JP6255925B2 - ドリル - Google Patents

Description

本発明は、ドリルに関するものである。

従来この種のドリルとして、例えば下記特許文献１に示されるような、軸線回りに回転されるドリル本体と、前記ドリル本体の外周面に形成され、該ドリル本体の先端から基端側へ向けて螺旋状に延びる切屑排出溝と、前記切屑排出溝のドリル回転方向を向く壁面と前記ドリル本体の先端面との交差稜線部に形成された切れ刃と、前記切屑排出溝のドリル回転方向を向く壁面と前記ドリル本体の外周面との交差稜線部に形成されたリーディングエッジと、を備えたものが知られている。

特許第４８９４０５４号公報

しかしながら、上記従来のドリルでは、ドリル本体のリーディングエッジにおける切れ味を確保しつつ、刃先欠損や摩耗等を抑制することに改善の余地があった。

本発明は、このような事情に鑑みてなされたものであって、ドリル本体のリーディングエッジにおける切れ味を確保しつつ、刃先欠損や摩耗等を抑制できるドリルを提供することを目的としている。

このような課題を解決して、前記目的を達成するために、本発明は以下の手段を提案している。
すなわち、本発明は、軸線回りに回転されるドリル本体と、前記ドリル本体の外周面に形成され、該ドリル本体の先端から基端側へ向けて螺旋状に延びる切屑排出溝と、前記切屑排出溝のドリル回転方向を向く壁面と前記ドリル本体の先端面との交差稜線部に形成された切れ刃と、前記切屑排出溝のドリル回転方向を向く壁面と前記ドリル本体の外周面との交差稜線部に形成されたリーディングエッジと、を備えるドリルであって、前記リーディングエッジには、該リーディングエッジの延在方向に沿って延びるとともに、前記延在方向に垂直な断面が凸曲線状をなす第１凸曲面部が形成され、前記第１凸曲面部の曲率半径が、２０〜１００μｍであり、前記切れ刃には、チャンファホーニングが形成されており、前記チャンファホーニングのホーニング面と前記ドリル本体の外周面との交差稜線部には、この交差稜線部の延在方向に垂直な断面が凸曲線状をなす第２凸曲面部が形成され、前記第２凸曲面部の曲率半径が、２０〜１００μｍであることを特徴とする。

本発明のドリルによれば、ドリル本体のリーディングエッジ（外周刃）に、断面凸曲線状の第１凸曲面部が形成されており、該第１凸曲面部の曲率半径が２０〜１００μｍとされているので、下記の効果を奏する。

すなわち、リーディングエッジの第１凸曲面部の曲率半径が、２０μｍ以上であるので、刃先の強度を十分に確保して刃先欠損等を防止でき、かつ、リーディングエッジ及びそのドリル回転方向の後方に連なるドリル本体の外周面（マージン部）の摩耗の発生及び進行を抑制できる。
また、リーディングエッジの第１凸曲面部の曲率半径が、１００μｍ以下であるので、上述した作用効果が得られつつも、リーディングエッジにおいて鋭い切れ味を確保でき、切削の加工品位及び加工能率が高められる。

具体的に、本発明とは異なり、第１凸曲面部の曲率半径が２０μｍ未満の場合には、リーディングエッジの刃先強度が確保されずに早期に欠損したり、該リーディングエッジ及びそのドリル回転方向の後方に連なるドリル本体の外周面（マージン部）で摩耗が発生・進行しやすくなったりする。
また、第１凸曲面部の曲率半径が１００μｍを超える場合には、リーディングエッジによる切れ味が損なわれるとともに切削抵抗が増大して、切削の加工品位や加工能率に影響するおそれがある。
このような理由から本発明では、第１凸曲面部の曲率半径を２０〜１００μｍの範囲内としている。

以上より、本発明によれば、ドリル本体のリーディングエッジにおける切れ味を確保しつつ、刃先欠損や摩耗等を顕著に抑制できる。

また、切削時に被削材に切り込む切れ刃（先端刃）にチャンファホーニングが形成されているので、切れ刃の刃先強度が確保されている。
そして、チャンファホーニングのホーニング面とドリル本体の外周面（マージン部）との交差稜線部には、断面凸曲線状の第２凸曲面部が形成されており、該第２凸曲面部の曲率半径が２０〜１００μｍとされているので、上述したリーディングエッジのみならずその先端側に位置する前記交差稜線部においても、リーディングエッジの第１凸曲面部と同様の作用効果が得られ、つまり切れ味を確保しつつ、刃先欠損を防止し、かつ摩耗の発生及び進行を抑制する効果を奏する。

またこの場合、第２凸曲面部と、上述した第１凸曲面部とを連結して形成することが容易であり、この構成によれば、互いに稜線の延在方向が異なる第１、第２凸曲面部の連結部分が、例えば半球面状の凸曲面状とされて、当該連結部分における刃先欠損や摩耗等が格別顕著に抑制されることになる。
尚、第２凸曲面部の曲率半径が、第１凸曲面部の曲率半径と同等に設定されている場合には、ドリル製造時において、これら第１、第２凸曲面部をブラシ加工等により同一工程で形成でき、より好ましい。

