(57)【要約】 【課題】着脱時のスムーズな作業性を確保しつつ脱落を確実に防止する。【解決手段】本発明に係るに係る保護キャップ１は、切削工具としてのエンドミル５の切刃部６を収容するほぼ円筒状の筒部２と、該筒部の先端を塞ぐ閉塞部３とからなる。筒部２は楕円状断面をなしており、その楕円状断面における短軸の延長線上には、筒部２の材軸と平行に延びる突条４ａ，４ａを筒部２の内面に対向配置してある。同様に、長軸の延長線上には、筒部の材軸と平行に延びる突条４ｂ，４ｂを対向配置してある。突条４ｂはそれぞれ１本の突条で構成してあるとともに、突条４ａはそれぞれ２本の突条で構成してあり、計６本の突条が筒部２の内面に形成してある。筒部及び閉塞部３は、弾性材料としての軟質塩化ビニル樹脂等の合成樹脂で一体形成してあり、閉塞部３は、エンドミル５が筒部２を貫通して該筒部の先端から露出するのを防止する役割を果たす。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
弾性材料で形成されたほぼ円筒状の筒部と該筒部の先端を塞ぐ閉塞部とからなるとともに、該筒部の材軸と平行に延びる突条を前記筒部の内面にかつ対向位置に設けたことを特徴とする切削工具の保護キャップ。
【請求項２】
前記筒部を楕円状断面とし、該楕円状断面における短軸の延長線上に前記突条を配置した請求項１記載の切削工具の保護キャップ。
【請求項３】
前記楕円状断面における長軸の延長線上に前記突条を配置した請求項２記載の切削工具の保護キャップ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ドリル、エンドミルといった切削工具に被せる切削工具の保護キャップに関する。
【背景技術】
【０００２】
切削加工に用いる工作機械には、切削工具を回転させながらその材軸方向に進退させることで被加工物に穴を加工形成することが可能なボール盤や、切削工具を回転させながらその材軸と直交する方向に移動させることで被加工物に溝を加工形成することが可能なフライス盤がよく知られている。
【０００３】
これらの工作機械は、木工、金属加工、コンクリート加工等に広く用いられており、特に、フライス盤は、金属金型を製作する際に多用されている。
【０００４】
ここで、ボール盤に取り付ける切削工具としてはドリルがあり、フライス盤に取り付ける切削工具としてエンドミルがあるが、これらの切削工具はいずれも、鋼製丸棒の先端に螺旋状の溝を切ってあり、該溝と溝の間に形成された切刃によって被加工物を加工形成することができるようになっている。
【０００５】
上述した切削工具は、そのシャンク部を工作機械のチャックに着脱できるようになっており、所望の径の切削工具に適宜交換できるようになっている一方、上述したように切削工具の周面には鋭利な切刃が形成してあるため、着脱作業や保管作業の際には慎重に作業しないと、思わぬ怪我をする懸念があり、切削工具を取り扱うにあたっては、安全面での配慮が必要となる。
【０００６】
そのため、ドリルやエンドミルといった切削工具にゴム製やシリコン製で形成したチューブ状のキャップを嵌めて安全性を確保すると同時に、切刃の欠けを防止することが一般的に行われている。
【０００７】
【特許文献１】特開２００６−３４１３４３
【特許文献２】特開２０００−３３４６８３
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
しかしながら、上述した方法では、工具に嵌めたキャップがすぐに抜け落ちてしまうという問題や、逆に工具周面とチューブ内面との摩擦によって装着や取外しが困難になるという問題を生じていた。
【０００９】
かかる状況下、キャップ内面にクッション層を設けてなる工具用保護カバーが開示されており（特許文献１）、かかる発明によれば、クッション層による切刃の保護と保護カバーを付けた状態での着脱が可能であるとともに、クッション層によって着脱が容易である旨、記載されている。
