(57)【要約】【課題】加工中の穴から円滑に切り屑を排出させることができる回転穴あけ工具を提供する。【解決手段】ドリル１は、前端の刃部にダイヤモンド焼結体のチップ７が取り付けられ、後端からボデー５内部のオイルホール１１を通じて切削水の供給を受けながら前方のワークに穴あけ加工を施す回転穴あけ工具である。このドリル１は、ボデー５に設けられオイルホール１１の切削水を斜め後方に向かってボデー５の外に噴出する後方噴出孔１９ａ，１９ｂを備えている。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
前端の刃部にダイヤモンド焼結体のチップが取り付けられ、後端からボデー内部のオイルホールを通じてクーラントの供給を受けながら前方のワークに穴あけ加工を施す回転穴あけ工具において、
前記ボデーに設けられ、前記オイルホールのクーラントを斜め後方に向かって前記ボデーの外に噴出する後方噴出孔を備えたことを特徴とする回転穴あけ工具。
【請求項２】
前記後方噴出孔は、前記ボデーのうち、穴あけ加工中に前記ワークの内部に突入される部分に設けられることを特徴とする請求項１に記載の回転穴あけ工具。
【請求項３】
前記後方噴出孔は、前記ボデーに形成されたフルート溝内に設けられることを特徴とする請求項１又は２に記載の回転穴あけ工具。
【請求項４】
前記後方噴出孔よりも前方の位置で前記ボデーに設けられ、前記オイルホールからのクーラントを前方に向かって前記ボデーの外に噴射する前方噴出孔を更に備えたことを特徴とする請求項１〜３の何れか１項に記載の回転穴あけ工具。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、前端の刃部にダイヤモンド焼結体のチップが取り付けられ、後端からボデー内部のオイルホールを通じてクーラントの供給を受けながら前方のワークに穴あけ加工を施す回転穴あけ工具に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、この種の工具を用いる機械には、ワークと工具とが接触する加工点を冷却し切り屑を洗い流すために、加工点にクーラントを供給する仕組みが設けられているものが多い。例えば、下記特許文献１に記載の装置は、回転する砥石車でワークを研削する研削装置であり、回転する砥石車の砥石部分に向けてクーラントを噴出させるクーラント供給装置を備えている。そして、このクーラント供給装置で、クーラントを様々な方向に向けて噴出させながら砥石にクーラントを円滑に供給することが提案されている。また、下記特許文献２に記載のドリルは、ドリルの本体内部にクーラントを供給するオイルホールが設けられており、機械側からオイルホールを通じて供給されるクーラントは、ドリルの刃先近傍の開口から噴出される。
【特許文献１】特開２００６−３０５６７５号公報
【特許文献２】特開２００５−１３８２０３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
しかしながら、特許文献１のように、工具の外側から工具に向けてクーラントを供給する方法では、加工点に十分なクーラントが行き渡らない場合もあり、切り屑の除去が十分ではない場合もある。これに対して、下記特許文献２に記載のドリルは、クーラントを刃先の近傍の開口から噴出することで、ワークの加工中の穴の中にある刃先に直接クーラントを供給することができる。しかしながら、この方法においても、加工中の穴の底部で発生する切り屑が加工穴の入口から円滑に排出されないと、フルート溝に切り屑が詰まってドリルの折損が生じたり、ドリルのランド部と加工面との間の狭い空間に切り屑が入り込み加工面に損傷が生じたりするといったトラブルが発生するおそれがある。従って、この種の穴あけ工具においては、切り屑の更なる円滑な排出が望まれる。
【０００４】
そこで、本発明は、加工中の穴から円滑に切り屑を排出させることができる回転穴あけ工具を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明の回転穴あけ工具は、前端の刃部にダイヤモンド焼結体のチップが取り付けられ、後端からボデー内部のオイルホールを通じてクーラントの供給を受けながら前方のワークに穴あけ加工を施す回転穴あけ工具において、ボデーに設けられ、オイルホールのクーラントを斜め後方に向かってボデーの外に噴出する後方噴出孔を備えたことを特徴とする。
