流体供給孔付き小径回転工具
【課題】回転加工部とシャンクとの境界部分に流体供給孔の開口が設けられ、その開口から加工部位に対して流体を吐出させる場合に、その流体が外周側へ飛散することを抑制して加工部位に対する供給効率を向上させる。
【解決手段】シャンク１２とドリル部（回転加工部）１４との境界部分に傾斜角θが０°〜１５°の範囲内の段差面２０が設けられ、その段差面２０に流体供給孔２４が開口させられているため、その開口部２４ａの傾斜も傾斜角θと同じで１５°以下になる。これにより、開口部２４ａの傾斜に起因する流体の外周側への飛散が抑制され、ドリル部１４による加工部位に対する流体の供給効率が向上する。また、段差面２０の内周端は凹円弧形状のコーナＲ２２を介して滑らかにドリル部１４に接続されているため、傾斜角θが１５°以下と小さい場合でも、ドリル部１４の基端部分に対する応力集中が緩和され、その応力集中に起因する折損等が抑制される。
【解決手段】シャンク１２とドリル部（回転加工部）１４との境界部分に傾斜角θが０°〜１５°の範囲内の段差面２０が設けられ、その段差面２０に流体供給孔２４が開口させられているため、その開口部２４ａの傾斜も傾斜角θと同じで１５°以下になる。これにより、開口部２４ａの傾斜に起因する流体の外周側への飛散が抑制され、ドリル部１４による加工部位に対する流体の供給効率が向上する。また、段差面２０の内周端は凹円弧形状のコーナＲ２２を介して滑らかにドリル部１４に接続されているため、傾斜角θが１５°以下と小さい場合でも、ドリル部１４の基端部分に対する応力集中が緩和され、その応力集中に起因する折損等が抑制される。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は流体供給孔付き小径回転工具に係り、特に、回転加工部とシャンクとの境界部分に流体供給孔の開口が設けられ、その開口から加工部位に対して所定の流体を吐出する流体供給孔付き小径回転工具の改良に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
(a) 工具径Ｄ１が２ｍｍ以下の回転加工部が、その回転加工部よりも大径のシャンクの先端側に工具軸心Ｏと同心に一体に設けられており、工具軸心Ｏまわりに回転駆動されることによりその回転加工部によって所定の加工を行なう一方、(b) 前記シャンクには流体供給孔が設けられて前記回転加工部との境界部分に開口させられており、その開口からその回転加工部による加工部位に対して所定の流体を吐出する流体供給孔付き小径回転工具が提案されている。特許文献１に記載の回転工具はその一例で、回転加工部は切削加工または研磨加工を行なうものであり、回転加工部の先端まで流体供給孔を形成することが困難な場合でも、シャンクの先端から加工部位に対して所定量の流体を供給することができる。また、工具径Ｄ１に制約されることなくシャンクの太さに応じて流体供給孔の径寸法や本数を設定できるため、回転加工部の先端まで細い流体供給孔を形成する場合に比較して、流体の供給量を大幅に増やすことができる。
【０００３】
図６の小径ドリル１００は、従来の流体供給孔付き小径回転工具の一例で、(a) は工具軸心Ｏと直角な方向から見た正面図、(b) は(a) における VIB部の拡大断面図である。この小径ドリル１００は、小径のドリル部（回転加工部）１０２と、そのドリル部１０２よりも大径のシャンク１０４とを一体に備えているが、このような一体構成の小径ドリル１００は径寸法の急な変化による応力集中で折損し易くなるため、ドリル部１０２とシャンク１０４との境界部分にはテーパ形状の接続部１０６が設けられる。また、シャンク１０４のうちドリル部１０２よりも外周側の環状部分には、一対の流体供給孔１０８が工具軸心Ｏを挟んで対称的に且つ工具軸心Ｏと平行なストレート状に設けられている。これ等の流体供給孔１０８は、シャンク１０４を軸方向に貫通するように設けられ、シャンク１０４の後端面および上記接続部１０６の外周面にそれぞれ開口させられており、後端から供給された潤滑油剤（クーラント）やエアー等の流体が接続部１０６の開口部１０８ａからドリル部１０２による加工部位に対して吐出される。これにより、エアーにより加工部位を冷却したり切りくずを除去したりすることができ、或いは潤滑油剤により加工部位を潤滑、冷却したり切りくずを流し出したりすることができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開平８−３００２１０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、このように径寸法の急な変化による応力集中を抑制するためにテーパ形状の接続部が設けられ、その接続部の外周面に流体供給孔が開口させられると、その開口から流体が吐出される際に工具軸心Ｏから離間する外周側へ飛散し易くなり、加工部位に対する流体の供給効率が必ずしも良くないという問題があった。前記図６を参照して具体的に説明すると、ドリル部１０２の径寸法が２ｍｍ以下の小径の場合、その基端に応力集中が生じて折損することを回避するため、接続部１０６の傾斜角θは例えば６０°以上と大きくされるが、その接続部１０６のテーパ面に流体供給孔１０８が開口させられると、テーパ面の傾斜により開口部１０８ａは外周側程図６(b) の上方へ後退する長穴形状となる。この開口部１０８ａの後退（傾斜）により、流体供給孔１０８による流体の拘束が外周側程早く解除され、流体が自由に移動できるようになるため、白抜き矢印Ｂで示すように外周側へ向かって飛散し易くなると考えられる。特に、ドリルやエンドミル等の小径回転工具は周速を出すために高速で回転駆動される場合が多いため、流体にも大きな遠心力が作用して一層外周側へ飛散し易くなる。
【０００６】
本発明は以上の事情を背景として為されたもので、その目的とするところは、回転加工部とシャンクとの境界部分に流体供給孔の開口が設けられ、その開口から加工部位に対して所定の流体を吐出させる場合に、その流体が外周側へ飛散することを抑制して加工部位に対する供給効率を向上させることにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
かかる目的を達成するために、第１発明は、(a) 工具径Ｄ１が２ｍｍ以下の回転加工部が、その回転加工部よりも大径のシャンクの先端側に工具軸心Ｏと同心に一体に設けられており、工具軸心Ｏまわりに回転駆動されることによりその回転加工部によって所定の加工を行なう一方、(b) 前記シャンクには流体供給孔が設けられて前記回転加工部との境界部分に開口させられており、その開口からその回転加工部による加工部位に対して所定の流体を吐出する流体供給孔付き小径回転工具において、(c) 前記境界部分には、前記回転加工部の基端から外周側へ向かうに従って工具軸心Ｏと直角な方向から前記シャンク側へ傾斜する傾斜角θが０°〜１５°の範囲内の平坦面またはテーパ面から成る段差面が設けられており、前記流体供給孔はその段差面に開口させられているとともに、(d) 前記段差面の内周端は、工具軸心Ｏを含む断面において凹円弧形状を成すコーナＲにより前記回転加工部に滑らかに接続されていることを特徴とする。
【０００８】
第２発明は、第１発明の流体供給孔付き小径回転工具において、(a) 前記段差面は、前記傾斜角θが０°の工具軸心Ｏと直角な平坦面、または０°＜θ≦１５°の範囲内のテーパ面で、(b) 前記流体供給孔は前記コーナＲに掛からないようにそのコーナＲよりも外周側の前記平坦面または前記テーパ面に開口させられていることを特徴とする。
【０００９】
