(57)【要約】【課題】  押圧部の押圧面が当接方向に対して傾斜して当接されたり、ずれて当接されたりした場合であっても切削インサートを強固に固定できるとともに、横送りした場合でも、切削インサートの移動を防止できる切削インサートのクランプ機構を提供する。【解決手段】  インサートには被押圧面１４と着座面１５とが形成され、ホルダの先端部には、一対の顎部が形成され、一方の顎部には押圧面７を有する押圧部６が設けられ、他方の顎部には台座面５を有する台座４が設けられ、押圧部６と台座４とがインサート取付座を構成するとともに、インサートの長手方向に垂直な断面において、着座面１５と台座面５とが幅方向に間隔をあけた一対の支持位置ＳＳ´で支持され、押圧面７と被押圧面１４とが幅方向に間隔をあけた一対の押圧位置ＰＰ´で押圧されるとともに、幅方向において一対の押圧位置ＰＰ´が一対の支持位置ＳＳ´の間に配置されることを特徴とする。【選択図】  図６
2006205346.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
互いに対向する押圧面と台座面とを備えてホルダの先端部に形成されたインサート取付座に、前記押圧面と前記台座面とにそれぞれ当接する被押圧面と着座面とを備えた切削インサートを、挿入して挟み込むことによりクランプする切削インサートのクランプ機構であって、
前記ホルダの先端部には、一方の顎部と他方の顎部とを有する一対の顎部が形成され、前記一方の顎部には、前記押圧面が形成された押圧部が設けられ、前記他方の顎部には、前記台座面が形成された台座が設けられるとともに、
前記インサートの長手方向に垂直な断面において、前記インサートの前記着座面と前記台座面とが幅方向に間隔をあけた一対の支持位置で支持され、前記押圧面と前記被押圧面とが幅方向に間隔をあけた一対の押圧位置で押圧されるとともに、幅方向において前記一対の押圧位置が前記一対の支持位置の間に配置されることを特徴とする切削インサートのクランプ機構。
【請求項２】
前記インサートの長手方向に垂直な断面において、前記一対の支持位置は、これらの支持位置で互いに当接する前記台座面と前記着座面とのうち幅方向の寸法の大きくない面の、該幅方向両端から内側に前記幅方向の寸法Ｗに対してＷ／１０〜Ｗ／３の範囲内にそれぞれ位置させ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のクランプ機構。
【請求項３】
前記インサートの長手方向に垂直な断面において、前記一対の押圧位置は、これらの押圧位置で互いに当接する前記押圧面と前記被押圧面とのうち幅方向の寸法の大きくない面の、該幅方向両端から内側に前記幅方向の寸法Ｗに対してＷ／８〜４Ｗ／９の範囲内にそれぞれ位置させられることを特徴とする請求項１または請求項２に記載の切削インサートのクランプ機構。
【請求項４】
前記押圧面と前記台座面とのうちの少なくとも１つと、前記被押圧面と前記着座面とのうちの少なくとも１つとは、前記インサートの長手方向に垂直な断面において、一方が凸Ｖ字状をなすように傾斜する一対の傾斜平面を備えるとともに、他方はそれぞれこれらの傾斜平面側に向けて凸となる丸みをもった一対の凸曲面を備えた凹Ｖ字状とされていることを特徴とする請求項１から請求項３のいずれかに記載の切削インサートのクランプ機構。
【請求項５】
前記インサートの長手方向に垂直な断面において、前記一対の傾斜平面は、１１０°〜１６０°の交差角で交差する方向に傾斜していることを特徴とする請求項４に記載の切削インサートのクランプ機構。
【請求項６】
前記インサートの長手方向に垂直な断面において、前記一対の支持位置及び前記一対の押圧位置における前記凸曲面の曲率半径は、これらの支持位置及び押圧位置で前記一対の傾斜平面と一対の凸曲面とが互いに当接する前記台座面と前記着座面とのうち及び前記押圧面と前記被押圧面のうち前記幅方向の寸法の小さくない面の該幅方向の寸法Ｕに対して０．４×Ｕ〜４．０×Ｕの範囲とされていることを特徴とする請求項４または請求項５に記載の切削インサートのクランプ機構。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、例えば被削材の溝入れや突っ切りに用いられるインサート着脱式工具において、切削インサートをホルダのインサート取付座にクランプして着脱可能に取り付けるための切削インサートのクランプ機構に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
このような溝入れ加工や突っ切り加工に用いられるインサート着脱式工具に適用される切削インサートのクランプ機構としては、ホルダの先端部に先端側に開口する一対の顎部が弾性変形可能に形成されて、この一対の顎部のうち、一方の顎部には押圧面を有する押圧部が設けられ、他方の顎部には台座面を有する台座が設けられ、これら押圧面と着座面とが互いに対向するように形成されており、これら押圧部と台座とがインサート取付座を構成し、このインサート取付座に切削インサートを挿入して上記一対の顎部を当接方向に接近させて、これら一対の顎部に形成された押圧面と台座面とを、切削インサートに形成された被押圧面と着座面とにそれぞれ当接させて押圧し、クランプするものが知られている。
【０００３】
そして、一般に上記顎部を弾性変形させて切削インサートをクランプするには、例えば特許文献１または特許文献２に記載のように一方の顎部に挿通されたクランプネジを他方の顎部にねじ込むことにより、この一方の顎部を他方の顎部に向けて撓ませて接近させる手段が採られている。つまり、顎部の付け根部分を支点として、クランプネジを力点として、一方の顎部に形成された押圧部の押圧面を作用点として、該一方の顎部を他方の顎部に向けて弾性変形させて、つまり、押圧部を台座に接近させて切削インサートをクランプするものである。
