JP7071971B2 - 金属穴開け工具 - Google Patents

Description

本発明は金属穴開け工具に関する。

本明細書で説明する種類の金属穴開け工具は周知である。金属穴開け工具は切り屑除去加工により金属のワークに穴を形成するために使用される。このような工具は、前面の領域に配置される少なくとも２つの主切れ刃に加えて、中心軸、周面、前面及び反対端を有する。主切れ刃は金属穴開け工具の周面から出て中心軸方向に向かって実質的に内側に延びている。中心軸と交差するチゼルエッジは、通常、少なくとも２つの主切れ刃の間に設けられている。少なくとも金属穴開け工具が長すぎることなく、従ってその本来の安定性が過度に低い場合、これによって平坦で中心軸に対して垂直に広がる表面に穴を開ける場合にドリルの十分なセルフセンタリングを可能にすることは確かである。しかしながら、このような工具はチゼルエッジの延長部に沿って続く振り子運動を伴う傾向があり、その結果、ワークを加工する場合に振動が発生する。この振動は工具の回転運動と重なって、工具の有効寿命を短くする原因となる。さらに、そのような振動によって、円筒穴を形成することができないおそれがある。最終的には、工具の案内面にも振り子運動によって大きな負荷がかかる。

ここで言及するタイプの金属穴開け工具の場合、３つの主切れ刃と、よって３つのチゼルエッジセグメントをも有するが、振り子運動を少なくとも部分的に抑制できる限りにおいて工具の案内が改善される。しかしながら、ワークを加工する場合にかなり大きな押圧力を加える必要がある。

従って、本発明の目的は上記の欠点を回避する金属穴開け工具を提供することである。

本目的を達成するために、請求項１に述べる特徴を有する金属穴開け工具（以降において、略して「穴開け工具」とも呼ぶ）を提示する。上記穴開け工具は、中心軸、周面、前面と反対端、前記工具の前記周面から出る関連する逃げ面を有する前記前面の領域に配置された少なくとも２つの主切れ刃を有する。前記少なくとも２つの主切れ刃は、前記中心軸と同心となるように配置された仮想の第１円錐面上に配置され、前記円錐面は前記反対端の方向に開き、前記金属穴開け工具の頂角を表す第１円錐角を有する。前記第１円錐角は最大１８０°であり得る。従って、前記主切れ刃が、前記中心軸が直交する仮想平面上に位置することも可能である。本発明に係る前記工具は、少なくとも３つのエッジ、少なくとも３つの側面及び仮想ベース面を有する芯出し部を特徴とし、また、前記エッジの少なくとも２つが、前記中心軸と同心になり、また前記反対端の方向に開く第２円錐角を有するように配置された仮想の第２円錐面上に位置することを特徴とする。第２円錐角は、前記主切れ刃によってお互いに形成された前記の角度よりも小さく、その結果、前記仮想の第２円錐面は、前記反対端から見ると、前記前面の向かい側に突出する。これにより、ワークの加工中に前記工具がワークに最初に侵入し、それによって前記工具を案内するセンタリングポイントとして作用する、前記金属穴開け工具の前記前面の中央隆起部をもたらす。ワークの加工中、前記芯出し部は形成された掘削穴内の前記金属穴開け工具を安定化させる。前記第２円錐角を鋭角にすればするほど、前記工具が前記ワークの中央に良好に配置されることが判明している。しかしながら、そのような芯出し部はより破損しやすいことも判明している。

このような工具はチゼルエッジ又はチゼルエッジセグメントが省かれ、前記芯出し部に置き換えられるという事実により、前記金属穴開け工具の中心に近い領域において、従来のチゼルエッジの場合よりも良好な穴開け特性が達成される。前記金属穴開け工具はワークを加工する場合、最小限のねじり振動と軸方向振動のみを示すという点で、穴開け特性が改善される。びびりの傾向も大きく低減される。これにより、高いレベルの滑らかな加工がもたらされ、その結果、形成された堀削穴の真円度や表面品質が大幅に改善される。本明細書に記載の本発明に係る前記工具を用いてより厳しい穴公差に適合することも可能である。さらに、ここで得られる前記穴開け特性により穴の円筒度が改善される。ここで設けられる前記芯出し部によって、ワークの加工中において送り速度をより大きくできることも判明している。前記工具の案内が改善されることにより、前記工具の案内面も不要となり、加工されるワーク内の前記工具の詰まりも防止される。芯出しの改善により、ワークの発熱の低減にもつながる。こうして、前記工具とワークの両方に対する摩耗も大幅に低減することができる。

ここで提案される前記穴開け工具において、特にチゼルエッジの代わりに、つまりチゼルエッジに置き換わり、前記芯出し部が設けられている。具体的には、ここで提案される前記穴開け工具は、チゼルエッジがなく、従って特に好ましくはチゼルエッジが不要である。その代わり、チゼルエッジは前記芯出し部に置き換えられる。前記穴開け工具を用いて１０μｍの真円度を達成することができる一方、チゼルエッジを用いる従来の穴開け工具は、通常、５０μｍの三角形状の振れを生じさせる。

前記ベース面は、具体的には、好ましくは仮想の幾何学的構造としてのみ存在する仮想のベース面であり、換言すると前記穴開け工具の材質に隠される。というのは、前記芯出し部は、好ましくは、前記穴開け工具の少なくとも１つの付加部、具体的には前記主切れ刃と前記第１逃げ面を有する前記穴開け工具の一部と一体であるからである。

好ましくは、前記仮想ベース面は、正多角形であると同時に、当該多角形の中心は前記芯出し部の高さのベースポイント、具体的には前記芯出し部の先端である。

特に好ましくは、前記ベース面は正多角形であり、前記ベース面は中点を有し、前記芯出し部の前記先端から出る又は前記先端で交わる前記芯出し部の全てのエッジは長さが同じで、一方では前記ベース面の前記中点と他方では前記先端との間の接続部が前記ベース面に垂直であり、その結果、前記先端からの垂線の前記ベースポイントは前記ベース面の中点と同一であり、つまり、前記ベースポイントは前記ベース面の内部に位置する。前記ベース面は、正多角形でないこともあり得るが、少なくとも点対称性を有する多角形である。その場合は当該多角形の対称の中心は前記芯出し部のベース中心点と一致する。この場合、前記エッジは異なる長さを有し得る。

