(57)【要約】【課題】ガンドリルシステムに適用する深穴切削具において、工具シャンクと切削ヘッドとを別部材とし、複数の切刃を備える切削ヘッドを用いる場合に、ねじ係合による連結部の強度を充分に確保し、中間内部を通して供給するクーラントによる切屑の排出性をよくして切削効率を高める。【解決手段】切削ヘッド２の外周面に工具シャンクの長手方向の排出溝に直線的に連なる１本の排出溝６を設け、切削ヘッド２の先端部からヘッド内部を通って排出溝６に至るバイパス流路孔７を形成し、複数の切刃９ａ〜９ｃを排出溝６とバイパス流路孔７側の排出口７ａとに各々臨んで分配形成する。【選択図】        図２
2004160625.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
中空内部をクーラント供給通路とし、外周面の長手方向に沿って形成した断面Ｖ字状の１本の排出溝を有する工具シャンクと、この工具シャンクの先端部に基端部をねじ係合にて同軸状に着脱可能に連結される切削ヘッドとを備え、
前記切削ヘッドは、連結状態において前記工具シャンクのクーラント供給通路に連通するクーラント供給孔と、該工具シャンクの排出溝に直線的に連なる１本の排出溝と、この排出溝に対して径方向の略対向位置で先端面から外周面にわたって開口した排出口と、該排出口からヘッド内部を通って前記排出溝に至るバイパス流路孔とを備え、
該切削ヘッドの先端部には、複数の切刃が前記排出溝と前記排出口とに各々臨んで分配形成されると共に、先端面に前記クーラント供給孔に連通する２つの吐出口が径方向の略対向位置に開口してなる深穴切削具。
【請求項２】
前記切削ヘッドの先端面には、前記排出溝の先端開放部とそのヘッド回転方向前方側に位置する吐出口との間、ならびに前記排出口とそのヘッド回転方向前方側に位置する吐出口との間に、それぞれクーラント誘導凹所が形成されてなる請求項１記載の深穴切削具。
【請求項３】
前記切削ヘッドは、前記排出溝側に中央部切刃及び周辺部切刃が、前記バイパス流路孔側に中間部切刃が、それぞれ形成されてなる請求項１又は２に記載の深穴切削具。
【請求項４】
前記工具シャンクは、回転駆動力を受けるドライバ部を備えた工具シャンク本体と、この工具シャンク本体の先端部に一端側をねじ係合して同軸状に着脱可能に連結される連結用シャンク軸とからなり、該連結用シャンク軸の他端側に前記切削ヘッドに対するねじ係合部を有してなる請求項１〜３のいずれかに記載の深穴切削具。
【請求項５】
工具シャンク本体と連結用シャンク軸とのねじ係合部が、連結用シャンク軸と切削ヘッドとのねじ係合部と同一寸法形状に設定されてなる請求項４記載の深穴切削具。
【請求項６】
ねじ係合部の雌ねじと雄ねじが角ねじにて構成される請求項１〜５のいずれかに記載の深穴切削具。
【請求項７】
ねじ係合部における雌ねじの奥端部に、ねじ切り用のぬすみ部を埋める埋込部材が配置され、この埋込部材に雄ねじの端面が密接するように構成されてなる請求項１〜６のいずれかに記載の深穴切削具。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、ガンドリルシステムに適用されるドリルの如き深穴切削具に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
深穴加工システムとして、ガンドリルシステム、ＢＴＡシステム、エジェクタシステムなどが知られているが、比較的小径の深穴加工には簡単な構成のガンドリルシステムが汎用されている。
【０００３】
ガンドリルシステムは、図１１に示すように、中空筒状で外面に長手方向に沿う断面Ｖ字状の凹溝を形成した工具シャンク３１の先端に、ドリルヘッド３２を一体的に固着したガンドリル３０を用い、その工具シャンク３１の中空部内をクーラントＣの供給通路３３、凹溝を切屑Ｓの排出溝３４とし、深穴加工時に、高圧のクーラントＣを供給通路３３を通してドリルヘッド３２の先端側より吐出させ、被加工物Ｗの切削穴Ｈ内で発生した切屑Ｔを当該クーラントＣと共に排出溝３４を通して外部に排出するように構成されている。しかして、このガンドリルシステムでは、小径でも排出溝３４のスペースを大きくとれることで、切屑Ｔを比較的容易に排出できる利点がある。
【０００４】
このようなガンドリル３０として、図１２に示す構成のものが一般的に知られている。その工具シャンク３１は、チャックなどに保持されて回転駆動力を受ける円筒状のドライバ部３１ａに、比較的薄肉のパイプ材の基端部を除くダイス成形によって外面に長手方向に沿う断面Ｖ字状の排出溝３４ａを形成した筒軸部３１ｂの基端部を嵌入固定した構造を備えている。また、ドリルヘッド３２は、鋼材の研削加工によって外周面に前記筒軸部３１ｂと同様の排出溝３４ｂが形成され、先端部に該排出溝３４ｂの一側面に臨んで切刃を形成する超硬チップ３５がロウ付けされると共に、内部に工具シャンク３１の供給通路３３ａに連通する供給通路３３ｂを有し、先端面に該供給通路３３ｂに連通する吐出口３６が開口している。なお、ドリルヘッド３２としては、全体が工具鋼からなって先端部に研削加工による切刃を形成したものや、超硬チップからなる切刃をねじ止めしたものも使用されている。そして、工具シャンク３１とドリルヘッド３２とは、筒軸部３１ｂのＶ字状をなす先端にドリルヘッド３２の山形基端部３２ａを嵌合し、この嵌合部でロウ付けすることによって一体化されている。
【０００５】
しかるに、上記の従来汎用のガンドリル３０では、ドリルヘッド３２の切刃の消耗や折損を生じた際に工具シャンク３１を含めて切削具全体を取り替える必要があってコスト高になる上、段取り替えにおいても長尺の切削具全体を交換するのに長時間を要して加工効率の低下を招き、また切刃の消耗に伴う再研磨作業も容易ではなく再研磨コストが高く付き、更にドリリングの他にリーミング行う場合は工具シャンク３１の先端にリーマヘッドを固着したリーマ専用工具が必要になって一層コスト高になるという問題があった。
