JP2003025127A - ドリル - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 高速乾式切削等の過酷な加工条件でも工具寿
命の短縮を防ぐとともに優れた切屑処理性を奏して円滑
かつ安定した穴明け加工が可能なドリルを提供する。 【解決手段】 軸線Ｏ回りに回転されるドリル本体１の
先端部外周に後端側に向けて延びる切屑排出溝３を形成
し、この切屑排出溝３のドリル回転方向Ｔを向く内壁面
４とドリル本体１の先端逃げ面２との交差稜線部に切刃
５を形成し、切屑排出溝３の内壁面４，９の先端側に、
切刃５の内周端側に連なるシンニング部１８を形成し、
このシンニング部１８に、その谷底部２１が凹曲面状を
なして内壁面４に対しドリル本体１の内周側に後退しつ
つ切刃５の内周端に向けて延びる谷形の第１シンニング
部２０を備える。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、特に高速乾式切削
のような過酷な加工条件下でも円滑かつ安定した穴明け
加工が可能なドリルに関するものである。

【０００２】

【従来の技術】このような乾式あるいは微量の切削油剤
しか用いない過酷な加工条件に対応することを目的とし
たドリルとしては、例えば特開２０００−１９８０１１
号公報に記載されたようなものが提案されている。すな
わち、この公報記載のドリルは、ドリル本体先端のチゼ
ルの外方端部に連続する中心切刃と、この中心切刃の外
方に連続する主切刃と、この主切刃の中間部から角度を
つけてドリル回転方向に後退する外方コーナ切刃とを有
し、切屑排出溝とマージン部とから形成されるリーディ
ングエッジに、上記コーナ切刃に続く直線形状または曲
線形状の面取り部を設けたものであり、この面取り部と
マージン部とからなるリーディングエッジの角度を鈍角
にして、上述のような加工条件でも切刃の外周端に欠け
が生じたりするのを防ぐことが可能となる。また、この
ように切刃の外周端側をドリル回転方向後方側に折曲さ
せたドリルとしては、例えば特公平４−４６６９０号公
報に記載のように切刃外周側の第１、第２次直線稜を略
Ｖ字状の凸形状としたものも提案されており、この公報
記載のドリルではさらに切刃の内周側でも、シンニング
によって形成された直線的なチゼルエッジおよびこれに
接続する直線的な接続稜によって切刃を略Ｖ字状の凸形
状とし、さらに上記第２次直線稜および内側稜を結ぶ部
分を丸味を伴った凹形状としている。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】ところで、このように
シンニングによって切刃の内周端側にチゼルに連なるチ
ゼルエッジや中心切刃のようなシンニング切刃部を形成
した場合、このシンニング切刃部によって生成された切
屑は、切屑排出溝の内壁面の先端側に上記シンニングに
よって形成されるシンニング部の底面に沿って流出する
こととなるが、このシンニング部が、例えば上記特公平
４−４６６９０号公報記載のドリルのように上記切屑排
出溝内壁面の先端側を断面Ｖ字の谷形に切り欠いただけ
のものであると、上記シンニング切刃部によって生成さ
れた切屑はこのＶ字谷の谷底部において詰まりを生じて
しまい、特に上述の高速乾式切削の場合などには、高速
で生成された切屑が詰まりを生じた上に冷却されなくな
る結果、溶着を引き起こすおそれがある。また、このシ
ンニング部がなす谷形の谷底部は、切屑排出溝の内壁面
に対してドリル本体の内周側に後退するように傾斜しつ
つ上記切刃の内周端に向けて延びるように形成される
が、このときの谷底部の傾斜が小さいと、上記シンニン
グ切刃部の内周端すなわち切刃の内周端が先端逃げ面の
中心から外周側に離れて位置してしまい、これによって
チゼルの幅が大きくなるため、ドリル先端部の加工物へ
の食い付きが悪くなるとともに、スラスト力の増大を招
いて加工時のドリル駆動力も大きくなる一方、この谷底
部の傾斜が大きいと、谷底部に沿った断面におけるドリ
ル本体の先端角度が小さくなり、やはり高速乾式切削の
場合などにはドリル本体先端部に欠損等が生じてしまう
おそれがある。

【０００４】本発明は、このような背景の下になされた
もので、高速乾式切削等の過酷な加工条件でも工具寿命
の短縮を防ぐとともに優れた切屑処理性を奏して円滑か
つ安定した穴明け加工が可能なドリルを提供することを
目的としている。

【０００５】

【課題を解決するための手段】上記課題を解決して、こ
のような目的を達成するために、本発明は、まず第１
に、軸線回りに回転されるドリル本体の先端部外周に後
端側に向けて延びる切屑排出溝が形成され、この切屑排
出溝のドリル回転方向を向く内壁面と上記ドリル本体の
先端逃げ面との交差稜線部に切刃が形成されてなるドリ
ルであって、上記切屑排出溝の内壁面の先端側に、上記
切刃の内周端側に連なるシンニング部を形成し、このシ
ンニング部に、その谷底部が凹曲面状をなして上記内壁
面に対して上記ドリル本体の内周側に後退しつつ上記切
刃の内周端に向けて延びる谷形の第１シンニング部を備
えたことを特徴とするものである。従って、このように
構成されたドリルにおいては、切屑排出溝の内壁面先端
側に形成されるシンニング部が第１シンニング部を備え
ていて、この第１シンニング部は、その谷底部が凹曲面
状をなして切刃の内周端に向けて延びるように形成され
ており、従ってこのシンニング部と先端逃げ面との交差
稜線部に形成されるシンニング切刃部によって生成され
た切屑は、この第１シンニング部の谷底部がなす凹曲面
によって滑らかにカールさせられ、詰まりを生じたりす
ることなく切屑排出溝内に送り出されて円滑に処理され
る。

