(57)【要約】  【要約書】  【課題】短時間で精度良く平板状被加工材に円柱状突起を形成する。さらに複数の円柱状突起を形成するのに、後加工を最小限とし効率よく形成する。【解決手段】切削工具１０はフライス盤等の回転駆動部である主軸に保持される本体部１１およびその先端面１１ａに設けられた刃部１２で構成されている。刃部１２の先端側には底刃として、軸Ｙおよび先端面１１ａと平行で先端面１１ａから所定距離Ｌ１、軸Ｙから所定距離Ｌ２離れた位置に刃先１２ａが形成されている。刃先１２ａの軸Ｚ側は、軸Ｚから距離Ｌ３の位置に内側始端部１２ｂが設けられている。この距離Ｌ３は被加工材５０に形成しようとする円柱状突起Ｂ１０の半径である。  【選択図】  図１
2006043805.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
平板状の被加工材に円柱状突起を形成する切削工具であって、所定軸を中心に回転し、工作機械の主軸に保持されるための本体と切削のための刃部とからなり、前記刃部は、前記所定軸に直角な平面上で、前記所定軸との距離が前記円柱状突起の半径と等しい位置の内側始端部から、外側終端部までの間に形成された刃先と、前記内側始端部から上方の前記本体方向へ形成された内刃とを含むことを特徴とする切削工具。
【請求項２】
平板状の被加工材に所定間隔Ｐで複数の円柱状突起を形成する切削工具であって、所定軸を中心に回転し、工作機械の主軸に保持されるための本体と切削のための刃部とからなり、前記刃部は、前記所定軸に直角な平面上で、前記所定軸との距離が前記円柱状突起の半径と等しいＬ３の内側始端部から、前記所定軸との距離がＬ４である外側終端部までの間に形成された刃先と、前記内側始端部から上方の前記本体方向へ形成された内刃とを有すると共に複数の円柱状突起の中心から等しい距離をＬとしたとき、
Ｌ<  Ｌ４  <  Ｐ−Ｌ３
としたことを特徴とする切削工具。
【請求項３】
請求項２記載の切削工具で、平板状の被加工材の所定位置に円柱状突起を形成し、所定方向に所定間隔Ｐで次の円柱状突起を形成し、同様の工程により所望する数の円柱状突起を形成することを特徴とする複数の円柱状突起形成方法。
【請求項４】
平板状の被加工材の所定位置に円柱状突起を形成し、一方向へ第一の所定間隔で次の円柱状突起を形成し、同様の工程により所望する数の円柱状突起を一方向へ形成し、一方向と直角方向で第二の所定間隔で円柱状突起を形成し、一方向と反対の方向へ同様の工程により所望する数の円柱状突起を形成する請求項３記載の複数の円柱状突起形成方法。
【請求項５】
第一の所定間隔と第二の所定間隔が等しく、複数の円柱状突起をマトリクス状に形成する請求項４記載の複数の円柱状突起形成方法。
【請求項６】
請求項４乃至５記載の円柱状突起形成方法により作成された支持台。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、フライス盤、マシニングセンタ等の切削加工装置を用いて、平板状の被加工材に円柱状突起を形成する切削工具およびその切削工具を用いて複数の円柱状突起を形成する切削加工方法および、その切削工具と切削方法により形成された支持台に関する。
【背景技術】
【０００２】
フライス盤を用いて平板状の被加工物に円柱状の突起を加工しようとする場合、従来は所定の切削径を有するエンドミルを回転させた状態で、エンドミルの中心軸（回転中心）を、加工しようとする円柱状突起の周りを公転運動させる方法が用いられている。図７にその加工方法の概略を示す。
【０００３】
