(57)【要約】【課題】切削インサートをホルダから完全に分離しなくても、切削に使用する切れ刃を切り替えることが可能な切削インサート及び切削工具を提供することを提供すること。【解決手段】中心軸ＡＸに対して回転対称に形成される複数の周側面部１６Ａ〜１６Ｈを備える周側面１６を備え、第２端面１４には、中心軸ＡＸに対して回転対称に形成され、周縁部１４Ａから窪んで形成される複数の傾斜面部１３Ａ〜１３Ｈが形成される切削インサート１０。【選択図】図３
2020044586.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１端面と、
前記第１端面と反対方向を向く第２端面と、
前記第１端面と前記第２端面とを接続し、前記第１端面と前記第２端面を貫通する中心軸に対して回転対称に形成される複数の周側面部を備える周側面と、
複数の前記周側面部と、前記第１端面との接続部にそれぞれ形成される複数の切れ刃と、
を備える切削インサートであって、
前記第２端面は、
その法線が前記中心軸と交わり、前記中心軸に対して回転対称に形成される複数の傾斜面部を備える、
切削インサート。
【請求項２】
複数の前記周側面部は、法線が前記中心軸を通過する面をそれぞれ備え、かつ、
前記第２端面に対向する方向からみた端面視において、複数の前記傾斜面部と前記中心軸をそれぞれ結ぶ複数の前記法線と、複数の前記周側面部と前記中心軸をそれぞれ結ぶ複数の前記法線は、鈍角又は鋭角をなすことを特徴とする請求項１に記載の切削インサート。
【請求項３】
前記周側面は、前記中心軸に対して回転対称に形成される少なくとも４つの前記周側面部と、隣接する前記周側面部との間に形成される少なくとも４つの第２周側面部とを備え、かつ、
複数の前記第２周側面部は、法線が前記中心軸を通過する面をそれぞれ備え、かつ、
前記端面視において、複数の前記傾斜面部と前記中心軸をそれぞれ結ぶ複数の前記法線と、複数の前記第２周側面部と前記中心軸をそれぞれ結ぶ複数の前記法線は、鈍角又は鋭角をなすことを特徴とする請求項２に記載の切削インサート。
【請求項４】
複数の前記周側面部は平坦に形成され、
複数の前記周側面部と前記第１端面との接続部には、複数の前記切れ刃が形成され、
前記周側面は、複数の前記周側面部とそれぞれ接続する複数の曲面部を備え、
更に、複数の前記曲面部と前記第１端面との接続部には、複数の前記切れ刃にそれぞれ接続する複数のコーナ切れ刃を備えることを特徴とする請求項１から３の何れか一項に記載の切削インサート。
【請求項５】
複数の前記傾斜面部は、前記中心軸を囲むように隣接して形成されることを特徴とする請求項１から４の何れか一項に記載の切削インサート。
【請求項６】
前記第２端面は、前記中心軸が垂直に貫通し、前記端面視において、複数の前記傾斜面部に囲まれる底面部を備えることを特徴とする請求項１から５の何れか一項に記載の切削インサート。
【請求項７】
前記第２端面は、前記周側面に接続し、前記端面視において、複数の前記傾斜面部を囲む周縁部を備える請求項１から５の何れか一項に記載の切削インサート。
【請求項８】
前記第１端面は、正多角形をなすことを特徴とする請求項１から７の何れか一項に記載の切削インサート。
【請求項９】
平面視において正多角形状をなす第１端面と、
前記第１端面と反対方向を向く第２端面と、
前記第１端面と前記第２端面とを接続し、前記第１端面と前記第２端面を貫通する中心軸に対して回転対称に形成される複数の周側面部を備える周側面と、
複数の前記周側面部と、前記第１端面との接続部にそれぞれ形成される複数の切れ刃と、
を備える切削インサートであって、
前記第２端面には、
その法線が前記中心軸と交わり、前記中心軸に対して回転対称に形成され、前記周側面部と同数からなる複数の傾斜面部を備える窪みが形成され、
前記第２端面に対向する方向からみた端面視において、前記中心軸を通過する前記傾斜面部の法線と、この法線が通過する前記周側面部の前記中心軸を通過する法線とがなす角は、この傾斜面部の法線と、この周側面部に隣接する前記周側面部の前記中心軸を通過する法線とがなす角と異なる
切削インサート。
【請求項１０】
請求項１から９の何れか一項に記載の複数の切削インサートと、複数の前記切削インサートを保持するホルダと、を備える切削工具であって、
前記ホルダは、複数の前記切削インサートを、それぞれ保持するための複数のチップポケットを備え、
複数の前記チップポケットは、それぞれ、保持される前記切削インサートが備える複数の前記周側面部のうち、一の前記周側面部と当接するための第１壁部と、他の前記周側面部と当接するための第２壁部と、前記第１端面と当接するための天井部と、前記第２端面と当接するための底部と、を備え、
前記ホルダには、前記チップポケットに保持される前記切削インサートの前記傾斜面部を前記第１端面の方向に押圧するためのピンに形成される雄ねじと螺合するための雌ねじが形成される貫通穴が、前記底部に開口するように、複数の前記チップポケットに対応して複数形成される切削工具。
【請求項１１】
複数の前記貫通穴にそれぞれ形成される前記雌ねじの軸線は、この雌ねじに螺合する前記ピンの底面に押圧される前記傾斜面部の前記中心軸線を通過する法線と、平行であることを特徴とする請求項１０に記載の切削工具。
【請求項１２】
前記ピンの底面によって前記傾斜面部が押圧されることにより、前記第１端面の一部が前記天井部に当接するとともに、前記第１端面と前記天井部との当接位置よりも前記回転軸から遠い外形側において、前記第２端面の一部が前記底部に当接することを特徴とする請求項１０又は１１に記載の切削工具。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、切削インサート及び切削工具に関する。
