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発明の名称 穴明け工具
発行国 日本国特許庁(JP)
公報種別 公開特許公報(A)
公開番号 特開2007−1011(P2007−1011A)
公開日 平成19年1月11日(2007.1.11)
出願番号 特願2006−276731(P2006−276731)
出願日 平成18年10月10日(2006.10.10)
代理人 【識別番号】100064908
【弁理士】
【氏名又は名称】志賀 正武
発明者 柳田 一也
要約 課題
穴加工精度と工具寿命を向上させる。

解決手段
略円柱形状の工具本体の先端部外周に、一対の切屑排出溝を工具本体の回転軸線Oに対称にしてねじれるように形成し、各切屑排出溝の工具回転方向を向く壁面と先端逃げ面4との交差稜線部にはそれぞれ切刃を形成する。先端逃げ面4における工具回転方向後方側から回転軸線O側に向けてシンニング面4aを形成し、このシンニング面4aにより、切刃の内周側の部分を、回転軸線O側に曲折させられて互いに他方の切刃側まで達するシンニング刃6とする。これらシンニング刃6間にチゼル7を形成し、チゼル7のY寸法を、−0.10mmから0mmの範囲内とする。シンニング面4aにおいてシンニング刃6に連なって工具回転方向を向く部分と、先端逃げ面4の工具回転方向後方側から回転軸線O側に向けて延びる部分とを、凹曲面4bを介して接続する。
特許請求の範囲
【請求項1】
回転軸線回りに回転させられる工具本体の先端部外周に回転軸線回りにねじれた一対の切屑排出溝を前記回転軸線に対称にして形成するとともに、前記各切屑排出溝の工具回転方向を向く壁面と先端逃げ面との交差稜線部にそれぞれ切刃が形成される穴明け工具において、
前記先端逃げ面における工具回転方向後方側から前記回転軸線側に向けてはシンニング面が形成されて、このシンニング面により前記切刃の内周側の部分は前記回転軸線側に曲折させられて互いに他方の切刃側まで達するシンニング刃とされ、
前記シンニング面において前記シンニング刃に連なって前記工具回転方向を向く部分と、前記先端逃げ面の工具回転方向後方側から前記回転軸線側に向けて延びる部分とは、凹曲面を介して接続されていることを特徴とする穴明け工具。
【請求項2】
前記チゼルの前記シンニング刃にホーニングが施されていることを特徴とする請求項1記載の穴明け工具。
【請求項3】
前記凹曲面が、円筒面をなしていることを特徴とする請求項1または2に記載の穴明け工具。
発明の詳細な説明
【技術分野】
【0001】
本発明は、難削材の穴明け加工に適したドリル等の穴明け工具に関する。
【背景技術】
【0002】
図3の側面図及び図4の先端面図に示すように、従来の穴明け工具21は、回転軸線O1回りに回転させられる工具本体22の先端部外周に回転軸線O1回りにねじれた一対の切屑排出溝23、23を回転軸線O1に対称にして形成するとともに、各切屑排出溝23の工具回転方向を向く壁面23aと先端逃げ面24との交差稜線部に切刃25が形成されたものである。工具本体22において先端逃げ面24の工具回転方向後方には、Xシンニングによって回転軸線O1の近傍から外周面まで達するシンニング面24aが形成されて、このシンニング面24aにより切刃25の内周側の部分は回転軸線O1側に曲折させられて回転軸線O1の手前側(外周側)で先端逃げ面24に接続されるシンニング刃26とされ、これらシンニング刃26の内周端同士の間にはチゼル27が形成されている。ここで、チゼル27のシンニング刃26に略直交する方向の寸法X1をX寸法とし、チゼル27のシンニング刃26に沿った方向の寸法Y1をY寸法とする。また、各シンニング刃26同士が全く対向していない場合のY寸法を正、各シンニング刃26の少なくとも一部が対向している場合のY寸法を負とする。
なお、図4では、チゼル27近傍部分の形状は概略的に示しており、実際にはチゼル7近傍部分の寸法はごく小さなものである。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【0003】
