(57)【要約】      （修正有）【課題】アーバーとカッティングヘッドとの相互接続によるカッティングツールを提供する。【解決手段】カッティングツール１０は、アーバー２０及びカッティングヘッド３０を備える。アーバー２０の一端に孔２０１が設置されており、孔２０１内に接続部２１が設置されている。接続部２１は内ネジヤマ２１２を有する。カッティングヘッド３０一端に切削部３２が設置されており、他端に連結部３１が設置されている。連結部３１はネジヤマ部材３１２を有する。カッティングヘッド３０とアーバー２０とは、連結部３１と接続部２１との螺合により連結する。カッティングヘッド３０のネジヤマ部材３１２は軸部３１２１及び外ネジヤマ３１２２を有し、外ネジヤマ３１２２は軸部３１２１の上に位置する。軸部３１２１は所定角度θの中心角を有する円錐台状に形成されている。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
カッティングツールであって、
アーバー及びカッティングヘッドを備え、
前記アーバーは、一端に孔が形成されており、前記孔内に接続部が設置されており、前記接続部が内ネジヤマを有し、
前記カッティングヘッドは、一端に切削部が設置されており、他端に連結部が設置されており、前記連結部がネジヤマ部材を有し、
前記アーバーと前記カッティングヘッドとは、前記連結部と前記接続部との螺合により連結しており、
前記カッティングヘッドの前記ネジヤマ部材は、軸部及び外ネジヤマを有し、
前記外ネジヤマは、前記軸部に位置し、
前記ネジヤマ部材の前記外ネジヤマの直径を外径と定義し、
前記ネジヤマ部材の前記軸部の直径を谷径と定義し、
前記軸部は、所定角度の中心角を有する円錐台状に形成されていることを特徴とするカッティングツール。
【請求項２】
前記所定角度は、０．５°〜３°の間の角度であることを特徴とする請求項１に記載のカッティングツール。
【請求項３】
前記ネジヤマ部材の前記軸部の谷径は、前記ネジヤマ部材の自由端から前記カッティングヘッドの前記切削部へと徐々に拡大し、
前記ネジヤマ部材は、ルーズ対応区、タイト対応区、及び干渉対応区に分けられていることを特徴とする請求項１に記載のカッティングツール。
【請求項４】
前記ネジヤマ部材の前記外ネジヤマは、先端が仮想の円錐台に位置するよう形成されており、
前記仮想の円錐台は、所定角度の中心角を有し、
前記軸部の円錐台状の中心角と前記仮想の円錐台の中心角とは同じであることを特徴とする請求項１に記載のカッティングツール。
【請求項５】
前記アーバーの前記接続部及び前記カッティングヘッドの前記連結部は、前記内ネジヤマ及び前記外ネジヤマの剛性が向上されていることを特徴とする請求項１に記載のカッティングツール。
【請求項６】
前記アーバーの前記接続部は、ＨＲＣ４０〜６０の硬度を有することを特徴とする請求項５に記載のカッティングツール。
【請求項７】
前記カッティングヘッドの前記連結部は、ＨＲＣ２５〜４０の硬度を有することを特徴とする請求項５に記載のカッティングツール。
【請求項８】
前記接続部は、嵌着孔を有し、
前記連結部は、定位棒を有し、
前記連結部と前記接続部とが螺合連結する時、前記定位棒が前記嵌着孔内に嵌着されていることを特徴とする請求項１に記載のカッティングツール。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、カッティングツールに関し、特にアーバーとカッティングヘッドとの相互結合により形成される組合せ式カッティングツールに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来の使い捨て式カッティングツールは、その多機能性を拡大するため、ボーリングカッター、ドリリングヘッド及びエンドミーリングカッター等の多種の機能を備えている。
アーバーを使用し、カッティングヘッドとアーバーとを組合せて連結する構造により、多種の切削カッティングツールを交換して使用する目的を達成することができる。
【０００３】
図６、図７に示す通り、従来の多機能能カッティングツールは、アーバー４０及びカッティングヘッド５０を有する。
アーバー４０の一端には、接続部４１を設置する。
接続部４１は、嵌着孔４１１及び内ネジヤマ４１２からなる。
カッティングヘッド５０は、使い捨て式ミーリングカッター、使い捨て式ドリリングヘッド或いは使い捨て式ボーリングカッターで、カッティングヘッド５０の反対端には、連結部５１を設置する。
連結部５１は、定位棒５１１及び外ネジヤマ５１２からなる。
カッティングヘッド５０とアーバー４０とは、連結部５１と接続部４１により螺合連結し、異なる機能のカッティングヘッド５０に交換可能な切削カッティングツールを形成する。
