JPH0740117A - 穴明け工具 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【構成】 工具本体２０の外周に形成された第１ねじれ
溝２１の工具回転方向後方に隣接するランド部２４に第
１マージン２６を、またヒール２７側に隣接するランド
部２４にはこの第１マージン２６と外径Ｄが等しい第２
マージン２８を設ける。さらにランド部２４に、第２マ
ージン２８に隣接して先端側から後端側に延在する第２
ねじれ溝２５を設けて、その工具回転方向を向く壁面と
先端逃げ面２２との交差稜線部に副切刃２９を設けると
ともに、第２マージン２８の外周面２８ａと第１ねじれ
溝２１の工具回転方向後方を向く壁面２１ｂとの交差稜
線部に、これらの面２８ａ，２１ｂに鈍角に交差して第
２マージン２８ｂに沿って延びる面取り部３０を形成す
る。 【効果】 切粉の溶着を防止し、また加工中のドリルを
確実にガイドし、さらにヒール２７における工具強度を
確保することができる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は、ドリル等の穴明け工
具に係わり、特に、アルミ鋳物の穴明け加工に適した切
削工具の改良に関するものである。

【０００２】

【従来の技術及びその課題】従来、上記のような穴明け
工具としては、例えば図４および図５に示すドリルリー
マが提案されている。これらの図に示すドリルリーマ
は、軸断面において矩形状をなす工具本体１の側部に、
先端面から後端側へ直線的に延在する断面Ｖ字状の切屑
排出溝２が形成され、この切屑排出溝２の工具回転方向
を向く壁面と先端逃げ面との交差稜線に先端刃３が、外
周マージン４との交差稜線に外周刃５が形成されたもの
である。また、このドリルリーマでは、外周マージン４
よりも工具回転方向後方のランド部６が平坦に切り落と
され、ランド部６の後側に第２のマージン７が形成され
ている。このような構成のドリルリーマでは、切屑排出
溝がストレート溝のため剛性が高く、また、合計４つの
マージンによりガイドされるため、穴明け加工時の振動
が有効に防止され、高い加工精度が得られるという利点
がある。

【０００３】また、図６および図７に示すドリルリーマ
は、実開昭５７−１００４１９号に提案されたもので、
工具本体１０の外周部に２条の第１切屑排出溝１１を形
成し、切屑排出溝１１どうしの間のランド部１２に、第
２切屑排出溝１３および第３切屑排出溝１４を工具回転
方向後方に向けて並んで形成し、さらに、第１、第２、
第３切屑排出溝１１，１３，１４の工具回転方向を向く
壁面と先端逃げ面との交差稜線部に、それぞれ荒刃１１
ａ、中仕上げ刃１３ａ、仕上げ刃１４ａを直径が段階的
に大きくなるように形成したものである。このようなド
リルリーマでは、複数の切刃によって穴明け加工を分担
するので、一刃あたりの切刃の負担つまり切削量が少な
く、したがって穴の加工精度や仕上げ面粗さを向上させ
ることができるとともに切刃の寿命を長くすることがで
きるとされている。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記従
来のドリルリーマのうち前者においては、外周マージン
が４つも設けられているため、外周マージンと加工穴の
内壁面との摩擦による発熱が生じ易い。また、ランド部
が平坦に形成されているため、切粉が第２マージン側へ
導かれて第２マージンと被削材との間に入り込んで溶着
し易い。このため、仕上げ面の肌荒れが生じたり切削動
力が増加する等の問題があった。また、後者のドリルリ
ーマにおいては、切刃を６つも有しているために全体的
な切削抵抗は二枚刃ドリルのそれよりも大きいにも拘ら
ず、工具本体をガイドするのは２つのマージンである。
このため工具本体の振動が生じ易く、穴の加工精度や仕
上げ面粗さは充分には向上されないというのが実情であ
った。