【０００４】
ここで、上記のインサート取付座は、ホルダの幅方向の一端部から工具先端部に延びるように、すなわち、ホルダの軸線から大きくずれた位置から、ホルダの幅よりも狭い幅で、工具の先端側へ突出するように形成されており、切削インサートは、ホルダの軸線からずれた位置でクランプされている。また、一般に、上記のクランプネジは、ネジを安定して保持するために幅広のホルダの幅方向中央部付近に、すなわち、ホルダの軸線近傍に、顎部を弾性変形させる方向に沿って設けられている。
【０００５】
上記のクランプ機構を有するインサート着脱式工具は、切削インサートをホルダの先端部に形成されたインサート取付座で挟み込みことで固定し、旋盤又はマシニングセンタ等の工作機械に支持されて、高速に回転するワークに切削インサートが押し付けられた状態でワークに対して相対的に移動させられることで、切削インサートの切刃によってワークの外面や端面を切削するものである。
【０００６】
上記のクランプ機構では、一方の顎部に形成された押圧部（作用点）が、顎部を弾性変形させるクランプネジ（力点）が設けられた部分と顎部の付け根部分（支点）とが位置するホルダの軸線近傍から離れた位置に配置されているので、一対の顎部を接近させて上記押圧部の押圧面が切削インサートの被押圧面に接触した後にさらにクランプネジをねじ込むと、一方の顎部には曲げモーメントが生じ、押圧部の押圧面が上記当接方向に対して傾斜して当接したり、押圧部の押圧面の中心線と切削インサートの被押圧面の中心線とがずれて当接したりする場合があった。
【０００７】
上記の状態で切削インサートが取り付けられたインサート着脱式工具では、押圧部の押圧面と切削インサートの被押圧面との当接が不十分となり、切削インサートを強固に固定することができず、切削加工時にビビリが生じ、その工具の加工精度が著しく低下するととともに、ビビリによって切削インサートが破損したり、脱落したりするといった問題があった。
【０００８】
さらに、一方の顎部に大きな曲げモーメントが生じて、押圧部の押圧面と切削インサートの被押圧面との当接部分が、他方の顎部に形成された台座の台座面と切削インサートの着座面との接触部分よりも切削インサートの幅方向外側に位置する場合には、切削インサートを上記押圧面で強力に押圧することによって、切削インサートが傾いてしまうといった問題があった。切削インサートが傾いた状態で切削加工を行った場合には、切刃の切り込み角や逃げ角に狂いが生じ、加工精度が劣化するとともに、切削インサートに過大な負荷が掛かり、切削インサートが破損するといった問題があった。
【０００９】
これらの問題を解決するために、特許文献２では、一方の顎部に設けられた押圧部の押圧面に、切削インサートを他方の顎部に設けられた台座に載置した際に該切削インサートの長手方向に沿った中心線に向かって突出する突出部が設けられた、切削インサートのクランプ機構が提案されている。
上記の構成のクランプ機構では、一方の顎部に曲げモーメントが生じ、該一方の顎部に設けられた押圧部の押圧面が切削インサートの被押圧面と傾斜して接近した場合や、上記押圧面の中心線と上記被押圧面の中心線とがずれて接近した場合でも、押圧部の押圧面に設けられた突出部が切削インサートの中心線近傍に当接して切削インサートを押圧できるので、切削インサートを安定して取り付けることができるものである。
【特許文献１】特開２００２−３３７００９号公報
【特許文献２】特開２００１−６２６０９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
しかしながら、特許文献２で提案されているクランプ機構では、切削インサートの被押圧面を押圧する部分が、上記突出部の一点のみであり、このクランプ機構が適用されたインサート着脱式工具を横送り、すなわち、当接方向に垂直な面に沿って送られた場合には、この送り分力を十分に受けることができず、切削インサートが、他方の顎部に形成された台座の台座面に沿って移動してしまうといった問題があった。この場合には、インサート着脱式工具の加工精度が著しく劣化するとともに、切削インサートの破損や脱落が発生するといった問題があった。
【００１１】
本発明は、上記の状況を鑑みてなされたものであって、一方の顎部に形成された押圧部の押圧面が上記当接方向に対して傾斜して当接されたり、上記押圧面の中心線と被押圧面の中心線とがずれて当接されたりした場合であっても切削インサートを強固に固定できるとともに、このクランプ機構が適用されたインサート着脱式工具を横送りした場合でも、切削インサートの移動を防止できる切削インサートのクランプ機構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】
【００１２】
上記の課題を解決するために、本発明は、互いに対向する押圧面と台座面とを備えてホルダの先端部に形成されたインサート取付座に、前記押圧面と前記台座面とにそれぞれ当接する被押圧面と着座面とを備えた切削インサートを、挿入して挟み込むことによりクランプする切削インサートのクランプ機構であって、前記ホルダの先端部には、一方の顎部と他方の顎部とを有する一対の顎部が形成され、前記一方の顎部には、前記押圧面が形成された押圧部が設けられ、前記他方の顎部には、前記台座面が形成された台座が設けられるとともに、前記インサートの長手方向に垂直な断面において、前記インサートの前記着座面と前記台座面とが幅方向に間隔をあけた一対の支持位置で支持され、前記押圧面と前記被押圧面とが幅方向に間隔をあけた一対の押圧位置で押圧されるとともに、幅方向において前記一対の押圧位置が前記一対の支持位置の間に配置されることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１３】
