(57)【要約】  切れ刃（１２）がそれぞれ外周側の凸曲線状切れ刃部（１２ａ）と内周側の凹曲線状切れ刃部（１２ｂ）とを有し、軸直角断面において、凸曲線状切れ刃部（１２ａ）に対応する第１凸曲線（ＣＬ１）と凹曲線状切れ刃部（１２ｂ）に対応する第１凹曲線（ＣＬ２）とが交点（Ａ）で相互に交差しているため、第１凸曲線（ＣＬ１）の範囲を小さくして第１凹曲線（ＣＬ２）を外周側へ拡大して設けることができるとともに、その第１凹曲線（ＣＬ２）の凹み量（ＬＦ）を大きくできる。これにより、生成された切り屑は、切り屑排出溝（１８）の第１凹曲線（ＣＬ２）部分で適切にカールさせられるとともに折断され易くなり、針状突起が無い比較的短いカール形状とされるため、スムーズに排出されるようになって切り屑の排出性能が向上し、切り屑排出溝（１８）の溝幅や断面積が比較的小さい３枚刃ドリル（１０）においても、切り屑詰まりが抑制されて工具寿命が一層向上する。
2013179417.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
先端部に開口するように軸方向に設けられた３本の切り屑排出溝と、
該切り屑排出溝のうち穴明け加工時のドリル回転方向に向かう内壁面と前記先端部に形成された先端逃げ面との交差部分に形成された３枚の切れ刃と、
を備え、前記切れ刃は、内周側に形成された凹曲線状の凹曲線状切れ刃部と外周側に形成された凸曲線状の凸曲線状切れ刃部とを有する３枚刃ドリルにおいて、
軸心Ｏに対して直交する軸直角断面において、前記凸曲線状切れ刃部に対応する第１凸曲線と前記凹曲線状切れ刃部に対応する第１凹曲線とが交点Ａで相互に交差している
ことを特徴とする３枚刃ドリル。
【請求項２】
前記軸直角断面において、ドリル外周部と前記第１凸曲線とが交差する外周点Ｂと前記軸心Ｏとを結ぶ基準線Ｋに対して、前記第１凹曲線の凹み量ＬＦは、ドリル刃径Ｄに対して０．０１Ｄ〜０．０５Ｄの範囲内である
ことを特徴とする請求項１に記載の３枚刃ドリル。
【請求項３】
前記軸直角断面において、前記交点Ａを通り且つ前記基準線Ｋに対して直交する直線と該基準線Ｋとの交点Ｅと、前記外周点Ｂとの間の距離であるすくい面取り幅ＬＷは、ドリル刃径Ｄに対して０．００５Ｄ〜０．０６Ｄの範囲内である
ことを特徴とする請求項２に記載の３枚刃ドリル。
【請求項４】
前記軸直角断面において、前記外周点Ｂにおける前記基準線Ｋと前記第１凸曲線との角度であるすくい角θが負である
ことを特徴とする請求項２または３に記載の３枚刃ドリル。
【請求項５】
ドリル刃径Ｄに対して０．１５Ｄ〜０．５０Ｄの範囲内の芯厚ＣＤを有する
ことを特徴とする請求項１〜４の何れか１項に記載の３枚刃ドリル。
【請求項６】
前記軸直角断面において、前記切り屑排出溝のうち穴明け加工時のドリル回転方向と反対向きの内壁面は、内周側に形成された第２凹曲線と、該第２凹曲線に連続して外周側に形成された第２凸曲線とから構成されており、該第２凸曲線はヒールに達している
ことを特徴とする請求項１〜５の何れか１項に記載の３枚刃ドリル。
【請求項７】
前記軸直角断面において、前記第１凸曲線の曲率半径をＲ１、前記第１凹曲線の曲率半径をＲ２、前記第２凹曲線の曲率半径をＲ３、前記第２凸曲線の曲率半径をＲ４としたとき、それ等の曲率半径Ｒ１〜Ｒ４は、ドリル刃径Ｄに対してそれぞれ次式(1) 〜(4) で示す範囲内である
Ｒ１：０．０２Ｄ〜０．４Ｄ      ・・・(1) 
Ｒ２：０．１０Ｄ〜０．４５Ｄ    ・・・(2) 
Ｒ３：０．１０Ｄ〜０．４５Ｄ    ・・・(3) 
Ｒ４：０．３Ｄ〜１．２Ｄ        ・・・(4) 
ことを特徴とする請求項６に記載の３枚刃ドリル。
【請求項８】
前記第１凹曲線の曲率半径Ｒ２と前記第２凹曲線の曲率半径Ｒ３との関係は、次式(5) を満足する
０．５≦Ｒ３／Ｒ２≦１．１      ・・・(5) 
ことを特徴とする請求項７に記載の３枚刃ドリル。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は３枚刃ドリルに係り、特に、切り屑をカールさせつつ短い形状に分断されるようにして切り屑詰まりを抑制し、工具寿命を一層向上させる技術に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
軸方向の先端に切れ刃が設けられるとともに軸方向に切り屑排出溝が設けられ、軸心まわりに回転させられることにより、先端の切れ刃で切削加工を行うとともに切り屑排出溝を通して切り屑を排出するドリルが、穴明け工具として多用されている。そして、このようなドリルの一種に、切り屑排出溝が３本設けられるとともに、先端に切れ刃が３枚設けられた３枚刃ドリルが提案されている。特許文献１に記載のドリルはその一例で、切れ刃の外周端側に、ドリル回転方向に凸となる凸曲線状を成す凸曲線状切れ刃部が設けられるとともに、この凸曲線状切れ刃部の内周側に、ドリル回転方向と反対方向へ凹んだ凹曲線状を成す凹曲線状切れ刃部が設けられ、それら凸曲線状切れ刃部と凹曲線状切れ刃部とが滑らかに接続されている。このようなドリルにおいては、切れ刃とドリル本体の外周のマージン部との交差角が鈍角とされて強度が高められ、欠けやチッピングの発生が抑制されるとともに、切れ刃により切削された切り屑は切れ刃の内外周で分断されることがなく、凸曲線状切れ刃部によって内周側へ巻き込むようにカールさせられるので、切り屑が円滑に排出されて工具の耐久性が高められる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】ＷＯ２０１０／０３８２７９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、このような従来の３枚刃ドリルでは、切れ刃によって生成された切り屑がカールされてはいるが、ストレート型切れ刃で発生する切り屑のような針状突起を有して全長が長い切り屑の割合が多いことから、切り屑の排出性が未だ十分ではなく、切削を重ねる過程でドリルに欠けやチッピングが発生し、ドリルの耐久性が必ずしも十分とは言えないという問題があった。特に、３枚刃ドリルの場合、切り屑排出溝の溝幅や断面積が２枚刃のドリルに比べて小さくなるため、切り屑詰まりが生じ易く、上記課題が顕著になる。【０００５】
本発明は以上の事情を背景として為されたもので、その目的とするところは、３枚刃ドリルにおいて、切り屑がカールされるとともに短い形状に分断されるようにして切り屑詰まりを抑制し、工具寿命を一層向上させることにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
かかる目的を達成するために、第１発明は、(a) 先端部に開口するように軸方向に設けられた３本の切り屑排出溝と、(b) その切り屑排出溝のうち穴明け加工時のドリル回転方向に向かう内壁面と前記先端部に形成された先端逃げ面との交差部分に形成された３枚の切れ刃と、を備え、(c) 前記切れ刃は、内周側に形成された凹曲線状の凹曲線状切れ刃部と外周側に形成された凸曲線状の凸曲線状切れ刃部とを有する３枚刃ドリルにおいて、(d) 軸心Ｏに対して直交する軸直角断面において、前記凸曲線状切れ刃部に対応する第１凸曲線と前記凹曲線状切れ刃部に対応する第１凹曲線とが交点Ａで相互に交差していることを特徴とする。【０００７】
第２発明は、第１発明の３枚刃ドリルにおいて、前記軸直角断面において、ドリル外周部と前記第１凸曲線とが交差する外周点Ｂと前記軸心Ｏとを結ぶ基準線Ｋに対して、前記第１凹曲線の凹み量ＬＦは、ドリル刃径Ｄに対して０．０１Ｄ〜０．０５Ｄの範囲内であることを特徴とする。なお、凹み量ＬＦは、第１凹曲線が基準線Ｋから最も離れた部分の離間距離である。また、「〜」は、その下限値および上限値を共に含む数値範囲を意味する。【０００８】
