(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
切刃を前端に形成したスローアウェイチップと、軸状のドリル本体と、このドリル本体の端部に設けられ、スローアウェイチップを挟んで保持する一対の挟持片と、この挟持片の側方に形成された切屑処理面とを備え、
上記ドリル本体の少なくとも一方の挟持片前端面に形成した逃げ角のうち、上記切屑処理面に隣接する部分が、他より小さく形成されていることを特徴とするスローアウェイ式ドリル。
【請求項２】
上記挟持片端面に形成した逃げ角のうち、切屑処理面に隣接する部分が０〜５°の範囲内であることを特徴とする請求項１に記載のスローアウェイ式ドリル。
【請求項３】
前記スローアウェイチップは、内刃が形成されるとともに一方の挟持片に対応する第一のブロックと、外刃が形成されるとともに他方の挟持片に対応する第二のブロックとを具えており、
前記第一のブロックと他方のブロックとの間及び、前記第二のブロックと一方のブロックの間には、切屑排出用スペースが設けられていることを特徴とする請求項１又は請求項２に記載のスローアウェイ式ドリル。
【請求項４】
前記ドリル本体の周面には、前記切屑排出用のスペースにつながる、らせん状のフルート溝が形成されていることを特徴とする請求項３に記載のスローアウェイ式ドリル。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、穿孔加工に使用するスローアウェイ式ドリルに関するものである。
【０００２】
【従来の技術と課題】
穿孔加工に使用するドリルとして、その全体が一体に形成された通常のソリッド型ドリルの他に、ドリル本体（ホルダー）と別体のスローアウェイチップ上に切削用の刃を形成し、それをドリル本体の先端に、ネジ等によって着脱自在に装着できるようにした、いわゆるスローアウェイ型ドリルがある。
【０００３】
このスローアウェイ型ドリルには、２チップ型のものと１チップ型のものとがあり、このうち前者の２チップ型のスローアウェイ型ドリルは、例えば特開平１０−２９１０８号公報に記載されているように、穴の中央部を削る内刃を有するチップと、穴の周縁部を削る外刃を有するチップの２つのチップを、ドリル本体の先端に装着することで構成されている。そして上記公報記載の発明では、１つのチップ上に内刃と外刃の両方を形成しておき、ドリル本体に装着する向きと位置とによって同じチップを内刃チップもしくは外刃チップとして兼用できるようにも構成されている。
【０００４】
しかし、この２チップ型の構成は、加工径の大きな大型のドリルには適しているものの、例えば加工径がφ１０前後よりも小さい小型のドリルにこれを適用しようとすると、ドリル本体の先端にチップ取り付けのためのスペースや、あるいは切屑排出のためのスペースが十分に確保できなかったり、チップ取り付けのためのネジが非常に小さなものとなって十分な取り付け強度が得られなかったりするといった問題があった。
【０００５】
一方、前記１チップ型のスローアウェイドリル(以下『１チップドリル』と略称する)としては、例えば特開平１０−３２８９１８号公報に記載されているように、従来のソリッド型ドリルの先端形状と類似した、穿孔方向に臨み、かつドリルの回転軸上に位置する頂部から、それぞれ両側へ延びる一対の、加工孔の半径の全長に亘る長い刃稜を有するチップを使用したものが一般的である。
【０００６】
しかし、上記のチップ形状では、穿孔時にチップに加わる切削抵抗が大きいため、１つのチップを、上記公報の図にみるように２本のネジでもってドリル本体の先端に強固に固定する必要がある上、チップの肉厚を大きくとる必要があり、その分、切屑排出のためのスペースを確保するのが容易でないという問題があった。
【０００７】
そこで、発明者は先に、孔の中央部を削る内刃と、孔の周縁部を削る外刃とを、２チップ型のスローアウェイ型ドリルにおける内刃チップの内刃、および外刃チップの外刃の配置と同様の配置として１つのチップ上に形成した、２チップ類似の、１チップ型のスローアウェイチップを開発した（特開平１１−１８８５１８号公報）。
【０００８】
上記２チップ類似の１チップ型スローアウェイチップ(以下『類似１チップ』と略称する)において内刃は、孔の中央部を削るに足る長さを有していれば良く、また外刃も、孔の周縁部を削るに足る長さを有していればよいため、従来の１チップドリルのものに比べて、穿孔時にチップに加わる切削抵抗を低減することができ、内刃および外刃の部分の肉厚を小さくし、ドリル本体への取付けネジを１本として、切屑排出のためのスペースを確保することが可能となった。