【０００５】さらに、この種の穴明け工具において切屑
詰まり防止等のために切屑排出溝の容量の増大を図る場
合には、専らその工具回転方向後方を向く壁面を工具回
転方向側に湾曲形成して溝容量を確保することが多い。
しかしながら、このような構成を採った場合、この切屑
排出溝の工具回転方向後方を向く壁面とランド部の外周
面（ヒール側のマージンの外周面）とは、その交差稜線
部、すなわち当該穴明け工具のヒールにおいて互いに鋭
角に交差することとなり、この結果該ヒール部における
工具本体の肉厚が確保できなくなるという問題が生じ
る。

【０００６】そして、特に上記各従来の穴明け工具の如
く、ランド部のヒール側に形成されたマージンによって
工具本体をガイドするようにされた穴明け工具では、加
工時にこのマージンに作用する負荷によって上記ヒール
の部分に欠け等が発生してしまうおそれがあった。ま
た、このようなヒールの欠けは、切屑が排出溝内でカー
ルする際の力の作用によっても発生するおそれがある。
さらに、特に小径の穴明け工具において上述のようにヒ
ール側にマージンを設ける場合には、切刃の外径が小さ
くなるに従いこのマージンの幅も小さくなるためマージ
ンそのものの強度が損なわれてしまい、これに上記加工
時の負荷や切屑のカールの際の力が作用することによっ
てマージンが破損してしまうおそれもあった。この発明
は、以上のような従来の穴明け工具の欠点を解決するた
めになされたもので、切粉の溶着を防止することができ
るのは勿論のこと、穴明け加工中にドリルを確実にガイ
ドすることができ、従って穴の加工精度や仕上げ面粗さ
を向上させることができるとともに、上記ヒール部にお
ける欠けやマージンの破損を防止することができる穴明
け工具を提供することを目的とする。

【０００７】

【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
転される工具本体の外周に一対の第１切屑排出溝が設け
られ、この第１切屑排出溝の工具回転方向を向く壁面と
先端逃げ面との稜線部に切刃が形成されるとともに、第
１切屑排出溝の工具回転方向後方に隣接するランド部に
第１外周壁部が設けられ、またヒール側に隣接するラン
ド部にはこの第１外周壁部と外径が等しい第２外周壁部
が設けられた穴明け工具において、上記第１、第２外周
壁部をほぼ等分割に配置し、上記ランド部に第２外周壁
部に隣接して先端側から後端側に延在する第２切屑排出
溝を設け、この第２切屑排出溝の工具回転方向を向く壁
面と上記先端逃げ面との交差稜線部に副切刃を設けると
ともに、この第２外周壁部の外周面と第１切屑排出溝の
工具回転方向後方を向く壁面との交差稜線部に、これら
の面に鈍角に交差して上記第２外周壁部に沿って延びる
面取り部を形成したことを特徴とする。

【０００８】

【作用】上記構成の穴明け工具にあっては、ほぼ等分割
に配置された４つの外周壁部によって工具本体が確実に
ガイドされる。また、第２切屑排出溝の先端稜線部に副
切刃を設けているので、この副切刃がさらい刃の役割を
果たし、加工穴の寸法精度や面粗度を向上させることが
できる。さらに、副切刃で生成された微少な切屑あるい
は切粉は、第２切屑排出溝に沿って後端側へ押し上げら
れるので、切粉が第２外周壁部と加工穴との間に入り込
むことが少なく、切粉の加工穴への溶着を防止すること
ができる。一方、この第２外周壁部の外周面と第１切屑
排出溝の工具回転方向を向く壁面との交差稜線部、すな
わちヒール部には、これらの面に鈍角に交差するように
面取り部が形成されているので、上記両面が鋭角に交差
するのを防いで工具強度を確保し、欠け等を防止するこ
とができる。また、このような面取り部を設けることに
より、第２外周壁部の幅は維持したまま、加工穴に摺接
するその外周面の面積を小さくすることができるので、
加工時にこの第２外周壁部が受ける負荷を低減すること
が可能となる。