【０００４】
上記したカッティングツールのアーバー４０とカッティングヘッド５０との連結は、定位棒５１１と嵌着孔４１１の定位サポート及び外ネジヤマ５１２、内ネジヤマ４１２の相互螺合固定による。
しかし、一般の内、外ネジヤマの螺合固定対応は皆、ルーズ対応のレベル距離を採用するため、ネジヤマ螺合固定の部位は、カッティングツール切削加工時に、微振動の現象を生じる。
【０００５】
図７に示す通り、カッティングヘッド５０が横方向にミーリング加工を行っている時、カッティングツールはフィーディング負荷Ｆを受ける。
連結部５１は、負荷Ｆの力量を受け、アーバー４０の端部（アーバー４０とカッティングヘッド５０の肩部５２が相互に接触する位置）を回転中心ＣとしてモーメントＭを生じる。
これにより、連結部５１も回転中心Ｃにより、且つモーメントＭの方向に沿って、微量の偏り回転を生じ、連結部５１は、片側に変異する。
【０００６】
しかし、カッティングツールは、回転加工するため、力を受けるカッターブレードは回転して離れ非切削状態となると、緩んだ状態を呈し、別の切削によりフィーディング負荷Ｆを受ける。
これにより、カッティングツールの２個のブレードはフィーディング負荷Ｆを受ける時と負荷を受けない時との間で振動を生じる。
且つ、カッティングツールの回転速度が高くなればなるほど、振動の頻度は高くなる。
振動により、カッティングツールの切削時にも震えを生じ、加工物件の切削表面にフラッター痕を残し、加工機主軸の負荷は、高くなる。
これにより、切削深度及び速度は低下し、加工効率及び生産能力に直接的な影響を及ぼす。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開２０１０−２５３６５６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
前記先行技術である多種の機能を一体化したカッティングツールは、ネジヤマ構造をアーバーとカッティングヘッド連結の構造とするが、ネジヤマ構造の螺合固定は、ルーズ対応のレベル距離を採用するため、ネジヤマ螺合固定部がカッティングツールの加工時の力を受けると、微振動を生じ、カッティングツールは切削時に震えを生じ、加工物件の切削表面にフラッター痕が残り、加工機主軸の負荷は増加し、切削深度及び速度を高めることができず、加工効率及び生産能力に直接的な影響を及ぼす欠点がある。
【０００９】
本発明の目的は、切削時にフラッター現象を生じず、切削速度及びフィーディング量を向上させられ、切削速度を高めることができるカッティングツールを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明によるカッティングツールは、アーバー及びカッティングヘッドを備える。
アーバーの一端には、孔が形成されており、孔内には、接続部が設置されており、接続部が内ネジヤマを有する。
カッティングヘッドの一端には、切削部が設置されており、他端には連結部が設置されており、連結部がネジヤマ部材を有する。
カッティングヘッドとアーバーとは、連結部と接続部との螺合により連結する。
カッティングヘッドのネジヤマ部材は、軸部及び外ネジヤマを有し、外ネジヤマは、軸部上に位置する。
ネジヤマ部材の外ネジヤマの直径を外径と定義し、ネジヤマ部材の軸部の直径を谷径と定義する。軸部は所定角度の中心角を有する円錐台状に形成されている。
【００１１】
本発明によるカッティングツールにおいてカッティングヘッドは、外ネジヤマとアーバーの内ネジヤマのタイト対応及び干渉対応の貢献により、アーバーとカッティングヘッドの径方向における緊密嵌合を延長する。
カッティングヘッドが切削時にフィーディング負荷を受けると、定位棒と嵌着孔の嵌合位置及びカッティングヘッドとアーバー端面の軸方向螺合固定の位置による抵抗の他、外ネジヤマと内ネジヤマの螺合部位の緊密嵌合が加わり、フィーディング負荷に抵抗する。
且つ回転するカッティングツールはカッターブレードの受力が変わってもカッティングヘッドの振動を生じないため、カッティングツールは切削時にフラッター現象を生じず、切削速度及びフィーディング量を向上させられ、切削速度を高めることができる。
【００１２】
本発明のカッティングツールは、切削時にフラッター現象を生じず、切削速度及びフィーディング量を向上させられ、切削速度を高めることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】本発明の第一実施形態によるアーバーとカッティングヘッドを示す分解図である。
【図２】本発明の第一実施形態によるカッティングヘッドを示す模式的平面図である。
【図３】本発明の第一実施形態によるカッティングツールの組合せを示す平面図である。
