JP2016041455A

JP2016041455A - ドリル

Info

Publication number: JP2016041455A
Application number: JP2014165836A
Authority: JP
Inventors: 稔栗林; Minoru Kuribayashi
Original assignee: TATSUNO METATE KAKOSHO KK
Current assignee: TATSUNO METATE KAKOSHO KK
Priority date: 2014-08-18
Filing date: 2014-08-18
Publication date: 2016-03-31
Anticipated expiration: 2034-08-18
Also published as: JP6383603B2

Abstract

【課題】段部における仕上げ刃のチッピングと破損（欠損）の両方を低減できるドリルを提供する。
【解決手段】切れ刃１１１、１１２を備えた小径部１１０と、小径部１１０より外径が大きいとともに仕上げ刃１２１、１２２を備えた大径部１２０とを有し、小径部１１０と大径部１２０は連結されて段部が設けられ、前記段部に大径部１２０の仕上げ刃１２１、１２２が配置されてなるドリル１００は、大径部１２０の仕上げ刃１２１、１２２は小径部１１０の切れ刃１１１、１１２よりすくい角が小さく形成されており、ドリル１００の長手方向に対して直交する方向又は略直交する方向に仕上げ刃１２１、１２２から所定の高さで前記段部に沿って延びる肉厚部１２５、１２６が設けられており、肉厚部１２５、１２６はドリル１００が軸線Ｏの回りに回転する際に仕上げ刃１２５、１２６を後側から支持するように構成されていることを特徴とする。
【選択図】図１

Description

本発明は孔加工に使用するドリルに関する。特に、クロス孔（交差する孔）を形成するのに好適なドリルや、クロス孔だけでなく貫通穴加工の出口部のバリ対策に有効なドリルに関する。

図１１は通常のドリルを用いて穿孔したクロス孔の第２の孔を第１の孔から見た状態を示す模式図である。図１１に示すように、通常のドリルを用いて、金属等からなる被削材Ｓに第１の孔Ｓ１を穿孔してから、第１の孔Ｓ１に交差するように第２の孔Ｓ２を穿孔してクロス孔を形成している。このようにクロス孔を形成すると、第１の孔と第２の孔が連通した部分に第２の孔Ｓ２から第１の孔Ｓ１に向かって突出するバリｂｒが発生してしまう。このバリｂｒを除去するために、ドリルとは別の工具を用いてバリｂｒを除去したり、切れ刃を備えた小径部と仕上げ刃を備えた大径部とを有するドリルを用いて第２の孔を穿孔したりする場合がある（特許文献２）。

一般的にバリの発生を防止するドリルは様々考案されており、例えば、特許文献１に記載されている。特許文献１に記載のドリルは、刃先が側方から見てＷ字状であり、中央の第１刃と両側の第２刃とを有している。この第２刃は末広がり状に開いている。これによると、第１刃で孔を開けて第２刃でその孔の周縁部を輪状に切り取ることができ、被削材に対してきれいな円形輪郭をもつ孔が形成される。

図１２は特許文献２に記載のドリルを用いて被削材に第２の孔を穿孔する状態を示す一部切り欠き斜視断面図である。図１２に示すように、特許文献２にはドリル１０（段付きドリル）が記載されている。このドリル１０は、切れ刃１１ａ（刃先）を備えた小径部１１と仕上げ刃１２ａを備えた大径部１２とを有しており、大径部１２の仕上げ刃１２ａが末広がり状に開いている。これにより、小径部１１の切れ刃１１ａを用いて被削材Ｓに第２の孔の下孔Ｓ２ａを開けてから大径部１２の仕上げ刃１２ａを用いて下孔Ｓ２ａより大きい孔を開けて、被削材Ｓに第２の孔を形成するので、バリの発生を低減できる。

実開昭５５−０１１８９８号公報特開２０１４−０５４６８０号公報

特許文献２に記載のドリルのように、切れ刃１１ａを備えた小径部１１と仕上げ刃１２ａを備えた大径部１２とを有するドリル１０を用いて被削材Ｓに第２の孔を穿孔する場合、このドリル１０の仕上げ刃１２ａは機能上被削材Ｓの外周の曲率に適合させて鋭利な刃先角になるため、短時間でチッピングが発生し、このチッピングが原因で第２の孔にバリが発生して使用に耐えられなくなってしまうという問題がある。この問題を解決するために、仕上げ刃１２ａのすくい角をねじれ溝のねじれ角より小さくすると、仕上げ刃１２ａの刃先の厚みが大きくなり仕上げ刃１２ａの刃先強度を増加させることができる。しかしながら、仕上げ刃１２ａのすくい角が小さくなると、仕上げ刃１２ａの部分の切削抵抗が増加するとともに、この切削抵抗の分力要素が変化（分離抵抗の減少と変形抵抗の増加）するので、仕上げ刃１２ａが破損（欠損）しまうという問題がある。なお、本願発明者は実験によって変形抵抗が仕上げ刃１２ａの刃進行方向に対して相反する方向に作用することを確認した。

