(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
軸心回りに回転されるボデーと、そのボデーの先端面に開口する孔部と、その孔部および前記ボデーの外周面により形成される壁部と、その壁部の先端面から切欠され前記孔部に連通する切欠部と、その切欠部が前記壁部の先端面に交わる部位に形成または保持される刃部とを備える切削工具において、
前記刃部は、軸心方向の先端に形成される底刃と、
その底刃の内側端部を通りつつ、すくい面と稜線を介して交わる内側側面とを備え、
前記内側側面は、前記底刃の内側端部を通る回転軌跡を円筒底面とし前記軸心に沿う仮想の円筒側面に対して、前記ボデーの回転反対方向に向かうにつれて離れる方向に傾斜していることを特徴とする切削工具。
【請求項２】
前記ボデーの軸心は、前記孔部の軸線とずれて構成されていることを特徴とする請求項１記載の切削工具。
【請求項３】
前記刃部は、前記壁部の最も厚い部位に形成または保持されていることを特徴とする請求項２記載の切削工具。
【請求項４】
前記刃部は、前記底刃と外周コーナを介して交わる外周刃を備えていることを特徴とする請求項１から３のいずれかに記載の切削工具。
【請求項５】
前記孔部は、前記ボデーの先端面から後端に亘って貫通されており、後端側が先端側より拡径して形成されていることを特徴とする請求項１から４のいずれかに記載の切削工具。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、切削工具に関し、特に、切りくず詰まりを防止できる切削工具に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
ＦＲＰ（繊維強化プラスチック）に代表される繊維強化複合材、なかでもＣＦＲＰ（炭素繊維強化プラスチック）を被削材とする穴あけ加工では、内部の繊維が切断され難いため、繊維がもつれて穴の周壁に毛羽立ちが生じたり、積層された繊維層が剥離して穴の周壁に層間剥離（デラミネーション）が生じたりするという問題があった。また、繊維強化複合材の穴あけ加工によって生ずる切りくずには繊維が多量に含まれており、これが飛散すると作業環境が悪化するので、切りくずの発生量の削減が要望されていた。
【０００３】
このような問題や要望を解消するために、軸心Ｏ回りに回転される工具本体１０と、その工具本体１０の先端面に開口する孔１０ａと、その孔１０ａに連通して工具本体１０の外周に形成される切屑排出溝１２と、その切屑排出溝１２の先端稜線部に固定されるチップ１３とを備える穴明け工具が開示されている（特許文献１）。特許文献１に開示される技術では、工具本体１０の軸心Ｏ付近では切削が行われないので、孔１０ａの内側の被削材はチップ１３の切れ刃１６でくり抜かれて、孔１０ａの内側に残る。さらに、切れ刃１６が切込まれた部分だけが切りくずとなるので、切りくずの発生量を削減できる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開平２−２３７７０７号公報（図１から図３）
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、特許文献１に開示される技術では、特許文献１の図３に記載されているように、チップ１３の内側が孔１０ａの内周面より軸心Ｏ側に突出しているので、切削中に発生した切りくずが、孔１０ａのチップ１３近傍に詰まる不具合（切りくず詰まり）が生じ易いという問題点があった。切りくず詰まりが生じると、切削能率が低下すると共に、被削材に形成された穴の内壁荒れが生じ、毛羽立ちやデラミネーションが生じ易くなるという問題点や、切削抵抗が増大して穴明け工具が折損するという問題点があった。
【０００６】
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、切りくず詰まりを防止できる切削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】
【０００７】
この目的を達成するために、請求項１記載の切削工具は、軸心回りに回転されるボデーと、そのボデーの先端面に開口する孔部と、その孔部および前記ボデーの外周面により形成される壁部と、その壁部の先端面から切欠され前記孔部に連通する切欠部と、その切欠部が前記壁部の先端面に交わる部位に形成または保持される刃部とを備えるものであり、前記刃部は、軸心方向の先端に形成される底刃と、その底刃の内側端部を通りつつ、すくい面と稜線を介して交わる内側側面とを備え、前記内側側面は、前記底刃の内側端部を通る回転軌跡を円筒底面とし前記軸心に沿う仮想の円筒側面に対して、前記ボデーの回転反対方向に向かうにつれて離れる方向に傾斜している。
【０００８】
請求項２記載の切削工具は、請求項１記載の切削工具において、前記ボデーの軸心は、前記孔部の軸線とずれて構成されている。
【０００９】
請求項３記載の切削工具は、請求項２記載の切削工具において、前記刃部は、前記壁部の最も厚い部位に形成または保持されている。
【００１０】
【００１１】
【００１２】
請求項４記載の切削工具は、請求項１から３のいずれかに記載の切削工具において、前記刃部は、前記底刃と外周コーナを介して交わる外周刃を備えている。
