(57)【要約】【課題】小径のエンドミルにおいても所定の強度や剛性を維持しながら十分な切りくず吸引性能が得られる切りくず吸引通路を設けることができるようにする。【解決手段】刃部１６よりも大径のシャンク１８に刃部１６のねじれ溝２０が連続して設けられ、そのシャンク１８の外周側にホルダ１４が嵌合されて一体的に固設されることにより、そのホルダ１４の嵌合穴３０とねじれ溝２０との間に空洞３４が形成され、その空洞３４が切りくず吸引通路として用いられるため、シャンク１８の径寸法を適当に設定することにより、刃部１６の径寸法に制約されることなく且つ刃部１６の強度や剛性を損なうことなく、十分な切りくず吸引性能が得られる流通断面の切りくず吸引通路（空洞３４）を設けることができる。【選択図】図１
2009101442.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
溝に沿って外周刃が設けられているとともに、該溝の先端開口部分に底刃が設けられた刃部と、
該刃部よりも大径で、該刃部の後端に連続して一体に設けられているとともに、前記溝が前記刃部から連続して設けられたシャンクと、
該シャンクの外周側に嵌合される嵌合穴が設けられ、該シャンクに一体的に固設されるホルダと、
を有し、前記ホルダの嵌合穴と前記溝との間に該溝に沿って形成される空洞が切りくず吸引通路として用いられる
ことを特徴とする切りくず吸引通路付きエンドミル。
【請求項２】
前記シャンクには、前記溝が軸方向の全長に亘って設けられており、
前記ホルダは、前記シャンクよりも長い長さ寸法を有するとともに、前記嵌合穴に連続して軸方向に貫通する貫通穴を有する円筒形状を成していて、該シャンクの全長に亘って嵌合されて該シャンクの外周面に密着するように焼嵌めにより一体的に固設されており、
該ホルダの前記シャンクから後方へ突き出す部分における前記貫通穴が、前記空洞と共に切りくず吸引通路として用いられる
ことを特徴とする請求項１に記載の切りくず吸引通路付きエンドミル。
【請求項３】
請求項１または２に記載の切りくず吸引通路付きエンドミルにおいて、前記ホルダに取り付けられて使用されるエンドミル本体であって、
前記溝が連続して設けられた前記刃部および前記シャンクを一体に備えており、該シャンクが前記ホルダの嵌合穴内に嵌合されて一体的に固設されて使用される
ことを特徴とするエンドミル本体。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明はエンドミルに係り、特に、先端の刃部によって形成された切りくずを吸引通路を経て吸引して除去できる切りくず吸引通路付きエンドミルの改良に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
(a) 溝に沿って外周刃が設けられているとともに、その溝の先端開口部分に底刃が設けられた刃部と、(b) その刃部の後端に連続して一体に設けられているシャンクと、を有するエンドミルが各種の切削加工の分野で多用されている。そして、このようなエンドミルの一種に、刃部で切り出された切りくずを吸引して除去するための切りくず吸引通路を設けたものが提案されている。特許文献１に記載のエンドミルはその一例で、上記刃部の溝を覆蓋するようにカバーを設け、その溝とカバーとの間の空洞を切りくず吸引通路として使用するようになっている。また、特許文献２には、軸心を縦通するように貫通穴が設けられており、その貫通穴を切りくず吸引通路として使用することができる。
【特許文献１】実開昭６３−１４４１４６号公報
【特許文献２】実開昭４９−７８８８１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
