JP3910235B2

JP3910235B2 - ドリル工具

Info

Publication number: JP3910235B2
Application number: JP15856996A
Authority: JP
Inventors: ファウザーロタール; ボーネートズィークフリート; エーベンホーホゼバスティアン
Original assignee: Walter AG
Current assignee: Walter AG
Priority date: 1995-06-26
Filing date: 1996-06-19
Publication date: 2007-04-25
Anticipated expiration: 2016-06-19
Also published as: KR100404035B1; ATE182825T1; US5704740A; CN1143551A; JPH0919814A; DE59602594D1; EP0750960B1; EP0750960A1; ES2134536T3; CN1066656C

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は，特に金属材料のためのドリル工具であって，ほぼ円柱状のドリル本体を有し，このドリル本体は，一方の端部である固定端部に同軸的な締め込みシャンクを有しており，かつ他方の端部である切刃端部にチップを備えている形式のものに関する。ドリル本体の外周面には，少なくとも１つの切りくず排出スペースが形成されており，この切りくず排出スペースはドリル本体の切刃端部の端面に開いており，この端面からドリル本体の全長に沿って固定端部の領域にまで延びている。２つあるいはそれ以上の切りくず排出スペースが設けられている場合には，これらの切りくず排出スペースはドリル本体の縦軸線の両側に位置せしめられている。
【０００２】
【従来の技術】
２つの切りくず排出スペースを有しているこのような形式のドリル工具は例えば米国特許第 5,049,011 号明細書に記載されている。このドリル工具においては，チップは，ドリル本体の切刃端部のところで２つの切りくず排出スペースの領域に形成されているチップ座に取り付けられる。チップは周辺に複数の切刃を有している板状のチップとして構成されていて，中央に貫通孔を有しており，固定ねじによってドリル本体に取り外し可能に固定される。一方のチップはドリル本体の半径方向で外方に位置せしめられていて，主切刃の半径方向で外側のコーナがドリル本体の外周面から半径方向に突出している。これに対し他方のチップは，一方のチップの突出している主切刃コーナの作業軌跡円の内側に位置せしめられている。ドリル作業中にドリル本体の切刃端面のところのチップの切刃に作用する切削力は合成半径方向力を生ぜしめる。この合成半径方向力はドリル工具の回転軸線から半径方向で外方に向いており，チップに対して特定の角度で半径方向に向いている。この特定の角度は，切刃の幾何学的条件及びチップの取り付け位置に関連して左右される角度である。この合成半径方向力が生ぜしめられること，並びにその方向については，前述の米国特許明細書に記載されている。この合成半径方向力は，ドリル本体の切刃端面で作業しているチップの主切刃に対してほぼ横方向に向いており，ドリル作業中に曲げモーメントをドリル本体に及ぼす。この曲げモーメントの大きさは，ドリル本体の固定端部から切刃端部へ向かう距離（てこ腕の長さ）が増大するにつれて増大する。したがって長いドリル工具の場合には，この曲げモーメントはかなり大きくなる。
【０００３】
公知のドリル工具においては，ドリル本体の縦軸線の両側で軸方向に設けられている切りくず排出スペースは，直線状の溝であって，ドリル本体の縦軸線に対して平行である。これらの切りくず排出スペースは当然のことながらドリル本体の強度を幾分か弱める。ドリル作業中に生じる合成半径方向力はドリル本体の面積慣性モーメントの主軸線に対して斜めに向いているので，ドリル本体をある程度弾性変形させる。したがって，ドリル切削された孔の直径は，ドリル本体が変形せしめられない場合に半径方向で外側に位置しているチップの外側の切刃コーナが画く作業軌跡円の理論的直径よりも幾分か大きくなる。公知のドリル工具においてはこの現象が利用されて，ドリル工具を引き抜く際に孔の壁面に傷がつくことが回避されている。しかしながら，特にドリル本体が極めて長い場合に，ドリル作業中に生じるドリル本体の弾性曲げ変形の程度が不都合に大きくなる場合がある。また，合成半径方向力の向き及び大きさによっては，ドリル切削された孔の直径が理論的直径に相当する値よりも小さくなることもあり得る。