【００１０】
しかしながら、上述した発明においては、工具周面とクッション層との間に生じる単純な摩擦力によって脱落の防止を図っているため、脱落防止作用を高めようとすれば、おのずと装着時や取外し時の抵抗が高くなって作業性が低下し、装着作業性や取外し作業性を高めようとすれば、摩擦を小さくしなければならないため、脱落の懸念が高くなるという二律背反の問題が生じ、その意味で上述した問題を本質的に改善した発明はいまだなされていないのが現状である。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
本発明は、上述した事情を考慮してなされたもので、着脱時のスムーズな作業性を確保しつつ脱落を確実に防止することが可能な切削工具の保護キャップを提供することを目的とする。
【００１２】
上記目的を達成するため、本発明に係る切削工具の保護キャップは請求項１に記載したように、弾性材料で形成されたほぼ円筒状の筒部と該筒部の先端を塞ぐ閉塞部とからなるとともに、該筒部の材軸と平行に延びる突条を前記筒部の内面にかつ対向位置に設けたものである。
【００１３】
また、本発明に係る切削工具の保護キャップは、前記筒部を楕円状断面とし、該楕円状断面における短軸の延長線上に前記突条を配置したものである。
【００１４】
また、本発明に係る切削工具の保護キャップは、前記楕円状断面における長軸の延長線上に前記突条を配置したものである。
【００１５】
本発明に係る切削工具の保護キャップにおいては、筒部の内面に突条を形成してあり、切削工具を保護キャップの筒部に挿入した状態（切削工具に保護キャップが被せられた状態）では、かかる突条が切削工具の周面に形成された切刃に当接する。また、突条は、筒部の材軸と平行に延びているため、切削工具の周面に螺旋状に形成された切刃とは、当接箇所が交差状態となる。
【００１６】
したがって、切削工具の材軸に沿った方向に保護キャップをまっすぐ引き抜こうとすると、切削工具の切刃が突条に食い込んで引抜き移動が阻止され、過度な引抜き力を加えない限り、保護キャップの引抜きが確実に防止される。
【００１７】
一方、切削工具の切刃が右螺旋刃（右ねじれ）であるとした場合、保護キャップを左に回転させながら引抜き力を加えると、切刃は突条に食い込まないため、保護キャップをスムーズに切削工具から取り外すことができる。
【００１８】
これは、ボルトに螺合されたナットを取り外すときの原理、すなわちナットを単に引き抜こうとしても抜けないが、左に回せば、螺合してあったボルトからナットを取り外すことができる原理と類似している。
【００１９】
但し、ボルトナットの場合は、雄ネジと雌ネジとの機械的噛合によって両者の動きが案内される構造であるため、ネジ山のピッチや高さ（深さ）が厳密に一致していなければならず、その結果として、ボルトに対するナットの動きは１回転ごとの送り量が一意に定まるのに対し、本発明に係る保護キャップの場合は、引抜き操作の際に回転操作を行うことで、螺旋刃が突条に食い込まないようにすることができるため、切削工具に対する保護キャップの回転数は、後述する最適回転数以上で任意の値を取り得る。
【００２０】
すなわち、本発明に係る保護キャップの使用方法は、引抜きによって螺旋刃が突条に食い込まないように連続的に回転させることを特徴とするものであって、保護キャップを引き抜く際、切削工具に形成された切刃の螺旋ピッチと同じピッチで回転させれば、保護キャップを最も早く取り外すことができる（以下、これを最適回転数と呼ぶ）。
【００２１】
一方、最適回転数よりも回転数が少なければ、引抜き動作によって切刃が突条に食い込み、引抜きが阻止されるが、最適回転数よりも回転数が多い場合については、切刃と突条との相対的な動きは、切刃が突条に食い込む動きと逆になり、単に切刃が突条の当接面を相対的に滑っていくだけとなって、いわば空回り状態になるだけなので、取り外しには時間がかかるものの、引抜きは何ら阻止されない。
