JP2006123078A - スローアウェイドリル - Google Patents

Abstract

【課題】 耐久性に優れるとともに、繰り返し位置決め精度に優れたスローアウェイドリルを提供する。
【解決手段】 先端部に二つの切刃４を備えた略板状のスローアウェイチップ３を、共通の回転軸７を有するホルダ２の先端凹部８内に挟持固定してなるスローアウェイドリル１であって、ホルダ２は二つの内壁面９各々が回転軸７と同軸の円筒凹曲面の一部によって形成された第一壁面９ａと回転軸７に略平行に延びた凹凸面によって形成された第二壁面９ｂとを具備し、スローアウェイチップ３は二つの主側面５各々がホルダ２の第一壁面９ａと嵌合すべく回転軸７と同軸の円筒凸曲面の一部によって形成された第一側面５ａと第二壁面９ｂと嵌合すべく回転軸７に略平行に延びた凹凸面によって形成された第二側面５ｂとを具備する。
【選択図】 図１

Description

本発明は、ホルダ工具本体と共通の回転軸を有するスローアウェイチップを着脱可能に装着したスローアウェイドリルに関する。

従来、ホルダ工具本体と共通の回転軸を有するスローアウェイチップを着脱可能に装着したスローアウェイドリルとして、ホルダの弾性変形を利用してスローアウェイチップを固定する構成が知られている（例えば、特許文献１参照）。

また、特許文献２で開示されているような、スローアウェイチップに円柱状の軸部と回転軸に対して傾斜した壁面を形成し、ホルダ側面からねじを押し当て固定する構成も知られている。
特表２００２−５０１４４１号公報 特表２００４−５０１７８５号公報

しかしながら、特許文献１で開示されているようなホルダの弾性変形を利用した構成では、スローアウェイチップの交換を繰り返すうちにホルダの弾性力が弱まってしまい、加工中にスローアウェイチップが工具本体から脱落したり、破損したりするという問題があった。

また、特許文献２で開示されている構成では、径方向の位置決めがスローアウェイチップの円柱状軸部とホルダの軸受けのみによって行われるため、加工中に大きな切削トルクが加わると軸部と軸受けの間に隙間が発生してしまう。その結果、スローアウェイチップが移動して加工精度が悪化したり、さらには隙間が増大することにより工具本体からスローアウェイチップが脱落してしまうという問題があった。

本発明は、このような従来技術の課題を解決するためになされたものであり、ホルダ工具本体と共通の回転軸を有するスローアウェイチップを着脱可能に装着したスローアウェイドリルにおいて、耐久性に優れるとともに加工精度を長期にわたり維持できる、信頼性の高いスローアウェイドリルを提供することを目的とする。

前記課題を解決するため、本発明のスローアウェイドリルは、先端部に二つの切刃と該切刃に続く二つの主側面と前記切刃に隣接する二つの切屑排出溝を備えた略板状のスローアウェイチップを、該スローアウェイチップと共通の回転軸を有するホルダに設けられた先端凹部内に着脱可能に装着し、前記ホルダの前記先端凹部に続いて互いに対向する二つの内壁面間に挟持固定してなるスローアウェイドリルにおいて、前記ホルダは、前記二つの内壁面それぞれが、前記回転軸と同軸の円筒凹曲面の一部によって形成された第一壁面と、該第一壁面に連続し前記回転軸に略平行に延びた凹凸面によって形成された第二壁面と、を具備するとともに、一方の内壁面に形成された前記第一壁面からホルダの外周に貫通するねじ孔とを備えており、前記スローアウェイチップは、前記二つの主側面それぞれが、前記ホルダの前記第一壁面と嵌合すべく前記回転軸と同軸の円筒凸曲面の一部によって形成された第一側面と、該第一側面に連続し前記第二壁面と嵌合すべく前記回転軸に略平行に延びた凹凸面によって形成された第二側面と、を具備するとともに、一方の前記第一側面には窪み部が形成され、前記ねじ孔に螺合されるねじ部材により、前記スローアウェイチップの前記窪み部に前記ねじ部材の先端を当接することにより前記ホルダの第一及び第二の壁面に係合し押圧固定されることを特徴としている。

かかる構成によれば、前記ホルダの互いに対向する向きに形成された前記第一壁面と該第一壁面と嵌合する形状からなるスローアウェイチップの前記第一側面とをガイドとしてスローアウェイチップを先端側から前記先端凹部に挿入し、さらに先端方向に延びた凹凸面によって形成されたホルダの第二壁面と該第二壁面と嵌合する形状からなるスローアウェイチップの第二側面とを嵌合させて前記ねじ部材で固定するので、スローアウェイチップの交換作業を繰り返し行っても、また加工負荷が繰り返しかかっても、ホルダのスローアウェイチップとの当接面が劣化することなく、ホルダを長期にわたり使用できる。すなわち、耐久性に優れ、加工精度の安定した、信頼性の高いスローアウェイドリルとすることができる。

