JP6651494B2

JP6651494B2 - 切削工具及び切削工具の組み立て方法

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Publication number: JP6651494B2
Application number: JP2017234548A
Authority: JP
Inventors: 裕基 ▲高▼木; 好樹田澤
Original assignee: Mitsubishi Heavy Industries Compressor Corp
Current assignee: Mitsubishi Heavy Industries Compressor Corp
Priority date: 2017-12-06
Filing date: 2017-12-06
Publication date: 2020-02-19
Anticipated expiration: 2037-12-06
Also published as: US11325193B2; JP2019098491A; US20190168312A1; EP3495091B1; EP3495091A1

Description

本発明は、切削工具及び切削工具の組み立て方法に関する。

切削工具の一種として、例えばボールエンドミルやラジアスエンドミル、ロリポップミル等を含むエンドミルと呼ばれる工具が知られている。これらの切削工具は、工作機械のチャックに支持されるホルダと、ホルダに固定可能なシャンクと、シャンクの先端部に着脱可能に取り付けられたヘッドと、を備えている。ヘッドには刃が形成されており、工作機械を駆動することで、ヘッドとともに刃が所定の方向に回転する。これにより、加工対象物（ワーク）に対して所望の切削加工を施すことができる。

上記のような切削工具に加えて、旋盤に取り付けて用いられる旋削工具も広く知られている。旋盤を用いた旋削加工では、水平方向の延びる主軸回りに回転するワークに対して旋削工具の刃を押し当てることによって加工が施される。このような旋削工具の具体例として、例えば下記特許文献１に記載されたものが知られている。特許文献１に記載された工具では、ヘッド部の穴部がシャンク部の軸部に対して焼き嵌めされる。

特開平１１−３４７８１１号公報

ここで、上述したボールエンドミルやラジアスエンドミル、ロリポップミル等の切削工具は、工具自体（ヘッド）が回転して加工を行うため、ヘッドには大きな剛性が求められる。そこで、剛性を確保するために、上記特許文献１に記載された技術を切削工具に適用することも考えられる。しかしながら、エンドミルでは刃とワークとの間で生じる摩擦熱が大きいため、上記特許文献１に係る工具では熱によってヘッドが膨張し、焼き嵌めが緩んでしまう可能性がある。即ち、工具として十分な剛性を確保できない可能性がある。

本発明は上記課題を解決するためになされたものであって、十分な剛性を有する切削工具及び切削工具の組み立て方法を提供することを目的とする。

本発明の第一の態様によれば、切削工具は、軸線に沿って延びるシャンク本体、及び前記シャンク本体から前記軸線方向の一方側に向かって突出する挿入部を有するシャンクと、前記挿入部が挿入可能とされ、前記挿入部よりも前記軸線方向の長さが短い挿入穴が形成されたヘッドと、前記シャンク本体と前記ヘッドとの間に配置されたスペーサと、備え、前記挿入部は、前記軸線方向の一方側の端部を含む先端部分で、外周面に雄ねじが形成された雄ねじ部と、前記雄ねじ部よりも前記軸線方向の他方側の領域で、前記軸線方向の他方側から一方側に向かうにしたがって次第に縮径するテーパ外周面が形成されたテーパ外周部と、を有し、前記挿入穴は、内面における前記軸線方向の一方側の端部を含む領域であって、前記雄ねじとかみ合う雌ねじと、前記内面における前記雌ねじよりも前記軸線方向の他方側の領域であって、前記軸線方向の他方側から一方側に向かうにしたがって次第に縮径し、前記テーパ外周面と面接触するテーパ内周面とを有し、前記ヘッドは、前記軸線方向の他方側を向く端面であるヘッド端面が前記スペーサの前記軸線方向の一方側を向く面と面接触している。

この構成によれば、ヘッドの挿入穴に形成された雌ねじと、シャンクの挿入部に形成された雄ねじとがかみ合う。さらに、挿入穴のテーパ外周面と、挿入部のテーパ内周面とが互いに面接触するとともに、ヘッド端面とスペーサの軸線方向の一方側を向く面が面接触する。即ち、２つずつの面同士が互いに面接触した状態となる。これにより、一対の面同士が接触している構成に比べてヘッドとシャンクとを強固に結合することができる。加えて、焼き嵌め等、熱変形を伴う取り付け構造を用いていないことから、加工中の入熱による工具の緩みやがたつき、精度低下を回避することができる。

