特許 7501770 締結部品

(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】2024-06-10

(45)【発行日】2024-06-18

(54)【発明の名称】締結部品

(51)【国際特許分類】

   B23C 5/22 20060101AFI20240611BHJP

   F16B 23/00 20060101ALI20240611BHJP

   B23C 5/00 20060101ALI20240611BHJP

【ＦＩ】

B23C5/22

F16B23/00 F

B23C5/00 A

【請求項の数】 5

(21)【出願番号】P 2023207106

(22)【出願日】2023-12-07

【審査請求日】2023-12-07

【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】阿曽 孝洋

【審査官】山本 忠博

(56)【参考文献】

【文献】特公昭５５－０２６３２７（ＪＰ，Ｂ２）

【文献】実開昭５６－０５９３１１（ＪＰ，Ｕ）

【文献】実開昭６２－１３８９１４（ＪＰ，Ｕ）

【文献】特開２０１３－１３２５５３（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｂ２３Ｃ ５／００－５／２８；

Ｆ１６Ｂ ２３／００；

Ｂ２３Ｂ ５１／００－５１／１４

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

アーバに締結されて回転切削工具を前記アーバに固定する締結部品であって、
前記アーバのめねじに螺合される軸部と、
前記アーバへの締結側と反対側の端面における軸中心に形成されて六角レンチが挿し込み可能な六角穴と、
を備え、
前記六角穴は、上面視において、前記六角レンチとの接触部に凸円弧形状の上面凸円弧部を有し、側面視において、凸円弧形状の側面凸円弧部を有し、
前記側面凸円弧部は、前記上面凸円弧部よりも曲率半径が大きい円弧を有している、
締結部品。

【請求項2】

前記上面凸円弧部は、前記六角穴の内接円の直径よりも曲率半径が大きい円弧を有している、
請求項１に記載の締結部品。

【請求項3】

前記側面凸円弧部における前記六角穴の軸中心に最も近い点は、前記六角穴の深さの半分以下の位置に配置されている、
請求項１に記載の締結部品。

【請求項4】

前記側面凸円弧部は、曲率半径が異なる少なくとも２つの凸円弧部の端同士が接続されてなる、
請求項１に記載の締結部品。

【請求項5】

アーバに締結されて回転切削工具を前記アーバに固定する締結部品であって、
前記アーバのめねじに螺合される軸部と、
前記アーバへの締結側と反対側の端面における軸中心に形成されて六角レンチが挿し込み可能な六角穴と、
を備え、
前記六角穴は、上面視において、前記六角レンチとの接触部に凸円弧形状の上面凸円弧部を有し、側面視において、凸円弧形状の側面凸円弧部を有し、
前記側面凸円弧部は、曲率半径が異なる少なくとも２つの凸円弧部の端同士が接続されてなり、
前記六角穴の軸中心に最も近い凸円弧部は、他の凸円弧部よりも曲率半径が大きな円弧を有する、
締結部品。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、締結部品に関する。

【背景技術】

【0002】

正面フライス、シェルエンドミル、ボーリングカッタ、サイドカッタ等の回転切削工具をアーバに固定する締結部品としては、六角穴付きボルトを使用することが知られている。この締結部品は、六角穴に六角レンチを挿し込んで回すことにより、アーバに対する締結及び締結の解除が行われる。この六角穴付きボルトの六角穴の形状には、例えば、特許文献１，２で開示されたものがある。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【文献】特開２０００－９７２１７号公報

【文献】特開２０１３－１１３３０８号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

ところで、上記の締結部品では、六角穴に六角レンチが挿し込まれる際に、六角レンチが傾いていると、六角穴の内壁面に六角レンチの先端部が接触する。これにより、六角穴の内壁面または六角レンチに変形が生じるおそれがある。このため、締結部品としては、六角穴の内壁面や六角レンチの変形を抑えるために、六角穴の形状のさらなる改善が望まれている。

【0005】

本発明は、上記事情に鑑みてなされたもので、六角穴へ六角レンチを挿し込む際及び六角穴へ挿し込んだ六角レンチを回す際の変形を効果的に抑制可能な締結部品を提供することを目的としている。

【課題を解決するための手段】

【0006】

本発明の一態様に係る締結部品は、アーバに締結されて回転切削工具をアーバに固定する締結部品であって、アーバのめねじに螺合される軸部と、アーバへの締結側と反対側の端面における軸中心に形成されて六角レンチが挿し込み可能な六角穴と、を備え、六角穴は、上面視において、六角レンチとの接触部に凸円弧形状の上面凸円弧部を有し、側面視において、凸円弧形状の側面凸円弧部を有する構成とされている。