第３発明は、第２発明の３枚刃ドリルにおいて、前記軸直角断面において、前記交点Ａを通り且つ前記基準線Ｋに対して直交する直線とその基準線Ｋとの交点Ｅと、前記外周点Ｂとの間の距離であるすくい面取り幅ＬＷは、ドリル刃径Ｄに対して０．００５Ｄ〜０．０６Ｄの範囲内であることを特徴とする。【０００９】
第４発明は、第２発明または第３発明の３枚刃ドリルにおいて、前記軸直角断面において、前記外周点Ｂにおける前記基準線Ｋと前記第１凸曲線との角度であるすくい角θが負であることを特徴とする。【００１０】
第５発明は、第１発明〜第４発明の何れかの３枚刃ドリルにおいて、ドリル刃径Ｄに対して０．１５Ｄ〜０．５０Ｄの範囲内の芯厚ＣＤを有することを特徴とする。【００１１】
第６発明は、第１発明〜第５発明の何れかの３枚刃ドリルにおいて、前記軸直角断面において、前記切り屑排出溝のうち穴明け加工時のドリル回転方向と反対向きの内壁面は、内周側に形成された第２凹曲線と、その第２凹曲線に連続して外周側に形成された第２凸曲線とから構成されており、その第２凸曲線はヒールに達していることを特徴とする。【００１２】
第７発明は、第６発明の３枚刃ドリルにおいて、前記軸直角断面において、前記第１凸曲線の曲率半径をＲ１、前記第１凹曲線の曲率半径をＲ２、前記第２凹曲線の曲率半径をＲ３、前記第２凸曲線の曲率半径をＲ４としたとき、それ等の曲率半径Ｒ１〜Ｒ４は、ドリル刃径Ｄに対してそれぞれ次式(1) 〜(4) で示す範囲内であることを特徴とする。
Ｒ１：０．０２Ｄ〜０．４Ｄ      ・・・(1) 
Ｒ２：０．１０Ｄ〜０．４５Ｄ    ・・・(2) 
Ｒ３：０．１０Ｄ〜０．４５Ｄ    ・・・(3) 
Ｒ４：０．３Ｄ〜１．２Ｄ        ・・・(4) 【００１３】
第８発明は、第７発明の３枚刃ドリルにおいて、前記第１凹曲線の曲率半径Ｒ２と前記第２凹曲線の曲率半径Ｒ３との関係は、次式(5) を満足することを特徴とする。
０．５≦Ｒ３／Ｒ２≦１．１      ・・・(5) 
【発明の効果】
【００１４】
このような３枚刃ドリルにおいては、先端の３枚の切れ刃がそれぞれ内周側の凹曲線状切れ刃部と外周側の凸曲線状切れ刃部とを有するとともに、ドリルの軸心Ｏに対して直交する軸直角断面において、上記凸曲線状切れ刃部に対応する第１凸曲線と上記凹曲線状切れ刃部に対応する第１凹曲線とが交点Ａで相互に交差しているため、第１凸曲線すなわち凸曲線状切れ刃部の範囲を小さくして第１凹曲線すなわち凹曲線状切れ刃部を外周側へ拡大して設けることができるとともに、その第１凹曲線の凹み量を大きくできる。これにより、切れ刃によって生成された切り屑は、切り屑排出溝の第１凹曲線部分で適切にカールさせられるとともに折断され易くなり、針状突起が無い比較的短いカール形状とされるため、スムーズに排出されるようになって切り屑の排出性能が向上し、切り屑排出溝の溝幅や断面積が比較的小さい３枚刃ドリルにおいても、切り屑詰まりが抑制されて工具寿命が一層向上する。【００１５】
第２発明では、第１凸曲線の外周点Ｂと軸心Ｏとを結ぶ基準線Ｋに対する第１凹曲線の凹み量ＬＦが０．０１Ｄ〜０．０５Ｄの範囲内であるため、切り屑が適切にカールさせられるとともに折断されて全長が比較的短いカール形状となり、一層スムーズに排出されるようになって切り屑詰まりが抑制され、耐久性能が高められるとともに穴明け加工中のスラスト荷重が軽減される。第１凹曲線の凹み量ＬＦが０．０１Ｄ未満になると、逃げ面摩耗幅が大きくなって耐久性能が損なわれる一方、０．０５Ｄを超えると切れ刃の外周コーナー部が欠損し易くなる。【００１６】
第３発明では、軸直角断面におけるすくい面取り幅ＬＷが０．００５Ｄ〜０．０６Ｄの範囲内であるため、切り屑が第１凹曲線部分で適切にカールさせられるとともに折断されて全長が比較的短いカール形状となり、一層スムーズに排出されるようになって切り屑詰まりが抑制され、耐久性能が高められるとともに穴明け加工中のスラスト荷重が軽減される。すくい面取り幅ＬＷが０．００５Ｄ未満になると、切れ刃の外周コーナー部分が欠損し易くなる一方、０．０６Ｄを超えると逃げ面摩耗幅が大きくなるなどして耐久性能が損なわれる。【００１７】
第４発明では、外周点Ｂにおけるすくい角θが負であるため、その外周点Ｂに対応する切れ刃の外周コーナー部分の強度が高められて欠損が抑制され、ドリルの耐久性能が高められる。【００１８】
第５発明では、芯厚ＣＤが０．１５Ｄ〜０．５０Ｄの範囲内であるため、切り屑排出性能とドリルの抗折強度とが適切に確保され、ドリルの耐久性能が一層高められる。芯厚ＣＤが０．１５Ｄ未満になると、抗折強度が低下してドリルが折損し易くなる一方、０．５０Ｄを超えると切り屑排出性能が損なわれて切り屑詰まりによるドリルの折損が生じ易くなる。【００１９】
第６発明では、軸直角断面においてドリル回転方向と反対向きの内壁面が内周側の第２凹曲線と外周側の第２凸曲線とから構成されているため、切り屑が切り屑排出溝内をスムーズに排出されるようになって切り屑詰まりが抑制され、耐久性能が高められるとともに穴明け加工中のスラスト荷重が軽減される。また、第２凸曲線はヒールに達しているため、リーディングエッジ側の前記第１凸曲線と合わせて、切り屑排出溝のＣ字状乃至Ｕ字状の断面の開口端縁、すなわちヒールおよびリーディングエッジを構成する角部が、それ等の第１凸曲線および第２凸曲線によってそれぞれ補強され、その角部の欠損が防止されてドリルの耐久性が高められる。【００２０】
第７発明では、第１凸曲線の曲率半径をＲ１、第１凹曲線の曲率半径をＲ２、第２凹曲線の曲率半径をＲ３、第２凸曲線の曲率半径をＲ４としたとき、曲率半径Ｒ１は０．０２Ｄ〜０．４Ｄの範囲内、曲率半径Ｒ２は０．１０Ｄ〜０．４５Ｄの範囲内、曲率半径Ｒ３は０．１０Ｄ〜０．４５Ｄの範囲内、曲率半径Ｒ４は０．３Ｄ〜１．２Ｄの範囲内であるため、切り屑が適切にカールさせられるとともに折断されて全長が比較的短いカール形状となり、且つ切り屑排出溝内をスムーズに排出されるようになって切り屑詰まりが抑制され、耐久性能が高められるとともに穴明け加工中のスラスト荷重が軽減される。【００２１】
第８発明では、上記曲率半径Ｒ３のＲ２に対する比Ｒ３／Ｒ２が０．５〜１．１の範囲内であるため、ドリルの剛性が確保される範囲で切り屑排出溝の断面積を大きくして切り屑排出性能を高くすることができる。Ｒ３／Ｒ２が０．５未満では、切り屑排出溝の断面積が小さくなり過ぎて切り屑詰まりが発生し易くなる一方、１．１を超えるとドリルの剛性が低下して折損し易くなる。
【図面の簡単な説明】
【００２２】
【図１】本発明の一実施例である３枚刃ドリルを軸心Ｏと直角方向から見た概略正面図である。
【図２】図１の３枚刃ドリルの先端部分の拡大図である。
【図３】図１の３枚刃ドリルを先端側から見て拡大して示す先端面図である。
【図４】図１の３枚刃ドリルの軸心Ｏに対して直交する軸直角断面を示す図で、図１におけるIV−IV視断面の拡大図である。
【図５】図４の軸直角断面においてリーディングエッジ側の第１凸曲線と第１凹曲線との接続形状を詳細に説明する拡大図である。
【図６】図１の実施例の３枚刃ドリルが穴明け加工に用いられる被削材の材質を例示した図である。
【図７】切削試験１で用いた本発明品および比較品の溝断面形状の各部の曲率半径を比較して示した図である。
【図８】切削試験１で用いた比較品（ストレート刃型ドリル）の先端面形状を示す図である。
【図９】切削試験１で用いた比較品の断面形状を示す軸直角断面図である。
【図１０】切削試験１の試験結果を説明する図である。
【図１１】切削試験１において、本発明品による穴明け加工で発生した切り屑形状を示す写真である。
