【手続補正書】
【提出日】平成27年5月28日(2015.5.28)
【手続補正１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【発明の詳細な説明】
【発明の名称】４点接触を有するインサートおよびクランピングホルダー
【技術分野】
【０００１】
本発明は、剛性保持部分および剛性保持部分との関係において弾力的に可動であるクランピングフィンガーを伴う、切削インサートのためのクランピングホルダーにおいて、保持部分およびクランピングフィンガーが、切削インサートを収容するための実質的にＵ字形の陥凹の相対する側を画定しており、陥凹の内部には陥凹内への切削インサートの挿入深さを制限するためのストッパが具備されているクランピングホルダーに関する。この場合にクランピングフィンガーと相対する側は、互いに離隔した少なくとも２つの接点、または少なくとも２つのこのような接点を含む対応して延在させられた接触面を有し、その一方でクランピングフィンガーは、切削インサートと係合するための接点またはさほど延在させられていない接触面を有する。
【背景技術】
【０００２】
切削インサート、特にいわゆるインサート／インサートプレートのための対応するクランピングホルダーは、長い間公知であった。これらのクランピングホルダーは一般に幅の狭いプレートまたはプレート状要素であり、これらのプレートまたはプレート状要素の厚みは、対応するインサートの主要切れ刃の長さよりも小さい。この主要切れ刃はそれ自体、（任意にはさらなるエッジ面に加えて）切削用プレートまたは切削インサートの側面を互いに連結する２つのエッジ面の間の遷移部分またはコーナーによって形成されている。切削用プレートは、切れ刃の領域内でわずかに厚くなっている。
【０００３】
この場合、このタイプのクランピングホルダーの一方の端面は陥凹を有し、その中にインサートが挿入され、クランピングフィンガーによってしっかりと保持される。インサートの切れ刃は、クランピングホルダーおよびインサートからなる工具から前へ最も遠くに突出し、例えばワークの周囲に溝を切削するかまたはワークの一部分を突切りするために回転する回転対称ワークに対し送出される部分を形成する。この場合、切削インサートは、その切れ刃が先導する状態で、ワーク内に進入し、その後、同様に切れ刃の長さより小さい厚みを有する狭いプレートまたはブレードの形で構成されたクランピングホルダーは、インサートによってすでに生成された溝の中に進入することができる。
【０００４】
しかしながら、回転工具、例えばサイドカッタの上に、対応するクランピングホルダーを具備してもよく、このような場合においては回転可能なディスクの周囲に沿って半径方向に陥凹が設けられ、同じくプレートの周囲から実質的に半径方向内向きに延在する対応するスロット、好適なクランピングフィンガーおよび比較的剛性の部分が形成される。
【０００５】
このタイプのインサートの切れ刃または各々の場合の対応する切削インサートが、第１のかつ唯一の部品としてワークと接触することから、切れ刃を有する切削インサートの部分は、クランピングホルダーから或る程度まで突出していなければならない。機械加工中、ワークのタイプ、工具の送り速度および機械加工速度に応じて、高い力が切削インサート上に作用し、これは、切れ刃がクランピングホルダーからわずかに突出していることから、同様に切削インサート上にも一定のトルクを及ぼし、有効トルクは、切れ刃または切削面上に作用する力および、クランピングホルダー上の切削インサートの切れ刃に最も近くかつ切れ刃の反対側にある当接点と切れ刃との連結によって決まる梃子の力によって定義される。
【０００６】
従来のクランピングホルダーは、この場合、一般に３つの接点、すなわち一般に切れ刃が上に形成されている側と対面しておりかつ一般には剛性保持部分に割当てられる側にある２つの接点と、クランピングフィンガーの一端部によって一般に形成されている切れ刃の側にある１つの接点を有しており、この第３の接点は一般に、連結ラインとの関係において第１および第２の接点の間に位置設定されている。この場合の「接点」という用語は、同様に、多少の差こそあれ延在する接触面をも含んでいる。本出願に関しては、接触面は、その最大の規模が、切削インサートまたはＵ字形陥凹の最大の規模の２０％未満である場合に「接触面」とみなされる。
【０００７】