また、特許文献１に記載されたドリルの第２刃と、特許文献２に記載された段付きドリルの仕上げ刃１２ａとはいずれも末広がり状に開いていることにより、刃先の厚みが小さくなり、強度が弱くなるのでチッピングし易いという問題がある。この問題点を解決するために、刃のすくい角を小さくすると、切削抵抗が大きくなり欠損し易くなってしまうという問題がある。

そこで、本発明は上記問題点を解決するものであり、その課題は、大径部の仕上げ刃のチッピングと破損（欠損）との両方を低減できるドリルを提供することにある。

上記課題を解決するための本発明のドリルは、切れ刃を備えた小径部と、前記小径部より外径が大きいとともに仕上げ刃を備えた大径部とを有し、前記小径部と前記大径部は連結されて段部が設けられ、前記段部に前記大径部の前記仕上げ刃が配置されてなるドリルであって、前記大径部の前記仕上げ刃は前記小径部の前記切れ刃よりすくい角が小さく形成されており、前記ドリルの長手方向に対して直交する方向又は略直交する方向に前記仕上げ刃から所定の高さで前記段部に沿って延びる肉厚部が設けられており、前記肉厚部は前記ドリルが軸線回りに回転する際に前記仕上げ刃を後側から支持するように構成されていることを特徴とする。

この発明によれば、前記大径部の前記仕上げ刃は前記小径部の前記切れ刃よりすくい角が小さく形成されており、前記ドリルの長手方向に対して直交する方向又は略直交する方向に前記仕上げ刃から所定の高さで前記段部に沿って延びる肉厚部が設けられており、前記肉厚部は前記ドリルが軸線回りに回転する際に前記仕上げ刃を後側から支持するように構成されていることにより、前記仕上げ刃のすくい角によって前記仕上げ刃の刃先の厚みを大きくして前記仕上げ刃のチッピングを低減でき、前記ドリルが軸線回りに回転する際に前記肉厚部は前記仕上げ刃を後側から支持するので、前記仕上げ刃の進行方向に相反する方向に作用する変形抵抗に対抗する強度を前記肉厚部によって持たせることができ、前記仕上げ刃の破損（欠損）を低減できる。

ここで、すくい角とはドリルの長手方向に延びる軸線と、刃のすくい面に沿って延びる仮想延長線とのなす角度である。前記小径部の前記切れ刃のすくい角は１０°から４５°の範囲内であるとともに、前記大径部の前記仕上げ刃のすくい角は１０°から−４０°の範囲内であることが望ましい。これにより、前記仕上げ刃の刃先強度を物理的に最大２２０％程度増加させることができる。このとき、前記仕上げ刃のすくい角が負になると切削抵抗が増加するが、ドリルの刃全体としての影響は前記仕上げ刃と前記切れ刃との構成比率の関係になるので限定的である。つまり、前記切れ刃で下孔を穿孔してから前記仕上げ刃で下孔より大きい孔を穿孔するので、前記仕上げ刃だけで穿孔する場合に比べて、前記仕上げ刃の切削抵抗の影響が小さい。なお、前記小径部の前記切れ刃のすくい角は前記ドリルのねじれ溝のねじれ角と同一であってもよい。前記仕上げ刃のすくい面は平面状であってもよいし、曲面状であってもよいし、ねじれていてもよい。言い換えると、前記仕上げ刃のすくい面は当該すくい面を側方から見て直線状であってもよいし、曲線状であってもよいし、ねじれていてもよい。

本発明の一態様においては、前記肉厚部は２つ設けられており、前記ドリルの外周の互いに反対側にそれぞれ配置されており、前記肉厚部は前記大径部の直径に対応する高さを備えており、前記肉厚部の表面は円滑に形成されている。これによれば、穿孔時に前記肉厚部が孔の径方向の２箇所で孔の内周に接触するので、前記肉厚部を介してドリルを孔に支持でき、ドリルの軸揺れを低減できる。

ここで、前記肉厚部が前記大径部の直径に対応する高さを備えているとは、前記ドリルの軸線から当該軸線に直交する方向に前記肉厚部の表面までの距離が前記ドリルの前記大径部の半径になっていることをいい、前記肉厚部の表面が前記大径部の最も外側に位置しているという意味である。前記肉厚部が２つ設けられており、ドリルの外周の互いに反対側にそれぞれ配置されている場合には、一方の前記肉厚部の表面から前記ドリルの軸線に直交する方向に前記ドリルの軸線を通って他方の前記肉厚部の表面までの距離が前記大径部の直径になっている。

なお、前記肉厚部が３つ以上設けられている場合には、前記肉厚部はドリルの軸線回りに互いに間隔を開けて周回状に配置されており、前記肉厚部は前記大径部の直径に対応する高さを備えており、前記肉厚部の表面は円滑に形成されていることが望ましい。これにより、前記肉厚部は孔の内周に周回状に接触可能に構成されている。したがって、前記肉厚部を介してドリルを孔に支持でき、ドリルの軸揺れを低減できる。

