JPH0253164B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、下端を中心に円周方向に隔設される
複数個の切削歯を有する円筒形の側壁と、下端か
ら該側壁の外周縁のまわりを上方に延長する複数
個の溝を備える刃物本体を包含する環状穴あけ刃
物に関する。

〔従来の技術〕

かかる環状穴あけ刃物で内外のバツク・オフ面
（被切削面と刃物との間に間隔を作るための刃物
の下面）とその間に頂部を設けたものは、特公昭
51−27511号公報に示されている。しかしかかる
構成の環状穴あけ刃物では、幅の広い切削片が切
削され、この切削片が溝の深さより大きいと、刃
物と形成される孔の内壁の間にはさまつて溝に沿
つて引出すのが容易でない。

〔発明が解決しようとする問題点〕

本発明の目的は、切削片が細くされて溝をつま
らすことがないため、切削が容易な冒頭記載の形
式の環状穴あけ刃物を提供するにある。

〔問題点を解決するための手段〕

刃物本体１２が円筒形側壁１６からなり、その
下端に円周方向に隔設した複数個の切削歯１８，
２０があり、この切削歯は下端から該側壁の外周
縁のまわりを上方に延びる複数個の溝２２と前記
側壁１６の下端の前記溝２２の内側にあるガレツ
ト４２とによつて隔てられ、前記切削歯の各々は
前記溝及びガレツトの後部側面に接して切削縁部
を有しており、また、前記切削歯の底面に半径方
向内側及び外側のバツク・オフ面５６，５８を有
し、この内外のバツク・オフ面が交差して少くと
も１本の円周方向の頂部６０を形成し、該頂部は
その前端が溝２２の後部側面に接して設けられた
前記切削縁部を横切る環状穴あけ刃物において、
隣接する１方の歯１８の頂部６０が他方の歯２０
の頂部６０に対して半径方向にずらして配置さ
れ、かつ、溝２２の後部側面に接して形成される
複数の切削縁部およびガレツト４２のすべてによ
つて切削された切削片の幅が前記溝２２の半径方
向の深さを下回るようにした。

〔作用及び効果〕

刃物本体１２の円筒形側壁１６に溝を切削して
ランド２４を形成し、それに隣接してガレツト４
２を設けることによつてこれらの下端に円周方向
に隔離した複数個の切削歯１８，２０が段違いに
でき、そのバツク・オフ面５６，５８を半径方向
外側及び内側に傾斜した２つの面とするとその交
差部分が円周方向の頂部６０となる。

この頂部６０を隣接する歯について半径方向に
ずらすことによつて切削縁が分割され、しかも隣
接する２つの歯では切削を実際に行う部分が半径
方向に相違するので、上記の溝によつて案内・排
出されるべき切削片の幅が小さくなり、また、切
削縁が確実に被切削物を把えて切削を確実ならし
めると共に１つの歯が被切削物を１回に切削する
量が少なくなるので、１つの溝を経て１度に案内
される切削片の量も少なくなる。

このように極めて効果的な環状穴あけ刃物を、
比較的簡単な構造、したがつて加工が容易な方法
で得ることができる。

〔実施例〕

本発明の他の特徴及び利点は、本発明の好適実
施例を示す添附の図面を参照して以下に詳述す
る。

本発明による環状穴あけ刃物は、金属に穴をあ
けるものであり、第１図では、全体として、参照
番号１０で示す。該刃物は、本体１２と、シヤン
ク１４とを包含する。刃物本体１２は、逆カツプ
形状で、その側壁１６の長さは、穴を切削する予
定の工作物の厚さを上回る。側壁１６の下端周縁
部には、円周方向に隔設した複数個の切削歯を形
成する。図示の実施例の場合、切削歯は２種類の
群に分けられ、第１群を18とし、第２群を20とす
る。切削歯１８，２０は、円周部にて１本の歯２
０が、隣接する歯１８相互間に入るように、１つ
置きに配置される。螺旋溝２２は、各歯と隣接し
て刃物の外側周辺部の周囲を上方に延長する。連
続する溝２２は、刃物外周部においてランド２４
により隔設される。各ランド２４の先導縁には、
狭い縁２５を形成する。刃物の環状側壁１６の連
続する歯１８，２０相互間に位置する部分は、ウ
エブ２６を包含する。各ウエブ２６の半径方向外
側の面２８は、各溝２２の半径方向内側の壁を画
定する。溝２２の深さは、ウエブ２６の厚さにほ
ぼ等しいか、又はそれを僅かに上回つたり下回つ
たりしてもよい。各溝は、円周方向における前方
側壁３０と、後方側壁３２とを包含する。

