特許 6044567 切削工具、該切削工具を備える切削設備、及び、該切削設備が備える切削工具の冷却方法

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】6044567

(24)【登録日】2016年11月25日

(45)【発行日】2016年12月14日

(54)【発明の名称】切削工具、該切削工具を備える切削設備、及び、該切削設備が備える切削工具の冷却方法

(51)【国際特許分類】

   B23C 5/28 20060101AFI20161206BHJP

【ＦＩ】

   B23C5/28

【請求項の数】7

【全頁数】12

(21)【出願番号】特願2014-45853(P2014-45853)

(22)【出願日】2014年3月10日

(65)【公開番号】特開2014-198372(P2014-198372A)

(43)【公開日】2014年10月23日

【審査請求日】2014年10月27日

(31)【優先権主張番号】特願2013-49763(P2013-49763)

(32)【優先日】2013年3月13日

(33)【優先権主張国】JP

【前置審査】

(73)【特許権者】

【識別番号】000001258

【氏名又は名称】ＪＦＥスチール株式会社

(74)【復代理人】

【識別番号】100186048

【弁理士】

【氏名又は名称】佐古 建志

(74)【代理人】

【識別番号】100126701

【弁理士】

【氏名又は名称】井上 茂

(72)【発明者】

【氏名】山下 浩二

(72)【発明者】

【氏名】廣池 承一郎

【審査官】 山本 忠博

(56)【参考文献】

【文献】 特開２００７−０１５０４１（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００８−２９０１７５（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｂ２３Ｃ ５／２８

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

切刃が取り付けられた工具であって、放熱部を有し、切削対象物から前記放熱部へと向かう熱を遮断する遮熱板を有し、
前記遮熱板が複層構造を有し、
前記遮熱板は、切削工具の側面から、切刃と放熱部との間で、水平方向に延在していることを特徴とする切削工具。

【請求項2】

切刃が取り付けられた工具本体と、前記放熱部を備え、前記工具本体に固着される放熱器と、を有し、
前記工具本体及び前記放熱器に流路が形成され、
前記流路は切削対象物に向かわず、
前記流路によって、前記工具本体の内部と前記放熱器の内部とが連通していることを特徴とする、請求項１に記載の切削工具。

【請求項3】

切刃が取り付けられた工具本体を有し、該工具本体に放熱部が形成され、
前記工具本体に、その内部と外側とを連通し、かつ切削対象物には向かわない流路が形成されていることを特徴とする、請求項１に記載の切削工具。

【請求項4】

前記流路は前記切刃に面することを特徴とする請求項２または請求項３に記載の切削工具。

【請求項5】

前記遮熱板は、水平方向に延在するとともに、鉛直方向に、前記切削対象物とは反対方向に延在していることを特徴とする請求項１ないし請求項４のいずれか一項に記載の切削工具。

【請求項6】

請求項１ないし請求項５のいずれか１項に記載の切削工具と、
前記放熱部または前記放熱器の周囲に配置される気体噴射ノズルと、を備える切削設備。

【請求項7】

請求項６に記載の切削設備が備える切削工具を用いて、切削対象物を切削する際に、前記放熱部または前記放熱器に気体を吹き付けることを特徴とする切削工具の冷却方法。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、切削対象物を切削する切削工具、該切削工具を備える切削設備、及び、該切削設備が備える切削工具の冷却方法に関する。

【背景技術】

【0002】

フライスやエンドミルなどの切削工具は、工作機械の主軸に装着され、その主軸の回転により切削工具が回転し、その切削工具に取り付けられている切刃で、鋼材などの切削対象物を切削する。このような切削に際し、摩擦により切刃に発生する熱を放散させるために、冷却水や切削油などのクーラントをその切刃に供給し、切刃を冷却しつつ切削対象物の切削を行なうことが一般的である。

