JP4201627B2 - 深孔切削具 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、ガンドリルシステムに適用されるドリルやリーマなどの深孔切削具に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
深孔加工システムとして、ガンドリルシステム、ＢＴＡシステム、エジェクタシステムなどが知られているが、比較的小径の深孔加工には簡単な構成のガンドリルシステムが汎用されている。
【０００３】
ガンドリルシステムとして、一般的に例えば特許文献１或いは同２に掲げる従来技術を挙げることができる。この構造を図７の（Ａ）によって説明すると、中空筒状で外面に長手方向に沿う断面Ｖ字状の凹溝３４を形成したシャンク軸３１の先端にドリルヘッド３２を一体的に固着し、そのシャンク軸３１の中空部内をクーラントＣの供給通路３３、凹溝を切屑Ｓの排出溝３４としたガンドリル３０を用い、深孔加工時に、高圧のクーラントＣを供給通路３３を通してドリルヘッド３２の先端側より吐出させ、被加工物Ｗの切削孔Ｈ内で発生した切屑Ｓを当該クーラントＣと共に排出溝３４を通して外部に排出するように構成されている。
【０００４】
【特許文献１】
特公昭５９−１２４０５号公報
【特許文献２】
実開昭６０−５３４１６号公報
【０００５】
上記のガンドリルシステムに使用されるガンドリルとしては、同（ｂ）の断面図に示すように、シャンク軸３１の中空部内をクーラントＣの供給通路３３ａ，３３ｂを形成すると共に、該シャンク軸３１の切除断面がシャンク軸心Ｏを中心として略９０度のＶ字状をなすようにして軸方向略全域に切除してクーラントの排出溝３４を形成しており、このようにクーラントの排出溝３４の排出面積を大きく取りクーラントの排出能力を余裕を持って設けるようにしている。その反面、シャンク軸３１の軸心付近に形成されるクーラントＣの供給通路３３ａ，３３ｂの断面積を強度上の理由から余り大きく取ることができず、それがために、例えクーラントの排出面積を大きく取ってその排出能力を上げても、クーラントＣの供給能力に限界があるため、結局のところ、被加工物Ｗの切削孔Ｈ内で発生した切屑Ｓを当該クーラントＣと共に排出溝３４を通して外部に排出する排出能力に一定の限界があった。
【０００６】
しかも、前述のように、シャンク軸３１の断面積の略４分の１をその軸心Ｏを中心として切除してクーラントの排出溝３４の断面積は大きく取るようになっているため、シャンク軸３１の軸心付近に形成されるクーラント供給通路３３ａ，３３ｂは、図示のようにシャンク軸３１の軸心Ｏを避けて小径の単数又は複数の貫通通路３３ａ，３３ｂとならざるを得ず、これがためにシャンク軸３１の長さが１．５メートルを超えると孔明け加工において貫通通路３３ａ，３３ｂの直進性を維持することが困難で、その製作面で問題があった。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は、以上の課題に鑑みなされたものであり、クーラントの供給通路とクーラントの排出溝の形成あるいはシャンク軸の構造に工夫を凝らすことにより、シャンク軸の充分な強度の確保と同じく精度良好な製作の容易性を確保し、併せてクーラントによる切屑の排出能力を向上させることを目的とするものである。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、請求項１に係る発明は、実施形態に示す参照符号を付して示すと、外周部にはクーラントの排出溝１が設けられ内部にはクーラントの供給通路２が設けられたシャンク軸３と、シャンク軸３の先端部に切削ヘッド４を備える深孔切削具であって、前記シャンク軸３に同心に略軸方向全域に貫通孔７が設けられて該貫通孔７が上記クーラントの供給通路２を形成し、シャンク軸３の外周壁の一部が前記貫通孔７を避けて略軸方向全域に直線状に切除さて該切除部８が上記クーラントの排出溝１を形成し、該シャンク軸３と切削ヘッド４とはねじ結合により着脱可能に設けられ、該ねじ結合部１３の外径よりも前記切除部８に面する部分８ａを径大に形成することでねじ結合部１３と切除部８との間に隔壁６を形成し、該隔壁６によって前記ねじ結合部１３と前記切除部８とが互いに遮断されてなることを特徴とする構成からなるものである。
【０００９】
請求項１に係る発明によれば、まず、シャンク軸３に同心に略軸方向全域に貫通孔７が設けられて、該貫通孔７を利用して、これをクーラントの供給通路２としたため、該供給通路の製作が容易である。なお、このシャンク軸３は、後述のように複数のシャンク軸部材９が互いにねじ結合されて形成される場合以外に、長尺の一本のシャンク軸からなる場合にも適用されることは勿論である。
【００１０】
製作上において、中実丸軸部材の中心部を穿孔して貫通孔７を形成する場合にあっても、中実丸軸部材の同心（軸心）に貫通孔７を形成する際に、中実丸軸部材と孔明け工具との相対回転によって孔明け作業を行うことが可能であり、このため中実丸軸部材が１．５メートルを超える長尺部材であっても直進性の優れたクーラント供給通路である貫通孔を形成することができ、精度良好な深孔切削具を容易に製作することができる。
【００１１】
