特許 7428292 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】2024-01-29

(45)【発行日】2024-02-06

(54)【発明の名称】切削工具

(51)【国際特許分類】

   B23B 27/10 20060101AFI20240130BHJP

   B23B 27/16 20060101ALI20240130BHJP

【ＦＩ】

B23B27/10

B23B27/16 A

【請求項の数】 18

(21)【出願番号】P 2023168338

(22)【出願日】2023-09-28

【審査請求日】2023-09-29

(31)【優先権主張番号】P 2023026226

(32)【優先日】2023-02-22

(33)【優先権主張国・地域又は機関】JP

【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】鈴木 悠介

【審査官】増山 慎也

(56)【参考文献】

【文献】特開２００７－２６８６９５（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開平０５－２３７７０６（ＪＰ，Ａ）

【文献】米国特許出願公開第２０１８／０２７２４４２（ＵＳ，Ａ１）

【文献】米国特許出願公開第２０１６／０１７５９３８（ＵＳ，Ａ１）

【文献】国際公開第２０２０／２３０１１７（ＷＯ，Ａ１）

【文献】国際公開第２０１６／１２１６６３（ＷＯ，Ａ１）

【文献】特表平０９－５１０１４９（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開平０８－０３９３８７（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開平０８－０２５１１１（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｂ２３Ｂ ２７／０４、１０、１６

Ｂ２３Ｂ ２９／１２

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

切れ刃を備えた切削インサートがボディの先端部側のインサート座に着脱可能に取り付けられる構造の切削工具であって、
前記ボディの基端部側から前記先端部側に向けてクーラントを供給する第１流路と、
該第１流路の端部に設けられた第１噴出口と、
前記第１流路の途中の分岐点で分岐する第２流路と、
該第２流路の端部に設けられた第２噴出口と、
該第２噴出口から離れて配置され、少なくとも、該第２噴出口から前記切れ刃まで前記クーラントが流出するスペースを形成するガイド面を有するガイド部材と、
を備えており、
前記第１流路のうち、前記分岐点よりも前記基端部側の流路である分岐前流路は、前記第１噴出口から前記分岐点までの分岐後流路の長さａ_２の２倍以上の長さの略直線状の流路であり、
前記第２流路は、略直線状の前記分岐前流路に対して３０°以上８５°以下の角度で傾斜していて、
前記第２流路の長さｂは、前記第１噴出口から前記分岐点までの分岐後流路の長さａ_２よりも短い、切削工具。

【請求項2】

前記分岐前流路は、前記第１噴出口から前記分岐点までの分岐後流路の長さａ_２の３倍以上の長さの略直線状の流路である、請求項１に記載の切削工具。

【請求項3】

前記ガイド部材は、前記クーラントの前記第２噴出口からの噴出方向の少なくとも一部を遮る位置に設けられている、請求項２に記載の切削工具。

【請求項4】

前記ガイド部材によりガイドされる前記クーラントの流出方向には、少なくとも、前記第１噴出口からのクーラント噴出方向と略平行な成分が含まれる、請求項３に記載の切削工具。

【請求項5】

前記切削インサートが前記ガイド部材として用いられている、請求項１に記載の切削工具。

【請求項6】

前記第２噴出口は、前記インサート座に設けられている、請求項５に記載の切削工具。

【請求項7】

前記切削インサートのうち前記インサート座を向く第１の面の一部が前記ガイド面として機能する、請求項６に記載の切削工具。

【請求項8】

前記切削インサートを前記ボディに固定するための固定ねじを通すねじ穴が、当該切削インサートの前記第１の面のうちの前記ガイド面として機能する部分よりも基端部側に設けられている、請求項７に記載の切削工具。

