(57)【要約】【課題】工作機械に取り付けられたときでも、芯上がりあるいは芯下がりに配置された一対の切刃の外径を互いに同一として、切刃振れを生じさせない。【解決手段】軸線Ｏ回りに回転されるドリル本体１０の先端に、芯上がりに配置された一対の切刃１３，１３を形成する。ドリル本体１０の後端側部分であるシャンク部１１の外周面に、このシャンク部１１が工作機械側のホルダーに挿入されたときに押圧部材で押圧される切欠部１５を形成する。軸線Ｏ方向の先端側から見て、一対の切刃１３，１３の外周端１３Ａ，１３Ａ同士を結ぶ直線Ｍに直交して軸線Ｏ上を通る直線Ｎ方向に、切欠部１５を配置する。【選択図】      図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
軸線回りに回転されるドリル本体の先端に、芯上がりあるいは芯下がりに配置された一対の切刃が形成され、前記ドリル本体の後端側部分であるシャンク部の外周面に、このシャンク部が工作機械側のホルダーに挿入されたときに押圧部材で押圧される切欠部が形成されたドリルであって、
前記軸線方向の先端側から見て、前記一対の切刃の外周端同士を結ぶ直線に略直交して前記軸線上を通る直線方向に、前記切欠部が配置されていることを特徴とするドリル。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、被削材に対して穴明け加工を施すために用いられるドリルに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来のドリルとして、図３及び図４に示すように、軸線Ｏ回りに回転される（実際には、工作機械の回転中心回りに回転される）軸線Ｏを中心とした略多段円柱状をなすドリル本体１の先端に、ドリル本体外周側に向かうにしたがいドリル回転方向Ｔ後方側に向かって延びるような芯上がりに配置された一対の切刃２，２が、軸線Ｏに関して互いに反対側かつ対称となるように形成され、ドリル本体１の後端側部分であるシャンク部３の外周面に、このシャンク部３が工作機械側のホルダーに挿入されたときに押圧部材で押圧される平坦面状の切欠部４が、例えば軸線Ｏと平行に形成されたものがある。
【０００３】
また、このような従来のドリルにおいて、シャンク部３の外周面に形成された平坦面状の切欠部４は、ドリル本体１を軸線Ｏ方向の先端側から見たとき、図４に示すように、一対の切刃２，２（及びこれら切刃２，２に交差するすくい面）が延在している方向と平行に配置されている、つまり、切刃２，２の延在方向に直交して軸線Ｏ上を通る直線方向に配置されているのである（例えば特許文献１参照）。
【０００４】
【特許文献１】
特開２００２−２５４２３０号公報（第１図、第２図）
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
そして、上述したようなドリルは、そのドリル本体１のシャンク部３が工作機械側のホルダーに挿入されてから、シャンク部３の外周面に形成された切欠部４が、例えばネジなどの押圧部材で押圧されることによって、工作機械に取り付けられるのである。
【０００６】
ところで、ドリル本体１のシャンク部３の外周面と、このシャンク部３が挿入されるホルダーの内周面との間には、どうしても微少な隙間が生じているので、押圧部材で切欠部４が押圧されることによってドリル本体１が工作機械に取り付けられたときには、このドリル本体１の軸線Ｏが、押圧部材による押圧方向（図４中、斜線矢印方向）に向かって工作機械の回転中心から微移動量ｄだけ移動して偏心してしまう。
このとき、上述した従来のドリルのように、軸線Ｏ方向の先端側から見て、切欠部４が、切刃２，２の延在方向に直交して軸線Ｏ上を通る直線方向に配置されていると、それぞれ芯上がりに配置された一対の切刃２，２の外径が互いに異なるものとなって、切刃振れが生じるという問題があった。
【０００７】
