特開 2023-62344 工具本体及び切削工具

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公開特許公報(A)

(11)【公開番号】P2023062344

(43)【公開日】2023-05-08

(54)【発明の名称】工具本体及び切削工具

(51)【国際特許分類】

   B23B 27/00 20060101AFI20230426BHJP

   B23B 29/02 20060101ALI20230426BHJP

   B23B 27/16 20060101ALI20230426BHJP

【ＦＩ】

B23B27/00 C

B23B29/02 A

B23B27/16 Z

【審査請求】未請求

【請求項の数】9

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2021172248

(22)【出願日】2021-10-21

(71)【出願人】

【識別番号】000006264

【氏名又は名称】三菱マテリアル株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100149548

【弁理士】

【氏名又は名称】松沼 泰史

(74)【代理人】

【識別番号】100175802

【弁理士】

【氏名又は名称】寺本 光生

(74)【代理人】

【識別番号】100142424

【弁理士】

【氏名又は名称】細川 文広

(74)【代理人】

【識別番号】100140774

【弁理士】

【氏名又は名称】大浪 一徳

(72)【発明者】

【氏名】尾上 太一

(72)【発明者】

【氏名】戸塚 翔太

【テーマコード（参考）】

3C046

【Ｆターム（参考）】

3C046AA05

3C046BB02

3C046EE01

3C046KK02

(57)【要約】

【課題】本発明は、コストを抑えつつ、びびり振動を効果的に抑制可能な、工具本体及び切削工具を提供する。
【解決手段】本発明の工具本体は、先端に切削インサートが着脱可能に取り付けられ、回転軸の軸回りに回転可能な工具本体であって、回転軸に沿って延びる軸状のシャンク部と、シャンク部の軸方向の先端側に位置するヘッド部と、を有して回転軸の軸回りに回転可能とされ、ヘッド部は、外周面から内側に凹むチップポケットと、チップポケットの内側に形成されるインサート取付座と、少なくとも一部が、インサート取付座よりも軸方向でシャンク側に位置する空洞部と、を有し、空洞部の先端は、インサート取付座と軸方向で重なる位置まで延びている。
【選択図】図２

【特許請求の範囲】

【請求項1】

先端に切削インサートが着脱可能に取り付けられ、回転軸の軸回りに回転可能な工具本体であって、
前記回転軸に沿って延びる軸状のシャンク部と、
前記シャンク部の軸方向の先端側に位置するヘッド部と、を有し、
前記ヘッド部は、外周面から内側に凹むチップポケットと、
前記チップポケットの内側に形成されるインサート取付座と、
少なくとも一部が、前記インサート取付座よりも軸方向で前記シャンク側に位置する空洞部と、を有し、
前記空洞部の先端は、前記インサート取付座と前記軸方向で重なる位置まで延びている、
工具本体。

【請求項2】

前記空洞部は、前記ヘッド部の外周面に形成された開口に連通する、
請求項１に記載の工具本体。

【請求項3】

前記開口は、前記回転軸を挟んで前記インサート取付座の径方向反対側に形成されている、
請求項２に記載の工具本体。

【請求項4】

前記開口及び前記空洞部のうちの少なくとも一部にラティス構造が形成されている、
請求項２または３に記載の工具本体。

【請求項5】

前記空洞部は、前記回転軸に沿って延びており、
前記ヘッド部の軸方向先端側へ向かって拡径するテーパ形状の孔部を有する、
請求項１から４のいずれか１項に記載の工具本体。

【請求項6】

前記空洞部は、前記回転軸に沿って延びており、
前記ヘッド部の軸方向先端側へ向かって直線形状をなす孔部を有する、
請求項１から５のいずれか１項に記載の工具本体。

【請求項7】

前記空洞部の基端側は中実形状の前記シャンク部によって閉塞されている、
請求項１から６のいずれか１項に記載の工具本体。

【請求項8】

前記空洞部は、前記シャンク部の軸方向先端側に前記ヘッド部が積層造形される際に形成される、
請求項１から７のいずれか１項に記載の工具本体。

【請求項9】

請求項１から８のいずれか１項に記載の前記工具本体と、
前記工具本体の先端に着脱可能に取り付けられる前記切削インサートと、を備える、
切削工具。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、中ぐり加工等の旋削加工に用いられる工具本体及び切削工具（ボーリングバー）に関する。