【０００６】
そこで、本出願人は、先に特願２００２−２９５７８９において、中空内部をクーラント供給通路とし、外周面に長手方向に沿う断面Ｖ字状の排出溝を有する工具シャンクの先端に、切削ヘッドをねじ孔係合にて着脱可能に取り付けた深穴切削具を提案している。
【０００７】
この提案に係る深穴切削具では、例えば図８に示すように、工具シャンク２１は、円筒状のドライバ部２１ａにパイプ材からなるシャンク部２１ｂが基端側を嵌入固定され、その先端に中空筒状の被装着部２１ｃが一体的に設けられており、これらの全体にわたって連通する中空内部をクーラント供給通路２３ａとし、シャンク部２１ｂの基端部を除いて当該シャンク部２１ｂから被装着部２１ｃの先端までの外周面に長手方向に沿う断面Ｖ字状の排出溝２４ａを有すると共に、被装着部２１ｃの先端側に雌ねじ２７ａが形成されている。そして、切削ヘッド２２は、図９でも示すように、基端側に前記被装着部２１ｃの雌ねじ２７ａに螺合する雄ねじ２７ｂを備え、内部には被装着部２１ｃに螺合連結した状態で工具シャンク２１側のクーラント供給通路２３ａに連通する連通孔２３ｂを有すると共に、外周面には同じく螺合連結した状態で工具シャンク２１側の排出溝２４ａと直線的に繋がる断面Ｖ字状の凹溝２４ｂが雄ねじ２７ｂ部分を含めて全長に形成され、先端部には排出溝２４ｂの一側に臨んで設けられた切刃２５と前記連通孔２３ｂの開口部である吐出口２６とを備えている。
【０００８】
このような深穴切削具によれば、切刃２５の消耗や折損を生じた際、切削ヘッド２２のみを取り替えるだけで工具シャンク２１は継続使用できるから、切削ヘッドが一体型の切削具に比較して大幅なコスト低減が図れる上、段取り替えに際しても切削ヘッド２２のみをねじ込み交換するだけでよいため、簡単に短時間で作業を行えて生産効率が向上し、また切刃２５の消耗に伴う再研磨や交換の作業も切削ヘッド２２だけを取り外して容易に行え、ドリリリングとリーミングのように他の切削作業に切り換える場合にも、対応する種類の切削ヘッド２２…だけを用意しておけばよいので、備品コストを低減できると共に交換作業も短時間で容易に行えるという利点がある。
【０００９】
一方、比較的に大きな径の削孔に用いる油孔付き工具として、複数の切刃を備えたドリルが汎用されている。しかして、このような複数の切刃はドリル先端部の径方向の両側で互いに向きが逆になるように配置するため、ガンドリルシステムにおいて複数の切刃を備えた切削ヘッドを用いる場合、加工中の切屑を効率よく排出するために、前記の長手方向に沿う断面Ｖ字状の排出溝を工具シャンク及び切削ヘッドの径方向の両側に設けることになる。
【００１０】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、前記提案の深穴切削具のように、工具シャンクと切削ヘッドとを別部材として両者をねじ係合にて連結する構成では、工具シャンク及び切削ヘッド径方向両側に排出溝を設けると、両側の排出溝によってねじ係合部におけるねじ部分が少なくなり、これによって両者の連結部の強度が非常に弱くなるため、切削負荷に耐えられなくなるという難点があった。
【００１１】
例えば、図１０はガンドリルシステムに適用する３つの切刃を有する切削ヘッドを工具シャンクとは別部材とする場合の仮定構成を示しており、（Ａ）はヘッド先端面、（Ｂ）は基端側のねじ係合部（雄ねじ部）の断面である。図示のように、切削ヘッド２２Ｐは、径方向両側に断面Ｖ字状をなす大小の排出溝２４Ｌ，２４Ｓを有しており、ヘッド先端部には、大きい排出溝２４Ｌの片側（ヘッド回転方向後方側）の側面に臨んで中央部切刃２５ａと周辺部切刃２５ｃが設けられると共に、小さい排出溝２５Ｓの同じく片側（ヘッド回転方向後方側）の側面に臨んで中間部切刃２５ｂが設けられ、両排出溝２５Ｌ，２５Ｓによる括れで分かたれた両側の略扇形の肉部２８ａ，２８ｂに各々クーラント供給孔２３が貫設され、各供給孔２３がヘッド先端面で吐出口２６として開口している。２９は肉部２８ａ，２８ｂの外周面に固着されたガイドパッドである。
【００１２】
しかして、このような切削ヘッド２２Ｓでは、基端側のねじ係合部における雄ねじ２７ｂの領域は、図１０（Ｂ）の如く、両排出溝２５Ｌ，２５Ｓによって切り欠かれて２つの円弧部に分離する上、その２つの円弧部を合わせても全周の１／２をやや上回る程度でしかなく、当然に対応する工具シャンク側のねじ係合部の雌ねじ（図示省略）の領域も同じになる。従って、当該切削ヘッド２２Ｓを工具シャンクにねじ係合で連結した深穴切削具では、両者の連結部の強度が非常に弱くなってしまい、切削負荷による連結部の折損、曲がりや捻じれ等の変形を生じ易くなる。
【００１３】
本発明は、上述の情況に鑑み、工具シャンクと切削ヘッドとを別部材として両者をねじ係合にて連結する構成において、該切削ヘッドに複数の切刃を備えたものを用いる場合に、工具シャンクと切削ヘッドと連結部の強度を充分に確保して、しかも切屑の排出性をよくして切削効率を高め得る深穴切削具を提供することを目的としている。
