JP2008168386A - 回転工具 - Google Patents

Abstract

【課題】刃先への効率のよい冷媒の供給が可能であり、製作の手間が少ない回転工具を提供する。
【解決手段】ドリル１は、刃先３ａに供給される研削水を導入する給水路９が、回転軸線Ａに沿ってシャンク５の中央に設けられているタイプの回転工具である。このドリル１は、シャンク５の外周に設けられ、研削水を刃先３ａに向けて流動させるように案内する案内部２５と、シャンク５内に設けられ、給水路９と案内部２５とを連通させる連通流路１３と、を備えている。
【選択図】図３

Description

本発明は、刃先に供給される冷媒を導入する冷媒供給路が回転軸線に沿ってシャンクの中央に設けられたタイプの回転工具に関するものである。

従来、刃先に冷媒を供給する回転工具として、下記特許文献１に記載の電動ドリル及び下記特許文献２に記載のドリルが知られている。これらのドリルにおいては、水を刃先へ供給するための給水路が、ドリルの回転軸線に沿って延在しドリル本体の中央を貫通している。そして、この給水路を通じて供給された水は、刃先の近傍に形成された噴出口から噴出されクーラントとして機能する。また、クーラント供給のための他の方式としては、下記特許文献３に記載の研削装置が知られている。この研削装置では、工具と加工物との接触部分に向けて研削液を吹き付けるための吹き付けノズルが、工具の側方に設けられている。
特開平９−２５４０５２号公報 特表２００６−５１０４９４号公報 特開平９−３０９０５０号公報 特開平１１−１６５３１３号公報

しかしながら、特許文献１及び２のドリルのように、ドリル本体を加工し刃先近傍まで貫通させる給水路を形成すると、加工に手間がかかりコストアップに繋がってしまう。特に、特許文献１のドリルでは、刃先近傍で側方に延びる噴出口を形成する必要があるので手間が大きい。また、このようなドリルでは、水の噴出口がワークの加工点に接触するので、噴出口に切り屑が詰まり易く、クーラントが効率よく供給されなくなるおそれもある。また、特許文献３に示された吹き付けノズルを用いた方式では、刃先に対するクーラントの供給効率が十分ではない。

そこで、本発明は、刃先への効率のよい冷媒の供給が可能であり、製作の手間が少ない回転工具を提供することを目的とする。

本発明に係る回転工具は、刃先に供給される冷媒を導入する冷媒供給路が回転軸線に沿ってシャンクの中央に設けられた回転工具において、シャンクの外周に設けられ、冷媒を刃先に向けて流動させるように案内する案内部と、シャンク内に設けられ、冷媒供給路と案内部とを連通させる連通流路と、を備えたことを特徴とする。

この回転工具において、冷媒は、冷媒供給路を通じて導入された後、シャンク内の連通流路を通じてシャンクの外周に設けられた案内部に導かれる。その後、冷媒は、案内部で案内されシャンク外周から刃先に向けて流動し、冷媒が効率よく刃先へ供給される。また、冷媒がシャンクの周囲を経由して刃先に供給されるので、シャンクと刃先との間では冷媒の流路を貫通させる必要がなく、その結果、この回転工具の製作の手間を少なくすることができる。

また、上記作用を奏する具体的な案内部の構成として、連通流路を覆い前記シャンクを囲むように設けられた筒状部と、筒状部とシャンクとの間に流動する冷媒を刃先側に噴出する噴出口と、を有する構成が挙げられる。このような案内部によれば、連通流路を通過した冷媒は筒状部とシャンクとの間で流動し、噴出口から噴射されて刃先に供給される。

また、案内部の噴出口は、シャンクを囲み全周に亘って延在してもよい。この構成によれば、刃先の全周に効率よく冷媒が供給される。

また、案内部の噴出口は、シャンクの周囲に複数配置されてもよい。この構成によれば、冷媒の噴出の圧力を高めることができるので、この回転工具の回転時において、噴出される冷媒の遠心力による拡散が抑えられ、刃先に効率よく冷媒が供給される。

