ドリルユニット並びにそのドリルユニットに使用されるドリル及びホルダ
【課題】工具剛性を確保して、工具寿命の向上を図ることができるドリルユニット並びにそのドリルユニットに使用されるドリル及びホルダを提供すること。
【解決手段】ドリルユニット１によれば、ドリル１０は、吸引路１６が本体部１１の外周面に凹設され、かかる吸引路１６を通じて切り屑を排出するように構成されているので、従来品のように、本体部１１を中空に構成し、かかる本体部１１内を通じて切り屑を排出する場合と比較して、工具剛性を確保することができ、工具寿命の向上を図ることができる。
【解決手段】ドリルユニット１によれば、ドリル１０は、吸引路１６が本体部１１の外周面に凹設され、かかる吸引路１６を通じて切り屑を排出するように構成されているので、従来品のように、本体部１１を中空に構成し、かかる本体部１１内を通じて切り屑を排出する場合と比較して、工具剛性を確保することができ、工具寿命の向上を図ることができる。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ドリルユニット並びにそのドリルユニットに使用されるドリル及びホルダに関し、特に、工具剛性を確保して、工具寿命の向上を図ることができるドリルユニット並びにそのドリルユニットに使用されるドリル及びホルダに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
一般に、ドリルによる穴あけ加工において、切削液を使用して、切り屑を排除することは、工具寿命の延長や加工精度の確保などのために重要である。しかしながら、切削液には塩素やリン等の有害な物質が含まれているため、環境汚染を引き起こす恐れがあった。このため、近年では、切削液の使用を抑制し得る技術の開発が望まれていた。
【０００３】
そこで、例えば、特許文献１には、切り屑を吸引し、その吸引した切り屑を中空の工具本体内を通じて排出するドリルが開示されている。
【特許文献１】特開昭４０−１９６３４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、特許文献１におけるドリルでは、工具本体を中空とすることで、工具剛性が低下して、工具寿命の低下を招くという問題点があった。
【０００５】
本発明は、上述した問題点を解決するためになされたものであり、工具剛性を確保して、工具寿命の向上を図ることができるドリルユニット並びにそのドリルユニットに使用されるドリル及びホルダ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】
【０００６】
この目的を解決するために請求項１記載のドリルユニットは、軸心回りに回転される本体部とその本体部の先端に配設されると共に切れ刃を有する刃部とその刃部に設けられると共に前記切れ刃のすくい面を形成する溝とを有するドリルと、そのドリルの本体部が挿入される挿入孔を有するホルダとを備え、そのホルダの挿入孔に前記ドリルの本体部を焼きばめて、前記ホルダにより前記ドリルを保持するものであって、前記ドリルは、前記本体部の外周面に凹設され、前記溝に連設されると共に前記本体部の後端面まで延設される吸引路を備えると共に、前記本体部の外径が前記刃部の外径よりも小径に構成され、前記ホルダは、外周面に凹設される送風路を備えると共に、外径が前記ドリルの刃部の外径よりも小径に構成され、前記ホルダの挿入孔内の吸気が行われることで、前記ドリルの切れ刃により生成され、前記溝に収容された切り屑を前記吸引路を通じて吸引し、前記本体部後端から排出するように構成されている。
【０００７】
請求項２記載のドリルユニットは、請求項１記載のドリルユニットにおいて、前記ドリルの吸引路は、前記本体部の回転方向と同一方向へねじれて形成されている。
【０００８】
請求項３記載のドリルユニットは、請求項１又は２に記載のドリルユニットにおいて、前記ホルダの送風路は、前記ホルダの先端面から後端側へかけて延設されることで前記ホルダの先端面に開口されると共に、前記ドリルは、前記送風路が開口される前記ホルダの先端面側に保持される。
【０００９】
請求項４記載のドリルユニットは、請求項１から３のいずれかに記載のドリルユニットにおいて、前記ホルダの送風路は、前記ドリルの回転方向と反対方向へねじれて形成されている。
【００１０】
請求項５記載のドリルユニットは、請求項４記載のドリルユニットにおいて、前記ホルダの送風路は、多条に形成されている。
【００１１】
請求項６記載のドリルユニットは、請求項１から５のいずれかに記載のドリルユニットにおいて、前記ドリルは、前記軸心方向への前記刃部の長さが、前記刃部の直径の５０％以上、かつ、１５０％以下の長さに設定されている。
【００１２】
請求項７記載のドリルは、請求項１から６のいずれかに記載のドリルユニットに使用される。
【００１３】
請求項８記載のホルダは、請求項１から６のいずれかに記載のドリルユニットに使用される。
【発明の効果】
【００１４】
請求項１記載のドリルユニットによれば、ドリルは、吸引路が本体部の外周面に凹設されているので、ホルダによりドリルが保持された状態では、ホルダとドリルとの間に吸引路の断面積に相当する隙間を設けることができる。また、吸引路は溝に連設されると共に本体部の後端面まで延設されているので、ホルダの挿入孔内の吸気を行うことで、切れ刃により生成され、溝に収容された切り屑を吸引路を通じて強制的に吸引し、その吸引した切り屑を本体部後端からホルダを介して排出することができる。
【００１５】
よって、従来品と比較して、切り屑を排除するための切削液の使用を抑制する（或いは、不要とする）ことができ、環境汚染の予防を図ることができる。また、ドリルは、吸引路が本体部の外周面に凹設され、かかる吸引路を通じて切り屑を排出するように構成されているので、従来品のように、本体部を中空に構成し、かかる本体部内を通じて切り屑を排出する場合と比較して、工具剛性を確保することができ、工具寿命の向上を図ることができるという効果がある。
【００１６】
また、吸引路が本体部の後端面まで延設されることで本体部の後端面に開口されているので、例えば、本体部の側面に開口する場合と比較して、切り屑を排出するためのホルダの構造を簡素化することができるという効果がある。
【００１７】
また、ドリルは、本体部の外径が刃部の外径よりも小径に構成され、そのドリルの本体部が挿入されるホルダは、外径がドリルの刃部の外径よりも小径に構成されているので、被加工物に加工する加工穴がドリルの軸心方向への刃部の長さより深い場合でも、被加工物とホルダとが干渉することなく、切削加工を正常に行うことができる。
【００１８】
ところで、加工穴がドリルの軸心方向への刃部の長さより深い場合には、ホルダが加工穴の内部に入り込むので、吸気時に空気を吸い込むための被加工物とホルダとの間に形成される隙間が狭く、吸気抵抗が増大する。これに対し、本発明によれば、ホルダは、送風路が外周面に凹設されているので、被加工物とホルダとの間に形成される隙間を、送風路の断面積に相当する分だけ拡大することができる。
【００１９】
よって、加工穴がドリルの軸心方向への刃部の長さより深い場合でも、ドリルの回転に伴って、かかる送風路を通じて加工穴の内部へ空気を十分に送り込むことができるので、吸気抵抗を低下させて、吸気効率の向上を図ることができるという効果がある。
【００２０】
また、本発明におけるドリルユニットによれば、ホルダとドリルとが別体に構成され、ホルダの挿入孔にドリルの本体部を焼きばめて、ホルダによりドリルを保持するので、ドリルをスローアウェイ工具として構成することができる。よって、強度が必要とされるドリルのみを高価な材料で構成することができ、ドリルユニット全体を高価な材料で構成する場合と比較して、工具コストの低下を図ることができるという効果がある。
【００２１】
請求項２記載のドリルユニットによれば、請求項１記載のドリルユニットの奏する効果に加え、ドリルの吸引路は、本体部の回転方向と同一方向へねじれて形成されているので、本体部が回転される回転力により、切り屑を吸引路に沿って円滑に排出することができる。よって、切り屑排出性の向上を図ることができるという効果がある。
【００２２】
請求項３記載のドリルユニットによれば、請求項１又は２に記載のドリルユニットの奏する効果に加え、ホルダの送風路は、ホルダの先端面から後端側へかけて延設されることでホルダの先端面に開口されると共に、ドリルは、送風路が開口されるホルダの先端面側に保持されるので、ホルダの送風路の開口とドリルの溝とが連接するようにドリルを保持した場合には、送風路を通じて空気を直接溝に送り込むことができるという効果がある。その結果、吸気抵抗をより低下させて、更なる吸気効率の向上を図ることができるという効果がある。
