JP6819187B2 - ボールエンドミル - Google Patents

Description

本発明は、ボールエンドミルに関する。

従来、例えば下記特許文献１に示されるようなボールエンドミルが知られている。
ボールエンドミルは、軸状をなすエンドミル本体を有しており、エンドミル本体の軸線方向の先端部には刃部が形成され、エンドミル本体の刃部以外の部位はシャンク部とされている。また、刃部には、切屑排出溝、ギャッシュ、外周刃及び底刃（先端刃）がそれぞれ複数形成されている。

ボールエンドミルの複数の底刃のうち、少なくとも１つの底刃は、刃長方向の先端が軸線付近まで延ばされた長刃となっている。複数の底刃の軸線回りの回転軌跡は、軸線上に中心を有する半球状をなす。切削加工時においてボールエンドミルは、エンドミル本体の軸線回りのうちエンドミル回転方向に回転させられつつ、軸線に交差する方向に送りを与えられて被削材に切り込んでいく。

特開２００３−３９２２３号公報

しかしながら、従来のボールエンドミルでは、下記の課題を有していた。
底刃により切削されて生じた切屑は、該底刃のエンドミル回転方向に隣接配置されるギャッシュ内を通して排出されるが、このギャッシュ内に切屑詰まりが生じることがあった。特に６枚刃以上の多刃のボールエンドミルの場合、底刃の数が多い分、各ギャッシュの容積は小さくなり、ギャッシュ内に切屑が詰まりやすい。切屑詰まりが生じると、被削材の加工面精度を良好に保つことが難しくなる。

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、ギャッシュの切屑排出性を安定して高めることができ、加工面精度を向上できるボールエンドミルを提供することを目的としている。

本発明の一態様は、軸状をなすエンドミル本体と、前記エンドミル本体の軸線方向の先端部に、前記軸線回りに互いに間隔をあけて配置され、それぞれが凸円弧状をなすとともに、前記軸線回りの回転軌跡が前記軸線上に中心を有する半球状をなす複数の底刃と、複数の前記底刃に対して、前記軸線回りのうちエンドミル回転方向にそれぞれ隣接配置される複数のギャッシュと、を備えたボールエンドミルであって、複数の前記底刃には、前記軸線に直交する径方向の内側へ向けた刃長が、複数の前記底刃の中で最も長くされた第１底刃と、前記第１底刃に対して、前記エンドミル回転方向に隣り合い、前記第１底刃よりも前記径方向の内側へ向けた刃長が短くされた第２底刃と、前記第２底刃に対して、前記エンドミル回転方向に隣り合い、前記第２底刃よりも前記径方向の内側へ向けた刃長が短くされた第３底刃と、が含まれ、前記エンドミル本体を前記軸線方向の先端から基端側へ向けて見た前記エンドミル本体の正面視で、前記軸線からの距離が等しい位置における前記第１底刃、前記第２底刃および前記第３底刃の各芯高は芯上がりであり、この順に大きくなることを特徴とする。

本発明のボールエンドミルは、軸線回りの回転軌跡が半球状をなす複数の底刃として、第１底刃、第２底刃及び第３底刃を備えている。第１底刃、第２底刃及び第３底刃は、径方向の内側へ向けた刃長がこの順に短くされている。つまり、第１〜第３底刃のうち、第１底刃の刃長が最も長く、第３底刃の刃長が最も短い。

また、これらの底刃には、各底刃のエンドミル回転方向に隣接してギャッシュがそれぞれ配置される。ギャッシュの径方向内側へ向けたギャッシュ長さは、該ギャッシュが隣接する底刃の刃長に対応している。このため、第１底刃のギャッシュ、第２底刃のギャッシュ及び第３底刃のギャッシュは、ギャッシュ長さがこの順に短くなる。つまり、第１〜第３底刃の各ギャッシュのうち、第１底刃のギャッシュの長さが最も長く、第３底刃のギャッシュの長さが最も短い。そして、ギャッシュ長さが短くなるほどギャッシュ容積は小さくなることから、切屑の排出性を確保することが難しくなる。

そこで本発明では、第１底刃、第２底刃及び第３底刃の芯高を、この順に大きく設定するという特別な構成を用いた。
なお、本発明でいう「芯高（芯高寸法）」とは、エンドミル本体の正面視において、底刃の刃長方向の所定位置を通る接線に平行で軸線を通る仮想直線（エンドミル本体の径方向に延びる基準線）に対して、前記接線が離間する距離を指す。また、前記仮想直線（基準線）に対して底刃が、軸線回りのうちエンドミル回転方向に位置する場合には「芯上がり」といい、エンドミル回転方向とは反対側に位置する場合には「芯下がり」という。言い換えると、「底刃の芯高が芯上がりである」とは、「底刃のラジアルレーキが負（ネガティブ）角である」に相当する。また、「底刃の芯高が芯下がりである」とは、「底刃のラジアルレーキが正（ポジティブ）角である」に相当する。

