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WO2024111092A1 - 穴あけ工具、穴あけ工具用のブランク及び穴あけ工具用のブランクの製造方法 - Google Patents

穴あけ工具、穴あけ工具用のブランク及び穴あけ工具用のブランクの製造方法 Download PDF

Info

Publication number
WO2024111092A1
WO2024111092A1 PCT/JP2022/043396 JP2022043396W WO2024111092A1 WO 2024111092 A1 WO2024111092 A1 WO 2024111092A1 JP 2022043396 W JP2022043396 W JP 2022043396W WO 2024111092 A1 WO2024111092 A1 WO 2024111092A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
oil hole
core material
drilling tool
region
hole
Prior art date
Application number
PCT/JP2022/043396
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
皇希 真田
賢 中村
健一 迫田
Original Assignee
オーエスジー株式会社
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by オーエスジー株式会社 filed Critical オーエスジー株式会社
Priority to PCT/JP2022/043396 priority Critical patent/WO2024111092A1/ja
Publication of WO2024111092A1 publication Critical patent/WO2024111092A1/ja

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Classifications

    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23B—TURNING; BORING
    • B23B51/00—Tools for drilling machines
    • B23B51/06—Drills with lubricating or cooling equipment

Definitions

  • the present invention relates to a drilling tool, a blank for a drilling tool, and a method for manufacturing a blank for a drilling tool.
  • Patent Document 1 and Patent Document 2 disclose drilling tools that have an oil hole opening at the tip.
  • the opening of the oil hole is located at the tip of the drilling tool, it was difficult to form the oil hole with precision in terms of shape and position. Specifically, it was difficult to position the opening of the oil hole in a specified position at the tip of the drilling tool when the drilling tool was completed, and to form the oil hole so that it does not bend or undulate on the way to the opening.
  • Some embodiments of the present invention aim to precisely position the opening of the oil hole at a predetermined location and to prevent the oil hole from bending or undulating on its way to the opening.
  • One aspect of the present invention is a drilling tool that includes a core material and an outer material positioned around the core material, and the outer material has an integral hole formed therein, when viewed in the longitudinal direction from the tip side, that has an insertion region through which the core material is inserted and an oil hole region that communicates with the insertion region, and an oil hole is defined by the outer periphery of the core material inserted into the insertion region and the edge of the oil hole region of the outer material.
  • One aspect of the present invention is a blank for a drilling tool, comprising a core material and an outer material positioned around the core material, in which an integral hole is formed having an insertion region through which the core material is inserted and an oil hole region that communicates with the insertion region when viewed in the longitudinal direction from the tip side, and an oil hole is defined by the outer periphery of the core material inserted into the insertion region and the edge of the oil hole region of the outer material.
  • One aspect of the present invention is a method for manufacturing a blank for a drilling tool, comprising the steps of: forming a core material; forming an outer material in which an integral hole is formed that has, when viewed in the longitudinal direction from the tip side, an insertion region through which the core material is inserted and an oil hole region that communicates with the insertion region; and inserting the core material into the insertion region, and defining an oil hole by the outer periphery of the core material inserted into the insertion region and the edge of the oil hole region of the outer material.
  • the present invention it is possible to precisely position the opening of the oil hole at a predetermined position, and to prevent the oil hole from bending or undulating on its way to the opening.
  • FIG. 2 is a side view of the drilling tool 10 of the present embodiment.
  • 1 is a view of a drilling tool 10 according to the present embodiment, viewed in the longitudinal direction from the tip DE side.
  • 2 is a cross-sectional view taken along line AA' in FIG. 4A is a cross-sectional view taken along line AA' in FIG. 1, in which core material 21 and outer material 22 are separated, and FIG. 4A is a view of outer material 22, and
  • FIG. 2 is a cross-sectional view of a drilling tool 10A of a first modified example taken along line AA'.
  • FIG. 6A is a cross-sectional view of the drilling tool 10B taken along line AA'
  • FIG. 6B is an enlarged view of the vicinity of the oil hole 14.
  • FIG. 2 is an explanatory diagram of an oil hole 14 of the blank 20 of the present embodiment.
  • 8A and 8B are explanatory diagrams of the marking portion 24 of the blank 20 of this embodiment, where FIG. 8A is a diagram showing an overview of the marking portion 24 and FIG. 8B is a side view of the blank 20 of this embodiment.
  • FIG. 2 is a flow chart of a manufacturing procedure for the blank 20 of the present embodiment.
  • 11A is a perspective view of the integral hole pin 33
  • FIG. 11B is a view of the integral hole pin 33 as viewed from the tip side. Fig.
  • FIG. 12A is a diagram showing a state in which the core material 21 is inserted into the insertion region 25 of the integrated hole 27.
  • Fig. 12A is a diagram showing a state before the core material 21 is inserted into the insertion region 25 of the integrated hole 27.
  • Fig. 12B is a diagram showing a state in the middle of inserting the core material 21 into the insertion region 25 of the integrated hole 27.
  • Fig. 12C is a diagram showing a state after the core material 21 has been inserted into the insertion region 25 of the integrated hole 27.
  • Fig. 13A is an explanatory diagram of a die 30X used in a manufacturing procedure of a blank 20X of a comparative example.
  • Fig. 13A is an explanatory diagram of a die 30X used in a manufacturing procedure of a blank 20X of a comparative example.
  • FIG. 13B is a diagram of an example of a blank 20X formed by the die 30X, as viewed from the tip side.
  • 14A and 14B are explanatory diagrams of a hole pin 33X of a mold 30X, where FIG. 14A is a perspective view of the hole pin 33X and FIG. 14B is a view of the hole pin 33X as viewed from the tip side.
  • Fig. 1 is a side view of a drilling tool 10 according to the present embodiment.
  • Fig. 2 is a view of the drilling tool 10 according to the present embodiment as viewed in the longitudinal direction from the tip DE side.
  • the drilling tool 10 cuts the workpiece by rotating about the rotation axis C, forming a hole. As shown in FIG. 1, the direction along the rotation axis C is defined as the "longitudinal direction.”
  • the tip DE of the drilling tool 10 is the end of the longitudinal end of the drilling tool 10 that processes the workpiece. As shown in FIG. 2, the tip DE is located at the center 18 of the drilling tool 10 and on the rotation axis C.
  • FIG. 3 is a cross-sectional view taken along line A-A' in FIG. 1.
  • FIG. 4 is a cross-sectional view taken along line A-A' in FIG. 1, with the core material 21 and the outer material 22 separated. Note that FIG. 4A is a view of the outer material 22, and FIG. 4B is a view of the core material 21.
  • the drilling tool 10 rotates around the rotation axis C, allowing the cutting edge to cut the workpiece and form a hole.
  • the drilling tool 10 is a drill.
  • the drilling tool 10 may be a drilling tool other than a drill, such as a tap or a thread mill.
  • the drilling tool 10 is attached to a machine tool or the like via a holder (not shown), and can rotate around the rotation axis C to machine a hole in the workpiece.
  • the diameter of the tip DE side of the drilling tool 10 of this embodiment shown in FIG. 2, i.e., the drill diameter of the drilling tool 10, is, for example, in the range of ⁇ 1.0 mm to ⁇ 3.0 mm.
  • the drill diameter of the drilling tool 10 may be in a range other than ⁇ 1.0 mm to ⁇ 3.0 mm.
  • the drilling tool 10 of this embodiment is composed of two members: a core material 21 and an outer material 22.
  • the drilling tool 10 may further include members other than the core material 21 and the outer material 22.
  • the core material 21 is the member located on the center 18 side of the two members constituting the drilling tool 10. As shown in FIG. 4B, the core material 21 is formed so that the outer shape of the cross section is approximately circular. The outer diameter of the core material 21 is formed so that it is equal to or smaller than the hole diameter of the outer material 22. This allows the core material 21 to be inserted into the insertion area 25 (described later) of the integral hole 27 formed in the outer material 22.
  • the core material 21 is a solid material (a solid member).
  • the core material 21 may be a hollow material (a member having a cavity inside).
  • the core material 21A is a hollow material, and a cavity (oil hole 19) is formed inside the core material 21A.
  • the core material 21 may be formed so that the cross-sectional outer shape is a shape other than a substantially circular shape.
  • the core material 21 may be formed so that the cross-sectional outer shape is, for example, an ellipse, a rectangle, a polygon, etc.
  • the core material 21 may have a shape that allows it to be inserted into the insertion area 25 (described below) of the integral hole 27 formed in the outer material 22 and joined to the outer material 22.
  • the outer material 22 is a member located around the core material 21, and is formed so that the cross-sectional outer shape is substantially circular, as shown in FIG. 4A.
  • the outer periphery 17 of the outer material 22 is also the outer periphery 17 of the drilling tool 10 (and the blank 20, which will be described later).
