JP4919527B1 - ドリル - Google Patents

Abstract

【課題】樹脂材への高精度の深穴加工に用いられるドリルを提供する。
【解決手段】先端側に刃部１２を備え後端側にシャンク部３０を備えるドリル１０には、ねじれ半月状の一条の切屑排出溝１６が形成されている。刃部１２の外周面は全体がマージン１４とされており、マージン１４にはドリル１０の回転軸回りを周回するように切屑排出溝１６とは逆向きにねじれて刃部１２にクーラントを供給する副溝２０が形成されている。そして、副溝２０が切屑排出溝１６により分割されて切屑排出溝に開口している。そして、副溝２０の側面とマージン１４の交差部分に形成されるエッジ部２２には目立て処理がなされておらず切刃が形成されていない。
【選択図】図１

Description

この発明は樹脂材への穴明け加工に用いられるドリルに関する。さらに詳しくは、クーラントを刃部に供給する機能を備え、樹脂材への高精度の深穴加工に用いられるドリルに関する。

近年、高精度の深穴加工に対するニーズが、樹脂材への穴明け加工の分野で高まってきている。例えば、医療やバイオの分野では、医療機器や培養装置について、耐腐食性、軽量化等の観点から薬液等の流路を有する部品における樹脂材の使用が増大している。ここで、薬液等の流路となる穴内壁に微細な凹凸があると、雑菌の増殖や薬液の残留の原因となり、薬液等の流れのばらつきの原因ともなる。そこで、雑菌の増殖を防ぎ、薬液の残留を防止し、薬液等の流れを一定に保つことができるようにするため、医療機器や培養装置に使用される樹脂部品に対して、穴内壁の面粗度が良い穴明け加工が要求されている。
また、自動車の塗装ラインでは、塗料の流路を備えた樹脂部品が使用されており、塗装ラインに流れてくる車に指定されている色に自動で色替えをして塗装を行っている。ここで、塗料の流路となる穴内壁の面粗度が悪いと、色替えのための流路の洗浄に手間がかかり、洗浄用の溶剤の使用量も多くなる。そのため、塗装ラインで使用される樹脂部品に対して、穴内壁の面粗度が良い穴明け加工が要求されている。
このように、樹脂材に対する高精度の深穴加工についてのニーズは高まってきているが、市場規模が小さいため、市販品には樹脂用のドリルは見あたらない。そこで、ガンドリルやツイストドリル等の金属用のドリルの転用により、樹脂材への深穴加工がなされてきた。

ガンドリルによる深穴加工では、ポンプで高圧のクーラントを供給しながらドリルを回転させ、クーラントをドリル内部に形成された穴を通して刃先から噴出させて切削を行う。そして、クーラントの流れに切屑をのせて、回転するシャンクの外側に形成されたＶ字状の溝を通して切屑を外部に送り出す。
ガンドリルは樹脂材に対する高精度の深穴加工に転用することができるが、ガンドリルを用いた深穴加工では、クーラントを供給するための高圧ポンプを必要とする。そのため、高圧ポンプを備えていない一般の工作機械では、ガンドリルを用いた深穴加工を実施することはできず、ガンドリルを用いた深穴加工は汎用性に欠ける。また、ガンドリルによる深穴加工では、切削速度が遅いという問題がある。

一方、ツイストドリルを樹脂材に対する深穴加工に転用した場合は、被削材である金属と樹脂の性質の違いにより、形成される穴の精度に種々の問題が生ずる。
ツイストドリルは、ドリルの外周面が被削材に接触するマージンの幅を狭くして、ドリルと被削材の接触抵抗を減らしている。ツイストドリルのマージンの幅は外周面の１０％前後である。金属材の場合は剛性が高いので、マージンが穴の内壁面に接触する幅が狭くても、形成される穴の直進性に問題が生じることは少ない。しかし、被削材が樹脂の場合、樹脂材は金属材に比べて柔らかいため、マージンの幅が狭いとドリルの外周面が穴の内壁面に接触する幅が狭くなり、ビビリやむしれが発生して切削面に荒れが生じ、形成される穴の直進性や穴の内壁面の面粗度に問題が生じる。
また、金属材では切屑が剪断されるため、切屑の穴からの排出が比較的容易であるが、樹脂は金属に比べて粘りが強いため、樹脂材では切屑が柔らかくて粘りがあり剪断されずに帯状となるので、切屑の穴からの排出性が悪い。
また、樹脂は金属に比べてより低温で柔らかくなるので、穴明け加工時には加工熱によって樹脂材が柔らかくなり、穴の内壁面が傷つきやすい。金属材の場合には４００°Ｃ位までは許容できるが、樹脂の場合は１３０°Ｃ位で傷つきやすくなる。
そして、樹脂材の加工では、ドライ切削を行うと静電気の発生により面粗度の低下、刃部の劣化が生じるので、刃部へのクーラントの供給は必須であると考えられる。