【請求項9】

前記切削インサートの前記第１の面のうち前記ガイド面として機能する部分には、前記切れ刃に向けて傾斜する傾斜部が含まれている、請求項８に記載の切削工具。

【請求項10】

前記インサート座との間の前記スペースのうち前記切れ刃の逃げ面側を向く部分が広くなるように前記ガイド部材が形成されている、請求項５に記載の切削工具。

【請求項11】

前記第２流路の断面積は、前記第１噴出口の付近における前記第１流路の断面積より小さい、請求項１０に記載の切削工具。

【請求項12】

前記第１流路は、前記分岐前流路の前記基端部側の端部から前記第１噴出口に至るまで断面積が一定の流路である、請求項２に記載の切削工具。

【請求項13】

前記第１流路は、前記分岐前流路の前記基端部側の端部から前記第１噴出口に至るまで断面円形の流路である、請求項１２に記載の切削工具。

【請求項14】

前記第１流路は、前記分岐前流路の前記基端部側の端部から前記第１噴出口に至るまで略直線状の流路で構成されている、請求項１３に記載の切削工具。

【請求項15】

前記第２流路は、前記分岐点から前記第２噴出口に至るまで断面積が一定の流路である、請求項２に記載の切削工具。

【請求項16】

前記第２流路は、前記分岐点から前記第２噴出口に至るまで断面円形の流路である、請求項１５に記載の切削工具。

【請求項17】

前記第２流路は、前記分岐点から前記第２噴出口に至るまで略直線状の流路で構成されている、請求項１６に記載の切削工具。

【請求項18】

前記第１流路と第２流路の一方または両方が真直の流路である、請求項１から１７のいずれか一項に記載の切削工具。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、切削工具に関する。

【背景技術】

【0002】

被削材の端面への溝入れ加工（たとえば、端面に環状の溝を切削するといったもの）が可能な切削工具のボディにクーラント流路を適宜配管するための技術として、従来、特許文献１，２等に開示されているもの等が利用されている。また、切削インサートや切れ刃を備えた超硬部をクーラント流路に組み込む技術なども利用されている（例えば特許文献３参照）。

【0003】

これらのようにボディ内のクーラント流路を使ってクーラントを供給する切削工具においては、クーラントの流入口と噴出口を除く部分を封鎖した構造としていることが一般的である（例えば引用文献４～６参照）。このような構造においては、クーラント流路を流れるクーラントが層流であることが前提になっているということができる。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0004】

【文献】特開２００５－２３８３７０号公報

【文献】特開２００７－３２００１２号公報

【文献】国際公開第２０１５／０５６４０６号

【文献】特開２０１０－１７９３８０号公報

【文献】特開２０１３－１０７１９６号公報

【文献】特開平６－２８５７０３号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0005】

しかし、上記のごとき従来の切削工具、特に小径の丸シャンク工具などにおいては、真にクーラントを供給したい箇所である切れ刃の逃げ面などに向けて直接的に供給することが困難な場合があった。

【0006】

そこで、本発明は、被削材の端面への溝入れといった切削加工の際、切削インサートの切れ刃に向けてクーラントを十分に供給することができる構造の切削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】

【0007】

かかる課題を解決するべく、本発明者は、小内径の奥端面といった溝入れ加工時におけるクーラントの流れないしは当該流れの不安定化の要因について検討した。小内径の被削材２００の奥端面２０２といった溝入れ加工時のトラブルは、切りくず排出と切削油供給が主原因である場合が多い（図１２、図１３参照）。というのも、内径奥加工であれば切りくず排出方向が制限されてしまい、溝入れ加工であれば切りくず排出路が溝幅で固定されてしまい（たとえば図１２に示すように、切削インサート３０’の切れ刃３２’から基端側へと通じる溝にしか切りくずの排出路がなくなってしまい）、小径端面加工であれば切りくず排出路が捻じれてしまうといった種々の理由から切りくずの排出の問題が生じやすい（図１２参照）。かといって、ボディ１０’のクーラント流路１００’を使ってクーラントＣを切れ刃３２’に向けて供給しようとすると切りくずに当たってしまい、どうしても切りくずの排出性が阻害されてしまいがちであるばかりか、肝心の切れ刃３２’へのクーラントＣの供給も阻害されてしまう。また、ボディ１０’のクーラント流路１００’を使わずに外部からクーラントを供給しようとしても、こういった切削加工ではその性質上、クーラント供給に足る隙間がないため切れ刃に向けて供給することは困難である。そうすると、切りくず排出性を犠牲にすることなくクーラントＣの供給切れを回避するには、ボディ１０’のクーラント流路１００’を通じてクーラントＣを供給し、切削した溝をクーラントＣで充填する（満たす）ことが考えられるが、そもそも、被削材２００の形状に応じて変化する溝体積、溝形状などについて、どのような場合でもクーラントＣで充填するのは困難である。したがって、従来の方法では、切れ刃３２’までクーラントＣが届かない、切りくずがクーラントＣに押し込まれてしまうといった課題が生じかねない。こういった種々の問題を前提にしつつさらに検討した本発明者は、切りくずに当たらないようにしながらクーラントＣを供給するという着想の下、クーラントＣを質量体として捉え、あらかじめ、吐出したい方向に速度を持たせて分流するということに着目し、ここから、課題の解決に結びつく知見を得るに至った。

