ドリルホルダ及び刃先交換式ドリル
【課題】切削抵抗を増大させるようなことなく、ランド部へのクーラントの流出を抑制して切屑排出性を向上でき、高精度に安定して切削加工が行えること。
【解決手段】軸状のホルダ本体２と、ホルダ本体２の先端部に少なくとも２つ形成され、切れ刃３ａを有する切削インサート３が着脱可能に装着されるインサート取付座４と、ホルダ本体２の外周面に周方向に間隔をあけて複数形成され、このホルダ本体２の先端面５に開口するとともにインサート取付座４を含み、該ホルダ本体２の基端側に向けて延びる切屑排出溝６と、ホルダ本体２の外周面のうち、周方向に隣り合う切屑排出溝６同士の間に形成されたランド部１２と、ホルダ本体２の先端部にクーラントを供給するクーラント供給孔７と、を備えたドリルホルダ１であって、ランド部１２には、該ランド部１２と切屑排出溝６との交差稜線１５に間隔をあけて、凹部１３が形成されている。
【解決手段】軸状のホルダ本体２と、ホルダ本体２の先端部に少なくとも２つ形成され、切れ刃３ａを有する切削インサート３が着脱可能に装着されるインサート取付座４と、ホルダ本体２の外周面に周方向に間隔をあけて複数形成され、このホルダ本体２の先端面５に開口するとともにインサート取付座４を含み、該ホルダ本体２の基端側に向けて延びる切屑排出溝６と、ホルダ本体２の外周面のうち、周方向に隣り合う切屑排出溝６同士の間に形成されたランド部１２と、ホルダ本体２の先端部にクーラントを供給するクーラント供給孔７と、を備えたドリルホルダ１であって、ランド部１２には、該ランド部１２と切屑排出溝６との交差稜線１５に間隔をあけて、凹部１３が形成されている。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ドリルホルダ及びこれを用いた刃先交換式ドリルに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、この種のドリルホルダとして、例えば下記特許文献１に示されるように、軸状をなし、軸線回りに回転されるホルダ本体と、前記ホルダ本体の先端部に、前記軸線を挟むように径方向の内方と外方とに少なくとも２つ形成され、切れ刃を有する切削インサートが着脱可能に装着されるインサート取付座と、前記ホルダ本体の外周面に周方向に間隔をあけて複数形成され、このホルダ本体の先端面に開口するとともに前記インサート取付座を含み、該ホルダ本体の基端側に向けて延びる切屑排出溝と、を備えたものが知られている。尚、ホルダ本体の外周面のうち、周方向に隣り合う切屑排出溝同士の間に位置する部位は、ランド部と呼ばれている。
【０００３】
一般に、このようなドリルホルダには、ホルダ本体の内部を貫通するように形成され、該ホルダ本体の先端部にクーラントを供給するクーラント供給孔が形成されている。そして、クーラント供給孔から切削インサートの切れ刃近傍にクーラントが供給されることにより、切れ刃が冷却されて耐摩耗性が高められることで、切れ味が維持されるとともに、切削により生じた切屑が切屑排出溝を通ってホルダ本体の基端側に向けて搬送されるようになっている。
また、刃先交換式ドリル以外のソリッドタイプのドリルとしては、例えば下記特許文献２〜４に記載されたものが知られている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特公昭５３−１５２３４号公報
【特許文献２】特開昭５１−３３３７２号公報
【特許文献３】実開昭５９−１８３７１３号公報
【特許文献４】実開昭６３−４７８１４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、前記従来のドリルホルダ及び刃先交換式ドリルにおいては、下記の課題があった。
すなわち、この種の刃先交換式ドリルでは、鋼材等からなるホルダ本体の外周面（ランド部）は加工（切削以外のバニシングも含む）に寄与することはなく、よって通常ランド部は、インサート取付座に装着された切削インサートの径方向外方の端縁よりも径方向内方に一段後退させられている。つまり、ドリリングにより被削材に穿設された加工穴の内周面と、ランド部との間には、隙間が形成されている（特許文献１の第２図を参照）。このような隙間があることにより、ホルダ本体の先端部に供給されたクーラントが、切屑排出溝内を通り基端側へ向けて流れる際、該切屑排出溝からランド部へ乗り上げるように流出するとともに、該ランド部上を基端側へ向けて流れ、切屑を搬送する効果が低減されていた。また、十分な切屑搬送効果を得るために、クーラント供給量を多く確保しなければならなかった。
【０００６】
また、このようにクーラントが切屑排出溝からランド部へ流出すると、クーラントとともに切屑がランド部上へ乗り上げて加工穴の内周面を傷付けてしまうことがあり、穴面の加工品位を確保できないことがあった。
【０００７】
一方、このような隙間をなくす目的で、ランド部を切削インサートの径方向外方の端縁に面一となるように形成した場合には、ランド部へのクーラントの流出は抑制されるものの、ホルダ本体と加工穴とが擦れ合い、大きな切削抵抗が生じるとともに、このこともまた、穴面の加工品位を損なうことになる。
【０００８】
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、切削抵抗を増大させるようなことなく、ランド部へのクーラントの流出を抑制して切屑排出性を向上でき、高精度に安定して切削加工が行えるドリルホルダ及び刃先交換式ドリル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】
【０００９】
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、軸状をなし、軸線回りに回転されるホルダ本体と、前記ホルダ本体の先端部に、軸線を挟むように径方向の内方と外方とに少なくとも２つ形成され、切れ刃を有する切削インサートが着脱可能に装着されるインサート取付座と、前記ホルダ本体の外周面に周方向に間隔をあけて複数形成され、このホルダ本体の先端面に開口するとともに前記インサート取付座を含み、該ホルダ本体の基端側に向けて延びる切屑排出溝と、前記ホルダ本体の外周面のうち、周方向に隣り合う切屑排出溝同士の間に形成されたランド部と、前記ホルダ本体の内部を貫通するように形成され、該ホルダ本体の先端部にクーラントを供給するクーラント供給孔と、を備えたドリルホルダであって、前記ランド部には、該ランド部と前記切屑排出溝との交差稜線に間隔をあけて、凹部が形成されていることを特徴とする。
また、本発明の刃先交換式ドリルは、前述のドリルホルダと、前記切削インサートと、を備えたことを特徴としている。
【００１０】
本発明のドリルホルダ及びこれを用いた刃先交換式ドリルによれば、ホルダ本体の外周面におけるランド部に、該ランド部と切屑排出溝との交差稜線に間隔をあけて凹部が形成されているので、下記の効果を奏する。
【００１１】
すなわち、ランド部と加工穴の内周面との間には隙間が形成されており、該ランド部上には、例えばホルダ先端面などから流入したクーラントが存在している。このようなクーラントは、ランド部に形成された凹部に流入し一時的に貯留されるが、この際、凹部内で渦を巻くように流れるので、該凹部内においてクーラントの乱流が生じることになる。
【００１２】
一方、ホルダ本体の先端部から、切削で生じた切屑を搬送しつつ切屑排出溝を通って基端側へ向かうクーラントは、該切屑排出溝内を流れていく際、ランド部と加工穴の内周面との隙間へ流出するように該ランド部上へ乗り上げようとする。しかしながら、前述のようにランド部に形成された凹部で乱流が生じているため、該ランド部上におけるクーラントの流速が減じられるとともに圧力損失が大きくなって、クーラントが切屑排出溝からランド部へ向けて流出することが抑制される。
【００１３】
さらに、凹部は、ランド部と切屑排出溝との交差稜線に間隔をあけて形成されているから、クーラントが該ランド部上に乗り上げにくくなっている。具体的に、例えば本発明とは異なり、凹部が前記交差稜線上に、切屑排出溝に開口して形成された場合、クーラントが、切屑排出溝から前記凹部内を通ってランド部上に案内されやすくなるとともに、該ランド部上に乗り上げやすくなるおそれがある。一方、本発明によれば、凹部が前記交差稜線上になく、つまり切屑排出溝に開口していないので、該切屑排出溝からランド部上へのクーラントの乗り上げを確実に抑制できる。