本発明の第二の態様によれば、前記テーパ内周面が前記軸線に対してなす角度は、前記テーパ外周面が前記軸線に対してなす角度よりも大きくてもよい。

この構成によれば、テーパ外周面が軸線に対してなす角度は、テーパ内周面が軸線に対してなす角度よりも大きいことから、シャンクとヘッドとを組み立てた状態においては、軸線方向の他方側から一方側に向かうにしたがって、テーパ外周面とテーパ内周面との間で生じる面圧を高くすることができる。これにより、ヘッドとシャンクとをさらに強固に結合することができる。

本発明の第三の態様によれば、前記テーパ内周面と前記テーパ外周面とは、互いに塑性変形することによって面接触してもよい。

この構成によれば、テーパ内周面とテーパ外周面とが、互いに塑性変形を伴って面接触することから、テーパ外周面とテーパ内周面との間で生じる面圧をさらに高くすることができる。これにより、ヘッドとシャンクとをさらに強固に結合することができる。

本発明の第四の態様によれば、切削工具の組み立て方法は、上記第一から第三のいずれか一態様に係る切削工具の組み立て方法であって、前記挿入部を前記挿入穴に挿入し、所定の初期トルクを付加して前記雄ねじと前記雌ねじとをかみ合わせて前記シャンク本体と前記ヘッドとの間に隙間が形成された状態とする仮挿入工程と、前記仮挿入工程で生じた前記シャンク本体と前記ヘッドとの間の隙間の寸法を計測した後、前記ヘッドを前記シャンクから取り外す計測工程と、前記計測工程で計測された前記隙間の寸法以上の厚みを有する前記スペーサを加工するスペーサ加工工程と、前記スペーサを前記シャンクに取り付けるスペーサ取り付け工程と、前記初期トルクよりも大きな最終トルクを付加して前記ヘッドを前記シャンクに取り付けることで、前記テーパ内周面と前記テーパ外周面とを互いに面接触させるとともに、前記軸線方向の他方側を向く端面であるヘッド端面を前記スペーサの前記軸線方向の一方側を向く面と面接触させる最終挿入工程と、を含む。

この方法によれば、仮挿入工程で初期トルクを付加して挿入部を挿入穴に挿入した後、計測工程によってシャンクとヘッドとの間の隙間の寸法が計測される。この寸法に基づいて、スペーサ加工工程によってスペーサが加工される。即ち、後続のスペーサ取り付け工程でシャンクに取り付けられるスペーサは、この段階でシャンクとヘッドとの間の隙間を十分に充填する寸法となっている。さらに、最終挿入工程では、初期トルクよりも大きな最終トルクを付加してヘッドをシャンクに取り付けることから、スペーサは塑性変形して、最終的な隙間の寸法よりも小さくなる。これにより、スペーサとヘッドとの間で生じる面圧を十分に高くすることができる。

本発明によれば、十分な剛性を有する切削工具及び切削工具の組み立て方法を提供することができる。

本発明の実施形態に係る切削工具の構成を示す全体図である。本発明の実施形態に係る切削工具の構成を示す要部拡大断面図である。本発明の実施形態に係る切削工具の組み立て方法の工程を示すフローチャートである。本発明の実施形態に係る切削工具の組み立て方法における仮挿入工程後の状態を示す図である。本発明の実施形態に係る切削工具の組み立て方法におけるスペーサ取り付け工程後の状態を示す図である。

本発明の実施形態に係る切削工具１００について、図面を参照して説明する。図１に示すように、本実施形態に係る切削工具１００は、工作機械のチャック（不図示）に取り付けた状態で使用される。具体的には、本実施形態の切削工具１００はエンドミルであり、より詳細には例えばロリポップミルである。チャックは、切削工具１００を軸線Ａ方向から支持した状態で軸線Ａ回りに回転する。

