(57)【要約】【課題】  毛引刃の不用意な取り付けによる切削半径の変化する問題を解決し、確実，正確に毛引刃が挿着され長寿命の回転切削工具を提供。【解決手段】  回転軸心を中心とした風車状翼に毛引刃と底刃を取付けた回転切削工具であって、毛引刃は円柱の軸に対して２０°乃至６０°の傾斜角で外観視でハの字状に切断した傾斜面の尖鋭端楕円弧稜線を切刃とし、この毛引刃の挿着穴を毛引刃取付時毛引刃の軸線と回転切削工具の回転軸線とが平行または切削中に被切削材の穴の内面に干渉しない方向に毛引刃の軸線を回転切削工具の軸線に対して僅かに傾斜すると共に穴の一部が翼外周に掛かることで回転軸方向に窓を形成し、前記毛引刃の取付部の底面は前記毛引刃の元部の傾斜端面を当接させたとき尖鋭端楕円弧稜線の切刃が最大切削半径位置となるように形成し刃先の位置決め並びに毛引刃のひねり角度の位置決めのための傾斜座面とする回転切削工具。【選択図】    図１
2005111952.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
回転軸心を中心とした風車状翼に円周の一部を形成する外縁部に毛引刃を、また回転軸心からほぼ半径方向に延在し回転方向に向かう壁に底刃を取り付けた回転切削工具であって、前記毛引刃は円柱または部分円柱の柱体の少なくとも一端を前記柱体の軸に対して２０°乃至６０°の傾斜角で斜めに切断した傾斜面に形成し尖鋭端楕円弧稜線を切刃とし、前記毛引刃が着脱自在な挿着穴は毛引刃取付時毛引刃の軸線と回転切削工具の回転軸線とが平行または切削中に被切削材の穴の内面に干渉しない方向に毛引刃の軸線を回転切削工具の軸線に対して僅かに傾斜すると共に穴の一部が翼外周に掛かることで回転軸方向に窓を形成し、前記毛引刃の挿着穴の底面は前記毛引刃の元部端面を当接させて刃先を位置決めする座面となしたことを特徴とする回転切削工具。
【請求項２】
前記毛引刃の尖鋭端楕円弧稜線の切刃を最大切削半径位置から円柱たまは部分円柱の軸心を中心として０°乃至４５°回転させ回転切削工具の切削回転後方に後退させて取り付けた請求項１に記載の回転切削工具。
【請求項３】
回転軸心を中心とした風車状翼に円周の一部を形成する外縁部に毛引刃を、また回転軸心からほぼ半径方向に延在し回転方向に向かう壁に切刃を取り付けた回転切削工具であって、前記毛引刃は円柱または部分円柱の柱体の両端面を前記柱体の軸に対して２０°乃至６０°の傾斜角で斜めに外観視でハの字状に切断した傾斜面に形成し尖鋭端楕円弧稜線を切刃とし、前記毛引刃が着脱自在な挿着穴は毛引刃取付時毛引刃の軸線と回転切削工具の回転軸線とが平行または切削中に被切削材の穴の内面に干渉しない方向に毛引刃の軸線を回転切削工具の軸線に対して僅かに傾斜すると共に穴の一部が翼外周に掛かることで回転軸方向に窓を形成し、前記毛引刃の挿着穴の底面は前記毛引刃の元部の傾斜端面を当接させたとき尖鋭端楕円弧稜線の切刃が最大切削半径位置となるように形成し刃先の位置決め並びに毛引刃のひねり角度の位置決めのための傾斜座面の基準面となしたことを特徴とする回転切削工具。
【請求項４】
前記毛引刃の尖鋭端楕円弧稜線の作用切刃が最大切削半径位置から円柱または部分円柱の軸心を中心として０°乃至４５°回転させ回転切削工具の切削回転後方に後退させて取り付けた請求項３に記載の回転切削工具。
【請求項５】
請求項３または４に記載の回転切削工具に使用する毛引刃であって、この毛引刃は円柱または部分円柱の軸心に対し２０°乃至６０°の傾斜角で斜めに両端を外観視でハ字状に切断し、それぞれの傾斜面の尖鋭端楕円弧稜線に切刃を形成し尖鋭端楕円弧稜線作用切刃の反対側は位置決め端として作用させる毛引刃。
【請求項６】
