(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
切れ刃が形成されたボデーとシャンクとを有するエンドミルにおいて、上記ボデーの心厚を切れ刃の先端に向かって大きくしたことを特徴とするエンドミル。
【請求項２】
シャンク側の心厚を切れ刃の先端側の心厚の８０％以上で１００％未満に設定した請求項１に記載のエンドミル。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は切れ刃とシャンクを有するエンドミルに関し、さらに詳しくは、剛性の低い材料や形状、たとえば鋳鉄やアルミニウム合金で製作されたスクロール圧縮機の渦巻き羽根等を高能率に加工することのできるエンドミルに関する。
【０００２】
【従来の技術】
スクロール圧縮機の渦巻き羽根等の剛性の低い材料を加工する従来のエンドミルにおいては、ボデーの心厚は同一径か、あるいは、外周切れ刃の先端に行くほど小さくなっている。また、軸方向中心線に沿って孔が穿設されている場合には、その孔は貫通孔で、その直径は同一である。
【０００３】
図１２は、上記従来構成のエンドミル１００で、たとえば鋳鉄やアルミニウム合金で製作されたスクロール圧縮機の渦巻き羽根１１０壁面の加工状態を示している。渦巻き羽根１１０は剛性が低いことから、その壁面を加工する場合、図１２に示されるように、渦巻き羽根１１０の先端（反鏡板部側）１１０ａがエンドミル１００の反対側に弾性でたわむ一方、エンドミル１００もその先端（鏡板部側）１００ａが渦巻き羽根１１０の壁面に沿ってたわんだ状態で切削加工が行われる。
【０００４】
また、図１３は、軸方向中心に貫通孔１０６が穿設された従来のエンドミル１０５を示しており、貫通孔１０６に切削液１０７を通液してエンドミル先端１０５ａより吐出することにより外周切れ刃１０５ｂの刃先部の冷却を行うとともに切り屑の排出を容易にしている。
【０００５】
スクロール圧縮機の渦巻き羽根１１１は、一般に民生用として大量生産されるので、その製造コストを低減する目的で、エンドミル１０５を１分間に数万回転という高速で回転させて短時間に加工することが多い。また、高い精度が要求されるため、０.３ｍｍ以下の小さい取り代で仕上げ加工することが多いのが実情である。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
従来の技術で述べたもののうち前者においては、加工中にたわんだ渦巻き羽根１１０は加工後に発生するスプリングバックにより元に戻るが、渦巻き羽根１１０の加工後の壁面形状、特に壁面の高さ方向の真直度が悪く、渦巻き羽根１１０の断面が鼓形状になるという問題があった。
【０００７】
一方、後者においては、高速回転で少ない取り代で加工するので、エンドミル先端１０５ａより吐出された切削液１０７が遠心力で渦巻き羽根１１１の開口方向１１２に飛ばされてしまい、外周切れ刃１０５ｂの刃先部の冷却が十分に行えず、工具寿命が短くなるという問題があった。
【０００８】
また、取り代は小さくても回転数が高いため、切削した切り屑の排出量が大量であるにもかかわらず、切削液１０７が開口方向１１２に飛ばされてしまうので、外周切れ刃１０５ｂで削り取った切り屑の排出が十分に行えなえず、切り屑のかみ込みによる仕上げ面精度の悪化という問題もあった。
【０００９】
本発明は、従来技術の有するこのような問題点に鑑みてなされたものであり、鋳鉄やアルミニウム合金で製作されたスクロール圧縮機の渦巻き羽根のような剛性の低い材料や形状を高能率に加工することができるエンドミルを提供することを目的としている。
【００１０】
また、本発明の別の目的は、被加工部材を高速回転で小さい取り代で加工する場合でも、刃先の冷却と切り屑の排出を確実に行うことにより高能率・高精度に加工することができるエンドミルを提供することである。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、本発明のうちで請求項１に記載の発明は、切れ刃が形成されたボデーとシャンクとを有するエンドミルにおいて、上記ボデーの心厚を切れ刃の先端に向かって大きくしたことを特徴とするエンドミルである。