本発明の展開形態によると、前記芯出し部は前記中心軸と同軸で配置される。前記芯出し部の前記先端は好ましくは前記中心軸上に位置する。

前記芯出し部を前に記載した実施形態のうちの１つに従って設計すると、ワークの加工中に前記穴開け工具の振動運動の発生がない又は顕著に減少した発生のみの最良のセルフセンタリングをもたらす。センタリングポイントという形の前記芯出し部は、前記穴開けの全工程中にテールセンターの機能を果たす。これにより、非常に円滑な作業、高安定性、最小のねじり振動と軸方向振動及びびびりがない作業をもたらす。こうして形成された前記堀削穴は、真円度の精度が向上し、そのためｎ角形穴の形成を回避できる。特に、前記堀削穴はこうして良好な真円度を有する。これにより、厳しい穴公差と工程の信頼性の向上がもたらされる。さらに、穴開け作業中に送り速度をより大きくすることが可能になる。前記穴開け工具は、詰まりを生じず、また前記芯出し部という形の安定したテールセンターにより、前記穴開け工具のガイド面取りは軽減され、そのため、ガイド面取りは長期間、元の形を保つ。前記ガイド面取りへの圧力は、案内を損なうことなく大きく低減される。また、ワークへの加熱が少ない結果にもなる。

これらの利点は、前記芯出し部が前記中心軸と同軸に配置された場合、具体的には前記芯出し部の前記先端が前記中心軸上に位置する場合に特に実現される。

前記芯出し部が正方形のベース面及び特に４つの好適な同じ側面を有することは可能である。この場合、すでに記載した利点は、非常に特別な形で実現される。前記ベース面は正三角形の形状も有し得、その場合、３つの側面全てもまた、特に、お互いにかつ前記ベース面と同一となる、すなわち同じ大きさの正三角形となるように好適に具現化されている。

好適な実施態様例において、前記穴開け工具は３つの主切れ刃を有し、前記芯出し部は３つのエッジと３つの同じ側面並びに前記側面と同じで正三角形として具現化されているベース面を有する。

別の好適な実施態様例において、前記穴開け工具は２つの主切れ刃を有し、前記芯出し部は４つの好適な同じ側面を有する正方形のベース面を有する。

前記穴開け工具の前記主切れ刃のそれぞれは、好ましくは、前記前面から離れて前記反対端に向かって開く、すなわち幅が大きくなる縦溝を伴っている。具体的には、前記縦溝の断面は前記前面から前記反対端の方に向かって見ると大きくなる。これにより、縦溝内の切り屑の除去が促進される。

好適な穴開け工具において、穴開け工具は３つの主切れ刃を有するように設けられている。この場合、前記芯出し部は３つのエッジと３つの側面から成る。前記工具の前記主切れ刃は、屈曲部又は屈曲領域を経由して前記芯出し部の前記３つのエッジに移行する。さらに、前記３つの主切れ刃の前記逃げ面は、屈曲部又は屈曲領域を経由して前記芯出し部の前記側面に移行し、本実施態様例において前記芯出し部は三角形の仮想ベース面を有する。前記エッジと側面の形状は、前記芯出し部が、前記端面上の前記穴開け工具の送り方向に、前記前面上方に立ち上がる、すなわち突出するように選択される。

前記芯出し部の前記対応領域への前記主切れ刃及び前記逃げ面の移行は、このように屈曲部によって、すなわち多かれ少なかれ急峻に生じ得る。しかしながら、前記主切れ刃とエッジあるいは逃げ面と前記芯出し部の側面間の移行部に屈曲領域を設けることも可能であり、それによって、前記屈曲領域の曲率半径の選択により、加工されるワークの様々な材料に適合し得る多かれ少なかれ滑らかな移行をもたらす。

前記芯出し部の領域に３つの主切れ刃と３つのエッジを有する本実施態様例において、好ましくは３つのエッジの全ては前記仮想の第１円錐面上に位置する。

２つの主切れ刃を有する前記穴開け工具の好適な実施態様例において、前記芯出し部は４つのエッジと４つの側面を有するように設けられている。その場合、前記２つの主切れ刃は、屈曲部又は屈曲領域を経由して前記芯出し部の２つの対向するエッジに移行し、前記主切れ刃の前記２つの逃げ面は２つの対向する側面に移行する。前記芯出し部は、こうして、対で互いに対向して位置し、前記逃げ面が移行する２つの側面及びその２つの側面間に対で配置される２つの付加の側面を有する。前記芯出し部の前記ベース面は正方形であるが、四角形あるいは平行四辺形でも具現化されているベース面を設けることも可能である。

本明細書に記載の実施態様例において、前記芯出し部の前記エッジのうち少なくとも２つ、具体的には前記２つの主切れ刃に隣接する前記対向するエッジは前記第２円錐面上に位置するように設けられている。その他の２つのエッジは前記第２円錐面に対してスプリングバックし得る。しかしながら、好ましくは、４つのエッジ全てが前記第２円錐面上に位置し、それにより加工されるワークの材料に一様に食い付く。

別の好適な実施態様例において、各第２逃げ面は前記主切れ刃と反対側の前記第１逃げ面の端に隣接し、前記第１逃げ面の反対側の前記主切れ刃から前記工具の前記反対端の方に、第２逃げ角で下降するように設けられている。この種類の構造は、３つ刃及び両刃穴開け工具の両方で可能であり、また多数の主切れ刃から成る工具でも可能である。

前記穴開け工具がこのように構成される場合、特に２つの主切れ刃を有する前記穴開け工具の場合、上記で述べたように、前記芯出し部の２つの側面が、連続する前記第１逃げ面を形成することは可能である。前記芯出し部の２つの側面は互いに対向して配置される。これらの側面間に位置する前記芯出し部のその他の２つの側面は、前記第１逃げ面とは異なる逃げ角で傾斜する前記第２逃げ面の領域によって形成される。