しかしながら、このように刃部の溝をそのまま切りくず吸引通路として用いたり、軸心に貫通穴を設けたりする場合には、所定の切りくず吸引性能を得るために溝断面を大きくしたり、ある程度の径寸法の貫通穴を設けたりする必要があるため、工具の剛性や強度が低下し、加工条件が制約されたり工具が折損したりする問題があった。特に、刃径が例えば１０ｍｍ程度以下の小径のエンドミルにおいては、上記問題が顕著となり、十分な切りくず吸引性能が得られる流通断面の切りくず吸引通路を設けることが困難であった。
【０００４】
本発明は以上の事情を背景として為されたもので、その目的とするところは、小径のエンドミルにおいても所定の強度や剛性を維持しながら十分な切りくず吸引性能が得られる切りくず吸引通路を設けることができるようにすることにある。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
かかる目的を達成するために、第１発明は、(a) 溝に沿って外周刃が設けられているとともに、その溝の先端開口部分に底刃が設けられた刃部と、(b) その刃部よりも大径で、その刃部の後端に連続して一体に設けられているとともに、前記溝が前記刃部から連続して設けられたシャンクと、(c) そのシャンクの外周側に嵌合される嵌合穴が設けられ、そのシャンクに一体的に固設されるホルダと、を有し、(d) 前記ホルダの嵌合穴と前記溝との間にその溝に沿って形成される空洞が切りくず吸引通路として用いられることを特徴とする。
【０００６】
第２発明は、第１発明の切りくず吸引通路付きエンドミルにおいて、(a) 前記シャンクには、前記溝が軸方向の全長に亘って設けられており、(b) 前記ホルダは、前記シャンクよりも長い長さ寸法を有するとともに、前記嵌合穴に連続して軸方向に貫通する貫通穴を有する円筒形状を成していて、そのシャンクの全長に亘って嵌合されてそのシャンクの外周面に密着するように焼嵌めにより一体的に固設されており、(c) そのホルダの前記シャンクから後方へ突き出す部分における前記貫通穴が、前記空洞と共に切りくず吸引通路として用いられることを特徴とする。
【０００７】
第３発明は、第１発明または第２発明の切りくず吸引通路付きエンドミルにおいて、前記ホルダに取り付けられて使用されるエンドミル本体であって、前記溝が連続して設けられた前記刃部および前記シャンクを一体に備えており、そのシャンクが前記ホルダの嵌合穴内に嵌合されて一体的に固設されて使用されることを特徴とする。
【発明の効果】
【０００８】
このような切りくず吸引通路付きエンドミルにおいては、刃部よりも大径のシャンクに刃部の溝が連続して設けられ、そのシャンクの外周側にホルダが嵌合されて一体的に固設されることにより、そのホルダの嵌合穴と溝との間に空洞が形成され、その空洞が切りくず吸引通路として用いられるため、シャンクの径寸法を適当に設定することにより、刃部の径寸法に制約されることなく所定の流通断面の切りくず吸引通路を設けることができる。これにより、切りくず吸引通路に起因して刃部等の剛性や強度が低下し、加工条件が制約されたり工具が折損したりする問題が解消するとともに、刃部の径寸法が小さい小径のエンドミルであっても、刃部の強度や剛性を確保しながら十分な切りくず吸引性能が得られる切りくず吸引通路を設けることができる。
【０００９】
第２発明では、シャンクの軸方向の全長に亘って溝が設けられるとともに、そのシャンクよりも長い長さ寸法の円筒形状のホルダが用いられ、そのホルダのシャンクから後方へ突き出す部分における貫通穴が前記空洞と共に切りくず吸引通路として用いられるため、ホルダの後端から切りくずを吸引することが可能で、切りくず吸引通路から切りくずを吸引除去するための吸引配管などの取り廻しが容易になるとともに、切りくず吸引通路と吸引装置との接続構造を簡単にできる。また、焼嵌めによって固設されるため、固設作業を容易且つ迅速に行うことができるとともに、刃部等が損傷した場合には、その刃部およびシャンクを一体に有するエンドミル本体をホルダから取り外して、ホルダを再使用するも可能である。
