JP3553017B2

JP3553017B2 - ドリル

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Publication number: JP3553017B2
Application number: JP2000397878A
Authority: JP
Inventors: 強夫馬
Original assignee: 強夫馬
Priority date: 2000-12-27
Filing date: 2000-12-27
Publication date: 2004-08-11
Anticipated expiration: 2020-12-27
Also published as: JP2002200510A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明のドリルは、金属、プラスチック、木材等に円孔を穿設するために用いられるドリルに関するものであり、特にその先端部分のチゼルポイントと呼称される部分の形状の改良を特徴とするものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来、金属、プラスチック、木材等に円孔を穿設するために用いられるドリルは、例えば図１０ａに示すような形状のものが一般的であった。
図１０ａのドリル１０１のボディ１１１の先端部はチゼルポイント１１２（あるいはチゼル部）と呼称されるがその部分を拡大して示したのが図１０ｂ、図１０ｃである。
【０００３】
図１０ｂ、図１０ｃに示すように一対の切刃１１４、１１４はチゼルポイント１１２で１点に交わらず、チゼルポイント１１２は線状エッジ１１３となっている。したがって、ドリル１０１の最先端部分は点状ではなく線状となっている。なお、ψはドリル１０１の回転の中心線である。
【０００４】
先端部分が上記構成のドリル１０１で被削材Ｍに円孔を穿設せんとする場合を縦断面図にて示したのが図１３である。図１３に見るように、チゼルポイント１１２における線状エッジ１１３は被削材Ｍの表面に当接し、さらに推力Ａにより押圧されて被削材Ｍに当接する切刃１１４、１１４の先端（すなわち線状エッジ１１３の両端）が被削材Ｍを切削し始める。
【０００５】
しかしながら、線状エッジ１１３は点状ではないため、推力Ａが分散させられ、推力Ａに直交する方向に分力Ｂ、Ｃ、…が働く。図１３には上下２方向しか示していないが、分力Ｂ、Ｃ、…は推力Ａに直交する３６０°いずれの方向にも働き得るもので、その方向は予測不能である。
【０００６】
上記分力Ｂ、Ｃ、…によりドリル１０１のボディ１１１自体が分力Ｂ、Ｃ、…の方向に振動を起こし、ドリル１０１はこの振動状態のまま被削材Ｍを切削するため、切削孔は真円にはならず、またその内径もドリル１０１の直径φより大となってしまう。
【０００７】
図１５ａにはドリル１０１を用いて被削材Ｍに穿設された切削孔Ｈ２の状態の１例（平面図）を示す。切削孔Ｈ２は平面形状が真円Ｏを３方に拡大したような形状（握り飯状）となり、底部Ｕ２は略正三角形状となる。また、縦断面形状は図１５ｂのとおりである。
【０００８】
これは切削孔Ｈ２の開き始めの状態であるが、このまま切削を続けていくと、被削材Ｍをドリル１０１が貫通した後は上記握り飯形状は解消されて円形にやや近づいていくものの、上述のように内径がドリル１０１の直径φ（図１０ｂ、図１０ｃ参照）より大となった切削孔Ｈ２の中でドリル１０１の振動が継続するので、きれいな真円にはならない。さらに所謂バリ（図示せず）が、特に被削材Ｍの裏面の切削孔Ｈ２周囲に数多く付着する。
【０００９】
また、図１３に示すように、推力Ａは分力Ｂ、Ｃ、…の方向に分散させられる分だけ削減される結果となり、分力Ｂ、Ｃ、…の方向への振動が大であるほど大きな推力が必要となるが、分力Ｂ、Ｃ、…分の力は本来の目的（切削孔Ｈ２の穿設）には関係のない余分な力であるので、それだけエネルギーロスが生じていることとなる。
【００１０】
また、ドリル１０１はそれだけ余分な力で被削材Ｍに押圧されることとなり、上記振動と相俟って切刃１１４、１１４の磨耗も激しく、さらにはボディ１１１にも余分な力と振動がかかるので、ボディ１１１自体の折損を招く原因ともなる。
【００１１】
さらに、線状エッジ１１３が被削材Ｍに当接した瞬間にはどの方向の分力Ｂ、Ｃ、…が発生するか予測できず、場合によっては分力Ｂ、Ｃ、…の作用によりドリル１０１のボディ１１１全体が目標位置を大きくそれてしまうこととなる。
【００１２】
