(57)【要約】      （修正有）【課題】刃部の先端部において剛性の低下を抑えつつ切屑の排出性を高めることができるドリルを提供する。【解決手段】ドリル１０の刃部１２の先端面には、ドリル回転方向後方側に向かって後傾した複数のシンニング面３０ｃ、３０ｄがドリル回転方向に沿って連続して並設されている。複数のシンニング面３０ｃ、３０ｄのうち最もドリル回転方向前方側に位置するシンニング面３０ｃの前記後傾する傾斜角度θ１が、当該シンニング面３０ｄよりもドリル回転方向後方側に位置するシンニング面３０ｄの前記後傾する傾斜角度θ２よりも大きく設定されている。【選択図】図１
2014104555.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
先端から後端側に向かって延在する切屑排出溝が形成された刃部を備えるドリルにおいて、
前記刃部の先端面には、ドリル回転方向後方側に向かって後傾した複数のシンニング面がドリル回転方向に沿って連続して並設されており、
複数の前記シンニング面のうち最もドリル回転方向前方側に位置する前記シンニング面の前記後傾する傾斜角度が、最もドリル回転方向前方側に位置する当該シンニング面よりもドリル回転方向後方側に位置する前記シンニング面の前記後傾する傾斜角度よりも大きく設定されている、
ことを特徴とするドリル。
【請求項２】
請求項１記載のドリルにおいて、
各前記シンニング面は、前記刃部の先端面の略中央から外端部まで延在している、
ことを特徴とするドリル。
【請求項３】
請求項１又は２に記載のドリルにおいて、
各前記シンニング面は、前記刃部の遠心方向に向かって後傾している、
ことを特徴とするドリル。
【請求項４】
請求項１〜３のいずれか１項に記載のドリルにおいて、
前記刃部は、当該刃部の全長に亘って前記ドリルの軸線回りに螺旋状に設けられた切刃部を複数有している、
ことを特徴とするドリル。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、先端から後端側に向かって延在する切屑排出溝が形成された刃部を備えたドリルに関する。
【背景技術】
【０００２】
一般的に、芯厚（心厚）の大きいドリルには、先端から後端側に向かって延在する刃部の先端面の中心部から切屑排出溝への切屑の排出性を高めるために、前記刃部の先端面に遠心方向に向かって後傾するシンニング面が形成されている。なお、ここで、芯厚とは、ドリルの芯部（ドリルの断面において切屑排出溝を除した部分）の輪郭に内接する仮想円の直径をいう。
【０００３】
この種のドリルとして、刃部の先端面の中心部側に第１シンニング面を形成すると共にその外周部側に第２シンニング面を形成し、前記刃部の軸線に対する第１シンニング面のシンニング角度を前記刃部の軸線に対する第２シンニング面のシンニング角度よりも大きく形成する技術的思想が提案されている（例えば、特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００１−７９７０７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ところで、ドリルにおいて、シンニング角度を小さくするほど、刃部の先端部の芯厚が小さくなりその部分の剛性が低下するため、ドリルの折損が発生する懸念がある。上述した特許文献１のような従来技術では、刃部の先端面の中心部側にシンニング角度の大きい第１シンニング面を形成しているので、当該刃部の先端面の中心部において、剛性の低下を抑えることができる一方で切屑の排出性を充分に高めることができないおそれがある。
【０００６】
本発明は、このような課題を考慮してなされたものであり、刃部の先端部において、剛性の低下を抑えつつ切屑の排出性を高めることができるドリルを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
［１］  本発明に係るドリルは、先端から後端側に向かって延在する切屑排出溝が形成された刃部を備えるドリルにおいて、前記刃部の先端面には、ドリル回転方向後端側に向かって後傾した複数のシンニング面がドリル回転方向に沿って連続して並設されており、複数の前記シンニング面のうち最もドリル回転方向前方側に位置する前記シンニング面の前記後傾する傾斜角度が、最もドリル回転方向前方側に位置する当該シンニング面よりもドリル回転方向後方側に位置する前記シンニング面の前記後傾する傾斜角度よりも大きく設定されている、ことを特徴とする。
【０００８】
ここで、ドリル回転方向後端側に向かって後傾したシンニング面の傾斜角度とは、ドリルの軸線と前記シンニング面とのなす鋭角側の角度を意味する。
【０００９】
