JP2002144112A - 円板状のスローアウェイチップのクランプ機構 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 チップ取付部材の耐久性を損ねることなくチ
ップを心出しして締結する。 【解決手段】 チップ２５の押圧部の周面に中心軸線Ｏ
に対して互いに対向する位置に切欠き２５Ｆを設ける。
チップ２５を貫通するクランプねじ２８をねじ込んだと
きに、押圧部が周壁部２４Ｂを外側に弾性変形させて、
押圧部が締め付けられるのに加え、押圧部に切欠き２５
Ｆが存在することにより押圧されていない周壁部２４Ｂ
が内側（Ｓ方向）に弾性変形する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、円板状のスローア
ウェイチップ（以下、チップと称する。）を切削工具等
の先端に着脱自在に取り付けるためのクランプ機構に関
する

【０００２】

【従来の技術】従来、この種の円板状のチップのクラン
プ機構としては、特許第２８４６０２０号公報に開示さ
れているようなものが知られている。このようなクラン
プ機構は、周面が押圧部として円錐台形状に形成されて
いる円板状のチップと、前記チップを装着するために上
部に円錐台形状の凹部を有するチップ取付座が形成され
た弾性的に変形可能な材料からなるチップ取付部材とか
ら構成され、さらに、チップ取付座の凹部の周壁にはそ
の中心に向かって放射状に切込みが設けられて、複数の
セグメントに分割されているものである。

【０００３】上記のように構成されているクランプ機構
は、チップ取付部材の上部に設けられた円錐台形状の凹
部を有するチップ取付座に前記チップの円錐台形状の押
圧部を当てはめ、例えばクランプ駒のようなクランプ手
段によって、チップが押圧される。ここで、チップ取付
座には切込みが設けられていることから、弾性変形しや
すくなっており、チップの押圧部が、チップ取付座の凹
部の内周面によってガイドされながら下方へ移動し、ク
ランプ駒の押圧力によってチップ取付座の底面上に押し
付けられその位置に固定されて、チップの心出しと締結
が同時に行われる。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記の
ようなクランプ機構では、チップ取付座に切込みが設け
られていることにより、チップ取付部材の耐久性が弱く
なってしまい、チップの取付剛性も弱くなってしまうと
いう問題があった。

【０００５】本発明は、上記課題に鑑みてなされたもの
で、チップ取付部材の耐久性を損ねることなく、チップ
の心出しと締結ができる円板状のチップのクランプ機構
を提供することを目的とする。

【０００６】

【課題を解決するための手段】上記の課題を解決して、
このような目的を達成するために、工具本体の先端に、
底板部と周壁部とを有していて円板状のスローアウェイ
チップを嵌挿するチップ取付部材が設けられ、前記スロ
ーアウェイチップをクランプ手段によって着脱自在に装
着するクランプ機構において、前記スローアウェイチッ
プは、その周面にチップ取付部材の周壁部を押圧する押
圧部が形成され、該押圧部の周面に複数の切欠きが間隔
をおいて設けられており、前記チップ取付座に嵌挿され
た前記スローアウェイチップを前記クランプ手段によっ
て押圧することにより、前記周壁部が前記押圧部により
押圧されて弾性変形し、前記スローアウェイチップが位
置決めされて保持されることを特徴とする。

【０００７】このような本発明によれば、チップをクラ
ンプ手段によってクランプし、チップの押圧部がチップ
取付部材の周壁部を押圧するときに、チップの押圧部に
切欠きが設けられていることから、押圧部の全周がチッ
プ取付部材の周壁部に接触するのではなく、切欠きが設
けられている部分は周壁部を押圧しないことになる。こ
のことにより、チップ取付部材の周壁部にかかる応力
を、押圧部の切欠きに対向する周壁部の部分が切欠き側
に弾性変形することで吸収することができ、周壁部がた
わむことで、従来よりも小さいクランプ力でチップを締
結できる。また、切欠きは押圧部の周面に複数設けられ
ているので、押圧される周壁部も複数存在し、それぞれ
弾性変形して中心軸線向きにチップを締め付けるので、
チップの心出しも容易に行うことができる。さらに、チ
ップ取付部材には切込みが設けられておらず、従来のよ
うにチップ取付座に切込みを設けたものよりも、チップ
取付部材の耐久性を損ねることがなく、チップの取付剛
性を高くできる。

【０００８】また、本発明は、工具本体に対して回転自
在なシート部材の上部に該シート部材と同軸に一体回転
可能に支持され、前記スローアウェイチップの切刃によ
り被削材の切削を行いつつ、該スローアウェイチップが
前記チップ取付部材及び前記シート部材と従動回転する
ようなロータリーバイトに取り付けられることでより効
果的に使用することができる。