  • the core material 21 is inserted into a portion of the integral hole 27 (i.e., the insertion region 25) formed in the outer material 22, and the core material 21 and the outer material 22 are joined together.
  • an integral hole 27 is formed in the outer material 22.
  • the integral hole 27 has an insertion region 25 and an oil hole region 26.
  • the insertion region 25 is the region of the integral hole 27 through which the core material 21 is inserted.
  • the oil hole region 26 is the region of the integral hole 27 that communicates with the insertion region 25.
  • the oil hole region 26 is located closer to the outer periphery 17 than the insertion region 25 and is connected to the insertion region 25.
  • an oil hole 14 (described below) is defined by the edge of the oil hole region 26 and the outer periphery of the core material 21 located at the connection between the insertion region 25 and the oil hole region 26.
  • the drilling tool 10 of this embodiment has an oil hole region 26 that communicates with the insertion region 25, which makes it possible to suppress cracking of the core material 21 or the outer material 22 when the core material 21 is inserted into the insertion region 25. If the core material 21 is inserted into a hole that does not have an oil hole region 26 (i.e., a hole with only the insertion region 25), if the clearance between the core material 21 (specifically, the outer periphery of the core material 21) and the outer material 22 (specifically, the edge of the insertion region 25) is small, a high load will be applied to the core material 21 or the outer material 22, which may cause cracking.
  • the oil hole region 26 opens toward the outer periphery 17, allowing the insertion region 25 to deform and expand. Therefore, even if the clearance between the core material 21 and the outer material 22 is small, the oil hole region 26 serves as a slit that absorbs the clearance shortage, preventing the core material 21 or the outer material 22 from cracking.
  • the core material 21 and the outer material 22 are each formed of a cemented carbide alloy composed of a material containing tungsten carbide (WC) and cobalt (Co).
  • the core material 21 and the outer material 22 may be formed from materials other than cemented carbide.
  • the core material 21 and the outer material 22 are formed by extrusion molding, as described below. Therefore, the materials of the core material 21 and the outer material 22 may be materials that can be formed by extrusion molding.
  • the core material 21 and the outer material 22 are not limited to one material, but are formed from different materials.
  • the cemented carbide used in the drilling tool 10 of this embodiment can be formed such that the core material 21 is made of a material with excellent chipping resistance, and the outer material 22 is made of a material with excellent wear resistance.
  • the core material 21 and the outer material 22 are not limited to being made of a single material, namely, cemented carbide, and may be made of different materials.
  • the core material 21 may be made of a cemented carbide and the outer material 22 may be made of a material other than a cemented carbide, or the core material 21 may be made of a material other than a cemented carbide and the outer material 22 may be made of a cemented carbide.
  • the drilling tool 10 which is made by joining a core material 21 and an outer material 22, has a discharge groove 11, a cutting edge 12, a clearance surface 13, and an oil hole 14, as shown in Figures 1 and 2.
  • the discharge grooves 11 are grooves for discharging chips from the machining surface when machining a workpiece.
  • the drilling tool 10 of this embodiment as shown in Figures 1 and 2, two discharge grooves 11 are formed.
  • Each of the two discharge grooves 11 is formed in a spiral shape along the rotation axis C on the outer periphery 17.
  • the drilling tool 10 may be formed with multiple discharge grooves 11 (three or more), or may be formed with only one discharge groove 11.
  • the lead of the discharge groove 11 formed in a spiral shape is L1.
  • “lead” refers to the distance that a certain portion of the spiral advances in the longitudinal direction when it rotates once in the rotation direction R.
  • the discharge groove 11 is formed so that the lead L1 is constant.
  • the drilling tool 10 of this embodiment is a so-called double-edged drill, which is formed with two cutting edges 12.
  • the drilling tool 10 may be formed with three or more cutting edges 12, or may be formed with only one cutting edge 12.
  • the oil hole 14 is a hole for circulating cutting oil to the tip DE side of the drilling tool 10.
  • the chips generated during machining flow through the drain groove 11 together with the cutting oil flowing out of the oil hole 14, and are smoothly discharged.
  • the number of oil holes 14 corresponds to the number of cutting edges 12, and there may be one or three or more.
  • each of the two oil holes 14 is formed in a spiral shape along the longitudinal direction, as shown in FIG. 1.
  • the discharge groove 11 of the drilling tool 10 is formed in a spiral shape so as to follow each of the two oil holes 14.
  • the oil hole 14 has a tapered portion 15 when viewed in the longitudinal direction from the tip DE side of the drilling tool 10.
  • the tapered portion 15 is formed so that its width narrows (tapers) from the outer periphery 17 side toward the center 18 side.
  • the oil hole 14 may have a shape other than one that narrows (tapers) toward the center 18, and may be, for example, approximately circular.
  • an oil hole 14 having a shape other than an approximately circular shape, including a shape that narrows (tapers) toward the center 18, may be referred to as a "non-circular" oil hole 14.
  • the two oil holes 14 are positioned so as to be rotationally symmetrical about the center 18 of the drilling tool 10 when viewed in the longitudinal direction from the tip DE side as shown in FIG. 2. This allows cutting oil to be supplied uniformly to the machined surface.
  • the two oil holes 14 do not need to be positioned so as to be rotationally symmetrical about the center 18 of the drilling tool 10, as long as the reduction in the cutting edge strength of the cutting edge 12 is within an acceptable range.
  • the opening of the oil hole 14 is located at the tip DE of the drilling tool 10.
  • the tip DE of the drilling tool 10 becomes narrower as the drill diameter becomes smaller, so it may be difficult to precisely position the opening of the oil hole 14 at a predetermined position or to prevent the oil hole 14 from bending or undulating on the way to the opening.
  • a non-circular oil hole 14 such as the oil hole 14 of the drilling tool 10 of this embodiment, it is particularly difficult to precisely form not only the position of the opening but also the shape.
  • an integral hole 27 i.e., an integral hole 27 having an insertion region 25 and an oil hole region 26
  • the core material 21 is inserted into a part of the integral hole 27 (i.e., the insertion region 25) whose shape and position accuracy have been ensured, and the oil hole 14 is defined.
  • the oil hole 14 is defined by the outer periphery of the core material 21 inserted into the insertion region 25 and the edge of the oil hole region 26 of the outer material 22.
  • the opening of the oil hole 14 can be accurately positioned at a predetermined position, and the oil hole 14 can be prevented from bending or undulating on the way to the opening. Furthermore, the oil hole 14 can be formed so as to accurately follow the lead L1 of the discharge groove 11.
  • FIG. 5 is a cross-sectional view of a drilling tool 10A of the first modified example taken along line AA'.
  • the drilling tool 10 of the present embodiment described above only has an oil hole 14 defined by the outer periphery of the core material 21 inserted into the insertion region 25 and the edge of the oil hole region 26 of the outer material 22.
  • the form of the oil hole is not limited to the case of the drilling tool 10 shown in Figures 1 to 4B.
  • another oil hole 19 is formed in the core material 21A. This makes it possible to increase the amount of cutting oil supplied to the machined surface.
  • FIG. 6 is an explanatory diagram of a second modified example of a drilling tool 10B. Note that FIG. 6A is a cross-sectional view of the drilling tool 10B taken along line A-A', and FIG. 6B is an enlarged view of the vicinity of the oil hole 14.
  • the oil hole 14 formed in the outer material 22B further has a widened portion 16.
  • the widened portion 16 is located closer to the center 18 than the tapered portion 15, and is a portion whose width increases toward the center 18.
  • FIG. 7 is an explanatory diagram of the oil hole 14 of the blank 20 of this embodiment.
  • FIG. 8 is an explanatory diagram of the marking portion 24 of the blank 20 of this embodiment. Note that FIG. 8A is a diagram showing an overview of the marking portion 24, and FIG. 8B is a side view of the blank 20 of this embodiment.
  • the drilling tool shown in Figures 1 to 6B above is manufactured by first manufacturing a blank 20, as described below, and then forming the discharge groove 11 along the lead of the oil hole 14 (described below) and the cutting edge 12 at the tip.
  • the lead of the oil hole 14 formed in a spiral shape is L2.
  • a marking portion 24 is formed on the outer periphery of the blank 20 of this embodiment.
  • the marking portion 24 is a portion that functions as an indication line when forming the discharge groove 11.
  • the marking portion 24 is formed in a spiral shape on the outer periphery of the blank 20.
  • an outer periphery groove 23 having the same twist angle as the marking portion 24 is formed in an area of the outer periphery 17 of the blank 20 other than the marking portion 24. Therefore, the marking portion 24 can be visually recognized as an area where these outer periphery grooves 23 are not formed.
  • the marking portion 24 is not limited to the form shown in FIG. 8B, and may be, for example, a colored portion.
  • the lead of the marking portion 24 formed in a spiral shape is L3.
