JPH10328918A - ドリル及びその刃部 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 ドリル加工の際の発熱を低減して、刃部の摩
耗を防止することができるドリル及びその刃部を提供す
ること。 【解決手段】 スローアウェイチップ３の両マージン８
ａ，８ｂに、スローアウェイチップ３の回転方向と平行
に、各マージン８ａ，８ｂを回転方向（板厚方向）に横
断してその両端面に至る各３本の溝２１ａ1，２１ａ2，
２１ａ3，２１ｂ1，２１ｂ2，２１ｂ3が設けられてい
る。このマージン８ａ，８ｂは、スペードドリル１によ
って形成される穴の側面に当接する部分であり、そのた
め、穴の側面形状（外径）に対応して回転方向に円弧状
に湾曲する形状とされている。溝２１は、断面略Ｕ字状
であり、各マージン８ａ，８ｂにおいて、略等間隔に配
置されている。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、例えばスペードド
リルやソリッドドリル等のドリル及びその刃部に関する
ものである。

【０００２】

【従来の技術】従来より、穴明け加工（ドリル加工）に
使用されるドリルとして、例えばスペードドリルが知ら
れている。このスペードドリルとは、図７に示す様に、
刃部（スローアウェイチップ）Ｐ１が板状をなす直刃ド
リルであり、スローアウェイチップＰ１をホルダーＰ２
に取り付けて用いられる。このスペードドリルのスロー
アウェイチップＰ１は、略５角形状であり、その先端方
向には、シンニングＰ３やチップブレーカＰ４と呼ばれ
る刃先Ｐ５が設けられ、スローアウェイチップＰ１の外
周方向の側面側には、マージンＰ６が設けられている。

【０００３】前記マージンＰ６は、ドリルによって空け
られる穴の側面に当接して、穴の側面の切削加工を行な
う部分であり、通常、僅かにバックテーパが設けられる
とともに、穴の形状（内径）に対応して、回転方向に円
弧状に湾曲している。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】ところが、前記マージ
ンＰ６は、穴の側面にその全体がほぼ当接（べた当り）
するので、ドリルが高速で回転すると、スローアウェイ
チップＰ１の部分のうち、特にマージンＰ６部分にて高
温となり、その熱によってマージンＰ７に摩耗が発生し
易く、結果として、スローアウェイチップＰ１の寿命が
短くなってしまうという問題があった。

【０００５】本発明は、前記課題を解決するためになさ
れたものであり、ドリル加工の際の発熱を低減して、刃
部の摩耗を防止することができるドリル及びその刃部を
提供することを目的とする。

【０００６】

【課題を解決するための手段】前記目的を達成するため
の請求項１の発明は、被加工物に穴を空けるドリルの先
端側に配設された刃部において、刃部の先端側に刃先を
備えるとともに側面側にマージンを備え、マージンに穴
の側面に当接しない凹部を設けたことを特徴とするドリ
ルの刃部を要旨とする。

【０００７】つまり、本発明では、従来の様にマージン
全体が穴の側面に接するのではなく、マージンに空けら
れた凹部では穴の側面に接しないので、マージンと穴の
側面との接触面積が少ない。そのため、ドリル加工の際
の刃部（特にマージン）における発熱が少ないので、マ
ージンの摩耗を低減することができる。

【０００８】請求項２の発明は、凹部のマージン表面側
の面積が、マージンの面積の３０〜８０％であることを
特徴とする請求項１に記載のドリルの刃部を要旨とす
る。つまり、凹部のマージン表面側に開口する面積が、
マージンの面積の３０％以上と十分に大きい場合には、
マージンと穴の側面との接触面積が少ないので、ドリル
加工の際の発熱が少なく、よってマージンの摩耗を低減
できる。

【０００９】一方、凹部のマージン表面側に開口する面
積が、マージンの面積の８０％以下の場合には、加工の
際に必要なマージンと穴の側面との十分な接触面積が得
られるとともに、マージンにおける強度を確保すること
ができる。請求項３の発明は、凹部の深さが、０．１〜
３ｍｍであることを特徴とする請求項１又は２に記載の
ドリルの刃部を要旨とする。

