JP2548030Y2 - チップクランプ機構 - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この考案は、クランプ駒を使用し
てスローアウェイチップを工具ホルダのチップ取付座に
固定するチップクランプ機構に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、この種のクランプ機構として例え
ば図１０に示すように、工具ホルダ１の先端部上面側に
設けられたチップ取付座２の上方にクランプ駒３が配設
され、このクランプ駒３の後端側に設けられためねじ部
３ａに、工具ホルダ１のめねじ部４に捩込まれるクラン
プねじ５の逆ねじ部５ａが螺合されてなり、上記クラン
プねじ５を工具ホルダ１の下面側に向けて締め付けるこ
とによりクランプ駒３をチップ取付座２の底面２ａに接
近させ、これによりチップ取付座２の底面２ａにシート
６を介して載置されたスローアウェイチップ（以下、チ
ップと略称する。）７をクランプ駒３の先端部下面側に
形成された押圧面３ｂとチップ取付座２の底面２ａとの
間で挟持する構成のものが知られている。

【０００３】そして、上記構成のチップクランプ機構で
は、特にクランプねじ５の捩込み方向がチップ取付座２
の底面２ａと直交する方向に対して鋭角θ°で傾斜せし
められており、これにより上述したクランプねじ５の締
め付け動作に伴ってクランプ駒３にチップ取付座２の後
方側（図１０において右方）への動作が与えられる。従
って、チップ７のクランプ時には、クランプ駒３の先端
部下面側に形成された突起部３ｃが取付穴７ａの内周面
と係合してチップ７がチップ取付座２の後方側へ引き込
まれることとなり、これによりチップ７がチップ取付座
２の壁面２ｂに押し当てられてチップ取付座２の後方側
への移動が阻止される。

【０００４】

【考案が解決しようとする課題】ところで、上述した従
来のチップクランプ機構では、クランプ駒３の移動方向
がクランプねじ５の軸線方向に限定されているので、ク
ランプ駒３の押圧面３ｂとチップ７の上面７ａとの接触
状態がクランプねじ５の軸線の傾斜角θの誤差に応じて
変化する。特に、傾斜角θが大きくなった場合にはクラ
ンプ駒３の先端部がチップ７に対して斜めに傾いて押圧
面３ｂの先端（図１０において左端）とチップ７の上面
の先端寄りの部分とが強固に線接触することがあり、こ
の場合には図１１に示すように、チップ７をチップ取付
座２の底面２ａに押圧する力（以下、縦方向クランプ力
と称する。）がチップ取付座２の先端側（図中斜線部）
へ大きく偏って均一な縦方向クランプ力が得られない。
そして、このように縦方向クランプ力が偏った状態でチ
ップ７を使用した場合には、図１２に示すようにチップ
７の縦方向クランプ力Ｐと切刃８に加わる切削抵抗Ｆと
の相乗によってチップ７の後端側が二点鎖線で示す初期
の位置から上方へ浮き上がり、これに伴って切刃８がワ
ークＷに切り込まれる側へ移動してワークＷの加工径に
誤差δが生じる。また、特に切刃８の切込量が変動する
倣い切削の場合には、切込量の変動に伴う切削抵抗Ｆの
変動に起因してチップ７の浮き上がり量が絶えず変化
し、切刃８に欠損が生じるおそれもあった。

【０００５】また、上述のチップクランプ機構では、図
１３に示すように、クランプ駒３の先端からチップの刃
先までの距離ｅが短いために切屑Ｃとクランプ駒３の先
端側とが干渉し易く、これに伴ってクランプ駒３の先端
部が損傷したり摩耗が早期に進行しがちであるという欠
点もあった。

【０００６】この考案は、このような背景の下になされ
たもので、工具ホルダやチップ等に加工誤差が生じても
チップに加わる縦方向クランプ力を均一に保持すること
ができ、かつ、クランプ駒先端部の損傷や早期摩耗も抑
制できるチップクランプ機構を提供することを目的とす
る。