【0003】

ところが、切削対象物が鋼材である場合には、冷却水は鋼材のさびの原因となる可能性がある。また、更に、切削対象物の材質に限らず、冷却水が蒸発して生じる水蒸気が工作機械のさびの原因となる可能性もある。クーラントに切削油を使用する場合には、切削油を大量に消費することになるので、切削油の消費量を抑えるべく、切削油を循環させるために供給装置が必要となることに加えて、高温となる切削油を冷却するための冷却装置も必要となる。したがって、切削油を使用することにより、多くのエネルギーが必要となる。以上より、切削対象物を切削する際に、クーラントを用いることは好ましいことではない。

【0004】

このため、特許文献１には、クーラントを用いず、切削対象物の切削加工により生じた熱を冷却するための空気流を回転により発生させる空気流発生手段を工具本体に備える切削工具が提案されている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0005】

【特許文献1】特開２００３−２６６２２９号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0006】

しかしながら、特許文献１の切削工具では、下記の問題がある。
（ａ）切削工具の回転速度は切削条件で決まってしまうため、空気流発生手段で生じる空気流の流速を大きくすることができないので、切刃を冷却する能力が十分ではない。
（ｂ）切削中は、工具本体に取り付けられる切刃が切削対象物に常に接触しているので、空気流が切刃の先までとどかず、切刃自体に熱がこもってしまう。

【0007】

また、例えば、連続鋳造機から得られる高温の鋳片を、高温状態を維持したまま、次工程の加熱炉へ装入する場合には、仮に鋳片に欠陥が発生したときには、エネルギーロスを抑えるために高温状態を維持したまま鋳片表面を切削して、表面欠陥を除去することが望ましい。このように、高温の鋳片（鋼材）の表面を、上述の特許文献１に示す切削工具を用いて切削する場合であって、その切削工具を空冷しようとする場合には、次に示す（Ａ）及び（Ｂ）の問題が生じる。
（Ａ）高温の鋼材から上昇気流が生じ、その上昇気流によって切削工具の上方の気体も温度が高くなり、切削工具本体の回転によって発生する空気流発生手段からの気流の温度も高いため、切削工具が冷却されにくい。すなわち、空気流発生手段のみでは、切削工具のうち特に温度が高くなる切刃を冷却する能力が十分ではない。
（Ｂ）高温の鋼材に接触している切刃からの熱伝導による熱が大きいだけでなく、その鋼材からの輻射熱も大きいため、切削工具が高温となってしまう。
上記（Ａ）及び（Ｂ）の問題に起因して、切削工具が加熱されて、温度が上がってしまい、その状態で切削を続けていくと、切削工具のうち特に刃先の強度が落ち、刃先の寿命が短くなるという問題が生じる。

【0008】

本発明は上記問題に鑑みてなされたもので、その目的とするところは、高温となった鋼材表面を切削する場合であっても、空冷で効果的に冷却可能な切削工具、該切削工具を備える切削設備、及び、該切削設備が備える切削工具の冷却方法を提供することである。

【課題を解決するための手段】

【0009】

上記課題を解決するための本発明の要旨は以下の通りである。
（１）切刃が取り付けられた工具であって、放熱部を有することを特徴とする切削工具。
（２）切刃が取り付けられた工具本体と、該工具本体に固着される放熱器と、を有することを特徴とする上記（１）に記載の切削工具。
（３）前記工具本体及び前記放熱器に流路が形成され、該流路によって、前記工具本体の内部と前記放熱器の内部とが連通していることを特徴とする上記（２）に記載の切削工具。
（４）切刃が取り付けられた工具本体を有し、該工具本体に放熱部が形成されていることを特徴とする上記（１）に記載の切削工具。
（５）前記工具本体に、その内部と外側とを連通する流路が形成されていることを特徴とする上記（４）に記載の切削工具。
（６）前記流路は前記切刃に面することを特徴とする上記（３）または上記（５）に記載の切削工具。
（７）切削対象物からの熱を遮断する遮熱板を有することを特徴とする上記（１）〜（６）のいずれか１項に記載の切削工具。
（８）前記遮熱板が複層構造を有していることを特徴とする上記（７）に記載の切削工具。
（９）前記遮熱板は、切削工具の側面から水平方向に延在していることを特徴とする上記（７）または上記（８）に記載の切削工具。
（１０）前記遮熱板は、水平方向に延在するとともに、鉛直方向に、前記切削対象物とは反対方向に延在していることを特徴とする上記（９）に記載の切削工具。
（１１）上記（１）ないし上記（１０）のいずれか１項に記載の切削工具と、前記放熱部または前記放熱器の周囲に配置される気体噴射ノズルと、を備える切削設備。
（１２）上記（１１）に記載の切削設備が備える切削工具を用いて、切削対象物を切削する際に、前記放熱部または前記放熱器に気体を吹き付けることを特徴とする切削工具の冷却方法。