【０００９】
そこで発明者は、今般、類似１チップおよびそのドリル本体についてさらに検討した結果、上記公報に記載の構造では、特に切刃部分の強度の点と切屑の排出性の点でさらに改善の余地があることを見出した。
【００１０】
本発明の目的は、類似１チップに関し、従来に比べて切刃部分の強度が大きく、また、切屑の排出性が向上した、新規なスローアウェイ式ドリルを提供することにある。
【００１１】
【課題を解決するための手段及び発明の効果】
本発明者等は切屑の排出性について鋭意検討を加えた結果、切屑の排出方向が何らかの原因で瞬間的に変化し、穴底側へ向かってしまった場合に、この切屑がドリル本体の前逃げ面と穴底との間に入り込むと、切屑の詰まりの原因となることを見出した。
そして、切屑が瞬間的に穴底側へ向かった場合であっても、ドリル本体の前逃げ面と穴底との間に入り込むところまで到達せず、チップポケットによってフルート溝に向けて切屑が案内できる場合には、切屑の排出性は悪化することがないことを見出した。
【００１８】
次に、本発明者等は切屑の排出性について鋭意検討を加えた結果、切屑の排出方向が何らかの原因で瞬間的に変化し、穴底側へ向かってしまった場合に、この切屑がドリル本体の前逃げ面と穴底との間に入り込むと、切屑の詰まりの原因となることを見出した。そして、切屑が瞬間的に穴底側へ向かった場合であっても、ドリル本体の前逃げ面と穴底との間に入り込むところまで到達せず、チップポケットによってフルート溝に向けて切屑が案内できる場合には、切屑の排出性は悪化することがないことを見出した。
【００１９】
そこで、請求項１の発明は、切刃を前端に形成したスローアウェイチップと、軸状のドリル本体と、このドリル本体の端部に設けられ、スローアウェイチップを挟んで保持する一対の挟持片と、この挟持片の側方に形成された切屑処理面とを備え、上記ドリル本体の少なくとも一方の挟持片前端面に形成した逃げ角のうち、上記切屑処理面に隣接する部分が、他より小さく形成されていることを特徴とするスローアウェイ式ドリルを提供するものである。
【００２０】
本構成では、挟持片の端面は、切屑処理面に隣接する部分の逃げ角をその他の部位の逃げ角よりも小さくしたことにより、切屑処理面に隣接する部分側の前逃げ面と穴底との間のスペースを小さくした。これにより、ドリル本体の端面と穴底との間に切屑が入り込んでしまうことを防止する。
【００２１】
請求項２の発明は、請求項１において、挟持片端面に形成した逃げ角のうち、切屑処理面に隣接した部分が０〜５°の範囲内であることを特徴とするものである。
【００２２】
本構成では、ドリル本体が穴底と干渉することなく切刃の強度を向上させ、かつ、切屑の排出性を良好なものとする効果が顕著となる。
【００２３】
【発明の実施の形態】
本発明の好ましい実施の形態を添付図面を参照しつつ説明する。
【００２４】
図１（ａ）および（ｂ）は本発明の一実施の形態のスローアウェイ式ドリルの分解斜視図であり、図１（ａ）はチップの正面側から見た分解斜視図であり、図１（ｂ）はチップの背面側から見た分解斜視図である。
【００２５】
これらの図を参照して、スローアウェイチップ１は、穿孔方向の前端に穴の中央部を削る内刃１１と、穴の周縁部を削る外刃１２とを形成している。スローアウェイチップ１は、内刃１１を形成する板状の第１のブロック１３と、外刃１２を形成する板状の第２のブロック１４とを一体に形成したものである。
【００２６】
第１のブロック１３と第２のブロック１４とは、互いに重なり合う部分１５を残して、その板面方向に相互にずらされたような形状をなしている。上記の重なり合う部分１５での板厚方向に貫通する貫通孔１ａが形成されている。この貫通孔１ａはチップ１をドリル本体２に取り付けるための取付ねじ３を挿通させるためのものである。
【００２７】
チップ１は互いに背中合わせの２表面（すなわち、各ブロック１３、１４の外側の表面に相当）に、一対の被挟持面としての第１の座面１ｂおよび第２の座面１ｃを形成しており、上記の貫通孔１ａはこれら第１および第２の座面１ｂ，１ｃに開口している。
【００２８】
図２を参照して、チップ１は、ドリル本体２の穿孔方向の後部に設けられたポケット２３の底により受けられる後部座面１ｄとを備える。また、チップ１は、内刃１１を備える第１ブロック１３の後端隅部に一対の被挟持座面１ｂ，１ｃの間に連続する切り欠き凹部１ｇを有する