毛引刃を挿着穴に挿入し毛引刃傾斜面を傾斜座面の基準面に当接させることで、毛引刃の作用切刃が回転切削工具の切削回転後方に後退するように前記毛引刃の一端の傾斜面の尖鋭端楕円弧稜線に対し他端の傾斜面の尖鋭端楕円弧稜線は円柱または部分円柱の軸心を中心として０°乃至４５°回転させて形成した請求項５に記載の毛引刃。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、木材加工、樹脂加工、さらにＫＤ材（人工乾燥製材）、ＬＶＬ（単板積層材）、集成材等の加工に用いられ、円形の穴を形成する回転切削工具に関するものである。更に、具体的な例として座掘カッタのように円形の穴を形成するのに用いられる回転切削工具に係るものである。
【背景技術】
【０００２】
座掘カッタとしては特許文献１に開示された技術がある。
このものは回転中心を芯として回転自在な基体に対し、その外周面に毛引刃（周縁切削部材）を、進行面には底切刃を設けて、前記基体を回転させて切込前進させることにより、毛引刃が被加工物に円形の切れ目を形成し、底切刃が円形切れ目の内側部分を削るカッタであって、このカッタは前記基体に毛引刃を放射方向で且つ上記の進行面の側に傾斜した方向に進退自在にとりつけられる取付部が設けられ、毛引刃はその全体形状が棒状に形成され、その元部を上記取付部に取り付け、切刃を先端における進行面の側に備えているものである。毛引刃の取付部は基体の半径方向で且つ回転中心に対して上記進行面の側に傾斜した向きで１５°乃至６０°程度の範囲である。
【０００３】
そして毛引刃は棒状材の一端に楕円形の正切刃と反対側端に楕円形の予備の切刃を形成しており、公報の図３，図５に示すように切刃形成のための棒状材両端面の傾斜切断面は平行である。
さらに、毛引刃は側面に平坦面を形成して、この平坦面を側面からねじによる押さえ付けによって毛引刃の周方向の位置決め即ち回り止めと、毛引刃の固定を行っている。
【特許文献１】特開平９−１３６３０１号公報（請求項、〔０００８〕〔００１１〕、図１、図３、図５）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
上記のように特許文献１に係る発明の基体の毛引刃保持孔は、基体の半径方向で且つ回転中心に対して進行面の側に傾斜した向きに設けられている。このため、毛引刃の出入の状態に伴って切削半径が直ちに変化するという問題がある。また、毛引刃は保持孔に位置決めの基準がなく挿入したとき元部の端部を位置決めする構成でなく、押しねじで毛引刃の側面の受面を押圧固定するものであるので、取付時にゲージ等を用いて細心の注意をして固定する必要があり、刃先位置の調整に手間取るという問題がある。
【０００５】
さらに、棒状毛引刃の切刃を形成する切断傾斜面が回転切削工具の外周側を向くため、傾斜面の切断傾斜角度を変化させても、回転切削工具の半径方向に対する毛引刃の当接角度が変化しない。また、工具回転中心に対して傾斜例えば４５°にしているので切断傾斜面の角度の向き（棒状毛引刃の中心軸での回転）を変化させても、けびき角度は変化しない。したがって、被切削材の木材繊維の切断に最適の切断傾斜角度を選択することができないという問題がある。
【０００６】
