(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】P2024104455
(43)【公開日】2024-08-05
(54)【発明の名称】インサート着脱式ホルダ、およびインサート着脱式切削工具
(51)【国際特許分類】
B23B 27/10 20060101AFI20240729BHJP
B23Q 11/10 20060101ALI20240729BHJP
B23B 27/00 20060101ALI20240729BHJP
【FI】
B23B27/10
B23Q11/10 D
B23B27/00 B
【審査請求】未請求
【請求項の数】12
【出願形態】OL
(21)【出願番号】P 2023008663
(22)【出願日】2023-01-24
(71)【出願人】
【識別番号】000006264
【氏名又は名称】三菱マテリアル株式会社
(74)【代理人】
【識別番号】100149548
【弁理士】
【氏名又は名称】松沼 泰史
(74)【代理人】
【識別番号】100175802
【弁理士】
【氏名又は名称】寺本 光生
(74)【代理人】
【識別番号】100142424
【弁理士】
【氏名又は名称】細川 文広
(74)【代理人】
【識別番号】100140774
【弁理士】
【氏名又は名称】大浪 一徳
(72)【発明者】
【氏名】萩原 隆行
(72)【発明者】
【氏名】稲葉 琢真
(72)【発明者】
【氏名】作山 徹
【テーマコード(参考)】
3C011
3C046
【Fターム(参考)】
3C011EE02
3C011EE05
3C046AA11
3C046BB07
(57)【要約】
【課題】クーラントを、より均一に供給することができることができるインサート着脱式ホルダを提供する。
【解決手段】ホルダは、インサートが装着されるホルダ本体と、クーラントを噴射するノズルと、を備え、ノズルは、クーラントの流路を形成するノズル内流路部と、ノズル内流路部内のクーラントを外部に噴射する噴射口と、を備え、ノズル内流路部は、導入流路部と、導入流路部と噴射口とを接続する接続流路部と、を備え、接続流路部は、導入流路部から工具軸方向に延びる延伸部と、延伸部から工具軸方向に延び、噴射口に連通する連通部と、連通部を第二方向から見た際に、第三方向における連通部の中間部に配置され、流路天井面と流路底面とを接続するように設けられた接続部と、を有する。
【選択図】
図14
【特許請求の範囲】
【請求項1】
切刃を有するインサートが先端部に着脱可能に装着されるホルダ本体と、クーラントを噴射するノズルと、を備え、
前記ノズルは、
前記ノズル内に設けられ、クーラントの流路を形成するノズル内流路部と、
前記ノズル内流路部に連通して前記ノズル内流路部内の前記クーラントを外部に噴射する噴出口と、を備え、
前記ノズル内流路部は、
前記ノズル内流路部に前記クーラントを導く導入流路部と、
前記導入流路部と前記噴出口とを接続する接続流路部と、を備え、
前記接続流路部は、
前記導入流路部から、前記ホルダ本体の前記先端部と基端部とを結ぶ第一方向の前記先端部側に延びる延伸部と、
前記延伸部から前記第一方向の前記先端部側に延び、前記噴出口に連通する連通部と、
前記連通部において前記第一方向に交差する第二方向の一方側の流路天井面と前記第二方向の他方側の流路底面とを接続するように設けられ、前記連通部を前記第二方向から見た際に、前記第一方向に交差する第三方向における前記連通部の中間部に配置された接続部と、を有する
インサート着脱式ホルダ。
【請求項2】
前記連通部は、前記第二方向から見て、前記第三方向における流路幅が、前記第一方向の前記基端部側から前記先端部側に向かって漸次拡大する、
請求項1に記載のインサート着脱式ホルダ。
【請求項3】
前記連通部は、
前記連通部において前記第三方向の第一側に設けられ、前記第一方向に延びる流路第一側面と、
前記連通部において前記第三方向の第二側に設けられ、前記第一方向に対し、前記第一方向の前記基端部側から前記先端部側に向かって前記第三方向の第二側に傾斜して延びる流路第二側面と、を有している、
請求項1に記載のインサート着脱式ホルダ。
【請求項4】
前記接続部は、前記第一方向の前記基端部側の第一縁部と前記第一方向の前記先端部側の第二縁部とを結ぶ方向が、前記流路第一側面が延びる方向に対して前記第三方向の第二側に傾斜し、かつ前記流路第二側面が延びる方向に対して前記第三方向の第一側に傾斜している、
請求項3に記載のインサート着脱式ホルダ。
【請求項5】
前記接続部は、前記第二方向から見た際に、前記第一縁部が丸く前記第二縁部が尖った断面形状を有し、
前記接続部において、前記第三方向の第一側を向く接続部第一側面は、前記第一縁部と前記第二縁部とを結ぶ方向に対して前記第三方向の第一側に膨出するよう湾曲している、
請求項4に記載のインサート着脱式ホルダ。
【請求項6】
前記第二縁部は、前記第二方向の他方側から前記第二方向の一方側に向かって、前記第一方向の前記先端部側に傾斜して延びている、
請求項4又は5に記載のインサート着脱式ホルダ。
【請求項7】
前記連通部は、前記第二方向における流路高さが、前記第一方向の前記基端部側から前記先端部側に向かって漸次縮小する、
請求項1又は2に記載のインサート着脱式ホルダ。
【請求項8】
前記流路天井面は、前記第一方向の前記基端部側から前記先端部側に向かって、前記第二方向の他方側に湾曲する湾曲部を有している、
請求項7に記載のインサート着脱式ホルダ。
【請求項9】
前記ホルダ本体には、前記クーラントが流れるホルダ内流路部が設けられ、
前記導入流路部は、前記ホルダ内流路部に連通する、
請求項1に記載のインサート着脱式ホルダ。
【請求項10】
前記ホルダ本体と前記ノズルとは、単一の部材から構成されている、
請求項1又は2に記載のインサート着脱式ホルダ。
【請求項11】
前記インサートは、前記第二方向から見て円弧状の切刃を有し、
前記噴出口は、前記第二方向から見て円弧状に設けられ、前記第二方向の一方側に向かって開口する、
請求項1又は2に記載のインサート着脱式ホルダ。
【請求項12】
請求項1に記載のインサート着脱式ホルダと、
前記インサート着脱式ホルダに装着される前記インサートと、を備える、
