(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
底壁と、２個以上の側壁と、前記側壁間のコーナー部とを有するインサートポケットと、前記底壁から傾斜して延長するクランプピンホールと、前記クランプピンホールに対して傾斜しており、内側端部で前記クランプピンホールの下側と会うネジ孔とを備えるカッター本体と、
前記クランプピンホールに挿入する長手方向に延長するピンボディ中心軸（Ｃ１）を有する棒状のピンボディと、前記ピンボディの上端から前記ピンボディ中心軸（Ｃ１）に対して角度（α）をなすヘッド中心軸（Ｃ２）に沿って延長して前記インサートポケットのコーナー部に向かう加圧面を有するヘッドと、前記ピンボディの下側に形成されるノッチとを備えるクランプピンと、
上面と、下面と、前記上面と前記下面との間に位置して前記インサートポケットの側壁と接触する側面と、前記ヘッドの前記加圧面が接触する内周面を有するボアとを備える切削インサートと、
前記ネジ孔に締結し、前記クランプピンの前記ノッチと係わり合って前記クランプピンのヘッドを前記インサートポケットの前記底壁側に加圧するセットスクリュと、
を含み、
前記クランプピンホールは、棒状の前記ピンボディの横断面形状に対応する横断面を有して、前記インサートポケットの前記底壁から前記カッター本体の内側の下方に略直線状に傾斜して延長しており、
前記加圧面は、前記ヘッドの上端側から前記ヘッド中心軸（Ｃ２）方向に前記ヘッドを見たとき、前記ヘッド中心軸（Ｃ２）を中心とする中心角βを有する曲率半径Ｒ２の円弧形状であり、
前記ヘッドは、当該ヘッドの上端側から前記ヘッド中心軸（Ｃ２）方向に当該ヘッドを見たとき、前記ピンボディ中心軸（Ｃ１）と前記ヘッド中心軸（Ｃ２）からなる平面と、前記加圧面の前記中心角βを二等分する二等分線（Ｌ）とが捩じれ角γを有するように、前記ピンボディに対して捩じれており、
前記切削インサートを前記インサートポケットに固定したときに、前記切削インサートの前記側面が前記インサートポケットの前記側壁と接触する第一の接触部（Ｐ３）及び前記ヘッドの前記加圧面が前記ボアの前記内周面と接触する第二の接触部（Ｐ４）は、モーメントが前記第一の接触部（Ｐ３）を中心に前記インサートポケットの前記底壁に向かって前記切削インサートに作用するように位置する、切削工具組立体。
【請求項２】
前記底壁からの前記第一の接触部（Ｐ３）の高さは前記第二の接触部（Ｐ４）の前記底壁からの高さより大きい、請求項１に記載の切削工具組立体。
【請求項３】
前記捩じれ角γは０〜９０度の範囲である、請求項１に記載の切削工具組立体。
【請求項４】
前記側壁のうち前記第一の接触部（Ｐ３）を除いた部分の全部または一部が前記切削インサートの前記側面に対して隔離角度（ε、ε´）で離隔されている、請求項１に記載の切削工具組立体。
【請求項５】
前記隔離角度（ε）は１度以下である、請求項４に記載の切削工具組立体。
【請求項６】
前記ボアの前記内周面は前記ボアの中心軸（Ｃ３）に対して傾斜角度（δ）で傾斜している、請求項１に記載の切削工具組立体。
【請求項７】
前記傾斜角度（δ）は１０〜６０度の範囲である、請求項６に記載の切削工具組立体。
【請求項８】
前記傾斜角度（δ）は１５〜３０度の範囲である、請求項７に記載の切削工具組立体。
【請求項９】
前記角度（α）は３０〜６０度の範囲である、請求項１に記載の切削工具組立体。
【請求項１０】
前記角度（α）は４０〜４５度の範囲である、請求項９に記載の切削工具組立体。
【請求項１１】
前記ヘッドの前記加圧面と前記ボアの前記内周面との間の接触角となる前記中心角βは６０〜１５０度の範囲である、請求項１に記載の切削工具組立体。
【請求項１２】
前記ヘッドの前記加圧面は前記ボアの前記内周面と前記中心角βの範囲内において少なくとも部分的に接する、請求項１１に記載の切削工具組立体。
【請求項１３】
前記クランプピンホールの閉鎖端部と前記ピンボディの下端部との間に配置されるスプリングをさらに含む、請求項１に記載の切削工具組立体。
【請求項１４】
前記ピンボディは前記ノッチの反対側で前記ピンボディから突出して前記ピンボディの長手方向に沿って延長する位置決め用リッジを含む、請求項１に記載の切削工具組立体。
【請求項１５】
前記ピンボディは前記ノッチの反対側で前記ピンボディから突出するストッパ突起を含む、請求項１に記載の切削工具組立体。
【請求項１６】
