WO2019044791A1

WO2019044791A1 - テーパーリーマ

Info

Publication number: WO2019044791A1
Application number: PCT/JP2018/031650
Authority: WO
Inventors: 笹川　泰; 裕一廣川; 齋藤　浩; 拓生阿部; 駿介佐久間; 裕基荻上; 小池　聡; 満大滝; 広人神田; 達町屋; 比文岡田
Original assignee: 株式会社イシイコーポレーション
Priority date: 2017-08-30
Filing date: 2018-08-28
Publication date: 2019-03-07
Also published as: US20200215631A1; MX2020002066A; JPWO2019044791A1; JP6838164B2; CN111032264B; CN111032264A; US10926344B2

Abstract

【課題】加工精度と加工寿命の向上を図ることができるテーパーリーマを提供する。【解決手段】先端から後端に向かって外径が拡大する切れ刃部の外周に、螺旋状をなす複数の切れ刃１１，１２，１３を設けたテーパーリーマ１において、先端において周方向に隣り合う切れ刃１１，１２，１３の間の刃間角度θ１，θ２，θ３が異なり、それら複数の切れ刃１１，１２，１３のねじれ角α１，α２，α３が異なる。このように不等分割の複数の切れ刃１１，１２，１３のねじれ角α１，α２，α３が異なるため、切削時における共振を防止することができる。また、周方向に隣り合う切れ刃１１，１２，１３の間に切屑排出溝を有し、少なくとも１つの刃間角度θ２が先端から後端に向かって減少し、残りの刃間角度θ１，θ３が先端から後端に向かって増加する。

Description

テーパーリーマ

　本発明は、テーパーを有する孔を加工するテーパーリーマに関する。

　従来、この種のものとして、工具本体外周に複数の切れ刃を有し、テーパー穴の荒加工に使用するテーパーリーマにおいて、該外周切れ刃稜線が階段状をなし、その各頂点が所定のテーパー角を有する仮想円すい形状に内接し、かつ該切れ刃稜線において各頂点からシャンク方向に向う稜が工具軸線に対し、工具軸に向って０゜を超え、９０゜までの範囲で角度を有するテーパーリーマ（例えば特許文献１）や、工作機械に把持されるシャンク部の先端部に複数の切れ刃が形成された切れ刃部を有するテーパーリーマにおいて、前記切れ刃部には先細となる６～１０個の切れ刃を有しており、その切れ刃のリード角が４～６°に設定されると共にすくい角が８～１２°に設定され、且つ、刃先に０．０５～０．１５mmの丸ランドが形成されたテーパーリーマ（例えば特許文献２）や、基端部から先端側の刃部にわたり切削剤を流して外部に吐出する切削剤流路を備え、前記刃部に、軸方向に沿って延びる切刃を複数円周方向等間隔に設けたテーパーリーマ（例えば特許文献３）が知られている。

　上記テーパーリーマによる加工では、ドリルにより被削材に下穴を穿設し、この下穴に荒仕上げ用テーパーリーマによりテーパー孔を形成した後、このテーパー孔を仕上げ用テーパーリーマにより所定の仕上げ精度に仕上げている。

　上記のように複数の切れ刃を等間隔に設けたテーパーリーマでは、切れ刃が回転に伴う切削抵抗を受けることにより振動が発生する。図１１は光明丹などを用いた加工面であり、図１２Ａに示すように、加工面にビビリ（無色の部分）が発生し、仕上げ精度が損なわれる。また、ビビリ等により切れ刃にチッピングが発生すると、図１２Ｂに示すように、チッピング部分に対応した筋（無色の部分）が発生し、加工不良とリーマの加工寿命の低下を招くという問題がある。尚、図１３Ａ及び図１３Ｂはビビリ等のない良好な加工面を示している。

　ところで、テーパーリーマとは異なるが、直線状の切れ刃を有するリーマにおいては、複数の切れ刃の間隔を異なるように形成した不等分割式のリーマ（例えば、特許文献４）を用いることにより、ビビリの発生を防止することが知られている。

　しかし、直線状の切れ刃を有するリーマと異なり、テーパーリーマは先端がテーパー状に形成されているため、切削時にリーマ軸方向の力を受け易く、直線状の切れ刃を有するリーマに比べて切削抵抗が大きくなり、切れ刃の間隔が等しい等分割式の場合、切れ刃が同じ周期で切削抵抗を受けることに起因する共振により、主として被削材とリーマとを離す方向の振動が発生し、被削材がリーマの送り方向に移動する場合と、リーマが反送り方向に移動する場合と、両者が同時に発生する場合とがあるが、いずれも前記振動はリーマの中心軸方向の往復動のため、ビビリとチッピングが発生し易くなり、加工不良と加工寿命の低下を招いていた。

　そこで、公知ではないが、発明者らは、テーパーリーマに不等分割式を採用した実験を行った結果、等分割式に比べると、加工不良の低下と加工寿命の向上することを確認したが、より一層の加工精度と加工寿命の向上を図るために研究した結果、本発明に至った。