【０００９】

【実施例】以下、この発明の一実施例を図１ないし図３
を参照しながら説明する。図１は本実施例の底面図、図
２は図１のII方向側面図、図３は図２のIII−III線断面
図である。図中に符号２０で示すのは工具本体であり、
その外周側部には当該工具本体２０の軸線Ｏ回りに螺旋
をなす一対の第１ねじれ溝（第１切屑排出溝）２１，２
１が形成され、各第１ねじれ溝２１の工具回転方向（図
１および図３において反時計回り方向）を向く壁面と工
具本体２０の先端逃げ面２２との交差稜線部に主切刃２
３が形成されている。この主切刃２３は直線状に形成さ
れ、しかも、芯厚を構成する壁部にシンニング部２３ａ
が形成されることにより工具本体２０先端の回転中心部
まで延在させられている。また、底面視において主切刃
２３に平行で軸線Ｏを通る中心線Ｌと該主切刃２３との
間の幅Ｗは、主切刃２３の外径Ｄに対して０．０１５Ｄ
〜０．１０Ｄと狭く設定され、これによりチゼルも小さ
くなっている。

【００１０】また、工具本体２０の外周において上記第
１ねじれ溝２１，２１の間に画成されるランド部２４に
は、該第１ねじれ溝２１に沿って螺旋を描くように第２
ねじれ溝（第２切屑排出溝）２５が形成されている。そ
して、この第２切屑排出溝２５を挟んで主切刃２３側の
ランド部２４の縁部には第１マージン（第１外周壁部）
２６が形成され、反対側のヒール２７側の縁部には第２
マージン（第２外周壁部）２８が形成されている。な
お、これら第１、第２マージン２６，２８のそれぞれの
外周面２６ａ，２８ａは、本実施例ではいずれも上記軸
線Ｏを中心とする同一円筒面上に形成されている。ここ
で本実施例では、これら第１、第２マージン２６，２８
は工具本体２０の周方向にほぼ等分割に配置されてい
る。ただし、第１、第２マージン２６，２８同士が軸線
Ｏ回りになす角度は８０゜〜１００゜の範囲内であれば
よい。

【００１１】さらに上記第２ねじれ溝２５は、その底壁
が第１マージン２６から第２マージン２８へ向って連続
的に形成された第１凸曲面部２５ａ、第２凸曲面部２５
ｂおよび凹曲面部２５ｃから構成され、第１マージン２
６から第２マージン２８へ向かうに従って深さが漸次深
くなっている。このうち第１凸曲面部２５ａは、その曲
率半径が大きくほとんど平坦面に近い形状とされている
が、切屑排出溝がストレート溝の場合にはその部分は平
坦面に形成される。さらにまた、底面視において凹曲面
部２５ｃと第２マージン２８との境界部は鈍角をなして
おり、その部分における欠けの発生が防止されている。
詳細には、工具本体２０の回転中心と凹曲面部２５ｃお
よび第２マージン２８の交差部とを結んだ直線と、上記
交差部における凹曲面部２５ｃの接線とがなす角度αは
０°〜２０゜に設定されている。

【００１２】他方、図３に示すように横断面において
は、工具本体２０の回転中心と凹曲面部２５ｃおよび第
２マージン２８の交差部とを結んだ直線と、上記交差部
における凹曲面部２５ｃの接線とがなす角度δは−５°
〜２０゜とされているが、角度δは正角、つまり凹曲面
部２５ｃと第２マージンとがなす角度は鋭角であること
が望ましい。これは、角度δを正角とすることにより凹
曲面部２５ｃに存在する切粉が第２マージン２８側へ入
りにくくなるからである。なお、この図３に示すように
上記第１ねじれ溝２１の壁面のうち、芯厚Ｔを構成する
部分を含む所定幅の溝底の壁面２１ａは円筒曲面とさ
れ、その半径Ｒ₁は上記外径Ｄに対して０．１Ｄ〜０．
３Ｄとされており、さらにこの溝底の壁面２１ａからヒ
ール２７側へ向けての工具回転方向後方を向く壁面２１
ｂも、その断面が工具回転方向側へ湾曲して凹む円筒曲
面とされている。また、上記芯厚Ｔは０．１Ｄ〜０．２
Ｄに設定されている。