本発明の別の態様においては、前記肉厚部は前記仕上げ刃に対して反対側の後側端縁と、前記小径部に対して反対側（ドリルのシャンク側）の基端側端縁とを有しており、前記後側端縁から前記肉厚部の外側に高さが漸次減少して表面がなだらかに傾斜しており、前記基端側端縁から前記肉厚部の外側に高さが漸次減少して表面がなだらかに傾斜している。これによれば、前記肉厚部と孔との接触が前記後側端縁と前記基端側端縁とのそれぞれから前記肉厚部の外側に徐々に離れるので、前記後側端縁と前記基端側端縁とがそれぞれ角になっている場合に比べて、孔の内周に傷痕が付いてしまうことを低減できる。特に、被削材がアルミニウムの如く柔らかい材質である場合や被削材の厚みが薄い場合に有益である。

本発明の他の態様においては、前記小径部と前記大径部の全体に亘って螺旋状のねじれ溝が刻設されており、前記大径部における前記ねじれ溝の両側端のうち前記小径部側の側端部に支持部が設けられており、前記支持部は前記大径部の直径に対応する高さを備えているとともに、前記ねじれ溝に沿って螺旋状に延びており、前記支持部と前記肉厚部は前記仕上げ刃側でＬ字状に連結されており、前記支持部と前記肉厚部の連結部分のうち前記支持部と前記肉厚部とで囲まれる内側が円弧状に湾曲している。これによれば、前記支持部と前記肉厚部の連結部分のうち前記支持部と前記肉厚部とで囲まれる内側が屈曲している場合に比べて、連結部分への応力集中を低減でき、前記仕上げ刃の再研磨によって前記肉厚部の幅長が薄くなった場合でも前記仕上げ刃の破損（欠損）を低減できる。

以上、説明したように本発明によれば、大径部の仕上げ刃は前記小径部の切れ刃よりすくい角が小さく形成されており、ドリルの長手方向に対して直交する方向又は略直交する方向に仕上げ刃から所定の高さで段部に沿って延びる肉厚部が設けられているので、仕上げ刃のチッピングと破損（欠損）との両方を低減できるという優れた効果を奏し得る。

本発明に係る実施形態のドリルを正面側から見た斜視図である。本実施形態のドリルの正面図である。本実施形態のドリルの背面図である。本実施形態のドリルの左側面図である。本実施形態のドリルの平面図（ａ）と底面図（ｂ）である。図５（ｂ）の拡大図である。本実施形態のドリルを正面と左側面の間から見た斜視図である。図７の一点鎖線Ｉで囲んだ部分を示す拡大図である。図４のＩＩ−ＩＩ線で切断したドリルの先端部を示す拡大斜視図である。図４のＩＩＩ−ＩＶ線で切り欠いたドリルの一部切り欠き斜視断面図である。通常のドリルを用いて穿孔したクロス孔の第２の孔を第１の孔から見た状態を示す模式図である。特許文献２に記載のドリルを用いて被削材に第２の孔を穿孔する状態を示す一部切り欠き斜視断面図である。

以下、本発明に係る実施形態のドリルについて詳細に説明する。図１は本発明に係る実施形態のドリルの正面側から見た斜視図である。図２は本実施形態のドリルの正面図である。図３は本実施形態のドリルの背面図である。図４は本実施形態のドリルの左側面図である。本実施形態のドリルの右側面図は図４の左側面図と同一であり、省略する。なお、図中において、矢印Ａ示す方向を先端側とし（図１から図４までと図７から図１０までは紙面の下側）、その反対方向の矢印Ｂで示す方向を基端側とする（図１から図４までと図７から図１０までは紙面の上側）。これら先端側と基端側は相対的な位置関係を示すものであり、重力方向に対する絶対的な位置関係を示すものではない。

図１から図４までに示すように、ドリル１００はツイストドリルであり、円柱状の１本の素材から一体形成されている。例えば、ドリル１００は超硬合金からなり、必要に応じてコーティングが施されていてもよい。

このドリル１００は２つのねじれ溝１０１、１０２を有している。これら２つのねじれ溝１０１、１０２は螺旋状の溝であり、ドリル１００の外周の互いに反対側に設けられており（図５（ｂ）、図６）、ドリル１００の外周に刻設されており、ドリル１００の先端から基端側にドリル１００の軸線Ｏの回りに螺旋状に周回している。これらねじれ溝１０１、１０２は切り屑を排出可能に構成されている。

図２と図３に示すように、これら２つのねじれ溝１０１、１０２のねじれ角は同一又は略同一である。具体的には、一方のねじれ溝１０１のねじれ角は、一点鎖線で示すドリル１００の軸線Ｏと、一方のねじれ溝１０１から延びる二点鎖線で示す仮想延長線Ｘ１とのなす角度α１である（図２）。他方のねじれ溝１０２のねじれ角は、一点鎖線で示すドリル１００の軸線Ｏと、他方のねじれ溝１０２から延びる二点鎖線で示す仮想延長線Ｘ２とのなす角度α２である（図３）。これら角度α１と角度α２は同一又は略同一に設定されている（α１＝α２又はα１≒α２）。これら角度α１、α２はいずれも通常１０°から４５°の範囲内であり、図示例では３０°になっている（α１＝α２＝３０°）。

図１から図４までに示すように、ドリル１００は矢印Ａで示す先端側から矢印Ｂで示す基端側に一方向に小径部１１０と大径部１２０とシャンク１３０が順次配列されている。これら小径部１１０と大径部１２０には上記２つのねじれ溝１０１、１０２が形成されており、シャンク１３０には形成されていない。

