JP2003275909A - ドリル - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 切刃部２の長いドリルにおいても、切屑詰ま
りの発生を防いで折損等の生じることのないドリルを提
供する。 【解決手段】 ドリル本体１の先端部外周に切屑排出溝
５が形成され、この切屑排出溝５の内周面６に形成され
たすくい面とドリル本体１の先端逃げ面４との交差稜線
部に切刃７が形成されるとともに、ドリル本体１の先端
部の表面には硬質被膜１１が被覆されたドリルであっ
て、この硬質被膜１１を、切刃７の外周端７ａから後端
側に向けて切刃７の外径Ｄに対して３×Ｄ以内の長さＭ
の範囲までに被覆する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、ドリル本体の先端
部外周に切屑排出溝が形成されるとともに、この切屑排
出溝のドリル回転方向を向く内周面の先端に切刃が設け
られ、主として金属材よりなる加工物に穴明け加工をす
るのに用いられるドリルに関するものである。

【０００２】

【従来の技術】このようなドリルとしては、軸線を中心
として該軸線回りにドリル回転方向に回転される概略円
柱状のドリル本体の先端側が切刃部とされ、この切刃部
の外周に一対の切屑排出溝が、軸線に関して互いに対称
となるように、該切刃部の先端面、すなわちドリル本体
の先端逃げ面から後端側に向かうに従い軸線回りにドリ
ル回転方向の後方側に捩れる螺旋状に形成され、これら
の切屑排出溝の内周面のうちドリル回転方向を向く部分
の先端側の上記先端逃げ面との交差稜線部に切刃が形成
された、いわゆる２枚刃のソリッドドリルが知られてい
る。従って、このようなソリッドドリルでは、上記切屑
排出溝内周面のドリル回転方向を向く部分の先端側がこ
の切刃のすくい面となり、切刃によって生成された切屑
は、このすくい面から切屑排出溝の内周面を摺接しつ
つ、該切屑排出溝の捩れによって後端側に送り出されて
排出されることとなる。そして、さらにこのようなドリ
ルでは、ドリル本体の耐摩耗性の向上のために上記切刃
部の表面全体にＴｉＮやＴｉＣＮ等の硬質被膜を被覆す
ることが行われている。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】ところで、近年このよ
うなソリッドのドリルにおいては、上記切刃の外径Ｄに
対してその切刃部の長さが１０×Ｄ〜２０×Ｄ、場合に
よっては２５×Ｄにも及ぶものを用いて、従来はガンド
リルによって行われていた深穴の加工を、加工効率の向
上のためにこのようなソリッドドリルにより行うことが
多くなってきているが、このような切刃部長さが長くて
深穴加工を行うドリルでは、切刃によって生成された切
屑が上記切屑排出溝を通って排出される長さも長くなっ
てしまい、切屑詰まりが生じやすいという問題がある。
そして、さらに上述のように切刃部の表面全体に硬質被
膜を被覆したドリルでは、この切屑排出溝の内周面にも
該切刃部の全長に渡って硬質被膜が被覆されてしまうと
ころ、かかる硬質被膜は、その表面粗さが２〜４μｍと
比較的粗く、そのような硬質被膜が被覆された切屑排出
溝の内周面を摺接しながら切屑が後端側に送り出される
ことにより、切屑排出抵抗が増大して切屑詰まりが一層
生じやすくなる。その一方で、切刃部の長さが長くなる
ことによってドリルの強度は損なわれがちとなるため、
上述のようなドリルにおいては、切屑詰まりによるドリ
ルの折損が頻発してしまうおそれがあった。

