部材６と、を備え、前記軸部材５には、前記工具本体２に螺合する第１ネジ部２１と、前記ナット部材６に螺合する第２ネジ部とが、該軸部材５の軸線Ｃ方向に沿う互いに異なる位置に同軸に設けられており、前記第１ネジ部２１のネジのピッチと、前記第２ネジ部のネジのピッチとが、互いに異なっていることを特徴とする調整機構が開示されている。

特開２００９−１１９５７２号公報 特開２０１４−２１３４０４号公報

これら特許文献には、切削インサートを保持するカートリッジの位置を調整するために、フライス工具のボデーとカートリッジの間にネジを備える調整機構を設け、この調整機構を用いてフライス工具のボデーに対するカートリッジの位置を調整する方法が開示されている。

しかしながら、この方法は、調整機構に対応する特別なカートリッジを必要とする。

一方で、カートリッジには、このような調整機構に対応していない単なるブロック形状のものも少なからず存在する。こうしたカートリッジは、調整機構を用いて調整することができないので、ブロック形状に応じたボデーを用意しなければならず経済的ではなかった。

そこで本発明は、調整機構を備えないボデーであっても、位置調整をすることができるカートリッジ及び転削工具を提供することを目的とする。

本発明の一態様に係るカートリッジは、転削工具のボデーに搭載することができる。そして、上面と、下面と、上面と下面とを接続する第１の側面、第２の側面及び第３の側面とを少なくとも備える表面と、切削インサートを保持するためのホルダ部と、を備え、上面と、下面と、第１の側面に連通し、カートリッジを本体部と、薄肉部と、本体部と薄肉部を接続する接続部と、に区分するスリットと、ボデーに設けられる第１の雌ネジに螺合して、ボデーとカートリッジを固定する第１の雄ネジが貫通するための貫通孔と、スリットに連通し、カートリッジ内にとどまる第２の雄ネジに螺合するための第２の雌ネジが形成されたネジ穴と、が形成され、第２の雌ネジに螺合する第２の雄ネジが、第２の雌ネジの軸方向における第１の位置のときの薄肉部に対する本体部の相対的位置と、第２の雌ネジに螺合する第２の雄ネジが、第２の雌ネジの軸方向における第２の位置のときの薄肉部に対する本体部の相対的位置と、が異なり、かつ、第２の位置のときの第２の雄ネジの頭部は、前記カートリッジに接触するように構成される。

この態様によれば、第２の雌ネジの軸方向における第１の位置のときの薄肉部に対する本体部の相対的位置と、第２の雌ネジに螺合する第２の雄ネジが、第２の雌ネジの軸方向における第２の位置のときの薄肉部に対する本体部の相対的位置と、が異なるように構成されているから、第２の雄ネジの軸方向の位置を調整することによって、調整機構を備えないボデーであっても、ホルダ部で保持される切削インサートの位置を調整することが可能になる。

また、本開示の他の態様に係るカートリッジは、切削インサートを保持するためのホルダ部を備え、転削工具のボデーに搭載可能である。そして、少なくとも第４の雌ネジが形成されたネジ穴が設けられ、第４の雌ネジに螺合する第４の雄ネジが、第４の雌ネジの軸方向に進行すると接触する接触部を備え、転削工具のボデーに搭載されたときに、接触により、ボデーに対するホルダ部の相対的位置が変化するように構成される。

この態様によれば、第４の雄ネジが、第４の雌ネジの軸方向に進行すると接触する接触部を備え、転削工具のボデーに搭載されたときに、接触により、ボデーに対するホルダ部の相対的位置が変化するから、調整機構を備えないボデーであっても、ホルダ部で保持される切削インサートの位置を調整することが可能になる。

また、本開示の他の態様に係る転削工具は、このようなカートリッジを複数搭載するボデーを備える転削工具である。

この態様によれば、調整機構を備えないボデーであっても、各カートリッジに保持される切削インサートの刃先位置を調整することができる。

本発明によれば、調整機構を備えないボデーであっても、位置調整をすることができるカートリッジ及び転削工具を提供することができる。

第１実施形態に係るカートリッジ１０の斜視図 カートリッジ１０の平面図、左側面図及び正面図 カートリッジ１０の右側面図、背面図及び下面図 ネジ孔１０ｎの斜視図 ネジ孔１０ｎと雄ネジ１４の接触状態を説明するための図 ネジ孔１０ｎの軸ＡＸを通過する断面における雄ネジ１４とカートリッジ１０の位置関係を示す図 雄ネジ１４が更に軸ＡＸ方向に進行した際における、ネジ孔１０ｎの軸ＡＸを通過する断面における雄ネジ１４とカートリッジ１０の位置関係を示す図 雄ネジ１４の進行に伴い本体部１０ｊが移動することを説明するための図 １２個のカートリッジ１０が搭載されたボデーＢの斜視図 第２実施形態に係るカートリッジ２０の平面図 図１０におけるＡ−Ａ断面 第２実施形態に係る雄ネジ２２ 第２実施形態に係るワッシャー２４の平面図 第２実施形態に係るワッシャー２４の斜視図 図１０におけるＢ−Ｂ断面

以下、図面を参照して本発明の実施形態について詳細に説明する。なお、同一の要素には同一の符号を付し、重複する説明を省略する。また、以下の実施の形態は、本発明を説明するための例示であり、本発明をその実施の形態のみに限定する趣旨ではない。さらに、本発明は、その要旨を逸脱しない限り、さまざまな変形が可能である。たとえば、当業者の通常の創作能力の範囲内において、一実施形態に適用されている構成を他の構成に採用することができる。