【０００６】
この回転穴あけ工具によれば、工具が前方のワークに穴をあけながら突入した場合、加工中の穴の中においては、後方噴出孔から斜め後方に向かってクーラントが噴出される。この斜め後方への噴出により、加工中の穴の中では、後方へ向かうクーラントの流れが促進され、加工中の穴の中で発生する切り屑が、クーラントの後方への流れによって穴の入口から円滑に排出される。
【０００７】
また、後方噴出孔は、ボデーのうち、穴あけ加工中にワークの内部に突入される部分に設けられることが好ましい。この構成により、後方へ向かうクーラントの流れが、加工中の穴の中で確実に発生する。
【０００８】
また、後方噴出孔は、ボデーに形成されたフルート溝内に設けられることが好ましい。この構成によれば、後方噴出孔から噴出されたクーラントは、フルート溝内を後方へ向かって流れるので、フルート溝内を通じて排出される切り屑の流れを、より促進することができる。
【０００９】
また、後方噴出孔よりも前方の位置でボデーに設けられ、オイルホールからのクーラントを前方に向かってボデーの外に噴射する前方噴出孔を更に備えてもよい。この構成により、刃先にもクーラントを供給することができ、切り屑をより円滑に流動させることができる。
【発明の効果】
【００１０】
本発明の回転穴あけ工具によれば、加工中の穴から円滑に切り屑を排出させることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
以下、図面を参照しつつ本発明に係る回転穴あけ工具の好適な実施形態について詳細に説明する。
【００１２】
（第１実施形態）
図１〜図２に示すドリル１は、金属製のワークの穴あけ加工に用いられる回転切削工具である。このドリル１は、機械のチャックに保持されるシャンク３と、シャンク３の前方に連なるボデー５とを備えている。このドリル１は、機械のチャックにシャンク３が保持された状態で、回転軸線Ａを中心にして回転しながら前方（矢印Ｚ方向）に進行する。このドリル１の前端の刃部２には２つのダイヤモンド焼結体チップ７が取り付けられており、ボデー５には、スパイラル形状の２本のフルート溝５ａ，５ｂが設けられている。
【００１３】
また、シャンク３及びボデー５の内部には、後端から供給される水（切削水）を通過させるオイルホール１１が回転軸線Ａに沿って直状に形成されている。このオイルホール１１の先端は、二股に分岐し斜め前方に延びる枝流路１３ａ，１３ｂに連結されている。そして、ボデー５表面において、フルート溝５ａ内の刃部２近傍には、枝流路１３ａ，１３ｂを通過した切削水を斜め前方に噴出する２つの前方噴出孔１５ａ，１５ｂが形成されている。
【００１４】
また、オイルホール１１には、上記枝流路１３ａ，１３ｂよりも後方で分岐し斜め後方に延びる２本の枝流路１７ａ，１７ｂが連結されている。そして、ボデー５の外周の表面には、この枝流路１７ａ，１７ｂを通じて切削水を斜め後方に噴出する後方噴出孔１９ａ，１９ｂが、それぞれフルート溝５ａ，５ｂ内に設けられている。この後方噴出孔１９ａ，１９ｂからの切削水Ｐの噴射方向と、ドリル１の進行方向Ｚとのなす角度αは、約１５０°に設定される。また、枝流路１３ａ，１３ｂ，１７ａ，１７ｂは、すべて同じ孔径に形成されており、前方噴出孔１５ａ，１５ｂ及び後方噴出孔１９ａ，１９ｂからの切削水の吐出力はすべて等しい。
【００１５】
上記オイルホール１１の径は、ドリル１のツール径、ウェブ厚、強度により適宜決定される。例えば、一般に、ドリル１のツール径がφ１０〜３０の場合には、オイルホール１１の径はφ３とされる場合が多い。このとき、枝流路１３ａ，１３ｂ，１７ａ，１７ｂの孔径は、例えば、φ１．５（超硬シャンクの場合）、又はφ２（鋼系シャンクの場合）に設定される。また、ドリル１のツール径がφ５〜１０の場合、例えば、オイルホール１１の径はφ２に設定され、枝流路１３ａ，１３ｂ，１７ａ，１７ｂの孔径はφ１．２に設定される。
【００１６】
