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(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】公開特許公報(A)
(11)【公開番号】P2023056128
(43)【公開日】2023-04-19
(54)【発明の名称】封止部材及びヘッド交換式工具
(51)【国際特許分類】
   B23B 25/00 20060101AFI20230412BHJP
   B23B 29/00 20060101ALI20230412BHJP
   B23B 27/10 20060101ALI20230412BHJP
【FI】
B23B25/00 Z
B23B29/00 Z
B23B27/10
【審査請求】有
【請求項の数】15
【出願形態】OL
(21)【出願番号】P 2021165259
(22)【出願日】2021-10-07
(11)【特許番号】
(45)【特許公報発行日】2022-02-17
(71)【出願人】
【識別番号】000221144
【氏名又は名称】株式会社タンガロイ
(74)【代理人】
【識別番号】100079108
【弁理士】
【氏名又は名称】稲葉 良幸
(74)【代理人】
【識別番号】100109346
【弁理士】
【氏名又は名称】大貫 敏史
(74)【代理人】
【識別番号】100117189
【弁理士】
【氏名又は名称】江口 昭彦
(74)【代理人】
【識別番号】100134120
【弁理士】
【氏名又は名称】内藤 和彦
(72)【発明者】
【氏名】島貫 寛生
【テーマコード(参考)】
3C045
3C046
【Fターム(参考)】
3C045HA10
3C046BB07
3C046KK01
(57)【要約】
【課題】ヘッド交換式工具からの流体の流出を防止することのできる封止部材、及び当該封止部材を備えるヘッド交換式工具を提供する。
【解決手段】ヘッド交換式工具10は、工作機械によって把持されるシャンク部100と、切れ刃を有しシャンク部100に取り付けられるヘッド部200と、を有し、切れ刃又はその周囲に流体を供給するための流路が、シャンク部100及びヘッド部200のそれぞれの内部を通るように形成されたものである。ヘッド交換式工具10に用いられる封止部材300は、ヘッド部200を挿入するための穴としてシャンク部100に形成された取付穴102に対し、ヘッド部200に換えて挿入される挿入部320と、取付穴102に挿入部320が挿入された状態において、流路から流体が流出することを防止する第1シール部351、第2シール部352と、を備える。
【選択図】図4
【特許請求の範囲】
【請求項1】
ヘッド交換式工具に用いられる封止部材であって、
前記ヘッド交換式工具は、工作機械によって把持されるシャンク部と、切れ刃を有し前記シャンク部に取り付けられるヘッド部と、を有し、前記切れ刃又はその周囲に流体を供給するための流路が、前記シャンク部及び前記ヘッド部のそれぞれの内部を通るように形成されたものであり、
前記ヘッド部を挿入するための穴として前記シャンク部に形成された取付穴に対し、前記ヘッド部に換えて挿入される挿入部と、
前記取付穴に前記挿入部が挿入された状態において、前記流路から前記流体が流出することを防止するシール部と、を備える、封止部材。
【請求項2】
前記挿入部の形状が回転体形状であり、当該回転体形状の回転軸は、前記挿入部が前記取付穴に挿入される際の挿入方向に沿っている、請求項1に記載の封止部材。
【請求項3】
前記取付穴に前記挿入部が挿入された状態において、前記取付穴から前記シャンク部の外側へと突出する突出部、を更に備える、請求項1又は2に記載の封止部材。
【請求項4】
前記取付穴に前記挿入部が挿入された状態において、
前記突出部は、
前記シャンク部のうち前記取付穴の縁を全周に亘り覆った状態となる、請求項3に記載の封止部材。
【請求項5】
前記突出部を含む全体の形状が回転体形状であり、当該回転体形状の回転軸は、前記挿入部が前記取付穴に挿入される際の挿入方向に沿っている、請求項3又は4に記載の封止部材。
【請求項6】
前記突出部の側面が凹状に後退している、請求項3乃至5のいずれか1項に記載の封止部材。
【請求項7】
前記シール部は、
第1シール部と、
前記第1シール部よりも前記取付穴の奥側となる位置に配置される第2シール部と、を含む、請求項1乃至6のいずれか1項に記載の封止部材。
【請求項8】
前記第2シール部は、前記挿入部に取り付けられた環状の部材である、請求項7に記載の封止部材。
【請求項9】
前記取付穴に前記挿入部が挿入された状態において、
前記第2シール部は、前記挿入部の外周面と、前記取付穴の内周面との間に挟み込まれる、請求項8に記載の封止部材。
【請求項10】
前記取付穴に前記挿入部が挿入された状態において、
前記第1シール部は前記取付穴の縁に当接する、請求項7乃至9のいずれか1項に記載の封止部材。
【請求項11】
前記第1シール部は、
挿入方向に対し垂直に切断した場合における断面の形状が、前記第2シール部側に行くほど小さくなる、請求項10に記載の封止部材。
【請求項12】
前記挿入部のうち前記第1シール部と前記第2シール部との間となる位置には、
挿入方向に対し垂直に切断した場合における断面の形状が、前記第2シール部側に行くほど大きくなる拡大部を有している、請求項7乃至11のいずれか1項に記載の封止部材。
【請求項13】
前記取付穴に前記挿入部が挿入された状態を、挿入方向に沿って見た場合において、
全体の外形が前記シャンク部の外形の内側に収まっている、請求項1乃至12のいずれか1項に記載の封止部材。
【請求項14】
工作機械によって把持されるシャンク部と、
切れ刃を有し前記シャンク部に取り付けられるヘッド部と、を備え、
前記切れ刃に流体を供給するための流路が、前記シャンク部及び前記ヘッド部のそれぞれの内部を通るように形成されており、
前記ヘッド部に換えて前記シャンク部に取り付けられることで、前記流路から前記流体が流出することを防止する封止部材を更に備える、ヘッド交換式工具。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、封止部材及びヘッド交換式工具に関する。