また、本発明に係る回転工具は、冷媒として、クーラント又は空気を用いてもよい。この回転工具の使用時においては、このような冷媒により、刃先が冷却され、切り屑が洗い流される。

本発明の回転工具によれば、刃先への効率のよい冷媒の供給が可能であり、製作の手間も少なくすることができる。

以下、図面を参照しつつ本発明に係る回転工具の好適な実施形態について詳細に説明する。なお、以下の各実施形態において、同一又は同等な構成については、各図面に同一符号を付し、その説明は省略する。

（第１実施形態）
図１〜図３に示すドリル１は、穿孔機２１に取り付けられて用いられる回転研削工具である。このドリル１は、回転軸線Ａを中心にして回転し、中央にスリットが形成された刃先３ａによりワークを研削し穿孔を施す。

このドリル１は、ダイヤモンド焼結体からなり上記の刃先３ａが形成された刃部３と、この刃部３を保持する金属製のシャンク５とを備えている。このシャンク５の先端には、刃部３を保持する保持部５ａが形成されている。刃部３は、基端側が保持部５ａのスリットに挿入された状態で、ネジ（図示せず）及び接着剤７を用いてシャンク５に固定されている。また、シャンク５の中央には、穿孔機２１から供給される研削水（クーラント、冷媒）を導入するための給水路（冷媒供給路）９が回転軸線Ａに沿って形成されている。この給水路９は、シャンク５の基端５ｂから保持部５ａに到達しない位置まで延びている。

更に、シャンク５内には、上記給水路９の先端の位置において、回転軸線Ａに直交する面内で十文字状に配列された４つの連通流路１３が形成されている。これらの各連通流路１３は、それぞれ、上記給水路９に直交して連結されると共に、シャンク５の外周面５ｃまで貫通されている。このような構成により、給水路９から導入された研削水は、上記連通流路１３を介して外周面５ｃの外側に導かれる。

更に、シャンク５には、連通流路１３よりも基端５ｂ側の位置において、外周面５ｃから外側に張り出した鍔部５ｄが形成されている。そして、鍔部５ｄの外周面には、上記連通流路１３を覆いながら外周面５ｃを囲む金属製のスカート部（筒状部）１７が、刃先３ａ側に延びるように取り付けられている。このスカート部１７は、回転軸線Ａを中心とする円筒形状をなしており、シャンク５の外周面５ａとの間に間隙をもちながら保持部５ａ先端の位置まで延びている。この構成により、スカート部１７とシャンク５の外周面５ｃとの間には、刃先３ａ側に開口した研削水流動空間Ｒが形成されている。そして、この研削水流動空間Ｒと上記給水路９とは、上記連通流路１３によって連通されている。

このようなドリル１は、工具の回転軸線に沿ってシャンク内からクーラントを供給するタイプの穿孔機２１に適用され、シャンク５の基端５ｂ側が穿孔機２１のチャック２１ａで保持されるように取り付けられる。そして、ドリル１は、刃先３ａ側を下方に向け回転軸線Ａを鉛直方向に一致させた状態で、回転軸線Ａを中心にして回転する。この回転中において、穿孔機２１からは、給水路９に対し、研削水が供給される。

穿孔機２１からドリル１に供給された研削水は、シャンク５内の給水路９の下端まで下向きに流動した後、連通流路１３を通じて、外周面５ａの外側の研削水流動空間Ｒに導かれる。その後、研削水は、スカート部１７によって下方に案内され、開口１９から下方に噴出される。そして、研削水は、シャンク５の外周面５ｃに連続する刃部３の外周面３ｂに沿って、下方に流動し、刃先３ａに供給される。このように、シャンク５の周囲に設けられたスカート部１７及び研削水流動空間Ｒは、研削水を案内し刃先３ａに向けて流動させる案内部２５を構成する。また、スカート部１７の下端とシャンク５との間に形成される上記開口１９は、シャンク５を囲むように全周に亘って延在しており、研削水を刃先３ａに向けて噴出する噴出口を構成する。