したがって、目標位置に精確に孔を開けることは極めて難しい。所謂「喰い付きが悪い」といわれる状態である。そのため、精確に孔を開けようとする場合には予めポンチ（図示せず）にてガイド孔（図示せず）を打っておく必要があり、余分な工数を必要とすることとなる。
【００１３】
上に列挙した従来のドリル１０１の欠点をまとめれば、以下のとおりである。
▲１▼．推力が分散されてドリルのボディが振動する。
▲２▼．その結果、切削孔が真円にならない。
▲３▼．切削孔の内径がドリルの直径より大となる。
▲４▼．分散される推力を補う余分な力が必要となる。
▲５▼．その結果、切刃の磨耗が激しい。
▲６▼．また、ボディの折損の原因ともなる。
▲７▼．先端が振動するので喰い付きが悪い。
▲８▼．精確に孔を開けるためにはポンチによるガイド孔が必要である。
▲９▼．バリが多い。
【００１４】
上記欠点を補うため、従来よりチゼルポイント部分を研削して先端部分を点状に近づける「シンニング」と呼ばれる加工が行われてきた。また、チゼルポイント部分の形状を当初から点状に近づける試みも行われてきた。
【００１５】
図１１ａ、図１１ｂはドリル１０１（図１０ａ〜図１０ｃ参照）のチゼルポイント１１２にシンニングＴ、Ｔを施したドリル１０２を示す。シンニングＴ、Ｔによりチゼルポイント１２２に現れる線状エッジ１２３はドリル１０１の線状エッジ１１３（図１０ｂ、図１０ｃ参照）よりはるかに短く、より点状に近づいている。なお、１２１はボディ、１２４、１２４は切刃、ψはドリル１０２の回転の中心線である。
【００１６】
図１１ｃ、図１１ｄに示すドリル１０３はやや異なるタイプのシンニングＴ、Ｔ、Ｔ、Ｔを示す。やはりチゼルポイント１３２に現れる線状エッジ１３３はドリル１０１の線状エッジ１１３（図１０ｂ、図１０ｃ参照）よりはるかに短く、より点状に近づいている。なお、１３１はボディ、１３４、１３４は切刃、ψはドリル１０３の回転の中心線である。
【００１７】
図１１ｅ、図１１ｆに示すドリル１０４は所謂「ローソク」と呼ばれるタイプで、チゼルポイント１４２の部分にボディ１４１と一体に四角錐状の凸部１４３を形成している。しかし良く見ると、四角錐状の凸部１４３の先端は点状ではなく線状である。なお、１４４、１４４は切刃、ψはドリル１０４の回転の中心線である。
【００１８】
図１２ａ、図１２ｂに示すドリル１０５は切刃１５４、１５４と逃げ面１５５、１５５の間に帯状の平面部１５６、１５６を設けたもので、これによりチゼルポイント１５２の先端は点状となる。しかしながら線状エッジ１５３、１５３はなお残されたままである。なお、１５１はボディ、ψはドリル１０５の回転の中心線である。
【００１９】
図１２ｃ、図１２ｄに示すドリル１０６は図１２ａ、図１２ｂに示すドリル１０５にシンニングＴ、Ｔ、Ｔ、Ｔを施したもので、チゼルポイント１６２の先端は点状となっているが、やはり線状エッジ１６３、１６３は残されたままである。なお、１６１はボディ、１６４、１６４は切刃、１６５、１６５は平面部、ψはドリル１０６の回転の中心線である。
【００２０】
【発明が解決しようとする課題】
従来のドリル１０１（図１０ａ〜図１０ｃ参照）にシンニングＴを施し、あるいは先端を点状にしたドリル１０２、１０３、１０４、１０５、１０６（図１１ａ〜図１２ｄ参照）により、従来のドリル１０１の有していた前記欠点▲１▼〜▲９▼はある程度軽減されることとなった。
【００２１】
しかしながら、ドリル１０２、１０３、１０４（図１１ａ〜図１１ｆ参照）は、チゼルポイント１２２、１３２、１４２が点状に近づいたといえども厳密にはやはり線状であるので、ボディ１２１、１３１、１４１の振動がゼロにはならず、その結果として前記欠点▲１▼〜▲９▼も軽減はされるがやはり残されたままである。
【００２２】
また、ドリル１０５、１０６（図１２ａ〜図１２ｄ参照）は、チゼルポイント１５２、１６２の先端部分を点状としているが、該点状先端部分のすぐ後方には線状エッジ１５３、１５３あるいは線状エッジ１６３、１６３が残されたままであるので、この部分が被削材Ｍに当接する際にやはり振動が生じ、結局前記欠点▲１▼〜▲９▼が現れることとなる。
【００２３】
上述してきたことから明らかなように、前記欠点▲１▼〜▲９▼は全てドリルのチゼルポイントの部分が被削材に当接する際に、推力方向と直交する方向に分力が生じ、該分力がドリルのボディを振動させるところから発生するものである。したがって、本発明においては、該分力の発生を抑止することによりドリルのボディの振動を抑止し、前記欠点▲１▼〜▲９▼を可能な限りゼロに近づけることを課題として設定した。
【００２４】
【課題を解決するための手段】
＜解決手段１＞
