JP4644388B2

JP4644388B2 - ホールカッター

Info

Publication number: JP4644388B2
Application number: JP2001179879A
Authority: JP
Inventors: 勝平大見
Original assignee: 大見工業株式会社
Priority date: 2001-06-14
Filing date: 2001-06-14
Publication date: 2011-03-02
Anticipated expiration: 2021-06-14
Also published as: EP1266711A1; US20020189418A1; JP2002370115A; US6676711B2

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、刃体の周壁に複数の刃部と複数の溝部とを交互に回転方向へ並設したホールカッターにおいて、各刃部の刃先の改良に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
まず、図６〜８に示す従来のホールカッターを概説する。
図６に示すホールカッターの刃体２においては、複数の刃部４と複数の溝部５とが交互に回転方向Ｘへ並設されている。各刃部４の刃先８は、外側刃先１０と、内側刃先１１と、この外側刃先１０と内側刃先１１との間の段差刃先１２とを有している。この外側刃先１０は、最外周尖端縁１３から角部１４まで半径方向Ｙへ延びている。この内側刃先１１は、内側尖端縁１５から半径方向Ｙへ延び、最内周尖端縁１６で内孔９に至る。この段差刃先１２は、この外側刃先１０の角部１４とこの内側刃先１１の内側尖端縁１５との間で回転方向Ｘへ延びて連続している。この外側刃先１０と内側刃先１１とは回転方向Ｘで若干の円周角度差を持って並設されている。図７で模式的に示すように、前記内側刃先１１にあって内側尖端縁１５における回転中心線１ａ方向の高さＨ₁₅は、各刃部４について互いにほぼ同一に設定されている。また、前記外側刃先１０にあって最外周尖端縁１３における回転中心線１ａ方向の高さＨ₁₃も、各刃部４について互いにほぼ同一に設定されている。なお、これらの高さＨ₁₅，Ｈ₁₃とは、図６（ａ）に示す基準面Ｐから回転中心線１ａ方向へ離間する距離をいう。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
図６（ａ）及び図８に示すように、刃体２が加工材Ｍに当てがわれて回転すると、この刃体２の各刃部４では、内側刃先１１がまず加工材Ｍを切り込んだ後、少し遅れて、外側刃先１０が加工材Ｍを切り込む。図８に示すように加工材Ｍに対し同じ切込み量を維持した一瞬の状態イを想定した場合、すべての内側刃先１１ばかりではなく、すべての外側刃先１０も加工材Ｍを同時に切り込む状態となる。次に、上記状態イから、加工材Ｍに対し切込み量を少しずつ増やしながら切り込む一瞬の状態ロを想定した場合も、同様にすべての内側刃先１１及び外側刃先１０が加工材Ｍを同時に切り込む状態となる。そのため、切削抵抗が増加する問題があった。
【０００４】
本発明は、切削抵抗を軽減するとともに良好な切削状態を得ることを目的にしている。
【０００５】
【課題を解決するための手段及び発明の効果】
後記実施形態の図面（図１〜５）の符号を援用して本発明を説明する。
【００１０】
＊請求項１の発明
請求項１の発明にかかるホールカッターは、下記のように構成されている。
このホールカッターでは、回転中心線（１ａ）を有する刃体（２）に複数の刃部（４）と複数の溝部（５）とを交互に回転方向（Ｘ）へ並設している。前記刃部（４）に形成した刃先（８）は、前記溝部（５）に連続し、最外周尖端縁（１３）から回転中心線（１ａ）側へ向けて延びる外側刃先（１０）と、この外側刃先（１０）の最外周尖端縁（１３）よりも回転中心線（１ａ）に対し近い位置にある内側尖端縁（１５）から回転中心線（１ａ）側へ向けて延びる内側刃先（１１）と、この外側刃先（１０）の内端に形成した角部（１４）とこの内側刃先（１１）の内側尖端縁（１５）との間で連続する段差刃先（１２）とを有している。この外側刃先（１０）と内側刃先（１１）とを段差刃先（１２）を介して回転方向（Ｘ）へ並設している。
