JP2020093316A - ドリル、穿孔ユニット及び穿孔方法 - Google Patents

Abstract

【課題】ガイドブッシュにドリルを挿入して穿孔を行う場合において、より高精度に穿孔を行えるようにすることである。【解決手段】実施形態に係るドリルは、バックテーパが無く、第１の流路及び第２の流路に分岐する切削油の流路を内部に形成したボディと、前記ボディと一体化され、前記切削油を被削材に向けて供給するための第１の供給口を前記第１の流路の出口として形成した切刃部とを有する。前記ボディを挿入して使用される位置決め用のブッシュと、前記ボディとの間に形成される隙間に前記切削油を供給するための第２の供給口を前記第２の流路の出口として前記ボディの外周面に設け、前記切削油が前記第２の供給口から前記ボディの半径方向に飛散せずに滲み出るように前記第２の流路の圧力損失を決定した。【選択図】 図１３

Description

本発明の実施形態は、ドリル、穿孔ユニット及び穿孔方法に関する。

従来、穿孔方法の１つとして穿孔板やガイドブッシュ等の穿孔治具を用いて穿孔を行う方法が知られている。具体例として、切削油を内部に供給することが可能なガイドブッシュを用いて深穴加工を高精度に行う穿孔方法が提案されている（例えば特許文献１参照）。

ドリルを用いた穿孔では、切削油を供給することが穿孔精度及び工具寿命の向上に繋がる。このため、ドリルの内部に切削油の流路を形成し、ドリルの刃先からワーク（被削材）に向けて切削油を供給する技術が知られている。具体例として、刃先に加えてランドにも切削油の排出口を形成したドリルが提案されている（例えば特許文献２参照）。

特開２０１５−１２０２１６号公報 特開２００９−８３０９２号公報

本発明は、ガイドブッシュにドリルを挿入して穿孔を行う場合において、より高精度に穿孔を行えるようにすることを目的とする。

本発明の実施形態に係るドリルは、バックテーパが無く、第１の流路及び第２の流路に分岐する切削油の流路を内部に形成したボディと、前記ボディと一体化され、前記切削油を被削材に向けて供給するための第１の供給口を前記第１の流路の出口として形成した切刃部とを有する。前記ボディを挿入して使用される位置決め用のブッシュと、前記ボディとの間に形成される隙間に前記切削油を供給するための第２の供給口を前記第２の流路の出口として前記ボディの外周面に設け、前記切削油が前記第２の供給口から前記ボディの半径方向に飛散せずに滲み出るように前記第２の流路の圧力損失を決定した。

また、本発明の実施形態に係る穿孔ユニットは、上述したドリルと、上述した位置決め用のブッシュとを備える。

また、本発明の実施形態に係る穿孔方法は、上述したドリルと、上述した位置決め用のブッシュとを少なくとも用いて前記切削油を供給しながら前記被削材を穿孔することによって被穿孔品を製作するものである。

本発明の実施形態に係るドリルを含む穿孔ユニットの構成図。 図１に示す穿孔ユニットでワークを穿孔している状態を示す図。 従来のバックテーパを有するストレートドリルとガイドブッシュを用いて穿孔を行う場合の例を示す図。 本発明の第２の実施形態に係るドリルを構成するボディの構造を示す拡大縦断面図。 図４に示すボディの右側面図。 本発明の第３の実施形態に係るドリルを含む穿孔ユニットの構成図。 図６に示す穿孔ユニットでワークを穿孔している状態を示す図。 図６に示す部材の挿入用の貫通孔を閉塞部材で閉塞した例を示すボディの縦断面図。 ボディにねじれ溝を有し、かつ切刃を交換することが可能なインサートドリルで穿孔ユニットを構成した例を示す縦断面図。 図９に示す穿孔ユニットでワークを穿孔している状態を示す縦断面図。 図９に示すインサートドリルの先端付近における拡大縦断面図。 図９に示すインサートドリルの切刃部における構造例を示す縦断面図。 本発明の第４の実施形態に係るドリルを構成するボディに形成される貫通孔に挿入される部材の第１の構造例を示す斜視図。 本発明の第４の実施形態に係るドリルを構成するボディに形成される貫通孔に挿入される部材の第２の構造例を示す斜視図。 雄ねじと雌ねじとの間に形成される隙間を第２の流路として使用する例を示すボディと、円柱状の部材の拡大部分断面図。

本発明の実施形態に係るドリル、穿孔ユニット及び穿孔方法について添付図面を参照して説明する。

（第１の実施形態）
（構成及び機能）
図１は本発明の第１の実施形態に係るドリルを含む穿孔ユニットの構成図であり、図２は図１に示す穿孔ユニットでワークを穿孔している状態を示す図である。

穿孔ユニット１は、手持ち式のドリル駆動装置を用いてワークＷの穿孔を行う装置である。穿孔ユニット１は、ドリル２、ガイドブッシュ３及び穿孔板４を有する。ガイドブッシュ３は、穿孔板４やその他の穿孔治具に設けられた位置決め用の貫通孔に挿入して使用されるドリル２の位置決め用のブッシュである。

尚、穿孔板４の構造は、ワークＷの構造に応じた設置し易い構造となるため、穿孔ユニット１のユーザによって製作することが適切である場合が多い。このため、穿孔板４を穿孔ユニット１の構成要素とせずに、ドリル２及びガイドブッシュ３で穿孔ユニット１を構成するようにしてもよい。図示された穿孔板４は、板状の部材にガイドブッシュ３を挿入するための貫通孔を設けた構造を有している。そして、穿孔板４の貫通孔に挿入されたガイドブッシュ３が、止めねじ４Ａで穿孔板４に固定されている。