インサート着脱式切削工具。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、インサート着脱式ホルダ、およびインサート着脱式切削工具に関する。
【背景技術】
【0002】
従来、工具を用いて旋削などの切削加工を行う場合、工具の切刃による切削部位に、クーラントを連続的に供給することが行われている。例えば、特許文献1には、切削インサートが固定される座面の周縁部に、クーラントを吐出させる吐出口が開口された構成の切削工具用ホルダが記載される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0003】
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0004】
上述したような、吐出させる吐出口から吐出されるクーラントを、切削インサートにおける切削部位に、なるべく均一に供給することが望まれる。
【0005】
本発明は、上記事情に鑑み、クーラントを、より均一に供給することができるインサート着脱式ホルダ、およびインサート着脱式切削工具を提供することを目的の一つとする。
【課題を解決するための手段】
【0006】
本発明のインサート着脱式ホルダの一つの態様は、切刃を有するインサートが先端部に着脱可能に装着されるホルダ本体と、クーラントを噴射するノズルと、を備え、前記ノズルは、前記ノズル内に設けられ、クーラントの流路を形成するノズル内流路部と、前記ノズル内流路部に連通して前記ノズル内流路部内の前記クーラントを外部に噴射する噴出口と、を備え、前記ノズル内流路部は、前記ノズル内流路部に前記クーラントを導く導入流路部と、前記導入流路部と前記噴出口とを接続する接続流路部と、を備え、前記接続流路部は、前記導入流路部から、前記ホルダ本体の前記先端部と基端部とを結ぶ第一方向の前記先端部側に延びる延伸部と、前記延伸部から前記第一方向の前記先端部側に延び、前記噴出口に連通する連通部と、前記連通部において前記第一方向に交差する第二方向の一方側の流路天井面と前記第二方向の他方側の流路底面とを接続するように設けられ、前記連通部を前記第二方向から見た際に、前記第一方向に交差する第三方向における前記連通部の中間部に配置された接続部と、を有する。
【0007】
本発明のインサート着脱式ホルダの一つの態様によれば、クーラントは、導入流路部から、延伸部、連通部を順次経て、噴出口へと至る。接続部は、流路天井面と流路底面とを接続するように設けられる。この接続部は、第三方向における連通部の中間部に配置される。このため、延伸部から連通部に流入したクーラントは、第三方向における連通部の中間部に配置された接続部により、流路天井面と流路底面との間で、第三方向の第一側と第二側とに分かれて流れる。これにより、連通部において、クーラントが、第三方向の第一側と第二側とに拡がるように流れ、連通部におけるクーラントの流れを、第三方向において、より均一なものとすることができる。
また、流路天井面と流路底面とを接続するように設けられた接続部により、連通部が形成された部分において、ノズルを補強することができる。
【0008】
上記インサート着脱式ホルダにおいて、前記連通部は、前記第二方向から見て、前記第三方向における流路幅が、前記第一方向の前記基端部側から前記先端部側に向かって漸次拡大するようにしてもよい。
【0009】
この場合、円弧状の噴出口に向けて、クーラントの流れを第三方向に、より均一に拡げていくことができる。
【0010】
上記インサート着脱式ホルダにおいて、前記連通部は、前記連通部において前記第三方向の第一側に設けられ、前記第一方向に延びる流路第一側面と、前記連通部において前記第三方向の第二側に設けられ、前記第一方向に対し、前記第一方向の前記基端部側から前記先端部側に向かって前記第三方向の第二側に傾斜して延びる流路第二側面と、を有していてもよい。
【0011】
この場合、第一方向に延びている流路第一側面に対し、流路第二側面は、噴出口に向けて、流路第一側面から第三方向に離間するように傾斜している。このため、延伸部から連通部に流れ込んだクーラントは、第三方向の第一側に比較し、第三方向の第二側に拡がりにくくなる。これに対し、接続部を設けることで、クーラントを、第三方向の第二側に効率良く導くことができ、クーラントの流れを第三方向に、より均一に拡げていくことができる。
【0012】
上記インサート着脱式ホルダにおいて、前記接続部は、前記第一方向の前記基端部側の第一縁部と前記第一方向の前記先端部側の第二縁部とを結ぶ方向が、前記流路第一側面が延びる方向に対して前記第三方向の第二側に傾斜し、かつ前記流路第二側面が延びる方向に対して前記第三方向の第一側に傾斜していてもよい。
【0013】
この場合、接続部は、流路第一側面が延びる方向と、流路第二側面が延びる方向の中間の方向に延びる。これにより、連通部は、接続部と流路第一側面との間と、接続部と流路第二側面との間で、それぞれ、その流路幅が、第一方向の基端部側から先端部側に向かって漸次拡大する。これにより、接続部に対して第三方向の第一側と第三方向の第二側とで、それぞれ、クーラントの流れを均一に拡げていくことができる。
【0014】
上記インサート着脱式ホルダにおいて、前記接続部は、前記第二方向から見た際に、前記第一縁部が丸く前記第二縁部が尖った断面形状を有し、前記接続部において、前記第三方向の第一側を向く接続部第一側面は、前記第一縁部と前記第二縁部とを結ぶ方向に対して前記第三方向の第一側に膨出するよう湾曲していてもよい。
【0015】
この場合、接続部に対して第三方向の第一側で、連通部の接続部と流路第一側面との間に流れ込んだクーラントが、湾曲した接続部第一側面に沿って流れる。これにより、クーラントの流れが、接続部第一側面から剥離するのを抑えることができる。したがって、接続部と流路第一側面との間で、乱流が生じるのを抑えることができ、クーラントを噴出口に向けてスムーズに案内することができる。
【0016】
上記インサート着脱式ホルダにおいて、前記第二縁部は、前記第二方向の他方側から前記第二方向の一方側に向かって、前記第一方向の前記先端部側に傾斜して延びていてもよい。
【0017】
