(57)【要約】【課題】切れ刃を有するドリルヘッドとドリル本体との間にクランプ、アンクランプを相対回転によって行うクランプ部を設け、そのクランプ部でドリルヘッドをクランプしてドリル本体に固定する刃先交換式ドリルの加工の安定性とドリル本体の耐久性を高める。【解決手段】  ドリルヘッド３に、ドリル本体２に設けた回転中心と同心の軸穴９に嵌合させる円筒又は突端から根元側に向かって径が大きくなるテーパの支持軸１１を設け、ドリル本体２とドリルヘッド３に対応して設けるトルク受け面１４、１５、スラスト受け面１２、１３及び相対回転によってドリルヘッド３をスラスト受け面１２に押し付けるクランプ力を発生させるクランプ部１０を支持軸１１よりもドリルの先端側（刃先に側）に配置した。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
切れ刃を有するドリルヘッドとドリル本体との間にクランプ、アンクランプをドリルヘッドとドリル本体の相対回転によって行うクランプ部を設け、そのクランプ部でドリルヘッドをクランプしてドリル本体に固定する刃先交換式ドリルにおいて、前記ドリルヘッドに、ドリル本体に設けた回転中心と同心の軸穴に嵌合させる円筒又は先細テーパの支持軸を設け、ドリル本体とドリルヘッドに対応して設けるトルク受け面、スラスト受け面及びドリルヘッドをドリル本体のスラスト受け面に押し付ける前記クランプ部を前記支持軸よりもドリルの先端側に配置したことを特徴とする刃先交換式ドリル。
【請求項２】
前記支持軸の径をドリル径の２０％〜６０％にしたことを特徴とする請求項１に記載の刃先交換式ドリル。
【請求項３】
前記クランプ部を、ドリルヘッドとドリル本体に対応して設ける楔と、ドリル本体とドリルヘッドの相対回転によって前記楔が圧入される楔溝とで構成したことを特徴とする請求項１又は２に記載の刃先交換式ドリル。
【請求項４】
前記楔溝を、ランド部の外周に開放する溝にしたことを特徴とする請求項３に記載の刃先交換式ドリル。
【請求項５】
ドリルヘッドとドリル本体に互いに連通する油穴を設け、この油穴の出口をドリルヘッドに形成したことを特徴とする請求項１乃至４のいずれかに記載の刃先交換式ドリル。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、切れ刃を有するドリルヘッドをドリル本体の先端に着脱自在に装着した金属加工用の刃先交換式ドリル、詳しくは、ドリル本体に対するドリルヘッドの固定を別部品の締結ねじなどを使用せずに行う刃先交換式ドリルの加工精度維持と耐久性向上のための改善案に関する。
【背景技術】
【０００２】
周知の刃先交換式ドリルの中に、ドリル本体に対するドリルヘッドの固定を両者の相対回転によって行うものがある。ドリルヘッドを相対回転によってドリル本体に結合させ、別部品の締結ねじなどを使用せずにドリル本体に固定するドリルをこの発明では自己クランプ型と称する。
【０００３】
この自己クランプ型刃先交換式ドリルの従来技術として、下記特許文献１には、ドリル本体にねじ山と縮径部を設け、さらに、チップ（ドリルヘッド）にドリル本体のねじ山に対応させたねじ山を設け、ドリル本体とチップの相対回転によりそれらのねじ山を係合させてチップをドリル本体に固定するドリルが開示されている。
【０００４】
また、下記特許文献２には、切削ヘッド（ドリルヘッド）に、長軸（回転中心）を横切って広がる段差の付いた基面と、長軸と同心の円上に位置する固定壁と、この固定壁の周方向一端に連なって径方向外方に略放射状に延び出すトルク伝導壁（トルク受け面）とを設け、この切削ヘッドを工具シャンクとの相対回転により工具シャンクに結合させて前記固定壁とトルク伝導壁を工具シャンクに蟻溝嵌合させるとともに、工具シャンクの切削ヘッド受け入れ部で切削ヘッドを弾性的に締めつけて保持するドリルが開示されている。
【０００５】
さらに、下記特許文献３には、工具本体と切削部品（ドリルヘッド）に、相対回転によって互いに嵌まり合う凸部と凹部を設け、切り屑溝の予め形成された空間がバヨネット結合の入口と出口（凹部に対する凸部の出入り口）として用いられるドリルが開示されている。
【特許文献１】特開２００３−２４５８１３号公報
【特許文献２】実用新案登録第３０５４４４４号公報
【特許文献３】特表２０００−５０００７６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
上記の各特許文献に示されるような従来ドリルは、ドリルヘッドを支える支持部とドリルヘッドを本体部に固定するクランプ部が兼用されているため、クランプ時に支持部が弾性変形してその支持部の強度が弱くなる。その支持部が穴加工時に外周方向から加わる切削力によってさらに弾性変形し、これが原因で加工穴の穴間曲がりなどが発生し易い。
