(57)【要約】【課題】  深穴加工時の曲がりを抑制するガンドリルを提供する。【解決手段】  刃先を有する切削部と，ガンドリルマシンに取り付けられる基端部と，前記切削部と基端部をつなぐ軸部と，を備え，前記切削部と軸部は，側面に切り屑を排出する溝部が形成され，前記基端部と前記軸部は，内部を流体が通過する流通経路を有し，前記切削部は，前記流通経路を介して流体を噴出する第１噴出口と，前記第１噴出口に続く第１貫通孔と，前記第１貫通孔に嵌め込まれ，前記第１噴出口よりも小さい断面の貫通孔を具備する筒状部材と，を備えることを特徴とする，ガンドリル。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
刃先を有する切削部と，
ガンドリルマシンに取り付けられる基端部と，
前記切削部と基端部をつなぐ軸部と，を備え，
前記切削部と軸部は，側面に切り屑を排出する溝部が形成され，
前記基端部と前記軸部は，内部を流体が通過する流通経路を有し，
前記切削部は，
先端部に流体を噴出する第１噴出口と，
前記第１噴出口に続く第１貫通孔と，
前記第１貫通孔に嵌め込まれ，前記第１噴出口よりも小さい断面の噴出口及びこれに続く貫通孔を具備する筒状部材と，を備えることを特徴とする，
ガンドリル。
【請求項２】
前記切削部は，
第２噴出口と，
前記第２噴出口に続く第２貫通孔と，
前記第２貫通孔に嵌め込まれ，前記第２噴出口よりも小さい断面の噴出口及びこれに続く貫通孔を具備する筒状部材と，をさらに備える，
請求項１に記載のガンドリル。
【請求項３】
前記筒状部材の噴出口の断面の直径が，０．６ｍｍ以上２．０ｍｍ以下であり，
前記流体を７ＭＰａ以上３０ＭＰａ以下で噴出する，
請求項１又は請求項２に記載のガンドリル。
【請求項４】
前記筒状部材の噴出口の直径が，前記第１噴出口の直径の１／２から１／５の間であり，
前記流体を７ＭＰａ以上３０ＭＰａ以下で噴出する，
請求項１又は請求項２に記載のガンドリル。
【請求項５】
前記切削部と前記筒状部材が金属であり，
前記第１貫通孔又は前記第２貫通孔の壁面と，前記筒状部材の側面との間に，前記切削部及び前記筒状部材と異なる合金が介在する，
請求項１乃至請求項４のいずれか１項に記載のガンドリル。
【請求項６】
刃先を有する切削部と，ガンドリルマシンに取り付けられる基端部と，前記切削部と基端部をつなぐ軸部と，を備え，
前記切削部と軸部は側面に切り屑を排出する溝部が形成され，前記基端部と前記軸部は内部を流体が通過する流通経路を有し，前記切削部は前記流通経路を介して流体を噴出する噴出口とこれに続く貫通孔を備えるガンドリルに取り付けて用いる部材であって，
前記貫通孔に嵌め込まれ，前記噴出口よりも小さい断面の噴出口を具備することを特徴とする，
筒状部材。
【請求項７】
刃先を有する切削部と，
ガンドリルマシンに取り付けられる基端部と，
前記切削部と基端部をつなぐ軸部と，を備え，
前記切削部と軸部は，側面に切り屑を排出する溝部が形成され，
前記基端部と前記軸部は，内部を流体が通過する流通経路を有し，
前記切削部は，
先端部に流体を噴出する噴出口Ａと，
前記噴出口Ａに続き，前記先端部と反対側の基端部側にのびる貫通孔Ａと，
前記貫通孔Ａに続き，基端部まで伸びる，当該貫通孔Ａよりも断面積が大きい管通路Ａと，を備えることを特徴とする，
ガンドリル。
【請求項８】
前記切削部は，
先端部に流体を噴出する噴出口Ｂと，
前記噴出口Ｂに続き，前記先端部と反対側の基端部側にのびる貫通孔Ｂと，
前記貫通孔Ｂに続き，基端部まで伸びる，当該貫通孔Ｂよりも断面積が大きい管通路Ｂと，をさらに備える，
請求項７に記載のガンドリル。
【請求項９】
前記噴出口Ａの直径が，０．６ｍｍ以上２．０ｍｍ以下であり，
前記流体を７ＭＰａ以上３０ＭＰａ以下で噴出する，
