JP2843151B2 - 自動的に調節可能なチップブレーカを有する改良された金属切削工具 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 発明の背景 本発明は、一般的には金属切削工具に関し、詳細には
金属切削インサートとチップブレーカメカニズムの組み
合わせを有する工具アセンブリに関し、該メカニズムは
金属切削動作によって得られる種々に異なる厚みの金属
チップを有効に破断するように自動的に自己調整を行
う。

チップブレーカと組み合わせて金属切削インサートを
利用する金属切削工具アセンブリは従来技術において公
知である。普通、インサートは非常に硬く、耐磨耗性の
ある物質、例えば耐火被覆超硬合金物質から形成され
る。そのようなインサートは多数の異なる幾何学的形状
であることが予想されるが、それらは全て金属ワークピ
ースに係合し該ワークピースを切削するための少なくと
も一つの切削工具エッジを有する。動作において、切削
インサートは工具ホルダーの端部に脱着可能に取り付け
られ、その切削エッジは旋盤のような機械工具によって
相対回転する金属ワークピースに対して十分な力で係合
する。インサートの切削エッジが金属ワークピースを切
削する際当該技術分野では“チップ”として公知の金属
の長いストリーマーが形成されてインサートの切削エッ
ジを横切ってスライドする。そのようなチップを短片に
破断する手段が提供されなければチップは機械工具の物
理的限界を越えて巻きつくか又はワークピース及び機械
工具の周りに巻きついてどちらかを損傷させる。このよ
うな見地からそのようなチップを２インチより短い扱い
やすい長さに破断するためのチップブレークメカニズム
が従来技術において開発されてきた。

従来技術のチップブレーカは一般的に二つのカテゴリ
ーに分類され、そのカテゴリーは（１）工具ホルダーに
取り付けられた切削インサートから機械的に分離可能な
チップブレーカ及び（２）インサート自体の一部として
一体的に形成されたチップブレーカを含む。チップブレ
ーカがインサートから機械的に分離される場合は、チッ
プブレーカはインサートの切削エッジの真裏の単一の溝
又はトラフ形状の表面を設ける。動作において、金属チ
ップはインサートの切削表面からチップブレーカの溝に
よって画定された表面に向上されてチップはワークピー
スに向かってカールする。カールした金属チップは加工
硬化して脆化するため、チップはカールの直後に破断さ
れる。いくつかの例では、チップはワークピースの表面
上でカールして次に破断される。しかしながらこれらの
状況下では、既に機械加工された表面がチップとの接触
によって損傷されないようにチップがインサート手前の
ワークピースの一部に方向付けられるようにインサート
デザイン及び方向付けがなされる。切削インサート自体
に一体的に形成されるチップブレーカもほとんど同じ原
理で動作する。一体的に形成されたチップブレーカのチ
ップブレーク表面は、切削エッジから下方にテーパ付け
されたランドアングルトレイリング壁部と称される第１
表面、第１壁部の底部トレイリングエッジと接触するチ
ップ溝フロアと称される第２平坦表面及びチップ溝のト
レイリングエッジから下方にテーパ付けられた後部壁と
して知られる第３表面を含む。

いずれのタイプのチップブレーカに関する欠点の一つ
は、チップブレーカ表面を画定する溝又はトラフが有効
に破断することができるチップの厚みを制限することで
ある。切削インサートが金属ワークピースの仕上げ切削
を行うために使用される場合は、金属チップは薄く箔状
であるため、チップブレーカ表面を画定する溝又はトラ
フはそのように薄いチップが有効にカールし加工硬化し
て破断されるように比較的急な湾曲でなければならな
い。そのような急な湾曲の溝は中間的厚みのチップを破
断することは可能であるが、より厚いチップとこれらの
チップと係合する溝表面の特定の点との間の摩擦が大き
いために溝に形成される余分な熱によってチップブレー
カ表面は局所的に融解し、結果としてへこみが生じる。
このような状態は従来技術ではオーバーコントロールチ
ップブレーキングとして公知であり、チップブレーカ表
面に余分な磨耗及び裂け目を形成するため避けるべきで
ある。最終切削のみに関連して使用されることが意図さ
れたチップブレーカで非常に厚い切削が行われた場合、
ある点でチップは非常に厚くなり、チップブレーカ表面
によって画定されたトラフを完全に越えて単にスライド
してしまい、有効に破断されない。このような状態は従
来技術ではアンダーコントロールチップブレーキングと
して公知である。チップブレーク溝又はトラフが中間的
厚みを有するかなり広範囲のチップを有効に破断するよ
うに寸法付けられたとしても、異なる切削深さによって
形成された薄い金属チップ及び厚い金属チップの完全な
範囲を破断することができる静的な溝又はトラフの形状
は開発されていない。

以前に形成されたチップよりも実質的に厚い又は薄い
チップを破断する特定の切削インサートと関連して使用
されるチップブレーカを変えることは可能であるが、分
離可能なチップブレーカを変えることに関する切削工程
の停止時間によって生産性における金銭的なロスが生
じ、工具オペレータにとっては不便且つ重荷となる。勿
論チップブレーカがインサート自体に一体的に形成され
ている場合も工具オペレータが回転ワークピースに異な
る深さの切削を行わなければならない場合毎にインサー
トは交換されなければならない。これも同様に非生産的
な停止時間を生じ、実質的に同じ量の不便さと重荷を工
具オペレータに与えることになる。従来技術のチップブ
レーカのこれらの限界はチップの厚みが広範囲に変化す
る低炭素スチールの機構加工動作において特に問題であ
る。

