(57)【要約】【課題】フライス端部における凸条体の剛性を確保しつつ、替刃の装着を精度良くかつ容易に行うことができるようにする。【解決手段】フライス１０は、円筒形のボディ１１の両端間の外周面にて、少なくとも1条の螺旋状溝１２を削成して形成された螺旋状の凸条体１３と、凸条体の長手方向の複数箇所にて凸条体を略軸方向に切り欠くことにより切断されてなる切欠き部１６と、切欠き部に着脱可能に装着されたボディの外周面から突出する切れ刃を有するチップ１７とを設ける。凸条体の長手方向の複数箇所に、軸心に対して直角に延びた直線状部１４が設けられる。切欠き部は、直線状部においてボディの回転前方側に設けられる。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
円柱形又は円筒形のボディの外周面にて、少なくとも1条の螺旋状溝を削成することにより形成された螺旋状の凸条体と、該凸条体の長手方向の複数箇所にて該凸条体を軸方向に平行に切り欠くことにより切断されてなる切欠き部と、該切欠き部に着脱可能に装着された前記凸条体の外周面から突出する切れ刃を有する替刃とを設けたフライスにおいて、
前記凸条体の長手方向の複数箇所にて、該凸条体の一部として前記ボディの軸心に対して直角に延びた直線状部を設け、前記切欠き部を該直線状部に設けたことを特徴とするフライス。
【請求項２】
前記切欠き部に、前記替刃と楔形状の固定部材とが挿入され、前記ボディの回転時における遠心力を利用して、該替刃が該固定部材によって該切欠き部に固定されることを特徴とする前記請求項１に記載のフライス。
【請求項３】
前記請求項２に記載のフライスの前記切欠き部に装着される前記替刃の位置決めに用いられるフライス用位置決めゲージであって、前記直線状部の基準となる少なくとも一方の側面に合わせて該直線状部の外周側に重ね合わされる断面略Ｌ字型又はＵ字型の取付基部と、該直線状部に隣接した前記替刃と固定部材が装着された前記切欠き部にて該固定部材を軸心方向に押し込む押圧部と、前記直線状部の幅方向に対する前記替刃の位置を決める位置決め部とを一体で設けたことを特徴とするフライス用位置決めゲージ。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、木材、木質系材料及びプラスチック材料等の切削に用いられる木工加工機械又は木工加工に類する加工機械等の工作機械主軸に装着して使用されるフライス、及びフライスにおける替刃の位置決めを行うためのフライス用位置決めゲージに関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、この種のフライスとしては、例えば特許文献１に示すように、円柱形のボディの外周面に少なくとも１条の螺旋溝を削成することにより螺旋形の凸条体を設け、凸条体の一部を切り欠いて切欠き部を削成し、切欠き部内に凸条体の幅よりわずかに長い替刃を装着固定したものが知られている。このフライスは、回転軸方向に対してわずかに傾斜した仮想の螺旋に沿って等間隔（回転軸に平行な方向で測定して替刃長さよりわずかに短めの間隔）に配置された一組の替刃で被切削材の表面を切削し、削り残し部分を回転後方に位置するつぎの一組が切削するものであり、この切削パターンの繰り返しにより、被削材の一表面を仕上げるものである。
【０００３】
しかし、このフライスは、その端部において凸条体の幅が三角形状に減少するため、この部分の凸条体の剛性が低下する。すなわち、端部の三角形状部分に設けた切欠き部に固定される替刃に加わる切削抵抗を、剛性の低下した三角形状部分で受けることになるため、替刃の取り付けが不安定になり、フライスの信頼性が損なわれるおそれがある。一般に、同一径のフライスにおいて、凸条体の条数を増やすことにより、有効切削刃数が増やされるため、送材速度を高めることにより切削の効率を高めることができる。しかし、凸条体の条数を増やすことにより上記三角形状部分の面積が益々小さくなり、替刃取り付け部分の信頼性がさらに低下することになる。