【００１３】
請求項５記載の切削工具は、請求項１から４のいずれかに記載の切削工具において、前記孔部は、前記ボデーの先端面から後端に亘って貫通されており、後端側が先端側より拡径して形成されている。
【発明の効果】
【００１４】
請求項１記載の切削工具によれば、軸心回りに回転されるボデーと、そのボデーの先端面に開口する孔部と、その孔部およびボデーの外周面により形成される壁部と、その壁部の先端面から切欠され孔部に連通する切欠部と、その切欠部が壁部の先端面に交わる部位に形成または保持される刃部とを備え、刃部は軸心方向の先端に形成される底刃を備えているので、被削材は底刃によってくり抜かれる。くり抜かれる被削材は、底刃の内側端部の回転軌跡を円筒底面とし軸心に沿う円筒側面をもった円筒状に形成される。
【００１５】
ここで、刃部は、底刃の内側端部を通りつつ、すくい面と稜線を介して交わる内側側面を備え、その内側側面は、底刃の内側端部を通る回転軌跡を円筒底面とし軸心に沿う仮想の円筒側面に対して、ボデーの回転反対方向に向かうにつれて離れる方向に傾斜している。この傾斜が、刃部の回転反対方向に切りくずを排出し易くするので、切りくず詰まりを防止できる効果がある。
【００１６】
請求項２記載の切削工具によれば、請求項１記載の切削工具の奏する効果に加え、ボデーの軸心は、孔部の軸線とずれて構成されているので、ボデーの軸心と孔部の軸線とのずれ量に相当する逃げを、刃部の内側側面および壁部に形成できる。逃げは、ボデーの軸心と偏心した孔部を設けることで形成できるので、切削工具を容易に製造することができ切削工具の生産性を向上できる効果がある。
【００１７】
請求項３記載の切削工具によれば、請求項２記載の切削工具の奏する効果に加え、刃部は壁部の最も厚い部位に形成または保持されているので、刃部の回転反対方向の壁部に逃げを設けることができる。その結果、刃部の回転反対方向の壁部と被削材との摩擦を避けることができるため、底刃の内側端部を被削材に安定して送り込むことができ、切削性を向上できる効果がある。
【００１８】
【００１９】
【００２０】
【００２１】
請求項４記載の切削工具によれば、請求項１から３のいずれかに記載の切削工具の奏する効果に加え、刃部は底刃と外周コーナを介して交わる外周刃を備えているので、外周コーナを被削面に切り込ませて被削材を断ち切るように切削できる。さらに、外周刃が被削材に形成される穴の内周部分を断ち切っていく。これにより、被削材に形成される穴の面粗さを向上できる効果がある。
【００２２】
請求項５記載の切削工具によれば、請求項１から４のいずれかに記載の切削工具の奏する効果に加え、孔部は、ボデーの先端面から後端に亘って貫通されており、後端側が先端側より拡径して形成されているので、切削中に孔部内に導かれた切りくずを後端側へ排出し易くすることができ、切りくず詰まりをさらに効率良く防止できる効果がある。
【図面の簡単な説明】
【００２３】
【図１】（ａ）は本発明の第１実施の形態における切削工具の正面図であり、（ｂ）は図１（ａ）の矢印Ｉｂ方向視における切削工具の側面図であり、（ｃ）は図１（ａ）の矢印Ｉｃ方向視における切削工具の側面図である。
【図２】（ａ）は切削工具の刃部およびその近傍の斜視図であり、（ｂ）は切削工具の図１（ａ）に示す先端面の拡大図である。
【図３】（ａ）は第２実施の形態における切削工具の正面図であり、（ｂ）は第３実施の形態における切削工具の正面図である。
【図４】（ａ）は第４実施の形態における切削工具の側面図であり、（ｂ）は第５実施の形態における切削工具の側面図である。
【図５】（ａ）は第６実施の形態における切削工具の正面図であり、（ｂ）は図５（ａ）の矢印Ｖｂ方向視における切削工具の側面図であり、（ｃ）は刃部の斜視図であり、（ｄ）は図５（ｂ）のＶｄで示す部分を拡大して示した切削工具の部分拡大側面図である。
【発明を実施するための形態】
【００２４】
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（ａ）は本発明の第１実施の形態における切削工具の正面図であり、図１（ｂ）は図１（ａ）の矢印Ｉｂ方向視における切削工具の側面図であり、図１（ｃ）は図１（ａ）の矢印Ｉｃ方向視における切削工具の側面図である。図１（ａ）に図示した矢印は、切削工具の回転方向を示している。なお、図１（ｂ）及び図１（ｃ）では、切削工具の軸方向の中間部分の図示が省略されている。
【００２５】
図１を参照して、切削工具１の概略構成について説明する。図１に示すように、切削工具１は、ボデー２と、そのボデー２の先端面２ａに開口する孔部３と、その孔部３及びボデー２の外周面２ｂにより形成される壁部４と、その壁部４の先端面２ａから切欠され孔部３に連通する切欠部５と、その切欠部５と壁部４の先端面２ａとが交わる部位に形成される刃部６とを主に備えて構成されている。本実施の形態では、切削工具１は、刃部６及びシャンク７がボデー２と一体となったソリッドタイプとして構成されている。切削工具１は、ボデー２の後端側に形成されたシャンク７を介して、図示しない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、ボデー２が軸心Ｏ回りに回転され（図１（ａ）矢印方向）、被削材の切削加工を行うことができる。
