(57)【要約】  本発明はワークを機械加工するためのツール（１０）に関するものである。ツール（１０）は少なくとも１つの刃先（２６）を有する切削インサート（１４）を備えている。さらに、ツール（１０）はツールホルダ（１２）を備えている。ツールホルダ（１２）は、実質的にホルダの長手方向の軸線（１８）に沿って延びており、また、ワーク側端部に、切削インサート（１４）を受け入れるための切削インサート収容部（２０）を有している。切削インサート収容部（２０）は上側締付指部（２２）及び下側締付顎部（２４）を有している。さらに、ツール（１０）は実質的にくさび形状の締付部材（１６）を備えている。締付部材（１６）は、ツールホルダ（１２）内に切削インサート（１４）をくさび留めするように切削インサート収容部（２０）内に固定可能となっている。さらに、ツール（１０）は、切削インサート収容部（２０）内に締付部材（１６）を固定するとともにツールホルダ（１２）内に切削インサート（１４）をくさび留めする固定部材を備えている。【選択図】図１
2018502730.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ワークを機械加工するためのツール（１０）であって、
−  少なくとも１つの刃先（２６）を有する切削インサート（１４）と、
−  実質的にホルダの長手方向の軸線（１８）を延び、前記切削インサート（１４）を受け入れるために上側締付指部（２２）及び下側締付顎部（２４）を有する切削インサート収容部（２０）をワーク側端部に有するツールホルダ（１２）と、
−  前記ツールホルダ（１２）内に前記切削インサート（１４）をくさび留めするために前記切削インサート収容部（２０）内に固定可能な実質的にくさび形状の締付部材（１６）と、
−  前記切削インサート収容部（２０）内に前記締付部材（１６）を固定すると同時に前記ツールホルダ（１２）内に前記切削インサート（１４）をくさび留めする固定部材（３２）と
を備えてなる、ツール。
【請求項２】
前記締付部材（１６）が前方端部（７４）から前記締付部材（１６）の長手方向の軸線（６６）に沿って後方端部（７８）まで延びており、前記ツール（１０）の装着状態では、前記長手方向の軸線（６６）が前記ホルダの長手方向の軸線（１８）に対して平行となっており、前記後方端部（７８）が前記切削インサート収容部（２０）の底面（８０）に面し、前記締付部材（１６）が前記後方端部（７８）に向けてくさび形状に先細りになっており、前記締付部材（１６）の高さが前記長手方向の軸線（６６）に対して垂直となっている、請求項１に記載のツール。
【請求項３】
前記ツール（１０）の装着状態では、前記締付部材（１６）が前記切削インサート（１４）と前記ツールホルダ（１２）の前記下側締付顎部（２４）との間に配置されてなる、請求項１または２に記載のツール。
【請求項４】
前記締付部材（１６）が上側（４４）に実質的に第１の支持軸線（５４）に沿って延びて前記切削インサート（１４）に対接する第１の支持部（４２）を有し、前記締付部材（１６）が実質的に第２の支持軸線（５６）に沿って延びて前記下側締付顎部（２４）に対接する第２の支持部（４８）を有し、これら２つの支持軸線（５４、５６）がなす角度が１５°未満の角度（α）である、請求項１乃至３のうちのいずれか１項に記載のツール。
【請求項５】
前記ツール（１０）の装着状態では、前記第２の支持部（４２）が前記ホルダの長手方向の軸線（１８）に対して平行となっている、請求項４に記載のツール。
【請求項６】
前記第１の支持部（４２）が溝形状の凹部（５２）を有し、該溝形状の凹部（５２）が前記第１の支持軸線（５４）に対して横断方向に延びるとともに前記第１の支持部（４２）を２つのセグメント（４２’、４２”）に分割するように構成されてなる、請求項４または５に記載のツール。
【請求項７】
前記締付部材（１６）の長手方向の軸線（６６）に対して垂直に見た場合、前記第１の支持部及び前記第２の支持部（４２、４８）の各々がプリズム断面を有してなる、請求項４乃至６のうちのいずれか１項に記載のツール。
【請求項８】
前記固定部材（３２）がねじであり、前記ツール（１０）の装着状態では、前記ツールホルダ（１２）が、前記ねじ（３２）と噛み合う第１の雌ねじ山（７０）を有してなる、請求項１乃至７のうちのいずれか１項に記載のツール。
【請求項９】
前記ツール（１０）の装着状態では、前記ねじ（３２）が前記ホルダの長手方向の軸線（１８）に対して平行な向きとなっている、請求項８に記載のツール。
【請求項１０】
前記ねじ（３２）が第１の雄ねじ山及び第２の雄ねじ山（５８、６０）を有し、前記ツールホルダ（１２）に配置される前記第１の雌ねじ山（７０）が前記第１の雄ねじ山（５８）と噛み合い、前記締付部材（１６）が前記第２の雄ねじ山（６０）と噛み合う第２の雌ねじ山（７２）を有してなる、請求項８または９に記載のツール。
【請求項１１】
前記第１の雄ねじ山（５８）が前記第２の雄ねじ山（６０）とは反対向きとなるように構成されてなる、請求項１０に記載のツール。
【請求項１２】
前記第１の雄ねじ山及び前記第２の雄ねじ山（５８、６０）が相互に異なるリードを有してなる、請求項１０または１１に記載のツール。
【請求項１３】
前記締付部材（１６）が鋼から形成され、前記切削インサート（１４）が超硬合金から形成されてなる、請求項１乃至１２のうちのいずれか１項に記載のツール。