【０００４】本発明は、このような背景の下になされた
もので、上述のような切刃部の長いドリルにおいても、
切屑詰まりの発生を防いで折損等の生じることのないド
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この
ような目的を達成するために、本発明は、ドリル本体の
先端部外周に切屑排出溝が形成され、この切屑排出溝の
内周面に形成されたすくい面と上記ドリル本体の先端逃
げ面との交差稜線部に切刃が形成されるとともに、上記
ドリル本体の先端部の表面には硬質被膜が被覆されたド
リルであって、この硬質被膜を、上記切刃の外周端から
後端側に向けて該切刃の外径Ｄに対して３×Ｄ以内の長
さの範囲までに被覆したことを特徴とする。すなわち、
本発明のドリルでは、硬質被膜が切刃部の先端側の部分
にしか被覆されておらず、後端側の部分はドリル本体の
地肌のままとされており、その一方でこのようなドリル
の切屑排出溝は一般に砥石等による研磨で仕上げられて
いるため、その内周面の表面粗さは滑らかである。従っ
て、切刃によって生成された切屑は、硬質被膜が被覆さ
れた部分よりも後端側ではスムーズに後端側に押し出さ
れて排出されるため、切屑詰まりが生じることがない。

【０００６】なお、ここで硬質被膜が被覆される範囲を
切刃の外周端から３×Ｄまでの長さとしたのは、切刃部
先端の切刃に近い部分では、切屑生成時に生成された切
屑を後端側に押し出す力が作用するためであり、逆にこ
の長さが３×Ｄを超える範囲まで硬質被膜が被覆されて
いると、この力が小さくなって切屑詰まりを生じるおそ
れがあるからである。従って、この硬質被膜が被覆され
る範囲の後端限は、切屑排出性の観点からはより先端側
の切刃外周端に近い方が望ましく、より具体的には、硬
質被膜は、上記切刃の外周端から後端側に向けて上記外
径Ｄに対して２×Ｄ以内の長さの範囲までに被覆されて
いるのが望ましい。ただし、この硬質被膜が被覆される
範囲が短すぎると、ドリル本体の耐摩耗性の向上効果が
得られなくなるため、この硬質被膜は、上記切刃の外周
端から後端側に向けて上記外径Ｄに対して１．５×Ｄ以
上の長さの範囲に被覆されるのが望ましく、すなわち上
記硬質被膜の被覆範囲の後端が切刃外周端から１．５×
Ｄ〜２×Ｄの長さの範囲に位置するようにされるのが、
より望ましい。

【０００７】

【発明の実施の形態】図１ないし図３は、本発明の一実
施形態を示すものである。本実施形態のドリルは、その
ドリル本体１が超硬合金等の硬質材料によって軸線Ｏを
中心とした概略円柱状をなし、その先端側（図１および
図２において左側）が切刃部２とされるとともに、後端
側（図１において右側）はシャンク部３とされている。
そして、この切刃部２の外周には、該ドリル本体１先端
の先端逃げ面４から後端側に向けて、軸線Ｏ方向に後方
に向かうに従いドリル回転方向Ｔの後方側に螺旋状に捩
れる一対の切屑排出溝５，５が軸線Ｏに関して互いに対
称となるように形成され、この切屑排出溝５の内周面６
のうちドリル回転方向Ｔ側を向く部分がすくい面とされ
て、その先端の上記先端逃げ面４との交差稜線部に切刃
７が形成されている。

【０００８】なお、このすくい面を含めた切屑排出溝５
の内周面６は、切屑排出溝５を形成した後に、その内周
を砥石で研磨することによって所定の形状、大きさに仕
上げられ、その表面粗さは無被覆の状態で通常０．５〜
１．５μｍとされる。また、この切刃部２の軸線Ｏ方向
の長さは、切刃７の外周端７ａが軸線Ｏ回りになす円の
直径すなわち切刃７の外径Ｄに対して１０×Ｄ以上、場
合によっては２０×Ｄ以上、あるいは２５×Ｄ以上とさ
れている。さらにまた、ドリル本体１には、その後端か
ら先端側に向けて一対の切削油剤の供給路８，８が、切
屑排出溝５，５を避けるように螺旋状に形成されてい
て、上記先端逃げ面４に開口させられている。