また、ワークＷは、３つの板材Ｗ１、Ｗ２、Ｗ３を重ね合わせたラミネート材となっている。具体例として、炭素繊維強化プラスチック（ＣＦＲＰ： Ｃａｒｂｏｎ Ｆｉｂｅｒ Ｒｅｉｎｆｏｒｃｅｄ Ｐｌａｓｔｉｃｓ）で構成される板材Ｗ１、アルミニウムで構成される板材Ｗ２及びチタンで構成される板材Ｗ３を重ね合わせて成るワークＷを穿孔ユニット１による穿孔対象とすることができる。もちろん、金属や複合材等の同一の素材で構成されたラミネート材、同一の素材で構成された単純な板状の部分、同一の素材で構成されたブロック状の部分等を穿孔ユニット１による穿孔対象とすることができる。

ドリル２は、バックテーパが無いボディ５と、任意数の切刃を形成した切刃部６とを有する。手持ち式のドリル駆動装置等で保持されるドリル２は、ドリル駆動装置と区別するためにドリルビットとも呼ばれる。ボディ５の一端は、ドリル２をドリル駆動装置のホルダで保持するためのシャンク５Ａとして使用され、ボディ５の他端は、切刃部６と一体化される。また、少なくともバックテーパが無いボディ５の切刃部６側は直径が一定であり、ガイドブッシュ３に挿入される。

図１に示す例では、切刃部６の直径が、ボディ５の直径よりも長くなっている。従って、ガイドブッシュ３の構造は、ワークＷ側において切刃部６をガイドする第１の直径を有する孔と、ワークＷと逆側においてボディ５をガイドする、第１の直径よりも小さい第２の直径を有する孔とを連結した段付きの貫通孔を有する円筒状の構造となる。

また、ガイドブッシュ３は、穿孔板４等に設けられた位置決め用の貫通孔に挿入して使用されるため、ガイドブッシュ３のワークＷ側における外形と、穿孔板４等に設けられた位置決め用の貫通孔の直径との間における公差が、隙間嵌めに対応する公差となるように、ガイドブッシュ３のワークＷ側における外形が決定される。

尚、図示されるように、ガイドブッシュ３の外表面にリング状の凸部を形成すれば、リング状で工具軸方向に垂直な段差面を穿孔板４等の表面に接触させることによって、ガイドブッシュ３の工具軸方向における位置決めを行うことができる。また、図示されるように、ガイドブッシュ３のリング状の凸部を止めねじ４Ａと穿孔板４との間に挟み込むことによって、ガイドブッシュ３を穿孔板４に固定することができる。

ドリル２の切刃は、切刃部６に交換可能に取付けるようにしてもよい。切刃をインサート又はヘッドとして交換可能なドリルは、インサートドリルとも称される。ドリル２をインサートドリルとする場合には、切刃を除く切刃部６の部分及びボディ５が、切刃を交換可能に保持するためのホルダとしても機能する。

尚、従来のインサートドリル向けに２枚刃のインサートが市販されており、ドリル２用のインサートとして用いることもできる。このため、切刃を取付けることが可能な構造を有する切刃部６と、ボディ５とによってドリル２を構成し、切刃については、既存の汎用性のあるインサートを用いるようにしてもよい。

ガイドブッシュ３に挿入されないボディ５のホルダ側の端部における直径は、剛性を確保するために、ガイドブッシュ３の内径のみならず、切刃部６の直径よりも長くするようにしてもよい。換言すれば、ボディ５のホルダ側にボディ５の直径よりも太いシャンク５Ａやねじ等のその他の連結部材を連結してもよい。その場合には、ドリル２は、切刃部６の直径がボディ５の切刃部６側における直径よりも大きい非ストレートドリルとなる。その場合においても、ガイドブッシュ３に挿入して使用されるボディ５の切刃部６側における部分の直径は一定とされる。

シャンク５Ａの太さに関わらず、ボディ５の切刃部６側には、切粉の排出用に溝を形成することが適切である。例えば、ツイストドリルと同様に螺旋状のねじれ溝を、ボディ５の切刃部６側に形成することができる。或いは、直刃のドリルと同様に直線状の溝をボディ５の切刃部６側に形成してもよい。

直径を一定とするバックテーパの無いボディ５の部分の長さは、ドリル２を工具軸方向に送り出すことが可能な距離となる。従って、バックテーパの無いボディ５の部分の長さを長くする程、ドリル２を工具軸方向に送り出すことが可能な距離を長くすることができる。このため、図示されるように、ホルダで保持するためのシャンク５Ａとして使用される部分を含めてボディ５の直径を一定とするようにしてもよい。

もちろん、図示された例に限らず、切刃部６の直径を、ボディ５の直径と同じにしてストレートドリルとしても良いし、切刃部６とボディ５とを同じ素材で構成してソリッドタイプのドリルとしてもよい。その場合においても、ボディ５の切刃部６側にはバックテーパが設けられず、工具径は一定とされる。

但し、ドリル２を上述したようなインサートドリルとすれば、従来のインサートドリルと同様に、ボディ５の材質を高速度鋼等の安価な材質とする一方、超硬やセラミックス等の高価な材料で構成される切刃が消耗した場合に切刃のみを交換できるため、ドリル２の価格を低減することができる。また、バックテーパの無いストレートドリルは近年では殆ど無く、製造するためには大規模な設備が新たに必要となる。これに対し、刃先の直径がホルダの直径よりも大きいインサートドリルのホルダはワークと接触しないことからバックテーパが無いものも市販されている。従って、ドリル２をインサートドリルとすれば、できるだけ従来の設備を使用してドリル２を製造することが可能となる。

ボディ５の内部には、切削油の流路７が形成される。切削油は、ボディ５のホルダ側からボディ５内の流路に供給される。従って、切削油の入口は、ボディ５のホルダ側における端面に形成することが実用的である。図示された例では、直径が一定のボディ５の工具軸上に直線的な切削油の流路７が形成されている。この場合、ボディ５は円筒構造となる。

