(57)【要約】本開示の目的は、製造が容易で、駆動工具にかかる切削力を低減し、高速駆動時のガタガタという音を制御し、安定性により優れ、より滑らかな切削面を提供し、使用中における自然共鳴周波数が低い改善されたエンドミルを提供することで、より幅広い動作条件にわたりエンドミルの動作を可能にすることである。このエンドミルは円周切削面に沿って規則的または不規則的に配置された１つの長いピッチを設けた一連の正弦切削縁を装備している。別の実施形態では、ピッチ、正弦切削縁の基準線の切削角度、正弦関数の角度を変更できる。
2008538729.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
エンドミルであって、
縦中心軸を有する円筒形本体を備え、前記円筒形本体は前記縦軸周囲で回転可能であり、
前記円筒形工具本体内にこれと一体に、互いに対向して形成された溝付き切削エンドとシャンクエンドをさらに備え、前記シャンクエンドは前記縦中心軸に沿って延びたシャンクを有し、前記溝付き切削エンドは前記シャンクに近接した縦中心回転軸に沿って延びた円周切削面を画定しており、
前記円周切削面はさらに、円周に沿って離間した複数の切削縁を備えており、各切削縁は概して基準線に沿って延びており、前記基準線は前記円周切削面上の第１切削角度に向いており、
前記第１切削角度は、前記縦中心軸の突出部と基準線との間の前記切削面上に画定されており、
各切削縁は正弦波のピッチ形状をした前記基準線周囲の等高線上に位置している、
エンドミル。
【請求項２】
各基準線は、前記円周切削面周囲で近接した各基準線から規則的に離間している、請求項１に記載のエンドミル。
【請求項３】
各基準線は、前記円周切削面周囲で近接した各基準線から不規則的に離間している、請求項１に記載のエンドミル。
【請求項４】
１つおきの切削縁の基準線のそれぞれが前記円周切削面周囲で１つおきの基準線のそれぞれから規則的に離間している、請求項１に記載のエンドミル。
【請求項５】
前記円周切削面上の前記第１切削角度は各切削縁について一定である、請求項１に記載のエンドミル。
【請求項６】
前記円周切削面上の前記第１切削角度は各切削縁毎に異なっている、請求項１に記載のエンドミル。
【請求項７】
前記１つおきの切削縁の円周切削面上の第１切削角度は一定である、請求項１に記載のエンドミル。
【請求項８】
前記基準線に集中した等高線がさらに、前記基準線までの前記切削縁の円周振幅によって画定され、前記円周振幅は各切削縁について一定である、請求項１に記載のエンドミル。
【請求項９】
前記基準線周囲に集中した等高線はさらに、前記基準線からの前記切削線の円周振幅によって画定され、前記円周振幅は各切削縁毎に異なる、請求項１に記載のエンドミル。
【請求項１０】
前記基準線に沿って集中した等高線はさらに、前記基準線からの前記切削線の円周振幅によって画定され、また、前記円周振幅は１つおきの切削縁のそれぞれについて一定である、請求項１に記載のエンドミル。
【請求項１１】
エンドミルであって、
方位付けされた縦中心軸を有する円筒形工具本体を備え、前記円筒形工具本体は前記縦中心軸周囲で回転可能であり、
前記円筒形工具本体内に、これと一体に、相互に対向して形成された溝付き切削エンドとシャンクエンドをさらに備え、前記溝付き切削エンドはノーズと、円周と、前記ノーズから前記円周に延びたエンド表面とをさらに有し、前記シャンクエンドは前記縦中心軸に沿って延びたシャンクを有し、前記溝付き切削端部は、前記シャンクに近接した前記縦中心回転軸に沿って延びた円周切削面を画定し、前記エンド表面は、縦中心軸に対する垂直面に沿って延びた半径切削面を有し、
前記円周切削面はさらに、複数の円周上で離間した切削縁を備え、各切削縁は基準線に沿って延びており、前記基準線は前記円周切削面上で第１切削角度に向いており、
前記第１切削角度は、前記縦軸の突出部と前記基準線との間の切削面上にあり、
各切削縁は、前記基準線に集中した、正弦波のピッチ形状をした等高線上に位置し、前記１つの正弦波は、位相シフトに沿って近隣の円周上で離間した切削縁に関連してジグザグに配置されている、
エンドミル。
【請求項１２】
円周周囲の、前記縦中心軸の各側において対向した位置で前記円周を妨げる１対の切削縁の間には位相シフトはない、請求項１１に記載のエンドミル。
【請求項１３】
円周周囲の、前記縦中心軸の各側において対向した位置で前記円周を妨げるいかなる２つの切削縁の間にも位相シフトはない、請求項１１に記載のエンドミル。
【請求項１４】
エンドミルであって、
方位付けされた縦中心軸を有する円筒形工具本体を備え、前記円筒形工具本体は前記縦中心軸周囲で回転可能であり、