【００１１】
前記刃部（４）で最外周尖端縁（１３）と角部（１４）とを結ぶ外側刃先（１０）にあってこの最外周尖端縁（１３）における回転中心線（１ａ）方向の高さ（Ｈ₁₃）を、前記刃部（４）で内側尖端縁（１５）から回転中心線（１ａ）側へ向けて延びる内側刃先（１１）にあってこの内側尖端縁（１５）における回転中心線（１ａ）方向の高さ（Ｈ₁₅）よりも低く設定するか、または、この内側刃先（１１）の内側尖端縁（１５）の高さ（Ｈ₁₅）とほぼ同一に設定している。この外側刃先（１０）の最外周尖端縁（１３）の高さ（Ｈ₁₃）を複数種類に設定している。
【００１２】
請求項１の発明にかかるホールカッターでは、刃体（２）が加工材（Ｍ）に当てがわれて回転すると、この刃体（２）にあって回転中心線（１ａ）から半径方向（Ｙ）へ所定距離（半径）だけ離れた刃部（４）が加工材（Ｍ）を切り込み、その切込み時に生じる切削屑がこの刃体（２）の溝部（５）で案内されて排出される。前記刃部（４）では外側刃先（１０）と内側刃先（１１）とが段差刃先（１２）を介して半径方向（Ｙ）で並設されているとともに回転方向（Ｘ）で円周角度差を持たせて区画されているので、回転向き（ＸＦ）側に配置された内側刃先（１１）がまず加工材（Ｍ）を切り込んだ後、少し遅れて、回転向き（ＸＦ）に対する反対向き（ＸＲ）側に配置された外側刃先（１０）が加工材（Ｍ）を切り込む。そのため、内側刃先（１１）による切削屑と外側刃先（１０）による切削屑とに分割して、切削屑の排出を円滑に行なうことができる。ちなみに、刃体（２）の刃部（４）が加工材（Ｍ）を貫通すると、加工材（Ｍ）に貫通孔が形成される。
【００１３】
しかも、請求項１の発明にかかるホールカッターでは、外側刃先（１０）の高さ（Ｈ13）が互いに異なるため、加工材（Ｍ）に対し同じ切込み量を維持した一瞬の状態イ（図５参照）を想定した場合、加工材（Ｍ）に対する切削開始時には、すべての外側刃先（１０）のうち、高さ（Ｈ13）の高い一部の外側刃先（１０）のみが上記状態イで切込みを行い、高さ（Ｈ13）の低い一部の外側刃先（１０）は上記状態イまでの切込みを行わずそれらの高さの差（ｆ）だけ切込み量を残す。そのため、加工材（Ｍ）に対する切削開始時には、すべての外側刃先（１０）が加工材（Ｍ）を同時に切り込む状態はなくなる。従って、切削抵抗を軽減することができる。
【００１５】
なお、刃先（８）を有する刃部（４）を刃体（２）で一体に成形してもよいし、刃先（８）を有するチップ（図示せず）としての刃部（４）を刃体（２）に取着してもよい。
さらに、請求項１の発明では、前記刃部（４）で角部（１４）と内側尖端縁（１５）とを結ぶ段差刃先（１２）が回転中心線（１ａ）に対しなす傾斜角（α）を各刃部（４）について互いにほぼ同一に設定し、前記刃部（４）の段差刃先（１２）にあって回転方向（Ｘ）の深さ（Ｎ）を浅くすることにより、前記刃部（４）の外側刃先（１０）にあって最外周尖端縁（１３）における回転中心線（１ａ）方向の高さ（Ｈ13）を高くし、前記刃部（４）の段差刃先（１２）にあって回転方向（Ｘ）の深さ（Ｎ）を深くすることにより、前記刃部（４）の外側刃先（１０）にあって最外周尖端縁（１３）における回転中心線（１ａ）方向の高さ（Ｈ13）を低くした。従って、高さ（Ｈ13）が互いに異なる外側刃先（１０）を段差刃先（１２）の深さ（Ｎ）を変更するだけで容易に形成することができる。また、前記刃部（４）の段差刃先（１２）を傾斜させることにより、切削抵抗を軽減することができる。
さらに、請求項１の発明では、前記刃部（４）で内側尖端縁（１５）から回転中心線（１ａ）側へ向けて延びる内側刃先（１１）にあってこの内側尖端縁（１５）における回転中心線（１ａ）方向の高さ（Ｈ15）を各刃部（４）について互いにほぼ同一に設定した。従って、外側刃先（１０）の場合と異なり、すべての内側刃先（１１）が加工材（Ｍ）を同時に切り込むことができる。
【００１６】
＊請求項２の発明