次に、切削工具１００の詳細な構成について説明する。本実施形態の切削工具１００は、ホルダ１０と、シャンク２０と、ヘッド４０と、スペーサ５０と、を備える。

ホルダ１０は、軸線Ａを中心とする柱状をなしている。ホルダ１０の軸線Ａ方向の他方側（第二側）の端部（基端部１Ａ）は、他の部分よりも大きな径寸法（軸線Ａを中心とする径方向の寸法）を有している。この基端部１Ａは、上述した工作機械のチャックに対して締め付け固定される。

シャンク２０は、ホルダ１０とヘッド４０とを接続している。本実施形態のシャンク２０は、シャンク本体２１と、挿入部２２と、を有している。

シャンク本体２１は、軸線Ａに沿って円柱状をなして延びている。シャンク本体２１は、軸線Ａ方向の他方側である基端部１Ａから一方側に向かうにしたがって次第に径寸法（軸線Ａ方向に対する径寸法）が縮小することで、先細り形状をなしている。

挿入部２２は、シャンク本体２１の軸線Ａ方向の一方側（第一側）の端部に形成されている。挿入部２２は、シャンク本体２１から軸線Ａ方向の一方側に向かって延びている。挿入部２２は、シャンク本体２１の軸線Ａ方向の一方側の端面である第一面２１Ａから軸線Ａ方向の一方側に向かって突出している。第一面２１Ａは、軸線Ａに対して直交する方向に広がっている平面である。挿入部２２は、軸線Ａを中心とする略棒状をなしている。挿入部２２の径寸法はシャンク本体２１の軸線Ａ方向の一方側の端部の径寸法よりも小さい。なお、挿入部２２は、シャンク本体２１と同一の材料によって一体に形成されている。

より具体的には、図２に示すように、挿入部２２は、第一面２１Ａから延びる第一接続部３１と、第一接続部３１の軸線Ａ方向の一方側に設けられたテーパ外周部３２と、テーパ外周部３２の軸線Ａ方向の一方側に設けられた第二接続部３３と、第二接続部３３の軸線Ａ方向の一方側に設けられた雄ねじ部３４と、を有している。

第一接続部３１は、軸線Ａ方向の全域にわたって同一の径寸法を有している。第一接続部３１は第一面２１Ａ上における軸線Ａ位置に設けられている。第一接続部３１は、軸線Ａ方向から見て軸線Ａを中心とする円形の断面を有している。第一接続部３１の外周側には、後述するスペーサ５０が取り付けられる。本実施形態では、第一接続部３１の外周面を第一外周面３１Ａと称する。

テーパ外周部３２は、第一接続部３１と一体かつ同軸に設けられている。言い換えると、テーパ外周部３２と第一接続部３１とは、軸線Ａを中心としている。テーパ部は３２、雄ねじ部３４よりも軸線Ａ方向の他方側の領域に形成されている。テーパ外周部３２は、軸線Ａ方向から見て軸線Ａを中心とする円形の断面を有している。テーパ外周部３２は、軸線Ａ方向の他方側から一方側に向かうにしたがって次第に縮径している。即ち、テーパ外周部３２は、軸線Ａ方向の他方側から一方側に向かうにしたがって次第にその径寸法が縮小している。本実施形態では、テーパ外周部３２の外周面をテーパ外周面３２Ａと称する。テーパ外周面３２Ａは、軸線Ａを中心とする円錐面状をなしている。テーパ外周面３２Ａは、軸線Ａ方向の他方側の端部の外形が第一外周面３１Ａと同径とされている。テーパ外周面３２Ａは、軸線Ａ方向の一方側の端面である第二面２２Ａの外形が第一外周面３１Ａよりも小さな径とされている。つまり、テーパ外周部３２が軸線Ａ方向の他方側から一方側に向かって縮径していることから、第二面２２Ａの面積は、上述した第一接続部３１の断面積よりも小さい。

第二接続部３３は、テーパ外周部３２と一体かつ同軸に設けられている。第二面２２Ａは、軸線Ａに対して直交する平面内に広がっている。第二接続部３３は、軸線Ａ方向から見て軸線Ａを中心とする円形の断面を有している。第二接続部３３は、第二面２２Ａから軸線Ａ方向の一方側に延びている。第二接続部３３の断面積は、第二面２２Ａの面積よりも小さい。本実施形態では、第二接続部３３の外周面を第二外周面３３Ａと称する。

