JP2023056128A - 封止部材及びヘッド交換式工具 - Google Patents

Abstract

【課題】ヘッド交換式工具からの流体の流出を防止することのできる封止部材、及び当該封止部材を備えるヘッド交換式工具を提供する。【解決手段】ヘッド交換式工具１０は、工作機械によって把持されるシャンク部１００と、切れ刃を有しシャンク部１００に取り付けられるヘッド部２００と、を有し、切れ刃又はその周囲に流体を供給するための流路が、シャンク部１００及びヘッド部２００のそれぞれの内部を通るように形成されたものである。ヘッド交換式工具１０に用いられる封止部材３００は、ヘッド部２００を挿入するための穴としてシャンク部１００に形成された取付穴１０２に対し、ヘッド部２００に換えて挿入される挿入部３２０と、取付穴１０２に挿入部３２０が挿入された状態において、流路から流体が流出することを防止する第１シール部３５１、第２シール部３５２と、を備える。【選択図】図４

Description

本発明は、封止部材及びヘッド交換式工具に関する。

例えば自動旋盤のような工作機械に取り付けられる切削工具として、ヘッド交換式工具が知られている。ヘッド交換式工具は、工作機械によって把持される部分であるシャンク部と、切れ刃を有する部分であるヘッド部と、を有しており、これらを互いに分離することが可能となっている。工作機械の刃物台にシャンク部を取り付けた状態のまま、ヘッド部を交換することができるので、切れ刃を変更する作業等を容易に且つ短時間のうちに行うことができる。下記特許文献１には、このようなヘッド交換式工具の一例が開示されている。

特開昭６１－８６１４８号公報

工作機械による被削材の加工は、切削工具の切れ刃と被削材とが当たる点（切削点）もしくはその周囲に、流体を供給しながら行われるのが一般的である。このような流体は、例えば、切りくずの排出や、切削工具の冷却、被削材の冷却、潤滑、及び防錆等を目的として供給されるものである。尚、流体としては液体が用いられることが多いが、気体が用いられることもある。

切削工具の中には、流体を通すための流路が内部に形成されたものがある。このような流路がヘッド交換式工具に設けられる場合には、シャンク部及びヘッド部のそれぞれに流路が形成され、それぞれの流路が互いに接続されることとなる。

ところで、自動旋盤の刃物台には複数の切削工具が取り付け可能となっている。自動旋盤は、これら複数の切削工具から、加工に用いる切削工具を自動的に切り換えながら被削材の加工を行う。それぞれの切削工具の内部流路には、刃物台を通じて流体が供給される。尚、刃物台には、流体の供給経路を、それぞれの切削工具毎に個別に開閉するような機構は設けられていないので、流体の供給及び停止は複数本の切削工具毎にまとめて行われる。

被削材の形状によっては、刃物台に取り付けられた複数のヘッド交換式工具のうちの一部が、被削材に干渉してしまうことがある。この場合、当該ヘッド交換式工具のシャンク部からヘッド部を取り外しておくことで、上記のような干渉を防止することができる。しかしながら、この場合には、流路の開放に伴ってシャンク部の先端から多量の流体が流出し、流体の内圧が低下する等の問題が生じてしまう。このような問題を防止するためには、刃物台から当該シャンク部に対する流体の供給のみを停止できればよいのであるが、上記のように、刃物台には、流体の供給及び停止を切削工具毎に切り換えるような機構は設けられていない。

本発明は、ヘッド交換式工具からの流体の流出を防止することのできる封止部材、及び当該封止部材を備えるヘッド交換式工具を提供することを目的とする。

本発明の一態様に係る封止部材は、ヘッド交換式工具に用いられる封止部材である。ヘッド交換式工具は、工作機械によって把持されるシャンク部と、切れ刃を有しシャンク部に取り付けられるヘッド部と、を有し、切れ刃又はその周囲に流体を供給するための流路が、シャンク部及びヘッド部のそれぞれの内部を通るように形成されたものである。この封止部材は、ヘッド部を挿入するための穴としてシャンク部に形成された取付穴に対し、ヘッド部に換えて挿入される挿入部と、取付穴に挿入部が挿入された状態において、流路から流体が流出することを防止するシール部と、を備える。

ヘッド交換式工具のシャンク部に対し、ヘッド部に換えて上記構成の封止部材を取り付ければ、封止部材が備えるシール部により、シャンク部からの流体の流出を防止することができる。