【０００９】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施形態を添付し
た図面を参照しながら説明する。図１（ａ）は本実施形
態によるクランプ機構を用いたロータリーバイトの平面
図、（ｂ）は同ロータリーバイトの側面図、図２は図１
におけるＺ−Ｚ線断面図、図３は同ロータリーバイトの
チップ取付部材の断面図、図４（ａ）は同ロータリーバ
イトに装着されるチップを上側から見た平面図、（ｂ）
は同チップを下側から見た平面図、図５（ａ）は図４に
おけるチップをＡ方向から見た側面図、（ｂ）は同チッ
プをＢ方向から見た側面図ある。

【００１０】本実施形態によるロータリーバイトにおい
て、バイト本体１１の先端部１２には、図１及び図２に
示すように、その上面から下面に向けて斜めに止まり穴
状の取付穴１３が形成され、この取付穴１３には、先端
（上端）部１４Ａが円筒状の胴部１４Ｂよりも一段拡径
するフランジ状に形成された軸受部材１４が嵌挿されて
いる。

【００１１】この軸受部材１４は、その胴部１４Ｂに凹
部１４Ｃが形成されており、バイト本体１１の先端部１
２に凹部１４Ｃの位置に開口するように形成された貫通
穴１２Ａに挿入された固定駒１５の先端部が凹部１４Ｃ
に係合することにより取付穴１３に固定されている。

【００１２】また、軸受部材１４の内周には、ラジアル
軸受１６…を介して、先端（上端）部１７Ａが一段拡径
した略円柱状のシート部材１７が、その円柱状の軸部１
７Ｂを挿入させて取り付けられるとともに、軸受部材１
４の先端部１４Ａの上面と、シート部材１７の先端部１
７Ａの下面との間には、スラスト軸受１８…が介挿さ
れ、これら軸受１６…，１８…によって、シート部材１
７はその中心軸線Ｏ回りに回動自在に支持されている。

【００１３】前記シート部材１７の後端部１７Ｃには、
円板状の受板１９が先端部１７Ａ側にスラストボール軸
受２０を介在させて取付ねじ２１，２１によって取り付
けられており、このスラストボール軸受２０と前記軸受
部材１４の後端開口部に取り付けられた円環状の皿バネ
受部材２２との間に皿バネ２３が圧縮された状態で介挿
され、この皿バネ２３が伸長しようとする弾性力によっ
て、シート部材１７はスラストボール軸受け２０および
受板１９とともに中心軸線Ｏ方向後端側へと付勢されて
いる。

【００１４】一方、シート部材１７の先端部１７Ａに
は、その上面１７Ｄの中央部に中心軸線Ｏを中心とした
円形の嵌合穴１７Ｅが上面１７Ｄから一段凹むように形
成され、さらにこの嵌合穴１７Ｅの底面中央部には、取
付ねじ穴１７Ｆが中心軸線Ｏに沿って形成されている。
さらに、上面１７Ｄにはチップ取付部材２４のシート部
材１７に対する滑り防止のための回り止めピン２７を係
合させるためのシート側回り止めピン用溝１７Ｇが中心
軸線Ｏを通る直線状に形成されている。

【００１５】また、バイト本体１１の先端部１２には、
上面１２Ｂから取付穴１２Ｃが、油路１２Ｄを介して、
軸受部材１４の胴部１４Ｂに形成された貫通穴１４Ｄに
連通するように穿設されており、この取付穴１２Ｃに取
り付けられたグリスニップル３０から油路１２Ｄ及び貫
通穴１４Ｄを通して、軸受部材１４とシート部材１７の
軸部１７Ｂとの間に潤滑油が供給されるようになってい
る。

【００１６】シート部材１７の先端部１７Ａに取り付け
られるチップ取付部材２４は、例えばバネ綱などの比較
的弾性変形しやすい材質により形成されており、図３に
示すように、中心軸線Ｏを中心とした略円板状の底板部
２４Ａと、その周縁部を中心軸線Ｏを中心に円環状に周
回するように形成された周壁部２４Ｂとから形成され
て、有底円環状を呈している。これにより、底板部２４
Ａの上面が底面２６Ａとされ、周壁部２４Ｂの内周面が
壁面２６Ｂとされるようなチップ取付座２６が形成され
る。また、チップ取付座２６の壁面２６Ｂの上部側が上
方側に向かうにしたがい、内径が漸次拡径するようなテ
ーパ面２６Ｃに形成されている。また、この底板部２４
Ａの中央部には、中心軸線Ｏに沿って円形の挿通孔２４
Ｃが貫通しており、さらに底板部２４Ａの下面２４Ｄに
は挿通孔２４Ｃの周縁に、中心軸線Ｏを中心とした円環
状の嵌合部２４Ｅが下方に突出するように形成されてい
て、この嵌合部２４Ｅの外径は、シート１７の嵌合穴１
７Ｅに嵌合可能な大きさに設定されている。