【背景技術】
【0002】
例えば自動旋盤のような工作機械に取り付けられる切削工具として、ヘッド交換式工具が知られている。ヘッド交換式工具は、工作機械によって把持される部分であるシャンク部と、切れ刃を有する部分であるヘッド部と、を有しており、これらを互いに分離することが可能となっている。工作機械の刃物台にシャンク部を取り付けた状態のまま、ヘッド部を交換することができるので、切れ刃を変更する作業等を容易に且つ短時間のうちに行うことができる。下記特許文献1には、このようなヘッド交換式工具の一例が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0003】
【特許文献1】特開昭61-86148号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0004】
工作機械による被削材の加工は、切削工具の切れ刃と被削材とが当たる点(切削点)もしくはその周囲に、流体を供給しながら行われるのが一般的である。このような流体は、例えば、切りくずの排出や、切削工具の冷却、被削材の冷却、潤滑、及び防錆等を目的として供給されるものである。尚、流体としては液体が用いられることが多いが、気体が用いられることもある。
【0005】
切削工具の中には、流体を通すための流路が内部に形成されたものがある。このような流路がヘッド交換式工具に設けられる場合には、シャンク部及びヘッド部のそれぞれに流路が形成され、それぞれの流路が互いに接続されることとなる。
【0006】
ところで、自動旋盤の刃物台には複数の切削工具が取り付け可能となっている。自動旋盤は、これら複数の切削工具から、加工に用いる切削工具を自動的に切り換えながら被削材の加工を行う。それぞれの切削工具の内部流路には、刃物台を通じて流体が供給される。尚、刃物台には、流体の供給経路を、それぞれの切削工具毎に個別に開閉するような機構は設けられていないので、流体の供給及び停止は複数本の切削工具毎にまとめて行われる。
【0007】
被削材の形状によっては、刃物台に取り付けられた複数のヘッド交換式工具のうちの一部が、被削材に干渉してしまうことがある。この場合、当該ヘッド交換式工具のシャンク部からヘッド部を取り外しておくことで、上記のような干渉を防止することができる。しかしながら、この場合には、流路の開放に伴ってシャンク部の先端から多量の流体が流出し、流体の内圧が低下する等の問題が生じてしまう。このような問題を防止するためには、刃物台から当該シャンク部に対する流体の供給のみを停止できればよいのであるが、上記のように、刃物台には、流体の供給及び停止を切削工具毎に切り換えるような機構は設けられていない。
【0008】
本発明は、ヘッド交換式工具からの流体の流出を防止することのできる封止部材、及び当該封止部材を備えるヘッド交換式工具を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【0009】
本発明の一態様に係る封止部材は、ヘッド交換式工具に用いられる封止部材である。ヘッド交換式工具は、工作機械によって把持されるシャンク部と、切れ刃を有しシャンク部に取り付けられるヘッド部と、を有し、切れ刃又はその周囲に流体を供給するための流路が、シャンク部及びヘッド部のそれぞれの内部を通るように形成されたものである。この封止部材は、ヘッド部を挿入するための穴としてシャンク部に形成された取付穴に対し、ヘッド部に換えて挿入される挿入部と、取付穴に挿入部が挿入された状態において、流路から流体が流出することを防止するシール部と、を備える。
【0010】
ヘッド交換式工具のシャンク部に対し、ヘッド部に換えて上記構成の封止部材を取り付ければ、封止部材が備えるシール部により、シャンク部からの流体の流出を防止することができる。
【0011】
更に好ましい態様として、挿入部の形状が回転体形状であり、当該回転体形状の回転軸は、挿入部が取付穴に挿入される際の挿入方向に沿っていることとしてもよい。
【0012】
更に好ましい態様として、取付穴に挿入部が挿入された状態において、取付穴からシャンク部の外側へと突出する突出部、を更に備えてもよい。
【0013】
更に好ましい態様として、取付穴に挿入部が挿入された状態において、突出部は、シャンク部のうち取付穴の縁を全周に亘り覆った状態となってもよい。
【0014】
更に好ましい態様として、突出部を含む全体の形状が回転体形状であり、当該回転体形状の回転軸は、挿入部が前記取付穴に挿入される際の挿入方向に沿っていてもよい。
【0015】
更に好ましい態様として、突出部の側面が凹状に後退していてもよい。
【0016】
更に好ましい態様として、シール部は、第1シール部と、第1シール部よりも取付穴の奥側となる位置に配置される第2シール部と、を含んでもよい。
【0017】
更に好ましい態様として、第2シール部は、挿入部に取り付けられた環状の部材であってもよい。
【0018】
更に好ましい態様として、取付穴に挿入部が挿入された状態において、第2シール部は、挿入部の外周面と、取付穴の内周面との間に挟み込まれてもよい。
【0019】
更に好ましい態様として、取付穴に挿入部が挿入された状態において、第1シール部は取付穴の縁に当接してもよい。
【0020】
更に好ましい態様として、第1シール部は、挿入方向に対し垂直に切断した場合における断面の形状が、第2シール部側に行くほど小さくなってもよい。
【0021】
更に好ましい態様として、挿入部のうち第1シール部と第2シール部との間となる位置には、挿入方向に対し垂直に切断した場合における断面の形状が、第2シール部側に行くほど大きくなる拡大部を有していてもよい。
【0022】
更に好ましい態様として、取付穴に挿入部が挿入された状態を、挿入方向に沿って見た場合において、全体の外形がシャンク部の外形の内側に収まっていてもよい。
【0023】