そして、第１底刃、第２底刃及び第３底刃の芯高をこの順に大きくするということは、第１底刃、第２底刃及び第３底刃のラジアルレーキ（径方向すくい角）を、この順に負角側に大きくすることを意味する。底刃のラジアルレーキが負角側に大きくなると、底刃が、径方向の外側へ向かうに従いエンドミル回転方向とは反対側へ向けて延びる傾斜の度合いが強くなる。つまり、底刃の径方向に沿う単位長さあたりの軸線回りへの変位量が大きくなる。これにより、底刃に切削されて生じた切屑が、ギャッシュ内において径方向外側へ向けて流されやすくなる。

従って、第１底刃、第２底刃及び第３底刃の芯高をこの順に大きくすることにより、底刃によって生成された切屑の排出性を、第１底刃、第２底刃及び第３底刃の順に高めることができる。すなわち、第１〜第３底刃のうち、ギャッシュ長さが短くされて切屑の排出性を確保しにくい（切屑詰まりが生じやすい）ものほど芯高を大きく設定することで、切屑の排出性をすべての底刃で良好に維持することが可能になる。これにより、底刃で加工した被削材の加工面精度が、安定して高められる。

さらに、第１〜第３底刃の芯高が互いに異なっていることから、これらの底刃同士は互いにねじれ角が異なっており、つまり不等リードに設定されている。なお、「ねじれ角」とは、エンドミル本体を径方向から見たエンドミル本体の側面視において、底刃と軸線とが交差して形成される鋭角及び鈍角のうち、鋭角の角度を指す。
また、第１〜第３底刃の芯高が互いに異なっていることから、これらの底刃の軸線回りの配置ピッチについては、不等ピッチに設定される。
上述した不等リード及び不等ピッチの作用によって、本発明のボールエンドミルは、切削時の共振（びびり振動等）を効果的に抑制することができ、さらなる加工面精度向上の効果を奏する。

以上より本発明のボールエンドミルによれば、ギャッシュの切屑排出性を安定して高めることができ、加工面精度を向上できる。

また、上記ボールエンドミルにおいて、前記第１底刃、前記第２底刃及び前記第３底刃の組が、前記軸線を中心として１８０°回転対称に２組設けられたことが好ましい。

この場合、底刃が６枚刃とされたボールエンドミルとなり、切削の加工能率を高めることができる。そしてこのような多刃のボールエンドミルであっても、本発明によれば、切屑排出性が安定して確保される。

また、上記ボールエンドミルにおいて、前記第３底刃のギャッシュに対して、前記第２底刃のギャッシュの深さが深く、前記第２底刃のギャッシュに対して、前記第１底刃のギャッシュの深さが深いことが好ましい。

この場合、第３底刃のギャッシュ、第２底刃のギャッシュ及び第１底刃のギャッシュが、この順に深くされている。つまり、第１〜第３底刃のうち、刃長が長いものほどギャッシュの容積が大きくなる。言い換えると、切削量の多い底刃になるほどギャッシュ容積を大きく確保できる。従って、切屑排出性がより安定して高められる。
なお、「ギャッシュの深さ」とは、軸線回りに底刃が回転して得られる半球状の回転軌跡（仮想半球面）と、ギャッシュ底面のうち前記回転軌跡からの距離が最も遠い部分（ギャッシュ最深部）との間の前記距離を指す。

また、上記ボールエンドミルにおいて、前記第１底刃のギャッシュ、前記第２底刃のギャッシュ及び前記第３底刃のギャッシュが、互いにすべて連通していることが好ましい。

この場合、第１〜第３底刃の各ギャッシュが、互いにすべて連通しているので、切屑排出性を安定して高められるという上述した効果が、より顕著なものとなる。

また、上記ボールエンドミルにおいて、前記エンドミル本体の外周には、前記軸線回りに互いに間隔をあけて配置され、それぞれが前記底刃の前記径方向の外側の端縁に接続するとともに、前記端縁から前記軸線方向の基端側へ向けて延びる複数の外周刃が備えられ、前記エンドミル本体の正面視で、前記第１底刃は、前記外周刃との接続部分から前記径方向の内側へ向けて延びるとともに、その刃長方向の先端が、前記軸線を越えた位置に配置されることが好ましい。

この場合、外周刃との接続部分から径方向内側へ向けて延びる第１底刃の刃長方向の先端が、軸線を越えた位置に配置されているので、エンドミル本体の軸線方向の最先端位置（つまり軸線上）においても、第１底刃により被削材に切削加工を施すことができる。従って、加工面精度を高めつつ、様々な切削加工の種類や形態に対応しやすい。

また、上記ボールエンドミルにおいて、前記エンドミル本体の外周には、前記軸線回りに互いに間隔をあけて配置され、それぞれが前記底刃の前記径方向の外側の端縁に接続するとともに、前記端縁から前記軸線方向の基端側へ向けて延びる複数の外周刃が備えられ、複数の前記外周刃は、前記軸線回りに互いに等ピッチで配置されていることが好ましい。

この場合、複数の外周刃が等ピッチで配置されているので、ボールエンドミルの製造時において、これらの外周刃を成形しやすく、製造容易性が高められる。

本発明のボールエンドミルによれば、ギャッシュの切屑排出性を安定して高めることができ、加工面精度を向上できる。

本発明の一実施形態に係るボールエンドミルの要部（刃部）を示す斜視図である。 図１のボールエンドミルの側面図（平面図）である。 図１のボールエンドミルの正面図である。 図１のボールエンドミルのギャッシュ深さを説明するための模式図である。