さらに、陥凹の内部には、ストッパも具備されており、このストッパは、例えば切削インサートの切れ刃から遠隔の後方端部がＵ字形陥凹の基部近くに配置されたストッパに衝突するという点で、切削インサートの挿入深さを制限するものである。一部の場合において、ストッパは、クランピングフィンガー上でも構成され、詳細には、クランピングフィンガーの自由端部によっても形成され得、その場合には、切削インサート上で切れ刃とＵ字形陥凹内に設けられた後方部分との間に具備されなければならない。
【０００８】
この公知のいわゆる３点接触は一般に、困難な作業条件下で、すなわち比較的強い力が切れ刃上に作用する状態で、切削インサートの明確な安定した位置を画定するものの、それでも、第３の接点を介してクランピングフィンガーにより及ぼされる力とは逆方向に切削インサートがそのインサート座内で傾動させられる事態が発生する可能性もある。この場合、切削インサートは一部の状況下ではそのインサート座から完全に解放され得るが、少なくともその位置を短時間変えることになり、したがって、切れ刃における条件は変化し、切削された面が場合によって綺麗でなくなるかあるいはさらに増大した力が発生し、このため振動および対応する早期摩耗と同時に、切削インサートのそのインサート座からの引裂あるいは切削インサートの破損がもたらされる可能性もある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００９】
【特許文献１】欧州特許第１２０５２７３号明細書
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
先行技術と比べて、本発明は、比較的大きい切削力に耐え、困難な条件下すなわち大きな切削力においてさえクランピングホルダー内の切削インサートの安定した安全な位置を保証し、かつワークが機械加工されている間の振動ひいては切削インサートの早期摩耗を削減するために所定の位置にある対応する切削インサートのためのクランピングホルダーならびに適合する切削インサートを提供するという目的に基づくものである。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
この目的は、第３の接点を有する側に割当てられたストッパが、ストッパとして作用するだけでなく同時に第１および第２の接点と相対する側の接点としても作用するような形で構成されていることによって、達成される。
【００１２】
このことは、例えば、切削インサートの挿入方向に対して例えば垂直か、あるいは非常に大きい角度を成して配置されておらず、比較的わずかしか角度付けされておらず、かつ例えば挿入方向に対して１５〜５０°の角度で延在するストッパ面を、ストッパが有することによって達成される。第１および第２の接点と相対するＵ字形陥凹の側にも同時に配置されているこのタイプのストッパ面は、事実上、Ｕ字形陥凹にくさび形テーパを与え、これは同様に、切削インサートの挿入深さを制限する有効なストッパとして作用する。
【００１３】
しかしながら、角度付けが比較的小さいことおよび第１および第２の接点と対面する側に配置されていることから、このストッパは、クランピングフィンガーによって提供される第３の接点に加えて第４の接点としても同時に作用する。換言すると、こうして切削インサートは、両方の側で、各々の場合において２つの離隔された接点によって保持され、したがって、従来のクランピングホルダーとは対照的に、例えば切れ刃上に作用する切削力によってひき起こされるものなどの実質的により大きいトルクに耐えることができる。
【００１４】
それでも、接触面の角度付けがわずかであるため、切削インサートをＵ字形陥凹内に導入する場合（切削インサートはＵ字形陥凹の（両側）側面の経路に適応された上部側と下部側を有するものと理解される）、切削インサートが最初に第１および第２の接点そして任意には第３の接点とのみ接触し、一方、第４の接点は同時に挿入深度を制限するためのストッパとしても構成されておりしたがって前記切削インサートが端部位置に達した時点で初めて切削インサートと接触することから、切削インサートの位置の過剰決定は回避される。関連する側との関係におけるストッパ点の角度付け角度は比較的平坦であることから、この接点は同時に、発生している切削力および切れ刃と第１の接点の有効な梃子の力によってひき起こされるトルクに対する真の当接部としても作用することができる。
【００１５】
第３の接点は、第１の接点からの最大の離隔距離を有し、したがって、対応するトルクを問題なく吸収する。
【００１６】
一実施形態においては、第１および第２の接点を伴う側と相対する第３の接点を伴う側を形成するクランピングフィンガーが、クランピングフィンガーの相対的可動性をもたらすスロットによって、同じ側に設けられた第４の接点から分離されていることが規定されている。