本発明は上述の問題点に鑑みなされたものであって、その目的とするところは毛引刃の取付時の位置調整が不要で、不用意に挿入しても切削半径が変わらず且つ刃先位置を確実にセットができる。また被切削材に適した切断傾斜角度の毛引刃付回転切削工具および毛引刃を提供しようとするものである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上述の課題を達成するために、請求項１の発明の回転切削工具は、回転軸心を中心とした風車状翼に円周の一部を形成する外縁部に毛引刃を、また回転軸心からほぼ半径方向に延在し回転方向に向かう壁に底刃を取り付けた回転切削工具であって、前記毛引刃は円柱または部分円柱の柱体の少なくとも一端を前記柱体の軸に対して２０°乃至６０°の傾斜角で斜めに切断した傾斜面に形成し尖鋭端楕円弧稜線を切刃とし、前記毛引刃が着脱自在な挿着穴は毛引刃取付時毛引刃の軸線と回転切削工具の回転軸線とが平行または切削中に被切削材の穴の内面に干渉しない方向に毛引刃の軸線を回転切削工具の軸線に対して僅かに傾斜すると共に穴の一部が翼外周に掛かることで回転軸方向に窓を形成し、前記毛引刃の挿着穴の底面は前記毛引刃の元部端面を当接させて刃先を位置決めする座面となしたものである。
なお、本明細書中に記載の「部分円柱」とは円柱の一部が欠如した円柱を意味し、柱体の端部に傾斜面を形成した際に毛引刃の切刃となる尖鋭端楕円弧稜線が形成され得る柱体を指す。
【０００８】
請求項１の発明によれば、一端を切刃とした毛引刃を挿着穴に挿入し作用切刃となる尖鋭端楕円弧稜線を最大切削半径位置として締着することにより所定寸法の例えば座掘，穴あけができる。
【０００９】
請求項２の発明の回転切削工具は、前記毛引刃の尖鋭端楕円弧稜線の切刃を最大切削半径位置から円柱または部分円柱の軸心を中心として０°乃至４５°回転させ回転切削工具の切削回転後方に後退させて取り付けたものである。
なお、本明細書中に記載の「円柱または部分円柱の軸心」の「軸心」とは円柱面形成半径の軸心を指す。
【００１０】
請求項２の発明によれば、毛引刃の作用切刃を回転切削工具の回転側後方に回転させひねって取り付けるので被切削材に適合した毛引切削が可能である。
【００１１】
請求項３の発明の回転切削工具は、回転軸心を中心とした風車状翼に円周の一部を形成する外縁部に毛引刃を、また回転軸心からほぼ半径方向に延在し回転方向に向かう壁に切刃を取り付けた回転切削工具であって、前記毛引刃は円柱または部分円柱の柱体の両端面を前記柱体の軸に対して２０°乃至６０°の傾斜角で斜めに外観視でハの字状に切断した傾斜面に形成し尖鋭端楕円弧稜線を切刃とし、前記毛引刃が着脱自在な挿着穴は毛引刃取付時毛引刃の軸線と回転切削工具の回転軸線とが平行または切削中に被切削材の穴の内面に干渉しない方向に毛引刃の軸線を回転切削工具の軸線に対して僅かに傾斜すると共に穴の一部が翼外周に掛かることで回転軸方向に窓を形成し、前記毛引刃の挿着穴の底面は前記毛引刃の元部の傾斜端面を当接させたとき尖鋭端楕円弧稜線の切刃が最大切削半径位置となるように形成し刃先の位置決め並びに毛引刃のひねり角度の位置決めのための傾斜座面の基準面となしたものである。
【００１２】
請求項３の発明によれば、毛引刃の元部の切刃の斜面を孔の基準斜面と当接させ固定することで、毛引刃の作用切刃は所定方向に固定され切削加工可能状態となる。
【００１３】
請求項４の発明の回転切削工具は、前記毛引刃の尖鋭端楕円弧稜線の作用切刃が最大切削半径位置から円柱または部分円柱の軸心を中心として０°乃至４５°回転させ回転切削工具の切削回転後方に後退させて取り付けたものである。
【００１４】
請求項４の発明によれば、毛引刃の両端の切刃の関係角度位置０°乃至４５°から選定したものを取り付けるので被切削材に適合した加工ができる。
【００１５】
請求項５の発明の毛引刃は、請求項３または４に記載の回転切削工具に使用する毛引刃であって、この毛引刃は円柱または部分円柱の軸心に対し２０°乃至６０°の傾斜角で斜めに両端を外観視でハ字状に切断し、それぞれの傾斜面の尖鋭端楕円弧稜線に切刃を形成し尖鋭端楕円弧稜線作用切刃の反対側は位置決め端として作用させる。
【００１６】