以下、本発明の一実施形態に係るボールエンドミル１について、図面を参照して説明する。本実施形態のボールエンドミル１は、金属材料等からなる被削材に対して、例えば仕上げ加工や中仕上げ加工等の切削加工（転削加工）を施す切削工具（転削工具）である。

図１〜図３に示されるように、本実施形態のボールエンドミル１は、軸状をなし、例えば超硬合金や高速度工具鋼等からなるエンドミル本体２を有している。
エンドミル本体２は概略円柱状をなしており、該エンドミル本体２の軸線Ｏ方向に沿う少なくとも先端部に刃部３ａが形成され、該刃部３ａ以外の部位はシャンク部３ｂとされている。

ボールエンドミル１は、エンドミル本体２において円柱状をなすシャンク部３ｂがマシニングセンタ等の工作機械の主軸に取り付けられ、該主軸によって軸線Ｏ回りのうちエンドミル回転方向Ｔに回転させられる。ボールエンドミル１は、上記回転とともに軸線Ｏ方向への切り込みや軸線Ｏに直交する径方向への送りを与えられて、被削材に切り込んでいき、被削材を切削加工する。ボールエンドミル１は、被削材に対して例えば曲面加工、ポケット加工、深掘り加工、Ｒ加工（凸Ｒ、凹Ｒ）、面取り加工、穴加工等の各種加工を施す。
具体的に、本実施形態のボールエンドミル１は、例えば４〜６軸の多軸制御のマシニングセンタ等の工作機械の主軸に着脱可能に装着されて、被削材の切削に用いられる。

ボールエンドミル１により被削材を切削加工する際には、該ボールエンドミル１の刃部３ａ及び被削材の切削面（被加工部）に向けて、クーラントが供給される。クーラントとしては、例えば、油性又は水溶性の切削液剤や圧縮エア等が用いられる。クーラントは、工作機械の主軸からエンドミル本体２の内部を通して刃部３ａ及び加工面に供給されてもよいし、エンドミル本体２の外部から刃部３ａ及び加工面に供給されてもよい。

本実施形態では、エンドミル本体２の軸線Ｏに沿う方向（軸線Ｏが延在する方向）を、軸線Ｏ方向という。また、軸線Ｏ方向のうち、シャンク部３ｂから刃部３ａへ向かう方向を先端側といい、刃部３ａからシャンク部３ｂへ向かう方向を基端側という。
また、軸線Ｏに直交する方向を径方向という。径方向のうち、軸線Ｏに接近する向きを径方向の内側といい、軸線Ｏから離間する向きを径方向の外側という。
また、軸線Ｏ回りに周回する方向を周方向という。周方向のうち、切削時に工作機械の主軸によりエンドミル本体２が回転させられる向きをエンドミル回転方向Ｔといい、これとは反対の回転方向を、エンドミル回転方向Ｔとは反対側（反エンドミル回転方向）という。

刃部３ａの外周には、周方向に互いに間隔をあけて複数の切屑排出溝４が形成されている。本実施形態ではこれらの切屑排出溝４が、互いに周方向に等間隔をあけて配置されている。また、本実施形態の例では、刃部３ａの外周に切屑排出溝４が６つ形成されている。

切屑排出溝４は、エンドミル本体２の軸線Ｏ方向の先端から基端側へ向かうに従い周方向へ向けて延びている。本実施形態では、切屑排出溝４が、エンドミル本体２の先端面（刃部３ａにおいて軸線Ｏ方向の先端側を向く凸半球面）に開口し、該先端面から基端側へ向かうに従い徐々にエンドミル回転方向Ｔとは反対側へ向けてねじれて、螺旋状に延びている。切屑排出溝４は、刃部３ａの基端側の端部において、エンドミル本体２の外周に切り上がっている。言い換えると、エンドミル本体２において、軸線Ｏ方向に沿う切屑排出溝４が形成された領域が、刃部３ａとされている。

各切屑排出溝４は、エンドミル回転方向Ｔを向く壁面を有しており、この壁面のうち、切れ刃に隣接する部分がすくい面である。具体的には、切れ刃のすくい面のうち、該切れ刃の後述する外周刃５及び底刃９に隣接する部分がそれぞれ、外周刃５のすくい面１１及び底刃９のすくい面１２とされている。底刃９のすくい面１２は、切屑排出溝４のうちギャッシュ７に形成されている。

切屑排出溝４の軸線Ｏ方向の先端部には、溝状のギャッシュ７が形成されている。図３に示されるように、エンドミル本体２を軸線Ｏ方向の先端から基端側へ向けて見たエンドミル本体２の正面視において、ギャッシュ７は径方向に沿うように延びている。ギャッシュ７は、径方向内側の端部が軸線Ｏ近傍に配置されており、この径方向内側の端部から径方向外側へ向かうに従い徐々に軸線Ｏ方向の基端側へ向けて延びている。