【請求項１４】
前記上側締付指部（２２）及び前記下側締付顎部（２４）が実質的に剛体である、請求項１乃至１３のうちのいずれか１項に記載のツール。
【請求項１５】
前記ツール（１０）の装着状態では、前記締付部材（１６）の前記前方端部（７４）に配置されている端面が前記下側締付顎部（２４）の前記ワーク側端部に配置されている端面（７６）と一直線になっている、請求項２に記載のツール。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ホルダとこのホルダ内に交換可能に配置される切削インサートとを備える切削ツールに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
このタイプの切削ツールは、ほとんど金属加工用途、とくにフライス加工またはターニング加工の用途において用いられている。本発明にかかる切削ツールは、とくにプランジ切削ターニング加工または長手方向ターニング加工に用いられる。
【０００３】
最適な金属切削特性を確保するためには、機械的な視点から見て安定していると考えられるインサート座、すなわち切削インサートをツールホルダ内に機械的に安定して収容する収容部が非常に重要なものである。この目的を達成するために、使用される切削インサートはほとんどがツールホルダ内に設けられる切削インサート収容部内において上側締付指部と下側締付顎部との間に狭持されるようにまたはくさび留めされるようになっている。さらに確保することが重要な特徴として、摩耗により切削インサートを頻繁に交換しなければならないので切削インサートを簡単かつ迅速に交換することができることが挙げられる。
【０００４】
切削インサートをツールホルダ内に狭持するタイプの場合、多種多様な解決策が当該従来技術分野において既に存在している。
【０００５】
ドイツ特許公開公報10 2006 059 717 A1には、切削インサートが締付ねじを用いて切削インサート収容部内に狭持されているツールが開示されている。この目的のために、切離スロットが上側締付指部に設けられている。切離スロットは、締付ねじがねじ込まれる時に上側締付指部が少なくとも部分的に変形して上側締付指部が上から切削インサートを押すことを可能にするようになっている。
【０００６】
ヨーロッパ特許公報0 095 062 B1には、さらなる締付ねじを必要とすることなく切削インサートを上側締付指部と下側締付顎部との間で締め付けるようになっているツールが開示されている。ヨーロッパ特許公報0 095 062 B1に開示されているタイプの締め付けは自動ロックの原理を利用したものである。この自動ロックでは、前もって上側締付指部にテンションが掛けられているため、上側締付指部が上方から切削インサートをばねのように押すようになっている。締め付けるために追加の締付ねじを必要としないものの、このようなツールは様々な点において不利である。この自動ロックによる締め付けは、比較的高い機械加工力が存在するとその限界に達してしまう。上側締付指部の弾力性、すなわち自動ロック特性を確保するためには、ツールホルダ内にある種の締め付け用のスロットを設けなければならない。幾何学形状によっては、このような締め付けスロットは生産用語の意味で非常に複雑なものとなってしまう恐れがある。さらにいえば、切削インサートを迅速かつ容易に交換できる可能性を確保することはできない。はっきりいえば、切削インサートを交換する場合、切削インサートをツールホルダから取り外すために上側締付指部を広げる際に特殊なツールキーを用いなければならない。
【０００７】
ドイツ公開公報10 2012 111 240 A1には、切削インサートをツールホルダ内に固定するためのさらなる固定手法の変形例が開示されている。この文献には、アーク形状の切削インサート収容部内に狭持される実質的にアーク形状の切削インサートを備えるツールが開示されている。ここでは、切削インサートのアーク形状のシャンク及びアーク形状の切削インサート収容部は、切削インサートが切削インサート収容部の中に押し込まれる時または回転移動する時に回転の増加とともに切削インサートをツールホルダ内でしっかりと狭持するように構成されている。このタイプの狭持により比較的安定なインサート座が可能となるものの、このような切削インサートまたはこのような切削インサート収容部はアーク状の幾何学形状を有しているので生産工学用語で比較的複雑なものとなる。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
従って特に、重金属切削(heavy-duty metal cutting)の技術分野において、ツールホルダ上に切削インサートを挟持する他のタイプに対する要求があり、挟持によって非常に安定なインサート座が可能となる。重金属切削という用語は、機械加工許容誤差が大きくかつ変動し、機械加工奥行きが２５ｍｍを超え、及び／または、機械加工幅が＜８ｍｍを超えるワークを切削するような場合に用いられる。また、重金属切削とは、チタンまたはニッケル系合金の如き切削の困難な材料を機械加工するような場合にも用いられる。
【０００９】
