JP5719938B2 - ドリル - Google Patents

Description

本発明は切削により穴加工を行なう回転切削工具であるドリルに係り、特に切り屑をカールしつつ針状突起の無い短い形状としてその排出を円滑とすることで、ドリルの損傷を抑制して工具寿命を一層向上させる技術に関するものである。

軸心方向の先端に設けられた切れ刃と、軸心方向に沿って外周面に設けられた切り屑排出溝とを備え、軸心まわりに回転させられることにより、先端の切れ刃で切削加工を行うとともに切り屑排出溝を通して切屑を排出するドリルが、穴加工の切削工具として多用されている。

特許文献１および特許文献２に記載のドリルはその一例である。それらによれば、切れ刃の内周側部分を凹曲線とし且つ切れ刃の外周側分を角凸形状とすることで、ドリル断面において切り屑排出溝の内壁面とマージン部との交差角を鈍角として、切り屑のカーリングと切れ刃の外周部の強度向上とが得られ、ドリルの耐久性が得られるとされている。しかし、それらによれば、切れ刃の外周部に角凸部が設けられているため、生成される切り屑のうち上記角凸部に対応する部分で分断され易く、切り屑同士が絡み合って切り屑詰まりを発生させるとともに、角凸部よりも外周側で切削される切り屑は外周側へ流出しようとするのでカーリング性が悪くて排出性が低いので、ドリルに与える抵抗が大きくなってドリルの耐久性を損なう場合があった。

これに対し、特許文献３に記載のドリルが提案されている。これによれば、切れ刃の外周端側に、ドリル回転方向に凸となる凸曲線状を成す凸曲線状切れ刃部が形成され、この凸曲線状切れ刃部の内周側に、ドリル回転方向後方に凹となる凹曲線状を成す凹曲線状切れ刃部が形成され、それら凸曲線状切れ刃部と凹曲線状切れ刃部とが滑らかに連ねられている。このため、切れ刃とドリル本体の外周のマージン部との交差角が鈍角とされて強度が高められて欠けやチッピングの発生が防止されるとともに、切れ刃により切削された切り屑は切れ刃の内外周で分断されることがなく、凸曲線状切れ刃部によって切り屑は内周側へ巻き込むようされて十分にカールされるので、切り屑が円滑に排出されて、工具の耐久性が高められるとされている。

特開２０００−１９８０１１号公報 特開２００６−３２６７９０号公報 特開２００３−０２５１２５号公報

しかしながら、上記特許文献３に記載された従来のドリルでは、切れ刃から生成される切り屑がカールされてはいるが、ストレート型切れ刃で発生する切り屑のような針状突起を有して全長が長い切り屑の割合が多いことから、切り屑の排出性が未だ十分ではなく、切削を重ねる過程でドリルに欠けやチッピングが発生し、ドリルの耐久性が必ずしも十分とは言えないという問題があった。特に、深穴加工を行うロングドリルには、このような課題が顕著となる。

本発明は以上の事情を背景として為されたもので、その目的とするところは、カールし且つ全長が短く均一な形状の切り屑が得られ、その排出を一層円滑とすることで、工具寿命を一層向上させるドリルを提供することにある。

かかる目的を達成するために、本発明は、先端面に開口する切り屑排出溝と、該切り屑排出溝のうちドリル回転方向に向かう内壁面と前記先端面に形成された先端逃げ面との交差部分に形成された切れ刃とを備え、該切れ刃は、内周側に形成された凹曲線切れ刃部と外周側に形成された凸曲線切れ刃部とから構成されるドリルであって、軸心に直交する断面において、前記凸曲線切れ刃部の投影線である円弧状の第１凸曲線と前記凹曲線切れ刃部の投影線である円弧状の第１凹曲線とが相互に交差しており、前記先端面において前記切れ刃に続く逃げ面には、９°〜２０°の角度範囲の垂直逃げ角βが形成され、前記切れ刃の稜線には、０．００２Ｄ〜０．０２Ｄ（但し、Ｄはドリル径）の範囲の幅ＣＷの面取りが形成されていることを特徴とする。

本発明のドリルによれば、先端面に開口する切り屑排出溝と、該切り屑排出溝のうちドリル回転方向に向かう内壁面と前記先端面に形成された先端逃げ面との交差部分に形成された切れ刃とを備え、該切れ刃は、内周側に形成された凹曲線切れ刃部と外周側に形成された凸曲線切れ刃部とから構成されるドリルの軸心に直交する断面において、前記凸曲線切れ刃部の投影線である円弧状の第１凸曲線と前記凹曲線切れ刃部の投影線である円弧状の第１凹曲線とが相互に交差していることから、切れ刃から発生する切り屑は、カールし且つ針状突起が無くその分全長が比較的短い均一形状となって、その排出が円滑となって排出性が高められるので、ドリルの工具寿命が一層向上させられる。また、前記先端面において前記切れ刃に続く逃げ面には、９°〜２０°の角度範囲の垂直逃げ角βが形成され、前記切れ刃の稜線には、０．００２Ｄ〜０．０２Ｄの範囲の面取り幅ＣＷの面取りが形成されていることから、逃げ面の摩耗や切れ刃欠けが抑制されるとともに、切削抵抗が低くなってドリルの折損が抑制される。逃げ面の垂直逃げ角βが９°を下まわると、その逃げ面の摩耗が大きくなって十分な工具寿命が得られない。また、逃げ面の垂直逃げ角βが２０°を上まわると、或いは、切れ刃の面取り幅ＣＷが０．００２Ｄを下回ると、切れ刃欠けが発生し、切れ刃の面取り幅ＣＷが０．０２Ｄを上回ると、切削抵抗が高くなってドリルの折損が発生する可能性が高くなる。

ここで、好適には、前記軸心に直交する断面において、ドリルの外周面と前記第１凸曲線とが交差する外周点とドリル中心点とを結ぶ基準線に対して、前記第１凹曲線の凹み量ＬＦは、０．０１Ｄ〜０．０５Ｄ( 但し、Ｄはドリル刃径)である。このようにすれば、切り屑形状が比較的短い全長のカール状となり、耐久性能が高められ且つ切削中のスラスト荷重が軽減される。第１凹曲線の凹み量ＬＦが０．０１Ｄ未満となるとドリルの摩耗が大きくなって耐久性能が損なわれ、０．０５Ｄを超えるとコーナ部の欠損が発生し易くなる。

また、好適には、前記軸心に直交する断面において、前記第１凸曲線と前記第１凹曲線との交点を通る前記基準線に直交する直線と該基準線との交点と、前記外周点との間の距離であるすくい面取り幅ＬＷは、０．００８Ｄ〜０．０６Ｄ( 但し、Ｄはドリル刃径)である。このようにすれば、切り屑形状が全長が比較的短いカール状となり、耐久性能が高められ且つ切削中のスラスト荷重が軽減される。すくい面取り幅ＬＷが０．００８Ｄを下まわるとコーナ部に欠損が発生し易くなり、すくい面取り幅ＬＷ０．０６Ｄを上まわるとドリルの摩耗が大きくなって耐久性能が損なわれる。

