JP2009178791A - 回転工具およびその製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】 切削加工により損傷した切刃が形成されたインサートは交換するとともに、一方、外部機器に把持されるシャンクは再利用することで、工具の加工コストが低い経済的に優れた回転工具を提供することを目的とする。
【解決手段】 シャンクと、切刃が形成されたインサートと、筒状をなすとともに、後端側に前記シャンクが挿入され且つ先端側に前記インサートが挿入されて前記シャンクと前記インサートとを固定する連結部と、を備えた回転工具であることを特徴とする。
【選択図】 図１

Description

本発明は、切刃が形成された刃部（インサート）とシャンクとが別部材からなり、インサートをシャンクに着脱可能に装着して用いられるスローアウェイ式回転工具、特に、小径の穴加工等に用いられる小径ドリルをはじめ小径の回転工具に関する。

一般に、小径の穴加工等に用いられる小径ドリルをはじめ小径の回転工具は、使用頻度が高く、刃部の欠け、折れが生じ易い。そのため、従来から、コスト低減を図った小径の回転工具が種々提案されている。

例えば、より安価なスチールやＳＵＳ等からなるシャンクに、高価な超硬合金からなる刃部を、ロウ付けしたり溶接したりすることで、シャンクと刃部を一体的に形成してなるコンポジットタイプの回転工具が、特許文献１〜３に開示されている。

このようなコンポジットタイプの回転工具は、切削に関与する刃部を切削特性に優れる高価な超硬合金で構成するとともに、切削に関与しないシャンクを安価なステンレスで構成することで、加工コストを低減することができる。

また、特許文献４には、シャンクと刃部（インサート）が別部材からなり、シャンクに形成された貫通穴または有底溝穴に刃部（インサート）を圧入またはロウ付けされてなる回転工具が開示されている。この回転工具は、刃部（インサート）が損傷した場合、シャンクの貫通穴の後方から使用済みの刃部（インサート）を押し出したり、シャンクの有底溝穴を加熱により膨張させ使用済みの刃部（インサート）を引き抜いたりすることで、シャンクを再利用することができる。その結果、加工コストの低減が図れるというものである。
特開２０００−９４２０８号公報 特開２００２−１８６２３号公報 実用新案登録３１０４２７２号 実開平０４−１０２７１２号公報

しかしながら、特許文献１〜３に記載のコンポジットタイプの回転工具では、刃部（インサート）が損傷した場合、刃部（インサート）のみを取り外してシャンクを再利用することが困難である。すなわち、刃部（インサート）とシャンクとが一体になった回転工具ごと廃棄するしかなく、不経済であるという問題があった。

また、特許文献４に記載のスローアウェイタイプの回転工具では、シャンクを再利用することは出来るが、使い捨てる刃部（インサート）のうち切削に関与しない部分、すなわち、シャンクに挿入される部分が大きいため、損傷していない部分が多く存在する超硬合金からなる刃部（インサート）を使い捨てることになる。そのため、スローアウェイタイプの回転工具にも関わらず、充分な加工コストの低減が図れないといった問題があった。

さらに、特許文献１、２および４に記載の回転工具のように、シャンクに貫通穴または有底溝穴が形成された工具では、これらの穴が形成されたシャンク分の壁面が薄く、シャンクそのものの強度が低下するといった問題があった。

本発明は、このような従来技術の課題を解決するためになされたものであり、刃部（インサート）を交換してシャンクの再利用が可能であるとともに加工コストが低い回転工具を提供することを目的とする。

前記課題を解決するため、本発明の回転工具は、シャンクと、切刃が形成されたインサートと、筒状をなすとともに、後端側に前記シャンクが挿入され且つ先端側に前記インサートが挿入されて前記シャンクと前記インサートとを固定する連結部材と、を備えたことを特徴とする。

このような構成により、連結部材とともにシャンクからインサートを容易に取り外すことができるためシャンクの再利用が可能であるとともに、インサートのうち切削に関与しない部分が小さいため使い捨てるインサートのコストを低減させることができる。

また、前記シャンクと前記インサートとは、前記筒状をなす連結部材内で互いに当接していることで、連結部材の強度が高まり、加工時の刃振れを抑制して、インサートが欠損することを低減させることができる。

さらに、前記連結部材の後端部は、前記シャンクに対して段差をなすよう形成されていることで、連結部材とともにインサートをシャンクから取り外す際に、段差に治具を引っ掛けて連結部材およびインサートを一体で引き抜くことができるため、連結部材およびインサートの交換作業における操作性に優れる。

