以下、本発明の実施例を、図面を参照しつ� ��詳細に説明する。
 図1は、本発明の一実施例であるねじ切りフ ライス10を示す図で、(a) は軸心Sと直角方向� ��ら見た正面図、(b) は(a) の下方である先端 側から見た拡大底面図、(c) は(a) におけるIC -IC断面の拡大図、(d) は(a) におけるID-ID断面 の拡大図であり、マシニングセンタ等の主軸 に把持されるシャンク12と刃部14とを軸方向� �一体に備えている。刃部14の外周部には、形 成すべきめねじ30(図3参照)等のねじ溝に対応� ��る断面形状のリードの無い凸条が軸方向に� ��ねじ30と同じピッチPで多数設けられており� ��その凸条を分断するように4本のねじれ溝16a ~16dが設けられることにより4つのランド18a~18d に分断され、それ等のランド18a~18dの周方向� �一端にそれぞれねじれ溝16a~16dに沿って切れ� ��20a~20dが設けられている。本実施例のねじ切 りフライス10は、刃部14の軸方向長さが約26mm� ��、直径は約9.5mm、上記凸条のピッチPは1.75mm� ��あり、超硬合金にて一体に構成されている� ��ともに、刃部14の表面にはTiAlNの硬質被膜が コーティングされている。

 このねじ切りフライス10は、シャンク12側 から見て右まわりに回転駆動されることによ り切削加工を行うもので、ねじれ溝16a~16dは� �れもその切削回転方向と同じ右まわりにね� �れている。これ等のねじれ溝16a~16dは、図2の 展開図から明らかなように、それぞれ一定の リードおよび一定の幅寸法で設けられている が、交互にリードが相違させられている。す なわち、ねじれ溝16a、16cのリードL1は、ねじ� ��溝16b、16dのリードL2よりも大きく、リードL2 はリードL1の70%~95%の範囲内で、本実施例では 約83%とされており、具体的にはリードL1=60mm� �リードL2=50mmで、ねじれ溝16a、16cのリード角� �≒63°34″、ねじれ溝16b、16dのリード角β≒59� �10″である。また、これ等のねじれ溝16a~16d� �、刃部14の軸方向における中央部(本実施例� �は略中央)で軸心Sまわりにおいて等間隔にな り、先端側および後端側へ向かうに従って間 隔が対称的に滑らかリニアに増減させられて おり、ランド18a~18dのランド幅(図2における左 右方向の寸法)は、そのねじれ溝16a~16dの間隔� ��化に対応して、刃部14の軸方向の中央部で� �略同じであるが、先端側および後端側へ向� �うに従って交互に増減させられている。す� �わち、ランド18aおよび18cのランド幅は、刃� �14の先端から後端へ向かうに従って滑らかに リニアに漸増させられている一方、ランド18b および18dのランド幅は、刃部14の先端から後� ��へ向かうに従って滑らかにリニアに漸減さ� ��られている。

 このようにねじれ溝16a~16dが不等リードで 設けられることにより、それ等のねじれ溝16a ~16dに沿って設けられた切れ刃20a~20dも不等リ� ��ドとされ、軸心Sまわりにおける切れ刃20a~20 dの間隔が軸方向において滑らかにリニアに� �化させられている。すなわち、ねじれ溝16a� �16cに沿って設けられた切れ刃20a、20cは、そ� �等のねじれ溝16a、16cと同じリードL1(リード� �α)で傾斜しているのに対し、ねじれ溝16b、16 dに沿って設けられた切れ刃20b、20dは、それ� �のねじれ溝16b、16dと同じリードL2(リード角β )で傾斜しているのであり、刃部14の軸方向に おける中央部では軸心Sまわりにおいて等間� �であるが、先端側および後端側へ向かうに� �って間隔が対称的に滑らかにリニアに増減� �せられて、不等間隔の不等割合すなわち間� �が狭い部分の寸法と広い部分の寸法との比� �拡大している。具体的には、切れ刃20aと20b� �の間隔、および切れ刃20cと20dとの間隔は、� �れも刃部14の先端から後端へ向かうに従って 滑らかにリニアに漸増させられている一方、 切れ刃20bと20cとの間隔、および切れ刃20dと20a との間隔は、何れも刃部14の先端から後端へ� ��かうに従って滑らかにリニアに漸減させら� ��ており、刃部14の軸方向の中央部では等間� �であるが、その中央部から先端側および後� �側へずれると不等間隔となり、且つ先端側� �よび後端側へ向かうに従って不等間隔の不� �割合がリニアに拡大している。本実施例で� �、切れ刃20a~20dが等間隔となる中央部が所定� ��中間位置に相当する。