このように、切屑排出溝からランド部へクーラントが流出することが抑制されるので、クーラント供給量を増大させることなく、切屑を効率よくホルダ基端側へ向けて搬送でき、切屑排出性が向上する。
【００１４】
また、切屑排出溝からランド部へのクーラントの流出が抑制されることにより、該切屑排出溝内を基端側へ搬送される切屑が、クーラントとともにランド部上へ乗り上げるようなことも抑制される。また、凹部は切屑排出溝に開口していないから、切屑が該凹部を通ってランド部上に案内されることもない。すなわち、切屑が、ランド部と加工穴の内周面（加工面）との間で噛み込むなど、加工面を傷付けてしまうようなことが抑制されるので、穴面の加工品位が確保される。
よって、本発明によれば、高精度に安定して切削加工が行える。
また、この構成によれば、例えばランド部へのクーラントの流出を抑制する目的で、ランド部を加工穴の内周面に当接させる必要はないので、切削抵抗が増大することや、穴面の加工品位を損なうこともない。
【００１５】
また、本発明のドリルホルダにおいて、前記凹部の内面は、凹曲面状とされていることとしてもよい。
【００１６】
この場合、凹部の内面が凹曲面状とされているので、該凹部における局所的な応力集中が防止されて、ランド部ひいてはホルダ本体の機械的強度が確保される。尚、このような凹部の形状としては、例えば凹球面状（内面全体が凹曲面状）や円柱穴状（内面のうち少なくとも周壁が凹曲面状）等が挙げられる。
【００１７】
また、本発明のドリルホルダにおいて、前記凹部は、互いに間隔をあけて複数形成されていることとしてもよい。
【００１８】
この場合、凹部による前述の乱流作用がランド部の複数個所で得られ、圧力損失が十分に高められて、切屑排出溝からランド部へのクーラントの流出や切屑の乗り上げが効果的に抑制される。
【００１９】
また、本発明のドリルホルダにおいて、前記凹部は、前記ランド部全体に亘り形成されていることとしてもよい。
【００２０】
この場合、前述した効果が顕著に得られることになる。
【００２１】
また、本発明のドリルホルダにおいて、少なくとも前記凹部は、前記交差稜線に沿うように配置されていることとしてもよい。
【００２２】
この場合、凹部が、ランド部と切屑排出溝との交差稜線に沿うように配置されているので、切屑排出溝内からランド部へ向けてクーラントや切屑が乗り上げることを、前記交差稜線に沿う長い距離に亘り抑制でき、切屑排出性が安定して高められる。
【発明の効果】
【００２３】
本発明のドリルホルダ及び刃先交換式ドリルによれば、切削抵抗を増大させるようなことなく、ランド部へのクーラントの流出を抑制して切屑排出性を向上でき、高精度に安定して切削加工が行える。
【図面の簡単な説明】
【００２４】
【図１】本発明の一実施形態に係る刃先交換式ドリルを示す斜視図である。
【図２】本発明の一実施形態に係る刃先交換式ドリルを示す斜視図である。
【図３】本発明の一実施形態に係る刃先交換式ドリルを示す側面図である。
【図４】本発明の一実施形態に係る刃先交換式ドリルを、図３とは異なる方向から見た側面図である。
【図５】本発明の一実施形態に係る刃先交換式ドリルを示す正面図である。
【図６】図３のＡ−Ａ断面を示す図である。
【図７】図３のＢ−Ｂ断面を示す図である。
【図８】図３のＣ−Ｃ断面を示す図である。
【図９】図８のＤ部を拡大して示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００２５】
以下、本発明の一実施形態に係るドリルホルダ１及びこれを用いた刃先交換式ドリル１０について、図１〜図９を参照して説明する。
本実施形態のドリルホルダ１及び刃先交換式ドリル１０は、ドリリングにより、鋼材等からなる被削材に加工穴を穿設するものである。
【００２６】
図１〜図４に示されるように、ドリルホルダ１は、軸状をなし、軸線Ｏ回りに回転されるホルダ本体２と、ホルダ本体２の先端部に、軸線Ｏを挟むように径方向の内方と外方とに少なくとも２つ形成され、切れ刃を有する切削インサート３が着脱可能に装着されるインサート取付座４と、ホルダ本体２の外周面に周方向に間隔をあけて複数形成され、このホルダ本体２の先端面５に開口するとともにインサート取付座４を含み、該ホルダ本体２の基端側に向けて延びる切屑排出溝６と、ホルダ本体２の外周面のうち、周方向に隣り合う切屑排出溝６同士の間に形成されたランド部１２と、ホルダ本体２の内部を貫通するように形成され、該ホルダ本体２の先端部にクーラントを供給するクーラント供給孔７とを備えている。また、刃先交換式ドリル１０は、このドリルホルダ１と、切削インサート３とを有する。
尚、以下の説明では、軸線Ｏ方向に垂直な方向を径方向と言い、軸線Ｏを中心に周回する方向を周方向と言うことがある。
【００２７】
図３〜図５において、ホルダ本体２は、鋼材等により形成されており、軸線Ｏ方向（図３及び図４における上下方向）の基端側（図３及び図４における上側）部分がシャンク部８とされ、該シャンク部８の先端側（図３及び図４における下側）には、シャンク部８より大径のフランジ部９を介して、シャンク部８より小径の刃部１１が形成されている。フランジ部９は、その基端側部分が最も大径とされており、該フランジ部９の先端側部分は、軸線Ｏ方向に沿って先端側に向かうに従い漸次径方向内方に向かって傾斜して形成されているとともに、刃部１１の基端部に滑らかに連なっている。
【００２８】
この刃先交換式ドリル１０は、ホルダ本体２のシャンク部８が不図示の工作機械の主軸に把持されて、軸線Ｏ回りに工具回転方向Ｔに回転させられることにより、切削インサート３の切れ刃で被削材に切れ込み、被削材を穴明け加工する。図５に示されるように、本実施形態における工具回転方向Ｔは、刃先交換式ドリル１０を軸線Ｏ方向の先端側から見て、軸線Ｏを中心とした周方向のうち反時計回りの方向となっている。
【００２９】
図３〜図５において、ホルダ本体２の外周面には、刃部１１の先端からフランジ部９に亘って、ホルダ先端から基端側に向かうに従い漸次工具回転方向Ｔの後方に向かって捩れるように、切屑排出溝６が螺旋状に延びて形成されている。本実施形態では、切屑排出溝６は、軸線Ｏを挟むように一対形成されている。図６〜図８に示されるように、切屑排出溝６の軸線Ｏ方向に垂直な断面は、工具回転方向Ｔの前方を向く壁面が直線状とされ、該壁面以外の部分が凹曲線状となっている。
【００３０】
また、図３〜図５において、ホルダ本体２の外周面のうち、周方向に隣り合う切屑排出溝６同士の間に位置する部位は、ランド部１２となっている。ランド部１２は、ホルダ本体２の先端面５の外周端縁に交差稜線１４を介して連なっており、この交差稜線１４から基端側へ向かうに従い漸次工具回転方向Ｔの後方に向かって捩れるように、螺旋状に延びて形成されている。本実施形態では、ランド部１２は、一対の切屑排出溝６に対応して、軸線Ｏを挟むように一対形成されている。ランド部１２の周方向の両端は、交差稜線１５を介して切屑排出溝６に連なっている。
【００３１】
インサート取付座４は、多角形穴状又は円形穴状をなし、切屑排出溝６の先端部における工具回転方向Ｔの前方を向く壁面に形成されている。本実施形態では、インサート取付座４は、軸線Ｏを挟むように各切屑排出溝６に１つずつ、計２つ（一対）形成されている。
【００３２】
これらインサート取付座４のうち、径方向の外方に位置する一のインサート取付座４Ａは、ホルダ本体２の先端面５及びランド部１２に開口して形成されている。また、径方向の内方に位置する他のインサート取付座４Ｂは、軸線Ｏ近傍に配置されて、ホルダ本体２の先端面５に開口している。
このように、ホルダ本体２の先端部には、軸線Ｏに関して回転非対称に配置された複数のインサート取付座４が形成されている。
【００３３】
切削インサート３は、超硬合金等からなり、多角形板状又は円形板状をなしている。本実施形態では、切削インサート３が正方形板状をなしており、これに対応して、前記インサート取付座４は正方形穴状に切り欠かれるように形成されている。切削インサート３は、厚さ方向を向く一対の正方形面のうち、一方を向く面がすくい面とされ、他方を向く面が着座面とされている。また、切削インサート３において厚さ方向に垂直な側方向を向く側面は、逃げ面となっている。そして、切削インサート３のすくい面と逃げ面との交差稜線が、前記切れ刃とされている。