上記従来の穴明け工具21では、シンニング刃26は先端逃げ面24の逃げ量が送り量に比べて小さく、この部分(緩衝部分)が被削材に擦れてしまうこととなり、これによって生じる切削抵抗によって工具本体22に振れが生じやすく、穴の加工精度を確保することは困難であった。
また、このように工具本体22に振れが生じることで工具本体22に加わる負担も大きくなるので、工具寿命が短くなってしまう。
【0004】
この発明は、上記事情に鑑みてなされたもので、穴加工精度と工具寿命を向上させた穴明け工具を提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【0005】
上記目的を達成するため、本発明にかかる穴明け工具は、回転軸線回りに回転させられる工具本体の先端部外周に回転軸線回りにねじれた一対の切屑排出溝を回転軸線に対称にして形成するとともに、各切屑排出溝の工具回転方向を向く壁面と先端逃げ面との交差稜線部にそれぞれ切刃が形成される穴明け工具において、先端逃げ面における工具回転方向後方側から回転軸線側に向けてはシンニング面が形成されて、このシンニング面により切刃の内周側の部分は回転軸線側に曲折させられて互いに他方の切刃側まで達するシンニング刃とされ、シンニング面においてシンニング刃に連なって工具回転方向を向く部分と、先端逃げ面の工具回転方向後方側から回転軸線側に向けて延びる部分とは、凹曲面を介して接続されていることを特徴としている。
【0006】
このように構成される穴明け工具においては、先端逃げ面における工具内周側にシンニング面が形成されることにより切刃の内周側の部分は回転軸線側に曲折させられて互いに他方の切刃側まで達するシンニング刃とされている。すなわち、チゼルのY寸法が0または負とされている。
これにより、シンニング面とシンニング刃との間に形成される空間が広くなり、シンニング刃によって被削材から削り取られた切屑がシンニング面とシンニング刃との間に形成される空間に排出されやすくなるので、切屑排出性が向上する。
また、上記のようにチゼルのY寸法を0または負とすることで、先端逃げ面において被削材に擦られる緩衝部分が小さくなり、切削抵抗が小さくなる。
ここで、これらシンニング刃間に形成されるチゼルのY寸法が−0.1mmよりも小さい場合には、チゼル近傍において肉厚の薄い部分が多くなりすぎてチゼルの強度が低下し、工具寿命が短くなってしまう。
一方、チゼルのY寸法が0mmよりも大きい正の値である場合には、シンニング面とシンニング刃との間に形成される空間が狭くなり、穴明け加工時にシンニング刃によって被削材から削り取られた切屑の排出性が低下してしまう。さらに、このようにシンニング面とシンニング刃との間に形成される空間が狭くなるとこの空間内で切屑が押し潰されやすくなるので、その影響を受けて工具本体に振れが生じやすくなり、穴加工精度が低下するとともに振れが生じることによって工具本体に加わる負荷も大きくなって工具寿命も低下してしまう。
このため、これらシンニング刃間に形成されるチゼルのY寸法は、−0.1mmから0mmの範囲内とすることが好ましい。
ここで、チゼルによる被削材の除去は、切削によるものではなく、被削材を押し潰すことによって行われるものであって、高い抵抗を生じる。このため、チゼルの幅Vが0.1mmよりも大きいと、被削材に対する穴明け工具の食い付きが悪くなるので、チゼルの幅Vは0mm(この場合チゼルは点状となる)から0.1mmの範囲内とすることが好ましい。
【0007】
さらに、シンニング面において、シンニング刃に連なって工具回転方向を向く部分(すなわちシンニング刃のすくい面をなす部分)と、先端逃げ面の工具回転方向後方側から回転軸線側に向けて延びる部分とが凹曲面を介して接続されているので、シンニング刃によって被削材から削り取られた切屑は、シンニング面において前記工具回転方向を向く部分から凹曲面によって案内されて、シンニング面の前記工具回転方向後方側から回転軸線側に向けて延びる部分までスムーズに導かれて安定した切屑が生成されることとなる。
【0008】
