JP2001087919A

JP2001087919A - ドリルの構造

Info

Publication number: JP2001087919A
Application number: JP26763199A
Authority: JP
Inventors: Junichi Iwano; 純一岩野
Original assignee: Riken Seiko Co Ltd
Current assignee: Riken Seiko Co Ltd
Priority date: 1999-09-21
Filing date: 1999-09-21
Publication date: 2001-04-03

Abstract

(57)【要約】【課題】特に深穴加工に有効なドリルの構造を提供す
る。【解決手段】捻れた切屑排出溝３を有するドリル１に
おいて、切屑排出溝３の捻れ角を、先部３ａから後部３
ｂに向けて漸次大きく形成する。これにより、切粉が切
屑排出溝３から剥離するように切屑排出溝３内を流れ、
切粉と切屑排出溝３との摩擦が小さくなり、切粉の排出
性が良好となる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、ドリルの構造に関
する。

【０００２】

【従来の技術】ドリルの切屑排出用の溝は、使用目的に
応じて種々の形状のものがある。図３は、一般的な捻れ
ドリル（以下「標準捻れドリル」という）の形状を示
し、ドリル１１は、先端に２つの切刃１２、１２が形成
され、外周面に各切刃１２、１２に連続してこれらの切
刃１２、１２からそれぞれ後部側に向かって延びる螺旋
状の２つの切屑排出溝（以下、単に「溝」という）１
３、１３が形成されている。そして、各切屑排出溝１３
の捻れ角が先部１３ａから後部１３ｂまで一定の角度と
されている。

【０００３】また、標準捻れドリルよりも溝の捻れ角が
大きい強捻れドリル、標準捻れドリルよりも溝の捻れ角
が小さい弱捻れドリルもある。強捻れドリルは、切れ味
が良く、軽い推力で穴明けをすることができ、切り屑の
排出性もよいが、刃先強度が弱いので硬い材料の加工に
は向いていない。また、単位軸長当たりの溝が長くなる
ので剛性も低下する。弱捻れドリルは、切れ味の点で劣
るが、剛性が向上し、高硬度材の加工に向いている。
尚、切粉の排出性が悪くなるので深い穴の加工には向い
ていない。

【０００４】図５に示すドリル１５は、切刃１６から後
部側に向かって延びる溝１７の捻れ角が先部１７ａから
後部１７ｂに向かって漸次減少する形状とされ、漸減捻
れドリルと称されている。この漸減捻れドリル１５は、
前述した強捻れドリルと弱捻れドリルの良い点を備えた
もので、先部１７ａは切削性を重視した強捻れとし、後
部１７ｂに行くにつれて漸次捻れを弱くすることにより
剛性を高めたものとされている。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】ところで、漸減捻れド
リルは、切屑排出溝における切粉の離れが良く、従来か
ら種々の穴明け加工に有効とされていた。そこで、本願
出願人は、種々の穴明け加工において、漸減捻れドリル
が有効であるかを検討した結果、深穴加工、特に穴の深
さが直径（Ｄ）の８倍（８Ｄ）以上の穴明け加工におい
ては、漸減捻れドリルが有効ではないことが明らかにな
った。通常、ドリルの先端で切削した切粉の排出性は、
溝の長さが短い方が良く、従って、溝の捻れ角が緩い方
が良いとされている。しかしながら、切粉が穴の底に溜
まるものである場合には、切粉は溝に張り付いた状態で
押し出されてくるため、切粉を穴の外部に押し出す方向
の力（スラスト方向の力）を加える必要があり、この場
合には、捻れ角の大きい方が良い。

【０００６】本発明は、上述の点に鑑みてなされたもの
で、特に深穴加工に有効なドリルの構造を提供すること
を目的とする。

【０００７】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に請求項１の発明では、捻れた切屑排出溝を有するドリ
ルの構造において、前記切屑排出溝の捻れ角を、先部か
ら後部に向けて漸次大きく形成したことを特徴とする。
ドリルは、回転に伴い先端の切刃により被切削材を切削
し、発生した切粉は、切屑排出溝に沿って先端側から後
端側へと押し出される。切屑排出溝は、捻れ角が先部か
ら後部まで漸増していることで、切粉が切屑排出溝から
剥離するように当該切屑排出溝内を流れる。これによ
り、切粉と切屑排出溝との摩擦が小さくなり、切粉の排
出性が良好となる。

【０００８】請求項２では、前記捻れ角は、先部捻れ角
を２８°〜３８°、後部捻れ角を先部捻れ角よりも５°
〜１０°大きくしたことを特徴とする。ドリルは、先部
の捻れ角を弱くすることで剛性が確保され、後部の捻れ
角を強くすることで切粉の排出性が向上する。

【０００９】

【発明の実施の形態】以下本発明の実施例を図面により
詳細に説明する。図１は、本発明に係るドリルの側面図
を示し、ドリル１は、先端に２つの切刃２、２が設けら
れており、外周面１ａに各切刃２に連続してこれらの切
刃２からそれぞれ後端側に向かって延びる螺旋状の２つ
の溝３が延設形成されている。そして、各溝３の捻れ角
は、先部３ａから後部３ｂまで滑らかに漸次増加して形
成されている。尚、溝３の捻れ角を変更していくとドリ
ルの先端形状が狂ってくるので先部３ａには５〜１５mm
程度の同一捻れ部分（再研削長さ）が設けられており、
この再研削長さの終端から後部３ｂにかけて捻れが漸増
されている。