更に好ましい態様として、挿入部の形状が回転体形状であり、当該回転体形状の回転軸は、挿入部が取付穴に挿入される際の挿入方向に沿っていることとしてもよい。

更に好ましい態様として、取付穴に挿入部が挿入された状態において、取付穴からシャンク部の外側へと突出する突出部、を更に備えてもよい。

更に好ましい態様として、取付穴に挿入部が挿入された状態において、突出部は、シャンク部のうち取付穴の縁を全周に亘り覆った状態となってもよい。

更に好ましい態様として、突出部を含む全体の形状が回転体形状であり、当該回転体形状の回転軸は、挿入部が前記取付穴に挿入される際の挿入方向に沿っていてもよい。

更に好ましい態様として、突出部の側面が凹状に後退していてもよい。

更に好ましい態様として、シール部は、第１シール部と、第１シール部よりも取付穴の奥側となる位置に配置される第２シール部と、を含んでもよい。

更に好ましい態様として、第２シール部は、挿入部に取り付けられた環状の部材であってもよい。

更に好ましい態様として、取付穴に挿入部が挿入された状態において、第２シール部は、挿入部の外周面と、取付穴の内周面との間に挟み込まれてもよい。

更に好ましい態様として、取付穴に挿入部が挿入された状態において、第１シール部は取付穴の縁に当接してもよい。

更に好ましい態様として、第１シール部は、挿入方向に対し垂直に切断した場合における断面の形状が、第２シール部側に行くほど小さくなってもよい。

更に好ましい態様として、挿入部のうち第１シール部と第２シール部との間となる位置には、挿入方向に対し垂直に切断した場合における断面の形状が、第２シール部側に行くほど大きくなる拡大部を有していてもよい。

更に好ましい態様として、取付穴に挿入部が挿入された状態を、挿入方向に沿って見た場合において、全体の外形がシャンク部の外形の内側に収まっていてもよい。

本発明の一態様に係るヘッド交換式工具は、工作機械によって把持されるシャンク部と、切れ刃を有しシャンク部に取り付けられるヘッド部と、を備え、切れ刃に流体を供給するための流路が、シャンク部及びヘッド部のそれぞれの内部を通るように形成されており、ヘッド部に換えてシャンク部に取り付けられることで、流路から流体が流出することを防止する封止部材を更に備える。

上記構成のヘッド交換式工具では、ヘッド部に換えて封止部材を取り付けることにより、シャンク部からの流体の流出を防止することができる。

本発明によれば、ヘッド交換式工具からの流体の流出を防止することのできる封止部材、及び当該封止部材を備えるヘッド交換式工具が提供される。

図１は、刃物台に複数のヘッド交換式工具が取り付けられた状態を示す図である。 図２は、第１実施形態に係るヘッド交換式工具のうち、シャンク部の構成を示す図である。 図３は、第１実施形態に係るヘッド交換式工具のうち、ヘッド部の構成を示す図である。 図４は、第１実施形態に係る封止部材が、シャンク部に取り付けられた状態を示す図である。 図５は、第１実施形態に係る封止部材が、シャンク部に取り付けられた状態を示す図である。 図６は、第１実施形態に係る封止部材の具体的な構成を示す図である。 図７は、第１実施形態に係る封止部材が、シャンク部に取り付けられた状態を示す図である。 図８は、第１実施形態に係る封止部材において、固定螺子との接触により傷が生じ得る箇所を示す図である。 図９は、第１実施形態の変形例に係る封止部材において、固定螺子との接触により傷が生じ得る箇所を示す図である。 図１０は、第２実施形態に係る封止部材の具体的な構成を示す図である。

以下、添付図面を参照しながら本実施形態について説明する。説明の理解を容易にするため、各図面において同一の構成要素に対しては可能な限り同一の符号を付して、重複する説明は省略する。

第１実施形態について説明する。本実施形態に係るヘッド交換式工具１０は、自動旋盤ＭＴの刃物台２０に取り付けられ、被削材３０の加工に用いられる切削工具である。図１に示されるように、刃物台２０には複数個のヘッド交換式工具１０を取り付けることが可能となっている。

自動旋盤ＭＴは、不図示の機構により保持された棒状の被削材３０（ワーク）を回転させながら、ヘッド交換式工具１０の切削インサート２３０を当てることによって被削材３０を加工する工作機械である。自動旋盤ＭＴは、刃物台２０の位置を変更することにより、被削材３０に当たるヘッド交換式工具、すなわち、加工に用いられるヘッド交換式工具１０を切り換える。これにより、被削材３０の各部の加工を自動的に連続して行うことができる。このような自動旋盤ＭＴとしては、従来と同様の構成のものを用いることができる。

