ヘッド交換式切削工具
【課題】製造工程を複雑にすることなく、切削ヘッドとホルダとを精度よく簡単に芯合せできるヘッド交換式切削工具を提供すること。
【解決手段】切れ刃を有する切削ヘッド２と、前記切削ヘッド２が着脱可能に装着されるホルダ３と、前記ホルダ３に対して螺合により前記切削ヘッド２を固定するピン部材４と、を備えたヘッド交換式切削工具であって、前記ホルダ３は、該ホルダ３の中心軸Ｃ１に同軸とされ、該中心軸Ｃ１に垂直な径方向の外方に向けて弾性変形可能な筒部５を有し、前記切削ヘッド２は、前記筒部５の前記径方向の外方に配置され該筒部５が当接可能な当接部８Ｃを有し、前記ピン部材４は、前記筒部５に前記径方向の内方から当接して該筒部５を前記径方向の外方へ向けて弾性変形させる押し拡げ部４Ｃを有することを特徴とする。
【解決手段】切れ刃を有する切削ヘッド２と、前記切削ヘッド２が着脱可能に装着されるホルダ３と、前記ホルダ３に対して螺合により前記切削ヘッド２を固定するピン部材４と、を備えたヘッド交換式切削工具であって、前記ホルダ３は、該ホルダ３の中心軸Ｃ１に同軸とされ、該中心軸Ｃ１に垂直な径方向の外方に向けて弾性変形可能な筒部５を有し、前記切削ヘッド２は、前記筒部５の前記径方向の外方に配置され該筒部５が当接可能な当接部８Ｃを有し、前記ピン部材４は、前記筒部５に前記径方向の内方から当接して該筒部５を前記径方向の外方へ向けて弾性変形させる押し拡げ部４Ｃを有することを特徴とする。
【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に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、この種のヘッド交換式切削工具として、例えば下記特許文献１に示されるように、円柱状をなしその外周面に切れ刃を有する交換刃具（切削ヘッド）と、軸状をなしその先端部に交換刃具が着脱可能に装着されるシャンク（ホルダ）と、シャンクに対して螺合により交換刃具を固定する取付ねじ（ピン部材）と、を備えたものが知られている。
【０００３】
特許文献１のヘッド交換式切削工具では、取付ねじに設けられた嵌合軸部が、交換刃具に設けられた嵌合穴、及び、シャンクに設けられた嵌合穴に嵌合させられることにより、前記嵌合軸部を介して、交換刃具とシャンクとが同軸（同心）に位置決め（芯合せ）されるようになっている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００７−１６７９７７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、前記従来のヘッド交換式切削工具では、下記の課題があった。
すなわち、切削ヘッドとホルダとを精度よく同軸に位置決めするため、ピン部材の嵌合部分（前記嵌合軸部）、切削ヘッドの嵌合穴及びホルダの嵌合穴を高精度に研磨加工する必要があり、製造工程が複雑となっていた。特に切削ヘッドは、硬質の超硬合金等からなるため研磨加工しづらい。
【０００６】
本発明は、このような事情に鑑みてなされたものであって、製造工程を複雑にすることなく、切削ヘッドとホルダとを精度よく簡単に芯合せできるヘッド交換式切削工具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】
【０００７】
前記目的を達成するために、本発明は以下の手段を提案している。
すなわち、本発明は、切れ刃を有する切削ヘッドと、前記切削ヘッドが着脱可能に装着されるホルダと、前記ホルダに対して螺合により前記切削ヘッドを固定するピン部材と、を備えたヘッド交換式切削工具であって、前記ホルダは、該ホルダの中心軸に同軸とされ、該中心軸に垂直な径方向の外方に向けて弾性変形可能な筒部を有し、前記切削ヘッドは、前記筒部の前記径方向の外方に配置され該筒部が当接可能な当接部を有し、前記ピン部材は、前記筒部に前記径方向の内方から当接して該筒部を前記径方向の外方へ向けて弾性変形させる押し拡げ部を有することを特徴とする。
【０００８】
本発明のヘッド交換式切削工具によれば、下記の作用効果を奏する。
すなわち、切削ヘッドをホルダに装着する際、ピン部材の押し拡げ部が、ホルダの筒部に前記径方向の内方から当接するとともに該筒部を前記径方向の外方に向けて弾性変形させ、押し拡げる。これにより、ピン部材の中心軸と、ホルダの中心軸とが同軸に位置決めされる。
さらに、弾性変形させられた筒部が、その前記径方向の外方に位置する切削ヘッドの当接部に当接する。これにより、ホルダの中心軸と、切削ヘッドの中心軸とが同軸に位置決めされる。
【０００９】
このように、ホルダの筒部を弾性変形させ、切削ヘッドの当接部に当接させることによって、ホルダと切削ヘッドとの芯合せ（芯出し）が行われることから、前記従来の嵌合による芯合せとは異なり、本発明のヘッド交換式切削工具によれば、筒部、当接部及び押し拡げ部に対して高精度な研磨加工は不要である。具体的に、このヘッド交換式切削工具によれば、筒部、当接部及び押し拡げ部に対してラフな研磨加工のみ、或いは研磨レスとすることができる。特に、硬質の超硬合金等からなる切削ヘッドに対して研磨が不要であり、焼結後の状態をそのまま切削加工に用いることができる点で優れている。
【００１０】
よって、本発明によれば、製造工程を複雑にすることなく、切削ヘッドとホルダとを精度よく簡単に芯合せすることができるのである。
【００１１】
また、本発明のヘッド交換式切削工具において、前記筒部は、前記ホルダの中心軸回りの周方向に沿って分割されるように形成された複数の壁部を有することとしてもよい。
【００１２】
この場合、筒部が前記周方向に分割されるように形成された複数の壁部を有しているので、ピン部材が該筒部を径方向の外方に向けて押し拡げる際に、筒部がより弾性変形しやすくなるとともに、当接部に当接しやすくなる。よって、前述の作用効果が安定して得られる。
【００１３】
また、本発明のヘッド交換式切削工具において、前記押し拡げ部は、前記ピン部材の一端に形成されて前記ホルダに螺合するネジ部から他端へ向けて離間するに従い漸次前記径方向の外方へ向かって傾斜するテーパ面を有することとしてもよい。
【００１４】
この場合、ピン部材を筒部に挿入しやすくなり、かつ、該筒部がホルダの中心軸に対して傾斜させられるように弾性変形するから、この筒部と当接部とがより当接しやすくなる。
【００１５】
また、本発明のヘッド交換式切削工具において、前記切削ヘッドの前記中心軸方向を向く面、及び、この面に対向する前記ホルダの前記中心軸方向を向く面には、前記切削ヘッドと前記ホルダとの前記中心軸回りの相対回転を規制する回転規制部が形成されていることとしてもよい。
【００１６】
この場合、前記中心軸方向に対向する切削ヘッドの面及びホルダの面に、これら切削ヘッドとホルダとの前記中心軸回りの相対回転を規制する回転規制部が形成されているので、前述した切削ヘッドの当接部とホルダの筒部との当接部分においては、前記相対回転を規制する構造等は必要ない。すなわち、前記相対回転を規制する部位と、芯合せする部位とを、互いに異なる箇所に配置できるため、それぞれの部位における各作用が安定して精度よく行われる。
