(57)【要約】【課題】切削加工時の切屑による付勢部への巻付きや損傷を防止するとともに、工具本体の剛性や切削インサートの取付安定性を確保して加工精度を確実に向上させる。【解決手段】軸線Ｏを中心とした円柱状の工具本体１の先端部１Ａの外周に円筒状の嵌合部材３が軸線Ｏに沿う方向に移動可能に嵌め入れられ、嵌合部材３の内周面の先端部は嵌合面３Ａとされ、嵌合面３Ａと工具本体１の先端面１Ｅにより形成されるインサート取付座３Ｂに円環状または円筒状のインサート本体２Ａを有する切削インサート２が着脱可能に取り付けられ、工具本体１の後端部１Ｂには付勢部材９が収容される収容孔８が形成され、収容孔８から工具本体１の先端側には貫通孔１０が形成され、この貫通孔１０には、付勢部材９によって付勢されることにより嵌合部材３を先端側に押圧する押圧部材１１が挿入される。【選択図】図６
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
軸線を中心とした円柱状の工具本体先端部の外周に、上記軸線を中心とした円筒状の嵌合部材が上記軸線に沿う方向に移動可能に嵌め入れられており、
この嵌合部材の内周面の先端部は、先端側に向かうに従い内径が漸次拡径する嵌合面とされていて、
この嵌合面と上記工具本体の先端面とにより形成されるインサート取付座に、円環状または円筒状のインサート本体を有して外周に切刃が形成された切削インサートが、上記インサート本体の外周面の後端部を上記嵌合面に密着させつつ該インサート本体の後端面を上記先端面に当接させて、上記インサート本体の内周部に挿通されたクランプネジが上記先端面に形成されたネジ孔にねじ込まれることによって着脱可能に取り付けられるとともに、
上記工具本体の後端部には付勢部材が収容される収容孔が形成されており、
この収容孔から上記工具本体の先端側に向けては貫通孔が形成されていて、
この貫通孔には、上記付勢部材によって付勢されることにより上記嵌合部材を先端側に押圧する押圧部材が挿入されていることを特徴とする刃先交換式切削工具。
【請求項２】
上記工具本体には、複数の上記貫通孔が周方向に等間隔に形成されており、これらの貫通孔にそれぞれ上記押圧部材が挿入されていることを特徴とする請求項１に記載の刃先交換式切削工具。
【請求項３】
上記工具本体には、上記切削インサートにクーラントを供給するクーラント孔が、上記収容孔を介して形成さ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切削工具。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、工具本体の先端部に形成されるインサート取付座に、円環状または円筒状のインサート本体を有する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切削工具に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
このような刃先交換式切削工具として、例えば特許文献１には、切刃を有する円環状または円筒状の切削インサートと、この切削インサートの着座面に当接する先端面を有する工具本体先端部の軸部と、この軸部に嵌合する嵌合部を有する嵌合部材（締結部材）と、弾性変形可能とされ、軸部に対して嵌合部を先端側に向けて付勢可能な付勢部と、切削インサートの貫通孔に挿通されて軸部のネジ孔に螺合することにより、切削インサートを軸部に着脱可能に固定するネジ部材とを備え、切削インサートの外周面と嵌合部材の内周面には後端側に向かうに従い漸次縮径するテーパ面が形成された駆動型のロータリーバイトが記載されている。
【０００３】
このような刃先交換式切削工具では、切削インサートのテーパ面を嵌合部材のテーパ面に摺接させつつネジ部材をネジ孔にねじ込んでゆくと、切削インサートは嵌合部材とともに付勢部を圧縮しながら嵌合部材を介して工具本体の軸部に芯合わせされ、着座面が軸部の先端面に当接したところで固定される。従って、上述のような駆動型のロータリーバイトの場合には、工具本体の軸線と同軸に切削インサートを取り付けることができるので、加工精度の向上を図ることができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０１３−１９８９７１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、この特許文献１に記載された刃先交換式切削工具では、上記付勢部が、嵌合部材の後端部に周方向に延びる複数のスリットが形成されることによって設けられており、これらのスリットは嵌合部材の外周に剥き出しとなる。このため、切削加工時に生成された切屑がスリットに巻き付いて絡まったり、切屑の擦過によって付勢部が損傷して早期に嵌合部材を交換せざるを得なくなったりするおそれがある。
【０００６】
また、このように付勢部が嵌合部材の後端部に設けられていると、この嵌合部材が嵌合する工具本体先端部の軸部が長くなり、切削インサートはこうして長く延びた軸部の先端に取り付けられることになる。このため、切削加工時の背分力や送り分力に対する工具本体の剛性や切削インサートの取付安定性が損なわれ、上記テーパ面によって切削インサートを同軸に工具本体に取り付けることができても、加工精度を十分に向上させることができなくなるおそれもある。
【０００７】
本発明は、このような背景の下になされたもので、切削加工時の切屑による付勢部への巻付きや損傷を防止することが可能であるとともに、工具本体の剛性や切削インサートの取付安定性を確保して加工精度を確実に向上させることが可能な刃先交換式切削工具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】