ヘッド交換式工具１０は、シャンク部１００とヘッド部２００とを備えている。シャンク部１００は、自動旋盤ＭＴの刃物台２０によって把持される部分である。ヘッド部２００は、切れ刃（本実施形態では切削インサート２３０の一部）を有しシャンク部１００に取り付けられる部分である。

先ず、シャンク部１００の構成について説明する。シャンク部１００は、その全体が棒状の部材となっており、図１における上方側の部分が刃物台２０によって把持される。シャンク部１００のうち、図１における下方側の部分には、ヘッド部２００が取り付けられ固定される。

図２には、ヘッド部２００が取り外された状態のシャンク部１００が示されている。シャンク部１００の先端面１０５には、円形の取付穴１０２が形成されている。取付穴１０２は、ヘッド部２００に設けられた挿入部２２０（図３を参照）を挿入するための穴である。

後の説明に用いる図６に示されるように、シャンク部１００の内部には、流体を供給するための流路１０１が形成されている。流路１０１は断面が円形の流路であって、シャンク部１００の長手方向に沿ってシャンク部１００を貫くように形成されている。取付穴１０２は、流路１０１のうち先端面１０５側の部分に形成された穴であり、流路１０１と繋がっている。流路１０１の中心軸と取付穴１０２の中心軸とは互いに一致している。尚、このような流路１０１と取付穴１０２との位置関係は、あくまで一例である。流路１０１の中心軸と取付穴１０２の中心軸とが、互いに一致していないような態様であってもよい。本実施形態では、取付穴１０２の内径が流路１０１の内径よりも大きくなっている。

尚、上記の「流体」とは、切りくずの排出や、切削工具の冷却、被削材の冷却、潤滑、及び防錆等を目的として刃物台２０から供給されるものであり、例えば「クーラント」や「潤滑剤」等と称されるものである。流体が供給される目的は特に限定されない。また、流体は、液体であってもよいが、気体であってもよい。

図２に示されるように、シャンク部１００の側面であって先端面１０５の近傍となる位置には、固定螺子１２０が設けられている。固定螺子１２０は、取付穴１０２の中心軸に対し垂直な方向に沿って進退するように設けられた螺子であり、取付穴１０２に挿入された挿入部２２０を固定するためのものである。

シャンク部１００の先端面１０５には、更に先端側に向かって突出するように突出部１１０が設けられている。突出部１１０は、ヘッド部２００を取り付ける際における位置合わせ等のために用いられるものである。

続いて、ヘッド部２００の構成について説明する。図３には、シャンク部１００から取り外された状態のヘッド部２００が示されている。ヘッド部２００は、本体部２１０と、挿入部２２０と、を有している。

本体部２１０は、切削インサート２３０を保持する部分である。切削インサート２３０は、そのエッジ部分が切れ刃として機能する。尚、本体部２１０に設けられる「切れ刃」は、本実施形態のように取り外し可能な切削インサート２３０の一部であってもよいが、本体部２１０と一体となっていてもよい。

挿入部２２０は、本体部２１０のうち切れ刃とは反対側の端部から突出するように設けられた部分である。先に述べたように、挿入部２２０は、シャンク部１００の取付穴１０２に挿入され、固定螺子１２０の締め付けによって固定される部分である。

挿入部２２０の形状は略円柱形状であり、その外径は、取付穴１０２の内径よりも小さい。ただし、図３において一点鎖線２２１で示された範囲は、他の部分よりも中心軸側に後退した平坦面となっている。当該範囲は、固定螺子１２０の先端が当接する部分を包含する範囲となっている。尚、固定螺子１２０が締め付けられた際において、挿入部２２０が取付穴１０２の奥側に向かう力を受けるよう、一点鎖線２２１で示された範囲の一部が傾斜面となっていてもよい。

尚、図３に示される挿入部２２０の形状は模式的なものであり、上記の一点鎖線２２１の部分を含め、詳細な形状については一部図示が省略されている。挿入部２２０には、例えば、流体が漏出してしまうことを防止するためのＯリングや、当該Ｏリングを保持するための溝等が設けられていてもよい。

図３において点線で示されるように、ヘッド部２００の内部には流路２０１が形成されている。流路２０１は、シャンク部１００の流路１０１を通った流体を受け入れて、当該流体を切削インサート２３０の切れ刃又はその周囲に向けて噴射させるための流路である。つまり、シャンク部１００とヘッド部２００とが接続されている状態においては、流路１０１及び流路２０１は互いに繋がった一つの流路となる。流路２０１は、本体部２１０及び挿入部２２０の両方を通る略直線状の流路として形成されている。流路２０１のうち挿入部２２０を通る部分の中心軸は、挿入部２２０の中心軸と一致している。