また、本発明のドリルにおいて、前記チャンファホーニングのホーニング面と前記切屑排出溝のドリル回転方向を向く壁面との交差稜線部には、この交差稜線部の延在方向に垂直な断面が凸曲線状をなす第３凸曲面部が形成され、前記第３凸曲面部の曲率半径が、２０〜１００μｍであることとしてもよい。

この場合、チャンファホーニングのホーニング面と切屑排出溝のドリル回転方向を向く壁面（すくい面となる壁面）との交差稜線部に、断面凸曲線状の第３凸曲面部が形成されており、該第３凸曲面部の曲率半径が２０〜１００μｍとされているので、この交差稜線部においても、上述したリーディングエッジの第１凸曲面部や、チャンファホーニングのホーニング面とドリル本体の外周面（マージン部）との交差稜線部に形成された第２凸曲面部と同様の作用効果が得られる。

またこの場合、第３凸曲面部と、上述した第１、第２凸曲面部とを連結して形成することが容易であり、この構成によれば、互いに稜線の延在方向が異なる第１〜第３凸曲面部の連結部分が、例えば半球面状の凸曲面状とされて、当該連結部分における刃先欠損や摩耗等が格別顕著に抑制されることになる。
尚、第３凸曲面部の曲率半径が、第１、第２凸曲面部の曲率半径と同等に設定されている場合には、ドリル製造時において、これら第１〜第３凸曲面部をブラシ加工等により同一の工程で形成でき、より望ましい。

また、本発明のドリルにおいて、前記チャンファホーニングのホーニング面と前記ドリル本体の先端面との交差稜線部には、この交差稜線部の延在方向に垂直な断面が凸曲線状をなす刃先凸曲面部が形成され、前記刃先凸曲面部の曲率半径が、５〜２０μｍであることとしてもよい。

この場合、チャンファホーニングのホーニング面とドリル本体の先端面（先端逃げ面）との交差稜線部に、断面凸曲線状の刃先凸曲面部が形成されており、該刃先凸曲面部の曲率半径が５〜２０μｍとされているので、下記の効果を奏する。
すなわち、チャンファホーニングと先端逃げ面との交差稜線部に形成された刃先凸曲面部の曲率半径が、５μｍ以上であるので、刃先強度を確保して刃先欠損等を防止でき、かつ、チャンファホーニングと先端逃げ面との交差稜線部及びそのドリル回転方向の後方に連なる先端逃げ面の摩耗の発生及び進行を抑制できる。
また、刃先凸曲面部の曲率半径が、２０μｍ以下であるので、上述した作用効果が得られつつも、チャンファホーニングと先端逃げ面との交差稜線部において鋭い切れ味を確保でき、切削の加工品位及び加工能率が高められる。

具体的に、本発明とは異なり、刃先凸曲面部の曲率半径が５μｍ未満の場合には、チャンファホーニングと先端逃げ面との交差稜線部の刃先強度が確保されずに早期に欠損したり、該チャンファホーニングと先端逃げ面との交差稜線部、及びそのドリル回転方向の後方に連なる先端逃げ面において摩耗が発生・進行しやすくなったりする。
また、刃先凸曲面部の曲率半径が２０μｍを超える場合には、チャンファホーニングと先端逃げ面との交差稜線部による切れ味が損なわれるとともに切削抵抗が増大して、切削の加工品位や加工能率に影響するおそれがある。また刃先の摩耗量が増大して、工具寿命が短寿命化する。
このような理由から本発明の上記構成において、刃先凸曲面部の曲率半径を５〜２０μｍの範囲内としている。

またこの場合、刃先凸曲面部と、上述した第２凸曲面部とを連結して形成することが容易であり、この構成によれば、互いに稜線の延在方向が異なる刃先凸曲面部と第２凸曲面部との連結部分が、例えば半球面状の凸曲面状とされて、当該連結部分における刃先欠損や摩耗等が格別顕著に抑制されることになる。

また、本発明のドリルにおいて、前記ドリル本体の少なくとも前記切れ刃及び前記リーディングエッジを含む刃部は、硬質被覆層で被覆されていることとしてもよい。

上記構成のように、ドリル本体の刃部に硬質被覆層によるコーティング処理が施されている場合には、上述したようにリーディングエッジに第１凸曲面部が形成されていることで、該リーディングエッジの稜線に硬質被覆層が均一かつ十分な厚さで形成されやすくなり、しかもこの硬質被覆層に剥離の起点となる箇所も形成されにくくなって、刃先強度が安定して維持されることになる。
これにより、刃部（切れ刃及びリーディングエッジ）の刃先欠損や摩耗が格別顕著に抑制されて、ドリル性能が長期に亘り良好に維持される。

尚、第１凸曲面部以外に、上述した第２、第３凸曲面部及び刃先凸曲面部のいずれかが形成されている場合には、これら凸曲面部の稜線に対しても、硬質被覆層が均一かつ十分な厚さで形成されやすくなり、刃先強度がより安定して高められる。