【００２６】
ボデー２は、超硬合金もしくは高速度工具鋼から略軸状体に構成され、後端側がシャンク７を介して加工機械に取り付けられる部位である。シャンク７と反対のボデー２の端面（先端面２ａ）に刃部６を備えている。また、ボデー２の外周面２ｂは、先端面２ａから後端に向かうにつれて外径が縮径するバックテーパ２ｃが、先端面２ａから所定の範囲に形成されている。バックテーパ２ｃが形成されることにより、ボデー２の軸方向の送り運動をスムーズに行うことができる。
【００２７】
本実施の形態では、ボデー２の軸心Ｏと直交する断面（軸直角断面）に対する先端面２ａの傾斜角θ１（図１（ｂ）参照）は２〜１０°として構成されている。これにより、切削工具１の切削能率と加工精度を両立できる。なお、先端面２ａの傾斜角θ１が２°より小さくなるにつれ、切削中の切込み深さが小さくなり切削能率が低下する傾向がみられる。一方、傾斜角θ１が１０°より大きくなるにつれ、壁部４がたわみ易くなり、びびり振動が生じて加工精度が低下する傾向がみられる。
【００２８】
ボデー２は先端面２ａに開口する孔部３を備えている。孔部３は、切削中の切りくずが収容される部位である。本実施の形態では、ボデー２の軸直角断面において、孔部３は断面輪郭線が略円形に形成されている。また孔部３は、ボデー２の先端面２ａからシャンク７に亘って同一径で、軸心Ｏと平行に貫通形成されている。孔部３が先端面２ａからシャンク７に亘って貫通形成されているので、シャンク７に図示しない吸引装置を接続することにより、切削中に発生した切りくずを孔部３から吸引して、周囲に切りくずが飛散することを防止できる。
【００２９】
なお、ボデー２の軸直角断面において、ボデー２の外周面２ｂの断面輪郭線の面積Ｓに対する孔部３の断面輪郭線の面積ｓの比率（ｓ／Ｓ）は、０．５〜０．８が好適とされる。これにより、切りくず詰まりの抑制と壁部４の剛性の確保とを両立できる。なお、比率（ｓ／Ｓ）が０．５より小さくなるにつれ、切削される被削材の量が増すため、切りくずの発生量が増加し、切りくず詰まりが生じ易くなる傾向がみられる。一方、０．８より大きくなるにつれ、壁部４の厚さが薄くなり壁部４の剛性が低下する傾向がみられる。
【００３０】
さらに孔部３は、その軸線ｃがボデー２の軸心Ｏとずれた位置に形成されており、先端面２ａにおいては、孔部３の軸線ｃは、ボデー２の後端に向かって軸心Ｏから下降傾斜する部位（図１（ａ）及び図１（ｂ）上側、図１（ｃ）紙面奥側）に位置している。その孔部３及びボデー２の外周面により壁部４が形成されている。孔部３の軸線ｃとボデー２の軸心Ｏとがずれているので、壁部４の厚さは、図１（ａ）に示すように、回転方向に沿って不均一なものとなっている。
【００３１】
ここで、孔部３の軸線ｃとボデー２の軸心Ｏとのずれ量（以下「偏心量」と称す）は、ボデー２の外径Ａにもよるが、０．０１ｍｍ以上０．５ｍｍ以下が好適とされる。また、ボデー２の外径Ａに対する偏心量ａの比率（ａ／Ａ）は、０．８以下が好適とされる。これにより、切りくず詰まりの抑制と壁部４の剛性の確保とを両立できる。なお、偏心量が０．０１ｍｍより小さくなると、底刃６ａによって円筒状にくり抜かれる被削材の円筒側面（後述する）と孔部３との隙間（逃げ）が小さくなるため、切りくず詰まりが生じ易くなる。また、偏心量が０．５ｍｍを超えるか、比率ａ／Ａが０．８を超えると、偏心させた側（図１（ａ）上側）の壁部４の厚さが薄くなり折損し易くなる。
【００３２】
切欠部５は、壁部４の先端面２ａから切欠され孔部３に連通しており、切削中の切りくずを孔部３へと導く部位である。切欠部５は、先端面２ａにおける壁部４の最も厚い部位（軸心Ｏ方向の先端視において、軸線ｃを始点として軸心Ｏを通る直線ｓと壁部４とが交わる部位。図１（ａ）下側。）を始点として終端５ａまで、回転方向（図１（ａ）矢印方向）に所定の開口幅で切欠されている。なお、切欠部５の終端５ａは、外周面２ｂから軸心Ｏに向かって形成されるのではなく、軸心Ｏ及び軸線ｃを通る平面と孔部３の内周面とが交わる線に向かって外周面２ｂから形成されている。これにより、回転反対方向（図１（ａ）矢印反対方向）における壁部４の厚さを、刃部６から切欠部５の終端５ａまで漸次薄くすることができる。
【００３３】
また、本実施の形態では、壁部４に対する中心角θ２（図１（ａ）参照）は約２４０°に設定されているが、中心角θ２は９０°〜２７０°（切欠部５に対する中心角は２７０°〜９０°）の範囲で適宜設定できる。これにより、切りくず詰まりの抑制と求心性の確保とを両立できる。なお、中心角θ２が９０°より小さくなるにつれ、求心性が低下すると共に、壁部４の剛性が低下し折損し易くなる傾向がみられる。一方、中心角θ２が２７０°より大きくなるにつれ、切欠部５の開口幅が狭くなるため、切削中に生じた切りくずが切欠部５に侵入し難くなり、切りくず詰まりが生じ易くなる傾向がみられる。
【００３４】