このように、ヘッド交換式工具１０には、切れ刃又はその周囲に流体を供給するための流路（１０１、２０１）が、シャンク部１００及びヘッド部２００のそれぞれの内部を通るように形成されている。加工時においては、刃物台２０から、それぞれのシャンク部１００の流路１０１に流体が供給される。当該流体は、流路１０１及び流路２０１を順に通った後、切れ刃又はその周囲に向けて噴射される。このため、刃物台２０に複数のヘッド交換式工具１０が取り付けられているときには、それぞれのヘッド交換式工具１０から外部へと流体が流出することとなる。

ところで、被削材３０の形状や加工のプロセスによっては、刃物台２０に取り付けられた複数のヘッド交換式工具１０のうちの一部と、被削材３０との干渉が問題となる場合がある。この場合、当該ヘッド交換式工具１０のシャンク部１００からヘッド部２００を取り外しておけば、上記のような干渉を防止することができる。

図１に示される例では、中央に取り付けられたヘッド交換式工具１０のシャンク部１００から、ヘッド部２００が取り外された状態となっている。点線ＤＬ１は、当該ヘッド部２００が取り付けられている場合におけるその外形を表している。中央のヘッド部２００を予め取り外しておくことにより、被削材３０が点線ＤＬ１の範囲と重なるような位置となるまで、刃物台２０を動かすことが可能となっている。これにより、ヘッド部２００と被削材３０との干渉が防止され、自動旋盤ＭＴによる加工可能な範囲が拡大される。

しかしながら、ヘッド部２００が取り外されたヘッド交換式工具１０では、シャンク部１００の流路１０１が開放された状態となる。このため、シャンク部１００の先端にある取付穴１０２から多量の流体が流出し、流体が浪費されてしまう。また、流体の内圧が低下することにより、他のヘッド交換式工具１０において切れ刃又はその周囲に十分な量の流体を供給できなくなってしまう可能性がある。

更に、ヘッド部２００が取り外されたシャンク部１００では、露出した先端面１０５に向けて他のヘッド交換式工具１０からの切りくずが到達し、取付穴１０２の内面や周囲の形状が変化してしまう可能性がある。その結果、ヘッド部２００の取り付け精度が低下してしまう可能性がある。

多量の流体が流出するという問題を防止するためには、刃物台２０から、ヘッド部２００が取り外されたシャンク部１００に対する流体の供給のみを停止しておけばよいようにも思われる。しかしながら、自動旋盤ＭＴの刃物台２０では、流体の供給経路を、それぞれの切削工具毎に個別に開閉するような機構は設けられておらず、流体の供給及び停止は複数本の切削工具毎にまとめて行われるのが一般的である。従って、ヘッド部２００が取り外されたシャンク部１００に対する流体の供給のみを停止することはできない。

ヘッド部２００からの流体の流出を防止するために、加工に用いられないシャンク部１００に対し、例えば小型のヘッド部２００を取り付けておくことも考えられる。しかしながら、シャンク部１００に対しヘッド部２００を取り付ける作業は、ヘッド部２００の方向を所定方向に合わせながら行う必要があるので、流体の流出を抑制する目的でこのような作業を行うのは手間がかかる。また、この場合には、当該ヘッド部２００と被削材３０とが互いに干渉するという問題を十分に解決することはできない。

そこで、本実施形態に係るヘッド交換式工具１０では、ヘッド部２００に換えてシャンク部１００に取り付けておくことのできる部品として、封止部材３００を更に備えている。図４には、中央にあるヘッド交換式工具１０のシャンク部１００に、封止部材３００を取り付けた状態が示されている。図５には、封止部材３００を取り付けた状態のシャンク部１００が斜視図として示されている。

後に説明するように、封止部材３００は、その一部が取付穴１０２の内側へと挿入され、固定螺子１２０の締め付けによってシャンク部１００に対し固定される。図４等に示されるように、封止部材３００の残りの部分（具体的には突出部３１０）は、シャンク部１００の外側へと突出している。この突出している部分の形状は、ヘッド部２００に比べると小さい。このため、封止部材３００の周囲において、被削材３０を配置するための空間は十分に確保されている。