従って、対で互いに対向して位置する２つの側面が、前記芯出し部の前記４つの側面のうちその他の２つとは別の角度を互いに形成することは可能である。

前記穴開け工具の好適な実施態様例において、前記第１円錐角αに対して以下の仕様が設定されている。前記角度αは、好ましくは１２０°≦α≦１８０°の範囲内に、特に１２０°≦α＜１８０°の範囲内に、より具体的には１３０°≦α≦１５０°の範囲内にある。

前述したように、前記第１円錐角は、前記主切れ刃の領域において前記穴開け工具の頂角を形成する。前記第１円錐角は、加工されるワークの材料に応じて選択され得る。実際、ここに示す前記の角度は特に適切であることが証明されている。

従って、前記穴開け工具の好適な実施態様例において、前記第２円錐角βに対して、前記主切れ刃により形成された前記角度より小さいという前提条件が適用されるように設けられている。従って、前記中心軸が直交する仮想平面上に前記主切れ刃が位置する場合、前記第２円錐角βは、１８０°未満、あるいは前記第１円錐角αより小さい。最終的に、前記第２円錐角βは、８０°≦β≦１５０°の範囲内に、特に９０°≦β≦１４０°の範囲内にあるように好適に選択される。

加工されるワークの材料が柔らかければ柔らかいほど、選択され得る前記第２円錐角βはますます鋭角になる。

前記第２円錐角βは、前記芯出し部の領域において前記穴開け工具の頂角を形成する。

３つの主切れ刃を有する穴開け工具の好適な実施態様例は、前記芯出し部の前記３つの側面が前記工具の前記中心軸と角度δを形成することを特徴とする。好ましくは、３つの側面の全ては、前記中心軸に対して同じ角度δで傾斜している。前記角度δは、２５°≦δ≦６５°の範囲内に、好ましくは３５°≦δ≦５５°の範囲内にある。

２つの主切れ刃を有する別の好適な実施態様例は、前記芯出し部が、前記反対端で開く角度γを形成する対で互いに対向して位置する２つの側面を有し、前記角度γに対して、６０°≦γ≦１５０°、特に８０°≦γ≦１２０°が適用されることを特徴とする。好ましくは、前記芯出し部の前記対向する側面の全ては、互いに同じ角度γを形成する。

好適な実施態様例において、全てのエッジが前記中心軸の領域で交差するのではなく、むしろ、前記芯出し部の先端に、前記芯出し部の（前記２つの主切れ刃に移行する）前記エッジの間に配置されるチゼルエッジが備え付けられるように設けられている。本実施態様例は、このように、２つの主切れ刃から成る穴開け工具において実施される。そのような構成によって、前記中心軸上に位置する前記芯出し部の先端は、それほど傷付きやすくなく、従ってワークの加工中にそれほど容易には破損しないようにすることができる。

本明細書に記載の前記芯出し部は、従来の穴開け工具に設けられているチゼルエッジの欠点を回避する機能を果たす。前記芯出し部により得られる利点を損なわないあるいは断念までしないために、上記のチゼルエッジの長さは、非常に小さく、好ましくは、前記穴開け工具の直径の６％未満に過ぎないように、特に２％未満であるように設けられている。

前記穴開け工具の別の実施態様例において、前記芯出し部の前記仮想ベース面の周囲の直径は前記穴開け工具の直径より小さく、具体的には多くても３％乃至１４％、特に好ましくは前記穴開け工具の直径の５％乃至１２％を構成するように設けられている。前記芯出し部の前記仮想ベース面の周囲の直径が、加工されるワークの材料硬度に応じて選択される場合、有利であることが証明されている。好ましくは、加工されるワークの材料が硬くなればなるほど、前記芯出し部の前記仮想ベース面の周囲の直径が小さくなるように設けられている。

穴開け工具の別の好適な実施態様例において、前記芯出し部の前記側面のうち少なくとも１つはギャッシュを備えるように設けられている。この構成は、前記芯出し部の前記関連するエッジのすくい面を小さくし、そうして切り屑除去を向上することを特徴とする。前記芯出し部の移行はギャッシュによって形成され、ギャッシュは、好ましくは、前記直径線に対して垂直に測定される前記芯出し部の幅を定義する中心からの距離を有する。前記直径線の方向に測定される前記芯出し部の長さは、前記主切れ刃の前記第１逃げ面が前記芯出し部の側面に移行する領域によって定義される。

別の好適な実施態様例において、前記少なくとも２つの主切れ刃のそれぞれは副切れ刃に移行し、案内面は、好ましくは前記周面の領域においてそれぞれ前記副切れ刃に関連付けられ、その結果、前記穴開け工具を形成された堀削穴に最適に案内し、そうして切れ刃の負担を軽減するように設けられている。

前記穴開け工具の別の好適な実施態様例において、前記少なくとも２つの主切れ刃の角ピッチは非対称であるように設けられている。その結果、ワークを加工する時に前記穴開け工具がびびる傾向を低減させる。

前記少なくとも２つの主切れ刃のそれぞれは、前記穴開け工具のウェブ上に配置あるいは形成され、前記主切れ刃に関連付けられている前記ウェブは、前記主切れ刃の前記角ピッチが非対称である場合、周方向から見た場合に好ましくは大きさが異なる。具体的には、より大きいピッチ角（このより大きいピッチ角は少なくとも１つの他のピッチ角より大きい）の領域に配置される少なくとも１つの第１ウェブは、前記穴開け工具の少なくとも１つの他の第２ウェブよりも大きいように具現化され、前記第１ウェブは、好ましくは、より大きいピッチ角の領域において、第１ガイド面取り部に加えて第２ガイド面取り部に関連付けられている。前記第１ウェブは、従って、好ましくは、前記周方向において好適にお互いに離間した２つのガイド面取り部を有する。前記第１ウェブが少なくとも１つの他のウェブより大きいという事実は、具体的には、より大きいピッチ角の領域に配置された前記第１ウェブは、少なくとも１つの他の第２ウェブと比較して前記周方向に広げられることを意味する。

別の好適な実施態様例において、前記穴開け工具は、ドリル本体に対するインサート品として具現化されるように設けられている。これにより、モジュラー式工具システムを実現することが可能になる。従って、このインサート品を様々なアプリケーションに適合させ、前記切れ刃が摩耗した場合に交換することは容易であり、特に費用対効果が高い。従って、摩耗によって工具全体を処分する必要はない。