また、切欠部５の軸方向における底刃６ａからの長さｌは、０．１ｍｍ以上かつ被削材の厚さ以下が好適である。これにより、切削能率の向上と壁部４の剛性の確保とを両立できる。なお、切欠部５の長さｌが０．１ｍｍより短くなるにつれ、切削中の切込み深さを大きくし難いため、切削能率が低下する傾向がみられる。一方、切欠部５の長さｌが被削材の厚さより長くなるにつれ、壁部４の剛性が低下し、びびり振動が生じ易くなると共に折損し易くなる傾向がみられる。また、切欠部５の長さｌが被削材の厚さより長くなると、図示しない吸引装置を接続してシャンク７から孔部３内の切りくずを吸引する場合には、切欠部５からも空気を吸引してしまうことになるので吸引力が低下する。
【００３５】
刃部６は、軸心Ｏ方向の先端に形成される底刃６ａを備えて構成されている。底刃６ａは、切欠部５と壁部４の先端面２ａとが交わる部位に、ボデー２の軸直角断面と平行に形成されている。また刃部６は、底刃６ａと外周コーナ６ｂを介して交わる外周刃６ｃを備えている。外周刃６ｃは、切欠部５とボデー２の外周面２ｂとの交差稜線２ｄ（図１（ｃ）参照）につながった直刃として、軸心Ｏに平行に形成されている。
【００３６】
ここで、刃部６の逃げ面６ｄの逃げ角θ３（図１（ｃ）参照）は２°〜１０°が好適とされる。これにより、逃げ面摩耗の減少と刃先強度の確保とを両立できる。なお、逃げ角θ３が２°より小さくなるにつれ、逃げ面摩耗が増加し易くなる傾向がみられる。逃げ角θ３が１０°より大きくなるにつれ、刃先強度が低下し底刃６ａの欠損が生じ易くなる傾向がみられる。
【００３７】
次に、図２を参照して、切削工具１の刃部６及びその近傍について詳細に説明する。図２（ａ）は切削工具１の刃部６及びその近傍の斜視図であり、図２（ｂ）は切削工具１の図１（ａ）に示す先端面２ａの拡大図である。なお、図２（ｂ）に図示した矢印は、切削工具１の回転方向を示している。
【００３８】
図２（ａ）に示すように、刃部６は、底刃６ａの内側端部６ｅを通りつつ、すくい面６ｆと稜線６ｇを介して交わる内側側面６ｈを備えて構成されている。その内側側面６ｈは、図２（ｂ）に示すように、底刃６ａの内側端部６ｅを通る回転軌跡ｒを円筒底面とし軸心Ｏに沿う仮想の円筒側面（軸心Ｏに沿って回転軌跡ｒを紙面手前側から紙面奥側に連続させて得られる面）に対して、ボデー２の回転反対方向（図１（ａ）矢印反対方向）に向かうにつれて離れる方向に傾斜している。なお、図２（ｂ）に示すように、切削工具１は、軸心Ｏ方向の先端視において、底刃６ａの内側端部６ｅにおける孔部３の断面輪郭線の接線ｔと底刃６ａとは直交して構成されている。
【００３９】
ここで、切削工具１は、軸心Ｏ回りに回転させることにより、底刃６ａによって被削面が削られて被削材がくり抜かれるので、くり抜かれる被削材の形状は、底刃６ａの内側端部６ｅの回転軌跡ｒを円筒底面とし軸心Ｏに沿う円筒側面をもった円筒状となる。内側側面６ｈはボデー２の回転反対方向（図１（ａ）矢印反対方向）に向かうにつれて離れる方向に傾斜しているので、この傾斜によって、刃部６の回転反対方向（図１（ａ）矢印反対方向）に逃げが与えられ、切りくずを排出し易くする。これにより、切削工具１の切りくず詰まりを防止できる。また、内側側面６ｈの傾斜は、孔部３の軸線ｃをボデー２の軸心Ｏに対してずらして孔部３をボデー２に穿設することにより形成されるので、切削工具１を容易に製造することができ生産性を向上できる。
【００４０】
また、刃部６は壁部４の最も厚い部位（孔部３の軸線ｃを始点として軸心Ｏを通る直線ｓが壁部４と交わる部位）に形成されているので、刃部６の回転反対方向の壁部４の内周面に逃げを与えることができる。その結果、刃部６の回転反対方向の壁部４と被削材との摩擦を避けることができるため、底刃６ａの内側端部６ｅを被削材に安定して送り込むことができ、切削性を向上できる。
【００４１】
さらに、壁部４は、刃部６から切欠部５の終端５ａまで漸次薄肉に形成されているので、くり抜かれる被削材と切削工具１とが干渉することを抑制できる。その結果、切削中の切削工具１の偏心やびびり振動を抑制でき、折損を防止できる。
【００４２】
次に、図３を参照して、第２実施の形態および第３実施の形態における切削工具１１，２１について説明する。第１実施の形態では、軸心Ｏ方向の先端視において、底刃６ａの内側端部６ｅにおける孔部３の断面輪郭線の接線ｔと底刃６ａとが直交して構成されており、壁部４に対する中心角θ２が約２４０°に設定される場合について説明した。これに対し、第２実施の形態における切削工具１１では、軸心Ｏ方向の先端視において、底刃１６ａの内側端部１６ｅにおける孔部３の断面輪郭線の接線ｔと底刃１６ａとが９０°を超える角度で交わって構成されており、壁部１４に対する中心角θ２が約１８０°に設定される場合について説明する。また、第３実施の形態における切削工具２１では、軸心Ｏ方向の先端視において、底刃２６ａが湾入して形成されている場合について説明する。なお、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３（ａ）は本発明の第２実施の形態における切削工具１１の正面図であり、図３（ｂ）は本発明の第３実施の形態における切削工具２１の正面図である。
【００４３】