ギャッシュ７の数は、切屑排出溝４の数に対応しており、本実施形態の例では６つのギャッシュ７が形成されている。これらのギャッシュ７には、後述する底刃９の種類（第１底刃９Ａ、第２底刃９Ｂ及び第３底刃９Ｃ）に応じて、複数種類のギャッシュ７Ａ〜７Ｃが含まれる。これらのギャッシュ７Ａ〜７Ｃについては、別途後述する。

図１〜図３に示されるように、刃部３ａには、周方向に互いに間隔をあけて複数の切れ刃が形成されている。これらの切れ刃はそれぞれ、外周刃５及び底刃９を有している。切れ刃は、外周刃５と底刃９とが互いに接続されることで、全体として略Ｊ字状をなしている。切れ刃の数は、切屑排出溝４の数に対応しており、本実施形態の例では６つ（６組）の切れ刃が設けられている。つまり、本実施形態のボールエンドミル１は、６枚刃のボールエンドミルである。

切れ刃のうち、底刃（先端刃）９は、切屑排出溝４の先端部に位置するギャッシュ７のエンドミル回転方向Ｔを向く壁面と、エンドミル本体２の先端面との交差稜線に形成されている。底刃９は、ギャッシュ７の前記壁面の先端外周縁に沿って延びており、エンドミル本体２の先端外周側へ向けて凸となる円弧状をなしている。底刃９は、その先端（径方向内端）から基端側へ向かうに従い径方向外側へ向けて、かつエンドミル回転方向Ｔとは反対側へ向けて延びている。

底刃９は、ギャッシュ７のエンドミル回転方向Ｔを向く壁面のうち、先端外周側の端部に位置するすくい面１２と、刃部３ａの先端面のうち、該ギャッシュ７のエンドミル回転方向Ｔとは反対側に隣接する先端逃げ面８と、の交差稜線に形成されている。
刃部３ａの先端面には、周方向に隣り合うギャッシュ７（切屑排出溝４）同士の間に、先端逃げ面８がそれぞれ形成されている。先端逃げ面８は、底刃９からエンドミル回転方向Ｔとは反対側へ向かうに従い基端内周側へ向けて傾斜しており、これにより底刃９には逃げ角が付与されている。

複数（本実施形態の例では６つ）の底刃９は、エンドミル本体２の軸線Ｏ方向の先端部に、軸線Ｏ回りに互いに間隔をあけて配置され、それぞれが凸円弧状をなすとともに、軸線Ｏ回りの回転軌跡が軸線Ｏ上に中心を有する半球状をなす。複数の底刃９には、互いに刃長が異なる複数種類の底刃が含まれており、具体的には、第１底刃９Ａ、第２底刃９Ｂ及び第３底刃９Ｃの３種類の底刃が含まれる。

これらの底刃９Ａ〜９Ｃのうち、第１底刃９Ａは、径方向の内側へ向けた刃長が、複数の底刃９の中で最も長くされている。図３に示されるエンドミル本体２の正面視で、第１底刃９Ａは、外周刃５との接続部分（第１底刃９Ａにおける径方向外側の端縁）から径方向の内側へ向けて延びるとともに、その刃長方向の先端２１が、軸線Ｏを越えた位置に配置されている。つまり第１底刃９Ａは、径方向内側へ向けて延びる刃長方向の先端２１が、軸線Ｏに達しているとともに、その先にまで延びている。なお、本実施形態において第１底刃９Ａは、軸線Ｏの直上は通っていない。

第２底刃９Ｂは、第１底刃９Ａに対して、エンドミル回転方向Ｔに隣り合い、第１底刃９Ａよりも径方向の内側へ向けた刃長が短くされている。図３に示されるエンドミル本体２の正面視で、第２底刃９Ｂは、外周刃５との接続部分（第２底刃９Ｂにおける径方向外側の端縁）から径方向の内側へ向けて延びるとともに、その刃長方向の先端２２が、軸線Ｏを越えない位置に配置されている。つまり第２底刃９Ｂは、径方向内側へ向けて延びる刃長方向の先端２２が、軸線Ｏに達していない。

第３底刃９Ｃは、第２底刃９Ｂに対して、エンドミル回転方向Ｔに隣り合い、第２底刃９Ｂよりも径方向の内側へ向けた刃長が短くされている。図３に示されるエンドミル本体２の正面視で、第３底刃９Ｃは、外周刃５との接続部分（第３底刃９Ｃにおける径方向外側の端縁）から径方向の内側へ向けて延びるとともに、その刃長方向の先端２３が、軸線Ｏを越えない位置に配置されている。つまり第３底刃９Ｃは、径方向内側へ向けて延びる刃長方向の先端２３が、軸線Ｏに達していない。また、第３底刃９Ｃの先端２３は、第２底刃９Ｂの先端２２よりも径方向の外側に配置されている（軸線Ｏからの距離が遠い）。

本実施形態では、第１底刃９Ａ、第２底刃９Ｂ及び第３底刃９Ｃの組が、軸線Ｏを中心として１８０°回転対称に２組設けられている。
そして、図３に示されるエンドミル本体２の正面視において、第１底刃９Ａに対して第２底刃９Ｂの芯高が大きく、第２底刃９Ｂに対して第３底刃９Ｃの芯高が大きい。