【0007】

上記構造の締結部品では、六角穴は、上面視において、六角レンチとの接触部に凸円弧形状の上面凸円弧部を有している。例えば、六角穴が上面視で直線となっていると、六角レンチによる締め付け時に、六角レンチのエッジ部が六角穴の内壁面に接触してエッジ部または六角穴が凹むおそれがある。上面視において、六角レンチとの接触部に凸円弧形状の上面凸円弧部を有することにより、内壁面と六角レンチとの接触面積が大きくなり、接触部の応力が緩和され、エッジ部や内壁面の凹みなどの変形の発生を抑制できる。
また、上記構造の締結部品では、六角穴は、側面視において、凸円弧形状の側面凸円弧部を有している。例えば、六角穴が側面視で直線となっていると、六角レンチが斜めに挿し込まれた際に、六角レンチの先端部が内壁面に干渉し、六角レンチの先端部または六角穴が凹むおそれがある。側面視において、凸円弧形状の側面凸円弧部を有することにより、六角レンチを六角穴の奥へ円滑に案内し、六角穴の内壁面への六角レンチの先端部の接触による六角レンチまたは六角穴の凹みなどの変形の発生を抑制できる。

【0008】

上面凸円弧部は、六角穴の内接円の直径よりも大きい円弧を有していてもよい。

【0009】

側面凸円弧部は、上面凸円弧部よりも大きい円弧を有していてもよい。

【0010】

側面凸円弧部における六角穴の軸中心に最も近い点は、六角穴の深さの半分以下の位置に配置されていてもよい。

【0011】

側面凸円弧部は、少なくとも２つの凸円弧部からなる構成でもよい。

【0012】

側面凸円弧部は、少なくとも２つの凸円弧部からなり、六角穴の軸中心に最も近い凸円弧部は、他の凸円弧部より大きな円弧を有していてもよい。

【発明の効果】

【0013】

本発明によれば、六角穴へ六角レンチを挿し込む際及び六角穴へ挿し込んだ六角レンチを回す際の変形を効果的に抑制可能な締結部品が提供される。

【図面の簡単な説明】

【0014】

【図1】図１は、本実施形態に係る締結部品が用いられる切削工具の斜視図である。

【図2】図２は、本実施形態に係る締結部品が用いられる切削工具の分解斜視図である。

【図3】図３は、本実施形態に係る締結部品の斜視図である。

【図4】図４は、本実施形態に係る締結部品の平面図である。

【図5】図５は、本実施形態に係る締結部品の軸方向に沿う断面図である。

【図6】図６は、締結部品によるアーバへのカッタの固定の仕方を示す斜視図である。

【図7】図７は、締結部品に形成された六角穴を上面視した図である。

【図8】図８は、締結部品に形成された六角穴を軸方向に断面視した図である。

【図9】図９は、図５におけるＡ部拡大図である。

【図10】図１０は、六角穴へ挿し込んだ六角レンチを回動させる場合の状態を示す説明図である。

【図11】図１１は、六角穴への六角レンチの挿し込み状況を示す説明図である。

【発明を実施するための形態】

【0015】

以下、本発明の実施形態について、図面を参照して詳細に説明する。
図１及び図２に示すように、本実施形態に係る締結部品１００は、アーバ１０に締結され、アーバ１０にカッタ（回転切削工具）２０を固定する固定用のボルトである。本例では、カッタ２０をアーバ１０に固定する場合を例示するが、回転切削工具としては、正面フライスに限らず、シェルエンドミル、ボーリングカッタ、サイドカッタ等の回転切削工具であってもよい。

【0016】

アーバ１０は、例えば、マシニングセンタ等の工作機械に装着されるもので、主に、シャンク部１１と、フランジ部１２と、ボス部１３とを有している。

【0017】

シャンク部１１は、先細り形状とされており、工作機械の主軸のテーパ穴（図示略）に挿入される。これにより、アーバ１０が工作機械の主軸に固定される。

【0018】

フランジ部１２は、シャンク部１１に対して工作機械の主軸への取付側と反対側に設けられている。このフランジ部１２は、Ｖ溝１２ａと、キー溝１２ｂとを有している。Ｖ溝１２ａは、工作機械の自動工具交換装置のマガジン内への収納時や工具交換アームによる工具交換時に把持される溝部であり、フランジ部１２の周方向にわたって形成されている。キー溝１２ｂは、工作機械のキー（図示略）が係止される溝部であり、キーに係止されることにより、工作機械の主軸に対してアーバ１０が周方向に固定される。

