(57)【要約】【課題】切り屑排出性能の飛躍的な向上を図れる実用性に秀れた回転切削工具の提供。【解決手段】工具本体１の外周に、工具先端から基端側に向かう螺旋状の切り屑排出溝２が複数形成され、この切り屑排出溝２のすくい面と前記工具本体の外周面若しくは前記工具本体の外周に形成された外周逃げ面との交差稜線部に外周刃３が形成され、この外周刃３に凹設され切り屑を分断し得るチップブレーカ４が、所定の螺旋回転方向に沿って複数並設された回転切削工具であって、前記チップブレーカ４を、前記切り屑排出溝２からこのチップブレーカ４を介して工具回転方向後方側の隣接する切り屑排出溝２へと移動する切り屑が、切り屑排出方向と同方向にガイドされる螺旋回転方向に沿って並設する。【選択図】図４
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
工具本体の外周に、工具先端から基端側に向かう螺旋状の切り屑排出溝が複数形成され、この切り屑排出溝のすくい面と前記工具本体の外周面若しくは前記工具本体の外周に形成された外周逃げ面との交差稜線部に外周刃が形成され、この外周刃に凹設され切り屑を分断し得るチップブレーカが、所定の螺旋回転方向に沿って複数並設された回転切削工具であって、前記チップブレーカは、前記切り屑排出溝からこのチップブレーカを介して工具回転方向後方側の隣接する切り屑排出溝へと移動する切り屑が、切り屑排出方向と同方向にガイドされる螺旋回転方向に沿って並設されていることを特徴とする回転切削工具。
【請求項２】
請求項１記載の回転切削工具において、前記切り屑排出溝の螺旋回転方向と前記チップブレーカの並設方向としての螺旋回転方向は、同方向に設定されていることを特徴とする回転切削工具。
【請求項３】
請求項１，２いずれか１項に記載の回転切削工具において、回転軸を基準とした前記チップブレーカの並設方向としての螺旋回転方向を表す角度と前記外周刃の螺旋回転方向を表す角度との角度差が３０°以上に設定されていることを特徴とする回転切削工具。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、回転切削工具に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
プリント配線板の外形加工等に用いられるルーターや金属材料等の加工に用いられるエンドミル等の回転切削工具として例えば特許文献１に開示されるように、工具本体21の外周に、工具先端から基端側に向かう螺旋状の切り屑排出溝22が複数形成され、この切り屑排出溝22のすくい面と前記工具本体21の外周面との交差稜線部に外周刃23が形成され、この外周刃23に凹設され切り屑を分断し得るチップブレーカ24が、所定の螺旋回転方向に沿って複数並設されたものがある（図１参照）。尚、図中、符号25は底刃、α’は外周刃23の螺旋回転方向を表す角度、β’はチップブレーカ24の並設方向としての螺旋回転方向を表す角度である。
【０００３】
このような回転切削工具は、工具本体21を適宜な回動手段によって回動させつつ被切削物に当接せしめることで、該被切削物を外周刃23により切削すると共に、該切削により被切削物から分離する切り屑をチップブレーカ24により分断しながら工具上方（若しくは下方）から排出することができ、切り屑を分断することで、それだけ効率良く切り屑を排出して工具寿命を延ばせるとされている。
【０００４】
【特許文献１】特開２００２−３３７０１６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ところで、チップブレーカ24は、図２，３に図示したように、外周刃23により切削されて切り屑排出溝22により上方（若しくは下方）に移動する切り屑を、該チップブレーカ24を介して工具回転方向Ｒ’の後方側の隣接する切り屑排出溝22に移動させると共に、該移動時に切り屑をチップブレーカ24の内側面に当接させることで分断するものであるが、本発明者等は、従来のチップブレーカ24には以下のような問題点があることを見い出した。
【０００６】
即ち、従来の、例えば切り屑を上方から排出するタイプの回転切削工具においては、切り屑が螺旋状の切り屑排出溝22からは上向き（Ａ’方向）にガイドされるのに対し、チップブレーカ24を介して隣接する切り屑排出溝22へと移動する切り屑は、該チップブレーカ24により下向き（Ｂ’方向）にガイドされる。
【０００７】
従って、切り屑排出溝22による上方への切り屑排出性能が、チップブレーカ24を介して下向きにガイドされる切り屑により一部相殺され、切り屑詰まりが生じ易くなる。切り屑詰まりが生じると、被切削物や工具すくい面への切り屑溶着による切削抵抗の増加、放熱性の低下による切削温度の上昇に繋がり、結果として工具早期折損に至ることになる。
【０００８】