【背景技術】
【０００２】
複数の切削インサートを用いて切削を行う刃先交換式の切削工具において、切削インサートを、これを保持するホルダに対して固定する方法には、様々なものがある。例えば、くさび部材や押さえ金を用いて、切削インサートをホルダに対して押圧して固定する方法が知られている。
【０００３】
しかしながら、くさび部材や押さえ金を用いる固定方法は、切削インサートの交換に多くの時間を要する。特に、保持される切削インサートの数が多くなったり、切削インサートが小型化して径の小さいねじを用いざるを得なくなるために切削インサートの取り扱いが難しくなると、交換に要する時間が作業効率に大きく影響する。また、切削インサートを固定するために、切削インサートを貫通する貫通穴を形成すると、形状安定性を悪化させるという問題もある。
【０００４】
特許文献１には、このような問題を解決し、切削インサートを正確な位置に、簡単に取り付けることができる切削工具が開示されている。具体的には、切削インサートの端面に第１の係止部材（２１１ａ）を形成し、他方で、ホルダのインサート座に、第１の係止部材と係合するように構成された第２の係止部材（１０８）を設けるとともに、固定具で切削インサートをホルダに対して押圧する固定方法が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特表２０１７−５３６２５３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、特許文献１の図１０に示されるように、特許文献１に記載される切削工具は、ホルダの底面部に直線状に設けられる細長い係止凸部１０８を設け、切削インサートに、係止凸部１０８に係合する細長い係止溝２１１を設けている。このため、切削に使用する切れ刃を切り替えるためには、固定具を緩め、係止溝２１１に沿って切削インサートを移動させて、切削インサートをホルダから完全に分離した後、同じ切削インサートの異なる切れ刃で切削を行うように、再度、切削インサートをホルダに装着するという、煩雑な作業が必要になってしまう。
【０００７】
そこで本発明は、切削インサートをホルダから完全に分離しなくても、切削に使用する切れ刃を切り替えることが可能で、かつ、安定的にホルダに固定することが可能な切削インサート及び切削工具を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本開示の一側面に係る切削インサートは、第１端面と、第１端面と反対方向を向く第２端面と、第１端面と第２端面とを接続し、第１端面と第２端面を貫通する中心軸に対して回転対称に形成される複数の周側面部を備える周側面と、複数の周側面部と、第１端面との接続部にそれぞれ形成される複数の切れ刃と、を備える。そして第２端面は、その法線が、それぞれ中心軸と交わり、中心軸に対して回転対称に形成される複数の傾斜面部を備える。
【０００９】
複数の周側面部は、法線が中心軸を通過する面をそれぞれ備え、かつ、第２端面に対向する方向からみた端面視において、複数の傾斜面部と中心軸をそれぞれ結ぶ複数の法線と、複数の周側面部と中心軸をそれぞれ結ぶ複数の法線は、鈍角又は鋭角をなすようにずれていることが好ましい。
【００１０】
なお、第２端面は、これら傾斜面部を囲む周縁部を備えてよい。周縁部とは、周側面と接続する周縁部分を含むが周縁部分のみに限られるものではなく、また、傾斜面の窪みを規定する基準となる面である。平面または平坦であることが好ましいが、これに限られるものではない。
【００１１】
本開示の他の側面に係るホルダは、複数の切削インサートを保持する。そして、複数の切削インサートを、それぞれ保持するための複数のチップポケットを備え、これら複数のチップポケットは、それぞれ、保持される切削インサートが備える複数の周側面部のうち、一の周側面部と当接するための第１壁部と、他の周側面部と当接するための第２壁部と、第１端面と当接するための天井部と、第２端面と当接するための底部と、を備えるとともに、ホルダには、チップポケットに保持される切削インサートの傾斜面部を第１端面の方向に押圧するためのピンと螺合するための雌ねじが形成される貫通穴が、底部に開口するように、複数のチップポケットに対応して複数形成される。
【００１２】
本開示の他の側面に係る切削工具は、このようなホルダと、これによって保持される複数の切削インサートを備える。切削工具は、フライスなどの転削工具であることが好ましい。
【００１３】
また、本開示の一側面に係る切削インサートは、第１端面と、第１端面とは反対方向を向く第２端面と、第１端面と第２端面とを接続し、第１端面と第２端面を貫通する中心軸に対して回転対称に形成される複数の周側面部を備える周側面と、これら複数の周側面部と第１端面との接続部にそれぞれ形成される複数の切れ刃と、を備える。そして第２端面には、その法線が中心軸と第２端面上方で交差する傾斜面部を、中心軸に対して回転対称に複数形成される。このとき中心軸の方向に第２端面をみたときに、傾斜面部の法線と、周側面部の法線は一致していないことが好ましい。また、本開示の一側面に係る切削インサートは、平面視において正多角形状をなす第１端面と、第１端面と反対方向を向く第２端面と、第１端面と第２端面とを接続し、第１端面と第２端面を貫通する中心軸に対して回転対称に形成される複数の周側面部を備える周側面と、複数の周側面部と、第１端面との接続部にそれぞれ形成される複数の切れ刃と、を備える。そして、第２端面には、その法線が中心軸と交わり、中心軸に対して回転対称に形成され、周側面部と同数からなる複数の傾斜面部を備える窪みが形成される。また、第２端面に対向する方向からみた端面視において、少なくとも一つの傾斜面部について、中心軸を通過する傾斜面部の法線と、この法線が通過する周側面部の中心軸を通過する法線とがなす角は、この傾斜面部の法線と、この周側面部に隣接する周側面部の中心軸を通過する法線とがなす角と異なっている。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】切削インサート１０の正面図