次に、図３を参照し、このドリル１を用いたワークＷの穴あけ加工について説明する。図３に示すように、穴あけ加工においては、機械のチャックに取り付けられたドリル１が回転しワークＷを切削しながら下方に進行する。そして、ボデー５の先端から所定の長さ分の突入予定部分５ｄがワークＷに突入し、鉛直方向に延びる止め穴ＨをワークＷに形成するように設定されている。この加工中の穴Ｈの内部で発生した切り屑は、回転するドリル１のフルート溝５ａ，５ｂ内を上昇し、加工中の穴Ｈの入口Ｈ１からワークＷ表面に排出される。また、加工中には、切削ポイントの冷却及び切り屑の排出のために、ドリル１には、オイルホール１１を通じて機械側から切削水が供給される。この切削水の一部は、枝流路１３ａ，１３ｂを通じて前方噴出孔１５ａ，１５ｂから前方に噴出され、刃部２及び切削部を効率よく冷却すると共に、切削部で発生する切り屑を流動させる。
【００１７】
また、このドリル１においては、ワークＷに突入される突入予定部分５ｄに、前述の枝流路１７ａ，１７ｂ及び後方噴出孔１９ａ，１９ｂが設けられているので、オイルホール１１からの切削水の一部は、穴Ｈ内で後方噴出孔１９ａ，１９ｂから斜め上方に向けて噴出される。このような斜め上向きの切削水Ｐの噴出により、突入予定部分５ｄのフルート溝５ａ，５ｂ内では、上に向かう切削水の流動が促進される。そして、切り屑は、上向きの切削水に押し流されながらフルート溝５ａ，５ｂ内を円滑に上昇し、加工中の穴Ｈの入口Ｈ１から円滑に排出される。従って、ドリル１によれば、切り屑の排出不良によるドリルの折損や、穴Ｈの内壁面の損傷といったトラブルを低減することができる。
【００１８】
また、このドリル１においては、フルート溝５ａ，５ｂ内に後方噴出孔１９ａ，１９ｂが設けられているので、切削水Ｐは、フルート溝５ａ，５ｂの壁面と加工中の穴Ｈの内壁面とに囲まれて形成される切り屑排出路に対して、上向きの流れをもって供給される。従って、この切り屑排出路において確実に上向きの切削水の流れが促進され、切り屑の排出を確実に促進することができる。
【００１９】
なお、後方噴出孔１９ａ，１９ｂからの切削水Ｐの噴射方向に関する上記角度α（図１参照）の設定に関して、この角度αは約１５０°には限られず、角度αが９０°を少しでも超えれば、加工中の穴Ｈの中で、入口Ｈ１側に向かう切削水の流れを促進する作用を奏することができる。特に、角度αを１４０°以上とすることで、穴Ｈの中で円滑に切削水を入口Ｈ１に向かって流動させることができる。その一方、角度αが１５５°を超えると、ドリル１の製造の際に、枝流路１７ａ，１７ｂを作製することが困難になってしまう。従って、角度αは、１４０〜１５５°に設定することが特に好ましい。また、上記の切削水の流れを促進する作用を、穴Ｈの穿孔開始後の早い時期に発生させるために、後方噴出孔１９ａ，１９ｂは、出来るだけボデー５の先端に近い位置に設けることが好ましい。
【００２０】
（第２実施形態）
図４に示すドリル２０１は、前述のドリル１の構成に加え、更に１対の後方噴出孔２１９ａ，２１９ｂを設けたものである。後方噴出孔２１９ａ，２１９ｂは、突入予定部分５ｄにおけるフルート溝５ａ，５ｂ内に設けられ、後方噴出孔１９ａ，１９ｂの後方に位置しており、オイルホール１１を通じて供給される切削水の一部を斜め後方に向けて噴出する。この構成により、突入予定部分５ｄのフルート溝５ａ，５ｂ内では、上に向かう切削水の流動が更に促進される。また、この後方噴出孔２１９ａ，２１９ｂの後方にも、更に後方噴出孔を追加してもよい。なお、このドリル２０１において、前述のドリル１と同一又は同等な構成については、図面に同一符号を付し、その説明は省略する。
【００２１】
（第３実施形態）
例えばツール全長が３００ｍｍといったようなロングツールの場合、図５に示すドリル３０１ように、段付きのオイルホール３１１が設けられる場合がある。すなわち、このドリル３０１のオイルホール３１１は、φ３のホール前部３１１ａ及びφ４のホール後部３１１ｂといった、中央の段部３１１ｃを境にして径が異なる２部分から構成されている。そして、この場合、後方の枝流路１７ａ，１７ｂは、φ４のホール後部３１１ｂから分離するのではなく、φ３のホール前部３１１ａから分岐している。この構成により、前方噴射孔１５ａ，１５ｂ及び後方噴射孔１９ａ，１９ｂの切削水Ｐの吐出力はすべて等しくなる。なお、このドリル３０１において、前述のドリル１と同一又は同等な構成については、図面に同一符号を付し、その説明は省略する。
