JP2004306243A - スローアウェイ式ドリル及びスローアウェイチップ、ドリル本体 - Google Patents

Abstract

【課題】 ドリル本体からのチップの脱落を防止する。
【解決手段】 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、軸線Ｏ方向の後端側に向かって延びるスリット１７を切り込む。チップ３０において、チップ取付座１４に受けられる領域（本実施の形態では凸部３６…が形成されている領域）に、先端側から後端側に向かうにつれて厚み方向外側に張り出す傾斜部３７を設ける。これら凸部３６…の稜線同士の間の領域に傾斜部３７を形成する。この傾斜部３７の勾配は、０°０１′から３°とする。
【選択図】 図３

Description

本発明は、ドリル本体の先端部に形成された凹溝状のチップ取付座に、先端に切刃が形成された略平板状の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。

この種の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に、ドリル本体の先端面に開口する凹溝状のチップ取付座の底面に丸孔を形成する一方、このチップ取付座に固定されて装着される略平板状のチップの後端面に上記の丸孔に嵌挿可能な軸部を設けていて、この軸部を丸孔に嵌挿するとともに、軸部に形成された切欠部に丸孔の内周から出没する係合部材を係合させることによって、チップをチップ取付座に固定して装着するようにしたものがある。
このようなスローアウェイ式ドリルでは、チップの軸部をチップ取付座の丸孔に嵌挿するだけでチップの装着が可能となっているので、チップの交換作業を容易に行えるという利点を有しているが、チップとドリル本体との接続が軸部を介して行われるのみであるため、ドリル本体に対するチップの位置合わせ（心出し）精度が不十分となって、ワークに対するドリルの加工精度に悪影響を及ぼすおそれがあった。

そこで、本出願人は、特願２００２−３３０５７５号の出願明細書に示すように、チップの一対の外側面に凸部を形成し、チップ取付座の一対の内側面に上記の凸部を噛合可能なガイド溝を形成することにより、チップの一対の外側面をチップ取付座の一対の内側面にそれぞれ対向配置させるのと同時に、これらに形成された凸部とガイド溝とを互いに噛合させるようにして、チップをチップ取付座に固定して装着するものを提案しており、ドリル本体に対するチップの位置合わせ精度を向上することが可能となっている。
特開平１１−１９７９２３号公報

ところで、上述した特願２００２−３３０５７５号の出願明細書に示されるスローアウェイ式ドリルでは、チップをチップ取付座に固定（クランプ）して装着するためのクランプ手段として、クランプボルトを採用しているのであり、ドリル本体の軸線に直交する断面で見たときに、図８に示すように、ドリル本体１の先端部２に設けられてチップ取付座３を交差している挿通孔４に対して、クランプボルト５が挿通されることによって、チップ６がチップ取付座３に固定されて装着されるようになっている。
この挿通孔４は、凹溝状のチップ取付座３によって二分されるドリル本体１の先端部２のうちの一方（第一先端部２Ａ）及び他方（第二先端部２Ｂ）の両方に亘って、チップ取付座３を交差してドリル本体１の直径方向に延びるように形成されたものであり、その延在方向の一方の外周側端部がドリル本体１の第一先端部２Ａの外周面に開口させられている。

また、挿通孔４において、第一先端部２Ａ内に位置して第一先端部２Ａの外周面に開口している部分は、この挿通孔４に挿通されるクランプボルト５の頭部５Ａを収容できるように第一先端部２Ａの外周面から凹んだ凹部４Ａとされ、かつ、第二先端部２Ｂ内に位置している部分は、この挿通孔４に挿通されるクランプボルト５の軸部５Ｂにおける雄ねじ部が螺合させられる雌ねじ部４Ｂとされている。
そして、クランプボルト５を、第一先端部２Ａの外周面に開口している挿通孔４に対して挿通させ、このクランプボルト５における軸部５Ｂ（雄ねじ部）を挿通孔４における雌ねじ部４Ｂにねじ込むことにより、第一先端部２Ａ側及び第二先端部２Ｂ側にそれぞれ位置しているチップ取付座３の一対の内側面３Ａ，３Ａが互いに近づくように、ドリル本体１の先端部２（第一先端部２Ａ，第二先端部２Ｂ）が弾性変形させられる。
これにより、チップ６の一対の外側面６Ａ，６Ａがチップ取付座３の一対の内側面３Ａ，３Ａで押圧され、チップ６がチップ取付座３に固定されて装着されるのである。そして、このようにチップ６がその後端（ドリル本体の軸線方向の後端側）及び工具回転方向後方をチップ取付座３に受けられているので、ワークに穴明け加工を施した際には、チップ６はチップ取付座３に押付けられて強固に保持されるので、チップ６の脱落は生じない。

