(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
チップブレーク機械加工用を意図した工具であって、前記工具は中心軸周りに回転可能な本体(1) を含み、上記本体は周囲を包囲する面(2) を有し、前記周囲を包囲する面には、底部壁面(10)、及び前記底部壁面から外向きに広がっている前方と後方の壁面(8,9) によって範囲を定める１又は複数の凹部(5) を備えていて、上記凹部の各々の１つは別々に、カートリッジ(6) の台座(16)に備えてある切削インサート(17)を有するカートリッジ(6) と、前記カートリッジを固定するための締め付けくさび(7) とを収容し、上記くさびは、前記本体(1) の前記底部壁面で末端となるねじ穴(12)と係合する、締め付けねじ(11)により締め付けることができ、第１の波状部(14)を有する前記凹部(5) の前記後方壁面(9) を、前記切削インサートと反対側の前記カートリッジ(6) の後方側面上の類似した第２の波状部(15)と協働するように配置してあって、前記凹部の前記前方壁面(8) は、前記締め付けくさび(7) の同様に平滑な前方表面(18)と協働するように平滑であり、かつ前記締め付けくさびの後方当接表面(19)及び前記カートリッジ(6) の前方当接表面(20)は共に平滑であることで、互いに接触した際に、前記カートリッジの締め付けについて前記カートリッジに関する前記締め付けくさびの実質的な半径方向の変位を可能にしている工具において、前記締め付けくさび(7) の上記前方と後方の表面(18,19) が互いに平行で、前記締め付けくさび(7) が、上記後方当接表面(19)を備える内側部分(7')に加えて、第２の当接表面(27)を有する外側部分(7'') を含み、前記第２の当接表面は上記後方当接表面(19)に対して後方に変位していて、前記カートリッジ上の前記前方当接表面(20)は、前記台座(16)及び切削インサート(17)の内側に位置する、前記カートリッジの内側部分に備え、かつ上記波状部(14,15) が相互に係合したときに、上記凹部の前記前方壁面(8) に平行に延び、それにより、前記締め付けねじ(11)を締めることにより、前記締め付けくさびの前記内側部分(7')を、前記カートリッジの前記当接表面(20)と前記凹部の前記前方壁面(8) の間の空間に挿入でき、そのため、一方の、カートリッジ(6) を固定している、すなわち前記締め付けくさびの前記第２の当接表面(27)が、前記切削インサート(17)に対して押さえることなく、前記２つの波状部(14,15) が互いに係合することで、仮の外側位置をとることができ、かつ他方の、前記締め付けくさびの前記第２の当接表面(27)が前記切削インサ−トの上側表面(21)に対して押さえつけ、かつ付属の台座(16)に固定する、内側の最終的に締め付けた末端の位置をとることができることを特徴とする工具。
【請求項２】
前記カートリッジの前記前方当接表面(20)が、傾斜した面取り面(28)に変わり、前記締め付けくさびを前記カートリッジ(6) と前記凹部(5) の前記前方壁面(8) の間の上記空間に導入することに関して、前記締め付けくさびの前記内側の当接表面(19)近傍の内側端部(29)が、前記面取り面に沿って滑ることができることを特徴とする請求項１に記載の工具。
【請求項３】
前記締め付けくさびの内側の末端部(29)が、上記内側の当接表面(19)に対して傾斜している、面取り面(30)を形成していることを特徴とする請求項２に記載の工具。
【請求項４】
前記締め付けくさびの前記第２の当接表面(27)が、８〜25°の範囲の角度で、前記内側の当接表面(19)に対して傾斜していることを特徴とする請求項１から３のいずれか１項に記載の工具。
【請求項５】
前記締め付けくさび(7) の前記第２の当接表面(27)が、前記締め付けくさびの前記外側部分(7'') の後方側から突出したかかと部(36)上に備わっていて、かつ前記切削インサートの前記上側表面(21)においてＶ形状の断面を有する溝(33)の２つの側面(33') の１つと協働することを特徴とする請求項１から４のいずれか１項に記載の工具。
【請求項６】
前記締め付けねじ(11)が、右ねじと、前記右ねじと分離した左ねじを含み、前記ねじの１つは前記締め付けくさび(7) のねじ穴(13)と係合し、他方は前記工具本体(1) のねじ穴(12)と係合し、前記２つの雄ねじは、協働する雌ねじに関してある相互のあそびを有し、締め付けねじ(11)を締める際、前記締め付けくさびの前記内側の後方当接表面(19)が前記カートリッジの前記前方当接表面(20)と接触するようになる地点まで、前記締め付けくさび(7) は、前記工具本体の前記ねじ穴(12)の中心線(B) に沿って直線的に動くことができ、それにより、前記締め付けくさびは、前記締め付けくさびの前記前方表面(18)の押さえつけを受けて、前記凹部(5) の前記前方壁面(8) と完全に表面接触するように、内向きに／前方に強制的に回転させられ、前記締め付けくさびの上記の回転運動は、上記ねじのあそびにより調節され、前記締め付けくさびの前記内側部分(7')は、前記カートリッジの前記内側の当接表面(20)と前記凹部の前記前方壁面(8) の間が平行であるため、上記接触地点から、内側の切削インサートを固定する末端位置に軸方向に移動可能となっていることを特徴とする請求項１から５のいずれか１項に記載の工具。