【００１３】一方、上記第２ねじれ溝２５および第２マ
ージン２８は工具本体２０の先端逃げ面２２にまで延設
されていて、第２マージン２８の先端面は該先端逃げ面
２２に面一に連ねられている。そして、第２ねじれ溝２
５の凹曲面部２５ｃの工具回転方向を向く壁面と第２マ
ージン２８の先端面との交差稜線部には、副切刃２９が
形成されている。ただし、上記先端逃げ面２２には工具
回転方向後方に向けて逃げ角が与えられているから、こ
の副切刃２９の位置は主切刃２３の外周端２３ｂよりも
工具基端側に配置されることとなる。また、第２マージ
ン２８はその外径が上記第１マージン２６の外径に等し
くなるように形成されているため、この副切刃２９の外
径は上記主切刃２３の外径Ｄと等しく設定されることに
なる。なお、本実施例ではこの第２マージン２８の先端
部は、該第２マージン２８の先端面と外周面２８ａとが
なす交差稜線部Ｐ₁Ｐ₂において、副切刃２９側の端部Ｐ
₁の方が、これと反対側の端部Ｐ₂よりも工具基端側に配
置されるように形成されている。

【００１４】そして本実施例では、この第２マージン２
８の外周面２８ａと第１ねじれ溝２１の工具回転方向を
向く壁面２１ｂとの交差稜線部、すなわち当該穴明け工
具のヒール２７部分に、これらの外周面２８ａおよび壁
面２１ｂの双方に鈍角に交差する面取り部３０が形成さ
れており、この面取り部３０は第２マージン２８に沿っ
て工具本体２０の先端逃げ面２２から工具基端側に延設
されている。ここで、この面取り部３０の上記第２マー
ジン２８の外周面２８ａに対する交差角θは、９０°〜
１２０°となるように設定されている。また、この面取
り部３０の幅ｔ₁は、第２マージン２８の外周面２８ａ
の幅ｔ₂に対して０．１×ｔ₂〜０．５×ｔ₂となるよう
に設定されている。

【００１５】このような構成の穴明け工具においては、
ほぼ等分割に配置された第１、第２マージン２６，２８
によって工具本体２０が確実にガイドされるので工具本
体２０の振動を防止することができる。また、主切刃２
３で荒加工した後に副切刃２９で仕上げ加工を行うこと
ができるので、加工穴の寸法精度や面粗度を向上させる
ことができる。さらに副切刃２９で生成された微少な切
屑あるいは切粉は、第２ねじれ溝２５を通って工具本体
２０の基端側へ排出されるので、切粉が第２マージン２
８と加工穴との間に入り込むことが少なく、切粉の加工
穴への溶着を防止することができる。ここで、本実施例
においては第２ねじれ溝２５が第２マージン２８側へ向
かうに従って漸次深くなるので、切粉が工具の回転に伴
って流れ易く、第２ねじれ溝２５の最も深い部分、つま
り凹曲面部２０ｃへ導かれ、そこから切屑とともに第２
ねじれ溝２５に沿って後端側へ排出される。従って、第
２マージン２８と加工穴内面との間への切粉の侵入をよ
り一層確実に防止することができ、切粉の溶着に起因す
る肌荒れ等の発生を未然に防止することができる。

【００１６】さらにまた上記構成の穴明け工具では、ヒ
ール２７における第２マージン２８の外周面２８ａと第
１ねじれ溝２１の工具回転方向を向く壁面２１ｂとの交
差稜線部に沿って面取り部３０が形成されており、これ
によって上記外周面２８ａおよび壁面２１ｂが鋭角に交
差することがなくなるので、ヒール２７において工具肉
厚が小さくなるのを防ぐことができる。従って、本実施
例のように上記壁面２１ｂを工具回転方向側に凹む円筒
曲面に湾曲形成して第１ねじれ溝２１の容量の増大を図
ったような場合でも、上記ヒール２７における工具本体
２０の強度を確保することができ、穴明け加工時に工具
本体２０をガイドする第２マージン２８に作用する負荷
や、あるいは第１ねじれ溝２１内でカールする切屑の力
の作用によって該ヒール２７部分に欠けが生じたりする
のを未然に防止することが可能となる。

