JP2010162643A - ドリルおよび該ドリルの研削加工方法 - Google Patents

Abstract

【課題】高精度の穴明け加工を達成する。
【解決手段】中心軸線ＣＬまわりに回転させられるドリル本体１０の先端側部分である刃部の外周面１３には、刃部の先端面１２に一対に形成された先端逃げ面１２ａ、１２ｂから基端側に向けて二条の主溝２０、３０が延設され、前記二条の主溝のうちの一の主溝のドリル回転方向Ｋ前方側を向く壁面２２と前記先端逃げ面１２ａとの交差稜線に形成された、前記ドリル本体１０の外周端まで延びる切刃２１と、前記一の主溝よりも溝長が短い他の主溝のドリル回転方向Ｋ前方側を向く壁面３２と前記先端逃げ面１２ｂとの交差稜線であって、前記切刃２１より基端側に後退していて、被削材に接触しない交差稜線に形成された非切削部３１と、前記一の主溝および他の主溝の外周縁に連結する前記刃部の外周面１３に、加工穴の内周壁面に摺接可能に形成されたランド２３、３３と、を含んでなるドリルを提供する。
【選択図】図１

Description

本発明は、被削材に穴明け加工を施すために用いられるドリルに関し、とくに、プリント配線板に穴明け加工するのに用いられるドリルおよび該ドリルの研削加工方法に関するものである。

一般に、プリント配線板に穴明け加工するドリルは、ドリル直径がきわめて小さい一方で、加工穴深さが前記ドリル直径にくらべきわめて大きい、いわゆるアスペクト比が大きいドリルである。従来からこの種のドリルとして多用されてきたのが二枚刃ドリルである。二枚刃ドリルは、二枚の切刃がドリル中心に関して対称に配置されていることから、切削バランスが良好なドリルである。しかしながら、各切刃に連なる切屑排出溝によってドリル本体の剛性が低下するため、ドリル折損や加工穴精度の劣化といった問題が生じるおそれがある。ドリル本体の剛性を高めるためドリル本体の中心部の厚み（刃幅）又はドリル本体の外周部のランドを拡大すると、切屑が加工穴の内周壁面に接触してしまい前記内周壁面の面粗さが悪化するという問題が生じる。

一枚刃ドリルは、切屑排出溝を一条しか形成しない点で、切屑排出溝によるドリル本体の剛性低下を改善するのに有効である。（例えば、特許文献１参照。）この一枚刃ドリルは、ドリル本体の先端に、その実質的な中心から半径方向に沿って１つの切刃が形成されてなる。

特開２００１−２７７１８９号公報

しかしながら、特許文献１に開示された一枚刃ドリルは、切刃が非対称であるため、二枚刃ドリルにくらべ切削バランスが悪い。そのため、ドリル本体の剛性が高められているものの、切削バランスの悪さに起因するドリル本体の撓みによって加工穴の位置精度や真円度といった加工精度が悪化するおそれがあった。

本発明は、上記問題を解決するためになされたもので、従来ドリルにくらべ高精度の穴明け加工を可能にするドリルを提供することを目的とする。

上記課題を解決するために、本発明は以下の手段を採用する。
すなわち、請求項１に係る発明は、中心軸線まわりに回転させられるドリル本体と、前記ドリル本体の先端側部分である刃部の外周面に、前記刃部の先端面から基端側に向けて延設された二条の主溝と、前記刃部の先端面に、ドリル中心を挟んで一対に形成された先端逃げ面と、前記二条の主溝のうちの一の主溝のドリル回転方向前方側を向く壁面と前記先端逃げ面との交差稜線に形成された、前記ドリル本体の外周端まで延びる切刃と、前記一の主溝よりも溝長が短く形成された他の主溝のドリル回転方向前方側を向く壁面と前記先端逃げ面との交差稜線であって、前記中心軸線まわりの回転軌跡が前記切刃より前記中心軸線方向基端側に後退していて、被削材に接触しない交差稜線に形成された非切削部と、前記一の主溝および前記他の主溝の外周縁に連結する前記刃部の外周面に、前記切刃の外径と略等しく、加工穴の内周壁面に摺接可能に形成されたランドと、を含んでなるドリルである。

請求項１に係る発明によれば、一の主溝のドリル回転方向前方側を向く壁面と刃部の先端面との交差稜線には、ドリル本体の外周端まで延びる切刃が形成されていることから、被削材への穴明け加工が可能となる。
前記他の主溝のドリル回転方向前方側を向く壁面と前記刃部の先端面との交差稜線であって、前記中心軸線まわりの回転軌跡が前記切刃より前記中心軸線方向基端側に後退していて被削材に接触しない非切削部は、一切切削作用を有さない。このため、切削抵抗が大幅に低減する。さらに、前記他の主溝を形成した後に残存する刃部の外周面、すなわち加工穴の内周壁面に摺接するランドの円周方向の幅が減少する。これにより前記ランドのガイド作用が生じドリル本体の撓みを防止するとともに前記ランドの摺接による摩擦抵抗を低減することができる。
しかも、前記他の主溝の溝長が前記一の主溝の溝長よりも短いため、ドリル本体の剛性の低下を抑制することができる。
このように該ドリルは、切削抵抗およびランドの摺接による摩擦抵抗が低減するとともに、ランドのガイド作用およびドリル本体の剛性低下の抑制効果により高精度の穴明け加工が可能となる。