しかしながら、上述したようなクランプボルト５を採用したチップ６のクランプ構造では、チップ６は、先端側をドリル本体１に受けられていない。すなわち、この方向へのチップ６の移動の規制は、クランプボルト５を締め付けることによってチップ６とチップ取付座３との間に生じた摩擦力のみによって行われている。
このため、例えば深穴加工を行った際に穴曲がりが生じるなどしてドリル本体１に大きな負荷が加わり、第一、第二先端部２Ａ，２Ｂ間が広がってしまった場合には、チップ６のクランプ力が低下してしまい、スローアウェイ式ドリルをワークから引き抜く際にチップ６が加工穴内面に引っ掛かるなどすると、チップ６がドリル本体１から脱落してしまうことがあった。

本発明は、上記課題に鑑みてなされたもので、ドリル本体からのチップの脱落を防止することができるスローアウェイ式ドリル及びこれに用いられるチップ、ドリル本体を提供することを目的とする。

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、本発明にかかる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部を二分するようにこのドリル本体の先端面に開口する凹溝状のチップ取付座に、先端に切刃が形成された略平板状のチップが、その一対の外側面を前記チップ取付座の一対の内側面にそれぞれ対向配置させるようにして配置され、該チップが、前記ドリル本体の先端部に設けられて前記チップ取付座を交差する挿通孔に挿通されたクランプボルトによって、固定されて装着されるスローアウェイ式ドリルであって、
前記チップにおいて前記チップ取付座に受けられる領域には、前記先端側から後端側に向かうにつれて厚み方向外側に張り出す傾斜部が設けられていることを特徴としている。

本発明にかかるチップは、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、前記チップ取付座に受けられる領域には、前記先端側から後端側に向かうにつれて厚み方向外側に張り出す傾斜部が設けられていることを特徴としている。

本発明にかかるドリル本体は、本発明のスローアウェイ式ドリルに用いられるドリル本体であって、前記チップ取付座における前記軸線方向の先端側を向く底面に、前記軸線方向の後端側に向かって延びるスリットが切り込まれていることを特徴としている。

本発明のスローアウェイ式ドリルにおいては、チップ取付座によって二分されるドリル本体の先端部が、クランプボルトの締付け力によって内側に押し付けられるように弾性変形させられ、チップ取付座に設けられるチップの外側面を挟み込む。
チップの外側面においてチップ取付座に受けられる領域には、先端側から後端側に向かうにつれて厚み方向外側に張り出す傾斜部が設けられているので、チップ取付座は、先端側が後端側よりも内側にせり出した状態となる。
すなわち、この状態では、チップ取付座は、チップの外側面に設けられる傾斜部に沿った形状に弾性変形して、側面視で先細りとなる凹溝状となり、これによってチップのドリル本体先端側への移動が規制されるので、ドリル本体からのチップの脱落が確実に防止される。

このスローアウェイ式ドリルにおいて、チップのチップ取付座に対向する外側面には、軸線方向に沿って延びる凸部が複数形成されていて、これら凸部の稜線同士の間の領域に前記傾斜部が形成されており、チップ取付座の内側面には、凸部を噛合可能なガイド溝が複数形成されていて、傾斜部とガイド溝の底部同士の間に位置する領域とが互いに噛合させられていてもよい。

本発明のチップにおいて、傾斜部の勾配は、０°０１′から３°とされていることが好ましい。
この勾配が０°０１′よりも小さいと、ドリル本体の先端部の変形量が少なくなり、チップを保持する力が不十分になってしまう。一方、この勾配が３°を超えると、傾斜部の傾斜がきつすぎて、ドリル本体の変形が追いつかず、ドリル本体とチップとの密着が不十分となり、チップの保持力が低下してしまう。このため、この勾配は、０°０１′から３°の範囲内とする事が好ましい。

また、このチップにおいて、前記外側面には、前記軸線方向に沿って延びるとともに前記ドリル本体のチップ取付座に係合する凸部が複数形成されていて、これら凸部の稜線同士の間に位置する領域に前記傾斜部が設けられていてもよい。

本発明のドリル本体においては、ドリル本体のチップ取付座の底面にスリットを形成することで、このチップ取付座を挟んで対向するドリル本体の先端部の弾性変形が容易となり、ドリル本体によるチップのクランプが確実に行われる。

以下、本発明の実施形態を添付した図面を参照しながら説明する。
本実施形態によるスローアウェイ式ドリルのドリル本体１０は、その後端側部分であるシャンク部（図示略）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。

