JP2003266225A - 穴明け工具 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 穴加工精度と工具寿命を向上させる。 【解決手段】 略円柱形状の工具本体の先端部外周に、
一対の切屑排出溝を工具本体の回転軸線Ｏに対称にして
ねじれるように形成し、各切屑排出溝の工具回転方向を
向く壁面と先端逃げ面４との交差稜線部にはそれぞれ切
刃を形成する。先端逃げ面４における工具回転方向後方
側から回転軸線Ｏ側に向けてシンニング面４ａを形成
し、このシンニング面４ａにより、切刃の内周側の部分
を、回転軸線Ｏ側に曲折させられて互いに他方の切刃側
まで達するシンニング刃６とする。これらシンニング刃
６間にチゼル７を形成し、チゼル７のＹ寸法を、−０．
１０ｍｍから０ｍｍの範囲内とする。シンニング面４ａ
においてシンニング刃６に連なって工具回転方向を向く
部分と、先端逃げ面４の工具回転方向後方側から回転軸
線Ｏ側に向けて延びる部分とを、凹曲面４ｂを介して接
続する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、難削材の穴明け加
工に適したドリル等の穴明け工具に関する。

【０００２】

【従来の技術】図３の側面図及び図４の先端面図に示す
ように、従来の穴明け工具２１は、回転軸線Ｏ１回りに
回転させられる工具本体２２の先端部外周に回転軸線Ｏ
１回りにねじれた一対の切屑排出溝２３、２３を回転軸
線Ｏ１に対称にして形成するとともに、各切屑排出溝２
３の工具回転方向を向く壁面２３ａと先端逃げ面２４と
の交差稜線部に切刃２５が形成されたものである。工具
本体２２において先端逃げ面２４の工具回転方向後方に
は、Ｘシンニングによって回転軸線Ｏ１の近傍から外周
面まで達するシンニング面２４ａが形成されて、このシ
ンニング面２４ａにより切刃２５の内周側の部分は回転
軸線Ｏ１側に曲折させられて回転軸線Ｏ１の手前側（外
周側）で先端逃げ面２４に接続されるシンニング刃２６
とされ、これらシンニング刃２６の内周端同士の間には
チゼル２７が形成されている。ここで、チゼル２７のシ
ンニング刃２６に略直交する方向の寸法Ｘ１をＸ寸法と
し、チゼル２７のシンニング刃２６に沿った方向の寸法
Ｙ１をＹ寸法とする。また、各シンニング刃２６同士が
全く対向していない場合のＹ寸法を正、各シンニング刃
２６の少なくとも一部が対向している場合のＹ寸法を負
とする。なお、図４では、チゼル２７近傍部分の形状は
概略的に示しており、実際にはチゼル７近傍部分の寸法
はごく小さなものである。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】上記従来の穴明け工具
２１では、シンニング刃２６は先端逃げ面２４の逃げ量
が送り量に比べて小さく、この部分（緩衝部分）が被削
材に擦れてしまうこととなり、これによって生じる切削
抵抗によって工具本体２２に振れが生じやすく、穴の加
工精度を確保することは困難であった。また、このよう
に工具本体２２に振れが生じることで工具本体２２に加
わる負担も大きくなるので、工具寿命が短くなってしま
う。

【０００４】この発明は、上記事情に鑑みてなされたも
ので、穴加工精度と工具寿命を向上させた穴明け工具を
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】上記目的を達成するた
め、本発明にかかる穴明け工具は、回転軸線回りに回転
させられる工具本体の先端部外周に回転軸線回りにねじ
れた一対の切屑排出溝を回転軸線に対称にして形成する
とともに、各切屑排出溝の工具回転方向を向く壁面と先
端逃げ面との交差稜線部にそれぞれ切刃が形成される穴
明け工具において、先端逃げ面における工具回転方向後
方側から回転軸線側に向けてはシンニング面が形成され
て、このシンニング面により切刃の内周側の部分は回転
軸線側に曲折させられて互いに他方の切刃側まで達する
シンニング刃とされ、シンニング面においてシンニング
刃に連なって工具回転方向を向く部分と、先端逃げ面の
工具回転方向後方側から回転軸線側に向けて延びる部分
とは、凹曲面を介して接続されていることを特徴として
いる。