このように心厚を変化させることにより、エンドミルの外周切れ刃のシャンク側の剛性を落とし被削材のスプリングバックを減少させるとともに、外周切れ刃の先端側の剛性を高くしてエンドミルのたわみ量を減少させることができ、加工後の被削材の真直度精度を向上させることができる。
また、ボデーの心厚がシャンク側に行くに従って暫減するので、外周すくい角はシャンク側に向かって暫増し、外周切れ刃の切れ味が向上する。すなわち、スプリングバックが減少した効果と切れ味が向上した効果で、加工部品の加工精度を向上させることができる。
【００１２】
また、請求項２に記載の発明は、シャンク側の心厚を切れ刃の先端側の心厚の８０％以上で１００％未満に設定したことを特徴とする。
この構成により、ボデーのテーパ状断面が適切に設定され、被削材及びエンドミルのたわみ量を適度にすることができる。
【００１８】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態について、図面を参照しながら説明する。
図１は、本発明の第１実施形態にかかるエンドミルＭ１を示しており、切れ刃２が形成されたボデー４とシャンク６とを備えている。このエンドミルＭ１は、ボデー４の心厚Ｄが切れ刃２の先端部２ａに行くに従って大きく形成されており、シャンク６に向かって暫減しているので、外周すくい角はシャンク側に行くに従って暫増し、シャンク側の外周切れ刃の切れ味が向上している。
【００１９】
図２は、エンドミルＭ１を使用して、スクロール圧縮機の渦巻き羽根１０の壁面を加工している状態を示している。図２に示されるように、渦巻き羽根１０は、加工中にはエンドミルＭ１により鏡板１１側を起点にエンドミルＭ１の反対側にたわんでいるが、ボデー４のシャンク側の心厚Ｄが小さいため、外周切れ刃２のシャンク側の剛性は低くなっており、さらにエンドミルＭ１のシャンク側の外周切れ刃２の方が良く切れるため、渦巻き羽根１０のたわみ量ｌ１は従来に比べ小さくなる。また、心厚Ｄが外周切れ刃２の先端部２ａに行くほど大きくなっているため、外周切れ刃２の先端側の剛性が高くなり、エンドミルＭ１のたわみ量ｌ２も従来に比べ小さくなる。
【００２０】
渦巻き羽根１０のたわみ量ｌ１とエンドミルＭ１のたわみ量ｌ２は、渦巻き羽根１０壁面の真直度の精度悪化につながるが、加工後スプリングバックが発生し、渦巻き羽根１０及びエンドミルＭ１は弾性により元に戻り、各々の加工後のたわみ量も従来に比べ小さく抑えられる。
【００２１】
従って、加工後の渦巻き羽根１０の壁面真直度を向上させることができるので、エンドミルＭ１を用いて加工を行うことにより、漏れの少ない高性能なスクロール圧縮機を効率良く安価に提供することができる。
【００２２】
図３に示されるように、シャンク側の心厚Ｄ0は、外周切れ刃２の先端部２ａの心厚Ｄ1の８０％以上で１００％未満に設定するのが好ましい。
【００２３】
図４は、本発明の第２実施形態にかかるエンドミルＭ２を示しており、ボデー４の心厚Ｄは軸方向に一定で、エンドミルＭ２の軸方向の中心線に沿ってテーパ状の貫通孔８が穿設されている。貫通孔８の直径は、外周切れ刃２の先端部２ａに向かって漸減している。
【００２４】
図５は、エンドミルＭ２を使用して、スクロール圧縮機の渦巻き羽根１０の壁面を加工している状態を示しており、渦巻き羽根１０は、加工中にはエンドミルＭ２により鏡板１１側を起点にエンドミルＭ２の反対側にたわんでいる。しかしながら、シャンク側の貫通孔８の直径が大きいため、外周切れ刃２のシャンク側の剛性は先端側の剛性より低くなっており、渦巻き羽根１０の壁面のたわみ量ｌ１は従来に比べ小さくなっている。
【００２５】
また、貫通孔８の直径が外周切れ刃２の先端部２ａに向かって小さくなっているため、外周切れ刃２の先端側の剛性が高くなり、エンドミルＭ２のたわみ量ｌ２も従来より小さくなる。
【００２６】
