JP2003326410A - センタドリル - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 ドリルの振れ回り現象を生じさせることのな
いセンタ穴を形成する。 【解決手段】 軸線Ｏ回りに回転される略円柱軸状をな
す工具本体１１の先端部に、この工具本体１１の先端部
を４つの平坦な錐面１３…によって切り欠くことによ
り、軸線Ｏを中心とする正四角錐状に凸となる切刃部１
２を形成する。ワークに形成するセンタ穴の開口部の直
径を１ｍｍ以下とする。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、ドリルによる穴明
け加工に際し、穴位置精度を確保するために設けられる
センタ穴を形成するセンタドリル、とくに小径のセンタ
穴を形成するためのセンタドリルに関するものである。

【０００２】

【従来の技術】穴明け加工に用いられるドリルは、先端
逃げ面同士の交差稜線としてドリルの軸線方向に直交す
るように延びるチゼルエッジを有するために、ワークへ
の食い付き時に、ドリルの回転に伴って振れ回り現象が
生じることとなり、加工穴を狙った位置へ正確に形成す
ることができないという問題がある。このため、高い穴
位置精度が必要な加工穴を形成しようとする場合には、
例えば、特許文献１・２に開示されているような先端面
にシンニングが施されたドリルを用いて穴明け加工を行
ったり、あるいは、特許文献３に開示されているような
センタドリルを用いて、ワークの加工穴を形成すべき位
置にあらかじめセンタ穴を形成してから、このセンタ穴
をガイドとしてドリルによる穴明け加工を行うといった
方法が採用されている。

【０００３】前者のシンニングが施されたドリルを用い
て穴明け加工を行う場合には、このドリルのシンニング
が施された先端面からワークに食い付く、すなわち、ワ
ークに対して小さな部位で局所的に食い付くことによ
り、ドリルの振れ回りを防止できるように見える。しか
し、実際には、シンニング面と先端逃げ面との交差稜線
に形成される２次切刃（上記の特許文献１における中心
側切刃２６，２８、特許文献２におけるシンニング刃
７，７）のなす先端角が、１５０゜〜１６５゜程度と１
８０゜に近い値に設定されているため、この２次切刃が
ワークへの食い付き時に大きく影響してしまい、とくに
小径の穴明け加工においては、シンニングの施されてい
ないドリルがそのチゼルエッジからワークに食い付くと
きと同様に振れ回りが生じ、高い穴位置精度を得ること
はできないものであった。

【０００４】また、後者のセンタドリルを用いて穴明け
加工の前にあらかじめセンタ穴を形成しておく場合に
は、図８に示すようなセンタ穴１がワークＷの表面に形
成されることになる。この従来形状のセンタ穴１は、そ
の内周面が、穴底側に向かうにしたがい一定の傾斜角で
漸次縮径する第１凹円錐面状部分２と、この第１凹円錐
状部分２に連なるとともに一定の内径で断面円形をなし
て穴底側に凹む底穴部分３と、この底穴部分３に連なる
とともに穴底側に向かうにしたがい一定の傾斜角で漸次
縮径する第２凹円錐面状部分４とから構成される。な
お、このようなセンタドリルにおいてもチゼルエッジを
有するために、センタ穴１の最底部、すなわち、第２凹
円錐面状部分４の穴底部は平坦な底面５となっている。
そして、このセンタ穴１の第１凹円錐面状部分２に、回
転するドリルの切刃部分を沿わせるとともに、ドリルの
チゼルエッジに対して底穴部分３によって逃げを与えつ
つ、ドリルをワークＷに食い付かせることにより、振れ
回り現象を生じさせず、高い穴位置精度を得ようとして
いるのである。

【０００５】

【特許文献１】実開平５−２９６１５号公報

【特許文献２】特開２００１−１０５２２０号公報

【特許文献３】実用新案登録第２５７９４５２号公報

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記の
ようなセンタ穴１を形成するセンタドリルであってもチ
ゼルエッジを有しているため、振れ回り現象が生じてし
まって高い位置精度を有するセンタ穴１を形成すること
ができず、たとえ、ワークＷにあらかじめセンタ穴１を
形成したとしても、このような位置精度の不十分なセン
タ穴１を用いて穴明けされた加工穴が高い位置精度を呈
することはないのであった。