【図２】切削インサート１０の平面図
【図３】切削インサート１０の底面図
【図４】正面フライス１００の斜視図
【図５】正面フライス１００の側面図
【図６】ホルダ５０に形成されるチップポケットの斜視図
【図７】ホルダ５０に形成されるチップポケットの斜視図
【図８】固定時におけるピン６０中心軸及び切削インサート１０の中心軸を通過する断面図
【図９】切れ刃交換時におけるピン６０中心軸及び切削インサート１０の中心軸を通過する断面図
【図１０】切削インサート１０’の端面視
【図１１】切削インサート１０’’の端面視
【発明を実施するための形態】
【００１５】
以下、本発明の実施形態について図面を用いて説明する。以下の実施形態は、本発明を説明するための例示であり、本発明をその実施形態のみに限定する趣旨ではない。
【００１６】
図１は、本実施形態に係る切削インサート１０の正面図であり、図２は、切削インサート１０を第１端面１２に対向する方向から見た平面図であり、図３は、切削インサート１０を第２端面１４に対向する方向から見た底面図である。
【００１７】
これら図面に示されるように、切削インサート１０は、第１端面１２と、第１端面１２と反対方向を向いた第２端面１４と、第１端面１２と第２端面１４を接続する周側面１６を有する。
【００１８】
周側面１６は、第１端面１２の中心と、第２端面１４の中心を貫通する中心軸ＡＸに対して４５度回転対称に設けられる８つの周側面部１６Ａ〜１６Ｈを備える。各周側面部１６Ａ〜１６Ｈは平面からなり、また、図１に示されるように、第１主面１２Ａと概ね６０〜８０度の鋭角をなし、第２端面１４の周縁部１４Ａ又は底面部１４Ｂと１００度〜１２０度の鈍角をなすように傾斜している。隣接する周側面部１６Ａ〜１６Ｈは、滑らかな曲面を介して接続されている。また、各周側面部１６Ａ〜１６Ｈは、中心軸ＡＸを通過する各法線を有する。図３には、端面視において、周側面部１６Ａの、中心軸ＡＸを通過する法線ＮＶ１、周側面部１６Ｂの、中心軸ＡＸを通過する法線ＮＶ２並びに周側面部１６Ｃの、中心軸ＡＸを通過する法線ＮＶ３を示している。本実施形態に係る切削インサート１０は、中心軸ＡＸに対して回転対称に形成される８つの周側面部１６Ａ〜１６Ｈを有するから、端面視において、法線ＮＶ１と法線ＮＶ２は、４５度の角度をなし、法線ＮＶ２と法線ＮＶ３は、４５度の角度をなす。
【００１９】
第１端面１２は、周側面１６に接続する周縁部１２Ｂと、周縁部１２Ｂに囲まれる第１主面１２Ａを備える。図１に示されるように、第１主面１２Ａは、周縁部１２Ｂよりわずかに突出する、中心軸ＡＸと垂直な平面からなる。また、図２に示されるように、中心軸ＡＸ方向から第１端面１２を見た端面視において、第１主面１２Ａの輪郭は、周側面１６と第１端面１２とを接続する接続部の輪郭に相当する正八角形と相似の正八角形をなす。
【００２０】
周縁部１２Ｂと周側面１６との接続部には、切れ刃が形成される。具体的には、周側面部１６Ａ〜１６Ｈと、周縁部１２Ｂとの接続部には、それぞれ、直線、又は、直線状をなす直線切れ刃１８Ａ〜１８Ｈが形成される。また、周側面部１６Ａ〜１６Ｈを接続する曲面と、周縁部１２Ｂとの接続部には、隣接する直線切れ刃１８Ａ〜１８Ｈを接続する円弧状のコーナ切れ刃が形成される。なお、周縁部１２Ｂと周側面１６との接続部には、切れ刃の欠損を抑制するためのランドなどを更に設けてもよい。
【００２１】
図３に示されるように、第２端面１４は、周側面１６と接続する周縁部１４Ａと、周縁部１４Ａに囲まれ、周縁部１４Ａから窪んで形成される中央部を有する。中央部は、傾斜面部１３Ａ〜１３Ｈと、傾斜面部１３Ａ〜１３Ｈに囲まれる底面部１４Ｂを備える。各傾斜面部１３Ａ〜１３Ｈは、それぞれ、周縁部１４Ａと接続する接続部を有し、この接続部から離れるほど中心軸ＡＸに近づくように周縁部１４Ａから窪み、かつ、中心軸ＡＸに対して傾斜して形成される。各傾斜面部１３Ａ〜１３Ｈは、それぞれ、中心軸ＡＸに向かって凸となるように僅かな曲率を有する凸曲面を主面として備えている。ただし、各傾斜面部１３Ａ〜１３Ｈの主面を曲面ではなく平面から構成してもよい。また、各傾斜面部１３Ａ〜１３Ｈの主面をなす凸曲面は、端面視において中心軸ＡＸを通過する法線を有する。図３においては、中心軸ＡＸを通過する傾斜面部１３Ａの法線ＮＶ４を示している。各傾斜面部１３Ａ〜１３Ｈは、中心軸ＡＸに対して４５度回転対称に設けられ、また、隣接する各傾斜面部１３Ａ〜１３Ｈと直接接続される。ただし、曲面等で隣接する各傾斜面部１３Ａ〜１３Ｈ等を間接的に接続してもよい。各傾斜面部１３Ａ〜１３Ｈは、中心軸ＡＸに近い一辺において、底面部１４Ｂと接続されている。各傾斜面部１３Ａ〜１３Ｈと周縁部１４Ａとの各接続部を結んだ輪郭線は、端面視において頂点が丸みを帯びている点を除き正八角形をなし、また、底面部１４Ｂとの各接続部を結んだ輪郭線は、端面視において、同様に正八角形をなす。底面部１４Ｂは、中心軸ＡＸと垂直な平面を主面として有する。ただし、図３に示されるとおり、直線切れ刃１８Ａ〜１８Ｈを結んでできる正八角形の各頂点と中心軸ＡＸを結ぶ各直線と、傾斜面部１３Ａ〜１３Ｈと周縁部１４Ａとの各接続部を結んだ輪郭線がなす正八角形の各頂点と中心軸ＡＸを結ぶ各直線は、端面視（周側面１６が曲面を有するためにその輪郭線が隠れ、第２端面から見えない場合は、中心軸ＡＸに垂直な平面への投影線である場合を含む）において、一致せず、鋭角又は鈍角をなすようにずれている。