本発明のドリルによれば、ドリル本体のリーディングエッジにおける切れ味を確保しつつ、刃先欠損や摩耗等を抑制できる。

本発明の一実施形態に係るドリルの要部（刃部）を示す側面図である。 本発明の一実施形態に係るドリルを先端から基端側へ向けて見た正面図である。 図２のＢ部断面を拡大して示す図であり、（ａ）本発明の一実施形態、（ｂ）従来例、を表している。 図１のＡ部の拡大図である。 図４のＣ−Ｃ断面を示す図である。 チャンファホーニングと先端逃げ面との交差稜線部に形成される刃先凸曲面部のＲ形状による摩耗量の差異を説明する断面図である。

以下、本発明の一実施形態に係るドリル１０について、図面を参照して説明する。
図１及び図２に示されるように、本実施形態のドリル１０は、軸線Ｏ回りに回転されるドリル本体１と、ドリル本体１の外周面に形成され、該ドリル本体１の先端から基端側へ向けて螺旋状に延びる切屑排出溝２と、切屑排出溝２のドリル回転方向Ｔを向く壁面２ａとドリル本体１の先端面３との交差稜線部に形成された切れ刃（先端刃）４と、切屑排出溝２のドリル回転方向Ｔを向く壁面２ａとドリル本体１の外周面との交差稜線部に形成されたリーディングエッジ（外周刃）５と、を備えている。
このドリル１０は、図示されないドリル本体１の基端部（シャンク部）が工作機械の主軸や、ボール盤・電動ドリルの三爪チャック等に着脱可能に装着され、軸線Ｏ回りに沿うドリル回転方向Ｔに回転させられつつ、軸線Ｏ方向に沿う先端側（図１における上側）へ送り出されて、被削材に穴あけ加工を行うものである。

ここで本明細書では、ドリル本体１の軸線Ｏ方向に沿う切れ刃４側（図１における上側）を先端側といい、切れ刃４とは反対側（シャンク部側、図１における下側）を基端側という。また、軸線Ｏに直交する方向を径方向といい、軸線Ｏ回りに周回する方向を周方向という。尚、前記周方向のうち、切削加工時にドリル１０が回転させられる方向をドリル回転方向Ｔ（又はドリル回転方向Ｔの前方）といい、これとは反対側へ向かう方向をドリル回転方向Ｔの後方という。

ドリル本体１は、超硬合金等の硬質材料により形成されて軸状をなしており、具体的には、軸線Ｏを中心とした外形円柱状をなしている。
ドリル本体１の先端側部分は、被削材に切り込む刃部６とされており、該刃部６には、少なくとも切れ刃４及びリーディングエッジ５が含まれる。またドリル本体１の基端側部分は、円柱状のままのシャンク部とされている。

ドリル本体１の表面（外面）のうち、少なくとも刃部６は、硬質被覆層で被覆（硬質皮膜処理）されている。この硬質被覆層としては、例えば、ＴｉＮやＴｉＣＮ、ＴｉＡｌＮ、ＣｒＮ等の化合物被膜やＤＬＣ膜、ダイヤモンド被膜等が挙げられる。

ドリル本体１の外周には、複数の切屑排出溝２が周方向に互いに間隔をあけて形成されており、これら切屑排出溝２が軸線Ｏに関して回転対称位置となるように、ドリル本体１の基端側に向かうに従いドリル回転方向Ｔの後方に向けて捩れて延びている。具体的に、本実施形態のドリル１０は、ドリル本体１に一対の切屑排出溝２が軸線Ｏに関して１８０°回転対称に配置された、二枚刃のツイストドリルとなっている。

切屑排出溝２は、ドリル本体１の先端面３に開口して基端側へ向けて延びているとともに、ドリル本体１の軸線Ｏ方向に沿う例えば中央部付近において、径方向外側へ向けて外周面に切れ上がっている。そして、ドリル本体１において、切屑排出溝２が形成された範囲が刃部６とされ、この範囲よりも基端側がシャンク部とされている。

切屑排出溝２のドリル回転方向Ｔを向く壁面２ａの先端部と、ドリル本体１の先端面３のうちドリル回転方向Ｔの前方に位置して前記壁面２ａの先端部からドリル回転方向Ｔの後方に連なる前端部との交差稜線部には、壁面２ａをすくい面とし、先端面３を逃げ面とする切れ刃４が形成されている。
先端面（先端逃げ面）３は、切れ刃４からドリル回転方向Ｔの後方に向かうに従い基端側へ向かうように傾斜しており、これにより切れ刃４には逃げ角が与えられている。また先端面３は、径方向外側に向かうに従い基端側へ向かうように傾斜しており、これにより切れ刃４には先端角が与えられている。

また、先端面３には、切れ刃４のドリル回転方向Ｔの後方に連なる第１逃げ面３ａと、該第１逃げ面３ａのドリル回転方向Ｔの後方に連なり、この第１逃げ面３ａよりも大きな逃げ角が与えられた第２逃げ面３ｂと、が形成されている。

ドリル本体１の外周面には、切屑排出溝２のドリル回転方向Ｔを向く壁面２ａに連なり、切れ刃４の外径（切れ刃４が軸線Ｏ回りに回転して形成される回転軌跡の円の直径）と等しい外径の仮想円筒面上に位置するマージン部７と、該マージン部７のドリル回転方向Ｔの後方に連なり、このマージン部７の外径よりも僅かに小さい外径とされた二番取り面８と、が形成されている。