請求項２に係る発明は、前記ドリル本体の先端視において、前記一の主溝のリーディングエッジに連結する刃部の外周面に形成されたランドの少なくとも一部が、ドリル中心を通りかつ前記切刃に沿う方向に略直角な方向に延びる仮想直線に対する角度（ドリル回転方向前方側を正とする。）が−３０°〜＋３０°の範囲に存在している請求項１に記載のドリルである。

請求項３に係る発明は、前記一の主溝のリーディングエッジに連結する刃部の外周面に形成されたランドおよび前記他の主溝のリーディングエッジに連結する刃部の外周面に形成されたランドの少なくともいずれか一方のランドの円周方向中間部には、該ランドの外周面に対して内側に没入し、かつ該ランドの先端から前記中心軸線方向基端側へ延びる凹溝が形成されている請求項１又は２に記載のドリルである。

請求項４に係る発明は、前記凹溝の溝長が前記一の主溝の溝長より短い請求項３に記載のドリルである。

請求項５に係る発明は、前記刃部の外周面に、前記切刃の外径と略等しく、加工穴の内周壁面に摺接可能なランドを研削加工する第１の工程と、前記刃部の先端面に、ドリル中心を挟んで一対の先端逃げ面を研削加工する第２の工程と、前記刃部の外周面に、前記先端逃げ面から基端側へ延びる一の主溝を研削加工し、前記一の主溝のドリル回転方向前方側を向く壁面と前記先端逃げ面との交差稜線に、前記ドリル本体の外周端まで延びる切刃を形成する第３の工程と、前記刃部の外周面に、前記先端逃げ面から基端側へ延びていて、その溝長が前記一の主溝の溝長より短い他の主溝を研削加工し、前記他の主溝のドリル回転方向前方側を向く壁面と前記先端逃げ面との交差稜線に、前記中心軸線まわりの回転軌跡で前記切刃より前記中心軸線方向基端側に後退して被削材に接触しない非切削部を形成する第４の工程と、を含んでなるドリルの研削加工方法である。

請求項５に係る発明によれば、第１の工程では、加工穴の内周壁面に摺接可能なランドを形成することによって、前記ランドのガイド作用により加工穴精度に優れたドリルを提供することができる。
第２の工程では、刃部の先端面に逃げ角を有する先端逃げ面を形成することで、前記先端逃げ面と被削材の接触を抑制した、切削抵抗の低いドリルを提供することができる。
前記第３の工程では、前記一の主溝のドリル回転方向前方側を向く壁面と前記先端逃げ面との交差稜線に、ドリル本体の外周端まで延びる切刃を形成することで、被削材への穴明け加工が可能なドリルを提供することができる。
前記第４の工程で形成された他の主溝のドリル回転方向前方側を向く壁面と前記先端逃げ面との交差稜線は、前記中心軸線まわりの回転軌跡で前記切刃より前記中心軸線方向基端側に後退させられている。したがって、前記交差稜線が被削材に接触することがなく、切削抵抗が大幅に低減したドリルを提供することができる。
刃部の外周面に形成された加工穴の内周壁面に摺接するランドは、前記他の主溝が形成された後、円周方向の幅を減じて残存する。これにより、前記ランドのガイド作用を維持しつつ、加工穴の内周壁面との摺接による摩擦抵抗を低減したドリルを提供することができる。
しかも、他の主溝の溝長が一の主溝の溝長よりも短いため、ドリル本体の剛性低下が抑制されたドリルを提供することができる。
以上のことから、切削抵抗およびランドの摺接による摩擦抵抗の低減効果と、ランドのガイド作用およびドリル本体の剛性低下の抑制効果との相乗効果により高精度の穴明け加工が可能なドリルを提供することができる。

請求項６に係る発明は、前記一の主溝のリーディングエッジに連結する刃部の外周面に形成されたランド、および前記他の主溝のリーディングエッジに連結する刃部の外周面に形成されたランドの少なくともいずれか一方のランドの周方向中間部に、該ランドの外周面に対して内側に没入し、かつ該ランドの先端から前記中心軸線方向基端側へ延びる凹溝を研削加工する第５の工程を含む請求項５に記載のドリルの研削加工方法である。