請求項７又は請求項８に記載のガンドリル。
【請求項１０】
前記噴出口Ａの直径が，前記切削部の外径の１／６から１／３０の間であり，
前記流体を７ＭＰａ以上３０ＭＰａ以下で噴出する，
請求項７又は請求項８に記載のガンドリル。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は，深穴加工に使用されるガンドリルに関し，特に高圧で流体を噴射するガンドリルに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来，ワークに深穴加工をする際にはガンドリルマシンが用いられている。ガンドリルマシンは，マシン本体のスピンドルに長尺のガンドリルを取り付けて使用される。
【０００３】
この種のガンドリルとして，外面に長手方向に沿う断面Ｖ字状の切屑排出溝を有して内部をクーラント供給路とする中空シャンク部の先端に，先端面に前記クーラント供給路に連通するクーラント放出口を有する切削ヘッドが装着されたガンドリルが開示されている（例えば特許文献１）。
【０００４】
このガンドリルは，ワークに向けてガンドリルを回転させながら軸方向に進退移動させることにより，ワークに深穴加工をほどこす。また，この時クーラント放出口からクーラントを噴射して，切削ヘッドの先端を冷却しながら加工を行う。なお，従来のガンドリルにおいては，クーラントは１ＭＰａから５ＭＰａの圧力で噴射され，高圧のものでも７Ｍｐａに満たない。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２０１３−１３９０５９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら，一般的にガンドリルは長尺であるため，ガンドリルの回転時の振れが大きく，加工する深穴の曲がりが大きくなるという課題があった。従来，このような曲がりを抑える手段としては，シャンク部の位置をガイドするホイップガイドと称される器具を別途用いたり，深穴加工のスピードを抑えたり，すなわち，少しだけ直進してはガンドリルを後退させるという作業の繰り返しにより対応していた。このように，ガンドリルを用いた深穴加工においては，曲がりを小さくし，回転時の振れを抑制することが重要である。
【０００７】
本発明は，上述の点に鑑みてなされたもので，ガンドリルの振れを抑制し，高精度な深穴加工を実現するガンドリルを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記の課題を解決するために本発明に係るガンドリルは，刃先を有する切削部と，ガンドリルマシンに取り付けられる基端部と，前記切削部と基端部をつなぐ軸部と，を備え，前記切削部と軸部は，側面に切り屑を排出する溝部が形成され，前記基端部と前記軸部は，内部を流体が通過する流通経路を有し，前記切削部は，先端部に流体を噴出する第１噴出口と，前記第１噴出口に続く第１貫通孔と，前記第１貫通孔に嵌め込まれ，前記第１噴出口よりも小さい断面の噴出口及びこれに続く貫通孔を具備する筒状部材と，を備えることを特徴とする。
【０００９】
この構成によれば，流体を噴出する面積が従来よりも小さくなることで，噴出される流体の圧力が高くなる。それと同時に，ガンドリル内部の流通経路の圧力が高くなることで，ガンドリルの揺れが抑制されて高精度の深穴加工が実現される。これは，ホース内に流れる水が高圧であるほど，ホースの揺れが抑制されることと同様の原理である。
【００１０】
また，このガンドリルは，前記切削部が，第２噴出口と，前記第２噴出口に続く第２貫通孔と，前記第２貫通孔に嵌め込まれ，前記第２噴出口よりも小さい断面の噴出口及びこれに続く貫通孔を具備する筒状部材と，をさらに備える構成としてもよい。
【００１１】
