(57)【要約】【課題】内切刃と外切刃の損傷の形態が異なる切削環境において、工具寿命の検知ミスやセンサ機能の過敏作動を防止し、損耗センサを正確に作動することができるドリル加工用スローアウェイチップを提供する。【解決手段】母材２の一主面側にすくい面５、他の主面側に着座面６、および前記すくい面５と交差する側面に逃げ面７を形成し、前記すくい面５と逃げ面７との交差稜部分にそれぞれ穴底面外周側を切削する内切刃８ａと穴底面内周側を切削する外切刃８ｂを設けたドリル加工用スローアウェイチップ１において、切刃の損耗幅を検知するセンサライン９を前記切刃８に沿って前記逃げ面７に形成するとともに、内切刃８ａのセンサライン幅ｗ１を外切刃８ｂのセンサライン幅ｗ２より広くする。【選択図】　図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
ホルダ本体の先端中心部に配設された内切刃と、前記ホルダ本体の先端外周部に配設された外切刃とを具備するスローアウェイ式穴あけ工具であって、前記内切刃および前記外切刃の逃げ面にそれぞれの切刃に近接して該切刃の損耗状態を検知するセンサラインをそれぞれ配設するとともに、前記内切刃に近接して配設される内切刃センサラインのライン幅を前記外切刃に近接して配設される外切刃センサラインのライン幅よりも狭くすることを特徴とするスローアウェイ式穴あけ工具。
【請求項２】
前記内切刃と前記外切刃の両方を具備するスローアウェイチップ少なくとも２つを前記ホルダ本体の前記先端中心部および前記外周部それぞれに前記内切刃と前記外切刃として配設することを特徴とする請求項１記載のスローアウェイ式穴あけ工具。
【請求項３】
前記内切刃を具備するスローアウェイチップと前記外切刃を具備するスローアウェイチップそれぞれを前記ホルダ本体に配設することを特徴とする請求項１記載のスローアウェイ式穴あけ工具。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明はスローアウェイ式穴あけ工具に関し、特に切刃の摩耗を検知するセンサラインを設けたスローアウェイ式穴あけ工具に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来から、切削工具の熱的、機械的、電気的変化を利用して切削工具の寿命を検知する方法が検討されている。例えば、特開Ｈ９−３８８４６号公報では、チップ逃げ面の切刃近傍にセンサライン（薄膜回路）を形成したスローアウェイチップをシャンクの先端に取り付けてセンサラインの導通状態を測定することにより、チップ切刃の損耗状態を検知できることが記載されている。
【０００３】
一方、切削工具としては、特開Ｈ９−３８８４６号公報に開示されるような旋削工具の他に、例えば穴加工を施すために底面部分を切削するための内切刃と外周部分を切削するための外切刃とを備えたスローアウェイ式穴あけ工具が知られている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、特開Ｈ９−３８８４６号公報に開示されるような工具は、旋削工具としては有効であるものの、センサ回路が特に必要となる穴あけ加工用の切削工具等の穴あけ工具では、ホルダ本体の先端中心部に配設された内切刃と先端外周部に配設された外切刃との２種類が必要となり、内切刃および外切刃の損耗形態が異なることから上記構成を単純に転用することができないものであった。
【０００５】
すなわち、内切刃と外切刃とを具備する穴あけ工具では、外切刃は磨耗が進行しやすく、内切刃は非削材との摩擦によるチッピングが生じやすいという損耗形態が基本的に異なるものであり、両切刃に同じセンシングレベルのセンサラインを配設するとチップの内切刃と外切刃との両方を最大限、有効に使用することができないものであった。また、上記穴あけ工具では内切刃および外切刃にかかる抵抗のバランスをとりながら進行方向を定めて切削するものであることから、単純に切刃の損耗量のみで工具寿命を判定すると前記切刃の抵抗のバランスが崩れて穴径や加工位置が狂ってしまう恐れがあり、特に穴開け加工では目視で加工状態を確認できないため高い加工精度を維持する必要があった。
【０００６】
本発明は上記課題を解決するためになされたもので、内切刃と外切刃とを具備する穴あけ工具において、工具寿命の検知ミスやセンサ機能の過敏作動を防止して正確な寿命が検知でき、切刃を最大限に使用できるとともに高い加工精度を維持できる高精度、高効率、かつ経済的なスローアウェイ式穴あけ工具を提供することを目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