請求項７に係る発明は、前記第３および第４の工程の研削加工に使用される各研削砥石が同一である請求項５又は請求項６に記載のドリルの研削加工方法である。

請求項８に係る発明は、前記第３、第４および第５の工程の研削加工に使用されるすべての研削砥石が同一である請求項６に記載のドリルの研削加工方法である。

本発明に係るドリルおよび該ドリルの研削加工方法によれば、切削抵抗およびランドと加工穴の内周壁面との接による摩擦抵抗が低減するとともに、ランドのガイド作用およびドリル本体の剛性低下の抑制効果により、高精度の穴明け加工が可能なドリルを提供することができる。

本発明の実施形態に係るドリルの先端視正面図である。 図１に示すドリルの要部の側面図である。 図１に示すドリルの変形例の先端視正面図である。 図１に示すドリルの他の変形例の先端視正面図である。

以下に、本発明の実施形態に係るドリルについて、図を参照して説明する。
このドリルは、図２に図示するように中心軸線ＣＬまわりに回転されるドリル本体１０の先端側に設けた刃部１１Ａと、基端側に設けたシャンク部１１Ｂ（一部を図示する。）と、刃部１１Ａとシャンク部１１Ｂとの間に設けたテーパ状段部１１Ｃとを備えてなる。テーパ状段部１１Ｃを省略して、刃部１１Ａとシャンク部１１Ｂとが直接的に連結されてもよい。少なくとも刃部１１Ａは、超硬合金、硬質膜を被覆した超硬合金、サーメット、ダイヤモンド焼結体、工具鋼、高速度鋼等の公知材料から構成されている。

刃部の外周面１３には、該刃部の先端面１２から基端側に向けて螺旋状に延びる二条の主溝２０、３０が形成される。夫々の主溝２０、３０の軸直角断面形状は特に限定されず、ねじれの有無、ねじれの向き又はねじれ角の限定もない。本実施形態における各主溝２０、３０は、これら主溝２０、３０の先端縁から基端側にいくにつれドリル回転方向Ｋ後方側にねじれる、いわゆる右ねじれ溝で形成され、そのねじれ角θが３３°〜５６°の範囲となるように形成される。

刃部の先端面１２には、ドリル中心に関してほぼ対称的な一対の先端逃げ面１２ａ、１２ｂが形成される。これら先端逃げ面１２ａ、１２ｂは、ドリル回転方向Ｋ後方側へいくにしたがい基端側へ漸次後退する円錐面で形成されていて、被削材に対してクリアランスが確保されている。

一の主溝のドリル回転方向Ｋ前方側を向く壁面２２と前記先端逃げ面１２ａとの交差稜線には、ドリル本体１０の外周端まで延びる切刃２１が形成される。この切刃２１に連結する前記壁面２２はすくい面とされる。
他の主溝のドリル回転方向Ｋ前方側を向く壁面３２は、該壁面３２と前記先端逃げ面１２ｂとの交差稜線が、前記切刃２１が形成された交差稜線をドリル中心に関して１８０°回転させた仮想稜線をすべて切り欠くようにドリル回転方向Ｋ後方側へ拡大している。そのため、前記壁面３２と前記先端逃げ面１２ｂとの交差稜線は、ドリル本体の中心軸線ＣＬまわりの回転軌跡で前記切刃２１よりも前記中心軸線ＣＬ方向基端側へ後退しており、被削材に接触せず切削作用を生じない非切削部３１となっている。

一の主溝の溝長Ｌ１は、該ドリルで加工する穴の深さより大きくなるように適宜決定される。他の主溝の溝長Ｌ２は、前記切刃２１の外径より大きいのが好ましいが、一の主溝の溝長Ｌ１より小さく、該ドリルによる加工穴の深さよりも小さくなっても構わない。

先端逃げ面１２ａ、１２ｂは、少なくとも１つの円錐面又は少なくとも１つの平坦面で構成され、所定の逃げ角を有している。先端逃げ面１２ａ、１２ｂが互いに交差する稜線は、実質的にドリル本体の中心軸線ＣＬ上を通り、ドリル中心から夫々の主溝２０、３０の壁面に達するチゼルエッジ２４、３４となる。一の主溝２０側に形成されたチゼルエッジ２４に外周端には、切刃２１が連結しており、ドリル本体１０の中心から外周端にわたって切削作用を有する切刃が構成されている。他の主溝３０側に形成されたチゼルエッジ３４の外周端には、既述した非切削部３１が連結しており、前記チゼルエッジ３４より外周側の領域は切削作用を一切有さない。なお、各チゼルエッジ２４、３４の一部又は全部を削除するようにシンニングが設けられてもよい。

二条の主溝２０、３０の間に延びる刃部の外周面１３は、その直径が前記切刃２１の外径と略等しくなっており、加工穴の内周壁面に摺接可能なランド２３、３３とされている。
図１において、一の主溝２０のリーディングエッジに連結するランド２３の外周面の円周方向の二等分点とドリル中心とを通る仮想直線を引いたとき、他の主溝３０のリーディングエッジに連結するランド３３の外周面が前記仮想直線と交差するように形成されていることが好ましい。さらに、図１において、副溝４０のリーディングエッジに連結するランド３３のランド幅ｔ２は、前記一の主溝２０のリーディングエッジに連結するランド２３のランド幅ｔ１より小さくなっている。

