特許 7336086 ヘッド交換式切削工具

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B1)

(11)【特許番号】

(24)【登録日】2023-08-23

(45)【発行日】2023-08-31

(54)【発明の名称】ヘッド交換式切削工具

(51)【国際特許分類】

   B23B 29/00 20060101AFI20230824BHJP

【ＦＩ】

B23B29/00 P

B23B29/00 A

【請求項の数】 7

(21)【出願番号】P 2022160283

(22)【出願日】2022-10-04

【審査請求日】2022-10-04

【早期審査対象出願】

(73)【特許権者】

【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】近藤 佑磨

【審査官】中川 康文

(56)【参考文献】

【文献】特開２０１９－０９３５０９（ＪＰ，Ａ）

【文献】特表２００７－５０２７１９（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開平１１－０７７４１１（ＪＰ，Ａ）

【文献】実開昭６１－１５９１０７（ＪＰ，Ｕ）

【文献】特開昭５９－０５９３０３（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開昭５７－１７８６０４（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開昭５５－０７０５１２（ＪＰ，Ａ）

【文献】米国特許出願公開第２０２２／０１９３８４１（ＵＳ，Ａ１）

【文献】米国特許出願公開第２００６／００４８６１５（ＵＳ，Ａ１）

【文献】特開２０１１－００５６３１（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｂ２３Ｂ ２７／００－２９／３４

Ｂ２３Ｂ ５１／００－５１／１４

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

ヘッドの交換が可能なヘッド交換式の切削工具であって、
前記ヘッドに設けられた着脱用の突起部または穴部と、
前記ヘッドが装着可能なシャンクと、
該シャンクの端部に設けられた、中心軸に沿って前記突起部を着脱可能な穴部または突起部と、
前記突起部を前記穴部の内周面に向けて押圧する固定部材と、
前記シャンクに設けられた、前記固定部材を締結するための被締結部と、
を備え、
前記穴部は、その横断面形状が曲率半径Ｒ１の略円形であり、
前記突起部は、その横断面形状が、その外周面のうち前記穴部の前記内周面に接触する接触部と、該外周面の一部に前記内周面に対応した仮想円から径方向内側に退避するように形成され、当該内周面と接触しない逃げ部と、を有する形状であり、
かつ、前記突起部は、その横断面形状が、前記穴部の曲率半径Ｒ１よりも大きな曲率半径Ｒ２の部分を有する形状であり、当該部分に第１の逃げ部が形成されていて、
前記第１の逃げ部は、当該突起部のうち、前記固定部材が当接する被当接部とは反対側に形成されていて、
前記突起部は、その横断面形状が、前記穴部の曲率半径Ｒ１よりも大きな曲率半径Ｒ３の部分を有する形状であり、当該部分に第２の逃げ部が形成されていて、
前記第２の逃げ部が一対形成されていて、これら一対の第２の逃げ部が、前記被当接部の中央と前記中心軸とを結ぶ線を中心にして線対称に形成されている、
ヘッド交換式切削工具。

【請求項2】

前記中心軸に沿って見た、前記仮想円と前記突起部の外周面との間に形成される前記逃げ部の形状は２つの曲線あるいは該曲線に近似した線で画定される、請求項１に記載のヘッド交換式切削工具。

【請求項3】

前記逃げ部は、曲率が異なる２つの円弧によって画定される形状である、請求項２に記載のヘッド交換式切削工具。

【請求項4】

前記突起部の曲率半径Ｒ２の部分および曲率半径Ｒ３の部分におけるＲ２およびＲ３の大きさが、前記穴部の曲率半径Ｒ１に対し、Ｒ１＜Ｒ３＜Ｒ２となっている、請求項１に記載のヘッド交換式切削工具。

【請求項5】

前記突起部の曲率半径Ｒ２の部分および曲率半径Ｒ３の部分におけるＲ２およびＲ３の大きさが、前記穴部の曲率半径Ｒ１に対し、Ｒ１＜Ｒ２＜Ｒ３となっている、請求項１に記載のヘッド交換式切削工具。

【請求項6】

前記突起部の曲率半径Ｒ２の部分および曲率半径Ｒ３の部分におけるＲ２およびＲ３の大きさが、前記穴部の曲率半径Ｒ１に対し、Ｒ１＜Ｒ２＝Ｒ３となっている、請求項１に記載のヘッド交換式切削工具。

