(57)【要約】【課題】  穴明け加工と同時に被加工物の表裏面のバリを取るための面取り加工を行うドリルにおいて、簡略な構成でありながらも、その面取り量を容易に変更する。【解決手段】  刃先部１２の先端側部分の外周に形成された凹部３０に、面取り刃５１，５２を有するカートリッジ４０がドリル本体１０の径方向に弾性変位可能となるように収容されていることによって、面取り刃５１，５２が刃先部１２の外周面１２Ａから出没自在とされたドリルにおいて、カートリッジ４０を、面取り刃５１，５２を有するカートリッジ本体４１と、このカートリッジ本体４１に対して着脱可能に固定されるとともに凹部３０に対して着脱可能に固定される板バネ４５とから構成する。【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側部分である刃先部の先端に切刃が設けられ、この刃先部の先端側部分の外周に形成された凹部に、面取り刃を有するカートリッジが前記ドリル本体の径方向に弾性変位可能となるように収容されていることによって、前記面取り刃が前記刃先部の外周面から出没自在とされたドリルにおいて、
前記カートリッジは、前記面取り刃を有するカートリッジ本体と、このカートリッジ本体に対して着脱可能に固定されるとともに前記凹部に対して着脱可能に固定される板バネとから構成されていることを特徴とするドリル。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、例えば鋼板、銅板、アルミ板等の金属板に対する穴明けの際に、その表裏面に発生するバリを、穴明けと同時に除去することのできる面取り機能を備えたドリルに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
鋼板等の金属板をドリルで穴明けした場合、この金属板の表裏面にバリが発生することがあり、このバリは、ボルトやリベット等で金属板を締め付ける際に、適正な締め付け力が得られない等の不具合の原因となる。従来では、グラインダ等の研削工具を用いたりして、バリ除去のための後加工を行っていたが、このようなバリ取り作業には多くの労力と時間を要することになる。
そこで、このような問題を解決するために、金属板等の被加工物に穴明けを行うと同時にその表裏面のバリを取り除く面取り機能を備えたドリルが、例えば特許文献１や特許文献２に提案されている。
【０００３】
これらの特許文献１や特許文献２に記載されたドリルは、軸線回りに回転されるドリル本体の先端側部分である刃先部の先端に切刃が設けられ、この刃先部の先端側部分の外周に形成された凹部に、面取り刃を有する面取りチップが装着されたカートリッジが、ドリル本体の径方向に弾性変位可能となるように収容されていることによって、面取り刃が刃先部の外周面から出没自在とされたものである。
【０００４】
したがって、このようなドリルで穴明け加工すると、穿孔開始から若干遅れて被加工物の表面のバリを面取りチップが除去し、次いで穿孔の進行にしたがって面取りチップが加工穴の内周面に倣いながら凹部の中に後退し、さらに穴の貫通後は再びカートリッジの弾性変位により面取りチップが外側に変位し、ドリル本体が後退する際に被加工物の裏面のバリを除去するので、穴明け加工と同時に金属板等の被加工物の表裏面のバリを取るための面取り加工を行うことができる。
【特許文献１】特開平７−６８４０９号公報
【特許文献２】特開平８−１５５７１６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ところで、上述した特許文献１や特許文献２に記載されたドリルでは、そのドリル本体の径方向に弾性変位可能とされたカートリッジが、面取り刃を有する面取りチップが装着されたカートリッジ本体と、後端部が凹部に対して着脱可能に固定されることによって、先端部に一体に設けられた上記カートリッジ本体を径方向に弾性変位可能とする薄肉のアーム部とから構成されている。
【０００６】
ここで、被加工物の表裏面に生じたバリを除去するための面取り加工において、その面取り量を変更しようとした場合には、カートリッジ本体を径方向に弾性変位可能とするための薄肉のアーム部の弾性力を変化させる必要が生じるのであるが、上述した特許文献１や特許文献２に記載されたドリルでは、そのカートリッジ本体とアーム部とが一体に形成されている。