特開平５－２５３７４２号公報特開平９－２７２０１５号公報特開２００６－１８１６７７号公報特開２００８－１９４７７９号公報

　解決しようとする課題は、従来に比べて、加工精度と加工寿命の向上を図ることができるテーパーリーマを提供することを目的とする。

　請求項１の発明は、先端から後端に向かって外径が拡大する切れ刃部の外周に、螺旋状をなす複数の切れ刃を設けたテーパーリーマにおいて、基準位置において周方向に隣り合う前記切れ刃の間の刃間角度が異なり、それら複数の切れ刃のねじれ角が異なることを特徴とする。

　請求項２の発明は、３枚以上の前記切れ刃を有し、前記基準位置が前記切れ刃部の先端であることを特徴とする。

　請求項３の発明は、３枚以上の前記切れ刃を有し、周方向に隣り合う前記切れ刃の間に切屑排出溝を有し、少なくとも１つの前記刃間角度が先端から後端に向かって減少し、残りの前記刃間角度が先端から後端に向かって増加することを特徴とする。

　請求項４の発明は、３枚の前記切れ刃を有し、周方向に隣り合う前記切れ刃の間に切屑排出溝を有し、１つの前記刃間角度が先端から後端に向かって減少し、残りの前記刃間角度が先端から後端に向かって増加し、前記切れ刃部の後端における最小の前記刃間角度が１２０°の０．５倍以上であることを特徴とする。

　請求項５の発明は、前記切れ刃部の後端における最小の前記刃間角度が１２０°の０．８倍以上であることを特徴とする。

　請求項６の発明は、第１～第３の前記３枚の切れ刃のねじれ角が異なり、前記第１の切れ刃の回転方向に前記第３の切れ刃が隣り合い、前記第１の切れ刃の反回転方向に前記第２の切れ刃が隣り合い、前記第１の切れ刃のねじれ角より前記第３の切れ刃のねじれ角が大きく、前記第１の切れ刃のねじれ角より前記第２の切れ刃のねじれ角が小さく、前記切れ刃部の先端において前記第２の切れ刃と前記第３の切れ刃の間の刃間角度が他の刃間角度より大きく、前記切れ刃部の先端において前記第１の切れ刃と前記第２の切れ刃の間の刃間角度が他の刃間角度より小さいことを特徴とする。

　請求項７の発明は、前記第３の切れ刃のねじれ角と前記第２の切れ刃のねじれ角の差が５°以下であることを特徴とする。

　請求項１の構成によれば、不等分割の複数の切れ刃のねじれ角が異なるため、切削時における共振を防止することができる。

　請求項２の構成によれば、不等分割の３枚以上の切れ刃のねじれ角が異なるため、切削時における共振を防止することができる。

　請求項３の構成によれば、切屑排出溝の幅を確保することにより、切屑の排出を円滑に行うことができる。

　請求項４の構成によれば、３枚の切れ刃を有する切れ刃部の後端において切屑排出溝の幅を確保することにより、切屑の排出を円滑に行うことができる。

　請求項５の構成によれば、３枚の切れ刃を有する切れ刃部の後端において切屑排出溝の幅を確保することにより、より一層、切屑の排出を円滑に行うことができる。また、刃間角度の差が大きいと各切れ刃にかかる切削抵抗の差が大きくなり過ぎるため、穴曲りや真円度の低下を招く虞があるのに対して、後端における最小の刃間角度を１２０°の０．８倍以上にすることにより、各切れ刃に加わる切削抵抗の差を抑えることができる。

　請求項６の構成によれば、切れ刃部の先端において最大値を有する刃間角度が、先端から後端に向かって減少し、切れ刃部の先端において最小値を有する刃間角度が、先端から後端に向かって増加するため、第１～第３の３枚の切れ刃を有する切れ刃部の後端において切屑排出溝の幅を確保することができ、より一層、切屑の排出を円滑に行うことができる。

　請求項７の構成によれば、ねじれ角の差が大きいと、切れ刃の配置にバラツキを生じたり、切屑排出溝の幅を確保し難くなったりするのに対して、切屑排出溝の幅を確保しつつ、３つの切れ刃を形成することができる。

本発明の実施例１を示す側面図である。同上、先端側の斜視図である。同上、断面図である。同上、拡大正面図である。同上、切れ刃周りの拡大断面図である。同上、切れ刃部の説明図であり、図６Ａは正面図、図６Ｂ～図６Ｅは先端から所定ピッチ位置における断面図である。同上、図６Ａ～図６Ｅにおいて第１の切れ刃を上側にした切れ刃部の説明図である。同上、刃間角度を示すグラフ図ある。同上、テーパー孔の加工を説明する断面図である。本発明の実施例２を示す拡大正面図である。本発明の実施例３を示す切れ刃部の説明図であり、図１１Ａは正面図、図１１Ｂ～図１１Ｅは先端から所定ピッチ位置における断面図である。テーパー孔の説明図であり、図１２Ａはビビリにより不良の有るもの、図１２Ｂはチッピングにより筋を有するものを示している。テーパー孔の説明図であり、良好な加工状態を示す。