前記ストッパ突起は前記ピンボディの長手方向において前記ノッチの谷部より上側に位置する、請求項１５に記載の切削工具組立体。
【請求項１７】
前記クランプピンホールと前記ピンボディは楕円形または競走トラック形状の横断面を有する、請求項１に記載の切削工具組立体。 
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は切削インサートをカッター本体に固定するクランプピンを備える切削工具組立体に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
旋削加工またはミリング加工などに用いられる切削工具は工具ヘッドまたはカッター本体に交換可能に装着される切削インサートを有する。図１は米国特許公報第３，３１６，６１６号に開示された従来技術の切削工具を示す。図１を参照すると、切削工具３０は、工具ヘッド３１と、切削インサート３２と、チルトピン装置と、クランプ３６とを有する。チルトピン装置はチルトピン３３と、中間部３４と、スクリュ３５とを備える。スクリュ３５が工具ヘッド３１に締結されることによって、中間部３４がチルトピン３３側に押されるようになり、これによりチルトピン３３が切削インサート３２をシート３７側に加圧する。クランプ３６がチップブレーカ３８を通じて切削インサート３２を押し、切削インサート３２を工具ヘッド３１に固定する。
【０００３】
図２は他の従来技術であってミリングカッターを示す。図２を参照すると、ミリングカッター４０はカッター本体４１と、切削インサート４２と、クランプスタッド４３と、セットスクリュ４４（ｓｅｔ  ｓｃｒｅｗ）とを有する。クランプスタッド４３はボディ４３ａと、ヘッド４３ｂとを有する。切削インサート４２がカッター本体４１に形成されたインサートポケット４１ａに置かれた後、クランプスタッド４３のボディ４３ａが切削インサート４２を貫通してカッター本体４１に形成されたホール４１ｂに挿入される。その後に、セットスクリュ４４がクランプスタッド４３のボディ４３ａと係わり合いクランプスタッド４３をホール４１ｂに沿って下方に移動させる。従って、ヘッド４３ｂが切削インサート４２をカッター本体４１に向かって加圧し、切削インサート４２をカッター本体４１に固定する。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
図１に示した切削工具３０において、切削インサート３２を工具ヘッド３１から分離するためには、クランプ３６及びチップブレーカ３８がまず除去されなければならない。従って、切削インサート３２の交換が面倒で切削インサート３２を交換するのにかなりの時間が要される。また、図１の切削工具にはポジティブ逃げ角を有する切削インサートが装着され得るが、中間部３４がチルトピン３３を過度に圧迫すると、ポジティブ逃げ角の切削インサートが上方に移動し、シート３７から離隔され得る。従って、切削インサート３２と工具ヘッド３１間のクランピング力が弱くなり得る。
【０００５】
図２に示したミリングカッター４０において、切削インサート４２をカッター本体４１から分離するためには、クランプスタッド４３がカッター本体４１のホール４１ｂから完全に分離されなければならない。これも切削インサート４２の交換を面倒にし、切削インサート４２の交換にかなりの時間が要される。
【０００６】
本発明は従来技術の前述した問題を解決するためのものである。本発明は切削インサートのタイプ（例えば、ネガティブ型切削インサート、ポジティブ型切削インサート、両面型切削インサート）に関係なくクランプピンを通じて切削インサートをカッター本体に確実に固定可能な切削工具組立体を提供する。
【０００７】
本発明はまた使用利便性を提供するためのものである。本発明はクランプピンをカッター本体から完全に分離しなくても切削インサートの方向を変えたり切削インサートを交換可能な切削工具組立体を提供する。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明の例示的な実施例において、切削工具組立体は、カッターボディと、クランプピンと、切削インサートと、セットスクリュとを含む。カッターボディは、底壁と、２個以上の側壁と、側壁間のコーナー部とを有するインサートポケットと、底壁から傾斜して延長するクランプピンホールと、クランプピンホールに対して傾斜していて内側端部でクランプピンホールの下側と会うネジ孔と、を備える。