最終的に、少なくとも１つの冷却剤及び／又は潤滑剤供給源を設けることを特徴とする実施態様例が好ましい。ワークの加工中、冷却及び／又は潤滑されるのは、具体的には、ワークに食い付く前記穴開け工具の領域であり、そうして一方では前記工具の摩耗と他方ではワーク及び前記工具両方への負荷、具体的にはワーク及び前記工具の熱負荷が低減される。

前記冷却剤及び／又は潤滑剤供給源は、好ましくは内部の冷却剤／潤滑剤供給源として具現化されている。具体的には、前記穴開け工具は、好ましくは、前記前面の開口部つながる少なくとも１つの内部冷却剤／潤滑剤流路を有し、それによりワークの加工中、前記少なくとも１つの内部冷却剤／潤滑剤流路を経由して冷却剤／潤滑剤を前記主切れ刃に供給することができる。前記少なくとも１つの冷却剤／潤滑剤流路は、好ましくは、前記穴開け工具の逃げ面、具体的には第１逃げ面及び／又は前記第１逃げ面に隣接する第２逃げ面につながる。

全般的に見て、本明細書に記載の前記芯出し部は、ワークの加工中、前記工具の最適な芯出しに影響を及ぼす。従って、工具鋼製のベース本体を有するモジュール式穴開け工具の切削インサート品又はドリルヘッドに関して本明細書に記載する種類の工具は、特に有益である。すなわちそのようなベース本体は、同等の固体カーバイド又は全セラミックの工具より実質的に安定性が低い。従って、前記工具の有効なセルフセンタリングは特に重要でありまた有益である。

本明細書に記載の種類の芯出し部を有する工具は、カーバイド、切削セラミック又は多結晶ダイヤモンド（ＰＣＤ）等の超硬切削材料を使用する場合、特に有益である。何故なら、そのような切削材料は優れた耐圧性と耐摩耗性を有するからである。その結果、前記芯出し部のエッジの鋭さは長期間保持される。

前記穴開け工具は、好ましくは、少なくとも前記主切れ刃の領域及び前記芯出し部の領域において、固体カーバイドを有し、あるいは固体カーバイドから成る。あるいは、前記穴開け工具は、少なくとも前記主切れ刃と前記芯出し部の領域において、固体セラミックを有することも可能である。好ましくは、前記穴開け工具は固体セラミック製である。

本発明について図面を参照して以下においてより詳細に説明する。
金属穴開け工具の第１実施態様例の概略正面図を示している。 第１実施態様例の概略側面図（Ｙ視）を示している。 第１実施態様例の第２の概略側面図（Ｘ視）を示している。 金属穴開け工具の第２実施態様例の概略正面図を示している。

図１の概略図において、２つの主切れ刃３／１及び３／２から成る金属穴開け工具１の第１実施態様例を示している。第１逃げ面、すなわち第１の第１逃げ面５／１及び第２の第１逃げ面５／２は、主切れ刃３／１及び３／２に隣接し、主切れ刃３／１及び３／２から出て画像面に下降する。

図１は、金属穴開け工具１（下記において、略して穴開け工具又は工具と呼ぶ）の前面７の平面図を示している。穴開け工具１の反対端（図示せず）は図１の画像面から離れている。

第１逃げ面５／１及び５／２は、穴開け工具１の周面９から内側に延びている。主切れ刃３／１及び３／２が異なる形状の主切れ刃部を有することが可能である。

本明細書に示す実施態様例において、主切れ刃３／１及び３／２は同一であり、外側の第１の及び隣接する内側の第２の主切れ刃部を有する。これについては主切れ刃３／１を参照して説明する。第１の主切れ刃部１１／１は、例えば、周面９から出て、本図で水平方向に走る仮想直径線Ｄ１と平行に延びている。当該主切れ刃部１１／１は、本図で、屈曲部１３／１を経由して第２の主切れ刃部１５／１に移行し、鋭角で直径線Ｄ１の方向に下降する。主切れ刃部１１／１及び１５／１は、本図で、例として模写されている。第１の主切れ刃部１１／１が、周面９の起点から凹状に湾曲して、すなわち円弧状に直径線Ｄ１に接近して、次に再び屈曲部１３まで円弧状に立ち上がることも十分可能である。

第２の主切れ刃３／２は、第１の主切れ刃３／１と点対称になるように具現化されている。

第２の主切れ刃部１５／１は、工具１の中心軸Ｍ（図１の画像面に垂直で、仮想第１直径線Ｄ１と鉛直の仮想第２直径線Ｄ２の交点に位置する）に到達しない。

逃げ面５／１及び５／２は点対称である。そのため以下の第１の第１逃げ面５／１に関する説明は第２の第１逃げ面５／２にも当てはまる。

第１の第１逃げ面５／１は、周面９から中心軸Ｍの方向に向かって、図１に示す補助線Ｈ１まで延びている。補助線Ｈ１の領域から、第１の第１逃げ面５／１は、芯出し部１９の第１エッジ２１／１と第２エッジ２１／２の左右により区画される芯出し部１９の第１側面１７／１を形成するよう観察者の方向に立ち上がっている。第１の第１逃げ面５／１は、先細になって点になり、その先端は中心軸Ｍ上に位置する。第１側面１７／１と対応する向かい側の第２の第１逃げ面５／２の第２側面１７／２は、同一に構成され、第１逃げ面５／１及び５／２から同じ角度で延び、穴開け工具１の中心軸Ｍまで立ち上がる。ここで第２側面１７／２は第３エッジ２１／３と第４エッジ２１／４により区画される。本図で、第３側面１７／３と第４側面１７／４は２つの対向する第１と第２側面１７／１と１７／２との間に位置する。２つの対向する第３及び第４側面１７／３及び１７／４は、第１側面１７／１と第２側面１７／２とともに、図１の画像面から及び前面７から観察者の方向に延びている芯出し部１９を形成する。

補助線Ｈ１及びＨ２は、芯出し部１９の第１逃げ面５／１と第１側面１７／１との間及び第１逃げ面５／２と第２側面１７／２との間の移行領域の屈曲部を示している。しかしながら、ここで、第１逃げ面５／１、５／２が上記側面１７／１、１７／２に移行する円弧状の移行部を実現することも可能である。