【０００７】

【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
にこの考案は、工具ホルダの上面側に、上記チップ取付
座から工具ホルダの後端側へ離れるに従って漸次工具ホ
ルダの下面側へ傾斜する傾斜面を形成する一方で、上記
クランプ駒の下面側に上記傾斜面と当接する滑り面を形
成し、クランプ駒の押圧面を、突起部とは別に突起部の
近傍に隣接させて凸曲面状に形成し、突起部と取付穴の
双方の係合面の少なくとも一部を、そのチップ取付座の
底面に対するチップ取付座先端側の角度が９０度以下に
なるように形成する。

【０００８】

【作用】上記考案によれば、まずクランプ駒をチップ取
付座に向かって押し付けることにより、クランプ駒の滑
り面と工具ホルダの傾斜面とが当接して滑り面が傾斜面
上を移動する。従って、クランプ駒にはチップ取付座の
底面側に向かう動きに加えて工具ホルダの後端側への動
きが与えられ、これにより、チップがクランプ駒の押圧
面と当接してチップ取付座の底面側へ押し付けられると
ともに、クランプ駒の突起部とチップの取付穴の内周面
とが係合してチップがチップ取付座の後方側に引き寄せ
られる。また、押圧面を、突起部とは別に突起部の近傍
に隣接させて形成し、突起部と取付穴の双方の係合面の
少なくとも一部を、そのチップ取付座の底面に対するチ
ップ取付座先端側の角度が９０度以下になるように形成
しているので、突起部でチップをチップ取付座の後端側
に引き寄せる際には、取付穴からの突起部の離脱が防止
される。 また、この場合、クランプ駒の押圧面が凸曲面
状に形成されるとともに、押圧面の近傍に隣接されてい
るので、クランプ駒が傾いた状態でチップがクランプさ
れるような場合でも、クランプ駒の押圧面がチップに当
接する。すると、クランプ駒の先端の当接が防止され
る。よって、チップと押圧面とがチップの略中央に形成
される取付穴の近傍で当接し、チップには全面に渡って
ほぼ均一な縦方向クランプ力が作用する。さらに、押圧
面が突起部の近傍に形成されているので、チップの先端
側を積極的に押圧していた従来のチップクランプ機構に
比して、クランプ駒先端から突起部中心までの距離を短
縮でき、従ってチップをクランプした状態における切刃
からクランプ駒の先端までの距離を大きく設定して切屑
によるクランプ駒先端部の損傷等を回避できる。

【０００９】

【実施例】以下、図１ないし図９を参照して、本考案の
一実施例を説明する。なお、上述した従来例と同一の構
成要素には同一符号を付し、その説明を省略する。

【００１０】図１ないし図３において符号１０は工具ホ
ルダである。この工具ホルダ１０は断面四角形状をなす
柱状に形成され、その先端部上面側の角部にはチップ７
が装着されるチップ取付座１１が形成されている。この
チップ取付座１１は工具ホルダ１０の上方を向く平面視
菱形状の底面１１ａと、この底面１１ａの二辺に沿って
立設する二の側面１１ｂとから構成され（図３参照）、
上記底面１１ａには菱形平板状のシート１２が載置され
てボルト１３で固定されている。なお、以下の説明で
は、図３におけるチップ取付座１１の矢印Ａ方向の端部
をチップ取付座１１の先端側、矢印Ｂ方向の端部を後端
側として扱うものとする。

【００１１】一方、チップ取付座１１の上方には、チッ
プ取付座底面１１ａの対角線方向に延びるクランプ駒１
４が設けられ、その長手方向中間部のボルト孔１５に挿
通されるクランプボルト１６によって工具ホルダ１０と
着脱自在に連結されている。

