JP2014133281A - 回転切削工具 - Google Patents

Abstract

【課題】切削加工時に粉塵が発生してもカッター本体の摩耗や突き合わせ面への噛み込みを防ぐとともに、特に調整機構が収容される凹所がカッター本体に形成された回転切削工具においても、凹所への粉塵の侵入を防止することが可能な回転切削工具を提供する。
【解決手段】外周部に切刃１４Ａ〜１４Ｄが設けられた複数の円板状のカッター本体１、２が互いの軸線を同軸にして取り付けられた回転切削工具であって、少なくとも一つのカッター本体１には空気供給路１８が形成されていて、空気供給路１８は、軸線方向に隣接するカッター本体１、２の突き合わせ面１Ｃ、２Ｃに開口して外周側に空気を排出する。
【選択図】図１

Description

本発明は、外周部に切刃が設けられた複数の円板状のカッター本体が互いの軸線を同軸にして取り付けられた開先カッターや組み合わせカッター等の回転切削工具に関するものである。

このような開先カッター（組み合わせカッター）として、本発明の発明者等は、特許文献１において、第１のカッター本体にその軸線に沿って第２の複数のカッター本体が移動自在に設けられ、かつこの第２のカッター本体の移動を調整する調整機構および第２のカッター本体を第１のカッター本体に固定するクランプ機構が両カッター本体間に設けられたものを提案している。

このような開先カッターは、上記軸線回りに回転させられることにより、第１、第２のカッター本体の外周部に設けられた切刃によって、鋼板等の板状の被削材の側縁部に溶接のための開先部を形成してゆく。ここで、特許文献１に記載された開先カッターでは、調整機構によって第１、第２のカッター本体の軸線方向の間隔が調整可能であるので、開先寸法を変更する場合でも簡単な操作で短時間に対応することができる。

特開平１−２５２３０２号公報

ところで、比較的大きな寸法の被削材に開先部を形成する際に、鋼板等の被削材の側縁部の表面が錆び付いていたりすると、削り取られた錆によって大量の粉塵が発生する。従来、このような粉塵は、カッター本体の外部から圧縮空気を吹き付けて除去していたが、吹き飛ばされた粉塵がカッター本体に当たるとカッター本体表面に摩耗を生じたり、複数のカッター本体の突き合わせ面間に噛み込まれると開先寸法を変更する際に誤差が大きくなったりするおそれがある。

特に、特許文献１に記載された開先カッターでは、上記調整機構が、第２のカッター本体の突き合わせ面に形成された環状の凹所に調整リングが取り付けられ、この調整リングの内周に形成された雌ネジ部が凹所外周面の雄ネジ部にねじ込まれるとともに、調整リング外周部には歯車部が形成されて歯車軸と噛合されたものであり、歯車軸によって調整リングを回転させることにより、調整リング内周の雌ネジ部に凹所外周面の雄ネジ部がねじ込まれた第２のカッター本体が第１のカッター本体に対して軸線方向に移動するようにされている。従って、開先寸法が大きい場合に第１、第２のカッター本体の突き合わせ面間に間隙が空いた状態で粉塵が凹所に入り込むと、歯車部と歯車軸との間や雌雄ネジ部の間に粉塵が噛み込まれて第２のカッターを移動させることができなくなるおそれがある。

本発明は、このような背景の下になされたもので、切削加工時に粉塵が発生してもカッター本体の摩耗や突き合わせ面への噛み込みを防ぐとともに、特に特許文献１に記載された開先カッターのように調整機構が収容される凹所がカッター本体に形成された回転切削工具においても、凹所への粉塵の侵入を防止することが可能な回転切削工具を提供することを目的としている。

上記課題を解決して、このような目的を達成するために、本発明は、外周部に切刃が設けられた複数の円板状のカッター本体が互いの軸線を同軸にして取り付けられた回転切削工具であって、少なくとも一つの上記カッター本体には空気供給路が形成されていて、上記空気供給路は、上記軸線方向に隣接するカッター本体の突き合わせ面に開口して外周側に空気を排出することを特徴とする。

