JPH0724616A

JPH0724616A - ドリル

Info

Publication number: JPH0724616A
Application number: JP16358493A
Authority: JP
Inventors: Kazuo Takasaki; 和男高崎
Original assignee: Mitsubishi Materials Corp
Current assignee: Mitsubishi Materials Corp
Priority date: 1993-07-01
Filing date: 1993-07-01
Publication date: 1995-01-27

Abstract

(57)【要約】【構成】ドリル本体２１の先端に切刃チップ２４を固
着し、ドリル軸線Ｏに沿って２条の切屑排出溝２５，２
５を形成するとともに先端逃げ面２６，２７を設ける。
この切屑排出溝２５，２５底面のドリル回転方向を向く
壁面２５ａ，２５ａと先端逃げ面２６，２７との交差稜
線部に沿って、それぞれドリル回転中心Ｃから外周側に
向かうに従ってドリル軸線方向先端側に向かう第１の切
刃部３０ａ，３１ａと、これら第１の切刃部３０ａ，３
１ａに交点３２，３３で連なりドリル外周側に向かうに
従いドリル軸線方向基端側に向かう第２の切刃部３０
ｂ，３１ｂとから構成される先端切刃３０，３１を形成
する。また先端逃げ面２６，２７にはエアーホール３５
Ａ，３５Ｂを形成する。【効果】高い求心性が得られるとともに、被削材の切
削部位の高温化やバリの発生が抑えられ、特にＣＦＲＰ
素材の加工に最適である。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、特にガラス繊維や炭素
繊維等の強化材を用いた繊維強化プラスチック（ＦＲ
Ｐ）の穴明け加工に最適なドリルに関するものである。

【０００２】

【従来の技術】このような繊維強化プラスチックのう
ち、例えば炭素繊維強化プラスチック（ＣＦＲＰ）は、
従前の金属などに比べて比剛性、比強度、耐疲労性、耐
摩耗性、耐薬品性、および振動減衰性等に優れていると
いう数多くの長所を有しており、このようなＣＦＲＰ素
材を用いた製品は日用品から航空宇宙機器に至るまで幅
広い分野に適用されている。そして、その用途も、２次
構成部材から１次構成部材へと、また小型単純形状部材
から大型単純形状部材へと、さらに小型複雑形状部材か
ら大型複雑形状部材へと拡大しつつあり、これに伴いこ
のようなＣＦＲＰ素材を加工する工具に対して高い加工
性能が要求されるようになってきた。

【０００３】ここで図４ないし図８に示すのは、このよ
うなＣＦＰＲ素材の穴明け加工に使用されていた従来の
ドリルである。これらのドリルのうち、図４ないし図６
に示すのはいわゆるガンドリルと称されるものであっ
て、そのドリル本体１は図示しない工作機械の工具把持
部に装着されてドリル軸線Ｏ回りに回転される円筒状の
ドライバー２と、このドライバー２の中心孔に同軸的に
嵌合されるシャンク３と、このシャンク３の先端にロウ
付け等により固着された超硬合金製の切刃チップ４とか
ら構成されている。

【０００４】このドリル本体１の外周には切刃チップ４
からシャンク３にかけて、切刃チップ４の先端面に開口
してドリル軸線方向基端側に向かう１条の切屑排出溝５
が形成されている。この切屑排出溝５は、その底面がド
リル回転方向（図６において反時計回り方向）を向く面
５ａとドリル回転方向後方側を向く面５ｂとから構成さ
れていて、図６に示すように上記ドリル軸線Ｏと直交す
る断面視において略Ｖ字型をなすように形成されてい
る。また切刃チップ４の先端面には、この切屑排出溝５
の開口部から上記ドリル回転方向の後方側に連なるよう
に先端逃げ面６が設けられている。そして、この切刃チ
ップ４の先端には、切屑排出溝５の上記ドリル回転方向
を向く面５ａと先端逃げ面６との交差稜線部に沿って、
ドリル本体１先端の回転中心Ｃ近傍から外周に達する先
端切刃７が形成されている。

【０００５】またドリル本体１内には、ドリル軸線方向
に沿ってドライバー２からシャンク３を通り切刃チップ
４にまで、当該ドリル本体１を貫通するように断面円形
の中空管路８が穿設されている。この中空管路８は、ド
リル本体１の先端に冷却や切屑排出のための圧縮空気や
切削油等を供給したりするためのものであって、この中
空管路８の先端は上記先端逃げ面６に開口せしめられて
エアーホール（図示略）を形成している。

【０００６】一方、図７に示すのはフラットフルートド
リルと称されるものであって、超硬合金等からなる軸状
のドリル本体１１の先端には、ドリル軸線Ｏを挟み、ド
リル軸線方向基端側に向かうに従いドリル本体１１の外
周側に向かう一対の傾斜面１２，１２が形成されてい
る。さらに、これらの傾斜面１２，１２の両側部は、当
該ドリル本体１１先端の回転中心Ｃから外周側に向かう
に従いドリル軸線方向基端側に後退する方向に切り欠か
れていて、ここに一対の切欠面１３，１３が形成されて
おり、これによりドリル本体１１先端は矢じり状に成形
されている。そして、このドリル本体１１先端の、上記
傾斜面１２，１２のドリル回転方向を向く側部と切欠面
１３，１３との交差稜線部には、ドリル軸線Ｏに関して
対称となるように２つの先端切刃１４，１４が形成され
ており、その先端角θ₁は一般に鋭角に設定されてい
る。