【請求項7】

前記穴部の曲率半径Ｒ１が、前記シャンクの大きさに応じて、前記穴部の周囲の肉厚を必要十分に確保しうる範囲の値に設定されている、請求項１から６のいずれか一項に記載のヘッド交換式切削工具。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、ヘッド交換式切削工具とその締結用突起部に関する。

【背景技術】

【0002】

シャンクに対してヘッドの着脱が可能なヘッド交換式の切削工具が利用されている。例えば、自動盤等では機内でインサート交換をすることが難しかったり、できなかったりする場合があるが、かかるヘッド交換式切削工具を用いれば、旋盤の刃物台等からシャンクを取り外すことなくヘッドだけを交換することが可能となるため旋削作業をするうえで便宜である。このようなヘッド交換式切削工具としては、従来、ヘッド着脱用の突起部と、この突起部が取り付けられるシャンクの穴部とが接触する部分に、当該接触部の一部を逃がすための逃げ部を設けた構造を採用したものが提案されている。このような構造として、例えば特許文献１や特許文献２では、穴部を非変形形状にすることで、断面円形の突起部を取り付けた場合に隙間が形成されて逃げ部となる構造の工具や機構が説明されている。また、ヘッド交換式工具ではないものの、旋盤用のボーリングバー（内径加工用工具）における着脱機構において逃げ部を設けた構成（特許文献３参照）や、ツールホルダ（転削工具や穴加工工具用）にクランプされるシャンクの着脱機構において逃げ部を設けた構成（特許文献４，５参照）が開示されてもいる。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【文献】特開昭５７－１７８６０４号公報

【文献】特開昭５９－５９３０３号公報

【文献】米国特許出願公開第２００６／００４８６１５Ａ１号

【文献】特表２００７－５０２７１９号公報

【文献】特開昭５５－７０５１２号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

しかし、上記のように穴部側を非円形にするには１回のドリル加工では無理であり、エンドミルを使った複数工程の加工、場合によってはその途中で工具の交換が必要となるなど工程や作業時間が多くなり、そのぶん加工コストが高くなりやすい。

【0005】

また、特許文献１のごとくシャンクのクランプ面側に隙間（逃げ部）を設けた場合、シャンクの肉厚が薄くなり、クランプ時の外圧でシャンクが変形してしまい、ヘッドの着脱ができなくなることがある。そうなると、旋盤の刃物台にシャンクを取り付けた状態のままヘッドだけ交換することができるというヘッド交換式切削工具の利点が失われかねない。

【0006】

そこで、本発明は、ヘッドを着脱する部分に逃げ部を形成する場合の加工コストを抑えることができ、かつ、シャンクが変形してしまうことをも抑えることが可能な構造のヘッド交換式切削工具とその締結用突起部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】

【0007】

本発明の一態様は、ヘッドの交換が可能なヘッド交換式の切削工具であって、
ヘッドに設けられた着脱用の突起部または穴部と、
ヘッドが装着可能なシャンクと、
該シャンクの端部に設けられた、中心軸に沿って突起部を着脱可能な穴部または突起部と、
突起部を穴部の内周面に向けて押圧する固定部材と、
シャンクに設けられた、固定部材を締結するための被締結部と、
を備え、
穴部は、その横断面形状が曲率半径Ｒ１の略円形であり、
突起部は、その横断面形状が、その外周面のうち穴部の内周面に接触する接触部と、該外周面の一部に内周面に対応した仮想円から径方向内側に退避するように形成され、当該内周面と接触しない逃げ部と、を有する形状である、ヘッド交換式切削工具である。

【0008】

かかる態様のヘッド交換式切削工具によれば、逃げ部が、穴部にではなく突起部の外周面に設けられていることから、当該穴部が円形であってもまったく差し支えない。そうした場合、かかる穴部を１回のドリル加工のみで円形に仕上げることができるので、穴部を非円形に加工する場合に比べて工程や作業時間が少なくて済み、そのぶん加工コストを抑えることが可能となる。また、このように突起部に逃げ部を設けることとすれば、穴部に逃し加工をした場合と比べ、穴部の周囲の肉厚を確保しやすくなり、ひいては穴部の変形を抑制できるようになる結果、シャンクの変形が抑えられるようになる。