【図１２】切削試験１において、比較品による穴明け加工で発生した切り屑形状を示す写真である。
【図１３】切削試験２で用いた本発明品および比較品の溝断面形状の各部の寸法を比較して示した図である。
【図１４】切削試験２で用いた本発明品の溝断面形状を説明する軸直角断面図である。
【図１５】切削試験２で用いた比較品の溝断面形状を説明する軸直角断面図である。
【図１６】切削試験２の試験結果を説明する図である。
【図１７】切削試験２において、本発明品による穴明け加工で発生した切り屑形状を示す写真である。
【図１８】切削試験２において、比較品による穴明け加工で発生した切り屑形状を示す写真である。
【図１９】切削試験３で用いた１２種類の試験品No.1〜No.12 の溝断面形状の各部の寸法を比較して示した図である。
【図２０】切削試験３の試験結果を説明する図である。
【図２１】切削試験３の試験結果におけるコーナー部の欠損を具体的に説明する図である。
【図２２】切削試験３の試験結果における摩耗を具体的に説明する図である。
【図２３】切削試験３の試験結果におけるドリル折損を具体的に説明する図である。
【発明を実施するための形態】
【００２３】
３本の切り屑排出溝は、軸心Ｏまわりに等角度間隔（１２０°間隔）で設けられるとともに、軸心Ｏまわりに所定のねじれ角でねじれたねじれ溝が適当である。この切り屑排出溝のねじれ角は、例えば１０°〜５０°程度の範囲内が望ましい。切れ刃は、外周側の凸曲線状切れ刃部と内周側の凹曲線状切れ刃部とを有するが、その凹曲線状切れ刃部よりも更に内周側すなわち芯厚部分には、Ｒ型シンニング等のシンニングによって軸心側切れ刃部が設けられる。
【００２４】
本発明の３枚刃ドリルは、例えば超硬合金や高速度工具鋼等の硬質工具材料にて構成され、切り屑排出溝が設けられた溝部には、その溝の内壁面およびドリル外周面を含めてＴｉＮ、ＴｉＣＮ、ＴｉＡｌＮ、ＤＬＣ（Diamond-Like Carbon;ダイヤモンド状カーボン) 等の硬質被膜をコーティングすることが望ましい。また、先端の逃げ面に開口するオイルホール（油穴）を切り屑排出溝と略平行にドリルを縦通して螺旋状に設け、必要に応じて切削油剤やエアなどを切削部位へ供給できるようにすることが望ましい。
【００２５】
第１凸曲線および第１凹曲線は交点Ａで相互に交差しているが、これは外接円で接するように交点Ａで両者の接線が一致するのではなく、両者の接線が所定角度で交差していることを意味する。したがって、交点Ａでは、両者の境界部分に突条が形成されることになるが、必要に応じてその突条に丸みを設けることができる。
【００２６】
第４発明では、外周点Ｂにおけるすくい角θが負とされるが、マイナス側に大きくなり過ぎると切削抵抗やスラスト抵抗が大きくなるとともに切れ味が悪くなるため、例えば０°＞θ≧−３０°程度の範囲内が適当である。他の発明の実施に際しては、すくい角θが０°や正であっても良い。なお、外周点Ｂは、切り屑排出溝とマージンとが交差するリーディングエッジである。
【００２７】
第７発明では、第１凸曲線、第１凹曲線、第２凹曲線、および第２凸曲線が何れも所定の曲率半径Ｒ１、Ｒ２、Ｒ３、Ｒ４で形成されており、例えば各凹曲線および凸曲線がそれぞれ一定の半径の円弧とされるが、それ等の曲率半径Ｒ１、Ｒ２、Ｒ３、Ｒ４の範囲内で曲率が連続的に変化していても良い。例えば、切り屑排出溝の横断面（溝の長手方向に直角な断面）において、各凹曲線および凸曲線がそれぞれ一定の半径の円弧で、軸直角断面ではねじれ角に応じて円弧が変形している場合でも良い。上記第１凹曲線、第２凹曲線、第２凸曲線は、互いに滑らかに接続（接線接続）することが望ましい。
【実施例】
【００２８】
以下、本発明の実施例を、図面を参照しつつ詳細に説明する。
図１は、本発明の一実施例である３枚刃ドリル１０（以下、単にドリル１０という）を示す概略図であって、軸心Ｏに対して直角な方向から見た正面図である。図２は、そのドリル１０の切れ刃１２が設けられた先端部を拡大して示す拡大図である。図３は、ドリル１０を先端側から見て拡大して示す先端面図である。図４は、軸心Ｏに対して直交する軸直角断面を示す図で、図１におけるIV−IV視断面の拡大図である。【００２９】
ドリル１０は、３枚刃のツイストドリルであり、シャンク部１４および溝部１６を軸方向に同心に一体に備えている。溝部１６には、所定のねじれ角（例えば３０°程度）で軸心Ｏの右まわりに捩れた３本の切り屑排出溝１８が形成されているとともに、その切り屑排出溝１８に沿ってマージン２０が設けられている。切り屑排出溝１８はドリル１０のテーパ状先端部にＣ字状に開口しており、切り屑排出溝１８の開口縁のうちのドリル１０の回転方向（図３の左まわり方向）に向かう側には、それぞれ切れ刃１２が設けられている。ドリル１０は超硬合金製であって、切れ刃１２等が設けられた先端部、および切り屑排出溝１８が設けられた溝部１６の表面には、切り屑排出溝１８の溝内壁面を含めてＴｉＡｌＮ合金の硬質被膜がコーティングされている。【００３０】
マージン２０は、切り屑排出溝１８によって分断されたランド２４のドリル回転方向の前側の端縁であるリーディングエッジ２６に沿って設けられている。ドリル１０の外周面は、マージン２０の外周面と、マージン２０に続いて一定の径寸法で設けられた二番取り面２８とにより構成されている。マージン２０の外径は、ドリル１０の先端部ではドリル刃径（切れ刃１２の外径）Ｄと略同じ寸法であるが、所定のバックテーパによりドリル１０の先端部からシャンク部１４側へ向かうに従って徐々に小径とされている。【００３１】
切れ刃１２は、上記切り屑排出溝１８の先端開口部の外周側部分に形成された凸曲線状切れ刃部１２ａと、内周側部分に形成された凹曲線状切れ刃部１２ｂとを備えている。ドリル１０のテーパ状先端面において、３枚の切れ刃１２の回転方向の後方には、第１逃げ面３２および第２逃げ面３４が設けられている。その第２逃げ面３４には、切り屑排出溝１８と略平行にドリル１０を縦通して螺旋状に設けられたオイルホール２２が開口させられており、必要に応じて切削油剤やエアなどを切削部位へ供給できるようになっている。また、切れ刃１２の軸心側部分すなわち芯厚部分には、Ｒ型シンニングが施され、図３の底面視において滑らかに湾曲するＲ形状の軸心側切れ刃部１２ｃが、凹曲線状切れ刃部１２ｂと滑らかに接続するように設けられている。【００３２】
切り屑排出溝１８は、複数種類の溝加工用砥石を用いて研削加工されたもので、溝断面形状が非対称とされている。図４に示す軸心Ｏと直角な軸直角断面において、切り屑排出溝１８の内壁面はＣ字状を成しており、ドリル回転方向に向かう側（リーディングエッジ２６側）の内壁面は、凸曲線状切れ刃部１２ａに対応して一定の曲率半径Ｒ１を有する第１凸曲線ＣＬ１と、凹曲線状切れ刃部１２ｂに対応して一定の曲率半径Ｒ２を有する第１凹曲線ＣＬ２とが互いに交差するように形成されている。図５は、この第１凸曲線ＣＬ１と第１凹曲線ＣＬ２との接続形状を詳細に説明する拡大図で、曲率半径Ｒ１、Ｒ２の両者の円弧が交点Ａで所定の交差角で交差している。また、図４に示すように、切り屑排出溝１８の内壁面のうちのドリル回転方向と反対向き（ヒール３８側）の内壁面は、一定の曲率半径Ｒ３を有して第１凹曲線ＣＬ２に滑らかに接続された第２凹曲線ＣＬ３と、一定の曲率半径Ｒ４を有して第２凹曲線ＣＬ３に滑らかに接続された第２凸曲線ＣＬ４とから構成されている。本実施例では、凸曲線状切れ刃部１２ａに対応する第１凸曲線ＣＬ１が回転方向に向かって突き出す曲率半径Ｒ１を有する凸面であるので、単に平坦な面取りを設ける場合に比較して、切れ刃１２の外周コーナー部分（リーディングエッジ２６との接続部分）の欠損に対する強度が一層高められる。【００３３】