本発明の一態様に係るヘッド交換式工具は、工作機械によって把持されるシャンク部と、切れ刃を有しシャンク部に取り付けられるヘッド部と、を備え、切れ刃に流体を供給するための流路が、シャンク部及びヘッド部のそれぞれの内部を通るように形成されており、ヘッド部に換えてシャンク部に取り付けられることで、流路から流体が流出することを防止する封止部材を更に備える。
【0024】
上記構成のヘッド交換式工具では、ヘッド部に換えて封止部材を取り付けることにより、シャンク部からの流体の流出を防止することができる。
【発明の効果】
【0025】
本発明によれば、ヘッド交換式工具からの流体の流出を防止することのできる封止部材、及び当該封止部材を備えるヘッド交換式工具が提供される。
【図面の簡単な説明】
【0026】
図1図1は、刃物台に複数のヘッド交換式工具が取り付けられた状態を示す図である。
図2図2は、第1実施形態に係るヘッド交換式工具のうち、シャンク部の構成を示す図である。
図3図3は、第1実施形態に係るヘッド交換式工具のうち、ヘッド部の構成を示す図である。
図4図4は、第1実施形態に係る封止部材が、シャンク部に取り付けられた状態を示す図である。
図5図5は、第1実施形態に係る封止部材が、シャンク部に取り付けられた状態を示す図である。
図6図6は、第1実施形態に係る封止部材の具体的な構成を示す図である。
図7図7は、第1実施形態に係る封止部材が、シャンク部に取り付けられた状態を示す図である。
図8図8は、第1実施形態に係る封止部材において、固定螺子との接触により傷が生じ得る箇所を示す図である。
図9図9は、第1実施形態の変形例に係る封止部材において、固定螺子との接触により傷が生じ得る箇所を示す図である。
図10図10は、第2実施形態に係る封止部材の具体的な構成を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【0027】
以下、添付図面を参照しながら本実施形態について説明する。説明の理解を容易にするため、各図面において同一の構成要素に対しては可能な限り同一の符号を付して、重複する説明は省略する。
【0028】
第1実施形態について説明する。本実施形態に係るヘッド交換式工具10は、自動旋盤MTの刃物台20に取り付けられ、被削材30の加工に用いられる切削工具である。図1に示されるように、刃物台20には複数個のヘッド交換式工具10を取り付けることが可能となっている。
【0029】
自動旋盤MTは、不図示の機構により保持された棒状の被削材30(ワーク)を回転させながら、ヘッド交換式工具10の切削インサート230を当てることによって被削材30を加工する工作機械である。自動旋盤MTは、刃物台20の位置を変更することにより、被削材30に当たるヘッド交換式工具、すなわち、加工に用いられるヘッド交換式工具10を切り換える。これにより、被削材30の各部の加工を自動的に連続して行うことができる。このような自動旋盤MTとしては、従来と同様の構成のものを用いることができる。
【0030】
ヘッド交換式工具10は、シャンク部100とヘッド部200とを備えている。シャンク部100は、自動旋盤MTの刃物台20によって把持される部分である。ヘッド部200は、切れ刃(本実施形態では切削インサート230の一部)を有しシャンク部100に取り付けられる部分である。
【0031】
先ず、シャンク部100の構成について説明する。シャンク部100は、その全体が棒状の部材となっており、図1における上方側の部分が刃物台20によって把持される。シャンク部100のうち、図1における下方側の部分には、ヘッド部200が取り付けられ固定される。
【0032】
図2には、ヘッド部200が取り外された状態のシャンク部100が示されている。シャンク部100の先端面105には、円形の取付穴102が形成されている。取付穴102は、ヘッド部200に設けられた挿入部220(図3を参照)を挿入するための穴である。
【0033】
後の説明に用いる図6に示されるように、シャンク部100の内部には、流体を供給するための流路101が形成されている。流路101は断面が円形の流路であって、シャンク部100の長手方向に沿ってシャンク部100を貫くように形成されている。取付穴102は、流路101のうち先端面105側の部分に形成された穴であり、流路101と繋がっている。流路101の中心軸と取付穴102の中心軸とは互いに一致している。尚、このような流路101と取付穴102との位置関係は、あくまで一例である。流路101の中心軸と取付穴102の中心軸とが、互いに一致していないような態様であってもよい。本実施形態では、取付穴102の内径が流路101の内径よりも大きくなっている。
【0034】
尚、上記の「流体」とは、切りくずの排出や、切削工具の冷却、被削材の冷却、潤滑、及び防錆等を目的として刃物台20から供給されるものであり、例えば「クーラント」や「潤滑剤」等と称されるものである。流体が供給される目的は特に限定されない。また、流体は、液体であってもよいが、気体であってもよい。
【0035】
図2に示されるように、シャンク部100の側面であって先端面105の近傍となる位置には、固定螺子120が設けられている。固定螺子120は、取付穴102の中心軸に対し垂直な方向に沿って進退するように設けられた螺子であり、取付穴102に挿入された挿入部220を固定するためのものである。
【0036】
シャンク部100の先端面105には、更に先端側に向かって突出するように突出部110が設けられている。突出部110は、ヘッド部200を取り付ける際における位置合わせ等のために用いられるものである。
【0037】
続いて、ヘッド部200の構成について説明する。図3には、シャンク部100から取り外された状態のヘッド部200が示されている。ヘッド部200は、本体部210と、挿入部220と、を有している。
【0038】
本体部210は、切削インサート230を保持する部分である。切削インサート230は、そのエッジ部分が切れ刃として機能する。尚、本体部210に設けられる「切れ刃」は、本実施形態のように取り外し可能な切削インサート230の一部であってもよいが、本体部210と一体となっていてもよい。
【0039】
