(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
対向する上面（３）および底面（５）と、
前記上面（３）と底面（５）の間に延びる外周側面（７）であって、対向する第２の側面（１３）と連結する対向する第１の側面（１１）を含み、前記第１の側面（１１）の各々は第１の当接面部分（２１）を含み、前記第２の側面（１３）の各々は第２の当接面部分（２３）を含み、これら第１及び第２の当接面部分（２１、２３）はそれぞれ切削インサートを着座させるのに適している、外周側面（７）と、
前記外周側面（７）と前記上面（３）の間に形成された上部外周縁部（９）であって、
前記第１の側面（１１）と前記上面（３）の交点における対向する第１の縁部（１５）と、
前記第２の側面（１３）と前記上面（３）の交点における対向する第２の縁部（１７）であって、２つの前記対向する第１の縁部（１５）は、前記２つの対向する第２の縁部（１７）に対して横断方向に延びる、第２の縁部（１７）と、
対角線上に対向した第１のコーナ縁部（１９）の第１の対であって、各々の第１のコーナ縁部（１９）は、第１の縁部（１５）の前端（１５ｌ）と、関連する第２の縁部（１７）との間に画定される、第１のコーナ縁部（１９）の第１の対と、
対角線上に対向した第２のコーナ縁部（２５）の第２の対であって、各々の第２のコーナ縁部（２５）は、前記第１の縁部（１５）の後端（１５ｔ）と、隣接する第２の縁部（１７）との間に画定される、第２のコーナ縁部（２５）の第２の対とを含む、上部外周縁部（９）と、
前記インサートが１８０°の回転対称をその周りに有する、前記対向する上面（３）および底面（５）を貫通して延びる対称軸（Ｓ）と、
前記切削インサート（１）の上面図または底面図では、前記対称軸（Ｓ）に対して垂直であり且つ前記第１の当接面部分（２１）に平行に延びる第１の軸（Ａ）と、
前記対称軸（Ｓ）および前記第１の軸（Ａ）の両方に対して垂直であり、前記第２の側面に沿って延び、前記第１の側面に対して横断方向にある第２の軸（Ｂ）とを備える切削インサート（１）であって、
前記切削インサートの上面図では、前記第１の軸（Ａ）に平行であり、関連する第１のコーナ縁部（１９）近傍の前記第１の縁部（１５）の第１の縁部の接点（５１９）を含有する想像上の第１の縁部の接線Ａ’〜Ａ’に対して、各々の第１の縁部（１５）は、前記第１の軸（Ａ）に向かって第１の角度（α）で内側に、関連する第２のコーナ縁部（２５）の方向に収束し、
前記第１の当接面部分（２１）の各々は、その関連する第１の縁部（１５）から離間して置かれ、その前記関連する第１の縁部（１５）の向きに独立である向きを有し、
側面図では、前記第１の側面（１１）それぞれは、前記第１の縁部（１５）近傍から下方に延びる第１の逃げ面部分（２７）と、前記底面（５）近傍から上方に延びる第１の下面部分（３１）とを含み、このとき前記第１の当接面部分（２１）は、前記第１の逃げ面部分（２７）と前記第１の下面部分（３１）の間に配置され、
前記第１の当接面部分（２１）と前記第１の逃げ面部分（２７）は、前記対称軸（Ｓ）に関して異なるように方向付けられ、
前記インサートの上面図では、前記第２の軸（Ｂ）に平行であり、前記関連する第２のコーナ縁部（２５）近傍に第２の縁部の接点（５２５）を含有する想像上の第２の縁部の接線Ｂ’〜Ｂ’に対して、各々の第２の縁部（１７）は、前記第２の軸（Ｂ）に向かって第２の角度（β）で内側に、隣接する第１のコーナ縁部（１９）の方向に収束し、前記第２の角度（β）は、０°と４０°の間であることを特徴とする切削インサート（１）。
【請求項２】
端面図では、前記第２の側面（１３）それぞれは、前記第２の縁部（１７）近傍から下方に延びる第２の逃げ面部分（２９）と、前記底面（５）近傍から上方に延びる第２の下面部分（３３）とを含み、このとき前記第２の当接面部分（２３）は、前記第２の逃げ面部分（２９）と前記第２の下面部分（３３）の間に配置されており、
前記第２の当接面部分（２３）と前記第２の逃げ面部分（２９）は、前記対称軸（Ｓ）に関して異なるように方向付けられ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】
前記第２の当接面部分（２３）の各々は、その関連する第２の縁部（１７）から離間して置かれ、その前記関連する第２の縁部（１７）の向きに独立である向きを有す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４】
前記インサートの側面図では、前記第１のコーナ縁部（１９）は、前記第１の縁部（１５）のいずれの部分にも劣らない前記底面（５）からの遠さのものである部分を含有す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５】
前記第１の縁部（１５）、前記第２の縁部（１７）、および前記第１のコーナ縁部（１９）の少なくとも一部が、切れ刃であ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６】
前記第２の角度（β）は、１８°と２２°の間であ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７】
前記第１の角度（α）は、１°と６°の間であ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８】
前記第１の角度（α）は、２．５°と３．５°の間であることを特徴とする請求項７に記載の切削インサート。
【請求項９】
前記切削インサートは、締付けねじを受け入れるための、前記上面（３）と前記底面（５）の間に形成された締付け用穴（３５）を有す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１０】
前記第１の当接面部分（２１）および前記第２の当接面部分（２３）は、互いに対して略垂直に配置され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１１】
上面図では、