【００１７】
したがって、同時にストッパでもある第４の接点は、可動性クランピングフィンガーの一部ではなく、剛性保持部分に割当てられており、したがって、同時にストッパとしても役立つ第４の接点は、対応する位置的精度で（非可動性）挿入制限としてのその機能を充分に果たすことができる。
【００１８】
したがって、このタイプの実施形態においては、２つの接点を伴う側は、剛性保持部分に割当てられる。
【００１９】
その上、ストッパは、比較的大きく延在するストッパ面または接触面として構成され、このことは同様に、位置的精度の改善にも寄与する。
【００２０】
本発明の一実施形態においては、陥凹の２つの相対する側のうちの一方は凹形であり、他方の側は凸形である。この場合、凹形および凸形の側は少なくともほぼ平行に走っており、したがって切削インサートの関連する側もまた対応して凹形および凸形であり、Ｕ字形陥凹の中に適合する形で挿入され得るようになっていなければならない。Ｕ字形陥凹のこのタイプの湾曲した構成は、一部の状況下で切削インサートに作用する引き抜き力の増大に寄与する可能性がある。その上、この湾曲した構成は、Ｕ字形陥凹との関係において上向きまたは下向きの過度の突出を回避することが意図されている場合には、クランピングホルダーの材料をより有利に使用することを可能にする。
【００２１】
Ｕ字形陥凹のこのタイプの湾曲した構成の場合においては、接触面の角度付けの基準となる挿入方向は、任意には、角度付けへの遷移部分における湾曲した行程に対する接線との関係において定義づけ可能である。
【００２２】
実際、ストッパ面は、陥凹が直線的に走っているか曲線的に走っているかに関わらず、その内側端部上でここではＵ字形の陥凹のくさび形テーパを形成し、これは同時に切削インサートの挿入深さを制限すると共に、切削インサート端部の上下動を阻止する。その上、Ｕ字形陥凹は実質的に恒常な幅を有し、切削インサートの形状に適応される。
【００２３】
関連する切削インサートは、陥凹と類似の形で構成され、クランピングホルダーのＵ字形陥凹の対応する側と係合するように構成されている上部側と下部側を有する切削インサート本体と、上部側および下部側を互いに連結する、端面への遷移部分にある上部側の一端部上の切れ刃と、切れ刃とは相反する端部上のストッパ面とを有し、下部側は、クランピングホルダーのＵ字形陥凹の２つの対応する接点と接触するための２つの接点と、相反する側上の１つの接点とを有し、切れ刃から遠隔して位置設定された切削インサートの端部にはストッパが具備され、前記ストッパは同時に接点としても作用している。接点としてのこの効果はここでは、挿入方向との関係における、あるい切削インサートの関連する上部側との関係における接触面のわずかな角度付けによってもひき起こされる。
【００２４】
互いに接触する切削インサートおよびＵ字形陥凹の側は同様に、わずかにポジティブまたはネガティブのくさび形状を画定することもできる。この場合、くさび形状は、Ｕ字形陥凹の開口部がそこよりも内部に位置設定された部分よりも広い場合に「ポジティブ」と呼ばれ、逆の場合「ネガティブ」と呼ばれる。
【００２５】
切削インサートの形状は、Ｕ字形陥凹の形状と類似している。すなわち切削インサートは任意には、少なくともおおよそ平行に走る凹形の上部側と下部側を有し、クランピングホルダーの対応する接点と接触する切削インサートの接点は、クランピングホルダーと同じ形で分布させられている。
【００２６】
互いに分離された明確な第１および第２の接点を得るためには、互いに関連して２つの接点を有する切削インサートとクランピングホルダーの面を、わずかに異なる形で構成することができる。すなわち、２つの側のうちの一方を、２つの接点の間で他方の側に対してわずかにセットバックするように構成することができる。こうして、切削インサートの一方の側は、クランピングホルダーの関連する側との関係において互いから明らかに離隔して位置設定された２つの点の上で確実に支えられることになる。
【００２７】
例えば、切削インサートの下部側は、２つの接点の間にセットバック部分を有していてよいが、このセットバック部分をクランピングホルダー上に設けることも同様に可能である。
【００２８】
本発明のさらなる利点、特徴および利用分野の可能性は、好ましい実施形態についての以下の記述および関連する図を用いて明確になる。
【図面の簡単な説明】
【００２９】
【図１】本発明に係るクランピングホルダーを示す図である。
