JPWO2013039090A1 - 切削インサートおよび切削工具 - Google Patents

Abstract

本発明の一態様に係る切削インサートは、互いに対して反対側にある第１および第２端面を貫通するように延びる貫通孔を備える。第１端面と周側面との交差稜線部に、その貫通孔の中心軸線に対して回転対称に複数の切れ刃が配置されている。第２端面に、その中心軸線に対して回転対称に複数の分割面部が配置されている。各分割面部は１つの切れ刃と関係付けられ、かつ、該中心軸線に直交するように定められる平面に対して所定の傾きを有するように形成されている。切削インサートがインサート取付座にネジで取り付けられたとき、使用可能にされる切れ刃に関係付けられた分割面部がインサート取付座の被当接面部に当接し、インサート取付座のネジ穴の穴軸線と貫通孔の中心軸線とが平行になる。

Description

本発明は刃先交換式の切削工具に関し、特に着座安定性の高い切削インサートおよび工具本体の技術に関する。

刃先交換式切削工具には、切削インサートの貫通孔を通して工具本体のインサート取付座のネジ穴にネジを入れて締めることで、切削インサートをインサート取付座に着脱自在に取り付ける形式のものがある。このような切削工具は、例えば加工品質を高めるために、インサート取付座に切削インサートをしっかりと固定（クランプ）するための種々の機構を採用することができる。

例えば特許文献１または特許文献２に示されるように、切削インサートをインサート取付座に固定するためにネジを切削インサートの貫通孔を通してインサート取付座の底壁面に対して斜めに進入させることは、切削インサートのクランプ力の向上に寄与し得る。あるいは、従来、切削インサートの貫通孔の中心軸線と、インサート取付座のネジ孔の中心軸線とをずらす、いわゆるオフセット加工（芯寄せ）を適用し、これにより切削インサートのインサート取付座へのクランプ力を高めるようにしている。

ＵＳ２００８／０１９９２６４号公報 特開平７−１６４２１３号公報

しかし、ネジをインサート取付座の底壁面に対して斜めに進入させることでは、ネジが切削インサートの貫通孔を定める一部の壁面にだけ接触するいわゆる片当たり状態で、切削インサートがインサート取付座に固定される。したがって、この機構では、インサート取付座の底壁面に対して切削インサートを一様に押し付けることができず、インサート取付座への切削インサートの着座安定性に関して改善の余地がある。

他方、オフセット加工の適用では、ネジが切削インサートの貫通孔を定める一部の壁面を強く押し、特にこれによりネジには切削インサートから大きな曲げモーメントが作用し得る。これは、ネジの寿命に影響し、切削インサートの総合的な固定性能を低める虞がある。

本発明は、切削インサートを工具本体のインサート取付座にしっかりと安定して固定することを可能にする、切削インサートおよび刃先交換式切削工具を提供することを目的とする。

本発明は、次の３つの技術思想に基づく、切削インサートおよび刃先交換式切削工具を提供することができる。第１の技術思想は、切削インサートの切れ刃が貫通孔の中心軸線に対して回転対称な形状となっているというものである。第２の技術思想は、切削インサートの着座面としての機能を有する端面が複数の面を有するというものである。第３の技術思想は、これら複数の面はそれぞれ貫通孔の中心軸線が直交するように定められる面に対して傾斜する、というものである。

本発明の一態様に係る切削インサートは、第１端面および該第１端面に対して実質的に反対側にある第２端面を貫通するように延び、中心軸線が定められる貫通孔と、第１端面と第１端面および第２端面の間に延在する周側面との交差稜線部に、中心軸線に対して回転対称に配置された、複数の切れ刃と、第２端面にその中心軸線に対して回転対称に配置された複数の分割面部であって、各分割面部は該複数の切れ刃のうちの１つの切れ刃と関係付けられ、かつ、該中心軸線が直交するように定められる平面に対して所定の傾きを有するように形成されている、複数の分割面部とを備える。

好ましくは、各分割面部は、該分割面部を横断すると共に中心軸線を含むように定められる平面上において、中心軸線から離れるに従い、第１端面側へ傾斜するように、形成される。さらに好ましくは、複数の分割面部は、中心軸線上の概ね一点で互いに対して交わるように定められる複数の平面のそれぞれに沿って延在するように形成される。

また、本発明のさらなる態様に係る刃先交換式切削工具は、少なくとも１つのインサート取付座を有する工具本体を備え、該インサート取付座に上記したような切削インサートが着脱自在に装着される。この刃先交換式切削工具のインサート取付座は、切削インサートが複数の切れ刃のうちの１つの切れ刃を使用可能にするように該インサート取付座に取り付けられたとき、使用可能にされる該切れ刃に関係付けられた分割面部が当接する被当接面部と、切削インサートが複数の切れ刃のうちの１つの切れ刃を使用可能にするように該インサート取付座に取り付けられたとき、切削インサートの貫通孔の中心軸線と平行になるように延びる穴軸線が定められる、ネジ穴とを備える。

