特許 7340310 ルータービット

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B1)

(11)【特許番号】

(24)【登録日】2023-08-30

(45)【発行日】2023-09-07

(54)【発明の名称】ルータービット

(51)【国際特許分類】

   B23C 5/10 20060101AFI20230831BHJP

   B26D 1/00 20060101ALI20230831BHJP

   B27G 13/12 20060101ALI20230831BHJP

   B27C 5/00 20060101ALN20230831BHJP

【ＦＩ】

B23C5/10 Z

B26D1/00

B27G13/12

B27C5/00

【請求項の数】 12

(21)【出願番号】P 2023514115

(86)(22)【出願日】2022-09-01

(86)【国際出願番号】 JP2022033001

【審査請求日】2023-02-28

(31)【優先権主張番号】P 2022112388

(32)【優先日】2022-07-13

(33)【優先権主張国・地域又は機関】JP

【早期審査対象出願】

(73)【特許権者】

【識別番号】522281327

【氏名又は名称】高橋刃物工業株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100166785

【弁理士】

【氏名又は名称】大川 智也

(72)【発明者】

【氏名】高橋 史晶

(72)【発明者】

【氏名】丹羽 真二

(72)【発明者】

【氏名】張 剣華

【審査官】亀田 貴志

(56)【参考文献】

【文献】特開２０２１－０５３７９４（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開平０２－０８３１０９（ＪＰ，Ａ）

【文献】実開平０６－０４６８１６（ＪＰ，Ｕ）

【文献】特表２００８－５１１４６５（ＪＰ，Ａ）

【文献】国際公開第２０１９／１６３６７７（ＷＯ，Ａ１）

【文献】特開２０１４－２１０３２４（ＪＰ，Ａ）

【文献】特公昭２５－００１５９９（ＪＰ，Ｂ１）

【文献】米国特許出願公開第２００４／０１２０７７７（ＵＳ，Ａ１）

【文献】特開２０００－２４６７２８（ＪＰ，Ａ）

【文献】実開平０７－０１７４１３（ＪＰ，Ｕ）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｂ２３Ｃ ５／１０

Ｂ２７Ｇ １３／１２

Ｂ２７Ｃ ５／００

Ｂ２６Ｄ １／００

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

非金属材料である被切削材料（２０）を加工するルータービット（１０）であって、
超硬合金からなる本体部と、
前記本体部の一端側を研削して形成され、刃部（１４）を備えたボディ（１２）と、を備え、
前記ボディ（１２）は、前記被切削材料（２０）の切屑を排出する主フルート（１８）および副フルート（１９）を含み、
前記ボディ（１２）の全体有効刃長（Ｌ）における空隙率Ｒが、５２％≦Ｒ≦７５％に設定され、
前記主フルート（１８）のリード角θが、前記ボディ（１２）の刃先側に比べて、前記ボディ（１２）のシャンク（１６）側が大きくなるよう設定され、
前記ボディ（１２）の前記全体有効刃長（Ｌ）に対応する部分が、軸方向に沿って複数の領域（Ａ１～Ａ３）に区分けされ、
前記リード角θは、前記ボディ（１２）の刃先側の領域（Ａ１）から前記ボディ（１２）のシャンク（１６）側の領域（Ａ３）にかけて、段階的に大きくなっており、
前記主フルート（１８）は、ルータービットの回転方向前方の前側エッジ（１８ａ）と、ルータービットの回転方向後方の後側エッジ（１８ｂ）とによって規定され、
前記複数の領域（Ａ１～Ａ３）は、第１領域（Ａ１）と、前記第１領域（Ａ１）に対して前記ボディ（１２）のシャンク（１６）側に隣接する第２領域（Ａ２）とを備え、
前記第１領域（Ａ１）での前記前側エッジ（１８ａ）に対して、前記第２領域（Ａ２）での前記前側エッジ（１８ａ）が拡開している
ことを特徴とするルータービット。

【請求項2】

前記刃部（１４）は、超高圧焼結体から形成されて前記ボディ（１２）に接合されている請求項１記載のルータービット。

【請求項3】

前記刃部（１４）は、前記本体部を切削加工することで形成された無垢刃である請求項１記載のルータービット。

【請求項4】

前記刃部は、正のひねり角を有する底刃（１４ｂ）と、負のひねり角を有する外周刃（１４ａ）とを備える請求項１記載のルータービット。

【請求項5】

前記第１領域（Ａ１）での前記前側エッジ（１８ａ）と前記第２領域（Ａ２）での前記前側エッジ（１８ａ）とを接続する段状の接続部（２２）が形成されている請求項１記載のルータービット。

【請求項6】

前記刃部は、底刃（１４ｂ）と、外周刃（１４ａ）とを備え、
前記ボディ（１２）の複数の領域（Ａ１～Ａ３）は、前記底刃（１４ｂ）を含む前記第１領域（Ａ１）と、前記第１領域（Ａ１）に対して前記ボディ（１２）のシャンク（１６）側に隣接する前記第２領域（Ａ２）とを含み、
前記第１領域（Ａ１）での主フルート（１８）のリード角θ１は一定とされ、
前記第２領域（Ａ１）での主フルート（１８）のリード角θ２は、前記第１領域（Ａ１）での主フルート（１８）のリード角θ１よりも大きく、かつ、前記第１領域（Ａ１）側から前記ボディ（１２）のシャンク（１６）側に向けて連続的に大きくなっている請求項１記載のルータービット。

【請求項7】

前記主フルート（１８）のねじれ展開角αが、１８０°以上に設定されている請求項１記載のルータービット。

【請求項8】

非金属材料である被切削材料（２０）を加工するルータービット（１０）であって、
超硬合金からなる本体部と、
前記本体部の一端側を研削して形成され、刃部（１４）を備えたボディ（１２）と、を備え、
前記ボディ（１２）は、前記被切削材料（２０）の切屑を排出する主フルート（１８）および副フルート（１９）を含み、
前記ボディ（１２）の全体有効刃長（Ｌ）における空隙率Ｒが、５２％≦Ｒ≦７５％に設定され、
前記刃部は、底刃（１４ｂ）と、外周刃（１４ａ）とを備え、
前記ボディ（１２）の前記全体有効刃長（Ｌ）に対応する部分が、軸方向に沿って複数の領域（Ａ１～Ａ３）に区分けされ、
前記主フルート（１８）の周方向の幅Ｗは、前記ボディ（１２）の前記外周刃（１４ａ）による有効刃長（ｌ）内において、前記ボディ（１２）の刃先側の領域（Ａ１）に対して、前記ボディ（１２）のシャンク（１６）側の領域（Ａ２,Ａ３）が大きくなっており、
前記主フルート（１８）は、ルータービットの回転方向前方の前側エッジ（１８ａ）と、ルータービットの回転方向後方の後側エッジ（１８ｂ）とによって規定され、
前記複数の領域（Ａ１～Ａ３）は、第１領域（Ａ１）と、前記第１領域（Ａ１）に対して前記ボディ（１２）のシャンク（１６）側に隣接する第２領域（Ａ２）とを備え、
前記第１領域（Ａ１）での前記前側エッジ（１８ａ）に対して、前記第２領域（Ａ２）での前記前側エッジ（１８ａ）が拡開しているルータービット。

【請求項9】

前記第１領域（Ａ１）での前記前側エッジ（１８ａ）と前記第２領域（Ａ２）での前記前側エッジ（１８ａ）とを接続する段状の接続部（２２）が形成されている請求項８記載のルータービット。

【請求項10】

前記刃部は、底刃（１４ｂ）と、外周刃（１４ａ）とを備え、
前記ボディ（１２）の前記外周刃（１４ａ）による有効刃長（ｌ）内において、主フルート（１８）によるフルート空隙率ｒが、前記ボディ（１２）の刃先側に比べて、前記ボディ（１２）のシャンク（１６）側が大きくなるよう設定されている請求項１～４の何れか一項に記載のルータービット。