【００２３】
請求項４記載のドリルユニットによれば、請求項１から３のいずれかに記載のドリルユニットの奏する効果に加え、ホルダの送風路は、ドリルの回転方向と反対方向へねじれて形成されているので、ドリルが回転される回転力により、送風路を通じて空気を強制的に送り込むことができるという効果がある。その結果、吸気抵抗をより低下させて、更なる吸気効率の向上を図ることができるという効果がある。
【００２４】
請求項５記載のドリルユニットによれば、請求項４記載のドリルユニットの奏する効果に加え、ホルダの送風路は多条に形成されているので、１条の場合と比較して、送風路を通じて加工穴の内部に送り込む空気の量を増加することができるという効果がある。その結果、吸気抵抗をより低下させて、更なる吸気効率の向上を図ることができるという効果がある。
【００２５】
請求項６記載のドリルユニットによれば、請求項１から５のいずれかに記載のドリルユニットの奏する効果に加え、ドリルは、軸心方向への刃部の長さが、刃部の外径の５０％以上、かつ、１５０％以下の長さに設定されているので、工具寿命の向上と加工精度の向上との両立を図ることができるという効果がある。
【００２６】
即ち、軸心方向への刃部の長さが刃部の外径の５０％よりも短い場合には、刃部の剛性が低下して、工具寿命の低下を招くところ、本発明によれば、軸心方向への刃部の長さを刃部の外径の５０％以上としたので、刃部の剛性を確保することができ、工具寿命の低下を抑制することができる。
【００２７】
一方、軸心方向への刃部の長さが刃部の外径の１５０％よりも長い場合には、切削加工時にドリルの振れが生じ易くなるところ、軸心方向への刃部の長さを刃部の外径の１５０％以下とすることで、ドリルの振れを抑制することができる。これにより、工具寿命の向上と加工精度の向上との両立を図ることができる。
【００２８】
請求項７記載のドリルによれば、請求項１から６のいずれかに記載のドリルユニットに使用されるドリルと同様の効果を奏する。
【００２９】
請求項８記載のホルダによれば、請求項１から６のいずれかに記載のドリルユニットに使用されるホルダと同様の効果を奏する。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３０】
以下、本発明の好ましい実施の形態について、添付図面を参照して説明する。まず、図１を参照して、ドリルユニット１の概略構成について説明する。図１（ａ）は、本発明の第１実施の形態におけるドリルユニット１の正面図であり、図１（ｂ）は、図１（ａ）の矢印Ｉｂ方向視におけるドリルユニット１を拡大して示す拡大側面図である。
【００３１】
ドリルユニット１は、加工機械（図示せず）から伝達される回転力により被加工物に切削加工（例えば、穴あけ加工）を行うためのものであり（図４参照）、図１に示すように、ドリル１０と、そのドリル１０を保持するホルダ２０とを備えて構成されている。このドリルユニット１は、ホルダ２０がコレット（図示せず）を介して加工機械に取り付けられることで、加工機械の回転力が付与される。
【００３２】
ドリル１０は、ホルダ２０により保持されることで加工機械の回転力が伝達され、その伝達された加工機械の回転力によって回転しつつ被加工物に切削加工を行うための切削工具であり、図１に示すように、タングステンカーバイト（ＷＣ）等を加圧焼結した超硬合金から構成されている。但し、ドリル１０は、超硬合金に限られず、高速度工具鋼などから構成しても良い。
【００３３】
ホルダ２０は、上述したように、コレット（図示せず）を介して加工機械に取り付けられると共にドリル１０を保持するためのものであり、図１に示すように、高速度工具鋼から構成されている。但し、ホルダ２０は、高速度工具鋼に限られず、超硬合金などから構成しても良い。
【００３４】
次に、図２を参照して、ドリル１０の詳細構成について説明する。図２（ａ）は、ドリル１０の正面図であり、図２（ｂ）は、図２（ａ）の矢印ＩＩｂ方向視におけるドリル１０を拡大して示す拡大側面図である。
【００３５】
図２に示すように、ドリル１０は、本体部１１と、その本体部１１の先端側（図２（ａ）右側）に配設される刃部１２と、本体部１１の外周面に凹設される吸引路１６とを主に備えて構成されている。なお、本実施の形態では、刃部１２の外径（刃部１２の一番大きい箇所の直径）Ｄｋが１０ｍｍに設定されている。
【００３６】
本体部１１は、後述するホルダ２０の挿入孔２１に挿入される部位であり、図２（ａ）に示すように、軸心Ｏを有する円柱状に形成されている。この本体部１１は、外径Ｄｂが刃部１２の外径Ｄｋよりも小径に構成されている。これにより、ドリル１０には、本体部１１と刃部１２との間に段差部１２ａが形成される。
【００３７】
よって、ホルダ２０によりドリル１０を保持する場合には、ホルダ２０の先端面を、ドリル１０の段差部１２ａに突き当てて焼きばめることができ（図１参照）、焼きばめの作業性を向上させることができる。
【００３８】
刃部１２は、切削加工を行うための部位であり、図２に示すように、溝１３と、切れ刃１４とを主に備えて構成されている。溝１３は、切れ刃１４により生成される切り屑を収容するためのものであり、２本の溝１３ａ，１３ｂが、本体部１１の回転方向（図２（ｂ）反時計回り）と同一方向へねじれて形成されている。即ち、本実施の形態では、溝１３が右ねじれに形成されている。
【００３９】
切れ刃１４は、刃部１２の先端側（図２（ａ）右側）に形成される切れ刃であり、刃部１２の先端に形成される逃げ面１５ａ，１５ｂと溝１３ａ，１３ｂとがそれぞれ交差する各稜線部分に２枚の切れ刃１４ａ，１４ｂが軸心Ｏに対して対称に形成されている。
【００４０】
吸引路１６は、溝１３に収容された切り屑を排出するためのものであり、２本の吸引路１６ａ，１６ｂが、本体部１１の回転方向と同一方向へねじれ（即ち、本実施の形態では、右ねじれ）、かつ、溝１３のリードと略同一のリードで形成されると共に、それら２本の吸引路１６ａ，１６ｂが上述した２本の溝１３ａ，１３ｂにそれぞれ連設されている。
【００４１】
なお、請求項２に記載した、本体部の回転方向と同一方向へねじれて形成されているとは、本実施の形態のように、本体部１１の回転方向が右回転（図２（ｂ）反時計回り）の場合には、吸引路１６が右ねじれに形成されることを意味する一方、本体部１１の回転方向が左回転（図２（ｂ）時計回り）の場合には、吸引路１６が左ねじれに形成されることを意味している。
【００４２】
また、吸引路１６は、図２（ａ）に示すように、本体部１１の後端面（図２（ａ）左側の面）まで延設されており、吸引路１６が本体部１１の後端面に開口され、ホルダ２０によりドリル１０が保持された状態では、後述するホルダ２０の挿入孔２１内に連通されるように構成されている（図４参照）。
【００４３】
更に、吸引路１６の溝幅は、本体部１１の外径Ｄｂの５０％の幅に構成されると共に、吸引路１６の溝深さは、本体部１１の外径Ｄｂの１７．５％の深さに構成されている。なお、吸引路１６の溝幅は、本体部１１の外径Ｄｂの４５％以上、かつ、５５％以下の幅に設定することが望ましい。
【００４４】
即ち、吸引路１６の溝幅が本体部１１の外径Ｄｂの４５％よりも狭い場合には、吸引路１６の断面積が小さくなり、吸引路１６を通じて切り屑を排出する際に吸引路１６に切り屑が詰まり易くなるところ、吸引路１６の溝幅を本体部１１の外径Ｄｂの４５％以上とすることで、吸引路１６の断面積を確保して、切り屑詰まりを抑制することができる。
【００４５】
一方、吸引路１６の溝幅が本体部１１１の外径Ｄｂの５５％よりも広い場合には、ホルダ２０とドリル１０との接触面積が減少して、ホルダ２０によるドリル１０の保持力が低下するところ、吸引路１６の溝幅を本体部１１の外径Ｄｂの５５％以下とすることで、ホルダ２０とドリル１０との接触面積を確保して、保持力の低下を抑制することができる。これにより、切り屑排出性の向上とホルダ２０によるドリル１０の保持力の向上との両立を図ることができる。
【００４６】
更に、吸引路１６の溝深さは、本体部１１の外径Ｄｂの１５％以上、かつ、２０％以下の深さに設定することが望ましい。即ち、吸引路１６の溝深さが本体部１１の外径Ｄｂの１５％よりも浅い場合には、吸引路１６の断面積が小さくなり、吸引路１６を通じて切り屑を排出する際に吸引路１６に切り屑が詰まり易くなるところ、吸引路１６の溝深さを本体部１１の外径Ｄｂの１５％以上とすることで、吸引路１６の断面積を確保して、切り屑詰まりを抑制することができる。
