(57)【要約】【課題】ドリル本体に装着されたスローアウェイチップを用いて穴あけ加工する際、高い加工精度を維持できるドリルを提供する。【解決手段】ドリルは、軸線回りに回転可能なドリル本体に対して着脱可能なスローアウェイチップ２を有している。スローアウェイチップ２は略平板状に形成されており、ドリル本体の先端面に開口した凹溝部に配置される。凹溝部に配置された際、スローアウェイチップ２の軸線と交わる方向両側の面２ｄはドリル本体から露出するように設定されており、この面２ｄのそれぞれには、ワークに当たる２つのマージン部２１、２２が設けられている。【選択図】　　　　図６
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
軸線回りに回転可能なドリル本体と、前記ドリル本体に対して着脱可能なスローアウェイチップとを有するドリルにおいて、
前記スローアウェイチップは略平板状に形成されており、
前記ドリル本体はその先端部に前記スローアウェイチップを配置可能な凹溝部を有し、
前記凹溝部に配置した前記スローアウェイチップの前記軸線と交わる方向両側の面は前記ドリル本体からそれぞれ露出するように設定されており、
前記スローアウェイチップの前記両側の面のそれぞれには、工作対象物に当たるマージン部が少なくとも２つずつ設けられていることを特徴とするドリル。
【請求項２】
前記凹溝部は前記ドリル本体の先端面に開口するように前記軸線を含む平面に沿って形成され、前記凹溝部の内側面には前記軸線に沿う方向に延びるガイド溝が設けられ、前記スローアウェイチップのうち前記凹溝部の前記内側面と対向する外側面には前記ガイド溝に噛合可能な凸部が設けられていることを特徴とする請求項１記載のドリル。
【請求項３】
ドリル本体の先端面に開口した凹溝部に挿入可能な略平板状のスローアウェイチップにおいて、
前記凹溝部に挿入された際の前記挿入方向と交わる方向両側の面が前記ドリル本体からそれぞれ露出するように設定されており、
前記両側の面のそれぞれには、工作対象物に当たるマージン部が少なくとも２つずつ設けられていることを特徴とするスローアウェイチップ。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、ドリル本体に対して着脱可能なスローアウェイチップを有するドリル及びスローアウェイチップに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来より、先端面に凹溝部を有するドリル本体に対して、この凹溝部に着脱自在なスローアウェイチップ（以下、「チップ」と称する）を取り付け、使用後のチップを再研磨することなく使い捨てにすることにより、工具再研磨の手間を省いて工具交換時間を少なくするといったドリルがある。
【０００３】
図８は従来のドリルの一例を示す図である。図８において、ドリルＤＪは、ドリル本体１００と、ドリル本体１００に対して着脱可能なスローアウェイチップ１０１とを有している。ドリル本体１００の先端面１０２には、この先端面１０２に開口するように凹溝部１０３が形成されている。穴あけ加工する際には、凹溝部１０３に配置されたスローアウェイチップ１０１のうちドリル本体１００から露出している面１０４の一部を工作対象物であるワークＷに当てながら、穴あけ加工が行われる。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、上述したような従来のドリルにおいて以下に述べる問題が生じるようになった。
ドリルＤＪを用いてワークＷの穴あけ加工を行った場合において、穴Ｈを貫通させる直前、すなわち、ドリルＤＪがワークＷの穴Ｈから抜ける際において、穴Ｈが曲がる（図８中、矢印Ｃ参照）現象が生じ、ワークＷに対するドリルの加工精度が低下するという問題が生じるようになった。
【０００５】
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、ドリル本体に装着されたスローアウェイチップを用いて穴あけ加工する際、高い加工精度を維持できるドリル及びこのドリルに着脱可能なスローアウェイチップを提供することを目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