図３は、一の主溝２０のリーディングエッジに連結するランド２３の態様が異なる変形例を示す。該ドリルの先端視において、一の主溝２０のリーディングエッジに連結するランド２３の外周面の円周方向中間部には、前記外周面に対して内側に没入しかつ該ランド２３の先端から前記中心軸線ＣＬ方向基端側へ延びる凹溝５０が形成される。この凹溝５０は、前記一の主溝２０と略等しいねじれ角をもつ右ねじれ溝で形成される。このような凹溝５０を設けたことにより、前記ランド２３は、前記一の主溝のリーディングエッジに連結する第１のランド２３ａと、他の主溝３０のヒールに連結する第２のランド２３ｂとに分断される。

第１のランド２３ａ又は第２のランド２３ｂは、これらに対して円周方向反対側に位置していて他の主溝のリーディングエッジに連結するランド３３に対してランド幅が夫々小さくなるように形成されるのが好ましい。また、ドリル先端視において、前記第１および第２のランド２３ａ、２３ｂと他の主溝２０のリーディングエッジに連結するランド３３とは、以下に述べる関係にあることが好ましい。すなわち、一の主溝２０のリーディングエッジに連結する第１のランド２３ａの外周円弧の二等分点とドリル中心とを結ぶ仮想直線Ｄ１、および他の主溝３０のヒール側に位置する第２のランド２３ｂの外周円弧の二等分点とドリル中心とを結ぶ仮想直線Ｄ２を引き、前記仮想直線Ｄ１とＤ２とドリル外周円弧で構成される仮想の扇形を作る。このとき、他の主溝３０のリーディングエッジに連結するランド３３の少なくとも一部が前記仮想の扇形とドリル中心に関して点対称な関係にある扇形の領域内に含まれることが好ましい。つまり、前記第１および第２のランド２３ａ、２３ｂと、他の主溝３０のリーディングエッジに連結するランド３３とは、ドリル本体１０の円周方向に対向する関係にあるのが好ましい。一の主溝３０のリーディングエッジに連結するランド２３が円周方向に３以上に分断された場合も同様である。また、以上に説明した凹溝５０は、前記副溝４０又は前記他の主溝のリーディングエッジに連結するランド３３内に形成され、前記ランド３３を２以上のランドに分断するように形成されてもよい。

一の主溝のリーディングエッジに連結するランド２３の外周面に形成された凹溝５０の切れ上がりは、中心軸線ＣＬ方向で前記一の主溝２０の切れ上がりとほぼ等位もしくは先端側に位置する。凹溝５０は、前記ランド２３の外周面の円周方向中間部に限らず、前記ランド２３のドリル回転方向Ｋ後方側縁部に連結するように形成してもよい。

図４はランド２３の態様が異なる他の変形例である。ここに図示するように、該ドリルの先端視において、一の主溝２０のリーディングエッジに連結するランド２３の少なくとも一部は、ドリル中心を通りかつ切刃２１に沿う方向に略直角な方向に延びる仮想直線Ａに対する角度（ドリル回転方向Ｋ前方側を正とする。）が−３０°（α）〜＋３０°（β）の範囲、より好ましくは−１０°（α）〜＋１０°（β）の範囲、特に好ましくは−１０°（α）〜０°（β）の範囲に存在する。

次に、本ドリルの研削方法について説明する。まず、略丸棒状をなすドリル素材が用意される。このドリル素材において、刃部１１Ａとなる先端側部分およびシャンク部１１Ｂとなる基端側部分の外周面は夫々、あらかじめ所定の外径となるように研削加工されている。ここまでの工程は従来ドリルと同様である。

次に、本ドリルの研削加工方法について工程ごとに説明する。まず第１の工程では、刃部の外周面１３が切刃２１の外径と略等しい外径となるように研削加工される。前記外周面１３には、加工穴の内周壁面に摺接可能なランド２３が形成される。

第２の工程では、刃部の先端面１２に逃げ角および先端角を付与された先端逃げ面１２ａ、１２ｂがドリル中心に関してほぼ対称的に一対をなして研削加工される。本ドリルでは、先端逃げ面１２ａ、１２ｂは、少なくとも１つの円錐逃げ面で形成されている。この円錐逃げ面に代えて少なくとも１つの平坦な逃げ面が研削加工されてもよい。

次の第３の工程では、前記刃部の外周面１３に、一の先端逃げ面１２ａから基端側へ延びる一の主溝２０が研削加工される。これにより、前記一の主溝のドリル回転方向Ｋ前方側を向く壁面２２と前記先端逃げ面１２ａとの交差稜線に、ドリル本体１０の外周端まで延びる切刃２１が形成される。前記一の主溝２０は、基端側にいくにつれドリル回転方向Ｋ後方側にねじれる、いわゆる右ねじれ溝で形成され、そのねじれ角が好ましくは３３°〜５６°の範囲となるように形成される。