図示の刃物の場合、各歯１８，２０には３個の
切削縁３４，３６，３８を形成する。切削縁３８
には後述する如く、２つの個所３８ａ，３８ｂが
ある。切削縁３４は切削縁３６から回転方向に対
して前方に隔設され、切削縁３６は同様に切削縁
３８から前方に隔設される。切削縁３４は、ウエ
ブ２６に形成される内側のガレツト４２の後面４
０の下端に位置する。ガレツト４２の上端は、４
４において、上方外側半径方向に傾斜する。切削
縁３６は同様に、ガレツト４２と直接隣接するウ
エブ２６に形成した第２ガレツト４８の後面４６
の下端に位置する。第２ガレツト４８の上端は、
第１ガレツト４２の上方の５０において半径方向
外側上方に彎曲する。切削縁３４，３６は第２ガ
レツト４８の半径方向内側の面５２の下端におい
て、円周方向に延長する肩部５１によつて隔設さ
れる。切削縁３８は、溝２２の後方側壁３２の下
端に位置し、溝２２の下端において肩部５４によ
つて切削縁３６から後方に隔設される。

各歯の底面には２つのバツク・オフ面５６，５
８を形成する。刃物が作動状態にある時（第１
図）半径方向内側バツク・オフ面５６は軸方向上
方及び半径方向内側に傾斜し、半径方向外側バツ
ク・オフ面５８は軸方向上方及び半径方向外側に
傾斜する。更に、該バツク・オフ面の各々は、
各々の切削縁から円周方向に、例えば８乃至10度
の僅かな角度で上方に傾斜し、工具の回転時に切
削縁に必要な遊〓を設ける。２つのバツク・オフ
面５６，５８は、半径方向において１番外側の切
削縁３８と交差して下方に延長する頂部６０にお
いて相互に交差し、該切削縁３８を、半径方向外
縁部３８ａと半径方向内縁部３８ｂとに分割する
（第３図参照）。バツク・オフ面５８の半径方向傾
斜率は、水平線に対して約５乃至35゜の範囲であ
り、約10゜であれば最適である。内側バツク・オ
フ面５６は、−３乃至＋25゜の角度、望ましくは約
15゜だけ、水平線に対して半径方向に傾斜する。
バツク・オフ面５６，５８が、半径方向及び円周
方向に傾斜しているので、切削縁３４，３６，３
８は、第４図及び第６図に示す如く、円周方向に
段違いになつているのみならず、第３図及び第５
図に示す如くく、歯の前面から見て垂直方向にも
段違いになつている。

以上説明してきた刃物の場合、切削縁３４，３
６によつて切削される切削片は、溝２２の深さよ
り狭くなるので、該溝に充分収容可能である。し
かしながら、切削縁３８がその全幅に渡つて切削
片を切削する時、該切削片は、切削された直後に
膨張し、肩部５４と切削される穴の壁との間にて
へばりつく傾向にある。本発明の目的は、切削縁
３８の幅より狭い幅を有する切削片を各外側切削
縁３８によつて切削することによつて、該へばり
つき効果を回避することである。