【００１７】そして、チップ取付部材２４は、嵌合部２
４Ｅがシート部材１７の先端中央部に形成された嵌合穴
１７Ｅに嵌合される。ここで、嵌合部２４Ｅに凹部２４
Ｇが形成されており、シート部材１７の先端部１７Ａに
凹部２４Ｇの位置に開口するように形成されたねじ穴１
７Ｈにねじ込まれた固定ねじ２９の先端部が凹部２４Ｇ
に係合することによりシート部材１７に固定されてい
る。さらに、チップ取付部材２４の底板部２４Ａに中心
軸線Ｏより一定間隔離れて対向する２つの挿通穴２４
Ｆ，２４Ｆが設けられており、その挿通穴２４Ｆ，２４
Ｆに挿通される滑り防止用の略円柱状をなす回り止めピ
ン２７，２７の下端部がシート部材１７のシート側回り
止めピン用溝１７Ｇに係合され、上端部がチップ２５の
チップ側回り止めピン用溝２５Ｈに係合されることによ
りチップ２５とチップ取付部材２４とシート部材１７の
相互の滑りが防止される。

【００１８】前記チップ取付座２６に装着されるチップ
２５は、例えば超硬合金等の硬質材料から形成されて略
円板状をなしており、図４及び図５に示すように、円形
をなす上面がすくい面２５Ａとされるとともに、外周面
の上部に上方側に向かうにしたがい縮径するように形成
されたテーパ面が逃げ面２５Ｂとされ、これら逃げ面２
５Ｂとすくい面２５Ａの交差稜線部に、円形の切刃２５
Ｃが形成されている。また、このチップ２５の上面の外
周縁には、凹溝状のチップブレーカ２５Ｄが切刃２５Ｃ
に沿って周回するように形成されている。さらに、チッ
プ２５の下部は前記チップ取付座２６のテーパ面２６Ｃ
に対応して、下方側に向かうにしたがい漸次縮径するよ
うなテーパ面状に形成され、そのテーパ面の下方側部分
が押圧部２５Ｅとされている。

【００１９】また、チップ２５の押圧部２５Ｅには、そ
の周面に中心軸線Ｏに対して互いに対向する位置に２つ
の切欠き２５Ｆ，２５Ｆが設けられており、チップ２５
がチップ取付座２６にセットされるときに、切欠き２５
Ｆ，２５Ｆとチップ取付座２６のテーパ面２６Ｃとがわ
ずかの隙間を開けて非接触となるようにされている。な
お、このチップ２５の中心部には、本実施形態における
クランプ手段としてのクランプねじ２８が貫通されるク
ランプ孔２５Ｇが、軸線Ｏに沿って貫設されている。さ
らに、チップ２５の下面２５Ｉにはチップ２５のチップ
取付部材２４に対する滑り防止用の回り止めピン２７，
２７が係合させられるためのチップ回り止めピン用溝２
５Ｈが切欠き２５Ｆ，２５Ｆと中心軸線Ｏを結ぶように
設けられており、上記のチップ取付部材２４に設けられ
た挿通孔２４Ｆを貫通して回り止めピン２７，２７の上
端部が係合させられている。

【００２０】次に、上記のような構成とされたロータリ
ーバイトのチップ装着方法について説明する。図６は本
実施形態によるクランプ機構の非クランプ状態を示し、
図４に示すチップのＹ−Ｙ線断面図、図７は同じく非ク
ランプ状態を示し、図４に示すチップのＸ−Ｘ線断面
図、図８は本実施形態によるクランプ機構のクランプ状
態を示し、図４に示すチップのＹ−Ｙ線断面図、図９は
同じくクランプ状態を示し、図４に示すチップのＸ−Ｘ
線断面図、図１０は図８及び図９におけるＷ−Ｗ線断面
図である。（図６乃至図９において、シート側回り止め
ピン用溝１７Ｇ、チップ側回り止めピン用溝２５Ｈ、回
り止めピン２７及びチップ取付部材２４の挿通穴２４Ｆ
は図示を省略した。）

【００２１】まず、図６及び図７に示すように、チップ
２５がチップ取付部材２４のチップ取付座２６にセット
され、チップ２５のクランプ孔２５Ｇ及びチップ取付部
材２４の挿通孔２４Ｃを貫通するようにして、クランプ
ねじ２８がシート部材１７のクランプねじ穴１７Ｆにね
じ込まれることになる。このクランプねじ２８をねじ込
む前では、図６に示すように、チップ取付座２６のテー
パ面２６Ｃとチップ２５の押圧部２５Ｅが面接触してお
り、切欠き２５Ｆ，２５Ｆは、図７に示すように、テー
パ面２６Ｃと接触していない。

【００２２】そして、チップ２５とチップ取付部材２４
を貫通しているクランプねじ２８をねじ込んでいくこと
により、チップ２５が下方に移動させられて、図８及び
図１０に示すように、チップ２５の押圧部２５Ｅが面接
触しているチップ取付座２６のテーパ面２６Ｃを押圧
し、チップ２４の周壁部２４Ｂを外側向き（Ｔ方向）に
押し広げるように弾性変形させ、押圧部２５Ｅが周壁部
２４Ｂに締め付けられることになる。このとき、図９及
び図１０に示すように、チップ２５の押圧面２５Ｅの周
面にに切欠き２５Ｆ，２５Ｆが設けられていることによ
って押圧部２５Ｅと接触しないチップ取付部材２４の周
壁部２４Ｂが内側向き（Ｓ方向）に向かって弾性変形す
ることになり、周壁部２４Ｂにかかる応力をこの部分で
逃がすことができる。

【００２３】さらに続けて、クランプねじ２８をねじ込
んでいくことにより、チップ２５がチップ取付座２６の
底面２６Ａに押し付けられて固定される。このとき、チ
ップ取付座２４の周壁部２４Ｂが弾性変形させられてチ
ップ２５を締め付けることによって、チップ２５はその
中心軸線がチップ取付部材２６の中心軸線、すなわちシ
ート部材１７の中心軸線Ｏに一致するように心出しさ
れ、位置決めされて、チップ２５の装着が完了する。

【００２４】このような本実施形態によれば、チップ２
５の押圧部２５Ｅの周面に中心軸線Ｏに対して対向する
位置に２つの切欠き２５Ｆ，２５Ｆが設けられているこ
とにより、押圧部２５Ｅの全周がチップ取付部材２４の
周壁部２４Ｂに接触するのではなく、切欠き２５Ｆ、２
５Ｆが設けられている部分が周壁部２４Ｂに接触しない
ことになる。このことにより、チップ取付部材２４の周
壁部２４Ｂにかかる応力を切欠き２５Ｆ，２５Ｆが設け
られて押圧部２５Ｅが周壁部２４Ｂに接触しない部分で
逃がすことができ、周壁部２４Ａがたわみやすくなるの
で、従来よりも小さいクランプ力でチップ２５を締結で
きる。また、切欠き２５Ｆ，２５Ｆは押圧部２５Ｅの周
面に中心軸線Ｏに対して対向する位置に設けられてお
り、押圧される周壁部２４Ｂも対向する位置になり、そ
れぞれ弾性変形して中心軸線Ｏ向きにチップ２５を締め
付けるので、チップ２５の心出しも容易に行うことがで
きる。さらに、このようなクランプ機構を用いると、従
来のようにチップ取付座２６に切込みを設けたものより
も、チップ取付部材２４の耐久性を損ねることがなく、
チップ２５の取付剛性を高くできる。

【００２５】このような構成とされたロータリーバイト
は、チップ２５が、その切刃２５Ｃの共される先端部分
に、図１に示すように負の前すくい角（例えば２４゜）
及び負の横すくい角（例えば２４゜）がそれぞれ与えら
れるように、基準面に対して傾けられて取り付けられて
おり、この切刃２５Ｃによって被削材の外径切削が行わ
れるとともに、その際の切削抵抗によってチップ２５自
身もチップ取付部材２４及びシート部材１７とともに中
心軸線Ｏ回りに従動回転され、これによって切削抵抗の
軽減が図られるとともに、チップ２５と被削材との摩擦
抵抗も低減されてチップ２５の磨耗等が抑制されるよう
になっている。

【００２６】なお、本実施形態では、クランプねじ２８
によって、押し付けられるチップ２５の押圧部２５Ｅと
チップ取付座２６のテーパ面２６Ｃが面接触している
が、これに限定されることなく、線接触や点接触でもよ
い。

【００２７】また、本実施形態では、チップ２５の押圧
面２５Ｅに設けられた切欠き２５Ｆが２つとされている
が、これに限定されることなく、ほぼ一定の距離を介し
て３つ以上の切欠き２５Ｆを形成してもよい。