【００１２】図４及び図５により詳細に示すように、ク
ランプ駒１４の先端部下面側には当該クランプ駒１４の
中央部下面１４ａよりも幾らか下方へ突出する押圧面１
７が形成され、この押圧面１７の中央部にはチップ取付
座１１に向かって突出する突起部１８が形成されてい
る。上記押圧面１７は、クランプ駒１４に長手方向にお
ける両端部から中央部に向かうに従って、漸次クランプ
駒１４の下方へ曲率半径Ｒ1で湾曲しつつ延びる凸曲面
状に形成されている。また、上記突起部１８は、クラン
プ駒１４の中央部下面１４ａと直交する方向に軸線を有
する円柱状に形成され、その先端部１８ａは全周に渡っ
て曲率半径Ｒ2で湾曲する凸曲面状に形成されている。
さらに、突起部１８の外径ｄは、上記チップ７に形成さ
れた取付穴７ａの内径Ｄ（図２参照）よりも幾らか小さ
く設定され、具体的には取付穴７ａの内径Ｄよりも１mm
小さい値に設定されている。従って、図２に示すよう
に、突起部１８と取付穴７ａの係合面、即ち、突起部１
８の外周面の後端部と取付穴７ａの内周面の後端部と
は、そのチップ取付座１１の底面１１ａに対するチップ
取付座１１先端側の角度を９０度以下にして形成されて
いる。

【００１３】そして、図５により詳細に示すように、上
記押圧面１７が形成される範囲は、突起部１８がチップ
引き寄せ方向に占める厚さｔ（図示例では突起部１８の
外径ｄに相当する。）に対して、上記突起部１８の中心
点Ｐ₀から上記チップ７の引き寄せ方向及びその反対方
向へｔを越えない範囲に制限される。ちなみに、図示例
では押圧面１７の両端が突起部１８の中心点Ｐ₀からそ
れぞれ０．５ｔだけ離間するように、すなわち押圧面１
７のクランプ駒長手方向における両端が突起部１８と一
致するように定められている。なお、ここでいうチップ
７の引き寄せ方向とは、チップ取付座１１の先端側から
後端側へ向かう方向を指すものとし、本実施例の場合に
はクランプ駒１４の長手方向先端側から後端側へ向かう
方向と一致する。

【００１４】また、上記クランプ駒１４の上記ボルト孔
１５は当該クランプ駒１４の長手方向に延びる長穴状に
形成されて当該クランプ駒１４の長手方向への移動を一
定範囲で許容する構成とされている。そして、ボルト孔
１５の下端部には当該ボルト孔１５の下端に向かうにつ
れて徐々に拡径するテーパ部１５ａが形成されている。
さらに、図１及び図２に示すように、クランプ駒１４の
後端部は工具ホルダ１０の下面側へ向かって屈曲せしめ
られ、その屈曲部分の隅部には後述する工具ホルダ１０
の傾斜面１９と当接する滑り面２０が当該クランプ駒１
４の幅方向全長に渡って形成されている。図４により詳
細に示すように、滑り面２０は、上述した押圧面１７と
同様にクランプ駒１４の長手方向における一端から他端
に向かうに従って漸次クランプ駒１４の下方へ一定曲率
Ｒ₃で湾曲しつつ延びる凸曲面状に形成されている。ま
た、上記滑り面２０の下方には上記工具ホルダ１０の係
止壁２１と当接して当該クランプ駒１４のクランプボル
ト１５回りの回動を阻止する拘束面２２が形成されてい
る。なお、この拘束面２２はクランプ駒１４の長手方向
と直交する平面に形成されている。

【００１５】図１及び図２に示すように、上記工具ホル
ダ１０のチップ取付座１１よりも後方側の部分には、上
記クランプボルト１５と螺合するねじ穴２３が形成され
ている。このねじ穴２３は上記チップ取付座１１の底面
１１ａと直交する方向に延在し、その上端側には座ぐり
部２３ａが同軸的に形成されている。そして、この座ぐ
り部２３ａと上記クランプ駒１４のテーパ部１５ａとの
間には、座ぐり部２３ａよりも僅かに小径のコイルばね
２４が配設され、これによりクランプ駒１４は常時上方
に向かって付勢されている。

【００１６】また、工具ホルダ１０の上記ねじ穴２３よ
りも後方側には、チップ取付座１１から後方へ離間する
に従って漸次工具ホルダ１０の下面側へ傾斜する傾斜面
１９が形成されている。この傾斜面１９は上記クランプ
駒１４の幅とほぼ同等の長さを有しており、そのチップ
取付座底面１１ａと直交する方向に対する傾斜角θは全
面に渡って一定とされている。