　本発明における好適な実施の形態について、添付図面を参照しながら詳細に説明する。なお、以下に説明する実施の形態は、特許請求の範囲に記載された本発明の内容を限定するものではない。また、以下に説明される構成の全てが、本発明の必須要件であるとは限らない。各実施例では、従来とは異なる新規なテーパーリーマを採用することにより、従来にないテーパーリーマが得られ、そのテーパーリーマについて記述する。

　図１～図９は本発明の実施例１を示しており、テーパーリーマ１は、図示しない工作機械に把持されるシャンク部２を後端に有し、先端側に先端から後端に向かってテーパー状に拡大する切れ刃部３を有し、この切れ刃部３が所定のテーパー角θｔを有するテーパー部である。前記切れ刃部３の外周面には、刃数Ｚが３枚の切れ刃１１，１２，１３が形成され、周方向に隣り合う切れ刃１１，１２，１３の間に切屑排出溝２１，２１，２１が形成されている。

　前記テーパーリーマ１は、超硬合金等の硬質材料によって形成されて中心軸４を中心とし、前記シャンク部２が工作機械の主軸に保持されて中心軸回りに回転方向Ｔに回転しながら長さ方向に送り出されることにより、被削材に切削加工を施してゆく。

　前記切れ刃１１，１２，１３は螺旋状に形成され、切れ刃部３の外周において、切れ刃１１，１２，１３の回転方向Ｔには、前記切屑排出溝２１を形成するすくい面２２が設けられている。また、切れ刃１１，１２，１３の反回転方向側にはマージン２３が設けられ、このマージン２３は周方向に円弧状に形成され、前記マージン２３を設けることにより、バニッシュ効果が得られ、滑らかな加工面が得られると共に、面粗度が向上する。

　前記マージン２３の反回転方向には第１逃げ面２４と第２逃げ面２５とが連続して形成され、それら第１逃げ面２４と第２逃げ面２５との間には角度の違いにより交差稜線２６が形成されている。

　前記すくい面２２のすくい角θｓは１～１０°（１°以上、１０°以下）、この例では２～８°程度である。また、マージン２３の周方向幅Ｗｍは０．０８～０．３５ｍｍ、好ましくは０．１３～０．３ｍｍ程度である。また、前記マージン２３は周方向に円弧状に形成され、この円弧の半径は１０～３０ｍｍ程度である。

　第１逃げ面２４の周方向幅Ｗ１は０．３～０．６２ｍｍ、好ましくは０．３５～０．５７ｍｍ程度であり、第１逃げ面２４の切れ刃１１，１２，１３の接線に対する角度θ２４は、８～１８°程度である。また、第２逃げ面２５の切れ刃１１，１２，１３の接線に対する角度θ２５は、２０～３２°程度であり、前記角度θ２４より大きい。前記第２逃げ面２５の端部２５Ｔは、切れ刃１１，１２，１３を通り且つ中心軸４を中心とした外径線Ｇ（切れ刃部３の外径線）に対して、直径方向に直径方向幅Ｗ２だけ中心軸４側に離れた位置にあり、直径方向幅Ｗ２は０.２～０.８ｍｍ程度である。また、前記端部２５Ｔから反回転方向の外周の角度は、前記角度θ２５を超えている。

　図３に示すように、切れ刃部３の先端面５の外周と切れ刃１１，１２，１３の間には４５°の面取り部６が形成されている。尚、図５に示すように、面取り部６とすくい面２２との間に切れ刃先端部１４が形成されており、図３に示すように、切れ刃１１，１２，１３の先端Ｓは面取り部６の後端に位置する。尚、前記切れ刃先端部１４は切れ刃１１，１２，１３の先端Ｓと先端面５との間に形成されている。

　また、テーパーリーマ１の中心軸４には、後端部であるシャンク部２の基端面２Ｋから切れ刃部３の先端側に渡って切削剤流路７が形成されている。この切削剤流路７の先端側には、各切屑排出溝２１，２１，２１に開口する分岐路８，８がそれぞれ形成され、複数の分岐路８，８がテーパーリーマ１の長さ方向に間隔を置いて形成されている。

　前記切削剤流路７には、図示しない切削液供給手段により、切削液が供給され、この切削液が前記分岐路８から切れ刃部３の外周面に供給される。尚、切削液をミスト状にして供給してもよい。

