(57)【要約】【課題】刃先部の外周に形成された凹部に対して面取り刃を有するカートリッジを装着したドリルにおいて、そのドリル本体の剛性を高く保つ。【解決手段】カートリッジ４０を、軸線Ｏ方向の先端側を向く先端側壁面４２が凹部３０における軸線Ｏ方向の後端側を向く先端側壁面３２に密着させられ、かつ、軸線Ｏ方向の後端側を向く後端側壁面４３が凹部３０における軸線Ｏ方向の先端側を向く後端側壁面３３に密着させられるように、凹部３０に装着する。【選択図】      図１
2005014152.tif 000002
【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、この刃先部の後端側部分の外周に形成された凹部に、前記切刃による切削で形成される加工穴の開口部周縁を面取りするための面取り刃を有するカートリッジが装着されたドリルであって、
前記カートリッジは、前記軸線方向の先端側を向く壁面を、前記凹部における前記軸線方向の後端側を向く壁面に密着させるとともに、前記軸線方向の後端側を向く壁面を、前記凹部における前記軸線方向の先端側を向く壁面に密着させた状態で、前記凹部に装着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、被削材に対して加工穴を形成するための穴明け加工に用いられるドリルに関し、とくに、穴明け加工と同時に、この穴明け加工によって形成される加工穴の開口部周縁を面取りする面取り加工を施すことが可能なドリルに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来より、被削材に対して加工穴を形成する穴明け加工と、この穴明け加工によって形成される加工穴の開口部周縁を面取りする面取り加工とを同時に施すことが可能なドリルが知られており（例えば、特許文献１参照）、その一例を図５に示す。
【０００３】
図５に示すドリルは、軸線Ｏ回りに回転されるドリル本体１の先端側部分である刃先部２の先端に一対の切刃３，３が設けられ、さらに、刃先部２の後端側部分の外周に形成された径方向内周側へ凹む凹部４に、面取り刃５Ａを有するスローアウェイチップ５を保持するカートリッジ６が、その径方向内周側を向く着座面６Ａを凹部４における径方向外周側を向く底面４Ａに密着させるようにして、ネジ止めで装着されているものである。
【０００４】
そして、ドリル本体１が、軸線Ｏ回りに回転されつつ軸線Ｏ方向の先端側へ向かって送られることにより、一対の切刃３，３による切削作用で被削材Ｗに加工穴Ｗ１を形成し、かつ、面取り刃５Ａによる切削作用で加工穴Ｗ１の開口部周縁Ｗ２を面取りすることになる。
【０００５】
【特許文献１】
実開平５−５３８１８号公報
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、上述した図５に示すドリルにおいて、面取り刃５Ａを有するカートリッジ６が凹部４に装着された状態では、カートリッジ６における軸線Ｏ方向の後端側を向く壁面６Ｂが、凹部４における軸線Ｏ方向の先端側を向く壁面４Ｂに密着させられているのに対し、カートリッジ６における軸線Ｏ方向の先端側を向く壁面６Ｃは、凹部４における軸線Ｏ方向の後端側を向く壁面４Ｃに密着させられているのではなく、これら壁面６Ｃと壁面４Ｃとの間にクリアランスＸが形成されていて、カートリッジ６の凹部４への装着性が考慮されている。
【０００７】
しかしながら、上記のように、カートリッジ６の壁面６Ｃと凹部４の壁面４Ｃとの間にクリアランスＸが形成されていると、ドリル本体１の剛性が確保しづらくなってしまうので、このドリルを用いた穴明け加工時に、ドリル本体１がその軸線Ｏに交差する方向から受ける切削抵抗によって撓みやすくなり、加工穴Ｗ１の曲がりが生じて穴位置精度が損なわれてしまうおそれがあった。
【０００８】
とくに、ドリル本体１の刃先部２が小径となっている場合には、この刃先部２の後端側部分の外周面に形成される凹部４の底面４Ａが、より軸線Ｏに近い位置に配置されるので、上述したようなクリアランスＸの存在によって、ただでさえドリル本体１の剛性が確保しづらくなっていることとも相俟って、ドリル本体１のさらなる剛性低下を招き、加工穴Ｗ１の曲がりの傾向が助長されてしまう。
【０００９】
なお、上述した特許文献１に開示されたドリルは、刃先部の外周に、軸線方向に沿って延びる蟻溝を形成するとともに、この蟻溝を利用して面取り刃を有するカートリッジを装着したものであるが、このようなドリルであっても、蟻溝内には大きなクリアランスが存在しているために、刃先部の剛性を大きく確保できるものではなく、図５に示すドリルと同様の問題が生じてしまう。
【００１０】
本発明は、上記課題に鑑みてなされたもので、刃先部の外周に形成された凹部に対して面取り刃を有するカートリッジを装着したドリルにおいて、そのドリル本体の剛性を高く保つことができるドリルを提供することを目的としている。
【００１１】
【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、本発明によるドリるは、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、この刃先部の後端側部分の外周に形成された凹部に、前記切刃による切削で形成される加工穴の開口部周縁を面取りするための面取り刃を有するカートリッジが装着されたドリルであって、前記カートリッジは、前記軸線方向の先端側を向く壁面を、前記凹部における前記軸線方向の後端側を向く壁面に密着させるとともに、前記軸線方向の後端側を向く壁面を、前記凹部における前記軸線方向の先端側を向く壁面に密着させた状態で、前記凹部に装着されていることを特徴とするものである。