【０００７】さらに図８に示すのは、いわゆるローソク
タイプと称されるドリルである。このドリルでは、ドリ
ル本体１５の外周に２条の螺旋状の切屑排出溝１６，１
６が形成されており、一方このドリル本体１５の先端に
は、その先端面と上記切屑排出溝１６，１６の底面との
交差稜線部に沿って、２つの先端切刃１７，１７がドリ
ル軸線Ｏに関して対称となるように形成されていて、こ
の先端切刃１７，１７の先端角θ₂は一般に鈍角となる
ように設定されている。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、これら
のドリルはそれぞれに、穴明け加工上の、あるいは当該
ドリルを製造する際の成形上の問題点を有している。す
なわち、まず図４ないし図６に示したガンドリルでは先
端切刃７が１つであるので、切削時に先端切刃７に作用
する切削抵抗によりドリル本体１がその径方向に受ける
力がドリルの回転に伴って逐次変化し、これによってド
リル本体１が径方向にぶれてしまって形成される穴径の
増大を招いたり、真円度や面精度が低下したりしてしま
う。また、先端切刃７が一つであるのでドリル１回転当
りの切削量も限られたものとなり、このため軸方向の送
りを大きくできないなど加工条件も限定されたものとな
る。

【０００９】一方、図７に示したようなフラットフルー
トドリルでは、ドリル本体１１の先端に２つの先端切刃
１４，１４が形成されているため、両先端切刃１４，１
４に作用する切削抵抗の上記径方向の分力が互いに相殺
し合うこととなり、またドリル１回転当りの切削量も先
端切刃が１つの場合に比べて計算上は２倍とすることが
できる。

【００１０】ところが、このようなフラットフルートド
リルでは、上記ガンドリルの先端逃げ面に形成したよう
なエアーホールを設けることが困難となる。これはすな
わち、先端切刃１４，１４の先端角θ₁を鋭角に設定す
ることによってドリル本体１１の先端に形成される傾斜
面１２，１２の傾斜角も小さくならざるを得ず、従って
ドリル本体１１にこれら傾斜面１２，１２に開口する中
空管路を貫設しても、その開口部は図７に破線で示すよ
うにドリル軸線方向基端側に後退した楕円となってしま
うからである。このため、このようなフラットフルート
ドリルでは、先端切刃１４，１４の最先端にまで十分に
圧縮空気や切削油等が供給されず、切削部位が著しく高
温となったり、切屑詰まりや切削抵抗の増大を引き起こ
すおそれがある。そして、特に被削材が上述したような
ＣＦＲＰ材などの場合には、切削部位が高温となると被
削材の材質が劣化するという弊害が生じてしまう。

【００１１】さらに、上述のように先端切刃１４，１４
の先端角θ₁を鋭角に設定すると、各先端切刃１４はド
リル軸線方向に長尺化してしまうことになる。このた
め、被削材に貫通孔を形成する際に送りが同じ場合に
は、上記ローソクタイプドリルなどの先端角が鈍角に設
定されたドリルに比べ、先端切刃が被削材に食いついて
から先端切刃の後端が被削材を完全に貫通するまでに長
時間を必要とし、加工時間の増加が避けられないという
欠点が生じる。さらにまた、先端角θ₁が鋭角であるた
め、切刃強度の確保が困難で欠けが生じ易いという欠点
もある。

【００１２】他方、図８に示す上記ローソクタイプのド
リルの場合は、先端切刃１７，１７の先端角θ₂が鈍角
に設定されているため、エアーホールをドリル回転中心
部Ｃの近傍に形成することが可能であり、また先端角を
鋭角に設定したことによる加工時間の増加や切刃の欠け
等の欠点は防ぐことができる。しかしながら、このよう
に先端角θ₂を鈍角とした場合には、被削材への先端先
端切刃１７，１７の食いつきが悪化し、かつ先端角が鋭
角の場合に比べて先端先端切刃１７，１７が被削材を押
し広げながら切削するような切削形態となるため、概し
てドリルの案内性が損なわれて穴明け加工時にドリルに
ぶれが生じ、形成される穴の真円度や面精度の劣化を一
層助長する結果となる。さらに、先端切刃１７，１７に
よる被削材の押し広げ作用が強くなることから、例えば
被削材に貫通孔を形成する場合の抜けぎわ等に、バリが
発生し易くなってしまう。そして、これは上記ＣＦＲＰ
材等に穴明け加工を行う場合に特にその傾向が顕著とな
る。さらにまた、このようなローソクタイプのドリルで
は切屑排出溝１６，１６が螺旋状に形成されているた
め、その全長も自ずと長くなり、このため切屑排出性が
悪化してしまうという問題もある。