第３発明は、第１発明または第２発明の流体供給孔付き小径回転工具において、前記流体供給孔は、少なくとも前記段差面に開口する近傍部分が、工具軸心Ｏと平行なストレート孔、または工具軸心Ｏを中心とする一定の径寸法のつる巻き線に沿って形成されたねじれ孔であることを特徴とする。
【００１０】
なお、上記流体供給孔が段差面に開口する近傍部分とは、その開口から吐出される流体の吐出方向が孔形状によって左右される範囲を意味し、ストレート孔の場合は外力（遠心力など）を無視すればストレート孔に沿って工具軸心Ｏと平行に流体が吐出させられ、ねじれ孔の場合には外力を無視すれば開口部分におけるねじれ孔（つる巻き線）の接線方向へ流体が吐出されるような、長さ寸法を備えていれば良い。
【００１１】
第４発明は、第１発明〜第３発明の何れかの流体供給孔付き小径回転工具において、(a) 前記シャンクは円柱形状を成しているとともに、その外径であるシャンク径Ｄ２は４ｍｍ以下で、(b) 前記流体供給孔の孔径ｄは０．３ｍｍ〜０．５ｍｍの範囲内であることを特徴とする。
【００１２】
第５発明は、第１発明〜第４発明の何れかの流体供給孔付き小径回転工具において、(a) 前記回転加工部は切れ刃によって切削加工を行なうもので、(b) その回転加工部は前記シャンクと共に超硬合金または高速度工具鋼にて構成されていることを特徴とする。
【００１３】
第６発明は、第１発明〜第５発明の何れかの流体供給孔付き小径回転工具において、前記流体供給孔は工具軸心Ｏと平行なストレート孔で、前記シャンクを軸方向に貫通するように１または複数設けられていることを特徴とする。
【００１４】
第７発明は、第１発明〜第５発明の何れかの流体供給孔付き小径回転工具において、前記流体供給孔は、工具軸心Ｏを中心とする一定の径寸法のつる巻き線に沿って形成されたねじれ孔で、前記シャンクを軸方向に貫通するように１または複数設けられていることを特徴とする。
【００１５】
第８発明は、第７発明の流体供給孔付き小径回転工具において、(a) 前記シャンクの外径であるシャンク径Ｄ２と等しい径寸法を有するとともに、前記工具径Ｄ１よりも外周側に径寸法が一定のつる巻き線に沿って前記ねじれ孔が軸方向に貫通するように設けられた工具素材を用いて、(b) その工具素材の一端部を前記工具径Ｄ１となるまで旋削除去することにより前記回転加工部が設けられていることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１６】
このような流体供給孔付き小径回転工具においては、シャンクと回転加工部との境界部分に傾斜角θが０°〜１５°の範囲内の段差面が設けられており、その段差面に流体供給孔が開口させられているため、その開口部の傾斜も上記傾斜角θと同じで１５°以下になる。これにより、その開口部の傾斜に起因する流体の外周側への飛散が抑制され、回転加工部による加工部位に対する流体の供給効率が向上する。また、段差面の内周端は凹円弧形状のコーナＲを介して滑らかに回転加工部に接続されているため、傾斜角θが１５°以下と小さい場合でも、回転加工部の基端部分に対する応力集中が緩和され、その応力集中に起因する折損等が抑制される。
【００１７】
第２発明は、段差面が平坦面またはテーパ面で、流体供給孔は前記コーナＲに掛からないようにそのコーナＲよりも外周側の平坦面またはテーパ面に開口させられているため、回転加工部の基端部分すなわちコーナＲに対する応力集中に起因する折損等が好適に抑制される。
【００１８】
第３発明は、少なくとも段差面に開口する近傍部分の流体供給孔の形状が、工具軸心Ｏと平行なストレート孔、または工具軸心Ｏを中心とする一定の径寸法のつる巻き線に沿って形成されたねじれ孔であるため、基本的にはストレート孔の場合は工具軸心Ｏと平行に流体が吐出させられ、ねじれ孔の場合にはその接線方向へ流体が吐出されるようになり、回転加工部による加工部位に対して流体が適切に供給される。
【００１９】
第４発明は、シャンク径Ｄ２が４ｍｍ以下で、流体供給孔の孔径ｄが０．３ｍｍ〜０．５ｍｍの範囲内であるため、シャンクの剛性や強度を損なうことなく、小径の回転加工部の先端まで流体供給孔を設ける場合に比較して、その流体供給孔の断面積を大きくして流体の供給量を大幅に増やすことができる。
【００２０】
第５発明は、回転加工部が切れ刃によって切削加工を行なう小径の回転切削工具に関するもので、その回転加工部はシャンクと共に超硬合金または高速度工具鋼にて構成されているため、前記傾斜角θが１５°以下と小さい場合でも、回転加工部の基端部分に対する応力集中に起因する折損等が抑制され、優れた加工性能や加工品質、工具寿命が得られる。
【００２１】
第６発明は、流体供給孔が工具軸心Ｏと平行なストレート孔で、シャンクを軸方向に貫通するように１または複数設けられているため、構造が簡単で安価に構成される。
【００２２】
第７発明は、流体供給孔がねじれ孔で、シャンクを軸方向に貫通するように１または複数設けられているが、例えば第８発明のように予めねじれ孔が設けられた工具素材を利用することにより、簡単且つ安価に製造することができる。工具素材は、例えばシャンク径Ｄ２と等しい工具径のドリルやエンドミル用のもので、工具先端の逃げ面等に流体供給孔が開口させられるように、それ等のねじれ溝と同じリードで流体供給孔が予め設けられた汎用のものが好適に用いられる。
【図面の簡単な説明】
【００２３】
【図１】本発明の一実施例である流体供給孔付き小径ドリルを示す図で、(a) は工具軸心Ｏと直角な方向から見た正面図、(b) は(a) におけるIB部の拡大断面図、(c) は(b) の下方すなわち先端側から見た先端面図である。
【図２】図１の傾斜角θを種々変更してエアーの掛かり具合を目視により調べた結果を示す図である。
【図３】本発明の他の実施例を説明する図で、図１の(a) 、(b) に相当する図である。
【図４】本発明の更に別の実施例を説明する図で、図１の(a) に相当する図である。
【図５】図４の流体供給孔付き小径ドリルの製造方法を説明する図である。
【図６】従来の流体供給孔付き小径ドリルの一例を説明する図で、図１の(a) 、(b) に相当する図である。
【発明を実施するための形態】
【００２４】
本発明はドリルやエンドミル、タップ等の回転切削工具に好適に適用されるが、小径砥石等の回転研削工具に適用することもできる。工具径Ｄ１は２ｍｍ以下で、特に現状では工具先端まで流体供給孔を設けることが困難な１ｍｍ程度以下のものに好適に適用される。例えばメートルねじ用のタップの場合は、呼びがＭ１以下すなわちおねじの外径（工具径Ｄ１）が１ｍｍ以下のものに好適に適用され、ユニファイねじ用のタップの場合は、呼びがNo００以下すなわちおねじの外径（工具径Ｄ１）が０．０３９４インチ（≒１．０００７６ｍｍ）以下のものに好適に適用される。ドリルやエンドミルについては、工具径Ｄ１すなわちドリル刃の外径や外周刃の径寸法が１ｍｍ以下のものに好適に適用される。
【００２５】
工具径Ｄ１は切れ刃等による加工部の外径で、必ずしも回転加工部全域で一定寸法である必要はなく、シャンク側程径寸法が小さくなるバックテーパ等が設けられても良い。シャンクについても、径寸法が連続的に変化していても良く、その場合はシャンクの先端部分の外径をシャンク径Ｄ２とする。
【００２６】
回転切削工具の場合、工具の材質としては超硬合金または高速度工具鋼が好適に用いられるが、他の工具材料を採用することもできる。また、必要に応じてＴｉＮやＴｉＣＮ、ＴｉＡｌＮ、ＣｒＮ等の化合物被膜やＤＬＣ（Diamond Like Carbon ；ダイヤモンド状カーボン）膜、ダイヤモンド被膜等の硬質被膜をコーティングしたり、水蒸気処理、窒化処理等を施したりすることもできる。
【００２７】