【０００７】また、近年においては、より小径のドリル
を用いて、より小径の加工穴を形成する必要が生じてき
ており、これにともない、ワークＷにあらかじめ形成し
ておくセンタ穴も、その開口部の直径が例えば１ｍｍ以
下に設定されているような、より小径のものが要求され
てきている。すると、上記のような従来形状のセンタ穴
１を形成するためのセンタドリルを小径化するにも製作
の面での限界があるので、従来と同じ大きさのセンタド
リルを用いて、小径の開口部を有するセンタ穴を形成す
ることになるが、これによって形成されるセンタ穴１Ａ
は、図９に示すように、図８に示すセンタ穴１における
第２凹円錐面状部分４と平坦な底面５とから構成された
ものになってしまう。

【０００８】そして、このようなセンタ穴１Ａをガイド
として小径のドリルによる穴明け加工を施そうとする
と、ドリルのチゼルエッジが、センタ穴１Ａの平坦な底
面５に食い付くこととなってしまい、センタ穴の形成さ
れていないワークに食い付く状態と変わらなくなって、
振れ回り現象が生じて高い穴位置精度を得ることができ
なかった。しかも、センタドリル自体の振れ回り現象に
よってセンタ穴１Ａの高い位置精度が得られていないこ
ととも相俟って、形成される加工穴の穴位置精度のさら
なる低下を招いてしまう。また、ドリルは、小径になる
ほど工具本体の剛性が低下してその曲がりが生じやす
く、振れ回り現象が顕著になってしまうので、平坦な底
面５を有しておらずドリルの振れ回り現象を抑制できる
小径のセンタ穴を形成でき、かつ、センタドリル自体の
振れ回り現象も生じることのないセンタドリルが熱望さ
れていたのである。

【０００９】本発明は、上記課題に鑑みてなされたもの
で、センタドリル自体の振れ回り現象が生じることがな
く、かつ、ドリルの振れ回り現象を生じさせることのな
いセンタ穴を形成することができるセンタドリルを提供
することを目的とする。

【００１０】

【課題を解決するための手段】上記の課題を解決して、
このような目的を達成するために、本発明のセンタドリ
ルは、ワークにセンタ穴を形成するためのセンタドリル
であって、軸線回りに回転される軸状をなす工具本体の
先端部に、ｎ角錐（ｎ＞２）状の切刃部が形成されてい
ることを特徴とする。このようなｎ角錐状の切刃部にお
いては、逃げ面をなすｎ角錐の錐面が、その先端の一点
で交差することになり、従来のような軸線に直交する方
向に延びるチゼルエッジが形成されることがないので、
センタドリル自体の振れ回り現象が生じることがなく、
形成されるセンタ穴の位置精度を低下させてしまうこと
がない。しかも、このセンタドリルによって形成される
センタ穴は、その内周面が穴底側に向かうにしたがい漸
次縮径していく凹円錐面状となって、平坦な底面が存在
しない。それゆえ、このような平坦な底面がなく高い位
置精度を呈するセンタ穴をガイドとして、ドリルによる
穴明け加工を施すことで、ドリルの振れ回り現象を生じ
させず、穴位置精度の高い加工穴を得ることができる。

【００１１】また、本発明のセンタドリルでは、前記切
刃部のなすｎ角錐の錐面同士が交差してできる稜線が、
前記軸線側に凹む凹曲線状とされていてもよい。このよ
うな構成とすると、ｎ角錐状の切刃部における先端側部
分の先端角を小さくすることができるので、この切刃部
における先端側部分のみを用いてセンタ穴を形成する場
合に、ワークに対する切込み量が多少異なっていたとし
ても、形成されるセンタ穴の開口部の直径を所望の値に
対して大きく変化させてしまうようなことがなくなる。
しかも、このように先端側部分の先端角が小さくされた
切刃部であっても、工具本体の軸線方向に沿った長さを
長くする必要がないので、切刃部の強度を十分に確保す
ることができるとともに、幅広いサイズのセンタドリル
へ適用することもできる。

