JP4378989B2 - スローアウェイ式ドリル及びこれに装着されるスローアウェイチップ - Google Patents
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Description
【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形成されたチップ取付座に、チップ本体の先端に切刃を有するスローアウェイチップ（以下、チップと称する。）が着脱可能に装着されたスローアウェイ式ドリルに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
スローアウェイ式ドリルの一例として、例えば特許文献１に開示されているようなものが知られている。
これは、チップ（切削ヘッド）が、チップ本体の後端に位置する凸曲面状固定壁と、この凸曲面状固定壁に隣接するとともに同じくチップ本体の後端に位置してドリル回転方向後方側を向くチップ側トルク伝導壁とを備え、ドリル本体が、上記の凸曲面状固定壁に密着可能な凹曲面状固定壁と、上記のチップ側トルク伝導壁に密着可能なドリル回転方向前方側を向く本体側トルク伝導壁とを備えているものである。そして、チップがドリル本体に装着されると、凸曲面状固定壁に対して、凹曲面状固定壁が密着させられ、かつ、チップ側トルク伝導壁に対して、本体側トルク伝導壁が密着させられるようになっている。
【０００３】
【特許文献１】
実用新案登録第３０５４４４４号公報
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、特許文献１に開示されたスローアウェイ式ドリルでは、チップ側トルク伝導壁が、チップ本体の後端に位置するわずかな領域にしか形成されていないため、穴明け加工の際の切削トルクに起因して発生する応力を緩和することが困難となっており、チップ本体やドリル本体が破損してしまうおそれがあった。
本発明は、上記課題に鑑みてなされたもので、切削トルクに起因して発生する応力を十分に緩和することができるスローアウェイ式ドリル及びこれに装着されるチップを提供することを目的とする。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
上記の課題を解決して、このような目的を達成するために、本発明のスローアウェイ式ドリルは、軸線回りに回転されるドリル本体の先端面に開口するチップ取付座に、チップ本体の先端に切刃を有するチップが装着されたスローアウェイ式ドリルであって、前記チップは、前記チップ本体の後端面から前記軸線方向の後端側へ突出する軸部と、前記チップ本体の後端面及び先端面に交差するとともに前記チップ本体の外周面に交差してドリル回転方向後方側を向くトルク受け面と、該トルク受け面に隣接するクランプ受け面とを備え、前記チップ取付座は、該チップ取付座の底面から前記軸線方向の後端側へ凹む孔部と、該チップ取付座の底面及び前記ドリル本体の先端面に交差するとともに前記ドリル本体の外周面に交差してドリル回転方向前方側を向くトルク伝達面と、該トルク伝達面に隣接するクランプ面とを備えていて、前記ドリル本体の先端部に形成された挿通孔に開きネジをねじ込んで前記チップ取付座を開いてから、前記チップを前記チップ取付座に挿入した後に、前記開きネジを緩めることにより、または前記ドリル本体の先端部に形成された挿通孔に開きネジをねじ込んで前記チップ取付座を開いてから、前記チップを前記チップ取付座に挿入した後に、前記開きネジを緩め、さらに、前記ドリル本体の先端部にクランプネジをねじ込むことにより、前記チップ取付座に挿入された前記チップは、前記軸部が前記孔部で締結され、前記トルク受け面に前記トルク伝達面が密着させられ、かつ、前記クランプ面が前記クランプ受け面に密着させられて、前記チップ取付座に前記チップが装着されることを特徴とするものである。
このような本発明によれば、チップ取付座にチップを装着するにあたって、チップ本体の軸部がチップ取付座の孔部で締結されることによってチップの芯出しが容易に行われ、しかも、チップ取付座の孔部によるチップ本体の軸部の締結と、チップ取付座のクランプ面によるチップ本体のクランプ受け面への密着とによって、チップの装着状態を強固に安定して維持することができる。
そして、チップ本体の外周面に交差するようにして外周側に位置させられたトルク受け面が、このチップ本体の後端面及び先端面に交差するような大きな領域に亘って形成されているため、穴明け加工の際の切削トルクに起因して発生する応力を、大面積のトルク受け面及びトルク伝達面同士の密着によって十分に緩和することができる。
【０００６】
また、前記トルク受け面が、前記軸線方向の後端側へ向かうにしたがいドリル回転方向前方側へ向かうように傾斜させられていてもよく、このような構成とすると、トルク受け面及びトルク伝達面同士の密着面積をより大きく確保することができるとともに、穴明け加工の際の切削トルクに起因して発生する応力を、せん断方向だけでなく圧縮方向へも働かせることができるので、さらなる応力緩和を図ることが可能となる。
【０００７】
また、前記クランプ受け面が、前記軸線方向の後端側へ向かうにしたがいドリル本体外周側へ向かうように傾斜させられていてもよく、このような構成とすると、穴明け加工の際に、ドリル本体をワークから引き抜くときのチップの抜けを確実に防止することができる。
【０００９】
本発明のチップは、本発明のスローアウェイ式ドリルに装着されるチップであって、前記チップ本体の後端面から前記軸線方向の後端側へ突出する軸部と、前記チップ本体の後端面及び先端面に交差するとともに前記チップ本体の外周面に交差してドリル回転方向後方側を向くトルク受け面と、該トルク受け面に隣接するクランプ受け面とを備えていることを特徴とするものである。
【００１０】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施形態を説明するのに先立って、この実施形態の前提となる参考例を図１〜図１０を参照しながら説明する。
本参考例によるスローアウェイ式ドリルのドリル本体１０は、図１に示すように、その後端側部分であるシャンク部に対して先端側部分が一段縮径するような、軸線Ｏ回りに回転（回転方向Ｔ）される軸線Ｏを中心とした略多段円柱状をなしている。
ドリル本体１０の先端側部分の外周には、ドリル本体１０の先端面１１に開口する一対の切屑排出溝１２，１２が、軸線Ｏを挟んで互いに反対側に、軸線Ｏ方向の後端側に向かうにしたがいドリル回転方向Ｔ後方側にねじれるように螺旋状に形成されている。
【００１１】
また、ドリル本体１０の先端部１３には、図８〜図９に示すように、ドリル本体１０の先端面１１に開口して後端側に凹むようなチップ取付座１４が形成されている。
このチップ取付座１４は、軸線Ｏ方向の先端側を向いて軸線Ｏに直交する底面１４Ａと、底面１４Ａから屹立する（底面１４Ａに交差する）とともにドリル本体１０の先端面１１に交差する一対のクランプ面１４Ｂ，１４Ｂと、同じく底面１４Ａから屹立（底面１４Ａに交差する）するとともにドリル本体１０の先端面１１に交差する一対のトルク伝達面１４Ｃ，１４Ｃとを備えている。
【００１２】
チップ取付座１４における一対のクランプ面１４Ｂ，１４Ｂは、それぞれドリル本体内周側（軸線Ｏ側）を向くように軸線Ｏを挟んで互いに反対側に位置させられ、チップ取付座１４における一対のトルク伝達面１４Ｃ，１４Ｃは、それぞれドリル回転方向Ｔ前方側を向くように軸線Ｏを挟んで互いに反対側に位置させられている。
ここで、一対のクランプ面１４Ｂ，１４Ｂは、それぞれ、一対のトルク伝達面１４Ｃ，１４Ｃのそれぞれのドリル回転方向Ｔ後方側（ドリル本体内周側）に隣接して、これらトルク伝達面１４Ｃ，１４Ｃのそれぞれと交差させられており、互いに交差するクランプ面１４Ｂとトルク伝達面１４Ｃとの交差角θ（軸線Ｏに直交する断面で見たときの交差角θ）が、９０゜〜１２０゜の範囲に設定されている。
【００１３】
また、トルク伝達面１４Ｃは、クランプ面１４Ｂと交差する側と反対側が、ドリル本体１０の外周面１０Ａに交差させられているのに対し、クランプ面１４Ｂは、トルク伝達面１４Ｃと交差する側と反対側が、ドリル本体１０の外周面１０Ａに達することなく切屑排出溝１２におけるドリル回転方向Ｔ後方側を向く壁面に交差させられている。