また，このガンドリルは，前記筒状部材の噴出口の断面の直径が，０．６ｍｍ以上２．０ｍｍ以下であり，前記流体を７ＭＰａ以上３０ＭＰａ以下で噴出することが好ましい。この構成によれば，ガンドリルの揺れを抑制し，高精度の深穴加工を実現できる。
【００１２】
また，このガンドリルは，前記筒状部材の噴出口の直径が，前記第１噴出口の直径の１／２から１／５の間であり，前記流体を７ＭＰａ以上３０ＭＰａ以下で噴出することが好ましい。この構成によれば，噴出口から高圧の流体を噴出できると同時に，管内の圧力が高まるため，ガンドリルの揺れを抑制し，高精度の深穴加工を実現できる。
【００１３】
また，このガンドリルは，前記切削部と前記筒状部材が金属であり，前記第１貫通孔又は前記第２貫通孔の壁面と，前記筒状部材の側面との間に，前記切削部及び前記筒状部材と異なる合金が介在することが好ましい。この構成によれば，切削部の第１噴出孔又は第２噴出孔に，筒状部材がしっかりと確実に固定されるため，高圧に十分耐え得る。
【００１４】
本発明に係る筒状部材は，刃先を有する切削部と，ガンドリルマシンに取り付けられる基端部と，前記切削部と基端部をつなぐ軸部と，を備え，前記切削部と軸部は側面に切り屑を排出する溝部が形成され，前記基端部と前記軸部は内部を流体が通過する流通経路を有し，前記切削部は前記流通経路を介して流体を噴出する噴出口とこれに続く貫通孔を備える，ガンドリルに取り付けて用いる部材であって，前記貫通孔に嵌め込まれ，前記噴出口よりも小さい噴出口を具備することを特徴とする。
【００１５】
また，本発明に係るガンドリルは，刃先を有する切削部と，ガンドリルマシンに取り付けられる基端部と，前記切削部と基端部をつなぐ軸部と，を備え，前記切削部と軸部は，側面に切り屑を排出する溝部が形成され，前記基端部と前記軸部は，内部を流体が通過する流通経路を有し，前記切削部は，先端部に流体を噴出する噴出口Ａと，前記噴出口Ａに続き前記先端部と反対側の基端部側にのびる貫通孔Ａと，前記貫通孔Ａに続き基端部まで伸びる，当該貫通孔Ａよりも断面積が大きい管通路Ａと，を備えることを特徴とする。
【００１６】
このガンドリルは，流体を噴出する面積が従来よりも小さく，かつ，切削部の内部が断面積の異なる２種類の管通路（貫通孔Ａと管通路Ａ）を具備する点で，本願の請求項１の発明と共通する。この構成により，噴出される流体の圧力が従来よりも高くなると同時に，ガンドリル内部の流通経路の圧力が高くなることで，ガンドリルの揺れが抑制されて高精度の深穴加工が実現される。
【００１７】
また，このガンドリルは，前記切削部は，先端部に流体を噴出する噴出口Ｂと，前記噴出口Ｂに続き前記先端部と反対側の基端部側にのびる貫通孔Ｂと，前記貫通孔Ｂに続き基端部まで伸びる当該貫通孔Ｂよりも断面積が大きい管通路Ｂと，をさらに備える構成としてもよい。
【００１８】
また，このガンドリルは，前記噴出口Ａの直径が，０．６ｍｍ以上２．０ｍｍ以下であり，前記流体を７ＭＰａ以上３０ＭＰａ以下で噴出することが好ましい。
【００１９】
また，このガンドリルは，前記噴出口Ａの直径が，前記切削部の外径の１／６から１／３０の間であり，前記流体を７ＭＰａ以上３０ＭＰａ以下で噴出することが好ましい。従来のガンドリルの噴出口の直径は切削部の外径の１／３−１／５程度であるところ，この構成によれば，噴出口から高圧の流体を噴出できると同時に管内の圧力が高まるため，ガンドリルの揺れを抑制し，高精度の深穴加工を実現できる。
【発明の効果】
【００２０】
以上のように，本発明に係るガンドリルによれば，ガンドリル内部の流通経路の圧力を高めることで，ガンドリルの振れを抑制し，高精度な深穴加工が可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００２１】
【図１】本発明の一実施形態に係るガンドリルを示す斜視図である。