工具径Ｄ１よりも大径のシャンク径Ｄ２の寸法は適宜定められ、例えば３ｍｍ〜６ｍｍ程度の範囲内が適当で、各種の規格によれば３ｍｍ或いは１／８インチ（≒３．１７５ｍｍ）のものに好適に適用される。
【００２８】
流体供給孔は、例えば第３発明のように段差面に開口する近傍部分がストレート孔またはねじれ孔とされ、シャンクの全長に亘ってストレート孔やねじれ孔が設けられるが、段差面の近傍部分以外は例えば工具軸心Ｏと同心の大径孔などであっても良い。第１発明では、工具軸心Ｏに対して傾斜する直線状の流体供給孔を、シャンクを軸方向に貫通するように設けることもできるなど、種々の態様が可能である。流体供給孔は１または複数設けられるが、複数の流体供給孔を設ける場合、工具軸心Ｏまわりにおいて等角度間隔で設けることが望ましい。
【００２９】
段差面の内周端は凹円弧形状のコーナＲを介して回転加工部に滑らかに接続されているが、そのコーナＲの半径は、応力集中を緩和する上で０．１ｍｍ以上が望ましい。また、第２発明のように流体供給孔がコーナＲに掛からないように設けられる場合は、流体供給孔をできるだけ回転加工部の近くに開口させる上で、コーナＲの半径を０．３ｍｍ程度以下とすることが望ましい。
【００３０】
段差面は、例えば傾斜角θが０°の工具軸心Ｏと直角な平坦面、または０°＜θ≦１５°の範囲内のテーパ面とされるが、工具軸心Ｏを含む断面において全体として緩やかな凹円弧形状に湾曲した凹湾曲面とすることも可能で、その場合は少なくとも流体供給孔の開口部分の傾斜角、すなわち工具軸心Ｏ側に位置する内側の開口端と反対の外側の開口端とを結ぶ直線と、工具軸心Ｏと直角な直線との間の傾斜角θが、０°〜１５°の範囲内になるようにすれば良い。
【００３１】
流体供給孔の孔径ｄは、シャンクの剛性や強度を損なうことなく十分な量の流体を供給する上で０．３ｍｍ〜０．５ｍｍ程度の範囲内が望ましいが、その範囲外の寸法とすることも可能で、工具径Ｄ１とシャンク径Ｄ２との寸法差等を考慮して適宜定められる。
【００３２】
流体供給孔は、例えばシャンクを軸方向に貫通するように設けられ、シャンクの後端から流体供給孔内に流体が供給されるように構成されるが、シャンクの途中に外周面に開口する径方向の連通孔を設け、その連通孔から流体が供給されるようにすることも可能である。
【００３３】
第８発明の工具素材は、例えばシャンク径Ｄ２と等しい工具径のドリルやエンドミル用のもので、工具先端の逃げ面等に流体供給孔が開口させられるように、所定のリードで流体供給孔が予め設けられた汎用品（市販品）が好適に用いられるが、このようなねじれ孔を有する工具素材は例えば押出プレス成形によって製造される。そして、その工具素材の一端部を工具径Ｄ１となるまで切削加工や研削加工によって旋削除去し、その外周面に切りくず排出用の溝や切れ刃等を設けることにより回転加工部を形成することができる。
【実施例１】
【００３４】
以下、本発明の実施例を、図面を参照しつつ詳細に説明する。
図１は、本発明の一実施例である流体供給孔付き小径ドリル１０（以下、単に小径ドリル１０という）を示す図で、(a) は工具軸心Ｏと直角な方向から見た正面図、(b) は(a) におけるIB部の拡大断面図、(c) は(b) の下方すなわち先端側から見た先端面図である。この小径ドリル１０は、径寸法（シャンク径）Ｄ２が一定の円柱形状のシャンク１２と、そのシャンク１２の先端側に工具軸心Ｏと同心に設けられたドリル部１４とを有し、超硬合金または高速度工具鋼にて一体に構成されているとともに、ドリル部１４には必要に応じてＴｉＡｌＮ等の硬質被膜がコーティングされる。ドリル部１４は回転加工部に相当し、所定のリードでねじれた一対のねじれ溝１６が形成されているとともに、そのねじれ溝１６が軸方向の先端に開口する部分に一対の切れ刃１８が設けられており、シャンク１２側から見て工具軸心Ｏの右まわりに回転駆動されることにより穴明け加工が行なわれる。この切れ刃１８の外径である工具径Ｄ１は２ｍｍ以下で、本実施例では約１．０ｍｍであり、ドリル部１４は全長に亘って径寸法が略一定のストレート形状を成している。一対のねじれ溝１６および切れ刃１８は、それぞれ工具軸心Ｏに対して対称的に設けられている。
【００３５】
シャンク１２の外径であるシャンク径Ｄ２は約３．０ｍｍで、ドリル部１４との境界部分には、ドリル部１２の基端から外周側へ向かうに従って工具軸心Ｏと直角な方向からシャンク１２側（図１(b) における上方側）へ傾斜する傾斜角θが０°〜１５°の範囲内の段差面２０が設けられている。この段差面２０は、本実施例では傾斜角θが０°の工具軸心Ｏと直角な平坦面、または０°＜θ≦１５°の範囲内のテーパ面で、図１は傾斜角θ≒１０°のテーパ面の場合であり、テーパ角度が（１８０°−２θ）のテーパ面となる。また、その段差面２０の内周端は、図１(b) に示す工具軸心Ｏを含む断面形状において、凹円弧形状を成すコーナＲ２２を介してドリル部１４に滑らかに接続されている。このコーナＲ２２の半径は、０．１ｍｍ〜０．３ｍｍの範囲内で、本実施例では約０．２ｍｍである。
【００３６】
上記シャンク１２には、コーナＲ２２に掛からないようにコーナＲ２２よりも外周側部分に、一対の流体供給孔２４が設けられている。この流体供給孔２４の孔径ｄは０．３ｍｍ〜０．５ｍｍの範囲内で、例えば０．４ｍｍ程度とされる。また、一対の流体供給孔２４は、何れも工具軸心Ｏと平行なストレート孔で、工具軸心Ｏを挟んで対称的な２位置に、シャンク１２を軸方向に貫通するように設けられており、シャンク１２の後端面および前記段差面２０に開口させられている。そして、シャンク１２の後端から流体供給孔２４内に供給されたエアーや潤滑油剤（クーラント）等の流体は、段差面２０の開口部２４ａから吐出させられ、ドリル部１４による加工部位（穴明け加工部）へ供給されて、加工部位を冷却したり切りくずを除去したりする。
【００３７】
ここで、本実施例では段差面２０の傾斜角θが０°〜１５°の範囲内で、その段差面２０に流体供給孔２４が開口させられているため、その開口部２４ａの傾斜も上記傾斜角θと同じで１５°以下になる。これにより、前記図６(b) に白抜き矢印Ｂで示すような外周側への飛散が抑制され、回転による遠心力を無視すれば図１(b) に白抜き矢印Ａで示すように工具軸心Ｏと略平行な方向へ吐出されるようになり、ドリル部１４による加工部位すなわち穴明け加工部に対する流体の供給効率が向上する。
【００３８】
図２は、傾斜角θ＝８０°、６０°、２０°、１０°、および０°の５種類の小径ドリル１０を用意し、流体供給孔２４にエアーを供給して開口部２４ａから吐出させ、穴明け加工部に対するエアーの掛かり具合を目視により調べた結果である。図２において、「×」はエアーブロー作用が得られず、「△」はエアーが穴明け加工部に掛かっているものの十分でない場合、「○」は十分なエアーブロー作用が得られた場合である。この結果から、傾斜角θが１５°以下であれば十分なエアーブロー作用が得られるものと判断できる。
【００３９】
このように、段差面２０の傾斜角θが０°〜１５°の範囲内の本実施例の小径ドリル１０によれば、その段差面２０に開口する流体供給孔２４の開口部２４ａの傾斜も傾斜角θと同じで１５°以下になるため、その開口部２４ａの傾斜に起因する流体の外周側への飛散が抑制され、ドリル部１４による加工部位に対する流体の供給効率が向上する。
【００４０】
また、段差面２０の内周端は凹円弧形状のコーナＲ２２を介して滑らかにドリル部１４に接続されているため、傾斜角θが１５°以下と小さい場合でも、ドリル部１４の基端部分すなわちコーナＲ２２が設けられた部分に対する応力集中が緩和され、その応力集中に起因する折損等が抑制される。
【００４１】