【０００４】
また、上記替刃を切欠き部内にボルトで締め付ける構造のフライスの場合、個々の替刃の締め付け状態に差が生じやすく、また締め付け時のボルトの回転力も締め付けに影響し、替刃刃先の傾きや位置ずれ等の原因となる。そのため、刃先位置精度が悪くなり、被切削材加工面に目立った切削条痕が生じる等、切削面の品質低下をもたらすという問題がある。特に、替刃の締め付けに過不足があると、替刃の位置精度が悪くなるばかりでなく、切削中における替刃の破損の原因になるおそれもある。
【０００５】
これに対して、替刃の切欠き部への取り付けを、ボルトによる締付けによらず、ボディの回転の遠心力を利用して、替刃及び楔状の固定部材を自動的に切欠き部内に固定する形式のフライスも用いられている（特許文献２，３参照）。この替刃取付け方法によれば、ボルトで締め付ける手間もなく、ボルト締め付け時の回転力が替刃に作用せず、いずれの替刃にも安定したほぼ均一な力が作用するため、替刃の取り付けが素早くかつ均等に行われる。
【０００６】
しかし、この場合、替刃を凸条体の切欠き部に装着しようとすると、替刃を固定する固定部材の長さが短く、その端面が凸条体のねじれ角に合わせて傾斜する形となる。そのため、長さが２０ｍｍ前後の固定部材と替刃を斜めに切り欠いた切欠き部に挿入し、指先の感覚で替刃を所定位置に収めることは手間のかかる煩雑な作業となる。さらに、凸条体にねじれ角分の傾きがあることにより、替刃取り付けに錯覚も生じやすいため、取付後の確認作業が必要になる。また、遠心力による替刃を固定する力を確実に作用させたいものの、固定部材自体が傾斜した形となり、替刃に対して傾斜した分だけ横にはみ出たように重ねられる。そのため、替刃が斜めに切り欠かれた切欠き部に精度良く固定されたかどうかについて、心理的な不安が残る。特に、フライス端部位置にある替刃の固定には、上記凸条体の幅の減少による剛性の不足の問題も加わり、替刃を固定する力の低下の問題が残される。
【０００７】
【特許文献１】
特開平９−７６２０５号公報（第２頁、図１）
【特許文献２】
実願昭５９−２０１１６６号のマイクロフィルム（第２頁、第１〜３図）
【特許文献３】
実願平１−７８８４８号のマイクロフィルム（第２頁、第１図）
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は、上記した問題を解決しようとするもので、フライス端部における凸条体の剛性を確保しつつ、替刃の装着の容易なフライスを提供すること、及び替刃の位置決めに用いられる位置決めゲージを提供することを目的とする。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために上記請求項１に係る発明の構成上の特徴は、円柱形又は円筒形のボディの外周面にて、少なくとも1条の螺旋状溝を削成することにより形成された螺旋状の凸条体と、凸条体の長手方向の複数箇所にて凸条体を軸方向に平行に切り欠くことにより切断されてなる切欠き部と、切欠き部に着脱可能に装着された凸条体の外周面から突出する切れ刃を有する替刃とを設けたフライスにおいて、凸条体の長手方向の複数箇所にて、凸条体の一部としてボディの軸心に対して直角に延びた直線状部を設け、切欠き部を直線状部に設けたことにある。
【００１０】
上記のように構成した請求項１に係る発明においては、フライスに設けた凸条体の長手方向の複数箇所に、軸心に対して直角に延びた直線状部を設け、直線状部に切欠き部を設けたことにより、フライスの端部において、切欠き部のボディ回転後方側の凸条体の幅が従来に比べて部分的に広げられる。そのため、この部分の凸条体の剛性が高められ、直線状部におけるボディ回転前方側位置に切欠き部を設けることで、凸条体が切欠き部に固定される替刃に加わる切削抵抗を十分に受けとめることができる。また、凸条体の直線状部に切欠き部が設けられていることにより、替刃の取り付けの際に、凸条体が傾斜していないため、従来のようにねじれ角分の傾きによる錯覚を生じることもなく、そのため、替刃の取付作業が簡易かつ適正に行われる。