クランプピンは、クランプピンホールに挿入されて長手方向に延長する中心軸Ｃ１を有するピンボディと、中心軸Ｃ１に対して角度αをなす中心軸Ｃ２に沿って延長してインサートポケットのコーナー部に向かう加圧面を有するヘッドと、ボディの下側に形成されるノッチとを備える。切削インサートは、上面と、下面と、上面と下面との間に位置してインサートポケットの側壁と接触する側面と、ヘッドの加圧面が接触する内周面を有するボアと、を備える。 セットスクリュは、ネジ孔に締結され、クランプピンのノッチと係わり合ってクランプピンのヘッドをインサートポケットの底壁側に加圧する。切削インサートの側面がインサートポケットの側壁と接触する第一の接触部Ｐ３及びヘッドの加圧面がボアの内周面と接触する第二の接触部Ｐ４は、モーメントが第一の接触部Ｐ３を中心にインサートポケットの底壁に向かい切削インサートに作用するように位置する。
【０００９】
本発明の実施例において、第一の接触部Ｐ３は、第二の接触部Ｐ４より底壁からさらに高い。
【００１０】
本発明の実施例において、ヘッドはコーナー部に向かうように中心軸Ｃ２を中心に角度γ程捩れている。角度γは０〜９０度の範囲でもよい。
【００１１】
本発明の実施例において、側壁のうち第一の接触部Ｐ３を除いた部分の少なくとも一部が側面に対し角度ε、ε´程離隔されている。角度εは１度以下でもよい。
【００１２】
本発明の実施例において、ボアの内周面はボアの中心軸Ｃ３に対して角度δをなすように傾斜している。角度δは１０〜６０度の範囲でもよく、望ましくは１５〜３０度の範囲でもよい。
【００１３】
本発明の実施例において、角度αは３０〜６０度の範囲でもよく、望ましくは４０〜４５度の範囲でもよい。
【００１４】
本発明の実施例において、ヘッドの加圧面とボアの内周面との間の接触角βは６０〜１５０度の範囲である。ヘッドの加圧面はボアの内周面と角度βの範囲内で少なくとも部分的に接する。
【００１５】
本発明の実施例において、切削工具組立体はクランプピンホールの閉鎖端部とピンボディの下端部との間に配置されるスプリングとをさらに含む。
【００１６】
本発明の実施例において、ピンボディはノッチの反対側においてピンボディの外周面から突出してピンボディの長手方向に沿って延長する位置決め用リッジを含む。
【００１７】
本発明の実施例において、ピンボディはノッチの反対側においてピンボディから突出するストッパ突起を含む。ストッパ突起はピンボディの長手方向においてノッチの谷部より上側である。
【００１８】
本発明の実施例において、クランプピンホールとピンボディは楕円形または競走トラック形状の横断面を有する。
【発明の効果】
【００１９】
実施例の切削工具組立体において、インサートポケットの側壁が切削インサートの側面と接する第一の接触部及びヘッドの加圧面がボアの内周面と接する第二の接触部は、モーメントが第一の接触部を中心にインサートポケットの底壁に向かい、切削インサートに作用するように位置する。また、底壁からの第一の接触部の高さは底壁からの第二の接触部の高さより大きい。従って、クランプピンのヘッドは切削インサートの側面をインサートポケットの側壁に向かい圧迫すると同時に切削インサートをインサートポケットの底壁に向かって圧迫する。従って、クランプピンは切削インサートのタイプに関係なく切削インサートをインサートポケットに堅固に固定できる。
【００２０】
実施例の切削工具組立体によれば、クランプピンがカッター本体に挿入された状態で切削インサートが装着されたり分離され得る。従って、作業者はクランプピンをカッター本体から完全に分離しなくても切削インサートの方向を変えたり切削インサートを交換することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２１】
【図１】従来技術の切削工具を示した断面図である。
【図２】他の従来技術の切削工具を示した断面図である。
【図３】本発明の一実施例による切削工具組立体を示した分解斜視図である。
【図４】図３のインサートポケットを示した拡大斜視図である。
【図５】図３のクランプピンを示した斜視図である。
【図６】図３のクランプピンの他の方向からの斜視図である。
【図７】図３のクランプピンを示した側面図である。
【図８】図３のクランプピンを示した平面図である。
【図９】図５の９-９線に沿って取った断面図である。
【図１０】図３の切削インサートを示した斜視図である。
【図１１】図１０の１１-１１線に沿って取った断面図である。