なお、このとき、前記連結部材の後端面は、前記シャンクと当接しないことで、連結部材およびインサートを一体で引き抜く際に、シャンクと当接せず開放された連結部材の後端面に治具を安定して引っ掛けることができ、連結部材およびインサートの交換作業における操作性の向上が更に図れる。

さらに、前記インサートは、先端側に位置し前記切刃が形成された切削部と、後端側に位置するとともに前記切削部よりも径が大きく少なくとも一部が前記連結部材の内壁と当接する連結端部と、前記切削部と前記連結端部との間に位置するとともにテーパー形状をなす中間部と、を備えてなることで、切削時にインサートへの応力集中が緩和されるとともに、インサートの後端側の強度が高く剛性に優れるため、工具寿命が向上する。

また、前記インサートの連結端部の後端部は、面取り形状をなすことで、連結部材にインサートを強固に密着させ保持することができる。

さらに、前記シャンクは、後端側に位置する把持部と、先端側に位置するとともに前記把持部よりも径が小さく少なくとも一部が前記連結部材の内壁と当接する連結端部と、前記把持部と前記連結端部との間に位置するとともにテーパー形状をなす中間部と、を備えてなることで、切削時にシャンクへの応力集中が緩和されるとともに、シャンクの後端側の強度が高く剛性に優れるため、工具寿命が向上する。

また前記シャンクの連結端部の先端部は、面取り形状をなすことで、連結部材にシャンクを強固に密着させ保持することができる。

さらに、前記連結部材の後端面は、前記シャンクの中間部と連結端部の境界よりも先端側に位置していることで、シャンクのうち径の小さな連結端部に連結部の後端が位置するため、シャンクに対する段差が大きくなり、連結部とインサートを一体でシャンクから引き抜く際の操作性が更に向上する。

前記課題を解決するため、本発明の回転工具の製造方法は、シャンクを構成するシャンク用素材と、インサートを構成するインサート用素材と、筒状をなすとともに前記シャンクと前記インサートとを連結する連結部材と、を準備する準備工程と、前記連結部材の後端側に前記シャンク用素材を圧入する第一圧入工程と、前記連結部材の先端側に前記インサート用素材を圧入する第二圧入工程と、前記シャンク用素材および前記インサート用素材が、各々、前記連結部材の後端側および先端側に圧入されて得られた回転工具用ブランクを、研削加工して回転工具を得る研削工程と、を備えたことを特徴とする。

このような構成により、連結部材とともにシャンクからインサートを容易に取り外すことができるためシャンクの再利用が可能であるとともに、インサートのうち切削に関与しない部分が小さいため使い捨てるインサートが低コストである回転工具を提供することができる。

また、前記第一圧入工程および前記第二圧入工程のうち後に行われる工程において、前記インサート用素材および前記シャンク用素材が、互いに当接するよう前記連結部材に圧入されることで、インサートとシャンクとが一体的に構成された強度の高い回転工具を提供することができる。

さらに、前記準備工程において、前記シャンク用素材は、後端側に位置する把持部と、先端側に位置するとともに前記把持部よりも径が小さい連結端部と、前記把持部と前記連結端部との間に位置するとともにテーパー形状をなす中間部と、を備えてなることで、破損しにくく、剛性に優れた回転工具を提供することができる。

また、前記第一圧入工程において、前記連結部材の後端面が前記シャンク用素材の中間部と連結端部の境界よりも先端側に位置するよう、前記シャンク用素材を前記連結部材に圧入することで、使い捨てる部分、すなわち、連結部材およびインサートをシャンクから引き抜きやすく、操作性に優れた回転工具を提供することができる。

さらに、前記研削工程において、前記インサート用素材を、先端側に位置するとともに前記インサート用素材よりも径が小さい切削部と、該切削部の後端側に位置するとともに後端に向かうにつれて径が大きくなるテーパー形状をなす中間部と、を有するよう研削することで、破損しにくく、剛性に優れた回転工具を提供することができる。

また、前記シャンク用素材の先端部は、先端に向かうにつれて径が小さくなる面取り形状をなすことで、シャンク用素材を連結部材に圧入しやすいとともに、連結部材にシャンク用素材を強固に密着させ保持し固定することができる。