前記円筒形工具本体内に、これと一体に、相互に対向して形成された溝付き切削エンドとシャンクエンドをさらに備え、前記溝付き切削エンドはノーズと、円周と、前記ノーズから前記円周に延びたエンド表面とをさらに有し、前記シャンクエンドは前記縦中心軸に沿って延びたシャンクを有し、前記溝付き切削端部は、前記シャンクに近接した前記縦中心回転軸に沿って延びた円周切削面を画定し、前記エンド表面は、縦中心軸に対する垂直面に沿って延びた半径切削面を有し、
前記円周切削面はさらに、複数の円周上で離間した切削縁を備え、各切削縁は基準線に沿って延びており、前記基準線は前記円周切削面上で第１切削角度に向いており、
前記第１切削角度は、前記縦軸の突出部と前記基準線との間の切削面上にあり、
各切削縁は、前記基準線に集中した、正弦波のピッチ形状をした等高線上に位置し、前記１つの正弦波は、位相シフトに沿って近隣の円周上で離間した切削縁に関連してジグザグに配置されており、前記基準線と前記円周の交差点から、前記基準線と前記シャンクの交差点までにかけての前記基準線の長さは、前記正弦波のピッチよりも短い、
エンドミル。
【請求項１５】
円周周囲の、前記縦中心軸の各側において対向した位置で前記円周を妨げる１対の切削縁の間には位相シフトはない、請求項１４に記載のエンドミル。
【請求項１６】
円周周囲の、前記縦中心軸の各側において対向した位置で前記円周を妨げるいかなる２つの切削縁の間にも位相シフトはない、請求項１４に記載のエンドミル。
【請求項１７】
各基準線は、前記円周切削面周囲で近接した各基準線から規則的に離間している、請求項１４に記載のエンドミル。
【請求項１８】
各基準線は、前記円周切削面周囲で近接した各基準線から不規則的に離間している、請求項１４に記載のエンドミル。
【請求項１９】
１つおきの切削縁の基準線のそれぞれが前記円周切削面周囲で１つおきの基準線のそれぞれから規則的に離間している、請求項１４に記載のエンドミル。
【請求項２０】
前記１つおきの切削縁の円周切削面上の第１切削角度は一定である、請求項１４に記載のエンドミル。
【請求項２１】
前記円周切削面上の前記第１切削角度は各切削縁毎に異なっている、請求項１４に記載のエンドミル。
【請求項２２】
前記１つおきの切削縁の円周切削面上の第１切削角度は一定である、請求項１４に記載のエンドミル。
【請求項２３】
前記基準線周囲に集中した等高線はさらに、前記基準線からの前記切削線の円周振幅によって画定され、前記円周振幅は各切削縁毎に一定である、請求項１４に記載のエンドミル。
【請求項２４】
前記基準線に沿って集中した等高線はさらに、前記基準線からの前記切削線の円周振幅によって画定され、また、前記円周振幅は切削縁のそれぞれについて異なる、請求項１４に記載のエンドミル。
【請求項２５】
前記基準線に沿って集中した等高線はさらに、前記基準線からの前記切削線の円周振幅によって画定され、また、前記円周振幅は１つおきの切削縁のそれぞれについて一定である、請求項１４に記載のエンドミル。
【請求項２６】
エンドミルであって、
縦中心軸を有する円筒形工具本体を備え、前記円筒形工具本体は前記縦中心軸周囲で回転可能であり、
前記円筒形工具本体内に、これと一体に、相互に対向して形成された溝付き切削エンドとシャンクエンドをさらに備え、前記溝付き切削エンドはノーズと、円周と、前記ノーズから前記円周に延びたエンド表面と、前記エンド表面と平行な安定基準線とをさらに有し、前記シャンクエンドは前記縦中心軸に沿って延びたシャンクを有し、前記溝付き切削端部は、前記シャンクに近接した前記縦中心回転軸に沿って延びた円周切削面を画定し、前記安全基準は、前記切削面上の、事前に選択された前記円周と前記シャンクの間の場所に画定されており、
前記円周切削面はさらに、複数の円周上で離間した切削縁を備え、各切削縁は基準線に沿って延びており、前記基準線は前記円周切削面間の第１切削角度に向いており、
前記第１切削角度は、前記縦軸の突出部と前記基準線との間の切削面上にあり、
各切削縁は、前記基準線に沿って集中した正弦波形状に沿って配置され、前記基準線と前記円周の交差点から、前記基準線と前記シャンクの交差点までにかけての前記基準線の長さは、前記１つの正弦波のピッチよりも短く、
前記切削縁と前記基準線は前記安定基準線周囲で規則的に離間している、
エンドミル。
【請求項２７】
各切削縁上の前記各正弦波形状のピッチはそれぞれ異なる、請求項２６に記載のエンドミル。
【請求項２８】
前記基準線に集中した等高線がさらに、前記基準線までの前記切削縁の円周振幅によって画定され、前記円周振幅は各切削縁について異なる、請求項２６に記載のエンドミル。
【請求項２９】
各基準線は、前記円周切削面周囲で近接した各基準線から規則的に離間している、請求項２６に記載のエンドミル。
【請求項３０】
各基準線は、前記円周切削面周囲で近接した各基準線から不規則的に離間している、請求項２６に記載のエンドミル。
【請求項３１】
１つおきの切削縁の基準線のそれぞれが前記円周切削面周囲で１つおきの基準線のそれぞれから規則的に離間している、請求項２６に記載のエンドミル。
【請求項３２】