  • the opening of the oil hole 14 can be formed with high precision on the flank surface 13 of the tip DE of the drilling tool 10.
  • the lead L1 of the discharge groove 11, the lead L2 of the oil hole 14, and the lead L3 of the marking portion 24 are formed to be equal to each other.
  • FIG. 9 is a flow diagram of a manufacturing procedure for the blank 20 of this embodiment.
  • the core material 21 is formed (S001) and the outer material 22 is formed (S002).
  • the core material 21 specifically, powders of the materials for the core material 21 (here, tungsten carbide (WC) and cobalt (Co)) are mixed together and extrusion molded using a die (not shown).
  • the core material 21 is formed into a shape as shown in FIG. 4B (a shape in which the outer shape of the cross section is approximately circular), and is then sintered.
  • the outer material 22 specifically, in the same manner as in the formation of the core material 21, powders of the materials for the outer material 22 (here, tungsten carbide (WC) and cobalt (Co)) are mixed together and extrusion molded using a die 30 shown in FIG. 10, which will be described later. As a result, the outer material 22 is formed into a shape as shown in FIG. 4A (a shape in which the cross-sectional outline is approximately circular). Furthermore, an integral hole 27 having an insertion region 25 and an oil hole region 26 is formed in the outer material 22 by extrusion molding using the die 30.
  • the materials for the outer material 22 here, tungsten carbide (WC) and cobalt (Co)
  • FIG. 10 is an explanatory diagram of the die 30 for the external material 22 used in the manufacturing procedure for the blank 20 of this embodiment. As shown in FIG. 10, the die 30 has an extrusion section 31 and an integral hole pin 33.
  • FIG. 11 is an explanatory diagram of the integral hole pin 33 of the die 30. Note that FIG. 11A is an oblique view of the integral hole pin 33, and FIG. 11B is a view of the integral hole pin 33 from the tip side.
  • the extrusion section 31 is a member through which the powder 36, which is the material of the outer material 22, passes.
  • the extrusion section 31 is formed to have a substantially circular cross section, and by the powder 36 being extruded from the extrusion section 31 from the left side to the right side in FIG. 10, the outer shape of the cross section of the outer material 22 can be formed to be substantially circular.
  • a groove forming portion 32 is formed on the inner surface of the extrusion portion 31.
  • the groove forming portion 32 is a portion for forming the peripheral groove 23 and the marking portion 24 on the outer periphery 17 of the outer material 22 (blank 20).
  • the groove of the groove forming portion 32 is formed as a spiral groove that has the same twist angle as the peripheral groove 23.
  • the powder 36 is pushed from the left side to the right side in FIG. 10 while rotating in the extrusion section 31.
  • This causes the outer material 22 to be extruded and also allows the outer circumferential groove 23 to be formed on the outer periphery 17 of the outer material 22 (blank 20).
  • the groove forming section 32 is not formed in the area corresponding to the marking section 24, and this allows the marking section 24 to be formed.
  • the pin 33 for integral hole is a member for forming the integral hole 27 in the external material 22 during extrusion molding of the external material 22.
  • the pin 33 for integral hole is formed in a pin (rod) shape, and is arranged inside the extrusion section 31.
  • the pin 33 for integral hole is also arranged along the extrusion direction of the powder 36 (i.e., the longitudinal direction of the blank 20). As a result, when the powder 36 is extruded while rotating through the extrusion section 31, the integral hole 27 is formed in the portion where the pin 33 for integral hole passes.
  • the integrated hole pin 33 has an insertion pin 34 and an oil hole pin 35.
  • the insertion pin 34 is a member for forming the insertion region 25.
  • the oil hole pin 35 is a member for forming the oil hole region 26.
  • the insertion pin 34 and the oil hole pin 35 are connected.
  • “connected” may mean that the insertion pin 34 and the oil hole pin 35 are integrally formed, or that the insertion pin 34 and the oil hole pin 35 are separate and partially connected.
  • the rigidity of the integral hole pin 33 can be maintained during extrusion, and the integral hole 27 can be formed with high precision in terms of shape and position.
  • the insertion pin 34 is formed to extend parallel to the longitudinal direction of the drilling tool 10 to be manufactured (i.e., the longitudinal direction of the blank 20 to be manufactured).
  • the oil hole pin 35 is formed to spirally wrap around the outer periphery of the insertion pin 34.
  • the integrated hole 27 is formed along the rotation axis C, with the oil hole region 26 spirally wrapping around the insertion region 25.
  • the outer material 22 extruded by the die 30 is sintered in a subsequent process.
  • the outer material 22 is not completely sintered and is in a semi-sintered state.
  • the core material 21 is inserted into the insertion region 25 as shown in Figs. 12A to 12C (S003 in Fig. 9). This defines the oil hole 14 between the outer periphery of the core material 21 inserted into the insertion region 25 and the edge of the oil hole region 26 of the outer material 22.
  • FIG. 12 is a diagram showing how the core material 21 is inserted into the insertion region 25 of the integrated hole 27.
  • FIG. 12A is a diagram showing the state before the core material 21 is inserted into the insertion region 25 of the integrated hole 27.
  • FIG. 12B is a diagram showing the state in the middle of inserting the core material 21 into the insertion region 25 of the integrated hole 27.
  • FIG. 12C is a diagram showing the state after the core material 21 has been inserted into the insertion region 25 of the integrated hole 27.
  • the oil hole region 26 that communicates with the insertion region 25 opens toward the outer periphery 17, thereby expanding the insertion region 25. Therefore, even if the clearance between the core material 21 and the outer material 22 is small, it is possible to prevent high loads from being applied to the core material 21 or the outer material 22, and to prevent cracks from occurring, and in the subsequent process, it is possible to achieve optimal bonding between the core material 21 and the outer material 22.
  • the outer material 22 is in a semi-sintered state after extrusion molding. Meanwhile, the core material 21 is completely sintered.
  • the completely sintered core material 21 is inserted into the outer material 22, which is in a semi-sintered state.
  • the core material 21 and the outer material 22 are further sintered as a whole, so that the outer material 22 is also completely sintered. This bonds the core material 21 and the outer material 22 together.
  • components shrink when sintered, so when the core material 21 and the outer material 22 are sintered as a whole, both the core material 21 and the outer material 22 shrink.
  • the outer material 22 is completely sintered from a semi-sintered state. For this reason, the outer material 22 shrinks more than the core material 21.
  • the outer material 22 and the core material 21 have different degrees of shrinkage. In this process, the outer material 22 shrinks in a direction that tightens the core material 21 from the outside, so the core material 21 and the outer material 22 can be joined more firmly.
  • the materials of the core material 21 and the outer material 22 of the blank 20 in this embodiment contain cobalt (Co). Therefore, the Co partially melts during sintering in this process, making it easier for the core material 21 and the outer material 22 to be joined together.
  • Co cobalt
  • the core material 21 may be in a semi-sintered state, and the core material 21 in a semi-sintered state may be inserted into the outer material 22 in a semi-sintered state, and the entire core material 21 and outer material 22 may be completely sintered in this step.
  • the member when going from a semi-sintered state to completely sintered, the member will shrink more. For this reason, the accuracy of the shape and position of the oil hole 14 may be lower than in the present embodiment in which the core material 21 is completely sintered. Therefore, it is preferable that the completely sintered core material 21 is inserted into the outer material 22 in a semi-sintered state, and only the outer material 22 is completely sintered in this step, as in this embodiment.
  • Fig. 13A is an explanatory diagram of a die 30X used in a manufacturing procedure of a blank 20X of a comparative example.
  • Fig. 13B is a diagram of an example of a blank 20X formed by the die 30X, viewed from the tip side.
  • Fig. 14 is an explanatory diagram of a hole pin 33X of the die 30X.
  • Fig. 14A is a perspective view of the hole pin 33X
  • Fig. 14B is a diagram of the hole pin 33X, viewed from the tip side.
  • the two components, the core material 21 and the outer material 22, are formed separately, and then in a subsequent process, the core material 21 and the outer material 22 are joined to manufacture the blank 20.
  • the oil hole 14 is formed directly in one component that corresponds to the core material 21 and the outer material 22.
  • the mold 30X used in the manufacturing procedure of the blank 20X of the comparative example has an extrusion portion 31 and a hole pin 33X.
  • the extrusion portion 31 is similar to the extrusion portion 31 of the mold 30 in this embodiment.
  • the hole pin 33X does not have an insertion pin 34, and only has an oil hole pin 35.
  • the oil hole pin 35 is very thin and is not connected to the insertion pin 34, so it has low rigidity. For this reason, as shown in FIG. 13A, when the powder 36 passes through the hole pin 33, it may cause the oil hole pin 35 to shift in position. This may cause the oil hole 14 to shift in position in the extrusion-molded blank 20X, as shown in FIG. 13B.