なお、シャンク６部の貫通孔８の直径は同一で、ボデー４の貫通孔８の直径を先端側２ａに行くに従って小さくしても、同じ効果を得ることができる。
【００２７】
さらに、本実施形態と第１実施形態を組み合わせることにより、より精度の高い加工を高能率で実現できるため、漏れの少ない高性能なスクロール圧縮機を安価に提供することができる。
【００２８】
図６は、本発明の第３実施形態にかかるエンドミルＭ３を示しており、ボデー４の心厚Ｄは軸方向に一定で、エンドミルＭ３の軸方向の中心線に沿って貫通孔８が穿設されている。貫通孔８の直径は２段階に変化しており、外周切れ刃２の先端部２ａ側に開口している孔の方が直径は小さい。
【００２９】
図７は、エンドミルＭ３を使用して、スクロール圧縮機の渦巻き羽根１０の壁面を加工している状態を示しており、渦巻き羽根１０は、加工中にはエンドミルＭ３により鏡板１１側を起点にエンドミルＭ３の反対側にたわんでいる。しかしながら、シャンク側の貫通孔８の直径が大きいため、外周切れ刃２のシャンク側の剛性は先端側の剛性より低くなっており、渦巻き羽根１０の壁面のたわみ量ｌ１は従来に比べ小さくなる。
【００３０】
また、貫通孔８の直径は外周切れ刃２の先端部２ａの方が小さいので、先端側の剛性が高く、エンドミルＭ３のたわみ量ｌ２も従来より小さくなる。
【００３１】
なお、上記第３実施形態にかかるエンドミルＭ３において、貫通孔８の直径が軸方向に２段階で変化する構成を例示したが、３段階以上でも同様の効果が得られることは説明するまでもない。また、貫通孔８の直径を段階的に変化させることによりエンドミルＭ３を容易に製作することができるので、安価な工具を提供することができる。
【００３２】
また、貫通孔８直径の変化の度合いや、段差の数及び位置などは加工部品の形状や材質、エンドミルの材質、寸法等に合わせて最適なものを選ぶと良い。
【００３３】
さらに、本実施形態と第１実施形態を組み合わせることにより、より高精度な加工を安価なエンドミルで実現することができる。
【００３４】
図８は、本発明の第４実施形態にかかるエンドミルＭ４を示しており、ボデー４の心厚Ｄは軸方向に一定で、エンドミルＭ４の軸方向中心線に沿ってシャンク６側から外周切れ刃２の先端部２ａに向かって有底孔（止まり孔）９が穿設されている。
【００３５】
図９は、エンドミルＭ４を使用して、スクロール圧縮機の渦巻き羽根１０の壁面を加工している状態を示しており、渦巻き羽根１０は、加工中にはエンドミルＭ４により鏡板１１側を起点にエンドミルＭ４の反対側にたわんでいる。しかしながら、エンドミルＭ４のシャンク６側に有底孔９が形成されているため、外周切れ刃２のシャンク６側の剛性は先端側の剛性より低くなっており、渦巻き羽根１０壁面のたわみ量ｌ１は従来に比べ小さくなる。
【００３６】
また、有底孔９は外周切れ刃２の途中までしか形成されていないので、外周切れ刃２の先端側の剛性が高く、エンドミルＭ４のたわみ量ｌ２も従来より小さくなる。
【００３７】
図１０は、本発明の第５実施形態にかかるエンドミルＭ５を示している。同図に示されるように、ボデー４の心厚Ｄは軸方向に一定で、エンドミルＭ５の軸方向中心線に沿ってシャンク６側から外周切れ刃２の先端部２ａに向かって有底孔（止まり孔）１２が穿設されるとともに、有底孔１２の底部はエンドミル先端部２ａに近接している。また、有底孔１２の底部より半径方向に延び、かつ、外周切れ刃２のヒール部２ｂに開口する複数の小径孔１４,…,１４が穿設されている。
【００３８】
図１１は、上記構成のエンドミルＭ５を使用して、１分間に数万回転という高速回転で、０.３ｍｍ以下の取り代でスクロール圧縮機の渦巻き羽根のような溝の仕上げ加工を行っている状態を示している。
【００３９】
図１１に示されるように、加工液１６を有底孔１２より供給しながら加工を行った場合、小径孔１４がヒール部２ｂに開口しているため、外周切れ刃２の刃先を加工液１６により確実に冷却することができるとともに、ヒール部２ｂに開口した小径孔１４を介して吐出された加工液１６により外周切れ刃２で削り取った切り屑を溝１８に沿って確実に排出することができる。
