(57)【要約】  ＣＦＲＰ等の難削加工材の穴あけ加工が高品位に効率良く行えるドリルを提供する  後部側をシャンク部２とし前部側を切削部３とするドリル本体４と、切削部３に形成された第１のランドＡ〜第４のランドＤと、このランド間に形成された第１の切削部溝５ａ〜第４の切削部溝５ｄと、切削部３の先端に設けられたパイロット刃６と、このパイロト刃６に続いて形成された拡径螺旋山ＡＫ１〜ＤＫ４の山群からなる拡径螺旋山部９と、この拡径螺旋山部９に続いて形成された山の高さが同じ仕上螺旋山ＡＦ１〜ＤＦ５（図２参照）の山群からなる仕上螺旋山部１２と、拡径螺旋山ＡＫ１〜ＤＫ４拡径刃の刃群からなる拡径螺旋刃部１８と、仕上螺旋山ＡＦ１〜ＤＦ５仕上刃の刃群からなる仕上螺旋刃部１９とからなり、切削送り量が前記被加工材に切削形成される切削穴の壁面に螺旋凸部位が形成されない平璧面仕上とする送り量としている。
2014073610.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
後部側をシャンク部とし前部側を切削部とするドリル本体と、
前記切削部に形成された第１のランド〜第ｎのランドと、
この第１のランド〜第ｎのランドのランド間に形成された第１の切削部溝〜第ｎの切削部溝と、
前記切削部の先端に設けられた被加工材に先行切削穴あけを行うパイロット刃と、
このパイロト刃に続いて前記第１のランド〜第ｎのランドに形成された、前記先行切削穴を拡径切削しながら螺旋凸部位を形成して行く、拡径螺旋山の山群からなる拡径螺旋山部と、
この拡径螺旋山部に続いて前記第１のランド〜第ｎのランドに形成された、前記螺旋凸部位を切削して平壁面仕上とする、山の高さが同じ仕上螺旋山の山群からなる仕上螺旋山部と、
前記拡径螺旋山および前記仕上螺旋山の螺旋山と螺旋山の間に、前記第１の切削部溝〜第ｎの切削部溝の隣の切削部溝同士を連絡する形態で形成された螺旋谷と、
前記拡径螺旋山と前記第１の切削部溝〜第ｎの切削部溝の溝面とによって形成された該拡径螺旋山の山縁部位である、前記パイロット刃によって切削形成された先行切削穴を分断拡径切削ないし分割拡径切削して行く拡径刃の刃群からなる拡径螺旋刃部と、
前記仕上螺旋山と前記第１の切削部溝〜第ｎの切削部溝の溝面とによって形成された山縁部位である、前記拡径螺旋刃部によって切削形成された拡径切削穴を分断仕上切削ないし分割仕上切削して行く仕上刃の刃群からなる仕上螺旋刃部と、
を備えることを特徴とするドリル。
【請求項２】
前記パイロット刃にマージンを有さない、前記パイロット刃および前記拡径螺旋山部の双方にマージンを有さない、または、前記パイロット刃、前記拡径螺旋山部および仕上螺旋山部のいずれにもマージンを有さないことを特徴とする請求項１記載のドリル。
【請求項３】
前記シャンク部の外周側に前記第１の切削部溝〜第ｎの切削部溝のいずれかに直接に連通したサイドスルー溝が形成され、前記サイドスルー溝が連通した切削部溝が連通切削部溝とされ、前記シャンク部をチャッキングしたチャック装置側から供給されるクーラントが、前記サイドスルー溝を通り前記連通切削部溝に流入案内されて前記パイロット刃に供給されるようにし、
前記第１の切削部溝〜第ｎの切削部溝のうち前記サイドスルー溝の連通の無い切削溝が非連通切削部溝とされ、
前記パイロット刃が形成されている部位に、前記連通切削部溝と前記非連通切削部溝を直接に連通する切削部溝連通凹部が形成されていて、
前記連通切削部溝に流入した前記クーラントが、前記切削部溝連通凹部を通り前記非連通切削部溝に流入し切削穴の入口から排出されるようにされ、
前記第１の切削部溝〜第ｎの切削部溝の溝形態が、前記サイドスルー溝からの前記クーラントが前記パイロット刃に供給されるストレート溝形態あるいは弱ねじれ溝形態であることを特徴とする請求項１、２のいずれか１項に記載のドリル。
【請求項４】
前記第１の切削部溝〜第ｎの切削部溝は、加工時にスラスト方向への応力が発生しない方向に、前記拡径螺旋山部および前記仕上螺旋山部のリード角だけねじった形態であることを特徴とする請求項１、２、３のいずれか１項に記載のドリル。
【請求項５】
前記パイロット刃の終端外径は前記拡径螺旋山部の先端外径と同じであることを特徴とする請求項１〜４のいずれか１項に記載のドリル。
【請求項６】
ピッチをＰとし、αを０．０１ｍｍ〜０．５ｍｍとし、
前記仕上螺旋山部の所望の外径寸法の位置である前記仕上刃の山頂の山頂幅を、Ｐ／８よりも幅広であるＰ／８＋αとし、
前記山頂幅を前記Ｐ／８＋αとするための尖がりねじ山がねじ研削によって形成され、
前記尖がりねじ山の外径研削によって、前記Ｐ／８＋αの山頂幅である前記所望の外径寸法が得られる位置に、前記尖がりねじ山が形成されてなることを特徴とする請求項１〜５のいずれか１項に記載のドリル。
【請求項７】
ピッチをＰ、前記切削部溝の溝数をｎとし、
前記仕上螺旋山部の所望の外径寸法位置である前記仕上刃の山頂の山頂幅をＰ／ｎとしたことを特徴とする請求項１〜５のいずれか１項に記載のドリル。
【請求項８】
ピッチをＰとし、αを０．０１ｍｍ〜０．５ｍｍとし、前記切削部溝の溝数をｎとし、
前記仕上螺旋山部の所望の外径寸法位置である前記仕上刃の山頂の山頂幅を、Ｐ／ｎ＋αとしたことを特徴とする請求項１〜５、７のいずれか１項に記載のドリル。
【請求項９】
前記拡径螺旋山部の前記螺旋谷の谷底が２度〜８度の傾斜角度線状に形成されてなることを特徴とする請求項１〜８のいずれか１項に記載のドリル。
【請求項１０】
前記シャンク部のチャック装置にチヤツキングされない部分に、直接的にあるいは他の部材を介した鍔部を設けてなるとともに、
前記被加工材面に当接するワーク面当接開口部、このワーク面当接開口部から延長された筒状部、この筒状部に設けられた吸引装置が接続される吸引口、前記筒状部の後部側に設けられた前記シャンク部あるいは前記他の部材を通しかつ前記鍔部が通らない形態のシャンク側通し部とを備えてなる、切削穴の入口から排出される切屑を吸引する吸引カバーを設ける、あるいは取り付け可能とし、
前記シャンク側通し部の縁の前記鍔部への当たりによって前記前部側への移動が止められ、前記ワーク面当接開口部の前記被加工材面への当接によって、切削送りに伴う前記吸引カバーの後部側への移動が可能とされてなることを特徴とする請求項１〜９のいずれか１項に記載のドリル。
【請求項１１】
被加工材に先行切削穴を形成する先行切削工程と、
前記先行切削穴を拡径切削しながら螺旋凸部位を形成する拡径切削工程と、
前記螺旋凸部位を切削して、開口孔部の壁面を滑らかにする平壁面仕上を行う仕上切削工程と、
を備え、前記各工程を１本のドリルで行うことにより前記被加工材に穿孔を形成することを特徴とする穿孔の形成方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、特にＣＦＲＰ(炭素繊維強化プラスチック)、ＢＦＲＰ（ボロン繊維強化プラスチック）、ＡＦＲＰ、（アラミド繊維強化プラスチック）、ＫＦＲＰ等のＦＲＰ(繊維強化プラスチック)に代表される、加工の難しい材料により構成された部材（難削加工部材）の穴あけ（穿孔）に適したドリル及び穿孔の形成方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
ＦＲＰに代表される繊維強化複合材、中でもＣＦＲＰは自動車・船舶・医療機器・鉄道車両・航空・宇宙分野などの用途に軽量・高性能な材料として使用されている。
特許文献１には、このような繊維強化複合材の穴あけに用いるドリルが記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００９-１７２７０８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、ＣＦＲＰの切削加工は加工が難しく、デラミネーション(層間剥離)、表面剥離、未切断の繊維によるバリ、または樹脂や繊維の欠損が生じやすい。さらに、繊維が繊維軸半径方向に割れやすく微粉となるため、さらなる加工効率の向上が大きな課題となっている。【０００５】
即ち、ＣＦＲＰは細い炭素繊維をエポキシ樹脂等で固めて作っているため、ガラス転移温度（Tg）が２５０℃〜３５０℃と低温である。そのため、工具の切れ味が低下すると加工トルク(切削抵抗)の上昇(増大)と切削温度上昇、該切削温度上昇による樹脂軟性化ないし粘性化（以下「軟性化」という。）し易い。
この樹脂軟性化により樹脂剥離がしやすくなり、さらに先端刃の切れ味が低下する。これにより、炭素繊維の一部が切断されずに残り非切断長尺繊維が増大する。また、この非切断長尺繊維が回転工具に巻き込まれて引っ張られることによる被加工部材の破断や、非切断長尺繊維の残存による毛羽立ちが発生するので、加工品質が著しく低下する。【０００６】
穴あけ加工用のドリルや該ドリルで加工した穴を仕上げる穴仕上げ加工用のリーマは、刃部の外周に逃げ面が付いていないマージン部がある。そのため、マージン部全体が被加工部材と接触した状態で切削動作するため、摩擦による発熱が大きくなり刃先の摩耗は全刃におよぶ。よって刃先が摩耗すると加工トルクが上昇し、そのトルク一部は軸方向（スラスト方向）への力となる。このスラスト方向への力が、ＣＦＲＰ等の切削加工に当たっては、特に穴の入口部や出口部においてデラミネーション等が発生する主要な原因となる。しかし、通常の金属材料を加工する場合は、デラミネーション等が発生しないので、ドリル業界ではスラスト方向へ力が働くことは問題視されていなかった。【０００７】
また、ＣＦＲＰ等の切削加工においては、刃先部分(加工ポイント)の冷却や潤滑及び切屑を排出するための切削油を使用できない場合（例えば、航空機の製造や手動ドライバーによる穿孔）がある。