ドリル本体１において、切屑排出溝２のドリル回転方向Ｔの前方を向く壁面２ａとマージン部７との交差稜線部が、リーディングエッジ５とされている。また、切屑排出溝２のドリル回転方向Ｔの後方を向く壁面２ｂと二番取り面８との交差稜線部が、ヒール部９とされている。尚、リーディングエッジ５及びマージン部７は、先端から基端側へ向かうに従い外径が僅かに小さくなるように形成されていてもよく、この場合、リーディングエッジ５及びマージン部７にはバックテーパが与えられる。

そして、リーディングエッジ５には、該リーディングエッジ５の稜線の延在方向に沿って延びるとともに、前記延在方向に垂直な断面が凸曲線状をなす第１凸曲面部１１が形成されている。
図３（ａ）に示される、リーディングエッジ５の延在方向に垂直な断面視（横断面視）において、第１凸曲面部１１の曲率半径は、２０〜１００μｍとされている。より好ましくは、第１凸曲面部１１の曲率半径は、２０μｍを超え８０μｍ以下である。第１凸曲面部１１は、ドリル回転方向Ｔ及び径方向外側へ向けて凸となるような曲面状（凸曲面状）をなしている。

第１凸曲面部１１は、切屑排出溝２のドリル回転方向Ｔの前方を向く壁面２ａとマージン部７との間に位置して、リーディングエッジ５の稜線を形成しつつも、これら壁面２ａとマージン部７とを周方向に滑らかに繋いでいる。
尚、図３（ｂ）に示されるリーディングエッジ５の形状は、本発明とは異なり、リーディングエッジ５に第１凸曲面部１１が形成されていない従来例である。

図１及び図２に示されるように、ドリル本体１において、切屑排出溝２の先端部におけるドリル回転方向Ｔの後方を向く壁面２ｂから溝底（切屑排出溝２のうち最も径方向内側に位置する壁面部分）にかけての領域と、先端面３の第２逃げ面３ｂとの間に位置する部分には、シンニング部１４が形成されている。
シンニング部１４は、ドリル回転方向Ｔの前方を向くとともに、切れ刃４の後述するシンニング刃４ｂに連なるシンニング壁面（シンニングすくい面）１４ａと、該シンニング壁面１４ａのドリル回転方向Ｔの前方に位置して先端側（ドリル先端側）及びドリル回転方向Ｔの後方を向くとともに、先端面３の第２逃げ面３ｂに連なるシンニング面（第３逃げ面）１４ｂと、を備えている。図示の例では、シンニング面１４ｂは、ドリル本体１の上記ヒール部９に達するように延びている。

切れ刃４は、主切れ刃４ａと、シンニング刃４ｂと、を有している。
主切れ刃４ａは、切屑排出溝２のドリル回転方向Ｔの前方を向く壁面２ａと、先端面３の第１逃げ面３ａとの交差稜線部に形成されている。主切れ刃４ａは、切れ刃４の刃長（全長）のうち、径方向内側の端部以外の部位に形成されている。

図２に示されるドリル正面視（ドリル１０を先端から基端側へ向けて見た状態）において、主切れ刃４ａは、切れ刃４の径方向外側の端縁から径方向内側に向けて延びており、図示の例では凹凸曲線状（波形状）をなしている。具体的に、本実施形態の主切れ刃４ａは、切れ刃４の径方向外側の端縁から径方向内側へ向かう部分ではドリル回転方向Ｔの前方へ向けて凸となる曲線状（凸曲線状）をなしており、この部分よりも径方向内側へ向かう部分ではドリル回転方向Ｔの後方へ向けて凹となる曲線状（凹曲線状）をなしており、この部分よりもさらに径方向内側へ向かうシンニング刃４ｂに繋がる部分では、ドリル回転方向Ｔの前方へ向けて凸となる曲線状（凸曲線状）をなしている。

シンニング刃４ｂは、シンニング部１４のシンニング壁面１４ａと、先端面３の第１逃げ面３ａとの交差稜線部に形成されている。シンニング刃４ｂは、切れ刃４の刃長のうち、径方向内側の端部に形成されているとともに、主切れ刃４ａの径方向内側に連なっている。図２に示されるドリル正面視において、シンニング刃４ｂは、切れ刃４における径方向内側の端縁（軸線Ｏ上）から径方向外側へ向けて、直線状に延びている。

切屑排出溝２のドリル回転方向Ｔを向く壁面２ａは、主切れ刃４ａのすくい面とされているとともに、該切屑排出溝２が上述のように捩られていることにより、主切れ刃４ａには正のすくい角が与えられている。また、シンニング壁面１４ａは、シンニング刃４ｂのすくい面とされている。

そして、図４及び図５に示されるように、切れ刃４には、チャンファホーニング１５が形成されている。チャンファホーニング１５は、切れ刃４のうち少なくとも主切れ刃４ａに形成されている。
図４において、チャンファホーニング１５のホーニング面１５ａとドリル本体１の外周面（マージン部７）との交差稜線部には、この交差稜線部の延在方向に垂直な断面が凸曲線状をなす第２凸曲面部１２が形成されている。

