JPH07308815A

JPH07308815A - ドリル

Info

Publication number: JPH07308815A
Application number: JP10028194A
Authority: JP
Inventors: Shinichi Nakamura; 伸一中村; Takeshi Inoue; 武井上
Original assignee: Mitsubishi Materials Corp
Current assignee: Mitsubishi Materials Corp
Priority date: 1994-05-13
Filing date: 1994-05-13
Publication date: 1995-11-28
Anticipated expiration: 2019-04-05
Also published as: JP3515167B2

Abstract

(57)【要約】【構成】ドリル本体２１の先端に、互いに凹曲する第
一ないし第三のシンニング面３０〜３２よりなるシンニ
ング面２９が形成されるとともに、ドリルの切刃２５も
ドリル回転中心Ｃ側から第一ないし第三の切刃２６，３
５，３６から構成されている。第一シンニング面３０と
先端逃げ面２４との交差稜線（第一切刃）２６と、第二
シンニング面３１と先端逃げ面２４との交差稜線３３と
がなす交差角αは７５°〜９５°とされ、またこの交差
稜線３３と、第三シンニング面３２と先端逃げ面２４と
の交差稜線３４とがなす交差角βは９０°〜１４０°と
され、さらに交差稜線３３の長さＬ₂はドリル外径Ｄに
対して０.２×Ｄ以下とされている。【効果】切屑の処理性能の向上とドリル先端部におけ
る切刃等の強度の向上とを同時に図ることができる

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、特に切屑の処理性能の
向上とドリル先端部における切刃等の強度の向上とを同
時に図ることができ、しかも安定した喰い付き性を得る
ことが可能なドリルに関するものである。

【０００２】

【従来の技術】金属材料の穴明け加工に用いられるドリ
ルとしては、例えば図６および図７に示されるようなも
のが提案されている。これは、特開平２−１２４２０８
号公報に記載されたもので、軸線Ｏ回りに回転されるド
リル本体１の側面に一対の切屑排出溝２，２が螺旋状に
形成され、これらの切屑排出溝２，２のドリル回転方向
（図６において反時計回り方向）を向く壁面３とドリル
本体１の先端逃げ面４との交差稜線部に切刃５が芯上が
りとなるように形成されている。また、このドリルにお
いては、その先端のドリル回転中心Ｃ部分にシンニング
が施されており、これによってドリル回転中心Ｃの近傍
にはこのドリル回転中心Ｃから直線状に延びるシンニン
グ刃６が形成されていて、このシンニング刃６は上記切
刃５に円弧状の交差部７を介して滑らかに連ねられてい
る。

【０００３】なお、このシンニングによって切屑排出溝
２のドリル回転方向後方側を向く壁面８と先端逃げ面４
との交差部分に形成されるシンニング面９は、上記シン
ニング刃６に沿うすくい面（第一シンニング面）１０
と、この第一シンニング面１０に鈍角に交差してドリル
回転中心Ｃからヒール１１側に延びる先端研ぎ出し面
（第二シンニング面）１２とから構成されている。そし
て、このうち後者の第二シンニング面１２は、その先端
逃げ面４との交差稜線１３が軸線Ｏ方向先端視において
図６に示すようにドリル回転中心Ｃから直線状に外周側
に延びるように形成されており、この交差稜線１３から
ドリル回転方向後方側に向かうに従い、上記壁面８と先
端逃げ面４との交差部分をドリル本体１の基端側に向け
て全面的に傾斜して削り取るように形成されている。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】ところが、上記構成の
ドリルでは、このようにシンニング面９において第一シ
ンニング面１０と第二シンニング面１２とが鈍角に交差
し、また第二シンニング面１２が、直線状に延びる交差
稜線１３からドリル回転方向後方側に向かうに従い基端
側に向かって全面的に傾斜するように形成されることか
ら、先端逃げ面４のヒール１１側が図７に示すように大
きく切り欠かれることとなり、これによりドリル本体１
の先端部において、その強度および剛性が損なわれるこ
とが避けられなかった。また、特にヒール１１側の部分
が大きく切り欠かれることにより、切刃５のドリル回転
方向後方側の部分の肉厚が小さくなってしまうので、切
刃５の強度も損なわれてしまい、切刃の欠損や割損を招
くおそれもあった。さらに、上記第一シンニング面１０
と第二シンニング面１２との交差角が鈍角側に大きく設
定されていたりすると、上記シンニング刃６のドリル回
転方向後方における肉厚も小さくなってしまい、切刃の
全体の亙って強度不足が生じるという問題もあった。

【０００５】一方、このようなドリルにおいて切刃５お
よびシンニング刃６により生成される切屑は、ドリル本
体１の外周側ほど軸線Ｏ回りの周速が大きくなるため、
図６および図７に破線で示すようにドリル回転中心Ｃを
中心とした扇形を描きつつ流出し、切屑排出溝２内に案
内されてその底付近でカールし始められ、分断されるこ
ととなる。しかしながら、上記構成のドリルのように、
シンニング面９の第二シンニング面１２がドリル回転方
向後方側に向かうに従い基端側に向かって全面的に傾斜
するように形成されていると、この切屑がカールし始め
る部分での切屑と切屑排出溝２の壁面８との接触長さが
不十分となるため、切屑が十分にカールされることなく
生成されてその分断性が損なわれる結果となる。このた
め、特に切削開始初期に発生し易い自由切屑と呼ばれる
螺旋状の切屑が長く連なったまま生成されてしまい、こ
れによって加工穴の開口部付近の内壁が粗されたり、こ
のような切屑がドリル本体１に巻き付いてしまったりす
るおそれがあった。

