JP2002509810A - ドリル - Google Patents

ドリル

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    • Y10T408/9095—Having peripherally spaced cutting edges with axially extending relief channel
    • Y10T408/9097—Spiral channel

Abstract

(57)【要約】 ドリルヘッドは縦軸（Ｏ）を持ち、その先端部に向かってテーパーする円筒形本体を持つ。ドリルヘッドは少なくとも２つのチップ排出縦溝（４）と、その間に少なくとも２つのランド部（６）を持つ。各縦溝（４）はドリルヘッドの回転軸に面する第１の側壁（１０）、第１の側壁から分岐し、先端部（２）に向かって伸びるウェブ幅が狭まる凹面（１４）を介して第１側壁と合流する第２の側壁を備える。各ランド部（６）は、隣接縦溝の一つの第１側壁と、もう一つの隣接縦溝の第２側壁によって境界が規定され、全体に放射状に伸び、軸方向に傾斜する前部フランク面（１５）を持ち、フランク面は先端部に向かってテーパーする。各ランド部の前部フランク面は、主切削エッジ（２０）において、縦溝のの一つの第１の壁と、副切削エッジ（２２）において、この縦溝のウェブ幅が狭まっている凹面（２８）と、そしてドリルヘッドの先端部に位置し、その縦軸を通るチゼルエッジにおいて、他のランド部の前部フランク面と、それぞれ交差する。チゼルエッジ（Ａ，Ｃ，Ｂ）は凹面であり、縦軸から離れた位置にある軸方向最外端部を介して、２つのランド部の副切削エッジ（Ａ、Ｃ、Ｂ）と合流する。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の分野】
本発明は、ドリルヘッドが装着または一体形成され、回転縦軸（longitudinal
axis of rotation）を持つドリルに関する。本発明は特に、かかるドリルのド リルヘッドで、チップ排出縦溝（chip evacuation flutes）とその間に設けたラ
ンド部が形成され、ほぼ尖頭状の先端部（point-like leading end）に向かって
テーパーしているドリルヘッドに関連する。
【０００２】
【発明の背景】
上記で特定した種類のドリルヘッドの尖頭状先端部については、種々の変形デ
ザインが、Metals Handbook （第９版）、Vol.１６、２２６−２２７頁、１９８
９、USAで論じられている。本発明が関連する特定のタイプの錐尖デザイン（dri
ll point designs）は、前記ハンドブック２２７頁、図２３に示されている。
【０００３】 この特定デザインのドリルヘッドによれば、チップ排出縦溝はそれぞれ、ドリ
ルヘッドの回転方向を向く第１の側壁、第１の側壁から外方向に分岐する第２の
側壁、ドリルヘッドに隣接してこれら側壁の間に形成されたウェブが狭まる凹面
（web-thinning recessed surface）を備え、これがドリルヘッド先端部に向か って伸びることで、ウェブが狭まる凹面間の距離によってドリルヘッドの先端部
で規定されるウェブ厚みが最小になる。ドリルヘッドの各ランド部は、隣接縦溝
のひとつの第１側壁と、もう一つの隣接縦溝の第２の壁とによって、境界が規定
され、全体に放射状に伸び、軸方向に傾斜する前部フランク面（front flank fa
ce）を持ち、フランク面はドリルヘッド先端部に向かってテーパーしている。各
ランド部の前部フランク面は、これにつながる縦溝の第１壁と主切削エッジで交
差し、同じ縦溝のウェブが狭まる凹面とは、副切削エッジで交差し、もう一方の
ランド部の前部フランク面とは、ドリルヘッドの先端部に位置し、ねじれ刃ドリ
