(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
ドリル本体の先端部に着脱自在に装着されてドリル切刃を構成するようにした切刃チップにおいて、前記切刃チップは、略平行四辺形平板状をなしてその外側面に逃げ角の付与されたポジティブ形の切刃チップであって、詳しくは鋭角のコーナの近傍で一辺が内側に僅かに「へ」の字に折れ曲がってなる多角形状を有し、該「へ」の字の長稜の中間部に、すくい面が不連続となる段差が形成されていることを特徴とする切刃チップ。
【請求項２】
前記切刃チップの「へ」の字の長稜の中間部に設けられる段差は、略平行四辺形平板を呈する切刃チップの鈍角のコーナの側が鋭角のコーナの側よりも低位となる段差でもって形成されることを特徴とする請求項１に記載の切刃チップ。
【請求項３】
請求項２に記載の切刃チップであって、同形同大なる切刃チップの鋭角のコーナが外周刃チップの外周コーナとして配設されるとともに、該コーナに隣接する短辺が外周刃となるように配設され、また中心刃チップの長辺が中心刃として配設される構成となっていることを特徴とする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】
この発明は、穴あけ加工用のスローアウェイ式ドリルおよびこのドリルに装着される切刃チップに関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来のスローアウェイ式ドリル１６の一例として、特開平９−１５０３０４号公報に開示されたものを図９に示す。本図には、外周刃チップ１４と中心刃チップ１５とが図示され、外周刃チップ１４は回転軌跡を中心刃チップ１５に重ねて表示されている。切刃チップ１は多角形を呈した板状体であって、切刃となる上面辺稜の一部を側方に突出させた複雑な形状を有している。外周刃チップ１４は、外方に突出して形成された段差８をもつ辺稜を外周刃（底刃）とし、段差８部のコーナ２５がドリル本体の最先端に位置するように載置されている。また、中心刃チップ１５は、段差８の備わらない側の辺稜が中心刃（底刃）として装着される構成となっている。
【０００３】
上記の如き構成のドリルの作用が、次のように説明されている。すなわち、外周刃の外周寄りに突起部を設けて段差部にコーナを形成したことにより、該ドリルの横断面上でみた切削抵抗の合力の方向は、外周刃チップを外方に向かわしめる側に存在するようになる。したがって、ドリルには前記方向に撓みが発生することとなり、穴は径大に加工される傾向にある。よって、穴明け後には穴壁と接触することなくドリルを被削材から抜くことができるようになる。また、外周刃が不連続となるので、この部分で切屑が分断され、切屑排出性が良好となる。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、一般に、切刃チップをチップ座に載置するときは、切刃チップの側面については２側面を支持するように設計する。なぜなら、３側面を同時にチップ座の壁面と当接させることは、相当の高精度を必要とし、汎用の工業製品として現実的でないからである。そこで上記に引例のドリルについてみると、切刃チップの外郭形状が複雑で、一辺の直線部分の長さが短く、これに付随した側面の長さも短い。それ故、どの２つの側面がチップ座壁面によって支持されたとしても、クランプ時には取付精度が不安定となり、また切削時には締め付け強度に不安が残ることとなる。切刃チップの形状が複雑なので、前述のように、３つの側面を支持することは難しい。
【０００５】
さらに、上記に引例のドリルは、切削開始時において外周刃チップの外周コーナが被削材に食い付くまでの間は、突起部に設けた段差コーナのみが先行して切削に関与することになるので、切削抵抗のバランスがとれず格別に径大となる穴明けが行われることになり、穴寸法がバラつくこととなる。また、外周刃での切屑は段差でもって分断されるが、中心刃に関しては切屑分断の配慮がされていない。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
この発明は、上記の如き課題に鑑みなされたもので、ドリル本体の先端部に着脱自在に装着されてドリル切刃を構成するようにした切刃チップにおいて、前記切刃チップは、略平行四辺形平板状をなしてその外側面に逃げ角の付与されたポジティブ形の切刃チップであって、詳しくは鋭角のコーナの近傍で一辺が内側に僅かに「へ」の字に折れ曲がってなる多角形状を有し、該「へ」の字の長稜の中間部に、すくい面が不連続となる段差が形成されていることを特徴とする。
【０００７】