[第１実施形態]

図１は、第１実施形態に係るカートリッジ１０の斜視図である。図２（ａ）、図２（ｂ）、図２（ｃ）、図３（ａ）、図３（ｂ）、図３（ｃ）は、このカートリッジ１０の平面図、左側面図、正面図、右側面図、背面図、下面図をそれぞれ示している。

これら図に示されるように、カートリッジ１０は、上面１０ａ及び下面１０ｂを備える。上面１０ａと下面１０ｂは、互いに平行な平面を含んでいる。

また、カートリッジ１０は、上面１０ａと下面１０ｂを接続する第１の側面１０ｃ、上面１０ａ、下面１０ｂ及び第１の側面１０ｃと接続する第２の側面１０ｄ、上面１０ａ、下面１０ｂ及び第２の側面１０ｄと接続する第３の側面１０ｅと、上面１０ａ、下面１０ｂ、第３の側面１０ｅ及び第１の側面１０ｃと接続する第４の側面１０ｆを、カートリッジ１０の表面として備える。

図２（ａ）に示されるように、第１の側面１０ｃと第２の側面１０ｄは平面視で鈍角をもって接続され、第２の側面１０ｄと第３の側面１０ｅは平面視で互いに垂直な平面を備える。

さらに、これら図面に示されるように、第１の側面１０ｃ、第２の側面１０ｄ及び第３の側面１０ｅは、上面１０ａ及び下面１０ｂとそれぞれ垂直な平面を備える。

また、このカートリッジ１０の中央部には、上面１０ａ及び下面１０ｂに開口し、カートリッジ１０を貫通する貫通孔１０ｇが形成されている。この貫通孔１０ｇは、上面１０ａ及び下面１０ｂに対して垂直ではなく、斜めに形成されている。カートリッジ１０をボデーＢ（後述）に固定するときには、貫通孔１０ｇを貫通する雄ネジ１２（「第１の雄ネジ」）が、ボデーＢのカートリッジ搭載部の底面に設けられた雌ネジ（「第１の雌ネジ」）と螺合する。なお、ボデーＢのカートリッジ搭載部は、底面ならびに互いに垂直な二つの壁面を備え、カートリッジ１０をボデーＢに固定するときには、下面１０ｂがカートリッジ搭載部の底面に押し付けられ、第２の側面１０ｄ及び第３の側面１０ｅが、カートリッジ搭載部の二つの側面にそれぞれ押し付けられて固定される。

また、図２（ａ）に示されるように、このカートリッジ１０の貫通孔１０ｇと第２の側面１０ｄとの間には、上面１０ａ、第１の側面１０ｃ及び下面１０ｂに連通するスリット１０ｈが設けられている。図２（ｃ）に示されるように、このスリット１０ｈは、上面１０ａから下面１０ｂにわたって、第１の側面１０ｃを二つに区分するように設けられている。

ここで、カートリッジ１０のうち、スリット１０ｈから第４の側面１０ｆまでの部分を本体部１０ｊと呼び、スリット１０ｈから第２の側面１０ｄまでの部分を薄肉部１０ｋと呼び、本体部１０ｊと薄肉部１０ｋを接続する部分を接続部１０ｍと呼ぶ。図２（ａ）に示されるように、スリット１０ｈは、第１の側面１０ｃから第３の側面１０ｅに向かってカートリッジ１０の奥行き方向の長さの半分よりも長くなるように（スリット１０ｈの底面から第３の側面１０ｅまでの接続部１０ｍの長さは、カートリッジ１０の奥行き方向の長さの半分よりも短くなるように）形成されている。

さらに、このスリット１０ｈに連通するように、第１の側面１０ｃに開口し、この第１の側面１０ｃから第３の側面１０ｅに向かうネジ孔１０ｎが形成されている。このネジ孔１０ｎは、スリット１０ｈに連通するように設けられているから、ネジ孔１０ｎの内壁のうち、第４の側面１０ｆ側は、本体部１０ｊであり、第２の側面１０ｄ側は、薄肉部１０ｋである。このネジ孔１０ｎの内壁には、雌ネジ（「第２の雌ネジ」）が形成され、これに刃先位置調整用の雄ネジ１４（「第２の雄ネジ」の一例）が螺合する。図３（ｂ）に示されるように、このネジ孔１０ｎは、第３の側面１０ｅに開口している。雄ネジ１２は、カートリッジ１０を貫通し、ボデーＢの雌ネジと螺合するが、刃先位置調整用の雄ネジ１４は、ネジ孔１０ｎの雌ネジと螺合し、カートリッジ１０内にとどまる。また、図３（ａ）において雄ネジ１４が傾いていることからも示されるように、ネジ孔１０ｎは、上面１０ａから下面１０ｂ方向に傾いて設けられている。

また、図１に示されるように、上面１０ａ、第１の側面１０ｃ及び第４の側面１０ｆのコーナーには、切削インサート１６を保持するためのホルダ部１０ｐが設けられている。このホルダ部１０ｐの底面には、ネジ孔（不図示）が形成され、切削インサート１６の中央部に形成される貫通孔を貫通する雄ネジ１８（「第３の雄ネジ」がこのネジ孔（「第２のネジ孔」）に形成される雌ネジ（「第３の雌ネジ」）と螺合することにより、切削インサート１６の表面がホルダ部１０ｐの底面ならびに二つの側面に押し付けられ、カートリッジ１０に固定される。図２（ａ）〜図３（ｃ）に示されるように、切削インサート１６がカートリッジ１０に固定されたときに、切削インサート１６の切り刃が、カートリッジ１０から突出する。