【請求項11】

前記主フルート（１８）の溝深さＤが、前記ボディ（１２）の刃先側に比べて、前記ボディ（１２）のシャンク（１６）側が大きくなるよう設定されている請求項１～４の何れか一項に記載のルータービット。

【請求項12】

非金属材料である被切削材料（２０）を加工するルータービット（１０）であって、
超硬合金からなる本体部と、
前記本体部の一端側を研削して形成され、刃部（１４）を備えたボディ（１２）と、を備え、
前記ボディ（１２）は、前記被切削材料（２０）の切屑を排出する主フルート（１８）および副フルート（１９）を含み、
前記ボディ（１２）の全体有効刃長（Ｌ）における空隙率Ｒが、５５％≦Ｒ≦７２％に設定されている
ことを特徴とするルータービット。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、被切削材料を切削加工するルータービットに関する。

【背景技術】

【0002】

木質系または樹脂系の有機材料や、その複合材料、および窯業系などの無機質材料（すなわち、非金属材料）の被切削材料を切削加工する工具として、ルータービットが知られている（特許文献１参照）。従来のルータービットでは、炭素鋼や工具鋼などを基材とした本体部に、超硬質焼結体を接合した刃部を備えて構成されている。そして、ルータービットは、ＮＣルータなどの切削加工機に装着されて、被切削材料の穴あけ加工(Ｚ方向）や引っ張り加工（Ｘ,Ｙ方向）に供される。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【文献】特開平１０－１４６７１３号公報

【発明の概要】

【0004】

このようなルータービットでは、ボディにフルートと呼ばれる溝状の切屑経路が形成されることが一般的である。例えば、被切削材料である木質系ボードを切削する場合、切削時（特に穴あけ加工）に生じた切屑がフルートに案内されてＺ方向である上方に排出される。しかしながら、ルータービットによる加工は、通常、被切削材料を穴あけした後に引っ張り加工を行うため、ルータービットは、常に密閉状態または半密閉状態で切削を行う。そのため、切屑がフルート内で停滞し易くなり、フルート内で切屑が詰まってしまうことがあった。特に、木質系や樹脂系の材料では、切屑が大きく（体積の約３倍）膨張し易く、フルート内で詰まりが生じ易い傾向にある。

【0005】

この結果、フルートによる切屑の排出が阻害され、切削に要する電力、より正確には、切屑の排出に必要な電力が増大してしまう問題があった。また、切屑の排出が阻害されると、切削面が摩擦により高温となって、いわゆる「やけ」が生じることがあった。このようなやけが生ずると、切削品質が低下したり、最悪の場合には切削面が高温となって切屑や粉塵に着火し、火災が発生することもあった。また、切屑の排出が悪くなると、切削時の騒音が大きくなる難点もある。
本開示が解決しようとする課題は、切削時に生ずる切屑の排出能力を顕著に向上させたルータービットを提供することにある。

【0006】

上記課題に鑑み、本開示の一側面によれば、非金属材料である非金属材料である被切削材料（２０）を加工するルータービット（１０）であって、
超硬合金からなる本体部と、
前記本体部の一端側を研削して形成され、刃部（１４）を備えたボディ（１２）と、を備え、
前記ボディ（１２）は、前記被切削材料（２０）の切屑を排出する主フルート（１８）および副フルート（１９）を含み、
前記ボディ（１２）の全体有効刃長（Ｌ）における空隙率Ｒが、５２％≦Ｒ≦７５％に設定され、
前記主フルート（１８）のリード角θが、前記ボディ（１２）の刃先側に比べて、前記ボディ（１２）のシャンク（１６）側が大きくなるよう設定され、
前記ボディ（１２）の前記全体有効刃長（Ｌ）に対応する部分が、軸方向に沿って複数の領域（Ａ１～Ａ３）に区分けされ、
前記リード角θは、前記ボディ（１２）の刃先側の領域（Ａ１）から前記ボディ（１２）のシャンク（１６）側の領域（Ａ３）にかけて、段階的に大きくなっており、
前記主フルート（１８）は、ルータービットの回転方向前方の前側エッジ（１８ａ）と、ルータービットの回転方向後方の後側エッジ（１８ｂ）とによって規定され、
前記複数の領域（Ａ１～Ａ３）は、第１領域（Ａ１）と、前記第１領域（Ａ１）に対して前記ボディ（１２）のシャンク（１６）側に隣接する第２領域（Ａ２）とを備え、
前記第１領域（Ａ１）での前記前側エッジ（１８ａ）に対して、前記第２領域（Ａ２）での前記前側エッジ（１８ａ）が拡開している。

【図面の簡単な説明】

【0007】

【図1】第一実施形態に係るルータービットを示す斜視図である。

【図2】第一実施形態に係るルータービットを示す側面図である。

【図3】ルータービットの底刃および外周刃の機能を概念的に示す説明図である。

【図4】木質系ボードを穴あけ加工および引張り加工する様子を概念的に示す説明図であって、引張り加工時に、アップカットとダウンカットが同時に行われることを示す。

【図5】（ａ）は、木質系ボードをアップカットする様子を概念的に示す説明図であり、（ｂ）は、木質系ボードをダウンカットする様子を概念的に示す説明図である。

【図6】実験例１の実験結果であって、切屑排出電力と空隙率との関係を示すグラフである。

【図7】ルータービットのボディを拡大して示す側面図である。

【図8】ボディを概略的に示す展開図である。

【図9】ボディの断面図であって、（ａ）は、図７のＩＸ（ａ）－ＩＶ（ａ）線断面図、（ｂ）は、図７のＩＸ（ｂ）－ＩＶ（ｂ）線断面図、（ｃ）は、図７のＩＸ（ｃ）－ＩＶ（ｃ）線断面図である。

【図10】ボディの第３領域における断面図である。

【図11】第一実施形態に係るルータービットと比較例に係るルータービットとを比較して示す断面図であって、（ａ）は第一実施形態に係るルータービットを示し、（ｂ）は比較例に係るルータービットを示す。

【図12】第二実施形態に係るルータービットのボディを概略的に示す展開図である。

【図13】第三実施形態に係るルータービットのボディを概略的に示す展開図である。

【図14】第四実施形態に係るルータービットのボディを概略的に示す展開図である。

【発明を実施するための形態】

【0008】

（第一実施形態）
次に、第一実施形態に係るルータービット１０について、以下図面を参照しながら説明を行う。図１は、第一実施形態のルータービット１０を示す全体斜視図、図２は、ルータービット１０の側面図である。このルータービット１０は、超硬合金からなる柱状（丸棒）の本体部を焼結し、本体部の一端側の表面を砥石により研削加工することで形成されている。より具体的には、本体部の一端側を研削加工することでボディ１２を形成し、該ボディ１２に複数の刃部１４（より詳しくは、３つの外周刃１４ａおよび底刃１４ｂ）が取り付けられている。なお、以下の説明では、底刃１４ｂに最も近い外周刃１４ａから順に第１～第３外周刃１４ａと指称する場合がある。また、本体部において、ボディ１２以外の部位はシャンク１６とされて、ＮＣルータなどの切削加工機（図示せず）にシャンク１６が装着されるようになっている。

【0009】

図７に示すように、ルータービット１０の有効刃長Ｌは、底刃１４ｂからシャンク１６に最も近い外周刃１４ａ（すなわち、第３外周刃１４ａ）までの軸方向の距離と定義される。以下の説明では、このルータービット１０の底刃１４ｂから第３外周刃１４ａまでの有効刃長を全体有効刃長Ｌと称する。また、全体有効刃長Ｌのうち、３つの外周刃１４ａがなす有効刃長を外周刃有効刃長ｌと定義する。本実施形態では、３つの外周刃１４ａを設けることで、全体有効刃長Ｌが大きくなっている。より具体的には、ルータービット１０の全体有効刃長Ｌは、刃径（ルータービット１０の回転中心から刃部１４の刃先までの径方向の長さ）の約２倍となっている。ただし、ルータービット１０を超硬合金から形成することで、全体有効刃長Ｌの長さを、刃径の約３倍まで大きくすることが可能である。