【0009】

上記のごときヘッド交換式切削工具において、中心軸に沿って見た、仮想円と突起部の外周面との間に形成される逃げ部の形状は２つの曲線あるいは該曲線に近似した線で画定されるものであってもよい。

【0010】

上記のごときヘッド交換式切削工具において、逃げ部は、曲率が異なる２つの円弧によって画定される形状であってもよい。

【0011】

上記のごときヘッド交換式切削工具において、突起部は、その横断面形状が、穴部の曲率半径Ｒ１よりも大きな曲率半径Ｒ２の部分を有する形状であり、当該部分に第１の逃げ部が形成されていてもよい。

【0012】

上記のごときヘッド交換式切削工具において、第１の逃げ部は、当該突起部のうち、固定部材が当接する被当接部とは反対側に形成されていてもよい。

【0013】

上記のごときヘッド交換式切削工具において、突起部に逃げ部が複数形成されていてもよい。

【0014】

上記のごときヘッド交換式切削工具において、突起部は、その横断面形状が、穴部の曲率半径Ｒ１よりも大きな曲率半径Ｒ３の部分を有する形状であり、当該部分に第２の逃げ部が形成されていてもよい。

【0015】

上記のごときヘッド交換式切削工具において、第２の逃げ部が一対形成されていてもよい。

【0016】

上記のごときヘッド交換式切削工具において、一対の第２の逃げ部が、中心軸を挟む位置に形成されていてもよい。

【0017】

上記のごときヘッド交換式切削工具において、一対の第２の逃げ部が、被当接部の中央と中心軸とを結ぶ線を中心にして線対称に形成されていてもよい。

【0018】

上記のごときヘッド交換式切削工具において、突起部の曲率半径Ｒ２の部分および曲率半径Ｒ３の部分におけるＲ２およびＲ３の大きさが、穴部の曲率半径Ｒ１に対し、Ｒ１＜Ｒ３＜Ｒ２となっていてもよい。

【0019】

上記のごときヘッド交換式切削工具において、突起部の曲率半径Ｒ２の部分および曲率半径Ｒ３の部分におけるＲ２およびＲ３の大きさが、穴部の曲率半径Ｒ１に対し、Ｒ１＜Ｒ２＜Ｒ３となっていてもよい。

【0020】

上記のごときヘッド交換式切削工具において、突起部の曲率半径Ｒ２の部分および曲率半径Ｒ３の部分におけるＲ２およびＲ３の大きさが、穴部の曲率半径Ｒ１に対し、Ｒ１＜Ｒ２＝Ｒ３となっていてもよい。

【0021】

上記のごときヘッド交換式切削工具において、穴部の曲率半径Ｒ１が、シャンクの大きさに応じて、穴部の周囲の肉厚を必要十分に確保しうる範囲の値に設定されていてもよい。

【0022】

本発明の別の一態様は、ヘッドと該ヘッドが装着可能なシャンクとを含むヘッド交換式の切削工具における、ヘッドとシャンクの一方に設けられた穴部に対して中心軸に沿って着脱可能にヘッドとシャンクの他方に設けられた締結用の突起部であって、
当該突起部は、
その横断面形状が、その外周面の一部に、仮想円から径方向内側に退避して逃げ部を形成する円弧状の複数の逃げ部形成面と、
複数の逃げ部形成面の間であって仮想円上に位置する接触部形成領域と、
を有する形状である、ヘッド交換式切削工具の締結用突起部である。