図２（ａ）及び図３（ｂ）に示されるように、第３の側面１０ｅには、第１の溝部１０ｑが形成されている。この溝部１０ｑにより、第３の側面１０ｅは、第２の側面１０ｄ側の側面部１０ｅ１と、第４の側面１０ｆ側の側面部１０ｅ２に区分されている。

また、図２（ｃ）及び図３（ｃ）に示されるように、下面１０ｂには、第２の溝部１０ｒが形成されている。この溝部１０ｒにより、下面１０ｂは、第２の側面１０ｄ側の下面部１０ｂ１と、第４の側面１０ｆ側の下面部１０ｂ２に区分されている。

また、第２の側面１０ｄの中央部には、ネジ孔１０ｎに連通する長孔１０ｓが形成されている。

次いで、ネジ孔１０ｎの内壁について図面を用いて説明する。

図４は、ネジ孔１０ｎの斜視図である。図５は、ネジ孔１０ｎと雄ネジ１４の接触状態を説明するための説明図である。

ネジ孔１０ｎのうち、第３の側面１０ｅ側の先端部は、雄ネジ１４と螺合する雌ネジが形成されている。雌ネジから、第１の側面１０ｃに接続する内壁は、図４に示されるように、薄肉部１０ｋ側と、本体部１０ｊ側で形状が異なっている。

薄肉部１０ｋ側の内壁であるテーパ面１０ｔは、直円錐の側面の一部を構成している。ここで、その円錐面の軸は、ネジ孔１０ｎの雌ネジの軸ＡＸと一致していない。具体的には、軸ＡＸと平行で、第４の側面１０ｄ側に、下面１０ｂと平行な方向に数ミリ平行移動した直線上に軸をもつように形成される円錐面の一部としてテーパ面１０ｔが形成される。

一方で、ネジ孔１０ｎに形成される雌ネジから、第１の側面１０ｃに接続する内壁のうち、本体部１０ｊ側の内壁は、第１の側面１０ｃに接続する径大の円筒状の内壁部１０ｕ１と、内壁部１０ｕ１と雌ネジの間に設けられる径小の円筒状の内壁部１０ｕ２を備える。図５（ｂ）に示されるように、内壁部１０ｕ１のうち、軸ＡＸを含み、第３の側面１０ｅとの交線が下面１０ｂと平行になるような平面を基準として面対称となる二つの領域ＡＲ１とＡＲ２には、内壁部１０ｕ１の円筒状の内壁面から軸ＡＸ方向に突出する微小な突起部がそれぞれ形成される。後に詳述するが、雄ネジ１４がネジ孔１０ｎの雌ネジと螺合して軸ＡＸ方向に進行したときに、雄ネジ１４のネジ頭１４ｈがこの二つの突起部ならびにテーパ面１０ｔと接触することでスリット１０ｈの間隔が開き、本体部１０ｊが矢印Ｆの方向に移動することに伴って、切削インサート１６の切り刃の位置を調整することができる。また、内壁部１０ｕ２を設けることにより、ネジ孔１０ｎの内壁には、段差が設けられている。そして、雄ネジ１４が軸ＡＸ方向に進行すると、所定位置において、雄ネジ１４のくびれ（ねじ部とネジ頭１４ｈの間隙に位置し、ネジ頭１４ｈに向かって径が増加している部分）が、この段差と当接し、それ以上軸ＡＸ方向に進行することができないように構成されている。このように、段差がストッパーとして機能することにより、雄ネジ１４の締めすぎと、それに伴う薄肉部１０ｋの塑性変形を防止することができる。

以下、本実施形態に係るカートリッジ１０を用いて切削インサート１６の切り刃の位置を調整する方法について説明する。

まず、貫通孔１０ｇを貫通する雄ネジ１２を、ボデーＢに設けられた雌ネジと螺合させて、カートリッジ１０をボデーＢに仮止めする。このとき、雄ネジ１２は、緩く締められ、カートリッジ１０のホルダ部１０ｐに保持される切削インサート１６の刃先調整時に必要とされる力よりも弱い力で仮止めされる。このとき、カートリッジ１０の下面１０ｂは、ボデーＢのカートリッジ搭載部の底面と接触し、第２の側面１０ｄ及び第３の側面１０ｅが、カートリッジ搭載部の二つの側面にそれぞれ押し付けられる。

次いで、調整用の雄ネジ１４をネジ孔１０ｎに形成された雌ネジと螺合させる。このとき、雄ネジ１４のネジ頭１４ｈは、ネジ孔１０ｎの内壁と接触していない。このときの雄ネジ１４の、ネジ孔１０ｎの軸ＡＸ方向における位置を第１の位置とする。

そして、調整用の雄ネジ１４を回転させて、雄ネジ１４をネジ孔１０ｎの軸ＡＸ方向に進行させる。

図６は、雄ネジ１４が軸ＡＸ方向に進行した際の、軸ＡＸを通過し第３の側面１０ｅとの交線が下面１０ｂと平行になるカートリッジ１０の断面図であり、図７は、雄ネジ１４が軸ＡＸ方向にさらに進行した際の同じ断面における断面図である。図７における雄ネジ１４の、ネジ孔１０ｎの軸ＡＸ方向における位置を第２の位置とする。また、図８は、雄ネジ１４の軸ＡＸ方向への進行に伴ってカートリッジ１０の本体部１０ｊが、薄肉部１０ｋに対して移動する様子を示す図である。

