(57)【要約】【課題】被削材を重ねて貫通穴を形成するような場合でも円盤状の切屑を発生させることなく確実に穴明け加工を行う。【解決手段】軸線Ｏを中心とした円柱状のドリル本体１の先端部に周方向に間隔をあけて形成された少なくとも２つのインサート取付座９に、ドリル本体１の先端に突出した切刃１２の軸線Ｏ回りの回転軌跡をドリル本体１の径方向に連続させた内刃インサート５と外刃インサート６とが着脱可能に取り付けられ、内刃インサート５の少なくとも外周部の切刃１２と外刃インサート６の切刃１２とは、それぞれドリル本体１の外周側に向かうに従い後端側に向けて延びるように傾斜しているとともに、このうち外刃インサート６の切刃１２は、この切刃１２の外周部が軸線Ｏに対してなす傾斜角θ１が、切刃１２の内周部が軸線Ｏに対してなす傾斜角θ２よりも小さくなる折れ線状に形成されている。【選択図】図３
2017217724.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
軸線を中心とした円柱状のドリル本体の先端部に少なくとも２つのインサート取付座が周方向に間隔をあけて形成されていて、これらのインサート取付座には、上記ドリル本体の先端に突出した切刃の上記軸線回りの回転軌跡を上記ドリル本体の径方向に連続させた内刃インサートと外刃インサートとが着脱可能に取り付けられており、
上記内刃インサートの少なくとも外周部の上記切刃と上記外刃インサートの上記切刃とは、それぞれ上記ドリル本体の外周側に向かうに従い後端側に向けて延びるように傾斜しているとともに、
このうち上記外刃インサートの上記切刃は、該切刃の外周部が上記軸線に対してなす傾斜角が、該切刃の内周部が上記軸線に対してなす傾斜角よりも小さくなる折れ線状に形成されていることを特徴とする刃先交換式ドリル。
【請求項２】
少なくとも上記外刃インサートは菱形板状であって、その菱形面がすくい面とされて該菱形面の辺稜部に上記切刃が形成されており、
上記菱形面の辺稜部は凸形に折れ曲がった折れ線状で、該菱形面の鋭角角部に交差する上記辺稜部の挟角が、鈍角角部に連なる上記辺稜部の鋭角角部側の挟角よりも大きく形成され、
上記菱形面の鈍角角部に連なる辺稜部に上記外刃インサートの切刃の上記内周部が形成されるとともに、上記菱形面の鋭角角部の辺稜部に上記外刃インサートの切刃の上記外周部が形成されている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】
上記内刃インサートと上記外刃インサートとは相似形状であって、上記内刃インサートが上記外刃インサートよりも大きいことを特徴とする請求項１または請求項２に記載の刃先交換式ドリル。
【請求項４】
上記内刃インサートは上記外刃インサートよりも高硬度であることを特徴とする請求項１から請求項３のうちいずれか一項に記載の刃先交換式ドリル。
【請求項５】
上記内刃インサートの切刃の上記外周部と、上記外刃インサートの切刃の上記内周部とが、上記軸線回りの回転軌跡において一直線状に連続していることを特徴とする請求項１から請求項４のうちいずれか一項に記載の刃先交換式ドリル。
【請求項６】
上記外刃インサートの切刃の上記内周部が上記軸線に対してなす傾斜角が、上記内刃インサートの切刃の上記外周部が上記軸線に対してなす傾斜角よりも大きいことを特徴とする請求項１から請求項４のうちいずれか一項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】
本発明は、ドリル本体の先端に切削インサートが着脱可能に取り付けられて被削材に穴明け加工を行う刃先交換式ドリルに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