従って、本発明の目的は、切削インサートをツールホルダ内に狭持する他のタイプを提供する切削ツールを提供することにある。このタイプの狭持は、とくに高機械加工力が存在する場合にて使用するのに適している。さらに、このタイプの狭持を用いることにより、切削インサートの交換が容易なものとなるとともに、生産工学的見地から考えて生産が簡単なものとなる。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
上述の目的を達成するために、ワークを機械加工するためのツールは、少なくとも１つの刃先を有する切削インサートと、実質的にホルダの長手方向の軸線に沿って延びて、切削インサートを受け入れるために上側締付指部及び下側締付顎部を有する切削インサート収容部をワーク側端部に有しているツールホルダと、ツールホルダ内に切削インサートをくさび留めするために切削インサート収容部内に固定可能な実質的にくさび形状の締付部材と、切削インサート収容部内に締付部材を固定すると同時にツールホルダ内に切削インサートをくさび留めする固定部材とを備えている。
【００１１】
上述の目的は完全に達成されている。
【００１２】
以前から知られている従来技術による解決策とは対照的に、本発明によれば、ツールホルダの切削インサート収容部内に固定部材により固定可能なくさび形状の締付部材が用いられている。このくさび形状の締付部材は切削インサートをツールホルダ内にくさび留めする役目をする。くさび形状の締付部材は、別体のコンポーネントであり、ツールホルダの切削インサート収容部内に切削インサートと一緒に固定可能となっている。切削インサートそれ自体はくさび形状の締付部材に堅牢に固定されるようにはなっていない。切削インサートを交換する場合、固定手段を外すことにより締付部材をツールホルダから分離させることができ、それにより、締付部材とツールホルダとの間における切削インサートの締め付けが解除され、締付部材を手動によりまたは機械的手段により取り除くことができるようになる。
【００１３】
ここでは、本発明に従ったツールの締付部材に関しては、側面視におけるとくに幾何学的な構造に関連付けて「実質的にくさび形状」であると説明されている。また、当該部材は、その全体的な幾何学形状ではプリズム形状の構造であり、また、側面視においては台形状あることが好ましい。
【００１４】
くさび形状の締付部材を用いて切削インサートをツールホルダ内にくさび留めするという発明思想はとくに次のような理由で有利である。１つの理由は、このタイプのくさび留めを用いることより非常に安定したインサート座の実現が可能となることである。従って、本発明にかかるツールはヘビーデューティーメタルカッティングに適したものである。他の理由は、ツールホルダ、切削インサート及びくさび形状の締付部材を備えたツールを生産工学用語の意味において比較的安く容易に生産することができることである。さらに、摩耗または他の理由で、ツールホルダから切削インサートをいくつかの簡単な操作により比較的容易に取り外すことができる。また、上側締付指部及び下側締付顎部の両方は機械的安定性に有利な効果を有する高剛性の構造となっている。
【００１５】
ある好ましい実施形態によれば、締付部材は、当該締付部材の前方端部から長手方向の軸線に沿って後方端部まで延びており、ツールの装着状態で、長手方向の軸線はホルダの長手方向の軸線に対して平行であり、後方端部は切削インサート収容部の底面に面しており、締付部材の長手方向の軸線に対して垂直な高さは後方端部に向けてくさび形状に先細りとなっている。
【００１６】
好ましくは、締付部材の長手方向の軸線に対して垂直に測定される締付部材の幅は、締付部材の長手方向の軸線全体に沿って一定となっている。好ましくは、締付部材の長手方向の軸線に対して垂直にかつ締付部材の幅方向に対して垂直に測定される締付部材の高さは、締付部材の前方端部から後方端部に向けて徐々に小さくなっていく。このことにより、締付部材を切削インサート収容部内に固定する際に切削インサートが一種のくさび効果を受けて切削インサートがツールホルダ内にくさび留めされるようになる。締付部材を固定する際、締付部材が切削インサート収容部内の奥にまでだんだんと引き込まれて行き、切削インサートに及ぼされる締付力がますます高められて行く。
【００１７】
指摘すべき点は、締付部材の高さが締付部材の前方端部から後方端部に向けて必ずしも徐々に小さくなっていく必要はないということである。原理的には、締付部材の長手方向の軸線に沿ったいくつかのセクションにおいてのみ締付部材を先細りになっていくようにすることも考えられる。
【００１８】
本発明の好ましい他の実施形態によれば、ツールの装着状態で、締付部材は切削インサートとツールホルダの下側締付顎部との間に配置されるようになっている。
【００１９】
従って、好ましくは、締付部材は切削インサート収容部内の切削インサートの下に配置される。このことは、切削インサートの上に配置することに比べ、上側締付指部よりも通常安定している下側締付顎部に締付部材が配置されるという利点を有している。このような設計とすることにより、切削インサート収容部の上側領域にスペースを取っておけるため上側締付指部を大きくかつ安定な構成とすることができるようになる。このことは非常に有利なことである。というのは、従来から知られているほとんどのツールとは対照的に、本発明にかかる上側締付指部は、高剛性構造を有すること、すなわち曲がりもしなければ広がりもしないことが好ましいからである。分離スロットが存在しないという理由だけでも、切削インサート収容部及び上側締付指部は広がらないようになっている。
