JP3436110B2 - スローアウェイ式ドリル - Google Patents

スローアウェイ式ドリル

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JP3436110B2 JP00808698A JP808698A JP3436110B2 JP 3436110 B2 JP3436110 B2 JP 3436110B2 JP 00808698 A JP00808698 A JP 00808698A JP 808698 A JP808698 A JP 808698A JP 3436110 B2 JP3436110 B2 JP 3436110B2
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Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、ドリル本体の先端
部に一のスローアウェイチップが着脱可能に固定された
スローアウェイ式ドリルに係わり、特に、スローアウェ
イチップの固定構造の改良に関する。
【0002】
【従来の技術】例えば、ドリル本体の先端部に一のスロ
ーアウェイチップ(以下、単にチップと称する。)が着
脱可能に固定されてなるスローアウェイ式ドリルのチッ
プ固定構造を改良した技術としては、特表平8−503
423号に開示されたものが知られている。
【0003】このスローアウェイ式ドリルは、図7に示
すように、ドリル本体1の先端から基端側に向けて形成
された凹溝2にチップ3を挿入し、ドリル本体1の外周
からチップ3の上下面3a,3bに対し斜めに交差する
ようにねじ込んだ2本のクランプねじ4の先端部を、チ
ップ3の上下面3a,3bに形成した切欠5に係合させ
ることによってチップ3をドリル本体1に固定するもの
であり、ドリル先端の強度が低下せず、チップ交換を迅
速かつ簡単に行うことができるという長所を有してい
る。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上述の
構成からなるスローアウェイ式ドリルは、クランプねじ
4の先端が平坦をなしており、その先端角部をチップ上
下面3a,3bの切欠5に係合させ、クランプねじ4を
締め付けることによってチップ3を押圧固定する構成で
あるため、ドリル本体1の軸線に沿う方向に対するチッ
プの保持力が弱かった。
【0005】このため、ドリルが被加工材に喰い付く際
や、貫通孔穿孔時の抜け際、さらには引き抜きの際のよ
うに、ドリル本体1の軸線方向に作用するチップ3への
切削抵抗が大きく変動(増大または減少)する際に、チ
ップ3に振動が生じて加工が不安定になり、チップ3に
欠損等の損傷が生じたり、加工精度の低下を来すという
欠点を有していた。
【0006】本発明は、上記事情に鑑みてなされたもの
で、クランプねじによってチップをドリル本体のバック
メタルすなわちドリル本体において凹溝における溝側面
のドリル回転方向後方側の部分、およびドリル本体基端
側に同時に押し付けることで、チップの振動を効果的に
抑制することのできるスローアウェイ式ドリルの提供を
目的とする。
【0007】
【課題を解決するための手段】本発明は、前記課題を解
決するために以下の構成を採用した。すなわち、請求項
1記載のスローアウェイ式ドリルは、平板状をなす一の
チップが、ドリル本体の先端から基端側に向けて形成さ
れた凹溝に挿入されるとともに、前記ドリル本体の軸線
に向けて外周側からねじ込まれたクランプねじの先端部
が当該チップに形成された切欠に係合することにより前
記ドリル本体に固定されてなるスローアウェイ式ドリル
において、前記チップは、その後端に前記凹溝の溝底面
から更に基端側に向けて形成された嵌合穴に挿入される
嵌合軸部を備えるとともに、前記切欠が前記嵌合軸部の
外周面から半径内方向に凹むようにして形成されてな
り、該切欠の凹み方向の軸線は、前記クランプねじの軸
線よりも、ドリル本体先端側およびドリル本体外周側に
偏心していることを特徴とするものである。
【0008】このような構成では、クランプねじを締め
付けてゆくと、チップがドリル回転方向後方側およびド
リル本体基端側に押し付けられるため、チップにはバッ
クメタル側への押付トルクおよびドリル本体基端側への