 そして、このようなねじ切りフライス10� �用いてめねじ30を切削加工する際には、先ず 、図3の(a) に示すように、めねじ30を加工す� ��きねじ素材としての被加工物32に対して、� �記刃部14よりも大径で且つめねじ30の内径寸� ��と同じか僅かに小さい径寸法の下穴34を形� �するとともに、必要に応じてその下穴34の口 元(開口部)にテーパ形状の面取り36を設ける� �図3は、止り穴のめねじ30を加工する場合で� �下穴34も底部を備えている。

 次に、図3の(b) に示すように、マシニン� ��センタ等の3次元加工機の主軸に取り付けら れたねじ切りフライス10を前記下穴34の中心� �Oに沿って下穴34内に挿入し、(c) に示すよう に、ねじ切りフライス10を軸心まわりに回転� ��動しつつ、約90°のアプローチ範囲で下穴34� ��内周面に滑らかに食い付かせる。そして、� ��の状態で(d) に示すように、ねじ切りフラ� �ス10を軸心Sまわりに回転駆動しつつ、下穴34 の中心線Oまわりに360°公転させるとともに、 凸条の1ピッチP分だけ軸方向へリード送りす� ��ことにより、目的とするめねじ30を切削加� �する。本実施例では、ねじ切りフライス10を 左まわりに公転させるとともに、1ピッチP分� ��けシャンク12側へ後退させることにより、� �ねじのめねじ30を切削加工する。この時、切 れ刃20a~20dが等間隔に位置する刃部14の中央部 を含んで、その中央部がめねじ30の軸方向の� ��中央に位置する状態で、そのめねじ30の切� �加工が行われる。その後、(e) に示すように 90°のリリース範囲でねじ切りフライス10を滑 らかに下穴34の内周面から離間させて中心線O まで戻し、(f) に示すように中心線Oに沿って 引き抜くことにより、一連のねじ切削加工が 終了する。

 ここで、本実施例のねじ切りフライス10� �、複数の切れ刃20a~20dがそれぞれ一定のリー� ��L1(リード角α)またはL2(リード角β)で設けら� ��ているとともに、切れ刃20a、20cのリードL1� �軸心Sまわりに隣接する切れ刃20b、20dのリー� ��L2と相違させられ、それ等の切れ刃20a~20dの� ��隔が軸方向において連続的に変化させられ� ��いるため、軸心Sまわりにおける切れ刃20a~20 dの間隔が不等になる。これにより、ねじ(め� ��じ30等)を切削加工する際の切削抵抗の増減� ��不規則になり、共振によりビビリ振動が発� ��することが抑制され、種々の加工条件下で� ��れた加工精度でねじを切削加工できるよう� ��なる。

 また、刃部14の軸方向の中央部では複数� �切れ刃20a~20dが等間隔に位置しているが、そ� ��中央部から先端側および後端側へずれると� ��れぞれ不等間隔になるため、その中央部の� ��傍を含んでねじ(めねじ30等)の切削加工が行 われることにより、刃部14の軸方向において� ��央部の前後における偏荷重が緩和され、そ� ��中央部を中心としてねじの切削加工が安定� ��て行われるようになる。これにより、中央� ��の両側における切れ刃20a~20dの不等間隔と相 まってビビリ振動が一層効果的に抑制され、 種々の加工条件下で優れた加工精度でねじを 切削加工できるようになる。