【図１２】切削インサートがインサートポケットに装着されている切削工具組立体の部分平面図である。
【図１３】切削インサートの装着例及び分離例を示した断面図である。
【図１４】図１２の１４-１４線に沿って取った断面図である。
【図１５】第一の側壁の他の例を示した断面図である。
【図１６】本発明の他の実施例による切削工具組立体のクランプピンを示した側面図である。
【図１７】図１６の１７-１７線に沿って取った断面図である。
【図１８】図１６のクランプピンがカッター本体に装着されているものを示した断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００２２】
添付した図面を参照して切削工具組立体の実施例を説明する。図面中同一または対応する部分には同一の参照符号が付与されている。
【００２３】
ここに開示された実施例による切削工具組立体は被削材の底面及び接線方向面を切削するミリングカッターとして用いられる。実施例による切削工具組立体の適用例がこのようなミリングカッターに限定されるわけではない。実施例による切削工具組立体は多様な金属切削加工の工具として用いられる。
【００２４】
図３〜図１５を参照して一実施例による切削工具組立体を説明する。図３を参照すると、切削工具組立体１００はカッター本体１１０と、クランプピン１２０と、切削インサート１３０と、セットスクリュ１４０と、スプリング１５０とを含む。
【００２５】
カッター本体１１０は例えばミリングマシンの回転軸に装着される。カッター本体１１０は複数のインサートポケット１１１と、各インサートポケットに関連したクランプピンホール１１２と、各インサートポケットに関連したネジ孔１１３とを含む。
【００２６】
各インサートポケット１１１は切削インサート１３０を収容するように構成される。図４を参照すると、インサートポケット１１１は扁平な底壁１１１ａと、第一の側壁１１１ｂと、第二の側壁１１１ｃと、コーナー部１１１ｄとを備える。切削インサート１３０の上面１３１に位置する切削エッジが被削材を切削するように切削インサート１３０がインサートポケット１１１に装着されれば、底壁１１１ａは切削インサート１３０の下面１３２と接し、第一及び第二の側壁１１１ｂ、１１１ｃは切削インサート１３０の側面１３３と接する。インサートポケット１１１は底壁１１１ａと第一の側壁１１１ｂとの間に形成される第一の逃げ溝１１１eと、底壁１１１ａと第二の側壁１１１ｃとの間に形成される第二の逃げ溝１１１fを有する。
【００２７】
第一及び第二の側壁１１１ｂ、１１１ｃは底壁１１１ａに対し所定の角に傾斜している。底壁１１１ａと第一及び第二の側壁１１１ｂ、１１１ｃとの間の角度は切削インサート１３０の下面１３２と側面１３３との間の角度により決定される。例えば、切削インサート１３０がポジティブ逃げ角を有する場合（即ち、切削インサート１３０の上面１３１と側面１３３が鋭角をなす場合）、第一及び第二の側壁１１１ｂ、１１１ｃは底壁１１１ａに対して鈍角に傾斜する。第一の側壁１１１ｂと第二の側壁１１１ｃはこれらの間に所定の角度をなしている。第一の側壁１１１ｂと第二の側壁１１１ｃとの間の角度は切削インサート１３０の上面１３１または下面１３２の平面形状によって決定される。例えば、上面１３１または下面１３２が四角形の平面形状を有する場合、第一の側壁１１１ｂと第二の側壁１１１ｃはこれらの間に直角をなす。コーナー部１１１ｄは、第一の側壁１１１ｂと第二の側壁１１１ｃとの間に位置する。
【００２８】
図４、図１３及び図１４を参照すると、クランプピンホール１１２はインサートポケット１１１の底壁１１１ａからカッター本体１１０の内側に傾斜して延長する。クランプピンホール１１２はクランプピン１２０のピンボディ１２１を収容する。クランプピンホール１１２にはクランプピン１２０のリッジ１２３が嵌められる位置決め用溝１１２ａが備えられる。ネジ孔１１３はカッター本体１１０の外周面からカッター本体１１０の内側に傾斜して延長する。また、ネジ孔１１３はクランプピンホール１１２に対して所定の角度に傾斜している。ネジ孔１１３はクランプピンホール１１２の下側でクランプピンホール１１２と会う。
【００２９】
図５〜図８を参照すると、クランプピン１２０はピンボディ１２１と、ヘッド１２２と、リッジ１２３と、ノッチ１２４とを含む。ピンボディ１２１は略円形の横断面を有する棒の形状を有し、クランプピンホール１１２に挿入される。ピンボディ１２１は下端にスプリングガイド１２１ａを備える。スプリングガイド１２１ａの直径はピンボディ１２１の直径より小さい。