図６を参照しながら、封止部材３００の具体的な構成について説明する。図６では、シャンク部１００の取付穴１０２に取り付けられた状態の封止部材３００が示されている。同図に示されるように、封止部材３００の形状は全体が回転体形状となっており、図６において符号「ＡＸ」が付された一点鎖線は、当該回転体形状の回転軸を表している。この回転軸のことを、以下では「回転軸ＡＸ」とも称する。図６のようにシャンク部１００に封止部材３００が取り付けられた状態においては、回転軸ＡＸは、取付穴１０２の中心軸と一致している。

シャンク部１００に取り付けられた状態の封止部材３００は、その一部が取付穴１０２の内部に挿入された状態となり、残りの部分がシャンク部１００の取付穴１０２から外側へと突出した状態となっている。封止部材３００のうち、ヘッド部２００に換えて取付穴１０２の内部に挿入される部分のことを、以下では「挿入部３２０」とも称する。また、取付穴１０２に挿入部３２０が挿入された状態において、取付穴１０２から外側へと突出する部分のことを、以下では「突出部３１０」とも称する。

図６において矢印ＡＲで示される方向は、取付穴１０２の中心軸の中心軸に沿って、取付穴１０２の奥側（図６では上側）へと向かう方向を表している。封止部材３００の挿入部３２０は、この方向に沿って取付穴１０２の中に挿入される。封止部材３００が取付穴１０２へと挿入される方向のことを、以下では「挿入方向」とも称する。先に述べた回転軸ＡＸはこの挿入方向に沿った軸となっている。

突出部３１０は、封止部材３００を取り付ける際又は取り外す際において、使用者によって把持される部分である。突出部３１０の側面３１２は、回転軸ＡＸに向けて凹状に後退している。このような形状とすることで、封止部材３００を取り付ける作業や取り外す作業を行いやすくなっている。

突出部３１０と挿入部３２０との境界となる部分には、第１シール部３５１が設けられている。第１シール部３５１は、取付穴１０２の縁Ｅに対し全周に亘り当接することで、流路１０１の流体が外部へと流出することを防止する部分である。尚、封止部材３００には、流体の流出を防止するために、第１シール部３５１に加えて奥側に第２シール部３５２も設けられているのであるが、これについては後述する。

第１シール部３５１は、挿入方向に対し垂直に切断した場合における断面の形状が、挿入方向に沿った奥側（第２シール部３５２側）に行くほど小さくなっている。

第１シール部３５１のうち最も突出部３１０側となる位置における断面の直径は、取付穴１０２の内径よりも大きい。また、第１シール部３５１のうち最も突出部３１０側とは反対側となる位置における断面の直径は、取付穴１０２の内径よりも小さい。このため、第１シール部３５１は、その一部が取付穴１０２の内側へと入り込んだ状態となり、取付穴１０２の縁Ｅに対して全周に亘り当接する。尚、取付穴１０２の縁Ｅには、第１シール部３５１の当接に伴う塑性変形を防止するために、面取りやフィレット丸み等が形成されていてもよい。

挿入部３２０は、小径部３２１と、拡大部３２２と、大径部３２３と、小径部３２４と、を有している。小径部３２１は、挿入部３２０のうち最も突出部３１０側の部分である。小径部３２１は、その全体が円柱形状となっている。

拡大部３２２は、挿入方向に対し垂直に切断した場合における断面の形状が、挿入方向に沿った奥側（第２シール部３５２側）に行くほど大きくなるように形成された部分である。拡大部３２２が設けられている位置は、挿入方向に沿って第１シール部３５１と第２シール部３５２との間となる位置である。拡大部３２２は、固定螺子１２０の先端が当接する部分となっている。

尚、図６の断面は、固定螺子１２０が設けられた部分とは異なる断面なのであるが、側面側から拡大部３２２に当たる固定螺子１２０の様子が、図６では参考のために点線ＤＬ２で示されている。固定螺子１２０が締め付けられ、固定螺子１２０の先端が拡大部３２２に押し付けられると、挿入部３２０は、挿入方向に沿って奥側に向かうような力を受ける。これにより、第１シール部３５１が取付穴１０２の縁Ｅに押し付けられ、取付穴１０２の内部空間が密閉される。

大径部３２３は、拡大部３２２のうち挿入方向に沿った奥側の端部から、更に奥側に向かって伸びるように形成された円柱形状の部分である。大径部３２３の外径は、小径部３２１の外径よりも大きい。

本実施形態では、流路１０１の内径よりも、取付穴１０２の内径の方が大きくなっている。このため、流路１０１と取付穴１０２との境界部分においては、取付穴１０２の中心軸に対し垂直な段差面１０６が形成されている。

