(57)【要約】【課題】歯科補綴物のような曲率半径の大きな凸曲面部分と、細かい凹凸形状をなす部分とを備えた被加工物を、１つのエンドミル本体によって切削加工を行う。【解決手段】軸線Ｏ回りに回転されるエンドミル本体１の先端部に切刃部３が設けられており、この切刃部３の先端には、軸線Ｏ回りになす回転軌跡が軸線Ｏ上に中心Ｃを有する中心角θが１８０°未満の球面状の底刃７が形成されるとともに、底刃７の外周端Ｐから後端側にかけては、この底刃７の外周端Ｐにおいて底刃７に接して後端側に向かうに従い外周側に膨らんだ後に内周側に凹む、軸線Ｏに沿った断面において底刃７よりも曲率半径Ｒの大きな凸曲線状の外周刃８が形成されている。【選択図】図４
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
軸線回りに回転されるエンドミル本体の先端部に切刃部が設けられており、この切刃部の先端には、上記軸線回りになす回転軌跡が該軸線上に中心を有する中心角が１８０°未満の球面状の底刃が形成されるとともに、上記底刃の外周端から後端側にかけては、この底刃の外周端において該底刃に接して後端側に向かうに従い外周側に膨らんだ後に内周側に凹む、上記軸線に沿った断面において上記底刃よりも曲率半径の大きな凸曲線状の外周刃が形成されていることを特徴とするボールエンドミル。
【請求項２】
上記底刃の回転軌跡がなす球面の中心角が９０°以上であることを特徴とする請求項１に記載のボールエンドミル。
【請求項３】
上記軸線に沿った断面において上記外周刃がなす凸曲線の曲率半径が、上記底刃の回転軌跡がなす球面の半径の３倍以上であることを特徴とする請求項１または請求項２に記載のボールエンドミル。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、例えば人工歯冠等の歯科補綴（ほてつ）物の切削加工に用いて好適なボールエンドミルに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
このような歯科補綴物の表面を切削加工するのに、例えば特許文献１〜３には、ボールエンドミルやテーパボールエンドミルを用いて、ＣＡＤ／ＣＡＭシステムにより切削加工を行うことが提案されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開平８−２９９３６５号公報
【特許文献２】特開平８−２９９３６６号公報
【特許文献３】特開２０１４−０６８６７９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ところで、人工歯冠等の歯科補綴物においては、その側面は比較的曲率半径の大きな凸曲面状をなしており、軸線回りの回転軌跡が半球状をなす切刃部先端の底刃の半径が大きなボールエンドミルでは効率的な切削加工が可能であるものの、歯科補綴物の上面は細かい凹凸形状をなしているため、底刃の半径が大きなボールエンドミルでは切削加工ができず、底刃の半径の小さい別のボールエンドミルを用意しなければならない。その一方で、底刃の半径が小さなボールエンドミルだけでは、曲率半径の大きな凸曲面状をなす歯科補綴物の側面の切削加工に多大な時間を要してしまう。
【０００５】
また、このような歯科補綴物の側面のボールエンドミルによる切削加工は、側面の上面側を底刃で切削加工した後に歯科補綴物を上下反転させて下面側の切削加工を行うことになるが、この側面の上面側と下面側との繋ぎ目部分にバリが発生し易いという問題もあった。
【０００６】
