(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
ドリルヘッドの先端部にその軸心側から外周側にかけて複数のスローアウエイチップをボルトによって取着してなる深孔切削用スローアウエイドリルにおいて、該スローアウエイチップは、中心部にボルト孔を有し、周縁に刃先部を有してなるチップ本体の刃先部一端縁側の本体側面に刃先部一端縁を含む本体側面の一部が没入した没入部が形成され、該没入部に没入端縁と傾斜段部とが形成されてなるチップからなり、軸心側に取着した該チップによって、該チップの没入端縁とドリルヘッドの回転軸心との間に半径方向に若干の空隙が形成されて、該ドリルヘッドの回転軸心付近に非切削ゾーンが形成されると共に、該チップの刃先部を上記半径方向からこれに直交する接線方向に突出して取着することによって、上記チップの没入端縁のうち刃先部軸心側端縁から回転軸心に到る距離を、刃先部以外の没入端縁から回転軸心に至る距離よりも大きく取るようにした深孔切削用スローアウエイドリル。
【請求項２】
前記没入部はボルト孔を挟んでチップ本体の対称位置に一対形成されてなる請求項１に記載の深孔切削用スローアウエイドリル。
【請求項３】
上記刃先部軸心側端縁を回転軸心を通る半径方向に平面状に面取りして該端縁に軸心側平面状刃先部を形成してなる請求項１または２に記載の深孔切削用スローアウエイドリル。
【請求項４】
上記刃先部軸心側端縁を回転軸心を通る半径方向にアール状に面取りして該端縁に軸心側アール状刃先部を形成してなる請求項１または２に記載の深孔切削用スローアウエイドリル。
【請求項５】
非切削ゾーンに対面する上記チップの没入端縁を平面状に面取りしてなる請求項１〜４の何れかに記載の深孔切削用スローアウエイドリル。
【請求項６】
非切削ゾーンに対面する上記チップの没入端縁をアール状に面取りしてなる請求項１〜４の何れかに記載の深孔切削用スローアウエイドリル。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、特に深孔切削用のスローアウエイチップを用いたスローアウエイドリルの改良に関する。
【０００２】
【従来の技術と課題】
この種のスローアウエイチップがドリルヘッドに回転軸心に対して半径方向に取着される場合に、該被削材の中心部分まで切削するためには、当然にチップ刃先部が正確に回転軸心を通らなければならない。しかし、ドリル中心部の切削速度は理論的にはゼロであるから、この部分の刃先部にはスラスト抵抗が負荷し、所謂チゼルエッジと言われ、切削力が働かない部分となっており、これが切削能力を上げることができない一因となっている。
【０００３】
本発明は、上述の難点を完全に除去し、切削能力を飛躍的に向上することに成功したスローアウエイドリルを提案することを目的とするものである。
【０００４】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解消するために、請求項１に係る発明は、実施形態の参照符合を付して示せば、ドリルヘッド９の先端部にその軸心側から外周側にかけて複数のスローアウエイチップをボルト１０によって取着してなる深孔切削用スローアウエイドリルにおいて、該スローアウエイチップは、中心部にボルト孔１を有し、周縁に刃先部２を有してなるチップ本体３の刃先部一端縁側の本体側面４に該刃先部一端縁を含む本体側面４の一部が没入した没入部５が形成され、該没入部５に没入端縁６と傾斜段部７とが形成されてなるチップ８からなり、軸心側に取着した該チップ８によって、該チップ８の没入端縁６とドリルヘッド９の回転軸心Ｏとの間に半径方向に若干の空隙が形成されて、該ドリルヘッド９の回転軸心付近に非切削ゾーン１１が形成されると共に、該チップ８の刃先部２を上記半径方向からこれに直交する接線方向に突出して取着することによって、上記チップ８の没入端縁６のうち刃先部軸心側端縁１２から回転軸心Ｏに到る距離ｌ1 を刃先部以外の没入端縁６から回転軸心Ｏに至る距離l2よりも大きく取るようにした深孔切削用スローアウエイドリルに係る。
【０００５】
【０００６】
【０００７】
