WO2005058533A1 - 切削工具本体及び切削工具 - Google Patents

Abstract

　アルミニウム製のものより低コストで軽量の切削工具本体およびそれに切削インサートを装着してなる切削工具を提供する。 　切削インサートを装着する回転切削工具本体における基体を、ガラス繊維を３０～６０％含有する非結晶性プラスチック製とした。切削インサートを固定したカートリッジを六角穴付ボルトによる締め付け方式で固定するためのねじ穴を、メスねじ付部材（へリサート）により、本体のチップポケットの底部に埋設状に固定して形成した。

Description

明 細 書

切削工具本体及び切削工具

技術分野

[0001] 本発明は、例えば旋削用工具及び回転切削工具に用いられる切削工具本体、並 びにそれにスローァゥヱイチップ等の切削インサートを装着してなる切削工具及びマ シユングセンターにおいて使用される正面フライスカツタゃボーリングバーなどの切 削工具に関する。なお、以下において切削工具を単に工具と称することがある。 背景技術

[0002] 旋削用工具及び回転切削工具等に用いられる切削工具本体 (これは、別にホルダ とも称される。）は、鋼材などの鉄系金属材料で形成された丸鋼とも称される丸棒材 又は角材等を切断して得られる素材を機械加工することにより形成、製造されるのが 普通である。鋼材を素材としているのは、強度、被加工性、切削工具として使用され る時の切削工具本体に加わる耐衝撃性、さらには経済性などからして適するためで ある。ところが、このような切削工具によって加工されるワーク力 アルミニウム材或い はアルミニウム合金材などのように、比較的、軽切削となる場合には、切削工具本体 にはさほど大きな強度は要求されなレ、。このため、このような加工に用いられる切削 工具本体には、加工の高速化、効率化、さらには軽量化を目的として、一部、アルミ ニゥム合金からなるものも提案されている（特許文献 1)。

[0003] 特許文献 1 :特開 2000—94211 また、マシユングセンターによる、被加工物である ワークの加工効率ないし生産性の向上のためには、切削速度の高速化と共に、 自動 工具交換装置（automatic tool changer、以下、 ATCともいう）による切削工具の 交換に要する時間の短縮が重要である。このうち、切削速度の高速化のためには、 切削工具の回転速度すなわち主軸の回転速度を高めることと切削工具の大型化例 えば径及び全長の大型化とが必要となる。また、切削工具の交換時間が加工のアイ ドルタイムとなるため、切削工具の交換に要する時間の短縮が重要となる。このため、 その交換時間の短縮を目的として、その交換動作すなわち切削工具を工具マガジン 力 取り出してマシニングセンターの主軸に固定し、また、主軸から取り外した切削ェ 具を工具マガジンに戻すまでの切削工具の交換動作を瞬時に済ませる超高速化が 、近時は益々強く要求されている。

[0004] ところで、 ATCによる切削工具の交換を高速化するため、使用される切削工具に ついてはその重量や長さ、さらには刃径すなわち切削工具の外径の制限に加えて、 切削工具の交換時に発生するモーメントについても、機械ごとに一定の制限が設け られている。というのは、 ATCにおける切削工具交換用のチェンジャアーム（以下、 単にアームともいう。）が切削工具を把持して、マシユングセンターにおける主軸にセ ッティングする際、又は主軸から取り外した切削工具を工具マガジンに収納する際に は、切削工具におけるツールホルダー（一般に、アーパーともいわれる。）の基端部 をアームで把持し、瞬時に切削工具を移動することから、その移動時において発生 するモーメントが重要となるためである。すなわち、切削工具の交換においては、切 削工具を瞬時に主軸にセットするため、その交換時のモーメント（以下、交換時モー メントともいう）が増すと、交換される切削工具のツールホルダーがマシンの主軸に傾 斜して挿入される原因となるなど、正確なセットに支障が生じ、ツールホルダーが傾 斜して挿入されると、場合によっては切削工具がルールホルダーから脱落する危険 性があるのでである。ここに、交換時のモーメントは、切削工具重量と切削工具重心 力 ツールホルダーの基端寄りのアーム把持部（これは、ゲージラインともいわれる） までの寸法との積として与えられる。因みに、一般的なマシユングセンターにおいて は、切削工具の重量が 8kg以下で、そのモーメントは、 6N * m以下となるように規制さ れているものが多い。

[0005] こうした中、切削工具の交換を高速化するという要請に応えるため、切削工具重量 の軽減、ひいては交換時モーメントの低減を図るベぐアルミニウム等の軽合金製の 切削工具本体を有する切削工具も出現してきている（特許文献 1)。 発明の開示

発明が解決しょうとする課題

[0006] しかし、アルミニウム製又はアルミニウム合金製（以下、単にアルミニウム製ともいう） の切削工具本体では、それ自体の製造コストが高くなるという欠点があった。というの は、このような切削工具本体も、鋼材を素材とする場合と同様に、アルミニウム製の丸 棒等を切断して出発材とし、これを機械加工して製造することになるためである。すな わち、このような工具を製造するには、材料取りから始めて、その完成までには鋼材 製のものと同様の多くの加工工程を要する上に、アルミニウム製のものではその素材 コストが鋼材のものより高くつくためである。結果として、このようなアルミニウム製の切 削工具本体を用いることによる加工では、その軽量化は図られるものの、加工コスト の上昇を招レ、てしまうとレ、う問題があった。

[0007] カロえて、このような切削工具本体には、アルミニウム製のもの以上のさらなる軽量化 の要請が強くある。とレ、うのは、加工効率の向上のため、マシユングセンター等の NC 工作機においては、工具の高速回転化だけでなぐその工具の交換速度の高速化 の要請も益々高まっているなどの厳しい要請があるのでである。

[0008] また、従来の切削工具のうち、スローァウェイ方式の切削インサート（スローァウェイ チップともいわれる）を固定しているものでは、その交換にかなりの時間を要する。とく に、フライスカッターのように、複数のスローァウェイ方式の切削インサートを備える切 削工具においては、その切削インサートの交換に多大の時間を要する。というのは、 このような交換に際しては、切り屑や切削油の処理ないし除去をした上で、その交換 を行うことになり、しかも、切削インサートの刃先高さの調整に多くの時間力 Sかかるた めである。そして、このような交換時間はアイドルタイムとなることから、結果として加工 時間の延長を招き、工作物の加工コストのアップの原因となっており、その改善が要 求されている。

[0009] 本発明の目的は、切削工具の軽量ィ匕及び低コストィ匕を図るとともに、工作物の加工 効率の向上ひいては加工コストの低減を図ることにある。

[0010] 本発明の他の目的は、アルミニウム製のものより低コストで軽量の切削工具本体お よびそれに切削インサートを装着してなる切削工具を提供することにある。

[0011] 本発明の更に他の目的は、 ATCによって工具交換する際の工具交換の益々の高 速化つまり時間短縮、ひいては加工効率の向上を図ることのできる切削工具を提供 することにある。

課題を解決するための手段

[0012] 前記目的を達成するための手段は、 切削インサートを装着可能な、プラスチックで形成されてなる基体を有することを特 徴とする切削工具本体である。

切削工具本体の好適な態様において、前記基体が射出成形により形成されてなり 切削工具本体の好適な態様において、前記切削工具本体は、切削インサートを固 定するカートリッジに設けられた貫通孔に揷入された固定用ねじ部材と螺合するねじ 穴を有する金属製のメスねじ付き部材を、前記基体に、埋設状にかつ固定して備え、 前記メスねじ付き部材に螺合する固定用ねじ部材を締め付けることにより前記切削ィ ンサートを基体に装着可能とし、

切削工具本体の好適な態様において、前記切削工具本体は、切削インサートに設 けられた貫通孔に揷入されたクランプスクリューと螺合するねじ穴を有する金属製の メスねじ付き部材を、前記基体に、埋設状にかつ固定して備え、前記メスねじ付き部 材に螺合するクランプスクリューを締め付けることにより前記切削インサートを基体に 装着可能とし、

切削工具本体の好適な態様において、前記切削工具本体は、切削インサートに設 けられた貫通孔に挿入されたクランプスクリューと螺合するねじ穴を有すると共に、前 記基体に固定されたカートリッジを備え、前記クランプスクリューを締め付けることによ り前記切削インサートを基体に装着可能とし、

切削工具本体の好適な態様において、前記基体とメスねじ付き部材とがインサート 成形により一体に形成されてなり、

切削工具本体の好適な態様において、前記基体とカートリッジとがインサート成形 により一体に形成されてなり、

切削工具本体の好適な態様において、前記切削工具本体が回転切削工具に用い られ、

切削工具本体の好適な態様において、前記切削工具本体がスローァウェイ切削ェ 具に用いられ、

切削工具本体の好適な態様において、前記プラスチックが、ガラス繊維を 30 60 質量％含有する非結晶性プラスチックであり、 切削工具本体の好適な態様にぉレ、て、前記非結晶性プラスチックがポリエーテル イミド樹脂である。

