JP2016078226A - フライス - Google Patents

Abstract

【課題】本発明は、抵抗力の小さいフライスを提供することを目的とする。
【解決手段】本発明は、加工品において、第一部及び第一部に連接されている第二部を備える輪郭線を形成する際に使用され、中心軸線を有するシャフトと、複数の第一切削部と、複数の第二切削部と、を備え、第一切削部はシャフトの中心軸線周りで回転し、第一回転軌跡を形成しながら加工品を切削して輪郭線の第一部を形成し、第二切削部はシャフトの中心軸線周りで回転し、第二回転軌跡を形成しながら加工品を切削して、輪郭線の第二部を形成し、第一回転軌跡は第二回転軌跡に連接する。
【選択図】図３

Description

本発明は、フライスに関するものである。

従来の技術において、成型フライスは、加工品の側辺を切削して、必要とする弧面の輪郭を形成する。この時、フライスは、必要とする弧面の輪郭に対応する刃を使用し、該刃の輪郭線は、必要とする輪郭線と同じ形状及び長さを有する。加工品を切削する際、刃によって加工品を切り込んで、一度に加工品から材料を切削しなければならず、この際、必要とする輪郭線が長いほど、刃に対する抵抗力も大きいため、刃が振動しやすい。従って、加工品に凹凸が形成され、加工品の品質を下げる。また、必要とする輪郭線の形状が複雑である場合、刃の輪郭線も複雑になり、加工する際の抵抗力も大きくなるため、刃が摩損したり、或いは刃に亀裂が入り易くなったりして、フライスの寿命を短くしてしまう。

本発明の目的は、前記問題を解決し、抵抗力が小さいフライスを提供することである。

上記目的を達成するために、本発明に係るフライスは、加工品に第一部及び該第一部に連接されている第二部を備える輪郭線を形成する際に使用され、中心軸線を有するシャフトと、複数の第一切削部と、複数の第二切削部と、を備え、第一切削部はシャフトの中心軸周りで回転し、第一回転軌跡を形成しながら加工品を切削して輪郭線の第一部を形成し、第二切削部はシャフトの中心軸線周りで回転し、第二回転軌跡を形成しながら加工品を切削して輪郭線の第二部を形成し、第一回転軌跡は第二回転軌跡に連接する。

本発明に係るフライスは、第一切削部及び第二切削部を備え、第一切削部及び第二切削部が加工品をそれぞれ切削するので、従来の一体型刃より抵抗力が低い。

従来のフライスが必要とする弧面の輪郭に加工する時の状態を示す図である。 本発明の第一実施形態に係るフライスの組立斜視図である。 図１に示すフライスの別の視角から見た組立斜視図である。 図３に示すフライスの分解斜視図である。 図４に示すフライスが加工品を加工する時の状態を示す図であって、第二刃が加工品を切削している状態を示す図である。 図４に示すフライスが加工品を加工する時の状態を示す図であって、第一刃が加工品を切削している状態を示す図である。 図２に示すフライスの切削部の投影を示す図である。 本発明の第二実施形態に係るフライスの切削部の投影を示す図である。

図２〜図６に示したように、本発明の実施形態に係るフライス１００は、加工品２００(図５を参照)に対して切削作業を行う際に使用され、加工品２００上に必要とする輪郭を形成できる。加工品２００は、ほぼ板状を呈する。前述の輪郭は、加工品２００のエッジ部に形成される。輪郭の切断面は、弧形を呈する輪郭線２１０を呈する。輪郭線２１０は、第一部２１２と、第一部２１２に連接されている第二部２１４と、を備える（図６を参照）。本実施形態において、第一部２１２及び第二部２１４は、弧形を呈する。