なお、本実施形態でいう「芯高（芯高寸法）」とは、図３に示されるエンドミル本体２の正面視において、底刃９の刃長方向の所定位置（例えば底刃９の径方向の内端（底刃９のうち最も軸線Ｏに近い部分）等）を通る接線に平行で軸線Ｏを通る仮想直線（エンドミル本体２の径方向に延びる基準線）に対して、前記接線が離間する距離を指す。また、前記仮想直線（基準線）に対して底刃９が、軸線Ｏ回りのうちエンドミル回転方向Ｔに位置する場合には「芯上がり」といい、エンドミル回転方向Ｔとは反対側に位置する場合には「芯下がり」という。言い換えると、「底刃９の芯高が芯上がりである」とは、「底刃９のラジアルレーキが負（ネガティブ）角である」に相当する。また、「底刃９の芯高が芯下がりである」とは、「底刃９のラジアルレーキが正（ポジティブ）角である」に相当する。

詳しくは、図３において、符号ＴＬ１は、第１底刃９Ａの刃長方向の所定位置（第１底刃９Ａのうち最も軸線Ｏに近い部分）を通る接線を表している。また、符号Ｌ１は、接線ＴＬ１に平行で軸線Ｏを通る仮想直線（基準線）を表している。また、符号Ｈ１は、仮想直線Ｌ１と接線ＴＬ１との間の距離を表している。つまり符号Ｈ１は、第１底刃９Ａの芯高（芯高寸法）であり、図３に示されるように第１底刃９Ａの芯高Ｈ１は、芯上がりである。

また、図３において、符号ＴＬ２は、第２底刃９Ｂの刃長方向の所定位置（第２底刃９Ｂのうち最も軸線Ｏに近い部分。つまり先端２２）を通る接線を表している。また、符号Ｌ２は、接線ＴＬ２に平行で軸線Ｏを通る仮想直線（基準線）を表している。また、符号Ｈ２は、仮想直線Ｌ２と接線ＴＬ２との間の距離を表している。つまり符号Ｈ２は、第２底刃９Ｂの芯高（芯高寸法）であり、図３に示されるように第２底刃９Ｂの芯高Ｈ２は、芯上がりである。
そして、第１底刃９Ａの芯高Ｈ１に対して、第２底刃９Ｂの芯高Ｈ２が大きくされている。

また、図３において、符号ＴＬ３は、第３底刃９Ｃの刃長方向の所定位置（第３底刃９Ｃのうち最も軸線Ｏに近い部分。つまり先端２３）を通る接線を表している。また、符号Ｌ３は、接線ＴＬ３に平行で軸線Ｏを通る仮想直線（基準線）を表している。また、符号Ｈ３は、仮想直線Ｌ３と接線ＴＬ３との間の距離を表している。つまり符号Ｈ３は、第３底刃９Ｃの芯高（芯高寸法）であり、図３に示されるように第３底刃９Ｃの芯高Ｈ３は、芯上がりである。
そして、第２底刃９Ｂの芯高Ｈ２に対して、第３底刃９Ｃの芯高Ｈ３が大きくされている。

なお、上述の説明では、各底刃９の刃長方向の所定位置を、各底刃９において最も軸線Ｏに近い部分に設定したが、これに限定されるものではない。すなわち、各底刃９の刃長方向の所定位置は、例えば各底刃９において軸線Ｏからの距離が等しい所定位置（つまり径方向に沿う所定の位置）であってもよい。この場合においても、第１底刃９Ａの芯高Ｈ１に対して第２底刃９Ｂの芯高Ｈ２が大きく、第２底刃９Ｂの芯高Ｈ２に対して第３底刃９Ｃの芯高Ｈ３が大きい、という関係は維持される。

エンドミル本体２の先端部には、複数の底刃９に対して、エンドミル回転方向Ｔにそれぞれギャッシュ７が隣接配置されている。複数のギャッシュ７には、互いに長さ（溝長）が異なる複数種類のギャッシュが含まれており、具体的には、第１底刃９Ａのギャッシュ７Ａ、第２底刃９Ｂのギャッシュ７Ｂ及び第３底刃９Ｃのギャッシュ７Ｃの３種類のギャッシュが含まれる。

本実施形態では、第１底刃９Ａのギャッシュ７Ａ、第２底刃９Ｂのギャッシュ７Ｂ及び第３底刃９Ｃのギャッシュ７Ｃの組が、軸線Ｏを中心として１８０°回転対称に２組設けられている。
図３に示されるエンドミル本体２の正面視において、第１底刃９Ａのギャッシュ７Ａに対して第２底刃９Ｂのギャッシュ７Ｂの長さが短く、第２底刃９Ｂのギャッシュ７Ｂに対して第３底刃９Ｃのギャッシュ７Ｃの長さが短い。