 また、本実施例では複数の切れ刃20a~20dが それぞれ一定のリードL1(リード角α)またはL2( リード角β)で設けられているとともに、切れ 刃20a、20cのリードL1が軸心Sまわりに隣接する 切れ刃20b、20dのリードL2と相違させられるこ� ��により、それ等の切れ刃20a~20dの間隔が中央 部から先端側および後端側へ向かうに従って 対称的に増減させられているため、その中央 部を中心としてねじの切削加工が一層安定し て行われるようになるとともに、切れ刃20a~20 dのリードL1、L2が何れも一定であることから� ��そのような切れ刃20a~20dを容易に高い精度で 形成することができる。

 また、本実施例では、複数のねじれ溝20a~ 20dが何れも一定の幅寸法および一定のリード L1(リード角α)またはL2(リード角β)で設けられ ているとともに、ねじれ溝16a、16cのリードL1� ��軸心Sまわりに隣接するねじれ溝16b、16dのリ ードL2と相違させられることにより、そのね� ��れ溝16a、16cに沿って設けられた切れ刃20a、2 0cのリードL1が軸心Sまわりに隣接する切れ刃2 0b、20dのリードL2と相違させられているため� �例えばそれ等のねじれ溝16a~16dを研削加工す� ��ために工具素材をリード送りする際の回転� ��度または送り速度を変化させてねじれ溝16a~ 16dのリードを変化させるだけで、所定のリー ドL1およびL2の切れ刃20a~20dを簡単且つ安価に� ��い精度で形成することができる。

 また、本実施例では、4枚の切れ刃20a~20d� �2種類の異なるリードL1(リード角α)、L2(リー� ��角β)で交互に偶数設けられているため、4枚 の切れ刃20a~20dの中の何れか一つのリードを� �化させるだけの場合に比較して、切削抵抗� �周期変化に起因するビビリ振動が効果的に� �制される。

 また、本実施例では、複数の切れ刃20a~20d がL1およびL2の2種類のリードで設けられてい� ��とともに、小さい方のリードL2は0.7×L1~0.95× L1の範囲内で設定されており、リードL1の95%� �下であるため、リードの相違に伴う切れ刃20 a~20dの不等間隔によるビビリ振動の抑制効果� ��安定して得られる。また、リードL2はリー� �L1の70%以上であるため、4枚刃のねじ切りフ� �イス10においても隣接する切れ刃が交差しな い範囲で、ねじを切削加工できる刃部14とし� ��所定の軸方向長さを確保することができる� ��

 また、本実施例では、複数の切れ刃20a~20d が刃部14の軸方向の中央部において等間隔と� ��れているが、一般に刃部14の中央部を含ん� �ねじの切削加工が行われるため、特に刃部14 のうち加工に関与する部位を意識的に設定す ることなく、偏荷重やビビリ振動を抑制して 加工精度を向上させる効果が安定して得られ る。

 因みに、本実施例のねじ切りフライス10と� �ねじれ溝16a~16dのリードが何れもL2、すなわ� �切れ刃20a~20dのリードがL2(=50mm)でリード角が� �(≒59°10″)であり、且つ軸心Sまわりにおい� �等間隔で設けられている比較品とを用いて� �以下の加工条件でめねじの切削加工を行い� �xyz方向の切削抵抗(N)を測定して比較したと� �ろ、図4~図7に示す結果が得られた。xy方向の 切削抵抗は、軸心Sと直角な方向すなわち軸� �Sまわりの回転負荷や公転に対する負荷であ� ��、z方向は軸方向の負荷である。なお、加工 条件の中の「ゼロカット1公転」は、より高� �形状精度が要求される場合に行われるもの� �、切込み寸法0で切削加工と同じ加工(自転お よび公転)を繰り返す。
(加工条件)
・被削材:SCM440(40HRC)
・切削速度V:50m/min
・1刃当りの送り速度f:0.05mm/t
・加工めねじサイズ:M12×1.75(止り穴)
・ねじ立て長さ:約20mm
・切削油:水溶性切削油剤
・ねじ立て態様:切削加工1公転+ゼロカット1� �転
・機械:たて型マシニングセンタ