【００２０】
さらなる実施形態によれば、締付部材は、その上側に、実質的に第１の支持軸線に沿って延びて切削インサートに対接する第１の支持部を有している。また、締付部材は実質的に第２の支持軸線に沿って延びて下側締付顎部に対接する第２の支持部をさらに有している。好ましくは、これら２つの支持軸線がなす角度は１５°未満の角度であるように構成されている。
【００２１】
このように、くさび形状の締付部材は好ましくは１５°未満の角度で次第に先細りとなるようになっている。このことは、とくに、いわゆる自動ロックという利点を有している。この自動ロックにより、ツールの完全な装着状態では、すなわち締付部材が切削インサート収容部の中に完全に押し込まれている場合には、固定部材を外した場合であっても切削インサートをツールホルダから容易に取り出すことができなくなる。従って換言すれば、ツールの装着状態で、固定部材を外した時でさえ切削インサートは上側締付指部とくさび形状の締付部材との間でくさび留めされたままになっている。このことにより、たとえば切削インサートを交換する際に切削インサートが偶然に外れてしまうことを防止することができる。具体的にいえば、自動ロックを実現するためには第１の対接軸線と第２の対接軸線との間の角度が５°〜１０°の範囲内にあることが望ましい。
【００２２】
さらなる実施形態によれば、ツールの装着状態では、第２の支持部はホルダの長手方向の軸線に対して平行に延びるようになっている。
【００２３】
従って、締付部材とツールホルダの下側締付顎部との間の接触面はホルダの長手方向の軸線と平行に延びるようになっていることが好ましい。締付部材に設けられている第２の支持部に対応しかつ下側締付顎部に設けられている支持部は、生産工学的な意味で安価にかつ容易に製造することができる。というのは、下側締付顎部に設けられている支持部を傾斜させる必要がないからである。さらに、締付部材のうちの下側締付顎部に面する対接面が直線的または水平であるので、ツールホルダに力を効果的かつ良好に分布、伝達させることができるようになる。
【００２４】
さらなる実施形態によれば、第１の支持部が溝形状の凹部を有し、この溝形状の凹部が第１の支持軸線に対して横断方向に延びて第１の支持部を２つのセグメントに分割するように構成されている。
【００２５】
このように第１の支持部を２つのセグメントに分割すると、くさび形状の締付部材が上側締付指部に接触、支持(bearing contact)する際の安定性という点においてとくに有利となる。はっきりいえば、２つの小領域において、すなわち締付部材の前方端部領域と締付部材の後方端部領域という範囲を定めて接触、支持を行うので、生産時の許容誤差を補償することができるようになる。
【００２６】
さらなる実施形態によれば、第１の支持部及び第２の支持部の各々は、締付部材の長手方向の軸線に対して垂直方向に沿って見た場合にプリズム断面を有している。
【００２７】
好ましくは、第１の支持部及び第２の支持部の各々は、プリズム断面を形成する少なくとも３つの面から形成されている。好ましくは、得られる２つの支持部のプリズム断面は対称的な構造を有している。
【００２８】
第１の代替例によれば、プリズム断面は、締付部材においていわゆる内側向きプリズムとして、すなわち溝形状のプリズム状の凹部として形成することができる。第２の選択肢によれば、プリズム断面は、締付部材においていわゆる外側向きプリズムとして構成すること、すなわちプリズム状の凸部(隆起部)として形成することができる。それに相応して、切削インサート及び下側締付顎部の支持部は、それに対応するプリズム状の構造体（外側向きプリズムまたは内側向きプリズム）として構成される。
【００２９】
このタイプの断面により、機械加工時、切削インサート収容部から締付部材及び／または切削インサートが不必要に外れてしまうことなく、とくに横断方向及び剪断方向の力を効率的に吸収することができるようになる。このことは、インサート座を安定なものとするための助けとなる。
【００３０】
ある好ましい実施形態によれば、固定部材はねじであり、ツールホルダはツールの装着状態でこのねじが噛み合うようになっている第１の雌ねじ山を有している。ツールの装着状態では、ねじはホルダの長手方向の軸線に対して平行な向きとなっていることが好ましい。
【００３１】
従って、ねじを締付部材の中を通してツールホルダの中へ比較的容易に挿入してねじ止めすることにより切削インサートをツールホルダ内に締付部材を用いてくさび留めすることができるようになっている。この目的を達成するために、締付部材は孔を有している。孔の軸線はツールの装着状態でホルダの長手方向の軸線に対して平行になっていることが好ましい。締付部材の孔は貫通孔としてまたは段部を有する孔として構成することができる。貫通孔として構成することは生産工学用語の意味で実現が容易である。
【００３２】
他の好ましい実施形態によれば、ねじは第１の雄ねじ山及び第２の雄ねじ山を有し、ツールホルダに配置される第１の雌ねじ山は第１の雄ねじと噛み合い、締付部材は第２の雄ねじ山にと噛み合う第２の雌ねじ山を有するようになっている。好ましくは、締付部材に配置される第２の雌ねじ山は締付部材の中に設けられている孔に形成される。
【００３３】