前記第１の縁部の接点（５１９）は、前記第１の軸（Ａ）に対する前記切削インサートの最遠点を形成し、前記第２のコーナ縁部（２５）に比べ前記第１のコーナ縁部（１９）により近くなっており、
前記第２の縁部の接点（５２５）は、前記第２の軸（Ｂ）に対する前記切削インサートの最遠点を形成し、前記第１のコーナ縁部（１９）に比べ前記第２のコーナ縁部（２５）により近くなってい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１２】
ホルダ（７０）と、
前記ホルダ内に保持された請求項１に記載の少なくとも１つの切削インサート（１）とを備えることを特徴とする切削工具（６４）。
【請求項１３】
前記工具（６４）は、軸方向前方（Ｆ）および軸方向後方（Ｒ）の方向を規定する長手方向の回転軸（Ｃ）を有し、
前記ホルダ（７０）が、正面部（７８）と、前記切削インサート（１）が中に保持される少なくとも１つのポケット（７２）とを有し、
前記切削インサート（１）の作用する第１の縁部（１５）は、横切れ刃の役割を果たし、
前記切削インサート（１）の作用する第２の縁部（１７）は、前記ホルダ（７０）の前記正面部（７８）を越えて突出する正面切れ刃の役割を果たし、
前記作用する第１の縁部（１５）と前記作用する第２の縁部（１７）の間の作用する第１のコーナ縁部（１９）は、前記ホルダ（７０）の径方向範囲（７１）を越えて突出し、
前記作用する第１の縁部（１５）は、前記工具の回転軸（Ｃ）に対して傾斜され、前記作用する第１のコーナ縁部（１９）から径方向内側および軸方向後方に延び、
前記作用する第２の縁部（１７）は、前記工具の回転軸（Ｃ）に対して垂直に延びる想像上の平面（Ｐ３）に対して傾斜され、前記作用する第１のコーナ縁部（１９）から径方向内側および軸方向前方に延びることを特徴とする請求項１２に記載の切削工具（６４）。
【請求項１４】
前記作用する第１の縁部（１５）は、回転（９１）の横方向包絡線を生成することができ、前記回転（９１）の横方向包絡線は、
径方向内側および軸方向後方にテーパになり、前記工具の回転軸（Ｃ）に平行に延びる第２の想像上の平面と共に、０°と１０°の間の長手方向の逃げ角（α’）を形成する前方の横部分（９３）を有することを特徴とする請求項１３に記載の切削工具（６４）。
【請求項１５】
前記長手方向の逃げ角（α’）は、約３°であることを特徴とする請求項１４に記載の切削工具（６４）。
【請求項１６】
前記第１のコーナ縁部（１９）は、前記径方向範囲（７１）を約０．１ｍｍから０．７５ｍｍ越えて突出することを特徴とする請求項１４に記載の切削工具（６４）。
【請求項１７】
前記第１のコーナ部は、前記径方向範囲（７１）を約０．２５ｍｍ越えて突出することを特徴とする請求項１６に記載の切削工具（６４）。
【請求項１８】
前記作用する第２の縁部（１７）は、径方向外側および軸方向後方にテーパになり、前記工具の回転軸（Ｃ）に対して垂直に延びる前記想像上の平面（Ｐ３）に対して０°と４５°の間の前角（β’）を形成する回転（９７）の第２の包絡線を生成することができることを特徴とする請求項１４に記載の切削工具（６４）。
【請求項１９】
前記作用する第２の縁部（１７）は、径方向外側および軸方向後方にテーパになり、前記工具の回転軸（Ｃ）に対して垂直に延びる前記想像上の平面（Ｐ３）に対して０°と４５°の間の前角（β’）を形成する回転（９７）の包絡線を生成することができることを特徴とする請求項１３に記載の切削工具（６４）。
【請求項２０】
前記前角（β’）は、１０°と３５°の間であることを特徴とする請求項１９に記載の切削工具（６４）。
【請求項２１】
前記前角（β’）は、１８°と２２°の間であることを特徴とする請求項２０に記載の切削工具（６４）。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本開示は、切削インサートおよびそのような切削インサート用のホルダならびにホルダおよびそのような１つまたは複数の切削インサートの組合せに関する。さらに本開示は、切削インサートを形成するための方法、および／またはそのような切削インサートおよび／またはホルダの使用方法、および／またはホルダ用の切削インサートを設計するための方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
特に金属切削用の切削インサートおよびそのような切削インサート用のホルダが、当技術分野で知られている。切削工具としても知られているそのような切削インサートおよびホルダは、一般に、穴あけ、フライス削りなどの回転式切削作業に使用される。
【０００３】
たとえば、工作物において９０°ショルダをフライス削りするための回転式切削工具が知られている。そのような工具は、一般に、切削工具の回転軸にほぼ平行である回転の円筒状のまたはほぼ円筒状の包絡線を生成する横切れ刃を有し、したがって工作物において９０°ショルダをフライス削りすることができる切削部材を保持するように設計されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】米国特許第５，０５２，８６３号明細書
【特許文献２】米国特許第５，０７１，２９２号明細書
【特許文献３】米国特許第５，０７８，５５０号明細書
【特許文献４】米国特許第５，１４５，２９５号明細書
【特許文献５】米国特許第５，２０７，５３８号明細書
【特許文献６】米国特許第４，７０８，５３７号明細書
【特許文献７】欧州特許出願第１０７５８８９号明細書
【特許文献８】米国特許出願第５，４６０，４６４号明細書
