WO2011070652A1 - スローアウェイ式回転工具 - Google Patents

Abstract

【課題】加工精度や工具寿命のばらつきを抑制できるスローアウェイ式回転工具を提供すること。 【解決手段】立設部１３の各々の内周壁１３ａに凹設される２以上の溝部１３ｂ，１３ｃと、それら各溝部１３ｂ，１３ｃに嵌脱可能に形成されると共に凸状連結部２３に凸設される２以上の凸起部２６，２７とを備え、溝部１３ｂ，１３ｃが軸心Ｏに対して非対称に形成されると共に、凸起部２６，２７が軸心Ｏに対して非対称に形成されているので、凸状連結部２３を立設部１３に連結できる向きが一通りに決まる。そのため、リップハイトや振れのばらつきを抑制でき、穴あけ加工中に曲がりが生じたり加工孔径が拡大したりすることを防止でき、加工精度のばらつきを抑制できる。また、リップハイトや振れのばらつきを抑制できることから、工具寿命のばらつきを抑制できる。

Description

スローアウェイ式回転工具

　本発明は、スローアウェイ式回転工具に関し、特に、加工精度や工具寿命のばらつきを抑制できるスローアウェイ式回転工具に関するものである。

　スローアウェイ式回転工具は、切れ刃を有する切削ヘッドがボデーに着脱可能に保持される工具である。従来のスローアウェイ式回転工具として、ヘッド１００（切削ヘッド）の後端側に凸設される固定部１２０（凸状連結部）と、その固定部１２０（凸状連結部）が内側に収容される複数の結合部２５６Ａ，２５６Ｂ（立設部）がシャンク２００（ボデー）の先端に立設されるものが知られている（特許文献１）。特許文献１に開示されるスローアウェイ式回転工具では、結合部２５６Ａ，２５６Ｂ（立設部）は内周壁に凹設される停留壁２６９（溝部）を備え、固定部１２０（凸状連結部）は外周壁に凸設される複数の突出１３３（凸起部）を備えている。切削ヘッドの後端側に凸設される凸状連結部をボデーの立設部の内側に挿入すると共に、切削ヘッド及びボデーを軸心回りに相対回転させて凸起部および溝部を嵌合することにより、凸状連結部および立設部が連結される。その結果、切削ヘッドがボデーに保持される。

国際公開第２００８／０９９３７８号（図２、図７等）

　ここで、特許文献１に開示されるスローアウェイ式回転工具は、立設部および凸状連結部に形成される溝部および凸起部は軸心を対称中心として対称な位置に形成されており、凸起部・溝部それぞれの大きさ・形状は同一である。そのため、複数通りの向きで凸状連結部を立設部に連結できる。具体的には、特許文献１の図２及び図７に示されるスローアウェイ式回転工具の場合、ボデーに立設部が２つ立設されているので、２通りの向きで凸状連結部を立設部に連結できる。

　しかしながら、切削ヘッド及びボデーの各部は所定の公差で形成されているので、凸状連結部を立設部に連結する向きによって、その公差のためにリップハイト（回転する各切れ刃間の高さの差）や振れ（回転する切削ヘッドの外径位置の変動量）に違いが生じる。即ち、複数通りの向きで凸状連結部を立設部に連結できるので、リップハイトや振れは複数の値を示す。そのため、リップハイトや振れにばらつきが生じる。リップハイトや振れが大きくなると、切削ヘッドによる穴あけ加工中に曲がりが生じたり加工孔径が拡大されたりするため、加工精度にばらつきが生じるという問題点があった。

　また、リップハイトや振れが大きくなると工具寿命が短くなるため、凸状連結部を立設部に複数通りの向きで連結できることによって、工具寿命にばらつきが生じるという問題点があった。

　本発明は上述した問題点を解決するためになされたものであり、加工精度や工具寿命のばらつきを抑制できるスローアウェイ式回転工具を提供することを目的としている。

課題を解決するための手段および発明の効果

　この目的を達成するために、請求項１記載のスローアウェイ式回転工具は、凸状連結部を立設部の内側に挿入すると共に軸心回りに相対回転させて凸状連結部および立設部を連結するものであり、立設部の各々の内周壁または凸状連結部の外周壁の少なくとも一方に凹設される少なくとも２以上の溝部と、それら各溝部に嵌脱可能に形成されると共に立設部の各々の内周壁または凸状連結部の外周壁の他方に凸設される少なくとも２以上の凸起部とを備え、少なくとも２以上の溝部が軸心に対して非対称に形成されると共に、少なくとも２以上の凸起部が軸心に対して非対称に形成されているので、凸状連結部を立設部に連結できる向きが一通りに決まる。そのため、リップハイトや振れのばらつきを抑制できる。その結果、穴あけ加工中に曲がりが生じたり加工孔径が拡大したりすることを防止でき、加工精度のばらつきを抑制できる効果がある。また、リップハイトや振れのばらつきを抑制できることから、工具寿命のばらつきを抑制できる効果がある。