なお、第１実施態様例における芯出し部１９の４つのエッジ２１／１、２１／２、２１／３及び２１／４のうち少なくとも２つ、具体的には、関連付けられた主切れ刃に移行するエッジは、仮想の第２円錐面上にある。

図１において、第１チップスペース２３／１を第１の主切れ刃３／１の上方に見ることができる。それに応じて、第２チップスペース２３／２を第２の主切れ刃３／２の下方に見ることができる。チップスペース２３／１及び２３／２は主切れ刃３／１及び３／２によって除去された切り屑を搬出する機能を果たす。

第１の第１逃げ面５／１の下方には、それと関連付けられた第１の第２逃げ面２５／１を図１において見ることができる。それに応じて、第２の第２逃げ面２５／２が第２の第１逃げ面５／２の上方に設けられている。第２逃げ面２５／１、２５／２は、主切れ刃３／１、３／２の反対側の第１逃げ面５／１、５／２の端に隣接する。第２逃げ面２５／１、２５／２は、第１逃げ面５／１、５／２よりも傾斜が大きい。第１逃げ面５／１と第２逃げ面２５／１並びに５／２と２５／２は、線で示される屈曲部２７／１、２７／２を経由して、それぞれお互いに一体化する。第２逃げ面２５／１及び２５／２は、これらの屈曲部から前面７と反対側の工具１の端（図示せず）の方向に延びている。屈曲部の代わりに、円弧状の移行領域を設けることも可能である。この図に示す実施態様例において、チップスペース２３／１及び２３／２は、第２の主切れ刃部１５／１及び１５／２を区画していない、あるいはその全体の長さにわたって区画していない。むしろ、各ギャッシュ２９／１、２９／２がここに設けられている。ギャッシュは周知なため、本明細書ではこれ以上説明しない。

第２の主切れ刃部１５／１と１５／２は、芯出し部１９の第２エッジ２１／２と第４エッジ２１／４を経由してお互いに移行する。従来のチゼルエッジが省略されて、代わりに、図１の画像面から突出する、ここで述べる芯出し部１９のエッジ２１／２と２１／４が、中心軸Ｍの方に面する第２の主切れ刃部１５／１と１５／２の端と相互に接続することが、ここで極めて重要である。

いずれにせよ，ここで述べる芯出し部１９のエッジ２１／２と２１／４は、工具１により加工されるワークに食い付く刃を形成する。これらの刃から除去された切り屑は、芯出し部１９の関連付けられた第３及び第４側面１７／３及び１７／４上を通って、ギャッシュ２９の領域、そしてそこからチップスペース２３／１及び２３／２の領域へ移動する。これらのエッジ２１／２、２１／４は、負のすくい角によって特徴付けられる。これらのエッジ２１／２、２１／４によるワークの加工は、スクレイピングと呼ばれることが多い。その結果として、正のすくい角がある主切れ刃３／１又は３／２の領域における場合のように、ここでは積極的な切り屑除去は行われない。

これとともに、工具１は、また、第１エッジ２１／１と第３エッジ２１／３によってスクレイピング方式でも加工される。スクレイピングによる加工は、このように、４つの全てのエッジ２１／１、２１／２、２１／３及び２１／４により行われる。

一般的に、スクレイピングは、好ましくは芯出し部１９の全てのエッジ、すなわち具体的には、ここで示した実施態様例の４つの全てのエッジ２１／１、２１／２、２１／３及び２１／４によって、あるいは３つのエッジ２１／１、２１／２及び２１／３の全てによってのいずれかで行われる。

芯出し部１９は、その全てのエッジによりワークとスクレイピング食い付きをするという事実に基づいて、芯出し部１９は、穴あけ加工の全体にわたって穴開け工具１を安定化させるテールセンターの機能を果たすことができ、従って平滑度、安定性のレベルを高め、ねじれ振動と軸方向振動を最小にすることに寄与する。特に、芯出し部１９は、このようにセンタリングポイントとして作用することができる。

図１を参照して説明した芯出し部１９は、図１の画像面から前面７を越えて立ち上がる。芯出し部１９は、実質的に長方形の仮想ベース面を有する。正方形又は平行四辺形の形状のベース面を有する芯出し部１９を実現することも可能である。

図２による概略図は、図１で模写される穴開け工具１の第１実施態様例の側面図、すなわち図１においてその方向が示されるＹ視を示している。

同じ及び機能上、類似の部品には同じ参照符号が付けられている。そのため、その関連で、図１に関する説明を参照されたい。

ここで中心線Ｍの上方に示されている第１図において、図２の概略図は第１の主切れ刃３／１並びに第１の主切れ刃部１１／１と第２の主切れ刃部１５／１の一部に関連付けられた、第１すくい面３１／１の第１チップスペース２３／１を区画する第１すくい面３１／１を示している。第２の主切れ刃部１５／１の残りの部分に関するすくい面を形成するギャッシュ２９／１も見ることができる。第１の主切れ刃３／１により除去された切り屑は、こうして、第１すくい面３１／１及びギャッシュ２９／１から第１チップスペース２３／１の中に案内される。この構成は、第２の主切れ刃３／２に対しても点対称で設けられている。

左側の第２の第１逃げ面５／２に隣接する第２の主切れ刃３／２は、中心線Ｍの下方に見ることができる。第２の第１逃げ面５／２は、屈曲部２７／２を経由して第２の第２逃げ面２５／２に移行する。

本実施態様例において、第１及び第２の主切れ刃３／１及び３／２は、中心軸Ｍが直交する平面に対して、前面７の反対側の端Ｅの方向において左側に下降することが図２から分かる。２つの主切れ刃３／１、３／２は、反対端Ｅの方向に開く第１円錐角αを有する仮想の第１円錐面上に位置する。より明確にするために、第１円錐角αは、図１で模写される第２の主切れ刃部１５／１及び１５／２よりも中心軸Ｍから遠い距離に位置する第１の主切れ刃部１１／１及び１１／２に対して接する補助線によってここに示されている。

