(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
繊維強化複合材料を少なくとも一部に含む被加工材に穿孔する複合材料用ドリルであって、先端切れ刃が形成された先端部と、前記先端部の後端側に連接して形成されるとともに先端側外径及び当該先端側外径よりも大径の後端側外径の径差でテーパ形状に形成されたテーパ部と、前記テーパ部の後端側に連接して形成されるとともに前記テーパ部の前記後端側外径よりも大径の仕上げ加工径が形成可能となるように全体が同径に形成されたストレート部とを有し、前記テーパ部の外周には、螺旋状にねじれた切屑排出溝が形成されているとともに当該切屑排出溝の前記ストレート部側の端縁に沿って外周切れ刃が形成されて連続的に穿孔径が大きくなるように設定されており、前記外周切れ刃により切削動作が行われるようにドリルを回転させることで、切削動作により生じた切屑を前記切屑排出溝内において穿孔方向に向かうように誘導することを特徴とする複合材料用ドリル。
【請求項２】
前記先端部の前記先端切れ刃は、６０°〜１４０°の先端角を有するとともに刃立て面中央部を切り刃面よりも軸方向に０．５ｍｍ以上突出させており、前記テーパ部は、前記先端側外径及び前記後端側外径に接する外径線とドリル軸の中心線との間のテーパ角を４５°以下に設定しており、前記ストレート部は、前記仕上げ加工径が前記テーパ部の前記後端側外径よりも０．０１ｍｍ〜０．１ｍｍ大径に形成可能となるように全体が同径の丸ランドドリル状に形成されており、前記外周切れ刃は、５°〜２０°のすくい角及び５°〜２０°の逃げ角に設定されており、前記切屑排出溝は、６０°以下のねじれ角で形成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】
前記先端部、前記テーパ部及び前記ストレート部は、同軸状に一体化されていることを特徴とする請求項１又は２のいずれかに記載のドリル。
【請求項４】
前記先端部、前記テーパ部及び前記ストレート部の軸心を回転軸心に合致させていることを特徴とする請求項３に記載のドリル。
【請求項５】
前記先端部において開口するとともに前記テーパ部及び前記ストレート部の内部を回転中心軸に沿って流路が形成されており、前記流路に流通する空気又は切削油を前記先端部において噴出させることを特徴とする請求項１から４のいずれかに記載のドリル。
【請求項６】
請求項１から５のいずれかに記載のドリルを備えた穿孔加工具。
【請求項７】
請求項１から５のいずれかに記載のドリルを用いて繊維強化複合材料を少なくとも一部に含む被加工材に穿孔する機械加工法であって、前記先端部の前記先端切れ刃及び前記テーパ部の前記外周切れ刃により前記被加工材に下穴加工を行い、形成された下穴に前記ストレート部により仕上げ加工を行って穿孔することを特徴とする機械加工方法。
【請求項８】
請求項１から５のいずれかに記載のドリルを保持するとともに前記ドリルの中心軸を中心に回転駆動する駆動手段と、繊維強化複合材料を少なくとも一部に含む被加工材を支持する支持手段と、前記ドリルを前記被加工材に対して穿孔加工を行うように前記駆動手段及び／又は前記支持手段を相対的に移動させる移動手段とを備えていることを特徴とする機械加工装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ＣＦＲＰ（Carbon Fiber Reinforced Plastics；炭素繊維強化プラスチック）若しくはＣＦＲＴＰ（Carbon Fiber Reinforced ThermoPlastics；熱可塑性炭素繊維強化プラスチック）に代表される繊維強化複合材料等の複合材料の貫通穴あけ加工工具として特に好適なドリル、より詳しくは、１回の穿孔作業で貫通穴の開口部に所謂バリを作らず、貫通穴側面に層間剥離もしくは貫通面に表層剥離を発生させない高品位の貫通穴を形成することができる複合材料用ドリルに関する。