請求項６の発明の毛引刃は、毛引刃を挿着穴に挿入し毛引刃傾斜面を傾斜座面の基準面に当接させることで、毛引刃の作用切刃が回転切削工具の切削回転後方に後退するように前記毛引刃の一端の傾斜面の尖鋭端楕円弧稜線に対し他端の傾斜面の尖鋭端楕円弧稜線は円柱または部分円柱の軸心を中心として０°乃至４５°回転させて形成したものである。
【発明の効果】
【００１７】
請求項１の発明は、取付部底面が位置決め基準面となるので、毛引刃の寸法を製作時に規定しておくことにより、毛引刃の取り替えに際してその都度に切刃出入を測定する必要がなく交換時間が少なくてすむ。毛引刃の軸線は回転切削工具の回転軸心と平行が僅かに傾斜する程度であるので仮に毛引刃が穴の基準面に当接しなくても毛引刃の切削半径にほとんど影響しない。変化がないと言える。
【００１８】
毛引刃の円柱切断傾斜面が回転切削工具の回転軸側を向くため、傾斜面の切断傾斜角度を変化させると回転切削工具の半径方向に対する毛引刃の当接角度が変化し、被切削材への食い込み具合の切断が変化して、木材繊維の切断にあるいは特定被切削材に最適な角度が設定できる。
【００１９】
請求項２の発明は、請求項１の発明の効果に加えて、毛引刃の尖鋭端楕円弧稜線の作用切刃を回転切削工具の切削回転後側に０°乃至４５°になるように取り付けることができるので、被切削材の繊維の性質・状態に適合した切断傾斜面の方向を予め試験してデータを把握しておき、最適条件方向となるひねり角度の切刃の毛引刃を用いることにより効率的な切削加工並びに美しい切削面を得ることができる。また繊維状態に対してむりのない方向が選べるので切刃の耐久性が向上する。
【００２０】
請求項３の発明は、毛引刃の両端を外観視でハの字状に傾斜面を形成したので、毛引刃を反転して使用でき、毛引刃寿命が延びる。さらに元端の傾斜端角が穴底の傾斜座面の基準面に当接することにより、毛引刃取り替えに際して刃先突出量が正確に規定することができるとともに、毛引刃のひねり角度を正確に容易且つ確実に保つことができる。
また、毛引刃は工具回転軸と平行若しくは僅かに傾斜させたので毛引刃の当接が不完全で切刃が規定値より突出していても切削半径に殆ど影響しない。
【００２１】
さらにＫＤ材、ＬＶＬや集成材等の硬質材料の加工や節部切削において毛引刃の折損を抑制しカッタの長寿命化を図ることができる。
毛引刃の円柱切断傾斜面が切削工具の回転軸側を向くため、傾斜面の切断傾斜角度を変化させると回転切削工具の半径方向に対する毛引刃の当接角度が変化し、被切削材への食い込み具合の切断が変化して、木材繊維の切断に最適な角度が設定できる。
【００２２】
請求項４の発明は、請求項３の効果に加えて、両端の尖鋭端楕円弧稜線の切刃の対向角度を被切削材の繊維の状況に合わせて予め試験したデータにもとづき適合した回転ひねり角度の毛引刃を用いることにより、取付部の挿着穴の底の傾斜座面の基準面に毛引刃の元部斜面を当接させ作用切刃の角度位置を正確に切削回転後方に位置させることができて被切削材に対し効率性な切削ができ、切削面の状況を良くすることができる。
【００２３】
請求項５の発明は、円柱または部分円柱両端を２０°乃至６０°の傾斜角で楕円に且つ外観視でハの字状に切断した毛引刃であるので、基体の取付穴に切刃を外周側に位置させたとき元部の楕円の傾斜面は、回転切削工具の回転軸心方向上向きとなり、この傾斜面を受ける基体の傾斜座面の基準面を加工するときは、エンドミルを外側斜め下方から当てエンドミルの軸直角方向に切り込み送りをすることで加工でき、座面の形成が容易である。
毛引刃は円柱であるので市販の材料が使用でき、加工は円柱体から両端の角度を決めて切断し研磨する単純な形状の加工のみであるので加工経費を安くすることができる。
また、このように形成した毛引刃は切削抵抗に強く欠損し難い利点がある。