また請求項２に係る発明は、前記没入部５はボルト孔１を挟んでチップ本体３の対称位置に一対形成されてなる請求項１に記載の深孔切削用スローアウエイドリルに係る。
【０００８】
また請求項３に係る発明は、上記刃先部軸心側端縁１２を回転軸心Ｏを通る半径方向に平面状に面取りして該端縁に軸心側平面状刃先部１２ａを形成してなる請求項１または２に記載の深孔切削用スローアウエイドリルに係る。
【０００９】
また請求項４に係る発明は、上記刃先部軸心側端縁１２を回転軸心Ｏを通る半径方向にアール状に面取りして該端縁に軸心側アール状刃先部１２ｂを形成してなる請求項１または２に記載の深孔切削用スローアウエイドリルに係る。
【００１０】
また請求項５に係る発明は、非切削ゾーン１１に対面する上記チップ８の没入端縁６を平面状に面取りしてなる請求項１〜４の何れかに記載の深孔切削用スローアウエイドリルに係る。
【００１１】
また請求項６に係る発明は、非切削ゾーン１１に対面する上記チップ８の没入端縁６をアール状に面取りしてなる請求項１〜４の何れかに記載の深孔切削用スローアウエイドリルに係る。
【００１２】
【発明の実施の形態】
図１〜図４は、本発明の一実施形態のチップ８を示すもので、先ず図１に示すように、チップ本体３は、正面視略矩形状を呈し、その中心部に正面１３から裏面１４に向かって貫通するボルト孔１が形成され、図中上下部端縁は緩やかに平行に傾斜して、これに刃先部２，２が形成され、両刃先部２の正面側に図２をも参照してＪ状に没入したチップブレーカー１５，１５が形成され、両刃先部２の背面側に逃げ面１６，１６が形成される。
【００１３】
そして、図１、図２および図３に示すように、チップ本体３の刃先部２の一端縁側の本体側面４に刃先部一端縁を含む本体側面４の一部が没入した没入部５が形成される。即ち、本体側面４は、その正面１３側から裏面１４側にかけて前記逃げ面１６と同じ傾斜度の傾斜面に形成され、正面１３寄り部分が最も大きく突出しているが、この本体側面４の突出部分を切欠するように、本体側面４を図３に示すように裏面側に向かって正面側から直角αに切欠することによって本体側面４の一部に没入部５が形成され、これによって該没入部５に前記刃先部２、正確には刃先部一端縁に連続した没入端縁６と該端縁６に続く没入側面１７と該没入側面１７のから傾斜状に延びる傾斜段部７とが形成される。そして、以上の構造からなる没入部５は、図１、図３および図４から明らかなように、ボルト孔１を中心点としてチップ本体３の点対称位置に一対形成されている。なお、１８，１９はチップ本体３の正面側に両側面４にかけて形成される面取り部である。
【００１４】
上記の実施形態からなるチップ８は、後述のようにドリルヘッド９に取着されて使用されるが、該チップ８の刃先部２がドリルヘッド９の半径線Ｐ上に来るように取り付けられてもよいが、好ましくは図５以下の取着位置がよい。
【００１５】
図５〜図６は、上記構造からなるチップ８をドリル本体２０の先端部のドリルヘッド９に取着した状態を示すもので、ドリルヘッド９の回転軸心Ｏから半径線Ｐ方向にその軸心側と中間部と外周側との３箇所に３つのチップ８（８ａ，８ｂ，８ｃ）がボルト１０によって取着されており、このうち、軸心側のチップ８ａがその回転軸心Ｏ付近に取着されることによって、図６、特に図７、更に図８に示すように、該軸心Ｏとチップ８の前記没入端縁６との間に若干の空隙、例えば幅が１ｍｍ程度の非切削ゾーン１１が形成される。したも、該チップ８の刃先部２は、上記半径線Ｐ方向からこれに直交する接線Ｑ方向に、例えば１ｍｍ程度の突出量ａを有するよう突出して取着され、これによって回転軸心Ｏから刃先部２、正確には没入端縁６のうち、刃先部２の軸心側端縁１２に至る距離ｌ1 を、回転軸心Ｏから刃先部２以外の没入端縁６に至る距離l2よりも若干大きく取るようにしてある。なお、図５および図６において、２１，２２はドリルヘッド９およびドリル本体２０にそれぞれ連通して開口される切屑排出用の孔、２３はボルト止めされたガイドパッドである。
【００１６】