【００１０】
第３発明は、第１発明または第２発明の切りくず吸引通路付きエンドミルのホルダに取り付けられて使用されるエンドミル本体に関するもので、前記溝が連続して設けられた前記刃部および前記シャンクを一体に備えているため、実質的に第１発明、第２発明と同様の作用効果が得られる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
本発明は、例えば刃部の径寸法（刃径）が１０ｍｍ程度以下の小径のエンドミルに好適に適用されるが、刃部の径寸法が１０ｍｍより大きいエンドミルに適用することも可能で、剛性や強度を損なうことなく十分な流通断面の切りくず吸引通路を設けることができる。
【００１２】
刃部およびシャンクに連続して設けられる溝は、直溝でもねじれ溝でも良いが、切りくずを吸引して除去する上で、切りくずがシャンク側へ流動するように、シャンク側から見た回転切削方向と同じ方向へねじれたねじれ溝が望ましい。その場合に、径寸法の変化に拘らず一定のリードでねじれ溝を設けることが製造上望ましいが、一定のねじれ角となるようにねじれ溝を設けることも可能である。なお、刃部とシャンクとでリードやねじれ角を積極的に相違させることもできるし、刃部ではねじれ溝であるのに対してシャンクでは直溝としても良いなど、少なくとも連続した溝であれば種々の態様が可能である。
【００１３】
上記溝は、例えば刃部およびシャンクの全長に亘って一定の心厚となるように設けられるが、先端から後端に向かうに従って心厚が漸減或いは漸増するようにしたり、刃部では心厚が一定であるがシャンクでは心厚が連続的に変化するようにしても良いなど、種々の態様が可能である。
【００１４】
互いに嵌合されるシャンクの外周面および嵌合穴の内周面は、例えば径寸法が一定の円筒面にて構成されるが、径寸法が連続的に変化しているテーバ面とすることも可能で、互いに略密着する種々の態様が可能であり、所定の切りくず吸引性能が得られる範囲で部分的に僅かな隙間を有していても良い。
【００１５】
ホルダの嵌合穴は、第２発明のように貫通穴と共にホルダを軸方向に縦通するように設けられても良いが、有底の嵌合穴を採用することもできる。その場合は、例えば特許文献１に記載のように、ホルダの嵌合穴の側壁に開口を設けるなどして側方から切りくずを吸引除去するようにすれば良い。第２発明の嵌合穴および貫通穴は、互いに径寸法が相違するものでも良いが、一定の径寸法の連続した穴であっても良く、その場合はシャンクに嵌合される部分か否かによって嵌合穴と貫通穴とが区別される。
【００１６】
ホルダは、その先端がシャンクの先端より突き出していると、刃部による切削加工を阻害する恐れがある一方、シャンクの先端より後側であるとシャンクの溝が外部に解放されて切りくず吸引性能が損なわれるため、それ等の先端が略一致する状態で一体的に固設することが望ましい。但し、軸方向の切込み寸法に対して刃部の軸方向長さが比較的長い場合には、ホルダの先端がシャンクの先端より突き出していても差し支えないとともに、切りくず吸引性能の点で、刃部による切削加工を阻害しない範囲で突き出している方が望ましい。
【００１７】
ホルダおよびシャンクは、第２発明のように焼嵌めによって一体的に固設することが簡便で望ましいが、ろう付けや接着剤等による固着手段を採用することもできるし、ホルダの軸方向にスリットを設けて拡縮径可能とし、ねじにより縮径させてシャンクをクランプするクランプ装置を用いることもできるなど、種々の固設手段を採用できる。
【００１８】
