JPH07237018A

JPH07237018A - ドリル

Info

Publication number: JPH07237018A
Application number: JP3063294A
Authority: JP
Inventors: Shinichi Nakamura; 伸一中村; Katsuyuki Suzuki; 克征鈴木; Takeshi Inoue; 武井上
Original assignee: Mitsubishi Materials Corp
Current assignee: Mitsubishi Materials Corp
Priority date: 1994-02-28
Filing date: 1994-02-28
Publication date: 1995-09-12

Abstract

(57)【要約】（修正有）【目的】高硬度材から軟質材、高硬薄肉材などにわた
り汎用性を高める。【構成】ドリル本体１の先端に、ドリル外径Ｄに対し
て０.２×Ｄ〜０.４×Ｄの長さＬで直線状に延びる外周
側の芯上がりの第一切刃６と、これよりも突出する凸曲
線を描いてドリル回転中心Ｃに至る第二切刃７とから切
刃４が形成され、第二切刃７の第一切刃６に対する突出
量δは０.０１×Ｄ〜０.０５×Ｄに、第二切刃７の頂部
Ｈ近傍の曲率半径φは０.１５×Ｄ〜０.５×Ｄに設定さ
れている。切屑排出溝２は、３つの並んだ溝より構成さ
れ、第一の溝１０の先端側稜線部には第一切刃６が形成
され、第三の溝１２の幅Ｗ₃は０.０３×Ｄ〜０.２×Ｄ
とされている。第二の溝１１の曲率半径ｒは、ドリル外
径円Ｅ_Dとドリル芯厚部１３の円Ｅ_Tとに接する円Ｅ_Rの
半径Ｒに対して０.９×Ｒ〜１.２×Ｒに設定される。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、鋼材の穴明け加工はも
とより、高硬度材やアルミ材、あるいは高硬度薄肉材な
どの穴明け加工にも用い得るドリルに関するものであ
る。

【０００２】

【従来の技術】金属加工材の穴明け加工に用いられるド
リルにおいては、周囲が閉塞された加工穴内にドリル本
体を挿入して加工を行なうことから、特に切屑の分断や
排出といった切屑処理性能が重要視される。そして、こ
のような高い切屑処理性能を得るために切刃の形状や切
屑排出溝の形状の改良を図ったドリルとしては、例えば
特公平５−３２１６４号公報や特公昭６１−３０８４５
号公報に記載されたものなど、枚挙にいとまがない。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、これら
の公報に記載されたドリルは専ら鋼材の穴明け加工を主
目的としてなされたものであり、例えば一般鋼材よりも
硬度の高い各種合金のような高硬度材や、逆に硬度の低
いアルミニウムのような軟質材、あるいは高硬度であっ
ても加工材強度が確保し難い薄肉材などの穴明けに上記
従来のドリルを用いた場合には、新たな問題が惹起され
ることとなる。すなわち、高硬度材の穴明けの場合に
は、切屑は比較的細かく分断され易いものの、切刃や切
屑排出溝の形状如何によっては加工時の負荷によって切
刃やドリル本体に欠損や破損が生じるおそれがある。そ
の一方で、アルミ材のような軟質材の穴明け加工の場合
には、加工時に作用する負荷は小さく切刃に欠損が生じ
たりするおそれは少ない反面、切屑の溶着などに対する
配慮が必要となる。さらに、高硬度薄肉材の穴明け加工
の場合には、高硬度切削に耐え得る切刃強度と薄肉材切
削に必要とされる切削抵抗の低さとを兼ね備えたドリル
が求められる。

【０００４】本発明は、このような背景の下になされた
ものであって、一般鋼材の穴明けはもとより、高硬度材
や軟質材、あるいは高硬度薄肉材などの穴明け加工にも
対応し得る汎用性の高い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かか
る目的を達成するために、本発明は、軸線回りに回転さ
れるドリル本体の側面に、先端から基端側に向けて切屑
排出溝が形成され、この切屑排出溝の底面と上記ドリル
本体の先端逃げ面との交差稜線部にドリル回転方向を向
く切刃が形成されて成るドリルであって、上記切刃を、
上記軸線方向先端視にドリル外径Ｄに対して０.２×Ｄ
〜０.４×Ｄの長さでドリル外周から内周側に向けて直
線状に延びる芯上がりに配置された第一切刃と、この第
一切刃の内周端から内周側に向かって上記第一切刃より
もドリル回転方向に突出する凸曲線を描いた後にドリル
回転中心に至る第二切刃とから構成するとともに、この
第二切刃の上記第一切刃に対する突出量を上記ドリル外
径Ｄに対して０.０１×Ｄ〜０.０５×Ｄの範囲に設定す
る一方、上記切屑排出溝を、上記軸線に直交する断面に
おいて、互いに凹曲する底面を備えてマージン側からヒ
ール側に順に並ぶ第一、第二、第三の溝より構成し、第
一の溝を、その底面と上記先端逃げ面との交差稜線部に
上記第一切刃が形成されるように配し、また上記第三の
溝の幅を上記ドリル外径Ｄに対して０.０３×Ｄ〜０.２
×Ｄの範囲に設定し、さらに上記第二の溝の底面の曲率
半径を、ドリル外径円に内接するとともにドリル芯厚部
に外接する円の半径Ｒに対して、０.９×Ｒ〜１.２×Ｒ
の範囲に設定したことを特徴とする。

【０００６】

【作用】このような構成のドリルでは、まず切刃が外周
側の直線状の第一切刃と内周側の曲線状の第二切刃とか
ら構成されており、外周側の第一切刃を芯上がりに配置
することによりその径方向すくい角を負角側として切刃
強度を確保する一方、その長さをドリル外径Ｄに対して
０.２×Ｄ〜０.４×Ｄとすることにより、切刃全体に作
用する切削抵抗が過大になるのを抑えることができる。
ここで、第一切刃の長さがドリル外径Ｄに対して０.２
×Ｄを下回ると、切刃強度を確保できずに特に切刃外周
部において欠損等が生じるおそれがあり、逆に０.４×
Ｄを上回ると、切刃全体に作用する切削抵抗の増大を招
くとともに、該第一切刃によって幅広の切屑が生成され
て円滑な切屑分断が阻害されるおそれが生じる。