【0010】

図７に示すように、ボディ１２は、ルータービット１０の全体有効刃長Ｌに対応する部位が、軸方向に沿って複数の領域に概念的に分けられている。本実施形態では、先端側からシャンク１６に向けてボディ１２は、第１～第３領域Ａ１～Ａ３に区分けされる。ボディ１２には、加工時に生ずる切屑を排出するためのフルート１８，１９が形成されている。図１および図２に示すように、本実施形態では、単一の主フルート１８と、複数の副フルート１９とがそれぞれ砥石による研削加工によって形成されている。主フルート１８は、ボディ１２の先端側（刃底側）からシャンク１６に掛けてボディ１２の軸方向全体に亘って形成されている。すなわち、主フルート１８は、ボディ１２の第１～第３領域Ａ１～Ａ３に掛けて１つの溝状に延在している。この主フルート１８は、ボディ１２を回転中心の近傍までえぐるように形成されており（図９参照）、ボディ１２の先端からシャンク１６に向けて時計回り方向にらせん状に延びている。後述するように、主フルート１８は、加工時に被切削材料から生成される切屑をボディ１２の先端側からシャンク１６側へ送り出す切屑排出機能を有している。

【0011】

本実施形態の主フルート１８は、ボディ１２の先端側のリード角θが、ボディ１２の先端側（刃先側）に比べて、ボディ１２のシャンク１６側が大きくなるよう設定されている。より詳しくは、図８の展開図に示すように、主フルート１８の第３領域Ａ３におけるリード角θ３は、第２領域Ａ２におけるリード角θ２よりも大きく、第２領域Ａ２におけるリード角θ２は、第１領域Ａ１におけるリード角θ１よりも大きくなっている。例えば、リード角θ１、θ２，θ３は、それぞれ、２５°、３５°、５３°に設定されるが、リード角としては、この数値に限定されるものではない。

【0012】

前述のように、第１領域Ａ１での主フルート１８のリード角θ１は、最も小さな値となっている。これは、底刃１４ｂのすくい角を２０°以下とするために刃先側（すなわち、第１領域Ａ１）の主フルート１８のリード角θを小さくする必要があるからである。底刃１４ｂのすくい角を２０°より大きくすると、刃先のチッピングが生じ易くなるからである。底刃１４ｂのすくい角は、主フルート１８の刃先側のリード角θ１によって規定される。そのため、底刃１４ｂのすくい角を２０°以下とするためには、主フルート１８のリード角θ１を最大でも約２５°に抑える必要がある。そこで、本実施形態では、主フルート１８のリード角θ１を約２５°に設定しつつ、シャンク１６側に掛けてリード角θ２，θ３の値を段階的に大きくしている。

【0013】

図９（ａ）～（ｃ）は、それぞれ、ルータービット１０の各領域Ａ１～Ａ３における断面図であって、図７のＩＸ（ａ）－ＩＸ（ａ）線断面図、ＩＸ（ｂ）－ＩＸ（ｂ）線断面図、およびＩＸ（ｃ）－ＩＸ（ｃ）線断面図に対応する。なお、図９（ａ）のＩＸ（ａ）－ＩＸ（ａ）線は、第１領域Ａ１であって、かつ外周刃有効刃長ｌ内に位置している。本実施形態では、主フルート１８の周方向の幅Ｗが、ボディ１２の先端側（図９（ａ）参照）に比べて、シャンク１６側（図９（ｃ）参照）で大きくなるよう設定されている。より詳しくは、主フルート１８の周方向の幅Ｗは、ボディ１２の外周刃有効刃長ｌ内において、ボディ１２の先端側に比べてシャンク１６側で大きくなっている。更に、主フルート１８の周方向の幅Ｗは、ボディ１２の外周刃有効刃長ｌ内において、第１～第３領域Ａ１～Ａ３にかけて段階的に大きくなっている。すなわち、第１領域～第３領域Ａ１～Ａ３における主フルート１８の周方向の幅をＷ１～Ｗ３とすると、Ｗ１＜Ｗ２＜Ｗ３となっている。なお、外周刃有効刃長ｌ内において、各領域Ａ１～Ａ３での主フルート１８の幅Ｗ１～Ｗ３は、一定となっている。また、図９に示すように、本実施形態での主フルート１８の溝深さＤは、全領域Ａ１～Ａ３において一定となっている。

【0014】

ここで、図８に示すように、主フルート１８を規定するエッジのうち、ルータービット１０の回転方向前方を前側エッジ１８ａ、ルータービット１０の回転方向後方を後側エッジ１８ｂと定義する。本実施形態では、主フルート１８は、第１領域Ａ１の前側エッジ１８ａに対して、第２領域Ａ２の前側エッジ１８ａが回転方向前方へ一旦膨らんだ後に回転方向後方へ延びている。さらに、第２領域Ａ２の前側エッジ１８ａに対して、第３領域Ａ３の前側エッジ１８ａが回転方向前方へ一旦膨らんだ後に、回転方向後方へ延びている。そして、第１領域Ａ１の前側エッジ１８ａと、第２領域Ａ２の前側エッジ１８ａとの間は、段状の接続部２２によって接続されている。同様に、第２領域Ａ２の前側エッジ１８ａと、第３領域Ａ３の前側エッジ１８ａとの間は、段状の接続部２２によって接続されている。このように、第１～第３領域Ａ１～Ａ３における前側エッジ１８ａを段階的に拡げ、かつ、主フルート１８のリード角θ１～θ３を段階的に大きくすることで、主フルート１８の周方向の幅Ｗ１～Ｗ３を段階的に大きくしている。

【0015】

ここで、第１領域Ａ１での前側エッジ１８ａおよび後側エッジ１８ｂは、互いに平行に直線的に延びている。同様に、第２領域Ａ２での前側エッジ１８ａおよび後側エッジ１８ｂや、第３領域Ａ３での前側エッジ１８ａおよび後側エッジ１８ｂについても、互いに平行に直線的に延びている。また、本実施形態におけるルータービット１０では、図１０の断面図に示すように、主フルート１８の前側エッジ１８ａは、周方向側へ伸びた形状とされて、逃げ角を有している。このため、切削時に生じた切屑を、前側エッジ１８ａからスムーズに主フルート１８内に収容することができる。一方、主フルート１８の後側エッジ１８ｂは、シャープな鋭角状に形成されて、すくい角が付与されている。その結果、主フルート１８内に収容した切屑を後側エッジ１８ｂでしっかりと補足し、主フルート１８から逃がし難くしている。

【0016】

上記のように、主フルート１８のリード角θをシャンク１６側に掛けて段階的に大きくすると共に、主フルート１８の周方向の幅Ｗをシャンク１６側に掛けて段階的に大きくすることで、主フルート１８を周方向に大きく展開（延在）させることができる。その結果、図１０に示すように、主フルート１８を軸方向から見た場合において、主フルート１８がボディ１２の周方向に延在する範囲を示すねじれ展開角αを大きくすることができる。このねじれ展開角αは、図８に示すように、ルータービット１０の回転中心を中心として、主フルート１８におけるボディ１２の先端に最も近い始点Ｐ１から、主フルート１８におけるシャンク１６に最も近い終点Ｐ２までの角度として定義される。このねじれ展開角αは、１５０°以上に設定されることが望ましい。より望ましくは、ねじれ展開角αは、１８０°以上に設定される。本実施形態では、ねじれ展開角αは、約２７０°に設定されている。

【0017】

図１１は、本実施形態のルータービット１０および比較例としてのルータービットにおいて、ねじれ展開角αを比較した図である。図１１（ａ）は、本実施形態のルータービット１０の領域Ａ１～Ａ３における断面図であり、また、図１１（ｂ）は、比較例に係るルータービットの領域Ａ１～Ａ３における断面図である。比較例に係るルータービットは、従来品で一般的に用いられるスチール材からなり、主フルートをボールエンドミルで切削して形成されている。比較例に係るルータービットは、主フルートのリード角が１５°で一定となっている。このように、リード角を１５°に一定とした場合、主フルートのねじれ展開角αは１２０°程度となり、本実施形態のルータービット１０のねじれ展開角αに比べて小さくなっている。後述するように、主フルート１８のねじれ展開角αを１８０°より大きくすることで、ルータービット１０全体の重量バランスを向上させることができる。