ここで、切刃２，２の外径が互いに異なるものとなってしまう現象を詳しく説明するため、ドリル本体１を軸線Ｏ方向の先端側から見たとき、図４に示すように、平坦面状の切欠部４に直交（切刃２，２の延在方向に直交）して軸線Ｏ上を通るＸ軸と、平坦面状の切欠部４と平行（切刃２，２の延在方向と平行）で軸線Ｏ上を通るＹ軸とから構成される軸線Ｏを原点としたＸ−Ｙ座標を導入する（Ｘ軸については、Ｙ軸を挟んで切欠部４が存在している領域を正とし、Ｙ軸については、Ｘ軸を挟んで切欠部４のドリル回転方向Ｔ前方側が位置している領域を正とする）。
【０００８】
このようなＸ−Ｙ座標（切刃２，２の延在方向に直交するＸ軸、切刃２，２の延在方向と平行なＹ軸）に対し、一対の切刃２，２がそれぞれ芯上がりに配置されていると、一方の切刃２の外周端２Ａが［Ｘ＜０，Ｙ＞０］の領域内に位置させられ、他方の切刃２の外周端２Ａが［Ｘ＞０，Ｙ＜０］の領域内に位置させられるのであり、これら外周端２Ａ，２Ａ同士を結んで軸線Ｏ上を通る直線Ｍが、Ｙ軸に対して平行ではなく傾斜した状態（Ｘ軸に対して直交するのではなく傾斜した状態）となる。
また、切刃２，２の延在方向に直交して軸線Ｏ上を通る直線方向に配置された切欠部４、つまり、Ｙ軸に直交して軸線Ｏ上を通るＸ軸方向に配置された切欠部４は、上記の直線Ｍに略直交して軸線Ｏ上を通る直線Ｎ方向ではなく、これよりも多少ズレた位置に配置された状態となる。
【０００９】
そして、シャンク部３の切欠部４が押圧部材によって押圧されると、この切欠部４に直交して軸線Ｏへ向かう方向である押圧方向（図４中、斜線矢印方向）、つまり、Ｘ軸方向のマイナス側に向かって、ドリル本体１の軸線Ｏが、工作機械の回転中心から微移動量ｄだけ移動して偏心するのであるが、この軸線ＯのＸ軸方向マイナス側への移動にともない、外周端２Ａ，２Ａ同士を結ぶ直線ＭがＸ軸に直交しないで傾斜した状態となっている一対の切刃２，２のそれぞれも、同じくＸ軸方向マイナス側に向かって微移動量ｄだけ移動することとなる。
【００１０】
このとき、［Ｘ＜０，Ｙ＞０］の領域内に位置する一方の切刃２の外周端２Ａについては、図４における上側の要部拡大図で示されるように、Ｘ軸方向マイナス側に向かって微移動量ｄだけ移動することによって、ドリル本体１の軸線Ｏからの長さよりも、工作機械の回転中心からの長さの方が、距離ａだけ大きくなる。
したがって、この一方の切刃２の（外周端２Ａの）外径は、ドリル本体１の軸線Ｏ回りに回転させられるときの外径Ｄよりも、工作機械の回転中心回りに回転させられるときの外径Ｄａの方が、上記の距離ａの２倍だけ大きくなってしまう（Ｄａ＝Ｄ＋２ａ）。
【００１１】
一方、［Ｘ＞０，Ｙ＜０］の領域内に位置する他方の切刃２の外周端２Ａについては、図４における下側の要部拡大図で示されるように、Ｘ軸方向マイナス側に向かって微移動量ｄだけ移動することによって、ドリル本体１の軸線Ｏからの長さよりも、工作機械の回転中心からの長さの方が、距離ｂだけ小さくなる。
したがって、この他方の切刃２の（外周端２Ａの）外径は、ドリル本体１の軸線Ｏ回りに回転させられるときの外径Ｄよりも、工作機械の回転中心回りに回転させられるときの外径Ｄｂの方が、上記の距離ｂの２倍だけ小さくなってしまう（Ｄｂ＝Ｄ−２ａ）。
【００１２】
上述のようにして、芯上がりに配置された一対の切刃２，２同士で外径の差（Ｄａ−Ｄｂ）が生じるのであり、このような外径の差が生じた一対の切刃２，２を有するドリル本体１が、工作機械の回転中心回りに回転させられると、切刃振れが生じてしまうのであった。
そのため、このようなドリルを用いた穴明け加工では、大きい外径Ｄａを有する一方の切刃２側ばかりに切削負荷がかかり、ドリル本体１が、切削負荷のあまりかかっていない小さい外径Ｄｂを有する他方の切刃２側に撓んでしまうので、大きい外径Ｄａを有する一方の切刃２の摩耗が著しくなるとともに、加工穴の曲がりがひどくなるという問題があった。とくに、このような傾向は、切刃２，２の摩耗が生じていない加工初期段階において顕著になっている。
なお、一対の切刃２，２の外径が互いに異なるものとなって、切刃振れが生じるという現象は、一対の切刃２，２がそれぞれ芯下がりに配置されている場合でも同様である。
【００１３】
本発明は、上記課題に鑑みてなされたもので、工作機械に取り付けられたときでも、芯上がりあるいは芯下がりに配置された一対の切刃の外径を互いに同一として、切刃振れを生じさせないドリルを提供することを目的とする。
【００１４】
【課題を解決するための手段】