また、チゼルのシンニング刃にホーニングを施すことで、シンニング刃の強度を確保することができる。
シンニング刃に形成されるホーニング面において回転軸線側の端部は、例えばシンニング面の凹曲面に沿った凹曲面などの曲面状に形成することで、この部分の強度を確保することができる。
ここで、シンニング刃に施すホーニング量を調整することで、チゼルのX寸法、Y寸法とは独立して、チゼルの幅Vを調整することができる。なお、チゼルのX寸法を0mmとした場合には、シンニング刃にはホーニングを施さない。
【0009】
また、凹曲面は、円筒面をなしていてもよい。
この場合には、凹曲面によってよりスムーズに切屑を案内することができる。
ここで、シンニング面において前記工具回転方向を向く部分と前記工具回転方向後方側から回転軸線側に向けて延びる部分とを接続する凹曲面の曲率半径Rが0.1mmよりも小さいと、凹曲面によって案内される切屑の向きが急激に変化することとなるので、工具本体が大きな抵抗を受けることとなってしまう。一方凹曲面の曲率半径Rが0.5mmよりも大きいと、シンニング面間に形成されるチゼルの幅が大きくなってしまい、切削抵抗が増加してしまう。このため、凹曲面の曲率半径Rは、0.1mmから0.5mmの範囲内とすることが好ましい。
【発明の効果】
【0010】
本発明にかかる穴明け工具によれば、シンニング刃間に形成されるチゼルのY寸法が、0または負とされているので、チゼルの強度を確保しつつシンニング面とシンニング刃との間に形成される空間を広く確保して、切屑排出性を向上させることができる。
また、上記のようにチゼルのY寸法を0または負とすることで、先端逃げ面において被削材に擦られる緩衝部分が小さくなるので、切削抵抗を小さくすることができる。
さらに、シンニング面においてシンニング刃に連なって工具回転方向を向く部分と、先端逃げ面の工具回転方向後方側から回転軸線側に向けて延びる部分とが凹曲面を介して接続されているので、シンニング刃によって被削材から削り取られた切屑がシンニング面の前記工具回転方向を向く面から凹曲面によって案内されて前記工具回転方向後方側から回転軸線側に向けて延びる部分までスムーズに導かれることとなり、安定した切屑を生成することができる。
これにより、穴明け加工時に切屑による穴明け工具への影響が少なくなり、穴明け工具に振れが生じにくくなる。
これにより、穴加工精度及び被削材に対する穴明け工具の喰付性を向上させることができる。
また、このように穴明け工具に振れが生じにくくなるので、穴明け工具に加わる負担を低減することができ、工具寿命を延ばすことができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【0011】
以下、本発明にかかる穴明け工具の一実施形態について、図1及び図2を用いて説明する。本実施の形態では、本発明をドリルに適用した例について説明する。ここで、図1は本実施形態にかかるドリルの形状を示す先端面図、図2は図1の拡大図である。
【0012】
本実施形態に示すドリル1は、二枚刃のツイストドリルであって、鋼材や超硬合金等の硬質材料から形成された略円柱形状の工具本体2の先端部外周に、一対の切屑排出溝3、3が、この工具本体2の回転軸線Oに対称にして工具本体2の後端側に向かうにつれて加工時の工具回転方向Tの後方にねじれるように形成されている。ここで、工具本体2には、基端側から先端逃げ面4まで通じる油穴を設けてもよい。
各切屑排出溝3の工具回転方向Tを向く壁面と先端逃げ面4との交差稜線部にはそれぞれ切刃5が形成されている。
ここで、工具本体2の心厚は、切刃外径をDとすると、例えば0.2×Dmm〜0.35×Dmmの範囲内とされている。本実施の形態では、切刃外径Dは8.6mmとしている。本実施の形態では、心厚は0.25×Dmmとしている。
【0013】
先端逃げ面4における工具回転方向後方側から回転軸線O側に向けてはシンニング面4aが形成されていて、このシンニング面4aにより切刃5の内周側の部分は回転軸線O側に曲折させられて互いに他方の切刃5側まで達するシンニング刃6とされている。すなわち、このドリル1にはXシンニングが施されている。
