(57)【要約】回転切削工具（１０）は、工具駆動装置に結合するシャンク部と、各々少なくとも１つの切刃を有する複数の交換式切削インサートを保持する切削部とを有する。シャンク部は、交換式インサートを受け入れる周囲の複数のくぼみを有するインサート装着ディスクを脱着式に支持する装着面を有する。各くぼみは、インサートのための少なくとも１つの設置表面を備え、相互間にインサートを解放可能に保持する対向面部を有する。ディスクは、中心ボアと放射状の溝とを有し、少なくとも１つの放射状の溝は、中心ボアと各インサート受けくぼみとを接続する。ディスクは、中心ボアを取り囲む凹型中心部を有する。クランプ手段はディスクをシャンクに固定し、クランプ手段の調整によってディスクに配置された全てのインサートに対してクランプ力が同時に発生及び緩和するように、ディスクの凹部を弾性的に変形させるように使用される。
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
シャンク部と切削部とを有する回転切削工具において、
前記切削部は、交換式切削インサートを受け入れる複数の周囲くぼみを有するインサート装着ディスクを有し、
各前記周囲くぼみは、切削インサートのための少なくとも１つの設置表面と対向面とを有し、
前記インサート装着ディスクは、中心ボアと、第１の側面の、少なくとも１つが各前記周囲くぼみを前記中心ボアに接続する複数の放射状の溝と、第２の側面の、前記中心ボアを取り囲む凹型部とを有し、
前記インサート装着ディスクは、前記凹型領域を平らにすることによって前記インサート装着ディスクを変形させるクランプ手段によって、前記シャンク部に脱着可能に装着され、前記インサート装着ディスクの変形によって、各前記周囲くぼみの対向面間の間隙を変化させ、全ての前記周囲くぼみの間隙を同時に変化させ、前記対向面が作用させる力によってインサートが解放可能に保持される、
回転切削工具。
【請求項２】
前記インサート装着ディスクと前記シャンク部との一方は、少なくとも１つの突起部を有し、前記インサート装着ディスクと前記シャンク部とのもう一方は、嵌め合いくぼみを有し、前記インサート装着ディスクが前記シャンク部に組み合わされる時、前記突起部と前記嵌め合いくぼみとが嵌合し、インサートを解放可能に保持する前記インサート装着ディスクの変形を可能にする一方で、前記シャンク部に対する前記インサート装着ディスクの横方向移動を防止する、請求項１に記載の回転切削工具。
【請求項３】
前記インサート装着ディスクは更に、前記中心ボアを取り囲む突出ハブを有し、前記シャンク部は、前記ハブと嵌合する嵌め合いくぼみを有し、前記凹型領域が前記突出ハブを取り囲み、クランプ力を前記インサート装着ディスクにもたらすことによって、前記凹型領域が前記シャンク部の装着面に対して平らになる、請求項２に記載の回転切削工具。
【請求項４】
前記インサート装着ディスクは、前記凹型領域が前記シャンク部の正面を向くように前記シャンク部に装着され、前記シャンク部の正面に対して前記凹型領域を弾性的に平らにするように前記クランプ手段が調整可能である、請求項１に記載の回転切削工具。
【請求項５】
前記クランプ手段は更に、前記シャンク部とネジ式係合し且つ前記インサート装着ディスクの表面に係合するネジを有し、前記ネジを調整することによって前記凹型領域を弾性的に平らにする、請求項４に記載の回転切削工具。
【請求項６】
前記クランプ手段は更に、前記シャンク部から突出するネジ付きスタッドと、前記スタッドとネジ式係合し且つ前記インサート装着ディスクの表面に係合するナットとを有し、前記ナットを調整することによって前記凹型領域を弾性的に平らにする、請求項４に記載の回転切削工具。
【請求項７】
前記凹型領域が前記シャンク部から離れる方向を向くように、前記インサート装着ディスクは前記シャンク部に装着され、前記切削工具は更に、前記凹型領域の上に重なるプレートを有し、前記上に重なるプレートに対して前記凹型領域を弾性的に平らにするように前記クランプ手段が調整可能である、請求項１に記載の回転切削工具。
【請求項８】