【００２２】
そのため、本発明に係る保護キャップは、切削工具に対して保護キャップをまっすぐに引き抜いたとき、切削工具の螺旋刃が突条に食い込むように、筒部の内径や突条の突設高さが設定されている限り、螺旋刃の形状や刃の数とは関係なく、どのような切削工具にも適用できるものであり、その意味でボルトナット構造とは本質的に相違するものであって、きわめて汎用性が高い保護キャップであると云える。
【００２３】
なお、切削工具を保護キャップ内に挿入し又は保護キャップを切削工具に被せるときは、切刃の角度が逆になっているため、まっすぐに挿入し又は被せても突条への食い込み現象は発生せず、スムーズに挿入し又は被せることができる。
【００２４】
筒部は、一対の突条の先端同士の間隔が切削工具の切刃部の外径よりも若干小さくなるようにかつ弾性材料で形成する。このように形成することにより、筒部の中に切削工具を容易に挿入し、又は切削工具に容易に被せることができるとともに、挿入された状態又は被せられた状態で切削工具に刻まれた螺旋状の切刃を筒部の内面に形成された突条に当接させることができる。
【００２５】
筒部の先端を塞ぐ閉塞部は、筒部と別体でもよいが、製造上の便宜から筒部と一体形成するのが望ましい。かかる閉塞部についてはあえて弾性材料で形成する必要はないが、筒部と一体形成する場合においては、同じ材質、例えば軟質塩化ビニル樹脂で形成してもかまわない。かかる閉塞部は、切削工具が筒部を貫通して該筒部の先端から露出するのを防止する役割を果たす。
【００２６】
突条は、切削工具の一方の側に当接したときに保護キャップ全体が他方の側に逃げてしまい、その結果、切刃による突条への食い込み作用が低下することがなきよう、筒部の内面に対向配置する。
【００２７】
筒部は、円筒状断面としてもかまわないが、円筒状断面に代えて、楕円状断面とし、該楕円状断面における短軸の延長線上に前記突条を配置したならば、短軸方向が伸びて筒部が真円に近づくような変形を生じる余地がある分、適用可能な切削工具の外径サイズが拡がる。例えば、短軸方向の内径が１６ｍｍ、長軸方向の内径が１８ｍｍとなるように筒部を形成しておけば、刃径１６ｍｍから刃径１８ｍｍまでの何種類かのエンドミルをひとつの保護キャップで対応することが可能になる。加えて、筒部を楕円状断面に形成することにより、真円の切削工具が挿入され又は真円の切削工具に被せられたとき、弾性材料で形成された筒部には、楕円状断面に戻ろうとする復元力が発生し、その復元力は、より大きな当接力となって突条を切刃に押し付けることとなり、上述した本発明の作用をより確実に生じさせることが可能となる。
【００２８】
楕円状断面に形成された筒部は、短軸に沿った内寸を外径とする切削工具の場合、短軸の延長線上に突条を配置するだけで上述の作用効果を奏するが、長軸の延長線上にも一対の突条を配置しておけば、長軸に沿った内寸を外径とする切削工具を挿入し又は該切削工具に被せた場合に、互いに直交配置された二組の突条が切削工具に当接することとなり、上述した本発明の作用効果はさらに高まる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２９】
以下、本発明に係る切削工具の保護キャップの実施の形態について、添付図面を参照して説明する。なお、従来技術と実質的に同一の部品等については同一の符号を付してその説明を省略する。
【００３０】
図１は、本実施形態に係る切削工具の保護キャップを示した斜視図、図２は断面図及び側面図である。これらの図でわかるように、本実施形態に係る保護キャップ１は、切削工具としてのエンドミル５の切刃部６を収容するほぼ円筒状の筒部２と、該筒部の先端を塞ぐ閉塞部３とからなる。
【００３１】