【００１３】このような問題点に加えてこれらのドリル
では、先端切刃がそのドリル軸線方向最先端の一点で被
削材に食いついて切削が進行することになるため、例え
ば上記ＣＦＰＲ材など、硬質な部分とそうでない部分と
が混在している被削材を加工する場合や、あるいは球面
等の曲面に穴明け加工を施す場合に、上記先端切刃の被
削材に食いつく点が被削材の硬度の境界面や曲面に蹴ら
れてずれ動き、求芯性が著しく損なわれてしまうおそれ
がある。そして、これによりドリル軸線に振れが生じて
形成される穴径の拡大を招いたり、穴明け加工の際の進
捗度や形成された穴の面精度が著しく劣化してしまう結
果となってしまう。

【００１４】

【課題を解決するための手段】本発明は、上述したよう
な課題を解決するためになされたもので、軸線回りに回
転されるドリル本体の外周に、該ドリル本体の先端面に
開口して上記軸線方向基端側に向かう２条の切屑排出溝
を形成するとともに、上記ドリル本体先端面に上記切屑
排出溝の開口部のドリル回転方向後方側にそれぞれ連な
るように先端逃げ面を設け、この先端逃げ面に当該ドリ
ル本体内に形成された中空管路の一端を開口せしめ、さ
らに上記ドリル本体の先端に、当該ドリル本体先端の回
転中心部から上記切屑排出溝のドリル回転方向を向く面
と上記先端逃げ面との交差稜線部に沿って２つの先端切
刃を形成し、これら２つの先端切刃のそれぞれを、上記
回転中心部から外周側に向かうに従い上記軸線方向先端
側に向かう第１の切刃部と、この第１の切刃部に連なり
上記回転中心部側から外周側に向かうに従い上記軸線方
向基端側に後退して上記ドリル本体の外周に達する第２
の切刃部とから構成した特徴とするものである。

【００１５】

【作用】このような構成のドリルによれば、まず先端切
刃が２つであって各先端切刃に作用する切削抵抗のドリ
ル径方向の分力が互いに相殺し合うため、当該分力の作
用する方向がドリルの回転に伴い変化することによるド
リル回転軸のぶれを抑えることができる。また先端切刃
が２つであるため、ドリル１回転当りの切削量も先端切
刃が１つの場合に比べて２倍とすることができる。

【００１６】また、第１の切刃部はドリル軸線方向基端
側に凹むように形成されることとなるので、先端切刃の
長さが同じ場合でも上記フラットフルートドリルのよう
に先端切刃全体がドリル軸線方向先端側に突出したドリ
ルに比べ、第１の切刃部が凹んでいる分だけドリル軸線
方向に占める先端切刃の長さを短くできる。このため、
先端逃げ面に設けられるエアーホールから切刃の最先端
までの距離を短くすることができ、この切刃の最先端や
被削材の切削部位を充分に冷却することが可能となる一
方、被削材に貫通孔を形成する場合等の加工時間を短縮
することができる。

【００１７】さらに本発明では、例えば上述したような
ローソクタイプのドリルに比べてドリル軸線方向に占め
る先端切刃の長さが同じでも、第２の切刃部の先端角を
小さく設定することによって先端切刃による被削材の押
し広げ作用を低減することが可能となり、ドリルの軸方
向への案内性を向上させることができる。また、このよ
うに先端切刃の外周側において押し広げ作用が低減する
ことから、被削材に貫通孔を形成する場合の抜けぎわの
バリの発生を抑えることも可能となる。

【００１８】これに加えて上記構成のドリルでは、第１
の切刃部がドリルの回転中心部から外周側に向かうに従
いドリル軸線方向先端側に向かう方向に形成されている
一方、第２の切刃部はこれとは逆に外周側に向かうに従
いドリル軸線方向基端側に向かう方向に形成されてい
る。すなわち、各先端切刃はそれぞれドリル本体の側面
視において、第１の切刃部と第２の切刃部との交点部分
が最もドリル軸線方向先端側に突出した山形に形成さ
れ、切刃全体としてはこれら２つの交点部分よりも内側
がドリル軸線方向基端側に凹んだＭ字形をなすこととな
る。従って本発明では、上記２つの交点部分が被削材に
食いつきながら切削が進行することとなり、上述した従
来のドリルのように一点のみで被削材に食いつくドリル
に比べ、ＣＦＰＲ素材等の部分的に硬度が違う材質の穴
明けや曲面に穴明けするような場合でも、食いつき部が
ずれ動くのを抑えて求芯性の向上を図ることができる。

【００１９】さらに、第１の切刃部がドリル軸線方向基
端側に凹んだ形状であるため、この第１の切刃部によっ
て切削される部分は、これとは逆に円錐状に突出した形
状をとりながら削り取られていく。そして穴明け加工時
には、この円錐状に突出した被削材部分に両先端切刃の
第１の切刃部が係合しながら切削が進行することとな
り、これによってドリル本体の径方向への移動が拘束さ
れてドリル軸線の振れが抑えられるため、上記作用と相
俟ってドリルの求芯性を一層向上させることができる。
また上記構成によれば、第２の切刃部の先端角を小さく
設定しても第１の切刃部の先端角を適当に設定すること
により、上記交点部分における両切刃部の交差角を大き
く設定することができるため、このような食いつき部に
おける切刃の欠けを防ぐこともできる。