さらに、前記インサート用素材の後端部は、後端に向かうにつれて径が小さくなる面取り形状をなすことで、インサート用素材を連結部材に圧入しやすいとともに、連結部材にインサート用素材を強固に密着させ保持し固定することができる。

本発明の回転工具によれば、連結部材を介して、シャンクとインサートとが固定された構成をなすため、連結部材とともにシャンクからインサートを容易に取り外すことができるためシャンクの再利用が可能であるとともに、インサートのうち切削に関与しない部分が小さいため使い捨てるインサートが低コストである回転工具を提供することができる。

さらに、本発明の回転工具の製造方法によれば、連結部材とともにシャンクからインサートを容易に取り外すことができるためシャンクの再利用が可能であるとともに、インサートのうち切削に関与しない部分が小さいため使い捨てるインサートが低コストである回転工具を提供することができる。

以下、本発明の実施形態について、添付図面を参照し、詳細に説明する。

図１は、本発明の実施形態を示すものであり、本発明の第一の実施形態による回転工具１の概略平面図、図２は、回転工具１の概略断面図である。図３および図４は、本発明の第二および第三の実施形態による回転工具１’および１”の概略平面図である。

また、図５は、本発明の第一の実施形態によるドリル１の製造方法を説明する工程概略図である。

＜回転工具＞
まず、図１乃至図４を用いて、本発明に係る実施形態による回転工具１、１’、１”について説明する。図１乃至図４に示すように、ここでは、本発明に係る実施形態の一例として、いずれも穿孔加工に用いられるドリルを例示して説明する。

本発明に係る第一の実施形態による回転工具１（以下、ドリル１と略す。）は、図１に示すように、シャンク２と、インサート３と、連結部材４と、を備えてなる。

シャンク２は、ドリル１を回転駆動させる外部機器に把持される部分である。シャンク２は、超硬合金で構成されることが工具強度の点で好ましいが、鋼等、他の材質からなるものであっても構わない。

インサート３は、切削を行う切刃が先端側に形成された部分である。インサート３は、切削時に大きな負荷がかかり切削による摩耗が生じたりしやすいため、超硬合金等の硬度の高い材質からなることが好ましい。超硬合金以外の他の材質としては、サーメット、セラミックス、ダイヤ、ＣＢＮ等の他の硬質材料、又はこれらの表面にＴｉＣ、ＴｉＮ等の硬質膜を被覆した材料を用いることができる。

連結部材４は、シャンク２とインサート３とを連結して固定する部分であり、筒状をなす。連結部材４の材質としては、安価なステンレス鋼等の鋼や他の金属材料を用いることができる。この筒状をなす連結部材４は、後端側にシャンク２が挿入されるとともに、先端側にインサート３が挿入されている。すなわち、ドリル１は、連結部材４を介してインサート３がシャンク２に固定されてなる。具体的には、筒状をなす連結部材４の内壁（不図示）は、後端側で、シャンク２の先端部の一部と当接し、先端側で、インサート３の後端部の一部と当接している。

このように、連結部材４を介してインサート３がシャンク２に固定されてなるドリル１は、連結部材４とともにインサート３をシャンク２から引き抜いて、取り外すことができる。具体的には、例えば、引き抜き治具などを用いてシャンク２から連結部材４およびインサート３を引き抜くことができる。そのため、シャンク２を再利用することができる。加えて、本実施形態では、シャンク２に貫通穴等を形成して、使い捨てる部分となるインサート３をシャンク２内に挿入して固定することがないため、使い捨てるインサート３を小型化することができる。その結果、一般的に高価な材質からなるインサート３の材料コストの低減が図れる。

これは、本実施形態のように、シャンク２とインサート３とが、連結部材４という各々とは異なる部材を介して固定されていることにより実現される。すなわち、シャンク２とインサート３とが、互いには当接せずに一体化されるか、シャンク２の先端面の少なくとも一部とインサート３の後端面の少なくとも一部とが当接して一体化されることが可能であることによる。つまり、シャンク２およびインサート３が、一方の端面よりも内方に配置されることなく、別部材である連結部材４を介して安定して固定される構成をなす。そのため、上述したように切削時に安定した工具強度を維持するとともにシャンク２を再利用してコスト低減が図れる回転工具を提供することができる。

