(57)【要約】【目的】ドリルの内部給油用油穴に関して、工具先端部における開口部の形状を改良することによって、ドリル本体の外周側への切りくず噛みこみ防止するとともに、貫通穴の出口におけるばりの発生を抑制することを目的とする。【構成】ドリルの内部給油用油穴がドリル本体の先端面と外周面の両方に開口し、さらに、外周面に向けた開口部の軸線方向における長さをドリル直径の０．０５〜０．７倍とすることによって、加工中にドリル本体の先端側と外周側に充分な量と油圧の切削油を供給することが可能となり、ドリル本体の外周側に切りくずが噛みこまれるのを未然に防止することができ、ドリル本体の外周面の損傷を大幅に減少させることができる。さらに、穴を貫通する瞬間までドリルの外周部へ充分な切削油が供給されるため、貫通時の穴の出口におけるばりが大幅に抑制できる。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
丸棒状をなすドリル本体には、その一端より軸線に沿って延在する一対のフルート溝が設けられ、少なくとも、片方のフルート溝の先端には中心刃、他方のフルート溝の先端には外周刃が着脱自在に装着されるとともに、このドリル本体に内部給油用油穴が形成されるスローアウェイ式ドリルにおいて、前記内部給油用油穴が前記ドリル本体の後端面に開口し、先端側に向かって延在する１つ又は複数の油穴本管と、この油穴本管に連なり前記ドリル本体の先端面と外周面とにまたがって開口する１つ又は複数の油穴分管からなることを特徴とするスローアウェイ式ドリル。
【請求項２】
丸棒状をなすドリル本体には、その一端より軸線に沿って延在する一対のフルート溝が設けられ、このフルート溝の工具回転方向に向かう壁と前記ドリル本体の先端面との稜線を主切れ刃とされるとともに、このドリル本体に内部給油用油穴が形成されるソリッドドリルにおいて、前記内部給油用油穴が前記ドリル本体の後端面に開口し、先端側では前記ドリル本体の先端面と外周面とにまたがって開口する１つ又は複数の油穴からなることを特徴とするソリッドドリル。
【請求項３】
丸棒状をなすドリル本体には、その一端より軸線に沿って延在する一対のフルート溝が設けられ、このフルート溝の工具回転方向に向かう壁と前記ドリル本体の先端面との稜線を主切れ刃とされるとともに、このドリル本体に内部給油用油穴が形成されるソリッドドリルまたは切れ刃をろう付けしたドリルにおいて、前記内部給油用油穴が前記ドリル本体の後端面に開口し、先端側に向かって延在する１つ又は複数の油穴本管と、この油穴本管に連なり前記ドリル本体の先端面と外周面とにまたがって開口する１つ又は複数の油穴分管からなることを特徴とするドリル。
【請求項４】
前記ドリル本体の先端面と外周面にまたがって開口する油穴において、前記ドリル本体の外周側開口部の軸線方向長さが前記ドリル直径の０．０５〜０．７倍であることを特徴とする請求項１乃至請求項３に記載のドリル。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、内部給油用油穴を備えたドリルに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
内部給油用油穴を備えたドリルにおいて、内部給油用油穴の開口部の形状や位置に関する従来技術は、次のようなものが知られている。
まず、ドリル本体の先端面に油穴が開口しているドリルとして、特開平１１−９０７１５に開示された発明のスローアウェイ式ドリルがある。このドリルのドリル軸線方向先端視形状を図４に、ドリル先端部の斜視図を図５に示す。図４に示すように油穴の開口部は、略円形を呈しており、先端面の外径側かつフルート溝のヒール面側に位置している。この油穴から供給される切削液は、切削熱を冷却するほか、フルート溝を流路として切屑を加工穴の外へと押し流す作用がある。
【０００３】
他の従来ドリルとして、実開昭６３−７４０５と実開昭６３−３０４１５がある。これらのドリルは、ドリル本体の外周部に開口した油穴と、この油穴が開口する前記ドリル本体の外周部に形成されて外周側と先端面側とに開口する凹溝状の連絡油路あるいは案内溝とからなるドリルである。実開昭６３−７４０５に開示された考案のスローアウェイ式ドリルの側面形状を図６に、軸線方向先端視形状を図７に示す。図７におけるＸＸ断面の形状を図８に示す。このドリルは、ドリル本体内に油穴管を形成するに際してクランプネジやチップ取付座との干渉を考慮することなく、ドリル径に応じた内径の油穴管を形成することができるため、たとえ小径な穴を加工するものであっても切れ刃の周囲に充分な量の切削油を供給することができる。
