JP2001277020A

JP2001277020A - スローアウェイ式ドリル

Info

Publication number: JP2001277020A
Application number: JP2000097247A
Authority: JP
Inventors: Yoshihide Kojima; 義秀小島
Original assignee: Kyocera Corp
Current assignee: Kyocera Corp
Priority date: 2000-03-31
Filing date: 2000-03-31
Publication date: 2001-10-09

Abstract

(57)【要約】【課題】大きなネジを使用することなくスローアウェイ
チップ１をドリル本体２に強固に取付けることができる
スローアウェイ式ドリルＤを提供する。【解決手段】スローアウェイチップ１をドリルドリル本
体２のポケット２３に、チップ１の後端がポケット２３
の底に形成した拘束面と当接するように挿入した状態
で、スローアウェイチップ１の貫通孔１ａの中心Ｐ１
を、ドリル本体２の挟持片２１，２２に設けた貫通孔２
１ａおよびネジ孔２２ａの中心Ｐ２に対して、挟持片２
１，２２の先端側に偏心させた。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、穿孔加工に使用す
るドリル用のスローアウェイチップに関するものであ
る。

【０００２】

【従来の技術と課題】穿孔加工に使用するドリルとし
て、その全体が一体に形成された通常のソリッド型ドリ
ルの他に、ドリル本体（ホルダー）と別体のスローアウ
ェイチップ上に切削用の刃を形成し、それをドリル本体
の先端に、ネジ等によって着脱自在に装着できるように
した、いわゆるスローアウェイ型ドリルがある。

【０００３】このスローアウェイ型ドリルには、２チッ
プ型のものと１チップ型のものとがあり、このうち前者
の２チップ型のスローアウェイ型ドリルは、例えば特開
平１０−２９１０８号公報に記載されているように、穴
の中央部を削る内刃を有するチップと、穴の周縁部を削
る外刃を有するチップの２つのチップを、ドリル本体の
先端に装着することで構成されている。そして上記公報
記載の発明では、１つのチップ上に内刃と外刃の両方を
形成しておき、ドリル本体に装着する向きと位置とによ
って同じチップを内刃チップもしくは外刃チップとして
兼用できるようにも構成されている。

【０００４】しかし、この２チップ型の構成は、加工径
の大きな大型のドリルには適しているものの、例えば加
工径がφ１０前後よりも小さい小型のドリルにこれを適
用しようとすると、ドリル本体の先端にチップ取り付け
のためのスペースや、あるいは切屑排出のためのスペー
スが十分に確保できなかったり、チップ取り付けのため
のネジが非常に小さなものとなって十分な取り付け強度
が得られなかったりするといった問題があった。

【０００５】一方、前記１チップ型のスローアウェイド
リル(以下『１チップドリル』と略称する)としては、例
えば特開平１０−３２８９１８号公報に記載されている
ように、従来のソリッド型ドリルの先端形状と類似し
た、穿孔方向に臨み、かつドリルの回転軸上に位置する
頂部から、それぞれ両側へ延びる一対の、加工孔の半径
の全長に亘る長い刃稜を有するチップを使用したものが
一般的である。

【０００６】しかし、上記のチップ形状では、穿孔時に
チップに加わる切削抵抗が大きいため、１つのチップ
を、上記公報の図にみるように２本のネジでもってドリ
ル本体の先端に強固に固定する必要がある上、チップの
肉厚を大きくとる必要があり、その分、切屑排出のため
のスペースを確保するのが容易でないという問題があっ
た。

【０００７】そこで、発明者は先に、孔の中央部を削る
内刃と、孔の周縁部を削る外刃とを、２チップ型のスロ
ーアウェイ型ドリルにおける内刃チップの内刃、および
外刃チップの外刃の配置と同様の配置として１つのチッ
プ上に形成した、２チップ類似の、１チップ型のスロー
アウェイチップを開発した（特開平１１−１８８５１８
号公報）。

【０００８】上記２チップ類似の１チップ型スローアウ
ェイチップ(以下『類似１チップ』と略称する)において
内刃は、孔の中央部を削るに足る長さを有していれば良
く、また外刃も、孔の周縁部を削るに足る長さを有して
いればよいため、従来の１チップドリルのものに比べ
て、穿孔時にチップに加わる切削抵抗を低減することが
でき、内刃および外刃の部分の肉厚を小さくし、ドリル
本体への取付けネジを１本として、切屑排出のためのス
ペースを確保することが可能となった。