【００３４】
切削インサート３には、厚さ方向に貫通する取付孔が形成されている。また、インサート取付座４において工具回転方向Ｔの前方を向く壁面には、ネジ孔が形成されている。そして、切削インサート３の取付孔にクランプネジが挿通されるとともに、該クランプネジがインサート取付座４のネジ孔にねじ込まれることにより、切削インサート３はインサート取付座４に着脱可能に装着される。
【００３５】
切削インサート３がインサート取付座４に装着された状態において、該切削インサート３のすくい面は工具回転方向Ｔの前方を向き、着座面はインサート取付座４において工具回転方向Ｔの前方を向く壁面に着座される。本実施形態では、一のインサート取付座４Ａに装着される切削インサート３と、他のインサート取付座４Ｂに装着される切削インサート３とが互いに同一の構成を有する共通品とされている。
【００３６】
図１〜図５において、一のインサート取付座４Ａに装着された切削インサート３は、すくい面の外周端縁に形成された複数の切れ刃のうち、一の切れ刃３ａを先端面５から先端側へ向けて突出させ、他の切れ刃３ｂをランド部１２から径方向外方に向けて突出させている。また、他のインサート取付座４Ｂに装着された切削インサート３は、一の切れ刃３ａを先端面５から先端側へ向けて突出させている。
【００３７】
クーラント供給孔７は、ホルダ本体２の周方向に隣り合う切屑排出溝６同士の間（すなわちランド部１２の径方向内方）に対応するように配置されている。本実施形態では、クーラント供給孔７は、一対のランド部１２に対応して、軸線Ｏを挟むように一対形成されている。クーラント供給孔７は、ホルダ先端から基端側に向かうに従い漸次工具回転方向Ｔの後方に向かって捩れるように、螺旋状に延びて形成されている。
【００３８】
特に図示しないが、これらクーラント供給孔７は、シャンク部８の基端面に開口されている。また、図５において、これらクーラント供給孔７のうち、一のクーラント供給孔７Ａは、ホルダ本体２の先端面５に開口している。具体的に、一のクーラント供給孔７Ａは、ホルダ本体２の先端面５における一のインサート取付座４Ａの工具回転方向Ｔの前方に位置するように開口されている。また、これらクーラント供給孔７のうち、他のクーラント供給孔７Ｂは、ホルダ本体２の先端部に向けて、切屑排出溝６に開口している。具体的に、他のクーラント供給孔７Ｂは、他のインサート取付座４Ｂが配置された切屑排出溝６の先端部に開口されている。
【００３９】
そして、ランド部１２には、該ランド部１２と切屑排出溝６との交差稜線１５に間隔をあけて、凹部１３が形成されている。図３及び図４に示されるように、ランド部１２を正面に見て、凹部１３は円形状をなし、互いに間隔をあけて複数形成されている。また、凹部１３の内面は、凹曲面状とされており、本実施形態では、凹部１３の内面全体が凹曲面状をなすように、凹部１３の内面は凹球面状とされている。
【００４０】
また、図１〜図４において、少なくとも凹部１３は、ランド部１２と切屑排出溝６との交差稜線１５に沿うように配置されている。図示の例では、複数の凹部１３が、ランド部１２における工具回転方向Ｔの前方に位置する交差稜線１５、及び、工具回転方向Ｔの後方に位置する交差稜線１５にそれぞれ沿うように配列されている。また、本実施形態では、凹部１３は、ランド部１２とホルダ先端面５との交差稜線１４に沿うようにも配置されている（図３を参照）。
【００４１】
ここで、図１に示される例では、凹部１３は、ランド部１２全体に亘り形成されている。詳しくは、複数の凹部１３が、ランド部１２において周方向に沿って互いに等間隔をあけるように行をなし、かつ、交差稜線１５に平行に互いに等間隔をあけるように列をなしていて、互いに大きく間隔をあけることなく縦横に配列されている。
【００４２】
また、図２〜図４に示される例では、複数の凹部１３が、ランド部１２における一対の交差稜線１５、及び、交差稜線１４にそれぞれ沿うように、該交差稜線１５、１４に接近して配列されている。一方、ランド部１２において一対の交差稜線１５から周方向に離れた部位、及び、交差稜線１４から基端側に離れた部位には、凹部１３は形成されていない。
【００４３】
また、図６〜図９に示されるように、凹部１３は、軸線Ｏ方向に垂直な断面が凹曲線状とされている。本実施形態では、凹部１３の断面は、凹円弧状となっている。具体的に、図９において、凹部１３は、ランド部１２の径方向外方に中心を有する仮想球体Ｓの外面の一部をなすように、ランド部１２を切り欠いて形成されている。つまり、凹部１３の内面の曲率半径Ｒは、仮想球体Ｓの半径Ｒに等しい。本実施形態では、前記曲率半径Ｒは、２ｍｍ程度となっている。
【００４４】
以上説明したように、本実施形態のドリルホルダ１及び刃先交換式ドリル１０によれば、ホルダ本体２の外周面におけるランド部１２に、該ランド部１２と切屑排出溝６との交差稜線１５に間隔をあけて凹部１３が形成されているので、下記の効果を奏する。
【００４５】
すなわち、ランド部１２と加工穴の内周面との間には隙間が形成されており、該ランド部１２上には、例えばホルダ先端面５などから流入したクーラントが存在している。このようなクーラントは、ランド部１２に形成された凹部１３に流入し一時的に貯留されるが、この際、凹部１３内で渦を巻くように流れるので、該凹部１３内においてクーラントの乱流が生じることになる。
【００４６】
一方、ホルダ本体２の先端部から、切削で生じた切屑を搬送しつつ切屑排出溝６を通って基端側へ向かうクーラントは、該切屑排出溝６内を流れていく際、ランド部１２と加工穴の内周面との隙間へ流出するように該ランド部１２上へ乗り上げようとする。しかしながら、前述のようにランド部１２に形成された凹部１３で乱流が生じているため、該ランド部１２上におけるクーラントの流速が減じられるとともに圧力損失が大きくなって、クーラントが切屑排出溝６からランド部１２へ向けて流出することが抑制される。
【００４７】
さらに、凹部１３は、ランド部１２と切屑排出溝６との交差稜線１５に間隔をあけて形成されているから、クーラントが該ランド部１２上に乗り上げにくくなっている。具体的に、例えば本実施形態とは異なり、凹部が交差稜線１５上に、切屑排出溝６に開口して形成された場合、クーラントが、切屑排出溝６から前記凹部内を通ってランド部１２上に案内されやすくなるとともに、該ランド部１２上に乗り上げやすくなるおそれがある。一方、本実施形態によれば、凹部１３が交差稜線１５上になく、つまり切屑排出溝６に開口していないので、該切屑排出溝６からランド部１２上へのクーラントの乗り上げを効果的に抑制できる。
このように、切屑排出溝６からランド部１２へクーラントが流出することが抑制されるので、クーラント供給量を増大させることなく、切屑を効率よくホルダ基端側へ向けて搬送でき、切屑排出性が向上する。
【００４８】
また、切屑排出溝６からランド部１２へのクーラントの流出が抑制されることにより、該切屑排出溝６内を基端側へ搬送される切屑が、クーラントとともにランド部１２上へ乗り上げるようなことも抑制される。また、凹部１３は切屑排出溝６に開口していないから、切屑が該凹部１３を通ってランド部１２上に案内されることもない。すなわち、切屑が、ランド部１２と加工穴の内周面（加工面）との間で噛み込むなど、加工面を傷付けてしまうようなことが抑制されるので、穴面の加工品位が良好に確保される。
また、この構成によれば、切屑排出溝６からランド部１２へ向けたクーラントの流出を抑制する目的で、例えばランド部１２を加工穴の内周面に当接させる必要はない（つまり、ホルダ先端部において最も径方向外方に位置する切れ刃３ｂ部分に面一とする必要はない）ので、切削抵抗が増大することや、穴面の加工品位を損なうこともない。
【００４９】
また、凹部１３の内面が凹曲面状とされているので、該凹部１３における局所的な応力集中が防止されて、ランド部１２ひいてはホルダ本体２の機械的強度が確保される。尚、このような凹部１３の形状としては、前述した凹球面状（内面全体が凹曲面状）以外に、例えば円柱穴状（内面のうち少なくとも周壁が凹曲面状）等が挙げられる。
【００５０】
また、凹部１３は、互いに間隔をあけて複数形成されているので、凹部１３による前述の乱流作用がランド部１２の複数個所で得られ、圧力損失が十分に高められて、切屑排出溝６からランド部１２へのクーラントの流出や切屑の乗り上げが効果的に抑制される。