【発明の効果】

【0010】

本発明によれば、高温となった鋼材表面を切削工具で切削する場合であっても、放熱器または放熱部を通じて、クーラントを用いない空冷で切削工具を効果的に冷却可能とし、切削工具及び該切削工具に取り付けられる切刃の温度上昇及び摩耗を防いで、切刃の寿命を長くなる。また、その放熱器または放熱部に気体を吹き付けることによって、更に、切削工具から放熱することを可能とする。

【図面の簡単な説明】

【0011】

【図1】本発明の第１実施形態の切削工具を示す側面図である。

【図2】図１の切削工具を示す底面図である。

【図3】図１の切削工具を示す断面図である。

【図4】本発明の第２実施形態の切削工具を示す側面図である。

【図5】図４の切削工具を示す断面図である。

【図6】本発明の第３実施形態の切削工具を示す断面図である。

【図7】図６の切削工具に固着される放熱器を示す平面図である。

【図8】本発明の切削工具を有する切削設備を示す説明図である。

【発明を実施するための形態】

【0012】

以下、添付図面を参照して本発明を具体的に説明する。以下の説明では、第１実施形態から第３実施形態が記載される。これらの実施形態の切削工具は、その一部として、切刃が取り付けられた工具からの放熱機能を発揮する放熱部を有している点で共通している。まずは、本発明の第１実施形態について説明する。

【0013】

＜第１実施形態＞
図１は、本発明の第１実施形態の切削工具を示す側面図である。図１に示すように、切削工具１は、切刃２と、該切刃２が複数取り付けられる工具本体３と、該工具本体３に固着される放熱器４と、工具本体３に装入されるアーバー５と、を有している。図１は、切削工具１の構成要素がそれぞれ分離されている状態を示している。

【0014】

切削対象物１０の上方に切削工具１が配置され、工具本体３の底面が切削対象物１０に対面している。切削工具１は、工具本体３から水平方向に延在するとともに、鉛直方向に、切削対象物１０とは反対方向に延在する遮熱板７を有することが好ましい。該遮熱板７によって、高温の切削対象物１０から生じる上昇気流が遮断されて、気流によって切削工具１（放熱器４）の周りの気体の温度が高くなることが防止される。また、図１によれば、遮熱板７は、貫通穴が中央部に形成されていて、工具本体３を貫通穴に嵌めて、工具本体３と放熱器４とに挟まれることで固定される構成となっているが（図３参照）、この構成に限らず、例えば、後述する切刃保持部３ｂなどの側面から水平方向に延在するように、遮熱板７を工具本体３に設けてもよい。遮熱板７は、本来、工具本体３及び放熱器４を取り囲むことになるが、説明のため、図１においては、遮熱板７のみを断面で示している。

【0015】

切削工具１の上方には、回転する主軸１１ａを有する工作機械１１が上下方向に変位可能に配置される。略円柱状であるアーバー５が取り付けられた状態で主軸１１ａが回転して、切削工具１が回転する。切削工具１が回転している間に工作機械１１を下方向に移動させることで切削工具１が切削対象物１０に近づき、複数の切刃２が切削対象物１０の表面に接触する。これにより、切削対象物１０の表面が切削される。