【００２４】
請求項６の発明は、請求項５の発明の効果に加えて、被切削材に対し切削試験で繊維の状況に適合した両端傾斜面の回転ひねり角度の試験データにもとづく毛引刃を作っておくことで、被切削材に適合した切削効率の良い加工に直ちに対応できる。毛引刃の傾斜面の傾斜、ひねり角度の加工であるので簡単な治具によって容易に加工ができ、毛引刃の加工コストを下げることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２５】
本発明を実施する最良の形態について、図１〜図７を参照して以下のとおり説明する。
図１は座掘カッタを示す図、図２は錐および毛引刃，底刃を取り外した基体を示す図、図３は毛引刃装着部付近の正面拡大図、図４は図３の底面拡大図、図５は図４のＡＡ線断面図、図６は図３のＢＢ線断面図、図７は毛引刃を示す図である。
【００２６】
座掘カッタは錐１のシャンク１ａにつづくストレート部に、基体２がその中心穴２ｆで嵌装され止ボルト５で固着されている。この基体２はボス２ａにつづくフランジが風車状に削設され、対称の一組の翼２ｂ１，２ｂ１のほぼ直径上の配列となるそれぞれの刃室壁部２ｃ１，２ｃ１に切削すべき穴底の外周部分を切削する底刃３，３がそれぞれボルト４，４により取り替え可能に刃先が進行面側に突出するように取着されている。そしてこの翼の外周ほぼ中央部に毛引刃６を進行面側から挿入して取り付ける取付部７が設けられている。
【００２７】
風車状の他の直角方向の一組の翼２ｂ２，２ｂ２のほぼ直径上の配列となるそれぞれの刃室壁面２ｃ２，２ｃ２に切削すべき穴の内周側部分および外周側を一部重ねて切削する底刃１１，１１をそれぞれボルト１２，１２により取替可能に刃先が進行面側に底刃３と同じ量突出するように取着されている。
【００２８】
本発明の回転切削工具の特徴である取付部７は、底付の挿着穴２ｄが、回転切削工具の回転軸心と平行若しくは切削中に被切削材の穴の内面に干渉しない方向で毛引刃６の軸線が回転切削工具の回転軸線に対して僅かに傾斜する方向に穿設されている。さらに挿着穴２ｄは円周の一部が翼の外周に掛かることで最大半径位置を含みその前後が回転軸方向に開口して窓を形成する。即ち側面が破れている穴である。従って、この挿着穴２ｄに毛引刃６が挿着されると毛引刃６の円柱の一部および切刃は、翼の最大外径より僅かにはみ出す状態となる。
【００２９】
挿着穴２ｄの底２ｅは後述する両端面を傾斜面とした毛引刃６の元部の傾斜面が当接して刃先の位置並びに毛引刃６の回転ひねり角度の位置決めとなる傾斜座面の基準面２ｅに形成され、基体２の直径線に直角となる方向に設けられている。この斜面の傾斜方向は図５に示すように挿着穴２ｄの破れ側即ち前面に向かって下り斜面である。そして取付部７に挿入された両端楕円傾斜面のひねり角０°の毛引刃６は、元部の傾斜面を基準面２ｅに当接したとき、尖鋭端楕円弧稜線の切刃６ａは最大切削径位置となる。この毛引刃６は翼２ｂ１の外周から中心軸に向かって螺入される皿小ねじ８の頭部の皿によって側面で締着される。
【００３０】
本発明の毛引刃の特徴の一つである毛引刃６は、図７に示すように高速度工具鋼，超硬合金等の円柱または部分円柱を両端面の楕円傾斜面６ｂ１，６ｂ１を軸心に対して２０°乃至６０°好ましくは４０°乃至５０°で外観視でハの字状切断する。２０°未満、場合により４０°未満に切断すると刃先が尖り過ぎ、欠損或いは摩耗が早くなる。６０°を超えると、場合により５０°を超えると刃先が鈍くなり切れ味が悪くなり切削面が汚くなる。
【００３１】