本発明の切削インサートのクランプ機構では、前記インサートの長手方向に垂直な断面において、他方の顎部に設けられた台座面と切削インサートの着座面とが一対の支持位置で支持され、一方の顎部に設けられた押圧面と切削インサートの被押圧面とが一対の押圧位置で押圧されるので、このクランプ機構が適用されたインサート着脱式工具を当接方向に垂直な面に沿って横送りした場合でも、その送り分力を一方の押圧位置と一方の支持位置の２点で受けることができ、切削インサートが送り分力によって移動することを防止できる。したがって、インサート着脱式工具を当接方向に垂直な面に沿って横送りした場合でも、インサート着脱式工具の加工精度の悪化を防ぐことができるとともに、切削インサートの破損や脱落を防止することができる。
【００１４】
また、前記インサートの長手方向に垂直な断面における幅方向で、前記一対の押圧位置が前記一対の支持位置の間に配置されているので、一方の顎部に曲げモーメントが生じて、押圧部が台座に対して傾斜して接近したり、押圧部の中心線と台座の中心線とがずれて接近したりした場合であっても、切削インサートの被押圧面と押圧部の押圧面とが一対の押圧位置で当接され、この一対の押圧位置が、着座面と台座面とが当接される一対の支持位置の間に配置され、切削インサートをより一層安定して固定することができるとともに、押圧部で被押圧面を押圧した場合でも、切削インサートが傾いてしまうことを防止できる。したがって、切削インサートの切刃の切り込み角や逃げ角に狂いが生じず、インサート着脱式工具での加工精度を大きく向上させることができるとともに、切削インサートに過大な負荷が掛かることが防止され、切削インサートの破損や脱落を防止することができる。
【００１５】
また、前記インサートの長手方向に垂直な断面において、前記一対の支持位置は、これらの支持位置で互いに当接する前記台座面と前記着座面とのうち幅方向の寸法の大きくない面の、該幅方向両端から内側に前記幅方向の寸法Ｗに対してＷ／１０〜Ｗ／３の範囲内にそれぞれ位置させることにより、これら台座面と着座面においてクランプに関与する部分のうち上記幅方向の比較的外側部分で切削インサートを支持することができ、一層安定的な切削インサートのクランプを図ることができる。すなわち、一対の支持位置が上記範囲よりも内側に配置されていると、切削時に大きな負荷が作用したりした際に切削インサートが上記断面において傾いてしまったりするおそれがある一方、一対の支持位置が上記範囲よりも外側に位置していると、上記幅方向の寸法の小さい面の外端角部にクランプ力が集中して欠損や変形が生じるおそれがある。
【００１６】
また、前記インサートの長手方向に垂直な断面において、前記一対の押圧位置は、これらの押圧位置で互いに当接する前記押圧面と前記被押圧面とのうち幅方向の寸法の大きくない面の、該幅方向両端から内側に前記幅方向の寸法Ｗに対してＷ／８〜４Ｗ／９の範囲内にそれぞれ位置させることにより、これら押圧面と被押圧面との一対の押圧位置が、前記一対の支持位置の幅方向内側に確実に配置され、より安定してインサートを固定することができる。また、前記一対の押圧位置がインサートの幅方向中央付近の一点に集中することがないので、このインサートのクランプ機構が適用されたインサート着脱式工具を横送りした際の送り分力を、一方の押圧位置と一方の支持位置との２点で確実に受けることができる。
【００１７】
また、前記押圧面と前記台座面とのうちの少なくとも１つと、前記被押圧面と前記着座面とのうちの少なくとも１つとは、前記インサートの長手方向に垂直な断面において、一方が凸Ｖ字状をなすように傾斜する一対の傾斜平面を備えるとともに、他方はそれぞれこれらの傾斜平面側に向けて凸となる丸みをもった一対の凸曲面を備えた凹Ｖ字状とすることにより、上記の一対の押圧位置および一対の支持位置の幅方向の位置制御を容易に行うことができる。
【００１８】
さらに、この凹Ｖ字状をなす一対の凸曲面が当接するのは、凸Ｖ字状をなすそれぞれが平坦な一対の傾斜平面であるので、この傾斜平面に凸曲面が案内されて切削インサートがずれ動いたりすることは少なく、むしろこのように凸曲面と傾斜した平面とが当接させられることにより、上記クランプ機構においては、微視的には一対の凸曲面が押圧位置、支持位置におけるそれぞれの傾斜平面と平行な接平面に沿って面接触に近い状態で当接させられることとなるため、高い取付安定性を確保することが可能となる。従って、上記構成の切削インサートのクランプ機構によれば、押圧面や台座面、被押圧面や着座面に厳密な成形精度を要さずとも、切削インサートを安定的かつ高精度に、また、高い取付剛性でホルダのインサート取付座にクランプすることができ、これによって円滑で精度の高い溝入れ加工や突っ切り加工を図ることが可能となる
【００１９】
また、前記インサートの長手方向に垂直な断面において、前記一対の傾斜平面を１１０°〜１６０°の交差角で交差する方向に傾斜させたり、前記一対の支持位置及び前記一対の押圧位置における前記凸曲面の曲率半径を、これらの支持位置及び押圧位置で前記一対の傾斜平面と一対の凸曲面とが互いに当接する前記台座面と前記着座面とのうち及び前記押圧面と前記被押圧面のうち前記幅方向の寸法の小さくない面の該幅方向の寸法Ｕに対して０．４×Ｕ〜４．０×Ｕの範囲にしたり、これらを合わせて採用したりすることによって、一対の傾斜平面や一対の凸曲面の成形誤差による当接位置の変動をより確実に抑えることが可能となる。
【００２０】
すなわち、前記一対の傾斜平面の交差角が上記範囲よりも小さかったり、上記凸曲面の曲率半径が上記範囲よりも大きくて凸曲面が平面に近かったりすると、これらの交差角や曲率半径に誤差が生じた場合に当接位置の変動が大きくなるおそれが生じる。また、交差角が上記範囲よりも大きくて、一対の傾斜平面同士が平坦に近くなると、切削時に上記幅方向に負荷が生じたときの安定性が損なわれ、凸曲面の曲率半径が上記範囲よりも小さいと、傾斜平面との接触が線接触に近くなり、上述のような面接触による安定性を図ることができなくなるおそれがある。