次に第４の工程では、前記刃部の外周面１３には、他の先端逃げ面１２ｂから基端側へ延びていて、その溝長Ｌ２が前記一の主溝の溝長Ｌ１より短い他の主溝３０が研削加工される。この他の主溝のドリル回転方向Ｋ前方側を向く壁面３２は、第３の工程で形成された一の主溝のドリル回転方向Ｋ前方側を向く壁面２２をドリル中心に関して１８０°回転させた壁面よりドリル回転方向Ｋ後方側に位置している。このため前記壁面３２と先端逃げ面１２ｂとの交差稜線には、前記中心軸線ＣＬまわりの回転軌跡で切刃２１よりも中心軸線ＣＬ方向基端側へ後退して非削材に接触しない非切削部が形成される。
前記他の主溝３０は、前記一の主溝２０と同様に右ねじれ溝で形成され、そのねじれ角が３３°〜５６°の範囲となるように形成されている。さらに、前記他の主溝の溝長Ｌ２は、前記一の主溝の溝長Ｌ１よりも短く、かつ前記切刃２１の外径より大きいことが好ましい。

前記第４の工程における研削加工は、１回に限らず２回以上行うことによって他の主溝３０の軸直角断面形状を漸次拡大してもよい。以上に説明した第１〜第４の工程は順番が入れ替わっても特に支障はない。

さらに、一の主溝３０のリーディングエッジに連結するランド２３の外周面の円周方向中間部に、該ランド２３の外周面に対して内側に没入し、かつ該ランド２３の先端から中心軸線ＣＬ方向基端側へ延びる凹溝５０を研削加工する第５の工程が追加されてもよい。この凹溝５０は、前記一の主溝３０と略等しいねじれ角をもつ右ねじれ溝として研削加工される。これにより、前記凹溝５０を挟んで一の主溝２０のリーディングエッジ側に第１のランド２３ａおよび他の溝３０のヒール側に第２のランド２３ｂが互いに分断して形成される。なお、前記凹溝５０は、一の主溝に連結するランド２２および他の主溝に連結するランド３２の少なくともいずれか一方に研削加工される。

また、上述した研削加工に使用される研削砥石は、各工程で特に限定されるものではないが、一の主溝２０を研削加工する第３の工程に使用される研削砥石と、他の主溝３０を研削加工する第４の工程に使用される研削砥石とを共通とすることが好ましい。また、第３の工程、第４の工程に加え一の凹溝５０を研削加工する第５の工程に使用されるすべての研削砥石を共通とすることが特に好ましい。

これまで説明したドリルの各構成の作用および機能について、以下に説明する。
本ドリルにおいて、切刃２１は、ドリル本体１０の外周端まで延びる切刃となっているので、下穴の無い被削材への穴明け加工を可能とする。この切刃２１に連結する一の主溝の溝長Ｌ１は、該ドリルで加工される穴の深さより大きくなっているので、切刃２１から生成する切屑を加工穴の外へ円滑に排出することができる。

他の主溝のドリル回転方向Ｋ前方側を向く壁面３２がドリル回転方向Ｋ後方側へ大きく切り欠かれているため、前記壁面３２と先端逃げ面１２ｂとの交差稜線は、前記先端逃げ面１２ｂの逃げ角の影響により、切刃２１よりも基端側へ後退しており、被削材に一切接触せず切削作用を有さない稜線となっている。これにより切削抵抗が大幅に低減する。ドリル本体１０の中心部に形成されたチゼルエッジ２４、３４は、ドリル中心に関してほぼ対称的な一対で形成されるため、被削材への食い付く際には、切削バランスが悪化することはない。

図１において、一の主溝２０のリーディングエッジに連結するランド２３の外周面の円周方向の二等分点とドリル中心とを通る仮想直線を引いたとき、他の主溝３０のリーディングエッジに連結するランド３３の外周面が前記仮想直線と交差するように形成されていることで、両ランド２３、３３はドリル中心を挟んでほぼ対向して配置される。このため、これらランド２３、３３が加工穴の内周壁面に摺接してドリル本体１０をガイドする作用が、円周方向に均衡して得られるため、ドリルの撓みを効果的に抑制することができる。しかも、他の主溝３０を形成した後、ランド３３がその円周方向の幅を減じて残存する。このため、ランドのガイド作用によりドリル本体１０の撓みを防止するとともに、ランド３３の加工穴の内周壁面への摺接による摩擦抵抗が低減する。さらに、他の主溝３０のリーディングエッジに連結するランド３３のランド幅ｔ２が一の主溝２０のリーディングエッジに連結するランド２３のランド幅ｔ１より小さい場合、ランド３３と加工穴の内周壁面との摺接による摩擦抵抗が減少することで、ドリル本体１０への負荷が軽減する。さらに、ランド幅が広いランド２３は、切刃２１のドリル回転方向Ｋ後方側に配置され、前記切刃２１に作用する比較的大きな切削抵抗に対してドリル本体１０を安定的に支持することができる。