【請求項７】
上記波状部(14,15) の各々の１つは、介在する溝により分けられた、細長く直線状で相互に平行なうね状部の組を含み、前記うね状部及び前記溝は三角形の断面形状で、かつ前記波状部を互いに係合するように組み合わせたときに、協働する溝の底部に前記うね状部が接触しないように、前記うね状部の頂部が面取りされていることを特徴とする請求項１から６のいずれか１項に記載の工具。
【請求項８】
前記個々の凹部(5) の前記底部壁面(10 ）は、前記回転軸から異なる半径方向の距離にある、少なくとも２つの部分壁面(10',10'')に分割してあり、前記部分壁面は、前記切削インサート(17)の方に向いた第１の突合わせ面(40)により分割されていて、上記突合わせ面は、前記凹部の前記後方壁面(9) にある前記波状部(14)に対して傾斜して延びていて、かつ前記カートリッジ(6) 上の類似した第２の突合わせ面(41)と協働する目的を有し、それにより、前記カートリッジ(6) 及び前記付属の切削インサートを、前記工具本体(1) に関して正確に規定した基準調節位置に保持できることを特徴とする請求項１から７のいずれか１項に記載の工具。
【請求項９】
前記個々の切削インサート(17)の前記上側表面(21)上に、前記第２の当接表面(27)を有する前記締め付けくさびのかかと部(36)を受ける第１の窪み(33)を備え、かつ前記切削インサートの下側表面(22)に、前記台座(16)の前記底部表面(25)の適当な雄の手段及び／又は雌の凹部と協働するための、雌の凹部(34)及び／又は雄の手段を備えていることで、遠心力に対して前記切削インサートを前記台座に固定することを特徴とする請求項１から８のいずれか１項に記載の工具。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、切り粉を分断する(chip-breaking：チップブレーク) 機械加工用を意図した工具に関連し、その工具は、中心軸周りに回転可能な本体を含み、上記本体は周囲を包囲する面を有し、そこに、底部壁面及び前方と後方の壁面により範囲を定める１又は複数の凹部を備えていて、それは底部壁面から外向きに広がっていて、上記凹部の各々の１つは別々に、カートリッジの台座(seat)備えてある切削インサートを有するカートリッジと、カートリッジを固定するための締め付けくさびとを収容する目的を有し、上記くさびは、本体の底部壁面で末端となるねじ穴と係合する締め付けねじにより締め付けることができ、第１の波状部(serration) を有する凹部の後方壁面を、切削インサートと反対側のカートリッジの後方側面上の類似した第２の波状部と協働するように配置し、その一方、凹部の前方壁面は、締め付けくさび上の同様に平滑な前方表面と協働するように平滑であり、締め付けくさび上の後方当接表面(bearing surface) 及びカートリッジ上の前方当接表面は共に平滑であることで、互いに接触したときに、その締め付けについてカートリッジに関する締め付けくさびの実質的な半径方向の変位を可能にしている。
【０００２】
本発明は、限定ではないが、特に、例えば直角肩削りフライス(square shoulder facemills) 、正面フライス、溝削りカッタなどのフライス工具に関する。
【０００３】
【従来の技術】
概して上述したような種類のフライスカッタの形状で理解されている工具は、従来よりSE 9103724-2から知られている。この場合、個々のカートリッジは、工具本体の前方又は後方のどちら側からも付属の凹部に導入でき、凹部に対するカートリッジの軸方向位置は、カートリッジの下方側に備えた半径方向に向いたピン(pin) により調節することで決定し、そのピンは、凹部の底部壁面に形成したくぼみ(depression)に係合するように配置され、そのくぼみはピンより大きい直径を有する。その上、各々の個々の切削インサートは、切削インサートを貫通した穴を通って延びている、頭を有するねじにより付属のカートリッジに固定し、カートリッジのねじ穴に締め付けられている。本質的にカートリッジのみを固定する締め付けくさびだけでなく、カートリッジに切削インサートを固定する特別な締め付けねじを含む構造であることは、実際において、一方の工具本体及び回転軸と、他方の、複数の切削インサートのそれぞれ１つの間での公差の連鎖(tolerance chain) が長くなることを意味する。とりわけこのことは、工具本体に関して切削インサートを配置する精度（実際には1/100mm 以下であるべき）が、例えば、切削インサートを取り替えたり向きを変える際、又は何かの理由でカートリッジを取り外したり据え付ける際に、容易に失われ、不十分になるという状況をもたらす。それに加えて、工具本体に関して切削インサート及び付属のカートリッジを正確に微調整する作業は困難で時間を消費する。インサートの切れ刃の寿命を制限する、フライス工具を高速回転で及び／又は靱性のある材料で運転する際、特に困難となることは、それによって切削インサートを取り替えたり又は向きを変えることが頻繁に必要になることである。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は、問題となっている種類の従来より知られている工具の上述の不便を回避し、改良した工具、特にフライス工具を提供することを目的とする。