この場合は、ドライ加工となる。この冷却油の供給無しの切削による急激な温度上昇によって樹脂が劣化する。また、穴あけで発生する切屑は、非常に硬い微細粉を大量に含むことから、工具の刃先摩耗が急速に進み切れ味が低下し、これがデラミネーション等の発生を助長する。さらに、飛散した微細粉が人体への悪影響（例えば「じん肺」）や、周辺機械への悪影響（例えば「滑り面の摩耗」）を及ぼす。【０００８】
特許文献１に記載のドリルは、最外周刃部（４ｃ）を繊維の向きに対して垂直に近づけているため、繊維の切断機能を外周側で高めることができる。また、被削域の外周側が加工されるときの新たなバリの発生が抑えられ、穴面のさらえ効果も得られるような構成となっており、穴の面粗さも従来のドリルに比べると良くなる。またマージン（７）を分断する溝（８）を設けて切り屑の排出性を高めている。【０００９】
しかし、特許文献１のドリルは以下に述べるような欠点を有する。
（１）切屑は、極めて微細な微細粉状態で噴出し空気中に飛散しながら大量に排出される（本願の図５（従来ドリル）参照）。これは、マージン（７）と切削壁との間に入った切屑が、粉挽き臼のように磨り潰されて微細な微細粉が生成されているからである。この微細粉の飛散現象は、湾曲した二枚刃を有しており溝をストレート溝としたドリル（例えば、特開2010-214478公報）においても同様に発生する。穴あけ時のスラスト力はすべて刃先にかかるので、Ｆ（機械側スラスト力）＝ｆ（切り刃スラスト力）となる。【００１０】
（２）特許文献１の実施の形態４は、図４に示されるように、螺旋ランドの先端に設けられたマージン（７）のみに、浅く小さい幅からなるストレート小溝形態の溝（８）（ニック）を複数設けた形態である。このようなストレート小溝形態の溝（８）に、軟性化した樹脂および硬化した微細粉が張り付いて行き、遅からず詰り状態となる。そのため特許文献１のドリルでは、１ｍｍ以下の壁面にデラミネーション（特許文献１では「むしれ」といっている。）を生じてしまい、穴仕上げを高精度にできないという欠点を有する。【００１１】
（３）内部組成に不均一性を有するアルミダイキャストなどの軟材の穴あけでは、材料の不均一性のためにドリル先端の切削進行方向が曲げられてドリルの直進性が悪くなり、そのために高精度の切削穴を形成するのが難しかった。【００１２】
本発明は以上のような従来技術の欠点に鑑みてなされたものであって、ＣＦＲＰ等からなる難削加工部材に対して、穴あけ加工（穿孔加工）を高品質で効率良く行えるドリル及び穿孔の形成方法を提供することを目的とする。なお、本明細書においては、「穿孔」の語は、貫通孔及び貫通していない止まり穴の双方を含むものとして使用する。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
以上の発明の白的を達成するために本発明は以下のような構成となっている。
本発明の第１の態様に係るドリルは、
後部側をシャンク部とし前部側を切削部とするドリル本体と、
前記切削部に形成された第１のランド〜第ｎのランドと、
この第１のランド〜第ｎのランドのランド間に形成された第１の切削部溝〜第ｎの切削部溝と、
前記切削部の先端に設けられた被加工材に先行切削穴あけを行うパイロット刃と、
このパイロト刃に続いて前記第１のランド〜第ｎのランドに形成された、前記先行切削穴を拡径切削しながら螺旋凸部位を形成して行く、拡径螺旋山の山群からなる拡径螺旋山部と、
この拡径螺旋山部に続いて前記第１のランド〜第ｎのランドに形成された、前記螺旋凸部位を切削して平壁面仕上とする、山の高さが同じ仕上螺旋山の山群からなる仕上螺旋山部と、
前記拡径螺旋山および前記仕上螺旋山の螺旋山と螺旋山の間に、前記第１の切削部溝〜第ｎの切削部溝の隣の切削部溝同士を連絡する形態で形成された螺旋谷と、
前記拡径螺旋山と前記第１の切削部溝〜第ｎの切削部溝の溝面とによって形成された該拡径螺旋山の山縁部位である、前記パイロット刃によって切削形成された先行切削穴を分断拡径切削ないし分割拡径切削して行く拡径刃の刃群からなる拡径螺旋刃部と、
前記仕上螺旋山と前記第１の切削部溝〜第ｎの切削部溝の溝面とによって形成された山縁部位である、前記拡径螺旋刃部によって切削形成された拡径切削穴を分断仕上切削ないし分割仕上切削して行く仕上刃の刃群からなる仕上螺旋刃部と、を備えてなる
ことを特徴とする。【００１４】
「仕上螺旋刃部」は、仕上螺旋山部の全部ではない複数回りに形成された形態、あるいは仕上螺旋山部の全部の仕上螺旋山に形成された形態のいずれも含むものである。
「第１のランド〜第ｎのランドのランド」および「第１の切削部溝〜第ｎの切削部溝」は、直線形態であるもの、わずかにねじれ形態であるもの、螺旋形態（スパイラル形態）であるものが技術的範疇に含まれるものである。【００１５】
本発明の第２の他の態様に係るドリルは、上記第１の態様のドリルであって、前記パイロット刃にマージンを有さない、前記パイロット刃および前記拡径螺旋山部の双方にマージンを有さない、または前記パイロット刃、前記拡径螺旋山部および仕上螺旋山部のいずれにもマージンを有さないことを特徴とする。【００１６】
本発明の第３の態様に係るドリルは、上記第１または第２の態様に係るドリルであって、前記シャンク部の外周側に前記第１の切削部溝〜第ｎの切削部溝のいずれかに直接に連通したサイドスルー溝が形成され、前記サイドスルー溝が連通した切削部溝が連通切削部溝とされ、前記シャンク部をチャッキングしたチャック装置側から供給されるクーラントが、前記サイドスルー溝を通り前記連通切削部溝に流入案内されて前記パイロット刃に供給されるようにし、
前記第１の切削部溝〜第ｎの切削部溝のうち前記サイドスルー溝の連通の無い切削溝が非連通切削部溝とされ、
前記パイロット刃が形成されている部位に、前記連通切削部溝と前記非連通切削部溝を直接に連通する切削部溝連通凹部が形成されていて、
前記連通切削部溝に流入した前記クーラントが、前記切削部溝連通凹部を通り前記非連通切削部溝に流入し切削穴の入口から排出されるようにされ、
前記第１の切削部溝〜第ｎの切削部溝の溝形態が、前記サイドスルー溝からの前クーラントが前記パイロット刃に供給されるストレート溝形態あるいは弱ねじれ溝形態であることを特徴とする。
クーラントは、エアー、エアー以外のガス、ミスト、潤滑液、潤滑剤、水、研削油剤、切削剤などである。【００１７】
本発明の第４の態様に係るドリルは、上記第１〜第３のいずれか１つの態様に係るドリルであって、前記第１の切削部溝〜第ｎの切削部溝は、加工時にスラスト方向への応力が発生しない方向に、前記拡径螺旋山部および前記仕上螺旋山部のリード角だけねじった形態であることを特徴とする。【００１８】
本発明の第５の態様に係るドリルは、上記第１〜第４のいずれか１つの態様に係るドリルであって、前記パイロット刃の終端外径は前記拡径螺旋山部の先端外径と同じであることを特徴とする。【００１９】
本発明の第６の態様に係るドリルは、上記第１〜第５のいずれか１つの態様に係るドリルであって、ピッチをＰとし、αを０．０１ｍｍ〜０．５ｍｍとし、
前記仕上螺旋山部の所望の外径寸法の位置である前記仕上刃の山頂の山頂幅を、Ｐ／８よりも幅広であるＰ／８＋αとし、前記山頂幅を前記Ｐ／８＋αとするための尖がりねじ山がねじ研削によって形成され、
前記尖がりねじ山の外径研削によって、前記Ｐ／８＋αの山頂幅である前記所望の外径寸法が得られる位置に、前記尖がりねじ山が形成されてなることを特徴とする。【００２０】
本発明の第７の態様に係るドリルは、上記第１〜第５のいずれか１つの態様に係るドリルであって、ピッチをＰ、前記切削部溝の溝数をｎとし、前記仕上螺旋山部の所望の外径寸法位置である前記仕上刃の山頂の山頂幅をＰ／ｎとしたことを特徴とする。【００２１】
本発明の第８の態様に係るドリルは、上記第１〜第５または第７のいずれかの１つ態様に係るドリルであって、ピッチをＰとし、αを０．０１ｍｍ〜０．５ｍｍとし、前記切削部溝の溝数をｎとし、
前記仕上螺旋山部の所望の外径寸法位置である前記仕上刃の山頂の山頂幅を、Ｐ／ｎ＋αとしたことを特徴とする。【００２２】
本発明の第９の態様に係るドリルは、上記第１〜第８のいずれか１つの態様に係るドリルであって、前記拡径螺旋山部の前記螺旋谷の谷底が２度〜８度の傾斜角度線状に形成されてなることを特徴とする。【００２３】
本発明の第１０の態様に係るドリルは、上記第１〜第８のいずれか１つの態様に係るドリルであって、前記シャンク部のチャック装置にチヤツキングされない部分に直接的にあるいは他の部材を介した鍔部を設けてなるとともに、
前記被加工材面に当接するワーク面当接開口部、このワーク面当接開口部から延長された筒状部、この筒状部に設けられた吸引装置が接続される吸引口、前記筒状部の後部側に設けられた前記シャンク部あるいは前記他の部材を通しかつ前記鍔部が通らない形態のシャンク側通し部とを備えてなる、切削穴の入口から排出される切屑を吸引する吸引カバーを設ける、あるいは取り付け可能とし、
前記シャンク側通し部の縁の前記鍔部への当たりによって前記前部側への移動が止められ、前記ワーク面当接開口部の前記被加工材面への当接によって、切削送りに伴う前記吸引カバーの後部側への移動が可能とされてなることを特徴とする。【００２４】
本発明の第１の態様に係る穿孔の形成方法は、被加工材に先行切削穴を形成する先行切削工程と、前記先行切削穴を拡径切削しながら螺旋凸部位を形成する拡径切削工程と、前記螺旋凸部位を切削して、開口孔部の壁面を滑らかにする平壁面仕上を行う仕上切削工程とを備え、前記各工程を１本のドリルで行うことにより前記被加工材に穿孔を形成することを特徴とする。ここで、「穿孔」の語は、貫通孔及び貫通していない止まり穴の双方を含む。
