(57)【要約】【目的】ドリルの切削性能や加工能率が低下しない切りくずの飛散防止アタッチメント及びドリルを提供する。【構成】ボデー(2)の刃部(2A)の先端に設けられた切れ刃(11)のすくい面から刃部(2A)の外周面に沿って切りくず排出溝(3)を形成したドリル(1)に装着する切りくず飛散防止アタッチメント(5)は、少なくとも第１カバー(20)と第２カバー(30)とから構成され、第１カバー(20)は、内径が切れ刃(11)の外径よりも大きい略筒状をなし刃部(2A)の周囲を覆い、且つ先端部(21a)がドリル(1)の軸線方向(CL)に伸縮することにより切削加工中常に加工穴の口元周縁部(101)に当接し、且つ後端部が切りくず排出溝(3)の後端部(3a)から切りくずを排出可能とする開口部(25)を有し、さらに、第２カバー(30)は前記後端部(3a)の周囲を覆い、且つ切りくずを排出するための軸線(CL)方向先端側を向く開口部(35)を有する。【選択図】図１
2006150552.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ボデーの刃部の先端に切れ刃を設け、この切れ刃のすくい面から前記刃部の外周面に沿って切りくず排出溝を形成したドリルに装着するアタッチメントであって、
該アタッチメントは少なくとも第１カバーと第２カバーとから構成され、
第１カバーは、内径が前記切れ刃の外径よりも大きい略筒状をなし前記刃部の周囲を覆い、且つ第１カバーの先端部はドリルの軸線方向に伸縮することにより切削加工中常に加工穴の口元周縁部に当接し、且つ第１カバーの後端部は前記切りくず排出溝の後端部から切りくずを排出可能とする開口部を有し、
さらに、第２カバーは前記後端部の周囲を覆い、且つ切りくずを排出するための軸線方向先端側を向く開口部を有していることを特徴とする切りくず飛散防止アタッチメント。
【請求項２】
ドリルの軸線方向に伸縮可能な第１カバーの先端部を、弾性部材によって先端側へ付勢していることを特徴とする請求項１に記載の切りくず飛散防止アタッチメント。
【請求項３】
請求項１又は２に記載の切りくず飛散防止アタッチメントを着脱可能に装着するための固定手段を備えていることを特徴とするドリル。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、切りくずの飛散を防止するアタッチメントに関し、特にドリルにおける切りくず飛散防止アタッチメント及びこれを取り付けたドリルに関する。
【背景技術】
【０００２】
切りくずの排出を制御することを目的としたドリルを図５に例示する。この図に示されるように、このドリル（１）はドリル本体（２）の先端面（２ａ）に切れ刃（４ａ、５ａ）が設けられ、この切れ刃（４ａ、５ａ）のすくい面からシャンク（３）の外周面に沿って切りくず排出溝（６、７）が形成されている。さらに、前記シャンク（３）の外周面に切れ刃（４ａ、５ａ）の外径と同一か又は若干小さい外径の筒状のカバー（１７）が取り付けられ、切りくずが前記切りくず排出溝（６、７）とカバー（１７）によって形成された空間を通って前記シャンク（３）後端側に誘導されるようにしたものである。
【０００３】
上記のドリル（１）は、カバー（１７）の外径が先端の切れ刃（４ａ、５ａ）の外径と同一か又は若干小さいので、穴明け加工時に切削の邪魔にならずにドリル本体（２）を進退させることができ、しかも、先端の切れ刃（４ａ、５ａ）で生成された切りくずは、切りくず排出溝（６、７）とカバー（１７）によって形成された空間を通ってシャンク（３）後端側にスムーズに誘導されて排出されるから、穴加工面を擦過したりすることがなく、加工面の面粗度の悪化を防止できるというものである。（例えば、特許文献１参照）