フライス１００は、シャフト１０と、該シャフト１０に装着されている固定部３０と、固定部３０に装着されている第一刃５０及び第二刃７０と、を備える。

シャフト１０は、円柱状を呈し、メイン部１２と、メイン部１２の端部に形成されている装着部１４と、を備える。

図３及び図４に示したように、本実施形態において、固定部３０の数は４である。反対方向を向く２つの固定部３０が対をなしており、そのため二対の固定部３０が設けられている。固定部３０は装着部１４の外周面に固定され、装着部１４から離れるようにそれぞれ延伸している。各対の２つの固定部３０は、反対方向にそれぞれ向いている。各固定部３０は、不規則な塊状を呈する。各固定部３０の装着部１４から離れる側には、溝部３２が設けられているので、切削作業中、フライス１００は、加工品２００を避けることができると共に、加工品２００から切削された屑を排除できる。各固定部３０は、１つの隣接する固定部３０に面する装着面３４をそれぞれ備える。各装着面３４は、隣接する固定部３０の装着面３４の反対側に面する。各装着面３４は、シャフト１０の中心軸線に対して傾斜している。フライス１００が作動する際、即ちシャフト１０が回転する際、シャフト１０の回転方向において、装着面３４は、前方を向いている。

図５に示したように、本実施形態において、第一刃５０は２つあり、一対の固定部３０におけるメイン部１２に隣接する端にそれぞれ装着されている。第一刃５０は、対応する装着面３４にそれぞれ当接されている。各第一刃５０は、平板状を呈し、装着面３４の反対側に位置する第一側面５２と、第一作動面５４とを備える。第一側面５２は、対応する装着面３４にそれぞれ平行する。即ち、第一側面５２は、シャフト１０の中心軸線に対して傾斜し、作動中の第一刃５０の回転方向において前方を向いている。第一作動面５４は、第一刃５０のうち、メイン部１２から離れる側に位置する（図４においては、第一刃５０の上側）。本実施形態において、第一作動面５４は、弧形面である。第一作動面５４と第一側面５２とが連接する部分は線状を呈する第一切削部５６である。第一切削部５６は、加工品２００の輪郭線２１０の第一部２１２に適応され、加工品２００に第一部２１２を形成する際に使用される。第一切削部５６のうち、メイン部１２から離れる側に位置する端部は、第一刃先５８である。

図６に示したように、本実施形態において、第二刃７０は２つあり、もう一対の固定部３０のメイン部１２から離れる端にそれぞれ装着されている。第二刃７０は、対応する装着面３４にそれぞれ当接される。各第二刃７０は、平板状を呈し、装着面３４と反対して位置する第二側面７２及び第二作動面７４を備える。第二側面７２は、対応する装着面３４にそれぞれ平行する。即ち、第二側面７２は、シャフト１０の中心軸線に対して傾斜し、作動中の第二刃７０の回転方向において前方を向いている。第二作動面７４は、第二刃７０の装着部１４の端面から離れる側に位置する。本実施形態において、第二作動面７４は、弧形面である。第二作動面７４と第二側面７２とが連接する部分は線状を呈する第二切削部７６である。第二切削部７６は、加工品２００の輪郭線２１０の第二部２１４に適応され、加工品２００に第二部２１４を形成する際に使用される。第二切削部７６のうち、装着部１４から離れる側に位置する端部は、第二刃先７８である。

フライス１００が自身の中心軸線周りで回転して、加工品２００に対して切削加工作業を行う。フライス１００自身が一回転する過程において、第一刃５０及び第二刃７０が回転することにより、先ず、第一切削部５６は第一回転軌跡を形成しながら加工品２００を切削して、輪郭線２１０の第一部２１２を形成する。次いで、第二切削部７６が第二回転軌跡を形成しながら加工品２００を切削して、輪郭線２１０の第二部２１４を形成する。即ち、フライス１００の回転により、第一刃５０及び第二刃７０は、加工品２００の表面を順番に切削して輪郭線２１０を形成する。

本実施形態において、第一刃５０の第一刃先５８を有する端は、シャフト１０の中心軸線方向において、第二刃７０の第二刃先７８を有する端を越え、第二刃７０の第二刃先７８を有する端は、シャフト１０の中心軸線方向において、第一刃５０の第一刃先５８を有する端を越える。これにより、第一刃先５８は第二刃先７８より装着部１４の端面に近いので、第一回転軌跡の一部は、第二回転軌跡の一部と重なる。他の実施形態において、第一回転軌跡の第二回転軌跡に隣接する端は、第二回転軌跡の第一回転軌跡に隣接する端に連接されてもよい。また、第一回転軌跡は、第二回転軌跡と交差してもよい。或いは、第一回転軌跡は、第二回転軌跡と接触（第一回転軌跡又は第二回転軌跡が、向こう側に連接した後、向こう側と交差せずに、向こう側から離れるように延伸する）してもよい。