ここで、特開２００２−２０５２１４号公報（特許文献１）には、ドリルの刃部の切屑排出溝を除く外周面をすべてマージンとし、切刃と逆向きにねじれる仕上げ刃付きの逆ねじれ溝を刃部の外周面に形成したドリルが開示されている。特許文献１に記載のドリルは、マージンを広く取って穴の直進性の向上を図ると共に、切刃と逆向きにねじれる仕上げ刃を備えることにより、仕上げ刃で穴の再切削を行うことで、穴の内壁面の面粗さの向上を図り、高精度な深穴加工を実現しようとするものである。

特開２００２−２０５２１４号公報

特許文献１の「発明の属する技術分野」の項には、被削材の例としてプラスチックが記載されているので、特許文献１に記載のドリルは樹脂材への穴明け加工にも用いることができるか検討する。まず、特許文献１に記載のドリルによれば、マージンを広く取ることにより、樹脂材への穴明けにおいて穴の直進性の向上が図られると考えられる。
しかしながら、樹脂材に対する穴空け加工では、前述の通り切屑が柔らかくて粘りがあり帯状となるので穴からの排出性が悪い。そのため、特許文献１に記載のドリルでは、切屑が仕上げ刃に引っかかって穴の内壁面を傷つけて、かえって面粗度を低下させてしまうと考えられる。
また、樹脂材は、前述の通り穴明け加工時に発生する熱により柔らかくなって傷つきやすくなる。そして、特許文献１に記載のドリルではマージンの幅を広く取ることにより摩擦熱が増大するので、穴の内壁面がさらに傷つきやすくなると考えられる。
また、樹脂材に対する加工では、前述の通り静電気の発生による面粗度の低下、刃部の劣化を防ぐため、刃部へのクーラントの供給は必須であると考えられるが、特許文献１にはクーラントに関する記載はない。
よって、特許文献１に記載のドリルを樹脂材への高精度な深穴加工に用いることは、困難であると考えられる。

本発明は上記課題を解決するために提案するものであり、本発明が解決しようとする課題は、樹脂材への高精度の深穴加工に用いられるドリルを提供することである。

上記課題を解決するため、本願の発明者は、鋭意研究の結果、樹脂材への高精度の深穴加工に適したドリルを開発した。そして、本発明にかかるドリルは次の手段をとる。
まず、本発明の第１の発明は、先端側に刃部を備え後端側にシャンク部を備えるドリルであって、
前記刃部の先端から前記シャンク部側に向けてドリルの回転軸回りにねじれる一条の切屑排出溝が形成され、該切屑排出溝は、前記シャンク部側から前記刃部の先端に向けて、ドリルの正回転方向にねじれており、該切屑排出溝のドリルの回転方向を向く側面と該刃部の外周面との交差稜線部分には切刃が形成されており、
前記刃部のドリルの回転軸に直交する断面の形状は半月状とされており、
前記刃部の切屑排出溝を除く外周面は全体がマージンとされ、該マージンには前記シャンク部側から該刃部の先端側に向けてドリルの回転軸回りに前記切屑排出溝とは逆向きにねじれて該刃部にクーラントを供給する副溝が形成されており、
前記副溝は前記マージン上に点在して形成されており、該副溝の側面が該マージン上で閉じている、樹脂材への穴明け加工に用いられるドリルである。

