JP2009034777A - 回転切削工具および板状刃物 - Google Patents
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Abstract
【課題】再研磨後も刃物刃先が同一切削半径位置に容易に収容、固定できる回転切削工具を提供する。
【解決手段】回転切削工具10は、工具本体14の外周において軸方向に沿って設けられ、開口部に向かって狭くなるように双方の側壁14b,14cを相対的に傾斜させる構造とした複数の刃物溝12と、板状刃物22と刃物保持板20とを組み合わせてなり、板状刃物22を刃物保持板20に対して着脱かつ進退移動が可能な構造とした刃物組体18と、断面が所定形状に形成された遠心楔16とを有する。さらに、開口部から板状刃物22の刃部22aを突出させるように刃物組体18と遠心楔16とを各刃物溝12内にそれぞれ収容し、工具本体14を回転させる時に遠心楔16に作用する遠心力で刃物組体18を刃物溝12内に固定するように構成する。
【選択図】図1
【解決手段】回転切削工具10は、工具本体14の外周において軸方向に沿って設けられ、開口部に向かって狭くなるように双方の側壁14b,14cを相対的に傾斜させる構造とした複数の刃物溝12と、板状刃物22と刃物保持板20とを組み合わせてなり、板状刃物22を刃物保持板20に対して着脱かつ進退移動が可能な構造とした刃物組体18と、断面が所定形状に形成された遠心楔16とを有する。さらに、開口部から板状刃物22の刃部22aを突出させるように刃物組体18と遠心楔16とを各刃物溝12内にそれぞれ収容し、工具本体14を回転させる時に遠心楔16に作用する遠心力で刃物組体18を刃物溝12内に固定するように構成する。
【選択図】図1
Description
本発明は、円筒状ボディの外周に複数の板状刃物を備え、これらの板状刃物を個別に交換可能に構成した回転切削工具および板状刃物に関する。
従来では、スローアウェイ(刃先交換)方式の刃物(12)を備え、T溝(11e)に係合するT形を有する裏座(13)と遠心固定板(15)とを取替え可能に設け、刃物を裏座を介して固定する構成とした回転切削工具(11)が開示されている(例えば特許文献1を参照)。
実公平2−28014号公報
しかし、特許文献1に示す従来の回転切削工具は、切削に供し刃先が摩耗しても再研磨(以下単に「研磨」ということがある。)をして再使用することを想定しておらず、刃物の凹部(12c)と裏座の凸部(13c)とを係合して固定していたので、切削半径を一定に保つために刃先が摩耗した場合には刃物を交換する必要がある。刃先を研磨して再使用すると、上述した凹部と凸部が係合するために進退方向(切削半径の調整可能な方向)にずらすことができず、研磨により削り落とされた分だけ刃先位置が変化して切削半径が小さくなり、回転軸の設定位置を目盛りに対して微調整しなければならない不便さがある。
本発明はこのような点に鑑みてなしたものであり、第1目的は、再研磨使用を前提とした刃物の刃先を、研磨後も常に元の位置(同一の切削半径)に固定でき、従来よりは長く同一の板状刃物を使用できランニングコストを低減させることである。第2目的は第1目的達成の結果として従来よりも収容に要する手間を増加させないことである。
(1)課題を解決するための手段(以下では単に「解決手段」と呼ぶ。)1は、円筒状ボディの外周において軸方向に沿って設けられ、開口部に向かって狭くなるように双方の側壁を相対的に傾斜させる構造とした複数の刃物溝と、板状刃物と刃物保持板とを組み合わせてなり、前記板状刃物を前記刃物保持板に対して着脱かつ切削半径の調整可能な方向に進退移動が可能な構造とした刃物組体と、断面が所定形状に形成された遠心楔とを有し、前記開口部から前記板状刃物の刃部を突出させるように前記刃物組体と前記遠心楔とを各刃物溝内にそれぞれ収容し、前記円筒状ボディを回転させる時に前記遠心楔に作用する遠心力で前記刃物組体を前記刃物溝内に固定するように構成したことを要旨とする。