【発明の効果】
【００１７】
本発明のヘッド交換式切削工具によれば、製造工程を複雑にすることなく、切削ヘッドとホルダとを精度よく簡単に芯合せできる。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】本発明の一実施形態に係るヘッド交換式切削工具を示す斜視図である。
【図２】図１のヘッド交換式切削工具の要部を示す部分側断面図である。
【図３】図１のヘッド交換式切削工具のホルダの先端形状を示す斜視図である。
【図４】図１のヘッド交換式切削工具のホルダの先端形状を示す側面図である。
【図５】図１のヘッド交換式切削工具のホルダの先端形状を示す正面図である。
【図６】図１のヘッド交換式切削工具の切削ヘッドを示す斜視図である。
【図７】図１のヘッド交換式切削工具の切削ヘッドを示す側面図である。
【図８】図１のヘッド交換式切削工具の切削ヘッドを先端側から見た正面図である。
【図９】図１のヘッド交換式切削工具の切削ヘッドをホルダ側から見た背面図である。
【図１０】図１のヘッド交換式切削工具のピン部材を示す斜視図である。
【図１１】図１のヘッド交換式切削工具のピン部材を先端側から見た正面図である。
【図１２】図１のヘッド交換式切削工具のピン部材を示す側面図である。
【図１３】図１のヘッド交換式切削工具において、ピン部材をホルダの筒部に挿入する際に行われるピン部材、ホルダ及び切削ヘッドの芯合せを説明する図である。
【発明を実施するための形態】
【００１９】
以下、本発明の一実施形態に係るヘッド交換式切削工具１について、図１〜図１３を参照して説明する。
本実施形態のヘッド交換式切削工具１は、ヘッド交換式のエンドミルである。
【００２０】
図１及び図２において、ヘッド交換式切削工具１は、切れ刃を有する切削ヘッド２と、切削ヘッド２が着脱可能に装着されるホルダ３と、ホルダ３に対して螺合により切削ヘッド２を固定するピン部材４と、を備えている。
ここで、ホルダ３は軸状をなし、切削ヘッド２は円筒状とされていて、切削ヘッド２は、ホルダ３の中心軸Ｃ１方向に沿う一端部に、該ホルダ３に同軸に配設されている。以下の説明においては、ホルダ３の中心軸Ｃ１方向に沿う切削ヘッド２側を先端側、切削ヘッド２とは反対側を基端側と言う。また、ホルダ３の中心軸Ｃ１に垂直な方向を径方向と言い、中心軸Ｃ１を中心に周回する方向を周方向と言う。
【００２１】
このヘッド交換式切削工具１は、ホルダ３の基端側の端部（基端部）が工作機械の主軸に着脱可能に支持され、中心軸Ｃ１回りに回転させられることにより、切削ヘッド２の切れ刃で被削材を切削加工する、ヘッド交換式の転削工具である。
【００２２】
ホルダ３は、鋼材により形成されており、中心軸Ｃ１に垂直な断面が円形状をなしている。尚、ホルダ３は、超硬合金からなる軸状のホルダ本体と、鋼材からなりホルダ本体の先端側の端部（先端部）にろう付けにより接合され、切削ヘッド２が装着される円柱状のホルダヘッド部と、を備えていてもよい。
【００２３】
図２において、ホルダ３の先端部３Ａは、それ以外の部分（本体部）３Ｂよりも小径に形成されている。また、ホルダ３の先端部３Ａには、その先端側を向く先端面３Ｃの径方向中央に開口するとともに、該先端面３Ｃから中心軸Ｃ１上を基端側へ向けて延びる雌ネジ穴３Ｄが穿設されている。雌ネジ穴３Ｄの内周面には、雌ネジ加工（不図示）が施されており、該雌ネジ穴３Ｄは、後述するピン部材４の雄ネジ部４Ａに螺合可能に形成されている。
【００２４】
また、ホルダ３の先端面３Ｃには、先端部３Ａよりも小径とされて該先端面３Ｃから先端側へ向けて突出する筒状をなし、ホルダ３の中心軸Ｃ１に同軸とされ、該中心軸Ｃ１に垂直な径方向の外方に向けて弾性変形可能な筒部５が形成されている。筒部５の内径は、後述するピン部材４の雄ネジ部４Ａより僅かに大きく形成されている。筒部５の内周面における基端部（中心軸Ｃ１方向に沿う先端面３Ｃ部分に相当する部位）は、雌ネジ穴３Ｄの内周面における先端部（前記先端面３Ｃ部分に相当する開口縁部）に滑らかに連なっている。
【００２５】
図３〜図５に示されるように、筒部５は、ホルダ３の中心軸Ｃ１回りの周方向に沿って分割されるように形成された複数の壁部５Ａを有している。これら壁部５Ａは、中心軸Ｃ１を中心として互いに周方向に間隔をあけて配置され、それぞれの壁部５Ａは、中心軸Ｃ１に垂直な断面が円弧状をなしている。このように、複数の壁部５Ａが中心軸Ｃ１回りに周方向に配列されることにより、筒部５は全体として円筒状をなしている。
【００２６】
壁部５Ａの外周面における基端部には、周方向に沿って延びる凹溝５Ｂが形成されている。このような凹溝５Ｂが形成されることにより、壁部５Ａはその基端部が薄肉となっている。
【００２７】
また、筒部５において径方向の内方を向く面、つまり壁部５Ａの内周面には、中心軸Ｃ１に沿ってホルダ３の先端側へ向かうに従い漸次径方向の外方へ向かって傾斜する傾斜面５Ｃが形成されている。傾斜面５Ｃは、壁部５Ａ（筒部５）の内周面における先端部に形成されている。
【００２８】
また、ホルダ３の先端面３Ｃには、基端側へ向けて窪む凹部６と、先端側へ向けて突出する凸部７と、が複数形成されているとともに、これらが中心軸Ｃ１を中心として周方向に交互に配列されている。
【００２９】
図３及び図５に示されるように、凹部６は扇形状をなす穴であり、凸部７は扇形状をなす突起である。これら凹部６と凸部７とが周方向に隣接して連続的に並べられることにより、先端面３Ｃは凹凸形状とされている。
また、凹部６における径方向の内方の端部は、雌ネジ穴３Ｄの開口縁部に連なっている。凸部７における径方向の内方の端部には、壁部５Ａが立設されている。
【００３０】
図２、図６〜図９において、切削ヘッド２は、超硬合金により形成されており、その中心軸Ｃ２方向の先端側を向く先端面２Ａ、及び、該先端面２Ａに隣接し中心軸Ｃ２に垂直な径方向の外方を向く外周面２Ｂに、複数の切れ刃（不図示）を有している。切削ヘッド２の外径は、ホルダ３の先端部３Ａの外径より若干大きくなっている（図２を参照）。
ここで、切削ヘッド２の前記中心軸Ｃ２は、該切削ヘッド２がホルダ３に装着された状態において中心軸Ｃ１に同軸であるから、ヘッド交換式切削工具１におけるこれら中心軸Ｃ１、Ｃ２は、互いに共通軸である。
【００３１】
切削ヘッド２には、中心軸Ｃ２上に沿って延びるとともに、該切削ヘッド２を貫通する多段状の取付孔８が形成されている。図７において、取付孔８の内周面は、その中心軸Ｃ２方向に沿う中央部８Ａが最も小径とされており、該中央部８Ａの先端側（図７における上側）に位置する先端部８Ｂの内径、及び、該中央部８Ａの基端側（図７における下側）に位置する基端部（当接部）８Ｃの内径が互いに略同一とされているとともに、中央部８Ａの内径より大径となっている。
【００３２】