本発明の実施形態の上述のおよび／またはその他の態様および利点は、添付図面と併せた、以下の詳細な説明から、より容易に理解されるであろう。

図１は、本発明の第１実施形態に係る切削インサートの平面図である。 図２は、図１の切削インサートの右側面図である。 図３は、図１の切削インサートの背面図である。 図４は、図１の切削インサートの正面図である。 図５は、図１の切削ンサーとの下面図である。 図６は、図１の切削インサートを斜め上方から見た斜視図である。 図７は、図１の切削インサートを斜め下方から見た斜視図である。 図８は、本発明の第１実施形態に係る刃先交換式切削工具の正面図である。 図９は、図８の切削工具を先端側から見た図である。 図１０は、図８の切削工具の斜視図である。 図１１は、図８の切削工具における部分拡大図である。 図１２は、図８の切削工具における部分拡大図である。 図１３は、図８の切削工具のインサート取付座における、組立て図である。 図１４は、図８の切削工具における、切削インサートが取り付けられていないインサート取付座の拡大斜視図である。 図１５は、図８の切削工具における、切削インサートが取り付けられていない図１４のインサート取付座の別の方向からの拡大斜視図である。 図１６は、図８の切削工具において、１つの切削インサートが配置された１つのインサート取付座およびその周囲の部分拡大断面図である。 図１７は、本発明の第２実施形態に係る切削インサートの平面図である。 図１８は、図１７の切削インサートの右側面図である。 図１９は、図１７の切削インサートの背面図である。 図２０は、図１７の切削インサートの下面図である。 図２１は、図１７の切削インサートの斜視図である。 図２２は、本発明の第２実施形態に係る刃先交換式切削工具における、図１７の切削インサートが取り付けられているインサート取付座およびその周囲の部分拡大図である。 図２３は、本発明の第３実施形態に係る切削インサートの平面図である。 図２４は、図２３の切削インサートの右側面図である。 図２５は、図２３の切削インサートの背面図である。 図２６は、図２３の切削インサートの下面図である。 図２７は、図２３の切削インサートの斜視図である。 図２８は、本発明の第４実施形態に係る切削インサートの平面図である。 図２９は、図２８の切削インサートの右側面図である。 図３０は、図２８の切削インサートの背面図である。 図３１は、図２８の切削インサートの下面図である。 図３２は、図２８の切削インサートの斜視図である。

以下、本発明の実施形態について図面を適宜参照しながら説明する。ただし、以下の説明および図では、複数の実施形態を通じて、同じまたは同様の構成要素に同じ符号を用い、それらの重複説明を省略する。

先ず、本発明の第１実施形態に係る切削インサートおよび刃先交換式切削工具について、特にそれらの形状について説明する。第１実施形態の切削インサート１は図１〜図７に示されている。

本第１実施形態の切削インサート１は、図１に示すように、平面視で略円形となっている。切削インサート１は、実質的に対向するつまり互いに対して実質的に反対側にある２つの端面２、３と、それらの間に延在する周側面４とを備えている。これら２つの端面を貫通するように延びる貫通孔５が形成されていて、貫通孔５には中心軸線Ａが定められる。なお、切削インサート１は、中心軸線Ａに関して１２０°回転対称な形状を有する。

ここでは、説明を容易にするため、２つの端面のうちの一方の端面（本発明の第１端面に相当）２を以下「上面」と称し、２つの端面のうちの他方の端面（本発明の第２端面に相当）３を以下「下面」と称する。加えて、軸線Ａ方向において下面３から上面２に向かう方向を「上方向」、軸線Ａ方向において上面２から下面３に向かう方向を「下方向」と称する。しかし、「上」および「下」という用語は、本発明を限定するものではなく、これら用語に基づいて本発明が限定的に解釈されることを意図しない。

切削インサート１の上面２は、同一形状の３つの分割された部分２ａ、２ｂ、２ｃを有する。以下、３つの部分２ａ、２ｂ、２ｃは、それぞれ上面２の分割面部であるので、「分割上面部」と称される。そして、それらを容易に区別するべく、ここでは、それらは第１から第３分割上面部と称され得る。図１に示すように、３つの分割上面部２ａ、２ｂ、２ｃは、介在部２ｄを介してつながり、互いに対して離れて形成されている。しかし、それら３つの分割上面部は連続してもよい。

第１から第３分割上面部２ａ、２ｂ、２ｃは貫通孔５の周りに配置され、貫通孔５の中心軸線Ａに対して１２０°回転対称に配置されていて、切削インサート１の上面２は中心軸線Ａに対して１２０°回転対称な形状になっている。なお、本実施形態では、分割上面部は、それぞれ、中心軸線Ａの周りに、扇型に広がった形状を有する。

本実施形態の切削インサートにおいて、分割上面部２ａ、２ｂ、２ｃは、それぞれ、各々に対応するように定められる単一平面に沿って延在するように形成され、ここでは、特に実質的に平坦な面として構成されている。このような第１から第３分割上面部２ａ、２ｂ、２ｃの各々の縁部、つまり各分割上面部と周側面４との交差稜線部には、それに沿って、切れ刃が形成されている。以下、第１分割上面部２ａの縁部に形成された第１切れ刃に符号「６ａ」を用い、第２分割上面部２ｂの縁部に形成された第２切れ刃に符号「６ｂ」を用い、第３分割上面部２ｃの縁部に形成された第３切れ刃に符号「６ｃ」を用い得る。

ここで、中心軸線Ａに直交する平面Ｆを定めると、第１分割上面部２ａは、この平面Ｆに平行でなく、該平面Ｆと所定の角度を成すように、傾いている。この第１分割上面部２ａと平面Ｆとの関係は、他の第２および第３分割上面部２ｂ、２ｃと平面Ｆとの間でも同様に成立し、後で詳述される。

そして、第１分割上面部２ａは、この第１分割上面部２ａを横断すると共に中心軸線Ａを含むように定められる平面上において、軸線Ａから離れるに従い、上面２側へ傾斜するように、平面Ｆに対して傾いて形成されている。よって、第１分割上面部２ａの中心軸線Ａ側の部分は、第１分割上面部２ａの周側面４側の部分よりも、中心軸線Ａの方向において、下方向に位置する。これは、第２分割上面部２ｂおよび第３分割上面部２ｃでも同じである。そして、これら第１から第３分割上面部２ａ、２ｂ、２ｃは、それらを延長するように定められる３つの平面が中心軸線Ａ上の概ね一点で交わるように互いに対して関係付けられている。つまり、これらの分割上面部は、中心軸線Ａ上の概ね一点で互いに対して交わるように定められる３つの平面のそれぞれに沿って延在するように形成されている。したがって、上面２は凹部を定めるように延在する。