図５（ａ）は本実施形態のドリルの平面図（上面図）であり、ドリル１００の基端、つまり、シャンク１３０の基端が図示されている。図５（ａ）に示すように、シャンク１３０は円柱状であり、ドリル１００を使用する際にボール盤等の工作機械のチャックに保持される部分である。

図５（ｂ）は本実施形態のドリルの底面図であり、図６は図５（ｂ）の拡大図である。図５（ｂ）と図６にはドリル１００の先端、つまり、小径部１１０の先端が図示されている。図５（ｂ）と図６に示すように、ドリル１００の小径部１１０は先端に２つの切れ刃１１１、１１２を備えている。これら２つの切れ刃１１１、１１２は２つのねじれ溝１０１、１０２の先端縁の一部にそれぞれ形成されており、ドリル１００の軸線Ｏを中心として点対称に配置されている。これら切れ刃１１１、１１２は被削材に下孔を形成可能に構成されている。

図１に示すように、ドリル１００の大径部１２０は小径部１１０より幅広に形成されている。大径部１２０の直径Ｄは小径部１２０の直径ｄより大きくなっており（Ｄ＞ｄ）、大径部１２０と小径部１１０の間、すなわち、大径部１２０の先端に段部が設けられている。この段部は末広がり状に開くように突出しており、段部の端面は外側に傾斜している。

図２と図３に示すように、ドリル１００の大径部１２０は２つの仕上げ刃１２１、１２２と２つの支持部１２３、１２４と２つの肉厚部１２５、１２６とを有している。これら２つの仕上げ刃１２１、１２２はドリル１００の段部（大径部１２０の先端）に設けられており、２つのねじれ溝１０１、１０２にそれぞれ露出しており、ドリル１００の軸線Ｏを中心として点対称に配置されている（図６）。これら２つの仕上げ刃１２１、１２２は先端側に向かって末広がり状に開くようにそれぞれ外側に傾斜しており（図７、図８）、穿孔時にバリの発生を低減可能に構成されている。

図７は本実施形態のドリルを正面と左側面の間から見た斜視図であり、図８は図７の一点鎖線Ｉで囲んだ部分を示す拡大図である。図７と図８と図２に示すように、２つの仕上げ刃１２１、１２２のうち、一方の仕上げ刃１２１のすくい角は、一点鎖線で示すドリル１００の軸線Ｏと、一方の仕上げ刃１２１のすくい面１２１Ａの表面に沿ってドリル１００の長手方向に延びる二点鎖線で示す仮想延長線Ｙ１とのなす角度β１であり、この角度β１は１０°から−４０°までの範囲内であり、図２の図示例では０°又は略０°に設定されている。これにより、一方の仕上げ刃１２１の刃先の厚みが大きくなり、一方の仕上げ刃１２１のチッピングを低減できる。

図３に示すように、他方の仕上げ刃１２２も一方の仕上げ刃１２１と同様に形成されている。具体的には、他方の仕上げ刃１２２のすくい角は、ドリル１００の軸線Ｏと、他方の仕上げ刃１２２の図示しないすくい面の表面に沿ってドリル１００の長手方向に延びる二点鎖線で示す仮想延長線Ｙ２とのなす角度β２であり、この角度β２は１０°から−４０°の範囲内であり、図３の図示例では０°又は略０°に設定されている。これにより、他方の仕上げ刃１２２の刃先の厚みが大きくなり、他方の仕上げ刃１２２のチッピングを低減できる。したがって、２つの仕上げ刃１２１、１２２のすくい角は同一又は略同一になっている（β１＝β２又はβ１≒β２）。

なお、２つの仕上げ刃１２１のすくい角が負になると、切削抵抗が増加するが、ドリル１００の刃全体（２つの切れ刃１１１、１１２と２つの仕上げ刃１２１、１２２）としての影響は仕上げ刃１２１、１２２と切れ刃１１１、１１２の構成比率の関係となるので限定的である。つまり、小径部１１０の切れ刃１１１、１１２を用いて下孔を穿孔してから、大径部１２０の仕上げ刃１２１、１２２を用いて下孔より大きい孔を穿孔するので、下孔を穿孔することなしに直接仕上げ刃１２１、１２２だけで穿孔する場合に比べて、仕上げ刃１２１、１２２の切削抵抗の影響は小さい。

また、２つの仕上げ刃１２１、１２２のすくい面１２１Ａは両方又はいずれか一方が平面状であってもよいし、曲面状であってもよいし、ねじれていてもよい。言い換えると、仕上げ刃１２１、１２２のすくい面１２１Ａは両方又はいずれか一方がすくい面１２１Ａを側方から見て直線状であってもよいし、曲線状であってもよいし、ねじれていてもよい。図示例では、仕上げ刃１２１、１２２のすくい面１２１Ａは両方が平面状であり、すくい面１２１Ａを側方から見て両方が直線状になっている。