【0018】

また、図１１（ｂ）に示されるように、比較例のルータービットでは、主フルートの断面が、いずれの領域においても同一の円弧形状をなしている。そのため、比較例のルータービットは、主フルートの幅も一定（Ｗ）となっている。さらに、比較例のルータービットでは、主フルートの前側エッジおよび後側エッジはいずれも鋭角な形状となっている。したがって、比較例のルータービットでは、本実施形態のように、主フルートの前側エッジが周方向に伸びた形状（逃げ角を有した形状）をなしていない。

【0019】

各副フルート１９は、ボディ１２の主フルート１８が形成されていない部位において、後述する各外周刃１４ａに対応して設けられている。副フルート１９は、主フルート１８と同様に砥石によって溝状に研削加工される。副フルート１９の溝深さは、主フルート１８に比べて浅くなっており、各副フルート１９は主フルート１８に連通している。そして、副フルート１９は、外周刃１８ａによって生じた切屑を主フルート１８へ案内するようになっている。このように、ルータービット１０のボディ１２（より詳しくは、ボディ１２における有効刃長Ｌに相当する部分）は、研削加工によって主フルート１８および複数の副フルート１９が形成されることで、大きく削り取られた構造をなしている。換言すれば、深く長い主フルート１８と複数の副フルート１９とをボディ１２に形成することで、ルータービット１０に大きな空隙が形成され、その結果、大きな空隙率Ｒを有すことになる。なお、空隙率Ｒは、ボディ１２の全体有効刃長Ｌに対応する部位に存在する主フルート１８および複数の副フルート１９が大きく寄与する。ただし、空隙率Ｒを規定するものとしては、主フルート１８や副フルート１９に限られるものではなく、ボディ１２を形成するために除去された部分が含まれる。換言すれば、ボディ１２の空隙率Ｒは、刃部１４を除く部位を除去して形成された全ての凹部によって規定される。空隙率Ｒの詳細な定義については、後述する。

【0020】

図２に示すように、刃部１４は、複数の外周刃１４ａ（本実施形態では３つ）と、単一の底刃１４ｂとからなる。各刃部１４は、焼結ダイヤなどの超高圧焼結体から形成されたチップであり、ボディ１２において、各副フルート１９の側面（より詳しくは刃体）にロウ付けなどにより接合されている。底刃（芯刃）１４ｂは、ボディ１２の先端に接合されており、被切削材料の穴あけ加工に供される。また、底刃１４ｂは、被切削材料の側面加工にも供される。図３に示すように、底刃１４ｂは、正のひねり角を有するようボディ１２に設けられている。外周刃１４ａは、被切削材料の側面加工に供されるものであって、図３に示すように、負のひねり角を有するようにボディ１２に設けられている。

【0021】

ここで、底刃１４ｂと外周刃１４ａが、それぞれ、正のひねり角および負のひねり角を有するように設けられる理由について説明する。例えば、木質系材料である木質系ボード２０は、その両面がプリント紙や樹脂フィルム等の化粧シートで被覆されることが一般的である。このような木質系ボード２０をルータ加工する場合、図３に示すように、ＮＣルータの定盤（図示せず）上に設置した吸着板３２上に木質系ボード２０を載置し、木質系ボード２０は吸着板３２に対して吸着された状態とされる。そして、穴あけ加工時には、ルータービット１０は、木質系ボード２０を貫通して、その先端が吸着板３２に食い込むまで押し下げられる。その状態で、引っ張り加工が行われ、ルータービット１０は、その先端で吸着板３２を削りながら木質系ボード２０を切削加工する。

【0022】

このように、穴あけ加工時および引っ張り加工時には、木質系ボード２０は上下面２０ａ、２０ｂがルータービット１０によって貫通されるものの、吸着板３２によって木質系ボード２０の下面２０ｂが常に閉塞された状態にある。そのため、加工時に生じた切屑は、木質系ボード２０の下側から排出されることはなく、穴あけ加工時には、木質系ボード２０の上側から、また、引っ張り加工時には、木質系ボード２０の上側およびルータービット１０の送り方向の反対側から切屑が排出されることになる。そこで、ＮＣルータに集塵装置（図示せず）が設けられ、木質系ボード２０の加工時に集塵装置から強力な上方向の吸引圧力が木質系ボード２０に付与されて、切屑が上方へ吸い上げられるようになっている。

【0023】

ここで、引っ張り加工時の外周刃１４ａおよび底刃１４ｂの機能に注目すると、底刃１４ｂが木質系ボード２０の下面２０ｂを切削すると共に、複数の外周刃１４ａの１つが木質系ボード２０の上面２０ａを切削することになる。そして、底刃１４ｂに正のひねり角を持たせることで、木質系ボード２０の下面２０ｂに対して底刃１４ｂが斜め上向きの力（図３の矢印Ｂ参照）を付与しながら切削を行う。このため、木質系ボード２０の下面２０ｂを覆う化粧シートのめくり上がりや毛羽立ちが発生するのを防止するようになっている。一方、木質系ボード２０の上面２０ａを覆う化粧シートについては、負のひねり角を有する外周刃１４ａによって斜め下方の力を受けながら切削される（図３の矢印Ａ参照）。このため、木質系ボード２０の上面２０ａの化粧シートについても、切削時のめくり上がりや毛羽立ちが生ずるのを防止するようになっている。

【0024】

このように、底刃１４ｂについては正のひねり角を付与するとともに、外周刃１４ａについては負のひねり角を付与することで、仕上がり品質の向上が図られる一方、以下のように切屑の排出が阻害される原因ともなる。上述のように、加工時に木質系ボード２０の下面２０ｂは吸着板３２によって閉塞されるため、穴あけ加工時には木質系ボード２０の上側のみが、また、引っ張り加工時には、木質系ボード２０の上側およびルータービット１０の送り方向の反対側のみが開放した状態となる。したがって、特に穴あけ加工時には、ルータービット１０と木質系ボード２０に形成された加工穴との間に隙間はほとんどなく、切屑は主フルート１８内に逃げることになる。そのため、切屑は、主フルート１８に沿って上方へ送られ、集塵装置の吸引力で上方へ排出されることになる。

【0025】

上述のように、ルータービット１０の先端に設けた底刃１４ｂでは、正のひねり角を有することから、底刃１４ｂは切屑を上方へ押し上げる方向に作用する。一方、外周刃１４ａは、負のひねり角を有することから、切屑を下方へ抑え込むように作用する。そのため、主フルート１８に沿って上方へ移動しようとする切屑に対し、外周刃１４ａから下側の圧力が付与される。その結果、複数の外周刃１４ａによって切屑の排出が阻害され、主フルート１８内で切屑が停滞・集積し易くなり、切削抵抗が増大する要因となる。特に、本実施形態のように複数の外周刃１４ａを備えることで全体有効刃長Ｌの長いルータービット１０においては、切屑の停滞・蓄積は顕著となる。このような切削抵抗の増大は、切削に必要なパワーの増大をもたらし、ひいては切削に要する消費電力の増加を招いてしまう。また、切削抵抗の増大は、加工時に生ずる騒音の増大をもたらし、主フルート１８内に詰まった切屑によって被切削材料にやけが発生する原因ともなる。最悪のケースでは、摩擦抵抗の増大によって切屑や粉塵が着火し、粉塵爆発が発生する恐れもあった。

【0026】

このような問題点を克服するため、本願の発明者らは、主フルート１８および副フルート１９によるボディ１２の全体有効刃長Ｌにおける空間（隙間）を最大限に大きくすることで、切削時に切屑が逃げるためのスペースを十分確保することを試みた。そして、このように大きな空隙率Ｒを設けたとしても十分な剛性を確保するため、本願発明者らはルータービット１０の基材として、これまで非金属材料用のルータービットで用いられてきたスチール材ではなく、成形加工が困難な超硬合金を敢えて採用するに至った。