請求項２の発明は、請求項１の発明を前提として下記のように構成されている。
前記刃部（４）で角部（１４）と内側尖端縁（１５）とを結ぶ段差刃先（１２）にあって回転方向（Ｘ）の深さ（Ｎ）を変更することにより、前記刃部（４）の外側刃先（１０）にあって最外周尖端縁（１３）における回転中心線（１ａ）方向の高さ（Ｈ13）を複数種類に設定した。請求項２の発明では、高さ（Ｈ13）が互いに異なる外側刃先（１０）を段差刃先（１２）の深さ（Ｎ）を変更するだけで容易に形成することができる。
【００２０】
＊請求項３の発明
請求項３の発明は、請求項１または請求項２の発明を前提として下記のように構成されている。
【００２１】
前記刃部（４）で最外周尖端縁（１３）と角部（１４）とを結ぶ外側刃先（１０）にあって、この最外周尖端縁（１３）における回転中心線（１ａ）方向の高さ（Ｈ13）が高い一または二以上のもの（一種類で一または二以上の場合、複数種類で二以上の場合）と、この高さ（Ｈ13）が低い一または二以上のもの（一種類で一または二以上の場合、複数種類で二以上の場合）とを交互に配設した。請求項３の発明では、外側刃先（１０）の最外周尖端縁（１３）の高さ（Ｈ13）が異なる複数種類の刃部（４）の配置パターンを各種設定することができる。例えば、外側刃先（１０）の最外周尖端縁（１３）の高さ（Ｈ13）が異なる二種類の刃部（４）では、最外周尖端縁（１３）の高さ（Ｈ13）が高い外側刃先（１０）を有する第一刃部（４）と、最外周尖端縁（１３）の高さ（Ｈ13）が低い外側刃先（１０）を有する第二刃部（４）とを交互に順次配置する。従って、切削条件に応じて、切削抵抗を軽減することができるとともに、良好な切削状態を得ることができる。
【００２２】
＊請求項４の発明
請求項４の発明は、請求項１または請求項２または請求項３の発明を前提として下記のように構成されている。
前記刃部（４）で最外周尖端縁（１３）と角部（１４）とを結ぶ外側刃先（１０）と、前記刃部（４）で内側尖端縁（１５）から回転中心線（１ａ）側へ向けて延びる内側刃先（１１）とが回転中心線（１ａ）に対する直交面に対しなす傾斜角（β）を各刃部（４）について互いにほぼ同一に設定した。この外側刃先（１０）と段差刃先（１２）との間の角部（１４）における回転中心線（１ａ）方向の高さ（Ｈ14）を、この外側刃先（１０）の最外周尖端縁（１３）における回転中心線（１ａ）方向の高さ（Ｈ13）よりも低く設定した。請求項４の発明では、前記刃部（４）の外側刃先（１０）及び内側刃先（１１）を傾斜させることにより、切削抵抗を軽減することができる。
【００２３】
＊請求項５の発明
請求項５の発明は、請求項１から請求項４のうちいずれか一つの請求項の発明を前提として下記のように構成されている。
【００２４】
前記刃体（２）は回転中心線（１ａ）の周りで内孔（９）を有する筒状をなし、前記刃部（４）の内側刃先（１１）は内側尖端縁（１５）からこの内孔（９）まで延びて最内周尖端縁（１６）を有している。請求項５の発明では、加工材（Ｍ）に貫通孔を形成する場合、この内孔（９）により切削抵抗を軽減することができる。
【００２５】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の一実施形態にかかるホールカッターを図１〜５を参照して説明する。
【００２６】
図１及び図２に示すホールカッターにおいては、センタードリル１の外周に刃体２が螺着されている。この刃体２にあっては、このセンタードリル１の回転中心線１ａを中心として円筒状に延びる周壁３で、複数の刃部４と複数の溝部５とが交互に回転方向Ｘへ並設されている。この各溝部５は、両刃部４に挟まれ、周壁３の外周面に形成された凹溝６と、周壁３の端面に形成された切込部７とからなる。各刃部４において刃先８は、周壁３の端面で周壁３の外周面から周壁３の内孔９にわたり形成され、切込部７に連続している。
【００２７】
