(57)【要約】【目的】切削抵抗の振動による工具本体の共振を抑制した切削工具を提供する。【構成】本発明の切削工具は、略多角形棒状又は略丸棒状をなす工具本体（２）の先端面及び／又は外周面から突出する切れ刃（１３ａ、１３ｂ）を備えている。前記工具本体（２）は前記工具本体（２）の最も先端部に配設される頭部（４）と、前記頭部（４）から後端側へ延びる係合軸部（５）と、前記係合軸部（５）に係合する係合部材（１２）と、前記頭部（４）の後端側に順次連結される複数の環状の構成部材（６）とからなり、前記頭部（４）の後端側には、前記係合軸部（５）に順次嵌挿された複数の前記構成部材（６）が、順次配設され、さらに、最も後端側に配設された構成部材（６）の後端側に配設されるとともに前記係合軸部（５）と係合する係合部材（１２）によって前記頭部（４）側に向かって押圧されて連結されている。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
略多角形棒状又は略丸棒状をなす工具本体の先端面及び／又は外周面から突出する切れ刃を備えた切削工具において、前記工具本体は、前記工具本体の最も先端部に配設される略多角柱状又は略円柱状をなす頭部と、前記頭部から後端側に向かって前記頭部と略同一軸線上に延設される係合軸部と、前記係合軸部が挿通される挿通穴を中央部に有する略環状をなす複数の構成部材と、前記係合軸部に係合する係合部材又はシャンク部材とからなり、前記係合軸部に順次嵌挿される複数の構成部材は、前記頭部のほぼ軸線延長線上後端側に順次配列され、さらに、複数の前記構成部材のうち最も後端側に配設される構成部材の後端側に配設されるとともに前記係合軸部に係合する前記係合部材又は前記シャンク部材によって、前記頭部側に向かって押圧されて連結されていることを特徴とする切削工具。
【請求項２】
前記係合軸部が前記頭部と一体成形されていることを特徴とする請求項１に記載の切削工具。
【請求項３】
前記係合軸部が前記頭部とは別個に設けられていることを特徴とする請求項１に記載の切削工具。
【請求項４】
前記頭部には、凹欠部、貫通穴、止まり穴の少なくともいずれか１つが設けられていることを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載の切削工具。
【請求項５】
前記構成部材には、凹欠部、貫通穴、止まり穴の少なくともいずれか１つが設けられていることを特徴とする請求項１〜４のいずれか１項に記載の切削工具。
【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、被削材を旋削加工及び転削加工するための切削工具に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、工具びびりを抑制する切削工具として、図９に示すような中ぐりバイトがあった。図９はこの中ぐりバイトの斜視図である。この中ぐりバイト（１）の工具本体（２）の先端側には、切れ刃に対して周方向反対側の外周面に凹溝（１５）が形成されている。ヘッド部（３）を凹溝（１５）によって軽量化し、切削抵抗による振動数との乖離を大きくして共振を抑制しようとするものである。（例えば、特許文献１参照）
【０００３】
【特許文献１】特開２００１−１０５２０４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、上述した従来の中ぐりバイト（１）では、凹溝（１５）を形成したヘッド部（３）の静剛性が低下し切削抵抗による工具本体（２）の撓みが増大してしまうおそれがあった。また静剛性を高めるために工具本体（２）を縦弾性係数の高い超硬合金等で構成した場合には、工具本体（２）の質量が大きいため上記の共振を抑制する効果が得られないおそれがある。
【０００５】