【００２０】なお、これら第１および第２の切刃部の先
端角については、第１の切刃部の先端角が２００°〜２
４０°の範囲に設定されることが望ましく、また第２の
の切刃部の先端角は２０°〜３０°の範囲に設定される
ことが望ましい。これは、まず第１の切刃部の先端角が
上記範囲よりも大きく、また第２の切刃部の先端角が上
記範囲よりも小さいと、これに準じて第１の切刃部と第
２の切刃部との交差角が小さくなってしまい、両切刃部
の交点部分における切刃強度が維持できなくなるおそれ
があるためである。一方、第１の切刃部の先端角が上記
範囲よりも小さいと、各先端切刃の２つの第１の切刃部
が一直線に近い状態に配置されてしまい、ドリルの求芯
性が損なわれるおそれがある。さらに、第２の切刃部の
先端角が上記範囲より大きくなると、この第２の切刃部
による押し広げ作用が強くなってバリの発生を招くおそ
れがある。

【００２１】ただし切刃の先端角とは、ドリル軸線に平
行な仮想平面に先端切刃を平行にして投影したときの切
刃の角度であり、上述のように本発明では第１の切刃部
は、ドリル外周側に向かうに従いドリル軸線方向先端側
に向かう方向に形成されているので、その先端角は理論
的には１８０°〜３６０°の範囲内で設定可能である。
また同様に、第２の切刃部はドリル外周側に向かうに従
いドリル軸線方向基端側に向かう方向に形成されている
ので、その先端角は理論的には０°〜１８０°の範囲で
設定可能である。

【００２２】さらに、このような構成のドリルにおいて
第２の切刃部の長さが長くなると、上記２つの交点部分
がともにドリル軸線に接近することとなり、結果的に一
点で被削材に食いつく従来のドリルと変わらなくなって
しまって本発明の作用効果が得られなくなるおそれがあ
る。また逆に第２の切刃部の長さが短くなると、相対的
に第１の切刃部による押し広げ作用が強くなってしまう
ため、好ましくない。このため、第２の切刃部の長さは
５mm〜７mmに設定されることが望ましい。

【００２３】

【実施例】図１ないし図３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２１は図１に
示すように、工作機械の工具把持部に装着されてドリル
軸線Ｏ回りに回転される円筒状のドライバー２２と、こ
のドライバー２２の中心孔２２ａに同軸に嵌合された軸
状のシャンク２３と、このシャンク２３の先端にロウ付
けにより固着された超硬合金製の切刃チップ２４とから
概略構成されている。

【００２４】ドリル本体２１の外周には、切刃チップ２
４の先端面に開口し、ドリル軸線方向に沿って当該ドリ
ル本体２１の基端側に向かう２条の切屑排出溝２５，２
５が、ドリル軸線Ｏを挟むように切刃チップ２４からシ
ャンク２３にかけて形成されている。これらの切屑排出
溝２５，２５は、それぞれその底面がドリル回転方向
（図３において反時計回り方向）を向く壁面２５ａと、
このドリル回転方向の後方側を向く壁面２５ｂとから構
成されていて、図３に示すようにドリル軸線方向先端側
から見てその狭角が鈍角であるＶ字型をなすように形成
されている。また、これら両切屑排出溝２５，２５の上
記ドリル回転方向を向く壁面２５ａ，２５ａは共にドリ
ル軸線Ｏを含む同一平面に形成されており、他方上記ド
リル回転方向後方側を向く壁面２５ｂ，２５ｂ同士は互
いに平行となるように成形されている。

【００２５】一方、上記切刃チップ２４の先端面には、
切屑排出溝２５，２５の各開口部からそれぞれドリル回
転方向後方側に連なるように先端逃げ面２６，２７が設
けられており、これらの先端逃げ面２６，２７はそれぞ
れ切刃チップ２４の先端のドリル回転中心Ｃ側の第１の
逃げ面２６ａ，２７ａとドリル外周側の第２の逃げ面２
６ｂ，２７ｂとから構成されている。また、これらの先
端逃げ面２６，２７のドリル回転方向後方側には、上記
第１の逃げ面２６ａ，２７ａと第２の逃げ面２６ｂ，２
７ｂとにそれぞれ連なり、ドリル軸線方向基端側に傾斜
して上記切屑排出溝２５，２５の各壁面２５ａ，２５ｂ
に続く先端面２８，２９が設けられている。

【００２６】さらにこれらの逃げ面のうち、まず第１の
逃げ面２６ａ，２７ａはともにドリル軸線Ｏに対して互
いに等しい角度に交差する方向に形成されるとともに、
その交線はドリル軸線Ｏに交差せしめられており、かつ
その交差角がドリル本体２１側で鈍角となるように設定
されている。他方、第２の逃げ面２６ｂ，２７ｂもドリ
ル軸線Ｏに対して互いに等しい角度で交差する方向に、
かつその交線がドリル軸線Ｏに交わるように形成されて
いるが、その交差角はドリル本体２１側で鋭角となるよ
うに設定されている。

【００２７】ただし、これらの先端逃げ面２６，２７は
本実施例ではドリル軸線Ｏに関して非対称な形状に形成
されている。すなわち、一方の先端逃げ面２６は、その
第１の逃げ面２６ａの稜辺部にドリル軸線Ｏが交差する
ように形成されているのに対し、他方の先端逃げ面２７
は、その第１の逃げ面２７ａが該ドリル軸線Ｏに交わる
ことなく、上記ドリル回転中心Ｃから僅かに隔たった位
置に形成されている。従って、一方の先端逃げ面２６と
他方の先端逃げ面２７とは、それぞれの第１の逃げ面２
６ａと第１の逃げ面２７ａとが実際に交差することはな
いが、両先端逃げ面２６，２７はドリル軸線Ｏを中心と
する回転軌跡において互いに重なり合うように設定され
ている。