【００１４】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、本発明の請求項１に係る深穴切削具は、中空内部をクーラント供給通路とし、外周面の長手方向に沿って形成した断面Ｖ字状の１本の排出溝を有する工具シャンクと、この工具シャンクの先端部に基端部をねじ係合にて同軸状に着脱可能に連結される切削ヘッドとを備え、前記切削ヘッドは、連結状態において前記工具シャンクのクーラント供給通路に連通するクーラント供給孔と、該工具シャンクの排出溝に直線的に連なる１本の排出溝と、この排出溝に対して径方向の略対向位置で先端面から外周面にわたって開口した排出口と、該排出口からヘッド内部を通って前記排出溝に至るバイパス流路孔とを備え、該切削ヘッドの先端部には、複数の切刃が前記排出溝と前記排出口とに各々臨んで分配形成されると共に、先端面に前記クーラント供給孔に連通する２つの吐出口が径方向の略対向位置に開口してなる構成を採用したものである。
【００１５】
上記構成の深穴切削具によれば、工具シャンク及び切削ヘッドの外周面に長手方向に沿って形成される断面Ｖ字状の排出溝が１本であるため、両者のねじ係合部の雄ねじ及び雌ねじの領域は、該排出溝によって周方向の１箇所で切り欠かれるだけで、略３／４にわたって周方向に連続した形になる。従って、工具シャンクと切削ヘッドのねじ係合による連結部は、切削負荷に耐える充分な強度が付与され、加工中の折損、曲がりや捻じれ等の変形を生じ難くなる。しかして、前記排出溝は１本であり、この排出溝に臨む一側の切刃によって切削された切屑は、先端の吐出口から吐出されるクーラントに伴ってそのまま当該排出溝を通って排出されるが、他側の切刃によって切削された切屑も、吐出口から吐出されるクーラントと共にバイパス流路を通って該排出溝に流入し、当該排出溝を通って排出され、もって切屑の良好な排出性に基づく高い切削効率が得られる。
【００１６】
このような構成において、前記切削ヘッドの先端面に、前記排出溝の先端開放部とそのヘッド回転方向前方側に位置する吐出口との間、ならびに前記排出口とそのヘッド回転方向前方側に位置する吐出口との間に、それぞれクーラント誘導凹所を形成すれば、ヘッド先端部で吐出されるクーラントを排出溝とバイパス流路孔とに偏りなく分配できるから、各々に臨む切刃より発生する切屑を共に効率よく排出できる。
【００１７】
また、前記切削ヘッドが中央部切刃及び周辺部切刃と中間部切刃の３つの切刃を有する構成では、前記排出溝側に中央部切刃及び周辺部切刃を、前記バイパス流路孔側に中間部切刃を、それぞれ配置させることが推奨される。これは、切屑がヘッド先端の排出溝側では直接に当該排出溝に流入するのに対し、バイパス流路孔側では曲がった流路を経て該排出溝に合流するため、両者間で流通抵抗による排出性の差があり、切屑発生量が多くなる方を排出性の高い排出溝側とするのが好ましいことによる。
【００１８】
しかして、前記工具シャンクは、回転駆動力を受けるドライバ部を備えた工具シャンク本体と、この工具シャンク本体の先端部に一端側をねじ係合して同軸状に着脱可能に連結される連結用シャンク軸とで構成し、該連結用シャンク軸の他端側に前記切削ヘッドに対するねじ係合部を有するものとしてもよい。このように工具シャンクを分割構成とすれば、連結用シャンク軸として長さの異なるものを着脱交換することにより、削孔深さに対応した適正なシャンク長さを選択できると共に、連結用シャンク軸の経時的を損耗、加工中の突発的な折損や変形等を生じた際に、該連結用シャンク軸のみを交換すればよく、工具シャンク本体は継続使用できることになる。
【００１９】
また、上記のように工具シャンクを分割構成とする場合に、工具シャンク本体と連結用シャンク軸とのねじ係合部を、連結用シャンク軸と切削ヘッドとのねじ係合部と同一寸法形状に設定すれば、必要に応じて複数本の連結用シャンク軸を連結したり、連結用シャンク軸を介さずに工具シャンク本体に対して切削ヘッドを直接に連結して所用の切削加工を施すことが可能となる。
【００２０】
一方、ねじ係合部の雌ねじと雄ねじを角ねじにて構成すれば、結合強度が大きくなると共に、隙間を生じにくいためにねじ係合部からのクーラントの漏れを防止できる。
【００２１】
更に、ねじ係合部における雌ねじの奥端部に、ねじ切り用のぬすみ部を埋める埋込部材を配置し、この埋込部材に雄ねじの端面が密接するように構成すれば、部材製作の際にねじ切りを容易に行うためにぬすみ部が生じても、そのぬすみ部が埋められて隙間を生じないので、隙間に切屑が引っ掛かって円滑に排出できないというような不具合の発生を防止できる。
【００２２】
【発明の実施の形態】
以下に本発明に係る深穴切削具の好適実施形態について、図面を参照して具体的に説明する。図１〜図４は第一実施形態のガンドリル、図５〜図７は第二実施形態のガンドリルをそれぞれ示す。
【００２３】
第一実施形態のガンドリルは、図１（Ａ）〜（Ｃ）に示すように、工具シャンク１と、その先端に基端部をねじ係合して同軸状に着脱可能に連結された切削ヘッド３とで構成されている。
【００２４】
工具シャンク１は、チャックなどに保持されて回転駆動力を受ける円筒状のドライバ部１０ａと、このドライバ部１０ａに基端側を嵌入固定した略丸軸状のシャンク部１０ｂとで構成されている。このシャンク部１０ｂは、パイプ材の先端に筒状部材をＶ字カットで突き合わせて溶接固着したものであり、外周面には基端側を除いて長手方向に沿う断面Ｖ字状の排出溝３が先端まで形成されると共に、先端側には有底の接続筒部１ａが設けてあり、この接続筒部１ａの内奥側に角ねじにて構成される雌ねじ４ａが刻設されている。しかして、排出溝３は、シャンク部１０ｂの略中心から略９０°の開きをなす扇形で、パイプ材にはダイス成形によって形成されており、接続筒部１ａにおいては周側壁の略１／４を切り欠く形になっている。また、工具シャンク１には、各構成部材の中空部の連通により、ドライバ部１０ａの基端から接続筒部１ａの内底に至るクーラント供給通路５が排出溝３には開口しない状態で形成されている。
【００２５】