さらに、本実施形態によるドリル１は、図２に示すように、シャンク２とインサート３とは、筒状をなす連結部材４内で互いに当接している。このような構成により、シャンク２とインサート３とが一体的に構成されるため、ドリル本体の強度が高まり、切削時の破損を抑制することができる。その結果、工具寿命の向上が図れる。ここで、シャンク２とインサート３とが当接する各々の端面は、平坦面で構成されていることがシャンク２およびインサート３の加工が容易であるため望ましい。しかし、これに限らず、シャンク２およびインサート３の当接する各端面は、互いに嵌合するよう形成されていれば、様々な面形状で構成されていても良い。

なお、本実施形態においては、図２に示すように、シャンク２の先端面の全面とインサート３の後端面の全面とが当接する形態を例示したが、これに限らず、シャンク２の先端面の少なくとも一部とインサート３の後端面の少なくとも一部が、互いに当接していれば良い。

また、本実施形態によるドリル１は、図１に示すように、連結部材４の後端部４１は、シャンク２に対して段差Ｄをなすよう形成されている。本実施形態においては、連結部材４の後端部の端面（後端面４１）における外径Ｒ４１は、シャンク２のうち連結部材４の後端面４１と交差する部分における外径Ｒ２よりも大きくなるよう形成されている（；Ｒ４１＞Ｒ２）。すなわち、連結部材４とシャンク２との境界部において、連結部材４がシャンク２よりも外方に位置している。このような構成により、インサート３および連結部材４を引き抜く際に用いる治具を、段差Ｄに引っ掛けることができ、インサート３および連結部材４を引き抜きやすくなる。特に、本実施形態のように、連結部材４の後端面４１がシャンク２と当接しないよう形成されていることより好ましい。すなわち、連結部材４とシャンク２との境界部において、連結部材４がシャンク２よりも外方に位置していることが好ましい。これにより、治具を段差Ｄに引っ掛けて、インサート３および連結部材４をドリル１の先端側に向かって引き抜くことができる。すなわち、より大きな径をなすシャンク２を固定治具に強固に固定した状態で、より小径のインサート３および連結部材４を引く抜くこととなる。したがって、シャンク２を強固に固定した状態で、インサート３および連結部材４を引き抜くことができるため、当該引き抜き操作が容易になり、操作性が向上する。なお、本実施形態においては、段差Ｄをなすよう形成する形態として、連結部材４の後端部の端面（後端面４１）における外径Ｒ４１は、シャンク２のうち連結部材４の後端面４１と交差する部分における外径Ｒ２よりも大きい形態を例示したが、これに限らず、前記Ｒ４１と前記Ｒ２の大小関係が反対をなして段差Ｄが形成されたものであってもよい（不図示）。すなわち、連結部材４とシャンク２との境界部において、シャンク２が連結部材４よりも外方に位置していてもよい。

さらに、本実施形態によるドリル１においては、インサート３は、先端側に位置し切刃が形成された切削部３１と、後端側に位置するとともに切削部３１よりも径が大きく少なくとも一部が連結部材４の内壁と当接する連結端部３２と、切削部３１と連結端部３２との間に位置するとともにテーパー形状をなす中間部３３と、を備えてなる。このような構成により、切削時のインサート３への応力集中を緩和でき、工具寿命の向上が図れる。なお、本実施形態においては、切削部３１および連結端部３２は、いずれも径が略一定である円柱状をなすよう形成されている。切削部３１の径は、中間部３３の先端側における径とほぼ一致する。また、連結端部３２の径は、中間部３３の後端側における径とほぼ一致する。

またさらに、インサート３の連結端部３２の後端部は、面取り形状をなすよう形成されている。このような構成により、インサート３を連結部材４に強固に密着させ固定することができる。なお、後述の製造方法において詳細に説明するが、このようにインサート３の連結端部３２の後端部が面取り形状をなすことで、インサート３を連結部材４にスムーズに圧入することができる。なお、連結端部３２の後端部が面取り形状をなすとは、連結端部３２の後端面と外周面とのエッジ部分が面取りされた形状をなすものである。具体的には、前記エッジ部が、平坦面や湾曲面で面取りされた形状などである。

また、本実施形態によるドリル１においては、シャンク２は、後端側に位置する把持部２１と、先端側に位置するとともに把持部２１よりも径が小さく少なくとも一部が連結部材４の内壁と当接する連結端部２２と、把持部２１と連結端部２２との間に位置するとともにテーパー形状をなす中間部２３と、を備えてなる。このような構成により、シャンク２の外部機器に把持される部分の径を大きくして、高い剛性を有するとともに、中間部２３がテーパー形状をなすことでシャンク２への応力集中の緩和が図れる。したがって、工具寿命の向上が図れる。