また、好適には、前記先端面は、前記切れ刃の回転方向後方に設けられた逃げ面と、該逃げ面に隣接して該逃げ面よりも大きな逃げ角で形成されたギャッシュ面と、前記切れ刃の回転方向後方に位置する他の切れ刃の内周部に隣接するシンニング面と、該ギャッシュ面と該シンニング面との境界線に沿って位置して両面を接続し、幅方向において凹む長手状のつなぎ凹面とを含み、該つなぎ凹面は、０．０１Ｄ〜０．０５Ｄの曲率半径Ｒを有する。このようにすれば、つなぎ凹面の曲率半径Ｒが０．０１Ｄ〜０．０５Ｄであるので、切削抵抗が低くドリルの折損が防止されるとともに、切れ刃の軸心に近い中心部分の欠けが防止される。曲率半径Ｒが０．０１Ｄを下まわると切削の排出性が低下して切削抵抗が高くなり、曲率半径Ｒが０．０５Ｄを上まわると切れ刃の軸心に近い中心部分の強度が低下してその部分に欠けが発生し易くなる。

また、好適には、前記ドリルの外周面には、０．０２Ｄ〜０．１０Ｄのマージン幅ＭＷを有するマージンと、０．１０Ｌ／１００〜０．５０Ｌ／１００(但し、Ｌはバックテーパの軸方向長さ)のバックテーパＢＴとが形成されている。このようにすれば、切削抵抗が低減されるとともに穴径の拡大が抑制される。バックテーパＢＴが０．１０Ｌ／１００を下まわると切削抵抗が高くなってドリルの折損が発生する可能性が高くなり、バックテーパＢＴが０．５０Ｌ／１００を上まわると切削された穴径が大きくなって加工精度が低下する。

また、好適には、前記ドリルは、０．１５Ｄ〜０．４Ｄ( 但し、Ｄはドリル刃径)の芯厚ＣＤを有する。このようにすれば、切り屑の排出性能が得られる範囲でドリルの抗折強度が高くされるので、ドリルの耐久性能が高められる。芯厚ＣＤが０．１５Ｄを下まわるとドリルの強度が低下して折損が発生しやすくなり、芯厚ＣＤが０．４Ｄを上まわると切り屑の排出性能が低下して折損が発生しやすくなる。

また、好適には、前記切れ刃の稜線に設けられた面取りは、１０°〜３５°の切れ刃面取り角度γを有するものである。切れ刃面取り角度γは、切れ刃に直交する面内において該切れ刃の回転面に対する角度の補角である。このようにすれば、切れ刃欠けが防止される範囲で切れ刃の強度が高められるので、ドリルの耐久性能が高められる。切れ刃面取り角度γが１０°を下回ると切れ刃の強度が低下して切れ刃欠けが発生しやすくなり、切れ刃面取り角度γが３５°を上回ると切削抵抗が高くなってドリルの折損が発生しやすくなる。

また、好適には、前記軸心に直交する断面において、前記切り屑排出溝のうちドリル回転方向とは反対の回転方向に向かう内壁面は、内周側に形成された第２凹曲線と該第２凹曲線に隣接して外周側に形成されてヒール部に到達する第２凸曲線とから構成されており、該第２凸曲線は、第２凹曲線を介して滑らかに前記第１凹曲線と接続している。このようにすれば、切り屑形状が全長が比較的短いカール状となり、耐久性能が高められ且つ切削中のスラスト荷重が軽減されるとともに、切り屑排出溝の先端面にＣ字状乃至Ｕ字状に開口する開口縁の両端部すなわちヒール部およびマージン部に対応するコーナ部が第１凸曲線および第２凸曲線によってそれぞれ補強されるので、それらコーナ部およびマージン部の欠損が防止されてドリルの耐久性が高められる。

また、好適には、前記第１凸曲線の曲率半径をＲ１、前記第１凹曲線の曲率半径をＲ２、前記第２凹曲線の曲率半径をＲ３、前記第２凸曲線の曲率半径をＲ４としたとき、Ｒ１：０．０２Ｄ〜０．４Ｄ、Ｒ２：０．１５Ｄ〜０．５Ｄである。このようにすれば、切り屑形状が全長が比較的短いカール状となり、耐久性能が高められ且つ切削中のスラスト荷重が軽減される。第１凸曲線の曲率半径Ｒ１が０．０２Ｄを下まわると或いは０．４Ｄを上まわるとコーナ部に欠損が発生し易くなり、第１凹曲線の曲率半径Ｒ２が０．１５Ｄを下まわるとコーナ部に欠損が発生し易くなり、第１凹曲線の曲率半径Ｒ２が０．５Ｄを上まわると摩耗が大きくなる。

また、好適には、前記第１凹曲線の曲率半径Ｒ２と前記第２凹曲線の曲率半径Ｒ３との関係は、０．７５≦Ｒ３／Ｒ２≦１．２５である。このようにすれば、ドリルの剛性が確保される範囲で切り屑排出溝が切り屑の詰まりが無い大きさの断面形状とされる。Ｒ３／Ｒ２が０．７５未満となると、切り屑排出溝の断面積が小さくなり過ぎて切り屑の詰まりが発生し、ドリルの折損が発生する。Ｒ３／Ｒ２が１．２５を上まわると、切り屑排出溝１８の断面積が大きくなってドリル本体の断面積が小さくなり、剛性不足によりドリルの折損が発生する。

また、好適には、前記外周点における前記基準線と前記第１凸曲線との角度であるすくい角が負である。このようにすれば、その外周点に対応するコーナ部の強度が高められてその欠損が防止され、ドリルの耐久性能が高められる。

また、好適には、前記ドリルの少なくとも先端部の表面には、硬質被膜が被覆されている。このようにすれば、圧力および摩擦が大きい先端部の表面には硬質被膜が設けられているので、ドリルの耐久性能が高められる。

本発明の一実施例であるドリルを示す正面図である。 図１の実施例においてドリルの先端部分を拡大して示す拡大図である。 図１の実施例においてドリルの先端面を拡大して示す図である。 図１のドリルの軸心Ｃに直交する断面における切り屑排出溝の断面形状を説明する図であって、図１のIV−IV視断面図である。 図４の切り屑排出溝の断面形状のうち、第１凸曲線と第１凹曲線との接続形状を詳細に説明する拡大図である。 図１の実施例においてドリルの先端部を拡大して示す斜視図である。 切削試験１において、切削に用いたストレート刃型ドリルの断面形状を示す図である。 切削試験１において、切削に用いたストレート刃型ドリルの先端面形状を示す図である。 切削試験１に用いたフック刃型ドリル(ＴＹＰＥ２)の断面形状を示す図である。 切削試験１に用いたフック刃型ドリル(ＴＹＰＥ２)の先端面形状を示す図である。 切削試験１の結果を、ストレート刃型ドリル、フック刃型ドリル(ＴＹＰＥ１)、フック刃型ドリル(ＴＹＰＥ２)毎の耐久性で表わす棒グラフを示す図である。 切削試験１において、ストレート刃型ドリルの切削により発生した切り屑の形状を示す写真図である。 切削試験１において、フック刃型ドリル(ＴＹＰＥ１)の切削により発生した切り屑の形状を示す写真図である。 切削試験１において、フック刃型ドリル(ＴＹＰＥ２)の切削により発生した切り屑の形状を示す写真図である。 切削試験１において用いたフック刃型ドリル(ＴＹＰＥ１)の断面形状を示す図である。 切削試験１に用いたフック刃型ドリル(ＴＹＰＥ１)の先端面形状を示す図である。 切削試験２に用いた１８種類のフック刃型ドリル(ＴＹＰＥ２) No.１〜No.１８の相互に異なる形状範囲をそれぞれ示す図表である。 切削試験２における試験結果を、１８種類のフック刃型ドリル(ＴＹＰＥ２) No.１〜No.１８毎に示す図表である。 切削試験３に用いた１２種類のフック刃型ドリル(ＴＹＰＥ２) No.１〜No.１２の相互に異なる形状範囲をそれぞれ示す図表である。 切削試験３における切削試験結果を、１２種類のドリルNo.１〜No.１２ 毎に示す図表である。 切削試験結果におけるコーナー部欠損を具体的に説明する図である。 切削試験結果における摩耗大を具体的に説明する図である。 切削試験結果におけるドリル折損を具体的に説明する図である。 切削試験結果におけるドリル中心部の欠けを具体的に説明する図である。