【０００４】
実開昭６３−３０４１５に開示された考案のソリッドドリルの側面形状を図９　に、軸線方向先端視形状を図１０に示す。このドリルは、例えばドリルの全体を超硬合金で成形したものにおいては冷却油を先端切れ刃まで確実に供給できる冷却油供給手段が容易に低コストで形成でき切れ刃の摩耗を防止するのと切りくずの排出性を高めて切削性を大きく向上させる。また、鋼製シャンクの先端部に超硬合金製切れ刃をろう付けしたドリルにおいては上記作用に加えろう付け部分を効果的に冷却して切削熱による超硬合金切れ刃のろう付け外れを極端に少なくする。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上述した従来のドリルでは以下のような問題がある。
特開平１１−９０７１５に開示された発明のスローアウェイ式ドリルは、ドリルの中心に対して対向に配置された中心刃をなすチップと外周刃をなすチップとが加工範囲を分担する。そのため、両切れ刃の間には切削速度や速度勾配の違い、切りくずを拘束する作用をなすフルート溝のヒール面形状の違い、切りくずに生じる遠心力の違い等が生じることによって、それぞれの切れ刃から生じる切りくずは当然ながら形状が異なってしまう。したがって、両切れ刃のうち少なくとも一方から切りくず排出上好ましくない形状の切りくずが生じ、切りくず詰まりをしばしば発生させてしまう。切りくず詰まりを生じたフルート溝では切りくず詰まりを起因とする負荷が加わるため、ドリル本体は該フルート溝の対向方向に撓みを生じる。その結果、切りくず詰まりを起こしたフルート溝側では、ドリル本体と加工した穴の内壁とに隙間が増加することから、さらに切りくず詰まりが助長されてしまう。他方のフルート溝においては、ドリル本体と穴の内壁との隙間が減少していくため前記ドリル本体と穴の内壁、あるいは外周側に噛みこまれた切りくずとが擦過し、加工した穴の内壁の性状が劣化すると同時にドリル本体の外周面が損傷してしまう。また、貫通穴を加工する場合、貫通間際に先に貫通する中心部から切削油が漏れてしまい、外周肩部へ切削油の供給が充分に行われないため、ばりが発生したり面粗度が悪化するといった問題が生じる。
【０００６】
次に、実開昭６３−７４０５と実開昭６３−３０４１５に開示された考案のドリルは、ともにドリル本体の外周部へ優先的に切削油を供給することを意図しているドリルである。すなわち、穴明けが進行するにつれて連絡油路の外周側の開口が穴の内壁によって閉塞された状態となり、切削油が連絡油路を通ってドリル本体の先端面へ供給されるのである。そのため、穴明け開始後において、連絡油路の外周側の開口が閉塞されない間、ドリル本体の先端面への切削油の供給が不充分なため、切れ刃や切りくずを冷却、潤滑する効果が得られなくなり、切れ刃摩耗の急速な進行と切りくずの伸び絡みといった問題が生じる。
【０００７】
本発明は、以上のような課題に鑑みなされたもので、ドリル本体の先端部に加え外周部にも充分な切削油を供給し、ドリル本体の外周部への切りくず噛みこみを未然に防止するとともに、外周部の潤滑を高めることによって、切りくず排出性を向上させるとともに、ドリル本体の外周面と穴の内壁との擦過を抑えドリル本体の損傷を低減させることを目的とするものである。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
本発明の第１発明のドリルは、丸棒状をなすドリル本体に、その一端より軸心に沿って延在する一対のフルート溝が設けられ、少なくとも、片方のフルート溝の先端には中心刃、他方のフルート溝の先端には外周刃が着脱自在に装着されるとともに、このドリル本体に内部給油用油穴が形成されるスローアウェイ式ドリルにおいて、前記内部給油用油穴が前記ドリル本体の後端面に開口し、先端側に延在する１つ又は複数の油穴本管と、この油穴本管の先端から前記ドリル本体の先端面と外周面とにまたがって開口する１つ又は複数の油穴分管からなることを特徴とするスローアウェイ式ドリルである。さらに、前記油穴分管において、前記ドリル本体の外周側開口部の軸線方向長さは前記ドリル直径の０．０５〜０．７倍である。
【０００９】
第２の発明のドリルは、丸棒状をなすドリル本体に、その一端より軸心に沿って延在する一対のフルート溝が設けられ、このフルート溝の工具回転方向に向かう壁と前記ドリル本体の先端面との稜線を主切れ刃とされるとともに、このドリル本体に内部給油用油穴が形成されるソリッドドリルにおいて、前記内部給油用油穴が前記ドリル本体の後端面に開口し、先端側に延在する１つ又は複数の油穴本管と、この油穴本管の先端から前記ドリル本体の先端面と外周面とにまたがって開口する１つ又は複数の油穴分管からなることを特徴とするソリッドドリルである。さらに、前記油穴分管において、前記ドリル本体の外周側開口部の軸線方向長さは前記ドリル直径の０．０５〜０．７倍である。