ここで、小径部１１０の２つの切れ刃１１１、１１２はドリル１００の先端における２つのねじれ溝１０１、１０２の端縁の一部にそれぞれ形成されており（図６）、これら２つの切れ刃１１１、１１２のすくい角は２つのねじれ溝１０１、１０２のねじれ角（角度α１、α２）とそれぞれ同一になっている（図２、図３）。これら２つのねじれ溝１０１、１０２のねじれ角はいずれも通常１０°から４５°の範囲内であり、図示例では３０°に設定されている（α１＝３０°、α２＝３０°）。このため、２つの切れ刃１１１、１１２のすくい角はいずれも通常１０°から４５°の範囲内になっており、図示例では３０°になっている。一方、大径部１２０における仕上げ刃１２１、１２２のすくい角は１０°から−４０°の範囲内であり、図示例では０°又は略０°に設定されている（図２、図３）。したがって、仕上げ刃１２１、１２２と切れ刃１１１、１１２はすくい角が互いに異なっており、仕上げ刃１２１、１２２のすくい角は切れ刃１１１、１１２のすくい角より小さくなっている。これにより、仕上げ刃１２１、１２２のすくい角が１０°から４５°の範囲内である場合に比べて、仕上げ刃１２１、１２２の刃先強度を物理的に最大２２０％程度増加させることができる。

図１から図４までに示すように、大径部１２０の２つの支持部１２３、１２４は螺旋状の部分であり、２つのねじれ溝１０１、１０２の両側端のうち矢印Ａで示す先端側（小径部１１０の側）の側端部にそれぞれ設けられており、所定の幅で２つのねじれ溝１０１、１０２に沿って螺旋状にそれぞれ延びており、ドリル１００の外周のうち段部からシャンク１３０まで大径部１２０の全体に亘って形成されている。

これら２つの支持部１２３、１２４は大径部１２０の直径Ｄに対応する高さ（厚み）を備えている。つまり、ドリル１００の軸線Ｏから軸線Ｏに直交する方向に２つの支持部１２３、１２４の表面までの距離がそれぞれ大径部１２０の半径（Ｄ／２）になっており、２つの支持部１２３、１２４の表面は大径部１２０の最も外側に位置している。これら支持部１２３、１２４の表面は円滑に形成されている。また、これら支持部１２３、１２４から矢印Ａで示す先端側（小径部１１０の側）のねじれ溝１０２、１０１まで高さ（厚み）がそれぞれ漸次減少しており、支持部１２３、１２４から先端側のねじれ溝１０２、１０１までの部分はドリル１００の外径が細くなっている。これにより、穿孔時に切削抵抗を低減しつつ、支持部１２３、１２４が孔の内周に接触してドリル１００を孔に支持できるようになっている。

図２と図３に示すように、大径部１２０の２つの肉厚部１２５、１２６は所定の高さ（厚み）と幅長を備えた帯状部分であり、ドリル１００の長手方向に対して直交する方向又は略直交する方向に２つの仕上げ刃１２１、１２２からドリル１００の段部に沿ってそれぞれ延びており、ドリル１００の軸線Ｏの回りに所定の距離周回するように円弧状に湾曲している。図示例では、これら２つの肉厚部１２５、１２６の幅長は支持部１２３、１２４の幅長と同一又は略同一になっている。

具体的には、これら２つの肉厚部１２５、１２６は一方のねじれ溝１０１、１０２に露出した一方の仕上げ刃１２１、１２２から他方のねじれ溝１０２、１０１に向かって段部に沿ってそれぞれ延びており、仕上げ刃１２１、１２２の後側、すなわち、ドリル１００の軸線Ｏの回りの回転によって仕上げ刃１２１、１２２が進行する方向に対して反対側にそれぞれ配置されている。このため、肉厚部１２５、１２６は仕上げ刃１２１、１２２を後側から支持可能に構成されており、仕上げ刃１２１、１２２の剛性を補強している。したがって、仕上げ刃１２１、１２２は肉厚部１２５、１２６によって仕上げ刃１２１、１２２の進行方向に相反する方向の力（変形抵抗）に対抗する強度をもつので、仕上げ刃１２１、１２２の破損（欠損）を低減できる。

これら２つの肉厚部１２５、１２６はドリル１００の外周にドリル１００の軸線Ｏの回りに互いに間隔を開けて周回状に配置されている。言い換えると、２つの肉厚部１２５、１２６はドリル１００の外周の互いに反対側に配置されている。また、２つの肉厚部１２５、１２６は大径部１２０の直径Ｄに対応する高さ（厚み）を備えている。つまり、ドリル１００の軸線Ｏから軸線Ｏに直交する方向に２つの肉厚部１２５、１２６の表面までの距離がそれぞれ大径部１２０の半径（Ｄ／２）になっており、２つの肉厚部１２５、１２６の表面は大径部１２０の最も外側にそれぞれ位置している。すなわち、一方の肉厚部１２５の表面からドリル１００の軸線Ｏに直交する方向にドリル１００の軸線Ｏを通って他方の肉厚部１２６の表面までの距離が大径部１２０の直径Ｄになっている。これら肉厚部１２５、１２６の表面は円滑に形成されている。これにより、２つの肉厚部１２５、１２６は孔の内周に接触可能に構成されているとともに、摺動可能に構成されている。したがって、穿孔時に２つの肉厚部１２５、１２６によってドリル１００を孔に支持できるようになっている。