本発明は、上記の事情に鑑みてなされたものであって、その目的は、切削抵抗の振動による工具本体のびびり振動を抑制した切削工具を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記の課題を解決するため、本発明は、略多角形棒状又は略丸棒状をなす工具本体の先端面及び／又は外周面から突出する切れ刃を備えた切削工具において、前記工具本体は、前記工具本体の最も先端部に配設される略多角柱状又は略円柱状をなす頭部と、前記頭部から後端側に向かって前記頭部と略同一軸線上に延設される係合軸部と、前記係合軸部が挿通される挿通穴を中央部に有する略環状をなす複数の構成部材と、前記係合軸部に係合する係合部材又はシャンク部材とからなり、前記係合軸部に順次嵌挿される複数の構成部材は、前記頭部のほぼ軸線延長線上後端側に順次配列され、さらに、複数の前記構成部材のうち最も後端側に配設される構成部材の後端側に配設されるとともに前記係合軸部に係合する前記係合部材又は前記シャンク部材によって、前記頭部側に向かって押圧されて連結されていることを特徴とする切削工具である。このとき、前記切削工具の工具本体において、前記係合軸部は前記頭部に一体又は別個に設けられてもよい。また、前記頭部及び／又は前記構成部材には、凹欠部、貫通穴、止まり穴の少なくともいずれか１つが設けられるのが好ましい。
【発明の効果】
【０００７】
工具本体の長手方向に隣接する構成部材は、相互に径方向及び円周方向に摺動可能であり、且つ長手方向に相互に押接されているので、該工具本体の径方向又は円周方向の少なくともいずれか一方の振動が生じたとき、上記の隣接する構成部材の摺動界面に生じる摩擦力により上記の振動を減衰することができる。したがって、上記の振動による工具本体のびびり振動が大幅に抑制される。
【０００８】
また、前記頭部及び／又は構成部材において、凹欠部、貫通穴、止まり穴の少なくともいずれか１つが設けられた場合には、該工具本体が軽量化することにより固有振動数が高められ切削抵抗による振動数との乖離が大きくなることから、工具本体の共振が抑制される。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００９】
次に、本発明を適用した第１の実施の形態について図１〜図３を参照しながら説明する。図１は第１の実施の形態に係る中ぐりバイトを示す図であり、（ａ）は平面図、（ｂ）は正面図である。図２は工具本体の最も先端側に位置する頭部の平面図であり、図３は工具本体のシャンク部を構成する構成部材を示す図であり、（ａ）、（ｂ）、（ｃ）は正面図であり、（ｄ）は（ｃ）におけるＡ−Ａ線断面図である。図１及び図２に示すように、この中ぐりバイト（１）の工具本体（２）は、最も先端側に位置する略円柱状の頭部（４）と、前記頭部（４）から後端側に向かって延びる係合軸部（５）と、前記係合軸部（５）と係合する係合部材（１２）と、前記頭部（４）の後端側に長手方向に沿って連結される複数の環状の構成部材（６）とからなる。前記頭部（４）は合金鋼等からなり、先端外周部には外周面（４ａ）に切りくず排出溝（７）を凹設され、この切りくず排出溝（７）の切削方向（Ｓ）を向く壁面には切れ刃（１３）を備えたチップ（１１）を装着するためのチップ座（１０）が凹設されている。そして、図２に示されるように、前記頭部（４）の後端側には、前記構成部材（６）を嵌挿するための係合軸部（５）が長手方向後端側に向かって前記頭部（４）から一体に延設されている。一方、前記構成部材（６）は、前記頭部（４）と同様に合金鋼等からなり、図３の（ａ）に示すように略円環状をなし、中央部には前記係合軸部（５）の軸部直径よりも若干大きい直径の挿通穴（６ａ）が設けられている。そして、図１に示すように、７個の構成部材（６Ａ、６Ｂ、…、６Ｇ）は、それぞれの挿通穴（６ａ）を前記係合軸部（５）に嵌挿され、該工具本体（２）の長手方向に沿って並列され、さらに、最も後端側に位置する構成部材（６Ｇ）の後端側を向く端面を、前記係合軸部（５）に係合する係合部材（１２）によって前記頭部（４）側に向かって押圧されることにより、それぞれの構成部材（６Ａ、６Ｂ、…、６Ｇ）の長手方向を向く両端面を互いに押接される。そして、これら７つの構成部材（６Ａ、６Ｂ、…、６Ｇ）が該工具本体（２）のシャンク部を構成する。ここで、前記係合軸部（５）と前記係合部材（１２）との係合手段としては、例えばねじ等の係合手段が選ばれる。
【００１０】
