(57)【要約】【課題】カッター本体を工作機械に取り付けたまま、切削インサートのコーナーチェンジや交換を行う。【解決手段】軸線Ｏ回りにカッター回転方向に回転させられるカッター本体１の先端部外周に設けられた複数のインサート取付座２に切削インサート３が着脱可能に取り付けられ、カッター本体１は、その先端面にねじ込まれる着脱ネジ９と、この着脱ネジ９と係合して一体に進退可能とされる先端部移動板１０と後端部移動板１１と、後端部移動板１１の先端側に配設されてインサート取付座２の底面に対向するクサビ面が形成されて後端部移動板１１の先端側を向く端面１１ｂに当接可能とされたクサビ部材５と、クサビ部材５を後端側に弾性的に押圧する弾性部材８とを備えて、複数のインサート取付座２の切削インサート３のうち２つ以上の切削インサート３を取り付ける切削インサート着脱機構４を備えている。【選択図】図７
2020062729.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
軸線回りにカッター回転方向に回転させられる上記軸線を中心とした円盤状のカッター本体の先端部外周に複数のインサート取付座が周方向に間隔をあけて設けられ、これらのインサート取付座に切削インサートが着脱可能に取り付けられる刃先交換式カッターであって、
上記インサート取付座は、上記カッター本体の周方向を向く底面を備えるとともに、
上記カッター本体は、上記切削インサートを上記底面に押圧して上記インサート取付座に取り付ける切削インサート着脱機構を備え、
上記切削インサート着脱機構は、
上記カッター本体の先端面の中央部にねじ込まれて上記軸線方向に進退可能な着脱ネジと、
この着脱ネジと上記軸線方向に係合して一体に進退可能とされるとともに、上記カッター本体の周方向には上記着脱ネジに対して摺動可能とされて該カッター本体に対しては回転されない先端部移動板と、
この先端部移動板と上記軸線方向に連結されて一体に進退可能とされた上記カッター本体の後端部の外周側に張り出す円環板状の後端部移動板と、
上記カッター本体の外周側において上記後端部移動板の先端側に上記軸線方向に進退可能に配設され、上記インサート取付座の底面に対向するように上記カッター本体の周方向を向くクサビ面が先端部に形成されるとともに、先端側に前進した上記後端部移動板の外周部の先端側を向く端面に後端部が当接可能とされたクサビ部材と、
このクサビ部材を後端側に弾性的に押圧する弾性部材とを備え、
上記複数のインサート取付座に取り付けられる複数の上記切削インサートのうち、２つ以上の切削インサートが上記切削インサート着脱機構によって取り付けられることを特徴とする刃先交換式カッター。
【請求項２】
上記複数のインサート取付座に取り付けられる複数の上記切削インサートのすべてが上記切削インサート着脱機構によって取り付けられることを特徴とする請求項１に記載の刃先交換式カッター。
【請求項３】
上記クサビ部材の上記クサビ面には、上記弾性部材による押圧力よりも小さな押圧力で上記切削インサートを上記インサート取付座の底面に押圧する切削インサート保持部材が備えられていることを特徴とする請求項１または請求項２に記載の刃先交換式カッター。
【請求項４】
上記クサビ部材は複数の上記弾性部材によって上記軸線方向後端側に弾性的に押圧されることを特徴とする請求項１から請求項３のうちいずれか一項に記載の刃先交換式カッター。
【請求項５】
上記後端部移動板の外周部の先端側を向く上記端面は上記軸線に垂直な平面とされ、
上記クサビ部材は、上記クサビ面が形成された上記先端部から後端側に延びる軸部を備えるとともに、この軸部の後端部には上記軸線に垂直な方向に延びる板状の受け部材が取り付けられ、この受け部部材の先端側を向く先端面に上記弾性部材の後端が当接することによって後端側に弾性的に押圧されるとともに、該受け部材の後端側を向く後端面が先端側に前進した上記後端部移動板の外周部の先端側を向く上記端面に当接可能とされ、
上記受け部材の上記後端面は、上記後端部移動板の外周部の先端側を向く上記端面に当接していない状態で、上記クサビ部材の先端部において上記クサビ面が向く上記カッター本体の周方向とは反対側に向かうに従い先端側に向かうように傾斜していることを特徴とする請求項１から請求項４のうちいずれか一項に記載に記載の刃先交換式カッター。
【請求項６】
上記カッター本体には、上記先端部移動板の先端面から該カッター本体の後端面に貫通する取付孔が形成され、
この取付孔に挿通された取付ボルトが工作機械の主軸に装着されるアーバーの先端部にねじ込まれることにより、該カッター本体は上記軸線回りに回転させられ、
上記先端部移動板の先端面に開口する上記取付孔の開口部は、取付孔シール板によって覆われることを特徴とする請求項１から請求項５のうちいずれか一項に記載の刃先交換式カッター。
【請求項７】
上記着脱ネジと上記先端部移動板との間にはベアリングが介装されていることを特徴とする請求項１から請求項６のうちいずれか一項に記載の刃先交換式カッター。
【請求項８】
請求項１から請求項７のうちいずれか一項に記載の刃先交換式カッターのカッター本体であって、
上記複数のインサート取付座に取り付けられる複数の上記切削インサートのうち、２つ以上の切削インサートを着脱可能に取り付ける上記切削インサート着脱機構が備えられていることを特徴とする刃先交換式カッターのカッター本体。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、円盤状のカッター本体の先端部外周に設けられた複数のインサート取付座に切削インサートが着脱可能に取り付けられる刃先交換式カッターに係わり、特にこれらの切削インサートをインサート取付座に取り付ける切削インサート着脱機構を備えた刃先交換式カッター、およびこの刃先交換式カッターのカッター本体に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
