(57)【要約】【課題】平面にＯリング用の溝などのような円環状の溝を加工する切削工具において、精度が高く、かつ、製作費用が廉価である溝切削用工具を提供すること。【解決手段】溝切削用工具の母材であって、円形断面でその中心から垂直な中心軸に沿って延伸するシャンクと、シャンクの一端面に、中心軸から離れて中心軸と平行に延伸する、着脱可能に設けられた溝切削用切刃の母材（以下切刃母材と略す）と、シャンクの一端面に、中心軸に関し切刃母材と略対称の位置に、着脱可能に設けられた、切刃母材の加工を補助する補助部材とを有すること。溝切削用工具を製作する方法であって、この溝切削用工具の母材の、切刃母材の外周と補助部材の外周とを、研削加工により同時に加工するステップと、加工中に切刃母材の外周と補助部材の外周との距離を測定するステップと、外周が所定の寸法に加工された後に補助部材を除去するステップとを有すること。及び、溝切削用工具であって、この製作方法によって製作されたものであること。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
円形断面でその中心から垂直な中心軸に沿って延伸するシャンクと、
前記シャンクの一端面に、前記中心軸から離れて前記中心軸と平行に延伸する、着脱可能に設けられた溝切削用切刃の母材（以下切刃母材と略す）と、
前記シャンクの一端面に、前記中心軸に関し前記切刃母材と略対称の位置に、着脱可能に設けられた、前記切刃母材の加工を補助する補助部材と
を有する溝切削用工具の母材。
【請求項２】
請求項１に記載の溝切削用工具の母材の、前記切刃母材の外周と前記補助部材の外周とを、研削加工により同時に加工するステップと、
加工中に前記切刃母材の外周と前記補助部材の外周との距離を測定するステップと、
前記外周が所定の寸法に加工された後に前記補助部材を除去するステップと
を有する溝切削用工具の製作方法。
【請求項３】
請求項１に記載の溝切削用工具の母材を、請求項２の製作方法によって製作した溝切削用工具。
【請求項４】
請求項１に記載の溝切削用工具の母材の、前記切刃母材の内周と前記補助部材の内周とを、研削加工により同時に加工するステップと、
加工中に前記切刃母材の内周と前記補助部材の内周との距離を測定するステップと、
前記内周が所定の寸法に加工された後に前記補助部材を除去するステップと
を有する溝切削用工具の製作方法。
【請求項５】
請求項１に記載の溝切削用工具の母材を、請求項４の製作方法によって製作した溝切削用工具。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、素材の切削加工、特に平板にＯリングなどのための円環状の溝加工をする切削加工用工具の母材に関する。また、その母材を加工して完成する切削加工用工具、及びその製作方法にも関する。
【背景技術】
【０００２】
かねてより、フライス盤で、切削工具（Ｏリングカッターやエンドミル）を用いて平板にＯリング用の円環状の溝を加工することが行われている。
【０００３】
ここで、図１０に示すように、円筒状の外周に均等に４カ所の切刃９１、９２、９３、９４を設けたエンドミル９０が実用化されている。しかしながら、このように、多数の切刃を用いると、加工精度が十分に得られない、あるいは、Ｏリングカッターやエンドミルの製作、再研磨などが困難であり、高価になるなどの問題点がある。
【０００４】
そのような問題点を解消するために、切刃を外周に１カ所だけ設けたものもある。
【０００５】
特許文献１には、切削加工に使用される切削工具であって、切削装置のチャック部に取付ける支柱とその支柱の先端に連結される切削刃保持体とからなり、支柱の先端には支柱の中心から偏心した位置に切削刃保持体を連結させるための支持部を設けるとともに切削刃保持体には支持部と嵌合させるための支持部挿入孔を設けることで、支柱に切削刃保持体を回動自在に連結させ切削加工時に所定の位置に固定させ、更に、切削刃保持体に切削刃挿入孔を設け、切削刃が切削刃挿入孔に装着されるという技術思想が開示されている。