この場合、接続部の第二縁部に対し、第一方向の先端部側で、噴出口におけるクーラントの流路が接続部によって狭められるのを抑えることができる。これにより、クーラントを、噴出口へとスムーズに案内することができる。
【0018】
上記インサート着脱式ホルダにおいて、前記連通部は、前記第一方向に交差する第二方向における流路高さが、前記第一方向の前記基端部側から前記先端部側に向かって漸次縮小するとしてもよい。
【0019】
この場合、連通部は、第二方向における流路高さが、第一方向の基端部側から先端部側に向かって漸次縮小するため、クーラントの流路は、噴出口の手前で第二方向に絞られる。これにより、クーラントを、第二方向に絞られた流路を経て、噴出口から勢いよく噴射させることができる。その結果、ホルダ本体に対し、クーラントを、より均一に供給することができる。
【0020】
上記インサート着脱式ホルダにおいて、前記流路天井面は、前記第一方向の前記基端部側から前記先端部側に向かって、前記第二方向の他方側に湾曲する湾曲部を有していてもよい。
【0021】
この場合、連通部を流れるクーラントは、天井面の湾曲部に沿って、第一方向の基端部側から先端部側に向かって、第二方向の他方側にスムーズに案内されていく。これにより、クーラントの流れに生じる損失を抑え、クーラントを噴出口から勢いよく噴射させることができる。
【0022】
上記インサート着脱式ホルダにおいて、前記ホルダ本体には、前記クーラントが流れるホルダ内流路部が設けられ、前記導入流路部は、前記ホルダ内流路部に連通する、構成としてもよい。
【0023】
この場合、クーラントを供給する配管をホルダ本体に接続することができ、クーラントを供給する配管をノズルに直接的に接続する場合と比較して、被削材の周囲に配管が延びることがない。このため、加工時に、配管が加工の邪魔になることを抑制することができる。
【0024】
上記インサート着脱式ホルダにおいて、前記ホルダ本体と前記ノズルとは、単一の部材から構成されていてもよい。
【0025】
この場合、流路天井面と流路底面とを接続するように設けられた接続部により、連通部が形成された部分においてノズルを補強することで、単一の部材からホルダ本体とノズルとを構成するために、例えばインサート着脱式ホルダを三次元造型機によって製造することが可能となる。
【0026】
上記インサート着脱式ホルダにおいて、前記インサートは、前記第二方向から見て円弧状の切刃を有し、前記噴出口は、前記第二方向から見て円弧状に設けられ、前記第二方向の一方側に向かって開口するようにしてもよい。
【0027】
この場合、円弧状の切刃の逃げ面に対して、円弧状の噴出口から、クーラントを、より均一に噴射することができる。
【0028】
本発明のインサート着脱式切削工具の一つの態様によれば、上述のインサート着脱式ホルダと、前記インサート着脱式ホルダに装着される前記インサートと、を備える。
【0029】
この構成によれば、上述の様々な効果を得ることができるインサート着脱式切削工具を提供できる。
【発明の効果】
【0030】
本発明の一つの態様のインサート着脱式ホルダ、およびインサート着脱式切削工具によれば、クーラントを、より均一に供給することができることができる。
【図面の簡単な説明】
【0031】
【
図1】本発明の一実施形態のインサート着脱式切削工具を示す斜視図である。
【
図2】本発明の一実施形態のインサート着脱式ホルダを工具軸方向の先端部側から見た図である。
【
図3】本発明の一実施形態のインサート着脱式ホルダを上下方向の下側から見た図である。
【
図4】本発明の一実施形態のインサート着脱式切削工具の部品構成を示す斜視展開図である。
【
図5】本発明の一実施形態のインサート着脱式切削工具のホルダ本体の一部を、上下方向の下側から見た図である。
【
図6】本発明の一実施形態のインサート着脱式切削工具のノズルを、工具幅方向の一方側から見た図である。
【
図7】本発明の一実施形態のインサート着脱式切削工具のノズルを、上下方向の上側から見た図である。
【
図8】本発明の一実施形態のインサート着脱式切削工具のノズルのホルダ本体に対する取付構造を示す図であり、
図3のA-A矢視断面図である。
【
図9】本発明の一実施形態のインサート着脱式切削工具のノズルのホルダ本体に対する取付構造を示す図であり、
図3のB-B矢視断面図である。
【
図10】本発明の一実施形態のインサート着脱式切削工具のノズルのホルダ本体に対する取付構造を示す図であり、
図9のC-C矢視断面図である。
【
図11】本発明の一実施形態のインサート着脱式切削工具のノズルを示す図であり、
図7のG-G矢視断面図である。
【
図12】本発明の一実施形態のインサート着脱式切削工具のノズルを示す図であり、
図6のD-D矢視断面図である。
【
図13】本発明の一実施形態のインサート着脱式切削工具のノズルを示す図であり、
図6のE-E矢視断面図である。
【
図14】本発明の一実施形態のインサート着脱式切削工具のノズルを示す図であり、
図6のF-F矢視断面図である。
【
図15】本発明の一実施形態のインサート着脱式切削工具の変形例に係るノズルを示す断面図である。
【発明を実施するための形態】
【0032】
以下、本発明の一実施形態のインサート着脱式ホルダの一例を備えたインサート着脱式切削工具1について、図面を参照して説明する。
【0033】
〔インサート着脱式切削工具の概略構成〕
図1~
図4に示すように、このインサート着脱式切削工具1は、ホルダ(インサート着脱式ホルダ)10と、ホルダ10に装着されるインサート100とを備えている。
ホルダ10は、ホルダ本体20と、ノズル30と、接続部77A(
図11~
図14参照)と、を備えている。
【0034】
〔ホルダ本体の構成〕
ホルダ本体20は、基端部20bと、先端部20sと、を備えている。ホルダ本体20の基端部20bは、インサート100を用いた旋削などの切削加工を行う工作機械に保持される。基端部20bには、上面21Aと、下面21Bと、第一側面21Cと、第二側面21Dと、後端面21Eと、が設けられる。先端部20sには、インサート100が着脱可能に取り付けられる取付座22が設けられる。
【0035】