さらに、一対のクランプ面１４Ｂ，１４Ｂは、互いに平行かつ軸線Ｏに平行とされているのに対し、一対のトルク伝達面１４Ｃ，１４Ｃは、それぞれ、軸線Ｏ方向の後端側へ向かうにしたがいドリル回転方向Ｔ前方側へ向かうように傾斜（軸線Ｏに対する傾斜角が、０゜より大きく３０゜以下の範囲）させられている。なお、軸線Ｏに直交する断面で見たときには、一対のトルク伝達面１４Ｃ，１４Ｃが、軸線Ｏに対する（軸線Ｏを通る）直径方向にほぼ沿って延在するようになっている。
【００１４】
チップ取付座１４における軸線Ｏ方向の先端側を向く底面１４Ａには、軸線Ｏ方向の後端側へ凹む孔部１５が穿設されており、この孔部１５は、軸線Ｏに直交する断面が軸線Ｏを中心とした略円形状をなして、軸線Ｏ方向での全長に亘って一定の内径を有するようになっている。
孔部１５の内径は、この孔部１５の内周面が切屑排出溝１２，１２の壁面よりもドリル本体内周側に位置するような大きさに設定されているため、図９に示すように、孔部１５は、切屑排出溝１２，１２の壁面に開口せず連通させられていない。
同じく、チップ取付座１４における軸線Ｏ方向の先端側を向く底面１４Ａには、軸線Ｏ方向の後端側へ延びるスリット１６が、軸線Ｏを含んで軸線Ｏに平行となるとともに上記の孔部１５を二分するように切り込まれており、このスリット１６は、切屑排出溝１２，１２の壁面に開口して、これら切屑排出溝１２，１２に連通させられている。
【００１５】
また、軸線Ｏ方向の先端側から見たとき、スリット１６が延びる方向である延在方向Ｎは、図９に示すように、軸線Ｏに対する直径方向においてクランプ面１４Ｂが延びる方向と平行な方向Ｍよりも、軸線Ｏ回りにドリル回転方向Ｔ後方側へ向かって回転された位置に配置されるよう傾斜させられている。このスリット１６の延在方向Ｎの、上記の方向Ｍに対する傾斜角αは、０゜より大きく３０゜以下の範囲に設定されている。
なお、スリット１６の底部１６Ａは、このスリット１６の幅（スリット１６を構成する互いに対向した一対の壁面同士の間の距離）よりも大きい幅を有する断面円形状をなしている。
【００１６】
このようなスリット１６が、ドリル本体１０の先端部１３に形成されていることによって、ドリル本体１０の先端部１３は、上記の孔部１５も含めて、スリット１６の位置を挟んで第一先端部１３Ａと第二先端部１３Ｂとに二分されることとなり、第一先端部１３Ａ側には、チップ取付座１４における互いに交差する一方のクランプ面１４Ｂ及びトルク伝達面１４Ｃが、第二先端部１３Ｂ側には、チップ取付座１４における互いに交差する他方のクランプ面１４Ｂ及びトルク伝達面１４Ｃが位置させられた状態となっている。
【００１７】
さらに、ドリル本体１０の先端部１３には、図１０に示すように、スリット１６を交差して軸線Ｏに対する直径方向に延びるような挿通孔２０が設けられており、この挿通孔２０は、先端部１３を貫通することによって、その延在方向Ｌの外周側端部がそれぞれ第一先端部１３Ａの外周面（１０Ａ）と第二先端部１３Ｂの外周面（１０Ａ）とに開口させられている。
なお、挿通孔２０は、軸線Ｏに対する直径方向に延びるように形成されているのであるが、その延在方向Ｌは、スリット１６の延在方向Ｎに直交する幅方向Ｎ１よりも、軸線Ｏ回りにドリル回転方向Ｔ前方側へ向かって回転された位置に配置されるよう傾斜させられている。
【００１８】
挿通孔２０において、第一先端部１３Ａ内に位置する部分は、第一先端部１３Ａの外周面（１０Ａ）から延在方向Ｌの内側（軸線Ｏに対する直径方向の内周側）に向かって一段凹む凹部２１と、この凹部２１に連なり、凹部２１の最大内径よりも一段小さい一定の内径で延在方向Ｌの内側に向かって延びてスリット１６に開口する孔部２２とから構成されている。
一方、挿通孔２０において、第二先端部１３Ｂ内に位置する部分は、第二先端部１３Ｂの外周面（１０Ａ）から一定の内径で延在方向Ｌの内側（軸線Ｏに対する直径方向の内周側）に向かって延びてスリット１６に開口する雌ねじ部２３とされている（挿通孔２０において、第二先端部１３Ｂ内に位置する部分は、第二先端部１３Ｂの外周面（１０Ａ）には開口しない止まり穴状とされていてもよい）。
【００１９】
なお、ドリル本体１０の先端部１３には、一対の切屑排出溝１２，１２間に画成されたドリル本体１０の外周面１０Ａが切り欠かれることによって、ドリル本体１０の後端から軸線Ｏに沿って延びて途中で分岐したクーラント穴１７，１７が開口するクーラント吐出部１７Ａ，１７Ａが形成されており、穴明け加工の際には、これらのクーラント吐出部１７Ａ，１７Ａを通して切削部位にクーラントが供給される。
【００２０】
一方、上記のようなチップ取付座１４に固定されて装着されるチップのチップ本体３０は、超硬合金等の硬質材料により、図５〜図７に示すような形状に形成されたものである。
このチップがチップ取付座１４に装着された状態で、軸線Ｏ方向の先端側を向くチップ本体３０の先端面３１は、軸線Ｏからドリル本体外周側に向かうにしたがい漸次後退するＶ字状をなしている。
【００２１】
そして、チップ装着状態で、ドリル回転方向Ｔ前方側を向いて切屑排出溝１２，１２の壁面の先端側に滑らかに連なる概略凹曲面状をなし、チップ本体３０の先端面３１と、軸線Ｏ方向の後端側を向いて軸線Ｏに直交するチップ本体３０の後端面３２と、ドリル本体外周側を向くチップ本体３０の外周面３０Ａとに交差する部分が、一対のすくい面３３，３３とされ、これらすくい面３３，３３と先端面３１との交差稜線部にそれぞれ切刃３４，３４が形成されている。
このチップは、チップ本体３０の先端面３１及び後端面３２に交差する一対のクランプ受け面３５Ａ，３５Ａと、同じくチップ本体３０の先端面３１及び後端面３２に交差する一対のトルク受け面３５Ｂ，３５Ｂとを備えている。
【００２２】
チップ本体３０における一対のクランプ受け面３５Ａ，３５Ａは、チップ装着状態で、それぞれドリル本体外周側を向くように軸線Ｏを挟んで互いに反対側に位置させられ、チップ本体３０における一対のトルク受け面３５Ｂ，３５Ｂは、チップ装着状態で、それぞれドリル回転方向Ｔ後方側を向くように軸線Ｏを挟んで互いに反対側に位置させられている。
ここで、一対のクランプ受け面３５Ａ，３５Ａは、それぞれ、一対のトルク受け面３５Ｂ，３５Ｂのそれぞれのドリル回転方向Ｔ後方側（ドリル本体内周側）に隣接して、これらトルク受け面３５Ｂ，３５Ｂのそれぞれと交差させられており、互いに交差するクランプ受け面３５Ａとトルク受け面３５Ｂとの交差角θ（軸線Ｏに直交する断面で見たときの交差角θ）が、９０゜〜１２０゜の範囲内で、上記のチップ取付座１４におけるクランプ面１４Ｂとトルク伝達面１４Ｃとの交差角θと略同一の値に設定されている。
【００２３】
また、トルク受け面３５Ｂは、クランプ受け面３５Ａと交差する側と反対側が、チップ本体３０の外周面３０Ａに交差させられているのに対し、クランプ受け面３５Ａは、トルク受け面３５Ｂと交差する側と反対側が、チップ本体３０の外周面３０Ａに達することなくドリル回転方向Ｔ前方側を向くすくい面３３に交差させられている。
さらに、一対のクランプ受け面３５Ａ，３５Ａは、互いに平行かつ軸線Ｏに平行とされているのに対し、一対のトルク受け面３５Ｂ，３５Ｂは、それぞれ、軸線Ｏ方向の後端側へ向かうにしたがいドリル回転方向Ｔ前方側へ向かうように傾斜（軸線Ｏに対する傾斜角が、０゜より大きく３０゜以下の範囲内で、上記のチップ取付座１４におけるトルク伝達面１４Ｃの傾斜角と略同一の値）させられている。
なお、軸線Ｏに直交する断面で見たときには、一対のトルク受け面３５Ｂ，３５Ｂが、軸線Ｏに対する（軸線Ｏを通る）直径方向にほぼ沿って延在するようになっている。
【００２４】
チップ本体３０の後端面３２には、軸線Ｏ方向の後端側へ突出する軸部３６が形成されており、この軸部３６は、軸線Ｏに直交する断面が軸線Ｏを中心とした略円形状をなして、軸線Ｏ方向での全長に亘って一定の外径を有するようになっている。
軸部３６の外径は、この軸部３６の外周面がすくい面３３，３３における後端面３２への交差部分よりもドリル本体内周側に位置するような大きさに設定されているため、図７に示すように、軸部３６は、その外周面が切り欠かれていない。
【００２５】