従って、本発明の主要な目的は、工具本体の周囲の凹部にカートリッジを固定するのに使用する、締め付けくさび以外の手段を使用することなく、付属のカートリッジの台座に固定することができる、取り外し可能な切削インサートを有する工具を提供することである。更なる目的は、個々のカートリッジ及び付属の切削インサートが、一方の凹部のカートリッジと、他方のカートリッジの台座の切削インサートについて、工具本体に関して正確に規定した作業位置を容易にとることができる工具を提供することにある。他の目的は、例えば、瞬間的なまた不意の衝撃又は衝撃負荷に関連した、少なくとも小規模な破損に耐える良好な能力を有する工具を提供することである。特に、カートリッジは、著しく損傷したり、その基準位置からずれることなしにそのような負荷に耐えることが可能であるべきである。更に本発明の他の目的は、特にフライスに使用することを意図した工具を提供することで、それは、例えば20000 〜30000rpmの範囲までの、非常に高速な回転速度で作業できる。本発明の１つの特定の態様においては、工具が非常に高速で回転しても、切削インサートが信頼性のある方法で遠心力に対して固定されている工具を提供することを目的としている。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
本発明によれば、少なくとも主要な目的は請求項１の特徴部分で規定した特徴により達成される。本発明の有利な態様を更に従属請求項で規定する。
すなわち、本発明は以下の構成を要旨とする。
（１）チップブレーク機械加工用を意図した工具であって、前記工具は中心軸周りに回転可能な本体1 を含み、上記本体は周囲を包囲する面2 を有し、前記周囲を包囲する面には、底部壁面10、及び前記底部壁面から外向きに広がっている前方と後方の壁面8,9 によって範囲を定める１又は複数の凹部5 を備えていて、上記凹部の各々の１つは別々に、カートリッジ6 の台座16に備えてある切削インサート17を有するカートリッジ6 と、前記カートリッジを固定するための締め付けくさび7 とを収容し、上記くさびは、前記本体1 の前記底部壁面で末端となるねじ穴12と係合する、締め付けねじ11により締め付けることができ、第１の波状部14を有する前記凹部5 の前記後方壁面9 を、前記切削インサートと反対側の前記カートリッジ6 の後方側面上の類似した第２の波状部15と協働するように配置してあって、前記凹部の前記前方壁面8 は、前記締め付けくさび7 の同様に平滑な前方表面18と協働するように平滑であり、かつ前記締め付けくさびの後方当接表面19及び前記カートリッジ6 の前方当接表面20は共に平滑であることで、互いに接触した際に、前記カートリッジの締め付けについて前記カートリッジに関する前記締め付けくさびの実質的な半径方向の変位を可能にしている工具において、前記締め付けくさび7 の上記前方と後方の表面18,19 が互いに平行で、前記締め付けくさび7 が、上記後方当接表面19を備える内側部分7'に加えて、第２の当接表面27を有する外側部分7'' を含み、前記第２の当接表面は上記後方当接表面19に対して後方に変位していて、前記カートリッジ上の前記前方当接表面20は、前記台座16及び切削インサート17の内側に位置する、前記カートリッジの内側部分に備え、かつ上記波状部14,15 が相互に係合したときに、上記凹部の前記前方壁面8 に平行に延び、それにより、前記締め付けねじ11を締めることにより、前記締め付けくさびの前記内側部分7'を、前記カートリッジの前記当接表面20と前記凹部の前記前方壁面8 の間の空間に挿入でき、そのため、一方の、カートリッジ6 を固定している、すなわち前記締め付けくさびの前記第２の当接表面27が、前記切削インサート17に対して押さえることなく、前記２つの波状部14,15 が互いに係合することで、仮の外側位置をとることができ、かつ他方の、前記締め付けくさびの前記第２の当接表面27が前記切削インサ−トの上側表面21に対して押さえつけ、かつ付属の台座16に固定する、内側の最終的に締め付けた末端の位置をとることができることを特徴とする工具。
【０００６】
（２）前記カートリッジの前記前方当接表面20が、傾斜した面取り面28に変わり、前記締め付けくさびを前記カートリッジ6 と前記凹部5 の前記前方壁面8 の間の上記空間に導入することに関して、前記締め付けくさびの前記内側の当接表面19近傍の内側端部29が、前記面取り面に沿って滑ることができることを特徴とする（１）に記載の工具。
【０００７】
（３）前記締め付けくさびの内側の末端部29が、上記内側の当接表面19に対して傾斜している、面取り面30を形成していることを特徴とする（２）に記載の工具。
（４）前記締め付けくさびの前記第２の当接表面27が、８〜25°、適当には10〜20°、好ましくは11〜15°の範囲の角度で、前記内側の当接表面19に対して傾斜していることを特徴とする（１）から（３）のいずれかに記載の工具。
【０００８】
（５）前記締め付けくさび7 の前記第２の当接表面27が、前記締め付けくさびの前記外側部分7'' の後方側から突出したかかと部36上に備わっていて、かつ前記切削インサートの前記上側表面21においてＶ形状の断面を有する溝33の２つの側面33' の１つと協働することを特徴とする（１）から（４）のいずれかに記載の工具。
【０００９】
