(57)【要約】【課題】チップや工具本体に設ける押圧部の精度を高めなくても、精度誤差が自然に吸収されてチップと押圧部の接触が広範な領域でなされるようにして、チップの固定を押圧部の弾性復元力を利用して行う切削工具のチップのクランプの安定性と固定力を向上させることを課題としている。【解決手段】工具本体２に主座面３ａ及びその主座面に対向させた押圧部３ｂを有するクランプ溝３を設け、切れ刃チップ２０を、クランプ溝の前記主座面３ａと弾性復元で押圧力を発生する前記押圧部３ｂとの間に挟みつけて固定するセルフクランプ切削工具の工具本体２に、押圧部の根元のぬすみ部６に向かって開口して押圧部の内端側をスリット幅方向に弾性変形可能となすスリット７を、押圧部の押圧面３ｄよりもクランプ溝３から離れた位置に押圧面３ｄに沿うように形成した。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
切れ刃チップ（２０）と、その切れ刃チップの背面（２５）を受け支える主座面（３ａ）及びその主座面に対向させた弾性変形可能な押圧部（３ｂ）を具備するクランプ溝（３）を設けた板状工具本体（２）とからなり、前記切れ刃チップ（２０）を、前記クランプ溝の主座面（３ａ）と弾性復元によって押圧力を発生する前記押圧部（３ｂ）との間に挟みつけて固定する刃先交換式セルフクランプ切削工具であって、
前記工具本体（２）に、前記押圧部（３ｂ）の根元のぬすみ部（６）に向かって開口して前記押圧部（３ｂ）の内端側をスリット幅方向に弾性変形可能となすスリット（７）を、前記押圧部（３ｂ）の押圧面（３ｄ）よりもクランプ溝（３）から離れた位置に前記押圧面（３ｄ）に沿うように形成したことを特徴とする刃先交換式セルフクランプ切削工具。
【請求項２】
前記クランプ溝（３）を、前記主座面（３ａ）に対して前記押圧部（３ｂ）の押圧面（３ｄ）がクランプ溝（３）の入り口側で溝幅が広がる方向に角度α傾斜した溝にした請求項１に記載の刃先交換式セルフクランプ切削工具。
【請求項３】
駆動軸に装着して回転させる板状工具本体（２）の外周に、前記クランプ溝（３）と、前記スリット（７）と、各クランプ溝（３）に対応させた切屑ポケット（５）を周方向に間隔をあけて複数設けて刃先交換式メタルソー（１）として構成した請求項１又は２に記載の刃先交換式セルフクランプ切削工具。
【請求項４】
外端を前記切屑ポケット（５）に開口させ、内端を前記押圧部（３ｂ）よりも径方向内側に入り込ませた第２のスリット（８）を、前記スリット（７）よりも工具本体（２）の回転方向前方にさらに設け、前記押圧部（３ｂ）を、前記クランプ溝（３）と前記第２のスリット（８）との間に残された工具本体とのつなぎ部（１１）を支点にして弾性変形可能となした請求項３に記載の刃先交換式セルフクランプ切削工具。
【請求項５】
前記第２のスリット（８）を、前記クランプ溝（３）側に中心を有する円弧のスリット
、または、前記主座面（３ａ）に対して内端側が主座面から離反する方向に角度γの傾きをもつスリットにした請求項４に記載の刃先交換式セルフクランプ切削工具。
【請求項６】
前記第２のスリット（８）を形成した部分に、工具本体（２）の中心側に向けて圧入されて押圧部（３ｂ）をその押圧部が弾性復元する方向に押すクランプねじ（１０）をさらに設けた請求項４に記載の刃先交換式セルフクランプ切削工具。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、工具本体に設けたクランプ溝に切れ刃チップを圧入し、この切れ刃チップを工具本体に設けた押圧部の弾性復元力で固定するいわゆるセルフクランプ方式の刃先交換式切削工具（この発明では、これを刃先交換式セルフクランプ切削工具と言う）に関する。
【背景技術】
【０００２】
刃先交換式セルフクランプ切削工具の従来技術としては、例えば、下記特許文献１〜３に開示されたものなどがある。
【０００３】
特許文献１が開示している工具は、フライス削り工具であって、円板状工具本体（支持手段）の外周にクランプ溝（座部）を有する。そのクランプ溝は、切れ刃チップ（以下では単にチップという）の反すくい面側の面を支持する座面と、その座面に対向した押圧部を備えており、その座面と押圧部間にチップ（挿入体）を圧入して取り付ける。この工具の押圧部は、回転方向前後の半径方向スリット（スロット）によって画される弾性変形可能な突起を設けてその突起の鼻部分によって形成しており、この押圧部が前記突起の弾性復元力でチップに押し付けられてチップのクランプがなされる。