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかし、そのような切削インサートまたは切削工具を厳しい機械切削条件のもとで使用するとき、切削プロセスの厳しい条件によって場合によっては生み出されることがある大規模な切削力により、安定性の問題が生じ得る。特に、上記で説明した回転式切削工具の切削力は、工作物をフライス削りする間に発生した各々の切削インサートのトルクの合計を含み、このトルクは、各々の切れ刃部分上に働く切削力と各々の切れ刃部分の回転の円筒状包絡線の半径の積である。したがって、切削工具の横切れ刃を使用することは、たとえば面切れ刃を使用する場合に比べ、より大規模の切削力となって現れる。さらに、切削部材および／または切削工具にかかる過剰な負荷および／またはその振動が存在することもある。その上、工作物の機械切削表面への損傷が生じることもある。これらの問題は、従来の切削部材および／または切削工具の使用を限定し得る。
【０００６】
したがって、厳しい条件が存在する場合であっても切削を円滑に進めるために、切削部材は、工作物上の大量の材料を迅速に除去するように設計されている。そのような機械切削作業では、切削の深さが、たとえば場合によって２ｍｍまでなどの浅さになり得る間、横方向の削り速度は、たとえばカッタの１歯あたり３〜４ｍｍまでなど非常に速くなる。そのようなインサートは、たとえば「タブ」と呼ばれることがあるもの、すなわち、たとえばダイおよび金型製造業界では慣例的であり得る固体の金属工作物内に形成された深いポケットなどの粗い機械切削に非常に効果的である。そのような切削部材の主な切れ刃は、切削工具の面に隣接して配設することができ、場合によっては切削工具の回転軸に対して横断方向に延びることができる。
【０００７】
厳しい条件が存在する場合であっても切削を円滑に進める目的で、切削工具にかかる過剰負荷および／またはその振動を軽減するために、場合によっては切削インサートの長手方向縁部を機械切削された工作物の側壁から逃がすことがあることが知られている。これを達成するには、傾斜したインサートポケットを有する特別な工具を設計することが知られており、それによってそのように特別に製造された傾斜ポケット内に配置された切削インサートは、その横縁部を工作物の側壁から逃がすようになる。
【０００８】
円筒状のホルダと、少なくとも１つの交換可能な外周に配設された切削インサートとを有する外周回転式フライス削りカッタで使用するために、切削インサートは、その横切れ刃を有して形成され、この横切れ刃は、湾曲され、フライス削りカッタ内に装着された切削部材内の横切れ刃のアキシャルすくい角に対応する角度で前記横切れ刃の回転表面を構成する円筒形と交差する傾斜した平面の湾曲された側面の一部を形成することが知られている（たとえば、特許文献１参照）。
【０００９】
円筒状のホルダと、少なくとも１つの交換可能な外周に配設された切削インサートとを有する外周回転式フライス削りカッタで使用するために、切削インサートは、切削すくい面および逃げフランク面を有して形成され、この切削すくい面および逃げフランク面は、円筒状のホルダに対して規定されるようなインサートすくい角および逃げ角が切れ刃の長さに沿ってほぼ不変のままであるように、連続的に湾曲されることが知られている（たとえば、特許文献２参照）。
【００１０】
円筒状のホルダと、少なくとも１つの交換可能な外周に配設された切削インサートであって、インサートの前端に隣接し、その中間位置に配置された第１の位置から、前記切れ刃と交差し、インサートの後端に隣接する第２の位置まで側部逃げフランクに沿って延びる交差線において交差する第１および第２の構成要素の側部逃げ面を含む側部逃げフランクを有する、切削インサートとを有する外周回転式フライス削りカッタで使用するために、前記構成要素のフランク面は、ほぼ平面であり、前端の領域内の円筒状ホルダに対して規定されたようなインサートの側部逃げ角が、後端の領域内のインサート側部逃げ角とほぼ等しくなるように互いに対して角度を付けて配設されることが知られている（たとえば特許文献３参照）。
【００１１】
円筒状のホルダと、少なくとも１つの交換可能な外周に配設された切削インサートとを有する外周回転式カッタで使用するために、切削インサートは、前記切れ刃と前記フランク逃げ面の中間部分の間に画定された第１の部分と、前記中間部分とインサートの基部の間に画定された第２の部分とを含む逃げフランク面を有して形成され、前記第１の部分は、第１の逃げフランク角を示し、前記第２の部分は、第２の逃げフランク角を示し、前記逃げフランク角は、前記第１および第２の部分をつなぐ前記中間部分が前記第１および第２の部分に対して横断方向に向けられているとき、前記第２の逃げフランク角よりも相当大きくなることが知られている（たとえば特許文献４参照）。
【００１２】
少なくとも１つの交換可能な外周に配設された切削インサート内に円筒状のホルダを有する外周回転式フライス削りカッタで使用するために、切削インサートは、前記切れ刃と前記逃げフランク面の中間部分の間に画定された第１の部分と、前記中間部分とインサートの基部の間に画定された第２の部分とを含む逃げフランク面を有して形成され、前記第１の部分は、第１の逃げフランク角を示し、前記第２の部分は、第２の逃げフランク角を示し、前記第１の逃げフランク角は、前記第１および第２の部分をつなぐ前記中間部分が前記第１および第２の部分に対して横断方向に向けられているとき、前記第２の逃げフランク角よりも相当大きくなることが知られている（たとえば特許文献５参照）。
【００１３】
たとえば特許文献５および特許文献４の図１４に示され得るように、それぞれの切削インサートは、横切れ刃が、工作物において９０°ショルダを機械切削するために回転式フライス削りカッタの回転軸に平行になるように、ホルダ内に装着することができる。
【００１４】
切削工具のホルダに解放可能に嵌合された交換可能なカートリッジ座部上に装着された取替え可能な切削インサートを有する金属切削工具が開示されており（たとえば特許文献６参照）、それぞれの切削工具内に締め付けられたインサートは、工作物において９０°ショルダのフライス削りを可能にするために、回転式切削工具の回転軸に対して横切れ刃が平行になることをもたらすように配置される。
【００１５】