上記の課題を解決するため、本発明のドリルは、軸線回りに回転可能なドリル本体と、前記ドリル本体に対して着脱可能なスローアウェイチップとを有するドリルにおいて、前記スローアウェイチップは略平板状に形成されており、前記ドリル本体はその先端部に前記スローアウェイチップを配置可能な凹溝部を有し、前記凹溝部に配置した前記スローアウェイチップの前記軸線と交わる方向両側の面は前記ドリル本体からそれぞれ露出するように設定されており、前記スローアウェイチップの前記両側の面のそれぞれには、工作対象物に当たるマージン部が少なくとも２つずつ設けられていることを特徴とする。
本発明のスローアウェイチップは、ドリル本体の先端面に開口した凹溝部に挿入可能な略平板状のスローアウェイチップにおいて、前記凹溝部に挿入された際の前記挿入方向と交わる方向両側の面が前記ドリル本体からそれぞれ露出するように設定されており、前記両側の面のそれぞれには、工作対象物に当たるマージン部が少なくとも２つずつ設けられていることを特徴とする。
【０００７】
本発明によれば、ドリル本体に装着したスローアウェイチップにおいて、このドリル本体から露出する面のそれぞれにマージン部を少なくとも２つずつ設けてダブルマージン構造とすることにより、軸線回りに回転するドリルにおける工作対象物に当たるマージン部は全部で少なくとも４つとなる。したがって、回転中においても工作対象物に対するドリルの位置は安定するので、穴あけ加工した際の穴の曲がりの発生を抑制できる。
すなわち、従来では、穴あけ加工する際にスローアウェイチップのうちドリル本体から露出した面の一部を当てながら穴あけ加工する構成であったため、回転するドリルの軸線と交わる方向における位置が不安定になって貫通させる際に穴の曲がりが発生する場合があったが、本発明では、スローアウェイチップのマージン部を１つの露出した面に少なくとも２つ、全部で４つ設けたことにより、回転するドリルの軸線と交わる方向における位置が安定して貫通させる際の穴の曲がりの発生を抑制できる。
【０００８】
本発明のドリルにおいて、前記凹溝部は前記ドリル本体の先端面に開口するように前記軸線を含む平面に沿って形成され、前記凹溝部の内側面には前記軸線に沿う方向に延びるガイド溝が設けられ、前記スローアウェイチップのうち前記凹溝部の前記内側面と対向する外側面には前記ガイド溝に噛合可能な凸部が設けられていることを特徴とする。これによれば、ガイド溝及び凸部によりセレーション構造が構成され、ガイド溝に凸部を噛合しつつ凹溝部にスローアウェイチップを先端側からスライドするように挿入するだけで、スローアウェイチップをドリル本体に容易に取り付けることができるとともに、ドリル本体に対するスローアウェイチップの位置合わせ精度も向上できる。また、セレーション構造とすることによってドリル本体が回転してスローアウェイチップによって工作対象物を加工する際にも、ドリル本体とスローアウェイチップとは位置ずれを起こさず、ドリル本体の回転力はスローアウェイチップに確実に効率良く伝達される。
【０００９】
【発明の実施の形態】
以下、本発明のドリル及びスローアウェイチップについて図面を参照しながら説明する。図１は本発明のドリル及びスローアウェイチップの一実施形態を示す側面図であって、図１（ａ）はＹ方向から見た側面図、図１（ｂ）はＸ方向から見た側面図である。また、図２は図１（ａ）を先端側（Ｚ方向側）から見た図、図３は図１（ｂ）のＡ−Ａ矢視断面図である。
【００１０】
図１において、ドリルＤは、軸線Ｏ回りに回転可能なドリル本体１と、ドリル本体１に着脱可能に取り付けられるスローアウェイチップ（以下、「チップ」と称する）２とを備えている。チップ２は超硬合金等の硬質材料により構成されており切刃２ａを有している。ドリル本体１の後端側には大径部であるシャンク部１ａが設けられている。一方、ドリル本体１の先端側にはドリル本体１の先端面３に開口する一対の切屑排出溝４が形成されている。切屑排出溝４は、図２に示すように、軸線Ｏを挟んで互いに反対側に、且つ後端側に向かうに従い軸線Ｏ回りに穴明け加工時のドリル回転方向Ｔの後方側に捩れるように螺旋状に形成されている。
【００１１】
ドリル本体１の先端部には凹溝部６が形成されている。凹溝部６は軸線Ｏを含む平面に沿って形成されており、ドリル本体１の先端面３に開口するように形成されている。凹溝部６は、切屑排出溝４の先端側におけるドリル回転方向Ｔ側を向く壁面どうしの間を軸線Ｏに対する直径方向に切り欠くようにして形成されたものであって、先端側を向き軸線Ｏに直交する底面６ａと、底面６ａに直交するとともに軸線Ｏに沿って延びる互いに対向した一対の内側面６ｂとを備えている。そして、図１（ｂ）に示すように、凹溝部６は側面視において先端面３に向けてコ字状に開口するように形成されており、チップ２を配置可能となっている。