図５に示すように、第１凸曲線ＣＬ１と第１凹曲線ＣＬ２とが相互に交差させられているため、その交点Ａで示す両者の境界部分には、図２に１点鎖線で示すように僅かな突条の稜線３０が形成される。切れ刃１２によって生成された切り屑は、第１凹曲線ＣＬ２によって構成される円弧状の内壁面に沿ってカールさせられるので、全長の短いカール形状の切り屑を得るために、上記交点Ａは、なるべく外周側に位置することが望まれる。本実施例のドリル１０では、上記のように外周側の凸曲線状切れ刃部１２ａに対応する第１凸曲線ＣＬ１と、内周側の凹曲線状切れ刃部１２ｂに対応する第１凹曲線ＣＬ２とが相互に交差させられているので、第１凸曲線ＣＬ１および第１凹曲線ＣＬ２の接線が交点Ａで一致するように、言い換えればそれ等の円弧が外接円として交点Ａで接するように滑らかに接続される場合（図１５参照）に比較して、第１凸曲線ＣＬ１と第１凹曲線ＣＬ２との接続点である交点Ａを、好適に外周側に設定することができる。【００３４】
また、図４の軸直角断面において、本実施例のドリル１０は、ドリル１０の外周面と第１凸曲線ＣＬ１とが交差する外周点Ｂと、ドリル中心点である軸心Ｏとを結ぶ基準線Ｋに対する第１凹曲線ＣＬ２の凹み量ＬＦは、０．０１Ｄ〜０．０５Ｄ（但し、Ｄはドリル刃径）の範囲内に設定されている。凹み量ＬＦがその範囲内とされている第１凹曲線ＣＬ２に対応する凹曲線状切れ刃部１２ｂ、およびその第１凹曲線ＣＬ２によって構成される内壁面により生成される切り屑は、全長が比較的短い好適なカール形状とされ、切り屑排出溝１８を通って良好に排出されて切り屑詰まりが抑制されるため、ドリル１０の耐久性能が高められ且つ切削中のスラスト荷重が軽減される。【００３５】
また、図４の軸直角断面において、本実施例のドリル１０は、第１凸曲線ＣＬ１と第１凹曲線ＣＬ２との交点Ａを通る基準線Ｋに直交する直線と基準線Ｋとの交点Ｅと、外周点Ｂとの間の径方向距離であるすくい面取り幅ＬＷは、０．００５Ｄ〜０．０６Ｄ( 但し、Ｄはドリル刃径）の範囲内に設定されている。これにより、第１凸曲線ＣＬ１の径方向寸法が好適に小さくされ、切り屑形状が全長が比較的短いカール形状となり、針状突起が小さくされる。【００３６】
また、図４の軸直角断面において、本実施例のドリル１０は、外周点Ｂにおける基準線Ｋと第１凸曲線ＣＬ１との角度であるすくい角θ（図５参照）が負に設定されており、外周点Ｂ付近に対応する切れ刃１２の外周コーナー部分の強度が高められる。本実施例では、０°＞θ≧−３０°の範囲内で、例えば−２０°程度である。また、本実施例のドリル１０は、０．１５Ｄ〜０．５０Ｄ( 但し、Ｄはドリル刃径）の芯厚ＣＤに設定されており、抗折強度を確保しつつ、切り屑排出溝１８の断面積が可及的に大きくされている。なお、芯厚ＣＤはドリル先端部でのウェブ厚さ（溝底径）で、ウェブ厚さは軸方向において一定であっても良いが、シャンク部１４側へ向かうに従って大径或いは小径となるテーパを設けることもできる。【００３７】
また、図４の軸直角断面において、本実施例のドリル１０は、切り屑排出溝１８の回転方向と反対向きの内壁面は、内周側に形成された第２凹曲線ＣＬ３と、その第２凹曲線ＣＬ３に滑らかに接続されるように外周側に連続して形成された第２凸曲線ＣＬ４とから構成されており、その第２凸曲線ＣＬ４は、ランド２４のヒール３８に達するように設けられている。この第２凸曲線ＣＬ４によりランド２４のヒール３８部分が補強される。【００３８】
また、図４の軸直角断面において、本実施例のドリル１０は、第１凸曲線ＣＬ１の曲率半径Ｒ１、第１凹曲線ＣＬ２の曲率半径Ｒ２、第２凹曲線ＣＬ３の曲率半径Ｒ３、第２凸曲線ＣＬ４の曲率半径Ｒ４が、Ｒ１：０．０２Ｄ〜０．４Ｄ、Ｒ２：０．１０Ｄ〜０．４５Ｄ、Ｒ３：０．１０Ｄ〜０．４５Ｄ、Ｒ４：０．３Ｄ〜１．２Ｄの範囲内で定められ、それぞれ一定の半径の円弧とされている。また、第１凹曲線ＣＬ２の曲率半径Ｒ２と第２凹曲線ＣＬ３の曲率半径Ｒ３との関係は、０．５≦Ｒ３／Ｒ２≦１．１の範囲内とされている。【００３９】
図６は、本実施例のドリル１０を用いて穴明け加工が可能な被削材の材質を例示した図で、「◎」印はドリル１０による穴明け加工に最も適した材料である。また、「○」印はドリル１０による穴明け加工に適した材料である。適用条件は、切削速度：３０〜２００（ｍ／ｍｉｎ）、１回転当りの送り量：０．０１Ｄ〜０．２Ｄ（ｍｍ／ｒｅｖ）である。【００４０】
《切削試験１》
次に、本発明者等が行なった切削試験１を説明する。この切削試験１は、図７に示すように本発明品である上記ドリル１０に対応するフック刃型ドリルと、切れ刃が直線とされたストレート刃型ドリル（比較品）とを用いて、以下に示す切削試験条件で穴明け加工を行った。ストレート刃型ドリルは、図８に示すように先端面図において切り屑排出溝の開口部分における切れ刃５０が略直線状を成すものである。
＜フック刃型ドリル＞
工具材質：超硬合金、全長：１０６ｍｍ、溝長：５０ｍｍ、ドリル刃径：１０ｍｍ、先端角：１４０°、切り屑排出溝の形状：Ｒ１＝０．１３Ｄ、Ｒ２＝０．２８Ｄ、Ｒ３＝０．２３Ｄ、Ｒ４＝０．６２Ｄ、凹み量ＬＦ：０．０２３Ｄ、すくい面取り幅ＬＷ：０．０３Ｄ
＜ストレート刃型ドリル＞
工具材質：超硬合金、全長：１０６ｍｍ、溝長：５０ｍｍ、ドリル刃径：１０ｍｍ、先端角：１４０°、切り屑排出溝の形状：Ｒ２＝１．４５Ｄ、Ｒ３＝０．３９Ｄ、Ｒ４＝０．４６Ｄ、ドリル形状：図８の先端面図および図９の断面図で示されるもの。
＜加工条件＞
被削材：Ｓ２５Ｃ（ＪＩＳの規定による機械構造用炭素鋼）、加工深さ：３０ｍｍ（止まり穴) 、切削速度：６３ｍ／ｍｉｎ、送り量：０．４ｍｍ／ｒｅｖ、ステップ：無し、切削油：水溶性クーラント（外部給油) 、クーラント圧：３ＭＰａ【００４１】
図１０は、上記切削試験１の試験結果、すなわち各ドリルを用いて穴明け加工を行うことができた加工穴数を示した図である。この結果から、比較品のストレート刃型ドリルを用いた穴明け加工では約１５００穴でドリルが折損したのに対し、本発明品であるフック刃型ドリルを用いた穴明け加工では３０００穴以上の穴明け加工が可能で、工具寿命が２倍以上であった。また、図１１はフック刃型ドリルによる切り屑形状を示す図（写真）で、図１２はストレート刃型ドリルによる切り屑形状を示す図（写真）である。これ等の図から、ストレート刃型ドリルによる切り屑形状はカールが少なく且つ針状突起が形成されているのに対して、フック刃型ドリルによる切り屑形状はカールが進行しているとともに針状突起が形成されおらず且つ小さく折断されて全長が短く、相対的に高い切り屑排出性能が得られると考えられる。【００４２】
《切削試験２》
切削試験２は、図１３に示すように前記実施例のドリル１０と同様に第１凸曲線ＣＬ１と第１凹曲線ＣＬ２とが相互に交差している本発明品と、第１凸曲線ＣＬ１と第１凹曲線ＣＬ２とが相互に滑らかに接続されている比較品とを用いて、以下に示す切削試験条件で穴明け加工を行った。
＜本発明品＞
工具材質：超硬合金、全長：１４０ｍｍ、溝長：９０ｍｍ、ドリル刃径：８ｍｍ、先端角：１４０°、切り屑排出溝の形状：Ｒ１＝１．００ｍｍ（０．１２５Ｄ）、Ｒ２＝２．００ｍｍ（０．２５Ｄ）、凹み量ＬＦ：０．０２Ｄ、すくい面取り幅ＬＷ：０．０４Ｄ、ドリル形状：図１４の断面図に示す通りで、第１凸曲線ＣＬ１と第１凹曲線ＣＬ２とが相互に交差している。
＜比較品＞
工具材質：超硬合金、全長：１４０ｍｍ、溝長：９０ｍｍ、ドリル刃径：８ｍｍ、先端角：１４０°、切り屑排出溝の形状：Ｒ１＝１．００ｍｍ（０．１２５Ｄ）、Ｒ２＝２．００ｍｍ（０．２５Ｄ）、凹み量ＬＦ：０．００３Ｄ、すくい面取り幅ＬＷ：０．１０Ｄ、ドリル形状：図１５の断面図に示す通りで、第１凸曲線ＣＬ１と第１凹曲線ＣＬ２とが滑らかに接している。