　請求項２記載のスローアウェイ式回転工具は、凸状連結部に形成される溝部および凸起部の大きさ、形状および配置は、切削ヘッドの重心が軸心上に位置するように設定されているので、請求項１記載のスローアウェイ式回転工具の奏する効果に加え、切削ヘッドの軸心に対する重心のずれを防止できる。即ち、切削ヘッドはボデーよりも硬質の材料から構成されているため、切削ヘッドの比重はボデーの比重より大きい。そのため、切削ヘッドの偏心を防ぐことでスローアウェイ式回転工具の偏心を防止でき、その結果、スローアウェイ式回転工具に偏心による振れが生じることを防止できる。従って、穴あけ加工中に曲がりが生じたり加工孔径が拡大したりすることを防止でき、加工精度を向上できる効果がある。また、加工中の振れを抑制することで、工具寿命を向上できる効果がある。

　請求項３記載のスローアウェイ式回転工具は、凸状連結部に凸設される少なくとも２以上の凸起部は、凸状連結部の外周壁に軸心を中心として等角ピッチで形成されると共に、凸状連結部の先端からの距離を異ならせて形成されるか、又は、凸状連結部に凹設される少なくとも２以上の溝部は、凸状連結部の外周壁に軸心を中心として等角ピッチで形成されると共に、凸状連結部の先端からの距離を異ならせて形成される。これにより、請求項２記載のスローアウェイ式回転工具の奏する効果に加え、凸起部および溝部の軸心方向の位置を異ならせるだけで、重心が軸心上に位置する切削ヘッドを容易に製造することができ生産性を向上できる効果がある。

本発明の第１実施の形態におけるスローアウェイ式回転工具の側面図である。 スローアウェイ式回転工具のボデーの斜視図である。 スローアウェイ式回転工具の切削ヘッドの斜視図である。 （ａ）は第２実施の形態における切削ヘッドの凸状連結部の側面図であり、（ｂ）は凸状連結部の底面図であり、（ｃ）は第３実施の形態における切削ヘッドの凸状連結部の側面図であり、（ｄ）は凸状連結部の底面図であり、（ｅ）は第４実施の形態における切削ヘッドの凸状連結部の側面図であり、（ｆ）は凸状連結部の底面図である。

　１　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　スローアウェイ式回転工具
　１０　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　ボデー
　１３　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　立設部
　１３ａ　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　内周壁
　１３ｂ，１３ｃ　　　　　　　　　　　　　　　　　溝部
　２０　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　切削ヘッド
　２３，３３，４３，５３　　　　　　　　　　　　　凸状連結部
　２３ａ，３３ａ，４３ａ，５３ａ　　　　　　　　　外周壁
　２６，２７，３６，３７，４６，４７，５６，５７　凸起部
　Ｏ　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　軸心

　以下、本発明の好ましい実施の形態について、添付図面を参照して説明する。図１は本発明の第１実施の形態におけるスローアウェイ式回転工具１の斜視図である。なお、図１では、ボデー１０の軸方向長さの図示が省略されている。

　まず、図１を参照して、スローアウェイ式回転工具１の概略構成について説明する。図１に示すように、スローアウェイ式回転工具１は、ボデー１０と、そのボデー１０に装着される切削ヘッド２０とを備えて構成され、ボデー１０を保持するホルダ（図示せず）を介してマシニングセンタ等の加工機械の回転力が伝達されることで、被加工物の切削加工を行う回転工具である。

　ボデー１０は、加工機械の回転力を切削ヘッド２０に伝達するためのものであり、高速度工具鋼から略軸状体に構成され、その一端側が上述したホルダを介して加工機械に取り付けられる。本実施の形態においては、ボデー１０の外周面に、切削加工時における切り屑の排出を行うための第１溝１１が設けられている。

　切削ヘッド２０は、先端に設けられる切れ刃２１によって被加工物の切削加工を行うためのものであり、ボデー１０よりも硬質の超硬合金から構成され、ボデー１０に着脱可能に装着されている。これにより、切れ刃２１が寿命に達した場合でも、他のチップと交換することで、切削ヘッド２０を再研削する必要なく切削加工を継続することができる。本実施の形態においては、切削ヘッド２０も、切削加工時における切り屑の排出を行うための第２溝２２が設けられており、切削ヘッド２０がボデー１０に取り付けられた場合に、第２溝２２が第１溝１１と連接されるように構成されている。なお、本実施の形態では、切削ヘッド２０が２つの切れ刃２１と２つの第２溝２２とを有している。