ポジティブ形の切刃チップは、側面の逃げ角の存在によって、すくい面より見た外郭形状が、切刃チップの底面からの高さ変化に対応する凹凸を伴った形状となって現れる。この発明の切刃チップは、段差部において不連続な切刃となって出現する。したがって、この段差部によって切屑は分断される。しかも、一見凹凸に見えていても側面は一つの長い平面のままであるから、チップ座の壁面との当接長さは十分に確保される。
【０００８】
また、この発明は、切刃チップが略平行四辺形を呈し、詳しくは鋭角のコーナの近傍で一辺が内側に僅かに「へ」の字に折れ曲がってなる多角形状を有し、該「へ」の字の長稜の中間部に、すくい面が不連続となる段差が形成されていることを特徴とする。さらに、前記切刃チップの「へ」の字の長稜の中間部に設けられる段差は、略平行四辺形平板を呈する切刃チップの鈍角のコーナの側が鋭角のコーナの側よりも低位となる段差でもって形成されることを特徴とする。そして、この切刃チップの装着されるスローアウェイ式ドリルは、同形同大なる切刃チップの鋭角のコーナが外周刃チップの外周コーナとして配設されるとともに、該コーナに隣接する短辺が外周刃となるように配設され、また中心刃チップには長辺が中心刃として配設される構成となっていることを特徴とする。
【０００９】
以上ような構成は、同一の切刃チップを外周刃チップとしても中心刃チップとしても共用できるようにするので、経済的である。外周刃と中心刃の各々に配設された段差は、お互いに向き合う格好となるので、切削抵抗のバランスが図られる。段差部は外周刃および中心刃のそれぞれの中間部に配設されているので、切屑は４分されることになる。略平行四辺形を呈する切刃チップの短辺を外周刃として利用するのは、切刃チップ中央に穿設された取付穴との距離を遠くして、切削速度が高く切屑処理の困難性の高い外周側で、すくい面における切屑ブレーカの設計が自由に行えるようにするためである。
【００１０】
【発明の実施の形態】
次に、この発明の実施の一形態について、図を参照しながら説明する。図１および図２は本発明になる切刃チップ１を示すもので、チップ本体は略平行四辺形平板を呈し、その中央部にはねじ止めクランプ用の取付穴２が穿設されている。略平行四辺形を縁取る４辺は、詳しくは鋭角のコーナ３の近傍で内側に僅かに折れ曲がった「へ」の字状であり、正しくは「へ」の字の長稜４と短稜５によって輪郭される多角形となっている。
【００１１】
また、切刃チップ１は、外側面６に逃げ角の付与されたポジティブ形のチップであって、「へ」の字の長稜４の中間部に、すくい面７が不連続となる段差８が形成されている。この段差８は、鈍角のコーナ９の側から長稜４に沿い、底面１０に向かって次第に低位となる傾斜面１１と、鋭角のコーナ３の側にある等位面１２との境界として形成されたものである。この結果、傾斜面１１と外側面６との交差稜線は、逃げ角の相当分だけ内側に食い込んで、切刃チップ１のすくい面視における外郭形状は、図１（ａ）に示すように段差８で断続した形状となって現れる。なお、すくい面７にはブレーカ溝１３が配設されて、全周ブレーカを形成している。
【００１２】
図３は前記切刃チップ１が外周刃チップ１４として装着され、図４は同形同大なる切刃チップ１が中心刃チップ１５として装着されたスローアウェイ式ドリル１６を示し、図５は中心刃チップ１５の回転軌跡を含む切刃チップ１の図である。外周刃チップ１４は、鋭角のコーナ３、すなわち「へ」の字の短稜５によって挟まれたコーナが外周コーナ１７となるように配設されるとともに、この外周コーナ１７に隣接する略平行四辺形の短辺１８が外周刃（底刃）として配設される。同時に、「へ」の字の頂点１９がドリル１６の先端点となるように配設される。一方、中心刃チップ１５は、略平行四辺形の長辺２０が中心側（底刃）として配設され、同時に、「へ」の字の頂点１９がスローアウェイ式ドリル１６の先端点となるように、好ましくは外周刃の頂点１９と中心刃の頂点１９とが略同位置に配設される。そして、中心刃チップ１５の一端は軸線Ｏを越えて配設される。また、外周刃チップ１４と中心刃チップ１５とは回転軌跡において重複部分を有して配設され、もって一つの底刃（ドリル切刃）として形成されるようにする。このような構成により、外周刃と中心刃とは段差８がお互いに向き合った形となって、食い付き時においても切削抵抗のバランスが確保される。なお、これらの切刃チップ１は、取付穴２を介して締付ねじ２１によってドリル本体に締め付け固定される。
【００１３】
ところで、中心刃は軸線Ｏで切削速度が０であり、中心刃チップ１５の外周側での切削速度との速度差が大きいので、切屑はブレーカ溝の有無にあまり影響されずに自然と円錐状に変形する。一方、外周刃は、軸線Ｏからの半径位置の関係から相対的に切削速度が高いのに加え、中心刃と比較して、外周刃チップ１４の外周側と中心側とで切削速度の速度差が小さいので、切屑は帯状に延びようとする。したがって、スローアウェイ式ドリルにおいては、外周刃における切屑処理は解決すべき重要課題の一つである。短辺１８を外周刃（底刃）として利用するのは、短辺１８の側の方が取付穴２との距離が大きく、ブレーカ溝１３を自由に設計できるスペースが確保されるからである。