【００５１】
ここで、図１に示される例では、凹部１３が、ランド部１２全体に亘り形成されているから、前述した効果が顕著に得られることになる。
また、図１の例及び図２〜図４に示される例では、少なくとも凹部１３が、ランド部１２と切屑排出溝６との交差稜線１５に沿うように配置されているので、切屑排出溝６内からランド部１２へ向けてクーラントや切屑が乗り上げることを、交差稜線１５に沿う長い距離に亘り抑制でき、切屑排出性が安定して高められる。
【００５２】
具体的に、交差稜線１５に沿う凹部１３が、ランド部１２周端において軸線Ｏ方向に沿うように間隔をあけて複数形成されているので、切屑排出溝６から該ランド部１２を通ってクーラントが流出してしまうことがより確実に抑制されて、前述した効果が顕著に得られることになる。
【００５３】
また本実施形態では、凹部１３が、ランド部１２とホルダ先端面５との交差稜線１４に沿うように形成されているので、下記の効果をも奏する。
すなわち、クーラント供給孔７からホルダ本体２の先端部に供給されたクーラントは、その一部が、ホルダ先端面５からランド部１２と加工穴の内周面との間の隙間を通って該ホルダ本体２の基端側へ向けて流出しようとする。しかしながら、ランド部１２において交差稜線１４に沿うように形成された凹部１３で、前述同様にクーラントの乱流が生じている。つまり、凹部１３に流入したクーラントが該凹部１３内で渦を巻くように流れ、これにより、クーラントの流速が低下するとともに圧力損失が大きくなって、ホルダ先端面５から前記隙間に向けてクーラントが流出することが抑制される。
【００５４】
このように、ランド部１２へのクーラントの流出が抑制されるので、クーラントがホルダ本体２の先端部に留まりやすくなり、従ってクーラント供給量を増大させることなく、ホルダ本体２の先端部へのクーラント供給量が十分に確保されて、切れ刃３ａ、３ｂの耐摩耗性が安定して高められ、かつ、切屑排出性を向上できる。よって、安定した切削加工が可能となり、切削インサート３の工具寿命の延長が可能となる。
また、この構成によれば、ホルダ先端面５からランド部１２へ向けたクーラントの流出を抑制する目的で、例えばランド部１２を加工穴の内周面に当接させる必要はないので、切削抵抗が増大することもない。
【００５５】
また本実施形態において、ホルダ本体２の先端部には、軸線Ｏを挟むように径方向内方と径方向外方とに少なくとも２つのインサート取付座４が形成されている。つまり、これらインサート取付座４のうち、径方向外方に位置する一のインサート取付座４Ａに装着された切削インサート３の切削速度は、径方向内方に位置する他のインサート取付座４Ｂに装着された切削インサート３の切削速度よりも速くなる。
【００５６】
そして、本実施形態によれば、交差稜線１４に沿う凹部１３が、一対のランド部１２のうち、少なくとも一のインサート取付座４Ａの工具回転方向Ｔの前方に位置するランド部１２に形成されているので、前述の乱流作用によって、ホルダ先端面５から当該ランド部１２へ向けたクーラントの流出が抑制されるとともに、該一のインサート取付座４Ａに装着された切削インサート３に対するクーラントの供給量が十分に確保される。すなわち、切削速度が速くクーラント供給量を多く必要とする径方向外方の切削インサート３に対して、クーラントを十分に供給することができるので、よりインサート切れ刃３ａ、３ｂの耐摩耗性が高められ、安定した切削加工が行える。特に、一のインサート取付座４Ａの工具回転方向Ｔの前方に位置するランド部１２に連なるホルダ先端面５部分には、一のクーラント供給孔７Ａが開口しており、該先端面５からランド部１２へ向けたクーラントの流出が多くなることが考えられるが、本実施形態によれば、この流出が抑制される。
【００５７】
尚、本実施形態では、交差稜線１４に沿う凹部１３は、一のインサート取付座４Ａの工具回転方向Ｔの前方に位置するランド部１２のみならず、他のインサート取付座４Ｂの工具回転方向Ｔの前方に位置するランド部１２にも形成されていることから、これらインサート取付座４Ａ、４Ｂに装着される各切削インサート３に対して、クーラントを十分に供給できる。
【００５８】
また、交差稜線１４に沿う凹部１３が、ランド部１２先端に周方向に間隔をあけて複数形成されているので、ホルダ先端面５から該ランド部１２を通ってクーラントが流出してしまうことがより確実に抑制されて、前述した効果が顕著に得られることになる。
【００５９】
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。
【００６０】
例えば、前述した実施形態では、切屑排出溝６、ランド部１２及びクーラント供給孔７が、それぞれ一対ずつ形成されているとしたが、これら切屑排出溝６、ランド部１２及びクーラント供給孔７の数は、前述の実施形態に限定されない。
また、インサート取付座４が、各切屑排出溝６の先端部に１つずつ形成されているとしたが、インサート取付座４の数についても前述の実施形態に限定されるものではなく、各切屑排出溝６に複数（例えば２つずつ）形成されていてもよい。
【００６１】
また、ランド部１２を正面に見て、凹部１３が円形状をなしているとしたが、凹部１３の形状は、前述の実施形態に限定されるものではない。すなわち、例えば凹部１３は、前記円形状以外の溝状をなしているとともに、互いに間隔をあけて複数形成されていてもよい。尚、この場合、凹部１３が丸溝からなることが好ましく、これにより凹部１３の内面を凹曲面状に形成できる。
【００６２】
また、ランド部１２には、凹部１３が複数形成されているとしたが、これに限らず、ランド部１２には、凹部１３が１つだけ形成されていてもよい。ただしこの場合、凹部１３に所定以上の容積を確保して乱流作用を十分に得るため、凹部１３の形状が溝状等に形成されることが好ましい。或いは、複数の凹部１３の端部同士が連通状態となるように接近配置して、凹部１３を一体に形成しても構わない。
【００６３】
また、前述の実施形態では、凹部１３が、ランド部１２における一対の交差稜線１５、及び、交差稜線１４にそれぞれ沿うように形成されているとしたが、これに限定されるものではない。ただし、凹部１３は、少なくとも交差稜線１５に沿うように形成されていることが好ましい。
【００６４】
また、前述の実施形態では、複数のインサート取付座４Ａ、４Ｂに対して、共通品である切削インサート３がそれぞれ装着されるとしたが、これに限定されず、各インサート取付座４Ａ、４Ｂに対応して、互いに異なる形状の切削インサート３が装着されることとしても構わない。
【符号の説明】
【００６５】
１ ドリルホルダ
２ ホルダ本体
３ 切削インサート
３ａ、３ｂ 切れ刃
４ インサート取付座
５ ホルダ本体の先端面
６ 切屑排出溝
７ クーラント供給孔
１０ 刃先交換式ドリル
１２ ランド部
１３ 凹部
１５ ランド部と切屑排出溝との交差稜線
Ｏ 軸線
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ドリルホルダ及びこれを用いた刃先交換式ドリルに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、この種のドリルホルダとして、例えば下記特許文献１に示されるように、軸状をなし、軸線回りに回転されるホルダ本体と、前記ホルダ本体の先端部に、前記軸線を挟むように径方向の内方と外方とに少なくとも２つ形成され、切れ刃を有する切削インサートが着脱可能に装着されるインサート取付座と、前記ホルダ本体の外周面に周方向に間隔をあけて複数形成され、このホルダ本体の先端面に開口するとともに前記インサート取付座を含み、該ホルダ本体の基端側に向けて延びる切屑排出溝と、を備えたものが知られている。尚、ホルダ本体の外周面のうち、周方向に隣り合う切屑排出溝同士の間に位置する部位は、ランド部と呼ばれている。
【０００３】
一般に、このようなドリルホルダには、ホルダ本体の内部を貫通するように形成され、該ホルダ本体の先端部にクーラントを供給するクーラント供給孔が形成されている。そして、クーラント供給孔から切削インサートの切れ刃近傍にクーラントが供給されることにより、切れ刃が冷却されて耐摩耗性が高められることで、切れ味が維持されるとともに、切削により生じた切屑が切屑排出溝を通ってホルダ本体の基端側に向けて搬送されるようになっている。