切削ヘッド２は、図２（Ａ）〜（Ｃ）で詳細に示すように、基端側が工具シャンク１の接続筒部１ａ内に密に嵌入し得る外径の接続軸部２ａをなし、この接続軸部２ａの先端側に前記接続筒部１ａの雌ねじ４ａに螺合する角ねじからなる雄ねじ４ｂが刻設されると共に、外周面には該接続軸部２ａを含む全長にわたって長手方向に沿う断面Ｖ字状の１本の排出溝６が形成される一方、先端側の該排出溝６とは径方向で略対向する位置に、先端面２ｂから外周面にわたって開口した排出口７ａを有し、該排出口７ａからヘッド内部を通って前記排出溝６に至るバイパス流路孔７が形成されている。７ｂは該バイパス流路孔７の排出溝５に開口した合流口である。また、切削ヘッド２の内部には、接続軸部２ａの端面から当該切削ヘッド２の先端面２ｂに至る２本のクーラント供給孔８ａ，８ｂが、排出溝６及びバイパス流路孔７を避けて、且つ径方向に略対向する配置で穿設されている。
【００２６】
しかして、該切削ヘッド２の先端部には、超硬チップからなる中央部切刃９ａと周辺部切刃９ｂとが排出溝６のヘッド回転方向後方側の側面に臨んでねじ止めされると共に、同じく超硬チップからなる周辺部切刃９ｃが排出口７ａに臨んで且つ中央部切刃９ａ及び周辺部切刃９ｂとは逆向きになる配置でねじ止めされ、また排出溝６及び排出口７ａを外れた外周部の二箇所にガイドパッド１３が固着されている。更に、先端面２ｂには、両クーラント供給孔８ａ，８ｂの開口部である吐出口８０ａ，８０ｂを有し、排出溝６の先端開放部６ａとそのヘッド回転方向前方側に位置する吐出口８０ａとの間、ならびに前記排出口７ａとそのヘッド回転方向前方側に位置する吐出口８０ｂとの間に、それぞれクーラント誘導凹所８１が形成されている。なお、排出溝６に対応するクーラント供給孔８ａとその吐出口８０ａは、排出口７ａに対応するクーラント供給孔８ｂとその吐出口８０ｂよりも径を大きくしている。
【００２７】
工具シャンク１と切削ヘッド２とは、図１に示すように、両者の連結状態、つまり工具シャンク１の接続筒部１ａに切削ヘッド２の接続軸部２ａを一杯に嵌入螺合して、接続軸部２ａの基部側の段部２ｃが接続筒部１ａの端面に密接した状態で、両者１，２の排出溝３，６同士がずれなく直線的に連なると共に、前者１のクーラント供給通路５と後者のクーラント供給孔８ａ，８ｂとが連通するように設定されている。なお、工具シャンク１の接続筒部１ａにおける端面と雌ねじ４ａとの間、ならびに切削ヘッド２の接続軸部２ａにおける基部側の段部２ｃと雄ねじ４ｂとの間は、同一長さで且つ略同じ内外径のパイロット部として、接続筒部１ａに接続軸部２ａが円滑に嵌入して正確に同芯状態に螺合できるように構成されている。
【００２８】
また、工具シャンク１の接続筒部１ａにおける雌ねじ４ａの奥端は、これに螺入する切削ヘッド２の接続軸部２ａの雄ねじ４ｂの端面が密接状態で当接して隙間が生じないように軸芯に垂直な平坦面に形成されている。このように雌ねじ４ａの奥端が平坦面になるようにねじ切り加工するのは実際には困難であるため、具体的には、図１に示すように、雌ねじ４ａの奥端部に、ねじ切り用のぬすみ部を埋める金属片から成る埋込部材１４を配置し、ロウ付け等にて一体固着している。
【００２９】
上記構成のガンドリルでは、工具シャンク１及び切削ヘッド２の外周面に長手方向に沿って形成される断面Ｖ字状の排出溝３，６が１本であるため、両者のねじ係合部の雌ねじ４ａ及び雄ねじ４ｂの領域は、該排出溝３，６によって周方向の１箇所で切り欠かれるだけで、略３／４にわたって周方向に連続した形になる。従って、工具シャンク１と切削ヘッド２のねじ係合による連結部は、切削負荷に耐える充分な強度を具備し、加工中の折損、曲がりや捻じれ等の変形を生じ難くなる。しかして、切削ヘッド２の排出溝６は１本であるが、中央部切刃９ａ及び周辺部切刃９ｂによって切削された切屑は、先端の吐出口８０ａから吐出されるクーラントに伴ってそのまま当該排出溝６と工具シャンク１の排出溝３とを通って排出される一方、中間部切刃９ｂによって切削された切屑も、吐出口８０ｂから吐出されるクーラントと共に排出口７ａよりバイパス流路７を通って、合流口７ｂより該排出溝６に流入し、当該排出溝６と工具シャンク１の排出溝３とを通って排出される。従って、このガンドリルによれば、切屑の良好な排出性に基づく高い切削効率が得られる。
【００３０】
また、この実施形態では、切削ヘッド２の先端面２ｂに、吐出口８０ａ，８０ｂから排出溝６と排出口７ａに至るクーラント誘導凹所８１が形成されていることから、ヘッド先端部で吐出されるクーラントを排出溝６とバイパス流路孔７とに偏りなく分配でき、これによって各々に臨む切刃９ａ〜９ｃより発生する切屑を共に効率よく排出できる。更に、排出溝６側に中央部切刃９ａ及び周辺部切刃９ｃが臨み、排出口７ａ側つまりバイパス流路孔７側に中間部切刃９ｂが臨んでいるから、中央部切刃９ａと周辺部切刃９ｃから多量に発生する切屑が直接に排出溝６に流入する一方、曲がった流路き流通抵抗で排出性に劣るバイパス流路孔７側には中間部切刃９ｂによる比較的少量の切屑が流入することになり、排出溝６とバイパス流路孔７との排出性の差に対応して流入する切屑量のバランスがとれ、もって全体として高い切屑排出性が確保される。
【００３１】
更に、本実施形態では、工具シャンク１と切削ヘッド２とのねじ係合部における雌ねじ４ａ及び雄ねじ４ｂを角ねじにて構成しているので、高い結合強度が得られると共に、螺合部に隙間が生じ難いため、ねじ係合部からのクーラントの漏れが防止される。また、雌ねじ４ａの奥端部に雄ねじ４ｂの先端面が密接するように、ねじ切り用のぬすみ部を埋める埋込部材１４を配置しているので、ねじ切りを容易に行うためにぬすみ部が生じても、そのぬすみ部が埋められて隙間を生じず、クーラントの漏れがより確実に防止される。なお又、工具シャンク１の雌ねじ４ａの開口端側と、切削ヘッド２の雄ねじ５ｂの末端側において、雌雄ねじ４ａ，５ｂの不完全ねじ部を排出溝３，６の両側面で完全なねじ断面形状でねじ端が終了し、排出溝３，６に臨むねじ端で隙間が生じないようになっている。
