JP5286933B2

JP5286933B2 - ドリル

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Publication number: JP5286933B2
Application number: JP2008135953A
Authority: JP
Inventors: 一也柳田; 裕之東
Original assignee: Mitsubishi Materials Corp
Current assignee: Mitsubishi Materials Corp
Priority date: 2007-05-24
Filing date: 2008-05-23
Publication date: 2013-09-11
Anticipated expiration: 2028-05-23
Also published as: JP2009083092A

Description

本発明は、被削材に対して加工穴を形成するための穴あけ加工に用いられるドリルに関するものであり、特に、ステンレス鋼等の難削材料からなる被削材に対して加工穴を形成するのに好適なドリルに関するものである。

従来より、軸線回りに回転されるドリル本体の先端側部分である刃先部の外周側面に後端側に向けて延びる一対の切屑排出溝が形成され、これら一対の切屑排出溝のドリル回転方向前方側を向く壁面と刃先部の先端逃げ面との交差稜線部に一対の切刃が形成された、いわゆる二枚刃のドリルが知られている。このような二枚刃のドリルでの加工の際には、切削時の抵抗を減らして磨耗の進行を遅らせ切刃の寿命を延ばすとともに、摩擦熱による加工穴の内壁面及びドリルの焼き付きを防ぐために、ドリルの先端付近に切削油剤を供給する必要がある。

特許文献１に記載のドリルにおいては、ドリル本体の後端側から先端に向けて切削油剤の供給孔が穿設されて、一つの切刃に対して複数の開口部を有するようにして先端逃げ面付近に開口されており、この開口部から切削油剤を吐出することによって潤滑及び冷却を行う構成とされている。また、特許文献２に記載のドリルにおいては、ドリルの先端逃げ面ではなく、切屑排出溝の内壁面やドリルの刃先部の外周側面に供給孔が開口されており、ドリルの外周側面と加工穴の内壁面との間においても潤滑及び冷却を行えるようになっている。
特開２００５−１０８２号公報特表平１１−５０８８２９号公報

ところで、金属材料よりなる被削材の穴あけ加工時には、切刃によって形成された加工穴の内周壁が収縮するため、ドリルの先端側で外周側面が締め付けられて切削時の抵抗や摩擦は大きなものとなり、これは特にステンレス鋼等の難削材の場合に顕著となる。しかしながら、特許文献１に記載のドリルは、切削油剤の供給孔は先端逃げ面付近にのみ開口されているため、吐出された切削油剤が細かい切屑を伴って外周側面に回りこみ、ドリルの外周側面と収縮した加工穴の内壁面との間で、かみ込みによる磨耗が生じてしまうという問題があった。

また、特許文献２のドリルにおいては、切屑排出溝の内壁面には切削油剤の供給孔が枝分かれして複数の開口部を形成しているため、後端側から供給孔に切削油剤を供給しても、その切削油剤は複数の開口部から分散して吐出されてしまい、効果的な切削油量を確保できない場合があった。また、切削油剤の流れの状態によっては、切削油剤はいずれか一の開口部に集中してしまうため、他の開口部からは切削油剤が吐出されず、ドリルの磨耗の進行が部分的に早まってしまい寿命が短くなるばかりか、摩擦によって発生する熱を取り除くことができず、長時間に渡って使用した場合には、ドリルと加工穴とが焼きついてしまうおそれもあった。

さらに、ドリルの外周側面に供給孔の開口部を設けた場合であっても、切削油剤の吐出が局所的になってしまい外周側面全域に広がりにくいため、ドリルの外周側面と加工穴の内壁面との間で十分な潤滑及び冷却効果を期待することはできなかった。また、ドリルを再研磨する際に、研磨量によっては供給孔の枝分かれした部分が研磨面上に現れてドリルの表面形状が変わってしまうため、これを避けるために研磨量が制限されてしまうという問題があった。

この発明はこのような事情に鑑みて、十分な量の清浄な切削油剤を供給することを可能とするとともに、その切削油剤をドリルの切刃や外周側面に満遍なく行き渡らせることができ、ドリルが早期に磨耗することを防いで寿命が短くなることを回避するとともに、摩擦熱による加工穴の内壁面及びドリルの外周側面の焼き付きを防止することができ、さらに再研磨の量が制限されないドリルを提供することを目的とする。