また、刃先交換式ドリル以外のソリッドタイプのドリルとしては、例えば下記特許文献２〜４に記載されたものが知られている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特公昭５３−１５２３４号公報
【特許文献２】特開昭５１−３３３７２号公報
【特許文献３】実開昭５９−１８３７１３号公報
【特許文献４】実開昭６３−４７８１４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、前記従来のドリルホルダ及び刃先交換式ドリルにおいては、下記の課題があった。
すなわち、この種の刃先交換式ドリルでは、鋼材等からなるホルダ本体の外周面（ランド部）は加工（切削以外のバニシングも含む）に寄与することはなく、よって通常ランド部は、インサート取付座に装着された切削インサートの径方向外方の端縁よりも径方向内方に一段後退させられている。つまり、ドリリングにより被削材に穿設された加工穴の内周面と、ランド部との間には、隙間が形成されている（特許文献１の第２図を参照）。このような隙間があることにより、ホルダ本体の先端部に供給されたクーラントが、切屑排出溝内を通り基端側へ向けて流れる際、該切屑排出溝からランド部へ乗り上げるように流出するとともに、該ランド部上を基端側へ向けて流れ、切屑を搬送する効果が低減されていた。また、十分な切屑搬送効果を得るために、クーラント供給量を多く確保しなければならなかった。
【０００６】
また、このようにクーラントが切屑排出溝からランド部へ流出すると、クーラントとともに切屑がランド部上へ乗り上げて加工穴の内周面を傷付けてしまうことがあり、穴面の加工品位を確保できないことがあった。
【０００７】
一方、このような隙間をなくす目的で、ランド部を切削インサートの径方向外方の端縁に面一となるように形成した場合には、ランド部へのクーラントの流出は抑制されるものの、ホルダ本体と加工穴とが擦れ合い、大きな切削抵抗が生じるとともに、このこともまた、穴面の加工品位を損なうことになる。
【０００８】
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、切削抵抗を増大させるようなことなく、ランド部へのクーラントの流出を抑制して切屑排出性を向上でき、高精度に安定して切削加工が行えるドリルホルダ及び刃先交換式ドリル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】
【０００９】
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、軸状をなし、軸線回りに回転されるホルダ本体と、前記ホルダ本体の先端部に、軸線を挟むように径方向の内方と外方とに少なくとも２つ形成され、切れ刃を有する切削インサートが着脱可能に装着されるインサート取付座と、前記ホルダ本体の外周面に周方向に間隔をあけて複数形成され、このホルダ本体の先端面に開口するとともに前記インサート取付座を含み、該ホルダ本体の基端側に向けて延びる切屑排出溝と、前記ホルダ本体の外周面のうち、周方向に隣り合う切屑排出溝同士の間に形成されたランド部と、前記ホルダ本体の内部を貫通するように形成され、該ホルダ本体の先端部にクーラントを供給するクーラント供給孔と、を備えたドリルホルダであって、前記ランド部には、該ランド部と前記切屑排出溝との交差稜線に間隔をあけて、凹部が形成されていることを特徴とする。
また、本発明の刃先交換式ドリルは、前述のドリルホルダと、前記切削インサートと、を備えたことを特徴としている。
【００１０】
本発明のドリルホルダ及びこれを用いた刃先交換式ドリルによれば、ホルダ本体の外周面におけるランド部に、該ランド部と切屑排出溝との交差稜線に間隔をあけて凹部が形成されているので、下記の効果を奏する。
【００１１】
すなわち、ランド部と加工穴の内周面との間には隙間が形成されており、該ランド部上には、例えばホルダ先端面などから流入したクーラントが存在している。このようなクーラントは、ランド部に形成された凹部に流入し一時的に貯留されるが、この際、凹部内で渦を巻くように流れるので、該凹部内においてクーラントの乱流が生じることになる。
【００１２】
一方、ホルダ本体の先端部から、切削で生じた切屑を搬送しつつ切屑排出溝を通って基端側へ向かうクーラントは、該切屑排出溝内を流れていく際、ランド部と加工穴の内周面との隙間へ流出するように該ランド部上へ乗り上げようとする。しかしながら、前述のようにランド部に形成された凹部で乱流が生じているため、該ランド部上におけるクーラントの流速が減じられるとともに圧力損失が大きくなって、クーラントが切屑排出溝からランド部へ向けて流出することが抑制される。
【００１３】
さらに、凹部は、ランド部と切屑排出溝との交差稜線に間隔をあけて形成されているから、クーラントが該ランド部上に乗り上げにくくなっている。具体的に、例えば本発明とは異なり、凹部が前記交差稜線上に、切屑排出溝に開口して形成された場合、クーラントが、切屑排出溝から前記凹部内を通ってランド部上に案内されやすくなるとともに、該ランド部上に乗り上げやすくなるおそれがある。一方、本発明によれば、凹部が前記交差稜線上になく、つまり切屑排出溝に開口していないので、該切屑排出溝からランド部上へのクーラントの乗り上げを確実に抑制できる。
このように、切屑排出溝からランド部へクーラントが流出することが抑制されるので、クーラント供給量を増大させることなく、切屑を効率よくホルダ基端側へ向けて搬送でき、切屑排出性が向上する。
【００１４】
また、切屑排出溝からランド部へのクーラントの流出が抑制されることにより、該切屑排出溝内を基端側へ搬送される切屑が、クーラントとともにランド部上へ乗り上げるようなことも抑制される。また、凹部は切屑排出溝に開口していないから、切屑が該凹部を通ってランド部上に案内されることもない。すなわち、切屑が、ランド部と加工穴の内周面（加工面）との間で噛み込むなど、加工面を傷付けてしまうようなことが抑制されるので、穴面の加工品位が確保される。
よって、本発明によれば、高精度に安定して切削加工が行える。
また、この構成によれば、例えばランド部へのクーラントの流出を抑制する目的で、ランド部を加工穴の内周面に当接させる必要はないので、切削抵抗が増大することや、穴面の加工品位を損なうこともない。
【００１５】
また、本発明のドリルホルダにおいて、前記凹部の内面は、凹曲面状とされていることとしてもよい。
【００１６】
この場合、凹部の内面が凹曲面状とされているので、該凹部における局所的な応力集中が防止されて、ランド部ひいてはホルダ本体の機械的強度が確保される。尚、このような凹部の形状としては、例えば凹球面状（内面全体が凹曲面状）や円柱穴状（内面のうち少なくとも周壁が凹曲面状）等が挙げられる。
【００１７】
また、本発明のドリルホルダにおいて、前記凹部は、互いに間隔をあけて複数形成されていることとしてもよい。
【００１８】
この場合、凹部による前述の乱流作用がランド部の複数個所で得られ、圧力損失が十分に高められて、切屑排出溝からランド部へのクーラントの流出や切屑の乗り上げが効果的に抑制される。
【００１９】
また、本発明のドリルホルダにおいて、前記凹部は、前記ランド部全体に亘り形成されていることとしてもよい。
【００２０】
この場合、前述した効果が顕著に得られることになる。
【００２１】
また、本発明のドリルホルダにおいて、少なくとも前記凹部は、前記交差稜線に沿うように配置されていることとしてもよい。
【００２２】
この場合、凹部が、ランド部と切屑排出溝との交差稜線に沿うように配置されているので、切屑排出溝内からランド部へ向けてクーラントや切屑が乗り上げることを、前記交差稜線に沿う長い距離に亘り抑制でき、切屑排出性が安定して高められる。
【発明の効果】
【００２３】
本発明のドリルホルダ及び刃先交換式ドリルによれば、切削抵抗を増大させるようなことなく、ランド部へのクーラントの流出を抑制して切屑排出性を向上でき、高精度に安定して切削加工が行える。
【図面の簡単な説明】
【００２４】
【図１】本発明の一実施形態に係る刃先交換式ドリルを示す斜視図である。
【図２】本発明の一実施形態に係る刃先交換式ドリルを示す斜視図である。
【図３】本発明の一実施形態に係る刃先交換式ドリルを示す側面図である。