ル（twist drill ）の回転軸を通るチゼルエッジ（chisel edge）と交差する。
【０００４】 上記形状のドリルヘッド先端部では、チゼルエッジ幅は他の錐尖デザイン（dr
ill point designs）と比べて基本的に狭く、ドリル作業中にドリルヘッド先端 部に働く軸向き推し（thrust）が小さくなって、ドリルヘッド中心での切削効率
およびセンタリング能力が向上する。
【０００５】 上記のドリルヘッドに類似のものについては、EP320 881および KR 96-9591に
さらに詳しく開示されている。
【０００６】 しかし、理想的な、すなわち幅がゼロの、錐尖を持つチゼルエッジを得るのは
実際には不可能であり、上記ドリルヘッドもセンタリング能力だけでなくドリル
中心での切削について問題がある。
【０００７】 したがって本発明の目的は上記の点で利点を持つ新規ドリルヘッドを提供する
ことにある。
【０００８】
【発明の要旨】
本発明によれば、縦軸を持つ円筒形本体を持ち、その先端部に向けてテーパー
するドリルヘッドが提供されるもので、前記ドリルヘッドはチップ排出縦溝を少
なくとも２つと、これらの間に位置するランド部を少なくとも２つ備え、 縦溝はそれぞれ、ドリルヘッドの回転方向に面する第１の側壁と、第１の側壁
から外方向に分岐する第２の側壁であって、前記先端部に向かって伸びウェブが
狭まる凹面を介して、ドリルヘッドの先端部に隣接して第１の側壁と合流する第
２の側壁を持ち、 ランド部はそれぞれ、隣接縦溝の一つの前記第１の側壁と、他の隣接縦溝の前
記第２の側壁によって境界が規定され、全体に放射状に伸びかつ軸方向に傾斜す
る前部フランク面であって、前記先端部に向かってテーパーするフランク面を持
ち、 各ランド部の前記前部フランク面は、主切削エッジにおいて、前記縦溝の一つ
の第１側壁と交差し、副切削エッジにおいて前記縦溝の一つのウェブ幅が狭まる
凹面と交差し、ドリルヘッド先端部に位置し前記縦軸を通るチゼルエッジにおい
て、他のランド部の前部フランク面と交差し、 前記チゼルエッジは凹面で、チゼルエッジの軸方向最外端部（axially outerm
ost extremities）であって前記軸から間隔をおいた外端部を介して、２つのラ ンド部の副切削エッジと合流する ことを特徴とする。
【０００９】 本発明のチゼルエッジ形状では、チゼルエッジの軸方向最外端部は「案内」錐
尖（“piloting”point）として機能し、ドリルヘッドのセンタリング能力を強 化する。さらに、チゼルエッジの最内端点（innermost point）と前記最外端部 との間に伸びるチゼルエッジ部分が、チゼルエッジの切削区間として効果的に作
用する。
【００１０】 好ましくは、チゼルエッジの最内端点と最外端部との軸方向の距離は、副切削
エッジの軸方向突起より実質的に小さい。
【００１１】 好ましくは、チゼルエッジには、ランド部の前部フランク面に形成されてチゼ
ルエッジから遠ざかる方向に伸びる凹部を設け、凹部がそれぞれ一つのチゼルエ
ッジ切削区間にチップレーキ面を、もう一方のチゼルエッジ切削区間に逃げ面（
relief surface）をもたらすようにする。さらに好ましくは、各凹面のうちそれ
ぞれ対応するチゼルエッジ切削区間のチップレーキ面を構成している部分は、ウ
ェブの幅が狭くなる凹面と合流する。これにより、ドリルヘッドの前端面、特に
、チゼルエッジ切削区間からのチップ排出が改善され効果的に行われる。好まし
くは、凹部は縁（ridge）で隣接のウェブ幅の狭くなる凹面と合流する。好まし くは、各凹部はチゼルエッジから離れた位置にある表面で終わる。
【００１２】 好ましくは、各ランド部の前部フランク面は、前記隣接縦溝の一つの第１側壁