このような刃先交換式ドリルとして、例えば特許文献１には、正方形板状のインサート本体を有するドリル用インサートが、ドリル本体の先端に少なくとも２つ、内周側と外周側とに取り付けられたものが記載されている。これらのドリル用インサートは、同形同大の上記インサート本体を有し、その一方の正方形面がすくい面とされて、このすくい面の辺稜部に形成された１の切刃をドリル本体先端側に突出させ、互いの上記１の切刃のドリル本体軸線回りの回転軌跡同士が交差するように取り付けられている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００９−２６２３１９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ところが、この特許文献１に記載された刃先交換式切削工具においては、上記切刃が凸曲線状をなす第１主切刃部と、この第１主切刃部に接する直線状の第２主切刃部とから構成され、しかも内周側インサートにおける上記１の切刃の第２主切刃部がドリル本体の軸線に垂直な平面に対してなす角度が３°〜８°とされ、外周側インサートにおける上記１の切刃の第２主切刃部がドリル本体の軸線に垂直な平面に対してなす角度も１°〜３°とされていて、いずれも極小さな角度とされており、すなわち両インサートのドリル本体先端側に突出した上記１の切刃が、ドリル本体の軸線に垂直な平面上に略位置するような配置となっている。
【０００５】
このため、そのような刃先交換式ドリルによって、重ね板のような被削材に貫通穴を形成するような穴明け加工を行おうとすると、切刃による押付力が強くなりすぎるため、最初の貫通穴の抜け際において、この貫通穴の底面と貫通側の次の被削材との間の部分に、貫通穴の穴径と同径の円盤状あるいは陣笠状の切屑が発生し、ドリル本体とともに回転しながら次の被削材との間に介在してしまうため、次の被削材の穴明け加工ができなくなる現象が発生する。
また、自動車のエンジン部品、例えばコネクティングロッドの端部に貫通穴を形成するような穴明け加工においても、穴明け加工後の被削材に円盤状の切屑が付着したまま次工程に運ばれてクランプ異常が発生し、切屑を除去しなければならなくなる事態が頻発するおそれがある。
【０００６】
本発明は、このような背景の下になされたもので、被削材を重ねて貫通穴を形成するような加工において、円盤状の切屑を発生させることなく確実に穴明け加工を行うことが可能な刃先交換式ドリルを提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記課題を解決して、このような目的を達成するために、本発明は、軸線を中心とした円柱状のドリル本体の先端部に少なくとも２つのインサート取付座が周方向に間隔をあけて形成されていて、これらのインサート取付座には、上記ドリル本体の先端に突出した切刃の上記軸線回りの回転軌跡を上記ドリル本体の径方向に連続させた内刃インサートと外刃インサートとが着脱可能に取り付けられており、上記内刃インサートの少なくとも外周部の上記切刃と上記外刃インサートの上記切刃とは、それぞれ上記ドリル本体の外周側に向かうに従い後端側に向けて延びるように傾斜しているとともに、このうち上記外刃インサートの上記切刃は、該切刃の外周部が上記軸線に対してなす傾斜角が、該切刃の内周部が上記軸線に対してなす傾斜角よりも小さくなる折れ線状に形成されていることを特徴とする。
【０００８】
このように構成された刃先交換式ドリルにおいては、内刃インサートの少なくとも外周部の切刃と外刃インサートの切刃が、ドリル本体の外周側に向かうに従い後端側に向けて延びるように傾斜しているとともに、このうち外刃インサートの切刃は、その外周部が軸線に対してなす傾斜角が内周部の軸線に対してなす傾斜角よりも小さくなる折れ線状に形成されているので、貫通穴の抜け際では、貫通穴の底面と貫通側の被削材の側面との間の部分は、内周側から徐々に広げられるように切削されることになり、さらに貫通穴の外周部は、上記傾斜角が外刃インサートの切刃の内周部よりも小さくされた外周部によって強い押付力を受けることなく切削される。
【０００９】
また、周方向に間隔をあけた少なくとも２つのインサート取付座に取り付けられた内刃インサートと外刃インサートが、ドリル本体の先端に突出した互いの切刃の軸線回りの回転軌跡をドリル本体の径方向に連続させるとともに、外刃インサートの切刃は折れ線状に形成されているので、内刃インサートと外刃インサートの切刃の間と、外刃インサートの内周部と外周部との間で切屑の分断を図ることもできる。このため、被削材を重ねて貫通穴を形成する場合でも、円盤状の切屑が発生するのを防ぐことができ、穴明け加工に支障が生じるのを防止することが可能となる。また、コネクティングロッドの端部に貫通穴を形成するような場合でも、円盤状の切屑が付着するのを防ぐことができ、次工程におけるクランプ異常等の発生を防止することができる。