【特許文献１】特開平８−２５７８１５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ところで、大型のマシニングセンタ、ボール盤、フライス盤又はプラノミラー等の工作機械では、切削加工点と作業者とを隔てるカバー等が装備されていないものがある。このような工作機械においてドリルによる穴明け加工を行うと、飛散した切りくずが作業者へ危険をおよぼすおそれがあった。特に加工点が作業者と同じ高さか又は高所にある場合には、切りくずが降りかかってくるため大変危険であった。上述した従来ドリル（１）においては、切りくず排出溝（６、７）の後端側に誘導されて穴加工面の擦過を防止するものの、排出される切りくずの飛散を防止することはできない。そこで切りくずの飛散防止対策として、ドリル（１）の切削速度を下げたり工作機械の主軸に切りくずの飛散を防止するためのカバーを装着したりすることが行われてきたが、切削速度を下げた場合には、加工能率が低下するほか、切れ刃（４ａ、５ａ）を構成する超硬合金、被覆超硬合金、サーメット、セラミック又はダイヤモンドやＣＢＮ等の超高圧焼結体の適正な切削速度領域から低速度側に外れてしまうため、切れ刃（４ａ、５ａ）に異常損傷が生じたり切りくず詰まりが生じたりするおそれがあり切削性能上問題があった。一方、主軸にカバーを装着する場合には、切りくず飛散を防止できるものの工具交換のたびに主軸のカバーを着脱又は交換しなければならないため、自動工具交換が不可能なうえ上記のカバーの着脱又は交換に要する非加工時間が増加し能率が低下する問題があった。
【０００５】
本発明は、上記の事情に鑑みてなされたものであって、その目的は、ドリルの切削性能や加工能率を低下させることなく、切りくずの飛散を防止する切りくず飛散防止アタッチメント及びドリルを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記の課題を解決するため、本発明は、ボデーの刃部の先端に切れ刃を設け、この切れ刃のすくい面から前記刃部の外周面に沿って切りくず排出溝を形成したドリルに装着するアタッチメントであって、該アタッチメントは少なくとも第１カバーと第２カバーとから構成され、第１カバーは、内径が前記切れ刃の外径よりも大きい略筒状をなし前記刃部の周囲を覆い、且つ第１カバーの先端部はドリルの軸線方向に伸縮することにより切削加工中常に加工穴の口元周縁部に当接し、且つ第１カバーの後端部は前記切りくず排出溝の後端部から切りくずを排出可能とする開口部を有し、さらに、第２カバーは前記後端部の周囲を覆い、且つ切りくずを排出するための軸線方向先端側を向く開口部を有していることを特徴とする切りくず飛散防止アタッチメントである。
【０００７】
本発明の切りくず飛散防止アタッチメントにおいて、ドリルの軸線方向に伸縮可能な第１カバーの先端部を、弾性部材によって先端側へ付勢していることが好ましい。
【０００８】
また、本発明のドリルは、上記の切りくず飛散防止アタッチメントを着脱可能に装着するための固定手段を備えていることを特徴とするドリルである。
【発明の効果】
【０００９】
本発明の切りくず飛散防止アタッチメントによれば、第１カバーの内壁面と切りくず排出溝の壁面との間に形成された空間を通って第１カバーの後端部の開口部から切りくず排出溝の後端部へ誘導されて排出された切りくずは、前記後端部の周囲を覆う第２カバーの内壁面と、ドリルの刃部及び第１カバーの外周面との間に形成された空間へ誘導され飛散することなく第２カバーの軸線方向先端側を向く開口部から排出される。したがって、切りくずの飛散をおさえるために従来から行われてきた切削速度を下げる対策が不要となるため、加工能率及びドリルの切削性能を低下させることなく、切りくずの飛散を防止することができ作業者に対して安全な穴明け加工が可能となる。