JP2014205216A - 刃先交換式ドリルのインサート着脱機構 - Google Patents

Abstract

【課題】ネジの消耗を抑制して、工具寿命を延長できること。【解決手段】ドリル本体１０の先端部１３は、インサート取付座１４及びスリット１６により径方向に分断されて第一先端部１３Ａと第二先端部１３Ｂとされ、スリット１６に交差して径方向に延びる多段孔状の挿通孔２０が、第一先端部１３Ａに配置された大径部２２と、第二先端部１３Ｂに配置された小径部２３とを有し、クランプネジの雄ねじ部が、大径部２２を通って小径部２３のクランプ用雌ねじ部にねじ込まれることにより、先端部１３が弾性変形して第一先端部１３Ａと第二先端部１３Ｂとが径方向に接近させられ、クランプネジの代わりにアンクランプネジ５２の雄ねじ部５２Ａが、大径部２２のアンクランプ用雌ねじ部にねじ込まれ、スリット１６を通して第二先端部１３Ｂを押圧することにより、先端部１３が弾性変形して第一先端部１３Ａと第二先端部１３Ｂとが径方向に離間させられる。【選択図】図１２

Description

本発明は、軸線回りに回転されるドリル本体の先端面に開口された凹状のインサート取付座に、切刃を有する切削インサートが着脱可能に装着される刃先交換式ドリルのインサート着脱機構に関するものである。

従来、この種の刃先交換式ドリルのインサート着脱機構として、例えば下記特許文献１に示されるような、軸線回りに回転されるドリル本体の先端面に開口された凹状のインサート取付座に、切刃を有する切削インサートが着脱可能に装着される構成が知られている。
この特許文献１では、ドリル本体の先端部に、雌ねじ部を備えた挿通孔が形成され、この挿通孔内には、前記雌ねじ部に螺合させられる雄ねじ部を備えたクランプネジが挿通されているとともに、このクランプネジの頭部に対向配置される止め部材が設けられている。そして、前記クランプネジの雄ねじ部を前記挿通孔の雌ねじ部から緩めることにより、前記クランプネジの頭部が前記止め部材を押圧して、インサート取付座の一対のクランプ面を互いに離間させるように、前記ドリル本体の先端部を弾性変形させること（アンクランプ）が可能であり、かつ、前記クランプネジの雄ねじ部を前記挿通孔の雌ねじ部にねじ込むことにより、前記クランプネジの頭部が前記挿通孔内に形成された壁面を押圧して、前記一対のクランプ面を互いに近接させるように、前記ドリル本体の先端部を弾性変形させること（クランプ）が可能である。

特開２００４−３３０３９１号公報

しかしながら、前記従来の刃先交換式ドリルのインサート着脱機構では、挿通孔の雌ねじ部及びクランプネジの雄ねじ部が、クランプ及びアンクランプの両方に用いられることで、ネジが消耗しやすかった。

本発明は、このような事情に鑑みてなされたものであって、クランプ及びアンクランプによるネジの消耗を抑制して、工具寿命を延長することができる刃先交換式ドリルのインサート着脱機構を提供することを目的としている。

このような課題を解決して、前記目的を達成するために、本発明は以下の手段を提案している。
すなわち、本発明は、軸線回りに回転されるドリル本体の先端面に開口された凹状のインサート取付座に、切刃を有する切削インサートが着脱可能に装着される刃先交換式ドリルのインサート着脱機構であって、前記インサート取付座は、径方向に互いに対向する一対のクランプ面を有するとともに、これらのクランプ面は、該インサート取付座に挿入された前記切削インサートを径方向の両側から挟持可能とされ、前記ドリル本体の前記インサート取付座の基端側には、該インサート取付座に連通して基端側へ延びるとともに、その径方向の両側が該ドリル本体の外周面に開口されたスリットが形成されており、前記ドリル本体の先端部は、前記インサート取付座及び前記スリットにより径方向に分断されて、第一先端部と第二先端部とされ、前記スリットに交差して径方向に延びる多段孔状の挿通孔が、前記ドリル本体の先端部を貫通しており、前記挿通孔は、前記第一先端部に配置されてアンクランプ用雌ねじ部が形成された大径部と、前記第二先端部に配置されてクランプ用雌ねじ部が形成された小径部と、を有し、前記挿通孔に挿入されるクランプネジの雄ねじ部が、前記大径部を通って前記小径部の前記クランプ用雌ねじ部にねじ込まれることにより、前記ドリル本体の先端部が弾性変形して前記第一先端部と前記第二先端部とが径方向に接近させられ、前記クランプネジの代わりに前記挿通孔に挿入されるアンクランプネジの雄ねじ部が、前記大径部の前記アンクランプ用雌ねじ部にねじ込まれ、前記スリットを通して前記第二先端部を押圧することにより、前記ドリル本体の先端部が弾性変形して前記第一先端部と前記第二先端部とが径方向に離間させられる構成とされたことを特徴とする。