【００３２】
一方、このガンドリルでは、工具シャンク１に対して切削ヘッド２が着脱自在であるから、該切削ヘッド２の切刃９ａ〜９ｃの消耗や折損を生じた際は、該切削ヘッド２のみを取り替えるだけでよく、工具シャンク１をそのまま継続使用でき、段取り替えに際しても該切削ヘッド２のみをねじ込み交換するだけでよいため、簡単に短時間で作業を行えて生産効率が向上し、また切刃９ａ〜９ｃの消耗に伴う交換についても切削ヘッド２だけを取り外して単独で取り扱えるから、それらの作業を容易に行え、更にドリリリングとリーミングのように他の切削作業に切り換える場合にも、対応する種類の切削ヘッドだけを用意しておけばよいので、備品コストを低減できると共に交換作業も短時間で容易に行える。
【００３３】
第二実施形態のガンドリルは、図５（Ａ）に示すように、工具シャンク１が工具シャンク本体１１と連結用シャンク軸１２とに分割構成されている。しかるに、切削ヘッド２については、前記第一実施形態のガンドリルと同様構成であるため、各構成部分に第一実施形態と同じ符号を付して、その説明を省略する。
【００３４】
工具シャンク本体１１は、図６（Ａ）〜（Ｃ）で詳細に示すように、チャックなどに保持されて回転駆動力を受ける太径のドライバ部１１ａの先端側に、細径丸軸状の基部シャンク１１ｂが同軸状に一体形成されており、基部シャンク１１ｂの外周面には基端側を除いて断面Ｖ字状の排出溝３ａが長手方向に沿って先端まで形成されると共に、基部シャンク１１ｂの先端側には前記第一実施形態の工具シャンク１における接続筒部１ａと同様の接続筒部１ｂが設けてあり、この接続筒部１ｂの内奥側に角ねじにて構成される雌ねじ４ａが刻設されている。しかして、排出溝３ａは、図６（Ｂ），（Ｃ）に示すように、基部シャンク１１ｂの略中心から略９０°の開きをなす扇形で、基部シャンク１１ｂの円形断面の略１／４を欠いた形になっており、接続筒部１ｂでは周側壁を切り欠いている。また、ドライバ部１１ａには基端から中間位置に達する中心孔５０が形成され、この中心孔５０の内底から基部シャンク１１の接続筒部１ａの内底に至る２本のクーラント供給通路５ａ，５ａが排出溝３ａを避けて穿設されている。
【００３５】
連結用シャンク軸１２は、工具シャンク本体１１の基部シャンク１１ｂと同一外径の丸軸状であり、図７（Ａ）〜（Ｃ）で詳細に示すように、その一端側には該工具シャンク本体１１の接続筒部１ｂ内に密に嵌入し得る外径の接続軸部１２ａを有し、この接続軸部１２ａの先端側に前記接続筒部１ｂの雌ねじ４ａに螺合する角ねじからなる雄ねじ４ｂが刻設されると共に、他端側には工具シャンク本体１１の接続筒部１ｂと同一寸法形状で内奥に角ねじからなる雌ねじ４ａを刻設した接続筒部１２ｂが形成されている。また、この連結用シャンク軸１２の外周面には、長手方向に沿う断面Ｖ字状の排出溝３ｂが接続軸部１２ａ及び接続筒部１２ｂの部分を含む全長にわたって形成され、また該連結用シャンク軸１２の内部には、接続軸部１２ａの端面から接続筒部１２ｂの内底に至る２本のクーラント供給通路５ｂ，５ｂが排出溝３ｂを避けて穿設されている。
【００３６】
しかして、工具シャンク本体１１と連結用シャンク軸１２とは、図５（Ａ），（Ｃ）に示すように、両者の連結状態、つまり工具シャンク本体１１の接続筒部１ｂに連結用シャンク軸１２の接続軸部１２ａを一杯に嵌入螺合して、接続軸部１２ａの基部側の段部１２ｃが接続筒部１ｂの端面に密接した状態で、両者の排出溝３ａ，３ｂ同士がずれなく直線的に連なると共に、前者のクーラント供給通路５ａ，５ａと後者のクーラント供給通路５ｂ，５ｂとが連通するように設定されている。また、連結用シャンク軸１２と切削ヘッド２の接続軸部１２ａ，２ａは同一寸法形状であり、図５（Ａ），（Ｂ）に示すように、切削ヘッド２の接続軸部２ａを連結用シャンク軸１２の接続筒部１２ｂに一杯に嵌入螺合して、接続軸部２ａの基部側の段部２ｃが接続筒部１２ｂの端面に密接した状態で、排出溝６が連結用シャンク軸１２の排出溝３ｂにずれなく直線的に連なると共に、クーラント供給通路８ａ，８ｂが連結用シャンク軸１２のクーラント供給孔５ｂ，５ｂに連通するように設定されている。
【００３７】
工具シャンク本体１１及び連結用シャンク軸１２の接続筒部１ｂ，１２ｂにおける雌ねじ４ａの奥端には、前記第一実施形態ちおける工具シャンク１の接続筒部１ａと同様に、ねじ切り用のぬすみ部を埋める金属片から成る埋込部材１４を配置してロウ付け等にて一体固着している。また、連結用シャンク軸１２及び切削ヘッド２の接続軸部１２ａ，２ａにおける基部側の段部１２ｃ，２ｃと雄ねじ５ｂとの間、ならびにこれらに各々対応する工具シャンク本体１１及び連結用シャンク軸１２の接続筒部１ｂ，１２ｂにおける端面と雌ねじ５ａとの間は、同一長さで且つ略同じ内外径のパイロット部として、接続筒部１ｂ，２ｂに接続軸部１２ａ，２ａが円滑に嵌入して正確に同芯状態に螺合できるように構成されている。
【００３８】
上記第二実施形態のガンドリルによれば、切削ヘッド２での良好な切屑の排出性によって高い切削効率が得られることと、切削ヘッド２と連結用シャンク軸１２とのねじ係合による連結部に充分な強度を確保できることは前記第一実施形態と同様であるが、これに加えて、工具シャンク１が工具シャンク本体１１と独立部材である連結用シャンク軸１２とから構成されているから、連結用シャンク軸１２として異なる複数本の連結用シャンク軸２…を用意しておけば、その交換によってシャンク長さを変更でき、もって同じ工具シャンク本体１１を用いて適用する削孔深さに応じた適正なシャンク長さに設定できるという利点がある。従って、シャンク長さが数段階に異なる複数種の深穴切削具を用意する場合に比較して、備品コストが大幅に低減される。また、経時的なシャンク側の損耗、ならびに使用中におけるシャンク側の突発的な折損や変形の殆どは、切削負荷による捩れ応力が集中し易いシャンク中間部で生起するが、上記構成のガンドリルでは、該捩れ応力の集中部分が概して連結用シャンク軸２になるため、傷んだ連結用シャンク軸１２のみを新品と交換することにより、傷みにくいが構造的及びサイズ的に製作コストの高い工具シャンク本体１１を長期にわたって継続使用でき、これによって保全コストも大きく低減できる。