切削歯１８の頂部６０は、切削歯２０の頂部６
０の半径方向内側に位置することがわかる。各歯
１８のバツク・オフ面５８が、各歯２０のバツ
ク・オフ面５８に対して上方に半径方向の長さ全
体に渡つて垂直に浮出しているので、刃物の連続
歯の頂部６０は、半径方向に段違いになつてい
る。このこと自体は、各歯１８の頂部６０が、各
歯２０の頂部６０に対して半径方向内側に位置す
る結果となる。本発明に依れば、各歯２０のバツ
ク・オフ面５６も同様に、半径方向の長さ全体に
渡つて、各歯１８のバツク・オフ面５６に対して
上方に浮出している。歯２０のバツク・オフ面５
６の浮出しによつて歯１８の頂部６０から半径方
向外側に付加的な割合だけ頂部６０を変位させ
る。

該バツク・オフ面を垂直方向に浮出させる割合
は厳密ではないが、いかなる場合も、各歯にかか
る理論上の切削片の荷重を上回るものでなければ
ならない。例えば、６枚歯の刃物が１回転当り
0.305mm（0.012インチ）前進する場合、各歯にか
かる理論上の切削片の荷重は0.051mm（0.002イン
チ）である。かくて、各歯にかかる理論上の切削
片の荷重が0.051mm（0.002インチ）であれば、バ
ツク・オフ面５６，５８は、前述の如く、0.051
mm（0.002インチ）を上回る距離だけ垂直方向に
浮出していなければならない。実際問題として、
0.051mm（0.002インチ）の切削片荷重をバイト作
動時の通常の最少の切削片荷重とし、前記種類の
環状バイトを作動させる時、通常の最大の切削荷
重を、約0.127mm（0.005インチ）とすれば、バツ
ク・オフ面５６，５８の垂直方向への浮出しは、
0.076mm（0.003インチ）乃至0.308mm（0.012イン
チ）の範囲内でなければならない。しかしなが
ら、大型の重い刃物の場合、送り率が0.127mm
（0.005インチ）を実質的に上回る切削片荷重を生
じさせるような場合、浮出しは0.508mm（0.020イ
ンチ）位である。実際に、該表面を約0.178mm
（0.007インチ）乃至0.254mm（0.010インチ）、望ま
しくは約0.229mm（0.009インチ）だけ浮出させる
ことが望ましい。浮出しの最大量は、バツク・オ
フ面の半径方向の傾斜角度と外側切削縁の幅と関
係するので、浮出した時頂部６０は、中間切削縁
３６ではなくて外側切削縁３８と交差したままで
ある。

連続歯の頂部が、溝の半径方向中心線から半径
方向にほぼ等しく隔設されるように、内側及び外
側バツク・オフ面を浮出させることが、極めて望
ましい。頂部を前述の如く位置決めした場合、連
続歯の外側切削縁はほぼ等しい幅の切削片を切削
し、各々は、溝の深さの1/2より僅かに広いだけ
である。その結果として、全ての切削片は、溝２
２内に最大の遊〓を有することになる。

前述の如く、バイトによつて生じる切削作業
は、第７図の連続図にて充分に理解される。これ
らの図面は、６本の歯を備える前記種類の環状刃
物を示す。１，３，５で示す歯（第７図の左側に
図示）は、バツク・オフ面５８を垂直に浮出させ
る歯１８に相応し、第７図の２，４，６で示す歯
は、半径方向内側バツク・オフ面５６を垂直方向
に浮出させる歯２０に相応する。下方に進行する
第７図の連続図は、連続歯相互間のピツチに等し
い割合で連続回転するように、刃物の連続歯の作
用を示すものである。

第７図のａ図は、切削縁３６が工作物の頂面に
ちようど入り込みはじめ、工作物の頂面から狭い
切削片６２を切削する位置にある刃物を示す。こ
の位置において、第１歯の上方へ浮出した切削縁
３８はまだ工作物と係合せず、切削縁３４の最下
点が工作物と係合しようとしている。刃物が１つ
の歯形ピツチだけ回転し、第７図のａ図に示す位
置から軸方向に進行する時、第２歯の切削縁３８
は工作物を切削して、切削片６４を形成する。第
２歯の切削縁３４，３６は、軸方向の送り率によ
つて生じる理論上の切削片の荷重を越える距離だ
け、垂直方向に浮出しているので、切削縁３６
は、実際に、第１歯の相応する縁３６によつて予
め形成される溝切部の上方に隔設される。