本発明に係る刃先交換式ドリルのインサート着脱機構では、ドリル本体の先端部を径方向に貫通する挿通孔がスリットに交差して延びているとともに、該スリットを挟んだ径方向の両側に、第一先端部に配置された大径部と、第二先端部に配置された小径部と、を有している。
そして、インサート取付座に配設された切削インサートをクランプ（固定）する際には、クランプネジを挿通孔の大径部を通して小径部側へ向けて挿入し、該クランプネジの雄ねじ部を小径部のクランプ用雌ねじ部にねじ込んでいく。これにより、ドリル本体の先端部が弾性変形して第一先端部と第二先端部とが径方向に接近させられつつ、切削インサートがインサート取付座の一対のクランプ面により径方向の両側から挟持され固定される（つまりクランプ状態となる）。
一方、インサート取付座に切削インサートを取り付ける、又は取り外すためにアンクランプする（一対のクランプ面を離間させてインサート取付座を開く）際には、前記クランプネジの代わりに、アンクランプネジを挿通孔の大径部のアンクランプ用雌ねじ部に、小径部側へ向けてねじ込み、該大径部及びスリットを通して、該アンクランプネジの先端を第二先端部に当接させつつ径方向外側へ向けて押圧する。これにより、ドリル本体の先端部が弾性変形して第一先端部と第二先端部とが径方向に離間させられつつ、切削インサートに対するインサート取付座の一対のクランプ面の挟持による押圧固定が解除される（つまりアンクランプ状態となる）。

つまり、本発明の刃先交換式ドリルのインサート着脱機構によれば、切削インサートをインサート取付座にクランプする際には、クランプネジを用いて、該クランプネジを挿通孔の小径部に螺合する。一方、切削インサートをインサート取付座にアンクランプする際には、アンクランプネジを用いて、該アンクランプネジを挿通孔の大径部に螺合する。
このように、同一の挿通孔を利用してクランプ又はアンクランプが行えるので、ドリル本体の先端部の剛性が確保されつつも、クランプ専用の雌雄ネジと、アンクランプ専用の雌雄ネジとが別々に設けられることから、ネジの消耗が抑制され、工具寿命が顕著に延長することになる。
尚、本発明の構成によれば、穴あけ加工時には、切削インサートが強固にクランプ支持されて高品位な加工精度が得られ、また切削インサートの着脱時には、ドリル本体を工作機械の主軸等から取り外す必要がなく作業性がよい。

また、本発明の刃先交換式ドリルのインサート着脱機構において、前記挿通孔には、前記第二先端部に配置されるとともに前記スリットを通して前記大径部に隣り合い、前記小径部よりも大径とされた段部が形成されていることとしてもよい。

この場合、アンクランプ時に、アンクランプネジの先端が段部内に挿入されて第二先端部を安定して押圧することが可能になり、またクランプ時においては、クランプネジの先端が段部により小径部内に案内されやすくなって、操作性が向上する。

また、本発明の刃先交換式ドリルのインサート着脱機構において、前記アンクランプネジの雄ねじ部の先端には、前記段部の形状に対応する非ねじ部が形成されていることとしてもよい。

この場合、アンクランプ時の操作性を安定して高めることができ、またアンクランプネジの雄ねじ部のネジが直接段部に押圧され消耗するような事態が防止されて、工具寿命が延長される。

また、本発明の刃先交換式ドリルのインサート着脱機構において、前記挿通孔における前記大径部の径方向外側には、該大径部より大径とされて前記クランプネジの頭部を収容可能な収容部が形成されていることとしてもよい。

この場合、クランプネジの頭部がドリル本体の外周面に突出することが防止されるとともに、該クランプネジ全体がドリル本体内に収容可能になり、芯振れや切屑排出性等への影響が抑制されて、加工精度が確保される。

また、本発明の刃先交換式ドリルのインサート着脱機構において、前記アンクランプネジは、操作取手を有するレンチ部材の軸部に設けられていることとしてもよい。

この場合、アンクランプ時に、レンチ部材の操作取手を操作することにより、該レンチ部材の軸部に設けられたアンクランプネジを、ドリル本体の挿通孔にねじ込みやすくなり、作業性が向上する。またこの場合、レンチ部材の外形が大きくなり、またレンチ部材が転がるようなことも容易に防止できることから、アンクランプネジの紛失が防止される。