【０００８】
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、軸線を中心とした円柱状の工具本体先端部の外周に、上記軸線を中心とした円筒状の嵌合部材が上記軸線に沿う方向に移動可能に嵌め入れられており、この嵌合部材の内周面の先端部は、先端側に向かうに従い内径が漸次拡径する嵌合面とされていて、この嵌合面と上記工具本体の先端面とにより形成されるインサート取付座に、円環状または円筒状のインサート本体を有して外周に切刃が形成された切削インサートが、上記インサート本体の外周面の後端部を上記嵌合面に密着させつつ該インサート本体の後端面を上記先端面に当接させて、上記インサート本体の内周部に挿通されたクランプネジが上記先端面に形成されたネジ孔にねじ込まれることによって着脱可能に取り付けられるとともに、上記工具本体の後端部には付勢部材が収容される収容孔が形成されており、この収容孔から上記工具本体の先端側に向けては貫通孔が形成されていて、この貫通孔には、上記付勢部材によって付勢されることにより上記嵌合部材を先端側に押圧する押圧部材が挿入されていることを特徴とする。
【０００９】
このように構成された刃先交換式切削工具では、工具本体の後端部に形成された収容孔に付勢部材が収容されており、嵌合部材は、この収容孔から先端側に延びる貫通孔に挿入された押圧部材を介して付勢部材によって先端側に付勢され、嵌合面が切削インサートの外周面の後端部に密着する。従って、この嵌合面の密着によって切削インサートを工具本体先端部の軸線と同軸に取り付けることができるのは勿論、付勢部材が工具本体の外周に露出して剥き出しとなることがないので、切屑の巻付きや損傷が生じることもなく、しかも嵌合部材が嵌合する工具本体先端部の長さも短くすることができて、剛性や切削インサートの取付安定性を確保することが可能となる。
【００１０】
ここで、一層の加工精度の向上や切削インサートの取付安定性の確保を図るには、上記工具本体に、複数の上記貫通孔を周方向に等間隔に形成して、これらの貫通孔にそれぞれ上記押圧部材を挿入するのが望ましい。このように周方向に等間隔に形成された複数の貫通孔に挿入される押圧部材によって嵌合部材を先端側に押圧することにより、嵌合部材を高精度に上記軸線と同軸に配置して切削インサートも同軸に取り付けることができるとともに取付安定性も向上する。
【００１１】
また、上述のように工具本体の後端部に付勢部材を収容する収容孔が形成されている場合には、この工具本体に、上記切削インサートにクーラントを供給するクーラント孔を、上記収容孔を介して形成することにより、収容孔が形成されたスペースを有効に利用することができ、工具本体の剛性を損なうことなく切削インサートの切刃の冷却や潤滑を促すことができる。
【発明の効果】
【００１２】
以上、説明したように、本発明によれば、付勢部材が工具本体の外周に露出して剥き出しとなるのを防ぐことができるので、切削加工時に生成される切屑が付勢部材に巻き付いたり付勢部材を擦過して損傷が生じたりすることがなく、また嵌合部材が嵌合する工具本体先端部の長さも短くすることができ、工具本体の剛性や切削インサートの取付安定性を確保して一層高精度の切削加工を行うことが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】本発明の第１の実施形態を示す側面図である。
【図２】図１に示す実施形態の平面図である。
【図３】図１に示す実施形態を先端側から見た正面図である。
【図４】図１に示す実施形態を後端側から見た背面図である。
【図５】図３におけるＸＸ断面図である。
【図６】図３におけるＹＹ断面図である。
【図７】図６におけるＸＸ断面図である。
【図８】図１に示す実施形態の分解斜視図である。
【図９】図１に示す実施形態の工具本体の（ａ）正面図、（ｂ）背面図、（ｃ）図（ａ）におけるＸＸ断面図、（ｄ）図（ａ）におけるＹＹ断面図である。
【図１０】図１に示す実施形態の切削インサートの（ａ）先端側から見た斜視図、（ｂ）後端側から見た斜視図、（ｃ）先端側から見た正面図、（ｄ）後端側から見た背面図、（ｅ）側面図、（ｆ）図（ｄ）におけるＸＸ断面図、（ｇ）図（ｄ）におけるＹＹ断面図である。
【図１１】図１に示す実施形態の嵌合部材の（ａ）先端側から見た正面図、（ｂ）後端側から見た背面図、（ｃ）平面図、（ｄ）図（ａ）におけるＸＸ断面図である。
【図１２】図１に示す実施形態における座金の（ａ）先端側から見た斜視図、（ｂ）後端側から見た斜視図、（ｃ）先端側から見た正面図、（ｄ）後端側から見た背面図、（ｅ）図（ｃ）における矢線Ｘ方向視の側面図、（ｆ）図（ｃ）における矢線Ｙ方向視の側面図、（ｇ）図（ｄ）におけるＸＸ断面図である。
【図１３】図１に示す実施形態の押圧部材の（ａ）先端側から見た正面図、（ｂ）側面図、（ｃ）後端側から見た背面図である。
【図１４】図１に示す実施形態のプランジャーの（ａ）先端側から見た正面図、（ｂ）側面図、（ｃ）後端側から見た背面図である。
【図１５】図１に示す実施形態のネジ部材の（ａ）先端側から見た正面図、（ｂ）側面図、（ｃ）後端側から見た背面図である。
【図１６】図１に示す実施形態の切削インサート取り付け前の（ａ）側断面図、（ｂ）図（ａ）におけるＸＸ断面図である。
【図１７】図１に示す実施形態によって被削材を切削（旋削）加工する状態を示す図である。
【図１８】本発明の第２の実施形態を示す側面図である。
【図１９】図１８に示す実施形態の平面図である。
【図２０】図１８に示す実施形態を先端側から見た正面図である。
【図２１】図１８に示す実施形態を後端側から見た背面図である。
【図２２】図２０におけるＸＸ断面図である。