に隣接し、主および副切削刃に沿って伸びて、チゼルエッジで終わる主フランク
面と、前記もう一つの隣接縦溝の第２側壁に隣接してする副フランク面を備え、
前記凹部は主フランク面に形成される。
【００１３】
【好ましい実施例の詳細な説明】
本発明を理解し、実際にどのように実施されるのかを見るため、非制限的な例
としての好ましい実施例を添付図面と共に説明する。
【００１４】 図１乃至４に本発明によるドリルヘッドを示す。ドリルヘッドは縦軸Ｏを持ち
、適切な方法でドリルに同軸上に取りつけるデザインになっているが、取付方法
は本発明の主題事項を構成せず、したがって、本書では説明しない。ドリルヘッ
ドをドリルに装着すると、縦軸Ｏがドリルの回転軸となる。
【００１５】 図１，２に示すように、ドリルヘッドは円筒形の本体１と先端部２を持ち、一
対のチップ排出縦溝４と一対のランド部６を備える。
【００１６】 各縦溝４はドリルヘッドの回転方向に面する第１の側壁１０と、第１側壁１０
から外方向に分岐し、縦溝４のウェブ幅の狭まる凹面１４を介して、第１側壁と
合流する第２の側壁を備えるが、縦溝４のウェブ幅の狭まる凹面１４が先端部に
向かって伸びることで、ウェブ幅が狭まる凹面１４間の距離によって規定される
るウェブ幅が先端部２において最小になる。したがって、図２に示すように、ド
リルヘッドの先端部２におけるウェブ幅ｄは、ここから離れた位置でのウェブ幅
Ｄよりはるかに狭い。
【００１７】 図１、２に示すように、各ランド部６は隣接縦溝４の一つの第１の側壁と、他
の隣接縦溝４の第２の側壁によって、境界が規定されている。ランド部６は前部
フランク面１５を持ち、図３に示すように、前部フランク面１５は全体として放
射状に伸びてＯ軸に対して傾斜しており、ドリルヘッドの先端部２に向かってテ
ーパーしている。チップ排出縦溝４とランド部６が上述の形状寸法を持つことで
、ドリルヘッドは全体として先端部２に向かってテーパーする形を持つ。
【００１８】 図１、２に示すように、前部フランク面１５はそれぞれ、これにつながる第１
の壁１０に隣接する主フランク面１６、これにつながる第２の壁１２に隣接する
副フランク面１８、ならびにこれらの間にあるブ連絡段差部１９を備える。
【００１９】 主フランク面１６はほぼ凹面の主切削エッジ２０において、これにつながる縦
溝４の第１の壁１０と、ほぼ凸面の副切削エッジ２２において、同じ縦溝のウェ
ブ幅が狭くなっている凹面１４と、そしてドリルヘッドの先端部に位置し、その
軸方向最外端領域を構成するチゼルエッジ２４において、もう一つの縦溝の主フ
ランク面１６と、それぞれ交差する。
【００２０】 主および副切削エッジを適切な切削状態（cutting conditions）におくために
、主フランク面１６が回転軸に対して垂直な平面に対して傾斜することで、切削
エッジに必要な逃げ角（clearance angles ）が与えられる。また、各縦溝４の うち、第１の壁１０の一部分２６とウェブ幅が狭まっている凹面１４の一部分２
８で、それぞれ主切削エッジ２０と副切削エッジ２２に隣接して位置し、そのチ
ップ面を構成する部分は、回転軸Ｏに対して傾斜することで、これら切削エッジ
に必要なレーキ角を与えている。
【００２１】 図３および５に示すように、チゼルエッジ２４は凹面であり、軸Ｏから間隔を
おいた２つの軸方向最外端部Ａ、Ｂと、軸Ｏ上にある最内端点Ｃを持つ。図３に
示すように、チゼルエッジ２４の最内端点Ｃと、その最外端部Ａ、Ｂ間の軸方向
の距離ｈは、各副切削エッジ２２の軸方向突起Ｈよりかなり短い。チゼルエッジ
２４の幅は最外端部Ａ、Ｂ間の距離によって規定される。
【００２２】 上記の形状を持つチゼルエッジ２４にあっては、軸方向最外端部Ａ、Ｂは、ド
