JP2509299Y2 - 回転切削工具 - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本考案は木材加工，木質系材料加
工，金属加工等に用いられる回転鉋，フライス，エンド
ミル等の回転切削工具に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、回転切削工具において、切削抵抗
を軽減するために種々工夫がなされており、例えば図１
４のエンドミル正面図のＡ、端面側視図のＢに示す櫛刃
型回転切削工具のエンドミルでは刃体が２条で構成され
ており、その１つの刃体１上には刃体を切欠いて残った
所を小切刃とし、この小切刃１ａが所定ピッチ（間隔）
で複数個形成されている。もう一つの刃体２には刃体１
の小切刃１ａが削り残した領域を切削するように刃体１
の切削する位置を切欠いて半ピッチずらして同ピッチの
小切刃２ａが形成されている。そして小切刃１ａと２ａ
とは切削領域が重なるように刃巾が形成されている。

【０００３】また図１８の刃体の展開図を示すＡ、Ａの
Ａ−Ａ線断面を示す図のＢにおいては、軸方向にストレ
ートの刃体３，４，５，６が円周４等分位置に設けられ
た構成であって、各刃体３，４，５，６には等ピッチに
小切刃３ａ，３ｂ，３ｃ，……４ａ，４ｂ，４ｃ……，
５ａ，５ｂ，５ｃ……，６ｂ，６ｃ……が形成されてい
て、後続の刃体の小切刃は図で半分重複する切刃巾を有
する。即ち小切刃３ｂに対し小切刃４ｂは半巾重複、小
切刃４ｂに対し小切刃５ｂも半巾重複、小切刃５ｂに対
して小切刃６ｂも半巾重複、小切刃６ｂに対して小切刃
３ａも半巾重複し常に２つの小切刃が切削に関与してい
る。

【０００４】

【考案が解決しようとする課題】櫛刃型の回転切削工具
と１刃体全長に刃先を設けた連続刃型回転切削工具とを
対比する。説明の都合上連続刃型回転切削工具は１刃体
で１刃体群が構成されたものとし１回転で切削除去する
体積は両者同一する。連続刃型は１回転で１回切削する
ので瞬間切削抵抗は最大切込み厚みＴａ（図１５）のと
きに最大となる。即ち切削抵抗値は図１６のように零か
ら最大迄急激に変化する。この変化はそのまま主軸に対
する大きなトルク変動となり、有害な切削振動を励起さ
せ、切削騒音の増大や工具本体の疲労破壊の原因とな
る。図１４の櫛刃型は２個に分割された刃体構成である
ので、１回転で２回の切削となり最大切込み厚みは同一
であるが、切削される領域は略半分となり瞬間切削抵抗
値は図１７のようにほぼ半減する。従って主軸のトルク
変動も半減され有害な切削振動も小さくなるがまだまだ
大きく問題である。

【０００５】しかしまた平均切削抵抗（瞬間切削抵抗を
積分し、時間で平均したもの）は殆ど連続型と変わらな
い。むしろ削り残しを防止するため小切刃の切削領域を
重複させているので櫛刃型の方がその分平均切削抵抗は
大きくなる。また図１８に示すものは４刃体の構成であ
るが、小切刃は２枚ずつ常に重複するので切削抵抗は格
段に大きくなるという問題がある。また図１４に示すも
のは突っ込み切削の場合に最初に関与する小切刃は１個
であるので直進性が悪くなり瞬間切削抵抗が大きく刃欠
けがしばしば発生する。またボード類等のもろい板状体
の断面部加工において、ボード表裏面のエッジ部を切削
する刃体は２条の内の１条だけであって、切込厚みは比
較的大きくエッジ部に欠けが生じる。さらに小切刃の１
個が欠けるとその切削領域を切削する切刃がなくなるの
で切残しができ使用不能となる等数々の問題点があっ
た。本考案は従来の技術の有するこのような問題点に鑑
みなされたもので、その目的とするところは切削抵抗が
特に増大することなく刃欠けの恐れが少なく仕上げ面の
良い回転切削工具を提供しようとするものである。

