(57)【要約】【課題】平行四辺形のスローアウェイチップ（以下チップという）は後ろに回った切刃がホルダーの拘束壁に当接して動きを止める。従って切刃が破損・欠落すると拘束力が弱まって使用不能に陥る。本発明の目的は仮に切刃部分が欠落してももう一方の切刃の使用に影響しないチップを提供することにある。【解決手段】ホルダー２のチップ取付面２ａにクランプスクリュー４によって着脱自在に取付けられるチップ３であって、前記ホルダー２のチップ取付面２ａに凹溝６を筋状に形成すると共に自己の腹面に凹溝６に嵌り合う凸条７を形成し、チップ取付面２ａの凹溝６に自己の凸条７を嵌合わせた状態にしてクランプスクリュー４で固定するようになし、さらにスクリュー挿通孔３ａの開口縁の周辺に凸条欠落部９を設け、クランプスクリュー４締付け前においてチップ取付面２ａと凸条欠落部９が無接触であるようにした。【選択図】　　　　図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
ホルダーのチップ取付面にクランプ手段によって着脱自在に取り付けられる平行四辺形又は長方形を基本形とするスローアウェイチップであって、
前記ホルダーのチップ取付面に二本以上の凹溝を平行な筋状に形成すると共に自己の腹面にその凹溝に嵌まり合う二本以上の凸条を形成し、チップ取付面の凹溝に自己の凸条を嵌め合わせた状態にして前記クランプ手段で固定するようになし、
一方、前記クランプ手段は、スクリュークランプ構造として自己のスクリュー挿通孔に通したクランプスクリューをチップ取付面の雌ネジ孔に締め込んで固定するものとし、
さらにスクリュー挿通孔の開口縁の周辺を含む領域であってホルダーのチップ取付面に対向する部分に凸条欠落部を設け、少なくともクランプスクリュー締め付け前においてチップ取付面と凸条欠落部が無接触であるようにしたことを特徴とするスローアウェイチップ。
【請求項２】
前記凸条を三〜五本にしたことを特徴とする請求項１記載のスローアウェイチップ。
【請求項３】
平行四辺形又は長方形の中心に前記スクリュー挿通孔を一個形成し、一本のクランプスクリューで締め付けるようにしたことを特徴とする請求項１又は２記載のスローアウェイチップ。
【請求項４】
自己の腹面に凸条と交差する方向の段部を形成し、その段部をホルダー側に設けた係合段部に係合させて位置決めするようにしたことを特徴とする請求項１乃至３の何れか一つに記載のスローアウェイチップ。
【請求項５】
突切り又は溝入れ加工用であることを特徴とする請求項１乃至４の何れか一つに記載のスローアウェイチップ。
【請求項６】
刃先すくい面に切削処理用のディンプル溝を設けたことを特徴とする請求項１乃至５の何れか一つに記載のスローアウェイチップ。
【請求項７】
スローアウェイチップを自己のチップ取付面にクランプ手段によって着脱自在に取り付けるホルダーであって、
前記スローアウェイチップの腹面に二本以上の凹溝を平行な筋状に形成すると共に自己のチップ取付面にその凹溝に嵌まり合う二本以上の凸条を形成し、チップ取付面の凸条にスローアウェイチップの凹溝を嵌め合わせた状態にしてそのスローアウェイチップを前記クランプ手段で固定するようになし、
一方、前記クランプ手段は、スクリュークランプ構造としてスローアウェイチップのスクリュー挿通孔に通したクランプスクリューを自己のチップ取付面の雌ネジ孔に締め込んでスローアウェイチップを固定するものとし、
さらに雌ネジ孔の開口縁の周辺を含む領域であってスローアウェイチップに対向する部分に凸条欠落部を設け、少なくともクランプスクリュー締め付け前においてスローアウェイチップと凸条欠落部が無接触であるようにしたことを特徴とするホルダー。
【請求項８】
前記凸条を三〜五本にしたことを特徴とする請求項７記載のホルダー。
【請求項９】
前記チップ取付面の中心に雌ネジ孔を一個形成し、一本のクランプスクリューでスローアウェイチップを締め付けるようにしたことを特徴とする請求項７又は８記載のホルダー。
【請求項１０】
前記凸条と交差する方向の係合段部を形成し、その係合段部にスローアウェイチップの腹面に設けた段部を係合させて位置決めするようにしたことを特徴とする請求項７乃至９の何れか一つに記載のホルダー。
【請求項１１】
突切り又は溝入れ加工用であることを特徴とする請求項７乃至１０の何れか一つに記載のホルダー。
【請求項１２】