金属、プラスチック、木材等に円孔を穿設するために用いられるドリルにおいて、チゼルポイントの部分に、該ドリルの回転の中心線に直交する任意の平面で切断した場合の断面形状が該ドリルの回転の中心線を中心とする円となるように構成した凸部を該ドリルのボディと一体に設け、かつ上記構成のチゼルポイントの部分には切刃に相当する構成を有しておらず、さらに上記構成のチゼルポイントの部分の推力方向の長さをドリルの直径の１％〜１５％とし、また上記構成のチゼルポイントの部分の最大直径をドリルの直径の５％〜１８％としたことを特徴とするドリルを提供する。
＜解決手段２＞
上記凸部が、先端が点状となった円錐形状の凸部であることを特徴とする解決手段１に記載のドリルを提供する。
＜解決手段３＞
上記凸部が、先端を丸めた円錐形状の凸部であることを特徴とする解決手段１に記載のドリルを提供する。
＜解決手段４＞
上記凸部が、先端が点状となった紡錐形状の凸部であることを特徴とする解決手段１に記載のドリルを提供する。
＜解決手段５＞
上記凸部が、先端を丸めた紡錐形状の凸部であることを特徴とする解決手段１に記載のドリルを提供する。
【００２５】
従来のドリルのチゼルポイントにおける振動がどこに起因するかを調べてみると、その原因の第１はチゼルポイントの先端部分が線状エッジになっている点であるが、さらに、第２の原因として、チゼルポイントの形状にあることが明らかとなる。
【００２６】
すなわち、具体的にいうなら、前記従来のドリル１０１、１０２、１０３、１０４、１０５、１０６（図１０ａ〜図１２ｄ）のチゼルポイント１１２、１２２、１３２、１４２、１５２、１６２の形状は、ドリル１０１、１０２、１０３、１０４、１０５、１０６の回転の中心線ψに直交する平面で切断した場合の断面形状が、図１７ａ〜図１７ｆに示すようにいずれも略長方形状となっている。
【００２７】
したがって、被削材に押圧されると略長方形状の断面形状のチゼルポイント１１２、１２２、１３２、１４２、１５２、１６２が回転しつつ被削材中に進入していくことになるが、断面形状の角の部分には当然他の部分より大きな力がかかるので、被削材から受ける応力も大きくなり、この応力により、ボディ１１１、１２１、１３１、１４１、１５１、１６１はやはり振動を起こすこととなる。
【００２８】
上記振動は、ドリル１０１が最も大で、ドリル１０２、１０３、１０４、１０５、１０６はドリル１０１に比較すればより軽減はされるものの、ゼロにはならない。したがって、前記欠点▲１▼〜▲９▼も軽減はされるものの、やはり残されたままとなってしまう。従来のドリルは全て、このような不具合（前記欠点▲１▼〜▲９▼）を回避し得ず、その原因はチゼルポイントの形状に存した。
【００２９】
上記の不具合に鑑み、本発明においては、ドリル先端のチゼルポイントの部分に、該ドリルの回転の中心線に直交する任意の平面で切断した場合の断面形状が該ドリルの回転の中心線を中心とする円となるように構成した凸部を該ドリルのボディと一体に設けることにより、上記の不具合を解消することに成功したものである。
【００３０】
すなわち、チゼルポイントの部分に上記構成の凸部を設けることによりチゼルポイントの部分が被削材中に進入するにあたって被削材から受ける応力は回転の中心線に直交する任意の平面で切断した場合の断面形状の外周部の全ての部分にて等しくなるので、理論的にはドリルのボディの振動はゼロとなる。実際に実験してみた結果においても、実用上は振動はゼロという結果となった。
【００３１】
振動がゼロになるということは、前記欠点▲１▼〜▲９▼が解消されるということに他ならない。すなわち、本発明のドリルを用いることにより、ボディの振動が抑止され、切削孔は略真円となり、切削孔の内径はドリルの直径に略等しく、推力を補う余分な力は必要なく、切刃の磨耗は軽減され、ボディの折損も少なく、喰い付きが良好でポンチによるガイド孔も必要なく、バリも少ないという結果が得られる。
【００３２】
なお、本発明においては上記構成のチゼルポイントの部分には当然切刃に相当する構成を有しておらず、上記構成のチゼルポイントの部分はドリルが最初に被削材に回転しつつ押圧される力で被削材中に進入する。ということは、逆にいえば、上記構成のチゼルポイントの部分の推力方向の長さは、最初に被削材に回転しつつ押圧される力で被削材中に進入し得るだけの長さとするということである。
【００３３】
上記長さは、ドリルの直径（ボディの最大外径寸法）、ドリルの材質、ドリルの回転数、ドリルに与えられる推力、被削材の材質等により大きく変化するので一律には定められないが、概ねドリルの直径の１％〜３０％の範囲内となり、中でも３％〜１５％程度のものが多用されるであろう。また、上記構成のチゼルポイントの部分の最大直径はドリルの直径に比較してごく小で、概ねドリルの直径の５％〜１８％の範囲内となり、中でも１割前後、すなわち７％〜１５％程度のものが多用されるであろう。