【図面の簡単な説明】

【0023】

【図1】本発明の一実施形態におけるヘッド交換式切削工具を構成するヘッドとシャンクの分解斜視図である。

【図2】シャンクを左側面から見た図である。

【図3】シャンクを上面から見た図である。

【図4】図２に示したシャンクの被締結部の周辺を拡大して示す図である。

【図5】図４中のV-V線におけるシャンクの断面図である。

【図6】ヘッドを左側面から見た図である。

【図7】図６中のVII-VII線におけるヘッドの着脱用突起の断面形状を示す図である。

【図8】ヘッドの着脱用突起の断面形状をよりわかりやすく示す図である。

【図9】突切り加工、溝入れ加工の際における切削力の作用のしかたについて説明する図である。

【図10】突切り加工、溝入れ加工の際の切削力による外力がヘッドの突起部に作用する方向について説明する図である。

【図11】穴部の曲率半径Ｒ１＜第２の逃げ部の曲率半径Ｒ３＜第１の逃げ部の曲率半径Ｒ２である場合の突起部の断面形状について説明する図である。

【図12】外径加工の際における切削力の作用のしかたについて説明する図である。

【図13】外径加工の際の切削力による外力がヘッドの突起部に作用する方向について説明する図である。

【図14】穴部の曲率半径Ｒ１＜第１の逃げ部の曲率半径Ｒ２＝第２の逃げ部の曲率半径Ｒ３である場合の突起部の断面形状について説明する図である。

【図15】ヘッドを取り付けたシャンクに固定ねじをねじ込みヘッドを固定する様子を示す斜視図である。

【図16】自動盤の刃物台にシャンクを取り付けた状態を示す斜視図である。

【図17】自動盤の刃物台にシャンクを取り付けた状態で固定ねじを外す様子を示す斜視図である。

【発明を実施するための形態】

【0024】

以下、図面を参照しつつ本発明に係るヘッド交換式切削工具の好適な実施形態について詳細に説明する（図１等参照）。

【0025】

ヘッド交換式切削工具１０は、自動盤（図示省略）などでの加工時、切削インサート６０の切れ刃６１を送ることでワーク（図示省略）に切り込む工具として構成されている。また、刃物台１００に複数種類のヘッド交換式切削工具１０を「くし刃型」に配置し、旋削加工の態様に応じて刃物台１００をＸ軸方向（例えば、シャンク２０の中心軸Ｘ１に沿った方向）やこれに垂直なＺ軸方向、さらにはＸ軸方向およびＺ軸方向の両者に垂直なＹ軸方向に動かし、切削インサート６０を適宜に選択し移動して入れ替えながら所期の加工を行う場合もある（図１５～図１７参照）。

【0026】

このような旋削加工に用いられる本実施形態のヘッド交換式切削工具１０は、シャンク２０に対してヘッド４０を着脱することが可能なヘッド交換式の切削工具であり、これらシャンク２０とヘッド４０、さらに、シャンク２０にヘッド４０を固定するための固定ねじ（固定部材）３０を備える（図１～図７等参照）。

【0027】

シャンク２０は、その被把持部（本実施形態のシャンク２０においては、横断面が一定である本体部分）２０Ｇを把持された状態で刃物台１００に取り付けられるように形成されている（図１～図３等参照）。本実施形態のシャンク２０は、当該シャンク２０の被把持部２０Ｇの中心を通る中心軸Ｘ１（図１等参照）に沿って長手方向（上述のＸ軸方向に一致する方向）に延びる形状であって、かつ、中心軸Ｘ１に垂直な横断面形状が矩形状となる略直方体形状である（図１～図３等参照）。シャンク２０を側面（本実施形態では、被締結部２７が見える面をシャンク２０の側面としている）２０ｓから見た際の被把持部２０Ｇの幅（本実施形態では「シャンク厚み」という）はＨであり（図２参照）、シャンク２０を上面２０ｕから見た際の被把持部２０Ｇの幅（本実施形態では「シャンク幅」という）はＢである（図３参照）。

【0028】

シャンク２０の先端部（ヘッド４０が着脱される側）２０ａには着脱用穴部２５と被締結部２７とが設けられている（図１、図５等参照）。着脱用穴部２５は、ヘッド４０を装着するための穴で構成されていて、当該着脱用穴部２５にヘッド４０の着脱用突起部４５を嵌合させることが可能となっている。被締結部２７は、固定ねじ３０をねじ込むためのねじ穴等で形成されている。この被締結部２７に固定ねじ３０を締結すれば、当該固定ねじ３０の端部で着脱用突起部４５を着脱用穴部２５の内周面２５ｉに向けて押圧し、ヘッド４０を固定することができる。本実施形態のヘッド交換式切削工具１０においては、シャンク２０の先端部２０ａに形成された、側面２０ｓのほうに突出する段部２０ｄに上記の被締結部２７が設けられている（図１、図２等参照）。なお、この段部２０ｄには、先端部２０ａに装着されるヘッド４０の凹部４８に嵌まることで当該ヘッド４０の向きを一意的に画定させる凸部２８が設けられている（図３、図６Ａ等参照）。