【0008】

かかる知見に基づく本発明の一態様は、切れ刃を備えた切削インサートがボディの先端部側のインサート座に着脱可能に取り付けられる構造の切削工具であって、
ボディの基端部側から先端部側に向けてクーラントを供給する第１流路と、
該第１流路の端部に設けられた第１噴出口と、
第１流路の途中の分岐点で分岐する第２流路と、
該第２流路の端部に設けられた第２噴出口と、
該第２噴出口から離れて配置され、少なくとも、該第２噴出口から切れ刃までクーラントが流出するスペースを形成するガイド面を有するガイド部材と、
を備えており、
第１流路のうち、分岐点よりも基端部側の流路である分岐前流路は、第１噴出口から分岐点までの分岐後流路の長さａ₂の２倍以上の長さの略直線状の流路であり、
第２流路は、略直線状の分岐前流路に対して３０°以上８５°以下の角度で傾斜していて、
第２流路の長さｂは、第１噴出口から分岐点までの分岐後流路の長さａ₂よりも短い、切削工具である。

【0009】

かかる切削工具においては、第１流路の第１噴出口からだけはなく、該第１流路の途中で分岐した第２流路の第２噴出口からもクーラントを噴出させ、この第２噴出口から噴出させたクーラントをガイド部材でガイドし、クーラント流出スペースを通じて切れ刃まで案内することができる。このような構成によれば、ガイド部材に沿ってクーラントを切れ刃まで確実に供給することができる。

【0010】

しかも、この切削工具においては、第１流路および該第１流路の途中で分岐する第２流路を設け、尚かつ第２噴出口からガイド部材を離間させる（つまりは第２噴出口をガイド部材で塞がない）という比較的に簡素であってかつ実状に即した構成としながらも、クーラントをあらかじめ噴出させたい方向に分流させるための条件が設定されている。すなわち、噴流工学の考えに基づき、第１流路を流れる気液混相流のうち第２流路に入ったものを切れ刃まで確実に供給することができるようにするべく、分岐前流路を分岐後流路の長さａ₂の３倍以上の長さの略直線状の流路とし、かつ、略直線状の分岐前流路に対して第２流路を３０°以上８５°以下の角度で傾斜させるという条件を設定することで、前方方向（ボディの先端部に向けた方向）への一定の速度成分をもったクーラントの分流にも速度の偏向成分を与え、第２流路を流れた後、切れ刃のほうへ向けて流れるという構造を実現している。また、実際の構造に照らせばガイド部材としては切削インサートを利用することが実状に沿うのであるが、現実の切削インサートの内側の面は複雑な３次元形状をしていることがあり、当該面と第２噴出口との隙間形状もまた複雑になりやすいため、隙間をシールすることが容易でない場合がある。この点、本態様にかかる切削工具においては、ガイド面と第２噴出口との隙間をシールしてクーラントを先端側へと整流するのではなく、基端側にも隙間があることを前提にしつつ、上記のごとき所定の条件を設定することで、前方方向（ボディの先端部に向けた方向）への一定の速度成分をもったクーラントが、第２流路を流れ、第２噴出口から噴出した後、基端部側に向かうのではなくガイド部に沿って先端部のほうに向かうという流れが形成される構造が実現されている。

【0011】

上記のごとき切削工具において、分岐前流路は、第１噴出口から分岐点までの分岐後流路の長さａ₂の３倍以上の長さの略直線状の流路であってもよい。

【0012】

上記のごとき切削工具において、ガイド部材は、クーラントの第２噴出口からの噴出方向の少なくとも一部を遮る位置に設けられていてもよい。

【0013】

上記のごとき切削工具において、ガイド部材によりガイドされるクーラントの流出方向には、少なくとも、第１噴出口からのクーラント噴出方向と略平行な成分が含まれていてもよい。

【0014】

上記のごとき切削工具において、切削インサートがガイド部材として用いられていてもよい。

【0015】

上記のごとき切削工具において、第２噴出口は、インサート座に設けられていてもよい。

【0016】

上記のごとき切削工具において、切削インサートのうちインサート座を向く第１の面の一部がガイド面として機能してもよい。

【0017】

上記のごとき切削工具において、切削インサートをボディに固定するための固定ねじを通すねじ穴が、当該切削インサートの第１の面のうちのガイド面として機能する部分よりも基端部側に設けられていてもよい。