 図4~図7において、不等リードは本発明品� ��ことで、等リードは比較品のことであり、� ��4~図6のグラフの縦軸は切削抵抗(N)、横軸は� ��間(秒)であり、約10秒で1公転させられる。� �た、図4は、xyz方向の切削抵抗の合力の変動� ��示すグラフで、図5は、xy方向の切削抵抗の� ��力の変動を示すグラフで、図6は、z方向の� �削抵抗の変動を示すグラフであり、図7は、� ��れ等の切削抵抗のデータに基づいて平均値� ��最大値、最小値、標準偏差σを算出した結� �である。そして、図4、図6のグラフおよび図 7の(a) 、(c) の算出値から明らかなように、� ��発明品(不等リード)の方が比較品(等リード) に比べて切削抵抗の変動幅や標準偏差σが小� ��く、ビビリ振動が大幅に改善されることが� ��かる。図5および図7(b) のxy方向の切削抵抗� ��関するグラフや算出値については、本発明� ��と比較品とで大きな差が無いため、z方向(� �方向)の切削抵抗による振動が特に改善され� ��ものと考えられる。

 なお、上記実施例では、2種類のリードL1� ��よびL2で一定の幅寸法のねじれ溝16a~16dが設� ��られることにより、複数の切れ刃20a~20dが不 等リードとされていたが、図8に示すように� �複数のねじれ溝40a~40dが互いに等しい一定の� ��ードで設けられるとともに、ねじれ溝40a、4 0cについては先端から後端に向かうに従って� ��寸法がリニアに減少させられる一方、残り� ��ねじれ溝40b、40dについては先端から後端に� ��かうに従って幅寸法がリニアに増加させら� ��ることにより、それ等のねじれ溝40a~40dに沿 って設けられた切れ刃44a~44dを不等リードと� �、軸心Sまわりにおける切れ刃44a~44dの間隔を 軸方向において滑らかにリニアに変化させる こともできる。図8の一点鎖線はねじれ溝40a~4 0dの中心線で、互いに平行すなわち等リード� ��あるが、各ねじれ溝40a~40dは、それぞれ中心 線に対して対称的に幅寸法が増減させられて いる。また、ねじれ溝40aおよび40cとねじれ溝 40bおよび40dとは、刃部14の中央部を挟んで軸� ��向において対称的に幅寸法が増減させられ� ��おり、それ等のねじれ溝40a~40dによって形成 される4つのランド42a~42dのランド幅は、互い� ��略同じで且つ軸方向において全長に亘って� ��一定とされている。

 そして、上記ねじれ溝40a、40cに沿って設� ��られる切れ刃44a、44cについては、前記切れ� ��20a、20cと同様にリードL1(リード角α)で傾斜� ��せられ、ねじれ溝40b、40dに沿って設けられ� ��切れ刃44b、44dについては、前記切れ刃20b、2 0dと同様にリードL2(リード角β)で傾斜させら� ��ている。また、刃部14の軸方向における中� �部では軸心Sまわりにおいて切れ刃44a~44dは等 間隔であるが、先端側および後端側へ向かう に従って間隔が対称的に滑らかにリニアに増 減させられて、不等間隔の不等割合が拡大さ せられており、前記実施例と同様の作用効果 が得られる。

 この場合にはまた、ねじれ溝40aおよび40c� ��幅寸法が先端から後端に向かうに従って減� ��させられ、ねじれ溝40bおよび40dの幅寸法が� ��端から後端に向かうに従って増加させられ� ��ことにより、切れ刃44a、44cのリードL1が軸� �Sまわりに隣接する切れ刃44b、44dのリードL2� �相違させられているため、例えばねじれ溝40 a~40dを研削加工する研削砥石の姿勢を変化さ� ��てねじれ溝40a~40dの幅寸法を変化させるだけ で、所定のリードL1およびL2の切れ刃44a~44dを� ��単且つ安価に高い精度で形成することがで� ��る。

 以上、本発明の実施例を図面に基づいて� ��細に説明したが、これ等はあくまでも一実� ��形態であり、本発明は当業者の知識に基づ� ��て種々の変更、改良を加えた態様で実施す� ��ことができる。