図２に示されるように、切削ヘッド２がホルダ３先端に装着された状態で、取付孔８の内周面のうち基端部８Ｃは、筒部５の径方向の外方に配置される。基端部８Ｃは、筒部５に対応する円柱穴状をなしている。また、基端部８Ｃの内径は、筒部５の外径より僅かに大きくなっている。そして、切削ヘッド２の基端部８Ｃには、後述するピン部材４が筒部５に挿入された際、この筒部５が径方向の外方に向けて弾性変形することによって、該筒部５が当接可能とされている。つまり、取付孔８の内周面における基端部８Ｃは、筒部５の外周面が当接可能とされた当接部である。
【００３３】
また、取付孔８の内周面における中央部８Ａのうち、先端側に位置する部分は、中心軸Ｃ２方向に沿って先端側へ向かうに従い漸次径方向の外方に向かって傾斜する傾斜面８Ｄとなっている。また、取付孔８には、中心軸Ｃ２方向の基端側を向くとともに、中央部８Ａの基端側の周端縁と基端部８Ｃの先端側の周端縁とを繋ぐように、環状面８Ｅが形成されている。図２に示されるように、切削ヘッド２がホルダ３先端に装着された状態で、環状面８Ｅと筒部５の先端側を向く面との間には、若干の隙間が形成される。
【００３４】
また、切削ヘッド２の基端側を向く面２Ｃには、先端側へ向けて窪む凹部９と、基端側へ向けて突出する凸部１０と、が複数形成されているとともに、これらが中心軸Ｃ２を中心として周方向に交互に配列されている。
【００３５】
図６及び図９に示されるように、凹部９は扇形状をなす穴であり、凸部１０は扇形状をなす突起である。これら凹部９と凸部１０とが周方向に隣接して連続的に並べられることにより、面２Ｃは凹凸形状とされている。
【００３６】
図１及び図２において、切削ヘッド２がホルダ３先端に装着された状態で、切削ヘッド２の基端側を向く面２Ｃに形成された凹部９と、ホルダ３の先端面３Ｃに形成された凸部７とは、互いに当接する。また、切削ヘッド２の基端側を向く面２Ｃに形成された凸部１０と、ホルダ３の先端面３Ｃに形成された凹部６とは、互いに当接する。これにより、凹部９と凸部７とが係合し、凸部１０と凹部６とが係合する。
【００３７】
このヘッド交換式切削工具１は、前述のように凹部６、９及び凸部７、１０が係合することによって、切削ヘッド２とホルダ３との中心軸Ｃ１、Ｃ２回りの相対回転が規制されている。このように、切削ヘッド２の中心軸Ｃ２方向を向く面２Ｃ、及び、この面２Ｃに対向するホルダ３の中心軸Ｃ１方向を向く面（先端面）３Ｃには、互いに係合する凹部６、９及び凸部７、１０を備えた回転規制部１１が形成されている。
【００３８】
ピン部材４は、鋼材により形成されている。図２、図１０〜図１２に示されるように、ピン部材４は、その中心軸Ｃ３方向に沿う基端部（ここで言う基端部とは、ホルダ３に装着されたピン部材４における該ホルダ３基端側の端部を差し、ピン部材４における一端である）に位置して雄ネジ加工（不図示）が施されるとともに、雌ネジ穴３Ｄに螺合するように形成され、最も小径とされた雄ネジ部（ネジ部）４Ａと、中心軸Ｃ３方向に沿う先端部（ここで言う先端部とは、ホルダ３に装着されたピン部材４における該ホルダ３先端側の端部を差し、ピン部材４における他端である）に位置して最も大径とされた頭部４Ｂと、雄ネジ部４Ａ及び頭部４Ｂの中間に位置して円柱状をなし、切削ヘッド２がホルダ３に装着された状態において、筒部５に径方向の内方から当接して該筒部５を径方向の外方へ向けて弾性変形させる押し拡げ部４Ｃと、を備えている。
ここで、ピン部材４の前記中心軸Ｃ３は、該ピン部材４がホルダ３の筒部５に挿入され雄ネジ部４Ａが雌ネジ穴３Ｄに螺合された状態において、中心軸Ｃ１に同軸であるから、ヘッド交換式切削工具１におけるこれら中心軸Ｃ１、Ｃ３は、互いに共通軸である。また、前述のように中心軸Ｃ１、Ｃ２は共通軸であるから、これら中心軸Ｃ１、Ｃ２、Ｃ３は、共通軸（同軸）である。
【００３９】
ピン部材４の頭部４Ｂのうち、基端側（図１２における下側、ピン部材４の一端に位置する雄ネジ部４Ａ側）に位置する部分は、中心軸Ｃ３方向に沿って基端側へ向かうに従い漸次径方向の内方に向かって傾斜する傾斜面４Ｄとなっている。傾斜面４Ｄにおける中心軸Ｃ３方向に沿う単位長さあたりの径方向への変位量（つまり傾き）は、切削ヘッド２の傾斜面８Ｄにおける中心軸Ｃ２方向に沿う単位長さあたりの径方向への変位量と略同一とされており、これにより傾斜面４Ｄと傾斜面８Ｄとは互いに広範囲に面接触しやすくなっている。
【００４０】
また、ピン部材４の押し拡げ部４Ｃのうち、基端側に位置する部分は、中心軸Ｃ３方向に沿って基端側へ向かうに従い漸次径方向の内方に向かって傾斜するテーパ面４Ｅとなっている。すなわち、このテーパ面４Ｅは、ピン部材４の一端に位置する雄ネジ部４Ａから他端に位置する頭部４Ｂへ向けて離間するに従い漸次径方向の外方へ向かって傾斜して形成されている。
【００４１】
次に、このように構成された本実施形態のヘッド交換式切削工具１の作用（芯合せ）について、図１３を用いて説明する。
図１３（ａ）において、切削ヘッド２をホルダ３の先端部に載せると、切削ヘッド２の取付孔８の基端部８Ｃに、ホルダ３の筒部５が挿入される。また、切削ヘッド２の基端側を向く面２Ｃとホルダ３の先端面３Ｃとが当接するとともに、対応する凹部６、９と凸部７、１０とが噛み合うように係合する。
この状態から、切削ヘッド２の取付孔８を通して、ピン部材４をホルダ３の筒部５に挿入していく。ここで、図中の矢印は、ホルダ３に対するピン部材４の押し込み（ねじ込み）方向を示している。図１３（ａ）に示される状態においては、ホルダ３の中心軸Ｃ１、切削ヘッド２の中心軸Ｃ２及びピン部材４の中心軸Ｃ３は、互いに異なる位置にある。
【００４２】
次いで、図１３（ｂ）において、ピン部材４の雄ネジ部４Ａがホルダ３の雌ネジ穴３Ｄ（図１３には不図示）に螺合され、ねじ込まれていく。これにより、ホルダ３に対してピン部材４が基端側へ向かい矢印方向に進入していき、筒部５内に挿入されていく。この際、ピン部材４の押し拡げ部４Ｃが、筒部５に径方向の内方から当接するとともに、該筒部５を径方向の外方へ向けて弾性変形させ、押し拡げる。ピン部材４は、その中心軸Ｃ３をホルダ３の中心軸Ｃ１に一致させるように径方向に移動して、ピン部材４の中心軸Ｃ３とホルダ３の中心軸Ｃ１とが同軸に位置決めされる。
【００４３】
具体的には、押し拡げ部４Ｃの外周面が筒部５の各壁部５Ａの内周面に接触する面積は、周方向に均等となるように配分されているとともに、ピン部材４の基端側へ向けた単位長さあたりの移動量に対する各壁部５Ａの径方向外方へ向けた変位量（筒部５の拡径量）が周方向に均等となるように、ピン部材４が径方向に移動させられて、中心軸Ｃ１、Ｃ３が一致させられている。図１３（ｂ）に示される状態においては、このようにホルダ３の中心軸Ｃ１とピン部材４の中心軸Ｃ３とが同軸とされている一方、切削ヘッド２の中心軸Ｃ２はこれら中心軸Ｃ１、Ｃ３とは異なる位置にある。
【００４４】