【背景技術】
【０００２】
ＣＦＲＰに代表される繊維強化複合材料等の貫通穴あけ加工として、ダイヤモンドコートを施したストレートの超硬ドリルを用いて行う方法が公知である。しかし、この方法で貫通穴加工を行う場合、切れ刃先磨耗に伴う切れ味低下が生じやすく、そのため繊維の切残しやバリ、層間剥離などの加工不良が発生する。  
【０００３】
穿孔加工の際のバリの抑制方法としては、例えば、特許文献１では、ＦＰＣ（Flexible Printed Circuits；フレキシブルプリント基板）加工用のドリルを以下のように構成している。すなわち、少なくとも刃部を超硬合金、サーメット、セラミックス、超高圧焼結体のいずれか又はこれらに硬質皮膜を被覆したもので形成している。また、逃げ面を二番逃げ面と三番逃げ面とで形成し、三番逃げ面の逃げ角を３３〜５０°に設定している。そのため、チゼル刃よりも外周側の切れ刃の長さを短縮してその切れ刃によって生成される切屑の幅を小さくし、これにより、切屑の排出性を向上させて排出性の悪いことが原因となって発生するバリを抑制することができる。  
【０００４】
特許文献２では、ＣＦＲＰ穿孔に適したドリルとして、下穴を加工する下穴加工部と仕上げ部を持つ形状で、仕上げ部と下穴加工部との径差を０．１mm以上２mm以下とした２段構造ドリルを開示している。  
【０００５】
特許文献３では、先端切れ刃が形成された先端部と、先端部の後端側に連接して形成されるとともに先端側外径及び当該先端側外径よりも大径の後端側外径の径差でテーパ形状に形成されたテーパ部と、テーパ部の後端側に連接して形成されるとともにテーパ部の後端側外径よりも大径の仕上げ加工径が形成可能となるように全体が同径に形成されたストレート部とを有し、テーパ部の外周には、螺旋状にねじれた外周切れ刃が形成されて連続的に穿孔径が大きくなるように設定されているドリルが開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２００５−８８０８８号公報
【特許文献２】特開２００８−８３６号公報
【特許文献３】特開２０１１−１０４７６６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
炭素繊維強化複合材、中でもＣＦＲＴＰは、軽量でありながら高い強度と剛性を備えており、成形加工が容易なことから自動車用部品をはじめノートＰＣ筐体など多用されている。  
【０００８】
ＣＦＲＴＰは、一般に、硬く切れ難い炭素繊維に熱可塑性樹脂材料を含浸させたシートを層状に積層した構造を備えている。熱可塑性樹脂材料は、１４０℃程度で軟化する特性を有しているため、穿孔加工時の発熱を極力抑制しないと、発熱により軟化した切粉が貫通穴入口（穿孔開始面側の開口部）へ堆積固化するようになる。また、繊維が抜けてドリルへ巻き付きやすくなり、さらに刃先磨耗による切削能力低下から切残しの発生や毛羽立ち、層間剥離を生じるといった加工不良の原因となる。また、層状に積層した構造であるＣＦＲＴＰは、貫通穴入口及び貫通穴出口（穿孔開始面側と反対側の開口部）にバリが発生し易く、また、加工時のスラスト力により層間剥離を起こし易いため、特許文献１、２が開示しているドリルでは、実用上十分と言える程度までの穿孔加工を行うことが難しい。ここで「スラスト力」とは、ドリル加工における穿孔送り方向と反対方向にかかる力のことである。  
【０００９】
特許文献３に開示されたドリルは、図１０に示すように、テーパ部の外周切れ刃に沿って形成された螺旋状の切屑排出溝のねじれ方向が右ねじれの場合に、右回転で穿孔するように使用される。そのため、ドリル回転方向と同一方向に切刃２００が設けられており、テーパ部では、切屑排出溝の先端部側からストレート部側に向かうように切削動作が行われる。そして、切削動作により生じる切屑は、ドリルの回転作用によりねじれ方向に沿ってストレート部に移動してシャンク側において排出されるようになる。特に、熱可塑性樹脂材料をマトリクスとする繊維強化複合材料では、穿孔加工時に発生する熱の影響により切屑が切屑排出溝へ溶着したり、貫通穴入口側に軟化した切屑が排出されて貫通穴の開口周辺に盛り上がるように溶着することが避けられない。  
