JP3967213B2 - ドリル - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、被削材に穴明け加工を施すために用いられるドリルに関し、とくに、プリント基板や、微少な金属部品、プラスチック等の被削材に小径深穴の孔部を穴明け加工するのに用いられる小型ドリルに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
一般に、小型ドリルは、穿孔すべき穴がきわめて小径であり、軸線回りに回転されるドリル本体の先端側部分に例えば直径０．０１〜３．１７５ｍｍ程度の小径棒状の刃先部が設けられ、後端側部分にドリル本体を工作機械の回転軸に把持するための比較的大径のシャンク部が刃先部と一体にまたはろう付けや締まり嵌め等で接続されて設けられている。刃先部の材質は、通常、超硬合金が採用され、シャンク部は超硬合金やスチール等の鋼材が採用されている。
【０００３】
このような小型ドリルとしては、従来より、刃先部に２条の切屑排出溝が形成され、これら切屑排出溝のドリル回転方向前方側を向く壁面と刃先部の先端逃げ面との交差稜線部にそれぞれ切刃が形成された２枚刃のものがよく用いられているが、２枚刃の小型ドリルでは、その芯厚が薄くならざるを得ず、ドリル本体の剛性が小さくなって、刃先部の折損や穴曲がりによる穴位置精度の低下がとくに生じやすいという問題がある。
【０００４】
これに対し、ドリル本体の剛性を大きく確保できる小型ドリルの一例として、実開平７−３３５１４号公報に開示されているようなものがあり、このような小型ドリルは、刃先部に１条の切屑排出溝が形成されているとともに、切屑排出溝のドリル回転方向前方側を向く壁面と刃先部の先端逃げ面との交差稜線部に１つの切刃が形成されて１枚刃とされたものである。
また、刃先部の先端逃げ面は、切刃からドリル回転方向後方側に向かって、平面状をなす第１逃げ面及び第２逃げ面と、円錐面状をなすとともに先端逃げ面の半分以上を占める第３逃げ面とが周方向に沿って順次配列されることによって構成されており、これらの第１〜３逃げ面に対しては、被削材の穴明け加工の際に、この被削材と接触することがないように、十分な逃げが与えられている。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記のような１枚刃の小型ドリルでは、被削材の穴明け加工の際に、この被削材に接触して切削に作用している切刃が１枚だけであるため、そのドリル本体の安定した状態を保ちづらく、ドリル本体の振れが生じて高い直進性を得ることができなくなってしまう。これにより、上記のようなドリル本体の剛性を大きく確保できる１枚刃ドリルであっても、依然として良好な穴位置精度を得ることができないのが現状であった。
【０００６】
また、昨今では、穴明け効率をより高めるため、重ねて加工する被削材の重ね枚数の増加（加工穴の深穴化）、さらには、配線密度の高密度化などによる加工穴の小径化が進んでおり、このため、穿孔する加工穴の穴径が小さく、穴深さと穴径との比が大きい小径深穴加工が増加してきている。
それゆえ、穿孔する加工穴の穴径が１ｍｍ以下、穴深さと穴径との比が５以上となるような小径深穴加工になってくると、使用する小型ドリルもその剛性を確保しづらくなっていくので、もともとドリル本体の剛性を確保しづらい上記の２枚刃ドリルでは、その剛性不足ゆえに穴位置精度のさらなる低下を招いてしまうのはもちろんのこと、上記のような１枚刃ドリルであっても、穴位置精度の低下が顕著になってしまう。
【０００７】
本発明は、上記のような課題に鑑みてなされたもので、ドリル本体の剛性を高く保つことができるとともに、良好な穴位置精度を得ることができるドリルを提供することを目的とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
上記の課題を解決して、このような目的を達成するために、本発明は、軸線回りに回転されるドリル本体の先端側部分である刃先部の外周に、この刃先部の先端から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前方側を向く壁面と前記刃先部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において、前記切屑排出溝が１条のみであり、前記刃先部を前記軸線方向の先端側から見たとき、前記軸線を通って前記切刃と平行なＸ軸に前記軸線上で直交するＹ軸を挟んで、前記切刃と反対側の領域にある前記先端逃げ面部分が、周方向に沿って配列された複数の逃げ面からなる多段面状とされていて、被削材の穴明け加工の際に、前記先端逃げ面部分を構成する複数の逃げ面同士の交差稜線のうちの少なくとも１つが、前記被削材に接触することを特徴とするものである。
このような構成とされた本発明では、刃先部に設けられる切屑排出溝が１条のみであるために、刃先部に２条の切屑排出溝が設けられたドリルに比べて芯厚が厚くなって、ドリル本体の剛性を高く保つことができる。さらに、被削材の穴明け加工の際には、１枚の切刃だけでなく、上記のＹ軸を挟んで、この切刃と反対側の領域にある逃げ面同士の交差稜線が被削材に接触することになるから、ドリル本体の振れを生じさせずに安定した状態を保つことができ、ドリル本体の直進性を高めることができる。
【０００９】
また、前記被削材に接触する交差稜線の外周端と前記先端逃げ面の最先端との間の前記軸線方向での距離と、前記切刃の外周端と前記先端逃げ面の最先端との間の前記軸線方向での距離との差が、前記被削材の穴明け加工の際に前記ドリル本体に与えられる１回転当たりの送り量よりも大きく設定されていることが好ましく、このような構成とすると、穴明け加工の際に被削材と接触する交差稜線に対して、被削材との適度な接触状態を与えることが可能となる。ここで、上記の距離の差がドリル本体に与えられる１回転当たりの送り量よりも小さくなってしまうと、この交差稜線と被削材との干渉がひどくなってしまう。
【００１０】
また、とくに、被削材に穿孔する穴の穴径が１ｍｍ以下、かつ、穴深さと穴径との比が５以上とされるような小径深穴加工に用いられる小型ドリルのように、刃先部の最大外径Ｄが１ｍｍ以下、かつ、刃先部の有効刃長Ｌと刃先部の最大外径Ｄとの比Ｌ／Ｄが５以上とされていて、ドリル本体の剛性を確保しづらく、穴位置精度の低下を招きやすい場合に、本発明を有効に活用することができる。
【００１１】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施形態を添付した図面を参照しながら説明する。
図１は本発明の実施形態による小型ドリルの刃先部の要部拡大側面図、図２は図１におけるＩ方向矢視図、図３は図２におけるＩＩ方向矢視図である。
【００１２】
本実施形態による小型ドリルのドリル本体は、その後端側部分が工作機械の回転軸に把持されるシャンク部とされているとともに、先端側部分が刃先部１０とされている。
この刃先部１０は、図１〜図３に示すように、軸線Ｏ回りに回転される軸線Ｏを中心とした略多段円柱状をなし、その先端側部分に位置する第１刃先部１０Ａと、第１刃先部１０Ａの外径Ｄよりも一段小さい外径を有して第１刃先部１０Ａの後端側に段差を介して連なる第２刃先部１０Ｂとから構成されている。つまり、刃先部１０は、いわゆるアンダーカットタイプとされており、この刃先部１０の最大外径Ｄは、第１刃先部１０Ａの外径Ｄ（後述するマージン部２５を円弧とする仮想の円の外径）となっている。なお、刃先部１０の最大外径Ｄは、１ｍｍ以下に設定されている。
【００１３】
そして、刃先部１０の外周には、その先端から後端側に向けて延びるようにして刃先部１０の先端逃げ面１２及び外周面に開口する１条の切屑排出溝１１が軸線Ｏを含まないように形成されており、この切屑排出溝１１は、刃先部１０の先端から後端側に向かうにしたがいドリル回転方向Ｔ後方側に向けて軸線Ｏを中心として螺旋状にねじれている。