[0014] 前記目的を達成するための他の手段は、

前記いずれかに記載の切削工具本体と、この切削工具本体に固定された切削イン サートとを有することを特徴とする切削工具であり、

切削工具本体の好適な態様において、前記切削工具本体と、前記切削工具本体 における前記カートリッジに固定された切削インサートとを有することを特徴とする切 削工具であり、

切削工具本体の好適な態様において、前記切削工具本体と、この切削工具本体を 固定するツールホルダーとを有することを特徴とする切削工具であり、

切削工具本体の好適な態様において、前記切削工具本体は、前記ツールホルダ 一に、ねじ部材による締め付けによって固定されてなる切削工具であり、

切削工具本体の好適な態様において、前記切削工具本体は、前記ツールホルダ 一に、ピンの打ち込みによって固定されてなる切削工具である。

発明の効果

[0015] 本発明では、切削工具本体における基材をプラスチックとしたので、アルミニウム製 の切削工具本体よりも、一層、軽量化が図れる。そして、プラスチックの加工容易性 により、切削工具本体を低コストで製造できる。本発明の、プラスチック製の基材を備 えた切削工具本体は、アルミニウム製のものより軽量かつ低コストで具体化できる。ま た、切削においてさほど高温とならなレ、、アルミニウム、アルミニウム合金などの軽金 属製ワークの加工に特に好適である。

[0016] さらに、例えば無人工場での機械加工のトラブルにおいて、大きな損害を蒙る要因 は、金属製の切削工具本体の破断やチャックからの分離、或いは脱落事故に起因す る、マシユングセンターなどの加工機械本体の損傷、又は自動車用のミッションケー スのような高コストのワークの損傷の発生である。すなわち、切削工具本体が金属製 のため、その高速回転下での破断等があると、その衝突を受けた機械等には大きな 損傷或いはダメージを受ける。ところが、切削工具本体における基材が本発明のよう にプラスチック製であれば、こうしたトラブル発生時において、それが分離して加工機 械本体やワークに衝突しても、切削工具本体自身が加工機械やワークよりも低硬度、 低強度のため、金属製の本体によるような大きな損傷を与えることはない。したがって 、トラブル発生時のダメージを小さくできる、という効果もある。

[0017] 本発明においては、切削インサートを装着固定するための基材を射出成形によつ て形成したので、本発明の切削工具本体は、プラスチックのブロックゃ棒材等からな る材料から、肖 ijり出し等の機械加工で形成する場合に比べて低コストで製造できる。

[0018] また、本発明の切削工具本体は、ねじ穴を有する金属製のメスねじ付き部材、又は ねじ穴を有するカートリッジを有し、基体と前記メスねじ付き部材又は前記カートリッジ とがインサート成形により一体化されると、そのねじ穴を用いてカートリッジや切削イン サートをねじ込み方式で締め付ける場合、強固に切削インサートを固定できる。しか も、インサート成形する前に前記メスねじ付き部材又は前記カートリッジにおけるねじ 穴を形成するのであれば、ねじ穴位置を精度よく形成することができる。もっとも、ね じ穴は、基体とねじ穴の開設されていないメスねじ付き部材用素材又はねじ穴の開 設されていないカートリッジ用素材とをインサート成形により一体化してから、前記メス ねじ付き部材用素材又はカートリッジ用素材にねじ穴を開設することにより、基材に 一体化されたメスねじ付き部材又はカートリッジを形成しても良い。

[0019] さらに、インサート成形により基材とカートリッジとが一体に形成されてなる切削工具 本体においては、そのカートリッジに固定される切削インサートが受ける切削抵抗力、 切削工具本体に分散して力かるようにすることができるので、本発明の切削工具は、 比較的大きな切削抵抗にも耐え得る。メスねじ付き部材に設けられたねじ穴に固定 用ねじ部材を螺合して締め付けると、基材と切削インサートを固定的に装着するカー トリッジ又は切削インサートとを強固に固定することができる。基材に一体に固定され たカートリッジにおけるねじ穴にクランプスクリュー螺合して締め付けると、基材と切削 インサートとを強固に固定することができる。本発明の切削工具本体を用いた切削ェ 具によれば、切削においてさほど高温とならなレ、、アルミニウム、アルミニウム合金な どの軽金属製ワークの加工に特に好適である。

[0020] 本発明において、切削工具本体をスローァウェイ切削工具に用いると、第 1に、そ の切削工具本体の軽量化とともに低コスト化が図られる。第 2には、本発明において は、スローァウェイ切削工具用の切削工具本体としたことで、それに切削インサートを 固定してなるスローァウェイ切削工具によれば、従来のように切削インサートのみの 交換をすることなぐ切削インサート付の切削工具そのものを丸ごと交換することがで きる。このため、従来の切削インサートの交換におけるような切れ刃の高さ調節を始 めとする位置の調節を不要にすることができるので、加工現場におけるアイドルタイム の著しい短縮が可能となり、したがって、工作物の加工効率の向上が図られる。この ように、本発明によれば、切削工具にかかわる管理コストの低減が図られることから、 加工コストの全体としての低減が可能となる。

[0021] 本発明によれば、切削工具本体をプラスチック製として金属製のツールホルダーに 固定してなることから、第 1に、切削工具全体が金属からなる従来のものより、その重 量の軽量ィ匕を図ることができる。したがって、同一重量であっても、切削工具本体の 全長の長寸化又は大型化（大径化）が図られる。これにより、工具数の減少が可能と なるとともに、複数回でカ卩ェしていた工程を、例えば 1回の加工で済ませることができ るようになるなど、加工工程ないし加工時間の短縮が図られる。また、工具の重量の 軽量化を図ることができる分、傾斜したセットや脱落等の危険のない、正確な工具交 換を素早く行えるようになる。

[0022] 第 2に、切削工具本体の軽量化が図られるため、工具重量の軽量化に加えて、ェ 具重心をツールホルダーの基端寄り部位（マシユングセンターの主軸寄り）に移動す ること力 Sできるので、交換時モーメントを小さくできる。すなわち、本発明の切削工具 によれば、切削工具本体がプラスチック製のために金属製のそれより軽くし得る分、 工具の重心をツールホルダーの軸方向において、切削工具本体から離間するツー ルホルダーの基端寄り部位に移動させることができるので、交換時モーメントを小さく できる。このため、 ATCにおけるチェンジャアームよつて切削工具を交換するのに要 求される工具交換時間の超高速化（時間短縮)の要求にも応えられるようになる。こ のように、本発明によれば、マシユングセンターによる機械加工の効率化ないし生産 性の向上を図ることができる。

図面の簡単な説明

[0023] [図 1]図 1は、本発明の一例である回転切削工具を示す半断面正面図である。 [図 2]図 2は、図 1に示される回転切削工具を底面側から見た底面図である。

[図 3]図 3は、図 1の A矢視部分図である。

[図 4]図 4は、メスねじ付き部材 (本例ではへリサート）を切削工具本体に坦設状に固 定している状態を示す説明用拡大断面図である。

[図 5]図 5は、本発明の他の例である回転切削工具を示す一部破断正面図である。

[図 6]図 6は、図 5に示される回転切削具を正面側から見た説明図である。

[図 7]図 7は、ねじ穴付部材を切削工具本体に埋設状に固定している状態の説明用 拡大断面図である。

[図 8]図 8は、図 7における B— B線部分断面図である。

[図 9]図 9は、図 6において、ねじ穴付部材をインサートした要部拡大図である。

[図 10]図 10は、図 9における C—C線部分断面図である。

[図 11]図 11は、カートリッジをインサート成形した側面から見た部分図である。

[図 12]図 12は、図 11における D— D線部分断面図である。

[図 13]図 13は、図 11における E— E線部分断面図である。

[図 14]図 14は、本発明の一例である切削工具の一部破断側面図である。

[図 15]図 15は、図 14を正面側（図 1の下側）から見た図である。

[図 16]図 16は、図 14の A— A線部分拡大断面図である。

[図 17]図 17は、図 16における B— B線部分断面図である。

[図 18]図 18は、切削工具本体にツールホルダーを固定する説明用分解図である。

[図 19]図 19は、図 14の切削工具をなす切削工具本体を後端（図 18の上)側から見 た図である。

[図 20]図 20は、図 14の切削工具をなすツールホルダーを先端（図 18の下）側から見 た図である。

[図 21]図 21は、別の切削工具を示す中央縦断面図である。

[図 22]図 22は、別の切削工具を示す一部破断側面図である。

[図 23]図 23は、図 22を正面側（矢印 D)から見た図である。

符号の説明

1 切削工具本体 la 基体

lb 上部

lc 下部

Id 後端面

le 凹溝

If 凸部

2 貝通孑し

2a 円筒状空孔

2b 小円筒状空孔

2c 円形凹部

3 先端面

外周面

a ねじ部材

5 ポケット（チップポケット)