大径部３２３の外径は、流路１０１の内径よりも大きく、且つ取付穴１０２の内径よりも小さい。大径部３２３のうち挿入方向に沿った奥側の端面３２５は、上記の段差面１０６と対向している。

小径部３２４は、端面３２５から、更に奥側に向かって伸びるように形成された円柱形状の部分である。小径部３２４の外径は、大径部３２３の外径よりも小さく、流路１０１の内径よりも小さい。

小径部３２４の周囲には、端面３２５に沿って第２シール部３５２が設けられている。第２シール部３５２は、挿入部３２０の一部である小径部３２４に取り付けられた環状の部材であって、所謂「Ｏリング」である。第２シール部３５２は例えば樹脂により形成されている。尚、図６において、第２シール部３５２は、回転軸ＡＸを含む面で切断した場合における断面が描かれている。

第２シール部３５２は、互いに対向する端面３２５と段差面１０６との間に挟み込まれた状態で保持されている。このとき、第２シール部３５２の変形量が所定量となるように、図６における寸法Ｌ１、Ｌ２が設定されている。寸法Ｌ１は、先端面１０５から端面３２５までの距離であり、寸法Ｌ２は、先端面１０５から段差面１０６までの距離である。第２シール部３５２によって、流路１０１と取付穴１０２との間が遮断されるので、流路１０１から流体が流出してしまうことが防止される。

このように、先に述べた第１シール部３５１と上記の第２シール部３５２とは、取付穴１０２に挿入部３２０が挿入された状態において、流路１０１からの流体が外部へと流出することを防止するための２重のシール部として機能する。これにより、流体の流出をより確実に防止することが可能となっている。

図６に示されるように、突出部３１０のうち、最も大きくなっている部分の外径、具体的には、第１シール部３５１との境界部分における外径は、取付穴１０２の内径よりも大きくなっている。その結果として、突出部３１０は、シャンク部１００のうち取付穴１０２の縁Ｅを全周に亘り覆った状態となっている。ここでいう「覆った状態」とは、挿入方向に沿って見た場合において、取付穴１０２の縁Ｅの全体が、突出部３１０の外形の内側に収まっていることをいう。

このような構成により、図４に示される状態で被削材３０の加工が行われる際には、被削材３０の切削点から飛来する切りくずが、取付穴１０２やその周囲に直接到達することがない。このため、取付穴１０２の内面や周囲の形状が擦過により変化したり、その結果としてヘッド部２００の取り付け精度が低下したりすることが防止される。

尚、このような効果をより確実に奏するために、先端面１０５のうち縁Ｅを外側から囲む環状の範囲において、突出部３１０が先端面１０５に当接するような構成としてもよい

先に述べたように、封止部材３００はその全体が回転体形状となっている。このため、シャンク部１００に対し封止部材３００を取り付ける際には、ヘッド部２００を取り付ける際とは異なり、封止部材３００取付方向を気にする必要は無い。このような構成により、封止部材３００を容易に且つ短時間で取り付けることが可能となっている。

図７には、シャンク部１００に取り付けられた封止部材３００を、挿入方向に沿って下方から見た状態が示されている。同図に示されるように、本実施形態では、封止部材３００の全体の外形がシャンク部１００の外形の内側に収まっている。封止部材３００をこの程度の小型の部材として構成しておくことで、封止部材３００と被削材３０との干渉がより生じにくくなっている。

本実施形態では、突出部３１０を含む全体の形状が回転体形状となっているので、シャンク部１００の突出部１１０に対し、封止部材３００の突出部３１０等が干渉してしまうことが無い。尚、突出部１１０と突出部３１０との干渉が防止できるのであれば、突出部３１０の形状については回転体形状とはなっていない構成であってもよい。ただし、この場合であっても、挿入部３２０の形状は回転体形状とすることが好ましい。

挿入部３２０の形状を回転体形状とすることの、もう一つの利点について説明する。図８には、封止部材３００が斜視図で示されている。尚、図８に示される封止部材３００は、図６に示される封止部材３００と同じものであるが、図６は模式的な図であったため、各部の詳細な形状や寸法等において図６に示されるものとは異なる部分がある。

先に述べたように、固定螺子１２０が締め付けられると、固定螺子１２０の先端が拡大部３２２に押し付けられる。図８に示される「ＳＣ」は、固定螺子１２０との摩擦や圧縮量により、拡大部３２２において変形が生じた範囲を表している。

仮に、シャンク部１００に封止部材３００が取り付けられる度に、拡大部３２２のうち同じ位置に固定螺子１２０の先端が当たる場合には、拡大部３２２の変形は同じＳＣの部分で繰り返し生じるので、変形量は次第に大きくなる。この場合、固定螺子１２０を締め付けても、封止部材３００をしっかりと固定することができなくなってしまう可能性がある。