前記課題を解決するため、この発明は以下の手段を提案している。
すなわち、本発明に係るドリルは、軸線回りに回転されるドリル本体の先端側部分である刃先部の外周側面に、この刃先部の先端から後端側に向けて延びる切屑排出溝が形成され、この切屑排出溝のドリル回転方向前方側を向く壁面と前記刃先部の先端逃げ面との交差稜線部に切刃が形成されてなるドリルにおいて、前記ドリル本体内には、その後端側から先端側に向けて延びる、該ドリル本体の内側に位置する二つの切削油供給孔と、該ドリル本体の外周側に位置する二つの切削油供給孔との、４つの切削油供給孔が穿設されるとともに、前記刃先部の外周側面には、前記切屑排出溝の間に形成されるランド部に、該刃先部の先端から後端側に向かって前記切屑排出溝に並行して延び、かつ前記切削油供給孔が開口させられた切削油誘導溝が設けられており、前記切削油誘導溝は、前記刃先部の先端から後端側に向かって延びる第一の切削油誘導溝と、該第一の切削油誘導溝内の後端側に開口し、前記第一の切削油誘導溝より幅狭で溝深さが深く形成されて、前記切削油供給孔と連通した第二の切削油誘導溝とからなり、前記ランド部には、前記切屑排出溝のドリル回転方向後方側に連なる縁部に、外周面が前記切刃と略等しい外径で前記軸線を中心とした断面円弧状をなすマージン部が形成されているとともに、前記切削油誘導溝のドリル回転方向後方側に連なる縁部には、外周面が前記切刃と略等しい外径で前記軸線を中心とした断面円弧状をなすガイドパッドが形成されており、前記切削油誘導溝のドリル回転方向前方側を向く壁面が、ドリル回転方向後方側に凹となる凹曲面状であって、前記ドリル本体の外周側に位置する二つの前記切削油供給孔が前記切削油誘導溝に開口させられていることを特徴としている。

従って、このように構成された本発明のドリルでは、切削油供給孔が、刃先部の先端から後端側に向かって延びる切削油誘導溝内に開口しており、吐出された切削油剤は該切削油誘導溝に沿って広がるため、ドリルの刃先部の外周側面の特に先端側における広い範囲に清浄な切削油剤を満遍なく十分な切削油量で行き渡らせることができる。さらに、切削油誘導溝は切屑排出溝と並行して延びているため、再研磨した際でもドリルの表面形状が変わることはなく研磨量が制限されることはない。

また、本発明に係るドリルにおいては、前記切削油誘導溝は、前記刃先部の先端から後端側に向かって延びる第一の切削油誘導溝と、該第一の切削油誘導溝内の後端側に開口し、前記第一の切削油誘導溝より幅狭で溝深さが深く形成されて、前記切削油供給孔と連通した第二の切削油誘導溝とからなるものとされている。

このような特徴のドリルによれば、第一の切削油誘導溝より幅狭で溝深さの深い第二の切削油誘導溝に前記切削油供給孔から吐出された切削油剤が、これよりも幅広で溝深さの浅くなる第一の切削油誘導溝に至り広がることによって、より広い範囲に切削油剤を行き渡らせることができるとともに、より刃先部の外周側面の近傍に切削油剤を供給することができるため、切削油剤による潤滑効果及び冷却効果を向上させることが可能となる。

また、本発明に係るドリルにおいては、前記ランド部には、前記切屑排出溝のドリル回転方向後方側に連なる縁部に、外周面が前記切刃と略等しい外径で前記軸線を中心とした断面円弧状をなすマージン部が形成されているとともに、前記切削油誘導溝のドリル回転方向後方側に連なる縁部には、外周面が前記切刃と略等しい外径で前記軸線を中心とした断面円弧状をなすガイドパッドが形成されていることを特徴としている。

切削油供給孔の先端逃げ面における開口部から吐出された切削油剤は、切刃を冷却するためにその熱を奪い、さらに熱を持った切屑と混ざり合うため温度が高くなる。このような切削油と切屑の混合物がドリルの刃先部の外周側面に周り込んでしまっては、潤滑効果及び冷却効果がともに低下してしまう。本発明に係るドリルにおいては、外周側面が切刃とほぼ等しい外径のマージン部及びガイドパッドと、これらと接する加工穴の内壁面とで、軸線に垂直な断面において切削油誘導溝を囲むようにして、切削油誘導溝と切屑排出溝を分離するため、切屑と混ざり合って熱を持った切削油剤がドリルの外周側面に及ぶことはない。従って、ドリルの外周側面には、切削油誘導溝における切削油供給孔の開口部からの清浄な切削油剤のみを供給することができる。これにより、ドリルの外周側面のマージン部やガイドパッドと加工穴の内壁面とが摺接する部分の摩擦を減少させるとともに冷却を行い、良好な切削をすることができる。

また、本発明に係るドリルにおいては、前記切削油誘導溝のドリル回転方向後方側を向く壁面が、ドリル回転方向前方側に凹となる凹曲面状とされている。これによって切削油誘導溝のドリル回転方向前方側を向く壁面と、ランド部の切削油誘導溝に接するドリル回転方向側の縁部に設けられたガイドパッドとから構成される交差稜線部が、ドリル回転方向に向かって鋭く尖ったものとなるため、切刃によって切削された加工穴の内壁面をこの交差稜線部によって再切削することになり、加工精度を向上させることができる。

さらに、本発明に係るドリルにおいては、前記刃先部は、その先端部が、該先端部よりも後端側に対し段差部を介して外径が小さくされた段付き状に形成されていて、前記切屑排出溝のドリル回転方向前方側を向く壁面と前記段差部との交差稜線部に段付き刃が形成された段付きドリルの構成とされていてもよく、この場合には、前記切削油誘導溝は、前記刃先部の先端から前記段差部を越えて延びるように形成することにより、この段差部における前記段付き刃にも切削油剤を行き渡らせることができる。