＜加工条件＞
被削材：ＳＣＭ４４０（ＪＩＳの規定によるクロムモリブデン鋼）、加工深さ：６４ｍｍ（貫通穴) 、切削速度：８０ｍ／ｍｉｎ、送り量：０．２８ｍｍ／ｒｅｖ、ステップ：無し、切削油：水溶性クーラント（ドリル内部給油) 、クーラント圧：３ＭＰａ【００４３】
図１６は、上記切削試験２の試験結果、すなわち各ドリルを用いて穴明け加工を行うことができた加工穴数を示した図である。この結果から、比較品を用いた穴明け加工では約７００穴で切れ刃欠けにより加工不可になったのに対し、本発明品を用いた穴明け加工では１５００穴以上の穴明け加工が可能で、工具寿命が２倍以上であった。また、図１７は本発明品による切り屑形状を示す図（写真）で、図１８は比較品による切り屑形状を示す図（写真）である。これ等の切り屑形状を比較すると、共にカールは同様に形成されているが、本発明品による切り屑形状は針状突起が形成されておらず小さく折断されて全長が短いのに対して、比較品による切り屑形状は針状突起が形成されて全長が相対的に長くなっており、相対的に排出性能が低くて切り屑詰まりを生じ易いと推定され、これが耐久性を損なう原因と考えられる。【００４４】
《切削試験３》
切削試験３は、図１９に示すように切り屑排出溝の溝断面形状が異なる１２種類の試験品No.1〜No.12 を用意し、それ等の試験品No.1〜No.12 を用いて、以下に示す切削試験条件で穴明け加工を行った。試験品No.1〜No.3は、請求項２、３、５、７、および８で規定した範囲を何れも満足する好適品で、試験品No.4〜No.12 は、数値を四角で囲った項目が請求項２、３、５、７、または８で規定した範囲から外れている場合である。なお、図１９の凹み量ＬＦの欄のマイナス「−」は、第１凹曲線ＣＬ２の最大凹み点が基準線Ｋよりも突き出していることを意味する。
＜試験品＞
工具材質：超硬合金、全長：１９０ｍｍ、溝長：１３０ｍｍ、ドリル刃径：１０ｍｍ、先端角：１４０°
＜加工条件＞
被削材：ＳＳ４００（ＪＩＳの規定による一般構造用圧延鋼）、加工深さ：１００ｍｍ（貫通穴) 、切削速度：１００ｍ／ｍｉｎ、送り量：０．４５ｍｍ／ｒｅｖ、ステップ：無し、切削油：水溶性クーラント（ドリル内部給油) 、クーラント圧：３ＭＰａ【００４５】
図２０は、上記試験品No.1〜No.12 について切り屑形状、スラスト荷重、耐久性を調べた結果を示した図である。図２０において「○」印は優れた結果を示し、「△」印は「○」印に比較してやや好ましくない結果を示し、「×」印は好ましくない結果を示している。また、図２０の耐久性能の欄の「コーナー部欠損」は、図２１に示す切れ刃１２の外周コーナー部分の欠けが寿命原因であることを意味し、「摩耗大」は、図２２に示す切れ刃１２の逃げ面摩耗が許容限界を超えたことが寿命原因であることを意味し、「折損」は、図２３に示すドリルの折れが寿命原因であることを意味する。これ等の図２１〜図２３は、「ＪＩＳ  Ｂ  ０１７１」に記載のもので、２枚刃のドリルの例示である。【００４６】
図２０の試験結果から明らかなように、試験品No.1〜No.3によれば、切り屑形状、スラスト荷重、および耐久性能において優れた結果が得られた。すなわち、例えば図１１や図１７に示すように針状突起が形成されておらず全長が短いカール形状の排出性が良い切り屑が得られるとともに、送り量０．４５ｍｍ／ｒｅｖでドリルを軸心Ｏ方向へ送るためのスラスト荷重が比較的小さく、且つ所定穴数以上の穴明け加工が可能であった。これに対し、試験品No.4〜No.12 では、切り屑形状およびスラスト荷重の少なくとも一方が「△」印のやや好ましくないか、或いは「×」印の好ましくないという結果であって、ドリル折損、コーナー部欠損、摩耗大のいずれかであるという耐久性能評価であった。【００４７】
耐久性能評価が「△」または「×」の試験品No.4〜No.12 の構成から以下のように解析できる。先ず、試験品No.4および試験品No.11 の切り屑詰まりによる折損は、切り屑排出溝１８の断面積が過小であることに由来する排出性の低下に起因するものと考えられる。すなわち、試験品No.4は、半径比Ｒ３／Ｒ２が０．４２いう小さ過ぎる値とされて相対的に曲率半径Ｒ３が曲率半径Ｒ２に比較して小さいので切り屑排出溝１８の断面積が過小となっており、また、試験品No.11 は、その芯厚ＣＤが０．５２Ｄという大き過ぎる値で且つ曲率半径Ｒ２の第１凹曲線ＣＬ２の凹み量ＬＦが−０．０１Ｄという負の値とされているので、切り屑排出溝１８の断面積が過小となっていると推定される。【００４８】
試験品No.5および試験品No.10 の工具剛性不足による折損は、ドリル断面積不足に起因するものと考えられる。すなわち、試験品No.5は、その半径比Ｒ３／Ｒ２が１．１５という大き過ぎる値とされて曲率半径Ｒ３が曲率半径Ｒ２に比較して相対的に大きいのでドリル断面積が過小となっており、試験品No.10 は、その芯厚ＣＤが０．１３Ｄという小さ過ぎる値であるので、ドリル断面積が過小となっていると推定される。【００４９】
試験品No.6〜No.8、No.12 のコーナー部欠損に関しては、切れ刃１２の外周コーナー部分の強度或いは剛性不足が起因していると考えられる。すなわち、試験品No.6は、そのすくい面取り幅ＬＷが０．００３Ｄという小さ過ぎる値とされ且つ第１凸曲線ＣＬ１の曲率半径Ｒ１が０．０１８Ｄという小さ過ぎる値とされているので、コーナー部分の強度が十分に得られないと考えられる。試験品No.7は、その半径比Ｒ３／Ｒ２が１．６２という大き過ぎる値、言い換えれば曲率半径Ｒ２が相対的に小さな値とされ、且つその曲率半径Ｒ２の第１凹曲線ＣＬ２の凹み量ＬＦが０．０６Ｄという大き過ぎる値とされているため、その分コーナー部分の強度が十分に得られないと考えられる。試験品No.8は、第１凸曲線ＣＬ１の曲率半径Ｒ１が０．４２Ｄという大き過ぎる値とされているので、第１凸曲線ＣＬ１に対応する凸曲線状切れ刃部１２ａの回転方向側へ膨出する量が少なく、直線に近くなるため、凸曲線状切れ刃部１２ａの強度すなわちコーナー部分の強度が十分に得られないと考えられる。試験品No.12 は、曲率半径Ｒ２が０．０９Ｄという小さ過ぎる値とされており、且つその曲率半径Ｒ２の第１凹曲線ＣＬ２の凹み量ＬＦが０．０６Ｄという大き過ぎる値とされているため、コーナー部分の欠損が生じ易いと考えられる。【００５０】
試験品No.9の摩耗大に関しては、切削能率が低く所定の送り量（０．４５ｍｍ／ｒｅｖ) を維持するためのスラスト荷重が大きくなることが起因していると考えられる。すなわち、試験品No.9は、曲率半径Ｒ２の第１凹曲線ＣＬ２の凹み量ＬＦが−０．０１Ｄという負の値とされ、半径比Ｒ３／Ｒ２が０．４という小さ過ぎる値とされて相対的に曲率半径Ｒ２が曲率半径Ｒ３に比較して２倍程度に大きい値とされ、曲率半径Ｒ２が０．５２Ｄという大きな値とされ、しかもすくい面取り幅ＬＷが０．０９Ｄという大き過ぎる値とされていて、基準線Ｋよりも回転方向側にあって曲率半径Ｒ２が大きい切れ刃１２は切れ味が悪く切削量が相対的に少なくなって、その分、スラスト荷重が大きくなると考えられる。【００５１】
上記試験品No.4〜No.12 において十分な耐久性能が得られない原因と推定される過大な値或いは過小な値をそれぞれ考慮すると、第１凹曲線ＣＬ２の凹み量ＬＦは０．０１Ｄ〜０．０５Ｄの範囲内、すくい面取り幅ＬＷは０．００５Ｄ〜０．０６Ｄの範囲内、芯厚ＣＤは０．１５Ｄ〜０．５０Ｄの範囲内、第１凸曲線ＣＬ１の曲率半径Ｒ１は０．０２Ｄ〜０．４Ｄの範囲内、第１凹曲線ＣＬ２の曲率半径Ｒ２は０．１０Ｄ〜０．４５Ｄの範囲内、第１凹曲線ＣＬ２と第２凹曲線ＣＬ３の曲率半径比Ｒ３／Ｒ２は、０．５〜１．１の範囲内、であることが望ましい。【００５２】