上記の課題を解決して、このような目的を達成するために、本発明は、軸線回りに回転されるドリル本体の先端に、芯上がりあるいは芯下がりに配置された一対の切刃が形成され、前記ドリル本体の後端側部分であるシャンク部の外周面に、このシャンク部が工作機械側のホルダーに挿入されたときに押圧部材で押圧される切欠部が形成されたドリルであって、前記軸線方向の先端側から見て、前記一対の切刃の外周端同士を結ぶ直線に略直交して前記軸線上を通る直線方向に、前記切欠部が配置されていることを特徴とするものである。
このような本発明では、ドリル本体を軸線方向の先端側から見たとき、上記のように切欠部が配置されていることにより、この切欠部に直交して軸線へ向かう方向である押圧部材による押圧方向が、一対の切刃の外周端同士を結ぶ直線に略直交する。すると、ドリル本体の軸線と同じく、押圧部材による押圧方向に向かって微移動量だけ移動する一対の切刃の外周端は、それぞれ、これら外周端同士を結ぶ直線に略直交する方向に向かって微移動量だけ移動することとなる。
したがって、一対の切刃の外周端は、工作機械の回転中心からの長さが、ドリル本体の軸線からの長さよりも、互いに同一距離だけ大きくなるので、これら一対の切刃の外径については、工作機械の回転中心回りの外径が、ドリル本体の軸線回りの外径より大きくなるものの、互いに等しくなるのである。これにより、本発明のドリルが工作機械に取り付けられて、工作機械の回転中心回りに回転させられたときであっても、一対の切刃の外径が互いに異ならず、切刃振れが生じることがない。
【００１５】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施形態を添付した図面を参照しながら説明する。
本実施形態によるドリルのドリル本体１０は、図１及び図２に示すように、その後端側部分であるシャンク部１１に対して先端側部分が一段縮径するような、軸線Ｏ回りに回転される（実際には、工作機械の回転中心回りに回転される）軸線Ｏを中心とした略多段円柱状をなすものであり、比較的大径の後端側部分であるシャンク部１１と比較的小径の先端側部分との接続部分は、軸線Ｏ方向の後端側に向かうにしたがい漸次拡径するテーパ状となっている。
【００１６】
ドリル本体１０の先端側部分の外周には、このドリル本体１０の先端面１０Ａに開口する一対の切屑排出溝１２，１２が、軸線Ｏ方向の後端側に向かうにしたがいドリル回転方向Ｔ後方側にねじれるような螺旋状で、軸線Ｏに関して互いに反対側かつ対称となるように形成されている。
そして、これら一対の切屑排出溝１２，１２におけるドリル回転方向Ｔ前方側を向く壁面の先端側には、軸線Ｏに関して互いに反対側かつ対称となる一対の切刃１３，１３が、ドリル本体１０の先端に位置するように形成されている。
【００１７】
なお、本実施形態においては、ドリル本体１０の先端面１０Ａと一対の切屑排出溝１２，１２におけるドリル回転方向Ｔ前方側を向く壁面との交差部分が切り欠かれるように一対の凹所が形成されているとともに、これら凹所にロウ付けされて取り付けられた硬質の切刃部材１４，１４上に、一対の切刃１３，１３がそれぞれ形成されている。
【００１８】
また、切刃１３は、軸線Ｏに直交する側面側から見たとき、図１に示すように、軸線Ｏ近傍からドリル本体外周側に向かうにしたがい、軸線Ｏ方向の後端側に向かうように傾斜しつつ略直線状に延びるようにして、ドリル本体１０の外周面（マージン部）に交差する外周端１３Ａに至っており、一対の切刃１３，１３に所定の先端角が付されるようになっている。
【００１９】
さらに、切刃１３は、軸線Ｏ方向の先端側から見たとき、図２に示すように、軸線Ｏ近傍からドリル本体外周側に向かうにしたがい、ドリル回転方向Ｔ前方側に凸となるように湾曲しつつ凸曲線状に延びてから、ドリル回転方向Ｔ後方側に向かうように傾斜しつつ略直線状に延びるようにして、ドリル本体１０の外周面（マージン部）に交差する外周端１３Ａに至っている。
すなわち、一対の切刃１３，１３は、軸線Ｏ方向の先端側から見たときに、内周側部分を除いて、ドリル本体外周側に向かうにしたがいドリル回転方向Ｔ後方側に向かって（略直線状に）延びるような芯上がりに配置されているのである。
