JP2001087929A - エンドミル - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 極力小径のエンドミルを製作することができ
ると共に、カッティングヘッド側をシャンクに対し軸方
向及び径方向に精度良く且つ極めて堅固に取付け固定す
ることができるようにすること。 【解決手段】 カッティングヘッド１と連結用軸体２と
からなるエンドミル本体３と、このエンドミル本体３に
着脱可能に連結されるシャンク４とからなり、シヤンク
４は、その中空部１０に締付ロッド１３を有し、連結用
軸体２の雌ねじ部７を締付ロッド１３に設けた雄ねじ部
１２にねじ込むことによって、連結用軸体２の嵌合軸部
６がシャンク４の嵌合孔部５に嵌合して、嵌合軸部６の
外周面６ａとシャンク４の嵌合孔部５の内周面５ａとが
互いに当接すると共に、シャンク４の端面８と連結用軸
体２の当接面９とが互いに当接する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、エンドミルに関す
るもので、特に、刃部を備えたカッティングヘッド側
を、これを支持するシャンクに対して交換可能とした所
謂スローアウェイ型のエンドミルに関する。

【０００２】

【従来の技術】カッティングヘッドをシャンクの先端部
に固着した所謂ソリッド型のエンドミルは、損傷した場
合に、再研磨のコストが高くつき、また再研磨精度にも
問題があることから、わずかなチッピング等の欠損で
も、工具全体を廃棄しなければならず、特に超硬質合金
製のソリッド型エンドミルでは高価であるため、非常に
不経済であった。このようなソリッド型のエンドミルに
代わり、カッティングヘッドをシャンクに対して交換で
きるようにした所謂スローアウェイ型のエンドミルが提
案されている。

【０００３】しかして、従来のスローアウェイ型エンド
ミルとしては、例えば特開平４−２５６５１２号公報や
実開昭５８−１６４６１７号公報に記載されたものがあ
る。前者のエンドミルは、棒状を成すシャンクの一端部
に軸方向に貫通する中心取付穴を設け、この取付穴の先
端側でテーパコレットを介してカッティングヘッドの小
軸部を受け入れると共に、テーパコレットを中心取付穴
内に位置する牽引ボルトにより牽引することによって、
カッティングヘッドをシャンクの先端に固定するように
したものである。また、後者のエンドミルは、シャンク
の先端部に円錐状の突起または凹部を形成し、カッティ
ングヘッドの後端面側に前記突起または凹部が係合可能
な凹部または突起を形成すると共にその軸中心部に貫通
穴を形成し、カッティングヘッドの前面側からボルトを
前記貫通穴を介してシャンクの先端部側に螺入して締め
付けることによって、カッティングヘッドをシャンクに
固定するようにしたものである。

【０００４】上記前者の特開平４−２５６５１２号公報
に記載のエンドミルでは、カッティングヘッドの小軸部
をテーパコレットによって掴持固定する構成を採用して
いるため、径方向に寸法の制約が生じ、外径が２０ｍｍ
以下程度の小径エンドミルを製作するには技術的に極め
て困難であって、コストが非常に高くつく。また、後者
の実開昭５８−１６４６１７号公報に記載のエンドミル
では、カッティングヘッドの前面側からボルトを挿入し
て当該ヘッドをシャンク先端部に取り付けるめ、カッテ
ィングヘッドの先端中央部域では切削することができな
い。

【０００５】上記両者の難点を解消するために本件出願
人は、特開平１０ー２４９６２７号に示すように、外径
が２０ｍｍ以下の極力小径のエンドミルを製作すること
ができると共に、カッティングヘッド側をシャンクに対
し軸方向及び径方向に精度良く且つ極めて堅固に取付け
固定することができるエンドミルを提案したが、この最
新の従来技術も前記特開平４ー２５６５１２号と同じよ
うにシャンクの内部に長尺な引き込み用のボルトを設
け、シャンクの後端部から該引き込み用ボルトを操作す
るようになっているため操作が若干面倒であり、特に引
き込み用ボルトがシャンク内全域を挿通して長尺に形成
されている故に、該長尺引き込み用ボルトの引き込み力
によってカッティングヘッドをシャンク側に引き込み連
結する際に該ボルトに延びが生起し、これが原因で連結
強度が不十分であるという難点があった。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】本発明は、上記の難点
を解消し外径が２０ｍｍ以下の極力小径のエンドミルを
製作することができると共に、カッティングヘッド側を
シャンクに対し軸方向及び径方向に精度良く且つ極めて
堅固に取付け固定することができ、且つカッティングロ
ッドをシャンクに強固に連結することができるようにし
たこの種スローアウエイ式のエンドミルを提案すること
を目的とするものである。