以下の説明では、ホルダ本体20において、基端部20bと先端部20sとを結ぶ第一方向を工具軸方向Xとする。また、ホルダ本体20において、工具軸方向Xに直交し、上面21Aと下面21Bとを結ぶ第二方向を上下方向Zとし、上下方向Zにおいて上面21A側を上側(第二方向の一方側、+Z側)、上下方向Zにおいて下面21B側を下側(第二方向の他方側、-Z側)とする。また、ホルダ本体20において、工具軸方向X、及び上下方向Zに直交し、第一側面21Cと第二側面21Dとを結ぶ第三方向を工具幅方向Yとし、工具幅方向Yにおいて第一側面21C側を一方側、第二側面21D側を他方側とする。
【0036】
ホルダ本体20の基端部20bは、工具軸方向Xに延びる直方体状に形成されている。基端部20bは、工作機械の工具保持部に保持される。
【0037】
ホルダ本体20の先端部20sには、上下方向Zの中間部に、取付基部25が設けられる。取付基部25は、工具軸方向Xの先端部20s側に突出している。取付基部25の先端面25fは、上下方向Zからみて円弧状に設けられる。
【0038】
取付座22は、ホルダ本体20の先端部20sにおいて、上下方向Zの上側に設けられる。取付座22は、取付基部25に対して上下方向Zの上側に設けられる。取付座22は、一対の支持壁22A、22Bを有している。一対の支持壁22A、22Bは、工具幅方向Yに間隔をあけて設けられる。一対の支持壁22A、22Bは、取付基部25から上下方向Zの上側に突出する。一対の支持壁22A、22Bは、工具軸方向Xと平行に連続して延びている。
【0039】
ホルダ本体20の先端部20sには、取付座22に対して工具軸方向Xの基端部20b側に、上部傾斜面21Sが設けられる。上部傾斜面21Sは、工具軸方向Xの先端部20s側から基端部20b側に向かって、上下方向Zの下側から上側に傾斜し、上面21Aに連続する。
【0040】
〔第一位置決め部の構成〕
図1、
図4、
図5に示すように、ホルダ本体20の先端部20sには、取付座22に対して上下方向Zの下側に、第一位置決め部40が設けられる。第一位置決め部40は、第一位置決め面41を有する。第一位置決め面41は、工具軸方向Xの先端部20s側を向く。第一位置決め面41は、工具幅方向Yにおける幅寸法が工具軸方向Xの基端部20b側から先端部20s側に向かって縮小または増大する。第一位置決め面41は、一対の傾斜面42を有する。一対の傾斜面42は、工具幅方向Yに間隔をあけて設けられる。一対の傾斜面42は、本実施形態において、工具幅方向Yにおける互いの距離が、工具軸方向Xの基端部20b側から先端部20s側に向かって漸次縮小する。これにより、第一位置決め面41は、工具幅方向Yにおける幅寸法が工具軸方向Xの基端部20b側から先端部20s側に向かって漸次縮小する。すなわち、第一位置決め面41は、上下方向Zから見て、工具軸方向Xの先端部20s側に突出するV字状に設けられる。第一位置決め部40は、このような第一位置決め面41により、上下方向Zから見て工具軸方向Xの先端部20s側にV字状に突出する凸部43を有する。
【0041】
〔第二位置決め部の構成〕
ホルダ本体20の先端部20sには、第一位置決め部40に対して上下方向Zの下側に、第二位置決め部50が設けられる。第二位置決め部50は、上下方向Zの下側を向く平面状の第二位置決め面51を有する。第二位置決め面51は、凸部43に対して工具軸方向Xの基端部20b側に設けられる。第二位置決め面51は、上下方向Zに直交する面に沿う。
図5に示すように、第二位置決め面51には、雌ネジ穴52、53が設けられる。雌ネジ穴52、53は、第二位置決め面51に対して直交し、上下方向Zに延びて設けられる。本実施形態において、雌ネジ穴52、53は、工具軸方向Xに間隔をあけて2箇所に設けられる。雌ネジ穴52、53のうち、工具軸方向Xの先端部20s側の雌ネジ穴52は、工具幅方向Yの一方側に配置される。工具軸方向Xの基端部20b側の雌ネジ穴53は、工具幅方向Yの他方側に配置される。
【0042】
〔クーラント流路の構成〕
図1に示すように、ホルダ本体20内には、ホルダ内流路部80A、80Bが設けられる。ホルダ内流路部80Aは、工具軸方向Xに延びる。ホルダ内流路部80Aは、流入口81Aを有する。流入口81Aは、例えば、後端面21Eに開口する。ホルダ内流路部80Bは、上下方向Zに延びる。ホルダ内流路部80Bは、流入口81Bを有する。流入口81Bは、例えば、下面21Bに開口する。ホルダ内流路部80A、80Bは、流入口81A、81Bにそれぞれ接続されるクーラント供給配管(図示無し)を通して、外部から液状のクーラントが送給される。
【0043】
ホルダ内流路部80Aは、第二位置決め面51に開口する接続開口82を有している。ノズル30とホルダ本体20の第二位置決め面51との間には、Oリング(図示無し)が挟み込まれる。このため、例えば、第二位置決め面51には、接続開口82の外周部に、Oリング(図示無し)を収容する収容溝83が形成される。
図5に示すように、本実施形態において、接続開口82は、工具軸方向Xにおいて、2つの雌ネジ穴52、53の間に配置される。
【0044】
〔ノズルの構成〕
ノズル30は、ホルダ本体20に対して上下方向Zの下側に取り付けられる。ノズル30は、例えば、3Dプリンタを用いた金属積層造形法によって形成される。
図6~
図9に示すように、ノズル30は、ノズル端部31Aと、ノズル延出部31Bと、ノズル部31Cと、ノズル内流路部70(
図8参照)と、を有する。
【0045】
ノズル端部31Aは、ノズル30において工具軸方向Xの先端部20s側に設けられる。ノズル端部31Aは、ノズル延出部31Bに対して上下方向Zの上側に突出する。ノズル端部31Aは、第一係合部32と、前壁面31gと、を有する。
【0046】
図7に示すように、第一係合部32は、第一突き当たり面34を有する。第一突き当たり面34は、工具軸方向Xの基端部20b側を向く。第一突き当たり面34は、工具幅方向Yにおける幅寸法が工具軸方向Xの先端部20s側から基端部20b側に向かって縮小または増大する。第一突き当たり面34は、一対の傾斜面34sを有する。一対の傾斜面34sは、工具幅方向Yに間隔をあけて設けられる。一対の傾斜面34sは、本実施形態において、工具幅方向Yにおける互いの距離が、工具軸方向Xの先端部20s側から基端部20b側に向かって漸次増大する。第一突き当たり面34は、第一位置決め面41と平行に、工具幅方向Yにおける幅寸法が工具軸方向Xの先端部20s側から基端部20b側に向かって漸次増大する。すなわち、第一突き当たり面34は、上下方向Zから見て、工具軸方向Xの先端部20s側に窪むV字状に設けられる。第二位置決め部50は、このような第一突き当たり面34により、上下方向Zから見て工具軸方向Xの先端部20sにV字状に窪む凹部36を有する。