【００１２】さらに、本発明のセンタドリルでは、これ
を用いてワークに形成する前記センタ穴の開口部の直径
が１ｍｍ以下に設定されている場合であっても、平坦な
底面の存在しない凹円錐面状の内周面を有するセンタ穴
を容易に形成することができる。

【００１３】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施形態を図１乃
至図７を用いて説明する。本発明の第１実施形態による
センタドリルの工具本体１１は、図１に示すように、例
えば、超硬合金やハイス鋼などによって形成されて、概
ね直径３ｍｍ程度の軸線Ｏを中心とする細長い略円柱軸
状をなしており、その先端部（図１（ｂ）における左側
端部）に切刃部１２が形成されている。

【００１４】この切刃部１２は、例えば、円柱状の工具
本体１１の軸線Ｏを中心とした正四角錐状（ｎ角錐状）
に凸となるように、この工具本体１１の先端部が４つの
平坦な錐面１３…によって切り欠かれるようにして形成
されたものである。したがって、これらの錐面１３…
は、すべての錐面１３…が軸線Ｏ上の１点において軸線
Ｏに等しい角度で交差してこの交点１４が工具本体１１
における最先端とされるとともに、周方向には互いに等
間隔に、かつ隣接する錐面１３，１３同士が互いに等し
い角度で交差するように配設される。

【００１５】このため、この周方向に隣接する錐面１
３，１３同士が交差してできる稜線１５…も、すべてが
交点１４において軸線Ｏに等しい角度で交差するととも
に、周方向には互いに等間隔に配設されることとなる。
なお、これら稜線１５…のうち、軸線Ｏに関して対称に
位置するもの同士の交差角（切刃部１２の先端角）は、
このセンタドリルによって形成されるセンタ穴をガイド
として用いるドリルの切刃の先端角と同一となるように
設定されている。また、工具本体１１が円柱状をなして
いることから、この第１実施形態では工具本体１１の外
周面と切刃部１２の各錐面１３…との交差稜線部１６
が、後端側に凹む楕円弧状を呈することとなる。

【００１６】このような構成とされたセンタドリルは、
その工具本体１１が軸線Ｏ回りに回転されつつ（回転方
向Ｔ）、軸線Ｏ方向の先端側へ送りが与えられることに
より、ワークＷに対してｎ角錐状の切刃部１２の最先端
に位置する交点１４から食い付いてゆく。そして、この
交点１４に連なる稜線１５…でワークＷを切削するとと
もに、これら稜線１５…にて生じる切屑を、周方向で隣
接しあう稜線１５，１５同士の間に位置する平坦な錐面
１３…を用いて排出していくことで、図２に示すような
センタ穴２０を形成するのである。なお、このセンタ穴
２０の形成には、センタドリルにおける切刃部１２のす
べてを切削に供させる必要はなく、例えば、切刃部１２
における先端側の半分程度をワークＷの切削に供するこ
とによってセンタ穴２０が形成される。

【００１７】このセンタ穴２０は、その内周面が、穴底
側に向かうにしたがい一定の傾斜角で漸次縮径する凹円
錐面状部分２１として形成されており、また、その開口
部の直径ｄが例えば１ｍｍ以下の範囲に設定された小径
のものである。さらに、凹円錐面状部分２１の傾斜角
は、上述したように軸線Ｏに関して対称に位置する稜線
１５…同士の交差角（切刃部１２の先端角）がドリルの
切刃の先端角に合わせた大きさとされていることによ
り、同じくドリルの切刃の先端角に合わせた大きさとさ
れる。ドリルによる穴明け加工を施す際には、ドリルの
切刃の先端角に合わせた角度で形成されたセンタ穴２０
の凹円錐面状部分２１に対して、回転するドリルの切刃
を沿わせながら、ドリルをワークＷに食い付かせていく
ことで、加工穴が形成されていくのである。

【００１８】しかるに、上述のような構成とされたセン
タドリルによれば、その切刃部１２が、ｎ角錐状をなし
て従来のようなチゼルエッジを有していないため、セン
タドリル自体の振れ回り現象を生じさせることがなく、
高い位置精度を有するセンタ穴２０を形成することがで
きる。そして、このセンタドリルを用いて形成したセン
タ穴２０の内周面が、穴底側に向かうにしたがい一定の
傾斜角で漸次縮径していく凹円錐面状部分２１として形
成されることになり、たとえ、センタ穴２０の開口部の
直径ｄが１ｍｍ以下の範囲に設定される小径のものであ
っても、平坦な底面の存在しないセンタ穴２０を容易に
得ることができる。