また、段差面２０が平坦面またはテーパ面で、流体供給孔２４はコーナＲ２２に掛からないようにそのコーナＲ２２よりも外周側の平坦面またはテーパ面に開口させられているため、ドリル部１４の基端部分すなわちコーナＲ２２に対する応力集中に起因する折損等が一層好適に抑制される。
【００４２】
また、本実施例では流体供給孔２４が工具軸心Ｏと平行なストレート孔で、シャンク１２を軸方向に貫通するように一対設けられているため、構造が簡単で安価に構成されるとともに、遠心力を無視すれば基本的に工具軸心Ｏと平行に流体が吐出されるため、ドリル部１４による加工部位に対して流体が適切に供給される。
【００４３】
また、本実施例ではシャンク径Ｄ２が３．０ｍｍで、流体供給孔２４の孔径ｄが０．３ｍｍ〜０．５ｍｍの範囲内であるため、シャンク１２の剛性や強度を損なうことなく、小径のドリル部１４の先端まで流体供給孔を設ける場合に比較して、流体供給孔２４の断面積を大きくして流体の供給量を大幅に増やすことができる。
【００４４】
また、本実施例は切れ刃１８によって穴明け加工を行なう小径ドリル１０に関するもので、そのドリル部１４はシャンク１２と共に超硬合金または高速度工具鋼にて構成されているため、傾斜角θが１５°以下と小さい場合でも、ドリル部１４の基端部分に対する応力集中に起因する折損等が抑制され、優れた加工性能や加工品質、工具寿命が得られる。
【実施例２】
【００４５】
以下、本発明の他の実施例を説明する。なお、以下の実施例において前記実施例と実質的に共通する部分には、同一の符号を付して詳しい説明を省略する。
【００４６】
図３の流体供給孔付き小径ドリル３０は、前記小径ドリル１０に比較して、シャンク１２の後端から有底の大径孔３２が工具軸心Ｏと同心に設けられ、その大径孔３２の底部に前記一対の流体供給孔２４が開口させられている場合である。大径孔３２は、一対の流体供給孔２４の外側端と略同じ径寸法で設けられている。この場合も、段差面２０や開口部２４ａ等は前記実施例と同じであるため、前記実施例と同様の作用効果が得られる。
【実施例３】
【００４７】
図４の流体供給孔付き小径ドリル４０は超硬合金製で、大径のシャンク１２には、工具軸心Ｏを中心とする一定の径寸法のつる巻き線に沿って一対のねじれ孔４２が設けられており、そのねじれ孔４２が流体供給孔として用いられる場合である。一対のねじれ孔４２は、前記ドリル部１４よりも外周側の環状部分に、工具軸心Ｏに対して対称的すなわち工具軸心Ｏを中心として１８０°位相をずらして設けられているとともに、シャンク１２を軸方向に貫通するように設けられ、シャンク１２の後端面および前記段差面２０に開口させられており、その段差面２０の開口部からエアー等の流体を吐出する。このような小径ドリル４０は、図５に示すように予めねじれ孔４２が設けられた工具素材５０を利用することにより、簡単且つ安価に製造することができる。工具素材５０は、シャンク径Ｄ２と等しい工具径のドリルやエンドミル用のもので、工具先端の逃げ面等に流体供給孔が開口させられるように、それ等のねじれ溝と同じリードで一対のねじれ孔４２が予め設けられた汎用品（市販品）で、このようなねじれ孔４２を有する工具素材５０は例えば押出プレス成形等によって製造される。そして、図５の(b) に示すように、その工具素材５０の一端部を工具径Ｄ１となるまで切削加工や研削加工によって旋削除去することにより、工具径Ｄ１と等しい径寸法の小径部５２を形成するとともに、その小径部５２の基端部分（段差部分）に傾斜角θの段差面２０や前記コーナＲ２２等を形成する。また、(c) に示すように小径部５２の外周面に前記ねじれ溝１６や切れ刃１８を設けてドリル部１４を形成することにより、目的とする小径ドリル４０が製造される。なお、ねじれ孔４２とねじれ溝１６とは無関係で、それ等のリード等は互いに独立に適宜設定される。
【００４８】
本実施例では、工具軸心Ｏを中心とする一定の径寸法のつる巻き線に沿って形成されたねじれ孔４２が流体供給孔として用いられるため、段差面２０におけるねじれ孔４２の接線方向へ流体が吐出されるが、段差面２０やコーナＲ２２は前記実施例と同じであるため、基本的には前記実施例と同様の作用効果が得られる。
【００４９】
なお、上記各実施例は何れも回転加工部としてドリル部１４を備えている小径ドリルに本発明が適用された場合であったが、ドリル部１４の代りにエンドミルやタップ等の他の回転加工部を有する小径回転工具にも本発明は同様に適用され得る。
【００５０】
以上、本発明の実施例を図面に基づいて詳細に説明したが、これ等はあくまでも一実施形態であり、本発明は当業者の知識に基づいて種々の変更、改良を加えた態様で実施することができる。
【符号の説明】
【００５１】
１０、３０、４０：流体供給孔付き小径ドリル（流体供給孔付き小径回転工具） １２：シャンク １４：ドリル部（回転加工部） ２０：段差面 ２２：コーナＲ ２４：流体供給孔 ２４ａ：開口部 ４２：ねじれ孔（流体供給孔） ５０：工具素材 Ｏ：工具軸心 Ｄ１：工具径 Ｄ２：シャンク径 ｄ：孔径 θ：傾斜角
【技術分野】
【０００１】
本発明は流体供給孔付き小径回転工具に係り、特に、回転加工部とシャンクとの境界部分に流体供給孔の開口が設けられ、その開口から加工部位に対して所定の流体を吐出する流体供給孔付き小径回転工具の改良に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
(a) 工具径Ｄ１が２ｍｍ以下の回転加工部が、その回転加工部よりも大径のシャンクの先端側に工具軸心Ｏと同心に一体に設けられており、工具軸心Ｏまわりに回転駆動されることによりその回転加工部によって所定の加工を行なう一方、(b) 前記シャンクには流体供給孔が設けられて前記回転加工部との境界部分に開口させられており、その開口からその回転加工部による加工部位に対して所定の流体を吐出する流体供給孔付き小径回転工具が提案されている。特許文献１に記載の回転工具はその一例で、回転加工部は切削加工または研磨加工を行なうものであり、回転加工部の先端まで流体供給孔を形成することが困難な場合でも、シャンクの先端から加工部位に対して所定量の流体を供給することができる。また、工具径Ｄ１に制約されることなくシャンクの太さに応じて流体供給孔の径寸法や本数を設定できるため、回転加工部の先端まで細い流体供給孔を形成する場合に比較して、流体の供給量を大幅に増やすことができる。
【０００３】
図６の小径ドリル１００は、従来の流体供給孔付き小径回転工具の一例で、(a) は工具軸心Ｏと直角な方向から見た正面図、(b) は(a) における VIB部の拡大断面図である。この小径ドリル１００は、小径のドリル部（回転加工部）１０２と、そのドリル部１０２よりも大径のシャンク１０４とを一体に備えているが、このような一体構成の小径ドリル１００は径寸法の急な変化による応力集中で折損し易くなるため、ドリル部１０２とシャンク１０４との境界部分にはテーパ形状の接続部１０６が設けられる。また、シャンク１０４のうちドリル部１０２よりも外周側の環状部分には、一対の流体供給孔１０８が工具軸心Ｏを挟んで対称的に且つ工具軸心Ｏと平行なストレート状に設けられている。これ等の流体供給孔１０８は、シャンク１０４を軸方向に貫通するように設けられ、シャンク１０４の後端面および上記接続部１０６の外周面にそれぞれ開口させられており、後端から供給された潤滑油剤（クーラント）やエアー等の流体が接続部１０６の開口部１０８ａからドリル部１０２による加工部位に対して吐出される。