このような切削インサート着脱機構を備えた刃先交換式カッターとして、例えば特許文献１には、個々のインサート取付座のカッター本体の周方向を向く底面に対向するクサビ面が先端部に形成されたクサビ部材と、このクサビ部材の先端部からカッター本体の後端側に延びる軸部をカッター本体の後端側に弾性的に押圧するコイルスプリングのような弾性部材とを備えたものが記載されている。
【０００３】
この特許文献１に記載された刃先交換式カッターでは、複数のインサート取付座に着座させられた切削インサートを、上記弾性部材によってカッター本体の後端側に押圧されるクサビ部材のクサビ面によってインサート取付座の底面に押し付けることにより、切削インサートをインサート取付座に固定して取り付けるようにしている。
【０００４】
また、この特許文献１に記載された刃先交換式カッターでは、切削に使用する切刃を交換するために切削インサートを回転させたり反転させたりしてインサート取付座に取り付け直してコーナーチェンジしたり、すべての切刃が使用された切削インサート自体を交換したりする際には、弾性部材の押圧力に抗して、レバーによりクサビ部材の軸部の後端部をカッター本体の先端側に押し付けたり、カッター本体を取り外して円環状の支持台に軸部の後端部を押し付けたり、あるいはカッター本体が工作機械の主軸に取り付けられた状態で軸部の後端部を工作機械の円板に押し付けたりして、クサビ部材をカッター本体の先端側に押し出すことにより切削インサートをインサート取付座で回転可能、あるいはインサート取付座から着脱可能としている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】米国特許第３６１６５０７号明細書
【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、この特許文献１に記載された刃先交換式カッターにおいては、上述のようにレバーによってクサビ部材の軸部の後端部をカッター本体の先端側に押し付けたり、クサビ部材の軸部の後端部を工作機械の円板に押し付けたりしてクサビ部材をカッター本体の先端側に押し出す場合には、カッター本体の複数のインサート取付座に取り付けられた複数の切削インサートを１つずつしかコーナーチェンジしたり着脱したりすることができない。
【０００７】
一方、クサビ部材の軸部の後端部を円環状の支持台によって押し付けることによりクサビ部材をカッター本体の先端側に押し出す場合には、カッター本体を工作機械の主軸から取り外さなければならない。このため、上記特許文献１に記載された刃先交換式カッターでは、カッター本体の複数のインサート取付座に取り付けられた２つ以上の切削インサート、例えばすべての切削インサートを、カッター本体を工作機械の主軸に取り付けたままコーナーチェンジしたり、交換したりすることはできない。
【０００８】
本発明は、このような背景の下になされたもので、カッター本体を工作機械に取り付けたまま、複数のインサート取付座に取り付けられた２つ以上の切削インサート、特にすべての切削インサートをコーナーチェンジしたり、交換したりすることが可能な刃先交換式カッターを提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
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、軸線回りにカッター回転方向に回転させられる上記軸線を中心とした円盤状のカッター本体の先端部外周に複数のインサート取付座が周方向に間隔をあけて設けられ、これらのインサート取付座に切削インサートが着脱可能に取り付けられる刃先交換式カッターであって、上記インサート取付座は、上記カッター本体の周方向を向く底面を備えるとともに、上記カッター本体は、上記切削インサートを上記底面に押圧して上記インサート取付座に取り付ける切削インサート着脱機構を備え、上記切削インサート着脱機構は、上記カッター本体の先端面の中央部にねじ込まれて上記軸線方向に進退可能な着脱ネジと、この着脱ネジと上記軸線方向に係合して一体に進退可能とされるとともに、上記カッター本体の周方向には上記着脱ネジに対して摺動可能とされて該カッター本体に対しては回転されない先端部移動板と、この先端部移動板と上記軸線方向に連結されて一体に進退可能とされた上記カッター本体の後端部の外周側に張り出す円環板状の後端部移動板と、上記カッター本体の外周側において上記後端部移動板の先端側に上記軸線方向に進退可能に配設され、上記インサート取付座の底面に対向するように上記カッター本体の周方向を向くクサビ面が先端部に形成されるとともに、先端側に前進した上記後端部移動板の外周部の先端側を向く端面に後端部が当接可能とされたクサビ部材と、このクサビ部材を後端側に弾性的に押圧する弾性部材とを備え、上記複数のインサート取付座に取り付けられる複数の上記切削インサートのうち、２つ以上の切削インサートが上記切削インサート着脱機構によって取り付けられることを特徴とする。
【００１０】
また、本発明の刃先交換式カッターのカッター本体は、このように構成された刃先交換式カッターのカッター本体であって、上記複数のインサート取付座に取り付けられる複数の上記切削インサートのうち、２つ以上の切削インサートを着脱可能に取り付ける上記切削インサート着脱機構が備えられていることを特徴とする。
【００１１】
このように構成された刃先交換式カッターおよび刃先交換式カッターのカッター本体では、切削インサート着脱機構が、カッター本体の先端面の中央部にねじ込まれて軸線方向に進退可能な着脱ネジと、この着脱ネジと軸線方向に係合して一体に進退可能とされるとともに、カッター本体の周方向には着脱ネジに対して摺動可能とされてカッター本体に対しては回転されない先端部移動板と、この先端部移動板と軸線方向に連結されて一体に進退可能とされたカッター本体の後端部の外周側に張り出す円環板状の後端部移動板とを備えており、着脱ネジを回転させることによりカッター本体に対して軸線方向に進退させると、先端部移動板と後端部移動板はカッター本体に対して回転しないまま着脱ネジと一体に進退させられる。