【背景技術】

【0002】

例えば、下穴が形成されたワークに内周加工を施すための中ぐり用の切削工具としてボーリングバーが知られている。このボーリングバーは、略円柱状をなす工具本体のヘッド部先端に、例えば、超硬合金製のチップを着脱可能に装着している。このボーリングバーは、工作機械の主軸に支持されて高速回転するワークの下穴に挿入され、チップに形成された切刃によって、ワークの下穴の内周面を切削していくものである。ボーリングバーは、工具本体のシャンク部を工作機械に把持されて軸状の工具本体を長く突き出した状態で切削を行うものである。そのため、切削加工時にびびり振動が発生しやすい。びびり振動が発生すると、被削材の加工面精度が低下したり、工具寿命が短くなったりして、生産性に影響する。

【0003】

そこで、従来は、工具本体を超硬合金製とすることで剛性を高めたり、工具本体内に防振構造を組み込んだり、工具本体の表面に溝を形成することで軽量化を図ることで、びびり振動の発生を抑制しようとしていた（例えば、特許文献１，２）。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0004】

【特許文献1】特許第３８４７１３９号

【特許文献2】特開２００１-１０５２０４号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0005】

しかしながら、従来の特許文献１に記載のボーリングバーでは、部品点数の増加に伴いコストが増大することが懸念される。また、特許文献２に記載のボーリングバーでは、エンドミルを用いて工具本体の外周面の一部に溝を形成しているが、溝形成による工具本体の軽量化には限界があった。

【0006】

本発明は、このような事情に鑑みてなされたものであって、コストを抑えつつ、びびり振動を効果的に抑制可能な、工具本体及び切削工具を提供することを目的としている。

【課題を解決するための手段】

【0007】

本発明の一形態における工具本体は、先端に切削インサートが着脱可能に取り付けられ、回転軸の軸回りに回転可能な工具本体であって、前記回転軸に沿って延びる軸状のシャンク部と、前記シャンク部の軸方向の先端側に位置するヘッド部と、を有し、前記ヘッド部は、外周面から内側に凹むチップポケットと、前記チップポケットの内側に形成されるインサート取付座と、少なくとも一部が、前記インサート取付座よりも軸方向で前記シャンク側に位置する空洞部と、を有し、前記空洞部の先端は、前記インサート取付座と前記軸方向で重なる位置まで延びている。

【0008】

この構成によれば、工具本体の先端側に位置するヘッド部の内部に空洞を設けることによって、工具先端側を軽量化することができるので、切削インサートを取り付けた状態で加工を行った際に生じやすいびびり振動が発生しにくくなる。工具本体の先端側を軽量化することで、切削加工時における工具本体の固有振動数の増大を図り、切削による振動数との乖離を大きくしてびびりによる切削面との共振を抑制できる。これにより、被削材の加工面精度を高めることができるとともに、工具寿命を長くすることができる。さらに、空洞部の先端がインサート取付座と軸方向で重なる位置まで延びていることから、より工具先端側の軽量化を図ることができる。

【0009】

本発明の一形態の工具本体において、前記空洞部は、前記ヘッド部の外周面に形成された開口に連通する構成としてもよい。
この構成によれば、空洞部に連通する開口を設けることにより、ヘッド部における肉厚を部分的になくすことができてさらなる軽量化を図ることができる。これにより、びびり振動をより一層抑制することが可能である。

【0010】

本発明の一形態の工具本体において、前記開口は、前記回転軸を挟んで前記インサート取付座の径方向反対側に形成されている構成としてもよい。
この構成によれば、インサート取付座の径方向反対側に開口を設けることによって、切削負荷が大きくなる切削インサート側の剛性が確保され、びびり振動をより抑制することができる。

【0011】

本発明の一形態の工具本体において、前記開口及び前記空洞部のうちの少なくとも一部にラティス構造が形成されている構成としてもよい。
この構成によれば、空洞部内に切り屑等が入り込むのを防ぐことができる。

【0012】

本発明の一形態の工具本体において、前記空洞部は、前記回転軸に沿って延びており、前記ヘッド部の軸方向先端側へ向かって拡径するテーパ形状の孔部を有する構成としてもよい。
この構成によれば、孔部のテーパ形状によって軸方向先端側の肉厚を漸次減らすことができるので、基端側の剛性を確保しつつ、工具先端側の軽量化を図ることができる。