【００１０】
ここで、このように外刃インサートの切刃を折れ線状とするには、少なくとも外刃インサートを菱形板状として、その菱形面をすくい面として該菱形面の辺稜部に上記切刃を形成し、この菱形面の辺稜部を凸形に折れ曲がった折れ線状として、該菱形面の鋭角角部に交差する上記辺稜部の挟角を、鈍角角部に連なる上記辺稜部の鋭角角部側の挟角よりも大きく形成し、上記菱形面の鈍角角部に連なる辺稜部に上記外刃インサートの切刃の上記内周部を形成するとともに、上記菱形面の鋭角角部の辺稜部に上記外刃インサートの切刃の上記外周部を形成すればよい。菱形面の辺稜部の挟角を大きくした鋭角角部側と、これよりも挟角が小さい鈍角角部側とで切刃を折れ線状とすることができる。
【００１１】
また、特にこのように外刃インサートを菱形板状とした場合には、上記内刃インサートも上記外刃インサートと相似形状とし、ただし上記内刃インサートは上記外刃インサートよりも大きく形成することにより、周速が異なるために切刃の摩耗等も異なることによる内刃インサートと外刃インサートの寿命のバランスをとることができる。さらに、同様にインサート寿命のバランスをとるには、内刃インサートを外刃インサートよりも高硬度としてもよい。
【００１２】
一方、ドリル本体の先端に突出した内刃インサートと外刃インサートの切刃の回転軌跡を連続させるには、第１に、これら内刃インサートの切刃の上記外周部と、外刃インサートの切刃の上記内周部とを、上記軸線回りの回転軌跡において一直線状に連続させればよい。このように内刃インサートの切刃の外周部と外刃インサートの切刃の内周部とを回転軌跡において一直線状としても、両インサートはドリル本体の周方向に間隔をあけているので、確実に切屑を分断することができる。
【００１３】
また、同様に内刃インサートと外刃インサートの切刃の回転軌跡を連続させるのに、第２には、外刃インサートの切刃の上記内周部が上記軸線に対してなす傾斜角を、上記内刃インサートの切刃の上記外周部が上記軸線に対してなす傾斜角よりも大きくしてもよい。このように外刃インサートの切刃の内周部が上記軸線に対してなす傾斜角を大きくしても、外刃インサートの切刃の外周部は内周部に対して折れ線状に曲がっていて、軸線に対してなす傾斜角を小さくすることができるので、貫通穴の抜け際で大きな押付力が作用するのを防いで円盤状の切屑の発生を確実に防止することが可能となる。
【発明の効果】
【００１４】
以上説明したように、本発明によれば、貫通穴の抜け際において被削材に大きな押付力が作用するのを防いで円盤状の切屑が発生するのを防ぐことができるとともに、切屑の分断を図ることができ、被削材を重ねた場合においても円滑な穴明け加工を行うことが可能となるとともに、コネクティングロッドの端部に貫通穴を形成するような場合でも、円盤状の切屑の付着による次工程でのクランプ異常等を防止することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】本発明の第１の実施形態を示す側面図である。
【図２】図１に示す実施形態の切刃部の拡大正面図である。
【図３】図１に示す実施形態の内刃インサートの回転軌跡と外刃インサートの周辺を示す拡大側面図である。
【図４】本発明の第２の実施形態を示す側面図である。
【図５】図４に示す実施形態の切刃部の拡大正面図である。
【図６】図４に示す実施形態の内刃インサートの回転軌跡と外刃インサートを示す拡大側面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
図１ないし図３は、本発明の第１の実施形態を示すものである。本実施形態において、ドリル本体１は、鋼材等の金属材料により軸線Ｏを中心とした多段の円柱状に形成されており、その後端側（図１において右側）部分は円柱の外周面に軸線Ｏに平行な切欠面２ａが形成されたシャンク部２とされるとともに、先端側（図１において左側）部分は切刃部３とされ、これらシャンク部２と切刃部３との間には最も大径の円錐台状をなす鍔部４が形成されている。