従来技術においてこれまで達成されてきた以上に広範
囲な厚みを有する金属チップを破断することができるチ
ップブレーカを有する金属切削工具アセンブリが必要と
されていることは明らかである。そのようなチップブレ
ーカメカニズムは構造が単純で機械工具の既存のタレッ
トブロック又はスピンドルとの使用にすぐに適応できる
ことが理想的である。最後にそのようなチップブレーカ
は異なる厚みを有する種々のチップを、アンダーコント
ロール（即ち、チップが２インチより長くなること）せ
ずに又はオーバーコントロールして大きな曲げ力がチッ
プに加えられて余分なへこみ形成摩擦熱がチップブレー
カ表面に生成されないように破断することが可能である
べきである。

ドイツ公告特許明細書２ 043 605は硬い物質を破断
する切削工程を開示しており、この切削工具は、機械加
工動作を受けるとばね付勢され且つ切削エッジから離れ
て水平に変形するチップブレーカを含む。

発明の概要 一般的に述べると、本発明は上記に述べられた従来技
術の欠点を克服する自動的に調節可能なチップブレーカ
を有する改良された金属切削工具アセンブリである。本
発明は一般的に工具ホルダー及び該ホルダーに取り付け
られ機械加工動作中相対回転するワークピースを切削す
る切削インサートを含むタイプの金属切削工具を備え、
改良品はインサートがワークピースに異なる深さの切削
を行う場合に形成される異なる厚みの金属チップを破断
するための自動的に調節可能なチップブレーカを備え
る。本発明はチップブレーカを工具ホルダーに移動可能
に取り付ける取り付けメカニズムを含み、該メカニズム
はコイル又は板ばねのような弾性部材であり、インサー
トによって生成されるチップの厚みに比例してインサー
トの切削エッジに対するチップブレーカ表面の距離を自
動的に調節する。異なる厚みのチップはチップブレーカ
に異なる力を加え、より厚いチップの場合はインサート
の切削エッジから離れるようにチップブレーカ表面を移
動し、より薄いチップの場合はインサートの切削エッジ
に近くなるようにチップブレーカ表面を移動するために
チップがチップブレーカに加える力に比例して弾性部材
が変形するため、インサート及びチップブレーカの表面
によって画定されたチップブレーク溝の長さが適切に変
化する。

本発明の一つの実施の形態では、取り付けメカニズム
はチップブレーカをスライド可能且つ往復移動可能にホ
ルダーに取り付けるため、チップブレーカ表面はチップ
がインサートをスライドする方向に対して平行な方向に
インサートの切削エッジに関して水平に移動可能であ
る。二番目の実施の形態ではメカニズムはチップブレー
カをスライド可能に工具ホルダーに取り付け、チップブ
レーカ表面はチップがインサートをスライドする方向に
対して垂直方向に往復移動する。どちらの実施の形態に
おいても弾性部材（線形圧縮特性を有するコイルばねで
もよい）はインサートに向ってチップブレーカを付勢す
る。

本発明の別の実施の形態では、チップブレーカの第１
端部は支点部材によって工具ホルダーに対してピボット
動作可能であってもよいし、又はタブテールメカニズム
によって工具ホルダーにピボット動作可能に取り付けら
れてもよい。インサートの切削エッジに対するチップブ
レーカの第２端部の傾動の程度は、止めねじと工具ホル
ダーの対向表面との間で画定される。本発明の別の実施
の形態では、チップブレーカの第１端部は、チップブレ
ーカに装着されホルダーにあるボア内で一般的なヒンジ
のようにピボット動作するシャフトによってホルダーに
ピボット動作可能に取り付けられてもよい。ホルダーは
ボアの軸に平行に配置されたスロットを含み、チップブ
レーカに固定されたシャフトが自由に挿入できる。この
実施の形態ではチップブレーカの第２端部のピボット動
作は、チップブレーカの第１端部に固定されるシャフト
を受けるボアのスロット幅によって制限される。

本発明の最後の実施の形態では、取り付け手段の弾性
部材は、一方の端部がホルダーに支持されて他方の端部
でチップブレーカを支持する板ばねを含む。弾性部材
は、チップブレーカをホルダーに一端を支持されて取り
付ける板ばねを強化するためにチップブレーカとホルダ
ーの間に配置される弾性フォームを含んでもよい。本発
明のこの実施の形態では、チップブレーカ表面は薄い、
中間及び厚いチップのそれぞれと係合し破断するために
別々の部分を含んでもよく、そのようなチップによって
チップブレーカ表面に加えられる係合力は薄い、中間及
び厚いチップがチップブレーカ表面のそれぞれの部分に
係合するように板ばねを角度的に偏向させる。

本発明の全ての実施の形態は、広範囲な厚みのチップ
を切削工具アセンブリのチップブレーカを変えずに自動
的且つ有効に破断することができる。

図面の簡単な説明 図１は本発明の改良された金属切削工具アセンブリの
第１実施の形態の部分斜視図であり、機械加工動作中チ
ップブレーカを工具ホルダーの頂部表面に渡ってスライ
ド可能に移動させる取り付けメカニズムを有する。

図2A及び2Bは図１に例示された工具アセンブリの線2
A,B−2A,Bに沿った断面図であり、より薄いチップ及び
より厚いチップがそれぞれインサートの切削エッジから
離れるようにチップブレーカのチップブレーク表面を押
してチップブレーク溝を調節する程度を例示する。

図３は本発明の改良された金属切削工具アセンブリの
第２実施の形態の部分斜視図であり、チップブレーカを
工具ホルダーのリセス内で垂直に且つ弾性的に往復移動
させる取り付けメカニズムを例示する。