特許文献７は、少なくとも１つの割出し可能なインサートを有する回転式切削工具に関するものであり、このインサートは、主切れ刃および外側の外周切れ刃を有する。前記主切れ刃は、ある切れ刃角度で傾斜され、弧状またはほぼ弧状のように成形されているものとして開示されており、前記外側の外周切れ刃は、工具の中心軸に対してバックテーパ（ｂａｃｋ−ｔａｐｅｒｅｄ）になるように直線、弧状、またはほぼ弧状のように成形される。それぞれの構成は、チャタリング振動を抑制し、安定的な高効率の作動を実現するものとして論じられている。
【００１６】
特許文献８は、ある角度で傾斜された横切れ刃の尾根部および矩形の基部形状に対してある角度で傾斜された正面切れ刃の尾根部を含む切削インサートを言及している。
【課題を解決するための手段】
【００１７】
１つの態様では、本発明は、切削インサートを対象とする。本発明の切削インサートは、対向する上面および底面と、上面と底面の間に延びる外周側面とを含む。外周側面は、対向する第２の側面と連結する対向する第１の側面を含む。第１の側面および第２の側面の各々は、切削インサートを着座させるのに適した少なくとも１つの当接面部分を含む。外周側面と上面の間には、上部の外周縁部が形成される。上部の外周縁部は、第１の側面と上面の交点における対向する第１の縁部と、第２の側面と上面との交点における対向する第２の縁部とを含み、このとき、２つの対向する第１の縁部は、２つの対向する第２の縁部に対して横断方向に延びている。上部外周縁部は、さらに、対角線状に対向した第１のコーナ縁部の第１の対を含み、各々の第１のコーナ縁部は、第１の縁部の前端と、関連する第２の縁部のと間に画定される。上部外周縁部は、さらに、対角線状に対向した第２のコーナ縁部の第２の対を含み、各々の第２のコーナ縁部は、第１の縁部の後端と、隣接する第２の縁部との間に画定される。切削インサートは、インサートが１８０°の回転対称をその周りに有する対向する上面および底面を貫通して延びる対称軸Ｓと、切削インサートの上面図または底面図では、対称軸Ｓに対して垂直であり、第１の縁部に概ね平行に延びる第１の軸Ａと、対称軸Ｓおよび第１の軸Ａの両方に対して垂直であり、第２の側面に沿って延び、第１の側面に対して横断方向にある第２の軸Ｂとを有する。本発明の切削インサートの上面図では、第１の軸Ａに平行であり、関連する第１のコーナ縁部近傍の第１の縁部の第１の縁部の接点を含有する想像上の第１の縁部の接線Ａ’〜Ａ’に対して、各々の第１の縁部は、第１の軸に向かって第１の角度αで内側に、関連する第２のコーナ縁部の方向に収束している。また、切削インサートの上面図では、第２の軸Ｂに平行であり、関連する第２のコーナ縁部近傍の第２の縁部の接点を含有する想像上の第２の縁部の接線Ｂ’〜Ｂ’に対して、各々の第２の縁部は、第２の軸Ｂに向かって第２の角度βで内側に、隣接する第１のコーナ縁部の方向に収束している。さらに、少なくとも１つの当接面部分の各々は、その関連する第１または第２の縁部から離間して置かれており、その前記関連する第１または第２の縁部の向きに独立である向きを有する。
【００１８】
切削インサートの側面図では、第１のコーナ縁部は、第１の縁部のいずれの部分にも劣らない底面からの遠さのものである部分を含有することができる。
【００１９】
第２の縁部は、底面に概ね平行でよい。
【００２０】
第１の縁部、第２の縁部、および第１のコーナ縁部の各々の少なくとも一部が、切れ刃である。
【００２１】
第２の角度βは、０°と４０°の間でよく、より好ましくは１８°と２２°の間である。
【００２２】
第１の角度αは、１°と６°の間でよく、より好ましくは２．５°と３．５°の間である。
【００２３】
切削インサートの側面図では、第１の側面はそれぞれ、第１の縁部近傍から下方に延びる第１の逃げ面部分と、底面近傍から上方に延びる第１の下面部分とを含むことができ、このとき、第１の当接面部分が、第１の逃げ面部分と第１の下面部分の間に配置されている。同時に、切削インサートの端面図では、第２の側面はそれぞれ、第２の縁部近傍から下方に延びる第２の逃げ面部分と、底面近傍から上方に延びる第２の下面部分とを含むことができ、このとき、第２の当接面部分が、第２の逃げ面部分と第２の下面部分の間に配置されている。
【００２４】
当接面部分、逃げ面部分、および下面部分の各々は、対称軸Ｓに関して異なるように方向付けることができる。
【００２５】
各々の第１の側面は、第１の軸Ａに対して概ね平行でよく、各々の第２の側面は、第２の軸Ｂに対して概ね平行でよい。
【００２６】
対向する第１の側面と底面の交点において画定された第１の底縁部は、第１の当接面部分に概ね平行でよい。対向する第２の側面と底面の交点において画定された第２の底部は、第２の当接面部分に概ね平行でよい。
【００２７】
切削インサートには、上面と底面の間に形成された、締付けねじを受け入れるための締付け用穴が設けられてよい。
【００２８】
第１の当接面部分および第２の当接面部分は、互いに略垂直に配置することができる。
【００２９】
底面は、第１および第２の当接面部分に概ね垂直である基部当接面を形成することができる。
【００３０】
上面図では、第１の縁部の接点は、第１の軸Ａに対する切削インサートの最遠点を形成し、第２のコーナ縁部に比べ第１のコーナ縁部により近くなっている。同時に、第２の縁部の接点は、第２の軸Ｂに対する切削インサートの最遠点を形成し、第１のコーナ縁部に比べ第２のコーナ縁部により近くなっている。
【００３１】
別の態様では、本発明は、上記で説明した種類の切削インサートがその中に保持されるホルダを備える切削工具を対象とする。
【００３２】
工具は、軸方向前方のＦ方向および軸方向後方のＲ方向を規定する長手方向の回転軸Ｃを有する。ホルダは、正面部と、本発明の切削インサートが中に保持される少なくとも１つのポケットとを有する。切削インサートの作用する第１の縁部は、横切れ刃の役割を果たし、切削インサートの作用する第２の縁部は、ホルダの正面部を越えて突出する正面切れ刃の役割を果たし、作用する第１の縁部と作用する第２の縁部の間の作用する第１のコーナ縁部は、ホルダの径方向範囲を超えて突出し、作用する第１の縁部は、工具の回転軸Ｃに対して傾斜され、作用する第１のコーナ縁部から径方向内側および軸方向後方に延び、作用する第２の縁部は、工具の回転軸Ｃに対して垂直に延びる想像上の平面Ｐ３に対して傾斜され、作用する第１のコーナ縁部から径方向内側および軸方向前方に延びる。