【０００６】

【課題を解決するための手段】上述の目的を達成するた
めに本考案は、波刃形でない小切刃を一個以上形成した
軸方向に長い刃体が円周方向に３条以上ｍ条で１組の刃
体群を構成し、前記小切刃は１組の刃体群内で相互間の
切削領域の重複が零か若しくは削り残しが出ない必要に
して十分な重複巾で各刃体に分散配置されてなり、前記
刃体群を同一配置で１組以上整数組を円周方向に設けた
ものである。そして複数個の波刃形でない小切刃を等ピ
ッチＰに形成した軸方向に長い刃体が円周方向に３条以
上ｍ条で１組の刃体群を構成し、該刃体群内の後続の刃
体の小切刃をＰ／ｍずつ軸方向に順次位相をずらすとと
もに刃体相互の小切刃は切削領域の重なりが零か若しく
は削り残しが出ない必要にして十分な重複巾で配置され
てなり、前記刃体群を同一配置で１組以上整数組を円周
方向に設けたものである。

【０００７】またエンドミルの先端に切削領域が重複す
る小切刃が複数個設けられているものである。さらに板
状体断面の表裏面の少なくとも一面のエッジ部が切削領
域とする小切刃が重複部を有して複数個が設けられてい
るものである。さらにまた先行する小切刃の切削領域に
重複し且つ切削に関与しない程度に低くした補助小切刃
を後続の刃体に設けたものである。

【０００８】

【作用】請求項１ １つの刃体による小切刃で筋状の溝が切削され、次々の
刃体の小切刃により溝巾が順次拡大又は溝数が増し１組
の刃体群で削り残しのない１回分の加工が行われる。工
具１回転で１回分以上の加工が行われる。 請求項２ 第１の小切刃でＰ／ｍ切削、後続の第２の小切刃で隣に
Ｐ／ｍと順次切削され１組の刃体群で１回分の加工が行
われる。工具１回転で１回分以上の加工が行われる。 請求項３ 先端の重複する小切刃では巾が狭く厚みの薄い切屑、重
複しない小切刃では厚みの厚い巾の狭い切屑が発生して
１組の刃体群で１回分の加工が行われる。

【０００９】請求項４ 被削材断面エッジ部では重複する小切刃で巾が狭く厚み
の薄い切屑，重複しない小切刃では巾の狭く厚みの厚い
切屑が発生し、１組の刃体群で１回分の加工が行われ
る。 請求項５ 小切刃に欠けが生じたとき後続の次に丈の高い補助小切
刃が切削に関与する。このものが欠けたとき次のものが
切削に関与して完全な切り残しを作らず、粗切削面が得
られる。

【００１０】

【実施例第１】本考案の実施例第１を跳び刃型のエンド
ミルを示す図１にもとづき説明する。Ａは正面図、Ｂは
刃体の展開図、Ｃは端面側視図である。シャンク１０ａ
につづく切刃部１０ｂは３条以上、図では４条の刃体１
１，１２，１３，１４が軸方向に９０°間隔で切粉排出
溝１５を挟んで構成されている。この各刃体には突出し
た略方形又は梯形の小切刃が軸方向に形成されている。
即ち刃体１１には小切刃１１ａ，１１ｂ…，が等ピッチ
Ｐで、後続となる刃体１２には小切刃１２ａ，１２ｂ…
が等ピッチＰで且つ刃体１１の小切刃に対してＰ／４ず
れて形成されており、また刃体１２の後続の刃体１３に
は小切刃１３ａ，１３ｂが等ピッチで且つ刃体１２の小
切刃に対しＰ／４ずれて形成され、また刃体１３の後続
の刃体１４には小切刃１４ａ，１４ｂ…，が等ピッチで
刃体１３の小切刃に対しＰ／４ピッチずれて形成されて
いる。