解決手段1によれば、刃物組体には板状刃物を刃物保持板に対して着脱することができ、かつ進退移動させることができる。板状刃物の刃先を研磨して刃の先端位置が変化しても、進退移動によって切削を行う刃の先端位置を一定に維持することができる。したがって、刃先を何度も研磨できるので同一の板状刃物を従来よりも長く使用でき、維持費(ランニングコスト)の低減も可能で、しかも刃の先端位置(切削半径位置)が一定に維持されるので切削精度を維持させることができる。
なお刃物保持板は、板状刃物の着脱および進退移動を可能とするため、板状刃物よりも大きな形状寸法とするのが望ましい。
なお刃物保持板は、板状刃物の着脱および進退移動を可能とするため、板状刃物よりも大きな形状寸法とするのが望ましい。
(2)解決手段2は、解決手段1に記載した回転切削工具であって、刃物溝における所定範囲内の位置にとどまるように遠心楔を保持する保持機構を備えたことを要旨とする。
解決手段2によれば、保持機構が遠心楔を所定範囲内の位置に保持する。研磨等のために板状刃物等を交換する場合、刃物組体を取り出しても遠心楔は保持機構によって保持されるので、再び刃物組体を収容する際に遠心楔を持つ必要がない。したがって、刃物組体の収容を素早く行うことができる。
(3)解決手段3は、解決手段1または2に記載した回転切削工具用の板状刃物であって、板状刃物と、刃物保持板または前記回転切削工具に備える部品とには、板状刃物の進退移動を可能にする隙間分の遊びを有して係合する係合機構を備えたことを要旨とする。
解決手段3によれば、係合機構は板状刃物と刃物保持板とを遊びを有して係合する。または係合機構は板状刃物と回転切削工具に備える部品とを遊びを有して係合する。このように「遊びを有して係合する」ので、研磨された板状刃物の進退移動を可能にしながらも、万が一に刃物組体から板状刃物が外れた場合でも、遠心力で板状刃物が飛び出すのを防ぐことができる。
なお「係合機構」は、板状刃物の進退移動を可能にする隙間分の遊びを有して係合する構造であれば任意である。例えば、一方側が凹部,孔部,切欠き部などが該当し、他方側は凸部,ピンなどが該当する。
なお「係合機構」は、板状刃物の進退移動を可能にする隙間分の遊びを有して係合する構造であれば任意である。例えば、一方側が凹部,孔部,切欠き部などが該当し、他方側は凸部,ピンなどが該当する。
本発明によれば、刃物組体は板状刃物を刃物保持板に対して進退移動が可能に構成したので、刃先を研磨しても従来よりは長く同一の板状刃物を使用することができる。また、保持機構が遠心楔を所定範囲内の位置に保持する構成としたので、収容に要する手間がかからない。
本発明を実施するための最良の形態について、図1〜図11を参照しながら説明する。
まず図1を参照しながら、回転切削工具10の全体構成について簡単に説明する。図1には回転切削工具10の分解斜視図を表す。回転切削工具10は「かんな胴」とも呼ばれ、工具本体14,遠心楔16,刃物組体18,固定プレート24,保護プレート26などを有する。工具本体14は、ほぼ円筒形状に形成された円筒状ボディに相当し、モータにより直接的または間接的に駆動される回転軸に取り付けるための軸心穴14aを備える。また工具本体14には、遠心楔16および刃物組体18を収容するための刃物溝12が外周に設けられている。
刃物溝12は、開口部(外周側)に向かって狭くなるように一方の側壁14bと、他方の側壁14cを相対的に非平行に形成する(図2や図10(B)をも参照)。刃物溝12は工具本体14の外周において軸方向に沿って、一箇所または複数箇所(本例では4箇所)に設ける。図1では、三箇所の刃物溝12に既に遠心楔16および刃物組体18を収容した状態を、残り一箇所にこれから遠心楔16および刃物組体18を収容する状態を表している。遠心楔16および刃物組体18の構成例や収容過程等については後述する。遠心楔16を各々の刃物溝12に収容した後、ネジS2を用いて固定プレート24および保護プレート26を工具本体14に取り付ける。