図4A及び4Bは図３に例示された工具アセンブリの線4
A,B−4A,Bに沿った断側面図であり、より薄いチップ及
びより厚いチップが工具ホルダーに向かってチップブレ
ーカを下方に押してチップブレーク溝を調節する程度を
例示する。

図５は本発明の改良された金属切削工具アセンブリの
第３実施の形態の部分斜視図であり、第２実施の形態と
同様にチップブレーカを工具ホルダーのリセス内で垂直
に且つ弾性的に往復移動させる取り付けメカニズムを例
示する。

図6A及び6Bは図５の工具アセンブリの線6A,B−6A,Bに
沿った断側面図であり、より薄いチップ及びより厚いチ
ップによってチップブレーカの表面に加えられる力がチ
ップブレーカを工具ホルダーへ押し下げてチップブレー
ク溝を調節する程度を例示する。

図７は本発明の改良された金属切削工具アセンブリの
第４実施の形態の部分斜視図であり、チップブレーカを
工具ホルダーに対してピボット動作させる別の取り付け
メカニズムを例示する。

図8A及び8Bは図７の工具アセンブリの線8A,B−8A,Bに
沿った断側面図であり、より薄いチップ及びより厚いチ
ップによってチップブレーカの表面に加えられる力がど
のようにチップブレーカを下方に異なる程度ピボット動
作させてチップブレーク溝を調節するかを例示する。

図８は本発明の金属切削工具アセンブリの第５実施の
形態の部分斜視図であり、チップブレーカを工具ホルダ
ーに対してピボット動作させる更に別の取り付けメカニ
ズムを例示する。

図9Aは図８に例示された工具アセンブリの線9A−9Aに
沿った断側面図であり、取り付けメカニズムの保持ねじ
の構造を例示する。

図9B及び9Cは図８に例示された金属切削工具アセンブ
リの線9B,C−9B,Cに沿った断側面図であり、より薄いチ
ップ及びより厚いチップがどのようにチップブレーカの
表面に力を加えてチップブレーカを下方に異なる程度ピ
ボット動作させてチップブレーク溝を調節するかを例示
する。

図10は本発明の第６実施の形態の部分斜視図であり、
チップブレーカを工具ホルダーに対してピボット動作さ
せる更に別の取り付けメカニズムを例示する。

図11A及び11Bは図10の金属切削工具アセンブリの断側
面図であり、より薄い金属チップ及びより厚い金属チッ
プがどのようにチップブレーカの表面に異なる力を加え
てチップブレーカをより少なく下方に又はより多く下方
にピボット動作させてチップブレーク溝を調節するかを
例示する。

図12は本発明の第７実施の形態の部分斜視図であり、
チップブレーカを工具ホルダーに対してピボット動作さ
せる更に別のタイプの取り付けメカニズムを例示する。

図13A及び13Bは図12の金属切削工具アセンブリの線13
A,B−13A,Bに沿った断側面図であり、異なる厚みの金属
チップがどのようにこの取り付けメカニズムの板ばねを
異なる程度に変形させてチップブレーク溝を調節するか
を例示する。

図14A、14B及び14Cは本発明の第７図実施の形態のチ
ップブレーカ表面の拡大図であり、板ばね取り付けメカ
ニズムによって得られるピボット動作が異なる厚みのチ
ップをどのようにチップブレーカ表面の異なる部分に係
合させるかを例示する。

好適実施の形態の詳細な記述 図１、2A、及び2Bを参照すると、本発明の改良された
金属切削工具アセンブリ１は工具ホルダー３を備え、該
工具ホルダーは最終的にインサートドライバ５（概略的
に示される）に接続する近位端部４及び切削インサート
11を収容するリセス９を有するテーパ付けされた遠位端
部７を有する。本発明１の好適実施の形態の各々におい
て、切削インサート11は普通切削インサートを収容する
工具ホルダー３のリセス９と形状において相補的である
平坦ボディ13を有する。ボア15はインサート11の逃げ面
16に含まれ、インサート11を工具ホルダー３のリセス９
に固定する取り付けねじ17を収容する。

或いは、ペンシルバニア州（Pennsylvania）、ラトロ
ボ（Latrobe）のケンナメタル社（Kennametal Inc.）で
製造されたKL又はLPシリーズの工具ホルダーロックピン
が取り付けねじ17の代用とされてもよい。インサート11
の上部側面は図2A及び2Bに例示されるように回転ワーク
ピース20と係合し且つ回転ワークピースを切削するエッ
ジ19を含む。切削エッジ19はチップガイドランド21の側
部に配置され、該チップガイドランド21の目的は切削エ
ッジ19によって形成された金属チップをチップブレーカ
にガイドすることである。インサート11の有効寿命を延
ばすため追加の切削エッジ（図示せず）がインサートの
下端部に設けられて上部端エッジ19が磨耗したときに使
用されてもよい。

好適実施の形態の全てにおいて、切削インサート11は
硬く、耐磨耗性物質から製造さる。例えば、KC850（商
標名）、KC950（商標名）又はKC990（商標名）グレード
の物質のような耐火性被覆超硬合金物質が使用される。
キヨン（Kyon）（商標名）4000のようなセラミック物質
が使用されてもよい。

KC850（商標名）はケンナメタル社の商標名であっ
て、基体にTiC/TiCN/−TiNを被覆した被覆カーバイドグ
レードである。Ｃポロシティカーバイト基体の外層はコ
バルトで濃縮されている。被覆方法の異なる詳細は1977
年７月12日に発行され本明細書と同じ譲渡人に譲渡され
たスミス等（Smith et al.）による“三層で被覆された
焼結超硬合金ボディ（Sintered Cemented Caride Body
Coated With Three Layers）”と題された米国特許第
４、035、541号で入手可能である。