【０００６】さらに、上記構成のドリルでは、切刃５と
シンニング刃６とを結ぶ円弧状の交差部７の曲率半径お
よび長さを比較的小さくするとともに、シンニング刃６
の長さを比較的長くし、このシンニング刃６と切刃５と
の長さおよび交差角を適宜に設定することにより、シン
ニング刃６により生成される切屑の中心側部分と切刃５
により生成される切屑の外周側部分との生成のバランス
をとって切屑が円滑にカールされるように図られてい
る。しかしながら、このように切刃５とシンニング刃６
とを交差部７の曲率半径が小さいと、加工条件等によっ
てはこの交差部の強度が不足し、上述した問題とも相俟
って切刃の欠損を一層生じ易くなってしまうおそれがあ
る。また、上記ドリルでは芯上がりに配置される切刃５
に対してシンニング刃６はドリル回転中心Ｃから延びる
ように形成されており、このためシンニング刃６のなす
先端角は切刃５がなす先端角よりも大きくなる。従っ
て、上述のようにシンニング刃６の長さが長く設定され
ていると、ドリル回転中心Ｃの周りの先端角が大となる
部分も大きくなって喰い付き性が劣化してしまうととも
に、この部分の軸線Ｏ方向の長さも大きくなるため喰い
付きが安定せず、この結果拡大代等に悪影響を与えるお
それも生じる。

【０００７】本発明は、このような背景の下になされた
ものであって、その目的とするところは、特に切屑の処
理性能の向上とドリル先端部における切刃等の強度の向
上とを同時に図ることができ、しかも安定した喰い付き
性を得ることが可能なドリルを提供することにある。

【０００８】

【課題を解決するための手段】上記課題を解決してこの
ような目的を達成するために、本発明は、軸線回りに回
転されるドリル本体の側面に、該ドリル本体の先端から
基端側に向けて切屑排出溝が形成され、この切屑排出溝
のドリル回転方向側を向く壁面と上記ドリル本体の先端
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、上記ドリル本体先端の芯厚部に、シンニングを
施すことによって略ドリル回転中心から直線状に延びる
第一切刃（シンニング刃）を形成するとともに、上記シ
ンニングによって上記切屑排出溝のドリル回転方向後方
側を向く壁面と上記先端逃げ面との交差部分に、ドリル
回転方向側を向いて略上記ドリル回転中心に連なるよう
に配置され、上記先端逃げ面との交差稜線部に上記第一
切刃が画成される第一シンニング面と、上記ドリル本体
の外周側を向いて略上記ドリル回転中心に連なり、上記
第一シンニング面に凹曲して交差するように配置される
第二シンニング面と、ドリル回転方向後方側を向いて上
記第二シンニング面のヒール側に該第二シンニング面に
対し凹曲するように配置される第三シンニング面との、
少なくとも３つのシンニング面を形成する一方、上記切
刃を、上記ドリル本体の軸線方向先端視において、上記
第一切刃と、この第一切刃の外周端に鈍角に交差して凸
曲線状に延びる第二切刃と、この第二切刃の外周端に滑
らかに接して直線状に延びる芯上がりに配置された第三
切刃とから構成し、上記第一切刃の長さを上記軸線方向
先端視にドリル外径Ｄに対して０.０５×Ｄ〜０.１５×
Ｄの範囲に設定するとともに、上記第二切刃が呈する凸
曲線の曲率半径を０.１８×Ｄ〜０.３×Ｄの範囲に設定
し、かつ第一切刃との交点における上記第二切刃の接線
と上記第一切刃との交差角を５°〜２０°の範囲に設定
したことを特徴とする。

【０００９】

【作用】このような構成のドリルにおいては、まずシン
ニングによって切屑排出溝のドリル回転方向後方側を向
く壁面と先端逃げ面との交差部分に形成されるシンニン
グ面が第一ないし第三の３つのシンニング面から構成さ
れており、このうち第三シンニング面は、ドリル回転方
向後方側を向いて上記第二シンニング面のヒール側に該
第二シンニング面に対し凹曲するように配置されてい
る。このため、各シンニング面と先端逃げ面との交差稜
線は、軸線方向先端視においてドリル本体の外周側に開
口する「コ」字状を呈することとなり、上記従来のドリ
ルのように第二シンニング面によって先端逃げ面のヒー
ル側が全面的に切り欠かれるようなことはなく、第三シ
ンニング面が第二シンニング面に対して凹曲するように
配置されるのに伴い、このヒール側においてドリル本体
先端の周方向の肉厚を十分に確保することが可能とな
る。また、このように先端逃げ面のヒール側が全面的に
切り欠かれることがなくなるため、切屑排出溝に案内さ
れた切屑を十分にカールし得る接触長さが得られ、これ
により良好な切屑分断性を確保することができる。しか
も、この切屑分断性は喰い付き時においても維持される
ため、切削開始初期の切屑を確実に処理して螺旋状に連
なった切屑が生成されるのを防ぐことができる。