筒部２は楕円状断面をなしており、その楕円状断面における短軸の延長線上には、筒部２の材軸と平行に延びる突条４ａ，４ａを筒部２の内面に対向配置してある。同様に、長軸の延長線上には、筒部の材軸と平行に延びる突条４ｂ，４ｂを対向配置してある。突条４ｂはそれぞれ１本の突条で構成してあるとともに、突条４ａはそれぞれ２本の突条で構成してあり、計６本の突条が筒部２の内面に形成してある。
【００３２】
筒部及び閉塞部３は、弾性材料としての軟質塩化ビニル樹脂等の合成樹脂で一体形成してあり、閉塞部３は、エンドミル５が筒部２を貫通して該筒部の先端から露出するのを防止する役割を果たす。なお、突条４ａや突条４ｂについても、筒部及び閉塞部３と一体形成するのが望ましい。突条４ａ及び突条４ｂは、例えば半円断面状に形成することができる。
【００３３】
筒部２は上述したように楕円状断面をなすように形成してあるが、その形状及びサイズを決定するにあたっては、エンドミル５の刃径範囲を考慮する。
【００３４】
すなわち、本実施形態に係る保護キャップ１を使用可能なエンドミル５の刃径をＤ1からＤ2の範囲とすれば、突条４ａ，４ａの先端同士の間隔が最小径であるＤ1よりも若干小さくなるように（図３(a)）、かつ突条４ｂ，４ｂの先端同士の間隔が最大径であるＤ2よりも若干小さくなるように（図３(b)）筒部２を形成する。
【００３５】
ここで、筒部２を弾性材料である軟質塩化ビニル樹脂で形成してあるため、弾性範囲を限度として筒部２の内径が拡張可能な状態であり、それゆえ、筒部２の内径よりも刃径が大きなエンドミル５を挿入しあるいは被せることができる。
【００３６】
したがって、上述したように筒部２のサイズを設定しておけば、刃径がＤ1のエンドミル５を挿入しあるいは被せたとき、図３(a)に示すように、突条４ａ，４ａが切刃部６を両側から挟み込むように切刃に当接する。また、刃径がＤ2のエンドミル５を挿入しあるいは被せたとき、図３(b)に示すように、突条４ａ，４ａが切刃部６を両側から挟み込むように切刃に当接するとともに、突条４ｂ，４ｂが直交方向から切刃部６を両側から挟み込むように切刃に当接する。
【００３７】
本実施形態に係る切削工具の保護キャップ１においては、筒部２の内面に突条４ａ，４ａ及び突条４ｂ，４ｂを形成してあり、エンドミル５の切刃部６を保護キャップ１の筒部２に挿入した状態（切刃部６に保護キャップ１が被せられた状態）では、突条４ａ，４ａ及び突条４ｂ，４ｂがエンドミル５の周面に形成された切刃に当接する。また、突条４ａ，４ａ及び突条４ｂ，４ｂは、筒部２の材軸と平行に延びているため、螺旋状に形成された切刃とは、当接箇所が交差状態となる。
【００３８】
したがって、エンドミル５の材軸に沿った方向に保護キャップ１をまっすぐ引き抜こうとすると、図４に示すように、エンドミル５の切刃４１が突条４ａ，４ａに食い込んで引抜き移動が阻止され、過度な引抜き力を加えない限り、保護キャップ１の引抜きが確実に防止される。
【００３９】
同図(b)に示した矢印は、筒部２の引抜きに応じて切刃４１が突条４ａ，４ａに食い込み、その結果、引抜き方向と逆方向の反力Ｐ1が生じる様子を示したものであり、かかる反力が引抜き力Ｐ2と釣り合って引抜き移動が阻止される。
【００４０】
一方、切刃４１は右ねじれ（右螺旋刃）であるため、図５で言えば、切刃４１の右側に刃先が形成されている。
【００４１】
そのため、図５及び図６に示すように、保護キャップ１を切刃４１のねじれ方向と同一の方向に回転させながら引抜き力を加えると、切刃４１の刃先に逆らわない回転方向であるため、切刃４１は突条４ａに食い込まず、保護キャップ１をスムーズにエンドミル５から取り外すことができる。なお、エンドミル５の刃径がＤ2である場合、突条４ｂについも全く同様のことが言える。
【００４２】
このように、本実施形態に係る保護キャップ１は、引抜き操作の際、切刃４１のねじれ方向と同一方向の回転操作を加えることで、切刃４１が突条４ａや突条４ｂに食い込まないようにすることができるため、エンドミル５に対する保護キャップ１の回転数は、最適回転数以上で任意の値を取り得る。