【図４】本発明の一実施形態に係る刃先交換式ドリルを、図３とは異なる方向から見た側面図である。
【図５】本発明の一実施形態に係る刃先交換式ドリルを示す正面図である。
【図６】図３のＡ−Ａ断面を示す図である。
【図７】図３のＢ−Ｂ断面を示す図である。
【図８】図３のＣ−Ｃ断面を示す図である。
【図９】図８のＤ部を拡大して示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００２５】
以下、本発明の一実施形態に係るドリルホルダ１及びこれを用いた刃先交換式ドリル１０について、図１〜図９を参照して説明する。
本実施形態のドリルホルダ１及び刃先交換式ドリル１０は、ドリリングにより、鋼材等からなる被削材に加工穴を穿設するものである。
【００２６】
図１〜図４に示されるように、ドリルホルダ１は、軸状をなし、軸線Ｏ回りに回転されるホルダ本体２と、ホルダ本体２の先端部に、軸線Ｏを挟むように径方向の内方と外方とに少なくとも２つ形成され、切れ刃を有する切削インサート３が着脱可能に装着されるインサート取付座４と、ホルダ本体２の外周面に周方向に間隔をあけて複数形成され、このホルダ本体２の先端面５に開口するとともにインサート取付座４を含み、該ホルダ本体２の基端側に向けて延びる切屑排出溝６と、ホルダ本体２の外周面のうち、周方向に隣り合う切屑排出溝６同士の間に形成されたランド部１２と、ホルダ本体２の内部を貫通するように形成され、該ホルダ本体２の先端部にクーラントを供給するクーラント供給孔７とを備えている。また、刃先交換式ドリル１０は、このドリルホルダ１と、切削インサート３とを有する。
尚、以下の説明では、軸線Ｏ方向に垂直な方向を径方向と言い、軸線Ｏを中心に周回する方向を周方向と言うことがある。
【００２７】
図３〜図５において、ホルダ本体２は、鋼材等により形成されており、軸線Ｏ方向（図３及び図４における上下方向）の基端側（図３及び図４における上側）部分がシャンク部８とされ、該シャンク部８の先端側（図３及び図４における下側）には、シャンク部８より大径のフランジ部９を介して、シャンク部８より小径の刃部１１が形成されている。フランジ部９は、その基端側部分が最も大径とされており、該フランジ部９の先端側部分は、軸線Ｏ方向に沿って先端側に向かうに従い漸次径方向内方に向かって傾斜して形成されているとともに、刃部１１の基端部に滑らかに連なっている。
【００２８】
この刃先交換式ドリル１０は、ホルダ本体２のシャンク部８が不図示の工作機械の主軸に把持されて、軸線Ｏ回りに工具回転方向Ｔに回転させられることにより、切削インサート３の切れ刃で被削材に切れ込み、被削材を穴明け加工する。図５に示されるように、本実施形態における工具回転方向Ｔは、刃先交換式ドリル１０を軸線Ｏ方向の先端側から見て、軸線Ｏを中心とした周方向のうち反時計回りの方向となっている。
【００２９】
図３〜図５において、ホルダ本体２の外周面には、刃部１１の先端からフランジ部９に亘って、ホルダ先端から基端側に向かうに従い漸次工具回転方向Ｔの後方に向かって捩れるように、切屑排出溝６が螺旋状に延びて形成されている。本実施形態では、切屑排出溝６は、軸線Ｏを挟むように一対形成されている。図６〜図８に示されるように、切屑排出溝６の軸線Ｏ方向に垂直な断面は、工具回転方向Ｔの前方を向く壁面が直線状とされ、該壁面以外の部分が凹曲線状となっている。
【００３０】
また、図３〜図５において、ホルダ本体２の外周面のうち、周方向に隣り合う切屑排出溝６同士の間に位置する部位は、ランド部１２となっている。ランド部１２は、ホルダ本体２の先端面５の外周端縁に交差稜線１４を介して連なっており、この交差稜線１４から基端側へ向かうに従い漸次工具回転方向Ｔの後方に向かって捩れるように、螺旋状に延びて形成されている。本実施形態では、ランド部１２は、一対の切屑排出溝６に対応して、軸線Ｏを挟むように一対形成されている。ランド部１２の周方向の両端は、交差稜線１５を介して切屑排出溝６に連なっている。
【００３１】
インサート取付座４は、多角形穴状又は円形穴状をなし、切屑排出溝６の先端部における工具回転方向Ｔの前方を向く壁面に形成されている。本実施形態では、インサート取付座４は、軸線Ｏを挟むように各切屑排出溝６に１つずつ、計２つ（一対）形成されている。
【００３２】
これらインサート取付座４のうち、径方向の外方に位置する一のインサート取付座４Ａは、ホルダ本体２の先端面５及びランド部１２に開口して形成されている。また、径方向の内方に位置する他のインサート取付座４Ｂは、軸線Ｏ近傍に配置されて、ホルダ本体２の先端面５に開口している。
このように、ホルダ本体２の先端部には、軸線Ｏに関して回転非対称に配置された複数のインサート取付座４が形成されている。
【００３３】
切削インサート３は、超硬合金等からなり、多角形板状又は円形板状をなしている。本実施形態では、切削インサート３が正方形板状をなしており、これに対応して、前記インサート取付座４は正方形穴状に切り欠かれるように形成されている。切削インサート３は、厚さ方向を向く一対の正方形面のうち、一方を向く面がすくい面とされ、他方を向く面が着座面とされている。また、切削インサート３において厚さ方向に垂直な側方向を向く側面は、逃げ面となっている。そして、切削インサート３のすくい面と逃げ面との交差稜線が、前記切れ刃とされている。
【００３４】
切削インサート３には、厚さ方向に貫通する取付孔が形成されている。また、インサート取付座４において工具回転方向Ｔの前方を向く壁面には、ネジ孔が形成されている。そして、切削インサート３の取付孔にクランプネジが挿通されるとともに、該クランプネジがインサート取付座４のネジ孔にねじ込まれることにより、切削インサート３はインサート取付座４に着脱可能に装着される。
【００３５】
切削インサート３がインサート取付座４に装着された状態において、該切削インサート３のすくい面は工具回転方向Ｔの前方を向き、着座面はインサート取付座４において工具回転方向Ｔの前方を向く壁面に着座される。本実施形態では、一のインサート取付座４Ａに装着される切削インサート３と、他のインサート取付座４Ｂに装着される切削インサート３とが互いに同一の構成を有する共通品とされている。
【００３６】
図１〜図５において、一のインサート取付座４Ａに装着された切削インサート３は、すくい面の外周端縁に形成された複数の切れ刃のうち、一の切れ刃３ａを先端面５から先端側へ向けて突出させ、他の切れ刃３ｂをランド部１２から径方向外方に向けて突出させている。また、他のインサート取付座４Ｂに装着された切削インサート３は、一の切れ刃３ａを先端面５から先端側へ向けて突出させている。
【００３７】
クーラント供給孔７は、ホルダ本体２の周方向に隣り合う切屑排出溝６同士の間（すなわちランド部１２の径方向内方）に対応するように配置されている。本実施形態では、クーラント供給孔７は、一対のランド部１２に対応して、軸線Ｏを挟むように一対形成されている。クーラント供給孔７は、ホルダ先端から基端側に向かうに従い漸次工具回転方向Ｔの後方に向かって捩れるように、螺旋状に延びて形成されている。
【００３８】
特に図示しないが、これらクーラント供給孔７は、シャンク部８の基端面に開口されている。また、図５において、これらクーラント供給孔７のうち、一のクーラント供給孔７Ａは、ホルダ本体２の先端面５に開口している。具体的に、一のクーラント供給孔７Ａは、ホルダ本体２の先端面５における一のインサート取付座４Ａの工具回転方向Ｔの前方に位置するように開口されている。また、これらクーラント供給孔７のうち、他のクーラント供給孔７Ｂは、ホルダ本体２の先端部に向けて、切屑排出溝６に開口している。具体的に、他のクーラント供給孔７Ｂは、他のインサート取付座４Ｂが配置された切屑排出溝６の先端部に開口されている。
【００３９】
そして、ランド部１２には、該ランド部１２と切屑排出溝６との交差稜線１５に間隔をあけて、凹部１３が形成されている。図３及び図４に示されるように、ランド部１２を正面に見て、凹部１３は円形状をなし、互いに間隔をあけて複数形成されている。また、凹部１３の内面は、凹曲面状とされており、本実施形態では、凹部１３の内面全体が凹曲面状をなすように、凹部１３の内面は凹球面状とされている。
【００４０】