即ち、特許文献１に開示されるような従来の回転切削工具においては、切り屑を分断可能なチップブレーカを設けてはいるものの、予期していたような飛躍的な長寿命化は未だ図られていないのが現状である。
【０００９】
本発明は、上述のような現状に鑑みなされたもので、切り屑排出溝による切り屑の排出と同方向に切り屑をガイド可能な方向にチップブレーカを並設することで、切り屑排出溝による切り屑の排出が、チップブレーカを介して隣接する切り屑排出溝に移動する切り屑により阻害されることがなく、切り屑排出性能を飛躍的に向上させることができる極めて実用性に秀れた回転切削工具を提供するものである。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
添付図面を参照して本発明の要旨を説明する。
【００１１】
工具本体１の外周に、工具先端から基端側に向かう螺旋状の切り屑排出溝２が複数形成され、この切り屑排出溝２のすくい面と前記工具本体の外周面若しくは前記工具本体の外周に形成された外周逃げ面との交差稜線部に外周刃３が形成され、この外周刃３に凹設され切り屑を分断し得るチップブレーカ４が、所定の螺旋回転方向に沿って複数並設された回転切削工具であって、前記チップブレーカ４は、前記切り屑排出溝２からこのチップブレーカ４を介して工具回転方向後方側の隣接する切り屑排出溝２へと移動する切り屑が、切り屑排出方向と同方向にガイドされる螺旋回転方向に沿って並設されていることを特徴とする回転切削工具に係るものである。
【００１２】
また、請求項１記載の回転切削工具において、前記切り屑排出溝２の螺旋回転方向と前記チップブレーカ４の並設方向としての螺旋回転方向は、同方向に設定されていることを特徴とする回転切削工具に係るものである。
【００１３】
また、請求項１，２いずれか１項に記載の回転切削工具において、回転軸を基準とした前記チップブレーカ４の並設方向としての螺旋回転方向を表す角度βと前記外周刃３の螺旋回転方向を表す角度αとの角度差が３０°以上に設定されていることを特徴とする回転切削工具に係るものである。
【発明の効果】
【００１４】
本発明は上述のように構成したから、切り屑排出溝による切り屑の排出が、チップブレーカを介して隣接する切り屑排出溝に移動する切り屑により阻害されることがなく、切り屑排出性能を飛躍的に向上させることができる極めて実用性に秀れた回転切削工具となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１５】
好適と考える本発明の実施形態を、図面に基づいて本発明の作用を示して簡単に説明する。
【００１６】
回転する工具本体１の外周刃３を被切削物に接触させて該被切削物を切削する。この際に生じる切り屑は、切り屑排出溝２により所定方向（上方若しくは下方）へ移動せしめられると共に、一部はチップブレーカ４を介して工具回転方向後方側の隣接する切り屑排出溝２へと移動するが、このチップブレーカ４を介して移動する切り屑は、チップブレーカ４により切り屑排出溝２による切り屑排出方向と同方向にガイドされるから、切り屑排出溝２による切り屑の排出を阻害しない。従って、本発明は、チップブレーカを設けることで生じていた切り屑排出溝の排出性能低下の問題が生ぜず、従来に比し切り屑排出性能を飛躍的に向上させることが可能となる。
【実施例】
【００１７】
本発明の具体的な実施例について図４〜１５に基づいて説明する。
【００１８】
本実施例は、工具本体１の外周に、工具先端から基端側に向かう螺旋状の切り屑排出溝２が複数形成され、この切り屑排出溝２のすくい面と前記工具本体１の外周面若しくは前記工具本体の外周に形成された外周逃げ面との交差稜線部に外周刃３が形成され（即ち、外周刃３が螺旋状に形成され）、この外周刃３に凹設され切り屑を分断し得るチップブレーカ４が、所定の螺旋回転方向に沿って複数並設された回転切削工具であって、前記チップブレーカ４は、前記切り屑排出溝２からこのチップブレーカ４を介して工具回転方向後方側の隣接する切り屑排出溝２へと移動する切り屑が、この切り屑排出溝２による切り屑排出方向と同方向にガイドされる螺旋回転方向に沿って並設されているものである。
【００１９】
具体的には、図４に図示したように、先端部に底刃８を有すると共に基端部にプリント配線板用外形加工機の工具取り付け部と連結するシャンク部を有し、プリント配線板用外形加工機に取り付けられプリント配線板等に長穴加工や外形加工等の切削加工を施すルーターであり、工具本体１を右ネジ方向に回転させながら下方または主として横方向（回転軸直角方向）に移動させて被切削物の切削を行い、工具上方から切り屑を排出するように構成されているものである。
【００２０】
尚、ルーターに限らず、エンドミル等、他の回転切削工具に適用しても良い。また、工具本体１を左ネジ方向に回転させて切削を行ったり、工具下方から切り屑を排出したりする構成等、他の構成としても良い。