【0018】

上記のごとき切削工具において、切削インサートの第１の面のうちガイド面として機能する部分には、切れ刃に向けて傾斜する傾斜部が含まれている、請求項８に記載の切削工具。

【0019】

上記のごとき切削工具において、インサート座との間のスペースのうち切れ刃の逃げ面側を向く部分が広くなるようにガイド部材が形成されていてもよい。

【0020】

上記のごとき切削工具において、第２流路の断面積は、第１噴出口の付近における第１流路の断面積より小さくてもよい。

【0021】

上記のごとき切削工具において、第１流路は、分岐前流路から第１噴出口に至るまで断面積が一定の流路であってもよい。

【0022】

上記のごとき切削工具において、第１流路は、分岐前流路から第１噴出口に至るまで断面円形の流路であってもよい。

【0023】

上記のごとき切削工具において、第１流路は、分岐前流路から第１噴出口に至るまで略直線状の流路で構成されていてもよい。

【0024】

上記のごとき切削工具において、第２流路は、分岐点から第２噴出口に至るまで断面積が一定の流路であってもよい。

【0025】

上記のごとき切削工具において、第２流路は、分岐点から第２噴出口に至るまで断面円形の流路であってもよい。

【0026】

上記のごとき切削工具において、第２流路は、分岐点から第２噴出口に至るまで略直線状の流路で構成されていてもよい。

【0027】

上記のごとき切削工具において、第１流路と第２流路の一方または両方が真直の流路であってもよい。

【図面の簡単な説明】

【0028】

【図1】本発明の一実施形態における切削工具の構造例を示す斜視図である。

【図2】ボディ内のクーラント流路を流れるクーラントを模式的に示す斜視図である。

【図3】ボディ内のクーラント流路およびボディと切削インサートの間においてクーラントが漏れ出る可能性があるスペースを模式的に示す斜視図である。

【図4】図３においてクーラントが漏れ出る可能性があるスペースのみを模式的に示す図である。

【図5】切れ刃のすくい面がある側から見た切削工具におけるクーラントの流れについて説明する図である。

【図6】図５における切削インサートを半裁断面にした状態を示す図である。

【図7】図５と図６におけるクーラントのみを模式的に示す図である。

【図8】図４に示したクーラントの漏れ出る可能性があるスペースをねじ軸に沿って見た図である。

【図9】図４に示したクーラントの漏れ出る可能性があるスペースを切削工具の先端部側から見た図である。

【図10】第１噴出口を塞いでいない状態におけるクーラントの噴出の状態を示す画像である。

【図11】第１噴出口を塞いだ状態におけるクーラントの噴出の状態を参考として示す画像である。

【図12】小内径の奥端面といった溝入れ加工時におけるクーラントの流れないしは流れの不安定化の要因について説明する参考図である。

【図13】図１２に示した切削工具と被削材を中心軸に沿って切削インサートの先端部側から見たときの概略を示す図である。

【発明を実施するための形態】

【0029】

以下、図面を参照しつつ本発明に係る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）。

【0030】

以下に説明する切削工具１は、被削物（ワーク）２００の内径端面への溝入れのような加工に適した工具として構成されているもので、ボディ１０と、当該ボディ１０の先端部１０ｔのインサート座１２に取り付けられる切削インサート３０とからなる（図１等参照）。

【0031】

ここで、本明細書では、説明の便宜のため、３つの方向あるいは軸を以下のように定めておく。なお、ここで定めているのは切削工具１単体での方向（または軸）である。まず、ボディ１０の長手方向に沿った中心軸１０ｘと平行な軸をＸ軸とし（図２、図１２参照）、Ｘ軸に垂直なＹ軸と、Ｘ軸およびＹ軸に垂直なＺ軸を定める（図１等参照）。Ｙ軸は、ボディ１０の基端部１０ｂ側の周面１３に形成された４つの平坦面（平行な１組の平面と、これらに対して垂直な別の一組の平面とからなる）１４のうち、一組の平坦面１４に垂直であり、Ｚ軸は別の一組の平坦面１４に垂直である（図２、図９等参照）。基端部側周面１３のうち、平坦面１４を除く部分は円筒状外周面１５である。

【0032】

［ボディ］
ボディ１０のインサート座１２には、固定ねじ５０のねじ部５１が螺合するねじ穴１１が設けられている（図２参照）。該ねじ穴１１の中心を通るねじ軸を符号１１Ａで示している。