ここで、まず、３つの分割上面部のうちの１つの第１分割上面部２ａの傾きに関して、さらに説明する。第１分割上面部２ａの平面Ｆに対する傾き角度θａは、その第１分割上面部２ａを横断すると共に中心軸線Ａを含むように定められる平面において定められることができる。ここでは特に、傾き角度θａは、その角度が最も大きくなる、第１分割上面部２ａを２等分するように定められる平面（以下、「２等分平面」という）において定められる。つまり、第１分割上面部２ａの平面Ｆに対する傾き角度θａは、図１の線αに沿った切削インサート１の第１分割上面部２ａの断面での角度に相当し、図２に表され得る。図２から明らかなように、角度θａは鋭角であり、０°よりも大きく９０°未満である。このように、第１分割上面部２ａを延長するように定められる面（以下、上延長面という）は、貫通孔５の中心軸線Ａに直交するように定められる平面Ｆに対して９０°未満の角度で交差する。

第２および第３分割上面部２ｂ、２ｃのそれぞれにおいても、それぞれの２等分平面において、つまり、中心軸線Ａを含むようにかつ当該分割上面部を２等分するように定められる２等分平面において、平面Ｆに対する傾き角度θｂ、θｃが定められることができる。平面Ｆに対する第２分割上面部２ｂの傾き角度θｂ、および、平面Ｆに対する第３分割上面部２ｃの傾き角度θｃは、それぞれ上記傾き角度θａと同じである（θａ＝θｂ＝θｃ）。したがって、第２および第３分割上面部２ｂ、２ｃをそれぞれ延長するように定められる上延長面も、平面Ｆに対して９０°未満の角度で交差する。

切削インサート１の下面３も、上面２と同様に、同一形状の３つの分割された部分３ａ、３ｂ、３ｃを有する。以下、３つの部分３ａ、３ｂ、３ｃは、それぞれ下面３の分割面部であるので、「分割下面部」と称される。そして、それらを容易に区別するべく、ここでは、それらは第１から第３分割下面部と称され得る。図５、７に示すように、３つの分割下面部３ａ、３ｂ、３ｃは、介在部３ｄを介してつながり、互いに対して離れて形成されている。しかし、それら３つの分割下面部は連続してもよい。

第１分割下面部３ａは、第１分割上面部２ａおよび第１切れ刃６ａと対応関係にあり、軸線Ａの方向に平行に分割上面部２ａをスライドさせた場合、スライドした第１分割上面部２ａに重なるように延在している。要するに、第１分割下面部３ａは、第１分割上面部２ａの下方向、特に真下に位置し、換言すると、第１分割上面部２ａは、第１分割下面部３ａの上方向、特に真上に位置する。同様に、第２分割下面部３ｂは第２分割上面部２ｂおよび第２切れ刃６ｂと対応関係にあり、第２分割上面部２ｂの下方向、特に真下に位置し、第３分割下面部３ｃは第３分割上面部２ｃおよび第３切れ刃６ｃと対応関係にあり、第３分割上面部２ｃの下方向、特に真下に位置する。

第１から第３分割下面部３ａ、３ｂ、３ｃは、それぞれ、各々に対応するように定められる単一平面に沿って延在するように形成され、ここでは特に平坦な面として構成されている。そして、これら分割下面部３ａ、３ｂ、３ｃは、それぞれ、関係付けられた対応する分割上面部２ａ、２ｂ、２ｃと平行に形成されている。したがって、第１分割下面部３ａは平面Ｆに対して傾き、対応する２等分平面において、平面Ｆに対して上記傾き角度θａを成す。同様に、第２分割下面部３ｂは平面Ｆに対して傾き、対応する２等分平面において、平面Ｆに対して上記傾き角度θｂを成し、第３分割下面部３ｃは平面Ｆに対して傾き、対応する２等分平面において、平面Ｆに対して上記傾き角度θｃを成す。したがって、分割下面部３ａ、３ｂ、３ｃをそれぞれ延長するように定められる面（以下、「下延長面」という）は、平面Ｆに対して９０°未満の角度で交差する。なお、このように、本実施形態では、分割下面部の平面Ｆに対する傾き角度も、当該分割下面部を横断すると共に中心軸線Ａを含むように定められる平面のうちの、対応する分割上面部の２等分平面において定められる。これは、分割下面部の平面Ｆに対する角度が、その２等分平面において最も大きくなるからである。

なお、上記記載から明らかなように、第１分割下面部３ａは、この第１分割下面部３ａを横断すると共に中心軸線Ａを含むように定められる平面上において、軸線Ａから離れるに従い、上面２側へ傾斜するように、形成されている。これは、第２分割下面部３ｂおよび第３分割下面部３ｃでも同じである。そして、これら第１から第３分割下面部３ａ、３ｂ、３ｃは、中心軸線Ａ上の一点で互いに対して交わるように定められる複数の平面のそれぞれに沿って延在するように形成されている。したがって、これら３つの分割下面部３ａ、３ｂ、３ｃのそれぞれを延ばすことにより、切削インサート１の下方向に向けて尖った先端部を有する三角錐が形成され、この三角錐の頂点は軸線Ａ上に位置する。

各分割下面部には、該分割下面部から突出するように、１つの突起部が設けられている。第１分割下面部３ａには第１突起部７ａが設けられ、第２分割下面部３ｂには第２突起部７ｂが設けられ、第３分割下面部３ｃには第３突起部７ｃが設けられている。３つの突起部は、同一形状を有し、貫通孔５に隣接してその周りに配設され、３つの分割下面部と同様に、軸線Ａに対して１２０°回転対称に配置されている。各突起部は、それが設けられた分割下面部につながる側面部から延在すると共に軸線Ａの下方向に実質的に面するように延在する２つの突起端面部を有している。