本発明に係るドリルによれば、特に加工穴の収縮による締め付け力が作用する刃先部の先端側において、十分な量の切削油剤を供給することができるとともに、清浄な切削油剤をドリルの切刃や外周側面に満遍なく行き渡らせることができるため、被削材がステンレス鋼のような難削材であっても、ドリルが早期に磨耗することを防いで寿命が短くなることを回避するとともに、摩擦熱による加工穴の内壁面及びドリルの外周側面の焼き付きを防止することを可能とし、さらに研磨量の制限を受けることなく再研磨することができる。

以下、本発明のドリルの一実施形態を説明する上での第一の参考例について、図１から図３を用いて詳細に説明する。図１は本発明の一実施形態の第一の参考例であるドリルのドリル本体を示す側面図、図２は第一の参考例であるドリルのドリル本体を先端側から見た先端面図、図３は図１のＡ−Ａ断面図である。

図１に示すように、第一の参考例によるドリルのドリル本体１０は、超硬合金等の硬質材料により軸線Ｏを中心とした略円柱状に形成されたものであり、その後端側部分が工作機械の回転軸に把持されるシャンク部（図示省略）とされる一方、先端側部分が刃先部１１とされている。刃先部１１の外周側面には、先端逃げ面１２から軸線Ｏ方向の後端側に向かうにしたがい一定のねじれ角でドリル回転方向Ｔ後方側にねじれる一対の切屑排出溝１３が軸線Ｏに対して対称となるよう螺旋状に形成されていて、これら切屑排出溝１３におけるドリル回転方向Ｔ前方側を向く壁面１３Ａと先端逃げ面１２との交差稜線部にそれぞれ切刃１４が形成されている。

刃先部１１の先端逃げ面１２は、図２に示すように、切屑排出溝１３が交差することによって切刃１４がドリル回転方向Ｔ前方側の稜線部に形成された第一逃げ面１２Ａと、これら第一逃げ面１２Ａのドリル回転方向Ｔ後方側に連なる第二逃げ面１２Ｂとから構成された多段面状をなしていて、切刃１４には、後述するシンニング部２０における第二シンニング面２３も含めてドリル回転方向Ｔ後方側に向かうにしたがい多段的に大きくなるような逃げが与えられている。さらに、この先端逃げ面１２は、ドリル本体１０内周側からドリル本体１０外周側に向かうにしたがい軸線Ｏ方向の後端側に向けて傾斜させられており、切刃１４に所定の先端角が付されるようになっている。

ここで、本第一の参考例では、切屑排出溝１３のドリル回転方向Ｔ前方側を向く壁面１３Ａと先端逃げ面１２との交差稜線部に形成される切刃１４について、図２に示すように、その外周側が、ドリル回転方向Ｔ前方側に凸となる曲線状をなす凸曲線状切刃部１５とされ、この凸曲線状切刃部１５よりもドリル本体内周側が、ドリル回転方向Ｔ後方側に凹となる曲線状をなして凸曲線状切刃部１５に滑らかに接して連なる凹曲線状切刃部１６とされている。これにより、これら凸凹曲線状切刃部１５、１６間で、切刃１４は軸線Ｏ方向の先端側から見て緩やかに湾曲するＳ字状を呈することとなる。

また、刃先部１１先端には、切屑排出溝１３の溝底部及びドリル回転方向Ｔ後方側を向く壁面１３Ｂと先端逃げ面１２（第一逃げ面１２Ａ及び第二逃げ面１２Ｂ）との交差稜線部分を、軸線Ｏに交差して刃先部１１の後端側に向かうにしたがい切屑排出溝１３の内側に向けて切り欠くことにより、切刃１４の内周端側に連なるとともに、ランド部１７にまで達するようなシンニング部２０が形成されている。したがって、切刃１４の内周端側は、このシンニング部２０と第一逃げ面１２Ａとの交差稜線部に形成されて軸線Ｏに向けて直線状に延びるシンニング切刃部２１とされている。なお、切刃１４において、シンニング切刃部２１と凹曲線状切刃部１６とが交差する部分は、軸線Ｏ方向の先端側から見てドリル回転方向Ｔ前方側に凸となる曲線または直線によって滑らかに接続されている。

この切屑排出溝１３の両壁面１３Ａ、１３Ｂに交差してドリル本体１０内周側及び軸線Ｏ方向の先端側に向けて延びるシンニング部２０において、切屑排出溝１３の両壁面１３Ａ、１３Ｂ同士の接続部分（切屑排出溝１３の溝底）と交差してシンニング切刃部２１に連なる部分は、ドリル回転方向Ｔ前方側を向いて、軸線Ｏ方向に沿って延在する平面状の第一シンニング面２２とされている。また、シンニング部２０において、切屑排出溝１３におけるドリル回転方向Ｔ後方側を向く壁面１３Ｂと交差して第二逃げ面１２Ｂに連なる部分は、ドリル回転方向Ｔ後方側を向いて、ランド部１７にまで達するように延在し、ドリル回転方向Ｔ後方側に向かうにしたがい軸線Ｏ方向の後端側に向かうように傾斜する平面状の第二シンニング面２３とされている。