KC950（商標名）はケンナメタル社の商標名であっ
て、基体にTiC/Al₂O₃/TiNを被覆したセラミック被覆カ
ーバイドグレードである。カーバイド基体の外層はコバ
ルトで濃縮されている。この物質に関する更なる詳細は
1986年９月９日に発行され本明細書と同じ譲渡人に譲渡
されたネメス等（Nemeth et al.）による“濃縮超硬合
金ボディの好ましいバインダー及び製造方法（Preferen
tially Binder Enriched Cemented Carbide Bodies And
Method Of Manufacture）”で入手可能である。KC850
（商標名）及びKC950（商標名）の詳細は広告番号MM850
7として1985年に出版された“チップ制御インサート（C
hip Control Inserts）”と題されたケンナメタル広告
で更に述べられている。

KC990（商標名）は基体にTiCN/AL₂O₃/TiNを被覆した
マルチ層状被覆カーバイドグレードである。この物質の
組成の詳細は1991年１月15日に発行され本明細書と同じ
譲渡人に譲渡されたブライアント等（Bryant et al.）
による“マルチ層状被覆超硬合金切削インサート（Mult
ilayer Coated Cemented Carbide Cutting Insert）”
と題された米国特許第４、984、940号で入手可能であ
る。更に、KC990（商標名）は広告番号A89−45（25）C9
として1989年に出版された“新しいKC990マルチコード
グレード....10年先の生産性を越える生産性を達成する
（New KC990 Multicoded Grade...So Advanced It Will
Take Your Productivity Beyond The Next Decade）”
と題されたケンナメタル広告でKC950（商標名）及びKC9
90（商標名）から形成された切削インサートのアプリケ
ーションと共に述べられている。

広告番号A84−18（140）J4として1984年に出版された
“ケンナメタル/85生産性を高める金属切削工具（Kenna
metal/85Metal Cutting Tools For Greater Productivi
ty）”と題されたケンナメタルカタログの第284項乃至
第291項は更にKC850（商標名）及びKC950（商品名）を
詳細について述べており、これらの物質から製造された
切削インサートのアプリケーションを含む。

Kyon（商標名）4000はケンナメタル社の商標名であ
り、約1.5％のシリコンカーバイドホイスカ、約10％の
ジルコニア（そのうち少なくとも約60乃至70％は正方晶
ジルコニアの形態である）を含むセラミック化合物であ
り、少量（例えば、約0.55％）のマグネシア添加物を含
でも含まなくてもよく、全てはアルミナマトリックス中
に分散している。Kyon（商標名）4000タイプの切削イン
サートに関する更なる情報は1991年８月25日に発行され
本明細書と同じ譲渡人に譲渡されたビーグリー等（Beeg
hly et al.）による米国特許第４、959、331号、第４、
959、332号及び第５、141、367号に見られる。

上記に見られる米国の特許及び出版物の全ては参照に
よって本明細書中に援用される。

インサート11のガイドランド21のすぐ裏に配置される
のはチップブレーカ23であり、普通少なくとも一つのテ
ーパ付けチップブレーカ表面27の側部に配置されるほぼ
矩形のボディ25を有する。チップブレーカ23は取り付け
メカニズム30によって自動的に調節可能とされ、該メカ
ニズムはチップブレーカ23のボディ25を工具ホルダー３
の遠位端部７の上部表面32にスライド可能且つ往復運動
可能に取り付ける。取り付けメカニズム30は取り付けね
じ34を有し、この取り付けねじは工具ホルダーボディの
ボア38にねじ留めされるねじ込み形36を有する。取り付
けねじ34の上部端は円筒形シャンク40を含み、該シャン
クはチップブレーカ23のボディ25の中心に形成されたス
ロット42を自由に通過する。取り付けねじ34の頭43はチ
ップブレーカボディ25のリセスの項部表面44のすぐ上に
ある。止めブロック45はチップブレーカボディ25の後方
に配置されてチップブレーカボディ25が切削エッジ19か
ら離れて往復移動できる程度を制限する。取り付けねじ
のペア46a、ｂは止めブロック45を工具ホルダー３に固
定する。レールのペア47a、ｂは止めブロックと一体的
に形成され示されるようにチップブレーカボディ25の側
面をスライドさせてガイドする。ボア８は止めブロック
45の中心部分に配置されて圧縮ばね50を収容する。ばね
50は線形圧縮特性を有することが好ましく、チップブレ
ーカボディ25の正面端部をインサート11のリセス54に向
って付勢する。

チップブレーカ23とガイドランド21との間に形成され
たチップブレーク溝を自動的に調節する取り付けメカニ
ズム30の動作は図2A及び2Bを参照することによって最も
良く理解される。インサートドライバ５がインサート11
の切削エッジ19と回転ワークピース20の間に比較的軽い
係合力を加えると、比較的薄い金属チップ55が形成され
る。これらの薄いチップ55はインサート11のチップガイ
ドランド21に渡って移動し、すぐにチップブレーカ23の
チップブレーカ表面27と係合する。比較的薄いチップ55
がチップブレーカ23のチップブレーカ表面27に加える力
は、ばね50の付勢力に打ち勝つほど大きくない。これに
よってチップブレーカボディ25のテーパ付け端部はイン
サート19のリセス54と直接係合してインサート11のガイ
ドラント19と下方テーパ付けチップブレーカ表面27との
間に画定される比較的短いチップブレーク溝を形成す
る。しかしながら図2Bに示されるように厚いチップ56が
形成される場合は、そのようなチップ56がチップブレー
カ表面27に加える力の量は圧縮ばね50の付勢力の幾らか
又は全てに打ち勝つのに十分大きいため、チップブレー
カボディ25は止めブロック45に向って後方にスライドす
る。チップブレーカ表面27の下方テーパ付け端部はイン
サート11の切削エッジから離れるように移動し、ガイド
ランド21とチップブレーカ表面27との間に画定されるチ
ップブレーク溝を長くする。従って、取り付けメカニズ
ム30によってチップブレーカ23に与えられる往復、弾性
動作により、薄い金属チップ55を破断するのに有効な比
較的短い溝及びより厚いチップ56を破断するのに有効な
比較的長い溝を設けることによってチップブレーカ23は
異なる厚みの金属チップを有効に破断することができ
る。