ツールホルダ及び締付部材の中に雌ねじ山を設けることにより、ねじを用いた高締付力の伝達ができるようになる。このようにして、高機械加工力が生じる場合であっても、締付部材及び切削インサートをその装着位置に確実に留めることができる。
【００３４】
１つの実施形態によれば、第１の雄ねじ山が第２の雄ねじ山とは反対向きであることがとくに好ましい。
【００３５】
この実施形態によれば、ねじは当該ねじの中間領域において好ましくは周縁溝により分離される２つの反対向きに進む雄ねじ山を有している。このようなねじは差動ねじと呼ばれことも多い。この実施形態によれば、ツールホルダ内に設けられている第１の雌ねじ山及び締付部材内に設けられている第２の雌ねじ山がねじの２つの雄ねじ山と噛み合うように互いに反対向きに構成されることは明白である。
【００３６】
このように雌ねじ山及び雄ねじ山を反対向きに構成することにより、差動ねじを外す際に切削インサート収容部から締付部材を積極的に押し出すようになっているという利点を有している。このようにして、切削インサートの交換時、締付部材及び切削インサートを容易に取り外すことができるようになっている。それと同時に、このタイプの構造は、差動ねじを締め付ける際ならびに締付部材及び切削インサートを装着する際、差動ねじを僅かび回転させるだけで締付部材を切削インサート収容部の中へと引き入れることができるという利点をさらに有している。
【００３７】
第１の雄ねじ山及び第２の雄ねじ山ならびに第１の雌ねじ山及び第２の雌ねじ山は異なるリードを有していてもよい。原理的には、このことと雄ねじ山及び雌ねじ山を反対向きとなるように構成することとを組み合わすことができる。さらなる選択肢によれば、２つの雌ねじ山及び雄ねじ山を同じ向きに設計することも可能である。
【００３８】
さらなる実施形態によれば、締付部材を鋼から形成し、切削インサートを超硬合金から形成することが可能である。好ましくは、ツールホルダも鋼から形成するようになっている。このようにすることにより、ツールホルダ、切削インサート及び締付部材の間の接続の安定性を向上させることができる。
【００３９】
さらなる実施形態によれば、ツールの装着状態で、締付部材の前方端部に配置されている端面は下側締付顎部のワーク側端部に配置されている端面と一直線になっている。
【００４０】
好ましくは、ツールの装着状態で、通常少なくとも１つの刃先が配置される切削インサートの前方端部は上述の２つの端面から突出するようになっている。このようにすることにより、機械加工時に、ワークと締付くさびまたはツールホルダとの間の不必要な衝突を回避することができる。
【００４１】
本発明の技術範囲から逸脱することなく上述の特徴及び後述の特徴を指定の組み合わせだけでなく他の組み合わせでもまたは別々にでも用いることができることは明白である。
【図面の簡単な説明】
【００４２】
本発明の例示的な実施形態については、図面に記載されており、また、後述の説明により非常に詳細に説明されている。
【図１】本発明の例示的な実施形態にかかるツールを示す斜視図である。
【図２】本発明の例示的な実施形態にかかるツールを示す側面図である。
【図３】本発明の例示的な実施形態にかかるツールを示す断面図である。
【図４】本発明の例示的な実施形態にかかるツールのツールホルダを示す斜視図である。
【図５】本発明の例示的な実施形態にかかるツールの切削インサートを示す斜視図である。
【図６】本発明の例示的な実施形態にかかるツールの締付部材を示す斜視図である。
【図７】本発明の例示的な実施形態にかかるツールの固定部材を示す斜視図である。
【発明を実施するための形態】
【００４３】
図１〜図３は、それぞれ、本発明の例示的な実施形態かかるツールを示す斜視図、側面図及び断面図である。図１〜図３に記載の本発明にかかるツールは、その全体が参照数字１０により表されている。図１〜図３には、装着状態にある本発明にかかるツール１０が示されている。
【００４４】
ツール１０はツールホルダ１２と交換可能な切削インサート１４とを備えている。切削インサート１４は、実質的にくさび形状の締付部材１６によりツールホルダ１２内にまたはツールホルダへ固定可能となっている。
【００４５】
ツールホルダ１２は、実質的にホルダの長手方向の軸線１８に沿って延び、その前面、すなわちワーク側端部の領域に切削インサート収容部２０を有している（図４を参照）。話を分かりやすくするために、この収容部を切削インサート収容部２０と呼んでいるが、本発明によれば、この収容部は切削インサート１４を受け入れるだけでなく締付部材１６を受け入れるようにも機能する。
【００４６】
切削インサート収容部２０は、上側締付指部２２及び下側締付顎部２４により画定されている。上側締付指部２２及び下側締付顎部２４は、互いに対向するように配置されているので、両方で一緒に実質的に口形状の収容部を形成している。好ましくは、上側締付指部２２及び下側締付顎部２４の両方は高剛性構造を有している。従って、従来から知られているこのようなタイプのほとんどのツールとは対照的に、上側締付指部２２は切削インサート１４をマウントするために上方に向けて広がる（曲がる）ことはできないようになっている。それにもかかわらず、上側締付指部にはとくに非常に高い加工力が存在する場合には微少な弾性変形が生じてしまうことは明白である。この微少な弾性変形は、意図されたものでもなければマウントするのに必要なものでもない。いずれにしても、この上側締付指部の微少な弾性変形は、切離スロットが存在していないので無視してもよいほど小さいものであり、切削インサートの狭持に必要なものでもない。好ましくは、上側締付指部２２は下側締付顎部２４よりも小さくなるように構成されている。というのは、下側締付顎部２４は機械加工時の加工力の大部分を吸収しなければならないからである。
