KR101051680B1

KR101051680B1 - 드릴

Info

Publication number: KR101051680B1
Application number: KR1020087023281A
Authority: KR
Inventors: 히로토 스가노; 세이지 오하시
Original assignee: 오에스지 가부시키가이샤
Priority date: 2006-11-30
Filing date: 2006-11-30
Publication date: 2011-07-26
Also published as: CN101528394B; US20090060670A1; KR20080108479A; JP4860631B2; DE112006003840B4; JPWO2008068817A1; US8430608B2; DE112006003840T5; WO2008068817A1; CN101528394A

Abstract

본 발명은, 절삭칩(chips)을 강제적으로 흡인하여 배출함으로써, 환경 오염의 예방을 도모하는 동시에 청소 작업의 간략화를 도모할 수 있는 드릴을 제공한다. 본 발명의 드릴(1)에 의하면, 흡기 구멍(5)을 구비하는 동시에, 상기 흡기 구멍(5)에 개구부(5a)를 구비하고 있어, 흡기 구멍(5)을 통하여 흡기가 행해지는 것에 의해, 개구부(5a)로부터 절삭 가공 시에 생성되는 절삭칩을 강제적으로 흡인할 수 있다. 따라서, 절삭액을 사용하지 않고 절삭칩을 배출할 수 있으므로, 환경 오염의 예방을 도모할 수 있다. 또한, 절삭칩을 개구부(5a)로부터 강제적으로 흡인하는 동시에, 개구부(5a)로부터 흡인한 절삭칩을 흡기 구멍(5)을 통하여 배출할 수 있으므로, 절삭칩이 피가공물 상에 산란(散亂)되지 않으므로, 청소 작업의 간략화를 도모할 수 있다.

드릴, 흡기 구멍, 개구부, 절삭칩, 환경 오염의 예방

Description

드릴{DRILL}

본 발명은, 드릴에 관한 것이며, 특히, 절삭 부스러기 즉 절삭칩(chips)을 강제적으로 흡인하여 배출함으로써, 환경 오염의 예방을 도모하는 동시에 청소 작업의 간략화를 도모할 수 있는 드릴에 관한 것이다.

일반적으로, 절삭 가공에 있어서는, 절삭 가공 시에 생성되는 절삭칩을 배출하기 위하여, 절삭액이 사용된다. 종래부터, 절삭액을 사용하여 절삭칩을 배출하는 드릴로서 절삭액을 유통시키기 위해 본체 내부에 형성되는 오일 구멍과, 그 오일 구멍과 연통되는 연통 구멍을 구비하고, 그 연통 구멍의 선단부를 절삭칩 배출홈 내에 개구시켜 구성되는 드릴이 알려져 있다.

이 드릴에 의하면, 오일 구멍을 유통한 절삭액이 연통 구멍으로부터 절삭칩 배출홈 내로 토출(吐出)되는 동시에 절삭칩 배출홈을 따라 배출됨으로써, 절삭액과 함께 절삭칩을 절삭칩 배출홈으로부터 배출할 수 있다.

또한, 절삭액을 사용하지 않고 절삭칩을 배출할 수 있는 드릴로서, 예를 들면, 하기 특허 문헌에는, 절삭칩을 유통시키기 위해 본체 내부에 형성되는 절삭칩 배출 구멍과, 그 절삭칩 배출 구멍과 연통되는 배출구를 구비하고, 그 배출구의 선단부를 본체 외주면에 개구시켜 구성되는 드릴이 개시되어 있다.

이 드릴에 의하면, 절삭칩 배출 구멍 내에 비집고 들어간 절삭칩이 새롭게 생성되는 절삭칩에 의해 서서히 밀어올려지는 동시에, 본체가 회전함으로써, 절삭칩 배출 구멍을 유통한 절삭칩을 배출구로부터 배출할 수 있다.

특허 문헌: 일본 특허출원 공개번호 1982-89511호 공보

그러나, 일반적으로, 절삭액에는 염소나 인 등의 유해한 물질이 포함되어 있으므로, 절삭액을 사용하는 경우에는, 환경 오염의 원인으로 되는 문제점이 있었다.

또한, 상기 특허 문헌에 개시된 드릴을 사용하는 경우에는, 본체의 회전력만에 따라 절삭칩을 배출하므로, 배출된 절삭칩이 피가공물 상에 산란(散亂)되어, 청소 작업이 번잡해지는 문제점이 있었다.

본 발명은, 전술한 문제점을 해결하기 위해 이루어진 것이며, 절삭칩을 강제적으로 흡인하여 배출함으로써, 환경 오염의 예방을 도모하는 동시에 청소 작업의 간략화를 도모할 수 있는 드릴을 제공하는 것을 목적으로 하고 있다.