【００４３】
すなわち、切刃４１の螺旋ピッチと同じピッチで回転させれば、保護キャップ１を最も早く取り外すことが可能であり（以下、これを最適回転数と呼ぶ）、この最適回転数よりも回転数が少なければ、引抜き動作によって切刃４１が突条４ａや突条４ｂに食い込み、引抜きが阻止される。
【００４４】
一方、最適回転数よりも回転数が多い場合については、突条４ａあるいは突条４ｂに対する切刃４１の動きは、突条４ａや突条４ｂに逆らわない動きとなり、突条４ａや突条４ｂとの当接面を相対的に滑っていくだけとなって、いわば空回り状態になり、取り外しには時間がかかるものの、引抜きは何ら阻止されない。
【００４５】
図６(b)に示した材軸方向の矢印は、筒部２の引抜きに応じて切刃４１が突条４ａ，４ａの当接面を滑り、その結果、わずかな動摩擦力Ｐ1′が引抜き方向と逆方向に生じる様子を示したものであり、かかる動摩擦力Ｐ1′がわずかな引抜き力Ｐ2′と釣り合いながら、引抜き移動が進行することを示すものである。
【００４６】
また、回転に関する矢印は、筒部２の回転に応じて切刃４１が突条４ａ，４ａの当接面を滑り、その結果、わずかな動摩擦力Ｐ3′が引抜き方向と逆方向に生じる様子を示したものであり、かかる動摩擦力Ｐ3′がわずかなトルクＴと釣り合いながら、回転が進行することを示すものである。
【００４７】
次に、エンドミル５を保護キャップ１に挿入し又は保護キャップ１をエンドミル５に被せるときは、切刃４１の刃先方向が逆になっているため、まっすぐに挿入し又は被せても、突条４ａや突条４ｂへの食い込みは発生せず、スムーズに挿入し又は被せることができる。
【００４８】
以上説明したように、本実施形態に係る保護キャップ１によれば、エンドミル５の材軸に沿った方向に保護キャップ１をまっすぐ引き抜こうとすると、エンドミル５の切刃４１が突条４ａや突条４ｂに食い込んで引抜き移動が阻止され、過度な引抜き力を加えない限り、保護キャップ１の引抜きが確実に防止されるとともに、エンドミル５の切刃４１が右螺旋刃（右ねじれ）であるため、保護キャップ１を左（螺旋方向と同一方向）に回転させながら引抜き力を加えると、切刃４１は突条４ａや突条４ｂに食い込むことなく、スムーズにエンドミル５から取り外すことができる。
【００４９】
そのため、エンドミル５が工作機械のチャック（図示せず）に固定されている場合には、まず保護キャップ１を被せ、かかる状態でチャックの固定状態を解除し、しかる後、エンドミル５を保護キャップ１の外からつかんでチャックから引き抜くことで、エンドミル５に直接手を触れることなく、切削工具の交換が可能となる。
【００５０】
また、エンドミル５を保管する際は、該エンドミルのシャンク部７（図１、図７）をつかみ、次いでその先端にある切刃部６を保護キャップ１に挿入すればよい。
【００５１】
保管されたエンドミル５を工作機械のチャックに取り付ける際も同様であり、まずエンドミル５を保護キャップ１の外からつかんでチャックに差し込み、次いで、チャックをロックし、しかる後、エンドミル５の螺旋方向と同一の方向に保護キャップ１を回転させつつ引き抜けばよい。
【００５２】
一方、上述したように単なる引抜き力が作用しただけでは、保護キャップ１がエンドミル５から抜け落ちることがないため、不測の怪我やエンドミル５の落下による損傷を未然に防止することが可能となる。
【００５３】
本実施形態では特に言及しなかったが、切削工具はエンドミル５に限定されるものではなく、切刃が螺旋状に形成されたすべての切削工具に適用することが可能である。
【００５４】
また、本実施形態では、説明の便宜上、切刃の螺旋方向を右ねじれとしたが、左ねじれの切削工具にも本発明に係る保護キャップを適用することが可能である。なお、左ねじれの場合には、取り外す際の保護キャップの回転方向が逆になるが、その他については上述の実施形態と同様であるので、ここではその説明を省略する。
【００５５】