【０００７】

【課題を解決するための手段】請求項１に係る発明のエ
ンドミルは、理解を助けるために添付図面の参照符号を
付して示すと、カッティングヘッド１の後部に連結用軸
体２を一体または一体的に形成してなるエンドミル本体
３と、このエンドミル本体３に着脱可能に連結されるシ
ャンク４とからなり、前記連結用軸体２は、シャンク４
の嵌合孔部５に嵌合する嵌合軸部６と該軸部６に同心に
設けたねじ部７とシャンク４の端面８に当接する当接面
９とを有し、シヤンク４は、その中空部１０に締付ロッ
ド１３を有し、連結用軸体２のねじ部７を締付ロッド１
３に設けたねじ部１２にねじ込むことによって、連結用
軸体２の嵌合軸部６がシャンク４の嵌合孔部５に嵌合し
て、嵌合軸部６の外周面６ａとシャンク４の嵌合孔部５
の内周面５ａとが互いに当接すると共に、シャンク４の
端面８と連結用軸体２の当接面９とが互いに当接してエ
ンドミル本体３がシャンク４に連結されてなる構成から
なるものである。

【０００８】また請求項２に係る発明のエンドミルは、
シャンク４の嵌合孔部５の内周面５ａと、これに嵌合す
る連結用軸体２の嵌合軸部６の外周面６ａとは互いにテ
ーパー面に形成してなる請求項１に記載の構成からなる
ものである。

【０００９】また請求項３に係る発明のエンドミルは、
シャンク４の中空部１０の内周面１０ａと、これに嵌合
される締付ロッド１３の外周面１１ａとの対向面に若干
の隙間αを設けると共に、締付ロッド１３に設けたピン
嵌挿孔１４の内周面１４ａとこれに嵌挿される支持ピン
１６の外周面１６ａとの対向面または支持ピン１６の外
周面１６ａとシャンク４に設けたピン受け孔１５の内周
面１５ａとの対向面の何れかの対向面にも若干の隙間β
を設けてなる請求項１または２に記載の構成よりなるも
である。

【００１０】また請求項４に係る発明は、前記締付ロッ
ド１３は軸方向に貫通する中空部２０を備えてなる請求
項１〜３の何れか記載の構成からなるものである。

【００１１】

【発明の実施の形態】図１は、本発明の一実施形態の全
体の半断面を示すもので、先端部のエンドミル本体３と
これに着脱可能に連結されるシャンク４とからなり、シ
ャンク４の長さＬの一例は９１．７ｍｍであり、エンド
ミル本体３の切削径Ｄの一例は８ｍｍである。

【００１２】シャンク４はその軸方向全域にかけて中空
部１０に形成され、そのうち、先端部にエンドミル本体
３の嵌合孔部５が形成されている。

【００１３】図２は、図１の先端部分を拡大して示すも
ので、図３は、その各構成要素を分解して示すものであ
る。

【００１４】エンドミル本体３は、ボール状の外観形態
のカッティングヘッド１と、該ヘッド１の後部にロウ付
けなどによって一体的に取り付けられた連結用軸体２と
によって構成される。なおカッティングヘッド１と連結
用軸体２とを一体形成してもよい。連結用軸体２は、カ
ッティングヘッド１と略同径の本体部１７と、該本体部
１７に同心状に突設した嵌合軸部６と、該軸部の軸心に
設けた雌ねじ部７と、嵌合軸部６と本体部１７との境界
部に設けた後述の当接面９とからなる。そしてカッティ
ングヘッド１と連結用軸体２とにわたって外部に向かっ
て放射状に給油孔１８が貫設されている。

【００１５】またシャンク４は、その先端部に前記連結
用軸体２の嵌合軸部６が嵌合する嵌合孔部５と連結用軸
体２の当接面９に当接する端面８とを有し、且つ該シャ
ンク４の中空部１０には、締付ロッド１３とこれをシャ
ンク４に支持させる径方向の支持ピン１６とが設けられ
る。

【００１６】即ち、締付ロッド１３は、シャンク４の中
空部１０に適嵌合されるロッド部１１と該ロッド部１１
の先端部に突設される雄ねじ部１２とからなり、支持ピ
ン１６は、ロッド部１１に径方向に貫設したピン嵌挿孔
１４に嵌挿されると共に、該ピン嵌挿孔１４と同心上に
シャンク４に貫設したピン受け孔１５に受支され、これ
によって締付ロッド１３は支持ピン１６によってシャン
ク４に支持されるようになっている。なお、エンドミル
本体３における連結用軸体２の本体部１７には、図３に
示すように、エンドミル本体３をシャンク４にねじ込む
際の工具掛け面１９が形成されている。