【００３０】
図１２及び図１４に示された通り、ヘッド１２２は切削インサート１３０のボア１３４の内周面１３４ａとその少なくとも一部で接触して切削インサート１３０をインサートポケット１１１のコーナー部１１１ｄに向かって加圧しながらインサートポケット１１１の底壁１１１ａにも加圧する。ヘッド１２２はピンボディ１２１の上端から傾斜して延長する。即ち、図７に示された通り、ヘッド１２２の中心軸Ｃ２はピンボディ１２１の中心軸Ｃ１に対して所定の角度αをなす。望ましくは、角度αは３０〜６０度の範囲でもよい。角度αが３０度未満の場合には、クランプピン１２０を固定するためのセットスクリュ１４０を配置するための空間確保が難しくなる。この場合、セットスクリュ１４０は短い長さに設計されなければならず、これによってクランプピン１２０とセットスクリュ１４０の間の締結力が弱くなることがある。また、この場合に、切削加工中セットスクリュ１４０がネジ孔１１３から容易に緩くなるか分離され得る。角度αが６０度超の場合には、クランプピンホール１１２とインサートポケット１１１の底壁１１１ａがなす角度が小さくなり、インサートポケット１１１の底壁１１１ａ付近でカッター本体１１０の強度が弱くなることがある。また、この場合に、クランプピン１２０が切削インサート１３０に加える加圧力が側面１３３側に偏るようになって、インサートポケット１１１の底壁１１１ａと切削インサート１３０の下面１３２を離隔させることがある。さらに望ましくは、角度αは４０〜４５度の範囲である。角度αが４０〜４５度の範囲である場合、インサートポケット１１１の底壁１１１ａと切削インサート１３０の底壁１１１ａとの間の密着力が最大となる。また、セットスクリュ１４０の配置のための空間確保にも有利である。
【００３１】
ヘッド１２２はボア１３４の内周面１３４ａと接触する加圧面１２２ａを有する。加圧面１２２ａは中心角（または接触角）β（図８参照）を有する円弧状の加圧面１２２ａを有する。望ましくは、中心角βは６０〜１５０度の範囲でもよい。中心角βが６０度未満の場合に、ヘッド１２２とボア１３４の内周面１３４ａとの間の接触部分（例えば、線または面）の長さが短くなって、ヘッド１２２により切削インサート１３０に第一及び第二の側壁１１１ｂ、１１１ｃに向かって加えられる加圧力が小さくなる。また、中心角βが過度に小さくなれば、ヘッド１２２により切削インサート１３０に第一の側壁１１１ｂ及び第二の側壁１１１ｃに向かって加えられる加圧力中、少なくとも１つが存在しないこともある。従って、クランプピン１２０と切削インサート１３０との間のクランピング力が弱くなることがある。中心角βが大きくなるほど、ヘッド１２２とボア１３４の内周面１３４ａとの間の接触部分が長くなり、切削インサート１３０をインサートポケット１１１にクランピングする力が大きくなる。しかし、中心角βが１５０度を超える場合、ヘッド１２２の大きさがボア１３４の内径より大きくなって、クランプピン１２０をクランプピンホール１１２から分離しなくては切削インサート１３０をインサートポケット１１１に装着したりそれから分離するのが難しくなる。
【００３２】
一例とし、加圧面１２２ａは部分的な球面を含んでもよい。即ち、加圧面１２２ａは側面から見た時、曲率半径Ｒ１で湾曲していて（図７参照）、上側から見た時にも曲率半径Ｒ２で湾曲している（図８参照）。このような例の加圧面１２２ａはボア１３４の内周面１３４ａと線接触し、当該線接触は円弧状をとる。
【００３３】
もう１つの例とし、加圧面１２２ａは側面から見た時、直線であり、上側から見た時、曲率半径Ｒ２で湾曲してもよい。このような例の加圧面はボア１３４の内周面１３４ａと面接触するようになり、当該面接触は円錐の斜面の形状をとる。
【００３４】
ヘッド１２２はピンボディ１２１の中心軸Ｃ１に対して角度αを有する中心軸Ｃ２を持つ。ヘッド１２２は中心軸Ｃ２を中心にピンボディ１２１に対して所定の角度γ程捩れている。図８を参照すると、ヘッド１２２の上端面の二等分線Ｌはピンボディ１２１の中心軸Ｃ１に対して角度γをなす。または、ヘッド１２２はピンボディ１２１の中心軸Ｃ１に対して図８に示された捩れ方向の反対方向に角度γで捩れていてもよい。角度γは０〜９０度の範囲でもよい。ピンボディ１２１がクランプピンホール１１２に挿入されてヘッド１２２が切削インサート１３０のボア１３４に挿入された時（図１２参照）、加圧面１２２ａはインサートポケット１１１のコーナー部１１１ｄに向かう。セットスクリュ１４０がネジ孔１１３に締結されることによって、ヘッド１２２は切削インサート１３０の側面１３３をインサートポケット１１１の第一及び第二の側壁１１１ｂ、１１１ｃに向かって押圧する。従って、切削インサート１３０の側面１３３と第一及び第二の側壁１１１ｂ、１１１ｃとの間の確実な接触が維持され得る。