【００１１】
また、上記請求項２に係る発明の構成上の特徴は、前記請求項１に記載のフライスにおいて、切欠き部に、替刃と楔形状の固定部材とが挿入され、ボディの回転時における遠心力を利用して、替刃が固定部材によって切欠き部に固定されることにある。このように、替刃が、ボディの回転時における遠心力を利用して、固定部材により自動的に切欠き部に固定されるため、ボルトで締め付ける手間もなく、ボルト締め付け時の回転力が替刃に作用しなく、複数の替刃に安定したほぼ均一な力が作用するため、替刃のセットが素早くかつ均等に行われる。
【００１２】
また、上記請求項３に係る発明の構成上の特徴は、前記請求項２に記載のフライスの切欠き部に装着される替刃の位置決めに用いられるフライス用位置決めゲージであって、直線状部の基準となる少なくとも一方の側面に合わせて直線状部の外周側に重ね合わされる断面略Ｌ字型又はＵ字型の取付基部と、直線状部に隣接した替刃と固定部材が装着された切欠き部にて固定部材を軸心方向に押し込む押圧部と、直線状部の幅方向に対する替刃の位置を決める位置決め部とを一体で設けたことにある。
【００１３】
上記のように請求項３に係る発明を構成したことにより、前記請求項２のフライスに対して、位置決めゲージが、断面略Ｌ字型又はＵ字型の取付基部にて直線状部の基準となる少なくとも一方の側面に合わせて直線状部の外周側に重ね合わされる。さらに、直線状部に隣接した替刃と固定部材が装着された切欠き部にて、押圧部により固定部材を軸心方向に押し込めて、替刃を切欠き部に対して緩めた状態で、位置決め部により直線状部の幅方向に対する替刃の幅方向端部の正確な位置が決められる。替刃の正確な位置決めがされた後に、位置決めゲージを凸条体から取り外すことにより、押圧部によって軸心方向に押し込められた固定部材が径方向外方に戻され、位置決めされた替刃を押して切欠き部内に位置決めした状態で仮止めすることができる。
【００１４】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の一実施の形態を図面を用いて説明する。図１及び図２は、同実施形態に係るフライス１０を側面図及びボディの展開図により示したものである。フライス１０は、その軸心位置にモルダーに取り付けるための取付孔１１ａが形成された円筒形のボディ１１を備えており、ボディ１１の外周面全面には軸方向一端（図１の前面）と他端間に、回転方向に螺旋状に延びた３条の螺旋溝１２Ａ，１２Ｂ，１２Ｃが削成されており、これら螺旋溝１２Ａ，１２Ｂ，１２Ｃに挟まれて突出した３本の凸条体１３Ａ，１３Ｂ，１３Ｃが設けられている。凸条体１３Ａ，１３Ｂ，１３Ｃについては、それぞれ同一構造であり、以下凸条体１３Ａについて説明する。なお、フライス１０の回転方向は、図１に示すボディ側面から見て反時計方向（図示矢印Ｒ方向）である。
【００１５】
凸条体１３Ａは、図２のボディ展開図（ボディの周方向１／３のみを示す）に示すように、軸方向一端（図示下端）から軸直角面に対して略１６°傾斜しており、ボディ外周の中心角で６０°に相当する長さを単位として、単位長さ内の中心角で略２５°の範囲に、軸線に対して直角方向に平面視で直線状に延びる複数の直線状部１４を設けている。直線状部１４は、ボディ１１の軸心に対して略２０°に傾斜した仮想ねじれ線Ｌと凸条体１３Ａとの交点位置に設けられている。各直線状部１４の回転前方側は、わずかに径方向に凹んだ刃底となる曲面状の凹部１５になっている。各直線状部１４には、回転前方側にて軸方向に平行に切り欠かれて切断された切欠き部１６が設けられている。
【００１６】