【0027】

ここで、本実施形態では、空隙率Ｒを以下のように定義している。ルータービット１０のボディ１２の全体有効刃長Ｌにおいて、主フルート１８および副フルート１９などを形成することで生じる空間が、主フルート１８および副フルート１９などが形成されていなかった場合のボディ１２の体積（図２の破線部分参照）に占める割合を空隙率Ｒとする。空隙率Ｒの具体的な測定方法としては、例えば、水を満たした測定用の容器にルータービット１０のボディ１２の全体有効刃長Ｌの分だけ浸漬させて、容器から溢れ出た水の重量を計測する。この溢れ出た水の量は、主フルート１８および副フルート１９などが研磨により形成された状態でのボディ１２の全体有効刃長Ｌに相当する部分の重量である。そして、主フルート１８および副フルート１９が形成される前のボディ１２の体積（以下、全体ボディ量という）から、溢れ出た水の重量を除くことで、主フルート１８および副フルート１９など除去部としてボディ１２が除去された重量（以下、ボディ１２の空隙量という）が求められる。そして、算出されたボディ１２の空隙量を全体ボディ量で除することで、空隙率Ｒが求められる。

【0028】

本実施形態に係るルータービット１０の空隙率Ｒは、６９％に設定されている。ただし、この空隙率Ｒとしては、５２％～７５％に設定されていればよい。より好ましくは、ルータービット１０の空隙率Ｒを、５５％～７２％に設定するとよい。後述する実験例１および２で示すように、空隙率Ｒを５５％以上に設定することで、切削時に切屑を効率的に排出することが可能となり、切削時の消費電力（より詳しくは、後述する切屑排出電力）を顕著に抑えることが可能となる。一方、ボディ１２の空隙率Ｒを余りに大きく設定すると、超硬合金であってもルータービット１０の剛性や強度に影響が出てしまう。そこで、ルータービット１０としての実用的な剛性を確保するため、空隙率Ｒを７２％以下とすることが望ましい。なお、現在流通している一般的なスチール基材のルータービット１０の空隙率Ｒは、通常のもので４５％程度、最大でも５０％程度である。これは、スチール基材のルータービット１０において、空隙率Ｒを５０％よりも大きくとると、剛性が小さくなり、ボディの変形により切削性能が低下したり、欠損が生じ易くなるためである。

【0029】

ここで、ルータービット１０の空隙率Ｒには、ボディ１２の軸方向全体に亘って存在する主フルート１８が大きく寄与している。ルータービット１０の空隙率Ｒのうち、主フルート１８による空隙率をフルート空隙率ｒと定義する。このフルート空隙率ｒは、ルータービット１０の設計モデルから計算によって求めることができる。例えば、フルート空隙率ｒは、図１０に示すルータービット１０の断面図において、ルータービット１０全体の面積（円の面積）に対して、主フルート１８の空間がなす面積の割合を求めることで算出される。前述のように、主フルート１８は、リード角αがボディ１２の先端側からシャンク１６側に掛けて段階的に大きくなっている。さらに、主フルート１８の周方向の幅Ｗについては、ボディ１２の外周刃有効刃長ｌ内において、ボディ１２の先端側からシャンク１６側に掛けて段階的に大きくなっている。その結果、主フルート１８のフルート空隙率ｒは、ボディ１２の外周刃有効刃長ｌにおいて、ボディ１２の先端側に対して、シャンク１６側が大きくなっている。なお、主フルート１８は、ルータービット１０の先端で大きく形成されている。すなわち、図７に示すように、主フルート１８のフルート空隙率ｒは、底刃１４ｂを含む第１領域Ａ１のうち、外周刃有効刃長ｌの外側（先端側）において、最大となる。しかしながら、主フルート１８のフルート空隙率ｒは、外周刃有効刃長ｌ内においては、ボディ１２の先端側よりもボディ１２のシャンク１６側が大きくなっている。

【0030】

より具体的には、図９に示すように、主フルート１８のフルート空隙率ｒは、外周刃有効刃長ｌ内において、第１～第３領域Ａ１～Ａ３にかけて段階的に大きくなっている（前述のように、図９（ａ）は、第１領域Ａ１であって、かつ外周刃有効刃長ｌ内で切断したＩＸ（ａ）－ＩＸ（ａ）線断面図である）。すなわち、第１～第３領域Ａ１～Ａ３におけるフルート空隙率をｒ１～ｒ３とすると、外周刃有効刃長ｌ内では、ｒ１＜ｒ２＜ｒ３となっている。より具体的には、本実施形態では、フルート空隙率ｒ１，ｒ２，ｒ３は、それぞれ、１８.２％、２０.４％、２３.７％となっている。

【0031】

前述したように、切削時に生ずる切屑は、集塵装置による吸引圧力によって主フルート１８内を上方へ送られる。したがって、切屑は、主フルート１８のシャンク１６に近い箇所で詰まりが生じ易くなる。そこで、フルート空隙率ｒをシャンク１６側で大きくとることで、主フルート１８のシャンク１６近傍においても切屑のスムーズな排出が実現される。その結果、切屑の詰まりや「やけ」の発生を好適に回避することができる。

【0032】

このフルート空隙率ｒについて、図１１で示した比較例に係るルータービットと比較すると、図１１（ｂ）に示すように、比較例に係るルータービットでは、主フルートの断面形状は、常に同じとなっている。このため、比較例に係るルータービットのフルート空隙率ｒは、いずれの領域Ａ１～Ａ３であっても同一である。したがって、比較例に係るルータービットでは、フルート空隙率ｒがシャンク側で大きくなることはなく、ルータービット全体の空隙率Ｒもシャンク側で大きくなることはない。

【0033】

（実験例１）
本願発明者らは、空隙率Ｒを大きくすることによる切屑排出能力への影響を考察するため、実験例１として、空隙率Ｒと切削時の電力との関係を検証した。表１に示すように、空隙率Ｒ５２％～７２％の範囲で複数のルータービット１０（実験例１～７）を超硬合金から形成し、ボディに刃部として複数の焼結ダイヤチップを接合した。そして、各ルータービット１０の切削時の電力を計測した。また、従来品であるスチール製のルータービットの標準的な空隙率Ｒ４５.４％のものを超硬合金から製造し、比較例１として実験を行った。各ルータービット１０の空隙率Ｒは、主フルート１８の溝深さやねじり角、副フルート１９の数や大きさなどを変更することで調整した。また、木質系ボード２０を被切削材料として、各ルータービット１０で穴空け加工した後に、所定距離だけ引っ張り加工した場合の消費電力量を算出した。

【表1】

【0034】

ここで、空隙率Ｒによる切屑排出能力の影響をより正確に測るため、切削時に必要な全電力（以下、切削所要電力という）のうち、切屑の排出に必要な電力（以下、切屑排出電力という）を算出して空隙率Ｒとの対比を行った。ルータービット１０による切削時の切削所要電力は、以下のように分けることができる。
切削所要電力＝空転電力＋切屑生成電力＋切屑排出電力
空転電力とは、ルータービット１０を回転させるのに必要な電力であり、切屑生成電力とは、ルータービット１０が被切削材料を穴あけ加工および引っ張り加工する際に必要な電力である。また、切屑排出電力とは、穴あけ加工および引っ張り加工する際に切屑を排出するために必要な電力である。空転電力および切屑生成電力は、空隙率Ｒに依存するものではないため、空隙率Ｒによる切屑排出効果を反映するものでない。そこで、本実験例では、切削所要電力から空転電力と切屑生成電力を除外することで、切屑排出電力を算出した。なお、本実験例では被切削材料として工業材料としてＪＩＳ規格で規定されている密度０．６のＭＤＦ（中密度繊維板）を採用した。