前記各刃先８は、外側刃先１０と、内側刃先１１と、この外側刃先１０と内側刃先１１との間の段差刃先１２とを有している。この外側刃先１０は、周壁３の外周面に至る最外周尖端縁１３から回転中心線１ａ側へ向けて内端の角部１４まで半径方向Ｙへ延びている。この内側刃先１１は、この外側刃先１０の最外周尖端縁１３よりも回転中心線１ａに対し近い位置にある内側尖端縁１５から回転中心線１ａ側へ向けて半径方向Ｙへ延び、最内周尖端縁１６で周壁３の内孔９に至る。この段差刃先１２は、この外側刃先１０の内端に形成した角部１４とこの内側刃先１１の内側尖端縁１５との間で回転方向Ｘへ延びて連続している。この外側刃先１０と内側刃先１１とは回転方向Ｘで若干の円周角度差を持って並設されている。
【００２８】
図３及び図４で模式的に示すように、前記外側刃先１０における半径方向Ｙの幅Ｗ₁₀と内側刃先１１における半径方向Ｙの幅Ｗ₁₁（＝Ｗ₁₀）とは各刃部４について互いに同一に設定されている。この外側刃先１０と内側刃先１１との間の段差刃先１２が回転中心線１ａに対しなす傾斜角αは、各刃部４について互いにほぼ同一に設定されている。前記溝部５の切込部７は、互いに隣接する両刃部４の内側刃先１１のうち、一方の内側刃先１１からこの傾斜角αで延びる面７ａと、この面７ａから回転中心線１ａに沿って立ち上がって他方の内側刃先１１に至る面７ｂとを有している。前記外側刃先１０と内側刃先１１とが回転中心線１ａに対する直交面に対しなす傾斜角βは、各刃部４について互いにほぼ同一に設定されている。
【００２９】
前記内側刃先１１にあって内側尖端縁１５における回転中心線１ａ方向の高さＨ₁₅は、各刃部４について互いにほぼ同一に設定されている。以下、回転中心線１ａ方向の高さとは、回転中心線１ａに対し直交する基準面Ｐ（図１参照）から回転中心線１ａ方向へ離間する距離をいう。
【００３０】
前記外側刃先１０にあって最外周尖端縁１３における回転中心線１ａ方向の高さＨ₁₃を高くした刃部４と低くした刃部４とが回転方向Ｘへ交互に配設されている。前記段差刃先１２にあって回転方向Ｘの深さＮを浅くすれば、この最外周尖端縁１３の高さＨ₁₃を高く設定することができる。この深さＮを深くすれば、この最外周尖端縁１３の高さＨ₁₃を低く設定することができる。前記外側刃先１０と段差刃先１２との間の角部１４における回転中心線１ａ方向の高さＨ₁₄は、この最外周尖端縁１３の高さＨ₁₃よりも低く設定されている。最外周尖端縁１３の高さＨ₁₃を高くした刃部４においてこの高さＨ₁₃は、前記内側刃先１１における内側尖端縁１５の高さＨ₁₅とほぼ同一に設定されている。最外周尖端縁１３の高さＨ₁₃を低くした刃部４においてこの高さＨ₁₃は、この内側尖端縁１５の高さＨ₁₅よりも低く設定されている。
【００３１】
図１（ａ）及び図５に示すように、刃体２が加工材Ｍに当てがわれて回転すると、この刃体２の刃部４が加工材Ｍを切り込み、その切込み時に生じる切削屑がこの刃体２の溝部５で案内されて排出される。前記刃部４では回転向きＸＦ側に配置された内側刃先１１がまず加工材Ｍを切り込んだ後、少し遅れて、回転向きＸＦに対する反対向きＸＲ側に配置された外側刃先１０が加工材Ｍを切り込む。そのため、内側刃先１１による切削屑と外側刃先１０による切削屑とに分割される。ちなみに、刃体２の刃部４が加工材Ｍを貫通すると、加工材Ｍに貫通孔が形成される。
【００３２】
図５に示すように加工材Ｍに対し同じ切込み量を維持した一瞬の状態イを想定した場合、加工材（Ｍ）に対する切削開始時には、高さＨ13の高い一部の外側刃先１０のみが上記状態イまで切込みを行い、高さＨ13の低い一部の外側刃先１０は上記状態イまでの切込みを行わずそれらの高さの差ｆだけ切込み量を残す。次に、上記状態イから、加工材Ｍに対し切込み量を少しずつ増やしながら切り込む一瞬の状態ロを想定した場合、上記状態イで高さＨ13の高い外側刃先１０が切り込んだ部分を、高さＨ13の低い外側刃先１０が少し遅れてさらえる。
【００３３】
この実施形態では、最外周尖端縁１３の高さＨ13が高い外側刃先１０を有する第一刃部４と、その高さＨ13が低い外側刃先１０を有する第二刃部４とを交互に順次配置した。そのほか、図示はしないが、外側刃先１０の最外周尖端縁１３の高さＨ13が異なる三種類の刃部４では、高さＨ13の高い第一刃部４と中間高さＨ13の第二刃部４と高さＨ13の低い第三刃部４とを順次配置した一組の刃部群を複数組順次並設する。