ここで、刃先部１０における切屑排出溝１１が形成された部分の軸線Ｏ方向での長さ、すなわち、切削に使用できる刃先部１０の有効刃長Ｌは、刃先部１０の最大外径Ｄ（第１刃先部１０Ａの外径Ｄ）に対する比Ｌ／Ｄが５以上となるように設定されている。
【００１４】
また、切屑排出溝１１におけるドリル回転方向Ｔ前方側を向く壁面の先端側領域がすくい面１１Ａとされ、このすくい面１１Ａの先端縁、すなわち、すくい面１１Ａと刃先部１０の先端逃げ面１２との交差稜線部には、軸線Ｏ付近から径方向外方側へ向かって延びて、刃先部１０の外周面と交差する略直線状をなす切刃１３が形成されている。
この略直線状をなす切刃１３には、径方向外側に向かうにしたがい軸線Ｏ方向の後端側及びドリル回転方向Ｔ後方側へ向かうような傾斜が付けられていて、切刃１３が芯上がりとなるように配置されている。
【００１５】
ここで、刃先部１０の先端逃げ面１２の形状を説明するため、刃先部１０を軸線Ｏ方向の先端側から見たときについて考え、図２に示すような仮想のＸ−Ｙ軸を導入する。
このＸ−Ｙ軸は、軸線Ｏ上で互いに直交して交差することによって軸線Ｏを原点とするとともに、そのＸ軸を切刃１３と平行に位置させており、また、Ｘ軸については、Ｙ軸を挟んで切刃１３の位置している領域（図２中、右側）を正の領域とし、Ｙ軸については、Ｘ軸を挟んで切屑排出溝１１が開口している領域（図２中、上側）を正の領域としている。
【００１６】
先端逃げ面１２は、図２に示すように、複数の平坦な逃げ面から構成された多段面状をなしており、具体的には、切刃１３からドリル回転方向Ｔ後方側に向かって、平坦面である第１〜４逃げ面１４Ａ，１４Ｂ，１４Ｃ，１４Ｄが周方向に沿って順次配列されて配置され、かつ、軸線Ｏ付近に、平坦面である逆側第１逃げ面１４Ｅが配置されるとともに、この逆側第１逃げ面１４Ｅと第４逃げ面１４Ｄとのドリル回転方向Ｔ後方側に、平坦面である逆側第２逃げ面１４Ｆが配置されることによって構成されていて、合計６つの平坦面からなる多段面状をなしている。
【００１７】
第１逃げ面１４Ａは、その面上における最も軸線Ｏに近い点が軸線Ｏに一致するようにして、Ｘ，Ｙがともに正の領域内に配置されており、この第１逃げ面１４Ａのドリル回転方向Ｔ後方側には第２逃げ面１４Ｂが連なっている。
第１逃げ面１４Ａと第２逃げ面１４Ｂとの交差稜線１５は、Ｘ軸上に沿って位置し、かつ、軸線Ｏを内周端１５Ａとするとともに、この内周端１５Ａから径方向外方側へ向かって略直線状に延びて、刃先部１０の外周面に交差する点を外周端１５Ｂとしている。
【００１８】
なお、第１逃げ面１４Ａのドリル回転方向Ｔ前方側の稜線、つまり、第１逃げ面１４Ａと切屑排出溝１１におけるドリル回転方向Ｔ前方側を向く壁面の先端側領域であるすくい面１１Ａとの交差稜線をなす切刃１３は、Ｘ，Ｙがともに正の領域内でＸ軸と平行に位置し、かつ、軸線Ｏ付近を内周端１３Ａとするとともに、この内周端１３Ａから径方向外方側へ向かって略直線状に延びて、刃先部１０の外周面に交差する点を外周端１３Ｂとしている。
【００１９】
第２逃げ面１４Ｂは、その面上における最も軸線Ｏに近い点が軸線Ｏに一致するようにして、Ｘが正，Ｙが負の領域内とＸ，Ｙがともに負の領域内とに亘って配置されており、この第２逃げ面１４Ｂのドリル回転方向Ｔ後方側には第３逃げ面１４Ｃが連なっている。
第２逃げ面１４Ｂと第３逃げ面１４Ｃとの交差稜線１６は、Ｘ，Ｙがともに負の領域内に位置し、かつ、逆側第１逃げ面１４Ｅが形成されている分だけ軸線Ｏから離間した位置を内周端１６Ａとするとともに、この内周端１６Ａから径方向外方側へ向かってドリル回転方向Ｔ前方側へ傾斜しつつ略直線状に延びて、刃先部１０の外周面に交差する点を外周端１６Ｂとしている。
【００２０】
第３逃げ面１４Ｃは、Ｘ，Ｙがともに負の領域内に配置されており、この第３逃げ面１４Ｃのドリル回転方向Ｔ後方側には第４逃げ面１４Ｄが連なっている。第３逃げ面１４Ｃと第４逃げ面１４Ｄとの交差稜線１７は、Ｘ，Ｙがともに負の領域内に位置し、かつ、逆側第１逃げ面１４Ｅが形成されている分だけ軸線Ｏから離間した位置を内周端１７Ａとするとともに、この内周端１７Ａから径方向外側へ向かってドリル回転方向Ｔ前方側へ傾斜しつつ略直線状に延びて、刃先部１０の外周面に交差する点を外周端１７Ｂとしている。
【００２１】
なお、第２逃げ面１４Ｂと第３逃げ面１４Ｃとの交差稜線１６と、第３逃げ面１４Ｃと第４逃げ面１４Ｄとの交差稜線１７とを比較したとき、それらの内周端１６Ａ，１７Ａの位置（各交差稜線１６，１７上において最も軸線Ｏに近い位置）については、交差稜線１７の内周端１７Ａの方が交差稜線１６の内周端１６Ａよりも軸線Ｏから離間しており、また、径方向外方側へ向かうにしたがいドリル回転方向Ｔ前方側へ向かう傾斜は、交差稜線１７の方が交差稜線１６よりも小さくなっている。
【００２２】
第４逃げ面１４Ｄは、Ｘ，Ｙがともに負の領域内とＸが負，Ｙが正の領域内とに亘って配置されており、この第４逃げ面１４Ｄのドリル回転方向Ｔ後方側には逆側第２逃げ面１４Ｆが連なっている。
第４逃げ面１４Ｄと逆側第２逃げ面１４Ｆとの交差稜線１８は、Ｘが負，Ｙが正の領域内に位置し、かつ、逆側第１逃げ面１４Ｅが形成されている分だけ軸線Ｏから離間したＹ軸上の位置を内周端１８Ａとするとともに、この内周端１８Ａから径方向外方側へ向かってドリル回転方向Ｔ後方側へ傾斜しつつ略直線状に延びて、刃先部１０の外周面に交差する点を外周端１８Ｂとしている。
【００２３】
逆側第１逃げ面１４Ｅは、その面上における最も軸線Ｏに近い点が軸線Ｏに一致するようにして、Ｘ，Ｙがともに負の領域内で、第２〜４逃げ面１４Ｂ，１４Ｃ，１４Ｄに囲まれるようにして軸線Ｏ付近に配置されており、この逆側第１逃げ面１４Ｅのドリル回転方向Ｔ後方側には、第４逃げ面１４Ｄと同じく、逆側第２逃げ面１４Ｆが連なっている。
逆側第１逃げ面１４Ｅと逆側第２逃げ面１４Ｆとの交差稜線１９は、Ｘ軸上に沿って位置し、かつ、軸線Ｏを内周端１９Ａとするとともに、この内周端１９Ａから径方向外方側へ向かって略直線状に延びて、第４逃げ面１４Ｄと逆側第２逃げ面１４Ｆとの交差稜線１８と交差する点（＝交差稜線１８の内周端１８Ａ）を外周端１９Ｂとしている。
【００２４】
また、この逆側第１逃げ面１４Ｅは、Ｘ，Ｙがともに負の領域内において、第２〜４逃げ面１４Ｂ，１４Ｃ，１４Ｄとに囲まれて配置されているため、Ｘが負，Ｙが正の領域内に位置する逆側第２逃げ面１４Ｆとの交差稜線１９を有するだけでなく、第２逃げ面１４Ｂとの交差稜線２０、第３逃げ面１４Ｃとの交差稜線２１、第４逃げ面との交差稜線２２をも有している。
【００２５】
逆側第１逃げ面１４Ｅと第２逃げ面１４Ｂとの交差稜線２０は、Ｘ，Ｙがともに負の領域内に位置し、かつ、軸線Ｏを内周端２０Ａとするとともに、この内周端２０Ａから径方向外方側へ向かって略直線状に延びて、第２逃げ面１４Ｂと第３逃げ面１４Ｃとの交差稜線１６と交差する点（＝交差稜線１６の内周端１６Ａ）を外周端２０Ｂとしている。
【００２６】
逆側第１逃げ面１４Ｅと第３逃げ面１４Ｃとの交差稜線２１は、Ｘ，Ｙがともに負の領域内に位置し、かつ、第２逃げ面１４Ｂと第３逃げ面１４Ｃとの交差稜線１６の内周端１６Ａ（交差稜線２０の外周端２０Ｂ）と、第３逃げ面１４Ｃと第４逃げ面１４Ｄとの交差稜線１７の内周端１７Ａとを結んだＸ軸と平行な略直線とされている。
【００２７】
逆側第１逃げ面１４Ｅと第４逃げ面１４Ｄとの交差稜線２２は、Ｘ，Ｙがともに負の領域内に位置し、かつ、第３逃げ面１４Ｃと第４逃げ面１４Ｄとの交差稜線１７の内周端１７Ａと、第４逃げ面１４Ｄと逆側第２逃げ面１４Ｆとの交差稜線１８の内周端１８Ａ（逆側第１逃げ面１４Ｅと逆側第２逃げ面１４Ｆとの交差稜線１９の外周端１９Ｂ）とを結んだＹ軸と平行な略直線とされている。