切欠き部１６は、図３に詳細に示すように、直線状部１４を軸方向に平行に所定幅で切欠いて切断した側面視で略Ｕ字形状の凹部となっている。切欠き部１６は、回転前方側のチップ座１６ａと、回転後方側の溝壁１６ｂと、径方向内方の底面部１６ｃとにより囲まれており、チップ座１６ａ及び溝壁１６ｂの軸心側端部と、底面部１６ｃとの境界は、滑らかな略曲線状にされている。チップ座１６ａ表面は、径方向に対して回転方向に向けて略１５°傾斜しており、溝壁１６ｂ表面は、径方向に対して回転方向に向けて略３０°傾斜しており、その結果、切欠き部１６の開口側が底面部１６ｃ側に対して狭められている。チップ座１６ａは、その先端が凹部１５につづいて径方向外方にわずかに突出しているが、その外端がボディ１１の外周からわずかに軸心方向にへこんで配設されている。チップ座１６ａ表面は、外周側がわずかに周方向に突出した係止凸部１６ａ１になっている。切欠き部１６には、替刃であるチップ１７及び固定部材２１が挿嵌される。
【００１７】
チップ１７は、図４に示すように、長方形の金属製薄板であり、長手方向長さが直線状部１４の幅より好ましくは長くなっており、略平坦な取付面１８と押圧面１９とを設けている。チップ１７は、幅方向両側にて切り欠かれて取付面１８側に突出すると共に長手方向両端に延びた一対の切れ刃１７ａを設けている。すなわち、一方の切れ刃１７ａが摩耗等した場合には、チップ１７を装着しなおして他方の切れ刃１７ａを使用することができる。取付面１８の両切れ刃１７ａのわずかに内側には、幅の細い線状の一対の係合凸部１８ａが設けられており、一対の係合凸部１８ａの間はその外側の平面よりわずかに凹んだ係止凹部１８ｂになっている。
【００１８】
固定部材２１は、図５に示すように、金属製の略直方体状の厚板であり、長手方向長さが直線状部１４の幅寸法と略同一になっている。固定部材２１は、対向する前後面２２，２３と、両側面２４と、上面２５と、底面２６とを有しており、前面２２の底面２６側から略垂直に突出する突出部２７を有し、全体として略Ｌ字状になっている。後面２３は、前面２２に対して幅方向に沿って上面２５から底面２６に向けて厚みが大きくなるように傾斜した傾斜部分とそれに続く前面２２に平行な平行部と、底面２６側で突出部２７側に傾斜した傾斜面とを有している。上面２５は、ボディ１１の外周に合わせて傾斜しており、その中心に挿入孔２５ａを設けている。底面２６には、挿入孔２５ａより深い固定孔２６ａが設けられている。固定孔２６ａには、コイルバネ２８及びコイルバネ２８に係合して底面２６からわずかに突出したボール２９が挿嵌されている。突出部２７は、先端側にてその底面側が切り欠かれている。
【００１９】
固定部材２１は、切欠き部１６内に挿嵌された状態で上面２５ａを押圧することにより、ボール２９がコイルバネ２８の付勢力に対抗して固定孔２６ａ内に弾性的に沈み込む。チップ座１６ａと固定部材２１の隙間にチップ１７を挿入し、チップ１７の係止凹部１８ｂをチップ座１６ａの係止凸部１６ａ１に係合させた状態で、固定部材２１の押圧状態を解除して径方向外方に戻すことにより、チップ１７の押圧面１９が固定部材２１の前面２２側から押圧されて、チップ座１６ａに仮止めされる。
【００２０】
つぎに、チップ１７及び固定部材２１を切欠き部１６に位置決めするための位置決めゲージ３１について説明する。位置決めゲージ３１は、図６に示すように、略長方形の厚板である基部３２を有し、基部３２の平坦面側の幅方向一端にて長手方向の両端からから略垂直に突出した一対の係合凸部３３とにより略Ｕ字型の取付基部を形成している。基部３２は、一方の面が平坦面で、他方の面が幅方向中間で凹んだ凹凸面になっている。係合凸部３３は、略角棒状であり、各係合凸部３３の対向面間の距離が、直線状部１４の幅と同一になっている。また、基部３２の平坦面側の幅方向他端側には、長手方向の中間位置に棒状のピン３４が突設されており、さらに長手方向一方側には位置決め部３５が平坦面から突出して設けられている。