また、ドリル本体１０の先端部１３には、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凹溝状のチップ取付座１４が、軸線Ｏに対する（軸線Ｏを通る）直径方向に延びるように形成されている。
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から屹立するとともに、互いに平行かつ軸線Ｏに平行で、ドリル本体１０の先端面１１に交差する一対の内側面１４Ｂ，１４Ｂとを備えており、底面１４Ａと内側面１４Ｂ，１４Ｂとに沿った側面視で、図３に示すように、ドリル本体１０の先端面１１に向かって「コ」字状に開口するようになっている。
ここで、一対の内側面１４Ｂ，１４Ｂは、チップ３０が装着されていない状態では互いに略平行とされている。

詳述すると、チップ取付座１４は、ドリル本体１０の先端部１３において、切屑排出溝１２，１２の先端側におけるドリル回転方向Ｔ前方側を向く壁面同士の間が、軸線Ｏに対する（軸線Ｏを通る）直径方向に切り欠かれるようにして形成されたものであり、その延在方向Ｍ（上記の軸線Ｏに対する直径方向）の両端側部分において、切屑排出溝１２，１２にそれぞれ連通させられている。

つまり、軸線Ｏに対する直径方向に延びるチップ取付座１４において、底面１４Ａは、延在方向Ｍの両端側に位置する一対の外周側端部がそれぞれドリル本体１０の外周面に交差しているのに対し、一対の内側面１４Ｂ，１４Ｂのそれぞれは、延在方向Ｍの両端側に位置する一対の外周側端部のうち、ドリル回転方向Ｔ前方側に向けられた領域に位置する一方の外周側端部のみがドリル本体１０の外周面に交差し、他方の外周側端部がドリル本体１０の外周面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しているのである。

また、このような凹溝状のチップ取付座１４がドリル本体１０の先端部１３に形成されることによって、ドリル本体１０の先端部１３は、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、これら第一先端部１３Ａと第二先端部１３Ｂとの間には、チップ取付座１４における底面１４Ａが位置させられ、かつ、第一先端部１３Ａ側には、チップ取付座１４における一対の内側面１４Ｂ，１４Ｂのうちの一方が、第二先端部１３Ｂ側には、一対の内側面１４Ｂ，１４Ｂのうちの他方が位置させられた状態となる。

さらに、ドリル本体１０の先端部１３には、図３及び図４に示すように、チップ取付座１４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の外周面と第二先端部１３Ｂの外周面とに開口させられている。

なお、挿通孔２０は、チップ取付座１４と同じく、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、軸線Ｏ方向の先端側から見て図４に示すように、チップ取付座１４の延在方向Ｍに直交する方向であるチップ取付座１４の幅方向Ｎと平行になるのではなく、このチップ取付座１４の幅方向Ｎに対して斜めに傾斜するようになっている。
とくに、挿通孔２０の延在方向Ｌは、軸線Ｏ方向の先端側から見て図４に示すように、軸線Ｏを通るチップ取付座１４の幅方向Ｎと平行の状態から、ドリル回転方向Ｔ前方側に向かって角度α（０゜＜α≦３０゜）だけ回転移動させられた状態となるように形成されている（挿通孔２０の延在方向Ｌとチップ取付座１４の幅方向Ｎとのなす交差角αが０゜＜α≦３０゜の範囲に設定されている）。

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）に向かって一段凹むように延びる凹部２１と、この凹部２１に連なり、凹部２１の内径よりも一段小さい一定の内径で延在方向Ｌの内側に向かって延びてチップ取付座１４の内側面１４Ｂに開口する孔部２２とから構成されており、凹部２１における孔部２２との接続部分は、凹部２１の内径が延在方向Ｌの内側に向かうにしたがい漸次縮径していくようなテーパ面２１Ａとされている。

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）に向かって一段凹むように延びてチップ取付座１４の内側面１４Ｂ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の外周面には開口しない止まり穴状とされていてもよい）。

そして、本実施形態では、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、軸線Ｏ方向の後端側に向かって延びるスリット１７が、軸線Ｏと平行になるように切り込まれている。
このスリット１７は、その延在方向Ｋ（軸線Ｏ方向の先端側から見たときに、スリット１７が延びる方向）の両端側部分において、切屑排出溝１２，１２の壁面に交差して、これら切屑排出溝１２，１２に連通させられている。