またさらに、シャンク２の連結端部２２の先端部は、面取り形状をなすよう形成されている。このような構成により、シャンク２を連結部材４に強固に密着させ固定することができる。なお、後述の製造方法において詳細に説明するが、インサート３と同様、このようにシャンク２の連結端部２２の先端部が面取り形状をなすことで、シャンク２を連結部材４にスムーズに圧入することができる。

なお、このようにシャンク２が把持部２１、中間部２３、連結端部２２で構成されている際、連結部材４の後端面４１は、シャンク２の中間部２３と連結端部２２の境界Ｌよりも先端側に位置しているのが好ましい。このような構成により、インサート３および連結部材４を引き抜く際に、治具を段差Ｄに安定してひっかけることができる。そのため、インサート３および連結部材４の引き抜き作業における操作性の向上が図れる。

さらに、シャンク２およびインサート３の材質は、上述した通りだが、シャンク２の硬度は、インサート３の硬度よりも低くなるよう上述した材質から各々選択することで、シャンク２の破損を抑制でき、繰り返し使用（再利用）するのに適したものとすることができる。

次に、図３を用いて、第二の実施形態によるドリル１’について説明する。なお、第一の実施形態によるドリルホルダ１と略同様の構成については、同一の符号を付して説明を省略する。

本発明に係る第二の実施形態によるドリル１’は、ドリル１と同様、シャンク２’、インサート３およびシャンク２’とインサート３とを連結する連結部材４とからなる。しかし、図３に示すように、本実施形態におけるドリル１’では、ドリル１と異なり、シャンク２’の形状が径が異なる２つの略円柱形状を組合せたものからなる。すなわち、シャンク２’は、外部機器に把持される把持部２１と、該把持部２１よりも径が小さい連結端部２２とからなり、把持部２１および連結部２２は、いずれも一端から他端に渡って外径が略一定である略円柱状をなす。このような構成により、シャンク２’の加工コストの低減が図れる。すなわち、一般的に、シャンクに相当する部分は、製造過程において、ブランク材形状そのものがドリルの最終形状と一致する（シャンクは後加工（研削）しない）場合が多い。そのため、シャンク２’の形状が単純な本実施形態では、シャンク用のブランク材が安価で入手することができる。その結果、ドリル１’全体の加工コストの更なる低減が図れる。

更に、図４を用いて、本発明に係る第三の実施形態によるドリル１”について説明する。なお、本実施形態についても、第一実施形態によるドリル１と略同様の構成については、同一の符号を付して説明を省略する。

本発明に係る第三の実施形態によるドリル１”は、ドリル１およびドリル１’と同様、シャンク２、インサート３”およびシャンク２とインサート３”とを連結する連結部材４とからなる。しかし、図４に示すように、本実施形態によるドリル１”は、第一の実施形態によるドリル１と、インサート３”の形状において異なる。すなわち、ドリル１”のインサート３”は、一端から他端に渡って外径が略一定である略円柱状を２つ繋ぎ合わせてなる。すなわち、図４に示すように、切刃が形成される先端側に位置する切削部３１と、連結部材４に挿入される連結端部３２とが、いずれも略円柱状である。切削部３１の外径は、連結端部３２の外径よりも小さい。そして、第一実施形態によるドリル１と異なり、中間部３３が存在せず、ドリル１”の切削部３１と連結端部３２とは直接接続されている。

このような構成により、インサート３”の加工コストの低減が図れる。すなわち、一般的に、インサートは後加工（研削）されるが、その後加工時のタクトタイムの低減が図れる。その結果、ドリル１”の加工コストの低減が図れる。

なお、上述の第一乃至第三のいずれの実施形態においても、シャンク２およびインサート３の各構成部分は、Ｒによって接続されているものであってもよい（不図示）。
さらに、第一乃至第三のいずれの実施形態においても、シャンク２および連結部材４は、略円柱状をなすものを例示したが、これに限定されず、略角柱状等の他の形状をなすものであっても良い。特に、連結部材４は、シャンク２の先端側およびインサート３の後端側が挿入されるよう筒状をなすものであれば、外形はどのような形状をなすものであっても構わない。