【００２８】
これにより、逆側第１逃げ面１４Ｅは、互いに平行な第３逃げ面１４Ｃとの交差稜線２１及び逆側第２逃げ面１４Ｆとの交差稜線１９と、これら交差稜線２１，１９に直交して交差する第４逃げ面１４Ｄとの交差稜線２２と、交差稜線２１，１９に傾斜して交差する第２逃げ面１４Ｂとの交差稜線２０とを４つの辺とした略直角台形状（略四角形状）をなすことになる。
【００２９】
逆側第２逃げ面１４Ｆは、その面上における最も軸線Ｏに近い点が軸線Ｏに一致するようにして、Ｘが負，Ｙが正の領域内とＸ，Ｙがともに正の領域内とに亘って配置されており、この逆側第２逃げ面１４Ｆのドリル回転方向Ｔ後方側には切屑排出溝１１のドリル回転方向Ｔの前方側部分が開口させられている。
逆側第２逃げ面１４Ｆのドリル回転方向Ｔ後方側の稜線、つまり、逆側第２逃げ面１４Ｆと切屑排出溝１１におけるドリル回転方向Ｔ後方側を向く壁面との交差稜線２３は、刃先部１０の外周面と交差する点を外周端２３Ｂとしているとともに、この外周端２３Ｂから径方向内方側へ向かってドリル回転方向Ｔ前方側に凸となるように湾曲しつつ延びて、軸線Ｏ付近で切刃１３と交差する点（＝切刃１３の内周端１３Ａ）を内周端２３Ａとしている。
【００３０】
逆側第２逃げ面１４Ｆは、Ｘ，Ｙがともに正の領域内に至るようにも配置されているため、第１逃げ面１４Ａとの交差稜線２４を有しており、この交差稜線２４は、Ｘ，Ｙがともに正の領域内に位置し、かつ、軸線Ｏを内周端２４Ａとするとともに、この内周端２４Ａから径方向外方側へ向かって略直線状に延びて、切屑排出溝１１に交差する点（＝交差稜線２３の内周端２３Ａ＝切刃１３の内周端１３Ａ）を外周端２４Ｂとしている。
また、この逆側第２逃げ面１４Ｆと第１逃げ面１４Ａとの交差稜線２４と、逆側第１逃げ面１４Ｅと第２逃げ面１４Ｂとの交差稜線２０とは、軸線Ｏに関して互いに略反対側に向かって延びるように配置されている、つまり、これら交差稜線２４と交差稜線２０とが略同一直線上に配置されるようになっている。
【００３１】
先端逃げ面１２は、先端面視については、図２に示すように、第１〜４逃げ面１４Ａ，１４Ｂ，１４Ｃ，１４Ｄ及び逆側第１，２逃げ面１４Ｅ，１４Ｆからなる６つの平坦な逃げ面が上述したように配置されることによって多段面状に構成されているのであり、また、側面視については、図１及び図３に示すように、これら６つの平坦な逃げ面に対して、それぞれ軸線Ｏに近づくにしたがい軸線Ｏ方向の先端側に向かうような傾斜が付けられているとともに、これら平坦な逃げ面同士が交差してできる交差稜線にも、それぞれ軸線Ｏに近づくにしたがい（径方向内方側へ向かうにしたがい）軸線Ｏ方向の先端側へ向かうような傾斜が付けられている。
【００３２】
これにより、面上における最も軸線Ｏに近い点を軸線Ｏ上に位置させている４つの逃げ面、すなわち、第１，２逃げ面１４Ａ，１４Ｂ及び逆側第１，２逃げ面１４Ｅ，１４Ｆ同士が交差してできる１点（４つの交差稜線１５，１９，２０，２４同士が交差してできる１点＝内周端１５Ａ，１９Ａ，２０Ａ，２４Ａ）が、先端逃げ面１２において軸線Ｏ方向の最も先端側に突出した最先端とされるとともに、この最先端が軸線Ｏ上に位置させられている。
【００３３】
また、これら４つの逃げ面（第１，２逃げ面１４Ａ，１４Ｂ及び逆側第１，２逃げ面１４Ｅ，１４Ｆ）同士の交差稜線１５，１９，２０，２４のうち、軸線Ｏを挟んで互いに略反対側に位置する一対の交差稜線２０，２４に与えられた傾斜（軸線Ｏに近づくにしたがい軸線Ｏ方向の先端側に向かうような傾斜）は、互いに略同一に設定されているとともに、他の交差稜線１５，１９に与えられた傾斜よりも小さく設定されている。
このため、これら軸線Ｏ上に内周端１５Ａ，１９Ａ，２０Ａ，２４Ａを位置させている４つの交差稜線１５，１９，２０，２４のうち、一対の交差稜線２０，２４が、軸線Ｏ方向の最も先端側に位置して、所定の先端角が与えられたチゼルエッジをなすことになる。
【００３４】
また、刃先部１０の側面視について、図１及び図３に示すように、切刃１３の外周端１３Ｂと先端逃げ面１２における最先端（＝内周端１５Ａ，１９Ａ，２０Ａ，２４Ａ）との軸線Ｏ方向での距離ａと、（第１逃げ面１４Ａと第２逃げ面１４Ｂとの）交差稜線１５の外周端１５Ｂと先端逃げ面１２における最先端との軸線Ｏ方向での距離ｂとを比較すると、ａ＜ｂとなるように設定されており、切刃１３のドリル回転方向Ｔ後方側に連なる第１逃げ面１４Ａと第２逃げ面１４Ｂとには、切刃１３からドリル回転方向Ｔ後方側に向かうにしたがい順次大きくなるような逃げ角が与えられている。
なお、本実施形態においては、例えば、第１逃げ面１４Ａの逃げ角が１５゜に設定されるとともに、第２逃げ面１４Ｂの逃げ角が４０゜に設定されている。
【００３５】
さらに、刃先部１０の側面視について、図１及び図３に示すように、（第２逃げ面１４Ｂと第３逃げ面１４Ｃとの）交差稜線１６の外周端１６Ｂと先端逃げ面１２における最先端との軸線Ｏ方向での距離ｃと、（第３逃げ面１４Ｃと第４逃げ面１４Ｄとの）交差稜線１７の外周端１７Ｂと先端逃げ面１２における最先端との軸線Ｏ方向での距離ｄと、（第４逃げ面１４Ｄと逆側第２逃げ面１４Ｆとの）交差稜線１８の外周端１８Ｂと先端逃げ面１２の最先端との軸線Ｏ方向での距離ｅと、（逆側第２逃げ面１４Ｆと切屑排出溝１１におけるドリル回転方向Ｔ後方側を向く壁面との）交差稜線２３の外周端２３Ｂと先端逃げ面１２の最先端との軸線Ｏ方向での距離ｆとを比較すると、これら距離ｃ，ｄ，ｅ，ｆのうち、距離ｄが最も小さくなるように設定され、また、距離ａ，ｂを含めて比較すると、ａ＜ｂ＜ｄ＜ｃ，ｅ＜ｆとなるように設定されており、第２〜４逃げ面１４Ｂ，１４Ｃ，１４Ｄ及び逆側第２逃げ面１４Ｆには、距離ｃ，ｄ，ｅ，ｆに対応するような逃げが与えられている。
【００３６】
ここで、上記の交差稜線１６，１７，１８，２３は、軸線Ｏ方向の先端側から見たときにＸが負の領域内（Ｙ軸を挟んで切刃１３と反対側の領域内）に位置しているため、これら交差稜線１６，１７，１８，２３のうちで、先端逃げ面１２の最先端との軸線Ｏ方向での距離が最も小さい外周端１７Ｂを有する交差稜線１７が、軸線Ｏ方向の先端側から見たときのＸが負の領域内において、軸線Ｏ方向の最も先端側に位置していることになる。
【００３７】
また、刃先部１０において、切屑排出溝１１を除く外周面は、切屑排出溝１１におけるドリル回転方向Ｔ前方側を向く壁面と交差する軸線Ｏを中心とした断面略円弧状をなすマージン部２５と、このマージン部２５のドリル回転方向Ｔ後方側に連なって、切屑排出溝１１のドリル回転方向Ｔ後方側を向く壁面の外周側稜線部と交差するとともにマージン部２５がなす円弧よりも一段小さい外径を有する軸線Ｏを中心とした断面略円弧状をなす二番取り面２６とから構成されている。
これらマージン部２５と二番取り面２６とは、切屑排出溝１１と同様に、刃先部１０の先端から後端側に向かうにしたがいドリル回転方向Ｔ後方側に向けて軸線Ｏを中心として螺旋状にねじれるように形成されており、刃先部１０の有効刃長Ｌ全域に亘って形成されている。
【００３８】
なお、軸線Ｏ方向の先端側から見たときに、二番取り面２６が先端逃げ面１２に交差している部分が、Ｘが負，Ｙが正の領域内に位置しているため、上記の交差稜線１８，２３は、二番取り面２６と交差する点を外周端１８Ｂ，２３Ｂとする一方、上記の切刃１３及び交差稜線１５，１６，１７は、マージン部２５と交差する点を外周端１３Ｂ，１５Ｂ，１６Ｂ，１７Ｂとしていることになる。
【００３９】
以上のような構成とされた小型ドリルは、そのドリル本体が軸線Ｏ回りに回転されつつ、軸線Ｏ方向の先端側に向かって送りが与えられることにより、刃先部１０に形成された１枚の切刃１３で被削材を切削するとともに、この切刃１３にて生成される切屑を切屑排出溝１１に沿って刃先部１０の後端側に排出して、小径深穴の孔部を穴明け加工していく。