【０００６】
これによると、一の切削工具であらゆる径のＯリング溝切削加工やボーリング孔切削加工といった円形切削加工に対応が可能であるため、加工する径に合わせた様々な切削工具を揃える必要がなくなり、コスト削減が図られ非常に有益であるという効果が得られる。
【０００７】
しかしながら、切削刃保持体を連結させるための支持部が支柱の中心から偏心した位置にあり、切削刃保持体が支柱に対して回動自在に連結されることから、切削加工時の安定性や切削精度の面で問題がある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００８】
【特許文献１】特開２００５−２３８４０３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
解決しようとする課題は、平面にＯリング用の溝などのような円環状の溝を加工する切削工具において、精度が高く、かつ、製作費用が廉価である切削工具を提供することが難しい点である。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
上記課題を解決するため、本発明の第１の態様に係る溝切削用工具の母材は、
−円形断面でその中心から垂直な中心軸に沿って延伸するシャンクと、
−前記シャンクの一端面に、前記中心軸から離れて前記中心軸と平行に延伸する、着脱可能に設けられた溝切削用切刃の母材（以下切刃母材と略す）と、
−前記シャンクの一端面に、前記中心軸に関し前記切刃母材と略対称の位置に、着脱可能に設けられた、前記切刃母材の加工を補助する補助部材と
を有することを特徴とする。
【００１１】
また、本発明の第２の態様に係る溝切削用工具の製作方法は、
本発明の第１の態様の溝切削用工具の母材の、前記切刃母材の外周と前記補助部材の外周とを、研削加工により同時に加工するステップと、
加工中に前記切刃母材の外周と前記補助部材の外周との距離を測定するステップと、
前記外周が所定の寸法に加工された後に前記補助部材を除去するステップと
を有することを特徴とする。
【００１２】
更に、本発明の第３の態様に係る溝切削用工具は、
本発明の第１の態様の溝切削用工具の母材を、本発明の第２の態様の製作方法によって製作することを特徴とする。
【００１３】
このような溝切削用工具の母材を用いると、研削加工、好適には円筒研削により、切刃母材の外周と補助部材の外周とを同時に研削加工することができ、研削加工途中で加工機から取り外すことなく、切刃母材と補助部材との外周の距離（直径）を測定することができ、これによって、完成時の溝切削用切刃の回転中心から切刃外周までの距離（半径）を算出することができるため、製作工程が大幅に効率化できる。
【００１４】
また、切刃母材は、シャンクに対し止めねじなどにより着脱可能に構成されているため、高価な切刃素材の使用量は少なくてよく、経済的に有利である。
【００１５】
更に、完成した溝切削用工具を使用していて、切刃部分の摩耗や破損などにより使用できなくなった場合でも、切刃母材と補助部材とを新たなものにして取り付け、再度、研削加工を行うことで、安価で、迅速に溝切削用工具を再製作することができる。
【００１６】
なお、溝切削用工具の製作過程は、上述したステップに加えて、通常は補助部材を除去した後に、外周用切刃のほか、内周用切刃（刃幅決定）、すくい角、逃げ角などの切刃を形成する加工は必要である。
【００１７】
この際に、研削盤などによる刃幅を決める加工においてもマイクロメータで簡単に測定でき、高精度な刃幅を形成できる。
【００１８】
また、本発明の第２の態様に述べた、外周間の距離を測定するステップは、物理的にマイクロメータなどを用いて測定する手段のほか、工具顕微鏡やツールプリセッタなどによる測定によってもよい。
【００１９】
また、本発明の第４の態様に係る溝切削用工具の製作方法は、