本実施形態では、シンニング刃6は、他方のシンニング刃6と一部が対向するように形成している。
そして、シンニング面4aにおいてシンニング刃6に連なって工具回転方向を向く部分と、先端逃げ面4の工具回転方向後方側から回転軸線O側に向けて延びる部分とは、凹曲面4bを介して接続されている。
ここで、本実施の形態では、凹曲面4bは円筒面としている。また、切刃5及びシンニング刃6にはホーニング8が設けられていて、その強度が確保されている。そして、刃先への切屑の溶着を防止するため、切刃5及びシンニング刃6に施すホーニング量Hは、0〜0.025mmとしている。このホーニング8によって形成されるホーニング面Fは、その回転軸線O側の端部が、例えばシンニング面4aの凹曲面4bに沿った凹曲面などの曲面状に形成されており、これによってこの部分の強度が確保されている。
【0014】
これらシンニング刃6間にはチゼル7が形成されており、チゼル7のシンニング刃6に沿った方向の寸法Yは0mmから0.1mmの範囲内とされている。すなわち、チゼル7のY寸法は−0.1mmから0mmの範囲内とされている。
また、シンニング刃6に略直交する方向のチゼル7の寸法(チゼル7のX寸法)が、0mmから0.3mの範囲内とされている。
ここで、図2では、比較のため、チゼルのY寸法を正とした場合のシンニング面4aの形状を二点鎖線で示している。
また、チゼル7による被削材の除去は、切削によるものではなく、被削材を押し潰すことによって行われるものであって、高い抵抗を生じる。このため、チゼル7の幅Vが0.1mmよりも大きいと、被削材に対するドリル1の食い付きが悪くなるので、本実施の形態では、チゼル7の幅Vは0mm(この場合チゼル7は点状となる)から0.1mmの範囲内としている。
【0015】
このように構成されるドリル1においては、先端逃げ面4における工具内周側にシンニング面4aが形成されることにより切刃5の内周側の部分は回転軸線O側に曲折させられて互いに反対の切刃5側まで達するシンニング刃6とされ、これらシンニング刃6同士は互いに一部を対向させられている。すなわち、シンニング刃6間に形成されるチゼルのY寸法が負とされている。
これにより、シンニング面4aとシンニング刃6との間に形成される空間Sが広くなり、シンニング刃6によって被削材から削り取られた切屑がシンニング面4aとシンニング刃6との間に形成される空間Sに容易に排出されることとなる。
【0016】
ここで、これらシンニング刃6間に形成されるチゼル7のY寸法が0mmよりも大きい場合には、シンニング面4aとシンニング刃6との間に形成される空間Sが狭くなり、シンニング刃6によって被削材から削り取られた切屑の排出性が低下してしまう。さらに、このようにシンニング面4aとシンニング刃6との間に形成される空間Sが狭くなることで、穴明け加工時にこの空間S内で切屑が押し潰されやすくなるので、その影響を受けて工具本体2に振れが生じやすくなり、穴加工精度が低下するとともに振れが生じることによって工具本体2に加わる負荷も大きくなって工具寿命も低下してしまう。
また、チゼル7のY寸法が−0.1mmよりも小さい場合には、チゼル7の強度が低下して工具寿命が短くなってしまう。このため、これらシンニング刃6間に形成されるチゼル7のY寸法は、−0.10mmから0mmの範囲内とされる。
【0017】
さらに、チゼル7のX寸法が、0mmから0.3mmの範囲内とされており、シンニング面4aとシンニング刃6との間に形成される空間Sを広く確保しているので、シンニング刃6によって被削材から削り取られた切屑がシンニング面4aとシンニング刃6との間に形成される空間Sに容易に排出されることとなる。
ここで、チゼル7のX寸法が0mmよりも小さい場合(すなわち負である場合)には、チゼル7がなくなるため、工具先端の強度が低下して工具寿命が短くなってしまう。