但し、ボディ５の工具軸上ではない位置に切削油の流路７を形成してもよい。また、工具軸に平行な複数の流路７をボディ５に形成してもよい。

ボディ５内の流路７に供給された切削油は、ボディ５内の流路７を経由して主として切刃部６からワークＷに向けて供給される。従って、切刃部６には、切削油の出口が形成される。切削油の出口は、ドリル２の先端から切削油をワークＷに向けて供給するための第１の供給口８Ａとして用いられる。図示された例では、第１の供給口８Ａがドリル２の切刃部６に４箇所形成されている。

更に、ボディ５内の流路７に供給された切削油の一部は、ガイドブッシュ３と、ボディ５との間に形成される隙間に供給される。そして、隙間に供給された切削油は、ガイドブッシュ３と、ボディ５との間における潤滑用に使用される。そのために、ボディ５には、ガイドブッシュ３と、ボディ５との間に形成される隙間に切削油を供給するための第２の供給口８Ｂが設けられる。

従って、切削油の流路７を、ドリル２の内部において第１の流路７Ａ及び第２の流路７Ｂに分岐させることができる。そして、第１の流路７Ａによって第１の供給口８Ａに切削油を供給する一方、第２の流路７Ｂによって第２の供給口８Ｂに切削油を供給することができる。これにより、ボディ５内への切削油の入口を１つとし、ボディ５の構造を簡易にすることができる。

ガイドブッシュ３と、ボディ５との間に形成される隙間に十分な切削油を供給するためには、ボディ５の外周面に第２の供給口８Ｂを開口することが適切である。特に、第２の流路７Ｂ及び第２の供給口８Ｂを形成する孔の中心軸がガイドブッシュ３の内面に向かうように、第２の流路７Ｂ及び第２の供給口８Ｂを形成することが適切である。

このため、例えば、工具軸に平行な流路７をボディ５に形成し、工具軸に垂直な方向に第２の流路７Ｂを分岐することによって、第２の供給口８Ｂをボディ５の外周面に開口させることができる。第２の流路７Ｂの中心軸を工具軸に垂直にすれば、ボディ５に第２の流路７Ｂを形成するための加工が容易となる。

或いは、切削油がガイドブッシュ３とボディ５との間に形成される隙間を伝ってワークＷ側に速やかに浸透するように、ワークＷ側に向かって傾斜する第２の流路７Ｂをボディ５に形成してもよい。従って、第２の流路７Ｂの中心軸と工具軸とのなす角度が１０度以上９０度以下となるように第２の流路７Ｂをボディ５に形成することもできる。尚、ボディ５に切粉の排出用の溝を形成する場合には、第２の供給口８Ｂを溝に形成しても良いし、溝の間に形成されるマージン部分に形成しても良い。

ガイドブッシュ３と、ボディ５との間における潤滑は、切削油の油膜が形成されれば十分に得ることができる。他方、切刃部６に形成される第１の供給口８ＡからワークＷに向けて供給される切削油は、切粉の排出、切削抵抗の低減及び冷却等を目的として使用される。

従って、切削油の大部分を第１の供給口８ＡからワークＷに向けて供給する一方、第２の供給口８Ｂに供給される切削油の量を微量とすることが切削油の有効利用に繋がる。このため、第１の供給口８Ａに供給される切削油の量よりも、第２の供給口８Ｂに供給される切削油の量の方が少なくなるように、ボディ５の内部に流路７を形成することが好ましい。そこで、図示されるように第２の供給口８Ｂの数を１つとすることができる。これにより、切削油の適切な配分を行いつつ、ボディ５の構造を簡易にすることができる。但し、穿孔条件に依らずガイドブッシュ３とボディ５との間における隙間への切削油の供給量を十分に得るために、複数の第２の供給口８Ｂをボディ５に形成するようにしてもよい。

ドリル２でワークＷを穿孔する際には、図２に示すように、ボディ５をガイドブッシュ３に滑合させながらドリル２を工具軸方向に送り出すことになる。従って、第２の供給口８Ｂとガイドブッシュ３との相対位置が変化する。切削油は、遅くとも穿孔の開始時、すなわちドリル２の切刃がワークＷに接触するまでには、ガイドブッシュ３とボディ５との間に形成される隙間に供給されることが望ましい。

そこで、図１に例示されるように、第２の供給口８Ｂを、切刃部６がガイドブッシュ３の内部から突出していない場合には、ガイドブッシュ３の内部において開口する位置に設けることができる。これにより、穿孔開始前において確実にガイドブッシュ３とボディ５との間に切削油を供給することができる。

尚、ドリル２の送り量が、ボディ５と滑合するガイドブッシュ３の部分の長さよりも長い場合には、図２に例示されるように第２の供給口８Ｂが、ボディ５と滑合するガイドブッシュ３の部分の外部に露出することになる。それでも、一旦、切削油をガイドブッシュ３とボディ５との間に供給すれば、切削油の油膜がガイドブッシュ３とボディ５との間に残留するため、ガイドブッシュ３とボディ５との間における潤滑性を維持することができる。

ドリル２に送りを付与した後、第２の供給口８Ｂをできるだけボディ５と滑合するガイドブッシュ３の内面に向けるためには、第２の供給口８Ｂを、切刃部６の先端がワークＷに接触した時に、ガイドブッシュ３内のワークＷと逆側における端部で開口する位置に設ければよい。従って、図示されるようにガイドブッシュ３とワークＷとの間に空隙が形成される場合には、ガイドブッシュ３とワークＷとの間における距離を考慮して第２の供給口８Ｂの位置を決定するようにしてもよい。

このような構成を有するドリル２及びガイドブッシュ３を少なくとも用いて切削油を供給しながらワークＷを穿孔することによって、被穿孔品を製作することができる。

以上のような穿孔ユニット１及び穿孔方法は、ガイドブッシュ３に挿入して使用されるドリル２にバックテーパを設けず、かつガイドブッシュ３とドリル２との間に切削油を供給するためのオイルホールをドリル２に設けたものである。