【０００７】一方、この第一切刃の内周端に連なる第二
切刃は、この第一切刃側からドリル回転中心側に向かっ
て、一旦第一切刃よりもドリル回転方向側に凸曲線を描
いて膨らんだ後、ドリル回転中心に至るように形成され
ており、この凸曲線の頂点よりも内周側では、第二切刃
の径方向すくい角は第一切刃の径方向すくい角よりも正
角側に大きくなる。このため、切刃の内周側では切れ味
を高めることができ、第一切刃の長さを制限することと
相俟って、切刃全体としての切削抵抗が過大になるのを
一層確実に抑えることができる。

【０００８】また、本発明では切屑排出溝が上記軸線に
直交する断面において互いに凹曲する底面を備えてマー
ジン側からヒール側に並ぶ第一、第二、第三の溝より構
成されている。このうち、切屑排出溝のマージン側に設
けられる第一の溝は、上記第一切刃の基端側に連なるよ
うに形成されており、従ってその幅は第一切刃の長さと
同様にドリル外径Ｄに対して０.２×Ｄ〜０.４×Ｄとさ
れる。また、その底面は上述の通り軸線に直交する断面
において凹曲するように形成されており、この底面の先
端側の部分において所定の先端角を付すことにより、ド
リル本体の先端逃げ面との交差稜線部に上述のような直
線状の第一切刃が形成される。そして、第一切刃により
生成された切屑はこの第一の溝に案内され、切屑分断に
関与する後述の第二の溝に導入される。さらに、この第
一の溝とは反対のヒール側に設けられる第三の溝は、ヒ
ール部分におけるドリル本体の強度を確保するととも
に、切屑排出溝内への切削油の供給を促すためのもので
あり、その幅はドリル外径Ｄに対して０.０３×Ｄ〜０.
２×Ｄの範囲に設定されている。すなわち、この第三の
溝の幅が０.０３×Ｄを下回ると、ドリル本体のヒール
近傍の肉厚が小さくなって欠け等が生じ易くなるととも
に、切屑排出溝内への切削油の供給が困難となるおそれ
がある。また、逆にこの第三の溝の幅が０.２×Ｄを上
回ると、相対的に第二の溝が幅狭となってしまい、十分
な切屑分断が行えなくなるおそれが生じる。

【０００９】一方、上述のように第一切刃により生成さ
れて第一の溝に流出した切屑は、第二の溝に案内されて
その底面を擦過するうちにカールされ、分断される。こ
こで、カールされた切屑が加工穴の内周面に摺接する
と、切削抵抗の増大や加工面精度の劣化を招くとともに
効率的な切屑の分断が阻害されてしまうため、切屑は切
屑排出溝内に収納された状態のままカールされることが
望ましい。従って切屑は、理想的にはドリル外径円に内
接するとともにドリル芯厚部に外接する円よりも小さな
円を描くようにカールされるのが望ましく、第二の溝の
底面の曲率半径もこの円の半径に準じて設定されるのが
望ましい。しかしながら、実際には加工材の材質や加工
条件による切屑の厚さ、流出速度等により切屑のカール
され易さは微妙に変動し、しかも切屑を小さなカール径
に強制的にカールさせようとすると、切屑はカールの途
中で折れてしまい、却ってその排出性が損なわれて切屑
詰まりを生じたりする。また、逆にカール径が大きすぎ
ると、切屑が十分にカールされずに分断が促されなかっ
たり、上述のように加工穴の内周面に切屑が摺接して切
削抵抗の増大等を招いたりする結果となる。

【００１０】そこで、本発明では、この第二の溝の底面
の曲率半径を、ドリル外径円に内接するとともにドリル
芯厚部に外接する上記円の半径Ｒに対し、０.９×Ｒ〜
１.２×Ｒの範囲に設定することにより、切屑の排出性
を確保した上で、加工材の材質や加工条件に係わらず効
率的な切屑の分断が行なわれるように図られている。す
なわち、第二の溝の曲率半径を上記円の半径Ｒに対して
０.９×Ｒ以上とすることにより、強制的かつ急激なカ
ールによって切屑が途中で折れるのを防ぎ、良好な切屑
排出性を保つ一方、この曲率半径を１.２×Ｒ以下とす
ることにより、切屑を加工穴内周に摺接させることなく
十分にカールさせて分断することが可能となる。

【００１１】

【実施例】図１ないし図４は、本発明の一実施例を示す
ものである。本実施例においてドリル本体１は超硬合金
から形成された略円柱状をなすものであり、図示しない
シャンクの先端に刃部が設けられ、この刃部の先端から
基端側に向けてドリル回転方向（図中反時計回り方向）
の後方側に捩れる２条の切屑排出溝２，２が周方向に等
間隔に形成されるとともに、これらの切屑排出溝２，２
とドリル本体１の先端逃げ面３との交差稜線部に、先端
逃げ面３のドリル回転中心（先端逃げ面３と軸線Ｏとの
交点）Ｃに関して対称に、ドリル回転方向側を向く一対
の切刃４，４が形成された構成となっている。なお、先
端逃げ面３のドリル回転方向後方側の縁部にはクロスシ
ンニングが施されており、これによって先端逃げ面３に
は、ドリル回転方向後方に向かうに従い基端側に向かっ
て傾斜するシンニング面５，５が形成される。