【発明の効果】
【００２５】
本発明よると、ドリルによる切屑は、穿孔入口の周りに綺麗に推績山形態（蟻の巣の入口の推績山状態）に綺麗に盛られる（図６参照）。そのため、微細な切屑は殆ど発生せず、切屑の飛散は殆ど発生しない。【００２６】
その理由は、パイロット刃により先行して開口される先行切削穴は、拡径螺旋山部の多数の拡径刃によって、少しずつ分断され拡径されるように切削されて行くので、切屑は硬質状態のままを顆粒状の切屑となる。その顆粒状切屑は、多数の螺旋谷へ円滑に分散流入して隣の切削部溝に円滑に排出され、切削穴入口へと円滑に運ばれて行く。
そして、本願発明に係るドリルを使用すると、顆粒状切屑はマージンが在る場合にはその殆どがマージンへ入ることなく、螺旋谷へ円滑に流入し切削部溝へ排出される。そのため、顆粒状切削屑は殆ど磨り潰されることなく（微細紛体になることなく）顆粒状態のまま切削穴入口から緩やかに排出されて行く。
よって、マージンと切削穴壁との間に切屑が入ることが極めて少ないので、マージンと切削穴の壁との間の接触圧力が上昇しない。従って、発熱により温度が著しく上昇することや、切削刃先の摩耗が著しく促進されることもない。
本願発明に係るドリルを用いて穴あけを行うと、発熱が少なく、ドリルと切削穴壁との接触圧力が低いので、軟化や溶融・融解が起こらずデラミネーションも発生しない。そのため、硬質状態での切削が切削工程全体を通して行われる。また、螺旋山部の仕上げのために、多数の仕上刃によって仕上のための切削が行われて行く。これにより、ＦＲＰ等の加工の難しい材料であっても、デラミネーション(層間剥離)、表面剥離、未切断の繊維によるバリ、または樹脂や繊維の欠損の少ない、高品位な切削穴（穿孔）の加工が可能となる。
また、拡径螺旋山部の切削動作は食付き切削動作であるので、拡径螺旋山部によって直進性が確保される。よって、直進性のために設けられる従来ドリルの必須の構成要件であるマージンを、パイロット刃、パイロット刃および拡径螺旋山部あるいはパイロット刃、拡径螺旋山部および仕上螺旋山部に有さないドリルを可能としている。  本発明に係る穿孔の形成方法も上記した効果と同様の効果を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００２７】
【図１】本発明の実施例１の側面図、拡大正面図（パイロット刃側）および拡大背面図（シャンク部側）。
【図２】本発明の実施例１の拡径螺旋山部の簡略図および切削部の分解図。
【図３】本発明の実施例１の拡径螺旋山の形状図および仕上螺旋山部の簡略図。
【図４】本発明の実施例１のねじれの説明図。
【図５】本発明の実施例１の切削状況図および従来ドリルによる切削状況図。
【図６】本発明の実施例１の切削の流れ説明図。
【図７】本発明の実施例１の山頂の形成位置を示す概念図。
【図８】本発明の実施例２のチャック装置にチヤツキングした状態図および使用状態図。
【図９】本発明の実施例３のドリルの形態１の概念図、形態２の概念図および実施例１のドリルの概念図。
【図１０】本発明の実施例４のドリルの形態３の部分断面図および概念図。
【図１１】本発明の実施例５の側面図、切削部の簡略図および拡大正面図。
【図１２】本発明の実施例６のパイロット刃の部分正面図。
【図１３】本発明の実施例７の部分側面図。
【発明を実施するための形態】
【００２８】
以下、本発明の実施の形態について説明する。
【００２９】
本発明は、パイロト刃により先行して開口した先行切削穴を、パイロット刃に続く徐々に径が大きくなる拡径螺旋山部で先行切削穴の径を広げるように切削（拡径切削）することにより、螺旋状の凸部位（以下「螺旋凸部位」という）を形成し、その後拡径螺旋山部に続く仕上螺旋山部で螺旋凸部位を切削して除去し、滑らかな壁面の穿孔を形成するものであり、これまでにない新しい考え方によるものである。本発明はこれらの加工処理を一本のドリルで行うことができる。
本発明のドリルの拡径螺旋山部および仕上螺旋山部の螺旋山形態（螺旋形態、山形状、谷形状）は、多様な螺旋山形態をその技術的範疇としている。その中には、ねじ規格（例えばJIS規格）の螺旋山形態のものも含まれる。
【００３０】
以下、本発明を実施するための実施の形態である実施例について説明する。但し、本発明をこれら実施例のみに限定する趣旨のものではない。また、後述する実施例の説明に当って、前述した実施例の同一構成部分には同一符号を付して重複する説明を省略する。
【００３１】
[実施例１]
図１〜図７に示す本発明の実施例１において、１はドリルであってドリル１は次のような構成となっている。
ドリル本体４は、後部側に設けられたシャンク部２と前部側に設けられた切削部３を有している。
切削部３には第１のランドＡ〜第４のランドＤが形成されており、この第１のランドＡ〜第４のランドＤの間には、第１〜第４の切削部溝５ａ〜５ｄが設けられている。第１〜第２の切削部溝５ａ〜５ｄは、ドリル本体４の軸方向に伸びており、第１のランドＡ〜第４のランドＤをそれぞれ分離している。
第１のランドＡ〜第４のランドＤには仕上螺旋山部１２が形成されている。
切削部３の先端には、回転して切削することにより被加工材Ｓ（「被切削材」、「被穿孔材」ともいう。）に先行切削穴をあける〈初期穿孔する〉ための、仕上螺旋山部１２の外周径より小径のパイロット刃６が設けられている。このパイロト刃６に連絡され前記後部側に行くに従って径が大きくなり、切削溝部５ａ〜５ｄにより分断されており、仕上螺旋山部１２に向かって伸びる拡径螺旋山ＡＫ１〜ＤＫ４（図２参照）が形成されている。拡径螺旋山ＡＫ１〜ＤＫ４は、食付き切削動作により先行切削穴を拡径切削しながら、螺旋凸部位２０を形成して行く。拡径螺旋山ＡＫ１〜ＤＫ４の山群を総称して、拡径螺旋山部９と称する。
この拡径螺旋山部９に続いて第１のランドＡ〜第４のランドＤに、山の高さが同じであり、４本の切削溝部５ａ〜５ｄにより分断された、前記螺旋凸部位を切削して平壁面仕上とする、仕上螺旋山ＡＦ１〜ＤＦ５（図２参照）が形成されている。この複数の仕上螺旋山ＡＦ１〜ＤＦ５の山群を総称して、前記した仕上螺旋山部１２と称する。
拡径螺旋山ＡＫ１〜ＤＫ４および仕上螺旋山ＡＦ１〜ＤＦ５の軸方向に隣接する各山の間には、第１〜第５の切削溝５ａ〜５ｄの隣接する切削溝同士を連絡するように形成された螺旋谷１４を備えている。
パイロット刃６のパイロット刃の切れ刃５１は、拡径螺旋山ＡＫ１〜ＤＫ４と第１の切削部溝５ａ〜第４の切削部溝５ｄの溝面との交線によって形成された該拡径螺旋山ＡＫ１〜ＤＫ４の山縁部位（パイロット刃のすくい面５２とパイロット刃の逃げ面５０の交線部位）により形成される。（図１２参照）
穴あけに際しては、まず、このパイロット刃６によって先行切削穴が切削形成され、拡径螺旋山ＡＫ１〜ＤＫ４の拡径刃の刃群からなる拡径螺旋刃部１８により、この先行切削孔の径を拡げるように切削（「拡径切削」と称する）しながら螺旋凸部位を形成して行く、すなわち食付き切削動作で拡げるよう切削して行く。このようにして、形成された切削穴を拡径切削穴と称する。
仕上螺旋刃部１９は、仕上螺旋山ＡＦ１〜ＤＦ５と第１の切削部溝〜第４の切削部溝の溝面との交線部に形成される複数の仕上刃からなる刃群の総称である。この仕上刃は、仕上螺旋山ＡＦ１〜ＤＦ５の山縁部位（すくい面と逃げ面の交線部位）に形成される。拡径切削穴は仕上螺旋刃部１９により切削されることにより、螺旋凸部位が切削された滑らかな壁面（「平壁面仕上」と称する）の最終穴に仕上げられる。
切削時のドリルの送り量は、ドリルが被加工材を切削することにより形成される切削穴の壁面に、螺旋凸部位２０が形成されず、平らな壁面に仕上がりとなる送り量に設定する。送り量と仕上螺旋刃部の関係は、後述する。
なお、この実施例では、切削溝を４本設けているが、本発明はこれに限定されることなく、切削溝を２〜３本設けても、または４本以上設けても良い。
【００３２】
シャンク部２の外周側にシャンク部の後端から第２の切削部溝５ｂ、第４の切削部溝５ｄ（以下「連通切削部溝」という。）に直接に連通した直線形態のサイドスルー溝２１ａ、２１ｂが形成されている。
シャンク部２をチャッキングしたチャック装置２２（図８参照）側から供給されるクーラントの一種である冷却・切屑排出用エアー、ドライアイスガス、窒素ガスやこれらの混合ガスを含む冷却・切屑排出用ガスＧが、サイドスルー溝２１ａ、２１ｂを通り「連通切削部溝」に流入案内されてパイロット刃６にまで到達供給される。
第１の切削部溝５ａ〜第４の切削部溝５ｄの溝形態が、サイドスルー溝２１ａ、２１ｂからの冷却・切屑排出用ガスが、略直線的にパイロット刃６に供給されるストレート溝形態あるいは弱ねじれ溝形態（例えば、１度〜５度）である。
切削部溝連通凹部２３ａは第２の切削部溝５ｂと第３の切削部溝５ｃを直接に連通し、切削部溝連通凹部２３ｂは第２の切削部溝５ｂと第１の切削部溝５ａを直接に連通している。
切削穴が非貫通状態にあっては「連通切削部溝」に流入した冷却・切屑排出用ガスＧが、切削部溝連通凹部２３ａ、２３ｂを通り「非連通切削部溝」に流入し、切削穴の入口から切屑を含んで排出されるようにされる。
【００３３】
図４に示すように、第１の切削部溝５ａ〜第４の切削部溝５ｄは、加工時にスラスト方向への応力が発生しない方向(通常は左方向)に、拡径螺旋山部９および仕上螺旋山部１２のリード角だけねじった形態（１度〜５度のねじれ範囲である。）としている。
即ち、図４の上図に示すように、切削部溝が直溝（ストレート溝）の場合は、特に拡径螺旋刃部１８において、ドリル進行方向に発生する応力Ｆ３が刃先に傾いて作用するため、回転方向に発生する応力Ｆ２と進行方向への応力Ｆ１とに分かれて無用な応力が発生する。