【００１７】
このようなドリル本体１を有する刃先交換式ドリルは、通常はシャンク部２が工作機械の主軸に把持されて図中に符号Ｔで示すドリル回転方向に回転されつつ軸線Ｏ方向先端側に送り出され、切刃部３の先端部に取り付けられた内刃インサート５および外刃インサート６によって被削材に穴明け加工を行う。なお、ドリル本体１内には、シャンク部２の後端から先端側に向けて一定内径のクーラント穴７が軸線Ｏに沿って形成されていて、このクーラント穴７は切刃部３の先端部において小径に２つに分岐して開口し、穴明け加工時にはこのクーラント穴７を通してクーラントが噴射されて内刃インサート５と外刃インサート６に向けて供給される。
【００１８】
切刃部３の外周には、この切刃部３の先端面（ドリル本体１の先端面）から後端側に向けて、２条の切屑排出溝８が軸線Ｏを挟んで互いに反対側に形成されている。本実施形態における切屑排出溝８は、切刃部３の外周部を軸線Ｏに直交する断面においてＬ字状に切り欠くように形成されていて、切刃部３の先端部を除いて軸線Ｏに平行に真っ直ぐ延びており、鍔部４の手前でドリル回転方向Ｔとは反対側を向く溝壁面が外周側に切れ上がっている。
【００１９】
また、切刃部３の先端部において、一方の切屑排出溝８（図２における上側の切屑排出溝８）のドリル回転方向Ｔとは反対側を向く溝壁面は、先端側に向かうに従い他方の切屑排出溝８（図２における下側の切屑排出溝８）側に延びるように傾斜して、切刃部３の先端面において軸線Ｏを僅かに越えるように形成されている。これに対して、他方の切屑排出溝８のドリル回転方向Ｔとは反対側を向く溝壁面は、図３に示すように切刃部３の先端部において一方の切屑排出溝８側に凹となる凹曲面状をなした後、先端側に向かうに従いドリル本体１の外周側に延びるように形成されている。
【００２０】
さらに、これらの切屑排出溝８のドリル回転方向Ｔ側を向く溝壁面の先端部には、インサート取付座９がそれぞれ形成されており、上記内刃インサート５および外刃インサート６は、これらのインサート取付座９にクランプネジ１０によって着脱可能に取り付けられている。これらのインサート取付座９はいずれも、切屑排出溝８のドリル回転方向Ｔ側を向く溝壁面からドリル回転方向Ｔとは反対側に一段凹んで切刃部３の先端面に開口する凹所として形成されており、ドリル回転方向Ｔ側を向く略菱形状の底面９ａと、この底面９ａからドリル回転方向Ｔ側に延びる２つの壁面９ｂとを備えていて、底面９ａには上記クランプネジ１０がねじ込まれるネジ穴が形成されている。
【００２１】
このようなインサート取付座９に取り付けられる内刃インサート５と外刃インサート６は、ドリル本体１よりも高硬度の超硬合金等の硬質材料により略菱形の板状に形成されており、両菱形面の中央部には上記クランプネジ１０が挿通される取付穴１１が開口している。また、本実施形態の内刃インサート５と外刃インサート６は、これら両菱形面の周囲に配置される側面が、一方の菱形面から他方の菱形面に向かうに従い内周側に向かうように傾斜したポジティブタイプのインサートであり、一方の菱形面をすくい面としてドリル回転方向Ｔに向けてインサート取付座９に取り付けられる。
【００２２】
さらに、これら内刃インサート５と外刃インサート６のすくい面とされる上記一方の菱形面の辺稜部には、切刃１２が形成されている。ここで、この一方の菱形面の４つの辺稜部はそれぞれ凸形に折れ曲がった折れ線状に形成されていて、該一方の菱形面の鋭角角部に交差する辺稜部の挟角が、鈍角角部に連なる辺稜部の鋭角角部側の挟角よりも大きくなるように形成されており、従って本実施形態における内刃インサート５と外刃インサート６は、厳密には偏八角形板状に形成されている。
【００２３】
上記切刃１２のうち、一方の菱形面の鈍角角部に連なる辺稜部に形成される第１切刃部１２ａは、鋭角角部に交差する辺稜部に形成される第２切刃部１２ｂよりも長く、またこの鋭角角部に交差する２つの第２切刃部１２ｂのコーナ部には、これら２つの第２切刃部１２ｂに接する凸円弧等の凸曲線状のコーナ刃１２ｃが形成されている。さらに、内刃インサート５と外刃インサート６は互いに相似形状であり、ただしその大きさは、本実施形態では内刃インサート５が外刃インサート６よりも一回り大きく形成されている。