  • the oil hole pin 35 which has low rigidity, is more likely to shift in position. Therefore, in the manufacturing procedure for the blank 20X of the comparative example, it is difficult to form the opening of the oil hole 14 with high precision in terms of shape and position.
  • the integral hole 27 can be formed with high precision in terms of shape and position.
  • the opening of the oil hole 14 can be formed with high precision in terms of shape and position.
  • a drilling tool 10 having the following features.
  • Aspect 1 comprises a core material 21 and an outer material 22 positioned around the core material 21.
  • the outer material 22 has an integral hole 27 formed therein, the integral hole 27 having an insertion region 25 through which the core material 21 is inserted and an oil hole region 26 communicating with the insertion region 25.
  • An oil hole 14 is defined by the outer periphery of the core material 21 inserted into the insertion region 25 and the edge of the oil hole region 26 of the outer material 22.
  • the above-mentioned aspect allows the opening of the oil hole 14 to be positioned precisely at a predetermined position, and prevents the oil hole 14 from bending or undulating on the way to the opening.
  • the core material 21 and the outer material 22 are made of different materials.
  • the above-mentioned aspect improves the freedom of selection of the material used for the drilling tool 10.
  • the oil hole 14 is formed in a spiral shape along the longitudinal direction.
  • the oil hole 14 can be formed along the shape of the discharge groove 11, which is formed in a spiral shape.
  • the oil hole 14 has a tapered portion 15 whose width narrows from the outer periphery 17 side toward the center 18 side when viewed in the longitudinal direction from the tip DE side.
  • the oil holes 14 when viewed in the longitudinal direction from the tip DE side of the drilling tool 10, can be efficiently positioned in correspondence with the discharge grooves 11 and cutting edges 12 being radially positioned from the center 18.
  • the oil hole 14 is located closer to the center 18 than the tapered portion 15 when viewed in the longitudinal direction from the tip DE side, and has a widened portion 16 that becomes wider as it approaches the center 18 side.
  • the amount and pressure of cutting oil can be increased even in the area of the center 18 where the width of the oil hole 14 is narrower.
  • a plurality of oil holes 14 are formed, and the plurality of oil holes 14 are positioned so as to be rotationally symmetrical about the center 18 when viewed in the longitudinal direction from the tip DE side.
  • the above-mentioned aspect allows cutting oil to be supplied uniformly to the machining surface.
  • the above-mentioned aspect allows the amount of cutting oil supplied to the machining surface to be increased.
  • a blank 20 for a drilling tool 10 having the following configuration:
  • Aspect 8 comprises a core material 21 and an outer material 22 positioned around the core material 21, and the outer material 22 has an integral hole 27 formed therein, when viewed longitudinally from the tip DE side, which has an insertion region 25 through which the core material 21 is inserted and an oil hole region 26 communicating with the insertion region 25, and the oil hole 14 is defined by the outer periphery of the core material 21 inserted into the insertion region 25 and the edge of the oil hole region 26 of the outer material 22.
  • the above-mentioned aspect allows the opening of the oil hole 14 to be positioned precisely at a predetermined position, and prevents the oil hole 14 from bending or undulating on the way to the opening.
  • a method for manufacturing a blank 20 for a drilling tool 10 is provided as follows:
  • Aspect 9 includes the steps of forming a core material 21, forming an outer material 22 in which an integrated hole 27 is formed, the integrated hole 27 having an insertion region 25 through which the core material 21 is inserted and an oil hole region 26 communicating with the insertion region 25 when viewed in the longitudinal direction from the tip DE side, and inserting the core material 21 into the insertion region 25, and defining the oil hole 14 by the outer periphery of the core material 21 inserted into the insertion region 25 and the edge of the oil hole region 26 of the outer material 22.