【０００４】
例えば米国特許第 3,966,349 号明細書には，ドリル作業中に生じた合成半径方向力をドリル切削された孔の壁面内に導き得るような箇所においてドリル本体の外周面に，硬質金属製の条片状の支持部材を設けることが記載されている。しかしながらこのような支持部材は高価であって，ドリル直径が比較的に小さい場合には実施することができない。
【０００５】
米国特許第 4,149,821 号明細書には，別の提案として，ドリル工具の切刃を適当に幾何学的に設計することによって，ドリル作業中にどのような合成半径方向力も生じないようにすることが記載されている。しかしながら，なかんづく経済的な理由から，多数のチップを使用することは好ましくないので，１セットのドリル工具のすべてのドリル直径の場合に合成半径方向力の生成を回避することは，実地において極めて困難である。ヨーロッパ特許庁特許出願公開第 0 613 746 号明細書に記載されている基本的に類似しているドリル工具，すなわちやはり合成半径方向力を補償するように切刃の幾何学的形状が設計されているドリル工具の場合も，同じことである。ドリル本体がドリル切削された孔から引き出されるときに，外周面のチップがまだ回転している場合には，合成半径方向力が切刃に生じて，切刃コーナの半径方向の変位を生ぜしめ，ドリル切削された孔の端部の直径が小さくなる。
【０００６】
この変位を減少させるために，ドリル本体の縦軸線の両側に位置せしめられている２つの切りくず排出スペースを，ドリル本体の固定端部までの全長にわたって，完全にらせん状に形成することが行われており，この場合ドリル本体の軸方向長さに沿った２つの切りくず排出スペースのそれぞれのねじり角は少なくとも１１０゜である。切りくず排出スペースをこのように完全にらせん状にすることは，ドリル本体のほかにドリル切削された孔を弱くし，また完全にらせん状の切りくず排出スペースの傾斜角度を，１セットのすべての長さのドリル工具において変化させ，各長さのドリル工具において，合成半径方向力が，ドリル本体の固定端部における最大及び最小の面積慣性モーメントの軸線の向きに対して所望の角度位置になるようにしなければならない。
【０００７】
最初に述べた米国特許第 5,049,011 号明細書に記載されているドリル工具は，米国特許第 4,563,113 号明細書に記載されている類似のドリル工具と同じように，ドリル本体の縦軸線に対して平行な直線状の溝として構成された切りくず排出スペースを有しているが，なかんづく切りくずの運動を助けるという目的で，切りくず排出スペースがらせん状にねじられているドリル工具もある。
【０００８】
このように完全にらせん状の切りくず排出スペースを有するドリル工具は，直線状の切りくず排出スペースを有するドリル工具と比較して，切りくず排出経路が長く，ドリル本体を著しく弱くすることは別にしても，次のような大きな欠点を有している。すなわち，直径が所定の値である１セットのドリル工具の場合に，合成半径方向力によって生ずるドリル本体の弾性的曲げ変形がドリル工具の長さに応じて著しく変動する。それは，面積慣性モーメントを含む慣性力の主軸線の角度位置が，切りくず排出スペースのらせん状のねじりに応じて，ドリル本体の軸方向に回転していき，その結果，切りくず排出スペースの基部におけるドリル本体の面積慣性モーメントの慣性力の主作用向きに対する合成力の向きが，その都度の切りくず排出スペースの端部が位置する外周面上の点に関連しているからである。ドリル本体の固定点における面積慣性力の主軸線に対する合成半径方向力の角度位置は，ドリル作業中にドリル本体の切刃端部に生じる弾性的な半径方向変位の向き及び大きさを決定するので，基本的な構造は同じであるが，長さがわずかにしか異なっていないらせん状溝付きのドリル工具のドリル切削の結果が著しく異なることがある。このようならせん状の溝を有するドリル工具の例は，ヨーロッパ特許庁特許出願公開第 0 589 333 号明細書及びヨーロッパ特許庁特許第 0 118 035 号明細書に記載されており，これらのドリル工具のうち若干のものはチップのためのらせん状に延びる内部冷却剤ダクトを有している。しかしながらこのような冷却剤ダクトは複雑であり，制作費が高価である。