【００４０】
従って、切り屑による面精度悪化が無いので部品を高精度に加工することができるとともに、冷却が確実に行われるためエンドミルの寿命も長くなり加工費が低減されるので、安価で高精度な加工部品を提供することが出来る。
【００４１】
なお、ヒール部２ｂに開口する小径孔１４は切れ刃２の全てに設け、底刃２０の刃先２０ａを冷却できる位置に開口することが望ましいが、数量および位置は加工部品の形状や材質、エンドミルの材質や寸法等に合わせて適宜変更可能である。
【００４２】
また、本実施形態と、第１実施形態を組み合わせることにより、より高精度な加工を実施することができることは言うまでもない。
【００４３】
【発明の効果】
本発明は、以上説明したように構成されているので、以下に記載されるような効果を奏する。
本発明のうちで請求項１記載の発明によれば、エンドミルのボデーの心厚を切れ刃の先端に行くほど大きくしたので、たとえば剛性の小さい鋳鉄やアルミニウム合金で製作されたスクロール圧縮機の渦巻き羽根の壁面を高能率に切削加工するような場合でも、エンドミルの外周切れ刃の根本部分の剛性は下がるとともに外周すくい角が大きくなって切れ味が向上し、被削材のスプリングバックが低減するとともに、外周切れ刃の先端側の剛性が上がるためエンドミルのたわみ量が低減する。その結果、壁面を精度良く加工することができ、真直度が向上する。
【００４４】
また、請求項２記載の発明によれば、シャンク側の心厚を切れ刃の先端側の心厚の８０％以上で１００％未満に設定したので、被削材及びエンドミルのたわみ量を適度にすることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】  本発明の第１実施形態にかかるエンドミルを示しており、（ａ）はその部分断面正面図であり、（ｂ）は（ａ）における線１ａ−１ａに沿った断面図である。
【図２】  図１のエンドミルの加工時の部分断面正面図である。
【図３】  図１のエンドミルの縦断面図である。
【図４】  本発明の第２実施形態にかかるエンドミルの部分断面正面図である。
【図５】  図４のエンドミルの加工時の状態を示す部分断面正面図である。
【図６】  本発明の第３実施形態にかかるエンドミルの部分断面正面図である。
【図７】  図６のエンドミルの加工時の状態を示す部分断面正面図である。
【図８】  本発明の第４実施形態にかかるエンドミルの部分断面正面図である。
【図９】  図８のエンドミルの加工時の状態を示す部分断面正面図である。
【図１０】  本発明の第５実施形態にかかるエンドミルの部分断面正面図である。
【図１１】  図１０のエンドミルの加工時の状態を示す部分断面正面図である。
【図１２】  従来のエンドミルによる加工時の状態を示す部分断面正面図である。
【図１３】  他の従来のエンドミルによる加工時の状態を示しており、（ａ）はその部分断面正面図であり、（ｂ）はその斜視図である。
【符号の説明】
２    外周切れ刃
２ａ  先端部
２ｂ  ヒール部
４    ボデー
６    シャンク
８    貫通孔
９，１２  有底孔
１４  小径孔
Ｄ    心厚
Ｍ１，Ｍ２，Ｍ３，Ｍ４，Ｍ５  エンドミル
【図１】
0003745530.tif 000002
【図２】
0003745530.tif 000003
【図３】
0003745530.tif 000004
【図４】
0003745530.tif 000005
【図５】
0003745530.tif 000006
【図６】
0003745530.tif 000007
【図７】
0003745530.tif 000008
【図８】
0003745530.tif 000009
【図９】
0003745530.tif 000010
【図１０】
0003745530.tif 000011
【図１１】
0003745530.tif 000012
【図１２】
0003745530.tif 000013
【図１３】
0003745530.tif 000014