請求項１乃至６の何れか一つに記載のスローアウェイチップをホルダーに取り付けてなることを特徴とする切削工具。
【請求項１３】
請求項７乃至１１の何れか一つに記載のホルダーにスローアウェイチップを取り付けてなることを特徴とする切削工具。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、スローアウェイチップ並びにホルダー及び切削工具に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来より、図８に示したように、ホルダー１００のチップ取付面１０１に平行四辺形を基本形とするスローアウェイチップ１０２をクランプ手段たるクランプスクリュー１０３によって着脱自在に取り付けるようにした切削工具１０４がある。この切削工具１０４のホルダー１００は、平坦なチップ取付面１０１にクランプスクリュー１０３をねじ込む雌ネジ孔１０５を設けると共に、そのチップ取付面１０１にスローアウェイチップ１０２の二辺をくわえ込んでその動きを拘束する拘束壁１０６を突設してなる。このような切削工具１０４は、主として突切り、溝入れ、前挽き、後挽き、ねじ切りなどの加工に使われており、切削時にスローアウェイチップ１０２に加わる力をホルダー１００の拘束壁１０６で支える構造になっている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
通常、平行四辺形を基本形とするスローアウェイチップ１０２は、クランプスクリュー１０３を中心として点対称の位置にある鋭角の二つのコーナー部分に切刃１０２ａが設けられていて、一方の切刃１０２ａが消耗したとき、スローアウェイチップ１０２の前後を入れ替えて他方の切刃１０２ａを使う。そして、後ろに回った方の切刃１０２ａがホルダー１００の拘束壁１０６に当接してスローアウェイチップ１０２の動きを拘束する。
【０００４】
ところでスローアウェイチップ１０２の切刃１０２ａは切削時に破損する場合がある。特に、突切り又は溝入れ加工用のスローアウェイチップ１０２は、図８に示したように切刃部分が薄くなっているため、切刃１０２ａの大部分が破損して欠落する可能性がある。上記のように切刃１０２ａは後ろに回ったとき、ホルダー１００の拘束壁１０６に当接してスローアウェイチップ１０２の動きを拘束するという重要な役割があるから、その部分が欠落すると、スローアウェイチップ１０２の拘束力が弱まって使用不能になる可能性が高い。
【０００５】
本発明は上記に鑑みなされたもので、その目的は、仮に切刃部分が欠落してももう一方の切刃の使用に影響しないスローアウェイチップ若しくはホルダー及び切削工具を提供することにある。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
請求項１に記載したように、ホルダーのチップ取付面にクランプ手段によって着脱自在に取り付けられる平行四辺形又は長方形を基本形とするスローアウェイチップであって、前記ホルダーのチップ取付面に二本以上の凹溝を平行な筋状に形成すると共に自己の腹面にその凹溝に嵌まり合う二本以上の凸条を形成し、チップ取付面の凹溝に自己の凸条を嵌め合わせた状態にして前記クランプ手段で固定するようになし、一方、前記クランプ手段は、スクリュークランプ構造として自己のスクリュー挿通孔に通したクランプスクリューをチップ取付面の雌ネジ孔に締め込んで固定するものとし、さらにスクリュー挿通孔の開口縁の周辺を含む領域であってホルダーのチップ取付面に対向する部分に凸条欠落部を設け、少なくともクランプスクリュー締め付け前においてチップ取付面と凸条欠落部が無接触であるようにしたスローアウェイチップを提供する。
【０００７】
また、請求項７に記載したように、スローアウェイチップを自己のチップ取付面にクランプ手段によって着脱自在に取り付けるホルダーであって、前記スローアウェイチップの腹面に二本以上の凹溝を平行な筋状に形成すると共に自己のチップ取付面にその凹溝に嵌まり合う二本以上の凸条を形成し、チップ取付面の凸条にスローアウェイチップの凹溝を嵌め合わせた状態にしてそのスローアウェイチップを前記クランプ手段で固定するようになし、一方、前記クランプ手段は、スクリュークランプ構造としてスローアウェイチップのスクリュー挿通孔に通したクランプスクリューを自己のチップ取付面の雌ネジ孔に締め込んでスローアウェイチップを固定するものとし、さらに雌ネジ孔の開口縁の周辺を含む領域であってスローアウェイチップに対向する部分に凸条欠落部を設け、少なくともクランプスクリュー締め付け前においてスローアウェイチップと凸条欠落部が無接触であるようにしたホルダーを提供する。