【０００６】ここで、上記第１シンニング部が切屑排出
溝の内壁面の先端側において先端逃げ面となす一対の交
差稜線部（このうち、切屑排出溝のドリル回転方向を向
く内壁面との交差稜線部はシンニング切刃部となる。）
の挟角、すなわちこの第１シンニング部の開角は、これ
が大きすぎるとシンニング切刃部によって生成されて第
１シンニング部の凹曲する谷底部でカールされた切屑を
円滑に切屑排出溝に送り出すことができなくなるおそれ
が生じる一方、逆にこの開角が小さすぎるとシンニング
切刃部で生成された切屑が十分にカールされないうちに
切屑排出溝に送り込まれてしまうおそれがあるので、９
５〜１０５°の範囲とされるの望ましい。また、この第
１シンニング部の谷底部がその断面においてなす凹曲線
の曲率半径自体も、これが小さすぎると切屑がこの谷底
部に強く押し付けられることになって大きな抵抗や谷底
部の著しい摩耗を招くおそれが生じる一方、逆に大きす
ぎるとやはり切屑を十分にカールさせることができなく
なるおそれがあるので、０．１〜０．５mmの範囲とされ
るのが望ましい。

【０００７】また、本発明は、第２に、上記構成のドリ
ルにおいて、上記シンニング部に、上記第１シンニング
部の先端側に形成されて、上記谷底部に対してさらに内
周側に後退しつつ上記切刃の内周端に達する第２シンニ
ング部とを備えたことを特徴とする。従って、このよう
に第１シンニング部の先端側に、この第１シンニング部
の谷底部に対してさらにドリル本体の内周側に後退する
第２シンニング部を形成することにより、このシンニン
グ部の谷底部に沿った断面においては、第２シンニング
部の谷底部が第１シンニング部の谷底部よりも大きな角
度で傾斜させられることとなるので、第１シンニング部
の谷底部の傾斜が小さくても、この第２シンニング部の
谷底部先端の先端逃げ面との交差部分に形成されるチゼ
ルの幅は小さくすることができ、なおかつこの谷底部に
沿ったドリル本体の先端角度は大きくすることができ
る。

【０００８】ただし、この第１シンニング部の先端側に
形成される上記第２シンニング部については、これを上
述のように第１シンニング部の上記谷底部に連続する谷
形をなすように形成した場合、その谷底部の断面がなす
曲率半径は、第１シンニング部の上記谷底部の曲率半径
よりも小さくされるのが望ましく、より具体的には０．
１mm未満とされるのが望ましい。これは、この第２シン
ニング部の谷底部の曲率半径が大きいと、その先端の先
端逃げ面との交差部分を先端逃げ面の中心にあまり近づ
けられずにチゼル幅を小さくすることができなくなっ
て、十分なスラスト力の低減が図られなくなるおそれが
あるからであり、このため、この第２シンニング部につ
いては、その谷底部の曲率半径が０、すなわち断面がＶ
字型に折曲する谷形とされていてもよい。また、このよ
うにスラスト力の低減を図りつつも、ドリル本体の剛性
を十分に確保するには、このドリル本体の芯厚を、上記
切刃の外径Ｄに対して０．１５×Ｄ〜０．３×Ｄの範囲
に設定するのが望ましい。さらにまた、ドリル本体の少
なくとも先端部の表面に、ＴｉＮ、ＴｉＣＮ、ＴｉＡｌ
Ｎ等の硬質皮膜を被覆すれば、このドリル本体先端部の
耐摩耗性の向上を図ることができる。

【０００９】

【発明の実施の形態】図１ないし図３は、本発明の一実
施形態を示すものである。本実施形態においてドリル本
体１は、超硬合金等の硬質材料により軸線Ｏを中心とし
た略円柱状に形成されており、その先端部には、先端逃
げ面２から後端側に向かうに従い一定の捩れ角でドリル
回転方向Ｔの後方側に捩れる一対の切屑排出溝３，３が
軸線Ｏに対して対称に形成されていて、これらの切屑排
出溝３，３のドリル回転方向Ｔ側を向く内壁面４，４と
上記先端逃げ面２との交差稜線部にそれぞれ切刃５，５
が形成されている。なお、このドリル本体１先端部に
は、その外周面や先端逃げ面２、切屑排出溝３に、Ｔｉ
Ｎ、ＴｉＣＮ、ＴｉＡｌＮ等の硬質皮膜が被覆されてい
る。

【００１０】ここで、上記内壁面４は、その外周側に位
置してマージン部６に交差し、軸線Ｏに直交する断面に
おいて図２に示すようにドリル回転方向Ｔに凸となる凸
曲線をなす第１の凸曲面部７と、この第１凸曲面部７の
内周側に位置して、上記断面においてドリル回転方向Ｔ
の後方側に凹む凹曲線状をなす第１凹曲面部８とから構
成されており、これら第１の凸凹曲面部７，８の断面が
なす上記凸凹曲線は接点Ｐ１において滑らかに接するよ
うに連ねられている。また、本実施形態では切屑排出溝
３のドリル回転方向Ｔ後方側を向く内壁面９も、その外
周側に位置してヒール部１０に達し、上記断面がドリル
回転方向Ｔ後方側に凸となる凸曲線をなす第２凸曲面部
１１と、この第２凸曲面部１１の内周側に位置してその
断面がドリル回転方向Ｔ側に凹む凹曲線状をなす第２凹
曲面部１２とから構成され、これら第２の凸凹曲面部１
１，１２がなす上記凸凹曲線も接点Ｐ２において滑らか
に接するように連ねられるとともに、両内壁面４，９の
第１、第２凹曲面部８，１２同士も、その断面がなす凹
曲線が接点Ｐ３において滑らかに接して連なるようにさ
れている。なお、上記マージン部６からドリル回転方向
Ｔ後方側に上記ヒール部１０に至るランド部の外周面
は、マージン部６から一段内周側に後退した円筒面状に
形成されている。