【００２１】
このように、本発明によれば、一方の顎部に形成された押圧部の押圧面が上記当接方向に対して傾斜して当接されたり、上記押圧面の中心線と被押圧面の中心線とがずれて当接されたりした場合であっても切削インサートを強固に固定できるとともに、このクランプ機構が適用されたインサート着脱式工具を横送りした場合でも、切削インサートの移動を防止できる切削インサートのクランプ機構を提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２２】
本発明の第１の実施形態について、図面を参照にして説明する。図１に第１の実施形態であるクランプ機構が適用されたインサート着脱式工具の切削インサートとホルダを、図２ないし図４に切削インサートを装着したホルダを、図５に切削インサートを示す。    
このインサート着脱式工具において、ホルダ１は鋼材等から形成され、図２、図３に示すように後端側（図２、図３において右側）に軸線Ｌに沿って延びる四角柱状のシャンク部２を有するとともに、先端部（図２、図３において左側部分）は、上面視に図２に示すようにこのシャンク部２の一方の側面２Ａから僅かに側方に突出し、かつ、この側面２Ａ側からの側面視には図３に示すように上部がシャンク部２の上面２Ｂから盛り上がるように突出したヘッド部３とされている。
【００２３】
このヘッド部３には、その先端側からシャンク部２の上面２Ｂの延長面に沿うようにスリット３Ａが形成されていて、このスリット３Ａよりも上側の上顎部３Ｂは、下側の下顎部３Ｃよりも上記延長面に直交する方向の厚さが図３に示すように薄くされている。また、スリット３Ａにより画定される上顎部３Ｂとシャンク部２側との接続部分３Ｄの断面積も、下顎部３Ｃとシャンク部２との接続部分の断面積よりも小さくされていて、上顎部３Ｂはこの接続部分３Ｄを支点として下顎部３Ｃ側に向けて撓むように弾性変形可能とされている。
【００２４】
下顎部３Ｃのシャンク部２の一方の側面側２Ａの先端部には、その先端側がシャンク部２の軸線Ｌに平行に方形平板状に延びるように台座４が形成され、この台座４の上面が当接面（台座面５）とされ、下顎部３Ｃの先端からホルダ１の長手方向に上記スリット３Ａの中程までに延びるように形成されている。そして、この台座面５は、軸線Ｌに垂直な断面において、上方に向かうに従い互いに近づく一対の傾斜平面５Ａ、５Ｂによって凸Ｖ字状に形成されており、上記一対の傾斜平面の交差角、つまり台座面５の凸Ｖ字のなす角度αは１６０°とされている。
【００２５】
一方、上顎部３Ｂのシャンク部２の一方の側面２Ａ側の先端部には、下顎部３Ｃに設けられた台座４に沿うように先端側に向かうに従い下方に向かう斜辺を備えた三角形板状に形成された押圧部６が具備され、ただし、その先端は下顎部３Ｃの先端よりも後退させられており、この押圧部６の台座４側を向く面が当接面（押圧面７）とされ、下顎部３Ｃの台座面５の長手方向中央部よりも先端側寄りから台座面５の後端よりも僅かに先端側にまで延設されている。押圧部６に形成された押圧面７は、軸線Ｌに直交する断面において下方に向かうに従い互いに近づく一対の傾斜平面７Ａ、７Ｂによって凸Ｖ字状に形成されており、上記一対の傾斜平面７Ａ、７Ｂの交差角、つまり押圧面７の凸Ｖ字のなす角βは１１０°とされ、台座４に形成された台座面５の凸Ｖ字のなす角αよりも小さいものとされている。
【００２６】
このように、台座４に形成された台座面５と押圧部６に形成された押圧面７とは、互いに対向するとともに、台座面５と押圧面７の軸線Ｌに直交する断面がなす凸Ｖ字の２等分線が一致するように配置されており、この押圧部６と台座５とがインサート取付座８を構成している。したがって、本実施形態では、上記上顎部３Ｂが一方の顎部とされ、上記下顎部３Ｃが他方の顎部とされており、押圧部６の押圧面７と台座４の台座面５とが対向する面に垂直な方向がその当接方向とされ、上顎部３Ｂはこの当接方向に弾性変形可能とされている。
【００２７】
上記の構成のインサート取付座８に取り付けられる本発明の実施形態の切削インサート１１は、超硬合金等の硬質材料により構成されており、その外形が略角棒状に形成されたインサート本体１２と切刃部１６とを有する。インサート本体１２は、その長手方向で幅が一定とされ、インサート本体１２の長手方向中央部には上方に突出した凸部１３が備えられている。
【００２８】
そして、凸部１３の上面が被押圧面１４とされ、この被押圧面１４には、図５に示すように、インサート本体１２の幅方向内側に向かうに従い下方に向かうように互いに近づく一対の凸曲面１４Ａ、１４Ｂが設けられており、この一対の凸曲面１４Ａ、１４Ｂによって、被押圧面１４は、インサート本体１２の長手方向に直交する断面において、略凹Ｖ字状をなすように形成されている。さらに、上記一対の凸曲面１４Ａ、１４Ｂは、インサート本体１２の長手方向に直交する断面において円弧状をなしており、これら一対の凸曲面１４Ａ、１４Ｂが交差する凹Ｖ字の谷底部は、上記の一対の凸曲面１４Ａ、１４Ｂに滑らかに接する凹円弧状の凹曲面とされている。
【００２９】
また、インサート本体１２の下面は着座面１５とされ、この着座面１５には、図５に示すようにインサート本体１２の幅方向内側に向かうに従い上方に向かうように互いに近づく一対の凸曲面１５Ａ、１５Ｂが設けられており、この一対の凸曲面１５Ａ、１５Ｂによって、着座面１５は、インサート本体１２の長手方向に直交する断面において、略凹Ｖ字状をなすようにされている。つまり、凸部１３の上面に形成された被押圧面１４がなす凹Ｖ字と対称な形状の凹Ｖ字が形成されているのである。