しかるに、図４の下図に示すように、第１の切削部溝５ａ〜第４の切削部溝５ｄが左ねじれ溝の場合は、特に拡径螺旋刃部１８において、進行方向に発生する応力Ｆ３が拡径螺旋山ＡＫ１〜ＤＫ４の拡径刃（刃先）に直角に作用するため、回転方向への応力Ｆ２はドリル進行方向に発生する応力Ｆ１と同一になり、スラスト方向への応力Ｆ３は発生しない。
【００３４】
先端のドリル刃であるパイロット刃６は、その外径寸法Ｔが拡径螺旋山部９の先端径と同じに設定されるとともに、その先端角度θは７５度〜１２０度（図では９０度）に設定して、極力切削抵抗や摩耗による加工トルクの上昇を抑制するようにしている。
パイロット刃６の終端外径は前記拡径螺旋山部９の先端外径と同じであることによって、パイロット刃６によって切削形成された先行切削穴に最初に食い込む拡径刃の食い込み量を浅い食い込み量にできるので、その切削抵抗を小さくしその耐久性を向上させている。
【００３５】
切削部溝連通凹部は切削部溝連通凹部２３ａ、２３ｂのように二つ設けた形態が、冷却・切屑排出用ガスによる切屑の排出およびパイロット刃６の先端および切削刃全体を、最も効率的に冷却することができる。よって、パイロット刃は４枚刃、ランド及び切削部溝を４本とするのが最も良い形態である。
クーラントは冷却・切屑排出用ガスに限られものではなく、ミスト、液体でもよい。被切削部材の加工条件、使用、環境、生産性などによって最適なクーラントを選択すればよい。
【００３６】
４枚刃である拡径螺旋山部９の拡径螺旋山は、拡径螺旋山１．５山から拡径螺旋山３山が適当であるが、ドリル１は最も好適な食付き結果が得られた拡径螺旋山２．５山を採用している。
【００３７】
シャンク部２は、その後端に後述するマシニングセンター(図示せず省略)のチャック装置２２（スピンドル）とは保持方式が異なるスピンドル(図示せず)に回り止めされて係合するための四角部２４が形成され、四角部２４の端部にはザグリ穴２５が形成され、このザグリ穴２５にサイドスルー溝２１ａ、２１ｂが直接に連通され、ザグリ穴２５に溜まった冷却・切屑排出用ガスＧがサイドスルー溝２１ａ、２１ｂにその漏斗効果により効率的に流入するようになっている。
四角部２４の４角はシャンク部２の外径より若干小さくする。これは、軸研削のときの砥石の摩耗を防ぐことと、軸のバラツキをなくすためのものである。対抗関係にある二つの角に直線形態のサイドスルー溝２１ａ、２１ｂを形成し、このサイドスルー溝２１ａ、２１ｂの真下に切削部溝が形成されている。
四角部２４は、主に再研削の際に螺旋山の出発点を見出すために必要であるが、四角部のない丸棒シャンク部でもよい。
【００３８】
送り量について説明する。
例えば、１ピッチ＝１．０ｍｍ、呼び径６ｍｍで、１回転当りの送り量を０．１ｍｍとした場合では、螺旋凸部位は１回転するごとに仕上螺旋刃部によって０．１ｍｍずつ削り取られて行く。よって、１０回転目で全て切削されて螺旋凸部位の無い穿孔が形成される。
実際には、一般的なドリルはその発熱量等の理由から送り量は通常０．０５ｍｍ〜０．２ｍｍであり、本発明のドリルにおいては０．０５ｍｍ〜０．４ｍｍの送り量が適当である。
手動ドライバーで０．２ｍｍ以上の送り量操作では、ドリルの破損を作業者が身体で感じるほどの強いスラスト抵抗となって行くので、０．２ｍｍを超えるような送り量での使用にはならず、手動では０．０５ｍｍ以下が操作者の身体が安全と感じる適当な送り量である。
【００３９】
ドリル１は、その１回転当りの切削送り量が一般的なドリル（送り量０．０５ｍｍ〜０．２ｍｍ）やエンドミルより大きくすることを可能にするため（例えば、０．４ｍｍの送り量）、図３に示すように、拡径螺旋山ＡＫ１〜ＤＫ４にマージンの無い逃げ面１６を形成し、仕上螺旋山ＡＦ１〜ＤＦ５にマージンの無い逃げ面１７を形成し拡径螺旋山ＡＫ１〜ＤＫ４から、仕上螺旋山ＡＦ１〜ＤＦ５に亘って各刃で分割して切削加工を施し刃先の摩耗に対応している。
逃げ面１６および逃げ面１７によって、切削壁面との接触する部位を可能なかぎり少なくし、刃先に切れ味を鋭いものにし、拡径螺旋山ＡＫ１〜ＤＫ４および仕上螺旋山ＡＦ１〜ＤＦ５の稜線に切屑がとどまることのないようにしている。
【００４０】
切削穴を螺旋凸部位の無い平壁面とするための切削送り量は、拡径螺旋山ＡＫ１〜ＤＫ４および仕上螺旋山ＡＦ１〜ＤＦ５あるいはいずれか一方の山頂幅より小さくしなければならない。すなわち、係る山頂幅は切削送り量より大きくなければならない。
ドリル１のように４枚刃の場合は第１のランドＡ〜第４のランドＤの刃は０．２５ピッチずらして切削するのがよい。
また、切削部溝は偶数とすることにより全ての切削部溝を切削部溝連通凹部で連通された連通切削部溝と非連通切削部溝にできるので、冷却・切屑排出用ガスＧによる全ての切屑の偏りのないスムーズな排出移動と回収を実現し、切削部を偏りなくその隅々までくまなく効率的に冷却することができる。
【００４１】
摩擦係数が小さく耐摩耗性の高いＤＩＡ（超微結晶ダイヤコーティング  硬度９０００Ｈｖ）、ＤＧ（グラファイト専用のコーティング  硬度９０００Ｈｖ）、ＤＬＣ（Ｄｉａｍｏｎｄ Ｌｉｋｅ Ｃａｒｂｏｎ  硬度６０００Ｈｖ）、ＮＰＤ（ナノ多結晶ダイヤモンド）などのダイヤモンドコーティングをはじめとする、高硬質膜を施すのがよい。
【００４２】
パイロット刃６を含む切削部３およびシャンク部２を一本の素材から一体に研削形成しても良いし、パイロット刃６を別体で研削形成して、後付接合するようにしても良い。
ランドおよび切削部溝は本実施例の４つ形態に限定されず、２つ形態、３つ形態、５つ形態、６つ形態それ以上の形態のものでもよい。姿勢安定性からランドおよび切削部溝を偶数とするのが好ましい。
【００４３】
ドリルの切削送り量は、ねじ研削で形成したものでは、前記被加工材Ｓに切削形成される切削穴の壁面に螺旋凸部位２０が形成されない平璧面仕上とする１回転あたりの送り量は、山頂幅（Ｐ（ピッチ）／８）以下とする。
しかるに、ねじの規格とは異なる山頂幅、谷底幅、山高さ、谷深さ、螺旋線形態、山形状のものにするのもよい。特に、拡径螺旋山部９および仕上螺旋山部１２の山頂幅を、ねじ山の山頂幅であるＰ（ピッチ）／８よりも広くすることが、送り量の自由度を広げることができる。
また、谷底を浅くすることにより、工具の剛性を高めることができる。
【００４４】
ＦＲＰには、以下のような種類がある。
ガラス繊維強化プラスチック(GFRP)：比較的安価で、電波透過性に優れる。
炭素繊維強化プラスチック(CFRP)：アルミニウム合金の後継材料として使用される。
ボロン繊維強化プラスチック(BFRP)：強度、対弾丸性が大きく、軍事兵器などによく使用される。
アラミド繊維強化プラスチック(AFRP,KFRP)アラミド繊維（ケブラー）による強化で耐衝撃性に優れる。
その耐熱性は、JIS−K−6911にて熱変形温度が２００℃以上と定められている。
【００４５】
（１）ドリル１による切屑の殆どは顆粒状の切屑（以下「顆粒状切屑」ともいう。）であって、従来のドリルによる切屑が微細粉であるのと、大きく異なるものである。
具体的には、従来ドリルの切屑は指に着け指間で擦ると、大量の微粉末を感じることができ、指から払い落としても皮膚の微細な隙間に微細粉が残り、さらに水洗いしても微細粉が落ちないで残るほどの大量の微細粉を含むものである。
これに対して、本発明の実施例であるドリル１の切屑は、微粉末の存在を感じることはできず、指から払い落とすと切屑は殆ど落とすことができ、さらに水洗いすると略完全に落とすことができるものである。
よって、切屑は微細粉を殆ど含まない顆粒状のものだけであると言っても過言ではないものである。
それは、吸引無しでの切削で排出される切屑が、ドリル１では空気中に殆ど飛散することなく穿孔の周りに推績されて行くのに対して、従来ドリルにあっては微細粉塵が空気中に飛散して行くことからも（図５参考）、指で穿孔入口と出口を撫でての粗さの少なさからも、その違いが一目瞭然であるものである。
【００４６】
その理由は、パイロット刃および切削部で切削された顆粒状切屑は、第１の切削部溝５ａ〜第４の切削部溝５ｄに入るとその殆どが多数の螺旋谷１４へ円滑に流入して隣の切削部溝に円滑に排出され、これを繰り返しながら螺旋谷構造によって切削穴入口へと円滑に運ばれて行く。すなわち、顆粒状切屑はマージンが在る場合にはマージンへ入ることなく、螺旋谷１４へ流入し切削部溝へ排出され次の螺旋谷へ流入し次の切削部溝へ排出されるという流れ動作をしながら、磨り潰されることなく（微細紛体になることなく）顆粒状態のまま切削穴入口から円滑に排出されて行く。
【００４７】
すなわち、マージンが在る場合でも切屑は螺旋谷１４へ円滑に流入し、その殆どがマージンへ無理して入ることなく、よって、マージンと切削穴壁との接触圧力が上昇することが生じない。よって発熱により温度が著しく上昇することが生じない。また、切削刃先の摩耗が著しく促進されることもない。すなわち、発熱し難く、切削穴壁との接触圧力も低いので、切削穴の仕上が高品位なものになる。
また、切削温度がＣＦＲＰの樹脂が軟性化することのない低温度で加工できるので、ＣＦＲＰの熱による劣化を回避でき、かつ切削穴の仕上を高品位のものにすることができる。
【００４８】
（２）前記（１）によって、切屑および切削壁面は熱による軟性化がないので、くっ付き貼り付きの生じない硬質状態のままの切屑が円滑に移動し排出がなされる。また、拡径螺旋山部９の多数の拡径刃（例えば、実施例１のランドが第１のランド〜第４のランドの４ランドであり、第１のランドの拡径刃が４枚で、拡径刃の全数は１６枚の拡径螺旋山部＜図２参照＞）によって、パイロット刃６によって形成された先行切削穴を少しずつ分断拡径切削ないし分割拡径切削して行くので、切屑は顆粒状切屑で硬質状態を維持し切屑同士がくっ付かない貼り付かない状態で効率よく円滑に螺旋谷へと流入して行く。