平板状の被加工材５０に直径Ｄ１０、高さＬ１０の円柱状突起Ｂ１を形成する場合、その円柱状突起Ｂ１の外周面Ｂ２となる位置をエンドミルＥ１の外周刃Ｅ２が移動するよう、エンドミルＥ１の回転軸ＥＣを円柱状突起の中心軸ＢＣの周囲に公転させる。また、その際被加工材５０の表面からの深さがＬ１０となるよう底刃Ｅ３を位置させ、切削加工する方法である。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかし、この方法には次のような問題点がある。すなわち、このようにエンドミルを公転させて切削すると動きが複雑となり精度不良が現れ易い。
【０００５】
また、エンドミルの側面に設けられた外周刃Ｅ２によって突起の外周Ｂ２を切削するため、円柱状突起Ｂ１の上面Ｂ３と外周Ｂ２との間にバリが出易く、手作業等でこれを除去することが必要となってくる。
【０００６】
特に、円柱状突起Ｂ１を形成するのに、エンドミルＥ１をその円柱状突起Ｂ１の周囲を公転運動させるため、エンドミルＥ１の移動量が多く、一つの円柱状突起を形成するにも加工時間が長くなってしまう。
【０００７】
このような円柱状突起Ｂ１を例えばマトリクス状に複数形成しようとする場合、位置のばらつきが大きくなったり、その切削加工時間が非常に多くかかってしまう。さらにその円柱状突起を、物品を精度良く支持するのに使用すると、バリや円柱状突起間の切削残りを取りのぞかなければならず、後加工にかかる時間が非常に長いものとなる。
【０００８】
また、円柱状突起を形成する切削工具が特開平０９−２６２７１２号公報に開示されている。この文献に開示された切削工具は、その先端が円柱状突起の周囲を切削するようになっており、予備的な切削として図７に示すようなエンドミルによる直径の大きな円柱状突起を先に形成させ、その周囲を削り込んで所定の半径を形成するものである。そのため、図７に示すような方法よりさらに手間がかかるものである。
【特許文献１】特開平０９−２６２７１２号公報
【課題を解決するための手段】
【０００９】
これらの課題を解決するため、本願発明は請求項１記載のような、所定軸を中心に回転し、工作機械の主軸に保持されるための本体と切削のための刃部とからなり、前記刃部は、前記所定軸に直角な平面上で、前記所定軸との距離が前記円柱状突起の半径と等しい位置の内側始端部から、外側終端部までの間に形成された刃先と、前記内側始端部から上方の前記本体方向へ形成された内刃とを含む切削工具とする。  
【００１０】
このような切削工具で回転軸と直角な面の刃先と内刃とにより円柱状突起が形成されることになる。
【００１１】
さらに、例えば複数の円柱状突起を形成する場合、切削工具を請求項２記載のような、平板状の被加工材に所定間隔Ｐで複数の円柱状突起を形成する切削工具であって、所定軸を中心に回転し、工作機械の主軸に保持されるための本体と切削のための刃部とからなり、前記刃部は、前記所定軸に直角な平面上で、前記所定軸との距離が前記円柱状突起の半径と等しいＬ３の内側始端部から、前記所定軸との距離がＬ４である外側終端部までの間に形成された刃先と、前記内側始端部から上方の前記本体方向へ形成された内刃とを有すると共に複数の円柱状突起の中心から等しい距離をＬとしたとき、
【００１２】
Ｌ<  Ｌ４  <  Ｐ−Ｌ３
【００１３】
とする切削工具である。
【００１４】
この工具を用いて請求項３記載の方法により複数の円柱状突起を形成すると、刃先の外側終端部が複数の円柱状突起の中心から等しい距離の部分を重複して切削するので円柱状突起の間に切削残りが発生しない。
【００１５】
さらに請求項４のように複数の円柱状突起を形成すると、マトリクス状の円柱状突起を形成できる。
【発明の効果】
【００１６】
本発明による切削工具により所定直径の円柱状突起を平板状の被加工材に形成すると精度良く形成可能で、加工時間が短縮でき、かつバリの発生がないためバリ取りの作業時間が不要となる。
【００１７】
さらにこの円柱状突起を複数形成しようとする場合、円柱状突起と円柱状突起との間に切削残りがないため、それらを除去する作業が不要となる。また、円柱状突起と円柱状突起との間を平坦面に形成できるので、高さの低い円柱状突起が形成できるとともに円柱状突起と円柱状突起との間の仕上げ加工が不要となり、さらに作業時間を短縮できることとなる。