【００３０】
インサート本体１２の長手方向の両端上面側には切刃部１６が配置され、この切刃部１６の上面端部には、インサート本体１２の長手方向に直交する方向に延びる切刃１７がそれぞれ形成されており、これらの切刃１７に連なり長手方向の一方の端部および他方の端部を向く面は切刃１７の逃げ面１８とされて、図３に示すようにインサート本体１２の下側に向かうに従いインサート本体１２の長手方向の中央部側に近づくように傾斜させられていてポジの逃げ角が与えられている。
【００３１】
また、切刃１７に連なるように切削インサート１１の上面側に延びる面がすくい面１９とされており、このすくい面１９は、図２に示すように上面視して切刃１７側に向かうに従いインサート本体１２の幅よりも広幅になるような等脚台形状に形成され、長手方向において凸部１３の上面よりも短くなるように配置されている。つまり、切削インサート１１は、その長手方向の中心部に対して対称となるように形成されたドッグボーン形インサートである。
【００３２】
ここで、上記インサート取付座８のクランプ手段として、ホルダ１先端部のヘッド部３に上方から挿通されるクランプネジ２２が設けられており、該クランプネジ２２は、スリット３Ａを超えて下顎部３Ｃに螺着される雄ネジ部と、この雄ネジ部よりも大径で上顎部３Ｂに収容される頭部とを備えており、この頭部の端面には、レンチ等の汎用の作業用工具に係合する係合孔が形成されている。
【００３３】
これに対してヘッド部３には、このクランプネジ２２が取り付けられる取付孔２３が、シャンク部２の軸線Ｌ近傍に当接方向に沿うように形成されており、この取付孔２３は、クランプネジ２２の前記雄ネジ部が螺着される下顎部３Ｃ側のネジ孔２４と、このネジ孔２４に同軸に形成されて前記頭部が収容される上顎部３Ｂ側の収容孔２５とから構成されている。収容孔２５は、スリット３Ａから上顎部３Ｂを貫通して、スリット３Ａと平行とされたヘッド部３の上面３Ｅ（上顎部３Ｂの上面）に開口させられており、クランプネジ２２の頭部の端面に設けられた係合孔が、この収容孔２５を通じてヘッド部３の上面３Ｅ側に向けて露呈されている。
【００３４】
クランプネジ２２の雄ネジ部をヘッド部３の下面３Ｆ側に前進するようにネジ孔２４にねじ込んでゆくことにより、クランプネジ２２の頭部によって上顎部３Ｂが下顎部３Ｃに近づくように弾性変形させられ、これに伴い、押圧部６の押圧面７が台座４の台座面５に接近するように移動され、切削インサート１１の着座面１５と台座面５とが一対の支持位置ＳＳ´で支持され、押圧部６の押圧面７と切削インサート１１の凸部１３上面の被押圧面１４とが一対の押圧位置ＰＰ´で押圧される。
【００３５】
また、図６示すように押圧部６に形成された押圧面７の凸Ｖ字のなす角βが、台座４に形成された台座面５の凸Ｖ字のなす角αよりも小さいものとされているとともに、切削インサート１１の被押圧面１４と着座面１５とに同じ形状を有する凹Ｖ字が形成されているので、切削インサート１１の長手方向に垂直な断面における幅方向において、押圧面７と被押圧面１４との一対の押圧位置ＰＰ´が、着座面１５と台座面５との一対の支持位置ＳＳ´の間に位置することになる。
【００３６】
なお、この凸曲面の断面がなす円弧の半径は、互いに当接する当接面（押圧面７、台座面５）と被当接面（被押圧面１４、着座面１５）とのうち、幅方向の寸法の小さくない面の該幅寸法に対して０．４倍〜４．０倍の範囲とされている。具体的には、本実施形態では、図６に示すように切削インサート１１側の被押圧面１４、着座面１５の幅寸法Ｕが、押圧部６の押圧面７、台座の台座面５の幅寸法Ｗよりも大きくされており、従って凸曲面の曲率半径はこの切削インサート１１の被押圧面１４、着座面１５の幅寸法Ｕに対して０．４×Ｕ〜４．０×Ｕの範囲とされている。
【００３７】
また、上記一対の支持位置ＳＳ´は、これらの支持位置ＳＳ´で着座面１５をなす一対の凸曲面１５Ａ、１５Ｂと台座面５をなす一対の傾斜平面５Ａ、５Ｂとが互いに当接する台座面５と着座面１５とのうち上記幅方向の寸法の大きくない面の、該幅方向両端から内側に上記幅方向の寸法の１／１０〜１／３の範囲内にそれぞれ位置させられている。具体的には、本実施形態では、上述のように切削インサート１１側の着座面１５の幅寸法Ｕがインサート取付座８側の台座面５の幅寸法Ｗよりも大きくされ、逆に言えば幅寸法Ｗが小さくされており、支持位置ＳＳ´は台座面５の幅方向の両端から内側にＷ／１０の位置からＷ／３の位置までの範囲内に位置させられている。
【００３８】
さらに、上記一対の押圧位置ＰＰ´は、これらの押圧位置ＰＰ´で被押圧面１４をなす一対の凸曲面１４Ａ、１４Ｂと押圧面７をなす一対の傾斜平面７Ａ、７Ｂとが互いに当接する押圧面７と被押圧面１４とのうち上記幅方向の寸法の大きくない面の、該幅方向両端から内側に上記幅方向の寸法の１／８〜４／９の範囲内にそれぞれ位置させられている。具体的には、本実施形態では、上述のように切削インサート１１側の被押圧面１４の幅寸法Ｕがインサート取付座８側の押圧面７の幅寸法Ｗよりも大きくされ、逆に言えば幅寸法Ｗが小さくされており、押圧位置ＰＰ´は押圧面７の幅方向の両端から内側にＷ／８から４Ｗ／９の範囲内に位置させられている。
【００３９】
このような構成とされた切削インサート１１のクランプ機構が適用されたインサート着脱式工具は、切削インサート１１をホルダ１の先端部に形成されたインサート取付座８で挟み込むことで固定し、旋盤又はマシニングセンタ等の工作機械に支持されて、高速に回転するワークに切削インサート１１が押し付けられた状態でワークに対して相対的に移動させられ、ホルダ１の先端側から突き出された切削インサート１１の切刃１７によってワークの外面や端面を切削するものである。
【００４０】