本発明に係るドリルによれば、ドリル回転方向に沿って連続して並設された複数のシンニング面のうち最もドリル回転方向前方側に位置するシンニング面の傾斜角度が、最もドリル回転方向前方側に位置する当該シンニング面よりもドリル回転方向後方側に位置するシンニング面の傾斜角度よりも大きく設定されているので、刃部の先端部において、剛性の低下を抑えつつ切屑の排出性を高めることができる。
【００１０】
［２］  上記のドリルにおいて、各前記シンニング面は、前記刃部の先端面の略中央から外端部まで延在していてもよい。
【００１１】
このような構成によれば、各シンニング面が刃部の先端面の略中央から外端部まで延在しているので、刃部の先端部において、一層効率的に、剛性の低下を抑えつつ切屑の排出性を高めることができる。
【００１２】
［３］  上記のドリルにおいて、各前記シンニング面は、前記刃部の遠心方向に向かって後傾していてもよい。
【００１３】
このような構成によれば、各シンニング面が刃部の遠心方向に向かって後傾しているので、刃部の先端部において切屑の排出性をさらに高めることができる。
【００１４】
［４］  上記のドリルにおいて、前記刃部は、当該刃部の全長に亘って前記ドリルの軸線回りに螺旋状に設けられた切刃部を複数有していてもよい。
【００１５】
このような構成によれば、複数枚の切刃部を備えたツイストドリルの刃部の先端部において、剛性の低下を抑えつつ切屑の排出性を高めることができる。
【発明の効果】
【００１６】
本発明に係るドリルによれば、ドリル回転方向に沿って連続して並設された最もドリル回転方向前方側に位置するシンニング面の傾斜角度が、最もドリル回転方向前方側に位置する当該シンニング面よりもドリル回転方向後方側に位置するシンニング面の傾斜角度よりも大きく形成されているので、刃部の先端部において、剛性の低下を抑えつつ切屑の排出性を高めることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】本発明の一実施形態に係るドリルの先端側の側面図である。
【図２】前記ドリルの正面図である。
【図３】前記ドリルを構成する第１シンニング面の傾斜角度と第２シンニング面の傾斜角度を概念的に示した説明図である。
【図４】前記ドリルを製造するためのドリル製造装置の側面図である。
【図５】前記ドリル製造装置の平面図である。
【図６】図６Ａは図５のＶＩＡ−ＶＩＡ線に沿った断面図であり、図６Ｂは図６Ａに示したレストの変形例を説明するための図５のＶＩＢ−ＶＩＢ線に沿った断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１８】
以下、本発明に係るドリルについて好適な実施形態を例示し、添付の図面を参照しながら詳細に説明する。
【００１９】
本発明の一実施形態に係るドリル１０は、例えば、アルミ鋳造製のシリンダブロック等の被切削部材に所定の深穴を切削するのに用いられるものであって、長尺な３枚刃のツイストドリルとして構成されている。
【００２０】
図１及び図２に示すように、ドリル１０は、先端から後端側に向かって延在して被切削部材に対して切削加工を行う刃部１２と、刃部１２の後端に設けられた図示しないシャンク部とを備える。前記シャンク部は、ドリル１０を使用する際に、図示しない工作機械に設けられた回転駆動源のチャック等にて把持される部分である。
【００２１】
刃部１２は、超硬合金等の硬質材料によって構成されている。刃部１２には、その全長に亘ってドリル１０の軸線Ａｘの回りに螺旋状に設けられた３枚の切刃部１４、１６、１８と、これら切刃部１４、１６、１８の間に設けられた螺旋状の３つの切屑排出溝２０、２２、２４とが形成されている。
【００２２】
これら切刃部１４、１６、１８は、ドリル１０の軸線Ａｘに対して対称（回転対称）に配置されている。なお、本実施形態では、各切刃部１４、１６、１８のねじれ角は同一に設定されているが異なっていても構わない。
【００２３】
切刃部１４は、ドリル回転方向前方側（図２の矢印Ａ方向の前方側）に位置する切刃１４ａと、切刃１４ａのドリル回転方向後方に連なるランド１４ｂと、ランド１４ｂから切刃部１８の切刃１８ａへと連なる湾曲面１４ｃとを有する。これと同様に、切刃部１６は、切刃１６ａ、ランド１６ｂ及び湾曲面１６ｃを有し、切刃部１８は、切刃１８ａ、ランド１８ｂ及び湾曲面１８ｃを有する。
【００２４】
刃部１２の先端部は、ドリル１０の最先端となる頂点（刃部１２の先端面２６の中心点、チゼルポイント２８）を中心とした錐体状であり、所定の先端角αを有している（図１参照）。この先端角αを鈍角にすると、ドリル１０の回転方向での切削反力（ラジアル反力）を低減することができる。
【００２５】