以下、本発明の実施例を図面を参照しつつ詳細に説明する。

図１は、本発明の一実施例であるドリル１０を示す図であって、軸心Ｃに対して直角な方向から見た正面図である。図２は、そのドリル１０の切れ刃１２が設けられた先端部を拡大して示す拡大図である。図３は、ドリル１０の切れ刃１２が設けられた先端面を拡大して示す図である。図４は、軸心Ｃに直交する面で切断したドリル１０の断面図である。図５は、その断面図のうちの切り屑排出溝１８のドリル回転方向側の内壁面の端縁部を拡大して示す図である。図６はドリル１０の先端部を拡大して示す斜視図である。

ドリル１０は、ステンレス鋼、合金鋼、チタン合金などの比較的難削材である特殊鋼を高能率で切削加工するための２枚刃のツイストドリルであり、シャンク部１４とおよび溝部１６を軸方向に一体に備えている。ドリル１０は超硬合金製であって、切れ刃１２等が設けられた先端部、および切り屑排出溝１８が設けられた長手状の溝部１６の表面にはＴｉＡｌＮ合金の硬質被膜がコーティングされる。溝部１６には、所定のねじれ角γｎ（切り屑排出溝１８に直交する線Ｓと軸心Ｃに対応する線Ｔの角度、例えば３０°程度）で軸心Ｃの右まわりに捩れた一対の切り屑排出溝１８が形成されているとともに、その切り屑排出溝１８に沿ってマージン２０が設けられている。一対の切り屑排出溝１８はドリル１０のテーパ状の先端面１１にＣ字状に開口しており、切り屑排出溝１８の開口縁のうちのドリル１０の回転方向に向かう側には、それぞれ切れ刃１２が設けられている。

上記ドリル１０には、先端部および溝部１６を含む範囲Ｌにおいて、その先端からシャンク部１４へ向かうに従って小径となるバックテーパＢＴが形成されている。このバックテーパＢＴは、０．１０Ｌ／１００〜０．５０Ｌ／１００の範囲に設定されている。また、上記ドリル１０において、その断面の切り屑排出溝１８の底に内接する径である芯厚ＣＤは、０．１５Ｄ〜０．４Ｄ( 但し、Ｄはドリル刃径)の範囲に設定されている。

マージン２０は、切り屑排出溝１８によって分断されたランド２４のドリル回転方向側の端縁であるリーディングエッジ２６に沿って設けられている。ドリル１０の外周面は、マージン２０の外周面と、マージン２０に続いて一定の径寸法で設けられた二番取り面２８とにより構成されている。マージン２０の外径は、ドリル１０の先端部ではドリル直径（切れ刃１２の外径）Ｄと略同じ寸法であるが、溝部１６の全体を含むバックテーパ範囲Ｌにおいて、所定角度のバックテーパＢＴによりドリル１０の先端部からシャンク部１４側へ向かうに従って徐々に小径とされている。上記マージン２０のマージン幅ＭＷは、０．０２Ｄ〜０．０１０Ｄの範囲に設定されている。

切れ刃１２は、外周側に形成された凸曲線切れ刃部１２ａと内周側に形成された凹曲線切れ刃部１２ｂとから構成される。ドリル１０のテーパ状先端面１１において、一対の切れ刃１２のうちの一方の切れ刃１２からその回転方向の後方に向かって、二番逃げ面３２、その二番逃げ面３２よりも大きな逃げ角を有する三番逃げ面３４、その三番逃げ面３４よりも大きな逃げ角を有するギャッシュ面３６、長手状のつなぎ凹面３８、シンニング面４０が、順に相互に隣接した状態で設けられている。三番逃げ面３４には、切り屑排出溝１８と略平行にドリル１０を縦通して螺旋状に設けられたオイルホール２２が開口させられており、必要に応じて切削油剤やエアなどを切削部位へ供給できるようになっている。また、他の切れ刃１２の軸心側部分すなわち芯厚ＣＤ部分には、それのすくい面に相当するシンニング面４０を形成するＲ型シンニングが施され、図３の底面視において滑らかに湾曲するＲ形状の軸心側切れ刃部１２ｃが、凹曲線切れ刃部１２ｂと滑らかに接続するように設けられている。上記長手状のつなぎ凹面３８は、ギャッシュ面３６とシンニング面４０との境界線に沿って位置して両面を滑らかに接続するために幅方向すなわち周方向において凹んでいる略径方向に長手状の細長い面である。このつなぎ凹面３８の曲率半径Ｒは、ドリル１０の切れ刃１２の径(ドリル径)をＤとすると、０．０１Ｄ〜０．０５Ｄの範囲内の値である。

切り屑排出溝１８は、複数種類の溝加工用砥石を用いて切削加工されたもので、溝断面形状が非対称とされている。図４および図５に示すように、切り屑排出溝１８の内壁面はＣ字状を成しており、ドリル回転方向側の内壁面は、凸曲線切れ刃部１２ａに対応し曲率半径Ｒ１を有する第１凸曲線ＣＬ１と、凹曲線切れ刃部１２ｂに対応し曲率半径Ｒ２を有する第１凹曲線ＣＬ２とが相互に交差して形成されている。また、図４に示すように、切り屑排出溝１８の内壁面のうちのドリル回転方向後方側の内壁面は、曲率半径Ｒ３を有して第１凹曲線ＣＬ２に滑らかに接続された第２凹曲線ＣＬ３と、曲率半径Ｒ４を有して第２凹曲線ＣＬ３に滑らかに接続された第２凸曲線ＣＬ４とから構成されている。本実施例では、凸曲線切れ刃部１２ａに対応する第１凸曲線ＣＬ１が回転方向に向かって突き出す曲率半径Ｒ１を有する凸面であるので、面取り状の平面とされている特許文献１および２のドリルに比較して、欠損に対する強度が高められている。

図５に示すように、上記切れ刃１２を構成する、外周側の凸曲線切れ刃部１２ａと内周側の凹曲線切れ刃部１２ｂとは、それらに対応する第１凸曲線ＣＬ１と第１凹曲線ＣＬ２とが相互に交差させられていて、その交点Ａに図２の１点鎖線で示す僅かな稜線が形成されている。切れ刃から発生する切り屑は、第１凹曲線ＣＬ２に対応する凹曲線切れ刃部１２ｂおよび内壁面により生成されるので、全長の短いカール状を切り屑を得るために、上記交点Ａは、なるべく外周側に位置することが望まれる。本実施例のドリル１０では、上記のように外周側の凸曲線切れ刃部１２ａに対応する第１凸曲線ＣＬ１と、内周側の凹曲線切れ刃部１２ｂに対応する第１凹曲線ＣＬ２とが相互に交差させられているので、第１凸曲線ＣＬ１と第１凹曲線ＣＬ２とが接線方向に滑らかに接続されている特許文献３に記載の従来のドリルに比較して、第１凸曲線ＣＬ１と第１凹曲線ＣＬ２との接続点である交点Ａが、好適に外周側に位置させられている。