他の主溝の溝長Ｌ２が一の主溝の溝長Ｌ１より短くなっているため、ドリル本体１０の剛性低下が高められる。これにより切削抵抗等の負荷によるドリル本体１０の撓みが減少する。
以上のように切削抵抗の低減効果およびランドの摺接による摩擦抵抗の低減効果と、ランドのガイド作用およびドリル本体１０の剛性低下を抑制する効果との相乗効果により、高精度の穴明け加工が可能となる。

該ドリルは、他の主溝の溝長Ｌ２が一の主溝の溝長Ｌ１より短くなっているため、穴明け加工が進むと前記他の主溝３０が加工穴の内周壁面で閉ざされてしまうことになる。このような状況において、他の主溝３０側に形成されたチゼルエッジ３４から生成する切屑を加工穴の外に排出することができなくなる。しかし、前記チゼルエッジ３４から生成する切屑は、その容積が前記他の主溝３０の容積よりも小さいため、加工穴の外へ排出されなくても、前記他の主溝３０の中に滞留可能である。よって、前記チゼルエッジ３４から生成する切屑の排出性が損なわれることはない。なお、他の主溝３０が切屑を収容するのに十分な容積を確保するためには、他の主溝の溝長Ｌ２は、少なくとも切刃２１の外径以上であることが好ましい。

変形例として図３に例示したドリルのように、一の主溝のリーディングエッジに連結するランド２３の外周面の円周方向中間部に、該ランド２３の外周面から内側に没入する凹溝５０を形成し、該ランド２３を第１および第２のランド２３ａ、２３ｂに分断した場合、これら第１および第２のランド２３ａ、２３ｂが加工穴の内周壁面と摺接する面積が減少するため、前記摺接による摩擦抵抗を低減することができる。

前記凹溝５０を設けたことによる前述の効果を高める点で、前記凹溝５０の切れ上がりが中心軸線ＣＬ方向で前記一の主溝２０の切れ上がりとほぼ等位にあることが好ましい。しかし、前記凹溝５０を設けることによってドリル本体１０の剛性低下が著しい場合は、前記凹溝５０の切れ上がりが前記一の主溝２０の切れ上がりよりも先端側に位置することが好ましい。また、凹溝５０は、前記ランド２３の外周面の円周方向中間部に限らず、ドリル回転方向Ｋ後方側縁部に連結するように形成してもかまわない。また、他の主溝３０のリーディングエッジに連結するランド３３に凹溝５０を形成することとしてもよい。

ドリル先端視において、前記第１のランド２３ａの外周円弧の二等分点とドリル中心とを結ぶ仮想直線Ｄ１と、前記第２のランド２３ｂの外周円弧の二等分点とドリル中心とを結ぶ仮想直線Ｄ２と、ドリル外周円弧で構成される仮想の扇形を作ったとき、他の主溝３０のリーディングエッジに連結するランド３３の少なくとも一部が前記仮想の扇形とドリル中心に関して点対称な関係にある扇形の領域内に含まれる構成とした場合には、第１および第２のランド２３ａ、２３ｂと、これらに対向するランド３３とは、加工穴の内周壁面との摺接によって受ける負荷が均衡するようになるので、穴明け加工時の切削バランスがさらに向上する。さらに、第１および第２のランド２３ａ、２３ｂ、ならびに他の主溝３０のリーディングエッジに連結するランド３３は、円周方向で互いに離間して３箇所に配置され、該ドリルを３点支持することで、バランスに優れたガイド作用を発揮する。このため、ドリル本体１０の撓みを抑制する効果がきわめて高くなる。

図４に図示したように、ランド２３の少なくとも一部が、ドリル中心を通りかつ切刃２１に沿う方向に略直角な方向に延びる仮想直線Ａに対する角度（ドリル回転方向Ｋ前方側を正とする。）が−３０°〜＋３０°の範囲に存在する構成を採用したときの有利な効果は、以下のとおりである。すなわち、前記ランド２３は、ドリル本体１０を切刃２１に沿う方向に対して略直角な方向に支持することで、該方向に作用する切削抵抗によってドリル本体１０が撓むことを効果的に抑制する。ランド２３によるドリル本体１０の撓み抑制効果を高める点では、前記ランド２３の少なくとも一部が前記仮想直線Ａに対する角度（ドリル回転方向Ｋ前方側を正とする。）が−１０°〜＋１０°の範囲にある場合が好ましく、−１０°〜０°の範囲にある場合が特に好ましい。