この第１の発明によれば、ドリルの刃部の切屑排出溝を除く外周面は全体がマージンとされているので、マージンの幅が広いため、穴の直進性の向上が図られる。そして、刃部が一条のねじれ半月状とされているので、切屑排出溝もねじれ半月状となる。よって、切屑排出溝の割合が大きいので大量の切屑を排出することができるため切削効率を高めることができる。また、切屑排出溝に狭まった部分がないので切屑が詰まりにくい。さらに、ねじれていることにより切屑を送り出す効果があるので、切屑を効率よく排出することができる。
そして、副溝はドリルの正回転方向とは逆方向にねじれており、穴内壁に食いつきにくい構成とされているので、副溝のエッジ部によって穴の内壁面を傷つけるのを防ぐことができる。
そして、穴加工の進行に伴って刃部が穴に入っていく時、外部から刃部に供給されるクーラントがマージンに形成された副溝から穴の中に入り、クーラントをドリルの刃部と穴の内壁面の間に供給し、摩擦を低減させ、刃部と穴内壁を冷却して、穴内壁の荒れを防ぎ面粗度の低下を防ぐことができる。
そして、クーラントが刃部と穴の内壁面の間に供給されるため、静電気に対する放電効果があり、静電気による穴内壁の面粗度の低下および刃部の劣化を防止することができる。
そして、マージン上に点在して形成された副溝にクーラントを保持して、クーラントをドリルの刃部と穴の内壁面の間に供給し、摩擦を低減させ穴内壁を冷却し、穴内壁の荒れを防ぎ面粗度の低下を防ぐことができる。また、穴内壁に付着した切屑が副溝に保持されたクーラントにより洗い落とされて副溝に留まるので、穴内壁に付着した切屑により穴内壁が傷つけられるのを防ぐことができる。また、加工中にびびり等が発生した場合には、副溝に保持されたクーラントよりドリルの穴内壁面への衝突が抑制されて、穴内壁が保護される。
よって、この第１の発明により、樹脂材への高精度の深穴加工に用いられるドリルを提供することができる。

次に、本発明の第２の発明は、上記第１の発明に係るドリルであって、前記切屑排出溝の前記シャンク部側の端部には該シャンク部の後方に傾斜する半月状の面からなる切屑排出面が形成されていることを特徴とする。
この第２の発明によれば、切屑排出溝のシャンク部側の端部に設けられた切屑排出面は、シャンク部の後方に傾斜する半月状の面とされている。よって、ドリルの正回転により切屑排出溝に沿ってシャンク部側の端部に達した切屑が、遠心力により切屑排出面で横滑りしてドリルの径方向の外側へ飛ばされるので、切屑の排出効率がよい。

次に、本発明の第３の発明は、上記第１の発明または第２の発明に係るドリルであって、前記刃部の断面積ｄｓの該刃部の外周円の面積Ｓに対する割合ｄｓ／Ｓが５０％以上かつ６０％以下とされていることを特徴とする。
刃部の断面積が外周円の面積の５０％以上あれば、樹脂材への穴明加工に必要な強度を確保できる。また、刃部の断面積が外周円の面積の６０％以下であれば、切屑排出溝の断面積が十分に確保されるので、切屑の効果的な排出が可能となる。

次に、本発明の第４の発明は、上記第１の発明ないし第３の発明のいずれかの発明に係るドリルであって、前記ドリルの溝長Ｌが前記刃部の外径Ｄの３倍以上かつ１０倍以下であることを特徴とする。
ドリルの溝長Ｌが刃部の外径Ｄの３倍以上であれば、ステップ加工で確実に切屑を排出して深穴加工を行うことができる。また、ドリルの溝長Ｌが刃部の外径Ｄの１０倍以下であれば、ドリルの剛性が保たれる。