引込力が作用する。よって、チップは、一のクランプね
じによって、ドリル本体のバックメタルに押し付けられ
つつドリル本体基端側に引き込まれた状態でドリル本体
に強固に保持される。
【0009】請求項2記載のスローアウェイ式ドリル
は、請求項1記載のスローアウェイ式ドリルにおいて、
前記切欠は、円錐状に凹むようにして形成されるととも
に、その凹み方向に沿う断面における内周面同士のなす
開口角が、60゜〜120゜の範囲に設定されているこ
とを特徴とするものである。
【0010】このような構成では、開口角を小さくし過
ぎたためにチップ強度およびクランプねじの先端強度が
低下するといったことが防止できるとともに、開口角を
大きくし過ぎてバックメタル側へのチップ押付トルクお
よびドリル本体基端側へのチップ引込力が十分に得られ
ずにチップの振動抑制機能が阻害されるといったことも
防止できる。
【0011】請求項3記載のスローアウェイ式ドリル
は、請求項1または請求項2記載のスローアウェイ式ド
リルにおいて、前記クランプねじの軸線に対する前記切
欠の軸線のドリル本体先端側およびドリル本体外周側へ
の偏心幅が、ともに0.05mm〜0.5mmの範囲に
設定されていることを特徴とするものである。
【0012】このような構成では、変位幅を大きくし過
ぎたためにクランプねじ先端部の切欠凹み方向への挿入
量が不足してクランプねじの締結力が低下するといった
ことが防止できるとともに、変位幅を小さくし過ぎてバ
ックメタル側へのチップ押付トルクおよびドリル本体基
端側へのチップ引込力が十分に得られずにチップの振動
抑制機能が阻害されるといったことも防止できる。
【0013】
【発明の実施の形態】以下、本発明のスローアウェイ式
ドリルの一実施形態について、図1から図5を参照しな
がら説明する。
【0014】これらの図において、符号11は軸線Oを
中心とする略円柱状に形成されてなるドリル本体を示し
ており、このドリル本体11の先端部外周には、先端に
開口し軸線O回りにドリル回転方向Rの後方側に捩れつ
つ基端側に向かう一対の切屑排出溝12が軸線Oを挟ん
で形成されている。
【0015】ドリル本体11の内部には、図3に示すよ
うに、基端面11Aから軸線Oに沿ってシャンク部11
aを通って先端側に延び、先端部近傍において分岐して
ドリル本体11の先端面に開口する潤滑冷却剤等の供給
路13が形成されている。また、ドリル本体11の先端
部には、図1(a)に示すように、軸線Oに沿って先端
面から基端側に一段凹むようにして凹溝14が形成され
ている。
【0016】この凹溝14は、ドリル本体11の先端部
を直径方向に横断し、その両端がドリル本体11の外周
面に開口するように形成されており、当該凹溝14の溝
底面14Aからはドリル本体11の基端側に向けて軸線
Oと同心に延びる止まり穴状の嵌合穴15が形成されて
いる。また、この嵌合穴15には、ドリル本体11の外
周面から軸線Oに向けて形成された雌ねじ部16が連通
している。
【0017】一方、ドリル本体11の先端部に装着され
るチップ21は、超硬合金,サーメット,セラミック
ス,あるいは、これらの材料の表面にPVD,CVD等
によって硬質被膜を形成した材料から製作され、図4に
示すように、五角形板状をなすチップ本体21aと、該
チップ本体21aの後端21Aから軸線Xに沿って円柱
状に突出する嵌合軸部21bとから構成されている。こ
の軸線Xは、嵌合軸部21bが嵌合穴15に挿入される
とドリル本体11の軸線Oと一致する。
【0018】この嵌合軸部21bには、その外周面から
半径内方向に向けて円錐状に凹むようにして切欠22が
形成されている。この切欠22は、チップ本体21aお
よび嵌合軸部21bが凹溝14および嵌合穴15にそれ
ぞれ挿入され、クランプねじ23が雌ねじ部16にねじ
込まれた際に、クランプねじ23の円錐状先端部23a
と係合する。
【0019】次に、嵌合軸部21bにおける切欠22の
形成箇所について、図5(a),(b)を参照しながら
説明する。図5(a)は、チップ21の後端面21Aを
凹溝14の溝底面14Aに当接させた状態において、嵌
合軸部21bの切欠22にクランプねじ23の円錐状先
端部23aを係合させようとしている状態を模式的に示
す横断面図である。