5a 切削インサート座

6 底部

8 ねじ穴

9g 凹部

10 ねじ部材

10a 頭部

10b ねじ軸部

11 切削インサート

13 クランプスクリュー

15 カートリッジ

16 座ぐり穴付きボルト孔

17 ハ角穴付ホノレト

17b 頭部

19 メスねじ付き部材 19b 凹溝

20 傾斜壁

21 頭部付ねじ部材

22 ねじ穴

24 ねじ穴

51 切削工具本体

61 切削工具本体

65 カートリッジ

66 凹部

71 ツールホノレダー

72 軸部

73 嵌合用軸部

73a 先端面

74 ねじ穴

76 大径部

76a 先端面

77 凸部

79 嵌合部

80 位置決め用大径部

81 把持溝

83 嵌合穴

84 止めねじ

91 切削工具本体

95 カートリッジ

101 切削工具

201 ボーリングバー

発明を実施するための最良の形態

本発明の切削工具本体及び切削工具の好適な形態を以下に摘示する。 [0026] (1)本発明の切削工具本体は、切削インサートを装着する基体をプラスチック製と したことを特徴とし、

(2)前記切削工具本体が回転切削工具用のものであることを特徴とする前記（1)に 記載の切削工具本体であり、

(3)前記切削工具本体が、切削インサートを固定したカートリッジを固定用ねじ部 材による締め付け方式で固定するためのねじ穴を備えており、そのねじ穴が、内周面 にメスねじを有する金属製のメスねじ付部材を切削工具本体自身に埋設状に固定す ることで形成されてレ、ることを特徴とする前記（1)又は（2)に記載の切削工具本体で あり、

(4)前記切削工具本体が、切削インサートをクランプスクリューによる締め付け方式 で固定するためのねじ穴を備えており、そのねじ穴が、内周面にメスねじを有する金 属製のメスねじ付部材を切削工具本体自身に坦設状に固定することで形成されてい ることを特徴とする（1)又は（2)に記載の切削工具本体であり、

(5)前記プラスチックが、ガラス繊維相を 30— 60%含有する非結晶性プラスチック であ

ることを特徴とする前記（1)一（4)のいずれかに記載の切削工具本体であり、

(6)前記（1)一（5)のいずれかに記載の切削工具本体に、切削インサートを装着し てなる

切削工具である。

[0027] 本発明の切削工具本体及び切削工具の他の好適な形態を以下に摘示する。

[0028] (7)切削工具本体における基体自身を射出成形によるプラスチック製としたことを 特徴とする切削工具本体であり、

(8)前記切削工具本体が回転切削工具用のものであることを特徴とする前記（7)に 記載の切削工具本体であり、

(9)前記切削工具本体がねじ穴を備えているものであって、そのねじ穴が、切削ェ 具本体自身の射出成形時にインサート成形された金属部材に形成されてレ、ることを 特徴とする前記（7)又は（8)に記載の切削工具本体であり、

(10)前記切削工具本体がねじ穴を備えているものであって、そのねじ穴が、金属 製のねじ穴付部材を切削工具本体自身の射出成形時にインサート成形することによ つて形成されてレ、ることを特徴とする前記（7)又は（8)に記載の切削工具本体であり

(11)前記切削工具本体が、カートリッジを切削工具本体自身の射出成形時にイン サート成形によって備えてレ、ることを特徴とする前記（7)又は（8)に記載の切削工具 本体であり、

(12)前記ねじ穴力 切削インサートをねじ込み方式によって締め付けるためのねじ 穴であることを特徴とする前記（9)又は（10)に記載の切削工具本体であり、

(13)前記ねじ穴が、カートリッジをねじ込み方式によって締め付けるためのねじ穴 であることを特徴とする前記（9)又は（10)に記載の切削工具本体であり、

(14)前記（7)又は（8)に記載の切削工具本体における基体に、切削インサートを 固定してなることを特徴とする切削工具であり、

(15)前記（11)に記載の切削工具本体の前記カートリッジに切削インサートを固定 してなることを特徴とする切削工具であり、

(16)前記（12)に記載の切削工具本体の前記ねじ穴に、ねじ部材をねじ込むこと によって切削インサートを締め付けてなることを特徴とする切削工具であり、

(17)前記（13)に記載の切削工具本体の前記ねじ穴に、ねじ部材をねじ込むこと によって切削インサートを固定したカートリッジを締め付けてなることを特徴とする切 削工具である。

[0029] 本発明の切削工具本体及び切削工具のその他の好適な形態を以下に摘示する。

[0030] (18)切削工具本体自身をプラスチック製としてスローァウェイ切削工具本体とした ことを特徴とする切削工具本体であり、

(19)前記切削工具本体が回転切削工具用のものであることを特徴とする前記（18 )に記載の切削工具本体であり、

(20)前記切削工具本体自身を射出成形によるプラスチック製としたことを特徴とす る前記（18)又は（19)に記載の切削工具本体であり、

(21)前記切削工具本体がねじ穴を備えているものであって、そのねじ穴が、切削 工具本体自身の射出成形時にインサート成形された金属部材に形成されてレ、ること を特徴とする前記（18)又は（19)に記載の切削工具本体であり、

(22)前記切削工具本体がねじ穴を備えているものであって、そのねじ穴が、金属 製のねじ穴付部材を切削工具本体自身の射出成形時にインサート成形することによ つて形成されていることを特徴とする前記（18)又は（19)に記載の切削工具本体で あり、

(23)前記切削工具本体が、カートリッジを切削工具本体自身の射出成形時にイン サート成形によって備えていることを特徴とする前記（20)に記載の切削工具本体で あり、

(24)前記ねじ穴が、切削インサートをねじ込み方式によって締め付けるためのねじ 穴であることを特徴とする前記（21)又は（22)に記載の切削工具本体であり、

(25)前記ねじ穴が、カートリッジをねじ込み方式によって締め付けるためのねじ穴 であることを特徴とする前記（21)又は（22)に記載の切削工具本体であり、

(26)前記（18)— (20)のいずれかに記載の切削工具本体に、切削インサートを固 定してスローァウェイ切削工具としたことを特徴とする切削工具であり、

(27)前記（23)に記載の切削工具本体の前記カートリッジに切削インサートを固定 してスローァウェイ切削工具としたことを特徴とする切削工具であり、

(28)前記（24)に記載の切削工具本体の前記ねじ穴に、ねじ部材をねじ込むこと によって切削インサートを締め付けてスローァウェイ切削工具としたことを特徴とする 切削工具であり、

(29)前記（25)に記載の切削工具本体の前記ねじ穴に、ねじ部材をねじ込むこと によって切削インサートを固定したカートリッジを締め付けてスローァウェイ切削工具 としたことを特徴とする切削工具である。

[0031] 本発明の切削工具のその他の好適な形態を以下に摘示する。

[0032] (30)切削工具本体をツールホルダーに固定してなるツールホルダー付の切削ェ 具であって、切削工具本体における基体をプラスチック製として金属製のツールホル ダ一に固定してなることを特徴とする切削工具であり、

(31)前記切削工具本体と前記ツールホルダーとが、ねじ部材による締め付けによ つて固定されていることを特徴とする前記（30)に記載の切削工具であり、 (32)前記切削工具本体と前記ツールホルダーとが、ピンの打ち込みによって固定 されていることを特徴とする前記（30)に記載の切削工具であり、

(33)前記切削工具本体は、射出成形によるプラスチック製とされていることを特徴 とする前記（30) (32)のいずれかに記載の切削工具であり、

(34)前記切削工具本体は、切削インサートを固定するためのねじ穴を備えており、 そのねじ穴が切削工具本体に坦設された金属部材に形成されていることを特徴とす る前記（30) (34)のレ、ずれかに記載の切削工具であり、

(35)前記（30) (34)のいずれかに記載の切削工具は、その切削工具本体に切 肖 IJインサートが固定されていることを特徴とする切削工具であり、

(36)前記切削工具本体は、カートリッジを固定するためのねじ穴を備えており、そ のねじ穴が切削工具本体に坦設された金属部材に形成されていることを特徴とする 前記（30)— (33)のレ、ずれかに記載の切削工具であり、

(37)前記ねじ穴に、ねじ部材をねじ込むことによってカートリッジを固定してなるこ とを特徴とする前記（36)に記載の切削工具であり、

(38)前記カートリッジに切削インサートが固定されていることを特徴とする前記（37 )に記載の切削工具である。

[0033] 以下に切削工具本体及び切削工具の好適な形態について更に詳述する。

[0034] <切削工具本体の第 1の形態 >

本発明の切削工具本体および切削工具を実施するための最良の形態について、 図 1一 4

に示した回転切削工具すなわち正面フライスカッターに基づいて詳細に説明する。 図 1は、回転切削工具を示す半断面正面図、図 2は図 1に示される回転切削工具を 底面側から見た底面図、図 3は図 1における A矢視方向から見た部分図、そして、図 4はメスねじ付き部材 (本例ではへリサート）を切削工具本体に埋設状に固定している 状態を示す説明用拡大断面図である。