上述の本発明の各発明によれば、次の効果が得られる。
まず、上述の第１の発明によれば、マージンの幅が広いため、穴の直進性の向上が図られる。そして、切屑排出溝がねじれ半月状となるので、切屑排出溝の割合が大きいので大量の切屑を排出することができ、切削効率を高めることができる。また、切屑排出溝に狭まった部分がないので切屑が詰まりにくく、ねじれていることにより切屑を送り出す効果があり、切屑を効率よく排出することができる。そして、副溝はドリルの正回転方向とは逆方向にねじれており、穴内壁に食いつきにくい構成とされているので、副溝のエッジ部によって穴の内壁面を傷つけるのを防ぐことができる。そして、マージンに形成された副溝により、クーラントをドリルの刃部と穴の内壁面の間に供給し、摩擦を低減させ穴内壁を冷却して、穴内壁の荒れを防ぎ面粗度の低下を防ぐことができる。そして、クーラントによる静電気に対する放電効果により、静電気による穴内壁の面粗度の低下および刃部の劣化を防止することができる。そして、マージン上に点在して形成された副溝にクーラントを保持して、クーラントをドリルの刃部と穴の内壁面の間に供給し、摩擦を低減させ穴内壁を冷却し、穴内壁の荒れを防ぎ面粗度の低下を防ぐことができる。また、穴内壁に付着した切屑が副溝に保持されたクーラントにより洗い落とされるので、穴内壁が傷つけられるのを防ぐことができる。また、加工中にびびり等が発生した場合には、副溝に保持されたクーラントよりドリルの穴内壁面への衝突が抑制される。よって、この第１の発明により、樹脂材への高精度の深穴加工に用いられるドリルを提供することができる。
次に上述の第２の発明によれば、切屑排出溝のシャンク部側の端部に設けられた切屑排出面は、シャンク部の後方に傾斜する半月状の面とされている。よって、ドリルの正回転により切屑排出溝に沿ってシャンク部側の端部に達した切屑が、遠心力により切屑排出面で横滑りしてドリルの径方向の外側へ飛ばされるので、切屑の排出効率がよい。

次に上述の第３の発明によれば、刃部の断面積が外周円の面積の５０％以上あれば、樹脂材への穴明加工に必要な強度を確保できる。また、刃部の断面積が外周円の面積の６０％以下であれば、切屑排出溝の断面積が十分に確保されるので、切屑の効果的な排出が可能となる。
次に上述の第４の発明によれば、ドリルの溝長Ｌが刃部の外径Ｄの３倍以上であれば、ステップ加工で確実に切屑を排出して深穴加工を行うことができる。また、ドリルの溝長Ｌが刃部の外径Ｄの１０倍以下であれば、ドリルの剛性が保たれる。

実施例１におけるドリルの側面図である。 図１のＡ−Ａ位置におけるドリルの断面図である。 図１のＢ方向からの矢視図である。 実施例２におけるドリルの側面図である。 図４のＣ−Ｃ位置におけるドリルの断面図である。 実施例３におけるドリルの側面図である。 他の実施形態におけるドリルの側面図である。

以下、本発明を実施するための形態について実施例にしたがって説明する。

[実施例１の構成]
図１に本発明の実施例１におけるドリル１０の側面図を、図２に図１のＡ−Ａ位置におけるドリル１０の断面図を示す。図２の下方の矢印はドリル１０の正回転方向を示す。
ドリル１０は先端側に刃部１２を備え、後端側にシャンク部３０を備えた樹脂材の深穴加工に用いるドリルである。ドリル１０には、刃部１２の先端からシャンク部３０に向けて、ドリル１０の回転軸回りにねじれる一条の切屑排出溝１６が形成されている。切屑排出溝１６は、シャンク部３０側から刃部１２の先端に向けてドリル１０の正回転方向に一周以上ねじれており、ドリル１０の回転軸に対するねじれ角は３５度である。そして、図２に示すとおり、切屑排出溝１６のドリル１０の正回転方向を向く側面と刃部１２の外周面との交差稜線部分には切刃１８が形成されている。そして、図１に示すとおり、切屑排出溝１６のシャンク部３０側の端部には、シャンク部３０の後方に傾斜する半月状の平面からなる切屑排出面３２が形成されている。

そして、ドリル１０の溝長Ｌ（刃部１２の先端から切屑排出面３２のシャンク部３０側の端までの長さ）は、刃部１２の外径Ｄの約８．５倍とされている。そして、図２に示すとおり、刃部１２のドリル１０の回転軸に直交する断面の形状は中央部がややふくらんだ半月状とされており、切屑排出溝１６の断面は中央部がややふくらんだ半月状とされている。そして、刃部１２の断面積ｄｓの刃部１２の外周円の面積Ｓに対する割合ｄｓ／Ｓは、約５５％とされている。なお、刃部１２の先端部分では断面は中央が平坦な半月状でｄｓ／Ｓは約５０％であり、シャンク部３０側に向かって中央のふくらみが大きくなってｄｓ／Ｓが大きくなり、途中からｄｓ／Ｓが一定となる構成とされている。そして、ドリル１０の回転軸に直交する断面上での切屑排出溝１６の両端部は、刃部１２の外径と等しい距離に保たれている。