【００１２】
このため、複数のインサート取付座に取り付けられた切削インサートをインサート取付座の底面に押し付けて固定するクサビ部材のうち、２つ以上のクサビ部材の後端部を先端側に前進した後端部移動板の外周部の先端側を向く端面に当接可能としておけば、刃先交換式カッターを工作機械の主軸に取り付けたまま、カッター本体の先端側からの着脱ネジの回転操作により、これら２つ以上のクサビ部材によって取り付けられた２つ以上の切削インサートのコーナーチェンジや交換を行うことができる。
【００１３】
従って、カッター本体に備えられたすべてのクサビ部材の後端部を後端部移動板の先端側を向く端面に当接可能としておけば、カッター本体の複数のインサート取付座に取り付けられる複数の切削インサートのすべてを上記切削インサート着脱機構によって取り付けて、カッター本体を工作機械の主軸に取り付けたまま、コーナーチェンジや交換を行うことが可能となる。
【００１４】
ここで、上記クサビ部材の上記クサビ面に、上記弾性部材による押圧力よりも小さな押圧力で上記切削インサートを上記インサート取付座の底面に押圧する切削インサート保持部材が備えることにより、着脱ネジを回転させて先端部移動板および後端部移動板をカッター本体の先端側に前進させることにより、クサビ部材による切削インサートの押し付けを解放したときに、この押し付けが開放された切削インサートがインサート取付座から脱落するのを防ぐことができる。
【００１５】
また、上記クサビ部材を複数の上記弾性部材によって上記軸線方向後端側に弾性的に押圧することにより、個々の弾性部材による押圧力が小さい場合であっても、クサビ部材を確実に軸線方向後端側に押圧することにより切削インサートを固定することができるとともに、押圧力に応じて弾性部材の数を変更することによって押圧力を調整することもできる。
【００１６】
さらに、上記後端部移動板の外周部の先端側を向く上記端面を上記軸線に垂直な平面とし、上記クサビ部材には、上記クサビ面が形成された上記先端部から後端側に延びる軸部を備えるとともに、この軸部の後端部には上記軸線に垂直な方向に延びる板状の受け部材が取り付けられ、この受け部部材の先端側を向く先端面に上記弾性部材の後端が当接することによって後端側に弾性的に押圧されるようにするとともに、該受け部材の後端側を向く後端面を先端側に前進した上記後端部移動板の外周部の先端側を向く上記端面に当接可能とし、上記受け部材の上記後端面を、上記後端部移動板の外周部の先端側を向く上記端面に当接していない状態では、上記クサビ部材の先端部において上記クサビ面が向く上記カッター本体の周方向とは反対側に向かうに従い先端側に向かうように傾斜させることにより、切削インサートの押し付けを開放する際に後端部移動板が前進して受け部材の後端面に当接すると、この後端面に傾斜によってクサビ部材をインサート取付座の底面から離れる方向に傾けることができるので、クサビ面と切削インサートとの間のクリアランスを確保することができ、切削インサートのコーナーチェンジや交換を容易に行うことが可能となる。
【００１７】
また、上記カッター本体に、上記先端部移動板の先端面から該カッター本体の後端面に貫通する取付孔を形成し、この取付孔に挿通した取付ボルトを工作機械の主軸に装着されるアーバーの先端部にねじ込むことにより、該カッター本体を上記軸線回りに回転させるようにした場合には、上記先端部移動板の先端面に開口する上記取付孔の開口部を、取付孔シール板によって覆うことにより、カッター本体の先端側に開口するこの取付孔の開口部から切屑等がカッター本体内に入り込んで着脱ネジの回転操作に支障が生じるような事態を防ぐことができる。
【００１８】
さらに、上記着脱ネジと上記先端部移動板との間にベアリングを介装することにより、着脱ネジを回転させることによって特に弾性部材による押圧力に抗して着脱ネジと先端部移動板および後端部移動板とを前進させてクサビ部材によるインサート取付座の底面への切削インサートの押し付けを開放する場合に、着脱ネジを回転させるのに要する力を軽減することができる。
【発明の効果】
【００１９】
以上説明したように、本発明によれば、刃先交換式カッターを工作機械に取り付けたまま、カッター本体の複数のインサート取付座に取り付けられた２つ以上の切削インサート、特にすべての切削インサートをコーナーチェンジしたり、交換したりすることが可能となり、これら切削インサートのコーナーチェンジ作業や交換作業を短時間で容易に行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【００２０】
【図１】本発明の一実施形態を示す切削インサートが押し付けられて固定された状態のカッター本体の後端側から見た斜視図である。
【図２】図１に示す実施形態をカッター本体の先端側から見た斜視図である。
【図３】図１に示す実施形態をカッター本体の後端側から見た平面図である。
【図４】図１に示す実施形態をカッター本体の先端側から見た底面図である。
【図５】図３における矢線Ａ方向視の側面図である。
【図６】図３における矢線Ｂ方向視の側面図である。
【図７】図３におけるＣＣ断面図である。
【図８】図１に示す実施形態をカッター本体の後端側から見た第１の部分破断斜視図である。
【図９】図１に示す実施形態をカッター本体の後端側から見た第２の部分破断斜視図である。
【図１０】図３におけるＤＤ断面図である。
【図１１】図１に示す実施形態を、アーバーを介して工作機械の主軸に取り付けた状態を示す図３におけるＥＥ断面図である。
【図１２】切削インサートの押し付けが開放された状態の図３におけるＣＣ断面に相当する断面図である。