また、第１底刃９Ａのギャッシュ７Ａ、第２底刃９Ｂのギャッシュ７Ｂ及び第３底刃９Ｃのギャッシュ７Ｃは、互いにすべて連通している。
本実施形態の例では、第１底刃９Ａのギャッシュ７Ａの先端と、第３底刃９Ｃのギャッシュ７Ｃの先端とが互いに接続しており、また、第１底刃９Ａのギャッシュ７Ａのうち、第３底刃９Ｃのギャッシュ７Ｃと接続する先端から基端側へ向けて離間した部分に対して、第２底刃９Ｂのギャッシュ７Ｂの先端が接続している。つまり、ギャッシュ７Ａに対してギャッシュ７Ｂ、７Ｃが連通しており、ギャッシュ７Ａを通してギャッシュ７Ｂ、７Ｃ同士も連通している。

図４は、ギャッシュ７Ａ〜７Ｃ同士を比較しやすくするために、これらのギャッシュ７Ａ〜７Ｃを同一の仮想平面（軸線Ｏを含むエンドミル本体２の縦断面）上に表した模式図である。
図４に示されるように、第３底刃９Ｃのギャッシュ７Ｃに対して、第２底刃９Ｂのギャッシュ７Ｂの深さは深く、第２底刃９Ｂのギャッシュ７Ｂに対して、第１底刃９Ａのギャッシュ７Ａの深さは深い。
なお、「ギャッシュ７の深さ」とは、軸線Ｏ回りに底刃９が回転して得られる半球状の回転軌跡（仮想半球面）と、ギャッシュ７の底面のうち前記回転軌跡からの距離が最も遠い部分（ギャッシュ７の最深部）との間の前記距離を指す。具体的には、図４において符号ＲＬで示されるものが、底刃９が軸線Ｏ回りに回転して得られる回転軌跡であり、符号Ｄで示される距離が、底刃９の回転軌跡ＲＬからギャッシュ７の最深部までのギャッシュ７深さ（図示の例ではギャッシュ７Ａの深さ）である。

図１及び図２に示されるように、切れ刃のうち、外周刃５は、切屑排出溝４のギャッシュ７以外の部分（ギャッシュ７よりも基端側に位置する部分）においてエンドミル回転方向Ｔを向く壁面と、エンドミル本体２の外周面との交差稜線に形成されている。外周刃５は、底刃９の径方向外側の端縁（この端縁は、底刃９の基端側の端縁でもある）に接続しているとともに、前記端縁から軸線Ｏ方向の基端側へ向けて延びている。具体的に、外周刃５は、底刃９に接続する該外周刃５の先端から基端側へ向かうに従いエンドミル回転方向Ｔとは反対側へ向けて延びている。

外周刃５は、切屑排出溝４のギャッシュ７以外の部分においてエンドミル回転方向Ｔを向く壁面のうち、径方向外側の端部に位置するすくい面１１と、刃部３ａの外周面のうち、該切屑排出溝４のエンドミル回転方向Ｔとは反対側に隣接する外周逃げ面６と、の交差稜線に形成されている。
刃部３ａの外周面には、周方向に隣り合う切屑排出溝４同士の間に、外周逃げ面６がそれぞれ形成されている。外周逃げ面６は、外周刃５からエンドミル回転方向Ｔとは反対側へ向かうに従い径方向の内側へ向けて傾斜しており、これにより外周刃５には逃げ角が付与されている。

複数（本実施形態の例では６つ）の外周刃５は、エンドミル本体２の外周に、軸線Ｏ回りに互いに間隔をあけて配置され、互いに略平行に延びている。各外周刃５は、周方向位置が対応する各底刃９の径方向の外側の端縁に、それぞれ接続している。本実施形態では、複数の外周刃５が、軸線Ｏ回りに互いに等ピッチで配置されている。複数の外周刃５が軸線Ｏ回りに回転して得られる回転軌跡は、軸線Ｏを中心とする円柱状をなす。

以上説明した本実施形態のボールエンドミル１は、軸線Ｏ回りの回転軌跡が半球状をなす複数の底刃９として、第１底刃９Ａ、第２底刃９Ｂ及び第３底刃９Ｃを備えている。第１底刃９Ａ、第２底刃９Ｂ及び第３底刃９Ｃは、径方向の内側へ向けた刃長がこの順に短くされている。つまり、第１〜第３底刃９Ａ〜９Ｃのうち、第１底刃９Ａの刃長が最も長く、第３底刃９Ｃの刃長が最も短い。

また、これらの底刃９Ａ〜９Ｃには、各底刃９Ａ〜９Ｃのエンドミル回転方向Ｔに隣接してギャッシュ７Ａ〜７Ｃがそれぞれ配置される。ギャッシュ７Ａ〜７Ｃの径方向内側へ向けたギャッシュ長さは、該ギャッシュ７Ａ〜７Ｃが隣接する底刃９Ａ〜９Ｃの刃長に対応している。このため、第１底刃９Ａのギャッシュ７Ａ、第２底刃９Ｂのギャッシュ７Ｂ及び第３底刃９Ｃのギャッシュ７Ｃは、ギャッシュ長さがこの順に短くなる。つまり、第１〜第３底刃９Ａ〜９Ｃの各ギャッシュ７Ａ〜７Ｃのうち、第１底刃９Ａのギャッシュ７Ａの長さが最も長く、第３底刃９Ｃのギャッシュ７Ｃの長さが最も短い。そして、ギャッシュ長さが短くなるほどギャッシュ容積は小さくなることから、切屑の排出性を確保することが難しくなる。