【００１２】
チップ２は概略偏五角形の平板状に形成されたものであって、凹溝部６にその後端面２ｃを底面６ａに対向させつつ配置される。更に、チップ２は凹溝部６に配置された際、軸線Ｏと交わる方向両側の面２ｄ、２ｄをドリル本体１から露出するようにその大きさを設定されている。
【００１３】
ドリル本体１の内部には、軸線Ｏに沿って流路５が形成されている。流路５は、ドリル本体１のうち、後端面８と凹溝部６の底面６ａとを連通するように形成されている。そして、流路５のうち、ドリル本体１の後端面８側には、図１（ａ）に示すように、ドリル本体１の外部に設けられ、加工油（流体）を流路５に対して供給可能な加工油供給部９が接続されている。ドリル本体１外部に設けられた加工油供給部９から流路５に供給された加工油は、流路５の後端面８側から、凹溝部６のうち先端側を向く底面６ａに対して流通するようになっている。
【００１４】
図１及び図２に示すように、凹溝部６の底面６ａにはざぐり加工により形成された凹状のさぐり部（空隙部）１５が形成されている。このさぐり部１５は流路５の先端側に連続するように形成され、流路５より大径部となっている。そして、さぐり部１５は、凹溝部６にチップ２を配置した際、ドリル本体１とチップ２の後端面２ｃとの間に空隙部１５を形成する。空隙部１５は流路５から供給された加工油の油溜まりとして用いられる。
【００１５】
凹溝部６のうち内側面６ｂには、軸線Ｏに沿う方向に延びるガイド溝７が形成されている。ガイド溝７は、軸線Ｏに沿う方向に延びる溝部が軸線Ｏと交わる方向に複数並んで形成されたものであり、一対の内側面６ｂのそれぞれに形成されている。このとき、ガイド溝７は、内側面６ｂの全面に形成されておらず、図２に示すように、内側面６ｂのそれぞれの軸線Ｏ近傍からＸ方向一方の端部に亘って形成されている。
【００１６】
図１及び図３に示すように、チップ２はＸ方向中央部に厚み方向に明けられた貫通穴１０を有しており、凹溝部６に配置された際、貫通穴１０とドリル本体１の先端部のうちＸ方向中央部においてＹ方向に明けられた貫通穴１１とを一致するように設定されている。貫通穴１０、１１のそれぞれは雌ネジを形成されており、それぞれの貫通穴１０，１１に対してボルトからなる固定部材１２を挿通し螺着することにより、ドリル本体１とチップ２とは連結固定される。ここで、貫通穴１０，１１のそれぞれはＸ方向中央部に形成されている構成であり、軸線Ｏと一致している。
【００１７】
図４はスローアウェイチップ２をＹ方向から見た側面図、図５は図４を先端側から見た図、図６はスローアウェイチップ２をＸ方向から見た側面図である。
図４及び図５に示すように、チップ２は概略偏五角形の平板状に形成されたものであって、チップ２の先端部は、軸線Ｏから外周側に向かうに従い漸次後退する二等辺三角形状（Ｖ字状）に形成されている。チップ２の外側面２ｂには、ドリル本体１のガイド溝７に噛合可能な複数の凸部１３が形成されている。凸部１３は軸線Ｏに沿う方向に延びるように、つまりその稜線が軸線Ｏ方向に一致するように形成されており、軸線Ｏと交わる方向に複数並んで形成されている。この凸部１３は、チップ２を凹溝部６に配置した際、凹溝部６のガイド溝７が形成されている位置に対応する位置に形成されている。すなわち、凸部１３は一対の外側面２ｂのそれぞれに形成されており、外側面２ｂのそれぞれの軸線Ｏ近傍からＸ方向一方の端部に亘って形成されている。
【００１８】
ここで、切り刃２ａは、チップ２の先端部とチップ２の両外側面２ｂのうちドリル回転方向Ｔ側を向くすくい面２０との交差稜線部にそれぞれ形成されている。すくい面２０は、チップ２の後端側に向かうに従い漸次幅狭となりつつ（図４参照）、反対側の外側面２ｂ側に漸次後退する傾斜面となっている（図６参照）。そして、両外側面２ｂのすくい面２０以外の部分に凸部１３が形成された構成となっている。
【００１９】