【図１３】切削インサートの押し付けが開放された状態の図３におけるＤＤ断面に相当する断面図である。
【図１４】切削インサートの押し付けが開放された状態の図３におけるＥＥ断面に相当する断面図である。
【図１５】図１に示す実施形態における切削インサート着脱機構が取り付けられていない状態のカッター本体の平面図である。
【図１６】図１５に示すカッター本体の底面図である。
【図１７】図１５における矢線Ａ方向視の側面図である。
【図１８】図１５における矢線Ｂ方向視の側面図である。
【図１９】図１に示す実施形態の切削インサートとクサビ部材をカッター回転方向から見た正面図である。
【図２０】図１９における左側面図（カッター本体の内周側から見た側面図）である。
【図２１】図１９における右側面図（カッター本体の外周側から見た側面図）である。
【図２２】図１９におけるカッター本体の後端側から見た平面図である。
【図２３】図１９におけるカッター本体の先端側から見た底面図である。
【図２４】図１９におけるＡＡ断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００２１】
図１〜図１４は、本発明の刃先交換式カッターおよび刃先交換式カッターのカッター本体の一実施形態を示すものであり、図１５〜図１８はこの実施形態の切削インサート着脱機構が取り付けられていない状態のカッター本体を示すものであり、図１９〜図２４は、このカッター本体に取り付けられる切削インサートとクサビ部材を示すものである。本実施形態において、切削インサートは超硬合金等の硬質材料により多角形板状に形成されており、この切削インサート以外の刃先交換式カッターの部品は概ね鋼材等の金属材料によって形成されている。
【００２２】
カッター本体１は図１５〜図１８に示すように軸線Ｏを中心とした円盤状に形成されており、その後端部（図１７および図１８において上側部分）は、先端部（図１７および図１８において下側部分）よりも一段小径の円板状とされていて、その後端面に図１１に示すようなアーバーＲの先端部に設けられたキーが嵌合するキー溝１ａが形成された取付部１Ａとされている。
【００２３】
また、この取付部１Ａよりも先端側の部分は、カッター本体１において外径が最も大きな円板状の大径部１Ｂとされており、さらにこの大径部１Ｂよりも先端側のカッター本体１の先端部は、複数（本実施形態では１０）のインサート取付座２が周方向に等間隔に形成された切刃部１Ｃとされている。
【００２４】
このような刃先交換式カッターのカッター本体１は、図１１に示すように上記取付部１Ａが上記アーバーＲの先端部に取り付けられて、このアーバーＲを介して工作機械の主軸Ｓに取り付けられ、主軸Ｓの回転に伴って軸線Ｏ回りにカッター回転方向Ｔに回転されつつ、切刃部１Ｃのインサート取付座２に取り付けられた切削インサート３によって被削材の切削加工を行う。
【００２５】
この切削インサート３は、本実施形態では図１９〜図２４に示すように正７角形の板状に形成されており、この正７角形をなす２つの側面の中央部には、切削インサート３を貫通する貫通孔３ａが開口しているとともに、これら２つの側面における貫通孔３ａの開口部周辺は互いに平行な平坦面とされ、これらの平坦面の間の厚さが切削インサート３において最も厚くなるようにされている。さらに、切削インサート３の２つの側面がなす正７角形の各辺稜部には切刃３ｂが形成されている。
【００２６】
このような切削インサート３が取り付けられる上記インサート取付座２は、上記カッター回転方向Ｔを向いてカッター本体１の先端側に向かうに従いカッター回転方向Ｔとは反対側に僅かに傾斜する平坦な底面２ａと、この底面２ａからカッター回転方向Ｔに向けて延びるカッター本体１の先端側を向く壁面およびカッター本体１の外周側を向く壁面とを備えている。
【００２７】
このようなインサート取付座２に、上記切削インサート３は、上記２つの側面のうち１つの側面の上記平坦面を底面２ａに密着させるとともに、２つの側面の間の７つの周面のうち１つの周面をカッター本体１の先端側を向くインサート取付座２の壁面に当接させ、さらに他の１つの周面をカッター本体１の外周側を向く壁面に当接させることにより着座させられる。
【００２８】
こうして着座させられた切削インサート３を押し付けて固定する本実施形態における切削インサート着脱機構４のクサビ部材５は、同じく図１９〜図２４に示すように、その先端部（図１９〜図２１、図２４において下側部分）がクサビ部５ａとされるとともに、このクサビ部５ａよりも後端側（図１９〜図２１、図２４において上側）の部分はクサビ中心線Ｌを中心とした円柱状の軸部５ｂとされている。さらに、この軸部５ｂよりも後端側のクサビ部材５の後端部には、軸部５ｂと同軸で軸部５ｂよりも小径の雄ネジ部５ｃが形成されている。
【００２９】
また、クサビ部５ａのカッター回転方向Ｔを向く側面は、軸部５ｂよりも大径でクサビ中心線Ｌを中心とした略１／２凸円筒面状に形成されている。一方、この側面とは反対のクサビ部５ａのカッター回転方向Ｔとは反対側を向く側面は、クサビ部材５の先端側に向かうに従いカッター回転方向Ｔとは反対側に僅かに傾斜する平面状のクサビ面５ｄとされていて、インサート取付座２の底面２ａおよび該インサート取付座２に着座させられた切削インサート３のカッター回転方向Ｔを向く側面に対向しており、このクサビ面５ｄがクサビ中心線Ｌに対してなす傾斜角は、インサート取付座２の底面２ａがカッター本体１の軸線Ｏに平行な直線に対してなす傾斜角と略等しく設定されている。
【００３０】
さらに、クサビ部材５のクサビ部５ａには、その後端側に、クサビ面５ｄに垂直に延びてクサビ中心線Ｌに交差する雌ネジ孔がクサビ部５ａを貫通するように形成されており、この雌ネジ孔には、本実施形態における切削インサート保持部材５ｅとしてボールプランジャーがねじ込まれて取り付けられている。
【００３１】