【００１４】
切刃チップ１が装着されるチップ座２２は、略平行四辺形に座掘りされる。チップ座２２の２つの壁面が切刃チップ１の外側面６との当接面２３となって、「へ」の字の長稜４に付随する２つぼ外側面を支持する。このとき、長稜４は段差８によって凹凸しているように見えても、その外側面６は一つの平面でもって形成されたものであるから当接面２３も一平面でよく、製造が容易で経済的であり、しかも当接面２３の長さが減少することがないのでチップ装着の際のクランプ精度が一定しクランプ強度が確保される。
【００１５】
図６は切屑２４の流出状態を模式的に表した図であり、外周刃チップ１４と中心刃チップ１５とが重複する境界点、および各々に設けられた２つの段差８によって、４つに分断された切屑２４となって生成する。細分化された切屑は、切削液によって加工中の穴の口元から外に排出される。
【００１６】
図７は、この発明の請求項１に関わる切刃チップ１の第２実施形態を示すもので、鈍角のコーナ９の側が底面１０に平行かつ低位にあって、高位にある鋭角のコーナ３の側との境界に段差８が形成されている点で前記第１実施形態と異なるものである。その他の形状、作用・効果は変わらないので、詳細な説明は省略する。
【００１７】
図８は、この発明の請求項１に関わる切刃チップ１の第３実施形態を示すもので、チップ本体は略三角形平板を呈するポジティブ形である。詳しくは一辺が僅かに「く」の字に折れ曲がった多角形を呈し、「く」の字の頂点１９がスローアウェイ式ドリル１６の先端点となるように配設される。６つの辺稜の各中間部に段差８が設けられる。段差８は、コーナ２５の側から底面１０に向かって次第に低位となる傾斜面１１によって形成されたもので、食い付き点となる頂点１９の側が高位となっている。すくい面視における外郭形状は、図８（ａ）に示すように段差８で断続した形状となって現れる。このような構成は、段差８において切屑分断作用が働くとともに、当接面２３の長さが段差８でもって減ぜられることがない。
【００１８】
【発明の効果】
請求項１によれば、多角形平板状をなすポジティブ形切刃チップの切刃となる辺稜の中間部すくい面上に段差を設けたことにより、断続する切刃形状となる。これにより、当該部分で切屑は分断され、切屑排出が良好となる。しかも、段差に設けられた辺稜に付随する外側面は連続する一つの平面でもって形成されているので、この外側面がチップ座との被支持面となる位置に装着されても当接長さが十分確保され、切刃チップ装着時の組込精度や切削中のクランプ強度が安定する。
【００１９】
請求項２および請求項３は、より優れた切刃チップと、このチップを利用したスローアウェイ式ドリルを提供するものであって、同形同大の切刃チップでもって外周刃チップと中心刃チップとが構成され、双方に設けられた段差によって切屑が分断されるので、切屑処理が改善される。また、外周刃と中心刃とで向き合って形成された段差部により切削抵抗のバランスが図られ、ドリルの食い付き時の振動や精度が安定するという効果がある。さらに、本発明スローアウェイ式ドリルは、特に外周刃チップに求められる適正なブレーカ溝の設計を可能とするスペースが確保される。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明切刃チップの第１の実施形態を示し、（ａ）は正面図、（ｂ）は側面図、（ｃ）は底面図である。
【図２】図１に示す切刃チップの斜視図である。
【図３】図１に示す切刃チップが装着されたスローアウェイ式ドリルの外周刃の正面図である。
【図４】図１に示す切刃チップが装着されたスローアウェイ式ドリルの中心刃の正面図である。
【図５】図３および図４に示す切刃チップの回転軌跡の図である。
【図６】図５に示す切刃チップより流出する切屑状態そ説明図である。
【図７】本発明切刃チップの第２の実施形態を示す斜視図である。
【図８】本発明切刃チップの第３の実施形態を示し、（ａ）は正面図、（ｂ）は底面図である。
【図９】従来のドリル用切刃チップの一例を示す正面図である。
【符号の説明】
１  切刃チップ
３  鋭角のコーナ
４  長稜
５  短稜
６  外側面
８  段差
１４  外周刃チップ
１５  中心刃チップ
１６  スローアウェイ式ドリル
１８  短辺
１９  頂点
２０  長辺
２２  チップ座
２３  当接面
Ｏ  軸線
【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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