（６）前記締め付けねじ11が、右ねじと、前記右ねじと分離した左ねじを含み、前記ねじの１つは前記締め付けくさび7 のねじ穴13と係合し、他方は前記工具本体1 のねじ穴12と係合し、前記２つの雄ねじは、協働する雌ねじに関してある相互のあそびを有し、締め付けねじ11を締める際、前記締め付けくさびの前記内側の後方当接表面19が前記カートリッジの前記前方当接表面20と接触するようになる地点まで、前記締め付けくさび7 は、前記工具本体の前記ねじ穴12の中心線B に沿って直線的に動くことができ、それにより、前記締め付けくさびは、前記締め付けくさびの前記前方表面18の押さえつけを受けて、前記凹部5 の前記前方壁面8 と完全に表面接触するように、内向きに／前方に強制的に回転させられ、前記締め付けくさびの上記の回転運動は、上記ねじのあそびにより調節され、前記締め付けくさびの前記内側部分7'は、前記カートリッジの前記内側の当接表面20と前記凹部の前記前方壁面8 の間が平行であるため、上記接触地点から、内側の切削インサートを固定する末端位置に軸方向に移動可能となっていることを特徴とする（１）から（５）のいずれかに記載の工具。
【００１０】
（７）本質的に知られている方法の上記波状部14,15 の各々の１つは、介在する溝により分けられた、細長く直線状で相互に平行なうね状部の組を含み、前記うね状部及び前記溝は三角形の断面形状で、かつ前記波状部を互いに係合するように組み合わせたときに、協働する溝の底部に前記うね状部が接触しないように、前記うね状部の頂部が面取りされていることを特徴とする（１）から（６）のいずれかに記載の工具。
【００１１】
（８）前記個々の凹部5 の前記底部壁面10は、前記回転軸から異なる半径方向の距離にある、少なくとも２つの部分壁面10',10''に分割してあり、前記部分壁面は、前記切削インサート17の方に向いた第１の突合わせ面40により分割されていて、上記突合わせ面は、前記凹部の前記後方壁面9 にある前記波状部14に対して傾斜して延びていて、かつ前記カートリッジ6 上の類似した第２の突合わせ面41と協働する目的を有し、それにより、前記カートリッジ6 及び前記付属の切削インサートを、前記工具本体1 に関して正確に規定した基準調節位置に保持できることを特徴とする（１）から（７）のいずれかに記載の工具。
【００１２】
（９）前記個々の切削インサート17の前記上側表面21上に、前記第２の当接表面27を有する前記締め付けくさびのかかと部36を受ける第１の窪み33を備え、かつ前記切削インサートの下側表面22に、前記台座16の前記底部表面25の適当な雄の手段及び／又は雌の凹部と協働するための、雌の凹部34及び／又は雄の手段を備えていることで、遠心力に対して前記切削インサートを前記台座に固定することを特徴とする（１）から（８）のいずれかに記載の工具。
【００１３】
【発明の実施の形態】
図１において、参照符号１は、概して、中心軸（図示せず）周りに回転可能なフライスカッタヘッドの形状の本体を示す。実施例において、本体１は互いに反対方向に向いた端面(opposed gable surfaces)3,4 の間に延びる周囲の包囲するような面２で境界を定められ、端面３を工具の切削インサートが近傍にある前面側で構成し、端面４を適当な方法で回転可能なスピンドルなど（図示せず）に接続する後方側で構成する。
【００１４】
カートリッジ6,6a及び少なくとも１つの締め付けくさび７を収容する目的を有する、外向きに広がる凹部５は、包囲する面２に形成されている。各々の個々の凹部５（図４〜６も参照のこと）は、前方壁面８、後方壁面９及び概して10で示した底部壁面により境界が定められる。締め付けくさび７は、凹部５の底部壁面10に通したねじ穴12と係合するねじ11と協働し、またそれにより締め付けることができる。より明確には、ねじ11は、くびれ部分を介して互いに分けられている、右ねじ及び左ねじの両方を含む種類のものである。このねじの一方は工具本体の穴12と係合し、他方のねじは締め付けくさび７の貫通したねじ穴13と係合する。ねじ11の２つの雄ねじは穴12,13 の雌ねじに関してある量のあそび(play)を有する。ねじ11に２つのねじがあることで、本質的に知られた方法において、ねじの回転に関してそのどちらの向きにも、単一のねじと比較して早さが増して、例えば２倍の早さで、締め付けくさび７を動かすことができる。
【００１５】
凹部５の後方壁面９は、概して14で示した第１の波状部を有し、その第１の波状部はカートリッジ６の後方側面上の類似した第２の波状部15と協働するように配置されている。このことに関して、「前方」及び「後方」壁面という用語はそれぞれ、矢印Ａで示した工具の回転方向に関係するということを指摘しておくべきであろう。従って、工具の回転方向で見て、波状部15はカートリッジの後方側面に形成されていて、それは切削インサート17用に台座(seat)16が備わる前方側面と反対向きである。
【００１６】
個々の凹部５の前方壁面８（図４〜６も参照のこと）は（少なくとも一部は）滑らかであり適度に平坦にすることで、締め付けくさび７上の同様に滑らかで平坦な前方表面18と協働する。締め付けくさび７上の後方当接表面19は同様に滑らかでまた平坦であることで、カートリッジ６上の前方の平坦で滑らかな当接表面20と協働する。上記表面８、18、19及び20が滑らかであるという事実により、カートリッジの締め付けに関して、締め付けくさびを工具本体及びカートリッジに関して実質的に半径方向に動かすことが困難なくできる。