【００１８】
また、本発明による切削工具と切削方法によれば、複数の円柱状突起を利用した支持台が精度良く効率的に形成することができる。
【００１９】
そして、この発明による切削工具および円柱状突起形成方法により作成された支持台は精度良いものとすることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２０】
図１乃至図３によりこの発明の実施の形態を説明する。
【００２１】
図１はこの発明の切削工具１０を示し、図１（イ）はその正面図で、図１（ロ）はその側面図、図１（ハ）はその底面図を示す。
【００２２】
図中軸Ｚ、軸Ｘおよび軸Ｙは本願発明の説明を容易にするために用いたもので、軸Ｚは切削工具１０の回転軸であり、軸Ｘおよび軸Ｙは軸Ｚに直交する面の基準軸を示す。
【００２３】
切削工具１０は工作機械、例えばフライス盤等の回転駆動部である主軸に保持される本体部１１およびその先端面１１ａに設けられた刃部１２とで構成されている。本体部１１は軸Ｚを中心とした円柱状に形成され、先端面１１ａは軸Ｚに直交した面となっている。先端面１１ａの軸Ｚとの交点を軸Ｘ、軸Ｙの交点Ｏとする。
【００２４】
尚、本体部１１の形状は円柱状でも、円錐状でも良いことは勿論である。
【００２５】
本体部１１と刃部１２とは同一の材料で一体に形成されている。また、刃部１２は先端面１１ａに溶接等で取り付けるよう形成することもできる。
【００２６】
刃部１２の先端側にはいわゆる底刃として、軸Ｘおよび先端面１１ａと平行で先端面１１ａから所定距離Ｌ１、軸Ｘから所定距離Ｌ２離れた位置に刃先１２ａが形成されている。刃先１２ａの軸Ｚ側には、軸Ｚから距離Ｌ３の位置に内側始端部１２ｂが設けられている。この距離Ｌ３は被加工材５０に形成しようとする円柱状突起Ｂ１０の半径である。
【００２７】
刃先１２ａは図１（ハ）で示される矢印Ｔ方向に回転し、軸Ｚ、図面下方向に移動して被加工材５０を切削する（図１（イ）参照）。刃先１２ａには切削性を良くするため逃げ角α１およびすくい角α２が形成されている。刃先１２ａと軸Ｘとの距離Ｌ２も切削性を良くするためのものである。
【００２８】
この刃先１２ａの前記内側始端部１２ｂから上方の先端面１１ａにかけては内刃１２ｃが形成されている（図１（イ）参照）。内刃１２ｃはα２のすくい角とα３の逃げ角とでその切削刃が形成されている。ところで円柱状突起Ｂ１０を円錐台形にするためには、この内刃１２ｃを軸Ｚに対し傾斜させればよい。
【００２９】
刃先１２ａには、また、軸Ｚから距離Ｌ４の位置になるよう外側終端部１２ｄが形成されている。そして外周部分にも切削刃（外周刃１２ｅ）が設けられている。
【００３０】
特に、後述のようにこの切削工具をエンドミルで形成する場合、エンドミルの外周刃を用いることができる。
【００３１】
次に、図２を参照して、この切削工具１０により平板状の被加工材５０へ円柱状突起Ｂ１０を形成する状態を説明する。
【００３２】
被加工材５０は、例えば表面が平坦なアルミの板材で、切削工具１０の移動方向である軸Ｚに対しその表面が直角になるよう工作機械のテーブル、例えばフライス盤等のテーブルに固定される。また、切削工具１０の本体部１１も工作機械の主軸、例えばフライス盤の回転駆動部である主軸に保持される。
【００３３】
ここで、刃先１２ａが被加工材５０の表面に触れた位置から切削工具１０を所定距離だけ軸Ｚ下方へ移動させると、軸Ｚを中心として半径Ｌ３（直径２×Ｌ３）の円柱状突起Ｂ１０が軸Ｚ方向への移動量の高さで形成される。
【００３４】
このとき、円柱状突起Ｂ１０の周囲は半径Ｌ４で幅がＬ４とＬ３との差となる溝６０が円柱状突起Ｂ１０の周囲にできることとなる。この溝６０の面は刃先１２ａが軸Ｘと平行なため平坦な面となる。