前記クランプ手段は更に、前記シャンク部とネジ式係合し且つ前記インサート装着ディスクの表面に係合するネジを有し、前記ネジを調整することによって前記凹型領域を弾性的に平らにする、請求項７に記載の回転切削工具。
【請求項９】
前記クランプ手段は更に、前記シャンク部から突出するネジ付きスタッドと、前記スタッドとネジ式係合し且つ前記インサート装着ディスクの表面に係合するナットとを有し、前記ナットを調整することによって前記凹型領域を弾性的に平らにする、請求項７に記載の回転切削工具。
【請求項１０】
各前記周囲くぼみは、少なくとも１つの側面と少なくとも１つの切刃とを露出するように交換式インサートを保持すべく形成される、請求項１に記載の回転切削工具。
【請求項１１】
各前記周囲くぼみが、２つ以上の切刃を露出するように交換式インサートを保持すべく形成される、請求項１０に記載の回転切削工具。
【請求項１２】
更に、前記切削工具の長さに沿って、前記インサート装着ディスクに保持された交換式インサートの切刃の位置を決定する調整装置を有する、請求項１０に記載の回転切削工具。
【請求項１３】
前記装着ディスクは更に、切りくず逃げくぼみを有し、少なくとも１つの前記切りくず逃げくぼみが各インサート受けくぼみに隣接する、請求項１に記載の回転切削工具。
【請求項１４】
切削部とシャンク部とを有する回転切削工具用のインサート装着ディスクにおいて、
前記インサート装着ディスクは、交換式切削インサートを受ける複数の周囲くぼみを有し、
各前記周囲くぼみは、切削インサートのための少なくとも１つの設置表面と対向面とを有し、
前記インサート装着ディスクは、中心ボアと、第１の側面の、少なくとも１つが各前記周囲くぼみを前記中心ボアに接続する複数の放射状の溝と、第２の側面の、前記中心ボアを取り囲む凹型部とを有し、
前記凹型部が、各前記周囲くぼみの対向面間の間隙を変化させるような前記放射状の溝に対する前記インサート装着ディスクの弾性変形を可能にし、該変形によって前記間隙が全ての前記周囲くぼみについて同時に変化する、
インサート装着ディスク。
【請求項１５】
前記インサート装着ディスクは、切削工具シャンク部の嵌め合い突起部及びくぼみの１つと係合する突起部及びくぼみの少なくとも１つを有し、前記嵌め合い突起部及びくぼみの係合が、前記インサートを解放可能に保持する前記インサート装着ディスクの変形を可能にする一方で、前記シャンク部に対する前記インサート装着ディスクの横方向移動を防止する、請求項１４に記載のインサート装着ディスク。
【請求項１６】
更に、切削工具シャンク部の１つ以上の嵌め合い突起部及びくぼみと係合する１つ以上の突起部及びくぼみを有する、請求項１５に記載のインサート装着ディスク。
【請求項１７】
各前記周囲くぼみは、少なくとも１つの側面と少なくとも１つの切刃とを露出するように交換式インサートを保持すべく形成される、請求項１４に記載のインサート装着ディスク。
【請求項１８】
各前記周囲くぼみは、２つ以上の切刃を露出するように交換式インサートを保持すべく形成される、請求項１５に記載のインサート装着ディスク。
【請求項１９】
更に、前記インサート装着ディスクに対して切刃位置を精密に設定するために各インサート受けくぼみの少なくとも１つの表面と協働するインサート位置調整手段を有する、請求項１６に記載のインサート装着ディスク。
【請求項２０】
更に、切りくず逃げくぼみを有し、少なくとも１つの切りくず逃げくぼみが、各インサート受けくぼみに隣接する、請求項１４に記載のインサート装着ディスク。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、切削工具、特に、切刃（cutting  edges）を有する交換式インサートを受け入れるくぼみを備えた工具本体を有するタイプの回転切削工具に関する。さらに詳しく言うと、本発明は、インサートが工具本体の周囲に解放可能に装着されるフライス用改良型インサート保持手段に関する。
【背景技術】
【０００２】