すなわち、この切削インサート保持部材５ｅは、上記雌ネジ孔にねじ込み可能な雄ネジ部が外周面に形成された有底円筒状の保持部材本体の内周部に、この内周部の底部に向けて順にコイルスプリング等の圧縮された状態の弾性部材と金属球とが抜け止めされて挿入されたものであり、金属球はクサビ部５ａのクサビ面５ｄから突出して、切削インサート３が固定された状態では、２つの上記側面のうちカッター回転方向Ｔを向く側面の上記平坦面、またはその内周の貫通孔３ａの開口部周縁に当接可能とされている。
【００３２】
このようなクサビ部材５は、カッター本体１の先端面および外周面とインサート取付座２側に開口するようにインサート取付座２のカッター回転方向Ｔ側に形成された凹溝状のクサビ部取付部６ａにクサビ部５ａが収容されるとともに、このクサビ部取付部６ａの底面（カッター本体１の先端側を向く面）に形成された軸部挿入孔６ｂに上記軸部５ｂが挿入されて、軸線Ｏ方向に進退可能にカッター本体１に取り付けられる。
【００３３】
クサビ部取付部６ａのカッター回転方向Ｔ側の内壁面は、カッター本体１の軸線Ｏと略平行な中心線を有してクサビ部５ａのカッター回転方向Ｔを向く側面が摺接可能な内径の略１／２凹円筒面状に形成されている。また、軸部挿入孔６ｂは、このクサビ部取付部６ａのカッター回転方向Ｔ側の内壁面と同軸の断面円形で、クサビ部材５の軸部５ｂが嵌め入れ可能な内径とされている。
【００３４】
さらに、カッター本体１の上記大径部１Ｂの後端面には、互いに等しい内径と深さで軸線Ｏに平行な中心線を有する断面円形の複数の弾性部材収容孔１ｂが、それぞれその中心線を軸線Ｏから軸部挿入孔６ｂの中心線までの半径と等しい半径の円周上に位置させて周方向に間隔をあけて形成されている。本実施形態では、１つのインサート取付座２ごとに複数の３つの弾性部材収容孔１ｂが形成されており、従ってこれら弾性部材収容孔１ｂの総数は３０である。なお、各弾性部材収容孔１ｂの内径は軸部挿入孔６ｂの内径よりも大きい。
【００３５】
これら１つのインサート取付座２ごとに３つの弾性部材収容孔１ｂは、周方向に隣接する弾性部材収容孔１ｂ同士の周方向の間隔が互いに等しくされている。また、この互いに等しくされた１つのインサート取付座２ごとに３つの弾性部材収容孔１ｂの間隔よりも、他の１つのインサート取付座２の３つの弾性部材収容孔１ｂと周方向に隣接する弾性部材収容孔１ｂ同士の間隔は僅かに大きくされている。
【００３６】
そして、上記軸部挿入孔６ｂは、これら１つのインサート取付座２ごとに３つの弾性部材収容孔１ｂのうち周方向に中央の弾性部材収容孔１ｂの底面（カッター本体１の後端側を向く面）に同軸に開口しており、この軸部挿入孔６ｂに挿入されたクサビ部材５の軸部５ｂはこの中央の弾性部材収容孔１ｂ内にその上記中心線に沿って突出するとともに、図８等に示すように軸部５ｂの後端の上記雄ネジ部５ｃは大径部１Ｂの後端面よりもカッター本体１の後端側に突出している。
【００３７】
さらに、こうしてカッター本体１の大径部１Ｂの後端面から突出したクサビ部材５の雄ネジ部５ｃには、図９等に示すように軸線Ｏに垂直な方向に延びる板状の受け部材７が取り付けられている。この受け部材７は、軸線Ｏを中心とした円弧板状に形成されており、周方向には上記１つのインサート取付座２ごとに３つの弾性部材収容孔１ｂの開口部を１つの受け部材７が覆うように配設されている。
【００３８】
このような受け部材７は、周方向の中央部に形成された貫通孔に上記雄ネジ部５ｃが挿通され、この受け部材７のカッター本体１先端側を向く先端面（底面）が軸部５ｂと雄ネジ部５ｃとの段差部に当接させられた上で、雄ネジ部５ｃにナット５ｆがねじ込まれることにより、クサビ部材５に取り付けられる。なお、この受け部材７のカッター本体１先端側を向く先端面（底面）は、切削インサート３がインサート取付座２に固定された状態では軸線Ｏに垂直な平面状である。
【００３９】
これに対して、受け部材７のカッター本体１後端側を向く後端面７ａには、そのカッター回転方向Ｔとは反対側の角部に断面Ｌ字状の切り欠き７ｂがカッター本体１の径方向に延びるように形成されており、切削インサート３がインサート取付座２に固定された状態で、この切り欠き７ｂからカッター回転方向Ｔに向かうに従い後端面７ａはカッター本体１の先端側に向かうように僅かに傾斜している。この状態での後端面７ａの軸線Ｏに垂直な平面に対する傾斜角θは、例えば０．５°程度である。すなわち、受け部材７は、切り欠き７ｂを除いて、カッター回転方向Ｔに向かうに従い僅かに薄肉となるように形成されている。
【００４０】
さらに、上記弾性部材収容孔１ｂには、この受け部材７をカッター本体１の後端側に弾性的に押圧するコイルスプリング等の弾性部材８が圧縮された状態で収容されており、この弾性部材８が伸張する際の押圧力によって受け部材７はカッター本体１の後端側に押圧される。本実施形態では、１つのインサート取付座２ごとに３つの弾性部材収容孔１ｂのすべてに弾性部材８が収容されており、周方向に中央の弾性部材収容孔１ｂのコイルスプリングである弾性部材８は、その中心の空洞部にクサビ部材５の軸部５ｂが挿通されている。なお、上記切削インサート保持部材５ｅの弾性部材の押圧力は、個々の弾性部材収容孔１ｂに収容される弾性部材８の押圧力よりも小さい。
【００４１】
そして、さらに本実施形態の刃先交換式カッターおよびカッター本体１における切削インサート着脱機構４においては、カッター本体１の先端面の中央部にねじ込まれて軸線Ｏ方向に進退可能な着脱ネジ９と、この着脱ネジ９と軸線Ｏ方向に係合して一体に進退可能とされるとともに、カッター本体１の周方向には着脱ネジ９に対して摺動可能とされてカッター本体１に対しては回転されない先端部移動板１０と、この先端部移動板１０と軸線Ｏ方向に連結されて一体に進退可能とされたカッター本体１の後端部の外周側に張り出す円環板状の後端部移動板１１とを備えている。
【００４２】