【０００８】
ホルダーのチップ取付面とスローアウェイチップの腹面が複数の凹溝と凸条の噛み合わせで強固に一体化するから、従来のホルダーに不可欠であった拘束壁が不要になる。従ってスローアウェイチップの一方の切刃が破損して欠落してもその影響を受けずにもう一方の切刃が使える。
また、スクリュー挿通孔や雌ネジ孔を加工する際に孔の開口縁の周辺が盛り上がって変形する場合があり、そのような部分に凸条欠落部を設けてチップ取付面とスローアウェイチップが関わり合わないようにすれば、スローアウェイチップの取付精度が向上する。
なお、凸条と凹溝は噛合関係を表現する表裏一体の概念であって、複数の凸条と凸条の間が凹溝であり、また、複数の凹溝と凹溝の間が凸条である。従って凸条とそれに噛み合う凹溝は実質的に同一物であり、本発明では説明の便宜に応じて凸条と凹溝を適宜使い分けているに過ぎない。
【０００９】
前記凹溝又は凸条の本数は、凹溝又は凸条の機能的な大きさを標準的なチップ取付面の広さから割り出すと、請求項２，８に記載したように三〜五本が最適である。
【００１０】
また、請求項４，１０に記載したように、スローアウェイチップの腹面に凸条又は凹溝と交差する方向の段部を形成し、その段部をホルダー側に設けた係合段部に係合させるようにすれば、スローアウェイチップの腹面とホルダーのチップ取付面の噛み合わせのみで完全にスローアウェイチップを拘束することができる。
【００１１】
【発明の実施形態１】
以下に本発明の実施形態１を図１〜図６を参照しつつ説明する。なお、図１は切削工具の分解斜視図、図２は切削工具の斜視図、図３は切削工具の要部平面図、図４（ａ）は図３のＸ−Ｘ線断面図、図４（ｂ）は図４（ａ）の一部拡大図、図５（ａ）は切削工具の要部を示す横断平面図、図５（ｂ）は図５（ａ）の一部拡大図、図６はスローアウェイチップの斜視図である。
【００１２】
切削工具１は図１に示したように、ホルダー２とスローアウェイチップ３とクランプ手段たるクランプスクリュー４の三要素で構成される。ホルダー２は、一段下がった先の部分がチップ取付領域であり、そのチップ取付領域の中のさらに一段下がった先端部分がチップ取付面２ａになっている。このチップ取付面２ａには断面がＶ字型である凹溝６が筋状をなすように平行且つ等ピッチに四本形成されており、その凹溝６群の長さ方向と高さ方向の中心（チップ取付面２ａの中心）に前記クランプスクリュー４に螺合する雌ネジ孔２ｂが形成されている。また、前記のようにチップ取付面２ａはチップ取付領域の一段下がった先端部分にあり、その段差による境界部分が凹溝６と直角に交差する係合段部２ｃとなる。なお、この係合段部２ｃは傾斜面になっている。また、隣り合う凹溝６，６の間は断面山型で且つ頂部に面取り部８０を有する凸条７０である。
【００１３】
一方、スローアウェイチップ３は、平行四辺形を基本形とし、その平行四辺形の中心に前記クランプスクリュー４挿通用のスクリュー挿通孔３ａを有し、さらにそのスクリュー挿通孔３ａを中心として点対称の位置にある鋭角の二つのコーナー部分に肉厚を薄くした切刃３ｂが夫々設けられている。そしてその切刃３ｂ先端の刃先すくい面に切削処理用のディンプル溝３ｃが形成されている。またスローアウェイチップ３の腹面（ホルダー２のチップ取付面２ａに当接する面）には、前記チップ取付面２ａの凹溝６に嵌まり合う断面山型で且つ頂部に面取り部８を有する凸条７が四本平行且つ等ピッチに突設され、さらにこの凸条７の両端部に前記ホルダー２の係合段部２ｃに係合する段部３ｄが形成されている。なお、隣り合う凸条７，７同士の間は断面Ｖ字型の凹溝６０である。
【００１４】