【0016】

図２は、図１の切削工具を示す底面図であり、２つの形態の底面を示している。図２（ａ）及び（ｂ）に示す両形態ともに、工具本体３の底面は円形状となっており、切刃固定部３１と切屑ポケット３２とが、その底面に円環状に複数形成されている。切刃固定部３１には切刃２が取り付けられる。図１及び図２は、２つの切刃固定部３１に切刃２が取り付けられている状態を示している。切刃２は、生産効率を確保する観点から、４個以上設置されていることが好ましい。

【0017】

切刃２には貫通穴が形成され、切刃固定部３１には取付孔３１ａが設けられている。切刃２を切刃固定部３１に嵌めて、次いで、ボルト３３を切刃２の貫通穴を介して取付孔３１ａに固定して、切刃２を切刃固定部３１に固定する。なお、切刃２により切削対象物１０が削られて発生する切屑は、切刃固定部３１に隣接する切屑ポケット３２に溜まる。切刃ポケット３２は、図２（ａ）及び（ｂ）に示すように工具本体３の回転方向Ｒにおける切刃固定部３１の前に設けてもよいし、図２（ｂ）に示すように工具本体３の外側へ通ずる溝形状としてもよい。図１及び図２に示すように、切刃２は直方体形状となっており、切刃固定部３１は切刃２の嵌め込みが可能な形状となっているが、本発明はこの形状に限られず、切刃２及び切刃固定部３１は、切削対象物１０の切削に適する形状であればよい。

【0018】

図３は、図１の切削工具を示す断面図である。図１及び図３に示すように、工具本体３は本体部３ａと切刃保持部３ｂとからなる。本体部３ａは中空の略円錐台形状をしており、切刃保持部３ｂは略円板形状をしている。工具本体３の中空部分にアーバー５が装入される。切刃２の底面２ａが水平面４０に対して所定の角度θで傾斜して、切刃２が本体部３ａの底面（切削工具１の底面）に取り付けられる。角度θが適当な範囲にあれば、本体部３ａに大きな負荷をかけることもなく切削対象物１０の表面を薄く削ぎ得て、かつ、切刃２と切削対象物１０との間の空間が十分に確保され、後述する放熱器４によって、温度上昇を防ぎつつ切刃２及び本体部３ａを効果的に除熱する。

【0019】

図１及び図３に示すように、放熱器４は本体部４ａと放熱部４ｂとからなる。本体部４ａは中空の略円錐台形状をしており、この中空部分の内周面が、工具本体３の本体部３ａの側面に適合するように傾斜している。放熱部４ｂは円板状の放熱板で構成され、この放熱板は、本体部４ａの側面から水平方向に沿って外側へ突出するように、鉛直方向に沿って所定間隔を持って本体部４ａに複数設けられている。この形状によって、外気に接触する放熱器４の表面積が大きくなる。放熱器４が工具本体３に重なって、放熱器４の内周面が工具本体３の側面に接触する。これにより、工具本体３から放熱器４に熱が伝導する（逃げる）。放熱器４と工具本体３との間には、熱伝導性を高める密着材（図示せず）を挟んでおくことが好ましい。熱がより伝導しやすくなるからである。

【0020】

放熱器４が重ねられた工具本体３の中空部分にアーバー５が装入された状態で、図１〜３に示すように、貫通穴が形成されたストッパ５１をアーバー５の底面に接触させ、この貫通穴にボルトを通して、このボルトを、アーバー５の底面に設けられた取付孔に固定することで、ストッパ５１によってアーバー５を工具本体３に固定する。アーバー５が工具本体３に固定されると、アーバー５の外周に形成された突出部５ａが放熱器４を工具本体３に押え付ける。これにより、放熱器４が工具本体３に固着される。

【0021】

アーバー５の上部には、接続部材５２が嵌り込む窪みが設けられており、主軸１１ａの底面にも、接続部材５２が嵌り込む窪みが設けられている。これらの窪みに接続部材５２が嵌り込むことで、アーバー５が主軸１１ａに接続される。なお、工作機械１１によっては、接続部材５２を用いずとも、主軸１１ａにアーバー５を取り付けることが可能な場合もある。