【０００４】
特許文献２、３が開示している工具は、いずれもバイトである。板状ホルダの先端部に
、ホルダの先端面と両側面に開口する外広がりテーパ状のチップ取付座を形成し、そのチップ取付座の下あご（底面壁）と弾性変形可能な上あご（上面壁）間に楔状のチップを圧入し、上あごの弾性復元力で下あごとの間にチップを挟みつけるようにしてある。なお、類似のクランプ構造を採用したセルフクランプ方式のバイトは、特許文献２、３以外にも多数の提案がなされている。
【特許文献１】特表平１０−５０９６５９号公報
【特許文献２】実開平１−６６９０４号公報
【特許文献３】実開平２−５１００４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
前掲の特許文献１が開示しているチップのクランプ構造は、弾性変形した突起が復元力でチップを押圧するときに突起の押圧部（鼻部分）がチップの一部分としか接触しない。そのために、チップの固定は、クランプ溝の座面とその座面に支持されるチップの背面との摩擦力に依存するところが大きく、安定したチップ固定が望み難い。また、突起とチップの接触面積を広げようとすると、相互接触面に高精度が要求される。
【０００６】
一般的なチップは焼結体であって、コスト低減の観点から焼結肌を残した状態で提供されるものが多い。その焼結肌を残したチップは特に、寸法精度、形状精度が低くなりがちである。押圧部を構成する突起の鼻部分も加工状況によっては寸法精度、形状精度が低下する。
また、突起の弾性変形は根元を支点にして起こり、この変形で突起の押圧面の向き（座面とのなす角度）が変化する。チップの圧入終点で押圧面とチップの被クランプ面の向きが完全に一致するようにチップや突起を加工するのは極めて難しく、これらが原因でチップと突起の接触がクランプ溝の内径側や外径側での部分接触（線接触に近い接触）となるため、チップの固定は、背面と座面との摩擦力に大きく依存したものになり、クランプの安定性と固定力が不十分になる。
【０００７】
特許文献２、３が開示しているクランプ構造も、特許文献１と同様の問題を有する。チップ取付座の口の開き角がチップの取付け部の楔角よりも大きい場合には、チップに対してホルダの上あごが部分的に接触することになる。チップ取付座の口の開き角がチップの取付け部の楔角と同一である場合も、チップの圧入によってチップ取付座の口の開き角が変化するため同様の状況が起こり、チップに対する上あごの接触面積が小さくてチップのクランプの安定性と固定力が低下する。
【０００８】
この発明は、チップや工具本体に設ける押圧部の精度を高めなくても、精度誤差が自然に吸収されてチップと押圧部の接触が広範な領域でなされるようにして、セルフクランプ切削工具のチップのクランプの安定性と固定力を向上させることを課題としている。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上記の課題を解決するため、この発明においては、チップと、そのチップの背面を受け支える主座面及びその主座面に対向させた弾性変形可能な押圧部を具備するクランプ溝を設けた板状工具本体とからなり、前記チップを、前記クランプ溝の主座面と弾性復元によって押圧力を発生する前記押圧部との間に挟みつけて固定する刃先交換式セルフクランプ切削工具を改善の対象にし、この切削工具の工具本体に、前記押圧部の根元のぬすみ部に向かって開口して前記押圧部の内端側をスリット幅方向に弾性変形可能となすスリットを
、前記押圧部の押圧面よりもクランプ溝から離れた位置に前記押圧面に沿うように形成した。
【００１０】
この工具のクランプ溝は、主座面に対して押圧部の押圧面がクランプ溝の入り口側で溝幅が広がる方向に角度α傾斜した溝にすると好ましい。
【００１１】
この工具の具体例としては、駆動軸に装着して回転させる板状工具本体の外周に、クランプ溝と、前記スリットと、各クランプ溝に対応させた切屑ポケットを周方向に間隔をあけて複数設けて構成される刃先交換式メタルソーが挙げられ、このほかに、板状ホルダを本体として備えたバイトも考えられる。
【００１２】