【0033】

本実施形態の切削工具１のボディ１０には、ボディ１０の基端部１０ｂ側から先端部１０ｔ側に向けてクーラントＣを供給するためのクーラント流路１００が設けられている（図１等参照）。クーラント流路１００は、第１流路１１０と、該第１流路１１０の途中で分岐する第２流路１２０とを含む構成となっている（図２等参照）。

【0034】

第１流路１１０は、ボディ１０の基端部１０ｂ側から先端部１０ｔ側に向けてクーラントＣを供給するようにＸ軸に沿って構成された流路である（図１等参照）。第１流路１１０の途中には、もうひとつの流路である第２流路１２０へ分岐する分岐点１１４が設けられている。本明細書では、第１流路１１０のうち、この分岐点１１４よりも基端部１０ｂ側の部分を「分岐前流路」、分岐点１１４から先端部１０ｔ側の部分を「分岐後流路」と呼び、図中ではそれぞれ符号１１２（分岐前流路）、１１６（分岐後流路）で表すこととする（図５、図６等参照）。第１流路１１０の先端（先端部１０ｔ側の端部）には開口からなる第１噴出口１１８が設けられている。第１流路１１０の分岐後流路１１６内を先端部１０ｔ側に向けて流れたクーラントＣは、この第１噴出内１１８から前方へ向けて噴出される（図５等参照）。

【0035】

第１流路１１０は、Ｘ軸に沿って略直線状に延びる流路としてボディ１０内に設けられている。本実施形態では、断面円形であって内径が同一かつ断面積一定の、Ｘ軸に沿って真っすぐに延びる真直の円筒流路を第１流路１１０としている（図６等参照）。ただし、このような流路は好適な一例にすぎず、この点については後述するが、第１流路１１０は、断面が一様な真円の流路でなくてもよいし、Ｘ軸に沿って真直に延びる流路でなくてもよい。

【0036】

第２流路１２０は、第１流路１１０の途中の分岐点１１４で分岐し、インサート座１２に向けてクーラントＣを供給するように形成された流路である。この第２流路１２０は、Ｘ軸に対して所定の角度傾いたＫ軸（図５参照）に沿うように形成されていて、第１流路１１０の分岐前流路１１２に対して傾斜した状態となっている。分岐前流路１１２に対する第１流路１１０の傾斜角度θは、例えば３０°以上８５°以下、好ましくは７０°以下であることが好適であるが、第２流路１２０に分岐したクーラントＣにも先端部１０ｔ側に向かう流れが残る限り（これについは後述する）、特にその大きさが限定されることはない。

【0037】

また、第２流路１２０は、Ｋ軸に沿って略直線状に延びる流路として設けられている。本実施形態では、内径同一かつ断面積一定の断面円形であって、Ｋ軸に沿って真っすぐに延びる真直の円筒流路を第２流路１２０としている（図６等参照）。また、第２流路１２０は、その断面積Ｓ２が、第１噴出口１１８の付近における第１流路１１０の断面積Ｓ１より小さく形成されていてもよい（図９参照）。こうした場合、第２流路１２０におけるクーラント流量は、第１流路１１０におけるクーラント流量よりも少なくなりやすい。なお、ここまで説明したような流路は好適な一例にすぎず、この点についてもまた後述するが、第２流路１２０は、断面が一様な真円の流路でなくてもよいし、Ｋ軸に沿って真直に延びる流路でなくてもよい。

【0038】

第２流路１２０の端部には第２噴出口１２２が設けられている（図６等参照）。本実施形態の切削工具１においては、インサート座１２がある部分にこの第２噴出口１２２を設けている（図６等参照）。第２噴出口１２２はインサート座１２における開口となっており、インサート座１２と切削インサート３０との間のスペースに向けてクーラントＣを噴出させる。

【0039】

上述のごときクーラント流路１００において、分岐後流路１１６の長さ（分岐点１１４から第１噴出口１１８までのＸ軸に沿った長さ）をａ₂とすると、分岐前流路１１２の長さ（第１流路１１０のうち分岐点１１４よりも基端部１０ｂ側の部分の長さ）ａ₁はａ₂の２倍以上（ａ₁≧２ａ₂）、より好ましくは３倍以上（ａ₁≧３ａ₂）になっているとよい。

【0040】

また、上述のごときクーラント流路１００において、第２流路１２０の長さ（分岐点１１４から第２噴出口１２２までのＫ軸に沿った長さ）をｂとすると、当該長さｂは、分岐後流路１１６の長さａ₂よりも短い（ｂ＜ａ₂）ものとなっている（図６等参照）。