この場合において、ドリル１００の切削抵抗は孔の内周との接触面積に比例するようになっている。２つの肉厚部１２５、１２６は孔の内周に接触するので、２つの肉厚部１２５、１２６がない場合に比べて、ドリル１００の切削抵抗は大きくなる。しかしながら、これら肉厚部１２５、１２６はドリル１００の段部、すなわち、大径部１２０の先端部に設けられており、ドリル１００の全体の中に占める肉厚部１２５、１２６の割合は比較的小さい。このため、ドリル１００の切削抵抗における肉厚部１２５、１２６の影響は小さい。

図９は図４のＩＩ−ＩＩ線で切断したドリルの先端側部分を示す拡大斜視図であり、２つの肉厚部１２５、１２６をドリル１００の長手方向に対して直交する方向に切断した横断面が図示されている。図９に示すように、これら２つの肉厚部１２５、１２６は一方のねじれ溝１０１、１０２に露出した２つの仕上げ刃１２１、１２２から他方のねじれ溝１０２、１０１の近くまでそれぞれ延びている。これら肉厚部１２５、１２６には後側端縁１２５ａ、１２６ａが設けられている。これら後側端縁１２５ａ、１２６ａは肉厚部１２５、１２６の仕上げ刃１２１、１２２に対して反対側の端縁である。これら後側端縁１２５ａ、１２６ａから肉厚部１２５、１２６の外側に高さ（厚み）が漸次減少して表面がなだらかに傾斜している。したがって、ドリル１００が孔の中で軸線Ｏの回りに回転すると、肉厚部１２５、１２６と孔の内周との接触が後側端縁１２５ａ、１２６ａから徐々に解除されるようになっている。これにより、後側端縁１２５ａ、１２６ａが角になっている場合に比べて、後側端縁１２５ａ、１２６ａが孔の内周に傷痕が付くことを低減できる。

ここで、これら後側端縁１２５ａ、１２６ａから肉厚部１２５、１２６の外側の傾斜面は平面状であってもよいし、曲面状であってもよいし、ねじれていてもよい。図示例では曲面状になっている。言い換えると、後側端縁１２５ａ、１２６ａから肉厚部１２５、１２６の外側の傾斜面は当該傾斜面を側方から見て、直線状であってもよいし、曲線状であってもよいし、ねじれていてもよい。図示例では後側端縁１２５ａ、１２６ａから肉厚部１２５、１２６の外側の傾斜面は当該傾斜面を側方から見て曲線状になっている。

図１０は図４のＩＩＩ−ＩＶ線で切り欠いたドリルの一部切り欠き斜視断面図である。図１０には他方の肉厚部１２６をドリル１００の長手方向に切断した縦断面が図示されているが、一方の肉厚部１２５の縦断面も他方の肉厚部１２６の縦断面と同一の縦断面になっている。図１０に示すように、２つの肉厚部１２５、１２６には基端側端縁１２５ｂ、１２６ｂが設けられている。これら基端側端縁１２５ｂ、１２６ｂは肉厚部１２５、１２６の矢印Ｂで示す基端側（小径部１１０に対して反対側、つまりシャンク側）の端縁である。これら基端側端縁１２５ｂ、１２６ｂから肉厚部１２５、１２６の外側に高さ（厚み）が漸次減少して表面がなだらかに傾斜している。したがって、ドリル１００が孔の中で先端側（小径部側）に前進すると、肉厚部１２５、１２６と孔の内周との接触が基端側端縁１２５ｂ、１２６ｂから徐々に解除されるようになっている。これにより、基端側端縁１２５ｂ、１２６ｂが角になっている場合に比べて、基端側端縁１２５ｂ、１２６ｂが孔の内周に傷痕が付くことを低減できる。

ここで、これら基端側端縁１２５ｂ、１２６ｂから肉厚部１２５、１２６の外側の傾斜面は平面状であってもよいし、曲面状であってもよいし、ねじれていてもよい。図示例では曲面状になっている。言い換えると、基端側端縁１２５ｂ、１２６ｂから肉厚部１２５、１２６の外側の傾斜面は当該傾斜面を側方から見て、直線状であってもよいし、曲線状であってもよいし、ねじれていてもよい。図示例では基端側端縁１２５ｂ、１２６ｂから肉厚部１２５、１２６の外側の傾斜面は当該傾斜面を側方から見て曲線状になっている。

図２と図３に示すように、２つの支持部１２３、１２４と２つの肉厚部１２５、１２６は、２つの仕上げ刃１２１、１２２の側でそれぞれ連結されており、それぞれＬ字状に一体形成されている。言い換えると、支持部１２３、１２４と肉厚部１２５、１２６は仕上げ刃１２１、１２２から互いに異なる方向に延びている。

この状態において、支持部１２３、１２４と肉厚部１２５、１２６の連結部分のうち、支持部１２３、１２４と肉厚部１２５、１２６とで囲まれる内側Ｒ１、Ｒ２、すなわち、仕上げ刃１２１、１２２に対して反対側はそれぞれ円弧状に湾曲している。これにより、支持部１２３、１２４と肉厚部１２５、１２６の連結部分の内側が屈曲している場合に比べて、この連結部分への応力集中を低減でき、仕上げ刃１２１、１２２の再研磨による欠損を低減できる。