刃先交換式メタルソーとして構成される工具は、外端を切屑ポケットに開口させ、内端を押圧部よりも径方向内側に入り込ませた第２のスリットを前記スリットよりも工具本体の回転方向前方にさらに設け、前記押圧部を、前記クランプ溝と第２のスリットとの間に残された工具本体とのつなぎ部を支点にして弾性変形可能となしたものが好ましい。
【００１３】
その第２のスリットを有するメタルソーは、第２のスリットを、クランプ溝側に中心を有する円弧のスリット、または、クランプ溝の主座面に対して内端側が主座面から離反する方向に角度γの傾きをもつスリットにすると好ましい。
【００１４】
なお、第２のスリットを有するメタルソーは、第２のスリットを形成した部分に、工具本体の中心側に向けて圧入されて押圧部をその押圧部が弾性復元する方向に押すクランプねじを設けることができる。
【発明の効果】
【００１５】
この発明の工具は、押圧部の押圧面がクランプ溝の入り口側でのみチップに押し付けられるような状況が生じたときには、押圧部が根元側を支点にしてクランプ溝が口を開くように弾性変形し、それにより、チップに対する押圧面の接触領域が広がってクランプの安定性が高まる。この作用、効果は特許文献２、３が開示している工具でも得られるが、押圧面がクランプ溝の奥端側でのみチップに押し付けられるような状況が生じたときにそれを修正する機能は従来の工具にはない。
【００１６】
これに対し、この発明では、押圧部の押圧面よりもクランプ溝から離れた位置に、押圧部の内端よりも内側部分に設けたぬすみ部に向かって開口するスリットを押圧面に沿うように形成したので、押圧面が内端側（クランプ溝の奥端側）でのみチップに押し付けられるような状況が生じたときには押圧面の内端側部分がスリットの外端近傍を支点にして弾性変形して逃げ、このために押圧面の外端側もチップに接触するようになって押圧部とチップの接触領域が広がり、押圧面の各部が平均的な力でチップに押し当てられるようになる。
【００１７】
押圧部の押圧面の外端側のみ、或いは内端側のみがチップに接触する状況は、チップや押圧部の寸法精度、形状精度が十分でないときに起こるが、この発明の工具は、その両方の状況に上記スリットを設ける方法で対応できるため、チップや押圧部の寸法精度、形状精度を高めることが要求されなくなる。
【００１８】
なお、クランプ溝を、入り口側で溝幅が広がる形状にしたものは、溝の楔効果によってクランプ溝の奥端側でも押圧力が強く作用し、押圧面の各域により均等に面圧をかけることができる。
【００１９】
また、刃先交換式メタルソーとして構成された工具で、工具本体に上記の第２のスリットをさらに設けたものは、第２のスリットの大きさ、形状、設置点などによって押圧部の弾性復元力が変化するので、押圧力の調整がしやすくなる。
【００２０】
例えば、第２のスリットがクランプ溝側に中心を有する円弧のスリットであるものは、押圧部の寸法（工具周方向の寸法）が押圧部の根元側で小さくなるため、押圧部の弾性復元力を小さくして押圧部を弾性変形し易いものにすることができ、一方、第２のスリットがクランプ溝の主座面に対して内端側が主座面から離反する方向に角度γの傾きをもつものは、押圧部の寸法が押圧部の根元側で大きくなるため、押圧部の弾性復元力を大きくしてチップの固定力を高めることができる。
【００２１】
さらに、第２のスリットを有するメタルソーで、第２のスリットを形成した部分にクランプねじを設けたものは、押圧部によるチップの押圧をクランプねじの締め込みで助勢してチップの固定力を増大させることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２２】
以下、添付図面の図１〜図９に基づいてこの発明の刃先交換式セルフクランプ切削工具の実施の形態を説明する。
【００２３】
図１〜図７は、この発明を刃先交換式メタルソーに適用した例を示している。図示の刃先交換式メタルソー１は、図１に示すように、円板状工具本体２の外周に設けた複数のクランプ溝３にそれぞれチップ（切れ刃チップ）２０を装着してなる。
【００２４】
チップ２０は、図８に示すように、すくい面２２と逃げ面２３が交差した部分の稜線で切れ刃２１を形成したものであって、すくい面２２に連なる取付部の前面２４と背面２５を、逃げ面２３側から見た状態で２つの平面が角度θ（図４参照）で交わってＶ溝が形成される面にしている。例示のチップ２０の前面２４と背面２５は、Ｖ溝の溝底を平行にしているが、クランプ溝３を外広がりの楔溝にするときにはその溝に対応させたテーパを取り付け部に付してもよい。