【００１７】
波状部14、15は有利な態様においては知られている種類のものであるが、それらは介在する溝(groove)により分けられたうね状部(ridge) を一般的に形成していることは指摘するに値する。図１と４を参照すると、個々の歯状部(toothing)又は波状部は、細長く直線状で相互に平行なうね状部の組を含み、そのうね状部は他の波状部の溝と係合する。有利な態様においては、うね状部及び溝の両方は三角形の断面形状で、波状部を互いに係合するように組み合わせたときに、協働する溝の底部にうね状部が接触しないように、うね状部の頂部は先を切ってある。一方の波状部での各々の個々のうね状部は、他方の波状部での隣り合ううね状部の対の間で非常に堅く締め付けられることを、このことは意味する。言い換えれば、多数のくさび接合(wedge joint) をカートリッジと工具本体の間の境界で得ている。実際には、個々のうね状部の斜面の間での先頭部の角度（また対応する個々の溝の側面の間での角度）は約65°に達するであろう。必ずしも必要ではないが有利な態様においては、波状部14は凹部５の軸方向長さの全長に渡って、すなわち端面3,4 の間に渡って延びていて、波状部15はカートリッジ６の全長に渡って延びている。
【００１８】
図面に示したフライス工具についてここまで記載したことに関しては、本質的にSE 9103724-2から従来より知られている。
明確にするため、本発明による工具の顕著な特徴をより詳細に記載する前に、図２及び３に示した切削インサートの２種類の異なる実施態様を、同時に図１に示してあることを指摘すべきであろう。より明確には、図２による切削インサート17はカートリッジ６と組み合わせて示してあり、そのカートリッジ６は、図３に示した種類の切削インサート17' を収容する２つのカートリッジ6aとある点が異なっている。実際には、フライス工具には１種類の同じ型の切削インサートを有するカートリッジのみを使用するが、紙面の都合で、２つの異なる種類の切削インサート及びカートリッジを１つの同じ図に描いた。
【００１９】
図2,4,5 及び６を参照すると、図１の左側に示したカートリッジ６を適用して本発明を説明している。この場合、切削インサート17は、実質的に平坦な上側及び下側の面21,22 と複数の斜めの逃げ面(oblique relief surfaces)23 により範囲を定めている点に関して、簡素な種類のものである。上側の面21と個々の逃げ面23の間に切れ刃24が形成されている。カートリッジ６の台座16は当然切削インサートの形状に適した形状を有する。従って台座は、平坦な底部表面25及び互いに垂直に延びる２つの側面26により境界を定め、その側面は底部表面25に関して、切削インサートの逃げ面23と下側の面22の間の角度と同じ角度で傾斜している。
【００２０】
締め付けくさび７は、上述の後方当接表面19を形成する内側部7'に加えて、初めに述べた当接表面19に関して後方にずれた第２の当接表面27を有する外側部7'' を含むことが、本発明の特徴である。言い換えれば、第２の当接表面27は、表面19を真っ直ぐに拡張した仮想平面の後方にある。その上、カートリッジ６上の前方当接表面20は、台座16の半径方向内側に位置するカートリッジの内側部分6'上に形成されている。当接表面20は切削インサートの上側表面21及び台座の底部表面25のそれぞれについてある制限された角度で傾斜している。図６によると、カートリッジと切削インサートは固定した状態で示されていて、αは凹部５の前方壁面８と切削インサートの上側表面21の間の角度を示す。この状態で、当接表面20は壁面８と平行であり、当接表面20と台座の底部表面25の間の傾斜した角度は、角度αと同じであるということになる。具体的な実施例によると、この角度は12°に達する。実際には角度αは変更可能であるが、８〜25°、適当には10〜20°、好ましくは11〜15°の範囲にあるべきである。
【００２１】
締め付けくさび７上の第２の突き合わせ面27もまた、後方の当接表面19に対してある制限された角度、すなわち上記角度αで延びている。
半径方向外側の端部で、カートリッジ６の前方の突き合わせ面20は傾斜した面取り表面(chamfer surface)28 に変わり、カートリッジと凹部の前方壁面８の間の空間に導入されることに関して、それに沿って締め付けくさびの内側端部29は滑る。有利な態様においては、この内側端部29もまた、締め付けくさびの後方当接表面19に関して鋭角に傾斜した面取り面30を有して形成してもよい。
【００２２】
図４において、締め付けくさび７は締め付けていない状態で示してある。幾何学的中心線をＢで示し、図４の状態において、それはねじ11及び、それぞれ工具本体と締め付けくさびの２つのねじ穴12,13 について共通である。この状態で、締め付けくさびの前方表面18は、凹部の前方壁面８に関していくらか、より明確にはβで示した角度で傾斜している。実際においては角度βは約３°に達するであろう。
【００２３】
