JP2014012300A - 切削ビット - Google Patents

Abstract

【課題】シャンク先端の切削部の外周部に切削刃を有し、切削部の先端にローラを備えた切削ビットにおいて、ローラ取付軸の太さを従来のものより太く形成できるようにし、ローラを十分な取付強度をもって取り付けることができる切削ビットを提供する。
【解決手段】切削ビット(A1)は、ビット本体(1)とローラ(2)を有し、ビット本体(1)は超硬材料の削り出しにより形成され、基部側に形成されているシャンク(10)と、シャンク(10)の先端に形成されている切削部(11)と、切削部(11)の先端中心に軸線方向に突出して形成されているローラ取付軸(12)と、切削部(11)に形成されている複数の刃溝(14)と、各刃溝(14)の片側の縁に形成されている切削刃(15)と、を備えており、ローラ(2)はローラ取付軸(12)に取り付けられ、ローラ取付軸(12)の先端はローラ(2)を貫通し突出しており、突出部分にローラ(2)の脱落を防止するピン(16)が装着されている。
【選択図】図１

Description

本発明は、切削ビットに関するものである。更に詳しくは、シャンク先端の切削部の外周部に切削刃を有し、切削部の先端にローラを備えた切削ビットであって、ローラを軸支する軸を含む全体的な強度に優れており、ローラを十分な取付強度をもって取り付けることができる切削ビットに関する。

各種木質系材料や樹脂系材料等の外周（輪郭）の切削加工を行う切削ビットとして、いわゆる「目地払」といわれる切削ビットがある（非特許文献１及び図６参照）。
この切削ビットは、図６に示すように鉄製のシャンク<50>の先端にシャンク<50>より径大な刃台<51>を形成し、刃台<51>の外周面に、切削屑を逃がすための刃溝<52>を軸線方向とは若干の傾斜角度をもって形成し、各刃溝<52>に沿って超硬製の直刃である刃体<53>をロウ付けし、更に刃台<51>の先端に、先端の中心に形成したネジ孔<54>に螺着したローラ取付軸<56>を回転中心とするローラ<55>を取り付けた構造を有している。

P-TOOLS.COM ルータービット・コーナービット 目地払、[平成２４年６月２４日検索]、インターネット<URL:http://www.p-tools.com/ruter_bit2/mechi1.htm>

しかしながら、前記従来の目地払といわれる切削ビットには次のような課題があった。
すなわち、切削ビットの切削刃の回転直径は、一般には１０ｍｍ又は１２ｍｍが定格となっている。このため、従来の切削ビットのように、刃台の先端の中心にネジ孔を形成してローラ取付軸を螺着する構造では、刃体の取付強度とローラ取付軸の強度の二律背反が生じる。

すなわち、刃体を強固に固定するために刃溝を深くしようとするとネジ孔の内径が制限を受けて径小となり、内径とほぼ同径のローラ取付軸の太さを十分な太さに形成しにくくなり、逆にローラ取付軸の太さを十分な太さにするためネジ孔の内径を大きくしようとすると、刃溝の深さが制限を受けて浅くなり、刃体を十分に強固に固定することができなくなる。このため、刃体の取付強度とローラ取付軸の強度を互いに十分な性能で両立させることが難しかった。

ローラ取付軸を取り付けるネジ孔は、刃台の先端中心に形成する必要があるが、この加工は極めて難しく、中心がずれやすかった。ネジ孔が中心から少しでもずれると、ビットの回転に伴いローラが振動するので、切削作業はできなかった。

また、刃体がろう付けであるために、刃体の刃が摩耗したときに、刃を研磨して再生することが困難である。このため、前記構造の従来の切削ビットは、使い捨てにせざるを得ず、結果的に長く使用することができないため、費用対効果に課題があった。

さらに、前記構造の従来の切削ビットは、鉄製のシャンク付き刃台、超硬製の刃体、ローラ取付軸及びローラの各部品で構成され、部品点数が比較的多いために、組み立てたときの全体の精度が出にくい。また、鉄製のシャンク付き刃台の剛性も高くない。このため、切削作業において切削ビットに対し軸線方向と交差する横方向に応力が作用したときに、ビビリやブレが生じやすく、十分な加工精度が出にくかった。