【図２】（ａ）は同ガンドリルの先端部を示す斜視図である。（ｂ）は平面図である。（ｃ）は一部破断側面図である。
【図３】同ガンドリルの断面図である。
【図４】（ａ）は別の実施形態に係るガンドリルの先端部を示す斜視図である。（ｂ）は平面図である。（ｃ）は一部破断側面図である。
【図５】別の実施形態に係るガンドリルの断面図である。
【図６】（ａ）は別の実施形態に係るガンドリルの先端部を示す平面図である。（ｂ）は別の実施形態に係るガンドリルの一部破断側面図である。
【発明を実施するための形態】
【００２２】
＜１．ガンドリルの構造＞
以下，本発明に係る実施形態を図面に基づき説明するが，本発明はこの実施形態に限定されるものではない。図１に示すように，ガンドリル１は，長尺で構成され，中空の軸部３と，その一方端部に配された切削部２と，他方端部に配された基端部４と，を主要な構成として備える。なお，本実施形態のガンドリル１は，一例として長さ略８００ｍｍ，軸部３の断面が直径略１５ｍｍの円形断面である。なお，切削部２と軸部３と基端部４はいずれも金属からなり，一例としてＳＫ材からなっている。
【００２３】
図２は，本実施形態のガンドリル１の先端部を示す図であって，（ａ）は斜視図，（ｂ）は平面図，（ｃ）は一部破断側面図である。図２に示すように，切削部２は，先端に刃先２１を備え，ガンドリル１の長手方向に沿ってＶ字状の溝部２２が形成されていて，断面が円形から一部が切り欠かれた形状である。溝部２２は，刃先２１によって切り取ったワークの切り屑を基端部３側へ排出するためのものである。
【００２４】
また，切削部２の先端の面には，クーラントを噴出する噴出口２３ａが設けられていて，噴出口２３ａから軸部３の流通経路３１に続く貫通孔２３が形成されている。本実施形態における噴出口２３ａは直径５ｍｍの円形で構成されているが，これに限られず楕円形やその他の形状であってもよい。
【００２５】
また，図２（ｃ）に示すように，切削部２の貫通孔２３には，貫通孔２４ａを具備する円筒状部材２４が固定されている。そして，貫通孔２４ａの先端面がクーラントを噴出する噴出口２４ｂとなる。また，貫通孔２３の壁面と円筒状部材２４の側壁との間には合金２５が介在しており，合金２５によって円筒状部材２４が貫通孔２３に確実に固定されている。なお，切削部２と円筒状部材２４の材質は，一例として高硬度材からなり，合金は一例として合金鋼，工業ダイヤ，アルミナなどである。
【００２６】
また，本実施形態の貫通孔２４ａの断面は，一例として直径１．５ｍｍの円形となっているが，これに限られず直径０．６ｍｍや２ｍｍなどの円形状，その他の形状であってもよい。また，本実施形態の貫通孔２４ａは，先端から基端側にかけて一定断面の管状で構成しているが，これに限られず先端から基端側にかけて断面が徐々に広がる錐状の構成としてもよく，錐状の構成にすれば管状よりも圧力損失を抑えられる。
【００２７】
図３は本実施形態のガンドリル１の断面図を示す図である。図３に示すように，切削部２は軸部３の一方の端部に接続されている。軸部３は円筒状であり，ガンドリル１の長手方向に沿ってＶ字状の溝部３２が形成されていて，断面が円形から一部が切り欠かれた形状である。溝部３２は，切削部２の溝部２２と繋がっていて，刃先２１によって切り取ったワークの切り屑を基端部３側へ排出するためのものである。
【００２８】
また，軸部３は，中央にクーラントが流通可能な長手方向に沿った流通経路３１が形成されている。流通経路３１の断面形状は，切削部２の貫通孔２３の断面形状と略同一に構成されていて，流通経路３１の端部と貫通孔２３の端部とがスムーズに繋がる。これにより，ガンドリル１の内部を流れるクーラントの抵抗を減らし，圧力損失が抑制される。
【００２９】