【００１２】切刃４は、軸線Ｏ方向先端視に、図１に示
すようにドリル本体１の外周から内周側に向かって直線
状に延びる第一切刃６と、この第一切刃６の内周端から
ドリル回転方向に膨らむ凸曲線を描きつつドリル回転中
心Ｃに達する第二切刃７とから構成されている。第一切
刃６は、その長さＬがドリル外径Ｄに対して０.２×Ｄ
〜０.４×Ｄの範囲となるように設定されており、また
軸線Ｏ方向先端視にドリル回転中心Ｃを通り該第一切刃
６に平行な直線Ａよりもドリル回転方向側に位置してお
り、いわゆる芯上がりに配置されている。しかして、こ
の芯上がり量Ｂは、加工材の材質や加工条件等にもよる
が、上記ドリル径Ｄに対して０.０５×Ｄ〜０.２×Ｄ程
度に設定されるのが望ましい。なお、切刃４，４がドリ
ル回転中心Ｃに対称に形成されているため、各第一切刃
６，６同士は軸線Ｏ方向先端視に互いに平行に形成され
ることとなり、上記直線Ａはその中間に配置されること
となる。

【００１３】第二切刃７は、上記シンニング面５の内周
縁と先端逃げ面３との交差稜線部分に、第一切刃６の内
周端から内周側に延びてドリル回転中心Ｃに至るように
形成されている。ここで、この第二切刃７は軸線Ｏ方向
先端視において、上記第一切刃６の内周端からドリル回
転中心Ｃ側に向けて、第一切刃６の延長線に対して一旦
ドリル回転方向側に凸曲線を描くようにして突出し、し
かる後内周側に延びて上記延長線を越え、ドリル回転中
心Ｃに達するように形成されている。そして、このよう
に形成されることにより第二切刃７の径方向すくい角
は、上記凸曲線の頂部Ｈよりも内周側において、ドリル
回転中心Ｃ側に向かうに従い第一切刃６の径方向すくい
角よりも漸次正角側に大きくなるように形成される。な
お、この第二切刃７の上記頂部Ｈの突出量δは、本実施
例では上記ドリル外径Ｄに対し、軸線Ｏ方向先端視にお
いて第一切刃６から０.０１×Ｄ〜０.０５×Ｄの範囲と
されている。また、この第二切刃７が軸線Ｏ方向先端視
においてなす凸曲線は、その頂部Ｈの近傍においてドリ
ル外径Ｄに対し、０.１５×Ｄ〜０.５×Ｄの曲率半径φ
をとるように形成されている。さらに、この第二切刃７
が軸線Ｏ方向先端視になす凸曲線は、第一切刃６の内周
端側から離間するに従い漸次その曲率半径が変化する渦
巻状に形成するのが望ましい。さらにまた、この第二切
刃７の内周側のドリル回転中心Ｃに至る部分を直線状に
形成して、第三切刃としてもよい。

【００１４】一方、この切刃４の基端側に連なる切屑排
出溝２は、図３に示すようにドリル本体１のマージン８
側からヒール９側に向けて順に並ぶ第一の溝１０、第二
の溝１１、および第三の溝１２から構成されている。こ
れら第一、第二、および第三の溝１０，１１，１２は、
ドリル本体１の先端から基端側に向けて、それぞれ略一
定の幅で切屑排出溝２の捩れに従って捩れるように形成
されている。また、それぞれの溝１０，１１，１２の底
面１０Ａ，１１Ａ，１２Ａは、図３に示すようにいずれ
も凹曲面状に形成されており、かつ互いに鈍角をなして
凹曲して隣接するようになされている。

【００１５】これらの溝１０〜１２のうちマージン８側
に位置する第一の溝１０は、その底面１０Ａとドリル本
体１の先端逃げ面３との交差稜線部に上記第一切刃６が
形成されるものであり、従ってこの第一の溝１０の幅Ｗ
₁は、第一切刃６の長さＬに合わせて、ドリル外径Ｄに
対して０.２×Ｄ〜０.４×Ｄの範囲とされている。さら
に、この第一の溝１０の底面１０Ａとドリル本体１側面
のマージン８とは、鈍角に交差するように形成されてい
る。また、この第一の溝１０の底面１０Ａは、上述の通
り軸線Ｏに直交する断面において凹曲するように形成さ
れており、この第一の溝１０の先端側に部分において所
定の先端角を付すことにより、上述のような直線状の第
一切刃６が形成されるようになされている。一方、この
第一の溝１０とは反対側のヒール９側に位置する第三の
溝１２は、その幅Ｗ₃がドリル外径Ｄに対して０.０３×
Ｄ〜０.２×Ｄの範囲内とされていて、３つの溝１０〜
１２のうち最も幅狭に形成されている。また、本実施例
ではこの第三の溝１２は、軸線Ｏに直交する断面におい
て、その底面１２Ａが図３に示すように、略軸線Ｏに対
する径方向に延びるように配置されている。

【００１６】これら第一および第三の溝１０，１２の間
に配置される第二の溝１１は、３つの溝１０〜１２のう
ち最もドリル本体１の径方向内側に凹んだ溝であり、従
って本実施例のドリルの芯厚Ｔは、この第二の溝１１の
深さによって決定される。なお、この芯厚Ｔの大きさ
は、加工材の材質や加工条件等にもよるが、ドリル径Ｄ
に対して０.１×Ｄ〜０.３５×Ｄ程度に設定されるのが
望ましい。そして本実施例では、この第二の溝１１の底
面１１Ａは軸線Ｏに直交する断面において略円弧状を呈
するように形成されており、かつ、この円弧の半径ｒ
は、該断面においてドリル外径円Ｅ_Dに内接するととも
にドリル芯厚部１３がなす円Ｅ_Tに外接する円Ｅ_Rの半径
Ｒに対して、０.９×Ｒ〜１.２×Ｒの範囲となるように
設定されている。ただし、ここでドリル外径円Ｅ_Dと
は、軸線Ｏに直交する断面において軸線Ｏを中心にドリ
ル外径Ｄを直径とする円であり、またドリル芯厚部１３
がなす円Ｅ_Tとは、同断面において同じく軸線Ｏを中心
に芯厚Ｔを直径とする円である。なお、この第二の溝１
１の底面１１Ａは、その断面が厳密な円弧とならずと
も、曲率半径が上記範囲内にあるような凹曲面であれば
よい。