【0019】

ボス部１３は、フランジ部１２よりもシャンク部１１と反対側に設けられている。ボス部１３は、その先端に、取付軸１３ａと、キー１３ｂとを有している。取付軸１３ａは、内周面にめねじ１３ｃを有する円筒状に形成されている。キー１３ｂは、取付軸１３ａの周囲における２箇所に形成されている。

【0020】

カッタ２０は、主に、ワークに対して面加工を行う用途に用いられる回転切削工具であり、アーバ１０のボス部１３に装着される。カッタ２０は、複数（本例では６つ）のチップ座２１と、取付穴２２とを有している。チップ座２１は、外周方向へ突設されており、これらのチップ座２１には、それぞれ切削チップ２３が取り付けられる。取付穴２２は、カッタ２０の中心に形成されており、この取付穴２２には、アーバ１０のボス部１３に設けられた取付軸１３ａが挿し込まれる。また、カッタ２０は、アーバ１０のボス部１３への装着側に、ボス部１３に設けられたキー１３ｂが係合される２つのキー穴（図示略）を有している。

【0021】

締結部品１００は、アーバ１０のボス部１３にカッタ２０を装着した状態で、アーバ１０のボス部１３の取付軸１３ａのめねじ１３ｃに螺合されて締結される。これにより、カッタ２０がアーバ１０のボス部１３に固定される。

【0022】

次に、締結部品１００について説明する。
図３～図５に示すように、締結部品１００は、軸部３０と、六角穴４０とを有している。軸部３０は、一方の端部に頭部３１を有している。頭部３１は、軸部３０よりも大径の円板状に形成されている。

【0023】

締結部品１００は、例えば、金属粉末を用いて造形物を３次元造形する金属粉末焼結３Ｄプリンターによって造形される。金属粉末焼結３Ｄプリンターによる造形方法としは、例えば、粉末床溶融結合（Powder bed fusion）、電子ビームを用いて粉末を溶融させる電子ビーム溶融法（ＥＢＭ：Electron Beam Melting）、あるいはレーザ光を用いて粉末を溶融させるレーザ溶融法（ＳＬＭ：Selective Laser Melting）などが挙げられる。

【0024】

軸部３０は、アーバ１０のボス部１３の取付軸１３ａに螺合される部分であり、外周におねじが形成されている。六角穴４０は、締結部品１００のアーバ１０への締結側と反対側の端面における軸中心に形成されている。

【0025】

図６に示すように、締結部品１００の六角穴４０は、六角レンチ６０が挿し込み可能な穴であり、この六角穴４０には、締結部品１００のアーバ１０への締結及び締結解除時に六角レンチ６０の作動棒部６１側が挿し込まれる。そして、六角レンチ６０の操作棒部６２を把持し、いずれかへ回動させることにより、締結部品１００の締結及び締結解除が行われる。

【0026】

図７に示すように、六角穴４０は、６つの内壁面４１を有している。また、隣り合う内壁面４１の間には、六角レンチ６０のエッジ部６０ａとの干渉を抑えて挿抜が円滑に行えるように、逃げ凹部４２が設けられている。六角穴４０は、上面視において、六角レンチ６０が接触する内壁面４１との接触部に凸円弧形状の上面凸円弧部５１を有している。この上面凸円弧部５１は、六角穴４０の軸中心ＡＸへむかって膨出されている。この上面凸円弧部５１は、六角穴４０の内接円Ｃの直径よりも大きい円弧を有している。

【0027】

図８及び図９に示すように、六角穴４０は、側面視において、各内壁面４１に、凸円弧形状の側面凸円弧部５２を有している。この側面凸円弧部５２は、六角穴４０の軸中心ＡＸへ向かって膨出されている。この側面凸円弧部５２は、上面凸円弧部５１よりも大きい円弧を有している。

【0028】

側面凸円弧部５２における六角穴４０の軸中心ＡＸに最も近い最近接点Ｐは、その深さＤｐが、六角穴４０の深さＤの半分（１／２Ｄ）以下の位置に配置されている。なお、締結部品３０の頭部３１の端部の形状は、平面に限らず、湾曲面等の場合もある。ここで、本例において、六角穴４０の深さＤは、頭部３１の端部の形状に関わらず、六角穴４０における頭部３１側の縁部から六角穴４０の内壁面４１における頭部３１と反対側の縁部までの寸法である。

【0029】

また、側面凸円弧部５２は、２つの凸円弧部５２ａ，５２ｂからなる。一方の凸円弧部５２ａは、六角穴４０の入口側の他の凸円弧部５２ｂより大きな円弧を有している。側面凸円弧部５２における最近接点Ｐは、一方の凸円弧部５２ａに配置されている。