【００３３】
作用する第１の縁部は、回転の横方向包絡線を生成することができ、この回転の横方向包絡線は、径方向内側および軸方向後方にテーパになり、工具の回転軸Ｃに平行に延びる第２の想像上の平面と共に０°と１０°の間の長手方向の逃げ角α’を形成する前方の横部分と、ほぼ円筒状の後方の横部分とを含む。
【００３４】
長手方向の逃げ角α’は、約３°でよい。
【００３５】
第１のコーナ縁部は、約０．１ｍｍから０．７５ｍｍで径方向範囲を超えて突出することができ、より好ましくは、約０．２５ｍｍで径方向範囲を超えて突出する。
【００３６】
作用する第２の縁部は、回転の第２の包絡線を生成することができ、この回転の第２の包絡線は、径方向外側および軸方向後方にテーパになり、工具の回転軸Ｃに対して垂直に延びている想像上の平面Ｐ３に対して０°と４５°の間の前角β’を形成する。
【００３７】
前角β’は、１０°と３５°の間でよく、より好ましくは１８°と２２°の間でよい。
【００３８】
本発明をより良好に理解し、本発明が実際に実施され得る方法を示すために、次に、以下の添付の図を参照する。
【図面の簡単な説明】
【００３９】
【図１】従来技術の既知の切削インサートが取り外し可能にその中に固定される既知のホルダを有する既知の切削工具の部分側面図である。
【図２】既知のホルダと、その中に取り外し可能に保持される、本開示の例示的実施形態による少なくとも１つの切削インサートとを有する、本開示の例示的実施形態による切削工具の側面図である。
【図３】図２に示した切削工具の斜視図である。
【図４】図２に示した切削インサートの斜視図である。
【図５】図４に示した切削インサートの上面図である。
【図６】図４に示した切削インサートの側面図である。
【図７】線ＶＩＩ〜ＶＩＩに沿って切り取った図６の切削インサートの断面図である。
【図８】図４に示した切削インサートの底面図である。
【図９】図４に示した切削インサートの端面図である。
【図１０】図１に示した既知のホルダのポケットの斜視図である。
【図１１】図１に示した当技術分野において知られているインサートの外形および図２に示した本開示の例示的実施形態によるインサートの外形両方の重なりを示す、図２に示したホルダの概略図である。
【図１２】切削工具の回転軸を貫通して延びる平面で切り取った、図２に示した切削工具によって生成された包絡線の概略側面図である。
【発明を実施するための形態】
【００４０】
図１は、工作物５１のショルダフライス削りのプロセスにおいて既知のホルダ７０内に形成された、既知のインサートを受け入れるポケット７２内に締め付けられた既知の切削インサート６１を示している。図１に示すような既知のインサートを受け入れるポケット７２、既知のホルダ７０、および既知の切削インサート６１は、当技術分野で知られており、これらは、工作物５１において９０°ショルダ５３をフライス削りするための既知の回転式切削工具６３を形成する。既知のホルダ７０の側面図では、既知のインサート６１は、既知の切削工具６３の長手方向の回転軸Ｃに平行である９０°ショルダ５３に対して径方向外側の横切れ刃６７に沿ってホルダ７０の面７８に向かって開口する逃げ６５をもたらすように既知のホルダ７０内に装着される。９０°ショルダ５３と既知の切削工具６３の回転軸Ｃの間の距離は、切削工具６３の切削半径Ｒ１である。
【００４１】
図２および３は、少なくとも１つの既知のインサートを受け入れるポケット７２、この特定の実施形態では、３つの既知のインサートを受け入れるポケット７２が設けられた既知のホルダ７０を備える新しい切削工具６４を示している。ただし、インサートを受け入れるポケットの数は、変更することができる。新しい切削工具６４では、各々の既知のポケット７２は、本開示の１つの例示的実施形態による新しい切削インサート１を収容する。各々の新しい切削インサートは、例示的な方法で、締付けボルト７４によってポケット７２に解放可能に固定される。しかし、他の締付け手段を使用することもできる。このように、ホルダ７０および新しい切削インサート１は、軸方向前方の方向Ｆおよび軸方向後方の方向Ｒを規定する長手方向の回転軸Ｃを有する新しい切削工具６４を形成する。
【００４２】
次に、図４から９を参照する。新しい切削インサート１は、上面３および底面５ならびにそれらの間を延びる外周側面７を含む。外周側面７は、少なくとも２つの対向する第１の（主）側面１１と、２つの対向する第２の（副）側面１３とを有する。上部の外周縁部９は、外周側面７と上面３の交点において画定される。上部の外周縁部９の部分は、さらに、第１の（主）縁部１５および第２の（副）縁部１７としても示される。特に、１つの例示的実施形態の新しい切削インサート１は、少なくとも２つの第１の側面１１と上面３の交点において画定された少なくとも２つの第１の縁部１５と、少なくとも２つの第２の側面１３と上面３の交点において画定された少なくとも２つの第２の縁部１７とを有することができる。
【００４３】
各々の第２の側面１３は、後続の第１の側面１１から離れて先の第１の側面１１まで延びる。各々の第２の面１３は、第１のコーナ面４１を通って後続の第１の側面１１および第２のコーナ面４３を通って先の第１の側面１１と同化する。第１のコーナ面４１は、第１のコーナ縁部１９において上面と交差し、第２のコーナ面４３は、第２のコーナ縁部２５において上面３と交差する。したがって、各々の第２の縁部１７は、第１のコーナ縁部１９において後の第１の縁部１５と交わり、また、この第１のコーナ縁部１９から離れ、第２の縁部１７から先の第１の縁部１５への移行部において形成された第２のコーナ縁部２５まで延びる。図６の側面図に最適に示すように、所与の第１の縁部１５が、関連する第１のコーナ縁部１９から離れて延びるとき、この縁部１５は、最初、底面５と平行になり、その後底面５に向かって勾配を成し、最終的には底面５から離れるように関連する第２のコーナ縁部２５方向に勾配を成す。それ故、切削インサート１の側面図では、各々の第１の縁部１５は、波形状を有している。各々の第１の縁部は、関連する第１のコーナ縁部１９に隣接する底面５からの最大距離および関連する第２のコーナ縁部２５に隣接する底面５からの最小距離を有する。第１のコーナ部１９は、第１の縁部１５のいずれの部分にも劣らない底面５からの遠さのものである部分を含む。図９の端面図に最適に示すように、例示的実施形態における第２の縁部１７は、底面５とほぼ平行である。しかし、任意選択で、第２の縁部１７は、関連する第１のコーナ縁部１９から離れて延びるとき、底面５から離れる方向、または底面５に向う方向に勾配を成してもよい。