【００１０】このように、ドリル１は、２つの溝３の捻
れ角が夫々先部３ａから後部３ｂに至るまで漸増するタ
イプのドリル（以下「漸増捻れドリル」という）とされ
ている。即ち、漸増捻れドリル１は、先部３ａが剛性を
重視した弱い捻れとされ、後部３ｂにいくに従って漸次
捻れが強くされている。そして、先部３ａの捻れ角は、
標準捻れドリルの捻れ角２０°〜３５°よりも僅かに大
きめの２８°〜３８°とされ、後部３ｂの捻れ角は、先
部３ａの捻れ角に対して５〜１０°大きく設定されてい
る。溝３の捻れ角を大きくすると当該溝３の断面が極端
に変化して軸部の強度が低下するために余り大きくする
ことができない。

【００１１】また、溝３の捻れの漸増は、必ずしも溝３
の後部３ｂで完了させる必要はなく、溝３の途中で漸増
を終了させ、それ以降の捻れは、漸増終了時の捻れのま
ま後部３ｂまで延設してもよい。これは、極端に長い溝
長の場合に、漸増の効果（漸増終了以降における溝のス
クリュウ効果による切粉の排出性を向上させる）を出す
ために有効である。

【００１２】以下に作用を説明する。図２に示すように
漸増捻れドリル１は、回転に伴い先端の切刃２により被
切削材６を切削し、発生した切粉７は、溝３に沿って先
部３ａ側から後部３ｂ側へと押し出される。このとき、
溝３の捻れ角が漸増していることで、切粉７は、溝３か
ら剥離するように当該溝３内を矢印方向に流れる。これ
により、切粉７と溝３との摩擦が小さくなり、切粉７の
排出性が良好となる。このように、切粉７と溝３との摩
擦が小さくなることで、ドリル１の寿命が長くなる。

【００１３】因みに、図３に示す標準捻れドリル１１の
場合には、溝１３の捻れ角が一定であるために図４に示
すように切粉８は、溝１３に張り付いた状態で矢印方向
に押し出される。このため切粉８と溝１３との摩擦が大
きく、切粉８の排出性が悪くなる。図５に示す漸減捻れ
ドリル１５の場合も標準捻れドリル１１の場合と同様で
ある。

【００１４】次に、各種のドリルを使用して深穴加工を
行った試験結果を図６に示す。（１）試験ドリルドリル：φ５×５１×９２、先端角１３５°、心厚１.
２５（i）標準捻れドリル：捻れ角３５°（一定）（ii）強捻れドリル：捻れ角４０°（一定）（iii）漸減捻れドリル：先部捻れ角４０°、後部捻れ
角２５° （iv）漸増捻れドリル（増分小）：先部捻れ角３５
°、後部捻れ角３８° （v）漸増捻れドリル（増分大）：先部捻れ角３５°、
後部捻れ角４０° （２）切削条件使用機械：マシニングセンタ湿式切削：切削油剤水溶性（i）被切削材：Ｓ５５Ｃ（ii）被切削材の硬さ：２４８〜２８０ＨＢ（iii）回転数：２５４０ｒｐｍ（iv）切削速度：３０ｍ／ｍｉｎ（v）送り：０.１ｍｍ／ｒｅｖ（vi）穴深さ：４０ｍｍ止まり穴（穴径（Ｄ）の８倍
（８Ｄ））尚、この試験は、深穴に対する適正を調べるためのもの
であり、適正がないものは１個でも寿命となる。このた
め、夫々の寿命及び相互の寿命差には特に意味はない。

【００１５】図６に示す試験結果から、標準捻れドリル
及び漸減捻れドリルは、深穴向けではないことが明らか
である。また、漸増捻れドリルを除いては、全て穴深さ
３０ｍｍ近辺で切粉詰まりの異音を発生しており、これ
が低寿命の原因となっている。強捻れドリルは、従来か
ら深穴向けに適しているものと考えられていたが、一気
に穴明けする所謂ノンステップ８Ｄは容易ではなく、低
寿命である。また、穴深さは、８Ｄ程度が限界点と思わ
れる。

【００１６】これに対して漸増捻れドリルは、他の標準
捻れドリル、強捻れドリル、漸減捻れドリルに較べて明
らかに優位な結果を示している。特に、漸増大（増分
大）の漸増捻れドリルは、非常に良好であり、従来の深
穴加工の限界を打ち破る可能性を有している。

【００１７】

【発明の効果】以上説明したように、請求項１の発明で
は、ドリルの切屑排出溝の捻れ角を、先部から後部に向
けて漸次大きく形成したことで、先部の剛性が確保され
ると共に、切粉の溝からの剥離性が向上して切粉と溝の
摩擦が小さくなり、切粉の排出性が向上する。これによ
り、深穴加工を良好に行うことが可能となると共にドリ
ルの寿命が長くなる。

【００１８】請求項２の発明では、先部の捻れ角を２８
〜３８°、後部の捻れ角を先部の捻れ角よりも５°〜１
０°大きくすることで、ドリル先部の剛性を確保すると
共に、切粉の排出性を向上させることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係るドリルの側面図である。

【図２】図１に示すドリルの溝内を流れる切粉の説明図
である。

【図３】標準捻れドリルの側面図である。

【図４】図３に示す標準捻れドリルの溝内を流れる切粉
の説明図である。

【図５】漸減捻れドリルの側面図である。

【図６】図１に示す本発明のドリルと従来のドリルとの
比較試験結果を示すグラフである。

【符号の説明】

１ドリル（漸増捻れドリル）２切刃３溝（切屑排出溝）６被切削材７、８切粉

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】捻れた切屑排出溝を有するドリルの構造
において、前記切屑排出溝の捻れ角を、先部から後部に向けて漸次
大きく形成したことを特徴とするドリルの構造。
【請求項２】前記捻れ角は、先部捻れ角を２８°〜３
８°、後部捻れ角を先部捻れ角よりも５°〜１０°大き
くしたことを特徴とする請求項１記載のドリルの構造。