更に、シャンク軸３に同心に貫通孔７を形成し、この貫通孔７をクーラント供給通路２となすため、クーラント供給通路２を大径に形成することが可能となり、それだけクーラントの供給能力を向上させることができる。このように、クーラント供給通路２を大径に形成しても、後述のようにシャンク軸３が外周壁を一部切除して形成されるクーラント排出溝１の断面積を出来るだけ小さくとることによって、必要充分な軸強度を確保することができる。
【００１２】
そして、シャンク軸３の外周壁の一部を前記貫通孔７を避けて、即ち貫通孔７に連通しないようにして略軸方向全域を切除して、この切除部８をクーラント及び切屑の排出溝１となしたため、製作上からはシャンク軸３の一部を軸方向に切削するだけでよいからその製作が容易である。
【００１３】
そしてまた、シャンク軸３の外周壁の一部を前記貫通孔７を避けて切除することによって、該切除部８の底部は貫通孔７に同心の凸円弧面をなし、従って、該切除部８は前記凸円弧面８ａとシャンク軸３の一部を切除した切除端面８ｂ，８ｃとに囲繞された空隙部によって形成され、該切除部８は大径に形成された貫通孔７の外側に形成されるため、従来のシャンク軸の軸心を通る断面Ｖ字状のクーラント排出溝の断面積にくらべて、その断面積が小さくなるが、上述のようにクーラントの供給通路２のクーラント供給能力が向上することと相まって、クーラントの排出溝の断面積が多少小さくなっても、むしろクーラントの流速が速くなり、切屑の排出能力が格段に向上させことができる。
【００１４】
また、本発明にあっては、前記シャンク軸３と切削ヘッド４とはねじ結合により着脱可能に設けられなるため、切削ヘッド４がシャンク軸３から着脱可能に設けられることによって、切削ヘッド４あるいはシャンク軸３の摩耗や欠損等で何れか一方を取り替える必要がある場合に、従来の切削ヘッドとシャンク軸との一体のものに比べて、摩耗や欠損した上記部品のみを交換すればよいからそれだけ修理費用が安価につく。
【００１５】
更にはドリリングとリーミングのように他の切削作業に切り換えたりする場合には、この切削ヘッド４のみを交換し、シャンク軸３を継続使用することができる。
【００１６】
このように切削ヘッド４がシャンク軸３がねじ結合によって連結されるようになっているため、両者の連結構造が簡単で安価に製作することが可能であり、且つ摩耗や欠損時の何れか一方の部品の交換作業を容易に行うことができる。
【００１７】
特に本発明にあっては、前記シャンク軸３と切削ヘッド４とが着脱可能に設けられるねじ結合されるねじ結合部１３と、クーラント排出溝１を形成する前記切除部８とは、前記ねじ結合部１３の外径よりも前記切除部８に面する部分８ａを径大に形成することでねじ結合部１３と切除部８との間に形成された隔壁６によって互いに遮断されることを特徴とする。
本発明では、前述のように、シャンク軸３の外周壁には、その一部を略軸方向全域に直線状に切除されてクーラントの排出溝１である切除部８が形成され、且つ切削ヘッド４にもクーラント排出溝１である切除部８が設けられるから、切削ヘッド４とシャンク軸３とにわたって形成されるねじ結合部１３の一部をも切除して、該ねじ結合部の一部にクーラントを通過させるための切除部８が形成されなければならない。
【００１８】
この場合に、切削ヘッド４とシャンク軸３とをねじ結合するねじ結合部１３の一部を切除してクーラント排出溝である切除部を形成しても、両者のねじ結合力に何ら影響がないため、両者のねじ結合部に形成される切除部がクーラント排出溝としての役割はある程度果たすことができるが、しかし頻繁の使用中、長期の使用中に、クーラントと共に排出される切屑が前記ねじ結合部を形成する雄ねじと雌ねじとの隙間に噛みこんで、該ねじ結合部を損傷したり、或いはねじ結合部に噛み込んだ切屑が滞留してクーラント排出溝の排出能力を減退させ、更には該滞留した切屑によって切刃である超硬チップを損傷させ、切削性能や切削効率を減退させる恐れが多分にあった。
【００１９】
これに対して、本発明によれば、前記シャンク軸３と切削ヘッド４とにわたってねじ結合すねじ結合部１３と、クーラント排出溝１を形成する前記切除部８とは、前記ねじ結合部１３の外径よりも前記切除部８に面する部分８ａを径大に形成することでねじ結合部１３と切除部８との間に形成された隔壁６によって互いに遮断されているため、クーラント排出溝１からクーラントと共に排出される切屑は、隔壁６に遮断されてねじ結合部１３に侵入することが物理的になく、それがために長期にわたって良好な排出能力を持つクーラント排出溝としての役割を果たし、安定して使用することができるという顕著な効果を奏する。
【００２０】
また請求項２に係る発明は、前記シャンク軸３は、複数のシャンク軸部材９からなり、各シャンク軸部材９は互いに着脱可能にねじ結合され、該ねじ結合部１０と前記切除部８とは隔壁６によって互いに遮断されてなる請求項１に記載の構成からなるものである。
【００２１】
請求項２に係る発明によれば、シャンク軸３が複数の互いにねじ結合された複数のシャンク軸部材９からなるため、各シャンク軸部材９として長さの異なる複数本を用意しておけば、その交換によってシャンク長さを変更でき、もって基端部側のドライバ部１６を有するシャンク軸部材９Ａを交換することなく、適用する削孔深さに応じた適正なシャンク長さを設定できると共に、このシャンク軸部材９の損耗、折損、変形等を生じた際には、該シャンク軸部材９のみを交換して継続使用できる。