このような構成とされたチップは、ドリル本体１０の先端部１３に形成されたチップ取付座１４に対し、軸線Ｏ方向の先端側から見て、チップ本体３０のクランプ受け面３５Ａの延びる方向が、チップ取付座１４のクランプ面１４Ｂの延びる方向と平行な方向Ｍに対して平行となる状態で、軸線Ｏ方向の後端側へ向かってスライドさせられることによって挿入される。
【００２６】
これにより、チップ本体３０の後端面３２に形成された軸部３６が、チップ取付座１４の底面１４Ａに形成された孔部１５に挿入され、チップ本体３０の後端面３２が、チップ取付座１４の底面１４Ａに対向配置させられて互いに密着させられる。
このとき、チップ本体３０のすくい面３３，３３が、それぞれ切屑排出溝１２，１２内に開放されてドリル回転方向Ｔ前方側に向けられ、チップ本体３０のクランプ受け面３５Ａ，３５Ａが、それぞれチップ取付座１４のクランプ面１４Ｂ，１４Ｂに対向配置させられ、チップ本体３０のトルク受け面３５Ｂ，３５Ｂが、それぞれチップ取付座１４のトルク伝達面１４Ｃ，１４Ｃに対向配置させられた状態となっている。
【００２７】
そして、ドリル本体１０の先端部１３に設けられて、スリット１６をその幅方向Ｎ１に対して斜めに傾斜するように交差した挿通孔２０に対し、クランプネジ４０が、挿通孔２０における第一先端部１３Ａの外周面（１０Ａ）への開口部から挿通される。
クランプネジ４０は、後端に位置する頭部と、頭部の先端側に連なり、この頭部の最大外径よりも一段小さい一定の外径を有する略円柱状をなして、先端側一部分が雄ねじ部とされた軸部とから構成される略多段円柱状をなすものである。
【００２８】
このクランプネジ４０が、上記のようにして挿通孔２０に挿通され、クランプネジ４０の軸部における雄ねじ部が、挿通孔２０における雌ねじ部２３にねじ込まれると、クランプネジ４０の頭部が挿通孔２０における凹部２１内に収容されてこの凹部２１を押圧する。
そのため、ドリル本体１０の先端部１３は、孔部１５も含めてスリット１６の位置を挟んで二分された第一先端部１３Ａと第二先端部１３Ｂとが互いに近づくような弾性変形を行うので、第一先端部１３Ａ側に位置する一方のクランプ面１４Ｂ及びトルク伝達面１４Ｃと、第二先端部１３Ｂ側に位置する他方のクランプ面１４Ｂ及びトルク伝達面１４Ｃとが互いに近づくとともに、スリット１６で二分された孔部１５の内周面同士が互いに近づくこととなる。
【００２９】
したがって、チップ取付座１４における孔部１５の内周面が、これに挿入されたチップ本体３０における軸部３６の外周面に密着してこれを押圧することによって、孔部１５が軸部３６を締結し、さらに、チップ取付座１４における一対のクランプ面１４Ｂ，１４Ｂが、チップ本体３０における一対のクランプ受け面３５Ａ，３５Ａにそれぞれ密着してこれらを押圧し、かつ、チップ取付座１４における一対のトルク伝達面１４Ｃ，１４Ｃが、チップ本体３０における一対のトルク受け面３５Ｂ，３５Ｂにそれぞれ密着してこれらを押圧し、チップがチップ取付座１４に固定されて装着される。
【００３０】
以上説明したように、前記構成のスローアウェイ式ドリルでは、チップ取付座１４にチップを装着するにあたって、チップ本体３０に形成された軸部３６が、チップ取付座１４に形成された孔部１５に挿入されて締結されることによって、ドリル本体１０の軸線Ｏとチップ本体３０の軸線Ｏとを一致させるチップの芯出しを容易に行うことが可能となっている。
また、チップ取付座１４に装着されたチップの装着状態は、チップ取付座１４の孔部１５によるチップ本体３０の軸部３６の締結と、チップ取付座１４の一対のクランプ面１４Ｂ，１４Ｂによるチップ本体３０のクランプ受け面３５Ａ，３５Ａへの密着・押圧とによって、強固に安定して維持される。
【００３１】
そして、チップ本体３０の外周面３０Ａに交差するようにして外周側に位置させられた一対のトルク受け面３５Ｂ，３５Ｂが、このチップ本体３０の後端面３２及び先端面３１に交差するような大きな領域に亘って大面積で形成されていて、これに対応するチップ取付座１４のトルク伝達面１４Ｃ，１４Ｃも大面積で形成されているため、穴明け加工の際の切削トルクに起因して発生する応力を、これら大面積のトルク受け面３５Ｂ，３５Ｂとトルク伝達面１４Ｃ，１４Ｃとの密着によって十分に緩和することが可能となっている。
【００３２】
また、これら一対のトルク受け面３５Ｂ，３５Ｂは、軸線Ｏ方向の後端側へ向かうにしたがいドリル回転方向Ｔ前方側へ向かうように、軸線Ｏに対する傾斜角が０゜より大きく３０゜以下の範囲（好ましくは、軸線Ｏに対する傾斜角が、０゜より大きく１０゜以下の範囲）で傾斜させられている。
そのため、トルク受け面３５Ｂとこれに密着させられるトルク伝達面１４Ｃとの密着面積をより大きく確保することができるのに加えて、穴明け加工の際の切削トルクに起因して発生する応力を、ドリル本体１０に対してせん断方向だけでなく圧縮方向へも働かせることができるので、上述したような大面積のトルク受け面３５Ｂ及びトルク伝達面１４Ｃを形成した効果とも相俟って、さらなる応力緩和を図ることが可能となる。
なお、このトルク受け面３５Ｂについては、必ずしも軸線Ｏ方向の後端側へ向かうにしたがいドリル回転方向Ｔ前方側へ傾斜させる必要はなく、場合によっては、軸線Ｏに平行（軸線Ｏに対する傾斜角が０゜）とされていてもよい。
【００３３】
また、軸線Ｏ方向の先端側から見たときのスリット１６の延在方向Ｎを、チップ取付座１４のクランプ面１４Ｂの延びる方向と平行な方向Ｍに対して、０゜より大きく３０゜以下の範囲に設定された傾斜角αで傾斜させていることから、スリット１６の底部１６Ａを断面円形状にしたこととも相俟って、この底部１６Ａに作用する応力が集中するのを抑制することができる。
【００３４】
ここで、前記スローアウェイ式ドリルでは、チップ本体３０の一対のクランプ受け面３５Ａ，３５Ａと、これらに密着させられるチップ取付座１４の一対のクランプ面１４Ｂ，１４Ｂとを、軸線Ｏに平行としたが、これらクランプ受け面３５Ａ，３５Ａ及びクランプ面１４Ｂ，１４Ｂを、軸線Ｏ方向の後端側に向かうにしたがいドリル本体外周側へ向かうように傾斜（例えば、軸線Ｏに対する傾斜角が、０゜より大きく１゜以下の範囲）させてもよい。
このように構成することで、穴明け加工の際、ドリル本体１０が軸線Ｏ回りに回転されつつ軸線Ｏ方向の先端側へ送られてワークに加工穴を形成した後、ドリル本体１０をワークから引き抜くときに、チップがチップ取付座１４から抜けてしまうようなおそれを確実になくすことができる。
また、同様の効果を得ることができる構成としては、チップ本体３０の軸部３６と、これを締結するチップ取付座１４の孔部１５とを、軸線Ｏ方向の後端側へ向かうにしたがい漸次外径（内径）の大きくなるテーパ状（例えば、片角でのテーパ角が、０゜より大きく１０゜以下の範囲）に形成することが考えられる。
【００３５】
そして、前記参考例では、ドリル本体１０の先端部１３に形成された挿通孔２０に対してクランプネジ４０をねじ込むことにより、チップ取付座１４に挿入されたチップを固定するようにしているが、本発明の第一実施形態では、ドリル本体１０の先端部１３に形成された挿通孔２０に開きネジをねじ込んでチップ取付座１４を開いてから、チップをチップ取付座１４に挿入した後に、開きネジを緩めることによって、チップを固定している。
【００３６】
具体的には、図１１に示すように、挿通孔２０において、第一先端部１３Ａ内に位置する部分が、第一先端部１３Ａの外周面（１０Ａ）から延在方向Ｌの内側（軸線Ｏに対する直径方向の内周側）に向かって延びてスリット１６に開口する雌ねじ部２４とされる。
また、挿通孔２０において、第二先端部１３Ｂ内に位置する部分が、スリット１６から延在方向Ｌの外側に向かって凹み、開きネジの先端によって押圧される受け部２５とされる（この受け部２５は形成されていなくてもよい）。
【００３７】
そして、図示はしないが、先端側一部分が雄ねじ部とされた軸部を有する開きネジが、挿通孔２０における第一先端部１３Ａの外周面（１０Ａ）への開口部から挿通孔２０に対して挿通され、開きネジの雄ねじ部が、挿通孔２０における雌ねじ部２４にねじ込まれると、開きネジの先端が、第二先端部１３Ｂ内に位置する受け部２５を押圧する。
これにより、ドリル本体１０の先端部１３は、孔部１５も含めてスリット１６の位置を挟んで二分された第一先端部１３Ａと第二先端部１３Ｂとが互いに離れるような弾性変形を行うので、このドリル本体１０の先端部１３に形成されたチップ取付座１４が開かれて、チップのチップ取付座１４への挿入が可能となる。