【００１０】
本発明は、上記の課題を鑑みてなされたものであって、穿孔加工時に切屑が盛り上がるように溶着固化することを抑制するとともに、被加工材にバリや層間剥離をほとんど発生させずに高品位の貫通穴を穿孔加工することが可能な複合材料用ドリルを提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
本発明に係る複合材料用ドリルは、繊維強化複合材料を少なくとも一部に含む被加工材に穿孔する複合材料用ドリルであって、先端切れ刃が形成された先端部と、前記先端部の後端側に連接して形成されるとともに先端側外径及び当該先端側外径よりも大径の後端側外径の径差でテーパ形状に形成されたテーパ部と、前記テーパ部の後端側に連接して形成されるとともに前記テーパ部の前記後端側外径よりも大径の仕上げ加工径が形成可能となるように全体が同径に形成されたストレート部とを有し、前記テーパ部の外周には、螺旋状にねじれた切屑排出溝が形成されているとともに当該切屑排出溝の前記ストレート部側の端縁に沿って外周切れ刃が形成されて連続的に穿孔径が大きくなるように設定されていることを特徴とする。さらに、前記先端部の前記先端切れ刃は、６０°〜１４０°の先端角を有するとともに刃立て面中央部を切り刃面よりも軸方向に０．５ｍｍ以上突出させており、前記テーパ部は、前記先端側外径及び前記後端側外径に接する外径線とドリル軸の中心線との間のテーパ角を４５°以下に設定しており、前記ストレート部は、前記仕上げ加工径が前記テーパ部の前記後端側外径よりも０．０１ｍｍ〜０．１ｍｍ大径に形成可能となるように全体が同径の丸ランドドリル状に形成されており、前記外周切れ刃は、５°〜２０°のすくい角及び５°〜２０°の逃げ角に設定されており、前記切屑排出溝は、６０°以下のねじれ角で形成されていることを特徴とする。さらに、前記先端部、前記テーパ部及び前記ストレート部は、同軸状に一体化されていることを特徴とする。さらに、前記先端部、前記テーパ部及び前記ストレート部の軸心を回転軸心に合致させていることを特徴とする。さらに、前記先端部において開口するとともに前記テーパ部及び前記ストレート部の内部を回転中心軸に沿って流路が形成されており、前記流路に流通する空気又は切削油を前記先端部において噴出させる。  
【００１２】
本発明に係る機械加工方法は、上記のドリルを用いて繊維強化複合材料を少なくとも一部に含む被加工材に穿孔する機械加工法であって、前記先端部の前記先端切れ刃及び前記テーパ部の前記外周切れ刃により前記被加工材に下穴加工を行い、形成された下穴に前記ストレート部により仕上げ加工を行って穿孔する。  
【００１３】
本発明に係る機械加工装置は、上記のドリルを保持するとともに前記ドリルの中心軸を中心に回転駆動する駆動手段と、繊維強化複合材料を少なくとも一部に含む被加工材を支持する支持手段と、前記ドリルを前記被加工材に対して穿孔加工を行うように前記駆動手段及び／又は前記支持手段を相対的に移動させる移動手段とを備えている。
【発明の効果】
【００１４】
本発明に係る複合材料用ドリルは、下穴加工をテーパ部により行うことで切削抵抗を低く抑えて拡径しながら加工するため、貫通穴出口周辺にバリが生じにくく、さらに被加工材の板厚方向にかかるスラスト力も低減する。そのため、積層構造のＣＦＲＴＰを穿孔加工する場合に、積層境界面に対する剥離力が減少して層間剥離が生じにくくなる。  
【００１５】