【0029】

固定ねじ３０は、ヘッド４０の着脱用突起部４５をシャンク２０の着脱用穴部２５の内周面２５ｉに向けて押圧することで当該ヘッド４０を固定する部材である（図１等参照）。このような固定部材として本実施形態ではねじを用いるが、例えばレバーやバネ、くさび、これらの組み合わせ等といった、ねじ以外の部材を用いてヘッド４０を固定してもよい。

【0030】

ヘッド４０はシャンク２０に着脱可能な部材であり、着脱用突起部４５とインサート取付座４９を備えている。インサート取付座４９には切削インサート６０が取り付けられる（図１等参照）。着脱用突起部４５には、所定の断面形状とされた外周面４５ｏを有する形状であり、シャンク２０の着脱用穴部２５に対し、中心軸Ｘ１に沿って着脱することができるように構成されている。着脱用突起部４５の側部には、固定ねじ３０の先端が当接する所定形状（例えば長穴形状や楕円形状など）の被当接部４５ｐが形成されている（図１、図６等参照）。

【0031】

上記したごときシャンク２０の着脱用穴部２５の形状、およびヘッド４０の着脱用突起部４５の断面形状について説明する。まず、シャンク２０の着脱用穴部２５については、その横断面形状（本実施形態のヘッド交換式切削工具１０の場合には、中心軸Ｘ１に垂直な断面上の現れる形状）が曲率半径Ｒ１の略円形としている（図５等参照）。ここでいう略円形というのは、基本的形状としての真円のほか、加工の誤差等の影響により厳密には真円ではない形状をも含むものであるという趣旨である。一方、ヘッド４０の着脱用突起部４５については、横断面形状が、その外周面４５ｏの一部に、仮想円（本実施形態では、着脱用穴部２５の内周面２５ｉの断面形状に沿った円を仮想円とする）ＶＣから径方向内側に退避して逃げ部５０を形成する円弧状の複数の逃げ部形成面５０ａと、これら複数の逃げ部形成面５０ａの間であって仮想円ＶＣ上に位置する接触部（本明細書では、接触部形成領域という場合がある）４５ｃと、を有する形状となっている（図８参照）。この結果、本実施形態の着脱用突起部４５は、外周面４５ｏの一部に、着脱用穴部２５の内周面２５ｉに接触する接触部４５ｃ（図中では、丸印で囲んで図示している）と、該外周面４５ｏの一部に形成された逃げ部５０と、を有する横断面形状となっている（図７等参照）。このようにして、着脱用穴部２５と着脱用突起部４５との間に形成されるべき逃げ部を、着脱用穴部２５にではなく着脱用突起部４５の外周面４５ｏに設けることとした場合、着脱用穴部２５を略円形（真円を含む）とすることに何ら差し支えがなくことから、当該着脱用穴部２５を１回のドリル加工のみで円形に仕上げることを採択することが可能となる。こうした場合には、穴部を非円形に加工する場合に比べ加工の工程や作業時間が少なくて済み、そのぶん加工コストを抑えることが可能となる。また、穴部に逃し加工をする場合には、穴部の周囲に相応の肉厚を確保するなどしてシャンクの強度に配慮をする必要があるが、本実施形態のごとく着脱用穴部２５を略円形（真円を含む）とした場合には強度の偏りを抑えやすくなり、その周囲の必要以上の肉厚を確保しなくても済むといったように、シャンク２０の小型軽量化を図りつつも変形が抑えられるようにすることが可能となる。さらに、別言すれば、本実施形態のヘッド交換式切削工具１０においては、シャンク２０の変形問題が生じないぎりぎりの穴径まで着脱用穴部２５を大きくすることができるから、これに応じてヘッド４０の着脱用突起部４５の外径を大きくすることで、ヘッド固定時の安定性（クランプ剛性）を高めることができるようになる。