【0013】

本発明の一形態の工具本体において、前記空洞部は、前記回転軸に沿って延びており、前記ヘッド部の軸方向先端側へ向かって直線形状をなす孔部を有する構成としてもよい。
この構成によれば、ヘッド部の軸方向全体の軽量化を図ることができるので、切削時のびびり振動を抑えて加工精度を高めることができる。また、簡単な孔形状のため製造が容易であるとともに、最低限の工具剛性を確保できる孔寸法とすることで肉厚を最小限にすることができ、材料費が抑えられる。

【0014】

本発明の一形態の工具本体において、前記空洞部の基端側は中実形状の前記シャンク部によって閉塞されている構成としてもよい。
この構成によれば、中実形状のシャンクによって工具基端側の剛性が確保されている。

【0015】

本発明の一形態の工具本体において、前記空洞部は、前記シャンク部の軸方向先端側に前記ヘッド部が積層造形される際に形成される構成としてもよい。
この構成によれば、空洞部を有するヘッド部をシャンク部と一体構造とすることができるので、工具剛性の向上とコスト削減を図ることができる。

【0016】

本発明の一形態の切削工具は、上記の工具本体と、前記工具本体の先端に着脱可能に取り付けられる切削インサートと、を備える。
この構成によれば、びびり振動を抑制可能な上記工具本体を備えることにより、被削材の加工面精度を高めることができる。

【発明の効果】

【0017】

本発明の工具本体及び切削工具によれば、コストを抑えつつ、びびり振動を効果的に抑制することができる。

【図面の簡単な説明】

【0018】

【図1】図１は、第一実施形態のボーリングバーを示す斜視図である。

【図2】図２は、第一実施形態のボーリングバーのヘッド部を拡大して示す斜視図である。

【図3】図３は、第一実施形態のボーリングバーのヘッド部を拡大して示す側面図である。

【図4】図４は、第一実施形態のボーリングバーのヘッド部を拡大して示す側面図であって、図３中の矢印Ｆ方向から見た図である。

【図5】図５は、第一実施形態のボーリングバーの軸方向先端側から見た図である。

【図6】図６は、変形例１における空孔を示す断面図である。

【図7】図７は、変形例２の空孔を示す断面図である。

【図8】図８は、変形例３の空孔を示す断面図である。

【図9】図９は、第二実施形態のボーリングバー（切削工具）を示す断面図である。

【図10】図１０は、第三実施形態のボーリングバーを示す断面図である。

【図11A】図１１Ａは、本発明の第一実施形態のボーリングバーを示す斜視図である。

【図11B】図１１Ｂは、比較例１のボーリングバーを示す斜視図である。

【図11C】図１１Ｃは、比較例２のボーリングバーを示す斜視図である。

【発明を実施するための形態】

【0019】

以下、本発明の一実施形態に係るボーリングバー（中ぐりバイト）１について、図面を参照して説明する。
本実施形態のボーリングバー（切削工具）１は、回転軸線回りに回転させられる金属材料等の被削材に対して、中ぐり加工等の旋削加工を施すものである。このボーリングバー１は、例えば深穴の精密中ぐり加工など、高精度が要求される旋削加工に特に適している。

【0020】

＜第一実施形態＞
〔ボーリングバーの概略構成〕
図１は、第一実施形態のボーリングバー１を示す斜視図である。
本実施形態のボーリングバー１は、図１に示すように、超硬合金からなる切削インサート４と、鋼材からなる工具本体２と、を備えた刃先交換式ボーリングバーである。ボーリングバー１は、工作機械の主軸に支持されて、回転軸ＣＯの軸回りに回転するワークの内径を加工する。

【0021】

工具本体２は、全体的に略棒状をなす。工具本体２は、回転軸ＣＯに沿って延びる円柱軸状のシャンク部２１と、シャンク部２１の軸方向の先端側に位置するヘッド部２２とからなる。本実施形態では、シャンク部２１の一端側にヘッド部２２が積層造形により作製されている。工具本体２は、鋼材等の金属材料により形成されていてもよいし、超硬合金等の硬質材料により形成されていてもよい。

【0022】

図１に示すように、切削インサート４は、工具本体２のヘッド部２２の先端側に配置されている。切削インサート４は、工具本体２の回転軸ＣＯに直交する径方向の外側へ向けて突出する切刃３を有する。切削インサート４は、超硬合金等の硬質材料により形成されている。