また、上述した実施形態では、本発明に係る回転工具の一実施例として、ドリルを例示したが、これに限らず、リーマやエンドミル等の他の回転工具であってもよい。なお、本発明は、これら回転工具の中でも、小径ドリル、小径リーマ、小径エンドミル等といった小径加工用回転工具において、特に優れた効果を発揮することができる。特に、本発明は、プリント基盤等の加工に用いられる小径ドリルに好適であり、顕著な効果を示す。

＜回転工具の製造方法＞
図５を用いて、本発明に係る一実施形態である回転工具１の製造方法について説明する。なお、ここでも、上述と同様、回転工具１としてドリル１を例示して、その製造方法を説明する。

本実施形態によるドリル１の製造方法は、以下の工程を有してなる。

まず、図５（ａ）に示すように、第一の工程として、シャンク２を構成するシャンク用素材６と、インサート３を構成するインサート用素材７と、筒状をなすとともに前記シャンク２とインサート３とを連結する連結部材４と、を準備する工程を有する。

ここで、シャンク用素材６は、図５に示すように、後端側に位置する把持部６１と、先端側に位置するとともに把持部６１よりも径が小さい連結端部６２と、把持部６１と連結端部６２との間に位置するとともにテーパー形状をなす中間部６３と、を備えてなることがよい。シャンク用素材６の把持に６１の径は、インサート用素材７および連結部材４の外径よりも大きい。これにより、シャンク２の強度を確保するとともに、外部機器に安定して把持されることができる。シャンク用素材６の材質としては、超硬合金、鋼等を用いることができる。

なお、本実施形態では、シャンク用素材６は、把持部６１、連結端部６２および中間部６３を備えてなるものを例示したが、これに限らず、一端から他端に渡って径が略一定である円柱状をなすものであってもよい。

一方、インサート用素材７は、図５に示すように、一端から他端に渡って径が略一定である円柱状のブランク材をなす。インサート用素材７の材質としては、超硬合金、サーメット、セラミックス、ダイヤ、ＣＢＮ等の硬質材料、又は、これらの表面にＴｉＣ，ＴｉＮ等の硬質膜を被覆した材料を用いることができる。

そして、連結部材４は、筒状をなしており、ステンレス鋼などの鋼や、その他の金属材料からなるものを用いることができる。

後述するように、本実施形態では、連結部材４およびインサート３をシャンク２から引き抜くことで、連結部材４およびインサート３を使い捨てるとともに、シャンク２は再利用するものである。したがって、シャンク２およびインサート３は超硬合金からなり、連結部材４がステンレス鋼からなるのが好ましい。これにより、連結部材４およびインサート３がシャンク２から引き抜きやすいとともに、シャンク２が破損しにくく再利用に適しており、且つ、コスト低減が図れる。

次に、図５（ｂ）に示すように、第二の工程として、連結部材４の後端側にシャンク用素材６を圧入する第一圧入工程を有する。該工程では、連結部材４およびシャンク用素材６のいずれか一方を固定して行えばよい。すなわち、連結部材４を治具に固定し、シャンク用素材６を連結部材４に近接させることで、連結部材４にシャンク用素材６を圧入しても良いし、シャンク用素材６を治具に固定し、連結部材４をシャンク用素材６に近接させることで、連結部材４にシャンク用素材６を圧入しても良い。

第一圧入工程においては、図５（ｂ）に示すように、連結部材４の後端面４１がシャンク用素材６の中間部６３と連結端部６２の境界Ｌよりも先端側に位置するよう、シャンク用素材６を連結部材４に圧入することがよい。具体的には、圧入の際に、位置決めストッパーを使用して、圧入後の状態において、連結部材４がシャンク用素材６の中間部６３から離間した状態となるよう圧入するのが良い。すなわち、図５（ｂ）に示すように、前記境界Lと連結部材４の後端面４１との間にクリアランスαが存在するように圧入するのが良い。このとき、連結部材４の後端面４１は、シャンク用素材６と当接せずに開放されている。このような構成により、損傷したインサート３を交換する際に、連結部材４の外周面とシャンク２の連結端部２２の外周面との間に生じる段差Ｄに治具を引っ掛け易く、使い捨てるインサート３と連結部材４を容易に引き抜くことができる。したがって、操作性に優れたドリル１を提供することができる。