シンニング部２０は、これを構成する第一シンニング面２２と第二シンニング面２３とが鈍角に交差させられて谷形をなしており、これら第一シンニング面２２と第二シンニング面２３との交差部分は、切屑排出溝１３の両壁面１３Ａ、１３Ｂ同士の接続部分（切屑排出溝１３の溝底部）から、切刃１４の内周端（シンニング切刃部２１の内周端）に向けて、つまり、先端逃げ面１２の中心に位置する軸線Ｏに向けて延びるように延在し、ドリル本体１０内周側に向かうにしたがい軸線Ｏ方向の先端側に向かうように傾斜している。

そして、刃先部１１における一対の切屑排出溝１３を除く外周側面、すなわちランド部１７には、その周方向の略中央部に刃先部１１の先端から後端側に向かって切屑排出溝１３より短い所定の位置まで、切屑排出溝１３のねじれ角と等しい一定のねじれ角でドリル回転方向Ｔ後方側にねじれる一対の切削油誘導溝３０が、軸線Ｏに対して対称となるように、かつ切屑排出溝１３に対して並行して延びるように螺旋状に形成されている。なお、これらの切削油誘導溝３０の溝幅及び溝深さは、切屑排出溝１３より十分小さくされている。

ここで、本第一の参考例においては、これら切削油誘導溝３０のドリル回転方向Ｔ前方側を向く壁面３０Ａは軸線Ｏに直交する断面においてドリル回転方向Ｔ前方側に凸となる凸曲面状とされるとともに、ドリル回転方向Ｔ後方側を向く壁面３０Ｂは軸線Ｏに直交する断面においてドリル回転方向Ｔ前方側に凹となる凹曲面状とされており、切削油誘導溝３０の溝底はこれらの壁面３０Ａ、３０Ｂに滑らかに連なる凹曲面状とされていて、この切削油誘導溝３０によってランド部１７は周方向に二分されて、ドリル回転方向Ｔ前方側に位置する第一ランド部１７Ａと、ドリル回転方向Ｔ後方側に位置する第二ランド部１７Ｂが形成されている。

この第一ランド部１７Ａは、図２に示すように、第一ランド部１７Ａの切屑排出溝１３に接するドリル回転方向Ｔ側の縁部に形成され、切屑排出溝１３のドリル回転方向Ｔ前方側を向く壁面１３Ａの外周側稜線部に交差して、外周面が切刃１４と略等しい外径で軸線Ｏを中心とした断面円弧状をなすマージン部１８Ａと、このマージン部１８Ａのドリル回転方向Ｔ後方側に連なり、マージン部１８Ａがなす円弧よりも一段小さい外径を有する軸線Ｏを中心とした略円弧状をなす二番取り面１８Ｂとから構成されている。

また、第二ランド部１７Ｂには、第二ランド部１７Ｂの切削油誘導溝３０に接するドリル回転方向Ｔ側の縁部に、切削油誘導溝３０のドリル回転方向Ｔ前方側を向く壁面３０Ａの外周側稜線部に交差して、外周面が切刃１４と略等しい外径で軸線Ｏを中心とした断面円弧状をなすガイドパッド３１Ａと、このガイドパッド３１Ａのドリル回転方向Ｔ後方側に連なり、ガイドパッド３１Ａがなす円弧よりも一段小さい外径を有する軸線Ｏを中心とした略円弧状をなす二番取り面３１Ｂとが形成されている。これらガイドパッド３１Ａ及び二番取り面３１Ｂは、切削油誘導溝３０と同様に、先端逃げ面１２に交差する部分から軸線Ｏ方向の後端側に向かうにしたがい切屑排出溝３０と等しいねじれ角でドリル回転方向Ｔ後方側にねじれるようにして並行し、刃先部１１の軸線Ｏ方向で切削油誘導溝３０と同じ範囲に渡って形成されている。

そして、周方向で隣接する一対の切屑排出溝１３同士の間のドリル本体１０内には、軸線Ｏ方向の後端側から先端に向かって延びて、軸線Ｏに直交する断面が略円形をなす４つの切削油供給孔３５が、切屑排出溝１３を避けるとともに切屑排出溝１３のねじれに合わせた螺旋状をなすように穿設されている。また、これら切削油供給孔３５は、軸線Ｏに垂直な断面において、軸線Ｏを通る直線上に該軸線Ｏに対称となるように、かつ軸線Ｏからそれぞれ均等な間隔を空けられて配置されている。

これら４つの切削油供給孔３５のうち、ドリル本体１０の内側に位置する二つの切削油供給孔３５Ａは、ドリル本体１０の後端から刃先部１１の先端までの全長に渡って延びており、第二逃げ面１２Ｂ上に開口させられて逃げ面油孔３６Ａが形成されるように設けられている。そして、ドリル本体１０の外周側に位置する残りの二つの切削油供給孔（図示省略）は、ドリル本体１０の後端から刃先部１１の切削油誘導溝３０が形成されている箇所まで延びて、該切削油誘導溝３０内の後端の溝底側にそれぞれ外周側油孔３６Ｂを有するようにして開口させられている。また、ドリル本体１０の内側に位置する二つの切削油供給孔３５Ａの断面積の方が、外周側に位置する二つの切削油供給孔（図示省略）の断面積よりも大きくなっている。