そして、図１、図２に示すとおり、刃部１２の切屑排出溝１６を除く外周面は全体がマージン１４とされており、マージン１４には、シャンク部３０側から刃部１２の先端側に向けて、ドリル１０の回転軸回りに切屑排出溝１６とは逆向きにねじれる副溝２０が形成されている。
副溝２０は、刃部１２の先端の少し手前から切屑排出面３２の少し後方までの範囲で、刃部１２の軸方向のほぼ全長にわたって、切屑排出溝１６とは逆向きにねじれて刃部１２の外周面をほぼ７回周回するように形成されている。図１にθで示した副溝２０のねじれ角は約６０度である。そして、副溝２０は切屑排出溝１６により分割されて切屑排出溝１６に開口している。そして、副溝２０の側面とマージン１４の交差部分に形成されるエッジ部２２に目立て処理はされておらず、エッジ部２２には切刃は形成されていない。
図３に、図１のＢ方向からみた、切刃１８と副溝２０が交差する部位の矢視図を示す。図３に示すとおり、副溝２０のエッジ部２２が切刃１８と交差する部位においては、エッジ部２２に丸め処理がなされており、切刃１８が副溝２０のエッジ部２２と交差する部位には角ばった所がない。

[実施例１の効果]
この実施例１のドリル１０によれば、刃部１２の切屑排出溝１６を除く外周面は全体がマージン１４とされているのでマージン１４の幅が広いため深穴加工における穴の直進性の向上が図られる。そして、刃部１２が一条のねじれ半月状とされており、切屑排出溝１６もねじれ半月状となる。よって、切屑排出溝１６の割合が大きいので大量の切屑を排出することができるため切削効率を高めることができる。また、切屑排出溝１６に狭まった部分がないので切屑が詰まりにくい。さらに、切屑排出溝１６がねじれていることにより、ドリル１０の正回転により切屑を送り出す効果があり、切屑を効率よく排出することができる。
そして、ドリル１０では、切屑排出溝１６のシャンク部３０側の端部に設けられた切屑排出面３２は、シャンク部３０の後方に傾斜する半月状の平面なので、切屑排出溝１６のシャンク部３０側の端部に達した切屑が、切屑排出面３２で横滑りしてドリル１０の径方向の外側へ飛ばされるので、切屑の排出効率がよい。

そして、刃部１２のマージン１４に形成された副溝２０はドリル１０の正回転方向とは逆方向にねじれており、穴内壁に食いつきにくい構成とされているので、副溝２０のエッジ部２２が穴の内壁面を傷つけるのを防ぐことができる。さらに、副溝２０のエッジ部２２は目立て処理がなされておらず、エッジ部２２には切刃が形成されていないため、切屑が副溝２０のエッジ部２２に引っかかりにくいので、切屑が副溝２０のエッジ部２２に引っかかって穴の内壁面を傷つけるのを防ぐことができる。
そして、図３に示したとおり、刃部１２に形成された切刃１８が副溝２０のエッジ部２２と交差する部位では、エッジ部２２に丸め処理がなされているので、エッジ部２２と交差する部位の切刃１８による穴内壁の傷つけや、当該部位の切刃１８に切屑が引っかかることによる穴内壁の傷つけを防止することができる。

そして、ドリル１０が正回転して刃部１２に形成された切刃１８により穴加工が進行するとき、刃部１２に外部から供給されるクーラントがマージン１４と穴の入り口の間で開口部する副溝２０から穴の中に入る。すると、副溝２０は切屑排出溝１６と逆向きにねじれているので、副溝２０に入ったクーラントには遠心力が働き、クーラントは切屑排出溝１６の表面部を経て副溝２０を伝いドリル１０の先端部へ流れていく。よって、副溝２０を通ってクーラントがドリル１０の刃部１２と穴の内壁面および穴の先端部に供給されるので、摩擦を低減させ穴内壁および穴の先端部を冷却して、穴内壁の荒れを防ぎ面粗度の低下を防ぐことができる。また、クーラントが刃部１２と穴の内壁面および穴の先端に供給されるので、静電気に対する放電効果があり、静電気による穴の内壁面の面粗度の低下、刃部１２および刃先の劣化を防止することができる。
よって、ドリル１０は、樹脂材への高精度の深穴加工に用いることができる。