【００１０】
第１の発明と第２の発明のドリルはともに、上記油穴分管によってドリル本体
の先端面と外周面に充分な油圧で充分な量の切削油を確実に供給するため、ドリル先端部に形成された切れ刃とそこから発生する切りくずを冷却、潤滑する効果が高くなる。ドリル本体の先端面から供給される切削油は、切りくずをフルート溝の後端側へ積極的に押し出す、いわばポンプのような作用をおよぼすとともに、ドリル本体の外周面から供給される切削油は、伸びた切りくずがフルート溝に収まりきれなくなり、ドリル本体の外周部に噛みこまれてしまうような事態を未然に防ぐ作用を示す。そして、切りくずの噛みこみによる負荷を起因としたドリル本体の撓みを解消するとともに、ドリル本体の外周面の潤滑作用を高めることによって、切りくずあるいは加工した穴の内壁との擦過を減少させ、ドリル本体の外周面の損傷を著しく改善する。さらに、貫通穴を加工する場合、完全に貫通するまでドリルの外周面に設けた油穴の開口部からドリルの外周部に切削油を供給することが可能となるため、穴の出口におけるばりを大幅に抑制することができる。以上の作用は、ドリルが被削材に喰い付き始めるときから穴明け終了するまでの間終始発揮されるため、従来ドリルで問題となっている穴明け開始時と穴明け貫通時の切削油供給不足の問題も同時に解消される。該ドリルを製作する面では、従来のドリルで設けられていたドリル本体の外周側と先端面側とに開口する凹溝状の連絡油路あるいは案内溝が不要であるため、製作コストの削減を図ることができる。
【００１１】
【発明の実施の形態】
次に、この発明の実施形態について、図面を参照しながら説明する。図１の（ａ）と（ｂ）は第１発明の一実施形態として、スローアウェイ式ドリルに適用したときの形状を示す図であり、（ａ）が工具先端部の軸線方向先端視形状、（ｂ）がその側面形状を示す図である。図２は工具全体の側面形状を示す図である。
ドリル本体１には、その一端より軸線に沿って延在する一対のフルート溝２が設けられ、少なくとも、片方のフルート溝の先端には中心刃３、他方のフルート溝の先端には外周刃４が着脱自在に装着されるとともに、このドリル本体に内部給油用油穴が形成されるスローアウェイ式ドリルにおいて、前記内部給油用油穴が前記ドリル本体の後端面に開口し、先端側に延在する１つ又は複数の油穴本管５と、この油穴本管の先端から前記ドリル本体の先端面７と外周面８とにまたがって開口する１つ又は複数の油穴分管６からなる。前記油穴分管６において、前記ドリル本体の外周側開口部９の軸線方向長さは前記ドリル直径の０．０５〜０．７倍とするのが好ましい。
【００１２】
また、第２発明の一実施形態として、ソリッドドリルに適用する場合において、工具先端部の軸線方向先端視形状を示したものであり、図３の（ａ）と（ｂ）はそれぞれ、ドリル先端部の軸線方向先端視形状と側面形状を示す図である。
ドリル本体１には、その一端より軸線に沿って延在する一対のフルート溝２が設けられ、このフルート溝の工具回転方向に向かう壁と前記ドリル本体の先端面との稜線を主切れ刃９とされるとともに、このドリル本体１に内部給油用油穴が形成されるソリッドドリルにおいて、前記内部給油用油穴が前記ドリル本体１の後端面に開口し、先端側では前記ドリル本体１の先端面７と外周面８とにまたがって開口する１つ又は複数の油穴１０からなる。前記油穴１０において、前記ドリル本体の外周側開口部９の軸線方向長さは前記ドリル直径の０．０５〜０．７倍とするのが好ましい。
【００１３】
上記の第１発明および第２発明の実施例において、油穴分管６の外周側開口部の軸線方向長さを０．７倍までとする理由は、切りくずがドリル本体１の外周部に噛みこむ領域がドリル本体１の先端部からドリル直径の０．７倍程度までの範囲が最も多いため、この範囲に切削油を集中的に供給することによってほとんどの切りくず噛みこみが解消されるからである。それ以外の理由として、油穴分管６の外周面に向けた開口部９の面積過大による切削油の吐出油圧低下を避けることができて、ドリル本体１の外周面８と油穴分管６との間の肉厚が確保され実用的な耐久性が得られるからである。一方、油穴分管６の外周側開口部９の軸線方向における長さを０．０５倍以上とする理由は、ドリルの外周部へ切削油が少量でも供給されれば、貫通穴明け加工における穴の出口のばりを抑制する効果があらわれ、該開口部９の長さにするとドリル直径の０．０５倍程度から前記効果があらわれるからである。したがって、切りくず噛みこみを防止する必要がなく、穴の出口ばりを抑制する作用を得たい場合には、油穴分管６の外周側開口部の軸線方向長さは小さく設定されてもよい。また、油穴分管６の外周側開口部９の長さは、延性に富むものやステンレス鋼、アルミニウム合金等の被削材では切りくずが伸びやすいため、比較的長めに設定するのが好ましい、逆に切りくずがそれほど伸びにくい被削材に対しては短めの設定でもよい。