【００２２】
また、前記シャンク軸３は、複数のシャンク軸部材９からなり、各シャンク軸部材９は互いにねじ結合され、該ねじ結合部１０と前記切除部８とは隔壁６Ｂによって互いに遮断されてなるため、請求項１で述べたように、該隔壁６Ｂによって、クーラント排出溝Ｉからクーラントにと共に排出される切屑は、隔壁６に遮断されてねじ結合部１３に侵入することが物理的になく、それがために長期にわたって良好な排出能力を持つクーラント排出溝としての役割を果たし、安定して使用することができるという顕著な効果を奏する。
【００２３】
また請求項３に係る発明は、前記シャンク軸部材９の両側のねじ結合部１０の一方が雄ねじ５ｄ、他方が雌ねじ５ｂを構成すると共に、このシャンク軸部材９と切削ヘッド４とのねじ結合部１３が、当該シャンク軸部材９相互のねじ結合部１０と同一寸法形状に設定されてなる請求項２に記載の構成からなるもである。
【００２４】
請求項３に係る発明によれば、必要に応じて複数本のシャンク軸部材９をねじ結合部１０において結合したり、シャンク軸部材９に切削ヘッド４をねじ結合部１３において結合して所用の切削加工を施すことが可能となる。
【００２５】
また請求項４に係る発明は、前記シャンク軸３の外周のクーラントの排出溝１は、軸に直交する方向の切断面の深さＬ１はシャンク軸半径の１／２乃至１／４の割合であり、周方向には全周の略１／３乃至１／５の長さＬ２の割合に形成されてなる請求項１〜３の何れかに記載の構成からなるもである。
【００２６】
請求項４に係る発明によれば、クーラントの排出溝１は、シャンク軸３の外周壁の一部が切除された部分６に形成されるものであるが、その部分の径方向の深さ、即ちシャンク軸３の外周壁を切除した切除端面８ｂ，８ｃの深さＬ１とシャンク軸３の周方向の外周壁の切除量Ｌ２を上記の範囲内に自在に設定することができ、これによってクーラントの排出能力、従って、被加工物Ｗの切削孔Ｈ内で発生した切屑Ｓの排出能力を自在に調整することができる。
【００２７】
また請求項５に係る発明は、切削ヘッド４には、シャンク軸３側のクーラントの供給通路２側に連通して単数又は複数のクーラントの吐出口１５が設けられてなる請求項１〜４の何れかに記載の構成からなるものである。
【００２８】
切削ヘッド４には切刃である超硬チップが取り付けられるようになっているため、そのヘッド本体４ａには中心部から略９０°の断面Ｖ字状の開口部が形成されなければならず、これがために、他の部分に形成するようなの前述の切除部８からなる供給通路２を形成することができない。これがために、この発明にあっては、シャンク軸３側のクーラントの供給通路２側に連通して単数又は複数のクーラントの吐出口１５が設けられてなるため、ヘッド本体４ａにはその中心部から略９０°の断面Ｖ字状の開口部を形成することができ、なおかつ切屑やクーラントの排出能力を妨げることはない。
【００２９】
【発明の実施の形態】
以下に本発明に係る深孔切削具の好適実施形態について、図面を参照して具体的に説明する。
【００３０】
本発明の一実施形態であるガンドリルは、図１（Ａ）〜（Ｃ）に示すように、ドライバ部１６を備えた基部シャンク軸部材９Ａと、その先端に一端側をねじ結合部１０でねじ結合して同軸状に着脱可能に連結された中間部シャンク軸部材９Ｂと、この中間部シャンク軸部材９Ｂの他端側にヘッド部シャンク軸部材９Ｃを同じくねじ結合部１３でねじ結合して同軸状に着脱可能に連結されたドリリング用の切削ヘッドであるドリルヘッド４とで構成されている。なお、図１（Ａ）のＢで囲んだ部分は、図１（Ｂ）に、またＣで囲んだ部分は、図１（Ｃ）に拡大して示す。
【００３１】
基端部側のシャンク軸部材９Ａは、図２（Ａ）〜（Ｄ）で詳細に示すように、シャンク軸３に同心に略軸方向全域に貫通孔７が設けられて該貫通孔７がクーラントの供給通路２を形成し、シャンク軸３の外周壁の一部が前記貫通孔７を避けて略軸方向全域に直線状に切除されて該切除部８が上記クーラントの排出溝１Ａを形成してなる。
【００３２】
基部シャンク軸部材９Ａを、長尺な中実丸軸部材を用いて形成する場合に、例えば１．５メートルを超える中実丸軸部材の中心部に孔明け作業を行う場合に、孔明け作業具と中実丸軸部材を相対回転させながら孔明け作業を行うことができるから、直進性の良好な基部シャンク軸部材９Ａを容易に製作することができる。なお、シャンク軸部材９Ａの基端部には回転駆動力を受ける太径のドライバ部１６が同軸状に切削加工によって一体形成されている。
【００３３】
また、図２の（Ｄ）に示すように、基部シャンク軸部材９Ａの外周壁の一部が貫通孔７を避けて略軸方向に切除されて切除部８を形成することによって切除部８の底面には貫通孔７の外周面の一部が露出することになり、この貫通孔７の露出した外周面８ａと前記切除部の切除端面８ｂ，８ｃとに囲繞されて切除部８が形成され、該切除部８がクーラントの排出溝１Ａを形成することになる。
【００３４】
