JP2007175842A - 切削工具 - Google Patents

Abstract

【課題】 高速切削可能であり、簡単な構成でカートリッジの飛散を防止する切削工具を提供する。
【解決手段】 切削工具１は、工具本体４とカートリッジ２と固定部材５とを含み、各固定部材５は、工具本体４の各取付面部９がカートリッジ２の各当接面部１１にそれぞれ当接した状態で、工具本体４に形成されるねじ孔１０とカートリッジ２に形成される貫通孔１２とに挿通して設けられ、各当接面部１１を各取付面部９に向かって押圧して、固定すするので、カートリッジ２に作用する遠心力などの応力によって、カートリッジ２が工具本体４から離脱して飛散するなど不所望に変位することを防ぐことができる。
【選択図】 図１

Description

本発明は、被削材を高速で加工する切削工具に関し、特に非鉄金属の切削に好適に用いられる切削工具に関する。

アルミニウム（Ａｌ）合金のような軟質材料の切削には、高精度の加工および高い生産性が求められ、これらを実現するための技術が種々開示されている。鋼材の切削に比べて軟質材料であるＡｌ合金のフライス加工では、高速回転による高能率切削が望まれており、切削工具の回転数が高速化されている。Ａｌ合金のフライス加工には、超硬合金チップ、コーティングチップ、およびＰＣＤ（焼結ダイヤモンド）チップなどの高硬度のチップが用られている。たとえばＰＣＤチップを用いることによって、切刃へのアルミニウム成分の溶着を防止することができ、仕上げ精度が向上し、高速切削に十分耐えることができる。

切削工具の高速回転で高能率な切削加工を行なう場合、切削工具の外周部に大きな遠心力が作用し、このためスローアウェイチップおよび保持部品が外部に飛散するおそれがある。このような問題を解決する従来の技術の転削工具が開示されている（特許文献１参照）。この転削工具では、先端外周部に凹溝が形成され、凹溝には先端にスローアウェイチップを備えたカートリッジが装着される。カートリッジは、ボルトで工具本体に固定される。カートリッジには、ボルトよりも先端側の位置でスローアウェイチップの近傍に、スローアウェイチップの上面と交差する方向にカートリッジの本体から突出する板状の突出部が形成される。突出部は、凹溝の底面に当接し、工具本体の径方向で突出部を貫通するねじ挿通穴が形成される。工具本体には、ねじ挿通穴の開口部に臨み径方向内側に向かうねじ孔が形成される。クランプねじは、ねじ挿通穴に挿通され、ねじ孔に螺合してカートリッジが工具本体に固定される。このようなクランプねじによって、カートリッジの先端部分が工具本体の径方向外側に変位することが抑制されている。

特開２０００−２８８８１９号公報

前述の従来の技術の転削工具では、ボルトおよびクランプねじによってカートリッジが工具本体の半径方向に対して固定されているので、切削時の振動などによる緩みは、両方の部材に同様に影響を与える。したがって切削時の回転数を大きくすると、振動によってボルトおよびクランプねじが不所望に回転してカートリッジから離脱するおそれがある。したがって従来の技術の転削工具は、高速切削加工に適していない。また前記カートリッジには、突出部が設けられるので、構成が複雑であり製造コストが高いという問題がある。

したがって本発明の目的は、高速切削可能であり、簡単な構成でカートリッジの飛散を防止する切削工具を提供することである。

本発明は、工具本体と、
前記工具本体の外周面部に装着され、切刃が設けられたカートリッジと、
前記工具本体の先端部から前記切刃が突出した状態で、カートリッジを工具本体に固定する複数の固定部材とを含む切削工具であって、
工具本体には、工具本体の外周面部に複数の取付面部が形成され、各取付面部は平面を有し、各取付面部の平面に直交する方向に沿って、前記固定部材が螺合可能なねじ孔が各取付面部毎に形成され、
カートリッジには、カートリッジの外周面部に複数の当接面部が形成され、各当接面部は平面を有し、各当接面部は各取付面部にそれぞれ当接可能であり、各当接面部の平面に直交する方向に沿って、固定部材が挿入可能な貫通孔が各当接面部毎に形成され、
各固定部材は、各当接面部が各取付面部にそれぞれ当接した状態で、各貫通孔に挿通するとともに、各ねじ孔に螺合することを特徴とする切削工具である。

また本発明は、前記各取付面部は、互いに直交する平面をそれぞれ有し、
前記各当接面部は、互いに直交する平面をそれぞれ有することを特徴とする。

さらに本発明は、工具本体と、
前記工具本体の外周面部に装着され、切刃が設けられたカートリッジと、
カートリッジの少なくも切刃を除く残余の部分を覆う圧着部材と、
前記工具本体の先端部から前記切刃が突出した状態で、カートリッジを工具本体に固定する複数の固定部材とを含む切削工具であって、
カートリッジは、圧着部材によって工具本体に狭着され、
工具本体には、工具本体の外周面部に複数の取付面部が形成され、各取付面部は平面を有し、各取付面部に直交する方向に沿って、前記固定部材が螺合可能なねじ孔が各取付面部毎に形成され、
カートリッジには、カートリッジの外周面部に複数の当接面部が形成され、各当接面部は平面を有し、各当接面部は各取付面部に当接可能に形成され、
圧着部材には、圧着部材の外周面部に複数の装着面部と複数の開放面部と複数の圧着面部が形成され、
各装着面部は、平面を有し、工具本体に装着時に各取付面部に対向するよう形成され、
各開放面部は、各装着面部に対向して形成され、
各圧着面部は、当接面部を除く残余のカートリッジの外周面部に当接可能に形成され、
各装着面部に直交する方向に沿って、前記固定部材が挿入可能な圧着孔が各開放面部毎に形成され、
各固定部材は、各当接面部が各取付面部に当接し、各装着面部が各取付面部に対向した状態で、各圧着孔に挿通するとともに各ねじ孔に螺合することを特徴とする切削工具である。