【００２０】
そして、ドリル本体１０の後端側部分であるシャンク部１１の外周面には、このシャンク部１１が工作機械側のホルダーに挿入されたときに押圧部材で押圧されることとなる平坦面状の切欠部１５が、例えば軸線Ｏと平行に形成されている。
この切欠部１５は、ドリル本体１０を軸線Ｏ方向の先端側から見たとき、図２に示すように、芯上がりに配置された一対の切刃１３，１３（及びこれら切刃１３，１３に交差するすくい面）が延在している方向と平行ではなく、一対の切刃１３，１３の外周端１３Ａ，１３Ａ同士を結ぶ直線Ｍに平行に配置されている、つまり、切刃１３，１３の外周端１３Ａ，１３Ａ同士を結ぶ直線Ｍに直交して軸線Ｏ上を通る直線Ｎ方向に配置されているのである。
【００２１】
ここで、ドリル本体１０を軸線Ｏ方向の先端側から見たとき、図２に示すように、平坦面状の切欠部１５に直交（直線Ｍに直交）して軸線Ｏ上を通るＸ軸と、平坦面状の切欠部１５と平行（直線Ｍと平行）で軸線Ｏ上を通るＹ軸とから構成される軸線Ｏを原点としたＸ−Ｙ座標を導入する（Ｘ軸については、Ｙ軸を挟んで切欠部１５が存在している領域を正とし、Ｙ軸については、Ｘ軸を挟んで切欠部１５のドリル回転方向Ｔ前方側が位置している領域を正とする）。
【００２２】
このようなＸ−Ｙ座標（直線Ｍに直交するＸ軸、直線Ｍと平行なＹ軸）に対し、それぞれ芯上がりに配置された一対の切刃１３，１３の外周端１３Ａ，１３Ａは、Ｙ軸上に位置させられるのであり、これら外周端１３Ａ，１３Ａ同士を結んで軸線Ｏ上を通る直線Ｍが、Ｙ軸と一致した状態（Ｘ軸に対して直交した状態）、かつ、この直線Ｍに直交して軸線Ｏ上を通る直線Ｎが、Ｘ軸と一致した状態（Ｙ軸に対して直交した状態）となる。
また、一対の切刃１３，１３の外周端１３Ａ，１３Ａ同士を結ぶ直線Ｍに直交して軸線Ｏ上を通る直線Ｎ方向に配置された切欠部４は、Ｙ軸に直交して軸線Ｏ上を通るＸ軸方向に配置されることとなる。なお、切欠部１５がＸ軸方向（あるいは直線Ｎ方向）に配置されるとは、軸線Ｏ方向の先端側から見たときに、Ｘ軸（あるいは直線Ｎ）が、切欠部１５における幅方向（周方向）中央部を通過することである。
【００２３】
上述のような構成とされた本実施形態によるドリルは、そのドリル本体１０のシャンク部１１が工作機械側のホルダーに挿入されてから、シャンク部１１の外周面に形成された切欠部１５が、例えばネジなどの押圧部材で押圧されることによって、工作機械に取り付けられる。
ここで、ドリル本体１０のシャンク部１１の外周面と、このシャンク部１１が挿入されるホルダーの内周面との間には、どうしても微少な隙間が生じているので、押圧部材で切欠部１５が押圧されることによってドリル本体１０が工作機械に取り付けられたときには、このドリル本体１０の軸線Ｏが、押圧部材による押圧方向（図２中、斜線矢印方向）に向かって工作機械の回転中心から微移動量ｄだけ（例えば、０．０２〜０．０３ｍｍ程度だけ）移動して偏心してしまう。
【００２４】
また、軸線Ｏ方向の先端側から見たとき、押圧部材による押圧方向は、切欠部１５に直交して軸線Ｏへ向かう方向となるのであるが、この切欠部１５が、上述したような直線Ｍに直交する直線Ｎ方向、すなわち、Ｘ軸方向に配置されていることによって、押圧部材による押圧方向が、Ｘ軸方向のマイナス側に向かう方向（直線Ｎ方向）と一致する。
そのため、ドリル本体１０の軸線Ｏは、工作機械の回転中心から、Ｘ軸方向マイナス側に向かって微移動量ｄだけ移動して偏心することとなるのであり、この軸線ＯのＸ軸方向マイナス側への移動にともない、外周端１３Ａ，１３ＡをＹ軸上に位置させた一対の切刃１３，１３のそれぞれも、同じくＸ軸方向マイナス側に向かって微移動量ｄだけ移動することとなる。
【００２５】
このとき、一対の切刃１３，１３の外周端１３Ａ，１３Ａは、それらを結ぶ直線ＭがＹ軸と一致する（Ｘ軸に直交する）ようにしてＹ軸上に位置させられていることから、図２における上側及び下側の要部拡大図で示されるように、これら外周端１３Ａ，１３Ａは、それぞれ、Ｘ軸方向マイナス側に向かって微移動量ｄだけ移動することによって、ドリル本体１０の軸線Ｏからの長さよりも、工作機械の回転中心からの長さの方が、互いに同一距離ｃだけ大きくなる。