【００２１】
各部を具体的に説明する。
【００２２】
切り屑排出溝２とチップブレーカ４の並設方向としての螺旋回転方向は、同方向に設定されている。具体的には、工具回転軸に対し、工具先端から工具基端側に向かう時計回りの螺旋状（所謂右ねじれ）に設定されている。
【００２３】
ここで、「同方向」とは「切り屑排出溝またはチップブレーカにより排出される切り屑の排出方向を、工具回転軸方向と該工具回転軸方向と直交する工具回転方向に分解した際の工具回転軸方向成分の向き（上方若しくは下方）が同じ」という意味である。
【００２４】
即ち、本実施例のチップブレーカ４は、工具本体１に適宜な工具（例えば砥石）により螺旋状の切り屑排出溝２及び外周刃３を形成した後、チップブレーカ４を形成（例えば研削形成）し得る工具（例えば砥石）を、工具先端視において反時計回りに工具本体１を回転させながら工具本体１の先端側から基端側に向かって移動させ、外周刃３の一部を除去（例えば研削除去）することで形成することができる。
【００２５】
従って、外周刃３により被切削物から切り出された切り屑は、工具本体１の回転に伴い、切り屑排出溝２から上方への力Ａを受けると共に、チップブレーカ４を通じて工具回転方向Ｒの後方側の隣接する切り屑排出溝２へと移動する際、チップブレーカ４により切り屑排出溝２による切り屑排出方向と同じ方向である上方側（Ｂ方向）にガイドされることになる。
【００２６】
よって、切り屑排出溝２を移動する切り屑とチップブレーカ４を通じて侵入する切り屑とが合流する部分で詰りが生じにくく、切り屑は排出方向たる上方（Ｅ方向）にスムーズに移動し、排出されることになる。
【００２７】
即ち、本実施例は、切り屑排出溝２とチップブレーカ４の並設方向としての螺旋回転方向を一致させることで、切り屑排出溝２によりガイドされて排出される切り屑の流れに対し、チップブレーカ４による隣接する切り屑排出溝２への切り屑のガイド方向を合わせることで、該チップブレーカ４によりガイドされる切り屑が切り屑排出溝２によりガイドされる切り屑を阻害しないようにして、切り屑排出溝２による切り屑排出性能を維持し得るようにしたものである。
【００２８】
この点、従来の構成では、図１〜３に図示したように、チップブレーカ24によりガイドされる切り屑は、排出方向たる上方（Ｅ’方向）とは反対の下向き（Ｂ’方向）となっているため、切り屑排出溝22により上方（Ａ’方向）にガイドされる切り屑の移動を阻害し、切り屑排出溝22の排出能を低下させていたため、チップブレーカ24を設けたことによる恩恵は少なかった。
【００２９】
また、回転軸を基準とした、前記チップブレーカ４の並設方向としての螺旋回転方向を表す角度β（チップブレーカのねじれ角）と前記外周刃３の螺旋回転方向を表す角度α（外周刃のねじれ角）との角度差は、３０°以上に設定されている。これは、外周刃のねじれ角とチップブレーカのねじれ角との角度差が大きい程、外周刃３の回転方向後方側の厚みが増加し、該外周刃３の強度が顕著に向上するといった効果が得られるからである。
【００３０】
チップブレーカ４は、断面視において凹角溝状に設定されており、各チップブレーカ４は、外周刃３に、回転軸に対して図６中右上に向かって傾斜した状態で設けられている。
【００３１】
また、チップブレーカ４の切り屑排出溝２による工具排出方向側の内側面５が内底面６に対して傾斜する傾斜面に設定され、反対側の内側面７が内底面６に対して略垂直な垂直面に設定されている。具体的には、図８に示すように前記チップブレーカ４の並設方向としての螺旋回転方向に直交する断面視において、前記傾斜面（内側面５）は内底面６に対して３０°〜６０°程度傾斜するように設定すると良い。３０°未満に設定すると外周刃３と内側面５とが交差する角部の強度が増し外周刃３の耐欠損性は向上するが、外周刃３の長さを十分に確保できずに切削性能が劣化するという不具合があり、６０°を超える角度に設定すると工具排出方向（上方）への切り屑排出を阻害することとなる。本実施例では４５°に設定している。また、垂直面（内側面７）は完全に垂直である必要はなく、内底面６に対し７０°〜９０°程度であれば良い。これは、内側面７が垂直に近い状態であると、角部に切削荷重が集中しやすく該角部が欠損する可能性が高いためである。また、７０°未満に設定すると切り屑が下方に排出され易くなり、上方への切り屑排出性が劣化するためである。本実施例では８０°に設定している。また、本実施例においては内底面６と内側面７は曲面で連接されている。このことにより、内底面６と内側面７とが交差する隅部に切り屑が溜まることなく、より円滑に上方に排出され、好ましい状態となる。
【００３２】
従って、回転切削時、チップブレーカ４を通過する切り屑はＢ方向に力を受け、また、切り屑がチップブレーカ４を通過し易く、それだけ切削抵抗を増加させることなく切削を行うことが可能となる。