　上記のようなテーパーリーマ１において、下記の特徴構成を備える。前記第１～第３の切れ刃１１，１２，１３は、先端Ｓで隣り合う切れ刃１１，１２，１３の間の角度である刃間角度が異なるように形成されている。図６及び図７に示すように、先端Ｓにおいて、第１の切れ刃１１と第２の切れ刃１２は周方向に１００°の刃間角度θ１をなし、第２の切れ刃１２と第３の切れ刃１３は周方向に１４０°の刃間角度θ２をなし、第３の切れ刃１３と第１の切れ刃１１は周方向に１２０°の刃間角度θ３をなす。このように複数の切れ刃１１，１２，１３は不等分割式に配置されている。そして、この例で先端Ｓが刃間角度θ１，θ２，θ３の基準位置である。

　また、第１～第３の切れ刃１１，１２，１３のねじれ角（リード角）α１，α２，α３が異なり、一例として、第１の切れ刃１１のねじれ角α１を３５°、第２の切れ刃１２のねじれ角α２を３３°、第３の切れ刃１３のねじれ角α３を３７°にしており、複数の切れ刃１１，１２，１３のねじれ角α１，α２，α３が全て異なるように設定している。また、複数の切れ刃１１，１２，１３は、ねじれ角α１，α２，α３の差Ｄが等しいように設定されている。即ち、最小角度のねじれ角α２に対して、他のねじれ角α１，α３はθ＋ｎ・Ｄ（θは最小の刃間角度，ｎは自然数）に設定されている。尚、この例では差Ｄは２°である。

　そして、切れ刃１１，１２，１３は、先端Ｓで回転方向Ｔに位置する刃間角度θ３，θ１，θ２の大きさの順でねじれ角α１，α２，α３の大きさが設定されている。即ち、切れ刃１３は、先端Ｓで回転方向Ｔに刃間角度θ２（１４０°）を有するから、最大のねじれ角α３（３７°）を有し、切れ刃１２は、先端Ｓで回転方向Ｔに刃間角度θ１（１００°）を有するから、最小のねじれ角α２（３３°）を有する。

　上記のようにねじれ角α１，α２，α３が異なるように設定すると、隣り合う切れ刃１１，１２，１３における先端Ｓの位置において、回転方向Ｔの前側の切れ刃のねじれ角が、回転方向Ｔの後側の切れ刃のねじれ角より小さいと、切れ刃部３の後端Ｋにおける刃間角度が小さくなる。切れ刃部３の後端Ｋにおいて、刃間角度が小さくなり、切屑排出溝２１が狭くなり過ぎると、切屑の排出がスムーズに行われない可能性がある。

　そこで、隣り合う切れ刃１１，１２，１３において、回転方向Ｔの前側の切れ刃１１，１２，１３のねじれ角α１，α２，α３と回転方向Ｔの後側の切れ刃１２，１３，１１のねじれ角α２，α３，α１の角度差がマイナスで最大値となる刃間角度θ２を、先端Ｓにおいて最大にしている。そして、回転方向Ｔ側のねじれ角が反回転方向側のねじれ角より小さいと、後端側に向かうに従って刃間角度が小さくなり、これにより切屑排出溝２１が小さくなる。また、先端Ｓにおいて最大の刃間角度θ２からテーパーリーマ１の反回転方向に向かって、一定値である２０°で刃間角度を小さく形成している。即ち、刃間角度θ２より刃間角度θ３は２０°小さく、この刃間角度θ３より刃間角度θ１は２０°小さい。

　図６Ａは、切れ刃部３の正面図、図６Ｂ～図６Ｅは先端Ｓから所定ピッチ離れた位置での切れ刃部３の断面図であり、図６Ｂは先端Ｓから例えば１２ｍｍの位置の断面図、図６Ｅは先端Ｓから４８ｍｍの位置の断面図である。また、図７は、図６において、第１の切れ刃１１を真上に配置したものである。

　図８は縦軸の刃間角度（単位°）、横軸を先端Ｓから長さ（単位ｍｍ）を取ったグラフ図であり、同図に示すように、刃間角度θ１，θ３が先端Ｓから後端Ｋに向かって長さに比例して増加し、最大刃間角度である刃間角度θ２が先端Ｓから後端Ｋに向かって長さに比例して減少する。また、第１～第３の刃間角度θ１，θ２，θ３のうち２枚の刃間角度が同一になる箇所が２箇所あるが、３枚の刃間角度θ１，θ２，θ３が同一になることはない。

　また、先端Ｓでは、刃間角度θ１，θ２，θ３の最大値が１４０°、最小値が１００°であるのに対して、後端Ｋにおける刃間角度θ１，θ２，θ３は、最大値が１３６°、最小値が１０８°であり、刃間角度θ１，θ２，θ３は、最大値が先端Ｓより後端Ｋが小さく、最小値が先端Ｓより後端Ｋより大きいから、後端Ｋにおける切屑排出溝２１の幅を確保することができる。