【0047】
図1、
図8、
図9に示すように、第一位置決め部40の第一位置決め面41と、第一係合部32の第一突き当たり面34とを係合させることで、ホルダ本体20の工具軸方向Xの先端部20sとノズル30とが、工具幅方向Y、及び工具軸方向Xにおいて互いに位置決めされる。
【0048】
前壁面31gは、ノズル端部31Aにおいて、工具軸方向Xの先端部20s側を向く。
図7に示すように、前壁面31gは、上下方向Zから見て、後述する噴出口75に沿った円弧状に設けられる。
【0049】
図6~
図9に示すように、ノズル延出部31Bは、ノズル端部31Aの下端部から、第二位置決め面51に沿って工具軸方向Xの基端部20b側に延びる。ノズル延出部31Bは、工具軸方向Xに直交する断面形状が矩形状である。ノズル延出部31Bには、第二係合部33が設けられる。第二係合部33は、第二突き当たり面35を有する。第二突き当たり面35は、平面状で、上下方向Zの上側を向く。第二突き当たり面35は、第二位置決め部50の第二位置決め面51に対して上下方向Zの下方から突き当たる。
【0050】
図1、
図8、
図9に示すように、第二位置決め部50の第二位置決め面51と、第二係合部33の第二突き当たり面35とを互いに突き当てることで、ノズル30が、ホルダ本体20に対して上下方向Zにおいて互いに位置決めされる。
【0051】
図7~
図10に示すように、ノズル延出部31Bには、挿通孔37が設けられる。本実施形態において、挿通孔37は、工具軸方向Xに間隔をあけて2箇所に設けられる。
図8~
図10に示すように、ノズル延出部31Bには、ボルト案内孔38が形成されている。ボルト案内孔38は、ノズル延出部31Bにおいて、上下方向Zの下側の下面31bから上方に窪む。ボルト案内孔38は、挿通孔37及び雌ネジ穴52、53にボルト91を案内する。
図10に示すように、ボルト案内孔38は、上下方向Zの上側から下側に向かって、工具幅方向Yで接続流路部72から離間する方向にオフセットする。
【0052】
ボルト案内孔38及び挿通孔37は連通し、ノズル延出部31Bを上下方向Zに貫通する。ボルト案内孔38と挿通孔37との間には、テーパ面39が設けられる。テーパ面39は、挿通孔37に連なり、上下方向Zの下側から上側に向かって、内径が漸次縮小する。
図8、
図9に示すように、テーパ面39の中心位置C1は、第一位置決め面41に第一突き当たり面34を突き当てた状態で、雌ネジ穴52、53の中心位置C2よりも、工具軸方向Xの先端部20s側に偏心する。また、
図7に示すように、挿通孔37は、上下方向Zから見た際に、周方向の一部37wが工具軸方向Xの基端部20b側に拡がる楕円弧形状に設けられる。
【0053】
各挿通孔37には、ボルト91が挿通される。ボルト91は、挿通孔37を通して、第二位置決め面51に設けられた雌ネジ穴52、53に締結される。ノズル延出部31Bは、ボルト91によって第二位置決め面51に固定される。ボルト91の頭部の座面91aは、上下方向Zの下側から上側に向かって外径が漸次縮小するテーパ状とされる。ボルト91を、第二係合部33の挿通孔37を通して、第二位置決め部50の雌ネジ穴52、53に締結する際、ボルト91の座面91aが、テーパ面39に突き当たる。テーパ面39の中心位置C1が、雌ネジ穴52、53の中心位置C2よりも、工具軸方向Xの先端部20s側に偏心しているので、第一突き当たり面34を第一位置決め面41に突き当てた状態で、ボルト91を締め込むと、ボルト91の座面91aがテーパ面39において工具軸方向Xの基端部20b側の部分に突き当たる。これにより、ノズル30が、工具軸方向Xの基端部20b側に押圧され、第一係合部32が第一位置決め部40に密着する。また、挿通孔37の周方向の一部37wが工具軸方向Xの基端部20b側に拡がる楕円弧形状に形成されることで、工具軸方向Xの先端部20s側に中心位置C1が偏心しているテーパ面39にボルト91の座面91aが突き当たる際、ボルト91の軸部が挿通孔37に干渉することが抑えられる。
【0054】
図1、
図8に示すように、ノズル部31Cは、ノズル端部31Aの下部から工具軸方向Xの先端部20s側に突出する。ノズル部31Cの先端形状は、上下方向Zから見て円弧状に設けられる。ノズル部31Cは、ノズル面31fと、噴出口75と、を有する。ノズル面31fは、前壁面31gの下端から工具軸方向Xの先端部20s側に延びている。ノズル面31fは、上下方向Zの上側を向く。
【0055】
噴出口75は、ノズル面31fに設けられる。
図7に示すように、噴出口75は、上下方向Zから見て、ノズル部31Cの先端形状に沿って、円弧状に連続して設けられる。噴出口75は、ノズル面31fにおいて、上下方向Zの上方を向いて開口する。
【0056】
図8、
図9、
図12~
図14に示すように、ノズル内流路部70は、ノズル30内に設けられ、クーラントの流路を形成する。ノズル内流路部70は、ノズル延出部31B、及びノズル部31Cにわたって設けられる。
図8に示すように、ノズル内流路部70は、導入流路部71と、接続流路部72と、を備える。
【0057】
導入流路部71は、ホルダ内流路部80Aに連通する。導入流路部71は、ノズル内流路部70に連通するノズル側開口77を有する。ノズル側開口77は、第二位置決め面51に設けられた接続開口82と対向する位置に設けられる。導入流路部71は、ノズル側開口77から、上下方向Zに延びる。
【0058】
図8~
図10に示すように、接続流路部72は、工具幅方向Yから見た際に、テーパ面39及び挿通孔37に対して上下方向Zの下側に形成される。ここで、