本発明によれば、切削工具は、工具本体とカートリッジと固定部材とを含んで構成される。各固定部材は、工具本体の各取付面部がカートリッジの各当接面部にそれぞれ当接した状態で、カートリッジに形成される貫通孔に挿通し、工具本体に形成されるねじ孔に螺合する。したがって固定部材が螺進することによって、各当接面部を各取付面部に向かって押圧して、固定することができる。ねじ孔と貫通孔とは、各取付面部および各当接面部（以下、「各面部」ということがある）の各平面に直交する方向に沿って設けられるので、各取付面部に対して、カートリッジを直交する方向に固定部材によって押圧することができる。

複数の取付面部に対して各当接面部をそれぞれ当接した状態で、固定部材をねじ孔に対して螺進させることによって、カートリッジを押圧して固定することができるので、１つの面部に押圧して固定するよりも、切削時にカートリッジに作用する遠心力などの応力によって、カートリッジが工具本体から離脱して飛散するなど不所望に変位することを防ぐことができる。したがって被削材が非鉄金属から成り、高速切削してカートリッジが工具本体から離脱する方向への力が大きくなった場合であっても、複数の固定部材によって各取付面部にそれぞれ固定部材による押圧力が作用しているので、カートリッジが工具本体から離脱することを確実に防止することができる。また複数の取付面部に各当接面部がそれぞれ当接して固定されるので、工具本体に対するカートリッジの位置決め精度を高くすることができる。これによって被削材の加工面に対して切刃が傾いて当接することを防ぎ、切削時におけるカートリッジの変位に起因した面粗さの悪化を抑制することができ、被削材を高精度に加工することができる。また各面部に設けられる各孔は、各面部の平面に直交する方向に設けられるので、各面部に対して傾斜している孔よりも加工が容易で、かつ高精度に加工することができる。したがって複雑な構成でなくても、工具本体にカートリッジを固定する構成を実現することができる。

また本発明によれば、前記各取付面部は、互いに直交する平面をそれぞれ有し、前記各当接面部は、互いに直交する平面をそれぞれ有する。各面部の平面が直交するように形成することによって、各面部の平面が互いに傾斜して形成されるよりも加工を容易にすることができる。したがって本発明を実現するためのコストを低減することができる。また各取付面部に固定部材が螺進することによって作用する押圧力の合力を、工具本体の回転軸線に直交する方向となるように、各面部を形成することによって、切削時に作用する遠心力に対して、強固に工具本体にカートリッジを固定することができる。

さらに本発明によれば、切削工具は、工具本体とカートリッジと圧着部材と固定部材とを含んで構成される。工具本体の各取付面部が、カートリッジの各当接面部に当接し、圧着部材の各装着面部に対向し、圧着部材の圧着面部がカートリッジの外周面部に当接した状態で、複数の固定部材によって固定される。各固定部材は、圧着部材の圧着孔と工具本体のねじ孔に挿通して設けられ、各固定部材は、各当接面部を各取付面部に向かって押圧して、固定する。圧着孔は、各装着面部に形成されるとは限らず、各開放面部毎に形成される。ねじ孔および圧着孔（以下、「各孔」ということがある）は、各取付面部および各装着面部（以下、「各面部」ということがある）の平面に直交する方向に沿って設けられるので、各取付面部に対して、直交する方向に固定部材を螺進させてカートリッジを工具本体に押圧することができる。

複数の取付面部に対して各当接面部をそれぞれ当接した状態で、固定部材をねじ孔に対して螺進させて、カートリッジを押圧して固定するので、１つの面部に押圧して固定するよりも、切削時にカートリッジに作用する遠心力などの応力によって、カートリッジが工具本体から離脱して飛散するなど不所望に変位することを防ぐことができる。また各固定部材は、圧着部材がカートリッジの外周面部を覆った状態で、圧着孔を挿通して、カートリッジを取付面部に向かって押圧して、カートリッジを工具本体に固定するので、カートリッジが工具本体から離脱することを、圧着部材によって確実に防止することができる。

したがって被削材が非鉄金属から成り、高速切削してカートリッジが工具本体から離脱する方向への力が大きくなった場合であっても、複数の固定部材によって各取付面部にそれぞれ固定部材による押圧力が作用し、カートリッジが圧着部材によって覆われていることから、カートリッジが工具本体から離脱することを確実に防止することができる。また複数の取付面部に各当接面部がそれぞれ当接して固定されるので、工具本体に対するカートリッジの位置決め精度を高くすることができる。