図３に示すように，軸部３の他方の端部には，基端部４が接続されている。基端部４は円筒状であり，中央にクーラントが流通可能な長手方向に沿った流通経路４１が形成されている。流通経路４１の断面形状は，軸部３の流通経路３１の断面形状と略同一に構成されていて，流通経路３１の端部と流通経路４１の端部とがスムーズに繋がる。また，基端部４は，外周側壁の一部が切り欠かれていて，螺子孔４２が設けられている。螺子孔４２は，基端部３を図示しないガンドリルマシンに接続してガンドリル１を取り付ける際に，ガンドリル１をガンドリルマシンに確実に固定するために用いられる。
【００３０】
また，ガンドリルマシンには，クーラントをガンドリル１に供給するための図示しないポンプが配されている。なお，当該ポンプは，一般的なガンドリルに用いられる５．５ｋｗのポンプである。当該ポンプによってクーラントがガンドリル１に供給され，流通経路３１，４１を介して噴出口２４ｂよりクーラントが噴出される。なお，本実施形態においては，一例として噴出口２４ｂから噴出されるクーラントの圧力は１５ＭＰａで構成しているが，これに限られず噴出されるクーラントの圧力は７ＭＰａから３０ＭＰａであればよく，従来よりも極めて高圧となる。
【００３１】
また，ガンドリル１は，ガンドリルマシンに回転可能に，かつ，長手方向に沿って前後移動可能に取り付けられている。これにより，ガンドリル１が回転しながら前進して，ワークを削り深穴加工を行う。また，ワークの切削と同時に噴出口２４ｂからクーラントが噴出されて，切削部２を冷却しつつワークの切り屑を切断し，溝部２２から切り屑を排出する。
【００３２】
＜２．本実施形態の効果＞
本実施形態のガンドリル１は上記の構造により，以下の効果を奏する。
ガンドリル１は，切削部２の貫通孔２３に筒状部材２４が取り付けられており，噴出口２３ａよりも小さい貫通孔２４ｂからクーラントが噴出されるので，高圧のクーラントが噴出される。同時に，ガンドリル１内の流通経路３１，４１及び貫通孔２４ａを流れるクーラントの圧力が高圧となり，ガンドリル１の振れが抑制されて深穴加工時の曲がりを抑制することができる。これは，ホースや血管を流れる水や血液の圧力が高まると，ホースや血管が硬くなり，曲がりが抑制されることと同様である。
【００３３】
これにより，従来よりも高精度な深穴加工が可能となり，また従来よりも加工スピードが大幅に向上する。具体的には，従来と比較して略２倍から７倍の加工スピードである。また，クーラントを供給するポンプは，従来と同性能のままでよく，高圧かつ高性能のポンプを使わず低コストでこれを実現できる。また，噴出口２４ｂから高圧のクーラントが噴出されるので，ワークの切り屑が短い寸法の段階で細かく裁断されて，クーラントと共に溝部２２へ流れ，切り屑がスムーズに排出される。これにより，切り屑の詰まりを抑制し，切り屑の排出もスムーズとなり，効率のよい深穴加工ができる。
【００３４】
＜３．別の実施形態＞
次に，前記の実施形態とは別の実施形態に係るガンドリルについて説明する。本実施形態のガンドリル１００と，前記実施形態のガンドリル１との主な相違点は，切削部におけるクーラントを噴出する噴出口の数が２つの点である。以下，この相違点を中心に説明し，ガンドリル１と同様の部分については説明を省略し，同様の構成については同じ符号を用いる。
【００３５】
図４（ａ）は，本実施形態に係るガンドリル１００の先端部を示す斜視図である。（ｂ）は平面図である。（ｃ）は一部破断側面図である。図４に示すように，切削部１２０は，先端に刃先１２１を備え，ガンドリル１００の長手方向に沿ってＶ字状の溝部１２２が形成されていて，断面が円形から一部が切り欠かれた形状である。溝部１２２は，刃先１２１によって切り取ったワークの切り屑を基端部３側へ排出するためのものである。
【００３６】