雄ねじ部３４は、軸線Ａ方向の一方側の端部を含む挿入部２２の先端部分に形成されている。雄ねじ部３４は、第二接続部３３の軸線Ａ方向の一方側の端部から延びている。雄ねじ部３４は、第二接続部３３と一体かつ同軸に設けられている。雄ねじ部３４の外周面には、軸線Ａを中心として螺旋状をなす雄ねじＳｍが形成されている。この雄ねじＳｍは、後述するヘッド４０の内周面に形成された雌ねじＳｆにかみ合う。

図１に示すように、ヘッド４０は、上述したシャンク２０に取り付けられる部材であって、その先端部には刃（チップＣ）が取り付けられている。ヘッド４０は、シャンク２０とは異なる材料によって形成されている。ヘッド４０は、挿入部２２を外周側から覆うつば部４１と、つば部４１の軸線Ａ方向の一方側に一体に設けられたヘッド本体４２と、を有している。

つば部４１は、軸線Ａを中心とする略円筒状をなしている。つば部４１の外周面であるつば部外周面４１Ａは、軸線Ａ方向の他方側から一方側に向かうにしたがって次第に縮径している。つば部４１の内部には、上述の挿入部２２が挿入可能とされた挿入穴４３が形成されている。

図２に示すように、挿入穴４３は、つば部４１の軸線Ａ方向の他方側の端面から軸線Ａ方向の一方側に向かって窪んでいる。挿入穴４３は、挿入部２２よりも軸線Ａ方向の長さが短い。挿入穴４３の内面には、軸線Ａ方向の他方側から一方側に向かって順に、テーパ内周面４４Ａ、対向面４５、雌ねじＳｆが形成されている。

テーパ内周面４４Ａは、挿入穴４３の内周面の一部を形成している。テーパ内周面４４Ａは、内面における対向面４５及び雌ねじＳｆよりも軸線Ａ方向の他方側の領域に設けられている。テーパ内周面４４Ａは、軸線Ａ方向の他方側から一方側に向かうにしたがって次第に縮径している。具体的には、テーパ内周面４４Ａは、軸線Ａを中心とする円錐面状をなしている。ヘッド４０とシャンク２０とを組み立てる前の状態では、軸線Ａを含む断面視で、テーパ内周面４４Ａが軸線Ａに対してなす角度は、上述の挿入部２２のテーパ外周面３２Ａが軸線Ａに対してなす角度よりも大きい。詳しくは後述するが、ヘッド４０とシャンク２０とが組み立てられた状態では、テーパ内周面４４Ａとテーパ外周面３２Ａとは互いの少なくとも一部が面接触している。なお、テーパ内周面４４Ａの軸線Ａ方向の一方側の端部における径寸法は、テーパ外周面３２Ａの軸線Ａ方向の一方側の端部における径寸法と略同一とされている。テーパ内周面４４Ａが軸線Ａに対してなす角度は、テーパ外周面３２Ａが軸線Ａに対してなす角度よりも大きいことから、テーパ内周面４４Ａとテーパ外周面３２Ａとは、互いに塑性変形した状態で少なくとも一部が面接触している。特に、軸線Ａ方向の一方側に近づくほど、塑性変形の程度が大きくなる。

対向面４５は、挿入穴４３の内周面の一部を形成している。対向面４５は、内面におけるテーパ内周面４４Ａと雌ねじＳｆとの間の領域に設けられている。対向面４５は、上述の挿入部２２における第二接続部３３の第二外周面３３Ａと軸線Ａの径方向から対向している。

雌ねじＳｆは、挿入穴４３の内周面の一部を形成している。雌ねじＳｆは、対向面４５よりも軸線Ａ方向の一方側であって、軸線Ａ方向の一方側の端部を含む領域に設けられている。この雌ねじＳｆは、上述した挿入部２２に形成された雄ねじ部３４の雄ねじＳｍとかみ合う。