刃部およびシャンクを一体に有するエンドミル本体、およびホルダの材質は適宜設定され、例えばエンドミル本体としては超硬合金や高速度工具鋼等の硬質材料が好適に用いられる一方、ホルダとしては高速度工具鋼や合金工具鋼等が好適に用いられるが、両者を同一の材料製とすることも可能である。ホルダを焼嵌めによってシャンクに一体的に固設する場合にも、同一材料製とすることができるが、刃部の損傷等でエンドミル本体を取り外してホルダを再使用する場合には、加熱による膨張差で容易に取り外すことができるように、ホルダの方がエンドミル本体よりも熱膨張率が大きい材料製とすることが望ましい。
【００１９】
本発明の切りくず吸引通路付きエンドミルは、例えば切りくずが軽量で吸引し易いプラスチックに対する切削加工や、切りくずが微細で粉塵が問題になる鋳物に対する切削加工などに好適に用いられるが、切りくずを吸引可能な種々の対象物の切削加工に好適に用いられる。但し、切りくずの吸引を行うことなく切削加工を行う場合に用いることも可能である。
【実施例】
【００２０】
以下、本発明の実施例を、図面を参照しつつ詳細に説明する。
図１は、本発明の一実施例である切りくず吸引通路付きエンドミル（以下、単にエンドミルという）１０を説明する図で、(a) は軸心と直角方向から見た正面図、(b) は(a) の右方向である先端側から見た刃部１６の拡大底面図、(c) は外側のホルダ１４を破断して内部のエンドミル本体１２を示す断面図、(d) はエンドミル本体１２も断面とした拡大断面図である。このエンドミル１０は、刃部１６およびシャンク１８を一体に有するエンドミル本体１２と、そのエンドミル本体１２のシャンク１８に一体的に固設されたホルダ１４とから構成されており、エンドミル本体１２は超硬合金製で、ホルダ１４はエンドミル本体１２よりも熱膨張率が大きい合金工具鋼製である。
【００２１】
上記エンドミル本体１２の刃部１６の径寸法（刃径）は１０ｍｍ以下の小径で、本実施例では約１．５ｍｍである一方、シャンク１８は刃部１６よりも大径で、本実施例では約３．０ｍｍの一定の径寸法の円柱形状を成している。また、刃部１６の長さ寸法は約３ｍｍで、シャンク１８の長さ寸法は約１５．５ｍｍであり、それ等の刃部１６およびシャンク１８の軸方向の全長に亘って一定のリード（本実施例では約５４ｍｍ）で３本のねじれ溝２０が設けられており、刃部１６には、そのねじれ溝２０に沿って外周刃２２が設けられているとともに、ねじれ溝２０の先端開口部分にはギャッシュ加工が施されることによって底刃２４が設けられている。このエンドミル本体１２はスクエアエンドミルで、外周刃２２と底刃２４とが交わるコーナーは角張っている。図１の(d) におけるエンドミル本体１２は、ねじれ溝２０のねじれに沿って破断したもので、且つ上下に２本のねじれ溝２０を示したものであり、本実施例では刃部１６の先端からシャンク１８の後端に至るまで略一定の心厚でねじれ溝２０が形成されている。また、図１(c) において、刃部１６とシャンク１８との間でねじれ溝２０を表す一点鎖線がずれているのは、径寸法の相違によるもので、実際には(d) に示すように連続して設けられている。
【００２２】
図２は、上記エンドミル本体１２の製造工程を説明する図で、(a) はエンドミル本体１２の素材となるブランク５０を用意する工程であり、シャンク１８と略同一の径寸法（約３．０ｍｍ）で、長さ寸法がエンドミル本体１２の全長（約１８．５ｍｍ）よりも十分に長くて例えば３０ｍｍ以上の円柱形状の超硬合金を製造し、或いは市販のものを購入する。(b) は小径部研削工程で、上記ブランク５０の一端部に円筒研削加工を施して、刃部１６と同一の径寸法、同一長さの小径部５２を形成する。この時、小径部５２以外のブランク５０の外周面にも円筒研削加工を施し、前記シャンク１８となる部分の外周面を仕上げ研削する。