交換式インサートを備える既知のフライスは、インサートを工具本体に装着する様々な手段を使用する。ネジを使用してインサートを工具本体に装着するフライスの例は、米国特許第４，９３４，８８０号明細書に例示されている。解放可能クランプによってインサートを工具本体に保持するフライスの例は米国特許第３，５８８，９７７号明細書に例示されている。こうした既知の工具は、交換式インサートを工具本体に確実に装着するが、各交換式インサートについて個別のネジまたはクランプを使用しているため、各インサートを交換する場合、各インサート装着装置を個別に解放及び調整する必要があるという固有の欠点を有する。従って、交換式インサートの解放及び再装着を簡単にする、こうした工具のための改良型装着手段に対する必要が存在する。
【０００３】
単一の工具要素によって全てのインサートを解放及び保持するインサート保持手段を備えた切削工具が、米国特許第５，６６２，４３６号明細書に例示されている。この工具では、複数の交換式インサートのための台座を有する基部に星型保持部材（star  shaped  holding  member）を装着する。保持部材の放射状の突起部は、交換式インサートと基部の当接部との間の間隙に嵌合する形状である。インサートが基部部材上のピン上に支持される場合、保持部材はクランプ・ナット（clamping  nut）によって歪められ、放射状の突起部が間隙を埋めるようになるので、インサートは基部部材上の定位置に固定される。米国特許第５，６６２，４３６号明細書の図９に例示されるように、基部部材からインサートを解放し取り外すには基部と保持部材とを分離する必要がある。従って、交換式インサートの解放及び再装着を簡単にする更に改良された工具に対する必要が引き続き存在する。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
本発明の目的は、回転切削工具であって、複数の交換式インサートがその切削部に保持され、各交換式インサートが少なくとも１つの切刃を提供し、該切削工具が各くぼみ内にインサートを保持し単一の調整手段を使用して全てのインサートについて同時に機能するインサート・クランプ手段を備える回転切削工具を提供することである。
【０００５】
本発明の更なる目的は、回転切削工具であって、周囲に複数のインサート受けくぼみ（insert  receiving  recesses）を有し且つ該切削工具のシャンク部に脱着可能に装着されるインサート装着ディスクと、各インサートに対して横断方向の圧縮力を作用させることによって各くぼみ内の交換式インサートを解放可能に保持するインサート・クランプ手段とを備え、該圧縮力が単一のクランプ調整手段によって全てのインサートについて同時に確立される回転切削工具を提供することである。
【０００６】
本発明のまた更なる目的は、回転切削工具であって、該工具のシャンク部に脱着可能に装着されるインサート装着ディスクを備え、該装着ディスクが、複数の周囲インサート受けくぼみと、中心ボア（central  bore）と、中心ボアと各くぼみとを接続し且つ中心ボアを取り囲む凹型中心部を有する少なくとも１つの放射状の溝とを有し、該工具が、工具シャンク部の面に対してディスクの凹部を弾性的に変形させ、それによって各くぼみの対向する部分が相互間のインサートに対して圧縮力を作用させるクランプネジを備えるクランプ手段を備える回転切削工具を提供することである。
【０００７】
本発明の更なる目的と利点は、添付の図面とその以下の説明から明らかになるだろう。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記の目的によれば、本発明は、工具駆動装置に装着されるシャンク部と、各々が少なくとも１つの切刃を有する複数の交換式切削インサートが保持される切削部とを有する回転切削工具を提供する。シャンク部は、工具の切削部を受け入れる装着面を有する。切削部は、周囲に複数のくぼみを有し、交換式インサートを受け入れるインサート装着ディスクを有する。各くぼみは、インサートのための少なくとも１つの設置表面を提供し、相互間にインサートを解放可能に保持する対向面部を有する。ディスクは、中心ボアと、ディスクの第１の側面に開いた複数の放射状の溝とを有し、少なくとも１つの放射状の溝が中心ボアと各インサート受けくぼみとを接続する。凹型中心部は、ディスクの第２の側面で中心ボアを取り囲む。