図１に示すように、ヘッド本体４２は、球欠状をなしており、その外周面の一部には、刃を有するチップＣが一対取り付けられている。ここで、球欠状とは、球の中心を通らない平面で球を切断している二つの部分のうちで体積の大きな方の部分の形状である。より具体的には、チップＣは、ヘッド本体４２の表面に離れて複数（補実施形態では二つ）取り付けられている。チップＣは、例えばボルト・ナットによって、ヘッド本体４２に対して着脱可能に取り付けられている。即ち、チップＣが磨耗・欠損した場合には、新たなチップＣに付け替えることが可能とされている。また、本実施形態では、各チップＣは、円弧状の刃を有しており、ワークに対して曲面状の切削面を形成することが可能である。

図４に示すように、ヘッド４０がシャンク２０に取り付けられた状態において、ヘッド４０の軸線Ａ方向の他方側の端面であるヘッド端面４６と、シャンク２０の第一面２１Ａとの間には、軸線Ａ方向に広がる隙間Ｇが形成されている。

スペーサ５０は、シャンク本体２１とヘッド４０との間に配置されている。具体的には、図２に示すように、本実施形態のスペーサ５０は、この隙間Ｇに収容されている。スペーサ５０は、軸線Ａを中心とするリング形状をなしている。詳しくは後述するが、軸線Ａ方向におけるスペーサ５０の寸法は、軸線Ａ方向における隙間Ｇの寸法よりもわずかに大きい。即ち、ヘッド４０がシャンク２０に取り付けられた状態において、スペーサ５０はヘッド端面４６と第一面２１Ａとの間で軸線Ａ方向の両側からわずかに押しつぶされて変形した状態となっている。このように、スペーサ５０によって、ヘッド端面４６と第一面２１Ａとの間の隙間Ｇが埋められている。

シャンク２０の第一面２１Ａは、スペーサ５０の軸線Ａ方向の他方側を向く面（スペーサ第一面５１）と面接触している。ヘッド４０のヘッド端面４６は、スペーサ５０の軸線Ａ方向の一方側を向く面（スペーサ第二面５２）と面接触している。スペーサ５０の内周面（スペーサ内周面５３）は、挿入部２２の第一接続部３１の外周面（第一外周面３１Ａ）に面接触している。

次に、図１から図５を参照して、本実施形態に係る切削工具１００の組み立て方法について説明する。図３に示すように、切削工具１００の組み立て方法は、仮挿入工程Ｓ１と、計測工程Ｓ２と、スペーサ加工工程Ｓ３と、スペーサ取り付け工程Ｓ４と、最終挿入工程Ｓ５と、を含む。

仮挿入工程Ｓ１では、図４に示すように、スペーサ５０を取り付けない状態で、ヘッド４０をシャンク２０に取り付ける。この時、まず挿入部２２に形成された雄ねじＳｍの先端部分が、挿入穴４３に形成された雌ねじＳｆにかみ合う。同時に、テーパ外周面３２Ａとテーパ内周面４４Ａとが当接する。

テーパ内周面４４Ａが軸線Ａに対してなす角度は、テーパ外周面３２Ａが軸線Ａに対してなす角度よりも大きいため、雄ねじＳｍを雌ねじＳｆにねじ込むにしたがって、次第に必要となるトルクが増大する。この時に必要とされるトルクを初期トルクとする。初期トルクとは、予め定められた所定のトルクであって、例えば、テーパ内周面４４Ａとテーパ外周面３２Ａとは互いに塑性変形せずに接触した状態となるまでのトルクである。初期トルクを付加した状態で、雄ねじＳｍと雌ねじＳｆとがかみ合うまでシャンク２０の挿入部２２を、ヘッド４０の挿入穴４３に挿入する。これにより、シャンク本体２１とヘッド４０との間に隙間Ｇが形成された状態となる。以上により、仮挿入工程Ｓ１が完了する。