次に孔明け切削過程において起きる現象について述べると、図８および図１２に示すように、矢印方向に回転するチップ８によって切削が進行するにつれて、当然に被削材Ｗがチップ８の刃先部２で切削され、切削された切削屑はチップブレーカー１５（図１、図２）に細かく折り取られ排出されるが、刃先部２が当たらない非切削ゾーン１１において被削材は切削されることなくコアＣが発生し成長することになる。即ち回転軸心Ｏから刃先部軸心側端縁１２に至る距離ｌ1 が成長するコアＣの半径に相当する。ところが、回転軸心Ｏから非刃先部没入端縁６に至る距離l2は前述のように刃先部２に至る距離ｌ1 よりも短いため、成長するコアＣが漸次非刃先部没入端縁６に沿って侵入するときコアＣは図７および図８のＣ1 で示す部分で弾性圧縮して食い込ませることになり、チップ８（８ａ）による押圧または摺動摩擦抵抗がコアＣに負荷し、コアＣの強度（剪断抵抗）が前記摩擦抵抗に負けたときにコアＣは図１２の２点鎖線に示すように折り取られて脱落することになる。
【００１７】
特に、本発明の実施形態においては、前記没入部５には、その没入側面１７から傾斜状に延びる傾斜段部７が形成されているため、非切削ゾーン１１で成長するコアＣは、図１２に示すように、その成長途上で傾斜段部７に衝突し、コアＣの成長にともなって傾斜段部７への衝突圧力が確実に強くなり、しかも、該段部７は傾斜面に形成されているため、傾斜面に沿う折り取り方向への負荷が強力に働いて、コアＣは強制的に且つ確実に該傾斜段部７によって折り取られ脱落されることになる。
【００１８】
前述のように、成長するコアＣの半径は、回転軸心Ｏから刃先部軸心側端縁１２に至る距離ｌ1 に相当するため、この距離ｌ1 は、チップ８の刃先部２が上記半径線Ｐ方向からこれに直交する接線Ｑ方向への突出量ａによって決まることになる。従って、図９に示すように、チップ８の刃先部２が接線方向Ｑに図８に示すものよりも大きな突出量ｂになるよう取着することによって、距離ｌ1 は大きくなり、成長するコアＣの半径は拡大する。従って、切削される被削材Ｗの材質が軟質の場合には前記距離ｌ1 を大きく取って、半径の大きなコアＣを成長させることができ、また図示の状態より明らかなように弾性圧縮領域Ｃ1 も拡大するから、この部分Ｃ1 での摩擦抵抗も増大し、より強力な折り取り力が働いて、一段と切削能力を上げることができる。
【００１９】
また本発明の実施態様の特徴とする構造は、図１および図４に示すように、前記没入部５は前記ボルト孔２を挟んでチップ本体３の対称位置に一対形成されてなることである。
【００２０】
これがために、チップ８、特に図１５に示すように外周側のチップ８ｃをドリルヘッド９に取着した場合に、チップ８に形成してある一対の没入部５，５の内、外周側の没入部５の傾斜段部７は、ドリルヘッド９の外周面に沿ってなだらかな流線状に傾斜して連続することになる。
【００２１】
ドリルヘッド９が被削材中に切削進行して、その切削作業が終了したときには、ドリルヘッド９を被削材中から引き抜くことになるが、その際に従来であればドリルヘッド９の外周面に位置するチップの外周面側に突出している部分が一種のかえりとなって、切削孔の切削壁を傷つけることがあったが、本発明の実施形態によれば、前述のようにドリルヘッド９の外周面側に突出している部分は傾斜段部７に形成され、ドリルヘッド９の外周面に対して流線状に連続しているため、ドリルヘッド９の引抜きの際に該チップ８ｃによって切削壁を傷つけることはない。
【００２２】
なお、本発明の実施形態によれば、当然のことながら、一方側の刃先部２が摩耗すれば、チップ本体３を１８０°反転させて、他方の刃先部２を使用することができるから、それだけ長期間にわたって使用することができる。
【００２３】
また従来であれば、チップをドリルヘッド９に取着する際に、その軸心側、中間側および外周面側に夫々構造や形状の異なった専用のチップを取着する必要があり、それだけ取着作業が面倒であったが、本発明の実施形態にあっては、図５および図６に示すように、同一構造及び形状の一種類のチップ８（８ａ，８ｂ，８ｃ）を、その軸心側、中間側および外周面側に夫々取着することができるから、それだけ部品点数を少なくすることができ、また取着作業も能率的に行うことができる。