そのため、面取り量を変更するに際しては、カートリッジ本体とアーム部とからなるカートリッジ全体を凹部から取り外してから、所望の弾性力のアーム部を有する他のカートリッジを凹部に対して取り付け直さなければならず、非常に手間がかかるという問題があった。
【０００７】
なお、このようなドリルにおいては、アーム部の弾性力を補助するための補助部品、例えばスプリングや板バネ等の補助部品を追加して設けることによって構成したカートリッジが採用されることもあり、この場合には、補助部品のみを交換してその弾性力を変化させることにより、面取り量を変更することが可能ではあるものの、カートリッジを構成する部品数が増加して複雑な構成となってしまうので、効果的な解決手段とはいえない。
【０００８】
本発明は、上記課題に鑑みてなされたもので、穴明け加工と同時に被加工物の表裏面のバリを取るための面取り加工を行うドリルにおいて、簡略な構成でありながらも、その面取り量を容易に変更することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
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、軸線回りに回転されるドリル本体の先端側部分である刃先部の先端に切刃が設けられ、この刃先部の先端側部分の外周に形成された凹部に、面取り刃を有するカートリッジが前記ドリル本体の径方向に弾性変位可能となるように収容されていることによって、前記面取り刃が前記刃先部の外周面から出没自在とされたドリルにおいて、前記カートリッジは、前記面取り刃を有するカートリッジ本体と、このカートリッジ本体に対して着脱可能に固定されるとともに前記凹部に対して着脱可能に固定される板バネとから構成されていることを特徴とするものである。
【発明の効果】
【００１０】
このような構成とされた本発明によれば、面取り刃を有するカートリッジ本体と、このカートリッジ本体を径方向に弾性変位可能とするための板バネとが別体とされているため、被加工物の表裏面に生じるバリを除去するための面取り加工を行うのに際して、その面取り量を変更しようとした場合には、板バネのみを所望の弾性力のものに交換すれば、容易に面取り量を変更することができる。しかも、カートリッジ本体を径方向に弾性変位可能とする弾性部品として板バネを用いていることから、その厚みを変更するだけで板バネの弾性力を変化させることができる。また、このようなカートリッジは、カートリッジ本体と板バネとから主に構成されているため、非常に簡略な構成の面取りカートリッジを得ることもできる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
以下、本発明の実施形態によるドリルを添付した図１〜図６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１〜３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である刃先部１２が一段縮径するような、軸線Ｏ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している。
刃先部１２の外周には、その先端面１３に開口する一対の切屑排出溝１４，１４が、軸線Ｏを挟んで互いに反対側に位置し、軸線Ｏ方向の後端側へ向かうにしたがいドリル回転方向Ｔ後方側にねじれつつ螺旋状に後端側へ延びるように形成されている。
【００１２】
また、刃先部１２の先端には、その先端面１３に開口して後端側へ凹むような凹溝状のチップ取付座１５が、軸線Ｏに対する直径方向に延びるように形成されており、このチップ取付座１５に対して、先端に一対の切刃２１，２１が形成された略偏五角形平板状をなすスローアウェイチップ２０が、クランプネジ１７によって固定されて装着されている。
これにより、刃先部１２の先端には、軸線Ｏを挟んで互いに反対側に位置するとともに所定の先端角を有する一対の切刃２１，２１が設けられることとなる。
【００１３】
なお、刃先部１２の先端部には、一対の切屑排出溝１４，１４間に画成された刃先部１２の外周面１２Ａ，１２Ａが切り欠かれることによって、ドリル本体１０の後端から軸線Ｏに沿って延びて途中で分岐したクーラント穴が開口するクーラント吐出部１６，１６が形成されており、穴明け加工の際には、これらのクーラント吐出部１６，１６を通して切削部位にクーラントが供給される。