このように構成された回転切削工具では、カッター本体の外部から圧縮空気を吹き付けて粉塵を除去するのではなく、カッター本体内部に形成された空気供給路を介して圧縮空気を供給し、カッター本体の突き合わせ面間から外周側に排出する。このため、粉塵をカッター本体表面に寄せ付けることがなく、また突き合わせ面間に粉塵が噛み込まれるのも防ぐことができる。

そして、カッター本体に、複数のカッター本体の上記軸線方向の間隔を調整する調整機構が収容される凹所を形成した場合に、上記空気供給路を、上記凹所を経て上記カッター本体の外周側に空気を排出するように形成することにより、この凹所に粉塵が侵入することも防止することができる。従って、調整機構に粉塵が噛み込まれて動作不能になるような事態を防ぐことができて、開先寸法の変更などにも確実に対応可能で安定した切削加工を行うことが可能となる。

以上説明したように、本発明によれば、切削加工時に被削材の錆などによって粉塵が発生しても、カッター本体が摩耗したり、突き合わせ面に粉塵が噛み込まれたり、あるいは調整機構の動作が阻害されたりするのを防ぐことができ、長寿命で高精度の切削加工を可能とし、またカッター本体間の間隔を確実に調整可能とすることができる。

本発明の一実施形態を示す部分断面図である。 図１に示す実施形態の部分底面図である。 図１に示す実施形態の部分側面図である。

図１ないし図３は、本発明の一実施形態を示すものである。本実施形態の回転切削工具は、特許文献１に記載のものと同様に、円板状、より詳しくは円環板状の第１、第２のカッター本体１、２が、図１において図面の左側に上下方向に延びることになる図示されない互いの中心軸線を同軸にして取り付けられた開先カッターであり、この軸線方向の間隔が調整された第１、第２のカッター本体１、２が軸線回りに図２および図３に示す工具回転方向Ｔに回転させられて、第１、第２のカッター本体１、２の外周部に設けられた切刃により鋼板等の板状被削材の側縁部に開先加工を行う。

第１のカッター本体１は、内外径ともに上部が下部よりも一段縮径した多段円環板状とされて、その内周部には工作機械の回転軸が同軸に嵌合される。また、第１のカッター本体１の上部内周側には、この第１のカッター本体１を上記回転軸に取り付けるための取付ボルトが挿通されるボルト孔１Ａが周方向に等間隔に形成されるとともに、上部の下面には同じく上記回転軸に設けられたキー溝と嵌合するキー１１が配設されている。

さらに、第１のカッター本体１の下部外周側には、軸線方向の間隔が調整された第２のカッター本体２を第１のカッター本体１に固定するためのクランプネジ１２がねじ込まれる軸線に平行なネジ孔１Ｂが、やはり周方向に等間隔に複数形成されている。なお、第１のカッター本体１の上部外周面の上縁部は上記軸線を中心とした円筒面状とされていて、この上部外周面の上縁部には外周側に突出するキー１３が設けられているとともに、この上縁部よりも下側の上部外周面の下縁部は全周に亙って上縁部に対して僅かに内周側に凹むように形成されている。

また、第２のカッター本体２は、第１のカッター本体１の下部と略等しい外径を有するとともに、内周面は上記軸線を中心とした円筒面状とされ、その内径は第１のカッター本体１の上部外周面の上縁部に嵌合可能な大きさとされている。さらに、この第２のカッター本体２の内周面には上記キー１３が嵌合可能なキー溝２Ａが軸線方向に延びるように形成されている。

従って、このようにキー溝２Ａにキー１３を嵌合させるとともに、第２のカッター本体２の内周部を第１のカッター本体１の上部外周面上縁部に嵌合させて取り付けることにより、第２のカッター本体２は軸線方向に第１のカッター本体１に対して上下に移動可能かつ第１のカッター本体１と一体に回転可能とされる。なお、第２のカッター本体２の外周部には、このように第１のカッター本体１に取り付けた状態で複数の上記ネジ孔１Ｂとそれぞれ同軸となるように、上記クランプネジ１２が挿通される貫通孔２Ｂがネジ孔１Ｂと同数形成されている。