これによって被削材の加工面に対して切刃が傾いて当接することを防ぎ、切削時におけるカートリッジの変位に起因した面粗さの悪化を抑制することができ、被削材を高精度に加工することができる。また各面部に設けられる各孔は、各面部の平面に直交する方向に沿って設けられるので、各面部に対して傾斜している孔よりも加工が容易で、かつ高精度に加工することができる。したがって複雑な構成でなくても、工具本体にカートリッジを固定する構成を実現することができる。

以下、図面を参照しながら本発明を実施するための形態を、複数の形態について説明する。各形態で先行する形態で説明している事項に対応している部分には同一の参照符を付し、重複する説明を略する場合がある。構成の一部のみを説明している場合、構成の他の部分は、先行して説明している形態と同様とする。実施の各形態で具体的に説明している部分の組合せばかりではなく、特に組合せに支障が生じなければ、実施の形態同士を部分的に組合せることも可能である。

図１は、本発明の第１の実施の一形態の切削工具１を簡略化して示す斜視図である。図２は、切削工具１の一部を拡大して示す正面図である。図３は、切削工具１の一部を拡大して示す側面図である。図１では、理解を容易にするため、切削工具１を構成するカートリッジ２を１個だけ示し、他のカートリッジ２を省略して示す。切削工具１は、切刃３が形成された複数のカートリッジ２、カートリッジ２を着脱可能に装着する工具本体４、およびカートリッジ２を工具本体４に固定するための複数の固定部材５を含んで構成される。本実施の形態では、カートリッジ２は、多数、具体的には４つのカートリッジ２が装着可能に構成される。以下、４つのカートリッジ２は、互いに同様の構成であるので、１つのカートリッジ２に関して説明し、残余のカートリッジ２の説明は省略する。

切削工具１は、フライス盤に保持される。フライス盤は、クランプした被削材と、保持した切削工具１とを相対的に移動駆動する移動駆動手段と、保持した切削工具１を軸線Ｌ１まわりに回転駆動する回転駆動手段とを含む。切削工具１は、工具本体４の軸線Ｌ１まわりに回転しながら被削材に接触することで、カートリッジ２に形成される切刃３が被削材を断続切削する。これによって被削材を予め定める形状に切削することができる。たとえば切削工具１を用いて、被削材に仕上げ加工などを施すことができる。切削工具１は、カートリッジ２の切刃３が摩耗または折損した場合には、新しいカートリッジ２に取り替えることによって、切削能力を回復することができる。

工具本体４は、たとえばアルミニウム合金またはスチール合金などで略円筒状に形成される。工具本体４の軸線Ｌ１が延びる方向である軸線方向の基端部にはフライス盤に保持される被保持部が形成される。また工具本体４の軸線方向の先端部の外周面部には、カートリッジ２の切刃３が先端部から突出した状態でカートリッジ２を保持する装着部６が形成される。切削工具１は、工具本体４にカートリッジ２が複数の固定部材５によって固定され、装着された状態で構成される。カートリッジ２の工具本体４に対する装着位置の調整は、図３に示す調整ねじ７を回動して行なわれ、カートリッジ２に調整ねじ７のヘッドを当接させて、調整ねじ７を工具本体４に対して、回動させることで位置決めされる。

カートリッジ２は、大略的に四角柱状に形成される。カートリッジ２は、たとえば、ＷＣｏを含む超硬合金等の基台に、ＰＣＤ（焼結ダイヤモンド）またはＣＢＮ（立方晶窒化硼素焼結体）が切刃３（図１では省略して示す）としてロウ付けされたものが用いられる。以下、カートリッジ２が延びる方向を長手方向Ｂと称する。またカートリッジ２の長手方向Ｂに対して垂直な方向を、図１に示すように、厚み方向Ａ、幅方向Ｃ、とそれぞれ称する。カートリッジ２の長手方向Ｂ一端部には、切刃３が形成される。カートリッジ２の長手方向Ｂ他端部には、前述した調整ねじ７のヘッドが当接する。カートリッジ２は、装着部６に複数、本実施の形態では２つの固定部材５によって固定される。カートリッジ２は、カートリッジ２の長手方向Ｂと工具本体４の軸線方向とが平行であり、軸線方向に直交する半径方向と、厚み方向Ａおよび幅方向Ｃが直交するように、工具本体４に装着される。

カートリッジ２が工具本体４に装着された状態では、カートリッジ２が、工具本体４の装着部６を除く残余の外周面部を含む仮想平面の半径方向内方となるように厚み方向Ａおよび幅方向Ｃの寸法が設定される。したがってカートリッジ２は、図１および図２に示す仮想線より、半径方向内方となるように構成され、仮想線から半径方向外方に突出しないように装着される。

各固定部材５は、カートリッジ２が工具本体４の装着部６に当接した状態で、カートリッジ２を互いに異なる押圧方向に装着部６に向かって押圧して、固定する。各固定部材５は、円柱状であって、外周面部に外ねじが刻設される。各固定部材５の軸線方向一端部には、半径方向外方に突出するフランジ部８がそれぞれ形成される。