(c) は溝加工工程で、上記小径部５２が設けられたブランク５０を軸心まわりに回転駆動しつつ研削砥石を相対的にブランク５０の軸方向へ送り移動することにより、小径部５２側の端部からエンドミル本体１２の全長よりも長い所定の範囲に一定のリードで前記ねじれ溝２０を研削加工する。(d) は切れ刃研削・切断工程で、ねじれ溝２０が設けられた小径部５２に対してすくい面や逃げ面、ギャッシュ等を設けるための研削加工を施すことにより、外周刃２２および底刃２４を形成するとともに、ブランク５０を所定の長さ寸法で研削砥石等により切断することにより、刃部１６およびシャンク１８を有する目的形状のエンドミル本体１２が得られる。このようにエンドミル本体１２の全長よりも長いブランク５０を用意し、ねじれ溝２０を形成した後に所定長さに切断するため、ブランク５０の支持装置等と研削砥石とが干渉することなくねじれ溝２０を研削加工することが可能で、全長に亘ってねじれ溝２０を有するエンドミル本体１２を容易に製造できる。
【００２３】
図１に戻って、前記ホルダ１４はエンドミル本体１２のシャンク１８よりも長い長さ寸法を有するとともに、そのシャンク１８の外周側に嵌合されるシャンク１８の長さ寸法と略同じ長さの嵌合穴３０と、その嵌合穴３０に連続して後端部まで軸方向に貫通するように設けられた貫通穴３２とを有する円筒形状を成しており、貫通穴３２の径寸法は嵌合穴３０よりも僅かに大きくされている。嵌合穴３０は一定の径寸法の円筒形状を成しており、その嵌合穴３０が開口する先端がシャンク１８の先端と略一致するようにそのシャンク１８の全長に亘って嵌合され、シャンク１８の外周面に密着するように焼嵌めにより一体的に固設されている。すなわち、嵌合穴３０の径寸法は、シャンク１８に固設する前の常温状態でそのシャンク１８の径寸法よりも僅かに小さいが、加熱して膨張させることによりシャンク１８よりも大きくなり、そのシャンク１８の外周側に嵌合することが可能とされ、嵌合した状態で冷却収縮させられることにより、シャンク１８に対して離脱不能に一体的に固設されるのである。また、外周刃２２、底刃２４の摩耗や刃部１６の損傷等でエンドミル本体１２を取り外してホルダ１４を再使用する場合には、ホルダ１４の方がエンドミル本体１２よりも熱膨張率が大きいため、加熱による膨張差で容易に取り外すことができる。
【００２４】
そして、このようなエンドミル１０においては、ホルダ１４の嵌合穴３０とシャンク１８に設けられたねじれ溝２０との間に、そのねじれ溝２０に沿ってトンネル状の空洞３４が形成される。シャンク１８は刃部１６よりも大径で且つその径寸法を適宜設定することができるため、ねじれ溝２０の溝深さを大きくすることなく、言い換えれば小径の刃部１６の剛性や強度を損なうことなく、空洞３４の断面積を大きくすることが可能で、その空洞３４を切りくず吸引通路として用いることができる。また、上記ねじれ溝２０はシャンク１８の全長に亘って設けられているとともに、ホルダ１４のシャンク１８よりも後方に突き出す部分には嵌合穴３０に連続して後端部まで達する貫通穴３２が設けられているため、その貫通穴３２を上記空洞３４と共に切りくず吸引通路として用いることができる。
【００２５】
例えば、図３は本実施例のエンドミル１０を用いてプラスチック製の被削材６０に対して矩形溝６２を切削加工する場合で、図示しない主軸にホルダ１４を固定して軸心まわりに回転駆動しつつ、軸心と直角方向へ被削材６０に対して相対移動させることにより、刃部１６に対応する断面形状の矩形溝６２を切削加工することができる。その場合に、ホルダ１４の後端に開口する貫通穴３２に吸引装置６４の吸引配管６６を相対回転可能に接続し、或いは貫通穴３２の開口部に近接して配置することにより、刃部１６によって切り出された切りくずを空洞３４および貫通穴３２を経て吸引除去することができる。
【００２６】