【００４０】
ここで、上記の交差稜線１５，１６，１７，１８，２３と先端逃げ面１２の最先端との軸線Ｏ方向での距離ｂ，ｃ，ｄ，ｅ，ｆのそれぞれと、上記の切刃１３の外周端１３Ｂと先端逃げ面１２の最先端との軸線Ｏ方向での距離ａとの差ｂ−ａ，ｃ−ａ，ｄ−ａ，ｅ−ａ，ｆ−ａについては、ドリル本体が軸線Ｏ回りに１回転するごとに、このドリル本体が軸線Ｏ方向の先端側に向かって移動させられる送り量Ｆ［μｍ／ｒｅｖ．］よりも大きくなるようにそれぞれ設定されている。
【００４１】
この穴明け加工の際には、まず、軸線Ｏ上に位置する先端逃げ面１２の最先端（内周端１５Ａ，１９Ａ，２０Ａ，２４Ａ）が最初に被削材に接触して食い付き、その後、被削材との接触箇所が、軸線Ｏから一対の交差稜線２０，２４（チゼルエッジ）に沿って径方向外方側へ延びて、最終的に、交差稜線２４の外周端２４Ｂに交差している切刃１３の内周端１３Ａから外周端１３Ｂに至るようにして、切刃１３の略全長が被削材に接触することにより、この切刃１３で被削材が切削されて穴明け加工が進行していくのである。
【００４２】
また、このとき、軸線Ｏ方向の先端側から見たときのＹ軸を挟んで切刃１３と反対側の領域（Ｘが負の領域）について、刃先部１０の先端逃げ面１２が、第２〜４逃げ面１４Ｂ，１４Ｃ，１４Ｄ及び逆側第２逃げ面１４Ｆとが周方向に沿って配列されてなる多段面状とされているとともに、これらの逃げ面同士の交差稜線１６，１７，１８のうちの１つである交差稜線１７が、軸線Ｏ方向の最も先端側に位置させられていることから、この交差稜線１７の少なくとも径方向内方側の一部分（例えば、約半分程度の長さ）が、切刃１３と同様に被削材に接触するようになっている。
【００４３】
このように、穴明け加工の際に、交差稜線１７を被削材に接触させるため、本実施形態においては、この交差稜線１７の外周端１７Ｂと先端逃げ面１２の最先端との軸線Ｏ方向での距離ｄと、切刃１３の外周端１３Ｂと先端逃げ面１２の最先端との軸線Ｏ方向での距離ａとの差ｄ−ａが、例えば、２〜２００［μｍ］の範囲に設定され、また、ドリル本体に与えられる送り量Ｆが、例えば、１〜１００［μｍ／ｒｅｖ．］に設定されている。
【００４４】
上記のような本実施形態の小型ドリルでは、その刃先部１０に設けられた切屑排出溝１１が１条のみであるために、刃先部１０の芯厚を十分に大きく確保できることとなり、２条の切屑排出溝が設けられた小型ドリルと比較して、ドリル本体の剛性を圧倒的に高く保つことが可能となり、剛性不足に起因する刃先部１０の折損や穴曲がりを抑制することができる。
【００４５】
さらに、この小型ドリルを用いて被削材に穴明け加工を施すときには、刃先部１０に形成された１枚の切刃１３だけでなく、第３逃げ面１４Ｃと第４逃げ面１４Ｄとの交差稜線１７における径方向内方側の約半分程度が、被削材に接触するようになっている。
これにより、切刃１３の位置しているＸ，Ｙがともに正の領域に対して、軸線Ｏを挟んで反対側となるＸ，Ｙがともに負の領域内に位置する交差稜線１７が、ドリル本体の振れを抑制するように被削材に接触することになり、被削材の穴明け加工中、ドリル本体の安定した状態を継続して維持することが可能となる。
【００４６】
それゆえ、本実施形態の小型ドリルでは、剛性を大きく確保できるのに加えて、ドリル本体の振れを生じさせることなく安定した状態を保ち続けることができるので、穿孔する加工穴の穴径が１ｍｍ以下、かつ、穴深さと穴径との比が５以上となるような小径深穴加工に用いられる場合のように、刃先部１０の最大外径Ｄが１ｍｍ以下、かつ、刃先部１０の有効刃長Ｌと刃先部の最大外径Ｄとの比Ｌ／Ｄとの比が５以上に設定されていたとしても、高い穴位置精度を得ることができるのである。
【００４７】
また、被削材に接触する交差稜線１７の外周端１７Ａと先端逃げ面１２の最先端との軸線Ｏ方向での距離ｄと、切刃１３の外周端１３Ｂと先端逃げ面１２の最先端との軸線Ｏ方向での距離ａとの差ｄ−ａが、穴明け加工の際にドリル本体に与えられる送り量Ｆよりも大きく設定されていることによって、この交差稜線１７と被削材との適度な接触状態を保つことが可能となっている。
逆に、上記の距離の差ｄ−ａが送り量Ｆよりも小さくなると、交差稜線１７と被削材との干渉がひどくなって、穴明け加工に支障をきたしてしまうおそれがある。
【００４８】
なお、本実施形態においては、穴明け加工の際に被削材と接触させる逃げ面同士の交差稜線を、第３逃げ面１４Ｃと第４逃げ面１４Ｄとの交差稜線１７の１つのみとしているが、これに加えて、第２逃げ面１４Ｂと第３逃げ面１４Ｃとの交差稜線１６の少なくとも径方向内方側部分を被削材と接触させるようにしてもよい。
この被削材に接触させる逃げ面同士の交差稜線については、軸線Ｏ方向の先端側から見て、Ｙ軸を挟んで切刃１３と反対側の領域内における先端逃げ面１２部分が、周方向に沿って配列された複数の逃げ面から構成されることによって、この領域内（より好ましくは、Ｘ，Ｙがともに負の領域内）に少なくとも１つ以上存在していればよい。
【００４９】
また、本実施形態においては、刃先部１０をアンダーカットタイプのもので説明しているが、これに限定されることなく、刃先部１０の外径Ｄがその先端から後端まで一定とされたストレートタイプであってもよいし、刃先部１０の外径が先端から後端側に向かうにしたがい徐々に小さくなるようなバックテーパを有していてもよい（この場合、刃先部１０の先端部分の外径が最大外径Ｄとなる）。
【００５０】
さらに、本実施形態においては、刃先部の最大外径Ｄが１ｍｍ以下、かつ、有効刃長Ｌと最大外径Ｄとの比Ｌ／Ｄが５以上となるような小型ドリルについて説明したが、この範囲に限定されることなく、これより大きい最大外径Ｄをもつドリルや、Ｌ／Ｄが５より小さいドリルにおいても本発明を適用することで上述したような効果を奏することができる。
【００５１】
【発明の効果】
本発明によれば、刃先部に設けられた切屑排出溝が１条のみであることによって、ドリル本体の剛性を高く保つことができるのに加え、被削材の穴明け加工の際には、１枚の切刃だけでなく、この切刃と略反対側の領域に位置する逃げ面同士の交差稜線まで被削材と接触させるようにしたことによって、ドリル本体の振れを生じさせずに安定した状態を継続して維持することができるので、ドリル本体の直進性を高めて良好な穴位置精度を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】 本発明の実施形態による小型ドリルの刃先部の要部拡大側面図である。
【図２】 図１におけるＩ方向矢視図である。
【図３】 図２におけるＩＩ方向矢視図である。
【符号の説明】
１０ 刃先部
１１ 切屑排出溝
１２ 先端逃げ面
１３ 切刃
１４Ａ 第１逃げ面
１４Ｂ 第２逃げ面
１４Ｃ 第３逃げ面
１４Ｄ 第４逃げ面
１４Ｅ 逆側第１逃げ面
１４Ｆ 逆側第２逃げ面
１７ 第３逃げ面と第４逃げ面との交差稜線
Ｏ 軸線
Ｔ ドリル回転方向
【発明の属する技術分野】
本発明は、被削材に穴明け加工を施すために用いられるドリルに関し、とくに、プリント基板や、微少な金属部品、プラスチック等の被削材に小径深穴の孔部を穴明け加工するのに用いられる小型ドリルに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
一般に、小型ドリルは、穿孔すべき穴がきわめて小径であり、軸線回りに回転されるドリル本体の先端側部分に例えば直径０．０１〜３．１７５ｍｍ程度の小径棒状の刃先部が設けられ、後端側部分にドリル本体を工作機械の回転軸に把持するための比較的大径のシャンク部が刃先部と一体にまたはろう付けや締まり嵌め等で接続されて設けられている。刃先部の材質は、通常、超硬合金が採用され、シャンク部は超硬合金やスチール等の鋼材が採用されている。