これにより、エアーにより加工部位を冷却したり切りくずを除去したりすることができ、或いは潤滑油剤により加工部位を潤滑、冷却したり切りくずを流し出したりすることができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開平８−３００２１０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、このように径寸法の急な変化による応力集中を抑制するためにテーパ形状の接続部が設けられ、その接続部の外周面に流体供給孔が開口させられると、その開口から流体が吐出される際に工具軸心Ｏから離間する外周側へ飛散し易くなり、加工部位に対する流体の供給効率が必ずしも良くないという問題があった。前記図６を参照して具体的に説明すると、ドリル部１０２の径寸法が２ｍｍ以下の小径の場合、その基端に応力集中が生じて折損することを回避するため、接続部１０６の傾斜角θは例えば６０°以上と大きくされるが、その接続部１０６のテーパ面に流体供給孔１０８が開口させられると、テーパ面の傾斜により開口部１０８ａは外周側程図６(b) の上方へ後退する長穴形状となる。この開口部１０８ａの後退（傾斜）により、流体供給孔１０８による流体の拘束が外周側程早く解除され、流体が自由に移動できるようになるため、白抜き矢印Ｂで示すように外周側へ向かって飛散し易くなると考えられる。特に、ドリルやエンドミル等の小径回転工具は周速を出すために高速で回転駆動される場合が多いため、流体にも大きな遠心力が作用して一層外周側へ飛散し易くなる。
【０００６】
本発明は以上の事情を背景として為されたもので、その目的とするところは、回転加工部とシャンクとの境界部分に流体供給孔の開口が設けられ、その開口から加工部位に対して所定の流体を吐出させる場合に、その流体が外周側へ飛散することを抑制して加工部位に対する供給効率を向上させることにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
かかる目的を達成するために、第１発明は、(a) 工具径Ｄ１が２ｍｍ以下の回転加工部が、その回転加工部よりも大径のシャンクの先端側に工具軸心Ｏと同心に一体に設けられており、工具軸心Ｏまわりに回転駆動されることによりその回転加工部によって所定の加工を行なう一方、(b) 前記シャンクには流体供給孔が設けられて前記回転加工部との境界部分に開口させられており、その開口からその回転加工部による加工部位に対して所定の流体を吐出する流体供給孔付き小径回転工具において、(c) 前記境界部分には、前記回転加工部の基端から外周側へ向かうに従って工具軸心Ｏと直角な方向から前記シャンク側へ傾斜する傾斜角θが０°〜１５°の範囲内の平坦面またはテーパ面から成る段差面が設けられており、前記流体供給孔はその段差面に開口させられているとともに、(d) 前記段差面の内周端は、工具軸心Ｏを含む断面において凹円弧形状を成すコーナＲにより前記回転加工部に滑らかに接続されていることを特徴とする。
【０００８】
第２発明は、第１発明の流体供給孔付き小径回転工具において、(a) 前記段差面は、前記傾斜角θが０°の工具軸心Ｏと直角な平坦面、または０°＜θ≦１５°の範囲内のテーパ面で、(b) 前記流体供給孔は前記コーナＲに掛からないようにそのコーナＲよりも外周側の前記平坦面または前記テーパ面に開口させられていることを特徴とする。
【０００９】
第３発明は、第１発明または第２発明の流体供給孔付き小径回転工具において、前記流体供給孔は、少なくとも前記段差面に開口する近傍部分が、工具軸心Ｏと平行なストレート孔、または工具軸心Ｏを中心とする一定の径寸法のつる巻き線に沿って形成されたねじれ孔であることを特徴とする。
【００１０】
なお、上記流体供給孔が段差面に開口する近傍部分とは、その開口から吐出される流体の吐出方向が孔形状によって左右される範囲を意味し、ストレート孔の場合は外力（遠心力など）を無視すればストレート孔に沿って工具軸心Ｏと平行に流体が吐出させられ、ねじれ孔の場合には外力を無視すれば開口部分におけるねじれ孔（つる巻き線）の接線方向へ流体が吐出されるような、長さ寸法を備えていれば良い。
【００１１】
第４発明は、第１発明〜第３発明の何れかの流体供給孔付き小径回転工具において、(a) 前記シャンクは円柱形状を成しているとともに、その外径であるシャンク径Ｄ２は４ｍｍ以下で、(b) 前記流体供給孔の孔径ｄは０．３ｍｍ〜０．５ｍｍの範囲内であることを特徴とする。
【００１２】
第５発明は、第１発明〜第４発明の何れかの流体供給孔付き小径回転工具において、(a) 前記回転加工部は切れ刃によって切削加工を行なうもので、(b) その回転加工部は前記シャンクと共に超硬合金または高速度工具鋼にて構成されていることを特徴とする。
【００１３】
第６発明は、第１発明〜第５発明の何れかの流体供給孔付き小径回転工具において、前記流体供給孔は工具軸心Ｏと平行なストレート孔で、前記シャンクを軸方向に貫通するように１または複数設けられていることを特徴とする。
【００１４】
第７発明は、第１発明〜第５発明の何れかの流体供給孔付き小径回転工具において、前記流体供給孔は、工具軸心Ｏを中心とする一定の径寸法のつる巻き線に沿って形成されたねじれ孔で、前記シャンクを軸方向に貫通するように１または複数設けられていることを特徴とする。
【００１５】
第８発明は、第７発明の流体供給孔付き小径回転工具において、(a) 前記シャンクの外径であるシャンク径Ｄ２と等しい径寸法を有するとともに、前記工具径Ｄ１よりも外周側に径寸法が一定のつる巻き線に沿って前記ねじれ孔が軸方向に貫通するように設けられた工具素材を用いて、(b) その工具素材の一端部を前記工具径Ｄ１となるまで旋削除去することにより前記回転加工部が設けられていることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１６】
このような流体供給孔付き小径回転工具においては、シャンクと回転加工部との境界部分に傾斜角θが０°〜１５°の範囲内の段差面が設けられており、その段差面に流体供給孔が開口させられているため、その開口部の傾斜も上記傾斜角θと同じで１５°以下になる。これにより、その開口部の傾斜に起因する流体の外周側への飛散が抑制され、回転加工部による加工部位に対する流体の供給効率が向上する。また、段差面の内周端は凹円弧形状のコーナＲを介して滑らかに回転加工部に接続されているため、傾斜角θが１５°以下と小さい場合でも、回転加工部の基端部分に対する応力集中が緩和され、その応力集中に起因する折損等が抑制される。
【００１７】
第２発明は、段差面が平坦面またはテーパ面で、流体供給孔は前記コーナＲに掛からないようにそのコーナＲよりも外周側の平坦面またはテーパ面に開口させられているため、回転加工部の基端部分すなわちコーナＲに対する応力集中に起因する折損等が好適に抑制される。
【００１８】
第３発明は、少なくとも段差面に開口する近傍部分の流体供給孔の形状が、工具軸心Ｏと平行なストレート孔、または工具軸心Ｏを中心とする一定の径寸法のつる巻き線に沿って形成されたねじれ孔であるため、基本的にはストレート孔の場合は工具軸心Ｏと平行に流体が吐出させられ、ねじれ孔の場合にはその接線方向へ流体が吐出されるようになり、回転加工部による加工部位に対して流体が適切に供給される。
【００１９】
第４発明は、シャンク径Ｄ２が４ｍｍ以下で、流体供給孔の孔径ｄが０．３ｍｍ〜０．５ｍｍの範囲内であるため、シャンクの剛性や強度を損なうことなく、小径の回転加工部の先端まで流体供給孔を設ける場合に比較して、その流体供給孔の断面積を大きくして流体の供給量を大幅に増やすことができる。
【００２０】