【００１０】これに加えて上記構成のドリルでは、切刃
が、ドリル回転中心から直線状に延びる第一切刃（シン
ニング刃）と、その外周側の凸曲線状に延びる第二切刃
と、そのさらに外周側の直線状に延びる芯上がりの第三
切刃とから構成されており、第一切刃の長さが軸線方向
先端視にドリル外径Ｄに対して０.０５×Ｄ〜０.１５×
Ｄと従来に比べて比較的短く設定されるとともに、第二
切刃が呈する凸曲線の曲率半径は０.１８×Ｄ〜０.３×
Ｄと比較的大きく設定されている。このため、ドリル回
転中心の周りにおいて先端角が大きくなる範囲を小さく
して、喰い付き性の向上および速やかな安定化を図るこ
とができるとともに、第一切刃と第三切刃との交差部に
おける欠損等を防止することが可能となる。

【００１１】なお、上記第一切刃の長さが０.０５×Ｄ
を下回ると、第一切刃により生成される切屑の中心側の
部分と第二、第三切刃により生成される外周側の部分と
で生成のバランスが損なわれ、切屑を中心側に引きつけ
る力が弱まって切屑が外周側へ流れようとするため、切
屑流出経路が変化して切屑が伸び勝手となると同時に、
切屑排出溝への案内性が損なわれるおそれが生じる。ま
た逆に、０.１５×Ｄを上回ると、切刃の先端角が大き
くなる範囲が大となり、上記作用が得られなくなる。さ
らに、第二切刃の曲率半径が０.１８×Ｄを下回ると加
工条件等によっては該第二切刃に強度不足が生じるおそ
れがあり、逆に０.３×Ｄを上回ると切刃全体がなだら
かな形状となり、切屑の中心側部分と外周側部分とで生
成のバランスをとって切屑を円滑にカールさせるといっ
た作用が奏功されなくなる。

【００１２】ところで、このように凸曲線状をなす第二
切刃の曲率半径を大きく設定した場合には、切刃の先端
角はドリル回転中心から外周側に向かうに従い、第一切
刃による大きな先端角から徐々に第三切刃による小さな
先端角へと変化する。しかしながら、この変化の度合が
緩やか過ぎると、喰い付きが安定するまでの切刃の軸線
方向の距離が長くなって、良好な喰い付き性が損なわれ
るおそれが生じる。そこで、本発明のドリルでは、この
第二切刃を第一切刃の外周端に鈍角に交差するように形
成するとともに、この第一切刃との交点における該第二
切刃の接線と第一切刃との交差角を５°以上に設定する
ことにより、切刃の先端角の変化が緩やかになり過ぎる
のを抑えて良好な喰い付き性が得られるようになされて
いる。なお、この交差角が大きくなり過ぎると、上記交
点において切削応力の集中が強まり欠損等を招くおそれ
が生じるため、本発明ではこの交差角を２０°以下に設
定している。

【００１３】

【実施例】図１ないし図４は本発明の一実施例を示すも
のであり、これらの図においてドリル本体２１は超硬合
金等の硬質材料から形成された略円柱状をなすものであ
って、図示しないシャンクの先端に刃部が設けられ、こ
の刃部の先端から基端側に向けてドリル回転方向（図１
および図４において反時計回り方向）の後方側に捩れる
２条の切屑排出溝２２，２２が周方向に等間隔に形成さ
れ、これらの切屑排出溝２２，２２のドリル回転方向を
向く壁面２３とドリル本体２１の先端逃げ面２４との交
差稜線部に、ドリル本体２１先端のドリル回転中心（先
端逃げ面２４と軸線Ｏとの交点）Ｃに関して対称となる
ように一対の切刃２５，２５が形成されている。

【００１４】このドリル本体２１先端の芯厚部には、い
わゆるクロスシンニングが施されており、これによって
略ドリル回転中心Ｃから直線状に延びて上記切刃２５の
内周側を構成する第一切刃（シンニング刃）２６が形成
されている。なお、この第一切刃２６は厳密にドリル回
転中心Ｃに連ならずともよく、むしろ応力集中によるド
リル回転中心Ｃの割損を考慮すると、ドリル回転中心Ｃ
から僅かに離間した位置から形成されるのが望ましい。
一方、このシンニングによって切屑排出溝２２のドリル
回転方向後方側を向く壁面２７と先端逃げ面２４との交
差部分には、軸線Ｏ方向先端視にドリル回転中心Ｃから
ドリル本体２１のヒール２８側に達するようにシンニン
グ面２９が形成される。そして、本実施例ではこのシン
ニング面２９は、ドリル回転方向側を向いて略ドリル回
転中心Ｃに連なるように配置され、先端逃げ面２４との
交差稜線部に上記第一切刃２６が画成される第一シンニ
ング面３０と、ドリル本体２１の外周側を向いて略ドリ
ル回転中心Ｃに連なり、上記第一シンニング面３０に凹
曲して交差するように配置される第二シンニング面３１
と、ドリル回転方向後方側を向いて上記第二シンニング
面３１のヒール２８側に該第二シンニング面３１に対し
凹曲するように配置される第三シンニング面３２との、
３つのシンニング面３０〜３２から形成されている。