【００４７】
一方、吸引路１６の溝深さが本体部１１の外径Ｄｂの２０％よりも深い場合には、工具剛性が低下して、工具寿命が低下するところ、吸引路１６の溝深さを本体部１１の外径Ｄｂの２０％以下の大きさとすることで、工具剛性を確保して、工具寿命の低下を抑制することができる。これにより、切り屑排出性の向上と工具寿命の向上との両立を図ることができる。
【００４８】
また、ドリル１０は、軸心Ｏ方向への刃部１２の長さＸが、刃部１２の外径Ｄｋと略同等の長さに構成されている。なお、軸心Ｏ方向への刃部１２の長さＸは、刃部１２の外径Ｄｋの５０％以上、かつ、１５０％以下の長さに設定することが望ましい。
【００４９】
即ち、軸心Ｏ方向への刃部１２の長さＸが刃部１２の外径Ｄｋの５０％よりも短い場合には、刃部１２の剛性が低下して、工具寿命の低下を招くところ、軸心Ｏ方向への刃部１２の長さＸを刃部１２の外径Ｄｋの５０％以上としたので、刃部１２の剛性を確保することができ、工具寿命の低下を抑制することができる。
【００５０】
一方、軸心Ｏ方向への刃部１２の長さＸが刃部１２の外径Ｄｋの１５０％よりも長い場合には、切削加工時にドリル１０の振れが生じ易くなるところ、軸心Ｏ方向への刃部１２の長さＸを刃部１２の外径Ｄｋの１５０％以下とすることで、ドリル１０の振れを抑制することができる。これにより、工具寿命の向上と加工精度の向上との両立を図ることができる。
【００５１】
次に、図３を参照して、ホルダ２０の詳細構成について説明する。図３（ａ）は、ホルダ２０の正面図であり、図３（ｂ）は、図３（ａ）の矢印ＩＩＩｂ方向視におけるホルダ２０を拡大して示す拡大側面図である。なお、図３（ａ）では、ホルダ２０の一部を断面視している。
【００５２】
図３に示すように、ホルダ２０は、円柱状に形成され、内部には、挿入孔２１が貫通形成されている。このホルダ２０は、外径Ｄｈがドリル１０の刃部１２の外径Ｄｋよりも小径に構成されている。
【００５３】
挿入孔２１は、その先端側（図３（ａ）右側）に、ドリル１０の本体部１１が挿入される部位であり、断面円形状に形成されると共にホルダ２０の長手方向（図１左右方向）へ直線状に延設されている。この挿入孔２１は、常温においてドリル１０の本体部１１の外径Ｄｂよりも小径に形成されており、ドリル１０の本体部１１を焼きばめて、ドリル１０を保持することができるように構成されている。
【００５４】
即ち、ホルダ２０が加熱された場合には、挿入孔２１の内径が熱膨張により拡径して、ドリル１０の本体部１１が挿入可能となる一方、ドリル１０の本体部１１が挿入された状態でホルダ２０が冷却された場合には、挿入孔２１の内径が熱収縮により縮径して、ドリル１０を離脱不能に保持することができる。
【００５５】
また、図３に示すように、ホルダ２０の外周面には送風路２２が凹設されている。送風路２２は、ドリル１０の回転に伴って、被加工物に加工した加工穴の内部へ空気を送り込むためのものであり（図４参照）、ドリル１０の回転方向と反対方向へねじれ（即ち、本実施の形態では、左ねじれ）、一定のリード、かつ、一定のピッチで２条に形成されると共に、ドリル１０を保持する先端面（図３（ａ）右側の面）から後端側（図３（ａ）左側）へかけて延設されており、送風路２２がホルダ２０の先端面に開口されている。
【００５６】
ホルダ２０によりドリル１０が保持された状態において、ドリル１０は、送風路２２の開口とドリル１０の溝１３とが連接するようにホルダ２０に保持されている（図１（ｂ）参照）。
【００５７】
なお、請求項４に記載した、ドリルの回転方向と反対方向へねじれて形成されているとは、本実施の形態のように、ドリル１０の回転方向が右回転の場合には、送風路２２が左ねじれに形成されることを意味する一方、ドリル１０の回転方向が左回転の場合には、送風路２２が右ねじれに形成されることを意味している。
【００５８】
次に、図４を参照して、ドリルユニット１を用いて切削加工を行う方法について説明する。図４は、ドリルユニット１を用いて切削加工を行う方法を説明する説明図であり、ドリルユニット１を用いて被加工物Ｗに加工穴Ｈを加工する様子を示している。なお、図４では、ホルダ２０の一部と被加工物Ｗとを断面視していると共に、ホルダ２０の長手方向（図４左方向）を省略して示している。また、図４では、切り屑の移動方向を矢印Ａで、加工穴Ｈの内部へ送り込まれる空気の移動方向を矢印Ｂで、それぞれ模式的に示している。
【００５９】
上述のように構成されたドリルユニット１を用いて切削加工を行う場合には、まず、コレットを介してホルダ２０を加工機械に取り付ける。次いで、加工機械から伝達される回転力によってドリルユニット１により被加工物Ｗに切削加工を行う。
【００６０】
この際、ホルダ２０の挿入孔２１に接続された吸気ポンプ（図示せず）により挿入孔２１内の吸気を行うことで、矢印Ａで示すように、ドリル１０の切れ刃１４により生成され、溝１３に収容された切り屑を吸引路１６を通じて強制的に吸引し、その吸引した切り屑を本体部１１後端からホルダ２０を介して排出することができる。よって、従来品と比較して、切り屑を排除するための切削液の使用を抑制する（或いは、不要とする）ことができ、環境汚染の予防を図ることができる。
【００６１】
また、ドリル１０の吸引路１６は、本体部１１の回転方向と同一方向へねじれて形成されているので、本体部１１が回転される回転力により、切り屑を吸引路１６に沿って円滑に排出することができる。よって、切り屑排出性の向上を図ることができる。
【００６２】
また、上述したように、ドリル１０は、本体部１１の外径Ｄｂが刃部１２の外径Ｄｋよりも小径に構成され、そのドリル１０の本体部１１が挿入されるホルダ２０は、外径Ｄｈがドリル１０の刃部１２の外径Ｄｋよりも小径に構成されているので、被加工物Ｗに加工する加工穴Ｈがドリル１０の軸心Ｏ方向への刃部１２の長さＸより深い場合でも、被加工物Ｗとホルダ２０とが干渉することなく、切削加工を正常に行うことができる。
【００６３】
ところで、加工穴Ｈがドリル１０の軸心Ｏ方向への刃部１２の長さＸより深い場合には、ホルダ２０が加工穴Ｈの内部に入り込むので、吸気時に空気を吸い込むための被加工物Ｗとホルダ２０との間に形成される隙間が狭く、吸気抵抗が増大する。これに対し、ホルダ２０は、送風路２２が外周面に凹設されているので、被加工物Ｗとホルダ２０との間に形成される隙間を、送風路２２の断面積に相当する分だけ拡大することができる。
【００６４】
よって、加工穴Ｈがドリル１０の軸心Ｏ方向への刃部１２の長さＸより深い場合でも、矢印Ｂで示すように、ドリル１０の回転に伴って、かかる送風路２２を通じて加工穴Ｈの内部へ空気を十分に送り込むことができる。これにより、吸気抵抗を低下させて、吸気効率の向上を図ることができる。
【００６５】
また、ホルダ２０の送風路２２は、ホルダ２０の先端面から後端側へかけて延設されることでホルダ２０の先端面に開口されると共に、ドリル１０は、送風路２２が開口されるホルダ２０の先端面側に保持されるので、送風路２２を通じて空気を直接溝１３に送り込むことができる。
【００６６】
また、ホルダ２０の送風路２２は、ドリル１０の回転方向と反対方向へねじれて形成されているので、ドリル１０が回転される回転力により、送風路２２を通じて空気を強制的に送り込むことができる。
【００６７】
更に、ホルダ２０の送風路２２は２条に形成されているので、１条の場合と比較して、送風路２２を通じて加工穴Ｈの内部に送り込む空気の量を増加することができる。その結果、吸気抵抗をより低下させて、更なる吸気効率の向上を図ることができる。
【００６８】
上述したように、本発明におけるドリルユニット１によれば、ドリル１０は、吸引路１６が本体部１１の外周面に凹設され、かかる吸引路１６を通じて切り屑を排出するように構成されているので、従来品のように、本体部１１を中空に構成し、かかる本体部１１内を通じて切り屑を排出する場合と比較して、工具剛性を確保することができ、工具寿命の向上を図ることができる。
【００６９】
また、吸引路１６が本体部１１の後端面まで延設されることで本体部１１の後端面に開口されているので、例えば、本体部１１の側面に開口する場合と比較して、切り屑を排出するためのホルダ２０の構造を簡素化することができる。
【００７０】