図３、4A及び4Bは本発明の工具アセンブリ１の第２実
施の形態である。前に述べられた実施の形態と同様に、
この第２実施の形態もチップブレーカ表面59を画定する
少なくとも一つのテーパ付け側部を有するほぼ矩形のボ
ディ58を含むチップブレーカ57を含む。しかしながら、
この特定の実施の形態の取り付けアセンブリ60はチップ
ブレーカ57を水平に往復移動させるのではなく垂直に往
復移動させることによってチップブレーカ溝を長くす
る。このために第２実施例の形態の取り付けアセンブリ
60はリセス62を含み、このリセスは工具ホルダー３の遠
位端部７の上部表面では正方形でありチップブレーカ支
持部材66のシャンクをスライド可能に収容する。チップ
ブレーカ支持部材66はチップブレーカボディ58を支持す
る支持プラットフォーム68を含む。取り付けメカニズム
60は更にねじ込み形72（大部分は仮想線で示される）を
有する取り付けねじ70を含み、その末端部は工具ホルダ
ー３の遠位端部７に配置されるねじ穴74にねじ留めされ
る。ばね75は取り付けねじ70の中心部分に自由に外接す
る。ばね75の下部分のねじ穴74の拡大した部分に自由に
収容され、ばね75の上部分はチップブレーカ支持部材66
のシャンク64の底壁部に配置される環状リセスに収容さ
れる。ねじ70の上端部は円筒形シャンク76を含み、この
シャンクはチップブレーカ支持部材66の上部分及びチッ
プブレーカボディ58にある穴78を介して自由に且つスラ
イド可能に延出する。取り付けねじ70の頭80はチップブ
レーカボディ58及びチップブレーカ支持部材66を工具ホ
ルダー３に固定し、チップブレーカボディ58の垂直移動
に関して上方止めを画定し、一方工具ホルダーボディ３
の正方形リセス62の底面はチップブレーカ58及びチップ
ブレーカ支持部材66の移動の下方止めを画定する。

本発明１の第２実施の形態の動作は図4A及び4Bを参照
すると最も良く理解される。インサートドライバ５によ
って加えられる力が比較的軽い場合はインサート11の切
削エッジ19によって形成された金属チップ84は比較的薄
い。そのように薄いチップ84がチップブレーカ57のチッ
プブレーカ表面59に対して加える力は、ばね75の付勢力
に打ち勝つほど十分ではない。しかしながらインサート
ドライバ５によって加えられる力が増加すると形成され
るチップ86は厚くなり、これらの厚いチップ87は、ばね
75の付勢力に打ち勝ちチップブレーカボディ58を図4Bに
示されるように下方に移動させる力をチップブレーカ表
面59に加える。チップ86は表面59のより高い部分と係合
するため、この下方移動はガイドランド21とチップブレ
ーカ表面59との間に画定されるチップブレーク溝の長さ
を長くする。従って、本発明１の第２実施の形態は種々
の厚みを有する金属チップを有効に破断することができ
る。

図５、6A、6Bは本発明の金属切削工具アセンブリ１の
第３実施の形態を例示しており、同様にチップブレーカ
表面89を画定する少なくとも一つのテーパ付け側部の側
部に配置されるほぼ矩形のボディ88を有するチップブレ
ーカ87を有する。第２実施の形態に関して述べられた取
り付けメカニズム60と同様に、取り付けメカニズム90に
よって、チップブレーカボディ88はより薄い又はより厚
い金属チップによってチップブレーカ表面89に加えられ
る係合力に応じて垂直に且つ弾性的に往復移動する。し
かしながら、この機械的動作は実質的に異なる構造によ
って得られる。

取り付けメカニズム90はプラットフォーム94を有する
支持部材92を含み、このプラットフォームは相補的形状
の矩形リセス96内で垂直に移動可能である。プラットフ
ォーム94の底部は少なくとも二つのガイドピン98a、ｂ
を含み、これらのピンは垂直に方向付けられた穴のペア
100a、ｂ内でスライド移動可能である。チップブレーカ
ボディ88と支持部材92は取り付けねじ102によって矩形
リセス内で移動可能に取り付けられる。ねじ102は工具
ホルダー３の末端部に配置されるねじ穴106にねじ留め
されるねじ込み形104を含む。ばね107はねじ102の中心
部分と自由に外接し、穴の拡大した部分に収容される。
バネ107は図6Aに示されるような位置に取り付けられた
場合に圧縮して支持部材92のプラットフォーム94の下側
に下方に向かった付勢力を加えるように寸法付けられ
る。小ねじ102の上部は円筒形シャンク108を含み、この
シャンクはプラットフォーム94及びチップブレーカボデ
ィ88を介して自由に且つスライド可能に延出する。小ね
じ102の頭112は支持部材92及びチップブレーカボディ88
を工具ホルダー３の矩形リセス96に固定し、更にチップ
ブレーカボディ88の垂直移動の上方止めを画定する。矩
形リセス96の底面はチップブレーカボディ88の垂直移動
の下方止めを画定する。