リル作業中、案内（piloting function）としての役割を果たすことができ、そ の結果、ドリルヘッドの先端部を不必要に弱めることなく、ドリルヘッドのセン
タリング能力を促進する。加えて、チゼルエッジ２４の彎曲区間（curved secti
ons）ＡＣおよびＢＣも切削能力を持つ。
【００２３】 図１，２に示すように、チゼルエッジ２４には、これに隣接して主フランク面
１６に形成されチゼルエッジ２４から放射状に伸びる凹面３０，３２が設けられ
ている。凹面３０はチゼルエッジ切削区間ACにチップレーキ面を、チゼルエッジ
切削区間ＢＣに逃げ面（relief surface）をもたらす。同様に、凹面３２はチゼ
ルは切削区間ＡＣに逃げ面を、チゼルエッジ BCにチップレーキ面を、もたらす 。
【００２４】 各凹面３０，３２のうち、各チゼルエッジ切削区間ＡＣ、ＢＣのチップレーキ
面を構成する部分は、隣接するウェブ幅が狭まっている凹面１４と縁３４で合流
する。加えて、図４を参照すると、各凹面３０，３２はチゼルエッジ２４から離
れた位置にある表面３６で終わる。凹面３０，３２があるため、チゼルエッジ切
削区間ＡＣ、ＢＣからのチップ排出が可能になる。
【００２５】 ドリルヘッド、特にその先端部は、上で記述し図面に示したものとは別のデザ
インでもよい。したがって、たとえば、ドリルヘッドをドリルに装着する方式で
はなく、ドリルと一体に形成することもできる。ドリルヘッドの縦溝は２つ以上
でもよく、そのためランド部も２つ以上あってよい。主切削エッジは凹面ではな
く、まっすぐまたは凸面でもよい。ランド部の前部フランク面は連続していてよ
く、かならずしも主フランク面と副フランク面に分ける必要はない。チゼルエッ
ジに隣接して主フランク面に形成される凹部は非対称形でもよい。ドリルヘッド
は、本発明の主概念から見て適切であれば、その他いかなる特長を持つものでも
よい。
【００２６】
【符号の説明】
１ ドリルヘッドの円筒形本体 ２ ドリルヘッドの先端部 ４ チップ排出縦溝 ６ ランド部 １０ 縦溝の第１の側壁 １２ 縦溝の第２の側壁 １４ ウェブ幅が狭まる凹面 １５ ランド部の前部フランク面 １６ 主フランク面 １８ 副フランク表面 １９ 主、副フランク面をつなぐ段差部 ２０ 主切削エッジ ２２ 副切削エッジ ２４ チゼルエッジ ２６ 主切削エッジのチップ面 ２８ 副切削エッジのチップ面 ３０，３２ 凹部 ３４ 縁 ３６ 凹面３０，３２終点表面 Ａ，Ｂ チゼルエッジの最外端部 Ｃ チゼルエッジの最内端点 Ｏ 回転軸
【図面の簡単な説明】
【図１】 本発明によるドリルヘッドの斜視図。
【図２】 図１に示すドリルヘッドの前部図。
【図３】 チゼルエッジに垂直な方向から見た、図１に示すドリルヘッドの側面図。
【図４】 図２の線IV-IVに沿った、ドリルヘッドの断面図。
【図５】 図２の線V-Vに沿った、ドリルヘッドの断面図。
【手続補正書】特許協力条約第３４条補正の翻訳文提出書
【提出日】平成１１年９月２３日（１９９９．９．２３）
【手続補正１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】特許請求の範囲
【補正方法】変更
【補正内容】
【特許請求の範囲】
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (81)指定国 ＥＰ(ＡＴ，ＢＥ，ＣＨ，ＣＹ， ＤＥ，ＤＫ，ＥＳ，ＦＩ，ＦＲ，ＧＢ，ＧＲ，ＩＥ，Ｉ Ｔ，ＬＵ，ＭＣ，ＮＬ，ＰＴ，ＳＥ)，ＯＡ(ＢＦ，ＢＪ ，ＣＦ，ＣＧ，ＣＩ，ＣＭ，ＧＡ，ＧＮ，ＧＷ，ＭＬ， ＭＲ，ＮＥ，ＳＮ，ＴＤ，ＴＧ)，ＡＰ(ＧＨ，ＧＭ，Ｋ Ｅ，ＬＳ，ＭＷ，ＳＤ，ＳＬ，ＳＺ，ＵＧ，ＺＷ)，Ｅ Ａ(ＡＭ，ＡＺ，ＢＹ，ＫＧ，ＫＺ，ＭＤ，ＲＵ，ＴＪ ，ＴＭ)，ＡＥ，ＡＬ，ＡＭ，ＡＴ，ＡＵ，ＡＺ，ＢＡ ，ＢＢ，ＢＧ，ＢＲ，ＢＹ，ＣＡ，ＣＨ，ＣＮ，ＣＵ， ＣＺ，ＤＥ，ＤＫ，ＥＥ，ＥＳ，ＦＩ，ＧＢ，ＧＤ，Ｇ Ｅ，ＧＨ，ＧＭ，ＨＲ，ＨＵ，ＩＤ，ＩＬ，ＩＮ，ＩＳ ，ＪＰ，ＫＥ，ＫＧ，ＫＰ，ＫＲ，ＫＺ，ＬＣ，ＬＫ， ＬＲ，ＬＳ，ＬＴ，ＬＵ，ＬＶ，ＭＤ，ＭＧ，ＭＫ，Ｍ Ｎ，ＭＷ，ＭＸ，ＮＯ，ＮＺ，ＰＬ，ＰＴ，ＲＯ，ＲＵ ，ＳＤ，ＳＥ，ＳＧ，ＳＩ，ＳＫ，ＳＬ，ＴＪ，ＴＭ， ＴＲ，ＴＴ，ＵＡ，ＵＧ，ＵＳ，ＵＺ，ＶＮ，ＹＵ，Ｚ Ａ，ＺＷ 【要約の続き】 て、２つのランド部の副切削エッジ（Ａ、Ｃ、Ｂ）と合 流する。

Claims (7)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 縦軸を持つ円筒形本体を持ち、その先端部に向かってテーパ
    ーするドリルヘッドであって、前記ドリルヘッドは少なくとも２つのチップ排出
    縦溝と、それらの間に少なくとも２つのランド部を備え、 各縦溝はドリルヘッドの回転軸方向に面する第１の側壁と、第１の側壁から外
    方向に分岐する第２の側壁であって、前記先端部に向かって伸びウェブ幅が狭ま
    る凹面を介して、ドリルヘッドの先端部に隣接して第１側壁と合流する第２の側
    壁を持ち、 各ランド部は隣接縦溝の一つの前記第１の壁と、他の隣接縦溝の前記第２の壁
    によって境界が規定され、全体に放射状に伸びかつ軸方向に傾斜していて、前記
    先端部に向かってテーパーする前部フランク面を持ち、各ランド部の前記前部フ
    ランク面は、主切削エッジにおいて、前記縦溝の一つの第１壁と交差し、副切削
    エッジにおいて、前記縦溝の一つのウェブ幅が狭まる凹面と交差し、ドリルヘッ
    ドの先端部に位置し、前記縦軸を通るチゼルエッジにおいて、もう一方のランド
    部の前部フランク面と交差し、 前記チゼルエッジは凹面で、前記軸から間隔をおいた軸方向最外端部を介して
    ２つのランド部の副切削エッジと合流する ことを特徴とする、ドリルヘッド。
  2. 【請求項２】 チゼルエッジの最内端点と最外端部との軸方向距離が、副切
    削エッジの軸方向突起より実質的に短い、請求項１に記載のドリルヘッド。
  3. 【請求項３】 チゼルエッジの軸方向最内端点が、チゼルエッジを２つのチ
    ゼルエッジ区間に分割し、チゼルエッジはランド部の前部フランク面に形成され
    た凹面でこれから遠ざかる方向に伸びる凹面を備え、各凹面はチゼルエッジ切削
    区間の一つにはチップレーキ面を、もう一方のチゼルエッジ切削区間には逃げ面
    を、もたらしていることを特徴とする、請求項１に記載のドリルヘッド。
  4. 【請求項４】 前記凹面のそれぞれは、前記チップレーキ面を構成するその
    一部分において、隣接のウェブ幅が狭まる凹面と合流することを特徴とする、請
    求項３に記載のドリルヘッド。
  5. 【請求項５】 前記凹面が縁において前記ウェブ幅が狭まる隣接凹面と合流
    することを特徴とする、請求項４に記載のドリルヘッド。
  6. 【請求項６】 各凹面がチゼルエッジから放射状に遠ざかる位置にある表面
    で終わることを特徴とする、請求項３に記載のドリルヘッド。
  7. 【請求項７】 各ランド部の前部フランク面が、隣接縦溝の一つの前記第１
    壁に隣接して位置し、主、副切削エッジに沿って伸び、チゼルエッジで終わる主
    フランク面と、前記もうひとつの縦溝の第２の壁に隣接して位置する副フランク
    面を備え、前記凹面が主フランク面に形成されていることを特徴とする、請求項
    ３に記載のドリルヘッド。
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