工具本体４の装着部６は、工具本体４の外周面部にカートリッジ２の装着可能な数に応じて形成され、本実施の形態では４つの装着部６が形成される。各装着部６は、工具本体４の外周面部から半径方向内方に凹となるように設けられ、複数の取付面部９を含む。各取付面部９は平面を有し、各平面に直交する方向には、固定部材５が螺合可能なねじ孔１０がそれぞれ形成される。本実施の形態では、２つの取付面部９の平面が、直交するように形成される。一方の取付面部９である第１取付面部９ａは、長手方向Ｂおよび厚み方向Ａを含む仮想平面に平行となるように形成され、他方の取付面部９である第２取付面部９ｂは、長手方向Ｂおよび幅方向Ｃを含む仮想平面に平行となるように形成される。

第１取付面部９ａに形成されるねじ孔１０である第１ねじ孔１０ａは、幅方向Ｃに沿って形成され、内周面部に内ねじが刻設される。第２取付面部９ｂに形成されるねじ孔１０である第２ねじ孔１０ｂは、厚み方向Ａに沿って形成され、内周面部に内ねじが刻設される。各ねじ孔１０に刻設される内ねじは、固定部材５の外周面部に刻設される外ねじに螺合可能に構成される。したがって各固定部材５は、各ねじ孔１０に螺合させて各取付面部９に対して回動させることによって、各取付面部９に垂直な方向に移動可能である。第１ねじ孔１０ａは、工具本体４の軸線方向先端側に形成され、第２ねじ孔１０ｂは、工具本体４の軸線方向の後端側に形成される。換言すると、第１ねじ孔１０ａは、長手方向一端寄りに形成され、第２ねじ孔１０ｂは、長手方向他端寄りに形成される。第１ねじ孔１０ａと第２ねじ孔１０ｂの長手方向の間隔は、カートリッジ２の長手方向の寸法より小さくなるように形成される。

カートリッジ２は、各取付面部９にそれぞれ当接可能な複数の当接面部１１が形成される。各当接面部１１は、平面を有し、本実施の形態では、２つの当接面部１１が、直交するように形成される。一方の当接面部１１である第１当接面部１１ａは、カートリッジ２の幅方向一方側の面部であり、他方の当接面部１１である第２当接面部１１ｂは、カートリッジ２の厚み方向一方側の面部である。第１取付面部９ａの厚み方向Ａの寸法は、カートリッジ２の第１当接面部１１ａの厚み方向Ａの寸法よりも大きく形成され、第２取付面部９ｂの幅方向Ｃの寸法は、カートリッジ２の第２当接面部１１ｂの幅方向Ｃの寸法よりも大きく形成される。また第１および第２取付面部９ａ、９ｂの長手方向Ｂの寸法は、カートリッジ２の第１および第２当接面部１１ａ、１１ｂの長手方向の寸法よりも大きく形成される。

各当接面部１１の平面に直交する方向に固定部材５が挿入可能な貫通孔１２がそれぞれ形成される。第１当接面部１１ａに形成される貫通孔１２である第１貫通孔１２ａは、幅方向Ｃに沿って形成される。第２当接面部１１ｂに形成される貫通孔１２である第２貫通孔１２ｂは、厚み方向Ａに沿って形成される。貫通孔１２は、カートリッジ２を工具本体４に固定するための孔となり、円筒状に形成される。各貫通孔１２は、固定部材５が緩やかに挿入可能および回動可能に構成される。各貫通孔１２の当接面部１１と反対側の端部には、固定部材５のフランジ部８が収納可能な収納空間１２ｃが形成される。したがって各貫通孔１２に、固定部材５をそれぞれ挿通して挿入させることによって、固定部材５のフランジ部８が収納空間１２ｃに収納され、フランジ部８の螺進方向への変位が規制される。フランジ部８は、収納空間１２ｃにすべて収納されるように構成され、カートリッジ２からフランジ部８が不所望に突出しないように構成される。

第１貫通孔１２ａは、第１ねじ孔１０ａと同軸となるように形成され、第２貫通孔１２ｂは、第２ねじ孔１０ｂと同軸となるように形成される。したがって第１貫通孔１２ａは、工具本体４の軸線方向一端側である先端側に形成され、第２貫通孔１２ｂは、工具本体４の軸線方向の他端側である後端側に形成される。換言すると、第１貫通孔１２ａは、長手方向一端寄りに形成され、第２貫通孔１２ｂは、長手方向他端寄りに形成される。第１貫通孔１２ａと第２貫通孔１２ｂとの長手方向Ｂの間隔は、第１ねじ孔１０ａと第２ねじ孔１０ｂの長手方向Ｂの間隔と等しくなるように構成される。

各固定部材５は、各取付面部９が各当接面部１１にそれぞれ当接した状態で、ねじ孔１０と貫通孔１２とに挿通して設けられ、各当接面部１１を各取付面部９に向かって押圧して、固定する。一方の固定部材５である第１固定部材５ａは、第１ねじ孔１０ａおよび第１貫通孔１２ａに挿通して、螺進することによって、カートリッジ２を幅方向Ｃ一方に向かって、第１押圧力Ｆ１で押圧する。他方の固定部材５である第２固定部材５ｂは、第２ねじ孔１０ｂおよび第２貫通孔１２ｂに挿通して、螺進することによって、カートリッジ２を厚み方向Ａ一方に向かって第２押圧力Ｆ２で押圧する。したがって各固定部材５は、互いに異なる方向に、カートリッジ２を工具本体４に向かって押圧する。各固定部材５は、幅方向Ｃ一方および厚み方向Ａ一方に向かってそれぞれ押圧するので、第１押圧力Ｆ１および第２押圧力Ｆ２の押圧方向は、互いに直交する。第１押圧力Ｆ１および第２押圧力Ｆ２の合力Ｆ３の向きは、工具本体４の半径方向内方となる。したがって工具本体４が回転すると、遠心力が工具本体４の半径方向外方に向かって作用するが、前述したように各固定部材５による合力Ｆ３を、この遠心力の反対方向に配置することができる。