そして、上述の通り、ドリル１０による樹脂材への深穴加工では、市販品の金属用のツイストドリルを樹脂材の深穴加工に用いたのに比べて穴内壁の面粗度が改善されるので、リーマ仕上げが省略できる場合が多い。また、切屑の排出効率が良いので、切削速度をツイストドリルの２倍程度、ガンドリルの３倍程度とすることができる。
そして、ドリル１０による樹脂材への深穴加工では、クーラントを供給する高圧ポンプを必要としないので、ドリル１０により、一般の工作機械で、樹脂材への高精度の深穴加工を実施することができる。

実施例１では、ドリル１０の溝長Ｌは、刃部１２の外径Ｄの約８．５倍としているが、ドリル１０の溝長Ｌは刃部１２の外径Ｄの３倍以上かつ１０倍以下であることが好ましい。ドリル１０の溝長Ｌが刃部１２の外径Ｄの３倍以上であれば、ステップ加工で確実に切屑を排出して深穴加工を行うことができる。また、ドリル１０の溝長Ｌが刃部１２の外径Ｄの１０倍以下であれば、ドリル１０の剛性が保たれる。
そして、実施例１では、刃部１２の断面積ｄｓの刃部１２の外周円の面積Ｓに対する割合ｄｓ／Ｓは、約５５％としているが、ｄｓ／Ｓは、５０％以上かつ６０％以下であることが好ましい。刃部１２の断面積が外周円の面積の５０％以上あれば、樹脂材への穴空け加工に必要な強度を確保できる。また、刃部１２の断面積が外周円の面積の６０％以下であれば、切屑排出溝１６の断面積が十分に確保されるので、切屑の効果的な排出が可能となる。
また、実施例１では、ドリル１０の回転軸に対する副溝２０のねじれ角θは約６０度としているが、θは４５度以上かつ８０度以下とすることが望ましい。ドリル１０の回転軸に対する副溝２０のねじれ角θを４５度以上とすると、副溝２０のエッジ部２２に切屑がさらに引っかかりにくくなる。また、ねじれ角θを８０度以下とすれば、遠心力によりクーラントは副溝２０をドリル１０の先端部へ流れ易くなる。

［実施例２の構成］
図４に本発明の実施例２におけるドリル１０ａの側面図を、図５に図４のＣ−Ｃ位置におけるドリル１０ａの断面図を示す。実施例２のドリル１０ａと、実施例１のドリル１０とでは、副溝の形成される範囲が少し異なる点、及びドリル１０ａにはシャンク部にクーラント誘導溝３６が形成されている点に違いがあるが、他の構成はドリル１０と共通するので、ドリル１０と共通する部分は同一符号を付して説明を省略する。
実施例２のドリル１０ａでは、副溝２０ａは切屑排出溝１６とは逆向きにねじれて、刃部１２のシャンク部３０側の端部の切屑排出面３２の後方から刃部１２の先端近くまでの範囲でドリル１０ａの外周面を７回余り周回するように形成されている。そして、副溝２０ａは切屑排出溝１６により分割されて切屑排出溝１６に開口している。そして、副溝２０ａの側面と、シャンク部３０の外周面及び刃部１２のマージン１４との交差部分に形成されるエッジ部２２ａには目立て処理がなされておらず、切刃は形成されていない。
そして、シャンク部３０の外周面には、ドリル１０ａのシャンク部３０側の端部から刃部１２に向けてドリル１０ａの回転軸と平行にクーラント誘導溝３６が形成されており、クーラント誘導溝３６は副溝２０ａおよび切屑排出面３２に交差して、副溝２０ａおよび切屑排出面３２に開口している。なお、クーラント誘導３６はシャンク部３０の途中から副溝２０ａに達するまでの範囲で形成しても良い。また、クーラント誘導溝３６は副溝２０ａと同じ向きにねじれた構成としても良い。