本発明の刃先交換式ドリルのインサート着脱機構によれば、クランプ及びアンクランプによるネジの消耗を抑制して、工具寿命を延長することができる。

本発明の一実施形態に係る刃先交換式ドリルのインサート着脱機構を示す（ａ）正面図、（ｂ）側面図である。 本発明の一実施形態に係る刃先交換式ドリルのインサート着脱機構を示す側面図である。 図２のＢ−Ｂ断面を示す図である。 図１（ａ）のＡ−Ａ断面を示す図である。 刃先交換式ドリルのインサート着脱機構において、インサート取付座から切削インサートを取り外した状態のドリル本体の先端部を示す（ａ）正面図、（ｂ）側面図である。 刃先交換式ドリルのインサート着脱機構において、インサート取付座から切削インサートを取り外した状態のドリル本体の先端部を示す側面図である。 図６のＤ−Ｄ断面を示す図である。 図５（ａ）のＣ−Ｃ断面を示す図である。 刃先交換式ドリルのインサート着脱機構において、アンクランプ操作を説明する（ａ）正面図、（ｂ）側面図である。 刃先交換式ドリルのインサート着脱機構において、アンクランプ操作を説明する側面図である。 図１０のＦ−Ｆ断面を示す図である。 図９（ａ）のＥ−Ｅ断面を示す図である。

以下、本発明の一実施形態に係る刃先交換式ドリルのインサート着脱機構１について、図面を参照して説明する。
図１〜図１２において、本実施形態の刃先交換式ドリルのインサート着脱機構１は、工作機械の主軸等に装着されて軸線Ｏ回りに回転されるドリル本体１０の先端部１３に、切刃３４を有する切削インサートをクランプ（固定）可能、及びアンクランプ（固定を解除）可能に構成されたものであり、具体的には、ドリル本体１０の先端面１１に開口された凹状のインサート取付座１４に、切削インサートのインサート本体３０が着脱可能に装着される。
尚、本明細書では、軸線Ｏ方向に沿うドリル本体１０のインサート取付座１４側を先端側（図１（ｂ）における上側）、ドリル本体１０のインサート取付座１４とは反対側（工作機械の主軸側）を基端側（図１（ｂ）における下側）という。また、軸線Ｏに直交する方向を径方向といい、軸線Ｏ回りに周回する方向を周方向という。尚、前記周方向のうち、穴あけ加工時にドリル本体１０が回転させられる方向を工具回転方向Ｔ（又は工具回転方向Ｔの前方）といい、該工具回転方向Ｔとは反対側に向かう方向を工具回転方向Ｔの後方という。

特に図示していないが、本実施形態による刃先交換式ドリルのドリル本体１０は、その基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を中心とした略多段円柱状をなしている。
図１〜図４において、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方向の基端側に向かうにしたがい工具回転方向Ｔの後方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、図５、図６及び図８に示すように、ドリル本体１０の先端面１１に開口して基端側に凹むようなインサート取付座１４が形成されている。
このインサート取付座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。

図５（ａ）において、インサート取付座１４における一対のクランプ面１４Ｂ、１４Ｂは、それぞれ径方向内側（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、インサート取付座１４における一対のトルク伝達面１４Ｃ、１４Ｃは、それぞれ工具回転方向Ｔの前方を向くように軸線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のそれぞれの工具回転方向Ｔの後方（径方向内側）に隣接して、これらトルク伝達面１４Ｃ、１４Ｃのそれぞれと鈍角をなすように交差させられている。

また、トルク伝達面１４Ｃは、そのクランプ面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に開口する切屑排出溝１２の工具回転方向Ｔの後方を向く壁面に交差させられている。
図５（ｂ）において、一対のクランプ面１４Ｂ、１４Ｂは、それぞれ、軸線Ｏ方向の基端側へ向かうにしたがい径方向外側へ向かうように僅かに傾斜させられ、図５（ａ）及び図６において、一対のトルク伝達面１４Ｃ、１４Ｃは、それぞれ、軸線Ｏ方向の基端側へ向かうにしたがい工具回転方向Ｔの前方へ向かうように傾斜させられている。
尚、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、径方向にほぼ沿って延在するようになっている。

図５（ａ）及び図８において、インサート取付座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方向の基端側へ凹む孔部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、その底面１４Ａに交差する面取り部分を除く軸線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の壁面よりも径方向内側に位置するような大きさに設定されているため、図５（ａ）に示すように、孔部１５は、後述するスリット１６以外の部分では切屑排出溝１２、１２の壁面に開口されていない。