【００３５】
リッジ１２３はピンボディ１２１の長手方向にピンボディ１２１の全長にわたり延長する。また、リッジ１２３はピンボディ１２１から放射状に突出する（図９参照）。リッジ１２３はクランプピンホール１１２の位置決め用溝１１２ａに挿入されてクランプピン１２０がクランプピンホール１１２に対して回転しないようにクランプピン１２０の位置を決定する。ピンボディ１２１の強度がノッチ１２４によって減少し得るが、リッジ１２３がピンボディ１２１の強度を高めることができる。
【００３６】
図６及び図７に示された通り、ノッチ１２４はピンボディ１２１の下側付近でリッジ１２３の反対側に位置する。ノッチ１２４は略Ｖ字状にピンボディ１２１において切欠された部分である。リッジ１２３は２つの傾斜面１２４ａ、１２４ｂと、２つの傾斜面１２４ａ、１２４ｂとの間の谷部１２４ｃとを有する。ノッチ１２４は傾斜面１２４ａ、１２４ｂ間でセットスクリュ１４０の一部を収容する。セットスクリュ１４０はその端部でノッチ１２４と係わり合う。セットスクリュ１４０はその端面１４０ａでノッチ１２４の傾斜面１２４ａと接触する。
【００３７】
図１０及び図１１を参照すると、切削インサート１３０は四角形の上面１３１と、四角形の下面１３２と、上面１３１と下面１３２との間に位置する側面１３３と、上面１３１と下面１３２を貫通するボア１３４とを備える。上面１３１と側面１３３との間には切削エッジ１３５が形成されている。下面１３２はインサートポケット１１１の底壁１１１ａと接する。側面１３３は、第一及び第二の側壁１１１ｂ、１１１ｃと接する。ボア１３４の横断面形状は円形、多角形、または角がラウンドされた多角形を含んでもよい。
【００３８】
図１１に示された通り、側面１３３は上面１３１と鋭角をなし、下面１３２と鈍角をなす。ボア１３４の内周面１３４ａはボア１３４の中心軸Ｃ３に対し所定の角度δをなす。角度δは１０〜６０度の範囲でもよい。角度δが１０度未満の場合に、加圧面１２２ａとボア１３４の内周面１３４ａが接する部分からインサートポケット１１１の底壁１１１ａに作用する力は第一及び第二の側壁１１１ｂ、１１１ｃに作用する力に比べて小さくなる。従って、クランプピン１２０のヘッド１２２による切削インサート１３０をインサートポケット１１１の底壁１１１ａに向かって加圧する加圧力が弱くなることがある。角度δが６０度超の場合に、加圧面１２２ａとボア１３４の内周面１３４ａが接する部分からインサートポケット１１１の第一及び第二の側壁１１１ｂ、１１１ｃに作用する力は、インサートポケット１１１の底壁１１１ａに作用する力に比べて小さくなる。従って、クランプピン１２０のヘッド１２２による切削インサート１３０をインサートポケット１１１の第一及び第二の側壁１１１ｂ、１１１ｃに向かって加圧する力が弱くなることがある。
【００３９】
この実施例は略四角形の上面及び下面を有する切削インサート１３０を含む。他の実施例の切削工具組立体は三角形や五角形のような多角形の切削インサートを含んでもよい。また、実施例による切削工具組立体に採用されるクランプピンは、切削インサートをスクリュによりカッター本体に固定する従来技術の切削工具に適用され得る。
【００４０】
セットスクリュ１４０はネジ孔１１３とネジ結合してクランプピン１２０をカッター本体１１０に固定する。セットスクリュ１４０がネジ孔１１３から完全に分離されなくても、クランプピン１２０はクランプピンホール１１２に沿って、ある程度上方に移動が可能である。従って、作業者はセットスクリュ１４０を少しだけ緩めて切削インサート１３０を速やかに交換することができる。
【００４１】
スプリング１５０はクランプピンホール１１２の閉鎖端部に位置する。スプリング１５０にはスプリングガイド１２１ａが挿入される。クランプピン１２０がスプリング１５０により弾力的に支持されてクランプピンホール１１２に位置するので、切削インサート１３０の装着及び分離時にクランプピン１２０をクランプピンホール１１２に対して固定する必要がない。従って、作業者は切削インサート１３０を容易に装着し分離できる。この実施例はクランプピン１２０を弾力的に支持する要素としてスプリング１５０を含むが、他の実施例はスプリング１５０の代わりにゴムのような弾性部材を含んでもよい。