【０００９】しかしながら、回転中心に対して周縁部を
切削する外刃と、中央部を切削する内刃とを１つのチッ
プに形成する場合、一方の刃の座面と他方の刃のすくい
面とを隣接して設ける必要があり、そしてこの隣接した
座面とすくい面との間には斜面状の段差部を設け、切り
屑排出空間を確保する一方、チップをドリル本体に固定
するためのネジ孔は外刃と内刃との両座面を貫通する挿
通孔としなければならず、固定強度を考慮した大きさの
ネジ孔を確保しようとすれば、もともとチップ自体の大
きさが小さいため、どうしても斜面とネジ孔とが干渉
し、両者をそれぞれの目的に応じた形状とすることが困
難であった。そのため、斜面を幾分小さくしたり、或い
はネジ孔を小さくするなど、両者がそれぞれ妥協しなが
ら適切な条件を満たす設計が余儀なくされていたのであ
る。

【００１０】とりわけ、回転中心を含む内刃では回転中
心側を頂点とした傘状の切屑となるため、内刃側の切屑
は外刃側の切屑に対してその排出性が悪く、より大きな
排出空間を必要とすることから、上記課題は切実な問題
となってくる。

【００１１】そこで、発明者は、この類似１チップにつ
いて、取付け強度、切屑排出性並びに耐久性等の見地か
ら更なる改良を加えるべく検討した結果、ドリル本体へ
固定するため、チップに形成したネジ位置を特徴付ける
ことで、より一層の改善がなされることを見出した。

【００１２】

【課題を解決するための手段】即ち、請求項１の発明で
は、スローアウェイ式ドリルとして、切刃を前端に形成
し、ネジを挿通する貫通孔を有したスローアウェイチッ
プと、軸状のドリル本体とを備えたスローアウェイ式ド
リルであって、このドリル本体の端部には、間に上記チ
ップが挿入される一対の挟持片と、挟持片間の奥に設け
られチップの後端面と当接する拘束面と、一方側の挟持
片にネジを挿通する貫通孔と、他方側の挟持片にはネジ
を螺着するネジ孔とを備え、上記挟持片に設けた貫通孔
およびネジ孔の中心からドリルの回転軸に平行に結んだ
上記拘束面までの距離Ｌ１が、上記チップに設けた貫通
孔の中心からドリルの回転軸に平行に結んだチップの後
端面までの距離Ｌ２より小さいことを特徴とする。

【００１３】この請求項１の発明によれば、上記貫通孔
およびネジ孔の中心からドリルの回転軸に平行に結んだ
上記拘束面までの距離Ｌ１と、上記チップに設けた貫通
孔の中心からドリルの回転軸に平行に結んだチップの後
端面までの距離Ｌ２とを異ならせる。換言すれば、チッ
プに形成した貫通孔の中心と、挟持片に形成した貫通孔
およびネジ孔の中心とを偏心させている。この偏心によ
り、ネジを用いてチップを挟持片間に取りつける際にネ
ジが双方の中心を一致させるように作用するため、この
ネジによってチップそのものを挟持片間の底に設けた拘
束面へ押圧する力が生じ、その結果、大きなネジを使用
するまでもなく、チップの固定力を高めることが可能と
なる。また、請求項２の発明では、チップとして、上記
貫通孔を有する座面とその先端稜に切刃を有するすくい
面とを段差状の面を介して隣接して設けるとともに、上
記底面のすくい面側に貫通孔につらなる凹部を形成して
いるものを使用するものである。

【００１４】この請求項２の発明によれば、すくい面か
ら隣接する座面への段差部を大きな斜面形状とした場合
にでも、開口と斜面との間に形成される壁部分、具体的
には、貫通孔のすくい面側の壁の強度を十分確保するこ
とで、チップ貫通孔の全周に亘って十分な強度を確保で
きる。その結果、チップをネジで固定する際、チップの
貫通孔の内側、とりわけ、貫通孔の中心より切刃とは反
対側に大きな力が作用する場合でも、チップの貫通孔周
辺が破損する心配がなくなる。従って、ドリル本体との
固定強度を維持できる貫通孔を形成しつつ、切り屑排出
性に優れたすくい面空間を形成できる。