상기 목적을 해결하기 위해 청구항 1에 기재된 드릴은, 본체부와, 상기 본체부에 연장 설치되는 동시에 절삭날을 가지는 날부와, 상기 날부 및 상기 본체부에 형성되어 상기 절삭날의 구조면을 구성하는 홈을 구비하고, 축심 주위에 회전됨으로써, 상기 절삭날에 의해 피가공물을 절삭 가공하는 것으로서, 상기 본체부의 후단면으로부터 상기 날부까지 상기 본체부의 내부로 연장되는 흡기 구멍을 구비하고, 상기 흡기 구멍은, 단면이 원형으로 형성되는 동시에, 직경이 상기 본체부의 직경보다 작은 직경이며, 또한 상기 홈의 홈바닥 직경보다 큰 직경으로 구성됨으로써, 상기 홈에 외부로 개방되는 개구부를 구비하고, 상기 개구부의 단부에 있어서 상기 날부의 선단측의 단부는, 상기 절삭날의 범위 내에 위치하는 동시에, 상기 흡기 구멍을 통하여 흡기가 행해지는 것에 의해, 절삭 가공 시에 생성되는 절삭칩을 상기 개구부로부터 흡인하도록 구성되어 있다.

청구항 2에 기재된 드릴은, 청구항 1에 기재된 드릴에 있어서, 상기 흡기 구멍의 직경은, 상기 본체부 직경의 65% 이하로 구성되어 있다.

청구항 3에 기재된 드릴은, 청구항 1 또는 청구항 2에 기재된 드릴에 있어서, 상기 축심 방향으로의 상기 개구부의 개구 길이는, 상기 본체부 직경의 50% 이상, 또한 150% 이하의 길이 범위 내로 구성되어 있다.

청구항 4에 기재된 드릴은, 청구항 1 내지 청구항 3 중 어느 하나에 기재된 드릴에 있어서, 상기 홈은, 적어도 상기 절삭날의 범위로 연장되는 동시에, 상기 홈은, 상기 개구부의 단부에 있어서 상기 날부의 후단 측의 단부로부터 상기 본체부 측으로의 연장 길이가, 상기 본체부 직경의 길이보다 짧게 구성되어 있다.

청구항 1에 기재된 드릴에 의하면, 흡기 구멍을 구비하는 동시에, 상기 흡기 구멍에 개구부를 구비하고 있어, 흡기 구멍을 통하여 흡기가 행해지는 것에 의해, 개구부로부터 절삭 가공 시에 생성되는 절삭칩을 강제적으로 흡인할 수 있다.

따라서, 절삭액을 사용하지 않고 절삭칩을 배출할 수 있으므로, 환경 오염의 예방을 도모할 수 있는 효과가 있다. 또한, 절삭액을 사용하지 않으므로, 그만큼, 가공 비용의 삭감을 도모할 수 있는 효과가 있다.

또한, 절삭칩을 개구부로부터 강제적으로 흡인하는 동시에, 개구부로부터 흡인한 절삭칩을 흡기 구멍을 통하여 배출할 수 있으므로, 절삭칩이 피가공물 상에 산란되지 않아, 청소 작업의 간략화를 도모할 수 있는 효과가 있다.

또한, 절삭칩을 개구부로부터 강제적으로 흡인하므로, 강제력을 가지지 않고, 절삭칩이 새롭게 생성되는 절삭칩에 의해 서서히 배출되는 경우와 비교하여, 절삭칩이 흡기 구멍에 쉽게 막히지 않아, 절삭칩의 배출성의 향상을 도모할 수 있는 효과가 있다.

또한, 개구부는 홈에 있어서 개구되고, 그 개구부로부터 절삭칩을 흡인하므로, 절삭칩을 수용할 수 있도록 홈의 수용 공간, 예를 들면, 홈의 길이, 홈의 폭 또는 홈의 홈바닥 깊이 등을 작게 할 수 있다. 그 결과, 공구의 강성(剛性)을 확보할 수 있으므로, 공구 수명의 향상을 도모할 수 있는 효과가 있다. 또한, 개구부의 단부에 있어서 날부의 선단측의 단부는, 절삭날의 범위 내에 위치하도록 구성되어 있으므로, 절삭칩의 흡인성의 향상을 도모할 수 있다. 즉, 개구부의 단부에 있어서 날부의 선단측의 단부가 날부의 선단에 위치하는 경우, 즉 흡기 구멍이 날부를 관통하는 경우에는, 개구부에 있어서 충분한 부압(負壓)을 얻지 못하여, 흡기시의 흡인력이 저하된다. 그 결과, 절삭칩의 흡인성이 저하된다. 한편, 개구부의 단부에 있어서 날부의 선단측의 단부가 절삭날의 범위 내에 위치하지 않는 경우에는, 개구부가 절삭날의 범위에 대응하여 형성되지 않으므로, 절삭칩의 흡인성이 저하된다. 이에 대하여, 개구부의 단부에 있어서 날부의 선단측의 단부를 절삭날의 범위 내로 함으로써, 흡인력의 저하를 억제할 수 있는 동시에, 절삭날에 있어서 생성되는 절삭칩을, 그 절삭날의 범위 내에 있어서 흡인할 수 있으므로, 절삭칩의 흡인성의 향상을 도모할 수 있는 효과가 있다.