（効果）
穿孔ユニット１及び穿孔方法によれば、穿孔の精度を向上することができる。その理由は以下の通りである。

図３は、従来のバックテーパを有するストレートドリル１０とガイドブッシュ１１を用いて穿孔を行う場合の例を示す図である。

典型的なドリル１０には、バックテーパが設けられる。バックテーパは、ドリル１０が穿孔に伴って熱膨張しても、孔の内壁に接触しないようにすることを狙いとして設けられる。バックテーパは規格化されており、長さ１００ｍｍにつき０．０４ｍｍから０．１ｍｍだけドリル１０の直径が細くなるように、シャンク方向に向かって細くなるテーパがドリル１０に設けられる。

しかしながら、ガイドブッシュ１１にドリル１０を挿入して使用する場合、ドリル１０をワークＷに向けて送り出す程、ドリル１０とガイドブッシュ１１との間における隙間が大きくなる。その結果、ドリル１０の位置決め精度が低下し、穿孔精度の劣化に繋がる。

これに対して、バックテーパが無いドリル２の場合には、ガイドブッシュ３でガイドしながらドリル２を送り出しても、ドリル２とガイドブッシュ３との間における隙間が大きくならない。しかも、ドリル２とガイドブッシュ３との間には、潤滑油として切削油が供給されるため、ドリル２とガイドブッシュ３との間における摩擦力を十分に低減することができる。その結果、バックテーパが無いドリル２が熱膨張したとしても、ドリル２とガイドブッシュ３との間における滑合性を維持することができる。これにより、ドリル２の位置決め精度の低下を防止し、穿孔品質を向上させることができる。

穿孔品質を向上させることが可能なワークＷの材質の候補としては、上述したようにアルミニウムやチタン等の金属、ＣＦＲＰ等の樹脂を繊維で強化した複合材並びに金属と複合材を重ね合せたラミネート材が挙げられる。

（第２の実施形態）
図４は本発明の第２の実施形態に係るドリルを構成するボディの構造を示す拡大縦断面図であり、図５は図４に示すボディの右側面図である。

図４に示された第２の実施形態における穿孔ユニット１Ａでは、ドリル２を構成するボディ５に設けられる第２の流路７Ｂを交換可能にした点が第１の実施形態における穿孔ユニット１と相違する。第２の実施形態における穿孔ユニット１Ａの他の構成及び作用については第１の実施形態における穿孔ユニット１と実質的に異ならないためドリル２を構成するボディ５のみ図示し、同一の構成又は対応する構成については同符号を付して説明を省略する。

図４及び図５に示すように第２の流路７Ｂを設けるべきボディ５の位置に第２の流路７Ｂよりも直径が大きい貫通孔を設け、貫通孔の内面に雌ねじを形成することができる。一方、外表面に雄ねじを形成し、中心に第２の流路７Ｂを形成した円筒状の部材２０を、ボディ５の貫通孔に形成した雌ねじに締付けることができる。すなわち、第２の流路７Ｂを形成した円筒状の部材２０を、ボディ５に形成した貫通孔に挿入することができる。

そうすると、部材２０をドリル２のボディ５に着脱することができる。図４及び図５に示す例では、部材２０をドリル２のボディ５に容易に着脱できるようにマイナスドライバー用の溝が部材２０の外部側における端面に設けられている。

このため、直径Ｄが異なる第２の流路７Ｂ及び第２の供給口８Ｂを形成した複数の部材２０を準備しておけば、部材２０の交換によって、第２の流路７Ｂ及び第２の供給口８Ｂのサイズを変えることができる。この場合、ドリル２のボディ５には、第２の供給口８Ｂ及び第２の流路７Ｂを異なるサイズで形成する複数の部材２０のいずれか１つが交換可能に取付けられることになる。

具体例として、第２の流路７Ｂ及び第２の供給口８Ｂの直径Ｄが０．５ｍｍである部材２０と、第２の流路７Ｂ及び第２の供給口８Ｂの直径Ｄが１ｍｍである部材２０を準備しておき、穿孔条件に応じていずれかを選択することができる。もちろん、他の直径Ｄの第２の流路７Ｂ及び第２の供給口８Ｂを形成した部材２０を準備しておいてもよい。

第２の流路７Ｂ及び第２の供給口８Ｂの直径Ｄを穿孔条件に応じた適切な大きさに決定すると、ドリル駆動装置からボディ５の流路７に供給される切削油を、第１の流路７Ａ及び第２の流路７Ｂに適切な量で分配することができる。すなわち、第２の供給口８Ｂからガイドブッシュ３とボディ５との間における隙間に過剰に切削油が供給されたり、逆に、第２の供給口８Ｂからガイドブッシュ３とボディ５との間における隙間に供給される切削油の量が不十分となることを防止することができる。

第２の流路７Ｂ及び第２の供給口８Ｂの直径Ｄを適切な大きさに決定するに当たり考慮すべき重要な穿孔条件としては、切削抵抗及びドリル駆動装置からドリル２に供給される切削油の油圧が挙げられる。すなわち、ドリル駆動装置からドリル２のボディ５に供給される切削油の油圧が十分に高ければ、切削抵抗が大きい場合であっても、第１の供給口８ＡからワークＷに向けて十分な量の切削油を噴射することができる。逆に、ドリル駆動装置からドリル２のボディ５に供給される切削油の油圧が低く、切削抵抗が大きい場合において、第２の流路７Ｂ及び第２の供給口８Ｂの直径Ｄを過剰に大きく設定すると、第２の供給口８Ｂからガイドブッシュ３とボディ５との間における隙間に過剰な量の切削油が供給され、第１の供給口８ＡからワークＷに供給される切削油の油量が不十分となる恐れがある。

切削抵抗に影響を与える主な条件としては、穿孔対象となる孔の深さ、ワークＷの材質及び切刃の材質が挙げられる。すなわち、穿孔対象となる孔の深さ、ワークＷの材質及び切刃の材質によって切削抵抗が変化する。そこで、ドリル駆動装置からドリル２に供給される切削油の圧力、穿孔対象となる孔の深さ、ワークＷの材質及び切刃の材質に応じて第２の流路７Ｂ及び第２の供給口８Ｂの直径Ｄを変えることができる。