【００１２】
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が、その軸線方向の先端側及び後端側を向く両壁面を、凹部における軸線方向の後端側及び先端側を向く両壁面に対してそれぞれ密着させるようにして、凹部に装着されていることから、従来のドリルにおいてカートリッジと凹部との間に形成されていたクリアランスが存在せず、このカートリッジがドリル本体の軸線方向で強固に固定されることとなり、ドリル本体の剛性を高い状態に維持することができる。
そのため、穴明け加工時には、ドリル本体がその軸線に交差する方向から受ける切削抵抗によっても撓みにくくなり、形成される加工穴の曲がりを抑制して穴位置精度を良好に維持し続けることができる。
【００１３】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施形態によるドリルを添付した図１〜図４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。
【００１４】
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、刃先部１２の先端側部分では、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後方側にねじれるように螺旋状に後端側へ延び、刃先部１２の後端側部分では、軸線Ｏ方向に沿って後端側へ延びるように形成されている。
【００１５】
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。
【００１６】
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。
【００１７】
そして、本実施形態では、刃先部１２の後端側部分において、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のうちの一方に、後述するカートリッジ４０を装着するための凹部３０が、径方向内周側へ向かって凹むように形成されている。
この凹部３０は、径方向外周側を向いて軸線Ｏ方向に沿って延在する底面３１と、底面３１から屹立するとともに軸線Ｏ方向の後端側及び先端側を向いて軸線Ｏに略直交する方向に沿って延在し、互いに対向する先端側壁面３２及び後端側壁面３３と、同じく底面３１から屹立するとともに周方向を向いてほぼ径方向に沿って延在し、互いに対向する一対の側壁面３４，３４とを備えている。
【００１８】
凹部３０に対して装着されるカートリッジ４０は、図３及び図４に示すように、凹部３０に対する嵌合が可能な形状に形成されたものであり、このカートリッジ４０が凹部３０に装着された状態で、径方向内周側を向いて軸線Ｏ方向に沿って延在する着座面４１と、着座面４１に交差するとともに軸線Ｏ方向の先端側及び後端側を向いて軸線Ｏに略直交する方向に沿って延在する先端側壁面４２及び後端側壁面４３と、同じく着座面４１に交差するとともに周方向を向いてほぼ径方向に沿って延在する一対の側壁面４４，４４とを備えている。
【００１９】
また、カートリッジ４０における先端側部分には、周方向を向く一対の側壁面４４，４４のうちのドリル回転方向Ｔ前方側を向く側壁面４４からドリル回転方向Ｔ後方側へ向かって一段凹むようにして、チップ取付座４５が形成されている。
このチップ取付座４５には、面取り刃５１を有するスローアウェイチップ５０が、その面取り刃５１を軸線Ｏ方向の後端側へ向かうにしたがい径方向外周側へ向かうように軸線Ｏに対して傾斜させた状態で、クランプネジ５２によって着脱可能に装着されている。
【００２０】
さらに、カートリッジ４０における後端側部分には、このカートリッジ４０が凹部３０に装着された状態で、径方向内周側へ向かうにしたがいドリル回転方向Ｔ後方側へ向かうように傾斜する取付孔４６が貫通形成されており、この取付孔４６には、カートリッジ４０を凹部３０に固定して装着するために用いられるクランプボルト４７が挿通させられることとなる。
【００２１】
そして、このようなカートリッジ４０は、着座面４１を凹部３０における底面３１に密着させ、軸線Ｏ方向の先端側を向く先端側壁面４２を凹部３０における軸線Ｏ方向の後端側を向く先端側壁面３２に密着させ、軸線Ｏ方向の後端側を向く後端側壁面４３を凹部３０における軸線Ｏ方向の先端側を向く後端側壁面３３に密着させ、さらに、周方向を向く一対の側壁面４４，４４を凹部３０における周方向を向く一対の側壁面３４，３４のそれぞれに密着させた状態で、凹部３０に装着されている。
【００２２】
カートリッジ４０の凹部３０への固定は、カートリッジ４０を貫通するように形成された取付孔４６に対してクランプボルト４７を挿通させて、このクランプボルト４７の雄ねじ部を凹部３０の底面３１に形成された雌ねじ部（図示略）にねじ込み、カートリッジ４０をクランプボルト４７の頭部４７Ａで押圧することによって行われる。
このとき、クランプボルト４７をねじ込む方向が、取付孔４６の延在方向と同じく、径方向内周側へ向かうにしたがいドリル回転方向Ｔ後方側へ向かうように傾斜するため、カートリッジ４０は、径方向内周側及びドリル回転方向Ｔ後方側へ向かって斜めに押圧されて、凹部３０に固定される。
【００２３】