　次に、図２を参照して、ボデー１０の詳細構成について説明する。図２はスローアウェイ式回転工具１のボデー１０の斜視図である。なお、図２では、ボデー１０の軸方向の長さの図示が省略されている。ボデー１０は、ランド１２を外周面とすると共に第１溝１１の一部を側面として延設され第１溝１１のねじれ角にあわせて軸心Ｏの周りに立設された複数（本実施の形態においては２つ）の立設部１３と、その立設部１３の後端部側に設けられる底部１４とを主に備えて構成されている。立設部１３は切削ヘッド２０を保持する部位であり、軸心Ｏを中心として等角ピッチ（本実施の形態では１８０°）で立設されており、切削ヘッド２０の凸状連結部２３（後述する）が立設部１３の内側に挿入される。また、底部１４は、ボデー１０の軸心Ｏと直交して形成されており、軸心Ｏと合致する中心位置に孔部１４ａが凹設されている。孔部１４ａは、切削ヘッド２０の凸状連結部２３（後述する）の後端部２３ｂに凸設される凸部２３ｃが嵌挿される部位である。

　立設部１３は、軸心Ｏを中心とする同一半径の円弧状の曲線の集合として内周壁１３ａが形成されており、各々の内周壁１３ａに軸心Ｏと略直交して溝部１３ｂ，１３ｃが凹設されている。溝部１３ｂは一方の立設部１３（図２左側）の内周壁１３ａの底部１４近くに凹設されており、溝部１３ｃは他方の立設部１３（図２右側）の内周壁１３ａの先端寄りに凹設されている。即ち、溝部１３ｂ，１３ｃは各々の内周壁１３ａの先端からの距離を異ならせて形成されている。また、溝部１３ｂ，１３ｃは、底部１４と対向する壁部１３ｄ，１３ｅをそれぞれ有している。以上のように、溝部１３ｂ，１３ｃが立設部１３の内周壁１３ａに形成されているので、立設部１３の厚さ（肉厚）を溝部１３ｂ，１３ｃの深さの分だけ薄くすることができる。これにより、外側（軸心Ｏから離間する方向）へ傾動する立設部１３の弾性変形量を増加させることができ、切削ヘッド２０の凸状連結部２３（後述する）の着脱を容易化できると共に、立設部１３による切削ヘッド２０の保持力を増大させることができる。

　立設部１３は、軸心Ｏと略直交し底部１４と略平行に形成された第１面１３ｆを、立設部１３の先端側で切削加工時のボデー１０の回転前方側に備えている。第１面１３ｆには、切削加工時のボデー１０の回転後方側に第１面１３ｆとのなす角が略垂直ないしは鋭角のトルク伝達壁１３ｇが立設されている。トルク伝達壁１３ｇの幅は、切削加工時のボデー１０の回転方向に対して第１面１３ｆの幅より少し狭めに形成されている。

　内周壁段差面１３ｈはトルク伝達壁１３ｇと稜線を介して交わると共に、軸心Ｏを中心とする同一半径の円弧状の曲線の集合として第１溝１１のねじれ角にあわせて立設部１３の先端側に形成される部位である。なお、軸心Ｏを中心とする内周壁段差面１３ｈの半径は、内周壁１３ａの半径より大径に構成されている。その結果、内周壁段差面１３ｈは、第１面１３ｆと同一平面上に第１面１３ｆから延設される第２面１３ｉを介して内周壁１３ａに連設されている。

　ここで、第１面１３ｆ及びトルク伝達壁１３ｇが交わる部分には、第１面１３ｆの幅方向に亘って凹陥部１３ｊが形成されている。第１面１３ｆ及びトルク伝達壁１３ｇが交わる部分に凹陥部１３ｊがあることにより、第１面１３ｆ及びトルク伝達壁１３ｇの研削等の面加工を容易に行うことができ生産性を向上させる。また、第１面１３ｆはトルク伝達壁１３ｇと反対側に下り勾配のテーパが形成されている。これにより、切削ヘッド２０の取り付けの際に、切削ヘッド２０の第１受け部２５（後述する）を第１面１３ｆに突き当たることなくスライドさせて、第１面１３ｆと接触させることができる。

　次に、図３を参照して、切削ヘッド２０の詳細構成について説明する。図３はスローアウェイ式回転工具１の切削ヘッド２０の斜視図である。切削ヘッド２０は、図３に示すように、先端に切れ刃２１が設けられ、後端（切れ刃２１が設けられる側とは反対側）に軸心Ｏと同軸に凸設される軸状の凸状連結部２３を主に備えて構成されている。

　凸状連結部２３の外周壁２３ａは、軸心Ｏと直交する方向に湾出して形成されると共に、ボデー１０の立設部１３の内周壁１３ａと少なくとも一部が接する外周壁摺接部２３ａ１と、平面視して（軸心Ｏ方向から見て）切削ヘッド２０の第２溝２２の縁部２２ａの一部乃至は内側に外縁が形成された外周壁溝部２３ａ２とを、軸心Ｏの周りに備えている。外周壁摺接部２３ａ１と外周壁溝部２３ａ２とが連絡する稜線部分には面取り部２３ａ３が形成されている。外周壁摺接部２３ａ１はボデー１０（図２参照）の立設部１３の内周壁１３ａと少なくとも一部が接するので、凸状連結部２３の外周壁摺接部２３ａ１は立設部１３の内周壁１３ａ間に保持される。