また、図１〜図４において、少なくとも凹部１３は、ランド部１２と切屑排出溝６との交差稜線１５に沿うように配置されている。図示の例では、複数の凹部１３が、ランド部１２における工具回転方向Ｔの前方に位置する交差稜線１５、及び、工具回転方向Ｔの後方に位置する交差稜線１５にそれぞれ沿うように配列されている。また、本実施形態では、凹部１３は、ランド部１２とホルダ先端面５との交差稜線１４に沿うようにも配置されている（図３を参照）。
【００４１】
ここで、図１に示される例では、凹部１３は、ランド部１２全体に亘り形成されている。詳しくは、複数の凹部１３が、ランド部１２において周方向に沿って互いに等間隔をあけるように行をなし、かつ、交差稜線１５に平行に互いに等間隔をあけるように列をなしていて、互いに大きく間隔をあけることなく縦横に配列されている。
【００４２】
また、図２〜図４に示される例では、複数の凹部１３が、ランド部１２における一対の交差稜線１５、及び、交差稜線１４にそれぞれ沿うように、該交差稜線１５、１４に接近して配列されている。一方、ランド部１２において一対の交差稜線１５から周方向に離れた部位、及び、交差稜線１４から基端側に離れた部位には、凹部１３は形成されていない。
【００４３】
また、図６〜図９に示されるように、凹部１３は、軸線Ｏ方向に垂直な断面が凹曲線状とされている。本実施形態では、凹部１３の断面は、凹円弧状となっている。具体的に、図９において、凹部１３は、ランド部１２の径方向外方に中心を有する仮想球体Ｓの外面の一部をなすように、ランド部１２を切り欠いて形成されている。つまり、凹部１３の内面の曲率半径Ｒは、仮想球体Ｓの半径Ｒに等しい。本実施形態では、前記曲率半径Ｒは、２ｍｍ程度となっている。
【００４４】
以上説明したように、本実施形態のドリルホルダ１及び刃先交換式ドリル１０によれば、ホルダ本体２の外周面におけるランド部１２に、該ランド部１２と切屑排出溝６との交差稜線１５に間隔をあけて凹部１３が形成されているので、下記の効果を奏する。
【００４５】
すなわち、ランド部１２と加工穴の内周面との間には隙間が形成されており、該ランド部１２上には、例えばホルダ先端面５などから流入したクーラントが存在している。このようなクーラントは、ランド部１２に形成された凹部１３に流入し一時的に貯留されるが、この際、凹部１３内で渦を巻くように流れるので、該凹部１３内においてクーラントの乱流が生じることになる。
【００４６】
一方、ホルダ本体２の先端部から、切削で生じた切屑を搬送しつつ切屑排出溝６を通って基端側へ向かうクーラントは、該切屑排出溝６内を流れていく際、ランド部１２と加工穴の内周面との隙間へ流出するように該ランド部１２上へ乗り上げようとする。しかしながら、前述のようにランド部１２に形成された凹部１３で乱流が生じているため、該ランド部１２上におけるクーラントの流速が減じられるとともに圧力損失が大きくなって、クーラントが切屑排出溝６からランド部１２へ向けて流出することが抑制される。
【００４７】
さらに、凹部１３は、ランド部１２と切屑排出溝６との交差稜線１５に間隔をあけて形成されているから、クーラントが該ランド部１２上に乗り上げにくくなっている。具体的に、例えば本実施形態とは異なり、凹部が交差稜線１５上に、切屑排出溝６に開口して形成された場合、クーラントが、切屑排出溝６から前記凹部内を通ってランド部１２上に案内されやすくなるとともに、該ランド部１２上に乗り上げやすくなるおそれがある。一方、本実施形態によれば、凹部１３が交差稜線１５上になく、つまり切屑排出溝６に開口していないので、該切屑排出溝６からランド部１２上へのクーラントの乗り上げを効果的に抑制できる。
このように、切屑排出溝６からランド部１２へクーラントが流出することが抑制されるので、クーラント供給量を増大させることなく、切屑を効率よくホルダ基端側へ向けて搬送でき、切屑排出性が向上する。
【００４８】
また、切屑排出溝６からランド部１２へのクーラントの流出が抑制されることにより、該切屑排出溝６内を基端側へ搬送される切屑が、クーラントとともにランド部１２上へ乗り上げるようなことも抑制される。また、凹部１３は切屑排出溝６に開口していないから、切屑が該凹部１３を通ってランド部１２上に案内されることもない。すなわち、切屑が、ランド部１２と加工穴の内周面（加工面）との間で噛み込むなど、加工面を傷付けてしまうようなことが抑制されるので、穴面の加工品位が良好に確保される。
また、この構成によれば、切屑排出溝６からランド部１２へ向けたクーラントの流出を抑制する目的で、例えばランド部１２を加工穴の内周面に当接させる必要はない（つまり、ホルダ先端部において最も径方向外方に位置する切れ刃３ｂ部分に面一とする必要はない）ので、切削抵抗が増大することや、穴面の加工品位を損なうこともない。
【００４９】
また、凹部１３の内面が凹曲面状とされているので、該凹部１３における局所的な応力集中が防止されて、ランド部１２ひいてはホルダ本体２の機械的強度が確保される。尚、このような凹部１３の形状としては、前述した凹球面状（内面全体が凹曲面状）以外に、例えば円柱穴状（内面のうち少なくとも周壁が凹曲面状）等が挙げられる。
【００５０】
また、凹部１３は、互いに間隔をあけて複数形成されているので、凹部１３による前述の乱流作用がランド部１２の複数個所で得られ、圧力損失が十分に高められて、切屑排出溝６からランド部１２へのクーラントの流出や切屑の乗り上げが効果的に抑制される。
【００５１】
ここで、図１に示される例では、凹部１３が、ランド部１２全体に亘り形成されているから、前述した効果が顕著に得られることになる。
また、図１の例及び図２〜図４に示される例では、少なくとも凹部１３が、ランド部１２と切屑排出溝６との交差稜線１５に沿うように配置されているので、切屑排出溝６内からランド部１２へ向けてクーラントや切屑が乗り上げることを、交差稜線１５に沿う長い距離に亘り抑制でき、切屑排出性が安定して高められる。
【００５２】
具体的に、交差稜線１５に沿う凹部１３が、ランド部１２周端において軸線Ｏ方向に沿うように間隔をあけて複数形成されているので、切屑排出溝６から該ランド部１２を通ってクーラントが流出してしまうことがより確実に抑制されて、前述した効果が顕著に得られることになる。
【００５３】
また本実施形態では、凹部１３が、ランド部１２とホルダ先端面５との交差稜線１４に沿うように形成されているので、下記の効果をも奏する。
すなわち、クーラント供給孔７からホルダ本体２の先端部に供給されたクーラントは、その一部が、ホルダ先端面５からランド部１２と加工穴の内周面との間の隙間を通って該ホルダ本体２の基端側へ向けて流出しようとする。しかしながら、ランド部１２において交差稜線１４に沿うように形成された凹部１３で、前述同様にクーラントの乱流が生じている。つまり、凹部１３に流入したクーラントが該凹部１３内で渦を巻くように流れ、これにより、クーラントの流速が低下するとともに圧力損失が大きくなって、ホルダ先端面５から前記隙間に向けてクーラントが流出することが抑制される。
【００５４】
このように、ランド部１２へのクーラントの流出が抑制されるので、クーラントがホルダ本体２の先端部に留まりやすくなり、従ってクーラント供給量を増大させることなく、ホルダ本体２の先端部へのクーラント供給量が十分に確保されて、切れ刃３ａ、３ｂの耐摩耗性が安定して高められ、かつ、切屑排出性を向上できる。よって、安定した切削加工が可能となり、切削インサート３の工具寿命の延長が可能となる。
また、この構成によれば、ホルダ先端面５からランド部１２へ向けたクーラントの流出を抑制する目的で、例えばランド部１２を加工穴の内周面に当接させる必要はないので、切削抵抗が増大することもない。
【００５５】
また本実施形態において、ホルダ本体２の先端部には、軸線Ｏを挟むように径方向内方と径方向外方とに少なくとも２つのインサート取付座４が形成されている。つまり、これらインサート取付座４のうち、径方向外方に位置する一のインサート取付座４Ａに装着された切削インサート３の切削速度は、径方向内方に位置する他のインサート取付座４Ｂに装着された切削インサート３の切削速度よりも速くなる。
【００５６】