次いで、図１３（ｃ）において、ホルダ３に対してピン部材４がさらにねじ込まれていくと、筒部５もさらに弾性変形し径方向の外方に向けて押し拡げられていく。そして、筒部５は、その径方向の外方に位置する切削ヘッド２の当接部（取付孔８の基端部８Ｃ）に当接する。この当接によって、切削ヘッド２は、その中心軸Ｃ２をホルダ３の中心軸Ｃ１に一致させるように径方向に移動して、切削ヘッド２の中心軸Ｃ２とホルダ３の中心軸Ｃ１とが同軸に位置決めされる。
【００４５】
具体的には、筒部５の外周面のうち、基端部８Ｃに比較的接近した部分から基端部８Ｃに当接され、さらに筒部５が拡径されることによって切削ヘッド２は径方向に移動させられる。これにより、筒部５の外周面において前記部分とは周方向の反対側に位置する部分に対して基端部８Ｃが接近させられて、当接する。このような作用が筒部５の外周面の周方向各部でなされることにより、筒部５の外周面が基端部８Ｃの内周面に周方向に均等に当接するとともに、切削ヘッド２の中心軸Ｃ２がホルダ３の中心軸Ｃ１に一致させられている。そして、図１３（ｃ）に示される状態においては、ホルダ３の中心軸Ｃ１、切削ヘッド２の中心軸Ｃ２及びピン部材４の中心軸Ｃ３が一致して、互いに同軸とされている。
【００４６】
図２に示されるように、ホルダ３に対してピン部材４が所定量ねじ込まれることにより、該ピン部材４の傾斜面４Ｄと切削ヘッド２の傾斜面８Ｄとが当接する。これにより、切削ヘッド２がホルダ３にクランプされる。
一方、切削加工に供された切削ヘッド２を別の新しい切削ヘッド２に交換する際は、前述の手順と逆の手順によって、ピン部材４をホルダ３から取り外す。これにより、筒部５は復元変形するとともに、切削ヘッド２の取付孔８の基端部８Ｃから離間される。
【００４７】
以上説明したように、本実施形態のヘッド交換式切削工具１によれば、ホルダ３の筒部５を弾性変形させ、切削ヘッド２の当接部（基端部８Ｃ）に当接させることによって、ホルダ３と切削ヘッド２との芯合せ（芯出し）が行われることから、従来の嵌合による芯合せとは異なり、このヘッド交換式切削工具１では、筒部５、当接部及び押し拡げ部４Ｃに対して高精度な研磨加工は不要である。具体的に、このヘッド交換式切削工具１によれば、筒部５、当接部及び押し拡げ部４Ｃに対してラフな研磨加工のみ、或いは研磨レスとすることができる。特に、硬質の超硬合金からなる切削ヘッド２に対して研磨が不要であり、焼結後の状態をそのまま切削加工に用いることができる点で優れている。
【００４８】
このように、本実施形態によれば、製造工程を複雑にすることなく、切削ヘッド２とホルダ３とを精度よく簡単に芯合せすることができるのである。
【００４９】
また、筒部５が周方向に分割されるように形成された複数の壁部５Ａを有しているので、ピン部材４が該筒部５を径方向の外方に向けて押し拡げる際に、筒部５がより弾性変形しやすくなるとともに、当接部に当接しやすくなる。よって、前述の作用効果が安定して得られる。
【００５０】
また、押し拡げ部４Ｃにテーパ面４Ｅが形成されているので、ピン部材４を筒部５に挿入しやすくなり、かつ、該筒部５の壁部５Ａがホルダ３の中心軸Ｃ１に対して傾斜させられるように弾性変形するから、壁部５Ａの先端部が当接部に当接しやすくなる。よって、筒部５と当接部との当接が確実に行われる。
【００５１】
また、筒部５の内周面に傾斜面５Ｃが形成されていることから、ピン部材４が筒部５内に確実に案内されて、該ピン部材４をホルダ３に螺合させやすい。
【００５２】
また、中心軸Ｃ１方向に対向する切削ヘッド２の面２Ｃ及びホルダ３の先端面３Ｃに、これら切削ヘッド２とホルダ３との中心軸Ｃ１回りの相対回転を規制する回転規制部１１が形成されているので、前述した切削ヘッド２の当接部（基端部８Ｃ）とホルダ３の筒部５との当接部分においては、前記相対回転を規制する構造等は必要ない。すなわち、前記相対回転を規制する部位と、芯合せする部位とを、互いに異なる箇所に配置できるため、それぞれの部位における各作用が安定して精度よく行われる。
【００５３】
尚、本発明は前述の実施形態に限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲において種々の変更を加えることができる。
【００５４】
例えば、前述した実施形態では、筒部５が全体として円筒状をなし、切削ヘッド２の当接部（基端部８Ｃ）がこれに対応する円柱穴状をなしているとしたが、これに限定されるものではない。すなわち、筒部５が、断面非円形の例えば多角形筒状又は楕円筒状をなし、切削ヘッド２の当接部が前記筒部５の形状に対応する断面非円形の例えば多角形柱穴状又は楕円柱穴状をなしていても構わない。
この場合、筒部５及び当接部は、前述した芯合せ効果を奏するほか、切削ヘッド２とホルダ３との相対回転を規制する効果をも奏する。
【００５５】
また、前述の実施形態では、ヘッド交換式切削工具１は、ヘッド交換式のエンドミルであるとしたが、これに限定されるものではなく、例えば、それ以外のヘッド交換式のねじ切り工具（タップ）等であっても構わない。
また、切削ヘッド２の切れ刃が、先端面２Ａ及び外周面２Ｂに形成されているとしたが、切れ刃は、先端面２Ａ又は外周面２Ｂに形成されていても構わない。
【符号の説明】
【００５６】
１ ヘッド交換式切削工具
２ 切削ヘッド
２Ｃ 切削ヘッドの基端側を向く面（切削ヘッドの中心軸方向を向く面）
３ ホルダ
３Ｃ ホルダの先端面（ホルダの中心軸方向を向く面）
４ ピン部材
４Ａ 雄ネジ部（ネジ部）
４Ｃ 押し拡げ部
４Ｅ テーパ面
５ 筒部
５Ａ 壁部
８Ｃ 取付孔の基端部（当接部）
１１ 回転規制部
Ｃ１ ホルダの中心軸
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ヘッド交換式切削工具に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、この種のヘッド交換式切削工具として、例えば下記特許文献１に示されるように、円柱状をなしその外周面に切れ刃を有する交換刃具（切削ヘッド）と、軸状をなしその先端部に交換刃具が着脱可能に装着されるシャンク（ホルダ）と、シャンクに対して螺合により交換刃具を固定する取付ねじ（ピン部材）と、を備えたものが知られている。
【０００３】
特許文献１のヘッド交換式切削工具では、取付ねじに設けられた嵌合軸部が、交換刃具に設けられた嵌合穴、及び、シャンクに設けられた嵌合穴に嵌合させられることにより、前記嵌合軸部を介して、交換刃具とシャンクとが同軸（同心）に位置決め（芯合せ）されるようになっている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００７−１６７９７７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、前記従来のヘッド交換式切削工具では、下記の課題があった。
すなわち、切削ヘッドとホルダとを精度よく同軸に位置決めするため、ピン部材の嵌合部分（前記嵌合軸部）、切削ヘッドの嵌合穴及びホルダの嵌合穴を高精度に研磨加工する必要があり、製造工程が複雑となっていた。特に切削ヘッドは、硬質の超硬合金等からなるため研磨加工しづらい。