このときの切削送り量は、切削穴の壁面に螺旋凸部位が形成されない平璧面とする送り量であるので拡径切削は高品位な平壁面となる。
【００４９】
また、拡径螺旋山ＡＫ１〜ＤＫ４の拡径刃および仕上螺旋山ＡＦ１〜ＤＦ５の仕上刃が第１の切削部溝〜第４の切削部溝によって分断ないし分割されているので、炭素繊維は各拡径刃および各仕上刃によってその都度切断されるので短いものとなる。
すなわち、炭素繊維の非切断長尺繊維の増大、該非切断長尺繊維の回転工具の巻引っ張りによる軟性化樹脂を付着させての破断、非切断長尺繊維の残存による毛羽立ちが発生しないか、あるいは発生し難い機構・動作を実現している。
【００５０】
（３）切削部３は切削部溝と拡径螺旋山部９および仕上螺旋山部１２からなる螺旋山部が交互に配置されている。よって、拡径螺旋刃部１８の切削でも残ったデラミネーションを２４刃の仕上刃の仕上螺旋刃部１９で、同じ箇所を次々と切削してきれいに仕上る（リーマー的機能）ものであり、この点によっても、デラミネーション等が残らない切削穴を実現し、その切削面を高精度仕上げ加工とするものである。
すなわち、本発明のドリルは分断刃形態ないし分割刃形態のリーマ―部（仕上部）を有する分割リーマ―刃付ドリルである。
【００５１】
（４）ドリルの抜き動作においては、切削穴が平壁面となっているので切削時の回転のまま抜き動作を行うことが可能である。
この切削時の回転のまま抜き動作をさせることによって、抜き動作時においても仕上螺旋山ＡＦ１〜ＤＦ５の仕上刃群による抜き動作切削が行われることになり、この抜き動作切削によって残っているわずかな毛羽立ちの刈取りが行われる。
【００５２】
（５）発熱量が小さいので切削送り量を大きくとることができ、それによるパイロット刃６での先行切削穴が粗面となっても、続く拡径螺旋山部および仕上螺旋山部の切削が多数の切り刃による丁寧な分断切削ないし分割切削によって、高品位な切削穴に仕上げることができる。
実際、切削穴６ｍｍを開ける本発明のドリルを使い、１回転あたり０．４ｍｍの切削送り量で穴切削を行ったが、デラミネーションの発生は確認できない、良好な穴仕上げとなった。これは、炭素繊維用ドリル、鋼材用ドリルともに１回転あたりの送り量は０．０５ｍｍ〜０．２ｍｍであることからみると、格別で顕著なものである。
【００５３】
試作品による加工試験について説明する。
＜ドリルの形状と表面処理＞
＊母材：超硬
＊ドリル：呼び径６ｍｍ。
＊パイロット刃の形状：
・ドリル刃（実施例１のパイロット刃６に相当）
・ボールエンドミルは（実施例５のパイロット刃４３に相当）
＊表面処理
・無処理品
・水素フリーＤＬＣコート
・薄膜ダイヤＤＩＡコート
【００５４】
＜加工条件＞
＊被加工材：ＣＦＲＰ（厚さ５ｍｍ、表面クロス織り、両面艶出し）
＊主軸回転数：２５００ｒｐｍ
＊切削速度：４７ｍ／ｍｉｎ
＊送り速度：１２５ｍｍ／ｍｉｎ
＊１回転当りの送り量：０．０５ｍｍ／ｒｅｖ
＊クーラント：無し
＊切屑の除去：ドリルに掃除機の吸引ノズルを近づけての吸引
＊固定サイクル：Ｇ１８ノンステップ
＊加工機：ＶＫＣ４５ＩＩ（日立精機製）
【００５５】
＜加工目標＞
無処理品：３０穴を加工してもパリやデラミネーションが発生していないこと。
コート品：１５０穴を加工してもパリやデラミネーションが発生していないこと。
【００５６】
＜加工試験結果＞
表面処理    パイロット刃        加工穴数      デラミネーションが
出始めた穴数
無処理品    パイロット刃４３      ２００穴          ５０穴
ＤＬＣ      パイロット刃４３      ４００穴        １００穴
ＤＩＡ      パイロット刃４３    ２０００穴      １４００穴
ＤＩＡ      パイロット刃６      １４００穴        ４００穴
【００５７】
また、ＤＩＡコートのパイロット刃６で厚み５ｍｍのＫＦＲＰ（アラミド繊維強化プラスチック）の切削では、デラミネーションが出始めた穴は２００穴であった。
【００５８】
薄膜ダイヤＤＩＡコート品に関しては、当初の目標穴数を大幅に超えることができ、特にパイロット刃４３は極めて良好な結果を得ることができた。
また、ＤＩＡコートをしたパイロット刃４３の２穴目（切削送り量０．０５ｍｍ）の発熱温度Ｍａｘは６２．４１℃（切削開始前温度１８．６８℃）であり、発熱による温度上昇は４３．７３℃であった。温度測定条件は、赤外線サーモグラフィでドリルの温度お監視しながら、ドリルが切削を完了してドリル先端が切削入口に来た時の、最も高い温度である。
【００５９】
本発明のドリルは、ＣＦＲＰ(炭素繊維強化プラスチック)等のＦＲＰに代表される難削加工材の穴あけ（穿孔）に適しているが、被加工材（ワーク材）はこれらに限定されるものではない。アルミダイキャスト、銅製ダイキャスト、チタン合金、ＣＦＲＰとそれらの合金の複合型材料など、各種の金属製部材、金属製部材と合成樹脂などの複合製部材ないし複層製部材、木製部材、合成樹脂製部材の穿孔工具として好適ものである。
【００６０】
本発明のドリルは、ネジを切るものではないので、ネジの規格に規定されることなく螺旋谷を浅くすることが可能であり、そうすることによりドリルの鋼性を高いものにでき、例えば３ｍｍ以下のドリルも実現可能とすることができる。
【００６１】
仕上螺旋刃部１２が、ねじ研削によって形成するねじ山と同じにするのもよい。
それは、切削タップを制作する装置および技術によって容易にドリルを制作できるからである。
ねじ研削によるドリルの制作とする場合は、仕上刃（仕上螺旋山ＡＦ１〜ＤＦ５）の山頂幅が前記Ｐ／８＋αとなる位置まで山頂を削り取って形成するのがよい。
これは、ねじ研削の山頂切削をＰ／８よりも多く削り取ることによって容易に実現できるからである。
【００６２】
また、山頂切削をＰ／８＋αの位置まで、外径研削によって形成するものであるので、ねじの呼び寸法通りの規格のねじ研削では、所望の外径寸法を得られない可能性が生じる。
この場合は、所望の外径寸法（山頂幅をＰ／８＋αとする位置）が得られる位置まで、有効径寸法（図７参照）を大きくすることによって実現することが容易にできる。
しかるに、ねじ研削によるドリル１の形成は、ねじ研削を行い全ての螺旋山の山頂幅がＰ／８あるいはＰ／８＋αとし、次に拡径螺旋山部となる箇所に拡径螺旋山の傾斜をつける拡径螺旋山形成研削を行い、最後にパイロット刃を形成する。よって、拡径螺旋山は先端側に近付くほど山頂幅は広くなる。
【００６３】
仕上刃の山頂幅をＰ／８＋αとする方法として、ねじ山の高さを低くすることで行うのが最適である。
具体的には、呼び寸法を所望の外径寸法Ｗとし、有効径寸法Ｗ2を所望の外径寸法Ｗを得られる大きさにし、ねじ山の高さＨ2を切削して低くすることで容易に実現できる。
山頂幅をＰ／８より０．１ｍｍ広くするには、Ｈ2を０．１×√３＝０．１７３ｍｍ低くする。この場合、所望の外径寸法Ｄである呼び寸法を確保するために、ねじ研削の有効径寸法を０．３４６ｍｍ（０．１７３×２）（図７のＧ＝０．１７３ｍｍ）大きくする。（図７参照）
山頂幅をＰ／８より０．２ｍｍ広くするには、Ｈ2を０．２×√３＝０．３４６ｍｍを低くする。この場合、所望の外径寸法である呼び寸法（外径寸法Ｄ）を確保するために、ねじ研削の有効径寸法は０．６９２ｍｍ（０．３４６×２）（図７のＧ＝０．３４６ｍｍ）大きくする。（図７参照）
【００６４】
山頂幅をＰ／８＋αとするための尖がりねじ山（＝尖がり山の群）がねじ研削によって形成され、前記尖がりねじ山の外径研削によって、Ｐ／８＋αの山頂幅の所望の外径寸法Ｗが得られる位置に前記尖がりねじ山が形成され、前記外径研削後に番研削によって拡径螺旋山部を形成してドリル１の構成を実現する。
【００６５】
ねじ山の高さＨ2（谷底の位置によって変わる）を切削して低くすることは、ねじ研削用の砥石を修正せずに使用でき、ねじ研削の通常品より有効径寸法を大きくして研削し、外径研削で山頂幅を決めることができる。よって、従来のねじ研削用砥石を、そのまま使用して制作できるという、コスト面、技術面、設備・装置面でメリットがある。
【００６６】
山頂幅をＰ／ｎ＋α（ｎは切削溝数（以下「溝数」という。αは０．０１ｍｍ〜０．５ｍｍ））とするのもよい。図７の「（Ｐ／８＋α）(α：０．０１ｍｍ〜０．５ｍｍ)」を、「（Ｐ／ｎ＋α）(ｎ：溝数  α：０．０１ｍｍ〜０．５ｍｍ)」と置き換えることもできる。
前記＜請求項７記載の発明の効果＞で説明したように、山頂幅をＰ／ｎ＋αは山頂幅Ｐ／８＋αより広い山頂幅であり、切削自由度をますものである。
溝数ｎ＝４とした場合、山頂幅はＰ／４である。仕上刃はランド毎にＰ／４ずつピッチ（Ｐ）がずれることになるので、山頂幅がＰ／４以上すなわちＰ／４＋αであれば、段差のない穿孔が可能となる。
螺旋凸部位２０が切削されていく様子を、図６を参照して説明する。山頂幅がＰ／４で、Ｐ／４ずつ後行の仕上螺旋山の仕上刃で螺旋凸部位２０を切削して行く状態は、第１ランドＡの仕上螺旋山ＡＦ１とＡＦ２の間に螺旋凸部位２０が形成され、次に仕上螺旋山ＡＦ１の後行の第２ランドＢの仕上螺旋山ＢＦ１で螺旋凸部位２０の１／４が切削され、次に仕上螺旋山ＢＦ１の後行の第３ランドＣの仕上螺旋山ＣＦ１で残る螺旋凸部位２０の１／４が切削され、次に仕上螺旋山ＣＦ１の後行の第４ランドＤの仕上螺旋山ＤＦ１で残りの螺旋凸部位２０（残りの１／４）の全部が切削される。
【００６７】
Ｐ／８＋α、Ｐ／４＋αの「α」について。
ドリル１を使用しての穴あけはピッチと同じ送り量ではやらず、ピッチより小さい送り量で行うので、計算上では螺旋凸部位は残らず切削されるので、計算上ではαは必要ない。