【0035】

ここで、空転電力については、ルータービット１０それぞれについて容易に得ることができる一方、切屑生成電力および切屑排出電力については、両者を区別することは難しい。そこで、本願発明者らは、以下の方法で、先ず切屑生成電力を推定し、推定した切屑生成電力と空転電力とを切屑所要電力から除外することで、切屑排出電力を求める方法を見出した。前述したように、通常のルータービット１０の切削時には、図４に示すように、ルータービット１０と木質系ボード２０が密着した状態となり、切屑の排出にエネルギーが必要となる（このエネルギーが、切屑排出電力に相当する）。特に、穴あけ加工時（３６０°切削）には、木質系ボード２０の上方以外が全て閉塞された密閉状態となり、切屑を排出するのに大きなエネルギーが必要となる。

【0036】

ルータービット１０を引っ張り加工すると、木質系ボード２０にルータービット１０の送り方向に平行な２つの切削面２０Ａ，２０Ｂが形成される。したがって、３６０°の穴あけ加工をした状態で引っ張り加工した場合（すなわち、図４の状態での加工）、切屑排出電力に加えて、この２つの切削面２０Ａ，２０Ｂそれぞれについての切屑生成電力が生ずる。一方の切削面２０Ａ（図４では上側の切削面）は、送り方向と切削時の回転方向（図４では一方の切削面２０Ａに対してルータービット１０が左から右へ回転）とが揃っている（いわゆるアップカット）。一方、他方の切削面２０Ｂ（図４では下側の切削面）については、送り方向と切削時の回転方向（図４では他方の切削面２０Ｂに対してルータービット１０の回転方向が右から左へ回転）が対向している（いわゆるダウンカット）。そして、切屑生成電力は、このアップカットによる切屑生成電力と、ダウンカットによる切屑生成電力とを合わせたものである。

【0037】

一方、図５（ａ）、（ｂ）に示すように、木質系ボード２０の開放した側面に対して、穴あけ加工（１８０°切削）をした後に引っ張り加工をした場合、図４の場合に比べて、ルータービット１０と木質系ボード２０との間の閉塞状態は緩和される。そのため、切屑は、ほとんど抵抗なく排出され、図５のような開放した側面を穴あけおよび引っ張り加工する際の切屑排出電力はゼロとみなすことができる。したがって、木質系ボード２０の側面を切削した場合の電力を測定することで、切屑生成電力のみを求めることができる。換言すれば、図４のような密閉状態での加工時に必要な電力と、図５のような開放状態での加工時に必要な電力との差が、切屑排出電力となる。

【0038】

ただし、切屑生成電力を正確に推定するため、図５（ａ）に示すように、木質系ボードの側面２０Ａをアップカットした場合の電力と、図５（ｂ）に示すように、木質系ボード２４の側面２０Ｂをダウンカットする場合の電力とを測定し、その合計値を切屑生成電力とした。そして、切屑排出電力は、切削所要電力から空転電力を減算し、さらに、アップカットおよびダウンカットでの切屑生成電力の合計値を除くことで求められる。

【0039】

次に、実験結果を示す。表２は、各ルータービット１０について算出した切屑排出電力を示す。また、図６は、空隙率Ｒと切屑排出電力との関係を示したグラフである。

【表2】

このように、空隙率Ｒが大きくなると、切屑排出電力が小さくなることが分かる。特に、空隙率Ｒが５４.８％以上となると、切屑排出電力の減少率が大きくなっていることが分かる。すなわち、本実験例を通して、本願発明者らは、ルータービット１０の空隙率Ｒを５５％以上とすることで、切屑の排出能力が顕著に向上し、切屑の排出に要する電力を小さくすることができることを見出した。このように、従来のスチール材などで形成されたルータービット１０では、剛性の観点から困難であった５５％以上の高い空隙率Ｒを持たせることで、優れた切屑排出能力を有するルータービット１０を提供することができる。また、実施形態のように空隙率Rを６９.３％とすると、比較例１の切屑排出電力に比べて５０％以上小さくすることができる。

【0040】

（実験例２）
このように実験例１の結果から、空隙率Ｒを大きくすればするほど、切屑の排出効率が向上し、電力消費を抑えることができるといえる。ただし、あまりに空隙率Ｒを大きくすると、超硬合金といえども剛性が不足し、切削時の撓みや振動が生じたり、ルータービット１０が破損したりする要因となり得る。そこで、本願発明者らは、実用に耐え得る空隙率Ｒの上限値を探索するため、ルータービット１０のたわみ量を計測した。具体的には、実験例１で用いた実施例１～７係るルータービット１０に対し、一定の負荷（重さ１０．２４[kgf]）を与え、ルータービット１０のたわみ量を計測した。なお、現在流通しているスチール製のルータービットに対して、同一の負荷を与えると、たわみ量は８５～９０μｍの範囲内にあることが分かっている。実験結果を表３に示す。

【表3】

【0041】

このように、空隙率Ｒを大きくするとたわみ量は徐々に大きくなることが分かる。ただし、空隙率Ｒ７２％であっても、たわみ量は９０μｍに抑えられており、従来のスチール系ルータービット１０のたわみ量の範囲に含まれる。換言すれば、空隙率Ｒを７２％より大きくすると、たわみ量が９０を超えて増加するため、空隙率Ｒの上限値として７２％が望ましいといえる。

【0042】

（実験例３）
次に、主フルート１８のねじれ展開角αとルータービット１０の重量バランスとの関係を検証した。本実験例では、実験例８として、第一実施形態で示したように、主フルート１８のリード角θをボディ１２の先端側からシャンク１６側に掛けて段階的に大きくすることで、ねじれ展開角αが２７０°のルータービット１０を用いた。また、比較例２として、従来品であるスチール製のルータービットを採用し、主フルート１８のリード角θを一定（ＸＸ°）として、ねじれ展開角αを約１１０°とした。さらに、比較例３として、同じく従来品であるスチール製のルータービットを採用し、主フルート１８のリード角θを一定（ＹＹ°）として、ねじれ展開角αを約１３０°とした。実験例８および比較例２および３のルータービットを、Ｈａｉｍｅｒ社のバランサー測定器に装着して、アンバランス量を測定した。そして、測定したアンバンス量から釣合い良さの等級（Ｇ：ＪＩＳ規格Ｂ０９０５）を求めた。実験結果を表４に示す。

【0043】

【表4】

このように、ねじれ展開角αが１８０°よりも大きい実験例８では、アンバランス量が８．０であるのに対して、ねじれ展開角αが１８０°未満の比較例２および３のルータービットでは、アンバランス量が極めて大きくなっている。このように、ねじれ展開角αを１８０°以上に大きくすることで、ルータービット１０のバランスが良好となることが分かる。

【0044】

以上のように、実施形態に係るルータービット１０では、超硬合金から形成すると共に、主フルート１８および複数の副フルート１９を含むボディ１２を研削加工することで、ボディ１２の空隙率Ｒが５２％≦Ｒ≦７５％に設定されている。特に、主フルート１８のリード角θを、ボディ１２の先端側からシャンク１６側にかけて段階的に大きくなっている。すなわち、従来のルータービットでは、主フルートのリード角は一定であるところ、本実施形態のルータービット１０では、主フルートのリード角θをシャンク１６側に掛けて段階的に大きくすることで、第２および第３領域Ａ２，Ａ３での主フルート１８の延在長さを大きくすることができる。しかも、主フルート１８の周方向の幅Ｗも、外周刃有効刃長ｌ内において、ボディ１２の先端側からシャンク１６側に掛けて段階的に大きくすることで、高いフルート空隙率ｒが実現されている。結果として、ルータービット１０の全体の空隙率Ｒを５２％以上といった従来にはない大きな値とすることができた。しかも、基材として超硬合金を採用することで、従来のスチール材からなるルータービットではなし得なかった５２％以上といった大きな空隙率Ｒであっても、ルータービット１０の剛性は十分確保されている。その結果、高い切屑排出能力を有するルータービット１０を提供することができ、切削時の消費電力を抑えることが可能となった。