本発明の第１の態様の溝切削用工具の母材の、前記切刃母材の内周と前記補助部材の内周とを、研削加工により同時に加工するステップと、
加工中に前記切刃母材の内周と前記補助部材の内周との距離を測定するステップと、
前記内周が所定の寸法に加工された後に前記補助部材を除去するステップと
を有することを特徴とする。
【００２０】
更に、本発明の第５の態様に係る溝切削用工具は、
本発明の第１の態様の溝切削用工具の母材を、本発明の第４の態様の製作方法によって製作することを特徴とする。
【００２１】
なお、この態様においては、研削加工手段としては、内面研削法が好適である。
【００２２】
このような本発明の第４の態様及び第５の態様によれば、溝切削用切刃の内周側を効率的に加工することができ、先に述べた第２の態様及び第３の態様と同様の効果が得られる。
【００２３】
また、先に述べた第２の態様の外周を研削する方法と、第４の態様の内周を研削する方法を併用してもよい。このようにすると、切刃形成の工程が短縮できることもあり得る。
【発明の効果】
【００２４】
本発明の溝切削用工具の母材、その母材から溝切削用工具を製作する製作方法、及びそれによって製作した溝切削用工具では、平面にＯリング用の溝などのような円環状の溝を加工する切削工具において、精度が高く、かつ、製作費用が廉価である切削工具を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２５】
【図１】本発明の一実施形態の溝切削用工具の母材の斜視図である。
【図２】本発明の一実施形態の溝切削用工具の母材のシャンクの斜視図である。
【図３】本発明の一実施形態の溝切削用工具の母材の切刃母材の斜視図である。
【図４】本発明の一実施形態の溝切削用工具の母材の補助部材の斜視図である。
【図５】本発明の一実施形態の溝切削用工具の母材の断面図である。
【図６】本発明の別の実施形態の溝切削用工具の母材の断面図である。
【図７】本発明の一実施形態の溝切削用工具の母材の正面図である。
【図８】本発明の一実施形態の溝切削用工具の斜視図である。
【図９】本発明の一実施形態の溝切削用工具の正面図である。
【図１０】溝切削用工具の従来例を示す斜視図である。
【発明を実施するための形態】
【００２６】
以下、図面を参照して本発明の実施形態について説明する。なお、以下では本発明の目的を達成するための説明に必要な範囲を模式的に示し、本発明の該当部分の説明に必要な範囲を主に説明することとし、説明を省略する部分は公知技術によるものとする。
本発明の一実施形態を図面を用いて説明する。
【００２７】
図１は本発明の一実施形態の溝切削用工具の母材の斜視図であり、溝切削用工具の母材１は、溝切削用工具を加工機に装着するための円筒状のシャンク１１と、溝切削用切刃の母材（以下切刃母材１２と呼ぶ）と、補助部材１３とを有する。
【００２８】
なお、ここで、円筒状とあるのは、中実の円柱状であることを意味する、以下も同様である。
【００２９】
図２は本発明の一実施形態の溝切削用工具の母材１のシャンク１１の斜視図であり、加工機に装着されるやや外径の小さな円筒状の後端部１１１と、切刃を保持するやや外径の大きな円筒状の先端部１１２とからなる一体の段付き形状となっている。
【００３０】
シャンク１１の先端部１１２の端面には、軸中心から離間した位置にシャンク１１の軸方向の後端部１１１に向けて形成された切刃母材保持穴１１３が設けられており、更に、シャンク１１の外周部から切刃母材保持穴１１３へと貫通するねじ穴１１４が、シャンク１１の延伸方向に沿って３個所設けられている。なお、このねじ穴１１４の数は３個に限定せず、切刃母材１２の寸法などを勘案して適宜定めればよい。
【００３１】
また、シャンク１１の先端部１１２の端面には、軸中心から離間した位置で、かつ、切刃母材保持穴１１３と軸に対して略対称の位置にシャンク１１の軸方向の後端部１１１に向けて形成された補助部材保持穴１１５が設けられており、更に、シャンク１１の外周部から補助部材保持穴１１５へと貫通するねじ穴１１６（後に図示）が、１個所設けられている。