  • the above-mentioned aspect allows the opening of the oil hole 14 to be positioned precisely at a predetermined position, and prevents the oil hole from bending or undulating on its way to the opening.
  • the outer material 22 is formed by extrusion molding using a mold 30, and the mold 30 has an insertion pin 34 for forming the insertion region 25 and an oil hole pin 35 for forming the oil hole region 26, and the insertion pin 34 and the oil hole pin 35 are connected.
  • the above-mentioned embodiment can improve the rigidity of the oil hole pin 35.
  • the insertion pin 34 is formed so as to extend parallel to the longitudinal direction of the drilling tool 10, and the oil hole pin 35 is formed so as to wrap around the outer periphery of the insertion pin 34 in a spiral shape.
  • the oil hole 14 of the drilling tool 10 can be formed in a spiral shape along the longitudinal direction.

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Abstract

芯材と、前記芯材の周囲に位置する外材と、を備え、前記外材には、先端側から長手方向にみたとき、前記芯材が挿通される挿通用領域と、前記挿通用領域に連通する油穴用領域と、を有する一体穴が形成されており、前記挿通用領域に挿通された前記芯材の外周と、前記外材の前記油穴用領域の縁とにより、油穴が画定されている、穴あけ工具である。

Description

穴あけ工具、穴あけ工具用のブランク及び穴あけ工具用のブランクの製造方法
　本発明は、穴あけ工具、穴あけ工具用のブランク及び穴あけ工具用のブランクの製造方法に関する。
　特許文献１及び特許文献２には、先端に油穴の開口部を有する穴あけ工具が開示されている。
特開２０２０－１０４２５３号公報 特開２０１１－２０２５４号公報
　油穴の開口部は穴あけ工具の先端に位置しているため、油穴を形状や位置に関して精度良く形成することは困難であった。具体的には、穴あけ工具の完成時に油穴の開口部を穴あけ工具の先端の所定の位置に配置させることや、開口部に至るまでの間で油穴が曲がったり、うねったりすることのないように形成することは困難であった。
　本発明の幾つかの実施形態は、油穴の開口部を所定の位置に精度良く配置することや、開口部に至るまでの間で油穴が曲がったり、うねったりすることを抑制することを目的とする。
　本発明の一態様は、芯材と、前記芯材の周囲に位置する外材と、を備え、前記外材には、先端側から長手方向にみたとき、前記芯材が挿通される挿通用領域と、前記挿通用領域に連通する油穴用領域と、を有する一体穴が形成されており、前記挿通用領域に挿通された前記芯材の外周と、前記外材の前記油穴用領域の縁とにより、油穴が画定されている、穴あけ工具である。
　本発明の一態様は、芯材と、前記芯材の周囲に位置する外材と、を備え、前記外材には、先端側から長手方向にみたとき、前記芯材が挿通される挿通用領域と、前記挿通用領域に連通する油穴用領域と、を有する一体穴が形成されており、前記挿通用領域に挿通された前記芯材の外周と、前記外材の前記油穴用領域の縁とにより、油穴が画定されている、穴あけ工具用のブランクである。
　本発明の一態様は、芯材を形成する工程と、先端側から長手方向にみたとき、前記芯材が挿通される挿通用領域と、前記挿通用領域に連通する油穴用領域と、を有する一体穴が形成される外材を形成する工程と、前記芯材を、前記挿通用領域に挿通させ、前記挿通用領域に挿通された前記芯材の外周と、前記外材の前記油穴用領域の縁とにより、油穴を画定する工程と、を含む、穴あけ工具用のブランクの製造方法である。
　本発明の他の特徴については、後述する明細書及び図面の記載により明らかにする。
　本発明の幾つかの実施形態によれば、油穴の開口部を所定の位置に関して精度良く配置することや、開口部に至るまでの間で油穴が曲がったり、うねったりすることを抑制することができる。
本実施形態の穴あけ工具１０の側面図である。 本実施形態の穴あけ工具１０を先端ＤＥ側から長手方向にみた図である。 図１におけるＡ－Ａ´線での断面図である。 図１におけるＡ－Ａ´線での断面図において、芯材２１と外材２２とを分離した図であり、図４Ａは、外材２２の図であり、図４Ｂは、芯材２１の図である。 第１変形例の穴あけ工具１０ＡのＡ－Ａ´線での断面図である。 第２変形例の穴あけ工具１０Ｂの説明図であり、図６Ａは、穴あけ工具１０ＢのＡ－Ａ´線での断面図であり、図６Ｂは、油穴１４付近の拡大図である。 本実施形態のブランク２０の油穴１４の説明図である。 本実施形態のブランク２０のマーキング部２４の説明図であり、図８Ａは、マーキング部２４の概要を示す図であり、図８Ｂは、本実施形態のブランク２０の側面図である。 本実施形態のブランク２０の製造手順のフロー図である。 本実施形態のブランク２０の製造手順で使用される外材２２の金型３０の説明図である。 金型３０の一体穴用ピン３３の説明図であり、図１１Ａは、一体穴用ピン３３の斜視図であり、図１１Ｂは、一体穴用ピン３３を先端側からみた図である。 一体穴２７の挿通用領域２５に芯材２１を挿通させる様子を示す図である。図１２Ａは、一体穴２７の挿通用領域２５に芯材２１を挿通させる前の状態を示す図である。図１２Ｂは、一体穴２７の挿通用領域２５に芯材２１を挿通させる途中の状態を示す図である。図１２Ｃは、一体穴２７の挿通用領域２５に芯材２１を挿通させた後の状態を示す図である。 図１３Ａは、比較例のブランク２０Ｘの製造手順で使用される金型３０Ｘの説明図である。図１３Ｂは、金型３０Ｘで形成されたブランク２０Ｘの一例を先端側からみた図である。 金型３０Ｘの穴用ピン３３Ｘの説明図であり、図１４Ａは、穴用ピン３３Ｘの斜視図であり、図１４Ｂは、穴用ピン３３Ｘを先端側からみた図である。
　本明細書及び添付図面の記載により、少なくとも以下の事項が明らかとなる。
　以下、図面を参照しながら本発明の好適な実施の形態を説明する。各図面に示される同一又は同等の構成要素、部材等には同一の符号を付し、適宜重複した説明は省略する。
　＝＝＝本実施形態＝＝＝
　図１は、本実施形態の穴あけ工具１０の側面図である。図２は、本実施形態の穴あけ工具１０を先端ＤＥ側から長手方向にみた図である。
　＜方向及び用語等の定義＞
　まず、図１及び図２を参照しつつ、穴あけ工具１０における方向及び用語等を定義する。
　穴あけ工具１０は回転軸Ｃを中心として回転することによって被削材を切削し、加工穴を形成する。図１に示されるように、回転軸Ｃに沿う方向を「長手方向」とする。
　また、図２に示されるように、穴あけ工具１０を先端ＤＥ側からみたとき、回転軸Ｃを中心として回転する方向Ｒを「回転方向」とする。
　穴あけ工具１０の先端ＤＥは、穴あけ工具１０の長手方向の両端のうち、被削材（ワーク）を加工する側の端である。先端ＤＥは、図２に示されるように、穴あけ工具１０の中心１８に位置し、かつ回転軸Ｃ上に位置することになる。
　なお、上述した方向及び用語等の定義については、特記した場合を除き、本明細書の他の実施形態においても共通である。例えば、上述した穴あけ工具１０における方向及び用語等は、後述する穴あけ工具１０用のブランク２０においても同様である。
　＜穴あけ工具１０の概要＞
　次に、図１及び図２を再び参照しつつ、新たに図３～図４Ｂを参照し、本実施形態における穴あけ工具１０の概要を説明する。
　図３は、図１におけるＡ－Ａ´線での断面図である。図４は、図１におけるＡ－Ａ´線での断面図において、芯材２１と外材２２とを分離した図である。なお、図４Ａは、外材２２の図であり、図４Ｂは、芯材２１の図である。
　穴あけ工具１０は、回転軸Ｃを中心として回転することによって刃部が被削材を切削し、穴を形成することができる。本実施形態の穴あけ工具１０は、ドリルである。但し、穴あけ工具１０は、タップ、スレッドミル等のドリル以外の穴あけ工具であっても良い。穴あけ工具１０は、不図示のホルダ等を介して工作機械等に取り付けられ、回転軸Ｃの周りに回転することで、被削材に加工穴を施すことができる。
　図２に示される本実施形態の穴あけ工具１０の先端ＤＥ側の径、すなわち穴あけ工具１０のドリル径は、例えば、φ１．０ｍｍ～φ３．０ｍｍの範囲である。但し、穴あけ工具１０のドリル径は、φ１．０ｍｍ～φ３．０ｍｍ以外の範囲であっても良い。
　本実施形態の穴あけ工具１０は、図２に示されるように、芯材２１と、外材２２の２つの部材によって構成されている。但し、穴あけ工具１０は、芯材２１及び外材２２以外の部材をさらに有していても良い。
　芯材２１は、穴あけ工具１０を構成する２つの部材のうち、中心１８側に位置する部材である。芯材２１は、図４Ｂに示されるように、断面の外形が略円形状となるように形成されている。また、芯材２１の外径は、外材２２の穴径に等しいか、又は小さくなるように形成されている。これにより、芯材２１は、外材２２に形成された一体穴２７の挿通用領域２５（後述）に挿通させることができる。