【００３８】
つまり、開きネジをねじ込むことにより、第一先端部１３Ａ側に位置する一方のクランプ面１４Ｂ及びトルク伝達面１４Ｃと、第二先端部１３Ｂ側に位置する他方のクランプ面１４Ｂ及びトルク伝達面１４Ｃとが互いに離れるとともに、スリット１６で二分された孔部１５の内周面同士が互いに離れることになるのである。
チップをチップ取付座１４に挿入した後に、開きネジを緩めて、これを挿通孔２０から取り外すと、第一先端部１３Ａ側に位置する一方のクランプ面１４Ｂ及びトルク伝達面１４Ｃと、第二先端部１３Ｂ側に位置する他方のクランプ面１４Ｂ及びトルク伝達面１４Ｃとが互いに近づくとともに、スリット１６で二分された孔部１５の内周面同士が互いに近づくこととなり、チップがチップ取付座１４に固定されて装着される。
【００３９】
また、本発明の第二実施形態として、ドリル本体１０の先端部１３に形成された挿通孔２０に開きネジをねじ込んでチップ取付座１４を開いてから、チップをチップ取付座１４に挿入した後に、開きネジを緩め、さらに、ドリル本体１０の先端部１３にクランプネジをねじ込むことにより、チップを固定してもよい。
具体的には、図１２に示すように、挿通孔２０において、第一先端部１３Ａ内に位置する部分が、第一先端部１３Ａの外周面（１０Ａ）から延在方向Ｌの内側（軸線Ｏに対する直径方向の内周側）に向かって一段凹む凹部２１と、この凹部２１に連なり、凹部２１の最大内径よりも一段小さい一定の内径で延在方向Ｌの内側に向かって延びてスリット１６に開口する第一雌ねじ部２６とから構成される。
【００４０】
また、挿通孔２０において、第二先端部１３Ｂ内に位置する部分が、第二先端部１３Ｂの外周面（１０Ａ）から第一雌ねじ部２６の内径よりも一段小さい一定の内径で延在方向Ｌの内側（軸線Ｏに対する直径方向の内周側）に向かって延びる第二雌ねじ部２７と、この第二雌ねじ部２７よりも一段大きい一定の内径で延在方向Ｌの内側に向かって延びてスリット１６に開口する孔部２８とから構成される（挿通孔２０において、第二先端部１３Ｂ内に位置する部分は、第二先端部１３Ｂの外周面（１０Ａ）には開口しない止まり穴状とされていてもよい。
このとき、第二雌ねじ部２７の内径よりも、孔部２８の内径の方が一段大きくなっているため、これら第二雌ねじ部２７と孔部２８との接続部分に段差が形成されており、この段差が、開きネジの先端によって押圧される受け部２９とされる。
【００４１】
そして、図示はしないが、先端側一部分が雄ねじ部とされた軸部を有する開きネジが、挿通孔２０における第一先端部１３Ａの外周面（１０Ａ）への開口部から挿通孔２０に対して挿通され、開きネジの雄ねじ部が、挿通孔２０における（第二雌ねじ部２７よりも内径の大きい）第一雌ねじ部２６にねじ込まれると、開きネジの先端が、第二先端部１３Ｂ内に位置する受け部２９を押圧する。
これにより、上記の図１１に示した第一変形例と同様に、ドリル本体１０の先端部１３に形成されたチップ取付座１４が開かれて、チップのチップ取付座１４への挿入が可能となり、チップをチップ取付座１４に挿入した後に、開きネジを緩めて、これを挿通孔２０から取り外す。
【００４２】
最後に、図示はしないが、クランプネジ４０が、挿通孔２０における第一先端部１３Ａの外周面（１０Ａ）への開口部から挿通孔２０に対して挿通され、クランプネジ４０の雄ねじ部が、挿通孔２０における（第一雌ねじ部２６よりも内径の小さい）第二雌ねじ部２７にねじ込まれ、上記の参考例と同様に、チップがチップ取付座１４に強固に固定されて装着される。
【００４３】
【発明の効果】
本発明によれば、チップ取付座にチップを装着するにあたって、チップ本体の軸部がチップ取付座の孔部で締結されることによってチップの芯出しが容易に行われ、しかも、チップ取付座の孔部によるチップ本体の軸部の締結と、チップ取付座のクランプ面によるチップ本体のクランプ面への密着とによって、チップの装着状態を強固に安定して維持することができる。
そして、チップ本体の外周面に交差するようにして外周側に位置させられたトルク受け面が、このチップ本体の後端面及び先端面に交差するような大きな領域に亘って形成されているため、穴明け加工の際の切削トルクに起因して発生する応力を、大面積のトルク受け面及びトルク伝達面同士の密着によって十分に緩和することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】 本発明の実施形態を説明する上での参考例のスローアウェイ式ドリルの側面図である。
【図２】 図１における要部拡大図である。
【図３】 図２におけるＡ方向矢視図である。
【図４】 本発明の実施形態を説明する上での参考例のスローアウェイ式ドリルの先端面図である。
【図５】 本発明の実施形態および参考例のスローアウェイ式ドリルに装着されるチップの側面図である。
【図６】 本発明の実施形態および参考例のスローアウェイ式ドリルに装着されるチップの先端面図である。
【図７】 本発明の実施形態および参考例のスローアウェイ式ドリルに装着されるチップの後端面図である
【図８】 本発明の実施形態を説明する上での参考例のスローアウェイ式ドリルのドリル本体の側面図である。
【図９】 図８におけるＢ−Ｂ線断面図である。
【図１０】 図８におけるＣ−Ｃ線断面図である。
【図１１】 本発明の第一実施形態のスローアウェイ式ドリルのドリル本体の断面図である。
【図１２】 本発明の第二実施形態のスローアウェイ式ドリルのドリル本体の断面図である。
【符号の説明】
１０ ドリル本体
１０Ａ ドリル本体の外周面
１１ 先端面
１４ チップ取付座
１４Ａ 底面
１４Ｂ クランプ面
１４Ｃ トルク伝達面
１５ 孔部
１６ スリット
３０ チップ本体
３０Ａ チップ本体の外周面
３１ 先端面
３２ 後端面
３５Ａ クランプ受け面
３５Ｂ トルク受け面
３６ 軸部
４０ クランプネジ
Ｏ ドリル本体の軸線
Ｔ ドリル回転方向
【発明の属する技術分野】
本発明は、ドリル本体の先端部に形成されたチップ取付座に、チップ本体の先端に切刃を有するスローアウェイチップ（以下、チップと称する。）が着脱可能に装着されたスローアウェイ式ドリルに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
スローアウェイ式ドリルの一例として、例えば特許文献１に開示されているようなものが知られている。
これは、チップ（切削ヘッド）が、チップ本体の後端に位置する凸曲面状固定壁と、この凸曲面状固定壁に隣接するとともに同じくチップ本体の後端に位置してドリル回転方向後方側を向くチップ側トルク伝導壁とを備え、ドリル本体が、上記の凸曲面状固定壁に密着可能な凹曲面状固定壁と、上記のチップ側トルク伝導壁に密着可能なドリル回転方向前方側を向く本体側トルク伝導壁とを備えているものである。そして、チップがドリル本体に装着されると、凸曲面状固定壁に対して、凹曲面状固定壁が密着させられ、かつ、チップ側トルク伝導壁に対して、本体側トルク伝導壁が密着させられるようになっている。
【０００３】
【特許文献１】
実用新案登録第３０５４４４４号公報
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、特許文献１に開示されたスローアウェイ式ドリルでは、チップ側トルク伝導壁が、チップ本体の後端に位置するわずかな領域にしか形成されていないため、穴明け加工の際の切削トルクに起因して発生する応力を緩和することが困難となっており、チップ本体やドリル本体が破損してしまうおそれがあった。
本発明は、上記課題に鑑みてなされたもので、切削トルクに起因して発生する応力を十分に緩和することができるスローアウェイ式ドリル及びこれに装着されるチップを提供することを目的とする。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