上記の構成の切削インサート１１のクランプ機構では、インサート取付座８の切削インサート１１の長手方向に垂直な断面において、台座面５と着座面１５とが一対の支持位置ＳＳ´で、また、押圧面７と被押圧面１４とが一対の押圧位置ＰＰ´で接触し、すなわち、切削インサート１１が４点固定とされており、このクランプ機構が適用されたインサート着脱式工具をヘッド部３のスリット３Ａに沿った方向（図２、図６における矢印Ｘ方向）に横送りした場合でも、その送り分力を、送り方向側に位置する一方の押圧位置Ｐ´と一方の支持位置Ｓ´との２点で受けることができるので、送り分力による切削インサート１１の移動を防止できる。したがって、インサート着脱式工具を横送りした場合でも、切削インサート１１を強固に固定でき、切削インサート１１が破損したり脱落したりすることを防止できるとともに、このインサート着脱式工具の加工精度が悪化することを防止できる。
【００４１】
また、一対の押圧位置ＰＰ´が一対の支持位置ＳＳ´の間に配置されているので、上顎部３Ｂに曲げモーメントが生じて、押圧部６が台座４に対して傾斜して接近したり、押圧部６の中心線と台座４の中心線とがずれて接近したりした場合であっても、切削インサート１１をより安定して固定することができる。
【００４２】
ここで、クランプネジ２２が取り付けられる取付孔２３が、シャンク部２の軸線Ｌ近傍に設けられているとともに、インサート取付座８がシャンク部２の軸線Ｌから離れた位置から軸線Ｌに沿って突出されているので、クランプネジ２２をねじこんで、上顎部３Ｂを下顎部３Ｃに向けて弾性変形させた際には、ヘッド部３の上顎部３Ｂに曲げモーメントが生じ、図４に示すように、上顎部３Ｂがスリット３Ａに対して傾斜した状態で当接されることになる。
【００４３】
このように、押圧部６が台座４にその当接方向に対して角度θ傾斜して接近した場合でも、図７に示すように、台座面５と着座面１５との一対の支持位置ＳＳ´の間に、上部押さ部の押圧面７と切削インサート１１の被押圧面１４との一対の押圧位置ＰＰ´が位置することになり、押圧部６をさらに台座４側に押圧した場合でも、切削インサート１１が一対の支持位置ＳＳ´で安定して支持されており、切削インサート１１が傾くことを確実に防止できる。
【００４４】
また、図８に示すように軸線Ｌに直交する断面において、押圧部６の中心線が台座４の中心線とδだけ幅方向にずれて接近した場合には、押圧部６の押圧面７と切削インサート１１の被押圧面１４とが、台座面５と着座面１５との一対の支持位置ＳＳ´の間に位置するひとつの押圧位置Ｐ´で接触することになる。この状態でさらに押圧部６を台座４に向けて押圧すると、図９に示すように、台座面５と着座面１５との一対の支持位置ＳＳ´の間に位置するもうひとつの押圧位置Ｐで接触し、４点支持とされ、切削インサート１１を安定して固定することができる。
【００４５】
したがって、押圧部６が台座４にその当接方向に対して傾斜して接近した場合や押圧部６の中心線が台座４の中心線とずれて接近した場合でも、切削インサート１１が傾くことが防止され、切削インサート１１の切刃１７の切り込み角や逃げ角に狂いが生じず、インサート着脱式工具の加工精度を大きく向上させることができるとともに、切削インサート１１に過大な負荷が掛かることが防止され、切削インサート１１の破損や脱落をより確実に防止することができる。
【００４６】
また、上記の構成の切削インサート１１のクランプ機構では、インサート取付座８の押圧面７、台座面５が一対の傾斜平面７Ａ、７Ｂ、５Ａ、５Ｂにより構成されるので、その成形を容易かつ高精度とすることができ、これらの傾斜平面７Ａ、７Ｂ、５Ａ、５Ｂを正確に所定の交差角に形成することができる。
【００４７】
そして、これらの押圧面７、台座面５が当接するのが、上記傾斜平面７Ａ、７Ｂ、５Ａ、５Ｂ側に向けてそれぞれ凸となる丸みをもった一対の凸曲面１４Ａ、１４Ｂ、１５Ａ、１５Ｂにより凹Ｖ字状に形成された被押圧面１４、着座面１５であって、このような凸曲面１４Ａ、１４Ｂ、１５Ａ、１５Ｂは、凸曲面１４Ａ、１４Ｂ、１５Ａ、１５Ｂ上の支持位置ＳＳ´、押圧位置ＰＰ´において必ず傾斜平面７Ａ、７Ｂ、５Ａ、５Ｂと当接することとなり、この支持位置ＳＳ´、押圧位置ＰＰ´は、一対の傾斜平面７Ａ、７Ｂ、５Ａ、５Ｂまたは凸曲面１４Ａ、１４Ｂ、１５Ａ、１５Ｂによる凹凸Ｖ字の交差角や凸曲面の曲率半径に多少の誤差があったりしても、この凸曲面１４Ａ、１４Ｂ、１５Ａ、１５Ｂに沿って僅かに幅方向に移動するだけであるため、該支持位置ＳＳ´、押圧位置ＰＰ´を確実にこの幅方向において所定の範囲内に位置するように制御することができる。
【００４８】
また、一対のこのような凸曲面１４Ａ、１４Ｂ、１５Ａ、１５Ｂが断面凹Ｖ字状をなして、傾斜した平面である凸Ｖ字状の上記傾斜平面７Ａ、７Ｂ、５Ａ、５Ｂにそれぞれ当接させられるので、切削時に過大な負荷が切刃１７から切削インサート１１に作用しても、凸曲面１４Ａ、１４Ｂ、１５Ａ、１５Ｂが傾斜平面７Ａ、７Ｂ、５Ａ、５Ｂに案内されるようにして切削インサート１１がずれ動いたりすることは少なく、より安定して切削インサート１１を保持することができる。
【００４９】
しかも、このような凸曲面１４Ａ、１４Ｂ、１５Ａ、１５Ｂは、微視的には上記の支持位置ＳＳ´、押圧位置ＰＰ´の１点だけでなく周囲のある程度幅をもった範囲の面接触に近い状態で傾斜平面７Ａ、７Ｂ、５Ａ、５Ｂと当接させられることとなるので、一層高い安定性と取付強度を確保することができる。従って、上記構成のクランプ機構によれば、上述のように押圧面７や台座面５、被押圧面１４や着座面１５に高い成形精度を要さずとも、切削インサート１１を安定的かつ高精度にクランプすることができ、これによって円滑かつ高精度の溝入れや突っ切り加工を図ることが可能となる。
【００５０】