また、テーパ部の外周に螺旋状にねじれた切屑排出溝を形成するとともに切屑排出溝のストレート部側の端縁に沿って外周切れ刃を形成することで、外周切れ刃により切削動作が行われるようにドリルを回転させれば、切削動作により生じた切屑は、切屑排出溝内を穿孔方向に向かうように誘導されて、貫通穴入口の周辺部への排出が抑止される。そのため、貫通穴入口の周辺部に切屑がほとんど滞留することがなくなり、切屑が盛り上がるように溶着することを抑制できるようになる。そして、貫通した状態では、貫通穴入口から貫通穴出口に向かって切屑排出溝に沿って切屑が速やかに排出されて貫通穴出口の周辺部に切屑がほとんど滞留することがなく、貫通穴の開口の周辺部において切屑が盛り上るように溶着固化することを抑止した穿孔品質の高い加工を行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】本発明に係る実施形態に関する側面図である。
【図２】図１に示すドリルの先端部に関する正面図である。
【図３】図１のＡ−Ａ線矢視の断面図である。
【図４】図１のＢ−Ｂ線矢視の断面図である。
【図５】外周切れ刃に関する拡大断面図である。
【図６】図１に示す実施形態の変形例に関する側面図である。
【図７】従来のストレートツイストドリルと本発明のドリルの切削作用との違いに関する説明図である。
【図８】本発明に係るドリルを用いた場合の機械加工方法に関する説明図である。
【図９】本発明に係るドリルを用いた機械加工装置の一例を示す外観斜視図である。
【図１０】従来のドリルの切削動作に関する説明図である。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
以下、本発明に係る実施形態について詳しく説明する。なお、以下に説明する実施形態は、本発明を実施するにあたって好ましい具体例であるから、技術的に種々の限定がなされているが、本発明は、以下の説明において特に本発明を限定する旨明記されていない限り、これらの形態に限定されるものではない。  
【００１８】
本発明に係る実施形態を図１〜図５に基づいて説明する。図１は、本発明に係る実施形態に関する側面図である。図２は、図１に示すドリルの先端部に関する正面図である。図３は、図１のＡ−Ａ線矢視の断面図である。図４は、図１のＢ−Ｂ線矢視の断面図である。図５は、図１に示すドリルの外周切れ刃に関する拡大断面図である。  
【００１９】
本実施形態に係るドリル１は、図１に示すように、右ねじれ左回転ドリルであり、先端部である先端切れ刃５、外周切れ刃７を有するテーパ部４、丸ランドドリル状に形成されたストレート部３及びシャンク２から構成され、それぞれが同軸上に連接一体化されて構成する。  
【００２０】
ドリル１は、２枚刃ドリルであって、シャンク２の先端にストレート部３を連接し、ストレート部３の先端にテーパ部４を一体に連接してなる。テーパ部４、ストレート部３及びシャンク２は、同軸度０．０１の公差で連接される。  
【００２１】
テーパ部４は、先端側外径Ｄ１及び後端側外径Ｄ２の径差で形成されるテーパ
状の形態をなし、その後端側にはストレート部３が一体に連接されている。ストレート部３は、テーパ部４後端側外径Ｄ２と同径以上に形成されている。テーパ部４の先端側には、先端角α１を有する先端切れ刃５が連接されている。  
【００２２】
テーパ部４の先端側外径Ｄ１から後端側外径Ｄ２までに形成されるテーパ状外周には、螺旋状にねじれた２条の切屑排出溝６が形成されており、切屑排出溝６のストレート部３側の端縁には、螺旋状にねじれた外周切れ刃７が形成されて連続的に穿孔径が大きくなるように設定されている。ストレート部３は下穴加工部であるテーパ部４によって切り残された部分を整形加工するためにエンドミル状に形成されている。  
【００２３】
図１に示すように、先端部である先端切れ刃５は、６０°〜１４０°の先端角を有するとともに刃立て面中央部を切り刃面よりも軸方向に０．５ｍｍ以上突出させ、刃先の稜線９及び１０で先端角α１が形成されており、先端角α１は、６０°〜１４０°の範囲に設定されている。  
【００２４】