基部シャンク軸部材９Ａの基部側には、図２の（Ａ）に示すように、基端側の大径なドライバ部１６の付近まで切除部８であるクーラント排出溝１Ａが長手方向に沿って形成されると共に、基部シャンク部材９Ａの先端側には接続軸部５ａが設けてあり、この接続軸部５ａの先端側に角ねじにて構成される雄ねじ５ｂが刻設されている。しかして、排出溝１Ａは、図２（Ｄ）に示すように、基部シャンク軸部材９Ａの外周側に形成される切除部８は、シャンク軸９Ａのシャンク軸心Ｏを中心として略９０°の開きをなす周方向長さＬ２で該切除端面８ｂ，８ｃの厚み幅Ｌ１分が欠いた形になっている。
【００３５】
ここで、本発明の特徴とする点あるが、基部シャンク軸部材９Ａの切除部８に面する部分８ａは図２（Ａ）〜（Ｃ）に示すように、後述の隔壁６の端面６ｂが当接する段面６ａとなるために、図２（Ａ）に示すように接続軸部５ａの周面より若干量ｄ肉厚に形成されている。即ち、雄ねじ５ｂの外径よりも径大になるように肉厚に形成されている。そして後述のように基部シャンク軸部材９Ａに中間部シャンク軸部材９Ｂがねじ結合されたときに、該ねじ結合部１０（図１（Ａ）〜（Ｃ）参照）が隔壁６によって切除部８から隔離されるようになっている。
【００３６】
また、ドライバ部１６には基端から中間位置に達する中心孔１６ａが形成され、この中心孔１６ａの内底から基部シャンク軸部材９Ａの接続軸部５ａの雄ねじ５ｂの先端面に至る貫通孔７であるクーラント供給通路２が形成されている。
【００３７】
上述のように、排出溝１Ａである切除部８は、図２（Ｄ）に示すように、基部シャンク軸部材９Ａの外周側に形成される切除部８は、シャンク軸心Ｏを中心として略９０°の開きをなす周方向長さＬ２で該切除端面８ａ，８ｂの厚み幅Ｌ１分が欠いて形成されるため、排出溝１Ａの排出断面積は、上記周方向長さＬ２と厚み幅Ｌ１との割合で決定されることになり、この排出溝１Ａの排出断面積によってクーラントの排出能力が決定されることになる。
【００３８】
中間部シャンク部材９Ｂは、前述の基部シャンク部材９Ａと同一外径の丸筒状であり、図３（Ａ）〜（Ｄ）で詳細に示すように、シャンク軸３に同心に略軸方向全域に貫通孔７が設けられて該貫通孔７がクーラントの供給通路２を形成し、シャンク軸３の外周壁の一部が前記貫通孔７を避けて略軸方向全域に直線状に切除されて該切除部８が上記クーラントの排出溝１Ｂを形成してなる。
【００３９】
そして、中間部シャンク部材９Ｂの一端側には前述の基部シャンク部材９Ａ、に形成した接続軸部５ａ内に密に嵌入し得る外径の接続筒部５ｃを有し、この接続筒部５ｃの奥行側に前記接続軸部５ａの雄ねじ５ｂに螺合する角ねじからなる雌ねじ５ｄが刻設されると共に、他端側には基部シャンク軸部材９Ａの接続軸部５ａと同一寸法形状の接続軸部５ａが形成され、その先端側に角ねじからなる雄ねじ５ｂを刻設されている。
そして、この点も本発明の特徴とする点であるが、中間部シャンク軸部材９Ｂの切除部８に面する部分８ａは図３（Ａ），（Ｂ）及び（Ｄ）に示すように、中間部シャンク軸部材９Ｂの一端部の接続筒部５ｃ及びその奥行側の雌ねじ５ｄ並びに他端部の接続軸部５ａ及びその先端側の雄ねじ５ｂからなるねじ結合部１０，１３の外径よりも径大に形成されて、その接続筒部５ｃの内径並びに接続軸部５ａの外径と上記切除部８に面する部分８ａとの間に図３（Ａ）に示すように若干量の肉厚部ｄか形成され、これがねじ結合部１０，１３と切除部８とが連通しないように遮断する、即ち隔離するための隔壁６を形成するようになっている。これによって、後述のように、中間部シャンク軸部材９Ｂにこれに結合される他の中間部シャンク軸部材９Ｂがねじ結合されたときに、一端部の隔壁６の端面６ｂ（図中（Ａ）の右端面）が他端部の段面６ａ（図中（Ａ）の左端面）に当接して該ねじ結合部１０，１３（図１（Ａ）参照）が隔壁６によって切除部８から隔離されるようになっている。
【００４０】
そしてシャンク軸３に形成した貫通孔７であるクーラント供給通路２は、その一端部が雌ねじ５ｄの直前に至り、他端部が雄ねじ５ｂの先端面に至るまで設けられている。
【００４１】
しかして、排出溝１Ｂは、図３（Ｃ）に示すように、中間部シャンク軸部材９Ｂの外周側に形成される切除部８は、シャンク軸心Ｏを中心として略９０°の開きをなす周方向長さＬ２で該切除端面８ｂ，８ｃの厚み幅Ｌ１分が欠いた形になっており、しかして、基部側シャンク部材９Ａと中間部シャンク軸部材９Ｂとは、図１（Ａ），（Ｃ）に示すように、両者の連結状態、つまり基部シャンク部材９Ａの端面から突出するように形成した接続軸部５ａに中間部シャンク軸部材９Ｂの外周側に形成した接続筒部５ｃを一杯に嵌入螺合して、両者の端面に密接した状態で、両者の排出溝１Ａ，１Ｂ同士がずれなく直線的に連なると共に、基部側シャンク部材９Ａに形成した貫通孔７であるクーラント供給通路２と中間部シャンク軸部材９Ｂに形成した貫通孔７であるクーラント供給孔２とが連通するように設定されており、これによってシャンク軸３が形成されることになる。
【００４２】
ドリルヘッド４は、図４（Ａ）〜（Ｄ）で詳細に示すように、基端側にヘッド部シャンク軸部材９Ｃが形成され、該軸部材９Ｃに接続筒部５ｃが形成され、この接続軸部５ｃの奥行側に前記中間部シャンク部材９Ｂ側の前記接続軸部５ａの雄ねじ５ｂに螺合する角ねじからなる雌ねじ５ｂが刻設されると共に、雌ねじ５ｂの奥端面に設けた中実のドリル本体４ｂには、切刃を形成する超硬チップ１７を取り付ける必要があるため、軸心を中心として約９０°に開いた断面Ｖ字状の排出溝４ｃが形成され、この排出溝４ｃの一側に臨むように超硬チップ１７がロー付けなどによって取り付けられる。該排出溝４ｃは、クーラント排出溝１Ｃであるヘッド部シャンク軸部材９Ｃに設けた切除部８に当然のことながら連通している。