【００１７】また、このような面取り部３０を設けるこ
とにより、第２マージン２８の周方向の厚さ自体は維持
したまま、その外周面２８ａの幅ｔ₂、すなわち該外周
面２８ａの面積を小さくすることができる。ここで、第
２マージン２８は、この外周面２８ａが穴明け加工時に
加工穴に摺接することにより工具本体２０をガイドする
ものであるから、この外周面２８ａの摺接する面積が小
さくなるに伴い加工穴から受ける摩擦力も小さくなり、
結果的に加工時に第２マージン２８に作用する負荷の低
減を図ることができる。従って上記構成の穴明け工具に
よれば、このように第２マージン２８の肉厚を維持しつ
つ穴明け加工時に作用する負荷そのものを低減させるこ
とによって、かかる負荷により第２マージン２８が破損
するような事態をも防ぐことができ、特にこの第２マー
ジン２８の強度が不足しがちな小径の穴明け工具におい
て効果的に工具寿命の延長を図ることが可能となる。

【００１８】さらに本実施例では、第２マージン２８の
先端部において副切刃２９側の端部Ｐ₁の方が、これと
反対側の端部Ｐ₂よりも工具基端側に配置されるように
形成されており、これにより第２マージン２８の先端稜
線部Ｐ₁Ｐ₂を、加工穴内周の仕上げ加工の際のさらい刃
として機能させることができる。すなわち、例えばアル
ミ材の穴明け加工に際しては、切刃によって加工された
穴が瞬時のうちに縮径するので、縮小代を見込んでドリ
ル径を選定するのが一般的である。これに対して本実施
例では、上記構成を採ることにより、主切刃２３で穴明
けされた後に縮径した穴は、第２マージン２８の先端稜
線部Ｐ₁Ｐ₂でさらわれるため、主切刃２３の外径Ｄと同
じ直径の穴を加工することが可能となるのである。この
ため、本実施例によれば縮小代をほとんど考慮する必要
がないという利点を得ることができる。

【００１９】なお、本実施例では第２ねじれ溝２５の壁
部を平坦部２５ａ、凸曲面部２５ｂ、凹曲面部２５ｃと
から構成しているが、平坦部２５ａおよび凸曲面部２５
ｂを一つの凸曲面で構成してもよく、また平坦部２５ａ
の部分においては、その深さが必ずしも第２マージン２
８側へ向かって増加するものでなくてももよい。また、
本実施例ではこの第２マージン２８の先端面が工具本体
２０の先端逃げ面２２に面一に連なるように形成されて
いるが、これを工具外周側および工具回転方向後方側に
向かって下り勾配となる傾斜面に形成するようにしても
よい。このような構成を採ることにより、第２マージン
２８の先端稜線部Ｐ₁Ｐ₂は、工具回転方向前方側の端部
Ｐ₁が反対側の端部Ｐ₂よりも工具先端側に位置して先に
被削材と接触するようになるため、反対側の端部Ｐ₂と
被削材との干渉を防止して加工穴の仕上げ面粗度を向上
させることができる。

【００２０】さらに、本実施例では第１、第２マージン
２６，２８の外周面２６ａ，２８ａはいずれも工具本体
２０の軸線Ｏを中心とする円筒面上に形成されている
が、例えば第１マージン２６の外周面２６ａに所定の逃
げ角を与えるようにしてもよく、このような構成を採る
ことにより加工穴との摩擦を低減して加工箇所の発熱に
起因する種々の悪影響、例えば切粉の溶着や加工後にお
ける穴径の縮小等を抑制することができる。また、工具
本体２０のガイド性についても、切削抵抗の主分力方向
の振動は第２マージン２８で抑制され、背分力方向の振
動はその程度が小さいので逃げ角を付しても充分に抑制
されるので、４つのマージンを有する場合に比してガイ
ド性はさほど損なわれることはない。