【００３４】
なお、上記構成のチゼルポイントの部分が被削材中に進入し終えたあとは切刃の部分が被削材に当接して切削が開始されるが、このときは当然切刃の部分が受ける応力が他の部分の受ける応力よりはるかに大となる。しかし、この時点では既に上記構成のチゼルポイントの部分が被削材中に喰い込んで、いわば「芯出し」が完了しているのでドリルのボディは無用な振動を起こすことなく円滑に被削材中に進入していく。
【００３５】
要するに、本発明においては上記構成のチゼルポイントの部分をもっぱらドリルの位置を安定させるための「芯出し」用の部位として用いることにより、従来のドリルの上記欠点▲１▼〜▲９▼を解消することを可能としたものである。
【００３６】
なお、本発明のドリルにおいては、上記構成のチゼルポイントの部分に切刃が無いため、上記構成のチゼルポイントの部分が被削材中に回転しながら進入していく際に摩擦熱の発生が予想されるが、該摩擦熱は極めて小であり、摩擦熱の発生によるエネルギーロスも略無視し得る程度である。
【００３７】
その理由は、上記構成のチゼルポイントの部分の直径が、ドリルの直径（ボディの最大外径寸法）に比して上述のようにごく小に構成されている点にあり、特に上記構成のチゼルポイントの部分の最先端部分は点状（解決手段２、４記載のドリル）あるいは略点状（解決手段３、５記載のドリル）となるため、周速がゼロあるいは略ゼロとなるために他ならない。
【００３８】
回転体の周速は周知のように回転体の直径に比例し、直径が小であればあるほど周速は遅く、直径が大であればあるほど周速は速くなる。今、周速をＶ（単位ｍ／ｍ）、回転体の直径をＤ（単位ｍｍ）、回転数をＮ（ｒ．ｐ．ｍ）とすると、Ｖ，Ｄ，Ｎの間には次式が成立することが知られている。但しπは円周率である。
【００３９】
【数１】
【００４０】
上記構成のチゼルポイントの部分の直径（Ｄ）は、その最大部分でも叙上のようにドリルの外径寸法の１割前後である。したがって、外径寸法７ｍｍ程度のドリルでは０．７ｍｍ程度の最大直径のものが多いと考えられる。そこで、仮に回転数（Ｎ）を８００ｒ．ｐ．ｍ（通常の切削における常識的な回転数）として該最大直径の部分の周速を計算すると、以下の結果となる（π＝３．１４で計算）。
【００４１】
【数２】
【００４２】
しかるに、上記ドリルのボディの部分における周速は、外径寸法（直径）を７ｍｍとし、同じく回転数（Ｎ）を８００ｒ．ｐ．ｍとして計算すると、以下の結果となる（π＝３．１４で計算）。
【００４３】
【数３】
【００４４】
上記結果より、上記構成のチゼルポイントの部分においては、その先端部分においては周速はゼロあるいは略ゼロ、その最大直径部分においてもドリルのボディの部分における周速の略１割程度であり、先端部分に近づくほど周速はゼロに近づく。したがって、摩擦熱の発生も無視し得る程度であることが明らかとなる。
【００４５】
【発明の実施の形態】
本発明のいくつかの実施例を、図面を参照しながら詳細に説明する。
＜第１実施例＞
本発明の第１実施例のドリル１を図１ａ、図１ｂ、図１ｃに示す。ドリル１はボディ１１の先端のチゼルポイント１２の部分に、回転の中心線ψに直交する任意の平面で切断した場合の断面形状が中心線ψを中心とする円となるように構成した、先端が点状となった円錐形状の凸部１３をボディ１１と一体に設けてある。
【００４６】
円錐形状の凸部１３の先端部分の角度αは、ドリル１の先端角θと同一である。また、円錐形状の凸部１３の推力Ａ方向の長さはドリル１の直径φ（ボディ１１の最大外径寸法）の７．５％程度である。なお、１４、１４は切刃である。上記構成のドリル１は前記解決手段２の実施例の１例である。
【００４７】
＜第２実施例＞
本発明の第２実施例のドリル２を図２ａ、図２ｂに示す。ドリル２はボディ２１の先端のチゼルポイント２２の部分に、回転の中心線ψに直交する任意の平面で切断した場合の断面形状が中心線ψを中心とする円となるように構成した、先端が点状となった円錐形状の凸部２３をボディ２１と一体に設けてある。
【００４８】
円錐形状の凸部２３の先端部分の角度βは、ドリル２の先端角θより大である。また、円錐形状の凸部２３の推力Ａ方向の長さはドリル２の直径φ（ボディ２１の最大外径寸法）の４％程度である。なお、２４、２４は切刃である。上記構成のドリル２は前記解決手段２の実施例の１例である。
【００４９】
＜第３実施例＞
本発明の第３実施例のドリル３を図３ａ、図３ｂに示す。ドリル３はボディ３１の先端のチゼルポイント３２の部分に、回転の中心線ψに直交する任意の平面で切断した場合の断面形状が中心線ψを中心とする円となるように構成した、先端が点状となった円錐形状の凸部３３をボディ３１と一体に設けてある。