【００３３】
本実施例は上述のように構成したから、回転する工具本体１の外周刃３を被切削物に接触させて該被切削物を切削する際に生じる切り屑は、切り屑排出溝２により上方へ移動せしめられると共に、一部はチップブレーカ４を介して工具回転方向後方側の隣接する切り屑排出溝２へと移動するが、このチップブレーカ４を介して移動する切り屑は、チップブレーカ４により切り屑排出溝２による切り屑排出方向と同方向にガイドされるから、切り屑排出溝２による切り屑の排出を阻害しない。
【００３４】
従って、本実施例は、チップブレーカを設けることで生じていた切り屑排出溝の排出性能低下の問題が生ぜず、従来に比し切り屑排出性能を飛躍的に向上させることが可能となる。
【００３５】
本実施例の効果を裏付けるため以下の各特性について行った実験例について説明する。
【００３６】
＜切り屑排出性＞
本実施例と従来例との夫々において、切削条件を、回転切削工具径１．５ｍｍ、スピンドルの回転数２９，０００ｒｐｍ、送り速度１．１ｍ／ｍｉｎ（ラジアル方向（工具径方向）の送り速度）として、厚さ１．６ｍｍの耐熱性ガラス布基材エポキシ樹脂積層板を３枚重ねた被切削材に対し、図９に図示したようなウェービーパターンを施した。
【００３７】
従来例の実験結果を図１０、本実施例の実験結果を図１１に示す。従来例により加工されたものは切り屑が加工溝に詰っている（写真白箇所）のに対し、本実施例により加工されたものは切り屑詰まりがほとんど認められなかった。
【００３８】
＜切削動力＞
本実施例と従来例との夫々において、切削動力について測定を行った（加工初期時）。切削動力は図１２に図示したような３成分（Ｆｘ，Ｆｙ，Ｆｚ）に分けられ、Ｆｘ，Ｆｙはラジアル方向、Ｆｚはスラスト方向を表す。
【００３９】
従来例の実験結果を図１３、本実施例の実験結果を図１４に示す。両者を比較すると、Ｆｚ（スラスト方向）が大きく異なっている。ここで、Ｆｚは鉛直下向きが正であることから、負の値は切り屑が被切削材から上方に排出される力を意味する。従って、切削動力からも本実施例が切り屑の排出性に秀れていることが分かる。
【００４０】
＜折損寿命＞
工具が折損するまで加工を行い、折損までの距離を評価した。
【００４１】
実験結果を図１５に示す。従来例に比べて本実施例は耐折損性に秀れていることが分かった。これは、上記結果からも分かるように本実施例は切り屑の排出性が良好であり、切削抵抗及び加工温度が抑えられたことと、外周刃の欠けが発生し難い形状であることに起因すると考えられる。
【図面の簡単な説明】
【００４２】
【図１】従来例の概略説明平面図である。
【図２】従来例の概略説明図である。
【図３】従来例の切り屑排出溝及びチップブレーカから切り屑が受ける力の模式図である。
【図４】本実施例の説明平面図である。
【図５】本実施例の概略説明平面図である。
【図６】本実施例の概略説明図である。
【図７】本実施例の切り屑排出溝及びチップブレーカから切り屑が受ける力の模式図である。
【図８】チップブレーカの並設方向としての螺旋回転方向に直交する拡大概略説明断面図である。
【図９】切り屑排出性確認実験に用いたウェービーパターンを示す説明図である。
【図１０】従来例の切り屑排出性確認実験の結果を示す写真である。
【図１１】本実施例の切り屑排出性確認実験の結果を示す写真である。
【図１２】切削動力確認実験の概略説明図である。
【図１３】従来例の切削動力確認実験の結果を示すグラフである。
【図１４】本実施例の切削動力確認実験の結果を示すグラフである。
【図１５】折損寿命確認実験の結果を示すグラフである。
【符号の説明】
【００４３】
１  工具本体
２  切り屑排出溝
３  外周刃
４  チップブレーカ
α  外周刃３の螺旋回転方向を表す角度
β  チップブレーカ４の並設方向としての螺旋回転方向を表す角度
【図１】
2008114308.tif 000003
【図２】
2008114308.tif 000004
【図３】
2008114308.tif 000005
【図４】
2008114308.tif 000006
【図５】
2008114308.tif 000007
【図６】
2008114308.tif 000008
【図７】
2008114308.tif 000009
【図８】
2008114308.tif 000010
【図９】
2008114308.tif 000011
【図１０】
2008114308.tif 000012
【図１１】
2008114308.tif 000013
【図１２】
2008114308.tif 000014
【図１３】
2008114308.tif 000015
【図１４】
2008114308.tif 000016
【図１５】
2008114308.tif 000017