【００２８】そして、これらの先端逃げ面２６，２７と
上記切屑排出溝２５，２５のそれぞれのドリル回転方向
を向く壁面２５ａ，２５ａとの交差稜線部には、先端切
刃３０，３１が形成されている。ここで、上述のように
各先端逃げ面２６，２７はそれぞれ２つの逃げ面２６
ａ，２６ｂおよび逃げ面２７ａ，２７ｂから構成されて
いるため、これら２つの先端切刃３０，３１もそれぞれ
２つの切刃部から構成されることとなる。つまり一方の
先端切刃３０は、先端逃げ面２６の第１の逃げ面２６ａ
と上記壁面２５ａとの交差稜線部に形成される第１の切
刃部３０ａと、第２の逃げ面２６ｂと上記壁面２５ａと
の交差稜線部に形成される第２の切刃部３０ｂとから構
成される。また他方の先端切刃３１は、先端逃げ面２７
の第１の逃げ面２７ａと上記壁面２５ａとの交差稜線部
に形成される第１の切刃部３１ａと、第２の逃げ面２７
ｂと上記壁面２５ａとの交差稜線部に形成される第２の
切刃部３１ｂとから構成される。

【００２９】ここで、これらの先端切刃３０，３１に連
なる上記壁面２５ａ，２５ａは、上述のようにドリル軸
線Ｏを含む同一平面に形成されているため、これら先端
切刃３０，３１もこの同一平面内に含まれることにな
る。また各先端逃げ面２６，２７は、それぞれその第１
の逃げ面２６ａ，２７ａがドリル軸線Ｏに鈍角に交差す
る方向に、第２の逃げ面２６ｂ，２７ｂがドリル軸線Ｏ
に鋭角に交差する方向に形成されているため、各先端切
刃３０，３１も、それぞれその第１の切刃部３０ａ，３
１ａがドリル回転中心Ｃ部分からドリル外周側に向かう
に従ってドリル軸線方向先端側に向かうように形成され
る一方、第２の切刃部３０ｂ，３１ｂがドリル外周側に
向かうに従いドリル軸線方向基端側に向かうように形成
されることとなる。

【００３０】すなわち、各先端切刃３０，３１はそれぞ
れ、第１の切刃部３０ａ，３１ａと第２の切刃部３０
ｂ，３１ｂとの交点３２，３３が最もドリル軸線方向先
端側に突出する山形に形成されており、従って先端切刃
全体としては上記壁面２５ａに直交する側面視にドリル
回転中心Ｃ側がドリル軸線方向基端側に凹んだＭ字型を
呈することとなる。なお、本実施例では２つの先端逃げ
面２６，２７が上述のように非対称に形成されているた
め、一方の先端逃げ面２６の第１の逃げ面２６ａの稜辺
部に形成される第１の切刃部３０ａは、上記交点３２か
らドリル軸線Ｏ側に向かってドリル回転中心Ｃを僅かに
超えた部分にまで延設される。また、他方の先端逃げ面
２７の第１の逃げ面２６ｂの稜辺部に形成される第１の
切刃部３１ａは、上記交点３３からドリル軸線Ｏ側に向
かうがドリル回転中心Ｃにまで達することはない。ただ
し、両先端逃げ面２６，２７がドリル軸線Ｏを中心とし
た回転軌跡において互いに重なり合うように設定されて
いるため、各先端切刃３０，３１も上記回転軌跡におい
て互いに重なり合うこととなり、従って上記２つの交点
３２，３３もドリル軸線Ｏに関して互いに軸対称な位置
に配置される。

【００３１】ここで本実施例では、図２に示すように上
記両先端切刃３０，３１において、第１の切刃部３０
ａ，３１ａがなす先端角αは２００°〜２４０°の範囲
に設定されており、一方第２の切刃部３０ｂ，３１ｂが
なす先端角βは２０°〜３０°の範囲に設定されてい
る。また、各第２の切刃部３０ｂ，３１ｂの長さＬは、
５mm〜７mmの範囲に設定されている。

【００３２】さらに本実施例では、ドリル本体２１内に
はドライバー２２の中空孔２２ａからシャンク２３で分
岐して切刃チップ２４に至るまで、当該ドリル本体２１
をそのドリル軸線方向に沿って貫通するように断面円形
の２つの中空管路３４Ａ，３４Ｂが穿設されている。そ
して、これらの中空管路３４Ａ，３４Ｂのドリル軸線方
向先端側の一端は、それぞれ上記先端逃げ面２６，２７
に開口せしめられてエアーホール３５Ａ，３５Ｂを形成
している。なお本実施例においては、これらのエアホー
ル３５Ａ，３５Ｂのうち上記一方の先端逃げ面２６に形
成されるエアーホール３５Ａは、該先端逃げ面２６を構
成する第１および第２の逃げ面２６ａ，２６ｂの交差稜
線上に開口せしめられている。また他方の先端逃げ面２
７に形成されるエアーホール３５Ｂは、第１および第２
の逃げ面２７ａ，２７ｂの交差稜線と、これらの逃げ面
２７ａ，２７ｂに連なる上記先端面２９との交点部分に
開口せしめられている。