【００２１】また一方、本発明は上記実施例のようなツ
イストドリルに限定されるものではなく、ストレート溝
のドリルやエンドミルやドリルリーマ等の種々の穴明け
工具に適用できることは勿論である。さらに摩耗の激し
い部分にＴｉｃやＴｉＮあるいはダイヤモンドのコーテ
ィングを施すことにより、耐磨耗性やマージン部におけ
る被削材との潤滑性を向上させることができる。さらに
また、上記実施例では工具本体２０に直接的に主切刃２
３や副切刃２９を形成した穴明け工具について説明した
が、この工具本体２０において、これらの切刃２３，２
９の部分に、ダイヤモンドやＣＢＮ（立方晶窒化硼素）
を主成分とする超高硬度焼結体をロウ付け等により接合
し、この超高硬度焼結体の部分に切刃２３や副切刃２９
を形成したような構成としてもよい。このような構成を
採ることにより、摩耗の激しい刃先部分において耐摩耗
性の一層の向上を図ることができる。

【００２２】

【発明の効果】以上説明したように本発明においては、
第１切屑排出溝の工具回転方向後方に隣接するランド部
に第１外周壁部を、またヒール側に隣接するランド部に
はこの第１外周壁部と外径が等しい第２外周壁部を設
け、これら第１、第２外周壁部をほぼ等分割に配置し、
上記ランド部に第２外周壁部に隣接して先端側から後端
側に延在する第２切屑排出溝を設けて、この第２切屑排
出溝の工具回転方向を向く壁面と上記先端逃げ面との交
差稜線部に副切刃を設けるとともに、この第２外周壁部
の外周面と第１切屑排出溝の工具回転方向後方を向く壁
面との交差稜線部に、これらの面に鈍角に交差して上記
第２外周壁部に沿って延びる面取り部を形成したもので
あるから、切粉の溶着を防止することができるのは勿論
のこと、穴明け加工中にドリルを確実にガイドすること
ができる。さらに、上記面取り部により、ランド部のヒ
ール側における工具強度を確保することができるので、
穴明け加工時に作用する負荷等によってかかる部分に欠
けが生じたり、あるいは第２マージン自体が破損してし
まうような事態を未然に防止し、工具寿命の延長を図る
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底面図である。

【図２】図１に示す実施例のII方向側面図である。

【図３】図２におけるIII−III線断面図である。

【図４】従来の穴明け工具を示す底面図である。

【図５】図４に示す従来例の側面図である。

【図６】従来の他の穴明け工具を示す底面図である。

【図７】図６に示す従来例の側面図である。

【符号の説明】

２０ 工具本端 ２１ 第１ねじれ溝（第１切屑排出溝） ２３ 主切刃 ２４ ランド部 ２５ 第２ねじれ溝（第２切屑排出溝） ２６ 第１マージン（第１外周壁部） ２７ ヒール ２８ 第２マージン（第２外周壁部） ２９ 副切刃 ３０ 面取り部

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 軸線回りに回転される工具本体の外周に
   一対の第１切屑排出溝が設けられ、この第１切屑排出溝
   の工具回転方向を向く壁面と先端逃げ面との稜線部に切
   刃が形成されるとともに、上記第１切屑排出溝の工具回
   転方向後方に隣接するランド部に第１外周壁部が設けら
   れ、またヒール側に隣接するランド部には上記第１外周
   壁部と外径が等しい第２外周壁部が設けられた穴明け工
   具において、上記第１、第２外周壁部をほぼ等分割に配
   置し、上記ランド部に、上記第２外周壁部に隣接して先
   端側から後端側に延在する第２切屑排出溝を設け、この
   第２切屑排出溝の工具回転方向を向く壁面と上記先端逃
   げ面との交差稜線部に副切刃を設けるとともに、この第
   ２外周壁部の外周面と上記第１切屑排出溝の工具回転方
   向後方を向く壁面との交差稜線部に、これらの面に鈍角
   に交差して上記第２外周壁部に沿って延びる面取り部を
   形成したことを特徴とする穴明け工具。