【００１５】ここで本実施例では、上記第一シンニング
面３０と先端逃げ面２４との交差稜線、すなわち上記第
一切刃２６と、上記第二シンニング面３１と先端逃げ面
２４との交差稜線３３とがなす交差角αは、軸線Ｏ方向
先端視において７５°〜９５°の範囲とされている。ま
た、この第二シンニング面３１と先端逃げ面２４との交
差稜線３３の長さＬ₂は、上記軸線Ｏ方向先端視におい
て当該ドリルの外径Ｄに対し、０.２×Ｄ以下とされて
いる。さらに、上記第二シンニング面３１と先端逃げ面
２４との交差稜線３３と、上記第三シンニング面３２と
先端逃げ面２４との交差稜線３４とがなす交差角βは、
上記軸線Ｏ方向先端視において９０°〜１４０°の範囲
とされている。

【００１６】一方、本実施例では上記切刃２５もまた、
３つの部分から構成されている。すなわち切刃２５は、
上記軸線Ｏ方向先端視において、上記第一シンニング面
３０と先端逃げ面２４との交差稜線部に形成されて略ド
リル回転中心Ｃから直線状に延びる上記第一切刃２６
と、この第一切刃２６の外周端に鈍角に交差してドリル
回転方向に膨らむ凸曲線を描きつつ外周側に延びる第二
切刃３５と、この第二切刃３５の外周端に滑らかに接し
て外周側に直線状に延びる第三切刃３６とから構成され
ており、従ってこの第３切刃３６は、いわゆる芯上がり
に配置されてその径方向すくい角が負角側に設定される
こととなる。そして、上記第一切刃２６の長さＬ₁は上
記軸線Ｏ方向先端視に、上記ドリル外径Ｄに対して０.
０５×Ｄ〜０.１５×Ｄの範囲に設定されており、また
上記第二切刃３５が呈する凸曲線の曲率半径Ｒは、同じ
く軸線Ｏ方向先端視に０.１８×Ｄ〜０.３×Ｄの範囲に
設定されている。さらに、第一切刃２６との交点Ｐにお
ける第二切刃３５の接線Ｓと第一切刃２６との交差角γ
は５°〜２０°の範囲に設定されており、従って第一切
刃２６と第二切刃３５とは交点Ｐを介して、接すること
なく曲折して接続されることとなる。

【００１７】なお、本実施例では、上記軸線Ｏ方向先端
視においてドリル回転中心Ｃと当該切刃２５の外周端、
すなわち第三切刃３６の外周端とを結ぶ仮想直線Ｑを想
定した場合、この仮想直線Ｑに対する上記第二切刃３５
の頂点Ｘまでの高さＨが、上記ドリル外径Ｄに対して
０.０６５×Ｄ〜０.０９×Ｄの範囲となるように設定さ
れている。つまり、仮想直線Ｑとこれに平行で第二切刃
３５に接する直線との距離が０.０６５×Ｄ〜０.０９×
Ｄの範囲に設定されているのである。

【００１８】さらにまた本実施例では、図４に示すよう
に切屑排出溝２２もまた３つの部分、すなわちドリル本
体２１のマージン３７側からヒール２８側に向けて順に
並ぶ第一、第二、および第三の溝３８，３９，４０から
構成されている。ここで、これらの溝３８〜４０は、ド
リル本体２１の先端から基端側に向けて、それぞれに一
定の幅を保ちつつ切屑排出溝２２の捩れに従って捩れる
ように形成されている。また、各溝３８〜４０の底面
（壁面）は、いずれも軸線Ｏに直交する断面において凹
曲面状に形成され、かつ互いに鈍角をなして凹曲して隣
接するようになされている。これらの溝３８〜４０のう
ちマージン３７側に位置する第一の溝３８は、その底面
が切屑排出溝２２のドリル回転方向を向く上記壁面２３
を構成するようになされており、この第一の溝３８の底
面と先端逃げ面２４との交差稜線部に上記第三切刃３６
が形成されることとなる。また、この第一の溝３８に隣
接する第二の溝３９とヒール２８側に位置する第三の溝
４０とは、その底面が切屑排出溝２２のドリル回転方向
後方側を向く上記壁面２７を構成するようになされてお
り、従ってこれら第二および第三の溝３９，４０の底面
と先端逃げ面２４との交差部分に上記シンニング面２９
が形成されることとなる。