【図２】対応する切削インサートを示す図である。
【図３】クランピングホルダー内に収容された切削インサートを示す図である。
【図４ａ】工具を用いたクランピングホルダー内へのインサートの挿入を示す図である。
【図４ｂ】工具を用いたクランピングホルダー内へのインサートの取出しを示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００３０】
図１においては、１０により示されたクランピングホルダー全体を、狭いブレードの形で見ることができ、ここでは任意には切削インサートを収容するその関係する部分のみが示されている。記載されているクランピングホルダーは、薄く細長いプレートまたはブレードあるいは回転可能なディスクの形状をおおよそ有しており、クランピングホルダーの厚みは典型的におよそ１〜１０ｍｍの規模であり、一方、図１中で垂直方向に測定すべきその幅または高さは、典型的に１０〜５０ｍｍである。（水平方向に測定すべき）長さは、典型的に５０〜１５０ｍｍの範囲内にある。詳細には、このブレード状のクランピングホルダー１０の後方部分を同様に、陥凹３を有する前方部分に比べて有意に厚くすることができる。
【００３１】
図からわかるように、クランピングホルダーは、ここでは下部に示されている剛性部分１と、この剛性部分との関係において弾力的に可動であるクランピングフィンガー２とを有している。おおよそＵ字形の陥凹３がクランピングフィンガー２と剛性部分１の間に画定されており、この場合このＵ字形陥凹の側面は、一方の側で凹形に湾曲し、他方の側で凸形に湾曲している。この場合においては、接点４および５を有するＵ字形陥凹３の下部側は、凸形に湾曲し、接点６を伴うクランピングフィンガーと同様、同時にストッパとしても役立つ接点７によっても実質的に画定されている上部側は、実質的に凹形であり、スロット８もこの凹形上部側の中に開いている。
【００３２】
部分１の剛性およびこの部分１との関係におけるクランピングフィンガー２の可動性は、実質的にスロット８の端部の上下に残るクランピングホルダー１０の材料によって確保される。
【００３３】
一般に、このタイプのクランピングホルダーは、工具鋼から生産される。
【００３４】
図２は、同様に、わずかに厚くなった上部左側端部を有する狭いプレート形の部品で構成されかつ上部側から端面までの遷移部分に切れ刃１１を有するインサート２０の形で、関連する切削インサートを示す。前方端部に具備された切れ刃１１とは別に、さらにセットバックされた部分の中の上部側は、接点１６および切削インサート２０の後方内側端部に近いさらなる接点１７を有する。接点１６は、接点１４、１５の連結ラインとの関係において切削インサート２０の下部側に位置設定されている。換言すると、接点１６から点１４と１５を結ぶラインまでの最短連結部分は、これら２つの点１４および１５の間で開いている。
【００３５】
切削インサート２０の上部側と下部側の等価点の間に延在する２重矢印ＡおよびＢは、陥凹の開口部により近いところに位置する２重矢印Ａの領域内の切削インサートの幅が２重矢印Ｂの領域内に比べてわずかに小さいことから、切削インサート２０がわずかにネガティブのくさび形状を有することを示している。このことはまた、類似の形でＵ字形陥凹３にもあてはまる。陥凹または切削インサートの側の等価点上の接線間で測定できると考えられる対応するくさび角度は、１〜５°の範囲内にあると思われる。それでも、クランピングフィンガー２の可動性は、そのわずかに広い端部が先導する状態でＵ字形陥凹３の対応して広げられた端部の中に切削インサート２０を挿入できるのに充分なものである（等価点とは、それぞれの接線と共に鏡面反転された形で同じ角度を包含する連結ラインを有する、相対する側上にある点である）。
【００３６】
陥凹内への切削インサートまたは切削プレートの導入に関しては、切削インサートの上部側と下部側が、Ｕ字形陥凹３の対応する側と同様、（図中の紙平面に対して垂直な）断面において一般にくさび形または弓形の断面形状を有し、こうして陥凹３内へのその挿入方向に対し横断方向に確実な保持を伴う切削インサートも同様に提供されるように考慮しなければならず、これによって陥凹内への横方向（すなわち図中の紙平面に対して垂直な）挿入が排除されることになる。
【００３７】
第３の接点１６が上に設けられている凸形に湾曲した上部側に比べて、上部側の後方部分は、接点１７を有する角度付けされた平坦な部分と同時に、その挿入深さを制限するための切削インサート２０のストッパ面を有する。
【００３８】