図１に示すように、テーパ部４及びストレート部３の外周には、切屑排出溝６がドリル回転方向に対し逆向きにねじれ角α３で螺旋状に連続して形成されている。切屑排出溝６のねじれ角α３は、先端角の大きさや被加工材の材質にもよるが、切れ刃が鋭くなりすぎて欠け易くなることを防止するために、６０°以下に設定することが好ましく、６０°以下に設定することで複合材料の繊維材料を含んだ切屑を速やかに排出できる。  
【００２５】
下穴加工部であるテーパ部４の外周切れ刃７は、図３に示すようなマージン８が設定されておらず、テーパ部４のランド外周に接する円錐面に対して、すくい角α５及び逃げ角α４をそれぞれ５°〜２０°の範囲で設定している。そして、切屑排出溝６のストレート部３側の端縁に沿うように外周切れ刃７が螺旋状にねじれて形成されている。  
【００２６】
図１に示すように、テーパ部４の先端側外径Ｄ１及び後端側外径Ｄ２の径差から生じるテーパ角α２は、４５°以下に設定される。テーパ角α２が４５°より大きくなるとスラスト抵抗が回転力を上回るため、大きいバリが発生してストレート部で確実に除去することができなくなる。テーパ部４の先端側外径Ｄ１から後端側外径Ｄ２まで長さＬ１は、テーパ角α２で決定される。  
【００２７】
図４は、図１に示すＢ−Ｂ断面をストレート部３の後端側からテーパ部４方向に見たストレート部３の断面図である。ストレート部３は、丸ランドドリル状に形成され、テーパ部４の後端側外径Ｄ２と同径以上、好ましくは０．０１ｍｍ〜０．１ｍｍ大径の仕上げ加工径Ｄ３に形成されている。先端切れ刃５、テーパ部４およびストレート部３の軸心をドリル回転軸心に合致させ、テーパ部４及びストレート部３の間の連接部はストレート部３の先端側外径がテーパ部４の後端側外径に向けて縮径したテーパ状または曲面状で連接している。また、先端切れ刃５、テーパ部４、ストレート部３及びシャンク２は、同軸度０．０１の公差で一体化される。  
【００２８】
図１に示すドリルを中心軸を中心に左回転（図１中の矢印方向）させながら穿孔加工を行った場合、外周切れ刃７の刃先が回転方向に対して斜め下方向に向くので、切削される切屑は、刃先から切屑排出溝６の中心に向かって移動しながらドリル穿孔方向に向かうように誘導される。そのため、貫通穴入口の周辺部に切屑が排出されてほとんど滞留することがなく、切屑が盛り上がるように溶着固化することが抑止される。そして、ドリルが被加工材を貫通した後、貫通穴出口側から切屑排出溝６に沿って切屑が速やかに排出されて、貫通穴出口の周辺部にも切屑がほとんど滞留せず、切屑の溶着固化が抑止されて高品質の穿孔加工を行うことが可能となる。  
【００２９】
ドリル１本体の表面は、図５に示すように、ダイヤモンドからなる被膜１２に覆われている。被膜１２は、例えば、周知のＣＶＤ法又はＰＶＤ法で形成することができ、ＤＬＣ膜であってもよい。繊維強化樹脂材料等の複合材料の加工に特化したドリルでは、刃先を鋭くし切れ味を向上させることが必要で、ドリル母材に超微粒子超硬合金材料を使用することで、刃先先端半径を小さく整形することができる。また、刃先を鋭くした場合刃先先端の欠けや磨耗が発生しやすいため、ナノダイヤモンドコーティングで被膜１２を形成することで、刃先先端半径の径を大きくすることなく、外周切れ刃の良好な切れ味を長時間維持することができる。また、刃先の磨耗等により切れ味が悪くなった場合でも、下穴加工時に発生したバリをストレート部３によって効果的に除去することができるので、高精度の穿孔加工を安定して行うことができる。  
【００３０】
ドリル１により穿孔加工する被加工材としては、繊維強化複合材料が好適であり、具体的には、熱可塑性炭素繊維強化プラスチック（ＣＦＲＴＰ）、熱硬化性炭素繊維強化プラスチック （ＣＦＲＰ） 、ガラス繊維強化プラスチック （ＧＦＲＰ） 、ガラス長繊維強化プラスチック（ＧＭＴ） 、ボロン繊維強化プラスチック （ＢＦＲＰ）、アラミド繊維強化プラスチック （ＡＦＲＰ, ＫＦＲＰ）、ポリエチレン繊維強化プラスチック （ＤＦＲＰ）が挙げられる。こうした繊維強化複合材料は、マトリックス樹脂中に補強繊維を含み、様々な形態のものが開発されている。例えば、長繊維からなる補強繊維を所定の方向に引き揃えて多軸に積層した層構造を備えているものが挙げられる。  