これら図面に示されるように、図６から図７にかけて、雄ネジ１４のネジ頭１４ｈは、テーパ面１０ｔと接触しながら進行する。一方で、ネジ孔１０ｎの本体部１０ｊ側については、ネジ頭１４ｈは、内壁部１０ｕ１の領域ＡＲ１及び領域ＡＲ２にそれぞれ設けられた微小な突起と接触しているので、図６及び図７に示される断面上では、内壁部１０ｕ１及び内壁部１０ｕ２と接触しない。同様に、上面１０ａ及び下面１０ｂと垂直な断面上でも、内壁部１０ｕ１及び内壁部１０ｕ２と接触しない。したがって、図６から図７にかけて、雄ネジ１４のネジ頭１４ｈは、図５（ｂ）に示される領域ＡＲ１、領域ＡＲ２及びテーパ面１０ｔ上の領域ＡＲ３の３点で接触しながら、軸ＡＸ方向に進行する。

このとき、領域ＡＲ１及び領域ＡＲ２は、上下対称に設けられているから、ネジ頭１４ｈと接触することにより雄ネジ１４からカートリッジ１０に作用する力の合力は、上面１０ａ及び下面１０ｂと平行な水平方向の力となる。

そして、剛性が比較的小さい薄肉部１０ｋ及び接続部１０ｍが弾性変形し、接続部１０ｍを支点としてスリット１０ｈが開くが、第２の側面１０ｄ及び第３の側面１０ｅは、ホルダ装着部の壁面に押し付けられて拘束されるため、本体部１０ｊが、ボデーＢのカートリッジ搭載部の内壁によって拘束されている第３の側面１０ｅと平行な方向（矢印Ｆ）にせり出すように移動する。これに伴って、ホルダ部１０ｐに保持される切削インサート１６の刃先位置も移動するので、雄ネジ１４の軸ＡＸ方向の位置を調整することにより、刃先位置を調整することができる。

調整後、雄ネジ１２を本締めし、切削インサート１６を用いて切削加工しても動かない力で、カートリッジ１０とボデーＢを固定する。

図９は、以上のようにして、ボデーＢに設けられた１２個のカートリッジ搭載部に、切削インサート１６を保持する１２個のカートリッジ１０が搭載された様子を示している。このようなボデーＢを回転させて転削するためには、各カートリッジ１０に保持される切削インサート１６の刃先位置の調整が必要になるが、本実施形態に係るカートリッジ１０を用いることによって、調整機構を備えないボデーＢであっても、位置調整をすることが可能になる。

以上のようなカートリッジ１０において、ネジ孔１０ｎの本体部１０ｊ側の内壁部１０ｕ１に、上下対称に２つの微小な突起を形成し、この２つの突起をネジ頭１４ｈと接触させる構成とし、ネジ頭１４ｈが上面１０ａ及び下面１０ｂに垂直な断面上で、内壁部１０ｕ１と接触しないようにしたから、カートリッジ１０に垂直方向の力が作用することを抑制し、合力が水平方向（第４の側面１０ｆ方向）となるようにすることができた。この結果、カートリッジ１０に垂直方向の力が作用することにより、カートリッジ１０の本体部１０ｊがボデーＢのカートリッジ搭載部の底面から浮き上がりにくくすることができる。

また、テーパ面１０ｔは、軸ＡＸに対して第４の側面１０ｆ側に平行移動した直線を軸とする径大の円を底面とする直円錐の一部となるようにしたから、ネジ頭１４ｈのうち、第２の側面１０ｄに近い部分（上下方向の中心部）と接触しやすい。このため、領域ＡＲ３で接触し、水平方向の力を作用させることができる。

ただし、本実施の形態に限られるものではなく、雄ネジ１４のネジ頭１４ｈなど、雄ネジ１４のうち、ネジが形成されている以外の部分を、カートリッジ１０に接触させ、雄ネジ１４の軸ＡＸ方向の進行に伴って、本体部１０ｊが薄肉部１０ｋに対して相対的に移動する構成であれば、本発明を適用することができる。

また、長孔１０ｓを設けたから、第２の側面１０ｄの断面積を減少させ、カートリッジ１０を弾性変形しやすくすることができる。

ただし、必ずしも長孔１０ｓを設けなくてもよい。

また、貫通孔１０ｇとの間隙の強度を少しでも担保するために、ネジ孔１０ｎは、上面１０ａ及び下面１０ｂに対して平行ではなく、斜めに設けたが、これに限られるものではなく、ネジ孔１０ｎを、上面１０ａ又は下面１０ｂと平行に設けてもよい。

また、下面１０ｂには、溝部１０ｒを設けた。このため、下面１０ｂが完全な平面として加工することが困難なために、カートリッジ搭載部の底面と、一点、または、複数点でそれぞれ点接触する場合であっても、溝部１０ｒにより区分された二つの下面部１０ｂ１及び下面部１０ｂ２をそれぞれカートリッジ搭載部の底面と接触することが可能になるので、下面１０ｂを安定して拘束することができる（換言すると、下面１０ｂの中央部付近の一点、または、複数点のみで下面１０ｂとカートリッジ搭載部の底面が接触する状態を回避することが可能になる）。

同様に、第３の側面１０ｅには、溝部１０ｑを設けたから、カートリッジ搭載部の側面と第３の側面１０ｅを安定して拘束することができる。

また、スリット１０ｈは、カートリッジ１０の奥行きの長さの半分よりも長く形成したから、接続部１０ｍを支点として好適に弾性変形させることが可能になる。

また、切削インサート１６は、ろう付け等によりカートリッジ１０と一体化されていてもよい。また、切削インサート１６は、カートリッジ１０に複数設けられていてもよい。

さらに、本実施形態における、上面、下面、側面という名称は便宜的なものに過ぎない。また、薄肉部という名称も、本体部と比較して相対的に厚さが小さい部分を分かりやすく説明するために、便宜的に名づけたに過ぎず、本実施形態を限定して解釈するために用いられてはならない。