【００２４】
このような内刃インサート５と外刃インサート６は、すくい面とされる一方の菱形面とは反対の他方の菱形面をインサート取付座９の底面９ａに密着させるとともに、一方の菱形面の１つの鋭角角部に交差する方向に延びる２つの第１切刃部１２ａに連なる側面をインサート取付座９の上記２つの壁面にそれぞれ当接させてインサート取付座９に着座させられる。そして、上述のように取付穴１１に挿通したクランプネジ１０を底面９ａの上記ネジ穴にねじ込むことにより、底面９ａに押圧されるとともに２つの壁面９ｂに押し付けられて着脱可能に取り付けられる。
【００２５】
このようにインサート取付座９に取り付けられた内刃インサート５と外刃インサート６は、図３に示すようにその１つの切刃１２を切刃部３の先端面から突出させるとともに、これらの１つの切刃１２の上記軸線Ｏ回りの回転軌跡を、軸線Ｏから切刃部３の外周に僅かに突出するまで、径方向に連続させるように配設されている。
【００２６】
さらに、内刃インサート５の切刃１２の少なくともドリル本体１外周部と外刃インサート６の切刃１２は、ドリル本体１の外周側に向かうに従い後端側に向けて延びるように傾斜しているとともに、このうち外刃インサート６の切刃１２は、この切刃１２が上述のように凸形に折れ曲がった折れ線状に形成されているのに伴い、切刃１２のドリル本体１外周部における第２切刃部１２ｂの軸線Ｏに対する傾斜角θ１が内周部における第１切刃部１２ａの軸線Ｏに対する傾斜角θ２よりも小さくなるように配設される。
【００２７】
従って、外刃インサート６の切刃１２の外周部における第２切刃部１２ｂの先端角も、内周部における第１切刃部の先端角より小さくされる。なお、先端角は、ドリル本体１の軸線Ｏに平行な面に切刃１２を平行にして投影したときの角度として定義されており、本実施形態のようにドリル本体１の径方向の互いに反対側すなわち片側にそれぞれ内刃インサート５と外刃インサート６が配設される場合には、これら内刃インサート５と外刃インサート６の各切刃１２の軸線Ｏ回りの回転軌跡が軸線Ｏに沿った平面においてなす挟角とすることができる。
【００２８】
ここで、本実施形態において内刃インサート５は、先端に突出した切刃１２のうち第２切刃部１２ｂが、該第２切刃部１２ｂに連なるコーナ刃１２ｃを軸線Ｏ上に位置させて、軸線Ｏに垂直な平面上に延びるようにドリル本体１の内周側に配設されており、従ってこの第２切刃部１２ｂに対して凸形に折れ曲がる第１切刃部１２ａだけが、ドリル本体１の外周側に向かうに従い後端側に向かうように傾斜している。なお、この内刃インサート５のすくい面とされる一方の菱形面は、軸線Ｏを含む平面上に位置している。
【００２９】
一方、本実施形態において外刃インサート６は、内刃インサート５とは逆に先端に突出した切刃１２のうち第１切刃部１２ａがドリル本体１の内周側に配設されており、この第１切刃部１２ａに対して凸形に折れ曲がる第２切刃部１２ｂの軸線Ｏに対する傾斜角θ１が第１切刃部１２ａの軸線Ｏに対する傾斜角θ２よりも小さくされるとともに、この第２切刃部１２ｂに接するコーナ刃１２ｃが切刃部３の外周面よりも外周側に突出するように配設される。なお、この外刃インサート６のすくい面とされる一方の菱形面は、その外周端のコーナ刃１２ｃが、内刃インサート５のすくい面が位置する軸線Ｏを含む平面の外刃インサート６側への延長面上に位置して、ドリル本体１の内周側に向かうに従い僅かにドリル回転方向Ｔ側に向かうように軸線Ｏに平行に配置されており、これにより外刃インサート６の穴明け加工に用いられる切刃１２には負の径方向すくい角が与えられている。
【００３０】
さらに、本実施形態では、内刃インサート５の外周部に位置する第１切刃部１２ａと、外刃インサート６の内周部に位置する第１切刃部１２ａとが、図３に示すように軸線Ｏ回りの回転軌跡において一直線状に連続するように配設されている。ここで、こうして連続する内刃インサート５と外刃インサート６の第１切刃部１２ａは、本実施形態では一方の菱形面の鈍角角部側の部分が軸線Ｏ回りの回転軌跡において一部重なり合うように配設されており、ただしこうして重なり合った部分の長さは、重なり合わない部分の内刃インサート５と外刃インサート６の第１切刃部１２ａの長さよりも短い。