図10に示すように、導入流路部71に対して、工具軸方向Xで重なる位置のボルト案内孔38は、上下方向Zの上側から下側に向かって、工具幅方向Yで接続流路部72から離間する方向にオフセットする。このため、導入流路部71を、工具幅方向Yに拡げ、その流路断面積を大きく確保する。
【0059】
接続流路部72は、導入流路部71と噴出口75とを接続する。接続流路部72は、工具軸方向Xに沿って延びる。
図8、
図11~
図14に示すように、接続流路部72は、延伸部73と、連通部74と、を有する。延伸部73は、導入流路部71から工具軸方向Xの先端部20s側に延びる。
【0060】
連通部74は、延伸部73から工具軸方向Xの先端部20s側に延び、噴出口75に連通する。
図8に示すように、連通部74の上下方向Zの上側の流路天井面74tは、工具軸方向Xの基端部20b側から先端部20s側に向かって、上下方向Zの下側(-Z側)に湾曲する湾曲部74wを有している。これにより、連通部74は、上下方向Zにおける流路高さが、工具軸方向Xの基端部20b側から先端部20s側に向かって漸次縮小する。
図11~
図13に示すように、湾曲部74wは、上下方向Zから見て、工具軸方向Xの先端部20s側に窪む円弧状に設けられる。この湾曲部74wは、上下方向Zの下側に向かって、その曲率半径が漸次拡径する。
【0061】
図8、
図11に示すように、連通部74の上下方向Zの下側の流路底面74dは、工具軸方向Xに延びている。これにより、連通部74は、湾曲部74wの下端74xと、流路底面74dとの間で、工具幅方向Yから見た際の流路高さが最小とされた、喉部74sを有している。
図8、
図11、
図14に示すように、連通部74は、この喉部74sを介して、噴出口75に連通する。
【0062】
また、
図12~
図14に示すように、連通部74は、工具幅方向Yにおける流路幅が、工具軸方向Xの基端部20b側から先端部20s側に向かって漸次拡大し、上下方向Zから見た際に扇状に設けられる。連通部74は、工具幅方向Yの両側に、流路第一側面74pと、流路第二側面74qと、を有する。流路第一側面74pは、連通部74において工具幅方向Yの第一側に設けられる。流路第一側面74pは、延伸部73に連続して工具軸方向Xに延びている。流路第二側面74qは、工具幅方向Yの第二側に設けられている。流路第二側面74qは、工具軸方向Xに対し、工具軸方向Xの基端部20b側から先端部20s側に向かって工具幅方向Yの第二側に傾斜して延びる。このように、流路第一側面74pと流路第二側面74qは、工具軸方向Xの基端部20b側から先端部20s側に向かって工具幅方向Yにおける間隔が漸次増大しており、これによって工具幅方向Yにおける流路幅が、工具軸方向Xの基端部20b側から先端部20s側に向かって漸次拡大する。
【0063】
ここで、
図3に示すように、複数本のボルト91のうち、最も工具軸方向Xの先端部20s側のボルト91は、連通部74に対して工具幅方向Yの第二側に配置される。連通部74は、工具幅方向Yから見た際に、最も工具軸方向Xの先端部20s側のボルト91が挿通されるボルト案内孔38に工具軸方向Xで重なる部分から、工具軸方向Xの先端部20s側に向かって、工具幅方向Yの一方側に拡がる。つまり、連通部74は、上下方向Zから見た際に、最も工具軸方向Xの先端部20s側のボルト91を迂回するように、このボルト91よりも工具軸方向Xの先端部20s側で、工具幅方向Yの一方側に拡がる。
【0064】
〔接続部の構成〕
図12~
図14に示すように、接続部77Aは、連通部74を上下方向Zから見た際に、工具幅方向Yにおける連通部74の中間部に配置される。
図9、
図11に示すように、接続部77Aは、連通部74において、上下方向Zに延び、流路天井面74tと流路底面74dとを接続するように設けられる。
【0065】
接続部77Aの上端部は、流路天井面74tの湾曲部74wの下端74xに接続されている。接続部77Aは、上端から下端に向かって、工具軸方向Xの先端部20s側から基端部20b側に傾斜する。
【0066】
図11に示すように、接続部77Aは、工具軸方向Xの基端部20b側の第一縁部77eと、工具軸方向Xの先端部20s側の第二縁部77fと、を有する。第二縁部77fは、上方から下方に向かって、工具軸方向Xの先端部20s側に傾斜して延びている。これにより、第一縁部77eと、噴出口75において、工具軸方向Xの先端部20s側に形成された噴出流路形成面75fとの間の間隔が、上方から下方に向かって漸次増大する。
【0067】
また、第一縁部77eは、上方から下方に向かって、工具軸方向Xの先端部20s側に傾斜して延びている。これにより、接続部77Aの特に下端部において、接続部77Aの工具軸方向X方向における太さが過度に小さくなることを抑え、接続部77Aの強度を確保する。
【0068】
図12~
図14に示すように、接続部77Aは、上下方向Zから見た際に、翼状の断面形状を有している。すなわち、接続部77Aは、上下方向Zから見た際に、第一縁部77eが丸く第二縁部77fが尖った形状を有している。なお、第一縁部77eの形状は、厳密な意味での円弧状でなくても、側面同士を滑らかに繋ぐ湾曲形状であればよい。また、第二縁部77fの形状は、先端が完全に鋭利な形状でなくても、先端側に近づくにつれ側面同士の距離が徐々に近づく形状であればよい。接続部77Aにおいて第一縁部77eと第二縁部77fとを結ぶ方向Dが、流路第一側面74pが延びる方向(工具軸方向X)に対して工具幅方向Yの第二側に傾斜している。接続部77Aにおいて第一縁部77eと第二縁部77fとを結ぶ方向Dは、流路第二側面74qが延びる方向D2に対して工具幅方向Yの第一側に傾斜している。これにより、接続部77Aは、流路第一側面74pが延びる方向(工具軸方向X)と、流路第二側面74qが延びる方向D2の中間の方向Dに延びる。
【0069】
図14に示すように、接続部77Aは、工具幅方向Yの両側に、接続部第一側面77pと、接続部第二側面77qと、を有する。接続部第一側面77pは、工具幅方向Yの第一側を向く。接続部第一側面77pは、第一縁部77eと第二縁部77fとを結ぶ方向Dに対して工具幅方向Yの第一側に膨出するよう湾曲している。
【0070】