[0035] 図中、 1は、プラスチック製の回転切削工具本体である。プラスチックの種類、およ び本形態における切削工具本体 1の製法については後述する。

[0036] 図 1及び図 2から分かるように、この切削工具本体 1は、円筒状を呈する基体 laを 有する。基体 laの回転軸 Gを含む中央には、上下に貫通する、フライスのスピンドノレ Sに取り付けるための貫通孔 2が、設けられている。この貫通孔 2は、その上部（図 1に おける紙面内での上部）に、フライスのスピンドル Sの先端部が嵌入する円筒状空孔 2aを備えており、下部の先端面 3側には、中間部の小円筒状空孔 2bを介して取り付 け用のねじ部材 10 (頭部付ボルト）の頭部沈頭用の円形凹部 2cを備えている。そし て、外周面 4には、例えば 6個の切削インサート取付け用のポケット（以下、チップポ ケットという） 5が回転軸 G方向から見て等角度間隔で 6箇所凹設され、切削工具本体 1の先端面 3側に開口されている。各チップポケット 5は、切削インサート 11の装着お よび切り屑処理性を考慮して形成されており、いずれも同じ形状、大きさに形成され ている。また、切削工具本体 1の外周面 4の適所には、ねじ穴が設けられバランス用 のねじ部材 4aがねじ込まれている。このような、本形態の切削工具本体 1は、その外 観、形状については従来の金属製のものと基本的に同じである。

[0037] そして、各チップポケット 5には、例えば超硬合金製の切削インサート 11をクランプ スクリュー 13で固定した、金属製例えばクロムモリブデン鋼製のカートリッジ 15が、固 定用ねじ部材である、通常の鋼製の六角穴付ボルト 17を螺合することによる締め付 けにより固定されている。なお、この締め付けをねじ締めとも称されている。すなわち 、図 4に示したように、切削工具本体 1における各チップポケット 5の、回転軸寄り部位 である底部 6には、六角穴付ボルト 17をねじ込むためのねじ穴 8が設けられており、 カートリッジ 15に設けられた座ぐり穴付きボルト孔 16に六角穴付ボルト 17を挿通して 前記ねじ穴 8にねじ込み、その頭部 17bで座ぐり穴付きボルト孔 16の座面を押付ける ことでカートリッジ 15を固定するように形成されている。このような固定手段について も、従来の金属製のものと同じである。

[0038] ただし、チップポケット 5の底部 6のねじ穴 8は、本形態では、基体 laを形成している プラスチックの部位（肉）に直接形成されているのではなぐプラスチックの肉に、六角 穴付ボルト 17のねじよりも大径の穴をあけ、その大径の穴に、内周面にメスねじを有 する例えば金属例えばばね鋼（SUP10)製のメスねじ付き部材 19を坦設状に固定し 、本体 1に一体化されている。プラスチックに直接ねじ穴を形成することも可能である 力 そのようにすると、切削インサート 11の交換における六角穴付ボルト 17の取り外 し、締め付けの繰返しにより、そのねじ穴のねじ山の摩耗や損傷を受けやすぐまた、 そのねじ込み時の締め付けトルクによるねじの破断を起こしやすい。しかし、金属製 のメスねじ付き部材 19を固定した場合にはその防止が図られ、ねじの寿命の延長が 図られる。なお、本形態では、メスねじ付き部材 19として、螺旋状のへリサートが使用 されている。このため、プラスチックの肉に、六角穴付ボルト 17のねじょり大径でヘリ サートの外周面の螺旋に対応するねじ穴をあけ、このねじ穴にヘリサートをねじ込み

、先端側のねじ込み用の折れ曲り部を切断して固定している。

[0039] また、本形態では、切削インサート 11の刃先の高さをカートリッジ 15を軸線 G方向 に微量移動することで調整するように構成されている。具体的には、基体 laの先端 側（図 1における紙面内の下側）への移動は、カートリッジ 15の後端（図 1の上端）の 傾斜壁 20に、調節用の頭部付ねじ部材 21の頭部を押付けながら、そのねじ部材 21 をねじ込むことにより、カートリッジ 15が軸線 G方向（先端側）に移動するように構成さ れている。このため、チップポケット 5の底部 6の後端（図 1上）寄り部位には、頭部付 ねじ部材 21のねじ込み用のねじ穴 22が形成されている。そして、このねじ穴 22も、 図示はしないが、上記したねじ穴 8と同様に金属製のメスねじ付き部材であるへリサ 一トを基体 la内に坦設状に固定することで形成されている。

[0040] このように、本形態の切削工具本体 1は、従来の金属製の切削工具本体とは次の 点で相違する。すなわち、本形態の切削工具本体 1は、その基体 la自身がプラスチ ック製である。そして、そのプラスチック製の基体 laに、上記したように各ねじ穴を、別 部材である金属製のメスねじ付部材、例えば、ヘリサート 19を埋設状に固定して形成 している。別言すると、本形態の切削工具本体 1は、プラスチック製の基体 1と、基体 1に埋設状に固定された、基体 laとは別部材である、六角穴付ボルト 17をねじ込む ためのねじ穴 8を有する金属製のメスねじ付き部材 19例えばへリサートを、有して形 成される。一方で、各チップポケット 5に、切削インサート 11を固定したカートリッジ 15 を配置し、固定用ねじ部材 17をねじ穴 8にねじ込んで固定し、調節用の頭部付ねじ 部材 21をねじ込むことで切れ刃高さが調節された回転切削工具となる。この点にお いて、従来の工具との相違はない。

[0041] このように、本形態の回転切削工具は、基体 la自身がプラスチック製であるので、 従来のアルミニウム製のものよりも、それを軽く形成することができる。例えば、アルミ 二ゥムの比重 2. 7に対し、プラスチックでは、その比重は多くが 1. 2- 1. 7の範囲に ある。したがって、より高速回転が可能となるとともに、切削工具の交換がより速くでき るようになるなど、軽量化により加工効率の向上が図られる。また、基体 laがアルミ二 ゥムよりも切削が容易なプラスチックで形成されているので、基体 laの製造は極めて 容易となり、したがって切削工具本体 1ひいては回転切削工具の製造コストの低減が 図られる。

[0042] また、本形態では、ねじ穴 8、 22を、金属製のメスねじ付き部材 19を坦設状に一体 化することで形成したので、上記もしたようにそのねじの摩耗、損傷が、プラスチック に形成した場合に比べて軽減できるので、結果として、切削工具本体 1の寿命を長く できるという効果がある。すなわち、このような切削工具本体 1では、そのねじを除け ば摺動部分もないことから、摺動によって摩耗或いは損傷する部位、換言すると耐摩 耗性等の摺動特性が問題となる部位がないため、長寿命化が図られる。また、上記も したが、本形態では金属製のメスねじ付き部材を基体 laに埋設状に固定しているの で、ねじ山が破断するような危険性も低減できるという効果がある。強度、硬度、さら には耐摩耗性の高いプラスチック製とされれば、このねじ穴はプラスチックの部位に 直接形成してもよい。なお、メスねじ付き部材は、へリサートに代えてナット状のねじ 部材でももちろんよい。いずれにしても、メスねじ付き部材は耐摩耗性の高い鋼製と するのがよい。

[0043] さらに、上記した形態では、切削インサート 11をカートリッジ 15を介して基体 laのチ ップポケット 5に固定する構造にしたので、切削により切削インサート 11が高温となつ ても、その熱はカートリッジ 15に伝達されて放熱されるため、チップポケット 5などプラ スチック製本体 1の高温防止にも有効である。もっとも、本発明の切削工具本体 1に おいては、このようなカートリッジ 15は別段、必須のものではない。すなわち、このよう な切削インサートの発熱に耐えうる材質のプラスチックを用いる力 \発熱温度の低い 加工に用いる工具においては、図 5， 6に示した切削工具本体 51のように、カートリツ ジを使用しなくともよい。すなわち、図 6に示されるように、カートリッジを介することなく 、切削工具本体 51のチップポケット 5の切削インサート座 5aに切削インサート 11を着 座させて、クランプスクリュー 13を切削インサート座 5aに設けたねじ穴 24にねじ込ん で、つまり螺合して締め付けることにより切削インサート 11を直接固定してもよい。も ちろん、このものにおいても、クランプスクリュー 13がねじ込まれる本体 51側のねじ穴 24は、上記のように、ヘリサート等のメスねじ付き部材を埋設状に固定することで形 成してもよい。