前記第１カバーの先端部は前記切れ刃の先端よりも先端側に突出する。この突出量が大きくなるにしたがってドリルの送り開始点の位置と被削材との間隔が広がってしまうため非加工時間の増大により加工能率が低下する。そのため、前記突出量は０ｍｍよりも大きく且つ５ｍｍ以下、好ましくは３ｍｍ以下、特に好ましくは２ｍｍ以下に設定する。また、前記第１カバーの内径は、前記切れ刃の外径よりも大きく設定するが、過度に大きく設定すると切りくずが第１カバーの内壁面と当該ドリルの刃部の外周面との間に形成される空間でからまるおそれがあること、当該ドリルの周囲に隣接する加工部位等に第１カバーが干渉するおそれがあることから、前記切れ刃の外径の２０％以下、好ましくは１０％以下、特に好ましくは５％以下の範囲で前記切れ刃の外径よりも大きく設定する。
【００１０】
本発明の切りくず飛散防止アタッチメントにおいて、ドリルの軸線方向に伸縮可能な第１カバーの先端部を弾性部材によって先端側へ付勢した場合には、前記先端部をドリルの切削加工中常に被削材表面の加工穴の口元周縁部に当接させることができる。そのため、ドリルの後端側に向かう全ての切りくずは、第１カバーの内壁面と切りくず排出溝の壁面との間に形成された空間を通り第１カバーの後端部の開口部から切りくず排出溝の後端部へ誘導されて排出された後、第２カバーの開口部から排出されるので切りくずの飛散を完全に防止することができる。切削加工しない状態では、弾性部材の付勢によって伸長した第１カバーの先端部は切れ刃よりも先端側に突出した状態になっている。
【００１１】
また、上記の切りくず飛散防止アタッチメントを着脱可能に装着するための固定手段を備えた本発明のドリルによれば、工具交換の際、ドリルから切りくず飛散防止アタッチメントを取り外す必要がないため、自動工具交換が可能になるほか非加工時間による能率低下の問題が解消される。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
次に、本発明を適用した第１の実施の形態について、図１及び図２を参照しながら説明する。図１は第１の実施の形態に係る切りくず飛散防止アタッチメントを取り付けたドリルの一部断面正面図である。図２は図１に示すドリルの切削加工の状況を（ａ）〜（ｄ）の順に時系列的に示した一部断面正面図である。図１に示されるように、このドリル（１）は、ボデー（２）の先端側に設けられた刃部（２Ａ）の先端部に切れ刃チップ（１０）を装着し、この切れ刃チップ（１０）のすくい面から刃部（２Ａ）の外周面（２Ａａ）に沿って軸線（ＣＬ）を挟んで対向する一対の切りくず排出溝（３）を形成し、ボデー（２）の後端側にはホルダー（図示しない）に保持するためのシャンク（２Ｂ）を備えたものである。
【００１３】
ドリル（１）に取り付けられる切りくず飛散防止アタッチメント（５）は、図１に示されるように少なくとも第１カバー（２０）及び第２カバー（３０）から構成される。第１カバー（２０）はその内径が切れ刃（１１）の外径よりもわずかに大きい略筒状をなし、ドリル（１）の刃部（２Ａ）の外周面（２Ａａ）の周囲を覆っている。第１カバー（２０）の内径は、切れ刃（１１）の外径よりも大きく設定するが、過度に大きく設定すると切りくずが第１カバー（２０）の内壁面と当該ドリル（１）の刃部（２Ａ）の外周面（２Ａａ）との間に形成される空間でからまるおそれがあること、当該ドリル（１）の周囲に隣接する加工部位等に第１カバー（２０）が干渉するおそれがあることから、前記切れ刃（１１）の外径の２０％以下、好ましくは１０％以下、特に好ましくは５％以下の範囲で前記切れ刃（１１）の外径よりも大きく設定している。