【０００３】
このような小型ドリルとしては、従来より、刃先部に２条の切屑排出溝が形成され、これら切屑排出溝のドリル回転方向前方側を向く壁面と刃先部の先端逃げ面との交差稜線部にそれぞれ切刃が形成された２枚刃のものがよく用いられているが、２枚刃の小型ドリルでは、その芯厚が薄くならざるを得ず、ドリル本体の剛性が小さくなって、刃先部の折損や穴曲がりによる穴位置精度の低下がとくに生じやすいという問題がある。
【０００４】
これに対し、ドリル本体の剛性を大きく確保できる小型ドリルの一例として、実開平７−３３５１４号公報に開示されているようなものがあり、このような小型ドリルは、刃先部に１条の切屑排出溝が形成されているとともに、切屑排出溝のドリル回転方向前方側を向く壁面と刃先部の先端逃げ面との交差稜線部に１つの切刃が形成されて１枚刃とされたものである。
また、刃先部の先端逃げ面は、切刃からドリル回転方向後方側に向かって、平面状をなす第１逃げ面及び第２逃げ面と、円錐面状をなすとともに先端逃げ面の半分以上を占める第３逃げ面とが周方向に沿って順次配列されることによって構成されており、これらの第１〜３逃げ面に対しては、被削材の穴明け加工の際に、この被削材と接触することがないように、十分な逃げが与えられている。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記のような１枚刃の小型ドリルでは、被削材の穴明け加工の際に、この被削材に接触して切削に作用している切刃が１枚だけであるため、そのドリル本体の安定した状態を保ちづらく、ドリル本体の振れが生じて高い直進性を得ることができなくなってしまう。これにより、上記のようなドリル本体の剛性を大きく確保できる１枚刃ドリルであっても、依然として良好な穴位置精度を得ることができないのが現状であった。
【０００６】
また、昨今では、穴明け効率をより高めるため、重ねて加工する被削材の重ね枚数の増加（加工穴の深穴化）、さらには、配線密度の高密度化などによる加工穴の小径化が進んでおり、このため、穿孔する加工穴の穴径が小さく、穴深さと穴径との比が大きい小径深穴加工が増加してきている。
それゆえ、穿孔する加工穴の穴径が１ｍｍ以下、穴深さと穴径との比が５以上となるような小径深穴加工になってくると、使用する小型ドリルもその剛性を確保しづらくなっていくので、もともとドリル本体の剛性を確保しづらい上記の２枚刃ドリルでは、その剛性不足ゆえに穴位置精度のさらなる低下を招いてしまうのはもちろんのこと、上記のような１枚刃ドリルであっても、穴位置精度の低下が顕著になってしまう。
【０００７】
本発明は、上記のような課題に鑑みてなされたもので、ドリル本体の剛性を高く保つことができるとともに、良好な穴位置精度を得ることができるドリルを提供することを目的とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
上記の課題を解決して、このような目的を達成するために、本発明は、軸線回りに回転されるドリル本体の先端側部分である刃先部の外周に、この刃先部の先端から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前方側を向く壁面と前記刃先部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において、前記切屑排出溝が１条のみであり、前記刃先部を前記軸線方向の先端側から見たとき、前記軸線を通って前記切刃と平行なＸ軸に前記軸線上で直交するＹ軸を挟んで、前記切刃と反対側の領域にある前記先端逃げ面部分が、周方向に沿って配列された複数の逃げ面からなる多段面状とされていて、被削材の穴明け加工の際に、前記先端逃げ面部分を構成する複数の逃げ面同士の交差稜線のうちの少なくとも１つが、前記被削材に接触することを特徴とするものである。
このような構成とされた本発明では、刃先部に設けられる切屑排出溝が１条のみであるために、刃先部に２条の切屑排出溝が設けられたドリルに比べて芯厚が厚くなって、ドリル本体の剛性を高く保つことができる。さらに、被削材の穴明け加工の際には、１枚の切刃だけでなく、上記のＹ軸を挟んで、この切刃と反対側の領域にある逃げ面同士の交差稜線が被削材に接触することになるから、ドリル本体の振れを生じさせずに安定した状態を保つことができ、ドリル本体の直進性を高めることができる。
【０００９】
また、前記被削材に接触する交差稜線の外周端と前記先端逃げ面の最先端との間の前記軸線方向での距離と、前記切刃の外周端と前記先端逃げ面の最先端との間の前記軸線方向での距離との差が、前記被削材の穴明け加工の際に前記ドリル本体に与えられる１回転当たりの送り量よりも大きく設定されていることが好ましく、このような構成とすると、穴明け加工の際に被削材と接触する交差稜線に対して、被削材との適度な接触状態を与えることが可能となる。ここで、上記の距離の差がドリル本体に与えられる１回転当たりの送り量よりも小さくなってしまうと、この交差稜線と被削材との干渉がひどくなってしまう。
【００１０】
また、とくに、被削材に穿孔する穴の穴径が１ｍｍ以下、かつ、穴深さと穴径との比が５以上とされるような小径深穴加工に用いられる小型ドリルのように、刃先部の最大外径Ｄが１ｍｍ以下、かつ、刃先部の有効刃長Ｌと刃先部の最大外径Ｄとの比Ｌ／Ｄが５以上とされていて、ドリル本体の剛性を確保しづらく、穴位置精度の低下を招きやすい場合に、本発明を有効に活用することができる。
【００１１】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施形態を添付した図面を参照しながら説明する。
図１は本発明の実施形態による小型ドリルの刃先部の要部拡大側面図、図２は図１におけるＩ方向矢視図、図３は図２におけるＩＩ方向矢視図である。
【００１２】
本実施形態による小型ドリルのドリル本体は、その後端側部分が工作機械の回転軸に把持されるシャンク部とされているとともに、先端側部分が刃先部１０とされている。
この刃先部１０は、図１〜図３に示すように、軸線Ｏ回りに回転される軸線Ｏを中心とした略多段円柱状をなし、その先端側部分に位置する第１刃先部１０Ａと、第１刃先部１０Ａの外径Ｄよりも一段小さい外径を有して第１刃先部１０Ａの後端側に段差を介して連なる第２刃先部１０Ｂとから構成されている。つまり、刃先部１０は、いわゆるアンダーカットタイプとされており、この刃先部１０の最大外径Ｄは、第１刃先部１０Ａの外径Ｄ（後述するマージン部２５を円弧とする仮想の円の外径）となっている。なお、刃先部１０の最大外径Ｄは、１ｍｍ以下に設定されている。
【００１３】
そして、刃先部１０の外周には、その先端から後端側に向けて延びるようにして刃先部１０の先端逃げ面１２及び外周面に開口する１条の切屑排出溝１１が軸線Ｏを含まないように形成されており、この切屑排出溝１１は、刃先部１０の先端から後端側に向かうにしたがいドリル回転方向Ｔ後方側に向けて軸線Ｏを中心として螺旋状にねじれている。
ここで、刃先部１０における切屑排出溝１１が形成された部分の軸線Ｏ方向での長さ、すなわち、切削に使用できる刃先部１０の有効刃長Ｌは、刃先部１０の最大外径Ｄ（第１刃先部１０Ａの外径Ｄ）に対する比Ｌ／Ｄが５以上となるように設定されている。
【００１４】
また、切屑排出溝１１におけるドリル回転方向Ｔ前方側を向く壁面の先端側領域がすくい面１１Ａとされ、このすくい面１１Ａの先端縁、すなわち、すくい面１１Ａと刃先部１０の先端逃げ面１２との交差稜線部には、軸線Ｏ付近から径方向外方側へ向かって延びて、刃先部１０の外周面と交差する略直線状をなす切刃１３が形成されている。