【0045】

切屑は、集塵装置で吸い上げられて主フルート１８の上方へ送られるため、主フルート１８内においてシャンク１６に近い箇所で詰まり易い傾向にある。そこで、本実施形態では、主フルート１８のリード角θおよび幅Ｗをボディ１２の先端側からシャンク１６側に掛けて段階的に大きくしている。その結果、主フルート１８のフルート空隙率ｒが、外周刃有効刃長ｌ内において、ボディ１２の先端側からシャンク１６側に掛けて段階的に大きくなっている。このため、主フルート１８に沿って切屑を上方（シャンク１６側）へスムーズに送ることができ、シャンク１６近傍での切屑の詰まりを好適に防止している。なお、従来のスチール材からなるルータービットにおいては、通常、主フルートのフルート空隙率ｒは、軸方向において一定であるか、シャンク側に向けてフルート空隙率ｒがむしろ小さくなっていた。これは、超硬合金に比べて剛性の小さいスチール材においては、ＮＣルータに把持されるシャンクの強度を大きくするため、主フルートをシャンク側で浅く形成していたためである。これに対し、本実施形態では、主フルート１８のフルート空隙率ｒをシャンク１６側で大きくするといった、これまでとは逆の発想による構造をなしている。このように、シャンク１６側でフルート空隙率rを大きくしても、超硬合金からなるルータービット１０では、その剛性がしっかり確保されて、安定的な切削が可能となる。

【0046】

実施形態のルータービット１０では、３つの外周刃１４ａを備えた長い全体有効刃長Ｌを有しており、切屑の排出が阻害され易い構造となっている。そこで、ボディ１２に大きな空隙率Ｒを持たせることで、全体有効刃長Ｌが長いルータービット１０であっても好適に切屑の排出効率を高めることができ、消費電力を抑えることができる。特に、近年では、ＳＤＧｓ経営が注目される中、製造過程での電力消費を低く抑えることに多くの企業が注力している。そのようなトレンドの中、実施形態で示した如きルータービットは、切削時の電力消費を効果的に抑える切削工具の１つとして貢献し得るものである。しかも、全体有効刃長Ｌを大きくすることで、従来、複数回の加工が必要であった厚みのある被切削材料であっても、一度の加工で処理することができ、加工効率の向上を図り得る。なお、このような全体有効刃長Ｌの大きなルータービット１０であっても、剛性の高い超硬合金から形成することで、安定的な加工は担保される。

【0047】

また、実施形態では、切削時における切屑の排出に要するエネルギーに着目し、切屑排出電力を正確に測定した上で、空隙率Ｒと切屑排出電力との関係を検証した。その結果、空隙率Ｒが５５％以上となったところで切屑排出電力が顕著に減少することを発見した。また、既存のスチール製のルータービットにおいて許容されるたわみ量と比較することで、空隙率Ｒの上限値を探索した。その結果、空隙率Ｒが７２％以下であれば、既存のスチール製ルータービットと同程度の剛性を確保することが確認された。そこで、超硬合金からなるルータービット１０の空隙率Ｒを５５％≦Ｒ≦７２％とすることで、切削時の電力消費を顕著に抑えた優れたルータービット１０を提供することが可能となる。

【0048】

ここで、本実施形態では、主フルート１８のリード角θをボディ１２の先端側からシャンク１６側に掛けて段階的に大きくすることで、上述した大きな空隙率Ｒ（フルート空隙率ｒ）の確保に加えて、１８０°以上の大きなねじれ展開角αを持たせることができる。そして、ねじれ展開角αを１８０°以上に大きくとることで、ルータービット１０の重量バランスが向上するといった利点が得られることを確認した。これは、主フルート１８がルータービット１０の周方向の１８０°以上に亘って存在するため、従来のように主フルートが周方向の一部の範囲に偏って存在する場合に比べて、ルータービット１０の重心が回転中心からずれるのが抑制されるためと考えられる。そして、このように、重量バランスが向上することで、ルータービット１０が安定的に回転することができ、加工品質の向上や加工時の騒音の発生を抑制し得る。

【0049】

本実施形態に係るルータービット１０では、主フルート１８の前側エッジ１８ａをボディ１２の先端側からシャンク１６側にかけて段階的に拡開するように形成した。また、第１領域Ａ１の前側エッジ１８ａおよび第２領域Ａ２の前側エッジ１８ａ、第２領域Ａ２の前側エッジ１８ａおよび第３領域Ａ３の前側エッジ１８ａは、それぞれ段状の接続部２２によって接続されている。そして、主フルート１８の断面において、この前側エッジ１８ａを周方向に伸びるように形成して、逃げ角を有した形状とされる。そのため、切削時に生じた切屑が前側エッジ１８ａから主フルート１８内にスムーズに導入することができる。一方、主フルート１８の後側エッジ１８ｂについては、鋭角にすることですくい角が付与されている。このため、一旦、主フルート１８内に収容した切屑を後側エッジ１８ｂで補足して、主フルート１８の外部に逃げてしまうのを抑制し得る。

【0050】

（第二実施形態）
次に、第二実施形態に係るルータービット１００について、以下説明する。以下の説明では、第一実施形態と相違する部分のみ説明することとし、重複する部分については、同じ符号を付してその説明は省略する。図１２は、第二実施形態に係るルータービット１００の展開図を概略的に示した図である。第一実施形態に係るルータービット１０では、主フルート１８は、リード角θがボディ１２の先端側からシャンク１６側に掛けて段階的に大きくなる構成とされた。第二実施形態に係るルータービット１００では、主フルート１８のリード角θがボディ１２の先端側からシャンク１６側に掛けて連続的に大きくなるよう構成されている。すなわち、主フルート１８は、展開図においてボディ１２の先端側からシャンク１６側に掛けて曲線状で、その曲率が徐々に小さくなるように延びている。

【0051】

図１２に示すように、各領域Ａ１～Ａ３における主フルート１８の任意の点での接線がなすリード角θ１～θ３は、第一実施形態と同様に、θ１＜θ２＜θ３となっている。また、第二実施形態においては、主フルート１８の周方向の幅Ｗが、外周刃有効刃長ｌ内において、ボディ１２の先端側からシャンク１６側に掛けて連続的に大きくなっている。より具体的には、主フルート１８の前側エッジ１８ａは、ボディ１２の先端側からシャンク１６側に掛けてルータービット１０の回転方向後方へ緩やかに（大きな曲率半径で）湾曲している。一方、主フルート１８の後側エッジ１８ｂは、ボディ１２の先端側からシャンク１６側に掛けてルータービット１０の回転方向後方へ比較的小さな曲率半径で湾曲している。このように、主フルート１８のリード角θおよび周方向の幅Ｗをシャンク１６側に向けて連続的に大きくすることで、第１実施形態と同様に、主フルート１８によるフルート空隙率ｒが、外周刃有効刃長ｌ内において、ボディ１２の先端側からシャンク１６側に掛けて徐々に大きくなっている。したがって、ルータービット１００は高い空隙率Ｒを確保することができ、第一実施形態と同様な作用効果を奏することができる。

【0052】

しかも、第二実施形態に係るルータービット１００では、主フルート１８のリード角θおよび周方向の幅Ｗをシャンク１６側に向けて連続的に大きくすることで、第一実施形態と同様に、主フルート１８のねじれ展開角αを大きくとることができる（例えば、２７０°）。したがって、第二実施形態に係るルータービット１００は、ねじれ展開角αが大きいことで、第一実施形態と同様な作用効果を奏することができる。

【0053】

（第三実施形態）
次に、第三実施形態に係るルータービット２００について、以下説明する。以下の説明では、第一実施形態と相違する部分のみ説明することとし、重複する部分については、同じ符号を付してその説明は省略する。図１３は、第三実施形態に係るルータービット２００の展開図を概略的に示した図である。第一実施形態に係るルータービット１０では、主フルート１８は、リード角θがボディ１２の先端側からシャンク１６側に掛けて段階的に大きくなる構成とされた。これに対して、第三実施形態に係るルータービット２００では、主フルート１８のリード角θは、全領域Ａ１～Ａ３において、例えば２５°で一定とされている。