【００２２】
（第４実施形態）
図６に示すドリル４０１は、シャンク３及びボデー５の内部に、螺旋状に延びる２本のオイルホール４１１ａ，４１１ｂが設けられているタイプのものである。そして、このオイルホール４１１ａ，４１１ｂを通じて機械から供給される切削水は、刃部の逃げ面に設けられた前方噴出口４１５ａ，４１５ｂから前方に噴出される。そして、このドリル４０１では、オイルホール４１１ａ，４１１ｂから分岐させた切削水を斜め後方に向けて噴出する２対４個の後方噴出孔４１９が、フルート溝５ａ，５ｂ内に設けられている。このように、螺旋状のオイルホール４１１ａ，４１１ｂを備えたドリル４０１においても、オイルホールからの切削水Ｐを斜め後方に噴出する後方噴出孔４１９を設けることにより、前述のドリル１と同様の作用効果を得ることができる。なお、このドリル４０１において、前述のドリル１と同一又は同等な構成については、図面に同一符号を付し、その説明は省略する。
【００２３】
（第５実施形態）
図７に示すリーマ５０１は、シャンク３及びボデー５の内部に、直状に延びるオイルホール５１１が設けられているタイプのものである。そして、このオイルホール５１１を通じて供給される切削水は、刃部の近傍に設けられた前方噴出孔５１５ａ，５１５ｂから斜め前方に噴出される。そして、このリーマ５０１では、オイルホール５１１から分岐させた切削水Ｐを斜め後方に向けて噴出する後方噴出孔５１９ａ，５１９ｂが、フルート溝５ａ，５ｂ内に設けられている。このように、オイルホールを備えたリーマ５０１においても、オイルホール５１１からの切削水Ｐを斜め後方に噴出する後方噴出孔５１９ａ，５１９ｂを設けることにより、前述のドリル１と同様の作用効果を得ることができる。なお、このリーマ５０１において、前述のドリル１と同一又は同等な構成については、図面に同一符号を付し、その説明は省略する。
【００２４】
（第６実施形態）
図８に示すリーマ６０１は、前述のリーマ５０１の構成に加え、更に１対の後方噴出孔６２０ａ，６２０ｂを設けたものである。後方噴出孔６２０ａ，６２０ｂは、突入予定部分５ｄにおけるフルート溝５ａ，５ｂ内に設けられ、後方噴出孔５１９ａ，５１９ｂの後方に位置しており、オイルホール５１１を通じて供給される切削水Ｐを斜め後方に向けて噴出する。この構成により、突入予定部分５ｄのフルート溝５ａ，５ｂ内では、加工中の穴の中で上方に向かう切削水の流動が更に促進される。また、この後方噴出孔６２０ａ，６２０ｂの後方にも、更に後方噴出孔を追加してもよい。なお、このリーマ６０１において、前述のリーマ５０１と同一又は同等な構成については、図面に同一符号を付し、その説明は省略する。
【００２５】
（第７実施形態）
図９及び図１０に示すリーマ７０１は、刃先としてのダイヤモンド焼結体チップ７０７が２段に取り付けられた段付きリーマとも呼ばれるもので、シャンク及びボデー内部に直状に延びるオイルホール７１１が設けられているタイプのものである。このリーマ７０１において、上記オイルホール７１１を通じて供給される切削水の一部は、１段目（前方）の刃部７０２の近傍に設けられた４つの前方噴出孔７１５から前方に噴出される。この切削水により、加工中においては、刃部７０２及び切削部を効率よく冷却すると共に、切削部で発生する切り屑を流動させる。更に、このリーマ７０１では、オイルホール７１１から分岐させた切削水Ｐを斜め後方に向けて噴出する４つの後方噴出孔７１９が、４つの各ランド部７２１に設けられている。
【００２６】
鉛直方向に延びる止め穴の加工を、上方から挿入した上記リーマ７０１で行う場合において、オイルホール７１１からの切削水の一部は、加工中の穴の中で後方噴出孔７１９から斜め上方に向けて噴出される。このような斜め上向きの切削水Ｐの噴出により、加工中の穴の中では、上に向かう切削水の流動が促進される。そして、切り屑は、上向きの切削水に押し流されながら穴の中を円滑に上昇し、穴の入口から円滑に排出される。従って、リーマ７０１によれば、切り屑の排出不良によるドリルの折損や、穴の内壁面の損傷といったトラブルを低減することができる。このように、ランド部７２１に後方噴出孔７１９が設けられたリーマ７０１においても、前述のリーマ５０１と同等の作用効果を得ることができる。なお、このリーマ７０１において、前述のリーマ５０１と同一又は同等な構成については、図面に同一符号を付し、その説明は省略する。