頭部（４）に設けられたチップ座（１０）に装着されるチップ（１１）は、例えば超硬合金、被覆超硬合金、サーメット、セラミック、ダイヤモンド、ｃＢＮ等の硬質材料からなり、図１に示すように、略菱形平板状をなす。その中央部には厚さ方向に貫通する取付け穴（１１ａ）が設けられており、この取付け穴（１１ａ）に挿通されたチップ固定ねじ（９）がチップ座（１０）の底面に設けられた雌ねじ（図示しない）に螺着することにより、該チップ（１１）は前記チップ座（１０）に固定されている。そして、前記チップ（１１）の上面辺稜部に形成された切れ刃（１３）の該中ぐりバイト（１）の外周側を向く外周切れ刃（１３ａ）と、先端側を向く先端切れ刃（１３ｂ）とがそれぞれ頭部（４）の外周面（４ａ）と先端面（４ｂ）とから突出して配設されている。
【００１１】
上述の中ぐりバイト（１）によれば、切削時の切れ刃（１３）が受ける接線方向（図１の矢印Ｆｙ）及び径方向（図１の矢印Ｆｘ）の切削抵抗により該中ぐりバイト（１）の径方向又は円周方向の少なくともいずれか一方の振動が生じたとき、隣接する前記頭部（４）及び前記構成部材（６）は互いに、前記径方向及び前記円周方向に摺動可能であり、且つ該中ぐりバイト（１）の長手方向の端面を互いに押接されていることから、相互に隣接する構成部材（６）の摺動界面に生じる摩擦力により上記の径方向及び円周方向の振動を減衰することができる。したがって、前記振動による該中ぐりバイト（１）の工具びびりが大幅に抑制される。
【００１２】
また、該中ぐりバイト（１）の長手方向の長さが、前記構成部材（６）の個数によって適宜調整可能であるため、該中ぐりバイト（１）を刃物台等に把持する際、突き出し長さを簡易な方法で種々変更することができる。また、前記構成部材（６）を所定の厚さに設定することにより、この構成部材（６）が該中ぐりバイト（１）の突き出し長さのおよその目安となる。
【００１３】
次に、上記の構成部材の変形例について、図３の（ｂ）〜（ｄ）を参照しながら説明する。図３の（ｂ）に例示するように、構成部材（６）の中央部に設けられた挿通穴（６ａ）と外周面（６ｂ）との間には、中心軸線（Ｏ）方向に沿って形成された貫通穴（６ｃ）が円周方向に略等配されている。なお、前記貫通穴（６ｃ）は挿通穴（６ａ）に開口しないことが好ましく、前記貫通穴（６ｃ）の直径、穴数は適宜選択可能であり、また、断面形状は円形に限定されることはなく、例えば多角形状、長円、楕円であってもよく、前記外周面（６ｂ）に開口していてもよい。また、貫通穴に限定されることはなく、止まり穴、又は、図３の（ｃ）及び（ｄ）に示されるような凹欠部（６ｄ）が形成されてもよい。上記の構成部材（６）を頭部（４）の後端側に複数個連結して該中ぐりバイト（１）のシャンク部を構成するが、構成する要領については、先に説明した実施の形態と同様である。
【００１４】
以上に説明した他の実施の形態に係る中ぐりバイト（１）によれば、先の実施の形態にかかる中ぐりバイト（１）と同様に、相互に隣接する構成部材（６）の摺動界面に生じる摩擦力により工具本体（２）の径方向及び円周方向の振動を抑制する効果に加え、該中ぐりバイト（１）の工具本体（２）が軽量化することにより固有振動数が高められて、切削抵抗による振動数との乖離が大きくなるので、該中ぐりバイト（１）の共振が抑制される。
【００１５】
次に第２の実施の形態について、図４及び図５を参照しながら説明する。図４は第２の実施の形態に係る中ぐりバイトを示す図であり、（ａ）は平面図、（ｂ）は正面図である。図５は図４に示す中ぐりバイトに用いられる工具本体の頭部を示す図であり、（ａ）は平面図、（ｂ）は側面図である。図４に示されるように、この中ぐりバイト（１）において、工具本体（２）の係合軸部（５）は、頭部（４）とは、別個に形成された係合軸部材（５Ａ）から構成される。この係合軸部材（５Ａ）は、前記頭部（４）の中心軸線に沿って設けられた取付け穴（４ｃ）に挿通されて、前記係合軸部材（５Ａ）の係合軸部（５）を前記頭部（４）から一体的に長手方向の後端側に向かって突出している。
【００１６】