【００５０】
円錐形状の凸部３３の先端部分の角度γは、ドリル３の先端角θより小である。また、円錐形状の凸部３３の推力Ａ方向の長さはドリル３の直径φ（ボディ３１の最大外径寸法）の１３％程度である。なお、３４、３４は切刃である。上記構成のドリル３は前記解決手段２の実施例の１例である。
【００５１】
＜第４実施例＞
本発明の第４実施例のドリル４を図４ａ、図４ｂに示す。ドリル４はボディ４１の先端のチゼルポイント４２の部分に、回転の中心線ψに直交する任意の平面で切断した場合の断面形状が中心線ψを中心とする円となるように構成した、先端が点状となった円錐形状の凸部４３ａと、該円錐形状の凸部４３ａの後部に一体として連接する回転の中心線ψに直交する任意の平面で切断した場合の断面形状が中心線ψを中心とする円となるように構成した円筒形状の軸部４３ｂを、ボディ４１と一体に設けてある。なお、円筒形状の軸部４３ｂの直径は円錐形状の凸部４３ａの最後端部の直径と同一である。
【００５２】
円錐形状の凸部４３ａの先端部分の角度δは、ドリル４の先端角θより小であるが、同一または大に構成することも可能である。また、円錐形状の凸部４３ａと円筒形状の軸部４３ｂの合計の推力Ａ方向の長さはドリル４の直径φ（ボディ４１の最大外径寸法）の１０％程度であるが、この長さは角度δが変化することにより変化する。なお、４４、４４は切刃である。上記構成のドリル４は前記解決手段２の実施例の１例である。
【００５３】
＜第５実施例＞
本発明の第５実施例のドリル５を図５ａ、図５ｂに示す。ドリル５はボディ５１の先端のチゼルポイント５２の部分に、回転の中心線ψに直交する任意の平面で切断した場合の断面形状が中心線ψを中心とする円となるように構成した、先端が点状となった円錐形状の凸部５３ａをボディ５１と一体に設けてある。
【００５４】
円錐形状の凸部５３ａの後端部分の直径は逃げ面５５、５５の先端部によって構成される円形面５２ａの直径より小となっているので、この部分に環形状の平坦部５３ｂが形成される。また、円錐形状の凸部５３ａの先端部分の角度εは、ドリル５の先端角θより小であるが同一または大に構成することも可能である。
【００５５】
また、円錐形状の凸部５３ａの推力Ａ方向の長さはドリル５の直径φ（ボディ５１の最大外径寸法）の６％程度であるが、この長さは角度εが変化することにより変化する。なお、５４、５４は切刃である。上記構成のドリル５は前記解決手段２の実施例の１例である。
【００５６】
＜第６実施例＞
本発明の第６実施例のドリル６を図６ａ、図６ｂに示す。ドリル６はボディ６１の先端のチゼルポイント６２の部分に、回転の中心線ψに直交する任意の平面で切断した場合の断面形状が中心線ψを中心とする円となるように構成した、先端を丸めた円錐形状の凸部６３をボディ６１と一体に設けてある。
【００５７】
円錐形状の凸部６３の先端部分の角度ζは、ドリル６の先端角θと同一であるが小または大に構成することも可能である。また、円錐形状の凸部６３の推力Ａ方向の長さはドリル６の直径φ（ボディ６１の最大外径寸法）の５％程度であるが、この長さは角度ζが変化することにより変化する。なお、６４、６４は切刃である。上記構成のドリル６は前記解決手段３の実施例の１例である。
【００５８】
＜第７実施例＞
本発明の第７実施例のドリル７を図７ａ、図７ｂに示す。ドリル７はボディ７１の先端のチゼルポイント７２の部分に、回転の中心線ψに直交する任意の平面で切断した場合の断面形状が中心線ψを中心とする円となるように構成した、先端を丸めた円錐形状の凸部７３をボディ７１と一体に設けてある。
【００５９】
円錐形状の凸部７３の先端部分の角度ηは、ドリル７の先端角θより小であるが同一または大に構成することも可能である。また、円錐形状の凸部７３の推力Ａ方向の長さはドリル７の直径φ（ボディ７１の最大外径寸法）の９．５％程度であるが、この長さは角度ηが変化することにより変化する。なお、７４、７４は切刃である。上記構成のドリル７は前記解決手段３の実施例の１例である。
【００６０】
＜第８実施例＞
本発明の第８実施例のドリル８を図８ａ、図８ｂに示す。ドリル８はボディ８１の先端のチゼルポイント８２の部分に、回転の中心線ψに直交する任意の平面で切断した場合の断面形状が中心線ψを中心とする円となるように構成した、先端が点状となった紡錐形状の凸部８３をボディ８１と一体に設けてある。
【００６１】
紡錐形状の凸部８３の推力Ａ方向の長さはドリル８の直径φ（ボディ８１の最大外径寸法）の１１．５％程度である。なお、８４、８４は切刃である。上記構成のドリル８は前記解決手段４の実施例の１例である。