なお、切削ビットの切削刃がいわゆるスパイラル刃であれば、切削抵抗が比較的小さいために刃の摩耗が少なく耐久性に優れ、仕上がりもきれいである。しかし、前記構造の従来の切削ビットは、刃体がろう付けであるために、各刃体によってスパイラル刃を形成しようとすれば、個々の刃体を螺旋状に形成する必要がある。ところが、このような刃体の作製は極めて難しく、現実的には直刃を付けることになり、スパイラル刃を有する前記構造の切削ビットは製造することはできなかった。

（本発明の目的）
本発明は、従来の刃台の先端の中心にネジ孔を形成してローラ取付軸を螺着する構造のような刃体の取付部の強度とローラ取付軸の強度の二律背反を解消して、ローラ取付軸の太さを従来のローラ取付軸より太く形成できるようにし、ローラを十分な取付強度をもって取り付けることができる切削ビットを提供することを目的とする。

本発明の他の目的は、前記目的に加え、ローラを取り付けるローラ取付軸の中心がずれないようにして、切削ビットの回転に伴うローラの振動が発生しないようにすることである。

本発明の他の目的は、前記目的に加え、切削刃が摩耗したときにも研磨することで再生が可能であり、従来のように刃体がろう付けで研磨ができなかったもののように使い捨てにするのではなく、繰り返し長く使用することができるようにすることである。

本発明の他の目的は、前記各目的に加え、剛性が高く、軸線方向と交差する横方向に応力が作用する切削作業中にもビビリやブレが生じにくく、十分な加工精度が得られるようにすることである。

本発明の他の目的は、前記各目的に加え、刃体をろう付けする前記構造の切削ビットでは製造することができなかったスパイラル刃を有する切削ビット（目地払）の製造を可能にすることである。

上記課題を解決するために本発明が講じた手段は次のとおりである。

（１）本発明は、
ビット本体とローラを有し、
ビット本体は、
超硬材料の削り出しにより形成され、
基部側に形成されているシャンクと、
シャンクの先端に形成されている切削部と、
切削部の先端中心に突出して形成されているローラ取付軸と、
切削部に形成されている複数の刃溝と、
各刃溝の形成により各刃溝間に形成され、刃先が回転方向に位置する刃溝側に向けて形成されている切削刃と、
を備えており、
ローラは、
ビット本体のローラ取付軸に取り付けられ、
ローラ取付軸の先端はローラの取付孔を貫通し突出しており、突出部分にローラ脱落防止具が装着されている、
切削ビットである。

（２）本発明は、
複数の切削刃が螺旋を描いて形成されているスパイラル刃であり、
各切削刃の螺旋方向は回転によって螺旋が刃先へ向かう方向である、
前記（１）の切削ビットである。

（３）本発明は、
複数の刃溝が、切削部先端からシャンクにかけて切削部より長く形成されている、
前記（１）又は（２）の切削ビットである。

（４）本発明は、
ローラ脱落防止具がローラ取付軸を貫通して形成されたピン装着孔に着脱できるピンである、
前記（１）、（２）又は（３）の切削ビットである。

（５）本発明は、
ローラ脱落防止具がローラ取付軸に装着されたＥリングである、
前記（１）、（２）又は（３）の切削ビットである。

（作用）
本発明に係る切削ビットの作用を説明する。
切削ビットは、ローラを取り付けるローラ取付軸は超硬材料の削り出しにより一体に形成されているので、切削刃の回転直径が、前記したように例えば１０ｍｍが定格となっている場合でも、従来のように切削部の先端の中心にネジ孔を形成してローラ取付軸を螺着する構造とは相違して、切削刃の形成部の強度とローラ取付軸の強度の二律背反は生じない。これにより、ローラ取付軸の太さを従来のネジ固定式のローラ取付軸より太く形成することができるので、ローラを十分な取付強度をもって取り付けることができる。