【図４】本発明の第一実施形態によるカッティングツールミーリング時の受力を示す模式図である。
【図５】本発明の第二実施形態による外ネジヤマを示す模式図である。
【図６】従来の使い捨て式カッティングツールを示す分解図である。
【図７】従来の使い捨て式カッティングツールの組み合わせを示す平面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
（第一実施形態）
図１〜図３に示す通り、本発明の第一実施形態によるカッティングツール１０は、アーバー２０及びカッティングヘッド３０を有する。
【００１５】
アーバー２０の一端には、孔２０１を設置する。
孔２０１内には、接続部２１を設置する。
接続部２１は、嵌着孔２１１及び内ネジヤマ２１２を有する。
【００１６】
カッティングヘッド３０の一端には、切削部３２を設置する。
切削部３２は、少なくともミーリングカッター、ドリリングヘッド等を有する。
カッティングヘッド３０の反対端は延伸し、連結部３１を設置する。
連結部３１は、定位棒３１１及びネジヤマ部材３１２を有する。
カッティングヘッド３０とアーバー２０は、連結部３１により、接続部２１と螺合して連結する。
【００１７】
カッティングヘッド３０のネジヤマ部材３１２は、軸部３１２１及び外ネジヤマ３１２２を有する。
外ネジヤマ３１２２は、軸部３１２１上に位置する。
ネジヤマ部材３１２の外ネジヤマ３１２２の直径は、外径ＤOとする。
ネジヤマ部材３１２の軸部３１２１の直径は、谷径Ｄｉとする。
軸部３１２１は、ネジヤマ部材３１２の自由端により、カッティングヘッド３０の切削部３２へと拡大し、所定角度θの中心角を有する円錐台状に形成されている。
これにより、谷径Ｄｉは、軸部３１２１の縦軸において、ネジヤマ部材３１２の自由端よりカッティングヘッド３０の切削部３２側が大きい。
本実施形態中では、所定角度θは０．５°〜３°である。
また、本実施形態では、外径ＤOは、軸部３１２１の縦軸において、ネジヤマ部材３１２の自由端側よりカッティングヘッド３０の切削部３２側が大きい。
【００１８】
図３に示す通り、カッティングヘッド３０の定位棒３１１とアーバー２０の嵌着孔２１１の対応レベル距離は、滑動対応及び靜対応の間に位置する。
定位棒３１１を嵌着孔２１１に挿入し、ツールによりカッティングヘッド３０を回転させると、ネジヤマの回転を対応させて、スムーズに嵌合され、良好な接合を達成する。
こうして、定位棒３１１と嵌着孔２１１との間の振動を低下させ、及びカッティングヘッド３０とアーバー２０組合せ時の安定度を向上させ、震動現象を減らすことができる。
【００１９】
アーバー２０の接続部２１位置及びカッティングヘッド３０の連結部３１位置は、熱処理により、内ネジヤマ２１２及び外ネジヤマ３１２２の剛性を高めることができる。
本実施形態においては、アーバー２０はＳＫＤ合金工具鋼系列の材質を使用し、熱処理の硬度値範囲は、ＨＲＣ４０〜６０の間である。
カッティングヘッド３０の材料は、タングステンスチールを使用し、連結部３１位置の熱処理の硬度値範囲は、ＨＲＣ２５〜４０の間である。
【００２０】
図２、図３に示す通り、カッティングヘッド３０のネジヤマ部材３１２の軸部３１２１は、ネジヤマ部材３１２の自由端により、カッティングヘッド３０の切削部３２へと徐々に拡大し所定角度θの中心角を有する円錐台状に形成されている。
所定角度θは０．５°〜３°の間である。
よって、定位棒３１１方向に向かう谷径Ｄｉサイズは、わずかに拡大し、ネジヤマ部材３１２上には、３個の異なる螺合対応のレベル距離が区分される。
それは、ルーズ対応区ａ、タイト対応区ｂ及び干渉対応区ｃである。
ルーズ対応区ａと従来のネジヤマとは相同で、ルーズ対応のレベル距離は、アーバー２０の内ネジヤマ２１２と相同である。
よって、ネジヤマ部材３１２のルーズ対応区ａの、アーバー２０の内ネジヤマ２１２への螺入は、極めて容易で且つ迅速に行うことができる。
【００２１】
ネジヤマ部材３１２のタイト対応区ｂを螺入する時には、使用者はカッティングヘッド３０を回す操作において、比較的緊密に感じ、且つより大きなトルクを用いる必要がある。
持続的に回して干渉対応区ｃを進入させる時、手動方式でカッティングヘッド３０を回してより緊密とし、より大きなトルクが必要である。
且つカッティングヘッド３０をアーバー２０内に完全に螺入させることはできず、わずかの距離は、手動方式で螺入させることはできない。
それは、内ネジヤマ２１２と外ネジヤマ３１２２には共に熱処理を施してあるため、スパナによって強制的に螺入する必要があるからである。
外ネジヤマ３１２２の熱処理硬度値は、内ネジヤマ２１２より小さく、これによりネジヤマ部材３１２の干渉対応区ｃの短い距離が、内ネジヤマ２１２に螺入する時には、弾性変形を生じ、これにより内ネジヤマ２１２と緊密に結合される。