【００１０】つまり、凹部の深さが、０．１ｍｍ以上の
場合には、切削クズ等がつまりにくく、発熱も生じ難
い。よって、マージンの摩耗を低減できる。一方、凹部
の深さが、３ｍｍ以下の場合には、マージンにおける強
度を確保することができる。

【００１１】請求項４の発明は、凹部は、マージンを横
断するように形成された溝であることを特徴とする請求
項１〜３のいずれかに記載のドリルの刃部を要旨とす
る。つまり、本発明では、凹部として溝を採用してい
る。この溝は穴の側面に接しないので、マージンと穴の
側面との接触面積が少ない。そのため、ドリル加工の際
の刃部（特にマージン）における発熱が少ないので、マ
ージンの摩耗を低減することができる。

【００１２】また、溝の加工は容易であるので、刃部の
製造コストを低減することが可能である。請求項５の発
明は、溝は、ドリルが１回転した場合に、マージンが穴
の側面に当接しない部分を有する方向に形成されている
ことを特徴とする請求項４に記載のドリルの刃部を要旨
とする。

【００１３】つまり、本発明では、ドリルが１回転した
場合でも、マージンには穴の側面に当接しない部分があ
るように溝が形成されている。従って、ドリル加工の際
に、熱が逃げ易いので、マージンでの発熱の程度を抑制
することができ、そのためマージンの摩耗を低減するこ
とができる。

【００１４】例えば溝としては、回転方向と所定の角度
を有するように斜めに穿設された溝が挙げられ、この場
合は、ドリルが１回転しても、溝の一部にてマージンは
全く穴の側面に接しない。尚、穴の側面に接しない部分
の大きさ（幅）は、溝の形成角度及び溝の幅によって決
まる。

【００１５】請求項６の発明は、溝は、ドリルの回転方
向に平行に形成されていることを特徴とする請求項５に
記載のドリルの刃部を要旨とする。つまり、本発明で
は、溝は、ドリルの回転方向に例えば同心円状に形成さ
れているので、一層熱が逃げ易く、よって、マージンの
摩耗を防止する効果が高い。

【００１６】請求項７の発明は、刃部は、ホルダーに着
脱可能なスローアウェイチップであることを特徴とする
前記請求項１〜６のいずれかに記載のドリルの刃部を要
旨とする。つまり、本発明では、その刃部は、例えばシ
ャンクと一体に形成されたものではなく、刃部とは別体
のホルダーに装着されるスローアウェイチップである。
このスローアウェイチップは、マージンに設けられた溝
等の凹部によって、摩耗し難いものであるが、摩耗した
場合には、スローアウェイチップを交換することによ
り、速やかにドリル加工を行うことができる。

【００１７】請求項８の発明は、請求項７に記載の刃部
を、ホルダーに装着したことを特徴とするドリルを要旨
とする。つまり、本発明は、スローアウェイチップをホ
ルダーに装着したドリルである。従って、このドリルを
用いて穴明け等のドリル加工を行なうことができる。こ
の刃部であるスローアウェイチップは、マージンに設け
られた溝等の凹部によって、摩耗し難いものであるが、
摩耗した場合には、スローアウェイチップを交換して、
速やかにドリル加工を行うことができる。

【００１８】請求項９の発明は、ドリルは、スペードド
リルであることを特徴とする請求項８に記載のドリルを
要旨とする。スペースドリルは板状のスローアウェイチ
ップを備えており、スローアウェイチップの側面のマー
ジンは通常略長方形状であるが、このマージンに溝等の
凹部を設けることにより、マージンでの発熱を防止し
て、マージンの摩耗を防止することができる。それによ
り、スペードドリルの長寿命化を図ることができる。

【００１９】請求項１０の発明は、請求項１〜６のいず
れかに記載の刃部がシャンクと一体に形成されているこ
とを特徴とするドリルを要旨とする。つまり、本発明の
ドリルは、刃部とシャンクとが一体となった例えば（同
一材料で形成されている）ソリッドドリル等である。こ
の様な一体型のドリルであっても、刃部のマージンに溝
等の凹部を形成することにより、マージンの発熱を防止
して、マージンの摩耗を防止することができる。それに
より、一体型のドリルの長寿命化を図ることができる。