そして、本実施形態によれば、交差稜線１４に沿う凹部１３が、一対のランド部１２のうち、少なくとも一のインサート取付座４Ａの工具回転方向Ｔの前方に位置するランド部１２に形成されているので、前述の乱流作用によって、ホルダ先端面５から当該ランド部１２へ向けたクーラントの流出が抑制されるとともに、該一のインサート取付座４Ａに装着された切削インサート３に対するクーラントの供給量が十分に確保される。すなわち、切削速度が速くクーラント供給量を多く必要とする径方向外方の切削インサート３に対して、クーラントを十分に供給することができるので、よりインサート切れ刃３ａ、３ｂの耐摩耗性が高められ、安定した切削加工が行える。特に、一のインサート取付座４Ａの工具回転方向Ｔの前方に位置するランド部１２に連なるホルダ先端面５部分には、一のクーラント供給孔７Ａが開口しており、該先端面５からランド部１２へ向けたクーラントの流出が多くなることが考えられるが、本実施形態によれば、この流出が抑制される。
【００５７】
尚、本実施形態では、交差稜線１４に沿う凹部１３は、一のインサート取付座４Ａの工具回転方向Ｔの前方に位置するランド部１２のみならず、他のインサート取付座４Ｂの工具回転方向Ｔの前方に位置するランド部１２にも形成されていることから、これらインサート取付座４Ａ、４Ｂに装着される各切削インサート３に対して、クーラントを十分に供給できる。
【００５８】
また、交差稜線１４に沿う凹部１３が、ランド部１２先端に周方向に間隔をあけて複数形成されているので、ホルダ先端面５から該ランド部１２を通ってクーラントが流出してしまうことがより確実に抑制されて、前述した効果が顕著に得られることになる。
【００５９】
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。
【００６０】
例えば、前述した実施形態では、切屑排出溝６、ランド部１２及びクーラント供給孔７が、それぞれ一対ずつ形成されているとしたが、これら切屑排出溝６、ランド部１２及びクーラント供給孔７の数は、前述の実施形態に限定されない。
また、インサート取付座４が、各切屑排出溝６の先端部に１つずつ形成されているとしたが、インサート取付座４の数についても前述の実施形態に限定されるものではなく、各切屑排出溝６に複数（例えば２つずつ）形成されていてもよい。
【００６１】
また、ランド部１２を正面に見て、凹部１３が円形状をなしているとしたが、凹部１３の形状は、前述の実施形態に限定されるものではない。すなわち、例えば凹部１３は、前記円形状以外の溝状をなしているとともに、互いに間隔をあけて複数形成されていてもよい。尚、この場合、凹部１３が丸溝からなることが好ましく、これにより凹部１３の内面を凹曲面状に形成できる。
【００６２】
また、ランド部１２には、凹部１３が複数形成されているとしたが、これに限らず、ランド部１２には、凹部１３が１つだけ形成されていてもよい。ただしこの場合、凹部１３に所定以上の容積を確保して乱流作用を十分に得るため、凹部１３の形状が溝状等に形成されることが好ましい。或いは、複数の凹部１３の端部同士が連通状態となるように接近配置して、凹部１３を一体に形成しても構わない。
【００６３】
また、前述の実施形態では、凹部１３が、ランド部１２における一対の交差稜線１５、及び、交差稜線１４にそれぞれ沿うように形成されているとしたが、これに限定されるものではない。ただし、凹部１３は、少なくとも交差稜線１５に沿うように形成されていることが好ましい。
【００６４】
また、前述の実施形態では、複数のインサート取付座４Ａ、４Ｂに対して、共通品である切削インサート３がそれぞれ装着されるとしたが、これに限定されず、各インサート取付座４Ａ、４Ｂに対応して、互いに異なる形状の切削インサート３が装着されることとしても構わない。
【符号の説明】
【００６５】
１ ドリルホルダ
２ ホルダ本体
３ 切削インサート
３ａ、３ｂ 切れ刃
４ インサート取付座
５ ホルダ本体の先端面
６ 切屑排出溝
７ クーラント供給孔
１０ 刃先交換式ドリル
１２ ランド部
１３ 凹部
１５ ランド部と切屑排出溝との交差稜線
Ｏ 軸線
【特許請求の範囲】
【請求項１】
軸状をなし、軸線回りに回転されるホルダ本体と、
前記ホルダ本体の先端部に、軸線を挟むように径方向の内方と外方とに少なくとも２つ形成され、切れ刃を有する切削インサートが着脱可能に装着されるインサート取付座と、
前記ホルダ本体の外周面に周方向に間隔をあけて複数形成され、このホルダ本体の先端面に開口するとともに前記インサート取付座を含み、該ホルダ本体の基端側に向けて延びる切屑排出溝と、
前記ホルダ本体の外周面のうち、周方向に隣り合う切屑排出溝同士の間に形成されたランド部と、
前記ホルダ本体の内部を貫通するように形成され、該ホルダ本体の先端部にクーラントを供給するクーラント供給孔と、を備えたドリルホルダであって、
前記ランド部には、該ランド部と前記切屑排出溝との交差稜線に間隔をあけて、凹部が形成されていることを特徴とするドリルホルダ。
【請求項２】
請求項１に記載のドリルホルダであって、
前記凹部の内面は、凹曲面状とされていることを特徴とするドリルホルダ。
【請求項３】
請求項１又は２に記載のドリルホルダであって、
前記凹部は、互いに間隔をあけて複数形成されていることを特徴とするドリルホルダ。
【請求項４】
請求項３に記載のドリルホルダであって、
前記凹部は、前記ランド部全体に亘り形成されていることを特徴とするドリルホルダ。
【請求項５】
請求項１〜４のいずれか一項に記載のドリルホルダであって、
少なくとも前記凹部は、前記交差稜線に沿うように配置されていることを特徴とするドリルホルダ。
【請求項６】
請求項１〜５のいずれか一項に記載のドリルホルダと、前記切削インサートと、を備えたことを特徴とする刃先交換式ドリル。
【請求項１】
軸状をなし、軸線回りに回転されるホルダ本体と、
前記ホルダ本体の先端部に、軸線を挟むように径方向の内方と外方とに少なくとも２つ形成され、切れ刃を有する切削インサートが着脱可能に装着されるインサート取付座と、
前記ホルダ本体の外周面に周方向に間隔をあけて複数形成され、このホルダ本体の先端面に開口するとともに前記インサート取付座を含み、該ホルダ本体の基端側に向けて延びる切屑排出溝と、
前記ホルダ本体の外周面のうち、周方向に隣り合う切屑排出溝同士の間に形成されたランド部と、
前記ホルダ本体の内部を貫通するように形成され、該ホルダ本体の先端部にクーラントを供給するクーラント供給孔と、を備えたドリルホルダであって、
前記ランド部には、該ランド部と前記切屑排出溝との交差稜線に間隔をあけて、凹部が形成されていることを特徴とするドリルホルダ。
【請求項２】
請求項１に記載のドリルホルダであって、
前記凹部の内面は、凹曲面状とされていることを特徴とするドリルホルダ。
【請求項３】
請求項１又は２に記載のドリルホルダであって、
前記凹部は、互いに間隔をあけて複数形成されていることを特徴とするドリルホルダ。
【請求項４】
請求項３に記載のドリルホルダであって、
前記凹部は、前記ランド部全体に亘り形成されていることを特徴とするドリルホルダ。
【請求項５】
請求項１〜４のいずれか一項に記載のドリルホルダであって、
少なくとも前記凹部は、前記交差稜線に沿うように配置されていることを特徴とするドリルホルダ。
【請求項６】
請求項１〜５のいずれか一項に記載のドリルホルダと、前記切削インサートと、を備えたことを特徴とする刃先交換式ドリル。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【公開番号】特開２０１２−２０６２０５（Ｐ２０１２−２０６２０５Ａ）
【公開日】平成２４年１０月２５日（２０１２．１０．２５）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−７３４１９（Ｐ２０１１−７３４１９）
【出願日】平成２３年３月２９日（２０１１．３．２９）
【出願人】（０００００６２６４）三菱マテリアル株式会社 (4,417)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２４年１０月２５日（２０１２．１０．２５）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年３月２９日（２０１１．３．２９）
【出願人】（０００００６２６４）三菱マテリアル株式会社 (4,417)
【Ｆターム（参考）】
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