ディスクは、ディスクの中心ボアを貫通するシャフト部を有する調整手段により、切削工具シャンクに装着される。調整手段は、ディスクの凹部を弾性的に変形させるよう使用される。交換式インサートが所定位置にある場合、凹部を平らにするディスクの弾性変形によって、各インサート受けくぼみの対向面によるインサート保持圧縮力が同時に発生する一方、変形を緩和して凹部を復元すると、各インサート受けくぼみの対向面によって作用する保持力が同時に軽減されるので、インサートの解放が可能になる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００９】
添付の図面中に例示する好適な実施形態を参照して本発明を説明する。本好適な実施形態は本発明の特徴を例示するものであって、出願人は本発明を本好適な実施形態の個々の細部に制限することを意図するものではない。
【００１０】
図１に示す回転切削工具１０は、シャンク部１２と切削部１４とを有する。図５に見られるように、シャンク部１２は、装着面７０とシャンク端７２とを有する。シャンク端７２は、切削工具１０を回転させる工具駆動手段に装着するための任意の形態の既知の連結装置を有し得る。切削部１４は、インサート１６〜２４のような交換式インサートを備えているが、これらは各々、切削工具１０の回転によって加工物を機械加工するよう露出した少なくとも１つの切刃を有する交換式インサートである。図１に示すように、交換式インサートは、実質的に四角形の前面及び後面を有し、各インサートの後面は、インサート受けくぼみの側部に接するように設置される。各交換式インサートの前面及び後面は、側面によって接合されており、側面と前面及び／または後面との交差部分の少なくとも一部が切刃を形成する。図１の配置は、少なくとも１つのインサート側面が露出したいわゆる”オンエッジ（on  edge）”装着構成を提供するが、本発明は、インサートの前面または後面が露出したいわゆる”レイダウン（lay  down）”装着構成においてインサートを保持するのにも適している。図１に示すインサートは、前面の少なくとも２つの側部に切刃を有し、側面は、前面の周囲から後面に向かって内方に傾斜している。
【００１１】
本発明で使用可能な交換式インサートは、よく知られているような、高速鋼、超硬合金を構成するタングステンカーバイド（cemented  tungsten  carbide）、セラミック材料等といった硬質材料から製造され得る。交換式インサートは有利には、よく知られているのような、逃げ面、切りくず破断機能、切りくず処理溝等を有する、個々の適用作業で切削性能を向上させる個々の幾何学的特徴を有するように製造される。更に、インサートは、よく知られているような、インサートを工具本体に装着する時に切削工具の回転軸に対して切刃を特定の方向に向けるように形成され得る。本発明で使用可能な交換式インサートは、よく知られているよう、個々の種類の機械加工を行うため選択される多様な形状と寸法のものでよい。
【００１２】
図１及び図２を参照すると、切削部１４は、シャンク部１２とネジ式係合するクランプネジ８０によってシャンク部１２に脱着可能に装着されるインサート装着ディスク３０を備えている。周囲くぼみ３２〜３６（図２）のようなインサート受けくぼみが、ディスク３０の周囲に形成される。ディスク３０は更に、くぼみ４４〜４８のような切りくず逃げくぼみを備えており、各切りくず逃げくぼみは、インサート受けくぼみに隣接している。各インサート受けくぼみは、表面３８（図２）のような少なくとも１つのインサート用設置表面を提供する。各インサート受けくぼみは更に、面４０及び４２（図２）のような対向面部を備えており、この対向面部は、（図に示されていない）追加または代替設置表面部を有してもよい。設置表面は、ディスク３０に保持されるインサートの切刃の位置の許容公差を保証する十分な公差にまで研磨され得る。また、ディスク３０は、ディスク３０に対する切刃の位置を精密に設定するために選択されたインサート受けくぼみの表面上に、よく知られているような調整ネジ、及び／またはネジ、シム等の組み合わせのようなインサート位置調整手段を有してもよい。