このように、ドリル１では、刃先３ａに研削水を送る案内部２５がシャンク５の外周に設けられており、研削水を噴出する開口１９が刃先３ａから離れて刃部３の周囲に位置しているので、ワークの切り屑が開口１９に詰まることもほとんどなく、研削水を刃先３ａに効率よく供給することができる。また、開口１９が、シャンク５及び刃部３を囲むように全周に亘って延在していることから、研削水が全周に亘って刃先３ａ側に噴出され、刃先３ａの全周に効率よく研削水が供給される。また、案内部２５から送り出される研削水は、シャンク５の外周面５ｃ及び刃部３の外周面３ｂに沿って流動するので、研削水が刃先３ａまで効率良く到達する。その結果、熱の発生源となる刃先３ａとワークとの接触点が効率よく冷却されると共に、ワークの切り屑が、形成された孔から効率よく排出される。

また、研削水を刃部３の外周面３ｂに沿って流動させるので、ダイヤモンド焼成体からなる高硬度の刃部３の内部を加工して研削水の流路を形成する必要がない。その結果、このドリル１の製作の手間を少なくすることができ、製作コストを抑えることができる。また、このようなドリル１は、上述したように、工具の回転軸線に沿ってシャンク内から研削水を供給するタイプの穿孔機に、汎用的に用いることができる。

なお、例えば、図４に示すドリル３１のように、刃部３３の形状を変形したり、図５に示すドリル４１のように、刃部４３及びスカート部４５の形状を変形したりすることで、案内部３２，４２から刃先３ａ側へ流動する研削水の流れを適宜変化させることができる。その結果、研削水が供給される位置を調整して、例えば、ワークの研削点を集中的に冷却したり、ワークの研削点の周囲を冷却したり、刃先から離れた位置において刃部を冷却したりすることができる。

（第２実施形態）
図６に示すドリル５１の案内部５２は、上述のドリル１におけるスカート部１７に代えて、研削水流動空間Ｒを包囲する包囲部５３を備えている。この包囲部５３は、円筒部５３ａを有すると共に、シャンク５の先端において円筒部５３ａとシャンク５とを連結する円環形状の蓋部５３ｂを有している。そして、蓋部５３ｂには、研削水流動空間Ｒを流動する研削水を刃先３ａ側に噴出するための６つの噴出口５３ｃが、円周上に等間隔に形成されている。このような構成によれば、案内部５２からの研削水の噴出の圧力を高めることができるので、ドリル５１の回転時において、研削水の遠心力による拡散が抑えられ、刃先３ａに効率よく研削水が供給される。また、研削水の拡散が効果的に抑えられることから、案内部５２のサイズを回転軸線Ａ方向に小さくすることも可能になる。ここで、噴出孔５３ｃの個数は特に限定されず、例えば、図６（ｃ）に示すように、蓋部５４ｂに噴出孔５３ｃが２つ形成された包囲部５４を用いてもよい。

（第３実施形態）
図７に示すドリル６１において、包囲部６３の蓋部６３ｂには、上述のドリル５１における噴出孔５３ｃに代えて、傾斜噴出孔６３ｃが形成されている。この傾斜噴出孔６３ｃは、蓋部６３ｂに対して斜めに貫通しており、ドリル６１の回転方向に対して斜め前方向又は斜め後方向に研削水を噴出することができる。なお、蓋部６３ｂに形成される傾斜噴出孔６３ｃの個数は特に限定されない。このような構成によれば、傾斜噴出孔６３ｃから斜めに噴出された研削水が、螺旋軌道を描くので、ドリル６１の回転時において、研削水の遠心力による拡散が更に抑えられ、刃先３ａには更に効率よく研削水が供給される。また、研削水の拡散が効果的に抑えられることから、案内部５２のサイズを回転軸線Ａ方向に小さくすることも可能になる。