【００３３】このような構成のドリルによれば、まず先
端切刃３０，３１がドリル軸線Ｏを挟んで同一平面内
に、その回転軌跡において互いに重なり合うように形成
されており、各先端切刃３０，３１に作用する切削抵抗
のドリル径方向の分力が互いに相殺し合うため、従来の
ガンドリルのように当該分力の作用する方向が変化する
ことによってドリル本体２１にぶれが生じることはな
い。また２つの先端切刃３０，３１を有するため、ドリ
ル１回転当りの切削量を切刃が１つの場合に比べて２倍
とすることができるので、送りを増やして穴明け効率の
向上を図ることが可能である。

【００３４】また、先端切刃３０，３１の各第１の切刃
部３０ａ，３１ａはドリル軸線方向基端側に凹むように
形成されることとなるので、先端切刃の長さが同じ場合
でも例えば従来のフラットフルートドリルに比べてドリ
ル軸線方向に占める先端切刃３０，３１の長さを短くす
ることができる。これにより、まずドリル外周側の第２
の切刃部３０ｂ，３１ｂの交差角を鋭角に設定した場合
でも、先端逃げ面２６，２７に開口するエアーホール３
５Ａ，３５Ｂの位置を先端切刃３０，３１に接近させる
ことができる。このため、切刃の先端部や被削材の切削
部位を充分に冷却することが可能となり、特に被削材が
ＣＦＰＲ材等の場合にも、切削部位の高温化による材質
の劣化を効果的に防ぐことができる。またこれととも
に、被削材に貫通孔を形成する場合など、ドリルが被削
材に食いついてから先端切刃３０，３１の後端が抜け出
すまでの時間が短くなり、加工時間の大幅な短縮を図る
ことができる。

【００３５】さらに上記構成のドリルでは、従来のロー
ソクタイプのドリルに対し、ドリル軸線方向に占める先
端切刃３０，３１の長さが同じであっても、第２の切刃
部３０ｂ，３１ｂの先端角βを上述のように鋭角に設定
することが可能である。これによって先端切刃３０ｂ，
３１ｂによる被削材の押し広げ作用を低減することが可
能となり、ドリルの軸方向への案内性を向上させること
ができる。また、このように先端切刃３０，３１のドリ
ル外周側の第２の切刃部３０ｂ，３１ｂにおいて押し広
げ作用が低減することから、被削材に貫通孔を形成する
際に該貫通孔の抜けぎわにバリが発生するのを抑えるこ
とができ、品位の高い穴加工を行うことが可能となる。

【００３６】そしてこれらに加え、各先端切刃３０，３
１は上述のように第１の切刃部３０ａ，３１ａと第２の
切刃部３０ｂ，３１ｂとの交点３２，３３が最もドリル
軸線方向先端側に突出し、先端切刃全体としてはこれら
２つの交点３２，３３よりも内側がドリル軸線方向基端
側に凹んだＭ字形をなしている。しかも、これらの先端
切刃３０，３１はドリル軸線Ｏを中心とした回転軌跡が
互いに重なり合うように形成されており、従って上記２
つの交点３２，３３はドリル軸線Ｏについて軸対称位置
に配置される。すなわち、ドリル軸線Ｏから等距離にあ
るこれら２つの交点３２，３３が同時に被削材に食いつ
くこととなり、従来の各種ドリルのように一点のみで被
削材に食いつくドリルに対して２点で被削材に食いつき
ながら切削が進行するので、例えば被削材がＣＦＰＲ材
等であって上述のように微視的に硬度の異なる部分が存
在したり、あるいは球面等の曲面に穴明けするような場
合でも、このような硬度の異なる部分の境界面や曲面に
より先端切刃３０，３１の食いつき部が蹴られてずれ動
くような事態を防止することができ、ドリルの求芯性を
大幅に向上させることが可能となる。

【００３７】さらに先端切刃３０，３１の第１の切刃部
３０ａ，３１ａがドリル軸線方向基端側に凹んだ形状を
なすことにより、これら第１の切刃部３０ａ，３１ａに
よって切削される穴底の中央部分は逆に円錐状に突出し
た形状をとりながら削り取られていく。このため、穴明
け中にはこの円錐状に突出した穴底の中央部分に第１の
切刃部３０ａ，３１ａが係合し、ドリル本体２１先端の
切刃チップ２４がその径方向への移動を拘束された状態
で切削が進行することとなり、ドリルの直進が促され
る。従って上記構成のドリルによれば、上述した先端切
刃が２点で食いつく作用と相俟ってドリルの求芯性をよ
り一層高めることができるので、ドリル軸線の振れを抑
えて形成される穴径の拡大を防ぎ、高精度の穴明け加工
が可能となるとともに、加工の際の進捗度や穴の面精度
の著しい向上を図ることができる。