【０００７】
また、ドリルの反復使用により、弾性変形を繰り返す支持部が疲労してその支持部の強度が低下し、ドリル本体の寿命も短くなる。
【０００８】
この発明は、これらの問題点を無くして、加工の安定性とドリル本体の耐久性を高めることを課題としている。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上記の課題を解決するため、この発明においては、切れ刃を有するドリルヘッドとドリル本体との間にクランプ、アンクランプを相対回転によって行うクランプ部を設け、そのクランプ部でドリルヘッドをクランプしてドリル本体に固定する刃先交換式ドリルにおいて、
前記ドリルヘッドに、ドリル本体に設けた回転中心と同心の軸穴に嵌合させる円筒又は突端から根元側に向かって径が大きくなるテーパの支持軸を設け、ドリル本体とドリルヘッドに対応して設けるトルク受け面、スラスト受け面及びドリルヘッドをドリル本体のスラスト受け面に押し付ける前記クランプ部を前記支持軸よりもドリルの先端側（刃先に側）に配置した。
【００１０】
このドリルは、前記支持軸の径をドリル径の２０％〜６０％にすると好ましい。
【００１１】
また、前記クランプ部を、ドリルヘッドとドリル本体に対応して設ける楔と、ドリル本体とドリルヘッドの相対回転によって前記楔が圧入される楔溝とで構成するのも好ましく、この場合、楔溝はランド部の外周に開放した溝にするのがよい。
【００１２】
さらに、油穴を設けるドリルにおいて、油穴の出口をドリルヘッドに設けるのも好ましい。
【発明の効果】
【００１３】
ドリルヘッドに設ける支持軸をクランプ力が働く部位から軸方向に離したので、軸穴を形成したドリル本体側支持部のクランプ力による弾性変形量が小さくなり、その支持部の強度が高まる。
【００１４】
その強度向上により、切削力による支持部の弾性変形量も小さくなり、径方向外方からの外力に負けることなく強固にドリルヘッドを支持することが可能になる。従って、加工時の穴曲がりが抑制され、従来の同種のドリルに比べて加工穴の真直度が良くなる。
【００１５】
また、弾性変形の抑制により支持部の疲労が抑えられてドリル本体の耐久性も向上する。
【００１６】
なお、ドリルヘッドに設ける支持軸の径をドリル径の２０％〜６０％の範囲に設定したものは、支持軸の径が小さすぎることによる支持軸の強度低下や、支持軸の径が大きすぎることによるドリル本体の支持部の肉厚不足、それによる支持部の強度低下の問題が起こり難い。
【００１７】
また、ドリルヘッドを固定するクランプ部を楔と楔溝とで構成したものは、構造が複雑にならずクランプ部の省スペース化も図れる。楔溝がランド部の外周に開放しているとその溝の加工も簡単である。
【００１８】
さらに、油穴の出口をドリルヘッドに設けた油穴付きドリルは、油穴の設置によるドリル本体のトルク受け部の強度低下を無くせる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１９】
以下、この発明の実施の形態を図１乃至図３に基づいて説明する。図１に示すように、この刃先交換式ドリル１は、ドリル本体２と、そのドリル本体２の先端に着脱自在に装着するドリルヘッド３とから成る。
【００２０】
このドリル１の２条のねじれ溝４は、大部分がドリル本体２に形成され、先端側の極く一部のねじれ溝がドリルヘッド３に形成されている。また、回転中心対称形状の２枚の切れ刃５はドリルヘッド３に形成され、さらに、先端の逃げ面６は、一部がドリルヘッド３に、残りの一部がドリル本体２に各々形成されている。７は回転中心のチゼル刃をゼロ或いは微小にするためにドリルヘッド３に形成したシンニングポケットである。
【００２１】
ドリル本体２は、一体のシャンク２ａを後部に有し、さらに、途中から２方向に分岐して先端のヒール部に抜ける油穴８を内部に有している。
【００２２】
このドリル本体２の先端側に、図２に示すように回転中心を横切る一文字のスリット２ｂと、そのスリット２ｂの奥端に開放する回転中心と同心の軸穴９と、後述する楔１０ａと組み合わせてドリルヘッド固定用のクランプ部１０を構成する楔溝１０ｂを設けている。楔溝１０ｂは、入口をスリット２ｂに開放させた溝であり、スリット２ｂの位置からドリルの回転方向後方に向けて延び出している。また、この楔溝１０ｂは、ランド部の外周にも開放しており、加工規制を受けない。
【００２３】
このスリット２ｂと軸穴９と楔溝１０ｂを形成した部分にドリルヘッド３が装着される。
【００２４】
そのドリルヘッド３には、図３に示すように、背面中心から軸方向後方に向けて突出する支持軸１１と、ドリルの回転方向後面から回転方向後方に向けて迫り出す楔１０ａを設けており、支持軸１１をドリル本体２に設けた前述の軸穴９に嵌合させ、ドリル本体２との相対回転により楔１０ａを楔溝１０ｂに圧入してクランプ部１０にドリルヘッド固定用のクランプ力を発生させるようにしている。