以上説明した実施形態は、本発明の理解を容易にするためのものであり、本発明を限定して解釈するためのものではない。実施形態が備える各要素並びにその配置、材料、条件、形状及びサイズ等は、例示したものに限定されるわけではなく、当業者の通常の創作能力の発揮内において、適宜変形、または、省略することができる。

[第２実施形態]

図２（ｂ）に示されるように、雄ネジ１２は、先端に進むほど第３の側面１０ｅに近づくように傾斜している。更に、図２（ｃ）に示されるように、雄ネジ１２は、先端に進むほど第２の側面１０ｄにも近づくように傾斜している。このため、ボデーＢのカートリッジ搭載部の底面に設けられた雌ネジと螺合したときに、雄ネジ１２の頭部は、カートリッジ１０を、軸方向、すなわち、第２の側面１０ｄに近づく方向にも、第３の側面１０ｅに近づく方向にも押圧する。このため、カートリッジ１０の下面１０ｂがカートリッジ搭載部の底面に押し付けられるとともに、第２の側面１０ｄ及び第３の側面１０ｅが、それぞれ、カートリッジ搭載部の二つの側面に押し付けられることにより、カートリッジ１０は、ボデーＢに固定される。

このとき、雄ネジ１２の傾斜角度、すなわち、雄ネジ１２が貫通する貫通孔１０ｇ及び雄ネジ１２が螺合し、カートリッジ搭載部の底面に設けられる雌ネジの軸の傾斜角度を調整することにより、カートリッジ１０の下面１０ｂ、第２の側面１０ｄ及び第３の側面１０ｅがボデーＢに押圧される各力並びにその比率を調整することができる。例えば、傾斜を小さくすることにより、下面１０ｂがカートリッジ搭載部の底面に押し付けられる力を強めることができる。あるいは、第２の側面１０ｄに近づく方向への傾斜を強めることにより、第２の側面１０ｄがカートリッジ搭載部の側面に押し付けられる力を強めることができる。

しかしながら、本出願の発明者らは、ボデーにカートリッジ１０のような調整機構を備えるカートリッジを搭載するために最適な傾斜角度、すなわち、カートリッジ搭載部の底面に設けられる雌ネジの軸の傾斜角度と、調整機構を備えないカートリッジを搭載するために最適な傾斜角度、すなわち、カートリッジ搭載部の底面に設けられる雌ネジの軸の傾斜角度が必ずしも一致しない点に気が付いた。例えば、調整機構を備えないカートリッジを好適に搭載するために、カートリッジ搭載部の底面部分に、その底面に対して傾斜が大きい雌ネジを形成する場合がある。このような雌ネジが形成されたカートリッジ搭載部に、調整機構を備えるカートリッジ１０を搭載すると、第２の側面１０ｄ及び第３の側面１０ｅがボデーＢに押圧される力が、想定よりも大きくなってしまう可能性がある。第２の側面１０ｄ及び第３の側面１０ｅがボデーＢによって押圧される力が大きすぎると、刃先位置調整用の雄ネジ１４を回してテーパ面１０ｔに接触させながら進行させようとしても、想定通りに本体部１０ｊが動かない。

そこで、第２実施形態に係るカートリッジ２０は、刃先位置の調整機構を備えるとともに、カートリッジ搭載部の底面部分に傾斜が大きい雌ネジが形成されるボデーに対して好適に搭載することを可能とする構成を備えている。なお、第１実施形態と同様の機能を有する構成要素については、同一の符号を付して、その詳細な説明を省略する場合がある。

図１０は、第２実施形態に係るカートリッジ２０の平面図である。図１１は、図１０におけるＡ−Ａ断面である。また、図１３は、図１０におけるＢ−Ｂ断面図である。カートリッジ２０の表面は、上面１０ａ、下面１０ｂ、第１の側面１０ｃ、第２の側面１０ｄ、第３の側面１０ｅ、及び第４の側面１０ｆを備える。また、カートリッジ２０の中央には、上面１０ａ及び下面１０ｂを貫通する貫通孔１０ｗが形成される。カートリッジ２０のその他の構成についても、カートリッジ１０と同様であるため説明を割愛する。

貫通孔１０ｇと同様に、貫通孔１０ｗは、上面１０ａ及び下面１０ｂに対して垂直には形成されておらず、上面１０ａから離れ、下面１０ｂに近づくほど第２の側面１０ｄ及び第３の側面１０ｅに近づくように、すなわち、第２の側面１０ｄ及び第３の側面１０ｅを接続するカートリッジ１０の角部に近づくように、傾斜する軸を有し、下面１０ｂに開口する円筒面１０ｗ１を内壁として備える。更に、貫通孔１０ｗは、円筒面１０ｗ１と連通し、円筒面１０ｗ１と軸を共通にし、円筒面１０ｗ１よりも径大で上面１０ａに開口する円筒面１０ｗ２を内壁として備える。更に、貫通孔１０ｗは、円筒面１０ｗ１と円筒面１０ｗ２を接続し、上面１０ａに対して傾斜する接続面１０ｗ３を備える。すなわち、接続面１０ｗ３は、第３の側面１０ｅに近づくほど、上面１０ａとの距離が近づくように、上面１０ａに対して傾斜する。このため、図１１に示される第３の側面１０ｅとほぼ垂直な断面において、接続面１０ｗ３は、第３の側面１０ｅに近づくほど上面１０ａに近づき、下面１０ｂから遠ざかるように傾斜する。一方で、図１３に示されるように、第２の側面１０ｄとほぼ垂直な断面において、接続面１０ｗ３は、第２の側面１０ｄに近づいても、上面１０ａとの距離が変動しない。このため、図１１の断面と垂直な断面において、上面１０ａと接続面１０ｗ３は、平行である。すなわち、接続面１０ｗ３の法線は、第３の側面１０ｅと垂直なＡ−Ａ断面上に存在するように、円筒面１０ｗ１及び円筒面１０ｗ３の軸に対して鋭角をなして傾斜している。円筒面１０ｗ２及び接続面１０ｗ３は、雄ネジ２２の頭部２２Ａを上面１０ａと下面１０ｂとの間の領域に収納するためのザグリを構成する。