また、図４において、本実施例のドリル１０は、ドリル１０の外周面と第１凸曲線ＣＬ１とが交差する外周点Ｂと、ドリル中心点である軸心Ｃとを結ぶ基準線Ｋに対する第１凹曲線ＣＬ２の凹み量ＬＦは、０．０１Ｄ〜０．０５Ｄ( 但し、Ｄはドリル刃径)の範囲内に設定されている。凹み量ＬＦがその範囲内とされている第１凹曲線ＣＬ２に対応する凹曲線切れ刃部１２ｂおよび内壁面により生成される切り屑は、全長が比較的短い好適なカール形状とされ、ドリル１０の耐久性能が高められ且つ切削中のスラスト荷重が軽減される。

また、図４において、本実施例のドリル１０は、第１凸曲線ＣＬ１と第１凹曲線ＣＬ２との交点Ａを通る基準線Ｋに直交する直線と基準線Ｋとの交点Ｅと、外周点Ｂとの間の径方向距離であるすくい面取り幅ＬＷは、０．００８Ｄ〜０．０６Ｄ( 但し、Ｄはドリル刃径)の範囲内に設定されている。すくい面取り幅ＬＷがその範囲内とされている第１凸曲線ＣＬ１の径方向寸法が、特許文献３に記載の従来のドリルに比較して、好適に小さくされているので、切り屑形状が全長が比較的短いカール状となり、針状突起が小さくされる。

また、図４において、本実施例のドリル１０は、外周点Ｂにおける基準線Ｋと第１凸曲線ＣＬ１との角度であるすくい角θが負に設定されており、外周点Ｂ付近に対応するコーナ部の強度が高められている。また、本実施例のドリル１０は、０．１５Ｄ〜０．４Ｄ(Ｄはドリル刃径)の芯厚ＣＤに設定されており、抗折強度を確保しつつ、切り屑排出溝１８の断面積が可及的に大きくされている。

また、図４において、本実施例のドリル１０は、切り屑排出溝１８の回転方向後方に向かう内壁面は、内周側に形成された第２凹曲線ＣＬ３とその第２凹曲線ＣＬ３に隣接して外周側に形成された第２凸曲線ＣＬ４とから構成されており、その第２凸曲線ＣＬ４は、ランド２４のヒール部５２に到達するように設定されている。この第２凸曲線ＣＬ４によりランド２４の後端部であるヒール部５２が補強されている。

また、図４において、本実施例のドリル１０は、第１凸曲線ＣＬ１の曲率半径Ｒ１、第１凹曲線ＣＬ２の曲率半径Ｒ２、第２凹曲線ＣＬ３の曲率半径Ｒ３、第２凸曲線ＣＬ４の曲率半径Ｒ４は、Ｒ１が０．０２Ｄ〜０．４Ｄの範囲内、Ｒ２が０．１５Ｄ〜０．５Ｄの範囲内にそれぞれ設定されており、第１凹曲線ＣＬ２の曲率半径Ｒ２と第２凹曲線ＣＬ３の曲率半径Ｒ３との関係は、０．７５≦Ｒ３／Ｒ２≦１．２５の範囲内に設定されている。

図２および図６に示すように、ドリル１０の切れ刃１２には、その刃欠けを防止するためにその稜線に沿った長手状の面である面取り４２が形成されている。この面取り４２の面取り幅ＣＷは、０．００２Ｄ〜０．０２Ｄの範囲内に設定されており、面取り４２の角度γは、１０°〜３５°の範囲内に設定されている。この角度γは、図２に示すように、切れ刃１２の回転面Ｍに垂直な線Ｎに対する面取り４２の角度である。また、図２に示すように、ドリル１０の底部の垂直逃げ角βすなわち二番逃げ面３２の切れ刃１２の回転面に対する角度である逃げ角は、９°〜２０°の範囲内に設定されている。

( 切削試験１)
以下に、本発明者等が行なった切削試験１を説明する。この切削試験１では、フック刃型ドリルＴＹＰＥ１と、本発明品である上記ドリル１０に対応するフック刃型ドリルＴＹＰＥ２と、切れ刃が直線とされたストレート刃型ドリルとを用いて以下に示す切削試験条件下で行われた。また、本発明品である上記ドリル１０に対応して第１凸曲線ＣＬ１と第１凹曲線ＣＬ２とが相互に交差しているフック刃型ドリルＴＹＰＥ２ドリルと、特許文献３のドリルに対応して第１凸曲線ＣＬ１と第１凹曲線ＣＬ２とが相互に滑らかに接続されているフック刃型ドリルＴＹＰＥ１ドリルとを用いて以下に示す切削試験条件下で行われた。
＜ストレート刃型ドリル＞
工具材質：超硬合金
全長：１００ｍｍ
溝長：４８ｍｍ
ドリル径：６ｍｍφ
先端角：１４０°
切り屑排出溝の形状：Ｒ２＝０．９４Ｄ、Ｒ３＝０．２４Ｄ、Ｒ４＝０．２１Ｄ
ドリル形状：図７の断面図および図８の端面図で示されるもの。
芯厚：０．２８Ｄ
＜フック刃型ドリルＴＹＰＥ１＞
工具材質：超硬合金
全長：１００ｍｍ
溝長：４８ｍｍ
ドリル刃径：６ｍｍφ
先端角：１４０°
切り屑排出溝の形状：Ｒ１＝０．１６Ｄ、Ｒ２＝０．２９Ｄ、Ｒ３＝０．２９Ｄ、Ｒ４＝０．２１Ｄ
ドリル形状：図９の断面図および図１０の端面図で示され、詳しくは図１５の断面図および図１６の端面図で示される、第１凸曲線ＣＬ１と第１凹曲線ＣＬ２とが滑らかに連続しているドリル。
芯厚：０．２８Ｄ
凹み量ＬＦ：０．０９Ｄ
すくい面取り幅ＬＷ：０．００５Ｄ
Ｒ１とＲ２の位置関係は外接
＜フック刃型ドリルＴＹＰＥ２＞
工具材質：超硬合金
全長：１００ｍｍ
溝長：４８ｍｍ
ドリル刃径：６ｍｍφ
先端角：１４０°
切り屑排出溝の形状：Ｒ１＝０．１６Ｄ、Ｒ２＝０．２９Ｄ、Ｒ３＝０．２９Ｄ、Ｒ４＝０．２１Ｄ
ドリル形状：図９の断面図および図１０の端面図で示され、詳しくは図４の断面図および図３の端面図で示される、第１凸曲線ＣＬ１と第１凹曲線ＣＬ２とが相互に交差しているドリル。
芯厚：０．２８Ｄ
凹み量ＬＦ：０．０２Ｄ
すくい面取り幅ＬＷ：０．０５Ｄ
Ｒ１とＲ２の位置関係は交差
＜試験条件＞
被削材：ＳＵＳ３０４
ドリル径：６ｍｍ
加工深さ：２４ｍｍ（止まり穴）
切削速度：１００ｍ／ｍｉｎ
送り量：０．１８ｍｍ／ｒｅｖ
ステップ：無し
切削油：水溶性 (内部給油)
クーラント：１．５−３．０ＭＰａ

図１１乃至図１４は上記の切削試験１の結果を示している。図１１において、ストレート刃型ドリルによれば加工穴数が３５０穴程度に到達すると、ドリルが切れ刃欠けが発生した。フック型ドリルＴＹＰＥ１を用いた穴加工では、加工穴数が１０００個程度の穴数に到達するとドリルが切れ刃欠けが発生した。しかし、フック型ドリルＴＹＰＥ２ドリルを用いた穴加工では、加工穴数が４０００個の穴数に到達した。すなわち、本実施例に対応するフック刃型ドリルＴＹＰＥ２によれば、ストレート刃型ドリルに比較して１０倍以上のドリルの耐久寿命が得られ、フック刃型ドリルＴＹＰＥ１に比較して、４倍以上のドリルの耐久寿命が得られた。