また、本実施形態では、楕円断面における長軸方向に突条４ｂを設けたが、引抜きに対する抵抗力を突条４ａで確保できるのであれば、これを省略してもよい。同様に、２本構成とした突条４ａを１本構成としてもかまわない。
【００５６】
また、本実施形態では、一定範囲の刃径に対応すべく、楕円断面をなすように筒部を形成したが、必ずしも楕円断面に形成する必要はなく、刃径ごとでよいのであれば、円形断面でもかまわない。
【００５７】
また、本実施形態では、保護キャップ１を取り外す方法として、引抜き動作に回転動作を加えることを前提としたが、これはボルトナット構造を念頭に置くことによる理解の便宜のためであり、本発明の場合、螺旋ピッチがボルトナットよりもずっと大きい切削工具を対象としており、回転動作をあえて加える必要がない場合があり、これを図７に示す。
【００５８】
同図(a)及び(b)に示すように、保護キャップ１の筒部２に引抜き力Ｐが作用したとき、切刃４１の刃先には、該刃先に直交する方向に反力Ｎが発生し、この反力Ｎのうち、引抜き力Ｐと同一作用線への分力Ｐ′が引抜き力Ｐと釣り合う。そして、これに直交する方向の分力Ｔは、保護キャップ１を回転させる力として刃先４１から保護キャップ１に作用するが、かかる分力Ｔについては、摩擦力Ｆよりも大きくない限り、保護キャップ１が自然に回転することはない。
【００５９】
例えばボルトやナットの場合、ネジ山のピッチが小さいため、同図(c)のように、分力Ｔよりも摩擦力Ｆの方がはるかに大きくなり、ナットが自然には回ることはない。
【００６０】
一方、螺旋刃のピッチが大きい切削工具の場合、同図(d)に示すように、回転方向の分力Ｔは、摩擦力Ｆよりも大きくなる場合があり、この場合には、引抜き動作を行うだけで自然に回転する。
【００６１】
したがって、本発明に係る保護キャップの使用方法としては、回転動作を必須とするものではないと言える。なお、これは、保護キャップが自然に脱落する可能性があることを意味するものではなく、保護キャップの自重が引張力となって上述したような回転動作が自然に生じないよう、保護キャップの形成材料を適宜選択すればよく、例えば公知の合成樹脂で保護キャップを形成する限り、保護キャップが自重で自然に回転し、抜け落ちるといった事態は生じない。
【図面の簡単な説明】
【００６２】
【図１】本実施形態に係る切削工具の保護キャップの斜視図。
【図２】同じく保護キャップの図であり、(a)は断面図、(b)はＡ−Ａ線方向から見た矢視図、(c)はＢ−Ｂ線方向から見た矢視図。
【図３】切削工具の刃径に応じて断面形状が変化する様子を示した図。
【図４】保護キャップを引き抜いたときの様子を示した図であり、(a)は側面図、(b)は詳細図。
【図５】引抜き時に回転操作を加えたときの斜視図。
【図６】同じく引抜き時に回転操作を加えたときの図であり、(a)は側面図、(b)は詳細図。
【図７】保護キャップの別の使用方法を説明した図。
【符号の説明】
【００６３】
１                            保護キャップ
２                            筒部
３                            閉塞部
４ａ，４ｂ                    突条
５                            エンドミル（切削工具）
６                            切刃部
４１                          切刃
【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】
2009095943.tif 000007
【図６】
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【図７】
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