【図面の簡単な説明】
【図１】（ａ）は本実施形態にかかるホールカッターを示す一部切欠き正面図であり、（ｂ）は同じく底面図である。
【図２】本実施形態にかかるホールカッターの刃体において刃部及び溝部を示す部分斜視図である。
【図３】図２の刃部及び溝部の形状を説明するための説明図である。
【図４】（ａ）は図３のＡ矢視部分拡大図であり、（ｂ）は図３のＢ矢視部分拡大図であり、（ｃ）は図３のＣ矢視部分拡大図であり、（ｄ）は図３のＤ矢視部分拡大図であり、（ｅ）は図３のＥ矢視部分拡大図であり、（ｆ）は図３のＦ矢視部分拡大図である。
【図５】本実施形態にかかるホールカッターの刃体による切削過程を説明するための部分断面図である。
【図６】（ａ）は従来のホールカッターを示す一部切欠き正面図であり、（ｂ）は同じく底面図である。
【図７】図６のホールカッターにおける刃部及び溝部の形状を説明するための説明図である。
【図８】従来のホールカッターの刃体による切削過程を説明するための部分断面図である。
【符号の説明】
１ａ…回転中心線、２…刃体、４…刃部、５…溝部、８…刃先、１０…外側刃先、１１…内側刃先、１２…段差刃先、１３…最外周尖端縁、１４…角部、１５…内側尖端縁、Ｈ₁₃，Ｈ₁₅…高さ、Ｎ…深さ、Ｘ…回転方向、α…傾斜角。

Claims

回転中心線を有する刃体に複数の刃部と複数の溝部とを交互に回転方向へ並設し、
前記刃部に形成した刃先は、前記溝部に連続し、最外周尖端縁から回転中心線側へ向けて延びる外側刃先と、この外側刃先の最外周尖端縁よりも回転中心線に対し近い位置にある内側尖端縁から回転中心線側へ向けて延びる内側刃先と、この外側刃先の内端に形成した角部とこの内側刃先の内側尖端縁との間で連続する段差刃先とを有し、この外側刃先と内側刃先とを段差刃先を介して回転方向へ並設し、
前記刃部で最外周尖端縁と角部とを結ぶ外側刃先にあってこの最外周尖端縁における回転中心線方向の高さを、前記刃部で内側尖端縁から回転中心線側へ向けて延びる内側刃先にあってこの内側尖端縁における回転中心線方向の高さよりも低く設定するか、または、この内側刃先の内側尖端縁の高さとほぼ同一に設定するとともに、この外側刃先の最外周尖端縁の高さを複数種類に設定し、
前記刃部で角部と内側尖端縁とを結ぶ段差刃先が回転中心線に対しなす傾斜角を各刃部について互いにほぼ同一に設定し、
前記刃部の段差刃先にあって回転方向の深さを浅くすることにより、前記刃部の外側刃先にあって最外周尖端縁における回転中心線方向の高さを高くし、
前記刃部の段差刃先にあって回転方向の深さを深くすることにより、前記刃部の外側刃先にあって最外周尖端縁における回転中心線方向の高さを低くし、
前記刃部で内側尖端縁から回転中心線側へ向けて延びる内側刃先にあってこの内側尖端縁における回転中心線方向の高さを各刃部について互いにほぼ同一に設定した
ことを特徴とするホールカッター。
前記刃部で角部と内側尖端縁とを結ぶ段差刃先にあって回転方向の深さを変更することにより、前記刃部の外側刃先にあって最外周尖端縁における回転中心線方向の高さを複数種類に設定したことを特徴とする請求項１に記載のホールカッター。
前記刃部で最外周尖端縁と角部とを結ぶ外側刃先にあってこの最外周尖端縁における回転中心線方向の高さが高い一または二以上のものと低い一または二以上のものとを交互に配設したことを特徴とする請求項１または請求項２に記載のホールカッター。
前記刃部で最外周尖端縁と角部とを結ぶ外側刃先と、前記刃部で内側尖端縁から回転中心線側へ向けて延びる内側刃先とが回転中心線に対する直交面に対しなす傾斜角を各刃部について互いにほぼ同一に設定し、この外側刃先と段差刃先との間の角部における回転中心線方向の高さを、この外側刃先の最外周尖端縁における回転中心線方向の高さ）よりも低く設定したことを特徴とする請求項１または請求項２または請求項３に記載のホールカッター。
前記刃体は回転中心線の周りで内孔を有する筒状をなし、前記刃部の内側刃先は内側尖端縁からこの内孔まで延びて最内周尖端縁を有していることを特徴とする請求項１から請求項４のうちいずれか一つの請求項に記載のホールカッター。