第５発明は、回転加工部が切れ刃によって切削加工を行なう小径の回転切削工具に関するもので、その回転加工部はシャンクと共に超硬合金または高速度工具鋼にて構成されているため、前記傾斜角θが１５°以下と小さい場合でも、回転加工部の基端部分に対する応力集中に起因する折損等が抑制され、優れた加工性能や加工品質、工具寿命が得られる。
【００２１】
第６発明は、流体供給孔が工具軸心Ｏと平行なストレート孔で、シャンクを軸方向に貫通するように１または複数設けられているため、構造が簡単で安価に構成される。
【００２２】
第７発明は、流体供給孔がねじれ孔で、シャンクを軸方向に貫通するように１または複数設けられているが、例えば第８発明のように予めねじれ孔が設けられた工具素材を利用することにより、簡単且つ安価に製造することができる。工具素材は、例えばシャンク径Ｄ２と等しい工具径のドリルやエンドミル用のもので、工具先端の逃げ面等に流体供給孔が開口させられるように、それ等のねじれ溝と同じリードで流体供給孔が予め設けられた汎用のものが好適に用いられる。
【図面の簡単な説明】
【００２３】
【図１】本発明の一実施例である流体供給孔付き小径ドリルを示す図で、(a) は工具軸心Ｏと直角な方向から見た正面図、(b) は(a) におけるIB部の拡大断面図、(c) は(b) の下方すなわち先端側から見た先端面図である。
【図２】図１の傾斜角θを種々変更してエアーの掛かり具合を目視により調べた結果を示す図である。
【図３】本発明の他の実施例を説明する図で、図１の(a) 、(b) に相当する図である。
【図４】本発明の更に別の実施例を説明する図で、図１の(a) に相当する図である。
【図５】図４の流体供給孔付き小径ドリルの製造方法を説明する図である。
【図６】従来の流体供給孔付き小径ドリルの一例を説明する図で、図１の(a) 、(b) に相当する図である。
【発明を実施するための形態】
【００２４】
本発明はドリルやエンドミル、タップ等の回転切削工具に好適に適用されるが、小径砥石等の回転研削工具に適用することもできる。工具径Ｄ１は２ｍｍ以下で、特に現状では工具先端まで流体供給孔を設けることが困難な１ｍｍ程度以下のものに好適に適用される。例えばメートルねじ用のタップの場合は、呼びがＭ１以下すなわちおねじの外径（工具径Ｄ１）が１ｍｍ以下のものに好適に適用され、ユニファイねじ用のタップの場合は、呼びがNo００以下すなわちおねじの外径（工具径Ｄ１）が０．０３９４インチ（≒１．０００７６ｍｍ）以下のものに好適に適用される。ドリルやエンドミルについては、工具径Ｄ１すなわちドリル刃の外径や外周刃の径寸法が１ｍｍ以下のものに好適に適用される。
【００２５】
工具径Ｄ１は切れ刃等による加工部の外径で、必ずしも回転加工部全域で一定寸法である必要はなく、シャンク側程径寸法が小さくなるバックテーパ等が設けられても良い。シャンクについても、径寸法が連続的に変化していても良く、その場合はシャンクの先端部分の外径をシャンク径Ｄ２とする。
【００２６】
回転切削工具の場合、工具の材質としては超硬合金または高速度工具鋼が好適に用いられるが、他の工具材料を採用することもできる。また、必要に応じてＴｉＮやＴｉＣＮ、ＴｉＡｌＮ、ＣｒＮ等の化合物被膜やＤＬＣ（Diamond Like Carbon ；ダイヤモンド状カーボン）膜、ダイヤモンド被膜等の硬質被膜をコーティングしたり、水蒸気処理、窒化処理等を施したりすることもできる。
【００２７】
工具径Ｄ１よりも大径のシャンク径Ｄ２の寸法は適宜定められ、例えば３ｍｍ〜６ｍｍ程度の範囲内が適当で、各種の規格によれば３ｍｍ或いは１／８インチ（≒３．１７５ｍｍ）のものに好適に適用される。
【００２８】
流体供給孔は、例えば第３発明のように段差面に開口する近傍部分がストレート孔またはねじれ孔とされ、シャンクの全長に亘ってストレート孔やねじれ孔が設けられるが、段差面の近傍部分以外は例えば工具軸心Ｏと同心の大径孔などであっても良い。第１発明では、工具軸心Ｏに対して傾斜する直線状の流体供給孔を、シャンクを軸方向に貫通するように設けることもできるなど、種々の態様が可能である。流体供給孔は１または複数設けられるが、複数の流体供給孔を設ける場合、工具軸心Ｏまわりにおいて等角度間隔で設けることが望ましい。
【００２９】
段差面の内周端は凹円弧形状のコーナＲを介して回転加工部に滑らかに接続されているが、そのコーナＲの半径は、応力集中を緩和する上で０．１ｍｍ以上が望ましい。また、第２発明のように流体供給孔がコーナＲに掛からないように設けられる場合は、流体供給孔をできるだけ回転加工部の近くに開口させる上で、コーナＲの半径を０．３ｍｍ程度以下とすることが望ましい。
【００３０】
段差面は、例えば傾斜角θが０°の工具軸心Ｏと直角な平坦面、または０°＜θ≦１５°の範囲内のテーパ面とされるが、工具軸心Ｏを含む断面において全体として緩やかな凹円弧形状に湾曲した凹湾曲面とすることも可能で、その場合は少なくとも流体供給孔の開口部分の傾斜角、すなわち工具軸心Ｏ側に位置する内側の開口端と反対の外側の開口端とを結ぶ直線と、工具軸心Ｏと直角な直線との間の傾斜角θが、０°〜１５°の範囲内になるようにすれば良い。
【００３１】
流体供給孔の孔径ｄは、シャンクの剛性や強度を損なうことなく十分な量の流体を供給する上で０．３ｍｍ〜０．５ｍｍ程度の範囲内が望ましいが、その範囲外の寸法とすることも可能で、工具径Ｄ１とシャンク径Ｄ２との寸法差等を考慮して適宜定められる。
【００３２】
流体供給孔は、例えばシャンクを軸方向に貫通するように設けられ、シャンクの後端から流体供給孔内に流体が供給されるように構成されるが、シャンクの途中に外周面に開口する径方向の連通孔を設け、その連通孔から流体が供給されるようにすることも可能である。
【００３３】
第８発明の工具素材は、例えばシャンク径Ｄ２と等しい工具径のドリルやエンドミル用のもので、工具先端の逃げ面等に流体供給孔が開口させられるように、所定のリードで流体供給孔が予め設けられた汎用品（市販品）が好適に用いられるが、このようなねじれ孔を有する工具素材は例えば押出プレス成形によって製造される。そして、その工具素材の一端部を工具径Ｄ１となるまで切削加工や研削加工によって旋削除去し、その外周面に切りくず排出用の溝や切れ刃等を設けることにより回転加工部を形成することができる。
【実施例１】
【００３４】
以下、本発明の実施例を、図面を参照しつつ詳細に説明する。
図１は、本発明の一実施例である流体供給孔付き小径ドリル１０（以下、単に小径ドリル１０という）を示す図で、(a) は工具軸心Ｏと直角な方向から見た正面図、(b) は(a) におけるIB部の拡大断面図、(c) は(b) の下方すなわち先端側から見た先端面図である。この小径ドリル１０は、径寸法（シャンク径）Ｄ２が一定の円柱形状のシャンク１２と、そのシャンク１２の先端側に工具軸心Ｏと同心に設けられたドリル部１４とを有し、超硬合金または高速度工具鋼にて一体に構成されているとともに、ドリル部１４には必要に応じてＴｉＡｌＮ等の硬質被膜がコーティングされる。ドリル部１４は回転加工部に相当し、所定のリードでねじれた一対のねじれ溝１６が形成されているとともに、そのねじれ溝１６が軸方向の先端に開口する部分に一対の切れ刃１８が設けられており、シャンク１２側から見て工具軸心Ｏの右まわりに回転駆動されることにより穴明け加工が行なわれる。この切れ刃１８の外径である工具径Ｄ１は２ｍｍ以下で、本実施例では約１．０ｍｍであり、ドリル部１４は全長に亘って径寸法が略一定のストレート形状を成している。一対のねじれ溝１６および切れ刃１８は、それぞれ工具軸心Ｏに対して対称的に設けられている。
【００３５】