インサート取付座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方向の基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内に連通させられている。またこれによりスリット１６は、その径方向の両側が切屑排出溝１２、１２を通してドリル本体１０の外周面１０Ａに開口されている。

また、図５（ａ）に示されるように、ドリル本体１０の先端部１３を軸線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、クランプ面１４Ｂが延びる方向と平行となるように設定されている。
またスリット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）よりも大きい内径を有する断面円形状をなしている。

このようなインサート取付座１４及びスリット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、図５（ａ）（ｂ）に示されるように、ドリル本体１０の先端部１３は、上記の孔部１５も含めて、インサート取付座１４及びスリット１６を挟んで第一先端部１３Ａと第二先端部１３Ｂとに二分（分断）されることとなり、第一先端部１３Ａ側には、インサート取付座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、インサート取付座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。

さらに、ドリル本体１０の先端部１３において、上記の孔部１５よりもわずかに軸線Ｏ方向の基端側の部分には、図４及び図８に示すように、スリット１６に交差して径方向に延びる多段孔状の挿通孔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（中心軸方向）Ｌの径方向外側の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。
尚、挿通孔２０の延在方向Ｌは、図３及び図７に示される横断面視で、スリット１６の延在方向Ｎに直交する幅方向（スリット幅方向）Ｎ１よりも、工具回転方向Ｔの前方へ向かって軸線Ｏを中心とした中心角が鋭角となるように回転された位置に配置されており、この挿通孔２０が、スリット１６をその幅方向Ｎ１に対して斜めに傾斜して交差するようになっている。

図７及び図８に示されるように、挿通孔２０において、第一先端部１３Ａ内に位置する部分は、第一先端部１３Ａの外周面１０Ａから延在方向Ｌの内側（径方向内側）に向かって凹むように延びる収容部２１と、この収容部２１に連なり、収容部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スリット１６に開口する大径部２２とから構成されており、収容部２１における大径部２２との接続部分は、収容部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状をなして延在方向Ｌの外側（径方向外側）を向く壁面２１Ａとされている。収容部２１には、後述するクランプネジ４０の頭部４３が収容可能とされているとともに、前記壁面２１Ａには、この頭部４３の壁面４３Ｂが延在方向Ｌの内側へ向けて当接及び押圧されるようになされている。
また、大径部２２の内周面には、後述するアンクランプネジを螺合するためのアンクランプ用雌ねじ部が形成されている。

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（径方向内側）に向かって凹むように延びる小径部２３と、この小径部２３に連なり、小径部２３の内径よりも一段大きくて上記の大径部２２の内径と略同一である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に開口する段部２４とから構成されている。この段部２４は、スリット１６を通して大径部２２に隣り合っており、該段部２４内には、後述するアンクランプネジの先端の非ねじ部５２Ｂが収容可能とされている。
また、小径部２３の内周面には、後述するクランプネジ４０を螺合するためのクランプ用雌ねじ部が形成されている。

そして、図２〜図４に示されるように、穴あけ加工時においては、この挿通孔２０内には、雄ねじ部４１と頭部４３とが連結部４２を介して互いに同軸状に連結されて構成され、頭部４３が連結部４２及び雄ねじ部４１よりも一段拡径した略多段円柱状をなすクランプネジ４０が挿通されている。
クランプネジ４０が挿通孔２０内に挿通された状態では、雄ねじ部４１が挿通孔２０における小径部２３のクランプ用雌ねじ部に螺合させられ、頭部４３が収容部２１に収容されるようになっている。また、頭部４３における連結部４２との接続部分は、頭部４３の外径が延在方向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状をなして延在方向Ｌの内側（径方向内側）を向く壁面４３Ｂとされ、該壁面４３Ｂは挿通孔２０の壁面２１Ａに当接させられている。尚、クランプネジ４０の連結部４２及び雄ねじ部４１と、挿通孔２０の大径部２２及び段部２４との間には、それぞれ隙間が設けられている。また、クランプネジ４０の頭部４３における延在方向Ｌの外側を向く端面には、ネジ回転用工具を嵌合させることが可能なネジ回転用穴４３Ａが形成されている。