【００１１】さらに、本実施形態では、上記断面におい
て、第１、第２の凸凹曲面部７，８，１１，１２がなす
凸凹曲線がそれぞれ点Ｃ１〜Ｃ４を中心とした半径Ｒ１
〜Ｒ４の円弧となるようにされており、このうち第１凸
曲面部７がなす凸円弧の中心Ｃ１は、この第１凸曲面部
７とマージン部６との交点すなわち上記内壁面４の外周
端１３において該マージン部６に接する直線Ｑ１よりも
内周側に位置させられるとともに、第２凸曲面部１１が
なす円弧の中心Ｃ３は、上記外周端１３が軸線Ｏ回りに
なす円と第２凸曲面部１１がなす円弧の延長線との交点
１４において上記円に接する直線Ｑ２よりもやはり内周
側に位置させられている。従って、上記第１凸曲面部７
は、軸線Ｏと内壁面４の外周端１３とを結ぶ第１仮想直
線Ｓ１よりもドリル回転方向Ｔ側に凸となって、この外
周端１３における第１凸曲面部７の接線は、外周側に向
かうに従いドリル回転方向Ｔ後方側に延びるように第１
仮想直線Ｓ１に対して傾斜させられるとともに、この第
１仮想直線Ｓ１と直交する上記直線Ｑ１とは鈍角をなし
て交差させられる。また、第２凸曲面部１１も、ヒール
部１０との交点と軸線Ｏとを結ぶ直線よりもドリル回転
方向Ｔ後方側に凸となるようにされている。一方、第
１、第２凹曲面部８，１２がなす円弧の中心Ｃ２，Ｃ４
は、これらの円弧が接点Ｐ３で接していることから、両
者とも軸線Ｏからこの接点Ｐ３を通る直線の延長線上に
位置することとなる。さらに、この接点Ｐ３が切屑排出
溝３の溝底となることから、本実施形態では軸線Ｏを中
心としてこの接点Ｐ３を通る円がドリル本体１の芯厚円
となり、この芯厚円の直径すなわちドリル本体１の芯厚
ｄは、上記切刃５の外周端１５が軸線Ｏ回りになす円の
直径すなわち切刃５の外径Ｄに対し、０．１５×Ｄ〜
０．３×Ｄの範囲に設定されている。

【００１２】なお、第１凸凹曲面部７，８がなす凸凹曲
線の接点Ｐ１は、軸線Ｏを中心として上記切刃５の外径
Ｄの２／３の直径を有する円よりも外周側に位置させら
れており、より望ましくは軸線Ｏを中心として外径Ｄの
５／６の直径を有する円よりも外周側に位置させられ
る。また、第１凹曲面部８のドリル回転方向Ｔ後方側へ
の凹みの大きさは、上記第１仮想直線Ｓ１からの凹み量
Ｌ１が切刃５の外径Ｄに対して−０．０６×Ｄ〜０の範
囲に設定されるとともに、第２凹曲面部１２のドリル回
転方向Ｔ側への凹みの大きさは、上記断面において第１
仮想直線Ｓ１に軸線Ｏで直交する第２仮想直線Ｓ２から
の凹み量Ｌ２が−０．０６×Ｄ〜０．０６×Ｄの範囲と
なるように設定されている。ただし、これらの凹み量Ｌ
１，Ｌ２は、それぞれ上記断面において第１、第２仮想
直線Ｓ１，Ｓ２に平行で第１、第２凹曲面部８，１２が
なす凹曲線に接する直線と第１、第２仮想直線Ｓ１，Ｓ
２との間の距離とされており、かつ図２に示すように、
第１凹曲面部８の凹み量Ｌ１については第１仮想直線Ｓ
１からドリル回転方向Ｔ側を正、後方側を負とし、逆に
第２凹曲面部１２の凹み量Ｌ２については第２仮想直線
Ｓ２からドリル回転方向Ｔ側を負、後方側を正としてい
る。従って、本実施形態においては、第１凹曲面部８の
全体が上記第１仮想直線Ｓ１よりもドリル回転方向Ｔ側
に位置することはない。

【００１３】さらに、上記断面において第１、第２凸凹
曲面部７，８，１１，１２がなす円弧の半径Ｒ１〜Ｒ４
は、切刃５の外径Ｄに対し、第１凸曲面部７の半径Ｒ１
が０．１〜０．８×Ｄの範囲に、第１凹曲面部８の半径
Ｒ２が０．１８〜０．３５×Ｄの範囲に、第２凸曲面部
１１の半径Ｒ３が０．１〜０．８×Ｄの範囲に、第２凹
曲面部１２の半径Ｒ４が０．２〜０．５×Ｄの範囲に、
それぞれ設定されている。さらに、本実施形態では、こ
のうち第２凹曲面部１２の半径Ｒ４が、第１凹曲面部８
の半径Ｒ２よりも大きくされている。なお、こうして形
成された切屑排出溝３の溝幅比は、本実施形態では０．
８〜１．２：１の範囲とされている。