また、カートリッジ４０において、クランプボルト４７の頭部４７Ａで押圧される部分は、径方向内周側へ向かって一段凹まされた収容部４８となっており、カートリッジ４０をクランプボルト４７によって凹部３０に固定して装着したときには、このクランプボルト４７の頭部４７Ａが、上記の収容部４８内に収容されることによって、刃先部１２の外周面より径方向外周側へ突出させられた面取り刃５１Ａの外周端よりも径方向内周側へ後退させられている。
【００２４】
このような構成とされた本実施形態のドリルは、そのドリル本体１０が、軸線Ｏ回りに回転されつつ軸線Ｏ方向の先端側へ向かって送られていくことにより、刃先部１２の先端に設けられた一対の切刃２１，２１による切削作用で被削材Ｗに加工穴Ｗ１を形成し、かつ、これと同時に、面取り刃５１による切削作用で加工穴Ｗ１の開口部周縁Ｗ２を面取りするようになっている。
【００２５】
以上説明したような本実施形態によるドリルでは、面取り刃５１を有するカートリッジ４０が、その軸線Ｏ方向の先端側及び後端側を向く先端側壁面４２及び後端側壁面４３を、凹部３０における軸線Ｏ方向の後端側及び先端側を向く先端側壁面３２及び後端側壁面３３に対してそれぞれ密着させるようにして、凹部３０に装着されている。
【００２６】
そのため、図５に示した従来のドリルにおいてカートリッジ６の壁面６Ｃと凹部４の壁面４Ｃとの間に形成されてしまっていたクリアランスＸが存在せず、凹部３０にカートリッジ４０を装着した状態で、このカートリッジ４０をドリル本体１０の軸線Ｏ方向で強固に固定することができ、ひいては、ドリル本体１０の剛性が高く保たれることになる。
【００２７】
すなわち、本実施形態のドリルでは、上記のようにドリル本体１０の剛性を高く保つことができることによって、これを用いた穴明け加工時に、ドリル本体１０がその軸線Ｏに交差する方向から受ける切削抵抗によっても撓みにくくなり、形成される加工穴Ｗ１の曲がりを抑制して、その穴位置精度を良好に維持し続けることができるのである。
【００２８】
とくに、ドリル本体１０の刃先部１２が小径となっていて、この刃先部１２の後端側部分の外周に形成された凹部３０の底面３１が、より軸線Ｏに近い位置に配置されていたとしても、上述したようなクリアランスＸが存在しないために、ドリル本体１０の剛性の著しい低下を防ぎ、加工穴Ｗ１の曲がりの形状を助長させることがない。
【００２９】
ここで、本実施形態においては、カートリッジ４０における先端側壁面４２と凹部３０における先端側壁面３２とが密着しあってできる密着面と、カートリッジ４０における後端側壁面４３と凹部３０における後端側壁面３３とが密着しあってできる密着面とを、それぞれ軸線Ｏに略直交する方向に延在させるようにしているが、これに限定されることはない。
【００３０】
例えば、カートリッジ４０の先端側壁面４２と凹部３０の先端側壁面３２とが密着しあってできる密着面を、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る、及び／または、カートリッジ４０の後端側壁面４３と凹部３０の後端側壁面３３とが密着しあってできる密着面を、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る、といった構成を採用すれば、カートリッジ４０の凹部３０への装着時に、このカートリッジ４０を凹部３０に挿入しやすくすることができる。
【００３１】
なお、このような場合、面取り刃５１で加工穴Ｗ１の開口部周縁Ｗ１を切削するときにカートリッジ４０が受ける切削抵抗のことを考慮すると、カートリッジ４０の先端側壁面４２と凹部３０の先端側壁面３２とが密着しあってできる密着面だけを、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るようにした方がよい。
【００３２】
【発明の効果】
本発明によれば、面取り刃を有するカートリッジを、その軸線方向の先端側及び後端側を向く両壁面が凹部における軸線方向の後端側及び先端側を向く両壁面に対してそれぞれ密着するようにして、凹部に装着しているので、このカートリッジをドリル本体の軸線方向で強固に固定することができ、ドリル本体の剛性を高く保つことが可能となっている。
したがって、このようなドリルを用いた穴明け加工時には、ドリル本体がその軸線に交差する方向から受ける切削抵抗によっても撓みにくくなり、形成される加工穴の曲がりを抑制して穴位置精度を良好に維持し、安定した穴明け加工及び面取り加工を継続していくことができる。
【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一部破断側面図である。
【図２】本発明の実施形態によるドリルの先端面図である。
【図３】本発明の実施形態によるドリルに装着されるカートリッジの正面図である。
【図４】図４に示すカートリッジのＡ方向矢視図である。
【図５】従来のドリルの一部破断側面図である。
【符号の説明】
１０  ドリル本体
１２  刃先部
２１  切刃
３０  凹部
３１  底面
３２  先端側壁面
３３  後端側壁面
４０  カートリッジ
４１  着座面
４２  先端側壁面
４３  後端側壁面
５１  面取り刃
Ｏ  軸線
Ｔ  ドリル回転方向
Ｗ  被削材
Ｗ１  加工穴
Ｗ２  開口部周縁
【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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