ビット本体を削り出しによって形成する際には、ローラ取付軸を旋盤等を使用し形成できるので、ローラ取付軸を切削部の先端中心に形成することは比較的容易にできる。したがって、従来とは相違して、ローラを取り付けるローラ取付軸の中心がずれにくいので、切削ビットの回転に伴うローラの振動が発生することを防止できる。

切削ビットのビット本体は、超硬材料の削り出しで形成されているため切削刃の研磨が可能であり、従来のように刃体がろう付けで研磨ができなかったもののように使い捨てにするのではなく、繰り返し長く使用することができる。

切削ビットのビット本体は、超硬材料で一体に形成しているため剛性が高く、軸線方向と交差する横方向に応力が作用する切削作業中にもビビリやブレが生じにくく、加工精度が良好である。
また、超硬材料を削り出してビット本体を加工するので、刃体をろう付けする構造ではつくれなかったスパイラル刃を有する切削ビット（目地払）の製造が可能になる。

切削刃がスパイラル刃であるものは、ワークの切削部の仕上がりがきれいであり、切削刃の螺旋方向が回転によって螺旋が刃先へ向かう方向（いわゆる逆リード）であることにより、切削作業によるワークのバリの発生を防止でき、切削部がさらにきれいな仕上がりとなる。

各刃溝が、切削部からシャンクにかけて切削部より長く形成されているものは、表面からへこんで形成された刃溝が従来より長く形成されている分だけ表面積が広くなっており、それと共に高速で回転したときに切削部やシャンクの周りに高速の空気の流れを発生させるので、空冷による冷却性能に優れている。

ローラ脱落防止具がローラ取付軸を貫通して形成されたピン装着孔に着脱できるピンであるものは、切削作業において高い圧力や高熱が作用しても、ピンが外れにくくローラも脱落しにくい。また、メンテナンスを行う場合にローラを外すことができるので、切削刃を研磨する際にも作業がしやすい。

本発明は、ローラを取り付けるローラ取付軸は削り出しにより一体に形成されているので、従来のように切削部の先端の中心にネジ孔を形成してローラ取付軸を螺着する構造とは相違して、切削刃の形成部の強度とローラ取付軸の強度の二律背反は生じない。これにより、ローラ取付軸の太さを従来のネジ固定式のローラ取付軸より太く形成することができるので、ローラを十分な取付強度をもって取り付けることができる。

本発明のビット本体を削り出しによって形成する際には、ローラ取付軸を旋盤等を使用し形成できるので、ローラ取付軸を切削部の先端中心に形成することは比較的容易にできる。したがって、従来とは相違して、ローラを取り付けるローラ取付軸の中心がずれにくいので、切削ビットの回転に伴うローラの振動の発生を防止でき、十分な加工精度が得られる。

本発明のビット本体は、超硬材料の削り出しで形成されているため切削刃の研磨が可能であり、従来のように刃体がろう付けで研磨ができなかったもののように使い捨てにするのではなく、繰り返し長く使用することができる。

本発明のビット本体は、超硬材料で一体に形成しているため剛性が高く、軸線方向と交差する横方向に応力が作用する切削作業中にもビビリやブレが生じにくく、加工精度が良好である。

本発明は、超硬材料を削り出してビット本体を加工するので、刃体をろう付けする構造ではつくれなかったスパイラル刃を有する切削ビット（目地払）の製造が可能になる。

本発明に係る切削ビットの一実施の形態を示す斜視図。 切削ビットの分解斜視図。 図２におけるＩ−Ｉ端面図。 切削ビットの使い方を示す説明図。 本発明に係る切削ビットにおいてローラの留め方の他の例を示す要部斜視図。 従来の目地払といわれる切削ビットの構造を示し、（ａ）は正面図、（ｂ）は要部分解斜視図。

〔実施の形態〕

本発明を図面に示した実施の形態に基づき詳細に説明する。
図１乃至図３を参照する。

切削ビットＡ１は、いわゆる「目地払」といわれる形態を有しており、無垢の超硬材料の削り出しにより形成されているビット本体１を有している。
ビット本体１は、ほぼ丸棒形状で所要長さのシャンク１０を有している。基部側のシャンク１０は、切削装置のチャック３（図４参照）で保持する部分である。