【００１９】なお、上記第二の溝３９は３つの溝３８〜
４０のうち最もドリル本体２１の径方向内側に凹んだ溝
として形成されており、従って本実施例のドリルの芯厚
Ｔはこの第二の溝３９の深さによって決定される。そし
て本実施例では、この第二の溝３９の底面３９Ａは軸線
Ｏに直交する断面において略円弧状を呈するように形成
されており、かつ、この円弧の半径ｒは、該断面におい
てドリル外径円Ｅ_Dに内接するとともにドリルの芯厚Ｔ
がなす円Ｅ_Tに外接する円Ｅの半径に略等しくなるよう
に、本実施例においてはこの円Ｅの半径の０.９〜１.２
倍に設定されている。ただし、ここでドリル外径円Ｅ_D
とは、軸線Ｏに直交する断面において軸線Ｏを中心にド
リル外径Ｄを直径とする円であり、またドリルの芯厚Ｔ
がなす円Ｅ_Tとは、同断面において同じく軸線Ｏを中心
に芯厚Ｔを直径とする円である。なお、この第二の溝３
９の底面３９Ａは、その断面が厳密な円弧とならずと
も、曲率半径ｒが上記範囲内にあるような凹曲面であれ
ばよい。

【００２０】このような構成のドリルでは、シンニング
面２９を構成する第一ないし第三シンニング面３０〜３
２のうち、第三シンニング面３２がドリル回転方向後方
側を向いて第二シンニング面３１に対し凹曲するように
配置されており、このため各シンニング面３０〜３２と
先端逃げ面２４との交差稜線２６（第一切刃），３３，
３４は、軸線Ｏ方向先端視においてドリル本体２１の外
周側に開口する「コ」字状を呈することとなる。このた
め本実施例のドリルにおいては、上記従来のドリルのよ
うにシンニングによって先端逃げ面のヒール側が全面的
に切り欠かれることがなく、第三シンニング面３２が第
二シンニング面３１に対して凹曲して配置されるのに伴
い、ドリル本体２１先端のヒール２８側の周方向の肉厚
を十分に確保することが可能となる。従って、ドリル本
体２１先端部の強度および剛性の向上を図ることが可能
となるのはもちろん、特に切刃２５のドリル回転方向後
方側の強度、剛性が向上することから切刃２５自体の強
度向上を図ることも可能となり、これによって切刃２５
の欠損等を防止することができる。

【００２１】また、上記構成のドリルにおいては、この
ように先端逃げ面２４のヒール２８側が全面的に切り欠
かれることがなくなるため、図１および図２に破線で示
すようにドリル回転中心Ｃを中心として扇形を描くよう
に生成される切屑は、切屑排出溝２２の壁面２７に十分
な接触長さで接触してカールされる。このため、上記構
成のドリルによれば、常に良好な切屑分断性を確保する
ことができ、これにより切屑つまり等の発生を防いで切
屑処理性能の向上を図ることが可能となる。しかも、こ
の良好な切屑分断性は切削開始初期においても十分に発
揮されるため、ドリルの喰い付き時であっても確実に切
屑を処理することが可能であり、これにより、螺旋状の
自由切屑が長く連なって生成されたりするのを未然に防
止することができる。このため、このような切屑によっ
て加工穴の内周面粗度が劣化したり、切屑がドリル本体
２１に巻き付いたりするような事態を避けることがで
き、加工全体を通して円滑な穴明けを行なうことが可能
となる。

【００２２】なお、本実施例では、上記シンニング面２
９において第一シンニング面３０と先端逃げ面２４との
交差稜線、すなわち第一切刃２６と、第二シンニング面
３１と先端逃げ面２４との交差稜線３３との軸線Ｏ方向
先端視における交差角αを７５°〜９５°としたが、こ
れは、この交差角αが７５°を下回るとドリル回転中心
Ｃを挟んで第一シンニング面３０と第二シンニング面３
１とが接近し過ぎ、これにより切屑の特に中心側の部分
を生成するためのスペースが十分に確保されなくなって
切屑詰まりが起きるおそれが生じるからである。また逆
に上記交差角αが９５°を上回ると、第一切刃２６から
そのドリル回転方向後方側のシンニング面２９までの周
方向の肉厚が小さくなり、ドリル回転中心Ｃの近傍でド
リル本体２１および切刃２５の強度が低下するため、加
工条件等によっては欠損や割損が起きるおそれがあるか
らである。

【００２３】また、本実施例では、上記第二シンニング
面３１と先端逃げ面２４との交差稜線３３と、第三シン
ニング面３２と先端逃げ面２４との交差稜線３４との軸
線Ｏ方向先端視における交差角βを９０°〜１４０°と
しているが、これは、この交差角βが１４０°を上回っ
て大きくなるようだと、やはり切刃２５のドリル回転方
向後方側の肉厚が十分に確保されずにドリル本体２１の
強度の低下を招くとともに、切屑を確実に切屑排出溝２
２内に案内し難くなるおそれが生じるからである。その
一方で、逆に上記交差角βが９０°を下回ると、第二シ
ンニング面３１と第三シンニング面３４とが交差する部
分のスペースが、切屑の中心側部分が排出される方向に
おいて幅狭となってしまい、これによって切屑排出性が
損なわれて切屑詰まりを起こすおそれが生じる。

【００２４】さらに、本実施例では上記第二シンニング
面３１と先端逃げ面２４との交差稜線３３の軸線Ｏ方向
視における長さＬ₂を、ドリル外径Ｄに対して０.２×Ｄ
以下となるように設定しているが、これは、この交差稜
線３３の長さＬ₂が０.２×Ｄを上回って第二シンニング
面３１の幅が大きくなりすぎると、結果的に切刃２５の
ドリル回転方向後方側の肉厚が少なくなり、ドリル本体
２１先端における切刃２５およびドリル本体２１自体の
強度の低下を招くおそれがあるからである。