さらに、図５（ｃ）に示すように、第三の工程として、連結部材４の先端側にインサート用素材７を圧入する第二圧入工程を有する。該工程においても、連結部材４およびインサート用素材７のいずれか一方を固定して行えばよい。上述の第一圧入工程と同様、連結部材４を治具に固定し、インサート用素材７を連結部材４に近接させることで、連結部材４にインサート用素材７を圧入しても良いし、インサート用素材７を治具に固定し、連結部材４をインサート用素材７に近接させることで、連結部材４にインサート用素材７を圧入しても良い。

なお、本実施形態においては、第一圧入工程を行った後、第二圧入工程を行う方法を例示したが、これに限らず、第一圧入工程および第二圧入工程を行う順番は、製造する回転工具の形状、設備等に応じて、適宜選択することができる。

そして、第一および第二圧入工程において、抜去力が１０―５００Ｎ、特に２００N−４００Ｎとなるようシャンク２およびインサート３を各々圧入することが良い。抜去力が１０Ｎ以上であると、切削加工中に筒状の連結部材４が抜けることを抑制できる。また、抜去力が５００Ｎ以下であると、シャンク２を再利用する為、インサート３および連結部材４をシャンク２から引き抜く作業が容易となる。なお、ここでいう圧入部分の抜去力は、一般的な測定機器、例えば、引っ張り試験機を用いて測定することができる。

また、第一圧入工程および第二圧入工程をいずれの順序で行った場合であっても、当該２つの工程のうち、後に行ういずれか一方の圧入工程において、インサート用素材７およびシャンク用素材６が、互いに当接するよう連結部材４に圧入されることがよい。これにより、得られるドリル１本体の強度が向上し、工具寿命の向上が図れる。さらに、圧入工程において、互いに当接するまで圧入するため、高精度な工具１の全長寸法決めを容易に行うことができ、作業効率が高まる。すなわち、シャンク用素材６とインサート用素材７との寸法が精度の良いものであれば、これらが互いに当接するまで圧入することで、別途、圧入後に全長寸法を揃えるための研削を行わなくて済む。そのため、加工工程が削減でき、結果として、作業効率の向上が図れる。

そして、図５（ｄ）に示すように、第四の工程として、シャンク用素材６およびインサート用素材７が、各々、連結部材４の後端側および先端側に圧入されて得られた回転工具用ブランク８を、研削加工して回転工具１（ドリル１）を得る研削工程を有する。本実施形態においては、図５に示すように、インサート用素材７を、先端側に位置するとともにインサート用素材７を、先端側に位置するとともにインサート用素材７よりも径が小さな切削部７１と、該切削部７１の後端側に位置するとともに後端に向かうにつれて径が大きくなるテーパー形状をなす中間部７２と、を有するよう研削して、インサート３を形成する。このようにインサート３を後加工で加工することで、より位置精度の高いインサート３を形成することができる。その結果、ドリル１の加工精度の向上が図れる。

なお、前記準備工程で準備するシャンク用素材６の先端部は、先端に向かうにつれて径が小さくなるよう面取り形状をなすものがよい。また、インサート用素材７も、同様、インサート用素材７の後端部は、後端に向かうにつれて径が小さくなる面取り形状をなすものがよい。このように、筒状の連結部材４に圧入される素材の先端部や後端部を面取り形状とすることで、連結部材４に挿入する際の抵抗を低減でき、連結部材４にスムーズに圧入することができる。

また、筒状をなす連結部材４の内径、すなわち、連結部材４の空孔の径は、連結部材４に挿入されるシャンク用素材６の先端側およびインサート用素材７の後端側の径よりも、ほんのわずか小さい。これにより、圧入後、シャンク用素材６およびインサート用素材７が強固に連結部材４に固定、保持される。

なお、本実施形態による製造方法では、準備工程、第一、第二圧入工程、および研削工程の４工程についてのみ説明したが、第一、第二圧入工程の前に、シャンク用素材の先端部やインサート用素材の後端部を、別途面取りする工程を有していてもよい。

以上、本発明の実施形態を例示したが、本発明は前記実施形態に限定されるものではなく、発明の目的を逸脱しない限り任意のものとすることができることはいうまでもない。

本発明に係る第一の実施形態による回転工具（ドリル）の概略平面図である。 図１の回転工具（ドリル）の概略断面図である。 本発明に係る第二の実施形態による回転工具（ドリル）の概略平面図である。 本発明に係る第三の実施形態による回転工具（ドリル）の概略平面図である。 本発明の第一の実施形態による回転工具（ドリル）の製造方法を説明する工程概略図である。