【０００６】このように構成される穴明け工具において
は、先端逃げ面における工具内周側にシンニング面が形
成されることにより切刃の内周側の部分は回転軸線側に
曲折させられて互いに他方の切刃側まで達するシンニン
グ刃とされている。すなわち、チゼルのＹ寸法が０また
は負とされている。これにより、シンニング面とシンニ
ング刃との間に形成される空間が広くなり、シンニング
刃によって被削材から削り取られた切屑がシンニング面
とシンニング刃との間に形成される空間に排出されやす
くなるので、切屑排出性が向上する。また、上記のよう
にチゼルのＹ寸法を０または負とすることで、先端逃げ
面において被削材に擦られる緩衝部分が小さくなり、切
削抵抗が小さくなる。ここで、これらシンニング刃間に
形成されるチゼルのＹ寸法が−０．１ｍｍよりも小さい
場合には、チゼル近傍において肉厚の薄い部分が多くな
りすぎてチゼルの強度が低下し、工具寿命が短くなって
しまう。一方、チゼルのＹ寸法が０ｍｍよりも大きい正
の値である場合には、シンニング面とシンニング刃との
間に形成される空間が狭くなり、穴明け加工時にシンニ
ング刃によって被削材から削り取られた切屑の排出性が
低下してしまう。さらに、このようにシンニング面とシ
ンニング刃との間に形成される空間が狭くなるとこの空
間内で切屑が押し潰されやすくなるので、その影響を受
けて工具本体に振れが生じやすくなり、穴加工精度が低
下するとともに振れが生じることによって工具本体に加
わる負荷も大きくなって工具寿命も低下してしまう。こ
のため、これらシンニング刃間に形成されるチゼルのＹ
寸法は、−０．１ｍｍから０ｍｍの範囲内とすることが
好ましい。ここで、チゼルによる被削材の除去は、切削
によるものではなく、被削材を押し潰すことによって行
われるものであって、高い抵抗を生じる。このため、チ
ゼルの幅Ｖが０．１ｍｍよりも大きいと、被削材に対す
る穴明け工具の食い付きが悪くなるので、チゼルの幅Ｖ
は０ｍｍ（この場合チゼルは点状となる）から０．１ｍ
ｍの範囲内とすることが好ましい。

【０００７】さらに、シンニング面において、シンニン
グ刃に連なって工具回転方向を向く部分（すなわちシン
ニング刃のすくい面をなす部分）と、先端逃げ面の工具
回転方向後方側から回転軸線側に向けて延びる部分とが
凹曲面を介して接続されているので、シンニング刃によ
って被削材から削り取られた切屑は、シンニング面にお
いて前記工具回転方向を向く部分から凹曲面によって案
内されて、シンニング面の前記工具回転方向後方側から
回転軸線側に向けて延びる部分までスムーズに導かれて
安定した切屑が生成されることとなる。

【０００８】また、チゼルのシンニング刃にホーニング
を施すことで、シンニング刃の強度を確保することがで
きる。シンニング刃に形成されるホーニング面において
回転軸線側の端部は、例えばシンニング面の凹曲面に沿
った凹曲面などの曲面状に形成することで、この部分の
強度を確保することができる。ここで、シンニング刃に
施すホーニング量を調整することで、チゼルのＸ寸法、
Ｙ寸法とは独立して、チゼルの幅Ｖを調整することがで
きる。なお、チゼルのＸ寸法を０ｍｍとした場合には、
シンニング刃にはホーニングを施さない。

【０００９】また、凹曲面は、円筒面をなしていてもよ
い。この場合には、凹曲面によってよりスムーズに切屑
を案内することができる。ここで、シンニング面におい
て前記工具回転方向を向く部分と前記工具回転方向後方
側から回転軸線側に向けて延びる部分とを接続する凹曲
面の曲率半径Ｒが０．１ｍｍよりも小さいと、凹曲面に
よって案内される切屑の向きが急激に変化することとな
るので、工具本体が大きな抵抗を受けることとなってし
まう。一方凹曲面の曲率半径Ｒが０．５ｍｍよりも大き
いと、シンニング面間に形成されるチゼルの幅が大きく
なってしまい、切削抵抗が増加してしまう。このため、
凹曲面の曲率半径Ｒは、０．１ｍｍから０．５ｍｍの範
囲内とすることが好ましい。

【００１０】

【発明の実施の形態】以下、本発明にかかる穴明け工具
の一実施形態について、図１及び図２を用いて説明す
る。本実施の形態では、本発明をドリルに適用した例に
ついて説明する。ここで、図１は本実施形態にかかるド
リルの形状を示す先端面図、図２は図１の拡大図であ
る。