図１２にストレート刃型ドリルによる切り屑形状を示し、図１３にフック刃型ドリルＴＹＰＥ１による切り屑形状を示し、図１４にフック刃型ドリルＴＹＰＥ２による切り屑形状を示す。ストレート刃型ドリルによる切り屑形状は、図１２に示すようにカールが少なく且つ針状突起が形成されて全長が比較的長いので、切り屑の排出性が十分に得られ難い。フック刃型ドリルＴＹＰＥ１による切り屑形状は、図１３に示すようにカールが進行し且つ針状突起が比較的小さく、全長も小さいものが含まれているが、全長が長い切り屑が高い割合で混入して不均一である。これに対して、フック刃型ドリルＴＹＰＥ２は、図１４に示すように、針状突起が無くて切り屑形状が小さくは、均一な形状を有しており、切り屑排出性が得られる。これらが上記切削試験結果の原因であると考えられる。

（切削試験２）
切削試験１で用いたものと同じＴＹＰＥ２ドリルの仕様変更品を図１７に示すように１８種類試作してドリルNo.１〜No.１８ とし、それらドリルNo.１〜No.１８ を用いて切削試験1と同様の条件で切削を行なった。図１８は、それらのドリルNo.１〜No.１８の試験結果を示している。図１８において、○印は優れた結果を示し、△印はやや好ましくないを示し、×印は好ましくないという評価を示している。逃げ面摩耗が大きいという状態は図、切れ刃欠け、中心部欠け、或いは穴径拡大を示し、×印は切削抵抗が高くドリルの折損を示している。コーナー部欠損は図２１に例示される部位の欠け状態を示し、摩耗大は図２２に示す部位の摩耗が大きい状態を示し、折損とは図２３に示すドリルの折れ状態を示し、中心部欠けとは図２４に示す部位の欠け状態を示す。

図１８は上記の切削試験２の結果を示している。図１８において、ドリルNo.２〜No.４、No.７〜No.９によれば、切り屑形状、スラスト荷重、および耐久性能において優れた結果が得られた。すなわち、針状突起が形成されておらず全長が短い均一形状の排出性が良い形状の切り屑が得られるとともに、切削試験２において送り量０．１５ｍｍ／ｒｅｖでドリルを軸心Ｃ方向へ送るためのスラスト荷重が比較的軽いものであった。また、図１１のＴＹＰＥ２に示す耐久結果と同様の耐久性能が得られた。しかし、ドリルNo.１、No.５、No.６，No.１０〜No.１８によれば、主として、切り屑形状およびスラスト荷重の少なくとも一方が△印のやや好ましくないか或いは×印の好ましくないという結果であって、ドリルの折損、コーナー部欠損、摩耗大のいずれかであるという耐久性能評価であった。

耐久性能評価が得られなかったドリルNo.１、No.５、No.６，No.１０〜No.１８の構成から以下のように解析できる。先ず、ドリルNo.１の逃げ面摩耗幅大という結果は切れ刃に続く二番逃げ面３２の垂直逃げ角βが過小であることによるものであり、ドリルNo.５の切れ刃欠けという結果は、切れ刃に続く二番逃げ面３２の垂直逃げ角βが過大であることによるものであると考えられる。また、ドリルNo.６の切れ刃欠けという結果は切れ刃１２の稜線に設けられた面取り４２の面取り幅ＣＷが過小であることによるものであり、ドリルNo.１０のドリルの折損は切れ刃１２の面取り４２の面取り幅ＣＷが過大で切削抵抗が大きくなったことによるものであると考えられる。また、ドリルNo.１１のドリルの折損という結果は切れ刃面取り角度γが過小で切削抵抗が大きくなったことによるものであり、ドリルNo.１２の切れ刃欠けは切れ刃面取り角度γが過大であることによるものであると考えられる。また、ドリルNo.１３のドリルの折損という結果はつなぎ凹面３８の曲率半径Ｒが過小で切削抵抗が大きくなったことによるものであり、ドリルNo.１４の中心部欠けという結果はつなぎ凹面３８の曲率半径Ｒが過大であることによるものであると考えられる。また、ドリルNo.１５のドリルの折損という結果はバックテーパＢＴが過小で切削抵抗が大きくなったことによるものであり、ドリルNo.１６の穴径拡大という結果はバックテーパＢＴが過大であることによるものであると考えられる。また、ドリルNo.１７の穴径拡大という結果はマージン幅ＭＷが過小で穴切削の精度が低下したことによるものであり、ドリルNo.１８のドリルの折損という結果はマージン幅ＭＷが過大で切削抵抗が増大したことによるものであると考えられる。

上記ドリルNo.１、No.５、No.６，No.１０〜No.１８において耐久性能が得られない原因と推定される過大な値或いは過小な値をそれぞれ考慮すると、切れ刃１２に続く逃げ面の垂直逃げ角βは、９°〜２０°の角度範囲内、切れ刃１２の稜線に設けられた面取り４２の面取り幅ＣＷは、０．００２Ｄ〜０．０２Ｄの範囲内、切れ刃１２の稜線に設けられた面取り４２の切れ刃面取り角度γは、１０°〜３５°の範囲内、つなぎ凹面３８の曲率半径Ｒは、０．０１Ｄ〜０．０５Ｄの範囲内、バックテーパＢＴは０．０１Ｌ／１００〜０．０５Ｌ／１００の範囲内、ドリルのマージン幅ＭＷは、０．０２Ｄ〜０．１０Ｄの範囲内が望ましい。

( 切削試験３)
切削試験２で用いたＴＹＰＥ２ドリルの切れ刃変形品を図１９に示すように１２種類試作してドリルNo.１〜No.１２ とし、それらドリルNo.１〜No.１２ を用いて切削試験２と同様の条件で切削を行なった。図２０は、それらのドリルNo.１〜No.１２ の試験結果を示している。図２０において○印は優れた結果を示し、△印は○印に比較してやや好ましくない結果を示し、×印は好ましくない結果を示している。また、図２０において、コーナー部欠損は図２１に例示される部位の欠け状態を示し、摩耗大は図２２に示す部位の摩耗が大きい状態を示し、折損とは図２３に示すドリルの折れ状態を示している。

図２０の切削試験結果に示すように、ドリルNo.１〜No.３によれば、切り屑形状、スラスト荷重、および耐久性能において優れた結果が得られた。すなわち、針状突起が形成されておらず全長が短い均一形状の排出性が良い形状の切り屑が得られるとともに、切削試験３において送り量０．１５ｍｍ／ｒｅｖでドリルを軸心Ｃ方向へ送るためのスラスト荷重が比較的軽いものであった。また、図１１のＴＹＰＥ２に示す耐久結果と同様の耐久性能が得られた。しかし、ドリルNo.４〜No.１２ によれば、切り屑形状およびスラスト荷重の少なくとも一方が△印のやや好ましくないか或いは×印の好ましくないという結果であって、ドリルの折損、コーナー部欠損、摩耗大のいずれかであるという耐久性能評価であった。