【0032】

ヘッド４０の着脱用突起部４５の外周面４５ｏの一部に形成される逃げ部５０としては種々の態様のものが考えられるが、一例としては、中心軸Ｘ１に沿って見たときの形状が、２つの曲線あるいは該曲線に近似した線、たとえば曲率が異なる２つの円弧によって画定されるようないわば三日月状である逃げ部５０を挙げることができる（図８等参照）。このような形状の逃げ部５０は、例えば、着脱用突起部４５の外周面４５ｏの一部を、着脱用穴部２５の曲率半径Ｒ１よりも大きい曲率半径（例えばＲ２やＲ３）の円弧となるように切削することで形成することが可能であるから、穴のほうではなく着脱用突起部４５の外周面４５ｏを加工すればよいことも相まって、加工に要する手間や時間を少なくすることが可能である。もちろん、曲率が異なる２つの円弧というのは２つの曲線の一例にすぎず、この他にも、例えば楕円曲線や放物線など、加工により実現されうる曲線である限りはとくに限定されることはない。また、このように加工により実現されうる形状である限り、逃げ部５０を形成する着脱用突起部４５の外周面４５ｏの一部形状（逃げ部形成面４５ａの形状）は、曲線に近似した線を含むものであってもよい。曲線に近似した線としては、例えば、全体としては略曲線だが一部を微小な直線や折れ線で置き換えたような線や、曲線の一部に直線に近似した部分を含む線、あるいは、短い多数の直線からなる折れ線の部分を一部に含む曲線状の線などが挙げられる。

【0033】

上記のような逃げ部５０として、本実施形態のヘッド交換式切削工具１０においては、着脱用突起部４５の外周面４５ｏに、互いに形状ないしは大きさが異なる第１の逃げ部５１と第２の逃げ部５２とを設けている（図８参照）。

【0034】

第１の逃げ部５１は、着脱用突起部４５の外周面４５ｏの一部を、着脱用穴部２５の曲率半径Ｒ１よりも大きな曲率半径Ｒ２の円弧部分を有する横断面形状となるように加工することにより、当該着脱用突起部４５の外周面４５ｏと着脱用穴部２５の内周面２５ｉとの間に形成されている（図８参照）。本実施形態では、当該第１の逃げ部（曲率半径Ｒ２の部分）５１を、固定ねじ３０（あるいは該固定ねじ３０の先端が当接する被当接部４５ｐ）がある位置（図８における３時の位置）とは中心軸Ｘ１を挟んで反対側となる位置（図８における９時の位置）に形成している（図８参照）。

【0035】

第２の逃げ部５２は、着脱用突起部４５の外周面４５ｏの一部を、着脱用穴部２５の曲率半径Ｒ１よりも大きな曲率半径Ｒ３の円弧部分を有する横断面形状となるように加工することにより、当該着脱用突起部４５の外周面４５ｏと着脱用穴部２５の内周面２５ｉとの間に形成されている（図８参照）。本実施形態では、一対の第２の逃げ部（曲率半径Ｒ３の部分）５２を、中心軸Ｘ１を挟む位置に形成している。これら一対の第２の逃げ部５２は、固定ねじ３０（あるいは該固定ねじ３０の先端が当接する被当接部４５ｐ）がある位置の中央（図８における３時の位置）と中心軸Ｘ１とを結ぶ中心線Ｘ２を中心にして線対称となるように、図８における１２時の位置と６時の位置に形成されている。

【0036】

着脱用突起部４５の外周面４５ｏの一部には、着脱用穴部２５の内周面２５ｉに向け押圧された状態で接触することとなる部分（本明細書では「接触部」という）４５ｃが形成される。本実施形態のヘッド交換式切削工具１０においては、上側（１２時の位置）の第２の逃げ部５２と第１の逃げ部５１との間に接触部４５ｃが形成され、下側（６時の位置）の第２の逃げ部５２と第１の逃げ部５１との間に別の接触部４５ｃが形成されていて（図８参照）、固定ねじ３０との接触点を含めればいわば３点接触のクランプ機構となる構造を採用している。ちなみに、このような３点接触のクランプ機構を構築するには３つの接触点以外は逃がす必要がある。また、万が一、クランプ時の外圧が大きすぎて着脱用穴部２５に変形が生じたとしても、着脱用突起部４５と当該着脱用穴部２５との隙間を十分に確保でき、確実な３点接触状態を維持することが可能である。