【００１３】
続いて図２、図３及び図４を参照すると、ディスク３０には中心ボア５０があるため、クランプネジ８０はディスク３０を通過することができる（図１）。中心ボア５０は、クランプネジ８０の頭部のための隙間を提供するように、ディスク３０の上面で拡大した直径と、その下でクランプネジ８０の頭部の下面と係合する肩５８（図２及び図６）とを有する。溝５２〜５６のような放射状の溝が、中心ボア５０をインサート受けくぼみと接続しており、各インサート受けくぼみに対して少なくとも１つの放射状の溝が提供される。図２に見られるように、放射状の溝とインサート受けくぼみとはディスク３０の上面をセグメント（segments）に分割し、セグメント同士はディスク３０の上面の接続溝の幅だけ離れている。有利には、各放射状の溝の下部は、円筒形（図４）であり、円筒の直径は溝の幅より大きく、変形する際において溝の下部でディスク３０の歪みを減少させる。
【００１４】
ディスク３０の下面は、中心ボア５０を取り囲む中心ハブ６０（図３）を有する。ハブ６０は、シャンク部１２の嵌め合いボア７４（図５）内に受け入れられる。ハブ６０と嵌め合いボア７４とは、シャンク部１２に組み合わされる時、ディスク３０の嵌合を提供し、面７０に沿ったディスク３０の横方向移動を防止する。ディスク３０とシャンク部１２との嵌合は、シャンク部１２上の突出ハブとディスク３０内の嵌め合いくぼみによって達成してもよい。同様に、シャンク部１２に対するディスク３０の横方向移動を防止する一方で、ディスク３０の望ましい変形を可能にする配置である限り、ディスク３０とシャンク部１２とに任意の組み合わせの嵌め合い突起部とくぼみとが提供され得る。
【００１５】
続いて図１、図３、図５及び図６を参照すると、ハブ６０の周囲では、ディスク３０の下面は環状凹型領域６２を有する。凹型領域６２は、ディスク３０の上面での中心ボアの最大範囲を越えてハブ６０から半径方向に延びるので、凹型領域は、各放射状の溝の少なくとも一部と同一の範囲に及ぶことが保証される。ハブ６０を嵌め合いボア７４内に設置する場合、凹型領域６２は、シャンク部１２の面７０（図５）とディスク３０の下面との間に空隙を形成する。クランプネジ８０がシャンク部１２内に前進すると、凹型領域６２が面７０に対して平らになるためディスク３０が変形する。凹型領域６２が平らになると、接続溝の円筒形下部に対して上面のセグメントが曲がるため、ディスク３０の上面の接続溝の幅が減少する。曲がることによって角度６６（図４）が変化し、接続溝幅の間隙が変化する。接続溝の幅が狭くなるため、インサート受けくぼみの面４０及び４２のような対向面間の間隙も狭くなる。インサートをインサート受けくぼみ内に設置する場合、各インサート受けくぼみの対向面は、凹型領域６２が平らになると全てのインサートに対して同時に圧縮力を生じる。このようにして、使用中にインサートに作用する切削力によってディスク３０からインサートが外れるのを防止する十分な力で、インサートはくぼみ内に保持される。クランプネジ８０をシャンク部１２から後退させてディスク３０を弛緩させることによって、保持力は全てのインサートに対して同時に軽減されるので、インサートの交換は非常に簡単になる。保持力は、ディスク３０をシャンク部１２から取り外さなくとも十分に軽減されるので、ディスク３０をシャンク部１２に組み合わせたままインサートを交換することが可能である。
【００１６】
図面で例示された構成はクランプネジを提供するが、同様に、シャンク部１２から突出するネジ付きスタッドとクランプ・ナットとの組み合わせによってディスク３０を変形させてもよい。クランプ・ナットがシャンク部１２の方向に前進すると、説明したような様式で、凹型領域６２が面７０に対して平らになり、さらに当業者が認識するように、このナットまたはネジによってもたらされるクランプ力を、場合に応じてネジ頭部またはナットの下部とディスク３０の係合面との間に座金または他の力分散手段を使用することによって、ディスク３０のより広い表面範囲にもたらしてもよい。更に、図面で例示された構成は、凹型領域６２を面７０に対して平らにすることを意図しているが、同様に、凹型領域と接続溝との位置をシャンク部１２に対して逆にし、クランプ力が上に重なるプレートを通じてもたらされ、ディスクの露出側面の凹型領域に作用するようにしてディスク３０の望ましい弾性変形を達成してもよい。
