(57)【要約】【課題】形成した加工穴の開口部周縁を面取りするための面取り刃にかかる切削負荷を軽減して、安定した穴明け加工及び面取り加工を継続していく。【解決手段】軸線Ｏ方向での位置が互いに異なるような一対の面取り刃５１，５１を設ける。一対の面取り刃５１，５１同士の回転軌跡を互いに交差させる。軸線Ｏ方向での先端側に位置する面取り刃５１の軸線Ｏに対する傾斜角θ２を、軸線Ｏ方向での後端側に位置する面取り刃５１の軸線Ｏに対する傾斜角θ１よりも小さく設定する。【選択図】      図３
2005014153.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、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が設けられたドリルであって、
前記面取り刃は、前記軸線方向での位置が互いに異なるように設けられていて、これら複数の面取り刃における前記軸線方向で隣接するもの同士の回転軌跡が互いに交差させられていることを特徴とするドリル。
【請求項２】
請求項１に記載のドリルにおいて、
前記複数の面取り刃のそれぞれの前記軸線に対する傾斜角が、前記軸線方向の先端側に位置する面取り刃ほど小さくなるように設定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いる（例えば、特許文献１参照）。
【０００３】
このようなドリルは、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、一対の切刃が設けられているとともに、刃先部の後端側部分の外周に、軸線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に対して傾斜した一つの面取り刃が設けられているものであり、ドリル本体が、軸線回りに回転されつつ軸線方向の先端側へ向かって送られることにより、一対の切刃による切削作用で被削材に加工穴を形成し、かつ、一つの面取り刃による切削作用で加工穴の開口部周縁を面取りするものである。
【０００４】
【特許文献１】
実開平５−７４７１８号公報
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、上述したようなドリルを用いた穴明け加工及び面取り加工において、形成した加工穴の開口部周縁を面取りしなければならない量が多く設定されている場合、刃先部の後端側部分の外周に設けられた一つの面取り刃にかかる切削負荷が非常に大きくなってしまう。
そのため、面取り刃が刃先部の外周に直接ロウ付けされている場合には、面取り刃の欠損やドリル本体の破損の生じるおそれがあり、また、面取り刃を有するスローアウェイチップを保持しているカートリッジが刃先部の外周に装着されている場合には、面取り刃の欠損やカートリッジの破損の生じるおそれがあった。
【０００６】
なお、刃先部の後端側部分の外周に、軸線方向での位置が同一で回転軌跡が互いに一致する二つの面取り刃が設けられたドリルを用いて、形成した加工穴の開口部周縁を面取り加工することも考えられるが、このようにすると、一つの面取り刃から生成される切屑が薄くなってしまうので、逆に、一つの面取り刃にかかる切削負荷が大きくなり、効果的な解決手段とはなり得ない。
【０００７】
本発明は、上記課題に鑑みてなされたもので、形成した加工穴の開口部周縁を面取りするための面取り刃にかかる切削負荷を軽減して、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ドリルを提供することを目的としている。
【０００８】
【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、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が設けられたドリルであって、前記面取り刃は、前記軸線方向での位置が互いに異なるように設けられていて、これら複数の面取り刃における前記軸線方向で隣接するもの同士の回転軌跡が互いに交差させられていることを特徴とするものである。
【０００９】
このような構成とされた本発明では、ドリル本体の軸線方向での位置が異なるように設けられた複数の面取り刃によって、形成した加工穴の開口部周縁を面取りするようになっているので、従来のような一つだけの面取り刃によって同様の面取りを行う場合と比較したときに、個々の面取り刃から生成される切屑の幅が小さくなり、これにともない、個々の面取り刃にかかる切削負荷を軽減することができる。
【００１０】
このとき、上記のような軸線方向での位置が異なっている複数の面取り刃のそれぞれについて、ドリル本体の軸線に対する傾斜角が互いに同一となるように設定してもよいが、これら複数の面取り刃における軸線方向で隣接するもの同士の回転軌跡を確実に交差させるためには、前記複数の面取り刃のそれぞれの前記軸線に対する傾斜角が、前記軸線方向の先端側に位置する面取り刃ほど小さくなるように設定されていることが好ましい。
【００１１】
【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３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。
【００１２】
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。
【００１３】
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。
【００１４】
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。
【００１５】
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それぞれに、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。
これら一対の凹部３０，３０のそれぞれは、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。
【００１６】
凹部３０に対して装着されるカートリッジ４０は、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。
【００１７】
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、ネジ止めによって着脱可能に装着されている。
【００１８】
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。
【００１９】
カートリッジ４０の凹部３０への固定は、カートリッジ４０の後端側部分を貫通するように形成された取付孔（図示略）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（上記の取付孔の延在方向）が、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させられているため、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。