シャンク１０の先端には、シャンク１０より径大でほぼ丸棒形状の切削部１１が形成されている。切削部１１の先端の中心には、軸線方向に所要長さ突出して丸棒形状のローラ取付軸１２が形成されている。ローラ取付軸１２の太さは、後記ローラ２を取り付ける軸として十分な強度を有する太さに形成されている。ローラ取付軸１２の先端寄りには、直径方向に貫通したピン装着孔１３が形成されている。

切削部１１の表面には、刃溝１４が軸周方向へ複数本（本実施の形態では三本）形成されている。各刃溝１４は、螺旋状に形成されており、切削部１１の先端からシャンク１０のほぼ中間部にかけて形成されている。そして、各刃溝１４において、切削部１１部分の片側の縁（回転方向とは反対側の縁）には、それぞれ切削刃１５が各刃溝１４と同様に螺旋を描くように且つ刃先１５０を回転方向の刃溝１４側へ向けて形成されている。

前記ローラ取付軸１２には、ローラ２が嵌め入れられ、ローラ２の中心にある取付孔２０の縁から突出した部分にあるピン装着孔１３にローラ脱落防止具であるピン１６が差し込まれ、ピン１６の両端は曲げられてピン装着孔１３から容易には脱落しないように固定されている。本実施の形態では、ローラ２としてボールベアリングを使用しており、ローラ２の直径は、各切削刃１５の回転直径と同じ径になるように設定されている。

ローラ２は、前記のように容易に脱落しないピン１６で留めて取り付けることにより、切削作業において高い圧力や高熱が作用してもローラ取付軸１２から脱落しにくい。また、ピン１６は必要に応じて抜き取ることができるので、ローラ２は着脱が可能である。このため、切削ビットＡ１のメンテナンスを行う場合に、ローラ２を外すことができるので、例えば切削刃１５を研磨する際にも作業がしやすい。

なお、各刃溝１４と共に切削部１１の先端から後端まで螺旋状に形成されている各切削刃１５は、いわゆるスパイラル刃となっている。本実施の形態に係る切削ビットＡ１のように、スパイラル刃を有する切削ビットは、切削抵抗が比較的小さいために刃の摩耗が少なく耐久性に優れ、仕上がりもきれいである。

また、各切削刃１５の螺旋方向は、切削ビットＡ１の回転によって螺旋が刃先へ向かう方向（図３で下方向）である。これにより、切削作業によりワーク４にバリが発生するのを防止でき、切削部がさらにきれいな仕上がりとなる。

さらには、前記したように各刃溝１４は、切削部１１からシャンク１０にかけて切削部１１より長く形成されている。つまり、切削部１１及びシャンク１０の表面からへこんで形成された各刃溝１４が従来より長く形成されている分だけ表面積が広くなっており、それと共に切削ビットＡ１が高速で回転したときに、切削部１１やシャンク１０の周りに高速の空気の流れを発生させるので、空冷による冷却性能に優れている。

（作用）
図１乃至図４を参照して切削ビットＡ１の作用を説明する。
切削ビットＡ１は、図４に示すように「目地払」として使用するものである。切削ビットＡ１は、ローラ２を例えばドアの外枠や内枠等のワーク４の枠表面に沿わせることにより、ワーク４の余剰部分（図４では化粧板の縁）を枠表面と面一に切削して仕上げることができる。

切削ビットＡ１は、超硬材料を削り出してビット本体１を加工することで形成されるので、各切削刃１５を各刃溝１４と共に螺旋状に形成することができる。これにより、従来のように刃体をろう付けする構造ではつくれなかったスパイラル刃を有する切削ビットの製造が可能になる。

切削ビットＡ１は、各切削刃１５及びローラ２を取り付けるローラ取付軸１２は、何れも削り出しにより切削部１１に形成されている。したがって、切削刃の回転直径が定格となっている場合でも、従来のように切削部の先端の中心にネジ孔を形成してローラ取付軸を螺着する構造とは相違して、切削刃１５の形成部の強度とローラ取付軸１２の強度の二律背反は生じない。
これにより、ローラ取付軸１２の太さを従来のようにネジ孔にローラ取付軸を螺着する構造のローラ取付軸より太く形成することができるので、ローラ２の取付強度が向上する。