【図２３】図２０におけるＹＹ断面図である。
【図２４】図２３におけるＸＸ断面図である。
【図２５】図１８に示す実施形態の分解斜視図である。
【図２６】図１８に示す実施形態の工具本体の（ａ）正面図、（ｂ）背面図、（ｃ）図（ａ）におけるＸＸ断面図、（ｄ）図（ａ）におけるＹＹ断面図である。
【図２７】図１８に示す実施形態の切削インサートの（ａ）先端側から見た斜視図、（ｂ）後端側から見た斜視図、（ｃ）先端側から見た正面図、（ｄ）後端側から見た背面図、（ｅ）側面図、（ｆ）図（ｄ）におけるＸＸ断面図、（ｇ）図（ｄ）におけるＹＹ断面図である。
【図２８】図１８に示す実施形態の嵌合部材の（ａ）先端側から見た正面図、（ｂ）平面図、（ｃ）図（ａ）におけるＸＸ断面図である。
【図２９】図１８に示す実施形態における座金の（ａ）先端側から見た斜視図、（ｂ）後端側から見た斜視図、（ｃ）後端側から見た背面図、（ｄ）図（ｃ）における矢線Ｗ方向視の側面図、（ｅ）図（ｃ）における矢線Ｘ方向視の側面図、（ｆ）図（ｃ）におけるＹＹ断面図、（ｇ）図（ｃ）におけるＺＺ断面図である。
【図３０】図１８に示す実施形態の押圧部材の（ａ）先端側から見た正面図、（ｂ）側面図、（ｃ）後端側から見た背面図である。
【図３１】図１８に示す実施形態のプランジャーの（ａ）先端側から見た正面図、（ｂ）図（ａ）におけるＸＸ断面図、（ｃ）後端側から見た背面図、（ｄ）側面図である。
【図３２】図１８に示す実施形態のネジ部材の（ａ）先端側から見た正面図、（ｂ）側面図、（ｃ）後端側から見た背面図である。
【図３３】図１８に示す実施形態の切削インサート取り付け前の（ａ）側断面図、（ｂ）図（ａ）におけるＸＸ断面図である。
【図３４】図１８に示す実施形態によって被削材を切削（旋削）加工する状態を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
図１ないし図１７は、本発明の第１の実施形態を示すものである。本実施形態の刃先交換式切削工具は、円柱軸状の工具本体１が複合加工機のような工作機械に取り付けられて軸線Ｏ回りに回転駆動されつつ、この工具本体１の先端部（図１、図２、図５、図６、図１６において左側部分）１Ａに着脱可能に取り付けられる切削インサート２によって図１７に示すように被削材Ｗに旋削加工を施す、いわゆる駆動型ロータリーバイトに本発明を適用したものであり、特に図１７に示すように直径Ｄが比較的小さい被削材Ｗに旋削加工を行うのに適したものである。
【００１５】
本実施形態における工具本体１は、鋼材等の金属材料により上記軸線Ｏを中心として上記先端部１Ａが後端部（図１、図２、図５、図６、図１６において右側部分）よりも小さな外径とされた多段の外形略円柱状に形成されている。そして、この後端部がシャンク部１Ｂとして上記工作機械に把持されることにより、工具本体１は上述のように回転駆動させられる。
【００１６】
なお、これら先端部１Ａとシャンク部１Ｂとの間には、先端側に向かうに従い外径が漸次小さくなる軸線Ｏを中心とした円錐面状の外周面を備えた首部１Ｃが形成されるとともに、この首部１Ｃの先端と先端部の後端との間には軸線Ｏに垂直な円環面１Ｄが形成されている。また、工具本体１の先端面（先端部１Ａの先端面）１Ｅは軸線Ｏに垂直な平坦面とされ、その中央部には軸線Ｏに沿ってネジ孔１Ｆが形成されている。
【００１７】
切削インサート２は、そのインサート本体２Ａが、超硬合金等の硬質材料により図１０に示すように外形が軸線Ｏを中心とした多段（２段）の円錐台状に形成されたポジティブタイプの丸駒インサートであり、このインサート本体２Ａの直径が大きな一方の円形面の周縁部に切刃２Ｂが形成されている。従って、この一方の円形面は切刃２Ｂのすくい面２Ｃとされて、このすくい面２Ｃは本実施形態では軸線Ｏに垂直な平坦面に形成され、その直径すなわち切刃２Ｂの直径は、工具本体１の先端部１Ａの外径よりも大きく、円環面１Ｄの外径よりは小さい。
【００１８】
また、インサート本体２Ａには、一定内径の軸線Ｏを中心とした断面円形の取付孔２Ｄが軸線Ｏに沿ってインサート本体２Ａを貫通するように形成されている。さらに、この取付孔２Ｄの上記すくい面２Ｃ側の開口部には、取付孔２Ｄよりも一回り大きな内径で同じく軸線Ｏを中心とした断面円形の凹所２Ｅが形成されている。この凹所２Ｅの軸線Ｏ方向先端側を向く底面も軸線Ｏに垂直な平坦面とされるとともに、凹所２Ｅの内周面はすくい面２Ｃ側に向かうに従い僅かに拡径するテーパ面状に形成されている。
【００１９】
さらにまた、すくい面２Ｃとは反対側のインサート本体２Ａの直径の小さな他方の円形面は着座面２Ｆとされている。ここで、本実施形態では、この着座面２Ｆ側への取付孔２Ｄの開口部にも凹所２Ｇが形成されている。この着座面２Ｆ側の凹所２Ｇは、取付孔２Ｄの開口部の周りを軸線Ｏ回りに周回する環状溝２Ｈと、この環状溝２Ｈから軸線Ｏ方向視に放射状に外周側に延びる複数条の凹溝２Ｉとを備えている。これら環状溝２Ｈと凹溝２Ｉは互いに等しい深さで上記凹所２Ｅよりは浅く、本実施形態では４条の凹溝２Ｉが周方向に等間隔に形成され、ただしその外周端はインサート本体２Ａの外周面に達することはなく、図１０（ｄ）に示すように半円状をなして閉じている。
【００２０】
一方、工具本体１の上述のように軸線Ｏを中心とした円柱状をなす先端部１Ａの外周には、この軸線Ｏを中心とした円筒状の嵌合部材３が嵌め入れられて軸線Ｏに沿う方向に移動可能に取り付けられている。この嵌合部材３の内周面の先端部は、先端側に向かうに従い内径が漸次拡径する嵌合面３Ａとされていて、この嵌合面３Ａと工具本体１の先端面１Ｅとにより形成されるインサート取付座３Ｂに、上記切削インサート２が、インサート本体２Ａの外周面の後端部を嵌合面３Ａに密着させるとともに上記着座面２Ｆを上記先端面１Ｅに当接させて、インサート本体２Ａの内周部である上記取付孔２Ｄにクランプネジ４が座金５を介して挿通されて先端面１Ｅに形成されたネジ孔１Ｆにねじ込まれることにより、着脱可能に取り付けられる。