前記１つおきの切削縁の円周切削面上の第１切削角度は一定である、請求項２６に記載のエンドミル。
【請求項３３】
前記円周切削面上の前記第１切削角度は各切削縁毎に異なっている、請求項２６に記載のエンドミル。
【請求項３４】
前記１つおきの切削縁の円周切削面上の第１切削角度は一定である、請求項２６に記載のエンドミル。
【請求項３５】
前記基準線周囲に集中した等高線はさらに、前記基準線からの前記切削線の円周振幅によって画定され、前記円周振幅は各切削縁毎に一定である、請求項２６に記載のエンドミル。
【請求項３６】
前記基準線に沿って集中した等高線はさらに、前記基準線からの前記切削線の円周振幅によって画定され、また、前記円周振幅は切削縁のそれぞれについて異なる、請求項２６に記載のエンドミル。
【請求項３７】
前記基準線に沿って集中した等高線はさらに、前記基準線からの前記切削線の円周振幅によって画定され、また、前記円周振幅は１つおきの切削縁のそれぞれについて一定である、請求項２６に記載のエンドミル。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本開示は、回転式切削工具（エンドミル）の技術に関し、また、エンドミルカッターとして知られるこのクラスの工具に関する。より詳細には、この開示は、複数の正弦円周切削縁を具備した低共振エンドミル削りに関する。
【背景技術】
【０００２】
高速回転切削工具は金属除去工程において使用される。エンドミルの設計における主な目的の１つは、工作品の表面は滑らかに維持しながら、相当量の金属を迅速に除去できる切削面を作り出すことである。また、駆動工具に要する電力を低減するべく切削作業を最小にすることも望ましい。
【０００３】
使用中のエンドミルの切削面が直線状に維持され、振動しなければ、滑らかな表面が得られる。細長い直線状の本体が振動することで、その主軸に沿って望ましくない湾曲が生じる。回転切削工具の振動は多くの場合ビビリまたはリンギングと呼ばれ、負荷力を変更あるいは回転させることにより、自体の自然周波数にて、もしくはこの周波数の調和にて励起された工具本体によって発生する。滑らかな表面を得るには、ビビリを制限したエンドミルを設計することが好ましい。多数の切削縁を設け、固定回転速度で動作するエンドミルは、工作品から材料層を除去するための負荷力に晒される。この問題の解決法の１つは、表面から材料除去する切削面を装備し、また、工具自体の周波数とこれに関係する調和とに関連した主要周波数および調和負荷周波数を除去することができる、より優れたエンドミルを設計することである。
【０００４】
従来型工具の１つに、工具の縦回転軸から離れる各切削縁の半径距離が切削高さに沿って変化する回転式切削工具がある。切削縁を独立して使用すると、たとえ高速で使用した場合でも材料の表面が不均等になる。そのため、縦長から半平坦な切削面に沿って長さの異なる同じような切削縁を配備した連続的な円周切削縁を工具に使用する必要がある。
【０００５】
図１Ａ〜図１Ｃに示す、上述とは別タイプの従来型エンドミルは、縦軸から離れても変化しないが、エンドミルの円周に沿って規則的なステップＡにてらせん状に配列された  切削縁を設けている。こうしたタイプの切削縁は規則的であり、らせんの切削角度によって決定された固定角度にて材料と接触する。その結果、各切削縁にかかる負荷力が異なる時間間隔で同一となり、これによって特定の切削速度での共振効果が生じる。
【０００６】
図２Ａ〜図２Ｃに示すさらに別タイプの従来型エンドミルは、エンドミルの円周に沿って規則的な距離で配置されていない切削縁を装備している。その結果、負荷力の方向は切削縁に対して垂直に、即ち切削角度に対して垂直に維持したままで、変化間における時間間隔によって第１負荷周波数を変更できるようになる。
【０００７】
図３Ａ〜図３Ｃに示すまた別タイプの従来型エンドミルでは、切削縁のいくつかの切削角度が改造されている。この構成により、第２タイプの負荷周波数を切削縁にかかる負荷力の方向に関連して減衰することが可能になる。この変更を加えることで、縦軸内で伝播されるエネルギー量を変更できるようになる。にもかかわらず、この従来技術では各切削縁に一定の切削角度を維持している。エンドミルが回転すると、切削面が材料から離れる際に負荷力が切削縁を上昇する。負荷力は縦軸の上方へ発展する際に一定に維持されるため、望ましくない共振が生じてしまうと理解できる。
【０００８】
図４Ａ〜図４Ｃに示す別タイプの従来型エンドミルは、切削縁に複数の小さな波型切込みを作成して、縦軸の切削面に沿って上方へ移動する負荷力を変調することにより、第３タイプの負荷周波数の制限を試みている。この構成は、負荷力が複数の周期を交互に発展してゆくため、望ましくない周波数を全て除去することはできない。事実、これによって小さな波型のピッチに関連した新たなタイプの周期負荷が作られる。図４Ｃでは、負荷は、溝付き範囲の長さに沿って前進する際に、切削縁４ａに沿って同じ角度に４回戻る。有効な切削角度は短い距離を迅速に発展し、縦軸内に望ましくないせん断力を生じさせるため、工具上に必要な切削作業が増加してしまい、これにより切削縁も損傷する。
