JPH10128612A - 刃部交換式エンドミル - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 刃部（ヘッド部）をシャンク部に対して着脱
可能にして、摩耗した刃部のみを交換することにより、
工具管理の手間や工具費を低減させる。 【解決手段】 シャンク部１の一端部にクランプ部材挿
入穴５が同心に形成され、かつ側部にクランプ部材挿入
穴５に通じるねじ孔１３が形成されている。刃部７に
は、一端側が先太りのテーパー面７ｂになっているクラ
ンプ部材貫通孔７ａが形成されている。クランプ部材６
の一端は、クランプ部材貫通孔７ａのテーパー面７ｂに
対応する先太りのテーパー状大径部６ａになっており、
かつ側部に、傾斜した壁面１１ａを有する切り欠き１１
が形成され、刃部７のクランプ部材貫通孔７ａを貫通し
てシャンク部１のクランプ部材挿入穴５に挿入される。
ねじ孔１３に螺合されたねじ８の先端８ａに丸み加工が
施され、先端８ａが切り欠き１１の壁面１１ａに当接し
て、クランプ部材６をシャンク部１側に引き込ませる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は切削工具の一種であ
るエンドミルに関する。

【０００２】

【従来の技術】従来より、一般的なエンドミルは、シャ
ンク部の先端に、例えば外周面及び端面に切れ刃を有す
る超硬合金製の刃部（ヘッド部）が形成された構成とさ
れ、刃部はシャンク部に対して交換不能であった。この
ため、エンドミルの使用の進行に伴い、刃部が規定量を
超えて摩耗すると、エンドミル全体を交換していた。ま
た、エンドミル加工に際して、種類（刃形、刃のねじれ
角度、刃の外径、刃のすくい角および逃げ角等）の異な
る刃部を有するエンドミルを複数本用意していた。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】上述した従来のエンド
ミルは、刃部が摩耗した場合、エンドミル全体を交換し
なければならないので、シャンク部の部分が無駄に消費
されることになり、このため、エンドミル加工に係わる
加工コストが嵩むという問題点がある。特に、エンドミ
ル全体が高価な超硬合金により形成されている場合に
は、上記問題点は深刻なものとなる。また、エンドミル
加工に際して、種類（刃形や刃のねじれ角度や刃の外径
等）の異なる刃部を有するエンドミルを複数本用意して
おく必要があり、刃部を種類の異なるものに交換しよう
とするときには、エンドミル全体を交換しなければなら
ない。結果的に、工具の数が多くなって工具管理に手間
がかかる上に、工具費も嵩むことになる。なお、刃部を
シャンク部に対して単なるねじ止めにより着脱可能にす
ることが考えられるが、この場合、刃部をシャンク部に
対して正確に芯合わせすることが困難であるので、到底
実用的とは言えない。

【０００４】本発明は、上記従来技術の有する問題点に
鑑みてなされたものであり、刃部（ヘッド部）をシャン
ク部に対して着脱可能にすることにより、摩耗した刃部
のみを交換して加工コストを低減させ、また、工具管理
の手間や工具費を低減させることのできる刃部交換式エ
ンドミルを提供することを目的としている。

【０００５】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
の本発明の刃部交換式エンドミルは、一端部にクランプ
部材挿入穴が同心に形成されたシャンク部と、一端部が
先太りのテーパー面になっているクランプ部材貫通孔が
同心に形成された刃部と、一端が前記クランプ部材貫通
孔のテーパー面に対応するような先太りのテーパー状大
径部になっており、前記刃部のクランプ部材貫通孔を貫
通して前記シャンク部のクランプ部材挿入穴に挿入され
るクランプ部材と、前記クランプ部材を前記シャンク部
側に引き込ませて、前記クランプ部材の前記テーパー状
大径部を前記刃部の前記先太りのテーパー面に押圧させ
るための引き込み機構と、を備えていることを特徴とす
るものである。

【０００６】また、前記引き込み機構は、前記シャンク
部の側部に前記クランプ部材挿入穴に通じるように形成
されたねじ孔と、前記クランプ部材の側部に形成され、
かつ傾斜した壁面を有する切り欠きと、先端に面取り加
工あるいは丸み加工を施され、前記シャンク部のねじ孔
に螺合されて前記面取り加工あるいは丸み加工された先
端が前記クランプ部材の切り欠きの傾斜した壁面を押圧
することにより、前記クランプ部材を前記シャンク部側
に引き込ませるクランプねじと、から構成されている。
さらに、前記シャンク部および前記刃部の互いの接合面
に、前記刃部の軸線回りに互いに係合する突起あるいは
凹部がそれぞれ形成されている。