図２から諒解されるように、切刃部１４の先端面には、切刃１４ａからドリル回転方向後方側に向けて、第１逃げ面３０ａ、第２逃げ面３０ｂ、第１シンニング面３０ｃ、第２シンニング面３０ｄがこの順番で連続して形成されている。
【００２６】
すなわち、第１シンニング面３０ｃと第２シンニング面３０ｄとは、ドリル回転方向に沿って並設されている。第１逃げ面３０ａ、第２逃げ面３０ｂ、第１シンニング面３０ｃ及び第２シンニング面３０ｄの各々は、遠心方向に向かって後傾している。なお、切刃部１４の先端面には、第２逃げ面３０ｂ、第１シンニング面３０ｃ及び第２シンニング面３０ｄに跨るようにしてオイルホール３２が開口している。
【００２７】
第１逃げ面３０ａは、チゼルポイント２８からランド１４ｂまで遠心方向に沿って延在している。第２逃げ面３０ｂは、チゼルポイント２８から遠心方向に幾らか離れた位置からランド１４ｂまで略三角形状に広がっている。第１シンニング面３０ｃと第２シンニング面３０ｄの各々は、チゼルポイント２８の近傍から遠心方向に沿ってランド１４ｂまで延在している。
【００２８】
また、第１シンニング面３０ｃと第２シンニング面３０ｄの各々は、ドリル回転方向後方側に向かって後傾している。図３に示すように、第１シンニング面３０ｃのドリル回転方向後方側に向かって後傾する傾斜角度θ１は、第２シンニング面３０ｄのドリル回転方向後方側に向かって後傾する傾斜角度θ２よりも大きく設定されている。
【００２９】
ここで、傾斜角度θ１とは、第１シンニング面３０ｃ（第１シンニング面３０ｃとランド１４ｂとの交線）とドリル１０の軸線Ａｘとのなす鋭角側の角度をいい、傾斜角度θ２とは、第２シンニング面３０ｄ（第２シンニング面３０ｄとランド１４ｂとの交線）とドリル１０の軸線Ａｘとのなす鋭角側の角度をいう。
【００３０】
切刃部１６の先端面と切刃部１８の先端面の各々は、切刃部１４の先端面と同様に構成されている。つまり、切刃部１６の先端面には、第１逃げ面３４ａ、第２逃げ面３４ｂ、第１シンニング面３４ｃ及び第２シンニング面３４ｄが形成されると共にオイルホール３６が開口し、切刃部１８の先端面には、第１逃げ面３８ａ、第２逃げ面３８ｂ、第１シンニング面３８ｃ及び第２シンニング面３８ｄが形成されると共にオイルホール４０が開口している。
【００３１】
このように構成される刃部１２の先端面２６には、３つの切刃１４ａ、１６ａ、１８ａと、３つの第１逃げ面３０ａ、３４ａ、３８ａの交点に形成されたチゼルポイント２８と、３つの第１逃げ面３０ａ、３４ａ、３８ａの交線に形成されたチゼルエッジ４２と、第１逃げ面３０ａと第２シンニング面３４ｄとの交線に形成されたシンニング刃４４と、第１逃げ面３４ａと第２シンニング面３８ｄに形成されたシンニング刃４６と、第１逃げ面３８ａと第２シンニング面３０ｄとの交線に形成されたシンニング刃４８とで１つの連続した切刃が形成されている。
【００３２】
切屑排出溝２０は、切刃１４ａ及び湾曲面１６ｃにより形成されて主に切刃１４ａで切削された切屑をドリル後方側に排出し、切屑排出溝２２は、切刃１６ａ及び湾曲面１８ｃにより形成されて主に切刃１６ａで切削された切屑をドリル後方側に排出し、切屑排出溝２４は、切刃１８ａ及び湾曲面１４ｃにより形成されて主に切刃１８ａで切削された切屑をドリル後方側に排出する。
【００３３】
次に、上述したような長尺なドリルの製造方法について説明する。本実施形態では、ワークＷとして、超硬材料等の硬質材料で構成された長尺な丸棒が用いられる。なお、図４〜図６Ｂでは、切屑排出溝２０、２２、２４の加工が施された状態のワークＷが示されている。
【００３４】
図４及び図５に示すように、ドリル製造装置５０は、基台５２と、基台５２に設けられてワークＷの後端部を把持するチャック５４を備えた後端側支持部５６と、基台５２に設けられてワークＷを受ける複数（本実施形態では２つ）のレスト（受座）５８、６０と、ワークＷの先端部を後端側に押圧しながら支持するセンター支持部６２と、ワークＷを機械加工（切削、研削等）するための加工工具（砥石）６４とを備えている。
【００３５】
本実施形態では、ワークＷの先端部に近い位置にレスト５８が配置されると共にワークＷの後端側にレスト６０が配置される。これにより、ワークＷの加工中における撓みやビビリを抑えることができる。
【００３６】
また、図６Ａに示すように、各レスト５８、６０には、ワークＷが配置されるＶ字状の配置溝６６が形成されている。なお、図６Ｂに示すように、各レスト５８、６０には、ワークＷが配置されるＵ字状の配置溝６８が形成されていても構わない。このように、各レスト５８、６０にＶ字状の配置溝６６又はＵ字状の配置溝６８を形成した場合、ワークＷの加工中に、当該ワークＷが左右方向に変位することを好適に抑えることができる。
【００３７】