より具体的には、切削抵抗が小さく、ドリル駆動装置からの切削油の供給圧力が高い場合には、第２の流路７Ｂ及び第２の供給口８Ｂの直径Ｄを大きくすることによって、第２の流路７Ｂ及び第２の供給口８Ｂからガイドブッシュ３とボディ５との間における隙間に十分な量の切削油を導くことができる。逆に、切削抵抗が大きく、切削油の供給圧力が低い場合には、第２の流路７Ｂ及び第２の供給口８Ｂの直径Ｄを小さくすることによって、第２の流路７Ｂ及び第２の供給口８Ｂからガイドブッシュ３とボディ５との間における隙間に切削油の大半が供給されてしまうことを防止する一方、第１の供給口８ＡからワークＷに供給される切削油の油量を確保することができる。

ドリル駆動装置からドリル２に供給される切削油の圧力、穿孔対象となる孔の深さ、ワークＷの材質及び切刃の材質等の条件ごとの適切な第２の流路７Ｂ及び第２の供給口８Ｂのサイズは、穿孔試験によって経験的に決定することができる。

以上の第２の実施形態における穿孔ユニット１Ａによれば、ガイドブッシュ３とボディ５との間における隙間に切削油を供給するための第２の流路７Ｂ及び第２の供給口８Ｂのサイズを調節することができる。このため、ドリル駆動装置からドリル２に供給される切削油を、ワークＷの穿孔箇所と、ガイドブッシュ３とボディ５との間における隙間に適切な量で分配することができる。

尚、ドリル２のボディ５に切粉の排出用の溝が設けられる場合には、第１の実施形態と同様に、第２の流路７Ｂ及び第２の供給口８Ｂを、ボディ５の溝に形成しても良いし、マージンに形成してもよい。従って、部材２０を挿入するための貫通孔及び雌ねじについても、ボディ５の溝又はマージンに形成することができる。そして、部材２０をボディ５の溝又はマージンに取付けることができる。

（第３の実施形態）
図６は本発明の第３の実施形態に係るドリルを含む穿孔ユニットの構成図であり、図７は図６に示す穿孔ユニットでワークを穿孔している状態を示す図である。

図６に示された第３の実施形態における穿孔ユニット１Ｂでは、ドリル２の工具軸方向において異なる複数の位置に第２の流路７Ｂ及び第２の供給口８Ｂを形成する部材２０を取付けることができるようにした点が第２の実施形態における穿孔ユニット１Ａと相違する。第３の実施形態における穿孔ユニット１Ｂの他の構成及び作用については第２の実施形態における穿孔ユニット１Ａと実質的に異ならないため、同一の構成又は対応する構成については同符号を付して説明を省略する。

図６に示すように、第２の流路７Ｂ及び第２の供給口８Ｂを形成する部材２０を挿入するための貫通孔及び雌ねじを、工具軸方向において異なるボディ５の位置に形成することができる。そうすると、ドリル２の工具軸方向において異なる複数の位置に第２の流路７Ｂ及び第２の供給口８Ｂを形成することができる。図６に示す例では、工具軸方向において異なる２個所に部材２０が着脱可能にボディ５に取り付けられている。

工具軸方向において異なる複数の位置に第２の流路７Ｂ及び第２の供給口８Ｂを形成すると、ワークＷの穿孔が進行することによって、最も切刃部６側における第２の供給口８Ｂが、切削油を供給すべきガイドブッシュ３とボディ５との間における隙間から露出した場合であっても、工具軸方向において異なる位置に設けられた別の第２の供給口８Ｂから引き続きガイドブッシュ３とボディ５との間における隙間に切削油を供給することができる。このため、切削油の供給によってガイドブッシュ３と滑合させながらワークＷに向かって工具軸方向に送り出すことが可能なボディ５の長さを長くすることができる。その結果、図７に示すようにガイドブッシュ３を利用した深孔の穿孔を行うことが可能となる。

従って、隣接する第２の供給口８Ｂ間における距離は、ボディ５との間において潤滑性を付与すべきガイドブッシュ３の長さに合わせて決定することができる。第１の実施形態において説明したように、第２の供給口８Ｂから吐出された切削油はボディ５の表面及びガイドブッシュ３の内面においてある程度の期間は油膜として残留する。このため、ドリル２に工具軸方向における送りを与えてボディ５をガイドブッシュ３に対してスライドさせたとしても、ガイドブッシュ３とボディ５との間において油膜が途切れないように、隣接する第２の供給口８Ｂ間における距離を決定することが適切である。

部材２０の数を低減させることを重視する場合であれば、ガイドブッシュ３とボディ５との間において油膜が途切れないような間隔で複数の第２の供給口８Ｂを配置することができる。具体例として、切刃部６側における第２の供給口８Ｂが、切削油を供給すべきガイドブッシュ３とボディ５との間における隙間から露出する前に、ボディ５のシャンク５Ａ側に隣接する第２の供給口８Ｂから吐出された切削油がボディ５を伝ってガイドブッシュ３とボディ５との間における隙間に到達するように、第２の供給口８Ｂ間における距離を決定することができる。

或いは、ガイドブッシュ３とボディ５との間における確実な潤滑性の確保を重視する場合であれば、例えば、切刃部６側における第２の供給口８Ｂが、切削油を供給すべきガイドブッシュ３とボディ５との間における隙間から露出する前に、ボディ５のシャンク５Ａ側に隣接する第２の供給口８Ｂが、ガイドブッシュ３とボディ５との間における隙間に到達するように、第２の供給口８Ｂ間における距離を決定することができる。つまり、第２の供給口８Ｂ間における距離を、切削油を供給すべきガイドブッシュ３とボディ５との間における隙間の工具軸方向における長さ、すなわちボディ５と滑合するガイドブッシュ３の長さ以下とすることができる。