　また、外周壁溝部２３ａ２の外縁が、平面視して切削ヘッド２０の第２溝２２の縁部２２ａと同一面内あるいは縁部２２ａより軸心Ｏ側に形成されているので、切削ヘッド２０とボデー１０とを連結した場合に、図１に示すように、外周壁溝部２３ａ２がボデー１０の第１溝１１から突出することを防止できる。これにより、スローアウェイ式回転工具１は第２溝２２及び第１溝１１からの切り屑の排出を円滑に行うことができる。さらに、凸状連結部２３に面取り部２３ａ３が形成されているので、ボデー１１と切削ヘッド２０との取り付け時の相対回転をスムーズに行うことができる。

　切削ヘッド２０は、凸状連結部２３の先端側（後端部２３ｂと反対側）で第１溝１１及び第２溝２２のねじれ角だけずれた位置に、軸心Ｏと直交する方向に外周壁２３ａから突設されランド２４と交わる第１受け部２５を備えている。また、凸状連結部２３の外周壁摺接部２３ａ１には、外周側摺接部２３ａ１の周方向に亘って凸起部２６，２７が凸設されている。

　凸起部２６は凸状連結部２３の後端部２３ｂ側に凸設されており、凸起部２７は凸状連結部２３の先端側（後端部２３ｂと反対側）に凸設されている。凸起部２６は、ボデー１０（図２参照）の立設部１３の内周壁１３ａに凹設された溝部１３ｂに嵌挿される部位であり、凸起部２７は溝部１３ｃに嵌挿される部位である。なお、凸起部２６，２７は同一の形状で且つ同一の大きさに形成されている。

　凸起部２６は、切削ヘッド２０のボデー１０への取り付け時において、切削ヘッド２０の回転前方側に位置する第１傾斜部２６ａと、切削ヘッド２０の回転後方側に位置する第２傾斜部２６ｂとを備えて構成されている。第１傾斜部２６ａ及び第２傾斜部２６ｂは、軸心Ｏに向かって下降傾斜する湾曲状に形成されている。凸起部２６は第１傾斜部２６ａを備えているので、切削ヘッド２０のボデー１０（図２参照）への取り付けのときに、凸起部２６を溝部１３ｂへスムーズに挿入できる。また、第２傾斜部２６ｂを備えているので、切削ヘッド２０のボデー１０からの取り外しのときに、凸起部２６を溝部１３ｂからスムーズに脱着できる。なお、凸起部２７も同様に、第１傾斜部２７ａ（図示せず）および第２傾斜部２７ｂを備えて構成されており、同様の作用が得られる。

　また、凸起部２６は、凸状連結部２３の先端側（後端部２３ｃの反対側）の壁面が軸心Ｏに向かって下降傾斜して形成される第３傾斜部２６ｃを備えている。凸起部２６は第３傾斜部２６ｃを備えているので、立設部１３（図２参照）の溝部１３ｂに凸起部２６を嵌挿すると、溝部１３ｂの壁部１３ｄが第３傾斜部２６ｃに押圧されることにより、立設部１３が弾性変形して外周側にわずかに傾倒し、その反力で凸状連結部２３は立設部１３の内側に安定に保持される。なお、凸起部２７も同様に、第３傾斜部２７ｃ（図示せず）を備えて構成されており、同様の作用が得られる。

　ここで、凸起部２６の第３傾斜部２６ｃから第１受け部２５までの軸心Ｏと平行方向における距離は、ボデー１０（図２参照）の溝部１３ｂの壁部１３ｄから第１面１３ｆまでの軸心Ｏと平行方向における距離と略同一に設定されている。これにより、ボデー１０の溝部１３ｂに凸起部２６をスライドさせて嵌挿し、溝部１３ｂの壁部１３ｄに凸起部２６の第３傾斜部２６ｃが接すると、第１受け部２５はボデー１０の第１面１３ｆと接することが可能となる。

　凸状連結部２３の後端部２３ｂの中心には、位相をずらした状態で凸状連結部２３をボデー１０（図２参照）の立設部１３の内側に挿入したときに、底部１４に凹設された孔部１４ａに挿入される凸部２３ｃが凸設されている。これにより、切削ヘッド２０のボデー１０への取り付け及び取り外しのときには、孔部１４ａ及び凸部２３ｃを中心にして切削ヘッド２０及びボデー１０を軸心Ｏ回りに相対回転させることができる。