さらに毛引刃の特徴の二つ目として、毛引刃６の一端の楕円傾斜面６ｂ１の尖鋭端楕円弧稜線６ａ１に対して他端の楕円傾斜面６ｂ２の尖鋭端楕円弧稜線６ａ２は、円柱または部分円柱の軸心を中心として取付部に取り付けたとき、切刃が回転切削工具の切削回転後方に後退するような側に０°乃至４５°好ましくは１５°乃至２５°回転させてひねった状態に切断研磨されたものである。そして、この尖鋭端楕円弧稜線６ａ１，６ａ２が切刃となる。
ひねり角度４５°を超えると毛引刃の切削抵抗および発熱が大きくなる。
【００３２】
本実施例では円柱または部分円柱の両端に切刃を形成したが、一端のみに形成し他端は切刃を形成せず、位置決め端として作用させるべく軸直角断面または傾斜断面とする。
なお、取付部７の底面の傾斜座面の基準面２ｅの角度は毛引刃６の楕円傾斜面６ｂ１，６ｂ２の角度（この場合軸中心線に対する両角度は同じ）に合わせて同角度に形成されるものであるが、必ずしも同角度でなくても毛引刃のひねり角度の確定に支障のない範囲の誤差は許される。
【００３３】
毛引刃６は取付部の挿着穴２ｄの位置決めの基準面２ｅに元側の傾斜面を当接させることにより、尖鋭端楕円弧稜線６ａ２のひねり角度に伴って作用切刃はひねり角度分回転切削工具の切削回転後方に後退して位置決めされることになる。この場合、通常毛引刃６の作用切刃である尖鋭端楕円弧稜線６ａ１の先端は底刃からの進行側突出量が０．３乃至２ｍｍ以内になるように毛引刃６の長さが規定して製作されている。
【００３４】
次いでこの回転切削工具の作用を説明する。
基体２の中心穴２ｆに挿入する錐１は、被切削材に穿孔するボルトに対応する寸法のものを挿通して、ボス２ａに螺装した止ボルト５により締着して錐１と基体２とを一体とする。被切削材の繊維の性質に対応し経験若しくは試験データにもとづき選択された回転切削工具両端の尖鋭端楕円弧稜線の互いの切刃のひねり角度の毛引刃６を、基体２の取付部７の挿着穴２ｄの傾斜座面である基準面２ｅに当接させ皿小ねじ８を締め毛引刃６を固定する。
【００３５】
これによって毛引刃６の作用切刃の尖鋭端楕円弧稜線６ａ１は回転切削工具の回転方向後側に所定量後退される。この回転切削工具を穴あけ機に装着して回転して切込送りをかけると、錐１により木材にボルト穴が明けられ、その後２本の毛引刃６が穴の輪郭を切削し、続いて毛引刃と共に底刃３，３；１１，１１で輪郭線の内側を座掘りするものである。
本発明を実施する最良の形態として座掘カッタを示したが、本発明を毛引刃を有する穴あけ工具に応用することも可能である。
【図面の簡単な説明】
【００３６】
【図１】本発明の回転切削工具の座掘カッタの図で、ａは正面図、ｂは底面図である。
【図２】回転切削工具の錐を取り外し、毛引刃および底刃を装着しない基体を示す図で、ａは底面図、ｂは正面図、ｃは右側面図である。
【図３】基体の毛引刃，底刃装着付近の正面拡大図である。
【図４】図３の底面拡大図である。
【図５】図４のＡＡ線断面図である。
【図６】図３のＢＢ線断面図である。
【図７】毛引刃を示す図である。
【符号の説明】
【００３７】
１  錐            ２  基体
２ｅ  基準面      ２ｄ  挿着穴
３，１１  底刃    ７  取付部
６  毛引刃                                                                      ６ａ１，６ａ２  尖鋭端楕円弧稜線の切刃
【図１】
2005111952.tif 000003
【図２】
2005111952.tif 000004
【図３】
2005111952.tif 000005
【図４】
2005111952.tif 000006
【図５】
2005111952.tif 000007
【図６】
2005111952.tif 000008
【図７】
2005111952.tif 000009