【0030】

前述したように、締結部品１００の締結時または締結解除時には、六角穴４０に六角レンチ６０の作動棒部６１が挿し込まれて回動される。

【0031】

ここで、六角穴４０の内壁面４１が上面視で直線となっていると、六角レンチ６０による締め付け時に、六角レンチ６０のエッジ部６０ａが六角穴４０の内壁面４１に接触して六角レンチ６０のエッジ部６０ａまたは六角穴４０の内壁面４１が凹むおそれがある。

【0032】

これに対して、図１０に示すように、上面視において、六角穴４０における六角レンチ６０との接触部である内壁面４１に凸円弧形状の上面凸円弧部５１を設けると、六角レンチ６０と内壁面４１との接触角θを小さくすることができる。これにより、六角レンチ６０との接触部では、内壁面４１と六角レンチ６０との接触面積が大きくなることで応力が緩和され、エッジ部６０ａまたは内壁面４１の凹みなどの変形の発生を抑制できる。

【0033】

また、六角穴４０の内壁面４１が側面視で直線となっていると、六角レンチ６０が斜めに挿し込まれた際に、六角レンチ６０の先端部が内壁面４１に干渉し、六角レンチ６０または六角穴４０が変形するおそれがある。

【0034】

これに対して、図１１に示すように、側面視において、六角穴４０の内壁面４１に凸円弧形状の側面凸円弧部５２を設けることにより、六角レンチ６０が側面視凸円弧部５２によって六角穴４０の奥へ円滑に案内される。したがって、六角穴４０の内壁面４１への六角レンチ６０の先端部の接触による六角レンチ６０または六角穴４０の凹みなどの変形の発生を抑制できる。

【0035】

以上、説明したように、本実施形態に係る締結部品１００によれば、六角穴４０への六角レンチ６０の挿し込み時とともに、六角レンチ６０による締結及び締結解除時において、六角レンチまたは六角穴４０の凹みなどの変形の発生を効果的に抑制できる。

【0036】

特に、上面凸円弧部５１が六角穴４０の内接円Ｃの直径よりも大きい円弧を有していることで、六角穴４０へ挿し込んだ六角レンチ６０を回す際の六角穴４０の内壁面４１と六角レンチ６０との接触角Ｃを小さくできる。これにより、六角穴４０の内壁面４１と六角レンチ６０との接触箇所をより面接触に近付けることができる。

【0037】

また、側面凸円弧部５２が上面凸円弧部５１よりも大きい円弧を有しているので、六角レンチ６０を六角穴４０へ挿し込む際に、六角穴４０の内壁面４１への六角レンチ６０の接触を抑えつつ六角穴４０へ円滑に案内できる。

【0038】

さらに、側面凸円弧部５２における六角穴４０の軸中心ＡＸに最も近い最近接点Pが六角穴６０の深さＤの半分以下の位置に配置されているので、六角レンチ６０が斜めに挿し込まれた際に、六角レンチ６０の向きを側面凸円弧部５２によって六角穴４０の奥へ矯正してより円滑に案内することができる。

【0039】

また、側面凸円弧部５２が２つの凸円弧部５２ａ，５２ｂから構成されている。これにより、六角レンチ６０を六角穴４０へ挿し込む際に、異なる円弧の２つの凸円弧部５２ａ，５２ｂによって、接触による六角レンチ６０または六角穴４０の変形を抑えつつ六角レンチ６０を六角穴４０の奥へ案内できる。特に、六角穴４０の軸中心ＡＸに最も近い凸円弧部５２ａによって六角レンチ６０を円滑に六角穴４０の奥へ案内できる。

【符号の説明】

【0040】

１０ アーバ
１３ｃ めねじ
２０ カッタ（回転切削工具）
３０ 軸部
６０ 六角レンチ
４０ 六角穴
５１ 上面凸円弧部
５２ 側面凸円弧部
５２ａ，５２ｂ 凸円弧部
１００ 締結部品
ＡＸ 軸中心
Ｃ 内接円
Ｄ 六角穴の深さ
Ｐ 最近接点

【要約】

【課題】六角穴へ六角レンチを挿し込む際及び六角穴へ挿し込んだ六角レンチを回す際の変形を効果的に抑制可能な締結部品を提供する。
【解決手段】アーバ１０に締結されて回転切削工具であるカッタ２０をアーバ１０に固定する締結部品１００であって、アーバ１０のめねじ１３ｃに螺合される軸部３０と、アーバ１０への締結側と反対側の端面における軸中心ＡＸに形成されて六角レンチ６０が挿し込み可能な六角穴４０と、を備え、六角穴４０は、上面視において、六角レンチ６０との接触部に凸円弧形状の上面凸円弧部５１を有し、側面視において、凸円弧形状の側面凸円弧部５２を有する。
【選択図】図７

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11】