しかし、実際には、ねじ研削時のピッチ誤差、角度誤差により山頂幅にバラツキが発生する。そうすると、このバラツキによる螺旋凸部位２０の残痕が穿孔内に残される可能性が生ずる。また、送り量に個人差のある手動ドライバーによる穿孔加工のように、１回転あたりの送り量が不均一になる場合も、切り残しが発生する可能性がある。
そこで、α（０．０１ｍｍ〜０．５ｍｍの間）を加えた広めの山頂幅とすることで、前記のようなバラツキがあっても、穿孔内に螺旋凸部位（段差）が形成されないようにしている。
【００６８】
仕上螺旋山部の山頂幅は、溝数（＝刃数）とピッチにより下記のように選定する。
溝数をｎ、ピッチをＰで表す。
山頂幅は（Ｐ／ｎ＋α）である。
αは、０．０１ｍｍ〜０．５ｍｍの範囲、好ましくは０．０１ｍｍ〜０．３ｍｍの範囲、より好ましくは０．０１ｍｍ〜０．２ｍｍとするのがよい。また、０．０５ｍｍ〜０．５ｍｍの範囲、０．０５ｍｍ〜０．３ｍｍの範囲、０．０５ｍｍ〜０．２ｍｍの範囲とするのもよい。これは、ピッチ誤差・角度誤差によるバラツキが出て、切り残しが発生するのを防止するためであり、山頂幅のバラつきを是正する程度で十分であることによる。
以下に、ピッチ：Ｐ、溝数：ｎ、＋αの具体的な関係例を下記に示す。
Ｐ      ｎ      山頂幅＋（α）      ｎ      山頂幅＋（α）
（ｍｍ） （本）   （ｍｍ）           （本）   （ｍｍ）
1.0      3      0.3333＋（0.1〜0.2）  4      0.2500＋（0.1〜0.2）
1.25     3      0.4167＋（0.1〜0.2）  4      0.3125＋（0.1〜0.2）
1.5      3      0.5000＋（0.1〜0.2）  4      0.3750＋（0.1〜0.2）
1.0÷3＝0.3333    1.25÷3＝0.4167    1.5÷3＝0.5000
1.0÷4＝0.2500    1.25÷4＝0.3125    1.5÷3＝0.3750
【００６９】
しかるに、ねじ研削では、谷幅を狭くする分だけ磁石をドレスして薄くしなければならない。磁石を薄くすると当然に磁石の減りが早くなり、よって磁石の摩耗が早くなり、その分ドレス回数が増えてコスト高になる。
よって、ねじ研削によって本発明のドリルを形成するのが技術的にも設備的にも好適である。
【００７０】
実際上のドリル１の穿孔動作（穴あけ動作）は、ピッチ、山頂幅、ピッチのズレ、送り量、回転数の合成された動作によって行われる。
【００７１】
できるだけ奇数溝を選ばず偶数溝を選択するのがよいが、ねじ研削による３ｍｍ以下のドリルの場合は、その強度を確保するために溝数は３本とするのが良い。この場合のサイドスルー溝は１本ないし２本とし、それに直接に連通する連通切削部溝は１本ないし２本とし、サイドスルー溝が連絡しない非連通切削溝は２本ないし１本とする。
３本溝を採用する小径寸法のドリルとする必要がある場合、パイロット刃に切削部溝連通凹部２３ａ、２３ｂを設けると、ドリルの直進性に影響が出る場合には、切削部溝連通凹部２３ａ、２３ｂを設けずに、通常のドリルの先端形状にし、発生する切屑は外部よりの吸引のみで処理するのがよい。
【００７２】
図７において、Ｈ2の高さを変えずに、山頂幅をＰ／８＋αとするのもよい。この場合、谷幅はその分狭くなるので、ねじ研削ようの砥石では形成できないことになる。
しかるに、本発明のドリルはねじ山を形成するものでないので、先端を幅広とした砥石によって、ねじ谷よりも底幅の広い螺旋谷とすることが可能である。その砥石はねじ研削用のものよりも先端幅の広いものとなるので、砥石の持ちが良くなりドレス回数をねじ研削のものよりも減らすことができる。
【００７３】
拡径螺旋山部、仕上螺旋山部、螺旋谷は、ネジの規格や形態に規定されるものではなく、螺旋山部と螺旋谷の幅（ピッチ）が異なる形態、螺旋が螺子の螺旋と異なる形態（ねじよりも螺旋のねじれが少ない）、螺旋山の形態が螺子のような台形形態ではない形態（例えば、四角形態）であるのもよい。
【００７４】
切削部溝連通凹部２３ａ、２３ｂを設けない形態でも冷却効果を得ることができる。
すなわち、サイドスルー溝２１ａ、２１ｂから供給され第２の切削部溝５ｂおよび第４の切削部溝５ｄに流入した冷却・切屑排出用ガスＧは、螺旋谷に流入し第１、第３の切削部溝５ａ、５ｃに流出し該第１、第３の切削部溝５ａ、５ｃを逆流して切削穴入口から排出されて行く。この際、冷却・切屑排出用ガスＧは拡径螺旋刃部１８の螺旋谷にも流入して冷却をするので、パイロット刃の熱も奪われ結果パイロット刃の発熱を低減させるものである。
【００７５】
[実施例２]
図８に示す本発明の実施例２において実施例１と主に異なる点は、シャンク部２のチャック装置２２にチヤツキングされない部分に、線部側（図では下部側）に鍔部２７を有するガス飛散防止筒３４が動かないように嵌着された構成とした点にある。
さらに、被加工材Ｓ面に当接するワーク面当接開口部２８、このワーク面当接開口部２８から延長された筒状部２９、この筒状部２９に設けられた吸引装置（図示せず省略）が接続される吸引口３０、筒状部２９の後部側（図では上部側）に設けられた、ガス飛散防止筒３４は通しかつ前記鍔部２７が通らない形態のシャンク側通し部３１とを備えている。
切削穴３２の切削穴入口３５から排出される切屑を吸引する吸引カバー３３を設けるか、あるいは取り付け可能とし、シャンク側通し部３１の縁の鍔部２７への当たりによって前部側への移動が止められ、ワーク面当接開口部２８の被加工材Ｓ面への当接によって、切削送りに伴う前記吸引カバー３３の後部側への移動が可能とされている。
【００７６】
切削穴３２が未貫通の状態でサイドスルー溝２１ａ、２１ｂからの冷却・切屑排出用ガスＧによって、連通切削部溝と切削穴入口３５の開口から吹き出す切屑を吸引カバー３３に閉じ込め、外に飛散させることなく、吸引装置で効率的に吸引処理できる。
また、切削穴３２が貫通した瞬間においても、その切削穴出口３６と非連通切削部溝である第１の切削部溝５ａ、第３の切削部溝５ｃとで形成される開口は、吸引装置の吸引により外の空気を吸い込む吸引口となるので切屑は飛散することなく外の空気とともに吸い込まれ、切削穴３２が貫通した瞬間および後においても、切屑の飛散を防止できる。
鍔部２７に変えて、シャンク部２の形成時に突出形成した鍔部を一体的に形成する形態もよい。この場合のシャンク側通し部３１はシャンク部２に通される。
【００７７】
[実施例３]
図９に示す本発明の実施例３において実施例１と主に異なる点は、拡径螺旋山部を実施例１のドリルの拡径螺旋山部９と同じ長さで、その螺旋谷４７ａの谷底が２度〜８度の傾斜角度線状に形成されてなる拡径螺旋山部４０ａとし、パイロット刃を実施例１のパイロット刃６よりも小刃径のパイロット刃３９ａとし、切削部を切削部４１ａとしてなる形態１のドリル４２ａを形成した点にある。
拡径螺旋山部４０を２度〜８度の緩やかな傾斜としたことによって、該拡径螺旋山部４０ａの先端径は小さくなり、この小さくなった拡径螺旋山部４０ａの先端に同径のパイロット刃３９ａが設けられるので、該パイロット刃３９ａの刃径は小さいものになり、よって、切削抵抗（スラスト力）を小さいものにできる。
【００７８】
また、拡径螺旋山部を実施例１のドリルの拡径螺旋山部９より長い形態で、その螺旋谷４７ｂの谷底が２度〜８度の傾斜角度線状に形成されてなる拡径螺旋山部４０ｂとし、パイロット刃を実施例１のパイロット刃６よりも小刃径のパイロット刃３９ｂとし、切削部を切削部４１ｂとしてなる形態２のドリル４２ｂを形成した点にある。
傾斜が緩くなった分だけ拡径螺旋山部の距離も長くなり、よって拡径螺旋山数も増え、その分１拡径刃の被加工材への食い込み量（切削深さ）も小さくなるので、拡径螺旋刃部のスラスト力（切削抵抗）を小さくできその耐久性も向上する。貫通孔形成に好適である。
図９の下図は、対比用に実施例１のドリル１を示したものであり、螺旋谷１４の谷底は水平（０度）である。パイロット刃３９がパイロット刃６に比べて小刃径であることが分かる。
【００７９】
[実施例４]
図１０に示す本発明の実施例４において実施例３の形態１のドリル４２ａと主に異なる点は、拡径螺旋山部を仕上螺旋山部１２側に距離Ｓだけずらして、形態１のドリル４２ａでは仕上螺旋山である部位の一部の山を、拡径螺旋山とした拡径螺旋山部４０ｃとした構成の形態３のドリル４２ｃを形成した点にある。
この「距離Ｓ分のずらし」によって、拡径螺旋山部４０ｃとパイロット刃３９ｃとの連絡部位の幅Ｔａを形態１のドリル４２ａの連絡部位の幅Ｔｂより広くすることができ、パイロット刃３９ｃの強度をあげることができる。
これは、パイロット刃が小さくなりすぎる懸念のある、６ｍｍ以下の細いドリルで有効な形態である。
【００８０】
[実施例５]
図１１に示す本発明の実施例５において前記実施例１と主に異なる点は、パイロット刃をボールエンドミル刃(又は、底刃付きのエンドミル刃でも良い)からなるパイロット刃４３とし、切削部を切削部４４として、シャンク部２にガス飛散防止筒４５を嵌着してなるドリル４６を形成した点にある。
パイロット刃４３の高さＨはＨ=ｒ/３〜r/２とし、切削抵抗や摩耗による加工トルクの上昇を極力抑制している。
パイロット刃の形状、構造には多様な構成のものが含まれる。例えば、パイロット刃４３のような膨らみ形湾曲形態ではなく、その逆の凹み形湾曲形態であるものなどがある。
【００８１】
[実施例６]