【００１９】それゆえ、このような高い位置精度を呈す
るセンタ穴２０をガイドとして、ドリルによる穴明け加
工を施すことにより、ドリルの振れ回り現象を抑制する
ことができ、ひいては、高い穴位置精度を有する加工穴
を形成することが可能となる。なお、センタ穴２０にお
ける開口部の直径ｄに関して、本第１実施形態によるセ
ンタドリルが従来のセンタドリルよりも顕著な優位性を
確保しようとするならば、この直径ｄが、０．５ｍｍ以
下の範囲に設定されたセンタ穴２０を形成するためのセ
ンタドリルであることが好ましく、逆に、現時点での技
術的な面を考えると、この直径ｄは、０．０５ｍｍ以上
となる。

【００２０】ここで、上述した第１実施形態では、ｎ角
錐状の切刃部１２における錐面１３…がそれぞれ平坦と
されて、これら錐面１３…同士が交差してできる稜線１
５…が直線状をなしているのであるが、このような直線
状の稜線１５…を有するｎ角錐状の切刃部１２では、ワ
ークＷに対する軸線Ｏ方向への切込み量が少しでも変化
すると、このセンタドリルによって形成されるセンタ穴
２０の開口部の外径ｄが所望の値に対して大きく変化し
てしまうおそれがある。この現象を抑制するためには、
切刃部１２の先端角（軸線Ｏに関して対称に位置する稜
線１５…同士の交差角）を小さくすることにより、切刃
部１２の回転軌跡がなす外径の、軸線Ｏに沿った方向で
の変化傾向を緩やかにすることが有効であると考えられ
るが、直線状の稜線１５…を有するｎ角錐状の切刃部１
２の先端角を小さくしたならば、この切刃部１２におけ
る軸線Ｏ方向に沿った長さを非常に長くする必要が生じ
てしまい、切刃部１２の強度を損ねたり、幅広いサイズ
を有するセンタドリルへの適用が困難になるという不具
合がある。

【００２１】ところで、ワークに形成するセンタ穴２０
の開口部の直径ｄが１ｍｍ以下（とくに０．５ｍｍ以
下）と小さくなってくると、上述したように、センタ穴
２０を形成するセンタドリルの切刃部１２における先端
側部分のみがワークＷの切削に供されることとなる。そ
のため、開口部の外径ｄが小さいセンタ穴２０を形成す
る場合には、切刃部１２における先端側部分の先端角さ
え小さくなっていれば、ワークＷに対する軸線Ｏ方向へ
の切込み量が多少異なっていたとしても、形成されるセ
ンタ穴２０の開口部の直径ｄが所望の値に対して大きく
変化するようなことがない。

【００２２】このような知見に基づいてなされ、切刃部
１２における軸線Ｏ方向に沿った長さを長くすることな
く、この切刃部１２における先端側部分の先端角を小さ
くできるものとして、例えば、図３に示す本発明の第２
実施形態によるセンタドリルがあり、これは、ｎ角錐状
の切刃部１２における錐面１３…同士が交差してできる
稜線１５…を、径方向内周側（軸線Ｏに近づく側）に凹
む凹曲線状としたものである。また、ｎ角錐状の切刃部
１２における稜線１５…が凹曲線状をなしているため、
切刃部１２における錐面１３…も、径方向内周側（軸線
Ｏに近づく側）に凹む凹曲面状をなすことになる。

【００２３】このセンタドリルでは、凹曲線状をなす稜
線１５…における先端側部分については、軸線Ｏ方向の
後端側に向かうにしたがい緩やかに径方向外周側（軸線
Ｏから離れる側）へ向かって延び、また、凹曲線状をな
す稜線１５…における後端側部分については、軸線Ｏ方
向の後端側に向かうにしたがい急激に径方向外周側（軸
線Ｏから離れる側）へ向かって延びるようになってい
る。そのため、凹曲線状をなす稜線１５…を有するｎ角
錐状の切刃部１２の先端側部分は、その先端角が小さく
なっているとともに、軸線Ｏに沿った方向での変化傾向
が緩やかになっており、しかも、切刃部１２全体におけ
る軸線Ｏ方向に沿った長さが長くなることがないのであ
る。