さらに、この貫通孔２Ｂよりも内周側の第２のカッター本体２の下面には、軸線を中心とした環状の凹溝３Ａが形成されている。また、この凹溝３Ａのさらに内周側の第２のカッター本体２の下面には、上記軸線に平行に延びて凹溝３Ａに連通するとともに第２のカッター本体２の内周面下縁部に開口する歯車軸孔３Ｂが、周方向に間隔をあけて複数箇所に形成されており、これら凹溝３Ａと歯車軸孔３Ｂとにより、第１、第２のカッター本体１、２の軸線方向の間隔を調整する調整機構４が収容される凹所３が形成される。

凹溝３Ａは、軸線に沿った断面が略方形状をなして第２のカッター本体２の下面に「コ」字状に開口するように形成されている。また、凹溝３Ａの軸線方向に延びる壁面のうち内周側を向く壁面には上記軸線回りに捩れる雌ネジ部３Ｃが形成されている。一方、歯車軸孔３Ｂは、凹溝３Ａに連通するとともに第２のカッター本体２の内周面下縁部に開口した部分から上側で一段縮径して、第２のカッター本体２の内周面と間隔をあけて上面にまで貫通させられており、その第２のカッター本体２上面の開口部には座繰りが施されている。

このような凹所３に収容される調整機構４は、本実施形態でも特許文献１に記載の回転切削工具と同様に調整リング５と歯車軸６とから構成されている。このうち、調整リング５は、凹溝３Ａ内に収容される断面略方形の軸線を中心とした環状部材であって、その外周面の上部には雄ネジ部５Ａが形成されて凹溝３Ａの上記雌ネジ部３Ｃと螺合させられるとともに、内周面の上部には内歯車部５Ｂが形成されている。さらに、これら雄ネジ部５Ａおよび内歯車部５Ｂよりも下方の調整リング５の下部には、調整リング５の内外周を貫通する複数（多数）の小孔５Ｃが周方向に間隔をあけて形成されている。

また、第１のカッター本体１の下部上面には、第２のカッター本体２の下面における凹溝３Ａの開口部に対向する位置に、軸線を中心とした環状をなす断面Ｌ字形の支持リング７が取り付けられており、調整リング５はこの支持リング７の上面に上記軸線回りに摺動可能に載置されて支持される。ここで、こうして支持された調整リング５の内歯車部５Ｂと支持リング７の内周部との間には軸線方向に間隔があけられていて、上記小孔５Ｃは、調整リング５の内周において、この軸線方向に間隔があけられた部分に開口している。

さらに、凹溝３Ａの上記壁面の雌ネジ部３Ｃよりも下方と、調整リング５の雄ネジ部５Ａよりも下方の外周面および支持リング７の外周面との間には上記軸線に対する径方向に間隔があけられていて、小孔５Ｃは、調整リング５の外周においては、この径方向に間隔があけられた部分に開口している。さらにまた、この径方向に間隔をあけられた部分は下方に延びて、第１、第２のカッター本体１、２の突き合わせ面１Ｃ、２Ｃである第１のカッター本体１の下部外周側上面と第２のカッター本体２の外周部下面との間の間隔部分に連通している。

また、歯車軸６は下端部が最も大きな外径とされて、上端部に向かうに従い段階的に縮径する概略多段円柱状とされ、この下端部の外周には外歯車部６Ａが形成されて、調整リング５の内歯車部５Ｂと噛み合わされている。さらに、歯車軸６の下端面中央部には歯車軸６の中心線を中心とした凹孔６Ｂが形成されており、この凹孔６Ｂには、支持リング７よりも内周側において第１のカッター本体１の下部上面に取り付けられた多段円板状のサポーター８の上部突部８Ａが嵌合させられて、歯車軸６は、その下端部が上記中心線回りに回転可能に支持されている。

さらにまた、上記外歯車部６Ａの上端側の歯車軸６の円柱軸部６Ｃは、第２のカッター本体２の上面に貫通する歯車軸孔３Ｂの一段縮径した部分にスリーブ９を介して回転可能に嵌挿されるとともに、この円柱軸部６Ｃのさらに上端側のもう一段僅かに縮径した部分は、歯車軸孔３Ｂの第２のカッター本体２上面開口部の座繰りが施された部分に突出し、この座繰り部に取り付けられた円環板状のリング１０内周に回転可能に嵌挿されている。そして、歯車軸６の最上端部には、上記中心線を中心とした略正六角柱状のレンチ係合部６Ｄが第２のカッター本体２の上面から突出するように設けられている。