　芯材２１は、図４Ｂに示されるように、中実材（中身の詰まった部材）である。但し、芯材２１は、中空材（内部に空洞を有する部材）であっても良い。例えば、後述する図５に示される第１変形例の穴あけ工具１０Ａでは、芯材２１Ａは中空材であり、芯材２１Ａの内部に空洞（油穴１９）が形成されている。
　なお、芯材２１は、断面の外形が略円形状以外の形状となるように形成されていても良い。芯材２１は、断面の外形が、例えば、楕円形、四辺形、多角形等の形状となるように形成されていても良い。この場合、芯材２１は、外材２２に形成された一体穴２７の挿通用領域２５（後述）に挿通され、外材２２と接合されることが可能な形状であれば良い。
　外材２２は、芯材２１の周囲に位置する部材であって、図４Ａに示されるように、断面の外形が略円形状となるように形成されている。なお、外材２２の外周１７は、穴あけ工具１０（及び、後述するブランク２０）の外周１７でもある。本実施形態の穴あけ工具１０では、後述するように、外材２２に形成された一体穴２７の一部（すなわち、挿通用領域２５）に芯材２１が挿通され、芯材２１と外材２２とが接合されている。
　外材２２には、図３及び図４Ａに示されるように、一体穴２７が形成されている。一体穴２７は、挿通用領域２５と、油穴用領域２６とを有する。挿通用領域２５は、一体穴２７のうち、芯材２１が挿通される領域である。また、油穴用領域２６は、一体穴２７のうち、挿通用領域２５に連通する領域である。
　油穴用領域２６は、図４Ａに示されるように、挿通用領域２５よりも外周１７側に位置しつつ、挿通用領域２５に連通している。図３に示されるように、芯材２１が挿通用領域２５に挿通されると、挿通用領域２５と油穴用領域２６との連通部分に位置する芯材２１の外周の部分と、油穴用領域２６の縁とにより、油穴１４（後述）が画定される。
　本実施形態の穴あけ工具１０では、挿通用領域２５に連通する油穴用領域２６を有することで、芯材２１を挿通用領域２５に挿通させる際に、芯材２１又は外材２２の割れを抑制することができる。仮に、油穴用領域２６を有さない穴（すなわち、挿通用領域２５のみの穴）に芯材２１を挿通させる場合、芯材２１（具体的には、芯材２１の外周）と外材２２（具体的には、挿通用領域２５の縁）との間のクリアランスが小さいと、芯材２１又は外材２２に高負荷がかかり、割れを引き起こしてしまうことがある。
　本実施形態の外材２２は、芯材２１が挿通用領域２５に挿通する際、油穴用領域２６が外周１７に向かって開くことで、挿通用領域２５が拡がるように変形できる余地を有している。このため、芯材２１と外材２２との間のクリアランスが小さくても、油穴用領域２６がクリアランスの不足分を吸収するスリットとしての役割を果たし、芯材２１又は外材２２の割れを引き起こしてしまうことを抑制することができる。
　本実施形態の穴あけ工具１０では、芯材２１及び外材２２の各々は、タングステンカーバイド（ＷＣ）とコバルト（Ｃｏ）とを含む材料で構成される超硬合金で形成されている。
　但し、芯材２１と、外材２２とは、超硬合金以外で形成されても良い。ここで、芯材２１と、外材２２とは、後述するように押出し成形で形成される。このため、芯材２１及び外材２２の各々の材料は、押出し成形により形成可能な材料であれば良い。
　また、芯材２１と外材２２とは、一つの材質に限られず、互いに異なる材質により形成されている。本実施形態の穴あけ工具１０で使用される超硬合金は、芯材２１を耐欠損性に優れる材質で形成し、外材２２を耐摩耗性に優れる材質で形成することができる。
　また、芯材２１と、外材２２とは、超硬合金という一つの材料に限られず、互いに異なる材料により形成されても良い。例えば、芯材２１が超硬合金で形成され、外材２２が超硬合金以外で形成されても良いし、芯材２１が超硬合金以外で形成され、外材２２が超硬合金で形成されても良い。
　芯材２１と外材２２とが接合された穴あけ工具１０には、図１及び図２に示されるように、排出溝１１と、切れ刃１２と、逃げ面１３と、油穴１４とが形成されている。
　排出溝１１は、被削材の加工時に切りくずを加工面から排出するための溝である。本実施形態の穴あけ工具１０では、図１及び図２に示されるように、２条の排出溝１１が形成されている。２条の排出溝１１の各々は、外周１７において、回転軸Ｃに沿って螺旋状に形成されている。但し、穴あけ工具１０は、３条以上の複数条の排出溝１１が形成されていても良いし、１条のみの排出溝１１が形成されていても良い。
　図１に示されるように、螺旋状に形成された排出溝１１のリードをＬ１とする。ここで、「リード」とは、螺旋状のある部位が回転方向Ｒに一回転したときの長手方向に進む距離のことである。本実施形態の穴あけ工具１０では、リードＬ１が一定となるように排出溝１１が形成されている。
　本実施形態の穴あけ工具１０は、２つの切れ刃１２が形成された、いわゆる二枚刃ドリルである。但し、穴あけ工具１０では、３つ以上の切れ刃１２が形成されていても良いし、１つのみの切れ刃１２が形成されていても良い。
　油穴１４は、穴あけ工具１０の先端ＤＥ側に切削油を流通させるための穴である。加工により発生した切りくずは、油穴１４から流出する切削油と共に排出溝１１を流れ、円滑に排出される。油穴１４は切れ刃１２の数に対応し、１つでも3つ以上でも良い。
　本実施形態では、２本の油穴１４の各々は、図１に示されるように、長手方向に沿って螺旋状に形成されている。また、穴あけ工具１０の排出溝１１は、２本の油穴１４の各々に沿うように螺旋状に形成されている。
　本実施形態では、油穴１４は、穴あけ工具１０の先端ＤＥ側から長手方向にみたとき、テーパ部１５を有する。テーパ部１５は、外周１７側から中心１８側に向かうにつれて幅が狭くなるように（先細りとなるように）形成されている。
　但し、油穴１４は、中心１８に向かって幅が狭くなるような（先細りとなるような）形状以外の形状であっても良く、例えば、略円形状であっても良い。以下の説明では、中心１８に向かって幅が狭くなるような（先細りとなるような）形状を含む、略円形状以外の形状の油穴１４を、「非円形状」の油穴１４を呼ぶことがある。
　また、本実施形態の穴あけ工具１０では、２つの油穴１４は、図２に示されるように先端ＤＥ側から長手方向にみたとき、穴あけ工具１０の中心１８に対して回転対称となるように位置している。これにより、加工面に対して切削油を均一に供給することができる。但し、２つの油穴１４は、切れ刃１２の刃先強度の低下が許容できる範囲の場合は、穴あけ工具１０の中心１８に対して回転対称となるように位置していなくても良い。
　＜油穴１４＞
　ところで、油穴１４の開口部は、穴あけ工具１０の先端ＤＥに位置している。穴あけ工具１０の先端ＤＥは、ドリル径が小さくなるほど狭くなるので、油穴１４の開口部を所定の位置に精度良く配置することや、開口部に至るまでの間で油穴１４が曲がったり、うねったりすることを抑制することは困難な場合がある。本実施形態の穴あけ工具１０の油穴１４のように非円形状の油穴１４の場合、開口部の位置だけでなく形状に関して精度良く形成することは特に困難である。
　そこで、本実施形態の穴あけ工具１０では、油穴１４より大きな一体穴２７（すなわち、挿通用領域２５及び油穴用領域２６を有する一体穴２７）を外材２２に形成することにより、ひとまず一体穴２７の形状や位置の精度を容易に確保することができる。そして、形状や位置の精度を確保した一体穴２７の一部（すなわち、挿通用領域２５）に芯材２１を挿通させることにより、油穴１４が画定される。油穴１４は、具体的には、挿通用領域２５に挿通された芯材２１の外周と、外材２２の油穴用領域２６の縁とにより画定される。これにより、本実施形態の穴あけ工具１０では、油穴１４の開口部を所定の位置に精度良く配置することや、開口部に至るまでの間で油穴１４が曲がったり、うねったりすることを抑制することができる。さらに、排出溝１１のリードＬ１に対して精度よく沿うように油穴１４を形成することができる。
　＜変形例＞
　図５は、第１変形例の穴あけ工具１０ＡのＡ－Ａ´線での断面図である。
　上述した本実施形態の穴あけ工具１０は、挿通用領域２５に挿通された芯材２１の外周と、外材２２の油穴用領域２６の縁とにより画定される油穴１４のみ有していた。しかし、油穴の態様は、図１～図４Ｂに示される穴あけ工具１０の場合に限られない。図５に示される第１変形例の穴あけ工具１０Ａでは、油穴１４に加え、芯材２１Ａに別の油穴１９が形成されている。これにより、加工面に対する切削油の供給量を増大させることができる。
　図６は、第２変形例の穴あけ工具１０Ｂの説明図である。なお、図６Ａは、穴あけ工具１０ＢのＡ－Ａ´線での断面図であり、図６Ｂは、油穴１４付近の拡大図である。
　図６Ａ及び図６Ｂに示される第２変形例の穴あけ工具１０Ｂでは、外材２２Ｂに形成される油穴１４は、拡幅部１６をさらに有する。拡幅部１６は、図６Ａに示されるような先端ＤＥ側から長手方向にみたとき、テーパ部１５よりも中心１８側に位置し、中心１８側に向かうにつれて幅が広くなる部位である。外材２２Ｂに形成される油穴１４が拡幅部１６をさらに有することにより、油穴１４における幅が狭くなった中心１８側の領域でも、切削油の供給量および圧力を増大させることができる。
　＜穴あけ工具１０のブランク２０＞
　以下では、穴あけ工具１０の排出溝１１や切れ刃１２が形成される前の状態である、穴あけ工具１０のブランク２０について説明する。
　図７は、本実施形態のブランク２０の油穴１４の説明図である。図８は、本実施形態のブランク２０のマーキング部２４の説明図である。なお、図８Ａは、マーキング部２４の概要を示す図であり、図８Ｂは、本実施形態のブランク２０の側面図である。
　上述した図１～図６Ｂに示される穴あけ工具は、以下で説明するブランク２０をまず製造し、その後油穴１４のリード（後述）に沿った排出溝１１と、先端の切れ刃１２が形成される。