第２凸曲面部１２は、ドリル回転方向Ｔ及び径方向外側へ向けて凸となるような曲面状（凸曲面状）をなしている。特に図示していないが、チャンファホーニング１５のホーニング面１５ａとマージン部７との交差稜線部の延在方向に垂直な断面視において、第２凸曲面部１２の曲率半径は、２０〜１００μｍとされている。より好ましくは、第２凸曲面部１２の曲率半径は、２０μｍを超え８０μｍ以下である。
第２凸曲面部１２は、チャンファホーニング１５のホーニング面１５ａとマージン部７との間に位置してリーディングエッジ５の先端側に連なる稜線を形成しつつも、これらホーニング面１５ａとマージン部７とを周方向に滑らかに繋いでいる。
また、互いに稜線の延在方向が異なる第２凸曲面部１２と第１凸曲面部１１とが連なっていることで、これらの連結部分が、例えば半球面状の凸曲面状とされている。

図５に示される切れ刃４の断面視において、チャンファホーニング１５のホーニング面１５ａと切屑排出溝２のドリル回転方向Ｔを向く壁面２ａとの交差稜線部には、この交差稜線部の延在方向に垂直な断面が凸曲線状をなす第３凸曲面部１３が形成されている。

第３凸曲面部１３は、ドリル回転方向Ｔの前方へ向けて凸となる曲面状（凸曲面状）をなしている。図５に示される、チャンファホーニング１５のホーニング面１５ａと切屑排出溝２のドリル回転方向Ｔを向く壁面２ａとの交差稜線部の延在方向に垂直な断面視において、第３凸曲面部１３の曲率半径は、２０〜１００μｍとされている。より好ましくは、第３凸曲面部１３の曲率半径は、２０μｍを超え８０μｍ以下である。
第３凸曲面部１３は、チャンファホーニング１５のホーニング面１５ａと切屑排出溝２のドリル回転方向Ｔを向く壁面２ａとの間に位置して切れ刃４の基端側（ドリル基端側）の稜線を形成しつつも、これらホーニング面１５ａと壁面２ａとを軸線Ｏ方向に滑らかに繋いでいる。
また、第３凸曲面部１３は、第１凸曲面部１１と第２凸曲面部１２との前記連結部分に連なっており、これにより、これら第１〜第３凸曲面部１１〜１３は、前記連結部分を中心として放射状に延びているとともに、互いの稜線の延在方向が異なっていることで、当該連結部分が、例えば半球面状の凸曲面状とされている。

図５に示される切れ刃４の断面視において、チャンファホーニング１５のホーニング面１５ａとドリル本体１の先端面３との交差稜線部には、この交差稜線部の延在方向に垂直な断面が凸曲線状をなす刃先凸曲面部１６が形成されている。

刃先凸曲面部１６は、ドリル回転方向Ｔ及び先端側（ドリル先端側）へ向けて凸となるような曲面状（凸曲面状）をなしている。図５に示される、チャンファホーニング１５のホーニング面１５ａと先端逃げ面３との交差稜線部の延在方向に垂直な断面視において、刃先凸曲面部１６の曲率半径は、５〜２０μｍとされている。より好ましくは、刃先凸曲面部１６の曲率半径は、１０〜１５μｍである。
刃先凸曲面部１６は、チャンファホーニング１５のホーニング面１５ａと先端逃げ面３との間に位置して切れ刃４の先端側（ドリル先端側）の稜線を形成しつつも、これらホーニング面１５ａと先端逃げ面３とを軸線Ｏ方向に滑らかに繋いでいる。
また、互いに稜線の延在方向が異なる刃先凸曲面部１６と第２凸曲面部１２とが連なっていることで、これらの連結部分が、例えば半球面状の凸曲面状とされている。

また特に図示していないが、ドリル本体１の内部には、クーラント（切削油剤）を流通させるクーラント孔が形成されているとともに、該クーラント孔が、ドリル本体１の先端面３に開口されていてもよい。この場合、クーラント孔は、ドリル本体１内において周方向に隣り合う切屑排出溝２同士の間に配置されるとともに、これら切屑排出溝２と等しいリードで捩れるように延びて形成される。

以上説明した本実施形態のドリル１０によれば、ドリル本体１のリーディングエッジ（外周刃）５に、断面凸曲線状の第１凸曲面部１１が形成されており、該第１凸曲面部１１の曲率半径が２０〜１００μｍとされているので、下記の効果を奏する。

すなわち、リーディングエッジ５の第１凸曲面部１１の曲率半径が、２０μｍ以上であるので、刃先の強度を十分に確保して刃先欠損等を防止でき、かつ、リーディングエッジ５及びそのドリル回転方向Ｔの後方に連なるドリル本体１の外周面（マージン部７）の摩耗の発生及び進行を抑制できる。
また、リーディングエッジ５の第１凸曲面部１１の曲率半径が、１００μｍ以下であるので、上述した作用効果が得られつつも、リーディングエッジ５において鋭い切れ味を確保でき、切削の加工品位及び加工能率が高められる。

具体的に、本実施形態とは異なり、第１凸曲面部１１の曲率半径が２０μｍ未満の場合には、リーディングエッジ５の刃先強度が確保されずに早期に欠損したり、該リーディングエッジ５及びそのドリル回転方向Ｔの後方に連なるドリル本体１の外周面（マージン部７）で摩耗が発生・進行しやすくなったりする。
また、第１凸曲面部１１の曲率半径が１００μｍを超える場合には、リーディングエッジ５による切れ味が損なわれるとともに切削抵抗が増大して、切削の加工品位や加工能率に影響するおそれがある。
このような理由から本実施形態では、第１凸曲面部１１の曲率半径を２０〜１００μｍの範囲内としている。