【0020】この図から明らかなように、クランプねじ
23は、嵌合軸部21bの軸線Xに向けてねじ込まれる
ため、該クランプねじ23の軸線Yは嵌合軸部21bの
直径方向に一致しているのに対し、切欠22の凹み方向
の軸線Zは軸線Xから嵌合軸部21b外周側すなわち半
径外方向に偏心幅L1だけ偏心しており、クランプねじ
23を締め付けてゆくと、その円錐状先端部23aの周
面の一部が切欠22のドリル回転方向後方側の内周面2
2aを押圧するようになっている。
【0021】また、図5(b)は、図5(a)の状態に
おいて、切欠の軸線Zを含む平面による嵌合軸部21b
の長さ方向の縦断面を示している。この図から明らかな
ように、切欠22の軸線Zはクランプねじ23の軸線Y
よりもドリル本体11の先端側(図示上方)に偏心幅L
2だけ偏心しており、クランプねじ23を締め付けてゆ
くと、その円錐状先端部23aの周面の一部が切欠22
のドリル本体基端側の内周面22bを押圧するようにな
っている。
【0022】しかるに、このように構成されたスローア
ウェイ式ドリルにおいては、クランプねじ23を締め付
けてゆくと、その円錐状先端部23aの一部が切欠22
のドリル回転方向後方側の内周面22aおよびドリル本
体基端側の内周面22bを同時に押圧するため、図1
(a)に示すように、チップ21にはチップ本体21a
の上下面21A,21Bをドリル本体11のバックメタ
ル24側に押し付ける押付トルクTと、凹溝14内にお
いてチップ21をドリル本体基端側に引き込む引込力F
とが作用することになり、チップ21のガタつきが効果
的に抑制される。
【0023】よって、本実施形態のスローアウェイ式ド
リルによれば、被加工材に喰い付く際や、貫通孔穿孔時
の抜け際、さらには引き抜きの際のように、ドリル本体
11の軸線方向に作用するチップ21への切削抵抗が大
きく増大あるいは減少する場合であってもチップ21に
生じる振動が少なく、チップ21の損傷や加工精度の低
下を防止することができる。
【0024】また、かかる機能を一のクランプねじ23
によって達成することができるため、チップ21のクラ
ンプ構造を簡単にして、チップ21の着脱作業をより一
層容易に行うことができるようになる。
【0025】なお、本実施形態においては、切欠22の
凹み方向に沿う断面における内周面同士がなす開口角α
を60゜〜120゜の範囲に設定しておくことが好まし
い。その理由は、開口角αが60゜よりも小さいと、チ
ップ21の強度およびクランプねじ23の先端強度の低
下を来すことになり、また、開口角αが120゜よりも
大きいと、バックメタル方向へのチップ押付トルクTお
よびドリル本体基端側へのチップ引込力Fが不足してチ
ップ21のガタつきを有効に防止し得なくなるからであ
る。
【0026】また、偏心幅L1,L2については、ともに
0.05mm〜0.5mmの範囲に設定しておくことが
好ましい。その理由は、偏心幅L1,L2が0.5mmよ
りも大きいと、クランプねじ23の円錐状先端部23a
の切欠凹み方向への挿入量が不足してクランプねじ23
による締結力の低下を来すことになり、また、偏心幅L
1,L2が0.05mmよりも小さいと、バックメタル方
向のチップ押付トルクTおよびドリル本体基端側へのチ
ップ引込力Fが不足し、いずれの場合もチップ21のガ
タつきを有効に防止し得なくなるからである。なお、図
5(a)においては、クランプねじ23の軸線Yを軸線
Xからずらし、切欠22の軸線Zが軸線Xを通るように
構成してもよい。
【0027】また、本実施形態では、チップ21の嵌合
軸部21bに形成する切欠22として外周面から円錐状
に凹むものについて説明したが、これに限らず、図6に
示すように、球面状に凹むように切欠31を形成すると
ともに、これに係合するクランプねじ32の先端部32
aを球面状に形成してもよく、かかる場合においても、
上述と同様の効果を得ることができる。
【0028】このような構成においても、クランプねじ
32の軸線Yに対する切欠の31軸線Zのドリル本体先
端側およびドリル本体外周側への偏心幅は、上述と同様
の範囲に設定しておくことが好ましい。
【0029】
【発明の効果】以上の説明から明らかなように、本発明
によれば、次のような効果を奏することができる。 (a)請求項1記載のスローアウェイ式ドリルにおいて