【００３９】
更に、本実施形態のガンドリルにあっては、連結用シャンク軸１２の一端側が雄ねじ４ｂを有する接続軸部１２ａ、他端側が雌ねじ４ａを有する接続筒部１２ｂを構成し、工具シャンク本体１１と該連結用シャンク軸１２の接続筒部１ｂ，１２ｂ、ならびに該連結用シャンク軸１２と切削ヘッド２の接続軸部１２ａ，２ａが同一寸法形状に設定されているから、複数本の連結用シャンク軸１２…を直線状に連結したり、連結用シャンク軸１２を介さずに工具シャンク本体１１に対して切削ヘッド２を直接に連結することも可能であり、複数本の連結用シャンク軸１２…の連結によって極端に長い削孔にも対応できる一方、逆に工具シャンク本体１１への切削ヘッド２の直接連結によって比較的に短い削孔にも対応できる。
【００４０】
一方、切削ヘッド２の切刃９ａ〜９ｃの消耗や折損を生じたり、段取り替えを行う場合は、前記第一実施形態と同様に該切削ヘッド２のみを取り替えるだけでよく、工具シャンク本体１１及び連結用シャンク軸１２をそのまま継続使用でき、簡単に短時間で作業を行えて生産効率が向上する。また、本実施形態でも、連結用シャンク軸１２と工具シャンク本体１１及び切削ヘッド２との各ねじ係合部における雌ねじ４ａ及び雄ねじ４ｂを角ねじにて構成しているので、高い結合強度が得られると共に、螺合部に隙間が生じ難いため、ねじ係合部からのクーラントの漏れが防止される。また、雌ねじ４ａの奥端部に雄ねじ４ｂの先端面が密接するように、ねじ切り用のぬすみ部を埋める埋込部材１４を配置しているので、クーラントの漏れがより確実に防止される。
【００４１】
なお、上記第一及び第二実施形態では工具シャンク１及び工具シャンク本体１１のねじ係合部を雌ねじ４ａとしているが、逆に該ねじ係合部を雄ねじ４ｂとし、これに対応して切削ヘッド２及び連結用シャンク軸１２の一端側のねじ係合部を雌ねじ４ａとすることも可能である。排出孔３，３ａ，３ｂ，５については、Ｖ字状断面の開き角が９０°のものを例示したが、略９０°〜１３０°の範囲の適当な開き角に設定することができ、また各部材１，１１，１２，２の中心側の肉部増加による強度向上を図るために底部をアール状としもよい。一方、切削ヘッドとしては、実施形態のように３つ切刃９ａ〜９ｃを有するもの以外に、２つあるいは４つ以上の切刃を有するものでもよく、また切刃の超硬チップをロウ付けしたり、切削ヘッド全体を工具鋼にて構成してその先端に切刃を直接形成したものも使用可能である。
【００４２】
【発明の効果】
請求項１の発明によれば、ガンドリルシステムを適用する工具シャンクと切削ヘッドとを別部材として両者をねじ係合にて連結する構成において、該切削ヘッドに複数の切刃を備えたものを用いる深穴切削具として、工具シャンク及び切削ヘッドの外周面に工具シャンクの排出溝に直線的に連なる１本の排出溝を設けると共に、切削ヘッドには先端部からヘッド内部を通って前記排出溝に至るバイパス流路孔を設け、複数の切刃を前記排出溝とバイパス流路孔側の排出口とに各々臨んで分配形成していることから、工具シャンクと切削ヘッドと連結部の強度を充分に確保して、しかもクーラントによる切屑の排出性をよくして切削効率を高め得るものが提供される。
【００４３】
請求項２の発明によれば、上記の深穴切削具において、切削ヘッドの先端面に、前記排出溝の先端開放部とそのヘッド回転方向前方側に位置するクーラントの吐出口との間、ならびに前記排出口とそのヘッド回転方向前方側に位置する同吐出口との間に、それぞれクーラント誘導凹所を形成していることから、ヘッド先端部で吐出されるクーラントを排出溝とバイパス流路孔とに偏りなく分配でき、もって各々に臨む切刃より発生する切屑を共に効率よく排出できる。
【００４４】
請求項３の発明によれば、切削ヘッドに中央部切刃及び周辺部切刃と中間部切刃の３つの切刃を有する上記の深穴切削具において、該切削ヘッドの前記排出溝側に中央部切刃及び周辺部切刃を、前記バイパス流路孔側に中間部切刃を、それぞれ配置させることから、排出溝とバイパス流路孔との排出性の差に対応して流入する切屑量のバランスがとれ、全体として高い切屑排出性が確保される。
【００４５】
請求項４の発明によれば、上記の深穴切削具において、工具シャンクを、工具シャンク本体と、その先端部にねじ係合して同軸状に着脱可能に連結される連結用シャンク軸とで構成し、該連結用シャンク軸の他端側に前記切削ヘッドに対するねじ係合部を有する構成としているから、連結用シャンク軸として長さの異なるものを着脱交換することにより、削孔深さに対応した適正なシャンク長さを選択でき、シャンク長さの異なる工具シャンクを用意する場合に比較して備品コストが大幅に低減すると共に、連結用シャンク軸の経時的を損耗、加工中の突発的な折損や変形等を生じた際に、該連結用シャンク軸のみを交換して工具シャンク本体は継続使用できるから、工具シャンク全体を新品と交換する場合に比較して保全コストを大きく低減できる。
【００４６】
請求項５の発明によれば、工具シャンクが工具シャンク本体と連結用シャンク軸とに分割構成された上記の深穴切削具において、工具シャンク本体と連結用シャンク軸とのねじ係合部を、連結用シャンク軸と切削ヘッドとのねじ係合部と同一寸法形状に設定していることから、複数本の連結用シャンク軸を直線状に連結して極端に長い削孔にも対応できる一方、逆に連結用シャンク軸を介さずに工具シャンク本体に対してドリルヘッドを直接に連結して比較的に短い削孔にも対応できる。