以上より、本実施形態によれば、ドリル本体１のリーディングエッジ５における切れ味を確保しつつ、刃先欠損や摩耗等を顕著に抑制できる。

また本実施形態では、切れ刃４にチャンファホーニング１５が形成されており、チャンファホーニング１５のホーニング面１５ａとドリル本体１の外周面（マージン部７）との交差稜線部には、この交差稜線部の延在方向に垂直な断面が凸曲線状をなす第２凸曲面部１２が形成されており、第２凸曲面部１２の曲率半径が、２０〜１００μｍであるので、下記の効果を奏する。
すなわちこの場合、切削時に被削材に切り込む切れ刃（先端刃）４にチャンファホーニング１５が形成されているので、切れ刃４の刃先強度が確保されている。
そして、チャンファホーニング１５のホーニング面１５ａとドリル本体１の外周面（マージン部７）との交差稜線部には、断面凸曲線状の第２凸曲面部１２が形成されており、該第２凸曲面部１２の曲率半径が２０〜１００μｍとされているので、上述したリーディングエッジ５のみならずその先端側に位置する前記交差稜線部においても、リーディングエッジ５の第１凸曲面部１１と同様の作用効果が得られ、つまり切れ味を確保しつつ、刃先欠損を防止し、かつ摩耗の発生及び進行を抑制する効果を奏する。

またこの場合、第２凸曲面部１２と、上述した第１凸曲面部１１とを連結して形成することが容易であり、本実施形態で説明したように、第１、第２凸曲面部１１、１２の稜線同士を連続的に繋げて一体化できる。これにより、互いに稜線の延在方向が異なる第１、第２凸曲面部１１、１２の連結部分が、例えば半球面状の凸曲面状とされて、当該連結部分における刃先欠損や摩耗等が格別顕著に抑制されることになる。
尚、第２凸曲面部１２の曲率半径が、第１凸曲面部１１の曲率半径と同等に設定されている場合には、ドリル製造時において、これら第１、第２凸曲面部１１、１２をブラシ加工等により同一工程で形成でき、より好ましい。

また本実施形態では、チャンファホーニング１５のホーニング面１５ａと切屑排出溝２のドリル回転方向Ｔを向く壁面２ａとの交差稜線部には、この交差稜線部の延在方向に垂直な断面が凸曲線状をなす第３凸曲面部１３が形成されており、第３凸曲面部１３の曲率半径が、２０〜１００μｍであるので、下記の効果を奏する。
すなわちこの場合、チャンファホーニング１５のホーニング面１５ａと切屑排出溝２のドリル回転方向Ｔを向く壁面（すくい面となる壁面）２ａとの交差稜線部に、断面凸曲線状の第３凸曲面部１３が形成されており、該第３凸曲面部１３の曲率半径が２０〜１００μｍとされているので、この交差稜線部においても、上述したリーディングエッジ５の第１凸曲面部１１や、チャンファホーニング１５のホーニング面１５ａとドリル本体１の外周面（マージン部７）との交差稜線部に形成された第２凸曲面部１２と同様の作用効果が得られる。

またこの場合、第３凸曲面部１３と、上述した第１、第２凸曲面部１１、１２とを連結して形成することが容易であり、本実施形態で説明したように、第１〜第３凸曲面部１１〜１３の稜線同士を放射状に繋げて一体化できる。これにより、互いに稜線の延在方向が異なる第１〜第３凸曲面部１１〜１３の連結部分が、例えば半球面状の凸曲面状とされて、当該連結部分における刃先欠損や摩耗等が格別顕著に抑制されることになる。
尚、第３凸曲面部１３の曲率半径が、第１、第２凸曲面部１１、１２の曲率半径と同等に設定されている場合には、ドリル製造時において、これら第１〜第３凸曲面部１１〜１３をブラシ加工等により同一の工程で形成でき、より望ましい。

尚、上述した第１〜第３凸曲面部１１〜１３の曲率半径は、より好ましくは、２０μｍを超え８０μｍ以下である。
すなわち、第１〜第３凸曲面部１１〜１３の曲率半径が、８０μｍ以下とされていることによって、優れた切れ味を安定して維持することができ、高品位な切削加工を行うことができるとともに、生産性が高められる。

また本実施形態では、チャンファホーニング１５のホーニング面１５ａとドリル本体１の先端面（先端逃げ面）３との交差稜線部には、この交差稜線部の延在方向に垂直な断面が凸曲線状をなす刃先凸曲面部１６が形成されており、刃先凸曲面部１６の曲率半径が、５〜２０μｍであるので、下記の効果を奏する。
すなわちこの場合、チャンファホーニング１５と先端逃げ面３との交差稜線部に形成された刃先凸曲面部１６の曲率半径が、５μｍ以上であるので、刃先強度を確保して刃先欠損等を防止でき、かつ、チャンファホーニング１５と先端逃げ面３との交差稜線部及びそのドリル回転方向Ｔの後方に連なる先端逃げ面３の摩耗の発生及び進行を抑制できる。
また、刃先凸曲面部１６の曲率半径が、２０μｍ以下であるので、上述した作用効果が得られつつも、チャンファホーニング１５と先端逃げ面３との交差稜線部において鋭い切れ味を確保でき、切削の加工品位及び加工能率が高められる。