【００１７】しかして、エンドミル本体３における連結
用軸体２の嵌合軸部６をシャンク４の嵌合孔部５に嵌合
させつつ、その雌ねじ部７を締付ロッド１３の雄ねじ部
１２にねじ込むにつれて、連結用軸体２の嵌合軸部６は
シャンク４の嵌合孔部５に案内されて嵌合され、その嵌
合終端位置ではシャンク４の嵌合孔部５の内周面５ａに
連結用軸体２の嵌合軸部６の外周面６ａが当接すると共
に、シャンク４の端面８に連結用軸体２の当接面９が当
接して、所謂２面拘束によってエンドミル本体３はシャ
ンク４に正確に位置決めされた状態で連結されることに
なる。

【００１８】本発明によれば、シャンク４の先端部側か
らエンドミル本体３をねじ込み連結するようになってい
るため、その連結作業、即ちスローアウエイ式のエンド
ミル本体３の交換作業を容易に行うことができる。

【００１９】また、シャンク４の先端部にのみ締付ロッ
ド１３を設け、該ロッド１３に設けた雄ねじ部１２に連
結用軸体２の雌ねじ部７をねじ込むことによってカッテ
ィングヘッド１をシャンク４に連結するようになってい
るため、締付ロッド１３の長さが短くて済み、従来のよ
うに締付ロッドの延びによる締付剛性の低下の心配がな
く、連結剛性を格段に上げることができる。

【００２０】本発明の他の実施形態によれば、請求項２
に記載のように、シャンク４の嵌合孔部５の内周面５ａ
と、これに嵌合する連結用軸体２の嵌合軸部６の外周面
６ａとは互いにテーパー面に形成してなるため、楔効果
による連結強度と同心性を上げる効果がある。

【００２１】また、エンドミルの直進性を正確に維持す
るためには、シャンク４とこの先端部に連結されるカッ
ティングヘッド１とが正確に同心状に形成されていなけ
ればならない。もし、カッティングヘッド１側の連結用
軸体２の雌ねじ部７と、シャンク４側の締付ロッド１３
の雄ねじ部１２との何れか一方または両方が正確に同心
状に形成されていなければ、両者のねじ込みによってシ
ャンク４とカッティングヘッド１との間に軸方向からず
れる歪みが発生し、両者を正確に同心状に連結すること
ができない。

【００２２】その難点を解消するために、本発明におけ
る実施形態では、雄ねじ部１２側の締付ロッド１３をシ
ャンク４内で径方向と軸方向とに浮遊状態に支持するよ
うにした。即ち、請求項３に記載のように、シャンク４
の中空部１０の内周面１０ａと、これに嵌合される締付
ロッド１３の外周面１１ａとの対向面にミクロン単位の
若干の隙間αを設けると共に、締付ロッド１３に設けた
ピン嵌挿孔１４の内周面１４ａとこれに嵌挿される支持
ピン１６の外周面１６ａとの対向面または支持ピン１６
の外周面１６ａとシャンク４に設けたピン受け孔１５の
内周面１５ａとの対向面の何れかの対向面にも同様にミ
クロン単位の若干の隙間βを設けるようにした。

【００２３】これがために、たとえカッティングヘッド
１側の連結用軸体２の雌ねじ部７と、シャンク４側の締
付ロッド１３の雄ねじ部１２との何れか一方または両方
の互いの同心位置が若干ずれていても、そのずれを補正
する方向に締付ロッド１３が浮動した状態でねじ止めさ
れることになり、結果的にシャンク４とカッティングヘ
ッド１とは正確に同心状態に連結されることになる。

【００２４】また本発明の実施形態では、請求項４に記
載のように、締付ロッド１３は軸方向に貫通する通油路
２０を備え、シャンク４の中空部１０とカッティングヘ
ッド１の給油路１８とに連結され、加工作業時に、これ
らの油路から切削油を加工面に噴出するようにしたこと
を特徴とする。従来技術にあっても、締付ロッドにその
軸方向全域に通油路のための中空部を形成したものはあ
るが、従来技術では締付ロッドはシャンクの全長に延び
る長尺なものであったため、該長尺な締付ロッドに中空
部を設けると、それだけ締付ロッドが肉薄となり、その
締付時の延びに対する抵抗が少なくなり、連結剛性を一
層低下させることになるが、本発明の実施形態では、締
付ロッド１３の長さが非常に短かくて済むため、たとえ
締付ロッド１３に通路路である中空部２０を設けても、
締付時の延びを無視することができ、連結強度に影響を
与えることはない。