【００４７】
請求項６の発明によれば、上記の深穴切削具において、ねじ係合部の雌ねじと雄ねじを角ねじにて構成しているから、高い結合強度が得られると共に、螺合部に隙間が生じ難いため、ねじ係合部からのクーラントの漏れが防止されるという利点がある。
【００４８】
請求項７の発明によれば、上記の深穴切削具において、ねじ係合部における雌ねじの奥端部に、ねじ切り用のぬすみ部を埋める埋込部材を配置し、この埋込部材に雄ねじの端面が密接するように構成していることから、部材製作の際にねじ切りを容易に行うためにぬすみ部が生じても、そのぬすみ部が埋められて隙間を生じないので、隙間に切屑が引っ掛かって円滑に排出できないというような不具合の発生を防止できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第一実施形態に係るガンドリルの全体構成を示す部分省略正面図である。
【図２】同第一実施形態のガンドリルに用いる切削ヘッドを示し、（Ａ）は全体の正面図、（Ｂ）は先端から見た側面図、（Ｃ）は（Ａ）のＣ−Ｃ線の矢視断面図である。
【図３】同切削ヘッドにおける図２（Ｂ）のＩＩＩ  −ＩＩＩ  線の矢視断面図である。
【図４】同切削ヘッドの図２（Ａ）とは反対側から見た背面図である。
【図５】本発明の第二実施形態に係るガンドリルを示し、（Ａ）は全体構成を示す部分省略正面図、（Ｂ）は（Ａ）の仮想線円Ｂ内の拡大図、（Ｃ）は（Ａ）の仮想線円Ｃ内の拡大図である。
【図６】同第二実施形態のガンドリルに用いる工具シャンク本体を示し、（Ａ）は全体構成を示す部分省略正面図、（Ｂ）は先端から見た側面図、（Ｃ）は（Ａ）のＣ−Ｃ線の矢視断面図である。
【図７】同第二実施形態のガンドリルに用いる連結用シャンク軸を示し、（Ａ）は全体構成を示す部分省略正面図、（Ｂ）は先端から見た側面図、（Ｃ）は（Ａ）のＣ−Ｃ線の矢視断面図である。
【図８】本発明の先行技術に係る切削ヘッド交換型のガンドリルの全体構成を示す部分省略正面図である。
【図９】同先行技術に係るガンドリルに用いるドリルヘッドを示し、（Ａ）は全体構成を示す部分省略正面図、（Ｂ）は先端から見た側面図、（Ｃ）は（Ａ）のＣ−Ｃ線の断面図、（Ｄ）は基端から見た側面図である。
【図１０】ガンドリルシステムに適用する３つの切刃を有する切削ヘッドを工具シャンクとは別部材とする場合の仮定構成を示し、（Ａ）は切削ヘッドの先端から見た側面図、（Ｂ）は基端側のねじ係合部の断面である。
【図１１】ガンドリルシステムの概略構成を示す断面図である。
【図１２】従来例のガンドリルを示し、（Ａ）は全体構成を示す部分省略正面図、（Ｂ）は先端から見た側面図、（Ｃ）は（Ａ）のＣ−Ｃ線の矢視断面図、（Ｄ）は（Ａ）のＤ−Ｄ線の矢視断面図である。
【符号の説明】
１              工具シャンク
１ａ，１ｂ      接続筒部（ねじ係合部）
１０ａ          ドライバー部
１０ｂ          シャンク部
１１            工具シャンク本体
１１ａ          ドライバー部
１１ｂ          基部シャンク
１２            連結用シャンク軸
１２ａ          接続軸部（ねじ係合部）
１２ｂ          接続筒部（ねじ係合部）
２              切削ヘッド
２ａ            接続軸部（ねじ係合部）
２ｂ            先端面
３，３ａ，３ｂ  排出溝
４ａ            雌ねじ
４ｂ            雄ねじ
５，５ａ，５ｂ  クーラント供給通路
５０            中心孔（クーラント供給通路）
６              排出溝
６ａ            先端開放部
７              バイパス流路孔
７ａ            排出口
８ａ，８ｂ      クーラント供給孔
８０ａ，８０ｂ  吐出口
８１            クーラント誘導凹所
９ａ            中央部切刃
９ｂ            中間部切刃
９ｃ            周辺部切刃
１４            埋込部材
【図１】
2004160625.tif 000003
【図２】
2004160625.tif 000004
【図３】
2004160625.tif 000005
【図４】
2004160625.tif 000006
【図５】
2004160625.tif 000007
【図６】
2004160625.tif 000008
【図７】
2004160625.tif 000009
【図８】
2004160625.tif 000010
【図９】
2004160625.tif 000011
【図１０】
2004160625.tif 000012
【図１１】
2004160625.tif 000013
【図１２】
2004160625.tif 000014
【手続補正書】
【提出日】平成15年10月30日(2003.10.30)
【手続補正１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２４
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００２４】