【００２１】
この位置決めゲージ３１は、チップ１７と固定部材２１が装着された切欠き部１６に隣接する直線状部１４に対して一対の係合凸部３３で挟んで重ね合わされる。これにより、位置決めゲージ３１が直線状部１４に対して位置決めされる。つぎに、ピン３４を固定部材２１の挿入孔２５ａに挿入することで固定部材２１の位置を決め、ピン３４の左右に延在する押圧部３６で固定部材２１の上面２５を押圧することにより、固定部材２１が軸心方向に押されチップ１７がフリーな状態にされる。このチップ１７を位置決め部３５に押し当てることにより、チップ１７の幅方向の正確な位置決めが行われる。その後、位置決めゲージ３１を直線状部１４から取り外すことにより、楔状の固定部材２１がコイルバネ２８に付勢されたボール２９に押圧されて径方向外方に突出し、相対的にチップ座１６ａ方向の力がチップ１７に作用してチップ座１６ａに押圧することにより、チップ１７が精度良く位置決めされた状態で切欠き部１６に仮止めされる。
【００２２】
このように、チップ１７が切欠き部１６に仮止めされた状態で、ボディ１１を回転させることにより、ボディ１１の回転に伴う遠心力が作用し、固定部材２１が径方向外方に強力に押されて、チップ１７が固定部材２１により自動的に切欠き部１６に強固に固定される。そのため、チップ１７をボルトで締め付ける手間もなく、ボルト締め付け時の回転力がチップ１７に作用せず、いずれのチップ１７にも安定したほぼ均一な力が作用するため、チップ１７の切り欠き部１６への取り付けが、素早くかつ精度良く行われる。
【００２３】
上記のように構成した実施形態においては、フライス１０に設けた凸条体１３Ａ〜１３Ｃの長手方向の複数箇所に、軸心に対して直角に延びた直線状部１４を設け、直線状部１４におけるボディ回転前方側に切欠き部１６を設けたことにより、フライス１０の端部の切欠き部１６において凸条体の幅が従来に比べて部分的に広げられる。そのため、この部分の凸条体１３Ａ〜１３Ｃの剛性が高められ、凸条体が切欠き部１６に固定されるチップ１７に加わる切削抵抗を十分に受けとめることができる。特に、凸条体の条数を増やすことにより、凸条体の傾斜が急になり、その分、ボディの端部における凸条体の幅が短くなるが、この部分を直線状部とすることにより、凸状体の幅を広げることができる。そのため、ボディ端部における凸条体の剛性の低下を抑えることができる。その結果、本実施形態においては、フライスの切削性能を維持しつつその耐久性を高めることができる。なお、切削抵抗に対する剛性が問題にならない場合は、切欠き部の位置は、直線状部の中間あるいはボディ回転後方でもよい。
【００２４】
また、凸条体１３Ａ〜１３Ｃの直線状部１４に切欠き部１６が設けられたことにより、チップ１７の取り付けの際に、凸条体１３Ａ〜１３Ｃが傾斜していないため、従来のようにねじれ角分の傾きがあることにより錯覚を生じることもない。そのため、チップ１７の取付作業が簡易かつ適正に行われ、作業コストを低減させることもできる。
【００２５】
さらに、チップ１７が、ボディ１１の回転により生じる遠心力を利用して、固定部材２１により自動的に切欠き部１６に固定されるため、ボルトで締め付ける手間もなく、ボルト締め付け時の回転力がチップ１７に作用せず、いずれのチップ１７にも安定したほぼ均一な力が作用する。そのため、チップ１７の切欠き部１６内への取り付けが素早くかつ精度良く行われる。
【００２６】
なお、上記実施形態においては、チップ１７の切欠き部１６へ固定について、ボディ１１の回転による遠心力を利用して、楔状の固定部材２１を用いると共に、切欠き部１６の外周側を狭めた構造を用いることにより行われているが、遠心力を利用して固定する手段としてはこれに限らない。例えば、上記特許文献１に示すように、チップを裏座及び楔状の遠心固定板によって挟んで固定する方法でもよい。また、上記特許文献２に示すように、チップを裏座に重ねた遠心固定板によってチップ座に押し付けることによって固定するようにしてもよい。さらには、チップの切欠き部への固定については、必要に応じてボディの回転による遠心力を利用することなく、ボルト止めにより固定することもできる。