【０００９】
したがって、非周期的な負荷の作成に基づいて望ましくない振動を低減するエンドミルが必要である。ビビリのない、または調和的に安定した工具はエンドミルへの損傷を制限し、研磨度の高い仕上げ表面を提供し、切削工具を動作させるために必要な切削作業を制限する。また、エンドミルは製造が容易でなくてはならず、せん断力に対して弱い箇所があってはならない。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
１つのタイプの従来型工具は、工具の縦回転軸から離れた各切削縁の半径距離が切削高さに沿って変化する回転切削工具である。切削縁を独立して使用すると、たとえ高速で使用した場合でも材料の表面が不均等になる。そのため、縦長から半平坦な切削面に沿って長さの異なる同じような切削縁を配備した連続的な円周切削縁を工具に使用する必要がある。
【００１１】
図１Ａ〜図１Ｃに示す、上述とは別タイプの従来型エンドミルは、縦軸から離れても変化しないが、エンドミルの円周に沿って規則的なステップＡにてらせん状に配列された  切削縁を設けている。こうしたタイプの切削縁は規則的であり、らせんの切削角度によって決定された固定角度にて材料と接触する。その結果、各切削縁にかかる負荷力が異なる時間間隔で同一となり、これによって特定の切削速度での共振効果が生じる。
【００１２】
図２Ａ〜図２Ｃに示すさらに別タイプの従来型エンドミルは、エンドミルの円周に沿って規則的な距離で配置されていない切削縁を装備している。その結果、負荷力の方向は切削縁に対して垂直に、即ち切削角度に対して垂直に維持したままで、変化間における時間間隔によって第１負荷周波数を変更できるようになる。
【００１３】
図３Ａ〜図３Ｃに示すまた別タイプの従来型エンドミルでは、切削縁のいくつかの切削角度が改造されている。この構成により、第２タイプの負荷周波数を切削縁にかかる負荷力の方向に関連して減衰することが可能になる。この変更を加えることで、縦軸内で伝播されるエネルギー量を変更できるようになる。にもかかわらず、この従来技術では各切削縁に一定の切削角度を維持している。エンドミルが回転すると、切削面が材料から離れる際に負荷力が切削縁を上昇する。負荷力は縦軸の上方へ発展する際に一定に維持されるため、望ましくない共振が生じてしまうと理解できる。
【００１４】
図４Ａ〜図４Ｃに示す別タイプの従来型エンドミルは、切削縁に複数の小さな波型切込みを作成して、縦軸の切削面に沿って上方へ移動する負荷力を変調することにより、第３タイプの負荷周波数の制限を試みている。この構成は、負荷力が複数の周期を交互に発展してゆくため、望ましくない周波数を全て除去することはできない。事実、これによって小さな波型のピッチに関連した新たなタイプの周期負荷が作られる。図４Ｃでは、負荷は、溝付き範囲の長さに沿って前進する際に、切削縁４ａに沿って同じ角度に４回戻る。有効な切削角度は短い距離を迅速に発展し、縦軸内に望ましくないせん断力を生じさせるため、工具上に必要な切削作業が増加してしまい、これにより切削縁も損傷する。
【００１５】
したがって、非周期的な負荷の作成に基づいて望ましくない振動を低減するエンドミルが必要である。ビビリのない、または調和的に安定した工具はエンドミルへの損傷を制限し、研磨度の高い仕上げ表面を提供し、切削工具を動作させるために必要な切削作業を制限する。また、エンドミルは製造が容易でなくてはならず、せん断力に対して弱い箇所があってはならない。
【課題を解決するための手段】
【００１６】
本開示の目的は、製造が容易で、駆動工具にかかる切削力を低減し、高速駆動時のガタガタという音を制御し、安定性により優れ、より滑らかな切削面を提供し、使用中における自然共鳴周波数が低い改善されたエンドミルを提供することで、より幅広い動作条件にわたりエンドミルの動作を可能にすることである。このエンドミルは円周切削面に沿って規則的または不規則的に配置された１つの長いピッチを設けた一連の正弦切削縁を装備している。別の実施形態では、ピッチ、正弦切削縁の基準線の切削角度、正弦関数の角度を変更できる。
【発明の効果】
【００１７】
本開示の目的は、製造が容易で、駆動工具にかかる切削力を低減し、高速駆動時のガタガタという音を制御し、安定性により優れ、より滑らかな切削面を提供し、使用中における自然共鳴周波数が低い改善されたエンドミルを提供することで、より幅広い動作条件にわたりエンドミルの動作を可能にすることである。このエンドミルは円周切削面に沿って規則的または不規則的に配置された１つの長いピッチを設けた一連の正弦切削縁を装備している。別の実施形態では、ピッチ、正弦切削縁の基準線の切削角度、制限関数の角度を変更できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１８】