【００２５】
工具本体２は、キー溝のついた軸穴４を中心に有し、その軸穴４に加工機の駆動軸（図示せず）を係合させてその駆動軸で回転駆動するようにしている。この工具本体２の外周には、上記のクランプ溝３と、各クランプ溝３に対応させた切屑ポケット５と、クランプ溝３に連ならせて押圧部の根元部に設けたぬすみ部６と、この発明を特徴付けるスリット７を周方向に定ピッチで設けている。
【００２６】
各クランプ溝３は、チップの背面２５を支持する主座面３ａと、その主座面３ａに対向させた押圧部３ｂと、チップの端面２６を受け支えてチップ２０を工具径方向に位置決めする副座面３ｃを有している。チップ２０の工具径方向の位置決めは、押圧部３ｂの外径面に突き当たる突起をチップ２０に設けて行うこともでき、そのときには、副座面３ｃは不要である。
【００２７】
図２、図４に示すように、主座面３ａは、チップの背面２５のＶ溝に対応させて山形をなす面にしている。また、押圧部３ｂは工具本体２と一体に形成しており、この押圧部の押圧面３ｄも、チップの前面２４のＶ溝に対応させて山形をなす面にしている。
【００２８】
なお、主座面３ａとその主座面に着座させるチップの背面２５及び押圧部３ｂの押圧面３ｄとチップの前面２４をＶ字嵌合するように形成することは、チップのセンタリングや工具軸方向へのシフトを防止する上で好ましいことであるが、必須の要件ではない。チップのセンタリングやシフトの防止は、V溝以外の溝とその溝に係合するピンなどを設けて行うこともできる。
【００２９】
押圧部３ｂの押圧面３ｄは、主座面３ａに対して平行であってもよいが、図３に示すように、その押圧面３ｄを主座面３ａに対してクランプ溝３の入り口側で溝幅が広がる方向に角度α傾斜さると、クランプ溝３が楔効果を生じるものになってクランプ溝３の奥端側でも押圧力が強く作用し、押圧面３ｄの各域により均等に面圧をかけることができる。なお、αの適正値は２≦１°程度である。
【００３０】
押圧部３ｂと切屑ポケット５は、クランプ溝３よりも工具の回転方向前方に配置している。また、ぬすみ部６は、クランプ溝３に連なる位置で押圧部３ｂの内端よりも工具中心側部分をえぐるような状態にして設けている。
【００３１】
スリット７は、押圧部３ｂの押圧面３ｄよりもクランプ溝３から離れた位置に押圧面３ｄに沿うように形成している。このスリット７は、外端が押圧部３ｂの径方向途中にあり、その内端はぬすみ部６に開口している。このスリット７は、図３に示すように、押圧面３ｄに対して角度βの傾きをもつもの(傾きの方向は図３とは逆も可)、押圧面３ｄに対して平行なもののどちらであってもよい。
【００３２】
工具本体２には、外端を切屑ポケット５に開口させ、内端を押圧部３ｂよりも径方向内側に入り込ませた第２のスリット８を、スリット７よりも回転方向前方に位置させてさらに設けている。この第２のスリット８があると、押圧部３ｂが工具本体とのつなぎ部１１を支点にして弾性変形可能となり、押圧部３ｂの弾性復元力(即ち、押圧力)の調整がし易くなる。
【００３３】
この第２のスリット８は、図１、図３では、主座面３ａに対して内端側が主座面３ａから離反する方向に角度γの傾きをもつ直線のスリットにしたが、図５、図６に示すように、クランプ溝３側に中心を有する半径Ｒの円弧のスリットにしてもよい。
【００３４】
図１、図３に示す形状の第２のスリット８は、押圧部３ｂの寸法(工具周方向の幅)が押圧部の根元側で大きくなるため、押圧部３ｂの弾性復元力を大きくしてチップの固定力を高めることができ、一方、図５、図６に示す形状の第２のスリット８は、押圧部３ｂの寸法が押圧部の根元側で小さくなるため、押圧部３ｂを弾性変形し易いものにすることができる。
【００３５】
以上の構成とした図示の刃先交換式メタルソー１は、工具本体２の外周の各クランプ溝３にチップ２０を圧入により装着して使用する。圧入したチップ２０の取り外しは、工具を使用してクランプ溝３を強制的に押し広げて行う。
【００３６】