【００６２】
＜第９実施例＞
本発明の第９実施例のドリル９を図９ａ、図９ｂに示す。ドリル９はボディ９１の先端のチゼルポイント９２の部分に、回転の中心線ψに直交する任意の平面で切断した場合の断面形状が中心線ψを中心とする円となるように構成した、先端を丸めた紡錐形状の凸部９３をボディ９１と一体に設けてある。
【００６３】
紡錐形状の凸部９３の推力Ａ方向の長さはドリル９の直径φ（ボディ９１の最大外径寸法）の１１．５％程度である。なお、９４、９４は切刃である。上記構成のドリル９は前記解決手段５の実施例の１例である。
【００６４】
＜作用＞
上記第１実施例〜第９実施例の作用は基本部分は略同一であるので、代表として第１実施例の作用を、図面を参照しながら詳述する。
【００６５】
第１実施例のドリル１のチゼルポイント１２が被削材Ｍ中に進入した状態を示す縦断面図が図１４である。図１４に見るようにチゼルポイント１２の部分にボディ１１と一体に設けられた円錐形状の凸部１３は推力Ａにより回転しつつ被削材Ｍ中に進入する。
【００６６】
この際、円錐形状の凸部１３の先端は点状であり、かつ円錐形状の凸部１３の全体形状が、ドリル１の回転の中心線ψに直交する任意の平面で切断した場合の断面形状が中心線ψを中心とする円となるように構成されているので、被削材Ｍから受ける応力は円錐形状の凸部１３の回転の中心線ψに直交する任意の平面で切断した場合の断面形状の外周部の全ての部分にて均等となり、中心線ψに直交する方向への振動は全く発生しない。
【００６７】
それゆえに回転の中心線ψも全く振動することなく安定する。回転の中心線ψが安定した時点で切刃１４、１４が被削材Ｍの表面に当接し、さらに推力Ａにより被削材Ｍを切削し、切削孔Ｈ１を穿設していく。この際、切刃１４、１４は被削材Ｍから他の部分より大きい応力を受けるが、すでに回転の中心線ψは円錐形状の凸部１３の作用により安定しているので、振動が発生することはない。
【００６８】
さらに切削が進んでドリル１の先端部Ｓが被削材Ｍ中に完全に進入し終えた後も、中心線ψが安定しているのでドリル１は振動せず、切削孔Ｈ１の内径はドリル１の直径φ（ボディ１１の最大外径寸法）と略同一となる。これにより、ドリル１の振動はさらに抑止されることとなる。
【００６９】
対照的に、従来のドリルにおいては、例えば図１３のドリル１０１を例にとると、最初の「喰い付き」の部分で前述のように線状エッジ１１３及びチゼルポイント１１２の後部の形状により推力Ａに直交する方向の分力Ｂ，Ｃ…が働いてドリル１０１が振動する。
【００７０】
すると該振動により切削孔Ｈ２（図１５ａ、図１５ｂ参照）の内径はドリル１０１の直径φ（ボディ１１１の最大外径寸法）以上に拡大し、拡大された切削孔Ｈ２の内壁とドリル１０１の間にはアソビが生じ、このアソビがさらなるドリル１０１の振動を許し、切削孔Ｈ２はさらに拡大されるとともに真円から離れた形状になっていくという悪循環が生じる。
【００７１】
これに対し、本発明のドリル１（図１４参照）においては、最初の「喰い付き」の段階で、上述のようにチゼルポイント１２における円錐形状の凸部１３の作用により振動の発生は抑止され、回転の中心線ψが安定し、この状態が切削孔Ｈ１の内径をドリル１の直径φと略同一とし、切削孔Ｈ１の内壁とドリル１の間にアソビを生ぜず、これによりさらに振動の発生が抑止されるという良い循環作用が発生する。
【００７２】
図１６ａには本発明のドリル１を用いて被削材Ｍに穿設された切削孔Ｈ１の状態の１例（平面図）を示す。切削孔Ｈ１は従来のドリルによる切削孔Ｈ２（図１５ａ参照）に比較するとはるかに真円に近く、また底部Ｕ１は点状となる。また、縦断面形状は図１６ｂのとおりである。
【００７３】
図１６ａ、図１６ｂに示す状態は切削孔Ｈ１の開き始めの状態であるが、このまま切削を続けていってもドリル１の振動がないので切削孔Ｈ１の形状が略真円であることは変わらず、また内径もドリル１の直径φと略同一となる。さらに、無駄な切削をしないので被削材Ｍの裏面の切削孔Ｈ１の周囲に付着するバリの量も従来のドリルに較べるとはるかに少ない。
【００７４】
要するに、本発明のドリル１（図１４参照）においては、チゼルポイント１２の部分にボディ１１と一体に設けられた円錐形状の凸部１３がポンチ（図示せず）によるガイド孔（図示せず）の役割を果たし、正確な位置で回転の中心線ψを安定させ、無用な振動の全く生じない切削孔Ｈ１の穿設を可能とするものである。
【００７５】
しかも、通常のドリル（例えば図１３のドリル１０１）に、ポンチ（図示せず）によるガイド孔（図示せず）を用いる場合には、該ガイド孔の形状にドリルの先端形状が密嵌されるということは考えられず、いくらかのアソビが生じ、このアソビが結局ドリルの振動を許すという結果となる。