【００１４】このような切屑排出溝３の上記内壁面４と
先端逃げ面２との交差稜線部に形成される切刃５におい
ては、この内壁面４が上記第１凸凹曲面部７，８によっ
て形成されることにより、その外周端１５側には、ドリ
ル回転方向Ｔに凸となる曲線状をなす凸曲線状切刃部１
６が形成されてその後端側に上記第１凸曲面部７が連な
るとともに、この凸曲線状切刃部１６の内周側には、ド
リル回転方向Ｔの後方側に凹となる曲線状をなして凸曲
線状切刃部１６に滑らかに接して連なる凹曲線状切刃部
１７が形成され、その後端側に上記第１凹曲面部８が連
なることになって、これら凸凹曲線状切刃部１６，１７
間で切刃５は軸線Ｏ方向先端視に緩やかに湾曲するＳ字
状を呈することとなる。ただし、この切刃５には、先端
逃げ面２が内周側から外周側に向かうに従いドリル本体
１の後端側に向けて傾斜させられることにより先端角が
付されており、これと切屑排出溝３が螺旋状に捩れてい
ることとから、この切刃５の凸凹曲線状切刃部１６，１
７が軸線Ｏ方向先端視においてなす上記Ｓ字状の凸凹曲
線は、内壁面４の第１凸凹曲面部７，８が軸線Ｏに直交
する断面においてなす凸凹曲線が、内周側に向かうに従
いドリル回転方向Ｔ側に漸次ずれたような形状をなすこ
ととなる。従って、この軸線Ｏ方向先端視において上記
凸曲線状切刃部１６は、その外周端１５における接線
が、上記断面において第１凸曲面部７がなす凸曲線の外
周端１３における接線よりも大きな傾斜で外周側に向か
うに従いドリル回転方向Ｔ後方側に延びるようにされる
とともに、マージン部６との交差角も第１凸曲面部７が
なす鈍角より大きくされ、これにより切刃５が上記外周
端１５においてなす径方向すくい角αは負角側に設定さ
れる。

【００１５】そして、切屑排出溝３の内壁面４，９の先
端側には、上記第１凹曲面部８の内周側から第２凹曲面
部１２および第２凸曲面部１１までの先端逃げ面２との
交差稜線部分を、ドリル本体１の後端側に向かうに従い
切屑排出溝３の内側に向けて切り欠くようにして、ヒー
ル部１０に達するシンニング部１８が形成されており、
従って切刃５の内周端側は、このシンニング部１８と先
端逃げ面２との交差稜線部に形成されて、上記凹曲面状
切刃部１７の内周端から先端逃げ面２の中心の上記軸線
Ｏに向けて延びるシンニング切刃部１９とされている。
なお、切刃５においてこのシンニング切刃部１９と上記
凹曲線状切刃部１７とが交差する部分は、軸線Ｏ方向先
端視にドリル回転方向Ｔに凸となる曲線または直線によ
って滑らかに接続されている。

【００１６】このシンニング部１８のうち、切屑排出溝
３の内壁面４，９に交差して先端側に延びる部分は第１
シンニング部２０とされており、この第１シンニング部
２０は、ドリル回転方向Ｔ後方側を向く切屑排出溝３の
内壁面９と交差してヒール部１０側に延びる部分におい
ては平面状に形成される一方、この内壁面９とドリル回
転方向Ｔ側を向く内壁面４とが交差する部分、すなわち
上記第１、第２凹曲面部８，１２の接点Ｐ３部分から、
先端逃げ面２の中心に向けて延びる部分は、図３に示す
ようにこの先端逃げ面２の中心に向かう方向から見た場
合に凹曲面状の谷形をなすように形成されており、その
凹曲する谷底部２１は、上記内壁面４，９に対してドリ
ル本体１の内周側に後退するように傾斜しつつ、切刃５
の内周端すなわちシンニング切刃部１９の内周端に向け
て先端側に延びるように形成されている。なお、この第
１シンニング部２０の凹曲する谷底部２１がその断面に
おいてなす凹曲線の曲率半径は０．１〜０．５mmの範囲
とされている。また、この第１シンニング部２０が切屑
排出溝３のドリル回転方向Ｔ後方側を向く内壁面９の先
端側において先端逃げ面２と交差する交差稜線部２２
と、ドリル回転方向Ｔ側を向く内壁面４の先端側におい
て先端逃げ面２と交差する交差稜線部すなわち上記シン
ニング切刃部１９とが、軸線Ｏ方向先端視になす交差
角、すなわちこの第１シンニング部２０の開角βは、９
５〜１０５°の範囲に設定されている。

【００１７】さらに、この第１シンニング部２０の最先
端の上記谷底部２１が切刃５の内周端に達しようとする
部分には、この谷底部２１に対してさらにドリル本体１
の内周側に後退するように一段傾斜しつつ切刃５内周端
側に向けて延びる谷形の第２シンニング部２３が、第１
シンニング部２０よりも極短い長さで形成されており、
先端逃げ面２の中心の軸線Ｏ近傍においてはこの第２シ
ンニング部２３が先端逃げ面２に交差してその交差稜線
部上に切刃５の内周端が形成される。ここで、この第２
シンニング部２３の谷底部の曲率半径は第１シンニング
部２０の谷底部２１の曲率半径よりも小さく、０．１mm
未満とされており、場合によっては曲率半径が０、すな
わちこの谷底部が凹湾曲しないＶ字谷状に形成されてい
てもよい。また、このように第１シンニング部２０より
もさらに一段傾斜する第２シンニング部２３と先端逃げ
面２との交差稜線部に切刃５の内周端が形成されること
により、ドリル本体１先端の一対の切刃５，５の内周端
同士の間の間隔すなわち先端逃げ面２の中心に画成され
るチゼルの幅は、第１シンニング部２０をそのまま先端
逃げ面２に交差させて切刃５の内周端を形成するのに比
べて狭くなり、このチゼル幅は本実施形態では０〜０．
２mmの範囲とされている。従って、これら切刃５，５の
内周端は軸線Ｏ上で一致するようにされていてもよい。

【００１８】従って、かかる構成のドリルにおいては、
このように切屑排出溝３の内壁面４，９の先端側にシン
ニング部１８が形成されていて、これにより切刃５の内
周端側は先端逃げ面２の中心に向かうシンニング切刃部
１９とされており、このシンニング切刃部１９に連なる
第１シンニング部２０は谷底部２１が凹曲した谷形とさ
れているので、シンニング切刃部１９によって生成され
た切屑の内周側部分は、図３に黒塗り矢線で示すように
第１シンニング部２０の谷底部２１断面がなす凹曲線に
沿って内周側に巻き込まれるようにしてカールさせられ
る。このため、高速乾式切削となるような過酷な加工条
件の場合でも、この切刃５の内周端側のシンニング切刃
部９で生成された切屑が該シンニング部１８内において
詰まりを生じたりすることがなく、従って詰まった切屑
によって溶着が生じたりすることもなく、この内周側で
生成された切屑を、シンニング切刃部１９よりも外周側
の凹凸曲線状切刃部１７，１６で生成された切屑ととも
に円滑に切屑排出溝３内に送り出して排出することがで
きる。これは、特に加工物が難削材である場合に効果的
である。