ここに示されていない実施態様例において、２つの主切れ刃３／１及び３／２は、中心軸Ｍが直交する仮想平面上に位置することもでき、その場合、第１円錐角αは１８０°であることに特に留意されたい。

前面７と反対側の端Ｅから見た場合、中心軸Ｍと同軸に位置する芯出し部１９は、前面７から、すなわち矢印Ｖにより示される前進方向に突出することが図２から分かる。穴開け工具１は、ワークに堀削穴を形成する場合加工されるワーク（図示せず）に対してこの方向に移動する。原則として、ワークに堀削穴を形成するために、中心軸Ｍの方に見た場合静止しているドリルに対してワークを回転するようにセットし移動させることは可能である。しかしながら、ここでは、ドリルはワークに対して中心軸Ｍの周りに回転し、矢印Ｖの方向、すなわち前進方向に移動し、そして芯出し部１９は前面７からこの方向に突出することを前提とする。

主切れ刃３／１及び３／２のそれぞれは、副切れ刃３３／１及び３３／２によって周面９の領域内で外側に隣接する、そして、案内面３５／１及び３５／２は副切れ刃３３／１及び３３／２と関連付けられているが、第２の副切れ刃３３／２の第２案内面３５／２のみ見ることができる。案内面３５／１、３５／２は、副切れ刃３３／１、３３／２に隣接する平面又はいわゆる円形研削面取り部により形成され得る。穴開け工具１は、ワークの加工中これらの面によって支持される。ここで言及される種類の案内面は周知であるので、ここではこれ以上説明しない。

図３は、第２側面図（図１の情報に従ってＸ視とも呼ばれる）における穴開け工具１の第１実施態様例の概略図を示している。

図３において、前端（すなわち前面７を有する端）を拡大している。同じ及び機能上、類似の要素には同じ参照符号が付けられている。そのため、その関連で、前述の説明を参照されたい。

第１逃げ面５／２及び屈曲部２７／２を経由して第１逃げ面５／２に隣接する第２逃げ面２５／２とともに、第２の主切れ刃３／２を中心線Ｍの下方に見ることができる。

中心線Ｍの上方に、外側の第１の主切れ刃部１１／１とともに第１の主切れ刃３／１を見ることができる。ここで、用語「外側」は、当該第１の主切れ刃部１１／１が、第２の主切れ刃部１５／１より中心軸Ｍから遠い距離に配置されていることを示している。

図３に従った説明により、第１チップスペース２３／１を区画する第１すくい面３１／１が第１の主切れ刃部１１／１と隣接することが分かる。ギャッシュ２９／１は、その側壁が少なくとも一部の領域で第２の主切れ刃部１５／１に対するすくい面を形成するが、中心線Ｍの上方で当該第２の主切れ刃部１５／１に近接する。

図３の拡大図から、芯出し部１９が前面７を超えて突出し、その結果、本明細書で示す工具１が使用される場合、穴開け工具１によりワークに堀削穴を形成する場合にまず芯出し部１９がワークに食い付くことが明白に分かる。

図３に従った図（すなわち図１に示すＸ視）は、第３エッジ２１／３及び第２エッジ２１／２を区画する芯出し部１９の第３側面１７／３を示している。第２側面１７／２及び補助線Ｈ２は第３エッジ２１／３の下方に見ることができる。

第１逃げ面５／１及び５／２が、補助線Ｈ１、Ｈ２により示される屈曲部又は屈曲領域を経由して芯出し部１９の第１及び第２側面１７／１及び１７／２に続くことは、図１を参照して説明した。図３に従った図により、第２の第１逃げ面５／２が第２側面１７／２に続くことが分かる。第４側面１７／４は、芯出し部１９の観察者とは反対側に設置されている。

中心軸Ｍの上方で、第１の主切れ刃３／１は、第２の主切れ刃部１５／１を経由して、第１の主切れ刃部１１／１から芯出し部１９の第２エッジ２１／２に続いている。図１の平面図から、第２エッジ２１／２が中心軸Ｍを越えて第４エッジ２１／４に続くことが分かる。

第２の主切れ刃３／２の連続を形成する反対側の第４エッジ２１／４とともに、第２エッジ２１／２は、前記仮想の第２円錐面の第２円錐角βに対応する角度を形成する。

図２に模写される第１円錐角αと図３に示す第２円錐角βは、大きさが異なる、すなわち第１円錐角αは第２円錐角βより大きいことは図３の概略図より明白である。その結果、図３において、芯出し部１９は、より小さい第２円錐角βで前面７を超えて右側に立ち上がり、センタリングポイントを形成する。図１乃至図３に示す工具１の第１実施態様例の説明を要約し補足する。

第１円錐角αは１２０°≦α≦１８０°の範囲で、特に１２０°≦α＜１８０°の範囲で、好ましくは１３０°≦α≦１５０°の範囲で選択される。

第２円錐角βは主切れ刃により形成される角度よりも小さい。つまり、主切れ刃３／１及び３／２が仮想平面内に位置する場合、１８０°より小さい、あるいは主切れ刃３／１及び３／２が開き角＜１８０°で仮想円錐面上に位置する場合、第１円錐角αより小さい。さらに、第２円錐角は、８０°≦β≦１５０°の範囲内、好ましくは９０°≦β≦１４０°の範囲内にあるように設けられている。

４つのエッジ２１／１乃至２１／４を有する芯出し部１９を有する本明細書に示された実施態様例について、エッジ１７／１乃至１７／４の間に位置する側面は、お互いに対向する対で配置される。第１及び第２側面１７／１及び１７／２は、第１逃げ面５／１及び５／２に関連付けられているが、工具１の端の方向に前面７と反対側に開く角度をそれらの間に形成する。この開き角はγと呼ばれ、６０°≦γ≦１５０°の範囲内、特には８０°≦γ≦１２０°の範囲内にある。好ましくは、対で互いに対向する両側の側面１７／１、１７／２、１７／３及び１７／４は、その間に当該角度γを形成する。そして、具体的には、２つの側面対のそれぞれはその間に同じ角度を形成するように設けられている。