以上のように構成されたドリル製造装置５０を用いてドリル１０を製造する場合、先ず、長尺なワークＷの後端部を後端側支持部５６にて支持し、ワークＷを各レスト５８、６０の配置溝６６に配置する。
【００３８】
そして、センター支持部６２にてワークＷの先端部を後端側に押圧しながら支持する支持工程と、前記ワークＷの少なくとも先端部に加工工具６４にて加工（溝加工等）を施す加工工程とを行う。これにより、上述したドリル１０を精度よく製造することができる。
【００３９】
ところで、ワークＷの先端部を機械加工する場合、レスト５８と加工工具６４との干渉を避けるため、該加工工具６４の加工点の直下にはレスト５８が配置されない。そのため、ワークＷの先端部よりもやや後端側の部分をレスト５８で受けている。ここで、仮に、センター支持部６２を設けることなく長尺なワークＷの先端部を加工すると、ワークＷのうちレスト５８、６０で支持された部分を支点としてワークＷの先端部及びワークＷの後端側における各レスト５８、６０で支持されていない部分が振動し、精度よく機械加工を行うことができないおそれがある。
【００４０】
しかしながら、本実施形態では、センター支持部６２によってワークＷの先端部を後端側に押圧しながら支持しているので、ワークＷの先端部及びワークＷの後端側における各レスト５８、６０で支持されていない部分の振動が低減されるので、機械加工を精度よく行うことができる。
【００４１】
本実施形態によれば、最もドリル回転方向前方側に位置する第１シンニング面３０ｃの傾斜角度θ１が当該第１シンニング面３０ｃよりもドリル回転方向後方側に位置する第２シンニング面３０ｄの傾斜角度θ２よりも大きく設定されている。また、これと同様に、第１シンニング面３４ｃの傾斜角度θ１が第２シンニング面３４ｄの傾斜角度θ２よりも大きく設定されると共に、第１シンニング面３８ｃの傾斜角度θ１が第２シンニング面３８ｄの傾斜角度θ２よりも大きく設定されている。これにより、刃部１２の先端部において、剛性の低下を抑えつつ切屑の排出性を高めることができる。
【００４２】
また、各第１シンニング面３０ｃ、３４ｃ、３８ｃ及び各第２シンニング面３０ｄ、３４ｄ、３８ｄが刃部１２の先端面２６の略中央から外端部まで延在しているので、刃部１２の先端部において、一層効率的に、剛性の低下を抑えつつ切屑の排出性を高めることができる。
【００４３】
本実施形態では、各第１シンニング面３０ｃ、３４ｃ、３８ｃ及び各第２シンニング面３０ｄ、３４ｄ、３８ｄが刃部１２の遠心方向に向かって後傾しているので、刃部１２の先端部において切屑の排出性をさらに高めることができる。
【００４４】
上記において、本発明について好適な実施形態を挙げて説明したが、本発明は前記実施形態に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、種々の改変が可能なことは言うまでもない。
【００４５】
例えば、本発明に係るドリルにおいて、ドリル回転方向に沿って３つ以上のシンニング面が刃部の先端面に連続して並設されていても構わない。この場合、最もドリル回転方向前方側に位置するシンニング面のドリル回転方向後方側に向けて後傾する傾斜角度（第１傾斜角度）が複数の前記シンニング面の前記後傾する傾斜角度の中で最大となるように設定される。
【００４６】
すなわち、最もドリル回転方向前方側に位置するシンニング面のドリル回転方向後方側に隣接する２番目のシンニング面の前記後傾する傾斜角度（第２傾斜角度）と、前記２番目のシンニング面のドリル回転方向後方側に隣接する３番目のシンニング面の前記後傾する傾斜角度（第３傾斜角度）は、前記第１傾斜角度よりも小さければ、その大小関係は任意に設定可能である。例えば、第２傾斜角度を第３傾斜角度よりも小さく設定してもよいし、その逆であってもよい。このような場合であっても、上述した実施形態と同様の効果を奏することができる。
【００４７】
また、本発明に係るドリルは、１枚、２枚又は４枚以上の切刃を有していても構わない。
【符号の説明】
【００４８】
１０…ドリル                          １２…刃部
１４、１６、１８…切刃部              １４ａ、１６ａ、１８ａ…切刃
３０ａ、３４ａ、３８ａ…第１逃げ面    ３０ｂ、３４ｂ、３８ｂ…第２逃げ面
３０ｃ、３４ｃ、３８ｃ…第１シンニング面
３０ｄ、３４ｄ、３８ｄ…第２シンニング面
Ａｘ…軸線                            θ１、θ２…傾斜角度
【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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