本発明の機能は図4,5 及び６を比較することから明らかになる。図４に示した状態において、切削インサート17はカートリッジ６から離れており、また、ねじ11に据え付けられていて、かつ内側ねじは穴12に仮締めされているため工具に対して固定されたままである、締め付けくさび７に影響されることなく、カートリッジを凹部５に挿入する。ねじ11を締めることにより（それは例えば六角形のキー(key) により締め付けくさびの外側から行う）、第１の工程において、図５に示した位置に締め付けくさびを動かす。ここで、２つの面取り面28,30 が互いに滑り、互いに通過した後に、締め付けくさびの後方当接表面19がカートリッジの前方当接表面20に接する限りにおいて、締め付けくさびは引っ張られる。面取り面30が面取り面28を通過する時に関して、カートリッジの波状部15を工具本体の波状部14と明確に係合するようになる、くさび効果(wedging effect)を達成する。それと同時に、締め付けくさびは、壁面８と、凹部５と工具本体の包囲する面２の間の湾曲した面32との間の直線状の端部31により作られるてこ(fulcrum) の周りを反時計回りに回転する。より明確には、前方表面18が凹部の前方壁面８に対して完全に表面接触するように、締め付けくさびは強制的に回転する。このことは確かに、図５においてＣで示した締め付けくさびのねじ穴13の幾何学的中心軸が、ねじ穴12の中心軸Ｂについてβ°だけ回転することを必要とするが、実際において、この角の変化は、ねじ11の雄ねじと雌ねじを切った穴12,13 の間の上述のあそびにより、非常によく調整される。
【００２４】
締め付けくさび７が図５に示した位置をとるときには、カートリッジは本質的に、波状部14,15 の間のくさび接合により信頼性のある方法で固定されている。しかしながら、第２の当接表面27と台座の底部25の間の距離は切削インサートの厚みよりいくらか大きいので、切削インサート17はまだ台座16へまたそこから自由に動くことができる。実際において、図５でＤで示したこの寸法の差は、全体的な構造に依存して0.2 〜0.4mm に達する。
【００２５】
図６に示した最後の第３の工程において、ねじ11及び締め付けくさび７は最終的に締まっている。それにより、締め付けくさび上の第２の当接表面27は切削インサートに関して半径方向内向きに徐々に動き、最終的に切削インサ−トの上側表面21に対して押しつけ締め付ける。この状態において、締め付けくさびはカートリッジ６だけでなく、切削インサート17も固定している。
【００２６】
切削インサート17の交換又は向きの変更(indexing)に関して、このことは、図５に示した、第２の当接表面27が切削インサートの上側表面から離れている位置に、僅かにねじ及び締め付けくさびをゆるめるという簡単な調整で、素早くまた容易にカートリッジから取り外すことができる。この状態において、カートリッジ６は依然として付属の凹部に確実に固定されており、より明確には、締め付けくさびは、最内のうね状部の外側の位置で波状部14に当たるような生じた力Ｒ（図６参照）でカートリッジを依然として押さえている。
【００２７】
台座から切削インサートを取り外すことに関して、カートリッジを取り外し、再び取り付ける必要のない、カートリッジ及び切削インサートの両方を固定するための１つの同じ手段、すなわち締め付けくさびを使用できることは、工具の実用的な使用に関して、一方の公差の誤差(tolerance errors)の危険が減少するという観点において、また他方の切削インサートの交換及び向きの変更が簡素になるという観点において、著しく有利である。本発明の他の利点は、締め付けくさびとカートリッジの当接表面19,20 のあいだの接触点が、付属の凹部に深く位置する接合部を形成し、その接合部は、切削インサートが大きな接線方向の力を受けた時の状況に関して、カートリッジ及び切削インサートが傾くという起こり得る傾向を効果的に防ぐことである。当接表面19,20 の間の凹部に深く位置した接触箇所により、制限された半径方向の高さで締め付けくさびを形成する可能性ももたらされる。言い換えれば、締め付けくさびの外向きに面する表面は、切削インサートの作用する切れ刃に関して凹部内に比較的深く位置することができ、その一方、切削インサートの上側表面に隣り合った切り粉除去(chip removal)のための大きな空間を得る。この点に関して、切削インサート用の締め付けねじがないことは、セラミックスなどの硬質で脆い材料の切削インサートを使用する条件を改良することも言及すべきである。
【００２８】
実際において、図１に示した工具構造により、アルミニウム又は他の軽い材料でできたような本体１を可能にし、一方カートリッジ及び締め付けくさびを鋼又は類似した材料で作ってもよい。カートリッジ及び締め付けくさびと比較して容量の大きい工具本体を与えることで、工具全体の重量を基本的に減少でき、一方では、頻繁に繰り返す作業の開始及び停止に関して、加速と減速の時間を短くでき、他方では、非常に高速の回転で、例えば20000 〜30000rpmの範囲で運転できる。
【００２９】
実際において、平坦な上側及び下側の表面を有する切削インサートをもつ図2,4,5 及び６に関連して記載した実施態様は、中間の速さの回転速度、例えば10000 〜20000rpmの範囲で運転するのに適しており、著しく高速の回転ではやや劣る。