このように取り付けられることで、歯車軸６は、上方に抜け止めされた状態で、凹孔６Ｂがサポーター８の上部突起８Ａに嵌合した範囲内において、第２のカッター本体２と一体に軸線方向に上下動可能とされる。そして、この凹孔６Ｂがサポーター８の上部突起８Ａに嵌合した範囲は、図１に示すように歯車軸６の下端面がサポーター８の下部円板部８Ｂに当接した状態から、調整される開先寸法の最大値までの範囲とされている。また、この状態で第１、第２のカッター本体１、２の突き合わせ面１Ｃ、２Ｃ間には上述のような間隔部分が形成される。

さらに、このように歯車軸６がサポーター８に当接した状態で、第１のカッター本体１の上部外周面の上縁部に対して凹んだ上記下縁部から、第１のカッター本体１の下部上面と第２のカッター本体２の凹溝３Ａよりも内周側の下面との間には、調整リング５の内歯車部５Ｂと支持リング７の内周部との間の軸線方向に間隔があけられた部分に連通する空間が全周に亙って形成されている。なお、クランプネジ１２は貫通孔２Ｂに挿通されて上述のようにネジ孔１Ｂにねじ込まれ、第２のカッター本体２の上面には上記レンチ係合部６Ｄと同径のクランプネジ１２の略正六角柱状のレンチ係合部１２Ａが突出させられている。

一方、上記切刃として、第１のカッター本体１の外周部には、下方に向かうに従い外周側に向かう第１の切刃１４Ａと、この第１の切刃１４Ａの下端部に軸線回りの回転軌跡においてオーバーラップして、第１の切刃１４Ａよりも大きな角度でやはり下方に向かうに従い外周側に向かう第２の切刃１４Ｂとが周方向に交互に設けられている。また、同じく上記切刃として、第２のカッター本体の外周部には、軸線回りの回転軌跡が該軸線に平行とされて第１の切刃１４Ａの上端部にオーバーラップする第３の切刃１４Ｃと、この第３の切刃１４Ｃの上端部に回転軌跡がオーバーラップして上方に向かうに従い外周側に向かう第４の切刃１４Ｄとが、周方向に交互かつ上記第１、第２の切刃１４Ａ、１４Ｂの間に設けられている。

これら第１ないし第４の切刃１４Ａ〜１４Ｄは、本実施形態では図３に示すように、第１、第２のカッター本体１、２の外周面にそれぞれ形成された取付座１Ｄ、２Ｄにカートリッジ１５、カートリッジ固定クサビ１６、およびインサート固定クサビ１７を介して着脱可能に取り付けられる切削インサート１４に形成されている。切削インサート１４は、超硬合金等の硬質材料により形成された正方形平板状のネガティブインサートであって、第１ないし第４の切刃１４Ａ〜１４Ｄには、負のラジアルレーキ角と正のアキシャルレーキ角が与えられる。

ここで、軸線方向において、第２の切刃１４Ｂの上端と第３の切刃１４Ｃの下端とは、それぞれ第１、第２のカッター本体１、２の突き合わせ面１Ｃ、２Ｃと略等しい位置に配置されている。一方、第１の切刃１４Ａは、軸線方向において突き合わせ面１Ｃ、２Ｃとオーバーラップするように配置されており、この第１の切刃１４Ａが形成された切削インサート１４が取り付けられる取付座１Ｄは、突き合わせ面１Ｃから上方に突出した凸部１Ｅにかけて形成されるとともに、第２のカッター本体２の突き合わせ面２Ｃにはこの凸部１Ｅを収容する凹部２Ｅが形成されていて、第４の切刃１４Ｄが形成された切削インサート１４が取り付けられる取付座２Ｄは、この凹部２Ｅに臨んで開口している。

そして、第１、第２のカッター本体１、２の少なくとも一つには空気供給路１８が形成されていて、この空気供給路１８は、上記軸線方向に隣接することになるこれら第１、第２のカッター本体１、２の突き合わせ面１Ｃ、２Ｃに開口して外周側に空気を排出するようにされている。ここで、本実施形態では、第１のカッター本体１に空気供給路１８が形成されている。