また、この寸法が0.3mmよりも大きい場合には、シンニング面4aとシンニング刃6との間に形成される空間Sが小さくなってしまい、シンニング刃6によって被削材から削り取られた切屑の排出性が低下してしまう。さらに、穴明け加工時にシンニング面4aとシンニング刃6との間に形成される空間S内で切屑が押し潰されやすくなるので、その影響を受けて工具本体に振れが生じやすくなり、穴加工精度が低下するとともに振れが生じることによって工具本体2に加わる負荷も大きくなって工具寿命も低下してしまう。
このため、チゼル7のX寸法は、0mmから0.3mmの範囲内とすることが好ましい。
また、上記のようにチゼル7のY寸法を0または負とし、X寸法を0mmから0.3mmの範囲内とすることで、先端逃げ面4において被削材に擦られる緩衝部分が小さくなるので、切削抵抗を小さくすることができる。
【0018】
また、シンニング面4aにおいて、シンニング刃6に連なって工具回転方向を向く部分(すなわちシンニング刃6のすくい面をなす部分)と、先端逃げ面4の工具回転方向後方側から回転軸線O側に向けて延びる部分とは、凹曲面4bを介して接続されているので、シンニング刃6によって被削材から削り取られた切屑は、シンニング面4aにおいて前記工具回転方向を向く部分から凹曲面4bによって案内されて、シンニング面4aの前記工具回転方向後方側から回転軸線O側に向けて延びる部分までスムーズに導かれて安定した切屑が生成されることとなる。
ここで、シンニング面4aにおいて、前記工具回転方向を向く部分と前記工具回転方向後方側から回転軸線O側に向けて延びる部分とを接続する凹曲面4bの曲率半径Rが0.1mmよりも小さいと、凹曲面4bによって案内される切屑の向きが急激に変化することとなるので、工具本体2が大きな抵抗を受けることとなってしまう。一方凹曲面4bの曲率半径Rが0.5mmよりも大きいと、シンニング面4a間に形成されるチゼル7の幅Vが大きくなってしまい、切削抵抗が増加してしまう。このため、凹曲面4bの曲率半径Rは、0.1mmから0.5mmの範囲内とすることが好ましい。
【0019】
このように構成されるドリル1によれば、シンニング刃6間に形成されるチゼル7のY寸法が、−0.10mmから0mmの範囲内とされており、また、チゼル7のX寸法が、0mmから0.3mmの範囲内とされているので、チゼル7の強度を確保しつつシンニング面4aとシンニング刃6との間に形成される空間Sを広く確保して、切屑排出性を向上させることができる。
また、上記のようにチゼル7のY寸法を0または負とし、X寸法を0mmから0.3mmの範囲内とすることで、先端逃げ面4において被削材に擦られる緩衝部分が小さくなるので、切削抵抗を小さくすることができる。
さらに、シンニング面4aにおいてシンニング刃6に連なって工具回転方向を向く部分と、先端逃げ面4の工具回転方向後方側から回転軸線O側に向けて延びる部分とが凹曲面4bを介して接続されているので、シンニング刃6によって被削材から削り取られた切屑がシンニング面4aの前記工具回転方向を向く部分から凹曲面4bに案内されて前記工具回転方向後方側から回転軸線O側に向けて延びる部分までスムーズに導かれることとなり、安定した切屑を生成することができる。
これにより、穴明け加工時に切屑によるドリル1への影響が少なくなり、ドリル1に振れが生じにくくなる。
これにより、穴加工精度及び被削材に対するドリル1の喰付性を向上させることができる。
また、このようにドリル1に振れが生じにくくなるので、ドリル1に加わる負担を低減することができ、工具寿命を延ばすことができる。
【図面の簡単な説明】
【0020】
【図1】本発明の一実施形態にかかるドリル(穴明け工具)の先端面図である。
【図2】図1の拡大図である。
【図3】従来のドリル(穴明け工具)の形状を示す側面図である。
【図4】図3に示すドリルの先端面図である。
【符号の説明】
【0021】
1 ドリル(穴明け工具)
2 工具本体
3 切屑排出溝
4 先端逃げ面
4a シンニング面
4b 凹曲面
5 切刃
6 シンニング刃
7 チゼル
8 ホーニング
O 回転軸線
Y チゼルのY寸法




 

 


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