【００４７】
切削インサート１４は少なくとも１つの刃先２６を有している（図５を参照）。この刃先２６により、ツール１０は機械加工時にワーク（図示せず）と接触して機械加工する。原則として、切削インサート１４は複数の刃先（主刃先及び副刃先）を有する場合もあることは明白である。切削インサート１４は、その上側に、刃先２６に隣接するすくい面２８を有している。すくい面２８はチップの排出及びチップの形成を行う機能を有している。原則として、このすくい面２８は意図する用途に応じてさまざまなチップ破断幾何学形状を有することができる。好ましくは、チップ排出段部３０がすくい面２８のうちの刃先２６とは反対側の後側端部に配置されている。チップ排出段部３０はすくい面２８に対して傾斜してまたは横断方向に沿って延びている（図５を参照）。機械加工時、チップは、刃先２６から、すくい面２８を経由し、最後にチップ排出段部３０を経由して上方に向かい、締付指部２２の前側端部を越えて流れる（排出される）ようになっている。
【００４８】
本発明にかかるツール１０は、ツールホルダ１２内に切削インサート１４を狭持するための特有な構成を実質的特徴とするものである。本発明によれば、切削インサート１４を狭持するために締付部材１６が用いられている。図６には締付部材１６の例示的な実施形態の詳細が示されている。本発明にかかる切削インサート１４及び締付部材１６は別個の交換可能なコンポーネントとして設けられている。
【００４９】
ツールホルダ１２の切削インサート収容部２０内に実質的にくさび形状の締付部材１６を固定部材３２を用いて取り付けるまたは固定することができる。好ましくは、固定部材３２はねじとして構成される。図７には固定部材３２の例示的な実施形態が示されている。
【００５０】
ツール１０の装着状態では、締付部材１６は、切削インサート１４の真下に配置され、切削インサート１４と下側締付顎部２４との間に締め付けられている（図１〜図３を参照）。切削インサート１４は、上側締付指部２２と締付部材１６との間にくさび留めされている。より正確にいえば、切削インサート１４のシャンク３４が上側締付指部２２とくさび形状の締付部材１６との間の適所に狭持されている。この目的を達成するために、上側締付指部２２は、その下側に１つ以上の支持面を有している。この１つ以上の支持面はまとめて上側締付指部２２の支持部３６と呼ばれる（図４を参照）。この支持部３６は、切削インサート１４のシャンク３４の上側に配置される上側支持部３８と嵌め合わせられるようになっている。上側支持部３８の場合も１つ以上の面により形成されている。
【００５１】
好ましくは、互いに嵌合関係にある２つの支持部３６、３８は、ツールホルダの長手方向の軸線１８に対して実質的に対称的であるまたは切削インサート１４の長手方向の軸線に対して実質的に対称的であるプリズム断面を有している。本発明の例示的な実施形態では、上側締付指部２２の支持部３６はプリズム断面を有する溝状の凹部として構成されている（図４を参照）。他方で、それに対応する切削インサート１４の上側支持部３８はプリズム断面を有する隆起部として構成されている。しかしながら原理的にはその反対の場合もある。すなわち、支持部３６が隆起部として構成され、それに対応する支持部３８が溝部として構成されてもよい。
【００５２】
切削インサート１４のシャンク３４の下側には、下側支持部４０が配置されている（図５を参照）。先の場合と同様に、下側支持部４０もプリズム断面を有している。切削インサート１４の下側支持部４０は締付部材１６に対接する働きを有している。締付部材１６はそれに対応する上側支持部４２を有している。上側支持部４２は締付部材１６の上側４４に配置されている（図６を参照）。締付部材１６の支持部４２も、先の場合と同様に、プリズム断面を有し、互いに傾斜させて配置される１つ以上の面により形成されている。図示されている例示的な実施形態によれば、切削インサート１４の下側支持部４０は外側に向かうプリズム断面、すなわち隆起部として構成され、締付部材１６の上側支持部４２は、内側に向かうプリズム断面、すなわち溝部として構成されている。しかしながらそれに代えて、切削インサート１４の下側支持部４０を内側に向かうプリズム断面として設計し、締付部材１６の上側支持部４４を外側に向うプリズム断面として設計することも可能である。
【００５３】
締付部材１６は、その上側４４とは反対側に位置する下側４６に下側支持部４８を有している。下側支持部４８は下側締付顎部２４に対接するようになっている。下側締付顎部２４は下側支持部４８に対応する支持部５０を有している（図４を参照）。好ましくは、支持部４８、５０は、互いに傾斜させて設けられる１つ以上の面により形成されるプリズム断面を有している。ここでもまた、支持部４８、５０をそれぞれプリズム断面を有する溝（内側向きのプリズム断面）としてまたはプリズム断面を有する隆起部（外側向きのプリズム断面）として構成することができる。
【００５４】