【００１１】本実施形態に示すドリル１は、二枚刃のツ
イストドリルであって、鋼材や超硬合金等の硬質材料か
ら形成された略円柱形状の工具本体２の先端部外周に、
一対の切屑排出溝３、３が、この工具本体２の回転軸線
Ｏに対称にして工具本体２の後端側に向かうにつれて加
工時の工具回転方向Ｔの後方にねじれるように形成され
ている。ここで、工具本体２には、基端側から先端逃げ
面４まで通じる油穴を設けてもよい。各切屑排出溝３の
工具回転方向Ｔを向く壁面と先端逃げ面４との交差稜線
部にはそれぞれ切刃５が形成されている。ここで、工具
本体２の心厚は、切刃外径をＤとすると、例えば０．２
×Ｄｍｍ〜０．３５×Ｄｍｍの範囲内とされている。本
実施の形態では、切刃外径Ｄは８．６ｍｍとしている。
本実施の形態では、心厚は０．２５×Ｄｍｍとしてい
る。

【００１２】先端逃げ面４における工具回転方向後方側
から回転軸線Ｏ側に向けてはシンニング面４ａが形成さ
れていて、このシンニング面４ａにより切刃５の内周側
の部分は回転軸線Ｏ側に曲折させられて互いに他方の切
刃５側まで達するシンニング刃６とされている。すなわ
ち、このドリル１にはＸシンニングが施されている。本
実施形態では、シンニング刃６は、他方のシンニング刃
６と一部が対向するように形成している。そして、シン
ニング面４ａにおいてシンニング刃６に連なって工具回
転方向を向く部分と、先端逃げ面４の工具回転方向後方
側から回転軸線Ｏ側に向けて延びる部分とは、凹曲面４
ｂを介して接続されている。ここで、本実施の形態で
は、凹曲面４ｂは円筒面としている。また、切刃５及び
シンニング刃６にはホーニング８が設けられていて、そ
の強度が確保されている。そして、刃先への切屑の溶着
を防止するため、切刃５及びシンニング刃６に施すホー
ニング量Ｈは、０〜０．０２５ｍｍとしている。このホ
ーニング８によって形成されるホーニング面Ｆは、その
回転軸線Ｏ側の端部が、例えばシンニング面４ａの凹曲
面４ｂに沿った凹曲面などの曲面状に形成されており、
これによってこの部分の強度が確保されている。

【００１３】これらシンニング刃６間にはチゼル７が形
成されており、チゼル７のシンニング刃６に沿った方向
の寸法Ｙは０ｍｍから０．１ｍｍの範囲内とされてい
る。すなわち、チゼル７のＹ寸法は−０．１ｍｍから０
ｍｍの範囲内とされている。また、シンニング刃６に略
直交する方向のチゼル７の寸法（チゼル７のＸ寸法）
が、０ｍｍから０．３ｍの範囲内とされている。ここ
で、図２では、比較のため、チゼルのＹ寸法を正とした
場合のシンニング面４ａの形状を二点鎖線で示してい
る。また、チゼル７による被削材の除去は、切削による
ものではなく、被削材を押し潰すことによって行われる
ものであって、高い抵抗を生じる。このため、チゼル７
の幅Ｖが０．１ｍｍよりも大きいと、被削材に対するド
リル１の食い付きが悪くなるので、本実施の形態では、
チゼル７の幅Ｖは０ｍｍ（この場合チゼル７は点状とな
る）から０．１ｍｍの範囲内としている。

【００１４】このように構成されるドリル１において
は、先端逃げ面４における工具内周側にシンニング面４
ａが形成されることにより切刃５の内周側の部分は回転
軸線Ｏ側に曲折させられて互いに反対の切刃５側まで達
するシンニング刃６とされ、これらシンニング刃６同士
は互いに一部を対向させられている。すなわち、シンニ
ング刃６間に形成されるチゼルのＹ寸法が負とされてい
る。これにより、シンニング面４ａとシンニング刃６と
の間に形成される空間Ｓが広くなり、シンニング刃６に
よって被削材から削り取られた切屑がシンニング面４ａ
とシンニング刃６との間に形成される空間Ｓに容易に排
出されることとなる。