上述のように、本実施例のドリル１０によれば、先端の３枚の切れ刃１２がそれぞれ外周側の凸曲線状切れ刃部１２ａと内周側の凹曲線状切れ刃部１２ｂとを有して構成されているとともに、軸心Ｏに対して直交する軸直角断面において、上記凸曲線状切れ刃部１２ａに対応する第１凸曲線ＣＬ１と凹曲線状切れ刃部１２ｂに対応する第１凹曲線ＣＬ２とが交点Ａで相互に交差しているため、第１凸曲線ＣＬ１すなわち凸曲線状切れ刃部１２ａの範囲を小さくして第１凹曲線ＣＬ２すなわち凹曲線状切れ刃部１２ｂを外周側へ拡大して設けることができるとともに、その第１凹曲線ＣＬ２の凹み量ＬＦを大きくできる。これにより、切れ刃１２によって生成された切り屑は、切り屑排出溝１８の第１凹曲線ＣＬ２部分で適切にカールさせられるとともに折断され易くなり、針状突起が無い比較的短いカール形状とされるため、スムーズに排出されるようになって切り屑の排出性能が向上し、切り屑排出溝１８の溝幅や断面積が比較的小さい３枚刃ドリル１０においても、切り屑詰まりが抑制されて工具寿命が一層向上する。【００５３】
また、本実施例のドリル１０によれば、その軸心Ｏに直交する軸直角断面において、ドリル外周部と第１凸曲線ＣＬ１とが交差する外周点Ｂとドリル中心点である軸心Ｏとを結ぶ基準線Ｋに対して、第１凹曲線ＣＬ２の凹み量ＬＦが０．０１Ｄ〜０．０５Ｄの範囲内であることから、切り屑が適切にカールさせられるとともに折断されて全長が比較的短いカール形状となり、一層スムーズに排出されるようになって切り屑詰まりが抑制され、耐久性能が高められるとともに穴明け加工中のスラスト荷重が軽減される。第１凹曲線ＣＬ２の凹み量ＬＦが０．０１Ｄ未満になると、ドリル１０の逃げ面摩耗幅が大きくなって耐久性能が損なわれる一方、凹み量ＬＦが０．０５Ｄを超えると切れ刃１２の外周コーナー部分の欠損が発生し易くなる。【００５４】
また、本実施例のドリル１０によれば、軸直角断面におけるすくい面取り幅ＬＷが０．００５Ｄ〜０．０６Ｄの範囲内で小さいため、切り屑が第１凹曲線ＣＬ２部分で適切にカールさせられるとともに折断されて全長が比較的短いカール形状となり、一層スムーズに排出されるようになって切り屑詰まりが抑制され、耐久性能が高められるとともに穴明け加工中のスラスト荷重が軽減される。すくい面取り幅ＬＷが０．００５Ｄ未満になると、切れ刃１２の外周コーナー部分が欠損し易くなる一方、０．０６Ｄを超えると逃げ面摩耗幅が大きくなるなどして耐久性能が損なわれる。【００５５】
また、本実施例のドリル１０によれば、外周点Ｂにおけるすくい角θが負であるため、その外周点Ｂに対応する切れ刃１２の外周コーナー部分の強度が高められて欠損が抑制され、ドリル１０の耐久性能が高められる。【００５６】
また、本実施例のドリル１０によれば、芯厚ＣＤが０．１５Ｄ〜０．５０Ｄの範囲内であるため、切り屑排出性能とドリル１０の抗折強度とが適切に確保され、ドリル１０の耐久性能が一層高められる。芯厚ＣＤが０．１５Ｄ未満になると、抗折強度が低下してドリル１０が折損し易くなる一方、０．５０Ｄを超えると切り屑排出性能が損なわれて切り屑詰まりによるドリル１０の折損が生じ易くなる。【００５７】
また、本実施例のドリル１０によれば、軸直角断面においてドリル回転方向と反対向きの内壁面が内周側の第２凹曲線ＣＬ３と外周側の第２凸曲線ＣＬ４とから構成されているため、切り屑が切り屑排出溝１８内をスムーズに排出されるようになって切り屑詰まりが抑制され、耐久性能が高められるとともに穴明け加工中のスラスト荷重が軽減される。また、第２凸曲線ＣＬ４はヒール３８に達しているため、リーディングエッジ２６側の前記第１凸曲線ＣＬ１と合わせて、切り屑排出溝１８のＣ字状乃至Ｕ字状の断面の開口端縁、すなわちリーディングエッジ２６およびヒール３８を構成する角部が、それ等の第１凸曲線ＣＬ１および第２凸曲線ＣＬ４によってそれぞれ補強され、その角部の欠損が防止されてドリル１０の耐久性が高められる。【００５８】
また、本実施例のドリル１０によれば、第１凸曲線ＣＬ１の曲率半径をＲ１、第１凹曲線ＣＬ２の曲率半径をＲ２、第２凹曲線ＣＬ３の曲率半径をＲ３、第２凸曲線ＣＬ４の曲率半径をＲ４としたとき、曲率半径Ｒ１は０．０２Ｄ〜０．４Ｄの範囲内、曲率半径Ｒ２は０．１０Ｄ〜０．４５Ｄの範囲内、曲率半径Ｒ３は０．１０Ｄ〜０．４５Ｄの範囲内、曲率半径Ｒ４は０．３Ｄ〜１．２Ｄの範囲内であるため、切り屑が適切にカールさせられるとともに折断されて全長が比較的短いカール形状となり、且つ切り屑排出溝１８内をスムーズに排出されるようになって切り屑詰まりが抑制され、耐久性能が高められるとともに穴明け加工中のスラスト荷重が軽減される。曲率半径Ｒ１が０．０２Ｄ未満または０．４Ｄを超えると、切れ刃１２の外周コーナー部分の欠損が生じ易くなる。また、曲率半径Ｒ２が０．１０Ｄ未満になると切れ刃１２の外周コーナー部分の欠損が生じ易くなり、０．４５Ｄを超えるとスラスト荷重が大きくなって摩耗が大きくなる。【００５９】
また、本実施例のドリル１０によれば、曲率半径Ｒ３のＲ２に対する比Ｒ３／Ｒ２が０．５〜１．１の範囲内であるため、ドリル１０の剛性が確保される範囲で切り屑排出溝１８の断面積を大きくして切り屑排出性能を高くすることができる。半径比Ｒ３／Ｒ２が０．５未満では、切り屑排出溝１８の断面積が小さくなり過ぎて切り屑詰まりが発生し易くなる一方、１．１を超えるとドリル１０の断面積が小さくなり過ぎて剛性が低下し、折損し易くなる。【００６０】
以上、本発明の実施例を図面に基づいて詳細に説明したが、本発明はその他の態様においても適用される。【００６１】
例えば、前述の実施例のドリル１０において、交点Ａで交差する第１凸曲線ＣＬ１および第１凹曲線ＣＬ２は、それぞれ一定の曲率半径Ｒ１およびＲ２を有する円弧であったが、必ずしも半径が一定の円弧でなくてもよい。【００６２】
前述の実施例のドリル１０の溝部１６には、所定のねじれ角（例えば３０°程度）で軸心Ｏの右まわりにねじれた切り屑排出溝１８が形成されていたが、切り屑排出溝１８が軸心Ｏまわりに左まわりに捩れているツイストドリルや、切り屑排出溝１８が軸心Ｏと平行な直刃ドリル、１つのランドに２つのマージンが設けられたダブルマージンドリルなど、種々の３枚刃ドリルに適用可能である。【００６３】
また、前述の実施例のドリル１０には、３本のオイルホール２２が軸心Ｏ方向に縦通して設けられているが、このオイルホール２２は被削材の材質等に応じて必要に応じて設けられれば良い。また、マージン２０は、必ずしも設けられていなくてもよい。【００６４】
また、前述の実施例のドリル１０は、その軸心Ｏに直交する断面において切り屑排出溝１８の内壁面のうち回転方向と反対側に向かう内壁面は、内周側に形成された第２凹曲線ＣＬ３と、その第２凹曲線ＣＬ３に連続して外周側に形成された第２凸曲線ＣＬ４とから構成されて、その第２凸曲線ＣＬ４は、ランド２４のヒール３８に到達するように設定されていたが、この第２凸曲線ＣＬ４はランド２４のヒール３８を補強するためのものであるから、必ずしも曲線でなくてもよいし、材質によっては省略してもよい。上記第２凹曲線ＣＬ３は、切り屑のカールの形成にそれほど関与する部分ではなく、切り屑との間に隙間が形成される程度のものでよいので、その曲率半径Ｒ３は切り屑のカールや切り屑の排出に影響しない範囲で変更され得る。【００６５】
以上、本発明の実施例を図面に基づいて詳細に説明したが、これはあくまでも一実施形態であり、本発明は当業者の知識に基づいて種々の変更、改良を加えた態様で実施することができる。
【符号の説明】
【００６６】