【００７６】
しかも、通常のドリルは、図１７ａ〜図１７ｆに示すようにチゼルポイント１１２、１２２、１３２、１４２、１５２、１６２の部分の縦断面形状が略長方形状であるため、上記ガイド孔（図示せず）の内壁とチゼルポイント１１２、１２２、１３２、１４２、１５２、１６２の部分が接触する際に、チゼルポイント１１２、１２２、１３２、１４２、１５２、１６２の部分が該内壁から受ける応力が不均一となり、結局この部分にても振動の発生を許してしまう結果となる。
【００７７】
これに対し、本発明のドリル１（図１４参照）においては、チゼルポイント１２の部分にボディ１１と一体に設けられた円錐形状の凸部１３がポンチ（図示せず）によるガイド孔（図示せず）の役割を果たすので、円錐形状の凸部１３による切削孔Ｈ１の形状は円錐形状の凸部１３の形状と完全に同一であり、円錐形状の凸部１３は切削孔Ｈ１に密嵌状態となっている。
【００７８】
また円錐形状の凸部１３はドリル１の回転の中心線ψに直交する任意の平面で切断した場合の断面形状が中心線ψを中心とする円形であるので、円錐形状の凸部１３が切削孔Ｈ１の内壁から受ける応力が、円錐形状の凸部１３を中心線ψに直交する任意の平面で切断した場合の断面形状の外周部のいずれの部分にても等しい。
【００７９】
上記２点より、本発明のドリル１は振動することなく円滑に被削材Ｍ中に進入することができる。したがって、通常のドリルにポンチ（図示せず）によるガイド孔（図示せず）を用いた場合に較べても、振動の発生ははるかに抑止され、その結果切削孔Ｈ１の形状はより真円に近く、切削孔Ｈ１の内径はドリル１の直径φとより近く、かつ位置もより精確で、推力Ａのロスもはるかに少ないものである。
【００８０】
【発明の効果】
本発明のドリルによれば、チゼルポイントの部分に、該ドリルの回転の中心線に直交する任意の平面で切断した場合の断面形状が該ドリルの回転の中心線を中心とする円となるように構成した凸部を該ドリルのボディと一体に設けてあり、かつ上記構成のチゼルポイントの部分には切刃に相当する構成を有しておらず、さらに上記構成のチゼルポイントの部分の推力方向の長さをドリルの直径の１％〜１５％とし、また上記構成のチゼルポイントの部分の最大直径をドリルの直径の５％〜１８％としているので、該ドリルの推力が分散されることによる該ドリルのボディの振動が発生することがない。
【００８１】
本発明のドリルによれば、該ドリルのボディの振動が発生することがないので切削孔の形状は従来のドリルの切削孔の形状と比較するとはるかに真円に近い。
【００８２】
本発明のドリルによれば、該ドリルのボディの振動が発生することがないので切削孔の内径は、該ドリルの直径と略同一となる。
【００８３】
本発明のドリルによれば、該ドリルの推力が分散されることがないので、エネルギーロスが極めて少なく、通常のドリルのように本来必要な推力に加えて分散される分の力を加えた過大な推力を加える必要がない。
【００８４】
本発明のドリルによれば、通常のドリルのように本来必要な推力に加えて分散される分の力を加えた過大な推力を加える必要がないので、切刃の磨耗が通常のドリルに比較してはるかに少ない。
【００８５】
本発明のドリルによれば、通常のドリルのように本来必要な推力に加えて分散される分の力を加えた過大な推力を加える必要がないので、ボディの折損が、通常のドリルに比較してはるかに少ない。
【００８６】
本発明のドリルによれば、チゼルポイントの部分が被削材に当接した際に振動しないので、所謂「喰い付き」が極めて良好で、切削孔の位置精度が通常のドリルに比較してはるかに向上する。
【００８７】
本発明のドリルによれば、通常のドリルにポンチによるガイド孔を用いた場合に比較しても、切削孔の位置精度及び切削孔の形状寸法精度をはるかに向上することができる。
【００８８】
本発明のドリルによれば、振動がなく、切削孔の内径もドリルの外径と略同一で余分な切削を行わないので、通常のドリルに較べてはるかにバリの量が少ない。
【図面の簡単な説明】
【図１】ａ本発明の第１実施例のドリルの右側面図である。
ｂ本発明の第１実施例のドリルの要部の右側面図である。
ｃ本発明の第１実施例のドリルの正面図である。
【図２】ａ本発明の第２実施例のドリルの要部の右側面図である。
ｃ本発明の第２実施例のドリルの正面図である。
【図３】ａ本発明の第３実施例のドリルの要部の右側面図である。
ｃ本発明の第３実施例のドリルの正面図である。
【図４】ａ本発明の第４実施例のドリルの要部の右側面図である。
ｃ本発明の第４実施例のドリルの正面図である。
【図５】ａ本発明の第５実施例のドリルの要部の右側面図である。