具体的に、本実施形態とは異なり、刃先凸曲面部１６の曲率半径が５μｍ未満の場合には、チャンファホーニング１５と先端逃げ面３との交差稜線部の刃先強度が確保されずに早期に欠損したり、該チャンファホーニング１５と先端逃げ面３との交差稜線部、及びそのドリル回転方向Ｔの後方に連なる先端逃げ面３において摩耗が発生・進行しやすくなったりする。
また、刃先凸曲面部１６の曲率半径が２０μｍを超える場合には、チャンファホーニング１５と先端逃げ面３との交差稜線部による切れ味が損なわれるとともに切削抵抗が増大して、切削の加工品位や加工能率に影響するおそれがある。また刃先の摩耗量が増大して、工具寿命が短寿命化する。
このような理由から本実施形態では、刃先凸曲面部１６の曲率半径を５〜２０μｍの範囲内としている。

ここで、図６（ａ）（ｂ）を参照して、刃先凸曲面部１６の曲率半径が、本実施形態で説明した５〜２０μｍの範囲内にある場合（図６（ａ））と、２０μｍを超える場合（図６（ｂ））とについて、刃先の摩耗量の差異を説明する。
図６（ａ）（ｂ）において、符号Ｄは、ドリル１０で被削材を切削加工する際の切り込み深さ（ドリル一回転あたりの送り）を表しており、所定の切り込み深さＤである場合には、刃先凸曲面部１６の曲率半径が５〜２０μｍに設定された場合の図６（ａ）に示されるドリル回転方向Ｔに沿う刃先の摩耗長さＬ１が、刃先凸曲面部１６の曲率半径が２０μｍを超えて設定された場合の図６（ｂ）に示されるドリル回転方向Ｔに沿う刃先の摩耗長さＬ２に対して、小さくなる。また、刃先凸曲面部１６の曲率半径が５〜２０μｍに設定された場合の刃先の摩耗量は、刃先凸曲面部１６の曲率半径が２０μｍを超えて設定された場合の刃先の摩耗量に対して、少なくなる。
このように、刃先凸曲面部１６の曲率半径を５〜２０μｍの範囲内とした場合には、刃先の摩耗長さ及び摩耗量を顕著に抑制できる。

また、刃先凸曲面部１６と、上述した第２凸曲面部１２とを連結して形成することが容易であり、本実施形態で説明したように、刃先凸曲面部１６及び第２凸曲面部１２の稜線同士を連続的に繋げて一体化できる。これにより、互いに稜線の延在方向が異なる刃先凸曲面部１６と第２凸曲面部１２との連結部分が、例えば半球面状の凸曲面状とされて、当該連結部分における刃先欠損や摩耗等が格別顕著に抑制されることになる。

また本実施形態で説明したように、ドリル本体１において少なくとも切れ刃４及びリーディングエッジ５を含む刃部６に、硬質被覆層によるコーティング処理（硬質皮膜処理）が施されている場合には、上述したようにリーディングエッジ５に第１凸曲面部１１が形成されていることで、該リーディングエッジ５の稜線に硬質被覆層が均一かつ十分な厚さで形成されやすくなり、しかもこの硬質被覆層に剥離の起点となる箇所も形成されにくくなって、刃先強度が安定して維持されることになる。
これにより、刃部６（切れ刃４及びリーディングエッジ５）の刃先欠損や摩耗が格別顕著に抑制されて、ドリル性能が長期に亘り良好に維持される。

尚、第１凸曲面部１１以外に、上述した第２、第３凸曲面部１２、１３及び刃先凸曲面部１６のいずれかが形成されている場合には、これら凸曲面部１２、１３、１６の稜線に対しても、硬質被覆層が均一かつ十分な厚さで形成されやすくなり、刃先強度がより安定して高められる。特に本実施形態では、第１〜第３凸曲面部１１〜１３、及び刃先凸曲面部１６のすべてが形成されており、これら凸曲面部１１〜１３、１６のすべてに対して、硬質被覆層が均一に十分な膜厚で精度よく成膜されることになる。

尚、本発明は前述の実施形態に限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲において種々の変更を加えることが可能である。

例えば、前述の実施形態では、ドリル本体１の刃部６に、第１〜第３凸曲面部１１〜１３、及び刃先凸曲面部１６のすべてが形成されているものについて説明したが、これに限定されるものではない。すなわち、本発明の参考例では、上述した凸曲面部１１〜１３、１６のうち、少なくとも第１凸曲面部１１を備えていればよく、それ以外の第２、第３凸曲面部１２、１３及び刃先凸曲面部１６については、形成されていなくても構わない。
ただし、刃部６に複数の凸曲面部１１〜１３、１６が形成されていることにより、これら稜線同士の連結部分を、上述した半球面状等の凸曲面状に形成できるので、従来では特に欠損等が生じやすかった当該稜線同士の連結部分における剛性を、上記構成により顕著に高めることができ、好ましい。
また、ドリル本体１の形状は、前述の実施形態で説明したものに限定されない。

