JP6867119B2

JP6867119B2 - 回転刃物工具

Info

Publication number: JP6867119B2
Application number: JP2016138636A
Authority: JP
Inventors: 辰教藤掛
Original assignee: Kanefusa KK
Current assignee: Kanefusa KK
Priority date: 2016-07-13
Filing date: 2016-07-13
Publication date: 2021-04-28
Anticipated expiration: 2036-07-13
Also published as: JP2018008346A

Description

この発明は回転刃物工具に関し、更に詳しくは、回転工具のチャックにより該回転刃物工具のシャンクを把持するに際し、該チャックとシャンクとの接触面積を増大させて、安定的かつ確実に前記把持をなし得るようにした回転刃物工具に関するものである。

ルータービットやエンドミルのように、丸棒の前半部分が刃物になっており、後半部分がチャック把持用のシャンクになっている回転刃物工具が、機械加工分野で広く使用されている。例えば図６に示す如く、ルータービット１１のシャンク１４は、ルーター装置の回転軸(何れも図示せず)に設けたチャック２２により着脱自在に把持されて、各種ワーク(被加工物)の切削加工に供される。

特許第３３１７８６８号公報

図６で説明したように、前記回転刃物工具(ルータービット)１１は回転装置のチャック２２に前記シャンク１４だけで把持固定されている。このため、前記ワークに対する切削加工が軽負荷の場合は問題ないが、重切削になると大きな負荷が該回転刃物工具１１に加わって振動を始め、該ワークに対する加工精度と品質とを低下させる問題を生ずる。更には、前記振動により回転刃物工具１１の刃部１０が欠損するチッピングに発展したり、また工具自体が折損したりすることもある。この原因は、前記の如く、重切削による大きな負荷により回転刃物工具に曲がりの力が加わるが、該回転刃物工具１１はチャック２２によりシャンク１４の部分だけで把持していることにある。

しかし、前記コレットのコーナーに触らないように、シャンク１４に前記隆起部を設ける場合、該隆起部をシャンク１４に形成する切削加工時に、両者の境界には必然的に円周状の窪みが形成されてしまう。このため、前記回転刃物工具１１で重切削する場合に、前記窪みの個所で該回転刃物工具１１が折損し易くなってしまい、根本的な解決にはなっていなかった。

前記課題に鑑み本発明は、回転刃物工具のシャンクをチャックで把持する際に安定かつ確実な固定が達成され、ワークの切削時に該回転刃物工具の振動を有効に抑制し得る手段を提供するにある。

前記課題を解決し、所期の目的を達成するため請求項１に記載の発明は、刃物を有する本体部と、該本体部に接続し、回転装置のチャックで把持するシャンクとからなる回転刃物工具において、
前記本体部であって前記シャンクと繋がる側に設けられて、該本体部から半径方向に隆起するフランジ部と、
前記シャンクの外側に設けられて前記本体部のフランジ部に一方の側が当接すると共に、他方の側が前記チャックの先端に密着当接されるリング部とからなり、
前記リング部の外径は前記フランジ部の外径よりも大きく設定されると共に、
前記リング部は前記シャンクとは別体であって、該リング部は前記フランジ部に当接した状態で接着剤で接合されていることを要旨とする。
請求項１に係る発明によれば、回転刃物工具１１のシャンク１４をチャック２２で把持する際にリング部１８によって安定かつ確実な固定が達成され、ワークを切削する際に該回転刃物工具の振動を有効に抑制し得る。また、リング部１８はシャンク１４と別体として製造されるので、回転刃物工具１１を削り出す素材としての丸棒の直径は、該リング部１８の直径とは関係なくなり、削り出し前の該丸棒の直径を小さいものとすることができる。従って、歩留まりがよく経済的なものになし得る。更に、フランジ部１６はストッパーとして機能し、リング部１８は該フランジ部１６に確実に当接することができる。このため、チャック２２でシャンク１４を把持した際に回転刃物工具１１を安定して固定することができる。

本発明によれば、回転刃物工具をチャックで把持する際に、該工具のシャンクよりも充分大径のリング部に該チャックが当接するため接触面積が増大し、安定かつ確実な把持が達成される。従って、ワークを重切削しても回転刃物工具が振動する現象を抑制でき、高い精度の加工を持続できると共に、該工具がチッピングしたり折損したりすることがない。また、リング部をシャンクとは別体で作成すれば、回転刃物工具を丸棒から削り出して製造する際にも、該丸棒は該リング部の外径よりも小さな外径のものを使用出来るから歩留まりが良く経済的である。また、応力が集中する窪みがないため折損し難い。

本発明の実施例に係る回転刃物工具の正面図である。図１に示す回転刃物工具の斜視図である。図１に示す回転刃物工具を回転装置のチャックで把持した状態の説明図であって、チャックだけ断面で表示してある。実施例に係る回転刃物工具の分解斜視図であって、回転刃物工具のシャンクとリング部とを分離した状態を示している。回転刃物工具におけるフランジ部の直径とリング部の直径との大小関係を示す部分断面図である。従来技術に係る回転刃物工具をチャックで把持した状態を示す部分断面図である。