【0023】

以下、各構成要素について図面を参照して詳述する。

【0024】

図２は、第一実施形態のボーリングバー１のヘッド部２２を拡大して示す斜視図である。
図３及び図４は、第一実施形態のボーリングバー１のヘッド部２２を拡大して示す側面図である。図４は、図３中の矢印Ｆ方向から見た図である。図５は、第一実施形態のボーリングバー１の軸方向先端側から見た図である。

【0025】

（切削インサート）
図２及び図３に示すように、切削インサート４は、板状をなしており、図示の例では、中心線Ｏに沿う平面視正三角形板状に形成されている。切削インサート４は、工具本体２に取り付けられ、工具本体２と共に切削工具として用いられる。切削インサート４は、工具本体２のインサート取付座１１に対して、クランプネジ１２により着脱可能に取り付けられる。クランプネジ１２は、切削インサート４の取付孔（不図示）に挿入される。切削インサート４は、工具本体２に取り付けられたときに、工具本体２のインサート取付座１１に拘束される。

【0026】

切削インサート４は、中心線Ｏに軸方向で対向する一方の面を構成するすくい面４ａと、他方の面を構成する着座面４ｂと、すくい面４ａと着座面４ｂとを繋ぐ側面４ｃと、すくい面４ａと側面４ｃとの交差稜線に形成される切刃３と、中心線Ｏと同軸に設けられた取付孔（不図示）と、有する。取付孔は、切削インサート４の厚さ方向に形成され、すくい面４ａ及び着座面４ｂの双方に開口する貫通孔である。着座面４ｂは、すくい面４ａの厚さ方向への投影領域の内側に内包される大きさである。

【0027】

（工具本体）
図２及び図３に示すように、工具本体２は、シャンク部２１の軸方向先端側にヘッド部２２が積層造形により一体的に形成された構成をなす。工具本体２のヘッド部２２には、軸方向の中途部から先端側にかけて、外周面２２ｂを切り欠いて凹状のチップポケット６が形成されている。さらに、工具本体２のチップポケット６に隣接する外周面２２ｂをチップポケット６まで切り欠いた第一凹部７が形成されている。第一凹部７の軸方向長さは、ヘッド部２２の軸方向長さの１／２以下程度とされている。第一凹部７に周方向で隣接する外周面２２ｂを周方向に一部切り欠いて第二凹部８が形成されている。また、ヘッド部２２には、第一凹部７、第二凹部８、及びチップポケット６に周方向で隣接する第三凹部９が形成されている。第三凹部９は、軸方向の中途部から先端側にかけて、外周面２２ｂを先端部まで切り欠いて形成されている。

【0028】

チップポケット６には、略三角形板状の凹部をなすインサート取付座１１が形成されている。インサート取付座１１は、切削インサート４が取り付けられる台座である。上記切削インサート４は、工具本体２に取り付けられたときに、工具本体２のインサート取付座１１に拘束される。

【0029】

インサート取付座１１は、図３及び図５に示すように、底部拘束面１１ａと、底部拘束面１１ａに対して略垂直をなす第１側方拘束面１１ｂ及び第２側方拘束面１１ｃとを有する。底部拘束面１１ａ、第１側方拘束面１１ｂ及び第２側方拘束面１１ｃはいずれも平滑な面である。

【0030】

底部拘束面１１ａは、周方向一方側を向く面である。底部拘束面１１ａは、切削インサート４の着座面４ｂと対向する面であって、周方向一方側から見たとき略三角形状をなす。切削インサート４の着座面４ｂ側は、底部拘束面１１ａに当接することで拘束される。底部拘束面１１ａの略中央には、クランプネジ１２が挿入されるネジ孔（不図示）が形成されている。

【0031】

第１側方拘束面１１ｂは、切削インサート４の３つの側面のうち、インサート取付座１１に取り付けられた状態のときに、径方向内側を向く側面４ｃ２に対向する。切削インサート４の側面４ｃ２側は、第１側方拘束面１１ｂに当接することで拘束される。

【0032】

第２側方拘束面１１ｃは、切削インサート４がインサート取付座１１に取り付けられた状態のときに径方向外側を向く側面４ｃ３に対向する。切削インサート４の側面４ｃ３は、第２側方拘束面１１ｃに当接することで拘束される。