【００１７】さらに、この傾斜面１９の下方には上記ね
じ穴２３の軸線Ｏ1と平行をなす係止壁２１が形成され
ている。この係止壁２１の上記座ぐり部２３ａの軸線Ｏ
1からの距離Ｓは、上記クランプ駒１４の拘束面２２か
らテーパ部１５ａの軸線Ｏ2までの距離ｍよりも僅かに
大きく定められており、これにより係止壁２１と拘束面
２２とを密着させた状態においてクランプ駒１４のテー
パ部１５ａの軸線Ｏ2が工具ホルダ１０の座ぐり部２５
ａの軸線Ｏ1よりも工具ホルダ１０の後方側へ微小量Ｌ1
（＝Ｓ−ｍ）だけ偏心するようになっている（図２参
照）。

【００１８】次に、以上のように構成されたチップクラ
ンプ機構の作用について説明する。本実施例のチップク
ランプ機構によってチップ７をクランプするには、まず
図２に示すようにコイルばね２４の両端をクランプ駒１
４のテーパ部１５ａ及び工具ホルダ１０の座ぐり部２３
ａに嵌合させた状態でクランプボルト１６を徐々に締め
付けてゆき、クランプ駒１４をその滑り面２０が工具ホ
ルダ１０の傾斜面１９と当接するまで下方に移動させ
る。

【００１９】この際、クランプ駒１４のテーパ部１５ａ
が工具ホルダ１０の座ぐり部２３ａよりも僅かに後方に
偏心しているため、コイルばね２４は上端に向かうほど
工具ホルダ１０の後端側へ大きく曲げられることとな
り、この曲げ量に応じて発生する復元力によりクランプ
駒１４はチップ取付座１１の先端側へ付勢される。従っ
て、傾斜面１９と滑り面２０とが当接するまでの間は、
工具ホルダ１０の係止壁２１とクランプ駒１４の拘束面
２２とが常時密着し、これによりクランプ駒１４のクラ
ンプボルト１５の軸線Ｏ₁まわりの回転が阻止され、さ
らにはクランプ駒１４が係止壁２１に案内されてチップ
取付座１１の底面１１ａと直交する方向へ真っすぐに下
降する。このため、クランプ駒１４の下降に伴って突起
部１８はチップ７の上面に乗り上げることなく取付穴７
ａに確実に嵌合せしめられる。

【００２０】そして、クランプ駒１４の滑り面２０と工
具ホルダ１０の傾斜面１９とが密着した後、一層クラン
プボルト１６を締め付ける。これにより滑り面２０が傾
斜面１９に沿って移動するため、クランプ駒１４が下方
のみならずチップ取付座１１の後方側にも移動する。こ
れによりクランプ駒１４の押圧面１７がチップ７の上面
と当接してチップ７がチップ取付座１１の底面１１ａ側
へ押さえ付けられると同時に、クランプ駒１４の突起部
１８がチップ取付穴７ａの内周面と係合してチップ７が
チップ取付座１１の後方側へ引き込まれる。このとき、
突起部１８と取付穴７ａの係合面、即ち、突起部１８の
外周面の後端部と取付穴７ａの内周面の後端部とは、そ
のチップ取付座１１の底面１１ａに対するチップ取付座
１１先端側の角度を９０度以下にして形成されているの
で、取付穴７ａからの突起部１８の離脱が防止される。
これによりチップ７がチップ取付座１１の側面１１ｂに
押し付けられてチップ７が強固に固定される。