このように構成されたドリル１００は、円柱体の素材を砥石によって研削して製造する。このとき、ねじれ溝１０１、１０２と段部（小径部１１０）を形成してから、ねじれ溝１０１、１０２に突出した二点鎖線で示す先端部Ｈを切断して仕上げ刃１２１、１２２を形成する（図８）。また、円柱体（素材）の外周部を残すように肉厚部１２５、１２６の周囲を研削して肉厚部１２５、１２６を形成する。支持部１２３、１２４と肉厚部１２５、１２６とで囲まれる内側Ｒ１、Ｒ２に砥石の先端を押し当てて研削して、この内側Ｒ１、Ｒ２を円弧状に湾曲させる。

本実施形態においては、仕上げ刃１２１、１２２のすくい角が０°又は略０°であり、仕上げ刃１２１、１２２の後側に肉厚部１２５、１２６が設けられており、この肉厚部１２５、１２６は所定の高さ（厚み）と幅長を備えた帯状部分であり、仕上げ刃１２１、１２２を後側から支持可能に構成されていることにより、仕上げ刃１２１、１２２のすくい角によって仕上げ刃１２１、１２２のチッピングを低減できるとともに、肉厚部１２５、１２６が仕上げ刃１２１、１２２を後側から支持するので、仕上げ刃１２１、１２２の破損（欠損）を低減でき、ドリル１００の製品寿命を延ばすことができる。

具体的には、本実施形態のドリル１００は切れ刃１１１、１１２を備えた小径部１１０と仕上げ刃１２１、１２２を備えた大径部１２０とを有しており、小径部１１０と大径部１２０の間に段部が設けられ、仕上げ刃１２１、１２２は当該段部に形成されて末広がり状に開いており、仕上げ刃１２１、１２２のすくい角１２１Ａは切れ刃１１１、１１２のすくい角より小さく設定されており、仕上げ刃１２１、１２２の進行方向の後側に肉厚部１２５、１２６が設けられている。これにより、小径部１１０の切れ刃１１１、１１２によって下孔を形成して切削量を低減させた状態で、大径部１２０の仕上げ刃１２１、１２２によって下孔より大きい孔を穿孔できる。このとき、仕上げ刃１２１、１２２のすくい角によって仕上げ刃１２１、１２２の厚みを大きくして仕上げ刃１２１、１２２のチッピングを低減できるが、仕上げ刃１２１、１２２の切削抵抗が大きくなってしまう。しかし、肉厚部１２５、１２６によって仕上げ刃１２１、１２２の切削抵抗に打ち勝つように仕上げ刃１２１、１２２が補強されるので、仕上げ刃１２１、１２２の切削抵抗に起因する仕上げ刃１２１、１２２の欠損（破損）を低減できる。したがって、ドリル１００を壊れ難くすることができ、ドリル１００の製品寿命を延ばすことができる。

この実施形態においては、肉厚部１２５、１２６はドリル１００の段部（大径部１２０の先端部）に設けられており、ドリル１００の外周の互いに反対側に配置されており、大径部１２０の直径Ｄに対応する高さ（厚み）を備えており、孔の内周に摺動可能に構成されていることにより、穿孔時に肉厚部１２５、１２６が孔の内周に接触してドリル１００を支持するので、ドリル１００の軸揺れを低減でき、高精度な孔を形成できる。

また、肉厚部１２５、１２６の後側端縁１２５ａ、１２６ａと基端側端縁１２５ｂ、１２６ｂとからそれぞれ肉厚部１２５、１２６の外側に高さ（厚み）が漸次減少して表面がなだらかに傾斜していることにより、ドリル１００が孔の中で軸線Ｏの回りに回転することによって肉厚部１２５、１２６と孔の内周との接触が肉厚部１２５、１２６の後側端縁１２５ａ、１２６ａから徐々に解除したり、ドリル１００が孔の中で矢印Ａで示す先端側に前進することによって肉厚部１２５、１２６と孔の内周との接触が肉厚部１２５、１２６の基端側端縁１２５ｂ、１２６ｂから徐々に解除したりすることができるので、肉厚部１２５、１２６の後側端縁１２５ａ、１２６ａと基端側端縁１２５ｂ、１２６ｂが角になっている場合に比べて、孔の内周に傷痕を付け難くすることができる。

尚、上記実施形態のドリル１００は、上述の図示例にのみ限定されるものではなく、本考案の要旨を逸脱しない範囲内において種々変更を加え得ることは勿論である。例えば、本実施形態のドリル１００はクロス孔用であるが、貫通穴加工の出口部のバリ対策にも有効であり、仕上げ刃１２１、１２２を貫通部の形状に適合した刃の角度、つまり、最大径部を最初に被削材から貫通する孔の角度に適合させることで同様の効果が得られる。また、本実施形態のドリル１００は肉厚部１２５、１２６が２つ設けられているが、１つ設けられていてもよいし、３つ以上設けられていてもよい。また、肉厚部１２５、１２６は一方のねじれ溝１０１、１０２に露出した仕上げ刃１２１、１２２から段部に沿って他方のねじれ溝１０２、１０１の近くまで延びているが、肉厚部１２５、１２６の仕上げ刃１２１、１２２から段部に沿って延びる距離はこれより短くてもよいし、肉厚部１２５、１２６は一方のねじれ溝１０１、１０２に露出した仕上げ刃１２１、１２２から段部に沿って他方のねじれ溝１０２、１０１まで延びていてもよい。２つの肉厚部１２５、１２６は仕上げ刃１２１、１２２から延びる距離が同一であるが、異なっていてもよい。