例示の刃先交換式メタルソー１は、押圧部３ｂの押圧面３ｄがクランプ溝３の入り口側でのみチップ２０に押し付けられるような状況が生じると、図３に示すように、Ｆ１の荷重による最大応力は、つなぎ部１１よりも押圧部３ｂの外径側部分（Ｌ１の部位）に作用し、そのために、押圧部３ｂがつなぎ部１１を支点にしてクランプ溝が口を開くように弾性変形し、また、押圧面３ｄがクランプ溝３の奥端側でのみチップ２０に押し付けられるような状況が生じたときには、Ｆ２の荷重が押圧部３ｂの内端からスリット７の外端までの部分（Ｌ２の部位）に作用して押圧部３ｂの内端側がスリット７の外端付近を支点にしてスリット７の口が閉じる方向に弾性変形して逃げ、この自己修正作用で押圧面３ｄの外径側もチップ２０に接触するようになって接触領域が広がり、押圧面の各部が平均的な力でチップに押し当てられるようになる。
【００３７】
なお、第２のスリット８を設けるメタルソーは、図７に示すように、第２のスリット８を形成した部分にねじ孔９を設けて先細のテーパ頭部１０ａを有するクランプねじ１０をそのねじ孔９にねじ込む構造にすることもできる。この構造は、クランプねじ１０を締め付けると、そのクランプねじ１０の頭部の楔作用によって押圧部３ｂが弾性復元する方向に加圧される。これにより、押圧部３ｂによる押圧が助勢されてチップの固定力が増大し、クランプの安定性がより高まる。
【００３８】
図９は、溝入れ加工や突っ切り加工などを行うバイトにこの発明を適用した例を示している。図示のバイト３０は、板状工具本体（ホルダ）２の先端の上側コーナ部にクランプ溝３を設けている。このクランプ溝３は、上述したメタルソーのクランプ溝と同様に構成された溝であり、主座面（下あご）３ａと、押圧面３ｄを有する押圧部(上あご)３ｂと、副座面３ｃを有する。また、クランプ溝３の奥端部にそのクランプ溝３に連ならせたぬすみ部６を有し、そのぬすみ部６に開口するスリット７を押圧部３ｂの押圧面３ｄよりもクランプ溝３から離れた位置に押圧面３ｄに沿うように形成している。
【００３９】
バイトに採用するチップ２０は、必要に応じてチップブレーカとなる突起などをすくい面２２に設けることがあるが、基本的な構成は図８のチップと大差のないものになる。
【００４０】
この図９のバイト３０も、クランプ溝３に圧入したチップ２０に対して押圧面３ｄがクランプ溝３の奥端側でのみ押し付けられるような状況が生じたときに押圧部３ｂの内端からスリット７の外端までの部分がスリット７の口が閉じる方向に弾性変形して逃げ、そのために、チップ２０に対する押圧部３ｂの接触領域が広がってクランプの安定性が高まる
。なお、このバイト３０は、ぬすみ部６から工具本体２の上部の縁までの寸法を変化させて押圧部３ｂの弾性復元力を調整することができるので、第２のスリットは不要である。
【図面の簡単な説明】
【００４１】
【図１】この発明を適用した刃先交換式メタルソーの一例を示す端面図
【図２】図１のメタルソーの一部を示す側面図
【図３】図１のメタルソーの工具本体の一部分の拡大端面図
【図４】図１のメタルソーの工具本体の一部分の拡大端面図
【図５】第２のスリットを変形させたメタルソーの一部分の端面図
【図６】図５のメタルソーの工具本体の一部分の拡大端面図
【図７】押圧力助勢用のクランプねじを設けたメタルソーの一部分の端面図
【図８】図１〜図７のメタルソーに採用するチップの斜視図
【図９】この発明を適用したバイトの側面図
【００４２】
１          刃先交換式メタルソー
２          工具本体
３          クランプ溝
３ａ        主座面
３ｂ        押圧部
３ｃ        副座面
３ｄ        押圧面
４          軸穴
５          切屑ポケット
６          ぬすみ部
７          スリット
８          第２のスリット
９          ねじ孔
１０        クランプねじ
１０ａ      テーパ頭部
１１        つなぎ部
２０        チップ
２１        切れ刃
２２        すくい面
２３        逃げ面
２４        前面
２５        背面
２６        端面
３０        バイト
【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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