【０００６】
本発明は、このような事情に鑑みてなされたものであって、製造工程を複雑にすることなく、切削ヘッドとホルダとを精度よく簡単に芯合せできるヘッド交換式切削工具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】
【０００７】
前記目的を達成するために、本発明は以下の手段を提案している。
すなわち、本発明は、切れ刃を有する切削ヘッドと、前記切削ヘッドが着脱可能に装着されるホルダと、前記ホルダに対して螺合により前記切削ヘッドを固定するピン部材と、を備えたヘッド交換式切削工具であって、前記ホルダは、該ホルダの中心軸に同軸とされ、該中心軸に垂直な径方向の外方に向けて弾性変形可能な筒部を有し、前記切削ヘッドは、前記筒部の前記径方向の外方に配置され該筒部が当接可能な当接部を有し、前記ピン部材は、前記筒部に前記径方向の内方から当接して該筒部を前記径方向の外方へ向けて弾性変形させる押し拡げ部を有することを特徴とする。
【０００８】
本発明のヘッド交換式切削工具によれば、下記の作用効果を奏する。
すなわち、切削ヘッドをホルダに装着する際、ピン部材の押し拡げ部が、ホルダの筒部に前記径方向の内方から当接するとともに該筒部を前記径方向の外方に向けて弾性変形させ、押し拡げる。これにより、ピン部材の中心軸と、ホルダの中心軸とが同軸に位置決めされる。
さらに、弾性変形させられた筒部が、その前記径方向の外方に位置する切削ヘッドの当接部に当接する。これにより、ホルダの中心軸と、切削ヘッドの中心軸とが同軸に位置決めされる。
【０００９】
このように、ホルダの筒部を弾性変形させ、切削ヘッドの当接部に当接させることによって、ホルダと切削ヘッドとの芯合せ（芯出し）が行われることから、前記従来の嵌合による芯合せとは異なり、本発明のヘッド交換式切削工具によれば、筒部、当接部及び押し拡げ部に対して高精度な研磨加工は不要である。具体的に、このヘッド交換式切削工具によれば、筒部、当接部及び押し拡げ部に対してラフな研磨加工のみ、或いは研磨レスとすることができる。特に、硬質の超硬合金等からなる切削ヘッドに対して研磨が不要であり、焼結後の状態をそのまま切削加工に用いることができる点で優れている。
【００１０】
よって、本発明によれば、製造工程を複雑にすることなく、切削ヘッドとホルダとを精度よく簡単に芯合せすることができるのである。
【００１１】
また、本発明のヘッド交換式切削工具において、前記筒部は、前記ホルダの中心軸回りの周方向に沿って分割されるように形成された複数の壁部を有することとしてもよい。
【００１２】
この場合、筒部が前記周方向に分割されるように形成された複数の壁部を有しているので、ピン部材が該筒部を径方向の外方に向けて押し拡げる際に、筒部がより弾性変形しやすくなるとともに、当接部に当接しやすくなる。よって、前述の作用効果が安定して得られる。
【００１３】
また、本発明のヘッド交換式切削工具において、前記押し拡げ部は、前記ピン部材の一端に形成されて前記ホルダに螺合するネジ部から他端へ向けて離間するに従い漸次前記径方向の外方へ向かって傾斜するテーパ面を有することとしてもよい。
【００１４】
この場合、ピン部材を筒部に挿入しやすくなり、かつ、該筒部がホルダの中心軸に対して傾斜させられるように弾性変形するから、この筒部と当接部とがより当接しやすくなる。
【００１５】
また、本発明のヘッド交換式切削工具において、前記切削ヘッドの前記中心軸方向を向く面、及び、この面に対向する前記ホルダの前記中心軸方向を向く面には、前記切削ヘッドと前記ホルダとの前記中心軸回りの相対回転を規制する回転規制部が形成されていることとしてもよい。
【００１６】
この場合、前記中心軸方向に対向する切削ヘッドの面及びホルダの面に、これら切削ヘッドとホルダとの前記中心軸回りの相対回転を規制する回転規制部が形成されているので、前述した切削ヘッドの当接部とホルダの筒部との当接部分においては、前記相対回転を規制する構造等は必要ない。すなわち、前記相対回転を規制する部位と、芯合せする部位とを、互いに異なる箇所に配置できるため、それぞれの部位における各作用が安定して精度よく行われる。
【発明の効果】
【００１７】
本発明のヘッド交換式切削工具によれば、製造工程を複雑にすることなく、切削ヘッドとホルダとを精度よく簡単に芯合せできる。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】本発明の一実施形態に係るヘッド交換式切削工具を示す斜視図である。
【図２】図１のヘッド交換式切削工具の要部を示す部分側断面図である。
【図３】図１のヘッド交換式切削工具のホルダの先端形状を示す斜視図である。
【図４】図１のヘッド交換式切削工具のホルダの先端形状を示す側面図である。
【図５】図１のヘッド交換式切削工具のホルダの先端形状を示す正面図である。
【図６】図１のヘッド交換式切削工具の切削ヘッドを示す斜視図である。
【図７】図１のヘッド交換式切削工具の切削ヘッドを示す側面図である。
【図８】図１のヘッド交換式切削工具の切削ヘッドを先端側から見た正面図である。
【図９】図１のヘッド交換式切削工具の切削ヘッドをホルダ側から見た背面図である。
【図１０】図１のヘッド交換式切削工具のピン部材を示す斜視図である。
【図１１】図１のヘッド交換式切削工具のピン部材を先端側から見た正面図である。
【図１２】図１のヘッド交換式切削工具のピン部材を示す側面図である。
【図１３】図１のヘッド交換式切削工具において、ピン部材をホルダの筒部に挿入する際に行われるピン部材、ホルダ及び切削ヘッドの芯合せを説明する図である。
【発明を実施するための形態】
【００１９】
以下、本発明の一実施形態に係るヘッド交換式切削工具１について、図１〜図１３を参照して説明する。
本実施形態のヘッド交換式切削工具１は、ヘッド交換式のエンドミルである。
【００２０】
図１及び図２において、ヘッド交換式切削工具１は、切れ刃を有する切削ヘッド２と、切削ヘッド２が着脱可能に装着されるホルダ３と、ホルダ３に対して螺合により切削ヘッド２を固定するピン部材４と、を備えている。
ここで、ホルダ３は軸状をなし、切削ヘッド２は円筒状とされていて、切削ヘッド２は、ホルダ３の中心軸Ｃ１方向に沿う一端部に、該ホルダ３に同軸に配設されている。以下の説明においては、ホルダ３の中心軸Ｃ１方向に沿う切削ヘッド２側を先端側、切削ヘッド２とは反対側を基端側と言う。また、ホルダ３の中心軸Ｃ１に垂直な方向を径方向と言い、中心軸Ｃ１を中心に周回する方向を周方向と言う。
【００２１】
このヘッド交換式切削工具１は、ホルダ３の基端側の端部（基端部）が工作機械の主軸に着脱可能に支持され、中心軸Ｃ１回りに回転させられることにより、切削ヘッド２の切れ刃で被削材を切削加工する、ヘッド交換式の転削工具である。
【００２２】