他方、工具軸方向において同一の位置に形成される第２の供給口８Ｂの数については、第１の実施形態において説明したように１つでも十分である。このため、工具軸方向において同一の位置に形成される第２の供給口８Ｂの数を１つとすることがドリル２の構造の簡易化及び製造コストの低減に繋がる。但し、穿孔条件に依らずガイドブッシュ３とボディ５との間における隙間への切削油の供給量を十分に得るために、工具軸方向において同一の位置に形成される第２の供給口８Ｂの数を複数にしてもよい。

工具軸方向において異なる位置に複数の第２の供給口８Ｂを形成できるようにする場合において、浅い孔の穿孔を行う際にはボディ５のシャンク５Ａ側における第２の供給口８Ｂが不要となる可能性もある。そこで、第２の流路７Ｂ及び第２の供給口８Ｂを形成するための部材２０に代えて、第２の流路７Ｂ及び第２の供給口８Ｂを閉塞するための閉塞部材をボディ５に形成された貫通孔及び雌ねじに挿入できるようにすることができる。

図８は図６に示す部材２０の挿入用の貫通孔を閉塞部材２１で閉塞した例を示すボディ５の縦断面図である。

図８に例示されるように、外周に雄ねじを形成した円柱状の閉塞部材２１を製作すれば、閉塞部材２１をボディ５に着脱可能に取付けることができる。これにより、浅い孔を穿孔する場合など、必要に応じて部材２０の挿入用の貫通孔に形成された雌ねじに閉塞部材２１の雄ねじを締付けることによって、第２の流路７Ｂ及び第２の供給口８Ｂを閉塞することができる。その結果、無駄な切削油の供給を低減することができる。

第２の流路７Ｂ及び第２の供給口８Ｂを閉塞する閉塞部材２１は、第２の実施形態におけるドリル２に対しても使用することができる。第２の実施形態におけるドリル２に形成することが可能な第２の流路７Ｂ及び第２の供給口８Ｂを閉塞部材２１で閉塞すれば、ガイドブッシュ３を使用せずに穿孔を行う場合においても、ドリル２を使用することが可能となる。すなわち、ドリル２に汎用性を持たせることができる。

次に切刃を交換することが可能なインサートドリルで穿孔ユニット１Ｂを構成した例につて説明する。

図９はボディ５にねじれ溝を有し、かつ切刃を交換することが可能なインサートドリル２Ａで穿孔ユニット１Ｂを構成した例を示す縦断面図、図１０は図９に示す穿孔ユニット１ＢでワークＷを穿孔している状態を示す縦断面図、図１１は図９に示すインサートドリル２Ａの先端付近における拡大縦断面図、図１２は図９に示すインサートドリル２Ａの切刃部６Ａにおける構造例を示す縦断面図である。

図９乃至図１２に例示されるように、インサートドリル２Ａで穿孔ユニット１Ｂを構成することができる。インサートドリル２Ａの切刃部６Ａの構造は、例えば図１２に示すようにボルト３０を締付けることによってスリット３１の幅を変化させることが可能な構造とすることができる。すなわち、ボルト３０を締付けてスリット３１の幅を狭くすると、切刃部６Ａで切刃３２を挟み込んで保持することができる。逆に、ボルト３０を緩めてスリット３１の幅を広げると、切刃部６Ａから切刃３２を取外すことができる。

このような切刃部６Ａの構造はオイルホール付のものも含めて既に実用化されており、容易に製作することができる。そして、切刃部６Ａ及びボディ５が切刃３２のホルダとして機能するインサートドリル２Ａで穿孔ユニット１Ｂを構成することができる。

図９及び図１０に示す例では、ねじれ溝が形成されたインサートドリル２Ａのボディ５に６箇所の第２の流路７Ｂ及び第２の供給口８Ｂが設けられている。すなわち、工具軸方向の異なる３箇所の位置に、それぞれ２つずつ第２の流路７Ｂ及び第２の供給口８Ｂが設けられている。このため、インサートドリル２Ａを用いた深孔加工が可能である。第２の流路７Ｂ及び第２の供給口８Ｂは、図９及び図１０に例示されるように、溝部分及びマージン部分のいずれにも形成することができる。

インサートドリル２Ａは、手持ち式のドリル駆動装置４０に取付けて使用することができる。図９及び図１０に示す例では、インサートドリル２Ａの後端側に雄ねじ２Ｂが形成されており、インサートドリル２Ａの雄ねじ２Ｂが手持ち式のドリル駆動装置４０に形成された雌ねじ４１に締付けられることによって、インサートドリル２Ａがドリル駆動装置４０に保持されている。

また、ドリル駆動装置４０には、インサートドリル２Ａを保護する円筒状のノーズピース４２が設けられており、ノーズピース４２がガイドブッシュ３と連結されている。すなわち、ノーズピース４２の先端側における内面に形成された雌ねじに、ガイドブッシュ３の外面に形成された雄ねじが締付けられることによって、ノーズピース４２がガイドブッシュ３と連結されている。

従って、インサートドリル２Ａ及びガイドブッシュ３のみならず、ガイドブッシュ３と連結可能な構造を有するノーズピース４２を設けた手持ち式のドリル駆動装置４０を穿孔ユニット１Ｂの構成要素としてもよい。これは第１の実施形態及び第２の実施形態においても同様である。

以上の第３の実施形態における穿孔ユニット１Ｂによれば、ドリル２の工具軸方向において異なる複数の位置に第２の流路７Ｂ及び第２の供給口８Ｂを形成することができるため、深孔加工が可能である。また、第２の流路７Ｂ及び第２の供給口８Ｂを閉塞部材２１で閉塞することもできるため、浅い孔の加工にも対応することができる。

（第４の実施形態）
図１３は本発明の第４の実施形態に係るドリルを構成するボディに形成される貫通孔に挿入される部材の第１の構造例を示す斜視図であり、図１４は本発明の第４の実施形態に係るドリルを構成するボディに形成される貫通孔に挿入される部材の第２の構造例を示す斜視図である。