【０００９】
当業界においては，ドリル本体がチップ座の領域に直線状の又はわずかに斜めの溝として形成された切りくず排出スペースを有しており，これに接続している著しくねじられた切りくず排出スペース区分がドリル本体の固定領域にまで延びているドリル工具も知られている。ねじられた区分自体は，種々のらせん傾斜角の小区分に分割しておくことができる。このようなドリル工具も，上述のような欠点を有している。
【００１０】
【発明が解決しようとする課題】
本発明が解決しようとする課題は，切りくずの排出が支障なく行われるようにし，ドリル作業中に生ずる合成半径方向力による弾性曲げ変形に抵抗するドリル本体の剛性を著しく大きくすることである。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
この課題を解決するために，本発明によれば最初に述べた形式のドリル工具において，ドリル作業中に生ずる合成半径方向力による弾性曲げ変形に抗するドリル本体の剛性を増大させる手段として，ドリル本体の切りくず排出スペースが特別に構成された。
【００１２】
詳細に述べると，各切りくず排出スペースは軸方向に隣接している３つの区分に分割され，ドリル本体の切刃端部の端面に隣接してチップ座を有している第１の区分においては，切りくず排出スペースはほぼ直線状の溝又は斜めの溝であり，第１の区分に隣接する第２の区分においては，切りくず排出スペースは，その全長にわたってドリル本体の縦軸線を中心として９０゜よりも小さいねじり角度で部分的にらせん状にねじられていて，この部分的にらせん状である第２の区分におけるねじり角度は，隣接の第３の区分に接続する終端部における面積慣性モーメントの主軸線が少なくともほぼ合成半径方向力の方向に向くように，定められており，隣接の第３の区分においては切りくず排出スペースは再びほぼ直線状の溝として形成されているようにした。
【００１３】
【発明の実施の形態】
本発明の有利な実施の形態は，請求項２から請求項１８までに記載したとおりである。
【００１４】
【実施例】
以下においては，図面に示した実施例に基づいて本発明の構成を具体的に説明する。
【００１５】
図示のドリル工具は，鋼その他の金属材料並びにプラスチックなどから成る工作物に孔を形成するために使用されるものである。このドリル工具はほぼ円柱状の鋼製ドリル本体１を有しており，このドリル本体は一方の端部である固定端部に同軸的な円柱状締め込みシャンク２を有しており，この締め込みシャンクは一方の側において同軸的な大径の環状フランジ３に接続しており，環状フランジは切頭円すい面５を介してドリル本体１に結合されている。締め込みシャンク２は通常の締め込み用の平面部６を有している。
【００１６】
円柱状のドリル本体１には，切刃端部４の領域において，硬質金属から成る２つのチップ７・８が取り付けられている。図示の実施例においては，チップはほぼ方形の，周辺に複数の切刃を有しているチップであって，その貫通孔を通る固定ねじ９によって，ドリル本体１に取り外し可能に固定されている。各チップ７・８はいわゆる正のチップとして切頭四角すい体の形状に構成されており，２つのほぼ溝状の切りくず排出スペース１４・１５の側壁１２・１３（図５）に形成されているポケット状の凹所としてのチップ座１０・１１に取り付けられている。切りくず排出スペースは，ドリル本体の縦軸線１６（図３）の両側に形成されていて，それぞれドリル本体１の切刃端面１７に開いており，そこから環状フランジ３の領域の基部１８まで延びている。
【００１７】