次に、穴あけ加工時以外に用いられて、インサート取付座１４に切削インサートを取り付け、又は取り外すためにアンクランプするレンチ部材５０について、図９〜図１２を参照して説明する。
レンチ部材５０は、操作者が把持容易な形状とされた操作取手５１と、該操作取手５１に連結されてアンクランプネジを備えた軸部５２と、を有している。本実施形態の例では、操作取手５１は矩形板状をなしており、軸部５２は、該操作取手５１の延在方向の中央からこの延在方向に直交する幅方向へ向けて突設されている。

図１１及び図１２に示されるように、軸部５２における操作取手５１とは反対側の端部（軸部５２の先端部）には、この軸部５２においてアンクランプネジを構成する雄ねじ部５２Ａと、該雄ねじ部５２Ａの先端に配置され、挿通孔２０の段部２４の形状に対応する形状とされた非ねじ部５２Ｂと、が設けられている。本実施形態では、段部２４が円柱穴状をなしているのに対応して、非ねじ部５２Ｂは円柱状をなしている。
また、非ねじ部５２Ｂの外径は、雄ねじ部５２Ａの外径及び段部２４の内径よりも僅かに小さくされており、その外周面に雄ねじ加工は施されていない。非ねじ部５２Ｂの外径は、挿通孔２０の小径部２３の内径よりも大きくされていて、この軸部５２が挿通孔２０内に挿入されたときに、非ねじ部５２Ｂの延在方向Ｌを向く先端面外周は、小径部２３と段部２４との間で延在方向Ｌの内側を向く環状の非押圧面に当接可能とされている。

そして、切削インサートをインサート取付座１４から取り外す際、及びインサート取付座１４に挿入する際には、図９〜図１２に示されるように、レンチ部材５０の軸部５２におけるアンクランプネジの雄ねじ部５２Ａ及び非ねじ部５２Ｂを、上述したクランプネジ４０の場合と同様に、挿通孔２０の延在方向Ｌに沿う大径部２２から小径部２３側へ向けて、ねじ込みながら挿入する。尚、クランプネジ４０を挿通孔２０に挿入する際にねじ回す向きと、レンチ部材５０の軸部５２を挿通孔２０に挿入する際にねじ回す向きとは、互いに同一で構わない。

レンチ部材５０のアンクランプネジ（軸部５２の先端側部分）が挿通孔２０内に挿通された状態では、該アンクランプネジの雄ねじ部５２Ａが挿通孔２０における大径部２２のアンクランプ用雌ねじ部に螺合させられ、非ねじ部５２Ｂが段部２４に収容されるようになっている。また、非ねじ部５２Ｂにおける延在方向Ｌの外側（径方向外側）を向く先端面（端面）は押圧面とされて、段部２４における前記非押圧面に当接させられているとともに、該非押圧面を延在方向Ｌの外側へ向けて押圧可能な状態とされている。

一方、上記のようなインサート取付座１４に固定されて装着される切削インサート（チップ）のインサート本体３０は、超硬合金等の硬質材料により、図１、図２及び図４に示すような形状に形成されたものである。
この切削インサートがインサート取付座１４に装着された状態で、軸線Ｏ方向の先端側を向くインサート本体３０の先端面３１は、軸線Ｏから径方向外側に向かうにしたがい漸次基端側へ向けて後退しており、全体としては側面視で先端側へ向けて凸となるＶ字状をなしている。

そして、切削インサート装着状態で、工具回転方向Ｔの前方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、インサート本体３０の先端面３１と、軸線Ｏ方向の基端側を向いて軸線Ｏに直交するインサート本体３０の基端面３２と、径方向外側を向くインサート本体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。
この切削インサートは、インサート本体３０の先端面３１及び基端面３２に交差する一対のクランプ受け面３５Ａ、３５Ａと、同じくインサート本体３０の先端面３１及び基端面３２に交差する一対のトルク受け面３５Ｂ、３５Ｂとを備えている。

インサート本体３０における一対のクランプ受け面３５Ａ、３５Ａは、切削インサート装着状態で、それぞれ径方向外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、インサート本体３０における一対のトルク受け面３５Ｂ、３５Ｂは、切削インサート装着状態で、それぞれ工具回転方向Ｔの後方を向くように軸線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のそれぞれの工具回転方向Ｔの後方（径方向内側）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とのなす鈍角は、上記のインサート取付座１４において互いに交差するクランプ面１４Ｂとトルク伝達面１４Ｃとのなす鈍角と略同一の値に設定されている。