さらに、スローアウェイチップ本体に貫通孔を設けることなくスローアウェイチップをホルダに押圧固定することができるので、特に断続加工のような衝撃の大きい加工においてもスローアウェイチップが破損することなく信頼性の高い安定した加工を行うことができるとともに、小径のスローアウェイドリルに適用した場合でもホルダやスローアウェイチップの強度低下がなく剛性を維持することができる。

また、本発明のスローアウェイドリルは、ホルダの前記先端方向に延びた凹凸面によって形成された第二壁面と、スローアウェイチップの第二側面とを嵌合させることでチップの位置決めが正確に行えて各々の回転軸すなわち中心位置が一致するように位置決めされるので、繰り返し取付精度が向上し高精度のドリル加工が可能となる。

また、前記ねじ孔の軸線が、前記回転軸に向かうに従いホルダ後端側に傾斜していることが、前記スローアウェイチップがホルダの軸方向後端側に向かって押圧されるので、より安定した状態でチップが固定される点で望ましい。

さらに、ホルダ先端視において、前記ねじ孔の軸線方向が前記回転軸（ドリルの回転中心）に対して前記ねじ孔に近接している前記切屑排出溝側にずれていることが、ホルダ側の前記第二壁面とスローアウェイチップ側の前記第二側面とを当接する作用が強くなり確実に当接させて、前記スローアウェイチップの拘束をより安定させることができる点で望ましい。

また、前記第二壁面および前記第二側面が、前記ホルダの先端側に向かうに従い前記回転軸側に傾斜している、すなわち、２つの第一壁面同士および２つの第一側面同士の間隔が先端側で狭くなっていることが、加工中に大きな力が軸方向に発生して前記スローアウェイチップが前記ホルダの先端側に抜け出ようとした場合に、前記第二壁面と前記第二側面との逆テーパでの当接がストッパーとして作用し、スローアウェイチップが軸方向にがたつくことを抑制できる点で望ましい。

さらに、前記窪み部の前記ねじ部材が当接される面が平面状であることが、ねじ部材の先端と窪み部とを確実に当接させることができ、スローアウェイチップのホルダへの固定をより安定させることができる点で望ましい。

本発明のスローアウェイドリルによれば、前記回転軸と同軸の円筒凹凸曲面の一部によって形成されたホルダ側の前記第一壁面とスローアウェイチップ側の前記第一側面とをガイドとしてスローアウェイチップを前記先端凹部に挿入し、さらに前記回転軸に略平行に延びた凹凸面によって形成されたホルダ側の前記第二壁面とスローアウェイチップ側の前記第二側面とを嵌合させ、前記ねじ部材で固定される構成であることから、スローアウェイチップの交換作業を繰り返し行ってもホルダのスローアウェイチップとの当接面における拘束力が劣化することなく、ホルダを長期にわたり安定して使用できるので耐久性に優れ、加工精度の安定した、信頼性の高いスローアウェイドリルとすることができる。

さらに、ホルダの先端方向に延びた凹凸面によって形成された第二壁面と、スローアウェイチップの第二側面とを嵌合させることでスローアウェイチップの位置決めが精度よくできて各々の回転軸すなわち中心位置が一致するように位置決めされるので、繰り返し取付精度が向上するとともに、高精度のドリル加工が可能となる。

以下、本発明の実施形態を添付図面により説明する。

図１乃至図３は、本発明の実施形態を示すものであり、図１は本発明の実施形態によるスローアウェイドリルの先端部分解斜視図、図２は図１のホルダの（ａ）先端視図、（ｂ）Ａ方向矢視側面図、図３は図１のスローアウェイチップの（ａ）主側面図、（ｂ）Ｂ方向矢視側面図、（ｃ）先端視図である。

図１において、本発明の実施形態によるスローアウェイドリル（以下、ドリルと略す。）１は、先端部に二つの切刃４、４’と、該切刃４、４’に続く二つの主側面５、５’と、前記切刃４、４’に隣接する切屑排出溝６、６’とを備えた略板状のスローアウェイチップ（以下、チップと略す。）３を、該チップ３と共通の回転軸７を有するホルダ２に設けられた先端凹部８内に着脱可能に装着し、前記ホルダ２の前記先端凹部８をなして互いに対向する二つの内壁面９、９’間に挟持固定してなる構成からなる。