【００１１】そして各小切刃の巾はＰ／４と同じで小切
刃の重複巾は零であるか、Ｐ／４より僅かに広巾、即ち
平均切削抵抗が重複零のときの約３０％増以内である重
複巾に形成されていて切り残しを完全になくするもので
ある。小切刃は確実に削り残しの生じない程度の重複巾
を有するものであって、削り残しが出ない必要にして十
分な重複巾に形成されている。小切刃の間は切削に関与
しないように逃げ面が小切刃の刃先円より低くなるよう
に形成されている。即ち同１円周上例えば１３の小切刃
以外の刃体の先端はＣに示すようにすべて切削径の内側
となり１回転で１回切削するものである。若しくは極く
僅かの重複が小切刃間で見られる。

【００１２】このような構成になる本考案の作用を説明
する。厚板の側面を回転されたエンドミルで切削する。
今刃体１１の小切刃１１ａ（１１ｂ）が切削しエンドミ
ルが９０°回転すると刃体１２の小切刃１２ａ（１２
ｂ）が切削する。刃体１１，１２の小切刃の間で僅かの
重なりがあるものは小切刃１１ａと１２ａ，１１ｂと１
２ｂの間の削り残しは全くない。次の９０°回転で刃体
１３の小切刃１３ａ（１３ｂ）、次の９０°回転で刃体
１４の小切刃１４ａ（１４ｂ）が切削して１回転で小切
刃１１ａから１４ａ迄（１１ｂから１４ｂ迄）の１Ｐ巾
が切削され１切削面が得られる。

【００１３】この場合切削抵抗は図２のように各小切刃
に分散されるので各刃体の最大瞬間切削抵抗は連続刃型
のほぼ１／４に重複分の切削抵抗が僅かに加わった小さ
なものとなり、平均化され当然トルク変動，振動，騒音
も小さくなる。この形態のボールエンドミルは図３に示
したものであってＡは刃体正面図、Ｂは端面側視図であ
る。図１のエンドミルの刃体に捩じり角を設けたものは
図４に示しており、Ａは正面図，Ｂは刃体展開図、Ｃは
端面側視図である。刃体110,120,130,140 を形成したも
のは軸方向から見て各小切刃は端部から見た小切刃配置
で各刃体９０°内を示したＤのようにさらに分散され何
れかの小切刃が常に切削中であるように配置されるの
で、切削トルクの変動は図５のように一層小さく滑らか
なものとなる。そして図６のように小切刃のコーナ部，
基部にはＲをつける。或いは図７のように小切刃側面に
あさりをつける。或いは又は図８のように小切刃を梯形
として基部の巾を広くして小切刃の強度を高める等の形
状とされる。なお、この切刃形状は他の実施例において
も同様に適応可能である。

【００１４】

【実施例第２】実施例第２を図９にもとづき説明する。
Ａは刃体の展開図、Ｂは端面側視図である。実施例第１
の図１と同じエンドミルの各刃体２１，２２，２３，２
４のシャンク側と異なる端のみにそれぞれの切削領域が
ほぼ全部重複する複数の小切刃２１ａ，２２ａ，２３
ａ，２４ａを各刃体２１，２２，２３，２４にピッチと
関係なく形成したものである。この構成になるエンドミ
ルは被切削材に突っ込み加工の初め４枚の小切刃２１
ａ，２２ａ，２３ａ，２４ａが重複して関与し、切削抵
抗は大きくなるが１刃当たりの瞬間切削抵抗は小さくな
り、且つ回転体に対しバランスよく作用する。このため
切削時の直進性が改善される。