【００２０】ここで、前記マージンとは、ＪＩＳに規定
されている用語（ランド上で二番取りしていない円筒面
部分）であり、形成される穴の形状（半径）に応じて円
弧状に加工されて、その全面にて穴の側面にほぼ当接す
る部分である。尚、マージンには、通常極僅かにバック
テーパが施されているが、バックテーパがある場合も、
ほぼ当接していると称している。

【００２１】前記刃部の材質としては、例えば高速度工
具鋼（ハイス）、超硬合金、セラミックスなどが挙げら
れ、更に、これらに例えばＴｉＣＮ等のコーティングを
施したものなどがある。前記ドリルの基本形状として
は、直刃形やねじれ型があり、本発明では、刃部にマー
ジンがあるものを対象としている。例えば、構造的に区
分すれば、ソリッドドリル、先むくドリル、付け刃ドリ
ル、スローアウェイドリル等であるが、それらに限定さ
れるものではない。

【００２２】

【発明の実施の形態】以下、本発明のドリル及びその刃
部の例（実施例）を、図面を参照して説明する。 （実施例１）図１はホルダーに刃部（スローアウェイチ
ップ）が取り付けられたスペードドリルを示し、図２は
その要部を拡大して示しており、図３及び図４は同様に
スローアウェイチップのみを示している。

【００２３】図１及び図２に示す様に、本実施例のスペ
ードドリル１は、鋼鉄（ＳＣＭ４３５合金鋼）からなる
ホルダー２の先端側に、表面にＴｉＣＮのコーティング
を施した粉末ハイス（高速度工具鋼）からなるスローア
ウェイチップ３が取り付けられたものである。

【００２４】前記ホルダー２は、その先端部分にスロー
アウェイチップ３が嵌め込まれる隙間４が設けられてお
り、先端部分には、スローアウェイチップ３を固定する
ためのネジ穴６ａ，６ｂが左右一対設けられ、そのネジ
穴６ａ，６ｂにネジ７ａ，７ｂが螺合されている。

【００２５】図３及び図４に示す様に、スローアウェイ
チップ３は、厚さ４ｍｍ、軸方向の長さ１２ｍｍ、径方
向の長さ（ドリル刃径）２０ｍｍの略５角形板状であ
り、径方向の両側面であるマージン８ａ，８ｂ部分にお
ける軸方向の長さは、７．３ｍｍである。

【００２６】このスローアウェイチップ３の先端側に
は、その板厚方向の両側に断面円弧状のシンニング１１
ａ，１１ｂが設けられている。そして、一方のシンニン
グ１１ａから一方のマージン８ａに向かって、一方の先
端側の刃先１２ａに沿って断面円弧状のチップブレーカ
１３ａが設けられ、他方のシンニング１１ｂから他方の
マージン８ｂに向かって、他方の刃先１２ｂに沿って同
様のチップブレーカ１３ｂが設けられている。

【００２７】また、両各先端切刃１２ａ，１２ｂのう
ち、一方の刃先１２ａに２箇所、他方の刃先１２ｂに１
箇所、各切刃１２ａ，１２ｂを略等分するように、ニッ
ク１６，１７，１８が設けられている。更に、スローア
ウェイチップ３の後端の中央には、スローアウェイチッ
プ３をホルダー２に固定する場合に、スローアウェイチ
ップ３の位置決めを行なう切欠１９が設けられている。

【００２８】特に本実施例では、スローアウェイチップ
３の両マージン８ａ，８ｂに、スローアウェイチップ３
の回転方向（Ａ方向）と平行に、各マージン８ａ，８ｂ
を回転方向（板厚方向）に横断してその両端面に至る各
３本の溝２１ａ1，２１ａ2，２１ａ3，２１ｂ1，２１ｂ
2，２１ｂ3（２１と総称する）が設けられている。

【００２９】このマージン８ａ，８ｂは、スペードドリ
ル１によって形成される穴の側面に当接する部分であ
り、そのため、穴の側面形状（内径）に対応して回転方
向に円弧状（半径１０ｍｍ）に湾曲する形状とされてお
り、しかも２／１００のバックテーパとなる様に形成さ
れている。