工具シャンク１は、チャックなどに保持されて回転駆動力を受ける円筒状のドライバ部１０ａと、このドライバ部１０ａに基端側を嵌入固定した略丸軸状のシャンク部１０ｂとで構成されている。このシャンク部１０ｂは、パイプ材の先端に筒状部材をＶ字カットで突き合わせて溶接固着したものであり、外周面には基端側を除いて長手方向に沿う断面Ｖ字状の排出溝３が先端まで形成されると共に、先端側には有底の接続筒部１ａが設けてあり、この接続筒部１ａの内奥側に角ねじにて構成される雌ねじ４ａが刻設されている。しかして、排出溝３は、シャンク部１０ｂの略中心から略９０°の開きをなす扇形で、パイプ材にはダイス成形によって形成されており（図１２（Ｄ）と同じ断面構造）、接続筒部１ａにおいては周側壁の略１／４を切り欠く形になっている。また、工具シャンク１には、各構成部材の中空部の連通により、ドライバ部１０ａの基端から接続筒部１ａの内底に至るクーラント供給通路５が排出溝３には開口しない状態で形成されている。


【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２５
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００２５】
切削ヘッド２は、図１、特に図２（Ａ）〜（Ｃ）で詳細に示すように、基端側が工具シャンク１の接続筒部１ａ内に密に嵌入し得る外径の接続軸部２ａをなし、この接続軸部２ａの先端側に前記接続筒部１ａの雌ねじ４ａに螺合する角ねじからなる雄ねじ４ｂが刻設されると共に、外周面には該接続軸部２ａを含む全長にわたって長手方向に沿う断面Ｖ字状の１本の排出溝６が形成される一方、先端側の該排出溝６とは径方向で略対向する位置に、先端面２ｂから外周面にわたって開口した排出口７ａを有し、該排出口７ａからヘッド内部を通って前記排出溝６に至るバイパス流路孔７が形成されている。７ｂは該バイパス流路孔７の排出溝６に開口した合流口である。また、切削ヘッド２の内部には、接続軸部２ａの端面から当該切削ヘッド２の先端面２ｂに至る２本のクーラント供給孔８ａ，８ｂが、排出溝６及びバイパス流路孔７を避けて、且つ径方向に略対向する配置で穿設されている。


【手続補正３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２６
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００２６】
しかして、該切削ヘッド２の先端部には、超硬チップからなる中央部切刃９ａと周辺部切刃９ｃとが排出溝６のヘッド回転方向後方側の側面に臨んでねじ止めされると共に、同じく超硬チップからなる中間部切刃９ｂが排出口７ａに臨んで且つ中央部切刃９ａ及び周辺部切刃９ｃとは逆向きになる配置でねじ止めされ、また排出溝６及び排出口７ａを外れた外周部の二箇所にガイドパッド１３が固着されている。更に、先端面２ｂには、両クーラント供給孔８ａ，８ｂの開口部である吐出口８０ａ，８０ｂを有し、排出溝６の先端開放部６ａとそのヘッド回転方向前方側に位置する吐出口８０ａとの間、ならびに前記排出口７ａとそのヘッド回転方向前方側に位置する吐出口８０ｂとの間に、それぞれクーラント誘導凹所８１が形成されている。なお、この凹所８１はいずれか一方たけでもよい。なお、排出溝６に対応するクーラント供給孔８ａとその吐出口８０ａは、排出口７ａに対応するクーラント供給孔８ｂとその吐出口８０ｂよりも径を大きくしている。


【手続補正４】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２９
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００２９】
上記構成のガンドリルでは、工具シャンク１及び切削ヘッド２の外周面に長手方向に沿って形成される断面Ｖ字状の排出溝３，６が１本であるため、両者のねじ係合部の雌ねじ４ａ及び雄ねじ４ｂの領域は、該排出溝３，６によって周方向の１箇所で切り欠かれるだけで、略３／４にわたって周方向に連続した形になる。従って、工具シャンク１と切削ヘッド２のねじ係合による連結部は、切削負荷に耐える充分な強度を具備し、加工中の折損、曲がりや捻じれ等の変形を生じ難くなる。しかして、切削ヘッド２の排出溝６は１本であるが、中央部切刃９ａ及び周辺部切刃９ｃによって切削された切屑は、先端の吐出口８０ａから吐出されるクーラントに伴ってそのまま当該排出溝６と工具シャンク１の排出溝３とを通って排出される一方、中間部切刃９ｂによって切削された切屑も、吐出口８０ｂから吐出されるクーラントと共に排出口７ａよりバイパス流路７を通って、合流口７ｂより該排出溝６に流入し、当該排出溝６と工具シャンク１の排出溝３とを通って排出される。従って、このガンドリルによれば、切屑の良好な排出性に基づく高い切削効率が得られる。


【手続補正５】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００３１
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００３１】
更に、本実施形態では、工具シャンク１と切削ヘッド２とのねじ係合部における雌ねじ４ａ及び雄ねじ４ｂを角ねじにて構成しているので、高い結合強度が得られると共に、螺合部に隙間が生じ難いため、ねじ係合部からのクーラントの漏れが防止される。また、雌ねじ４ａの奥端部に雄ねじ４ｂの先端面が密接するように、ねじ切り用のぬすみ部を埋める埋込部材１４を配置しているので、ねじ切りを容易に行うためにぬすみ部が生じても、そのぬすみ部が埋められて隙間を生じず、クーラントの漏れがより確実に防止される。なお又、工具シャンク１の雌ねじ４ａの開口端側と、切削ヘッド２の雄ねじ４ｂの末端側において、雌雄ねじ４ａ，４ｂの不完全ねじ部を排出溝３，６の両側面で完全なねじ断面形状でねじ端が終了し、排出溝３，６に臨むねじ端で隙間が生じないようになっている。