【００２２】
ここで、端面視における傾斜面部１３Ａの中心軸ＡＸを通過する法線ＮＶ４と、傾斜面部１６Ａの中心軸ＡＸを通過する法線ＮＶ１との角度α１は、２５度である。また、端面視における傾斜面部１３Ａの中心軸ＡＸを通過する法線ＮＶ４と、傾斜面部１６Ｂの中心軸ＡＸを通過する法線ＮＶ２との角度は、２０度である。従って、法線ＮＶ４は、法線ＮＶ１と法線ＮＶ２とずれるとともに、両者の二等分線ではなく、法線ＮＶ２側に偏っている。
【００２３】
このような切削インサート１０は、傾斜面部１３Ａ〜１３Ｈを備えるから、端面１２方向にも、周側面１６方向にも、切削インサート１０を拘束することが可能になる。また、中心軸ＡＸを通過する法線ＮＶ４を有する傾斜面部１３Ａを備えるから、切削インサート１０を固定するためのホルダに、押圧部材であるピン等に形成される雄ねじを螺合させ、ピンの底面で法線ＮＶ４の方向から傾斜面部１３Ａを押圧することができる。ここで、傾斜面部１３Ａは、凸曲面を有するから押圧部材が傾斜面部１３Ａと片当たりすることを抑制し、法線ＮＶ４方向に力を作用させることが可能になる。
【００２４】
また、端面視において、法線ＮＶ４は、法線ＮＶ１、法線ＮＶ２及び法線ＮＶ３を含む周側面部１６Ａ〜１６Ｈの各法線と方向が異なる。このため、切削インサート１０を固定するためのホルダの少なくとも２つの内壁と周側面部１６Ａ〜１６Ｈの少なくとも２つの周側面部を当接させて固定するときに、それぞれの周側面部に垂直な方向の力を作用させることが可能になるから、切削インサート１０を安定的に固定することができる。例えば、ピン等の押圧部材で法線ＮＶ４の方向から傾斜面部１３Ａを押圧するとき、周側面部１６Ａを主拘束面としてホルダの内壁面の一つと当接させ、かつ、周側面部１６Ａと９０度をなす周側面部１６Ｃを副拘束面としてホルダの内壁面の一つと当接させることが可能になる。このとき、法線ＮＶ４と法線ＮＶ１がなす角度α１より、法線ＮＶ４と法線ＮＶ３がなす角度の方が大きい。このため、端面視、すなわち、中心軸ＡＸに垂直な投影面における、傾斜面部１３Ａの法線ＮＶ４方向に作用する力の法線ＮＶ１方向の分力は、法線ＮＶ３方向の分力より大きくなる。このため、周側面部１６Ａを主拘束面として、周側面部１６Ｃを副拘束面としてホルダに対して固定することが可能になる。このとき、主拘束面である周側面部１６Ａの反対側の周側面部１６Ｅ側に形成される切れ刃１８Ｅ、又は、その近辺の切れ刃１８Ｆを主切れ刃として切削することにより、より大きな切削抵抗がかかる方向に対応してより大きな力で切削インサート１０を固定することが可能になる。ただし、法線ＮＶ１方向の分力と、法線ＮＶ３方向の分力が同一となるように、法線ＮＶ２と法線ＮＶ４とが一致するように、傾斜面部１３Ａを設け、周側面部１６Ａの拘束力と、周側面部１６Ｃの拘束力を同等となるように構成してもよい。
【００２５】
更に、傾斜面部１３Ａは中心軸ＡＸに対して傾斜しているから、ピン等の押圧部材で法線ＮＶ４の方向から傾斜面部１３Ａを押圧するとき、第１端面１２は中心軸ＡＸの進行方向（図３における紙面奥方向）にも押圧される。このため、第１端面１２の一部を覆うようにホルダに天井面を更に形成することにより、中心軸ＡＸの進行方向にも安定して切削インサート１０を固定させることが可能になる。このとき、傾斜面部１３Ａは、中心軸ＡＸから図３における紙面上方に離間しているから、第１端面１２のうち、同図における紙面上方部分（法線ＮＶ３より紙面上方部分）がホルダの天井面に当接し、第２端面１４の周縁部１４Ａのうち、紙面上方部分はホルダの底面から離間するように浮く。このため、第２端面１４の周縁部１４Ａのうち、紙面下方部分をホルダの底面に当接させることが可能になる。従って、切れ刃１８Ｅ、又は、切れ刃１８Ｆを主切れ刃として切削する際に、周縁部１４Ａのうち、より大きな切削抵抗が作用する紙面下方部分をホルダの底面で支持することが可能になる。
【００２６】
また、周側面部１６Ａ〜１６Ｈ、傾斜面部１３Ａ〜１３Ｈ、切れ刃１８Ａ〜１８Ｈは中心軸ＡＸに対して、それぞれ、４５度回転対称に形成されているから、切れ刃１８Ａ〜１８Ｈの一つが摩耗した際には、４５度回転させることにより、新たな切れ刃を用いて同様の作用を発揮させる切削が可能となる。同様に切れ刃が摩耗又は欠損した際には、中心軸ＡＸに対して４５度、又は、その整数倍の角度を回転させることにより、合計８個の切れ刃１８Ａ〜１８Ｈを用いて切削を行うことができる。この際、ピン等の押圧部材を、当接していた何れかの傾斜面部１３Ａ〜１３Ｈからわずかに離すだけで、切削インサート１０を中心軸ＡＸ周りに回転させることができるから、切削インサート１０をホルダから完全に分離しなくても、切削に使用する切れ刃を切り替えることが可能となる。このため、切れ刃の交換時間の短縮を図ることが可能になる。その効果は、例えば５個以上の多数の切削インサートを保持するフライスにおいてより発揮される。
【００２７】
続いて、このような切削インサート１０をホルダに取り付けた転削工具について説明する。図４は、９個の切削インサート１０をホルダ５０に取り付けた正面フライス１００の斜視図である。図５は、正面フライス１００の側面図である。なお、９個の切削インサート１０は、いずれも同一構造である。また、これら切削インサート１０を保持するための保持部も、ホルダ５０の回転軸ＡＸ２を中心として４０度回転対称に形成される同一構造である。従って、同等又は同一の構成要素については同一の符号を付して説明を簡略化する。