前記ランド２３が前記仮想直線Ａに対する角度（ドリル回転方向Ｋ前方側を正とする。）が−３０°よりも負側へ拡大すると、該ランド２３と加工穴の内周壁面との摺接による摩擦抵抗が増大してしまう。しかしながら、前記ランド２３のドリル回転方向Ｋ後方側端部が、前記仮想直線Ａに対する角度（ドリル回転方向Ｋ前方側を正とする。）が−３０°〜＋３０°の範囲に存在するようにした場合は、上述したドリル本体１０の撓み防止効果に加え、前記ランド２３と加工穴の内周壁面との摺接による摩擦抵抗が抑制するため、加工穴の内周壁面の精度が向上する。前記撓み防止効果と摩擦抵抗の抑制効果を高める点では、前記ランド２３のドリル回転方向Ｋ後方側端部が、前記仮想直線Ａに対する角度（ドリル回転方向Ｋ前方側を正とする。）が−１０°〜＋１０°の範囲にある場合が好ましく、−１０°〜０°の範囲にある場合が特に好ましい。

本ドリルの研削加工方法に関しては、第１の工程では、刃部の外周面１３に、加工穴の内周壁面に摺接可能なランド２３、３３が形成されるため、前記ランド２３、３３のガイド作用によってドリル本体１０の撓みを防止するドリルを提供することができる。

第２の工程では、ドリル中心に関してほぼ対称的な一対の先端逃げ面１２ａ、１２ｂが刃部の先端面１２に研削加工される。これら先端逃げ面１２ａ、１２ｂは逃げ角を有しており、切刃２１に連結する先端逃げ面１２ａが穴明け加工の進行による摩耗幅の増加を抑制する。

第３の工程では、刃部の外周面１３に前記先端逃げ面１２ａから基端側に向けて延びる一の主溝２０が研削加工されことによって、一の主溝のドリル回転方向Ｋ前方側を向く壁面２２と前記先端逃げ面１２ａとの交差稜線に、ドリル本体１０の外周端まで延びる切刃２１が形成される。このような切刃２１が形成されることで、下穴の無い被削材への穴明け加工が可能となる。この切刃２１に連結する一の主溝の溝長Ｌ１が該ドリルで加工される穴の深さより大きくなっているので、切刃２１から生成する切屑が加工穴の外へ円滑に排出される。

第４の工程では、他の主溝のドリル回転方向Ｋ前方側を向く壁面３２と先端逃げ面１２ｂとの交差稜線には、切刃２１より基端側に後退した非切削部３１が形成される。この非切削部５１が被削材に一切接触しない、切削抵抗が大幅に低減したドリルを提供することができる。
しかも、刃部の外周面１３に形成された加工穴の内周壁面に摺接するランド２３、３３は、他の主溝３０が形成された後、円周方向の幅を減じて残存する。これにより、前記ランド２３、３３のガイド作用を維持しつつ、加工穴の内周壁面との摺接による摩擦抵抗を低減したドリルを提供することができる。
他の主溝の溝長Ｌ２が一の主溝の溝長Ｌ１より短くなっているため、従来の二枚刃ドリルにくらべドリル本体１０の剛性が高められたドリルを提供することができる。
他の主溝の溝長Ｌ２が一の主溝の溝長Ｌ１よりも短くなっているため、加工する穴の深さがある程度大きくなると、他の主溝３０は、加工穴の内周側壁面に閉ざされてしまう。しかしながら、他の主溝３０を通る切屑は、チゼルエッジ３４から生成する容積の小さい切屑である。このため、他の主溝３０の溝長Ｌ２が切刃２１の外径より大きければ、他の主溝３０は、該主溝３０に連結するチゼルエッジ３４から生成する切屑を収容できる程度の容積を確保し、切屑排出性に支障をきたさない。
以上のことから、切削抵抗およびランド２３、３３の摺接による摩擦抵抗の低減効果と、ランド２３、３３のガイド作用およびドリル本体１０の剛性低下の抑制効果との相乗効果により高精度の穴明け加工が可能なドリルを提供することができる。

本ドリルの研削加工方法において、一の主溝２０を研削加工する第３の工程に使用される研削砥石と、他の主溝３０を研削加工する第４の工程に使用される研削砥石とが同一であれば、研削砥石の集約がはかられて両主溝２０、３０の加工能率が向上する。

さらに、ランド２３に凹溝５０を研削加工する第５の工程が追加された場合、前記ランド２３には、前記凹溝５０を挟んで一の主溝２０のリーディングエッジ側に第１のランド２３ａおよび他の溝３０のヒール側に第２のランド２３ｂが互いに分断して形成される。これによりランド２３ａ、２３ｂは、円周方向の幅が減じることで、ドリル本体１０のガイド作用を維持しつつ、加工穴の内周壁面との摺接による摩擦抵抗を低減したドリルを提供することができる。

前記第５の工程に使用される研削砥石を、既述した第３の工程および第４の工程に使用される研削砥石と同一とすることもできる。この場合、研削砥石の集約化による加工能率の向上がいっそうはかられることとなる。