図３及び７から９と図１の右側において、特に高速の回転で作業することが望まれる際に有利に使用できる、本発明の実施態様を示す。図３から分かるように、この実施態様は切削インサート17' を含み、その上側表面21に、インサートの２つの反対向きの刃の間に延びる、実質的にＶ型の溝の形状を有する第１の窪み(depression)33を形成している。より明確には、Ｖ溝33は２つの平坦な側面33' により範囲を定めている。図３において、Ｖ溝33がどのように２つの反対向きの切れ刃に関してある鋭角で延びているかも理解できる（フライス工具が直角肩削り用であることを見越し、この目的に適した全体的な形状を有するという単純な理由のため）。その上概して34で示した雌の凹部が、切削インサート17' の底部表面で末端となっている。実際において、この凹部は比較的浅く、回転対称の形状、例えば基本的な円錐台形の形状を有する。
【００３０】
図１の右側部分と図７〜９より分かるように、雄の手段35を切削インサートの台座の底部表面25に備えることで、切削インサートの雌の凹部34と係合する。実際においては、雄の手段は凹部34と同じ基本的な形状を有するが、全ての表面は凹部より小さいことで、雄の手段の外側面が雌の凹部の内側面に通常接触しないようになる。
【００３１】
図７〜９より、この場合締め付けくさび７の第２の当接表面27がいかにして、締め付けくさび上の特別なかかと部(heel)36に備わっているかを理解できる。より明確には、このかかと部36は37で示した表面上に備わり、その表面は締め付けくさびの後方の主要な当接表面19に対してある適度な角度で延びている。図９においてλで示した、Ｖ溝33の個々の側面33' と上側表面21の間の角度は、約８°に達するであろう。第２の当接表面27は同じ角度λ、すなわち８°で表面37に対して傾斜している。当然、角λは正確な８°から外れてもよいが、実際においては６〜12°の範囲内にあるべきである。
【００３２】
締め付けくさび７を図９による位置に最終的に締め付けると、突起35及びかかと部36は、遠心力により半径方向外向きに飛び出す危険性から切削インサートを保護する。図９による固定した位置において、切削インサートは、先に概して記載した方法に従って締め付けくさび７により締め付けた状態にするが、雄のかかと部36がＶ溝33の形状の雌の窪みに機械的に係合するという違いがある。しかしながらこの状態において突起35は通常作用しておらず、凹部34の内側面と接触しない。極度の場合においてのみ、突起35は作用し、すなわち、非常に高速の回転で加工する際に切削インサートが、衝撃負荷及び／又は特に大きな遠心力を受けるときである。この場合、問題となっているＶ溝の上記表面が第２の当接表面27に対して滑る傾向を示したとしても、切削インサートが台座から離れないように、突起が保証する。
図７〜９による遠心力に対して切削インサートを固定した実施態様において、切削インサートの取り替え又は向き変えに関して、切削インサートは、台座の底部表面からかなりの距離で離さなければならない。このことは、切削インサートの近傍から締め付けくさび７を取り除く必要があることも意味する。このため、締め付けくさび７は第２の締め付けくさび38の支持を備え、第２の締め付けくさびは第１に挙げた締め付けくさびの軸方向の拡張で配置し、カートリッジを固定する単一の目的を有する。この第２の締め付けくさび38は第２の２重にねじを切ったねじ39により締め付けができる。作用している最終の締め付け状態において、２つの締め付けくさび7,38は協働することで、カートリッジを連携して締め付けるが、締め付けくさび７のみが同時に、カートリッジの台座に切削インサートも締め付ける。
【００３３】
切削インサートをカートリッジから取り除く際には、カートリッジをその与えられた調節した位置から動かすことなく、すなわち第２の締め付けくさび38が依然波状部14,15 を互いに係合した不変の状態で保ち、切削インサートを台座から取り外せる程度に、第１の締め付けくさび７を取り外す。
本発明の好ましい実施態様によると、個々の凹部５の底部壁面10は、工具本体の回転軸から異なる半径方向の距離にある、少なくとも２つの部分壁面10' ，10''に分割してあり、部分壁面は切削インサートの方に向いた第１の突合わせ面40により間隔を空けている。この突合わせ面40は、凹部の後方壁面にある波状部14に対して傾斜して、適当には垂直に延びていて、カートリッジ6aの類似した第２の突合わせ面41と協働する目的を有する。この第２の突き合わせ面は、カートリッジの波状部15に対応して適当には垂直に延びている（実際には、うね状部及び溝の軸方向の延びに対して垂直に）。
【００３４】
カートリッジ６を凹部に据え付ける際、その位置は、突合わせ面41が突合わせ面40に接するまで、波状部14,15 を互いに滑らせて動かすという簡単な調整により、簡単に予定した基準位置に確定できる。
工具本体の突合わせ面40（また工具本体がアルミニウムからなる場合）及びカートリッジの突合わせ面41（通常、鋼）が高い精度で形成してあるので、カートリッジを正確に規定した基準調節位置に簡単な方法で据え付けられ、それは容易に繰り返され、全てのカートリッジ及び工具の凹部に一貫している。
【００３５】
工具は本体に関してカートリッジを微調整できる手段を備えていてもよい。図１において、そのような手段が、カートリッジを貫通した円筒形の穴43に挿入できる、分離したキー(separate key)42の形状で示されている。キー42は円筒形状のシャフト44を含み、それは自由端において、底部の部分壁面10''の細長い窪み46と係合するようになっている偏心体(eccentric body)45に変わっている。従って、キーを回すことによって、カートリッジに工具本体に関しての微妙な軸方向の動きを与えることができ、一方において２つの締め付けくさびは控えめに(moderately)締まっている。公差の偏りが製造に関連して発生する場合、また例えば衝撃負荷のため、カートリッジが不意にその基準位置から変位した場合に、カートリッジの位置の微妙な調節、例えば1/1000、又は1/100mm の調節を可能にすることは重要となる。