【００４２】
図１３及び図１４を参照し、切削インサートの装着例及び分離例について説明する。
【００４３】
図１３に示された通り、クランプピン１２０がクランプピンホール１１２に挿入され、スプリングガイド１２１ａがスプリング１５０に挿入される。その後に、セットスクリュ１４０がネジ孔１１３に締結されてセットスクリュ１４０の端面１４０ａがノッチ１２４と係わり合う。そうすると、クランプピン１２０はスプリング１５０により弾力的に支持され、セットスクリュ１４０によりクランプピンホール１１２から離脱しない。切削インサート１３０は切削インサート１３０のボア１３４にヘッド１２２が挿入されながらインサートポケット１１１の底壁１１１ａに載置される。その後、セットスクリュ１４０がネジ孔１１３に、更に締結されることによって、クランプピン１２０はセットスクリュ１４０との係わり合いによりクランプピンホール１１２に沿って下方に移動する。当該下方移動時に、スプリング１５０が圧縮される。また、切削インサート１３０の側面１３３がインサートポケット１１１の第一及び第二の側壁１１１ｂ、１１１ｃと接触するようになり、ヘッド１２２の加圧面１２２ａがボア１３４の内周面１３４ａと接触するようになる。セットスクリュ１４０がネジ孔１１３により更に締結されれば、ヘッド１２２が切削インサート１３０をコーナー部１１１ｄ、底壁１１１ａ及び第一及び第二の側壁１１１ｂ、１１１ｃに向かって圧迫する。その結果、切削インサート１３０はクランプピン１２０によりインサートポケット１１１に図１４に示された通り固定される。
【００４４】
図１４に示した状態から切削インサート１３０を回転させたり交換するためには、作業者はセットスクリュ１４０を若干緩めさえすればよい。セットスクリュ１４０が緩むと、クランプピン１２０はスプリング１５０の弾性復元力により上方にクランプピンホール１１２に沿って移動する。この状態で、作業者は切削インサート１３０を回転させたり新たな切削インサートに交換した後、前述した手続に従って切削インサート１３０を装着できる。
【００４５】
切削インサートがインサートポケットにクランプピンにより固定された状態でのクランプピン及び切削インサートに作用する力について図１４及び図１５を参照して説明する。
【００４６】
ネジ孔１１３の中心軸Ｃ４はピンボディ１２１の中心軸Ｃ１に対して所定の角度に傾斜している。セットスクリュ１４０がクランプピン１２０をネジ孔１１３の傾斜した方向に押圧すると、ピンボディ１２１は、第一の地点Ｐ１及び第二の地点Ｐ２でクランプピンホール１１２と接触する。また、切削インサート１３０の側面１３３がインサートポケット１１１の第一の側壁１１１ｂと第一の接触部Ｐ３で接触し、ヘッド１２２の加圧面１２２ａがボア１３４の内周面１３４ａと第二の接触部Ｐ４で接触する。側面１３３は、第一の接触部Ｐ３で第一の側壁１１１ｂと線接触または面接触する。加圧面１２２ａは、第二の接触部Ｐ４で内周面１３４ａと線接触または面接触する。第一の接触部Ｐ３及び第二の接触部Ｐ４はモーメントが切削インサート１３０で第一の接触部Ｐ３を中心にインサートポケット１１１の底壁１１１ａに向かって（図１４に示された例で、時計方向に）作用するように位置する。例えば、図１４に示された通り、モーメントは第二の接触部Ｐ４で矢印方向へ作用する。当該矢印方向は第一の接触部Ｐ３を円心にし、第一の接触部Ｐ３と第二の接触部Ｐ４との間の距離を半径にする仮想円において第二の接触部Ｐ４で接線方向を指す。望ましくは、第一の接触部Ｐ３は、第二の接触部Ｐ４より底壁１１１ａからさらに高く位置する。このために、第一及び第二の側壁１１１ｂ、１１１ｃの底壁１１１ａからの高さは切削インサート１３０の高さより小さくなければならない。底壁１１１ａからの第一の接触部Ｐ３及び第二の接触部Ｐ４の高さの差が大きくなるほど切削インサート１３０に作用するモーメントが強くなる。従って、前記高さの差が大きい場合、切削インサート１３０の下面１３２がインサートポケット１１１の底壁１１１ａに密着し、クランプピン１２０によるクランピング力が増加する。
【００４７】