또한, 흡기 구멍이 본체부의 후단면으로부터 연장되어 있으므로, 절삭칩을 배출하기 위한 구조를 간소화할 수 있는 효과가 있다.

청구항 2에 기재된 드릴에 의하면, 청구항 1에 기재된 드릴에 의한 효과에 더하여, 흡기 구멍의 직경은, 본체부 직경의 65% 이하로 구성되어 있으므로, 공구의 강성을 확보할 수 있다.

즉, 흡기 구멍의 직경이 본체부 직경의 65%보다 클 경우에는, 본체부의 두꺼운 부분이 얇아져, 공구의 강성이 저하된다. 이에 대하여, 흡기 구멍의 직경을 본체부 직경의 65% 이하로 함으로써, 공구의 강성을 확보할 수 있으므로, 공구 수명의 향상을 도모할 수 있는 효과가 있다.

삭제

청구항 3에 기재된 드릴에 의하면, 청구항 1 또는 청구항 2에 기재된 드릴에 의한 효과에 더하여, 축심 방향으로의 개구부의 개구 길이는, 본체부 직경의 50% 이상, 또한 150% 이하의 범위 내의 길이로 구성되어 있으므로, 절삭칩의 흡인성의 향상을 도모할 수 있다.

즉, 축심 방향으로의 개구부의 개구 길이가 본체부 직경의 50%의 길이보다 짧은 경우에는, 개구부의 개구 면적이 작아져, 개구부에 있어서 충분히 절삭칩을 흡인하지 못하므로, 절삭칩의 흡인성이 저하된다.

한편, 축심 방향으로의 개구부의 개구 길이가 본체부 직경의 150%의 길이보다 긴 경우에는, 개구부의 개구 면적이 커져, 개구부에 있어서 충분한 부압(負壓)을 얻을 수 없기 때문에, 흡기시의 흡인력이 저하된다. 그 결과, 절삭칩의 흡인성이 저하된다.

이에 대하여, 축심 방향으로의 개구부의 개구 길이를 본체부 직경의 50% 이상, 또한 150% 이하의 범위 내의 길이로 함으로써, 개구부의 개구 면적을 확보할 수 있는 동시에, 흡인력의 저하를 억제할 수 있으므로, 절삭칩의 흡인성의 향상을 도모할 수 있는 효과가 있다.

또한, 절삭날 이외의 부분에서는 절삭칩이 생성되지 않으므로, 축심 방향으로의 개구부의 개구 길이를 본체부 직경의 150% 이하의 길이로 함으로써, 절삭칩의 흡입성을 저하시키지 않고, 공구의 강성을 확보할 수 있다. 그 결과, 공구 수명의 향상을 도모할 수 있는 효과가 있다.

청구항 4에 기재된 드릴에 의하면, 청구항 1 내지 청구항 3 중 어느 하나에 기재된 드릴에 의한 효과에 더하여, 홈은, 적어도 절삭날의 범위로 연장되어 있으므로, 절삭날에 있어서 생성되는 절삭칩을, 그 절삭날의 전체 범위에 있어서 수용할 수 있다. 따라서, 절삭칩의 수용성을 향상시킬 수 있어, 그만큼, 절삭칩의 흡입성의 향상을 도모할 수 있는 효과가 있다.

또한, 홈은, 개구부의 단부에 있어서 날부의 후단 측의 단부로부터 본체부 측으로의 연장 길이가, 본체부 직경의 길이보다 짧게 구성되어 있으므로, 절삭칩의 흡입성을 저하시키지 않고, 공구의 강성을 확보할 수 있다. 그 결과, 공구 수명의 향상을 도모할 수 있는 효과가 있다.

도 1 (a)는 본 발명의 일실시예에 있어서의 드릴의 정면도이며, (b)는 도 1 (a)의 화살표 Ib 방향으로부터 본 드릴의 측면도이다.

도 2는 도 1 (b)의 II-II선에 있어서의 드릴의 단면도이다.

도 3은 홀더에 지지된 드릴의 단면도이다.

도 4는 절삭 시험의 시험 결과를 나타낸 도면이다.

(1) 드릴

(2) 본체부

(3) 날부

(3a) 절삭날

(4) 홈

(5) 흡기 구멍

(5a) 개구부

(Db) 본체부의 직경

(Dg) 홈의 홈바닥 직경

(Dh) 흡기 구멍의 직경

(O) 축심

(Ps) 개구부의 단부에 있어서 날부의 선단측의 단부

이하, 본 발명의 바람직한 실시예에 대하여 첨부 도면을 참조하여 설명한다.