ビット本体１を削り出しによって形成する際には、ローラ取付軸１２を旋盤等を使用し形成できるので、ローラ取付軸１２を切削部１１の先端中心に形成することは比較的容易にできる。したがって、従来とは相違して、ローラ２を取り付けるローラ取付軸１２の中心がずれにくいので、切削ビットＡ１の回転に伴うローラ２の振動の発生を防止でき、十分な加工精度が得られる。

また、ビット本体１に形成されている各切削刃１５は、超硬材料の削り出しで形成されているために、使用によって摩耗しても、切削刃１５の研磨が可能である。したがって、従来のように刃体がろう付けであるため研磨ができなかったものとは異なり、使い捨てにすることなく、切削刃１５を再生して繰り返し長く使用することができる。

さらに、ビット本体１は、超硬材料で一体に形成しているため剛性が高く、切削作業において、切削ビットＡ１の軸線方向と交差する横方向に強い応力が作用してもビビリやブレが生じにくく、加工精度（切削の精度）が良好である。

図５を参照する。
切削ビットＡ２のビット本体１ａは、ローラ取付軸１２ａの構造が前記ローラ取付軸１２とは異なっている。すなわち、ローラ取付軸１２ａには、先端寄りに全周にわたり径小溝１７が形成されており、径小溝１７にはローラ脱落防止具であるＥリング１８が装着されている。これにより、ローラ２ａの着脱も可能である。

なお、切削ビットＡ２の他の部分の構造は、前記切削ビットＡ１と同様であるので、説明は省略し、切削ビットＡ２の前記切削ビットＡ１と同一または同等箇所には同一の符号を付して示す。また、切削ビットＡ２の作用についても前記切削ビットＡ１と同様であるので説明は省略する。

本明細書で使用している用語と表現は、あくまでも説明上のものであって、なんら限定的なものではなく、本明細書に記述された特徴およびその一部と等価の用語や表現を除外する意図はない。また、本発明の技術思想の範囲内で、種々の変形が可能であるということは言うまでもない。

Ａ１ 切削ビット
１ ビット本体
１０ シャンク
１１ 切削部
１２ ローラ取付軸
１３ ピン装着孔
１４ 刃溝
１５ 切削刃
１５０ 刃先
１６ ピン
２ ローラ
２０ 取付孔
３ チャック
４ ワーク
Ａ２ 切削ビット
１ａ ビット本体
２ａ ローラ
１２ａ ローラ取付軸
１７ 径小溝
１８ Ｅリング

Claims (5)

1. ビット本体とローラを有し、
   前記ビット本体は、
   超硬材料の削り出しにより形成され、
   基部側に形成されているシャンクと、
   該シャンクの先端に形成されている切削部と、
   該切削部の先端中心に突出して形成されているローラ取付軸と、
   前記切削部に形成されている複数の刃溝と、
   該各刃溝の形成により各刃溝間に形成され、刃先が回転方向に位置する前記刃溝側に向けて形成されている切削刃と、
   を備えており、
   前記ローラは、
   前記ビット本体の前記ローラ取付軸に取り付けられ、
   前記ローラ取付軸の先端は前記ローラの取付孔を貫通し突出しており、突出部分にローラ脱落防止具が装着されている、
   切削ビット。
2. 複数の切削刃が螺旋を描いて形成されているスパイラル刃であり、
   前記各切削刃の螺旋方向は回転によって螺旋が刃先へ向かう方向である、
   請求項１記載の切削ビット。
3. 複数の刃溝が、切削部先端からシャンクにかけて前記切削部より長く形成されている、
   請求項１又は２記載の切削ビット。
4. ローラ脱落防止具がローラ取付軸を貫通して形成されたピン装着孔に着脱できるピンである、
   請求項１、２又は３記載の切削ビット。
5. ローラ脱落防止具がローラ取付軸に装着されるＥリングである、
   請求項１、２又は３記載の切削ビット。

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