以上説明したように本実施の形態の切削工具１は、工具本体４とカートリッジ２と固定部材５とを含んで構成される。各固定部材５は、工具本体４の各取付面部９がカートリッジ２の各当接面部１１にそれぞれ当接した状態で、工具本体４に形成されるねじ孔１０とカートリッジ２に形成される貫通孔１２とに挿通して設けられ、各当接面部１１を各取付面部９に向かって押圧して、固定する。ねじ孔１０と貫通孔１２とは、各取付面部９および各当接面部１１（以下、「各面部」ということがある）に直交する方向に沿って設けられるので、各取付面部９に対して、直交する方向に固定部材５によって押圧することができる。

複数の取付面部９に対して各当接面部１１をそれぞれ当接した状態で、カートリッジ２を固定部材５によって押圧して固定するので、１つの面部に押圧して固定するよりも、切削時にカートリッジ２に作用する遠心力などの応力によって、カートリッジ２が工具本体４から離脱して飛散するなど不所望に変位することを防ぐことができる。したがって被削材が非鉄金属から成り、高速切削してカートリッジ２が工具本体４から離脱する方向への力が大きくなった場合であっても、複数の固定部材５によって各取付面部９にそれぞれ固定部材５による押圧力Ｆ１，Ｆ２が作用しているので、カートリッジ２が工具本体４から離脱することを確実に防止することができる。また複数の取付面部９に各当接面部１１がそれぞれ当接した固定されるので、工具本体４に対するカートリッジ２の位置決め精度を高くすることができる。これによって被削材の加工面に対して切刃３が傾いて当接することを防ぎ、切削時におけるカートリッジ２の変位に起因した面粗さの悪化を抑制することができ、被削材を高精度に加工することができる。また各面部に設けられる各孔は、各面部の法線方向に設けられるので、各面部に対して傾斜している孔よりも加工が容易で、かつ高精度に加工することができる。したがって複雑な構成でなくても、工具本体４にカートリッジ２を固定する構成を実現することができる。

また複数の取付面部９に対して各当接面部１１をそれぞれ当接した状態で、カートリッジ２を固定部材５によって押圧して固定するので、各固定部材５に作用する切削時の振動などの起因する固定部材５の緩みは、各固定部材５で互いに異なるように作用する。したがって各固定部材５が、同様に緩むことを防ぐことができる。

前述の従来の技術の転削工具では、ボルトおよびクランプねじによってカートリッジが工具本体４の半径方向に対して固定しているので、切削時の振動などによる緩みは、両方の部材に同様に影響を与える。したがって切削時の回転数を大きくすると、振動によってボルトおよびクランプねじが不所望に回転してカートリッジから離脱するおそれがある。したがって従来の技術の転削工具は、高速切削加工に適していない。また前記カートリッジ２には、突出部が設けられるので、構成が複雑であり製造コストが高いという問題がある。

また本実施の形態では、工具本体４には、装着部６に形成される取付面部９は、互いに直交する２つの平面を有し、カートリッジ２には、前記取付面部９に当接する当接面部１１が、互いに直交する２つの平面を有するよう形成される。３つ以上の各面部を形成するよりも、２つの各面部を形成することが容易であり、また各面部の平面が直交するように形成することによって、各面部の平面が互いに傾斜して形成されるよりも加工を容易にすることができる。したがって切削工具１を実現するためのコストを低減することができる。

また各取付面部９に固定部材５によって作用する押圧力の合力Ｆ３を、工具本体４の回転軸線に直交する方向となるように、各面部の平面が形成される。したがって切削時に作用する遠心力に対して、強固に工具本体４にカートリッジ２を固定することができる。

また本実施の形態では、カートリッジ２が工具本体４に装着された状態では、カートリッジ２が、工具本体４の装着部６を除く残余の外周面部を含む仮想平面の半径方向内方となるように厚み方向Ａおよび幅方向Ｃの寸法が設定される。したがって切削工具１が高速に回転した場合に、カートリッジ２による空気抵抗を低減することができ、びびりおよび振動を抑制するため、優れた仕上げ面精度が得られる。

図４は、本実施の形態の切削工具１Ａの他の例の一部を拡大して示す正面図である。前述の切削工具１では、カートリッジ２が工具本体４に装着された状態では、カートリッジ２が、図１および図２に示す仮想線から半径方向外方に突出しないように装着されているが、本例の切削工具１Ａでは、カートリッジ２が工具本体４に装着された状態では、カートリッジ２の一部が、工具本体４の装着部６を除く残余の外周面部を含む仮想平面の半径方向外方に突出するように厚み方向Ａおよび幅方向Ｃの寸法が設定される。このような構成であっても、本実施の形態と同様の作用および効果を達成することができる。