【００２１】ここで、本実施例のチップクランプ機構で
は、クランプ駒１４の押圧面１７と滑り面２０がともに
凸曲面状に形成され、しかも、押圧面１７の形成される
範囲がチップ７の取付穴７ａと嵌合する突起部１８の近
傍に制限されているので、図６や図７に示すようにクラ
ンプ駒１４が工具ホルダ１０の上面に対して傾いて滑り
面２０が傾斜面１９の下端側や上端側と当接するような
場合でも、チップ７と押圧面１７とが必ずチップ７の対
角線方向中央部近傍で当接し、クランプ駒１４の先端の
当接が防止される。この結果、図８に斜線で示すように
チップ７には全面に渡ってほぼ均一な縦方向クランプ力
が作用し、チップ７が安定してクランプされる。従っ
て、本実施例のチップクランプ機構によればチップ７の
使用時におけるチップ７後端側の浮き上がりを防止して
加工精度の劣化や切刃欠損等を回避できる。

【００２２】また、本実施例のチップクランプ機構によ
れば、クランプ駒１４に設けられた突起部１８の先端部
１８ａをも凸曲面状に形成しているため、図９に示すよ
うに突起部１８とチップ７の取付穴７ａとの軸線が比較
的大きくずれているような場合でも、突起部１８を取付
穴７ａに容易に挿入することができる。従って、突起部
１８の外径ｄと取付穴７ａの内径Ｄとの差を従来よりも
小さく設定でき、このため、特にクランプ剛性が増大し
て重切削にも十分に耐え得るチップクランプ機構を提供
できる。なお、本実施例では特に突起部１８の外周面を
その全周に渡って円筒面状に形成しているが、本考案は
これに限るものではなく、取付穴７ａの内周面と当接す
る側のみが円筒面に形成されていれば残る部分は平面状
であっても構わない。

【００２３】さらに、本実施例では押圧面１７の形成さ
れる範囲を突起部１８の近傍に制限してチップ７の対角
線方向中央部を押圧するようにしたため、チップ７の先
端側を積極的に押圧していた従来のチップクランプ機構
に比して、クランプ駒１４の先端から突起部１８の中心
点Ｐ₀までの距離を大幅に短縮できる。このため、チッ
プ７をクランプした状態における切刃８からクランプ駒
１４の先端までの距離ｅ（図３参照）を上述した従来の
チップクランプ機構よりも大きく取って、被削材から生
成される切屑との擦過によるクランプ駒１４の損傷や早
期摩耗を回避できる。

【００２４】なお、本実施例のチップクランプ機構にお
いてチップ７のクランプを解除する場合は、上述した手
順と逆にクランプボルト１６を徐々に緩めれば良いが、
図１に示すように、チップクランプ時におけるクランプ
駒１４のチップ取付座１１の後方側への移動によってク
ランプ駒１４のテーパ部１５ａと工具ホルダ１０の座ぐ
り部２３ａとの偏心量Ｌが拡大しているため、チップク
ランプ状態ではコイルばね２４の曲がりが増大してクラ
ンプ駒１４をチップ取付座１１の先端側へ付勢する力も
増大する。従って、クランプボルト１６を緩める過程で
もクランプ駒１４の滑り面２０は工具ホルダ１０の傾斜
面１９に沿って移動し、またこれらが離間した後には係
止壁２１と拘束面２２とが密着する。このためクランプ
解除時にもクランプ駒１４の回転が阻止されてクランプ
駒１４が一定姿勢で上昇することとなり、この結果、上
述したクランプ作業及びクランプ解除作業のいずれの場
合でも作業性が大幅に向上する。

【００２５】なお、上記実施例では特にクランプ作業時
の作業性を向上させるべくクランプ駒１４に拘束面２２
を形成して工具ホルダ１０の係止壁２１と当接させてい
るが、本考案はこれを必須とするものでなく、不要であ
れば省略しても構わない。また、チップ７の形状は菱形
平板状に限らず、三角形平板状等適宜変更される得るも
のである。