【００１５】

【発明の実施の形態】以下、図面を参照して、本発明の
実施形態について具体的に説明する。

【００１６】図１（ａ）は、本発明の一実施形態にかか
るドリル用スローアウェイチップ１の正面図、同図
（ｂ）は、上記チップ１の、穿孔方向に臨む前端面を示
す底面図である。また図２（ａ）は上記チップ１の背面
図、同図（ｂ）は図１（ａ）の正面から見た左側面図で
ある。さらに図３（ａ）は正面側から見た斜視図、同図
（ｂ）は背面側から、見た斜視図である。

【００１７】これらの図に見るように、この例のドリル
用スローアウェイチップ１は、互いに背中合わせの２表
面をドリル本体へ取付けるのための第１座面１ｂ、およ
び第２座面１ｃとするとともに、この両座面１ｂ，１ｃ
にそれぞれ開口を有するように、ドリル本体への取り付
け用のネジが挿通される貫通孔１ａを形成している。

【００１８】上記チップ１の、図１（ａ）に示したよう
に、図中黒矢印で示したドリル加工（穿孔）方向と交差
する方向に、孔の中央部を削る内刃１１と、孔の周縁部
削る力外刃１２とが配置されている。

【００１９】また上記チップ１を、穿孔方向に沿う回転
軸Ｐｖを中心として、穿孔加工のために、図１（ｂ）に
実線の矢印で示す方向に回転させた際に、第２座面１ｃ
側の、回転の前面側となる領域[図２（ａ）において、
回転軸Ｐｖより右側の部分]には、当該部分を、上記回
転方向に対して第２座面１ｃより一段、低くなるように
段差５０を設けることで、第１すくい面１３ａが形成さ
れている。

【００２０】そしてこの第１すくい面１３ａが形成され
ることで、チップ１の、貫通孔１ａを形成した部分より
薄肉とされた突出部１３のうち、上記第１すくい面１３
ａ、およびこれと背中合わせの第１座面１ｂと交差する
穿孔方向前端面に、第１前逃面１３ｂが形成されてお
り、この第１前逃面１３ｂと、上記第１すくい面１３ａ
との交差稜によって、上述した内刃１１が形成されてい
る。

【００２１】また同様に第１座面１ｂ側の、回転の前面
側となる領域[図１（ａ）において、回転軸Ｐｖより右
側の部分]には、当該部分を、上記回転方向に対して第
１座面１ｂより一段、低くなるように段差５２を設ける
ことで、第２すくい面１４ａが形成されている。

【００２２】またこの第２すくい面１４ａが形成される
ことで、チップ１の、貫通孔１ａを形成した部分より薄
肉とされた突出部１４のうち、上記第２すくい面１４
ａ、およびこれと背中合わせの第２座面１ｃと交差する
穿孔方向前端面に、第２前逃面１４ｂが形成されてお
り、この第２前逃面１４ｂと、上記第２すくい面１４ａ
との交差稜によって外刃１２が形成されている。

【００２３】さらに、上記のように段差を設けることで
第１すくい面１３ａの前方に形成された、第２座面１ｃ
との段差分の空間が、ドリル本体との間に、内刃１１か
らの切屑を排出するためのスペースを形成するための切
屑ポケットとされており、同様に段差を設けることで第
２すくい面１４ａの前方に形成された、第１座面１ｂと
の段差分の空間が、ドリル本体との間に、外刃１２から
の切屑を排出するためのスペースを形成する切屑ポケッ
トとされている。

【００２４】内刃１１は、穿孔方向に臨む頂部１１ａ
と、この頂部１１ａからチップ１の内方向および外方向
の両方向へ下り傾斜で延びる刃稜１２ｂ，１２ｃとを有
する形状に形成されている。一方、外刃１２も同様に、
穿孔方向に臨む頂部１２ａと、この頂部１２ａからチッ
プ１の内方向および外方向の両方向へ下り傾斜で延びる
刃稜１２ｂ、１２ｃとを有する形状に形成されている。