この略直線状をなす切刃１３には、径方向外側に向かうにしたがい軸線Ｏ方向の後端側及びドリル回転方向Ｔ後方側へ向かうような傾斜が付けられていて、切刃１３が芯上がりとなるように配置されている。
【００１５】
ここで、刃先部１０の先端逃げ面１２の形状を説明するため、刃先部１０を軸線Ｏ方向の先端側から見たときについて考え、図２に示すような仮想のＸ−Ｙ軸を導入する。
このＸ−Ｙ軸は、軸線Ｏ上で互いに直交して交差することによって軸線Ｏを原点とするとともに、そのＸ軸を切刃１３と平行に位置させており、また、Ｘ軸については、Ｙ軸を挟んで切刃１３の位置している領域（図２中、右側）を正の領域とし、Ｙ軸については、Ｘ軸を挟んで切屑排出溝１１が開口している領域（図２中、上側）を正の領域としている。
【００１６】
先端逃げ面１２は、図２に示すように、複数の平坦な逃げ面から構成された多段面状をなしており、具体的には、切刃１３からドリル回転方向Ｔ後方側に向かって、平坦面である第１〜４逃げ面１４Ａ，１４Ｂ，１４Ｃ，１４Ｄが周方向に沿って順次配列されて配置され、かつ、軸線Ｏ付近に、平坦面である逆側第１逃げ面１４Ｅが配置されるとともに、この逆側第１逃げ面１４Ｅと第４逃げ面１４Ｄとのドリル回転方向Ｔ後方側に、平坦面である逆側第２逃げ面１４Ｆが配置されることによって構成されていて、合計６つの平坦面からなる多段面状をなしている。
【００１７】
第１逃げ面１４Ａは、その面上における最も軸線Ｏに近い点が軸線Ｏに一致するようにして、Ｘ，Ｙがともに正の領域内に配置されており、この第１逃げ面１４Ａのドリル回転方向Ｔ後方側には第２逃げ面１４Ｂが連なっている。
第１逃げ面１４Ａと第２逃げ面１４Ｂとの交差稜線１５は、Ｘ軸上に沿って位置し、かつ、軸線Ｏを内周端１５Ａとするとともに、この内周端１５Ａから径方向外方側へ向かって略直線状に延びて、刃先部１０の外周面に交差する点を外周端１５Ｂとしている。
【００１８】
なお、第１逃げ面１４Ａのドリル回転方向Ｔ前方側の稜線、つまり、第１逃げ面１４Ａと切屑排出溝１１におけるドリル回転方向Ｔ前方側を向く壁面の先端側領域であるすくい面１１Ａとの交差稜線をなす切刃１３は、Ｘ，Ｙがともに正の領域内でＸ軸と平行に位置し、かつ、軸線Ｏ付近を内周端１３Ａとするとともに、この内周端１３Ａから径方向外方側へ向かって略直線状に延びて、刃先部１０の外周面に交差する点を外周端１３Ｂとしている。
【００１９】
第２逃げ面１４Ｂは、その面上における最も軸線Ｏに近い点が軸線Ｏに一致するようにして、Ｘが正，Ｙが負の領域内とＸ，Ｙがともに負の領域内とに亘って配置されており、この第２逃げ面１４Ｂのドリル回転方向Ｔ後方側には第３逃げ面１４Ｃが連なっている。
第２逃げ面１４Ｂと第３逃げ面１４Ｃとの交差稜線１６は、Ｘ，Ｙがともに負の領域内に位置し、かつ、逆側第１逃げ面１４Ｅが形成されている分だけ軸線Ｏから離間した位置を内周端１６Ａとするとともに、この内周端１６Ａから径方向外方側へ向かってドリル回転方向Ｔ前方側へ傾斜しつつ略直線状に延びて、刃先部１０の外周面に交差する点を外周端１６Ｂとしている。
【００２０】
第３逃げ面１４Ｃは、Ｘ，Ｙがともに負の領域内に配置されており、この第３逃げ面１４Ｃのドリル回転方向Ｔ後方側には第４逃げ面１４Ｄが連なっている。第３逃げ面１４Ｃと第４逃げ面１４Ｄとの交差稜線１７は、Ｘ，Ｙがともに負の領域内に位置し、かつ、逆側第１逃げ面１４Ｅが形成されている分だけ軸線Ｏから離間した位置を内周端１７Ａとするとともに、この内周端１７Ａから径方向外側へ向かってドリル回転方向Ｔ前方側へ傾斜しつつ略直線状に延びて、刃先部１０の外周面に交差する点を外周端１７Ｂとしている。
【００２１】
なお、第２逃げ面１４Ｂと第３逃げ面１４Ｃとの交差稜線１６と、第３逃げ面１４Ｃと第４逃げ面１４Ｄとの交差稜線１７とを比較したとき、それらの内周端１６Ａ，１７Ａの位置（各交差稜線１６，１７上において最も軸線Ｏに近い位置）については、交差稜線１７の内周端１７Ａの方が交差稜線１６の内周端１６Ａよりも軸線Ｏから離間しており、また、径方向外方側へ向かうにしたがいドリル回転方向Ｔ前方側へ向かう傾斜は、交差稜線１７の方が交差稜線１６よりも小さくなっている。
【００２２】
第４逃げ面１４Ｄは、Ｘ，Ｙがともに負の領域内とＸが負，Ｙが正の領域内とに亘って配置されており、この第４逃げ面１４Ｄのドリル回転方向Ｔ後方側には逆側第２逃げ面１４Ｆが連なっている。
第４逃げ面１４Ｄと逆側第２逃げ面１４Ｆとの交差稜線１８は、Ｘが負，Ｙが正の領域内に位置し、かつ、逆側第１逃げ面１４Ｅが形成されている分だけ軸線Ｏから離間したＹ軸上の位置を内周端１８Ａとするとともに、この内周端１８Ａから径方向外方側へ向かってドリル回転方向Ｔ後方側へ傾斜しつつ略直線状に延びて、刃先部１０の外周面に交差する点を外周端１８Ｂとしている。
【００２３】
逆側第１逃げ面１４Ｅは、その面上における最も軸線Ｏに近い点が軸線Ｏに一致するようにして、Ｘ，Ｙがともに負の領域内で、第２〜４逃げ面１４Ｂ，１４Ｃ，１４Ｄに囲まれるようにして軸線Ｏ付近に配置されており、この逆側第１逃げ面１４Ｅのドリル回転方向Ｔ後方側には、第４逃げ面１４Ｄと同じく、逆側第２逃げ面１４Ｆが連なっている。
逆側第１逃げ面１４Ｅと逆側第２逃げ面１４Ｆとの交差稜線１９は、Ｘ軸上に沿って位置し、かつ、軸線Ｏを内周端１９Ａとするとともに、この内周端１９Ａから径方向外方側へ向かって略直線状に延びて、第４逃げ面１４Ｄと逆側第２逃げ面１４Ｆとの交差稜線１８と交差する点（＝交差稜線１８の内周端１８Ａ）を外周端１９Ｂとしている。
【００２４】
また、この逆側第１逃げ面１４Ｅは、Ｘ，Ｙがともに負の領域内において、第２〜４逃げ面１４Ｂ，１４Ｃ，１４Ｄとに囲まれて配置されているため、Ｘが負，Ｙが正の領域内に位置する逆側第２逃げ面１４Ｆとの交差稜線１９を有するだけでなく、第２逃げ面１４Ｂとの交差稜線２０、第３逃げ面１４Ｃとの交差稜線２１、第４逃げ面との交差稜線２２をも有している。
【００２５】
逆側第１逃げ面１４Ｅと第２逃げ面１４Ｂとの交差稜線２０は、Ｘ，Ｙがともに負の領域内に位置し、かつ、軸線Ｏを内周端２０Ａとするとともに、この内周端２０Ａから径方向外方側へ向かって略直線状に延びて、第２逃げ面１４Ｂと第３逃げ面１４Ｃとの交差稜線１６と交差する点（＝交差稜線１６の内周端１６Ａ）を外周端２０Ｂとしている。
【００２６】
逆側第１逃げ面１４Ｅと第３逃げ面１４Ｃとの交差稜線２１は、Ｘ，Ｙがともに負の領域内に位置し、かつ、第２逃げ面１４Ｂと第３逃げ面１４Ｃとの交差稜線１６の内周端１６Ａ（交差稜線２０の外周端２０Ｂ）と、第３逃げ面１４Ｃと第４逃げ面１４Ｄとの交差稜線１７の内周端１７Ａとを結んだＸ軸と平行な略直線とされている。
【００２７】
逆側第１逃げ面１４Ｅと第４逃げ面１４Ｄとの交差稜線２２は、Ｘ，Ｙがともに負の領域内に位置し、かつ、第３逃げ面１４Ｃと第４逃げ面１４Ｄとの交差稜線１７の内周端１７Ａと、第４逃げ面１４Ｄと逆側第２逃げ面１４Ｆとの交差稜線１８の内周端１８Ａ（逆側第１逃げ面１４Ｅと逆側第２逃げ面１４Ｆとの交差稜線１９の外周端１９Ｂ）とを結んだＹ軸と平行な略直線とされている。
【００２８】
これにより、逆側第１逃げ面１４Ｅは、互いに平行な第３逃げ面１４Ｃとの交差稜線２１及び逆側第２逃げ面１４Ｆとの交差稜線１９と、これら交差稜線２１，１９に直交して交差する第４逃げ面１４Ｄとの交差稜線２２と、交差稜線２１，１９に傾斜して交差する第２逃げ面１４Ｂとの交差稜線２０とを４つの辺とした略直角台形状（略四角形状）をなすことになる。
【００２９】
逆側第２逃げ面１４Ｆは、その面上における最も軸線Ｏに近い点が軸線Ｏに一致するようにして、Ｘが負，Ｙが正の領域内とＸ，Ｙがともに正の領域内とに亘って配置されており、この逆側第２逃げ面１４Ｆのドリル回転方向Ｔ後方側には切屑排出溝１１のドリル回転方向Ｔの前方側部分が開口させられている。