ホルダ３は、鋼材により形成されており、中心軸Ｃ１に垂直な断面が円形状をなしている。尚、ホルダ３は、超硬合金からなる軸状のホルダ本体と、鋼材からなりホルダ本体の先端側の端部（先端部）にろう付けにより接合され、切削ヘッド２が装着される円柱状のホルダヘッド部と、を備えていてもよい。
【００２３】
図２において、ホルダ３の先端部３Ａは、それ以外の部分（本体部）３Ｂよりも小径に形成されている。また、ホルダ３の先端部３Ａには、その先端側を向く先端面３Ｃの径方向中央に開口するとともに、該先端面３Ｃから中心軸Ｃ１上を基端側へ向けて延びる雌ネジ穴３Ｄが穿設されている。雌ネジ穴３Ｄの内周面には、雌ネジ加工（不図示）が施されており、該雌ネジ穴３Ｄは、後述するピン部材４の雄ネジ部４Ａに螺合可能に形成されている。
【００２４】
また、ホルダ３の先端面３Ｃには、先端部３Ａよりも小径とされて該先端面３Ｃから先端側へ向けて突出する筒状をなし、ホルダ３の中心軸Ｃ１に同軸とされ、該中心軸Ｃ１に垂直な径方向の外方に向けて弾性変形可能な筒部５が形成されている。筒部５の内径は、後述するピン部材４の雄ネジ部４Ａより僅かに大きく形成されている。筒部５の内周面における基端部（中心軸Ｃ１方向に沿う先端面３Ｃ部分に相当する部位）は、雌ネジ穴３Ｄの内周面における先端部（前記先端面３Ｃ部分に相当する開口縁部）に滑らかに連なっている。
【００２５】
図３〜図５に示されるように、筒部５は、ホルダ３の中心軸Ｃ１回りの周方向に沿って分割されるように形成された複数の壁部５Ａを有している。これら壁部５Ａは、中心軸Ｃ１を中心として互いに周方向に間隔をあけて配置され、それぞれの壁部５Ａは、中心軸Ｃ１に垂直な断面が円弧状をなしている。このように、複数の壁部５Ａが中心軸Ｃ１回りに周方向に配列されることにより、筒部５は全体として円筒状をなしている。
【００２６】
壁部５Ａの外周面における基端部には、周方向に沿って延びる凹溝５Ｂが形成されている。このような凹溝５Ｂが形成されることにより、壁部５Ａはその基端部が薄肉となっている。
【００２７】
また、筒部５において径方向の内方を向く面、つまり壁部５Ａの内周面には、中心軸Ｃ１に沿ってホルダ３の先端側へ向かうに従い漸次径方向の外方へ向かって傾斜する傾斜面５Ｃが形成されている。傾斜面５Ｃは、壁部５Ａ（筒部５）の内周面における先端部に形成されている。
【００２８】
また、ホルダ３の先端面３Ｃには、基端側へ向けて窪む凹部６と、先端側へ向けて突出する凸部７と、が複数形成されているとともに、これらが中心軸Ｃ１を中心として周方向に交互に配列されている。
【００２９】
図３及び図５に示されるように、凹部６は扇形状をなす穴であり、凸部７は扇形状をなす突起である。これら凹部６と凸部７とが周方向に隣接して連続的に並べられることにより、先端面３Ｃは凹凸形状とされている。
また、凹部６における径方向の内方の端部は、雌ネジ穴３Ｄの開口縁部に連なっている。凸部７における径方向の内方の端部には、壁部５Ａが立設されている。
【００３０】
図２、図６〜図９において、切削ヘッド２は、超硬合金により形成されており、その中心軸Ｃ２方向の先端側を向く先端面２Ａ、及び、該先端面２Ａに隣接し中心軸Ｃ２に垂直な径方向の外方を向く外周面２Ｂに、複数の切れ刃（不図示）を有している。切削ヘッド２の外径は、ホルダ３の先端部３Ａの外径より若干大きくなっている（図２を参照）。
ここで、切削ヘッド２の前記中心軸Ｃ２は、該切削ヘッド２がホルダ３に装着された状態において中心軸Ｃ１に同軸であるから、ヘッド交換式切削工具１におけるこれら中心軸Ｃ１、Ｃ２は、互いに共通軸である。
【００３１】
切削ヘッド２には、中心軸Ｃ２上に沿って延びるとともに、該切削ヘッド２を貫通する多段状の取付孔８が形成されている。図７において、取付孔８の内周面は、その中心軸Ｃ２方向に沿う中央部８Ａが最も小径とされており、該中央部８Ａの先端側（図７における上側）に位置する先端部８Ｂの内径、及び、該中央部８Ａの基端側（図７における下側）に位置する基端部（当接部）８Ｃの内径が互いに略同一とされているとともに、中央部８Ａの内径より大径となっている。
【００３２】
図２に示されるように、切削ヘッド２がホルダ３先端に装着された状態で、取付孔８の内周面のうち基端部８Ｃは、筒部５の径方向の外方に配置される。基端部８Ｃは、筒部５に対応する円柱穴状をなしている。また、基端部８Ｃの内径は、筒部５の外径より僅かに大きくなっている。そして、切削ヘッド２の基端部８Ｃには、後述するピン部材４が筒部５に挿入された際、この筒部５が径方向の外方に向けて弾性変形することによって、該筒部５が当接可能とされている。つまり、取付孔８の内周面における基端部８Ｃは、筒部５の外周面が当接可能とされた当接部である。
【００３３】
また、取付孔８の内周面における中央部８Ａのうち、先端側に位置する部分は、中心軸Ｃ２方向に沿って先端側へ向かうに従い漸次径方向の外方に向かって傾斜する傾斜面８Ｄとなっている。また、取付孔８には、中心軸Ｃ２方向の基端側を向くとともに、中央部８Ａの基端側の周端縁と基端部８Ｃの先端側の周端縁とを繋ぐように、環状面８Ｅが形成されている。図２に示されるように、切削ヘッド２がホルダ３先端に装着された状態で、環状面８Ｅと筒部５の先端側を向く面との間には、若干の隙間が形成される。
【００３４】
また、切削ヘッド２の基端側を向く面２Ｃには、先端側へ向けて窪む凹部９と、基端側へ向けて突出する凸部１０と、が複数形成されているとともに、これらが中心軸Ｃ２を中心として周方向に交互に配列されている。
【００３５】
図６及び図９に示されるように、凹部９は扇形状をなす穴であり、凸部１０は扇形状をなす突起である。これら凹部９と凸部１０とが周方向に隣接して連続的に並べられることにより、面２Ｃは凹凸形状とされている。
【００３６】
図１及び図２において、切削ヘッド２がホルダ３先端に装着された状態で、切削ヘッド２の基端側を向く面２Ｃに形成された凹部９と、ホルダ３の先端面３Ｃに形成された凸部７とは、互いに当接する。また、切削ヘッド２の基端側を向く面２Ｃに形成された凸部１０と、ホルダ３の先端面３Ｃに形成された凹部６とは、互いに当接する。これにより、凹部９と凸部７とが係合し、凸部１０と凹部６とが係合する。
【００３７】
このヘッド交換式切削工具１は、前述のように凹部６、９及び凸部７、１０が係合することによって、切削ヘッド２とホルダ３との中心軸Ｃ１、Ｃ２回りの相対回転が規制されている。このように、切削ヘッド２の中心軸Ｃ２方向を向く面２Ｃ、及び、この面２Ｃに対向するホルダ３の中心軸Ｃ１方向を向く面（先端面）３Ｃには、互いに係合する凹部６、９及び凸部７、１０を備えた回転規制部１１が形成されている。
【００３８】