【００１７】さらに本実施例では、この第二の溝１１
は、軸線Ｏ方向先端視において、上記ドリル回転中心Ｃ
を通り第一切刃６，６に垂直な方向に延びる仮想直線Ｆ
と、この仮想直線Ｆに平行に延びて第二の溝１１の底面
１１Ａがなす凹曲線に接する直線Ｇとの間の距離Ｓが、
ドリル外径Ｄに対して０.１×Ｄ以下となるように形成
されている。すなわち、図１に示すように軸線Ｏ方向先
端視において、第二の溝１１の底面１１Ａとシンニング
面５との交差稜線部１４がなす円弧状の凹曲線に対し、
同じく軸線Ｏ方向視においてドリル回転中心Ｃを通って
第一切刃６，６に垂直な方向に延びる仮想直線Ｆ、つま
り上記直線Ａにドリル回転中心Ｃにて直交する仮想直線
Ｆを想定したとき、この仮想直線Ｆからみた第二の溝１
１の溝底（交差稜線部１４がなす凹曲線と直線Ｇとの接
点）Ｑと上記仮想直線Ｆとの間の距離Ｓが、０.１×Ｄ
以下となるように設定されているのである。ただし、図
１では交差稜線部１４が仮想直線Ｆに交差することなく
直線Ｇや溝底Ｑが仮想直線Ｆよりもドリル回転方向後方
側に位置しているが、逆に交差稜線部１４が仮想直線Ｆ
に交差して直線Ｇや溝底Ｑが仮想直線Ｆのドリル回転方
向側に位置する場合もある。しかして、このような場合
でも仮想直線Ｆと直線Ｇとの距離Ｓは０.１×Ｄ以下と
されるのが望ましい。

【００１８】一方、図２は、軸線Ｏと第一切刃６，６と
に直交する方向、すなわち図１における矢線Ｘ方向から
のドリル側面視の図であるが、この図２に示すようにこ
の側面図において、ドリル本体１先端のドリル回転中心
Ｃを中心にドリル外径Ｄと等しい直径の仮想円Ｅ_Cを描
き、この仮想円Ｅ_Cと該側面図における切屑排出溝２の
第二の溝１１の先端側稜線部との交点、すなわち仮想円
Ｅ_Cと上記稜線部１４との交点をＰとすると、本実施例
では、この交点Ｐを図１の軸線Ｏ方向先端視における稜
線部１４上に投影したとき、該軸線Ｏ方向先端視におい
て、投影された上記交点Ｐの位置が、ドリル回転中心Ｃ
からドリル外径Ｄに対してＤ／３の範囲よりも外周側に
配置されている。つまり、軸線Ｏ方向先端視の図１にお
いてドリル回転中心Ｃ（軸線Ｏ）を中心に直径２／３×
Ｄの円Ｅ_Oを想定したとき、この図１における稜線部１
４上に投影された上記交点Ｐが円Ｅ_Oよりも外周側に位
置するようになされているのである。

【００１９】ただし、シンニング面５の傾斜等によって
は、図２における仮想円Ｅ_Cとの交点Ｐが、第二の溝１
１の底面１１Ａとシンニング面５とが交差する稜線部１
４上ではなく、第三の溝１２の底面１２Ａとシンニング
面５とが交差する稜線部１５上に位置する場合がある
が、このような場合においても軸線Ｏ方向先端視の図１
においては、該交点Ｐはドリル回転中心Ｃからドリル外
径Ｄに対してＤ／３の範囲よりも外周側、すなわち円Ｅ
_Oの外側に配置されるのが望ましい。

【００２０】このような構成のドリルでは、切刃４が外
周側に位置する直線状の第一切刃６と内周側に位置する
凸曲線状の第二切刃７とから構成されており、第一切刃
６が芯上がりに配置されてその径方向すくい角が負角側
に設定されることにより、切刃４全体に高い強度を確保
することが可能となる。その一方で、この第一切刃６の
長さＬをドリル外径Ｄに対して０.２×Ｄ〜０.４×Ｄと
することにより、こうして第一切刃６の径方向すくい角
を負角としたことで切刃４全体の切れ味が鈍るのを防ぐ
ことができ、また切刃４全体に作用する切削抵抗が過大
になるのを抑えることができる。

【００２１】さらに、この第一切刃６の内周側に形成さ
れる第二切刃７は、第一切刃６に対してドリル回転方向
側に突出量δで凸曲線を描くように突出した後、ドリル
回転中心Ｃに至るように形成されており、従ってこの凸
曲線の頂部Ｈよりも内周側では、第二切刃７の径方向す
くい角は第一切刃６の径方向すくい角よりも正角側に大
きくなるように設定されることとなる。このため、上記
頂部Ｈの内周側では第二切刃７に鋭い切れ味を与えるこ
とが可能となるから、上記構成のドリルでは上述のよう
に第一切刃６の長さＬを所定の範囲に制限することとも
相俟って、切刃４全体に作用する切削抵抗をより効果的
に抑制して軽減することができる。従って、上記構成の
ドリルによれば、各種合金のような高硬度の加工材に対
しては、高い切刃強度によって切刃４に欠損等が生じる
のを未然に防ぐことができる一方、アルミニウムのよう
な軟質加工材に対しては、鋭い切れ味を維持して溶着等
の発生を防止することができる。また、十分な切刃強度
と低い切削抵抗とを要求される高硬度薄肉材の穴明け加
工にも、何等支障なく対応することが可能となる。

【００２２】なお、上記ドリルでは、切刃４の第一切刃
６の長さＬをドリル外径Ｄに対して０.２×Ｄ〜０.４×
Ｄの範囲としたが、この第一切刃６の長さＬが０.２×
Ｄを下回ると、切刃強度を確保できずに特に切刃４の外
周部において欠損等が生じるおそれがある。また、逆に
第一切刃６の長さＬが０.４×Ｄを上回ると、径方向す
くい角が負角側となる部分が大きくなりすぎて切刃４全
体に作用する切削抵抗の増大を招くとともに、長い第一
切刃６によって幅広の切屑が生成されてしまい、切屑の
分断性が阻害されるおそれが生じる。さらに、上記ドリ
ルでは、この第一切刃６の芯上がり量Ｂを０.０５×Ｄ
〜０.０２×Ｄとしているが、この芯上がり量Ｂが小さ
すぎると切刃強度の確保が不十分となり、逆に芯上がり
量Ｂが大きすぎると第一切刃６の径方向すくい角が負角
側に大きくなりすぎて過大な切削抵抗が生じるおそれが
ある。従って、第一切刃６の芯上がり量Ｂについては、
上記範囲内に設定されるのが望ましい。