【００２５】以上のように、本発明によれば、連結用軸
体２側の嵌合軸部６と、シャンク４側の嵌合孔部５とが
互いに嵌合され、両者の内外面６ａ，５ａが互いに当接
すると共に、連結用軸体２側の当接面９とシャンク４側
の端面８が互いに圧接されることにより、エンドミル本
体３とシャンク４とが互いに軸方向及び径方向に位置規
制されて、両者が同軸上に精度良く結合され、取付け精
度の向上が図られる。また、連結用軸体２とシャンク４
とは、連結用軸体２側の雌ねじ部７と、シャンク４側の
締付ロッド１３の雄ねじ部１２との螺合によって直接的
に締め付けられるから、エンドミル本体３シャンク４と
はきわめて堅固に連結固定されて剛性体となり、従って
エンドミル使用時の切削精度を高めることができる。そ
してまた、このエンドミルの連結構造は、上記のように
嵌合軸部６と嵌合孔部５との嵌合構造、雌ねじ部７と雄
ねじ部１２との螺合構造、及び連結用軸体２側とシャン
ク４側との軸方向および径方向の両当接面が当接する構
造のそれぞれ極めて簡素な構造であるため、外径が２０
ｍｍ以下の小径エンドミルの製作が容易に可能となる。

【００２６】

【発明の効果】請求項１に係る発明のエンドミルによれ
ば、エンドミル本体における連結用軸体の嵌合軸部をシ
ャンクの嵌合孔部に嵌合させつつ、その雌ねじ部を締付
ロッドの雄ねじ部にねじ込むにつれて、連結用軸体の嵌
合軸部はシャンクの嵌合孔部に案内されて嵌合され、そ
の嵌合終端位置ではシャンクの嵌合孔部の内周面に連結
用軸体の嵌合軸部の外周面が当接すると共に、シャンク
の端面に連結用軸体の当接面が当接して、所謂２面拘束
によってエンドミル本体はシャンクに強固に連結するこ
とができる。

【００２７】また、連結用軸体とシャンクとは、連結用
軸体側の雌ねじ部と、シャンク側の締付ロッドの雄ねじ
部との螺合によって直接的に締め付けられるから、エン
ドミル本体とシャンクとはきわめて堅固に連結固定され
て剛性体となり、従ってエンドミル使用時の切削精度を
高めることができる。そしてまた、このエンドミルの連
結構造は、上記のように嵌合軸部と嵌合孔部との嵌合構
造、雌ねじ部と雄ねじ部との螺合構造、及び連結用軸体
側とシャンク側との軸方向および径方向の両当接面が当
接する構造のそれぞれ極めて簡素な構造であるため、外
径が２０ｍｍ以下の小径エンドミルの製作が容易に可能
となる。

【００２８】さらにまた本発明によれば、シャンクの先
端部側からエンドミル本体をねじ込み連結するようにな
っているため、その着脱作業、即ちスローアウエイ式の
エンドミル本体の交換作業を容易に行うことができる。

【００２９】また、シャンクの先端部にのみ締付ロッド
を設け、該ロッドに設けた雄ねじ部に連結用軸体の雌ね
じ部をねじ込むことによってカッティングヘッドをシャ
ンクに連結するようになっているため、締付ロッドの長
さが短くて済み、従来のように締付ロッドの延びによる
締付剛性の低下の心配がなく、連結剛性を格段に上げる
ことができる。

【００３０】なお、シャンクと締付ロッドとは別体であ
るから、例えばシャンクを超硬材料で形成することがで
き、剛性の高いエンドミルを製作することができる。

【００３１】また請求項２に係る発明に係るエンドミル
によれば、シャンクの嵌合孔部の内周面と、これに嵌合
する連結用軸体の嵌合軸部の外周面とは互いにテーパー
面に形成してなるため、楔効果による連結強度と同心性
を上げる効果がある。即ち、テーパ嵌合軸部の外周面と
テーパ嵌合穴部の内周面とがほぼ完全に密着した状態と
なり、両者の結合剛性を一層高めると共に、エンドミル
本体とシャンクとの取付け精度が一層良好になる。