挿入部220は、本体部210のうち切れ刃とは反対側の端部から突出するように設けられた部分である。先に述べたように、挿入部220は、シャンク部100の取付穴102に挿入され、固定螺子120の締め付けによって固定される部分である。
【0040】
挿入部220の形状は略円柱形状であり、その外径は、取付穴102の内径よりも小さい。ただし、図3において一点鎖線221で示された範囲は、他の部分よりも中心軸側に後退した平坦面となっている。当該範囲は、固定螺子120の先端が当接する部分を包含する範囲となっている。尚、固定螺子120が締め付けられた際において、挿入部220が取付穴102の奥側に向かう力を受けるよう、一点鎖線221で示された範囲の一部が傾斜面となっていてもよい。
【0041】
尚、図3に示される挿入部220の形状は模式的なものであり、上記の一点鎖線221の部分を含め、詳細な形状については一部図示が省略されている。挿入部220には、例えば、流体が漏出してしまうことを防止するためのOリングや、当該Oリングを保持するための溝等が設けられていてもよい。
【0042】
図3において点線で示されるように、ヘッド部200の内部には流路201が形成されている。流路201は、シャンク部100の流路101を通った流体を受け入れて、当該流体を切削インサート230の切れ刃又はその周囲に向けて噴射させるための流路である。つまり、シャンク部100とヘッド部200とが接続されている状態においては、流路101及び流路201は互いに繋がった一つの流路となる。流路201は、本体部210及び挿入部220の両方を通る略直線状の流路として形成されている。流路201のうち挿入部220を通る部分の中心軸は、挿入部220の中心軸と一致している。
【0043】
このように、ヘッド交換式工具10には、切れ刃又はその周囲に流体を供給するための流路(101、201)が、シャンク部100及びヘッド部200のそれぞれの内部を通るように形成されている。加工時においては、刃物台20から、それぞれのシャンク部100の流路101に流体が供給される。当該流体は、流路101及び流路201を順に通った後、切れ刃又はその周囲に向けて噴射される。このため、刃物台20に複数のヘッド交換式工具10が取り付けられているときには、それぞれのヘッド交換式工具10から外部へと流体が流出することとなる。
【0044】
ところで、被削材30の形状や加工のプロセスによっては、刃物台20に取り付けられた複数のヘッド交換式工具10のうちの一部と、被削材30との干渉が問題となる場合がある。この場合、当該ヘッド交換式工具10のシャンク部100からヘッド部200を取り外しておけば、上記のような干渉を防止することができる。
【0045】
図1に示される例では、中央に取り付けられたヘッド交換式工具10のシャンク部100から、ヘッド部200が取り外された状態となっている。点線DL1は、当該ヘッド部200が取り付けられている場合におけるその外形を表している。中央のヘッド部200を予め取り外しておくことにより、被削材30が点線DL1の範囲と重なるような位置となるまで、刃物台20を動かすことが可能となっている。これにより、ヘッド部200と被削材30との干渉が防止され、自動旋盤MTによる加工可能な範囲が拡大される。
【0046】
しかしながら、ヘッド部200が取り外されたヘッド交換式工具10では、シャンク部100の流路101が開放された状態となる。このため、シャンク部100の先端にある取付穴102から多量の流体が流出し、流体が浪費されてしまう。また、流体の内圧が低下することにより、他のヘッド交換式工具10において切れ刃又はその周囲に十分な量の流体を供給できなくなってしまう可能性がある。
【0047】
更に、ヘッド部200が取り外されたシャンク部100では、露出した先端面105に向けて他のヘッド交換式工具10からの切りくずが到達し、取付穴102の内面や周囲の形状が変化してしまう可能性がある。その結果、ヘッド部200の取り付け精度が低下してしまう可能性がある。
【0048】
多量の流体が流出するという問題を防止するためには、刃物台20から、ヘッド部200が取り外されたシャンク部100に対する流体の供給のみを停止しておけばよいようにも思われる。しかしながら、自動旋盤MTの刃物台20では、流体の供給経路を、それぞれの切削工具毎に個別に開閉するような機構は設けられておらず、流体の供給及び停止は複数本の切削工具毎にまとめて行われるのが一般的である。従って、ヘッド部200が取り外されたシャンク部100に対する流体の供給のみを停止することはできない。
【0049】
ヘッド部200からの流体の流出を防止するために、加工に用いられないシャンク部100に対し、例えば小型のヘッド部200を取り付けておくことも考えられる。しかしながら、シャンク部100に対しヘッド部200を取り付ける作業は、ヘッド部200の方向を所定方向に合わせながら行う必要があるので、流体の流出を抑制する目的でこのような作業を行うのは手間がかかる。また、この場合には、当該ヘッド部200と被削材30とが互いに干渉するという問題を十分に解決することはできない。
【0050】
そこで、本実施形態に係るヘッド交換式工具10では、ヘッド部200に換えてシャンク部100に取り付けておくことのできる部品として、封止部材300を更に備えている。図4には、中央にあるヘッド交換式工具10のシャンク部100に、封止部材300を取り付けた状態が示されている。図5には、封止部材300を取り付けた状態のシャンク部100が斜視図として示されている。
【0051】
後に説明するように、封止部材300は、その一部が取付穴102の内側へと挿入され、固定螺子120の締め付けによってシャンク部100に対し固定される。図4等に示されるように、封止部材300の残りの部分(具体的には突出部310)は、シャンク部100の外側へと突出している。この突出している部分の形状は、ヘッド部200に比べると小さい。このため、封止部材300の周囲において、被削材30を配置するための空間は十分に確保されている。
【0052】