ピン部材４は、鋼材により形成されている。図２、図１０〜図１２に示されるように、ピン部材４は、その中心軸Ｃ３方向に沿う基端部（ここで言う基端部とは、ホルダ３に装着されたピン部材４における該ホルダ３基端側の端部を差し、ピン部材４における一端である）に位置して雄ネジ加工（不図示）が施されるとともに、雌ネジ穴３Ｄに螺合するように形成され、最も小径とされた雄ネジ部（ネジ部）４Ａと、中心軸Ｃ３方向に沿う先端部（ここで言う先端部とは、ホルダ３に装着されたピン部材４における該ホルダ３先端側の端部を差し、ピン部材４における他端である）に位置して最も大径とされた頭部４Ｂと、雄ネジ部４Ａ及び頭部４Ｂの中間に位置して円柱状をなし、切削ヘッド２がホルダ３に装着された状態において、筒部５に径方向の内方から当接して該筒部５を径方向の外方へ向けて弾性変形させる押し拡げ部４Ｃと、を備えている。
ここで、ピン部材４の前記中心軸Ｃ３は、該ピン部材４がホルダ３の筒部５に挿入され雄ネジ部４Ａが雌ネジ穴３Ｄに螺合された状態において、中心軸Ｃ１に同軸であるから、ヘッド交換式切削工具１におけるこれら中心軸Ｃ１、Ｃ３は、互いに共通軸である。また、前述のように中心軸Ｃ１、Ｃ２は共通軸であるから、これら中心軸Ｃ１、Ｃ２、Ｃ３は、共通軸（同軸）である。
【００３９】
ピン部材４の頭部４Ｂのうち、基端側（図１２における下側、ピン部材４の一端に位置する雄ネジ部４Ａ側）に位置する部分は、中心軸Ｃ３方向に沿って基端側へ向かうに従い漸次径方向の内方に向かって傾斜する傾斜面４Ｄとなっている。傾斜面４Ｄにおける中心軸Ｃ３方向に沿う単位長さあたりの径方向への変位量（つまり傾き）は、切削ヘッド２の傾斜面８Ｄにおける中心軸Ｃ２方向に沿う単位長さあたりの径方向への変位量と略同一とされており、これにより傾斜面４Ｄと傾斜面８Ｄとは互いに広範囲に面接触しやすくなっている。
【００４０】
また、ピン部材４の押し拡げ部４Ｃのうち、基端側に位置する部分は、中心軸Ｃ３方向に沿って基端側へ向かうに従い漸次径方向の内方に向かって傾斜するテーパ面４Ｅとなっている。すなわち、このテーパ面４Ｅは、ピン部材４の一端に位置する雄ネジ部４Ａから他端に位置する頭部４Ｂへ向けて離間するに従い漸次径方向の外方へ向かって傾斜して形成されている。
【００４１】
次に、このように構成された本実施形態のヘッド交換式切削工具１の作用（芯合せ）について、図１３を用いて説明する。
図１３（ａ）において、切削ヘッド２をホルダ３の先端部に載せると、切削ヘッド２の取付孔８の基端部８Ｃに、ホルダ３の筒部５が挿入される。また、切削ヘッド２の基端側を向く面２Ｃとホルダ３の先端面３Ｃとが当接するとともに、対応する凹部６、９と凸部７、１０とが噛み合うように係合する。
この状態から、切削ヘッド２の取付孔８を通して、ピン部材４をホルダ３の筒部５に挿入していく。ここで、図中の矢印は、ホルダ３に対するピン部材４の押し込み（ねじ込み）方向を示している。図１３（ａ）に示される状態においては、ホルダ３の中心軸Ｃ１、切削ヘッド２の中心軸Ｃ２及びピン部材４の中心軸Ｃ３は、互いに異なる位置にある。
【００４２】
次いで、図１３（ｂ）において、ピン部材４の雄ネジ部４Ａがホルダ３の雌ネジ穴３Ｄ（図１３には不図示）に螺合され、ねじ込まれていく。これにより、ホルダ３に対してピン部材４が基端側へ向かい矢印方向に進入していき、筒部５内に挿入されていく。この際、ピン部材４の押し拡げ部４Ｃが、筒部５に径方向の内方から当接するとともに、該筒部５を径方向の外方へ向けて弾性変形させ、押し拡げる。ピン部材４は、その中心軸Ｃ３をホルダ３の中心軸Ｃ１に一致させるように径方向に移動して、ピン部材４の中心軸Ｃ３とホルダ３の中心軸Ｃ１とが同軸に位置決めされる。
【００４３】
具体的には、押し拡げ部４Ｃの外周面が筒部５の各壁部５Ａの内周面に接触する面積は、周方向に均等となるように配分されているとともに、ピン部材４の基端側へ向けた単位長さあたりの移動量に対する各壁部５Ａの径方向外方へ向けた変位量（筒部５の拡径量）が周方向に均等となるように、ピン部材４が径方向に移動させられて、中心軸Ｃ１、Ｃ３が一致させられている。図１３（ｂ）に示される状態においては、このようにホルダ３の中心軸Ｃ１とピン部材４の中心軸Ｃ３とが同軸とされている一方、切削ヘッド２の中心軸Ｃ２はこれら中心軸Ｃ１、Ｃ３とは異なる位置にある。
【００４４】
次いで、図１３（ｃ）において、ホルダ３に対してピン部材４がさらにねじ込まれていくと、筒部５もさらに弾性変形し径方向の外方に向けて押し拡げられていく。そして、筒部５は、その径方向の外方に位置する切削ヘッド２の当接部（取付孔８の基端部８Ｃ）に当接する。この当接によって、切削ヘッド２は、その中心軸Ｃ２をホルダ３の中心軸Ｃ１に一致させるように径方向に移動して、切削ヘッド２の中心軸Ｃ２とホルダ３の中心軸Ｃ１とが同軸に位置決めされる。
【００４５】
具体的には、筒部５の外周面のうち、基端部８Ｃに比較的接近した部分から基端部８Ｃに当接され、さらに筒部５が拡径されることによって切削ヘッド２は径方向に移動させられる。これにより、筒部５の外周面において前記部分とは周方向の反対側に位置する部分に対して基端部８Ｃが接近させられて、当接する。このような作用が筒部５の外周面の周方向各部でなされることにより、筒部５の外周面が基端部８Ｃの内周面に周方向に均等に当接するとともに、切削ヘッド２の中心軸Ｃ２がホルダ３の中心軸Ｃ１に一致させられている。そして、図１３（ｃ）に示される状態においては、ホルダ３の中心軸Ｃ１、切削ヘッド２の中心軸Ｃ２及びピン部材４の中心軸Ｃ３が一致して、互いに同軸とされている。
【００４６】
図２に示されるように、ホルダ３に対してピン部材４が所定量ねじ込まれることにより、該ピン部材４の傾斜面４Ｄと切削ヘッド２の傾斜面８Ｄとが当接する。これにより、切削ヘッド２がホルダ３にクランプされる。
一方、切削加工に供された切削ヘッド２を別の新しい切削ヘッド２に交換する際は、前述の手順と逆の手順によって、ピン部材４をホルダ３から取り外す。これにより、筒部５は復元変形するとともに、切削ヘッド２の取付孔８の基端部８Ｃから離間される。
【００４７】
以上説明したように、本実施形態のヘッド交換式切削工具１によれば、ホルダ３の筒部５を弾性変形させ、切削ヘッド２の当接部（基端部８Ｃ）に当接させることによって、ホルダ３と切削ヘッド２との芯合せ（芯出し）が行われることから、従来の嵌合による芯合せとは異なり、このヘッド交換式切削工具１では、筒部５、当接部及び押し拡げ部４Ｃに対して高精度な研磨加工は不要である。具体的に、このヘッド交換式切削工具１によれば、筒部５、当接部及び押し拡げ部４Ｃに対してラフな研磨加工のみ、或いは研磨レスとすることができる。特に、硬質の超硬合金からなる切削ヘッド２に対して研磨が不要であり、焼結後の状態をそのまま切削加工に用いることができる点で優れている。
【００４８】
このように、本実施形態によれば、製造工程を複雑にすることなく、切削ヘッド２とホルダ３とを精度よく簡単に芯合せすることができるのである。
【００４９】
また、筒部５が周方向に分割されるように形成された複数の壁部５Ａを有しているので、ピン部材４が該筒部５を径方向の外方に向けて押し拡げる際に、筒部５がより弾性変形しやすくなるとともに、当接部に当接しやすくなる。よって、前述の作用効果が安定して得られる。
【００５０】