くさび形状の締付部材１６を用いてツールホルダ１２内に切削インサート１４をくさび留めするという発明思想により非常に安定したインサート座を確保することができるようになる。従って、ツール１０は高い機械力が生じるヘビーデューティーメタルカッティングにも非常に適している。図６に示されているように、切削インサート１４を締付部材１６と良好に対接させるため、上側支持部４２には溝形状の凹部５２が形成されている。この溝形状の凹部は、締付部材１６の上側支持部４２を第１のセグメント４２’と第２のセグメント４２”とに分割している。このようにして、切削インサート１４は、締付部材１６の前領域と後領域とにおいてしっかりと支えられるようになっている。
【００５５】
とくに図２及び図３には、締付部材１６のくさび形状の幾何学形状が分かりやすく図示されている。たとえば図２から分かるように、締付部材１６の上側支持部４２は締付部材１６の下側支持部４８の方に向けて傾斜している。上側支持部４２は、実質的に第１の支持軸線５４に沿って延びている。ツール１０の装着状態では、第１の支持軸線５４はツールホルダ１２のホルダの長手方向の軸線１８に対して横断方向、すなわち非平行に延びている。締付部材１６の下側支持部４８は実質的に第２の支持軸線５６に沿って延びている。ツール１０の装着状態では、第２の支持軸線５６はツールホルダ１２のホルダの長手方向の軸線１８に対して水平、すなわち平行に延びている。
【００５６】
好ましくは、２つの支持軸線５４、５６がなす角度αは１５°未満である。また、角度αは５〜１０の範囲内であることがとくに好ましい。このように締付部材１６のくさび形状のテーパを角度αとすることにより、締付部材１６または切削インサート１４を自動的にロックさせるという利点がもたらされる。従って、いったん固定部材３２が外されたとしても、切削インサート１４が切削インサート収容部２０から簡単に抜け出てしまうというようなことはない。
【００５７】
上述のように、締付部材１６は固定部材３２により固定されるようになっている。好ましくは、固定部材３２はねじとして構成されている。とくに好ましくは、固定部材３２は図７に１例として示されているような差動ねじ３２として構成されている。図７に示されている差動ねじ３２は第１の雄ねじ山５８を第１の側に有し、第２の雄ねじ山６０を第２の側に有している。好ましくは、これらの２つの雄ねじ山５８、６０は、互い同軸上にまたは差動ねじ３２の長手方向の軸線６２に対して同軸に延びている。しかしながら好ましくは、第１の雄ねじ山５８は第２の雄ねじ山６０に対して反対向きとなるように構成されている。原理的には、これら２つの雄ねじ山は異なる直径を有していてもよい。
【００５８】
ツール１０の装着状態では、とくに図３から分かるように、ねじ３２は締付部材１６を通ってツールホルダ１２の中に止められるようになっている。この目的のために、締付部材１６は孔６４を有している。図示されている例示的な実施形態によれば、孔６４は貫通孔として構成されている。好ましくは、ツール１０の装着状態では、孔６４の長手方向の軸線６６はホルダの長手方向の軸線１８に対して平行に延びている。
【００５９】
ツール１０の装着状態では、締付部材１６内に設けられている孔６４はツールホルダ１２内に設けられている止まり孔６８と一直線になっている。この止まり孔６８内には、ねじ３２に形成されている第１の雄ねじ山５８と噛み合う第１の雌ねじ山７０が設けられている。図示されている例示的な実施形態によれば、くさび形状の締付部材１６の貫通孔６４内にも雌ねじ山７２が設けられている。ここでは、雌ねじ山７２を第２の雌ねじ山７２と呼ぶ。第２の雌ねじ山７２は、ねじ３２に設けられている第２の雄ねじ山６０と噛み合う。２つの雄ねじ山５８、６０と同様に、例示的な本実施形態にかかる２つの雌ねじ山７０、７２も相互に反対向きとなるように構成されている。
【００６０】
反対向きとなるように構成されたねじ山５８、６０及び７０、７２にはいくつかの利点がある。一方では、ねじ３２を少ない数回転させるだけで締付部材１６をツールホルダ１２に固定することができる。他方では、このことにより締付部材１６とツールホルダ１２との間の接続が比較的安定なものとなり、比較的大きな締付力を切削インサート１４へ伝達することができるようになる。原理的には、差動ねじ３２を用いることによる利点としては、差動ねじ３２を外すと締付部材１６が切削インサート収容部２０から自動的に押し出されるようになるという点が挙げられる。このことにより、切削インサート１４の交換が容易になる。
【００６１】
しかしながら、本発明によればこのような差動ねじ３２の使用が原理的には好ましいとされているが、従来のねじが固定部材３２として用いられてもよい。この場合、２つの雌ねじ山７０、７２はリード（１回転で進む距離）が異なりかつ向きが反対となるように構成される。原理的には、ツールホルダ１２内にただ１つの雌ねじ山７０を設けるようにしてもよいし、締付部材１６の孔６４に必ずしも雌ねじ山を設けなければならないということもない。後者の場合、原理的には孔６４を段部を有する孔という構造とし、従来のねじを用いてそのフランジ部または頭部を段部を有する孔の段部に作用させるようにしても十分である。
【００６２】
最後に指摘すべき点としては、ツール１０の装着状態では、くさび形状の締付部材１６の前方端部７４に配置されている端面が下側締付顎部２４の前方端部７６に配置されている端面、（図２を参照）と一直線になっていることが好ましく、また、くさび形状の締付部材１６の後方端部７８に設けられるとともに、前方の端面とは反対側に設けられている後方の端面が、切削インサート収容部２０の底面８０に面しているもののそれにはまだ対接していないということが挙げられる。