刃物が次のピツチだけ回転し、軸方向へ進行す
ると（ｃ図）、第３歯の切削縁３６は垂直方向に
浮出せずに、第３歯の切削縁３４が６６で示す切
削片を切削するので、該切削縁３６によつて生じ
る切削片６２は比較的厚い。第３歯の切削縁３８
の半径方向内側部は切削を開始し、切削片６８を
形成する。バイトが、別のピツチだけ回転する時
（ｄ図）、切削縁３８の半径方向外側部は、第２歯
の縁３８によつて予め切削されるものより広くて
深い溝を切削するので、切削片６４は、前の歯の
切削縁３８の内側部によつて形成される切削片よ
り広くて厚くなる。第４歯の縁３４，３６は、切
削片の荷重を上回る距離だけ垂直方向に浮出して
いるので、該縁は、第３歯の相応する切削縁によ
つて形成される溝切部の底部上方に隔設される。
ｅ図は、付加的に回転及び送りを増加させた後の
第５歯の切削作用を図示する。切削縁３４，３６
は、充分な幅の切削片６２，６６を切削している
が、切削縁３８は半径方向内側部のみが働き、こ
れが切削する切削片６８は第３歯の切削縁の内側
部が切削する切削片より広い。

切削片６２，６６の幅は、切削縁３６，３４の
各々に相応し、該切削片が形成された直後には幾
分膨張するが、切削片６６が形成されるや否や、
第一ガレツト４２の上面４４によつて、半径方向
外側に指向して隣接する溝２２内に入り込む故
に、該切削片が比較的狭くても、刃物内にへばり
つくことはない。同様に、切削片６２が形成され
るや否や、該切削片は、半径方向外側に指向し、
第２ガレツト４６の上面５０によつて隣接溝２２
内に入り込む。かくて、切削縁３４，３６によつ
て形成される狭い切削片は、形成された直後に隣
接する溝２２内に指向し、溝２２の半径方向の深
度は切削片６２，６６の幅より実質的に大きいの
で、一般に、該切削片はよどみなく溝内を上方に
自由に流れる。

第７図のｅ図乃至ｊ図から明らかなように、全
ての切削縁を工作物内に入り込ませた後で、切削
縁３８ａ及び３８ｂの各々は、切削縁３８の全幅
より狭い切削片を形成する。かくて、各交互歯の
縁３８の半径方向外側部が切削片６４を切削し、
中間歯の各切削縁の半径方向内側部は切削片６８
を切削する。従つて、切削片６４，６８の各々の
幅が、溝２２の半径方向の深度より狭いので、該
片は溝内を自由に移動する。

バツク・オフ面５６，５８が、理論上の切削片
荷重を上回る割合で、前述の如く垂直に交互に浮
出すので、全ての歯が、工作物に入り込んだ後、
全ての切削片の厚さは比較的厚く、実質的に最大
な厚さは理論上の切削片荷重を上回る。切削片が
比較的厚い場合、きつくねじれないでむしろほぼ
直線状態を保持する故に、他の切削片とからまり
合うことなく、刃物の溝内を上方に容易に流れ
る。更に、バツク・オフ面５８の全てが、比較的
僅かな角度、望ましくは約10゜だけ、水平線に対
して傾斜しているので、主として縁部３８ａによ
つて切削される切削片は、溝の半径方向内面に対
抗して半径方向内側へ指向しないで、むしろ溝内
をまつすぐに上方へ指向する。これは、切削縁に
よつて形成される切削片の全てが、溝内を上方に
自由に流れることを強調するものである。