第１の実施の形態と同様に、７つの構成部材（６Ａ、６Ｂ、…、６Ｇ）は、それぞれの挿通穴（６ａ）を前記頭部（４）か後端側に向かって延びる係合軸部（５）に嵌挿され、該工具本体（２）の長手方向に沿って並列され、さらに、最も後端側に位置する構成部材（６Ｇ）の後端側を向く端面を、前記係合軸部（５）に係合する係合部材（１２）によって前記頭部（４）側に向かって押圧されることにより、それぞれの構成部材（６Ａ、６Ｂ、…、６Ｇ）の長手方向を向く両端面を互いに押接される。そして、これら構成部材（６Ａ、６Ｂ、…、６Ｇ）がシャンク部を構成する。ここで、前記係合軸部材（５Ａ）及び前記係合部材（１２）は、具体的にはボルト及びナットからなるのが好ましい。このように、頭部（４）と係合軸部（５）を構成する係合軸部材（５Ａ）とが別個に設けられた場合にも、第１の実施の形態と同様に、該中ぐりバイト（１）の工具本体（２）の径方向及び円周方向の振動を減衰することにより、この振動による該中ぐりバイト（１）の工具びびりを大幅に抑制する効果が得られる。また、図５に示されるように、頭部（４）の後端側を向く端面から先端側に向かって止まり穴を設けて軽量化した場合には、工具本体（２）が軽量化することから固有振動数が高められて、切削抵抗による振動数との乖離が大きくなるので、該中ぐりバイト（１）の共振が抑制される。
【００１７】
次に、第３の実施の形態について、図６を参照しながら説明する。図６は第３の実施の形態に係る中ぐりバイトを示す図であり、（ａ）は平面図、（ｂ）は正面図である。先の実施の形態においては、工具本体（２）のシャンク部は、複数の構成部材から構成されていたが、この実施の形態においては、図６に示すように、シャンク部が工具本体（２）の後端部に配設された略円柱状をなすシャンク部材（２０）で構成される。そして、このシャンク部材（２０）と、頭部（４）と、これらシャンク部（２０）と頭部（４）との間に配設される複数の構成部材（６）とが工具本体（２）の長手方向に連結されて工具本体（２）を構成している。頭部（４）から後端側に向かって延びる係合軸部（５）は、第２の実施の形態と同様に、前記頭部（４）とは、別個に形成された係合軸部材（５Ａ）から構成される。この係合軸部材（５Ａ）は、前記頭部（４）の中心軸線に沿って設けられた取付け穴（４ｃ）に挿通されて、前記係合軸部材（５Ａ）の係合軸部（５）を前記頭部（４）から長手方向の後端側に向かって延出している。２つの構成部材（６Ａ、６Ｂ）は、それぞれの挿通孔（６ａ）を前記係合軸部（５）に嵌挿され長手方向に並列に配設される。そして、前記係合軸部（５）が前記シャンク部材（２０）の先端側を向く端面に形成された係合穴（２０ａ）に係合することにより、２つの前記構成部材（６Ａ、６Ｂ）は、前記頭部（４）と前記シャンク部材（２０）とにより挟持され、長手方向を向く端面を互いに押接されている。この実施の形態においても、第１の実施の形態と同様に、該中ぐりバイト（１）の工具本体（２）の径方向及び円周方向の振動を減衰することにより、この振動による該中ぐりバイト（１）の工具びびりを大幅に抑制する効果が得られる。さらに、工具本体（２）のシャンク部が１つのシャンク部材（２０）から構成された場合には、構成部材（６）の使用数量を低減することができ、且つシャンク部の静剛性が高められる。
【００１８】
次に、第４の実施の形態について、図７を参照しながら説明する。図７は第４の実施の形態に係るエンドミルを示す図であり、（ａ）は平面図、（ｂ）は正面図である。工具本体（２）を構成する頭部（４）、複数の構成部材（６Ａ、６Ｂ、…、６Ｇ）、係合軸部材（５Ａ）、係合部材（１２）の基本的な形態については、第２の実施の形態と同様であるが、この実施の形態においては、切れ刃（１３）が頭部（４）だけでなく、この頭部（４）の後端側に連結される構成部材（６）にも設けられたものである。
【００１９】
図７の（ａ）に示されるように、頭部（４）及び前記頭部（４）の後端側に連結される４つの構成部材（６Ａ、６Ｂ、６Ｃ、６Ｄ）の外周面には、切りくず排出溝（７）が工具本体（２）の長手方向に沿って連続的に形成されており、この切りくず排出溝（７）のエンドミル（１）の回転方向（Ｋ）を向く壁面には、所定の位置に複数のチップ座（１０）が凹設されている。前記チップ座（１０）にねじ止めされた複数のチップ（１１）は、該エンドミル（１）の外周側に形成されたそれぞれの外周切れ刃（１３ａ）が工具本体（２）の外周面から突出するとともに、隣接する外周切れ刃（１３ａ）が互いに前記長手方向に一部をオーバーラップするように、長手方向に沿って配設されている。
【００２０】