図７に示したように、他の実施形態において、第二切削部７６の第二刃先７８に隣接する部分はほぼ直線を呈する。シャフト１０の中心軸線及び第一刃先５８により形成される平面を第一平面とする。つまり、第一平面は、シャフト１０の中心軸線を通り、かつシャフト１０の中心軸線から第一刃５０の第一切削部５６へ向けて広がる平面であり、言い換えると、シャフト１０の中心軸線の延在方向をＸ方向、第一刃５０の延在方向をＹ、第二刃７０の延在方向をＺとした場合の、ＸＹ平面に対応する。第一切削部５６を該第一平面に投影すると、第一切削部５６の投影線は、第一投影線５６１となり、第一刃先５８の投影点は、第一投影線５６１の端点であって、第一端点５８１となる。第一投影線５６１は、加工品２００の輪郭線２１０の第一部２１２と一致する。また、シャフト１０の中心軸線及び第二刃先７８により形成される平面を第二平面とする。つまり、第二平面は、シャフト１０の中心軸線を通り、かつシャフト１０の中心軸線から第二刃７０の第二切削部７６へ向けて広がる平面であり、言い換えるとシャフト１０の中心軸線の延在方向をＸ方向、第一刃５０の延在方向をＹ、第二刃７０の延在方向をＺとした場合の、ＸＺ平面である。第二切削部７６を第二平面に投影すると、第二切削部７６の投影線は、第二投影線７６１となり、第二刃先７８の投影点は、第二投影線７６１の端点であって、第二端点７８１となる。第二投影線７６１は、加工品２００の輪郭線２１０の第二部２１４と一致する弧形線部を有する。シャフト１０を回転させて第二平面を回転させ、第二平面を第一平面に重ねると、第一投影線５６１と第二投影線７６１とは、第一端点５８１で接触する。第一投影線５６１は第二投影線７６１に連接し、加工品２００の輪郭線２１０に一致する弧形線を形成する。これにより、フライス１００は、加工品２００を切削して、輪郭線２１０を形成できる。

本実施形態において、第一刃先５８は第二刃先７８より装着部１４の端面に近いので、第二切削部７６が投影され、第一平面と第二平面とが重ね合わせられると、その第二投影線７６１は、第一投影線５６１に連接し且つ弧形を呈する弧形線部の他、該弧形線部の第一投影線５６１の第一端点５８１に連接する端(図７においては上端)から更に延伸する延伸線Ｌ１を備える。延伸線Ｌ１は直線である。延伸線Ｌ１は第一投影線５６１と交差せずに、第一投影線５６１から離れるように延伸する。弧形線部は第一投影線５６１と共に、輪郭線２１０と一致する弧形線を形成する。延伸線Ｌ１の長さは０．０５ｍｍ〜２ｍｍであるが、本実施形態においては０．５ｍｍである。輪郭線２１０のサイズの変更に応じて、延伸線Ｌ１の長さを変えてもよい。これにより、第一投影線５６１は、第二投影線７６１と共に、輪郭線２１０と一致する自然で且つ滑らかな弧形線を形成できる。

本発明の第二実施形態に係るフライスは、第一実施形態に係るフライス１００の構造とほぼ同じであり、シャフトと、固定部と、２つの第一刃と、２つの第二刃と、を備えるが、第二施形態において、固定部の数量は、六つ(図示しない)である。また、フライスは、２つの第三刃（図示しない）を更に備える。第一刃、第二刃及び第三刃は、固定部にそれぞれ固定され、且つ第一刃、第二刃、第三刃、第一刃、第二刃、第三刃のように、装着部の外周面に配列される。シャフトの中心軸線と平行する方向において、第三刃は、第一刃と第二刃の間に位置する。フライスが自身の中心軸線周りで回転する時、第一刃、第二刃及び第三刃は、加工品２００の表面を順番に切削して、輪郭線２１０を形成する。