この第１カバー（２０）は、例えば３つの筒状部材（２１、２２、２３）を互いに軸線（ＣＬ）方向に滑動可能且つ軸線（ＣＬ）回りに回転可能に連結してなり、軸線（ＣＬ）方向に伸縮可能とされている。また、第１カバー（２０）は、この第１カバー（２０）及び刃部（２Ａ）に設けられた少なくとも１つの固定手段（２４）によって取り付けられている。図１の断面図に示されるように、この固定手段（２４）は最も後端側に位置する筒状部材（２３）の後端部に設けられた取付け穴（２４ａ）に挿通された締付けねじ（２４ｂ）を刃部（２Ａ）の外周面（２Ａａ）に設けられた雌ねじ穴（２４ｃ）に螺着するものである。第１カバー（２０）の最も先端側に位置する筒状部材（２１）の先端部（２１ａ）は径方向外側に延びており、第1カバー（２０）を最も先端側へ伸ばしたとき、先端部（２１ａ）の先端側に向いた略環状の接地面（２１ｂ）は切れ刃（１１）よりも若干先端側に突出する。この突出量が大きくなるにしたがってドリル（１）の送り開始点の位置と被削材（１００）の表面との間隔が広がってしまうため非加工時間が増大し加工能率が低下する。そのため、前記突出量は０ｍｍよりも大きく且つ５ｍｍ以下、好ましくは３ｍｍ以下、特に好ましくは２ｍｍ以下に設定される。一方、最も後端側に位置する筒状部材（２３）は、第１カバー（２０）に覆われない切りくず排出溝（３）の後端部（３ａ）に切りくずを誘導するための開口部（２５）を形成している。このような構成によって、第１カバー（２０）の内壁面と切りくず排出溝（３）の壁面との間に形成された空間（２６）を通る切りくずは、切りくず排出溝（３）の後端部（３ａ）へ誘導されて排出される。
【００１４】
刃部（２Ａ）の後端側には、後端側にいくにしたがって直径が漸次拡大するテーパ部（４ａ）と拡径した円柱部（４ｂ）とからなるフランジ部（４）が形成されている。円柱部（４ｂ）は切りくず排出溝（３）よりも後端側に位置していて、この円柱部（４ｂ）の外周面に第２カバー（３０）が固定手段（３４）によって取り付けられる。この固定手段（３４）は例えば第２カバー（３０）を径方向に貫通する取付け穴（３４ａ）に挿通された締付ねじ（３４ｂ）が円柱部（４ｂ）の外周面に設けられた雌ねじ穴（３４ｃ）に螺着してなる。第２カバー（３０）は、切りくずが排出される切りくず排出溝（３）の後端部（３ａ）の周囲を覆うように形成されている。一例として、図１の断面図に示されるように、第２カバー（３０）は、円柱部（４ｂ）の外周面から径方向外側に広がる軸方向障蔽部（３１）と、この軸方向障蔽部（３１）の外周端部の屈曲部（３２）から切りくず排出溝（３）の後端部（３ａ）、換言すれば開口部（２５）が形成された第１カバー（２０）の後端部、よりも若干先端側まで延びる径方向障蔽部（３３）とからなる。このように、第２カバー（３０）は切りくずが排出される切りくず排出溝（３）の後端部（３ａ）の周囲を覆うように形成され切りくずの飛散を防止する。径方向障蔽部（３３）の内径はドリル（１）の刃部（２Ａ）及び第１カバー（２０）の外径よりも大きく且つ、径方向障蔽部（３３）の軸線方向先端部には先端側を向く開口部（３５）が設けられている。切りくずは、第２カバー（３０）の内壁面と刃部（２Ａ）及び第１カバー（２０）の外周面との間に形成された空間（３６）を通って前記開口部（３５）に誘導されて排出される。
【００１５】