【0037】

これら接触部４５ｃは、第１の逃げ部５１と第２の逃げ部５２との間に形成されるという性質上、曲率半径Ｒ２と曲率半径Ｒ３の大小関係等に応じてその位置（より詳細には、周方向の位置）が変わってくる。本実施形態では、以下に説明するように、加工の種類に応じてこれら曲率半径Ｒ２と曲率半径Ｒ３の大小関係や接触部４５ｃの周方向位置を適宜に変えることとしている。

【0038】

［第１の態様］
ヘッド交換式切削工具１０により突っ切り加工や溝入れ加工を行う場合、第１の逃げ部（曲率半径Ｒ２の部分）５１におけるＲ２の大きさ、および第２の逃げ部（曲率半径Ｒ３の部分）５２におけるＲ３の大きさが、穴部の曲率半径Ｒ１に対し、Ｒ１＜Ｒ３＜Ｒ２となるようにすることができる（図１１参照）。突っ切り加工や溝入れ加工をする際、図９に示すような切削力が切削インサート６０に作用する結果、ヘッド４０の着脱用突起部４５には、中心軸Ｘ１から、中心線Ｘ２とは垂直な方向に向けて（図１０に示す例であれば、第２の逃げ部５２がある１２時の方向に向けて）外力が作用し、これによって着脱用突起部４５がその方向の内周面２５ｉに押圧される。これに対しては、上記のごとくＲ１＜Ｒ３＜Ｒ２とすることで、接触部４５ｃを１２時のほうに（もう一方の接触部４５ｃについては、６時のほうに）近づける（別言すれば、中心軸Ｘ１と接触部４５ｃとを結ぶ線Ｘ３と、中心線Ｘ２とがなす角度θをより大きな値θ１として、中心線Ｘ２と接触部４５ｃとの距離Ｌをより大きな値Ｌ１とする）ことができるから、これにより、第２の逃げ部５２がある方向に向けて作用する外力に対してより強く抗することができるようになる。このように、着脱用突起部４５の動く方向に接触部４５ｃを配置することで、当該着脱用突起部４５のたわみを抑制することができる（図９～図１１参照）。

【0039】

［第２の態様］
ヘッド交換式切削工具１０により外径加工を行う場合、第１の逃げ部（曲率半径Ｒ２の部分）５１におけるＲ２の大きさ、および第２の逃げ部（曲率半径Ｒ３の部分）５２におけるＲ３の大きさが、穴部の曲率半径Ｒ１に対し、Ｒ１＜Ｒ２＜Ｒ３となるようにすることができる（図１４参照）。外径加工をする際、図１２に示すような切削力が切削インサート６０に斜めの方向に作用する（斜めになる理由は、切削の主分力に加えて、送りにより送り分力が発生するため）結果、ヘッド４０の着脱用突起部４５には、中心軸Ｘ１から図１４中の左上方に向けて外力が作用し、これによって着脱用突起部４５がその方向の内周面２５ｉに押圧される。これに対しては、上記のごとくＲ１＜Ｒ２＜Ｒ３とすることで、接触部４５ｃを９時のほうに近づける（別言すれば、中心軸Ｘ１と接触部４５ｃとを結ぶ線Ｘ３と、中心線Ｘ２とがなす角度θをより小さな値θ２として、中心線Ｘ２と接触部４５ｃとの距離Ｌをより小さな値Ｌ２とする）ことができるから、これにより、第１の逃げ部５１に近い方向に向けて作用する外力に対してより強く抗することができるようになる。このように、着脱用突起部４５の動く方向に接触部４５ｃを配置することで、当該着脱用突起部４５のたわみを抑制。することができる（図１２～図１４参照）。

【0040】

［第３の態様］
ヘッド交換式切削工具１０により突っ切り加工や溝入れ加工も行うし、外径加工も行うという場合には、第１の逃げ部（曲率半径Ｒ２の部分）５１におけるＲ２の大きさ、および第２の逃げ部（曲率半径Ｒ３の部分）５２におけるＲ３の大きさが、穴部の曲率半径Ｒ１に対し、例えばＲ１＜Ｒ２＝Ｒ３となるようにすることができる。要は、上記の第１の態様と第２の態様の中間の態様となるようにすることで、どちらの加工をも念頭においた汎用的な構成とすることができる。