前文に指摘した如く、切削縁から離れて溝を上
方に流れる切削片が妨害されると、刃物を駆動さ
せるのに必要なトルクとスラストは、半径方向に
減少する。同様に、切削縁は徐々に鈍化するので
刃物の寿命は長くなる。更に、切削縁は鋭いまま
で、切削中の穴壁に切削片がへばりつかないの
で、本発明によつて得られる仕上面は、先行技術
の刃物によるものより実質的に優れている。

本発明によれば、交互歯のみの切削縁３４，３
６が切削作業を行う。歯２０（すなわち第７図ま
での実施例にて番号２，４，６で示す歯）の切削
縁３４，３６は、いかなる切削も行わないので、
該歯の切削縁３４，３６を完全に省いてもよい。
第２図及び第４図に半径方向の破線７０で示すよ
うに、このことは、各歯２０をその幅に沿つて完
全に研削することによつて容易に実施可能であ
る。この場合、歯１８のみに内側切削縁３４，３
６を設ける。歯２０に単一の外側切削縁３８のみ
を形成する時、各歯の円周方向への延長は比較的
短く、各歯２０は単一の狭い切削片のみを切削す
るので、隣接溝２２は、３個の狭い切削片を収容
する必要のある歯１８と隣接する溝よりも円周方
向に実質的に狭くなつている。かくて、歯２０に
単一の切削縁のみを形成する場合、所定の直径の
刃物に、多数の歯を形成可能である。歯の数を多
くすることによつて、刃物を強力なものにするだ
けではなく、同一の表面速度でより迅速に切削を
実施可能である。更に、各歯の切削縁の一部のみ
が、実際に切削作業にかかわるので、残りの部分
には、発生する熱を容易に発散可能なように、刃
物の柄部の通路を下方に流れる冷却剤を容易に充
満させることが出来る。

第８図乃至第１４図の刃物は、全体として、特
公昭51−27511号に記載の極く類似する型式のも
のである。この種の刃物は、各歯の切削縁を３個
でなくて２個のみ形成し、内側切削縁３５がウエ
ブ２６の厚さ全体に渡つて延長する点において、
前述の刃物とは異なる。以下に説明する理由で、
内側切削縁３５の幅がウエブ２６の厚さに相応す
るが、ウエブ２６の厚さは、カツタ壁の厚さの約
１／２又はそれを僅かに上回る。内側切削縁３５は、
刃物の全幅に渡つて延長するので、連続歯相互間
に、単一のガレツト４２を設けるだけでよい。

前述の実施例の如く、歯１８の外側バツク・オ
フ面５８は、垂直方向に浮出し、歯２０の内側バ
ツク・オフ面５６を同様浮出している。かくて、
連続歯の頂部６０は前記実施例と同じ方法で、半
径方向に互い違いになつている。しかしながら、
第８図乃至第１４図に示す実施例の場合、内側切
削縁３５はウエブ２６の厚さ全体に渡つて延長
し、歯１８の内側バツク・オフ面５６は、第９，
１２及び１３図に示す如く、浮出している。該バ
ツク・オフ面は、それらの幅の一部、すなわち半
径方向に最も近い部分のみを介して上方に浮出
す。このことによつて、歯１８の内側切削縁３５
は、半径方向内側部３５ａと、半径方向外側部３
５ｂとに分割される。第９図及び第１３図に示す
如く、歯１８のバツク・オフ面５６が円周方向全
体に渡つて前述の如く浮出し、該面５６は２個の
部分５６ａ及び５６ｂとに分割されその相互間の
交差線を６１で示す。

切削縁３５において、交差線６１は、ウエブの
厚さの1/4乃至1/2の距離だけ肩部５４から半径方
向内側に隔設されることが望ましい。後述の如
く、これによつて、内側切削縁により所望寸法の
切削片を形成可能である。歯２０の内側バツク・
オフ面５６が浮出すので、所望の切削作用を得る
ためには、歯１８の表面５６ｂを、より多くの割
合で、望ましくは歯２０のバツク・オフ面５６の
浮出しの２乃至３倍だけ浮出させることが不可欠
である。例えば、歯２０のバツク・オフ面５６が
約0.254mm（0.010インチ）浮出す場合、歯１８の
バツク・オフ面５６ｂの浮出し度は、刃物内周部
において、約0.508mm（0.020インチ）乃至0.762mm
（0.030インチ）でなければならない。