１０ ドリル本体
１１Ａ 刃部
１１Ｂ シャンク部
１１Ｃ テーパ状段部
１２ 刃部の先端面
１２ａ、１２ｂ 先端逃げ面
１３ 刃部の外周面
２０ 一の主溝
２１ 切刃
２２ 一の主溝のドリル回転方向前方側を向く壁面
２３ 一の主溝のリーディングエッジに連結するランド
２３ａ 第１のランド
２３ｂ 第２のランド
２４ チゼルエッジ
３０ 他の主溝
３１ 非切削部
３２ 他の主溝のドリル回転方向前方側を向く壁面
３３ 他の主溝のリーディングエッジに連結するランド
３４ チゼルエッジ
５０ 凹溝
ＣＬ 中心軸線
Ｋ ドリル回転方向
Ｌ１ 一の主溝の溝長
Ｌ２ 他の主溝の溝長
ｔ１ 一の主溝のリーディングエッジに連結するランドのランド幅
ｔ２ 他の主溝のリーディングエッジに連結するランドのランド幅
θ ねじれ角

Claims (8)

1. 中心軸線まわりに回転させられるドリル本体と、
   前記ドリル本体の先端側部分である刃部の外周面に、前記刃部の先端面から基端側に向けて延設された二条の主溝と、
   前記刃部の先端面に、ドリル中心を挟んで一対に形成された先端逃げ面と、
   前記二条の主溝のうちの一の主溝のドリル回転方向前方側を向く壁面と前記先端逃げ面との交差稜線に形成された、前記ドリル本体の外周端まで延びる切刃と、
   前記一の主溝よりも溝長が短く形成された他の主溝のドリル回転方向前方側を向く壁面と前記先端逃げ面との交差稜線であって、前記中心軸線まわりの回転軌跡が前記切刃より前記中心軸線方向基端側に後退していて、被削材に接触しない交差稜線に形成された非切削部と、
   前記一の主溝および前記他の主溝の外周縁に連結する前記刃部の外周面に、前記切刃の外径と略等しく、加工穴の内周壁面に摺接可能に形成されたランドと、を含んでなるドリル。
2. 前記ドリル本体の先端視において、前記一の主溝のリーディングエッジに連結する前記刃部の外周面に形成されたランドの少なくとも一部が、ドリル中心を通りかつ前記切刃に沿う方向に略直角な方向に延びる仮想直線に対する角度（ドリル回転方向前方側を正とする。）が−３０°〜＋３０°の範囲に存在している請求項１に記載のドリル。
3. 前記一の主溝のリーディングエッジに連結する前記刃部の外周面に形成されたランドおよび前記他の主溝のリーディングエッジに連結する前記刃部の外周面に形成されたランドの少なくともいずれか一方のランドの円周方向中間部には、該ランドの外周面に対して内側に没入し、かつ該ランドの先端から前記中心軸線方向基端側へ延びる凹溝が形成されている請求項１又は２に記載のドリル。
4. 前記凹溝の溝長が前記一の主溝の溝長より短い請求項３に記載のドリル。
5. 前記刃部の外周面に、前記切刃の外径と略等しく、加工穴の内周壁面に摺接可能なランドを研削加工する第１の工程と、
   前記刃部の先端面に、ドリル中心を挟んで一対の先端逃げ面を研削加工する第２の工程と、
   前記刃部の外周面に、前記先端逃げ面から基端側へ延びる一の主溝を研削加工し、前記一の主溝のドリル回転方向前方側を向く壁面と前記先端逃げ面との交差稜線に、前記ドリル本体の外周端まで延びる切刃を形成する第３の工程と、
   前記刃部の外周面に、前記先端逃げ面から基端側へ延びていて、その溝長が前記一の主溝の溝長より短い他の主溝を研削加工し、前記他の主溝のドリル回転方向前方側を向く壁面と前記先端逃げ面との交差稜線に、前記中心軸線まわりの回転軌跡で前記切刃より前記中心軸線方向基端側に後退して被削材に接触しない非切削部を形成する第４の工程と、を含んでなるドリルの研削加工方法。
6. 前記一の主溝のリーディングエッジに連結する前記刃部の外周面に形成されたランド、および前記他の主溝のリーディングエッジに連結する前記刃部の外周面に形成されたランドの少なくともいずれか一方のランドの円周方向中間部に、該ランドの外周面に対して内側に没入し、かつ該ランドの先端から前記中心軸線方向基端側へ延びる凹溝を研削加工する第５の工程を含む請求項５に記載のドリルの研削加工方法。
7. 前記第３および第４の工程の研削加工に使用される各研削砥石が同一である請求項６又は請求項５に記載のドリルの研削加工方法。
8. 前記第３、第４および第５の工程の研削加工に使用されるすべての研削砥石が同一である請求項６に記載のドリルの研削加工方法。

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