以上に説明した切りくず飛散防止アタッチメント（５）を取り付けたドリル（１）による切削加工方法について図２を参照しながら説明する。図２は鉛直方向下方側を向く主軸に装着されたドリルの時系列的な加工状況を（ａ）〜（ｄ）の順に例示したものである。図２（ａ）及び図２（ｂ）に示されるように、第１カバー（２０）の先端部（２１ａ）の接地面（２１ｂ）は、ドリル（１）の切れ刃（１１）よりも若干先端側に突出していて、切削加工開始直前に被削材（１００）の表面に接触する。この接触する部分はドリル（１）が切削加工しようとする加工穴よりもわずかに径大の口元周縁部（１０１）となる。ドリル（１）が軸線（ＣＬ）方向に送られて切削していく場合にも、第１カバー（２０）は、その接地面（２１ｂ）が口元周縁部（１０１）に接触した状態を保ちながら、図２（ｃ）及び図２（ｄ）に示されるように、先端部（２１ａ）がドリル（１）に対して後端側に後退するように縮んでいく。このとき、第１カバー（２０）の最も後端側に位置する筒状部材（２３）はドリル（１）と同じ回転数で回転するが、最も先端側に位置していて且つ口元周縁部（１０１）に接地面（２１ｂ）を接触させた筒状部材（２１）は、前記口元周縁部（１０１）との間に生じる摩擦力によりドリル（１）よりも低い回転数で回転する。さらに、前記筒状部材（２１）は回転せず、前記筒状部材（２１）の接地面（２１ｂ）と口元周縁部（１０１）とが相対的に不動の状態で接触していることが好ましい。
【００１６】
ドリル（１）の切削中に生成されドリル（１）の後端側に向かう切りくずは、第１カバー（２０）とドリル（１）の切りくず排出溝（３）との間に形成された空間（２６）を通り、第１カバー（２０）の開口部（２５）を経て切りくず排出溝（３）の後端部（３ａ）へ誘導されて排出される。排出された切りくずは、第２カバー（３０）の内壁面と、ドリル（１）の刃部（２Ａ）及び第1カバー（２０）の外周面との間に形成された空間（３６）に誘導されて飛散することなく第２カバー（３０）の開口部（３５）から排出される。加工穴を切削加工した後、ドリル（１）が加工穴に対して軸線（ＣＬ）方向後端側に退避し加工穴から引き抜かれるにともない、第１カバー（２０）を構成する３つの筒状部材（２１、２２、２３）のうちドリル（１）に対して軸線（ＣＬ）方向後端側に後退した筒状部材（２１、２２）は、それ自身の重力により先端側へ前進し、切削加工する前の状態と同様に先端部（２１ａ）の接地面（２１ｂ）が切れ刃（１１）よりも先端側に突出した状態となる。
【００１７】
以上に説明したように、本実施の形態に係る切りくず飛散防止アタッチメント（５）によれば、第１カバー（２０）の内壁面と切りくず排出溝（３）の壁面との間に形成された空間（２６）を通って第１カバー（２０）の後端部の開口部（２５）から切りくず排出溝（３）の後端部（３ａ）へ誘導されて排出された切りくずは、前記後端部（３ａ）の周囲を覆う第２カバー（３０）の内壁面とドリル（１）の刃部（２Ａ）の外周面との間に形成された空間（３６）へ誘導され飛散することがない。したがって、切りくずの飛散対策として切削速度を下げる必要がないため、加工能率低下及びドリル（１）の切削性能を低下させることなく、切りくずの飛散を防止することができ作業者に対して安全な穴明け加工が可能となる。
【００１８】
さらに、本実施の形態に係るドリルに切りくず飛散防止アタッチメント（５）を着脱可能に装着するための固定手段（２４、３４）が前記ドリル（１）及び前記アタッチメント（５）に備えられていることから、工具交換の際、ドリル（１）から切りくず飛散防止アタッチメント（５）を取り外す必要がないため、自動工具交換が可能になるほか非加工時間による能率低下の問題が解消される。
【００１９】