図５は、本発明の第２の実施の形態の切削工具１Ｂの一部を拡大して示す正面図である。前述の実施の形態では、１つの装着部６に形成される取付面部９および該取付面部９に当接する当接面部１１は、それぞれ２つであったが、本実施の形態では、１つの装着部６に形成される取付面部９および該取付面部９に当接する当接面部１１がそれぞれ３つであることに特徴を有する。

装着部６は、前述の実施の形態の第１取付面部９ａと第２取付面部９ｂの交差部に面取り加工を施し、第３取付面部９ｃを含む。第３取付面部９ｃに形成されるねじ孔１０である第３ねじ孔１０ｃは、工具本体４の半径方向に沿って形成され、内周面部に内ねじが刻設される。

またカートリッジ２は、第３取付面部９ｃに当接可能な第３当接面部１１ｃを含んで構成される。したがってカートリッジ２は、大略的に六角柱状に形成される。第３当接面部１１ｃは、その平面に直交する方向に固定部材５が挿入可能な第３貫通孔１２ｃが形成される。第３貫通孔１２ｃは、工具本体４の半径方向に沿って形成される。

複数の固定部材５として、第１固定部材５ａ、第２固定部材５ｂおよび第３固定部材５ｃが用いられ、第３固定部材５ｃは、第３取付面部９ｃが第３当接面部１１ｃに当接した状態で、第３ねじ孔１０ｃと第３貫通孔１２ｃとに挿通して、第３ねじ孔１０ｃに螺合する。

したがって第３固定部材５ｃは、第３ねじ孔１０ｃに沿って、半径方向内方に向かって螺進させて、半径方向に向かってカートリッジ２を第３押圧力Ｆ４で押圧する。これによって第１〜第３押圧力Ｆ１，Ｆ２，Ｆ４の合力Ｆ３の向きは、工具本体４の半径方向内方となる。したがって工具本体４が回転すると、遠心力が工具本体４の半径方向外方に向かって作用するが、前述したように各固定部材５による合力Ｆ３を、この遠心力の反対方向に配置することができる。したがって第３固定部材５ｃによって、より強固にカートリッジ２を工具本体４に固定することができる。また本実施の形態では、３つの固定部材５を用いることによって、より強固にカートリッジ２を工具本体４に固定することができる。

このような固定部材５の数は、カートリッジ２の各方向の寸法が、大きくなるにつれて、増やしてもよく、これによってより強固にカートリッジ２を工具本体４に固定することができる。

図６は、本発明の第３の実施の一形態の切削工具１Ｃを簡略化して示す斜視図である。図７は、切削工具１Ｃの一部を拡大して示す正面図である。図６では、理解を容易にするため、切削工具１Ｃを構成するカートリッジ２を１個だけ示し、他のカートリッジ２を省略して示す。本実施の形態の切削工具１Ｃは、圧着部材１３をさらに含んで構成され、カートリッジ２が圧着部材１３と工具本体４とで挟着される点に特徴を有する。

カートリッジ２は、圧着部材１３に覆われた状態で、固定部材５によって工具本体４に装着される。カートリッジ２が圧着部材１３に覆われた状態で、前述の実施の形態のカートリッジ２の形状および寸法が等しくなるように、本実施の形態のカートリッジ２および圧着部材１３は構成される。換言すると、本実施の形態のカートリッジ２は、前述の実施の形態のカートリッジ２よりも小さい形状で構成される。

カートリッジ２は、大略的に四角柱状に形成される。カートリッジ２は、装着部６に１つの固定部材５によって固定される。カートリッジ２は、カートリッジ２の長手方向Ｂと工具本体４の軸線方向とが平行であり、軸線方向に直交する半径方向と、厚み方向Ａおよび幅方向Ｃが直交するように、工具本体４に装着される。

カートリッジ２は、少なくとも１つの当接面部１１の平面に直交する各法線方向に固定部材５が挿入可能な貫通孔１２がそれぞれ形成される。本実施の形態では、第１当接面部１１ａにだけ、貫通孔１２である第１貫通孔１２ａが形成される。第１貫通孔１２ａは、第１ねじ孔１０ａと同軸となるように形成される。

圧着部材１３は、大略的に四角柱状に形成され、たとえばアルミニウム合金またはスチール合金などで形成される。圧着部材１３の長手方向一端部には、カートリッジ２が収容可能な収容空間１３ａが形成される。圧着部材１３は、圧着部材１３の外周面部に複数の装着面部１４と複数の開放面部１７と複数の圧着面部１５が形成される。各装着面部１４は、平面を有し、工具本体４に圧着部材１３を装着時に各取付面部９ａ，９ｂに対向するよう形成される。各開放面部１７は、各装着面部１４ａ，１４ｂに対向して形成される。圧着面部１５は、カートリッジ２の当接面部１１を除く残余の外周面部に当接可能に形成される。カートリッジ２が収容可能な収容空間１３ａで、厚み方向Ａおよび幅方向Ｃに臨む面部が、圧着面部１５となる。