上記の課題を解決して、このような目的を達成するために、本発明のスローアウェイ式ドリルは、軸線回りに回転されるドリル本体の先端面に開口するチップ取付座に、チップ本体の先端に切刃を有するチップが装着されたスローアウェイ式ドリルであって、前記チップは、前記チップ本体の後端面から前記軸線方向の後端側へ突出する軸部と、前記チップ本体の後端面及び先端面に交差するとともに前記チップ本体の外周面に交差してドリル回転方向後方側を向くトルク受け面と、該トルク受け面に隣接するクランプ受け面とを備え、前記チップ取付座は、該チップ取付座の底面から前記軸線方向の後端側へ凹む孔部と、該チップ取付座の底面及び前記ドリル本体の先端面に交差するとともに前記ドリル本体の外周面に交差してドリル回転方向前方側を向くトルク伝達面と、該トルク伝達面に隣接するクランプ面とを備えていて、前記ドリル本体の先端部に形成された挿通孔に開きネジをねじ込んで前記チップ取付座を開いてから、前記チップを前記チップ取付座に挿入した後に、前記開きネジを緩めることにより、または前記ドリル本体の先端部に形成された挿通孔に開きネジをねじ込んで前記チップ取付座を開いてから、前記チップを前記チップ取付座に挿入した後に、前記開きネジを緩め、さらに、前記ドリル本体の先端部にクランプネジをねじ込むことにより、前記チップ取付座に挿入された前記チップは、前記軸部が前記孔部で締結され、前記トルク受け面に前記トルク伝達面が密着させられ、かつ、前記クランプ面が前記クランプ受け面に密着させられて、前記チップ取付座に前記チップが装着されることを特徴とするものである。
このような本発明によれば、チップ取付座にチップを装着するにあたって、チップ本体の軸部がチップ取付座の孔部で締結されることによってチップの芯出しが容易に行われ、しかも、チップ取付座の孔部によるチップ本体の軸部の締結と、チップ取付座のクランプ面によるチップ本体のクランプ受け面への密着とによって、チップの装着状態を強固に安定して維持することができる。
そして、チップ本体の外周面に交差するようにして外周側に位置させられたトルク受け面が、このチップ本体の後端面及び先端面に交差するような大きな領域に亘って形成されているため、穴明け加工の際の切削トルクに起因して発生する応力を、大面積のトルク受け面及びトルク伝達面同士の密着によって十分に緩和することができる。
【０００６】
また、前記トルク受け面が、前記軸線方向の後端側へ向かうにしたがいドリル回転方向前方側へ向かうように傾斜させられていてもよく、このような構成とすると、トルク受け面及びトルク伝達面同士の密着面積をより大きく確保することができるとともに、穴明け加工の際の切削トルクに起因して発生する応力を、せん断方向だけでなく圧縮方向へも働かせることができるので、さらなる応力緩和を図ることが可能となる。
【０００７】
また、前記クランプ受け面が、前記軸線方向の後端側へ向かうにしたがいドリル本体外周側へ向かうように傾斜させられていてもよく、このような構成とすると、穴明け加工の際に、ドリル本体をワークから引き抜くときのチップの抜けを確実に防止することができる。
【０００９】
本発明のチップは、本発明のスローアウェイ式ドリルに装着されるチップであって、前記チップ本体の後端面から前記軸線方向の後端側へ突出する軸部と、前記チップ本体の後端面及び先端面に交差するとともに前記チップ本体の外周面に交差してドリル回転方向後方側を向くトルク受け面と、該トルク受け面に隣接するクランプ受け面とを備えていることを特徴とするものである。
【００１０】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施形態を説明するのに先立って、この実施形態の前提となる参考例を図１〜図１０を参照しながら説明する。
本参考例によるスローアウェイ式ドリルのドリル本体１０は、図１に示すように、その後端側部分であるシャンク部に対して先端側部分が一段縮径するような、軸線Ｏ回りに回転（回転方向Ｔ）される軸線Ｏを中心とした略多段円柱状をなしている。
ドリル本体１０の先端側部分の外周には、ドリル本体１０の先端面１１に開口する一対の切屑排出溝１２，１２が、軸線Ｏを挟んで互いに反対側に、軸線Ｏ方向の後端側に向かうにしたがいドリル回転方向Ｔ後方側にねじれるように螺旋状に形成されている。
【００１１】
また、ドリル本体１０の先端部１３には、図８〜図９に示すように、ドリル本体１０の先端面１１に開口して後端側に凹むようなチップ取付座１４が形成されている。
このチップ取付座１４は、軸線Ｏ方向の先端側を向いて軸線Ｏに直交する底面１４Ａと、底面１４Ａから屹立する（底面１４Ａに交差する）とともにドリル本体１０の先端面１１に交差する一対のクランプ面１４Ｂ，１４Ｂと、同じく底面１４Ａから屹立（底面１４Ａに交差する）するとともにドリル本体１０の先端面１１に交差する一対のトルク伝達面１４Ｃ，１４Ｃとを備えている。
【００１２】
チップ取付座１４における一対のクランプ面１４Ｂ，１４Ｂは、それぞれドリル本体内周側（軸線Ｏ側）を向くように軸線Ｏを挟んで互いに反対側に位置させられ、チップ取付座１４における一対のトルク伝達面１４Ｃ，１４Ｃは、それぞれドリル回転方向Ｔ前方側を向くように軸線Ｏを挟んで互いに反対側に位置させられている。
ここで、一対のクランプ面１４Ｂ，１４Ｂは、それぞれ、一対のトルク伝達面１４Ｃ，１４Ｃのそれぞれのドリル回転方向Ｔ後方側（ドリル本体内周側）に隣接して、これらトルク伝達面１４Ｃ，１４Ｃのそれぞれと交差させられており、互いに交差するクランプ面１４Ｂとトルク伝達面１４Ｃとの交差角θ（軸線Ｏに直交する断面で見たときの交差角θ）が、９０゜〜１２０゜の範囲に設定されている。
【００１３】
また、トルク伝達面１４Ｃは、クランプ面１４Ｂと交差する側と反対側が、ドリル本体１０の外周面１０Ａに交差させられているのに対し、クランプ面１４Ｂは、トルク伝達面１４Ｃと交差する側と反対側が、ドリル本体１０の外周面１０Ａに達することなく切屑排出溝１２におけるドリル回転方向Ｔ後方側を向く壁面に交差させられている。
さらに、一対のクランプ面１４Ｂ，１４Ｂは、互いに平行かつ軸線Ｏに平行とされているのに対し、一対のトルク伝達面１４Ｃ，１４Ｃは、それぞれ、軸線Ｏ方向の後端側へ向かうにしたがいドリル回転方向Ｔ前方側へ向かうように傾斜（軸線Ｏに対する傾斜角が、０゜より大きく３０゜以下の範囲）させられている。なお、軸線Ｏに直交する断面で見たときには、一対のトルク伝達面１４Ｃ，１４Ｃが、軸線Ｏに対する（軸線Ｏを通る）直径方向にほぼ沿って延在するようになっている。
【００１４】
チップ取付座１４における軸線Ｏ方向の先端側を向く底面１４Ａには、軸線Ｏ方向の後端側へ凹む孔部１５が穿設されており、この孔部１５は、軸線Ｏに直交する断面が軸線Ｏを中心とした略円形状をなして、軸線Ｏ方向での全長に亘って一定の内径を有するようになっている。
孔部１５の内径は、この孔部１５の内周面が切屑排出溝１２，１２の壁面よりもドリル本体内周側に位置するような大きさに設定されているため、図９に示すように、孔部１５は、切屑排出溝１２，１２の壁面に開口せず連通させられていない。
同じく、チップ取付座１４における軸線Ｏ方向の先端側を向く底面１４Ａには、軸線Ｏ方向の後端側へ延びるスリット１６が、軸線Ｏを含んで軸線Ｏに平行となるとともに上記の孔部１５を二分するように切り込まれており、このスリット１６は、切屑排出溝１２，１２の壁面に開口して、これら切屑排出溝１２，１２に連通させられている。
【００１５】
また、軸線Ｏ方向の先端側から見たとき、スリット１６が延びる方向である延在方向Ｎは、図９に示すように、軸線Ｏに対する直径方向においてクランプ面１４Ｂが延びる方向と平行な方向Ｍよりも、軸線Ｏ回りにドリル回転方向Ｔ後方側へ向かって回転された位置に配置されるよう傾斜させられている。このスリット１６の延在方向Ｎの、上記の方向Ｍに対する傾斜角αは、０゜より大きく３０゜以下の範囲に設定されている。
なお、スリット１６の底部１６Ａは、このスリット１６の幅（スリット１６を構成する互いに対向した一対の壁面同士の間の距離）よりも大きい幅を有する断面円形状をなしている。
【００１６】
このようなスリット１６が、ドリル本体１０の先端部１３に形成されていることによって、ドリル本体１０の先端部１３は、上記の孔部１５も含めて、スリット１６の位置を挟んで第一先端部１３Ａと第二先端部１３Ｂとに二分されることとなり、第一先端部１３Ａ側には、チップ取付座１４における互いに交差する一方のクランプ面１４Ｂ及びトルク伝達面１４Ｃが、第二先端部１３Ｂ側には、チップ取付座１４における互いに交差する他方のクランプ面１４Ｂ及びトルク伝達面１４Ｃが位置させられた状態となっている。