したがって、これら一対の切刃１３，１３の（外周端１３Ａ，１３Ａの）外径については、ドリル本体１０の軸線Ｏ回りに回転させられるときの外径Ｄよりも、工作機械の回転中心回りに回転させられるときの外径Ｄｃの方が、上記の距離ｃの２倍だけ大きくなってしまう（Ｄｃ＝Ｄ＋２ｃ）ものの、互いに等しくなる。
【００２６】
これにより、本実施形態によるドリルが工作機械に取り付けられて、工作機械の回転中心回りに回転させられたときであっても、一対の切刃１３，１３の外径が互いに異ならず、切刃振れが生じることもない。
そして、このようなドリルを用いた穴明け加工においては、互いに等しい外径Ｄｃを有する一対の切刃１３，１３に対して均等に切削負荷がかかるので、ドリル本体１０が撓むことがなく、切刃１３，１３の偏摩耗や加工穴の曲がりが発生するのを抑制することが可能となる。
【００２７】
なお、本実施形態において、切欠部１５の配置される方向である直線Ｎは、直線Ｍに対して直交しているのであるが、この直線Ｎが直線Ｍに対して厳密に直交する必要はなく、例えば、９０゜±２゜３０′の範囲の交差角で交差している（直線Ｎが直線Ｍに略直交している）のであれば、上述したような効果を十分に得ることができる。
また、本実施形態において、切欠部１５は、軸線Ｏと平行に形成されているが、これに限定されることはなく、例えば、軸線Ｏ方向の先端側に向かうにしたがい軸線Ｏに近づいたり、あるいは離れたりするような傾斜が設けられていてもよい。
【００２８】
さらに、本発明は、上述した実施形態のような芯上がり配置された一対の切刃を有するドリルに適用されるだけではなく、軸線Ｏ方向の先端側から見て、ドリル本体外周側に向かうにしたがいドリル回転方向Ｔ前方側に向かって延びるような芯下がりに配置された一対の切刃を有するドリルに適用されても、上述したような効果を十分に得ることができる。
加えて、本発明は、上述した実施形態のようなロウ付けタイプのドリルだけではなく、例えば、ドリル本体１０の先端面１０Ａと一対の切屑排出溝１２，１２におけるドリル回転方向Ｔ前方側を向く壁面とドリル本体１０の先端逃げ面１０Ａとの交差稜線部にそれぞれ切刃が形成されるソリッドタイプのドリルや、切刃を有する２枚のスローアウェイチップあるいは一対の切刃を有する１枚のスローアウェイチップがドリル本体１０の先端に装着されるスローアウェイ式タイプのドリルなどに適用されていてもよい。
【００２９】
【発明の効果】
本発明によれば、シャンク部の外周面に形成された切欠部を押圧する押圧部材の押圧方向が、一対の切刃の外周端同士を結ぶ直線に略直交することになるので、押圧部材による押圧方向に向かって微移動量だけ移動する一対の切刃の外周端が、それぞれ、これら外周端同士を結ぶ直線に略直交する方向に向かって微移動量だけ移動する。
したがって、工作機械の回転中心回りの切刃の外径が、ドリル本体の軸線回りの外径よりも大きくなるものの、一対の切刃同士で互いに等しくなり、切刃振れが生じないので、穴明け加工の際には、互いに等しい外径を有する一対の切刃に均等に切削負荷がかかり、切刃の偏摩耗や加工穴の曲がりを抑制することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施形態によるドリルのドリル本体を示す側面図である。
【図２】本発明の実施形態によるドリルのドリル本体を示す先端面図及び各切刃の外周端付近の要部拡大図である。
【図３】従来のドリルのドリル本体を示す側面図である。
【図４】従来のドリルのドリル本体を示す先端面図及び各切刃の外周端付近を示す要部拡大図である。
【符号の説明】
１０  ドリル本体
１１  シャンク部
１３  切刃
１３Ａ  外周端
１５  切欠部
ｄ  微移動量
Ｄ  ドリル本体の軸線回りの切刃の外径
Ｄｃ  工作機械の回転中心回りの切刃の外径
Ｍ  一対の切刃の外周端同士を結んで軸線上を通る直線
Ｎ  一対の切刃の外周端同士を結ぶ直線に直交して軸線上を通る直線
Ｏ  軸線
Ｔ  ドリル回転方向
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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