図８に示したように、第三刃は、第一刃５０の第一切削部５６に類似する第三切削部と、第三切削部の両端にそれぞれ位置する第三刃先及び第四刃先と、を備える。シャフト１０の中心軸線及び第三刃先により形成される平面（シャフト１０の中心軸線を通り、かつシャフト１０の中心軸線から第三刃先へ向けて広がる平面）を第三平面とする。第三切削部を第三平面に投影すると、第三切削部の投影線は、第三投影線８０となり、第三刃先及び第四刃先の投影点は、第三投影線８０の第三端点８１、第四端点８２となる。シャフト１０の中心軸線周りで第三平面を回転させ、第三平面を第一平面および第二平面に重ねると、第三端点８１は第一投影線２５６１に連接され、第四端点８２は第二投影線２７６１に連接される。第三投影線８０は、第一投影線２５６１及び第二投影線７７６１に連接し、加工品２００の輪郭線２１０と一致する弧形線を形成する。これにより、フライス１００は、加工品２００を切削して、輪郭線２１０を形成できる。

他の実施形態において、第三投影線８０は、第三端点８１及び第四端点８２からそれぞれ延伸する延伸線（図示しない）を備えてもよい。該当延伸線は弧形線であって、第一投影線２５６１及び第二投影線２５７１の一部にそれぞれ重なってもよい。また、該当延伸線は直線であって、対応する第一投影線２５６１及び第二投影線２５７１と交差せずに、対応する第一投影線２５６１及び第二投影線２５７１から離れるようにそれぞれ延伸してもよい。この時、延伸線は、第一投影線２５６１及び第二投影線２５７１の一部にそれぞれ重なった後、シャフト１０の中心軸線に近づくように延伸する。即ちシャフト１０の中心軸線とほぼ平行するように延伸する。これにより、フライスが加工品２００を加工する時、延伸線と対応する部分は、加工品２００の表面を切削しない。

他の実施形態において、フライスは、第四刃、第五刃などを備えてもよい。

本発明に係るフライス１００は、従来の一体型刃の替わりに複数の刃を使用し、少なくとも第一刃５０及び第二刃７０を備えるので、フライス１００が加工品２００を加工する時、第一刃５０及び第二刃７０は加工品２００の表面を順番に切削し、第一刃５０は第一部２１２を形成し、第二刃７０は第一部２１２に連接する第二部２１４を形成することにより、輪郭線２１０を形成する。第一刃５０及び第二刃７０それぞれが、加工品２００の切削すべき部分を半分ずつ切削するため、第一刃５０及び第二刃７０の切削部も短くてよい。故に抵抗力は低くなる。さらに、第一刃５０及び第二刃７０は、加工品２００を安定して切削できるので、加工品２００上に凹凸が形成されるのを防止できる。また、抵抗力が低くなると、刃も容易に摩損または断裂しないので、刃の寿命を延ばすことができる。また、第一刃５０と第二刃７０とは互いに離間して設置されるため、切削した後にできる屑を排出しやすく、冷却液の流動にも有利であり、加工中に効率的に放熱でき、刃が過熱などにより変形または断裂するのを防止できる。

他の実施形態において、固定部３０を省略し、第一刃５０及び第二刃７０をシャフト１０に直接固定してもよい。

他の実施形態において、第一刃５０及び第二刃７０の数量は、２つに限定されないが、第一刃５０の数量は第二刃７０の数量と同じであり、且つ第一刃５０と第二刃７０とは交互に設置されるのが望ましい。

他の実施形態において、延伸線Ｌ１は、第一投影線５６１の一部と重なる弧形線部であってもよい。延伸線Ｌ１は、第一投影線５６１の一部に重なった後、シャフト１０の中心軸線に近づくように延伸する。これにより、フライス１００が加工品２００を加工する時、延伸線Ｌ１と対応する第一切削部５６の部分は、加工品２００の表面を切削しない。

他の実施形態において、延伸線Ｌ１は、省略してもよい。この時、第一端点５８１は第二端点７８１と重なり、第一投影線５６１は、第二投影線７６１に自然に連接される。

他の実施形態において、第一刃５０の第一刃先５８を有する端は、メイン部１２から離れるように更に延伸し、第二刃７０の第二刃先７８を有する端を超えてもよい。この場合、第一投影線５６１は、第二投影線７６１と連接する弧形線部の他、弧形線部の第二投影線７６１に連接する点から更に延伸する延伸線(図示しない)を更に備える。延伸線は、第二投影線７６１の一部に重なってもよいが、第二投影線７６１から離れるように延伸してもよい。これにより、第一投影線５６１は、第二投影線７６１に自然に滑らかに連接できるので、加工品２００において、滑らかな弧形面を形成できる。