【００１９】また、このシンニング部１８の先端には、
第１シンニング部２０の上記谷底部２１からさらに一段
傾斜して先端逃げ面２に達する第２シンニング部２３が
形成されていて、この第２シンニング部２３と先端逃げ
面２との交差稜線部上に切刃５の内周端が形成されてお
り、しかもこの第２シンニング部２３の溝底の曲率半径
が０．１mm未満と上記谷底部２１よりも小さくされてい
ることから、この切刃５の内周端は、より内周側すなわ
ち先端逃げ面２に軸線Ｏが交差するその中心に近接した
位置に配置されることとなり、これによってチゼルの幅
が０〜０．２mmと極短い幅とされている。このため、当
該ドリルが加工物に食い付く際の食い付き性や直進安定
性の向上を図って安定かつ高精度の加工を行うことがで
きるとともに、ドリル本体１にその軸線方向に作用する
スラスト力を抑えることことができて、ドリル駆動力の
軽減を促すことが可能となる。しかも、このようにシン
ニング部１８が切刃５の内周端に向けて傾斜の大きくな
る第１、第２の複数のシンニング部２０，２３によって
形成されることにより、先端の第２シンニング部２３の
溝底に沿った断面におけるドリル本体１の先端角度は、
単一のシンニング部の溝底を同じチゼル幅となるように
傾斜させた場合に比べて大きくなるので、このドリル本
体１先端の回転中心周辺における強度も十分に確保する
ことができ、例えば加工物への食い付き時における衝撃
的負荷などによってドリル本体１の先端に損傷が生じた
りして寿命が費えたりするような事態も防止することが
可能となる。ただし、第１シンニング部２０だけでドリ
ル本体１の食い付き性や直進安定性と強度とが十分に確
保できるような場合には、このような第２シンニング部
２３を設けない構成としてもよい。

【００２０】なお、本実施形態では、上記第１シンニン
グ部２０の谷底部２１がなす凹曲線の曲率半径を０．１
〜０．５mmとしているが、これは、この曲率半径がこれ
よりも大きいと上記切屑の内周側部分を十分に巻き込ん
でカールさせることができなくなるおそれがある一方、
逆にこれよりも小さいとこの切屑の内周側部分がシンニ
ング部１８内において詰まりを生じるおそれがあり、す
なわちいずれの場合も上述の効果が十分に奏功されなく
なるおそれが生じるからである。また、第２シンニング
部２３の谷底部についても、その凹曲の曲率半径が第１
シンニング部２０の谷底部２１の曲率半径を上回った
り、０．１mm以上となったりすると、やはり上述の効果
を得られなくなるおそれがある。これは、上記チゼル幅
についても同様である。さらに、第１シンニング部２０
の開角βについても、これが１０５°を上回るほど大き
すぎると、シンニング切刃部１９によって生成された切
屑の内周側部分が、第１シンニング部２０の谷底部２１
でカールされた後に、この第１シンニング部２０の内壁
面９の先端側の部分に谷面に沿って外周側に大きく流さ
れてしまい、円滑に切屑排出溝３内に送り出すことがで
きなくなる一方、逆にこの開角βが９５°を下回るほど
小さすぎると、シンニング切刃部１９で生成された切屑
が十分にカールされないうちに切屑排出溝３に送り込ま
れてしまうおそれがある。

【００２１】一方、本実施形態のドリルでは、このシン
ニング切刃部１９よりも外周側の切刃５において、その
外周端１５側に、ドリル回転方向Ｔに凸となる凸曲線状
切刃部１６が形成され、従って軸線Ｏ方向先端視の外周
端１５における凸曲線状切刃部１６とマージン部６との
交差角を上述のように大きな角度に、しかもこの凸曲線
状切刃１６の後端側に連なる第１凸曲面部７との交差角
よりも大きな角度にすることができ、この切刃５の外周
端１５近傍におけるドリル本体１の強度を十分に確保す
ることができる。このため、ドリル本体１外周に位置す
るために切削速度が最も高く、しかも切屑生成量も最も
多くなるために過大な負荷が生じやすいこの切刃５の外
周端１５に欠けやチッピングなどが発生するのを防止す
ることができ、高速乾式切削等の加工条件下における工
具寿命の一層の延長を図ることができる。しかも、本実
施形態ではこの凸曲線状切刃部１６が軸線Ｏ方向先端視
に切刃５の外周端１５と軸線Ｏとを結ぶ直線よりもドリ
ル回転方向Ｔに凸となるように形成されていて、これに
より上述のようにその径方向すくい角αが負角とされて
いるので、マージン部６との上記交差角は鈍角になり、
より確実にこの外周端１５周辺におけるドリル本体１の
強度を確保することが可能となる。