また、トルク受け面３５Ｂは、そのクランプ受け面３５Ａと交差する側と反対側が、インサート本体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、そのトルク受け面３５Ｂと交差する側と反対側が、インサート本体３０の外周面３０Ａに開口する工具回転方向Ｔの前方を向くすくい面３３に交差させられている。
図１（ｂ）において、一対のクランプ受け面３５Ａ、３５Ａは、それぞれ、軸線Ｏ方向の基端側へ向かうにしたがい径方向外側へ向かうように僅かに傾斜させられ（上記のインサート取付座１４におけるクランプ面１４Ｂの傾斜角と略同一の値）、図２において、一対のトルク受け面３５Ｂ、３５Ｂは、それぞれ、軸線Ｏ方向の基端側へ向かうにしたがい工具回転方向Ｔの前方へ向かうように傾斜させられている（上記のインサート取付座１４におけるトルク伝達面１４Ｃの傾斜角と略同一の値）。
尚、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、径方向にほぼ沿って延在するようになっている。

図４において、インサート本体３０の基端面３２には、軸線Ｏ方向の基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における基端面３２への交差部分よりも径方向内側に位置するような大きさに設定されているため、軸部３６は、その外周面が切り欠かれていない。

以上説明した本実施形態に係る刃先交換式ドリルのインサート着脱機構１では、ドリル本体１０の先端部１３を径方向に貫通する挿通孔２０がスリット１６に交差して延びているとともに、該スリット１６を挟んだ径方向の両側に、第一先端部１３Ａに配置された大径部２２と、第二先端部１３Ｂに配置された小径部２３と、を有している。
そして、インサート取付座１４に配設された切削インサートをクランプ（固定）する際には、この切削インサートをインサート取付座１４内へ軸線Ｏ方向の基端側へ向けて挿入し着座させた状態で、図３及び図４に示すように、クランプネジ４０を挿通孔２０の大径部２２を通して小径部２３側へ向けて挿入し、該クランプネジ４０の雄ねじ部４１を小径部２３のクランプ用雌ねじ部にねじ込んでいく。これにより、ドリル本体１０の先端部１３が弾性変形して第一先端部１３Ａと第二先端部１３Ｂとが径方向に接近させられつつ、切削インサートがインサート取付座１４の一対のクランプ面１４Ｂ、１４Ｂにより径方向の両側から挟持され固定される（つまりクランプ状態となる）。

具体的には、挿通孔２０内に挿通されたクランプネジ４０は、その雄ねじ部４１が、挿通孔２０における小径部２３に螺合させられた状態となっていることから、クランプネジ４０をねじ込む（締め込む）方向に回転させると、これにともない、クランプネジ４０の頭部４３の壁面４３Ｂが、挿通孔２０の延在方向Ｌの内側に向かって移動して、挿通孔２０内の収容部２１に形成されたテーパ状の壁面２１Ａ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とが互いに近接する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とが互いに近接するとともに、スリット１６で二分された孔部１５の内周面同士が互いに近接することになる。

したがって、インサート取付座１４における孔部１５の内周面が、これに挿入されたインサート本体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、インサート取付座１４における一対のクランプ面１４Ｂ、１４Ｂが、インサート本体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、インサート取付座１４における一対のトルク伝達面１４Ｃ、１４Ｃが、インサート本体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、切削インサートがインサート取付座１４に固定されて装着される。

一方、インサート取付座１４に切削インサートを取り付ける、又は取り外すためにアンクランプする（一対のクランプ面１４Ｂ、１４Ｂを離間させてインサート取付座１４を開く）際には、前記クランプネジ４０を挿通孔２０から取り外した状態で、該クランプネジ４０の代わりに、図１１及び図１２に示すように、レンチ部材５０のアンクランプネジ（軸部５２）の雄ねじ部５２Ａを挿通孔２０の大径部２２のアンクランプ用雌ねじ部に、小径部２３側へ向けてねじ込み、該大径部２２及びスリット１６を通して、該アンクランプネジの先端を第二先端部１３Ｂに当接させつつ径方向外側へ向けて押圧する。これにより、ドリル本体１０の先端部１３が弾性変形して第一先端部１３Ａと第二先端部１３Ｂとが径方向に離間させられつつ、切削インサートに対するインサート取付座１４の一対のクランプ面１４Ｂ、１４Ｂの挟持による押圧固定が解除される（つまりアンクランプ状態となる）。

具体的には、挿通孔２０内に挿通されたアンクランプネジは、その雄ねじ部５２Ａが、挿通孔２０における大径部２２に螺合させられた状態となっていることから、アンクランプネジをねじ込む（締め込む）方向に回転させると、これにともない、アンクランプネジの非ねじ部５２Ｂの先端面（押圧面）が、挿通孔２０の小径部２３側へ向かって移動して、小径部２３と段部２４との間に形成された非押圧面を押圧する。
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とが互いに離間する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とが互いに離間するとともに、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間することになる。