【００３８】さらにまた上記構成のドリルでは、先端切
刃全体が合計４つの切刃部３０ａ，３０ｂ，３１ａ，３
１ｂから構成されており、従って該先端切刃によって生
成される切屑は、生成時から４つに分断されてしまう。
さらに、上記第２の切刃部３０ｂ，３１ｂにより生成さ
れる切屑は、その切刃部の向きから切屑排出溝２５，２
５内をドリルの内側に向けて押しやられ、他方第１の切
刃部３０ａ，３１ａにより生成される切屑は、略ドリル
軸線方向に沿って切屑排出溝２５，２５内を擦過するの
で、両切刃部により生成された切屑が切屑排出溝２５，
２５内で衝突し、より細かく分断されることとなる。こ
のように上記構成のドリルによれば、切屑を細かく分断
することが可能であって円滑な切屑排出が促されるとと
もに、分断されない切屑がシャンク２３に絡みつくよう
な事態を防止することができる。また、これに加えて、
第１の切刃部３０ａ，３１ａによって生成されて切屑排
出溝２５，２５内をドリル軸線方向に沿って擦過する切
屑により、第２の切刃部３０ｂ，３１ｂによって生成さ
れた切屑も強制的にドリル軸線方向に沿って排出される
ことになり、一層良好な切屑排出性を得ることができ
る。

【００３９】一方、本実施例においては先端逃げ面２
６，２７を非対称に形成することにより、上記２つの先
端切刃３０，３１も、その一方の第１の切刃部３０ａが
上記交点３２からドリル回転中心Ｃを超える位置まで延
設され、他方の第１の切刃部３１ａはドリル回転中心Ｃ
に達しない位置に止められており、しかも両先端切刃３
０，３１はドリル軸線Ｏを中心とした回転軌跡において
重なり合っている。このため本実施例によれば、例えば
通常のツイストドリルのチゼル部のような切削の働きを
しない部分が先端切刃上に形成されることはなく、従っ
てドリルの押し込み力を低減させることができるという
利点が得られる。

【００４０】また本実施例では、第２の切刃部３０ｂ，
３１ｂの先端角βを鋭角側に小さく設定しても、第１の
切刃部３０ａ，３１ａの先端角αを上記範囲に設定する
ことにより、先端切刃３０，３１のドリル外周側の部分
による押し広げ作用を押えつつ、上記２つの交点３２，
３３における各切刃部３０ａ，３０ｂおよび３１ａ，３
１ｂの交差角を大きくし得て切刃の欠けを防ぐことがで
きる。ここで、本発明では上述したように第１の切刃部
３０ａ，３１ａの先端角αは１８０°〜３６０°の間
で、また第２の切刃部３０ｂ，３１ｂの先端角βは０°
〜１８０°の間で、それぞれ設定可能である。しかしな
がら、上記先端角αが２４０°よりも大きかったり、あ
るいは上記先端角βが２０°よりも小さかったりする
と、これに準じて上記交差角が小さくなってしまい、上
記交点３２，３３における切刃強度が維持できなくなる
おそれがあるため、好ましくない。またこの先端角αが
２００°より小さいと、両切刃部３０ａ，３１ａが一直
線に近い状態に配置されてしまい、ドリルの求芯性が損
なわれるおそれがあり、他方、先端角βが３０°よりも
大きくなると、上記押し広げ作用が強くなるおそれがあ
るため、ともに好ましくない。

【００４１】さらに、このように先端角α，βを設定し
たとしても、第２の切刃部３０ｂ，３１ｂの長さＬが長
くなると、上記２つの交点３２，３３がともにドリル軸
線Ｏに接近してしまい、結果的に一点で被削材に食いつ
く従来のドリルと変わらなくなって上記作用効果が得ら
れなくなるおそれがある。また逆に上記長さＬが短くな
ると、第２の切刃部３０ｂ，３１ｂの先端角βを上記範
囲に設定したことによる上記押し広げ作用の抑制効果が
損なわれるとともに、第１の切刃部３０ａ，３１ａによ
る押し広げ作用が強くなってしまうおそれがある。本実
施例において第２の切刃部３０ｂ，３１ｂの長さＬが５
mm〜７mmの範囲に設定されているのは、このような理由
による。

【００４２】次に、実験例を挙げて本発明の有効性につ
いて実証する。この実験では、上記実施例において先端
角α，βおよび第２の切刃部３０ｂ，３１ｂの長さＬ
を、表１に示すように変えた３種類のドリル（ドリル径
はすべて６.３５mm）を製造した。これらを実験例１〜
３とする。そして、これらのドリルにより、厚さ１１mm
のＣＦＰＲ素材に貫通孔を形成して出口のバリ、拡大
代、面粗度、および発熱等について測定した。この結果
を表１に示す。なお、ここで拡大代とは、要求される穴
径と実際に形成された穴の径との差をいうものであり、
本実験例ではドリル径と形成された穴径との差として示
されている。また、表１においてこの拡大代が負の値を
示しているのは、被削材がＣＦＰＲ材であって形成され
た穴が穴明け加工後に縮径する傾向があるからである。