次に本発明について、好適な実施例を挙げて添付図面を参照して説明する。図１および図２は、回転刃物工具の一例としてのルータービット１１を示すもので、該ルータービット１１は所要長の丸棒から削り出して製造される。前記ルータービット１１の前半部分は刃部１０を有する本体部１２として構成され、後半部分は該本体部１２に一体的に連なるシャンク１４として構成されている。前記本体部１２における部位であって、かつ前記シャンク１４に繋がる側には、該本体部１２から半径方向に突出する円形のフランジ部１６が一体的に設けられている。このフランジ部１６が前記本体部１２およびシャンク１４から突出する量は僅かで足り、該フランジ部１６の外径は前記ルータービット１１を削り出す丸棒の外径により規定される。また、前記フランジ部１６は、図４に関して後述するように、前記シャンク１４へ外挿されるリング部１８に対しストッパーとして機能する。

前記シャンク１４の外側には、前記フランジ部１６に当接するリング部１８が設けられている。前記リング部１８は、図５の部分断面に示す如く、該リング部１８の外径Ｄ１が前記フランジ部１６の外径Ｄ２よりも大きくなるよう設定されている。なお、前記リング部１８は前記シャンク１４と一体的に前記丸棒から削り出すようにしてもよいが、該シャンク１４とは別体として製造するのが好ましい。このときは、前記リング部１８は、図４に示すように、前記シャンク１４に外挿されるものであり、従って該リング部１８の内径は該シャンク１４の外径より僅かに大きく設定してある。このように前記リング部１８をシャンク１４に外挿するときは、該リング部１８は前記フランジ部１６に適宜の接着剤で接着することが推奨される。前記接着剤に代えてろう付け、しまりばめ、ねじ等によって固定してもよい。また、前記リング部１８とシャンク１４とを別体にすることで、前記ルータービット１１を削り出す素材としての丸棒の外径は、少なくとも前記フランジ部１６の外径に合わせることが出来るので歩留まりがよく、かつ経済的である。

図４に示すように、前記回転刃物工具１１のシャンク１４と前記リング部１８とを別体として構成するときは、該シャンク１４の外径Ｄ２とリング部１８の外径Ｄ１との関係は、図５に示す如くＤ２<Ｄ１になっている。従って図３に示すように、前記ルータービット１１のシャンク１４を前記チャック２２の開口部へ軸方向に挿入すると、該シャンク１４に設けた前記リング部１８は該チャック２２の先端に密着当接する。この状態で前記チャック２２を締め上げ方向へ回転させれば、該チャック２２は前記ルータービット１１のシャンク１４を強力に把持して固定する。このとき、前記リング部１８の外径Ｄ１は前記フランジ部１６の外径Ｄ２よりも充分大きく設定してあるから、前記チャック２２の先端が該リング部１８に当接する面積が大きく確保され、前記ルータービット１１を該チャック２２が確実かつ安定して固定することが出来る。すなわち、ワークの重切削を行ってもルータービット１１が振動することがなく、該ワークに精度の高い切削を実現出来る。また、ルータービット１１のチッピングによる欠損や、ビット本体の折損等を極力低下させることが併せて達成される。回転刃物工具１１の振動を小さくするためにフランジ部１６を削って重量バランスを取ることができる。それによって、リング部１８とチャック２２との当接する面積を確保できる。また、リング部１８に振動吸収素材の制振合金等を使用すれば、曲げ方向に加わる振動を該リング部１８で受けて制振することができる。

前記回転刃物工具１１について、前記シャンク１４にリング部１８を設けた場合と、該リング部１８を設けなかった場合とについて、打撃試験により振動を与えて該回転刃物工具１１の減衰比および振動数を測定した。すなわち、図３に示すように、前記リング部１８を設けた回転刃物工具１１をチャック２２で把持した場合と、図６に示すように、該リング部１８を設けてない回転刃物工具１１を該チャック２２で把持した場合において、各回転刃物工具１１にハンマー試験機による打撃を与え、該打撃により回転刃物工具１１に生ずる振動を非接触式の過電流変位センサで測定した。その結果は、リング部１８を設けた場合の減衰比は２．８８、振動数は９００Ｈｚであった。またリング部１８を設けなかった場合の減衰比は１．７９、振動数は８９５Ｈｚであった。すなわち、リング部１８を有しない場合の減衰比が約１．８％に対し、リング部１８を設けた場合の減衰比は約２．９％となり、減衰能が１．６倍向上した。

１１回転刃物工具(ルータービット)，１２本体部，１４シャンク，
１６フランジ部，１８リング部

Claims

刃物を有する本体部(12)と、該本体部(12)に接続し、回転装置のチャック(22)で把持するシャンク(14)とからなる回転刃物工具(11)において、
前記本体部(12)であって前記シャンク(14)と繋がる側に設けられて、該本体部(12)から半径方向に隆起するフランジ部(16)と、
前記シャンク(14)の外側に設けられて前記本体部(12)のフランジ部(16)に一方の側が当接すると共に、他方の側が前記チャック(22)の先端に密着当接されるリング部(18)とからなり、
前記リング部(18)の外径は前記フランジ部(16)の外径よりも大きく設定されると共に、
前記リング部(18)は前記シャンク(14)とは別体であって、該リング部(18)は前記フランジ部(16)に当接した状態で接着剤で接合されている
ことを特徴とする回転刃物工具。