【００１５】

【実施例第３】実施例第３を展開図で示す図１０にもと
づき説明する。被削材に対して専用のエンドミルとな
り、実施例第１の図１の形態において、被削材３６の表
面，裏面と側面とでなるエッジ部３６ａ，３６ｂを切削
領域とする小切刃に重複部を設ける。即ちエッジ３６ａ
を切削領域に含む小切刃３１ａ，３２ａ，３３ａ，３４
ａを巾を拡げるかピッチに関係なく各刃体３１，３２，
３３，３４に新しく形成する。エッジ３６ｂに対する小
切刃は１８０°離れる刃体に設ける。即ち刃体３４の小
切刃３４ｂが切削領域とするところに刃体３２に新しく
重複する小切刃３２ｂを追加形成する。勿論全刃体に形
成してもよい。この構成になるエンドミルでもろい性質
のボード類の断面部の加工を行うと１回転に小切刃が１
回切削するがエッジ部３６ａでは１回転に４個の小切刃
が切削し、エッジ３６ｂでは１回転に２個の小切刃が切
削して小切刃の切込み厚みが減少される。

【００１６】

【実施例第４】説明した実施例第１，第２，第３におい
ては何れも工具１回転で小切刃は１回切削に関与するの
みであった。即ちｍ条でなる刃体を３６０°の円周上に
ｍ等分位置又はｍ分割位置に配置したものである。この
構成に限定せず、３６０°に２ｍ条，３ｍ条等を配置す
ることも自由であって、この場合送材速度を２倍，３倍
にすることにより１８０°，１２０°の回転角で１回分
の加工、１回転で２回，３回分の加工が行われる。

【００１７】

【実施例第５】実施例５を図１１にもとづき説明する。
Ａは各刃体の展開図，Ｂは端面側視図である。４条の刃
体４１，４２，４３，４４は捻じれ角をもち、それぞれ
の刃体にピッチＰ離れて小切刃が形成されている。小切
刃に大文字Ａ，Ｂ，Ｃを付して表すと例えば４１Ａａ，
４１Ｂａ，４２Ｂｄ，４３Ｂｃ…，４４Ｂｂ…が付され
たものが小切刃を示しており、後続の各小切刃はＰ／４
ずつずれて形成されている。そして各小切刃間の（３／
４）×Ｐの間には１ピッチの間にＰ／４ずれた補助小切
刃が３個形成されている。刃体４１ではこの補助小切刃
は第１の小切刃４１Ａａと第２の小切刃４１Ｂａとの間
を３等分した小切刃の巾であって、小切刃４１Ａａより
切削に関与しない程度に順次低く４１ａｂ，４１ａｃ，
４１ａｄと階段状に形成されている。

【００１８】同様に上記刃体４１の１ピッチ４１Ａａ〜
４１ａｄ巾の位相に対応する刃体４２の１ピッチの間の
小切刃，補助小切刃は４２ａａ，４２ａｂ，４２ａｃ，
４２Ｂｄ、同様に刃体４１の１ピッチに対応する刃体４
３の１ピッチの間の小切刃，補助切刃は４３ａａ，４３
ａｂ，４３Ｂｃ，４３ｂｄ、同様に刃体４１の１ピッチ
に対応する刃体４４の１ピッチの間の小切刃，補助小切
刃は４４ａａ，４４Ｂｂ，４４ｂｃ，４４ｂｄで、各刃
体共軸方向に必要とする工具長さに対応して数ピッチ形
成される。そしてこれらの補助小切刃も十分切削が可能
なように切刃が形成されているものである。ここで符号
の説明を付け加えると、３字目の小切刃を示すＡに対応
するａは、例えば小切刃４１Ａａと４１Ｂａとの間にあ
る１ピッチ内の補助小切刃を表し、４字目のａ，ｂ，
ｃ，ｄは同一円周上位相を同じくする位置を表す。

【００１９】従って小切刃４１Ａａに対応する後続の各
刃体の補助小切刃は４２ａａ，４３ａａ，４４ａａであ
って切削領域が重複し小切刃４１Ａａより順次切刃が低
い配列となる。同様に小切刃４１Ｂａに対する各刃体の
補助小切刃は４２ｂａ，４３ｂａ，４４ｂａと順次低く
なる。また小切刃４２Ｂｄに対する補助切刃は４３ｂ
ｄ，４４ｂｄ，４１ａｄが対応し、小切刃４３Ｂｃに対
する補助小切刃４４ｂｃ，４１ａｃ，４２ａｃが対応
し、小切刃４４Ｂｂに対する補助小切刃４１ａｂ，４２
ａｂ，４３ａｂが対応して順次低くなる。