一方、ドリル本体の側面図である図３（ａ）、および取付ねじ３にてチップ１を取り付けた状態のドリル本体の別角度からの側面図である図３（ｂ）を参照して、ドリル本体２は軸状のドリル本体４とシャンク５とを同軸上に設けており、シャンク５の周面の一部には、当該ドリル本体２がツールホルダ（図示せず）に取り付けられたときに回り止めの働きをする平坦面５ａが形成されている。
【００２９】
図１（ａ）および（ｂ）並びに図２（ａ）を参照して、ドリル本体４の前端にはチップ１を挟んで挟持するための一対の挟持片２１，２２が形成されており、これら一対の挟持片２１，２２の挟持面２６，２７間に、チップ１を挿入するためのポケットが区画されている。このポケット２３にチップ１を挿入した状態で、取付ねじ３を挟持片２１の貫通孔２１ａおよび貫通孔１ａに挿通させ、挟持片２２のねじ孔２２ａにねじ込むことにより、チップ１がドリル本体２に挟持固定される。
【００３０】
一方の挟持片２１は内刃１１を形成する第１のブロック１３に対応して、その挟持面２６が第１のブロック１３としての第１の座面１ｂに当接する。他方の挟持片２２は外刃１２を形成する第２のブロック１４に対応して、その挟持面２７が第２のブロック１４の被挟持面としての第２の座面１ｃに当接する。そして、前記挟持片２１、２２の側方には、切屑処理のための切屑処理面２１ｂ，２２ｂが形成されている。
【００３１】
また、ドリル本体の周面には、穿孔加工時の切屑を加工穴の外へ排出するためのらせん状のフルート溝２４，２５が形成されている。
【００３２】
さらに、シャンク５の端部からドリル本体の基端部にかけて、その中心を貫くようにして冷却液を流す孔からなる大径の第１の通液孔６が形成され、また、この第１の通液孔６に連通して、ドリル本体の基端部からポケット２３の底にまで達する挟持片２１の挟持面２６には、上記第２の通液孔７に連通し、挟持片２１の基端から先端まで達する断面片円弧状をなす通液溝８が形成されている。
【００３３】
前記通液溝８は、チップ１の前記切り欠き凹部１ｇと重なるようになっており、この切り欠き凹部１ｇを通液路とし、冷却液を切屑排出用の内刃側フルート溝２４内に排出する［図１（ｂ）参照］ことができる。そして、内刃側フルート２４溝内に冷却液を排出することにより、傘状に重なって形成され、排出性があまり良くない内刃からの切屑を確実に孔外に排出させることが可能となる。
【００３４】
ところで、本発明の重要な特徴は、スローアウェイ式ドリルを構成するチップの前逃げ面の構成に特徴を持たせたことにより、刃先の強度と切屑の排出性を向上させたことである。以下、それら特徴について説明する。
【００３５】
図１のＩ−Ｉ断面図である図４、ＩＩ−ＩＩ断面図である図５を参照して、チップ１は、前記内刃１１の前逃げ角α１が外刃１２の前逃げ角α２よりも大きい。
【００３６】
この点について以下説明する。チップ１の内刃１１は前逃げ角α１を大きくする必要がある。これは、切刃上の特定のポイントについて加工中の軌跡（螺旋運動軌跡）の穿孔方向角度が内側ほど大きくなるためである。これに対して、外刃１２は前記切刃上の特定のポイントについて加工中の軌跡（螺旋運動軌跡）の穿孔方向角度が外側ほど大きいので内刃に比べて前逃げ角が小さくても良い。例えば、図６を参照して、穿孔加工時の内刃のポイントＰ１において螺旋運動軌跡Ｌ１における、穿孔方向に対する角度β１は、外刃のポイントＰ２の螺旋運動軌跡Ｌ２における、穿孔方向に対する角度β２よりも小さく、そのため、内刃１１側では穴底面との干渉を避けるため、大きな逃げ角が必要となり、他方、外刃１２側では相対的に小さな逃げ角でも良い。
【００３７】
そこで、本発明では、この点に着眼し、前記内刃１１の前逃げ角α１より外刃１２の前逃げ角を小さくしたことにより、刃先角度を大きくしたことを重要な特徴とする。これにより、コーナー部を有する外刃１２の強度を向上させることができる。
【００３８】
前記内刃の前逃げ角α１と、外刃の前逃げ角α２は、α１＞α２の関係である限り、特に大きさが限定されるものではないが、内刃の前逃げ角α１が９〜１２°、外刃の前逃げ角α２が６〜１０°の範囲内であることが好ましい。
【００３９】
前記内刃の前逃げ角α１が９°未満の場合、穴底との干渉が起こりやすい傾向があり、他方、１２°を超えると、切刃の強度が小さくなる傾向がある。また、外刃の前逃げ角α２が６°未満の場合、穴底との干渉が起こりやすい傾向があり、他方、１０°を超えると、切刃の強度が小さくなる傾向がある。