【００３５】
円柱状突起Ｂ１０を一個の突状部にするには、更に、この溝６０の周囲をその深さと同じだけエンドミル等で切削すればよい。
【００３６】
図３は図２の加工状態を側方から見た図である。内刃１２ｃおよび刃先１２ａは連続して被加工材５０を削っていくことから、従来技術のように不連続な刃の接触がなく、精度良く円柱状突起を形成することができる。
【００３７】
また、刃先１２ａおよび内刃１２ｃとにより円柱状突起Ｂ１０の上面Ｂ１３と外周面Ｂ１２との間にはバリが発生しない。更に、被加工材５０の材質に対応した適切なすくい角α２の値にすれば、刃先１２ａ及び内刃１２ｃとにより円柱状突起Ｂ１０の上面Ｂ１３と外周面Ｂ１２との間には、確実にバリは発生しない。
【００３８】
つぎに、図４によりこの切削工具１０で円柱状突起Ｂ１０を複数連続して形成する場合を説明する。
【００３９】
円柱状突起Ｂ１０、Ｂ１１、Ｂ１２・・・、Ｂ２０、Ｂ２１、Ｂ２２・・・は所定間隔Ｐ１で軸Ｘおよび軸Ｙ方向にマトリクス状に配置されるよう形成する。そのときの円柱状突起Ｂ１０の半径をＬ３とし、高さはＬ５とする。また、隣接する４つの円柱状突起（例えばＢ１０、Ｂ１１、Ｂ２０、Ｂ２１）から等距離にある点をＱ１とし、各円柱状突起からその点Ｑ１までの距離をＬ５とする。
【００４０】
このように円柱状突起Ｂ１０を複数形成するため、切削工具１０の刃先形状を次のように設定する。
【００４１】
Ｌ５＝{（√２×Ｐ１）／２ } <  Ｌ４   <  Ｐ１−Ｌ３ 
【００４２】
まずＢ１０を前述の図２および図３のように形成する。すなわち、切削工具１０の回転軸（軸Ｚ）の位置を形成しようとする円柱状突起Ｂ１０の中心Ｏ１にあわせ、工具を回転させながら被切削材５０側へ刃先１２ａを移動させ、刃先１２ａが被加工部材５０の表面に接したところからさらに切削工具１０を軸Ｚ方向へＬ１０だけ移動させる。
【００４３】
深さＬ１０の円周溝６０が掘られ、円柱状突起Ｂ１０が形成されると切削工具１０を被加工材５０から離すよう軸Ｚ方向へ移動させる。
【００４４】
つぎに被加工材５０あるいは切削工具１０を軸Ｙ方向へ距離Ｐ１移動させ、円柱状突起Ｂ１０を形成したのと同様に円柱状突起Ｂ１１を形成する。
【００４５】
軸Ｙ方向へ所望する所定数の円柱状突起Ｂ１０、Ｂ１１、Ｂ１２・・・を形成した後、切削工具１０を軸Ｘ方向へ距離Ｐ１だけ移動し、やはり円柱状突起を形成しながら切削工具１０を軸Ｙマイナス方向へ移動させ、所望する数の円柱状突起・・・Ｂ２２、Ｂ２１、Ｂ２０を形成する。
【００４６】
このようにして、平板状の被加工材５０に図４に示すようなマトリクス状の円柱状突起群を形成する。隣り合う円柱状突起Ｂ１０、Ｂ１１、Ｂ２１、Ｂ２０を形成したとき切削工具１０の刃先１２ａの形状が上記の数式１を満たしているとき、刃先１２ａは４つの円柱状突起のうち対角の中心を結ぶ線の交点（各円柱状突起から等しい距離Ｌ５である点）Ｑ１を必ず通り、この４つの円柱状突起の間には切削残りが発生しない。（図中、点線は外側終端部１２ｄの軌跡を示す）
【００４７】
円柱状突起がマトリクス状に形成されるとき、その外側の円柱状突起周囲Ｓ（ハッチング部分）を除いて、円柱状突起の間には切削残りが発生しないため、後工程での切削処理が最小限ですむことになる。  
【００４８】
また、刃先１２ａは軸Ｚに対し直角であるので、円柱状突起と円柱状突起の間は段差や傾斜のない平坦面となる。そのため高さの低い円柱状突起も形成できる。
【００４９】
上述は直交する二軸（軸Ｘと軸Ｙ）を基準として所定ピッチとなるよう円柱状突起を配置する場合を説明したが、図６に示すように一辺の距離がＰ２の正三角形の頂点に位置するよう複数の円柱状突起を配置する場合も考えられる。（このときの軸Ｘ方向のピッチはＰ３となる）
【００５０】