各圧着面部１５は、平面を有し、一方の圧着面部１５である第１圧着面部１５ａは、カートリッジ２の幅方向他方側に当接する面部であり、他方の圧着面部１５である第２圧着面部１５ｂは、カートリッジ２の厚み方向他方側の面部に当接する面部である。本実施の形態では、第１圧着面部１５ａの厚み方向Ａの寸法は、カートリッジ２の厚み方向Ａの寸法よりも間隙δ１だけ小さく形成され、第２圧着面部１５ｂの幅方向Ｃの寸法は、カートリッジ２の幅方向Ｃの寸法よりも間隙δ２だけ小さく形成される。また第１および第２圧着面部１５ｂの長手方向Ｂの寸法は、カートリッジ２の長手方向Ｂの寸法と等しく形成される。

各装着面部１４は、平面を有し、本実施の形態では、２つの装着面部１４が、直交するように形成される。一方の装着面部１４である第１装着面部１４ａは、圧着部材１３の幅方向他方側の面部であり、他方の装着面部１４である第２装着面部１４ｂは、圧着部材１３の厚み方向他方側の面部である。第１取付面部９ａの厚み方向Ａの寸法は、圧着部材１３の第１装着面部１４ａの厚み方向Ａの寸法よりも大きく形成され、第２取付面部９ｂの幅方向Ｃの寸法は、圧着部材１３の第２装着面部１４ｂの幅方向Ｃの寸法よりも大きく形成される。また第１および第２取付面部９ｂの長手方向Ｂの寸法は、圧着部材１３の第１および第２装着面部１４ｂの長手方向の寸法よりも大きく形成される。

各開放面部１７は、本実施の形態では、２つの開放面部１７が、直交するように形成される。一方の開放面部１７である第１開放面部１７ａは、圧着部材１３の幅方向一方側の面部であり、他方の開放面部１７である第２開放面部１７ｂは、圧着部材１３の厚み方向一方側の面部である。第１開放面部１７ａは、第１装着面部１４ａに対向して形成される。第２開放面部１７ｂは、第１装着面部１４ｂに対向して形成される。各開放面部１７は、各装着面部１４に直交する方向に沿って、固定部材５が挿入可能な圧着孔である圧着孔１６がそれぞれ形成される。

各装着面部１４の平面に直交する各法線方向に固定部材５が挿入可能な圧着孔１６がそれぞれ形成される。第１装着面部１４ａに形成される圧着孔１６である第１圧着孔１６ａは、幅方向Ｃに沿って形成される。第２装着面部１４ｂに形成される圧着孔１６である第２圧着孔１６ｂは、厚み方向Ａに沿って形成される。圧着孔１６は、圧着部材１３およびカートリッジ２を工具本体４に固定するための孔となり、円筒状に形成される。各圧着孔１６は、固定部材５が緩やかに挿入可能および回動可能に構成される。

第１圧着孔１６ａは、第１貫通孔１２ａおよび第１ねじ孔１０ａと同軸となるように形成され、第２圧着孔１６ｂは、第２ねじ孔１０ｂと同軸となるように形成される。したがって第１圧着孔１６ａは、工具本体４の軸線方向先端側に形成され、第２圧着孔１６ｂは、工具本体４の軸線方向の後端側に形成される。換言すると、第１圧着孔１６ａは、長手方向一端寄りに形成され、第２圧着孔１６ｂは、長手方向他端寄りに形成される。第１圧着孔１６ａと第２圧着孔１６ｂとの長手方向Ｂの間隔は、第１ねじ孔１０ａと第２ねじ孔１０ｂの長手方向Ｂの間隔と等しくなるように構成される。

各固定部材５は、各取付面部９が各当接面部１１に当接し、各装着面部１４に対向し、圧着面部１５がカートリッジ２の外周面部に当接した状態で、少なくともねじ孔１０と圧着孔１６とに挿通して設けられ、各当接面部１１を各取付面部９に向かって押圧して、固定する。本実施の形態では、第１固定部材５ａは、第１ねじ孔１０ａ、第１貫通孔１２ａおよび第１圧着孔１６ａに挿通して、螺進することによって、カートリッジ２を幅方向Ｃ一方に向かって、第１押圧力Ｆ１で押圧する。第２固定部材５ｂは、第２ねじ孔１０ｂおよび第２圧着孔１６ｂに挿通して、螺進することによって、カートリッジ２を厚み方向Ａ一方に向かって第２押圧力Ｆ２で押圧する。したがって前述の実施の形態と同様に、カートリッジ２に合力Ｆ３が作用するので、カートリッジ２が遠心力によって不所望に工具本体４から離脱することを防ぐことができる。

また本実施の形態では、第１圧着面部１５ａの厚み方向Ａの寸法は、カートリッジ２の厚み方向Ａの寸法よりも間隙δ１だけ小さく形成される。したがって圧着部材１３を第２固定部材５ｂによって、厚み方向一方に向かって押圧して、カートリッジ２を間隙δ１だけ弾性変形させて、カートリッジ２を固定することができる。これによってカートリッジ２をより強固に固定することができる。

また本実施の形態では、第２圧着面部１５ｂの幅方向Ｃの寸法は、カートリッジ２の幅方向Ｃの寸法よりも間隙δ２だけ小さく形成される。したがって圧着部材１３を第１固定部材５ａによって、幅方向一方に向かって押圧して、カートリッジ２を間隙δ２だけ弾性変形させて、カートリッジ２を固定することができる。これによってカートリッジ２をより強固に固定することができる。