【００２１】
なお、嵌合部材３は、軸線Ｏ方向の後端部の外径が最も大きくされるとともに、中間部は後端部よりも一段小さな外径とされ、これら後端部と中間部の間と中間部から軸線Ｏ方向の先端までは、先端側に向かうに従い外径が漸次小さくなるように形成されている。後端部の外径は、工具本体１の上記円環面１Ｄの外径と略等しいか、僅かに小さくされている。また、嵌合部材３の内径は、先端部の上記嵌合面３Ａを除いて上述のように工具本体１の先端部１Ａに嵌め入れ可能な大きさとされている。
【００２２】
さらに、上記中間部には、周方向に等間隔に複数（本実施形態では２つ）の軸線Ｏ方向に延びる長孔３Ｃが径方向に貫通するように形成されるとともに、工具本体１の先端部１Ａの外周にはこれらの長孔３Ｃに対応した位置に位置決めネジ６がねじ込まれている。これらの位置決めネジ６の頭部は、長孔３Ｃに嵌め入れ可能な大きさとされており、こうして長孔３Ｃに位置決めネジ６の頭部が嵌め入れられることにより、嵌合部材３は上述のように軸線Ｏ方向の移動は許容されつつ周方向には回転しないように位置決めされる。
【００２３】
また、工具本体１の先端面１Ｅには、ネジ孔１Ｆから外周側に間隔をあけた位置に突起１Ｇが形成されている。本実施形態では、この突起１Ｇは、軸線Ｏ方向先端側から見て図９（ａ）に示すように外周側に円弧部を有する略半長円状に形成されていて、軸線Ｏを間にして互いに対称な位置に２つ形成されており、上述のように切削インサート２がインサート取付座３Ｂに着座してインサート本体２Ａの着座面２Ｆが先端面１Ｅに当接したところで、この着座面２Ｆ側の凹所２Ｇにおける複数条の上記凹溝２Ｉのうち一部（本実施形態では２つ）の凹溝２Ｉ内に収容可能な大きさに形成されている。
【００２４】
さらに、工具本体１には、インサート本体２Ａの着座面２Ｆ側の凹所２Ｇにおける上記凹溝２Ｉの条数から上記突起１Ｇの数を引いた数（本実施形態では２つ）のクーラント孔７が形成されていて、この着座面２Ｆが先端面１Ｅに当接したところで上記突起１Ｇが収容されていない凹溝２Ｉに連通するように上記先端面１Ｅに開口している。すなわち、これらのクーラント孔７は、上記突起１Ｇの先端視における半長円の円弧部の中心を通る軸線Ｏを中心とした円の上に中心を有する円形なすようにして先端面１Ｅに開口しており、周方向には互いに等間隔かつ２つの上記突起１Ｇとも等間隔に配設されている。
【００２５】
なお、クランプネジ４は、工具本体１と同じく鋼材等により形成されて、上記ネジ孔１Ｆにねじ込まれるネジ軸部４Ａと、このネジ軸部４Ａよりも大径の頭部４Ｂとを備えている。ネジ軸部４Ａの外径はインサート本体２Ａの取付孔２Ｄの内径よりも一回り小さくされて、ネジ軸部４Ａを取付孔２Ｄに挿通した状態で両者の間には間隔があけられる。頭部４Ｂの先端面にはレンチ等の作業用工具と係合する係合孔が形成されるとともに、この先端面とは反対側の頭部４Ｂの後端面はネジ軸部４Ａ側に向かうに従い外径が漸次縮径するテーパ面状に形成されている。
【００２６】
さらに、上記座金５は、クランプネジ４よりも高硬度の例えばマルエージング鋼や、あるいはインサート本体２Ａと同じ超硬合金等によって円環状に形成されており、先端部は大径のフランジ部５Ａとされるとともに、後端部はフランジ部５Ａよりも小径の凸部５Ｂとされている。フランジ部５Ａは、インサート本体２Ａのすくい面２Ｃ側の凹所２Ｅの内径よりも大きく、切刃２Ｂの直径よりは小さな外径を有し、その先端面の内周部と凸部５Ｂの周りに延びる後端面は軸線Ｏに垂直な平坦面とされる一方、先端面の外周部は外周側に向かうに従い後端側に延びるテーパ面状に形成されている。
【００２７】
また、凸部５Ｂは、その外周面が後端側に向かうに従い外径が漸次小さくなるテーパ面状に形成されていて、この外周面がなすテーパ角は凹所２Ｅの内周面がなすテーパ角と略等しく設定されている。さらに、フランジ部５Ａの後端面からの凸部５Ｂの突出高さは、インサート本体２Ａのすくい面２Ｃから凹所２Ｅの軸線Ｏ方向先端側を向く底面までの凹所２Ｅの深さよりも大きくされるとともに、凸部５Ｂの後端面である突端面５Ｃの外径は凹所２Ｅの底面の内径よりも小さくされている。
【００２８】
従って、この突端面５Ｃを凹所２Ｅの底面に当接させるように凸部５Ｂを収容してインサート本体２Ａと座金５を同軸に配置したときに、インサート本体２Ａの凹所２Ｅの内周面と座金５の凸部５Ｂの外周面との間、およびインサート本体２Ａのすくい面２Ｃとこのすくい面２Ｃに対向するフランジ部５Ａの上記後端面との間には、図５および図６に示すように全周に亙って間隔があけられることになる。さらに、この凸部５Ｂの突端面５Ｃにはクーラント排出溝５Ｄが突端面５Ｃの内周から外周に亙って形成されている。
【００２９】
このクーラント排出溝５Ｄは、座金５の周方向に沿った断面が長方形状をなすように形成されており、同形同大のこのようなクーラント排出溝５Ｄが周方向に等しい間隔をあけて複数条（本実施形態では６条）形成されている。なお、本実施形態では、これらのクーラント排出溝５Ｄは、図１２に示すようにその溝幅が突端面５Ｃの内周から外周に亙って一定の放射状に形成されていて、隣接するクーラント排出溝５Ｄ間に残される突端面５Ｃ部分は外周に向かうに従い幅広となるように形成されているが、これとは逆にクーラント排出溝５Ｄの溝幅が外周側に向かうに従い幅広になるように形成されて、隣接するクーラント排出溝５Ｄの間に残される突端面５Ｃ部分が一定の幅とされていてもよい。
【００３０】