　また、切削ヘッド２０は、第１受け部２５と同一平面上に第１受け部２５から延設される第２受け部２５ａを備えている。第２受け部２５ａは、凸状連結部２３の外周壁摺接部２３ａ１から軸心Ｏと直交する方向に突設されており、ボデー１０（図２参照）の第２面１３ｉと接する部位である。第１受け部２５及び第２受け部２５ａは、軸心Ｏを中心とする回転対称状に切削ヘッド２０の所定位置に形成されている。

　外周壁段差部２５ｂは、軸心Ｏからの距離が、軸心Ｏから外周壁摺接部２３ａ１までの距離より大きく、かつ軸心Ｏからランド２４までの距離より短く設定されると共に、第２受け部２５ａと交わる部位である。また、外周壁段差部２５ｂは、ボデー１０（図２参照）の立設部１３の内周壁段差部１３ｈと少なくとも一部が接する部位である。これにより、外周壁段差部２５ｂはボデー１０の立設部１３の内周壁段差部１３ｈ間に保持される。また、外周壁段差部２５ｂには、切削加工時の切削ヘッド２０の回転前方側に第１受け部２５とのなす角が略垂直ないしは鋭角の伝達壁受け部２５ｃが立設されている。伝達壁受け部２５ｃは、ボデー１０（図２参照）のトルク伝達壁１３ｇと接する部位である。

　上述のように、凸状連結部２３は、軸心Ｏを中心として等角ピッチ（本実施の形態では１８０°）で形成されると共に、軸心Ｏから離間する方向に各々の外周壁摺接部２３ａ１から凸設された凸起部２６，２７を備えている。また、凸状連結部２３の先端（後端部２３ｂの反対側）から凸起部２６，２７のそれぞれの第３傾斜部２６ｃ，２７ｃまでの距離は、ボデー１０（図２参照）の第１面１３ｆ及び第２面１３ｉから溝部１３ｂ，１３ｃの壁部１３ｄ，１３ｅまでの距離と同一に形成されている。そのため、溝部１３ｂ，１３ｃの各々に凸起部２６，２７の各々を嵌挿できる。

　ボデー１０（図２参照）に切削ヘッド２０を取り付けるときは、切削ヘッド２０の凸状連結部２３を立設部１３の内側に位相をずらした状態で挿入する。次いで、切削ヘッド２０の先端縁部に形成された外周溝２８に図示しない取替工具を挿入し、その取替工具を掴んでボデー１０と切削ヘッド２０とを相対回転させて、溝部１３ｂ，１３ｃ内に凸起部２６，２７を嵌挿する。ボデー１０と切削ヘッド２０との相対回転は、切削ヘッド２０の伝達壁受け部２５ｃがボデー１０のトルク伝達壁１３ｇに当接するまで行う。これにより、切削ヘッド２０の凸状連結部２３が立設部１３間に保持される。また、穴あけ加工のときには、ボデー１０に伝達された回転トルクが、トルク伝達壁１３ｇ及び伝達壁受け部２５ｃを介して切削ヘッド２０に伝達される。

　ここで、凸起部２６，２７は凸状連結部２３の先端からの距離を異ならせて形成されており、溝部１３ｂ，１３ｃ（図２参照）は立設部１３の第１面１３ｆ及び第２面１３ｉからの距離を異ならせて形成されている。従って、凸起部２６は溝部１３ｂにしか嵌挿されず、凸起部２７は溝部１３ｃにしか嵌挿されない。その結果、凸状連結部２３を立設部１３に連結できる向きが一通りに決まる。そのため、スローアウェイ式回転工具１のリップハイトや振れのばらつきを抑制できる。その結果、穴あけ加工中に曲がりが生じたり加工孔径が拡大したりすることを防止でき、加工精度のばらつきを抑制できる。また、リップハイトや振れのばらつきを抑制できることから、工具寿命のばらつきを抑制できる。

　また、２つの凸起部２６，２７は同一の大きさ及び形状に形成されると共に、軸心Ｏを中心として等角ピッチで凸状連結部２３の外周壁２３ａに凸設されており、凸状連結部２３の軸方向の位置だけが異なっている。これにより、凸起部２６，２７及び凸状連結部２３の重心は軸心Ｏ上に位置するように設定される。その結果、軸心Ｏに対する切削ヘッド２０の重心のずれを防止できる。ボデー１０よりも硬質の材料で形成される切削ヘッド２０の比重はボデー１０の比重より大きいので、切削ヘッド２０の偏心を防ぐことでスローアウェイ式回転工具１の偏心を防止できる。従って、スローアウェイ式回転工具１に偏心による振れが生じることを防止でき、穴あけ加工中に曲がりが生じたり加工孔径が拡大したりすることを防止できる。よって、加工精度を向上できると共に、加工中の振れを抑制することで、工具寿命を向上できる。