また、ホルダ２０とドリル１０とが別体に構成され、ホルダ２０の挿入孔２１にドリル１０の本体部１１を焼きばめて、ホルダ２０によりドリル１０を保持するので、ドリル１０をスローアウェイ工具として構成することができる。よって、強度が必要とされるドリル１０のみを高価な材料で構成することができ、ドリルユニット１全体を高価な材料で構成する場合と比較して、工具コストの低下を図ることができる。
【００７１】
次に、図５を参照して、第２実施の形態について説明する。図５（ａ）は、第２実施の形態におけるドリル３０の正面図であり、図５（ｂ）は、図５（ａ）のＶｂ−Ｖｂ線におけるドリル３０を拡大して示す拡大断面図である。
【００７２】
第１実施の形態では、ドリル１０の吸引路１６が本体部１１の回転方向と同一方向へねじれて形成される場合を説明したが、第２実施の形態では、ドリル３０の吸引路３６が軸心Ｏと略平行に形成されている。なお、第１実施の形態と同一の部分には同一の符号を付して、その説明を省略する。
【００７３】
ドリル３０は、ドリル１０と同様に、ホルダ２０により保持されることで加工機械の回転力が伝達され、その伝達された加工機械の回転力によって回転しつつ被加工物に切削加工（例えば、穴あけ加工）を行うための切削工具であり、図５に示すように、タングステンカーバイト（ＷＣ）等を加圧焼結した超硬合金から構成されている。但し、ドリル３０は、超硬合金に限られず、高速度工具鋼などから構成しても良い。
【００７４】
図５に示すように、ドリル３０は、本体部３１と、その本体部３１の先端側（図５（ａ）右側）に配設される刃部３２と、本体部３１の外周面に凹設される吸引路３６とを主に備えて構成されている。なお、本実施の形態では、刃部３２の外径（刃部３２の一番大きい箇所の直径）Ｄｋが１０ｍｍに設定されている。
【００７５】
本体部３１は、ホルダ２０の挿入孔２１に挿入される部位であり、図５（ａ）に示すように、軸心Ｏを有する円柱状に形成されている。この本体部３１は、直径Ｄｂが刃部３２の外径Ｄｋよりも小径に構成されている。なお、第２実施の形態では、ホルダ２０の挿入孔２１に本体部３１を焼きばめて、ホルダ２０によりドリル３０を保持する。
【００７６】
刃部３２は、切削加工を行うための部位であり、図５に示すように、溝３３と、切れ刃３４とを主に備えて構成されている。溝１３は、切れ刃３４により生成される切り屑を収容するためのものであり、２本の溝３３ａ，３３ｂが、軸心Ｏと略平行に形成されている。
【００７７】
切れ刃３４は、刃部３２の先端側（図５（ａ）右側）に形成される切れ刃であり、刃部３２の先端に形成される逃げ面３５ａ，３５ｂと溝３３ａ，３３ｂとがそれぞれ交差する各稜線部分に２枚の切れ刃３４ａ，３４ｂが軸心Ｏに対して対称に形成されている。
【００７８】
吸引路３６は、溝３３に収容された切り屑を排出するためのものであり、２本の吸引路３６ａ，３６ｂが、軸心Ｏと略平行に形成されると共に、それら２本の吸引路３６ａ，３６ｂが上述した２本の溝３３ａ，３３ｂにそれぞれ連設されている。
【００７９】
また、吸引路３６は、図５（ａ）に示すように、本体部３１の後端面（図５（ａ）左側の面）まで延設されており、吸引路３６が本体部３１の後端面において開口され、ホルダ２０によりドリル３０が保持された状態では、ホルダ２０の挿入孔２１内に連通されるように構成されている。
【００８０】
上述したように、第２実施の形態によれば、吸引路３６は、軸心Ｏと略平行に形成されているので、切り屑を排出するための構造を簡素化することができる。よって、切削工具の製造コストを低減することができる。
【００８１】
以上、実施の形態に基づき本発明を説明したが、本発明は上記実施の形態に何ら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内で種々の改良変形が可能であることは容易に推察できるものである。
【００８２】
例えば、上記第１実施の形態では、ドリル１０の吸引路１６が右ねじれに形成される場合を説明したが、必ずしもこれに限られるものではなく、左ねじれに形成しても良い。但し、吸引路１６は、上述したように、切り屑排出性の向上を図るべく、本体部１１の回転方向と同一方向へねじれて形成することが望ましい。
【００８３】
また、上記実施の形態では、ドリル１０，３０の吸引路１６，３６が溝１３，３３のリードと略同一のリードで形成される場合を説明したが、必ずしもこれに限られるものではなく、溝１３，３３のリードとは異なるリードで形成しても良く、或いは、不等のリードで形成しても良い。
【００８４】
また、上記実施の形態では、ホルダ２０の送風路２２が一定のリードで形成される場合を説明したが、必ずしもこれに限られるものではなく、不等のリードで形成しても良い。
【００８５】
更に、上記実施の形態では、ホルダ２０の送風路２２が一定のピッチで２条に形成される場合を説明したが、必ずしもこれに限られるものではなく、不等のピッチで形成しても良く、或いは、各送風路２２を交差して形成しても良い。また、送風路２２の条数は、１条、或いは、３条以上に形成しても良い。但し、送風路２２は、上述したように、切り屑排出性の向上を図るべく、２条以上に形成することが望ましい。
【図面の簡単な説明】
【００８６】
【図１】（ａ）は、本発明の第１実施の形態におけるドリルユニットの正面図であり、（ｂ）は、図１（ａ）の矢印Ｉｂ方向視におけるドリルユニットを拡大して示す拡大側面図である。
【図２】（ａ）は、ドリルの正面図であり、（ｂ）は、図２（ａ）の矢印ＩＩｂ方向視におけるドリルを拡大して示す拡大側面図である。
【図３】（ａ）は、ホルダの正面図であり、（ｂ）は、図３（ａ）の矢印ＩＩＩｂ方向視におけるホルダを拡大して示す拡大側面図である。
【図４】ドリルユニットを用いて切削加工を行う方法を説明する説明図である。
【図５】（ａ）は、第２実施の形態におけるドリルの正面図であり、（ｂ）は、図５（ａ）の矢印ＩＶｂ方向視におけるドリルを拡大して示す拡大側面図である。
【符号の説明】
【００８７】
１ ドリルユニット
１０，３０ ドリル
１１，３１ 本体部
１２，３２ 刃部
１３，３３ 溝
１４，３４ 切れ刃
１６，３６ 吸引路
２０ ホルダ
２１ 挿入孔
２２ 送風路
Ｏ 軸心
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ドリルユニット並びにそのドリルユニットに使用されるドリル及びホルダに関し、特に、工具剛性を確保して、工具寿命の向上を図ることができるドリルユニット並びにそのドリルユニットに使用されるドリル及びホルダに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
一般に、ドリルによる穴あけ加工において、切削液を使用して、切り屑を排除することは、工具寿命の延長や加工精度の確保などのために重要である。しかしながら、切削液には塩素やリン等の有害な物質が含まれているため、環境汚染を引き起こす恐れがあった。このため、近年では、切削液の使用を抑制し得る技術の開発が望まれていた。
【０００３】
そこで、例えば、特許文献１には、切り屑を吸引し、その吸引した切り屑を中空の工具本体内を通じて排出するドリルが開示されている。
【特許文献１】特開昭４０−１９６３４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、特許文献１におけるドリルでは、工具本体を中空とすることで、工具剛性が低下して、工具寿命の低下を招くという問題点があった。
【０００５】
本発明は、上述した問題点を解決するためになされたものであり、工具剛性を確保して、工具寿命の向上を図ることができるドリルユニット並びにそのドリルユニットに使用されるドリル及びホルダ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】
【０００６】
この目的を解決するために請求項１記載のドリルユニットは、軸心回りに回転される本体部とその本体部の先端に配設されると共に切れ刃を有する刃部とその刃部に設けられると共に前記切れ刃のすくい面を形成する溝とを有するドリルと、そのドリルの本体部が挿入される挿入孔を有するホルダとを備え、そのホルダの挿入孔に前記ドリルの本体部を焼きばめて、前記ホルダにより前記ドリルを保持するものであって、前記ドリルは、前記本体部の外周面に凹設され、前記溝に連設されると共に前記本体部の後端面まで延設される吸引路を備えると共に、前記本体部の外径が前記刃部の外径よりも小径に構成され、前記ホルダは、外周面に凹設される送風路を備えると共に、外径が前記ドリルの刃部の外径よりも小径に構成され、前記ホルダの挿入孔内の吸気が行われることで、前記ドリルの切れ刃により生成され、前記溝に収容された切り屑を前記吸引路を通じて吸引し、前記本体部後端から排出するように構成されている。