【０００７】以下、本発明の作用について説明する。請
求項１および請求項２に記載の発明では、クランプねじ
によってクランプ部材はシャンク部のクランプ部材挿入
穴の奥側へ引き込まれるために、クランプ部材のテーパ
ー状大径部と係合する先太りのテーパー面を有する刃部
は、シャンク部に対して芯合わせされて固定され、その
抜けを防止される。すなわち、刃部のシャンク部に対す
る芯出しを高精度かつ容易に行える。また、刃部が規定
量を超えて摩耗した場合には、エンドミル全体を交換す
るのではなく、クランプねじを緩め、摩耗した刃部をシ
ャンク部から取外し、新たな刃部をシャンク部に装着し
て、刃部のみを交換する。そして、本発明では、一本の
シャンク部と複数の刃部を用意しておくことにより、工
具管理に手間がかからない。

【０００８】請求項３に記載の発明のように、突起と凹
部とが刃部の軸線回りに係合して、回り止め機構を構成
しているので、刃部がシャンク部に対して空転しない。

【０００９】

【発明の実施の形態】次に、本発明の一実施形態につい
て図面を参照して説明する。図１は本発明の刃部交換式
エンドミルの一実施形態の一部を断面にした正面図、図
２は図１の刃部近傍の平面図（上面図）、図３（ａ）お
よび（ｂ）はそれぞれ図１の左側面図および右側面図、
図４は図１のＡ−Ａ線矢視図である。

【００１０】図１乃至図３に示すように、符号１はシャ
ンク部（ホルダ）を示し、このシャンク部１は主に、フ
ライス盤（不図示）のスピンドルに装着される、超硬合
金で形成された大径部１ａと、後述する刃部（ヘッド
部）７を装着される、鋼で形成された小径部１ｂとから
構成されている。大径部１ａと小径部１ｂとは同心状態
でろう付けされており、境界線は一点鎖線２で示され
る。なお、大径部１ａの小径部１ｂへの接続部は小径に
なっている。シャンク部１は大径部１ａおよび小径部１
ｂからなる段形状のものに限らず、シャンク部１をその
全長において同径のストレート形状にしてもよい。大径
部１ａの外周面には、前記スピンドルと嵌合するような
平面状の２つの切り欠き３ａ，３ｂが形成され、さら
に、一端面にはセンタ孔４が形成されている。なお、シ
ャンク部１は切り欠き３ａ，３ｂのない単なるストレー
トシャンク部でもよい。

【００１１】前記シャンク部１の小径部１ｂの先端部に
は、これと同心に円柱状のクランプ部材挿入穴５が形成
され、さらに、シャンク部１の側部には、クランプ部材
挿入穴５に通じるねじ孔１３が形成されている。また、
シャンク部１の小径部１ｂの先端面には、図４に示すよ
うに、上下部がフラットな辺９ａ，９ｂになっている後
述するほぼ円盤状の回り止め突起９がリング状に一体的
に形成されている。

【００１２】符号７は刃部（ヘッド部）を示し、この刃
部７は本例では多枚刃１４式の切れ刃部である。刃部７
には、これと同心にクランプ部材貫通孔（円孔）７ａが
形成され、このクランプ部材貫通孔７ａの先端部は先太
りのテーパー面（円筒面）７ｂになっている。また、刃
部７のシャンク部１への接合面７ｃには、前記回り止め
突起９と嵌合するような回り止め凹部１０が形成され、
これにより、刃部７はシャンク部１に対しては回転しな
い。すなわち、本例では刃部７の回り止め機構を備えて
いる。回り止め突起９の形状は上記のものに限らず、一
辺がフラットな辺になっている、例えば平面視長円形、
凸形および十字形等の形状でもよい。回り止め機構の他
の例としては、例えば図５に示すように、シャンク部１
の小径部１ｂの端面にピン１５を突設し、一方、刃部
（不図示）側にこのピン１５に嵌合するような孔を形成
してもよい。もちろん、ピンの個数は単数に限らない。
なお、本例では、刃部７の外直径（エンドミル径）は２
０ｍｍ程度になっており、また、本例では、刃部７は超
硬合金で形成されているが、これに限られず、ＣＢＮ焼
結体や耐摩耗合金やセラミックス等でもよい。