【００３２】
なお、このねじ穴１１６の数は、補助部材１３の着脱を容易にすることから、１個所としたが、これに限定せず、補助部材１３の寸法などを勘案して適宜増やしてもよい。  
【００３３】
図３は本発明の一実施形態の溝切削用工具の母材１の切刃母材１２の斜視図であり、図４は本発明の一実施形態の溝切削用工具の母材１の補助部材１３の斜視図であり、図５は本発明の一実施形態の溝切削用工具の母材１の軸方向に垂直の断面図である。
【００３４】
ここで、切刃母材１２は、円筒状で、一部を平面でカットした（平取り加工と呼ぶこともある）形状をしており、加工によって切刃が形成できる先端側の切刃部１２１と、シャンク１１に保持される後端側の保持部１２２と、カットされた平面部であるＤカット面１２３（フラットコッタと呼ぶこともある）とを有する。
【００３５】
この切刃母材１２の保持部１２２は、シャンク１１に設けられた切刃母材保持穴１１３に保持部１２２が嵌入され、ねじ穴１１４に六角穴付き止めねじのような止めねじ１２４をねじ込むことにより着脱可能に固定される。
【００３６】
補助部材１３は、切刃母材１２よりやや外径が小さいストレートな円筒状で、先端部１３１と保持部１３２とからなり、Ｄカット面は有しない。これは、補助部材の用途から、切刃母材１２より簡素な構造としたものであるが、切刃母材と同様な形状であっても構わない。
【００３７】
この補助部材１３の保持部１３２は、シャンク１１に設けられた補助部材保持穴１１５に嵌入され、ねじ穴１１６に六角穴付き止めねじのような止めねじ１３３をねじ込むことにより、着脱可能に固定される。
【００３８】
ここで、切刃母材１２及び補助部材１３の固定方法は、図に示すように、シャンク外周からザグリ穴１１７、１１８を加工し、その内部にねじ穴１１４、１１６を形成し、そのねじ穴１１４、１１６を用いて６角穴付き止めねじ１２４、１３３によって固定する方法である。このようにすると、ねじが外部に突出することなく、溝切削用工具の製造中、あるいは完成した溝切削用工具による切削加工中の不測のトラブルを避けることができる。なお、ザグリ部分を広くすれば、止めねじは六角穴付き止めねじには限定せず、六角穴付きボルトや通常のボルトであってもよい。
【００３９】
また、図６は本発明の別の実施形態の溝切削用工具の母材１の断面図であり、図示するように、ザグリではなく、シャンク１１の外周から直角断面の切欠き１１９ａ、１１９ｂを設け、それを用いてねじ止めしてもよい。
【００４０】
なお、切刃母材１２は、切削加工に適する超硬合金あるいはハイス（高速度鋼）が好適であり、一方、シャンク１１は、やや強度は低いが比較的安価なＳＫ材（炭素工具鋼）、クロムモリブデン鋼が好適であるが、素材についてはこれに限定されず、用途に応じて適切に選択すればよい。
【００４１】
補助部材１３については、切刃母材１１と同様の材質であってもよいが、その用途から、やや強度の低い素材であってもよい。
【００４２】
なお、先に述べた切刃母材保持穴１１３と補助部材保持穴１１５との間隔は、嵌入される切刃母材１２の外周と補助部材１３の外周との距離が完成後の溝切削用工具が加工すべき円環状溝部の外径寸法よりも大であるように設定される。
【００４３】
次に、溝切削用工具の母材１を用いた溝切削用工具の製造方法を説明する。まず、シャンクに切刃母材１２と補助部材１３をシャンク１１に嵌入し、それぞれを、止めねじ１２４、１３３によって固定する。
【００４４】
シャンク１１の後端部１１１を円筒研削盤に装着し、研削砥石によって、切刃母材１２と補助部材１３との外周を研削していく。
【００４５】
図７は本発明の一実施形態の溝切削用工具の母材１の先端側から見た正面図であり、これにより円筒研削の状況を説明する。また、図８は本発明の一実施形態の溝切削用工具１００（溝切削用工具の母材１を母材として製作した完成品）の斜視図、図９は本発明の一実施形態の溝切削用工具１００の先端側から見た正面図である。