【0033】

なお、図３に示すように、切削インサート４がインサート取付座１１に取り付けられた状態のとき、側面４ｃ１が軸方向先端側を向く。切削インサート４は、側面４ｃ１が回転軸ＣＯに対して所定の角度θとなるように取り付けられる。これにより、切削インサート４は、工具本体２の径方向外側へ行くにしたがって、軸方向先端側へ漸次突出するように傾斜した状態となる。切削インサート４の側面４ｃ１と側面４ｃ３とが交差する角部は、ヘッド部２２の外周面よりも径方向外側へ突出している。この角部が、被削材に対する切削点Ｑとなる。

【0034】

図４及び図５に示すように、インサート取付座１１の裏側には、インサート取付座１１側へと凹む凹溝１４が形成されている。凹溝１４は、周方向一方側とは反対側に開口する溝である。凹溝１４を設けることによって、工具本体２の先端側の軽量化を図っている。

【0035】

本実施形態の工具本体２は、図３及び図４に示すように、ヘッド部２２の内部に空孔（空洞部）１３を有する。空孔１３は、非直線形状をなし、工具本体２の軸方向に沿って延びておいる。空孔１３は、シャンク部２１側の基端からヘッド部２２の軸方向中央付近に向かって漸次縮径するテーパ形状の第１孔部（孔部）１３ａと、第１孔部１３ａから工具本体２の先端側にかけて漸次拡径するテーパ形状の第２孔部（孔部）１３ｂと、ヘッド部２２の外周面に形成された凹溝開口部１５に連通する第３孔部１３ｃを有する。第１孔部１３ａと第２孔部１３ｂとは、互いの縮径側が接続されており、軸方向で互いに相反する方向へ拡径したテーパ形状をなす。

【0036】

第１孔部１３ａの軸方向における長さは、第２孔部１３ｂの軸方向における長さよりも短く、ヘッド部２２の軸方向長さの半分以下の長さとされている。なお、ヘッド部２２の軸方向長さにおける各孔部１３ａ、１３ｂの長さの比率はこれに限定されず、適宜変更が可能である。
本実施形態のヘッド部２２には、軸方向長さのうち先端から２／３程度の位置に段差１６が形成されている。段差１６を境にして、段差１６よりも基端側はシャンク部２１の直径と略一致する。段差１６よりも先端側は、基端側よりもわずかに縮径している。空孔１３の第１孔部１３ａと第２孔部１３ｂとの境目は、軸方向で段差１６と略一致する。

【0037】

図４に示すように、空孔１３の先端（第３孔部１３ｃ）は、ヘッド部２２の第三凹部９に開口している。空孔１３に連通する凹溝開口部（開口）１５は、軸方向における第三凹部９の基端側に位置する。図３に示すように、空孔１３は、軸方向においてインサート取付座１１と重なる位置まで延びている。空孔１３（凹溝開口部１５）の先端は、インサート取付座１１と軸方向で重なる位置まで延びている。つまり、空孔１３（凹溝開口部１５）の先端は、インサート取付座１１の基端部１１ｄよりも工具本体２の先端側に位置する。また、図４に示すように、空孔１３（凹溝開口部１５）の先端は、インサート取付座１１の背面側に形成された凹溝１４とも軸方向で重なっている。

【0038】

ヘッド部２２内に形成された空孔１３は、工具本体２の回転軸ＣＯと略同軸に形成される。これにより、切削加工時に工具本体２の回転の重心が偏ることが防止される。空孔１３は、シャンク部２１の軸方向先端側にヘッド部２２を積層造形で形成する際に形成される。そのため、空孔１３の基端側は、シャンク部２１によって閉塞されている。すなわち、シャンク部２１の内部には空孔１３は形成されておらず中実形状とされているため、工具基端側の剛性が確保されている。シャンク部２１の軸方向先端側にヘッド部２２を積層造形で形成する際に空孔１３を形成するため、シャンク部２１とヘッド部２２とを一体構造とすることができる。これにより、工具剛性をさらに高めることができるとともに、部品点数が増大することもないためコストを抑えることが可能である。

【0039】

図５に示すように、空孔１３の凹溝開口部１５とインサート取付座１１とは、工具本体２の径方向において隣接する。凹溝開口部１５は、工具本体２の回転軸ＣＯを挟んで切削インサート４の切削点Ｑと径方向反対側に形成されている。また、インサート取付座１１の底部拘束面１１ａは周方向一方側へ向いているのに対して、空孔１３の凹溝開口部１５は径方向外側を向いている。凹溝開口部１５の大きさは、図示した大きさに限られず、適宜変更が可能である。