次に図2と図3を参照しながら、遠心楔16の構成例や収容過程等について簡単に説明する。図2には遠心楔16を収容する前の分解斜視図を表し、図3には遠心楔16を収容した後の斜視図を表す。遠心楔16は断面をほぼ台形状に形成し、両端部に長溝16aを備える。工具本体14の刃物溝12に遠心楔16を収容する場合は、保持部材28を用いて遠心楔16を保持する。すなわち保持部材28に備えたピン28bを長溝16aに係合させるとともに、ネジS4を保持部材28に備えた穴28aを通じて工具本体14に備えられたネジ穴14dにねじ込む。当該ネジ穴14dは保持部材28の形状に合わせて形成された凹部14e内に位置する。刃物溝12に収容され、ピン28bで保持された状態の遠心楔16を図3に表す。ピン28bが長溝16a内の範囲(「所定範囲」に相当する)で動き得るので、遠心楔16もまた回転切削工具10を回転させるときに生じる遠心力によって動き得る。一方、ピン28bと長溝16aとの係合によって、遠心楔16が不用意に脱落したり移動するのを予め防止することができる。なお、長溝16aおよびピン28bは「保持機構」に相当する。
次に図4〜図7を参照しながら、刃物組体18の構成例や収容過程等について簡単に説明する。図4には組み付け前の分解斜視図を表す。組み付け後の状態について、図5(A)には斜視図を表し、図5(B)には図5(A)におけるVB−VB線断面を表す。図6には刃物溝12への収容過程を表す。図7には収容後の斜視図を表す。
図4に表すように、刃物組体18は大別して刃物保持板20と板状刃物22とからなる。ボルトB2とナットN2を用いて刃物保持板20と板状刃物22とを組み付けると、図5(A)のような状態になる。
刃物保持板20は板状刃物22を保持(固定)する部材であって、図5(B)に表すように断面がほぼL字状に形成された保持板本体20bと底部20eとからなる。保持板本体20bには、屑排出部20a,凸部20c,長穴20dなどを備える。屑排出部20aは断面が弓状に形成され、切削によって生ずる切削屑を排出する。例えばプリセッティング装置を用いて刃先位置の調整等を行う場合において、締結部材(すなわちボルトB2とナットN2)を緩めるか外して、板状刃物22を所定方向(すなわち図5(B)に表す上下方向D2)に進退移動させる。この進退移動の際、凸部20cは板状刃物22の移動を規制するストッパーとなる。長穴20dは、ナットN2と締結するボルトB2を通す。
図4に戻って、板状刃物22は刃部22aと刃物本体22bとからなる。刃部22aは切削対象物(例えば木材等)を切削する部材であって、刃物本体22bよりも硬い材質(例えば超硬合金,高速度工具鋼,焼結ダイヤモンド等)で形成する。刃部22aは所定の固定方法(例えばろう付や接着等)によって刃物本体22bに固定する。
刃物本体22bは、凹部22cを備える。凹部22cは刃物本体22bの長手方向に沿って両端部間に設けられ、保持板本体20bの凸部20cと遊びを有して係合される。なお、凸部20cと凹部22cとの係合関係は「係合機構」に相当する。
刃物本体22bは、凹部22cを備える。凹部22cは刃物本体22bの長手方向に沿って両端部間に設けられ、保持板本体20bの凸部20cと遊びを有して係合される。なお、凸部20cと凹部22cとの係合関係は「係合機構」に相当する。
遠心楔16を収容し、さらに固定プレート24および保護プレート26をネジS2で固定した後に、刃物組体18を刃物溝12に収容する。図1に表すように、固定プレート24には切欠き部24aを備え、保護プレート26には切欠き部26aを備える。切欠き部24a,26aは、固定プレート24を工具本体14に取り付けた後でも、刃物組体18の収容/取り出しが可能となるような形状で形成されている。その一方、遠心楔16の側面および保持部材28を覆うので、遠心楔16が刃物溝12から抜けるのを防止する。図6に表すように、刃物組体18を矢印D4方向に移動させることで刃物溝12に収容する。こうして刃物溝12に収容した後の刃物組体18を図7に表す。