また、スリット１７は、軸線Ｏ方向の先端側から見て図４に示すように、軸線Ｏに対する直径方向に延びているのではなく、第一先端部１３Ａよりも第二先端部１３Ｂに近づくように、軸線Ｏからズレ量Ｘだけずれて配置されている、つまり、スリット１７の幅方向中央部を通るスリット１７の延在方向Ｋと軸線Ｏとの間の距離がズレ量Ｘとなっているのである。
同じく、軸線Ｏ方向の先端側から見て図４に示すように、スリット１７の延在方向Ｋと挿通孔２０の延在方向Ｌ（この挿通孔２０に挿通される後述するクランプボルト４０の延在方向）とのなす交差角が約９０°に設定されている。

さらに、スリット１７の底部１７Ａは、このスリット１７を構成する互いに対向した一対の壁面同士が滑らかに接続されるような、軸線Ｏ方向の後端側に向かって凹となる断面半円弧状をなしている。
加えて、スリット１７の深さＹ１（スリット１７におけるチップ取付座１４の底面１４Ａへの開口部からスリット１７における底部１７Ａの最底までの、軸線Ｏ方向に沿った長さ）は、３ｍｍ〜１５ｍｍの範囲に設定され、スリット１７の幅Ｙ２（スリット１７を構成する互いに対向した一対の壁面同士の間の、スリット１７の延在方向Ｋに直交する方向に沿った長さ）は、０．１ｍｍ〜１ｍｍの範囲に設定されている。

ここで、ドリル本体１０の先端面１１には、この先端面１１と切屑排出溝１２，１２におけるドリル回転方向Ｔ後方側を向く壁面との交差稜線部分が切り欠かれるようにして、後述するチップ３０のシンニング面３１Ａと連続する本体側シンニング面１１Ａ，１１Ａが形成されており、ドリル本体１０の先端面１１に交差するチップ取付座１４における一対の内側面１４Ｂ，１４Ｂは、これら本体側シンニング面１１Ａ，１１Ａにも交差するようになっている。

そして、チップ取付座１４における一対の内側面１４Ｂ，１４Ｂのそれぞれには、軸線Ｏ方向に沿って延びる複数のガイド溝１５…が、軸線Ｏに直交する方向に所定間隔で配列されるように形成されているのであるが、これら一対の内側面１４Ｂ，１４Ｂのそれぞれにおいて、本体側シンニング面１１Ａ，１１Ａの（軸線Ｏ方向の）後端側に連なる部分（先端側が本端側シンニング面１１Ａ，１１Ａに交差する部分）は、上記のガイド溝１５…が形成されないで、平坦面状をなすようになっている。

すなわち、チップ取付座１４における一対の内側面１４Ｂ，１４Ｂのそれぞれには、一対の外周側端部のうちの切屑排出溝１２の壁面に交差する他方の外周側端部を含んで（軸線Ｏ近傍に位置する）本体側シンニング面１１Ａの後端側に連なる部分を除く領域、つまり、一対の外周側端部のうちのドリル本体１０の外周面に交差する一方の外周側端部を含んでドリル回転方向Ｔ前方側に向けられた領域に、上記のガイド溝１５…が複数配列されて形成されているのである。
そのため、ドリル本体１０を軸線Ｏ方向の先端側から見た先端面視では、図２に示すように、一対の内側面１４Ｂ，１４Ｂと本体側シンニング面１１Ａ，１１Ａとの交差稜線部が、それぞれ直線状をなし、かつ、一対の内側面１４Ｂ，１４Ｂと本体側シンニング面１１Ａ，１１Ａを除いた先端面１１との交差稜線部が、複数のガイド溝１５…の形状が反映されてそれぞれ波形状をなしている。

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が開口するクーラント吐出部１６，１６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１６，１６を通して切削部位にクーラントが供給される。

一方、こ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３０は、超硬合金等の硬質材料により、図５（ａ）に示すような概略偏５角形の略平板状に形成されたものであり、その略中央部から後端面３２までの部分が、チップ３０の厚み方向に対して斜めに交差するように切り欠かれることによって、後述するクランプボルト４０が挿入される切欠部３３が形成されている。

また、チップ３０の先端面３１は、チップ３０がチップ取付座１４に装着された状態で、軸線Ｏから外周側に向かうにしたがい漸次後退する二等辺三角形状（Ｖ字状）をなすように形成されているとともに、この先端面３１と、チップ３０の一対の外側面３４，３４において、ドリル回転方向Ｔ前方側を向いてすくい面３４Ａ，３４Ａとされる部分との交差稜線部に、それぞれ切刃３５，３５が形成されている。

ここで、チップ３０の先端面３１には、チップ装着状態において、この先端面３１の中心に位置する軸線Ｏ近傍から、一対の外側面３４，３４のそれぞれにおいてすくい面３４Ａとこれ以外の部分とが交差する付近までの領域が切り欠かれることによって、軸線Ｏを挟んで互いに反対側に位置する一対のシンニング面３１Ａ，３１Ａが形成されている。
これにより、一対のシンニング面３１Ａ，３１Ａと先端面３１との交差稜線部に形成されたシンニング切刃部３５Ａ，３５Ａが、切刃３５，３５の内周端に接続された部分から、先端面３１の中心に位置する軸線Ｏに向けて延びるように配置されている。