[0044] さて、ここで上記した図 1の切削工具本体 1の製法例について説明する。上記した 本体 1は、例えば、その完成品よりやや大径のプラスチック製の丸棒を、その完成品 よりやや長めに切断して素材とする。その後は、図示の通りの所望とする形状、寸法 に機械加工し、上記したように金属製のメスねじ付き部材 19を本体 1内に坦設状に 固定することで製造できる。

[0045] このような製造過程は、従来の金属製の素材から製造する場合と、ねじ穴の形成を 除けば異なる点はなぐしたがって、基本的には同様の加工工程によって製造するこ とになる。

[0046] しかし、基体 l aの素材がプラスチックであることから、難削材でなく金属に比べれば 切削抵抗も極めて小さいため、容易に機械加工できる。したがって、このような切削 工具本体 1は、金属製のメスねじ付き部材 19を基体 la自身に坦設状に固定するとし ても、極めて低コストでできることは明らかである。もちろん、図 5の切削工具本体 51 の場合には、カートリッジを使用していないので、さらに低コストで製造できる。なお、 射出成形等で、精度が要求される部位にのみ加工取り代を付与したものを素材とし て製造し、この素材を出発材として機械加工することとすれば、より一層の製造の簡 易化が図られる。なお、ねじ穴 8を備えたメスねじ付き部材 19は、基体 laとともに内 周面にメスねじを有する金属製のナット状部材をインサート成形して、本体に坦設状 に固定することとしてもよレ、。言い換えると、ねじ穴の形成にメスねじ付部材を使用す る際は、射出成形時において、内周面にメスねじを有する金属製のメスねじ付部材（ ナット状部材)をインサート成形して、基体に坦設状に固定することとしてもよい。

[0047] なお、切削工具本体における基体をなすプラスチックは、切削工具の用途や切削 条件に応じ、ある程度の寿命を保持できるものから選定すればよい。ただし、ガラス 繊維を 30 60%含有する非結晶性プラスチック (例示すれば、ポリエーテルイミド、 ナイロン 6-6)が好ましい材料といえる。というのは、切削工具本体には、たとえアルミ ニゥム製のワークの加工に用いるとしても、当然のことながら、なるべく高い耐熱性、 強度、剛性、或いは軽量性が求められる力 前記非結晶性プラスチックであれば、こ うした要請に良く応えることができるのでである。因みに、前記において例示したガラ ス繊維を 30 60%含有する非結晶性プラスチック（ポリエーテルイミド樹脂）では次 のような物理特性がある。耐熱性が、過重たわみ温度 (熱変形温度 1. 82MPa)で 200°C以上ある。また、引張り強度（23°Cのときの降伏点）が 150MPa以上である。 そして、アイゾット衝撃強度（23°Cでノッチ付試験片）で、 lOOjZm以上ある。し力、も、 常温における比重が 1. 7以下である。

[0048] 切削工具本体における基体を形成するのに好適に用いられるプラスチックとしては 、ポリサノレホン、ポリエーテノレサノレホン、ポリフエ二レンサノレフアイド、ポリアリレート、ポ リアミドイミド、前記したポリエーテルイミド、ポリエーテルエーテルケトン、及びポリアミ ド等のエンジニアリングプラスチックを挙げることができる。

[0049] なお、上記においては、回転切削工具の 1例である正面フライスカッター用の切削 工具本体について具体化した力 S、本発明における切削工具本体はこれに限定される ものではない。例えば、バイト用の切削工具本体、すなわち、切削インサートを自身 の切削インサート座 (チップポケット）に固定して旋削に使用するバイト用ホルダとして も具体化できるなど、切削工具に広く適用できる。さらに、上記においては切削イン サートを、カートリッジを介して、或いは直接、ねじ部材により本体に設けたねじ穴に ねじ締めすることで固定する場合を説明したが、本発明の切削工具では、別段このよ うなねじ締めによる固定に限定されるものではなぐねじ締め以外の固定（ロック）手 段を用いる場合にぉレ、ても具体化できる。

[0050] 本発明は、上記において説明したものに限定されるものではなぐ適宜に設計変更 して具体化できる。また、本体に用いるプラスチックの材質は、ポリエーテルイミド又は ポリアミド例えばナイロン 6_6以外にも、加工用途など、切削工具本体に具体的に要 求される強度、衝撃特性、剛性、耐疲労性、硬さ、耐熱性、熱膨張係数、耐油性、耐 水性等々の物理的性質、或いは機械的性質に応じ、かつ本体の形状 (構造)、寸法 等の設計に基づいて選択すればよい。また、カートリッジの材質は、クロムモリブデン 鋼以外にも、ばね鋼（SUP10)、ステンレス鋼（SUS303)などであってもよい。さらに

、メスねじ付き部材は、ばね鋼（SUP10)以外にも、クロムモリブデン鋼、ステンレス鋼

(SUS303)であってもよい。

[0051] <切削工具本体の第 2の形態 >

本発明の切削工具本体の第 2の形態を以下に示す。

[0052] 第 2の形態である切削工具本体が前記第 1の切削工具本体と相違するところは、以 下の通りである。

[0053] 図 7に示されるように、切削インサート 11を固定したカートリッジ 15を固定するため の、チップポケット 5の底部 6のねじ穴 8は、本形態では、切削工具本体 1における基 体 laを形成しているプラスチックの部位すなわち肉部分に直接形成されているので はなぐその基体 la自身の射出成形時に、金属製のメスねじ付き部材 19をインサー ト成形することによって一体的に形成されている。このメスねじ付き部材 19は、図 7に 示したように、内周面にメスねじを有する、つき抜けていないねじ穴 8を有する金属部 材例えば袋ナット形状の部材とされている。そして、このメスねじ付き部材 19は、外周 面換言すると軸周りには固定力の向上ないし抜け止めのため凹溝 19bが設けられて おり、さらに図 8に示したように、基体 laに対する固定力の向上ないし回り止めのため 、例えば六角ナット状とされている。ただし、このメスねじ付き部材 19は、単なるナット 形状のものでもよいし、ばね鋼（SUP10)などからなる、螺旋状のへリサートと呼ばれ る部材でもよい。

[0054] このように、ねじ穴 8は、基体 laをなすプラスチックがむき出しとなっておらず、金属 製のメスねじ付き部材 19で形成されているので、切削インサート 11の交換における 六角穴付ボルト 17の取り外し、締め付けの繰返しにより、ねじ穴 8のねじ（ねじ山）の 摩耗や損傷、さらにはねじ込み時の締め付けトルクによってねじ山が破断を起こすこ ともなレ、。すなわち、ねじ穴 8が、金属製のメスねじ付き部材 19を基体 laの射出成形 時にインサート成形することで形成されているので、ねじの寿命の延長が図られる上 に、メスねじ付き部材 19を、基体 laの製造後において、後で圧入やねじ込み等によ り坦設又は固定したものでないため、基体 laに強固に固定される。このため、カートリ ッジ 15を締め付けるねじ部材である六角穴付ボルト 17の締付け時のトルクによって、 メスねじ付き部材 19が基体 laから容易に弛緩することもなレ、。

[0055] また、本形態においても、前記第 1の形態におけるのと同様に、切削インサート 11 の刃先の高さをカートリッジ 15を軸線 G方向に微量移動することで調整するように構 成されている。

[0056] このように、本形態の切削工具本体 1は、従来の金属製の切削工具本体 1とは次の

2点で相違する。第 1に、本形態の切削工具本体 1は、射出成形によるプラスチック製 である基体と金属製のねじ穴付き部材とで形成される点である。第 2に、そのプラスチ ック製の基体 laには、上記したように各ねじ穴 8を、別部材である金属製のねじ穴付 部材 19を基体 la自身の射出成形時にインサート成形することによって形成している 点である。つまり、切削工具本体 1は、ねじ穴 8を有する、別部材である金属製のメス ねじ付き部材 19を基体 la自身の射出成形時にインサート成形することによって形成 される点である。図 7に示されるように、このような切削工具本体には、その各チップポ ケット 5に、切削インサート 11を固定したカートリッジ 15を配置し、固定用ねじ部材 17 をねじ穴 8にねじ込んで固定し、調節用の頭部付ねじ部材 21をねじ込むことで切れ 刃高さが調節された回転切削工具となる。

[0057] このように、本形態の回転切削工具は、基体 la自身がプラスチック製であるので、 従来のアルミニウム製などの軽金属製のものよりも、軽く形成することができる。例え ば、アルミニウムの比重 2· 7に対し、プラスチックでは、その比重は多くが 1 · 2— 1 · 7 の範囲にある。したがって、より高速回転が可能となるとともに、工具の交換がより速く できるようになるなど、軽量化により加工効率の向上が図られる。また、基体 laは、単 にプラスチック製であるというだけでなぐ射出成形品であるので、それ自身が極めて 効率的に製造可能となり、したがって切削工具本体 1ひいては切削工具の製造コスト の低減が図られる。