【0041】

［切削インサート］
切削インサート３０は、ねじ穴３１、切れ刃３２、ガイド面３３ｇ、傾斜部３４、周側面３５等を備え、上記のごときボディ１０のインサート座１２に着脱可能に形成されている（図１、図５、図６等参照）。本実施形態の切削インサート３０は、第２噴出口１２２からのクーラント噴出方向の少なくとも一部を遮るようにインサート座１２に配置される。

【0042】

ねじ穴３１は、固定ねじ５０のねじ部５１を通すために設けられた穴である（図５等参照）。本実施形態では、ねじ穴３１を、ガイド面３３ｇとして機能する部分よりも切削インサート３０の基端部３０ｂ寄りとなる位置に設けている（図６等参照）。

【0043】

切れ刃３２は、当該切削インサート４０の先端部４０ｔに形成されている（図５等参照）。符号３２ｒは、切れ刃３２のすくい面を表す。

【0044】

ガイド面３３ｇは、当該切削インサート３０のうち、ボディ１０のインサート座１２を向く側面（第１の面）３３側に形成されている（図６等参照）。本実施形態の切削工具１における切削インサート３０のガイド面３３ｇは、ボディ１０の第２噴出口１２２から離れて配置され、少なくとも、この第２噴出口１２２から切れ刃３２までクーラントＣが流出するスペースを形成するように設けられている（図６、図７等参照）。このようなガイド面３３ｇとして機能する部分は、当該切削インサート３０のねじ穴３１よりも先端部３０ｔ寄りの位置に配置されているとよい（図６等参照）。

【0045】

なお、切削インサート３０以外の部材を使ってこのようなガイド面を形成してももちろん構わないが、本実施形態の切削工具１では、切削インサート３０の一部（たとえば、上述のようにインサート座１２を向く第１の面）を、切れ刃３２までクーラントＣを流出させるためのガイド面として機能するように構成している。

【0046】

周側面３５は、当該切削インサート３０のうち、ガイド面３３とは反対側を向く第２の面である。本実施形態においてこの周側面３５は断面が円弧状の外周面を含む面で形成されており、当該切削インサート３０を先端部３０ｔから見たときに（あるいは、Ｘ軸に垂直なＹＺ断面において）円筒状になっており、端面の溝入れ加工に適した形になっている（図１３等参照）。この周側面３５のうち、ねじ穴３１の周辺の部分は平坦となるように削られて平坦面３５ｆになっている（図６等参照）。このように平坦として余分な肉を落とすことによって製造コストを下げることが可能である。

【0047】

上述のように構成された本実施形態の切削工具１によれば、ボディ１０と切削インサート３０との隙間を完全にシールすることができなくても、あるいはシールせずとも、被削材２００の端面への溝入れといった切削加工の際、切れ刃３２に向けてクーラントＣを十分に供給することが可能となる。以下、その原理や仕組みについて説明する。なお、図４、図７～図９では、インサート座１２と切削インサート３０との間においてクーラントＣが漏れ出る可能性があるスペースのみを模式的に示し、説明をわかりやすくしている。

【0048】

本実施形態の切削工具１においては、クーラント流路１００として第１流路１１０および該第１流路１１０の途中で分岐する第２流路１２０とを設け、尚かつ、第２噴出口１２２があるインサート座１２と切削インサート３０との隙間をパッキンとかシーリングを使って封止するのではなく、あえて当該部分にスペースを設けるという比較的に簡素であってかつ実状に即した構成としたまま、そのような構成を前提に、クーラントＣを噴出させたい方向に分流させるための条件を設定している点で特徴的であるといえる。つまり、本実施形態では、噴流工学の考えに基づき、第１流路１１０を流れる気液混相流のうち第２流路１２０に入ったものを切れ刃３２まで確実に供給することができるようにする条件として、第１流路１１０の分岐前流路１１２を、その長さａ₁が分岐後流路１１６の長さａ₂の少なくとも２倍以上、好適には３倍以上である略直線状の流路とし、かつ、略直線状の分岐前流路１１２に対して第２流路１２０所定の角度θ（例えば３０°以上８５°以下、好ましくは７０°以下）で傾斜させるという条件を設定することで、前方方向（Ｘ軸に沿ってボディ１０の先端部１０ｔを向いた方向）への一定の速度成分をもったクーラントＣの分流にも速度の偏向成分を与え、第２流路１２０を流れた後、切れ刃３２のほうへ向けて流れるという構造を実現している（図１、図７等参照）。