【００４３】
そして、ヘッド部シャンク軸部材９Ｃに中間部シャンク軸部材９Ｂを結合したときに中間部シャンク軸部材９Ｂに形成した貫通孔７である供給通路２に連通して当該ヘッド本体４ｂの先端面４ｄに至る２本のクーラント供給孔６ｃ，６ｃが穿設され、当該先端面４ｄに両クーラント供給孔６ｃ，６ｃの開口部である吐出口１５，１５が開いている。また、排出溝４ｃを外れた外周部の二箇所にガイドパッド１８が固着されている。
【００４４】
しかして、このドリルヘッド４は、図１（Ａ），（Ｂ）に示すように、そのヘッド部シャンク部材９Ｃに形成した接続筒部５ｃ及び雌ねじ５ｄを中間部シャンク軸部材９Ｂの接続軸部５ａ及び雄ねじ５ｂに一杯に嵌入螺合して、両者を密接接合した状態で、排出溝４ｃおよび１Ｃが中間部シャンク軸部材９Ｂの排出溝１Ｂにずれなく直線的に連なると共に、ドリルヘッド４側のクーラント供給通路２が中間部シャンク軸部材９Ｂのクーラント供給孔２に連通するように設定されている。なお、ドリルヘッド４の接続軸部５ｃと中間部シャンク軸部材９Ｂの接続軸部５ｃとは同一寸法形状になっている。
【００４５】
なお、中間部シャンク軸部材９Ｂ及びヘッド部シャンク軸部材９Ｃの接続筒部５ｃ，５ｃ、ならびにこれらに各々対応する中間部シャンク軸部材９Ｂ及び基部シャンク軸部材９Ａの接続軸部５ａ，５ａとは、同一長さで且つ略同じ内外径のパイロット部として、接続軸部５ａ，５ａに接続筒部５ｃ，５ｃが円滑に嵌入して正確に同芯状態に螺合できるように構成されている。
【００４６】
このようなガンドリルにあっては、シャンク軸３として通常１５０〜５００ｍｍ程度の長さのものが使用されるが、このような範囲で長さの異なる複数本の中間部シャンク軸部材９Ｂ…を用意しておく。また、上記実施形態では切削ヘッドとしてドリルヘッド４を例示したが、例えばミリングヘッド等の他の切削作業に用いる切削ヘッドとしても、ドリルヘッド４と同様に基端側にヘッド部シャンク部材９Ｃを形成して、これに雌ねじ５ｄを有する接続筒部５ｃと、外周面に全長に排出溝４ｃ，１Ｃを設けたものを用意することが推奨される。
【００４７】
このガンドリルにあっては、まず、 特に本発明にあっては、前記シャンク軸３と切削ヘッド４とが着脱可能に設けられるねじ結合されるねじ結合部１３と、クーラント排出溝１を形成する前記切除部８とは隔壁６によって互いに遮断されることを特徴とする。
【００４８】
前述のように、シャンク軸３の外周壁には、その一部を略軸方向全域に直線状に切除されてクーラントの排出溝１である切除部８が形成され、且つ切削ヘッド４にもクーラント排出溝１である切除部８が設けられるから、例えば、一般的に考えて、切削ヘッド４とシャンク軸３とにわたって形成されるねじ結合部１３の一部をも切除して、該ねじ結合部の一部にクーラントを通過させるための切除部８が形成されなければならない。
【００４９】
この場合に、切削ヘッド４とシャンク軸３とをねじ結合するねじ結合部１３の一部を切除してクーラント排出溝である切除部を形成しても、両者のねじ結合力に何ら影響がないため、両者のねじ結合部に形成される切除部がクーラント排出溝としての役割はある程度果たすことができるが、しかし頻繁の使用中、長期の使用中に、クーラントと共に排出される切屑が前記ねじ結合部を形成する雄ねじと雌ねじとの隙間に噛みこんで、該ねじ結合部を損傷したり、或いはねじ結合部に噛み込んだ切屑が滞留してクーラント排出溝の排出能力を減退させ、更には該滞留した切屑によって切刃である超硬チップを損傷させ、切削性能や切削効率を減退させる恐れが多分にある。
【００５０】
これに対して、本発明によれば、図５に示すように、ねじ結合部１０，１３を形成する接続軸部５ａ及び雄ねじ５ｂ並びに接続筒部５ｃ及び雌ねじ５ｄを何ら切除することなく、これらのねじ結合部１０，１３と、クーラント排出溝１を形成する前記切除部８とは隔壁６によって互いに遮断するようにした。
【００５１】
これがために、クーラント排出溝１からクーラントと共に排出される切屑は、隔壁６に遮断されてねじ結合部１３に侵入することが物理的になく、それがために長期にわたって良好な排出能力を持つクーラント排出溝としての役割を果たし、安定して使用することができるという顕著な効果を奏する。
【００５２】
また、本発明の実施形態によれば、シャンク軸３に同心に略軸方向全域に貫通孔７が設けられて、該貫通孔７を利用して、これをクーラントの供給通路２としたため、該供給通路の製作が容易である。なお、このシャンク軸３は、後述のように複数のシャンク軸部材９が互いにねじ結合されて形成される場合以外に、長尺の一本のシャンク軸からなる場合にも適用されることは勿論である。
【００５３】
製作上において、中実丸軸部材の中心部を穿孔して貫通孔７を形成する場合にあっても、中実丸軸部材の同心（軸心）に貫通孔７を形成する際に、中実丸軸部材と孔明け工具との相対回転によって孔明け作業を行うことが可能であり、このため中実丸軸部材が１．５メートルを超える長尺部材であっても直進性の優れたクーラント供給通路である貫通孔を形成することができ、精度良好な深孔切削具を容易に製作することができる。