【００２５】一方、上記構成のドリルにおいては、切刃
２５が、ドリル回転中心Ｃ側の直線状の第一切刃（シン
ニング刃）２６と、外周側の直線状の第三切刃３６と、
これら第一、第三切刃２６，３６間の凸曲線状の第二切
刃３５とから構成されている。そして、第一切刃２６の
軸線Ｏ方向先端視の長さＬ₁はドリル外径Ｄに対して０.
０５×Ｄ〜０.１５×Ｄと比較的短く設定されており、
このためドリル回転中心Ｃ側において切刃２５が大なる
先端角θ₂をとる範囲Ｂを小さく抑えることができて、
ドリルの喰い付き性の向上を図ることができるととも
に、この喰い付きを速やかに安定させることが可能とな
る。すなわち、本実施例のように第一切刃２６がドリル
回転中心Ｃから直線状に延びているのに対し、同じく直
線状の第三切刃３６が芯上がりに配置されている場合に
は、図２に示すこの第三切刃３６の先端角θ₁よりも図
３に示す第一切刃の先端角θ₂の方が大きくなり、この
結果ドリル回転中心Ｃにおいてドリルの押し込み力が増
加して喰い付きが不安定となる。

【００２６】しかるに、本実施例のドリルでは、第一切
刃２６の長さＬ₁を上述のように短く設定して、この押
し込み力が大きくなる範囲、すなわち切刃２５が大なる
先端角θ₂をとる上記範囲Ｂを小さくすることにより、
喰い付き性の向上を図ることができるとともに、このよ
うに先端角θ₂をとる範囲Ｂを小さくすることによっ
て、この範囲Ｂの軸線Ｏ方向の長さ（喰い付き長さ）Ｆ
もまた小さく抑えられることから、喰い付きを速やかに
安定させることが可能となるのである。そして、この結
果本実施例のドリルによれば、穴明け加工における拡大
代が大きくなるのを防ぐことができ、より真円度の高い
加工を行なうことが可能になる。なお、この第一切刃２
６の長さＬ₁が０.１５×Ｄを上回ると、先端角が大とな
る範囲Ｂが大きくなって、このような効果が得られなく
なる。また逆に、第一切刃２６の長さＬ₁が０.０５×Ｄ
を下回るほど小さくなると、この第一切刃２６により生
成される切屑の中心側部分と第二、第三切刃３５，３６
により生成される外周側部分とで切屑生成のバランスが
損なわれ、切屑を中心側に引きつける力が弱まって切屑
が外周側に流れようとして切屑流出経路が変化し、切屑
が伸び勝手となると同時に、切屑の切屑排出溝２２への
案内性も損なわれて切削初期の切屑詰まりや加工穴の内
壁面の粗さの劣化を招くおそれが生じる。

【００２７】さらに上記構成のドリルでは、この第一切
刃２６と第三切刃３６との間の凸曲線状をなす第二切刃
３５の軸線Ｏ方向先端視における曲率半径Ｒが、上記ド
リル外径Ｄに対して０.１８×Ｄ〜０.３×Ｄと比較的大
きく設定されており、このため該第二切刃３５に高い強
度を与えることが可能となり、上記シンニング面２９に
よる強度向上効果と相俟って、加工条件等によらず切刃
２５の欠損を確実に防止することが可能となる。なお、
この第二切刃３５の曲率半径Ｒが０.１８×Ｄを下回る
ようだと、このような切刃強度の向上が得られなくなる
一方、逆に０.３×Ｄを上回るほど大きくなると、切刃
２５全体がなだらかな形状となってしまい、切屑の中心
側部分と外周側部分とで生成のバランスをとることがで
きなくなるとともに、切屑を十分にカールさせるに足る
ブレーキング力を与えることができなくなり、切屑の伸
びを招いて切屑詰まりを生じたりするおそれがある。

【００２８】これらに加えて上記構成のドリルでは、第
一切刃２６と第二切刃３５とが鈍角に交差するようにな
されており、かつ両切刃２６，３５の交点Ｐにおいては
第一切刃２６と第二切刃３５の接線Ｓとの交差角γが５
°〜２０°の範囲に設定されている。このため、上述の
ように第一切刃２６による大きな先端角θ₂から第三切
刃３６による小さな先端角θ₁へとドリル回転中心Ｃか
ら外周側に向かって切刃２５の先端角が変化する際の変
化の度合が緩やかになるのを防ぐことができ、これに伴
い切刃２５の喰い付きが安定化するまでの距離も短く抑
えることができるので、上記第一切刃２６の長さＬ₁を
短く設定することによる効果とも相俟って、喰い付き性
を一層向上させるとともに、より速やかな喰い付きの安
定を図ることが可能となる。なお、この交差角γが５°
を下回るとこのような効果が損なわれるおそれがある一
方、２０°を上回るほど大きくなると、上記交点Ｐにお
いて切削応力の集中が強まって切刃欠損を招くおそれが
生じてしまう。