【００２０】
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。
【００２１】
上述のようにして、一対の凹部３０，３０のそれぞれに一つずつのカートリッジ４０，４０が装着されていることにより、刃先部１２の後端側部分の外周には、カートリッジ４０，４０が保持しているスローアウェイチップ５０，５０に形成された一対の面取り刃５１，５１が、軸線Ｏを挟んで互いに反対側に位置するように設けられることになる。
【００２２】
ここで、本実施形態において、刃先部１２の後端側部分の外周に設けられた一対の面取り刃５１，５１は、軸線Ｏ方向での位置が互いに異なるように配置されており、図３に示す一対の面取り刃５１，５１における軸線Ｏ回りの回転軌跡から理解できるように、一方の面取り刃５１の方が、他方の面取り刃５１よりも軸線Ｏ方向の後端側及び径方向外周側に配置させられている（他方の面取り刃５１Ａが、一方の面取り刃５１よりも軸線Ｏ方向の先端側及び径方向内周側に配置させられている）。
【００２３】
また、略直線状をなす一対の面取り刃５１，５１は、それぞれ軸線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に対して傾斜させられているのであるが、図３から理解できるように、軸線Ｏ方向の先端側に位置するものほど軸線Ｏに対する傾斜角が小さくなるように設定されており、例えば、一方の面取り刃５１の軸線Ｏに対する傾斜角θ１（図３では、軸線Ｏに平行な直線Ｏ′に対する傾斜角として示している）が４５゜に設定されているのに対して、他方の面取り刃５１の軸線Ｏに対する傾斜角θ２（図３では、軸線Ｏに平行な直線Ｏ′に対する傾斜角として示している）が３５゜に設定されている。
【００２４】
さらに、軸線Ｏ方向での位置が異なるとともに軸線Ｏに対する傾斜角θ１，θ２も異なるようにして軸線Ｏ方向で隣接する一対の面取り刃５１，５１は、ドリル本体１０の軸線Ｏ回りの回転軌跡が、図３に示されるように互いに交差させられており、軸線Ｏ方向での後端側に位置する一方の面取り刃５１の先端側部分と、軸線Ｏ方向での先端側に位置する他方の面取り刃５１の後端側部分とが、所定の交差角（θ１−θ２）をもって交差させられている。
【００２５】
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、一対の面取り刃５１，５１による切削作用で加工穴Ｗ１の開口部周縁を面取りするようになっている。
【００２６】
このとき、被削材Ｗに形成された加工穴Ｗ１の開口部周縁を面取りするために設けられた一対の面取り刃５１，５１が、上述のように配置されていることから、加工穴Ｗ１の開口部周縁は、一方の面取り刃５１による切削作用によって形成される面取り面Ｗ２（片角でのテーパ角がθ１となるテーパ状の面取り面Ｗ２）と、他方の面取り刃５１による切削作用によって形成される面取り面Ｗ３（片角でのテーパ角がθ２となるテーパ状をなす面取り面Ｗ３）とから構成される多段テーパ状に面取りされる。
【００２７】
以上説明したような本実施形態によるドリルでは、ドリル本体１０の軸線Ｏ方向での位置が異なるように設けられた一対の面取り刃５１，５１を用いて、形成した加工穴Ｗ１の開口部周縁を面取りするようになっているので、従来のような一つだけの面取り刃によって同様の面取りを行う場合と比較したときに、各面取り刃５１，５１から生成される切屑の幅を小さくすることができ（例えば、一方の面取り刃５１から生成される切屑の幅と他方の面取り刃５１から生成される切屑の幅とが略同一に設定される）、これにともない、一対の面取り刃５１，５１のそれぞれにかかる切削負荷が軽減されることになる。
【００２８】
したがって、形成した加工穴Ｗ１の開口部周縁を面取りしなければならない量が多く設定されている場合であっても、面取り刃５１，５１が欠損したり、面取り刃５１，５１を有するカートリッジ４０，４０が破損したりすることなく、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。
【００２９】
さらに、一対の面取り刃５１，５１のそれぞれの軸線Ｏに対する傾斜角θ１，θ２が、軸線Ｏ方向の先端側に位置するものほど小さくなるように設定されていることから、面取り刃５１が形成されたスローアウェイチップ５０のチップ取付座４５への取付誤差や、カートリッジ４０の凹部３０への取付誤差が多少生じていた場合でも、一対の面取り刃５１，５１同士の回転軌跡を確実に交差させることができる。
【００３０】
ここで、上記のように、一方の面取り刃５１の軸線Ｏに対する傾斜角θ１と、他方の面取り刃５１の軸線Ｏに対する傾斜角θ２とを互いに異ならせていると、形成した加工穴Ｗ１の開口部周縁が多段テーパ状に面取りされることになるのであるが、面取り加工の場合には、その面取り形状に関する制限は少ないため、何ら不具合が生じることはない。
【００３１】
なお、軸線Ｏ方向で隣接する面取り刃５１，５１のそれぞれの軸線Ｏに対する傾斜角θ１，θ２同士の差（θ１−θ２）については、これが大きすぎると、個々の面取り刃５１から生成される切屑の幅が比較的大きなものとなってしまって、個々の面取り刃５１にかかる切削負荷を小さくすることができなくなるおそれがあり、逆に、小さすぎても、一対の面取り刃５１，５１同士の回転軌跡を確実に交差させることが困難となってしまうため、この傾斜角θ１，θ２の差（θ１−θ２）は、例えば、１゜〜２０゜の範囲（より好ましくは、５゜〜１０゜の範囲）に設定しておくことが好ましい。
【００３２】
また、本実施形態において、刃先部１２の後端側部分の外周に、一対（２つ）の面取り刃５１，５１を設けるようにしたが、これに限定されることはなく、例えば３つ以上の面取り刃５１…を刃先部１２の後端側部分の外周に設けるようにしても構わない。
【００３３】
【発明の効果】
本発明によれば、ドリル本体の軸線方向での位置が異なるように設けられた複数の面取り刃を用いて、加工穴の開口部周縁を面取りするので、従来のような一つだけの面取り刃によって同様の面取りを行う場合と比較したときに、個々の面取り刃から生成される切屑の幅を小さくすることができる。
そのため、個々の面取り刃にかかる切削負荷を軽減して、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おける一対の面取り刃の回転軌跡を示す説明図である。
【符号の説明】
１０  ドリル本体
１２  刃先部
２１  切刃
３０  凹部
４０  カートリッジ
５０  スローアウェイチップ
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  面取り面
Ｗ３  面取り面
【図１】
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【図２】
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【図３】
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