ここで、カッター本体１の先端面の中央部には、上記取付部１Ａの外径よりも大きな内径で断面円形に一段凹む凹部１ｃが形成されており、この凹部１ｃの底面（カッター本体１の先端側を向く面）の中央部にはネジ孔が形成されていて、着脱ネジ９はこのネジ孔にカッター本体１の先端側から軸線Ｏと同軸にねじ込まれている。着脱ネジ９は、このネジ孔にねじ込まれる雄ネジ部９ａよりも先端側が一段小径の先端軸部９ｂとされ、この先端軸部９ｂの先端面には軸線Ｏを中心とした例えば断面６角形等の多角形の係合孔９ｃが形成されている。
【００４３】
また、この着脱ネジ９の先端軸部９ｂの外周面には、軸線Ｏに沿った断面が方形状をなして内周側に凹む環状溝９ｄが形成されている。さらに、着脱ネジ９の後端面には断面円形の凹孔９ｅが形成されており、この凹孔９ｅは、カッター本体１の取付部１Ａに軸線Ｏを中心として形成された貫通孔１ｄと連通している。ただし、凹孔９ｅの内径は貫通孔１ｄの内径よりも僅かに大きい。
【００４４】
先端部移動板１０は円環板状に形成され、その内周部は着脱ネジ９の先端軸部の外周部に摺接可能とされるとともに、外周部はカッター本体１の凹部１ｃの内周部に摺接可能とされている。また、先端部移動板１０の先端面からカッター本体１の取付部１Ａの後端面にかけては、互いに連通して軸線Ｏ方向に貫通する取付孔１０ａ、１ｅが、取付部１Ａのキー溝１ａを避けるようにして周方向に複数（本実施形態では４つ）形成されており、このうちカッター本体１の取付孔１ｅは先端側が大径とされた段付き孔とされるとともに、先端部移動板１０の取付孔１０ａはカッター本体１の取付孔１ｅの大径部と等しい内径とされている。
【００４５】
さらに、着脱ネジ９の上記環状溝９ｄには、半割円環板状の２つの係合部材１０ｂが略円環状をなすように摺動可能に嵌め入れられるとともに、これらの係合部材１０ｂの外周部には円環板状の取付孔シール板１０ｃが配設され、これら係合部材１０ｂと取付孔シール板１０ｃとは先端部移動板１０の先端面（カッター本体１の先端側を向く面）にボルト止めされている。なお、取付孔シール板１０ｃは、先端部移動板１０の取付孔１０ａの先端側の開口部を覆うように配設される。
【００４６】
このように係合部材１０ｂが環状溝９ｄに摺動可能に嵌め入れられることにより、先端部移動板１０は、着脱ネジ９のねじ込み、ねじ緩めの際のカッター本体１に対する回転に関わらず、上述のようにカッター本体１に対しては回転せずに着脱ネジ９と軸線Ｏ方向に係合して一体に進退可能とされる。
【００４７】
なお、先端部移動板１０の後端面（カッター本体１の後端側を向く面）の内周部には、着脱ネジ９の雄ネジ部９ａの外径よりも僅かに大きな内径の断面Ｌ字状の切り欠きが形成されている。そして、この切り欠きのカッター本体１後端側を向く面と着脱ネジ９の雄ネジ部９ａの先端側を向く面との間には、スラスト軸受け等のベアリング１０ｄが介装されている。
【００４８】
また、後端部移動板１１は、内周部がカッター本体１の上記取付部１Ａの外周部に摺接可能な大きさの円環板状に形成されており、この内周部にはカッター本体１の後端側が一段大径となる軸線Ｏに平行な段付きの貫通孔が周方向に等間隔に複数形成されている。一方、先端部移動板１０の外周部には、カッター本体１の上記取付部１Ａの外径を越えた位置においてカッター本体１の径方向および周方向に後端部移動板１１の貫通孔と等しい位置に、同じく軸線Ｏに平行でカッター本体１の先端側が一段大径となる段付きの貫通孔が周方向に等間隔に複数形成されている。
【００４９】
さらに、カッター本体１の大径部１Ｂにも、これら先端部移動板１０および後端部移動板１１の貫通孔と径方向および周方向に等しい位置に軸線Ｏに平行な一定内径の貫通孔が周方向に等間隔に複数形成されている。そして、これらカッター本体１の各貫通孔には、両端部の内周部に雌ネジ部が形成された円筒状の連結ステー１２が軸線Ｏ方向に摺動可能に嵌め入れられており、この連結ステー１２の両端部の雌ネジ部に、カッター本体１の先端側からは先端部移動板１０の段付きの貫通孔に挿通された取付ボルトがねじ込まれ、またカッター本体１の後端側からは後端部移動板１１の段付きの貫通孔に挿通された取付ボルトがねじ込まれることにより、先端部移動板１０と後端部移動板１１は一体に軸線Ｏ方向に進退可能とされている。
【００５０】
また、後端部移動板１１の外径は、カッター本体１の大径部１Ｂの外径よりも大きくされており、後端部移動板１１の最外周部は軸線Ｏを中心とした円筒状とされて、大径部１Ｂの外周部の後端側に嵌め入れられている。さらに、この後端部移動板１１の外周部の先端面（カッター本体１の先端側を向く面）には、内周部の先端面に対してカッター本体１の後端側に凹むようにして軸線Ｏに沿った断面が長方形状の収容溝１１ａが軸線Ｏを中心として環状に形成されており、この収容溝１１ａは、カッター本体１の径方向の幅が受け部材７を収容可能な幅とされている。
【００５１】
さらにまた、この収容溝１１ａの底面、すなわち後端部移動板１１の外周部の先端側を向く端面１１ｂは軸線Ｏに垂直な平面状とされて、本実施形態では軸線Ｏ回りの全周に亙って軸線Ｏ方向に等しい位置となるようにされている。さらに、この端面１１ｂまでの収容溝１１ａの軸線Ｏ方向の深さは、後述するように着脱ネジ９、先端部移動板１０、および後端部移動板１１を先端側に一体に前進させたときに、受け部材７の後端面７ａに当接可能な深さとされている。なお、この収容溝１１ａの端面１１ｂには、受け部材７の後端面７ａから突出したクサビ部材５の雄ネジ部５ｃおよびナット５ｆを収容可能な凹所が形成されている。
【００５２】
このように構成された刃先交換式カッターは、取付孔シール板１０ｃが取り外された状態で、カッター本体１の取付部１Ａの後端面のキー溝１ａにアーバーＲの先端面の図示されないキーが嵌め入れられるとともに、この後端面の中央の貫通孔１ｄにはアーバーＲのキーの中央部に位置する図示されない円柱状の突起が嵌め入れられることにより、軸線Ｏに対する径方向と周方向に位置決めされる。
【００５３】