【００２２】また、この凸曲線状切刃部１６は、このよ
うにドリル回転方向Ｔに凸となる曲線状をなしていて、
上述した従来の特開２０００−１９８０１１号公報や特
公平４−４６６９０号公報に記載のドリルのように切刃
が角度をもって凸Ｖ字状に折れ曲がっているために切刃
上に折曲点が形成されたりすることがなく、これはシン
ニング切刃部１９と凹曲線状切刃部１７とが交差する部
分も同じであり、従って切刃５により生成される切屑
は、このような折曲点で分断されたりすることなく、該
切刃５の全長に亙って連続して生成される。そして、こ
の凸曲線状切刃部１６の内周側にはドリル回転方向Ｔ後
方側に凹となる凹曲線状切刃部１７が滑らかに連なるよ
うに形成されるとともに、この凹曲線状切刃部１７のド
リル本体１後端側には切屑排出溝３の内壁面４の第１凹
曲面部１２が連ねられており、従って上述のように切刃
５の全長に亙って連続して生成された切屑は、この凹曲
線状切刃部１７によって生成された部分が内周側に向け
て流れ出るのに伴い、その外周側の凸曲線状切刃部１６
で生成された部分も内周側に引っ張られて、これらの部
分が全体的に内周側に巻き込まれるように上記第１凹曲
面部８に摺接させられてカールさせられる。このため、
この凹曲線状切刃部１７の内周側のシンニング切刃部１
９で生成された切屑部分も上述したように第１シンニン
グ部２０の谷底部２１に摺接してカールさせられること
と合わせて、切屑はその全体が内周側に巻き込まれるよ
うにして円滑にカールさせられ、切屑排出溝３に送り出
されて排出されるので、本実施形態によれば、従来のよ
うに切刃上の折曲点で分断された切屑が絡まり合って切
屑詰まりを生じたり、あるいは切屑が外周側に流れてそ
の処理が阻害されることにより抵抗を増大させたりドリ
ル本体の摩耗を速めたりするようなこともなく、一層円
滑かつ安定した切屑処理を促して穴明け加工時のドリル
回転駆動力の低減を図るとともに、摩耗を抑えて工具寿
命を延長させることが可能となる。また、この切刃５を
含めたドリル本体１の先端部には、ＴｉＮ、ＴｉＣＮ、
ＴｉＡｌＮ等の硬質皮膜が被覆されているので、ドリル
本体１の耐摩耗性の一層の向上を図ることができる。

【００２３】さらに、上記第１凹曲面部７の内周側に
は、ドリル回転方向Ｔ後方側を向く切屑排出溝３の内壁
面９の第２凹曲面部１２が、この第１凹曲面部７と滑ら
かに連なるように形成されており、この第２凹曲面部１
２は第１凹曲面部８とは逆にドリル回転方向Ｔに凹むよ
うに形成されているので、上述のように第１凹曲面部８
によって小さくカールされた切屑の流れを阻害すること
なく、より円滑な切屑の排出を図ることができる。しか
も、本実施形態ではこの第２凹曲面部１２の外周側にや
はり滑らかに連なるように第２凸曲面部１１が形成され
ており、従って切屑の流れがヒール部１０側で阻害され
ることもなく、またこのヒール部１０におけるドリル本
体１の強度も確保することができる。

【００２４】また、本実施形態では、これら第１、第２
凹曲面部８，１２の凹み量Ｌ１，Ｌ２を、第１凹曲面部
８については軸線Ｏと内壁面４の外周端１３とを結ぶ第
１仮想直線Ｓ１から切刃５の外径Ｄに対して−０．０６
×Ｄ〜０の範囲となるように（ただし、ドリル回転方向
Ｔ後方側が負）、また第２凹曲面部１２については軸線
Ｏにおいて上記第１仮想直線Ｓ１と直交する第２仮想直
線Ｓ２から−０．０６×Ｄ〜０．０６×Ｄの範囲となる
ように（ただし、ドリル回転方向Ｔ側が負）それぞれ設
定されており、これにより切屑を強すぎず弱すぎずに第
１、第２凹曲面部８，１２に摺接させて、適度なブレー
キング作用を与えることができる。このため、過大なブ
レーキング作用によって切屑が潰れて円滑な排出性が損
なわれたりドリル回転駆動力の増大を招いたりすること
なく、しかしながら確実に切屑をカールさせて処理する
ことができる。なお、このような作用効果をより確実に
奏功せしめるには、本実施形態のように軸線Ｏに直交す
る断面において、第１凹曲面部８がなす凹曲線（凹円
弧）の曲率半径Ｒ２は切刃５の外径Ｄに対して０．１８
〜０．３５×Ｄの範囲に、また第２凹曲面部１２の曲率
半径Ｒ４は０．２〜０．５×Ｄの範囲に、それぞれ設定
されるのが望ましい。

【００２５】さらに、本実施形態では、これら第１、第
２凹曲面部８，１２間においても、軸線Ｏに直交する断
面において第２凹曲面部１２がなす凹曲線の曲率半径す
なわち上記半径Ｒ４が、第１凹曲面部８がなす凹曲線の
曲率半径すなわち上記半径Ｒ２よりも大きくなるように
されており、従って切刃５によって生成された切屑を、
まず比較的小さな半径Ｒ２の第１凹曲面部８に摺接させ
ることにより、この切屑に十分な巻き癖をつけてカール
させるとともに、こうしてカールされた切屑を比較的大
きな半径Ｒ４の第２凹曲面部１２側に流出させることに
より、この第２凹曲面部１２においては切屑があまり強
く押し付けられることがなくなり、より円滑な排出を促
すとともにドリル回転駆動力の一層の軽減を図ることが
できる。しかも、これら第１、第２凹曲面部８，１２が
なす凹曲線が、本実施形態では１の上記接点Ｐ３で接し
て連続する凹曲線を描くようにされており、第１凹曲面
部８から第２凹曲面部１２への切屑の流れをよりスムー
ズにして、一層円滑な切屑排出を促すことが可能とな
る。