　さらに、凸状連結部２３に凸設される凸起部２６，２７は、凸状連結部２３の外周壁２３ａに軸心Ｏを中心として等角ピッチで形成されると共に、凸状連結部２３の先端からの距離を異ならせて形成されているので、重心が軸心Ｏ上に位置する切削ヘッド２０を容易に製造することができる。これにより、スローアウェイ式回転工具１の生産性を向上できる。

　次に、図４を参照して、第２実施の形態、第３実施の形態および第４実施の形態におけるスローアウェイ式回転工具について説明する。第１実施の形態においては、切削ヘッド２０の凸状連結部２３に凸設された凸起部２６，２７の大きさ及び形状が同一で、凸状連結部２３の先端からの距離が異なる（配置が異なる）場合について説明した。これに対し、第２実施の形態、第３実施の形態および第４実施の形態におけるスローアウェイ式回転工具においては、凸状連結部３３，４３，５３に凸設される凸起部３６，３７，４６，４７，５６，５７の大きさや形状が異なる場合について説明する。なお、図４では、切削ヘッドの凸状連結部３３，４３，５３の一部（後端部２３ｂ側）を記載して、凸状連結部３３，４３，５３の先端側の記載を省略している。また、第１実施の形態と同一の部分については同一の符号を付して、その説明を省略する。

　図４（ａ）は第２実施の形態における切削ヘッドの凸状連結部３３の側面図であり、図４（ｂ）は凸状連結部３３の底面図であり、図４（ｃ）は第３実施の形態における切削ヘッドの凸状連結部４３の側面図であり、図４（ｄ）は凸状連結部４３の底面図であり、図４（ｅ）は第４実施の形態における切削ヘッドの凸状連結部５３の側面図であり、図４（ｆ）は凸状連結部５３の底面図である。

　図４（ａ）及び図４（ｂ）に示す第２実施の形態における凸状連結部３３の凸起部３６，３７は、凸状連結部３３の外周壁３３ａに軸心Ｏを中心として等角ピッチで形成されている。凸起部３７は、軸方向の長さが、凸起部３６の軸方向の長さよりも長く形成されている。凸状連結部３３と連結される立設部を備えるボデーは図示していないが、第１実施の形態で説明したように、立設部には凸起部３６，３７が嵌合する溝部が形成されている。これにより、第２実施の形態は、第１実施の形態の場合と同様に、図示しない立設部に凸状連結部３３を連結できる向きが一通りに決まる。これにより、第１実施の形態と同様の作用が得られる。

　図４（ｃ）及び図４（ｄ）に示す第３実施の形態における凸状連結部４３の凸起部４６，４７は、凸状連結部４３の外周壁４３ａに軸心Ｏを中心として等角ピッチで形成されている。凸起部４６，４７は軸方向の長さは同一であるが、外周壁４３ａからの突出量が、凸起部４７は凸起部４６より大きく形成されている。凸状連結部４３と連結される立設部を備えるボデーは図示していないが、第１実施の形態で説明したように、立設部には凸起部４６，４７が嵌合する溝部が形成されている。これにより、第３実施の形態は、第１実施の形態の場合と同様に、図示しない立設部に凸状連結部４３を連結できる向きが一通りに決まる。これにより、第１実施の形態と同様の作用が得られる。

　図４（ｅ）及び図４（ｆ）に示す第４実施の形態における凸状連結部５３の凸起部５６，５７は、凸状連結部５３の外周壁５３ａに軸心Ｏを中心として等角ピッチで形成されている。凸起部５６，５７は軸方向の長さ及び外周壁５３ａからの突出量が同一に形成されていが、形状を異ならせて形成されている。即ち、凸起部５７は後端部２３ｂ側の壁面が軸心Ｏに向かって下降傾斜して形成されているのに対し、凸起部５６は先端側（後端部２３ｂの反対側）の壁面が軸心Ｏに向かって下降傾斜して形成されている。凸状連結部３３と連結される立設部を備えるボデーは図示していないが、第１実施の形態で説明したように、立設部には凸起部５６，５７が嵌合する溝部が形成されている。これにより、第４実施の形態は、第１実施の形態の場合と同様に、図示しない立設部に凸状連結部５３を連結できる向きが一通りに決まる。これにより、第１実施の形態と同様の作用が得られる。さらに、凸起部５６，５７は形状のみが異なるので、凸起部５６，５７及び凸状連結部５３の重心は軸心Ｏ上に位置するように設定される。その結果、スローアウェイ式回転工具の偏心を防止できる。従って、穴あけ加工中に振れが生じることを防止でき、曲がりが生じたり加工孔径が拡大したりすることを防止できる。