ホルダ本体20に設けられたホルダ内流路部80からノズル側開口77を経てノズル30のノズル内流路部70に流れてきたクーラントは、導入流路部71を経て接続流路部72に流入する。接続流路部72において、クーラントは、工具幅方向Yから見た際に、流路天井面74tの湾曲部74wに沿って、工具軸方向Xの先端部20s側に向かって、上下方向Zの上側から下側に、斜め下方に案内される。一方、クーラントは、上下方向Zから見ると、上下方向Zの上方から下方に向かって漸次拡径する湾曲部74wに沿って、湾曲部74wの周方向(工具幅方向Y)に漸次拡がる。また、クーラントは、連通部74において、最も工具軸方向Xの先端部20s側のボルト91よりも工具軸方向Xの先端部20s側で、工具幅方向Yの一方側に拡がる。
延伸部73から連通部74に流入したクーラントは、工具幅方向Yにおける連通部74の中間部に配置された接続部77Aにより、流路天井面74tと流路底面74dとの間で、工具幅方向Yの第一側と第二側とに分かれて流れる。これにより、連通部74において、クーラントが、工具幅方向Yの第一側と第二側とに拡がるように流れる。
このようにして工具幅方向Yに拡がったクーラントは、湾曲部74wの下端74xと流路底面74dの間の喉部74sを通って、噴出口75に至り、噴出口75から上下方向Zの上側に向かって噴射される。
【0071】
〔インサートの構成〕
図1~
図4に示すように、インサート100は、取付座22に取り付けた状態で上下方向Zの上方から見ると、円形状に設けられる。インサート100の上面100tは、上下方向Zの上側を向く。上面100tの外周部には、上下方向Zから見て円弧状の切刃101が設けられる。本実施形態において、切刃101は、上面100tの全周にわたって円形状に設けられる。
【0072】
図2に示すように、インサート100は、大径部102と、小径部103と、を有する。大径部102は、インサート100の上下方向Zの上側に設けられる。大径部102は、上下方向Zの上側から下側に向かって、外径寸法が漸次縮小する。小径部103は、大径部102の下側に設けられる。小径部103は、大径部102よりも外径が小さい。小径部103は、上下方向Zの上側から下側に向かって、外径寸法が漸次縮小する。
【0073】
大径部102と小径部103との間には、上下方向Zの上側から下側に向かって、外径寸法が縮小する段部104が設けられる。段部104の外周面には、複数の位置決め凹部105が設けられる。位置決め凹部105は、段部104に設けられる。位置決め凹部105は、段部104に、径方向内側に窪むように設けられる。位置決め凹部105は、上下方向Zから見て、例えば、互いに直交する四方を向いて設けられる。
【0074】
インサート100は、インサート100の中心を挟んで対向する一対の位置決め凹部105に、取付座22の一対の支持壁22A、22Bの上端を下方から突き当てることで、インサート100の中心軸回りの回転が拘束される。
【0075】
上記したようなインサート着脱式切削工具1では、ホルダ本体20の基端部20bを工作機械に取り付けた状態で、取付座22に取り付けたインサート100によって溝などを形成するための切削加工を行う。ホルダ内流路部80A、80Bには、流入口81A、81Bに接続されるクーラント供給配管(図示無し)を通して、外部から液状のクーラントが送給される。ホルダ内流路部80A、80Bに送給されたクーラントは、接続開口82、ノズル側開口77を通してノズル内流路部70に流入し、噴出口75から上下方向Zの上側に向けて噴射される。噴出口75は、上下方向Zから見て円弧状であるので、インサート100の円弧状の切刃101による切削部位に対して、クーラントが円弧状に噴射される。このとき、取付基部25の先端面25fが、円弧状に設けられるので、噴出口75から噴射されるクーラントの妨げになることが抑えられる。
【0076】
〔本実施形態による作用効果〕
以上説明した本実施形態のホルダ(インサート着脱式ホルダ)10によれば、クーラントは、導入流路部71から、延伸部73、連通部74を順次経て、噴出口75へと至る。接続部77Aは、流路天井面74tと流路底面74dとを接続するように設けられている。この接続部77Aは、工具幅方向Yにおける連通部74の中間部に配置されている。このため、延伸部73から連通部74に流入したクーラントは、工具幅方向Yにおける連通部74の中間部に配置された接続部77Aにより、流路天井面74tと流路底面74dとの間で、工具幅方向Yの第一側と第二側とに分かれて流れる。これにより、連通部74において、クーラントが、工具幅方向Yの第一側と第二側とに拡がるように流れ、連通部74におけるクーラントの流れを、工具幅方向Yにおいて、より均一なものとすることができる。
また、流路天井面74tと流路底面74dとを接続するように設けられた接続部77Aにより、連通部74が形成された部分において、ノズル30を補強することができる。
【0077】
また本実施形態では、連通部74の工具幅方向Yにおける流路幅が、工具軸方向Xの基端部20b側から先端部20s側に向かって漸次拡大する。これにより、この場合、円弧状の噴出口75に向けて、クーラントの流れを工具幅方向Yに、より均一に拡げていくことができる。
【0078】
また本実施形態では、工具軸方向Xに延びている流路第一側面74pに対し、流路第二側面74qは、噴出口75に向けて、流路第一側面74pから工具幅方向Yに離間するように傾斜している。このため、延伸部73から連通部74に流れ込んだクーラントは、工具幅方向Yの第一側に比較し、工具幅方向Yの第二側に拡がりにくくなる。これに対し、接続部77Aを設けることで、クーラントを、工具幅方向Yの第二側に効率良く導くことができ、クーラントの流れを工具幅方向Yに、より均一に拡げていくことができる。
【0079】
また本実施形態では、接続部77Aは、流路第一側面74pが延びる方向と、流路第二側面74qが延びる方向の中間の方向に延びる。これにより、連通部74は、接続部77Aと流路第一側面74pとの間と、接続部77Aと流路第二側面74qとの間で、それぞれ、その流路幅が、工具軸方向Xの基端部20b側から先端部20s側に向かって漸次拡大することとなる。これにより、接続部77Aに対して工具幅方向Yの第一側と工具幅方向Yの第二側とで、それぞれ、クーラントの流れを均一に拡げていくことができる。
【0080】