また、座金５の内周部はクランプネジ４の上記頭部４Ｂが収容される収容部５Ｅとされており、この収容部５Ｅの突端面５Ｃ側の開口部は、頭部４Ｂの後端面がなすテーパ面と等しいテーパ角で突端面５Ｃ側に向かうに従い内径が漸次縮径するテーパ面状に形成されて、頭部４Ｂの後端面が当接可能とされている。そして、こうして頭部４Ｂの後端面が収容部５Ｅの突端面５Ｃ側の開口部に当接した状態で、クランプネジ４の頭部４Ｂは、図５および図６に示すようにその先端面がフランジ部５Ａからは突出せず、座金５の内周部に埋没するように軸線Ｏ方向の厚さが設定されている。
【００３１】
一方、工具本体１の後端部には、上記先端部１Ａと軸線Ｏ方向に間隔をあけて、この軸線Ｏを中心とした収容孔８が形成されており、この収容孔８内には上記嵌合部材３を先端側に付勢する付勢部材９が収容されている。また、この収容孔８の先端から工具本体１の先端側に向けては貫通孔１０が形成されており、この貫通孔１０内には、上記付勢部材９により付勢されることによって嵌合部材３を先端側に押圧する押圧部材１１が挿入されている。
【００３２】
収容孔８は、その後端部の内周に雌ネジ部８Ａが形成されるとともに工具本体１の後端面への開口部は内径が一段大きな大径部８Ｂとされている以外は、一定内径の断面円形に形成されており、その先端は、シャンク部１Ｂと首部１Ｃとの境界よりも僅かに先端側に位置している。また、貫通孔１０は、この収容孔８の先端から上記クーラント孔７を避けるように先端側に向かうに従い外周側に傾斜して延びて工具本体１の上記円環面１Ｄに開口しており、本実施形態では複数（３つ）の貫通孔１０が周方向に等間隔に形成されていて、これらの貫通孔１０にそれぞれ押圧部材１１が挿入されている。なお、上記クーラント孔７も、収容孔８の先端から貫通孔１０を避けるように工具本体１の先端側に延びて先端面１Ｅに開口している。
【００３３】
ここで、付勢部材９は、本実施形態では図５、図６、図８に示すようにコイルスプリングであり、収容孔８に圧縮された状態で収容されて押圧部材１１を介して嵌合部材３を付勢する。また、貫通孔１０は一定内径の円形孔であるとともに、押圧部材１１はこの貫通孔１０に摺接して嵌め入れ可能な外径の図１３に示すような細径円柱状のピン（プッシュロッド）であり、その後端部は収容孔８内に突出するとともに、付勢部材９によって付勢された押圧部材１１の先端部が円環面１Ｄにおける貫通孔１０の開口部から突出して嵌合部材３の後端面に当接し、嵌合部材３を先端側に押圧する。なお、こうして嵌合部材３の後端面に当接する押圧部材１１の先端部は半球状に形成されるとともに、後端面は円柱状の押圧部材１１に中心線に垂直な平坦面とされている。
【００３４】
さらに、本実施形態では、収容孔８の先端部において、付勢部材９の先端と押圧部材１１の後端との間に、円筒状のプランジャー１２が介装されている。このプランジャー１２は、収容孔８に摺接して嵌め入れ可能な外径と、コイルスプリングである付勢部材９の内径と略等しいか小さな内径を有しており、その円環状の先端面は、収容孔８に突出した押圧部材１１の後端面が当接可能な角度で外周側に向かうに従い後端側に傾斜するテーパ面とされている。従って、押圧部材１１は、このプランジャー１２を介して付勢部材９により先端側に付勢され、嵌合部材３を先端側に押圧することになる。
【００３５】
さらにまた、収容孔８の後端部には、上記雌ネジ部８Ａにねじ込み可能な雄ネジ部１３Ａと、こうして雄ネジ部１３Ａを雌ネジ部８Ａにねじ込んだ状態で上記大径部８Ｂに収容可能な大きさのフランジ部１３Ｂとが一体に形成されたネジ部材１３が取り付けられている。このネジ部材１３の後端面の中央部には、レンチ等の作業用工具と係合可能な断面正六角形等の係合孔１３Ｃが形成されるとともに、この係合孔１３Ｃの孔底からネジ部材１３の先端面にかけては、コイルスプリングである付勢部材９の内径と略等しいか小さな内径のクーラント供給孔１３Ｄが形成されて収容孔８内に開口している。
【００３６】
このような刃先交換式切削工具は、貫通孔１０に押圧部材１１を挿入するとともに収容孔８にプランジャー１２、付勢部材９を挿入し、さらに工具本体１の先端部１Ａ外周に嵌合部材３を嵌め入れて位置決めネジ６をねじ込むことにより周方向に位置決めした上で、収容孔８の雌ネジ部８Ａに雄ネジ部１３Ａをねじ込んで、ネジ部材１３とプランジャー１２、押圧部材１１、嵌合部材３との間で付勢部材９を圧縮することにより、嵌合部材３はプランジャー１２および押圧部材１１を介して先端側に押圧されて付勢される。この状態で、嵌合部材３は、位置決めネジ６の頭部が長孔３Ｃの後端に当接して先端側に突出しており、また押圧部材１１の後端面がプランジャー１２の先端面に当接することにより、プランジャー１２と収容孔８の先端側の孔底との間には間隔があけられる。
【００３７】
従って、この状態で、インサート取付座３Ｂを形成する嵌合部材３の嵌合面３Ａに、インサート本体２Ａの外周面の後端部を嵌合面３Ａに密着させて切削インサート２を載置すると、図１６に示すようにインサート本体２Ａの着座面２Ｆは同じくインサート取付座３Ｂを形成する工具本体１の先端面１Ｅとは間隔をあけているので、次いで座金５を介してインサート本体２Ａの取付孔２Ｄにクランプネジ４のネジ軸部４Ａを挿入してネジ孔１Ｆにねじ込んでゆくと、嵌合面３Ａに外周面が密着した切削インサート２は、付勢部材９による付勢力に抗して嵌合部材３、押圧部材１１、プランジャー１２ごと後端側に移動し、着座面２Ｆが先端面１Ｅに当接したところで固定される。このとき、着座面２Ｆ側の凹所２Ｇにおける複数条の上記凹溝２Ｉのうち上記一部の凹溝２Ｉ内には突起１Ｇが収容されて切削インサート２は周方向に位置決めされ、残りの凹溝２Ｉはクーラント孔７と連通する。
【００３８】