【００１７】
さらに、ドリル本体１０の先端部１３には、図１０に示すように、スリット１６を交差して軸線Ｏに対する直径方向に延びるような挿通孔２０が設けられており、この挿通孔２０は、先端部１３を貫通することによって、その延在方向Ｌの外周側端部がそれぞれ第一先端部１３Ａの外周面（１０Ａ）と第二先端部１３Ｂの外周面（１０Ａ）とに開口させられている。
なお、挿通孔２０は、軸線Ｏに対する直径方向に延びるように形成されているのであるが、その延在方向Ｌは、スリット１６の延在方向Ｎに直交する幅方向Ｎ１よりも、軸線Ｏ回りにドリル回転方向Ｔ前方側へ向かって回転された位置に配置されるよう傾斜させられている。
【００１８】
挿通孔２０において、第一先端部１３Ａ内に位置する部分は、第一先端部１３Ａの外周面（１０Ａ）から延在方向Ｌの内側（軸線Ｏに対する直径方向の内周側）に向かって一段凹む凹部２１と、この凹部２１に連なり、凹部２１の最大内径よりも一段小さい一定の内径で延在方向Ｌの内側に向かって延びてスリット１６に開口する孔部２２とから構成されている。
一方、挿通孔２０において、第二先端部１３Ｂ内に位置する部分は、第二先端部１３Ｂの外周面（１０Ａ）から一定の内径で延在方向Ｌの内側（軸線Ｏに対する直径方向の内周側）に向かって延びてスリット１６に開口する雌ねじ部２３とされている（挿通孔２０において、第二先端部１３Ｂ内に位置する部分は、第二先端部１３Ｂの外周面（１０Ａ）には開口しない止まり穴状とされていてもよい）。
【００１９】
なお、ドリル本体１０の先端部１３には、一対の切屑排出溝１２，１２間に画成されたドリル本体１０の外周面１０Ａが切り欠かれることによって、ドリル本体１０の後端から軸線Ｏに沿って延びて途中で分岐したクーラント穴１７，１７が開口するクーラント吐出部１７Ａ，１７Ａが形成されており、穴明け加工の際には、これらのクーラント吐出部１７Ａ，１７Ａを通して切削部位にクーラントが供給される。
【００２０】
一方、上記のようなチップ取付座１４に固定されて装着されるチップのチップ本体３０は、超硬合金等の硬質材料により、図５〜図７に示すような形状に形成されたものである。
このチップがチップ取付座１４に装着された状態で、軸線Ｏ方向の先端側を向くチップ本体３０の先端面３１は、軸線Ｏからドリル本体外周側に向かうにしたがい漸次後退するＶ字状をなしている。
【００２１】
そして、チップ装着状態で、ドリル回転方向Ｔ前方側を向いて切屑排出溝１２，１２の壁面の先端側に滑らかに連なる概略凹曲面状をなし、チップ本体３０の先端面３１と、軸線Ｏ方向の後端側を向いて軸線Ｏに直交するチップ本体３０の後端面３２と、ドリル本体外周側を向くチップ本体３０の外周面３０Ａとに交差する部分が、一対のすくい面３３，３３とされ、これらすくい面３３，３３と先端面３１との交差稜線部にそれぞれ切刃３４，３４が形成されている。
このチップは、チップ本体３０の先端面３１及び後端面３２に交差する一対のクランプ受け面３５Ａ，３５Ａと、同じくチップ本体３０の先端面３１及び後端面３２に交差する一対のトルク受け面３５Ｂ，３５Ｂとを備えている。
【００２２】
チップ本体３０における一対のクランプ受け面３５Ａ，３５Ａは、チップ装着状態で、それぞれドリル本体外周側を向くように軸線Ｏを挟んで互いに反対側に位置させられ、チップ本体３０における一対のトルク受け面３５Ｂ，３５Ｂは、チップ装着状態で、それぞれドリル回転方向Ｔ後方側を向くように軸線Ｏを挟んで互いに反対側に位置させられている。
ここで、一対のクランプ受け面３５Ａ，３５Ａは、それぞれ、一対のトルク受け面３５Ｂ，３５Ｂのそれぞれのドリル回転方向Ｔ後方側（ドリル本体内周側）に隣接して、これらトルク受け面３５Ｂ，３５Ｂのそれぞれと交差させられており、互いに交差するクランプ受け面３５Ａとトルク受け面３５Ｂとの交差角θ（軸線Ｏに直交する断面で見たときの交差角θ）が、９０゜〜１２０゜の範囲内で、上記のチップ取付座１４におけるクランプ面１４Ｂとトルク伝達面１４Ｃとの交差角θと略同一の値に設定されている。
【００２３】
また、トルク受け面３５Ｂは、クランプ受け面３５Ａと交差する側と反対側が、チップ本体３０の外周面３０Ａに交差させられているのに対し、クランプ受け面３５Ａは、トルク受け面３５Ｂと交差する側と反対側が、チップ本体３０の外周面３０Ａに達することなくドリル回転方向Ｔ前方側を向くすくい面３３に交差させられている。
さらに、一対のクランプ受け面３５Ａ，３５Ａは、互いに平行かつ軸線Ｏに平行とされているのに対し、一対のトルク受け面３５Ｂ，３５Ｂは、それぞれ、軸線Ｏ方向の後端側へ向かうにしたがいドリル回転方向Ｔ前方側へ向かうように傾斜（軸線Ｏに対する傾斜角が、０゜より大きく３０゜以下の範囲内で、上記のチップ取付座１４におけるトルク伝達面１４Ｃの傾斜角と略同一の値）させられている。
なお、軸線Ｏに直交する断面で見たときには、一対のトルク受け面３５Ｂ，３５Ｂが、軸線Ｏに対する（軸線Ｏを通る）直径方向にほぼ沿って延在するようになっている。
【００２４】
チップ本体３０の後端面３２には、軸線Ｏ方向の後端側へ突出する軸部３６が形成されており、この軸部３６は、軸線Ｏに直交する断面が軸線Ｏを中心とした略円形状をなして、軸線Ｏ方向での全長に亘って一定の外径を有するようになっている。
軸部３６の外径は、この軸部３６の外周面がすくい面３３，３３における後端面３２への交差部分よりもドリル本体内周側に位置するような大きさに設定されているため、図７に示すように、軸部３６は、その外周面が切り欠かれていない。
【００２５】
このような構成とされたチップは、ドリル本体１０の先端部１３に形成されたチップ取付座１４に対し、軸線Ｏ方向の先端側から見て、チップ本体３０のクランプ受け面３５Ａの延びる方向が、チップ取付座１４のクランプ面１４Ｂの延びる方向と平行な方向Ｍに対して平行となる状態で、軸線Ｏ方向の後端側へ向かってスライドさせられることによって挿入される。
【００２６】
これにより、チップ本体３０の後端面３２に形成された軸部３６が、チップ取付座１４の底面１４Ａに形成された孔部１５に挿入され、チップ本体３０の後端面３２が、チップ取付座１４の底面１４Ａに対向配置させられて互いに密着させられる。
このとき、チップ本体３０のすくい面３３，３３が、それぞれ切屑排出溝１２，１２内に開放されてドリル回転方向Ｔ前方側に向けられ、チップ本体３０のクランプ受け面３５Ａ，３５Ａが、それぞれチップ取付座１４のクランプ面１４Ｂ，１４Ｂに対向配置させられ、チップ本体３０のトルク受け面３５Ｂ，３５Ｂが、それぞれチップ取付座１４のトルク伝達面１４Ｃ，１４Ｃに対向配置させられた状態となっている。
【００２７】
そして、ドリル本体１０の先端部１３に設けられて、スリット１６をその幅方向Ｎ１に対して斜めに傾斜するように交差した挿通孔２０に対し、クランプネジ４０が、挿通孔２０における第一先端部１３Ａの外周面（１０Ａ）への開口部から挿通される。
クランプネジ４０は、後端に位置する頭部と、頭部の先端側に連なり、この頭部の最大外径よりも一段小さい一定の外径を有する略円柱状をなして、先端側一部分が雄ねじ部とされた軸部とから構成される略多段円柱状をなすものである。
【００２８】
このクランプネジ４０が、上記のようにして挿通孔２０に挿通され、クランプネジ４０の軸部における雄ねじ部が、挿通孔２０における雌ねじ部２３にねじ込まれると、クランプネジ４０の頭部が挿通孔２０における凹部２１内に収容されてこの凹部２１を押圧する。
そのため、ドリル本体１０の先端部１３は、孔部１５も含めてスリット１６の位置を挟んで二分された第一先端部１３Ａと第二先端部１３Ｂとが互いに近づくような弾性変形を行うので、第一先端部１３Ａ側に位置する一方のクランプ面１４Ｂ及びトルク伝達面１４Ｃと、第二先端部１３Ｂ側に位置する他方のクランプ面１４Ｂ及びトルク伝達面１４Ｃとが互いに近づくとともに、スリット１６で二分された孔部１５の内周面同士が互いに近づくこととなる。
【００２９】