シャンク１２の外径であるシャンク径Ｄ２は約３．０ｍｍで、ドリル部１４との境界部分には、ドリル部１２の基端から外周側へ向かうに従って工具軸心Ｏと直角な方向からシャンク１２側（図１(b) における上方側）へ傾斜する傾斜角θが０°〜１５°の範囲内の段差面２０が設けられている。この段差面２０は、本実施例では傾斜角θが０°の工具軸心Ｏと直角な平坦面、または０°＜θ≦１５°の範囲内のテーパ面で、図１は傾斜角θ≒１０°のテーパ面の場合であり、テーパ角度が（１８０°−２θ）のテーパ面となる。また、その段差面２０の内周端は、図１(b) に示す工具軸心Ｏを含む断面形状において、凹円弧形状を成すコーナＲ２２を介してドリル部１４に滑らかに接続されている。このコーナＲ２２の半径は、０．１ｍｍ〜０．３ｍｍの範囲内で、本実施例では約０．２ｍｍである。
【００３６】
上記シャンク１２には、コーナＲ２２に掛からないようにコーナＲ２２よりも外周側部分に、一対の流体供給孔２４が設けられている。この流体供給孔２４の孔径ｄは０．３ｍｍ〜０．５ｍｍの範囲内で、例えば０．４ｍｍ程度とされる。また、一対の流体供給孔２４は、何れも工具軸心Ｏと平行なストレート孔で、工具軸心Ｏを挟んで対称的な２位置に、シャンク１２を軸方向に貫通するように設けられており、シャンク１２の後端面および前記段差面２０に開口させられている。そして、シャンク１２の後端から流体供給孔２４内に供給されたエアーや潤滑油剤（クーラント）等の流体は、段差面２０の開口部２４ａから吐出させられ、ドリル部１４による加工部位（穴明け加工部）へ供給されて、加工部位を冷却したり切りくずを除去したりする。
【００３７】
ここで、本実施例では段差面２０の傾斜角θが０°〜１５°の範囲内で、その段差面２０に流体供給孔２４が開口させられているため、その開口部２４ａの傾斜も上記傾斜角θと同じで１５°以下になる。これにより、前記図６(b) に白抜き矢印Ｂで示すような外周側への飛散が抑制され、回転による遠心力を無視すれば図１(b) に白抜き矢印Ａで示すように工具軸心Ｏと略平行な方向へ吐出されるようになり、ドリル部１４による加工部位すなわち穴明け加工部に対する流体の供給効率が向上する。
【００３８】
図２は、傾斜角θ＝８０°、６０°、２０°、１０°、および０°の５種類の小径ドリル１０を用意し、流体供給孔２４にエアーを供給して開口部２４ａから吐出させ、穴明け加工部に対するエアーの掛かり具合を目視により調べた結果である。図２において、「×」はエアーブロー作用が得られず、「△」はエアーが穴明け加工部に掛かっているものの十分でない場合、「○」は十分なエアーブロー作用が得られた場合である。この結果から、傾斜角θが１５°以下であれば十分なエアーブロー作用が得られるものと判断できる。
【００３９】
このように、段差面２０の傾斜角θが０°〜１５°の範囲内の本実施例の小径ドリル１０によれば、その段差面２０に開口する流体供給孔２４の開口部２４ａの傾斜も傾斜角θと同じで１５°以下になるため、その開口部２４ａの傾斜に起因する流体の外周側への飛散が抑制され、ドリル部１４による加工部位に対する流体の供給効率が向上する。
【００４０】
また、段差面２０の内周端は凹円弧形状のコーナＲ２２を介して滑らかにドリル部１４に接続されているため、傾斜角θが１５°以下と小さい場合でも、ドリル部１４の基端部分すなわちコーナＲ２２が設けられた部分に対する応力集中が緩和され、その応力集中に起因する折損等が抑制される。
【００４１】
また、段差面２０が平坦面またはテーパ面で、流体供給孔２４はコーナＲ２２に掛からないようにそのコーナＲ２２よりも外周側の平坦面またはテーパ面に開口させられているため、ドリル部１４の基端部分すなわちコーナＲ２２に対する応力集中に起因する折損等が一層好適に抑制される。
【００４２】
また、本実施例では流体供給孔２４が工具軸心Ｏと平行なストレート孔で、シャンク１２を軸方向に貫通するように一対設けられているため、構造が簡単で安価に構成されるとともに、遠心力を無視すれば基本的に工具軸心Ｏと平行に流体が吐出されるため、ドリル部１４による加工部位に対して流体が適切に供給される。
【００４３】
また、本実施例ではシャンク径Ｄ２が３．０ｍｍで、流体供給孔２４の孔径ｄが０．３ｍｍ〜０．５ｍｍの範囲内であるため、シャンク１２の剛性や強度を損なうことなく、小径のドリル部１４の先端まで流体供給孔を設ける場合に比較して、流体供給孔２４の断面積を大きくして流体の供給量を大幅に増やすことができる。
【００４４】
また、本実施例は切れ刃１８によって穴明け加工を行なう小径ドリル１０に関するもので、そのドリル部１４はシャンク１２と共に超硬合金または高速度工具鋼にて構成されているため、傾斜角θが１５°以下と小さい場合でも、ドリル部１４の基端部分に対する応力集中に起因する折損等が抑制され、優れた加工性能や加工品質、工具寿命が得られる。
【実施例２】
【００４５】
以下、本発明の他の実施例を説明する。なお、以下の実施例において前記実施例と実質的に共通する部分には、同一の符号を付して詳しい説明を省略する。
【００４６】
図３の流体供給孔付き小径ドリル３０は、前記小径ドリル１０に比較して、シャンク１２の後端から有底の大径孔３２が工具軸心Ｏと同心に設けられ、その大径孔３２の底部に前記一対の流体供給孔２４が開口させられている場合である。大径孔３２は、一対の流体供給孔２４の外側端と略同じ径寸法で設けられている。この場合も、段差面２０や開口部２４ａ等は前記実施例と同じであるため、前記実施例と同様の作用効果が得られる。
【実施例３】
【００４７】
図４の流体供給孔付き小径ドリル４０は超硬合金製で、大径のシャンク１２には、工具軸心Ｏを中心とする一定の径寸法のつる巻き線に沿って一対のねじれ孔４２が設けられており、そのねじれ孔４２が流体供給孔として用いられる場合である。一対のねじれ孔４２は、前記ドリル部１４よりも外周側の環状部分に、工具軸心Ｏに対して対称的すなわち工具軸心Ｏを中心として１８０°位相をずらして設けられているとともに、シャンク１２を軸方向に貫通するように設けられ、シャンク１２の後端面および前記段差面２０に開口させられており、その段差面２０の開口部からエアー等の流体を吐出する。このような小径ドリル４０は、図５に示すように予めねじれ孔４２が設けられた工具素材５０を利用することにより、簡単且つ安価に製造することができる。工具素材５０は、シャンク径Ｄ２と等しい工具径のドリルやエンドミル用のもので、工具先端の逃げ面等に流体供給孔が開口させられるように、それ等のねじれ溝と同じリードで一対のねじれ孔４２が予め設けられた汎用品（市販品）で、このようなねじれ孔４２を有する工具素材５０は例えば押出プレス成形等によって製造される。そして、図５の(b) に示すように、その工具素材５０の一端部を工具径Ｄ１となるまで切削加工や研削加工によって旋削除去することにより、工具径Ｄ１と等しい径寸法の小径部５２を形成するとともに、その小径部５２の基端部分（段差部分）に傾斜角θの段差面２０や前記コーナＲ２２等を形成する。また、(c) に示すように小径部５２の外周面に前記ねじれ溝１６や切れ刃１８を設けてドリル部１４を形成することにより、目的とする小径ドリル４０が製造される。なお、ねじれ孔４２とねじれ溝１６とは無関係で、それ等のリード等は互いに独立に適宜設定される。
【００４８】
本実施例では、工具軸心Ｏを中心とする一定の径寸法のつる巻き線に沿って形成されたねじれ孔４２が流体供給孔として用いられるため、段差面２０におけるねじれ孔４２の接線方向へ流体が吐出されるが、段差面２０やコーナＲ２２は前記実施例と同じであるため、基本的には前記実施例と同様の作用効果が得られる。
【００４９】
なお、上記各実施例は何れも回転加工部としてドリル部１４を備えている小径ドリルに本発明が適用された場合であったが、ドリル部１４の代りにエンドミルやタップ等の他の回転加工部を有する小径回転工具にも本発明は同様に適用され得る。