図３（ａ）に示すように、切削工具１１の刃部１６に形成される底刃１６ａは、軸心Ｏ方向の先端視において、底刃１６ａの内側端部１６ｅにおける孔部３の断面輪郭線の接線ｔと９０°を超える角度θ４で交わって構成されている。角度θ４は９０°＜θ４≦１００°が好適とされる。これにより、切削性と工具寿命とを両立できると共に、切りくず厚さを薄くすることができ、切削抵抗の変動を小さくすることができ、びびり振動も抑制できる。ここで、角度θ４が９０°より小さくなるにつれ、切削性が低下する傾向がみられ、１００°より大きくなるにつれ外周側の刃先強度が低下して欠損し易くなり、工具寿命が低下する傾向がみられると共に、被削材に刃先が食い込み易くなり、被削材の穴の内壁にうねりが生じ易くなる傾向がみられる。
【００４４】
次に、図３（ｂ）に示すように、切削工具２１の刃部２６は、軸心Ｏ方向の先端視において、底刃２６ａが湾入して形成されている。底刃２６ａを湾入させることにより、底刃２６ａは内側端部２６ｅ及び外周コーナ２６ｂの双方が先行して被削材に切込むため、切削性を向上できる。
【００４５】
また、第２実施の形態および第３実施の形態における切削工具１１，２１は、壁部１４，２４の中心角θ２が約１８０°に構成されているので、第１実施の形態における切削工具１と比較して、切欠部１５，２５の開口幅を向上させることができる。その結果、切りくずを切欠部１５，２５から孔部３に導かれ易くできるので、切りくず詰まりを抑制できる。なお、壁部１４，２４の中心角θ２が約１８０°に構成されているので、切削工具１１，２１の切欠部１５，２５の終端１５ａ，２５ａは、外周面２ｂから軸心Ｏに向かって形成されている。これにより、回転反対方向（図３（ａ）及び図３（ｂ）矢印反対方向）における壁部１４，２４の厚さを、刃部１６，２６から切欠部１５，２５の終端１５ａ，２５ａまで漸次薄くすることができる。その結果、くり抜かれる被削材と切削工具１１，２１とが干渉することを抑制できる。これにより、切削工具１１，２１の切削中の偏心やびびり振動を抑制でき、折損を防止できる。なお、切削工具１，１１，２１は、被削材の硬さや剛性等に適したものを適宜選択できる。
【００４６】
次に、図４を参照して、第４実施の形態および第５実施の形態における切削工具３１，４１について説明する。第１実施の形態では、孔部３はボデー２の先端面２ａから後端側に亘って同一径で軸心Ｏと平行に貫通形成されており、外周刃６ｃは軸心Ｏに平行な直刃として構成されている場合について説明した。これに対し、第４実施の形態における切削工具３１では、孔部３３はボデー２の先端面２ａから後端側に亘って内径が拡径して貫通形成されており、外周刃３６ｃは、軸心Ｏに対してねじれたねじれ刃として構成されている場合について説明する。また、第５実施の形態における切削工具４１では、孔部４３が貫通形成されておらず有底に形成されており、外周刃４６ｃは湾曲したねじれ刃として構成されている場合について説明する。なお、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）は本発明の第４実施の形態における切削工具３１の側面図であり、図４（ｂ）は本発明の第５実施の形態における切削工具４１の側面図である。
【００４７】
図４（ａ）に示すように、切削工具３１の外周刃３６ｃは、軸心Ｏに対してねじれたねじれ刃として構成されている。外周刃３６ｃのねじれ角は、被削材の硬さや剛性等に応じて、適宜設定できる。外周刃３６ｃをねじれ刃として構成することにより、被削材の硬さや剛性等にもよるが、切削抵抗の変動を小さく滑らかにするので、被削材の穴の内壁荒れを抑制できる。また、切削抵抗が軸方向と送り方向との分力に分けられるため、直刃の場合と比較して、送り方向の切削抵抗を低下させることができると共に、切削の負担を分散でき、重切削（送り速度や切込み深さの増加）が可能となる。
【００４８】
また、切削工具３１の孔部３３は、ボデー２の先端面２ａから後端に亘って内径が拡径して貫通形成されているので、切削中に孔部３３内に導かれた切りくずを後端側へ排出し易くすることができ、切りくず詰まりをさらに効率良く防止できる。
【００４９】
次に、図４（ｂ）に示すように、切削工具４１の外周刃４６ｃは、湾曲したねじれ刃として構成されている。外周刃４６ｃを湾曲させることにより、第４実施の形態で説明した切削工具３１の外周刃３６ｃ（湾曲していないもの）と比較して、同一の切削を長い切れ刃で行うこととなるので、切削の負担がより分散され、被削材の硬さや剛性等にもよるが、さらに重切削が可能となる。
【００５０】
また、切削工具４１の孔部４３は有底に形成されている。孔部４３は、ボデー２の先端面２ａから底面４３ａに亘って同一径の円形状に形成されている。孔部４３の深さは、被削材の厚さ以上に設定されている。これにより、切削中に発生した切りくずを孔部４３内に収容できる。孔部４３に収容された切りくずは、切削後、先端面２ａから吸引することにより孔部４３から排出できる。孔部４３を有底とすることにより、切削工具４１の製造工程において、孔部４３の穿設工程を簡素化できるため、切削工具４１の生産性を向上できる。
【００５１】