また、円筒面１０ｗ１と共通の軸を有するように、ボデーＢのカートリッジ搭載部の底面には、その底面から離れるほど、第２の側面１０ｄと当接するカートリッジ搭載部の側面を含む平面、並びに、第３の側面１０ｅと当接するカートリッジ搭載部の側面を含む平面に近づくように傾斜する軸を有する雌ネジが形成される。

図１２（ａ）は、雄ネジ２２の正面図である。この図に示されるとおり、雄ネジ２２は、軸部２２Ａと、頭部２２Ｃと、軸部２２Ａ及び頭部２２Ｃを接続する首部２２Ｂを備えている。

軸部２２Ａには、ボデーＢのカートリッジ搭載部の底面に形成される雌ネジと螺合するための雄ネジが形成されている。首部２２Ｂは、円筒状に形成される。

頭部２２Ｃは、首部２２Ｂから離れるほど径大となるように、軸に垂直な断面において円形で、軸を含む断面において、例えば、半径５ｍｍの円弧となる球面を備える。また、頭部２２Ｃの上面には、ヘクサロビュラ穴が形成される。

図１２（ｂ）及び（ｃ）は、雄ネジ２２と接続面１０ｗ３との間に挿入されるワッシャー２４の平面図及び斜視図を示している。これら図面に示されるように、ワッシャー２４は、上側を向いた環状の端面２４Ａと、円筒面からなる外側面２４Ｂを備える環状の部品である。また、ワッシャー２４は、頭部２２Ｃの球面と当接可能なように、端面２４Ａに接続し、頭部２２Ｃの球面と同一の径からなる球面２４Ｃを内側面の一部として備える。

図１１に示されるように、雄ネジ２２を用いてカートリッジ２０をボデーＢに取り付ける際には、ワッシャー２４の下側の端面が接続面１０ｗ３と当接するようにワッシャー２４を載置し、次いでワッシャー２４の球面２４Ｃと、雄ネジ２２の頭部２２Ｃの球面と対向するように雄ネジ２２をカートリッジ２０の貫通孔１０ｗに挿通させる。そして、雄ネジ２２の雄ネジとボデーＢのカートリッジ搭載部の底面に形成される雌ネジと螺合させた状態で、雄ネジ２２を回転させて軸方向に進行させる。雄ネジ２２の頭部２２Ｃの球面とワッシャー２４の球面２４Ｃとを当接させることにより、カートリッジ２０をボデーＢに仮止めすることができる。その後、第１実施形態と同様に、スリット１０ｈに連通すネジ孔１０ｎに形成された雌ネジと雄ネジ１４を螺合させて切削インサート１６の刃先位置を調整する。調整後、雄ネジ２２を本締めし、カートリッジ２０とボデーＢを固定する。

このようなカートリッジ２０によれば、雄ネジ２２の頭部２２Ｃから、ワッシャー２４を介して、接続面１０ｗ３が押圧されるので、接続面１０ｗ３は、雄ネジ２２の頭部２２Ｃからの力が、ワッシャー２４を介して作用する作用面として機能する。接続面１０ｗ３の法線方向に作用する力は、第３の側面１０ｅに垂直な方向の分力と、下面１０ｂに垂直な方向で、第３の側面１０ｅに垂直な方向の分力よりも大きな分力を有する。このため、カートリッジ１０の下面１０ｂをボデーＢに向かって相対的に大きな力で押し付けることと、第３の側面１０ｅをボデーＢに向かって相対的に小さな力で押し付けることができる。一方で、接続面１０ｗ３の法線方向に作用する力は、第２の側面１０ｄに向かう分力を有さない。このため、第２の側面１０ｄをボデーＢに向かって押し付ける力を相対的に小さくすることが可能になる。更に、傾斜角が異なるカートリッジであっても、同一の雄ネジ２２及びワッシャー２４を用いて固定することが可能になる。