【００４６】
加工すべき軸方向の長さは、図示しないが、完成した溝切削用工具１００が加工すべき溝部の所望深さが加工できるような長さとする。
【００４７】
加工すべき外周の寸法は、完成した溝切削用工具１００が加工すべき円環状溝部の外径と略同一とする。略同一としたのは、後の工程で仕上げ研磨などを行う場合を想定して僅かに大きいことを含む意味である。この加工すべき外周寸法を図中に２点鎖線の円Ｃで示す。
【００４８】
なお、その途中で、寸法の確認が必要となった場合は、円筒研削盤に装着したまま、加工を停止し、切刃母材１２の外周と補助部材１３の外周との間隔をマイクロメータで測定することができる。
【００４９】
すなわち、補助部材１３を用いることで、円筒研削盤から取り外して測定し、再度装着して研削加工を続けるという手間が省ける。
【００５０】
切刃母材１２の外周の加工が終了すると、補助部材１３を止めねじ１３３を緩めて取り外し、その後、補助部材１３を除去した溝切削用工具の母材１を円筒研削盤から取り外す。なお、この順序は逆であってもよい。すなわち円筒研削盤からの取り外しを先行してもよい。
【００５１】
なお、取り外した補助部材１３は、その目的・用途から、前後方向や円周方向を変えて未加工面が加工できるように取り付けることで、別の溝切削用工具の製作の際に再利用することも可能であり、経済的メリットがある。
【００５２】
次に、溝部内径加工用の切刃（刃幅Ｗ）の形成、逃げ角、すくい角などの刃部の加工、更には必要であれば溝部外径加工用の切刃の仕上げ研磨を行い、溝切削用切刃１０１が形成され、溝切削用工具１００が完成する。なお、これらの加工は、円筒研削盤でない別の工作機によって、あるいは手作業によってなされる。
【００５３】
溝部内径刃部を形成するには、溝部外径を基準に研削盤にて刃幅Ｗを形成しながら溝切削用工具の母材１を取り外すことなくマイクロメータにて測定できるため、高精度の加工が可能である。
【００５４】
このように製作された溝切削用工具１００は、シャンク１１をフライス盤などに装着され、シャンク１１を回転することによって、平板上にＯリング溝のような円環状の溝部を加工することができる。
【００５５】
また、溝切削用工具１００を使用している間に、摩耗や破損などで使用に適さなくなった場合は、溝切削用切刃１０１を取り外し、新たな切刃母材１２と補助部材１３を装填して、先に述べたのと同様の方法で再度、溝切削用工具１００を製造することができる。
【００５６】
なお、これまでの説明で、シャンク１１は段付きで一体構造であるとしたが、後端部１１１と先端部１１２とは、一体構造でなく別部材で構成し、蝋付けなどの方法で一体としてもよい。そのようにすれば強度を必要としない部分を比較的安価な素材で構成することもできる。
【００５７】
逆にシャンク１１は、段付きでなくストレートの一体構造であってもよい。その方がシャンク１１の作製が容易になるという利点はある。また、先端部の方が細い段付き構造であってもよく、加工すべき溝部外径が小さい場合は有効な場合もあり得る。
【００５８】
また、シャンク１１に切刃母材１２及び補助部材１３を装着する手段も、止めねじ１２４、１３３によらず、その他の公知の手段を用いてもよい。
【００５９】
なお、切刃母材１２や補助部材１３の形状もストレートな円筒形ではなく、段付きやフランジ付きの形状として、保持穴１１３、１１５への挿入深さを規制するようにしてもよい。工具製作時、あるいは、溝切削時に軸方向のずれを防止できる効果がある。
【００６０】
また、切刃母材１２や補助部材１３の形状も円筒形でなく、多角形断面を有するものであってもよい。その場合は、各々の保持穴１１３、１１５も多角形断面であることが望ましい。
【００６１】