次に、図５を参照して、第６実施の形態における切削工具５１について説明する。上記実施の形態では、ボデー２の回転反対方向に向かって逃げが与えられている場合について説明した。これに対し、第６実施の形態では、ボデー２の先端面２ａから後端側に向かって逃げが与えられている場合について説明する。なお、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５（ａ）は第６実施の形態における切削工具５１の正面図であり、図５（ｂ）は図５（ａ）の矢印Ｖｂ方向視における切削工具５１の側面図であり、図５（ｃ）は刃部５６の斜視図であり、図５（ｄ）は図５（ｂ）のＶｄで示す部分を拡大して示した切削工具５１の部分拡大側面図である。図５（ａ）に図示した矢印は、切削工具５１の回転方向を示している。なお、図５（ｂ）では、切削工具５１の軸方向の中間部分の図示が省略されている。
【００５２】
図５を参照して、切削工具５１の概略構成について説明する。図５に示すように、切削工具５１は、ボデー２と、そのボデー２の先端面２ａに開口する孔部５３と、その孔部５３及びボデー２の外周面２ｂにより形成される壁部５４と、その壁部５４の先端面２ａから切欠され孔部５３に連通する切欠部５５と、その切欠部５５と壁部５４の先端面２ａとが交わる部位に保持される刃部５６とを主に備えて構成されている。本実施の形態では、刃部５６はチップで構成され、ろう付けによってボデー２に接合されている。
【００５３】
ボデー２は、先端面２ａに開口する孔部５３を備えている。本実施の形態では、ボデー２の軸直角断面において、孔部５３は断面輪郭線が略円形に形成されている。孔部５３の軸線ｃはボデー２の軸心Ｏと合致し、孔部５３はボデー２と同心状に形成されている。また孔部５３は、ボデー２の先端面２ａから後端に亘って同一径で、軸心Ｏと平行に貫通形成されている。
【００５４】
切欠部５５は、壁部５４の先端面２ａの３箇所から等しい開口幅で等間隔に、軸方向に所定の長さまで切欠して形成されている。切欠部５５と壁部５４の先端面２ａとが交わる部位（３箇所）に、それぞれ刃部５６（チップ）が保持されている。
【００５５】
刃部５６は、軸心Ｏ方向の先端に形成される底刃５６ａと、底刃５６ａの内側端部５６ｅ（図５（ｃ）参照）を通りつつ、すくい面５６ｆと稜線５６ｇを介して交わる内側側面５６ｈとを主に備えて構成されている。また刃部５６は、図５（ｃ）に示すように、底刃５６ａと外周コーナ５６ｂを介して交わる外周刃５６ｃを備えている。底刃５６ａの内側端部５６ｅは、図５（ａ）に示すように、孔部５３の輪郭線から内側（軸心Ｏ側）に突出して構成されている。刃部５６の内側側面５６ｈとすくい面５６ｆとの稜線５６ｇ（図５（ｃ）参照）は、図５（ｄ）に示すように、刃部５６の内側端部５６ｅを通る軸心Ｏと平行な直線ｕに対して、ボデー２の先端面２ａから後端側に向かうにつれて離れる方向に傾斜している。
【００５６】
ここで、被削材は、軸心Ｏ回りに切削工具５１が回転されることにより、底刃５６ａによって被削面が削られて円筒状にくり抜かれる。くり抜かれる被削材の円筒側面は、底刃５６ａの内側端部５６ｅの回転軌跡を円筒底面とし、軸心Ｏに沿う円筒側面をもった円筒状となる。この円筒側面は、底刃５６ａの内側端部５６ｅを通る軸心Ｏと平行な直線ｕを包含する。切削工具５１は、内側側面５６ｈとすくい面５６ｆとの稜線５６ｇが、底刃５６ａの内側端部５６ｅを通る軸心Ｏと平行な直線ｕに対して、ボデー２の先端面２ａから後端側に向かうにつれて離れる方向に傾斜しているので、この傾斜によって、孔部５３の軸方向に逃げが与えられ、切りくずを排出し易くする。これにより、切削工具５１の切りくず詰まりを防止できる。
【００５７】
さらに、切欠部５５は３箇所に形成されており、刃部５６は、切欠部５５が壁部５４の先端面２ａに交わる部位の各々に保持されているので、刃数を複数とすることにより、切削速度および送り速度が同じであれば１刃当たりの送り速度を小さくでき、面粗さを向上できる。これにより、ＣＦＲＰ等の繊維強化複合材にデラミネーションが生じることを防止できる。さらに、切削中の偏心やびびり振動を抑制でき、被削材の穴径の拡大や切削工具５１の折損を防止できる。
【００５８】
なお、直線ｕに対する稜線５６ｇの傾斜角θ５は、２°〜１０°の範囲で適宜設定できる。傾斜角θ５を２°〜１０°の範囲で設定することにより、適度の逃げを与えて切りくず詰まりを防止できると共に、刃先強度を確保できる。傾斜角θ５が２°より小さくなるにつれ、逃げが小さくなり、切りくず詰まりが生じ易くなる傾向がみられ、１０°より大きくなるにつれ、刃先強度が低下し工具寿命が低下する傾向がみられる。
【００５９】
また、刃部５６の逃げ面５６ｄ（図５（ｃ）参照）の逃げ角は２°〜１０°が好適とされる。これにより、逃げ面摩耗の減少と刃先強度の確保とを両立できる。なお、逃げ角が２°より小さくなるにつれ、逃げ面摩耗が増加し易くなる傾向がみられる。逃げ角が１０°より大きくなるにつれ、刃先強度が低下し底刃６ａの欠損が生じ易くなる傾向がみられる。
【００６０】
次に、上述のように構成される切削工具１を用いて行った耐久試験について説明する。耐久試験は、切削工具１によって所定の条件のもとで被削材に穴あけ加工を行った場合に、穴の内壁にデラミネーションが発生することなく、連続して加工可能な貫通穴の総数を測定する試験である。試験は、第１実施の形態で説明した切削工具１（以下「本発明品」と称す）と、その切削工具１の偏心した孔部３に代えて、ボデー２と同心状に穿設されることによって軸線ｃがボデー２の軸心Ｏと合致する孔部を備えた切削工具（以下「従来品」と称す）とを用いて行った。