各チップはその広い方の面の周辺に，１対ずつ平行になっている４つの切刃を有しており，これらの切刃は磨滅するとチップを９０゜ずつ回して取り付けることによって順次に使用され，作業位置にある主切刃は符号７ａ及び８ａで示されていて，ドリル本体１の切刃端面１７において半径方向に突出している。特に図３及び図５に示すように，チップ７・８はドリル本体１の縦軸線１６からの半径方向の位置が互いに異なっていて，半径方向で外方に位置しているチップ７の主切刃７ａの半径方向で外方のコーナ７ｂはドリル本体１の外周面から半径方向に突出しており，半径方向で内方に位置している他方のチップ８の主切刃８ａはドリル本体の縦軸線１６と交差しているか，あるいはその直ぐ近くを延びていて，チップ７の主切刃の半径方向で外方のコーナ７ｂの作業軌跡円の内部に位置している。両方のチップ７・８は，米国特許第 5,049,011 号明細書に記載されているような軸方向角度及び半径方向角度で取り付けられている。
【００１８】
ドリル工具が加工作業を行っている場合，主切刃７ａ・８ａは切削力に対する反作用力を受ける。切刃の幾何学的形状に応じて，これらの反作用力はドリル本体の縦軸線１６から，２つのチップ７・８の，ほぼ共通の直径線上に位置する主切刃７ａ・８ａに対してほぼ横方向の半径方向で外方に向いた合成半径方向力Ｆを生ぜしめる。この合成半径方向力の，図５〜図７の座標系Ｘ―Ｙにおける正確な角度位置は，切刃の幾何学的形状とチップ７・８の取り付け位置とによって決まる。このデカルト座標系Ｘ―Ｙはドリル本体の縦軸線１６をＺ座標軸とするものであって，Ｙ座標軸は主切刃７ａ・８ａをほぼ含む直径線上に位置している。
切削ドリル作業中にドリル本体１の切刃端部４に作用する合成半径方向力Ｆはドリル本体１に曲げモーメントを作用させる。この曲げモーメントは，ドリル本体の切刃端面１７から固定端部に向かって増大し，切りくず排出スペース１４・１５の基部１８において最大値になる。この曲げモーメントはドリル本体１をある程度横方向に曲げ変形させ，これによって，半径方向で外方のチップ７の主切刃の半径方向で外方のコーナ７ｂが図５の矢印ｆの方向にずれ動く。ドリル工具の長さが短い場合には，この効果を利用して，ドリル工具をドリル切削された孔から引き抜く際に孔の壁面に傷がつくことを防止することができる。しかしながら，特にドリル工具が長い場合には，ドリル切削された孔の精度に不都合な影響が出ることがある。ドリル作業中のドリル本体の弾性曲げ変形を実地において無視することのできる最小限にまで減少させるために，以下の手段がドリル本体に設けられている。
【００１９】
両方の溝状の切りくず排出スペース１４・１５は図２及び図４に示すようにそれぞれ３つの区分 I・II 及び III に分割されていて，各区分において切りくず排出スペースは互いに異なって形成されている。
【００２０】
切りくず排出スペースの第１の区分 I はドリル本体１の切刃端面１７から始まり，チップ７・８を軸方向でわずかに越えたところまで延びている。この区分 I においては，頂点がドリル本体の縦軸線１６に向いた方形の溝として形成されている切りくず排出スペース１４・１５は，ほぼ直線状に延びており，その側壁１２・１２ａ及び１３・１３ａはドリル本体の縦軸線１６に対してほぼ平行になっている。切りくず排出スペース１４・１５が第１の区分 I においてわずかに斜めに延びていて，ドリル本体の縦軸線１６に対してわずかな軸方向角度を形成しているようにすることも可能である。チップ座１０・１１を形成されている側壁１２・１３は平らであり，ほぼドリル本体１の直径面に配置されている。チップ座１０・１１を形成しているポケット状の凹所は，チップ７・８の頂面が側壁１２・１３と同一の平面を形成するか，あるいはこれらの側壁を越えてわずかに突出するように，形成されている。他の２つの側壁１２ａ・１３ａも，半径方向で内方のチップ８に近い側壁１３ａにおいて示されているように，平らな面にすることができる。しかしながら，側壁１２ａにおいて示されているように，凹面に湾曲させることもできる。
【００２１】
第１の区分 I に軸方向で直接に隣接している第２の区分 II においては，両方の切りくず排出スペース１４・１５は部分的にねじられている。半径方向で外方のチップ７を有している切りくず排出スペース１４の展開図である図４から分かるように，ドリル本体の縦軸線１６を含む直径面に対するねじりの傾斜角度２０は，１５゜であり（ドリル本体の直径は２４mm），この傾斜角度は，区分 II の軸方向長さにわたって，切りくず排出スペース１４・１５の図１で見て時計回り方向のほぼ３０゜のねじり角度に相当するものである。普通の孔直径に対する傾斜角度２０は一般にほぼ５゜から３０゜の範囲であり，区分 II の軸方向長さにわたる切りくず排出スペース１４・１５のねじり角度は普通はほぼ１０゜から６０゜の範囲である。しかしながら，部分的にねじられた区分 II の長さにわたっての切りくず排出スペースのこのねじり角度は，どのような場合でもドリル本体１の外周面に沿って９０゜よりも小さい。このことは，図５のドリル本体１２の端面図と，区分 II の終わりにおける図７の横断面図とを比較すれば明らかであり，図７においてねじり角度は符号２１で示されている。