[0058] 本形態では、ねじ穴 8、 22が、金属製のメスねじ付き部材 19を基体 la自身の射出 成形時にインサート成形することによって一体的に形成されているので、上記もした ようにそのねじの摩耗や損傷、或いはねじ山が破断したりすることが、プラスチックに 直接形成した場合に比べて低減できるので、切削工具本体 1の寿命を長くできるとい う効果がある。すなわち、本形態の切削工具本体 1では、そのねじを除けば摺動部分 もないことから、摺動によって摩耗或いは損傷する部位、換言すると耐摩耗性等の摺 動特性が問題となる部位がないため、各ねじ穴へのねじ部材の締め付けが繰り返し 行われても、従来の金属製の切削工具と同様に長寿命化が図られる。また、上記もし たが、本形態では金属製のメスねじ付き部材 19をインサート成形によって固定してい るので、カートリッジ 15の六角穴付ボルト 17による締め付けにおいて、過大トルクが 力、けられたとしても、メスねじ付き部材 19が切削工具本体 1から緩むような危険性も 低減できるとレ、う効果がある。

[0059] さらに、上記した形態では、切削インサート 11をカートリッジ 15を介して基体 laのチ ップポケット 5に固定する構造のものとしたので、切削により切削インサート 11が高温 となっても、その熱はカートリッジ 15に伝達されて放熱されるため、チップポケット 5な どプラスチック製の基体 laが高温に過熱されるのが有効に防止される。

[0060] もっとも、本発明の切削工具本体においては、このようなカートリッジ 15は別段、必 須ではない。すなわち、このような切削インサートの発熱に耐えうる材質のプラスチッ クを用いるカ 発熱温度の低い加工に用いる切削工具においては、第 1の形態にお けるのと同様に、図 5、 6に示した切削工具本体 51のように、カートリッジを使用しなく ともよレ、。すなわち、カートリッジを介することなぐ基体 l aのチップポケット 5の切削ィ ンサート座 5aに切削インサート 11を着座させて、クランプスクリュー 13を切削インサ ート座 5aに設けたねじ穴 24にねじ込んで締め付けることにより切削インサート 11を直 接固定して切削工具とすることもできる。ただし、このようにカートリッジを使用しない 場合においても、図 9、 10に示したように、クランプスクリュー 13がねじ込まれるねじ 穴 24を有する、六角ナット状をした金属製のメスねじ付き部材 19は、基体 laの射出 成形時にインサート成形することによって一体的に形成しておくのがよい。なお、図 9 中のメスねじ付き部材 19は、ねじが突き抜けているものとした力 上記したものと同様 に、突き抜けていないものとしてもよい。また、図 9中の 19bは抜け止め用の凹溝であ る。

[0061] 上記において本発明に力かる切削工具本体が備えているねじ穴は、カートリッジ又 は切削インサートを固定したり、カートリッジを移動して刃先高さを調整するものとして 具体化した場合を例示した。しかし、本発明におけるねじ穴は、これら以外のねじ穴 、例えば、バランス用ねじ部材 4aのねじ込み用のねじ穴であってもよぐねじ穴の用 途に限定されるものではない。なお、メスねじ付き部材を図 4に示したように、つき抜 けてレ、なレ、ねじ穴を有する金属部材としてインサート成形する場合には、インサート 成形する際にプラスチック材料 (生地）がねじ穴の内面（ねじ）に付着することがない ので、つき抜けているねじ穴を備えたねじ穴付部材をインサート成形する場合のよう に別途にねじ保護手段を講じる必要もなく便利である。

[0062] また、上記においては、ねじ穴 8， 24力 金属製のメスねじ付き部材 19を切削工具 本体 1、 51自身の射出成形時にインサート成形することによって形成されたものとし て具体化したが、そのねじ穴は次のように形成することもできる。すなわち、ねじ穴は 、切削工具本体自身の射出成形時に金属部材をインサート成形し、その後工程で、 インサート成形された同金属部材にねじを立てる、つまりねじカ卩ェをするようにしても よい。このようにすれば、ねじ保護手段を講じる必要がないだけでなぐねじ穴の位置 精度を高めることもできる。

[0063] さて次に、図 1における切削インサートを固定するためのカートリッジを、ねじ込み方 式で締め付けるのでなぐ切削工具本体自身の射出成形時にインサート成形によつ て同本体に一体化してなる切削工具本体 61について、図 11一図 13に基づいて説 明する。すなわち、このものは、図 11におけるカートリッジ 15のボルト穴 16のない形 態に形成されカートリッジ 65を、チップポケット 5において対応する部位に、切削工具 本体 61における基体 la自身の射出成形時にインサート成形によって設けたもので ある。なお、本形態のものは図 1のものと、カートリッジ 65を基体 la自身の射出成形 時にインサート成形によって設けた点が相違するのみであるので、同一の部位には 同一符号を付すに止め、その相違点のみ説明する。

[0064] すなわち、本形態では、カートリッジ 65が、図 1の切削工具本体 1におけるチップポ ケット 5に対応する部位に、基体 la自身の射出成形時にインサート成形によって固定 されて設けられている。このため、カートリッジ 65を基体 laに固定するためと、それを 軸線方向に移動調節するためのねじ穴はなぐまた、カートリッジ 65にも基体 laに固 定するためのボルト穴はない。しかして、このようなカートリッジ 65は、基体 laに強固 に固定されるように、図 11一図 13に示したように、インサートされており、とくにラジア ル方向への飛び出し防止のため、側面には適所に凹部 66が設けられており、その 固定力が高められている。本形態では、このカートリッジ 65には、上記形態と同様に 、切削インサート 11がクランプスクリュー 13で固定されている。なお、切削インサート 1 1の締め付けのためのねじ穴は図示はしないが図 1の切削工具本体 1におけるカート リッジと同様に設けられている。したがって、このようなカートリッジ 65も、ねじ穴付部 材ということもできる。もっとも、このようなカートリッジは、切削インサートをねじ込み方 式でなぐクランプオン方式で固定するものとしても具体化できる。

[0065] さて、ここで上記した切削工具本体の製法について説明する。上記した各本体は、 その射出成形用の金型内に、インサート部品であるねじ穴付部材又はカートリッジを 位置決めしてセットし、その状態で型閉じして、金型内に材料を射出することで形成 される。なお、インサート部品は、正しく位置決め、保持されるように、インサートピン 等の位置決め手段で位置決めすればよレ、。このような切削工具本体は、フライスのス ピンドル Sに取り付けるための貫通穴 2の内周面やカートリッジや切削インサートの取 り付け部のように、所要の寸法精度が要求される部位に、予め、加工取り代を付与し ておき、成形後において適宜に機械加工をすることにより所望とする寸法精度を保持 している。

[0066] このように本発明に係る切削工具本体における基体は射出成形によるプラスチック 製であるので、ねじ穴付部材ゃカートリッジを、インサートとして、前記基体に、埋設 状 (なお、坦設状という用語は完全に埋設された状態から一部が埋設された状態ま でを含む広い概念として理解すべきである。）に、強固に固定できる。したがって、こ れらねじ穴付部材等を基体に強固に一体化された切削工具本体が実現される。また 、アルミニウム製のものより軽量な切削工具本体を効率的かつ低コストで製造できる。 しかも、高度の寸法精度が要求される部位の機械加工も、プラスチック製のために容 易にできる。このため、このような切削工具本体は、金属製のねじ穴付部材等のイン サートを基体自身に坦設状に固定するとしても、極めて低コストにできることは明らか である。

[0067] 上記にぉレ、ては、本体自身の射出成形時に、ねじ穴付部材等をインサートした場 合で説明したが、切削インサートやカートリッジの固定に大きな固定力が要求されな い場合や、ねじ山の大きなねじを用いることで、切削インサートを固定するねじ部材 による締付け（トルク）に十分耐え得る場合には、射出成形した本体に直接ねじ穴を 形成してもよい。この場合には、切削工具本体はさらに低コストで製造できる。

[0068] なお、切削工具本体をなすプラスチックは、前記第 1の形態におけるプラスチックと 同様であるから、その説明を省略する。

[0069] なお、上記においては、回転切削工具の 1例である正面フライスカッター用の本体 において具体化したが、本発明における切削工具本体はこれに限定されるものでは ないことは前記第 1の形態の場合と同様である。

[0070] この発明に係る切削工具本体は、スローァウェイ切削工具にも適用されることがで きる。

[0071] スローァウェイ切削工具は、切削工具本体 1における基体 l aを、プラスチック製にし てスローァゥヱイとしたことで、その軽量ィ匕とともに低コストィ匕が図られ、工作物の加工 の効率化ひいては加工コストの低減が可能となる。とくに、本形態では基体 laを射出 成形によって形成したため、その大きな低コスト化が図られる。このような切削工具は 、これを切削に用いて切削インサート 11の設定寿命時間（或いは加工数）に至ったら 、切削工具全体を丸ごと新品に交換すればよい。このとき、新品の切削工具は、別途 、切削インサート 11が事前に切れ刃高さが調整されて固定されているため、アイドル タイムを省略した簡易、迅速な工具交換が可能となる。したがって、工作物の加工効 率が高められ、加工コストの低減が可能となる。すなわち、切削インサート 11の調節 及び交換に要する時間コストに比べれば、スローァウェイとしたプラスチック製の切削 工具本体のコストの方が安くできるので、加工コスト全体としてみると、その低減が図 られる。