【００２５】
クランプ部１０によるクランプ力でドリルヘッド３が押し付けられるドリル本体側のスラスト受け面１２はスリット２ｂの奥端の壁によって構成されており、ここにドリルヘッド側のスラスト受け面１３（図のそれはドリルヘッド３の背面）が突き合わされる。また、ドリル本体側のトルク受け面１４は楔溝１０ｂの奥端の壁によって構成されており、ここにドリルヘッド側のトルク受け面１５（図のそれは楔１０ａの先端面）が突き合わされる。
【００２６】
ドリル本体２に設けるスラスト受け面１２、トルク受け面１４、及びクランプ用の楔溝１０ｂは、構造上、軸穴９よりもドリルの外周側に配置される。このうち、スラスト受け面１２は単純なスリット２ｂを加工することによって簡単に形成することができる。また、楔溝１０ｂもスリット２ｂに開放しているので加工し易く、その楔溝１０ｂを加工することによってトルク受け面１４も同時に生じさせることができ、ドリルの構造、加工が複雑にならない。
【００２７】
ドリルヘッド３は、超硬合金の型押し成形品であり、刃先部などの一部の箇所を除いて機械加工を必要としないが、これに限定されるものではない。
【００２８】
なお、図示のドリル１は、軸穴９を望ましい形状のテーパ穴、支持軸１１をテーパの軸穴９に適合して嵌まる先細テーパの軸（突端側から根元端側に向かって大径になる軸）にしてあるが、ストレート穴とストレート軸の組み合わせにしてもよい。
【００２９】
また、例示のドリル１は、ドリル本体２に設けた軸穴９の直径をドリル径の約４０％にしたので、その軸穴９の直径がドリルの芯厚よりも大きくなり、ねじれ溝４の溝面の一部が軸穴９よって切り欠かれる。このために、支持軸１１の外周面の一部（ねじれ溝４の溝面の切り欠部に露出する部分）を凹形に湾曲させてねじれ溝４の溝面の一部として機能させるようにしたが、軸穴９の直径がドリルの芯厚よりも小さいこともあり得る。従って、ねじれ溝の溝面の一部を支持軸で形成することは必須のことではない。
【００３０】
以上の如く構成したドリル１は、楔溝１０ｂに対する楔１０ａの圧入によってドリル本体２の楔溝形成部が弾性変形するが、軸穴９を形成したドリル本体側の支持部はクランプ部１０から離れたところにあるので、そのドリル本体側支持部の弾性変形とそれによる強度低下は起こらない。また、トルク受け面がクランプ部１０の位置にあるため切削力によるドリル本体側支持部の弾性変形量も小さく抑えられてドリルヘッドの支持安定性が高まる。これにより、加工時の穴曲がりが抑制され、従来の同種のドリルに比べて加工穴の真直度が良くなる。
【００３１】
また、弾性変形の抑制によりドリル本体側支持部の疲労が抑えられてドリル本体の耐久性も向上する。
【００３２】
このほか、クランプ部１０が楔と楔溝とで構成されているため、クランプ部の構造が複雑にならず、そのクランプ部のコンパクト化も図れる。
【００３３】
なお、図４に示すように、油穴８をドリルヘッド３の位置まで延伸させ、この油穴８の出口８ａをドリルヘッド３に形成すると、ドリル本体２のトルク受け部となる部位に油穴８を設ける必要がなく、ドリル本体２のトルク受け部の強度を低下させない。
【図面の簡単な説明】
【００３４】
【図１】（ａ）はこの発明のドリルの一例を示す側面図、（ｂ）は要部の拡大側面図、（ｃ）は拡大正面図、（ｄ）は図（ｃ）のＸ方向視図である。
【図２】（ａ）はドリル本体の要部の拡大側面図、（ｂ）はドリル本体の拡大正面図、（ｃ）は図（ｂ）のＸ方向視図である。
【図３】（ａ）はドリルヘッドの拡大側面図、（ｂ）はドリルヘッドの拡大正面図、（ｃ）は図（ｂ）のＸ方向視図である。
【図４】他の実施形態の側面図
【符号の説明】
【００３５】
１            刃先交換式ドリル
２            ドリル本体
２ａ          シャンク
２ｂ          スリット
３            ドリルヘッド
４            ねじれ溝
５            切れ刃
６            逃げ面
７            シンニングポケット
８            油穴
８ａ          出口
９            軸穴
１０          クランプ部
１０ａ        楔
１０ｂ        楔溝
１１          支持軸
１２、１３    スラスト受け面
１４、１５    トルク受け面
【図１】
2005169542.tif 000003
【図２】
2005169542.tif 000004
【図３】
2005169542.tif 000005
【図４】
2005169542.tif 000006