【００４４】
新しい切削インサート１は、その底面５に対して概ね垂直である、対向する上面３および底面５を貫通して延びる対称軸Ｓを有する。所与の実施形態の新しい切削インサート１は、対称軸Ｓの周りで１８０°の回転対称を有することができ、インサートを受け入れるポケット７２内に切削インサート１が解放可能に固定されるとき、対称軸Ｓの周りで２方向に割出し可能であるように適合される。
【００４５】
所与のインサート１は、任意選択で、上面図では、概ね矩形、または概ね平行四辺形形状を有し、対称軸Ｓに対して垂直な第１の（主）軸Ａと、第１の軸Ａおよび対称軸Ｓの両方に対して垂直な第２の（副）軸Ｂとを有することができる。図５および図８に最適に示すように、図示する例示的実施形態では、第１の軸Ａは、第１の縁部１５に概ね平行に延び、第２の軸Ｂは、概ね、第１の縁部１５に対して横断方向に延びる。
【００４６】
第１の軸Ａおよび第２の軸Ｂは、対称軸Ｓに対して垂直であり、上面３および底面５に概ね平行である第１の想像上の平面を形成する。第１の軸Ａおよび対称軸Ｓは、第２の軸Ｂに対して垂直であり、したがって上面３および底面５に対して概ね垂直である第２の想像上の平面を形成する。最後に、第２の軸Ｂおよび対称軸Ｓは、第１の軸Ａに対して垂直であり、上面３および底面５に概ね垂直である第３の想像上の平面を形成する。
【００４７】
図２に最適に示すように、ホルダ７０のインサートを受け入れるポケット７２内の所与のインサート１の割出し可能位置の各々において、少なくとも２つの第１の縁部１５の一方は、径方向外側の（作用する）第１の縁部１５ｏであり、少なくとも２つの第１の縁部１５の他方は、径方向内側の（作用しない）第１の縁部１５ｉである。さらに、２つの対向する第２の縁部の一方は、軸方向前方（作用する）の第２の縁部１７ｆであり、２つの対向する第２の縁部１７の他方は、軸方向後方（作用しない）の第２の縁部１７ｒである。
【００４８】
図２に示すように、所与のインサート１が、ホルダ７０内の所与の割出し可能位置に装着されるとき、軸方向前方の作用する第２の縁部１７ｆは、前方内側の第２のコーナ部２５ｆｉから前方外側の第１のコーナ部１９ｆｏまで延びる。当然ながら、所与のインサート１が、インサートを受け入れるポケット７２内で１８０°回転したとき、前は径方向外側の作用する第１の縁部であった第１の縁部１５は、今や径方向内側の作用しない第１の縁部となり、前は軸方向前方の作用する第２の縁部であった第２の縁部１７は、今や軸方向後方の作用しない第２の縁部となる。同様に、割り出しされた際、前は前方外側の第１のコーナ部１９ｆｏであった第１のコーナ縁部１９は、後方内側の第１のコーナ部１９ｒｉとなり、前は前方内側の第２のコーナ部２５ｆｉであった第２のコーナ縁部２５は、今や後方外側の第２のコーナ部２５ｒｏとなる。各々の割出し可能位置では、径方向外側の作用する第１の縁部１５ｏは、後方外側の第２のコーナ部２５ｒｏから前方外側の第１のコーナ部１９ｆｏまで軸方向前方に延び、軸方向前方の作用する第２の縁部１７ｆは、前方外側の作用する第１のコーナ部１９ｆｏから前方内側の第２のコーナ部２５ｆｉまで延び、この前方内側の第２のコーナ部２５ｆｉから離れて径方向内側の第１の縁部１５ｉが延びる。
【００４９】
図５の上面図に示すように、第１の縁部１５の各々は、その前端１５ｌ近傍に第１の刃の主部分１５ｍを有する。第１の刃の主部分１５ｍは、第１の主部分角度αで第１の軸Ａに対して第１の向きに延びている。特に、第１の刃の主部分１５ｍは、第１の縁部１５に対する想像上の第１の接線Ａ’〜Ａ’に対して、その主部分角度αで関連する第１のコーナ縁部１９から離れる方向に延びており、この場合想像上の第１の縁部の接線Ａ’〜Ａ’は、第１の軸Ａと平行であり、関連する第１のコーナ縁部１９近傍の第１の縁部の接点５１９で第１の縁部１５と交わる。主部分角度αは、インサート１の上面図では、約１°と１０°の間の範囲であり、好ましくは、所与のインサート１の上面図では、約３°の範囲である。
【００５０】
図５の上面図に示すように、第１の縁部の接点５１９は、第１の軸Ａに対する切削インサートの最遠点を形成し、第２のコーナ縁部２５に比べ第１のコーナ縁部１９により近くなっている。
【００５１】
図５にさらに示すように、第１の縁部１５の各々はまた、その後端１５ｔ近傍に第１の縁部の二次部分１５ｓも有する。第１の縁部の二次部分１５ｓは、第１の刃の主部分１５ｍから延び、それに対して僅かに角度が付けられている。第１の縁部の二次部分１５ｓは、第１の軸Ａに対してほぼ平行な方向に、隣接する第２のコーナ縁部２５まで延び、その結果、各々の第１の縁部１５は、僅かな湾曲を有する部分を有し、したがって、所与のインサート１の上面図では凹形である。第１の刃の主部分１５ｍは、上面図では直線部分であり、第１の縁部の接点５１９辺りから僅かな湾曲が始まる辺りまで延びる。
【００５２】
第１のコーナ縁部１９の各々は、第１の縁部１５の前端１５ｌにおける第１の縁部１５の主部分１５ｍと、関連する第２の縁部１７との間に形成される。同様に、第２のコーナ縁部２５の各々は、第１の縁部１５の後端１５ｔにおける第１の縁部１５の二次部分１５ｓと、隣接する第２の縁部１７との間に形成される。
【００５３】