【００２６】ただし、このように第１、第２凹曲面部
８，１２を、その断面がなす凹曲線が１の接点Ｐ３で接
して滑らかに連なるように形成する代わりに、例えば図
４に示すように、これら第１、第２凹曲面部８，１２の
間に、軸線Ｏに直交する断面において第１凹曲面部８が
なす凹曲線と第２凹曲面部１２がなす凹曲線との双方に
接点Ｐ４，Ｐ５で接する接線状をなす接続面２４を形成
して、この接続面２４を介して両凹曲面部８，１２が滑
らかに連なるようにしてもよい。この場合にも、第１凹
曲面部８によって巻き癖がつけられた切屑を、その流れ
を損なうことなく、しかもこの接続面２４に強く押し付
けてドリル回転駆動力の増大を招いたりすることもな
く、第２凹曲面部１２側に送り出して円滑に排出するこ
とが可能となる。また、その一方で、このような接続面
２４を第１、第２凹曲面部８，１２間に介在させた場合
には、これら第１、第２凹曲面部８，１２の曲率半径Ｒ
２，Ｒ４に制限されることなく切屑排出溝３の溝幅を設
定することができるので、例えば上記とは逆に加工物の
材質などに応じて第２凹曲面部１２にも切屑を十分に摺
接させてカールさせなければならない場合にその曲率半
径Ｒ４を小さくしたとしても、切屑排出溝３の溝幅は十
分大きく確保して円滑な排出性を維持することも可能と
なる。

【００２７】さらに、本実施形態では、上記第１、第２
凸曲面部７，１１が上記断面においてなす凸曲線（凸円
弧）の曲率半径Ｒ１，Ｒ３が、切刃５の外径Ｄに対して
それぞれ０．１〜０．８×Ｄの範囲に設定されており、
これにより、ドリル本体１の内壁面４や切刃５の外周端
１３，１５におけるマージン部６周辺の強度やヒール部
１０周辺における強度を十分に確保しつつ、第１、第２
凹曲面部８，１２の径方向の幅が小さくなりすぎるのを
防いで、確実な切屑処理性の向上を図ることができる。
なお、高速乾式切削のような条件下でも、このようにド
リル本体１の強度確保と切屑処理性の向上とをより確実
に両立させるには、本実施形態のように上記断面におい
て第１凸凹曲面部７，８がなす凸凹曲線の接点Ｐ１を、
軸線Ｏから切刃５の外径Ｄの２／３の直径の円より外周
側に、より望ましくは外径Ｄの５／６の直径の円よりも
外周側に位置させ、また切屑排出溝３の溝幅比を０．８
〜１．２：１の範囲とするのが望ましい。

【００２８】さらにまた、本実施形態ではこのように切
屑処理性の向上が図られてドリル回転駆動力の低減が図
られるのに伴い、加工時にドリル本体１自体が受ける負
荷も小さくなり、これによってその芯厚ｄも切刃５の外
径Ｄに対して０．１５×Ｄ〜０．３×Ｄと比較的小さな
範囲に設定することができる。このため、上記シンニン
グ部１８の第２シンニング部２３によってチゼル幅を小
さくすることができるのとも相俟って、上記ドリル本体
１が受ける負荷のうち特にスラスト力を一層軽減させる
ことができるとともに、切屑排出溝３の断面積を大きく
してさらに円滑な切屑排出を促し、これらによって穴明
け加工時の動力の一層の軽減を図ることができる。その
一方で、ドリル本体１の断面積は、上記曲率半径Ｒ１〜
Ｒ４が上述のように適当な範囲に設定されることと、特
に第１、第２凸曲面部７，１１によって外周側で大きく
なることとにより、必要かつ十分に確保することがで
き、従ってドリル本体１の剛性も維持することができる
ので、上述のように加工動力の一層の軽減が図られるこ
ととも相俟って、加工時に折損等が生じてドリル寿命が
費えてしまうような事態をも防止することが可能とな
る。

【００２９】ここで、次表１は、図１〜図３に示した実
施形態のドリルと、それぞれ第１凸曲面部７の半径Ｒ１
の大きさと第１、第２凹曲面部８，１２の大小、および
芯厚ｄの大きさが異なる以外はこの実施形態と同様とさ
れた比較ドリル１〜５とで、切削速度を変化させ、かつ
乾式で穴明け加工試験を行ったときの結果を示すもので
あり、加工条件や評価は表下に示した通りである。

【００３０】

【表１】

【００３１】この表１の結果より、まず第１凸曲面部７
の半径Ｒ１が切刃５の外径Ｄに対して０．１×Ｄを下回
る比較ドリル１では、この第１凸曲面部７の幅が小さく
なるのに伴い先端の凸曲線状切刃部１６の幅も小さくな
って、この凸曲線状切刃部１６ごと切刃５の肩すなわち
上記外周端１５部分にチッピングが生じ、またこれとは
逆に半径Ｒ１が０．８×Ｄを上回る比較ドリル２では、
これら第１凸曲面部７および凸曲線状切刃部１６が幅広
となって、相対的に第１凹曲面部８および凹曲線状切刃
部１７が幅狭となり、これにより切屑のカーリング性が
損なわれて切屑排出溝３の内壁面４，９に切屑が強く押
し付けられ、大きな摩耗を生じる結果となった。また、
上記実施形態とは逆に第１凹曲面部８の半径Ｒ２を第２
凹曲面部１２の半径Ｒ４よりも大きくした比較ドリル３
では、切屑が第２凹曲面部１２に強く押し付けられるこ
とによって図５（ロ）に示すように潰れを生じ、またこ
の第２凹曲面部１２の摩耗も著しかった。さらに、芯厚
ｄを０．３×Ｄよりも大きくした比較ドリル４では、切
屑排出溝３の断面積が小さくなってやはり切屑の擦過に
よる摩耗が大きく、しかもスラスト力が増大してドリル
駆動力も大きくなったのに対し、逆に芯厚ｄを０．１５
×Ｄより小さくした比較ドリル５では、スラスト力は小
さくなったものの、剛性不足によって折損が生じてしま
った。