そして、一対の外側面３４，３４におけるすくい面３４Ａ，３４Ａ以外の部分のそれぞれには、チップ装着状態で軸線Ｏ方向に沿って延びる複数の凸部３６…が、軸線Ｏに直交する方向に所定間隔で配列されるように形成されているのであるが、これら一対の外側面３４，３４におけるすくい面３４Ａ，３４Ａ以外の部分のそれぞれにおいて、シンニング面３１Ａ，３１Ａの（軸線Ｏ方向の）後端側に連なる部分（先端側がシンニング面３１Ａ，３１Ａに交差する部分）は、上記の凸部３６…が形成されないで、平坦面状をなすようになっている。

すなわち、チップ３０の一対の外側面３４，３４におけるすくい面３４Ａ，３４Ａ以外の部分のそれぞれには、チップ装着状態で、（軸線Ｏ近傍に位置する）シンニング面３１Ａの後端側に連なる部分を除く領域、つまり、ドリル回転方向Ｔ前方側に向けられるすくい面３４Ａと反対側に位置してドリル回転方向Ｔ後方側に向けられる領域に、上記の凸部３６…が複数配列されて形成されているのである。
そのため、チップ装着状態で、チップ３０を軸線Ｏ方向の先端側から見た先端面視では、図２に示すように、一対の外側面３４，３４におけるすくい面３４Ａ，３４Ａ以外の部分とシンニング面３１Ａ，３１Ａとの交差稜線部が、それぞれ直線状をなし、かつ、一対の外側面３４，３４におけるすくい面３４Ａ，３４Ａ以外の部分とシンニング面３１Ａ，３１Ａを除いた先端面３１との交差稜線部が、複数の凸部３６…の形状が反映されてそれぞれ波形状をなしている。

そして、このチップ３０において、チップ取付座１４に受けられる領域（本実施の形態では凸部３６…が形成されている領域）には、図５（ｂ）に示すように、先端側から後端側に向かうにつれて厚み方向外側に張り出す傾斜部３７が設けられている。本実施の形態では、これら凸部３６…の稜線同士の間に位置する領域に傾斜部３７が形成されており、凸部３６…の稜線に位置する領域は一対の外側面３４，３４同士で互いに略平行とされている。また、この傾斜部３７の勾配は、０°０１′から３°とされている。

このような構成とされたチップ３０は、ドリル本体１０の先端部に形成された凹溝状のチップ取付座１４に対し、チップ３０の厚み方向がチップ取付座１４の幅方向Ｎ（チップ取付座１４の延在方向Ｍに直交する方向）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。
また、このチップ３０の挿入は、チップ取付座１４の内側面１４Ｂ，１４Ｂに形成されたガイド溝１５…に、チップ３０の外側面３４，３４に形成された凸部３６…を噛合させつつ行われる。

これにより、チップ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、かつ、チップ３０の外側面３４，３４におけるすくい面３４Ａ，３４Ａ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前方側に向けられるとともに、チップ３０の外側面３４，３４におけるすくい面３４Ａ，３４Ａ以外の部分が、それぞれチップ取付座１４の内側面１４Ｂ，１４Ｂに対向配置させられる。

このとき、チップ３０の外側面３４，３４におけるすくい面３４Ａ，３４Ａ以外の部分のうちで、ドリル回転方向Ｔ後方側を向いて複数の凸部３６…が形成された部分は、チップ取付座１４の内側面１４Ｂ，１４Ｂのうちで、ドリル回転方向Ｔ前方側を向いて複数のガイド溝１５…が形成された部分と、それぞれ対向配置させられる。
さらに、このとき、チップ３０の外側面３４，３４におけるすくい面３４Ａ，３４Ａ以外の部分のうちで、シンニング面３１Ａ，３１Ａの後端側に連なる平坦面状の部分は、チップ取付座１４の内側面１４Ｂ，１４Ｂのうちで、本体側シンニング面１１Ａ，１１Ａの後端側に連なる平坦面状の部分と、それぞれ対向配置させられる。

そして、ドリル本体１０の先端部１３に設けられて、チップ取付座１４をその幅方向Ｎ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、クランプボルト４０が、チップ取付座１４に挿入されたチップ３０の切欠部３３を貫通するようにして、挿通孔２０における第一先端部１３Ａの外周面への開口部から挿通される。