本発明者は、上記課題に対し、穴あけ工具の内切刃と外切刃を最大限に使用できる最適な寿命を効率よく、経済的に検知できるとともに、高精度な加工状態を維持できる方法について検討した結果、内切刃および外切刃に沿って平行に切刃の損耗状態を検知できるセンサラインを形成するとともに、内切刃のセンサラインの幅を外切刃のセンサラインの幅より狭くすることによって、両者をともに最大限使用できるとともに、内切刃と外切刃にかかる抵抗のバランスが許容可能な状態となる最適な工具寿命を検知でき、効率的、かつ経済的な穴あけ工具となることを知見した。
【０００８】
すなわち、本発明のスローアウェイ式穴あけ工具は、ホルダ本体の先端中心部に配設された内切刃と、前記ホルダ本体の先端外周部に配設された外切刃とを具備するものであって、前記内切刃および前記外切刃の逃げ面にそれぞれの切刃に近接して該切刃の損耗状態を検知するセンサラインをそれぞれ配設するとともに、前記内切刃に近接して配設される内切刃センサラインのライン幅を前記外切刃に近接して配設される外切刃センサラインのライン幅よりも狭くすることを特徴とするものである。
【０００９】
ここで、前記内切刃と前記外切刃の両方を具備するスローアウェイチップ少なくとも２つを前記ホルダ本体の前記先端中心部および前記外周部それぞれに前記内切刃と前記外切刃を配設するか、または前記内切刃を具備するスローアウェイチップと前記外切刃を具備するスローアウェイチップそれぞれを前記ホルダ本体に配設するのが望ましい。
【００１０】
【発明の実施の形態】
本発明のスローアウェイ式穴あけ工具に装着されるスローアウェイチップの一例について、その概略斜視図である図１（（ａ）内切刃を手前上方からみた斜視図、（ｂ）外切刃を手前上方から見た斜視図、（ｃ）着座面）を基に説明する。
【００１１】
図１によれば、スローアウェイチップ１は、略平板状を呈する母材２の一方の主面にすくい面５を、他方の主面に着座面６を、側面に逃げ面７を形成し、すくい面５と逃げ面７との交差稜部分に切刃８（８ａ、８ｂ）が形成され、図１によれば、スローアウェイチップ１のすくい面５は略矩形状をなし、一対の対向する二辺に内切刃８ａと、他の対向する二辺に外切刃８ｂが形成されている。
【００１２】
また、図１によれば、スローウェイチップ１の逃げ面７の切刃８近傍に該切刃８に沿って平行に導電帯からなるセンサライン９（内切刃センサライン９ａ、外切刃センサライン９ｂ）が設けられており、センサライン９の形成位置と幅によって、工具寿命（摩耗量）の許容摩耗幅を規定することができる。
【００１３】
更に、センサライン９の両端は、スローアウェイチップ１の表面に形成された第１の接続ライン１０、折り返しライン１１−第２の接続ライン１２に接続され、第１の接続ライン１０−センサライン９−折り返しライン１１−第２の接続ライン１２、および第１、第２の接続ライン１０、１２の端部に位置し、後述する外部端子と電気的に接続される一対の接続領域１３ａ、１３ｂによってセンサ回路が形成されている。
【００１４】
そして、例えば、センサライン９の逃げ面７の切刃近傍に切刃８の寿命基準量（切刃８の摩耗限界幅）、例えば０．０５〜０．７ｍｍに一致させておき、切刃８にて切削加工を行う際、切刃８の近傍に形成されたセンサライン９の少なくとも一部が摩耗等の損傷により断線した時点で、センサライン９、すなわちセンサ回路が断線され、センサ回路の両端に形成された一対の接触領域１３ａ、１３ｂ間の抵抗値変化を検知することによって、切刃８の損傷または摩耗に起因した抵抗増大による寿命を検知できる。
【００１５】
本発明によれば、内切刃のセンサライン９ａの幅ｗ１を、外切刃のセンサライン９ｂの幅ｗ２よりを狭く設定したことが大きな特徴であり、これによって、目視できない加工部分において、内切刃の摩耗および損傷が外切刃の工具寿命限界に至っていないような場合においてもセンサ回路を確実に断線させることができる結果、損耗センサを正確に作動させることができるとともに、内切刃の損傷に起因するドリル本体や被削材の破損を防止できる。一方、外切刃が寿命限界に至っていないにも関わらず外切刃の摩耗量が内切刃の工具寿命限界を超えてしまうような場合においては、センサ回路１４の過敏な反応を抑制して、切刃８部分の摩耗幅が所定幅に達した時点で損耗センサが断線するようになる結果、損耗センサを正確に作動させることができるとともに、ドリルの先端部の進行方向を管理して精度の高い加工が可能となる。
【００１６】
また、本発明によれば、センサ回路は図１のパターンに限定されるものでなく、例えば、図２に示すように折り返しライン１１を形成せず、接続ライン１５〜１８が２つのコーナーにまたがって形成されるものであってもよい。
【００１７】
なお、図１では内切刃８ａは途中に段部のある形状となっており、切屑排出性およびドリルの加工時にかかる配分力バランスを勘案してドリル加工径がドリル本体の径よりも大きくなるようにしてドリルをワークから引き抜く際に加工穴に干渉しないものであるが、本発明はこの形状に限定されるものではなく、段部のない形状であってもよい。また、図１ではスローアウェイチップ１に内切刃と外切刃との両方が形成されたものであったが、チップ１の設計の自由度を高める点で、内切刃と外切刃を独立した形状で作成したものであってもよい。