　図７に示されるように、螺旋状に形成された油穴１４のリードをＬ２とする。本実施形態のブランク２０では、穴あけ工具１０として製造される際の排出溝１１のリードＬ１（図１を参照）は、油穴１４のリードＬ２と等しくなるように形成されている（Ｌ１＝Ｌ２）。
　本実施形態のブランク２０の外周には、図８Ａに示されるように、マーキング部２４が形成されている。マーキング部２４は、排出溝１１を形成する際の指示線として機能する部位である。マーキング部２４は、ブランク２０の外周において螺旋状に形成されている。本実施形態のブランク２０では、図８Ｂに示されるように、ブランク２０の外周１７のマーキング部２４以外の部位に、マーキング部２４と同じねじれ角の外周溝２３が形成されている。このため、マーキング部２４は、これらの外周溝２３が形成されていない部位として視認することができる。但し、マーキング部２４は、図８Ｂに示される態様にかぎられず、例えば、着色部であっても良い。
　図８Ａに示されるように、螺旋状に形成されたマーキング部２４のリードをＬ３とする。本実施形態のブランク２０では、マーキング部２４のリードＬ３は、油穴１４のリードＬ２（図５を参照）と等しくなるように形成されている（Ｌ３＝Ｌ２）。これにより、マーキング部２４に従って螺旋状に形成される排出溝１１のリードＬ１を、油穴１４のリードＬ２と容易に等しくすることができる（Ｌ１＝Ｌ２）。つまり、油穴１４の開口部を、穴あけ工具１０の先端ＤＥの逃げ面１３に精度良く形成することができる。なお、排出溝１１のリードＬ１と、油穴１４のリードＬ２と、マーキング部２４のリードＬ３とは、互いに等しくなるように形成されている。
　＜ブランク２０の製造手順の概要＞
　図９は、本実施形態のブランク２０の製造手順のフロー図である。
　本実施形態のブランク２０の製造手順では、まず、芯材２１の形成（Ｓ００１）と外材２２の形成（Ｓ００２）をそれぞれ行う。芯材２１を形成するには、具体的には、芯材２１の材料（ここでは、タングステンカーバイド（ＷＣ）とコバルト（Ｃｏ））の粉末を混ぜ合わせ、不図示の金型により押出し成形を行う。これにより、芯材２１は、図４Ｂに示されるような形状（断面の外形が略円形状となるような形状）に形成され、その後焼結される。
　また、外材２２を形成するには、具体的には、芯材２１の形成と同様に、外材２２の材料（ここでは、タングステンカーバイド（ＷＣ）とコバルト（Ｃｏ））の粉末を混ぜ合わせ、後述する図１０に示される金型３０により押出し成形を行う。これにより、外材２２は、図４Ａに示されるような形状（断面の外形が略円形状となるような形状）に形成される。また、外材２２は、金型３０による押出し成形により、挿通用領域２５及び油穴用領域２６を有する一体穴２７が形成される。
　図１０は、本実施形態のブランク２０の製造手順で使用される外材２２の金型３０の説明図である。金型３０は、図１０に示されるように、押出し部３１と、一体穴用ピン３３とを有する。図１１は、金型３０の一体穴用ピン３３の説明図である。なお、図１１Ａは、一体穴用ピン３３の斜視図であり、図１１Ｂは、一体穴用ピン３３を先端側からみた図である。
　押出し部３１は、外材２２の材料である粉末３６が通過する部材である。押出し部３１は、断面が略円形状に形成されており、粉末３６が押出し部３１を図１０中の左側から右側に押し出されることにより、外材２２の断面の外形を略円形状となるように形成することができる。
　押出し部３１の内面には、溝形成部３２が形成されている。溝形成部３２は、外材２２（ブランク２０）の外周１７に外周溝２３及びマーキング部２４を形成するための部位である。ここで、溝形成部３２の溝は、外周溝２３と同じねじれ角となるような螺旋状の溝として形成されている。
　本実施形態のブランク２０の製造手順では、粉末３６が押出し部３１中を回転しながら図１０中の左側から右側に押し出されることになる。これにより、外材２２が押出し成形されると共に、外材２２（ブランク２０）の外周１７に外周溝２３を形成することができる。なお、図１０では不図示であるが、マーキング部２４に相当する部位には、溝形成部３２が形成されておらず、これにより、マーキング部２４を形成することができる。
　一体穴用ピン３３は、外材２２の押出し成形時に外材２２の一体穴２７を形成するための部材である。一体穴用ピン３３は、ピン状（棒状）に形成されており、押出し部３１の内部に配置されている。また、一体穴用ピン３３は、粉末３６の押出し方向（すなわち、ブランク２０の長手方向）に沿うように配置されている。これにより、粉末３６が押出し部３１中を回転しながら押し出される際に、一体穴用ピン３３を通過させる部分に一体穴２７が形成されることになる。
　一体穴用ピン３３は、図１０～図１１Ｂに示されるように、挿通用ピン３４と、油穴用ピン３５とを有する。挿通用ピン３４は、挿通用領域２５を形成するための部材である。油穴用ピン３５は、油穴用領域２６を形成するための部材である。本実施形態では、挿通用ピン３４と、油穴用ピン３５とは、接続されている。ここで、「接続」とは、挿通用ピン３４及び油穴用ピン３５が一体に形成された態様であっても良いし、挿通用ピン３４及び油穴用ピン３５が別体で、かつ部分的に接続された態様であっても良い。
　本実施形態では、挿通用ピン３４と油穴用ピン３５とが接続された一体穴用ピン３３を用いることにより、押し出し時に一体穴用ピン３３の剛性を保つことができ、一体穴２７を形状や位置に関して精度良く形成することができる。
　挿通用ピン３４は、図１１Ａに示されるように、製造される穴あけ工具１０の長手方向（すなわち、製造されるブランク２０の長手方向）に平行に延びるように形成されている。油穴用ピン３５は、挿通用ピン３４の外周を螺旋状に巻き付くように形成されている。これにより、一体穴２７は回転軸Ｃに沿って、油穴用領域２６が挿通用領域２５の周りを螺旋状に巻き付くように形成される。
　金型３０により押出し成形された外材２２は、その後の工程で焼結される。ここで、本実施形態のブランク２０の製造手順では、外材２２は、芯材２１と異なり、完全に焼結されず、半焼結の状態である。
　次に、芯材２１を、後述する図１２Ａ～図１２Ｃに示されるように、挿通用領域２５に挿通させる（図９のＳ００３）。これにより、挿通用領域２５に挿通された芯材２１の外周と、外材２２の油穴用領域２６の縁とにより、油穴１４が画定される。
　図１２は、一体穴２７の挿通用領域２５に芯材２１を挿通させる様子を示す図である。なお、図１２Ａは、一体穴２７の挿通用領域２５に芯材２１を挿通させる前の状態を示す図である。図１２Ｂは、一体穴２７の挿通用領域２５に芯材２１を挿通させる途中の状態を示す図である。図１２Ｃは、一体穴２７の挿通用領域２５に芯材２１を挿通させた後の状態を示す図である。
　本実施形態では、芯材２１を挿通用領域２５に挿通させる際、挿通用領域２５に連通する油穴用領域２６が外周１７に向かって開くことで、挿通用領域２５を拡げることができる。このため、芯材２１と外材２２との間のクリアランスが小さくても、芯材２１又は外材２２に高負荷がかかることを抑制し、割れを引き起こしてしまうことを抑制することができ、その後の工程において、芯材２１と外材２２との最適な接合を実現することが可能となる。
　最後に、芯材２１と外材２２とを接合する（上述した図９のＳ００４）。
　上述したように、押出し成形された後の工程での外材２２は、半焼結の状態である。一方、芯材２１は、完全に焼結されている。このように、本実施形態では、半焼結の状態の外材２２に、完全に焼結された芯材２１が挿通されている。本工程では、芯材２１と外材２２との全体をさらに焼結することにより、外材２２も完全に焼結されることになる。これにより、芯材２１と外材２２とが接合される。
　ここで、一般的には、焼結により部材は収縮することになるので、芯材２１と外材２２との全体を焼結する際、芯材２１及び外材２２の両方が収縮することになる。但し、芯材２１は既に完全に焼結されている一方、外材２２は半焼結の状態から完全に焼結される。このため、外材２２は、芯材２１と比較してより大きく収縮することになる。つまり、外材２２と、芯材２１とは、収縮の度合いが異なる。本工程では、外材２２が、芯材２１を外側から締める方向に収縮することになるので、芯材２１と外材２２とをより強固に接合することができる。
　また、本実施形態のブランク２０の芯材２１及び外材２２の材料には、コバルト（Ｃｏ）が含まれている。このため、本工程において焼結される際にＣｏが一部溶解することによって、芯材２１と外材２２とが、より接合されやすくなる。
　なお、Ｓ００１の工程において、芯材２１が半焼結の状態であっても良く、半焼結の状態の外材２２に、半焼結の状態の芯材２１が挿通され、本工程において、芯材２１と外材２２との全体が完全に焼結されても良い。しかし、上述したように、半焼結の状態から完全に焼結される際に、部材はより大きく収縮することになる。このため、芯材２１が完全に焼結されている本実施形態の場合よりも、油穴１４の形状や位置の精度が低下してしまうことがある。したがって、本実施形態のように、半焼結の状態の外材２２に、完全に焼結された芯材２１が挿通され、本工程において、外材２２のみが完全に焼結される方が望ましい。
　＜比較例のブランク２０Ｘの製造手順＞
　図１３Ａは、比較例のブランク２０Ｘの製造手順で使用される金型３０Ｘの説明図である。図１３Ｂは、金型３０Ｘで形成されたブランク２０Ｘの一例を先端側からみた図である。図１４は、金型３０Ｘの穴用ピン３３Ｘの説明図である。なお、図１４Ａは、穴用ピン３３Ｘの斜視図であり、図１４Ｂは、穴用ピン３３Ｘを先端側からみた図である。
　本実施形態では、芯材２１と外材２２との２つの部材を別々に形成し、その後の工程で芯材２１と外材２２とを接合することでブランク２０を製造していた。しかし、比較例のブランク２０Ｘでは、芯材２１及び外材２２に相当する１つの部材に、油穴１４が直接形成される。
　比較例のブランク２０Ｘの製造手順で使用される金型３０Ｘは、押出し部３１と、穴用ピン３３Ｘとを有する。押出し部３１は、本実施形態における金型３０の押出し部３１と同様である。穴用ピン３３Ｘは、本実施形態における金型３０と異なり、挿通用ピン３４を有さず、油穴用ピン３５のみを有する。