【００５４】
更に、シャンク軸３に同心に貫通孔７を形成し、この貫通孔７をクーラント供給通路２となすため、クーラント供給通路２を大径に形成することが可能となり、それだけクーラントの供給能力を向上させることができる。このように、クーラント供給通路２を大径に形成しても、後述のようにシャンク軸３が外周壁を一部切除して形成されるクーラント排出溝１の断面積を出来るだけ小さくとることによって、軸強度を必要充分に確保することができる。
【００５５】
そして、シャンク軸３の外周壁の一部を前記貫通孔７を避けて、即ち貫通孔７に連通しないようにして略軸方向全域を切除して、この切除部８をクーラント及び切屑の排出溝１となしたため、製作上からはシャンク軸３の一部を軸方向に切削するだけでよいからその製作が容易である。
【００５６】
そしてまた、シャンク軸３の外周壁の一部を前記貫通孔７を避けて切除することによって、該切除部８の底部は貫通孔７に同心の凸円弧面をなし、従って、該切除部８は前記凸円弧８ａとシャンク軸３の一部を切除した切除端面８ｂ，８ｃとに囲繞された空隙部によって形成され、該切除部８は大径に形成された貫通孔７の外側に形成されるため、従来のシャンク軸の軸心を通る断面Ｖ字状のクーラント排出溝の断面積にくらべて、その断面積が小さくなるが、上述のようにクーラントの供給通路２のクーラント供給能力が向上することと相まって、クーラントの排出溝の断面積が多少小さくなっても、むしろクーラントの流速が速くなり、切屑の排出能力が格段に向上させことができる。
【００５７】
また本実施形態のガンドリルによれば、シャンク軸３が基部側シャンク部材９Ａと独立部材である中間部シャンク軸部材９Ｂとから構成されているから、シャンク軸部材９Ｂとして長さの異なるものを交換することによってシャンク長さを変更でき、もって同じ基部側シャンク部材９Ａを用いて適用する削孔深さに応じた適正なシャンク長さに設定することが可能となる。従って、従来のようにシャンク長さが数段階に異なる複数種の深孔切削具を用意する場合に比較して、備品コストが大幅に低減される。また、経時的なシャンク側の損耗、ならびに使用中におけるシャンク側の突発的な折損や変形の殆どは、切削負荷による捩れ応力が集中し易いシャンク中間部で生起するが、本発明の実施形態のガンドリルでは、該捩れ応力の集中部分が概して中間部シャンク軸部材９Ｂになるため、傷んだ中間部シャンク軸部材９Ｂのみを新品と交換することにより、傷みにくいが構造的及びサイズ的に製作コストの高い基部シャンク部材９Ａを長期にわたって継続使用でき、これによって保全コストも大きく低減できる。
【００５８】
更に、本実施形態のガンドリルにあっては、中間部シャンク軸部材９Ｂの一端側が雄ねじ５ｂを有する接続軸部５ａ、他端側が雌ねじ５ｄを有する接続筒部５ｃを構成し、基部側シャンク部材９Ａと中間部シャンク軸部材９Ｂの接続軸部５ａ，５ａ、ならびに中間部シャンク軸部材９Ｂとドリルヘッド４のヘッド部シャンク部材９Ｃの接続筒部５ｃ，５ｃが同一寸法形状に設定されているから、複数本の中間部シャンク軸部材９Ｂ…を直線状に連結したり、中間部シャンク軸部材９Ｂを介さずに基部にドライバ部１６を備えた長尺な一本のシャンク軸３に対してドリルヘッド４を直接に連結することも可能であり、複数本の中間部シャンク軸部材９Ｂ…の連結によって極端に長い削孔にも対応できる一方、逆に一本の長尺なシャンク軸３へのドリルヘッド４の直接連結によって比較的に短い削孔にも対応できる。
【００５９】
一方、ドリルヘッド４の切刃である超硬チップ１７の消耗や折損を生じた際は、該ドリルヘッド４のみを取り替えるだけでよく、基部シャンク部材９Ａ及び中間部シャンク軸部材９Ｂをそのまま継続使用でき、段取り替えに際しても該ドリルヘッド４のみをねじ込み交換するだけでよいため、簡単に短時間で作業を行えて生産効率が向上し、また、ドリリングとリーミングのように他の切削作業に切り換える場合にも、対応する種類の切削ヘッドだけを用意しておけばよいので、備品コストを低減できると共に交換作業も短時間で容易に行える。
【００６０】
また、本実施形態では、中間部シャンク軸部材９Ｂと基部シャンク部材９Ａ及びドリルヘッド４のヘッド部シャンク部材９Ｃとの各ねじ結合部における雄ねじ５ｂ及び雌ねじ５ｄを角ねじにて構成しているので、高い結合強度が得られると共に、螺合部に隙間が生じ難いため、ねじ係合部からのクーラントの漏れが防止される。
【００６１】
なお、上記実施形態では、基部シャンク軸部材９Ａ及び中間部シャンク軸部材９Ｂの一端部を接続軸部５ａ及び雄ねじ５ｂとし、中間部シャンク軸部材９Ｂの他端部を接続筒部５ｃ及び雌ねじ５ｄとし、ヘッド部シャンク軸部材９Ｃの一端部を接続筒部５ｃ及び雌ねじ５ｄとしているが、これとは反対に基部シャンク軸部材９Ａ及び中間部シャンク軸部材９Ｂの一端部を接続筒部５ｃ及び雌ねじ５ｄとし、中間部シャンク軸部材９Ｂの他端部を接続軸部５ａ及び雄ねじ５ｂとし、ヘッド部シャンク軸部材９Ｃの一端部を接続筒部５ａ及び雌ねじ５ｂとし、これによってねじ結合部１０，１３を形成するようにしてもよい。また、実施形態の説明ではドリルヘッド４に切刃を形成する超硬チップ１７をロウ付けした例を示したが、図６に示すように、ドリルヘッド４の如き切削ヘッド全体を工具鋼にて構成し、その先端に切刃を直接形成したものと、シャンク軸３とを着脱可能に結合したり、前記超硬チップ８をドリルヘッド４にねじ止めしたりする構成も採用可能である。更に、各部材９Ａ，９Ｂ，９Ｃの排出溝１（１Ａ，１ｂ，１Ｃ）の周方向長さＬ２は、Ｖ字状断面の開き角が９０°のものを例示したが、略９０°〜１３０°の範囲の適当な開き角に設定することもできる。