第８図乃至第１３図に示すバイトの切削作業に
関しては、第１４図の連続図から最もよく理解さ
れる。連続歯のバツク・オフ面５６，５８は、前
記実施例のものと同じ方法で浮出してあるので、
次に連続歯の外側切削歯によつて、第７図に示す
相応する切削片と同様な第１４図に番号６４，６
８で示す切削片を形成する。しかしながら、連続
歯の内側切削縁の各々は、切削縁３５の幅を下回
る幅の切削片を切削する。各歯１８のバツク・オ
フ面５６ｂは、第１２図及び第１３図に示す如く
浮出しているので、次に、各歯１８の切削縁３５
の半径方向の最も内側の部分が、第１４図に番号
６３ｂで示す切削片を切削し、各歯２０の切削縁
３５の半径方向の最も内側の部分によつて、切削
片６３ａが形成される。切削片６３ａ及び６３ｂ
の幅は、交差線６１の半径方向位置によつて変化
する。半径方向の最も内側の切削片６３ａは、刃
物の溝２２に到達するように、より長い距離を半
径方向に進行しなければならないので、切削片６
３ａの幅が、切削片６３ｂを下回るような寸法で
あることが望ましい。かくて、第１４図に示す如
く、交差線６１は、ウエブ２６の厚さの約1/3に
相当する距離だけ肩部５４から隔設され、切削片
６３ａは、切削片６３ｂより実質的に狭い。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明による環状穴あけ刃物の斜視
図、第２図は、該刃物の部分斜視図、第３図は、
刃物の歯の１本の正面から見た該刃物の部分図、
第４図は、第３図に示す歯の底面図、第５図は、
第３図の次に続く歯の部分図、第６図は、第５図
に示す歯の底面図、第７図は、刃物の連続歯が、
工作物に入り込む順序を示す連続図、第８図は、
本発明の別型刃物の斜視図、第９，１０，１１，
１２及び第１３図は、第２図乃至第６図にそれぞ
れ相応する該別型刃物の図面、第１４図は、第８
図乃至第１３図において工作物内に刃物の２本の
連続歯が入り込むところを示す連続図である。 １０…刃物、１２…刃物本体、１６…刃物側
壁、１８，２０…切削歯、２２…溝、２６…ウエ
ブ、３０，３２…溝の側壁、３４，３６，３８…
切削縁、４２…ガレツト、５６，５８…バツク・
オフ面、６０…頂部、６２，６６，６８…切削
片。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 刃物本体１２が円筒形側壁１６からなり、そ
   の下端に円周方向に隔設した複数個の切削歯１
   ８，２０があり、この切削歯は下端から該側壁の
   外周縁のまわりを上方に延びる複数個の溝２２と
   前記側壁１６の下端の前記溝２２の内側にあるガ
   レツト４２とによつて隔てられ、前記切削歯の
   各々は前記溝及びガレツトの後部側面に接して切
   削縁部を有しており、また、前記切削歯の底面に
   半径方向内側及び外側のバツク・オフ面５６，５
   ８を有し、この内外のバツク・オフ面が交差して
   少くとも１本の円周方向の頂部６０を形成し、該
   頂部はその前端が溝２２の後部側面に接して設け
   られた前記切削縁部を横切る環状穴あけ刃物にお
   いて、 隣接する１方の歯１８の頂部６０が他方の歯２
   ０の頂部６０に対して半径方向にずらして配置さ
   れ、且つ、溝２２の後部側面に接して形成される
   複数の切削縁部およびガレツト４２のすべてによ
   つて切削された切削片の幅が前記溝２２の半径方
   向の深さを下回ることを特徴とする環状穴あけ刃
   物。