次に、上記の仮挿入工程Ｓ１が完了した状態で、計測工程Ｓ２を実行する。計測工程Ｓ２では、ヘッド４０のヘッド端面４６と、シャンク２０の第一面２１Ａとの間の隙間Ｇの軸線Ａ方向における寸法を計測する。計測を行うに当たっては、ノギスやマイクロメータなどの公知の計測装置が好適に用いられる。計測が完了した後、ヘッド４０はシャンク２０から取り外される。以上により、計測工程Ｓ２が完了する。

続いて、上記の計測工程Ｓ２の後で、スペーサ加工工程Ｓ３を実行する。スペーサ加工工程Ｓ３では、上記の計測工程Ｓ２で得られたヘッド端面４６と第一面２１Ａとの間の隙間Ｇの軸線Ａ方向における寸法に基づいて、スペーサ５０を製作する。具体的には、予め大まかな寸法に切り出されていたスペーサ５０の素体に対して加工を施すことで、上記の計測工程Ｓ２で得られた隙間Ｇの軸線Ａ方向の寸法以上の厚みを有するスペーサ５０が製作される。ここで、スペーサ５０の厚みは、隙間Ｇの軸線Ａ方向の寸法と同じ厚みか、隙間Ｇの軸線Ａ方向の寸法よりもわずかに大きい厚みであることが好ましい。具体的には、スペーサ５０の厚みが隙間Ｇの寸法よりも大きい場合には、スペーサ５０は、隙間Ｇの軸線Ａ方向の寸法に対して１３０％以下の厚みであることが好ましく、１２０％以下の厚みであることがより好ましい。以上により、スペーサ加工工程Ｓ３が完了する。

次に、スペーサ取り付け工程Ｓ４を実行する。図５に示すように、ヘッド４０が取り外された状態のシャンク２０に対して、スペーサ５０を取り付ける。この時、スペーサ５０のスペーサ第一面５１とシャンク２０の第一面２１Ａとが当接するようにして、スペーサ５０が取り付けられる。また、この時、スペーサ内周面５３と第一接続部３１の外周面（第一外周面３１Ａ）とは互いに当接した状態となる。以上により、スペーサ取り付け工程Ｓ４が完了する。

続いて、最終挿入工程Ｓ５を実行する。最終挿入工程Ｓ５では、シャンク２０にスペーサ５０が取り付けられた状態において、ヘッド４０に初期トルクよりも大きな最終トルクを付加してシャンク２０に取り付ける。最終トルクは、初期トルクよりも数％程度大きなトルクであって、ヘッド端面４６と第一面２１Ａとによって挟まれた状態でスペーサ５０が回転しない程度の大きさのトルクである。最終トルクを付加することで、仮挿入工程Ｓ１の時よりも挿入穴４３の奥まで挿入部２２が挿入される。これにより、テーパ内周面４４Ａとテーパ外周面３２Ａとは、互いに塑性変形した状態で軸線Ａ方向の一方側の領域が面接触する。同時に、ヘッド端面４６とスペーサ第二面５２とが面接触する。以上により、図１及び図２に示すような状態となり、最終挿入工程Ｓ５が完了する。なお、最終挿入工程Ｓ５が完了した後で、スペーサ５０の外周面とつば部外周面４１Ａとの間に段差等が生じている場合には、これを除去する工程を実行してもよい。

上述のように、テーパ内周面４４Ａが軸線Ａに対してなす角度は、テーパ外周面３２Ａが軸線Ａに対してなす角度よりも大きいため、雄ねじＳｍを雌ねじＳｆにねじ込むにしたがって、次第に必要となるトルクが増大する。この時に、上述の初期トルクよりも大きな最終トルクを付加した状態で、雄ねじＳｍと雌ねじＳｆの全体が互いにかみ合うまでシャンク２０の挿入部２２を、ヘッド４０の挿入穴４３に挿入する。これにより、テーパ内周面４４Ａとテーパ外周面３２Ａとは互いの少なくとも一部が塑性変形した状態で当接する。同時に、隙間Ｇの軸線Ａ方向における寸法は、仮挿入工程Ｓ１後の計測工程Ｓ２時の寸法よりも小さくなる。その結果、スペーサ５０は、軸線Ａ方向の両側から押しつぶされて変形した状態となる。即ち、テーパ内周面４４Ａとテーパ外周面３２Ａ、ヘッド端面４６とスペーサ第二面５２、及び第一面２１Ａとスペーサ第一面５１の２つずつの面同士が、互いに高い面圧のもとで当接した状態（面接触した状態）となる。