ただし、接続面１０ｗ３は、上面１０ａと平行、又は、平行に近いように傾斜させてもよい。接続面１０ｗ３が、上面１０ａと平行、又は、平行に近いように傾斜させることにより、下面１０ｂをボデーＢに向かって押し付ける力を大きくすることができる。あるいは、接続面１０ｗ３を、上面１０ａと同じ方向を向きつつ、上面１０ａに対して傾斜させることにより、第２の側面１０ｄ及び第３の側面１０ｅをボデーＢに向かって押し付ける力を大きくすることができる。ここで、円筒面１０ｗ１及び円筒面１０ｗ２の軸に対して、接続面１０ｗ３の法線を傾斜させることにより、第２の側面１０ｄ、又は、第３の側面１０ｅをボデーＢに向かって押し付ける力を大きく、又は、小さくすることができる。本実施形態では、大きな負荷がかかる径方向により強く固定するために、ボデーＢの回転軸に対向するように、径方向を向いた第３の側面１０ｅのうち、ボデーＢに当接する部分に垂直な平面（例えば、Ａ−Ａ断面）と、円筒面１０ｗ１及び円筒面１０ｗ２の軸がなす角よりも、接続面１０ｗ３の法線がなす角の方が小さく構成されている。例えば、Ａ−Ａ断面と接続面１０ｗ３の法線が平行の場合は、両者のなす角は０度となる。その結果、第３の側面１０ｅをボデーＢに向かって押し付ける力の方が、第２の側面１０ｄをボデーＢに向かって押し付ける力よりも大きくなるような構成を実現することができる。このように接続面１０ｗ３を設けても、円筒面１０ｗ１の軸に対する角度を調整することにより、カートリッジ１０の下面１０ｂがボデーＢに向かって押し付けられる力、第２の側面１０ｄがボデーＢに向かって押し付けられる力及び第３の側面１０ｅがボデーＢに向かって押し付けられる力がそれぞれ異なるように調整することが可能になる。

なお、円筒面１０ｗ１は、頭部２２Ｃと接触しないので、円筒状に形成しなくてもよい。

また、雄ネジ２２の頭部２２Ｃの球面と、この球面が当接するワッシャー２４の球面２４Ｃは、同一半径であるから、たとえ、雄ネジ２２が傾斜していても、ワッシャー２４との片当たりを抑制することができる。ただし、同一曲率を有さなくてもよく、例えば、雄ネジ２２の頭部２２Ｃの球面の曲率より小さい曲率を有する曲面から構成してもよい。ただし、雄ネジ２２は、回転しながら軸方向に進行するから、軸に対して回転対称に内側面を形成することが好ましい。

１０、２０…カートリッジ、１０ａ…上面、１０ｂ…下面、１０ｃ、１０ｄ、１０ｅ、１０ｆ…側面、１０ｇ…貫通孔、１０ｈ…スリット、１０ｊ…本体部、１０ｋ…薄肉部、１０ｍ…接続部、１０ｎ…ネジ孔、１０ｐ…ホルダ部、１０ｑ…溝部、１０ｒ…溝部、１０ｓ…長孔、１０ｔ…テーパ面、１２、１４、１８、２２…雄ネジ、１４ｈ…ネジ頭、Ｂ…ボデー、２４…ワッシャー

Claims (14)