【００２７】
また、上記実施形態においては、チップ１７は、その係止凹部１８ｂをチップ座１６ａの係止凸部１６ａ１に係合させることによりチップ座１６ａに取り付けられているが、これと逆に、チップに係合凸部を設け、チップ座に係合凹部を設けて、両者を係合させることにより、チップをチップ座に固定することも可能である。
【００２８】
また、上記実施形態においては、位置決めゲージ３１は、取付基部が基部と一対の係合凸部を有したＵ字状となっているが、これに代えて、基部に１つの係合凸部を取り付けたＬ字状の取付基部としてもよい。また、上記実施形態においてはモルダーに取り付けて使用するための取付孔を有するフライスについて説明しているが、その他、回転軸を有し自動鉋盤に装着して使用されるフライスについても本発明を同様に適用することができる。
【００２９】
【発明の効果】
上記請求項１の発明によれば、フライスに設けた凸条体に、軸心に対して直角に延びた直線状部を設けると共に直線状部に切欠き部を設けて替刃を取り付けるようにしたことにより、フライスの端部において凸条体の剛性が高められ、切欠き部に固定される替刃に加わる切削抵抗を十分に受けとめることができる。特に、凸条体の条数を増やしても、凸条体の端部における剛性の低下を抑えることができる。その結果、請求項１の発明においては、フライスの切削性能を維持しつつその耐久性を高めることができる。また、替刃の取り付けの際に、凸条体が傾斜していないため、ねじれ角分の傾きがあることにより錯覚も生じなく、チップの取付作業が簡易かつ適正に行われ、作業コストを低減させることもできる。また、替刃が、ボディの回転時における遠心力を利用して、固定部材によって自動的に切欠き部に固定されるようにすることにより、替刃のセットが素早くかつ精度良く行われる（請求項２の発明の効果）。
【００３０】
また、請求項３の発明によれば、請求項２のフライスに対して、替刃と固定部材が装着された切欠き部に対して、位置決めゲージの取付基部にて直線状部の基準となる少なくとも一方の側面に合わせて直線状部の外周側に重ね合せ、切欠き部にて押圧部により固定部材を軸心方向に押し込めて替刃を緩めた状態で、位置決め部により直線状部に対して替刃の幅方向位置を決めることにより、精度良くかつ簡易に替刃が位置決めされる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施形態に係るフライスを示す側面図である。
【図２】同フライスを示すボディ展開図である。
【図３】同フライスの切欠き部における替刃の取り付け状態を詳細に示す拡大部分側面図である。
【図４】同フライスの替刃を示す平面図，正面図及び側面図である。
【図５】同フライスの固定部材を示す正面図，平面図及び側面図である。
【図６】フライスの替刃の位置決めに用いられる位置決め部材を示す正面図，平面図及び側面図である。
【符号の説明】
１０…フライス、１１…ボディ、１２Ａ〜１２Ｃ…螺旋溝、１３Ａ〜１３Ｃ…凸条体、１４…直線状部、１６…切欠き部、１６ａ…チップ座、１６ａ１…係止凸部、１６ｂ…溝壁、１７…チップ、１７ａ…切れ刃、１８ａ…係合凸部、１８ｂ…係止凹部、２１…固定部材、２５ａ…挿入孔、２６ａ…固定孔、２７…突出部、３１…位置決めゲージ、３２…基部、３３…係合凸部、３４…ピン、３５…位置決め部、３６…押圧部。
【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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