第２の縁部１７の各々は、所与のインサート１の上面図では、関連する第１のコーナ縁部１９に向かって開口する第２の角度βで第２の軸Ｂに対して第２の向きで延びる。特に、各々の第２の縁部１７は、第２の縁部１７に対する想像上の第２の縁部の接線Ｂ’〜Ｂ’に対して、第２の角度βで関連する第１のコーナ縁部１９に向かって延びており、この場合想像上の第２の縁部の接線Ｂ’〜Ｂ’は、第２の軸Ｂと平行であり、第２のコーナ縁部２５近傍の第２の縁部の接点５２５で第２の縁部１７と交わる。第２の角度βは、約０°と４５°の間の範囲でよく、より好ましくは、１０°と３５°の間である。任意選択で、第２の縁部１７の各々は、所与のインサート１の上面図では、凸形でよい。
【００５４】
図５の上面図に示すように、第２の縁部の接点５２５は、第２の軸Ｂに対する切削インサートの最遠点を形成し、第１のコーナ縁部１９に比べ第２のコーナ縁部２５により近くなっている。
【００５５】
第１のコーナ縁部１９の各々は、所与のインサート１の上面図（図５を参照）では、概ね凸形であり、隣接する第２の縁部１７から隣接する第１の縁部１５まで所与のインサート１の底面５にほぼ平行に延びる（図９参照）。第２のコーナ縁部２５の各々は、所与のインサート１の上面図では概ね凸形であり、隣接する第１の縁部１５から隣接する第２の縁部１７まで所与のインサート１の底面５から離れる方向に延びる。
【００５６】
図８に最適に示すように、外周側面７は、底面５への移行部において底部外周縁部４５を画定する。底部外周縁部４５の部分は、さらに、第１の底縁部４６および第２の底縁部４７とも称される。特に、所与のインサート１は、少なくとも２つの第１の側面１１と底面５の交点に画定された少なくとも２つの底部の第１の縁部４６と、少なくとも２つの第２の側面１３と底面５の交点に画定された少なくとも２つの底部の第２の縁部４７とを有することができる。各々の第１の底縁部４６の少なくとも一部分４６’は、第１の軸Ａと概ね平行であり、各々の第２の底縁部４７の少なくとも一部分４７’は、第２の軸Ｂと概ね平行である。
【００５７】
所与のインサート１の第１の側面１１はそれぞれ、少なくとも１つの第１の当接面部分２１を含み、所与のインサート１の第２の側面１３はそれぞれ、少なくとも１つの第２の当接面部分２３を含む。当接面部分２１、２３は、ポケットとの当接接触をもたらす。第１の側面１１および第２の側面１３は、さらに、それぞれ第１の逃げ面部分２７および第２の逃げ面部分２９を含み、これらの逃げ面は、底面５の方向に、第１および第２の縁部１５、１７それぞれ近傍から下方に延びる。所与のインサート１の底面５は、ポケットとの当接接触をもたらすための基部当接面を形成する。第１の側面１１および第２の側面１３は、さらに、任意選択の第１の下面部分３１および第２の下面部分３３をそれぞれ含むことができ、これらの下面部分は、底面５近傍から上方に延びる。
【００５８】
少なくとも１つの当接面部分２１、２３の各々は、少なくとも逃げ面２７、２９それぞれによってその関連する切れ刃１５、１７それぞれから離間して置かれてよい。当接面部分２１、２３は、その関連する逃げ面２７、２９とは異なる向きを有する。したがって、当接面部分２１、２３の各々は、関連する第１の縁部１５または第２の縁部１７の向きに独立である向きを有する。その代わり、当接面部分２１、２３の各々は、それぞれの関連する第１または第２の底縁部４６、４７と概ね位置合わせされる。当接面部分２１、２３は、逃げ面部分２７、２９から任意選択の下面部分３１、３３（存在する場合）に、または底面５まで延びることができる。
【００５９】
図２から６、８、９に示す所与の実施形態では、例としてのみ、当接面２１および２３それぞれが、グレイ調で示されている。しかし、それぞれの表面部分は、例示的な性質のものにすぎず、図示したものとは異なる位置および／または幾何学的拡張を有することができる。
【００６０】
所与のインサート１は、それだけには限定されないが、締付けねじなどの当技術分野で知られているようなボルト７４を用いてインサートをホルダ７０に締め付けるための、上面３から底面５に延びる穴３５を任意選択で含むことができる。しかし、くさびによって、および／またはレバーによって、あるいは当技術分野でよく知られている他の締付け手段によってなど、異なる方法で他の実施形態を締め付けることもできる。さらに、所与のインサート１は、やはり例として、タンジェンシャル（ｔａｎｇｅｎｔｉａｌ）、すなわち「レイダウン型（ｌａｙ−ｄｏｗｎ）」タイプのものでよく、この場合、締付け用穴は、インサートの２つの対向する側面の間に延びることができる。
【００６１】
所与のインサート１は、既知のインサート６１が中に収容されている既知のホルダ７０の同じポケット７２内に解放可能に固定されるように設計されるので、所与のインサート１は、既知のインサート６１と同様の一般的なタイプのものである。例にすぎないが、本開示は、本発明のインサート１を、本件特許出願人によって製造され販売される、いわゆる「ポジティブ」インサートと呼ばれている「Ｈｅｌｉｍｉｌｌ（登録商標）」と呼ばれるインサートと類似しているが特許的に区別するように示している。したがって、またここでも例にすぎないが、所与のインサート１は、「ポジティブ」タイプのものでもよく、このとき、外周面７は、任意選択で、上面３から下方および内側に底面５に向かって傾斜される。しかし、既知のインサート６１を収容することができる同じ既知のホルダ７０内に所与のインサート１を締め付けるのを容易にするために、第２の側面１３の部分、すなわち逃げ面部分２９、当接部分２３および任意選択の下面部分３３は、特に底面５に対して様々な向きまたは傾斜を有するものとして明確に認識できる。それに対応して、図７および９に示すように、第１の側面部分、すなわち逃げ面部分２７、径方向の当接面部分２１、および任意選択の下面部分３１は、様々な傾斜または向きを有するものとして明確に認識できる。
【００６２】