【0040】

本実施形態の構成によれば、工具本体２のヘッド部２２の内部に空孔１３を設けることにより、工具本体２の先端側（ヘッド部２２）を大幅に軽量化することができる。また、空孔１３を軸方向でインサート取付座１１の一部と重なる位置まで形成することによって、より先端側を軽量化することができる。従来の工具に比べて軽量化された工具本体２を備えるボーリングバー１であれば、工具本体２を長く突き出した状態で切削を行う加工時に生じやすいびびり振動が発生しにくくなり、びびり振動による切削面との共振を抑制できる。
また、中実形状のシャンク部２１とともに工具の剛性を維持しつつ、工具先端側を軽量化することで、切削加工時におけるボーリングバー１の固有振動数の増大を図り、切削による振動数との乖離を大きくしてびびり振動による切削面との共振を抑制できる。
このように、加工時における共振の発生を防止することでびびり振動を起きにくくしているため、被削材の加工面精度を高めることができる。

【0041】

また、ヘッド部２２の軸方向に延びる空孔１３の先端が、インサート取付座１１と軸方向で重なる位置まで延びていることから、より工具先端側の軽量化を図ることができる。さらに、空孔１３の先端側に連通する凹溝開口部１５をヘッド部２２の外周面に形成することにより、ヘッド部２２における肉厚を部分的に無くすことができ、ヘッド部２２のさらなる軽量化を図ることができる。これにより、びびり振動をより一層抑制することが可能である。

【0042】

また、空孔１３は、第２孔部１３ｂのテーパ形状によって、軸方向先端側の肉厚を漸次減らすことができるので、基端側の剛性を確保しつつ工具先端側の軽量化を図ることができる。

【0043】

さらに、びびり振動を抑えることで、ボーリングバー１の突き出し量を大きくとることができるようになるため、より深い下孔の内周面を高精度に仕上げ加工することが可能になる。また、工具寿命を長くすることができる。

【0044】

以上、本発明の第一実施形態について図面を参照して詳述したが、具体的な構成はこの実施形態に限られるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲の設計変更等も含まれる。
例えば、空孔１３の形状は、第一実施形態の態様に限定されない。以下に、変形例１～３について述べる。なお、以降の説明において、既に説明したものと共通する構成については、同一の符号を付して重複する説明を省略する。

【0045】

（変形例１）
上記実施形態の空孔（空洞部）１３は、軸方向で相反する方向に拡径（縮径）するテーパ形状をなす２つの第１孔部１３ａ、第２孔部１３ｂを有するが、空孔１３の形状はこれに限定されない。
図６は、変形例１における空孔１３Ａを示す断面図である。第１実施形態の変形例１について、図６を参照して説明する。

【0046】

図６に示すように、変形例１における空孔１３Ａは、軸方向の一部が一定の穴径を有する。空孔１３Ａのうち、最もシャンク部２１側に位置する第１孔部１３ａが軸方向で一定の径をなす孔から構成されている。第１孔部１３ａの先端側は、先端から基端側にかけて漸次縮径するテーパ形状の第２孔部１３ｂの基端側に接続されている。第１孔部１３ａの直径は、第２孔部１３ｂの最小直径と略一致する。

【0047】

この構成によれば、先端に向かって拡径するテーパ形状の第２孔部１３ｂによりヘッド部２２の先端側の肉厚を薄くすることでヘッド部２２の先端側の軽量化を図りつつ、第２孔部１３ｂよりも小径の第１孔部１３ａを設けることにより、ヘッド部２２の基端側の剛性を高めることができる。これにより、上記実施形態と同様に、切削時のびびり振動を抑えて加工精度を高めることができる。

【0048】

（変形例２）
図７は、変形例２の空孔１３Ｂを示す断面図である。
図７に示すように、変形例２の空孔（空洞部）１３Ｂは、軸方向に同一径をなす孔部１３ｄと、第３孔部１３ｃとを有する。孔部１３ｄは、工具本体２の回転軸ＣＯに略同軸をなす直線形状の孔である。孔部１３ｄの直径は、ヘッド部２２の剛性を確保しつつ軽量化を図ることのできる寸法とする。

【0049】

この構成によれば、ヘッド部２２の軸方向全体の軽量化を図ることができるので、上記実施形態と同様に、切削時のびびり振動を抑えて加工精度を高めることができる。また、簡単な孔形状のため製造が容易であるとともに、最低限の工具剛性を確保できる孔寸法とすることで肉厚を最小限にすることができ、材料費が抑えられる。