【００２６】

【考案の効果】以上説明したように、この考案によれ
ば、クランプ駒の押圧面を凸曲面状に形成するととも
に、押圧面を突起部の近傍に隣接形成したため、 クラ
ンプ駒の工具ホルダに対する傾きの程度を問わず、常に
押圧面とチップとがチップのほぼ中央に形成される取付
穴の近傍で当接し、クランプ駒の先端の当接が防止され
る。この結果、チップを、その全面に渡ってほぼ均一な
クランプ力で押さえ付けることができて、チップ後端側
の浮き上がりによる加工精度の劣化や切刃欠損を防止で
きる。また、突起部でチップをチップ取付座の後端側に
引き寄せる際には、突起部と取付穴の双方の係合面の少
なくとも一部が、そのチップ取付座の底面に対するチッ
プ取付座先端側の角度を９０度以下として形成されてい
るので、取付穴からの突起部の離脱が防止される。これ
によりチップがチップ取付座の後端側に押し付けられて
チップが強固に固定される。さらに、押圧面が突起部の
近傍に形成されているので、チップの先端側を積極的に
押圧していた従来のチップクランプ機構に比して、チッ
プをクランプした状態における切刃からクランプ駒先端
までの距離を従来よりも大きく設定できるので、クラン
プ駒の先端部と切屑との擦過によるクランプ駒の損傷や
早期摩耗を回避できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本考案の一実施例のチップクランプ機構を示す
断面図である。

【図２】図１のチップクランプ機構において、チップの
クランプを解除した状態を示す断面図である。

【図３】図１のIII方向からの矢視図である。

【図４】本考案の一実施例におけるクランプ駒の長手方
向に沿う断面図である。

【図５】図４のＶ方向からの矢視図である。

【図６】図１に示すチップクランプ機構においてクラン
プ駒が傾いた状態でチップがクランプされた状態を示す
断面図である。

【図７】図６に示す場合と反対側へクランプ駒が傾いた
状態でチップがクランプされた状態を示す断面図であ
る。

【図８】チップに加わる縦方向クランプ力の分布を示す
図である。

【図９】クランプ駒の突起部をチップの取付穴へ挿入す
る状態を示す図である。

【図１０】従来のチップクランプ機構を示す断面図であ
る。

【図１１】従来のチップクランプ機構における縦方向ク
ランプ力の分布を示す図である。

【図１２】従来のチップクランプ機構でクランプしたチ
ップを被削材の切削に使用した状態を示す図である。

【図１３】クランプ駒と切屑との干渉を示す図である。

【符号の説明】

７ スローアウェイチップ ７ａ 取付穴 １０ 工具ホルダ １１ チップ取付座 １１ａ チップ取付座の底面 １１ｂ チップ取付座の側面 １４ クランプ駒 １７ 押圧面 １８ 突起部 １８ａ 突起部の先端部 １９ 傾斜面 ２０ 滑り面

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭58−59705（ＪＰ，Ａ) 実開 昭51−19382（ＪＰ，Ｕ) 特公 昭49−6262（ＪＰ，Ｂ１) 特公 昭52−46745（ＪＰ，Ｂ２) 実公 昭51−22626（ＪＰ，Ｙ２)

Claims (1)

(57)【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】 工具ホルダの先端部上面側にチップ取付
   座が形成され、このチップ取付座の上方にクランプ駒が
   配設され、このクランプ駒の下面側に上記チップ取付座
   に載置されるスローアウェイチップと当接する押圧面
   と、上記スローアウェイチップに形成された取付穴と嵌
   合する突起部とが形成されてなり、上記クランプ駒の突
   起部を上記スローアウェイチップの取付穴と嵌合させた
   状態で上記クランプ駒を工具ホルダの下面側へ押さえ付
   けることにより、上記スローアウェイチップをチップ取
   付座の底面に向かって押圧するとともにチップ取付座の
   後端側へ引き寄せて固定するチップクランプ機構におい
   て、 上記工具ホルダの上面側に、上記チップ取付座から工具
   ホルダの後端側へ離れるに従って漸次工具ホルダの下面
   側へ傾斜する傾斜面を形成する一方で、上記クランプ駒
   の下面側に上記傾斜面と当接する滑り面を形成し、前記クランプ駒の押圧面を、前記突起部とは別に当該突
   起部の近傍に隣接させて凸曲面状に形成し、 前記突起部と前記取付穴の双方の係合面の少なくとも一
   部を、その前記チップ取付座の底面に対する前記チップ
   取付座先端側の角度が９０度以下になるように形成する
   ことを特徴とするチップクランプ機構。