【0022】

切削対象物１０が高温の鋼板の場合、その切削対象物１０の表面を切刃２で切削すると、切削対象物１０の近傍から上昇気流が生じ、その上昇気流によって切削工具１の上方の気体も温度が高くなる上に、切削対象物１０に接触している切刃２からの熱伝導による熱が大きくなり、更に、切削対象物１０からの輻射熱も大きいので、切刃２から工具本体３の切刃保持部３ｂを経由して本体部３ａに、熱が大量に伝わる。この大量の熱は、工具本体３には放熱器４が固着されているため、工具本体３から本体部４ａに伝導し、次いで、放熱部４ｂへ伝導する。放熱器４の本体部４ａに複数設けられた放熱部４ｂの形状によって、放熱部４ｂが大気に接触している表面積は大きくなり、放熱部４ｂを構成している複数の放熱板の隙間へ熱が伝達しやすい。よって、放熱器４で除熱される切刃２及び工具本体３は温度上昇しにくい。

【0023】

工具本体３は、切刃２を保持可能な剛性を有する材料からなることが好ましく、この剛性を有する材料としては、一般的な炭素鋼や工具鋼が挙げられる。切削反力に耐え得る剛性を有すれば、銅やアルミニウムなどの熱伝導率が高い材料からなることがより好ましい。放熱器４も熱伝導率が高く、回転によって形状が維持されるとともに加工しやすい材料が好ましく、例えば、アルミニウムや銅が挙げられる。アーバー５の材料は特に限定されるものではなく、従来の工作機械に用いられる材料を用いればよい。

【0024】

放熱器４は、例えば、旋盤で円筒を、その軸方向で順々に、その径方向内側に深くなるような溝を円筒表面に複数形成するように加工することで、製造することが可能である。これにより、中空の略円錐台形状となった本体部４ａ、及び、該本体部４ａから水平方向に突出する複数の円板状の放熱板が形成される。しかしながら、本発明において、放熱器４は、この形状に限定されず、切削工具１の回転により変形することのない剛性を保つことができる形状であればよく、また、放熱部４ｂを、いわゆるフィン構造としているが、多数の貫通穴が形成されたロータス構造としてもよい。

【0025】

工具本体３の製造方法について、（ａ）例えば、旋盤で円筒の一部を中空の略円錐台形に削って、本体部３ａを形成し、（ｂ）次いで、該本体部３ａから延びている円筒部分（切刃保持部３ｂに相当）の端面に、フライス盤などで切刃固定部３１と切屑ポケット３２とを形成する。このようにして、工具本体３を製造することが可能である。

【0026】

切削工具１では、工具本体３に放熱器４が固着されている形態となっているが、工具本体３の一部として放熱器４の放熱部４ｂを形成する形態としても、放熱部４ｂは、放熱器４が工具本体３に固着されている形態と同様に、工具本体３からの放熱機能を発揮する。なお、図１及び図３では工具本体３の本体部３ａは略円錐台形状としてあるが、本体部３ａの形状はこの形状に限られず、例えば円柱状であってもよい。本体部３ａの形状に合わせて、放熱器４の本体部４ａの内周面の形状も適宜変更できる。

【0027】

＜第２実施形態＞
本発明の第２実施形態について説明する。第２実施形態の切削工具１０１は、第１実施形態の工具本体３と放熱器４とが一体成型物となった形態の切削工具である。図４は、本発明の第２実施形態の切削工具を示す側面図であり、図５は、図４の切削工具を示す断面図である。図４及び図５に示される符号のうち、図１〜３と共通する構成は、図１〜３と同一の符号で示し、かつ、説明を省略する。