第１分割下面部３ａに設けられた突起部７ａは、異なる傾斜を有する２つの突起端面部７ａｂ、７ａｃを有している。２つの突起端面部７ａｂ、７ａｃはそれぞれ平坦な面として構成されている。第１分割下面部３ａの突起部７ａの一方の突起端面部７ａｂは、この第１分割下面部３ａとは異なる第２分割下面部３ｂを延長するように定められる下延長面上に延在するように形成されていて、他方の突起端面部７ａｃよりも第２分割下面部３ｂ側に位置づけられている。第１分割下面部３ａの突起部７ａの他方の突起端面部７ａｃは、この第１分割下面部３ａとは異なる第３分割下面部３ｃを延長するように定められる下延長面上に延在するように形成されていて、上記一方の突起端面部７ａｂよりも第３分割下面部３ｃ側に位置づけられている。

第２分割下面部３ｂの第２突起部７ｂも、第３分割下面部３ｃの第３突起部７ｃも、第１分割下面部３ａの第１突起部７ａと同様の特徴を有している。第２分割下面部３ｂの第２突起部７ｂは、それぞれ平坦な２つの突起端面部７ｂａ、７ｂｃを備え、一方の突起端面部７ｂａは第１分割下面部３ａを延長するように定められる下延長面上に延在するように形成されていて、他方の突起端面部７ｂｃは第３分割下面部３ｃを延長するように定められる下延長面上に延在するように形成されている。第３分割下面部３ｃの第３突起部７ｃは、それぞれ平坦な２つの突起端面部７ｃａ、７ｃｂを備え、一方の突起端面部７ｃａは第１分割下面部３ａを延長するように定められる下延長面上に延在するように形成されていて、他方の突起端面部７ｃｂは第２分割下面部３ｂを延長するように定められる下延長面上に延在するように形成されている。

図２に、分割下面部３ａを延長するように定められる下延長面Ｐが表されている。面Ｐ上に、突起部７ｃの突起端面部７ｃａが延在する。

なお、第１突起部７ａは、第１分割上面部２ａおよび第１分割下面部３ａのそれぞれを実質的に２等分するように軸線Ａを含んで定められる上記２等分平面により２等分される。そして、この２等分平面に対して対称に、２つの突起端面部７ａｂ、７ａｃが配置されている。これは、第２突起部７ｂおよび第３突起部７ｃに関しても同様である。

切削インサート１の周側面４は、上面２、下面３、突起部７の構成に対応するように、主に３つの側面４ａ、４ｂ、４ｃを有している。第１側面４ａは、第１分割上面部２ａと第１分割下面部３ａとの間に延在している。第２側面４ｂは、第２分割上面部２ｂと第２分割下面部３ｂとの間に延在している。第３側面４ｃは、第３分割上面部２ｃと第３分割下面部３ｃとの間に延在している。なお、第１、第２、第３側面４ａ、４ｂ、４ｃの各縁部に、上記第１、第２、第３切れ刃６ａ、６ｂ、６ｃは形成されている。

周側面４には、３つの切り欠き部８が形成されている。３つの切り欠き部８は中心軸線Ａを中心として、１２０°回転対称な位置に形成されている。後述するように、この切り欠き部８の面は切削インサート１を工具本体に取り付けた際に、インサート取付座の側壁部と当接する部分となる。各切り欠き部は、周側面４の３つの側面のうちの２つの側面にまたがって延在するように形成されている。切削インサート１では、各切り欠き部は、２つの側面のいずれかに偏って形成されると共に、下面３に連続するように形成されている。しかし、各切り欠き部は、２つの側面の中間に延在するように形成されてもよい。なお、本実施形態では、切り欠き部８が２つの側面のいずれかに偏って形成されているので、上記２等分平面は厳密には対応する分割下面部を２等分しない。しかし、切り欠き部が設けられない場合には、該２等分平面は対応する分割下面部を２等分するように延び得る。

上記構成を備える切削インサート１は、本実施形態の刃先交換式切削工具１０の工具本体１１のインサート取付座１２に対して、機械的取付手段であるネジを用いて着脱自在に取り付けられる。図８から図１６を参照して、切削インサート１が取り付けられる刃先交換式切削工具１０に関してさらに説明する。

切削工具１０は、複数のインサート取付座１２が設けられた工具本体１１を備える。各インサート取付座１２には、切削インサート１が着脱自在に取り付けられることができる。なお、本発明は、たった１つのインサート取付座が設けられた工具本体を備える切削工具を排除しない。

工具本体１１は、後端部から先端部にかけて工具本体１１を通るように定められる回転軸線Ｏの周りに回転するように構成されている。工具本体１１の先端部の周囲には５つのインサート取付座が等間隔で配設されている（図９参照）。したがって、切削工具１０は、回転切削工具である。

工具本体１１の１つのインサート取付座１２には、回転軸線Ｏ周りの回転方向Ｋに上面２が向くように、切削インサート１が取り付けられる。インサート取付座１２は、底壁部１３と、側壁部１４とを備え、工具本体の先端側外周に向けて開いている。

インサート取付座には、切削インサート１の１つの切れ刃が使用可能になるように、切削インサートは配置されて、ネジＳで固定される。以下、上記第１切れ刃６ａが使用可能になるように切削インサート１がインサート取付座１２に取り付けられる場合を例に、インサート取付座の構成を具体的に説明する。図示される切削工具１０では、第１切れ刃６ａを使用切れ刃として、インサート取付座１２に、切削インサート１が取り付けられている。なお、第２切れ刃６ｂまたは第３切れ刃６ｃを使用切れ刃として切削インサート１をインサート取付座に取り付ける場合も、第１切れ刃６ａの場合と同様である。