【００３０】前記溝２１は、幅１．２ｍｍ、深さ０．４
ｍｍの断面略Ｕ字状であり、各マージン８ａ，８ｂにお
いて、略等間隔に配置されている。即ち、各溝２１間の
間隔が、２．１ｍｍとなる様に、スローアウェイチップ
３の回転方向（即ち板厚方向）に穿設されている。これ
により、各マージン８ａ，８ｂにおける溝２１の表面側
の面積は、各々マージン８ａ，８ｂの約５０％となる。

【００３１】そして、上述したスペードドリル１を使用
する場合には、まず、スローアウェイチップ３をホルダ
ー２の先端側の間隙４に挿入し、スローアウェイチップ
３の切欠１９に間隙４の底面に設けられた凸部４ａ（図
２（ａ）参照）を嵌め込んで、スローアウェイチップ３
の位置決めを行なう。次いで、ネジ穴６ａ，６ｂにネジ
７ａ，７ｂを螺合させて、スローアウェイチップ３をホ
ルダー２に固定して装着する。

【００３２】この状態で、被加工部材にスローアウェイ
チップ３の先端を押圧し、所定回転速度で矢印Ａ方向に
回転させて、ドリル加工を行なう。この様に、本実施例
のスローアウェイチップ３では、各マージン８ａ，８ｂ
に、その回転方向に伸びる溝２１が穿設されているの
で、スペードドリル１によるドリル加工の際に、穴の側
面と接触する面積が少ない。そのため、マージン８ａ，
８ｂにおける発熱量が少ないので、マージン８ａ，８ｂ
での摩耗量が少なくなり、結果として、スローアウェイ
チップ３の寿命を延ばすことができる。

【００３３】また、溝２１の表面側の面積は、マージン
８ａ，８ｂの約５０％と、好ましい３０〜８０％の範囲
内であるので、発熱を十分に抑制できるとともに、マー
ジン８ａ，８ｂの強度も確保することができる。更に、
溝２１の深さは、０．４ｍｍと、好ましい０．１〜３ｍ
ｍの範囲内であるので、ドリル加工時に、溝２１に切り
屑が溜って発熱することがなく、また、マージン８ａ，
８ｂにおいて、その強度も十分である。

【００３４】その上、溝２１の形成方向は、回転方向と
一致しているので、スローアウェイチップ３が一回転し
た場合でも、穴の側面にマージン８ａ，８ｂが接しない
部分がある。そのため、放熱性に優れているので、熱に
よる摩耗を抑制することができる。また、製造コストも
低減できる。 （実験例）次に、本発明の効果を確認するために行った
実験例について説明する。

【００３５】＜実験条件＞スローアウェイチップの材
質：粉末ハイスにＴｉＣＮコーティングしたもの ドリル刃径：２０ｍｍ 被切削材 ：Ｓ４５Ｃ（ブリネル硬さ；ＨＢ２２５） 被切削形状：φ２０ｍｍ×深さ３０ｍｍの穴 送り速度ｆ：０．２５ｍｍ／ｒｅｖ 寿命（逃げ面摩耗量０．３ｍｍ）：２０ｍ つまり、前記実施例と同様な形状の溝を有するスローア
ウェイチップ（試料No.１〜９）と、比較例として溝の
ないスローアウェイチップ（試料No.１０）を用い、前
記送り速度にてドリル加工を行なった。そして、各々に
ついて、切削速度を変更して、所定の寿命に至るまでの
切削速度を調べた。

【００３６】また、溝のマージン全体に対する表面積の
割合、及び溝の深さを変更して、その場合における切削
速度、及び破損までの加工距離を調べた。それらの結果
を下記表１に記す。

【００３７】

【表１】

【００３８】この表１から明かな様に、本発明の範囲で
あるマージンに溝を設けたスローアウェイチップを用い
たスペードドリルの場合（試料No.１〜９）は、ドリル
加工を行なっても、発熱が抑制されるので、同じ寿命
（摩耗量）の場合でも切削速度を上げることができる。
つまり、このことは、切削速度を比較例と同じにしたと
きは、スローアウェイチップの寿命を延ばすことができ
ることを示している。