【００４３】一方、これらの実験例に対する比較例とし
て図７に示したようなフラットフルートドリルを製造
し、上記実験例と同様にＣＦＰＲ素材に穴径６.３５０m
mの穴明け加工を施し、その性能を実験例のドリルと比
較した。ただし、この比較例では先端角θ1 は３５°に
設定されている。この比較例による穴明け加工の結果
を、上記実験例と併せて表１に示す。ただし、この実験
例および比較例による穴明け加工において切削条件は、
ドリル回転数が２１００r.p.mであり、送りは１５mm/mi
nであった。またドリルの材質は、実験例、比較例とも
超硬合金である。

【００４４】

【表１】

【００４５】表１の結果から、実験例１〜３のドリルで
はバリの発生も少なく、特に実験例１のドリルでは良好
な結果が得られた。また、これら実験例１〜３のドリル
では、拡大代も小さく抑えられているとともに面粗度も
良好であり、これらの点については特に実験例３のドリ
ルで良好な結果を得ることができた。また、先端切刃お
よび被削材の切削部位の発熱も僅かであり、高温による
被削材の材質劣化も認められなかった。これに対して比
較例のドリルでは、面粗度については実験例１〜３のド
リルと略同等の比較的良好な結果が得られたが、拡大代
は大きくなる傾向を示していた。またこれに加えてバリ
の発生が著しく、さらに切刃および非切削材の発熱も非
常に大きいもので高温による材質劣化が認められた。

【００４６】

【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、ド
リル本体先端に形成される２つの先端切刃をそれぞれ、
ドリル回転中心部からドリル外周に向かうに従いドリル
軸線方向先端側に向かう第１の切刃部と、この第１の切
刃部に連なりドリル外周に向かうに従ってドリル軸線方
向基端側に向かう第２の切刃部とから構成することによ
り、ドリルは各先端切刃の第１の切刃部と第２の切刃部
とのそれぞれの交点部分の２点で被削材に食いつくこと
になり、かつこれら第１の切刃部がこれによって円錐状
に削られる穴底中央部に係合しつつ切削が進行するた
め、ドリルの求心性の大幅な向上を図ることができる。
そして、これによりドリルの振れを抑えて穴径の拡大を
防ぎ、高精度の穴明け加工が可能となるとともに、加工
の際の進捗度や穴の面精度の大幅な向上を図ることがで
きる。

【００４７】また本発明では、エアーホールの位置を先
端切刃に接近させることができるので、切削の際の切刃
や被削材の切削部位の発熱・高温化を防ぐことができる
とともに、ドリル外周側の先端切刃部分による押し広げ
作用が低減されるから、貫通孔の抜けぎわのバリの発生
を防止できる等の利点をも得ることができる。従って本
発明によれば、特に高い求心性が求められるとともに、
高熱による材質劣化やバリが発生し易い、ＣＦＰＲ材等
の繊維強化プラスチックの穴明け加工に最適なドリルを
提供することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例を示す一部破断側面図であ
る。

【図２】図１に示す実施例のドリル先端部の拡大側面図
である。

【図３】図１に示す実施例の先端面の拡大図である。

【図４】従来のガンドリルを示す側面図である。

【図５】図４に示すガンドリルの先端部の拡大側面図で
ある。

【図６】図４に示すガンドリルの先端部の軸線Ｏに垂直
な断面である。

【図７】従来のフラットフルートドリルを示す側面図で
ある。

【図８】従来のローソクタイプのドリルを示す側面図で
ある。

【符号の説明】

２１ドリル本体２２ドライバー２３シャンク２４切刃チップ２５切屑排出溝２６，２７先端逃げ面３０，３１先端切刃３０ａ，３１ａ第１の切刃部３０ｂ，３１ｂ第２の切刃部３４Ａ，３４Ｂ中空管路３５Ａ，３５ＢエアーホールＯドリル軸線Ｃドリル回転中心部 α 第１の切刃部３０ａ，３１ａの先端角 β 第２の切刃部３０ｂ，３１ｂの先端角Ｌ第２の切刃部３０ｂ，３１ｂの長さ

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外周
に、該ドリル本体の先端面に開口して上記軸線方向基端
側に向かう２条の切屑排出溝が形成されるとともに、上
記ドリル本体先端面には上記切屑排出溝の開口部のドリ
ル回転方向後方側にそれぞれ連なるように先端逃げ面が
設けられ、この先端逃げ面には当該ドリル本体内に形成
された中空管路の一端が開口せしめられており、さらに
上記ドリル本体の先端には、当該ドリル本体先端の回転
中心部から上記切屑排出溝のドリル回転方向を向く面と
上記先端逃げ面との交差稜線部に沿って２つの先端切刃
が形成されていて、これら２つの先端切刃のそれぞれ
が、上記回転中心部から外周側に向かうに従い上記軸線
方向先端側に向かう第１の切刃部と、この第１の切刃部
に連なり上記回転中心部側から外周側に向かうに従い上
記軸線方向基端側に後退して上記ドリル本体の外周に達
する第２の切刃部とから構成されていることを特徴とす
るドリル。
【請求項２】上記２つの先端切刃を構成する切刃部の
うち、上記第１の切刃部のなす先端角が２００°〜２４
０°であ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２つの先端切刃を構成する切刃部の
うち、上記第２の切刃部のなす先端角が２０°〜３０°
であることを特徴とする請求項１または２記載のドリ
ル。
【請求項４】上記第２の切刃部の長さが５mm〜７mmで
あることを特徴とする請求項１、２、または３記載のド
リル。