【００２３】また、上記ドリルでは、切刃４の第二切刃
７が描く凸曲線の第一切刃６からの突出量δを上記ドリ
ル外径Ｄに対して０.０１×Ｄ〜０.０５×Ｄとしている
が、これは、この突出量δが０.０１×Ｄを下回るほど
小さいと、上述した第二切刃７による切削抵抗の抑制効
果が十分に奏功されなくなるおそれがあるからである。
他方、これとは逆に突出量δが０.０５×Ｄを上回る
と、切屑排出溝２の第二の溝１１の形成に支障を来すと
ともに、切屑排出溝２の先端側において第一の溝１０と
第二の溝１１との間に、第一切刃６の内周端から第二切
刃７の上記頂部Ｈに至る部分に連なるように立壁が形成
されてしまい、これによって第一の溝１０から第二の溝
１１への切屑の導入が阻害されるおそれが生じる。さら
にまた、第二切刃７がなす凸曲線の頂部Ｈ近傍における
曲率半径φが小さすぎると、該頂部Ｈが鋭い形状となっ
て欠け等が発生し易くなり、逆に曲率半径φが大きすぎ
ると第二切刃７全体が平坦な形状に近くなって、切刃４
全体としての鋭い切れ味やが期待できなくなる可能性が
ある。このため、この第二切刃７の曲率半径φについて
は、本実施例のように、０.１５×Ｄ〜０.５×Ｄの範囲
に設定されるのが望ましい。

【００２４】一方、上記構成のドリルでは、切屑排出溝
２が第一、第二、第三の溝１０，１１，１２より構成さ
れており、このうち第一の溝１０は、その底面１０Ａと
先端逃げ面３との交差稜線部に上記第一切刃６が形成さ
れており、図４に示すように切刃４の特に第一切刃６に
より生成された切屑Ｋは、まずこの第一の溝１０内に流
出し、この第一の溝１０の底面１０Ａを擦過しながら、
カールの準備状態となる。そして、さらに該底面１０Ａ
に案内されつつ内周側に巻き込まれて第二の溝１１に送
られ、この第二の溝１１の底面１１Ａに摺接して摩擦抵
抗を受けることによりカールされる。

【００２５】ここで、第二の溝１１内に案内された切屑
Ｋのカール径は、切屑Ｋ自体のカールされ易さと第二の
溝１１の底面１１Ａの曲率半径ｒとによって決定される
が、後者の曲率半径ｒが大きすぎると切屑Ｋは十分にカ
ールされずに分断されなくなってしまう。また、逆に第
二の溝１１の底面１１ａの曲率半径ｒが小さすぎると、
切屑Ｋは急激かつ強制的に小さな径にカールされるため
カールの途中で折れてしまい、排出性が損なわれて却っ
て切屑詰まりを起こす結果となる。その一方で、切屑Ｋ
は図４に示すように切屑排出溝２内に収納された状態の
ままカールされるのが望ましく、これよりも大きな径で
カールされると切屑Ｋが加工穴の内周面に当たって擦れ
てしまい、切削抵抗の増大を招いたり、加工面を傷つけ
て面精度を劣化させたり、あるいは円滑な切屑の分断を
阻害したりする。しかるに、切屑Ｋがこのように切屑排
出溝２内に収納された状態でカールされるには、切屑Ｋ
のカール径は、加工穴の内周円、すなわちドリル外径円
Ｅ_Dに内接するとともにドリル芯厚部１３がなす円Ｅ_Tに
外接する円Ｅ_Rの径Ｒ以下とされなければならない。

【００２６】これに対して上記構成のドリルでは、加工
材の材質や切屑Ｋの厚さ、流出速度等による切屑Ｋ自体
のカールされ易さを考慮して、この第二の溝１１の底面
１１Ａの曲率半径ｒを上記円Ｅ_Rの半径Ｒに対して０.９
×Ｒ〜１.２×Ｒとすることにより、急激かつ強制的な
カールを避けて切屑排出性を維持しつつ、切屑Ｋを加工
穴の内周面に摺接させることなく十分にカールさせて、
その確実な分断を可能としている。すなわち、この第二
の溝１１の底面１１Ａの曲率半径ｒを上記円Ｅ_Rの半径
Ｒに対して０.９×Ｒ以上とすることにより、切屑Ｋが
強制的かつ急激にカールされるのを防いで、切屑Ｋが途
中で折れてしまうのを防止し、良好な切屑排出性を維持
して切屑詰まりの発生を避けることができる。その一方
で、この曲率半径ｒを上記円Ｅ_Rの半径Ｒに対して１.２
×Ｒ以下とすることにより、切屑Ｋを加工穴の内周面に
摺接させることなく十分にカールさせて効率的に分断
し、効率的な切屑処理を促すことが可能となる。

【００２７】さらに、この第二の溝１１を挟んで上記第
一の溝１０とは反対側の切屑排出溝２のヒール９側に
は、軸線Ｏに直交する断面において第二の溝１１の底面
１１Ａに鈍角に交差する底面１２Ａを備えた第三の溝１
２が形成されている。このため上記ドリルにおいては、
切屑Ｋをカールさせる第二の溝１１からドリル本体１外
周のヒール９に至る間に肉厚が薄くなる部分が形成され
るのを避けることができ、切屑Ｋが第二の溝１１に摺接
してカールされる際にヒール９の近傍に欠け等が生じる
のを防ぐことができる。また、このような第三の溝１２
を形成することにより、穴明け加工時に供給される切削
油がこの第三の溝１２を通って切屑排出溝２内や切刃４
側に侵入し易くなるため、切屑Ｋの排出性を一層向上さ
せることができるとともに、切刃４の効率的な冷却およ
び潤滑を図って溶着等の発生を未然に防止することが可
能となる。