［実施例２の効果］
この実施例２のドリル１０ａによれば、ドリル１０ａが正回転して刃部１２に形成された切刃１８により穴加工が進行するとき、刃部１２に外部から供給されるクーラントがマージン１４と穴の入り口の間で開口する副溝２０から穴の中に入る。すると、副溝２０ａに入ったクーラントには遠心力が働き、クーラントは切屑排出溝１６の表面部を経て副溝２０ａを伝いドリル１０ａの先端部へ流れていく。また、刃部１２の全体が穴の中り、副溝２０ａの全体が穴の中に入った後も、シャンク部３０に供給されるクーラントをシャンク部３０と穴の入り口の間で開口するクーラント誘導溝３６から刃部１２へ誘導して副溝２０ａへ流すことができる。そして、クーラントをドリル１０ａの刃部１２と穴の内壁面および穴の先端部へ供給できる。
よって、クーラントにより摩擦が低減し穴内壁および穴の先端部が冷却されるので、穴内壁の荒れを防ぎ面粗度の低下を防ぐことができる。また、クーラントによる静電気に対する放電効果により、静電気による穴の内壁面の面粗度の低下、刃部１２および刃先の劣化を防止することができる。そして、エッジ部２２ａには目立て処理がされておらず切刃は形成されていないので、エッジ部２２ａと交差する部位の切刃１８が穴内壁を傷つけたり、切屑を引っかけたりすることがない。
そして、ドリル１０と共通の構成のマージン１４により穴の直進性の向上が図られ、切屑排出溝１６および切屑排出面３２により切屑を効率よく排出することができる。
よって、ドリル１０ａは、樹脂材への高精度の深穴加工に用いることができる。

［実施例３の構成］
図６に本発明の実施例３におけるドリル１０ｂの側面図を示す。実施例３のドリル１０ｂは、実施例１のドリル１０とは、副溝の構造が異なる点に違いがあるが、他の構成はドリル１０と共通するので、ドリル１０と共通する部分は同一符号を付して説明を省略する。
実施例３のドリル１０ｂでは、図６に示すとおり、副溝２０ｂは切屑排出溝１６とは逆向きにねじれて、刃部１２のシャンク部３０側の端部から刃部１２の先端近くまでの範囲で、マージン１４上で位相を変えて点在するように形成されている。そして、副溝２０ｂは切屑排出溝１６とは交差せず、副溝２０ｂの側面はマージン１４上で閉じている。そして、副溝２０ｂの側面と刃部１２のマージン１４との交差部分に形成されるエッジ部２２ｂには、目立て処理がなされていない。

［実施例３の効果］
この実施例３のドリル１０ｂによれば、副溝２０ｂがマージン１４上に点在して形成され、副溝２０ｂの側面はマージン１４上で閉じている。そこで、穴加工が進行してドリル１０ｂの刃部１２が穴の中に入っていくとき、刃部１２は外部から供給されるクーラントを副溝２０ｂに保持して穴の中に入っていく。そして、副溝２０ｂからドリル１０ｂの刃部１２と穴の内壁面の間にクーラントが供給される。よって、クーラントにより摩擦が低減し穴内壁および穴の先端部が冷却されるので、穴内壁の荒れを防ぎ面粗度の低下を防ぐことができる。また、クーラントによる静電気に対する放電効果により、静電気による穴の内壁面の面粗度の低下、刃部１２の劣化を防止することができる。そして、エッジ部２２ｂには目立て処理がされていないので、エッジ部２２ｂが穴内壁を傷つけたり、切屑を引っかけたりすることがない。
また、穴内壁に付着した微細な切屑が、副溝２０ｂ内に保持されているクーラントにより洗い落とされて副溝２０ｂ内に留まるため、穴内壁に付着した微細な切屑により穴内壁が傷つけられるのを防ぐことができる。また、加工中にびびり等が発生した場合には、副溝２０ｂ内に保持されたクーラントの圧力上昇と穴内壁面への飛散により、ドリル１０ｂの穴内壁面への衝突が抑制されて、穴内壁面が保護される。
そして、ドリル１０と共通の構成のマージン１４により穴の直進性の向上が図られ、切屑排出溝１６および切屑排出面３２により切屑を効率よく排出することができる。
よって、ドリル１０ｂは、樹脂材への高精度の深穴加工に用いることができる。