[0072] ぐ切削工具の形態 >

本発明を実施するための最良の形態について、図 14一図 20に示した切削工具例 えば正面フライスカツタに基づいて詳細に説明する。図 14中、 101は、本形態の切 削工具である。前記切削工具 101は、図 14に示されるように、正面フライス用の切削 工具本体 1と、ツールホルダー 71とを有する。切削工具本体 1は、図 14に示されるよ うに、プラスチック (樹脂）で一体的に形成した基体 laと、図 16に示されるように、メス ねじ付き部材 19とを備える。

[0073] 基体 laは、その上部 lbが小径で、下部 lcが大径の同心異径の円筒状を呈してお り、基体 laの先端面（図 14に示される切削工具本体 1が縦に配置されるとすれば、 前記先端面は底面となる。）3の外周寄り部位には、回転軸 G、換言すると中心軸 G 回りに等角度間隔で例えば 6箇所の切削インサート取付け用及び切り屑排出用のポ ケット 5が凹設されている。そして、各ポケット 5においてさらに凹設された切削インサ ート取付け部をなす切削インサート座 5aには、例えば超硬合金製の切削インサート であるスローァゥヱイ切削チップ 11がねじ部材であるクランプスクリュー 13によるねじ 込み方式 (これは、螺合方式とも称することができる。）で固定されている。本形態で は切削工具本体 1は、射出成形によって形成されている力 S、図 16及び図 17に示した ように、クランプスクリュー 13がねじ込まれるねじ穴 24は、基体 la自身が射出成形さ れた際にインサート成形された金属製のメスねじ付き部材 19に形成されている。換言 すると、この金属製のメスねじ付き部材 19は、内周面にメスねじを形成したねじ穴 24 を有する。この金属部材 19は切削工具本体 1に対する固定力の向上ないし回り止め のため、例えば六角ナット状とされ、外周面（軸周り）には固定力の向上ないし抜け止 めのため凹溝 19bが設けられている。

[0074] 一方、図 14及び図 18に示したように、切削工具本体 1の中心軸である回転軸 Gを 含む中央には上下に貫通する貫通穴 2が形成されている。この貫通穴 2は、横断面 が円形とされ、ここに例えば SCM415からなる、異径部を有する横断面円形の軸状 に形成されたツールホルダー 71がその先端寄り部位において嵌合されて両者が固 定されるように構成されている。すなわち、貫通孔 2の上部（図 1の上部）には、ツール ホルダー 71の軸部 72の先端面 76aの中央に突出状に設けられた嵌合用軸部 73が 嵌入可能の円筒状空穴 2aが、ツールホルダー 71の中心線とこの円筒状空穴 2aの 中心線とが同心となるように、形成されている。そして、この切削工具本体 1の先端面 3側の中心には、円筒状空穴 2aの内径より小径に形成された中間部の小円筒状空 穴 2bを介して、この小円筒状空穴 2bより大径に形成された円形凹部 2cが、形成され ている。つまり、貫通孔 2は、円筒状空穴 2a、小円筒状空穴 2b及び円形凹部 2cが、 それぞれの中心軸線が一致するように、開設形成されてなる。この円形凹部 2cは、 切削工具本体 1とツールホルダー 71とを固定するためのねじ部材 10例えば頭部付 ボルトの頭部の沈頭用の凹部である。他方、ツールホルダー 71は、図 18に示される ように、その嵌合用軸部 73の先端面 73aの中央に回転軸 Gを軸としてねじ穴 74が形 成されている。

[0075] このようなツールホルダー 71は、図 14に示されるように、その軸部 72の上端に、マ シユングセンターの主軸 Sへ嵌合状にしてチャックされる、外周面がテーパ状に形成 された嵌合部 79を備えるとともに、その図 14における下には位置決め用大径部 80を 備えている。そして、位置決め用大径部 80の外周面には、 ATCにおけるチェンジャ アーム（図示せず）による把持溝 (以下、アーム把持溝ともレ、う） 81が周設されてレ、る 。なお、ツールホルダー 71の先端面 76aをなす外周部位には、切削工具本体 1の上 部の小径部 lbの外径と同一外径を有する大径部 76を備えており、両者の固定時に おいてその大径部 76の先端面 76aが切削工具本体 1の上部の小径部 lbの後端面 1 dに圧接されるようにされている。また、切削工具本体 1の上部の小径部 lbの後端面 Idには、図 18及び図 19に示したように、径方向において対向する位置に凹溝 leが 切り込まれている。一方、ツールホルダー 71の先端寄り部位の大径部 76における先 端面 76aであって嵌合用軸部 73の基部の両側には、その凹溝 leに嵌合する凸部 7 7が形成されている。これにより、切削工具本体 1の凹溝 leに、ツールホルダー 71の 凸部 77が嵌合するようにして、ツールホルダー 71の嵌合用軸部 73を切削工具本体 1の上部の円筒状空穴 2aに嵌合することで、両者が互いに軸 G回りに回転しないよう される。

[0076] しかして、ツールホルダー 71の嵌合用軸部 73を切削工具本体 1の上部の円筒状 空穴 2aに嵌合し、かつツールホルダー 71の凸部 77を切削工具本体 1の凹溝 leに 嵌合した状態とする。そして、その状態の下で、頭部 10a付のねじ部材 10を、そのね じ軸部 10bが貫通孔 2の下方の円形凹部 2cから小円筒状空穴 2bを通るようにして、 ねじ穴 74にねじ込んで締め付ける。力べして、図 21に示されるように、切削工具 101 、ツールホルダー 71とこれに固定されたプラスチック製の基体 laを有する切削ェ 具本体 1と、この切削工具本体 1に装着された切削インサート 11とを備えて形成され る。 [0077] このような本形態の切削工具 101は、切削工具本体 1における基体 laがプラスチッ ク製である分 (本形態ではその比重は約 1. 5)、それが例えば、比重 2. 7のアルミ二 ゥム製のものよりも軽い。このため、切削工具本体 1の全長の長寸化及び大径化が可 能となるため、加工工程ないしカ卩ェ時間の短縮が図られる。また、切削工具本体 1が 軽い分、図 14に示したように、切削工具 101の軸 G方向における重心位置 G2を切 削工具本体 1が金属製のものである従来の切削工具の重心位置よりツールホルダー

71における基端寄り部位、すなわちアームの把持溝 81寄り部位に移動できるので、 ゲージラインから重心位置 G2までの長さ L1を小さくできる。これにより、切削工具 10 1の交換時モーメントを確実に小さくできるので、 ATCにおけるチェンジャアームよる 工具交換におけるその交換時間の短縮が図られるから、機械加工の効率化ないし生 産性の向上を図ることができる。

[0078] 切削工具本体 1における基体 laはプラスチック製であればよいが、前記形態にお いては、それが射出成形品であるため、その製造 (形成、加工）の容易化が図られる 。また、切削インサート 11を固定するためのクランプスクリュー 13がねじ込まれるねじ 穴 24は、切削工具本体 1自身が射出成形された際にインサート成形されたねじ穴付 き部材 19に形成されているため、ねじ穴 24の摩耗も少ない上に、そのねじ自体の強 度も保持できる。なお、ねじ穴付き部材 19におけるねじ穴 24は、通常は、インサート 成形に供されるねじ穴付き部材 19を基体 laとともにインサート成形することにより、当 然に形成されているのである力 ねじ穴を有してないがねじ穴付き部材 19と同じ外形 を有する金属部材と基体 laとをインサート成形することにより基体 laに一体かつ埋設 状に前記金属部材を固定してから、前記金属部材にねじ穴加工をすることによつても 形成されること力 Sできる。もっとも、切削工具本体 1におけるプラスチック製の基体 la に直接にねじを形成することもできるし、切削工具本体 1を成形した後の工程で、另 IJ 途、下穴をあけてヘリサート等の金属部材を埋設或いは圧入し、その金属部材にね じカ卩ェをすることによりねじ穴を形成してもよい。

[0079] また、上記形態では、ツールホルダー 71と切削工具本体 1との固定を上記したよう に、軸 G方向にねじ部材 (頭部付ボルト） 10をねじ込むことによるものとした力 この固 定は適宜の固定手段を用いればよい。図 21に基づいてその一例を説明する。 [0080] ただし、図 21においては、基本的にその固定手段のみが前記形態と相違するだけ のため、相違点のみ説明し、共通する部位ないし同一の部位には同一の符号を付す にとめる。