図１３及び図１４に示された第４の実施形態における穿孔ユニット１Ｃは、ドリル２を構成するボディ５に設けられる第２の流路７Ｂの圧力損失を、第２の流路７Ｂの出口としてボディ５の外周面に設けられる第２の供給口８Ｂから切削油がボディ５の半径方向に飛散せずに滲み出るように決定した点が他の実施形態における穿孔ユニット１、１Ａ、１Ｂと相違する。第４の実施形態における穿孔ユニット１Ｃの他の構成及び作用については他の実施形態における穿孔ユニット１、１Ａ、１Ｂと実質的に異ならないため第２の流路７Ｂを形成する部材２０Ａ、２０Ｂ、２０Ｃのみ図示し、同一の構成又は対応する構成については同符号を付して説明を省略する。

第２の流路７Ｂの圧力損失は、横断面の面積を小さくする程、切削油との摩擦抵抗が増大するため大きくなる。そこで、第２の流路７Ｂの圧力損失が、切削油が第２の供給口８Ｂからボディ５の半径方向に飛散せずに滲み出るような圧力損失となるように、第２の流路７Ｂの少なくとも一部の横断面の面積を決定することができる。

実用的な例として、図１３に例示されるような円柱状のポーラス（多孔質）材から成る部材２０Ａを、ボディ５の外表面から第１の流路７Ａまで到達するように設けた孔に挿入することによって、圧力損失を増加させた第２の流路７Ｂを形成することができる。すなわち、第２の流路７Ｂの少なくとも一部をポーラス材で形成することによって第２の流路７Ｂの圧力損失を、切削油が第２の供給口８Ｂからボディ５の半径方向に飛散せずに滲み出るような圧力損失にすることができる。

ポーラス材の具体例としては、フェルト（不織布）や軽石等の他、ポーラスアルミニウムが挙げられる。特に、ポーラスアルミニウムを用いれば、加工性及び耐摩耗性が良好であることから第２の流路７Ｂを形成する部材２０Ａの製作とボディ５への取付が容易となる。

別の具体例として図１４に例示されるように横断面の面積を調節した第２の流路７Ｂが形成された部材２０Ｂを、第２の実施形態と同様にボディ５に設けた貫通孔に挿入することもできる。図１４に示す例では、横断面が矩形のスリットが第２の流路７Ｂとして部材２０Ｂに形成されているが、横断面が円形の第２の流路７Ｂを部材２０Ｂに形成しても良い。また、第１の実施形態と同様に、横断面の面積を調節した第２の流路７Ｂをボディ５に直接形成しても良い。

但し、第２の実施形態と同様に、部材２０Ｂの外表面に雄ねじを形成し、ボディ５の貫通孔に形成した雌ねじに締付けるようにすれば、第２の流路７Ｂを形成した部材２０Ｂを交換することが可能となる。このため、第２の流路７Ｂを異なる圧力損失で形成するための複数の部材２０Ｂを準備しておき、複数の部材２０Ｂのいずれかを交換可能にボディ５に取付けられうようにしてもよい。また、図１３に例示されるようにスリットを第２の流路７Ｂとする場合には、スリットの向きを変えることも可能となる。そこで、切削油の供給圧力及び種類、ドリル２のサイズ及び回転数並びにワークＷの材質及び孔の深さ等の切削条件に応じてスリットの向きや第２の流路７Ｂのサイズを変更できるようにしてもよい。

尚、実際に様々な条件で穿孔試験を行ったところ、第２の流路７Ｂの少なくとも一部の横断面における最大幅を０．５ｍｍ以下とすることが、ボディ５内の流路７に切削油を供給しながらボディ５を回転させた際に切削油を第２の供給口８Ｂからボディ５の半径方向に飛散させないために重要な条件であることが判明した。従って、第２の流路７Ｂの内径や幅は、０．５ｍｍ以下程度の僅かな空隙とすることが適切である。

そこで、図８に示す閉塞部材２１と同様に、中空でない円柱状の部材２０の外表面に雄ねじを形成してボディ５の貫通孔に形成した雌ねじに締付け、円柱状の部材２０に形成した雄ねじと、ボディ５の貫通孔に形成した雌ねじとの間に形成される隙間を第２の流路７Ｂとして利用しても良い。

図１５は、雄ねじと雌ねじとの間に形成される隙間を第２の流路７Ｂとして使用する例を示すボディ５と、円柱状の部材２０Ｃの拡大部分断面図である。

図１５に示すように、円柱状の部材２０Ｃの外表面に雄ねじ５０Ａを形成する一方、ボディ５の貫通孔に雌ねじ５０Ｂを形成することができる。円柱状の部材２０Ｃに形成された雄ねじ５０Ａを、ボディ５の貫通孔に形成された雌ねじ５０Ｂに締付けると、雄ねじ５０Ａと雌ねじ５０Ｂの等級が典型的な等級であれば、図１５に例示されるように、雄ねじ５０Ａの山と雌ねじ５０Ｂの谷との間に雄ねじ５０Ａの山頂隙間と呼ばれる隙間が形成される一方、雄ねじ５０Ａの谷と雌ねじ５０Ｂの山との間に雄ねじ５０Ａの谷底隙間と呼ばれる隙間が形成される。

そこで、雄ねじ５０Ａと雌ねじ５０Ｂとの間に形成される隙間を、切削油を滲み出るようにボディ５から排出するための第２の流路７Ｂとして使用することができる。この場合、第２の流路７Ｂは螺旋状となり、第２の流路７Ｂの幅は雄ねじと雌ねじの嵌め合いの区分が精、中、粗のいずれに該当するか等を分類する等級によって調節することができる。

逆に、図８に示す閉塞部材２１で第２の流路７Ｂを閉塞する場合には、管用ねじと同様に、閉塞部材２１に形成した雄ねじと、ボディ５の貫通孔に形成した雌ねじとの間に切削油が漏れ出るような隙間が生じないようなねじの規格を採用することが肝要である。