次いで、図１４に示すように取付孔１０ａ、１ｅに先端側から挿入された取付ボルト１３がアーバーＲの先端部にねじ込まれることにより、カッター本体１は図１１に示すようにアーバーＲの先端部に取り付けられる。さらに、取付孔シール板１０ｃを取り付けて先端部移動板１０の取付孔１０ａの開口部を覆うとともに、図１１に示すようにアーバーＲを工作機械の主軸Ｓに取り付けることにより、カッター本体１は軸線Ｏ回りにカッター回転方向Ｔに回転可能に支持される。
【００５４】
このように工作機械の主軸Ｓに取り付けられた状態において、切削インサート３の切刃３ｂによって切削を行う場合には、係合孔９ｃに六角レンチ等の作業用工具を係合させて着脱ネジ９をねじ込むことによりカッター本体１の後端側に後退させる。これにより、着脱ネジ９と一体に軸線Ｏ方向に進退可能とされた先端部移動板１０と、この先端部移動板１０に連結ステー１２を介して連結された後端部移動板１１とを後退させ、後端部移動板１１の外周部の先端側を向く端面１１ｂを受け部材７の後端面７ａよりもカッター本体１の後端側に位置させる。
【００５５】
これにより、受け部材７は弾性部材８の弾性力を受けて後端側に押圧され、クサビ部材５とともにカッター本体１の後端側に押し込まれて、クサビ部材５のクサビ部５ａのクサビ面５ｄが上述のようにインサート取付座２に着座させられた切削インサート３のカッター回転方向Ｔを向く側面の上記平坦面を押圧し、切削インサート３がインサート取付座２の底面２ａに押し付けられて図１〜図１１に示すように固定される。
【００５６】
このように切削インサート３がインサート取付座２に押し付けられて固定された状態から、カッター本体１がアーバーＲを介して工作機械に主軸Ｓに取り付けられたまま、図１２〜図１４に示すようにこの切削インサート３の押し付けを開放された状態にするには、上記とは逆に着脱ネジ９を緩めて先端部移動板１０および後端部移動板１１をカッター本体１の先端側に前進させ、後端部移動板１１の外周部の先端側を向く端面１１ｂを受け部材７の後端面７ａに当接させる。
【００５７】
そして、さらに弾性部材８の押圧力に抗して着脱ネジ９を緩めると、受け部材７が後端部移動板１１によって先端側に押圧されてクサビ部材５とともにカッター本体１の先端側に押し出され、クサビ部材５のクサビ部５ａのクサビ面５ｄが切削インサート３のカッター回転方向Ｔを向く側面の上記平坦面から離れ、切削インサート３の押し付けが開放される。従って、切削インサート３を回転させたり反転させたりして着座し直すことにより、切削によって摩耗が生じた切刃３ｂを摩耗のない未使用の切刃３ｂにコーナーチェンジしたり、あるいはすべての切刃３ｂが摩耗した切削インサート３を交換したりすることができる。
【００５８】
ここで、本実施形態では、後端部移動板１１の外周部の先端側を向く端面１１ｂ（軸線Ｏを中心とする環状の収容溝１１ａの底面）が、軸線Ｏに垂直な平面状であって、軸線Ｏ回りの全周に亙って軸線Ｏ方向に等しい位置となるようにされているので、後端部移動板１１がカッター本体１の先端側に前進したときには、この端面１１ｂがすべての受け部材７の後端面７ａに当接する。従って、さらに着脱ネジ９を緩めて後端部移動板１１が前進すると、カッター本体１の複数のインサート取付座２に取り付けられる複数の切削インサート３のすべてのコーナーチェンジや交換を、カッター本体１を工作機械の主軸Ｓに取り付けたまま短時間で容易に行うことが可能となる。
【００５９】
ただし、本実施形態では、このようにカッター本体１の複数のインサート取付座２に取り付けられる複数の切削インサート３のすべてが切削インサート着脱機構４によって取り付けられて着脱可能とされているが、例えばカッター本体１の先端面にサライ刃（ワイパー刃）を備えた切削インサートがネジ止めなどで取り付けられている場合には、このような切削インサートは切削インサート着脱機構４によって着脱されなくてもよい。また、場合によっては、端面１１ｂに部分的に凹部を設けて特定の切削インサート３は切削インサート着脱機構４によって着脱されなくてもよい。
【００６０】
また、本実施形態では、クサビ部材５のクサビ部５ａのクサビ面５ｄに、受け部材７およびクサビ部材５を後端側に弾性的に押圧する弾性部材８による押圧力よりも小さな押圧力で切削インサート３をインサート取付座２の底面２ａに押圧するボールプランジャーのような切削インサート保持部材５ｅが備えられている。このため、着脱ネジ９を緩めてクサビ部材５による切削インサート３の押し付けを解放したときに、切削インサート３を回転させたりインサート取付座２に着脱したりするのに大きな力を要さない範囲で、切削インサート３がインサート取付座２から脱落するのを防ぐことができる。
【００６１】
さらに、本実施形態では、クサビ部材５が複数（３つ）の弾性部材８によって軸線Ｏ方向後端側に弾性的に押圧されており、個々の弾性部材８による押圧力が小さくても、切削インサート３を確実に固定することができる。また、これらの弾性部材８を収容する弾性部材収容孔１ｂも複数（３つ）であるので、押圧力に応じて弾性部材８を変更することにより、押圧力を調整することもできる。
【００６２】
例えば、個々の弾性部材８の押圧力が大きい場合には、３つの弾性部材収容孔１ｂのうち周方向の両端の弾性部材収容孔１ｂに弾性部材８を収容したり、さらに弾性部材８の押圧力が大きい場合には、周方向の中央の弾性部材収容孔１ｂに弾性部材８を収容したりすればよい。特に、このように弾性部材８の押圧力が大きくて周方向の中央の弾性部材収容孔１ｂだけに弾性部材８を収容すればよい場合には、１つのインサート取付座２ごとの３つの弾性部材収容孔１ｂのうち周方向の両端部の弾性部材収容孔１ｂをなくして、弾性部材８が収容される弾性部材収容孔１ｂ同士の周方向の間隔を狭めることにより、切刃３ｂの多刃化を図ることができる。
【００６３】