【0028】

図４に示すように、切削工具１０１は、切刃２と、該切刃２がその底面に複数取り付けられる工具本体１０３と、該工具本体１０３に装入されるアーバー１０５と、を有している。工具本体１０３は、本体部１０３ａと切刃保持部１０３ｂと放熱部１０３ｃとからなり、該放熱部１０３ｃは、本体部１０３ａの側面から水平方向に沿って外側へ突出するように、鉛直方向に沿って所定間隔を持って本体部１０３ａに形成されている。第２実施形態の放熱部１０３ｃは、第１実施形態の切削工具１における放熱部４ｂに相当し、形状、機能及び作用も放熱部４ｂと同様である。第２実施形態の本体部１０３ａは、第１実施形態の切削工具１における工具本体３と本体部４ａとの一体成型されたものに相当する。また、切刃保持部１０３ｂから、水平方向に適当な長さ分延在し、鉛直方向に、切削対象物１０とは反対方向に延在する遮熱部１０３ｄを形成してもよい。遮熱部１０３ｄは、第１実施形態の切削工具１の遮熱板７の機能を発揮し、高温の切削対象物１０から生じる上昇気流を遮断する。遮熱部１０３ｄは、本来、放熱部１０３ｃを取り囲むことになるが、説明のため、図４においては、遮熱部１０３ｄを断面で示している。

【0029】

図５に示すように、工具本体１０３には、その内部と外部とを連通する流路１１１が形成されていることが好ましく、この流路１１１を冷却気体が通過する。放熱部１０３ｃを構成する複数の円板状の放熱板の隙間に面する本体部１０３ａの部分に、流路１１１が形成されている。この流路１１１は、工具本体１０３の内部にまで延在している。流路１１１は、更に、切刃保持部１０３ｂの内部にまで延在して、切刃２に面してもよい。図５に示すように、流路１１１は、冷却気体が切削対象物１０に向かわないように、工具本体１０３において、切削対象物１０とは反対側へ通ずるように形成されている。

【0030】

また、高温となる切削対象物１０に対面するストッパ５１は、切削対象物１０から工具本体１０３に伝わる輻射熱量を抑える遮熱板の機能を発揮するので、複層構造にして、高温側の放射率を低く抑えるとよい。また、第１実施形態の切削工具１において、ストッパ５１に接触していたアーバー５及び切刃保持部３ｂの底面部分（図３参照）に対応するアーバー１０５及び切刃保持部１０３ｂの底面部分に、図５に示すように、流路１１１に連通する中空部１１３を形成してもよい。これにより、流路１１１からの冷却気体によってストッパ５１を冷却し得る上に、中空部１１３が熱抵抗になり、切削対象物１０からストッパ５１を介して切刃保持部１０３ｂに伝わる熱量を抑え得る。

【0031】

更には、アーバー１０５には流路１１２が形成されており、アーバー１０５が工具本体１０３に装入された状態で、流路１１２と流路１１１とが連通する。流路１１１から冷却気体を噴出させることで、放熱部１０３ｃと通して工具本体１０３をより冷却することができる。

【0032】

更には、工作機械の主軸には流路が形成される（図示せず）とともに、接続部材１０２にも流路１０６が形成されており、工具本体１０３が主軸に取り付けられた際には、流路１１１は、流路１０６及び工作機械の流路にも連通する。工作機械の流路と接続部材１０２の流路１０６とを経由して、流路１１２及び流路１１１へ冷却気体が供給され、次いで、放熱部４ｂを構成する複数の放熱板の隙間に形成される、流路１１１の出口から、この冷却気体が噴射される。

【0033】

図５では、流路１１１は、本体部１０３ａにのみ形成されている形態が示されているが、本発明はこの形態に限らず、放熱部１０３ｃに流路１１１を形成して、放熱部１０３ｃの内部を冷却気体が通過可能となるようにしてもよい。また、図５の形態に倣い、第１実施形態の切削工具１（図１及び図３）において、工具本体３、放熱器４及びアーバー５に、第２実施形態の流路１１１，１１２に相当する流路を形成してもよい。

【0034】

なお、工具本体１０３は、第１実施形態の工具本体３及び放熱器４の成型方法に準じた方法により成型することができる。工具本体１０３に流路１１１を形成する場合には、本体部１０３ａと切刃保持部１０３ｂと放熱部１０３ｃが形成し終えた後に、複数の放熱板の隙間に面する本体部１０３ａの部分に、例えばドリル盤などで貫通穴を設ければ、流路１１１を形成することができる。