【００２８】また、本実施形態によるクランプ機構はロ
ータリーバイトに適用されているが、これに限定される
ことなく円板状のチップを固定状態として使用する他の
工具にも適用できる。

【００２９】

【発明の効果】本発明によれば、スローアウェイチップ
の周面にチップ取付部材の周壁部を押圧する押圧部が形
成され、該押圧部の周面にほぼ一定の間隔を介して複数
の切欠きが設けられていることを特徴とすることによ
り、チップをクランプ手段によって押圧し、チップの押
圧部がチップ取付部材の周壁部を押圧するときに、チッ
プ押圧部の全周がチップ取付部材の周壁部を押圧するの
ではなく、切欠きが設けられている部分は周壁部を押圧
しないことになる。このことにより、チップ取付部材の
周壁部にかかる応力を、押圧部の切欠きに対向する周壁
部の部分の弾性変形で吸収することができ、周壁部がた
わみやすくなるので、従来よりも小さいクランプ力でチ
ップを締結できる。また、切欠きは押圧部の周面に複数
設けられているので、押圧される周壁部も複数存在し、
それぞれ中心軸線向きにチップを締め付けるので、チッ
プの心出しも容易にできる。さらに、チップ取付部材に
は切込みが設けられておらず、従来のようにチップ取付
座に切込みを設けたものよりも、チップ取付座の耐久性
を損ねることがなく、チップの取付剛性を高くできる。
また、本発明はロータリーバイトに取り付けられること
でより効果的に使用できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】 （ａ）は本実施形態によるクランプ機構を用
いたロータリーバイトの平面図、（ｂ）は同ロータリー
バイトの側面図である。

【図２】 図１におけるＺ−Ｚ線断面図である。

【図３】 本実施形態によるクランプ機構のチップ取付
部材の断面図である。

【図４】 （ａ）は本実施形態によるクランプ機構のチ
ップを上側から見た平面図、（ｂ）は同チップを下側か
ら見た平面図である。

【図５】 （ａ）は図４におけるチップをＡ方向から見
た側面 図、（ｂ）は同チップをＢ方向から見た側面図
である。

【図６】 本実施形態によるクランプ機構の非クランプ
状態を示し、図４に示すチップのＹ−Ｙ線断面図であ
る。

【図７】 本実施形態によるクランプ機構の非クランプ
状態を示し、図４に示すチップのＸ−Ｘ線断面図であ
る。

【図８】 本実施形態によるクランプ機構のクランプ状
態を示し、図４に示すチップのＹ−Ｙ線断面図である。

【図９】 本実施形態によるクランプ機構のクランプ状
態を示し、図４に示すチップのＸ−Ｘ線断面図である。

【図１０】 図８及び図９におけるＷ−Ｗ線断面図であ
る。

【符号の説明】

１１ バイト本体 １２ 先端部 １４ 軸受部材 １７ シート部材 ２４ チップ取付部材 ２４Ａ 底板部 ２４Ｂ 周壁部 ２４Ｃ 挿通孔 ２４Ｅ 嵌合部 ２５ チップ ２５Ｅ 押圧部 ２５Ｆ 切欠き ２５Ｇ クランプ孔 ２６ チップ取付座 ２６Ａ 底面 ２６Ｂ 壁面 ２６Ｃ テーパ面 ２８ クランプねじ Ｏ 中心軸線

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 工具本体の先端に、底板部と周壁部とを
   有していて円板状のスローアウェイチップを嵌挿するチ
   ップ取付部材が設けられ、前記スローアウェイチップを
   クランプ手段によって着脱自在に装着するクランプ機構
   において、 前記スローアウェイチップは、その周面にチップ取付部
   材の周壁部を押圧する押圧部が形成され、該押圧部の周
   面に複数の切欠きが間隔をおいて設けられており、 前記チップ取付座に嵌挿された前記スローアウェイチッ
   プを前記クランプ手段によって押圧することにより、前
   記周壁部が前記押圧部により押圧されて弾性変形し、前
   記スローアウェイチップが位置決めされて保持されるこ
   とを特徴とする円板状のスローアウェイチップのクラン
   プ機構。
2. 【請求項２】 請求項１に記載の円板状のスローアウェ
   イチップのクランプ機構は、工具本体に対して回転自在
   なシート部材の上部に該シート部材と同軸に一体回転可
   能に支持され、前記スローアウェイチップの切刃により
   被削材の切削を行いつつ、該スローアウェイチップが前
   記チップ取付部材及び前記シート部材と従動回転するよ
   うなロータリーバイトに取り付けられていることを特徴
   とする円板状のスローアウェイチップのクランプ機構。