図6を参照しながら、封止部材300の具体的な構成について説明する。図6では、シャンク部100の取付穴102に取り付けられた状態の封止部材300が示されている。同図に示されるように、封止部材300の形状は全体が回転体形状となっており、図6において符号「AX」が付された一点鎖線は、当該回転体形状の回転軸を表している。この回転軸のことを、以下では「回転軸AX」とも称する。図6のようにシャンク部100に封止部材300が取り付けられた状態においては、回転軸AXは、取付穴102の中心軸と一致している。
【0053】
シャンク部100に取り付けられた状態の封止部材300は、その一部が取付穴102の内部に挿入された状態となり、残りの部分がシャンク部100の取付穴102から外側へと突出した状態となっている。封止部材300のうち、ヘッド部200に換えて取付穴102の内部に挿入される部分のことを、以下では「挿入部320」とも称する。また、取付穴102に挿入部320が挿入された状態において、取付穴102から外側へと突出する部分のことを、以下では「突出部310」とも称する。
【0054】
図6において矢印ARで示される方向は、取付穴102の中心軸の中心軸に沿って、取付穴102の奥側(図6では上側)へと向かう方向を表している。封止部材300の挿入部320は、この方向に沿って取付穴102の中に挿入される。封止部材300が取付穴102へと挿入される方向のことを、以下では「挿入方向」とも称する。先に述べた回転軸AXはこの挿入方向に沿った軸となっている。
【0055】
突出部310は、封止部材300を取り付ける際又は取り外す際において、使用者によって把持される部分である。突出部310の側面312は、回転軸AXに向けて凹状に後退している。このような形状とすることで、封止部材300を取り付ける作業や取り外す作業を行いやすくなっている。
【0056】
突出部310と挿入部320との境界となる部分には、第1シール部351が設けられている。第1シール部351は、取付穴102の縁Eに対し全周に亘り当接することで、流路101の流体が外部へと流出することを防止する部分である。尚、封止部材300には、流体の流出を防止するために、第1シール部351に加えて奥側に第2シール部352も設けられているのであるが、これについては後述する。
【0057】
第1シール部351は、挿入方向に対し垂直に切断した場合における断面の形状が、挿入方向に沿った奥側(第2シール部352側)に行くほど小さくなっている。
【0058】
第1シール部351のうち最も突出部310側となる位置における断面の直径は、取付穴102の内径よりも大きい。また、第1シール部351のうち最も突出部310側とは反対側となる位置における断面の直径は、取付穴102の内径よりも小さい。このため、第1シール部351は、その一部が取付穴102の内側へと入り込んだ状態となり、取付穴102の縁Eに対して全周に亘り当接する。尚、取付穴102の縁Eには、第1シール部351の当接に伴う塑性変形を防止するために、面取りやフィレット丸み等が形成されていてもよい。
【0059】
挿入部320は、小径部321と、拡大部322と、大径部323と、小径部324と、を有している。小径部321は、挿入部320のうち最も突出部310側の部分である。小径部321は、その全体が円柱形状となっている。
【0060】
拡大部322は、挿入方向に対し垂直に切断した場合における断面の形状が、挿入方向に沿った奥側(第2シール部352側)に行くほど大きくなるように形成された部分である。拡大部322が設けられている位置は、挿入方向に沿って第1シール部351と第2シール部352との間となる位置である。拡大部322は、固定螺子120の先端が当接する部分となっている。
【0061】
尚、図6の断面は、固定螺子120が設けられた部分とは異なる断面なのであるが、側面側から拡大部322に当たる固定螺子120の様子が、図6では参考のために点線DL2で示されている。固定螺子120が締め付けられ、固定螺子120の先端が拡大部322に押し付けられると、挿入部320は、挿入方向に沿って奥側に向かうような力を受ける。これにより、第1シール部351が取付穴102の縁Eに押し付けられ、取付穴102の内部空間が密閉される。
【0062】
大径部323は、拡大部322のうち挿入方向に沿った奥側の端部から、更に奥側に向かって伸びるように形成された円柱形状の部分である。大径部323の外径は、小径部321の外径よりも大きい。
【0063】
本実施形態では、流路101の内径よりも、取付穴102の内径の方が大きくなっている。このため、流路101と取付穴102との境界部分においては、取付穴102の中心軸に対し垂直な段差面106が形成されている。
【0064】
大径部323の外径は、流路101の内径よりも大きく、且つ取付穴102の内径よりも小さい。大径部323のうち挿入方向に沿った奥側の端面325は、上記の段差面106と対向している。
【0065】
小径部324は、端面325から、更に奥側に向かって伸びるように形成された円柱形状の部分である。小径部324の外径は、大径部323の外径よりも小さく、流路101の内径よりも小さい。
【0066】
小径部324の周囲には、端面325に沿って第2シール部352が設けられている。第2シール部352は、挿入部320の一部である小径部324に取り付けられた環状の部材であって、所謂「Oリング」である。第2シール部352は例えば樹脂により形成されている。尚、図6において、第2シール部352は、回転軸AXを含む面で切断した場合における断面が描かれている。
【0067】
第2シール部352は、互いに対向する端面325と段差面106との間に挟み込まれた状態で保持されている。このとき、第2シール部352の変形量が所定量となるように、図6における寸法L1、L2が設定されている。寸法L1は、先端面105から端面325までの距離であり、寸法L2は、先端面105から段差面106までの距離である。第2シール部352によって、流路101と取付穴102との間が遮断されるので、流路101から流体が流出してしまうことが防止される。
【0068】
このように、先に述べた第1シール部351と上記の第2シール部352とは、取付穴102に挿入部320が挿入された状態において、流路101からの流体が外部へと流出することを防止するための2重のシール部として機能する。これにより、流体の流出をより確実に防止することが可能となっている。