【０００９】さらに、この切刃部２の周方向に切屑排出
溝５，５の間の外周面には、そのドリル回転方向Ｔ側に
おいて螺旋状に捩れた切屑排出溝５との交差稜線部に、
マージン部９が形成されている。このマージン部９は、
その外周面が上記切刃７の外径Ｄと等しい外径の断面円
弧状をなし、周方向に小さな一定幅で切刃部２の全長に
渡って切屑排出溝５に沿うように延設されている。さら
にまた、このマージン部９のドリル回転方向Ｔ後方側に
は、該マージン部９の上記外周面に対して一段ドリル本
体１の内周側に後退するようにして、小さな外径の断面
円弧状をなす外周逃げ面１０が形成されている。なお、
上記切刃６やマージン部９および外周逃げ面１０も、切
屑排出溝５，５と同様に軸線Ｏに関して対称に一対ずつ
形成されている。また、これらマージン部９や外周逃げ
面１０にはバックテーパが与えられていてもよい。

【００１０】そして、このように構成された切刃部２の
表面には硬質被膜１１が被覆されており、ただしその被
覆範囲は、図１ないし図３に網掛けをして示したように
切刃部２の先端側部分のみとされて、切刃７の上記外周
端７ａから軸線Ｏ方向後端側への長さＭが上記切刃７の
外径Ｄに対して３×Ｄの範囲まで、望ましくは２×Ｄの
範囲までとされ、一方でこの長さＭが１．５×Ｄ以上の
範囲とされている。すなわち、本実施形態では、この硬
質被膜１１は、該硬質被膜１１の後端限が、切刃７の外
周端７ａから後端側に、望ましくは１．５×Ｄ〜３．０
×Ｄまでの範囲、より望ましくは１．５×Ｄ〜２．０×
Ｄまでの範囲に位置するようにされて、これよりも先端
側のみに硬質被膜１１が切刃部２の表面全体に被覆され
るようになされている。従って、勿論切刃７の外周端７
ａよりも先端側の切屑排出溝５の内周面６や先端逃げ面
４にも硬質被膜１１は被覆されている。

【００１１】なお、この硬質被膜１１としては、例えば
ＴｉＣ、ＴｉＮ、ＴｉＣＮ、ＴｉＡｌＮの１種または複
数種を被覆することが挙げられ、その表面粗さは上述の
ように２〜４μｍとされていて、特に切屑排出溝５の内
周面６において、硬質被膜１１が被覆されていない上記
長さＭの範囲よりも後端側の部分に対して粗くされるこ
ととなる。言い換えれば、この硬質被膜１１が被覆され
た上記長Ｍの範囲よりも後端側では、切屑排出溝５の内
周面６の表面粗さは小さく、滑らかにされることとな
る。さらに、このように切刃部２の先端側のみに硬質被
膜１１を被覆するには、例えば上記長さＭの範囲よりも
後端側のドリル本体１をマスキング等により覆った上で
硬質被膜１１を被覆するようにしてもよく、また場合に
よっては従来と同様に切刃部２の全長に渡ってその表面
に硬質被膜１１を被覆した後に、上記長さＭの範囲より
も後端側の硬質被膜１１を研磨等によって除去したりす
るようにしてもよい。

【００１２】従って、このように構成されたドリルにお
いて、切刃７によって生成された切屑は、切刃７による
生成時の押し出し力により、切刃７の外周端７ａから後
端側に３×Ｄの長さＭの硬質被膜１１が形成された範囲
を越えて、硬質被膜１１が被覆されていない切刃部２の
後端側の部分に押し出される。そして、この切刃部２の
後端側では、こうして硬質被膜１１が形成されていない
ことにより、その表面粗さが上述のように滑らかとされ
ているので、切屑との摺接による摩擦が少なくなって切
屑詰まりを起こしたりすることなく、確実かつ滑らかに
切屑を加工穴から排出することができる。このため、上
記構成のドリルによれば、切刃部２の長さが上述のよう
に長くされていても、このような切屑詰まりによるドリ
ル本体１の折損等を生じることなく、円滑かつ安定して
深穴の加工を行うことが可能となり、さらには穴明け加
工時におけるドリル本体１の回転駆動力の低減を図った
りすることもできる。