複数の凸部１３のそれぞれには、挿入方向前方側、すなわちチップ２の後端面２ｃ側に向かって傾斜するようにテーパ部３０（３０Ａ〜３０Ｄ）がそれぞれ形成されている。すなわち、チップ２の後端面２ｃ側に向かってチップ２の厚みを薄くするようにテーパ部３０が形成されている。これら複数の凸部１３のそれぞれに形成されているテーパ部３０Ａ〜３０Ｄの挿入方向における形成距離、すなわち、Ｚ軸方向におけるテーパ部３０Ａ〜３０Ｄそれぞれの形成距離は互いに異なる値に設定されている。本実施形態において、テーパ部３０Ａ〜３０Ｄそれぞれの形成距離は、挿入方向と交わる方向における外側面２ｂのＸ方向中央部から端部に向かって徐々に短くなるように設定されている。すなわち、外側面２ｂのうちＸ方向中央部のテーパ部３０Ｄの形成距離が最も長く設定されており、Ｘ方向端部側に向かって形成距離が徐々に短くなるように設定されている。また、テーパ部３０Ａ〜３０Ｄの先端側（−Ｚ側）のそれぞれは直線状のラインＭ上に配置されるように設定されており、このラインＭとＸ軸とのなす角度はθＭとなっている。すなわち、テーパ部３０Ａ〜３０Ｄは同一面により面取りされた構成となっている。一方、図１（ａ）に示すように、ドリル本体１の先端部は側面視略Ｖ字状に形成されており、この先端面３とＸ軸とのなす角度は、前記ラインＭとＸ軸とのなす角度θＭとほぼ同じである。すなわち、テーパ部３０Ａ〜３０Ｄのそれぞれで設定されるラインＭが、先端面３の傾斜（形状）とほぼ一致するように、テーパ部３０Ａ〜３０Ｄそれぞれの形成距離が設定される。
【００２０】
図５及び図６に示すように、凹溝部６に配置された際にドリル本体１から露出する面２ｄ、２ｄのそれぞれには、穴あけ加工する際にワーク（工作対象物）に当たるマージン部がそれぞれ複数設けられている。本実施形態において、マージン部は、第１マージン部２１及び第２マージン部２２の２つずつ設けられている。第１マージン部２１はすくい面２０に近接して設けられ、すくい面２０の形状に沿うように先端側からすくい面とは反対側の外側面２ｂ側に傾斜するように設けられている（図６参照）。第２マージン部２２は第１マージン部２１とほぼ並列して設けられている。そして、第１マージン部２１と第２マージン部２２との間には、これら第１、第２マージン部２１、２２と並列する溝部２３が形成されている。ここで、第１マージン部２１のマージン幅ｈ１はドリル本体１の直径の３〜１０％程度に設定され、好ましくは５％程度に設定されている。第２マージン部２２のマージン幅ｈ２はドリル本体１の直径の１０〜１５％に設定され、好ましくは１２％程度に設定されている。溝部２３の幅ｈ３はドリル本体１の直径の５〜１０％に設定され、好ましくは１２％に設定されている。
【００２１】
ところで、チップ２を凹溝部６に配置した際、図７に示すように、チップ２に形成されている凸部１３とドリル本体１の凹溝部６に形成されているガイド溝７との間には、複数並んだ凸部１３のそれぞれの頂上及び谷部近傍において間隙部１４が形成されるように設定されている。この間隙部１４は加工油を流通可能な程度の大きさに設定されチップ２の先端側と後端側とで加工油を流通可能となっており、チップ２を凹溝部６に配置した際、流路５を介して凹溝部６の底面６ａに供給された加工油は間隙部１４を流れるようになっている。つまり、流路５を介して凹溝部６に供給された加工油は、間隙部１４を通ってチップ２の先端側から流出するようになっている。ここで、間隙部１４は凸部１３の頂上付近（ガイド溝７の谷付近）のみに形成されるようになっており、他の部分においてはガイド溝７と凸部１３とは互いに当接するように設定されている。そして、前述した空隙部１５は、凹溝部６の底面６ａのうち、ガイド溝７と凸部１３との接合部に対応する位置に形成されている。すなわち、凹溝部６にチップ２を配置した際、空隙部１５は間隙部１４に連続するようになっている。ここで、通路５より大径に形成されている空隙部１５は、ガイド溝７と凸部１３との間に形成されている複数の間隙部１４のそれぞれに連続するように大きく形成されている。
【００２２】
次に、上述した構成を備えるドリルＤにおいてドリル本体１にチップ２を取り付ける手順及び穴あけ加工時における動作について説明する。