【００３２】これらの比較ドリル１〜５に対して、上記
実施形態のドリル１〜３では、いずれも排出された切屑
が図５（イ）に示すように潰れを生じたりすることなく
小さくカールさせられていて、切屑排出溝３の内壁面
４，９等における工具摩耗も正常なものであり、特に芯
厚ｄを０．２３×Ｄとした実施形態ドリル２ではスラス
ト力、水平分力とも小さく、より安定した穴明け加工を
行うことが可能であった。なお、これに対して芯厚ｄを
０．２０×Ｄとやや小さめにした実施形態ドリル３で
は、その分剛性も小さくなったため水平分力が大きくな
る傾向となったが、比較ドリル５のように折損に至るよ
うなことはなく、実用上十分な寿命を得ることができ
た。

【００３３】

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
第１に、切刃の内周端側に連なるように切屑排出溝の内
壁面の先端側に形成したシンニング部に、谷底部が凹曲
面状をなしてドリル本体の内周側に後退しつつ延びる谷
形の第１シンニング部を設けることにより、切屑の内周
側部分をこの第１シンニング部の谷底部がなす凹曲面に
摺接させて円滑にカールさせることができ、シンニング
部で切屑が詰まりを生じたりするのを防いで、円滑な切
屑処理を図ることができる。また、第２に、この第１シ
ンニング部の先端側に、上記谷底部に対しさらに内周側
に後退しつつ切刃内周端に達する第２シンニング部を設
けることにより、チゼル幅を短くして食い付き性の向上
やスラスト力の低減を促すとともに、この第２シンニン
グ部の谷底に沿ったドリル本体の先端角度は大きく確保
してその強度の向上を図ることができ、これらによっ
て、たとえ乾式でしかも高速切削となるような過酷な加
工条件においても、ドリルの寿命の延長を図って円滑か
つ安定した穴明け加工を行うことが可能となる。

【図面の簡単な説明】

【図１】 本発明の一実施形態を示す軸線Ｏ方向先端視
の正面図である。

【図２】 図１に示す実施形態の軸線Ｏに直交する断面
図である。

【図３】 図１に示す実施形態のシンニング部１８を示
すドリル本体１先端部の斜視図である。

【図４】 第１、第２凹曲面部８，１２間に接続面２４
を形成した場合を示す断面図である。

【図５】 （イ）は本発明の実施形態によるドリルによ
って生成された切屑を示す図であり、（ロ）は実施形態
とは第１、第２凹曲面部８，１２の半径Ｒ２，Ｒ４の大
小が反対とされた比較ドリル３による切屑を示す図であ
る。

【符号の説明】

１ ドリル本体 ２ 先端逃げ面 ３ 切屑排出溝 ４，９ 切屑排出溝３の内壁面 ５ 切刃 ７ 第１凸曲面部 ８ 第１凹曲面部 １１ 第２凸曲面部 １２ 第２凹曲面部 １３ 内壁面４の外周端 １５ 切刃５の外周端 １６ 凸曲線状切刃部 １７ 凹曲線状切刃部 １８ シンニング部 １９ シンニング切刃部 ２０ 第１シンニング部 ２１ 第１シンニング部２０の谷底部 ２３ 第２シンニング部 ２４ 接続面 Ｏ ドリル本体１の軸線 Ｔ ドリル回転方向 Ｒ１〜Ｒ４ 第１、第２凸凹曲面部７，８，１１，１２
が軸線Ｏに直交する断面においてなす曲線の曲率半径 Ｓ１，Ｓ２ 第１、第２仮想直線 Ｌ１，Ｌ２ 第１、第２凹曲面部８，１２の凹み量 ｄ ドリル本体１の芯厚 β 第１シンニング部２０の開角

Claims (8)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 軸線回りに回転されるドリル本体の先端
   部外周に後端側に向けて延びる切屑排出溝が形成され、
   この切屑排出溝のドリル回転方向を向く内壁面と上記ド
   リル本体の先端逃げ面との交差稜線部に切刃が形成され
   てなるドリルであって、上記切屑排出溝の内壁面の先端
   側には、上記切刃の内周端側に連なるシンニング部が形
   成されており、このシンニング部は、その谷底部が凹曲
   面状をなして上記内壁面に対して上記ドリル本体の内周
   側に後退しつつ上記切刃の内周端に向けて延びる谷形の
   第１シンニング部を備えていることを特徴とするドリ
   ル。
2. 【請求項２】 上記第１シンニング部の開角が９５〜１
   ０５°の範囲とされていることを特徴とする請求項１に
   記載のドリル。
3. 【請求項３】 上記第１シンニング部の谷底部がその断
   面においてなす凹曲線の曲率半径が０．１〜０．５mmの
   範囲とされていることを特徴とする請求項１または請求
   項２に記載のドリル。
4. 【請求項４】 上記シンニング部は、上記第１シンニン
   グ部の先端側に形成されて、上記谷底部に対してさらに
   内周側に後退しつつ上記切刃の内周端に達する第２シン
   ニング部を備えていることを特徴とする請求項１ないし
   請求項３のいずれかに記載のドリル。
5. 【請求項５】 上記第２シンニング部が谷形をなし、そ
   の谷底部の断面がなす曲率半径が第１シンニング部の上
   記谷底部の曲率半径よりも小さくされていることを特徴
   とする請求項４に記載のドリル。
6. 【請求項６】 上記第２シンニング部が谷形をなし、そ
   の谷底部の断面がなす曲率半径が０．１mm未満とされて
   いることを特徴とする請求項４または請求項５に記載の
   ドリル。
7. 【請求項７】 上記ドリル本体の芯厚が、上記切刃の外
   径Ｄに対して０．１５×Ｄ〜０．３×Ｄの範囲に設定さ
   れていることを特徴とする請求項１ないし請求項６のい
   ずれかに記載のドリル。
8. 【請求項８】 上記ドリル本体の少なくとも先端部の表
   面には、硬質皮膜が被覆されていることを特徴とする請
   求項１ないし請求項７のいずれかに記載のドリル。