【００２８】なお、上記構成のドリルでは、この第三の
溝１２の幅Ｗ₃をドリル外径Ｄに対して０.０３×Ｄ〜
０.２×Ｄの範囲内としたが、これは、第三の溝１２の
幅Ｗ₃が０.０３×Ｄを下回ると第三の溝１２が幅狭とな
りすぎて上述の効果が得られなくなるおそれがあるから
である。また、これとは逆に幅Ｗ₃が０.２×Ｄを上回る
と、相対的に第二の溝１１が幅狭となって切屑Ｋが摺接
する面積が減少し、切屑Ｋを十分にカールさせるだけの
摩擦抵抗が与えられなくなって切屑分断性が損なわれる
おそれが生じる。

【００２９】このように、上記構成のドリルによれば、
切刃４を第一および第二切刃６，７から構成するととも
に、この切刃４の基端側に連なる切屑排出溝２を第一、
第二、および第三の溝１０，１１，１２から構成するこ
とにより、切刃４およびドリル本体１の強度を確保しつ
つ鋭い切れ味を切刃４に与え、さらに良好な切屑排出性
を維持しながら切屑Ｋを十分にカールさせて効率的に分
断、処理することが可能となる。そしてこれにより、一
般的な鋼材の穴明け加工はもとより、各種合金のような
高硬度材やアルミニウムのような軟質材、あるいは高硬
度薄肉材の穴明け加工も対応し得る汎用性の高いドリル
を提供することが可能となる。

【００３０】また、これに加えて本実施例のドリルで
は、軸線Ｏ方向先端視において、ドリル回転Ｃ中心を通
り第一切刃６，６に垂直な方向に延びる仮想直線Ｆと、
この仮想直線Ｆに平行に延びて上記第二の溝１１の底面
１１Ａがなす凹曲線に接する直線Ｇとの間の距離Ｓが、
ドリル外径Ｄに対して０.１×Ｄ以下とされている。し
かるに、上記仮想直線Ｆに対して上記直線Ｇがドリル回
転方向前方側に位置する場合、すなわち第二の溝１１の
溝底Ｑが仮想直線Ｆよりも深い場合には、両者の間の距
離Ｓが大きすぎると第二の溝１１の溝深さが深くなり、
このため第一の溝１０から導入された切屑Ｋが十分に第
二の溝１１の底面１１Ａに接触されなくなって、切屑Ｋ
のカールが阻害されるおそれがある。一方、逆に図１に
示すように上記仮想直線Ｆに対して直線Ｇがドリル回転
方向後方側に位置する場合、すなわち第二の溝１１の溝
底Ｑが仮想直線Ｆよりも浅い位置にある場合には、上記
距離Ｓが大きすぎると第二の溝１１の溝深さも浅くな
り、カールされた切屑Ｋが排出され難くなるという問題
が生じる。

【００３１】そこで本実施例では、上記仮想直線Ｆと直
線Ｇとの間の距離Ｓを上述のように０.１×Ｄとして、
第二の溝１１の溝深さが深くなりすぎたり、浅くなりす
ぎたりするのを防ぐことにより、切屑排出性の維持と効
率的な切屑の分断とをより確実に両立させることを可能
としているのである。従って、このような構成を採るこ
とにより、一層安定的な切屑処理を行なうことが可能と
なり、より円滑な穴明け加工を促すことができるように
なる。

【００３２】ところで、このような構成のドリルの切刃
４により生成された切屑は、ドリル側面視においては、
ドリル先端のドリル回転中心Ｃを中心に半径Ｄ／２の扇
型を描くようにして流出し、上述のように切屑排出溝２
の第一の溝１０によって第二の溝１１に案内されてカー
ルされる。すなわち、生成された切屑は図２に示す仮想
円Ｅ_Cの円弧に沿った扇型の軌跡を描いて切屑排出溝２
内に導入されることとなる。しかるに、こうして切屑排
出溝２内に導入された切屑が第二の溝１１の内周側の部
分にしか摺接しないと、切屑と第二の溝１１の底面１１
Ａとの摺接面積が小さくなってしまい、切屑を十分にカ
ールさせて効率的に分断することが困難となるおそれが
生じる。

【００３３】そこで本実施例のドリルでは、図２に示す
ように軸線Ｏと第一切刃６とに直交する方向からのドリ
ル側面視において、ドリル本体１先端のドリル回転中心
Ｃを中心に、ドリル外径Ｄと等しい直径、すなわち半径
Ｄ／２の仮想円Ｅ_Cを描き、この仮想円Ｅ_Cと上記側面視
における切屑排出溝２の第二または第三の溝１１，１２
の先端側稜線部１４，１５との交点Ｐを、軸線Ｏ方向先
端視における第二または第三の溝１１，１２の先端側稜
線部１４，１５上に投影したとき、該軸線Ｏ方向先端視
において、投影された上記交点Ｐの位置がドリル回転中
心Ｃからドリル外径Ｄに対してＤ／３よりも外周側に配
置されるようになされている。つまり、投影された上記
交点Ｐが、軸線Ｏ方向先端視においてドリル回転中心Ｃ
を中心とする直径２／３×Ｄの円Ｅ_Oよりも外周側に配
置されるようになされており、このような構成を採るこ
とにより、切屑排出溝２に案内された切屑と第二の溝１
１との摺接面積が十分に確保されるように図られてい
る。