まず、チップ２の後端面２ｃと凹溝部６とが対向される。ここで、上述したように、テーパ部３０Ａ〜３０Ｄのそれぞれで設定されるラインＭとＸ軸とのなす角度と、ドリル本体１の先端面３のＸ軸に対する傾斜角度とはほぼ同じ値θＭに設定されている。そして、ドリル本体１にチップ２を取り付ける際、チップ２の貫通穴１０の形成方向とドリル本体１の貫通穴１１の形成方向とを一致させ、凹溝部６に対して先端面３側（開口側）からチップ２を＋Ｚ方向、すなわち軸線Ｏ方向（図１中、矢印Ｓ参照）に挿入する。ここで、チップ２を凹溝部６に挿入する状態において、テーパ部３０Ａ〜３０Ｄのそれぞれで設定されるラインＭとＸ軸とのなす角度と、ドリル本体１の先端面３のＸ軸に対する傾斜角度とはほぼ同じ値θＭに設定されているので、チップ２に形成されている複数の凸部１３のそれぞれと、凹溝部６に形成されている複数のガイド溝７のそれぞれとは、ほぼ同時に噛合される。すなわち、挿入動作の際、複数の凸部１３とガイド溝７とは同時に噛合されるので、チップ２をぐらつかせたりせずに、挿入動作を円滑に行うことができる。そして、チップ２は更に挿入されることにより、凹溝部６に配置される。チップ２を挿入することにより、やがてチップ２の後端面２ｃと凹溝部６の底面６ａとが当接する。凹溝部６の底面６ａに対してチップ２の後端面２ｃが当接する位置は、チップ２の貫通穴１０とドリル本体１の貫通穴１１とが一致するように設定されているため、この状態で貫通穴１０，１１に固定部材１２を挿入し、ボルトとしての固定部材１２と雌ネジを有する貫通穴１０，１１とを螺着することにより、チップ２はドリル本体１に対して連結固定される。
【００２３】
なお、チップ２をドリル本体１から取り外す際には、固定部材１２と貫通穴１０，１１との螺着を解き、固定部材１２を取り外した後、チップ２を凹溝部６から引き抜くことにより、ドリル本体１とチップ２とは分離される。
【００２４】
ドリル本体１に対してチップ２を固定したら、加工油供給部９よりドリル本体１の流路５に対して加工油を供給しつつ、ワークに対する穴明け加工を行う。流路５に供給された加工油は、流路５の先端側端部から加工油溜まりとしての空隙部１５に供給される。そして、空隙部１５と間隙部１４とは連続しているため、加工油は間隙部１４を介してチップ２の先端側から放出される。こうして、ワークに対して加工油を供給しつつ穴明け加工を行うことができる。
【００２５】
ここで、チップ２の面２ｄ、２ｄには第１マージン部２１及び第２マージン部２２が設けられてダブルマージン構造となっている。すなわち、穴あけ加工の際に回転するドリルＤにおいて、ワーク（工作対象物）に当たるマージン部は片方の面２ｄにおいて２箇所、全部で少なくとも４箇所である。したがって、回転中においてもワークに対するドリル１の軸線Ｏと交わる方向における位置は安定するので、穴あけ加工した際の穴の曲がりの発生を抑制しつつ穴あけ加工できる。
【００２６】
以上説明したように、チップ２のマージン部を１つの露出した面２ｄに少なくとも２つ、全部で４つとしたことにより、回転するドリル１の軸線と交わる方向における位置が安定して貫通させる際の穴の曲がりの発生を抑制できる。
【００２７】
なお、本実施形態においては、１つの面２ｄに対してマージン部を２つ設けた構成であるが、３つ以上の任意の複数設けても構わない。更に、溝部２３のＺ方向から見た形状も、Ｖ字状や円弧状あるいは矩形状等、任意に設定可能である。
【００２８】
【発明の効果】
スローアウェイチップのマージン部を少なくとも２つに設定してダブルマージン構造としたことにより、ドリルの軸線と交わる方向における位置を安定した状態で穴あけ加工できる。したがって、貫通させる際の穴の曲がりの発生を抑制でき、高い加工精度を実現できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明のドリルの一実施形態を示す側面図である。
【図２】図１のドリルを先端側から見た図である。
【図３】図１のＡ−Ａ矢視断面図である。
【図４】スローアウェイチップの側面図である。
【図５】スローアウェイチップを先端側から見た図である。
【図６】スローアウェイチップの側面図である。
【図７】間隙部を説明するための図である。
【図８】従来のドリルの問題点を示す図である。
【符号の説明】
１…ドリル本体、２…チップ（スローアウェイチップ）、２ｂ…外側面、
２ｄ…（露出）面、３…先端面、６…凹溝部、６ｂ…内側面、７…ガイド溝、
１３…凸部、２１…第１マージン部、２２…第２マージン部、２３…溝部、
Ｏ…軸線、Ｄ…ドリル
【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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【図７】
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【図８】
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