ストッパ面１７の屈曲部のすぐ前の湾曲した上部側に対する接線との関係において、この面は、２０〜２５°の角度だけ屈曲されるが、この角度が典型的には１５〜５０°の範囲内の他の値をとることもできるということは明白である。ここで、角度が小さ過ぎると、挿入深さ制限の精度が制限し、一方角度が過度に大きいと、面１７が第４の接点としてのその効果を失なうことになり、かつ接点１４までの梃子の作用により、切れ刃１１または関連する切削面上に上方から実質的に垂直に作用する力を介して作用する対応するトルクの発生時点で、適切な抵抗が一切提供されなくなる。
【００３９】
しかしながら、１５〜５０°の範囲内の角度が両方の機能を適切かつ正しく果たすはずであり、それよりも小さい角度では、ストッパにおける位置的精度が犠牲となり、一方それよりも大きい角度でむしろ第１の接点の当接部の機能が制限される。
【００４０】
図３には、Ｕ字形陥凹３内に取付けられた切削インサート２０を見ることができる。図３では、切削インサートの一変形形態も示されており、その下部側はセットバック部分を有し、こうして２つの別個の第１および第２の接点１４、１５は明確に画定され互いから離隔されている。上部接点１６および１７は、そのうちの一方、すなわち点１６がクランピングフィンガー上に具備され、最終ストッパに至るまで切削インサートを対応して遠くまで挿入した後に初めて点１７がＵ字形陥凹３内のストッパ７と接触することから、同様に互いに明確に分離され、離隔されている。
【００４１】
図４はさらに、好適な工具を用いた対応する陥凹内への切削インサートの組立てをも示している。切削インサートすなわち切削インサートの上部側と下部側の間の離隔距離は、Ｕ字形陥凹３の幅をわずかに超える寸法によって作り出されること、そしてクランピングフィンガー２上でスロット８よりも上に残る材料の量のためクランピングフィンガー上に非常に大きい弾力的復元力が作用することから、特に上述の通り切削インサートとＵ字形陥凹がわずかにネガティブのくさび形状を画定している場合に、Ｕ字形陥凹３を適切に大きく開くことができ、かつ切削インサートをしっかりとクランプできるようにするために梃子の力を伝える工具が一般に必要とされる。
【００４２】
この目的で、工具３０の対応するピン３１を収容できる孔９が、クランピングフィンガー中でスロット８より上に設けられる。下部剛性保持部分内には湾曲した長穴１９が設けられており、その湾曲中心点は、孔９の中心点のすぐ隣りに位置設定されており、こうして、長穴１９の中心線は、穴９の中心から変動する離隔距離を有することになる。一方の端部に離隔距離をおいて２本のピン３１、３２が配置されていて、孔９内および長穴１９の少なくとも一方の端部でピンを同時に収容できるようにしている梃子の形をした工具３０が、孔および長穴の中にその２本のピンがある状態で設置されている。孔９の中心からの離隔距離が比較的小さい長穴１９の他方の端部上へピン３２を摺動させるような形での梃子の枢動が、クランピングフィンガー２と剛性保持部分１をわずかに離れるように押圧し、こうして図４の左側に示されたこの状態において切削インサートをＵ字形陥凹内に挿入できるようになっている。
【００４３】
図４の右側に示されている出発位置へ梃子３０を再度枢動させた後、その２本のピン３１、３２を伴う工具を孔９のおよび長穴１９から取出すことができ、その結果切削インサートはしっかりとクランプされる。Ｕ字形陥凹３内への切削インサートの先行する挿入段階中に、関連するストッパ面７、１７が挿入方向に対して角度付けされストッパ面７がさらに剛性保持部分１上に配置されることから、ストッパ面１７は或る時点でストッパ７に到達し、したがってＵ字形陥凹内への切削インサートのさらなる挿入深さを制限する。
【００４４】
本発明に係るクランピングホルダーは、クランピングホルダー１０内の切削インサート２０の非常に確実かつ安全なクランプを生み出す。
【００４５】
独創的な開示を目的として、たとえ具体的なさらなる特徴に関連してしか具体的に記述されなかったにせよ本明細書、図面および従属クレームから当業者にとって利用可能となるような全ての特徴を、それが明示的に排除されているかまたは技術的詳細がその種の組合せを不可能または無意味なものとしているのでないかぎりにおいて、個別の形でおよび本明細書中で開示されている他の特徴および特徴群との任意の所望される組合せの形で、組合せることができるという事実に言及しておく。想定可能な特徴を広範かつ明示的に表現することおよび個別の特徴相互の独立性を強調することは、ここでは記述を簡潔かつ読みやすくすることのみを目的として免除されている。