本発明は、このような背景の下になされたもので、歯科補綴物のような曲率半径の大きな凸曲面部分と、細かい凹凸形状をなす部分とを備えた被加工物を、１つのエンドミル本体によって切削加工を行うことが可能なボールエンドミルを提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記課題を解決して、このような目的を達成するために、本発明は、軸線回りに回転されるエンドミル本体の先端部に切刃部が設けられており、この切刃部の先端には、上記軸線回りになす回転軌跡が該軸線上に中心を有する中心角が１８０°未満の球面状の底刃が形成されるとともに、上記底刃の外周端から後端側にかけては、この底刃の外周端において該底刃に接して後端側に向かうに従い外周側に膨らんだ後に内周側に凹む、上記軸線に沿った断面において上記底刃よりも曲率半径の大きな凸曲線状の外周刃が形成されていることを特徴とする。
【０００８】
このような構成のボールエンドミルでは、切刃部の回転軌跡が、いわば卵形をなしていて、切刃部の先端では底刃の回転軌跡が中心角１８０°未満の球面状とされている。すなわち、この底刃は、通常のボールエンドミルの底刃と同じように回転軌跡が略半球状であるので、この半球の半径を比較的小さくすることにより、歯科補綴物の上面における細かい凹凸形状の切削加工を行うことができる。
【０００９】
その一方で、この切刃部の先端から後端側にかけては、軸線に沿った断面において、上記切刃部の外周端に接して後端側に向かうに従い外周側に膨らんだ後に内周側に凹む凸曲線状をなす外周刃が形成されていて、この外周刃がなす凸曲線の曲率半径は底刃の回転軌跡がなす球面（半球）の半径よりも大きく設定されている。従って、この外周刃では、底刃の半径が大きいボールエンドミルと同様に、曲率半径の大きな凸曲面状の歯科補綴物の側面の切削加工を効率的に行うことが可能となり、１つのエンドミル本体で歯科補綴物のような被加工物の表面の切削加工を確実かつ効率的に行うことができる。
【００１０】
また、この外周刃は、上述のように後端側に向かうに従い外周側に膨らんだ後に内周側に凹む凸曲線状をなしているので、歯科補綴物の凸曲面状の側面の切削加工を行うときには、例えば底刃の外周端から後端側に向けて外周刃が切刃部の外周側に膨らんだ部分を歯科補綴物の側面のうち上面側に対向させて、この部分で側面の上面側の部分を切削加工した後に、続けて切刃部後端側の外周刃が内周側に凹んだ部分で側面の下面側の切削加工を行うことができる。このため、従来のボールエンドミルによる切削加工のように加工後の歯科補綴物側面にバリが生じるのも防ぐことができる。
【００１１】
ここで、上記底刃の回転軌跡がなす球面の中心角は９０°以上であることが望ましい。回転軌跡が球面状をなすこの底刃の中心角が９０°よりも小さいと、細かい凹凸形状の歯科補綴物の上面を切削加工する切刃部先端の底刃の範囲が小さくなりすぎ、このような上面の切削加工が困難となるおそれが生じる。
【００１２】
また、上記軸線に沿った断面において上記外周刃がなす凸曲線の曲率半径は、上記底刃の回転軌跡がなす球面の半径の３倍以上であることが望ましい。この外周刃の上記曲率半径が底刃の上記半径の３倍未満であると、上述のように底刃の半径を比較的小さく設定した場合には外周刃の曲率半径も小さくなりすぎ、歯科補綴物の側面の切削加工を効率的に行うことが困難となるおそれが生じる。
【発明の効果】
【００１３】
以上説明したように、本発明によれば、歯科補綴物のような上面に複雑な凹凸形状を有するとともに側面は大きな半径の凸曲面状をなす被加工物の切削加工を、１つのエンドミル本体を有するボールエンドミルによって確実かつ効率的に行うことができ、さらに側面の切削加工においてバリが発生するのも防いで、高品位の切削加工を行うことが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】本発明の一実施形態を示す斜視図である。
【図２】図１に示す実施形態の側面図である。
【図３】図１に示す実施形態における切刃部の拡大正面図である。
【図４】図１に示す実施形態における切刃部の回転軌跡の軸線に沿った拡大断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
