JP2001121334A - ドリル - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 ドリルの半回転毎の間に孔の全周を切削する
ように位置した２個の交換可能刃インサートを備えた金
属切削ドリルを提供すること。 【構成】 各インサート３０，３１は三角形で、孔１１
の中心近傍でインサートが切削できるようにする湾曲し
た角を有する刃先４５を含む。各インサートは反転して
交互に使用可能の刃先を実際の切削位置に持って来るよ
うに割り出ししうる。インサートが三角形であるため
に、２個のインサートの刃先にある湾曲した角が相互に
比較的近接して位置でき、しかもインサートの間に十分
な空間が残され、ドリル本体１３を比較的厚くかつ強力
にすることができる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は概述すると、金属加工物
に孔を形成するドリルに関し、更に詳細にのべると、刃
先が摩耗した後容易に外し、交換できる刃インサートを
有するドリルに関する。

【０００２】

【従来の技術および発明が解決しようとする課題】一対
の割出し可能の刃インサートを備えたドリルが米国特許
第３，９６３，３６５号に開示されている。そのドリル
においては、一方のインサートは、孔の周壁からその切
断円弧が孔の半径の半分に等しい孔の中心に向かって内
方に金属を除去する外側インサートである。他方のイン
サートが孔の中心から、概ね等しい幅の切断円弧の周壁
に向かって外方に金属を除去する内側インサートであ
る。

【０００３】上述の米国特許に開示のタイプのドリルは
高業的に顕著な成巧を収めたが、そのようなドリルの軸
線方向の送速度は孔の全周を切削するにはドリルを完全
回転を要するという事実のために比較的遅い。

【０００４】米国特許第４，３７３，８３９号は米国特
許第３，９６３，３６５号のドリルの約２倍の速度で軸
線方向に送り可能のドリルを開示している。これは、米
国特許第４，３７３，８３９号刃がドリルの半回転毎の
間に孔の全周を切削するように位置されているためであ
る。孔の中心において２個の刃の間で小径の芯が残され
るが、この芯はドリルの進入深さが増すにつれて捩り落
される。

【０００５】米国特許第４，３７３，８３９号の特許に
開示のドリルのある実施例では、所定の刃先が摩耗する
と、交互に使用しうる多数の刃先を有する割出し可能の
刃インサートを使用している。本出願人の知るところで
は、割出し可能の刃インサートを備えたこのタイプのド
リルは市販されたことがない。前記各特許に開示のタイ
プのインサートはそれらの側部に沿って相互に近接して
位置されることによりインサート間のドリル本体の部分
は高速穿孔作業中にインサートを介して本体に加えられ
る激しい切削力に耐える程十分強力に作ることができな
い。

【０００６】本発明の主要な目的は、ネギシ他の特許の
開示のものと全体的に同じタイプであるが、刃インサー
トを交換しうるという利点を有し、しかもドリルが激し
い切削力に耐えるようにしうる独特の形状をした刃イン
サートを有している新規で改良されたドリルを提供する
ことである。

【０００７】本発明のさらに詳しい目的は、ドリル本体
の強力な部分をインサートの側部の間に残しながら、イ
ンサートの角を相互に近接して位置させることのできる
独特の湾曲した刃先と鋭く傾斜した側部とを備えた三角
形のインサートを有するドリルを提供することにより前
述の目的を達成することである。

【０００８】本発明はまた、それぞれ凸形に曲げた角位
置を形成した交互に使用可能の刃先を有する新規な三角
形インサートを提供することである。

【０００９】かかる目的を達成するために、本発明は、
所定の軸線を有する細長く、全体的に円筒形の本体を含
み、前記本体が外周を備えた先端部分と、前記軸線の全
体的に直径方向に反対の側で前記本体の先端部分に形成
された第１と第２のポケットと、前記第１と第２のポケ
ット内に着座し、前記本体に取外し可能に固定された第
１と第２の刃インサートとを有するドリルにおいて、前
記インサートの各々が全体的に三角形で、三辺が概ね均
等長さを有し、各インサートが前記の辺によって囲まれ
た概ね平坦で平行の面を有し、各インサートの各辺と隣
接する辺との接合部には角が設けられ、前記ポケットの
各々が全体的にＶ字形であり、各インサートの二辺を保
持し、各インサートの第３の辺が前記外周の外方に位置
した第１の角から前記軸心の手前に位置した第２の辺ま
で先端に隣接した前記本体の横方向に延びた刃先を有
し、各刃先が前記第１の角から前記第２の角に向かって
進むときは真直ぐであるが、前記第２の角に近づくにつ
れてインサートの第１の面から前記中心軸線に向けて凸
状に湾曲し、次に第２の面の平面に向かって同中心軸線
から離れるように延びることを特徴とするドリルであ
る。