動作において、インサートドライバ５が工具ホルダー
３に軽い力を加えると、インサート11の切削エッジ19は
回転ワークピース20に対して浅い切削しか行わないので
比較的薄いチップ118が形成される。これらの薄いチッ
プ118はガイドラインド21にわたってスライドし、最終
的にチップブレーカ87のチップブレーカ表面89に係合す
る。ガイドランド21とチップブレーカ表面89との間に画
定される図6Aに示された位置にあるチップブレーカ溝
は、薄いチップ118を有効に加工硬化させ破断するよう
に寸法付けられる。しかしながら、インサートドライバ
５によって工具ホルダー３に加えられる力が増加して図
6Bに示されるような比較的厚いチップ120が形成される
と、チップ120がチップブレーカ87の表面に89に加える
下方の力によってチップブレーカ87はばね107の付勢に
打ち勝ってプラットフォーム94の底面が矩形リセス96の
上部表面に係合する。比較的厚いチップ120をチップブ
レーカ表面89より高い点に係合させることによって、そ
のような機械的動作はガイドランド21とチップブレーカ
表面89との間に画定されたチップブレーク溝を長くす
る。これらの表面によって画定された比較的長いチップ
ブレーク溝は比較的長いチップ120を有効に加工硬化
し、カールし破断するように寸法付けられる。従って本
発明の第３実施の形態は種々の厚みの金属チップを破断
することができる。

図７、8A及び8Bは本発明の金属切削工具のアセンブリ
の第４実施の形態を例示している。この実施の形態も同
様にチップブレーカ表面124を画定する少なくとも一つ
のテーパ付け部分の側部に配置されるほぼ矩形のボディ
124を有するチップブレーカ122を含む。しかしながら、
この実施の形態の取り付けメカニズム125はチップブレ
ーカ122の動作が往復移動ではなくピボット動作であ
る。

取り付けメカニズム125は示されるように工具ホルダ
ー３の遠位端部７に配置される矩形リセス129の上部表
面127に配置される。取り付けメカニズム125はピボット
動作可能な支持部材131を含み、この支持部材はチップ
ブレーカボディ123を支持するプラットフォーム132を有
する。プラットフォーム132の後端部は支点部材133を含
み、プラットフォーム132の前端部はピボット動作可能
な自由端である。取り付けねじペア136a、ｂはチップブ
レーカボディ123を支持部材131のプラットフォーム133
に固定する。取り付けメカニズム125は更に別の比較的
長い取り付けねじ137を含み、このねじ工具ホルダー３
内に配置された穴141にねじ留めされるねじ込み形139を
有する。ばね142は小ねじ137の中心部分に外接し、穴14
1の拡大した部分内で自由移動可能に収容される。ばね1
42はピボット動作可能な支持部材131のプラットフォー
ム132の下側において上方に方向付けられた付勢力を加
える。ねじ137の上端部は円筒形シャンクを含み、この
シャンクはプラットフォーム及びチップブレーカボディ
123の中心部分の両方を通過して延出する。取り付けね
じ137の頭147はチップブレーカボディ123及びピボット
動作可能な支持部材131を矩形リセス129内に固定し、更
に工具ホルダー３に対するチップブレーカボディ123の
上方移動を画定する止めとしての機能も有する。矩形リ
セス129の底面のインサート11に隣接する部分149はピボ
ット動作可能な支持部材131の自由端135の移動の最下の
限界を画定する止めとして機能する。

本発明の第４実施の形態の動作は図8A及び8Bを参照す
ると最も良く理解される。インサートドライバ５が工具
ホルダー３に軽い力を加えるとインサート11の切削エッ
ジ19は回転ワークピース20から薄いチップ151しか切削
せず、そのように薄いチップ151がチップブレーカ表面1
24に加える力は、ばね142によってチップブレーカボデ
ィに加えられる付勢力に打ち勝つには不十分である。従
って、薄いチップ151はインサート11のガイドランド121
とチップブレーカ表面124の下部分152との間に画定され
るチップブレーク溝と係合する。しかしながら、インサ
ートドライバ５によって加えられる係合力が増してイン
サート11の切削エッジ19は図8Bに示されるようなより厚
いチップ153を形成すると、そのようなチップ153がチッ
プブレーカ表面124に加える力はばね142の付勢力に打ち
勝つのに十分であり、ピボット動作可能な支持部材131
の自由端135は示される位置にピボット動作する。チッ
プ153がチップブレーカ表面124のより高い部分154に係
合することによってそのような移動はガイドランド121
とチップブレーカ表面124との間に画定されるチップブ
レーク溝を長くする。より短い溝は薄いチップ151を破
断するのに有効であり、より長い溝は厚いチップ153を
破断するのに有効であるため、図７、8A、8Bに例示され
た本発明の実施の形態は種々の厚みの金属チップを破断
することができる。

本発明の金属切削工具アセンブリの第５実施の形態は
図８、9A、9B、及び9Cに例示される。本発明のこの実施
の形態も同様にチップブレーカ表面158を画定する少な
くとも一つのテーパ付けされた側部の側部に配置される
ほぼ矩形のボディ157を有するチップブレーカ156を含
む。この実施の形態の取り付けメカニズム160は、前述
した第４実施の形態の取り付けメカニズム125と同様
に、チップブレーカ表面158がピボット動作する。しか
しながら、このような移動を与える構造が異なる。