１０：３枚刃ドリル    １２：切れ刃    １２ａ：凸曲線状切れ刃部    １２ｂ：凹曲線状切れ刃部    １８：切り屑排出溝    ３２：第１逃げ面    ３８：ヒール    ＣＬ１：第１凸曲線    ＣＬ２：第１凹曲線    ＣＬ３：第２凹曲線    ＣＬ４：第２凸曲線    Ｏ：軸心    Ａ：交点    Ｂ：外周点    ＬＦ：第１凹曲線の凹み量    ＬＷ：すくい面取り幅    Ｋ：基準線    θ：すくい角    Ｒ１、Ｒ２、Ｒ３、Ｒ４、：曲率半径
【図１】
2013179417.tif 000003
【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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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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【図２３】
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【手続補正書】
【提出日】平成26年11月27日(2014.11.27)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
先端部に開口するように軸方向に設けられた３本の切り屑排出溝と、
該切り屑排出溝のうち穴明け加工時のドリル回転方向に向かう内壁面と前記先端部に形成された先端逃げ面との交差部分に形成された３枚の切れ刃と、
を備え、前記切れ刃は、内周側に形成された凹曲線状の凹曲線状切れ刃部と外周側に形成された凸曲線状の凸曲線状切れ刃部とを有する３枚刃ドリルにおいて、
軸心Ｏに対して直交する軸直角断面において、前記凸曲線状切れ刃部に対応する第１凸曲線と前記凹曲線状切れ刃部に対応する第１凹曲線とが交点Ａで相互に交差し、
前記軸直角断面において、ドリル外周部と前記第１凸曲線とが交差する外周点Ｂと前記軸心Ｏとを結ぶ基準線Ｋに対して、前記第１凹曲線の凹み量ＬＦは、ドリル刃径Ｄに対して０．０１Ｄ〜０．０５Ｄの範囲内であり、
前記軸直角断面において、前記交点Ａを通り且つ前記基準線Ｋに対して直交する直線と該基準線Ｋとの交点Ｅと、前記外周点Ｂとの間の距離であるすくい面取り幅ＬＷは、ドリル刃径Ｄに対して０．００５Ｄ〜０．０６Ｄの範囲内である
ことを特徴とする３枚刃ドリル。
【請求項２】
前記軸直角断面において、前記外周点Ｂにおける前記基準線Ｋと前記第１凸曲線との角度であるすくい角θが負である
ことを特徴とする請求項１に記載の３枚刃ドリル。
【請求項３】
ドリル刃径Ｄに対して０．１５Ｄ〜０．５０Ｄの範囲内の芯厚ＣＤを有する
ことを特徴とする請求項１または２に記載の３枚刃ドリル。
【請求項４】
前記軸直角断面において、前記切り屑排出溝のうち穴明け加工時のドリル回転方向と反対向きの内壁面は、内周側に形成された第２凹曲線と、該第２凹曲線に連続して外周側に形成された第２凸曲線とから構成されており、該第２凸曲線はヒールに達している
ことを特徴とする請求項１〜３の何れか１項に記載の３枚刃ドリル。
【請求項５】
前記軸直角断面において、前記第１凸曲線の曲率半径をＲ１、前記第１凹曲線の曲率半径をＲ２、前記第２凹曲線の曲率半径をＲ３、前記第２凸曲線の曲率半径をＲ４としたとき、それ等の曲率半径Ｒ１〜Ｒ４は、ドリル刃径Ｄに対してそれぞれ次式（1）〜（4）で示す範囲内である
Ｒ１：０．０２Ｄ〜０．４Ｄ      ・・・（1）
Ｒ２：０．１０Ｄ〜０．４５Ｄ    ・・・（2）
Ｒ３：０．１０Ｄ〜０．４５Ｄ    ・・・（3）
Ｒ４：０．３Ｄ〜１．２Ｄ        ・・・（4）
ことを特徴とする請求項４に記載の３枚刃ドリル。
【請求項６】
前記第１凹曲線の曲率半径Ｒ２と前記第２凹曲線の曲率半径Ｒ３との関係は、次式（5）を満足する
０．５≦Ｒ３／Ｒ２≦１．１      ・・・（5）
ことを特徴とする請求項５に記載の３枚刃ドリル。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００６
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００６】
かかる目的を達成するために、第１発明は、（a）先端部に開口するように軸方向に設けられた３本の切り屑排出溝と、（b）その切り屑排出溝のうち穴明け加工時のドリル回転方向に向かう内壁面と前記先端部に形成された先端逃げ面との交差部分に形成された３枚の切れ刃と、を備え、（c）前記切れ刃は、内周側に形成された凹曲線状の凹曲線状切れ刃部と外周側に形成された凸曲線状の凸曲線状切れ刃部とを有する３枚刃ドリルにおいて、（d）軸心Ｏに対して直交する軸直角断面において、前記凸曲線状切れ刃部に対応する第１凸曲線と前記凹曲線状切れ刃部に対応する第１凹曲線とが交点Ａで相互に交差し、（e）前記軸直角断面において、ドリル外周部と前記第１凸曲線とが交差する外周点Ｂと前記軸心Ｏとを結ぶ基準線Ｋに対して、前記第１凹曲線の凹み量ＬＦは、ドリル刃径Ｄに対して０．０１Ｄ〜０．０５Ｄの範囲内であり、（f）前記軸直角断面において、前記交点Ａを通り且つ前記基準線Ｋに対して直交する直線と該基準線Ｋとの交点Ｅと、前記外周点Ｂとの間の距離であるすくい面取り幅ＬＷは、ドリル刃径Ｄに対して０．００５Ｄ〜０．０６Ｄの範囲内であることを特徴とする。なお、凹み量ＬＦは、第１凹曲線が基準線Ｋから最も離れた部分の離間距離である。また、「〜」は、その下限値および上限値を共に含む数値範囲を意味する。
【手続補正３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００７
【補正方法】削除
【補正の内容】
【手続補正４】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００８
【補正方法】削除
【補正の内容】
【手続補正５】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００９
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００９】
第２発明は、第１発明の３枚刃ドリルにおいて、前記軸直角断面において、前記外周点Ｂにおける前記基準線Ｋと前記第１凸曲線との角度であるすくい角θが負であることを特徴とする。
【手続補正６】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１０
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１０】
第３発明は、第１発明または第２発明の何れかの３枚刃ドリルにおいて、ドリル刃径Ｄに対して０．１５Ｄ〜０．５０Ｄの範囲内の芯厚ＣＤを有することを特徴とする。
【手続補正７】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１１
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１１】
第４発明は、第１発明〜第３発明の何れかの３枚刃ドリルにおいて、前記軸直角断面において、前記切り屑排出溝のうち穴明け加工時のドリル回転方向と反対向きの内壁面は、内周側に形成された第２凹曲線と、その第２凹曲線に連続して外周側に形成された第２凸曲線とから構成されており、その第２凸曲線はヒールに達していることを特徴とする。
【手続補正８】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１２
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１２】