このように構成された刃先交換式切削工具では、上記嵌合面３Ａが形成された嵌合部材３が、こうしてクランプネジ４によって切削インサート２が着座面２Ｆを先端面１Ｅに当接させて取り付けられた状態で、付勢部材９によりプランジャー１２、押圧部材１１を介して工具本体１の先端側に付勢されているので、これら嵌合面３Ａと先端面１Ｅにより形成されるインサート取付座３Ｂに切削インサート２を高い剛性で取り付けることが可能となる。また、切削インサート２の成形精度がそれほど高くなくても、こうして先端側に付勢された嵌合部材３の嵌合面３Ａによって円環状または円筒状のインサート本体２Ａを保持して工具本体１と同軸に芯合わせすることができるので、高精度で安定した切削加工を行うことができる。
【００３９】
そして、さらに上記構成の刃先交換式切削工具では、このように嵌合部材３を工具本体１の先端側に付勢する付勢部材９が、工具本体１の後端部に形成された収容孔８に収容されていて、工具本体１の外周に露出して剥き出しとなることがない。このため、切削加工の際に切削インサート２の切刃２Ｂによって生成された切屑が、例えば本実施形態のようなコイルスプリングである付勢部材９に巻き付いて絡まることにより切削加工を中断せざるを得なくなったり、絡まった切屑によって付勢部材９に損傷を生じたりするのを防ぐことができ、安定して円滑な切削作業を行うことが可能となる。
【００４０】
また、このように工具本体１の後端部内の収容孔８に付勢部材９を収容した刃先交換式切削工具では、例えば特許文献１に記載された刃先交換式切削工具のように嵌合部材の後端部に付勢部が設けられている場合に対し、嵌合部材３が嵌合する工具本体１の先端部１Ａの長さを短くすることができる。このため、切削加工時の背分力や送り分力に対する工具本体１の剛性や切削インサート２の取付安定性を向上させることができ、これに伴い高い加工精度を得ることができる。
【００４１】
さらに、本実施形態の刃先交換式切削工具では、上述のように付勢部材９を収容する収容孔８から嵌合部材３が嵌め入れられる工具本体１の先端部１Ａ後端の円環面１Ｄにかけて、工具本体１に複数の貫通孔１０が周方向に等間隔に形成されており、これらの貫通孔１０にそれぞれ挿入された押圧部材１１を介して嵌合部材３が付勢部材９により先端側に付勢される。従って、円筒状の嵌合部材３を工具本体１の軸線Ｏと高精度に同軸に配置して先端側に付勢することができ、これによって円環状または円筒状の切削インサート２も軸線Ｏと同軸に保持して一層の加工精度の向上を図るとともに取付安定性も向上させることができる。
【００４２】
一方、本実施形態では、工具本体１に、その先端面１Ｅに開口するクーラント孔７が上記収容孔８を介して形成されており、この収容孔８の先端部に挿入されるプランジャー１２は円筒状であるとともに付勢部材９はコイルスプリングであって、いずれも軸線Ｏに沿った部分は中空である。さらに、収容孔８後端部の雌ネジ部８Ａに雄ネジ部１３Ａがねじ込まれるネジ部材１３も、係合孔１３Ｃの孔底からクーラント供給孔１３Ｄが形成されて収容孔８内に開口しているので、切削加工時には工作機械からこのクーラント供給孔１３Ｄおよび収容孔８内の付勢部材９、プランジャー１２の中空部を介してクーラント孔７に切削油剤やミスト、あるいはエア等のクーラント（流体）を供給することができる。
【００４３】
そして、このようにクーラント孔７に供給されたクーラントは、本実施形態では該クーラント孔７と連通したインサート本体２Ａの着座面２Ｆ側の凹所２Ｇの上記残りの凹溝２Ｉから該凹所２Ｇの環状溝２Ｈを介して取付孔２Ｄとクランプネジ４のネジ軸部４Ａとの間隔部分を通り、すくい面２Ｃ側の凹所２Ｅに供給される。さらに、この凹所２Ｅに供給されたクーラントは、該凹所２Ｅに収容された座金５の凸部５Ｂの突端面５Ｃに形成されたクーラント排出溝５Ｄから凸部５Ｂと凹所２Ｅの間に流れ込み、次いでインサート本体２Ａのすくい面２Ｃとフランジ部５Ａの上記後端面との間の間隔部分からすくい面２Ｃに沿って排出されて切刃２Ｂに供給され、この切刃２Ｂおよび該切刃２Ｂによる被削材Ｗの切削部位を冷却、潤滑する。
【００４４】
従って、このような本実施形態の刃先交換式切削工具によれば、付勢部材９を収容する工具本体１に形成された収容孔８のスペースを有効に利用して、切削インサート２の切刃２Ｂや被削材Ｗの切削部位を確実に冷却、潤滑することができる。このため、収容孔８とは別にクーラントの供給路を形成するような場合に比べて必要以上に工具本体１の剛性が損なわれるような事態を防ぐことができるとともに、工具本体１の製造コストの削減を図ることが可能となる。
【００４５】
また、特に本実施形態では、切削インサート２が円周状の切刃２Ｂを有する丸駒インサートであるのに対し、座金５の突端面５Ｃには複数条のクーラント排出溝５Ｄが放射状に形成されているので、実際に被削材Ｗに切り込まれている切刃２Ｂ部分や被削材Ｗの切削部位は勿論、工具本体１の回転駆動により切削部位から離れていて切削により高温となった切刃２Ｂ部分にもクーラントを供給して冷却することができる。なお、上述のようにクーラント排出溝５Ｄを、外周側に向かうに従い幅広となるように形成した場合には、円周状の切刃２Ｂの全周に満遍なくクーラントを行き渡らせることができる。
【００４６】
ここで、この座金５のクーラント排出溝５Ｄの最小断面積の総和を、工具本体１におけるクーラント供給路の断面積が最小となる部分、例えば上記クーラント孔７の部分における断面積の総和以上、望ましくはこの最小断面積の総和よりも大きくなるように設定すれば、クーラント排出溝５Ｄからクーラントが排出される際の抵抗が高くなるのを防いで圧力損失を低減することができ、工具本体１へのクーラントの供給圧も必要以上に高くすることもなくなって、効率的なクーラントの供給を図ることができる。