また前述の実施の形態のカートリッジ２と比べて、本実施の形態のカートリッジ２の形状を小さくすることができる。カートリッジ２より圧着部材１３の方が、低コストの材料で製造することができるので、圧着部材１３を用いることによってカートリッジ２の製造コストを低減することができる。加えて、カートリッジ２より圧着部材１３を、軽量にすることで、切削工具全体の質量を低減できるため、アルミニウムなどを被削材とする高速切削において、切削速度のより速い切削にも耐えうる優れた切削工具が得られる。

なお、本実施の形態では、第１固定部材５ａは、第１ねじ孔１０ａ、第１貫通孔１２ａおよび第１圧着孔１６ａに挿通して、カートリッジ２を幅方向Ｃ一方に向かって、第１押圧力Ｆ１で押圧する形態を示したが、第１貫通孔１２ａを形成せず、第１固定部材５ａが、第１ねじ孔１０ａおよび第１圧着孔１６ａにのみ挿通して、カートリッジ２を幅方向Ｃ一方に向かって押圧してもよい。換言すると、カートリッジ２に第１貫通孔１２ａを形成せず、圧着部材１３をカートリッジ２に押付けて、圧着部材１３を工具本体４に装着して、カートリッジ２を固定してもよい。このような形態においても、カートリッジ２を２方向から押圧することが可能であり、カートリッジ２の飛散防止が図れる。

以上説明したように、本実施の形態の切削工具１Ｃでは、各固定部材５が、圧着部材１３がカートリッジ２の外周面部を覆った状態で、圧着孔１６を挿通して、カートリッジ２を取付面部９に向かって押圧して、カートリッジ２を工具本体４に固定する。したがってカートリッジ２が工具本体４から離脱することを、圧着部材１３によって確実に防止することができる。

本発明の第１の実施の一形態の切削工具１を簡略化して示す斜視図である。 切削工具１の一部を拡大して示す正面図である。 切削工具１の一部を拡大して示す側面図である。 本実施の形態の切削工具１Ａの他の例の一部を拡大して示す正面図である。 本発明の第２の実施の形態の切削工具１Ｂの一部を拡大して示す正面図である。 本発明の第３の実施の形態の切削工具１Ｃを簡略化して示す斜視図である。 切削工具１Ｃの一部を拡大して示す正面図である。

符号の説明

１ 切削工具
２ カートリッジ
３ 切刃
４ 工具本体
５ 固定部材
６ 装着部
７ 調整ねじ
８ フランジ部
９ 取付面部
１０ ねじ孔
１１ 当接面部
１２ 貫通孔
１３ 圧着部材
１４ 装着面部
１５ 圧着面部
１６ 圧着孔
１７ 開放面部

Claims (3)

1. 工具本体と、
   前記工具本体の外周面部に装着され、切刃が設けられたカートリッジと、
   前記工具本体の先端部から前記切刃が突出した状態で、カートリッジを工具本体に固定する複数の固定部材とを含む切削工具であって、
   工具本体には、工具本体の外周面部に複数の取付面部が形成され、各取付面部は平面を有し、各取付面部の平面に直交する方向に沿って、前記固定部材が螺合可能なねじ孔が各取付面部毎に形成され、
   カートリッジには、カートリッジの外周面部に複数の当接面部が形成され、各当接面部は平面を有し、各当接面部は各取付面部にそれぞれ当接可能であり、各当接面部の平面に直交する方向に沿って、固定部材が挿入可能な貫通孔が各当接面部毎に形成され、
   各固定部材は、各当接面部が各取付面部にそれぞれ当接した状態で、各貫通孔に挿通するとともに、各ねじ孔に螺合することを特徴とする切削工具。
2. 前記各取付面部は、互いに直交する平面をそれぞれ有し、
   前記各当接面部は、互いに直交する平面をそれぞれ有することを特徴とする請求項１に記載の切削工具。
3. 工具本体と、
   前記工具本体の外周面部に装着され、切刃が設けられたカートリッジと、
   カートリッジの少なくも切刃を除く残余の部分を覆う圧着部材と、
   前記工具本体の先端部から前記切刃が突出した状態で、カートリッジを工具本体に固定する複数の固定部材とを含む切削工具であって、
   カートリッジは、圧着部材によって工具本体に狭着され、
   工具本体には、工具本体の外周面部に複数の取付面部が形成され、各取付面部は平面を有し、各取付面部に直交する方向に沿って、前記固定部材が螺合可能なねじ孔が各取付面部毎に形成され、
   カートリッジには、カートリッジの外周面部に複数の当接面部が形成され、各当接面部は平面を有し、各当接面部は各取付面部に当接可能に形成され、
   圧着部材には、圧着部材の外周面部に複数の装着面部と複数の開放面部と複数の圧着面部が形成され、
   各装着面部は、平面を有し、工具本体に装着時に各取付面部に対向するよう形成され、
   各開放面部は、各装着面部に対向して形成され、
   各圧着面部は、当接面部を除く残余のカートリッジの外周面部に当接可能に形成され、
   各装着面部に直交する方向に沿って、前記固定部材が挿入可能な圧着孔が各開放面部毎に形成され、
   各固定部材は、各当接面部が各取付面部に当接し、各装着面部が各取付面部に対向した状態で、各圧着孔に挿通するとともに各ねじ孔に螺合することを特徴とする切削工具。

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