続いて、本実施形態に係る切削工具１００の使用方法の一例について説明する。切削工具１００を使用するに当たっては、工作機械のチャックにホルダ１０を支持させた状態で、工作機械を駆動させる。これにより、チャックが軸線Ａ回りに回転し、切削工具１００も同じく軸線Ａ回りに回転する。この状態で、ワーク表面に切削工具１００の刃（チップＣ）を接触させ、所望の切削量の分だけ切削加工が行われる。この時、切削工具１００には、ワークとの接触による応力が生じるが、本実施形態に係る切削工具１００では、上述のように、テーパ内周面４４Ａとテーパ外周面３２Ａ、及びヘッド端面４６と第一面２１Ａの２つずつの面同士が、互いに高い面圧のもとで当接した状態（面接触した状態）となっていることから、高い剛性が確保され、安定した状態で切削加工を行うことができる。

以上、説明したように、本実施形態に係る構成によれば、ヘッド４０の挿入穴４３に形成された雌ねじＳｆと、シャンク２０の挿入部２２に形成された雄ねじＳｍとがかみ合う。さらに、挿入穴４３のテーパ外周面３２Ａと、挿入部２２のテーパ内周面４４Ａとが互いに面接触するとともに、ヘッド端面４６とスペーサ第二面５２、及び第一面２１Ａとスペーサ第一面５１が面接触する。即ち、２つずつの面同士が互いに面接触した状態となる。これにより、一対の面同士が接触している構成に比べてヘッド４０とシャンク２０とを強固に結合することができる。加えて、焼き嵌め等、熱変形を伴う取り付け構造を用いていないことから、加工中の入熱による工具の緩みやがたつき、精度低下を回避することができる。

さらに、上述の構成によれば、テーパ外周面３２Ａが軸線Ａに対してなす角度は、テーパ内周面４４Ａが軸線Ａに対してなす角度よりも大きいことから、シャンク２０とヘッド４０とを組み立てた状態においては、軸線Ａ方向の他方側から一方側に向かうにしたがって、テーパ外周面３２Ａとテーパ内周面４４Ａとの間で生じる面圧を高くすることができる。これにより、ヘッド４０とシャンク２０とをさらに強固に結合することができる。

加えて、上述の構成によれば、テーパ内周面４４Ａとテーパ外周面３２Ａとが、互いに塑性変形を伴って面接触することから、テーパ外周面３２Ａとテーパ内周面４４Ａとの間で生じる面圧をさらに高くすることができる。これにより、ヘッド４０とシャンク２０とをさらに強固に結合することができる。

また、上述の切削工具１００の組み立て方法によれば、仮挿入工程Ｓ１で初期トルクを付加して挿入部２２を挿入穴４３に挿入した後、計測工程Ｓ２によってシャンク２０とヘッド４０との間の隙間Ｇの寸法が計測される。この寸法に基づいて、スペーサ加工工程Ｓ３によってスペーサ５０が加工される。即ち、後続のスペーサ取り付け工程Ｓ４でシャンク２０に取り付けられるスペーサ５０は、この段階でシャンク２０とヘッド４０との間の隙間Ｇを十分に充填する寸法となっている。さらに、最終挿入工程Ｓ５では、初期トルクよりも大きな最終トルクを付加してヘッド４０をシャンク２０に取り付けることから、スペーサ５０は塑性変形して、最終的な隙間Ｇの寸法よりも小さくなる。これにより、スペーサ５０とヘッド４０との間で生じる面圧を十分に高くすることができる。

（実施形態の他の変形例）
以上、本発明の実施形態について図面を参照して詳述したが、各実施形態における各構成及びそれらの組み合わせ等は一例であり、本発明の趣旨から逸脱しない範囲内で、構成の付加、省略、置換、及びその他の変更が可能である。また、本発明は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。

例えば、上記実施形態では、ヘッド４０としてロリポップミルを採用した例について説明した。しかしながら、ヘッド４０の形状は上記に限定されず、ボールエンドミルやラジアスエンドミルをヘッド４０として用いることも可能である。