【００１４】
そして、本実施形態では、刃先部１２の先端側部分（とくに、チップ取付座１５のすぐ後端側）において、その周方向で隣接している一対の切屑排出溝１４，１４間に画成される一対の外周面１２Ａ，１２Ａのうちの一方に、後述するカートリッジ４０を収容するための凹部３０が、刃先部１２の外周面１２Ａが軸線Ｏ方向に沿って切り欠かれることによって、ドリル本体１０の径方向内周側へ向かって凹むように形成されている。
【００１５】
凹部３０は、その軸線Ｏ方向の先端側部分を構成するカートリッジ本体収容部３１と、軸線Ｏ方向の後端側部分を構成する板バネ固定部３５とから構成されており、カートリッジ本体収容部３１における径方向外周側を向く壁面３１Ａは、板バネ固定部３５における径方向外周側を向く壁面３５Ａよりも径方向内周側に配置されている、つまり、カートリッジ本体収容部３１の方が、板バネ固定部３５よりも一段深くなるように形成されているのである。
また、板バネ固定部３５における径方向外周側を向く壁面３５Ａには、後述する板バネ４５の他端部４７を固定するときに用いる固定ネジ４７Ａがねじ込まれるネジ穴（図示略）が穿設されている。
【００１６】
凹部３０に対して装着されるカートリッジ４０は、図１〜６に示すように、一対の面取り刃５１，５２を有する面取りチップ５０が装着されるカートリッジ本体４１と、一端部４６がカートリッジ本体４１に対して着脱可能に固定されるとともに他端部４７が凹部３０に対して着脱可能に固定される板バネ４５とから構成されている。
【００１７】
カートリッジ本体４１は、凹部３０におけるカートリッジ本体収容部３１に収容可能な形状に形成されたものであり、カートリッジ４０が凹部３０に収容された状態で、ドリル本体１０の径方向外周側を向く上面４１Ａにおける軸線Ｏ方向の先端側部分には、径方向内周側へ向かって一段凹むようにチップ取付座４２が形成されている。
チップ取付座４２には、面取りチップ５０がその長手方向をドリル回転方向Ｔに沿わせるような縦刃として着脱可能に装着されている。この面取りチップ５０は、そのドリル回転方向Ｔ前方側を向くすくい面５０Ａの径方向外周側の稜線部に、一対の面取り刃５１，５２と稜線部５３とを有しており、一対の面取り刃５１，５２同士が稜線部５３で接続されている。
【００１８】
面取りチップ５０における一対の面取り刃５１，５２のうち、軸線Ｏ方向の先端側に位置する面取り刃５１は、径方向外周側へ向かうにしたがい軸線Ｏ方向の後端側へ向かうように傾斜させられている一方、軸線Ｏ方向の後端側に位置する面取り刃５２は、径方向外周側へ向かうにしたがい軸線Ｏ方向の先端側へ向かうように傾斜させられている。
そして、これら一対の面取り刃５１，５２を接続している稜線部５３は、軸線Ｏ方向に沿って延在させられているとともに、面取り加工が施されていることによって切削には作用しないようになっている。
【００１９】
また、カートリッジ４０が凹部３０に収容された状態で、カートリッジ本体４１の上面４１Ａにおける軸線Ｏ方向の後端側部分には、径方向内周側へ向かって一段わずかに凹むように板バネ固定部４３が形成されており、この板バネ固定部４３における径方向外周側を向く壁面４３Ａには、板バネ４５の一端部４６を固定するときに用いる固定ネジ４６Ａがねじ込まれるネジ穴４３Ｂが穿設されている。
【００２０】
板バネ４５は、カートリッジ４０が凹部３０に収容された状態で、その長手方向を軸線Ｏ方向に略一致させるとともに、その厚み方向をドリル本体１０の径方向に略一致させており、板バネ４５における軸線Ｏ方向の先端側に位置する一端部４６は、固定ネジ４６Ａがこの一端部４６を貫通するようにして板バネ固定部４３のネジ穴４３Ｂにねじ込まれることにより、カートリッジ本体４１の板バネ固定部４３に対して着脱可能に固定されている。
また、板バネ４５における軸線Ｏ方向の後端側に位置する他端部４７は、固定ネジ４７Ａがこの他端部４７を貫通するようにして板バネ固定部３５のネジ穴にねじ込まれることにより、凹部３０の板バネ固定部３５に対して着脱可能に固定されている。
【００２１】