ここで、上述した工具本体14,遠心楔16,刃物組体18,固定プレート24,保護プレート26などを組み付けた状態の回転切削工具10については、図8に斜視図で表し、図9に側面図で表す。図9におけるX−X線断面を図10に表し、同じくXI−XI線断面を図11に表す。図10には、全体の断面を図10(A)に表し、一部を拡大した断面を図10(B)に表す。以下では、これらの図面をもとに説明する。
図8に表す回転切削工具10をモータの回転軸(図示せず)に取り付けて回転させることで、刃部22aによる切削が行える。
図7,図8,図10(A)に表すように、刃物溝12に収容された状態の遠心楔16と刃物組体18は、遠心楔16の平面部16bと刃物保持板20の平面部20fとが面接触する。刃物組体18は後述するように固定され、かつ遠心楔16が所定範囲で動き得るので、回転切削工具10の回転に伴って発生する遠心力に従って遠心楔16が外方向D6に移動し、刃物溝12の狭くなった開口部において側壁14b,14cによる刃物組体18と重なった状態で挟まれ固定される。刃物組体18は、後述するように底部20eが嵌合凹部12aに嵌っているだけでなく遠心楔16によって押されるので、強固に保持される。したがって、刃部22aで切削を行ってもビビリ等が生じない。
図7,図8,図10(A)に表すように、刃物溝12に収容された状態の遠心楔16と刃物組体18は、遠心楔16の平面部16bと刃物保持板20の平面部20fとが面接触する。刃物組体18は後述するように固定され、かつ遠心楔16が所定範囲で動き得るので、回転切削工具10の回転に伴って発生する遠心力に従って遠心楔16が外方向D6に移動し、刃物溝12の狭くなった開口部において側壁14b,14cによる刃物組体18と重なった状態で挟まれ固定される。刃物組体18は、後述するように底部20eが嵌合凹部12aに嵌っているだけでなく遠心楔16によって押されるので、強固に保持される。したがって、刃部22aで切削を行ってもビビリ等が生じない。
図10(B)に表すように、刃物溝12の側壁14cには嵌合凹部12aを備える。この嵌合凹部12aは刃物溝12と同様に軸方向に沿って設けられ、刃物保持板20の底部20eの先端部形状に対応した凹形状に形成されている。
また図11に表すように、底部20eに対応する部位の刃物溝12には、一箇所または複数箇所(本例では2箇所)に押し出しピン14fを備える。押し出しピン14fは弾性部材14gで付勢されるので、刃物組体18を工具本体14の外周方向に付勢する。
このように嵌合凹部12aに底部20eの先端部を嵌め込んだ状態で、押し出しピン14fが刃物組体18を付勢するので、ぐらつきを防止することができる。
また図11に表すように、底部20eに対応する部位の刃物溝12には、一箇所または複数箇所(本例では2箇所)に押し出しピン14fを備える。押し出しピン14fは弾性部材14gで付勢されるので、刃物組体18を工具本体14の外周方向に付勢する。
このように嵌合凹部12aに底部20eの先端部を嵌め込んだ状態で、押し出しピン14fが刃物組体18を付勢するので、ぐらつきを防止することができる。
上述した実施の形態によれば、以下に表す各効果を得ることができる。
(1)刃物組体18について、ボルトB2とナットN2の締結/解除によって、板状刃物22を刃物保持板20に対して着脱する構成とした(図4を参照)。また、長穴20dによって移動可能な範囲で板状刃物22を進退移動させる構成とした(図4を参照)。板状刃物22(特に刃部22a)の刃先を研磨して刃の先端位置が変化しても、進退移動によって切削を行う刃の先端位置を一定に維持することができる。したがって、刃先を何度も研磨できるので同一の板状刃物22を従来よりも長く使用でき、底部20e上面と刃の先端の距離を一定にすることで切削半径が一定に維持されるので切削精度を維持させることができる。