【００４０】
また、本発明は特にドリル本体の端面の逃げ角につい着眼し、下記構成により、切屑の排出性を向上させることを可能としたものである。以下にその特徴を具体的に説明する。
【００４１】
図１のＩＩＩ−ＩＩＩ断面図である図７、ＩＶ−ＩＶ断面図である図８を参照して、挟持片２１、２２の端面は、切屑処理面２１ｂ，２２ｂに隣接する部位の逃げ角γ１がその他の部位の逃げ角γ２よりも小さい。前記チップ１は、このような構成により、切屑が瞬間的に穴底側へ向かった場合であっても、ドリル本体２の端面と穴底との間に入り込むことが防止される。したがって、切屑の排出性が良好なものである。
【００４２】
前記切屑処理面２１ｂ，２２ｂに隣接する部位の逃げ角γ１と、その他の部位の逃げ角γ２は、γ１＜γ２の関係である限り、特に大きさが限定されるものではないが、切屑処理面２１ｂ，２２ｂに隣接する部位の逃げ角γ１が０°〜５の範囲内であることが好ましい。前記切屑処理面２１ｂ，２２ｂに隣接する部位の逃げ角γ１が０°未満の場合、穴底との干渉が起こりやすい傾向があり、他方、５°を超えると、ドリル本体２の端面と穴底との間に切屑が入り込みやすくなる傾向がある。
【００４３】
なお、端面をこのような構成にするのは、挟持片２１、２２の両方でなくても良く、片方のみであっても構わない。
【００４４】
次に、本実施形態のスローアウェイ式ドリルが有するその他の特徴について説明する。
【００４５】
図１のＶ−Ｖ断面図である図９を参照して、ドリル本体２の前記内刃側フルート溝２４の断面形状は、２円弧形状に形成している。これにより、傘状に重なって形成され、排出性があまり良くない内刃からの切屑が、どちらか１つの円弧に緩やかに嵌合し、ドリル本体の径方向の揺れが小さく、排出されていくので、切屑の詰まりを発生し難くすることが可能となる。
【００４６】
また、図３を参照して、前記ドリル本体２は、外刃側切屑処理面２１ｂの上稜線２７を外刃側フルート溝２５の上稜線２５ａの最っとも穿孔方向寄りの点Ｎよりも外側に張り出させたものである。これにより、外刃側切屑処理面２１ｂの上方部分に、屋根（張出部分）が形成されることにより、切屑の径が大きくなり過ぎることを抑制できる。これにより、切屑の排出性を良好とすることが可能である。
【００４７】
前記張出量ｗは、特に限定されるものではないが、特に０．５〜１．２ｍｍの範囲内であることが好ましい。ｗが０．５ｍｍ未満では、切屑の径を小さくする作用が弱く、他方、１．２ｍｍより大きいと切屑の排出性が悪化する傾向がある。
【００４８】
なお、本発明のスローアウェイ式ドリルの構成は、以上で説明した図の例に限定されるものではなく、本発明の要旨を変更しない範囲で適宜、設計変更を施すことができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施形態にかかるスローアウェイ式ドリルの分解斜視図であり、（ａ）はチップの背面側から見た図、（ｂ）はチップの正面側から見た図である。
【図２】同図（ａ）は上記チップ１の正面側から見た斜視図、同図（ｂ）は背面側から見た斜視図である。
【図３】同図（ａ）は、上記スローアウェイチップ用ドリルの正面図、同図（ｂ）は上記ドリルホルダーの側面図である。
【図４】図１のＩ−Ｉ断面図である。
【図５】図１のＩＩ−ＩＩ断面図である。
【図６】図１のチップについて、切刃の特定ポイントにおける加工中の螺旋運動の態様を示すための説明図である。
【図７】図１のＩＩＩ−ＩＩＩ断面図である。
【図８】図１のＶＩ−ＶＩ断面図である。
【図９】図１のＶ−Ｖ断面図である。
【符号の説明】
１      チップ
２      ドリル本体
１ａ    貫通孔
１１    内刃
１２    外刃
２１、２２  挟持片
２４、２５  フルート溝
２１ｂ，２２ｂ  切屑処理面
【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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【図７】
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【図８】
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【図９】
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