【００６１】
本発明品はボデー２の外径：６．３５ｍｍ、孔部３の内径：５．１７５ｍｍ、孔部３の軸線ｃとボデー２の軸心Ｏとのずれ量（偏心量）：０．３ｍｍ、壁部４に対する中心角θ２：２４０°である。これに対し、従来品は偏心量が０である点のみが異なり、他の構成については本発明品と同一構成とされている。また、本発明品も従来品も、被削材：厚さ１９ｍｍのＣＦＲＰ（炭素繊維強化プラスチック）、使用機械：立型マシニングセンタ、切削油剤：エマルションタイプであり、切削速度および送り速度は同一条件のもとで試験を行った。
【００６２】
この耐久試験の結果、本発明品では、加工穴数が１０００個に達した時点でも、被削材にデラミネーションが発生することなく、引き続き切削加工が可能であったのに対し、従来品では、加工穴数の１個目で折損して切削加工が不可能となった。これは、従来品では、切削中に発生する切りくずがスムーズに排出されないため、切削工具の孔部の刃部近傍に切りくずが詰まり、切削抵抗が増大したことにより折損したものと推察される。これに対し本発明品では、回転反対方向に逃げが与えられているので、切りくず詰まりを防止することができ、その結果、切削抵抗を減少させて折損を防止できると共に、デラミネーションを防止できたものと推察される。
【００６３】
次に、本発明品の偏心量を変えて、上記と同じ条件のもとで耐久試験を行った結果について説明する。偏心量以外の他の構成は本発明品と同一構成とした。偏心量を０．０１ｍｍ，０．０５ｍｍ，０．１ｍｍ，０．２ｍｍ，０．３ｍｍ，０．４ｍｍ，０．５ｍｍ，０．５８ｍｍと変えた切削工具では、偏心量が０．５８ｍｍの場合に、加工穴数の１個目で折損して切削加工が不可能となった。これに対し、偏心量が０．０１ｍｍ，０．０５ｍｍ，０．１ｍｍ，０．２ｍｍ，０．３ｍｍ，０．４ｍｍ，０．５ｍｍの切削工具では、加工穴数が５０個に達した時点でも、被削材にデラミネーションが発生することなく、引き続き切削加工が可能であった。これは、偏心量が大きくなるにつれ、偏心させた側の壁部４の厚さが薄くなるため、壁部４の機械的強度が低下し折損したものと推察される。
【００６４】
次に、本発明品の壁部４に対する中心角θ２を変えて、上記と同じ条件のもとで耐久試験を行った結果について説明する。中心角θ２以外の他の構成は本発明品と同一構成とした。壁部４に対する中心角θ２を２７０°，２４０°，２１０°，１８０°，１５０°，１２０°，９０°，６０°と変えた切削工具では、中心角が６０°の場合に、加工穴数の２個目で折損して切削加工が不可能となった。これに対し、中心角θ２が２７０°，２４０°，２１０°，１８０°，１５０°，１２０°，９０°の切削工具では、加工穴数が５０個に達した時点でも、被削材にデラミネーションが発生することなく、引き続き切削加工が可能であった。これは、壁部４に対する中心角θ２が小さくなるにつれ、求心性が低下して切削抵抗が増加する傾向が現れると共に、壁部４の機械的強度が低下するため、折損し易くなるものと推察される。
【００６５】
なお、第６実施の形態で説明した切削工具５１についても同様の耐久試験を行ったところ、加工穴数が１０００個に達した時点でも、被削材にデラミネーションが発生することなく、引き続き切削加工が可能であった。切削工具５１は軸方向に逃げが与えられているので、切りくず詰まりを防止することができ、その結果、切削抵抗を減少させて折損を防止できると共に、デラミネーションを防止できたものと推察される。
【００６６】
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。
【００６７】
上記第１実施の形態では、切削工具１は、刃部６及びシャンク７がボデー２と一体となったソリッドタイプとして構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、他のタイプに適用することも可能である。他のタイプとしては、例えば、刃部（チップ）がボデーにろう付け等によって接合されるタイプ、刃先交換式のスローアウェイタイプ、ボデーとシャンクとを別体に形成して締結や溶接等により接合するタイプが挙げられる。
【００６８】
上記第１実施の形態では、ボデー２の外周面２ｂにバックテーパ２ｃが形成され、送り方向に逃げを与え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。バックテーパ２ｃに代えて、ボデー２の外周面２ｂの回転反対方向に逃げを与えることも可能である。
【００６９】
上記実施の形態では、孔部３，３３，４３，５３は、先端視において、断面輪郭線の形状が円形状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く、他の形状とすることも可能である。他の形状としては、例えば、楕円形状、長円状、多角形状が挙げられる。これらの孔部においても切りくずを収容できることができるため、同様の効果がある。
【００７０】
上記実施の形態において、刃部の表面に、炭化物・窒化物・酸化物などを化学的または物理的に密着させる表面処理やコーティングを施すことも可能である。
【００７１】