クランプボルト４０は、その後端に位置して一定の外径を有する略円柱状をなす頭部４１と、この頭部４１の先端側に連なり、頭部４１の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４３とされる軸部４２とから構成された略多段円柱状をなすものであり、頭部４１における軸部４２との接続部分は、頭部４１の外径が先端側に向かうにしたがい漸次縮径していくようなテーパ面４１Ａとされている。

このクランプボルト４０が、上記のようにして挿通孔２０に挿通され、クランプボルト４０の軸部４２における雄ねじ部４３が挿通孔２０における雌ねじ部２３にねじ込まれると、頭部４１が挿通孔２０における凹部２１内に収容されるとともに、頭部４１におけるテーパ面４１Ａと凹部２１におけるテーパ面２１Ａとが互いに対向配置された状態となる。
そのまま、クランプボルト４０の軸部４２における雄ねじ部４３を、挿通孔２０における雌ねじ部２３にねじ込んでいくことにより、クランプボルト４０の頭部４１におけるテーパ面４１Ａが、挿通孔２０の凹部２１におけるテーパ面２１Ａに密着して、このテーパ面２１Ａを挿通孔２０の延在方向Ｌの内側に向けて押し付けるような力を作用させ、かつ、クランプボルト４０の軸部４２における雄ねじ部４２が、挿通孔２０の雌ねじ部２３にねじ込まれて、この雌ねじ部２３を挿通孔２０の延在方向Ｌの内側に向けて引っ張るような力を作用させるのである。

したがって、挿通孔２０における凹部２１が内部に形成された第一先端部１３Ａは、図４中矢印１で示すように、挿通孔２０における凹部２３が内部に形成された第二先端部１３Ｂは、図４中矢印２で示すように、それぞれ、挿通孔２０の延在方向Ｌの内側に向かって互いに近づくように弾性変形させられることとなる。
そして、チップ取付座１４の一対の内側面１４Ｂ，１４Ｂがチップ３０の一対の外側面３４，３４をそれぞれ強固に押圧した状態となり、互いに噛合させられる凸部３６…及びガイド溝１５…同士も強固に密着させられて、チップ３０がチップ取付座１４に固定されて装着される。
これにより、凸部３６…とガイド溝１５…とが互いに噛合させられた状態となるとともに、傾斜部３７とガイド溝１５…の底部同士の間に位置する領域とが互いに噛合させられた状態となる。また、これら平坦面状の部分の先端側に連なるシンニング面３１Ａ，３１Ａと本体側シンニング面１１Ａ，１１Ａとが連続した状態となる。

チップ３０の外側面３４においてチップ取付座１４に受けられる領域には、先端側から後端側に向かうにつれて厚み方向外側に張り出す傾斜部３７が設けられているので、チップ取付座１４は、図３（ｂ）に示すように、先端側が後端側よりも内側にせり出した状態となる。
すなわち、この状態では、チップ取付座１４は、チップ３０の外側面３４に設けられる傾斜部３７に沿った形状に弾性変形して、側面視で先細りとなる凹溝状となる。

以上説明したように、本実施形態のスローアウェイ式ドリルでは、クランプボルト４０を締め付けることで、チップ取付座１４は、チップ３０の外側面３４に設けられる傾斜部３７に沿った形状に弾性変形して、側面視で先細りとなる凹溝状となり、これによって、チップ３０のドリル本体１０先端側への移動が規制され、ドリル本体１０からのチップ３０の脱落が確実に防止される。

ここで、このチップ３０において、傾斜部３７の勾配が０°０１′よりも小さいと、ドリル本体１０の先端部の変形量が少なくなり、チップ３０を保持する力が不十分になってしまう。一方、この勾配が３°を超えると、傾斜部３７の傾斜がきつすぎて、ドリル本体１０の変形が追いつかず、ドリル本体１０とチップ３０との密着が不十分となり、チップ３０の保持力が低下してしまう。このため、この勾配は、０°０１′から３°の範囲内（より好ましくは１／１００から２／１００の範囲内）とする事が好ましい。

なお、このようなチップ３０において、凸部３６…は、チップ３０の一対の外側面３４，３４に対して研削加工等によって溝を形成してこのときに削り残された領域によって構成されるものである。そして、これらの凸部３６…間に形成される傾斜部３７は、凸部３６…を形成する研削加工の際に、単に研削工具を外側面３４に対して所望の傾斜で移動させるだけで、容易に形成することができる。