ただし、このように押圧面７と台座面５とを傾斜平面７Ａ、７Ｂ、５Ａ、５Ｂによって凸Ｖ字状に形成し、被押圧面１４と着座面１５とを凸曲面１４Ａ、１４Ｂ、１５Ａ、１５Ｂによって凹Ｖ字状に形成するようにしても、傾斜平面７Ａ、７Ｂ、５Ａ、５Ｂによる凸Ｖ字のなす角α、βが小さかったり、凸曲面１４Ａ、１４Ｂ、１５Ａ、１５Ｂの支持位置ＳＳ´、押圧位置ＰＰ´における曲率半径が大きかったりすると、この傾斜平面７Ａ、７Ｂ、５Ａ、５Ｂに成形誤差があったりしたときの支持位置ＳＳ´、押圧位置ＰＰ´の変動が大きくなり、安定性が損なわれるおそれがある。
【００５１】
その一方で、凸Ｖ字のなす角α、βが大きすぎて一対の傾斜平面による台座面５、押圧面７が平坦に近くなると、切削インサート１１に幅方向に負荷が作用したりしたときに安定性を確保できず、また凸曲面１４Ａ、１４Ｂ、１５Ａ、１５Ｂの曲率半径が小さすぎても、傾斜平面との当接が線接触に近くなって上述の面接触による効果が損なわれるおそれがある。
【００５２】
このため、本実施形態のように、凸Ｖ字のなす角α、βを１１０°から１６０°とするのが望ましく、また上記凸曲面１４Ａ、１４Ｂ、１５Ａ、１５Ｂの曲率半径も幅方向の寸法の小さくない面の該幅寸法Ｕに対して０．４×Ｕ〜４．０×Ｕの範囲とされるのが望ましい。なお、この凸曲面１４Ａ、１４Ｂ、１５Ａ、１５Ｂは、少なくとも上記支持位置ＳＳ´及び押圧位置ＰＰ´においてこのような曲率半径とされていればよく、その他の当接しない部分においては、傾斜平面と干渉しなければ、これとは異なる曲率半径とされていたり、傾斜した平面状とされていたり、場合によっては凹曲面状とされていたりしてもよい。
【００５３】
一方、上記構成のクランプ機構では上述のように押圧面７と被押圧面１４との一対の押圧位置ＰＰ´及び台座面５と着座面１５との一対の支持位置ＳＳ´とを幅方向において所定の範囲に制御することが可能であり、これに基づき本実施形態では、上記一対の支持位置ＳＳ´は、幅寸法Ｗが大きくない台座４の幅方向両端から内側に該幅寸法Ｗの１／１０〜１／３までの範囲内に位置させられており、上記一対の押圧位置ＰＰ´は、この一対の支持位置ＳＳ´の内側に位置させられているとともに、幅寸法Ｗが大きくない台座４の幅方向両端から内側に該幅寸法Ｗの１／８〜４／９までの範囲内に位置させられている。
【００５４】
従って、上記の範囲内に位置する一対の支持位置ＳＳ´で台座面５と着座面１５とが当接されることにより、本実施形態によればさらに一層の切削インサート１１の取付安定性向上を図ることができ、例えば切削時に切刃１７の幅方向いずれかの側に大きな負荷が偏って作用した場合であっても、切削インサート１１が傾くことを確実に防止することが可能となる。
【００５５】
すなわち、この範囲よりも内側に一対の支持位置ＳＳ´が配置されていると、これら一対の支持位置ＳＳ´間の間隔が小さすぎて台座面５と着座面１５とが幅方向中央部の１点で当接している状態に近くなるとともに、その間に配置される一対の押圧位置ＰＰ´も１点に近づいて、切削時に幅方向に大きな負荷が作用したりした際に切削インサート１１が上記断面において傾いてしまったりするおそれがある。一方、この範囲よりも外側に一対の支持位置ＳＳ´が位置していると、上記幅方向の寸法の小さい面（本実施形態では台座４の台座面５）の外側の角部にクランプネジ２２によるクランプ力が集中し、この角部に欠損や変形が生じてしまうおそれがある。
【００５６】
さらに、上記の範囲の押圧位置ＰＰ´で押圧面７と被押圧面１４とが当接することにより、押圧位置ＰＰ´が支持位置ＳＳ´の幅方向内側に確実に配置され、より一層安定して切削インサート１１を固定することができるとともに、一対の押圧位置ＰＰ´が切削インサート１１の幅方向中央付近の一点に集中することがないので、本実施形態のクランプ機構が適用されたインサート着脱式工具を横送りした際の送り分力を、一方の押圧位置Ｐ´と一方の支持位置Ｓ´との２点で確実に受けることができ、インサート着脱式工具を横送りした場合に、切削インサート１１が破損したり脱落したりすることを確実に防止できるとともに、このインサート着脱式工具の加工精度の悪化を確実に防ぐことができる。
【００５７】
次に、本発明の第２の実施形態について説明する。図１０は第２の実施形態を示す断面図である。
この第２の実施形態では、図１０に示すように、押圧部３６の押圧面３７と台座３４の台座面３５とがそれぞれ一対の傾斜平面３７Ａ、３７Ｂ、３５Ａ、３５Ｂによって凸Ｖ字状に形成され、この傾斜平面３７Ａ、３７Ｂ、３５Ａ、３５Ｂの交差角、すなわち、凸Ｖ字のなす角α、βが互いに等しく、１６０°とされている。この押圧部３６と台座３４とがインサート取付座を構成している。
【００５８】
また、切削インサート４１の被押圧面４４には、図１０に示すようにインサート本体の幅方向内側に向かうに従い下方に向かうように互いに近づく一対の凸曲面４４Ａ、４４Ｂが設けられており、この一対の凸曲面４４Ａ、４４Ｂによって、被押圧面４４は、インサート本体の長手方向に直交する断面において略凹Ｖ字状をなすように形成されている。一方、切削インサート４１の着座面４５には、図１０に示すようにインサート本体の幅方向内側に向かうに従い上方に向かうように互いに近づく一対の凸曲面４５Ａ、４５Ｂが設けられており、この一対の凸曲面４５Ａ、４５Ｂによって、着座面４５は、インサート本体の長手方向に直交する断面において略凹Ｖ字状をなすように形成されている。
【００５９】
そして、上記の凸曲線４４Ａ、４４Ｂ、４５Ａ、４５Ｂはインサート本体の長手方向に垂直な断面において円弧状とされ、この円弧の曲率半径はすべて同じとされている。ここで、被押圧面４４をなす一対の凸曲線４４Ａ、４４Ｂの交点における接線の交差角φは、着座面４５をなす一対の凸曲線４５Ａ、４５Ｂの交点における接線の交差角γに対して大きくされている。