しかしながら、本実施形態では、拡大部３２２を含む封止部材３００の全体が回転体形状となっているので、使用者は封止部材３００の向きを気にすることなくシャンク部１００への取り付けを行うこととなる。この場合、拡大部３２２のうち同じ位置に固定螺子１２０の先端が繰り返し当たる可能性は極めて小さく、傷の位置はランダムに分散されるので、上記のような問題は生じ難い。仮に、拡大部３２２の一部において生じた変形が気になるような場合には、次回はその変形している部分に固定螺子１２０の先端が当たらないよう、封止部材３００の向きを調整して取り付けることができる。これにより、拡大部３２２の変形が生じた場合であっても、当該変形の影響を受けることなく、封止部材３００をしっかりと固定することができる。

図９には、本実施形態の変形例に係る封止部材３００Ａの構成が、図８と同様の斜視図として示されている。この変形例では、小径部３２１が設けられておらず、突出部３１０から奥側へと大径部３２３が伸びているような形状となっている。また、大径部３２３の一部には平坦面３２６が形成されており、平坦面３２６から挿入方向に沿った奥側に隣り合う部分には、傾斜面３２２Ａが設けられている。傾斜面３２２Ａは、本実施形態の拡大部３２２と同様に、固定螺子１２０の先端が当たる面となっている。平坦面３２６及び傾斜面３２２Ａは、図３において一点鎖線２２１で示された範囲と同様に、固定螺子１２０の先端を受け入れる部分である。

この変形例では、挿入部３２０が回転体形状とはなっていないため、固定螺子１２０の先端は常に平坦面３２６に当接することとなる。このため、拡大部３２２の変形は、図９に示される「ＳＣ」の部分で繰り返し生じることとなり、上記のように、封止部材３００をしっかりと固定することができなくなってしまう可能性がある。このような変形例に比べると、本実施形態に係る封止部材３００は、長期間に亘り繰り返し使用することができる。

ただし、例えば、傾斜面３２２Ａを含む封止部材３００Ａの全体が、十分な耐久性（具体的には、耐塑性変形性や耐摩耗性）を有する材料で形成されている等の理由により、ＳＣの部分における変形が問題とならない場合には、この比較例のように、挿入部３２０が回転体形状とはなっていない構成を採用してもよい。

第２実施形態について、図１０を参照しながら説明する。以下では、図６等の第１実施形態と異なる点について主に説明し、第１実施形態と共通する点については適宜説明を省略する。

本実施形態に係る封止部材３００では、大径部３２３の外周面に溝Ｇが形成されている。溝Ｇは、大径部３２３の周方向に沿って伸びる環状の溝である。本実施形態における第２シール部３５２は、この溝Ｇに嵌め込まれた状態で保持されている。その結果、第２シール部３５２は、大径部３２３の外周面から外側に向けて突出しており、その先端は、取付穴１０２の内周面に当接している。

つまり、図１０のように、取付穴１０２に挿入部３２０が挿入された状態においては、第２シール部３５２は、挿入部３２０の外周面にある溝Ｇと、取付穴１０２の内周面との間に挟み込まれた状態となっている。このような構成においても、流路１０１の流体が、取付穴１０２の方に流出することを防止することができる。

また、本実施形態の構成においては、第２シール部３５２の変形量は、溝Ｇの内径と取付穴１０２の内径とによって定まることとなり、図６に示されるような寸法Ｌ１、Ｌ２の影響を受けることが無い。このため、封止部材３００の製造時において許容される寸法公差を拡大し、加工を容易なものとすることができる。

尚、本実施形態のように第２シール部３５２を配置した場合には、点線ＤＬ２で示される固定螺子１２０からの力を封止部材３００が受けると、封止部材３００は、取付穴１０２の中心軸に対し垂直な方向（図１０では左方向）に沿って僅かに移動することとなる。その結果、第２シール部３５２の変形量が周方向に沿った全体で均一とはならず、局所的にシール性能が低下することが懸念される。

しかしながら、本実施形態でも第１実施形態と同様に、第１シール部３５１が縁Ｅに対し全周に亘り当接している。このため、固定螺子１２０からの力を封止部材３００が受けたとしても、封止部材３００が上記のように移動することが妨げられることとなり、第２シール部３５２におけるシール性能の低下は無視できる程度に抑制される。