【0069】
図6に示されるように、突出部310のうち、最も大きくなっている部分の外径、具体的には、第1シール部351との境界部分における外径は、取付穴102の内径よりも大きくなっている。その結果として、突出部310は、シャンク部100のうち取付穴102の縁Eを全周に亘り覆った状態となっている。ここでいう「覆った状態」とは、挿入方向に沿って見た場合において、取付穴102の縁Eの全体が、突出部310の外形の内側に収まっていることをいう。
【0070】
このような構成により、図4に示される状態で被削材30の加工が行われる際には、被削材30の切削点から飛来する切りくずが、取付穴102やその周囲に直接到達することがない。このため、取付穴102の内面や周囲の形状が擦過により変化したり、その結果としてヘッド部200の取り付け精度が低下したりすることが防止される。
【0071】
尚、このような効果をより確実に奏するために、先端面105のうち縁Eを外側から囲む環状の範囲において、突出部310が先端面105に当接するような構成としてもよい
【0072】
先に述べたように、封止部材300はその全体が回転体形状となっている。このため、シャンク部100に対し封止部材300を取り付ける際には、ヘッド部200を取り付ける際とは異なり、封止部材300取付方向を気にする必要は無い。このような構成により、封止部材300を容易に且つ短時間で取り付けることが可能となっている。
【0073】
図7には、シャンク部100に取り付けられた封止部材300を、挿入方向に沿って下方から見た状態が示されている。同図に示されるように、本実施形態では、封止部材300の全体の外形がシャンク部100の外形の内側に収まっている。封止部材300をこの程度の小型の部材として構成しておくことで、封止部材300と被削材30との干渉がより生じにくくなっている。
【0074】
本実施形態では、突出部310を含む全体の形状が回転体形状となっているので、シャンク部100の突出部110に対し、封止部材300の突出部310等が干渉してしまうことが無い。尚、突出部110と突出部310との干渉が防止できるのであれば、突出部310の形状については回転体形状とはなっていない構成であってもよい。ただし、この場合であっても、挿入部320の形状は回転体形状とすることが好ましい。
【0075】
挿入部320の形状を回転体形状とすることの、もう一つの利点について説明する。図8には、封止部材300が斜視図で示されている。尚、図8に示される封止部材300は、図6に示される封止部材300と同じものであるが、図6は模式的な図であったため、各部の詳細な形状や寸法等において図6に示されるものとは異なる部分がある。
【0076】
先に述べたように、固定螺子120が締め付けられると、固定螺子120の先端が拡大部322に押し付けられる。図8に示される「SC」は、固定螺子120との摩擦や圧縮量により、拡大部322において変形が生じた範囲を表している。
【0077】
仮に、シャンク部100に封止部材300が取り付けられる度に、拡大部322のうち同じ位置に固定螺子120の先端が当たる場合には、拡大部322の変形は同じSCの部分で繰り返し生じるので、変形量は次第に大きくなる。この場合、固定螺子120を締め付けても、封止部材300をしっかりと固定することができなくなってしまう可能性がある。
【0078】
しかしながら、本実施形態では、拡大部322を含む封止部材300の全体が回転体形状となっているので、使用者は封止部材300の向きを気にすることなくシャンク部100への取り付けを行うこととなる。この場合、拡大部322のうち同じ位置に固定螺子120の先端が繰り返し当たる可能性は極めて小さく、傷の位置はランダムに分散されるので、上記のような問題は生じ難い。仮に、拡大部322の一部において生じた変形が気になるような場合には、次回はその変形している部分に固定螺子120の先端が当たらないよう、封止部材300の向きを調整して取り付けることができる。これにより、拡大部322の変形が生じた場合であっても、当該変形の影響を受けることなく、封止部材300をしっかりと固定することができる。
【0079】
図9には、本実施形態の変形例に係る封止部材300Aの構成が、図8と同様の斜視図として示されている。この変形例では、小径部321が設けられておらず、突出部310から奥側へと大径部323が伸びているような形状となっている。また、大径部323の一部には平坦面326が形成されており、平坦面326から挿入方向に沿った奥側に隣り合う部分には、傾斜面322Aが設けられている。傾斜面322Aは、本実施形態の拡大部322と同様に、固定螺子120の先端が当たる面となっている。平坦面326及び傾斜面322Aは、図3において一点鎖線221で示された範囲と同様に、固定螺子120の先端を受け入れる部分である。
【0080】
この変形例では、挿入部320が回転体形状とはなっていないため、固定螺子120の先端は常に平坦面326に当接することとなる。このため、拡大部322の変形は、図9に示される「SC」の部分で繰り返し生じることとなり、上記のように、封止部材300をしっかりと固定することができなくなってしまう可能性がある。このような変形例に比べると、本実施形態に係る封止部材300は、長期間に亘り繰り返し使用することができる。
【0081】
ただし、例えば、傾斜面322Aを含む封止部材300Aの全体が、十分な耐久性(具体的には、耐塑性変形性や耐摩耗性)を有する材料で形成されている等の理由により、SCの部分における変形が問題とならない場合には、この比較例のように、挿入部320が回転体形状とはなっていない構成を採用してもよい。
【0082】
第2実施形態について、図10を参照しながら説明する。以下では、図6等の第1実施形態と異なる点について主に説明し、第1実施形態と共通する点については適宜説明を省略する。
【0083】