また、押し拡げ部４Ｃにテーパ面４Ｅが形成されているので、ピン部材４を筒部５に挿入しやすくなり、かつ、該筒部５の壁部５Ａがホルダ３の中心軸Ｃ１に対して傾斜させられるように弾性変形するから、壁部５Ａの先端部が当接部に当接しやすくなる。よって、筒部５と当接部との当接が確実に行われる。
【００５１】
また、筒部５の内周面に傾斜面５Ｃが形成されていることから、ピン部材４が筒部５内に確実に案内されて、該ピン部材４をホルダ３に螺合させやすい。
【００５２】
また、中心軸Ｃ１方向に対向する切削ヘッド２の面２Ｃ及びホルダ３の先端面３Ｃに、これら切削ヘッド２とホルダ３との中心軸Ｃ１回りの相対回転を規制する回転規制部１１が形成されているので、前述した切削ヘッド２の当接部（基端部８Ｃ）とホルダ３の筒部５との当接部分においては、前記相対回転を規制する構造等は必要ない。すなわち、前記相対回転を規制する部位と、芯合せする部位とを、互いに異なる箇所に配置できるため、それぞれの部位における各作用が安定して精度よく行われる。
【００５３】
尚、本発明は前述の実施形態に限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲において種々の変更を加えることができる。
【００５４】
例えば、前述した実施形態では、筒部５が全体として円筒状をなし、切削ヘッド２の当接部（基端部８Ｃ）がこれに対応する円柱穴状をなしているとしたが、これに限定されるものではない。すなわち、筒部５が、断面非円形の例えば多角形筒状又は楕円筒状をなし、切削ヘッド２の当接部が前記筒部５の形状に対応する断面非円形の例えば多角形柱穴状又は楕円柱穴状をなしていても構わない。
この場合、筒部５及び当接部は、前述した芯合せ効果を奏するほか、切削ヘッド２とホルダ３との相対回転を規制する効果をも奏する。
【００５５】
また、前述の実施形態では、ヘッド交換式切削工具１は、ヘッド交換式のエンドミルであるとしたが、これに限定されるものではなく、例えば、それ以外のヘッド交換式のねじ切り工具（タップ）等であっても構わない。
また、切削ヘッド２の切れ刃が、先端面２Ａ及び外周面２Ｂに形成されているとしたが、切れ刃は、先端面２Ａ又は外周面２Ｂに形成されていても構わない。
【符号の説明】
【００５６】
１ ヘッド交換式切削工具
２ 切削ヘッド
２Ｃ 切削ヘッドの基端側を向く面（切削ヘッドの中心軸方向を向く面）
３ ホルダ
３Ｃ ホルダの先端面（ホルダの中心軸方向を向く面）
４ ピン部材
４Ａ 雄ネジ部（ネジ部）
４Ｃ 押し拡げ部
４Ｅ テーパ面
５ 筒部
５Ａ 壁部
８Ｃ 取付孔の基端部（当接部）
１１ 回転規制部
Ｃ１ ホルダの中心軸
【特許請求の範囲】
【請求項１】
切れ刃を有する切削ヘッドと、
前記切削ヘッドが着脱可能に装着されるホルダと、
前記ホルダに対して螺合により前記切削ヘッドを固定するピン部材と、を備えたヘッド交換式切削工具であって、
前記ホルダは、該ホルダの中心軸に同軸とされ、該中心軸に垂直な径方向の外方に向けて弾性変形可能な筒部を有し、
前記切削ヘッドは、前記筒部の前記径方向の外方に配置され該筒部が当接可能な当接部を有し、
前記ピン部材は、前記筒部に前記径方向の内方から当接して該筒部を前記径方向の外方へ向けて弾性変形させる押し拡げ部を有することを特徴とするヘッド交換式切削工具。
【請求項２】
請求項１に記載のヘッド交換式切削工具であって、
前記筒部は、前記ホルダの中心軸回りの周方向に沿って分割されるように形成された複数の壁部を有することを特徴とするヘッド交換式切削工具。
【請求項３】
請求項１又は２に記載のヘッド交換式切削工具であって、
前記押し拡げ部は、前記ピン部材の一端に形成されて前記ホルダに螺合するネジ部から他端へ向けて離間するに従い漸次前記径方向の外方へ向かって傾斜するテーパ面を有することを特徴とするヘッド交換式切削工具。
【請求項４】
請求項１〜３のいずれか一項に記載のヘッド交換式切削工具であって、
前記切削ヘッドの前記中心軸方向を向く面、及び、この面に対向する前記ホルダの前記中心軸方向を向く面には、前記切削ヘッドと前記ホルダとの前記中心軸回りの相対回転を規制する回転規制部が形成されていることを特徴とするヘッド交換式切削工具。
【請求項１】
切れ刃を有する切削ヘッドと、
前記切削ヘッドが着脱可能に装着されるホルダと、
前記ホルダに対して螺合により前記切削ヘッドを固定するピン部材と、を備えたヘッド交換式切削工具であって、
前記ホルダは、該ホルダの中心軸に同軸とされ、該中心軸に垂直な径方向の外方に向けて弾性変形可能な筒部を有し、
前記切削ヘッドは、前記筒部の前記径方向の外方に配置され該筒部が当接可能な当接部を有し、
前記ピン部材は、前記筒部に前記径方向の内方から当接して該筒部を前記径方向の外方へ向けて弾性変形させる押し拡げ部を有することを特徴とするヘッド交換式切削工具。
【請求項２】
請求項１に記載のヘッド交換式切削工具であって、
前記筒部は、前記ホルダの中心軸回りの周方向に沿って分割されるように形成された複数の壁部を有することを特徴とするヘッド交換式切削工具。
【請求項３】
請求項１又は２に記載のヘッド交換式切削工具であって、
前記押し拡げ部は、前記ピン部材の一端に形成されて前記ホルダに螺合するネジ部から他端へ向けて離間するに従い漸次前記径方向の外方へ向かって傾斜するテーパ面を有することを特徴とするヘッド交換式切削工具。
【請求項４】
請求項１〜３のいずれか一項に記載のヘッド交換式切削工具であって、
前記切削ヘッドの前記中心軸方向を向く面、及び、この面に対向する前記ホルダの前記中心軸方向を向く面には、前記切削ヘッドと前記ホルダとの前記中心軸回りの相対回転を規制する回転規制部が形成されていることを特徴とするヘッド交換式切削工具。
【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２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【公開番号】特開２０１２−１７９６８５（Ｐ２０１２−１７９６８５Ａ）
【公開日】平成２４年９月２０日（２０１２．９．２０）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−４５０１５（Ｐ２０１１−４５０１５）
【出願日】平成２３年３月２日（２０１１．３．２）
【出願人】（０００００６２６４）三菱マテリアル株式会社 (4,417)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２４年９月２０日（２０１２．９．２０）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年３月２日（２０１１．３．２）
【出願人】（０００００６２６４）三菱マテリアル株式会社 (4,417)
【Ｆターム（参考）】
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