また、テーパ内周面４４Ａとテーパ外周面３２Ａとは、本実施形態のように互いに塑性変形することで面接触する構成に限定されるものではない。テーパ内周面４４Ａとテーパ外周面３２Ａとは、少なくとも一部が面接触していれば、塑性変形していなくてもよい。

１０…ホルダ
２０…シャンク
２１…シャンク本体
２２…挿入部
３１…第一接続部
３２…テーパ外周部
３３…第二接続部
３４…雄ねじ部
４０…ヘッド
４１…つば部
４２…ヘッド本体
４３…挿入穴
４５…対向面
４６…ヘッド端面
５０…スペーサ
５１…スペーサ第一面
５２…スペーサ第二面
５３…スペーサ内周面
１００…切削工具
１Ａ…基端部
２１Ａ…第一面
２２Ａ…第二面
３１Ａ…第一外周面
３２Ａ…テーパ外周面
３３Ａ…第二外周面
４１Ａ…つば部外周面
４４Ａ…テーパ内周面
Ａ…軸線
Ｃ…チップ
Ｇ…隙間
Ｓ１…仮挿入工程
Ｓ２…計測工程
Ｓ３…スペーサ加工工程
Ｓ４…スペーサ取り付け工程
Ｓ５…最終挿入工程
Ｓｆ…雌ねじ
Ｓｍ…雄ねじ

Claims

軸線に沿って延びるシャンク本体、及び前記シャンク本体から前記軸線方向の一方側に向かって突出する挿入部を有するシャンクと、
前記挿入部が挿入可能とされ、前記挿入部よりも前記軸線方向の長さが短い挿入穴が形成されたヘッドと、
前記シャンク本体と前記ヘッドとの間に配置されたスペーサと、備え、
前記挿入部は、
前記軸線方向の一方側の端部を含む先端部分で、外周面に雄ねじが形成された雄ねじ部と、
前記雄ねじ部よりも前記軸線方向の他方側の領域で、前記軸線方向の他方側から一方側に向かうにしたがって次第に縮径するテーパ外周面が形成されたテーパ外周部と、を有し、
前記挿入穴は、
内面における前記軸線方向の一方側の端部を含む領域であって、前記雄ねじとかみ合う雌ねじと、
前記内面における前記雌ねじよりも前記軸線方向の他方側の領域であって、前記軸線方向の他方側から一方側に向かうにしたがって次第に縮径し、前記テーパ外周面と面接触するテーパ内周面とを有し、
前記ヘッドは、前記軸線方向の他方側を向く端面であるヘッド端面が前記スペーサの前記軸線方向の一方側を向く面と面接触している切削工具。
前記テーパ内周面が前記軸線に対してなす角度は、前記テーパ外周面が前記軸線に対してなす角度よりも大きい請求項１に記載の切削工具。
前記テーパ内周面と前記テーパ外周面とは、互いに塑性変形することによって面接触する請求項１又は２に記載の切削工具。
請求項１から３のいずれか一項に記載の切削工具の組み立て方法であって、
前記挿入部を前記挿入穴に挿入し、所定の初期トルクを付加して前記雄ねじと前記雌ねじとをかみ合わせて前記シャンク本体と前記ヘッドとの間に隙間が形成された状態とする仮挿入工程と、
前記仮挿入工程で生じた前記シャンク本体と前記ヘッドとの間の隙間の寸法を計測した後、前記ヘッドを前記シャンクから取り外す計測工程と、
前記計測工程で計測された前記隙間の寸法以上の厚みを有する前記スペーサを加工するスペーサ加工工程と、
前記スペーサを前記シャンクに取り付けるスペーサ取り付け工程と、
前記初期トルクよりも大きな最終トルクを付加して前記ヘッドを前記シャンクに取り付けることで、前記テーパ内周面と前記テーパ外周面とを互いに面接触させるとともに、前記軸線方向の他方側を向く端面であるヘッド端面を前記スペーサの前記軸線方向の一方側を向く面と面接触させる最終挿入工程と、を含む切削工具の組み立て方法。