먼저, 도 1을 참조하여, 본 발명의 일실시예에 있어서의 드릴(1)에 대하여 설명한다. 도 1 (a)는, 드릴(1)의 정면도이며, 도 1 (b)는, 도 1 (a)의 화살표 Ib 방향로부터 본 드릴(1)의 측면도이다.

드릴(1)은, 가공 기계(도시하지 않음)로부터 전달되는 회전력에 의해 피가공물(도시하지 않음)에 구멍내기 가공을 행하기 위한 공구이며, 도 1에 나타낸 바와 같이, 텅스텐 카바이트(WC) 등을 가압 소결한 초경합금으로부터 솔리드 타입으로 구성되는 동시에, 본체부(2)와, 상기 본체부(2)에 연장 설치되는 날부(3)를 주로 구비하여 구성되어 있다. 단, 드릴(1)은, 초경합금에 한정되지 않고, 고속도 공구강으로 구성되어도 된다.

본체부(2)는, 홀더(10)(도 3 참조)를 통하여 가공 기계에 지지되는 부분이며, 도 1에 나타낸 바와 같이, 축심(O)을 가지는 원기둥형으로 형성되어 있다. 또한, 본체부(2)의 외주면에는, 이중 제거면(2a)이 전 주위에 오목하게 형성되어 있다.

이중 제거면(2a)은, 절삭 가공 시에 있어서의 본체부(2)의 외주면과 피가공물과의 마찰을 저감하기 위한 부분이며, 도 1 (a)에 나타낸 바와 같이, 날부(3)에 연장 설치되는 본체부(2)의 선단측(도 1 (a)의 우측)으로부터 소정 길이로 연장되어 있다. 그리고, 본 실시예에서는, 이중 제거면(2a)이 형성되어 있지 않은 본체부(2)의 후단측(도 1 (a)의 좌측)에 있어서의 직경(Db)이 6.8mm로 구성되어 있다.

날부(3)는, 본체부(2)를 통하여 가공 기계로부터 전달되는 회전력에 의해 회전하면서 절삭 가공을 행하기 위한 부분이며, 도 1에 나타낸 바와 같이, 절삭날(3a)과 퇴피면(3b)을 주로 구비하여 구성되어 있다. 또한, 날부(3) 및 본체부(2)에는, 2개의 홈(4)이 나선형으로 각각 오목하게 형성되어 있다.

절삭날(3a)은, 피가공물에 절삭 가공을 행함으로써 구멍내기 가공을 행하기 위한 부분이며, 도 1 (a)에 나타낸 바와 같이, 날부(3)의 선단측(도 1 (a)의 우측)에 형성되어 있다. 그리고, 본 실시예에서는, 2개의 절삭날(3a)을 구비하고, 이들 2개의 절삭날(3a)이 축심(O)에 대하여 대칭으로 형성되어 있다.

퇴피면(3b)은, 절삭 가공 시에 있어서의 날부(3)의 선단과 피가공물과의 마찰을 저감하기 위한 부분이며, 도 1 (a)에 나타낸 바와 같이, 날부(3)의 선단면(도 1 (a)의 우측면)에 소정의 퇴피각으로 형성되어 있다. 그리고, 본 실시예에서는, 2개의 절삭날(3a)에 대응하여 2개의 퇴피면(9)을 구비하고, 이들 2개의 퇴피면(9)이 축심(O)에 대하여 대칭으로 형성되어 있다.

홈(4)은, 절삭날(3a)의 구조면을 구성하는 동시에 절삭 가공 시에 절삭날(3a)에 있어서 생성되는 절삭칩을 수용하기 위한 부분이며, 도 1에 나타낸 바와 같이, 날부(3)의 선단면으로부터 이중 제거면(2a)까지 연장되어 있다. 구체적으로는, 후술하는 개구부(5a)의 단부에 있어서 날부(3)의 후단측(도 1 (a)의 좌측)의 단부로부터 본체부(2) 측으로의 연장 길이가, 본체부(2)의 직경(Db)의 50%의 길이로 구성되어 있다. 그리고, 본 실시예에서는, 2개의 홈(4)이 축심(0)에 대하여 대칭으로 형성되어 있다.

이 홈(4)은, 원반형의 지석(砥石)을 회전시키면서 날부(3)의 선단측으로부터 날부(3)의 후단측을 향해 본체부(2)의 축심(O) 방향으로 평행 이동시킴으로써 형성된다. 이로써, 홈(4)은, 날부(3)의 선단측에 있어서의 홈바닥의 형상이 본체부(2)의 축심(O)과 대략 평행하게 형성되는 동시에, 날부(3)의 후단 측에 있어서의 홈바닥의 형상이 지석의 형상에 대응하여 잘라 올려져 형성됨으로써, 날부(3)의 후단측을 향함에 따라 홈바닥 직경이 큰 직경으로 되도록 형성되어 있다(도 2 참조). 그리고, 본 실시예에서는, 본체부(2)의 축심(O)과 대략 평행하게 형성되는 날부(3)의 선단측에 있어서 홈(4)의 홈바닥 직경(Dg)이 0.7mm로 구성되어 있다.