【0041】

本実施形態のヘッド交換式切削工具１０によれば、上記のごとき加工形態に適したヘッド４０を選択して採用することができる。また、本実施形態のヘッド交換式切削工具１０によれば、刃物台１００にシャンク２０を取り付けたままの状態でもヘッド４０を交換することが可能である（図１７参照）。

【0042】

なお、上述の実施形態は本発明の好適な実施の一例ではあるがこれに限定されるものではなく本発明の要旨を逸脱しない範囲において種々変形実施可能である。たとえば、上記のごときヘッド交換式切削工具１０における着脱用穴部２５の曲率半径Ｒ１を、以下に例示するごとくシャンク２０の大きさに応じ、穴部２５の周囲の肉厚を必要十分に確保し、当該穴部２５やその周囲の変形を抑制するに好適な範囲の値に設定することとしてもよい（表１参照）。

【表1】

【0043】

また、本実施形態では、ヘッド４０に着脱用突起部４５が設けられ、シャンク２０に着脱用穴部２５が設けられたヘッド交換式工具１を例示しつつこれらを締結するための形状や構造について説明したがこれは好適な適用例にすぎない。特に詳しく図示することはしないが、本発明の趣旨からすれば、ヘッド４０に穴部、シャンク２０に着脱用突起がそれぞれ設けられた締結構造となっている場合にも本発明を適用することができることはいうまでもない。

【産業上の利用可能性】

【0044】

本発明は、主として旋削用の切削工具、特に自動盤用のヘッド交換式切削工具に適用して好適である。

【符号の説明】

【0045】

１０…ヘッド交換式切削工具
２０…シャンク
２０ａ…先端部（端部）
２０ｄ…段部
２０Ｇ…被把持部
２０ｓ…シャンクの側面
２０ｕ…シャンクの上面
２５…着脱用穴部（穴部）
２５ｉ…穴部の内周面
２７…被締結部
２８…凸部
３０…固定ねじ（固定部材）
４０…ヘッド
４５…着脱用突起部（突起部／締結用突起部）
４５ａ…逃げ部形成面
４５ｃ…接触部（接触部形成領域）
４５ｏ…外周面
４５ｐ…（固定部材が（横から）当接する）被当接部
４８…凹部
４９…インサート取付座
５０…逃げ部
５１…第１の逃げ部（曲率半径Ｒ２の部分）
５２…第２の逃げ部（曲率半径Ｒ３の部分）
６０…切削インサート
６１…切れ刃
１００…刃物台
１０２…クランプ
Ｂ…シャンク幅
Ｈ…シャンク厚み
ＶＣ…仮想円
Ｘ１…中心軸
Ｘ２…固定ねじがある位置と第１の逃げ部がある位置とを結ぶ中心線
Ｘ３…中心軸Ｘ１と接触部４５ｃとを結ぶ線

【要約】

【課題】ヘッドを着脱する部分に逃げ部を形成する場合の加工コストを抑えることができ、かつ、シャンクが変形してしまうことをも抑えることが可能な構造のヘッド交換式切削工具を提供する。
【解決手段】ヘッド交換式の切削工具１０は、ヘッド４０に設けられた着脱用の突起部４５または穴部と、ヘッド４０が装着可能なシャンク２０と、該シャンク２０の端部２０ａに設けられた、中心軸Ｘ１に沿って突起部４５を着脱可能な穴部２５または突起部と、突起部４５を穴部２５の内周面に向けて押圧する固定部材３０と、シャンク２０に設けられた、固定部材３０を締結するための被締結部と、を備えている。穴部２５は、その横断面形状が曲率半径Ｒ１の略円形であり、突起部４５は、その横断面形状が、その外周面のうち穴部２５の内周面に接触する接触部と、該外周面の一部に内周面に対応した仮想円から径方向内側に退避するように形成され、当該内周面と接触しない逃げ部と、を有する形状である。
【選択図】図１

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11】

【図12】

【図13】

【図14】

【図15】

【図16】

【図17】