【００２５】また内刃１１と外刃１２とは、内刃１１に
よる孔の中央部の切削と、外刃１２による孔の周縁部の
切削とをほぼ同時に行って、スムーズな穿孔加工をする
ために、それぞれの頂部１１ａ、頂部１２ａが、穿孔方
向に対してほぼ同じ高さに配置されている。

【００２６】さらに上記内刃１１と外刃１２とは、チッ
プ１を、回転軸Ｐｖを中心として回転させた際に、内刃
１１の外方向へ延びる刃稜１１ｃと、外刃１２の内方向
へ延びる刃稜１２ｂの回転軌跡が交差するように配置さ
れている。

【００２７】上記各部からなるこの例のチップ１におい
ては、第２すくい面１４ａと第２座面１ｃとが形成され
た外刃１２側突出部１４の厚み[図１（ｂ）中のＴ₂]
が、第１すくい面１３ａと第１座面１ｂとが形成された
内刃１１側の突出部１３の厚み[図１（ｂ）中Ｔ₁]より
も大きくしている（Ｔ₁＜Ｔ₂）。

【００２８】この理由は、内刃側切刃が直接切削に寄与
するのは、切刃１１ｂと１１ｃの一部であって、コーナ
ー部１１ｄを使用しないのに対して、外刃側切刃が直接
切削に寄与するのは、コーナー部１２ｄを含む切刃１２
ｃと１２ｂの一部である。そのため、コーナー部１２ｄ
でのチップの欠損を防止するため、外刃１２側を集中的
に補強して、チップ１を、従来に比べてさらに高強度で
耐久性に優れたものとしているのである。

【００２９】上記各部を備えたこの例のチップ１は、た
とえば図４（ａ）（ｂ）に実線の矢印で示すようにドリ
ル本体２の先端の、一対の挟持片２１，２２間のポケッ
ト２３に挿入されて、その両面の座面１ｂ、１ｃをそれ
ぞれ挟持片２１，２２の挟持面２１ｂ，２２ｂに当接さ
せて位置決めされた状態で、挟持片２１の貫通孔２１ａ
と、チップ１の貫通孔１ａとにネジ３を挿通させて、挟
持片２２のネジ孔２２ａに螺着することでドリル本体２
の先端に固定される。そして、このチップ１をドリル本
体２に固定した状態において、第１すくい面１３ａ、第
２すくい面１４ａのそれぞれ前面の２２，２１との間に
形成された切屑排出のためのスペースは、それぞれドリ
ル本体２の側面に形成された螺旋状のフルート溝２４，
２５と連通され、それによって内刃１１および外刃１２
からの切屑が、上記フルート溝２４，２５を通ってスム
ースに孔外へ排出される。

【００３０】この固定状態において、第１すくい面１３
ａ、第２すくい面１４ａのそれぞれ前面の、挟持片２
２，２１との間に形成される切屑排出のためのスペース
は、それぞれドリル本体２の周面に形成されたらせん状
のフルート溝２４，２５と連通され、それによって内刃
１１、および外刃２１からの切屑が、上記フルート溝２
４，２５を通ってスムーズに孔外へ排出される。なお、
スローアウェイ式ドリルＤの全体像を説明した図６
（ａ）（ｂ）において、符号２０は、その先端に上記挟
持片２１，２２およびポケット２３が形成され、かつそ
の周面にらせん状のフルート溝２４，２５が形成された
ドリル本体、符号２６は、上記ドリル本体２０と同軸に
一体成型された、工作機械などのチャックによって把持
されるシャンク、符号２６ａは、上記シャンク２６の側
面に形成された回り止めのための平坦部である。

【００３１】本発明の大きな特徴は、以上説明したドリ
ル本体２にチップ１をネジ３で固定するに際して、チッ
プ１の貫通孔１ａの中心（以下チップ開口中心Ｐ１と略
称する）とドリル本体２の貫通孔２１ａとネジ孔２２ａ
の中心(以下挟持片開口中心Ｐ２と略称する)を偏心させ
たことにある。この点を図５に基づいて説明する。