逆側第２逃げ面１４Ｆのドリル回転方向Ｔ後方側の稜線、つまり、逆側第２逃げ面１４Ｆと切屑排出溝１１におけるドリル回転方向Ｔ後方側を向く壁面との交差稜線２３は、刃先部１０の外周面と交差する点を外周端２３Ｂとしているとともに、この外周端２３Ｂから径方向内方側へ向かってドリル回転方向Ｔ前方側に凸となるように湾曲しつつ延びて、軸線Ｏ付近で切刃１３と交差する点（＝切刃１３の内周端１３Ａ）を内周端２３Ａとしている。
【００３０】
逆側第２逃げ面１４Ｆは、Ｘ，Ｙがともに正の領域内に至るようにも配置されているため、第１逃げ面１４Ａとの交差稜線２４を有しており、この交差稜線２４は、Ｘ，Ｙがともに正の領域内に位置し、かつ、軸線Ｏを内周端２４Ａとするとともに、この内周端２４Ａから径方向外方側へ向かって略直線状に延びて、切屑排出溝１１に交差する点（＝交差稜線２３の内周端２３Ａ＝切刃１３の内周端１３Ａ）を外周端２４Ｂとしている。
また、この逆側第２逃げ面１４Ｆと第１逃げ面１４Ａとの交差稜線２４と、逆側第１逃げ面１４Ｅと第２逃げ面１４Ｂとの交差稜線２０とは、軸線Ｏに関して互いに略反対側に向かって延びるように配置されている、つまり、これら交差稜線２４と交差稜線２０とが略同一直線上に配置されるようになっている。
【００３１】
先端逃げ面１２は、先端面視については、図２に示すように、第１〜４逃げ面１４Ａ，１４Ｂ，１４Ｃ，１４Ｄ及び逆側第１，２逃げ面１４Ｅ，１４Ｆからなる６つの平坦な逃げ面が上述したように配置されることによって多段面状に構成されているのであり、また、側面視については、図１及び図３に示すように、これら６つの平坦な逃げ面に対して、それぞれ軸線Ｏに近づくにしたがい軸線Ｏ方向の先端側に向かうような傾斜が付けられているとともに、これら平坦な逃げ面同士が交差してできる交差稜線にも、それぞれ軸線Ｏに近づくにしたがい（径方向内方側へ向かうにしたがい）軸線Ｏ方向の先端側へ向かうような傾斜が付けられている。
【００３２】
これにより、面上における最も軸線Ｏに近い点を軸線Ｏ上に位置させている４つの逃げ面、すなわち、第１，２逃げ面１４Ａ，１４Ｂ及び逆側第１，２逃げ面１４Ｅ，１４Ｆ同士が交差してできる１点（４つの交差稜線１５，１９，２０，２４同士が交差してできる１点＝内周端１５Ａ，１９Ａ，２０Ａ，２４Ａ）が、先端逃げ面１２において軸線Ｏ方向の最も先端側に突出した最先端とされるとともに、この最先端が軸線Ｏ上に位置させられている。
【００３３】
また、これら４つの逃げ面（第１，２逃げ面１４Ａ，１４Ｂ及び逆側第１，２逃げ面１４Ｅ，１４Ｆ）同士の交差稜線１５，１９，２０，２４のうち、軸線Ｏを挟んで互いに略反対側に位置する一対の交差稜線２０，２４に与えられた傾斜（軸線Ｏに近づくにしたがい軸線Ｏ方向の先端側に向かうような傾斜）は、互いに略同一に設定されているとともに、他の交差稜線１５，１９に与えられた傾斜よりも小さく設定されている。
このため、これら軸線Ｏ上に内周端１５Ａ，１９Ａ，２０Ａ，２４Ａを位置させている４つの交差稜線１５，１９，２０，２４のうち、一対の交差稜線２０，２４が、軸線Ｏ方向の最も先端側に位置して、所定の先端角が与えられたチゼルエッジをなすことになる。
【００３４】
また、刃先部１０の側面視について、図１及び図３に示すように、切刃１３の外周端１３Ｂと先端逃げ面１２における最先端（＝内周端１５Ａ，１９Ａ，２０Ａ，２４Ａ）との軸線Ｏ方向での距離ａと、（第１逃げ面１４Ａと第２逃げ面１４Ｂとの）交差稜線１５の外周端１５Ｂと先端逃げ面１２における最先端との軸線Ｏ方向での距離ｂとを比較すると、ａ＜ｂとなるように設定されており、切刃１３のドリル回転方向Ｔ後方側に連なる第１逃げ面１４Ａと第２逃げ面１４Ｂとには、切刃１３からドリル回転方向Ｔ後方側に向かうにしたがい順次大きくなるような逃げ角が与えられている。
なお、本実施形態においては、例えば、第１逃げ面１４Ａの逃げ角が１５゜に設定されるとともに、第２逃げ面１４Ｂの逃げ角が４０゜に設定されている。
【００３５】
さらに、刃先部１０の側面視について、図１及び図３に示すように、（第２逃げ面１４Ｂと第３逃げ面１４Ｃとの）交差稜線１６の外周端１６Ｂと先端逃げ面１２における最先端との軸線Ｏ方向での距離ｃと、（第３逃げ面１４Ｃと第４逃げ面１４Ｄとの）交差稜線１７の外周端１７Ｂと先端逃げ面１２における最先端との軸線Ｏ方向での距離ｄと、（第４逃げ面１４Ｄと逆側第２逃げ面１４Ｆとの）交差稜線１８の外周端１８Ｂと先端逃げ面１２の最先端との軸線Ｏ方向での距離ｅと、（逆側第２逃げ面１４Ｆと切屑排出溝１１におけるドリル回転方向Ｔ後方側を向く壁面との）交差稜線２３の外周端２３Ｂと先端逃げ面１２の最先端との軸線Ｏ方向での距離ｆとを比較すると、これら距離ｃ，ｄ，ｅ，ｆのうち、距離ｄが最も小さくなるように設定され、また、距離ａ，ｂを含めて比較すると、ａ＜ｂ＜ｄ＜ｃ，ｅ＜ｆとなるように設定されており、第２〜４逃げ面１４Ｂ，１４Ｃ，１４Ｄ及び逆側第２逃げ面１４Ｆには、距離ｃ，ｄ，ｅ，ｆに対応するような逃げが与えられている。
【００３６】
ここで、上記の交差稜線１６，１７，１８，２３は、軸線Ｏ方向の先端側から見たときにＸが負の領域内（Ｙ軸を挟んで切刃１３と反対側の領域内）に位置しているため、これら交差稜線１６，１７，１８，２３のうちで、先端逃げ面１２の最先端との軸線Ｏ方向での距離が最も小さい外周端１７Ｂを有する交差稜線１７が、軸線Ｏ方向の先端側から見たときのＸが負の領域内において、軸線Ｏ方向の最も先端側に位置していることになる。
【００３７】
また、刃先部１０において、切屑排出溝１１を除く外周面は、切屑排出溝１１におけるドリル回転方向Ｔ前方側を向く壁面と交差する軸線Ｏを中心とした断面略円弧状をなすマージン部２５と、このマージン部２５のドリル回転方向Ｔ後方側に連なって、切屑排出溝１１のドリル回転方向Ｔ後方側を向く壁面の外周側稜線部と交差するとともにマージン部２５がなす円弧よりも一段小さい外径を有する軸線Ｏを中心とした断面略円弧状をなす二番取り面２６とから構成されている。
これらマージン部２５と二番取り面２６とは、切屑排出溝１１と同様に、刃先部１０の先端から後端側に向かうにしたがいドリル回転方向Ｔ後方側に向けて軸線Ｏを中心として螺旋状にねじれるように形成されており、刃先部１０の有効刃長Ｌ全域に亘って形成されている。
【００３８】
なお、軸線Ｏ方向の先端側から見たときに、二番取り面２６が先端逃げ面１２に交差している部分が、Ｘが負，Ｙが正の領域内に位置しているため、上記の交差稜線１８，２３は、二番取り面２６と交差する点を外周端１８Ｂ，２３Ｂとする一方、上記の切刃１３及び交差稜線１５，１６，１７は、マージン部２５と交差する点を外周端１３Ｂ，１５Ｂ，１６Ｂ，１７Ｂとしていることになる。
【００３９】
以上のような構成とされた小型ドリルは、そのドリル本体が軸線Ｏ回りに回転されつつ、軸線Ｏ方向の先端側に向かって送りが与えられることにより、刃先部１０に形成された１枚の切刃１３で被削材を切削するとともに、この切刃１３にて生成される切屑を切屑排出溝１１に沿って刃先部１０の後端側に排出して、小径深穴の孔部を穴明け加工していく。
【００４０】
ここで、上記の交差稜線１５，１６，１７，１８，２３と先端逃げ面１２の最先端との軸線Ｏ方向での距離ｂ，ｃ，ｄ，ｅ，ｆのそれぞれと、上記の切刃１３の外周端１３Ｂと先端逃げ面１２の最先端との軸線Ｏ方向での距離ａとの差ｂ−ａ，ｃ−ａ，ｄ−ａ，ｅ−ａ，ｆ−ａについては、ドリル本体が軸線Ｏ回りに１回転するごとに、このドリル本体が軸線Ｏ方向の先端側に向かって移動させられる送り量Ｆ［μｍ／ｒｅｖ．］よりも大きくなるようにそれぞれ設定されている。
【００４１】