なお、刃先部１１の切削油誘導溝３０が形成された先端側部分よりも後端側には、切削油供給溝３０は勿論、ガイドパッド３１Ａも形成されておらず、マージン部１８Ａから二番取り面１８Ｂがランド部１７のドリル回転方向Ｔ後端（ヒール）まで連続するように形成されている。

以上のような構成とされた本第一の参考例のドリルは、そのドリル本体１０が、軸線Ｏ回りに方向Ｔに回転されながら軸線Ｏ方向の先端側へ向かって送られていくことによって、被削材に穴あけ加工を施すものであり、切刃１４にて生成される切屑を、切屑排出溝１３の両壁面１３Ａ、１３Ｂによってカールさせつつ切屑排出溝１３の後端側へ向けて排出していくことにより、穴あけ加工が継続されていく。

そして、この穴あけ加工時には、切削油供給孔３５Ａにおける第二逃げ面１２Ｂへの逃げ面油孔３６Ａから、切削油剤を吐出して供給することにより、切刃１４や加工穴底部の潤滑、冷却を行うとともに、切刃１４にて生成される切屑を切屑排出溝１３内に押し出して排出することになる。さらに、切削油誘導溝３０内に形成された外周側油孔３６Ｂからも切削油剤を吐出して、ドリルの刃先部１１の外周側面（特にランド部１７）においての潤滑、冷却も行う。

本参考例に係るドリルにおいては、複数設けられた切削油供給孔３５はドリル本体１０の後端側から先端側に向かって延びるようにそれぞれが独立して設けられており、さらにこれら切削油供給孔３５は各々が一箇所において開口させられて、逃げ面油孔３６Ａ及び外周側油孔３６Ｂを形成している。よって、後端側からそれぞれの切削油供給孔３５に供給された切削油剤は、それぞれ一の開口部である油孔３６（３６Ａ、３６Ｂ）から吐出されることになるため、各油孔３６Ａ、３６Ｂにおいて十分な切削油量を確保することができる。

また、切削油供給孔３５のうち刃先部１１の外周側面に開口する切削油供給孔（図示省略）は、先端から後端側に向かって延びる切削油誘導溝３０内に開口して外周側油孔３６Ｂを形成しており、該外周側油孔３６Ｂから吐出された切削油剤は該切削油誘導溝３０に沿って広がるため、軸線Ｏ方向においてこの切削油誘導溝３０が形成されたドリル本体１０の刃先部１１の外周側面の広い範囲に切削油剤を満遍なく行き渡らせることができる。

また、切削時には、切削油供給孔３５Ａの先端逃げ面１２における開口部である逃げ面油孔３６Ａから吐出された切削油剤は、切刃を冷却するためにその熱を奪い、さらに熱を持った切屑と混ざり合うため温度が高くなる。このような切削油剤と切屑の混合物がドリルの刃先部１１の外周側面に周り込んでしまっては、潤滑効果が低下するとともに冷却効果も低下してしまう。

本参考例に係るドリルにおいては、外周側面が切刃１４とほぼ等しい外径のマージン部１８Ａとガイドパッド３１Ａと加工穴の壁面とで、軸線Ｏに垂直な断面において切削油誘導溝３０を囲むようにして、切削油誘導溝３０と切屑排出溝１３とを分離する。従って、切屑と混ざり合って熱を持った切削油剤がドリル本体１０の外周側面に及ぶことはなく、刃先部１１の外周側面には切削油誘導溝３０内に位置する外周側油孔３６Ｂから清浄な切削油剤のみを供給することができる。これにより、外周側面には切屑が混入して熱を持った切削油剤が及ぶことはないため、マージン部１８Ａやガイドパッド３１Ａと加工穴の壁面とが摺接する部分の摩擦を減らすとともに冷却することができ、良好な切削を行うことができる。

また、二つの逃げ面油孔３６Ａは、それぞれが独立して設けられた２つの切削油供給孔３５Ａが開口したものであって、該切削油供給孔３５Ａに枝分かれした部分はなく、また切削油誘導溝３０も切屑排出溝１３と並行していて、刃先部１１が軸線Ｏに垂直な断面においては常に同一形状であるため、再研磨した際でもドリルの先端逃げ面１２の表面形状は変わらず研磨量が制限されることはない。

次に本発明に係る一実施形態を説明する上でのドリルの第二の参考例について説明する。図４は第二の参考例のドリルのドリル本体を示す側面図、図５は第二の参考例であるドリルのドリル本体を先端側から見た先端面図、図６は図４におけるＡ−Ａ断面図、図７は図４におけるＢ−Ｂ断面図である。なお、図４から図７においては、図１から図３と同じ構成要素には同一の符号を付して詳細な説明を省略する。この第二の参考例のドリルは、切削油誘導溝３０が、第一の切削油誘導溝４０と第二の切削油誘導溝４１とからなる点で第一の参考例と相違し、他は同様の構成となっている。