또한, 도 1에 나타낸 바와 같이, 드릴(1)의 내부에는, 본체부(2)의 후단면(도 1 (a)의 좌측면)으로부터 절삭날(3a) 범위의 대략 중앙부까지 본체부(2)의 축심(O)에 따라 흡기 구멍(5)이 연장되어 있다.

흡기 구멍(5)은, 후술하는 바와 같이, 절삭 가공 시에 흡기가 행해지는 부분이며, 단면이 원형으로 형성되는 동시에, 직경(Dh)이 본체부(2)의 직경(Db)보다 작은 직경이며, 또한 홈(4)의 홈바닥 직경(Dg)보다 큰 직경으로 구성되어 있다. 그리고, 본 실시예에서는, 흡기 구멍(5)의 직경(Dh)이 2.5mm로 구성되어 있다.

또한, 흡기 구멍(5)의 직경(Dh)이 본체부(2)의 직경(Db)보다 작은 직경이며, 또한 홈(4)의 홈바닥 직경(Dg)보다 큰 직경으로 구성됨으로써, 흡기 구멍(5)에는, 도 1에 나타낸 바와 같이, 홈(4)에 있어서 외부로 개방되는 개구부(5a)가 형성되어 있다.

여기서, 도 2를 참조하여, 개구부(5a)의 상세한 구성에 대하여 설명한다. 도 2는 도 1 (b)의 II-II선에 있어서의 드릴(1)의 단면도이다. 그리고, 도 2에서는, 본체부(2)의 축심(O) 방향 길이를 생략하여 도시하고 있다.

개구부(5a)는, 절삭 가공 시에 흡기 구멍(5)을 통하여 흡기가 행해지는 것에 의해, 절삭날(3a)에 있어서 생성되는 절삭칩을 흡인하기 위한 부분이며, 날부(3)의 선단측(도 2의 아래쪽)의 단부(Ps)가, 절삭날(3a) 범위의 대략 중앙부의 위치에 구성되는 동시에, 축심(O) 방향으로의 개구부(5a)의 개구 길이가, 본체부(2)의 직경(Db)의 길이로 구성되어 있다.

단, 개구부(5a)의 단부에 있어서 날부(3)의 선단측의 단부(Ps)는, 절삭날(3a)의 범위의 대략 중앙부의 위치에 한정되지 않고, 절삭날(3a)의 범위 내에 위치하도록 구성하는 것이 바람직하다. 즉, 개구부(5a)의 단부에 있어서 날부(3)의 선단측의 단부(Ps)가 날부(3)의 선단에 위치하는 경우, 즉 흡기 구멍(5)이 날부(3)를 관통하는 경우에는, 개구부(5a)에 있어서 충분한 부압을 얻지 못하므로, 흡기시의 흡인력이 저하된다. 그 결과, 절삭칩의 흡인성이 저하된다.

한편, 개구부(5a)의 단부에 있어서 날부(3)의 선단측의 단부(Ps)가 절삭날(3a)의 범위 내에 위치하지 않는 경우에는, 개구부(5a)가 절삭날(3a)의 범위에 대응하여 형성되지 않으므로, 절삭칩의 흡인성이 저하된다.

이에 대하여, 개구부(5a)의 단부에 있어서 날부(3)의 선단측의 단부(Ps)를 절삭날(3a)의 범위 내로 함으로써, 흡인력의 저하를 억제할 수 있는 동시에, 절삭날(3a)에 있어서 생성되는 절삭칩을, 그 절삭날(3a)의 범위 내에 있어서 흡인할 수 있으므로, 절삭칩의 흡인성의 향상을 도모할 수 있다.

또한, 축심(O) 방향으로의 개구부(5a)의 개구 길이는, 본체부(2)의 직경(Dh)의 길이에 한정되지 않고, 본체부(2)의 직경(Dh)의 50% 이상, 또한 150% 이하의 길이 범위 내로 구성하는 것이 바람직하다. 즉, 축심(O) 방향으로의 개구부(5a)의 개구 길이가 본체부(2)의 직경(Dh)의 50%의 길이보다 짧은 경우에는, 개구부(5a)의 개구 면적이 작아져, 개구부(5a)에 있어서 충분히 절삭칩을 흡인하지 못하여, 절삭칩의 흡인성이 저하된다.

한편, 축심(O) 방향으로의 개구부(5a)의 개구 길이가 본체부(2)의 직경(Dh)의 150%의 길이보다 긴 경우에는, 개구부(5a)의 개구 면적이 커져, 개구부(5a)에 있어서 충분한 부압을 얻을 수 없기 때문에, 흡기시의 흡인력이 저하된다. 그 결과, 절삭칩의 흡인성이 저하된다.