【００２０】このような構成において、エンドミルが矢
印方向に回転されると先ず第１刃体４１の小切刃４１Ａ
ａ，４１Ｂａ…が小巾に切削し、次にＰ／４ずれた第２
刃体４２の小切刃４２Ｂｄ…、次にＰ／４ずれた第３刃
体４３の小切刃４３Ｂｃ…、次にＰ／４ずれた小切刃４
４Ｂｂがそれぞれ小巾に切削して１回転で１つの仕上面
が形成される。今途中かたい木節のため小切刃４２Ｂｄ
が欠けたとすると、この部分で切り残しが出来るが次の
９０°の回転で次の歯丈を有する刃体４３の補助小切刃
４３ｂｄが切削を行う。更に４３ｂｄが欠けると４４ｂ
ｄが切削を行う。他も同様で補助小切刃がカバーするが
切削面には凸部が生じるので粗切削加工の場合の使用と
なる。仕上切削にする場合は仕上用エンドミルに取替え
るものである。なお本実施例では捻じれ角を有したが有
さないものでも同じである。

【００２１】なお上記実施例においては後続の刃体の小
切刃が規則的にＰ／ｍ位相がずれるように示したが、図
１２に示すように１刃体群内であれば小切刃は削り残し
がでない様に不規則に配置されてもよい。この場合切削
時のむらが少なくなるように小切刃の分配は考慮される
必要がある。既に説明したエンドミルは粗仕上用であっ
たが、このエンドミルの同軸延長上に図１３に示すよう
に仕上用の連続刃型回転切削工具を設けることにより、
被削材に対してエンドミルを相対的に軸方向にずらす事
で、仕上削り作業を工具交換することなしに連続的に行
う事ができる。この場合は双方の切削工具の刃体は一体
的に連なっている必要性、又は切削径，刃体数，刃体長
さ等の切削条件が同一である必要はない。跳び刃型と連
続刃型の位置関係が逆になっても、また連続刃型回転切
削工具の代わりに研削型の工具等を設けても良い。

【００２２】さらに各刃体の小切刃を小さく設定するこ
とにより小さな硬質チップがろう付け，接着等で使用可
能である。即ち従来から使用されている高価な焼結硬質
チップ（例えば焼結ダイヤモンドチップ）等は相当の大
きさに焼結されたものから放電ワイヤカット等により必
要な大きさのものに切り出されるが、同時に使用できな
い小片のチップもかなり残ることになり、これ等の小片
チップの有効利用となり経済的となる。なお本考案の実
施例ではエンドミルについて説明を行ったが、フライ
ス，回転鉋等にも応用は可能であり、それらが成型加工
用の総型タイプでも応用できる。

【００２３】

【考案の効果】上述のようであるので本考案は以下の効
果を奏する。請求項１，２のものは、刃体数が多くなっ
たので全体の切削抵抗が少なくならなくても、このよう
な跳び刃型回転切削工具は切削に起因する瞬間切削抵抗
が常に平均切削抵抗値付近であることから、トルク変動
が小さく振動が減少して工具に無理がかからず安定した
切削面が得られ、騒音の低下，工具破損の減少その分重
切削も可能となる。そして軽やかな切削が作業者に体感
的に感じられる。２組以上刃体群を設けたものは、１回
転で２倍以上の切削能力ができるので送材速度を比例し
て高めることができ、生産性が向上できる。また工具回
転数をダウンしても同じ作業量が得られ騒音が減少でき
る。請求項３のものは、板面の加工において突っ込み切
削開始時の１刃当たりの切込み厚みが減少するので１刃
当たりの瞬間切削抵抗が小切刃の重複個数分の１に減少
され小切刃の負荷を軽減して折損の恐れを少なくしう
る。そしてそれらの切削抵抗は回転体に対しバランスよ
く作用しているので切削時の直進性が良くなる。