本第二の参考例においては、刃先部１１における一対の切屑排出溝１３を除く外周側面には、刃先部１１の先端から後端側に向かって切屑排出溝１３より短い所定の位置まで、切屑排出溝１３のねじれ角と等しい一定のねじれ角でドリル回転方向Ｔ後方側にねじれる一対の第一の切削油誘導溝４０が、軸線Ｏに対して対称となるように、かつ切屑排出溝１３に対して並行して延びるように螺旋状に形成されている。なお、これらの第一の切削油誘導溝４０の溝幅は、軸線Ｏに垂直な断面において、マージン部１８Ａからガイドパッド３１Ａに連なるように幅広に形成されており、その溝深さはマージン部１８Ａ及びガイドパッド３１Ａがなす円弧よりも内側に向かって一段凹む程度に浅く、二番取り面３１Ｂと同じ程度の深さに形成されている。

一方、この第一の切削油誘導溝４０後端の前記所定の位置では、第一の切削油誘導溝４０は外周側に切り上げられて、前記マージン部１８Ａやガイドパッド３１Ａと等しい外径を有して、これらマージン部１８Ａ及びガイドパッド３１Ａに連続する軸線Ｏを中心とした断面円弧状の油流出防止ランド４２に連なっている。なお、この油流出防止ランド４２は、後端側に向かうに従いマージン部１８Ａからの周方向の幅が狭められて、前記所定の位置のすぐ後端側でマージン部１８Ａに連なり、これよりも後端側ではランド部１７の外周にはマージン部１８Ａと二番取り面３１Ｂだけが形成されるようになっている。

また、図４に示すように、第一の切削油誘導溝４０内の後端部には、該第一の切削油誘導溝４０と平行に延びるとともに、第一の切削油誘導溝４０よりも幅狭で溝深さが深く形成された第二の切削油誘導溝４１が設けられており、この第二の切削油誘導溝４１内には、外周側油孔３６Ｂが開口させられている。

この第二の切削油誘導溝４１は、第一の切削油誘導溝４０の後端部側だけに延びるように形成されていて、第一の実施形態の切削油誘導溝３０のように刃先部１１先端の先端逃げ面１２に達することはなく、その先端側は第一の切削油誘導溝４０の溝底面に切り上げられている。従って、この第二の切削油誘導溝４１の先端側には、ドリル本体１０の素材を形成したときの切削油供給孔３５Ｂが刃先部１１のランド部１７内における外周側に残されることになり、この切削油供給孔３５Ｂは先端逃げ面１２に開口して、切削油剤を吐出することのない孔３６Ｃを形成する。

以上のような構成の第二の参考例のドリルによれば、第一の切削油誘導溝４０より幅狭で溝深さの深い第二の切削油誘導溝４１に吐出された切削油剤が、これよりも幅広で溝深さの浅くなる第一の切削油誘導溝４０に至り広がることによって、より広い範囲に切削油剤を行き渡らせることができるとともに、より刃先部１１の外周側面の近傍に切削油剤を供給することができるため、切削油剤による潤滑効果及び冷却効果を効果的に得ることが可能となる。

また、第一の切削油誘導溝４０の後端側には、油流出防止ランド４２が形成されていて、切削油剤が後端側に流れ出ることがないので、外周側油孔３６Ｂから吐出した切削油剤を確実に刃先部１１先端側に供給することができる。また、油流出防止ランド４２より後端側は、ランド部１７の外周にはマージン部１８Ａと二番取り面３１Ｂだけが形成されているため、加工穴内周との摩擦抵抗を低減させてドリル回転駆動力の軽減を図ることができる。

そして、これら第一、第二の参考例を踏まえて、次に本発明に係るドリルの一実施形態について説明する。図８は本実施形態に係るドリルのドリル本体を先端側から見た先端面図である。図８においては、図２と同じ構成要素には同一の符号を付して詳細な説明を省略する。この実施形態のドリルは、切削油誘導溝３０のドリル回転方向Ｔ前方側を向く壁面３０Ｃが、ドリル回転方向Ｔ後方側に凹となる凹曲面状である点で第一の参考例と相違し、他は同様の構成となっている。

これによって切削油誘導溝３０のドリル回転方向Ｔ前方側を向く壁面３０Ｃと、ガイドパッドとの交差稜線部３０Ｄが鋭角に交差して、ドリル回転Ｔ方向に向かって鋭く尖ったものとなるため、この交差稜線部３０Ｄによって切刃により切削された加工穴の壁面を再切削することになり、加工精度を向上させることができる。特に、交差稜線部３０Ｄは切刃１４が形成された先端逃げ面１２の外周から後端側に延びているため、これによって加工穴の内周壁が収縮した部分を再切削することができ、一層の加工精度の向上を図ることができる。