上述した例に加えて、第２の流路７Ｂの中心軸をワークＷ側に傾斜させて形成し、切削油がボディ５の回転半径方向ではなく、ワークＷ側に向かって吐出されるようにしても良い。また、経験的には、第１の流路７Ａの出口として形成される第１の供給口８Ａに供給される切削油の量が、第２の流路７Ｂの出口として形成される第２の供給口８Ｂに供給される切削油の量の２倍以上となるように流路７を形成することが、第２の流路７Ｂ及び第２の供給口８Ｂに過剰な切削油が供給される結果、第１の流路７Ａ及び第１の供給口８Ａに供給すべき切削油が不足するという事態を回避する観点から重要である。

以上の第４の実施形態における穿孔ユニット１Ｃによれば、第２の流路７Ｂ及び第２の供給口８Ｂに過剰な切削油が供給されることを防止することができる。その結果、第２の供給口８Ｂがガイドブッシュ１１の外部に露出している間に切削油が第２の供給口８Ｂから飛散する事態を防止することができる。或いは、第２の供給口８Ｂがガイドブッシュ１１の外部に露出している間に第２の供給口８Ｂから飛散する切削油の量を低減することができる。

他方、第１の流路７Ａ及び第１の供給口８Ａには、十分な量の切削油を供給することができる。すなわち、第２の供給口８Ｂから切削油が飛散することによる圧力損失を飛躍的に低減できるため、第１の流路７Ａ及び第１の供給口８Ａに供給される切削油の圧力を確保することができる。

また、切削油が第２の供給口８Ｂから飛散する事態を回避又は第２の供給口８Ｂから飛散する切削油の量を低減できるため、ワークＷの穿孔後における清掃作業が容易となる。

（他の実施形態）
以上、特定の実施形態について記載したが、記載された実施形態は一例に過ぎず、発明の範囲を限定するものではない。ここに記載された新規な方法及び装置は、様々な他の様式で具現化することができる。また、ここに記載された方法及び装置の様式において、発明の要旨から逸脱しない範囲で、種々の省略、置換及び変更を行うことができる。添付された請求の範囲及びその均等物は、発明の範囲及び要旨に包含されているものとして、そのような種々の様式及び変形例を含んでいる。

１、１Ａ、１Ｂ、１Ｃ 穿孔ユニット
２ ドリル
２Ａ インサートドリル
２Ｂ 雄ねじ
３ ガイドブッシュ
４ 穿孔板
４Ａ 止めねじ
５ ボディ
５Ａ シャンク
６、６Ａ 切刃部
７ 流路
７Ａ 第１の流路
７Ｂ 第２の流路
８Ａ 第１の供給口
８Ｂ 第２の供給口
１０ ドリル
１１ ガイドブッシュ
２０、２０Ａ、２０Ｂ、２０Ｃ 部材
２１ 閉塞部材
３０ ボルト
３１ スリット
３２ 切刃
４０ ドリル駆動装置
４１ 雌ねじ
４２ ノーズピース
５０Ａ 雄ねじ
５０Ｂ 雌ねじ
Ｗ ワーク
Ｗ１、Ｗ２、Ｗ３ 板材

Claims (11)

1. バックテーパが無く、第１の流路及び第２の流路に分岐する切削油の流路を内部に形成したボディと、
   前記ボディと一体化され、前記切削油を被削材に向けて供給するための第１の供給口を前記第１の流路の出口として形成した切刃部と、
   を有し、
   前記ボディを挿入して使用される位置決め用のブッシュと、前記ボディとの間に形成される隙間に前記切削油を供給するための第２の供給口を前記第２の流路の出口として前記ボディの外周面に設け、前記切削油が前記第２の供給口から前記ボディの半径方向に飛散せずに滲み出るように前記第２の流路の圧力損失を決定したドリル。
2. 前記第２の流路の圧力損失が、前記切削油が前記第２の供給口から前記ボディの半径方向に飛散せずに滲み出るような圧力損失となるように、前記第２の流路の少なくとも一部の横断面の面積を決定した請求項１記載のドリル。
3. 前記第２の流路の少なくとも一部をポーラス材又は雄ねじと雌ねじとの間に形成される隙間で形成することによって前記第２の流路の圧力損失を、前記切削油が前記第２の供給口から前記ボディの半径方向に飛散せずに滲み出るような圧力損失にした請求項１又は２記載のドリル。
4. 前記第１の供給口に供給される前記切削油の量が、前記第２の供給口に供給される前記切削油の量の２倍以上となるように前記流路を形成した請求項１乃至３のいずれか１項に記載のドリル。
5. 前記ボディ及び前記切刃部は、切刃を交換可能に保持するためのホルダである請求項１乃至４のいずれか１項に記載のドリル。
6. 前記切刃部の直径は、前記ボディの前記切刃部側における直径よりも大きい請求項１乃至５のいずれか１項に記載のドリル。
7. 前記第２の流路を異なる圧力損失で形成するための複数の部材のいずれかを交換可能に前記ボディに取付けた請求項１乃至６のいずれか１項に記載のドリル。
8. 請求項１乃至７のいずれか１項に記載のドリルと、
   前記ブッシュと、
   を備える穿孔ユニット。
9. 請求項５記載のドリルと、
   前記ブッシュとを備え、
   前記ブッシュは、前記被削材側において前記切刃部をガイドする第１の直径を有する孔と、前記ボディをガイドする、前記第１の直径よりも小さい第２の直径を有する孔とを連結した段付きの貫通孔を有する穿孔ユニット。
10. 前記ブッシュと連結されるノーズピースを有するドリル駆動装置を更に備える請求項８又は９記載の穿孔ユニット。
11. 請求項１乃至７のいずれか１項に記載のドリルと、前記ブッシュとを少なくとも用いて前記切削油を供給しながら前記被削材を穿孔することによって被穿孔品を製作する穿孔方法。

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