また、前述の実施形態では、ドリル本体１の少なくとも切れ刃４及びリーディングエッジ５を含む刃部６が硬質被覆層で被覆（硬質皮膜処理）されているとしたが、これに限定されるものではない。すなわち、刃部６に硬質被覆層が被覆される代わりに、又はこれとともに、窒化処理や酸化処理等による表面処理層が形成されていてもよい。或いは、ドリル本体１には、硬質被覆層や表面処理層が設けられていなくてもよい。

その他、本発明の趣旨から逸脱しない範囲において、前述の実施形態、変形例及び尚書き等で説明した各構成（構成要素）を組み合わせてもよく、また、構成の付加、省略、置換、その他の変更が可能である。また本発明は、前述した実施形態によって限定されることはなく、特許請求の範囲によってのみ限定される。

以下、本発明を実施例により具体的に説明する。ただし本発明はこの実施例に限定されるものではない。

本発明の実施例として、前述した実施形態で説明したドリル１０を作製した。具体的には、ドリル本体１のリーディングエッジ５に第１凸曲面部１１を形成し、チャンファホーニング１５のホーニング面１５ａとマージン部７との交差稜線部に第２凸曲面部１２を形成し、チャンファホーニング１５のホーニング面１５ａと切屑排出溝２のドリル回転方向Ｔを向く壁面２ａとの交差稜線部に第３凸曲面部１３を形成して、これら第１〜第３凸曲面部１１〜１３の曲率半径を、それぞれ２０〜１００μｍの範囲内とし、具体的にはそれぞれ２０μｍを超え８０μｍ以下の範囲内とした。
一方、比較例のドリルとして、ドリル本体１に第１〜第３凸曲面部１１〜１３を形成しつつも、これらの曲率半径を、それぞれ５μｍ以上２０μｍ未満の範囲内としたものを用意した。
尚、実施例及び比較例ともに、ドリルのサイズはφ１４．１×５Ｄとした。

そして、これら実施例及び比較例の各ドリルを用いて、被削材：Ｓ５０Ｃを所定量切削加工して、刃先の損傷状態について確認した。尚、切削条件については、切削速度（ｖｃ）：１２０ｍ／ｍｉｎ、１回転あたりの送り（ｆｒ）：０．３ｍｍ／ｒｅｖとした。

試験の結果、実施例のドリル１０では刃先欠損が見受けられなかったのに対し、比較例のドリルでは、切削加工の品位に影響する可能性のある刃先欠損が生じていた。

１ ドリル本体
２ 切屑排出溝
２ａ 壁面
３ 先端面
４ 切れ刃
５ リーディングエッジ
６ 刃部
７ マージン部（外周面）
１０ ドリル
１１ 第１凸曲面部
１２ 第２凸曲面部
１３ 第３凸曲面部
１５ チャンファホーニング
１５ａ ホーニング面
１６ 刃先凸曲面部
Ｏ 軸線
Ｔ ドリル回転方向

Claims (4)

1. 軸線回りに回転されるドリル本体と、
   前記ドリル本体の外周面に形成され、該ドリル本体の先端から基端側へ向けて螺旋状に延びる切屑排出溝と、
   前記切屑排出溝のドリル回転方向を向く壁面と前記ドリル本体の先端面との交差稜線部に形成された切れ刃と、
   前記切屑排出溝のドリル回転方向を向く壁面と前記ドリル本体の外周面との交差稜線部に形成されたリーディングエッジと、を備えるドリルであって、
   前記リーディングエッジには、該リーディングエッジの延在方向に沿って延びるとともに、前記延在方向に垂直な断面が凸曲線状をなす第１凸曲面部が形成され、
   前記第１凸曲面部の曲率半径が、２０〜１００μｍであり、
   前記切れ刃には、チャンファホーニングが形成されており、
   前記チャンファホーニングのホーニング面と前記ドリル本体の外周面との交差稜線部には、この交差稜線部の延在方向に垂直な断面が凸曲線状をなす第２凸曲面部が形成され、
   前記第２凸曲面部の曲率半径が、２０〜１００μｍであることを特徴とするドリル。
2. 請求項１に記載のドリルであって、
   前記チャンファホーニングのホーニング面と前記切屑排出溝のドリル回転方向を向く壁面との交差稜線部には、この交差稜線部の延在方向に垂直な断面が凸曲線状をなす第３凸曲面部が形成され、
   前記第３凸曲面部の曲率半径が、２０〜１００μｍであることを特徴とするドリル。
3. 請求項１又は２に記載のドリルであって、
   前記チャンファホーニングのホーニング面と前記ドリル本体の先端面との交差稜線部には、この交差稜線部の延在方向に垂直な断面が凸曲線状をなす刃先凸曲面部が形成され、
   前記刃先凸曲面部の曲率半径が、５〜２０μｍであることを特徴とするドリル。
4. 請求項１〜３のいずれか一項に記載のドリルであって、
   前記ドリル本体の少なくとも前記切れ刃及び前記リーディングエッジを含む刃部は、硬質被覆層で被覆されていることを特徴とするドリル。

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