【００３１】
図６は、図１に示す実施形態の変形例に関する側面図である。この例では、先端部である先端切れ刃５において開口するとともにテーパ部４及びストレート部３の内部を回転中心軸に沿って流路１１が形成されている。流路１１に空気又は切削油を流通させることで、先端部から空気又は切削油等の流体を噴出させることができる。図６に示す流路１１はストレート形状であるが、螺旋状にねじれた形状にすることもできる。図６に示すドリルを、図１と同様に、左回転させながら穿孔加工を行った場合、外周切れ刃７の刃先が回転方向に対して斜め下方向に向くので、切削される切屑は、刃先から切屑排出溝６の中心に向かって移動しながらドリル穿孔方向に向かうように誘導される。そのため、貫通穴入口の周辺部に切屑が排出されて滞留することがなく、切屑が盛り上がるように溶着固化することが抑止される。  
【００３２】
そして、先端切れ刃５から空気又は切削油を噴出させて穿孔を行うことで、切屑排出溝６内の切屑が切屑排出溝６に沿って一気に吹き飛ばされて飛散し、貫通穴入口の周辺部に切屑が滞留することなく排出されるようになる。また、先端切れ刃５及び外周切れ刃７が当接する切削面に切屑が詰ることなく効率よく排出されるようになる。さらに、ドリル本体が噴出する空気又は切削油により冷却されるため、熱可塑性樹脂材料などの熱により軟化しやすい材料を穿孔加工する場合に効果的である。図６に示すドリルは、被加工材が厚い場合のように、貫通するまでの加工時間が長い場合に特に有効である。  
【００３３】
図７は、従来のストレートツイストドリルと本発明のドリルの切削作用の違いを説明した図である。図７（ａ）は、ストレートツイストドリルの切削機構を示し、先端に設けられた直線状の刃が矢印で示す回転方向に回転して軸方向に切削するようになっており、鉋で切削する場合と同様の切削作用である。図７（ｂ）は、本発明のドリルによる切削作用に関する説明図であり、部分Ｂ２は、ストレートツイストドリルの切削作用と同様に切削するが、テーパ部に設けた外周切れ刃を誘導するための求心性向上の役割も担っている。部分Ｂ１は、テーパ部４の外周切れ刃７による切削作用を示している。テーパ部４に形成された外周切れ刃７は、軸方向から見た場合に円弧状で、全体として螺旋状に形成されるとともにテーパ状に形成されているため、外周切れ刃７は、被加工材に対して点接触による切削が連続的に行われ、粉体状の切屑を生成し、外周切れ刃の磨耗低減に寄与する。また、外周切れ刃は、ねじれ角による傾斜とドリル回転に伴う外周面方向に沿う切れ刃の回転により、ナイフで切削する場合と同様の切削作用となり、鋭い切れ味が得られる。また、外周切れ刃は、螺旋状で全体としてテーパ状に形成されているため、拡径を行う切れ刃の総延長を長く取ることができるため、工具寿命の向上にも寄与する。そして、ドリルが矢印方向に回転した場合に、外周切れ刃７の刃先が回転方向に対して斜め下方向に向くため、切削された切屑は、切屑排出溝６内を穿孔方向に移動するように誘導される。そのため、切屑が貫通穴入口から排出されることが抑止されて、その周辺部にほとんど滞留することがなくなる。  
【００３４】