第一の側壁１１１ｂのうち、第一の接触部Ｐ３を除いた少なくとも一部が切削インサート１３０の側面１３３に対し角度ε、ε´程離隔されている。一実施例において、図１４に示された通り、第一の側壁１１１ｂは単一面で形成されて側面１３３と線接触する。この例において、角度εは、第一の接触部Ｐ３を中心とする第一の側壁１１１ｂと側面１３３との間の夾角である。他の実施例において、図１５に示された通り、第一の側壁１１１ｂ´は、第一の上側側壁１１１ｂａ´と第一の下側側壁１１１ｂｂ´を含む。第一の側壁１１１ｂ´の第一の上側側壁１１１ｂａ´が側面１３３と面接触する。この例において、角度ε´は、第一の接触部Ｐ３の最も低い地点Ｐ３´を中心とする第一の下側側壁１１１ｂｂ´と側面１３３との間の夾角である。図１５に示された通り、側面１３３が第一の側壁１１１ｂ´と部分的に面接触する場合に、前記地点Ｐ３´が第二の接触部Ｐ４のどの地点よりも高く位置すべきである。上述した角度ε、ε´によって、第一の接触部Ｐ３または地点Ｐ３´を中心としてインサートポケット１１１の底壁１１１ａに向かって切削インサート１３０に作用するモーメントがより強くなる。従って、切削インサート１３０の下面１３２がインサートポケット１１１の底壁１１１ａに、そして切削インサート１３０の側面１３３が第一及び第二の側壁１１１ｂ、１１１ｃに、より一層密着することができる。前記角度εはインサートポケット１１１及び切削インサート１３０の許容公差を考慮して１度以下になり得る。
【００４８】
図１６〜図１８を参照して切削工具組立体の他の実施例を説明する。
【００４９】
図１６〜図１７は、他の実施例による切削工具組立体のクランプピン２２０を示す。クランプピン２２０はピンボディ２２１と、ヘッド１２２と、ストッパ突起２２３と、ノッチ１２４とを含む。この実施例のクランプピン２２０のヘッド１２２及びノッチ１２４は図３〜図１５に示された実施例のクランプピン１２０のヘッド１２２及びノッチ１２４と同一の構成を有する。
【００５０】
インサートポケット１１１のクランプピンホール２１２に挿入されるピンボディ２２１は楕円形、競走トラック形状などの横断面を有する（図１７参照）。また、クランプピンホール２１２もピンボディ２２１の横断面形状に対応する横断面を有する。ここで、競走トラック形状は四角形の向かい合う両辺のそれぞれに半円がつながる形状をいう。ピンボディ２２１とクランプピンホール２１２が楕円形または競走トラック形状の横断面形状を有するので、ピンボディ２２１がクランプピンホール２１２に挿入されれば、クランプピン２２０はクランプピンホール２１２に対して回転できなくなる。また、楕円形または競走トラック形状の横断面形状によって、ノッチ１２４によって脆弱になるピンボディ２２１の強度が補強され得る。
【００５１】
ストッパ突起２２３はノッチ１２４の反対側に位置してピンボディ２２１の外周面から突出する。ピンボディ２２１の長手方向においてストッパ突起２２３の長さはピンボディ２２１の全長に比べて比較的短い。ストッパ突起２２３はピンボディ２２１の長手方向においてノッチ１２４の谷部１２４ｃより上側に位置する。図１８に示された通り、カッター本体１１０のクランプピンホール２１２にはストッパ突起２２３を収容するためのリセス２１２ａが形成されている。切削加工途中ピンボディ２２１はノッチ１２４付近で破断され得て、ノッチ１２４の上方の破断されたピンボディ２２１の一部がクランプピンホール２１２から抜け出すことがある。しかし、このようにピンボディ２２１が破断されても、ピンボディ２２１の破断された一部に位置するストッパ突起２２３がクランプピンホール２１２のリセス２１２ａにかかるようになるので、前記ピンボディ２２１の破断された一部はクランプピンホール２１２から抜け出すことができない。
【００５２】
以上で本発明を添付の図面に示された前述した実施例を参照して説明したが、本発明がこれに限定されるわけではなく、本発明の範囲を逸脱しない範囲内で様々な置換、変形及び変更が可能であることは本発明の属する分野で通常の知識を有する者において明白なことである。
【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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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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