【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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【手続補正書】
【提出日】平成29年8月18日(2017.8.18)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ワークを機械加工するためのツール（１０）であって、
−  少なくとも１つの刃先（２６）を有する切削インサート（１４）と、
−  実質的にホルダの長手方向の軸線（１８）を延び、前記切削インサート（１４）を受け入れるために上側締付指部（２２）及び下側締付顎部（２４）を有する切削インサート収容部（２０）をワーク側端部に有し、第１の雌ねじ山(７０)を有するツールホルダ（１２）と、
−  前記ツールホルダ（１２）内に前記切削インサート（１４）をくさび留めするために前記切削インサート収容部（２０）内に固定可能な実質的にくさび形状の締付部材（１６）であって、上側（４４）に第１の支持軸線（５４）に沿って延びて前記切削インサート（１４）を支持する第１の支持部（４２）を有し、第１の支持軸線(５４)を横切る第２の支持軸線（５６）に沿って延びて前記下側締付顎部（２４）を支持する第２の支持部（４８）を有し、第２の支持軸線（５６）に平行に延びる孔(６４)を有する締付部材（１６）と、
−  前記切削インサート収容部（２０）内に前記締付部材（１６）を固定すると同時に前記ツールホルダ（１２）内に前記切削インサート（１４）をくさび留めするねじ（３２）とを備え、
前記ツール（１０）の装着状態では、前記締付部材（１６）が前記切削インサート（１４）と前記ツールホルダ（１２）の前記下側締付顎部（２４）との間に配置されてなり、
第２の支持軸線（５６）は、ホルダの長手方向の軸線（１８）に平行に延び、
ねじ(３２)は孔(６４)を通って第１の雌ねじ山(７０)に螺合する、ツール。
【請求項２】
前記締付部材（１６）が前方端部（７４）から前記締付部材（１６）の長手方向の軸線（６６）に沿って後方端部（７８）まで延びており、前記ツール（１０）の装着状態では、前記長手方向の軸線（６６）が前記ホルダの長手方向の軸線（１８）に対して平行となっており、前記後方端部（７８）が前記切削インサート収容部（２０）の底面（８０）に面し、前記締付部材（１６）が前記後方端部（７８）に向けてくさび形状に先細りになっており、前記締付部材（１６）の高さが前記長手方向の軸線（６６）に対して垂直となっている、請求項１に記載のツール。
【請求項３】
前記第１の支持軸線(５４)と第２の支持軸線（５６）とは、互いに１５°未満の角度（α）を成すように配置された、請求項１または２に記載のツール。
【請求項４】
前記第１の支持部（４２）が溝形状の凹部（５２）を有し、該溝形状の凹部（５２）が前記第１の支持軸線（５４）に対して横断方向に延びるとともに前記第１の支持部（４２）を２つのセグメント（４２’、４２”）に分割するように構成されてなる、請求項１乃至３の何れかに記載のツール。
【請求項５】
前記締付部材（１６）の長手方向の軸線（６６）に対して垂直に見た場合、前記第１の支持部及び前記第２の支持部（４２、４８）の各々がプリズム断面を有してなる、請求項１乃至４のうちのいずれか１項に記載のツール。
【請求項６】
前記ツール（１０）の装着状態では、前記ねじ（３２）が前記ホルダの長手方向の軸線（１８）に対して平行な向きとなっている、請求項１乃至５の何れかに記載のツール。
【請求項７】
前記ねじ（３２）が第１の雄ねじ山及び第２の雄ねじ山（５８、６０）を有し、前記ツールホルダ（１２）に配置される前記第１の雌ねじ山（７０）が前記第１の雄ねじ山（５８）と噛み合い、前記締付部材（１６）が前記第２の雄ねじ山（６０）と噛み合う第２の雌ねじ山（７２）を有してなる、請求項１乃至６の何れかに記載のツール。
【請求項８】
前記第１の雄ねじ山（５８）が前記第２の雄ねじ山（６０）とは反対向きとなるように構成されてなる、請求項７に記載のツール。
【請求項９】
前記第１の雄ねじ山及び前記第２の雄ねじ山（５８、６０）が相互に異なるリードを有してなる、請求項８に記載のツール。
【請求項１０】
前記締付部材（１６）が鋼から形成され、前記切削インサート（１４）が超硬合金から形成されてなる、請求項１乃至９のうちのいずれか１項に記載のツール。
【請求項１１】
前記上側締付指部（２２）及び前記下側締付顎部（２４）が実質的に剛体である、請求項１乃至１０のうちのいずれか１項に記載のツール。
【請求項１２】
前記ツール（１０）の装着状態では、前記締付部材（１６）の前記前方端部（７４）に配置されている端面が前記下側締付顎部（２４）の前記ワーク側端部に配置されている端面（７６）と一直線になっている、請求項２に記載のツール。
【国際調査報告】
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2018502730.tif 000013
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