【００２８】
図４及び図５に示されるように、正面フライス１００の回転する工具ボデーの先端には、９つの切削インサート１０を保持するためのホルダ５０が設けられている。ホルダ５０は、回転軸ＡＸ２を中心として、矢印ＡＲ１の方向に回転する。切削インサート１０は、第１端面１２をすくい面とし、周側面１６を逃げ面として切削を行う。本実施形態においては、周側面部１６Ｅと周縁部１２Ｂとの接続部に形成される切れ刃１８Ｅを主切れ刃とし、周側面部１６Ｆと周縁部１２Ｂとの接続部に形成される切れ刃１８Ｆを副切れ刃とし、切れ刃１８Ｅと切れ刃１８Ｆとを接続する切れ刃をコーナ切れ刃として切削が行われる。
【００２９】
これら図面に示されるように、ホルダ５０には、切削インサート１０を保持するためのチップポケットが形成される。チップポケット内に切削インサート１０を挿入した状態で、ピン６０で切削インサート１０の第２端面１４側から傾斜面部１３Ａを押圧することにより、切削インサート１０を固定することができる。図４及び図５に示されるように、チップポケットは、切削インサート１０の第１端面１２の概ね半分以上の領域を覆うように形成されている。また、チップポケットの回転方向後方には、切削インサート１０を支えるためのベース５１が形成され、回転方向前方には、ホルダ５０の内方に窪むように形成された滑らかな曲面７２で囲まれる空間が形成される。曲面７２に形成された穴部７０からは、第１端面１２の露出している表面に向かってクーラントを供給することができる。ベース５１の回転方向後方側を向いた面には、ピン６０を挿入するための貫通穴５８（図１０）が開口している。
【００３０】
以下、図面を用いて切削インサート１０を保持するための構造について説明する。図６は、切削インサート１０を取り付ける前のチップポケットの斜視図である。図７は、角度を異ならせて見たチップポケットの斜視図である。
【００３１】
図６に示されるように、チップポケットには、切削インサート１０が挿入されたときに、第２端面１４と対向するチップ座面５２Ａと、切削インサート１０の周側面部１６Ａ〜１６Ｈのうちの一つと当接するためのチップ壁面５２Ｂと、周側面部１６Ａ〜１６Ｈのうちの他の一つと当接するためのチップ壁面５２Ｃと、切削インサート１０の第１端面１２と対向する天井面５２Ｄを備える。
【００３２】
チップ座面５２Ａは、切削インサート１０を挿入したときに、第２端面１４に対向する平面部を備える。後述するように、切削インサート１０をホルダ５０に固定するために、ピン６０によって切削インサート１０の第２端面１４は、天井面５２Ｄ方向に押し上げられる。このため、チップ座面５２Ａは、ピン６０によって押圧される、例えば、傾斜面部１３Ａに隣接する周縁部１４Ａと接触せず、その反対側の、例えば、傾斜面部１３Ｅに隣接する周縁部１４Ａと、点又は線接触する。
【００３３】
チップ壁面５２Ｂは、周側面部１６Ａ〜１６Ｈの一つと面接触するために、周側面部１６Ａ〜１６Ｈの形状にあわせて、チップ座面５２Ａから天井面５２Ｄに向かうほど広がるように、チップ座面５２Ａに対して１００度〜１２０度の鈍角を有して傾斜する平面部を備える。また、チップ壁面５２Ｂとチップ座面５２Ａとの接続部には、切削インサート１０の第２端面１４と周側面１６との接続部を収納するために、ベース５１をえぐるように窪んで形成されたぬすみがある。
【００３４】
チップ壁面５２Ｃは、チップ壁面５２Ｂと同様に、周側面部１６Ａ〜１６Ｈの一つと面接触するために、チップ座面５２Ａに対して１００度〜１２０度の鈍角を有するように傾斜する平面部を備える。また、チップ壁面５２Ｃとチップ座面５２Ａとの接続部には、切削インサート１０の第２端面１４と周側面１６との接続部を収納するために、ベース５１をえぐるように窪んで形成されたぬすみがある。チップ座面５２Ａの平面部と平行な平面の断面図において、チップ壁面５２Ｂとチップ壁面５２Ｃは垂直の関係を有する。このため、チップ壁面５２Ｂに周側面部１６Ａが当接する場合、チップ壁面５２Ｃに当接するのは、図２の端面視において周側面部１６Ａと９０度の角度を有する周側面部１６Ｃである。
【００３５】
天井面５２Ｄは、切削インサート１０の第１端面１２に対向し、チップ座面５２Ａの平面部と平行な平面部を備える。切削インサート１０を取り付けることができるように、天井面５２Ｄの平面部と、チップ座面５２Ａの平面部との距離は、切削インサート１０の厚み、すなわち、主面１２Ａと周縁部１４Ａとの距離よりわずかに大きい。上述したように、切削インサート１０をホルダ５０に固定するために、ピン６０によって切削インサート１０の第２端面１４は押し上げられる。これに伴って、第１端面１２の主面１２Ａは、天井面５２Ｄに押し付けられる。このため、天井面５２Ｄは、ピン６０の延長方向付近の主面１２Ａと点又は線接触する。また、天井面５２Ｄとチップ壁面５２Ｂ及びチップ壁面５２Ｃとの各接続部には、切削インサート１０の第１端面１２と周側面１６との接続部を収納するために、ベース５１をえぐるように窪むぬすみが形成される。このため、第１端面１２と周側面１６との接続部に形成される切れ刃が傷つくことを抑制することができる。
【００３６】
また、ベース５１には、回転方向後方を向いた面と、回転方向前方を向いたチップ座面５２Ａを貫通する貫通穴５８（図８）が形成されている。貫通穴５８の一端は、開口５４においてチップ座面５２Ａに開口し、他端は、開口５６において曲面７２で囲まれる領域に開口する。この貫通穴５８の内壁には、ピン６０に形成される雄ねじと螺合するための雌ねじが形成される。更に、貫通穴５８に形成される雌ねじの軸は、押圧される傾斜面部１３Ａ〜１３Ｈの一つの法線（例えば、押圧される傾斜面部１３Ａの法線ＮＶ４）と平行となるように形成される。このため、ピン６０の底面部６０Ｂ（図８）で、傾斜面部１３Ａ〜１３Ｈの一つを、その法線方向に押圧することができる。