先に説明した実施の形態と同様に、このような構成を有したエンドミル（１）においても、工具本体（２）の接線方向及び径方向の切削抵抗により該工具本体（２）の径方向又は円周方向の少なくともいずれか一方の振動が生じたとき、長手方向に隣接する前記頭部（４）及び前記構成部材（６Ａ、６Ｂ、…、６Ｇ）は互いに、前記径方向及び前記円周方向に摺動可能であり、且つ該工具本体（２）の長手方向を向く端面を互いに押接されていることから、相互に隣接する構成部材（６）の摺動界面に生じる摩擦力により上記の径方向及び円周方向の振動を減衰することができる。特に、該工具本体（２）の長手方向に非常に長い外周切れ刃（１３ａ）を有するエンドミルのように、径方向及び円周方向に大きな切削抵抗が断続的に発生し、工具本体（２）のびびり振動あるいは共振が発生しやすい切削工具の場合には、上述した振動を減衰する効果がきわめて有効となる。また、頭部（４）及び／又は構成部材（６）に凹欠部、貫通孔、止まり穴の少なくともいずれか１つが設けられる場合には、該エンドミル（１）の工具本体（２）が軽量化することにより固有振動数が高められて、切削抵抗による振動数との乖離が大きくなるので、該エンドミル（１）の共振が抑制される。
【００２１】
なお、この実施の形態に係るエンドミル（１）では、頭部（４）から構成部材（６Ａ、６Ｂ、６Ｃ、６Ｄ）にわたって切りくず排出溝（７）と外周切れ刃（１３ａ）とが形成されるため、前記頭部（４）と前記構成部材（６Ａ、６Ｂ、６Ｃ、６Ｄ）との円周方向の位置決めを簡易に行うようにするため、前記頭部（４）と構成部材（６）とは、円周方向の位置決め手段を備えていることが好ましい。この位置決め手段の具体的な手段としては、例えば、図８に示されるように、頭部（４）、構成部材（６）に設けられた貫通穴（６ｃ）又は止まり穴（６ｄ）に嵌入されたピン（３０）を、隣接する頭部（４）又は構成部材（６）に設けられた貫通穴（６ｃ）又は止まり穴（６ｄ）に嵌挿してなる位置決め手段が考えられる。
【００２２】
本発明は、以上に説明した中ぐりバイト及びエンドミルに限定されることなく、例えば、バイト全般、ドリル、ボーリングカッタ、リーマ等の比較的長尺な切削工具に適用可能である。また、以上説明した本発明に係る実施の形態において、本発明の要旨を逸脱しない範囲で、上記に特に説明してない追加、変更、代替および削除が可能である。
【図面の簡単な説明】
【００２３】
【図１】第１の実施の形態に係る中ぐりバイトを示す図であり、（ａ）は平面図、（ｂ）は正面図である。
【図２】図１に示す中ぐりバイトの工具本体の最も先端側に位置する頭部の平面図である。
【図３】図１に示す中ぐりバイトの工具本体のシャンク部を構成する構成部材を示す図であり、（ａ）、（ｂ）、（ｃ）は正面図であり、（ｄ）は（ｃ）におけるＡ−Ａ線断面図である。
【図４】第２の実施の形態に係る中ぐりバイトを示す図であり、（ａ）は平面図、（ｂ）は正面図である。
【図５】図４に示す中ぐりバイトの工具本体の頭部を示す図であり、（ａ）は平面図、（ｂ）は側面図である。
【図６】第３の実施の形態に係る中ぐりバイトを示す図であり、（ａ）は平面図、（ｂ）は正面図である。
【図７】第４の実施の形態に係るエンドミルを示す図であり、（ａ）は平面図、（ｂ）は正面図であり、（ｃ）は側面図である。
【図８】図７に示すエンドミルに用いられる頭部及び構成部材を示す図であり。（ａ）、（ｂ）はそれぞれ頭部の平面図、側面図であり、（ｃ）、（ｄ）はそれぞれ構成部材の正面図、縦断面図である。
【図９】従来の中ぐりバイトの斜視図である。
【符号の説明】
【００２４】
１  中ぐりバイト、エンドミル
２  工具本体
４  頭部
４ｃ  取付け穴
４ｄ  止まり穴
５  係合軸部
５Ａ  係合軸部材
６、６Ａ、６Ｂ、…、６Ｇ  構成部材
６ａ  挿通穴
６ｃ  貫通穴
６ｄ  凹欠部
７  切りくず排出溝
１０  チップ座
１１  チップ
１２  係合部材
１３  切れ刃
１３ａ  外周切れ刃
１３ｂ  先端切れ刃
２０  シャンク部材
３０  ピン
【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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【図７】
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【図８】
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【図９】
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