【0050】

（変形例３）
図８は、変形例３の空孔１３Ｃを示す断面図である。
図８に示すように、変形例３の空孔（空洞部）１３Ｃは、半球形状をなす孔部１３ｅと、第３孔部１３ｃとを有する。空孔１３Ｃは、工具本体２のうち、ヘッド部２２の軸方向中央よりも先端側に形成されている。ヘッド部２２の基端側は中実形状とされている。

【0051】

この構成によれば、ヘッド部２２の基端側の剛性を高めた状態で、工具本体２の先端側のみの軽量化を図ることができる。ヘッド部２２の全体が中実形状とされている場合よりも、加工時におけるびびり振動を抑えることが可能である。

【0052】

また、図示は省略するが、ヘッド部２２の先端側から基端側にかけて漸次縮径する形状をなす空孔としてもよい。これにより、ヘッド部２２の先端側の肉厚を減らして軽量化を図るとともに、基端側の肉厚を確保して剛性を高めることが可能である。

【0053】

以上、本発明の第一実施形態および変形例１～３について図面を参照して詳述したが、具体的な構成はこの実施形態および変形例に限られるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲の設計変更等も含まれる。また、上述の第一実施形態および変形例１～３において示した構成要素は適宜に組み合わせて構成することが可能である。

【0054】

＜第二実施形態＞
次に、第二実施形態のボーリングバー２０について図９を参照して説明する。以降の説明において、既に説明したものと共通する構成については、同一の符号を付して重複する説明を省略する。

【0055】

図９は、第二実施形態のボーリングバー（切削工具）２０を示す断面図である。
本実施形態のボーリングバー２０は、部分的にラティス構造が形成された工具本体２Ａを有する。図９に示すように、工具本体２Ａの空孔（空洞部）１３内には、格子状構造体２３が形成されている。格子状構造体（ラティス構造）２３は、空孔１３の略全体に形成されている。格子状構造体２３は、ヘッド部２２をシャンク部２１対して積層造形する際に、空孔１３とともに形成される。格子状構造体２３の線幅や隙間の寸法は、ヘッド部２２の剛性及び軽量化を考慮して適宜設定される。

【0056】

本実施形態の構成によれば、ヘッド部２２の空孔１３の内側全体に格子状構造体２３を設けることで、工具本体２Ａにおける軸方向全体の強度確保と軽量化の両方を実現させることができる。また、空孔１３の内部にラティス構造を形成することで凹溝開口部１５から空孔１３内に切屑等が入り込むのを防ぐことができる。

【0057】

本実施形態では、空孔１３の全体に格子状構造体２３が形成されているが、この構成に限定されない。例えば、空孔１３及び凹溝開口部１５のうちの少なくとも一部に格子状構造体２３が設けられていてもよい。これにより、工具剛性を確保しながら材料費を抑えることが可能である。また、空孔１３内には格子状構造体２３を設けず、凹溝開口部１５だけに格子状構造体２３を設けてもよい。これにより、ヘッド部２２の軽量化を最大限まで図りつつ、切屑の混入を防止する構造とすることができる。
また、格子状構造体２３に代えて、空孔１３内に、多数の空孔を有する多孔構造体を形成することによってラティス構造としてもよい。

【0058】

＜第三実施形態＞
図１０は、第三実施形態のボーリングバー３０を示す断面図である。
本実施形態のボーリングバー（切削工具）３０は、ヘッド部２２内に空洞部３３が形成された工具本体２Ｂを有する。図１０に示すように、ヘッド部２２の外周面に空洞部３３に連通する開口は存在しない。
本実施形態の構成によれば、空洞部３３により工具本体２Ｂの先端（ヘッド部２２）側の軽量化を図りつつ、外周面に開口を設けないため切り屑等がヘッド部２２内に入り込むのを防ぐことができる。

【0059】

以上、本発明の第二実施形態及び第三実施形態について図面を参照して詳述したが、具体的な構成はこれた実施形態に限られるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲において、前述の第一実施形態、変形例及びなお書き等で説明した各構成（構成要素）を組み合わせてもよく、また、構成の付加、省略、置換、その他の変更が可能である。また本発明は、前述した実施形態によって限定されることはなく、特許請求の範囲によってのみ限定される。