さらに、本実施形態のスローアウェイ式ドリルでは、チップ取付座１４の底面１４Ａにスリット１７が切り込まれているため、チップ取付座１４の一対の内側面１４Ｂ，１４Ｂが互いに近づくように、クランプボルト４０でドリル本体１０の第一先端部１３Ａと第二先端部１３Ｂとが弾性変形させられるときには、このスリット１７の底部１７Ａが、これら第一先端部１３Ａ及び第二先端部１３Ｂの弾性変形時の支点となる。
そのため、スリット１７を切り込んでいない場合と比較して、第一先端部１３Ａ及び第二先端部１３Ｂが弾性変形するときの支点が、軸線Ｏ方向の後端側へずらされるのであり、これら第一先端部１３Ａ及び第二先端部１３Ｂの撓み量を十分に大きく確保して、チップ取付座１４の内側面１４Ｂ，１４Ｂでチップ３０の外側面３４，３４を押圧するときの押圧力を高めることができる。

また、スリット１７は、その延在方向Ｋが、挿通孔２０の延在方向Ｌ（クランプボルト４０の延在方向）に対して約９０°の交差角をもって交差するようになっていることから、クランプボルト４０で第一先端部１３Ａ及び第二先端部１３Ｂをそれぞれ挿通孔２０の延在方向Ｌの内側に向かって弾性変形させるときに、これら第一先端部１３Ａ及び第二先端部１３Ｂが弾性変形しやすくなり、チップ取付座１４の内側面１４Ｂ，１４Ｂでチップ３０の外側面３４，３４を押圧するときの押圧力がより高められる。

また、スリット１７の底部１７Ａが、軸線Ｏ方向の後端側に向かって凹となる断面半円弧状とされているから、クランプボルト４０で第一先端部１３Ａ及び第二先端部１３Ｂが弾性変形させられたときに生じる応力集中を緩和することが可能となっている。
なお、応力集中を緩和することのできるスリット１７の底部１７Ａの形状としては、このような断面半円弧状をなすようなものに限定されず、例えば、図６（ａ）に示すように、スリット１７の幅Ｙ２よりも大きい幅（スリット１７の延在方向Ｋに直交する方向に沿った長さ）を有する断面円形状をなす底部１７Ａや、図６（ｂ）に示すように、同じくスリット１７の幅Ｙ２よりも大きい幅を有する断面長円形状の底部１７Ａなど種々のものが考えられるが、いずれの場合にも、その底部１７Ａの幅が、５ｍｍ以下に設定されていることが好ましい。

また、本実施形態のスローアウェイ式ドリルでは、チップ取付座１４の内側面１４Ｂ，１４Ｂに形成された軸線Ｏ方向に沿って延びる複数のガイド溝１５…に、チップ３０の外側面３４，３４に形成された複数の凸部３６…を噛合させつつ、チップ３０をチップ取付座１４に対して軸線Ｏ方向の後端側へ向けてスライドさせて挿入するだけで、チップ３０を容易に装着することが可能となっている。
そして、これらの凸部３６…とガイド溝１５…とが互いに噛合されることによってセレーション構造が構成されていることから、ドリル本体１０のチップ取付座１４に対するチップ３０の位置合わせ精度を向上させることができ、ワークに対するドリルの加工精度も良好に保つことができる。

加えて、上記のようなセレーション構造を構成したことによって、チップ３０とチップ取付座１４との接触面積を増大させて、このチップ３０の取付剛性を向上させる効果や、ドリル本体１０が軸線Ｏ回りに回転させられてワークに穴明け加工を施す際でも、チップ３０の位置ズレを抑制し、ドリル本体１０の回転力を効率よく確実に伝達するという効果を得ることもできる。

さらに、本実施形態では、チップ３０の外側面３４，３４においてシンニング面３１Ａ，３１Ａの後端側に連なる部分が平坦面状をなし、かつ、チップ取付座１４の内側面１４Ｂ，１４Ｂにおいて本体側シンニング面１１Ａ，１１Ａの後端側に連なる部分も平坦面状をなしているため、チップ３０のシンニング面３１Ａとドリル本体１０の本体側シンニング面１１Ａとの接続部分は、先端面視で直線状をなすこととなり、凸部３６…とガイド溝１５…とが互いに噛合されてなる波形状のセレーション構造が、シンニング面３１Ａと本体側シンニング面１１Ａとの接続部分に現れることがない。
したがって、穴明け加工の際に、シンニング切刃部３５から生成された切屑が、シンニング面３１Ａから本体側シンニング面１１Ａを経て流出していく過程でも、これらシンニング面３１Ａと本体側シンニング面１１Ａとの接続部分で引っかかるといった現象が生じにくく、ドリル本体１０の擦過が助長されたり、切屑排出性が悪化したりすることがない。