また本実施形態では、接続部第一側面77pは、第一縁部77eと第二縁部77fとを結ぶ方向Dに対して工具幅方向Yの第一側に膨出するよう湾曲する。これにより、接続部77Aに対して工具幅方向Yの第一側で、連通部74の接続部77Aと流路第一側面74pとの間に流れ込んだクーラントが、湾曲した接続部第一側面77pに沿って流れる。これにより、クーラントの流れが、接続部第一側面77pから剥離するのを抑えることができ、接続部77Aと流路第一側面74pとの間で、乱流が生じるのを抑えることができ、クーラントを噴出口75に向けてスムーズに案内することができる。
【0081】
また本実施形態では、第二縁部77fが、上下方向Zの他方側から上下方向Zの一方側に向かって、工具軸方向Xの先端部20s側に傾斜して延びている。これにより、接続部77Aの第二縁部77fに対し、工具軸方向Xの先端部20s側で、噴出口75におけるクーラントの流路が接続部77Aによって狭められるのを抑えることができる。これにより、クーラントを、噴出口75へとスムーズに案内することができる。
【0082】
また本実施形態では、連通部74は、上下方向Zにおける流路高さが、工具軸方向Xの基端部20b側から先端部20s側に向かって漸次縮小する。このため、クーラントの流路は、噴出口75の手前で上下方向Zに絞られる。これにより、クーラントを、上下方向Zに絞られた流路を経て、噴出口75から勢いよく噴射させることができる。その結果、ホルダ本体20に対し、クーラントを、より均一に供給することができる。
【0083】
また本実施形態では、連通部74を流れるクーラントは、流路天井面74tの湾曲部74wに沿って、工具軸方向Xの基端部20b側から先端部20s側に向かって、上下方向Zの下側にスムーズに案内されていく。これにより、クーラントを、噴出口75の全体にわたって均一に拡げ、噴出口75から勢いよく噴射させることができる。
【0084】
また本実施形態では、湾曲部74wが、工具軸方向Xの先端部20s側に窪む円弧状であり、しかも、上下方向Zの下側に向かって漸次拡径している。このため、湾曲部74wによって上下方向Zの下側に順次案内されるクーラントの流れを、連通部74から円弧状の噴出口75に向けて工具幅方向Yにスムーズに拡げていくことができる。
【0085】
また本実施形態では、円弧状の切刃101の逃げ面に対して、円弧状の噴出口75から、クーラントを、より均一に噴射することができる。
【0086】
また本実施形態では、ノズル30を3Dプリンタで製造することで、通常の金型を用いた鋳造や機械加工では製造が困難な、ノズル内流路部70を内部に有したノズル30を容易に製作することができる。しかも、接続部77Aにより、流路天井面74tと流路底面74dとが接続される。このような接続部77Aにより、連通部74が形成された部分において、ノズル30を補強することができ、3Dプリンタによるノズル30の製造を、より確実に行うことができる。
【0087】
〔本発明に含まれるその他の構成〕
なお、本発明は前述の実施形態に限定されず、例えば下記に説明するように、本発明の趣旨を逸脱しない範囲において構成の変更等が可能である。
【0088】
前述の実施形態では、上下方向Zから見た際の接続部77Aの形状について例示したが、その具体的な形状、大きさ等は適宜変更可能である。
例えば、
図15に示すノズル30Bは、接続部77Bの第一縁部77gを、接続部77Aの第一縁部77e(
図14参照)に比較し、工具軸方向Xの基端部20b側に延長させたような形状を有している。
【0089】
接続部77Bは、工具幅方向Yの両側に、接続部第一側面77pと、接続部第二側面77qと、を有する。接続部第一側面77pは、第一縁部77gと第二縁部77fとを結ぶ方向Dに対して工具幅方向Yの第一側に膨出するよう湾曲している。また、接続部第二側面77qは、第一縁部77gと第二縁部77fとを結ぶ方向Dに対して工具幅方向Yの第一側に窪むように湾曲している。
【0090】
このようなノズル30Bでは、接続部77Bを工具軸方向Xの基端部20b側に延長することで、連通部74におけるクーラントの流れを、工具幅方向Yにおいて、より均一なものとすることができる。
【0091】
前述の実施形態では、ホルダ本体20、ノズル30の具体的な構成の例を挙げたが、これに限らない。ホルダ本体20やノズル30の形状、各部の構成は、適宜変更可能である。
【0092】
前述の実施形態では、インサート100の構成の例を挙げたが、これに限らない。インサート100自体の形状や各部の構成、インサート100のホルダ本体20に対する取付構造等は適宜変更してもよい。
【0093】
本実施形態では、ホルダ本体20とノズル30とが別部材であって、これらが互いにボルト固定される場合について説明した。しかしながら、ホルダ本体20とノズル30とは単一の部材から構成されていてもよい。この場合、ホルダ本体20とノズル30とを含む単一の部材は、三次元造形機によって製造される。また、ホルダ本体20とノズル30とが別部材である場合であっても、これらは接着、溶接などの他の手段によって互いに固定されていてもよい。
【0094】
その他、本発明の趣旨から逸脱しない範囲において、前述の実施形態、変形例およびなお書き等で説明した各構成(構成要素)を組み合わせてもよく、また、構成の付加、省略、置換、その他の変更が可能である。また本発明は、前述した実施形態によって限定されず、特許請求の範囲によってのみ限定される。
【符号の説明】
【0095】
10…ホルダ(インサート着脱式ホルダ)
20…ホルダ本体
20b…基端部
20s…先端部
22…取付座
30、30B…ノズル
38…ボルト案内孔
70…ノズル内流路部
71…導入流路部
72…接続流路部
73…延伸部
74…連通部
74d…流路底面
74p…流路第一側面
74q…流路第二側面
74t…流路天井面
74w…湾曲部
75…噴出口
77A、77B…接続部
77e…第一縁部
77f…第二縁部
77g…第一縁部
77p…接続部第一側面
80A、80B…ホルダ内流路部
100…インサート
101…切刃
X…工具軸方向(第一方向)
Y…工具幅方向(第三方向)
Z…上下方向(第二方向)
+Z側…上側(第二方向の一方側)
-Z側…下側(第二方向の他方側)