　油穴用ピン３５は、上述したように、非常に細く形成されており、挿通用ピン３４に接続されていないので、剛性が低い。このため、図１３Ａに示されるように、粉末３６が穴用ピン３３を通過する際、油穴用ピン３５の位置ずれを引き起こしてしまうことがある。これにより、押出し成形されたブランク２０Ｘでは、図１３Ｂに示されるように、油穴１４の位置がずれてしまうことがある。本比較例では、粉末３６が押出し部３１中を回転しながら押し出される際に、剛性の低い油穴用ピン３５の位置ずれがより引き起こされやすい。したがって、比較例のブランク２０Ｘの製造手順では、油穴１４の開口部を形状や位置に関して精度良く形成することは困難である。
　これに対し、本実施形態では、挿通用ピン３４と油穴用ピン３５とが接続された一体穴用ピン３３を用いることにより、一体穴２７を形状や位置に関して精度良く形成することができる。つまり、油穴１４の開口部を形状や位置に関して精度良く形成することができる。
　＝＝＝まとめ＝＝＝
　本明細書によれば、以下の態様の穴あけ工具１０が提供される。
（態様１）
　態様１は、芯材２１と、芯材２１の周囲に位置する外材２２と、を備え、外材２２には、先端ＤＥ側から長手方向にみたとき、芯材２１が挿通される挿通用領域２５と、挿通用領域２５に連通する油穴用領域２６と、を有する一体穴２７が形成されており、挿通用領域２５に挿通された芯材２１の外周と、外材２２の油穴用領域２６の縁とにより、油穴１４が画定されている。
　上述の態様によれば、油穴１４の開口部を所定の位置に精度良く配置することや、開口部に至るまでの間で油穴１４が曲がったり、うねったりすることを抑制することができる。
（態様２）
　態様２では、芯材２１と外材２２とは互いに異なる材質により形成される。
　上述の態様によれば、穴あけ工具１０に使用される材質の選択の自由度を向上させることができる。
（態様３）
　態様３では、油穴１４は、長手方向に沿って螺旋状に形成されている。
　上述の態様によれば、螺旋状に形成される排出溝１１の形状に沿って油穴１４を形成することができる。
（態様４）
　態様４では、油穴１４は、先端ＤＥ側から長手方向にみたとき、外周１７側から中心１８側に向かうにつれて幅が狭くなるテーパ部１５を有する。
　上述の態様によれば、穴あけ工具１０の先端ＤＥ側から長手方向にみたとき、排出溝１１や切れ刃１２が中心１８から放射状に配置されることに対応して油穴１４を効率的に配置することができる。
（態様５）
　態様５では、油穴１４は、先端ＤＥ側から長手方向にみたとき、テーパ部１５よりも中心１８側に位置し、中心１８側に向かうにつれて幅が広くなる拡幅部１６を有する。
　上述の態様によれば、油穴１４における幅が狭くなった中心１８側の領域でも、切削油の供給量および圧力を増大させることができる。
（態様６）
　態様６では、油穴１４が複数形成され、複数の油穴１４は、先端ＤＥ側から長手方向にみたとき、中心１８に対して回転対称となるように位置する。
　上述の態様によれば、加工面に対して切削油を均一に供給することができる。
（態様７）
　態様７では、芯材２１に、別の油穴１９が形成されている。
　上述の態様によれば、加工面に対する切削油の供給量を増大させることができる。
　本明細書によれば、以下の態様の穴あけ工具１０用のブランク２０が提供される。
（態様８）
　態様８は、芯材２１と、芯材２１の周囲に位置する外材２２と、を備え、外材２２には、先端ＤＥ側から長手方向にみたとき、芯材２１が挿通される挿通用領域２５と、挿通用領域２５に連通する油穴用領域２６と、を有する一体穴２７が形成されており、挿通用領域２５に挿通された芯材２１の外周と、外材２２の油穴用領域２６の縁とにより、油穴１４が画定されている。
　上述の態様によれば、油穴１４の開口部を所定の位置に関して精度良く配置することや、開口部に至るまでの間で油穴１４が曲がったり、うねったりすることを抑制することができる。
　本明細書によれば、以下の態様の穴あけ工具１０用のブランク２０の製造方法が提供される。
（態様９）
　態様９は、芯材２１を形成する工程と、先端ＤＥ側から長手方向にみたとき、芯材２１が挿通される挿通用領域２５と、挿通用領域２５に連通する油穴用領域２６と、を有する一体穴２７が形成される外材２２を形成する工程と、芯材２１を、挿通用領域２５に挿通させ、挿通用領域２５に挿通された芯材２１の外周と、外材２２の油穴用領域２６の縁とにより、油穴１４を画定する工程と、を含む。
　上述の態様によれば、油穴１４の開口部を所定の位置に精度良く配置することや、開口部に至るまでの間で油穴が曲がったり、うねったりすることを抑制することができる。
（態様１０）
　態様１０では、外材２２を形成する工程において、外材２２は、金型３０による押出し成形により形成され、金型３０は、挿通用領域２５を形成するための挿通用ピン３４と、油穴用領域２６を形成するための油穴用ピン３５とを有し、挿通用ピン３４と、油穴用ピン３５とは、接続されている。
　上述の態様によれば、油穴用ピン３５の剛性を向上させることができる。
（態様１１）
　挿通用ピン３４は、穴あけ工具１０の長手方向に平行に延びるように形成され、油穴用ピン３５は、挿通用ピン３４の外周を螺旋状に巻き付くように形成されている。
　上述の態様によれば、穴あけ工具１０の油穴１４を長手方向に沿って螺旋状に形成することができる。
　＝＝＝その他＝＝＝
　上記の実施形態は、本発明の理解を容易にするためのものであり、本発明を限定して解釈するためのものではない。また、本発明は、その趣旨を逸脱することなく、変更や改良され得ると共に、本発明にはその等価物が含まれるのはいうまでもない。
１０，１０Ａ，１０Ｂ　穴あけ工具
１１　排出溝
１２　切れ刃
１３　逃げ面
１４，１９　油穴
１５　テーパ部
１６　拡幅部
１７　外周
１８　中心
２０，２０Ｘ　ブランク
２１，２１Ａ　芯材
２２，２２Ｂ　外材
２３　外周溝
２４　マーキング部
２５　挿通用領域
２６　油穴用領域
２７　一体穴
３０，３０Ｘ　金型
３１　押出し部
３２　溝形成部
３３　一体穴用ピン
３３Ｘ　穴用ピン
３４　挿通用ピン
３５　油穴用ピン
３６　粉末

Claims (11)

  1. 　芯材と、前記芯材の周囲に位置する外材と、を備え、
    　前記外材には、先端側から長手方向にみたとき、
    　　前記芯材が挿通される挿通用領域と、
    　　前記挿通用領域に連通する油穴用領域と、
    　を有する一体穴が形成されており、
    　前記挿通用領域に挿通された前記芯材の外周と、前記外材の前記油穴用領域の縁とにより、油穴が画定されている、
    　穴あけ工具。
  2. 　前記芯材と前記外材とは互いに異なる材質により形成される、
    　請求項１に記載の穴あけ工具。
  3. 　前記油穴は、前記長手方向に沿って螺旋状に形成されている、
    　請求項１に記載の穴あけ工具。
  4. 　前記油穴は、前記先端側から長手方向にみたとき、前記外周側から中心側に向かうにつれて幅が狭くなるテーパ部を有する、
    　請求項１に記載の穴あけ工具。
  5. 　前記油穴は、前記先端側から長手方向にみたとき、前記テーパ部よりも前記中心側に位置し、前記中心側に向かうにつれて幅が広くなる拡幅部を有する、
    　請求項４に記載の穴あけ工具。
  6. 　前記油穴が複数形成され、
    　複数の前記油穴は、前記先端側から長手方向にみたとき、中心に対して回転対称となるように位置する、
    　請求項１に記載の穴あけ工具。
  7. 　前記芯材に、別の油穴が形成されている、
    　請求項１に記載の穴あけ工具。
  8. 　芯材と、前記芯材の周囲に位置する外材と、を備え、
    　前記外材には、先端側から長手方向にみたとき、
    　　前記芯材が挿通される挿通用領域と、
    　　前記挿通用領域に連通する油穴用領域と、
    　を有する一体穴が形成されており、
    　前記挿通用領域に挿通された前記芯材の外周と、前記外材の前記油穴用領域の縁とにより、油穴が画定されている、
    　穴あけ工具用のブランク。
  9. 　芯材を形成する工程と、
    　先端側から長手方向にみたとき、前記芯材が挿通される挿通用領域と、前記挿通用領域に連通する油穴用領域と、を有する一体穴が形成される外材を形成する工程と、
    　前記芯材を、前記挿通用領域に挿通させ、前記挿通用領域に挿通された前記芯材の外周と、前記外材の前記油穴用領域の縁とにより、油穴を画定する工程と、
    　を含む、
    　穴あけ工具用のブランクの製造方法。
  10. 　前記外材を形成する工程において、
    　　前記外材は、金型による押出し成形により形成され、
    　　前記金型は、前記挿通用領域を形成するための挿通用ピンと、前記油穴用領域を形成するための油穴用ピンとを有し、
    　　前記挿通用ピンと、前記油穴用ピンとは、接続されている、
    　請求項９に記載の穴あけ工具用のブランクの製造方法。
  11. 　前記挿通用ピンは、前記穴あけ工具の前記長手方向に平行に延びるように形成され、
    　前記油穴用ピンは、前記挿通用ピンの外周を螺旋状に巻き付くように形成されている、
    　請求項１０に記載の穴あけ工具用のブランクの製造方法。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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JP2005262348A (ja) * 2004-03-17 2005-09-29 Nippon Seratekku Kk 回転刃物体および回転刃物体による孔あけ方法
JP2010064171A (ja) * 2008-09-09 2010-03-25 Osg Corp 流体供給穴付き加工工具

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