さらにまた、本実施形態では、後端部移動板１１の外周部の先端側を向く端面１１ｂが軸線Ｏに垂直な平面とされる一方、受け部材７の後端面７ａは、上記端面１１ｂに当接していない状態では、カッター回転方向Ｔに向かうに従いカッター本体１の先端側に向かうように僅かな傾斜角θで傾斜させられている。従って、後端部移動板１１の前進に伴い、上記端面１１ｂは、受け部材７の後端面７ａの切り欠き７ｂとの交差稜線部から当接することになる。
【００６４】
そして、さらに後端部移動板１１が前進すると、この交差稜線部を中心として図１３に示すように受け部材７は上記傾斜角θが小さくなる方向に傾き、これによってクサビ部材５の軸部５ｂは僅かに撓んでクサビ部材５がインサート取付座２の底面２ａから離れる方向に傾き、クサビ部５ａはカッター回転方向Ｔ側に押さえ付けられることになる。このため、クサビ面５ｄも切削インサート３から離れてクサビ面５ｄと切削インサート３とのクリアランスを確保することができるので、切削インサート３のコーナーチェンジや交換を容易に行うことが可能となる。
【００６５】
また、本実施形態では、カッター本体１に、先端部移動板１０の先端面からカッター本体１の取付部１Ａの後端面にかけて貫通する取付孔１０ａ、１ｅが形成されており、この取付孔１０ａ、１ｅに挿通した取付ボルト１３が工作機械の主軸Ｓに装着されるアーバーＲの先端部にねじ込まれることによって、カッター本体１が軸線Ｏ回りに回転可能に支持される。
【００６６】
そして、こうして取付ボルト１３が取付孔１０ａ、１ｅに挿通されてアーバーＲの先端部にねじ込まれた後は、本実施形態では、先端部移動板１０の先端面に開口する取付孔１０ａの開口部を取付孔シール板１０ｃによって覆うことにより、図１４に示すようにこの取付孔１０ａの開口部から切屑Ｃがカッター本体１内に入り込むのを防ぐことができ、このような切屑Ｃによって着脱ネジ９の回転が阻害されるような事態が生じるのを防止することができる。
【００６７】
さらに、本実施形態では、この着脱ネジ９と先端部移動板１０との間に、スラスト軸受け等のベアリング１０ｄが介装されている。このため、着脱ネジ９を回転させることによって、特に弾性部材８による押圧力に抗して先端部移動板１０および後端部移動板１１を前進させてクサビ部材５による切削インサート３の押し付けを開放する場合に、着脱ネジ９を回転させるのに必要とされる力を軽減することができ、一層容易に切削インサート３のコーナーチェンジや交換を行うことができる。
【００６８】
なお、本実施形態では、インサート取付座２の底面２ａがカッター回転方向Ｔを向いていて、このインサート取付座２に着座させられた切削インサート３をクサビ部材５によってカッター回転方向Ｔとは反対側に押し付けることにより固定するようにしているが、これとは逆に、インサート取付座２の底面２ａがカッター回転方向Ｔとは反対側を向いていて、このインサート取付座２に着座させられた切削インサート３をクサビ部材５によってカッター回転方向Ｔに押し付けることにより固定する刃先交換式カッターに本発明を適用することも可能である。
【符号の説明】
【００６９】
１  カッター本体
１Ａ  取付部
１Ｂ  大径部
１Ｃ  切刃部
１ｂ  弾性部材収容孔
１ｅ  カッター本体１の取付孔
２  インサート取付座
２ａ  インサート取付座２の底面
３  切削インサート
３ｂ  切刃
４  切削インサート着脱機構
５  クサビ部材
５ａ  クサビ部
５ｂ  軸部
５ｃ  雄ネジ部
５ｄ  クサビ面
５ｅ  切削インサート保持部材
５ｆ  ナット
７  受け部材
７ａ  受け部材７の後端面
８  弾性部材
９  着脱ネジ
９ａ  着脱ネジ９の雄ネジ部
１０  先端部移動板
１０ａ  先端部移動板１０の取付孔
１０ｂ  係合部材
１０ｃ  取付孔シール板
１０ｄ  ベアリング
１１  後端部移動板
１１ａ  収容溝
１１ｂ  後端部移動板１１の外周部の先端側を向く端面（収容溝１１ａの底面）
１２  連結ステー
１３  取付ボルト
Ｒ  アーバー
Ｓ  工作機械の主軸
Ｏ  カッター本体１の軸線
Ｔ  カッター回転方向
Ｌ  クサビ中心線
θ  受け部材７の後端面７ａの軸線Ｏに垂直な平面に対する傾斜角
【図１】
2020062729.tif 000003
【図２】
2020062729.tif 000004
【図３】
2020062729.tif 000005
【図４】
2020062729.tif 000006
【図５】
2020062729.tif 000007
【図６】
2020062729.tif 000008
【図７】
2020062729.tif 000009
【図８】
2020062729.tif 000010
【図９】
2020062729.tif 000011
【図１０】
2020062729.tif 000012
【図１１】
2020062729.tif 000013
【図１２】
2020062729.tif 000014
【図１３】
2020062729.tif 000015
【図１４】
2020062729.tif 000016
【図１５】
2020062729.tif 000017
【図１６】
2020062729.tif 000018
【図１７】
2020062729.tif 000019
【図１８】
2020062729.tif 000020
【図１９】
2020062729.tif 000021
【図２０】
2020062729.tif 000022
【図２１】
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【図２２】
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【図２３】
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【図２４】
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