また、ドリル回転方向Ｔ前方側を向く壁面３０Ｃが、ドリル回転方向Ｔ後方側に凹となる凹曲面状とされているため、切削油誘導溝３０内に切削油剤を保持しやすくなり、切削油誘導溝３０が加工穴に入り込むまでの間の切削油剤の飛散を抑えることができる。

なお、図５に示す第二の参考例における第一の切削油誘導溝４０のドリル回転方向Ｔ前方を向く面４０Ｃが、ドリル回転方向Ｔ後方側に凹となる凹曲面状となったものであってもよい。この場合であっても同様にして、加工精度を向上させるとともに切削油剤の飛散の抑制を行うことが可能となる。

さらに、本発明の一実施形態に係るドリルの第三の参考例について説明する。図９は第三の参考例に係るドリルのドリル本体を示す側面図、図１０は第三の参考例であるドリルのドリル本体を先端側から見た先端面図、図１１は第三の参考例であるドリルのドリル本体をこの図１０における矢線Ｌ方向から見た側面図である。本第三の参考例では、ドリル本体１０の先端側部分である刃先部１１が、その先端部１１Ａがこれより後端側の後端部１１Ｂに対し段差部１１Ｃを介して外径が一段小さくされた段付き状に形成されていて、いわゆる段付きドリルの構成とされている。

すなわち、上記先端部１１Ａでは切刃１４の外周端からマージン部１８Ａの軸線Ｏ回りの外径が、上記後端部１１Ｂにおけるマージン部１８Ａの軸線回りの外径よりも一段小さくされていて、こうして外径の小さな先端部１１Ａから外径の大きな後端部１１Ｂに移り変わる上記段差部１１Ｃでは、その切屑排出溝１３のドリル回転方向Ｔ前方側を向く壁面１３Ａとの交差稜線部が後端側に向かうに従い漸次外径が大きくなるように形成され、この交差稜線部に段付き刃５０が形成されている。なお、この段差部１１Ｃの外周面は軸線Ｏに沿った断面において内周側に僅かに凹む凹曲面状とされていて、これにより段付き刃５０も僅かに凹曲線状とされ、またこの段付き刃５０の逃げ面となる上記外周面には、ドリル回転方向Ｔ後方側と軸線Ｏ方向後端側とに向けて逃げが与えられている。

そして、さらに刃先部１１の先端から後端側に向けて延びる切削油誘導溝３０は、刃先部１１の先端である前記先端部１１Ａの先端逃げ面１２から、切屑排出溝１３と等しいねじれ角で該切屑排出溝１３と並行するように後端側に延び、この段差部１１Ｃを越えて前記後端部１１Ｂの先端側に至る部分にまで延設されており、この切削油誘導溝３０が段差部１１Ｃと交差する部分に、外周側の切削油供給孔が開口させられて油孔３６（外周側油孔３６Ｂ）が形成されている。

なお、本第三の参考例では、切削油誘導溝３０は、第二の参考例と同様に幅広で溝深さの浅い第一の切削油誘導溝４０内に、この第一の切削油誘導溝４０よりも幅狭で溝深さが深い第二の切削油誘導溝４１が形成され、この第二の切削油誘導溝４１内に前記外周側油孔３６Ｂが開口させられた構成とされているが、第二の参考例と異なって本第三の参考例における第二の切削油誘導溝４１は第一の切削油誘導溝４０とともに先端逃げ面１２にまで達するように形成されている。

また、本第三の参考例では、刃先部１１の前記先端部１１Ａ及び後端部１１Ｂにおいて、ランド部１７の外周にはマージン部１８Ａと二番取り面１８Ｂしか形成されておらず、切削油誘導溝３０はこの二番取り面１８Ｂから内周側に凹むように形成されている。さらに、その軸線Ｏに直交する断面形状も、第一の切削油誘導溝４０は前記第二の参考例における第１の切削油誘導溝４０より幅狭で深い概略Ｖ字あるいはＵ字状とされるとともに、第二の切削油誘導溝４１はこの第一の切削油誘導溝４０の溝底に沿って延びて、軸線Ｏに直交する断面が半円よりも弧のやや大きな扇形をなし、その半径は図１０に示すように逃げ面油孔３６Ａの半径より大きくされている。なお、この逃げ面油孔３６と切削油誘導溝３０の第一、第二の切削油誘導溝４０、４１とは、本第四の実施形態では先端逃げ面１２の第二逃げ面１２Ｂとシンニング部２０の第二シンニング面２３との交差稜線上に開口させられている。

このように構成された第三の参考例のドリルでは、上述のように刃先部１１の先端部１１Ａから後端部１１Ｂにかけて外径が大きくなる段差部１１Ｃに段付き刃５０が形成されているので、この段付き刃５０の部分まで刃先部１１を被削材に切り込ませれば、先端部１１Ａの外径と等しい内径の穴の開口部を拡径するテーパ状に形成でき、さらに後端部１１Ｂまでも被削材に切り込ませれば、小径の穴の開口部側に段を介して大径の穴が形成された段付き穴を形成することができる。