また、本発明の一実施形態の溝切削用工具１００の製作について、円筒研削盤を用いるとしたが、円筒研削盤でなくとも円筒研削が可能な加工機であれば名称を問わない。
【００６２】
次に、本発明の更に別の実施形態について、図示は省略するが、詳細を説明する。ここでは、シャンク１１と切刃母材１２と補助部材１３とからなる溝切削用工具の母材１であることは、これまでの実施形態と同様である。    
【００６３】
但し、切刃母材保持穴１１３と補助部材保持穴１１５との間隔は、嵌入される切刃母材１２の内周と補助部材１３の内周との距離が完成後の溝切削用工具１００が加工すべき円環状溝部の内径寸法よりも小であるように設定される。
【００６４】
このような構成の、切刃母材１２を用いた溝切削用工具１００の製造方法を説明する。    まず、シャンク１１に切刃母材１２と補助部材１３を嵌入し、それぞれを、止めねじ１２４、１３３によって固定する。
【００６５】
次に、シャンク１１の後端部１１１を内面研削盤に装着し、研削砥石によって、切刃母材１２と補助部材１３との内周を研削していく。
【００６６】
加工すべき軸方向の長さは、完成した溝切削用工具１００が加工すべき溝部の所望深さが加工できるような長さとする。
【００６７】
加工すべき内周の寸法は、完成した溝切削用工具１００が加工すべき円環状溝部の内径と略同一とする。略同一としたのは、後の工程で仕上げ研磨などを行う場合を想定して僅かに小さいことを含む意味である。
【００６８】
なお、その途中で、寸法の確認が必要となった場合は、内面研削盤に装着したまま、加工を停止し、切刃母材１２の内周と補助部材１３の内周との間隔をマイクロメータで測定することができる。
【００６９】
すなわち、補助部材１３を用いることで、内面研削盤から取り外して測定し、再度装着して研削加工を続けるという手間が省ける。
【００７０】
切刃母材１２の内周の加工が終了すると、補助部材１３を、止めねじ１３３を緩めて取り外し、その後、補助部材１３を除去した溝切削用工具の母材１を内面研削盤から取り外す。なお、この順序は逆であってもよい。すなわち内面研削盤からの取り外しを先行してもよい。
【００７１】
次に、溝部外径加工用の切刃の作成、逃げ角、すくい角などの刃部の加工、更には必要であれば溝部内径加工用の切刃の仕上げ研磨を行い、溝切削用工具１００が完成する。なお、これらの加工は、内面研削盤でない別の工作機によって、あるいは手作業によってなされる。
【００７２】
このように製作された溝切削用工具１００は、シャンク１１をフライス盤などに装着され、シャンク１１を回転することによって、平板上にＯリング溝のような円環状の溝部を加工することができる。
【００７３】
なお、本発明の更に別の実施形態の溝切削用工具１００の製作について、内面研削盤を用いるとしたが、内面研削盤でなくとも内面研削が可能な加工機であれば名称を問わない。
【産業上の利用可能性】
【００７４】
本発明の溝切削用工具の母材、及びその母材から溝切削用工具を製作する方法、その方法によって製作された溝切削用工具は、Ｏリングによって密封を必要とする個所の溝部の加工に幅広く利用されることから、産業上の利用可能性を大いに有する。  
【符号の説明】
【００７５】
１        溝切削用工具の母材
１１      シャンク
１２      溝切削用切刃の母材（切刃母材）
１３      補助部材
１００    溝切削用工具
１０１    溝切削用切刃
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
2020121377.tif 000009
【図８】
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【図９】
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【図１０】
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