したがって、チップ取付座１４における孔部１５の内周面が、これに挿入されたチップ本体３０における軸部３６の外周面に密着してこれを押圧することによって、孔部１５が軸部３６を締結し、さらに、チップ取付座１４における一対のクランプ面１４Ｂ，１４Ｂが、チップ本体３０における一対のクランプ受け面３５Ａ，３５Ａにそれぞれ密着してこれらを押圧し、かつ、チップ取付座１４における一対のトルク伝達面１４Ｃ，１４Ｃが、チップ本体３０における一対のトルク受け面３５Ｂ，３５Ｂにそれぞれ密着してこれらを押圧し、チップがチップ取付座１４に固定されて装着される。
【００３０】
以上説明したように、前記構成のスローアウェイ式ドリルでは、チップ取付座１４にチップを装着するにあたって、チップ本体３０に形成された軸部３６が、チップ取付座１４に形成された孔部１５に挿入されて締結されることによって、ドリル本体１０の軸線Ｏとチップ本体３０の軸線Ｏとを一致させるチップの芯出しを容易に行うことが可能となっている。
また、チップ取付座１４に装着されたチップの装着状態は、チップ取付座１４の孔部１５によるチップ本体３０の軸部３６の締結と、チップ取付座１４の一対のクランプ面１４Ｂ，１４Ｂによるチップ本体３０のクランプ受け面３５Ａ，３５Ａへの密着・押圧とによって、強固に安定して維持される。
【００３１】
そして、チップ本体３０の外周面３０Ａに交差するようにして外周側に位置させられた一対のトルク受け面３５Ｂ，３５Ｂが、このチップ本体３０の後端面３２及び先端面３１に交差するような大きな領域に亘って大面積で形成されていて、これに対応するチップ取付座１４のトルク伝達面１４Ｃ，１４Ｃも大面積で形成されているため、穴明け加工の際の切削トルクに起因して発生する応力を、これら大面積のトルク受け面３５Ｂ，３５Ｂとトルク伝達面１４Ｃ，１４Ｃとの密着によって十分に緩和することが可能となっている。
【００３２】
また、これら一対のトルク受け面３５Ｂ，３５Ｂは、軸線Ｏ方向の後端側へ向かうにしたがいドリル回転方向Ｔ前方側へ向かうように、軸線Ｏに対する傾斜角が０゜より大きく３０゜以下の範囲（好ましくは、軸線Ｏに対する傾斜角が、０゜より大きく１０゜以下の範囲）で傾斜させられている。
そのため、トルク受け面３５Ｂとこれに密着させられるトルク伝達面１４Ｃとの密着面積をより大きく確保することができるのに加えて、穴明け加工の際の切削トルクに起因して発生する応力を、ドリル本体１０に対してせん断方向だけでなく圧縮方向へも働かせることができるので、上述したような大面積のトルク受け面３５Ｂ及びトルク伝達面１４Ｃを形成した効果とも相俟って、さらなる応力緩和を図ることが可能となる。
なお、このトルク受け面３５Ｂについては、必ずしも軸線Ｏ方向の後端側へ向かうにしたがいドリル回転方向Ｔ前方側へ傾斜させる必要はなく、場合によっては、軸線Ｏに平行（軸線Ｏに対する傾斜角が０゜）とされていてもよい。
【００３３】
また、軸線Ｏ方向の先端側から見たときのスリット１６の延在方向Ｎを、チップ取付座１４のクランプ面１４Ｂの延びる方向と平行な方向Ｍに対して、０゜より大きく３０゜以下の範囲に設定された傾斜角αで傾斜させていることから、スリット１６の底部１６Ａを断面円形状にしたこととも相俟って、この底部１６Ａに作用する応力が集中するのを抑制することができる。
【００３４】
ここで、前記スローアウェイ式ドリルでは、チップ本体３０の一対のクランプ受け面３５Ａ，３５Ａと、これらに密着させられるチップ取付座１４の一対のクランプ面１４Ｂ，１４Ｂとを、軸線Ｏに平行としたが、これらクランプ受け面３５Ａ，３５Ａ及びクランプ面１４Ｂ，１４Ｂを、軸線Ｏ方向の後端側に向かうにしたがいドリル本体外周側へ向かうように傾斜（例えば、軸線Ｏに対する傾斜角が、０゜より大きく１゜以下の範囲）させてもよい。
このように構成することで、穴明け加工の際、ドリル本体１０が軸線Ｏ回りに回転されつつ軸線Ｏ方向の先端側へ送られてワークに加工穴を形成した後、ドリル本体１０をワークから引き抜くときに、チップがチップ取付座１４から抜けてしまうようなおそれを確実になくすことができる。
また、同様の効果を得ることができる構成としては、チップ本体３０の軸部３６と、これを締結するチップ取付座１４の孔部１５とを、軸線Ｏ方向の後端側へ向かうにしたがい漸次外径（内径）の大きくなるテーパ状（例えば、片角でのテーパ角が、０゜より大きく１０゜以下の範囲）に形成することが考えられる。
【００３５】
そして、前記参考例では、ドリル本体１０の先端部１３に形成された挿通孔２０に対してクランプネジ４０をねじ込むことにより、チップ取付座１４に挿入されたチップを固定するようにしているが、本発明の第一実施形態では、ドリル本体１０の先端部１３に形成された挿通孔２０に開きネジをねじ込んでチップ取付座１４を開いてから、チップをチップ取付座１４に挿入した後に、開きネジを緩めることによって、チップを固定している。
【００３６】
具体的には、図１１に示すように、挿通孔２０において、第一先端部１３Ａ内に位置する部分が、第一先端部１３Ａの外周面（１０Ａ）から延在方向Ｌの内側（軸線Ｏに対する直径方向の内周側）に向かって延びてスリット１６に開口する雌ねじ部２４とされる。
また、挿通孔２０において、第二先端部１３Ｂ内に位置する部分が、スリット１６から延在方向Ｌの外側に向かって凹み、開きネジの先端によって押圧される受け部２５とされる（この受け部２５は形成されていなくてもよい）。
【００３７】
そして、図示はしないが、先端側一部分が雄ねじ部とされた軸部を有する開きネジが、挿通孔２０における第一先端部１３Ａの外周面（１０Ａ）への開口部から挿通孔２０に対して挿通され、開きネジの雄ねじ部が、挿通孔２０における雌ねじ部２４にねじ込まれると、開きネジの先端が、第二先端部１３Ｂ内に位置する受け部２５を押圧する。
これにより、ドリル本体１０の先端部１３は、孔部１５も含めてスリット１６の位置を挟んで二分された第一先端部１３Ａと第二先端部１３Ｂとが互いに離れるような弾性変形を行うので、このドリル本体１０の先端部１３に形成されたチップ取付座１４が開かれて、チップのチップ取付座１４への挿入が可能となる。
【００３８】
つまり、開きネジをねじ込むことにより、第一先端部１３Ａ側に位置する一方のクランプ面１４Ｂ及びトルク伝達面１４Ｃと、第二先端部１３Ｂ側に位置する他方のクランプ面１４Ｂ及びトルク伝達面１４Ｃとが互いに離れるとともに、スリット１６で二分された孔部１５の内周面同士が互いに離れることになるのである。
チップをチップ取付座１４に挿入した後に、開きネジを緩めて、これを挿通孔２０から取り外すと、第一先端部１３Ａ側に位置する一方のクランプ面１４Ｂ及びトルク伝達面１４Ｃと、第二先端部１３Ｂ側に位置する他方のクランプ面１４Ｂ及びトルク伝達面１４Ｃとが互いに近づくとともに、スリット１６で二分された孔部１５の内周面同士が互いに近づくこととなり、チップがチップ取付座１４に固定されて装着される。
【００３９】
また、本発明の第二実施形態として、ドリル本体１０の先端部１３に形成された挿通孔２０に開きネジをねじ込んでチップ取付座１４を開いてから、チップをチップ取付座１４に挿入した後に、開きネジを緩め、さらに、ドリル本体１０の先端部１３にクランプネジをねじ込むことにより、チップを固定してもよい。
具体的には、図１２に示すように、挿通孔２０において、第一先端部１３Ａ内に位置する部分が、第一先端部１３Ａの外周面（１０Ａ）から延在方向Ｌの内側（軸線Ｏに対する直径方向の内周側）に向かって一段凹む凹部２１と、この凹部２１に連なり、凹部２１の最大内径よりも一段小さい一定の内径で延在方向Ｌの内側に向かって延びてスリット１６に開口する第一雌ねじ部２６とから構成される。
【００４０】
また、挿通孔２０において、第二先端部１３Ｂ内に位置する部分が、第二先端部１３Ｂの外周面（１０Ａ）から第一雌ねじ部２６の内径よりも一段小さい一定の内径で延在方向Ｌの内側（軸線Ｏに対する直径方向の内周側）に向かって延びる第二雌ねじ部２７と、この第二雌ねじ部２７よりも一段大きい一定の内径で延在方向Ｌの内側に向かって延びてスリット１６に開口する孔部２８とから構成される（挿通孔２０において、第二先端部１３Ｂ内に位置する部分は、第二先端部１３Ｂの外周面（１０Ａ）には開口しない止まり穴状とされていてもよい。
このとき、第二雌ねじ部２７の内径よりも、孔部２８の内径の方が一段大きくなっているため、これら第二雌ねじ部２７と孔部２８との接続部分に段差が形成されており、この段差が、開きネジの先端によって押圧される受け部２９とされる。
【００４１】