【００２４】したがって、切刃部１２における先端角の
小さい先端側部分のみを用いて、センタ穴２０を形成す
ることにより、ワークＷへの切込み量が多少変化したと
きでも、形成されたセンタ穴２０の開口部の外径ｄが所
望の値に対して大きく変化するのを抑制でき、加えて、
このように先端角を小さくした場合であっても、切刃部
１２の軸線Ｏ方向に沿った長さが長くならないので、切
刃部１２の強度を確保できるとともに、幅広いサイズを
有するセンタドリルへ適用することができる。なお、第
２実施形態によるセンタドリルによって形成されるセン
タ穴２０の内周面は、切刃部１２の形状に対応するよう
に、一定の傾斜角を有していない凹円錐面状部分２１と
なって、ドリルの切刃の先端角には厳密に合わない形状
となってしまうのであるが、上述したような切刃部１２
における先端側部分のみを用いて形成するような小径の
センタ穴２０の場合には、何ら不具合が生じることはな
い。

【００２５】また、上述したようなセンタドリルにおい
ては、その切刃部１２がなすｎ角錐の形状を、正四角錐
のみに限定することなく、三角錐とすることは勿論、ｎ
＝５や６以上の多角錐に形成したりすることも可能であ
る。したがって、例えばｎ＝５以上の多角錐状に切刃部
１２を形成した場合には、ｎが大きくなるにしたがい軸
線Ｏに直交する断面において切刃部１２の稜線１５を挟
んだ隣接する錐面１３，１３同士の交差角も大きくなる
ので、切削作用部となるこの稜線１５部分の強度をより
向上させることができ、一層の工具寿命の延長およびこ
れに伴う加工の安定化・円滑化を促すことが可能とな
る。

【００２６】ただし、このように切刃部１２をなすｎ角
錐のｎの数が大きくなりすぎると、稜線１５…にて生じ
る切屑を逃がすための役割をもつ錐面１３…とセンタ穴
の内周面との間のスペースを確保しづらくなって切屑排
出性の低下を招くおそれが生じる。このため、この切刃
部１２の強度と切屑排出性との両立を図るには、ｎ＝４
〜８程度とされるのが望ましい。

【００２７】また、上述した各実施形態のように、正ｎ
角錐状の切刃部１２に限定される必要はなく、例えば、
図４に示す本発明の第３実施形態によるセンタドリルの
ように、切刃部１２における稜線１５が周方向で不等間
隔に配設されるようにしてもよい。さらには、ｎ角錐状
の切刃部１２における錐面１３，１３同士が交差する稜
線１５を、例えば、図５に示す本発明の第４実施形態に
よるセンタドリルのように、軸線Ｏ方向の先端側から見
たときに、回転方向Ｔ前方側に凸となる曲線状にする、
すなわち、切刃部１２全体を軸線Ｏ方向の後端側に向か
ってねじれていくようにしても構わない。

【００２８】また、上記の各実施形態においては、図６
に示す本発明の変形例のように、切刃部１２における軸
線Ｏに直交する断面で見たときに、錐面１３…が、径方
向内周側（軸線Ｏに近づく側）に凹む凹曲面とされてい
てもよい。このような凹曲面として錐面１３…を形成し
たならば、軸線Ｏに直交する断面において隣接する錐面
１３，１３同士の交差角が小さくなって、切削作用部と
なる稜線１５部分を鋭利な状態に維持して優れた切れ味
を得ることができ、また、稜線１５…でワークＷを切削
したときにこれら稜線１５…にて生じる切屑を排出する
ための空間を大きく確保できることとなって、切屑排出
性を良好に保つことができる。

【００２９】逆に、図７に示す他の変形例のように、切
刃部１２における軸線Ｏに直交する断面で見たときに、
ｎ角錐状の切刃部１２における錐面１３…が、径方向外
周側に凸となる凸曲面とされていてもよい。このような
凸曲面として錐面１３…を形成したならば、軸線Ｏに直
交する断面において隣接する錐面１３，１３同士の交差
角が大きくなって、切削作用部となる稜線１５部分の強
度を高めることが可能となる。