図１２に示す本発明の実施例６において実施例１と主に異なる点は、パイロット刃６の底刃のマージンが形成される部位（以下「マージン形成部位」という）、そのマージン形成部位がマージンではなく被加工材Ｓの切削面と接触しないようにするための１度〜５度の逃げ４８を設けた点にある。
これにより、切れ味が増すようにし、切削抵抗を小さくし、切屑を磨り潰す面を少なくしている。
また、拡径螺旋山ＡＫ１〜ＤＫ４および仕上螺旋山ＡＦ１〜ＤＦ５にマージンが在る場合に同様の逃げ４８を設けるのもよい。
ドリル形成当初からマージン部位を有さない逃げ面を形成するのがよい。
【００８２】
ダイヤモンドコートからなる高硬質膜４９をパイロット刃のすくい面５２のみに施し逃げ面５０（逃げ４８を含む）の全部あるいは一部には施さない構成としている。
こうすることによって、摩耗によって逃げ４８側が先に摩耗し、高硬質膜４９は摩耗しにくいので、常に硬質膜４９が切り刃を形成して行く、すなわち常に切れ刃が研がれて行く状態となり、よって切れ味が衰えないドリルとすることができる。
逃げ面５０のパイロット刃の切り刃５１に近接する部位ないし逃げ面５０全体に高硬質膜４９は施さない。マージンが在る場合には該マージンには高硬質膜４９を施さない構成とするのもよい。高硬質膜４９は施さない形態には、コーティングした高硬質膜４９を後で研磨除去した形態、イオン粒子を衝突させるスパッタリング等で除去した形態等を含む。
硬質膜４９をすくい面のみに設ける箇所は、パイロット刃、パイロット刃および拡径螺旋山部、あるいは切削部全体とする形態がある。
【００８３】
[実施例７]
図１３に示す本発明の実施例７において実施例１と主に異なる点は、パイロット刃をローソク型の刃先とするパイロット刃５５とし、拡径螺旋山部をのこ刃形状の拡径螺旋山の群からなる拡径螺旋山部５６と、仕上螺旋山部をのこ刃形状の仕上螺旋山の群からなる仕上螺旋山部５７とした切削部８を形成し、ドリル５９とした点にある。
のこ刃形状は、先行山面は略垂直（垂直でなくてもよい）で、後行山面が緩やかな傾斜面であるので、その表面積が大きい後行山面からの放熱をアップさせることができ、切削効率アップに寄与する。
ローソク型のパイロット刃５５は、外周刃で切削しかつ向心性に優れているので、アラミド繊維等がＣＦＲＰ材の表面についている場合には、効果的に切削を行うことができる。
のこ刃形状は拡径螺旋山部５６の仕上螺旋山部５７両方、あるはいずれか一方でもよい。
【００８４】
以下に、本発明の態様及び実施例の効果を整理して説明する。
ねじ研削により形成されている仕上螺旋山部の切り刃の山頂幅はＰ／８である。この場合は、ドリルの送り量を山頂幅Ｐ／８より小さくすることによって、回転ごとに螺旋凸部位は仕上螺旋山部によって少しずつ切削されて行き、何回転かすると全部切削されて、螺旋凸部位の無い穿孔が形成される。
【００８５】
本発明の具体的な効果を、その代表的な難削加工材であるＣＦＲＰ(炭素繊維強化プラスチック)の穴あけに、用いた場合ついて説明する。
【００８６】
（１）従来ドリルによる切屑の大きさと本発明のドリルによる切屑の大きさは、切屑を指に着けて指同士を擦り揉み込んで、払い落とす、水洗いするという実験から容易に判断できる。
すなわち、従来ドリルによる切削屑は、払い落としても水洗いしても指の皮膚隙間に残るほど微細である。これに対して本発明のドリルによる切屑は、払い落しによっても、水洗によっても皮膚の隙間に殆ど残らないで落ちる大きさである。
切屑の吸引無しでの切削では、従来のドリルは微粉となった切屑が外気中に噴出飛散する。これに対して本発明のドリルによる切屑は、切屑は穿孔入口の周りに綺麗に推績山形態（蟻の巣の入口の推績山状態）に綺麗に盛られて行き、飛散は肉眼では確認できないものである。（図６のイメージ図参照）
【００８７】
その理由は、切削部で削り形成された顆粒状切屑は、多数の螺旋谷へ円滑に分散流入して隣の切削部溝に円滑に排出され、さらに次のランドの多数の螺旋谷に分散流入して行く。これを繰り返しながら多数の螺旋谷構造によって切削穴入口へと円滑に運ばれて行く。
そして、顆粒状切屑はマージンが在る場合にはその殆どがマージンへ無理して入ることなく、螺旋谷へ円滑に流入し切削部溝へ排出されため、顆粒状切削屑は殆ど磨り潰されることなく（微細紛体になることなく）顆粒状態のまま切削穴入口から緩やかに排出されて行く。
よって、マージンと切削穴壁との間に切屑が入ることが極めて少ないので、その接触圧力が上昇することが生じない。よって、発熱温度が著しく上昇することがなく、かつ切削刃先の摩耗が著しく促進されることもない。
発熱し難く、ドリルと切削穴壁との接触圧力が低いので、軟化や溶融・融解が起こらずデラミネーションも発生しない。よって、硬質状態での切削が切削工程全体を通して行われて、切削穴（穿孔）の仕上が高品位なものになる。
【００８８】
例えば、実施例１で述べている実験結果（冷却無し）によると、ＤＩＡコートをしたパイロット刃４３（実施例５のドリル４６）の２穴目（切削送り量０．０５ｍｍ）の発熱温度Ｍａｘは６２．４１℃（切削開始前温度１８．６８℃）であり、温度上昇は４３．７３℃であることからも、ＣＦＲＰのガラス転移温度（Tg）の２５０℃〜３５０℃よりも、はるかに低温域であることが明らかである。
【００８９】
（２）上述したように、切屑および切削壁面は熱による軟性化がない。よって、くっ付きの生じない硬質状態のままの切屑と空気の円滑な移動による排出がなされる。
また、パイロット刃によって形成された先行切削穴は、拡径螺旋山部の多数の拡径刃（例えば、実施例１では、パイロット刃を加えた２０枚の切り刃）によって、少しずつ分断拡径切削ないし分割拡径切削して行くので、切屑は顆粒状切屑で硬質状態を維持した、切屑同士がくっ付かない状態で効率よく円滑に螺旋谷へと入って隣の切削部溝へと円滑に流れて行く。
【００９０】
（３）仕上螺旋山部は、先行する仕上刃の切れ味が鈍ってきても、後行する仕上刃の切れ味によって仕上切削されて行くので、穿孔仕上面を高品質に形成し続けて行く高耐久で実現する。
【００９１】
（４）拡径螺旋刃部の切削でも残ったデラミネーションや繊維の切り残しは、仕上螺旋刃部の多数の仕上刃が同じ箇所を次々に通る分断切削動作ないし分割切削動作（例えば、実施例１にあっては２４刃の仕上螺旋刃）によって、切削穴の入口と出口の縁を含めその切削面を高品質仕上とするものである。
すなわち、炭素繊維の非切断長尺繊維の増大、該非切断長尺繊維の回転工具の巻引っ張りによる軟性化樹脂を付着させての破断、非切断長尺繊維の残存による毛羽立ちが発生しない、切削動作を実現している。
【００９２】
特に、穿孔出口はドリルによって外に押されているので、最表面層が押し出されて剥離し易いのであるが、本発明のドリルでは、間欠的に多数の切り刃によって少しずつ削られ出口が拡径されて行くので、切削刃の押し当たり圧力が小さい。よって最表面層が剥離することが生じない。
このことは、穿孔の入口、出口を指でなでてみることで、穿孔の入口、出口のいずれの側でも毛羽立ち、デラミ、縁の荒れが極めて少ないことで分かる。
【００９３】
（５）多数の拡径刃による螺旋凸部位形成の分断拡径切削ないし分割拡径切削であるので、切削負荷が分散され（図５参照：例えば実施例１のドリルにおいては、機械側からのスラスト力Ｆは、２０枚の刃に図の計算式のように分散される。よって、拡径刃（刃先）の切削抵抗が小さく発熱量も少なくできるので該拡径刃の寿命を長くできる。
【００９４】
（６）ドリルを抜く動作は、切削穴が平らな壁面となっているので切削時の回転のまま抜き動作を行うことができる。よって、抜き動作時においても仕上螺旋山の仕上刃群による抜き動作切削が行われ、残っているわずかな毛羽立ちの刈取りが行われる。
【００９５】
（７）上述したように、切屑が顆粒状であるため粒が大きく重い。そのため、作業空間への切屑の飛散量が極めて少ない。また、その粒の大きさから作業者の防塵マスクに確実に捕捉されるので、作業者が吸い込む危険が大幅に軽減される。
切削屑を吸引装置（吸引時に外気も同時に吸引されるようにしたもの。）により吸引することもできる。この場合、切削開始時から切屑が飛散することなく、より確実に吸引されて行く。また、横穴を開ける場合、重い切削屑は落下して行くので、強靭な吸引力は必要ではない）切屑を下で受け止めつつ吸引する装置を設ければよい。
【００９６】
（８）発熱量が小さいので切削送り量を大きくとることを可能としている。パイロット刃の切削食い込み量が大きくて、該パイロット刃での先行切削穴が粗面となったとしても、続く拡径螺旋山部および仕上螺旋山部の切削において、多数の切り刃による丁寧な分断切削動作ないし分割切削動作が行われるので、高品位な切削穴に仕上げられる。
【００９７】
（９）パイロット刃直後の拡径螺旋刃部による螺旋凸部位を形成して行く食い付き切削動作が、ドリルの直進性を保持する機能を有するので、ドリルの直進を阻害するような力が作用しても、直進性が損なわれない。従って、ＣＦＲＰのみならず内部組成に不均一性を有するアルミダイキャストなどの難削材であっても、直進性が損なわれず、高精度の切削穴あけ動作を実現することができる。
従来のドリルでは、その直進性を維持するためにマージン部が必須とされていた。しかし、本願発明によると、マージン部が無くても直進性を維持できるので、マージン部のないドリルを提供することが可能となった。
すなわち、パイロット刃、パイロット刃および拡径螺旋刃、あるいはパイロット刃、拡径螺旋刃および仕上刃の下流側である稜線側を、マージン部を有さない全て逃げ面（「逃げ」ともいう。）としたドリルを提供することが可能となった。
これらの、稜線側をマージン部の無い必要部位を全て逃げ面としたドリルによって、切れ味の持続化、スラスト抵抗の低減化、ラジアル抵抗の低減化、切削屑の粉挽き磨り潰し現象の解消が可能となる。
【００９８】