【００１７】
図７を参照すると、ディスク３０の交換式インサートの軸方向位置を調整するよう装備されたシャンク部１２が示される。シャンク部１２のくぼみ１００〜１１４は、面７０で開いており、面７０の内側に調整装置のための設置表面を提供する。各くぼみは、くぼみ１００の床１２０のような床と、床１２０に開いた穴１２２のようなネジ付き穴とを有する。調整装置１３０のような調整装置は、各くぼみ１００〜１１４に嵌合され、ネジ１３２のような調整ネジによってシャンク部１２に保持される。各調整装置は、調整ネジ１３２を受け入れる貫通孔を有する分割スリーブ１３４（図８）のような弾性変形部材を備える。各分割スリーブは、例えば、スロット１４０及び１４２（図８）のようなスロット(slot）によって、スリーブ１３４から部分的に分離されたリーフ（leaf）１３８のような弾性変形要素を備える。スロット１４０及び１４２は、スリーブ１３４の対向側面を通過し貫通穴に対して開いている。
【００１８】
続いて図８を参照すると、スロット１４０及び１４２の拡大された下端（スロット１４２の拡大された下端を図８に示す）の上でリーフ１３８の内面に力を加えることによって、リーフ１３８は、スロット１４０及び１４２の拡大された下端に対して弾性的に曲げられる。調整ネジ１３２は、テーパが付けられた頭部（tapered  head）１３６と、例えばネジ付き穴１２２と係合するための（図に示していない）ネジ部とを有する。頭部１３６の大きい方の端部は、分割スリーブ１３４の貫通孔の最大内径より大きな直径を有する。
【００１９】
図７を参照すると、分割スリーブ１３４は、くぼみ１００内に保持され、くぼみ１００の面７０の開口でリーフ１３８を露出する。調整ネジ１３２がネジ穴１２２内に前進すると、頭部１３６は、リーフ１３８をネジ１３２から離れる方向に弾性的に曲げる。リーフ１３８は、ディスク３０に保持されるインサートの軸方向設置表面の役目を果たす。ディスク３０をシャンク部１２に嵌合する場合、調整ネジによって分割スリーブを拡張したり弛緩させたりすることで、ディスク３０内のインサートの軸方向設置表面の位置が決定されるので、調整ネジの設定によって工具１０の長さに沿った交換式インサートの切刃の位置が決定される。
【００２０】
本発明が好適な実施形態を参照して説明され、好適な実施形態が詳細に説明されたが、本発明を好適な実施形態によって定義することは出願人の意図するところではない。むしろ、本発明を添付の特許請求の範囲及びその全ての均等物によって定義することが出願人の意図するところである。
【図面の簡単な説明】
【００２１】
【図１】本発明に係る切削工具の三次元図である。
【図２】図１の工具のインサート装着ディスクの上部を示す三次元図である。
【図３】図２のディスクの下部の三次元図である。
【図４】図２の線４−４に沿ったディスクの部分断面図である。
【図５】図１の切削工具のシャンク部の三次元図である。
【図６】図３の線６−６に沿ったディスクの部分断面図である。
【図７】位置調整装置を備えたシャンク部分の三次元図である。
【図８】図７の位置調整装置の三次元図である。
【図１】
2005519776.tif 000003
【図２】
2005519776.tif 000004
【図３】
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【図４】
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【図５】
2005519776.tif 000007
【図６】
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【図７】
2005519776.tif 000009
【図８】
2005519776.tif 000010
【国際調査報告】
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