【００６２】
【発明の効果】
請求項１に係る発明によれば、外周部にはクーラントの排出溝が設けられ内部にはクーラントの供給通路が設けられたシャンク軸と、シャンク軸の先端部に切削ヘッドを備える深孔切削具であって、前記シャンク軸に同心に略軸方向全域に貫通孔が設けられて該貫通孔が上記クーラントの供給通路を形成し、シャンク軸の外周壁の一部が前記貫通孔を避けて略軸方向全域に直線状に切除されて該切除部が上記クーラントの排出溝を形成し、該シャンク軸と切削ヘッドとはねじ結合により着脱可能に設けられた深孔切削具において、該ねじ結合部と前記切除部とは隔壁によって互いに遮断されてなるために、クーラント排出溝からクーラントにと共に排出される切屑は、隔壁に遮断されてねじ結合部に侵入することが物理的になく、それがために長期にわたって良好な排出能力を持つクーラント排出溝としての役割を果たし、安定して使用することができるという顕著な効果を奏する。
【００６３】
また本発明によれば、シャンク軸に同心に略軸方向全域に貫通孔が設けられて、該貫通孔を利用して、これをクーラントの供給通路としたため、該供給通路の製作が容易である。なお、このシャンク軸は、後述のように複数のシャンク軸部材が互いにねじ結合されて形成される場合以外に、長尺の一本のシャンク軸からなる場合にも適用されることは勿論である。
【００６４】
製作上において、中実丸軸部材の中心部を穿孔して貫通孔を形成する場合にあっても、中実丸軸部材の同心（軸心）に貫通孔を形成する際に、中実丸軸部材と孔明け工具との相対回転によって孔明け作業を行うことが可能であり、このため中実丸軸部材が１．５メートルを超える長尺部材であっても直進性の優れたクーラント供給通路である貫通孔を形成することができ、精度良好な深孔切削具を容易に製作することができる。
【００６５】
更に、シャンク軸に同心に貫通孔を形成し、この貫通孔をクーラント供給通路となすため、クーラント供給通路を大径に形成することが可能となり、それだけクーラントの供給能力を向上させることができる。このように、クーラント供給通路を大径に形成しても、後述のようにシャンク軸が外周壁を一部切除して形成されるクーラント排出溝の断面積を出来るだけ小さくとることによって、軸強度を必要充分に確保することができる。
【００６６】
そして、シャンク軸の外周壁の一部を前記貫通孔を避けて、即ち貫通孔に連通しないようにして略軸方向全域を切除して、この切除部をクーラント及び切屑の排出溝となしたため、製作上からはシャンク軸の一部を軸方向に切削するだけでよいからその製作が容易である。
【００６７】
そしてまた、シャンク軸の外周壁の一部を前記貫通孔を避けて切除することによって、該切除部の底部は貫通孔は貫通孔に同心の凸円弧面をなし、従って、該切除部は前記凸円弧面とシャンク軸の一部を切除した切除端面とに囲繞された空隙部によって形成され、該切除部は大径に形成された貫通孔の外側に形成されるため、従来のシャンク軸の軸心を通る断面Ｖ字状のクーラント排出溝の断面積にくらべて、その断面積が小さくなるが、上述のようにクーラントの供給通路のクーラント供給能力が向上することと相まって、クーラントの排出溝の断面積が多少小さくなっても、むしろクーラントの流速が速くなり、切屑の排出能力が格段に向上させことができる。
【００６８】
更に、ドリルヘッドの切刃である超硬チップの消耗や折損を生じた際は、該ドリルヘッドのみを取り替えるだけでよく、基部シャンク部材及び中間部シャンク軸部材をそのまま継続使用でき、段取り替えに際しても該ドリルヘッドのみをねじ込み交換するだけでよいため、簡単に短時間で作業を行えて生産効率が向上し、また切刃の消耗に伴う再研磨や交換についてもドリルヘッドだけを取り外して単独で取り扱えるから、それらの作業を容易に行え、更にドリリリングとリーミングのように他の切削作業に切り換える場合にも、対応する種類の切削ヘッドだけを用意しておけばよいので、備品コストを低減できると共に交換作業も短時間で容易に行える。
【００６９】
請求項２に係る発明によれば、シャンク軸が複数の互いにねじ結合された複数のシャンク軸部材からなるため、各シャンク軸部材として長さの異なる複数本を用意しておけば、その交換によってシャンク長さを変更でき、もって基端部側のドライバ部を有するシャンク軸部材を交換することなく、適用する削孔深さに応じた適正なシャンク長さを設定できると共に、このシャンク軸部材の損耗、折損、変形等を生じた際には、該シャンク軸部材のみを交換して継続使用できる。
【００７０】
また、前記シャンク軸は、複数のシャンク軸部材からなり、各シャンク軸部材は互いにねじ結合され、該ねじ結合部と前記切除部とは隔壁によって互いに遮断されてなるため、請求項１で述べたように、該隔壁によって、クーラント排出溝からクーラントにと共に排出される切屑は、隔壁に遮断されてねじ結合部に侵入することが物理的になく、それがために長期にわたって良好な排出能力を持つクーラント排出溝としての役割を果たし、安定して使用することができるという顕著な効果を奏する。