　上述したように設定することにより、先端Ｓにおいて角度差がマイナスで最大値の刃間角度θ２を、切れ刃部３の後端Ｋにおいて、１００°以上である１０８°とすることができ、後端Ｋにおいても切屑排出溝２１の幅寸法を確保することができる。この例のように３枚刃の場合、等分割の場合、刃間角度が１２０°となるのに対して、後端Ｋにおいて最小となる刃間角度θ２が１０８°となり、１２０°の９０％以上の刃間角度を得ることができ、その刃間角度が後端Ｋで１０８°の切屑排出溝２１により切屑を円滑に後方へ排出することができる。このように切れ刃１１，１２，１３の先端Ｓにおける刃間角度θ１，θ２，θ３に対して切れ刃１１，１２，１３の後端Ｋにおける刃間角度θ１，θ２，θ３の減少が１０％であり、計算により前記減少を５０％以下、好ましくは２０％以下とすることにより、切れ刃が３枚の場合、切屑排出溝２１の幅を確保できることが分かった。即ち、後端Ｋにおける最小の刃間角度θ２が、３６０°を切れ刃の枚数３で割った１２０°の０．５倍以上、好ましくは０．８倍以上、より好ましくは実施例の０．９倍以上とすることにより後端Ｋにおける切屑排出溝２１の幅を確保することができる。

　また、刃間角度θ１，θ２，θ３は、図８に示したように、０ｍｍの先端Ｓの位置から、４８ｍｍの後端Ｋの位置までの間に比例して変化する。０ｍｍの先端Ｓの位置から４８ｍｍの後端Ｋの位置までの間に、刃間角度θ１は１００°から１１６°に増加し、刃間角度θ２は１４０°から１０８°に減少し、刃間角度θ３は１２０°から１３６°に増加するから、第２と第３の刃間角度θ２，θ３は先端Ｓから２０ｍｍの位置で同一となり、第１と第２の刃間角度θ１，θ２は４０ｍｍの位置で同一となり、２つの刃間角度が同一となる箇所同士は２０ｍｍ離れている。このように切れ刃部３の軸方向において、３つの刃間角度θ１，θ２，θ３が同一になる箇所はなく、２つの刃間角度が同一となる箇所同士は１０ｍｍ以上離れており、３枚の切れ刃１１，１２，１３を有するテーパーリーマ１において、切削時における共振を効果的に防止することができる。

　以下、実験例について説明する。実験例のテーパーリーマ１は、先端面５から面取り部６の軸芯方向の長さが１ｍｍ、切れ刃部３の先端Ｓの直径φが１６．５ｍｍ、切れ刃部３の後端Ｋの直径が２４．５ｍｍ、切れ刃部３のテーパー角θｔが約４°４６´、先端面５から切れ刃部３の後端Ｋ迄の長さが４９ｍｍである。また、実験例と比較例１の相違は、比較例１では切れ刃が等分割、切れ刃のねじれ角が全て３５°である。実験例と比較例２の相違は、比較例２では切れ刃のねじり角が全て３５°である。

　また、すくい角θｓは５°である。マージン２３の周方向幅Ｗｍは０．１８ｍｍ、前記マージン２３の円弧の半径は８．２５ｍｍである。さらに、第１逃げ面２４の周方向幅Ｗ１は０．５２ｍｍ、前記角度θ２４は１１°、前記角度θ２５は２５°、前記直径方向幅Ｗ２は０．５ｍｍである。

　図９に示すように、ドリル３１により下孔３２を被削材３３に穿設し、荒仕上げのテーパーリーマを使用せずに、テーパーリーマ１により下孔３２にテーパー孔３４を形成した。テーパー孔３４の切削条件は、切削速度９８．１ｍ/min、送り速度１３４９ｍｍ/minとした。送り量（１回転当たりの送り量）は、加工性の面から、比較例１は０．１ｍｍ/rev、比較例２は０．３ｍｍ/revに対して、実験例は０．９ｍｍ/revとすることができ、比較例１に対して、実験例は１０倍の耐久性が得られた。また、他の実験例として、ねじれ角α１，α２，α３が３０°，２８°，３２°のもので試験を行ったが同様に良好な結果が得られた。このようにねじれ角α１，α２，α３が３０°～３７°の範囲で良好な結果が得られた。

　上記のテーパーリーマ１においては、複数の切れ刃１１，１２，１３が不等分割で、且つ、切れ刃１１，１２，１３のねじれ角α１，α２，α３が異なるため、切れ刃部３の全長において複数の切れ刃１１，１２，１３の位置が異なり、切削時における共振の発生を防止することができ、加工性を加工寿命の向上を図ることができる。

　このように本実施例では、請求項１に対応して、先端Ｓから後端Ｋに向かって外径が拡大する切れ刃部３の外周に、螺旋状をなす複数の切れ刃１１，１２，１３を設けたテーパーリーマ１において、基準位置たる先端Ｓにおいて周方向に隣り合う切れ刃１１，１２，１３の間の刃間角度θ１，θ２，θ３が異なり、それら複数の切れ刃１１，１２，１３のねじれ角α１，α２，α３が異なるから、不等分割の複数の切れ刃１１，１２，１３のねじれ角α１，α２，α３が異なるため、切削時における共振を防止することができ、切削抵抗を抑え、加工精度と刃具寿命の向上が可能となる。