이에 대하여, 축심(O) 방향으로의 개구부(5a)의 개구 길이를 본체부(2)의 직경(Dh)의 50% 이상, 또한 150% 이하의 길이 범위 내로 함으로써, 개구부(5a)의 개구 면적을 확보할 수 있는 동시에, 흡인력의 저하를 억제할 수 있으므로, 절삭칩의 흡인성의 향상을 도모할 수 있다.

또한, 절삭날(3a) 이외의 부분에서는 절삭칩이 생성되지 않으므로, 축심(O) 방향으로의 개구부(5a)의 개구 길이를 본체부(2)의 직경(Dh)의 150% 이하의 길이로 함으로써, 절삭칩의 흡입성을 저하시키지 않고, 공구의 강성을 확보할 수 있다. 그 결과, 공구 수명의 향상을 도모할 수 있다.

다음에, 전술한 바와 같이 구성되는 드릴(1)을 사용한 절삭칩의 회수 방법에 대하여, 도 3을 참조하여 설명한다. 도 3은 홀더(10)에 지지된 드릴(1)의 단면도 이다. 그리고, 도 3에서는, 홀더(10)의 일부를 생략하여 도시하고 있다. 또한, 도 3에서는, 절삭칩의 이동 방향을 화살표 A, B에 의해 모식적으로 나타내고 있다.

드릴(1)은, 도 3에 나타낸 바와 같이, 본체부(2)가 홀더(10)에 지지되는 것에 의해 가공 기계(도시하지 않음)에 장착된다. 또한, 절삭 가공 시에는, 펌프(도시하지 않음)에 의해 가공 기계 측으로부터 홀더(10)의 내부에 형성된 내부 공간(11)의 흡기가 행해진다. 이로써, 드릴(1)은, 흡기 구멍(5)을 통하여 흡기가 행해진다.

이 경우, 흡기 구멍(5)에는, 전술한 바와 같이, 본체부(2)의 외부로 개방되는 개구부(5a)가 형성되어 있으므로, 절삭 가공 시에는, 화살표 A로 나타낸 바와 같이, 절삭날(3a)에 있어서 생성되는 절삭칩을 개구부(5a)로부터 강제적으로 흡인할 수 있다.

또한, 펌프에 의한 흡기가 계속하여 행해지는 것에 의해, 화살표 B로 나타낸 바와 같이, 개구부(5a)로부터 흡인한 절삭칩을 흡기 구멍(5)을 통하여 배출할 수 있다.

다음에, 드릴(1)을 사용하여 행한 2종류의 절삭 시험(이하, 각각 「 제1 절삭 시험」 및 「 제2 절삭 시험」이라고 함)에 대하여, 도 4를 참조하여 설명한다. 도 4는 절삭 시험의 시험 결과를 나타낸 도면이며, 도 4 (a)는, 제1 절삭 시험의 시험 결과를, 도 4 (b)는, 제2 절삭 시험의 시험 결과를, 각각 나타내고 있다.

절삭 시험은, 드릴(1)에 의해 소정의 절삭 조건으로 피가공물에 구멍내기 가공을 행한 경우에, 절삭 가공 시에 생성되는 절삭칩의 배출성을 조사하기 위한 시 험이다. 그리고, 본 절삭 시험에서는, 절삭칩의 흡인율(생성된 절삭칩과 흡인한 절삭칩의 비율)에 의해 배출성의 양호 또는 불량을 판정한다.

절삭 시험의 상세 제원은, 피가공물: JIS-ADC12, 사용 기계: 세로형 머시닝 센터, 절삭 속도: 98m/min, 가공 깊이: 30mm이다.

또한, 제1 절삭 시험에는, 본 실시예에서 설명한 드릴(1)(이하, 「본 발명품」이라고 함)과, 흡기 구멍(5)의 직경(Dh)을 일정한 범위 내(2mm 내지 4mm까지의 범위)로 여러 가지로 변경한 드릴을 사용하여 행하였다.

또한, 제2 절삭 시험에는, 본 발명품과, 축심(O) 방향으로의 개구부(5a)의 개구 길이를 일정한 범위 내(2.04mm 내지 13.6mm까지의 범위, 즉 본체부(2)의 직경(Db)의 30% 내지 200%)로 여러 가지로 변경한 드릴을 사용하여 행하였다.

먼저, 제1 절삭 시험의 시험 결과에 의하면, 도 4 (a)에 나타낸 바와 같이, 본 발명품을 사용한 경우에는, 절삭칩의 흡인율이 100%로 되고, 절삭 가공 시에 생성되는 절삭칩을 모두 흡인할 수 있었던 것을 이해할 수 있다. 따라서, 절삭칩의 배출성은 양호했다.

마찬가지로, 흡기 구멍(5)의 직경(Dh)을 2mm 및 3mm로 한 경우에도, 절삭칩의 흡인율이 각각 100%로 되고, 절삭 가공 시에 생성되는 절삭칩을 모두 흡인할 수 있었던 것을 이해할 수 있다. 따라서, 절삭칩의 배출성은 각각 양호했다.