このように、板バネ４５における先端側の一端部４６がカートリッジ本体４１に対して固定され、かつ、板バネ４５における後端側の他端部４７が凹部３０に対して固定されていることにより、板バネ４５は、その他端部４７に対して一端部４６がドリル本体１０の径方向内周側に向けてたわむように弾性変形することが可能となっている。
これにより、板バネ４５によって支持されたカートリッジ本体４１が、凹部３０のカートリッジ本体収容部３１に収容された状態で、ドリル本体１０の径方向に弾性変位可能となるのであり、このカートリッジ本体４１に装着されている面取りチップ５０の一対の面取り刃５１，５２及び稜線部５３が、刃先部１２の外周面１２Ａ（凹部３０）から出没自在となる。
【００２２】
上述のような構成とされたドリルによる穴明け加工において、刃先部１２の先端に設けられた一対の切刃２１，２１によって被加工物に形成された加工穴の表面側開口部に生じるバリは、ドリル本体１０の送りにともない切刃２１，２１に続いて面取りチップ５０が加工穴の表面側開口部の周縁に接することにより、この面取りチップ５０における先端側の面取り刃５１が上記表面側開口部の周縁を面取りすることによって削り取られる。
【００２３】
そして、ドリル本体１０が軸線Ｏ方向の先端側にさらに送り出されて、面取りチップ５０が加工穴内に挿入されると、板バネ４５の弾性変形にともなうカートリッジ本体４１の弾性変位により、面取りチップ５０は、刃先部１２の外周面１２Ａから凹部３０内に没入する。
このとき、面取りチップ５０における一対の切刃５１，５２を接続する稜線部５３が、加工穴の内周面に摺接することになるのであるが、この稜線部５３には面取り加工が施されていることから、加工穴の内周面を傷つけてしまうようなことはない。
【００２４】
さらに、切刃２１，２１が被加工物を貫通して面取りチップ５０が加工穴から抜け出ると、カートリッジ本体４１の弾性変位によって面取りチップ５０は再び刃先部１２の外周面１２Ａ（凹部３０）から突出するので、この刃先部１２を加工穴から抜き出す際にドリル本体１０を後退させると、加工穴の裏面側開口部に生じたバリは、面取りチップ５０における後端側の面取り刃５２が上記裏面側開口部の周縁を面取りすることによって削り取られる。
【００２５】
以上説明したような本実施形態によれば、面取り機能を奏するカートリッジ４０を構成するカートリッジ本体４１と板バネ４５とについて、これらが互いに別体とされるとともに互いに着脱可能に固定されるようになっている。
そのため、被加工物の表裏面に生じるバリを除去するための面取り加工を行うのに際し、その面取り量を変更しようとした場合には、カートリッジ本体４１を径方向で弾性変位可能にするための板バネ４５のみを所望の弾性力のものに交換するだけで、容易に面取り量を変更することができる。
【００２６】
そして、カートリッジ本体４１を径方向に弾性変位可能とするための弾性部品として、板バネ４５を採用していることから、この板バネ４５の厚みを変更するだけで、板バネ４５の弾性力を容易に変化させることができ、面取り量の変更がいっそう容易になっている。
このように、面取り量を容易に変化させることが可能であるのに加えて、本実施形態によるカートリッジ４０は、カートリッジ本体４１と板バネ４５とから主として構成されており、板バネ４５の弾性力を補助するための補助部品などを使用することもないので、カートリッジ４０の構成を簡略化することもできる。
【図面の簡単な説明】
【００２７】
【図１】本発明の実施形態によるドリルの側面図である。
【図２】本発明の実施形態によるドリルの概略断面側面図である。
【図３】本発明の実施形態によるドリルの一部破断先端面図である。
【図４】本発明の実施形態によるドリルのカートリッジを示す側面図である。
【図５】図４におけるＡ方向矢視図である。
【図６】図４におけるＢ方向矢視図である。
【符号の説明】
【００２８】
１０  ドリル本体
１２  刃先部
２１  切刃
３０  凹部
４０  カートリッジ
４１  カートリッジ本体
４５  板バネ
５０  面取りチップ
５１，５２  面取り刃
【図１】
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【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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