(1)刃物組体18について、ボルトB2とナットN2の締結/解除によって、板状刃物22を刃物保持板20に対して着脱する構成とした(図4を参照)。また、長穴20dによって移動可能な範囲で板状刃物22を進退移動させる構成とした(図4を参照)。板状刃物22(特に刃部22a)の刃先を研磨して刃の先端位置が変化しても、進退移動によって切削を行う刃の先端位置を一定に維持することができる。したがって、刃先を何度も研磨できるので同一の板状刃物22を従来よりも長く使用でき、底部20e上面と刃の先端の距離を一定にすることで切削半径が一定に維持されるので切削精度を維持させることができる。
(2)刃物溝12における所定範囲内の位置にとどまるように遠心楔16を保持する保持機構(すなわち長溝16aおよびピン28b)を備えた(図2を参照)。研磨等のために板状刃物22(特に刃部22a)等を交換する場合、刃物組体18を取り出しても遠心楔16は保持機構によって保持されるので、再び刃物組体18を収容する際に遠心楔16を持つ必要がない。したがって、従来よりは手間が掛からないので、刃物組体18の収容を素早く行える。
(3)凸部20cおよび凹部22cからなる係合機構は板状刃物22と刃物保持板20とを遊びを有して係合する構成とした(図4,図5(B)を参照)。係合機構が遊びを有して係合するので、万が一に刃物組体18から板状刃物22が外れた場合でも、遠心力で板状刃物22が飛び出すのを防ぐことができる。
〔他の実施の形態〕
以上では本発明を実施するための最良の形態について説明したが、本発明は当該形態に何ら限定されるものではない。言い換えれば、本発明の要旨を逸脱しない範囲内において、種々なる形態で実施することもできる。例えば、次に示す各形態を実現してもよい。
以上では本発明を実施するための最良の形態について説明したが、本発明は当該形態に何ら限定されるものではない。言い換えれば、本発明の要旨を逸脱しない範囲内において、種々なる形態で実施することもできる。例えば、次に示す各形態を実現してもよい。
(1)上述した実施の形態において、板状刃物22は、別体の刃部22aと刃物本体22bで構成した(図4を参照)。この形態に代えて、刃部22aと刃物本体22bを同じ材質(すなわち超硬合金,高速度工具鋼等)で形成する場合には、図12に表すように刃部22aと刃物本体22bを一体に形成してもよい。こうすれば、刃部22aが刃物本体22bから剥がれる等の事態を防止することができる。
(2)上述した実施の形態において、係合機構は、刃物保持板20に備えた凸部20cと板状刃物22に備えた凹部22cとで構成した(図4,図5を参照)。この形態に代えて、刃物保持板20および板状刃物22のうちで一方側に凹部(長穴や長溝等)を備え、当該凹部と係合する凸部(凸片やピン等)を他方側に備えてもよい。さらに、回転切削工具10に備える部品(例えば固定プレート24や保護プレート26等)に上述した凸部(または凹部)を備え、当該凸部(または凹部)と係合する凹部(または凸部)を刃物保持板20や板状刃物22に備えてもよい。いずれの形態にせよ、遊びを有して係合する係合機構により、万が一に刃物組体18から板状刃物22が外れた場合でも、遠心力で板状刃物22が飛び出すのを防ぐことができる。上述した凹部に代えて、孔部や切欠き部を適用しても同様の作用効果を得ることができる。なお、係合機構は必須の機構ではなく、係合機構がなくても締結部材で刃物組体18が正常に締結されていれば使用上問題ない。係合機構が無い場合には、板状刃物22に凹部22cは備えられず平板状の刃物となる。
(3)上述した実施の形態において、保持機構は、遠心楔16に備えた長溝16aと、保持部材28に備えたピン28bとで構成した(図2を参照)。この形態に代えて、ピン28bと同様の凸部を遠心楔16に備え、長溝16aと同様の長溝(または長穴)を保持部材28に備えてもよい。また、保持部材28に代わる保護プレート26により、遠心楔16を保持するように構成してもよい。すなわち、遠心楔16の長溝16aに対応する部位の保護プレート26にピンを備えるか、遠心楔16に備えた凸部に対応する部位の保護プレート26に長溝(または長穴)を備える。いずれの形態にせよ、遠心楔16は保持機構で保持されるので、従来よりは手間が掛からずに刃物組体18の収容を素早く行える。