インサート取付座１２の底壁部１３には、第１被当接面部１３ａ、第２被当接面部１３ｂ、窪み部１３ｃ、および、ネジ穴１３ｄが形成されている。第１被当接面部１３ａは、実質的に平坦な面部であり、その中ほどに窪み部１３ｃおよびネジ穴１３ｄが配置されている。第２被当接面部１３ｂは、底壁部１３の奥側に位置づけられ、第１被当接面部１３ａの延長上にない。ネジ穴１３ｄは、第１被当接面部１３ａの中ほどに形成され、窪み部１３ｃに隣接してその奥側に位置づけられている。

第１切れ刃６ａを使用可能にするように切削インサート１がインサート取付座１２に取り付けられるとき、第１切れ刃６ａに関係付けられた第１分割下面部３ａと、この第１分割下面部３ａと同一平面上に延在するように形成された第２分割下面部３ｂの第２突起部７ｂの突起端面部７ｂａおよび第３分割下面部３ｃの第３突起部７ｃの突起端面部７ｃａとが第１被当接面部１３ａに当接するように、第１被当接面部１３ａは形成されている。これら第１分割下面部３ａ、突起端面部７ｂａおよび突起端面部７ｃａが同時に第１被当接面部１３ａにしっかりと接するつまり密着することを可能にするように、それらの面部３ａ、７ｂａ、７ｃａの間に位置する第１突起部７ａが窪み部つまり凹部１３ｃに収容されるように、窪み部１３ｃは位置決めされて形成されている。なお、インサート取付座１２の窪み部１３ｃは、切削インサート１の突起部の形状に適合している。

図１６に示すように、そのような底壁部１３の第１被当接面部１３ａに対して、ネジ穴１３ｄは斜めに形成されている。このネジ穴の傾きは、ネジ穴の穴軸線Ｂと第１被当接面部１３ａを含むように定められる平面Ｈとの間で定められることができる。特に、ネジ穴１３ｄの傾きは、軸線Ｂを含むと共に平面Ｈに直交するように定められる平面において定められる。図１６は、軸線Ｂを含むと共に平面Ｈに直交するように定められる平面での断面図でもあり、この平面に、切削インサート１が第１切れ刃６ａを使用可能にするようにインサート取付座１２に取り付けられるとき、第１切れ刃６ａおよび第１分割上面部２ａの上記２等分平面が重なるようにインサート取付座１２は形成されている。

図１６では、平面Ｈに直交するように定められた線Ｃが示されている。図１６において、この線Ｃに対してネジ穴１３ｄの軸線Ｂが傾斜角度θｓを成すように、ネジ穴１３ｄは第１被当接面部１３ａに対して傾けられている。傾斜角度θｓは、上記傾き角度θａ、θｂまたはθｃに等しい。

インサート取付座１２の底壁部１３の第２被当接面部１３ｂは、切削インサートが第１切れ刃６ａを使用可能にするようにインサート取付座１２に取り付けられるとき、第１切れ刃６ａに関係付けられた第１分割下面部３ａ以外の、第２および第３分割下面部３ｂ、３ｃの境界部、つまり上記介在部３ｄがそこに載置されるように形成されている。この第２被当接面部１３ｂにつながるようにインサート取付座の側壁部１４は形成されている。

インサート取付座１２の側壁部１４は、切削インサート１の周側面４に適合する形状を有している。側壁部１４には、２つの段部１４ａ、１４ｂが形成されている（図１４から図１６参照））。２つの段部のうちの一方の段部１４ａは、側壁部１４のうちの工具本体１１の先端外周側を向く部分に形成され、２つの段部のうちの他方の段部１４ｂは、側壁部１４のうちの工具本体１１の先端側を向く部分に形成されている。これら段部は、切削インサート１がインサート取付座１２に取り付けられた際に、切削インサート１に形成された２つの切り欠き部８がそれぞれ対応する段部１４ａ、１４ｂに当接するように、位置づけられて形付けられている。

インサート取付座１２の近傍にはクーラント噴射孔１５が形成されている。この噴射孔には、切削加工時に、工具本体１１の後端部から先端部に向けて工具本体１１内を延びるように形成された供給通路（不図示）を介してクーラントが供給され得、これにより切削インサート１に向かってクーラントが噴射される。

上記説明された切削インサートおよびそれが取り付けられる切削工具の作用および効果に関して以下に説明する。

上記したように、切削インサート１は、貫通孔５の軸線Ａに対して回転対称に配置された分割下面部３ａ、３ｂ、３ｃを備えている。そして、各分割下面部３ａ、３ｂ、３ｃは貫通孔５の軸線Ａに直交するように定められる平面Ｆに対して所定の傾きで傾いて形成されている。加えて、工具本体１１のインサート取付座１２の第１被当接面部１３ａは、使用可能にされる切れ刃に対する分割下面部および他の分割下面部の突起部の突起端面部が当接するように形成されている。そして、インサート取付座１２のネジ穴１３ｄは、第１被当接面部１３ａと直角を成すように定められる線Ｃに対してネジ穴１３ｄの軸線Ｂがインサートの所定の角度に略同じ所定の角度を成すように、第１被当接面部１３ａに対して斜めに形成されている。したがって、このようなインサート取付座１２には、貫通孔５の軸線Ａとネジ穴１３ｄの軸線Ｂとが平行になるように、好ましくは重なるように切削インサート１が配置され、ネジＳが貫通孔５を通してネジ穴１３ｄにネジ込まれることで、切削インサート１が取付固定される。したがって、ネジＳは、切削インサート１をインサート取付座のネジ穴周りに広がる第１被当接面部１３ａに対して略一様に押し付ける力を、切削インサート１に作用させることができる。したがって、切削インサート１はインサート取付座１２にしっかりと固定される。