【００１５】ここで、これらシンニング刃６間に形成さ
れるチゼル７のＹ寸法が０ｍｍよりも大きい場合には、
シンニング面４ａとシンニング刃６との間に形成される
空間Ｓが狭くなり、シンニング刃６によって被削材から
削り取られた切屑の排出性が低下してしまう。さらに、
このようにシンニング面４ａとシンニング刃６との間に
形成される空間Ｓが狭くなることで、穴明け加工時にこ
の空間Ｓ内で切屑が押し潰されやすくなるので、その影
響を受けて工具本体２に振れが生じやすくなり、穴加工
精度が低下するとともに振れが生じることによって工具
本体２に加わる負荷も大きくなって工具寿命も低下して
しまう。また、チゼル７のＹ寸法が−０．１ｍｍよりも
小さい場合には、チゼル７の強度が低下して工具寿命が
短くなってしまう。このため、これらシンニング刃６間
に形成されるチゼル７のＹ寸法は、−０．１０ｍｍから
０ｍｍの範囲内とされる。

【００１６】さらに、チゼル７のＸ寸法が、０ｍｍから
０．３ｍｍの範囲内とされており、シンニング面４ａと
シンニング刃６との間に形成される空間Ｓを広く確保し
ているので、シンニング刃６によって被削材から削り取
られた切屑がシンニング面４ａとシンニング刃６との間
に形成される空間Ｓに容易に排出されることとなる。こ
こで、チゼル７のＸ寸法が０ｍｍよりも小さい場合（す
なわち負である場合）には、チゼル７がなくなるため、
工具先端の強度が低下して工具寿命が短くなってしま
う。また、この寸法が０．３ｍｍよりも大きい場合に
は、シンニング面４ａとシンニング刃６との間に形成さ
れる空間Ｓが小さくなってしまい、シンニング刃６によ
って被削材から削り取られた切屑の排出性が低下してし
まう。さらに、穴明け加工時にシンニング面４ａとシン
ニング刃６との間に形成される空間Ｓ内で切屑が押し潰
されやすくなるので、その影響を受けて工具本体に振れ
が生じやすくなり、穴加工精度が低下するとともに振れ
が生じることによって工具本体２に加わる負荷も大きく
なって工具寿命も低下してしまう。このため、チゼル７
のＸ寸法は、０ｍｍから０．３ｍｍの範囲内とすること
が好ましい。また、上記のようにチゼル７のＹ寸法を０
または負とし、Ｘ寸法を０ｍｍから０．３ｍｍの範囲内
とすることで、先端逃げ面４において被削材に擦られる
緩衝部分が小さくなるので、切削抵抗を小さくすること
ができる。

【００１７】また、シンニング面４ａにおいて、シンニ
ング刃６に連なって工具回転方向を向く部分（すなわち
シンニング刃６のすくい面をなす部分）と、先端逃げ面
４の工具回転方向後方側から回転軸線Ｏ側に向けて延び
る部分とは、凹曲面４ｂを介して接続されているので、
シンニング刃６によって被削材から削り取られた切屑
は、シンニング面４ａにおいて前記工具回転方向を向く
部分から凹曲面４ｂによって案内されて、シンニング面
４ａの前記工具回転方向後方側から回転軸線Ｏ側に向け
て延びる部分までスムーズに導かれて安定した切屑が生
成されることとなる。ここで、シンニング面４ａにおい
て、前記工具回転方向を向く部分と前記工具回転方向後
方側から回転軸線Ｏ側に向けて延びる部分とを接続する
凹曲面４ｂの曲率半径Ｒが０．１ｍｍよりも小さいと、
凹曲面４ｂによって案内される切屑の向きが急激に変化
することとなるので、工具本体２が大きな抵抗を受ける
こととなってしまう。一方凹曲面４ｂの曲率半径Ｒが
０．５ｍｍよりも大きいと、シンニング面４ａ間に形成
されるチゼル７の幅Ｖが大きくなってしまい、切削抵抗
が増加してしまう。このため、凹曲面４ｂの曲率半径Ｒ
は、０．１ｍｍから０．５ｍｍの範囲内とすることが好
ましい。