　以下、本発明をさらに具体化した実施例について説明するが、本発明は以下の実施例に基づいて限定されるものではない。

　上記第１実施の形態のように構成されるスローアウェイ式回転工具（以下「本発明品」と称す）の振れ及びリップハイトを測定した。振れは、本発明品について、ボデーに切削ヘッドを取り付けた後、ボデーを基準として軸心回りに回転させて、外周コーナ付近のマージンの振回し量を、ダイヤルゲージを使って測定することによって求めた。測定後、ボデーから切削ヘッドを取り外した後に再び同じ切削ヘッドをボデーに取り付け、同様にダイヤルゲージを使って振れを測定した。これを２０回繰り返して、測定値を２０個得た。

　リップハイトは、本発明品について、ボデーに切削ヘッドを取り付けた後、軸心回りに回転させたときの各切れ刃間の高さの差を、ダイヤルゲージを使って測定することによって求めた。測定後、ボデーから切削ヘッドを取り外した後に再び同じ切削ヘッドをボデーに取り付けて、同様にダイヤルゲージを使ってリップハイトを測定した。これを２０回繰り返して、測定値を２０個得た。

　また、比較のため、特許文献１に開示される従来のスローアウェイ式回転工具（立設部および凸状連結部に形成される溝部および凸起部は軸心を対称中心として対称な位置に形成されており、凸起部・溝部それぞれの大きさ・形状は同一であるもの）（以下「従来品」と称す）についても同様にして、振れ及びリップハイトを測定した。

　なお、従来品は、溝部および凸起部が軸心に対して対称な関係にあるので、２つの方向から切削ヘッドをボデーに取り付けることができる。そこで、一の方向から切削ヘッドをボデーに取り付けて１０個の測定値を得た後、他の方向から切削ヘッドをボデーに取り付けて１０個の測定値を得ることにより、２０個の測定値を得た。

　なお、本発明品の各部の寸法は、切削ヘッド及びボデーの直径：１６ｍｍ、切削ヘッドの先端角：１４０°、凸状連結部の軸方向の長さ：６ｍｍ、外周壁摺接部の直径：６ｍｍ、凸起部の軸方向の長さ：１ｍｍ、凸起部の半径方向の高さ：０．５ｍｍ。また、２つの凸起部は、凸状連結部の先端からの軸方向の距離を異ならせて形成されており、凸状連結部の先端から一方の凸起部までの軸方向の長さ：２．５ｍｍ、凸状連結部の先端から他方の凸起部までの軸方向の長さ：４ｍｍ。

　また、従来品では、２つの凸起部は軸心を対称中心として形成されており、凸状連結部の先端から軸方向の距離がいずれも４ｍｍであり、その他の部位の寸法は、本発明品と同じとされている。

　以上のように構成される本発明品および従来品の振れ及びリップハイトの各２０個の測定値から、平均値（ＡＶＧ）、最大値（ＭＡＸ）、最小値（ＭＩＮ）、標準偏差（σ）を算出した。その結果を表１に示す。

　表１より、本発明品は、従来品に比べて、振れ及びリップハイトの標準偏差を小さくできる、即ちばらつきを小さくできることがわかった。これに有意差があるかを両側検定したところ、いずれも５％水準で有意であると結論できた。この結果、本発明品によれば、振れ及びリップハイトのばらつきを抑制できることが明らかとなった。

　以上、実施の形態に基づき本発明を説明したが、本発明は上記実施の形態に何ら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内で種々の改良変形が可能であることは容易に推察できるものである。例えば、上記実施の形態で挙げた数値（例えば、各構成の数量や寸法等）は一例であり、他の数値を採用することは当然可能である。

　上記各実施の形態では、ボデー１０が高速度工具鋼製、切削ヘッド２０が超硬合金製の場合について説明したが、これらに限定されるものではなく、他の材料を採用することも可能である。他の材料としては、例えば、ボデー１０が合金工具鋼製、切削ヘッド２０がサーメット製、超微粒子超硬合金製、被覆超硬合金製等を挙げることができる。

　上記各形態の形態では、軸心Ｏに対して所定のねじれ角で第１溝１１及び第２溝２２が形成されたツイストドリルの場合を説明したが、必ずしもこれに限定されるものではなく、第１溝１１及び第２溝２２が軸心Ｏと平行な直刃ドリルに適用することも可能である。また、ボデー１０に溝が形成されていないスローアウェイ式回転工具に適用することも可能である。