しかしてスローアウェイチップ３の腹面には、スクリュー挿通孔３ａの開口縁の周辺を含む領域であってホルダー２のチップ取付面２ａに対向する部分に平らな凸条欠落部９が設けられている。図示した凸条欠落部９は前記凹溝６０の谷底と同レベルになっている。凸条欠落部９は平らにするべく加工されているが、スクリュー挿通孔３ａがパンチで孔明けされている場合は、図４（ｂ），図５（ｂ）に示したようにスクリュー挿通孔３ａの開口縁の周辺部分（図６斜線部分参照）に僅かな膨出変形部１０が出来ている。もちろん図４（ｂ），図５（ｂ）の膨出変形部１０は理解を容易にするために誇張して描かれているのであって、実際の膨出変形部１０は６．５ｍｍのチップ厚に対して０．０５ｍｍ以下である。それでもこの膨出変形部１０にホルダー２のチップ取付面２ａの凸条７０がぶつかればスローアウェイチップ３の取付精度が低下するため、凸条７０の頂部（面取り部８０）と凸条欠落部９の間の隙間αが前記膨出変形部１０の変形量を凌ぐようにやや大きく設定されている。隙間αの設定値はチップ厚、チップの材質、穿孔方法などの諸条件を考慮して決定すればよいが、実際には０．０５ｍｍ〜０．５ｍｍの範囲で殆どのケースに対応できる。ちなみに実施形態１ではチップ厚６．５ｍｍに対して隙間α＝０．１ｍｍに設定してある。
【００１５】
次に本発明の切削工具１の組み立て手順について説明する。先ず、スローアウェイチップ３の凸条７をホルダー２のチップ取付面２ａの凹溝６に嵌め合わせるようにして両者を合致させると共に、スローアウェイチップ３の段部３ｄをチップ取付面２ａの係合段部２ｃに係合させる。この状態でホルダー２のチップ取付面２ａとスローアウェイチップ３の腹面が噛み合い、また、ホルダー２のチップ取付面２ａがスローアウェイチップ３の凸条欠落部９上を横断する。しかし、ホルダー２のチップ取付面２ａがスローアウェイチップ３の凸条欠落部９上を横断してもそこには何もなく、また、凸条欠落部９とチップ取付面２ａ（凸条７０の頂部）の間に膨出変形部１０の変形量を越える隙間αが設けてあるため互いに接触するおそれがない。従ってホルダー２のチップ取付面２ａに対してスローアウェイチップ３が安定する。
【００１６】
次に、この状態でスローアウェイチップ３のスクリュー挿通孔３ａからクランプスクリュー４を通して締め付ける。このクランプスクリュー４の締め付けによりホルダー２のチップ取付面２ａとスローアウェイチップ３の腹面が凹溝６と凸条７の噛み合わせで強固に一体化するから、従来のようなホルダー２の拘束壁１０６は不要である。なお、図５（ａ）の断面図で明らかなようにスローアウェイチップ３の後側の切刃３ｂの端縁とホルダー２は非接触の状態になっている。
【００１７】
そしてもし、一方の切刃３ｂが自然に消耗するか或いは破損した場合は、クランプスクリュー４を外し、スローアウェイチップ３の前後を入れ替えて再度締め直す。これまでの説明で明らかなように本発明は、スローアウェイチップ３の腹面とチップ取付面２ａの噛み合わせだけで完全にスローアウェイチップ３を拘束するようにしたもので、スローアウェイチップ３を拘束するための要素に切刃３ｂを含まないから、たとえ切刃３ｂが破損してもスローアウェイチップ３の拘束は万全である。
【００１８】
本発明の切削工具１の性能試験を実施するため、刃幅＝３ｍｍ、刃先リード角＝０゜、刃先コーナー＝Ｒ０．０５ｍｍに設定して図示形態のスローアウェイチップ３を製造し、それを図示形態のホルダー２に装着した。そして、材質＝ＳＣＭ４１５、直径＝２０ｍｍである丸棒を２０００ｒｐｍで回転させ、前記切削工具１で突切り加工を行った。一回転当たりの送り量をＦ０．０３、Ｆ０．０６、Ｆ０．０８、Ｆ０．１０のように設定して切削状態を確認したが、何れの場合も問題なく突切り加工をすることができた。なお、スローアウェイチップ３の刃先すくい面に設けた切削処理用のディンプル溝３ｃによって切屑が丸まること、すなわち切屑によるワークの損傷防止策としてディンプル溝３ｃが有効に機能していることが確認できた。
【００１９】
【発明の実施形態２】
次に本発明の実施形態２を図７を参照しつつ説明する。なお、図７は切削工具の分解斜視図である。
この実施形態２は、ホルダー２側のチップ取付面２ａの雌ネジ孔２ｂの開口縁の周辺を含む領域であってスローアウェイチップ３に対向する部分に凸条欠落部９０を設けたものである。この場合、スローアウェイチップ３のスクリュー挿通孔３ａの開口縁に出来る前記膨出変形部１０によって凸条７の斜面が部分的に膨らんでいるが、その変形部分がホルダー２の凸条欠落部９０に対応するため、スローアウェイチップ３の取付精度を低下させる要因になり得ない。
【００２０】