上記第６実施の形態において、刃部５６をチップで構成し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、刃部５６をボデー２と一体に構成することも可能である。また、刃部５６をボデー２の３箇所に保持す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、刃部５６をボデー２の１箇所または２箇所に保持することも可能である。
＜手段＞
この目的を達成するために、技術的思想１の切削工具は、軸心回りに回転されるボデーと、そのボデーの先端面に開口する孔部と、その孔部および前記ボデーの外周面により形成される壁部と、その壁部の先端面から切欠され前記孔部に連通する切欠部と、その切欠部が前記壁部の先端面に交わる部位に形成または保持される刃部とを備える切削工具において、前記刃部は、軸心方向の先端に形成される底刃と、その底刃の内側端部を通りつつ、すくい面と稜線を介して交わる内側側面とを備え、前記稜線は、前記底刃の内側端部を通る前記軸心と平行な直線に対して、前記ボデーの先端面から後端側に向かうにつれて離れる方向に傾斜している。
技術的思想２の切削工具は、技術的思想１の切削工具において、前記切欠部は前記壁部に複数形成されており、前記刃部は、前記切欠部が前記壁部の先端面に交わる部位の各々に形成または保持されている。
技術的思想３の切削工具は、技術的思想１又は２の切削工具において、前記刃部は、前記底刃と外周コーナを介して交わる外周刃を備えている。
技術的思想４の切削工具は、技術的思想１から３のいずれかの切削工具において、前記孔部は、前記ボデーの先端面から後端に亘って貫通されており、後端側が先端側より拡径して形成されている。
＜効果＞
技術的思想１の切削工具によれば、軸心回りに回転されるボデーと、そのボデーの先端面に開口する孔部と、その孔部およびボデーの外周面により形成される壁部と、その壁部の先端面から切欠され孔部に連通する切欠部と、その切欠部が壁部の先端面に交わる部位に形成または保持される刃部とを備え、刃部は軸心方向の先端に形成される底刃を備えているので、被削材は底刃によってくり抜かれる。くり抜かれる被削材は、底刃の内側端部の回転軌跡を円筒底面とする軸心に平行な円筒側面をもった円筒状に形成される。
ここで、刃部は、底刃の内側端部を通りつつ、すくい面と稜線を介して交わる内側側面とを備え、稜線は、底刃の内側端部を通る軸心と平行な直線に対して、ボデーの先端面から後端側に向かうにつれて離れる方向に傾斜している。この傾斜が、孔部の後端側に切りくずを排出し易くするので、切りくず詰まりを防止できる効果がある。
技術的思想２の切削工具によれば、技術的思想１の切削工具の奏する効果に加え、切欠部は壁部に複数形成されており、刃部は、切欠部が壁部の先端面に交わる部位の各々に形成または保持されているので、刃数を複数とすることにより、切削速度および送り速度が同じであれば１刃当たりの送り速度を小さくできるので、面粗さを向上できる効果がある。さらに、切削中の偏心やびびり振動を抑制でき、被削材の穴径の拡大や切削工具の折損を防止できる効果がある。
技術的思想３の切削工具によれば、技術的思想１又は２の切削工具の奏する効果に加え、刃部は底刃と外周コーナを介して交わる外周刃を備えているので、外周コーナを被削面に切り込ませて被削材を断ち切るように切削できる。さらに、外周刃が被削材に形成される穴の内周部分を断ち切っていく。これにより、被削材に形成される穴の面粗さを向上できる効果がある。
技術的思想４の切削工具によれば、技術的思想１から３のいずれかの切削工具の奏する効果に加え、孔部は、ボデーの先端面から後端に亘って貫通されており、後端側が先端側より拡径して形成されているので、切削中に孔部内に導かれた切りくずを後端側へ排出し易くすることができ、切りくず詰まりをさらに効率良く防止できる効果がある。
【符号の説明】
【００７２】
１，１１，２１，３１，４１  切削工具
２                          ボデー
２ａ                        先端面
２ｂ                        外周面
３，３３，４３              孔部
４，１４，２４              壁部
５，１５，２５              切欠部
６，１６，２６              刃部
６ａ，１６ａ，２６ａ        底刃
６ｅ，１６ｅ，２６ｅ        内側端部
６ｆ                        すくい面
６ｇ                        稜線
６ｈ                        内側側面
６ｂ，２６ｂ                外周コーナ
６ｃ，３６ｃ，４６ｃ        外周刃
ｃ                          軸線
Ｏ                          軸心
ｒ                          回転軌跡
【図１】
0005431310.tif 000002
【図２】
0005431310.tif 000003
【図３】
0005431310.tif 000004
【図４】
0005431310.tif 000005
【図５】
0005431310.tif 000006