【００３１】
このように構成された刃先交換式ドリルを用いて被削材に穴明け加工を行うときには、周方向に間隔をあけて配設された内刃インサート５と外刃インサート６の上記１つの切刃１２によって切屑が分断されて生成されるのは勿論、これらの１つの切刃１２が本実施形態ではそれぞれ凸形に折れ曲がった折れ線状の第１、第２切刃部１２ａ、１２ｂによって形成されているので、個々の内刃インサート５と外刃インサート６によっても切屑を分断することができる。このため、切屑処理性の向上を図って円滑な穴明け加工を行うことができる。
【００３２】
そして、さらに上記構成の刃先交換式ドリルにおいては、内刃インサート５の外周部の第１切刃部１２ａと外刃インサート６の切刃１２とが、ドリル本体１の外周側に向かうに従い後端側に向かうように傾斜しているので、被削材を重ねて貫通穴を形成する場合に貫通穴の開口部を内周側から徐々に広げるように形成することができる。従って、この貫通穴の抜け際でも、貫通穴の底面と貫通側の被削材の側面との間の部分に強い押付力が作用するのを避けることができる。
【００３３】
さらに、このうち外刃インサート６の上記１つの切刃１２は、凸形に折れ曲がった折れ線状の第１、第２切刃部１２ａ、１２ｂによって形成されていて、外周部となる第２切刃部１２ｂの軸線Ｏに対する傾斜角θ１が内周部となる第１切刃部１２ａの軸線Ｏに対する傾斜角θ２よりもさらに小さくされている。このため、外刃インサート６の第２切刃部１２ｂが被削材を通り抜ける貫通穴の抜け際の最後の段階では、被削材に作用する押付力をさらに低減することができる。
【００３４】
従って、上記構成の刃先交換式ドリルによれば、このような押付力によって円盤状の切屑が被削材から抜け出るのを確実に防止することができ、重ね合わされた被削材に支障なく円滑に貫通穴を形成することが可能となる。また、例えば自動車のエンジン部品におけるコネクティングロッドの端部に貫通穴を形成するような穴明け加工においても、穴明け加工後の被削材に円盤状の切屑が付着するのを防ぐことができ、このような切屑が付着した部品が次工程に運ばれてクランプ異常等が発生することにより製造作業が中断してしまうのを未然に防止することができる。しかも、このように第２切刃部１２ｂの軸線Ｏに対する傾斜角θ１を小さくすることにより、貫通穴の開口部周縁にバリが発生するのも防ぐことができる。
【００３５】
また、本実施形態では、少なくとも外刃インサート６が菱形板状に形成されており、その菱形面をすくい面として該菱形面の辺稜部に切刃１２が形成されていて、ただしこの切刃１２が形成された辺稜部は、この辺稜部の上記菱形面の鋭角角部に交差する部分における挟角を、鈍角角部に連なる部分の鋭角角部側の挟角よりも大きく形成することにより、凸形に折れ曲がった折れ線状に形成されている。
【００３６】
そして、このうち鈍角角部に連なる部分が第１切刃部１２ａとして外刃インサート６におけるドリル本体１の内周部に配置されるとともに、鋭角角部に交差する部分が第２切刃部１２ｂとしてドリル本体１の外周部に配置されている。従って、これにより外刃インサート６も切刃１２の外周部の軸線Ｏに対する傾斜角θ１を内周部よりも小さくして上述のように円盤状の切屑の発生を一層確実に防ぐことができる。
【００３７】
さらに、本実施形態では、内刃インサート５も菱形板状に形成されていて、しかも外刃インサート６と相似形状とされており、ただしその大きさは外刃インサート６よりも大きくされている。このため、切刃１２の長さも内刃インサート５では外刃インサート６より長くなるので、ドリル本体１の軸線からの半径が小さいために周速が遅く、被削材を毟り取るような切削形態になるために摩耗の進行が速い内刃インサート５と、これとは逆に摩耗の進行が遅い外刃インサート６とで寿命のバランスをとってインサート交換時期を合わせることができる。
【００３８】
ただし、本実施形態では、このように内刃インサート５を外刃インサート６よりも大きくしているが、これら内刃インサート５と外刃インサート６を同形同大とすれば、内刃インサート５として２つの切刃１２を使用したものを、外刃インサート６として２つの切刃１２を使用することができ、１つのインサートですくい面とされる菱形面の全周の切刃１２を使用することが可能となる。
