JP2009034777A - 回転切削工具および板状刃物 - Google Patents

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

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。

（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。

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。

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。

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。

（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。

（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。

回転切削工具の構成例を表す分解斜視図である。 遠心楔の収容過程を説明する斜視図である。 収容後の遠心楔を表す斜視図である。 刃物組体の構成例を表す分解斜視図である。 刃物組体とその断面図を表す図である。 刃物組体の収容過程を説明する斜視図である。 収容後の刃物組体を表す斜視図である。 回転切削工具の外観例を表す斜視図である。 回転切削工具を表す側面図である。 回転切削工具を表す断面図である。 回転切削工具を表す断面図である。 板状刃物の構成例を表す斜視図である。

符号の説明

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）

Claims (3)

1. 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。
2. 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。
3. 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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