本実施形態に係る封止部材300では、大径部323の外周面に溝Gが形成されている。溝Gは、大径部323の周方向に沿って伸びる環状の溝である。本実施形態における第2シール部352は、この溝Gに嵌め込まれた状態で保持されている。その結果、第2シール部352は、大径部323の外周面から外側に向けて突出しており、その先端は、取付穴102の内周面に当接している。
【0084】
つまり、図10のように、取付穴102に挿入部320が挿入された状態においては、第2シール部352は、挿入部320の外周面にある溝Gと、取付穴102の内周面との間に挟み込まれた状態となっている。このような構成においても、流路101の流体が、取付穴102の方に流出することを防止することができる。
【0085】
また、本実施形態の構成においては、第2シール部352の変形量は、溝Gの内径と取付穴102の内径とによって定まることとなり、図6に示されるような寸法L1、L2の影響を受けることが無い。このため、封止部材300の製造時において許容される寸法公差を拡大し、加工を容易なものとすることができる。
【0086】
尚、本実施形態のように第2シール部352を配置した場合には、点線DL2で示される固定螺子120からの力を封止部材300が受けると、封止部材300は、取付穴102の中心軸に対し垂直な方向(図10では左方向)に沿って僅かに移動することとなる。その結果、第2シール部352の変形量が周方向に沿った全体で均一とはならず、局所的にシール性能が低下することが懸念される。
【0087】
しかしながら、本実施形態でも第1実施形態と同様に、第1シール部351が縁Eに対し全周に亘り当接している。このため、固定螺子120からの力を封止部材300が受けたとしても、封止部材300が上記のように移動することが妨げられることとなり、第2シール部352におけるシール性能の低下は無視できる程度に抑制される。
【0088】
以上、具体例を参照しつつ本実施形態について説明した。しかし、本開示はこれらの具体例に限定されるものではない。これら具体例に、当業者が適宜設計変更を加えたものも、本開示の特徴を備えている限り、本開示の範囲に包含される。前述した各具体例が備える各要素およびその配置、条件、形状などは、例示したものに限定されるわけではなく適宜変更することができる。前述した各具体例が備える各要素は、技術的な矛盾が生じない限り、適宜組み合わせを変えることができる。
【符号の説明】
【0089】
MT:自動旋盤、10:ヘッド交換式工具、100:シャンク部、200:ヘッド部、230:切削インサート、300:封止部材、320:挿入部、351:第1シール部、352:第2シール部。
図1
図2
図3
図4
図5
図6
図7
図8
図9
図10
【手続補正書】
【提出日】2021-12-16
【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】
ヘッド交換式工具に用いられる封止部材であって、
前記ヘッド交換式工具は、工作機械によって把持されるシャンク部と、切れ刃を有し前記シャンク部に取り付けられるヘッド部と、を有し、前記切れ刃又はその周囲に流体を供給するための流路が、前記シャンク部及び前記ヘッド部のそれぞれの内部を通るように形成されたものであり、
前記ヘッド部を挿入するための穴として前記シャンク部に形成された取付穴に対し、前記ヘッド部に換えて挿入される挿入部と、
前記取付穴に前記挿入部が挿入された状態において、前記流路から前記流体が流出することを防止するシール部と、を備え
前記取付穴に前記挿入部が挿入された状態において、前記取付穴から前記シャンク部の外側へと突出する突出部、を更に備え、
前記突出部の側面が凹状に後退している、封止部材。
【請求項2】
前記挿入部の形状が回転体形状であり、当該回転体形状の回転軸は、前記挿入部が前記取付穴に挿入される際の挿入方向に沿っている、請求項1に記載の封止部材。
【請求項3】
前記取付穴に前記挿入部が挿入された状態において、
前記突出部は、
前記シャンク部のうち前記取付穴の縁を全周に亘り覆った状態となる、請求項に記載の封止部材。
【請求項4】
前記突出部を含む全体の形状が回転体形状であり、当該回転体形状の回転軸は、前記挿入部が前記取付穴に挿入される際の挿入方向に沿っている、請求項又はに記載の封止部材。
【請求項5】
前記シール部は、
第1シール部と、
前記第1シール部よりも前記取付穴の奥側となる位置に配置される第2シール部と、を含む、請求項1乃至のいずれか1項に記載の封止部材。
【請求項6】
前記第2シール部は、前記挿入部に取り付けられた環状の部材である、請求項に記載の封止部材。
【請求項7】
ヘッド交換式工具に用いられる封止部材であって、
前記ヘッド交換式工具は、工作機械によって把持されるシャンク部と、切れ刃を有し前記シャンク部に取り付けられるヘッド部と、を有し、前記切れ刃又はその周囲に流体を供給するための流路が、前記シャンク部及び前記ヘッド部のそれぞれの内部を通るように形成されたものであり、
前記ヘッド部を挿入するための穴として前記シャンク部に形成された取付穴に対し、前記ヘッド部に換えて挿入される挿入部と、
前記取付穴に前記挿入部が挿入された状態において、前記流路から前記流体が流出することを防止するシール部と、を備え、
前記シール部は、
第1シール部と、
前記第1シール部よりも前記取付穴の奥側となる位置に配置される第2シール部と、を含み、
前記第2シール部は、前記挿入部に取り付けられた環状の部材であり、
前記取付穴に前記挿入部が挿入された状態において、
前記第2シール部は、前記挿入部の外周面と、前記取付穴の内周面との間に挟み込まれる、封止部材。
【請求項8】
ヘッド交換式工具に用いられる封止部材であって、
前記ヘッド交換式工具は、工作機械によって把持されるシャンク部と、切れ刃を有し前記シャンク部に取り付けられるヘッド部と、を有し、前記切れ刃又はその周囲に流体を供給するための流路が、前記シャンク部及び前記ヘッド部のそれぞれの内部を通るように形成されたものであり、
前記ヘッド部を挿入するための穴として前記シャンク部に形成された取付穴に対し、前記ヘッド部に換えて挿入される挿入部と、
前記取付穴に前記挿入部が挿入された状態において、前記流路から前記流体が流出することを防止するシール部と、を備え、