【００１４】
第１発明の実施形態のドリルでは、ドリル本体の略中心部に形成された１本の油穴本管５から２本の油穴分管６に枝分かれしているが、ドリル本体１の剛性を考慮して、油穴分管６が枝分かれせず、複数の油穴本管５が設けられてもよい。
【００１５】
第２発明の実施形態のソリッドドリルは、内部給油用油穴６がドリル本体１内部を後端から先端に亘って分岐することなく形成され、ドリル本体１の剛性を確保することと再研削しろを確保することを考慮してねじれ状に形成されるが、これらの制約がない場合には、第１発明の実施形態と同様に、ドリル本体１の略中心部に形成される油穴本管５と、この油穴本管５から連なり、ドリル本体１の先端面７と外周面８とに開口する油穴分管６を備える形態のドリルも実施可能である。ドリル本体１の先端部に超硬合金やサーメット等からなる切れ刃がろう付けされたドリルにおいても上記同様の実施が可能である。
【００１６】
【発明の効果】
以上記述したように、この発明のドリルは、ドリル本体の先端部分において、内部給油用油穴が先端面と外周面とに開口するように形成されたものである。
そして、この発明のドリルにおいては、切削油が先端面と外周面の双方に充分な量と油圧で確実に供給することが可能となるため、ドリル先端部に設けられた切れ刃とそこから発生する切りくずを冷却、潤滑する効果が高いのはもちろんのこと、フルート溝内の切りくずを積極的に排出する作用とともに、さらにフルート溝内に詰まった切りくずがドリル本体の外周部に噛みこまれることを未然に防止することができる。また、ドリル本体の外周面における潤滑が高められることで、切りくずあるいは加工した穴の内壁との擦過を起因とした損傷を抑えることができる。そして切りくず噛みこみを起因としたドリル本体の撓みを解消するとともに、ドリル本体の外周面の潤滑作用を高めることによって、切りくずあるいは加工した穴の内壁との擦過を減少させ、ドリル本体の外周面の損傷を著しく改善する。これらの作用は、ドリルが被削材に喰い付き始めるときから穴明け終了するまでの間終始発揮され、特に貫通穴明けを行う場合には、完全に貫通するまでドリルの外周部に充分な切削油が供給されるため、穴の出口のばりを大幅に削減することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】（ａ）第１発明のドリルの軸線方向先端視における形状を示す。
（ｂ）第１発明のドリルの側面形状を示す。
【図２】第１発明のドリル全体の側面形状を示す。
【図３】（ａ）第２発明のドリルの軸線方向先端視における形状を示す。
（ｂ）第２発明のドリルの側面形状を示す。
【図４】従来のスローアウェイ式ドリルの軸線方向先端視における形状を
示す。
【図５】従来のスローアウェイ式ドリルの斜視図である。
【図６】他の従来スローアウェイ式ドリルの側面形状を示す。
【図７】他の従来スローアウェイ式ドリルの軸線方向先端視における形状を示す。
【図８】図７におけるＸＸ断面の形状を示す。
【図９】他の従来ソリッドドリルの側面形状を示す。
【図１０】他の従来ソリッドドリルの軸線方向先端視における形状を示す。
【符号の説明】
１　ドリル本体
２　フルート溝
３　中心刃（中心刃をなすスローアウェイチップ）
４　外周刃（外周刃をなすスローアウェイチップ）
５　油穴本管
６　油穴分管
７　ドリル本体の先端面
８　ドリル本体の外周面
９　　油穴の外周側の開口部
１０　油穴
１１　主切れ刃
１２　チゼルエッジ
１３　シンニング
１４　連絡油路、案内溝
【図１】
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【図２】
2004034235.tif 000004
【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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【図９】
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【図１０】
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