図４は、金属穴開け工具１（ここでは、略して穴開け工具１と呼ぶ）に関する第２実施形態の前面７の概略平面図を示している。図１乃至図３は２つの主切れ刃３／１、３／２を有する穴開け工具１を示すのに対して、図４は、３つの主切れ刃３／１、３／２及び３／３を有する穴開け工具１を正面図で示している。３つの主切れ刃３／１、３／２及び３／３の全ては、関連する逃げ面、すくい面等とともに、同一であるので、以下において第１の主切れ刃３／１について説明する。図４において、その他の２つの主切れ刃は、３／２及び３／３で表す。主切れ刃に関連付けられている対応する要素は、対応する数値符号が付される。例えば、５／１は、第１の主切れ刃３／１の第１逃げ面を表し、５／２は、第２の主切れ刃３／２の第１逃げ面を表し、そして５／３は、第３の主切れ刃３／３の第１逃げ面を表す。

主切れ刃３／１、３／２及び３／３は、穴開け工具１の周面９から、ここで示すように周面から直線あるいは凹形の線に沿って延び、それぞれ、ここに第１の主切れ刃部１１／１、１１／２、１１／３を形成する。屈曲部１３／１を経由して、第１の主切れ刃部１１／１は第２の主切れ刃部１５／１に続き、最終的に芯出し部１９に至る。これによりここに三角形のベース面を有することとなる。

第１の主切れ刃３／１は、エッジのうちの１つ（ここでは、芯出し部１９の第１エッジ２１／１）に続いている。第１実施態様例において、第１エッジ２１／１は、図４の画像面から観察者の方に立ち上がるように、第２の主切れ刃部１５／１の端が位置する平面から湾曲してあるいは円弧状に延びている。

それに応じて、第２の主切れ刃３／２は第２エッジ２１／２に続き、第３の主切れ刃３／３は芯出し部１９の第３エッジ２１／３に続いている。

逃げ面は主切れ刃３／１、３／２及び３／３に隣接する。穴開け工具１の第２実施形態では、先行する図に従う実施態様例と同様に構成される。第１逃げ面５／１は第１の主切れ刃３／１に隣接し、そして第１の主切れ刃３／１から図４の画像面に、すなわち前面７の反対側の端（図示せず）の方向に下降する。

ここで、また、第１逃げ面５／１から屈曲部２７／１を経由して続く第２逃げ面２５／１があり、次に、屈曲部２７／１から図４の画像面に下降する。ここで、第２逃げ面２５／１は第１逃げ面５／１よりも傾斜が大きい。

第１逃げ面５／１は、周面９から出て芯出し部１９まで延びている。第１逃げ面５／１は、屈曲部を経由して芯出し部１９の第１側面１７／１に移行することは補助線Ｈ１により示されている。屈曲部を設けずに、むしろ第１逃げ面５／１と第１側面１７／１との間の移行部において観察者の方に向かって上向きに曲げられる領域を設けることも可能である。

同じことが芯出し部１９の他の側面１７／２及び１７／３に当てはまる。全体として、芯出し部１９は、側面１７／１、１７／２及び１７／３をエッジ２１／１、２１／２及び２１／３の間に設けることで、３つのエッジ２１／１、２１／２及び２１／３により、ここに形成される。

図４に従ってここに示される実施態様例において、主切れ刃３／１乃至３／３は、前面７と反対側の端Ｅの方向に開く第１円錐角αを有する仮想の第１円錐面上に少なくとも一部配置されるように設けられている。

しかしながら、中心軸Ｍが直交する仮想平面上に３つの主切れ刃３／１、３／２及び３／３が位置する実施態様例（図示せず）を実現することも可能である。

芯出し部１９の領域において、３つのエッジ２１／１乃至２１／３の全ては、前面７と反対側の端Ｅの方向に開く第２円錐角βを有する仮想の第２円錐面上に位置するように設けられている。第１実施形態に関連する前述の説明は角度α及びβに関して同様に当てはまる。

穴開け工具１に関するセンタリングポイントとして作用する芯出し部１９の先端は、小さい第２円錐角βの場合、非常に傷付きやすく破損する恐れがあることが分かった。この場合、芯出し部１９の先端をある程度平らにし、そして好ましくは、ここに、主切れ刃３／１、３／２及び３／３のうち少なくとも２つに移行する芯出し部１９のエッジ２１／１、２１／２及び２１／３の間に配置される非常に短いチゼルエッジを設けることが可能である。なお、ここで、チゼルエッジは、工具直径の６％未満、特に２％未満を占めるに過ぎない。

ここで言及する種類の穴開け工具１において、好ましくは、芯出し部１９のベース面の周囲の直径は、穴開け工具１の直径よりも実質的に小さく設けられている。周囲の直径をドリル径の２％乃至１５％の範囲内、特に５％乃至１２％の範囲内に選択することが特に適切であると証明されている。

実際のところは，直径線に沿って延びている溝が施された、前面７の領域に設けられているドリル本体を有する工具も存在する。切れ刃と上記の工具のその他の特徴を有するインサート部が当該工具に形成される。換言すると、ここに記載された特徴を有する穴開け工具１をドリル本体に対するインサート品として非常にうまく構成することが可能である。

最終的に，図１乃至図３に従う第１実施態様例と図４に従う第２実施態様例の両方に、少なくとも１つの冷却剤及び／又は潤滑剤供給源を設けることも可能である。冷却剤及び／又は潤滑剤は、工具１が使用される場合に圧力下で供給される。その場合において、切れ刃を潤滑、冷却するために、ワークの加工中に切れ刃に冷却剤／潤滑剤を供給する開口部が好適に設けられている（ここでは前面内に）。冷却剤／潤滑剤の供給によって利用できる冷却剤／潤滑剤が出てくる３つの開口部３７／１乃至３７／３が、図４において事例のために設けられている。

そのような開口部３７／１、３７／２及び３７／３は図１乃至図３の実施形態においても設けることができる。しかしながら、それらは図１乃至図３に示されていない。

芯出し部１９は、好ましくは中心軸Ｍと同軸になるように配置される。具体的には、芯出し部１９の先端は、好ましくは中心軸Ｍ上に位置するように配置される。

穴開け工具１の実施態様例は、芯出し部１９が、好ましくは４つの同一の側面を有する正方形のベース面を有することが好ましい。

図４に示す第２実施形態において、芯出し部１９は、正三角形のベースを有し、好ましくは同様に正三角形である３つの同じ（好ましくは、ベース面と同じ大きさの）側面を有することが好ましい。