【００１８】
一方、図１によれば、一対の接続領域１３ａ、１３ｂは着座面６に形成されており、接触領域１３ａ、１３ｂと後述のチップホルダ２０に形成した一対の外部端子２６ａ、２６ｂとを接触させることによって、センサ回路１４と外部回路２９に容易に接続できる。なお、センサ回路１４は母材２に対して絶縁された状態で設けられ、センサ回路１４はそれ自体が所定の電気抵抗値を有する導電体にて構成される。
【００１９】
さらに、図１によれば、一対の接続領域１３ａ、１３ｂを隣接して形成しており、これによって、一対の接続領域１３ａ、１３ｂと接続される外部端子の位置決めが容易にできる。
【００２０】
なお、図１によれば、母材２の中央には、母材２を貫通するクランプ孔１９が形成されており、図１のスローアウェイチップ１をチップホルダ２０に取り付けた図３の一例に示すように、スローアウェイチップ１はクランプ孔１９にクランプねじ２４が螺合されることによりチップホルダ２０等に装着される。
【００２１】
また、図３によれば、チップホルダ２０の先端中心部には内切刃チップ装着用のポケット２１ａが形成され、チップホルダ２０の先端外周部には外切刃チップ装着用のポケット２１ｂが形成されている。そして、ポケット２１の底面はチップ座２２となっている。またポケット２１の側面はチップの側面に当接し、チップを拘束するための拘束面２３となっている。スローアウェイチップ１はこのポケット２１に納められ、着座面６がチップ座２２に、またチップ１の側面が拘束面２３に当接される。そして上方からクランプねじ２４がスローアウェイチップ１のクランプ孔１９に差し込まれて、その先端がチップ座２２の中央に形成されたねじ孔２５に螺合されることによりスローアウェイチップ１はチップホルダ２０に装着される。
【００２２】
さらに、チップ座２２には、装着されたスローアウェイチップ１の切削に使用するコーナー部に設けられたセンサライン９と接続された接続領域１３ａ、１３ｂに対向する位置に、例えば、上方へ弾力付勢され、チップ座２２から数ｍｍ突出した一対の外部端子２６が突設されている。そして、スローアウェイチップ１がポケット２１に装着されると、スローアウェイチップ１の着座面６によって外部端子２６は押し下げられ、外部端子２６の上端はチップ座２２と面一となる。このとき外部端子２６の上端はスローアウェイチップ１の着座面６に設けられた一対の接続端子１３ａ、１３ｂとそれぞれ電気的に接触した状態となる。
【００２３】
また、図３によれば、外部端子２６には、点線で示すように、チップホルダ２０内に配設されたリード線２８がつながれていて、このリード線２８はオーム計等の抵抗値の検知回路２９に接続されており、これによりポケット２１に装着されたスローアウェイチップ１の切刃８（切削に使用するコーナー部８）に設けられたセンサライン９の抵抗値を測定することができる。
【００２４】
【発明の効果】
以上詳述したとおり、本発明のスローアウェイ式穴あけ工具によれば、工具に装着される内切刃および外切刃の切刃に沿って平行にそれぞれセンサラインを形成し、かつ内切刃に沿って形成したセンサラインの幅を、外切刃に沿って形成したセンサラインの幅より広くすることによって、加工状態を目視観察できず、内切刃と外切刃の損傷の形態が異なるような切削環境においても工具寿命の検知ミスやセンサ機能の過敏作動を抑制し、かつ加工精度が高い工具とすることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明のスローアウェイ式穴あけ工具の好適例であるスローアウェイチップの一例についての図であり、（ａ）は内切刃を手前上方からみた斜視図、（ｂ）は外切刃を手前上方から見た斜視図、（ｃ）着座面を示す図である。
【図２】本発明のスローアウェイ式穴あけ工具に用いられるスローアウェイチップの他の一例についての図であり、（ａ）は内切刃を手前上方からみた斜視図、（ｂ）は外切刃を手前上方から見た斜視図、（ｃ）は着座面を示す図である。
【図３】図１のスローアウェイチップを、チップホルダへ装着する一例を説明するための分解斜視図である。
【符号の説明】
１　　スローアウェイチップ
２　　母材
５　　すくい面
６　　着座面
７　　逃げ面
８　　切刃
８ａ　内切刃
８ｂ　外切刃
９　　センサライン
９ａ　内切刃センサライン
９ｂ　外切刃センサライン
１０　第１の接続ライン
１１　折り返しライン
１２　第２の接読ライン
１３ａ、１３ｂ　接続領域
１９　クランプ孔
２０　チップホルダ
２１　ポケット
２２　チップ座
２３　拘束面
２４　クランプねじ
２５　ねじ孔
２６　外部端子
２８　リード線
２９　検知回路
【図１】
2004082311.tif 000003
【図２】
2004082311.tif 000004
【図３】
2004082311.tif 000005