は、クランプねじを締め付けると、チップにバックメタ
ル側への押付トルクおよびドリル本体基端側への引込力
が作用するため、加工中にドリル本体の軸線方向に作用
するチップへの切削抵抗が大きく変動した場合であって
も、チップに生じる振動が少なく、チップの損傷や加工
精度の低下を防止することができる。
【0030】また、かかる機能を一のクランプねじによ
って達成することができるため、チップのクランプ構造
を簡単にして、チップの着脱作業をより一層容易に行う
ことができる。
【0031】(b)請求項2記載のスローアウェイ式ド
リルにおいては、チップ強度およびクランプねじの先端
強度の低下を防止できるとともに、バックメタル側への
チップ押付トルクおよびドリル本体基端側へのチップ引
込力が十分でないことによるチップの振動抑制機能の低
下も防止できる。
【0032】(c)請求項3記載のスローアウェイ式ド
リルにおいては、クランプねじの締結力低下を防止でき
るとともに、バックメタル側へのチップ押付トルクおよ
びドリル本体基端側へのチップ引込力が十分でないこと
によるチップの振動抑制機能の低下も防止できる。
【図面の簡単な説明】
【図1】 (a)は本発明に係わるスローアウェイ式ド
リルの一実施形態を示す要部拡大断面図、(b)は
(a)のA−A線断面図である。
【図2】 (a)は図1に示すスローアウェイ式ドリル
の平面図、(b)は同スローアウェイ式ドリルの正面図
である。
【図3】 (a)は図1に示すスローアウェイ式ドリル
のドリル本体を示す平面図、(b)は同ドリル本体の正
面図である。
【図4】 (a)は図1に示すスローアウェイ式ドリル
のチップを示す平面図、(b)は同チップの側面図であ
る。
【図5】 (a)はチップの後端面を凹溝の溝底面に当
接させた状態において、チップ嵌合軸部の切欠にクラン
プねじを係合させようとしている状態を模式的に示す横
断面図、(b)は同状態の縦断面である。
【図6】 本発明の他の実施形態を示す要部拡大断面図
である。
【図7】 スローアウェイ式ドリルの従来例を示す平面
図である。
【符号の説明】
11 ドリル本体 14 凹溝 14A 溝底面 15 嵌合穴 21 スローアウェイチップ(チップ) 21b 嵌合軸部 21A スローアウェイチップの後端 22 切欠 23 クランプねじ 23a 円錐状先端部(クランプねじの先端部) L1、L2 偏心幅 O ドリル本体の軸線 R ドリル回転方向 Y クランプねじの軸線 Z 切欠の凹み方向の軸線 α 開口角

Claims (3)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 平板状をなす一のスローアウェイチップ
    が、ドリル本体の先端から基端側に向けて形成された凹
    溝に挿入されるとともに、前記ドリル本体の軸線に向け
    て外周側からねじ込まれたクランプねじの先端部が当該
    スローアウェイチップに形成された切欠に係合すること
    により前記ドリル本体に固定されてなるスローアウェイ
    式ドリルにおいて、前記スローアウェイチップは、その
    後端に前記凹溝の溝底面から更に基端側に向けて形成さ
    れた嵌合穴に挿入される嵌合軸部を備えるとともに、前
    記切欠が前記嵌合軸部の外周面から半径内方向に凹むよ
    うにして形成されてなり、該切欠の凹み方向の軸線は、
    前記クランプねじの軸線よりも、ドリル本体先端側およ
    びドリル本体外周側に偏心していることを特徴とするス
    ローアウェイ式ドリル。
  2. 【請求項2】 前記切欠は、円錐状に凹むようにして形
    成されるとともに、その凹み方向に沿う断面における内
    周面同士のなす開口角が、60゜〜120゜の範囲に設
    定されていることを特徴とする請求項1記載のスローア
    ウェイ式ドリル。
  3. 【請求項3】 前記クランプねじの軸線に対する前記切
    欠の軸線のドリル本体先端側およびドリル本体外周側へ
    の偏心幅が、ともに0.05mm〜0.5mmの範囲に
    設定されていることを特徴とする請求項1または請求項
    2記載のスローアウェイ式ドリル。
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