[0081] 図 21においては、ツールホルダー 71の先端面中央に切削工具本体 1を固定する ための嵌合穴 83が形成されている。一方、切削工具本体 1における基体 laの後端 面にこの嵌合穴 83に嵌合する円柱状の凸部 Ifが突出状に形成されている。しかして 、その凸部 Ifを嵌合穴 83に嵌合する。そして、ツールホルダー 71における外周面の 嵌合穴 83に対応する部位の外側から、ねじ部材である止めねじ 84をねじ込み、凸 部 Ifの側面の凹部 9gに止めねじ 84の先端を圧入する。図 21においては、このよう に、ねじ部材である止めねじ 84をツールホルダー 71の半径方向にねじ込む、つまり 螺合することで、ツールホルダー 71と切削工具本体 1とを固定する。なお、図示はし ないが、このようなねじ込み方式に代えて、ピンを打ち込むことによって固定するよう にしてもよい。

[0082] なお、上記の形態では、正面フライスカツタにおいて具体化し、図 18に示されるよう に、切削工具本体 1のポケット 5の切削インサート座 5aのねじ穴にクランプスクリュー 1 3を直接ねじ込んで切削インサート 11を固定した場合を例示した力 図 1、図 4、及び 図 7に示されるように、切削インサートはカートリッジを介して切削インサート座 5aに固 定されるようにしてもよレ、。図 1、図 4、及び図 7に示される切削インサートをカートリツ ジに固定する構造、及び切削インサート 11の刃先の高さをカートリッジ 15を軸線 G方 向に微量移動する機構については、切削工具本体の第 1及び第 2の形態における 説明にて詳述したのでその説明を省略する。

[0083] なお、このような刃先の高さの調整はできなくなる力 切削工具本体 1を射出成形す るときは、それと同時に、カートリッジ自体をインサート成形してもよレ、。ただし、この力 ートリッジには、インサート成形前に、或いはインサート成形後において、切削インサ ートを固定するための固定手段 (例えば、ねじ穴）を形成する。このようにカートリッジ 自体をインサート成形しておけば、それ自体の固定用のねじ部材が不要となるため、 その分、切削工具本体の軽量化が図られる。

[0084] 上記においては、正面フライスカツタをなす切削工具において具体化した場合を説 明したが、本発明の切削工具は、このようなものに限定されるものではなぐ図 22及 び図 23に示したように、ボーリングバー 201としても具体化できる。このボーリングバ 一 201は、切削工具本体 91がボーリングバーヘッドをなし、図 21に示した正面フライ スカツタにおける切削工具本体 1と同様に、切削工具本体 91がツールホルダー 71に 固定されている。すなわち、ツールホルダー 71の先端面中央に切削工具本体 91を 固定するための嵌合穴 83が形成されている。一方、切削工具本体 91における基体 laの後端面にこの嵌合穴 83に嵌合する円柱状の凸部 Ifが突出状に形成されてい る。そして、その凸部 Ifを嵌合穴 83に嵌合して、ツールホルダー 71における嵌合穴 83の側部から止めねじ 84をねじ込み、凸部 Ifの側面の凹部 9gに止めねじ 84の先 端を圧入することで、両者の固定がされている。すなわち、本形態では、その固定手 段及びツールホルダー 71についても上記したものと共通することから、同一の部位 には同一の符号を付し、詳細な説明は省略する。このものでは、ボーリングバーへッ ドをなす切削工具本体 91におけるプラスチック製の基体 laは、その先端の一側に、 カートリッジ 95を埋設状に固定し、そのカートリッジ 95に切削インサート 11がクランプ スクリュー 13にて固定されている。カートリッジ 95の埋設状の固定は、切削工具本体 91を射出成形する場合には、その成形時にこれをインサート成形してもよいし、後ェ 程で、切削工具本体 91の埋設用の穴をあけてその穴にねじ部材によって固定しても よい。

[0085] このようなボーリングバー 201も、ボーリングバーヘッドをなす切削工具本体 91にお ける基体 laがプラスチック製とされているため、上記したフライスカツタにおけるものと 同様に、切削工具の軽量化と共に交換時モーメントの低減が図られることは明らかで あり、上記したフライスカツタと同様の効果が得られる。なお、切削工具の軽量化、及 び交換時モーメントの低減のためには、切削工具本体が切削工具の先端寄り部位に おいて占める体積を増やすことが望ましい。切削工具の強度や耐久性を考慮し、か つ設定される工具最大重量や工具の交換時 (最大）モーメントに応じて決めればょレ、

[0086] なお、切削工具本体における基体を射出成形品としたものでは、それ自身が極め て効率的に製造可能となるが、切削工具本体における基体自体は、ブロック力 の 肖 ijり出しで形成してもよい。また、射出成形品とした場合であっても、ツールホルダー との嵌合部、ポケットにおける切削インサートの座面等の精度が要求される部位は、 適宜の加工取り代を付与しておき、機械加工するのが好ましレ、。

[0087] また、切削工具本体に、切削インサートを固定するためのカートリッジ又は切削イン サートの固定に大きな固定力が要求されない場合や、ねじ山の大きなねじを用いるこ とで、ねじの締付け（トルク）に十分耐え得る場合には、プラスチック製の切削工具本 体に直接ねじ穴を形成してもよレ、。

[0088] なお、切削工具本体における基体をなすプラスチックは、前記切削工具本体の第 1 及び第 2の形態において説明したのと同様であるから、その詳細な説明を省略する。

[0089] また、上記においては、回転切削工具である正面フライスカツタ或いはボーリングバ 一において具体化したが、本発明における切削工具はこれに限定されるものではな く、マシユングセンターにおいて使用される各種のツールホルダー付の切削工具に おいて具体化できる。切削工具本体が長く又は大径となる切削工具ほど、重量ない し交換時モーメントが問題となることから、本発明が功を奏することになる。

Claims

請求の範囲

[1] 切削インサートを装着可能な、プラスチックで形成されてなる基体を有することを特 徴とする切削工具本体。

[2] 前記基体が射出成形により形成されてなることを特徴とする前記請求項 1に記載の 切削工具本体。

[3] 前記切削工具本体は、切削インサートを固定するカートリッジに設けられた貫通孔 に挿入された固定用ねじ部材と螺合するねじ穴を有する金属製のメスねじ付き部材 を、前記基体に、埋設状にかつ固定して備え、前記メスねじ付き部材に螺合する固 定用ねじ部材を締め付けることにより前記切削インサートを基体に装着可能とする前 記請求項 1又は 2に記載の切削工具本体。

[4] 前記切削工具本体は、切削インサートに設けられた貫通孔に挿入されたクランプス クリューと螺合するねじ穴を有する金属製のメスねじ付き部材を、前記基体に、埋設 状にかつ固定して備え、前記メスねじ付き部材に螺合するクランプスクリューを締め 付けることにより前記切削インサートを基体に装着可能とする前記請求項 1又は 2に 記載の切削工具本体。

[5] 前記切削工具本体は、切削インサートに設けられた貫通孔に揷入されたクランプス クリューと螺合するねじ穴を有すると共に、前記基体に固定されたカートリッジを備え

、前記クランプスクリューを締め付けることにより前記切削インサートを基体に装着可 能とする前記請求項 1又は 2に記載の切削工具本体。

[6] 前記基体とメスねじ付き部材とがインサート成形により一体に形成されてなる前記請 求項 3又は 4に記載の切削工具本体。

[7] 前記基体とカートリッジとがインサート成形により一体に形成されてなる前記請求項

5に記載の切削工具本体。

[8] 前記切削工具本体が回転切削工具に用いられることを特徴とする請求項 1一 7の いずれか 1項に記載の切削工具本体。

[9] 前記切削工具本体がスローァウェイ切削工具に用いられることを特徴とする請求項

1一 8のいずれか一項に記載の切削工具本体。

[10] 前記プラスチックが、ガラス繊維を 30— 60質量％含有する非結晶性プラスチックで あることを特徴とする請求項 1一 9のいずれか一項に記載の切削工具本体。

[11] 前記非結晶性プラスチックがポリエーテルイミド樹脂であることを特徴とする請求項

10に記載の切削工具本体。

[12] 請求項 1一 11のいずれか一項に記載の切削工具本体と、この切削工具本体に固 定された切削インサートとを有することを特徴とする切削工具。

[13] 請求項 3、 5、 7 11のいずれか一項に記載の切削工具本体と、前記切削工具本 体における前記カートリッジに固定された切削インサートとを有することを特徴とする 切削工具。

[14] 請求項 1一 13のいずれか一項に記載の切削工具本体と、この切削工具本体を固 定するツールホルダーとを有することを特徴とする切削工具。

[15] 前記請求項 14に記載の切削工具本体は、前記ツールホルダーに、ねじ部材による 締め付けによって固定されてなる切削工具。

[16] 前記請求項 14に記載の切削工具本体は、前記ツールホルダーに、ピンの打ち込 みによって固定されてなる切削工具。