【００２２】
部分的にねじられた区分 II の軸方向長さにわたるねじり角度の正確な大きさは，切りくず排出スペース１４・１５の形状とドリル本体１の形状によって左右される。このねじり角度は次のように選択される。すなわち，部分的にねじられた区分 II の端部において，ドリル本体１を曲げるように作用する面積慣性モーメントの主軸線０―０（図７）が，ドリル本体の縦軸線１６を中心として，ドリル作業中に生ずる図５の合成半径方向力Ｆの角度位置に少なくともほぼ相当する角度位置に回転せしめられているように，選択される。ドリル本体１は，部分的にねじられた区分 II に接続している区分 III においては，慣性力の主軸線０―０つまり最大の面積慣性モーメントの方向での曲げ変形に対して最大の剛性を有しているので，このように面積慣性モーメントの慣性力の主軸線が合成半径方向力Ｆの方向に合わされることによって，ドリル作業中に生ずる半径方向で外方のチップの主切刃の半径方向で外方のコーナ７ｂの半径方向のずれ動きは最小限になり，いずれにせよ極めてわずかであって，ドリル作業の達成可能な精度に不都合な影響を及ぼすことはない。
【００２３】
部分的にねじられた区分 II の端部における切りくず排出スペース１４・１５に対する慣性主軸線０―０の正確な角度位置は計算するか又は実験によって確かめることができる。切刃の幾何学的形状及びチップ７・８の取り付け位置によって変化する合成半径方向力Ｆの向きについても同じことである。
【００２４】
部分的にねじられた区分 II において，両方の切りくず排出スペース１４・１５は，直線状の溝を付けられた第１の区分 I の平らな側壁１２・１３に隣接して，それぞれらせん状に湾曲せしめられた条片状区域１２′・１３′を有しており，これらの条片状区域はドリル本体１の外周面のところから始まっていて，長さ方向に対して横方向に平らである。条片状区域１２′及び１３′の内縁に半径方向に続いたところで，両方の切りくず排出スペース１４・１５は区分 II において，例えば図６に示すように，ほぼだ円形に湾曲せしめられており，この場合図６の鎖線２３はだ円の形状を補完するものである。
【００２５】
部分的にねじられた区分 II に軸方向で隣接する区分 III （図２・図４）において，両方の切りくず排出スペース１４・１５は直線状の溝を付けられていて，ドリル本体の縦軸線１６に対して平行になっている。第２の区分 II においてらせん状にねじられた平らな条片状区域１２′及び１３′は，第３の区分 III においては連続して条片状区域１２″及び１３″として直線状に延びている。また区分 III においては，切りくず排出スペース１４・１５は，図７に示すように，やはりだ円形の横断面形状を有している。
【００２６】
切りくず排出スペース１４・１５は区分 III において直線状の溝であり，ドリル本体１の直径は一定不変であるので，ドリル本体１の面積慣性モーメントは区分 III の軸方向長さにわたって不変である。ドリル工具の所望の長さに応じて，ドリル本体１の直線状の区分 III の長さが適当に決定され，区分 I あるいは区分 II に何らかの変向を加える必要はない。ドリル切削される孔の深さに無関係に，ドリル本体の曲げ剛性及びねじり剛性に関して常に一定の条件が生ぜしめられ，単にドリル本体１の区分 III の長さを調節するだけでよい。
【００２７】