図１ないし図４は、本発明の一実施形態を示すものである。本実施形態のボールエンドミルは、そのエンドミル本体１が超硬合金や高速度工具鋼のような硬質材料によって軸線Ｏを中心とした軸状に一体形成され、このエンドミル本体１の後端部（図１において右上側部分。図２においては右側部分）は軸線Ｏを中心とした円柱状のシャンク部２とされるとともに、先端部（図１においては左下側部分。図２においては左側部分）は切刃部３とされ、これらシャンク部２と切刃部３との間はネック部４とされている。
【００１６】
ネック部４は、シャンク部２から先端側に向かうに従い外径が漸次縮径する軸線Ｏを中心とした円錐台状のテーパネック部４Ａと、このテーパネック部４Ａの先端からさらに先端側に延びる、やはり軸線Ｏを中心とした小径円柱状のストレートネック部４Ｂとから形成されている。このようなボールエンドミルは、シャンク部２が工作機械の主軸に把持されて軸線Ｏ回りにエンドミル回転方向Ｔに回転されつつ、切刃部３によって歯科補綴物のような被加工物に切削加工を行う。
【００１７】
切刃部３の外周には、切刃部３の先端部から後端側に向かうに従い軸線Ｏ回りにエンドミル回転方向Ｔとは反対側に捩れる複数条（本実施形態では３条）の切屑排出溝５が周方向に等間隔に形成されており、これらの切屑排出溝５は本実施形態ではネック部４のストレートネック部４Ｂの先端部に達している。また、これらの切屑排出溝５の先端部には、エンドミル本体１の外周側を向く切屑排出溝５の底面を内周側に切り欠くようにして、凹溝状のギャッシュ６が形成されている。
【００１８】
そして、切刃部３の先端には、図４に示すように軸線Ｏ回りになす回転軌跡が該軸線Ｏ上に中心Ｃを有する中心角θが１８０°未満の球面状の底刃７が、上記ギャッシュ６のエンドミル回転方向Ｔ側を向く壁面の外周縁部に形成されている。さらに、切刃部３の外周には、この底刃７の外周端Ｐから後端側にかけて、この外周端Ｐにおいて底刃７に接して後端側に向かうに従い外周側に膨らんだ後に内周側に凹む、軸線Ｏに沿った断面において底刃７よりも曲率半径の大きな凸曲線状の外周刃８が、切屑排出溝５の外周縁部に形成されている。各ギャッシュ６および切屑排出溝５の外周縁部に形成される複数（３つ）の底刃７と外周刃８の回転軌跡はそれぞれ互いに一致させられており、複数の底刃７の先端は軸線Ｏ上で略交差している。
【００１９】
ここで、底刃７の回転軌跡がなす上記球面の中心角θは、図４に示したように底刃７の軸線Ｏ回りの回転軌跡の該軸線Ｏに沿った断面が描く円弧の両端、すなわち底刃７の上記外周端Ｐと、底刃７の中心Ｃとを結ぶ２本の直線がなす角度であり、本実施形態では９０°以上とされている。また、外周刃８の軸線Ｏ回りの回転軌跡は、本実施形態では該軸線Ｏに沿った断面において切刃部３の外周側に凸となる円弧をなすように形成されており、この凸円弧の半径Ｒは、同断面において底刃７の回転軌跡がなす上記円弧の半径ｒの３倍以上に設定されている。
【００２０】
従って、外周刃８が最も外周側に膨らんだ位置における切刃部３の外径は、ネック部４のストレートネック部４Ｂの外径よりも大きくなる。なお、図１ないし図３では、これら切刃部３の後端とネック部４のストレートネック部４Ｂの先端とは段差を介して接続されているが、図４に示すように外周刃８の回転軌跡がなす凸円弧がそのままストレートネック部４Ｂに繋がっていてもよい。さらに、本実施形態では図３に示すように、切屑排出溝５の溝幅は、隣接する切屑排出溝５同士の間に残される切刃部３の周方向の肉厚よりも大きくなるように形成されている。
【００２１】
このように構成されたボールエンドミルによって上述した人工歯冠等の歯科補綴物における表面の切削加工を行う場合において、歯科補綴物の上面に凹凸形状の切削加工を施すときには、切刃部３の先端の底刃７を使用する。この底刃７は、外周刃８の回転軌跡の軸線Ｏに沿った断面がなす凸曲線の曲率半径よりも小さな半径ｒの球面状の回転軌跡をなしているので、通常の底刃の半径が小さいボールエンドミルと同様に、歯科補綴物の上面に細かい凹凸形状を形成することが可能である。