　このように本実施例では、請求項２に対応して、３枚以上の切れ刃１１，１２，１３を有し、基準位置が切れ刃部３の先端Ｓであるから、不等分割の３枚以上の切れ刃１１，１２，１３のねじれ角α１，α２，α３が異なるため、切削時における共振を防止することができる。

　このように本実施例では、請求項３に対応して、３枚以上の切れ刃１１，１２，１３を有し、周方向に隣り合う切れ刃１１，１２，１３の間に切屑排出溝２１，２１，２１を有し、少なくとも１つの刃間角度θ２が先端Ｓから後端Ｋに向かって減少し、残りの刃間角度θ１，θ３が先端Ｓから後端Ｋに向かって増加するから、切屑排出溝２１の幅を確保することにより、切屑の排出を円滑に行うことができる。

　この例では、３枚の切れ刃１１，１２，１３を有し、切れ刃１１，１２，１３と同じ数の切屑排出溝２１，２１，２１を有するから、１つ刃間角度θ２が先端Ｓから後端Ｋに向かって減少するように設定している。また、４枚の切れ刃を有する場合、４つ切屑排出溝を有するから、１つ又は２つの刃間角度が先端Ｓから後端Ｋに向かって減少し、残りの３つ又は２つの刃間角度が先端Ｓから後端Ｋに向かって増加するように設定し、５枚の切れ刃を有する場合、５つ切屑排出溝を有するから、１つ又は２つの刃間角度が先端Ｓから後端Ｋに向かって減少し、残りの４つ又は３つの刃間角度が先端Ｓから後端Ｋに向かって増加するように設定し、このように切れ刃が３枚以上の場合、切れ刃の数の２分の１以下の整数の刃間角度が先端Ｓから後端Ｋに向かって減少し、残りの刃間角度が先端Ｓから後端Ｋに向かって増加するように設定すればよい。

　このように本実施例では、請求項４に対応して、３枚の切れ刃１１，１２，１３を有し、周方向に隣り合う切れ刃１１，１２，１３の間に切屑排出溝２１，２１，２１を有し、１つの刃間角度θ２が先端Ｓから後端Ｋに向かって減少し、残りの刃間角度θ１，θ３が先端Ｓから後端Ｋに向かって増加し、切れ刃部３の後端Ｋにおける最小の刃間角度θ２が１２０°の０．５倍以上である１０８°であるから、３枚の切れ刃１１，１２，１３を有する切れ刃部３の後端Ｋにおいて切屑排出溝２１の幅を確保することにより、切屑の排出を円滑に行うことができる。

　このように先端Ｓにおいて最大値の刃間角度θ２を間に有する切れ刃１２，１３のねじれ角α２，α３は、その間の刃間角度θ２が先端Ｓから後端Ｋに向かって狭くなるように設定され、先端Ｓにおいて最小値の刃間角度θ１を間に有する切れ刃１１，１２のねじれ角α１，α２は、その間の刃間角度θ１が先端Ｓから後端Ｋに向かって広くなるように設定され、また、残りの刃間角度θ３は、先端Ｓにおいて最大値の刃間角度θ２と最小値の刃間角度θ１の間の値を有し、前記刃間角度θ３を間に有する切れ刃１１，１３のねじれ角α１，α３は、その間の刃間角度θ３が先端Ｓから後端Ｋに向かって広くなるように設定されている。また、この例では、ねじり角α１，α２，α３は、最大と最小で差が４°（α３－α２）であり、５°の範囲内に設定され、実施例のように４°の範囲内とすることが一層好ましい。また、この例では、第３の切れ刃１３のねじれ角α３と第１の切れ刃１１のねじれ角α１の差Ｄと、第１の切れ刃１１のねじれ角α１と第２の切れ刃１２のねじれ角α１の差Ｄが等しい。

　このように本実施例では、請求項５に対応して、切れ刃部３の後端Ｋにおける最小の刃間角度θ２が１２０°の０．８倍以上である１０８°であるから、３枚の切れ刃１１，１２，１３を有する切れ刃部３の後端Ｋにおいて切屑排出溝２１の幅を確保することにより、より一層、切屑の排出を円滑に行うことができる。また、刃間角度θ１，θ２，θ３の差が大きいと各切れ刃１１，１２，１３にかかる切削抵抗の差が大きくなり過ぎるため、穴曲りや真円度の低下を招く虞があるのに対して、最小の刃間角度を１２０°の０．８倍以上にすることにより、各切れ刃１１，１２，１３に加わる切削抵抗の差を抑えることができる。