（第４実施形態）
図８に示すドリル７１は、上述のドリル１に加えて、刃部３の周囲に設けられた面取り用研磨部７３を備えている。この研磨部７３は、回転軸線Ａを中心とする円錐台の側面の形状をもつ研磨面７３ａを有している。このドリル７１では、刃先３ａによってワークに孔が形成されると共に、形成された孔の周縁部に上記研磨面７３ａが押し当てられて孔の周縁部の面取りが行われる。このような研磨部７３を有するドリル７１においても、案内部２５及び連通流路１３を設けることにより、ドリル１と同様の作用効果を得ることができる。また、ドリル１と同様に、ドリル７１においても、スカート部１７を包囲部５３，５４，又は６３（図９（ａ）〜（ｃ）参照）に代えてもよい。

本発明は、上述の各実施形態に限定されるものではない。例えば、刃先３ａに供給されるクーラントとしては、水に限られず油でもよい。また、冷媒は、クーラント（液体）に限られず、空気を用いてもよい。なお、空気を用いる場合には、液体を用いる場合に比べ、冷媒が通過する流動路を狭くする必要がある。すなわち、冷媒供給路、連通流路、及び噴出口を細くし、筒状部とシャンクの外周面との間隙を狭くする必要がある。また、本発明は、切削工具、研削工具の何れにも適用が可能であり、この発明が適用される回転工具として、具体的には、ドリル、エンドミル、リーマが挙げられる。また、上述の第１〜４実施形態における各ドリル１，３１，４１，５１，６１，７１の各構成は、適宜組み合わせて採用してもよい。

本発明の回転工具の第１実施形態に係るドリルを示す斜視図である。 図１に示すドリルの一部破断斜視図である。 （ａ）は、図１に示すドリルの断面図であり、（ｂ）は、そのドリルの底面図であり、（ｃ）は、（ａ）に示すＩＩＩ−ＩＩＩ線に沿った断面図である。る。 図１に示すドリルの変形例を示す断面図である。 図１に示すドリルの他の変形例を示す断面図である。 （ａ）は、本発明の回転工具の第２実施形態に係るドリルを示す断面図であり、（ｂ）は、そのドリルの底面図であり、（ｃ）はそのドリルの変形例の底面図である。 （ａ）は、本発明の回転工具の第３実施形態に係るドリルを示す底面図であり、（ｂ）は、（ａ）に示すＶＩＩ−ＶＩＩ線に沿った断面図である。 （ａ）は、本発明の回転工具の第４実施形態に係るドリルを示す断面図であり、（ｂ）は、そのドリルの底面図である。 （ａ）,（ｂ）,（ｃ）は、図８のドリルの各変形例を示す底面図である。

符号の説明

１，３１，４１，５１，６１，７１…ドリル（回転工具）、３ａ…刃先、５…シャンク、９…給水路（冷媒供給路）、１３…連通流路、１７，４５…スカート部（筒状部），１９…開口（噴出口）、２５，３２，４２，５２…案内部、５３ａ…円筒部（筒状部）、５３ｃ…噴出孔（噴出口），６３ｃ…傾斜噴出孔（噴出口）、Ａ…回転軸線、Ｒ…研削水流動空間。

Claims (5)

1. 刃先に供給される冷媒を導入する冷媒供給路が回転軸線に沿ってシャンクの中央に設けられた回転工具において、
   前記シャンクの外周に設けられ、前記冷媒を前記刃先に向けて流動させるように案内する案内部と、
   前記シャンク内に設けられ、前記冷媒供給路と前記案内部とを連通させる連通流路と、を備えたことを特徴とする回転工具。
2. 前記案内部は、
   前記連通流路を覆い前記シャンクを囲むように設けられた筒状部と、
   前記筒状部と前記シャンクとの間に流動する前記冷媒を前記刃先側に噴出する噴出口と、を有することを特徴とする請求項１に記載の回転工具。
3. 前記案内部の前記噴出口は、
   前記シャンクを囲み全周に亘って延在することを特徴とする請求項２に記載の回転工具。
4. 前記案内部の前記噴出口は、
   前記シャンクの周囲に複数配置されていることを特徴とする請求項２に記載の回転工具。
5. 前記冷媒として、クーラント又は空気を用いることを特徴とする請求項１〜４の何れか１項に記載の回転工具。

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