【００１３】なお、このように硬質被膜１１が形成され
る範囲を、切刃７の外周端７ａから後端側への長さＭが
切刃７の外径Ｄの３×Ｄまでの範囲としているのは、こ
の長さＭを越えて後端側にまで硬質被膜１１が被覆され
ていると、上記切屑生成時の押し出し力によって切屑を
後端側の硬質被膜１１が被覆されていない範囲まで押し
出すことができずに、この硬質被膜１１が被覆された範
囲内で切屑詰まりを生じるおそれがあるからである。従
って、この硬質被膜１１が被覆される範囲の長さＭは、
切屑排出性の観点からはより短くされるのが望ましく、
すなわち上述のように切刃７の外径Ｄに対して２×Ｄ以
内とされるのが望ましい。

【００１４】ただし、この硬質被膜１１の被覆される範
囲の長さＭがあまり短すぎると、ドリル本体１の摩耗が
促進されて却って寿命の短縮を招くので、本実施形態で
はこの長さＭが１．５×Ｄ以上となるようにされてお
り、これにより切刃部２の先端側には確実に硬質被膜１
１が被覆されるので、穴明け加工において最も摩耗の著
しい切刃７や上記すくい面、あるいは先端逃げ面４につ
いては、その摩耗を抑えることができ、徒にドリル寿命
の短縮を招くのを防ぐことができる。なお、上述のよう
に切刃部２のマージン部９や外周逃げ面１０にバックテ
ーパをつけられば、硬質被膜１１の被覆されない切刃部
２の後端側においてその外周を加工穴の内周から逃がす
ことができ、ドリル寿命の延長に関して一層効果的であ
る。

【００１５】

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
切刃部の長さが長くて深穴を加工するような場合に、切
刃部先端の摩耗は防ぎつつも切屑排出性の向上を図るこ
とができ、切屑詰まりによってドリル本体が折損するよ
うな事態を防いで、円滑かつ安定した穴明け加工を行う
ことが可能となる。

【図面の簡単な説明】

【図１】 本発明の一実施形態を示すドリル本体１の側
面図である。

【図２】 図１に示す実施形態の切刃部２先端側の拡大
側面図である。

【図３】 図１に示す実施形態を先端側からみた拡大正
面図である。

【符号の説明】

１ ドリル本体 ２ 切刃部 ４ 先端逃げ面 ５ 切屑排出溝 ６ 切屑排出溝４の内周面 ７ 切刃 ７ａ 切刃７の外周端 １１ 硬質被膜 Ｏ ドリル本体１の軸線 Ｔ ドリル回転方向 Ｄ 切刃７の外径 Ｍ 硬質被膜１１が被覆される範囲の切刃７の外周端７
ａからの長さ

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 馬渕 雅行 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 Ｆターム(参考） 3C037 CC06

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 ドリル本体の先端部外周に切屑排出溝が
   形成され、この切屑排出溝の内周面に形成されたすくい
   面と上記ドリル本体の先端逃げ面との交差稜線部に切刃
   が形成されるとともに、上記ドリル本体の先端部の表面
   には硬質被膜が被覆されたドリルであって、この硬質被
   膜が、上記切刃の外周端から後端側に向けて該切刃の外
   径Ｄに対して３×Ｄ以内の長さの範囲までに被覆されて
   いることを特徴とするドリル。
2. 【請求項２】 上記硬質被膜が、上記切刃の外周端から
   後端側に向けて上記外径Ｄに対して２×Ｄ以内の長さの
   範囲までに被覆されていることを特徴とする請求項１に
   記載のドリル。
3. 【請求項３】 上記硬質被膜が、上記切刃の外周端から
   後端側に向けて上記外径Ｄに対して１．５×Ｄ以上の長
   さの範囲に被覆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。