　上記各実施の形態では、立設部１３の内周壁１３ａと軸心Ｏとの距離が、内周壁１３ａの高さ方向に亘って一定の場合について説明したが、必ずしもこれに限定されるものではない。内周壁１３ａの高さ方向に漸次増加させ、或いは内周壁１３ａの高さ方向に亘って漸次減少させるように設定することも可能である。これらの場合は、内周壁１３ａの大きさに対応させて、切削ヘッド２０の凸状連結部２３，３３，４３，５３が内周壁１３ａに接触するように凸状連結部２３，３３，４３，５３の太さを調整する。本発明のスローアウェイ式回転工具１は、ボデー１０の溝部１３ａに切削ヘッド２０の凸起部２５，２６，３６，３７，４６，４７，５６，５７が嵌挿することによりボデー１０に切削ヘッド２０が固定されるので、内周壁１３ａに凸状連結部２３，３３，４３，５３をガタつかないように保持できれば、内周壁１３ａや凸状連結部２３，３３，４３，５３の高さ方向の大きさは切削ヘッド２０の固定に影響を与えないからである。同様に、内周壁段差部１３ｈの高さ方向に内径を漸次増加させ、或いは漸次減少させるように設定することも可能である。

　上記各実施の形態では、ボデー１０の立設部１３に溝部１３ｂ，１３ｃが凹設され、切削ヘッド２０の凸状連結部２３，３３，４３，５３に凸起部２６，２７，３６，３７，４６，４７，５６，５７が凸設されている場合について説明したが、必ずしもこれに限定されるものではない。これらの実施の形態とは逆に、立設部１３に凸起部２６，２７，３６，３７，４６，４７，５６，５７を凸設し、凸状連結部２３，３３，４３，５３に溝部１３ｂ，１３ｃを凹設することが可能である。また、立設部１３に凸起部および溝部を形成し、凸状連結部にそれらと嵌合する溝部および凸起部を形成することも可能である。これらの場合も同様の作用が得られる。

　上記各実施の形態では、ボデー１０に第２面１３ｉが形成され、切削ヘッド２０に第２受け部２５ａが形成された場合について説明したが、必ずしもこれに限定されるものではなく、第２面１３ｉ及び第２受け部２５ａを設けないことも可能である。この場合も、ボデー１０のトルク伝達壁１３ｇと切削ヘッド２０の伝達壁受け部２５ｃとの接触により、ボデー１０を介して切削ヘッド２０にマシニングセンタ等の加工機械の回転力を伝達できると共に、ボデー１０の第１面１３ｆと切削ヘッド２０の第１受け部２５との接触により、切削ヘッド２０をボデー１０に強固に固定できる。

　上記各実施の形態では、切削ヘッド２０の先端の２箇所に切れ刃２１が形成されたスローアウェイ式回転工具について説明したが、必ずしもこれに限定されるものではなく、切れ刃が３箇所若しくはそれ以上に形成された切削ヘッド及びボデーを用いることも可能である。この場合はボデーの立設部の数を３個以上に適宜設定することが可能であり、立設部ごとに溝部を設けることが可能である。

　上記各実施の形態では、ボデー１０の底部１４に孔部１４ａが形成され、切削ヘッド２０に孔部１４ａに嵌挿される凸部２３ｃが形成される場合について説明したが、必ずしもこれに限定されるものではなく、孔部１４ａや凸部２３ｃを設けない場合もある。

　上記各実施の形態では説明を省略したが、ボデー１０及び切削ヘッド２０に、切削ヘッド２０の取り付け方向を示す刻印やマーキング等の目印を施すことが好ましい。作業者が切削ヘッド２０の取り付け方向を容易に認識できるので、取り付け作業性を向上できるからである。

Claims (3)

1. 　互いに間隔をあけて軸心の周りに立設される複数の立設部を有するボデーと、そのボデーよりも硬質の材料から構成されると共に後端に凸設される凸状連結部を有する切削ヘッドとを備え、前記凸状連結部を前記立設部の内側に挿入すると共に軸心回りに相対回転させて前記凸状連結部および前記立設部を連結するスローアウェイ式回転工具において、
   　前記立設部の各々の内周壁または前記凸状連結部の外周壁の少なくとも一方に凹設される少なくとも２以上の溝部と、
   　それら各溝部に嵌脱可能に形成されると共に前記立設部の各々の内周壁または前記凸状連結部の外周壁の他方に凸設される少なくとも２以上の凸起部とを備え、
   　前記少なくとも２以上の溝部が前記軸心に対して非対称に形成されると共に、前記少なくとも２以上の凸起部が前記軸心に対して非対称に形成されていることを特徴とするスローアウェイ式回転工具。
2. 　前記凸状連結部に形成される溝部および凸起部の大きさ、形状および配置は、切削ヘッドの重心が軸心上に位置するように設定されていることを特徴とする請求項１記載のスローアウェイ式回転工具。
3. 　前記凸状連結部に凸設される少なくとも２以上の凸起部は、前記凸状連結部の外周壁に軸心を中心として等角ピッチで形成されると共に、前記凸状連結部の先端からの距離を異ならせて形成されるか、又は、前記凸状連結部に凹設される少なくとも２以上の溝部は、前記凸状連結部の外周壁に軸心を中心として等角ピッチで形成されると共に、前記凸状連結部の先端からの距離を異ならせて形成されることを特徴とする請求項２記載のスローアウェイ式回転工具。

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