【００３７】
天井面５２Ｄは、図６及び図７に示されるように、先端ほど厚みが小さくなるように形成された壁部の回転方向後方を向いた面に相当する。曲面７２は、この壁部の回転方向前方を向いた面に相当する。曲面７２の天井面５２Ｄとの接続部付近には、クーラントを供給するための穴部７０が形成される。また、曲面７２に隣接するベース５１の回転方向後方側を向いた面には、隣接する別の切削インサート１０の傾斜面部を押圧するピン６０を挿入するための開口５６（図６）が形成される。
【００３８】
ピン６０は、六角穴が形成される頭部と、雄ねじが形成される円筒状の側面部６０Ａと、傾斜面部１３Ａ〜１３Ｈを押圧するための底面部６０Ｂを有する。図７に示されるように、切削インサート１０を押圧するときに、ピン６０の頭部を、曲面７２の外側にはみ出ることなく貫通穴５８内に収容できるように、ピン６０の頭部は、雄ねじが形成される側面部６０Ａと同一の径を有する。
【００３９】
図８は、ピン６０の側面部６０Ａに形成される雄ねじの軸及び切削インサート１０の中心軸ＡＸを通る断面図である。
【００４０】
この図に示されるように、ピン６０は、底面部６０Ｂにおいて、傾斜面部１３Ａを押圧する。ここで、ピン６０に形成される雄ねじの軸は、切削インサート１０の中心軸ＡＸを通過する。また、ピン６０に形成される雄ねじの軸は、傾斜面部１３Ａの中心軸ＡＸを通過する法線ＮＶ４と平行である。このため、ピン６０に形成される雄ねじの軸に垂直な平面を備える底面部６０Ｂは、法線ＮＶ４方向に傾斜面部１３Ａを押圧することができる。
【００４１】
このとき、ピン６０の底面部６０Ｂは、傾斜面部１３Ａを天井面５２Ｄの方向に押し上げるので、第２端面１４の周縁部１４Ａのうち、回転軸ＡＸ２に近い内径側に相当する傾斜面部１３Ａに隣接する領域は、チップ座面５２Ａからわずかに浮き上がり、代わりに、第１端面１２の主面１２Ａのうち、回転軸ＡＸ２側の領域が天井面５２Ｄに押し付けられる。そのため、第２端面１４の周縁部１４Ａのうち、回転軸ＡＸ２に遠い外形側に相当する傾斜面部１３Ｅに隣接する領域は、チップ座面５２Ａに当接する。また、ピン６０の底面部６０Ｂが傾斜面部１３Ａを押圧するとき、周側面部１６Ａがチップ壁面５２Ｃに当接し、周側面部１６Ｃがチップ壁面５２Ｂに当接する。このとき、中心軸ＡＸ方向から見た端面視に相当する図３において、法線ＮＶ４と周側面部１６Ａの法線ＮＶ１とのなす角は、法線ＮＶ４と周側面部１６Ｃの法線ＮＶ３とのなす角より小さい。従って、切れ刃１８Ｆ、切れ刃１８Ｅ及びこれらを接続するコーナ切れ刃を用いる切削において、より強い力で拘束することが必要となる周側面部１６Ａを、周側面部１６Ｃよりも大きな力でチップ壁面５２Ｃに対して押し付けることが可能になる。従って、切削インサート１０をホルダ５０に対して安定して固定することが可能になる。なお、このとき、周側面部１６Ｂはチップ壁面５２Ｂ及び５２Ｃを含むチップ壁面と接触しないため、図８の断面図においても、チップ壁面との間に間隙が形成されていることが示される。
【００４２】
図９は、切れ刃を交換するために、ピン６０を緩める方向に回転させて、ピン６０の底面部６０Ｂを傾斜面部１３Ａから離間させたときの、切削インサート１０の中心軸ＡＸを通る断面図である。この図に示されるように、ピン６０の底面部６０Ｂの一部が、チップ座面５２Ａから突出している状態であっても、突出している領域を中心軸ＡＸ周りに回転させた領域と切削インサート１０が干渉しないように傾斜面部１３Ａ〜１３Ｈ及び底面部１４Ｂを形成しているから、切削インサート１０をピン６０と干渉することなく回転させることができる。従って、切削インサート１０をホルダ５０から完全に分離しなくても、ピン６０を数回転回転させることにより、切削に使用する切れ刃を切り替えることが可能となる。また、ピン６０の底面部６０Ｂの一部がチップ座面５２Ａから突出している状態を維持することができるので、切削インサート１０を吊るした状態で切れ刃を交換する場合であっても、切削インサート１０がホルダ５０から外れて落下することを抑制することも可能になる。また、第２端面１４側から切削インサート１０を固定しているため、開放された第１端面１２側にクーラントを供給するための穴部７０を形成し、切削インサート１０の冷却を促進することも可能となる。
【００４３】
以上のとおり、本実施形態にかかる切削インサート１０は、ピン６０により第２端面１４側に設けた傾斜面部１３Ａ〜１３Ｈを押圧させることにより、周側面部１６Ａ〜１６Ｈのうち、例えば９０度の角度をなす２つの面と、第１端面１２の内径側の部分と、第２端面１４の、切れ刃が存在する外形側の部分を当接させることができるから、切削インサート１０を安定して固定することができる。また、切削インサート１０をホルダ５０から完全に分離しなくても、切削に使用する切れ刃を切り替えることが可能になる。
【００４４】
なお、正面フライス１００以外のフライスやエンドミル等の転削工具や旋削工具などの切削工具に本発明は適用することができる。
【００４５】
また、周側面部１６Ａ〜１６Ｈの一つと点接触又は面接触するようにチップ壁面を形成してもよい。
【００４６】