符号の説明

１、１’、１” 回転工具（ドリル）
２ シャンク
２１ 把持部
２２ 連結端部
２３ 中間部
３ インサート
３１ 切削部
３２ 連結端部
３３ 中間部
４ 連結部材
４１ 連結部材の後端面
６ シャンク用素材
７ インサート用素材
８ 回転工具用ブランク
Ｌ シャンク２の中間部２３と連結端部２２の境界

Claims (16)

1. シャンクと、
   切刃が形成されたインサートと、
   筒状をなすとともに、後端側に前記シャンクが挿入され且つ先端側に前記インサートが挿入されて前記シャンクと前記インサートとを固定する連結部材と、
   を備えた回転工具。
2. 前記シャンクと前記インサートとは、前記筒状をなす連結部材内で互いに当接していることを特徴とする請求項１に記載の回転工具。
3. 前記連結部材の後端部は、前記シャンクに対して段差をなすよう形成されている請求項１または２に記載の回転工具。
4. 前記連結部材の後端面は、前記シャンクと当接しない請求項３に記載の回転工具。
5. 前記インサートは、先端側に位置し前記切刃が形成された切削部と、後端側に位置するとともに前記切削部よりも径が大きく少なくとも一部が前記連結部材の内壁と当接する連結端部と、前記切削部と前記連結端部との間に位置するとともにテーパー形状をなす中間部と、を備えてなる請求項１乃至４のいずれかに記載の回転工具。
6. 前記インサートの連結端部の後端部は、面取り形状をなすことを特徴とする請求項５に記載の回転工具。
7. 前記シャンクは、後端側に位置する把持部と、先端側に位置するとともに前記把持部よりも径が小さく少なくとも一部が前記連結部材の内壁と当接する連結端部と、前記把持部と前記連結端部との間に位置するとともにテーパー形状をなす中間部と、を備えてなる請求項１乃至６のいずれかに記載の回転工具。
8. 前記シャンクの連結端部の先端部は、面取り形状をなすことを特徴とする請求項７に記載の回転工具。
9. 前記連結部材の後端面は、前記シャンクの中間部と連結端部の境界よりも先端側に位置している請求項７または８に記載の回転工具。
10. シャンクを構成するシャンク用素材と、インサートを構成するインサート用素材と、筒状をなすとともに前記シャンクと前記インサートとを連結する連結部材と、を準備する準備工程と、
    前記連結部材の後端側に前記シャンク用素材を圧入する第一圧入工程と、
    前記連結部材の先端側に前記インサート用素材を圧入する第二圧入工程と、
    前記シャンク用素材および前記インサート用素材が、各々、前記連結部材の後端側および先端側に圧入されて得られた回転工具用ブランクを、研削加工して回転工具を得る研削工程と、
    を備えた回転工具の製造方法。
11. 前記第一圧入工程および前記第二圧入工程のうち後に行われる工程において、前記インサート用素材および前記シャンク用素材が、互いに当接するよう前記連結部材に圧入されることを特徴とする請求項１０に記載の回転工具の製造方法。
12. 前記準備工程において、前記シャンク用素材は、後端側に位置する把持部と、先端側に位置するとともに前記把持部よりも径が小さい連結端部と、前記把持部と前記連結端部との間に位置するとともにテーパー形状をなす中間部と、を備えてなることを特徴とする請求項１０または１１に記載の回転工具の製造方法。
13. 前記第一圧入工程において、前記連結部材の後端面が前記シャンク用素材の中間部と連結端部の境界よりも先端側に位置するよう、前記シャンク用素材を前記連結部材に圧入することを特徴とする請求項１２に記載の回転工具の製造方法。
14. 前記研削工程において、前記インサート用素材を、先端側に位置するとともに前記インサート用素材よりも径が小さい切削部と、該切削部の後端側に位置するとともに後端に向かうにつれて径が大きくなるテーパー形状をなす中間部と、を有するよう研削することを特徴とする請求項１２または１３に記載の回転工具の製造方法。
15. 前記シャンク用素材の先端部は、先端に向かうにつれて径が小さくなる面取り形状をなすことを特徴とする請求項１０乃至１４のいずれかに記載の回転工具の製造方法。
16. 前記インサート用素材の後端部は、後端に向かうにつれて径が小さくなる面取り形状をなすことを特徴とする請求項１０乃至１５のいずれかに記載の回転工具の製造方法。
    

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