図５Ａ〜図５Ｃは、本発明の第１実施形態による４つの切削縁によるエンドミル削りを示す。エンドミル削りは、切削面円周上に正弦切削縁を具備した、等間隔で離間した基準線を設けている。
【００１９】
エンドミルは、縦中心軸１０１を設けた円筒形の工具本体１００を備えている。好ましい実施形態におけるエンドミルは、例えば精密機械工作業界で使用できる。また、エンドミルは、円筒形本体内に対向して形成された、１本の溝が付いた切削エンド１０２とシャンクエンド５ｅとを備えており、シャンクエンドは縦中心軸に添って延びたシャンクを設けている。当業者には、スクエアエンドミルを示しているが（例えば、平坦なエンド切削面を具備したエンドミル）、これ以外にも、例えばボールノーズ、半径チップ、面取りエンド等の各種エンドの使用が可能であることがわかる。開示されたとおりのエンドミルは、シングルタイプの材料除去のためのものではない。この好ましい実施形態は、例えば、釣り用の精密機械、荒削り用機械、さらには木材の切り出しにも使用できる。さらに当業者には、本開示の範囲および幅に影響しない範囲で、複数の通常の可変容積測定パラメータ、構成パラメータ、設計パラメータを業界の明確な要求に応じて変更できる点も理解される。こうしたパラメータは、切削縁角度、先端設計、エンドミル直径、シャンクの長さ、シャンク直径、切削面の長さ、全長、切削縁の数、半径サイズ、先端切削縁設計、さらには円周切削縁上の切削角度を含むが、しかしこれらに限定されるものではない。
【００２０】
当業者は、エンドミルは炭化物、炭化物極超微粒子、セラミック、コバルト、高速度鋼、低炭素鋼、合金鋼、鋳造鉄、ステンレス鋼、チタン合金、高温合金、ダイヤモンド、あるいはこの種の使用に同等に適したこれ以外の材料を含むがこれらに限定されない幅広い材料で製造できることを理解する。また、エンドミルにコーティングを施して、耐性を追加し、機械特性を向上できる点も理解される。こうしたコーティングには、窒化チタン、炭窒化チタン、窒化アルミニウムチタン、窒化チタンアルミニウム、酸化アルミニウム、窒化クロミウム、窒化ジルコニウム、ダイヤモンドが含んでよいが、これらに限定されるものではない。
【００２１】
溝付き切削エンド１０２の表面は、シャンクエンド５ｅ付近の縦中心回転軸１０１に沿って延びた円周切削面を画定している。実際の切削面は、溝付き切削エンドの実外面を構成すると当業者によって理解されるが、その一方で、ここで図１Ｃ、図２Ｃ、図３Ｃ、図４Ｃ、図５Ｃ、図６Ｃ、図７Ｃ、図８Ｃ、図９Ｃ、図１０Ｃに示すとおりに定義される効率的な切削面はここで参照される円周切削面と、シャンクのダイヤモンド製のシリンダ上に想定される実際の切削面の開発とに関連する。本開示では、円周切削面、実外面という用語は、これらが機能的に同等であることから、相互交換可能に関連し、相互交換可能に使用することができる。ここで示す円周切削面開発は技術上通例のものである。
【００２２】
それぞれの好ましい実施形態を従来技術にかけてより詳しく説明するために、１つのエンドミルの例証を、側面展開図（図Ａ）、端面図（図Ｂ）、略展開図（図Ｃ）の３つの図で構成している。これらの図中では一貫した参照符号を使用している。各図ではエンドミル１００とこれ以外の一般的な要素に符号を付けていないが、当業者には、各図にこれらの参照符号を使用できることが理解されるはずである。円周切削面はまた、図５Ａ、図５Ｃに示す、複数の円周上で離間した切削縁５ａ、５ｂ、５ｃ、５ｄを備えている。通常各切削縁は、図５Ｃに示す円周切削縁上の第１切削角度５に向いた基準線５ｒに沿って延びている。各切削縁５ａ〜５ｄは、基準線５ｒ周囲に正弦波のピッチ形状にて集中した等高線上に位置している。当業者には、ピッチとは正弦波の周期を表すことが理解されるはずである。基準線はまた、正弦波の振動の中心とも一致する。第１切削角度５は、切削縁５ａ〜５ｄの切削表面上の基準線５ｒと縦中心軸１０１の間との角度として定義される。
【００２３】
図５Ａ〜図５Ｃは、Ａで示すように基準線５ｒが円周切削面の周囲で等間隔にて離間し、第１切削角度５が切削縁５ａ〜５ｄのそれぞれについて一定である実施形態を示す。正弦波はまた、基準線までの切削縁の円周振幅によっても定義することができる。例えば、低振幅正弦波５ａは、平均的な切削縁を基準線５ｒにより接近して変位させ、高振幅正弦波５ａは、図５Ｃに示すように、切削縁を円周切削面上の隣接した切削縁５ｃ、５ａにより接近して移動させる。図５Ａ〜図５Ｃに示す実施形態では、各切削縁の円周振幅は、２本の基準線５ｒの間に通常の空間のほんの一部のみが形成されるよう一定に保たれる。
【００２４】
正弦波に沿って配置した切削縁の別の特徴は、同一の切削面上にある切削縁どうしの間に位相が存在することである。図５〜図５Ｃは、切削縁５ａが切削縁５ｃと一致する好ましい実施形態を示す。これら２つの切削縁は、溝付きエンドの縦軸に沿った同じ距離において輪郭が同一となる際に一致することが理解される。また、当業者は、正弦関数を次のとおり記述できることを理解する。