【００１８】このように構成されるドリル１によれば、
シンニング刃６間に形成されるチゼル７のＹ寸法が、−
０．１０ｍｍから０ｍｍの範囲内とされており、また、
チゼル７のＸ寸法が、０ｍｍから０．３ｍｍの範囲内と
されているので、チゼル７の強度を確保しつつシンニン
グ面４ａとシンニング刃６との間に形成される空間Ｓを
広く確保して、切屑排出性を向上させることができる。
また、上記のようにチゼル７のＹ寸法を０または負と
し、Ｘ寸法を０ｍｍから０．３ｍｍの範囲内とすること
で、先端逃げ面４において被削材に擦られる緩衝部分が
小さくなるので、切削抵抗を小さくすることができる。
さらに、シンニング面４ａにおいてシンニング刃６に連
なって工具回転方向を向く部分と、先端逃げ面４の工具
回転方向後方側から回転軸線Ｏ側に向けて延びる部分と
が凹曲面４ｂを介して接続されているので、シンニング
刃６によって被削材から削り取られた切屑がシンニング
面４ａの前記工具回転方向を向く部分から凹曲面４ｂに
案内されて前記工具回転方向後方側から回転軸線Ｏ側に
向けて延びる部分までスムーズに導かれることとなり、
安定した切屑を生成することができる。これにより、穴
明け加工時に切屑によるドリル１への影響が少なくな
り、ドリル１に振れが生じにくくなる。これにより、穴
加工精度及び被削材に対するドリル１の喰付性を向上さ
せることができる。また、このようにドリル１に振れが
生じにくくなるので、ドリル１に加わる負担を低減する
ことができ、工具寿命を延ばすことができる。

【００１９】

【発明の効果】本発明にかかる穴明け工具によれば、シ
ンニング刃間に形成されるチゼルのＹ寸法が、０または
負とされているので、チゼルの強度を確保しつつシンニ
ング面とシンニング刃との間に形成される空間を広く確
保して、切屑排出性を向上させることができる。また、
上記のようにチゼルのＹ寸法を０または負とすること
で、先端逃げ面において被削材に擦られる緩衝部分が小
さくなるので、切削抵抗を小さくすることができる。さ
らに、シンニング面においてシンニング刃に連なって工
具回転方向を向く部分と、先端逃げ面の工具回転方向後
方側から回転軸線側に向けて延びる部分とが凹曲面を介
して接続されているので、シンニング刃によって被削材
から削り取られた切屑がシンニング面の前記工具回転方
向を向く面から凹曲面によって案内されて前記工具回転
方向後方側から回転軸線側に向けて延びる部分までスム
ーズに導かれることとなり、安定した切屑を生成するこ
とができる。これにより、穴明け加工時に切屑による穴
明け工具への影響が少なくなり、穴明け工具に振れが生
じにくくなる。これにより、穴加工精度及び被削材に対
する穴明け工具の喰付性を向上させることができる。ま
た、このように穴明け工具に振れが生じにくくなるの
で、穴明け工具に加わる負担を低減することができ、工
具寿命を延ばすことができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】 本発明の一実施形態にかかるドリル（穴明け
工具）の先端面図である。

【図２】 図１の拡大図である。

【図３】 従来のドリル（穴明け工具）の形状を示す側
面図である。

【図４】 図３に示すドリルの先端面図である。

【符号の説明】

１ ドリル（穴明け工具） ２ 工具本体 ３ 切屑排出溝 ４ 先端逃げ面 ４ａ シンニング面 ４ｂ 凹曲面 ５ 切刃 ６ シンニング刃 ７ チゼル ８ ホーニング Ｏ 回転軸線 Ｙ チゼルのＹ寸法

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 回転軸線回りに回転させられる工具本体
   の先端部外周に回転軸線回りにねじれた一対の切屑排出
   溝を前記回転軸線に対称にして形成するとともに、前記
   各切屑排出溝の工具回転方向を向く壁面と先端逃げ面と
   の交差稜線部にそれぞれ切刃が形成される穴明け工具に
   おいて、 前記先端逃げ面における工具回転方向後方側から前記回
   転軸線側に向けてはシンニング面が形成されて、このシ
   ンニング面により前記切刃の内周側の部分は前記回転軸
   線側に曲折させられて互いに他方の切刃側まで達するシ
   ンニング刃とされ、 前記シンニング面において前記シンニング刃に連なって
   前記工具回転方向を向く部分と、前記先端逃げ面の工具
   回転方向後方側から前記回転軸線側に向けて延びる部分
   とは、凹曲面を介して接続されていることを特徴とする
   穴明け工具。
2. 【請求項２】 前記チゼルの前記シンニング刃にホーニ
   ングが施されていることを特徴とする請求項１記載の穴
   明け工具。
3. 【請求項３】 前記凹曲面が、円筒面をなしていること
   を特徴とする請求項１または２に記載の穴明け工具。