【００５０】
以上、本発明の実施例を図面に基づいて詳細に説明したが、これ等はあくまでも一実施形態であり、本発明は当業者の知識に基づいて種々の変更、改良を加えた態様で実施することができる。
【符号の説明】
【００５１】
１０、３０、４０：流体供給孔付き小径ドリル（流体供給孔付き小径回転工具） １２：シャンク １４：ドリル部（回転加工部） ２０：段差面 ２２：コーナＲ ２４：流体供給孔 ２４ａ：開口部 ４２：ねじれ孔（流体供給孔） ５０：工具素材 Ｏ：工具軸心 Ｄ１：工具径 Ｄ２：シャンク径 ｄ：孔径 θ：傾斜角
【特許請求の範囲】
【請求項１】
工具径Ｄ１が２ｍｍ以下の回転加工部が、該回転加工部よりも大径のシャンクの先端側に工具軸心Ｏと同心に一体に設けられており、工具軸心Ｏまわりに回転駆動されることにより該回転加工部によって所定の加工を行なう一方、
前記シャンクには流体供給孔が設けられて前記回転加工部との境界部分に開口させられており、該開口から該回転加工部による加工部位に対して所定の流体を吐出する流体供給孔付き小径回転工具において、
前記境界部分には、前記回転加工部の基端から外周側へ向かうに従って工具軸心Ｏと直角な方向から前記シャンク側へ傾斜する傾斜角θが０°〜１５°の範囲内の段差面が設けられており、前記流体供給孔は該段差面に開口させられているとともに、
前記段差面の内周端は、工具軸心Ｏを含む断面において凹円弧形状を成すコーナＲにより前記回転加工部に滑らかに接続されている
ことを特徴とする流体供給孔付き小径回転工具。
【請求項２】
前記段差面は、前記傾斜角θが０°の工具軸心Ｏと直角な平坦面、または０°＜θ≦１５°の範囲内のテーパ面で、
前記流体供給孔は前記コーナＲに掛からないように該コーナＲよりも外周側の前記平坦面または前記テーパ面に開口させられている
ことを特徴とする請求項１に記載の流体供給孔付き小径回転工具。
【請求項３】
前記流体供給孔は、少なくとも前記段差面に開口する近傍部分が、工具軸心Ｏと平行なストレート孔、または工具軸心Ｏを中心とする一定の径寸法のつる巻き線に沿って形成されたねじれ孔である
ことを特徴とする請求項１または２に記載の流体供給孔付き小径回転工具。
【請求項４】
前記シャンクは円柱形状を成しているとともに、その外径であるシャンク径Ｄ２は４ｍｍ以下で、
前記流体供給孔の孔径ｄは０．３ｍｍ〜０．５ｍｍの範囲内である
ことを特徴とする請求項１〜３の何れか１項に記載の流体供給孔付き小径回転工具。
【請求項５】
前記回転加工部は切れ刃によって切削加工を行なうもので、
該回転加工部は前記シャンクと共に超硬合金または高速度工具鋼にて構成されている
ことを特徴とする請求項１〜４の何れか１項に記載の流体供給孔付き小径回転工具。
【請求項６】
前記流体供給孔は工具軸心Ｏと平行なストレート孔で、前記シャンクを軸方向に貫通するように１または複数設けられている
ことを特徴とする請求項１〜５の何れか１項に記載の流体供給孔付き小径回転工具。
【請求項７】
前記流体供給孔は、工具軸心Ｏを中心とする一定の径寸法のつる巻き線に沿って形成されたねじれ孔で、前記シャンクを軸方向に貫通するように１または複数設けられている
ことを特徴とする請求項１〜５の何れか１項に記載の流体供給孔付き小径回転工具。
【請求項８】
前記シャンクの外径であるシャンク径Ｄ２と等しい径寸法を有するとともに、前記工具径Ｄ１よりも外周側に径寸法が一定のつる巻き線に沿って前記ねじれ孔が軸方向に貫通するように設けられた工具素材を用いて、
該工具素材の一端部を前記工具径Ｄ１となるまで旋削除去することにより前記回転加工部が設けられている
ことを特徴とする請求項７に記載の流体供給孔付き小径回転工具。
【請求項１】
工具径Ｄ１が２ｍｍ以下の回転加工部が、該回転加工部よりも大径のシャンクの先端側に工具軸心Ｏと同心に一体に設けられており、工具軸心Ｏまわりに回転駆動されることにより該回転加工部によって所定の加工を行なう一方、
前記シャンクには流体供給孔が設けられて前記回転加工部との境界部分に開口させられており、該開口から該回転加工部による加工部位に対して所定の流体を吐出する流体供給孔付き小径回転工具において、
前記境界部分には、前記回転加工部の基端から外周側へ向かうに従って工具軸心Ｏと直角な方向から前記シャンク側へ傾斜する傾斜角θが０°〜１５°の範囲内の段差面が設けられており、前記流体供給孔は該段差面に開口させられているとともに、
前記段差面の内周端は、工具軸心Ｏを含む断面において凹円弧形状を成すコーナＲにより前記回転加工部に滑らかに接続されている
ことを特徴とする流体供給孔付き小径回転工具。
【請求項２】
前記段差面は、前記傾斜角θが０°の工具軸心Ｏと直角な平坦面、または０°＜θ≦１５°の範囲内のテーパ面で、
前記流体供給孔は前記コーナＲに掛からないように該コーナＲよりも外周側の前記平坦面または前記テーパ面に開口させられている
ことを特徴とする請求項１に記載の流体供給孔付き小径回転工具。
【請求項３】
前記流体供給孔は、少なくとも前記段差面に開口する近傍部分が、工具軸心Ｏと平行なストレート孔、または工具軸心Ｏを中心とする一定の径寸法のつる巻き線に沿って形成されたねじれ孔である
ことを特徴とする請求項１または２に記載の流体供給孔付き小径回転工具。
【請求項４】
前記シャンクは円柱形状を成しているとともに、その外径であるシャンク径Ｄ２は４ｍｍ以下で、
前記流体供給孔の孔径ｄは０．３ｍｍ〜０．５ｍｍの範囲内である
ことを特徴とする請求項１〜３の何れか１項に記載の流体供給孔付き小径回転工具。
【請求項５】
前記回転加工部は切れ刃によって切削加工を行なうもので、
該回転加工部は前記シャンクと共に超硬合金または高速度工具鋼にて構成されている
ことを特徴とする請求項１〜４の何れか１項に記載の流体供給孔付き小径回転工具。
【請求項６】
前記流体供給孔は工具軸心Ｏと平行なストレート孔で、前記シャンクを軸方向に貫通するように１または複数設けられている
ことを特徴とする請求項１〜５の何れか１項に記載の流体供給孔付き小径回転工具。
【請求項７】
前記流体供給孔は、工具軸心Ｏを中心とする一定の径寸法のつる巻き線に沿って形成されたねじれ孔で、前記シャンクを軸方向に貫通するように１または複数設けられている
ことを特徴とする請求項１〜５の何れか１項に記載の流体供給孔付き小径回転工具。
【請求項８】
前記シャンクの外径であるシャンク径Ｄ２と等しい径寸法を有するとともに、前記工具径Ｄ１よりも外周側に径寸法が一定のつる巻き線に沿って前記ねじれ孔が軸方向に貫通するように設けられた工具素材を用いて、
該工具素材の一端部を前記工具径Ｄ１となるまで旋削除去することにより前記回転加工部が設けられている
ことを特徴とする請求項７に記載の流体供給孔付き小径回転工具。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【公開番号】特開２０１０−２６４５３３（Ｐ２０１０−２６４５３３Ａ）
【公開日】平成２２年１１月２５日（２０１０．１１．２５）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００９−１１７０６９（Ｐ２００９−１１７０６９）
【出願日】平成２１年５月１３日（２００９．５．１３）
【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２２年１１月２５日（２０１０．１１．２５）
【国際特許分類】
【出願日】平成２１年５月１３日（２００９．５．１３）
【出願人】（０００１０３３６７）オーエスジー株式会社 (180)
【Ｆターム（参考）】
[ Back to top ]