【００１３】ほぼ円柱状のクランプ部材（ピン）６は、
刃部７のクランプ部材貫通孔７ａを貫通してシャンク部
１のクランプ部材挿入穴５に挿入されている。クランプ
部材６の一端には、刃部７の先太りのテーパー面７ｂに
対応する先太りのテーパー状大径部６ａを備えている。
また、クランプ部材６の側部で、前記シャンク部１のね
じ孔１３に対応する部位には、切り欠き１１が形成さ
れ、さらにこの切り欠き１１と反対側（１８０度異なる
部位）にもこれと同様な切り欠き１２が形成されている
が、切り欠きの数は１つで充分である。切り欠き１１の
詳細構造の一例としては、図１および図６に示すよう
に、平面視矩形の凹部１１ｃの両側（クランプ部材６の
軸方向）に、平面視ほぼ弓形の傾斜した壁面（テーパー
面）１１ａ，１１ｂが形成されたものであるが、一方の
壁面１１ｂはテーパー状にする必要はない。

【００１４】シャンク部１の小径部１ｂのねじ孔１３に
はクランプねじ８が螺合され、このクランプねじ８の先
端８ａ（図１では下端）には丸み加工が施され、かつ上
部には、レンチ（不図示）の先端を嵌めることができる
六角穴８ｂが形成されている。なお、丸み加工に限ら
ず、面取り加工を施して傾斜平面を形成してもよい。こ
のクランプねじ８の球面の先端が、クランプ部材６の切
り欠き１１の一方のテーパー状の壁面１１ａを押圧して
いることで、クランプ部材６をシャンク部１側に引き込
ませ、クランプ部材６のテーパー状大径部６ａを刃部７
の先太りのテーパー面７ｂに押圧させている。これによ
り、クランプ部材６の芯がシャンク部１の小径部１ｂの
芯に合っているので、自動的に刃部７もシャンク部１に
芯合わせされることになる。上記説明から明らかなよう
に、シャンク部１の側部に形成されたねじ孔１３と、ク
ランプ部材６の側部に形成された切り欠き１１と、クラ
ンプねじ８とにより引き込み機構が構成されている。

【００１５】刃部７を交換する際には、図示しないレン
チにより六角穴８ｂ付きのクランプねじ８を緩めて、ク
ランプねじ８の先端８ａ（図１では下端）をクランプ部
材６の切り欠き１１から引き出し、そして、刃部７をそ
の軸方向（図１では左方向）に移動させて、これに係合
するクランプ部材６ごとシャンク部１の小径部１ｂから
外す。そして、新たな刃部（不図示）のクランプ部材貫
通孔にクランプ部材６を貫通させ、このクランプ部材６
をシャンク部１のクランプ部材挿入孔５に挿入し、ここ
で、前記クランプねじ８を締める。本発明では、一本の
シャンク部１と複数の刃部７を用意しておくことによ
り、工具管理に手間がかからない上に、工具費を低減で
きる。

【００１６】上記のとおり、本実施形態例では、刃部７
は、シャンク部１の小径部１ｂに強固に固定されて抜け
を防止されるとともに、回り止め機構（突起９や凹部１
０）によりシャンク部１と一体的に回転するように着脱
自在に取付けられている。また、引き込み機構により、
クランプ部材６のテーパー状大径部６ａを刃部７のテー
パー面７ｂに押圧することで、刃部７をシャンク部１に
対して容易かつ確実に芯出しを行える。そして、本実施
形態例では、引き込み機構は簡単な構成であるので、刃
部７の装着や取外しを迅速に行え、また、シャンク部１
の小径部１ｂの外周面よりクランプねじ８や他の部材が
突き出ない構成になっているので、切り粉がエンドミル
に付着しにくい。さらに加えて、刃長の短い刃部をも確
実にシャンク部に装着することができ、すなわち、超硬
部分の少ない刃部にも対処できる。

【００１７】なお、シャンク部１の大径部１ａおよび小
径部１ｂをろう付けした後に、シャンク部１の他端面お
よびクランプ部材６の端面に、センタ穴４（クランプ部
材のセンタ穴は不図示）をそれぞれ形成しておくことに
より、例えば刃部７の交換時に、新たな刃部７をシャン
ク部１に装着した後に、エンドミルをその両端のセンタ
穴４を介して研磨装置（不図示）のワークチャック部に
装着して、シャンク部１および刃部７をその軸線回りに
回転させつつ刃部７の外周部を研磨して、確実な芯出し
を行える。

【００１８】上記実施形態例においては、刃部（ヘッド
部）はソリッドタイプのものであるが、これに限られ
ず、スローアウエイタイプの切れ刃を有する刃部（ヘッ
ド部）を備えたエンドミルにも本発明を適用できる。ま
た、シャンク部を超硬合金製の大径部と鋼製の小径部と
で構成するものに限らず、シャンク部の全てを超硬合金
あるいは鋼で構成してもよい。そして、クランプねじの
数も単数に限らず、複数用いてもよい。