図１０は、少なくとも１つのインサートポケット７２と、少なくとも１つのインサートポケット７２に関連する少なくとも１つのチップ溝部分７６と、正面部７８とを有する既知のホルダ７０を概略的に示している。この特定の実施形態では、ホルダ７０は、２つのインサートを受け入れるポケット７２を有する。ホルダ７０の前記ポケット７２は、所与のインサート１の当接面２１、５、２３それぞれとの接触を支持するための３つの支持面８０、８２、８４を含む。特に、支持面８０、８２および８４の各々は、支持された所与のインサート１の当接面２１、５、２３の１つとの接触を支持するためのものである。ホルダ７０の軸方向の支持面８４は、所与のインサート１の第２の側面１３の軸方向の当接面部分２３との接触を支持し、ポケット７２内において所与のインサート１に対する軸方向の支持をもたらすように設計され、径方向の支持面８０は、所与のインサート１の第１の側面１１上に設けられた径方向の当接面部分２１と当接接触するように設計され、基部支持面８２は、所与のインサート１の底面５との接触を支持するように設計される。場合によっては、図示していないが、ホルダ７０のポケット７２に締付けボルトを受け入れるための孔または穴７５を設けてもよい。しかし、前に説明したように、他の締付け手段および機構をポケット内に設けることができ、あるいは、たとえばタンジェンシャルインサートの場合、ポケット７２の軸方向の支持面８４および／または径方向の支持面８０に、たとえば締付けボルトを受け入れるための孔または穴を設けることもできる。
【００６３】
図１１は、上記で論じた図１による構成を示し、ここでは、本発明のインサート１の外形が、重ねられている。好ましくは、ホルダ７０は、９０°ショルダのフライス削り用の既知の切削インサート６１を受け入れるための少なくとも１つのポケットを有する。任意選択で、同じポケット７２はまた、所与のインサート１を受け入れることもできる。
【００６４】
インサート１が、従来技術のホルダ７０内に着座するとき、インサート１の最前方点５２５’は、軸方向前方の第２の縁部１７ｆの径方向内側の側部上に見られる。この位置では、軸方向前方の作用する第２の縁部１７ｆは、ホルダ７０の面７８を超えて軸方向前方に突出し、正面切れ刃の役割を果たすことができる。作用する前方外側の第１のコーナ縁部１９ｆｏは、ホルダ７０の径方向範囲７１を超えて突出する。第１の刃の主部分１５ｍは、ホルダ７０の回転軸Ｃに対して傾斜され、ホルダ７０に向かって径方向内側に収束しながら、前方外側の第１のコーナ縁部１９ｆｏから離れて軸方向後方に延びる。第１の縁部の二次部分１５ｓは、概ね円筒状であり、径方向の範囲７１と概ね平行である。
【００６５】
図１２に示すように、作用する第２の縁部１７ｆは、ホルダ７０の回転軸Ｃに対して垂直に延びる想像上の平面Ｐ３に関して傾斜される。作用する第２の縁部（１７ｆ）はまた、作用する第１のコーナ縁部（１９ｆｏ）から径方向内側および軸方向前方に延びる。
【００６６】
切削インサートの作用する径方向外側の第１の縁部１５ｏは、図１２に示すように、回転９１の軸方向後方に延びる横方向包絡線を生成する。作用する第１の刃の主部分１５ｍは、工作物５１における９０°ショルダ５３と共に、好ましくは第１の角度αに対応する長手方向の逃げ角α’を形成する回転９１の横方向包絡線の第１の横部分９３を生成し、この長手方向の逃げ角α’は、約０°と１０°の間、より好ましくは２．５°と３．５°の間、最も好ましくは約３°である。回転の横方向包絡線は、概ね円筒状であり、９０°ショルダ５３と概ね平行である、作用する第１の縁部の二次部分１５ｓによって生成された第２の横部分９５を有する。
【００６７】
所与のインサート１の作用する前方外側の第１のコーナ縁部１９ｆｏは、ホルダ７０の回転軸Ｃに対して垂直な工具６４の径方向に、ホルダ７０の径方向範囲７１を超えて延びて工具６４の切削半径Ｒ２を生成する。工具６４の切削半径Ｒ２は、既知のインサート６１に設けられた工具６３の切削半径ＲＩよりも、約０．１ｍｍから０．７５ｍｍ、好ましくは約０．２５ｍｍ大きく、その結果、通常のインサート６１に設けられたホルダ７０と比較して、切削直径は全体で０．５ｍｍ増大する。第１の縁部の二次部分１５ｓと工作物５１の９０°ショルダ５３との間の空隙は、およそ約０．２と０．６ｍｍの間、好ましくは約０．４ｍｍでよい。
【００６８】
所与のインサート１の作用する軸方向前方の第２の縁部１７ｆは、工作物５１において機械切削されたショルダ面５５から軸方向後方に延びながら、径方向外側にテーパになっている回転９７の第２の包絡線を生成する。好ましくは、このテーパは、ショルダ面５５との第２の角度β’であり、この第２の角度β’は、約０°と４５°の間、より好ましくは１０°と３５°の間、さらにより好ましくは１８°と２２°の間、最も好ましくは約２０°である。理想的には、ショルダ面５５は、ホルダの長手方向の回転軸Ｃに対して垂直な想像上の平面Ｐ３内に位置し、保持されたインサート（１）の最前方点５２５’を含有する。
【００６９】
本開示によるインサートの第２のコーナ部は、任意選択で、傾斜下降（ｒａｍｐ−ｄｏｗｎ）作動を実行することを可能にするように設計されており、この場合、さらに、第２の側面は、ホルダのポケット内における軸方向の支持を提供するための当接面をもたらす。傾斜下降能力は、第２のコーナ縁部と、隣接する長手方向縁部の低点との高さの相違によって増大する。
【００７０】
本開示による切削インサートは、好ましくは焼結タイプのものであり、好ましくは既知のセラミック、または焼結され得る金属合金ベースの材料から製造される。
【００７１】
本開示によるインサートおよび／または工具は、機械に対する過剰な出力要求、切削工具にかかる過剰負荷、およびその振動およびチャタリング、ならびに工作物の機械切削された表面に対する損傷を回避することにより、速い削り速度の機械切削を容易にすることができる。元の切れ刃上に逃げが要求されるときの四角形または矩形の形状を有するインサートを含んで、本開示によるインサートは、工作物において９０°ショルダを作製する様々な製品に使用することができる。
【００７２】
本発明をある程度詳細に説明してきたが、以降に特許請求する本発明の範囲から逸脱することなく、様々な変更および改変が加えられ得ることを理解されたい。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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