【0049】

また、切削工具１の実際の構造に照らせば、クーラントＣを前方方向へガイドするための部材には、わざわざそのための別部材を誂えるのではなく、切削インサート３０の一部を利用することが実状に沿うといえるが、現実の切削インサートの内側の面（本実施形態での場合は、側面３３）は複雑な３次元形状をしていることがあり、当該面と第２噴出口１２２との隙間形状もまた複雑になりやすいため、隙間をシールすることが容易でない場合がある。この点、本実施形態の切削工具１においては、切削インサート３０と第２噴出口１２２との隙間をシールしてクーラントＣを先端部１０ｔ側へ整流するのではなく、基端部１０ｂ側さらにはそれ以外のほうにも四方八方に隙間があることを前提にしつつ、上記のごとき所定の条件を設定することで、前方方向（ボディ１０の先端部１０ｔに向けた方向）への一定の速度成分をもったクーラント（前方噴出の初速が効いたクーラント、という言い方もできる）Ｃが、第２流路１２０を流れ、第２噴出口１２２から噴出した後、基端部１０ｂ側に向かうのではなく切削インサート３０の側面３３のガイド面３３ｇに沿って先端部１０ｔのほうに向かうという流れが形成される構造を実現している（図１～図９参照）。

【0050】

以上は、別の観点から以下のように説明することもできる。すなわち、技術的には、第１流路１１０が、第２流路１２０と交差することにより、その流路壁の一部を失う（第２流路１２０に向けて第１流路１１０の一部が開口している）ことで、第１流路１１０で生じている管摩擦の一部が分岐点１１４にて喪失する。結果として、層流でも気液混相流でも、第１流路１１０を流れる流体の一部が第２流路１２０に流れ込む。層流の場合には、流体の圧が上がれば結果として第２流路１２０の圧も合わせて上昇するが、噴流の場合には、第２流路１２０の重質量成分は第１流路１１０の圧上昇に伴い圧が減少する（流体がより第１流路１１０へと流れやすくなり、第２流路１２０へ漏れる量が減り、圧も下がる）。本実施形態では、このような性質を加味しつつ、クーラントＣを質量体と捉え、あらかじめ、噴出させたい方向に速度を持たせて分流することで、開放系であっても噴出口の方向（本実施形態の切削工具１でいえば、第２噴出口１２２の方向つまりはＫ軸に沿った方向）ではない、任意の方向に切削油を供給することを可能としている。また、クーラントＣを前方方向へガイドするための部材（本実施形態では、切削インサート３０が該当）は、第２流路１２０によって生じるＹ軸方向の流れを止めて、Ｘ軸方向だけの流れへ整える働きをしている。

【0051】

なお、切削インサート３０の側面３３のガイド面３３ｇは、当該ガイド面３３ｇによってガイドされるクーラントＣの流出方向に、上述した第１噴出口１１８からのクーラント噴出方向と略平行な成分（別言すれば、Ｘ軸方向に沿った成分）が含まれるように形成されているとよい。一例として本実施形態では、切削インサート３０の側面３３のうちガイド面３３ｇとして機能する部分に、切れ刃３２に向けて傾斜する傾斜部３４を設け、Ｘ軸方向に沿ったクーラント噴出成分がより多く含まれるようにしている（図６等参照）。さらに本実施形態では、切削インサート３０とインサート座１２との間のスペースのうち、切れ刃３２の逃げ面３２ｒ側を向く部分が噴出口のように広くなるように当該切削インサート３０を形成している（図７等参照）。このような構造の切削工具１においては、ボディ１０と切削インサート３０との間に余分なスペースを必要としないため、そのぶん切削インサート３０の肉厚を増やして特にねじ穴３１周りの強度を高めるがことが可能となっている。

【0052】

ここまで説明したように、本実施形態の切削工具１によれば、クーラント流路１００や噴出口（第１噴出口１１８、第２噴出口１２２）を充填するようなクーラントＣで流量には足らない場合でも、切削加工時の切りくずの排出性能に悪影響を与えることなく、切れ刃３２に向けて確実にクーラントＣを供給することで油切れを防ぐことが可能となる。このように、分岐する第２流路１２０を実際にクーラントＣで充填する必要がないというのは、現実的な使用条件下（クーラントＣの供給条件下）で使用可能だということであり、実施の使用に即したものとなる。