【００３９】
なお、このようにインサート寿命のバランスをとるには、摩耗の進行が速い内刃インサート５を進行が遅い外刃インサート６よりも高硬度なものとしてもよい。ここで、このように内刃インサート５を外刃インサート６より高硬度とするのに、一つには、内刃インサート５のインサート材種自体を外刃インサート６のインサート材種よりも高硬度なものとすればよい。
【００４０】
また、これに併せて、あるいはこれに代えてインサート材種は同じとしたまま、内刃インサート５と外刃インサート６の表面にコーティングする硬質被膜を内刃インサート５の硬質被膜が外刃インサート６の硬質被膜よりも高硬度なものとなるようにしてもよい。さらにまた、内刃インサート５には硬質被膜をコーティングする一方で、外刃インサート６にはコーティングを施さないようにしてもよい。
【００４１】
さらに、上述のように内刃インサート５の切刃１２と外刃インサート６の切刃１２の回転軌跡を連続させるのに、本実施形態では、内刃インサート５の切刃１２における外周部である第２切刃部１２ｂと、外刃インサート６の切刃１２における内周部である第１切刃部１２ａとの回転軌跡が一直線状に延びるように配置されている。そして、このように内刃インサート５の第２切刃部１２ｂと外刃インサート６の第１切刃部１２ａとが回転軌跡において一直線状に延びていても、内刃インサート５と外刃インサート６とは周方向に間隔をあけて配設されているので、これら第１、第２切刃部１２ａ、１２ｂによる切屑を分断して良好に処理することができる。
【００４２】
ただし、このように内刃インサート５の切刃１２の外周部と外刃インサート６の切刃１２の内周部を軸線Ｏ回りの回転軌跡において一直線状に配置するのに代えて、図４ないし図６に示す本発明の第２の実施形態の刃先交換式ドリルのように、外刃インサート６の切刃１２のドリル本体１内周部における軸線Ｏに対する傾斜角θ１２を、内刃インサート５の切刃１２のドリル本体１外周部における軸線Ｏに対する傾斜角θ１１よりも大きくした上で、これらの切刃１２の回転軌跡を連続させるようにしてもよい。なお、これら図４ないし図６に示す第２の実施形態において、図１ないし図３に示した第１の実施形態と共通する部分には、同一の符号を配して説明を省略する。
【００４３】
すなわち、この第２の実施形態においては、ドリル本体１の先端に突出した外刃インサート６の１つの切刃１２が、全体としてドリル本体１の外周側に向かうに従い後端側に向かうように傾斜しているものの、この外刃インサート６の切刃１２のうちドリル本体１内周部の第１切刃部１２ａの軸線Ｏに対する傾斜角θ１２は、内刃インサート５の切刃１２のうちドリル本体１外周部の第２切刃部１２ｂの軸線Ｏに対する傾斜角θ１１よりも大きく設定されている。なお、この外刃インサート６の第１切刃部１２ａは、本実施形態では軸線Ｏ回りの回転軌跡において、この第１切刃部１２ａが連なる菱形面の鈍角角部の僅かに手前で内刃インサート５の第２切刃部１２ｂと交差している。
【００４４】
また、この第２の実施形態では、切屑排出溝８がドリル本体１の後端側に向かうに従いドリル回転方向Ｔとは反対向きに捩れるように螺旋状に形成されており、その後端は鍔部４の円錐台面状をなす先端面に達して外周側に切れ上がっている。さらに、この切屑排出溝８の周方向両端部を除いた底面は、インサート取付座９よりも後端側では軸線Ｏに直交する断面において凹曲線状をなすように凹んでいる。
【００４５】
さらにまた、本実施形態においてクーラント穴７は、シャンク部２内において大径の一定内径とされ、鍔部４の手前から中径の一定内径となって軸線Ｏに沿って延び切刃部３の先端側で小径に分岐して切屑排出溝８に開口している。また、本実施形態の外刃インサート６のすくい面とされる菱形面は、内刃インサート５のすくい面とされる菱形面の外刃インサート６側への延長面よりも僅かにドリル回転方向Ｔ側に位置して、この内刃インサート５のすくい面と平行に配置されている。
【００４６】