　このように本実施例では、請求項６に対応して、第１～第３の３枚の切れ刃１１，１２，１３のねじれ角α１，α２，α３が異なり、第１の切れ刃１１の回転方向Ｔに第３の切れ刃１３が隣り合い、第１の切れ刃１１の反回転方向に第２の切れ刃１２が隣り合い、第１の切れ刃１１のねじれ角α１より第３の切れ刃１３のねじれ角α３が大きく、第１の切れ刃１１のねじれ角α１より第２の切れ刃１２のねじれ角α２が小さく、切れ刃部３の先端Ｓにおいて第２の切れ刃１２と第３の切れ刃１３の間の刃間角度θ２が他の刃間角度θ１，θ３より大きく、切れ刃部３の先端Ｓにおいて第１の切れ刃１１と第２の切れ刃１２の間の刃間角度θ１が他の刃間角度θ２，θ３より小さいから、切れ刃部３の先端Ｓにおいて最大値を有する刃間角度θ２が、先端Ｓから後端Ｋに向かって減少し、切れ刃部３の先端Ｓにおいて最小値を有する刃間角度θ１が、先端Ｓから後端Ｋに向かって増加するため、第１～第３の３枚の切れ刃１１，１２，１３を有する切れ刃部３の後端Ｋにおいて切屑排出溝２１の幅を確保することができ、より一層、切屑の排出を円滑に行うことができる。

　このように本実施例では、請求項７に対応して、第３の切れ刃１３のねじれ角α３と第２の切れ刃１２のねじれ角α２の差が５°以下であり、この例では４°以下であるから、ねじれ角α１，α２，α３の差が大きいと、切れ刃１１，１２，１３の配置にバラツキを生じたり、切屑排出溝２１の幅を確保し難くなったりするのに対して、切屑排出溝２１の幅を確保しつつ、３つの切れ刃１１，１２，１３を形成することができる。

　以下、実施例上の効果として、切れ刃１１，１２，１３は、先端Ｓで回転方向Ｔに位置する刃間角度θ３，θ１，θ２の大きさの順でねじれ角α１，α２，α３の大きさが設定されているから、後端Ｋにおける切屑排出溝２１の大きさを確保することができる。

　また、切れ刃部３の先端Ｓにおいて、第２の切れ刃１２と第３の切れ刃１３の間の刃間角度θ２が、第３の切れ刃１３と第１の切れ刃１１の間の刃間角度θ３より大きく、第３の切れ刃１３と第１の切れ刃１１の間の刃間角度θ３が、第１の切れ刃１１と第２の切れ刃１２の間の刃間角度θ１より大きいから、第１～第３の３枚の切れ刃１１，１２，１３を有する切れ刃部３の後端Ｋにおいて切屑排出溝２１の幅を確保することにより、より一層、切屑の排出を円滑に行うことができる。

　また、切れ刃部３の先端Ｓにおいて、刃間角度θ１，θ２，θ３が、３６０°を切れ刃の枚数３で割った１２０°の０．８～１．２倍であり、好ましくは、１２０°－２０°以上、１２０°＋２０°以下であり、また、切れ刃部３の後端Ｋにおける刃間角度θ１，θ２，θ３が１２０°の０.８～１．２倍であり、切れ刃部３の全長において、刃間角度θ１，θ２，θ３が１２０°の０．８～１．２倍であるから、後端Ｋで排出溝２１の幅を確保することができると共に、３枚刃のテーパーリーマ１において切削バランスが大きく崩れることがなく、３枚刃による回転切削を良好に行うことができ、各切れ刃１１，１２，１３に加わる切削抵抗の差を抑え、穴曲りや真円度の低下を防止することができる。

　さらに、図８に示したように、第１～第３の刃間角度θ１，θ２，θ３は先端Ｓから同じ位置で同一になることが無い。しかも、第３の切れ刃１３のねじれ角α３と第１の切れ刃１１のねじれ角α１の差Ｄと、前記第１の切れ刃１１のねじれ角α１と第２の切れ刃１２のねじれ角α２の差Ｄが等しく、切れ刃１１，１２，１３の全長において、刃間角度θ１，θ３の角度差は等しく、この例では刃間角度θ１，θ３の角度差が１２０°の０．１５倍以上（実施例では２０°）であり、第２と第３の刃間角度θ２，θ３が同一になる位置（図８では先端Ｓから２０ｍｍの位置）と、第１と第２の刃間角度θ１，θ２が同一になる位置（図８では先端Ｓから４０ｍｍの位置）でも、刃間角度θ１，θ３の角度差が先端Ｓと同一に確保されるから、切れ刃１１，１２，１３の全長において、切削における振動の発生を効果的に防止できる。

　また、第２と第３の刃間角度θ２，θ３が同一になる位置と、第１と第２の刃間角度θ１，θ２が同一になる位置とが、切れ刃１１，１２，１３の全長の１／３以上離れているから、切削における振動の発生を効果的に防止できる。

　図１０は本発明の実施例２を示し、上記実施例１と同一部分に同一符号を付し、その説明を省略して詳述する。この例では、切れ刃１１，１２が２枚であり、切れ刃１１，１２の刃間角度θ１，θ２は、１７０°と１９０°と異なり、一方の切れ刃１１のねじれ角α１が３５°、他方の切れ刃１２のねじれ角α２が３３°である。