【００３４】すなわち、上述のように切屑はドリル側面
視において仮想円Ｅ_Cに沿った軌跡の扇型を描くから、
この側面視における上記交点Ｐは、生成された切屑の外
周縁が第二または第三の溝１１，１２の先端側の稜線部
１４，１５に当たる位置を示しており、これを軸線Ｏ方
向先端側からみると、稜線部１４，１５上に投影された
交点Ｐの位置よりも内周側の溝１１，１２の部分に切屑
が摺接することとなる。従って、軸線Ｏ方向先端視にお
いて投影された交点Ｐの位置が、上記円Ｅ_Oよりも外周
側に配置されていれば、案内された切屑を第二の溝１１
の底面１１Ａの略全域に摺接させて両者の接触面積を十
分に確保することが可能となり、当該第二の溝１１によ
る切屑分断効果をより確実に奏功し得るようになるので
ある。逆に、先端視における交点Ｐの位置が上記円Ｅ_O
の内周側にあると、案内された切屑が第二の溝１１に十
分に摺接されない事態が生じるおそれがある。

【００３５】なお、上述の通りシンニング面５の傾斜等
によっては、ドリル側面視における交点Ｐは、第二の溝
１１の稜線部１４上ではなく第三の溝１２の稜線部１５
上に位置する場合もあるが、このような場合には案内さ
れた切屑は第二の溝１１の底面１１Ａ全域に接触して摺
接することとなるので、かかる場合でも軸線Ｏ方向先端
視における投影された交点Ｐの位置が上記円Ｅ_Oより外
周側にあれば、切屑のカールが阻害されることはない。

【００３６】次に、より好ましい第一切刃６の長さＬ、
第二切刃７の突出量δおよび頂部Ｈ近傍の曲率半径φ、
第二の溝１１の底面１１Ａの曲率半径ｒ、第二の溝１１
の深さ（上記仮想直線Ｆと直線Ｇとの距離Ｓ）、および
芯厚Ｔ、芯上がり量Ｂについて、加工材の種別に応じて
説明する。ただし、第二の溝１１の深さ、すなわち距離
Ｓについては、直線Ｇが仮想直線Ｆのドリル回転方向側
にある場合を負とし、逆に直線Ｇが仮想直線Ｆのドリル
回転方向後方側にある場合を正とする。まず、一般的な
鋼材の穴明け加工の場合には、第一切刃６の長さＬを
０.３×Ｄ程度に、第二切刃７の突出量δおよび曲率半
径φをそれぞれ０.０２×Ｄ〜０.０４×Ｄおよび０.３
×Ｄ〜０.４×Ｄ程度に、第二の溝１１の曲率半径ｒ
を、ドリル外径円Ｅ_Dに内接するとともにドリル芯厚部
１３の円Ｅ_Tに外接する円Ｅ_Rの半径Ｒに対して、１.２
×Ｒ程度に、また第二の溝１１の深さ（距離Ｓ）を−
０.１×Ｄ程度とし、さらに芯厚Ｔを０.２５×Ｄ〜０.
３×Ｄに、芯上がり量Ｂを０.１２×Ｄ〜０.１５×Ｄに
設定するのが好ましい。このような設定とすることによ
り、切刃４の強度を十分に維持しつつ、切屑のスプリン
グバック等による拡大にも対処でき、良好な切削性能を
得ることができる。

【００３７】また、高硬度材の穴明けの場合には、第一
切刃６の長さＬを０.２５×Ｄ程度に、第二切刃７の突
出量δおよび曲率半径φをそれぞれ０.０１×Ｄ〜０.０
２×Ｄおよび０.４×Ｄ〜０.５×Ｄ程度に、第二の溝１
１の曲率半径ｒを上記半径Ｒに対して０.９×Ｒ程度
に、第二の溝１１の深さ（距離Ｓ）を＋０.１×Ｄ程度
に、芯厚Ｔを０.３×Ｄ〜０.３５×Ｄに、芯上がり量Ｂ
を０.１５×Ｄ〜０.１８×Ｄに、それぞれ設定するのが
好ましい。すなわち、高硬度材の場合には切屑は比較的
細かく分断され易く、また切削後の切屑拡大も少ないた
め、このように切刃４の強度とドリル本体１の強度の確
保を主とした設定とするのがよい。さらに、アルミ材の
ような軟質材の場合には、第一切刃６の長さＬを０.４
×Ｄ程度に、第二切刃７の突出量δおよび曲率半径φを
それぞれ０.０３×Ｄ〜０.０５×Ｄおよび０.１５×Ｄ
〜０.３×Ｄ程度に、第二の溝１１の曲率半径ｒを上記
半径Ｒに対して０.９×Ｒ程度に、距離Ｓを０とし、か
つ芯厚Ｔを０.１×Ｄ〜０.１５×Ｄに、芯上がり量Ｂを
０.０５×Ｄ〜０.０８×Ｄに設定するのが好ましい。軟
質材の場合には、切屑分断が容易で、しかも材料硬度も
低切れ味を重視した設定とするのが好ましい。

【００３８】さらにまた、高硬度でありながら加工材自
体の強度が少ない高硬度薄肉材の穴明けの場合には、第
一切刃６の長さＬを０.２×Ｄ程度に、第二切刃７の突
出量δおよび曲率半径φをそれぞれ０.０１×Ｄ〜０.０
２×Ｄおよび０.４×Ｄ〜０.５×Ｄ程度に、第二の溝１
１の曲率半径ｒを上記半径Ｒに対して０.９×Ｒ程度
に、距離Ｓを＋０.１×Ｄ程度に、芯厚Ｔを０.２×Ｄ〜
０.２５×Ｄに、芯上がり量Ｂを０.１５×Ｄ〜０.１８
×Ｄとするのが好ましい。このような高硬度薄肉材の穴
明けでは、高硬度材の切削に耐え得る十分な切刃強度
と、薄肉材の切削に必要とされる切削抵抗の低さ、すな
わち鋭い切れ味とが要求されるため、このような設定を
採るのが望ましい。