한편, 흡기 구멍(5)의 직경(Dh)을 3.5mm 및 4mm로 한 경우에는, 드릴이 파손되었다. 이것은, 본체부(2)의 직경(Db)(= 6.8mm)에 대하여 흡기 구멍(5)의 직경(Dh)이 크기 때문에, 본체부(2)의 두께가 얇아져, 공구의 강도가 저하된 것이 원 인인 것으로 생각된다.

이 결과로부터, 흡기 구멍(5)의 직경(Dh)은, 본체부(2)의 직경(Db)의 65% 이하로 구성하는 것이 바람직하다. 즉, 흡기 구멍(5)의 직경(Dh)이 본체부(2)의 직경(Db)의 65%보다 큰 경우에는, 본체부(2)의 두께가 얇아져, 공구의 강성이 저하된다. 이에 대하여, 흡기 구멍(5)의 직경(Dh)을 본체부(2)의 직경(Db)의 65% 이하로 함으로써, 공구의 내성을 확보할 수 있으므로, 공구 수명의 향상을 도모할 수 있다.

또한, 제2 절삭 시험의 시험 결과 따르면, 도 4 (b)에 나타낸 바와 같이, 본 발명품을 사용한 경우에는, 절삭칩의 흡인율이 100%로 되고, 절삭 가공 시에 생성되는 절삭칩을 모두 흡인할 수 있었던 것을 이해할 수 있다. 따라서, 절삭칩의 배출성은 양호했다.

마찬가지로, 축심(O) 방향으로의 개구부(5a)의 개구 길이를 3.4mm 및 8.16mm로 한 경우, 즉 본체부(2)의 직경(Db)의 50% 및 120%으로 한 경우에도, 절삭칩의 흡인율이 각각 100%로 되고, 절삭 가공 시에 생성되는 절삭칩을 모두 흡인할 수 있었던 것을 이해할 수 있다. 따라서, 절삭칩의 배출성은 각각 양호했다.

한편, 축심(O) 방향으로의 개구부(5a)의 개구 길이를 2.04mm 및 13.6mm로 한 경우, 즉 본체부(2)의 직경(Db)의 30% 및 200%로 한 경우에는, 드릴이 파손되었다.

이것은, 축심(O) 방향으로의 개구부(5a)의 개구 길이가 2.04mm(본체부(2)의 직경(Db)의 30%)인 경우에는, 절삭 가공 시에 생성된 절삭칩의 비율에 대하여 개구부(5a)의 개구 면적이 작으므로, 개구부(5a)에 있어서 충분히 절삭칩을 흡인할 수 없으므로, 절삭 저항이 증대한 것이 원인인 것으로 생각된다.

또한, 축심(O) 방향으로의 개구부(5a)의 개구 길이가 13.6mm(본체부(2)의 직경(Db)의 200%)인 경우에는, 개구부(5a)의 개구 면적이 크기 때문에, 공구의 강성이 저하된 것이 원인인 것으로 생각된다.

이 결과로부터, 전술한 바와 같이, 축심(O) 방향으로의 개구부(5a)의 개구 길이는, 본체부(2)의 직경(Dh)의 50% 이상, 또한 150% 이하의 길이 범위 내로 구성하는 것이 바람직하다.

전술한 바와 같이, 본 실시예에 있어서의 드릴(1)에 의하면, 흡기 구멍(5)을 구비하는 동시에, 상기 흡기 구멍(5)에 개구부(5a)를 구비하고 있어, 흡기 구멍(5)을 통하여 흡기가 행해지는 것에 의해, 개구부(5a)로부터 절삭 가공 시에 생성되는 절삭칩을 강제적으로 흡인할 수 있다.

따라서, 절삭액을 사용하지 않고 절삭칩을 배출할 수 있으므로, 환경 오염의 예방을 도모할 수 있다. 또한, 절삭액을 사용하지 않으므로, 그만큼, 가공 비용의 삭감을 도모할 수 있다.

또한, 절삭칩을 개구부(5a)로부터 강제적으로 흡인하는 동시에, 개구부(5a)로부터 흡인한 절삭칩을 흡기 구멍(5)을 통하여 배출할 수 있으므로, 절삭칩이 피가공물 상에 산란되지 않아, 청소 작업의 간략화를 도모할 수 있다.

또한, 개구부(5a)는 홈(4)에 있어서 개구되고, 그 개구부(5a)로부터 절삭칩을 흡인하므로, 절삭칩을 수용할 수 있도록 홈(4)의 수용 공간, 예를 들면, 홈(4)의 길이, 홈(4)의 폭 또는 홈(4)의 홈바닥 깊이 등을 작게 할 수 있다. 그 결과, 공구의 강성을 확보할 수 있으므로, 공구 수명의 향상을 도모할 수 있다.