したがって、インサート取付座１４における孔部１５の内周面が、これに挿入されたインサート本体３０における軸部３６の外周面に密着することが解除されることによって、孔部１５が軸部３６を解放し、さらに、インサート取付座１４における一対のクランプ面１４Ｂ、１４Ｂが、インサート本体３０における一対のクランプ受け面３５Ａ、３５Ａにそれぞれ密着することが解除され、かつ、インサート取付座１４における一対のトルク伝達面１４Ｃ、１４Ｃが、インサート本体３０における一対のトルク受け面３５Ｂ、３５Ｂにそれぞれ密着することが解除され、切削インサートがインサート取付座１４に固定された状態が解除される。
これにより、インサート取付座１４内から切削インサートを軸線Ｏ方向の先端側へ移動させて、容易に取り外すことができる。或いは、インサート取付座１４に対して、切削インサートを軸線Ｏ方向の基端側へ移動させて、容易に取り付けることができる。

つまり、本実施形態の刃先交換式ドリルのインサート着脱機構１によれば、切削インサートをインサート取付座１４にクランプする際には、クランプネジ４０を用いて、該クランプネジ４０を挿通孔２０の小径部２３に螺合する。一方、切削インサートをインサート取付座１４にアンクランプする際には、レンチ部材５０のアンクランプネジを用いて、該アンクランプネジを挿通孔２０の大径部２２に螺合する。
このように、同一の挿通孔２０を利用してクランプ又はアンクランプが行えるので、ドリル本体１０の先端部１３の剛性が確保されつつも、クランプ専用の雌雄ネジと、アンクランプ専用の雌雄ネジとが別々に設けられることから、ネジの消耗が抑制され、工具寿命が顕著に延長することになる。
尚、本実施形態の構成によれば、穴あけ加工時には、切削インサートが強固にクランプ支持されて高品位な加工精度が得られ、また切削インサートの着脱時には、ドリル本体１０を工作機械の主軸等から取り外す必要がなく作業性がよい。

また、挿通孔２０には、第二先端部１３Ｂに配置されるとともにスリット１６を通して大径部２２に隣り合い、小径部２３よりも大径とされた段部２４が形成されているので、下記の効果を奏する。
すなわち、アンクランプ時に、アンクランプネジの先端が段部２４内に挿入されて第二先端部１３Ｂを安定して押圧することが可能になり、またクランプ時においては、クランプネジ４０の先端が段部２４により小径部２３内に導かれやすくなって、操作性が向上する。

また、アンクランプネジの雄ねじ部５２Ａの先端には、段部２４の形状に対応する非ねじ部５２Ｂが形成されているので、アンクランプ時の操作性を安定して高めることができ、またアンクランプネジの雄ねじ部５２Ａのネジが直接段部２４に押圧され消耗するような事態が防止されて、工具寿命が延長される。

また、挿通孔２０における大径部２２の径方向外側には、該大径部２２より大径とされてクランプネジ４０の頭部４３を収容可能な収容部２１が形成されているので、クランプネジ４０の頭部４３がドリル本体１０の外周面１０Ａに突出することが防止されるとともに、該クランプネジ４０全体がドリル本体１０内に収容可能になり、芯振れや切屑排出性等への影響が抑制されて、加工精度が確保される。

また、アンクランプネジは、操作取手５１を有するレンチ部材５０の軸部５２に設けられているので、アンクランプ時に、この操作取手５１を操作することにより、該レンチ部材５０の軸部５２に設けられたアンクランプネジを、ドリル本体１０の挿通孔２０にねじ込みやすくなり、作業性が向上する。またこの場合、レンチ部材５０の外形が大きくなり、またレンチ部材が転がるようなことも容易に防止できることから、アンクランプネジの紛失が防止される。

尚、本発明は前述の実施形態に限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲において種々の変更を加えることが可能である。

例えば、前述の実施形態では、挿通孔２０が、段部２４及び収容部２１を備えていることとしたが、これに限定されるものではなく、これら段部２４及び収容部２１が設けられていなくてもよい。すなわち、本発明では、挿通孔２０が、スリット１６の径方向の両側に大径部２２と小径部２３とを備えていればよく、これにより、クランプネジ４０又はアンクランプネジを用いて第一先端部１３Ａと第二先端部１３Ｂとを弾性変形させ、接近又は離間させることが可能である。