このように構成された第２の実施形態の刃先交換式ドリルにおいても、第１の実施形態と同様にドリル本体１の先端に突出した切刃１２のうち、内刃インサート５の少なくとも外周部の第１切刃部１２ａと外刃インサート６の切刃１２が外周側に向かうに従い後端側に向かうように傾斜しているとともに、外刃インサート６のドリル本体１先端に突出した切刃１２は、内周部の第１切刃部１２ａと外周部の第２切刃部１２ｂとが折れ線状に曲がっていて、第２切刃部１２ｂには第１切刃部１２ａよりも小さな軸線Ｏに対する傾斜角θ１３が与えられるので、貫通穴を形成する場合でも円盤状の切屑の発生を防いで、被削材を重ねた場合やコネクティングロッドの端部等の穴明け加工を行う場合でも円滑な穴明け加工を行うことができる。
【００４７】
また、本実施形態では、外刃インサート６の切刃１２の第１切刃部１２ａの軸線Ｏに対する傾斜角θ１２を、内刃インサート５の切刃１２の第１切刃部１２ａの軸線Ｏに対する傾斜角θ１１より大きくした上で、これら内刃インサート５と外刃インサート６の第１切刃部１２ａの回転軌跡を連続させているので、これとは逆に外刃インサート６の切刃１２の第１切刃部１２ａの軸線Ｏに対する傾斜角θ１２を内刃インサート５の切刃１２の第１切刃部１２ａの軸線Ｏに対する傾斜角θ１１よりも小さくして連続させた場合のように、内刃インサート５と外刃インサート６のうち一方のすくい面とされる菱形面の鈍角角部がドリル本体１の先端側に突出するのを避けることができる。
【００４８】
従って、この突出した鈍角角部よりも内周側で切削された被削材が貫通穴の抜け際で円盤状に押し出されるようなこともなく、一層確実に円滑な穴明け加工を行うことが可能となる。なお、このような効果は、外刃インサート６の第１切刃部１２ａと内刃インサート５の第２切刃部１２ｂの回転軌跡を一直線状にした第１の実施形態でも同様に得ることができる。ここで、この第２の実施形態の傾斜角θ１１〜θ１３や第１の実施形態の傾斜角θ１、θ２は、５０°〜７５°の範囲でθ１＜θ２、θ１３＜θ１１＜θ１２を満たすのが望ましい。
【００４９】
また、この第２の実施形態では、切屑排出溝８が螺旋状に形成されているため、ドリル本体１の回転による切屑排出効果が高く、しかも切屑排出溝８の底面が断面凹曲線状であるので、切屑を収容する容量も大きくすることができて、良好な切屑処理性を得ることができる。さらに、切屑排出溝８は鍔部４にまで延びているので、切刃部３の全長を被削材に貫通させても切屑を排出することが可能である。さらにまた、クーラント穴７がシャンク部２において大径とされているので、この大径部を油溜まりとして効率的にクーラントを供給することもできる。
【００５０】
なお、これら第１、第２の実施形態においては、ドリル本体１の先端部に内刃インサート５と外刃インサート６との２つのインサートだけが取り付けられて、その先端に突出した１の切刃１２の回転軌跡同士が連続させられているが、例えば内刃インサート５と外刃インサート６の上記１の切刃１２の回転軌跡が径方向に離れていて、これらの切刃１２の間に１または複数の中間インサートの切刃が回転軌跡において配設されて、切刃が連続するようにされていてもよい。
【００５１】
さらに、内刃インサート５と外刃インサート６のすくい面とされる菱形面には、例えばその周速等に応じて異なる形状のチップブレーカが形成されていてもよい。さらにまた、これらの第１、第２の実施形態では、内刃インサート５と外刃インサート６が菱形板状に形成されているが、ドリル本体１の先端に突出する１の切刃１２の形状が同じであれば、これら内刃インサート５と外刃インサート６として、例えば特許文献１に記載されたような正方形板状等のインサートを用いてもよい。
【符号の説明】
【００５２】
１  ドリル本体
２  シャンク部
３  切刃部
４  鍔部
５  内刃インサート
６  外刃インサート
７  クーラント穴
８  切屑排出溝
９  インサート取付座
１０  クランプネジ
１１  取付穴
１２  切刃
１２ａ  第１切刃部
１２ｂ  第２切刃部
１２ｃ  コーナ刃
Ｏ  ドリル本体１の軸線
Ｔ  ドリル回転方向
θ１、θ２、θ１１〜θ１３  切刃１２の第１、第２切刃部１２ａ、１２ｂの軸線Ｏに対する傾斜角
【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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