また、上記の如く、切削インサート１は、上記３つの分割下面部を備え、全体として切削インサート下方向に向けて突出する略三角錐形状の下面３を有する。これに対して、インサート取付座は、被当接面部を有する底壁部と側壁部とでポケット形状つまり凹部を形成する。したがって、インサート取付座の複数の壁面により定められる空間に切削インサートが嵌まり込むように、切削インサートはインサート取付座に配置される。この状態で、上記の如くネジは切削インサート１にインサート取付座の底壁部および側壁部側に向かって押し付ける力を作用させるので、切削インサートはインサート取付座によりしっかりと固定される。

また、切削インサートが第１切れ刃６ａを使用可能にするようにインサート取付座に取り付けられるとき、インサート取付座の底壁部の第２被当接面部１３ｂに、使用可能にされる切れ刃に関係付けられた分割下面部以外の部分が載置される。したがって、切削インサートのインサート取付座への着座安定性が向上する。なお、切削インサート１および切削工具１０では、第２被当接面部１３ｂに対してたった１つの介在部３ｄが当接するのみであるので、第２被当接部に対する切削インサートの当接領域は比較的狭い。第２被当接面部が、切削インサートの形状により適合した形状に形成され、第２被当接面部に対する切削インサートの当接領域が広くされてもよい。

さらに、インサート取付座の側壁部１４には上記段部１４ａ、１４ｂが形成されていて、切削インサート１がインサート取付座１２に取り付けられた際に切削インサート１に形成された２つの切り欠き部８がそれぞれ対応する段部に当接する。したがって、切削インサートとインサート取付座との間の十分な接触がさらに確保され、インサート取付座での切削インサート１の着座安定性はさらに高まる。

さらに、切削インサート１をインサート取付座１２に取り付けたとき、切削インサート１の突起部７ａ、７ｂまたは７ｃは、インサート取付座１２の窪み部１３ｃに収容される。したがって、窪み部と突起部との係合により、インサート取付座１２での切削インサート１の着座安定性がさらに高まる。よって、切削工具１０での切削加工時、切削インサート１にそれを回転させるような力が作用しても、切削インサート１がインサート取付座１２上で滑って回転しようとすることをより確実に防ぐことができる（回り止め効果）。

このように、インサート取付座に切削インサートはしっかりと固定されるので、切削インサートの貫通孔の軸線とインサート取付座のネジ穴の軸線とをずらすオフセット加工が不要になる。したがって、上記切削インサートおよび切削工具では、取り付けネジに対して曲げモーメントが加わることが抑制され、好ましくはネジに加わる負荷が均等化される。そのため、ネジの寿命を長くでき、これにより切削インサートや工具本体の寿命延長も可能になる。

また、上記切削インサート１では、分割上面部は、平面Ｆに対して９０°未満の角度を成すように、平面Ｆに対して傾斜して形成されている。したがって、切削インサートをインサート取付座に配置して取り付けたときに、アキシャルレーキが大きくマイナスになることを防ぐことができ、好ましくは容易にアキシャルレーキをプラスにすることができる。それにより、切削インサートの切れ味の低下を抑制できたり、また向上させたりすることができる。

次に、本発明の第２実施形態について説明する。第２実施形態の切削インサート１０１は、図１７〜図２１に表されている。

切削インサート１０１は、第１実施形態の上記切削インサート１に対して、下面３に突起部７が設けられていない点で、相違する。その他の構成に関しては、切削インサート１０１は、切削インサート１と実質的に同じである。

この切削インサート１０１が第２実施形態の切削工具の工具本体の先端部に形成されたインサート取付座に取り付けられた状態が図２２に表されている。なお、図２２は、第１実施形態に関する図１２に相当する図面である。

図２２に示されるように、本第２実施形態においては、インサート取付座１２の底壁部１３は、切削インサート１の下面３の形状に沿った、より適合した形状になっている。つまり、インサート取付座１２の底壁部１３は、ネジ穴を中心にしてその周りに切削インサートの３つの分割下面部が当接するように、形成されている。特に、第２被当接面部１３ｂは、使用可能にされる切れ刃６ａに関係しない分割下面部３ｂ、３ｃが当接するように、形成されている。したがって、第２実施形態の切削インサートおよび切削工具では、切削インサートとインサート取付座の底壁部との大きな接触領域がさらに確保され、切削インサートはインサート取付座に強固に固定されることができる。

そして、切削インサート１０１は上記したような３つの分割下面部を備えるので、第１実施形態の切削インサート１よりも、さらに、その下面３は全体として切削インサートの下方向に向けて突出する略三角錐形状を有する。これに対して、インサート取付座は、３つの分割下面部に対応する形状を有する底壁部により略三角錐形のポケットつまり凹部を形成する。したがって、インサート取付座への切削インサートの着座安定性が増し、切削インサートを回転させる力に対してもよりしっかりと切削インサートはインサート取付座に安定的に固定される。

なお、第２実施形態も、上記第１実施形態に関して説明された作用および効果を、突起部に関する点を除き、同様に奏する。

次に、本発明の第３実施形態について説明する。第３実施形態の切削インサート２０１は、図２３〜図２７に表されている。

切削インサート２０１は貫通孔５の中心軸線Ａに対して１８０°回転対称な形状をしており、矩形状の２つの分割下面部３ａ、３ｂを備えている。これら分割下面部３ａ、３ｂは、それぞれ略平坦な面であり、略Ｖ字形状を成すように配置されている。

これら分割下面部３ａ、３ｂの各々も、中心軸線Ａが直交するように定められる平面Ｆに対して、上記第１実施形態の分割下面部と同様に、所定の傾きを有している。そして、これら分割下面部３ａ、３ｂの各々は、当該分割下面部を横断すると共に中心軸線Ａを含むように定められる平面上において、軸線Ａから離れるに従い、上面２側へ傾斜するように、平面Ｆに対して傾いて形成されている。また、これら分割下面部３ａ、３ｂは、それらを延長するように定められる２つの平面が中心軸線Ａ上で交わるように互いに対して関係付けられている。