【００２９】また、さらに本実施例のドリルでは、軸線
Ｏ方向先端視において、ドリル回転中心Ｃと切刃２５の
外周端とを結ぶ仮想直線Ｑから、該仮想直線Ｑに対する
上記第二切刃３５の頂点Ｘまでの高さＨが、上記ドリル
外径Ｄに対して０.０６５×Ｄ〜０.０９×Ｄの範囲に設
定されており、これにより切屑排出溝２２内に収納され
た切屑を円滑にドリル本体２１の基端側に送りだして効
率的に排出することが可能となる。すなわち、切刃２５
により生成される切屑の断面形状は、切刃２５の形状と
略同一形状となるため、上述したシンニング面２９によ
る効果および切刃２５による効果によって切屑が良好に
カールされて分断されたとしても、上記高さＨが大きす
ぎると、図５に符号Ｗで示す切屑の幅が大きくなってし
まって切屑排出溝２２内に円滑に収納されなくなってし
まい、該切屑排出溝２２の途中で切屑詰まりを起こすお
それが生じる。しかるに、これに対して本実施例のドリ
ルでは、上記高さＨをドリル外径Ｄに対して０.０９×
Ｄ以下とすることにより、上記切屑の幅Ｗが大きくなり
すぎるのを防いでこのような切屑詰まりの発生を未然に
防止しているのであり、これによって一層安定した切屑
の処理を可能としている。

【００３０】しかも、本実施例のドリルでは、切屑排出
溝２２が第一、第二、第三の３つの溝３８〜４０を有し
ており、このうち第二の溝３９は、その底面３９Ａがド
リル本体２１の芯厚Ｔを画成するように、ドリル本体２
１の最も内周側に形成されている。従って、切刃２５に
より生成された切屑の特に外周側の部分は、第一の溝３
８からこの第二の溝３９に送られて底面３９Ａに摺接さ
れ、より小さくカールされることとなる。このため、本
実施例によれば、さらに円滑かつ効率的に切屑の排出を
促すことが可能となり、切屑排出溝２２の途中における
切屑詰まりの発生を一層確実に防止することができる。

【００３１】なお、本実施例において上記切刃２５の仮
想直線Ｑからの高さＨをドリル外径Ｄに対して０.０６
５×Ｄ以上としているのは、高さＨがあまり小さくなり
すぎると切刃２５の形状が平坦となり、切屑の幅Ｔは小
さくなるものの、切屑のカールを促すことができなくな
って、却って切屑排出溝２２内に収まる切屑形状を得ら
れなくなってしまい、結果的に切屑詰まりを招くおそれ
が生じるからである。また、本実施例では、切屑排出溝
２２の上記第二の溝３９の曲率半径Ｒを、ドリル外径Ｄ
がなす円Ｅ_Dに内接するとともに芯厚Ｔの円Ｅ_Tに外接す
る円Ｅの半径と略等しくなるように設定しており、これ
により、切屑が強制的かつ急激にカールされて途中で折
れてしまうのを防止しつつ、切屑を加工穴の内周面に摺
接させることなく十分にカールさせて加工穴の内周粗さ
の劣化を防ぐことができるといった利点をも得ている。
このため、この第二の溝３９の曲率半径Ｒは、上記円Ｅ
の半径に対して０.９〜１.２倍程度に設定されるのが望
ましい。

【００３２】

【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、ド
リルの先端逃げ面と切屑排出溝のドリル回転方向後方側
を向く壁面との交差部分に形成されるシンニング面を、
互いに凹曲する少なくとも３つのシンニング面によって
構成することにより、切刃のドリル回転方向後方側の肉
厚を十分に確保して切刃の強度および剛性の向上を図る
ことができるとともに、ドリル本体自体の強度の向上を
図ることも可能となる。しかも、先端逃げ面のヒール側
が全面的に切り欠かれるようなことがなくなって切屑排
出溝に切屑が十分にカールし得る接触長さが与えられる
ため、切屑を確実に分断することができ、優れた切屑処
理性能を得ることができる。特に、喰い付き時において
も切屑を確実に分断して、螺旋状の切屑が長く連なった
りするのを防止することができるので、このような切屑
が加工穴の面粗度を劣化させたり、ドリル本体に巻き付
いたりするのを防ぐことができ、加工の全体を通じて円
滑な穴明けを行なうことが可能となる。

【００３３】しかも本発明では、切刃も第一ないし第三
の切刃から構成され、このうちドリル回転中心側の第一
切刃はその長さがドリル外径に対して０.０５×Ｄ〜０.
１５×Ｄと比較的短く設定されるとともに、その外周側
の第二切刃が呈する凸曲線の曲率半径は０.１８×Ｄ〜
０.３×Ｄの範囲に設定され、かつ第一切刃との交点に
おける第二切刃の接線と第一切刃との交差角が５°〜２
０°の範囲に設定されており、これにより、第二切刃や
これと第一切刃との交点における切刃欠損等を防ぎつつ
も、ドリルの喰い付き性の向上および喰い付きの速やか
な安定化をなすことが可能となる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例を示すドリルの軸線Ｏ方向先
端視の図である。