【００３０】また、ここで、ｎ角錐状の切刃部における
錐面１３…同士が一点で交差することにより形成される
交点１４に対して、形成するセンタ穴２０の形状に影響
を与えない程度の適度な丸みや微量な面取りを付けるこ
とも可能であり、このような構成とすると、比較的強度
が小さくなりがちな交点１４の強度を高めて、安定した
加工を継続していくことが可能となる。

【００３１】さらには、少なくとも工具本体１１の先端
の切刃部１２を、ダイヤモンド皮膜またはＴｉ系窒化皮
膜などの硬質皮膜によって被覆することで、少なくとも
センタ穴の加工に関与する部分に、十分な硬度及び耐摩
耗性を確実に与えて、長いドリル寿命をばらつきなく安
定して得ることも可能である。

【００３２】

【発明の効果】本発明のセンタドリルによれば、その切
刃部がｎ角錐状を呈し、従来のような軸線に直交する方
向に延びるチゼルエッジを有していないので、センタド
リル自体の振れ回りが生じることなく、位置精度の高い
センタ穴の形成が可能になる。しかも、このセンタ穴
は、その内周面が穴底側に向かうにしたがい漸次縮径し
ていく凹円錐面状となって、平坦な底面が存在すること
がない。それゆえ、このような高い位置精度を有すると
ともに平坦な底面の存在しないセンタ穴をガイドとし
て、ドリルによる穴明け加工を施すことで、ドリルの振
れ回り現象を抑制することができて、穴位置精度の高い
加工穴を得ることが可能となる

【図面の簡単な説明】

【図１】 （ａ）は本発明の第１実施形態によるセンタ
ドリルの先端面図、（ｂ）は同センタドリルの側面図で
ある。

【図２】 図１に示すセンタドリルによってワークに形
成されるセンタ穴を示す断面図である。

【図３】 （ａ）は本発明の第２実施形態によるセンタ
ドリルの先端面図、（ｂ）は同センタドリルの側面図で
ある。

【図４】 （ａ）は本発明の第３実施形態によるセンタ
ドリルの先端面図、（ｂ）は同センタドリルの側面図で
ある。

【図５】 （ａ）は本発明の第４実施形態によるセンタ
ドリルの先端面図、（ｂ）は同センタドリルの側面図で
ある。

【図６】 本発明の変形例によるセンタドリルの切刃部
の軸線に直交する断面図である。

【図７】 本発明の他の変形例によるセンタドリルの切
刃部の軸線に直交する断面図である。

【図８】 従来のセンタドリルによってワークに形成さ
れるセンタ穴を示す断面図である。

【図９】 従来のセンタドリルによってワークに形成さ
れるセンタ穴を示す断面図である。

【符号の説明】 １１ 工具本体 １２ 切刃部 １３ 錐面 １４ 交点 １５ 稜線 １６ 交差稜線部 Ｏ 軸線

フロントページの続き (72)発明者 大田 康史 兵庫県明石市魚住町金ヶ崎西大池179番地 １ エムエムシーコベルコツール株式会社 内 (72)発明者 青木 太一 兵庫県明石市魚住町金ヶ崎西大池179番地 １ エムエムシーコベルコツール株式会社 内 Ｆターム(参考） 3C037 AA03 BB00

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 ワークにセンタ穴を形成するためのセン
   タドリルであって、軸線回りに回転される軸状をなす工
   具本体の先端部に、ｎ角錐（ｎ＞２）状の切刃部が形成
   されていることを特徴とするセンタドリル。
2. 【請求項２】 請求項１に記載のセンタドリルにおい
   て、 前記切刃部のなすｎ角錐の錐面同士が交差してできる稜
   線が、前記軸線側に凹む凹曲線状とされていることを特
   徴とするドリル。
3. 【請求項３】 請求項１または請求項２に記載のセンタ
   ドリルにおいて、 ワークに形成する前記センタ穴の開口部の直径が１ｍｍ
   以下に設定されていることを特徴とするセンタドリル。