【０００７】
請求項２記載のドリルユニットは、請求項１記載のドリルユニットにおいて、前記ドリルの吸引路は、前記本体部の回転方向と同一方向へねじれて形成されている。
【０００８】
請求項３記載のドリルユニットは、請求項１又は２に記載のドリルユニットにおいて、前記ホルダの送風路は、前記ホルダの先端面から後端側へかけて延設されることで前記ホルダの先端面に開口されると共に、前記ドリルは、前記送風路が開口される前記ホルダの先端面側に保持される。
【０００９】
請求項４記載のドリルユニットは、請求項１から３のいずれかに記載のドリルユニットにおいて、前記ホルダの送風路は、前記ドリルの回転方向と反対方向へねじれて形成されている。
【００１０】
請求項５記載のドリルユニットは、請求項４記載のドリルユニットにおいて、前記ホルダの送風路は、多条に形成されている。
【００１１】
請求項６記載のドリルユニットは、請求項１から５のいずれかに記載のドリルユニットにおいて、前記ドリルは、前記軸心方向への前記刃部の長さが、前記刃部の直径の５０％以上、かつ、１５０％以下の長さに設定されている。
【００１２】
請求項７記載のドリルは、請求項１から６のいずれかに記載のドリルユニットに使用される。
【００１３】
請求項８記載のホルダは、請求項１から６のいずれかに記載のドリルユニットに使用される。
【発明の効果】
【００１４】
請求項１記載のドリルユニットによれば、ドリルは、吸引路が本体部の外周面に凹設されているので、ホルダによりドリルが保持された状態では、ホルダとドリルとの間に吸引路の断面積に相当する隙間を設けることができる。また、吸引路は溝に連設されると共に本体部の後端面まで延設されているので、ホルダの挿入孔内の吸気を行うことで、切れ刃により生成され、溝に収容された切り屑を吸引路を通じて強制的に吸引し、その吸引した切り屑を本体部後端からホルダを介して排出することができる。
【００１５】
よって、従来品と比較して、切り屑を排除するための切削液の使用を抑制する（或いは、不要とする）ことができ、環境汚染の予防を図ることができる。また、ドリルは、吸引路が本体部の外周面に凹設され、かかる吸引路を通じて切り屑を排出するように構成されているので、従来品のように、本体部を中空に構成し、かかる本体部内を通じて切り屑を排出する場合と比較して、工具剛性を確保することができ、工具寿命の向上を図ることができるという効果がある。
【００１６】
また、吸引路が本体部の後端面まで延設されることで本体部の後端面に開口されているので、例えば、本体部の側面に開口する場合と比較して、切り屑を排出するためのホルダの構造を簡素化することができるという効果がある。
【００１７】
また、ドリルは、本体部の外径が刃部の外径よりも小径に構成され、そのドリルの本体部が挿入されるホルダは、外径がドリルの刃部の外径よりも小径に構成されているので、被加工物に加工する加工穴がドリルの軸心方向への刃部の長さより深い場合でも、被加工物とホルダとが干渉することなく、切削加工を正常に行うことができる。
【００１８】
ところで、加工穴がドリルの軸心方向への刃部の長さより深い場合には、ホルダが加工穴の内部に入り込むので、吸気時に空気を吸い込むための被加工物とホルダとの間に形成される隙間が狭く、吸気抵抗が増大する。これに対し、本発明によれば、ホルダは、送風路が外周面に凹設されているので、被加工物とホルダとの間に形成される隙間を、送風路の断面積に相当する分だけ拡大することができる。
【００１９】
よって、加工穴がドリルの軸心方向への刃部の長さより深い場合でも、ドリルの回転に伴って、かかる送風路を通じて加工穴の内部へ空気を十分に送り込むことができるので、吸気抵抗を低下させて、吸気効率の向上を図ることができるという効果がある。
【００２０】
また、本発明におけるドリルユニットによれば、ホルダとドリルとが別体に構成され、ホルダの挿入孔にドリルの本体部を焼きばめて、ホルダによりドリルを保持するので、ドリルをスローアウェイ工具として構成することができる。よって、強度が必要とされるドリルのみを高価な材料で構成することができ、ドリルユニット全体を高価な材料で構成する場合と比較して、工具コストの低下を図ることができるという効果がある。
【００２１】
請求項２記載のドリルユニットによれば、請求項１記載のドリルユニットの奏する効果に加え、ドリルの吸引路は、本体部の回転方向と同一方向へねじれて形成されているので、本体部が回転される回転力により、切り屑を吸引路に沿って円滑に排出することができる。よって、切り屑排出性の向上を図ることができるという効果がある。
【００２２】
請求項３記載のドリルユニットによれば、請求項１又は２に記載のドリルユニットの奏する効果に加え、ホルダの送風路は、ホルダの先端面から後端側へかけて延設されることでホルダの先端面に開口されると共に、ドリルは、送風路が開口されるホルダの先端面側に保持されるので、ホルダの送風路の開口とドリルの溝とが連接するようにドリルを保持した場合には、送風路を通じて空気を直接溝に送り込むことができるという効果がある。その結果、吸気抵抗をより低下させて、更なる吸気効率の向上を図ることができるという効果がある。
【００２３】
請求項４記載のドリルユニットによれば、請求項１から３のいずれかに記載のドリルユニットの奏する効果に加え、ホルダの送風路は、ドリルの回転方向と反対方向へねじれて形成されているので、ドリルが回転される回転力により、送風路を通じて空気を強制的に送り込むことができるという効果がある。その結果、吸気抵抗をより低下させて、更なる吸気効率の向上を図ることができるという効果がある。
【００２４】
請求項５記載のドリルユニットによれば、請求項４記載のドリルユニットの奏する効果に加え、ホルダの送風路は多条に形成されているので、１条の場合と比較して、送風路を通じて加工穴の内部に送り込む空気の量を増加することができるという効果がある。その結果、吸気抵抗をより低下させて、更なる吸気効率の向上を図ることができるという効果がある。
【００２５】
請求項６記載のドリルユニットによれば、請求項１から５のいずれかに記載のドリルユニットの奏する効果に加え、ドリルは、軸心方向への刃部の長さが、刃部の外径の５０％以上、かつ、１５０％以下の長さに設定されているので、工具寿命の向上と加工精度の向上との両立を図ることができるという効果がある。
【００２６】
即ち、軸心方向への刃部の長さが刃部の外径の５０％よりも短い場合には、刃部の剛性が低下して、工具寿命の低下を招くところ、本発明によれば、軸心方向への刃部の長さを刃部の外径の５０％以上としたので、刃部の剛性を確保することができ、工具寿命の低下を抑制することができる。
【００２７】
一方、軸心方向への刃部の長さが刃部の外径の１５０％よりも長い場合には、切削加工時にドリルの振れが生じ易くなるところ、軸心方向への刃部の長さを刃部の外径の１５０％以下とすることで、ドリルの振れを抑制することができる。これにより、工具寿命の向上と加工精度の向上との両立を図ることができる。
【００２８】
請求項７記載のドリルによれば、請求項１から６のいずれかに記載のドリルユニットに使用されるドリルと同様の効果を奏する。
【００２９】
請求項８記載のホルダによれば、請求項１から６のいずれかに記載のドリルユニットに使用されるホルダと同様の効果を奏する。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３０】
以下、本発明の好ましい実施の形態について、添付図面を参照して説明する。まず、図１を参照して、ドリルユニット１の概略構成について説明する。図１（ａ）は、本発明の第１実施の形態におけるドリルユニット１の正面図であり、図１（ｂ）は、図１（ａ）の矢印Ｉｂ方向視におけるドリルユニット１を拡大して示す拡大側面図である。
【００３１】
ドリルユニット１は、加工機械（図示せず）から伝達される回転力により被加工物に切削加工（例えば、穴あけ加工）を行うためのものであり（図４参照）、図１に示すように、ドリル１０と、そのドリル１０を保持するホルダ２０とを備えて構成されている。このドリルユニット１は、ホルダ２０がコレット（図示せず）を介して加工機械に取り付けられることで、加工機械の回転力が付与される。
【００３２】