以上本発明を実施の形態について説明したが、もちろん本発明は上記実施形態に限定されるものではない。例えば実施形態ではチップ取付面２ａに凹溝６を形成し、対するスローアウェイチップ３の腹面に凸条７を形成したが、既述のようにチップ取付面２ａに凸条７０を形成し、対するスローアウェイチップ３の腹面に凹溝６０を形成したと把握することもできる。
【００２１】
また、実施形態の凹溝６は断面Ｖ字型になっているが、断面半円型、断面四角形などにしてもよい。もちろん凸条７の形状は、凹溝６の形状に一対一で対応するから同じことが言える。また、凹溝６（凸条７も同じ）の本数は特に限定されないが、凹溝６の機能的な大きさを標準的なチップ取付面２ａの広さから割り出すと三〜五本が最適である。
【００２２】
また、実施形態のスローアウェイチップ３は平行四辺形を基本形とするが、長方形を基本形にするものであってもよい。なお、本発明ではスローアウェイチップ３の腹面とチップ取付面２ａの噛み合わせのみで完全にスローアウェイチップ３を拘束するようにしたため、一つのホルダー２で平行四辺形を基本形とするスローアウェイチップ３と長方形を基本形とするスローアウェイチップ３とを適宜使い分けることも可能である。
【００２３】
また、実施形態ではクランプ手段をスクリュークランプ構造にしたが、クランプ手段としては公知のクランプ金具（図示せず）によってスローアウェイチップ３をチップ取付面２ａに挟み付けるいわゆるクランプオン方式もある。また、性能試験では突切り加工のみを行ったが、それ以外にも溝入れ、前挽き、後挽き、ねじ切りなどの加工にも優れた性能を発揮する。
【００２４】
ところで実施形態は凹溝６，６０と凸条７，７０を区別して記載したが、凹溝６，６０と凹溝６，６０を連設したものと、凸条７，７０と凸条７，７０を連設したものは実質的に同規格のセレーション溝を構成する。よって本発明は、「ホルダーのチップ取付面とスローアウェイチップの腹面に同規格のセレーション溝を形成し、両セレーション溝同士を噛み合わせるようにして前記クランプ手段で固定するようにしたスローアウェイチップ並びにホルダー及び切削工具」と把握することもできる。なおこの場合、上記実施形態は凹溝や凸条をセレーション溝と読み替えればよい。そしてセレーション溝の山の頂部を面取りして谷底との間に隙間が出来るようにしておけば、クランプスクリュー４の締め付けでセレーション溝のテーパ面同士が確実に密着するからスローアウェイチップ３の取付精度が飛躍的に向上する。
【００２５】
【発明の効果】
本発明によれば、ホルダーのチップ取付面とスローアウェイチップの腹面が凹溝と凸条の噛み合わせで強固に一体化するから、ホルダーの拘束壁が不要になる。従ってスローアウェイチップの一方の切刃が破損して欠落しても、その影響を受けずに一方の切刃が支障なく使える。また、ホルダーの拘束壁を不要にした結果、チップ取付面の高さをスローアウェイチップの高さに揃えることができるため、切削工具のスリム化が可能である。また、スクリュー挿通孔や雌ネジ孔を加工する際に孔の開口縁の周辺が盛り上がって変形する場合があり、そのような部分に凸条欠落部を設けてチップ取付面とスローアウェイチップが関わり合わないようにしたため、スローアウェイチップの取付精度を高めることができる。
【００２６】
また、クランプ手段をスクリュークランプ構造として一本のクランプスクリューで締め付けるようにすれば、スローアウェイチップの着脱が迅速に行える。
【図面の簡単な説明】
【図１】切削工具の分解斜視図である。
【図２】切削工具の斜視図である。
【図３】切削工具の要部平面図である。
【図４】（ａ）は図３のＸ−Ｘ線断面図、（ｂ）は（ａ）の一部拡大図である。
【図５】（ａ）は切削工具の要部を示す横断平面図、（ｂ）は（ａ）の一部拡大図である。
【図６】スローアウェイチップの斜視図である。
【図７】切削工具の分解斜視図である。
【図８】従来技術を示す分解斜視図である。
【符号の説明】
１　…切削工具
２　…ホルダー
２ａ…チップ取付面
２ｂ…雌ネジ孔
２ｃ…係合段部
３　…スローアウェイチップ
３ａ…スクリュー挿通孔
３ｃ…ディンプル溝
３ｄ…段部
４　…クランプスクリュー（クランプ手段）
６，６０…凹溝
７，７０…凸条
９，９０…凸条欠落部
【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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