このように、マージン部が無いことにより、切屑の磨り潰し微細化現象が生じることがなく、かつ、切削抵抗およびスラスト抵抗が軽減されるため、良い切れ味が長く続き、発熱量が小さく耐久性を向上させることができる。
【００９９】
シャンク部に一部の切削部溝と直接に連通して、該切削溝にクーラントを供給するサイドスルー溝を設けるのがよい。この構成によって、チャック装置側から供給されるクーラントがサイドスルー溝を通り連通切削部溝に流入し、該連通切削部溝に案内されて強制的にパイロット刃に供給され、該パイロット刃に届いたクーラントは切削部溝連通凹部を通り隣の非連通切削部溝に強制的に流入し、非連通切削部溝を逆流して切削穴入口から強制排出される。
この構成にすると、強制的に噴入供給され強制的に切削部溝および螺旋谷を高速に流される冷却・切屑排出用ガスによって、切削部、切削穴の壁面および切屑は強力に冷却されるので、より低い温度での切削を実現する。よって、耐久性を著しく向上させることができる。また、寸法の点でも、面精度の点でも、より高精度の切削仕上げが可能となる。
また、クーラントの高速化によって切屑は高速で移動するので、切削壁面とドリルとの間の隙間または螺旋谷に切屑が溜まることなく排出される。
【０１００】
切削部溝を、加工時にスラスト方向への応力が発生しない方向に、拡径螺旋山部および仕上螺旋山部のリード角だけねじった形態とすることにより、切削抵抗を低減できる。切削部溝をリード角分だけ、例えば左方向(正ねじ螺旋の逆方向)にねじり、面直角で被加工材を切削する構成とすることにより、スラスト力（切削抵抗）を低減できる。これにより、ドリルの耐久性を向上させかつ切削穴の加工品位を向上させることができる。
【０１０１】
パイロット刃の終端外径を拡径螺旋山部の先端外径と同じにすることにより、パイロット刃を小さくすることができる。これにより、パイロット刃の切削抵抗を小さくできる。また、拡径刃の食い込み量を浅い食い込み量にできるので拡径刃の寿命を長くすることができる。
【０１０２】
山頂幅を前記Ｐ／８＋αとするための尖がりねじ山がねじ研削によって形成され、尖がりねじ山の外径研削によって、Ｐ／８＋αの山頂幅である前記所望の外径寸法が得られる位置に、前記尖がりねじ山が形成された構成とすることにより、以下の効果を得ることができる。
山頂幅がＰ／８では、実際上はピッチ誤差、角度誤差によるバラツキが出て、切り残しが発生する可能性がある。また、送りが一定となり難く送り量に個人差のある手動ドライバーによる穿孔加工のように、１回転あたりの送り量が不均一になる場合も、切り残しが発生する可能性がある。切り残しは穿孔面に螺旋状の凸部の形態で残るため、正回転のままではドリルを抜くことができないという不具合が生じる。
山頂幅をＰ／８＋αとすることによって、このようなバラツキによる切り残しの発生を防止することができ、よって、正回転のままでのドリルの確実な抜き操作と、高品質な穿孔面を実現する。
切削送り量には個人差が生じる、人が直接手に持って穴あけ作業を行うドリルドライバによる穴あけであっても、広い山頂幅によって確実に螺旋凸部位の無い穿孔を実現するので、正回転のまま抜き操作が確実に行える。
【０１０３】
ピッチをＰ、切削部溝の溝数をｎとし、仕上螺旋山部の所望の外径寸法位置である仕上刃の山頂の山頂幅をＰ／ｎとした構成とすることにより、以下の効果を得ることができる。
例えば、切削部溝数ｎ＝６、Ｐ＝１．０ｍｍとした場合の山頂幅は１．０／６＝０．１６ｍｍ、切削部溝数ｎ＝４とした場合の山頂幅は１．０／４＝０．２５ｍｍ、切削部溝数ｎ＝３とした場合の山頂幅は１．０／３＝０．３３ｍｍ、切削部溝数ｎ＝２とした場合の山頂幅は１．０／２＝０．５ｍｍである。
すなわち、いずれの上記溝数でも、ねじ規格の山頂幅の１．０／８＝０．１２５ｍｍよりも広い山頂幅となるので、それだけ送り量の自由度が増すという効果を奏する。
切削送り量には個人差が生じる、人が直接手に持って穴あけ作業を行うドリルドライバによる穴あけであっても、広い仕上刃の山頂の山頂幅によって確実に螺旋凸部位の無い穿孔を実現するので、正回転のまま抜き操作が確実に行える。
【０１０４】
山頂幅をＰ／ｎ＋αとするための尖がりねじ山がねじ研削によって形成され、尖がりねじ山の外径研削によって、Ｐ／ｎ＋αの山頂幅である所望の外径寸法が得られる位置に、尖がりねじ山が形成されてなる構成により、次のような効果を得ることができる。
山頂幅がＰ／ｎでは、実際上はピッチ誤差、角度誤差によるバラツキが出て、切り残しが発生する可能性がある。また、送り量に個人差のある手動ドライバーによる穿孔加工のように、１回転あたりの送り量が不均一になる場合も、切り残しが発生する可能性がある。切り残しは穿孔面に螺旋状の凸部として残り、正回転のままではドリルを抜くことができないという不具合が生じる。
山頂幅をＰ／ｎ＋αとすることによって、このようなバラツキによる切り残しの発生を防止することができる。これにより、正回転のままでのドリルの確実な抜き操作と、高品質な穿孔面を実現するという効果を奏する。
【０１０５】
拡径螺旋山部の螺旋谷の谷底が２度〜８度の傾斜角度線状に形成されることにより、拡径螺旋山部の先端外径が小さくなる。これにより、拡径螺旋山部の先端に設けられるパイロット刃が小さくなるので、パイロット刃のスラスト力（切削抵抗）を小さくでき、その耐久性も向上する。
【０１０６】
また、シャンク部のチャック装置にチヤツキングされない部分に直接的にあるいは他の部材を介した鍔部を設けて、
被加工材面に当接するワーク面当接開口部、このワーク面当接開口部から延長された筒状部、この筒状部に設けられた吸引装置が接続される吸引口、筒状部の後部側に設けられたシャンク部あるいは他の部材を通しかつ鍔部が通らない形態のシャンク側通し部を備える、切削穴の入口から排出される切屑を吸引する吸引カバーを設けて、
シャンク側通し部の縁の鍔部への当たりによって前部側への移動が止められ、ワーク面当接開口部の被加工材面への当接によって、切削送りに伴う吸引カバーの後部側への移動が可能とする構成とすることにより、以下の効果を有する。
切削穴が未貫通の状態でサイドスルー溝からのクーラントの一種である冷却・切屑排出用ガスによって切削穴入口から吹き出す切屑を吸引カバーに閉じ込め、外に飛散させることなく、吸引装置で効率的に吸引処理できる。
また、切削穴が貫通した瞬間においても、その切削穴出口と非連通切削部溝で形成される開口は、吸引装置の吸引により外の空気を吸い込む吸引口となるので、切削穴出口側の切屑は飛散することなく外の空気とともに吸い込まれる。よって、切削穴３２が貫通した瞬間および後の切削穴出口側での切屑の飛散を防止できる。
【０１０７】
実施例１〜７のドリルは、上述の説明から明らかな通り、被加工材に先行切削穴を形成する先行切削工程と、先行切削穴を拡径切削しながら螺旋凸部位を形成する拡径切削工程と、螺旋凸部位を切削して、開口孔部の壁面を滑らかにする平壁面仕上を行う仕上切削工程とを備える被加工材に穿孔を形成する穿孔の形成方法を、１本のドリルで実施すること可能とするものである。
【産業上の利用可能性】
【０１０８】
本発明は、特にＣＦＲＰ(炭素繊維強化プラスチック)、ＢＦＲＰ（ボロン繊維強化プラスチック）、ＡＦＲＰ、ＫＦＲＰ（アラミド繊維強化プラスチック）等のＦＲＰ(繊維強化プラスチック)、アルミダイキャスト、銅製ダイキャストなどの難削材に切削穴あけをする産業で利用される。
【符号の説明】
【０１０９】
Ａ〜Ｄ：第１のランド〜第４のランド
ＡＫ１〜ＤＫ４：拡径螺旋山
ＡＦ１〜ＤＦ５：仕上螺旋山
Ｇ：冷却・切屑排出用ガス
１：ドリル
２：シャンク部
３：切削部
４：ドリル本体
５ａ〜５ｄ：第１の切削部溝〜第４の切削部溝
６：パイロット刃
９：拡径螺旋山部
１２：仕上螺旋山部
１２：仕上螺旋山部
１４：螺旋谷
１６：逃げ面
１７：逃げ面
１８：拡径螺旋刃部
１９：仕上螺旋刃部
２０：螺旋凸部位
２１ａ、２１ｂ：サイドスルー溝
２２：チャック装置
２３ａ、２３ｂ：切削部溝連通凹部
２４：四角部
２５：ザグリ穴
２７：鍔部
２８：ワーク面当接開口部
２９：筒状部
３０：吸引口
３１：シャンク側通し部３１
３２：切削穴
３３：吸引カバー
３４：ガス飛散防止筒
３５：切削穴入口
３６：切削穴出口
３９ａ、３９ｂ、３９ｃ：パイロット刃
４０ａ、４０ｂ、４０ｃ：拡径螺旋山部
４１ａ、４１ｂ、４１ｃ：切削部
４２ａ：形態１のドリル
４２ｂ：形態２のドリル
４２ｃ：形態３のドリル
４３：パイロット刃
４４：切削部
４５：ガス飛散防止筒
４６：ドリル
４７ａ、４７ｂ、４７ｃ：螺旋谷
４８：逃げ
４９：高硬質膜
５０：パイロット刃の逃げ面
５１：パイロット刃の切り刃
５２：パイロット刃のすくい面
５５：パイロット刃
５６：拡径螺旋山部
５７：仕上螺旋山部
５８：切削部
５９：ドリル
【図１】
2014073610.tif 000003
【図２】
2014073610.tif 000004
【図３】
2014073610.tif 000005
【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
2014073610.tif 000009
【図８】
2014073610.tif 000010
【図９】
2014073610.tif 000011
【図１０】
2014073610.tif 000012
【図１１】
2014073610.tif 000013
【図１２】
2014073610.tif 000014
【図１３】
2014073610.tif 000015
【国際調査報告】
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