【００２２】
一方、歯科補綴物の側面に曲率半径の大きな凸曲面を切削加工するときには、底刃７の外周端Ｐから後端側に延びる切刃部３外周の外周刃８を使用する。この外周刃８の回転軌跡の軸線Ｏに沿った断面は、上記とは逆に底刃７の回転軌跡がなす球面の半径ｒよりも大きな曲率半径の凸曲線をなしているので、上述のような大きな曲率半径の凸曲面を効率的に歯科補綴物の側面に形成することができる。従って、上記構成のボールエンドミルによれば、１つのエンドミル本体１を有するボールエンドミルによって歯科補綴物のような被加工物の表面に確実かつ効率的な切削加工を行うことが可能となる。
【００２３】
また、特にこの歯科補綴物の側面の切削加工を行うときには、例えば外周刃８のうち底刃７の外周端Ｐから後端側に向けて外周刃８が切刃部３の外周側に膨らんだ部分を歯科補綴物の側面のうちの上面側部分に対向させて、この部分で側面の上面側部分を切削加工した後、そのまま連続して切刃部３の後端側の外周刃８が内周側に凹んだ部分によって側面の下面側の切削加工を行うことができる。このため、従来のボールエンドミルによる切削加工のように歯科補綴物の側面の上面側と下面側との繋ぎ目部分にバリが発生するのも防ぐことができ、高品位の表面切削加工を行うことができる。
【００２４】
さらに、本実施形態では、底刃７の回転軌跡がなす球面の中心角θが９０°以上とされており、上述のような歯科補綴物上面の凹凸形状の切削加工を確実に行うことができる。この底刃７の中心角が９０°を下回ると、切刃部３の先端に回転軌跡が球面状の底刃７が形成される範囲が小さくなりすぎて、すなわち底刃７の回転軌跡が軸線Ｏに垂直な平面に近いフラットな形状となり、ある程度の深さを要する上面の凹凸切削加工を行うことが困難となるおそれが生じる。
【００２５】
また、本実施形態では、上記軸線Ｏに沿った断面において外周刃８がなす凸曲線の曲率半径（凸円弧の半径Ｒ）が底刃７の半径ｒの３倍以上とされており、これによって歯科補綴物の側面の切削加工も一層確実に効率的に行うことが可能となる。すなわち、この外周刃８の上記曲率半径が底刃７の上記半径ｒの３倍未満であると、細かい凹凸形状の切削加工のために底刃７の半径ｒを比較的小さく設定したときには外周刃８の上記曲率半径も小さくなり、歯科補綴物の曲率半径が大きな凸曲面状の側面の切削加工を効率的に行うことが困難となるおそれが生じる。
【００２６】
なお、このように本実施形態では、外周刃８の回転軌跡の軸線Ｏに沿った断面がなす凸曲線が底刃７の半径ｒの３倍以上の半径Ｒの凸円弧とされているが、この凸曲線は例えば底刃７の外周端Ｐから後端側に向かうに従い曲率半径が漸次大きくなり、外周刃８が最も切刃部３の外周側に膨らんだ位置から後端側に向かうに従い曲率半径が漸次小さくなるような楕円形状であってもよい。この場合には、上記楕円の最大の曲率半径が底刃の上記半径ｒの３倍以上であればよい。
【００２７】
また、本実施形態では、人工歯冠のような歯科補綴物の表面を切削する場合について説明したが、歯科補綴物以外の被加工物の切削加工に本発明のボールエンドミルを使用することも勿論可能である。
【符号の説明】
【００２８】
１  エンドミル本体
２  シャンク部
３  切刃部
４  ネック部
５  切屑排出溝
６  ギャッシュ
７  底刃
８  外周刃
Ｏ  エンドミル本体１の軸線
Ｔ  エンドミル回転方向
Ｐ  底刃７の外周端
Ｃ  底刃７の回転軌跡がなす球面の中心
θ  底刃７の回転軌跡がなす球面の中心角
ｒ  底刃７の回転軌跡がなす球面の半径
Ｒ  軸線Ｏに沿った断面において外周刃８がなす凸曲線の曲率半径（凸円弧の半径）
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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