ここで、上記実施の形態では、ドリル本体１０にスリット１７を形成した例を示したが、ドリル本体１０には、スリット１７を形成しなくてもよい。

また、上記実施の形態では、チップ３０において凸部３６…の稜線同士の間に位置する領域に傾斜部３７を形成した例を示したが、これに限られることなく、例えば図７に示すチップ５０のように、凸部３６…の稜線同士の間に位置する領域に傾斜部３７を形成する代わりに、凸部３６…の稜線同士の間に位置する領域と凸部３６…の稜線に位置する領域とからなる領域である外側面３４自体を傾斜部３７としてもよい。
この場合においても、クランプボルト４０を締め付けることで、ドリル本体１０に設けられるチップ取付座１４は、チップ５０の傾斜部３７に沿った形状に弾性変形して、側面視で先細りとなる凹溝状となり、これによってチップ５０のドリル本体１０先端側への移動が規制されて、ドリル本体１０からのチップ５０の脱落が確実に防止される。

さらに、凸部３６…の稜線同士の間に位置する領域に傾斜部３７を形成する代わりに、凸部３６…の稜線に位置する領域に傾斜部３７を形成し、凸部３６…の稜線同士の間に位置する領域は一対の外側面３４，３４同士で互いに略平行とされていてもよいし、チップ３０においてチップ取付座１４に受けられる領域が、凸部３６…の形成されていない略平坦面とされているとともに、この略平坦な領域である外側面３４自体を傾斜部３７としてもよい。
加えて、上記傾斜部３７は、チップ３０においてチップ取付座１４に受けられる領域の全域に亘って形成されている必要はなく、例えば先端側一部分の領域だけに形成されるようにしてもよい。

本発明の実施形態のスローアウェイ式ドリルの側面図である。 本発明の実施形態のスローアウェイ式ドリルの先端面図である。 図１におけるＡ方向矢視図である。 図１におけるＢ−Ｂ線断面図である。 本発明の実施形態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。 本発明の実施形態のスローアウェイ式ドリルにおけるスリットの変形例を示す要部拡大説明図である。 本発明の実施形態のスローアウェイ式ドリルの変形例を示す要部拡大説明図である。 従来のスローアウェイ式ドリルの断面図である。

符号の説明

１０ ドリル本体 １１ 先端面
１３ 先端部 １４ チップ取付座
１４Ａ 底面 １４Ｂ 内側面
１５ ガイド溝 １７ スリット
２０ 挿通孔 ３０ チップ
３４ 外側面 ３５ 切刃
３６ 凸部 ３７ 傾斜部
４０ クランプボルト

Claims (6)

1. 軸線回りに回転されるドリル本体の先端部を二分するようにこのドリル本体の先端面に開口する凹溝状のチップ取付座に、先端に切刃が形成された略平板状のスローアウェイチップが、その一対の外側面を前記チップ取付座の一対の内側面にそれぞれ対向配置させるようにして配置され、該スローアウェイチップが、前記ドリル本体の先端部に設けられて前記チップ取付座を交差する挿通孔に挿通されたクランプボルトによって、固定されて装着される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において前記チップ取付座に受けられる領域には、前記先端側から後端側に向かうにつれて厚み方向外側に張り出す傾斜部が設けられ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１に記載の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の前記チップ取付座に対向する外側面には、前記軸線方向に沿って延びる凸部が複数形成されていて、これら凸部の稜線同士の間の領域に前記傾斜部が形成されており、
   前記チップ取付座の内側面には、前記凸部を噛合可能なガイド溝が複数形成されていて、
   前記傾斜部と前記ガイド溝の底部同士の間に位置する領域とが互いに噛合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。
3. 請求項１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、
   前記チップ取付座に受けられる領域には、前記先端側から後端側に向かうにつれて厚み方向外側に張り出す傾斜部が設けられていることを特徴とするスローアウェイチップ。
4. 請求項３に記載のスローアウェイチップにおいて、
   前記傾斜部の勾配は、０°０１′〜３°とされていることを特徴とするスローアウェイチップ。
5. 請求項３または４に記載のスローアウェイチップにおいて、
   前記外側面には、前記軸線方向に沿って延びるとともに前記ドリル本体のチップ取付座に係合する凸部が複数形成されていて、これら凸部の稜線同士の間に位置する領域に前記傾斜部が設けられていることを特徴とするスローアウェイチップ。
6. 請求項１または２に記載のスローアウェイ式ドリルに用いられるドリル本体であって、
   前記チップ取付座における前記軸線方向の先端側を向く底面に、前記軸線方向の後端側に向かって延びるスリットが切り込まれていることを特徴とするドリル本体。
   

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