ドリル切削作業中，チップ７・８の主切刃７ａ・８ａにおいて生ぜしめられる切りくずは，チップ７及び８とは逆の側の側壁１２′ａ及び１３′ａによって区分 II 内に受け入れられ，孔の壁面に向かって半径方向で外方に押し出されることはない。切りくずは区分 II 内で相応してねじられて，直線状の区分 III 内に導かれ，次いで環状フランジ３に形成されている湾曲した排出凹所２４によって，半径方向で外方に導かれる。直線状の区分 I 内で形成された切りくずは，部分的にねじられた区分 II 内で，切りくず排出スペース１４・１５のらせん形状に基づいて，その運動をある程度助長せしめられる。なぜならねじりの向きが，ドリル工具の作業回転方向とは逆向きになっているからである。この効果は，切りくず排出スペース１４・１５が区分 II 及び III 内でほぼ４゜からほぼ２０゜までの正の半径方向角度を有している場合には，更に強められる。平らな条片状区域１２′・１２″及び１３′・１３″が半径線に対して形成するこの正の半径方向角度は，図６及び図７において符号２５及び２６によって示されている。図示の実施例では，切りくず排出スペース１４及び１５の正の半径方向角度２５・２６は互いに異なっていて，半径方向で内方のチップ８の方の正の半径方向角度は半径方向で外方のチップ７の方の正の半径方向角度よりも小さい。しかし両方の半径方向角度は同じ大きさであってもよいし，大小を逆にすることもできる。
【００２８】
単に区分 II だけにおいて部分的にねじられている切りくず排出スペース１４・１５を有しているドリル本体１は，チップ７及び８のための冷却剤ダクトの形成を簡単にする。特に図６・図７から分かるように，ドリル本体の全長にわたるＩ字形又はダンベル形の横断面は，特に２つの軸方向で平行な冷却剤ダクト２７を収容することを可能にする。これらの冷却剤ダクトはドリル本体の縦軸線１６から半径方向で離れており，切刃端面１７において開いている。冷却剤ダクトは湾曲させたり，その他の複雑な形状にする必要はない。溝状の接続ダクト２８（図１）は切刃端面１７に形成されており，チップ７・８の近くで切りくず排出スペース１４・１５内に通じている。冷却剤ダクト２７は他方の端部において，図２に示すように，止まり穴として形成された半径方向の分配ダクト２８を介して環状フランジ３内に通じている。分配ダクトは一方の端部をねじプラグ３０によって閉じられている。分配ダクトには，ドリル本体の縦軸線１６と同軸的な供給ダクト３１が締め込みシャンク２を通して開口している。締め込みシャンク２内に形成されている内ねじ山３２は図示していない冷却剤導管を接続するのに役立つ。
【００２９】
特に，ドリル本体１が比較的に大きな直径を有しているドリル工具においては，チップ７・８への冷却剤の供給は，図３に示したような形式で行うこともできる。図３の実施例においては，ドリル本体の縦軸線と同軸的な供給ダクト３１は，区分 II の領域内の分岐点３３のところまで延長されている。分岐点３３から，真っ直ぐな孔として形成されていて互いに鋭角を形成している２つのダクト３４がドリル本体１の切刃端面１７に通じており，そこで冷却剤を接続ダクト２８に排出する。この実施例においては，２つの切りくず排出スペース１４・１５の間でドリル本体１に残されている心部が充分に大きくて，ドリル本体１を過度に弱くすることなしに中央の供給ダクト３１を収容することができなければならない。
【００３０】
以上述べた実施例において，各切りくず排出スペース１４・１５は１つの条片状区域１２・１２′・１２″及び１３・１３′・１３″を有しており，この条片状区域はドリル本体１の外周面のところで始まり，かつ平らであって，単に部分的にねじられた区域 II において付加的にらせん状にねじられている。しかし，この条片状区域を凹面又は凸面とすることもできる。
【００３１】
なお，それぞれチップ座を有している３つ以上の切りくず排出スペースを備えたドリル工具もあるが，本発明はこのようなドリル工具にも適用することができる。単に１つの切りくず排出スペースを有しているドリル工具においても，本発明を同様に適用することができる。
【００３２】
本発明は，図示の実施例に限定されるものではなく，更に種々の態様で実施することができる。
【００３３】
【発明の効果】
以上のような構成によって，本発明によれば次のような効果が奏せられる。
【００３４】