耐久性能評価が得られなかったドリルNo.４〜No.１２ の構成から以下のように解析できる。先ず、ドリルNo.４およびドリルNo.１１ の切り屑詰まりによる折損は、切り屑排出溝１８の断面積が過小であることに由来する排出性の低下に起因するものと考えられる。すなわち、ドリルNo.４は、半径比Ｒ３／Ｒ２が０．７という小さすぎる値とされて相対的に曲率半径Ｒ３が曲率半径Ｒ２に比較して小さいので切り屑排出溝１８の断面積が過小となっており、また、ドリルNo.１１ は、その芯厚ＣＤが０．４２Ｄという大きすぎる値であるので、切り屑排出溝１８の断面積が過小となっていると推定される。次に、ドリルNo.５およびドリルNo.１０ の工具剛性不足による折損は、ドリル断面積不足に起因するものと考えられる。すなわち、ドリルNo.５は、その半径比Ｒ３／Ｒ２が１．３という大きすぎる値とされて相対的に曲率半径Ｒ３が曲率半径Ｒ２に比較して大きいので切り屑排出溝１８の断面積が過小となっており、ドリルNo.１０ は、その芯厚ＣＤが０．１３Ｄという小さすぎる値であるので、切り屑排出溝１８の断面積が過小となっていると推定される。次いで、ドリルNo.６〜No.８、No.１２ のコーナー部欠損に関してはコーナー部の強度或いは剛性不足が起因していると考えられる。すなわち、ドリルNo.６は、そのすくい面取り幅ＬＷが０．００５Ｄという小さすぎる値とされ且つ第１凸曲線ＣＬ１の曲率半径Ｒ１が０．０１８Ｄという小さすぎる値とされているので、コーナー部の強度が得られていないと考えられる。ドリルNo.７は、その半径比Ｒ３／Ｒ２が１．５３という大きすぎる値とされて曲率半径Ｒ２の基準線Ｋよりも回転方向後方側への凹み量ＬＦが０．０６Ｄという大き過ぎる値とされてその分コーナー部の強度が得られていないと考えられる。ドリルNo.８は、その第１凸曲線ＣＬ１の曲率半径Ｒ１が０．４２Ｄという大きすぎる値とされているので、第１凸曲線ＣＬ１に対応する凸曲線切れ刃部１２ａの回転方向側へ膨出する量が少なく、直線に近くなるため、凸曲線切れ刃部１２ａの強度すなわちコーナー部の強度が得られていないと考えられる。ドリルNo.１２ は、曲率半径Ｒ２が０．１２Ｄという小さすぎる値とされているので、コーナー部の欠損が生じ易いと考えられる。さらに、ドリルNo.９の摩耗大に関しては、切削能率が低く所定の送り量( ０．１５ｍｍ／ｒｅｖ) を維持するためのスラスト荷重が大きくなることが起因していると考えられる。すなわち、ドリルNo.９は、その曲率半径Ｒ２の基準線Ｋよりも回転方向後方側への凹み量ＬＦが−０．０２Ｄという負の値とされ、半径比Ｒ３／Ｒ２が０．５６という小さすぎる値とされて相対的に曲率半径Ｒ２が曲率半径Ｒ３に比較して２倍程度に大きい値とされ、曲率半径Ｒ２が０．５２Ｄという大きな値とされ、しかもすくい面取り幅ＬＷが０．０９Ｄという大きすぎる値とされていて、基準線Ｋよりも回転方向側にあって曲率半径Ｒ２が大きい切れ刃１２はその切削量が相対的に少なくなって、その分、スラスト荷重が大きくなると考えられる。

上記ドリルNo.４〜No.１２ において耐久性能が得られない原因と推定される過大な値或いは過小な値をそれぞれ考慮すると、第１凹曲線ＣＬ２の凹み量ＬＦは０．０１Ｄ〜０．０５Ｄの範囲内、すくい面取り幅ＬＷは０．００８Ｄ〜０．０６Ｄの範囲内、芯厚は０．１５Ｄ〜０．４Ｄの範囲内、第１凸曲線ＣＬ１の曲率半径Ｒ１は０．０２Ｄ〜０．４Ｄの範囲内、第１凹曲線ＣＬ２の曲率半径Ｒ２は０．１５Ｄ〜０．５Ｄの範囲内、第１凹曲線ＣＬ２と第２凹曲線ＣＬ３との曲率半径比Ｒ３／Ｒ２は、０．７５〜１．２５の範囲内であることが、望ましい。

上述のように、本実施例のドリル１０によれば、先端面１１に開口する切り屑排出溝１８と、その切り屑排出溝１８のうちドリル回転方向に向かう内壁面と先端面１１に形成された二番逃げ面(先端逃げ面)３２との交差部分に形成された切れ刃１２とを備え、その切れ刃１２が内周側に形成された凹曲線切れ刃部１２ｂと外周側に形成された凸曲線切れ刃部１２ａとから構成され、そのドリル１０の軸心Ｃに直交する断面において凸曲線切れ刃部１２ａに対応する第１凸曲線ＣＬ１と凹曲線切れ刃部１２ｂに対応する第１凹曲線ＣＬ２とが相互に交差していることから、切れ刃１２から発生する切り屑は、カールし且つ針状突起が無くその分全長が比較的短い均一な形状となって、その排出が円滑となって排出性が高められるので、ドリル１０の工具寿命が一層向上させられる。また、先端面１１において切れ刃１２に続く二番逃げ面(先端逃げ面)３２には、９°〜２０°の角度範囲の垂直逃げ角βが形成され、切れ刃１２の稜線には、０．００２Ｄ〜０．０２Ｄの範囲の面取り幅ＣＷの面取り４２が形成されていることから、二番逃げ面３２或いは三番逃げ面３４の摩耗や切れ刃欠けが抑制されるとともに、切削抵抗が低くなってドリル１０の折損が抑制される。逃げ面の垂直逃げ角βが９°を下まわると、その逃げ面の摩耗が大きくなって十分な工具寿命が得られない。また、二番逃げ面(先端逃げ面)３２の垂直逃げ角βが２０°を上まわると、或いは、切れ刃１２の面取り幅ＣＷが０．００２Ｄを下回ると、強度が低下して切れ刃１２の欠けが発生し、切れ刃１２の面取り幅ＣＷが０．０２Ｄを上回ると切削抵抗が高くなってドリル１０の折損が発生する可能性が高くなる。

また、本実施例のドリル１０によれば、その軸心Ｃに直交する断面において、ドリル１０の外周面と第１凸曲線ＣＬ１とが交差する外周点Ｂとドリル中心点である軸心Ｃとを結ぶ基準線Ｋに対して、第１凹曲線ＣＬ２の凹み量ＬＦは、０．０１Ｄ〜０．０５Ｄであることから、切り屑形状が全長が比較的短いカール状となり、耐久性能が高められ且つ切削中のスラスト荷重が軽減される。第１凹曲線ＣＬ２の凹み量ＬＦが０．０１Ｄ未満となると、ドリル１０の摩耗が大きくなって耐久性能が損なわれる。第１凹曲線ＣＬ２の凹み量ＬＦが０．０５Ｄを上まわると、ドリル１０のコーナー部の欠損が発生する。

また、本実施例のドリル１０によれば、軸心Ｃに直交する断面において、第１凸曲線ＣＬ１と第１凹曲線ＣＬ２との交点Ａを通る前記基準線Ｋに直交する直線と基準線Ｋとの交点Ｅと、前記外周点Ｂとの間の距離であるすくい面取り幅ＬＷは、０．００８Ｄ〜０．０６Ｄ( 但し、Ｄはドリル刃径)であることから、切り屑形状が全長が比較的短いカール状となり、耐久性能が高められ且つ切削中のスラスト荷重が軽減される。すくい面取り幅ＬＷが０．００８Ｄ未満となると、ドリルのコーナー部の欠損が発生する。また、すくい面取り幅ＬＷが０．０６Ｄを上まわると、ドリルの摩耗が大きくなって耐久性能が損なわれる。