そこで本実施形態では、第１底刃９Ａ、第２底刃９Ｂ及び第３底刃９Ｃの芯高を、この順に大きく設定するという特別な構成を用いた。第１底刃９Ａ、第２底刃９Ｂ及び第３底刃９Ｃの芯高をこの順に大きくするということは、第１底刃９Ａ、第２底刃９Ｂ及び第３底刃９Ｃのラジアルレーキ（径方向すくい角）を、この順に負角側に大きくすることを意味する。底刃９のラジアルレーキが負角側に大きくなると、底刃９が、径方向の外側へ向かうに従いエンドミル回転方向Ｔとは反対側へ向けて延びる傾斜の度合いが強くなる。つまり、底刃９の径方向に沿う単位長さあたりの軸線Ｏ回りへの変位量が大きくなる。これにより、底刃９に切削されて生じた切屑が、ギャッシュ７内において径方向外側へ向けて流されやすくなる。

従って、第１底刃９Ａ、第２底刃９Ｂ及び第３底刃９Ｃの芯高をこの順に大きくすることにより、底刃９によって生成された切屑の排出性を、第１底刃９Ａ、第２底刃９Ｂ及び第３底刃９Ｃの順に高めることができる。すなわち、第１〜第３底刃９Ａ〜９Ｃのうち、ギャッシュ長さが短くされて切屑の排出性を確保しにくい（切屑詰まりが生じやすい）ものほど芯高を大きく設定することで、切屑の排出性をすべての底刃９で良好に維持することが可能になる。これにより、底刃９で加工した被削材の加工面精度が、安定して高められる。

さらに、第１〜第３底刃９Ａ〜９Ｃの芯高が互いに異なっていることから、これらの底刃９同士は互いにねじれ角が異なっており、つまり不等リードに設定されている。なお、「ねじれ角」とは、エンドミル本体２を径方向から見たエンドミル本体２の側面視において、底刃９と軸線Ｏとが交差して形成される鋭角及び鈍角のうち、鋭角の角度を指す。
また、第１〜第３底刃９Ａ〜９Ｃの芯高が互いに異なっていることから、これらの底刃９の軸線Ｏ回りの配置ピッチについては、不等ピッチに設定される。
上述した不等リード及び不等ピッチの作用によって、本実施形態のボールエンドミル１は、切削時の共振（びびり振動等）を効果的に抑制することができ、さらなる加工面精度向上の効果を奏する。

以上より本実施形態のボールエンドミル１によれば、ギャッシュ７の切屑排出性を安定して高めることができ、加工面精度を向上できる。

また本実施形態では、第１底刃９Ａ、第２底刃９Ｂ及び第３底刃９Ｃの組が、軸線Ｏを中心として１８０°回転対称に２組設けられているので、下記の作用効果を奏する。
すなわちこの場合、底刃９が６枚刃とされたボールエンドミル１となり、切削の加工能率を高めることができる。そしてこのような多刃のボールエンドミル１であっても、本実施形態によれば、切屑排出性が安定して確保される。

また本実施形態では、第３底刃９Ｃのギャッシュ７Ｃ、第２底刃９Ｂのギャッシュ７Ｂ及び第１底刃９Ａのギャッシュ７Ａが、この順に深くされている。つまり、第１〜第３底刃９Ａ〜９Ｃのうち、刃長が長いものほどギャッシュ７の容積が大きくなる。言い換えると、切削量の多い底刃９になるほどギャッシュ容積を大きく確保できる。従って、切屑排出性がより安定して高められる。

また本実施形態では、第１底刃９Ａのギャッシュ７Ａ、第２底刃９Ｂのギャッシュ７Ｂ及び第３底刃９Ｃのギャッシュ７Ｃが、互いにすべて連通しているので、切屑排出性を安定して高められるという上述した効果が、より顕著なものとなる。

また本実施形態では、図３に示されるエンドミル本体２の正面視で、第１底刃９Ａが、外周刃５との接続部分（第１底刃９Ａの径方向外側の端縁）から径方向の内側へ向けて延びるとともに、その刃長方向の先端２１が、軸線Ｏを越えた位置に配置されている。これにより、エンドミル本体２の軸線Ｏ方向の最先端位置（つまり軸線Ｏ上）においても、第１底刃９Ａによって被削材に切削加工を施すことができる。従って、加工面精度を高めつつ、様々な切削加工の種類や形態に対応しやすい。

また本実施形態では、エンドミル本体２の外周に、周方向に互いに間隔をあけて形成された複数の外周刃５が、軸線Ｏ回りに互いに等ピッチで配置されているので、ボールエンドミル１の製造時において、これらの外周刃５を成形しやすく、製造容易性が高められる。