第５実施の形態の取り付けメカニズム160は工具ホル
ダー３の遠位端部７に設けられる矩形リセス164の上部
表面162に配置される。メカニズム160はピボット動作可
能に取り付けられた支持部材166を有し、この支持部材
はチップブレーカボディ157を支持する支持プラットフ
ォーム168を有する。ダブテール継手170は支持プラット
フォーム168を工具ホルダー３の遠位端部７に設けられ
る肩部にピボット動作可能に取り付ける。支持プラット
フォーム168の対向端部はピボット動作可能な自由端172
を含む。取り付けメカニズム160はガイドねじ174のペア
を含み、このねじはチップブレーカボディ157及び支持
プラットフォーム168の動作をガイドし、更にチップブ
レーカボディ157の上方移動を制限する止めを提供す
る。ガイドねじの各々174a、ｂは図9Aに最も良く示さ
れ、そのねじは矩形リセス164の上部表面162から下方へ
延出する穴177にねじ留めされるねじ込み形176を含む。
各ガイドねじ174a、ｂの上端部は円筒形シャンク178を
有し、このシャンクは支持プラットフォーム168及びチ
ップブレーカボディ157の両方を介して延出する穴179を
自由に通過する。ガイドねじ174a、ｂの各々は頭180を
含み、この頭は前に示されたようにチップブレーカボデ
ィ157のピボット動作の上方限界を画定する。

図9B及び9Cを参照すると、チップブレーカボディ157
は取り付けねじ183によって支持プラットフォーム168に
固定される。工具ホルダー３の二つのガイドねじ174a、
ｂの間に穴185が設けられてばね187を自由に収容する。
バネ187は上表に方向付けられた付勢力を支持プラット
フォーム168に常に加えるように寸法付けられる。

工具アセンブリ１の第５実施の形態の動作は図9B及び
9Cを参照すると最も良く理解される。図７、8A及び8Bに
例示された第４実施の形態の場合と同様に、薄いチップ
188はばね187によって加えられる付勢力に打ち勝たない
ためチップブレーカ表面158の低い部分189と接触し、一
方比較的厚いチップ190は該付勢力に打ち勝つためのプ
ラットフォーム168の自由端172がピボット動作する。そ
のようなピボット動作は、チップブレーカ表面158のガ
イドランド21によって画定されたチップブレーカ溝を長
くする傾向があるため、本発明のこの実施の形態は本発
明の第４実施の形態に関して与えられた同じ理由から、
種々の厚みを有するチップをカールし、加工硬化し破断
することができる。

図10、11A、及び11Bは本発明の第６実施の形態を例示
し、この実施の形態も同様にチップブレーカ表面193を
画定する少なくとも一つのテーパ付けされた側部を含む
ほぼ矩形のボディ192を有するチップブレーカ191を含
む。前に述べられた第４及び第５実施の形態のように、
この実施の形態もチップブレーカボディ192はある厚み
を越えるチップがチップブレーカ表面183に係合する場
合にピボット動作をする。取り付けメカニズム195は工
具ホルダー３の末端部７の矩形リセス199の上部表面197
に配置される。取り付けメカニズム195は支持プラット
フォーム203を有するピボット動作可能に取り付けられ
た支持部材201を含む。プラットフォーム203はチップブ
レーカ191を支持し、そのボディ192は取り付けねじ204
によって取り付けられる。支持部材201の後端部はピボ
ット動作継手206によって工具ホルダー３に移動可能に
取り付けられ、支持部材201の前端部は図11A及び11Bに
例示されるようにピボット動作する自由端207を含む。

ピボット動作継手206の０は支持部材201の後端に一体
的に形成されたシャフト209を含む。シャフト209は工具
ホルダー３の上部分に形成された穴211内にスライド可
能に収容される。穴211は示されるスロット213を含む。
シャフト209が穴211からスライドしないように環状リセ
ス215及び止めねじ217がボア211の中心部分に設けられ
る。止めねじ217の末端部はシャフト209が穴211からス
ライドしないように示されるように環状リセス215内に
配置される。スロット213の上部表面219は支持部材201
の上方ピボット動作を制限する上方止めを画定する。矩
形リセス199の上部表面197のインサート11に隣接する部
分221は支持部材201の下部止めを画定する。穴223は工
具ホルダー３に設けられて支持プラットフォーム203に
上方付勢力を加え続けるばね224を収容する。

本発明の第６実施の形態の動作は図11A及び11Bを参照
すると最も良く理解される。この動作は前述の第４及び
第５実施の形態の両方と実質的に同一であるため本発明
のこの点については更に説明する必要はないであろう。

図12、13A及び13Bは本発明の金属切削工具アセンブリ１
の第７実施の形態を例示している。他の全ての形態と同
様にこの実施の形態もチップブレーカ表面23を画定する
テーパ付けされた側部を含むボディ232を有するチップ
ブレーカ231を含む。しかしながら、この実施の形態の
取り付けメカニズム235は前述された取り付けメカニズ
ムとは実質的に異なる。メカニズム235は示されるよう
に矩形リセス239の上部表面237の上に取り付けられる。
メカニズム235は更にその上にチップブレーカボディ232
が取り付けねじ243によって固定される支持プラットフ
ォーム241を含む。しかしながらピボット動作取り付け
の方法の代わりに支持プラットフォーム241の後端部は
板ばね245によって矩形リセス239に一端を支持されて形
成される。プラットフォーム241の前端部は示されるよ
うに自由である。第５及び第６実施の形態の場合と同じ
ように、下方機械的止めは矩形リセス239の上部表面237
のインサート11に隣接する部分249によって画定され
る。所望されれば弾性フォーム251（仮想線で示され
る）又は他の弾性物質の切片が支持プラットフォーム24
1の下側と矩形リセス239の上部表面237との間の空間に
配置されて板ばね245の強度を強化する。