【００２４】請求項４のものは、エッジ部での小切刃の
切込み厚みが減少するので比較的もろい加工材、特にボ
ード類の断面加工におけるエッジ部の欠けが防止でき
る。請求項５のものは、何らかの異常により小切刃が欠
損しても次に低く控える切削に関与していなかった補助
小切刃によって切削が行われるので、全く使用不能とな
ることなく粗切削の場合は加工終了までそのまま使用す
ることも可能である。

【図面の簡単な説明】

【図１】本考案の実施例第１のエンドミルの図である。

【図２】実施例第１の１回転におけるトルク変動を示す
図である。

【図３】本考案の実施例第１に属するボールエンドミル
の図である。

【図４】実施例第１に属する刃体に捻じれ角を有するエ
ンドミルの図である。

【図５】図４のエンドミルの１回転におけるトルク変動
を示す図である。

【図６】小切刃の形状を示す図である。

【図７】小切刃の形状を示す図である。

【図８】小切刃の形状を示す図である。

【図９】本考案の実施例第２のエンドミルの刃体の展開
図及び端面側視図である。

【図１０】本考案の実施例第３のエンドミルの刃体の展
開図である。

【図１１】本考案の実施例第５の刃体の展開図及び端面
側視図である。

【図１２】本考案の回転切削工具の小切刃の他の配置を
示す図である。

【図１３】本考案の実施例第１の粗仕上用刃体の先端部
に仕上用の連続刃体を併置した正面図である。

【図１４】従来のエンドミルの図である。

【図１５】切刃の切削図である。

【図１６】連続刃型回転工具の１刃体で１刃体群の構成
の場合の１回転のトルク変動を示す図である。

【図１７】図１４のエンドミルの１回転のトルク変動を
示す図である。

【図１８】従来の他のエンドミルの刃体の展開図及び端
面側視図である。

【符号の説明】

11,12,13,14,110,120,130,140,21,22,23,24,31,32,33,3
4,41,42,43,44 刃体 11a,11b,12a,12b,13a,13b,14a,14b,21a,22a,23a,24a,31
a,32a,33a,34a,32b,34b,41Aa,41Ba,42Bd,43Bc,44Bb 小
切刃 41ab,41ac,41ad,41bb,42aa,42ab,42ac,42ba,43aa,43ab,
43bd,43ba,44aa,44bc,44bd,44ba 補助小切刃

Claims (5)

(57)【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】 波刃形でない小切刃を一個以上形成した
   軸方向に長い刃体が円周方向に３条以上ｍ条で１組の刃
   体群を構成し、前記小切刃は１組の刃体群内で相互間の
   切削領域の重複が零か若しくは削り残しが出ない必要に
   して十分な重複巾で各刃体に分散配置されてなり、前記
   刃体群を同一配置で１組以上整数組を円周方向に設けた
   ことを特徴とする回転切削工具。
2. 【請求項２】 複数個の波刃形でない小切刃を等ピッチ
   Ｐに形成した軸方向に長い刃体が円周方向に３条以上ｍ
   条で１組の刃体群を構成し、該刃体群内の後続の刃体の
   小切刃をＰ／ｍずつ軸方向に順次位相をずらすとともに
   刃体相互の小切刃は切削領域の重なりが零か若しくは削
   り残しが出ない必要にして十分な重複巾で配置されてな
   り、前記刃体群を同一配置で１組以上整数組を円周方向
   に設けたことを特徴とする回転切削工具。
3. 【請求項３】 エンドミルの先端に切削領域が重複する
   小切刃が複数個設けられている請求項１又は２に記載の
   回転切削工具。
4. 【請求項４】 板状体断面の表裏面の少なくとも一面の
   エッジ部を切削領域とする小切刃が重複部を有して複数
   個が設けられている請求項１〜３に記載の回転切削工
   具。
5. 【請求項５】 先行する小切刃の切削領域に重複し且つ
   切削に関与しない程度に低くした補助小切刃を後続の刃
   体に設けた請求項１〜４項の何れかに記載の回転切削工
   具。