なお、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可能である。

例えば、前述の実施形態では、複数の外周刃５が、エンドミル本体２の外周において軸線Ｏ回りに互いに等ピッチで（等間隔をあけて）配置されているとしたが、これに限定されるものではない。すなわち、複数の外周刃５は、エンドミル本体２の外周において軸線Ｏ回りに互いに不等ピッチで（不等間隔をあけて）配置されていてもよい。複数の外周刃５が不等ピッチで配置された場合には、該外周刃５を用いた切削時における共振（びびり振動等）が抑制される。

また、前述の実施形態では、エンドミル本体２の刃部３ａに６つ（６組）の切れ刃が設けられた６枚刃のボールエンドミル１について説明したが、これに限定されるものではない。例えば、エンドミル本体２の刃部３ａに３つ（３組）の切れ刃が設けられた３枚刃のボールエンドミル１であってもよく、この場合、３つの底刃９として、第１底刃９Ａ、第２底刃９Ｂ及び第３底刃９Ｃの組が１組設けられる。

その他、本発明の趣旨から逸脱しない範囲において、前述の実施形態、変形例及びなお書き等で説明した各構成（構成要素）を組み合わせてもよく、また、構成の付加、省略、置換、その他の変更が可能である。また本発明は、前述した実施形態によって限定されることはなく、特許請求の範囲によってのみ限定される。

本発明のボールエンドミルは、ギャッシュの切屑排出性を安定して高めることができ、加工面精度を向上できる。従って、産業上の利用可能性を有する。

１ ボールエンドミル
２ エンドミル本体
５ 外周刃
７ ギャッシュ
７Ａ 第１底刃のギャッシュ
７Ｂ 第２底刃のギャッシュ
７Ｃ 第３底刃のギャッシュ
９ 底刃（先端刃）
９Ａ 第１底刃
９Ｂ 第２底刃
９Ｃ 第３底刃
２１ 第１底刃の刃長方向の先端
Ｄ ギャッシュの深さ
Ｈ１ 第１底刃の芯高
Ｈ２ 第２底刃の芯高
Ｈ３ 第３底刃の芯高
Ｏ 軸線
ＲＬ 底刃の回転軌跡
Ｔ エンドミル回転方向

Claims (6)

1. 軸状をなすエンドミル本体と、
   前記エンドミル本体の軸線方向の先端部に、前記軸線回りに互いに間隔をあけて配置され、それぞれが凸円弧状をなすとともに、前記軸線回りの回転軌跡が前記軸線上に中心を有する半球状をなす複数の底刃と、
   複数の前記底刃に対して、前記軸線回りのうちエンドミル回転方向にそれぞれ隣接配置される複数のギャッシュと、を備えたボールエンドミルであって、
   複数の前記底刃には、
   前記軸線に直交する径方向の内側へ向けた刃長が、複数の前記底刃の中で最も長くされた第１底刃と、
   前記第１底刃に対して、前記エンドミル回転方向に隣り合い、前記第１底刃よりも前記径方向の内側へ向けた刃長が短くされた第２底刃と、
   前記第２底刃に対して、前記エンドミル回転方向に隣り合い、前記第２底刃よりも前記径方向の内側へ向けた刃長が短くされた第３底刃と、が含まれ、
   前記エンドミル本体を前記軸線方向の先端から基端側へ向けて見た前記エンドミル本体の正面視で、前記軸線からの距離が等しい位置における前記第１底刃、前記第２底刃および前記第３底刃の各芯高は芯上がりであり、この順に大きくなることを特徴とするボールエンドミル。
2. 請求項１に記載のボールエンドミルであって、
   前記第１底刃、前記第２底刃及び前記第３底刃の組が、前記軸線を中心として１８０°回転対称に２組設けられたことを特徴とするボールエンドミル。
3. 請求項１又は２に記載のボールエンドミルであって、
   前記第３底刃のギャッシュに対して、前記第２底刃のギャッシュの深さが深く、
   前記第２底刃のギャッシュに対して、前記第１底刃のギャッシュの深さが深いことを特徴とするボールエンドミル。
4. 請求項１〜３のいずれか一項に記載のボールエンドミルであって、
   前記第１底刃のギャッシュ、前記第２底刃のギャッシュ及び前記第３底刃のギャッシュが、互いにすべて連通していることを特徴とするボールエンドミル。
5. 請求項１〜４のいずれか一項に記載のボールエンドミルであって、
   前記エンドミル本体の外周には、前記軸線回りに互いに間隔をあけて配置され、それぞれが前記底刃の前記径方向の外側の端縁に接続するとともに、前記端縁から前記軸線方向の基端側へ向けて延びる複数の外周刃が備えられ、
   前記エンドミル本体の正面視で、
   前記第１底刃は、前記外周刃との接続部分から前記径方向の内側へ向けて延びるとともに、その刃長方向の先端が、前記軸線を越えた位置に配置されることを特徴とするボールエンドミル。
6. 請求項１〜５のいずれか一項に記載のボールエンドミルであって、
   前記エンドミル本体の外周には、前記軸線回りに互いに間隔をあけて配置され、それぞれが前記底刃の前記径方向の外側の端縁に接続するとともに、前記端縁から前記軸線方向の基端側へ向けて延びる複数の外周刃が備えられ、
   複数の前記外周刃は、前記軸線回りに互いに等ピッチで配置されていることを特徴とするボールエンドミル。

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