ドリル１０は、ホルダ２０により保持されることで加工機械の回転力が伝達され、その伝達された加工機械の回転力によって回転しつつ被加工物に切削加工を行うための切削工具であり、図１に示すように、タングステンカーバイト（ＷＣ）等を加圧焼結した超硬合金から構成されている。但し、ドリル１０は、超硬合金に限られず、高速度工具鋼などから構成しても良い。
【００３３】
ホルダ２０は、上述したように、コレット（図示せず）を介して加工機械に取り付けられると共にドリル１０を保持するためのものであり、図１に示すように、高速度工具鋼から構成されている。但し、ホルダ２０は、高速度工具鋼に限られず、超硬合金などから構成しても良い。
【００３４】
次に、図２を参照して、ドリル１０の詳細構成について説明する。図２（ａ）は、ドリル１０の正面図であり、図２（ｂ）は、図２（ａ）の矢印ＩＩｂ方向視におけるドリル１０を拡大して示す拡大側面図である。
【００３５】
図２に示すように、ドリル１０は、本体部１１と、その本体部１１の先端側（図２（ａ）右側）に配設される刃部１２と、本体部１１の外周面に凹設される吸引路１６とを主に備えて構成されている。なお、本実施の形態では、刃部１２の外径（刃部１２の一番大きい箇所の直径）Ｄｋが１０ｍｍに設定されている。
【００３６】
本体部１１は、後述するホルダ２０の挿入孔２１に挿入される部位であり、図２（ａ）に示すように、軸心Ｏを有する円柱状に形成されている。この本体部１１は、外径Ｄｂが刃部１２の外径Ｄｋよりも小径に構成されている。これにより、ドリル１０には、本体部１１と刃部１２との間に段差部１２ａが形成される。
【００３７】
よって、ホルダ２０によりドリル１０を保持する場合には、ホルダ２０の先端面を、ドリル１０の段差部１２ａに突き当てて焼きばめることができ（図１参照）、焼きばめの作業性を向上させることができる。
【００３８】
刃部１２は、切削加工を行うための部位であり、図２に示すように、溝１３と、切れ刃１４とを主に備えて構成されている。溝１３は、切れ刃１４により生成される切り屑を収容するためのものであり、２本の溝１３ａ，１３ｂが、本体部１１の回転方向（図２（ｂ）反時計回り）と同一方向へねじれて形成されている。即ち、本実施の形態では、溝１３が右ねじれに形成されている。
【００３９】
切れ刃１４は、刃部１２の先端側（図２（ａ）右側）に形成される切れ刃であり、刃部１２の先端に形成される逃げ面１５ａ，１５ｂと溝１３ａ，１３ｂとがそれぞれ交差する各稜線部分に２枚の切れ刃１４ａ，１４ｂが軸心Ｏに対して対称に形成されている。
【００４０】
吸引路１６は、溝１３に収容された切り屑を排出するためのものであり、２本の吸引路１６ａ，１６ｂが、本体部１１の回転方向と同一方向へねじれ（即ち、本実施の形態では、右ねじれ）、かつ、溝１３のリードと略同一のリードで形成されると共に、それら２本の吸引路１６ａ，１６ｂが上述した２本の溝１３ａ，１３ｂにそれぞれ連設されている。
【００４１】
なお、請求項２に記載した、本体部の回転方向と同一方向へねじれて形成されているとは、本実施の形態のように、本体部１１の回転方向が右回転（図２（ｂ）反時計回り）の場合には、吸引路１６が右ねじれに形成されることを意味する一方、本体部１１の回転方向が左回転（図２（ｂ）時計回り）の場合には、吸引路１６が左ねじれに形成されることを意味している。
【００４２】
また、吸引路１６は、図２（ａ）に示すように、本体部１１の後端面（図２（ａ）左側の面）まで延設されており、吸引路１６が本体部１１の後端面に開口され、ホルダ２０によりドリル１０が保持された状態では、後述するホルダ２０の挿入孔２１内に連通されるように構成されている（図４参照）。
【００４３】
更に、吸引路１６の溝幅は、本体部１１の外径Ｄｂの５０％の幅に構成されると共に、吸引路１６の溝深さは、本体部１１の外径Ｄｂの１７．５％の深さに構成されている。なお、吸引路１６の溝幅は、本体部１１の外径Ｄｂの４５％以上、かつ、５５％以下の幅に設定することが望ましい。
【００４４】
即ち、吸引路１６の溝幅が本体部１１の外径Ｄｂの４５％よりも狭い場合には、吸引路１６の断面積が小さくなり、吸引路１６を通じて切り屑を排出する際に吸引路１６に切り屑が詰まり易くなるところ、吸引路１６の溝幅を本体部１１の外径Ｄｂの４５％以上とすることで、吸引路１６の断面積を確保して、切り屑詰まりを抑制することができる。
【００４５】
一方、吸引路１６の溝幅が本体部１１１の外径Ｄｂの５５％よりも広い場合には、ホルダ２０とドリル１０との接触面積が減少して、ホルダ２０によるドリル１０の保持力が低下するところ、吸引路１６の溝幅を本体部１１の外径Ｄｂの５５％以下とすることで、ホルダ２０とドリル１０との接触面積を確保して、保持力の低下を抑制することができる。これにより、切り屑排出性の向上とホルダ２０によるドリル１０の保持力の向上との両立を図ることができる。
【００４６】
更に、吸引路１６の溝深さは、本体部１１の外径Ｄｂの１５％以上、かつ、２０％以下の深さに設定することが望ましい。即ち、吸引路１６の溝深さが本体部１１の外径Ｄｂの１５％よりも浅い場合には、吸引路１６の断面積が小さくなり、吸引路１６を通じて切り屑を排出する際に吸引路１６に切り屑が詰まり易くなるところ、吸引路１６の溝深さを本体部１１の外径Ｄｂの１５％以上とすることで、吸引路１６の断面積を確保して、切り屑詰まりを抑制することができる。
【００４７】
一方、吸引路１６の溝深さが本体部１１の外径Ｄｂの２０％よりも深い場合には、工具剛性が低下して、工具寿命が低下するところ、吸引路１６の溝深さを本体部１１の外径Ｄｂの２０％以下の大きさとすることで、工具剛性を確保して、工具寿命の低下を抑制することができる。これにより、切り屑排出性の向上と工具寿命の向上との両立を図ることができる。
【００４８】
また、ドリル１０は、軸心Ｏ方向への刃部１２の長さＸが、刃部１２の外径Ｄｋと略同等の長さに構成されている。なお、軸心Ｏ方向への刃部１２の長さＸは、刃部１２の外径Ｄｋの５０％以上、かつ、１５０％以下の長さに設定することが望ましい。
【００４９】
即ち、軸心Ｏ方向への刃部１２の長さＸが刃部１２の外径Ｄｋの５０％よりも短い場合には、刃部１２の剛性が低下して、工具寿命の低下を招くところ、軸心Ｏ方向への刃部１２の長さＸを刃部１２の外径Ｄｋの５０％以上としたので、刃部１２の剛性を確保することができ、工具寿命の低下を抑制することができる。
【００５０】
一方、軸心Ｏ方向への刃部１２の長さＸが刃部１２の外径Ｄｋの１５０％よりも長い場合には、切削加工時にドリル１０の振れが生じ易くなるところ、軸心Ｏ方向への刃部１２の長さＸを刃部１２の外径Ｄｋの１５０％以下とすることで、ドリル１０の振れを抑制することができる。これにより、工具寿命の向上と加工精度の向上との両立を図ることができる。
【００５１】
次に、図３を参照して、ホルダ２０の詳細構成について説明する。図３（ａ）は、ホルダ２０の正面図であり、図３（ｂ）は、図３（ａ）の矢印ＩＩＩｂ方向視におけるホルダ２０を拡大して示す拡大側面図である。なお、図３（ａ）では、ホルダ２０の一部を断面視している。
【００５２】
図３に示すように、ホルダ２０は、円柱状に形成され、内部には、挿入孔２１が貫通形成されている。このホルダ２０は、外径Ｄｈがドリル１０の刃部１２の外径Ｄｋよりも小径に構成されている。
【００５３】
挿入孔２１は、その先端側（図３（ａ）右側）に、ドリル１０の本体部１１が挿入される部位であり、断面円形状に形成されると共にホルダ２０の長手方向（図１左右方向）へ直線状に延設されている。この挿入孔２１は、常温においてドリル１０の本体部１１の外径Ｄｂよりも小径に形成されており、ドリル１０の本体部１１を焼きばめて、ドリル１０を保持することができるように構成されている。
【００５４】
即ち、ホルダ２０が加熱された場合には、挿入孔２１の内径が熱膨張により拡径して、ドリル１０の本体部１１が挿入可能となる一方、ドリル１０の本体部１１が挿入された状態でホルダ２０が冷却された場合には、挿入孔２１の内径が熱収縮により縮径して、ドリル１０を離脱不能に保持することができる。
【００５５】
また、図３に示すように、ホルダ２０の外周面には送風路２２が凹設されている。送風路２２は、ドリル１０の回転に伴って、被加工物に加工した加工穴の内部へ空気を送り込むためのものであり（図４参照）、ドリル１０の回転方向と反対方向へねじれ（即ち、本実施の形態では、左ねじれ）、一定のリード、かつ、一定のピッチで２条に形成されると共に、ドリル１０を保持する先端面（図３（ａ）右側の面）から後端側（図３（ａ）左側）へかけて延設されており、送風路２２がホルダ２０の先端面に開口されている。
【００５６】