加工品２００の外部輪郭の輪郭線２１０が複雑である場合、輪郭線２１０を複数段にして加工してもよい。この時、複数段の輪郭線に対応して、フライス１００に、複数組の刃及び固定部を設置する。各組の刃が対応する平面（シャフト１０の中心軸線を通り、かつシャフト１０の中心軸線から各刃の切削部へ向けて広がる平面）に投影され、それら平面を一つに重ねると、それらの投影線は他の刃の投影線に連接し、輪郭線２１０と一致する弧形線段を形成する。輪郭線２１０を複数段に分ける時、シャフト１０の中心軸線に最も近い点、或いは輪郭線２１０の曲率の変化が激しい箇所において、輪郭線２１０を分段するのが望ましい。これにより、加工作業中において、フライスに対する抵抗力は低くなり、加工品２００の品質を維持しながら、フライス１００の寿命を延ばすことができる。

また、輪郭線２１０は弧形に限定されず、不規則な曲線または非直線輪郭であってもよい。この時も、輪郭線２１０を複数段にして加工してもよく、複数段の輪郭線に対応して、フライス１００に、複数組の刃及び固定部を設置する。加工作業中、フライス１００の複数組の刃は、加工品２００の表面を順番に切削し、加工品２００の表面において、必要とする曲線輪郭又は非直線輪郭を形成する。

１０ シャフト
１２ メイン部
１４ 装着部
１００ フライス
２００ 加工品
２１０ 輪郭線
２１２ 第一部
２１４ 第二部
３０ 固定部
３２ 溝部
３４ 装着面
５０ 第一刃
５２ 第一側面
５４ 第一作動面
５６ 第一切削部
５６１、２５６１ 第一投影線
５８ 第一刃先
５８１、２５８１ 第一端点
７０ 第二刃
７２ 第二側面
７４ 第二作動面
７６ 第二切削部
７６１、２７６１ 第二投影線
７８ 第二刃先
７８１、２７８１ 第二端点
Ｌ１ 延伸線
８０ 第三投影線
８１ 第三端点
８２ 第四端点

Claims (19)