【0054】

一方、主フルート１８の周方向の幅Ｗは、ボディ１２の先端側からシャンク１６側に掛けて段階的に大きくなっている。より具体的には、主フルート１８の前側エッジ１８ａが、ボディ１２の先端側からシャンク１６側に掛けて回転方向前方に段階的に拡開するように形成されている。そして、第１領域Ａ１の前側エッジ１８ａと、第２領域Ａ２の前側エッジ１８ａとの間は、段状の接続部２２によって接続されている。同様に、第２領域Ａ２の前側エッジ１８ａと、第３領域Ａ３の前側エッジ１８ａとの間が、段状の接続部２２によって接続されている。一方、主フルート１８の後側エッジ１８ｂについては、第１～第３領域Ａ１～Ａ３に亘って直線状に延びている。このように、主フルート１８の周方向の幅Ｗをシャンク１６側に向けて段階的に大きくすることで、第１実施形態と同様に、主フルート１８によるフルート空隙率ｒが、外周刃有効刃長ｌ内において、ボディ１２の先端側からシャンク１６側に掛けて段階的に大きくなる。その結果、ルータービット１１の全体の空隙率Ｒを大きくすることができ、第一実施形態と同様な作用効果を奏することができる。

【0055】

（第四実施形態）
次に、第四実施形態に係るルータービット３００について、以下説明を行う。第四実施形態のルータービット３００は、第一実施形態に係るルータービット１０の構造と第二実施に係るルータービット１００の構造とを組み合わせたものとなっている。すなわち、ルータービット３００の主フルート１８は、第１領域Ａ１においては、外周刃有効刃長ｌ内でリード角θ１が一定（例えば、約２５°）となっている。そして、第２領域Ａ２および第３領域Ａ３において、主フルート１８のリード角θ２，θ３がボディ１２の先端側からシャンク１６側に掛けて連続的に大きくなっている。

【0056】

主フルート１８のリード角θ２は、主フルート１８のリード角θ１よりも大きく、また、主フルート１８のリード角θ３は、主フルート１８のリード角θ２よりも大きくなっている。また、第１領域Ａ１での前側エッジ１８ａと、第２領域Ａ２での前側エッジ１８ａとは、滑らかに接続されている。同様に、第２領域Ａ２での前側エッジ１８ａと、第３領域Ａ３での前側エッジ１８ａとは、滑らかに接続されている。第１領域Ａ１での前側エッジ１８ａおよび後側エッジ１８ｂは、ボディ１２の先端側からシャンク１６側に向けて回転方向後方へ直線的に延びている。一方、第２領域Ａ２および第３領域Ａ３での前側エッジ１８ａは、ボディ１２の先端側からシャンク１６側に向けて大きく緩やかに回転方向後方へ湾曲している。また、第２領域Ａ２および第３領域Ａ３での後側エッジ１８ｂは、ボディ１２の先端側からシャンク１６側に向けて回転方向後方へ湾曲している。

【0057】

このように、第四実施形態に係るルータービット３００では、主フルート１８のリード角θ１を一定としつつ、主フルート１８のリード角θ２，θ３を連続的に大きく変化させることで、主フルート１８のフルート空隙率ｒをシャンク１６側で大きくしている。その結果、ルータービット３００の空隙率Ｒを大きくすることができ、第一実施形態と同様な作用効果を奏することができる。なお、リード角θの変化の仕方は、第四実施例に限定されるものではない。例えば、第１領域Ａ１および第３領域Ａ３のリード角θ１，θ３を連続的に大きくさせ、第２領域Ａ２のリード角θ２については、一定としてもよい。

【0058】

（変更例）
第一実施形態では、ボディ１２を３つの領域Ａ１～Ａ３に概念的に区分けし、主フルート１８のリード角θを３つの領域で段階的に変化させた構成としたが、これに限定されるものではない。例えば、ボディ１２を２つの領域に分けて、主フルート１８のリード角θを２段階で変化する構成としてもよい。また、ボディ１２を４以上の領域に分けて、主フルート１８のリード角θを４段階以上変化する形状としてもよい。

【0059】

第一および第二実施形態においては、主フルート１８のリード角θおよび周方向の幅Ｗをボディ１２の先端側からシャンク１６側に掛けて大きくすることで、高い空隙率Ｒを確保した。しかしながら、主フルート１８のリード角θのみをシャンク１６側に向けて大きくし、周方向の幅Ｗについては一定としてもよい。また、第一および第三実施形態においては、主フルート１８の前側エッジ１８ａを段階的に拡開する構成とした。しかしながら、主フルート１８の後側エッジ１８ｂを段階的または連続的に拡開する構成としたり、主フルート１８の前側エッジ１８ａおよび後側エッジ１８ｂの双方を段階的または連続的に拡開する構成としてもよい。

【0060】

上述した第一～第三実施形態においては、主フルート１８のリード角θおよび/または周方向の幅Ｗをボディ１２の先端側からシャンク１６側に掛けて大きくすることで、ルータービットの高い空隙率を確保する構成とした。これに対して、主フルート１８の溝深さＤを、ボディ１２の刃先側に比べて、ボディ１２のシャンク１６側が大きくなるよう設定することで、フルート空隙率ｒ、ひいてはボディ１２全体の空隙率Ｒを高くすることも可能となる。すなわち、主フルート１８の（１）リード角θ、（２）周方向の幅Ｗ、および（３）溝深さＤの何れか１つまたはそれらの組み合わせについて、ボディ１２の先端側からシャンク１６側に掛けて大きくすることで、ルータービットの高い空隙率Ｒを実現することができる。

【0061】

第一～第三実施形態では、フルートを研削により刃部から除去したが、フルートを放電加工により形成してもよい。また、第一～第三実施形態では、主フルートおよび複数の副フルートを設けた場合を示したが、単一の主フルートのみを有した構成（副フルートを含まない構成）であってもよい。第一～第三実施形態では、刃部は、硬質焼結体からなるチップをボディに取り付けて構成した。しかしながら、超硬合金からなるボディを研削加工して刃部を一体的に形成したいわゆる無垢刃としてもよい。

【0062】

第一～第三実施形態では、焼結した超硬合金からなる丸棒素材の一端部側の表面に、フルートなどの除去部を研削加工して刃部を形成した。しかしながら、半焼結状態とした超硬合金に対して機械加工することで、除去部を形成するようにしてもよい。そして、除去部を形成後に本焼結を行い、刃部を接合することでボディが形成される。

【0063】

第一～第三実施形態では、被切削材料として、木質系ボードを切削する場合を示したが、被切削材料としては、このような木質系の材料に限定されるわけではない。例えば、被切削材料として、プラスチックなどの樹脂系材料を切削する際にも、本発明のルータービットを好適に使用することができる。樹脂系材料についても、木質系材料と同様に、切屑の排出阻害による電力消費量の増大といった課題が従来から指摘されていたためである。

【0064】

第一～第三実施形態では、底刃が正のすくい角を有する一方、外周刃が負のすくい角を有していた。これに対して、底刃および外周刃が、いずれも正のすくい角を有していてもよい。

【符号の説明】

【0065】

１０…ルータービット
１２…ボディ
１４…刃部
１４ａ…外周刃
１４b…底刃
１６…シャンク
１８…主フルート
１８ａ…前側エッジ
１８ｂ…後側エッジ
１９…副フルート
２０…被切削材料
２２…接続部
Ａ１…第１領域
Ａ２…第２領域
Ａ３…第３領域
Ｌ…全体有効刃長
ｌ…外周刃有効刃長

【要約】

被切削材料（２０）を加工するルータービット（１０）であって、超硬合金からなる本体部と、本体部の一端側を研削して形成され、刃部（１４）を備えたボディ（１２）と、を備える。ボディ（１２）は、被切削材料（２０）の切屑を排出する主フルート（１８）および副フルート（１９）を備える。ボディ（１２）の全体有効刃長（Ｌ）における空隙率Ｒが、５２％≦Ｒ≦７５％に設定される。

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11】

【図12】

【図13】

【図14】