ここで、図１のドリル１を構成する図２のホルダ２は、二つの内壁面９、９’それぞれが、前記回転軸７と同軸の円筒凹曲面の一部によって形成された第一壁面９ａ、９ａ’と、該第一壁面９ａ、９ａ’に続いて先端方向、すなわち前記回転軸７に略平行に延びた凹凸面によって形成された第二壁面９ｂ、９ｂ’と、を具備するとともに、一方の内壁面９に形成された前記第一壁面９ａからホルダ２の外周に貫通するねじ孔１０を備えている。なお、図１に示すように、ねじ孔１０にはチップ３を固定する際にねじ部材１２が螺合される。

次に、図１のドリル１をなす図３のチップ３は、前記二つの主側面５、５’それぞれが、前記ホルダ２の前記第一壁面９ａ、９ａ’と嵌合すべく前記回転軸７と同軸の円筒凸曲面の一部によって形成され、互いに対向する向きに形成された第一側面５ａ、５ａ’と、該第一側面５ａ、５ａ’に続いて前記第二壁面９ｂ、９ｂ’と嵌合すべく先端方向、すなわち前記回転軸７に略平行に延びた凹凸面によって形成された第二側面５ｂ、５ｂ’と、を具備するとともに、一方の前記第一側面５ａには窪み部１２が形成されている。

このような構成のチップ３を、ホルダ２の第一壁面９ａ、９ａ’とチップ３側の第一側面５ａ、５ａ’とをガイドとして先端からホルダ２の先端凹部８に挿入し、さらに先端方向に延びた凹凸面をなすホルダ２の第二壁面９ｂ、９ｂ’とチップ３側の第二側面５ｂ、５ｂ’とが確実に嵌合するように、前記ねじ部材１１を螺入し該ねじ部材１１の先端面でチップ３の窪み部１２を押圧することで、チップ３がホルダ２の先端凹部８へ固定される。

ここで、本発明の第二壁面９ｂ、９ｂ’および第二側面５ｂ，５ｂ’をなす凹凸面は、横断面に少なくとも１つの凹部と少なくとも１つの凸部が連続して形成された形状をなし、かつ先端方向に延びる梁と溝が形成された形状からなる。チップ３が局部的に薄くなって剛性が低下することなくかつチップ３がホルダ２に強固に拘束される点で凹凸面はすく数本の梁と溝が平行に形成された、いわゆるセレーション形状からなることが望ましい。なお、凹凸の横断面形状はジグザグであっても先端が曲線をなす波状であってもよい。

すなわち、本実施形態の構成によれば、従来例（特許文献１参照）のような、ホルダを弾性変形させてチップの着脱が行われることがないため、チップ３の交換作業を繰り返し行っても、また加工負荷が繰り返しかかっても、ホルダ２のチップ３との当接面が劣化することない。したがって、ホルダ２を長期にわたり使用できるので耐久性に優れ、加工精度の安定した、信頼性の高いドリル１とすることができる。

さらに、チップ３本体にホルダ取付のための貫通孔を設けることなくチップ３をホルダ２に固定することができるので、チップ３剛性を高めることができ、特に断続加工のような衝撃の大きい加工においてもチップ３が破損することなく信頼性の高い安定した加工を行うことができるとともに、小径のドリルに適用した場合でもホルダやチップの強度低下がなく剛性を維持することができる。

また、ホルダ２の第二壁面９ｂ、９ｂ’と、チップ３の第二側面５ｂ、５ｂ’とを嵌合させることでチップ３の位置決め精度が高くなり各々の回転軸７すなわち中心位置が一致するようにホルダ２とチップ３とが位置決めされるので、繰り返し取付精度が向上して高精度のドリル加工が可能となる。

また、図２（ｂ）に示すように、前記ねじ孔１０の軸線１０ａが、回転軸７に向かうに従いホルダ後端側に傾斜している、すなわち前記ねじ孔１０の軸線１０ａと回転軸７とのなす角αが９０度未満であることが、チップ３がホルダ２の軸方向後端側に向かって押圧されるので、より安定した状態で固定することができる。なお、角度αの望ましい範囲は ８４度〜８８度である。

さらに、図２（ａ）に示すように、ホルダ先端視において、前記ねじ孔１０の軸線方向１０ａが前記回転軸７に対して前記ねじ孔１０に近接している前記切屑排出溝６側にずれていることが、ホルダ２の前記第二壁面９ｂ、９ｂ’とチップ３の前記第二側面５ｂ、５ｂ’とを当接する力が増して両者を確実に当接させ前記チップ３の拘束をより安定させることができる。