ｃ本発明の第５実施例のドリルの正面図である。
【図６】ａ本発明の第６実施例のドリルの要部の右側面図である。
ｃ本発明の第６実施例のドリルの正面図である。
【図７】ａ本発明の第７実施例のドリルの要部の右側面図である。
ｃ本発明の第７実施例のドリルの正面図である。
【図８】ａ本発明の第８実施例のドリルの要部の右側面図である。
ｃ本発明の第８実施例のドリルの正面図である。
【図９】ａ本発明の第９実施例のドリルの要部の右側面図である。
ｃ本発明の第９実施例のドリルの正面図である。
【図１０】ａ従来のドリルの１例の右側面図である。
ｂ従来のドリルの１例の要部の右側面図である。
ｃ従来のドリルの１例の正面図である。
【図１１】ａ従来のドリルの１例の要部の右側面図である。
ｂ従来のドリルの１例の正面図である。
ｃ従来のドリルの１例の要部の右側面図である。
ｄ従来のドリルの１例の正面図である。
ｅ従来のドリルの１例の要部の右側面図である。
ｆ従来のドリルの１例の正面図である。
【図１２】ａ従来のドリルの１例の要部の右側面図である。
ｂ従来のドリルの１例の正面図である。
ｃ従来のドリルの１例の要部の右側面図である。
ｄ従来のドリルの１例の正面図である。
【図１３】従来のドリルの１例の作用を説明する縦断面図である。
【図１４】本発明のドリルの第１実施例の作用を説明する縦断面図である。
【図１５】ａ従来のドリルの１例による切削孔の平面図である。
ｂ図１５ａのＸ−Ｘ縦断面図である。
【図１６】ａ本発明のドリルの第１実施例による切削孔の平面図である。
ｂ図１６ａのＹ−Ｙ縦断面図である。
【図１７】ａ従来のドリルの１例の一部を欠截した正面図である。
ｂ従来のドリルの１例の一部を欠截した正面図である。
ｃ従来のドリルの１例の一部を欠截した正面図である。
ｄ従来のドリルの１例の一部を欠截した正面図である。
ｅ従来のドリルの１例の一部を欠截した正面図である。
ｆ従来のドリルの１例の一部を欠截した正面図である。
【符号の説明】
１ドリル
１１ボディ
１２チゼルポイント
１３凸部
１４、１４切刃
２ドリル
２１ボディ
２２チゼルポイント
２３凸部
２４、２４切刃
３ドリル
３１ボディ
３２チゼルポイント
３３凸部
３４、３４切刃
４ドリル
４１ボディ
４２チゼルポイント
４３ａ凸部
４３ｂ軸部
４４、４４切刃
５ドリル
５１ボディ
５２チゼルポイント
５２ａ円形面
５３ａ凸部
５３ｂ平坦部
５４、５４切刃
５５，５５逃げ面
６ドリル
６１ボディ
６２チゼルポイント
６３凸部
６４、６４切刃
７ドリル
７１ボディ
７２チゼルポイント
７３凸部
７４、７４切刃
８ドリル
８１ボディ
８２チゼルポイント
８３凸部
８４、８４切刃
９ドリル
９１ボディ
９２チゼルポイント
９３凸部
９４、９４切刃
１０１ドリル
１１１ボディ
１１２チゼルポイント
１１３線状エッジ
１１４、１１４切刃
１１５、１１５逃げ面
１０２ドリル
１２１ボディ
１２２チゼルポイント
１２３線状エッジ
１２４、１２４切刃
１０３ドリル
１３１ボディ
１３２チゼルポイント
１３３線状エッジ
１３４、１３４切刃
１０４ドリル
１４１ボディ
１４２チゼルポイント
１４３凸部
１４４、１４４切刃
１０５ドリル
１５１ボディ
１５２チゼルポイント
１５３、１５３線状エッジ
１５４、１５４切刃
１５５、１５５逃げ面
１５６、１５６平面部
１０６ドリル
１６１ボディ
１６２チゼルポイント
１６３、１６３線状エッジ
１６４、１６４切刃
１６５、１６５平面部
Ａ推力
Ｂ，Ｃ分力
Ｈ１切削孔
Ｈ２切削孔
Ｍ被削材
Ｏ真円
Ｓ先端部
Ｔシンニング
Ｕ１底部
Ｕ２底部
α、β、γ、δ、ε、ζ、η 角度
θ 先端角
φ 直径
ψ 中心線

Claims

金属、プラスチック、木材等に円孔を穿設するために用いられるドリルにおいて、チゼルポイントの部分に、該ドリルの回転の中心線に直交する任意の平面で切断した場合の断面形状が該ドリルの回転の中心線を中心とする円となるように構成した凸部を該ドリルのボディと一体に設け、かつ上記構成のチゼルポイントの部分には切刃に相当する構成を有しておらず、さらに上記構成のチゼルポイントの部分の推力方向の長さをドリルの直径の１％〜１５％とし、また上記構成のチゼルポイントの部分の最大直径をドリルの直径の５％〜１８％としたことを特徴とするドリル。
上記凸部が、先端が点状となった円錐形状の凸部であることを特徴とする請求項１に記載のドリル。
上記凸部が、先端を丸めた円錐形状の凸部であることを特徴とする請求項１に記載のドリル。
上記凸部が、先端が点状となった紡錐形状の凸部であることを特徴とする請求項１に記載のドリル。
上記凸部が、先端を丸めた紡錐形状の凸部であることを特徴とする請求項１に記載のドリル。