また、本実施例のドリル１０によれば、その先端面１１は、一方の切れ刃１２の回転方向後方に設けられた二番逃げ面(先端逃げ面)３２および三番逃げ面(先端逃げ面)３４と、それに隣接してそれよりも大きな逃げ角で形成されたギャッシュ面３６と、切れ刃１２の回転方向後方に位置する他方の切れ刃１２の内周部に隣接するシンニング面４０と、そのギャッシュ面３６とシンニング面４０との境界線に沿って位置して両面を接続し、幅方向において凹む長手状のつなぎ凹面 ３８とを含み、そのつなぎ凹面３８は、０．０１Ｄ〜０．０５Ｄの曲率半径Ｒを有する。このようにすれば、つなぎ凹面３８の曲率半径Ｒが０．０１Ｄ〜０．０５Ｄであるので、切削抵抗が低くドリル１０の折損が防止されるとともに、切れ刃１２の軸心に近い中心部分の欠けが防止される。曲率半径Ｒが０．０１Ｄを下まわると切り屑の排出性が低下して切削抵抗が高くなり、ドリル１０の折損を発生させ、曲率半径Ｒが０．０５Ｄを下まわると切れ刃１２の軸心に近い中心部分の強度が低下してその部分に欠けが発生し易くなる。

また、本実施例のドリル１０によれば、前記ドリルの外周面には、０．０２Ｄ〜０．１０Ｄのマージン幅ＭＷを有するマージン２０と、０．１０Ｌ／１００〜０．５０Ｌ／１００(但し、Ｌはバックテーパの軸方向長さ)のバックテーパＢＴとが形成されている。このため、ドリル１０の切削抵抗が低減されるとともに加工された穴径の拡大が抑制されて加工精度が得られる。バックテーパＢＴが０．１０Ｌ／１００を下まわると切削抵抗が高くなってドリルの折損が発生する可能性が高くなり、バックテーパＢＴが０．５０Ｌ／１００を上まわると切削された穴径が大きくなって加工精度が低下する。

また、本実施例のドリル１０は、０．１５Ｄ〜０．４Ｄ( 但し、Ｄはドリル刃径)の芯厚ＣＤを有する。このため、切り屑の排出性能が得られる範囲でドリル１０の抗折強度が高くされるので、ドリル１０の耐久性能が高められる。芯厚ＣＤが０．１５Ｄを下まわるとドリル１０の強度が低下して折損が発生しやすくなり、芯厚ＣＤが０．４Ｄを上まわると切り屑排出溝１８の断面積が小さくなって切り屑の排出性能が低下して折損が発生しやすくなる。

また、本実施例のドリル１０によれば、切れ刃１２の稜線に設けられた面取り４２は、１０°〜３５°の切れ刃面取り角度γを有するものである。切れ刃面取り角度γは、切れ刃１２に直交する面内において切れ刃１２の回転面に対する角度の補角である。このため、切れ刃１２の欠けが防止される範囲で切れ刃１２の強度が高められるので、ドリル１０の耐久性能が高められる。切れ刃面取り角度γが１０°を下回ると切れ刃１２の強度が低下して切れ刃１２の欠けが発生しやすくなり、切れ刃面取り角度γが３５°を上回ると切削抵抗が高くなってドリル１０の折損が発生しやすくなる。

また、本実施例のドリル１０によれば、軸心Ｃに直交する断面において、切り屑排出溝１８のうちドリル回転方向とは反対の回転方向に向かう内壁面は、内周側に形成された第２凹曲線ＣＬ３とその第２凹曲線ＣＬ３に隣接して外周側に形成された第２凸曲線ＣＬ４とから構成されており、その第２凸曲線ＣＬ４は、ヒール部に到達していることから、切り屑形状が全長が比較的短いカール状となり、耐久性能が高められ且つ切削中のスラスト荷重が軽減されるとともに、切り屑排出溝１８の先端面にＣ字状乃至Ｕ字状に開口する開口縁の両端部すなわちヒール部およびマージン部に対応するコーナ部が第１凸曲線および第２凸曲線によってそれぞれ補強されるので、それらコーナ部およびマージン部の欠損が防止されてドリルの耐久性が高められる。

また、本実施例のドリル１０によれば、第１凸曲線ＣＬ１の曲率半径をＲ１、第１凹曲線ＣＬ２の曲率半径をＲ２としたとき、Ｒ１：０．０２Ｄ〜０．４Ｄ、Ｒ２：０．１５Ｄ〜０．５Ｄであるので、切り屑形状が全長が比較的短いカール状となり、耐久性能が高められ且つ切削中のスラスト荷重が軽減される。Ｒ１が０．０２Ｄ未満又は０．４Ｄを超えるとコーナー部に欠損が発生する。曲率半径Ｒ２が０．１５Ｄ未満となるとコーナー部の欠損が生じ易くなり、０．５Ｄを超えると摩耗が大となる。

また、本実施例のドリル１０によれば、第１凹曲線ＣＬ２の曲率半径Ｒ２と第２凹曲線ＣＬ３の曲率半径Ｒ３との半径比は、０．７５≦Ｒ３／Ｒ２≦１．２５の範囲内であるので、ドリル１０の剛性が確保される範囲で切り屑排出溝が切り屑の詰まりが無い大きさの断面形状とされる。Ｒ３／Ｒ２が０．７５未満となると、切り屑排出溝の断面積が小さくなり過ぎて切り屑の詰まりが発生し、ドリル１０の折損が発生する。Ｒ３／Ｒ２が１．２５を上まわると、切り屑排出溝１８の断面積が大きくなってドリル本体の断面積が小さくなり、剛性不足によりドリル１０の折損が発生する。

また、本実施例のドリル１０によれば、外周点Ｂにおける基準線Ｋと第１凸曲線ＣＬ１との角度であるすくい角θが負であるので、その外周点Ｂの近傍のそれに対応するコーナ部の強度が高められてその欠損が防止され、ドリル１０の耐久性能が高められる。

また、本実施例のドリル１０によれば、ドリル１０の少なくとも先端部の表面は、ＴｉＡｌＮ合金の硬質被膜により被覆されているので、圧力および摩擦が大きい先端部の表面には硬質被膜が被覆されているので、ドリル１０の耐久性能が高められる。

以上、本発明の実施例を図面に基づいて詳細に説明したが、本発明はその他の態様においても適用される。

たとえば、前述の実施例のドリル１０の面取り４２は、平坦な面であったが、凸面すなわちＲ面であっても差し支えない。

また、前述の実施例のドリル１０において、交点Ａで交差する第１凸曲線ＣＬ１および第１凹曲線ＣＬ２は、曲率半径Ｒ１およびＲ２を有する円弧であったが、必ずしも円弧でなくてもよい。

前述の実施例のドリル１０の溝部１６には、所定のねじれ角γ（例えば３０°程度）で軸心Ｃの右まわりに捩れた一対の切り屑排出溝１８が形成されていたが、切り屑排出溝１８が軸心Ｃまわりに左まわりに捩れているツイストドリルや、切り屑排出溝１８が軸心Ｃと平行な直刃ドリル、切り屑排出溝１８の溝数が１本、２本、或いは３本以上のドリル、１つのランドに２つのマージンが設けられたダブルマージンドリルなど、種々のドリルに適用可能である。