この空気供給路１８は、第１のカッター本体１の上部上面において上記ボルト孔１Ａの外周側に間隔をあけて形成された軸線を中心とする環状溝１８Ａと、この環状溝１８Ａの底面から軸線に平行に第１のカッター本体１上部の途中までに穿設された縦孔１８Ｂと、この縦孔１８Ｂの下端部に連通して軸線に垂直に外周側に延び、第１のカッター本体１の上部外周面のうち上縁部に対して内周側に凹んだ下縁部に開口する横孔１８Ｃとを備えている。なお、縦孔１８Ｂと横孔１８Ｃとは周方向に等間隔に複数ずつ形成されていて、複数の横孔１８Ｃは図２に示すように放射状に延びている。

このように構成された開先カッターである回転切削工具によって板状被削材の側縁部の開先加工を行うには、上述のようにして第２のカッター本体２が組み付けられた第１のカッター本体１の内周部に工作機械の回転軸を嵌合させるとともに回転軸のキー溝にキー１１を嵌合させ、ボルト孔１Ａに挿通したボルトを回転軸にねじ込んで回転切削工具を回転軸に固定する。また、空気供給路１８の環状溝１８Ａを、第１のカッター本体１と一体回転可能で内部に工作機械側から圧縮空気が供給されるカバーによって気密に被覆する。

また、開先加工に先立って開先寸法を変更するには、クランプネジ１２を緩めてから調整機構４の歯車軸６上端部のレンチ係合部６Ｄにレンチを係合させて、歯車軸６をその中心線回りに回転させる。これにより、歯車軸６下端部の外歯車部６Ａに内歯車部５Ｂが噛み合った調整リング５が軸線回りに回転し、さらに調整リング５外周の雄ネジ部５Ａに凹溝３Ａ壁面の雌ネジ部３Ｃが螺合した第２のカッター本体２が、その内周部を第１のカッター本体１の上部外周面上縁部に摺接させつつ、この外周面から突出したキー１３が嵌合したキー溝２Ａに沿って上下動して、第１、第２のカッター本体１、２の軸線方向の間隔が調整される。

ここで、第１のカッター本体１に対する第２のカッター本体２の上下動の移動量は歯車軸６の回転量によって決定されるので、所定の開先寸法となるように第１、第２のカッター本体１、２の軸線方向の間隔が調整されたなら、歯車軸６の回転を停止してクランプネジ１２をねじ込むことにより、第１、第２のカッター本体１、２が固定されて上記所定の開先寸法に設定される。そこで、上記回転軸を回転させて第１、第２のカッター本体１、２を工具回転方向Ｔに回転させつつ、水平に支持した板状被削材の側縁部に沿って軸線に垂直に相対的に送りを与えることにより、第１ないし第４の切刃１４Ａ〜１４Ｄによって開先部を形成してゆく。

そして、上記構成の回転切削工具では、第１、第２の複数のカッター本体１、２の少なくとも一つ、本実施形態では第１のカッター本体１に空気供給路１８が形成されていて、この空気供給路１８を介して圧縮空気が供給される。この圧縮空気は、空気供給路１８の環状溝１８Ａから縦孔１８Ｂおよび横孔１８Ｃに分岐して、第１のカッター本体１の上部外周面下縁部と第２のカッター本体２の内周部との間の間隙から、第１のカッター本体１の下部上面と第２のカッター本体２の凹溝３Ａよりも内周側の下面との間の空間を通り、調整リング５の内歯車部５Ｂと支持リング７の内周部との間の軸線方向に間隔があけられた部分に流れ込む。

さらに、この軸線方向に間隔があけられた部分には、調整リング５を内外周に貫通する多数の小孔５Ｃが開口しているので、圧縮空気はこれらの小孔５Ｃを通って調整リング５および支持リング７外周の、凹溝３Ａの内周側を向く壁面との間に径方向に間隔をあけた部分に噴出し、さらにこの部分に連通する第１、第２のカッター本体１、２の突き合わせ面１Ｃ、２Ｃ間を通って外周側に全周に亙って排出される。すなわち、上記空気供給路１８は、本実施形態では横孔１８Ｃから凹所３および小孔５Ｃを介して突き合わせ面１Ｃ、２Ｃ間に開口して圧縮空気を外周側に排出することになる。