【００３９】特に、溝の表面積のマージン全体に対する
割合が３０〜８０％の範囲内である場合には、例えば試
料No.２〜４に示す様に、スローアウェイチップの寿命
が長く、強度的にも優れている。また、同様に、溝の深
さが０．１〜３ｍｍの範囲内である場合には、例えば試
料No.７，８に示す様に、スローアウェイチップの寿命
が長く、強度的にも優れている。

【００４０】尚、前記表１において、試料No.１，６は
切削速度が低く、試料No.５，９は切削速度が高いもの
の途中で破損したので、評価は○より低い△としてあ
る。それに対して、比較例の溝がないスローアウェイチ
ップ（試料No.１０）は、同じ寿命（摩耗量）の場合で
も切削速度が小さく、好ましくない。 （実施例２）次に、実施例２について説明する。

【００４１】本実施例のドリルは、図５及び図６に示す
様に、刃部３１とシャンク３２とが一体の例えば超硬合
金からなるソリッドドリルであり、刃溝３３が軸に対し
てねじれているいわゆるねじれドリルである。本実施例
では、マージン３４もねじれて帯状に延びており、その
マージン３４において、回転方向に向かって多数の溝３
６が形成されている。

【００４２】この溝３６は、例えばマージン３４の幅が
１．５ｍｍの場合は、溝３６の幅は０．６ｍｍ、溝３６
の間隔は１．５ｍｍ、溝３６の深さは０．３ｍｍであ
る。本実施例の場合も、前記実施例１と同様な作用効果
を奏する。尚、本発明は前記実施例になんら限定される
ものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲において
種々の態様で実施しうることはいうまでもない。

【００４３】（１）例えば、前記実施例１，２では、マ
ージンに溝を形成したが、溝に代えて、例えばディンプ
ル等の凹部を設けてもよい。 （２）また、溝の方向は、回転方向が望ましいが、回転
方向からある程度傾斜していてもよい。この場合、ドリ
ルが１回転した場合でも、マージンが穴の側面に接しな
い部分があると、放熱性に優れているので、好適であ
る。

【００４４】

【発明の効果】以上詳述した様に、請求項１の発明で
は、マージンの凹部は穴の側面に接しないので、マージ
ンと穴の側面との接触面積が少ない。そのため、ドリル
加工の際にマージン部分での発熱が少ないので、マージ
ンの摩耗を低減することができる。それにより、刃部や
ドリルの寿命を延ばすことができる。

【００４５】請求項２の発明では、凹部の表面側の面積
がマージンの面積の３０％以上と十分に大きいので、ド
リル加工の際の発熱が少なく、よって刃部の摩耗を低減
できる。しかも、凹部の表面側の面積がマージンの面積
の８０％以下であるので、マージンの強度を確保するこ
とができる。

【００４６】請求項３の発明では、凹部の深さが０．１
ｍｍ以上であるので、切削クズがつまりにくく、発熱も
生じ難い。しかも、凹部の深さが３ｍｍ以下であるの
で、マージンの強度を確保することができる。請求項４
の発明では、マージンの溝は穴の側面に接しないので、
マージンと穴の側面との接触面積が少ない。そのため、
ドリル加工の際にマージン部分での発熱が少ないので、
マージンの摩耗を低減することができる。よって、刃部
やドリルの寿命を延ばすことができる。また、溝は加工
が容易であるので、刃部の製造コストを低減できる。

【００４７】請求項５の発明では、ドリルが１回転した
場合でも、マージンには穴の側面に当接しない部分があ
るように溝が形成されているので、ドリル加工の際に、
熱が逃げ易い。よって、マージンでの発熱の程度を抑制
することができるので、マージンの摩耗を低減すること
ができる。