【００３９】

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
切刃を第一の切刃と第二切刃とから構成して第一切刃に
より切刃強度を確保しつつ、第二切刃を第一切刃よりも
突出する凸曲線状とすることで、切刃全体としての鋭い
切れ味を維持して切削抵抗の低減を図ることができる。
また、これに加えて切屑排出溝を第一、第二、および第
三の溝から構成することにより、各溝の相互の働きによ
って良好な切屑排出性を維持しながら切屑を十分にカー
ルさせることができ、より一層効率的な切屑の分断、処
理が可能となる。そしてこれにより、一般的な鋼材の穴
明け加工はもとより、各種合金のような高硬度材やアル
ミニウムのような軟質材、あるいは高硬度薄肉材の穴明
け加工も対応し得る汎用性の高いドリルを提供すること
が可能となる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例を示すドリルの軸線Ｏ方向先
端視の図である。

【図２】図１における矢線Ｘ方向のドリル側面視の図で
ある。

【図３】図１に示す実施例の軸線Ｏに直交する断面図で
ある。

【図４】図１に示す実施例によって切屑Ｋがカールされ
る状態を示す断面図である。

【符号の説明】

１ドリル本体２切屑排出溝３先端逃げ面４切刃５シンニング面６第一切刃７第二切刃８マージン９ヒール１０第一の溝１１第二の溝１２第三の溝１０Ａ，１１Ａ，１２Ａ第一、第二、第三の溝１０〜
１２の底面１３芯厚部１４第二の溝１１の先端側稜線部（シンニング面５と
の交差稜線部）１５第三の溝１２の先端側稜線部（シンニング面５と
の交差稜線部）Ｏドリルの回転軸線Ｃドリル先端の回転中心Ｄドリル外径Ｌ第一切刃６の長さＢ第一切刃６の芯上がり量Ｈ第二切刃７の頂点 δ 第二切刃７の突出量 φ 第二切刃７の曲率半径Ｗ₁ 第一の溝１０の幅Ｗ₃ 第三の溝１２の幅Ｅ_D ドリル外径円Ｅ_T 芯厚部１３がなす円Ｅ_R ドリル外径円Ｅ_Dに内接するとともに芯厚部１３の
円Ｅ_Tに内接する円Ｒ円Ｅ_Rの半径ｒ第二の溝１１の底面１１Ａの曲率半径Ａ軸線Ｏ方向先端視にドリル回転中心Ｃを通り第一切
刃６，６に平行となる直線Ｆ軸線Ｏ方向先端視にドリル回転中心Ｃを通り直線Ａ
に直交する仮想直線Ｇ軸線Ｏ方向先端視に仮想直線Ｆに平行で第二の溝１
１の溝底Ｑを通る直線Ｓ仮想直線Ｆと直線Ｇとの間の距離（第二の溝１１の
深さ）Ｅ_C ドリル側面視においてドリル回転中心Ｃを中心と
する直径Ｄの仮想円Ｐドリル側面視における仮想円Ｅ_Cと稜線部１４，１
５との交点Ｅ_O 軸線Ｏ方向先端視においてドリル回転中心Ｃを中
心とする直径２／３×Ｄの円

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者井上武岐阜県安八郡神戸町大字横井字中新田1528 番地三菱マテリアル株式会社岐阜製作所内

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】軸線回りに回転されるドリル本体の側面
に、先端から基端側に向けて切屑排出溝が形成され、こ
の切屑排出溝の底面と上記ドリル本体の先端逃げ面との
交差稜線部にドリル回転方向を向く切刃が形成されて成
り、上記切刃は、上記軸線方向先端視にドリル外径Ｄに対し
て０.２×Ｄ〜０.４×Ｄの長さでドリル外周から内周側
に向けて直線状に延びる芯上がりに配置された第一切刃
と、この第一切刃の内周端から内周側に向かって上記第
一切刃よりもドリル回転方向に突出する凸曲線を描いた
後にドリル回転中心に至る第二切刃とから構成されると
ともに、この第二切刃の上記第一切刃に対する突出量は
上記ドリル外径Ｄに対して０.０１×Ｄ〜０.０５×Ｄの
範囲に設定される一方、上記切屑排出溝は、上記軸線に直交する断面において、
互いに凹曲する底面を備えてマージン側からヒール側に
順に並ぶ第一、第二、第三の溝より構成され、第一の溝
は、その溝の底面と上記先端逃げ面との交差稜線部に上
記第一切刃が形成され、また上記第三の溝の幅は上記ド
リル外径Ｄに対して０.０３×Ｄ〜０.２×Ｄの範囲に設
定され、さらに上記第二の溝の底面の曲率半径は、ドリ
ル外径円に内接するとともにドリル芯厚部に外接する円
の半径Ｒに対して、０.９×Ｒ〜１.２×Ｒの範囲に設定
されていることを特徴とするドリル。
【請求項２】上記第一切刃の芯上がり量が、上記ドリ
ル外径Ｄに対して、０.０５×Ｄ〜０.２×Ｄの範囲に設
定されていることを特徴とする請求項１記載のドリル。
【請求項３】上記軸線方向先端視において、上記第二
切刃の描く凸曲線の曲率半径が、上記ドリル外径Ｄに対
して０.１５×Ｄ〜０.５×Ｄの範囲に設定されているこ
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。
【請求項４】上記軸線方向先端視において、上記ドリ
ル回転中心を通り上記第一切刃に垂直な方向に延びる仮
想直線と、この仮想直線に平行に延びて上記第二の溝の
底面がなす凹曲線に接する直線との間の距離が、上記ド
リル外径Ｄに対して０.１×Ｄ以下とされていることを
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。
【請求項５】上記軸線と上記第一切刃とに直交する方
向からのドリル側面視において上記ドリル本体の先端の
ドリル回転中心を中心に上記ドリル外径Ｄと等しい直径
の仮想円を描き、この仮想円と上記側面視における上記
切屑排出溝の第二または第三の溝の先端側稜線部との交
点を、上記軸線方向先端視における上記第二または第三
の溝の先端側稜線部上に投影したとき、該軸線方向先端
視において、投影された上記交点の位置が上記ドリル回
転中心から上記ドリル外径Ｄに対してＤ／３よりも外周
側に配置されることを特徴とする請求項１ないし請求項
４のいずれかに記載のドリル。