また、肉厚部１２５、１２６の幅長は支持部１２３、１２４の幅長と同一又は略同一であるが、肉厚部１２５、１２６は支持部１２３、１２４より幅広に構成されていてもよいし、幅狭に形成されていてもよい。肉厚部１２５、１２６は大径部１２０の直径Ｄに対応する高さ（厚み）を備えているが、肉厚部１２５、１２６の高さ（厚み）はこれよりも低く（小さく）てもよい。すなわち、ドリル１００の軸線Ｏから軸線Ｏに直交する方向に肉厚部１２５、１２６の表面までの距離が大径部１２０の半径（Ｄ／２）より小さくてもよい。一方の肉厚部１２５の表面からドリル１００の軸線Ｏに直交する方向に軸線Ｏを通って他方の肉厚部１２６の表面までの距離が大径部１２０の直径Ｄより小さくてもよい。

なお、肉厚部１２５、１２６の後側端縁１２５ａ、１２６ａから肉厚部１２５、１２６の外側に高さ（厚み）が漸次減少して表面がなだらかに傾斜しているが、後側端縁１２５ａ、１２６ａが角になっていてもよい。つまり、後側端縁１２５ａ、１２６ａに段差が設けられていてもよい。同様に、肉厚部１２５、１２６の基端側端縁１２５ｂ、１２６ｂから肉厚部１２５、１２６の外側に高さ（厚み）が漸次減少して表面がなだらかに傾斜しているが、基端側端縁１２５ｂ、１２６ｂが角になっていてもよい。つまり、基端側端縁１２５ｂ、１２６ｂに段差が設けられていてもよい。また、支持部１２３、１２４と肉厚部１２５、１２６の連結部分のうち、支持部１２３、１２４と肉厚部１２５、１２６とで囲まれる内側Ｒ１、Ｒ２が円弧状に湾曲しているが、屈曲していてもよい。

１０、１００…ドリル、１０１、１０２…ねじれ溝、１１、１１０…小径部、１１ａ、１１１、１１２…切れ刃、１２、１２０…大径部、１２ａ、１２１、１２２…仕上げ刃、１２１Ａ…すくい面、１２３、１２４…支持部、１２５、１２６…肉厚部、１２５ａ、１２６ａ…後側端縁、１２５ｂ、１２６ｂ…基端側端縁、１３０…シャンク、Ａ、Ｂ…矢印、ｂｒ…バリ、ｄ、Ｄ…直径、Ｈ…先端部、Ｏ…軸線、Ｒ１、Ｒ２…内側、Ｓ…被削材、Ｓ１…第１の孔、Ｓ２…第２の孔、Ｓ２ａ…下孔、Ｘ１、Ｘ２、Ｙ１、Ｙ２…仮想延長線、α１、α２、β１、β２…角度。

Claims

切れ刃を備えた小径部と、前記小径部より外径が大きいとともに仕上げ刃を備えた大径部とを有し、前記小径部と前記大径部は連結されて段部が設けられ、前記段部に前記大径部の前記仕上げ刃が配置されてなるドリルであって、
前記大径部の前記仕上げ刃は前記小径部の前記切れ刃よりすくい角が小さく形成されており、前記ドリルの長手方向に対して直交する方向又は略直交する方向に前記仕上げ刃から所定の高さで前記段部に沿って延びる肉厚部が設けられており、前記肉厚部は前記ドリルが軸線回りに回転する際に前記仕上げ刃を後側から支持するように構成されていることを特徴とするドリル。
前記肉厚部は２つ設けられており、前記ドリルの外周の互いに反対側にそれぞれ配置されており、前記肉厚部は前記大径部の直径に対応する高さを備えており、前記肉厚部の表面は円滑に形成されていることを特徴とする請求項１に記載のドリル。
前記肉厚部は前記仕上げ刃に対して反対側の後側端縁と、前記小径部に対して反対側の基端側端縁とを有しており、前記後側端縁から前記肉厚部の外側に高さが漸次減少して表面がなだらかに傾斜しており、前記基端側端縁から前記肉厚部の外側に高さが漸次減少して表面がなだらかに傾斜していることを特徴とする請求項１又は請求項２に記載のドリル。
前記小径部と前記大径部の全体に亘って螺旋状のねじれ溝が刻設されており、前記大径部における前記ねじれ溝の両側端のうち前記小径部側の側端部に支持部が設けられており、前記支持部は前記大径部の直径に対応する高さを備えているとともに、前記ねじれ溝に沿って螺旋状に延びており、
前記支持部と前記肉厚部は前記仕上げ刃側でＬ字状に連結されており、前記支持部と前記肉厚部の連結部分のうち前記支持部と前記肉厚部とで囲まれる内側が円弧状に湾曲していることを特徴とする請求項１から請求項３までのいずれか１項に記載のドリル。