【００２７】
（第８実施形態）
図１１に示す段付きリーマ８０１は、前述のリーマ７０１に加えて、２段目の刃部８０２に向けて前方に切削水を噴出する第２の前方噴出孔８１６を備え、後方噴出孔７１９の更に後方に位置する後方後方噴出孔８２０を備えている。この第２の前方噴出孔８１６により、加工中においては、２段目の刃部８０２及び切削部を効率よく冷却される。また、後方噴出孔８２０の追加により、加工中の穴の入口に向かう切削水の流動が更に促進される。また、この後方噴出孔８２０の後方にも、更に後方噴出孔を追加してもよい。なお、このリーマ８０１において、前述のリーマ７０１と同一又は同等な構成については、図面に同一符号を付し、その説明は省略する。
【００２８】
本発明は、上述の第１〜第８実施形態に限定されるものではない。例えば、上述の各実施形態では、後方噴出孔からの切削水の噴射方向Ｐは、前述したようにツールの進行方向に対して約１５０°の角度をなすように設定されるが、噴射方向は上記角度が９０°を少しでも超える範囲で適宜変更してもよい。また、実施形態では、クーラントとして水を用いているが、クーラントとしては、オイルを用いてもよく、空気を用いてもよい。また、上述の各実施形態で示したような止め穴の加工では、穴の入口側にのみ切り屑が排出可能であるので、本発明は、止め穴の加工を行うドリル及びリーマに対して特に好適に適用されるが、本発明は、貫通穴の加工を行う工具にも適用可能である。
【図面の簡単な説明】
【００２９】
【図１】本発明に係る回転穴あけ工具の第１実施形態であるドリルを示す側面図である。
【図２】図１のドリルの底面図である。
【図３】穴あけ加工中のドリル及びワークを示す一部断面図である。
【図４】本発明に係る回転穴あけ工具の第２実施形態であるドリルにおいて、オイルホール、枝流路、及び噴出孔の配置を示す図である。
【図５】本発明に係る回転穴あけ工具の第３実施形態であるドリルを示す側面図である。
【図６】本発明に係る回転穴あけ工具の第４実施形態であるドリルを示す側面図である。
【図７】本発明に係る回転穴あけ工具の第５実施形態であるリーマを示す側面図である。
【図８】本発明に係る回転穴あけ工具の第６実施形態であるリーマにおいて、オイルホール、枝流路、及び噴出孔の配置を示す図である。
【図９】本発明に係る回転穴あけ工具の第７実施形態であるリーマについて、先端部を拡大して示す一部断面図である。
【図１０】図９のリーマの底面図である。
【図１１】本発明に係る回転穴あけ工具の第８実施形態であるリーマにおいて、オイルホール、枝流路、及び噴出孔の配置を示す図である。
【符号の説明】
【００３０】
１，２０１，３０１，４０１…ドリル（回転穴あけ工具）、５０１，６０１，７０１，８０１…リーマ（回転穴あけ工具）、２…刃部、５…ボデー、５ａ，５ｂ…フルート溝、５ｄ…突入予定部分、７…ダイヤモンド焼結体チップ、１１…オイルホール、１５ａ，１５ｂ，４１５ａ，４１５ｂ，５１５ａ，５１５ｂ，７１５，８１６…前方噴射孔、１９ａ，１９ｂ，２１９ａ，２１９ｂ，４１９，５１９ａ，５１９ｂ，６２０ａ，６２０ｂ，７１９，８２０…後方噴出孔、４９…、Ｐ…切削水、Ｗ…ワーク。
【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】
2009078330.tif 000009
【図８】
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【図９】
2009078330.tif 000011
【図１０】
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【図１１】
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