【００７１】
請求項３に係る発明によれば、シャンク軸が複数の互いにねじ結合された複数のシャンク軸部材からなるため、各シャンク軸部材として長さの異なる複数本を用意しておけば、その交換によってシャンク長さを変更でき、もって基端部側のドライバ部を有するシャンク軸部材を交換することなく、適用する削孔深さに応じた適正なシャンク長さを設定できると共に、このシャンク軸部材の損耗、折損、変形等を生じた際には、該シャンク軸部材のみを交換して継続使用できる。
【００７２】
請求項４に係る発明によれば、クーラントの排出溝は、シャンク軸の外周壁の一部が切除された部分に形成されるものであるが、その部分の径方向の深さ、即ちシャンク軸の外周壁を切除した切除端面の深さとシャンク軸の周方向の外周壁の切除量を請求項４に記載した範囲内に自在に設定することができ、これによってクーラントの排出能力、従って、被加工物の切削孔内で発生した切屑の排出能力を自在に調整することができる。
【００７３】
請求項５に係る発明によれば、切削ヘッドには切刃である超硬チップが取り付けられるようになっているため、そのヘッド本体には中心部から略９０°の断面Ｖ字状の開口部が形成されなければならず、これがために、他の部分に形成するようなの前述の切除部からなる供給通路を形成することができない。これがために、この発明にあっては、シャンク軸側のクーラントの供給通路側に連通して単数又は複数のクーラントの吐出口が設けられてなるため、ヘッド本体にはその中心部から略９０°の断面Ｖ字状の開口部を形成することができ、なおかつ切屑やクーラントの排出能力を妨げることはない。
【図面の簡単な説明】
【図１】 本発明の一実施形態であるガンドリルを示し、（Ａ）は全体構成を示す部分省略正面図、（Ｂ）は（Ａ）の仮想線円Ｂ内の拡大図、（Ｃ）は（Ａ）の仮想線円Ｃ内の拡大図である。
【図２】 同実施形態のガンドリルに用いる基部シャンク軸部材を示し、（Ａ）は全体構成を示す部分省略正面図、（Ｂ）は（Ａ）のＢーＢ線方向から見た側面図、（Ｃ）は（Ａ）のＣ−Ｃ線の矢視断面図、（Ｄ）は（Ａ）のうＤーＤ線矢視断面図である。
【図３】 同実施形態のガンドリルに用いる中間部シャンク軸部材を示し、（Ａ）は全体構成を示す部分省略正面図、（Ｂ）は（Ａ）のＢーＢ線矢視断面図、（Ｃ）は（Ａ）のＣーＣ線矢視断面図、（Ｄ）は（Ａ）のＤーＤ線矢視断面図である。
【図４】 同実施形態のガンドリルに用いる切削ヘッドを示し、（Ａ）は全体構成を示す部分省略正面図、（Ｂ）は先端から見た側面図、（Ｃ）は（Ａ）のＣ−Ｃ線の断面図、（Ｄ）は基端から見た側面図である。
【図５】 本発明の作用を説明するための要部断面図である。
【図６】 本発明の他の実施形態を示すガンドリルの正面図である。
【図７】 （ａ）および（ｂ）は、従来から使用されているガンドリルシステムの概略構成とそれに用いるガンドリルの断面図である。
【符号の説明】
１ クーラントの排出溝
２ クーラントの供給通路
３ シャンク軸
４ 切削ヘッド
６ 隔壁
７ 貫通孔
８ 切除部
９ シャンク軸部材
９Ａ 基部シャンク軸部材
９Ｂ 中間部シャンク軸部材
９Ｃ ヘッド部シャンク軸部材
１０ ねじ結合部
５ｂ 雄ねじ
５ｄ 雌ねじ
１３ ねじ結合部

Claims (5)

1. 外周部にはクーラントの排出溝が設けられ内部にはクーラントの供給通路が設けられたシャンク軸と、シャンク軸の先端部に切削ヘッドを備える深孔切削具であって、前記シャンク軸に同心に略軸方向全域に貫通孔が設けられて該貫通孔が上記クーラントの供給通路を形成し、シャンク軸の外周壁の一部が前記貫通孔を避けて略軸方向全域に直線状に切除されて該切除部が上記クーラントの排出溝を形成し、該シャンク軸と切削ヘッドとはねじ結合により着脱可能に設けられ、該ねじ結合部の外径よりも前記切除部に面する部分を径大に形成することでねじ結合部と切除部との間に隔壁を形成し、該隔壁によって前記ねじ結合部と前記切除部とが互いに遮断されてなることを特徴とする深孔切削具。
2. 前記シャンク軸は、複数のシャンク軸部材からなり、各シャンク 軸部材は互いに着脱可能にねじ結合され、該ねじ結合部と前記切除部とは隔壁によって互いに遮断されてなる請求項１に記載の深孔切削具。
3. 前記シャンク軸部材の両側のねじ結合部の一方が雄ねじ、他方雌ねじを構成すると共に、このシャンク軸部材と切削ヘッドとのねじ結合部が、当該シャンク軸部材相互のねじ結合部と同一寸法形状に設定されてなる請求項２に記載の深孔切削具。
4. 前記シャンク軸の外周のクーラントの排出溝は、軸に直交する方 向の切断面の深さがシャンク軸半径の１／２乃至１／４の割合であり、周方向には全周の略１／３乃至１／５の長さの割合になるよう形成されてなる請求項１〜３の何れかに記載の深孔切削具。
5. 切削ヘッドには、シャンク軸側のクーラントの供給通路と連通し て単数又は複数のクーラントの吐出口が設けられてなる請求項１〜４の何れかに記載の深孔切削具。

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