このように本実施例のエンドミル１０においては、刃部１６よりも大径のシャンク１８に刃部１６のねじれ溝２０が連続して設けられ、そのシャンク１８の外周側にホルダ１４が嵌合されて一体的に固設されることにより、そのホルダ１４の嵌合穴３０とねじれ溝２０との間に空洞３４が形成され、その空洞３４が切りくず吸引通路として用いられるため、シャンク１８の径寸法を適当に設定することにより、刃部１６の径寸法に制約されることなく所定の流通断面の切りくず吸引通路（空洞３４）を設けることができる。これにより、切りくず吸引通路に起因して刃部１６等の剛性や強度が低下し、加工条件が制約されたり工具が折損したりする問題が解消するとともに、本実施例のように刃部１６の径寸法が小さい小径のエンドミル１０であっても、刃部１６の強度や剛性を確保しながら十分な切りくず吸引性能が得られる切りくず吸引通路（空洞３４）を設けることができる。
【００２７】
また、本実施例ではシャンク１８の軸方向の全長に亘ってねじれ溝２０が設けられるとともに、そのシャンク１８よりも長い長さ寸法の円筒形状のホルダ１４が用いられ、そのホルダ１４のシャンク１８から後方へ突き出す部分における貫通穴３２を空洞３４と共に切りくず吸引通路として用いることができるため、ホルダ１４の後端から切りくずを吸引することが可能で、切りくず吸引通路（貫通穴３２、空洞３４）から切りくずを吸引除去するための吸引配管６６などの取り廻しが容易になるとともに、切りくず吸引通路と吸引配管６６との接続構造を簡単にできる。
【００２８】
また、本実施例ではホルダ１４が焼嵌めによってシャンク１８に固設されるため、その固設作業を容易且つ迅速に行うことができるとともに、刃部１６等が損傷した場合には、エンドミル本体１２をホルダ１４から取り外して、ホルダ１４を再使用するも可能である。
【００２９】
なお、上記実施例ではシャンク１８の先端が軸心と直角な平坦面で、その平坦面から垂直に刃部１６が突き出しているが、図４に示すエンドミル本体７０のように、シャンク１８の先端に滑らかに小径となるテーパ部７２を設け、そのテーパ部７２の先端から刃部１６を突き出させるようにしても良い。その場合には、ねじれ溝２０の側壁面がテーパ部７２の傾斜に対応して滑らかに高くなってトンネル状の空洞３４に至るため、切りくずがねじれ溝２０に案内されつつ一層効果的に空洞３４内に導入されて吸引除去されるようになる。
【００３０】
以上、本発明の実施例を図面に基づいて詳細に説明したが、これはあくまでも一実施形態であり、本発明は当業者の知識に基づいて種々の変更，改良を加えた態様で実施することができる。
【図面の簡単な説明】
【００３１】
【図１】本発明の一実施例である切りくず吸引通路付きエンドミルを説明する図で、(a) は軸心と直角方向から見た正面図、(b) は先端側から見た刃部の拡大底面図、(c) はホルダを破断して内部を示す断面図、(d) はエンドミル本体も断面とした拡大断面図である。
【図２】図１のエンドミル本体の製造工程を説明する図である。
【図３】図１の切りくず吸引通路付きエンドミルを用いて、切りくず吸引通路から切りくずを吸引しつつ切削加工を行う場合の一例を説明する断面図である。
【図４】エンドミル本体のシャンクの先端にテーパ部が設けられた場合を説明する図で、(a) はエンドミル本体を単独で示す正面図、(b) はホルダに取り付けられた状態を示す断面図である。
【符号の説明】
【００３２】
１０：切りくず吸引通路付きエンドミル    １２：エンドミル本体    １４：ホルダ    １６：刃部    １８：シャンク    ２０：ねじれ溝（溝）    ２２：外周刃    ２４：底刃    ３０：嵌合穴    ３２：貫通穴    ３４：空洞
【図１】
2009101442.tif 000003
【図２】
2009101442.tif 000004
【図３】
2009101442.tif 000005
【図４】
2009101442.tif 000006