この穴明け加工の際には、まず、軸線Ｏ上に位置する先端逃げ面１２の最先端（内周端１５Ａ，１９Ａ，２０Ａ，２４Ａ）が最初に被削材に接触して食い付き、その後、被削材との接触箇所が、軸線Ｏから一対の交差稜線２０，２４（チゼルエッジ）に沿って径方向外方側へ延びて、最終的に、交差稜線２４の外周端２４Ｂに交差している切刃１３の内周端１３Ａから外周端１３Ｂに至るようにして、切刃１３の略全長が被削材に接触することにより、この切刃１３で被削材が切削されて穴明け加工が進行していくのである。
【００４２】
また、このとき、軸線Ｏ方向の先端側から見たときのＹ軸を挟んで切刃１３と反対側の領域（Ｘが負の領域）について、刃先部１０の先端逃げ面１２が、第２〜４逃げ面１４Ｂ，１４Ｃ，１４Ｄ及び逆側第２逃げ面１４Ｆとが周方向に沿って配列されてなる多段面状とされているとともに、これらの逃げ面同士の交差稜線１６，１７，１８のうちの１つである交差稜線１７が、軸線Ｏ方向の最も先端側に位置させられていることから、この交差稜線１７の少なくとも径方向内方側の一部分（例えば、約半分程度の長さ）が、切刃１３と同様に被削材に接触するようになっている。
【００４３】
このように、穴明け加工の際に、交差稜線１７を被削材に接触させるため、本実施形態においては、この交差稜線１７の外周端１７Ｂと先端逃げ面１２の最先端との軸線Ｏ方向での距離ｄと、切刃１３の外周端１３Ｂと先端逃げ面１２の最先端との軸線Ｏ方向での距離ａとの差ｄ−ａが、例えば、２〜２００［μｍ］の範囲に設定され、また、ドリル本体に与えられる送り量Ｆが、例えば、１〜１００［μｍ／ｒｅｖ．］に設定されている。
【００４４】
上記のような本実施形態の小型ドリルでは、その刃先部１０に設けられた切屑排出溝１１が１条のみであるために、刃先部１０の芯厚を十分に大きく確保できることとなり、２条の切屑排出溝が設けられた小型ドリルと比較して、ドリル本体の剛性を圧倒的に高く保つことが可能となり、剛性不足に起因する刃先部１０の折損や穴曲がりを抑制することができる。
【００４５】
さらに、この小型ドリルを用いて被削材に穴明け加工を施すときには、刃先部１０に形成された１枚の切刃１３だけでなく、第３逃げ面１４Ｃと第４逃げ面１４Ｄとの交差稜線１７における径方向内方側の約半分程度が、被削材に接触するようになっている。
これにより、切刃１３の位置しているＸ，Ｙがともに正の領域に対して、軸線Ｏを挟んで反対側となるＸ，Ｙがともに負の領域内に位置する交差稜線１７が、ドリル本体の振れを抑制するように被削材に接触することになり、被削材の穴明け加工中、ドリル本体の安定した状態を継続して維持することが可能となる。
【００４６】
それゆえ、本実施形態の小型ドリルでは、剛性を大きく確保できるのに加えて、ドリル本体の振れを生じさせることなく安定した状態を保ち続けることができるので、穿孔する加工穴の穴径が１ｍｍ以下、かつ、穴深さと穴径との比が５以上となるような小径深穴加工に用いられる場合のように、刃先部１０の最大外径Ｄが１ｍｍ以下、かつ、刃先部１０の有効刃長Ｌと刃先部の最大外径Ｄとの比Ｌ／Ｄとの比が５以上に設定されていたとしても、高い穴位置精度を得ることができるのである。
【００４７】
また、被削材に接触する交差稜線１７の外周端１７Ａと先端逃げ面１２の最先端との軸線Ｏ方向での距離ｄと、切刃１３の外周端１３Ｂと先端逃げ面１２の最先端との軸線Ｏ方向での距離ａとの差ｄ−ａが、穴明け加工の際にドリル本体に与えられる送り量Ｆよりも大きく設定されていることによって、この交差稜線１７と被削材との適度な接触状態を保つことが可能となっている。
逆に、上記の距離の差ｄ−ａが送り量Ｆよりも小さくなると、交差稜線１７と被削材との干渉がひどくなって、穴明け加工に支障をきたしてしまうおそれがある。
【００４８】
なお、本実施形態においては、穴明け加工の際に被削材と接触させる逃げ面同士の交差稜線を、第３逃げ面１４Ｃと第４逃げ面１４Ｄとの交差稜線１７の１つのみとしているが、これに加えて、第２逃げ面１４Ｂと第３逃げ面１４Ｃとの交差稜線１６の少なくとも径方向内方側部分を被削材と接触させるようにしてもよい。
この被削材に接触させる逃げ面同士の交差稜線については、軸線Ｏ方向の先端側から見て、Ｙ軸を挟んで切刃１３と反対側の領域内における先端逃げ面１２部分が、周方向に沿って配列された複数の逃げ面から構成されることによって、この領域内（より好ましくは、Ｘ，Ｙがともに負の領域内）に少なくとも１つ以上存在していればよい。
【００４９】
また、本実施形態においては、刃先部１０をアンダーカットタイプのもので説明しているが、これに限定されることなく、刃先部１０の外径Ｄがその先端から後端まで一定とされたストレートタイプであってもよいし、刃先部１０の外径が先端から後端側に向かうにしたがい徐々に小さくなるようなバックテーパを有していてもよい（この場合、刃先部１０の先端部分の外径が最大外径Ｄとなる）。
【００５０】
さらに、本実施形態においては、刃先部の最大外径Ｄが１ｍｍ以下、かつ、有効刃長Ｌと最大外径Ｄとの比Ｌ／Ｄが５以上となるような小型ドリルについて説明したが、この範囲に限定されることなく、これより大きい最大外径Ｄをもつドリルや、Ｌ／Ｄが５より小さいドリルにおいても本発明を適用することで上述したような効果を奏することができる。
【００５１】
【発明の効果】
本発明によれば、刃先部に設けられた切屑排出溝が１条のみであることによって、ドリル本体の剛性を高く保つことができるのに加え、被削材の穴明け加工の際には、１枚の切刃だけでなく、この切刃と略反対側の領域に位置する逃げ面同士の交差稜線まで被削材と接触させるようにしたことによって、ドリル本体の振れを生じさせずに安定した状態を継続して維持することができるので、ドリル本体の直進性を高めて良好な穴位置精度を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】 本発明の実施形態による小型ドリルの刃先部の要部拡大側面図である。
【図２】 図１におけるＩ方向矢視図である。
【図３】 図２におけるＩＩ方向矢視図である。
【符号の説明】
１０ 刃先部
１１ 切屑排出溝
１２ 先端逃げ面
１３ 切刃
１４Ａ 第１逃げ面
１４Ｂ 第２逃げ面
１４Ｃ 第３逃げ面
１４Ｄ 第４逃げ面
１４Ｅ 逆側第１逃げ面
１４Ｆ 逆側第２逃げ面
１７ 第３逃げ面と第４逃げ面との交差稜線
Ｏ 軸線
Ｔ ドリル回転方向
Claims (3)
- 軸線回りに回転されるドリル本体の先端側部分である刃先部の外周に、この刃先部の先端から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前方側を向く壁面と前記刃先部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において、
前記切屑排出溝が１条のみであり、
前記刃先部を前記軸線方向の先端側から見たとき、前記軸線を通って前記切刃と平行なＸ軸に前記軸線上で直交するＹ軸を挟んで、前記切刃と反対側の領域にある前記先端逃げ面部分が、周方向に沿って配列された複数の逃げ面からなる多段面状とされていて、
被削材の穴明け加工の際に、前記先端逃げ面部分を構成する複数の逃げ面同士の交差稜線のうちの少なくとも１つが、前記被削材に接触することを特徴とするドリル。 - 請求項１に記載のドリルにおいて、
前記被削材に接触する交差稜線の外周端と前記先端逃げ面の最先端との間の前記軸線方向での距離と、前記切刃の外周端と前記先端逃げ面の最先端との間の前記軸線方向での距離との差が、
前記被削材の穴明け加工の際に前記ドリル本体に与えられる１回転当たりの送り量よりも大きく設定されていることを特徴とするドリル。 - 請求項１または請求項２に記載のドリルにおいて、
前記刃先部の最大外径Ｄが１ｍｍ以下、かつ、前記刃先部の有効刃長Ｌと前記刃先部の最大外径Ｄとの比Ｌ／Ｄが５以上とされていることを特徴とするドリル。
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