【００２５】
振幅＝最大振幅のサイン（角度）
【００２６】
最大振幅は、円周切削縁基準線までの切削縁の最大距離として定義される。振幅は、基準線から切削縁に沿った距離であり、角度は、１ピッチの波を切削面にかけて示した場合の、ゼロから３６０度までの角度である。１対の切削縁の間の位相シフトは、溝付きエンドの縦軸に添った同一距離に最大振幅を置くための、２つの切削縁の間の角度差として定義される。波５ｐと波５ｑの間の差として例示されている１８０度の位相シフトは、第１切削縁の最大振幅が縦軸１０１に沿って第２切削縁の最小振幅と一致する状況に関連している。
【００２７】
図５Ｃは、切削縁５ｄが切削縁５ｄまたは５ａとの１８０度の位相シフトを有する状況を示しているが、当業者には、この図面が、任意の使用可能な位相あるいは振幅を使用できる状況の単なる例証でしかないことが理解される。
【００２８】
溝付き切削エンド１０２は、ノーズ１０３、外縁１０４、ノーズ１０３から外縁１０４まで延びたエンド表面を設けている。好ましい実施形態において、図５Ａ、図５Ｂに示す平坦面としてのエンド表面は、縦中心軸１０１に対する垂直面に沿って延びた半径切削面を設けている。図５Ａ、図５Ｂはまた、別の好ましい実施形態を示している。この別の実施形態では、切削縁が外縁１０４上に、１対の切削５ａ、５ｃが位相シフトを持たない距離を持って配置され、また、外周１０４周囲の、縦中心軸１０１の両側に対向する場所に配置される。その結果、各切削縁が正弦波ピッチ形状で基準線周囲の等高線上に配置され、また、１つの正弦波が、位相シフトに沿って円周上で離間している隣接する切削縁に関連してジグザグに配置される。
【００２９】
図６Ａ〜図６Ｃは、円筒形本体１００が溝付き切削エンド１０２に沿って６個の切削面６ａ〜６ｆを設けている別の実施形態を示す。この実施形態では、複数の切削縁６ａ〜６ｆが円周切削面に沿って等間隔で離間しており、各基準線の第１切削角度は一定である。この実施形態ではまた、上記以外の全ての切削縁は、６ａと６ｂの間においてジグザグに配置され、その他の切削縁の間においては位相シフトが不規則である状況を示す。図７Ａ〜図７Ｃは別の実施形態を示す。この実施形態では、切削面７ａが切削面７ｄと一致しており、また、縦中心軸１０１の各側の円周１０４周囲上の対向位置にある円周を妨げる位相シフトがどの２つの切削縁の間にも存在しない。当業者には、こうした実施形態が、エンドミル１００の切削縁の間に或る度数の対称性を必要とするいくつかの使用可能な構成の単なる例証であることが理解される。
【００３０】
図７Ａ〜図７Ｃは、切削縁上に配置された完全な正弦波をより詳細に説明し、理解し易くするために、基準線が、円周１０４との交差点からの長さとシャンク５ｅとの交差点からの長さを、ピッチとほぼ同一にしているエンドミル１００を示す。この開示はまた、切削縁をさらに変更し、自然周波数を低減するために、別のピッチの使用を考える。図８Ａ、図８Ｄは、切削縁から切削縁までのピッチを変更できる実行可能な実施形態を示す。例えば、切削縁８ａはピッチ８Ｐを設け、切削縁８ｃはピッチ８Ｑを設けている。円周において、異なる位相に関連して異なるピッチを用いることで、図８Ａの線Ａ−Ａで示す安定基準線の作成が可能になる。作成された安定基準線は、図８Ａの線Ｂ−Ｂで示すようにエンド表面と平行であり、また切削面上の円周とシャンクの間の所定の場所に画定される。図８Ａ〜図８Ｃにしめす第４実施形態では、基準線は安定基準線の周囲で定間隔にて離間している。
【００３１】
図９Ａ〜図９Ｃで示す状況では、第１切削角度１〜４が切削縁毎に異なっていてよく、また、した切削表面上への円周切削縁の配置も変更できる（距離Ａ〜Ｈとして示す）。別の実行可能な実施形態では、上方距離（距離Ｅ〜Ｈとして示す）または下方距離（距離Ａ〜Ｄとして示す）のいずれかが規則的であってよいと考える。しかし、第１切削角度と関連付けた場合には、溝付きエンドの他端に位置する関連する距離は不規則であってよい。
【００３２】
最後に、図１０Ａ〜図１０Ｃは、図５Ａ〜図５Ｃと類似し、さらに切削面上に可変的に離間した基準線を備えた構成を示す。当業者は、先に開示された円周正弦波切削縁の独特な特性に基づいて、第１切削角度、基準線間隔、ピッチ、位相シフトを変更した複数の構成を考案するだろう。この開示ではいくつかの実行可能な実施形態のみを例証しているが、これ以外にも、円周切削面の周囲上で各基準線が近接した基準線から不規則的に離間しているもの、円周切削面周囲上で１つおきの切削縁がそれぞれ１つおきの基準線から規則的に離間しているもの、円周切削面上の第１切削角度が各切削縁毎に異なっているもの、１つおきの切削縁の円周切削面上の第１切削角度が規則的なもの、円周振幅が各切削縁毎に異なるもの、または、円周振幅が１つおきの切削縁毎に一定のものが考えられる。円周正弦波切削縁に関連する場合に、こうしたパラメータを変更することにより、さらに違った構成が可能であり、考案できることが容易に理解できる。