次に第２の実施の形態について図３及び図４を参照しながら以下に説明する。図３は第２の実施の形態に係る切りくず飛散防止アタッチメントを取り付けたドリルの一部断面正面図である。図４は図３に示すドリルの切削加工の状況を（ａ）〜（ｄ）の順に時系列的に示した一部断面正面図である。この切りくず飛散防止アタッチメント（５）は、第１の実施の形態に用いられた第１カバー（２０）の先端部（２１ａ）が弾性部材（４０）によって先端側へ付勢されたものである。すなわち、図３の断面図に示されるように、第１カバー（２０）の周囲に装着された弾性部材（４０）としての圧縮コイルばね（４０Ａ）は、その一端部（４１）が第１カバー（２０）の後端部に設けられた係止部（２７）に係止され、その他端部（４２）が径方向外側に突出する先端部（２１ａ）に係止されることによって、常に第１カバー（２０）の先端部（２１ａ）を先端側に向かって付勢している。切削加工しない状態では、圧縮コイルばね（４０Ａ）の付勢によって伸長した第１カバー（２０）の先端部（２１ａ）の接地面（２１ｂ）は切れ刃（１１）よりも先端側に突出した状態になっている。
【００２０】
図４に例示されるように、鉛直方向以外の方向を向く主軸に装着されたドリル（１）では、ドリル（１）の軸線（ＣＬ）方向に縮んだ第1カバー（２０）は、それ自身の重力によって伸びないおそれがあるが、本実施の形態の切りくず飛散防止アタッチメント（５）によれば、圧縮コイルばね（４０Ａ）によって常に第1カバー（２０）の先端部（２１ａ）が先端側に向かって付勢されているので、ドリル（１）の切削加工開始直前から切削加工中にかけて、常に第１カバー（２０）の先端部（２１ａ）の接地面（２１ｂ）を被削材（１００）表面の加工穴の口元周縁部（１０１）に当接させることができる。そのため、ドリル（１）の後端側に向かう全ての切りくずは、第１カバー（２０）の内壁面と切りくず排出溝（３）の壁面との間に形成された空間（２６）を通って第１カバー（２０）の後端部の開口部（２５）から切りくず排出溝（３）の後端部（３ａ）へ誘導されて排出された後、第２カバー（３０）の開口部（３５）から排出されるので、切りくずの飛散を完全に防止することができる。このとき、第１カバー（２０）を構成する３つの筒状部材（２１、２２、２３）において、最も後端側に位置する筒状部材（２３）はドリル（１）と同じ回転数で回転するが、最も先端側に位置していて且つ口元周縁部（１０１）に接地面（２１ｂ）を接触させた筒状部材（２１）は、前記口元周縁部（１０１）との間に生じる摩擦力によりドリル（１）よりも低い回転数で回転する。さらに、前記筒状部材（２１）は回転せず、前記筒状部材（２１）の接地面（２１ｂ）と口元周縁部（１０１）とが相対的に不動の状態で接触していることが好ましい。
【図面の簡単な説明】
【００２１】
【図１】第１の実施の形態に係る切りくず飛散防止アタッチメントを取り付けたドリルの一部断面正面図である。
【図２】図１に示すドリルの切削加工の状況を（ａ）〜（ｄ）の順に時系列的に示した一部断面正面図である。
【図３】第２の実施の形態に係る切りくず飛散防止アタッチメントを取り付けたドリルの一部断面正面図である。
【図４】図３に示すドリルの切削加工の状況を（ａ）〜（ｄ）の順に時系列的に示した一部断面正面図である。
【図５】従来ドリルの正面図である。
【符号の説明】
【００２２】
１  ドリル
２  ボデー
２Ａ  刃部
２Ｂ  シャンク
３  切りくず排出溝
３  切りくず排出溝の後端部
５  切りくず飛散防止アタッチメント
１０  切れ刃チップ
１１  切れ刃
２０  第１カバー
２１、２２、２３  筒状部材
２１ａ  第１カバーの先端部
２１ｂ  第１カバーの接地面
２４  固定手段
２５  第１カバーの開口部
２６  空間
２７  係止部
３０  第２カバー
３１  軸方向障蔽部
３２  屈曲部
３３  径方向障蔽部
３４  固定手段
３５  第２カバーの開口部
３６  空間
４０  弾性部材
１００  被削材
１０１  加工穴の口元周縁部
【図１】
2006150552.tif 000003
【図２】
2006150552.tif 000004
【図３】
2006150552.tif 000005
【図４】
2006150552.tif 000006
【図５】
2006150552.tif 000007