【0035】

＜第３実施形態＞
本発明の第３実施形態について説明する。図６は、本発明の第３実施形態の切削工具を示す断面図であり、図７は、図６の切削工具に固着される放熱器を示す平面図である。図６及び図７に示される符号のうち、図１〜３と共通する構成は、図１〜３と同一の符号で示し、かつ、説明を省略する。

【0036】

図６に示すように、切削工具２０１は、切刃２と、該切刃２がその底面に複数取り付けられる工具本体３と、該工具本体３に固着される放熱器２０４と、工具本体３に装入されるアーバー５と、を有している。放熱器２０４は本体部２０４ａと放熱部２０４ｂとからなる。放熱部２０４ｂは複数の突起からなり、この突起は、本体部２０４ａの側面から鉛直方向に沿って上方へ突出するように、水平方向に沿って所定間隔を持って本体部２０４ａに複数設けられている。この突起を上方へ突出するように形成すれば、放熱部２０４ｂは、切削対象物１０からの、輻射熱や対流伝達による熱の影響を受けにくくなると同時に、放熱部２０４ｂからの熱が上昇気流として上方へ移動しやすくなる。

【0037】

図７に示すように、放熱部２０４ｂの突起を円弧形状にすることが好ましい。放熱部２０４ｂの突起を円筒形状にしてもよいが、突起が円弧形状である場合には、円筒形状の場合と比べて、複数の突起間の隙間２０５がより多く形成されているため、隙間２０５を気体が通過することが可能となり、外気に接触する放熱器２０４の表面積が大きくなる。なお、第１，２実施形態における放熱部４ｂ，１０３ｃの放熱板を、複数の突起からなるように設計変更してもよい。なぜならば、第１，２実施形態の放熱部４ｂ，１０３ｃでも、突起間の隙間によって外気に接触する表面積が大きくなるからである。

【0038】

更には、工具本体３と放熱器２０４とに、第２実施形態における工具本体１０３と同様に流路を形成して、流路に冷却気体を供給してもよい。切削工具２０１では、工具本体３に放熱器２０４が固着されている形態となっているが、工具本体３の一部として放熱器２０４の放熱部２０４ｂを形成する形態としても、放熱部２０４ｂは、放熱器２０４が工具本体３に固着されている形態と同様に、工具本体３からの放熱機能を発揮する。なお、図示は省略しているが、切削工具２０１にも、第１実施形態の切削工具１と同様に、工具本体３の側面から水平方向に延在する遮熱板７を設けてもよい。

【0039】

上記実施形態の切削工具を有する切削設備、及び、切削工具をより効果的に冷却する方法を説明する。図８は、切削工具を有する切削設備を示す説明図であり、切削工具として第１実施形態で説明した切削工具１を採用しており、該切削工具１で、切削対象物１０を切削している状態を示している。切削工具１の代わりに、切削工具１０１または切削工具２０１を採用してもよい。

【0040】

切削設備３０１は、切削工具１、該切削工具１が取り付けられる工作機械１１、冷却気体源３０５、及び、放熱器４の周囲に配置される噴射ノズル（気体噴射ノズル）３０６、を備える（切削工具１の構成については図１参照）。噴射ノズル３０６は、冷却気体源３０５から供給される冷却気体を放熱部４ｂに向けて冷却気体を吹き付けることが好ましい。冷却気体を吹き付けることによって、複数の放熱板の隙間にも冷却気体が供給され、また、放熱部４ｂの周囲には、気体の流れが発生する。その結果、放熱部４ｂでの放熱が効果的に行われ、切刃２及び工具本体３の除熱が促進される。