また，切削部１２０の先端の面には，クーラントを噴出する第１噴出口１２３ａと第２噴出口１２４ａが設けられていて，噴出口１２３ａから軸部３の流通経路に続く貫通孔１２３と，噴出口１２４ａから軸部３の流通経路に続く貫通孔１２４が形成されている。
【００３７】
また，図４（ｃ）に示すように，切削部１２０の貫通孔１２３には，貫通孔１２５ａを具備する円筒状部材１２５が固定されている。切削部１２０の貫通孔１２４には，貫通孔１２６ａを具備する円筒状部材１２６が固定されている。そして，貫通孔１２５ａ，１２６ａの先端面が，それぞれクーラントを噴出する噴出口１２５ｂ，１２６ｂとなる。また，貫通孔１２３，１２４の壁面と円筒状部材１２５，１２６の側壁との間には合金１２７が介在しており，合金１２７によって円筒状部材１２５，１２６が貫通孔１２３，１２４にそれぞれ確実に固定されている。
【００３８】
また，貫通孔１２３，１２４は，軸部３の流通経路３１に繋がっていて，流通経路３１を介して噴出口１２５ｂ，１２６ｂよりクーラントが噴出される構成となっている。なお，軸部３が２つの流通経路を備え，これら２つの流通経路がそれぞれ２つの貫通孔１２３，１２４に繋がる構成としてもよい。
【００３９】
次に，また別の実施形態に係るガンドリルについて説明する。本実施形態のガンドリル２００と，前記実施形態のガンドリル１との主な相違点は筒状部材の有無であり，本実施形態のガンドリル２００は，切削部２２０が筒状部材を備えていない。以下，この相違点を中心に説明し，ガンドリル１と同様の部分については説明を省略し，同様の構成については同じ符号を用いる。
【００４０】
図５は，本実施形態に係るガンドリル２００の断面図である。図５に示すように，切削部２２０は，先端部に流体を噴出する噴出口２２１と，これに続き基端部側にのびる貫通孔２２２と，さらにこれに続き基端部側までのびる管通路２２３とを備える。貫通孔２２２は噴出口２２１と略同径であり，管通路２２３は貫通孔２２２よりも径が大きく構成されている。
【００４１】
また，貫通孔２２２と管通路２２３との接続部の壁はアールが切られており，流体が滑らかに流れるよう構成されている。なお，このアールをさらに大きくしてもよく，貫通孔２２２を噴出口２２１に向けて絞る錐状にしてもよい。また，軸部３の流通経路３１と管通路２２３との接続部の壁についても，大きくアールを切るようにして，流体の流れを滑らかに構成することも可能である。
【００４２】
以上のとおり，図面を参照しながら本発明の好適な実施形態を説明したが，本発明の趣旨を逸脱しない範囲内で，種々の追加，変更または削除が可能である。例えば，噴出口の形状は円形に限られず，楕円形やその他の形状でもよい（図６（ａ）参照）。また，筒状部材の貫通孔の形状は一定断面のものに限られず，錐状の貫通孔としてもよい（図６（ｂ）参照）。したがって，そのようなものも本発明の範囲内に含まれる。
【符号の説明】
【００４３】
１  ガンドリル
２  切削部
２１  刃先
２２  溝部
２３  貫通孔
２３ａ  噴出口
２４  円筒状部材
２４ａ  貫通孔
２４ｂ  噴出口
２５  合金
３  軸部
３１  流通経路
３２  溝部
４  基端部
４１  流通経路
４２  螺子孔
１００  ガンドリル
１２０  切削部
１２１  刃先
１２２  溝部
１２３  第１貫通孔
１２３ａ  第１噴出口
１２４  第２貫通孔
１２４ａ  第２噴出口
１２５，１２６  円筒状部材
１２５ａ，１２６ａ  貫通孔
１２５ｂ，１２６ｂ  噴出口
２００  ガンドリル
２２０  切削部
２２１  噴出口
２２２  貫通孔
２２３  管通路
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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