Claims (16)

1. 金属穴開け工具（１）であって、
   中心軸（Ｍ）と、
   周面（９）と、
   前面（７）と反対端（Ｅ）と、
   第１逃げ面（５／１、５／２）のそれぞれに関連し、前記前面（７）の領域に配置された少なくとも２つの主切れ刃（３／１、３／２）と、
   を備え、
   前記第１逃げ面（５／１、５／２）は、前記反対端（Ｅ）の方向に第１逃げ角で前記少なくとも２つの主切れ刃（３／１、３／２）から下降するとともに、前記周面（９）から前記前面（７）を越えて延長され、
   前記少なくとも２つの主切れ刃（３／１、３／２）は、前記中心軸（Ｍ）と同心となるように配置され、前記反対端（Ｅ）の方向に開き、１８０°未満の第１円錐角（α）を有する仮想の第１円錐面上に位置し、
   前記金属穴開け工具（１）は、４つのエッジ（２１／１、２１／２、２１／３、２１／４）、４つの側面（１７／１、１７／２、１７／３、１７／４）及び仮想ベース面を有する芯出し部（１９）を備え、
   前記芯出し部（１９）の前記エッジ（２１／１、２１／２、２１／３、２１／４）のうち少なくとも２つは、前記中心軸（Ｍ）と同心となるように配置され、前記反対端（Ｅ）の方向に開く第２円錐角（β）を有する仮想の第２円錐面上に位置し、
   前記２つの主切れ刃（３／１、３／２）は、屈曲部又は屈曲領域を経由して前記芯出し部（１９）の２つの対向するエッジ（２１／２、２１／４）に移行し、
   ２つの第１逃げ面（５／１、５／２）は、屈曲部又は屈曲領域を経由して前記芯出し部（１９）の２つの対向する側面（１７／１、１７／２）に移行し、
   前記芯出し部（１９）の前記仮想ベース面は四角形であり、
   前記第２円錐角（β）は前記第１円錐角（α）より小さく、
   前記仮想の第２円錐面は、前記反対端（Ｅ）から見ると、前記前面（７）から突出している金属穴開け工具（１）。
2. 請求項１に記載の穴開け工具（１）であって、
   前記仮想ベース面は、正多角形及び／又は点対称の多角形であり、前記多角形の中点及び／又は対称中心が、芯出し部の高さのベースポイントである穴開け工具（１）。
3. 請求項１又は２のいずれか１項に記載の穴開け工具（１）であって、
   前記芯出し部（１９）は、前記中心軸（Ｍ）と同軸に配置され、前記芯出し部（１９）の先端が、前記中心軸（Ｍ）上に位置する穴開け工具（１）。
4. 請求項１乃至３のいずれか１項に記載の穴開け工具（１）であって、
   前記芯出し部（１９）の前記仮想ベース面は、正方形として具現化されている穴開け工具（１）。
5. 請求項１乃至４のいずれか１項に記載の穴開け工具（１）であって、
   前記２つの主切れ刃（３／１、３／２）に隣接する前記２つのエッジ（２１／２、２１／４）は、前記第２円錐面上に位置する穴開け工具（１）。
6. 請求項１乃至５のいずれか１項に記載の穴開け工具（１）であって、
   各第２逃げ面（２５／１、２５／２、２５／３）は、前記少なくとも２つの主切れ刃（３／１、３／２、３／３）と反対側の前記第１逃げ面（５／１、５／２、５／３）の端に隣接し、前記端から前記反対端（Ｅ）の方に第２の逃げ角で下降する穴開け工具（１）。
7. 請求項１乃至６のいずれか１項に記載の穴開け工具（１）であって、
   前記第１円錐角（α）は、１２０°≦α＜１８０°である穴開け工具（１）。
8. 請求項１乃至７のいずれか１項に記載の穴開け工具（１）であって、
   前記第２円錐角（β）は、β＜１８０°、β＜αである穴開け工具（１）。
9. 請求項１乃至８のいずれか１項に記載の穴開け工具（１）であって、
   前記芯出し部（１９）の相互に対で対向する側面（１７／１、１７／２；１７／３、１７／４）は、前記反対端（Ｅ）に開く角度（γ）を形成し、６０°≦γ≦１５０°が適用される穴開け工具（１）。
10. 請求項１乃至９のいずれか１項に記載の穴開け工具（１）であって、
    前記関連する主切れ刃（３／１、３／２）に移行する少なくとも前記２つのエッジ（２１／２、２１／４）は、チゼルエッジを介して相互に接続されている穴開け工具（１）。
11. 請求項１乃至１０のいずれか１項に記載の穴開け工具（１）であって、
    前記芯出し部（１９）の前記側面（１７／１、１７／２）のうち少なくとも１つには、ギャッシュ（２９）が設けられている穴開け工具（１）。
12. 請求項１乃至１１のいずれか１項に記載の穴開け工具（１）であって、
    仮想の直径線（Ｄ１）に沿って測られる前記芯出し部（１９）の前記仮想ベース面の幅は、前記穴開け工具（１）の直径より小さい穴開け工具（１）。
13. 請求項１乃至１２のいずれか１項に記載の穴開け工具（１）であって、
    副切れ刃（３３）は、前記穴開け工具（１）の前記周面（９）の前記領域において前記少なくとも２つの主切れ刃（３／１、３／２）のそれぞれと関連付けられている穴開け工具（１）。
14. 請求項１乃至１３のいずれか１項に記載の穴開け工具（１）であって、
    前記主切れ刃（３／１、３／２、３／３）のうち少なくとも２つの角ピッチは、非対称である穴開け工具（１）。
15. 請求項１乃至１４のいずれか１項に記載の穴開け工具（１）であって、
    ドリル本体に対するインサート品として具現化されている穴開け工具（１）。
16. 請求項１乃至１５のいずれか１項に記載の穴開け工具（１）であって、
    少なくとも１つの冷却剤及び／又は潤滑剤供給源が設けられている穴開け工具（１）。

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