また、傾斜面部１３Ａ〜１３Ｈの角度は、周側面部１６Ａ〜１６Ｈ、第１端面１２及び第２端面１４に必要な拘束力に応じて種々変形可能である。例えば、第１端面１２を強い力で拘束したい場合は、傾斜面部１３Ａ〜１３Ｈの傾斜を小さく、即ち、その法線と中心軸ＡＸのなす角が小さくなるように、傾斜面部１３Ａ〜１３Ｈを形成することができる。ただし、傾斜面部１３Ａ〜１３Ｈは、中心軸ＡＸと第２端面１４の上方で交わる法線を有するように（ピン６０の底面部６０Ｂの中央部ではなく端部のみで押圧する場合は、ピン６０の直径の半分以下のずれを有する場合を含む）形成する必要がある。
【００４７】
その他、本発明は、その要旨を逸脱しない限り、さまざまな変形が可能である。たとえば、当業者の通常の創作能力の範囲内で、ある実施形態における一部の構成要素を、他の実施形態に組み合わせることもできる。
【００４８】
例えば、図１０は、切削インサート１０の変形例となる切削インサート１０’を、中心軸ＡＸ’の方向（第２端面１４’に対向する方向）から見た端面視である。
【００４９】
切削インサート１０’の周側面１６は、中心軸ＡＸ’に対し９０度回転対称となる４つの周側面部１６Ａ’、１６Ｃ’、１６Ｅ’及び１６Ｆ’を有し、また、周側面部１６Ａ’、１６Ｃ’、１６Ｅ’及び１６Ｆ’の間にそれぞれ設けられ、中心軸ＡＸ’に対し９０度回転対称となる４つの周側面部１６Ｂ’、１６Ｄ’、１６Ｆ’及び１６Ｈ’を有する。また、これら周側面部１６Ａ’〜１６Ｈ’及びそれらを接続する曲面と第１端面との接続部には、直線状の切れ刃１８Ａ’〜１８Ｈ’及びこれらを接続するコーナ切れ刃がそれぞれ形成される。
【００５０】
傾斜面部１３Ａ’〜１３Ｈ’を含む第２端面１４’は、第１の実施形態の切削インサート１０の第２端面１４と同一の形状を有する。
【００５１】
このような切削インサート１０’においても、傾斜面部１３Ａ’の、中心軸ＡＸ’を通過する法線ＮＶ４’は、周側面部１６Ａ’、１６Ｂ’及び１６Ｃ’の、中心軸ＡＸ’を通過する法線ＮＶ１’、ＮＶ２’及びＮＶ３’と端面視において一致せず、鈍角又は鋭角をなすようにずれている。このため、ピン６０その他の押圧部材で、例えば、傾斜面部１３Ａ’を法線ＮＶ４’の方向に押圧した際に、二つの周側面部、例えば、周側面部１６Ｂ’を主拘束面とし、周側面部１６Ｈ’を副拘束面としてチップ壁面に押圧させた状態で、切れ刃１８Ｅ’、切れ刃１８Ｆ’及びこれらを接続するコーナ切れ刃を用いた切削を行うことができる。このように回転対称となる傾斜面部の数は、回転対称となる周側面部の数と同一の場合に限られない。ただし、少なくとも回転対称となる周側面部の数の傾斜面部を有する必要がある。なお、端面視において法線ＮＶ４’が法線ＮＶ１’と一致するように傾斜面部１３Ａ’を形成し、二つの周側面部１６Ｂ’及び１６Ｈ’を同等の力で拘束するようにしてもよい。
【００５２】
図１１は、切削インサート１０の変形例となる切削インサート１０’’を、中心軸ＡＸ’’の方向（第２端面１４’’に対向する方向）から見た端面視である。
【００５３】
切削インサート１０’’の周側面１６’’は、切削インサート１０’の周側面１６’と同一の形状を有する。
【００５４】
第２端面１４’’には、周縁部１４Ａ’’と、中心軸ＡＸ’’に対し９０度回転対称に形成される４つの傾斜面部１３Ａ’’〜１３Ｄ’’が、周縁部１４Ａ’’から窪むように形成される。各傾斜面部１３Ａ’’〜１３Ｄ’’は、内方に凹むほど、又は、周縁部１４Ａ’’との接続部から離れるほど中心軸ＡＸ’’に近づくように傾斜する。また、各傾斜面部１３Ａ’’〜１３Ｄ’’は、中心軸ＡＸ’’を通過する法線を有する。
【００５５】
このように、第２端面上方において、中心軸を通過する法線を有するように傾斜面部を、中心軸に対して回転対称に複数個設ければ、ピンなどの押圧部材を用いて傾斜面部を法線方向に押圧することができる。このため、押圧されない部分については、様々な変形をすることが可能である。また、傾斜面部自身の形状についても押圧されない部分に関して回転対称に形成しないことも可能である。ただし、バランスを向上させるためには、回転対称に複数の傾斜面部を形成することが好ましい。
【００５６】
また、第２端面１４’’の中心軸ＡＸ’’が通過する中央部は、周縁部１４Ａ’’と一体的に、例えば、面一に形成されていてもよい。ただし、ピン６０等の押圧部材がチップ座面５２Ａに相当するチップ座面から飛び出ない程度に押圧部材を後退させないと、切削インサート１０’’の切れ刃を交換することができない。一方で、各傾斜面部が一つの凹みの内壁を構成するように形成すれば、ピン６０等の押圧部材の一部がチップ座面５２Ａに相当するチップ座面から突出した状態であっても、切削インサートを交換できるという効果がある。
【００５７】
また、切削インサート１０’’を固定する際に、第２端面１４’’の全面ではなく一部がホルダ５０のチップ座面５２Ａに相当する座面に当接するから、当接しない部分を自由に変形することは可能である。例えば、第２端面１４’’の一部、又は、全てを曲面から形成してもよい。
【００５８】
また、ピン６０などの押圧部材の移動方向と、傾斜面部の法線は平行であればよく一致している必要はない。たとえば、ピン６０の底面部６０Ｂのように所定の大きさを有するように底面を形成すれば、その底面の端部のみを用いて、傾斜面部を法線方向に押圧することが可能になる。
【符号の説明】
【００５９】
１３Ａ-１３Ｈ…傾斜面部、１６Ａ-１６Ｈ…周側面部、１８Ａ-１８Ｈ…切れ刃、１０…切削インサート、１２…第１端面、１２Ａ…第１主面、１２Ｂ…周縁部、１４…第２端面、１４…周縁部、１４Ａ…周縁部、１４Ｂ…底面部、５０…ホルダ、５１…ベース、５２Ａ…チップ座面、５２Ｂ…チップ壁面、５２Ｃ…チップ壁面、５２Ｄ…天井面、５８…貫通穴、６０…ピン、６０Ａ…側面部、６０Ｂ…底面部、７２…曲面、１００…正面フライス、ＡＲ１…矢印、ＡＸ…中心軸、ＡＸ２…回転軸、ＮＶ１…法線、ＮＶ２…法線、ＮＶ３…法線、ＮＶ４…法線