【００４８】請求項６の発明では、溝は、ドリルの回転
方向に平行に形成されているので、ドリルが１回転して
も、溝の部分は穴の側面に当接しない。よって、一層熱
が逃げ易いので、マージンの摩耗を防止する効果が高
い。請求項７の発明では、刃部は、別体であるホルダー
に装着されるスローアウェイチップであるので、このス
ローアウェイチップが摩耗した場合には、スローアウェ
イチップを交換することにより、速やかに加工を行うこ
とができる。また、ホルダーは何度でも使用できるの
で、コスト的に有利である。

【００４９】請求項８の発明では、スローアウェイチッ
プはホルダーに装着されているので、このドリルを用い
て容易に穴明け等のドリル加工を行なうことがでる。請
求項９の発明は、スペードドリルであり、板状のスロー
アウェイチップは、マージンに凹部や溝を備えているの
で、熱による摩耗が少ないが、摩耗した場合には、スロ
ーアウェイチップを交換することにより、効率よくドリ
ル加工を行うことができる。また、コスト的も有利であ
る。

【００５０】請求項１０の発明では、刃部とシャンクと
が一体となっているが、この様な一体型のドリルであっ
ても、マージンに溝等の凹部を形成することにより、マ
ージンでの発熱による摩耗を抑制することができる。特
に、一体型のものは、刃部のみを交換することが困難で
あるので、摩耗を抑制して、ドリルの寿命を延ばすこと
は、コスト的に非常に有用である。

【図面の簡単な説明】

【図１】 実施例１のスペードドリルを示し、（ａ）は
その正面図、（ｂ）はその底面図、（ｃ）はその右側面
図である。

【図２】 実施例１のスペードドリルの要部を拡大して
示し、（ａ）はその正面図、（ｂ）はその底面図、
（ｃ）はその右側面図である。

【図３】 実施例１のスローアウェイチップを示し、
（ａ）はその正面図、（ｂ）はその底面図、（ｃ）はそ
の右側面図である。

【図４】 実施例１のスローアウェイチップを示す斜視
図である。

【図５】 実施例２のドリルの正面図である。

【図６】 実施例２の要部を拡大して示す正面図であ
る。

【図７】 従来技術の説明図である。

【符号の説明】

１…スペードドリル ２…ホルダー ３…スローアウェイチップ ８ａ，８ｂ…マージン ２１ａ1，２１ａ2，２１ａ3，２１ｂ1，２１ｂ2，２１
ｂ3，２１…溝 ３１…刃部 ３２…シャンク

Claims (10)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 被加工物に穴を空けるドリルの先端側に
   配設された刃部において、 該刃部の先端側に刃先を備えるとともに側面側にマージ
   ンを備え、 該マージンに前記穴の側面に当接しない凹部を設けたこ
   とを特徴とするドリルの刃部。
2. 【請求項２】 前記凹部のマージン表面側の面積が、前
   記マージンの面積の３０〜８０％であることを特徴とす
   る前記請求項１に記載のドリルの刃部。
3. 【請求項３】 前記凹部の深さが、０．１〜３ｍｍであ
   ることを特徴とする前記請求項１又は２に記載のドリル
   の刃部。
4. 【請求項４】 前記凹部は、前記マージンを横断するよ
   うに形成された溝であることを特徴とする前記請求項１
   〜３のいずれかに記載のドリルの刃部。
5. 【請求項５】 前記溝は、ドリルが１回転した場合に、
   前記マージンが前記穴の側面に当接しない部分を有する
   方向に形成されていることを特徴とする前記請求項４に
   記載のドリルの刃部。
6. 【請求項６】 前記溝は、ドリルの回転方向に平行に形
   成されていることを特徴とする前記請求項５に記載のド
   リルの刃部。
7. 【請求項７】 前記刃部は、ホルダーに着脱可能なスロ
   ーアウェイチップであることを特徴とする前記請求項１
   〜６のいずれかに記載のドリルの刃部。
8. 【請求項８】 前記請求項７に記載の刃部を、ホルダー
   に装着したことを特徴とするドリル。
9. 【請求項９】 前記ドリルは、スペードドリルであるこ
   とを特徴とする前記請求項８に記載のドリル。
10. 【請求項１０】 前記請求項１〜６のいずれかに記載の
    刃部がシャンクと一体に形成されていることを特徴とす
    るドリル。