図８は、本発明に係るドリルを用いた場合の機械加工方法に関する説明図である。図８（ａ）では、穿孔開始直前の状態を示しており、ドリル１の先端部が板状の被加工材Ｍに対して垂直に当接するように設定されている。ドリル１の回転方向は、外周切れ刃が切削動作を行う方向に設定する。次に、図８（ｂ）では、ドリル１が回転しながら先端部の先端切れ刃が被加工材Ｍ（例；繊維強化複合材料）に対して最初に食付きを行い、テーパ部の外周切れ刃による拡径加工を誘導する。次に、図８（ｃ）は、ドリル１が回転しながらテーパ部が被加工材Ｍに進入して外周切れ刃による拡径加工が行われる。この段階では、加工部分に層間剥離及びバリを発生させないで下穴加工が行われ、切屑が切屑排出溝内を穿孔方向に誘導されて貫通穴入口の周辺部にほとんど排出されることがない。そのため、貫通穴入口の周辺部に切屑が盛り上がるように溶着固化することなく外周切れ刃による安定した穿孔加工が行われる。次に、図８（ｄ）では、ドリル１が回転しながらストレート部が被加工材に進入して仕上げ加工が行われる。そして、ストレート部が仕上げ加工を行いながら被加工材Ｍから抜け出た後、ドリル１を引き上げて穿孔加工が終了する。  
【００３５】
図９は、本発明に係るドリルを用いた機械加工装置に関する外観斜視図である。機械加工装置１００は、ボールねじ機構又はリニアモータ機構等によるＸＹＺの３軸方向の可動機構並びにＸ軸及びＹ軸周りの回転機構を付加した５軸機構を備える移動手段を備えている。Ｚ軸移動機構１０１は、スピンドル軸１０３に取り付けられたドリル１０４を支持して上下方向に移動させる。移動手段としては、ボールねじ機構又はリニアモータ機構が用いられる。また、Ｚ軸移動機構１０１は、スピンドル軸１０３を回転駆動する駆動源を備えている。  
【００３６】
ＸＹ軸移動機構１０２は、Ｘ軸又はＹ軸あるいはＸＹ複合軸に設置テーブルを移動させる。移動手段としては、ボールねじ機構又はリニアモータ機構が用いられる。設置テーブルには、バイス又は拘束治具等の支持具１０６が配置されており、支持具１０６に繊維強化複合材料等からなる被加工材１０５が載置固定されている。ＸＹ軸移動機構１０２は、ボールねじ機構又はリニアモータ機構により駆動される。  
【００３７】
そして、Ｚ軸移動機構１０１及びＸＹ軸移動機構１０２を制御して被加工材１０５に対してドリル１０４を回転駆動しながら穿孔加工が行われる。なお、支持具１０６としては、被加工材１０５の厚み方向又は面方向から挟む機能を有するものを用いてもよい。また、スピンドル軸をＸ軸又はＹ軸に配置するようにすることもできる。  
【００３８】
以上説明したように、本発明においては、先端部の先端切れ刃、テーパ部の外周切れ刃、切屑排出溝、及びストレート部の外周切れ刃を一体化したドリルとすることにより、切削抵抗および穿孔加工熱を低減させ、貫通穴入口や貫通穴出口の周辺部への切屑の溶着固化を抑止し、バリや層間剥離をほとんど発生させずに高精度の穴加工が実現できる繊維強化複合材料用ドリルが得られる。
【符号の説明】
【００３９】
１・・ドリル、２・・シャンク、３・・ストレート部、４・・テーパ部、５・・先端切れ刃、６・・主刃切屑排出溝、７・・外周切れ刃、８・・マージン、９，１０・・刃先の稜線、１１・・流路、１２・・被膜、１００・・機械加工装置、１０１・・Ｚ軸移動機構、１０２・・ＸＹ軸移動機構、１０３・・スピンドル軸、１０４・・ドリル、１０５・・
被加工材、１０６・・支持具、α１・・先端角、α２・・テーパ角、α３・・ねじれ角、α４・・すくい角、α５・・逃げ角
【要約】      （修正有）【課題】穿孔加工時に切屑が盛り上がるように溶着固化することを抑制し、被加工材にバリや層間剥離を発生させずに穿孔加工可能な複合材料用ドリルを提供する。【解決手段】複合材料用ドリル１は、先端切れ刃５が形成された先端部と、先端部の後端側に連接してテーパ形状に形成されたテーパ部４と、テーパ部４の後端側に連接してテーパ部４の後端側外径よりも同径以上の仕上げ加工径を形成する同径のストレート部３とを有し、テーパ部４の外周には、螺旋状にねじれた切屑排出溝６が形成されているとともに切屑排出溝６のストレート部３側の端縁に沿って外周切れ刃７が形成されて連続的に穿孔径が大きくなるように設定されている。【選択図】図１【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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