【００３２】図５は挟持片２１側（内刃側に設けた第１
座面と当接する挟持片）より、チップ１をポケット２３
に装着した状態を示したものである。図６に示したよう
に、挟持片２１に設けた貫通孔２１ａの中心（挟持片開
口中心Ｐ１）は、チップ１の貫通孔１ａに設けた貫通孔
の中心（チップ開口中心Ｐ２）とは間隔ｄだけ変心して
いる。具体的には挟持片開口中心Ｐ１からドリルの回転
軸に平行に結んだ上記拘束面までの距離Ｌ１と、チップ
開口中心Ｐ２からドリルの回転軸に平行に結んだチップ
の後端面までの距離Ｌ２とを異ならせ、両者の差（中心
の偏心間隔）ｄ＝Ｌ２−Ｌ１となるように、チップ開口
中心Ｐ１をドリルの先端方向へずらせたものである。両
開口中心Ｐ１，Ｐ２をこのように偏心させている結果、
図４に示したようにネジ３を用いてチップ２を固定する
際、ネジ３がＰ１とＰ２とを一致させるように作用する
ため、チップ１はドリル本体２のポケット２３（図４参
照）の底部に設けられた底部拘束面２８ならびに側部拘
束面３２に押さえつけるような状態で固定される。その
結果、大きなネジを使用することなく、チップ１をドリ
ル本体２に強固に挟持することが可能となる。この場
合、前述した偏心間隔ｄとしては０．１乃至０．２ｍｍ
程度のわずかな偏心量で十分な強度を得ることができ
る。

【００３３】なお、この場合、ネジ３には大きな応力が
作用することともなるので、この応力に耐えられるよう
に、ネジ３の材質としては、合金工具鋼（ＳＫＤ）から
構成されているものを選択使用していることが望まし
い。とりわけ、ＳＫＤ１１が、特に望ましい。

【００３４】また、チップ１の貫通孔１ａには、上述し
た偏心した中心Ｐ１の存在のため、大きな応力が作用す
ることとなるため、貫通孔１ａそのものの強度を高める
ことが望ましい。具体的には、チップ１の座面に形成し
た貫通孔１ａの開口部のうち隣接するすくい面側に凹部
１００を形成することで、貫通孔１ａの全周に亘って、
貫通孔１ａの強度を高めることが可能となる。このこと
を、第２図を参照して説明する。第２図は、外刃１２側
座面（第２座面）１ｃと内刃１１側すくい面（第１すく
い面）１３ａを見ている正面図（ａ図）と、この正面図
を図中右側、即ち内刃１１側より見ている側面図（ｂ
図）及びａ図のＸ−Ｘ断面図（ｃ図）を示している。

【００３５】これらの図を参照して、チップ１は、第２
座面１ｃと第１すくい面１３ａとが隣接して形成され、
この間に前述した段差５０が形成されている。この段差
５０の存在により、第１すくい面１３ａ上に切屑排出用
ポケットを形成している。この内刃側の切屑排出ポケッ
トは、回転中心Ｐｖを含む内刃１１により削り出される
傘状の切屑を排出させるため、段差５０を大きなＲ状の
斜面として十分なスペースを確保している。そのため、
段差５０と第２座面１ｃとで形成される辺稜５４と、貫
通孔１ａの第１すくい面１３ａ側の開口縁とは近接して
しまう結果、貫通孔１ａと段差５０とで形成される壁５
６の厚みｄは非常に薄くなっている。とりわけ、外刃１
２側突出部１４の厚みＴ２は内刃１１側突出部１３の厚
みＴ１に比べて大きいため、第１すくい面１３から第２
座面１ｃまでの高さｈ１も大きくなっている。そこで、
この実施例では貫通孔１ａに深さｈ２の凹部１００を形
成し、厚みの薄くなった壁の高さをｈ２だけ低くするこ
とで、貫通孔１ａの壁強度を維持している。この場合、
壁強度を維持する観点から、図に示したような曲面状の
凹部とすることが望ましい。角状の凹部とした場合に
は、角部の欠損が生じ易いためである。