また、前述の実施例のドリル１０には、オイルホール２２が軸心Ｃ方向に縦通して設けられているが、このオイルホール２２は被削材の材質等に応じて必要に応じて設けられれば良い。また、マージン２０は、必ずしも設けられていなくてもよい。

また、前述の実施例のドリル１０は、その軸心Ｃに直交する断面において切り屑排出溝１８の内壁面のうち回転方向の反対側に向かう内壁面は、内周側に形成された第２凹曲線ＣＬ３とその第２凹曲線ＣＬ３に隣接して外周側に形成された第２凸曲線ＣＬ４とから構成されて、その第２凸曲線ＣＬ４は、ランド２４のヒール部５２に到達するように設定されていたが、この第２凸曲線ＣＬ４はランド２４のヒール部５２を補強するためのものであるから、必ずしも曲線でなくてもよいし、材質によっては適宜除去されてもよい。上記第２凹曲線ＣＬ３は、切り屑のカールの形成にそれほど関与する部分ではなく、切り屑との間に隙間が形成される程度のものでよいので、その曲率半径Ｒ３は切り屑のカールや切り屑の排出に影響しない範囲で変更され得る。

また、前述の実施例のドリル１０は、超硬合金などの超硬質工具材料の基材から構成されていたが、高速度鋼など他の工具材料を採用することもできる。また、切削耐久性を高めるためにその基材に設ける硬質被膜としては、金属間化合物の他、ダイヤモンド被膜などを採用することもできる。

上記金属間化合物としては、元素の周期表の IIIｂ族、IVａ族、Ｖａ族、VIａ族の金属、例えばＡｌ、Ｔｉ、Ｖ、Ｃｒなどの炭化物、窒化物、炭窒化物、或いはこれらの相互固溶体が適当で、具体的には、ＴｉＡｌＮ合金、ＴｉＣＮ合金、ＴｉＣｒＮ合金、ＴｉＮ合金などが好適に用いられる。このような金属間化合物の硬質被膜は、例えばアークイオンプレーティング法やスパッタリング法等のＰＶＤ法によって好適に設けられるが、プラズマＣＶＤ法等の他の成膜法で設けることもできる。

なお、上述したのはあくまでも本発明の一実施形態であり、本発明はその趣旨を逸脱しない範囲において当業者の知識に基づいて種々の変更，改良を加えた態様で実施することができる。

１０：ドリル
１２：切れ刃
１２ａ：凸曲線切れ刃部
１２ｂ：凹曲線切れ刃部
ＣＬ１：第１凸曲線
ＣＬ２：第１凹曲線
１８：切り屑排出溝
３２：二番逃げ面（先端逃げ面）
３４：三番逃げ面（先端逃げ面）
３６：ギャッシュ面
３８：長手状のつなぎ凹面
４０：シンニング面
４２：面取り
Ａ：第１凸曲線と前記第１凹曲線との交点
Ｂ：外周点
Ｃ：軸心（回転中心）
ＬＦ：第１凹曲線の凹み量
ＬＷ：すくい面取り幅
Ｋ：基準線
θ：すくい角
Ｒ１、Ｒ２、Ｒ３、Ｒ４、：曲率半径
ＣＬ３：第２凹曲線
ＣＬ４：第２凸曲線

Claims (12)

1. 先端面に開口する切り屑排出溝と、該切り屑排出溝のうちドリル回転方向に向かう内壁面と前記先端面に形成された先端逃げ面との交差部分に形成された切れ刃とを備え、該切れ刃は、内周側に形成された凹曲線切れ刃部と外周側に形成された凸曲線切れ刃部とから構成されるドリルであって、
   軸心に直交する断面において、前記凸曲線切れ刃部の投影線である円弧状の第１凸曲線と前記凹曲線切れ刃部の投影線である円弧状の第１凹曲線とが相互に交差しており、
   前記先端面において前記切れ刃に続く逃げ面には、９°〜２０°の角度範囲の垂直逃げ角βが形成され、
   前記切れ刃の稜線には、０．００２Ｄ〜０．０２Ｄ（但し、Ｄはドリル径）の範囲の幅ＣＷの面取りが形成されている
   ことを特徴とするドリル。
2. 前記軸心に直交する断面において、ドリルの外周面と前記第１凸曲線とが交差する外周点とドリル中心点とを結ぶ基準線に対して、前記第１凹曲線の凹み量ＬＦは、０．０１Ｄ〜０．０５Ｄ（但し、Ｄはドリル刃径）であることを特徴とする請求項１のドリル。
3. 前記第１凸曲線と前記第１凹曲線との交点を通る前記基準線に直交する直線と該基準線との交点と、前記外周点との間の距離であるすくい面取り幅ＬＷは、０．００８Ｄ〜０．０６Ｄ（但し、Ｄはドリル刃径）であることを特徴とする請求項２のドリル。
4. 前記先端面は、前記切れ刃の回転方向後方に設けられた逃げ面と、該逃げ面に隣接して該逃げ面よりも大きな逃げ角で形成されたギャッシュ面と、前記切れ刃の回転方向後方に位置する他の切れ刃の内周部に隣接するシンニング面と、該ギャッシュ面と該シンニング面との境界線に沿って位置して両面を接続し、幅方向において凹む長手状のつなぎ凹面とを含み、
   該つなぎ凹面は、０．０１Ｄ〜０．０５Ｄの曲率半径Ｒを有することを特徴とする請求項１乃至３のいずれか１のドリル。
5. 前記ドリルの外周面には、０．０２Ｄ〜０．１０Ｄのマージン幅ＭＷを有するマージンと、０．１０Ｌ／１００〜０．５０Ｌ／１００（但し、Ｌはバックテーパの軸方向長さ）のバックテーパＢＴとが形成されていることを特徴とする請求項１乃至４のいずれか１のドリル。
6. 前記ドリルは、０．１５Ｄ〜０．４Ｄ（但し、Ｄはドリル刃径）の芯厚ＣＤを有することを特徴とする請求項１乃至５のいずれか１のドリル。
7. 前記切れ刃の稜線に設けられた面取りは、１０°〜３５°の切れ刃面取り角度γを有するものであることを特徴とする請求項１乃至６のいずれか１のドリル。
8. 前記軸心に直交する断面において、前記切り屑排出溝のうちドリル回転方向とは反対の回転方向に向かう内壁面は、内周側に形成された第２凹曲線と該第２凹曲線に隣接して外周側に形成されてヒール部に到達する第２凸曲線とから構成されており、該第２凸曲線は、第２凹曲線を介して滑らかに前記第１凹曲線と接続していることを特徴とする請求項１乃至７のいずれか１のドリル。
9. 前記第１凸曲線の曲率半径をＲ１、前記第１凹曲線の曲率半径をＲ２、前記第２凹曲線の曲率半径をＲ３、前記第２凸曲線の曲率半径をＲ４としたとき、Ｒ１：０．０２Ｄ〜０．４Ｄ、Ｒ２：０．１５Ｄ〜０．５Ｄであることを特徴とする請求項８のドリル。
10. 前記第１凹曲線の曲率半径Ｒ２と前記第２凹曲線の曲率半径Ｒ３との関係は、０．７５≦Ｒ３／Ｒ２≦１．２５であることを特徴とする請求項８または９のドリル。
11. 前記外周点における前記基準線と前記第１凸曲線との角度であるすくい角が負であることを特徴とする請求項２または３のドリル。
12. 前記ドリルの少なくとも先端部表面には、硬質皮膜が被覆されていることを特徴とする請求項１乃至１１のいずれか１のドリル。
    

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