　そして、切れ刃１１は、先端Ｓで最大の刃間角度θ２を回転方向Ｔに有するから、ねじれ角α１が最大となる。

　このように本実施例では、請求項１に対応して、先端Ｓから後端Ｋに向かって外径が拡大する切れ刃部３の外周に、螺旋状をなす複数の切れ刃１１，１２を設けたテーパーリーマ１において、基準位置たる先端Ｓにおいて周方向に隣り合う切れ刃１１，１２の間の刃間角度θ１，θ２が異なり、それら複数の切れ刃１１，１２のねじれ角α１，α２が異なるから、不等分割の複数の切れ刃１１，１２のねじれ角α１，α２が異なるため、切削時における共振を防止することができる。

　図１１は本発明の実施例３を示し、上記各実施例と同一部分に同一符号を付し、その説明を省略して詳述する。この例では、実施例１のテーパーリーマ１において、第３の切れ刃１３のねじり角α３を３６°にしたものであり、ねじり角α１，α２，α３は、最大と最小で差が３°（α３－α２）であり、５°の範囲内に設定されている。

　このように本実施例でも、上記各実施例と同様な作用・効果を奏し、また、第３の切れ刃１３のねじれ角α３と第２の切れ刃１２のねじれ角α２の差が５°以下であり、この例では３°であるから、切屑排出溝２１の幅を確保しつつ、３つの切れ刃１１，１２，１３を形成することができ、この例のように第３の切れ刃１３のねじれ角α３と第１の切れ刃１１のねじれ角α１の差Ｄと、第１の切れ刃１１のねじれ角α１と第２の切れ刃１２のねじれ角α１の差Ｄが異なっていてもよい。

　尚、本発明は以上の実施例に限定されるものではなく、発明の要旨の範囲内で種々の変形実施が可能である。例えば、本発明は、４枚以上の切れ刃を有するテーパーリーマに適用可能である。また、４枚以上の切れ刃を有するテーパーリーマの場合も、切れ刃部の後端における最小の刃間角度を、３６０°／切れ刃の数の０．８倍以上とすることが好ましく、また、最大値のねじれ角と最小値のねじれ角の差を５°以下とすることが好ましい。

１　テーパーリーマ
２　シャンク部
３　切れ刃部（テーパー部）
１１　第１の切れ刃
１２　第２の切れ刃
１３　第３の切れ刃
２１　切屑排出溝
Ｓ　先端（基準位置）
Ｋ　後端
Ｄ　差
Ｔ　回転方向
θ１　刃間角度
θ２　刃間角度
θ３　刃間角度
α１　ねじれ角
α２　ねじれ角
α３　ねじれ角

Claims

先端から後端に向かって外径が拡大する切れ刃部の外周に、螺旋状をなす複数の切れ刃を設けたテーパーリーマにおいて、基準位置において周方向に隣り合う前記切れ刃の間の刃間角度が異なり、それら複数の切れ刃のねじれ角が異なることを特徴とするテーパーリーマ。
３枚以上の前記切れ刃を有し、前記基準位置が前記切れ刃部の先端であることを特徴とする請求項１記載のテーパーリーマ。
３枚以上の前記切れ刃を有し、周方向に隣り合う前記切れ刃の間に切屑排出溝を有し、少なくとも１つの前記刃間角度が先端から後端に向かって減少し、残りの前記刃間角度が先端から後端に向かって増加することを特徴とする請求項１又は２記載のテーパーリーマ。
３枚の前記切れ刃を有し、周方向に隣り合う前記切れ刃の間に切屑排出溝を有し、１つの前記刃間角度が先端から後端に向かって減少し、残りの前記刃間角度が先端から後端に向かって増加し、前記切れ刃部の後端における最小の前記刃間角度が１２０°の０．５倍以上であることを特徴とする請求項１又は２記載のテーパーリーマ。
前記切れ刃部の後端における最小の前記刃間角度が１２０°の０．８倍以上であることを特徴とする請求項４記載のテーパーリーマ。
第１～第３の前記３枚の切れ刃のねじれ角が異なり、前記第１の切れ刃の回転方向に前記第３の切れ刃が隣り合い、前記第１の切れ刃の反回転方向に前記第２の切れ刃が隣り合い、
前記第１の切れ刃のねじれ角より前記第３の切れ刃のねじれ角が大きく、前記第１の切れ刃のねじれ角より前記第２の切れ刃のねじれ角が小さく、
前記切れ刃部の先端において前記第２の切れ刃と前記第３の切れ刃の間の刃間角度が他の刃間角度より大きく、
前記切れ刃部の先端において前記第１の切れ刃と前記第２の切れ刃の間の刃間角度が他の刃間角度より小さいことを特徴とする請求項５記載のテーパーリーマ。
前記第３の切れ刃のねじれ角と前記第２の切れ刃のねじれ角の差が５°以下であることを特徴とする請求項６記載のテーパーリーマ。