このため、比較的大きな寸法の鋼板等を被削材とする場合に、その表面に錆が生じていて開先加工時に大量の粉塵が発生しても、このような粉塵を外周側に排出される圧縮空気によって第１、第２のカッター本体１、２に寄せ付けることなく離れるように吹き飛ばすことができ、粉塵が当たってカッター本体１、２の表面に摩耗が生じたりするのを防いで工具寿命の延長を図ることができる。また、第１、第２のカッター本体１、２の突き合わせ面１Ｃ、２Ｃ間に粉塵が噛み込まれるのも防ぐことができるので、例えば開先寸法を小さくするときに、このような粉塵によって寸法精度に誤差が生じたりするのも防いで、より高精度の開先加工を行うことが可能となる。

さらにまた、本実施形態では第２のカッター本体２に、第１のカッター本体１との軸線方向の間隔を調整する調整リング５および歯車軸６を備えた調整機構４が収容される凹所３が形成されており、上述のように空気供給路１８はこの凹所３を経て調整リング５の小孔５Ｃを介し、突き合わせ面１Ｃ、２Ｃ間に開口するようにされている。従って、開先加工時に発生した粉塵が、この凹所３に侵入することは一層確実に防ぐことができ、このような粉塵が凹所３の壁面と調整リング５の雌雄ネジ部３Ｃ、５Ａや調整リング５と歯車軸６の内外歯車部５Ｂ、６Ａに噛み込まれて調整操作に支障を来すような事態を避けて、確実かつ正確な開先寸法の調整を行うことが可能となる。

ただし、本実施形態では、このように調整リング５および歯車軸６を備えて第１、第２のカッター本体１、２の軸線方向の間隔を調整する調整機構４を備えた回転切削工具に本発明を適用した場合について説明したが、このような調整リング５や歯車軸６を備えることがなく、例えば特許文献１の従来の技術に記載されたように第１、第２のカッター本体間にスペーサーを介装して間隔を調整するようにした開先カッターのような回転切削工具に本発明を適用して、カッター本体表面の摩耗やカッター本体とスペーサーとの突き合わせ面への粉塵の噛み込みを防止すること可能である。この場合には、第１、第２のカッター本体の双方に空気供給路を形成してスペーサーとの突き合わせ面に開口させれば、粉塵の噛み込みを一層確実に防止することができる。

また、本実施形態では、第１、第２のカッター本体１、２よりなる開先カッターに本発明を適用した場合について説明したが、３つ以上の円板状のカッター本体が互いの軸線を同軸にして取り付けられた組み合わせカッターに本発明を適用することも可能である。この場合にも、少なくとも１つ、望ましくは２つ以上のカッター本体に空気供給路を形成して軸線方向に隣接するカッター本体との突き合わせ面に開口させることにより、カッター本体の摩耗や突き合わせ面への噛み込みを防止することが可能となる。

１ 第１のカッター本体
１Ｃ 第１のカッター本体１の突き合わせ面
２ 第２のカッター本体
２Ｃ 第２のカッター本体２の突き合わせ面
３ 凹所
３Ａ 凹溝
３Ｂ 歯車軸孔
４ 調整機構
５ 調整リング
５Ａ 雄ネジ部
５Ｂ 内歯車部
５Ｃ 小孔
６ 歯車軸
６Ａ 外歯車部
１２ クランプネジ
１４ 切削インサート
１４Ａ〜１４Ｄ 切刃
１８ 空気供給路

Claims (2)

1. 外周部に切刃が設けられた複数の円板状のカッター本体が互いの軸線を同軸にして取り付けられた回転切削工具であって、少なくとも一つの上記カッター本体には空気供給路が形成されていて、上記空気供給路は、上記軸線方向に隣接するカッター本体の突き合わせ面間に開口して外周側に空気を排出することを特徴とする回転切削工具。
2. 上記カッター本体には、複数のカッター本体の上記軸線方向の間隔を調整する調整機構が収容される凹所が形成され、上記空気供給路は上記凹所を経て上記カッター本体の外周側に空気を排出することを特徴とする請求項１に記載の回転切削工具。

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