第３の直線状の溝区分におけるドリル本体の面積慣性力の主軸線が，ドリル作業中に生ずる合成半径方向力の方向に向けられていることによって，ドリル本体が申し分のない剛性を有することになる。ドリル工具の固定端部に隣接する第３の区分が直線状の溝であるので，同じ型の種々異なる長さのドリル工具に対して，切りくず排出スペースの基部を中心とするドリル本体の弾性曲げ変形に関して，同じような予定し得る条件を生ぜしめることができる。部分的にねじられている第２の区分は，その長さが短いので，切りくず排出スペースを真っ直ぐな溝として構成された切りくず排出スペースよりもわずかに長くするにすぎず，ドリル本体を最低限弱化するだけであって，ドリル本体のねじり剛性に不都合な影響を及ぼすことはない。同時に，部分的にねじられている切りくず排出スペースは，第１の区分においてチップの切刃によって生ぜしめられた切りくずの運動を助け，チップは第３の区分の真っ直ぐな溝内に支障なく導かれる。チップ座に直接に隣接しているこの区分は，ドリル切削された孔によって取り囲まれている切りくずダクト内での切りくずの形成及び運動の向きにとって，重要である。軸方向で後方の第３の区分内への切りくずの排出は，溝の形状が真っ直ぐであるので，支障なく行われる。切りくずは単に押し出すだけでよい。第２の区分においては，切りくずは孔の壁面から離れるように変向せしめられ，例えば切りくずが孔の壁面に押し付けられることが防止される。この効果を強めるために，切りくず排出スペースを，特に正の半径方向角度で，形成することもできる。
【００３５】
最後に，部分的にねじられた第２の区分のねじれが比較的にわずかであることによって，チップのための冷却剤ダクトの形成が極めて簡単になる。特に，切りくず排出スペースの少なくとも一部分にわたって，あるいは全長にわたって，真っ直ぐな冷却剤ダクトをドリル本体の内部に簡単に形成することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明によるドリル工具の斜視図である。
【図２】図１のドリル工具の側面図である。
【図３】冷却剤ダクトを変化させた図１のドリル工具の側面図である。
【図４】図１のドリル工具の切りくず排出スペースの部分的展開図である。
【図５】図１のドリル工具の切刃側の端面図である。
【図６】図４の VI―VI 線に沿ったドリル本体の横断面図である。
【図７】図４の VII―VII 線に沿ったドリル本体の横断面図である。
【符号の説明】
１ドリル本体，２締め込みシャンク，３環状フランジ，４切刃端部，５切頭円すい面，６平面部，７チップ，７ａ主切刃，７ｂ主切刃のコーナ，８チップ，８ａ主切刃，９固定ねじ，１０及び１１チップ座，１２及び１２ａ側壁，１２′条片状区域，１２′ａ側壁，１２″ 条片状区域，１３及び１３ａ側壁，１３′条片状区域，１３′ａ側壁，１３″ 条片状区域，１４及び１５切りくず排出スペース，１６縦軸線，１７切刃端面，１８基部，１９直径平面，２０傾斜角度，２１ねじり角度，２３鎖線，２４排出凹所，２５及び２６正の半径方向角度，２７冷却剤ダクト，２８接続ダクト，２９分配ダクト，３０ねじプラグ，３１供給ダクト，３２内ねじ山，３３分岐点，３４ダクト，０―０面積慣性モーメントの主軸線， I・II 及び III 切りくず排出スペースの区分，ｆ矢印，Ｆ合成半径方向力，Ｘ・Ｙ及びＺ座標軸

Claims

金属材料のためのドリル工具であって、
円柱状のドリル本体（１）が、その一方の端部である固定端部に同軸的な締め込みシャンク（２）を有していて、かつその他方の端部である切刃端部（４）にチップ（７・８）を備えており、ドリル本体（１）の外周面には少なくとも１つの溝状の切りくず排出スペース（１４；１５）が形成されていて、この切りくず排出スペースは，ドリル本体（１）の切刃端部（４）の端面（１７）に開いていて、この端面からドリル本体の全長に沿って固定端部の領域にまで延びており、ドリル本体（１）の切刃端部（４）において切りくず排出スペース（１４；１５）の領域内に、チップ（７；８）を取り付けるためのチップ座（１０；１１）が形成されており、チップ座（１０；１１）に固定されるチップ（７）は、ドリル本体の端面のところで作用する少なくとも１つの切刃（７ａ）を有していて、切刃（７ａ）の外側コーナ（７ｂ）がドリル本体（１）の外周面を越えて半径方向に突出しており、ドリル作業の際にドリル本体（１）の端面において少なくとも切刃（７ａ）に作用する切削力が合成半径方向力（Ｆ）を生ぜしめ、この合成半径方向力はチップに対して特定の角度位置で半径方向に向いており、更に、合成半径方向力（Ｆ）による弾性的な曲げに抗するドリル本体（１）の剛性を増