【００６０】
したがって、切削インサート４１の凸部上面に形成された被押圧面４４をなす一対の凸曲線４４Ａ、４４Ｂの交点における接線の交差角φが、インサート本体下面に形成された着座面４５をなす一対の凸曲線４５Ａ、４５Ｂの交点における接線の交差角γよりも大きいものとされているとともに、押圧部３６の押圧面３７と台座３４の台座面３５とが同じ傾斜角とされた凸Ｖ字状に形成されているので、図１０に示すように、着座面４５と台座面３５との一対の支持位置ＳＳ´の間に、押圧面３７と被押圧面４４との一対の押圧位置ＰＰ´が位置することになる。
【００６１】
このような構成の切削インサートのクランプ機構では、図１１に示すように、押圧部３６が台座３４にその当接方向に対して角度θ傾斜して接近した場合でも、台座面３５と着座面４５との一対の支持位置ＳＳ´の間に、押圧部３６の押圧面３７と切削インサート４１の被押圧面４４との一対の押圧位置ＰＰ´が位置することになり、押圧部３６をさらに台座３４側に押圧した場合でも、切削インサート４１が一対の支持位置ＳＳ´で安定して支持されており、切削インサート４１が傾くことを確実に防止できる。
【００６２】
また、図１２に示すように押圧部３６の中心線が台座３４の中心線とδだけずれて接近した場合には、押圧部３６の押圧面３７と切削インサート４１の被押圧面４４とが、台座面３５と着座面４５との一対の支持位置ＳＳ´の間に位置するひとつの押圧位置Ｐ´で接触することになる。この状態でさらに押圧部３６を台座３４に押圧すると、図１３に示すように、台座面３５と着座面４５との一対の支持位置ＳＳ´の間に位置するもうひとつの押圧位置Ｐで接触して４点支持となり、切削インサート４１を安定して固定することができる。
【００６３】
なお、本実施形態においては、切削インサートの被押圧面、着座面をともに凹Ｖ字状に形成し、インサート取付座の台座面、押圧面をともに凸Ｖ字状に形成したもの説明したが、これに限定されることはなく、切削インサートの被押圧面、着座面のうち、一方を凹Ｖ字状に、他方を凸Ｖ字状に形成しても良い。ただし、押圧部の押圧面を凹Ｖ字状に形成した場合には、押圧部が台座に傾いて接近させられた場合に、凹Ｖ字の外側部分が切削インサートの被押圧面と接触するおそれがあるので、押圧部の押圧面を凹Ｖ字状に形成するのは好ましくない。
【００６４】
また、一対の凸曲線で凹Ｖ字状に形成したもので説明したが、これに限定されることはなく、例えば、傾斜角度を変えた複数の傾斜面で凹Ｖ字状に形成しても良い。
また、第２の実施形態では、被押圧面と着座面とをそれぞれ同じ曲率半径の円弧を有する一対の凸曲線で構成し、その凸曲線の交差角を変えて形成したが、凸曲線を形成する円弧の曲率半径を変えたものであっても良い。
さらに、被押圧面と着座面の交差角、および、押圧面と台座面の交差角の両方をそれぞれ適宜に変えて形成しても良い。
【図面の簡単な説明】
【００６５】
【図１】第１の実施形態であるインサートのクランプ機構を適用したインサート着脱式切削工具のホルダと切削インサートの斜視図である。
【図２】第１の実施形態であるインサートのクランプ機構を適用したインサート着脱式切削工具の上面図である。
【図３】第１の実施形態であるインサートのクランプ機構を適用したインサート着脱式切削工具の側面図である。
【図４】本発明の第１の実施形態であるインサートのクランプ機構を適用したインサート着脱式切削工具の正面図である。
【図５】第１の実施形態における切削インサートの正面図である。
【図６】第１の実施形態での切削インサートのクランプ状態を示す断面図である。
【図７】第１の実施形態において押圧部が当接方向に対して傾斜して台座に接近した場合のクランプ状態を示す断面図である。
【図８】第１の実施形態において押圧部の中心線が台座の中心線からずれて接近した場合の当接状態を示す断面図である。
【図９】第１の実施形態において押圧部の中心線が台座の中心線からずれて接近した場合のクランプ状態を示す断面図である。
【図１０】第２の実施形態での切削インサートのクランプ状態を示す断面図である。
【図１１】第２の実施形態において押圧部が当接方向に対して傾斜して台座に接近した場合のクランプ状態を示す断面図である。
【図１２】第２の実施形態において押圧部の中心線が台座の中心線からずれて接近した場合の当接状態を示す断面図である。
【図１３】第２の実施形態において押圧部の中心線が台座の中心線からずれて接近した場合のクランプ状態を示す断面図である。
【符号の説明】
【００６６】
１  ホルダ
３Ｂ  上顎部（一方の顎部）
３Ｃ  下顎部（他方の顎部）
４、３４  台座
５、３５  台座面
５Ａ、５Ｂ、３５Ａ、３５Ｂ  傾斜平面
６、３６  押圧部
７、３７  押圧面
７Ａ、７Ｂ、３７Ａ、３７Ｂ  傾斜平面
８  インサート取付座
１１、４１  切削インサート
１４、４４  被押圧面
１４Ａ、１４Ｂ、４４Ａ、４４Ｂ  凸曲面
１５、４５  着座面
１５Ａ、１５Ｂ、４５Ａ、４５Ｂ  凸曲面
２２  クランプネジ
【図１】
2006205346.tif 000003
【図２】
2006205346.tif 000004
【図３】
2006205346.tif 000005
【図４】
2006205346.tif 000006
【図５】
2006205346.tif 000007
【図６】
2006205346.tif 000008
【図７】
2006205346.tif 000009
【図８】
2006205346.tif 000010
【図９】
2006205346.tif 000011
【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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