【００４７】
また、本実施形態では、切削インサート２のすくい面２Ｃに形成された凹所２Ｅに座金５の凸部５Ｂが収容されるとともに、凸部５Ｂの外周面と凹所２Ｅの内周面との間と、インサート本体２Ａのすくい面２Ｃとこれに対向する座金５のフランジ部５Ａの後端面との間に全周に亙って間隔があけられているので、クーラント排出溝５Ｄから排出されたクーラントは、すくい面２Ｃとフランジ部５Ａの後端面の間から切刃２Ｂに向けて吹き出す間に、これらの間隔部分において乱流を生じることになる。このため、切刃２Ｂへのクーラントの供給が不均一となることがなく、一層効率的な切刃２Ｂおよび切削部位の冷却、潤滑を図ることができる。
【００４８】
さらに、本実施形態では、この座金５の収容部５Ｅのインサート本体２Ａにおける着座面２Ｆ側の縮径した部分にクランプネジ４の頭部４Ｂ後端面が当接して切削インサート２がインサート取付座３Ｂに取り付けられた状態で、頭部４Ｂは収容部５Ｅに埋没して座金５の先端面から突出しないようにされている。このため、切刃２Ｂによって生成された切屑が、インサート本体２Ａのすくい面２Ｃから座金５のフランジ部５Ａの先端面に流れ出ても、クランプネジ４の頭部４Ｂを擦過することがなく、このような切屑の擦過によって頭部４Ｂが摩耗して損傷するのを防ぐことができる。
【００４９】
しかも、本実施形態では、この座金５自体がクランプネジ４や工具本体１よりも硬度の高いマルエージング鋼や超硬合金等の材質によって形成されているので、切屑の擦過による座金５の摩耗や損傷も抑えることができる。従って、本実施形態によれば、これら座金５やクランプネジ４を長期に亙って使用することが可能となり、引いては刃先交換式切削工具の長寿命化を図ることができる。
【００５０】
一方、本実施形態においては、インサート本体２Ａの着座面２Ｆに、取付孔２Ｄから放射状に外周側に延びる複数条の凹溝２Ｉを備えた着座面２Ｆ側の凹所２Ｇが形成される一方、この着座面２Ｆに対向してインサート取付座３Ｂを形成する工具本体１の先端面１Ｅには、上記一部の凹溝２Ｉに収容される突起１Ｇが形成されるとともに、上記残りの凹溝２Ｉに連通するように先端側に向かうに従い外周側に傾斜して延びるクーラント孔７が開口している。
【００５１】
このため、本実施形態の工具本体１のように、工具本体１後端部のクーラントが供給される収容孔８と先端部１Ａのクランプネジ４がねじ込まれるネジ孔１Ｆとが軸線Ｏを中心として同軸に配置されていても、上述のように傾斜したクーラント孔７を通してクーラントを上記残りの凹溝２Ｉに供給し、切刃２Ｂが形成されたすくい面２Ｃ側に確実に供給することができる。しかも、これらのクーラント孔７は周方向に等間隔に形成されているので、特に本実施形態のような駆動型のロータリーバイトにおいて、良好な回転バランスを確保することができる。
【００５２】
また、本実施形態では、インサート本体２Ａの取付孔２Ｄと着座面２Ｆ側の凹所２Ｇの凹溝２Ｉとの間に、取付孔２Ｄの開口部を周回するように環状溝２Ｈが形成されており、クーラント孔７から供給されたクーラントは、これら環状溝２Ｈと凹溝２Ｉとを備えた凹所２Ｇを介してすくい面２Ｃ側に供給される。このため、特にクーラントが切削油剤等の液体である場合には、この凹所２Ｇが液溜まりとして作用するので、クーラント供給量に変動が生じた場合などでも安定してクーラントを供給することが可能となる。
【００５３】
さらに、この凹所２Ｇの複数条の凹溝２Ｉは、本実施形態では周方向に等間隔に形成されているので、インサート本体２Ａの着座面２Ｆを先端面１Ｅに着座させる際に、いずれの凹溝２Ｉに突起１Ｇを収容しても、残りの凹溝２Ｉにクーラント孔７を連通させることができる。また、こうして突起１Ｇが一部の凹溝２Ｉに収容されてインサート本体２Ａと係合することにより、切削インサート２を回り止めすることができるので、安定した切削加工を行うこともできる。
【００５４】
さらにまた、本実施形態では、この凹所２Ｇに供給されたクーラントは、インサート本体２Ａの取付孔２Ｄとクランプネジ４のネジ軸部４Ａとの間の間隔部分を通ってすくい面２Ｃ側に供給される。このため、本実施形態では、インサート本体２Ａを内周の取付孔２Ｄ側からも冷却することができ、切削熱によってインサート本体２Ａが高温となるのを確実に防ぐことができるとともに、この切削熱が伝達されてクランプネジ４が高温となることにより膨張して切削インサート２の取付安定性が損なわれるのも防ぐことができる。
【００５５】
次に、図１８ないし図３４は、本発明の第２の実施形態を示すものであり、図１ないし図１７に示した第１の実施形態と共通する要素には同一の符号を配して説明を省略する。ここで、上述した第１の実施形態は、本発明を比較的直径Ｄが小さい被削材Ｗに旋削加工を駆動型ロータリーバイトに適用したものであったのに対し、この第２の実施形態は図３４に示すようにそのような被削材Ｗの直径Ｄの制限がなく、小さな直径Ｄから比較的大きな直径Ｄの被削材Ｗの旋削加工にも用いることが可能な駆動型ロータリーバイトに本発明を適用したものである。
【００５６】
すなわち、この第２の実施形態においては、円環状または円筒状の切削インサート２の切刃２Ｂの直径が工具本体１のシャンク部１Ｂの直径よりも大きくされており、上述のような直径Ｄの大きな被削材Ｗへの旋削加工に対応可能である。また、このシャンク部１Ｂと工具本体１の先端部１Ａとの間の首部１Ｃは、シャンク部１Ｂの先端部で一段僅かに縮径し、工具本体１の先端側に向かうに従い外径が漸次拡径した後に一定外径となって、先端部１Ａ後端の円環面１Ｄに達している。さらに、嵌合部材３の外径は一定であって、首部１Ｃの一定外径の部分の直径と略等しくされ、切刃２Ｂの直径とも略等しいか僅かに小さくされている。