また、前述の実施形態では、レンチ部材５０が、操作取手５１と、該操作取手５１に連結されてアンクランプネジとされた軸部５２とを有していることとしたが、これに限定されるものではない。すなわち、アンクランプネジとしてレンチ部材５０を用いる代わりに、クランプネジ４０と同様の形状とされ、該クランプネジ４０よりも大径の雄ねじ部５２Ａ、連結部及び頭部を有する大径クランプネジを、アンクランプネジとして用いてもよい。

また、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の基端から軸線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が形成されており、穴あけ加工の際には、これらのクーラント吐出部を通して切削部位にクーラントが供給されることとしてもよい。

その他、本発明の趣旨から逸脱しない範囲において、前述の実施形態、変形例及び尚書き等で説明した各構成（構成要素）を組み合わせてもよく、また、構成の付加、省略、置換、その他の変更が可能である。また本発明は、前述した実施形態によって限定されることはなく、特許請求の範囲によってのみ限定される。

１ 刃先交換式ドリルのインサート着脱機構
１０ ドリル本体
１０Ａ 外周面
１１ 先端面
１３ 先端部
１３Ａ 第一先端部
１３Ｂ 第二先端部
１４ インサート取付座
１４Ｂ クランプ面
１６ スリット
２０ 挿通孔
２１ 収容部
２２ 大径部
２３ 小径部
２４ 段部
３４ 切刃
４０ クランプネジ
４１ 雄ねじ部
４３ 頭部
５０ レンチ部材
５１ 操作取手
５２ 軸部（アンクランプネジ）
５２Ａ 雄ねじ部
５２Ｂ 非ねじ部
Ｏ 軸線

Claims (5)

1. 軸線回りに回転されるドリル本体の先端面に開口された凹状のインサート取付座に、切刃を有する切削インサートが着脱可能に装着される刃先交換式ドリルのインサート着脱機構であって、
   前記インサート取付座は、径方向に互いに対向する一対のクランプ面を有するとともに、これらのクランプ面は、該インサート取付座に挿入された前記切削インサートを径方向の両側から挟持可能とされ、
   前記ドリル本体の前記インサート取付座の基端側には、該インサート取付座に連通して基端側へ延びるとともに、その径方向の両側が該ドリル本体の外周面に開口されたスリットが形成されており、
   前記ドリル本体の先端部は、前記インサート取付座及び前記スリットにより径方向に分断されて、第一先端部と第二先端部とされ、
   前記スリットに交差して径方向に延びる多段孔状の挿通孔が、前記ドリル本体の先端部を貫通しており、
   前記挿通孔は、
   前記第一先端部に配置されてアンクランプ用雌ねじ部が形成された大径部と、
   前記第二先端部に配置されてクランプ用雌ねじ部が形成された小径部と、を有し、
   前記挿通孔に挿入されるクランプネジの雄ねじ部が、前記大径部を通って前記小径部の前記クランプ用雌ねじ部にねじ込まれることにより、前記ドリル本体の先端部が弾性変形して前記第一先端部と前記第二先端部とが径方向に接近させられ、
   前記クランプネジの代わりに前記挿通孔に挿入されるアンクランプネジの雄ねじ部が、前記大径部の前記アンクランプ用雌ねじ部にねじ込まれ、前記スリットを通して前記第二先端部を押圧することにより、前記ドリル本体の先端部が弾性変形して前記第一先端部と前記第二先端部とが径方向に離間させられる構成とされたことを特徴とする刃先交換式ドリルのインサート着脱機構。
2. 請求項１に記載の刃先交換式ドリルのインサート着脱機構であって、
   前記挿通孔には、前記第二先端部に配置されるとともに前記スリットを通して前記大径部に隣り合い、前記小径部よりも大径とされた段部が形成されていることを特徴とする刃先交換式ドリルのインサート着脱機構。
3. 請求項２に記載の刃先交換式ドリルのインサート着脱機構であって、
   前記アンクランプネジの雄ねじ部の先端には、前記段部の形状に対応する非ねじ部が形成されていることを特徴とする刃先交換式ドリルのインサート着脱機構。
4. 請求項１〜３のいずれか一項に記載の刃先交換式ドリルのインサート着脱機構であって、
   前記挿通孔における前記大径部の径方向外側には、該大径部より大径とされて前記クランプネジの頭部を収容可能な収容部が形成されていることを特徴とする刃先交換式ドリルのインサート着脱機構。
5. 請求項１〜４のいずれか一項に記載の刃先交換式ドリルのインサート着脱機構であって、
   前記アンクランプネジは、操作取手を有するレンチ部材の軸部に設けられていることを特徴とする刃先交換式ドリルのインサート着脱機構。

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