【図１】
2020044586.tif 000003
【図２】
2020044586.tif 000004
【図３】
2020044586.tif 000005
【図４】
2020044586.tif 000006
【図５】
2020044586.tif 000007
【図６】
2020044586.tif 000008
【図７】
2020044586.tif 000009
【図８】
2020044586.tif 000010
【図９】
2020044586.tif 000011
【図１０】
2020044586.tif 000012
【図１１】
2020044586.tif 000013
【手続補正書】
【提出日】令和1年11月20日(2019.11.20)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１端面と、
前記第１端面と反対方向を向く第２端面と、
前記第１端面と前記第２端面とを接続し、前記第１端面と前記第２端面を貫通する中心軸に対して回転対称に形成される複数の周側面部を備える周側面と、
複数の前記周側面部と、前記第１端面との接続部にそれぞれ形成される複数の切れ刃と、
を備える切削インサートであって、
前記第２端面は、
その法線が前記中心軸と交わり、前記中心軸に対して回転対称に形成される複数の傾斜面部を備え、
前記周側面は、前記中心軸に対して回転対称に形成される少なくとも４つの前記周側面部と、隣接する前記周側面部との間に形成される少なくとも４つの第２周側面部とを備え、
複数の前記周側面部は、法線が前記中心軸を通過する面をそれぞれ備え、
複数の前記第２周側面部は、法線が前記中心軸を通過する面をそれぞれ備え、
前記第２端面に対向する方向からみた端面視において、複数の前記傾斜面部と前記中心軸をそれぞれ結ぶ複数の前記法線と、複数の前記周側面部と前記中心軸をそれぞれ結ぶ複数の前記法線は、鈍角又は鋭角をなし、かつ、
前記端面視において、複数の前記傾斜面部と前記中心軸をそれぞれ結ぶ複数の前記法線と、複数の前記第２周側面部と前記中心軸をそれぞれ結ぶ複数の前記法線は、鈍角又は鋭角をなす、
切削インサート。
【請求項２】
複数の前記周側面部は平坦に形成され、
複数の前記周側面部と前記第１端面との接続部には、複数の前記切れ刃が形成され、
前記周側面は、複数の前記周側面部とそれぞれ接続する複数の曲面部を備え、
更に、複数の前記曲面部と前記第１端面との接続部には、複数の前記切れ刃にそれぞれ接続する複数のコーナ切れ刃を備えることを特徴とする請求項１に記載の切削インサート。
【請求項３】
複数の前記傾斜面部は、前記中心軸を囲むように隣接して形成されることを特徴とする請求項１又は２に記載の切削インサート。
【請求項４】
前記第２端面は、前記中心軸が垂直に貫通し、前記端面視において、複数の前記傾斜面部に囲まれる底面部を備えることを特徴とする請求項１から３の何れか一項に記載の切削インサート。
【請求項５】
前記第２端面は、前記周側面に接続し、前記端面視において、複数の前記傾斜面部を囲む周縁部を備える請求項１から３の何れか一項に記載の切削インサート。
【請求項６】
前記第１端面は、正多角形をなすことを特徴とする請求項１から５の何れか一項に記載の切削インサート。
【請求項７】
平面視において正多角形状をなす第１端面と、
前記第１端面と反対方向を向く第２端面と、
前記第１端面と前記第２端面とを接続し、前記第１端面と前記第２端面を貫通する中心軸に対して回転対称に形成される複数の周側面部を備える周側面と、
複数の前記周側面部と、前記第１端面との接続部にそれぞれ形成される複数の切れ刃と、
を備える切削インサートであって、
前記第２端面には、
その法線が前記中心軸と交わり、前記中心軸に対して回転対称に形成され、前記周側面部と同数からなる複数の傾斜面部を備える窪みが形成され、
前記第２端面に対向する方向からみた端面視において、前記中心軸を通過する前記傾斜面部の法線と、この法線が通過する前記周側面部の前記中心軸を通過する法線とがなす角は、この傾斜面部の法線と、この周側面部に隣接する前記周側面部の前記中心軸を通過する法線とがなす角と異なる
切削インサート。
【請求項８】
請求項１から７の何れか一項に記載の複数の切削インサートと、複数の前記切削インサートを保持するホルダと、を備える切削工具であって、
前記ホルダは、複数の前記切削インサートを、それぞれ保持するための複数のチップポケットを備え、
複数の前記チップポケットは、それぞれ、保持される前記切削インサートが備える複数の前記周側面部のうち、一の前記周側面部と当接するための第１壁部と、他の前記周側面部と当接するための第２壁部と、前記第１端面と当接するための天井部と、前記第２端面と当接するための底部と、を備え、
前記ホルダには、前記チップポケットに保持される前記切削インサートの前記傾斜面部を前記第１端面の方向に押圧するためのピンに形成される雄ねじと螺合するための雌ねじが形成される貫通穴が、前記底部に開口するように、複数の前記チップポケットに対応して複数形成される切削工具。
【請求項９】
複数の前記貫通穴にそれぞれ形成される前記雌ねじの軸線は、この雌ねじに螺合する前記ピンの底面に押圧される前記傾斜面部の前記中心軸を通過する法線と、平行であることを特徴とする請求項８に記載の切削工具。
【請求項１０】
前記ピンの底面によって前記傾斜面部が押圧されることにより、前記第１端面の一部が前記天井部に当接するとともに、前記第１端面と前記天井部との当接位置よりも前記ホルダの回転軸から遠い外径側において、前記第２端面の一部が前記底部に当接することを特徴とする請求項８又は９に記載の切削工具。