【００５７】
また、本実施形態では、収容孔８とネジ孔１Ｆとが軸線Ｏを中心とする収容孔８よりも内径の小さな連通孔８Ｃによって連通しており、クーラント孔７はこの連通孔８Ｃから分岐して工具本体１の先端側に向かうに従い外周側に向かうように傾斜して延び、先端面１Ｅに開口している。なお、この第２の実施形態では、図２８に示すように座金５におけるクーラント排出溝５Ｄの溝幅が外周側に向かうに従い幅広になるように形成されていて、周方向に隣接するクーラント排出溝５Ｄの間に残される突端面５Ｃ部分が一定の幅とされている。
【００５８】
さらに、プランジャー１２には、その先端側部分において内周部から軸線Ｏに対する半径方向に延びて該プランジャー１２の外周面に開口する枝孔１２Ａが周方向に等間隔に複数（本実施形態では４つ）形成されるとともに、この枝孔１２Ａの外周面における開口部からプランジャー１２の先端面にかけては凹溝１２Ｂが、先端面のうち押圧部材１１の後端面が当接する部分を避けるように外周面に形成され、収容孔８に供給されたクーラントは枝孔１２Ａから凹溝１２Ｂを通って連通孔８Ｃに流れ込む。なお、押圧部材１１の後端部は後端側に向かうに従い漸次縮径する円錐台状に形成されている。
【００５９】
このような第２の実施形態の刃先交換式切削工具においても、第１の実施形態と同様にコイルスプリングである付勢部材９が工具本体１の後端部内に形成された収容孔８に収容されて、押圧部材１１を介して嵌合部材３を工具本体１の先端側に付勢しているので、切削加工時に切刃２Ｂによって生成された切屑がこのような付勢部材９に絡まって巻き付くのを防ぐことができる。また、嵌合部材の後端部に付勢部が設けられている場合に対しては工具本体１の先端部１Ａの長さを短くすることができ、工具本体１の剛性や切削インサート２の取付安定性を向上させて高精度の切削加工を行うことが可能となる。
【００６０】
さらに、本実施形態では、クランプネジ４がねじ込まれるネジ孔１Ｆが、連通孔８Ｃを介して収容孔８と連通しているので、この収容孔８に供給されるクーラントによってクランプネジ４をネジ軸部４Ａの端部からも冷却することができる。このため、切削熱によるクランプネジ４の膨張をさらに確実に防いで、一層安定して切削インサート２を取り付けることが可能となる。
【００６１】
なお、この第２の実施形態や上記第１の実施形態においては、収容孔８内においてクーラントの供給を許容する中空部を有した付勢部材９としてコイルスプリングを用いているが、例えば複数の皿バネを、その大径部と小径部の向きを交互にして収容孔８に収容することにより、押圧部材１１やプランジャー１２を介して嵌合部材３を付勢するようにしてもよい。また、これら第１、第２の実施形態では、円環状の丸駒インサートを切削インサート２としてインサート取付座３Ｂに着脱可能に取り付けているが、例えば先端面や外周面に切刃が形成されたエンドミル用の円筒状の切削インサートを取り付けて、刃先交換式のエンドミルを構成してもよい。
【符号の説明】
【００６２】
１  工具本体
１Ａ  工具本体１の先端部
１Ｂ  シャンク部（工具本体１の後端部）
１Ｅ  工具本体１の先端面
１Ｆ  ネジ孔
２  切削インサート
２Ａ  インサート本体
２Ｂ  切刃
２Ｃ  すくい面
２Ｄ  取付孔
２Ｆ  着座面
３  嵌合部材
３Ａ  嵌合面
３Ｂ  インサート取付座
４  クランプネジ
５  座金
７  クーラント孔
８  収容孔
９  付勢部材
１０  貫通孔
１１  押圧部材
１２  プランジャー
１３  ネジ部材
Ｏ  工具本体１の軸線
Ｗ  被削材
【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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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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【図２３】
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【図２４】
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【図２５】
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【図２６】
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【図２７】
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【図２８】
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【図２９】
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【図３０】
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【図３１】
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【図３２】
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【図３３】
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【図３４】
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