それぞれの分割下面部には２つずつ突起部７ａ、７ｂが設けられている。一方の分割下面部３ａに設けられた２つの突起部７ａは、他方の分割下面部３ｂに設けられた２つの突起部７ｂと対向するように配置されている。

第１分割下面部３ａに設けられた２つの突起部７ａの突起端面部７ａｂは第２分割下面部３ｂの延長面上に延在するように形成されている。同じく、第２分割下面部３ｂに設けられた２つの突起部７ｂの突起端面部７ｂａも、第１分割下面部３ａの延長面上に延在するように形成されている。このような形状により、一方の分割下面部がインサート取付座の底壁部の被当接面部に当接したときに、もう一方の分割下面部に形成された突起部も確実にインサート取付座の底壁部の被当接面部に当接することができる。したがって、切削インサート２０１は安定的にインサート取付座に固定される。

なお、第３実施形態の切削工具の工具本体の説明は省略される。第３実施形態の工具本体のインサート取付座も、上記第１実施形態の工具本体のインサート取付座と同様の特徴を有する。

次に、本発明の第４実施形態について説明する。第４実施形態の切削インサート３０１は、図２８〜図３２に表されている。

切削インサート３０１は貫通孔の中心軸に対して９０°回転対称な形状をしており、下面３の隅部に配置された４つの大分割下面部３ａ、３ｂ、３ｃ、３ｄと、大分割下面部間に配置された４つ小分割下面部３ｅ、３ｆ、３ｇ、３ｈと、の合計８つの分割下面部を備えている。これら大分割下面部および小分割下面部は、軸線Ａの周りに交互に配置されている。したがって、４つの大分割下面部は互いに対して離れて配置されている。

４つの大分割下面部３ａ、３ｂ、３ｃ、３ｄが、上記第１から第３実施形態における分割下面部に相当する。したがって、これら４つの大分割下面部３ａ、３ｂ、３ｃ、３ｄの各々も、中心軸線Ａが直交するように定められる平面Ｆに対して、上記第１実施形態の分割下面部と同様に、所定の傾きを有している。そして、これら４つの大分割下面部３ａ、３ｂ、３ｃ、３ｄの各々は、当該大分割下面部を横断すると共に中心軸線Ａを含むように定められる平面上において、軸線Ａから離れるに従い、上面２側へ傾斜するように、平面Ｆに対して傾いて形成されている。また、これら４つの大分割下面部３ａ、３ｂ、３ｃ、３ｄは、それらを延長するように定められる４つの平面が中心軸線Ａ上の略一点で交わるように互いに対して関係付けられている。

それら分割下面部３ａ〜３ｈのうち、突起部は小分割下面部にのみ形成されている。大分割下面部３ａの延長面上に延在する面は、小分割下面部３ｇに形成された突起部７ｇの突起端面部７ｇａおよび小分割下面部３ｈに形成された突起部７ｈの突起端面部７ｈａである。

大分割下面部３ｂの延長面上に延在する面は、小分割下面部３ｈに形成された突起部７ｈの突起端面部７ｈｂおよび小分割下面部３ｅに形成された突起部７ｅの突起端面部７ｅｂである。また、大分割下面部３ｃの延長面上に延在する面は、小分割下面部３ｆに形成された突起部７ｆの突起端面部７ｆｃおよび小分割下面部３ｅに形成された突起部７ｅの突起端面部７ｅｃである。さらに、大分割下面部３ｄの延長面上に延在する面は、小分割下面部３ｆに形成された突起部７ｆの突起端面部７ｆｄおよび小分割下面部３ｇに形成された突起部７ｇの突起端面部７ｇｄである。

このような構成を有する第４実施形態の切削インサートも、図示しないかつ説明しない切削工具の工具本体のインサート取付座に同様に安定的に取り付けられる。第４実施形態の工具本体のインサート取付座も、上記第１実施形態の工具本体のインサート取付座と同様の特徴を有する。

以上、本発明の切削インサートおよび刃先交換式切削工具について幾つかの実施形態を例に説明したが、本発明の実施形態は上記のものに限定されない。

例えば、第１実施形態および第２実施形態においては、分割上面部とその下方向にある分割下面部とは平行であったが、それらの延長面は互いに異なる角度で中心軸線Ａに直交する平面Ｆと交差してもよい。例えば、平面Ｆに対する分割上面部の傾き角度がθ１であり、平面Ｆに対する分割下面部の傾き角度がθ１よりも小さいθ２であるような形状を有する切削インサートは本発明では許容される。また当然、角度θ１と角度θ２との大小関係を逆にする切削インサートも許容される。

また、上述した実施形態の切削インサートには特にチップブレーカは設けられていないが、設けられてもよい。チップブレーカを上面に形成することにより、切りくずの排出性の向上や切りくずの適切なカールの促進等の有利な効果が見込める。

また、上記切り欠き部および段部に限らず、切削インサートの側面に凹部または凸部を設け、それに係合する凸部または凹部をインサート取付座の側壁部に設けてもよい。それらの係合は、切削インサートのインサート取付座への固定を強化し得る。凹凸部を設けるに際しては、それらをテーパ形状にすることでより締結力を増すことができる。

また、インサート取付座に形成されるネジ穴に関しても、上述した実施形態ではネジ穴はインサート取付座の底壁部に直接形成されていた。しかし、それとは異なり、内側に雌ネジが形成された雌ネジ付突起部をインサート取付座の底壁部に対して斜めに形成し、その雌ネジ付突起部を切削インサートの貫通孔に嵌合させるような形態も可能である。そのとき、雌ネジ付突起部と貫通孔の断面形状を円形ではなく、三角形や四角形のような多角形にすることで、切削インサート１の回り止め効果を高めることができる。