以上、具体例を参照しつつ本実施形態について説明した。しかし、本開示はこれらの具体例に限定されるものではない。これら具体例に、当業者が適宜設計変更を加えたものも、本開示の特徴を備えている限り、本開示の範囲に包含される。前述した各具体例が備える各要素およびその配置、条件、形状などは、例示したものに限定されるわけではなく適宜変更することができる。前述した各具体例が備える各要素は、技術的な矛盾が生じない限り、適宜組み合わせを変えることができる。

ＭＴ：自動旋盤、１０：ヘッド交換式工具、１００：シャンク部、２００：ヘッド部、２３０：切削インサート、３００：封止部材、３２０：挿入部、３５１：第１シール部、３５２：第２シール部。

本発明の一態様に係るヘッド交換式工具は、工作機械によって把持される部分であって、切れ刃を有するヘッド部を取り付け可能なシャンク部を備え、切れ刃に流体を供給するための流路が、シャンク部の内部を通るように形成されており、ヘッド部に換えてシャンク部に取り付けられることで、流路から流体が流出することを防止する封止部材を更に備える。

Claims (14)

1. ヘッド交換式工具に用いられる封止部材であって、
   前記ヘッド交換式工具は、工作機械によって把持されるシャンク部と、切れ刃を有し前記シャンク部に取り付けられるヘッド部と、を有し、前記切れ刃又はその周囲に流体を供給するための流路が、前記シャンク部及び前記ヘッド部のそれぞれの内部を通るように形成されたものであり、
   前記ヘッド部を挿入するための穴として前記シャンク部に形成された取付穴に対し、前記ヘッド部に換えて挿入される挿入部と、
   前記取付穴に前記挿入部が挿入された状態において、前記流路から前記流体が流出することを防止するシール部と、を備える、封止部材。
2. 前記挿入部の形状が回転体形状であり、当該回転体形状の回転軸は、前記挿入部が前記取付穴に挿入される際の挿入方向に沿っている、請求項１に記載の封止部材。
3. 前記取付穴に前記挿入部が挿入された状態において、前記取付穴から前記シャンク部の外側へと突出する突出部、を更に備える、請求項１又は２に記載の封止部材。
4. 前記取付穴に前記挿入部が挿入された状態において、
   前記突出部は、
   前記シャンク部のうち前記取付穴の縁を全周に亘り覆った状態となる、請求項３に記載の封止部材。
5. 前記突出部を含む全体の形状が回転体形状であり、当該回転体形状の回転軸は、前記挿入部が前記取付穴に挿入される際の挿入方向に沿っている、請求項３又は４に記載の封止部材。
6. 前記突出部の側面が凹状に後退している、請求項３乃至５のいずれか１項に記載の封止部材。
7. 前記シール部は、
   第１シール部と、
   前記第１シール部よりも前記取付穴の奥側となる位置に配置される第２シール部と、を含む、請求項１乃至６のいずれか１項に記載の封止部材。
8. 前記第２シール部は、前記挿入部に取り付けられた環状の部材である、請求項７に記載の封止部材。
9. 前記取付穴に前記挿入部が挿入された状態において、
   前記第２シール部は、前記挿入部の外周面と、前記取付穴の内周面との間に挟み込まれる、請求項８に記載の封止部材。
10. 前記取付穴に前記挿入部が挿入された状態において、
    前記第１シール部は前記取付穴の縁に当接する、請求項７乃至９のいずれか１項に記載の封止部材。
11. 前記第１シール部は、
    挿入方向に対し垂直に切断した場合における断面の形状が、前記第２シール部側に行くほど小さくなる、請求項１０に記載の封止部材。
12. 前記挿入部のうち前記第１シール部と前記第２シール部との間となる位置には、
    挿入方向に対し垂直に切断した場合における断面の形状が、前記第２シール部側に行くほど大きくなる拡大部を有している、請求項７乃至１１のいずれか１項に記載の封止部材。
13. 前記取付穴に前記挿入部が挿入された状態を、挿入方向に沿って見た場合において、
    全体の外形が前記シャンク部の外形の内側に収まっている、請求項１乃至１２のいずれか１項に記載の封止部材。
14. 工作機械によって把持されるシャンク部と、
    切れ刃を有し前記シャンク部に取り付けられるヘッド部と、を備え、
    前記切れ刃に流体を供給するための流路が、前記シャンク部及び前記ヘッド部のそれぞれの内部を通るように形成されており、
    前記ヘッド部に換えて前記シャンク部に取り付けられることで、前記流路から前記流体が流出することを防止する封止部材を更に備える、ヘッド交換式工具。

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