1. 転削工具のボデーに搭載されるカートリッジであって、
   このカートリッジは、
   上面と、下面と、上面と下面とを接続する第１の側面、第２の側面及び第３の側面とを少なくとも備える表面と、
   切削インサートを保持するためのホルダ部と、を備え
   前記上面と、前記下面と、前記第１の側面に連通し、前記カートリッジを、前記ホルダ部が形成される本体部と、前記ボデーのカートリッジ搭載部に押し付けられて固定される前記第２の側面を備える薄肉部と、前記本体部と前記薄肉部を接続する接続部とに区分するスリットと、
   前記本体部に形成され、前記ボデーに設けられる第１の雌ネジに螺合して、前記ボデーと前記カートリッジを固定する第１の雄ネジが貫通するための貫通孔と、
   前記スリットに連通し、前記カートリッジ内にとどまる第２の雄ネジに螺合するための第２の雌ネジが形成されたネジ穴と、
   が形成され、
   前記第２の雌ネジに螺合する前記第２の雄ネジが、前記第２の雌ネジの軸方向における第１の位置のときの前記薄肉部に対する前記本体部の相対的位置と、
   前記第２の雌ネジに螺合する前記第２の雄ネジが、前記第２の雌ネジの軸方向における第２の位置のときの前記薄肉部に対する前記本体部の相対的位置と、が異なり、かつ、
   前記第２の位置のときの前記第２の雄ネジの頭部は、前記カートリッジに接触するように構成されるカートリッジ。
2. 前記下面は、
   前記カートリッジが前記ボデーに搭載されたときに、
   前記ボデーの表面と接触するための第１の平面部と、
   前記ボデーの表面と接触するための第２の平面部と、
   前記第１の平面部と前記第２の平面部の間に設けられ、前記第１の平面部及び前記第２の平面部から凹んで形成される第１の凹部と、
   を備える請求項１記載のカートリッジ。
3. 前記第１の雄ネジが貫通するための貫通孔は、前記下面に開口する請求項１又は２に記載のカートリッジ。
4. 前記第２の側面は、
   前記上面、前記下面及び前記第１の側面に接続し、
   前記第３の側面は、
   前記上面、前記下面及び前記第２の側面に接続し、かつ、
   前記カートリッジが前記ボデーに搭載されたときに、
   前記ボデーの表面と接触するための第３の平面部と、
   前記ボデーの表面と接触するための第４の平面部と、
   前記第３の平面部と前記第４の平面部の間に設けられ、前記第３の平面部及び前記第４の平面部から凹んで形成される第２の凹部と、
   を備える請求項１から３のいずれか一項に記載のカートリッジ。
5. 前記第２の側面には、
   前記スリットに連通する穴が形成されている請求項１から４のいずれか一項に記載のカートリッジ。
6. 前記ネジ穴には、
   前記第２の雌ネジの軸を通過し、前記下面に垂直な平面で区分される一方の領域に、前記第２の雄ネジが前記第２の位置のときに前記第２の雄ネジの頭部が接触するための円錐面が形成されている請求項１から５のいずれか一項に記載のカートリッジ。
7. 前記ネジ穴には、
   前記平面で区分される他方の領域に、前記第２の雄ネジが前記第２の位置のときに前記第２の雄ネジの頭部が接触するための１又は複数の突起が形成されている請求項６に記載のカートリッジ。
8. 前記突起の数は、２つであり、
   前記平面に垂直で、かつ、前記第２の雌ネジの軸を通過する第２の平面に対して対称な位置に設けられている請求項７に記載のカートリッジ。
9. 前記ホルダ部には、
   前記切削インサートを固定するための第３の雄ネジが螺合するための第３の雌ネジが形成される第２のネジ穴が設けられている請求項１から８のいずれか一項に記載のカートリッジ。
10. 転削工具のボデーに搭載されるカートリッジであって、
    このカートリッジは、
    上面と、下面と、上面と下面とを接続する第１の側面、第２の側面及び第３の側面とを少なくとも備える表面と、
    切削インサートを保持するためのホルダ部と、を備え
    前記上面と、前記下面と、前記第１の側面に連通し、前記カートリッジを本体部と、薄肉部と、前記本体部と前記薄肉部を接続する接続部とに区分するスリットと、
    前記ボデーに設けられる第１の雌ネジに螺合して、前記ボデーと前記カートリッジを固定する第１の雄ネジが貫通するための貫通孔と、
    前記スリットに連通し、前記カートリッジ内にとどまる第２の雄ネジに螺合するための第２の雌ネジが形成されたネジ穴と、
    が形成され、
    前記第２の雌ネジに螺合する前記第２の雄ネジが、前記第２の雌ネジの軸方向における第１の位置のときの前記薄肉部に対する前記本体部の相対的位置と、
    前記第２の雌ネジに螺合する前記第２の雄ネジが、前記第２の雌ネジの軸方向における第２の位置のときの前記薄肉部に対する前記本体部の相対的位置と、が異なり、かつ、
    前記第２の位置のときの前記第２の雄ネジの頭部は、前記カートリッジに接触するように構成され、
    前記第１の雄ネジが貫通するための貫通孔は、前記下面に開口し、前記下面に対して傾斜する軸を有し、前記第１の雄ネジの軸部と対向する円筒面と、前記上面と同じ方向を向き、前記軸と鋭角をなし、前記第１の雄ネジの頭部からの力が作用する作用面と、を備えるカートリッジ。
11. 更に、前記軸部の方向を向いた球面を前記頭部に含む前記第１の雄ネジと、前記第１の雄ネジの頭部と、前記作用面との間に挿入され、前記球面と当接する曲面からなる内側面を備えるワッシャと、を更に備える請求項１０に記載のカートリッジ。
12. 前記第２の側面は、前記転削工具のボデーの回転軸に対向するように構成されており、
    第２の側面のうち、前記ボデーに当接する部分に垂直な平面と、前記軸とがなす角より、前記ボデーに当接する部分に垂直な平面と、前記作用面の法線とがなす角の方が小さくなるように前記作用面が形成されている、請求項１０又は１１に記載のカートリッジ。
13. 切削インサートを保持するためのホルダ部を備え、転削工具のボデーに搭載可能なカートリッジであって、
    上面と、下面と、上面と下面とを接続する第１の側面、第２の側面及び第３の側面とを少なくとも備える表面と、
    前記上面と、前記下面と、前記第１の側面に連通し、前記カートリッジを、前記ホルダ部が形成される本体部と、前記ボデーのカートリッジ搭載部に押し付けられて拘束される前記第２の側面を備える薄肉部と、前記本体部と前記薄肉部を接続する接続部とに区分するスリットが形成され、
    前記スリットに連通し、前記第１の側面に開口し、前記第３の側面に向かう第４の雌ネジが形成されたネジ穴が設けられ、
    前記第４の雌ネジに螺合する第４の雄ネジが、前記第４の雌ネジの軸方向に進行すると接触する接触部を備え、
    前記転削工具のボデーに搭載されたときに、前記接触により、前記ボデー及びこれに固定される前記薄肉部に対する前記ホルダ部の相対的位置が変化するように構成されるカートリッジ。
14. 切削インサートを保持するためのホルダ部を備え、転削工具のボデーに搭載可能なカートリッジであって、
    上面と、下面と、上面と下面とを接続する第１の側面、前記ボデーのカートリッジ搭載部に押し付けられて固定される第２の側面及び前記ボデーのカートリッジ搭載部に押し付けられて固定される第３の側面とを少なくとも備える表面とを備え、
    前記上面と、前記下面と、前記第１の側面に連通し、前記カートリッジを、前記ホルダ部が形成される本体部と、前記第２の側面を備える薄肉部と、前記本体部と前記薄肉部を接続する接続部とに区分し、前記薄肉部に対する前記ホルダ部との相対位置を変化させるためのスリットが形成され、
    前記ボデーに設けられる第１の雌ネジに螺合して、前記ボデーと前記カートリッジを固定するために前記上面と前記下面を貫通するように形成される貫通孔であって、
    前記上面から離れ前記下面に近づくほど前記第２の側面及び前記第３の側面に近づくように前記下面に対して傾斜する軸を有し、前記第１の雄ネジの軸部と対向する円筒面と、
    前記第１の雄ネジの頭部からの力が作用する作用面であって、前記第３の側面と垂直な断面において前記下面に対して傾斜し、前記第２の側面と垂直な断面において前記下面に対して平行な作用面とを備える貫通孔が形成される、
    カートリッジ。

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