ホルダ２０によりドリル１０が保持された状態において、ドリル１０は、送風路２２の開口とドリル１０の溝１３とが連接するようにホルダ２０に保持されている（図１（ｂ）参照）。
【００５７】
なお、請求項４に記載した、ドリルの回転方向と反対方向へねじれて形成されているとは、本実施の形態のように、ドリル１０の回転方向が右回転の場合には、送風路２２が左ねじれに形成されることを意味する一方、ドリル１０の回転方向が左回転の場合には、送風路２２が右ねじれに形成されることを意味している。
【００５８】
次に、図４を参照して、ドリルユニット１を用いて切削加工を行う方法について説明する。図４は、ドリルユニット１を用いて切削加工を行う方法を説明する説明図であり、ドリルユニット１を用いて被加工物Ｗに加工穴Ｈを加工する様子を示している。なお、図４では、ホルダ２０の一部と被加工物Ｗとを断面視していると共に、ホルダ２０の長手方向（図４左方向）を省略して示している。また、図４では、切り屑の移動方向を矢印Ａで、加工穴Ｈの内部へ送り込まれる空気の移動方向を矢印Ｂで、それぞれ模式的に示している。
【００５９】
上述のように構成されたドリルユニット１を用いて切削加工を行う場合には、まず、コレットを介してホルダ２０を加工機械に取り付ける。次いで、加工機械から伝達される回転力によってドリルユニット１により被加工物Ｗに切削加工を行う。
【００６０】
この際、ホルダ２０の挿入孔２１に接続された吸気ポンプ（図示せず）により挿入孔２１内の吸気を行うことで、矢印Ａで示すように、ドリル１０の切れ刃１４により生成され、溝１３に収容された切り屑を吸引路１６を通じて強制的に吸引し、その吸引した切り屑を本体部１１後端からホルダ２０を介して排出することができる。よって、従来品と比較して、切り屑を排除するための切削液の使用を抑制する（或いは、不要とする）ことができ、環境汚染の予防を図ることができる。
【００６１】
また、ドリル１０の吸引路１６は、本体部１１の回転方向と同一方向へねじれて形成されているので、本体部１１が回転される回転力により、切り屑を吸引路１６に沿って円滑に排出することができる。よって、切り屑排出性の向上を図ることができる。
【００６２】
また、上述したように、ドリル１０は、本体部１１の外径Ｄｂが刃部１２の外径Ｄｋよりも小径に構成され、そのドリル１０の本体部１１が挿入されるホルダ２０は、外径Ｄｈがドリル１０の刃部１２の外径Ｄｋよりも小径に構成されているので、被加工物Ｗに加工する加工穴Ｈがドリル１０の軸心Ｏ方向への刃部１２の長さＸより深い場合でも、被加工物Ｗとホルダ２０とが干渉することなく、切削加工を正常に行うことができる。
【００６３】
ところで、加工穴Ｈがドリル１０の軸心Ｏ方向への刃部１２の長さＸより深い場合には、ホルダ２０が加工穴Ｈの内部に入り込むので、吸気時に空気を吸い込むための被加工物Ｗとホルダ２０との間に形成される隙間が狭く、吸気抵抗が増大する。これに対し、ホルダ２０は、送風路２２が外周面に凹設されているので、被加工物Ｗとホルダ２０との間に形成される隙間を、送風路２２の断面積に相当する分だけ拡大することができる。
【００６４】
よって、加工穴Ｈがドリル１０の軸心Ｏ方向への刃部１２の長さＸより深い場合でも、矢印Ｂで示すように、ドリル１０の回転に伴って、かかる送風路２２を通じて加工穴Ｈの内部へ空気を十分に送り込むことができる。これにより、吸気抵抗を低下させて、吸気効率の向上を図ることができる。
【００６５】
また、ホルダ２０の送風路２２は、ホルダ２０の先端面から後端側へかけて延設されることでホルダ２０の先端面に開口されると共に、ドリル１０は、送風路２２が開口されるホルダ２０の先端面側に保持されるので、送風路２２を通じて空気を直接溝１３に送り込むことができる。
【００６６】
また、ホルダ２０の送風路２２は、ドリル１０の回転方向と反対方向へねじれて形成されているので、ドリル１０が回転される回転力により、送風路２２を通じて空気を強制的に送り込むことができる。
【００６７】
更に、ホルダ２０の送風路２２は２条に形成されているので、１条の場合と比較して、送風路２２を通じて加工穴Ｈの内部に送り込む空気の量を増加することができる。その結果、吸気抵抗をより低下させて、更なる吸気効率の向上を図ることができる。
【００６８】
上述したように、本発明におけるドリルユニット１によれば、ドリル１０は、吸引路１６が本体部１１の外周面に凹設され、かかる吸引路１６を通じて切り屑を排出するように構成されているので、従来品のように、本体部１１を中空に構成し、かかる本体部１１内を通じて切り屑を排出する場合と比較して、工具剛性を確保することができ、工具寿命の向上を図ることができる。
【００６９】
また、吸引路１６が本体部１１の後端面まで延設されることで本体部１１の後端面に開口されているので、例えば、本体部１１の側面に開口する場合と比較して、切り屑を排出するためのホルダ２０の構造を簡素化することができる。
【００７０】
また、ホルダ２０とドリル１０とが別体に構成され、ホルダ２０の挿入孔２１にドリル１０の本体部１１を焼きばめて、ホルダ２０によりドリル１０を保持するので、ドリル１０をスローアウェイ工具として構成することができる。よって、強度が必要とされるドリル１０のみを高価な材料で構成することができ、ドリルユニット１全体を高価な材料で構成する場合と比較して、工具コストの低下を図ることができる。
【００７１】
次に、図５を参照して、第２実施の形態について説明する。図５（ａ）は、第２実施の形態におけるドリル３０の正面図であり、図５（ｂ）は、図５（ａ）のＶｂ−Ｖｂ線におけるドリル３０を拡大して示す拡大断面図である。
【００７２】
第１実施の形態では、ドリル１０の吸引路１６が本体部１１の回転方向と同一方向へねじれて形成される場合を説明したが、第２実施の形態では、ドリル３０の吸引路３６が軸心Ｏと略平行に形成されている。なお、第１実施の形態と同一の部分には同一の符号を付して、その説明を省略する。
【００７３】
ドリル３０は、ドリル１０と同様に、ホルダ２０により保持されることで加工機械の回転力が伝達され、その伝達された加工機械の回転力によって回転しつつ被加工物に切削加工（例えば、穴あけ加工）を行うための切削工具であり、図５に示すように、タングステンカーバイト（ＷＣ）等を加圧焼結した超硬合金から構成されている。但し、ドリル３０は、超硬合金に限られず、高速度工具鋼などから構成しても良い。
【００７４】
図５に示すように、ドリル３０は、本体部３１と、その本体部３１の先端側（図５（ａ）右側）に配設される刃部３２と、本体部３１の外周面に凹設される吸引路３６とを主に備えて構成されている。なお、本実施の形態では、刃部３２の外径（刃部３２の一番大きい箇所の直径）Ｄｋが１０ｍｍに設定されている。
【００７５】
本体部３１は、ホルダ２０の挿入孔２１に挿入される部位であり、図５（ａ）に示すように、軸心Ｏを有する円柱状に形成されている。この本体部３１は、直径Ｄｂが刃部３２の外径Ｄｋよりも小径に構成されている。なお、第２実施の形態では、ホルダ２０の挿入孔２１に本体部３１を焼きばめて、ホルダ２０によりドリル３０を保持する。
【００７６】
刃部３２は、切削加工を行うための部位であり、図５に示すように、溝３３と、切れ刃３４とを主に備えて構成されている。溝１３は、切れ刃３４により生成される切り屑を収容するためのものであり、２本の溝３３ａ，３３ｂが、軸心Ｏと略平行に形成されている。
【００７７】
切れ刃３４は、刃部３２の先端側（図５（ａ）右側）に形成される切れ刃であり、刃部３２の先端に形成される逃げ面３５ａ，３５ｂと溝３３ａ，３３ｂとがそれぞれ交差する各稜線部分に２枚の切れ刃３４ａ，３４ｂが軸心Ｏに対して対称に形成されている。
【００７８】
吸引路３６は、溝３３に収容された切り屑を排出するためのものであり、２本の吸引路３６ａ，３６ｂが、軸心Ｏと略平行に形成されると共に、それら２本の吸引路３６ａ，３６ｂが上述した２本の溝３３ａ，３３ｂにそれぞれ連設されている。
【００７９】
また、吸引路３６は、図５（ａ）に示すように、本体部３１の後端面（図５（ａ）左側の面）まで延設されており、吸引路３６が本体部３１の後端面において開口され、ホルダ２０によりドリル３０が保持された状態では、ホルダ２０の挿入孔２１内に連通されるように構成されている。
【００８０】
上述したように、第２実施の形態によれば、吸引路３６は、軸心Ｏと略平行に形成されているので、切り屑を排出するための構造を簡素化することができる。よって、切削工具の製造コストを低減することができる。