【0041】

噴射ノズル３０６から冷却気体を吹き付ける場合、遮熱板７は、切刃保持部３ｂの周囲から水平方向に、噴射ノズル３０６の配置位置まで延在することが好ましく、加えて、遮熱板７は、鉛直方向に切削対象物１０とは反対方向に延在することが好ましい。すなわち、遮熱板７は水平方向に延在してから上方向に折り曲がった形状となっている。これにより、遮熱板７で、冷却気体が切削対象物１０に直接的に向かうことを防ぎ、切削対象物１０の温度低下を抑えることができる。なお、遮熱板７を、切刃保持部３ｂに取り付ける形態としてもよい。遮熱板７は、工具本体３と同一であってもよいし、異なる場合であっても、耐熱性があり、かつ熱を反射しやすい物質であることが望ましく、また、複層構造にしてもよい。遮熱板７を複層構造とする場合には、切削対象物１０に面する側の層を、アルミニウムなどの放射率の低い材料とし、その層からみて切削対象物１０とは反対側の放熱部４ｂ側の層を、酸化鉄などの放射率の高い材料とすることが好ましい。この複層構造では、放射率が低い材料で、切削対象物１０からの熱線を反射することによって、切削対象物１０から放熱部４ｂへ輻射熱が伝わることをより効果的に抑えることができる。

【0042】

第２実施形態の切削工具１０１を、噴射ノズル３０６から冷却気体を吹き付ける対象とする場合には、流路１１１に冷却気体を供給すると、複数の放熱板の隙間から冷却気体が噴射される。これにより、噴射ノズル３０６からの冷却気体と、複数の放熱板の隙間から噴射される冷却気体とが、複数の放熱板の隙間で相互に対向するなどして複雑な気流の状態となる。よって、第１実施形態の切削工具１に噴射ノズル３０６から冷却気体を吹き付ける場合よりも効果的に、対流熱伝達による切刃２及び工具本体３の除熱を行うことができる。なお、この場合には、遮熱部１０３ｄが遮熱板７の上記機能を発揮している。

【0043】

第３実施形態の切削工具２０１を、噴射ノズル３０６から冷却気体を吹き付ける対象とする場合には、噴射ノズル３０６で、放熱器２０４に冷却気体を吹き付けてもよい。その場合には、噴射ノズル３０６は、放熱器２０４の上方に設けて、放熱部２０４ｂ及び隙間２０５に向けて冷却気体を吹き付けることが好ましい。その場合にも、図６には示していないが、切刃保持部３ｂの周囲に、第１実施形態の切削工具１と同様に遮熱板を形成しておくことが好ましい。

【0044】

以上のようにして、工具本体に設けられた放熱器または放熱部を通じて、切削工具を空冷で効果的に冷却可能としている。また、放熱器または放熱部に気体を吹き付けることによって、更に、切削工具から熱を取り除くことを可能としており、ひいては、切刃の寿命も長くなる。なお、本発明の切削工具は、連続鋳造機から得られる鋳片などの高温の鋼材表面を切削する場合に限らず、低温の鋼材表面を切削する場合にも適用することが可能である。

【符号の説明】

【0045】

１ 切削工具（第１実施形態）
２ 切刃
２ａ 底面
３ 工具本体
３ａ 本体部
３ｂ 切刃保持部
４ 放熱器
４ａ 本体部
４ｂ 放熱部
５ アーバー
５ａ 突出部
７ 遮熱板
１０ 切削対象物
１１ 工作機械
１１ａ 主軸
３１ 切刃固定部
３１ａ 取付孔
３２ 切屑ポケット
３３ ボルト
４０ 水平面
５１ ストッパ
５２ 接続部材
１０１ 切削工具（第２実施形態）
１０２ 接続部材
１０３ 工具本体
１０３ａ 本体部
１０３ｂ 切刃保持部
１０３ｃ 放熱部
１０３ｄ 遮熱部
１０５ アーバー
１０６ 流路
１１１ 流路
１１２ 流路
１１３ 中空部
２０１ 切削工具（第３実施形態）
２０４ 放熱器
２０４ａ 本体部
２０４ｂ 放熱部
２０５ 隙間
３０１ 切削設備
３０５ 冷却気体源
３０６ 噴射ノズル

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】