【００２２】
同時に、カッティングヘッド３０の定位棒３１１を、アーバー２０の嵌着孔２１１内に嵌め入れる。
この際には、定位棒３１１と嵌着孔２１１の定位の他に、外ネジヤマ３１２２と内ネジヤマ２１２とは、タイト対応及び干渉対応を呈する。
これにより、アーバー２０とカッティングヘッド３０は、二重の緊密嵌合の効果を達成し、アーバー２０とカッティングヘッド３０との組合せでは、振動の現象を生じず、且つアーバー２０とカッティングヘッド３０との軸方向の組合せは、ネジヤマの螺合固定を受ける。
これにより、アーバー２０とカッティングヘッド３０とは、軸方向であろうと径方向であろうと、より安定的に螺合固定される。
【００２３】
図４に示す通り、外ネジヤマ３１２２と内ネジヤマ２１２のタイト対応及び干渉対応の貢献により、アーバー２０とカッティングヘッド３０の径方向における緊密嵌合を延長することができる。
カッティングヘッド３０の切削時に、径方向のフィーディング負荷Ｆを受けると、定位棒３１１と嵌着孔２１１の嵌合位置及びカッティングヘッド３０とアーバー２０端面の軸方向螺合固定の位置抵抗による他、外ネジヤマ３１２２と内ネジヤマ２１２螺合部位の緊密嵌合が加わり、反作用力Ｒは、フィーディング負荷Ｆに抵抗する。
且つ回転するカッティングツール１０は、カッターブレードの受力が変わっても、カッティングヘッド３０の振動を生じることがない。
そのため、カッティングツール１０の切削時、フラッター現象を生じず、加工機主軸の負荷を約１０％引き下げることができ、切削速度及びフィーディング量はこれにより向上するため、切削速度を高めることができる。
【００２４】
本発明のアーバー２０の内ネジヤマ２１２の対応レベル距離は、ルーズ対応で、一般に市販されている従来のアーバー内ネジヤマと相同である。
よって、本発明のカッティングヘッド３０を購入しても、市販の任意のアーバーを合わせて使用することができ、カッティングツールのコストを削減することができる。
【００２５】
（第一実施形態）
本発明の第二実施形態は図５に示す通り、ネジヤマ部材３１２の外ネジヤマ３１２２は先端が仮想の円錐台に位置するよう形成されている。
仮想の円錐台は、所定角度θ１の中心角を有する。
本実施形態中では、所定角度θ１と所定角度θとは同じである。
ネジヤマ部材３１２上には、ルーズ対応区ａ、タイト対応区ｂ及び干渉対応区ｃを区分し、アーバー２０の内ネジヤマ２１２と、緊密な螺合固定と対応を達成することができる。
【００２６】
上記を総合すると、本発明のカッティングヘッド３０は、外ネジヤマ３１２２とアーバー２０の内ネジヤマ２１２のタイト対応及び干渉対応の貢献により、アーバー２０とカッティングヘッド３０の径方向の緊密嵌合を延長する。
カッティングヘッド３０が切削時にフィーディング負荷Ｆを受けると、定位棒３１１と嵌着孔２１１の嵌合位置及びカッティングヘッド３０とアーバー２０端面軸方向螺合固定の位置抵抗の他、外ネジヤマ３１２２と内ネジヤマ２１２の螺合部位の緊密嵌合を加え、フィーディング負荷Ｆに抵抗する。
且つ回転するカッティングツール１０のカッターブレード受力が変化しても、カッティングヘッド３０の振動を引き起こすことはない。
そのため、カッティングツール１０は切削時にフラッター現象を生じず、加工機主軸の負荷を約１０％引き下げ、切削速度及びフィーディング量を向上させられ、切削速度を効果的に高めることができる。
【００２７】
前述した本発明の実施形態は本発明を限定するものではなく、よって、本発明により保護される範囲は特許請求の範囲を基準とする。
【符号の説明】
【００２８】
１０  カッティングツール、
２０  アーバー、
２０１  孔、
２１  接続部、
２１１  嵌着孔、
２１２  内ネジヤマ、
３０  カッティングヘッド、
３１  連結部、
３１１  定位棒、
３１２  ネジヤマ部材、
３１２１  軸部、
３１２２  外ネジヤマ、
３２  切削部、
４０  アーバー、
４１  接続部、
４１１  嵌着孔、
４１２  内ネジヤマ、
５０  カッティングヘッド、
５１  連結部、
５１１  定位棒、
５１２  外ネジヤマ、
５２  肩部、
ＤO   外径、
Ｄｉ  谷径、
θ  所定角度、
θ１  所定角度、
ａ  ルーズ対応区、
ｂ  タイト対応区、
ｃ  干渉対応区、
Ｃ  回転中心、
Ｍ  モーメント、
Ｆ  フィーディング負荷、
Ｒ  反作用力。
【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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