【００２４】
なおまた、切削進行にともない被削材Ｗがは切削される部分と切削されない部分（コアＣ）との境界、具体的には刃先部軸心側端縁１２に過負荷がかかる恐れがあるため、図１０の実施形態に示すように、上記刃先部軸心側端縁１２を回転軸心Ｏを通る半径方向に面取りして該端縁に軸心側平面状刃先部１２ａ或いは図１１に示すようにアール状に面取りして該端縁にアール状刃先部１２ｂを形成して軸心側刃先部の強度を増すようにすることが好ましい。。
【００２５】
さらにまた図１２に示すように、非切削ゾーン１１に対面する没入端縁６は被削材Ｗに対して軸方向の押しつけ力が作用し、切削作用は殆どかからないのであるが、喰い込み作用による切削が若干行われる恐れがあるので、図１３の実施形態に示すように、非切削ゾーン１１に対面する上記チップ８の没入端縁６を平面状６ａに、或いは図１４に示すようにアール状６ｂに面取りして極力切削作用が働かないようにすることが好ましい。
【００２６】
【発明の効果】
請求項１に係る発明の深孔切削用スローアウエイドリルによれば、ドリルヘッドの先端部にその軸心側から外周側にかけて複数のスローアウエイチップをボルトによって取着してなる深孔切削用スローアウエイドリルにおいて、該スローアウエイチップは、該スローアウエイチップは、中心部にボルト孔を有し、周縁に刃先部を有してなるチップ本体の刃先部一端縁側の本体側面に刃先部一端縁を含む本体側面の一部が没入した没入部が形成され、該没入部に没入端縁と傾斜段部とが形成されてなるチップからなり、ドリルヘッドの回転軸心を中心に半径方向に設けたチップの前記没入部によってドリルヘッドの回転軸心付近に非切削ゾーンを形成して、理論的に切削速度が零である部分の切刃（チゼルエッジ）を積極的に除去したため、それだけスラスト抵抗と該抵抗によるチップの損傷の発生を軽減して、切削速度を向上させることができる。
しかも、チップの刃先部を上記半径線上からこれに直交する接線方向に突出して形成することによって、成長するコアの半径に相当する回転軸心・刃先部軸心側端縁間距離を該コアが侵入する回転軸心・非刃先部没入端縁距離よりも大きく取るようにしたため、漸次成長するコアと没入端縁との間の摩擦または半径方向の押圧抵抗、即ち該コアを折に取るためのトルクの負荷によって、コアの成長途上において該コアを強制的に折り取り脱落させることができ、前記効果と相まって切削能力を飛躍的に上げることが可能である。
【００２７】
特に、チップに設けられる没入部には前記傾斜段部が設けられているため、非切削ゾーンで成長するコアは、その成長途上で傾斜段部に衝突し、コアの成長にともなって傾斜段部への衝突圧力が確実に強くなり、しかも、該段部は傾斜面に形成されているため、傾斜面に沿う折り取り方向への負荷が強力に働いて、コアは強制的に且つ確実に該傾斜段部によって折り取られ脱落されることになり、この面からも切削能力を格段に向上させることができる。
【００２８】
しかも、成長するコアの半径は、回転軸心から刃先部軸心側端縁に至る距離に相当するため、この距離は、チップの刃先部が上記半径線方向からこれに直交する接線方向への突出量によって決まることになる。従って、チップの刃先部が接線方向により大きな突出量になるよう取着することによって、前記距離は大きくなり、成長するコアの半径は拡大する。従って、切削される被削材の材質が軟質の場合には前記距離を大きく取って、半径の大きなコアを成長させることができ、なおまた非切削ゾーンも拡大するから、この部分での摩擦抵抗も増大し、より強力な折り取り力が働いて、一段と切削能力を上げることができる。
【００２９】
【００３０】
【００３１】
【００３２】
請求項２に係る発明の深孔切削用スローアウエイドリルによれば、前記没入部はチップ本体の中心部を中心として対称位置に一対形成されてなるため、該チップをドリルヘッドに取着する際に、その軸心側では、該没入部がチゼルエッジを除去する役割を果たすと共に、その外周面側では、該没入部の傾斜段部がドリルヘッドの外周面に沿う流線形を呈し、ドリルヘッドの切削孔からの引抜き時において切削壁を損傷させることなく円滑にドリルヘッドを被削材の切削孔から引き抜くことができる。