また、図２（ｂ）および図３（ｂ）に示すように、第二壁面９ｂ、９ｂ’および第二側面５ｂ、５ｂ’が、ホルダ２の先端側に向かうに従い回転軸７側に傾斜している、すなわち、第二壁面９ｂ、９ｂ’同士、および第二側面５ｂ、５ｂ’同士の間隔がそれぞれ先端側で狭くなっていることが、切削中の何らかの加工負荷によりチップ３をホルダ２から引き抜く方向へ力が発生した場合に、第二壁面９ｂ、９ｂ’と第二側面５ｂ、５ｂ’とが逆テーパで当接されることによってストッパーとして作用し、チップ３の軸方向へのずれが抑止されることとなる。第二壁面の回転軸に対する傾斜角β_１と第二側面の回転軸に対する傾斜角β_２の望ましい範囲は５度〜１０度である。

さらに、図１および図３（ａ）に示すように、チップ３の窪み部１２のねじ部材１１が当接される面が平面状であることが、ねじ部材１１の先端と窪み部１２との当接面積がましてチップ３を確実に当接させることができ、チップ３のホルダ２への固定をより安定させることができる。

以上、本発明の実施形態を例示したが、本発明は前記実施形態に限定されるものではなく、発明の目的を逸脱しない限り任意のものとすることができることはいうまでもない。

本発明の一実施形態によるスローアウェイドリルの先端部分解斜視図である。 図１のホルダの（ａ）先端視図、（ｂ）Ａ方向矢視側面図である。 図１のスローアウェイチップの（ａ）主側面図、（ｂ）Ｂ方向矢視側面図、（ｃ）先端視図である。

符号の説明

１：スローアウェイドリル（ドリル）
２：ホルダ
３：スローアウェイチップ（チップ）
４、４’：切刃
５、５’：主側面
５ａ、５ａ’：第一側面
５ｂ、５ｂ’：第二側面
６、６’：切屑排出溝
７：回転軸
８：先端凹部
９、９’：内壁面
９ａ、９ａ’：第一壁面
９ｂ、９ｂ’：第二壁面
１０：ねじ孔
１０ａ：ねじ孔の軸線
１１：ねじ部材
１２：窪み部
α：ねじ孔の軸線と回転軸とのなす角
β_１：第二壁面の回転軸に対する傾斜角
β_２：第二側面の回転軸に対する傾斜角

Claims (5)

1. 先端部に二つの切刃と該切刃に続く二つの主側面と前記切刃に隣接する二つの切屑排出溝を備えた略板状のスローアウェイチップを、該スローアウェイチップと共通の回転軸を有するホルダに設けられた先端凹部内に着脱可能に装着し、前記ホルダの前記先端凹部をなして互いに対向する二つの内壁面間に挟持固定してなるスローアウェイドリルにおいて、
   前記ホルダは、互いに対向する向きに形成された第一壁面と、該第一壁面に続いて前記先端方向に延びた凹凸面によって形成された第二壁面と、を具備するとともに、一方の内壁面に形成された前記第一壁面からホルダの外周面に貫通するねじ孔とを備えており、
   前記スローアウェイチップは、前記二つの主側面それぞれが、前記ホルダの前記第一壁面と嵌合する第一側面と、前記ホルダの前記第二壁面と嵌合する第二側面と、を具備するとともに、一方の前記第一側面には窪み部が形成され、
   前記スローアウェイチップを前記ホルダの先端凹部内に先端方向から挿入し、前記ホルダの前記ねじ孔からねじ部材を螺合して前記スローアウェイチップの前記窪み部に前記ねじ部材の先端を当接することにより前記スローアウェイチップが押圧固定されることを特徴とするスローアウェイドリル。
2. 前記ねじ孔の軸線が、前記回転軸に向かうに従いホルダ後端側に傾斜していることを特徴とする請求項１記載のスローアウェイドリル。
3. ホルダ先端視において、前記ねじ孔の軸線方向が前記回転軸に対して前記ねじ孔に近接している前記切屑排出溝側にずれていることを特徴とする請求項１または２に記載のスローアウェイドリル。
4. 前記第二壁面および前記第二側面が、前記ホルダの先端側に向かうに従い前記回転軸側に傾斜していることを特徴とする請求項１乃至３のいずれかに記載のスローアウェイドリル。
5. 前記窪み部の前記ねじ部材が当接される面が平面状であることを特徴とする請求項１乃至４のいずれかに記載のスローアウェイドリル。

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