そして、図示はしないが、先端側一部分が雄ねじ部とされた軸部を有する開きネジが、挿通孔２０における第一先端部１３Ａの外周面（１０Ａ）への開口部から挿通孔２０に対して挿通され、開きネジの雄ねじ部が、挿通孔２０における（第二雌ねじ部２７よりも内径の大きい）第一雌ねじ部２６にねじ込まれると、開きネジの先端が、第二先端部１３Ｂ内に位置する受け部２９を押圧する。
これにより、上記の図１１に示した第一変形例と同様に、ドリル本体１０の先端部１３に形成されたチップ取付座１４が開かれて、チップのチップ取付座１４への挿入が可能となり、チップをチップ取付座１４に挿入した後に、開きネジを緩めて、これを挿通孔２０から取り外す。
【００４２】
最後に、図示はしないが、クランプネジ４０が、挿通孔２０における第一先端部１３Ａの外周面（１０Ａ）への開口部から挿通孔２０に対して挿通され、クランプネジ４０の雄ねじ部が、挿通孔２０における（第一雌ねじ部２６よりも内径の小さい）第二雌ねじ部２７にねじ込まれ、上記の参考例と同様に、チップがチップ取付座１４に強固に固定されて装着される。
【００４３】
【発明の効果】
本発明によれば、チップ取付座にチップを装着するにあたって、チップ本体の軸部がチップ取付座の孔部で締結されることによってチップの芯出しが容易に行われ、しかも、チップ取付座の孔部によるチップ本体の軸部の締結と、チップ取付座のクランプ面によるチップ本体のクランプ面への密着とによって、チップの装着状態を強固に安定して維持することができる。
そして、チップ本体の外周面に交差するようにして外周側に位置させられたトルク受け面が、このチップ本体の後端面及び先端面に交差するような大きな領域に亘って形成されているため、穴明け加工の際の切削トルクに起因して発生する応力を、大面積のトルク受け面及びトルク伝達面同士の密着によって十分に緩和することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】 本発明の実施形態を説明する上での参考例のスローアウェイ式ドリルの側面図である。
【図２】 図１における要部拡大図である。
【図３】 図２におけるＡ方向矢視図である。
【図４】 本発明の実施形態を説明する上での参考例のスローアウェイ式ドリルの先端面図である。
【図５】 本発明の実施形態および参考例のスローアウェイ式ドリルに装着されるチップの側面図である。
【図６】 本発明の実施形態および参考例のスローアウェイ式ドリルに装着されるチップの先端面図である。
【図７】 本発明の実施形態および参考例のスローアウェイ式ドリルに装着されるチップの後端面図である
【図８】 本発明の実施形態を説明する上での参考例のスローアウェイ式ドリルのドリル本体の側面図である。
【図９】 図８におけるＢ−Ｂ線断面図である。
【図１０】 図８におけるＣ−Ｃ線断面図である。
【図１１】 本発明の第一実施形態のスローアウェイ式ドリルのドリル本体の断面図である。
【図１２】 本発明の第二実施形態のスローアウェイ式ドリルのドリル本体の断面図である。
【符号の説明】
１０ ドリル本体
１０Ａ ドリル本体の外周面
１１ 先端面
１４ チップ取付座
１４Ａ 底面
１４Ｂ クランプ面
１４Ｃ トルク伝達面
１５ 孔部
１６ スリット
３０ チップ本体
３０Ａ チップ本体の外周面
３１ 先端面
３２ 後端面
３５Ａ クランプ受け面
３５Ｂ トルク受け面
３６ 軸部
４０ クランプネジ
Ｏ ドリル本体の軸線
Ｔ ドリル回転方向
Claims (7)
- 軸線回りに回転されるドリル本体の先端面に開口するチップ取付座に、チップ本体の先端に切刃を有するスローアウェイチップが装着されたスローアウェイ式ドリルであって、
前記スローアウェイチップは、前記チップ本体の後端面から前記軸線方向の後端側へ突出する軸部と、前記チップ本体の後端面及び先端面に交差するとともに前記チップ本体の外周面に交差してドリル回転方向後方側を向くトルク受け面と、該トルク受け面に隣接するクランプ受け面とを備え、
前記チップ取付座は、該チップ取付座の底面から前記軸線方向の後端側へ凹む孔部と、該チップ取付座の底面及び前記ドリル本体の先端面に交差するとともに前記ドリル本体の外周面に交差してドリル回転方向前方側を向くトルク伝達面と、該トルク伝達面に隣接するクランプ面とを備えていて、
前記ドリル本体の先端部に形成された挿通孔に開きネジをねじ込んで前記チップ取付座を開いてから、前記スローアウェイチップを前記チップ取付座に挿入した後に、前記開きネジを緩めることにより、
前記チップ取付座に挿入された前記スローアウェイチップは、前記軸部が前記孔部で締結され、前記トルク受け面に前記トルク伝達面が密着させられ、かつ、前記クランプ面が前記クランプ受け面に密着させられて、前記チップ取付座に前記スローアウェイチップが装着されることを特徴とするスローアウェイ式ドリル。 - 軸線回りに回転されるドリル本体の先端面に開口するチップ取付座に、チップ本体の先端に切刃を有するスローアウェイチップが装着されたスローアウェイ式ドリルであって、
前記スローアウェイチップは、前記チップ本体の後端面から前記軸線方向の後端側へ突出する軸部と、前記チップ本体の後端面及び先端面に交差するとともに前記チップ本体の外周面に交差してドリル回転方向後方側を向くトルク受け面と、該トルク受け面に隣接するクランプ受け面とを備え、
前記チップ取付座は、該チップ取付座の底面から前記軸線方向の後端側へ凹む孔部と、該チップ取付座の底面及び前記ドリル本体の先端面に交差するとともに前記ドリル本体の外周面に交差してドリル回転方向前方側を向くトルク伝達面と、該トルク伝達面に隣接するクランプ面とを備えていて、
前記ドリル本体の先端部に形成された挿通孔に開きネジをねじ込んで前記チップ取付座を開いてから、前記スローアウェイチップを前記チップ取付座に挿入した後に、前記開きネジを緩め、さらに、前記ドリル本体の先端部にクランプネジをねじ込むことにより、
前記チップ取付座に挿入された前記スローアウェイチップは、前記軸部が前記孔部で締結され、前記トルク受け面に前記トルク伝達面が密着させられ、かつ、前記クランプ面が前記クランプ受け面に密着させられて、前記チップ取付座に前記スローアウェイチップが装着されることを特徴とするスローアウェイ式ドリル。 - 請求項１または請求項２に記載のスローアウェイ式ドリルにおいて、
前記トルク受け面が、前記軸線方向の後端側へ向かうにしたがいドリル回転方向前方側へ向かうように傾斜させられていることを特徴とするスローアウェイ式ドリル。 - 請求項１乃至請求項３のいずれかに記載のスローアウェイ式ドリルにおいて、
前記クランプ受け面が、前記軸線方向の後端側へ向かうにしたがいドリル本体外周側へ向かうように傾斜させられていることを特徴とするスローアウェイ式ドリル。 - 請求項１乃至請求項４のいずれかに記載のスローアウェイ式ドリルにおいて、
前記軸線に直交する断面で見たとき、前記トルク伝達面と前記トルク受け面とが前記軸線に対する直径方向に沿って延在することを特徴とするスローアウェイ式ドリル。 - 請求項１乃至請求項５のいずれかに記載のスローアウェイ式ドリルにおいて、
前記チップ取付座における底面には、前記軸線方向の後端側へ延びるスリットが、この軸線を含んで該軸線に平行となるとともに前記孔部を二分するように切り込まれており、前記軸線方向の先端側から見たとき、前記スリットが延びる方向である延在方向Ｎは、前記軸線に対する直径方向において前記クランプ面が延びる方向と平行な方向Ｍよりも、該軸線回りにドリル回転方向後方側へ向かって回転された位置に配置されるよう傾斜させられていて、このスリットの延在方向Ｎの、前記クランプ面が延びる方向と平行な方向Ｍに対する傾斜角αは、０゜より大きく３０゜以下の範囲に設定されていることを特徴とするスローアウェイ式ドリル。 - 請求項１乃至請求項６のいずれかに記載のスローアウェイ式ドリルに装着されるスローアウェイチップであって、
前記チップ本体の後端面から前記軸線方向の後端側へ突出する軸部と、前記チップ本体の後端面及び先端面に交差するとともに前記チップ本体の外周面に交差してドリル回転方向後方側を向くトルク受け面と、該トルク受け面に隣接するクランプ受け面とを備えていることを特徴とするスローアウェイチップ。
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