(4)上述した実施の形態において、締結部材は、ボルトB2およびナットN2を適用した(図4を参照)。この形態に代えて、例えばネジやリベット等のような他の締結部材を適用してもよい。他の締結部材を用いた場合でも、刃物保持板20と板状刃物22を強固に一体化することができ、刃先位置の調整を確実に行うことができる。
10 回転切削工具
12 刃物溝
12a 嵌合凹部
14 工具本体
14a 軸心穴
14b,14c 側壁
14d ネジ穴
14e 凹部
14f 押し出しピン
14g 弾性部材
16 遠心楔
16a 長溝(保持機構)
16b,20f 平面部
18 刃物組体
20 刃物保持板
20a 屑排出部
20b 保持板本体
20c 凸部(係合機構)
20d 長穴
20e 底部
22 板状刃物
22a 刃部
22b 刃物本体
22c 凹部(係合機構)
22d 穴
24 固定プレート
24a,26a 切欠き部
26 保護プレート
28 保持部材
28a 穴
28b ピン(保持機構)
S2,S4 ネジ
B2 ボルト(係合機構)
N2 ナット(係合機構)
12 刃物溝
12a 嵌合凹部
14 工具本体
14a 軸心穴
14b,14c 側壁
14d ネジ穴
14e 凹部
14f 押し出しピン
14g 弾性部材
16 遠心楔
16a 長溝(保持機構)
16b,20f 平面部
18 刃物組体
20 刃物保持板
20a 屑排出部
20b 保持板本体
20c 凸部(係合機構)
20d 長穴
20e 底部
22 板状刃物
22a 刃部
22b 刃物本体
22c 凹部(係合機構)
22d 穴
24 固定プレート
24a,26a 切欠き部
26 保護プレート
28 保持部材
28a 穴
28b ピン(保持機構)
S2,S4 ネジ
B2 ボルト(係合機構)
N2 ナット(係合機構)
Claims (3)
- 円筒状ボディの外周において軸方向に沿って設けられ、開口部に向かって狭くなるように双方の側壁を相対的に傾斜させる構造とした複数の刃物溝と、
板状刃物と刃物保持板とを組み合わせてなり、前記板状刃物を前記刃物保持板に対して着脱かつ切削半径の調整可能な方向に進退移動が可能な構造とした刃物組体と、
断面が所定形状に形成された遠心楔とを有し、
前記開口部から前記板状刃物の刃部を突出させるように前記刃物組体と前記遠心楔とを各刃物溝内にそれぞれ収容し、前記円筒状ボディを回転させる時に前記遠心楔に作用する遠心力で前記刃物組体を前記刃物溝内に固定するように構成したことを特徴とする回転切削工具。 - 請求項1に記載した回転切削工具であって、
刃物溝における所定範囲内の位置にとどまるように遠心楔を保持する保持機構を備えたことを特徴とする回転切削工具。 - 請求項1または2に記載した回転切削工具用の板状刃物であって、
板状刃物と、刃物保持板または前記回転切削工具に備える部品とには、板状刃物の進退移動を可能にする隙間分の遊びを有して係合する係合機構を備えたことを特徴とする回転切削工具用の板状刃物。
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Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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JP2007201822A JP2009034777A (ja) | 2007-08-02 | 2007-08-02 | 回転切削工具および板状刃物 |
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Cited By (3)
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