【００１９】

【発明の効果】本発明は、以上説明したとおりに構成さ
れているので、以下に記載するような効果を奏する。請
求項１に記載の発明は、刃部をシャンク部に着脱自在で
強固に取付けることができるとともに、抜けをも防止で
きる。また、引き込み機構により、クランプ部材のテー
パー状大径部を刃部のテーパー面に押圧することで、刃
部をシャンク部に対して容易かつ確実に芯出しを行え
る。さらに、刃部が摩耗したりして、あるいは種類の異
なる新たな刃部に交換する場合には、シャンク部から刃
部を取外し、新たな刃部を装着する。そして、本発明で
は、一本のシャンク部と複数の刃部を用意し、刃部をシ
ャンク部に対して着脱可能にすることにより、摩耗した
刃部のみを交換してエンドミル加工コストを低減させ、
また、工具管理の手間や工具費を低減させることができ
る。

【００２０】請求項２に記載の発明は、上記効果の他、
引き込み機構は簡単な構成であるので、刃部の装着や取
外しを迅速に行え、また、シャンク部の外周面よりクラ
ンプねじや他の部材が突き出ない構成になっているの
で、切り粉がエンドミルに付着しにくい。請求項３に記
載の発明は、上記効果の他、回り止め機構（突起や凹
部）により、刃部はシャンク部と確実に一体的に回転す
るように着脱自在に取付けられる。

【図面の簡単な説明】

【図１】 本発明の刃部交換式エンドミルの一実施形態
の一部を断面にした正面図である。

【図２】 図１の刃部近傍の平面図（上面図）である。

【図３】 （ａ）および（ｂ）はそれぞれ図１の左側面
図および右側面図である。

【図４】 図１のＡ−Ａ線断面図である。

【図５】 図４の変形例を示す図である。

【図６】 クランプ部材の切り欠きの平面図である。

【符号の説明】

１ シャンク部 １ａ 大径部 １ｂ 小径部 ２ 境界線 ３ａ，３ｂ 切り欠き ４ センタ穴 ５ クランプ部材挿入穴 ６ クランプ部材 ６ａ テーパー状大径部 ７ 刃部（ヘッド部） ７ａ クランプ部材貫通孔 ７ｂ 先太りのテーパー面 ７ｃ 接合面（着座面） ８ クランプねじ ８ａ 先端 ８ｂ 六角穴 ９ 回り止め突起 １０ 回り止め凹部 １１，１２ 切り欠き １１ａ，１１ｂ 傾斜壁面 １１ｃ 凹部 １３ ねじ孔 １４ 切れ刃 １５ ピン

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 野中 博樹 愛知県豊田市トヨタ町１番地 トヨタ自動 車株式会社内

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 一端部にクランプ部材挿入穴が同心に形
   成されたシャンク部と、 一端部が先太りのテーパー面になっているクランプ部材
   貫通孔が同心に形成された刃部と、 一端が前記クランプ部材貫通孔のテーパー面に対応する
   ような先太りのテーパー状大径部になっており、前記刃
   部のクランプ部材貫通孔を貫通して前記シャンク部のク
   ランプ部材挿入穴に挿入されるクランプ部材と、 前記クランプ部材を前記シャンク部側に引き込ませて、
   前記クランプ部材の前記テーパー状大径部を前記刃部の
   前記先太りのテーパー面に押圧させるための引き込み機
   構と、を備えていることを特徴とする刃部交換式エンド
   ミル。
2. 【請求項２】 前記引き込み機構は、前記シャンク部の
   側部に前記クランプ部材挿入穴に通じるように形成され
   たねじ孔と、 前記クランプ部材の側部に形成され、かつ傾斜した壁面
   を有する切り欠きと、 先端に面取り加工あるいは丸み加工を施され、前記シャ
   ンク部のねじ孔に螺合されて前記面取り加工あるいは丸
   み加工された先端が前記クランプ部材の切り欠きの傾斜
   した壁面を押圧することにより、前記クランプ部材を前
   記シャンク部側に引き込ませるクランプねじと、から構
   成されている請求項１に記載の刃部交換式エンドミル。
3. 【請求項３】 前記シャンク部および前記刃部の互いの
   接合面に、前記刃部の軸線回りに互いに係合する突起あ
   るいは凹部がそれぞれ形成されている請求項１または請
   求項２に記載の刃部交換式エンドミル。