また、切削インサートの側面に対して切削インサートの厚み方向に延びる長い凹溝を形成し、その凹溝に嵌るための凸部をインサート取付座の側壁に設けてもよい。これにより、切削インサートの回り止め効果を高めることができる。なお、インサート取付座の側壁部に面していない側面に形成された凹溝はニックとしての効果も発揮することができる。なお、切削インサートが円形の場合には、その凹溝が位置決めのための手段として活用されることもできる。

本発明は上記実施形態のような転削工具だけでなく、旋削工具や穴あけ工具等のその他の形態の切削工具にも適用可能である。

前述した実施形態およびその変形例等では本発明をある程度の具体性をもって説明したが、本発明は、以上に説明した実施形態に限定されるものではない。本発明については、請求の範囲に記載された発明の精神や範囲から離れることなしに、さまざまな改変や変更が可能であることは理解されなければならない。すなわち、本発明には、請求の範囲によって規定される本発明の思想に包含されるあらゆる変形例や応用例、均等物が含まれる。

Claims (13)

1. 第１端面および該第１端面に対して実質的に反対側にある第２端面を貫通するように延び、中心軸線が定められる貫通孔と、
   該第１端面と該第１端面および該第２端面の間に延在する周側面との交差稜線部に、前記中心軸線に対して回転対称に配置された、複数の切れ刃と、
   該第２端面に前記中心軸線に対して回転対称に配置された複数の分割面部であって、各分割面部は該複数の切れ刃のうちの１つの切れ刃と関係付けられ、かつ、該中心軸線が直交するように定められる平面に対して所定の傾きを有するように形成されている、複数の分割面部と
   を備えた、切削インサート。
2. 各分割面部は、該分割面部を横断すると共に前記中心軸線を含むように定められる平面上において、前記中心軸線から離れるに従い、前記第１端面側へ傾斜するように、形成されている、請求項１に記載の切削インサート。
3. 前記複数の分割面部は、前記中心軸線上の概ね一点で互いに対して交わるように定められる複数の平面のそれぞれに沿って延在するように形成されている、請求項２に記載の切削インサート。
4. 前記第２端面は複数の突起部をさらに備える、請求項１から３のいずれかに記載の切削インサート。
5. 前記複数の分割面部はそれぞれ略平坦に形成され、
   前記複数の突起部はそれぞれ少なくとも１つの突起端面部をさらに備え、
   各突起端面部は、関係付けられた分割面部を延長するように定められる平面上に延在するように形成されている、請求項４に記載の切削インサート。
6. ３つの前記分割面部を備え、
   該３つの分割面部にはそれぞれ１つの前記突起部が設けられ、
   各突起部は２つの前記突起端面部を備え、
   各突起端面部は、該突起端面部を有する突起部が設けられた分割面部と異なる分割面部と関係付けられている、請求項５に記載の切削インサート。
7. ２つの前記分割面部を備え、
   該２つの分割面部にはそれぞれ２つの前記突起部が設けられ、
   各突起部は１つの前記突起端面部を備え、
   各突起端面部は、該突起端面部を有する突起部が設けられた分割面部と異なる分割面部と関係付けられている、請求項５に記載の切削インサート。
8. 前記２つの分割面部は、略Ｖ字形状を成すように配置され、
   該２つの分割面部のうちの一方に設けられた前記２つの突起部は、該２つの分割面部のうちの他方に設けられた前記２つの突起部と対向するように、配置されている、
   請求項７に記載の切削インサート。
9. ４つの前記分割面部を備え、
   該４つの分割面部は、隣り合う前記分割面部間に少なくとも１つの突起部が配置されつつ、互いに対して離れて配置され、
   各分割面部は、前記中心軸線を挟んで反対側に配置される分割面部の両隣の突起部と関係付けられている、
   請求項５に記載の切削インサート。
10. 前記複数の切れ刃のうちの１つの切れ刃を使用可能にするように該切削インサートの貫通孔を通して工具本体のインサート取付座のネジ穴にネジをねじ込むことで該切削インサートが該インサート取付座に取り付けられたとき、使用可能にされる該切れ刃に関係付けられた前記分割面部が前記インサート取付座の被当接面部に当接し、該インサート取付座のネジ穴の穴軸線と前記貫通孔の前記中心軸線とが平行になるように、前記複数の分割面部は形成されている、請求項１から９のいずれかに記載の切削インサート。
11. 少なくとも１つのインサート取付座を有する工具本体を備え、該インサート取付座に請求項１から３のいずれかに記載の切削インサートが着脱自在に装着される、刃先交換式切削工具であって、
    該インサート取付座は、
    前記切削インサートが前記複数の切れ刃のうちの１つの切れ刃を使用可能にするように該インサート取付座に取り付けられたとき、使用可能にされる該切れ刃に関係付けられた前記分割面部が当接する被当接面部と、
    前記切削インサートが前記複数の切れ刃のうちの１つの切れ刃を使用可能にするように該インサート取付座に取り付けられたとき、前記貫通孔の前記中心軸線と平行になるように延びる穴軸線が定められる、ネジ穴と
    を備えた、切削工具。
12. 前記切削インサートは、前記第２端面に複数の突起部をさらに備え、
    前記インサート取付座は、前記切削インサートが前記複数の切れ刃のうちの１つの切れ刃を使用可能にするように該インサート取付座に取り付けられたとき、各々に前記複数の突起部のうちの１つの突起部が収容される、少なくとも１つの窪み部をさらに備える、
    請求項１１に記載の切削工具。
13. 前記複数の突起部はそれぞれ少なくとも１つの突起端面部をさらに備え、
    前記切削インサートが前記インサート取付座に取り付けられたとき、前記被当接面部に当接する前記分割面部を延長するように定められる平面上に延在するように形成されている少なくとも１つの突起端面部は該被当接面部に当接する、請求項１２に記載の切削工具。

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