この場合、３つの円柱状突起Ｂ３０、Ｂ３１およびＢ３２からの距離が等しい点をＱ２とし、その点Ｑ２から各円柱状突起までの距離をＬ６とした場合、切削工具１０のＬ４を次の式のように設定すると、各円柱状突起間に切削残りが発生しない。
【００５１】
Ｌ６＝（Ｐ２ ／√３） <  Ｌ４   <  Ｐ２−Ｌ３
【実施例１】
【００５２】
図５に本願発明の切削工具をエンドミルで形成した実施例を示す。図５（イ）はその正面図で、図５（ロ）はその側面図、図５（ハ）はその底面図である。図１と同様の構成には同様に符号を付してその説明を省略する。
【００５３】
この切削工具１００はボディ径および底刃径が８ｍｍの二枚刃エンドミルで、回転軸Ｚ２を中心に回転し、その内の一枚刃を２ｍｍ削るよう削除して刃部１１２を形成している。図１で示す切削工具１０と同様、刃部１１２には刃先１２ａが軸Ｘ２から０．２ｍｍオフセットして形成され、その刃先１２ａと直角で回転軸Ｚ２と平行に内刃１２ｃが形成されている。
【００５４】
内側始端部１２ｂと回転軸Ｚ２との距離Ｌ３は０．５ｍｍである。この切削工具１００により直径１ｍｍの円柱状突起が形成される。
【００５５】
この刃部１１２には外刃１２ｅがエンドミルの外刃を利用して設けられている。そして、軸Ｚ２から外側終端部１２ｄまでの距離Ｌ４は４ｍｍとなっている。
【００５６】
また、それぞれの刃のすくい角、逃げ角は、α１が１０度、α２が２０度、α３が１０度に設定されている。
【００５７】
たとえば液晶テレビ用のガラス板を載置する台を作成するには、約２ｍ四方のアルミ平板に、直径１ｍｍ（Ｌ３＝０．５）、高さ０．２ｍｍの円柱状突起を５ｍｍピッチ（Ｐ＝５）でマトリクス状に数十万個形成する必要がある。
【００５８】
切削工具１００の外側終端部１２ｄ間での距離Ｌ４は４ｍｍである。数式にそれぞれの数値を当てはめると、３．５<Ｌ４<４．５となり、この切削工具１００を用いてマトリクス状の円柱状突起群を形成すると、円柱状突起間の切削残りは無いことがわかる。そして、刃先１２ａは切削工具１００の回転軸と直角なので円柱状突起の高さが０．２ｍｍと小さくとも後加工で平坦にすることなく円柱状突起を形成できる。
【００５９】
上記実施例では切削工具として二枚刃のエンドミルを利用したものを示したが、刃部１２にいわゆるスローアウェイチップを用いたエンドミルとしても良い。
【００６０】
また、各刃のすくい角や逃げ角等切削条件に係わるところは、被加工材の材質や円柱状突起の大きさ等で適宜定めることができる。
【００６１】
本発明による切削工具によれば精度良く円柱状突起が形成できるが、さらに精度を良くするため円柱状突起を高く形成しその後その頂部を研削等で後加工しても良い。
【図面の簡単な説明】
【００６２】
【図１】この発明の切削工具を示す図で、（イ）はその正面図、（ロ）はその側面図、（ハ）はその底面図を示す。
【図２】この発明の切削工具を用いて円柱状突起を形成する斜視図である。
【図３】図２に示す斜視図を側方から見た図である。
【図４】この発明の切削工具を用いて複数の円柱状突起をマトリクス状に形成した状態を示す図である。
【図５】この発明の切削工具を用いて複数の円柱状突起を正三角形の頂点に位置させて形成した状態を示す図である。
【図６】エンドミルを利用してこの発明の切削工具とした状態を示した図である。
【図７】従来の方法で円柱状突起を形成する状態を示した図である。
【符号の説明】
【００６３】
１０…切削工具、１１…本体部、１２…刃部、１２ａ…刃先、１２ｂ…内側始端部、
１２ｃ…内刃、１２ｄ…外側終端部、Ｂ１０…円柱状突起。
【図１】
2006043805.tif 000003
【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】
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