【００３３】
先述は単に本発明のいくつかの例および実施形態の詳細な説明であり、本発明の精神または範囲から逸脱しない限り、開示した実施形態に対して、本開示に従って複数の変更を加えられることが理解できる。そのため、先述の説明は本発明の範囲を制限するのではなく、当業者が不適切な負担を強いられることなく本発明を実行できるよう、十分な開示を提供することを意図したものである。
【００３４】
本開示の目的は、製造が容易で、駆動工具にかかる切削力を低減し、高速駆動時のガタガタという音を制御し、安定性により優れ、より滑らかな切削面を提供し、使用中における自然共鳴周波数が低い改善されたエンドミルを提供することで、より幅広い動作条件にわたりエンドミルの動作を可能にすることである。このエンドミルは円周切削面に沿って規則的または不規則的に配置された１つの長いピッチを設けた一連の正弦切削縁を装備している。別の実施形態では、ピッチ、正弦切削縁の基準線の切削角度、正弦関数の角度を変更できる。
【図面の簡単な説明】
【００３５】
【図１Ａ】等間隔で離間した円周切削縁を設けた、従来技術の第１実施形態によるエンドミルの側部立面図である。
【図１Ｂ】図１Ａのエンドミルの端面図である。
【図１Ｃ】図１Ａのエンドミルの略展開図であり、発展させた切削面上への円周切削縁の配置を示す。
【図２Ａ】非等間隔で離間した直線状の円周切削縁を設けた、従来技術の第２実施形態によるエンドミルの側部立面図である。
【図２Ｂ】図２Ａのエンドミルの端面図である。
【図２Ｃ】図２Ａのエンドミルの略展開図であり、発展させた切削面上への円周切削縁の配置を示す。
【図３Ａ】変更した第１切削角度と直線状の円周切削縁とを設けた、従来技術の第３実施形態によるエンドミルの側部立面図である。
【図３Ｂ】図３Ａのエンドミルの端面図である。
【図３Ｃ】図３Ａのエンドミルの略展開図であり、発展させた切削面上への円周切削縁の配置を示す。
【図４Ａ】交互に傾斜した円周切削縁を持つ等間隔で離間した基準線を設けた、従来技術の第４実施形態によるエンドミルの側部立面図である。
【図４Ｂ】図４Ａのエンドミルの端面図である。
【図４Ｃ】図４Ａのエンドミルの略展開図であり、発展させた切削面上への円周切削縁の配置を示す。
【図５Ａ】正弦円周切削縁の等間隔で離間した基準線を設けた、本開示の第１実施形態によるエンドミルの側部立面図である。
【図５Ｂ】図５Ａのエンドミルの端面図である。
【図５Ｃ】図５Ａのエンドミルの略展開図であり、発展させた切削面上への円周切削縁の配置を示す。
【図６Ａ】対向する正弦円周切削縁の１つの位相対を設けた、本開示の第２実施形態によるエンドミルの側部立面図である。
【図６Ｂ】図６Ａのエンドミルの端面図である。
【図６Ｃ】図６Ａのエンドミルの略展開図であり、発展させた切削面上への円周切削縁の配置を示す。
【図７Ａ】対向する正弦円周切削縁の３つの位相対を設けた、本開示の第３実施形態によるエンドミルの側部立面図である。
【図７Ｂ】図７Ａのエンドミルの端面図である。
【図７Ｃ】図７Ａのエンドミルの略展開図であり、発展させた切削面上への円周切削縁の配置を示す。
【図８Ａ】ジグザグ配置されていない安定基準等高線を形成する正弦円周切削縁を設けた、本開示の第４実施形態によるエンドミルの側部立面図である。
【図８Ｂ】図８Ａのエンドミルの安定基準線Ａ−Ａ’に沿った底部カット図である。
【図８Ｃ】図８Ａのエンドミルの線Ｂ−Ｂ’に沿った端面図である。
【図８Ｄ】図８Ａのエンドミルの略展開図であり、発展させた切削面上への円周切削縁の配置を示す。
【図９Ａ】変更した第１切削角度と正弦円周切削縁とを設けた、本開示の第５実施形態によるエンドミルの側部立面図である。
【図９Ｂ】図９Ａのエンドミルの端面図である。
【図９Ｃ】図９Ａのエンドミルの略展開図であり、発展させた切削面上への円周切削縁の配置を示す。
【図１０Ａ】正弦円周切削縁の非等間隔で離間した基準線を設けた、本開示の第６実施形態によるエンドミルの側部立面図である。
【図１０Ｂ】図１０Ａのエンドミルの端面図である。
【図１０Ｃ】図１０Ａのエンドミルの略展開図であり、発展させた切削面上への円周切削縁の配置を示す。
【図１Ａ】
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【図１Ｂ】
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【図１Ｃ】
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【図２Ａ】
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【図２Ｂ】