【図２】図１に示す実施例のＹ方向（第三切刃３６に直
交する方向）からの側面図である。

【図３】図１に示す実施例のＺ方向（第一切刃２６に直
交する方向）からの側面図である。

【図４】図１に示す実施例の軸線Ｏに直交する断面図で
ある。

【図５】切刃２５により生成される切屑を示す図であ
る。

【図６】従来のドリルの軸線Ｏ方向先端視の図である。

【図７】図６に示す従来例の側面図である。

【符号の説明】

２１ドリル本体２２切屑排出溝２４先端逃げ面２５切刃２６第一切刃２９シンニング面３０第一シンニング面３１第二シンニング面３２第三シンニング面３３第二シンニング面３１と先端逃げ面２４との交差
稜線３４第三シンニング面３２と先端逃げ面２４との交差
稜線３５第二切刃３６第三切刃Ｏドリル本体２１の回転軸線Ｄドリル外径Ｃドリル回転中心Ｌ₁ 第一切刃２６の長さＬ₂ 交差稜線３３の長さＲ第二切刃３５の曲率半径Ｈドリル回転中心Ｃと切刃２５の外周端とを結ぶ仮想
直線Ｑから、この仮想直線Ｑに対する第二切刃３５の頂
点Ｘまでの高さ α 第一切刃２６と交差稜線３３との交差角 β 交差稜線３３と交差稜線３４との交差角 γ 第一切刃２６との交点Ｐにおける第二切刃３５の接
線Ｓと第一切刃２６との交差角 θ₁ 第三切刃３６の先端角 θ₂ 第一切刃２６の先端角

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】軸線回りに回転されるドリル本体の側面
に、該ドリル本体の先端から基端側に向けて切屑排出溝
が形成され、この切屑排出溝のドリル回転方向側を向く
壁面と上記ドリル本体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、上記ドリル本体先端の芯厚部には、シンニングが施され
ることによって略ドリル回転中心から直線状に延びる第
一切刃が形成されるとともに、上記シンニングによって
上記切屑排出溝のドリル回転方向後方側を向く壁面と上
記先端逃げ面との交差部分には、ドリル回転方向側を向
いて略上記ドリル回転中心に連なるように配置され、上
記先端逃げ面との交差稜線部に上記第一切刃が画成され
る第一シンニング面と、上記ドリル本体の外周側を向い
て略上記ドリル回転中心に連なり、上記第一シンニング
面に凹曲して交差するように配置される第二シンニング
面と、ドリル回転方向後方側を向いて上記第二シンニン
グ面のヒール側に該第二シンニング面に対し凹曲するよ
うに配置される第三シンニング面との、少なくとも３つ
のシンニング面が形成される一方、上記切刃は、上記ドリル本体の軸線方向先端視におい
て、上記第一切刃と、この第一切刃の外周端に鈍角に交
差して凸曲線状に延びる第二切刃と、この第二切刃の外
周端に滑らかに接して直線状に延びる芯上がりに配置さ
れた第三切刃とから構成され、上記第一切刃の長さは上
記軸線方向先端視にドリル外径Ｄに対して０.０５×Ｄ
〜０.１５×Ｄの範囲に設定されるとともに、上記第二
切刃が呈する凸曲線の曲率半径は０.１８×Ｄ〜０.３×
Ｄの範囲に設定され、かつ第一切刃との交点における上
記第二切刃の接線と上記第一切刃との交差角が５°〜２
０°の範囲に設定されていることを特徴とするドリル。
【請求項２】上記軸線方向先端視において、上記ドリ
ル本体の回転中心と上記切刃の外周端とを結ぶ仮想直線
から該仮想直線に対する上記第二切刃の頂点までの高さ
が、上記ドリル外径Ｄに対して０.０６５×Ｄ〜０.０９
×Ｄの範囲に設定されていることを特徴とする請求項１
に記載のドリル。
【請求項３】上記第一シンニング面と上記先端逃げ面
との交差稜線と、上記第二シンニング面と上記先端逃げ
面との交差稜線とがなす交差角が、上記軸線方向先端視
において７５°〜９５°の範囲とされていることを特徴
とする請求項１または請求項２に記載のドリル。
【請求項４】上記第二シンニング面と上記先端逃げ面
との交差稜線の長さが、上記軸線方向先端視においてド
リル外径Ｄに対し、０.２×Ｄ以下とされていることを
特徴とする請求項１ないし請求項３のいずれかに記載の
ドリル。
【請求項５】上記第二シンニング面と上記先端逃げ面
との交差稜線と、上記第三シンニング面と上記先端逃げ
面との交差稜線とがなす交差角が、上記軸線方向先端視
において９０°〜１４０°の範囲とされていることを特
徴とする請求項１ないし請求項４のいずれかに記載のド
リル。
【請求項６】上記切屑排出溝は、上記軸線に直交する
断面において、互いに凹曲して連なる壁面を備えてマー
ジン側からヒール側に順に並ぶ第一、第二、第三の溝を
有し、このうちマージン側の第一の溝の壁面と上記先端
逃げ面との交差稜線部に上記第三切刃が形成される一
方、上記第二の溝は、その壁面が上記断面において上記
ドリル本体の芯厚を画成するように形成されていること
を特徴とする請求項１ないし請求項５のいずれかに記載
のドリル。