本発明の第７実施の形態の動作は図13A及び13Bに概略
的に例示されている。薄いチップ255Aはチップブレーカ
231のチップブレーカ表面233に小さな下方の力を加える
ため、取り付けメカニズム235の板ばね245は殆ど又は全
く変形しない。しかしながら、比較的厚いチップ255cは
チップブレーカ231により強い下方の力を加えるため図1
3Bに例示されるように板ばね245は最大に変形する。そ
のような変形によってガイドランド21とチップブレーカ
表面233によって画定されたチップブレーク溝が長くな
り、この溝はより厚いチップ255cをカールし加工硬化し
破断するのにより有効である。

図14A、14B及び14Cは、ガイドランド21とチップブレ
ーカ表面233との間に画定されたチップブレーク溝がよ
り厚いチップがチップブレーカ表面233に係合するとど
のように長くなるかをより詳細に例示している。図14A
に示されるように、比較的薄いチップ255aは板ばね245
をかなり変形させるほど十分な力を加えない。従ってそ
のように薄いチップ255aはガイドランド21を介してチッ
プブレーカ表面233の第１下部分260aへスライドする。
しかしながら図14Bに示されるようにインサート11の切
削エッジ19によってより厚いチップ255bが形成されると
チップ255bがチップブレーカ231に加える下方に方向付
けられた力が増し、板ばね245はより高い程度の変形を
する。従って、中間的厚さのチップ255bはチップブレー
カ231のチップブレーカ表面233の中間部分260bに係合す
る。最後に比較的厚いチップ255cがインサート11の切削
エッジ19によって形成されるとチップブレーカ231に加
えられる力は板ばね245の最大変形を起こすのに十分で
あり、支持プラットフォーム241の自由端247は表面245
に接触する。このような移動によって厚いチップ255cは
ガイドランド211をスライドし、チップブレーカ表面233
の最も遠い部分260cに係合してこれらの二つの表面の間
に画定されたチップブレーク溝を最大に延長する。

中間的厚みのチップを破断するのに適した中間位置に
個々のチップブレーカを充てる取り付けメカニズムの機
能は、本発明の第７実施の形態に関してのみ詳細に説明
されたが、本発明の他の全ての実施の形態もこの機能を
有する。本発明の種々の他の修正、変更及び変形は当該
技術分野の技術者には明らかである。そのような全ての
修正、変更及び変形は本発明の範囲内に含まれ、本明細
書に添付する請求の範囲によってのみ制限される。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 実公 昭62−10014（ＪＰ，Ｙ２) 特公 昭48−36548（ＪＰ，Ｂ１)

Claims (2)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】改良された金属切削工具アセンブリ（１）
   であって、前記金属切削工具アセンブリは相対回転する
   ワークピース（20）を切削する切削インサート（11）、
   インサート（11）と前記ワークピース（20）との間の切
   削力を加えるインサートドライバ（５）及び前記インサ
   ート（11）を支持するホルダー（３）を有する、前記ホ
   ルダー（３）は前記インサートドライバ（５）に接続さ
   れており、金属チップ（151、153、188、190、226、22
   8、255a,255c）は切削動作中前記インサート（11）から
   共通の方向にスライドして離れ、更に切削動作中形成さ
   れた金属チップ（151、153、188、190、226、228、255
   a、255c）を破断するチップブレーカ手段（122、156、1
   91、231）を有し、前記チップブレーカ手段（122、15
   6、191、231）は、インサート（11）の切削エッジ（1
   9）から異なる距離で配置された場合に異なる厚みの金
   属チップを破断するチップブレーカ表面（124、158、19
   3、233）を有し、 前記チップブレーカ手段（122、156、191、231）を前記
   ホルダー（３）上にピボット動作可能に取り付ける取り
   付け手段（125、160、195、235）を有し、前記取り付け
   手段は、前記インサート（11）によって形成されるチッ
   プ（151、153、188、190、226、228、255a,255c）の厚
   みに応じて前記切削エッジ（19）に対する前記チップブ
   レーカ表面（124、158、193、233）の距離を自動的に調
   節する弾性手段（142、187、244、245）を有し、 異なる厚みのチップ（151、153、188、190、226、228、
   255a,255c）は異なる力をチップブレーカ手段（122、15
   6、191、231）に加え、前記弾性手段（142、187、224、
   245）は、より厚いチップ（153、190、228、255c）の場
   合は前記切削エッジ（19）から離れるように、より薄い
   チップ（151、188、226、255c）の場合は前記切削エッ
   ジに近くなるように前記チップブレーカ表面（124、15
   8、193、233）を移動させる力の量に比例して変形し、 前記チップブレーカ手段（122、156、191、231）は第１
   端部（133、170、206、241）が前記ホルダー（３）に対
   してピボッド動作可能に搭載され、前記チップブレーカ
   手段（122、156、191、231）の第２端部（135、172、20
   7、247）は前記チップブレーカ表面（124、158、193、2
   33）を含み、第１端部（133、170、206、241）に対して
   回転し、かつ前記チップブレーカ表面（124、158、19
   3、233）が上下方向に変移するようにピボッド動作す
   る、 改良された金属切削工具アセンブリ（１）。
2. 【請求項２】前記弾性手段はコイルスプリング（142、1
   87、224）である、請求項１に記載の改良された金属切
   削工具アセンブリ。