【００１０】

【実施例】本発明の目的に対して図に示すように、本発
明は鉄，鋼あるいはその他の金属の加工物に円筒形の孔
１１（図２と図８）を形成するドリル１０において実施
される。ドリルは高炭素鋼から作られ、先端１４と反対
側の胴端１５とを有する細長く全体的に円筒形の本体か
らなる。本体の胴端はドリルをそれ自体の軸線Ａ（図
３）の周りで回転させるために動力回転のホルダ（図示
せず）に緊締するようにされており、その回転は図１の
ａおよび図３から見て反時計方向である。ドリルは回転
的に固定し、加工物をドリルの軸線の周りに回転させう
ることが認められる。

【００１１】２個の全体的に直径方向の離隔されたフル
ート１６と１７とが本体部に形成され、この特定例にお
いては先端１４から胴端１５に向かって本体の周りでら
せん状に延び金属チップが孔１１から逃げるようにす
る。各フルートは半径方向の断面が全体的にＶ字形であ
って、一対の壁１８，１９によって画成されている。各
フルートの壁１８は全体的に回転方向に向き、一方壁１
９は全体的に回転方向とは反対側に向いている。

【００１２】全体的に直線方向に離隔したポケット２０
と２１（図１のｂと図３）とがそれぞれフルート１６，
１７の先端部分に隣接して本体部１３に形成されてお
り、各ポケットは各フルートの壁１８近くに形成されて
いる。交換可能の刃インサート３０と３１とはそれぞれ
ポケット２０，２１に着座し、ドリル１０がその軸線Ａ
の周りで反時計方向に回転すると加工物１２に孔１１を
切削するように作用する。

【００１３】本発明によれば、刃インサート３０，３１
の各々は全体的に三角形で、特殊な形状の角が形成され
ている。追って明らかとなるように、三角形のインサー
トを用いることによりドリル１０の半回転毎の間に孔１
１の全周を切削でき、一方ドリル本体１３の先端部分を
インサートに加えられる激しい切削力に耐えるに十分強
力にすることができる。

【００１４】詳しくは、インサート３０，３１の各々は
炭化タングステンあるいはその他の適当な切削材のブロ
ックから作られ、かつ数社のインサートメーカから市販
されているタイプの従来の三角形のインサートを修正す
ることにより形成することができる。単なる例である
が、修正前の各インサートはＴＮＭＧ−４３２タイプの
インサートでよい。

【００１５】インサートを図４から図７までに詳細に示
すが、インサート３１はインサート３０と同一であるこ
とが理解される。図示のように、インサート３０は全体
的に等辺三角形であって、概ね均等な長さの三個の辺即
ち縁面３３，３４，３５を含み、３個の角３６，３７，
３８において相互に接続されている。３個の縁面は２個
の反対方向に向き、全体的に平坦な面４０，４１の間を
延びている。修正前の元のインサートにおいては、３個
の縁面全ては各縁面の全長にわたって前記面に対して垂
直方向に延び、従って、元のインサート自体は当該技術
分野において、「負の」インサートと称せられるタイプ
のものである。各インサートの各面４０，４１には従来
のチップブレーキング溝４２（図４と図６）が形成さ
れ、これは三角形で前面の周囲の丁度内方に位置してい
る。

【００１６】各インサート３０，３１が図３に示すよう
に各ポケット２０，２１に適正に着座すると、インサー
トの面４０は回転方向に向き、刃先を形成する。刃先４
５は面４０と縁面３４との接合部に形成され、刃先は角
３６から角３７に向かって進むにつれて、符号４６で示
すようにその長さの殆んどにわたって真直である。角３
７に近づくにつれて、刃先４５は凸形に曲がり始め、面
４０の平面から面４１の平面に向かって、刃先が角の周
りを進行するにつれて凸形に湾曲する。刃先４５の湾曲
部分４７は、軸線Ａを通って延び、刃先の真直部分４６
と平行の線上に正確に、あるいは極僅かに手前で終る。
湾曲した刃先部分４７の内側の湾曲終り部分４８から、
インサートの内縁面３５は図５において４９で示すよう
に外方にくぼみ切削の間に空隙を提供する。前記終り点
４８の先では何ら切削は行われない。