そして、この第三の参考例のドリルでは、前記切削油誘導溝３０がこの段差部１１Ｃを越えて後端部１１Ｂに至るように延設されているので、逃げ面油孔３６Ａだけでは先端の切刃１４にしか行き渡らない切削油剤を、この段差部１１Ｃに形成された段付き刃５０にも確実に行き渡らせることができ、該段付き刃５０による切削抵抗の低減や焼き付きの防止を図ることが可能となる。

以上、本発明における実施形態および参考例について図面を参照して詳述したが、具体的な構成はこの実施形態に限られるものでなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲の設計変更も含まれる。例えば、上述した実施形態では、４つの切削油供給孔３５が設けられているが、ドリル本体１０の強度及び剛性を不用意に損なうことのない限り、５つ以上の切削油供給孔が設けられているものであってもよい。また、上述した実施形態では、一対の切刃１４が形成された、いわゆる二枚刃のドリルについて説明しているが、これに代えて、例えば一枚刃のドリルや三枚刃以上のドリルであってもよい。

さらに、切屑排出溝１３がドリル回転方向Ｔ後方側にねじれる、いわゆるツイストドリルについて説明したが、これに限られることはなく、例えば切屑排出溝１３が刃先部１１の先端から後端側に直線的に延びる直溝型のドリルであってもよい。また、上述した実施形態における刃先部１１を、段差部１１Ｃが形成されたものとしてもよい。

本発明の一実施形態を説明する上での第一の参考例であるドリルのドリル本体を示す側面図である。第一の参考例であるドリルのドリル本体を先端側から見た先端面図である。図１のＡ−Ａ断面図である。本発明の一実施形態を説明する上での第二の参考例であるドリルのドリル本体を示す側面図である。第二の参考例であるドリルのドリル本体を先端側から見た先端面図である。図４のＡ−Ａ断面図である。図４のＢ−Ｂ断面図である本発明の一実施形態であるドリルのドリル本体を先端側から見た先端面図である。本発明の一実施形態を説明する上での第三の参考例であるドリルのドリル本体を示す側面図である。第三の参考例であるドリルのドリル本体を先端側から見た先端面図である。図１０における矢線Ｌ方向視の側面図である。

符号の説明

１０ドリル本体
１１刃先部
１１Ａ刃先部の先端部
１１Ｂ刃先部の後端部
１１Ｃ段差部
１２先端逃げ面
１３切屑排出溝
１３Ａ切屑排出溝のドリル回転方向前方側を向く壁面
１４切刃
１７ランド部
１８Ａマージン部
３０切削油誘導溝
３０Ｃ切削油誘導溝のドリル回転方向前方側を向く壁面
３１Ａガイドパッド
３５切削油供給孔
３６Ａ逃げ面油孔
３６Ｂ外周側油孔
３６Ｃ逃げ面油孔
４０第一の切削油誘導溝
４１第二の切削油誘導溝
５０段付き刃
Ｏ軸線
Ｔドリル回転方向

Claims

軸線回りに回転されるドリル本体の先端側部分である刃先部の外周側面に、この刃先部の先端から後端側に向けて延びる切屑排出溝が形成され、この切屑排出溝のドリル回転方向前方側を向く壁面と前記刃先部の先端逃げ面との交差稜線部に切刃が形成されてなるドリルにおいて、
前記ドリル本体内には、その後端側から先端側に向けて延びる、該ドリル本体の内側に位置する二つの切削油供給孔と、該ドリル本体の外周側に位置する二つの切削油供給孔との、４つの切削油供給孔が穿設されるとともに、
前記刃先部の外周側面には、前記切屑排出溝の間に形成されるランド部に、該刃先部の先端から後端側に向かって前記切屑排出溝に並行して延び、かつ前記切削油供給孔が開口させられた切削油誘導溝が設けられており、
前記切削油誘導溝は、
前記刃先部の先端から後端側に向かって延びる第一の切削油誘導溝と、
該第一の切削油誘導溝内の後端側に開口し、前記第一の切削油誘導溝より幅狭で溝深さが深く形成されて、前記切削油供給孔と連通した第二の切削油誘導溝とからなり、
前記ランド部には、前記切屑排出溝のドリル回転方向後方側に連なる縁部に、外周面が前記切刃と略等しい外径で前記軸線を中心とした断面円弧状をなすマージン部が形成されているとともに、
前記切削油誘導溝のドリル回転方向後方側に連なる縁部には、外周面が前記切刃と略等しい外径で前記軸線を中心とした断面円弧状をなすガイドパッドが形成されており、
前記切削油誘導溝のドリル回転方向前方側を向く壁面が、ドリル回転方向後方側に凹となる凹曲面状であって、
前記ドリル本体の外周側に位置する二つの前記切削油供給孔が前記切削油誘導溝に開口させられていることを特徴とするドリル。
前記刃先部は、その先端部が、該先端部よりも後端側に対し段差部を介して外径が小さくされた段付き状に形成されていて、前記切屑排出溝のドリル回転方向前方側を向く壁面と前記段差部との交差稜線部に段付き刃が形成されるとともに、
前記切削油誘導溝は、前記刃先部の先端から前記段差部を越えて延びていることを特徴とする請求項１に記載のドリル。