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【図２Ｃ】
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【図３Ａ】
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【図３Ｂ】
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【図３Ｃ】
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【図４Ａ】
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【図４Ｂ】
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【図４Ｃ】
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【図５Ａ】
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【図５Ｂ】
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【図５Ｃ】
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【図６Ａ】
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【図６Ｂ】
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【図６Ｃ】
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【図７Ａ】
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【図７Ｂ】
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【図７Ｃ】
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【図８Ａ】
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【図８Ｂ】
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【図８Ｃ】
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【図８Ｄ】
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【図９Ａ】
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【図９Ｂ】
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【図９Ｃ】
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【図１０Ａ】
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【図１０Ｂ】
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【図１０Ｃ】
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【手続補正書】
【提出日】平成20年2月20日(2008.2.20)
【手続補正１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２６
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００２６】
最大振幅は、円周切削縁基準線までの切削縁の最大距離として定義される。振幅は、基準線から切削縁に沿った距離であり、角度は、１ピッチの波を切削面にかけて示した場合の、ゼロから３６０度までの角度である。１対の切削縁の間の位相シフトは、溝付きエンドの縦軸に添った同一距離に最大振幅を置くための、２つの切削縁の間の角度差として定義される。波５Ｐと波５Ｑの間の差として例示されている１８０度の位相シフトは、第１切削縁の最大振幅が縦軸１０１に沿って第２切削縁の最小振幅と一致する状況に関連している。
【手続補正２】
【補正対象書類名】図面
【補正対象項目名】図５Ｃ
【補正方法】変更
【補正の内容】
【図５Ｃ】
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【国際調査報告】
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