【００３２】また請求項３に係る発明によれば、シャン
クの中空部の内周面と、これに嵌合される締付ロッドの
外周面との対向面に若干の隙間を設けると共に、締付ロ
ッドに設けたピン嵌挿孔の内周面とこれに嵌挿される支
持ピンの外周面との対向面または支持ピンの外周面とシ
ャンクに設けたピン受け孔の内周面との対向面の何れか
の対向面にも若干の隙間を設けて、雄ねじ部側の締付ロ
ッドをシャンク内で径方向と軸方向とに浮遊状態に支持
するようにしたため、カッティングヘッド側の連結用軸
体の雌ねじ部と、シャンク側の締付ロッドの雄ねじ部と
の何れか一方または両方の互いの同心位置が若干ずれて
いても、そのずれを補正する方向に締付ロッドが浮動し
た状態でねじ止めされることになり、結果的にシャンク
とカッティングヘッドとは正確に同心状態に連結される
ことになる。

【００３３】また請求項４に係る発明のエンドミルによ
れば、前記締付ロッドは軸方向に貫通する通油路を備
え、シャンクの中空部とカッティングヘッドの給油路と
に連結され、加工作業時に、これらの油路から切削油を
加工面に噴射供給するようにしたため、加工能率の向上
を期することができる。

【００３４】また、従来技術にあっても、締付ロッドに
その軸方向全域に通油路のための中空部を形成したもの
はあるが、従来技術では締付ロッドはシャンクの全長に
延びる長尺なものであったため、該長尺な締付ロッドに
中空部を設けると、それだけ締付ロッドが肉薄となり、
その締付時の延びに対する抵抗が少なくなり、連結剛性
を一層低下させることになるが、本発明では、締付ロッ
ドの長さが非常に短かくて済むため、たとえ締付ロッド
に通路路である中空部を設けても、締付時の延びを無視
することができ、連結強度に影響を与えることはない。

【図面の簡単な説明】

【図１】 本発明の一実施形態の全体を示す半断面正面
図である。

【図２】 同要部の拡大縦断正面図である。

【図３】 同要部の分解斜視図である。

【符号の説明】

１ カッティングヘッド ２ 連結用軸体 ３ エンドミル本体 ４ シャンク ５ 嵌合孔部 ５ａ 嵌合孔部５の内周面 ６ 嵌合軸部 ６ａ 嵌合軸部６の外周面 ７ 雌ねじ部 ８ 端面 ９ 当接面 １０ 中空部 １０ａ 中空部１０の内周面 １１ ロッド部 １１ａ ロッド部１１の外周面 １２ 雄ねじ部 １３ 締付ロッド １３ａ 締付ロッド１３の中空部 １４ ピン嵌挿孔 １４ａ ピン嵌挿孔１４の内周面 １５ ピン受け孔 １５ａ ピン受け孔１５の内周面 １６ 支持ピン １６ａ 支持ピン１６の外周面

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 カッティングヘッドの後部に連結用軸体
   を一体または一体的に形成してなるエンドミル本体と、
   このエンドミル本体に着脱可能に連結されるシャンクと
   からなり、前記連結用軸体は、シャンクの嵌合孔部に嵌
   合する嵌合軸部と該軸部に同心に設けたねじ部とシャン
   クの端面に当接する当接面とを有し、シヤンクは、その
   中空部に支持ピンに支持された締付ロッドを有し、連結
   用軸体のねじ部を締付ロッドに同心に設けたねじ部にね
   じ込むことによって、連結用軸体の嵌合軸部がシャンク
   の嵌合孔部に嵌合して、嵌合軸部の外周面とシャンクの
   嵌合孔部の内周面とが互いに当接すると共に、シャンク
   の端面と連結用軸体の当接面とが互いに当接してエンド
   ミル本体がシャンクに連結されてなるエンドミル。
2. 【請求項２】 シャンクの嵌合孔部の内周面と、これに
   嵌合する連結用軸体の嵌合軸部の外周面とは互いにテー
   パー面に形成してなる請求項１に記載のエンドミル。
3. 【請求項３】 シャンクの中空部の内周面と、これに嵌
   合される締付ロッドの外周面との対向面に若干の隙間を
   設けると共に、締付ロッドに設けたピン嵌挿孔の内周面
   とこれに嵌挿される支持ピンの外周面との対向面または
   支持ピンの外周面とシャンクに設けたピン受け孔の内周
   面との対向面の何れかの対向面にも若干の隙間を設けて
   なる請求項１または２に記載のエンドミル。
4. 【請求項４】 前記締付ロッドは軸方向に貫通する通油
   路を備えてなる請求項１〜３の何れか記載のエンドミ
   ル。