【実施例0060】

以下、本発明を実施例により具体的に説明する。ただし、本発明は、実施例に限定されるものではない。
図１１Ａは、本発明の第一実施形態のボーリングバー１を示す斜視図である。図１１Ｂは、比較例１のボーリングバー８０を示す斜視図である。図１１Ｃは、比較例２のボーリングバー９０を示す斜視図である。

【0061】

図１１Ａに示す本発明のボーリングバー１は、上述した第一実施形態のボーリングバーであって、中空状をなすヘッド部２２内に空孔１３を有する。空孔１３は、ヘッド部２２の外周面に形成された凹溝開口部１５に連通する。

【0062】

図１１Ｂに示す比較例１のボーリングバー８０は、中実形状をなすヘッド部２２の外周面から径方向内側に凹む溝部８１を有する。溝部８１は、エンドミルを用いてヘッド部２２の外周面を切削することによって形成された凹状の溝である。本発明同様に、工具本体２の先端側の軽量化を図った構成とされている。溝部８１は、チップポケット６に隣接する外周面をエンドミルによって切削することで形成された溝である。溝部８１は、インサート取付座１１とは異なる方向に向けて開口し、回転軸ＣＯを挟んで切削インサート４の切削点Ｑから径方向反対側に位置する。

【0063】

図１１Ｃに示す比較例２のボーリングバー９０は、標準的なボーリングバーであって、中実円柱形状のヘッド部２２のうち、先端側の径方向一方側を切り欠いた溝部９１内にインサート取付座１１が形成されている。

【0064】

図１１Ａ～図１１Ｃに示す各種のボーリングバー１，８０，９０を工作機械の主軸に装着して下記の条件での切削加工を想定し、固有振動数を算出した。

【0065】

（切削条件）
切削条件は以下の通りである：
被削材の材質：ＳＣＭ４４０（クロモリブデン鋼）
工具本体の材質：鋼
シャンク径：Ｄ＝１６ｍｍ
工具送り量：ｆ＝０．０５ｍｍ／ｒｅｖ
切り込み量：ａｐ＝１ｍｍ
切削速度：ｖｃ＝１５０ｍ／ｍｉｎ
切削環境：ＤＲＹ
加工径：直径３２ｍｍ～３８ｍｍ
突き出し量とシャンク径との比率：Ｌ／Ｄ＝３
主分力：Ｆｙ＝１８８．１Ｎ
背分力：Ｆｘ＝３４．１Ｎ
送り分力：Ｆｚ＝１２．５Ｎ

【0066】

【表1】

【0067】

ボーリングバー１，８０，９０の各重量は表１に示す通りである：
本発明のボーリングバー１の重量：３６．４ｇ
比較例１のボーリングバー８０の重量：５２．９ｇ
比較例２のボーリングバー９０の重量：７０．６ｇ

【0068】

表１に、各種のボーリングバー１，８０，９０を用いて被削材の切削加工を行った際の固有振動数について示す。
表１に示すように、ボーリングバーの重量が軽いほど固有振動数が増大した。具体的に、比較例２のボーリングバー９０に比べて比較例１のボーリングバー８０では、重量が２５％軽くなり、固有振動数が約２５％増大した。さらに、本発明のボーリングバー１は、比較例１のボーリングバー８０に比べて重量が１５％軽くなり、固有振動数は約１８％増大した。本発明のボーリングバー１は、比較例１，２に比べて、固有振動数の増大による耐びびり性の向上が期待できる。

【産業上の利用可能性】

【0069】

本発明のボーリングバーによれば、たとえ比Ｌ／Ｄが大きく設定された場合であっても、びびり振動の発生を顕著に抑制でき、様々な切削加工形態への要請に対応することができる。従って、産業上の利用可能性を有する。

【符号の説明】

【0070】

１，２０，３０…ボーリングバー（切削工具）
２，２Ａ，２Ｂ…工具本体
４…切削インサート
６…チップポケット
１１…インサート取付座
１３ａ…第１孔部（孔部）
１３ｂ…第２孔部（孔部）
１３ｄ…孔部
１３ｅ…孔部
１５…凹溝開口部（開口）
２１…シャンク部
２２…ヘッド部
２２ｂ…外周面
２３…格子状構造体（ラティス構造）
３３…空洞部
ＣＯ…回転軸
Ｑ…切削点

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11A】

【図11B】

【図11C】