【００３６】
完全なものにするために、底部の部分壁面10' に関して半径方向に突出している部分壁面10''は、締め付けねじ39のねじ穴47が末端となっている、角度において２つに折れている部分壁面10''' に変わる。この部分壁面10''' は凹部の前方壁面８に垂直に延びていて、同時に部分壁面10''もまた、前方壁面８に対して鋭角に（例えば、25〜35°の範囲）延びる、波状部14を備えた後方壁面９に垂直に延びている。
【００３７】
図10において、非常に薄い平板形状の工具本体１を含む種類の溝削りカッタにも、いかにして本発明を有利に適用するかについて示してある。この場合、１つの単一の締め付けくさび７が同時にカートリッジ６及び切削インサート17を保持し、それは、切削インサートを取り替える又は向きを変える時にも、カートリッジをその調節した位置に締め付け保持することが、先に記載した方法で可能である。
【００３８】
本発明は単に記載し図面に示した実施態様に限らない。従って、切削インサート及びカートリッジに付属の台座は、正方形、又は概して四角形以外の任意の基本的形状を有することができる。切削インサートは、例えば円形又は任意の多角形の基本的形状を有してもよい。本発明をフライス工具に関連して明確に説明してきたが、取り外しができるカートリッジを使用する種類のチップブレーク機械加工用の他の種類の回転工具にも適用できる。
【００３９】
【発明の効果】
本発明により、主として、工具本体の周囲の凹部にあるカートリッジを固定するのに使用する、締め付けくさび以外の手段を使用することなく、付属のカートリッジの台座に固定することができる、取り外し可能な切削インサートを有する工具を提供できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明による工具の一部を示した斜視分解図で、より明確にはフライス工具の形状で、工具に付属するいくつかのカートリッジ及び切削インサートを工具の本体から間隔をあけて示した図。
【図２】工具の一部を形成する個々の切削インサートの斜視図。
【図３】切削インサートの他の実施態様を示した斜視図。
【図４】第１の機能状態にあるカートリッジ、切削インサート及び締め付けくさびを示した部分側面図。
【図５】図４に対応して、第２の作用状態にある上記部品を示した側面図。
【図６】第３の作用状態を示した第３の側面図。
【図７】他の実施態様の切削インサートを有する、図４に類似した側面図。
【図８】他の実施態様の切削インサートを有する、図５に類似した側面図。
【図９】他の実施態様の切削インサートを有する、図６に類似した側面図。
【図１０】本発明の工具の他の実施態様、すなわち溝削りカッタの形状の一部の平面図。
【符号の説明】
１…本体
２…周囲の面
３…前面側の端面
４…後面側の端面
５…凹部
６，６ａ…カートリッジ
７…締め付けくさび
８…凹部の前方壁面
９…凹部の後方壁面
１０，１０' ，１０''，１０''' …凹部の底部壁面
１１…ねじ
１２…凹部のねじ穴
１３…締め付けくさびを貫通したねじ穴
１４…後方壁面の第１の波状部
１５…カートリッジの後方側面の第２の波状部
１６…カートリッジの台座
１７，１７' …切削インサート
１８…締め付けくさびの前方表面
１９…締め付けくさびの第１の後方当接表面
２０…カートリッジの前方当接表面
２１…切削インサートの上側表面
２２…切削インサートの下側表面
２３…切削インサートの逃げ面
２４…切削インサートの切れ刃
２５…台座の底部表面
２６…台座の側面
２７…締め付けくさびの第２の当接表面
２８…カートリッジの面取り面
２９…締め付けくさびの内部端部
３０…締め付けくさびの面取り面
３１…前方壁面と湾曲した面の間の直線状の端部
３２…凹部と周囲の面の間の湾曲した面
３３，３３' …切削インサートのＶ溝
３４…切削インサートの凹部
３５…台座の雄の手段
３６…締め付けくさびのかかと部
３７…かかと部が備わる面
３８…第２の締め付けくさび
３９…ねじ
４０…凹部の第１の突き合わせ面
４１…カートリッジの第２の突き合わせ面
４２…キー
４３…カートリッジを貫通した穴
４４…キーのシャフト
４５…キーの偏心体
４６…凹部のくぼみ
４７…凹部のねじ穴
α…凹部の前方壁面と切削インサートの上側表面の間の角度
β…締め付けくさびの前方表面と凹部の前方壁面の間の角度
λ…Ｖ溝の側面と上側表面の間の角度
Ａ…工具の回転方向
Ｂ…ねじ及び工具本体のねじ穴12の中心軸
Ｃ…締め付けくさびのねじ穴の中心軸
Ｄ…第２の当接表面と台座の底部の間の距離と切削インサートの厚みとの差
【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】
0004382216.tif 000008
【図８】
0004382216.tif 000009
【図９】
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【図１０】
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