【００１７】各刃先４５に湾曲部分４７を形成するには
面４０の一部とインサート３０，３１の角３７に隣接し
た縁面３５とを適当に研磨することにより行われる。そ
の結果、面４０の角部３７と縁面３５とは図４において
５０で示すように凸形に湾曲する。

【００１８】インサート３０および３１のポケット２０
および２１はそれぞれ平坦なプラットフォーム５５（図
１のｂ）を含み、該プラットフォームに対してインサー
トの面４１が着座する。２個の側壁５６，５７は各プラ
ットフォームから突出し、ポケットに全体的にＶ字形を
形成するように相互に対して角度がつけてある。各イン
サートがそれぞれのポケットに位置すると、縁面３３と
３５とはそれぞれ側壁５６，５７に対して着座し、この
ためインサートの角３８ドリル本体３０の胴端１５に向
かっている。

【００１９】孔５９（図４）が各インサート３０，３１
を貫通して形成されインサートの面４０，４１に対して
垂直に、該面の間を延びる。インサートをポケット２
０，２１に固定するために、ねじあるいはロックピン６
０（図２と図３）が各孔５９を貫通して延び、プラット
フォーム５５のタップ孔６１（図１のｂ）へねじ込まれ
る。ねじが締められると、インサートの面４１をプラッ
トフォーム５５に対して緊締し、かつ同時に、インサー
トの角３８をポケット２０，２１の角へ引き寄せ、イン
サートの縁面３３，３５をポケットの側壁５６，５７に
対してぴったりと着座させる。

【００２０】各ポケット２０，２１のプラットフォーム
５５は軸線Ａに対して傾斜しており、各インサート３
０，３１の刃先４５を負の軸線方向のレーキ角をおいて
配置させる。即ちインサートの先導刃面４０が刃先４５
より前方に位置していることを意味する。その結果、各
インサートの縁面３４はクリアランス面を画成し、穿孔
中孔１１の底部に対してこすれないような先端とされて
いる。この特定の例において、負の軸線方向レーキ角は
約１０度である。

【００２１】また、各インサート３０，３１はその刃先
４５が負の半径方向レーキに位置するように位置されて
いる。即ち、各刃先は、該刃先と平行の最も近接した半
径方向の線の前方に位置し、従って刃先の後ろのインサ
ートの角３６が孔１１の垂直壁から離れ、該壁に対して
こすれるのを阻止する。ここでは各刃先は前述の半径方
向の線の前方約３．５５ミリ（０．１４０インチ）のと
ころに位置している。各インサート３０，３１の刃先４
５も約８度のリード各Ｃ（図２）で傾斜している。リー
ド角のある結果、刃先４５は孔１１の周壁に向かって外
方へ進行するにつれて本体３０の胴端１５に向かって傾
斜している。このため孔の中央部分は周囲部分の切削の
前に若干切削され、ドリル１０を加工物１２へ侵入しや
すくする。前述の配置によりドリル１０が回転すると各
インサート３０，３１の刃先４５を図８から明らかなよ
うに孔１１の半径の概ね全体にわたって切削する。各刃
先はドリルの半回転毎の間孔の周囲の半分を網羅し、こ
のように２個の刃先が協働して半回転毎に孔の全周を切
削する。このためドリルの軸線方向送りを速くさせる。

【００２２】刃先４５の湾曲部分４７のために、孔の中
心に極めて近いところで切削が行われる。インサート３
０，３１間の干渉を避けるために、２個のインサートの
角３７を相互に離隔する必要があり、そのためインサー
トの間で孔１１の底に全体的に円筒形の芯７０が残され
る。

【００２３】三角形インサート３０，３１の意義は図８
から最も明らかである。インサートは、角３７が相互に
極めて近接（即ち０．５から１ミリの間の間隔）して離
隔され、このように芯７０の直径は極めて小さい。従っ
て、芯は角に隣接した縁面３５により容易につまみ落す
か、あるいは本体が軸線方向に進行するにつれてドリル
本体１３の先端１４で簡単に破断することができる。イ
ンサートが三角形であるため、２個のインサートの縁面
３５は、該縁面がドリルの先端１４から胴端に向かって
進むにつれて約４４度の広い角度Ｘで相互から急速に分
出する。縁面３５の広い開度のため、ドリル本体１３に
対して縁面の間で著しい空間ができる。従って、縁面３
５の間の本体部分は角３７に近接した点まで比較的厚
く、かつ頑丈にすることができ、本体に対して強度を付
与する。三角形インサートの縁面３５の間の本体の厚さ
が比較大きいにもかかわらず、縁面が本体の先端１４に
向かって輻合しているという事実のため、角３７を相互
に対して近接して位置させることができ、極めて小さい
径の簡単に破断しうる芯７０がインサートの間に残るよ
うにする。