前記シール部は、
第1シール部と、
前記第1シール部よりも前記取付穴の奥側となる位置に配置される第2シール部と、を含み、
前記取付穴に前記挿入部が挿入された状態において、
前記第1シール部は前記取付穴の縁に当接する、封止部材。
【請求項9】
前記第1シール部は、
挿入方向に対し垂直に切断した場合における断面の形状が、前記第2シール部側に行くほど小さくなる、請求項に記載の封止部材。
【請求項10】
ヘッド交換式工具に用いられる封止部材であって、
前記ヘッド交換式工具は、工作機械によって把持されるシャンク部と、切れ刃を有し前記シャンク部に取り付けられるヘッド部と、を有し、前記切れ刃又はその周囲に流体を供給するための流路が、前記シャンク部及び前記ヘッド部のそれぞれの内部を通るように形成されたものであり、
前記ヘッド部を挿入するための穴として前記シャンク部に形成された取付穴に対し、前記ヘッド部に換えて挿入される挿入部と、
前記取付穴に前記挿入部が挿入された状態において、前記流路から前記流体が流出することを防止するシール部と、を備え、
前記シール部は、
第1シール部と、
前記第1シール部よりも前記取付穴の奥側となる位置に配置される第2シール部と、を含み、
前記挿入部のうち前記第1シール部と前記第2シール部との間となる位置には、
挿入方向に対し垂直に切断した場合における断面の形状が、前記第2シール部側に行くほど大きくなる拡大部を有している、封止部材。
【請求項11】
前記取付穴に前記挿入部が挿入された状態を、挿入方向に沿って見た場合において、
全体の外形が前記シャンク部の外形の内側に収まっている、請求項1乃至10のいずれか1項に記載の封止部材。
【請求項12】
工作機械によって把持される部分であって、切れ刃を有するヘッド部を取り付け可能なシャンク部を備え、
前記切れ刃に流体を供給するための流路が、前記シャンク部の内部を通るように形成されており、
前記ヘッド部に換えて前記シャンク部に取り付けられることで、前記流路から前記流体が流出することを防止する封止部材を更に備え
前記封止部材は、
前記ヘッド部を挿入するための穴として前記シャンク部に形成された取付穴に対し、前記ヘッド部に換えて挿入される挿入部と、
前記取付穴に前記挿入部が挿入された状態において、前記流路から前記流体が流出することを防止するシール部と、
前記取付穴に前記挿入部が挿入された状態において、前記取付穴から前記シャンク部の外側へと突出する突出部と、を備え、
前記突出部の側面が凹状に後退している、ヘッド交換式工具。
【請求項13】
工作機械によって把持される部分であって、切れ刃を有するヘッド部を取り付け可能なシャンク部を備え、
前記切れ刃に流体を供給するための流路が、前記シャンク部の内部を通るように形成されており、
前記ヘッド部に換えて前記シャンク部に取り付けられることで、前記流路から前記流体が流出することを防止する封止部材を更に備え、
前記封止部材は、
前記ヘッド部を挿入するための穴として前記シャンク部に形成された取付穴に対し、前記ヘッド部に換えて挿入される挿入部と、
前記取付穴に前記挿入部が挿入された状態において、前記流路から前記流体が流出することを防止するシール部と、を備え、
前記シール部は、
第1シール部と、
前記第1シール部よりも前記取付穴の奥側となる位置に配置される第2シール部と、を含み、
前記第2シール部は、前記挿入部に取り付けられた環状の部材であり、
前記取付穴に前記挿入部が挿入された状態において、
前記第2シール部は、前記挿入部の外周面と、前記取付穴の内周面との間に挟み込まれる、ヘッド交換式工具。
【請求項14】
工作機械によって把持される部分であって、切れ刃を有するヘッド部を取り付け可能なシャンク部を備え、
前記切れ刃に流体を供給するための流路が、前記シャンク部の内部を通るように形成されており、
前記ヘッド部に換えて前記シャンク部に取り付けられることで、前記流路から前記流体が流出することを防止する封止部材を更に備え、
前記封止部材は、
前記ヘッド部を挿入するための穴として前記シャンク部に形成された取付穴に対し、前記ヘッド部に換えて挿入される挿入部と、
前記取付穴に前記挿入部が挿入された状態において、前記流路から前記流体が流出することを防止するシール部と、を備え、
前記シール部は、
第1シール部と、
前記第1シール部よりも前記取付穴の奥側となる位置に配置される第2シール部と、を含み、
前記取付穴に前記挿入部が挿入された状態において、
前記第1シール部は前記取付穴の縁に当接する、ヘッド交換式工具。
【請求項15】
工作機械によって把持される部分であって、切れ刃を有するヘッド部を取り付け可能なシャンク部を備え、
前記切れ刃に流体を供給するための流路が、前記シャンク部の内部を通るように形成されており、
前記ヘッド部に換えて前記シャンク部に取り付けられることで、前記流路から前記流体が流出することを防止する封止部材を更に備え、
前記封止部材は、
前記ヘッド部を挿入するための穴として前記シャンク部に形成された取付穴に対し、前記ヘッド部に換えて挿入される挿入部と、
前記取付穴に前記挿入部が挿入された状態において、前記流路から前記流体が流出することを防止するシール部と、を備え、
前記シール部は、
第1シール部と、
前記第1シール部よりも前記取付穴の奥側となる位置に配置される第2シール部と、を含み、
前記挿入部のうち前記第1シール部と前記第2シール部との間となる位置には、
挿入方向に対し垂直に切断した場合における断面の形状が、前記第2シール部側に行くほど大きくなる拡大部を有している、ヘッド交換式工具。
【手続補正2】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】0023
【補正方法】変更
【補正の内容】
【0023】
本発明の一態様に係るヘッド交換式工具は、工作機械によって把持される部分であって、切れ刃を有するヘッド部を取り付け可能なシャンク部を備え、切れ刃に流体を供給するための流路が、シャンク部の内部を通るように形成されており、ヘッド部に換えてシャンク部に取り付けられることで、流路から流体が流出することを防止する封止部材を更に備える。