【００３６】なお、この凹部の深さｈ２はチップ１の大
きさや段差の形状によっても相違するが、概ねチップ１
の貫通孔１ａの内径に対して０．３〜０．６倍の大きさ
があればよい。また凹部の幅は同じく貫通孔１ａの０．
８〜１．３倍の大きさを持った円弧状の曲面に形成する
のがよい。凹部の深さが上記範囲よりも小さい場合に
は、貫通孔１ａの強度が確保できず、また上記範囲より
も大きい場合には、穿孔加工時に切屑が詰まり易くな
る。一方凹部の幅が上記範囲よりも小さい場合には、深
さ同様に貫通孔１ａの強度が確保できず、逆に上記範囲
よりも大きすぎるとチップ１を挟持片２１，２２に挟持
する座面１ｂ，１ｃの面積が小さくなって固定強度が低
下する。

【００３７】この実施例では第１（ａ）図に示したよう
に、第１座面についても第２座面と同様の理由から、貫
通孔１ａの周縁に凹部１０１を形成している。

【００３８】なお、本発明のドリル用スローアウェイチ
ップの構成は、以上説明した図の例に限定されるもので
はなく、本発明の用紙を変更しない範囲で適宜設計変更
を施すことができる。

【００３９】

【発明の効果】以上説明したように、本発明では、チッ
プに設けた貫通孔の中心とドリル本体挟持部に設けた貫
通孔およびネジ孔の中心とを偏心させてことにより、大
きなネジを使用することなく、チップをドリル本体に強
固に挟持することができる。その結果、チップには切屑
排出のためのスペースを十分確保できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】同図（ａ）は、本発明の一実施形態にかかるド
リル用スローアウェイチップの正面図、同図（ｂ）は、
上記チップの、穿孔方向に臨む前端面を示す底面図であ
る。

【図２】同図（ａ）は、図１の例のチップの背面図、同
図（ｂ）は、上記チップの図１（ａ）の正面から見た左
側面図、同図（ｃ）は図２（ａ）のＸ−Ｘ断面図であ
る。

【図３】同図（ａ）は、図１の例のチップを正面側から
見た斜視図、同図（ｂ）は背面側から見た斜視図であ
る。

【図４】同図（ａ）は、図１の例のチップをドリル本体
の先端に取りつける構造を、チップの正面側から見た分
解斜視図、同図（ｂ）は背面側から見た分解斜視図であ
る。

【図５】同図は、図１の例のチップをドリル本体に装着
した際の貫通孔の状態を説明するための挟持片側から見
た正面図である。

【図６】同図（ａ）は、本発明の一実施形態にかかるス
ローアウェイ式ドリルのドリルドリル本体の正面図、同
図（ｂ）は、上記ドリルドリル本体の側面図である。

【符号の説明】

１ドリル用スローアウェイチップ１ａ貫通孔１ｂ第１座面１ｃ第２座面１１内刃１２外刃１３ａ第１すくい面１３ｂ第１前逃げ面１４ａ第２すくい面１４ｂ第２前逃げ面１０１凹部２ドリル本体２１，２２挟持片２１ａ貫通孔２２ａネジ孔２３ポケットＰ１チップ開口中心Ｐ２挟持片開口中心

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】切刃を前端に形成し、ネジを挿通する貫通
孔を有したスローアウェイチップと、軸状のドリル本体
とを備えたスローアウェイ式ドリルであって、このドリ
ル本体の端部には、間に上記チップが挿入される一対の
挟持片と、挟持片間の奥に設けられチップの後端面と当
接する拘束面と、一方側の挟持片にネジを挿通する貫通
孔と、他方側の挟持片にはネジを螺着するネジ孔とを備
え、上記挟持片に設けた貫通孔およびネジ孔の中心からドリ
ルの回転軸に平行に結んだ上記拘束面までの距離Ｌ１
が、上記チップに設けた貫通孔の中心からドリルの回転
軸に平行に結んだチップの後端面までの距離Ｌ２より小
さいことを特徴とするスローアウェイ式ドリル。
【請求項２】上記チップは、その先端稜に切刃を有する
すくい面と上記貫通孔を有する座面とを段差状の面を介
して隣接して設けるとともに、上記底面のすくい面側に
連なる凹部を形成したことを特徴とする請求項１記載の
スローアウェイ式ドリル。