【００３３】
また、チップ本体の中心部をが中心として没入部が対称状に設けられることによって、該チップをドリルヘッドの軸心側、中間側および外周面側の何れにも同じ構造及び形状の一種類のチップのみを取着することができることになり、それだ製造面で有利となり、且つチップをドリルヘッドに迅速容易に取着することができる。
【００３４】
なおまた、ドリルヘッドが被削材中に切削進行して、その切削作業が終了したときには、ドリルヘッドを被削材中から引き抜くことになるが、その際に従来であればドリルヘッドの外周面に位置するチップの外周面側に突出している部分が一種のかえりとなって、切削孔の切削壁を傷つけることがあったが、本発明によれば、ドリルヘッドの外周面側に突出している部分は傾斜段部に形成され、ドリルヘッドの外周面に対して流線状に連続しているため、ドリルヘッドの引抜きの際に該チップによって切削壁を傷つけることがなく、正確な深孔を形成することができる。
【００３５】
切削進行にともない被削材がは切削される部分と切削されないコアとの境界、具体的には刃先部軸心側端縁に過負荷がかかる恐れがあるが、請求項３または４に係る発明によれば、上記刃先部軸心側端縁を回転軸心を通る半径方向に平面状に或いはアール状に面取りして該端縁に軸心側平面状或いはアール状刃先部を形成して軸心側刃先部の強度を増すことができる。
【００３６】
非切削ゾーンに対面する没入端縁は被削材に対して軸方向の押しつけ力が作用し、切削作用は殆どかからないのであるが、喰い込み作用による切削が若干行われる恐れがあるが、請求項５または６に係る発明によれば、非切削ゾーンに対面する上記チップの没入端縁を平面状に、或いはアール状に面取りして極力切削作用が働かないようにすることによって、被削材に対する没入端縁の摩擦抵抗を増大して、成長するコアを確実に折り取ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】  本発明の一実施形態に係るチップの正面図である。
【図２】  図１のIIーII線端面図である。
【図３】  同平面図である。
【図４】  図３のIVーIV線断面図である。
【図５】  本発明の他の実施形態の正面図である。
【図６】  平面図である。
【図７】  同要部の拡大平面図である。
【図８】  同要部の更に拡大した平面図である。
【図９】  同他の実施形態の拡大平面図である。
【図１０】  同他の実施形態の要部拡大平面図である。
【図１１】  同他の実施形態の要部拡大平面図である。
【図１２】  本発明の作用を説明するための説明図である。
【図１３】  同他の実施形態の作用を説明するための説明図である。
【図１４】  同他の実施形態の作用を説明するための説明図である。
【図１５】  本発明の実施形態の作用を説明するための要部正面図である。
【符合の説明】
１            ボルト孔
２            刃先部
３            チップ本体
４            本体側面
５            没入部
６            没入端縁
７            傾斜段部
８            深孔切削用スローアウエイチップ
９            ドリルヘッド
１０          ボルト
１１          非切削ゾーン
１２          刃先部軸心側端縁
１２ａ        軸心側平面状刃先部
１２ｂ        軸心側アール状刃先部
ｌ1           距離
１2           距離
【図１】
0004676655.tif 000002
【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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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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