【００２４】各インサート３０，３１には、面４１の接
合部に沿って縁面３３を形成した交互に使用可能の刃先
４５′を形成することが好ましい。刃先４５′はその位
置以外は刃先４５と同一であって、刃先４５の真直部分
４６と湾曲部分４７とに類似の真直部分と湾曲部分とを
含む。刃先４５′の真直部分は角３６において始まり、
角３８に位置した湾曲部分まで延びている。刃先４５′
の湾曲部分はインサートの面４１に凸形に湾曲した部分
５０′（図７）を形成することにより画成される。

【００２５】各インサート３０，３１の刃先４５が摩耗
した後、インサートをポケット２０，２１から外すこと
ができる。インサートを反転し、かつ割り出すことによ
り、刃先４５′を実際の切削位置に持ってくればよい。
従って、各インサートは２個の交互に使用可能の刃先を
含み、従って、インサートは双方の刃先が摩耗するまで
捨てる必要はない。

【００２６】

【発明の効果】前述の説明から、本発明はドリルの半回
転毎に孔１１の全周を事実上直径一杯に切削するマルチ
刃先の割出し可能インサート３０，３１を備えた新規か
つ改良ドリル１０を当該技術分野にもたらすことが明ら
かである。その結果、ドリルは軸線方向に高速で送るこ
とができる。インサートは三角形であるため、インサー
トの隣接した角３７を相互に対して極めて隣接して位置
させることができ、しかもドリル本体１３の厚い部分を
角３７の近傍でインサートの間に位置させドリル本体に
強度を付与することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】ａは本発明の独自の特徴を組み入れた新規かつ
改良されたドリルの斜視図。ｂは図１のａに示すドリル
の先端部分の拡大部分斜視図であるがインサートの１個
を外したドリルを示す図。

【図２】図１に示すドリルの拡大部分側面図で加工物に
孔を形成しているドリルを示す図。

【図３】ドリルの拡大端面図。

【図４】三角形のインサートの中の１個の斜視図。

【図５】インサートの上面図。

【図６】インサートの正面図。

【図７】図６の右方から視たインサートの縁部の図。

【図８】孔を穿孔しているインサートを示す拡大概略
図。

【符号の説明】

１０ ドリル １３ ドリル本体 １４ 先端 １５ 胴端 １６，１７ フルート １８，１９ フルートの壁 ２０，２１ ポケット ３０，３１ 刃インサート ３３，３４，３５ 縁面 ３６，３７，３８ 面 ４５，４５′ 刃先 ４７ 湾曲面 ５５ プラットフォーム ５６，５７ 側壁

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 中心軸線を有する細長く、全体的に円筒
   形の本体を含み、前記本体が外周を備えた先端部分と、
   前記中心軸線に関しほぼ直径方向で反対の側において前
   記本体の先端部分に形成されたV形の第１と第２のポケ
   ットと、前記第１と第２のポケット内に着座し、前記本
   体に取外し可能に固定された第１と第２の刃インサート
   とを有し、前記インサートの各々が全体的に三角形で、
   三辺によって囲まれた実質的に平らで相互に平行な面
   と、隣接する辺の接合部の角とを有するドリルにおい
   て、前記各ポケットが前記インサートの第１と第２の二
   辺を囲み、各インサートの第３の辺が前記本体の先端部
   分に隣接し、前記外周の外方に位置した第１の角から前
   記中心軸線の手前に位置した第２の角まで前記本体の横
   断方向に延びた刃先を有し、各刃先が前記第１の角から
   前記第２の角に向かって真直ぐ延びる主刃先縁と、前記
   第２の角に近づくに従って当該インサートの第１の面か
   ら前記中心軸線に向けて凸状に湾曲し次に同中心軸線か
   ら離れる方向で第２の面まで延びる湾曲刃先縁とを有す
   ることを特徴とするドリル。