【0053】

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。例えば、上述した実施形態では、第１流路１１０に関し、Ｘ軸に沿って略直線状に延びる流路であるとして説明したが、本明細書でいう略直線状とは、厳密に直線状（真直）となっている場合はもちろん、多少の曲線や角部があっても全体として直線的に形成されている場合をも意味する。要は、ここまでの説明から明かなとおり、本実施形態の切削工具１においては、第１流路１１０の分岐前流路１１２を流れるクーラントＣの一部が、一定の速度成分をもった状態で第２流路１２０を流れることを条件としているのであって、そのためには、第１流路１１０の分岐前流路１１２が直線的な流路であることよりも、分岐前流路１１２が所定以上の長さ有していることのほうが重要である。また、上述した実施形態では、断面円形であって内径が同一かつ断面積一定である第１流路１１０や第２流路１２０を説明したがこれも好適な一例にすぎない。要は、第１流路１１０の分岐前流路１１２を流れるクーラントＣの一部が一定の速度成分をもった状態で第２流路１２０を流れることを阻害するものでない限り、第１流路１１０や第２流路１２０は断面円形である必要はないし、内径が同一かつ断面積一定である必要もない。

【0054】

また、本実施形態のごとき切削工具１は、例えば、旋盤に取り付け、回転する被削物２００に切れ刃３２を押し付けることで当該被削物２００の端面にドーナッツ状の溝を形成するといった加工に適用して好適なものであるが、これは一例にすぎない。このような旋削工具の他、トレパニングカッタ等の転削工具等にも展開することが可能である。

【実施例】

【0055】

本実施形態のごとき構成の切削工具１を使って試験を行ったところ、切削インサート３０の切れ刃３２に向けてクーラントＣを十分に供給できることが確認された（図１０参照）。一方、第１噴出口１１８を塞ぐとクーラントＣが四方八方に噴き出す、すなわち四方八方に隙間があることを示され、これにより、第２噴出口１２２と切削インサート３０の間がシールされていないこと、つまりは、従来発想のシールにより前方だけに開口している構造ではないことが確認できた（図１１参照）。

【産業上の利用可能性】

【0056】

本発明は、端面溝入れ工具をはじめとする各種の切削工具に適用して好適である。

【符号の説明】

【0057】

１…切削工具
１０，１０’…ボディ
１０ｂ…基端部
１０ｔ…先端部
１０ｘ…中心軸
１１…ねじ穴
１１Ａ…ねじ軸
１２…インサート座
１３…周面
１４…平坦面
１５…円筒状外周面
３０…切削インサート（ガイド部材）
３０ｂ…基端部
３０ｔ…先端部
３１…ねじ穴
３２，３２’…切れ刃
３２ｒ…すくい面
３３…側面（第１の面）
３３ｇ…ガイド面
３４…傾斜部
３５…周側面
３５ｆ…平坦面
５０…固定ねじ
５１…ねじ部
１００，１００’…クーラント流路（流体流路）
１１０…第１流路
１１２…分岐前流路
１１４…分岐点
１１６…分岐後流路
１１８…第１噴出口
１２０…第２流路
１２２…第２噴出口
２００…被削材
２０２…奥端面
ａ₁…第１流路のうち分岐点よりも基端部側の部分の長さ（分岐前流路の長さ）
ａ₂…第１流路の第１噴出口から分岐点までの長さ（分岐後流路の長さ）
ｂ…第２流路の長さ
Ｓ１…第１流路の断面積
Ｓ２…第２流路の断面積

【要約】

【課題】被削材の端面への溝入れといった切削加工の際、切削インサートの切れ刃に向けてクーラントを十分に供給することができる構造とする。
【解決手段】ボディ１０の先端部１０ｔ側に向けてクーラントを供給する第１流路１１０と、第１噴出口１１８と、第１流路１１０の途中の分岐点１１４で分岐する第２流路１２０と、第２噴出口１２２と、該第２噴出口１２２から離れて配置され、第２噴出口１２２から切れ刃３２までクーラントが流出するスペースを形成するガイド面３３ｇを有するガイド部材３０と、を備える切削工具１である。第１流路１１０のうち分岐点１１４よりも基端部側の流路である分岐前流路１１２は、第１噴出口１１８から分岐点１１４までの分岐後流路１１６の長さの２倍以上の長さの略直線状流路である。第２流路１２０は、略直線状の分岐前流路１１２に対して３０°以上８５°以下の角度で傾斜している。
【選択図】図６

【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】