【００８１】
以上、実施の形態に基づき本発明を説明したが、本発明は上記実施の形態に何ら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内で種々の改良変形が可能であることは容易に推察できるものである。
【００８２】
例えば、上記第１実施の形態では、ドリル１０の吸引路１６が右ねじれに形成される場合を説明したが、必ずしもこれに限られるものではなく、左ねじれに形成しても良い。但し、吸引路１６は、上述したように、切り屑排出性の向上を図るべく、本体部１１の回転方向と同一方向へねじれて形成することが望ましい。
【００８３】
また、上記実施の形態では、ドリル１０，３０の吸引路１６，３６が溝１３，３３のリードと略同一のリードで形成される場合を説明したが、必ずしもこれに限られるものではなく、溝１３，３３のリードとは異なるリードで形成しても良く、或いは、不等のリードで形成しても良い。
【００８４】
また、上記実施の形態では、ホルダ２０の送風路２２が一定のリードで形成される場合を説明したが、必ずしもこれに限られるものではなく、不等のリードで形成しても良い。
【００８５】
更に、上記実施の形態では、ホルダ２０の送風路２２が一定のピッチで２条に形成される場合を説明したが、必ずしもこれに限られるものではなく、不等のピッチで形成しても良く、或いは、各送風路２２を交差して形成しても良い。また、送風路２２の条数は、１条、或いは、３条以上に形成しても良い。但し、送風路２２は、上述したように、切り屑排出性の向上を図るべく、２条以上に形成することが望ましい。
【図面の簡単な説明】
【００８６】
【図１】（ａ）は、本発明の第１実施の形態におけるドリルユニットの正面図であり、（ｂ）は、図１（ａ）の矢印Ｉｂ方向視におけるドリルユニットを拡大して示す拡大側面図である。
【図２】（ａ）は、ドリルの正面図であり、（ｂ）は、図２（ａ）の矢印ＩＩｂ方向視におけるドリルを拡大して示す拡大側面図である。
【図３】（ａ）は、ホルダの正面図であり、（ｂ）は、図３（ａ）の矢印ＩＩＩｂ方向視におけるホルダを拡大して示す拡大側面図である。
【図４】ドリルユニットを用いて切削加工を行う方法を説明する説明図である。
【図５】（ａ）は、第２実施の形態におけるドリルの正面図であり、（ｂ）は、図５（ａ）の矢印ＩＶｂ方向視におけるドリルを拡大して示す拡大側面図である。
【符号の説明】
【００８７】
１ ドリルユニット
１０，３０ ドリル
１１，３１ 本体部
１２，３２ 刃部
１３，３３ 溝
１４，３４ 切れ刃
１６，３６ 吸引路
２０ ホルダ
２１ 挿入孔
２２ 送風路
Ｏ 軸心
【特許請求の範囲】
【請求項１】
軸心回りに回転される本体部とその本体部の先端に配設されると共に切れ刃を有する刃部とその刃部に設けられると共に前記切れ刃のすくい面を形成する溝とを有するドリルと、そのドリルの本体部が挿入される挿入孔を有するホルダとを備え、そのホルダの挿入孔に前記ドリルの本体部を焼きばめて、前記ホルダにより前記ドリルを保持するドリルユニットにおいて、
前記ドリルは、前記本体部の外周面に凹設され、前記溝に連設されると共に前記本体部の後端面まで延設される吸引路を備えると共に、前記本体部の外径が前記刃部の外径よりも小径に構成され、
前記ホルダは、外周面に凹設される送風路を備えると共に、外径が前記ドリルの刃部の外径よりも小径に構成され、
前記ホルダの挿入孔内の吸気が行われることで、前記ドリルの切れ刃により生成され、前記溝に収容された切り屑を前記吸引路を通じて吸引し、前記本体部後端から排出するように構成されていることを特徴とするドリルユニット。
【請求項２】
前記ドリルの吸引路は、前記本体部の回転方向と同一方向へねじれて形成されていることを特徴とする請求項１記載のドリルユニット。
【請求項３】
前記ホルダの送風路は、前記ホルダの先端面から後端側へかけて延設されることで前記ホルダの先端面に開口されると共に、前記ドリルは、前記送風路が開口される前記ホルダの先端面側に保持されることを特徴とする請求項１又は２に記載のドリルユニット。
【請求項４】
前記ホルダの送風路は、前記ドリルの回転方向と反対方向へねじれて形成されていることを特徴とする請求項１から３のいずれかに記載のドリルユニット。
【請求項５】
前記ホルダの送風路は、多条に形成されていることを特徴とする請求項４記載のドリルユニット。
【請求項６】
前記ドリルは、前記軸心方向への前記刃部の長さが、前記刃部の直径の５０％以上、かつ、１５０％以下の長さに設定されていることを特徴とする請求項１から５のいずれかに記載のドリルユニット。
【請求項７】
請求項１から６のいずれかに記載のドリルユニットに使用されることを特徴とするドリル。
【請求項８】
請求項１から６のいずれかに記載のドリルユニットに使用されることを特徴とするホルダ。
【請求項１】
軸心回りに回転される本体部とその本体部の先端に配設されると共に切れ刃を有する刃部とその刃部に設けられると共に前記切れ刃のすくい面を形成する溝とを有するドリルと、そのドリルの本体部が挿入される挿入孔を有するホルダとを備え、そのホルダの挿入孔に前記ドリルの本体部を焼きばめて、前記ホルダにより前記ドリルを保持するドリルユニットにおいて、
前記ドリルは、前記本体部の外周面に凹設され、前記溝に連設されると共に前記本体部の後端面まで延設される吸引路を備えると共に、前記本体部の外径が前記刃部の外径よりも小径に構成され、
前記ホルダは、外周面に凹設される送風路を備えると共に、外径が前記ドリルの刃部の外径よりも小径に構成され、
前記ホルダの挿入孔内の吸気が行われることで、前記ドリルの切れ刃により生成され、前記溝に収容された切り屑を前記吸引路を通じて吸引し、前記本体部後端から排出するように構成されていることを特徴とするドリルユニット。
【請求項２】
前記ドリルの吸引路は、前記本体部の回転方向と同一方向へねじれて形成されていることを特徴とする請求項１記載のドリルユニット。
【請求項３】
前記ホルダの送風路は、前記ホルダの先端面から後端側へかけて延設されることで前記ホルダの先端面に開口されると共に、前記ドリルは、前記送風路が開口される前記ホルダの先端面側に保持されることを特徴とする請求項１又は２に記載のドリルユニット。
【請求項４】
前記ホルダの送風路は、前記ドリルの回転方向と反対方向へねじれて形成されていることを特徴とする請求項１から３のいずれかに記載のドリルユニット。
【請求項５】
前記ホルダの送風路は、多条に形成されていることを特徴とする請求項４記載のドリルユニット。
【請求項６】
前記ドリルは、前記軸心方向への前記刃部の長さが、前記刃部の直径の５０％以上、かつ、１５０％以下の長さに設定されていることを特徴とする請求項１から５のいずれかに記載のドリルユニット。
【請求項７】
請求項１から６のいずれかに記載のドリルユニットに使用されることを特徴とするドリル。
【請求項８】
請求項１から６のいずれかに記載のドリルユニットに使用されることを特徴とするホルダ。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【公開番号】特開２００８−１７８９４１（Ｐ２００８−１７８９４１Ａ）
【公開日】平成２０年８月７日（２００８．８．７）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００７−１４２０８（Ｐ２００７−１４２０８）
【出願日】平成１９年１月２４日（２００７．１．２４）
【国等の委託研究の成果に係る記載事項】（出願人による申告）「平成１８年度、経済産業省、地域新生コンソーシアム研究開発事業委託研究（吸引式切り屑完全回収型次世代切削加工システムの開発）、産業再生法第３０条の適用を受ける特許出願」
【出願人】（０００１０３３６７）オーエスジー株式会社 (180)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２０年８月７日（２００８．８．７）
【国際特許分類】
【出願日】平成１９年１月２４日（２００７．１．２４）
【国等の委託研究の成果に係る記載事項】（出願人による申告）「平成１８年度、経済産業省、地域新生コンソーシアム研究開発事業委託研究（吸引式切り屑完全回収型次世代切削加工システムの開発）、産業再生法第３０条の適用を受ける特許出願」
【出願人】（０００１０３３６７）オーエスジー株式会社 (180)
【Ｆターム（参考）】
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