大させる手段が設けられており、この手段においては、ドリル本体（１）の切りくず排出スペース（１４；１５）が軸方向に隣接している３つの区分（I・II・III）に分割されており，ドリル本体（１）の切刃端部（４）の端面（１７）に隣接してチップ座（１０；１１）を有している第１の区分（I）においては、切りくず排出スペース（１４；１５）は直線状の溝又は斜めの溝であり、第１の区分（I）に隣接する第２の区分（II）においては、切りくず排出スペース（１４；１５）は、その全長にわたってドリル本体の縦軸線（１６）を中心として９０゜よりも小さいねじり角度（２１）で部分的にらせん状にねじられていて、この部分的にらせん状である第２の区分（II）におけるねじり角度は、隣接の第３の区分（III）に接続する終端部における面積慣性モーメントの主軸線（０―０）が合成半径方向力（Ｆ）の方向に向くように、定められており、隣接の第３の区分（III）においては切りくず排出スペース（１４；１５）は再び直線状の溝として形成されているドリル工具。
部分的にらせん状である第２の区分（II）における傾斜角度（２０）が５゜〜３０゜の値である、請求項１記載のドリル工具。
前記傾斜角度が１５゜である、請求項２記載のドリル工具。
部分的にらせん状である第２の区分（II）における軸方向全長に沿ったねじれ角（２１）が１０゜〜６０゜の値である、請求項１記載のドリル工具。
前記ねじれ角が３０゜である、請求項４記載のドリル工具。
第１の区分（I）において、切りくず排出スペース（１４；１５）の、少なくともチップ座（１０；１１）を有している方の側壁（１２；１３）が平らである、請求項１記載のドリル工具。
第１の区分（I）において、切りくず排出スペース（１５）が２つの平らな側壁（１３・１３ａ）によって仕切られている、請求項６記載のドリル工具。
少なくとも，部分的にらせん状である第２の区分（II）において、半径方向で外方に位置している方のチップ（７）の側で切りくず排出スペース（１４）を仕切っている側壁（１２）がらせん状にねじられている条片状区域（１２′）を有しており、この条片状区域（１２′）は、ドリル本体（１）の外周面のところから始まっている，請求項６記載のドリル工具。
切りくず排出スペース（１４；１５）の、少なくともドリル本体縦軸線に向いた側の横断面が円形に、あるいはだ円形に、湾曲せしめられている、請求項１記載のドリル工具。
第２の区分（II）において、切りくず排出スペース（１４；１５）を仕切っている側壁が、０゜とは異なる半径方向角度（２５・２６）を有している、請求項１記載のドリル工具。
半径方向角度が正である、請求項１０記載のドリル工具。
半径方向角度が４゜〜２０゜の値である、請求項１１記載のドリル工具。
前記半径方向角度が、６゜〜８゜である、請求項１２記載のドリル工具。
第３の区分（III）において，切りくず排出スペース（１４；１５）を仕切っている側壁が、少なくとも一方の側において、０゜とは異なる半径方向角度を有している、請求項１記載のドリル工具。
半径方向角度が正である、請求項１４記載のドリル工具。
半径方向角度が４゜〜２０゜の値である，請求項１４記載のドリル工具。
前記半径方向角度が６゜〜８゜である、請求項１６記載のドリル工具
切りくず排出スペースの第１の区分（I）の一方の側壁（１２・１３）にチップ座（１０・１１）のためのポケット状の凹所が形成されており、この一方の側壁は、チップ（７・８）の頂面と同じ平面に位置しているか、あるいはチップの頂面からわずかに引き込められている、請求項１記載のドリル工具。
直線状の冷却剤ダクト（２７・３１）がドリル本体（１）内に形成されていて、少なくとも１つのチップ（７・８）のところに達しており、かつ少なくとも切りくず排出スペース（１４・１５）の長さの一部分にわたって延びている、請求項１記載のドリル工具。
冷却剤ダクト（２７・３４）がドリル本体（１）の切刃端面（１７）に開いている、請求項１９記載のドリル工具。
第１の区分（Ｉ）において、少なくとも１つの接続ダクト（２８）が形成されており、この接続ダクトは冷却剤ダクト（２７）から切りくず排出スペース（１４；１５）内に通じている、請求項２０記載のドリル工具。
接続ダクト（２８）がドリル本体（１）の切刃端面（１７）の溝として形成されている、請求項２１記載のドリル工具。