第５発明は、第４発明の３枚刃ドリルにおいて、前記軸直角断面において、前記第１凸曲線の曲率半径をＲ１、前記第１凹曲線の曲率半径をＲ２、前記第２凹曲線の曲率半径をＲ３、前記第２凸曲線の曲率半径をＲ４としたとき、それ等の曲率半径Ｒ１〜Ｒ４は、ドリル刃径Ｄに対してそれぞれ次式（1）〜（4）で示す範囲内であることを特徴とする。
Ｒ１：０．０２Ｄ〜０．４Ｄ      ・・・（1）
Ｒ２：０．１０Ｄ〜０．４５Ｄ    ・・・（2）
Ｒ３：０．１０Ｄ〜０．４５Ｄ    ・・・（3）
Ｒ４：０．３Ｄ〜１．２Ｄ        ・・・（4）
【手続補正９】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１３
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１３】
第６発明は、第５発明の３枚刃ドリルにおいて、前記第１凹曲線の曲率半径Ｒ２と前記第２凹曲線の曲率半径Ｒ３との関係は、次式（5）を満足することを特徴とする。
０．５≦Ｒ３／Ｒ２≦１．１      ・・・（5）
【手続補正１０】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１４
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１４】
このような３枚刃ドリルにおいては、先端の３枚の切れ刃がそれぞれ内周側の凹曲線状切れ刃部と外周側の凸曲線状切れ刃部とを有するとともに、ドリルの軸心Ｏに対して直交する軸直角断面において、上記凸曲線状切れ刃部に対応する第１凸曲線と上記凹曲線状切れ刃部に対応する第１凹曲線とが交点Ａで相互に交差しているため、第１凸曲線すなわち凸曲線状切れ刃部の範囲を小さくして第１凹曲線すなわち凹曲線状切れ刃部を外周側へ拡大して設けることができるとともに、その第１凹曲線の凹み量を大きくできる。これにより、切れ刃によって生成された切り屑は、切り屑排出溝の第１凹曲線部分で適切にカールさせられるとともに折断され易くなり、針状突起が無い比較的短いカール形状とされるため、スムーズに排出されるようになって切り屑の排出性能が向上し、切り屑排出溝の溝幅や断面積が比較的小さい３枚刃ドリルにおいても、切り屑詰まりが抑制されて工具寿命が一層向上する。また、第１凸曲線の外周点Ｂと軸心Ｏとを結ぶ基準線Ｋに対する第１凹曲線の凹み量ＬＦが０．０１Ｄ〜０．０５Ｄの範囲内であるため、切り屑が適切にカールさせられるとともに折断されて全長が比較的短いカール形状となり、一層スムーズに排出されるようになって切り屑詰まりが抑制され、耐久性能が高められるとともに穴明け加工中のスラスト荷重が軽減される。第１凹曲線の凹み量ＬＦが０．０１Ｄ未満になると、逃げ面摩耗幅が大きくなって耐久性能が損なわれる一方、０．０５Ｄを超えると切れ刃の外周コーナー部が欠損し易くなる。更に、軸直角断面におけるすくい面取り幅ＬＷが０．００５Ｄ〜０．０６Ｄの範囲内であるため、切り屑が第１凹曲線部分で適切にカールさせられるとともに折断されて全長が比較的短いカール形状となり、一層スムーズに排出されるようになって切り屑詰まりが抑制され、耐久性能が高められるとともに穴明け加工中のスラスト荷重が軽減される。すくい面取り幅ＬＷが０．００５Ｄ未満になると、切れ刃の外周コーナー部分が欠損し易くなる一方、０．０６Ｄを超えると逃げ面摩耗幅が大きくなるなどして耐久性能が損なわれる。
【手続補正１１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１５
【補正方法】削除
【補正の内容】
【手続補正１２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１６
【補正方法】削除
【補正の内容】
【手続補正１３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１７
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１７】
第２発明では、外周点Ｂにおけるすくい角θが負であるため、その外周点Ｂに対応する切れ刃の外周コーナー部分の強度が高められて欠損が抑制され、ドリルの耐久性能が高められる。
【手続補正１４】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１８
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１８】
第３発明では、芯厚ＣＤが０．１５Ｄ〜０．５０Ｄの範囲内であるため、切り屑排出性能とドリルの抗折強度とが適切に確保され、ドリルの耐久性能が一層高められる。芯厚ＣＤが０．１５Ｄ未満になると、抗折強度が低下してドリルが折損し易くなる一方、０．５０Ｄを超えると切り屑排出性能が損なわれて切り屑詰まりによるドリルの折損が生じ易くなる。
【手続補正１５】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１９
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１９】
第４発明では、軸直角断面においてドリル回転方向と反対向きの内壁面が内周側の第２凹曲線と外周側の第２凸曲線とから構成されているため、切り屑が切り屑排出溝内をスムーズに排出されるようになって切り屑詰まりが抑制され、耐久性能が高められるとともに穴明け加工中のスラスト荷重が軽減される。また、第２凸曲線はヒールに達しているため、リーディングエッジ側の前記第１凸曲線と合わせて、切り屑排出溝のＣ字状乃至Ｕ字状の断面の開口端縁、すなわちヒールおよびリーディングエッジを構成する角部が、それ等の第１凸曲線および第２凸曲線によってそれぞれ補強され、その角部の欠損が防止されてドリルの耐久性が高められる。
【手続補正１６】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２０
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００２０】
第５発明では、第１凸曲線の曲率半径をＲ１、第１凹曲線の曲率半径をＲ２、第２凹曲線の曲率半径をＲ３、第２凸曲線の曲率半径をＲ４としたとき、曲率半径Ｒ１は０．０２Ｄ〜０．４Ｄの範囲内、曲率半径Ｒ２は０．１０Ｄ〜０．４５Ｄの範囲内、曲率半径Ｒ３は０．１０Ｄ〜０．４５Ｄの範囲内、曲率半径Ｒ４は０．３Ｄ〜１．２Ｄの範囲内であるため、切り屑が適切にカールさせられるとともに折断されて全長が比較的短いカール形状となり、且つ切り屑排出溝内をスムーズに排出されるようになって切り屑詰まりが抑制され、耐久性能が高められるとともに穴明け加工中のスラスト荷重が軽減される。
【手続補正１７】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２１
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００２１】
第６発明では、上記曲率半径Ｒ３のＲ２に対する比Ｒ３／Ｒ２が０．５〜１．１の範囲内であるため、ドリルの剛性が確保される範囲で切り屑排出溝の断面積を大きくして切り屑排出性能を高くすることができる。Ｒ３／Ｒ２が０．５未満では、切り屑排出溝の断面積が小さくなり過ぎて切り屑詰まりが発生し易くなる一方、１．１を超えるとドリルの剛性が低下して折損し易くなる。
【国際調査報告】
2013179417.tif 000026
2013179417.tif 000027
2013179417.tif 000028