［他の実施形態］
上述の各実施例では、切屑排出溝１６のシャンク部３０側の端部にねじれ半月状の溝に続いて半月状の切屑排出面３２が形成される構成としているが、ねじれ半月状の溝と切屑排出面３２の間に、断面が半月状でねじれのないストレート溝３４が形成された構成としても良い。図７に、ストレート溝３４が形成されたドリル１０ｃを示す。ドリル１０ｃでは、副溝２０ｃは切屑排出溝１６とは逆向きにねじれて、刃部１２のシャンク部３０側の端部の切屑排出面３２の側方から刃部１２の先端近くまでの範囲でドリル１０ｃの外周面を約８回周回するように形成されている。そして、副溝２０ｃは切屑排出溝１６により分割されて切屑排出溝１６開口している。そして、副溝２０ｃの側面と、シャンク部３０の外周面及び刃部１２のマージン１４との交差部分に形成されるエッジ部２２ｃには、目立て処理がなされていない。ドリル１０ｃの他の部分の構成は実施例１のドリル１０とほぼ同様である。なお、ストレート溝３４の部分では、溝がねじれている部分に比べて切屑の排出時の抵抗が少なくなる。
そして、上述の各実施例では切屑排出面３２を傾斜が一定の平面としているが、ドリルの中心側の底辺部で傾斜が緩く、ドリルの外周側の上端部で傾斜が急となる曲面としても良い。また、切屑排出面３２は必須ではなく、切屑排出溝１６のシャンク部３０側の端部がねじれたまま溝の深さが浅くなっていく構成としても良い。この構成では、切屑は切屑排出溝１６のシャンク部３０部側の端部で、ドリルの径方向外方へ押し出される。
また、上述の実施例１では、副溝のエッジ部が刃部に形成された切刃と交差する部位においては、エッジ部に丸め処理をしているが、当該エッジ部に面取り処理をする構成としても良い。また、エッジ部全体について面取り処理または丸め処理をしても良い。

上述の各実施例では、切屑排出溝のドリルの回転軸に対するねじれ角が一定となる等リードとしているが、ねじれ角が刃部の先端側で大きく刃部のシャンク部側で小さい、不等リードとしても良い。不等リードとすることによりビビリを抑制する効果がある。
また、上述の各実施例ではシャンク部の径を刃部の径と同一としているが、シャンク部の径はこれに限定されない。シャンク部の径を刃部の径より小さくすれば、シャンク部が穴内壁面と接触することを防ぎ、シャンク部の周囲から穴の内部へクーラントを供給することができる。また、ドリルのシャンク部側の端部で径を他の部分よりも大きくすることにより、ドリルの剛性を高めることができる。
その他、本発明に係るドリルはその発明の思想の範囲で、各種の形態で実施できるものである。

１０、１０ａ、１０ｂ、１０ｃ ドリル
１２ 刃部
１４ マージン
１６ 切屑排出溝
１８ 切刃
２０、２０ａ、２０ｂ ２０ｃ 副溝
２２、２２ａ、２２ｂ ２２ｃ エッジ部
３０ シャンク部
３２ 切屑排出面
３４ ストレート溝
３６ クーラント誘導溝
Ｄ 外径
Ｌ 溝長
ｄｓ 断面積
Ｓ 面積
θ 副溝のねじれ角

Claims (4)

1. 先端側に刃部を備え後端側にシャンク部を備えるドリルであって、
   前記刃部の先端から前記シャンク部側に向けてドリルの回転軸回りにねじれる一条の切屑排出溝が形成され、該切屑排出溝は、前記シャンク部側から前記刃部の先端に向けて、ドリルの正回転方向にねじれており、該切屑排出溝のドリルの回転方向を向く側面と該刃部の外周面との交差稜線部分には切刃が形成されており、
   前記刃部のドリルの回転軸に直交する断面の形状は半月状とされており、
   前記刃部の切屑排出溝を除く外周面は全体がマージンとされ、該マージンには前記シャンク部側から該刃部の先端側に向けてドリルの回転軸回りに前記切屑排出溝とは逆向きにねじれて該刃部にクーラントを供給する副溝が形成されており、
   前記副溝は前記マージン上に点在して形成されており、該副溝の側面が該マージン上で閉じている、樹脂材への穴明け加工に用いられるドリル。
2. 請求項１に記載のドリルであって、
   前記切屑排出溝の前記シャンク部側の端部には該シャンク部の後方に傾斜する半月状の面からなる切屑排出面が形成されていることを特徴とするドリル。
3. 請求項１または請求項２に記載のドリルであって、
   前記刃部の断面積ｄｓの該刃部の外周円の面積Ｓに対する割合ｄｓ／Ｓが５０％以上かつ６０％以下とされていることを特徴とするドリル。
4. 請求項１ないし請求項３のいずれかに記載のドリルであって、
   前記ドリルの溝長Ｌが前記刃部の外径Ｄの３倍以上かつ１０倍以下であることを特徴とするドリル。

Images