또한, 흡기 구멍(5a)이 본체부(2)의 후단면으로부터 연장되어 있으므로, 절삭칩을 배출하기 위한 구조를 간소화할 수 있다.

또한, 홈(4)은, 날부(3)의 선단면으로부터 이중 제거면(2a)까지 연장됨으로써, 절삭날(3a)의 범위로 연장되어 있으므로, 절삭날(3a)에 있어서 생성되는 절삭칩을, 그 절삭날(3a)의 전체 범위에 있어서 수용할 수 있다. 따라서, 절삭칩의 수용성을 향상시킬 수 있어, 그만큼, 절삭칩의 흡입성의 향상을 도모할 수 있다.

또한, 홈(4)은, 개구부(5a)의 단부에 있어서 날부(3)의 후단 측의 단부로부터 본체부(2) 측으로의 연장 길이가, 본체부(2)의 직경(Db)의 길이보다 짧게 구성되어 있으므로, 절삭칩의 흡입성을 저하시키지 않고, 공구의 강성을 확보할 수 있다. 그 결과, 공구 수명의 향상을 도모할 수 있다.

이상, 실시예에 기초하여 본 발명을 설명하였으나, 본 발명은 상기 실시예에 한정되지 않고, 본 발명의 취지를 벗어나지 않는 범위 내에서 각종의 개량 변형이 가능한 것은 용이하게 추측할 수 있는 것이다.

예를 들면, 상기 실시예에서는, 홈(4)이 나선형으로 구성되는 경우를 설명하였으나, 반드시 이에 한정되지 않고, 예를 들면, 본체부(2)의 축심(O)과 대략 평행하게 되는 대략 직선형으로 구성해도 된다.

또한, 상기 실시예에서는, 2개의 절삭날(3a)을 구비하는 동시에, 이들 2개의 절삭날(3a)의 구조면을 각각 구성하는 2개의 홈(4)을 구비하는 경우를 설명하였으나, 반드시 이에 한정되지 않고, 예를 들면, 3개 이상의 절삭날(3a)을 구비하고, 이들 절삭날(3a)의 구조면을 구성하는 3개 이상의 홈(4)을 구비하여 구성해도 된다.

또한, 상기 실시예에서는, 절삭날(3a)이 날부(3)에 형성되는 경우를 설명하였으나, 반드시 이에 한정되지 않고, 절삭날(3a)을 드로우 어웨이 팁(throw-away tip)에 의해 구성하여 날부(3)에 착탈 가능하게 함으로써, 드릴(1)을 드로우 어웨이 드릴로서 구성해도 된다. 이 경우에는, 팁을 교환함으로써 공구 수명의 향상을 도모할 수 있다.

전술한 바와 같이, 본 발명의 드릴에 의하면, 절삭칩을 강제적으로 흡인하여 배출함으로써, 환경 오염의 예방을 도모하는 동시에 청소 작업의 간략화를 도모할 수 있다.

Claims

본체부와, 상기 본체부에 연장 설치되는 동시에 절삭날을 가지는 날부와, 상기 날부 및 상기 본체부에 형성되어 상기 절삭날의 구조면을 구성하는 홈을 구비하고, 축심 주위로 회전됨으로써, 상기 절삭날에 의해 피가공물을 절삭 가공하는 드릴에 있어서,

상기 본체부의 후단면으로부터 상기 날부까지 상기 본체부의 내부로 연장되는 흡기 구멍을 구비하고,

상기 흡기 구멍은, 단면이 원형으로 형성되는 동시에, 직경이 상기 본체부의 직경보다 작은 직경이고, 또한 상기 홈의 홈바닥 직경보다 큰 직경으로 구성됨으로써, 상기 홈에 외부로 개방되는 개구부를 구비하고,

상기 개구부의 단부에 있어서 상기 날부의 선단측의 단부는, 축심 방향에서의 상기 절삭날의 선단과 후단 사이에 위치하는 동시에, 상기 흡기 구멍을 통하여 흡기가 행해지는 것에 의해, 절삭 가공 시에 생성되는 절삭칩(chips)을 상기 개구부로부터 흡인하도록 구성되어 있는, 드릴.
제1항에 있어서,

상기 흡기 구멍의 직경은, 상기 본체부 직경의 65% 이하로 구성되어 있는, 드릴.
제1항 또는 제2항에 있어서,

상기 축심 방향으로의 상기 개구부의 개구 길이는, 상기 본체부 직경의 50% 이상, 또한 150% 이하의 길이 범위 내로 구성되어 있는, 드릴.
제1항 또는 제2항에 있어서,

상기 홈은, 적어도 상기 절삭날에 설치되는 동시에, 상기 홈은, 상기 개구부의 단부에 있어서 상기 날부의 후단 측의 단부로부터 상기 본체부 측으로의 연장 길이가, 상기 본체부 직경의 길이보다 짧게 구성되어 있는, 드릴.