1. 加工品において、第一部と、第一部に連接する第二部とを備える輪郭線を形成するフライスであって、
   中心軸線を有するシャフトと、
   複数の第一切削部と、
   複数の第二切削部と、
   を備え、
   前記第一切削部は前記シャフトの中心軸線周りで回転し、第一回転軌跡を形成しながら前記加工品を切削して、前記輪郭線の前記第一部を形成し、前記第二切削部は前記シャフトの中心軸線周りで回転し、第二回転軌跡を形成しながら前記加工品を切削して、前記輪郭線の前記第二部を形成し、前記第一回転軌跡は前記第二回転軌跡に連接することを特徴とするフライス。
2. 前記第一回転軌跡の一部は、前記第二回転軌跡の一部に重なることを特徴とする請求項１に記載のフライス。
3. 前記第一回転軌跡は、前記第二回転軌跡と重ならないことを特徴とする請求項１に記載のフライス。
4. 前記第一回転軌跡は、前記第二回転軌跡に連接した後、前記第二回転軌跡と交差せず、前記第二回転軌跡から離れるように延伸することを特徴とする請求項１から３の何れか一項に記載のフライス。
5. 前記第二回転軌跡は、前記第一回転軌跡と連接した後、前記第一回転軌跡と交差せず、前記第一回転軌跡から離れるように延伸することを特徴とする請求項１から４の何れか一項に記載のフライス。
6. 前記第一切削部及び前記第二切削部は、前記シャフトの円周面に交互に設置されることを特徴とする請求項１から５の何れか一項に記載のフライス。
7. 複数の第一刃及び複数の第二刃を更に備え、前記第一刃及び前記第二刃は、前記シャフトの円周面に交互に設置され、前記第一切削部は前記第一刃にそれぞれ形成され、前記第二切削部は前記第二刃にそれぞれ形成されることを特徴とする請求項１から６の何れか一項に記載のフライス。
8. 前記シャフトは、メイン部と、メイン部の一端に連接される装着部とを備え、前記第一刃は前記装着部のうち前記メイン部に隣接する端に装着され、前記第二刃は前記装着部のうち前記メイン部から離れる端に装着されることを特徴とする請求項７に記載のフライス。
9. 複数の固定部を更に備え、前記固定部は互いに離間して前記装着部の円周面に固定され、前記第一刃及び前記第二刃は前記固定部にそれぞれ固定されることを特徴とする請求項８に記載のフライス。
10. 前記第一刃及び前記第二刃の前記装着部の反対側に位置する面には、溝部がそれぞれ設けられていることを特徴とする請求項９に記載のフライス。
11. 前記各第一刃は、第一作動面と、前記第一作動面に隣接する第一側面とを備え、前記第一切削部は、前記第一作動面と隣接する前記第一側面との連接線であって、前記第一作動面は前記シャフトの中心軸線に対して傾斜することを特徴とする請求項７から１０の何れか一項に記載のフライス。
12. 前記各第二刃は、第二作動面と、前記二作動面に隣接する第二側面と、を備え、前記第二切削部は前記第二作動面と隣接する前記第二側面との連接線であって、前記第二作動面は前記シャフトの中心軸線に対して傾斜することを特徴とする請求項７から１１の何れか一項に記載のフライス。
13. 前記第一切削部は、前記第二切削部に連接しないことを特徴とする請求項１から１２の何れか一項に記載のフライス。
14. シャフトと、
    前記シャフトに連接される第一刃と、
    前記シャフトに連接され且つ前記シャフトの中心軸線と平行する方向においても前記シャフトの中心軸線と垂直する方向においても前記第一刃と離間して設置される第二刃と、
    を備えてなるフライスであって、
    前記第一刃は、第一切削部と、前記第一切削部の一端に位置する第一刃先とを備え、前記第一刃先及び前記シャフトの中心軸線は第一平面を形成し、前記第一切削部は前記第一平面に投影されて第一投影線を形成し、
    前記第二刃は、第二切削部及び前記第二切削部の一端に位置する第二刃先を備え、前記第二刃先及び前記シャフトの中心軸線は第二平面を形成し、前記第二切削部は第二平面に投影されて第二投影線を形成し、
    前記第一平面が前記シャフトの中心軸線を周りで回転し且つ前記第二平面に重なると、前記第一投影線は前記第二投影線に連接することを特徴とするフライス。
15. 前記第一切削部及び前記第二切削部は弧形を呈し、前記第一投影線及び前記第二投影線も弧形線部を有し、前記第一投影線の弧形線部は、前記第二投影線の弧形線部に自然に且つ滑らかに連接されることを特徴とする請求項１４に記載のフライス。
16. 前記第一刃の前記第一刃先を有する端は前記第二刃へ延伸し、前記第一投影線は、前記弧形線部の前記第二投影線と連接する箇所から更に延伸する延伸線を備え、前記延伸線は前記第二投影線から離れるように延伸する直線又は前記第二投影線の一部と重なる弧形線であることを特徴とする請求項１５に記載のフライス。
17. 前記第二刃の前記第二刃先を有する端は前記第一刃へ延伸し、前記第二投影線は弧形線部の前記第一投影線と連接する箇所から更に延伸する延伸線を備え、前記延伸線は前記第一投影線から離れるように延伸する直線又は前記第一投影線の一部と重なる弧形線であることを特徴とする請求項１５または１６に記載のフライス。
18. 前記延伸線の長さは０．０５〜２ｍｍであることを特徴とする請求項１６または１７に記載のフライス。
19. 前記第一平面が前記第二平面と重なる場合、前記第一投影線と前記第二投影線とは曲線を形成し、前記第一投影線と前記第二投影線との連接点は、前記曲線の前記シャフトの中心軸線から一番近い箇所、又は前記曲線の曲率の変化が激しい箇所に位置することを特徴とする請求項１４から１８の何れか一項に記載のフライス。

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