(57)【要約】ドリル（１０）の刃部（１１）は、周囲（１８）を有する本体（１２）を含む。刃部（１１）は、先行する切刃（２８ａ）と、後行する切刃（２８ｂ）と、先行する切刃と後行する切刃との間に延び且つ２つの対称なドリル先端部半体（３４、３６）を定める中心チゼルエッジ（１４）とを含む。各ドリル先端部半体（３４、３６）は、一次逃げ面（３０）と、二次逃げ面（３２）と、第３の逃げ面（３８）とを含む。第３の逃げ面（３８）は二次逃げ面（３２）より大きい角度で傾斜しており、二次逃げ面（３２）は一次逃げ面（３０）より大きい角度で傾斜している。
2005502483.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ドリルであって、
刃部と、径方向に対向した少なくとも２つの溝を有する本体とを含み、
該本体は、周囲と、ウェブと、該ウェブから延びる複数のランドであってその先行するエッジにマージンを有する複数のランドとを含み、
前記溝は前記ランド間に配置され、
前記刃部は、先行する切刃と、後行する切刃と、該先行する切刃及び後行する切刃間に延び且つ２つの対称なドリル先端部の半体を定める中心チゼルエッジとを含み、
各前記ドリル先端部半体は、一次逃げ面と、二次逃げ面と、第３の逃げ面とを含み、
前記一次逃げ面は、前記中心チゼルエッジから前記本体の前記周囲まで径方向外側に且つ前記先行する切刃から前記二次逃げ面まで下に向かって傾斜し、
前記二次逃げ面は、前記中心チゼルエッジから前記本体の前記周囲まで径方向外側に且つ前記一次逃げ面から前記溝のすくい面まで下に向かって傾斜し、
前記第３の逃げ面は、前記中心チゼルエッジから前記溝のすくい面まで径方向外側に且つ前記中心チゼルエッジから前記二次逃げ面まで下に向かって傾斜し、
前記第３の逃げ面は前記二次逃げ面より大きい角度で傾斜し、前記二次逃げ面は前記一次逃げ面より大きい角度で傾斜した、
ドリル。
【請求項２】
前記溝が、前記径方向に対向したランドの境界をなす３０度のねじれ角を有する、請求項１に記載のドリル。
【請求項３】
前記本体が略円柱形である、請求項１に記載のドリル。
【請求項４】
前記刃部が片角刃部である、請求項１に記載のドリル。
【請求項５】
前記刃部が約１４０度の先端角を有する、請求項４に記載のドリル。
【請求項６】
前記切刃の前記ランドの外縁部が負のラジアルレーキを有する、請求項１に記載のドリル。
【請求項７】
前記チゼルエッジがＳ字形エッジである、請求項１に記載のドリル。
【請求項８】
前記一次逃げ面が凸形に湾曲したパイ形である、請求項１に記載のドリル。
【請求項９】
前記二次逃げ面が凸形に湾曲したパイ形である、請求項１に記載のドリル。
【請求項１０】
前記二次逃げ面が、前記ドリルの中心軸に垂直な線に対して約２０〜６０度の角度で傾斜した、請求項１に記載のドリル。
【請求項１１】
前記二次逃げ面が約３０度の角度で傾斜した、請求項１０に記載のドリル。
【請求項１２】
前記第３の逃げ面が略パイ形である、請求項１に記載のドリル。
【請求項１３】
前記第３の逃げ面が前記中心軸から約０〜２度の角度で傾斜した、請求項１に記載のドリル。
【請求項１４】
前記第３の逃げ面が略平面状である、請求項１に記載のドリル。
【請求項１５】
前記第３の逃げ面が凹形である、請求項１に記載のドリル。
【請求項１６】
前記第３の逃げ面が凸形である、請求項１に記載のドリル。
【請求項１７】
周囲を有する本体を含むドリルの刃部であって、
該刃部は、先行する切刃と、後行する切刃と、該先行する切刃及び後行する切刃間に延び且つ２つの対称なドリル先端部半体を定める中心チゼルエッジとを含み、
各前記ドリル先端部半体は、一次逃げ面と、二次逃げ面と、第３の逃げ面とを含み、
前記一次逃げ面は、前記中心チゼルエッジから前記本体の前記周囲まで径方向外側に且つ前記先行する切刃から前記二次逃げ面まで下に向かって傾斜し、
前記二次逃げ面は、前記中心チゼルエッジから前記本体の前記周囲まで径方向外側に且つ前記一次逃げ面から前記溝のすくい面まで下に向かって傾斜し、
前記第３の逃げ面は、前記中心チゼルエッジから前記溝のすくい面まで径方向外側に且つ前記中心チゼルエッジから前記二次逃げ面まで下に向かって傾斜し、
前記第３の逃げ面は前記二次逃げ面より大きい角度で傾斜し、前記二次逃げ面は前記一次逃げ面より大きい角度で傾斜した、
ドリルの刃部。
【請求項１８】
前記溝が、径方向に対向したランドの境界をなす３０度のねじれ角を有する、請求項１７に記載の刃部。
【請求項１９】
前記本体が略円柱形である、請求項１７に記載の刃部。
【請求項２０】
前記刃部が片角刃部である、請求項１７に記載の刃部。
【請求項２１】
前記刃部が約１４０度の先端角を有する、請求項２０に記載の刃部。
【請求項２２】
前記切刃の前記ランドの外縁部が負のラジアルレーキを有する、請求項１７に記載の刃部。
【請求項２３】
前記チゼルエッジがＳ字形エッジである、請求項１７に記載の刃部。
【請求項２４】
前記一次逃げ面が凸形に湾曲したパイ形である、請求項１７に記載の刃部。
【請求項２５】
前記二次逃げ面が凸形に湾曲したパイ形である、請求項１７に記載の刃部。
【請求項２６】
前記二次逃げ面が、前記ドリルの中心軸に垂直な線に対して約２０〜６０度の角度で傾斜した、請求項１７に記載の刃部。
【請求項２７】
前記二次逃げ面が約３０度の角度で傾斜した、請求項２６に記載の刃部。
【請求項２８】
前記第３の逃げ面が略パイ形である、請求項１７に記載の刃部。
【請求項２９】
前記第３の逃げ面が前記中心軸から約０〜２度の角度で傾斜した、請求項１７に記載の刃部。
【請求項３０】
前記第３の逃げ面が略平面状である、請求項１７に記載の刃部。
【請求項３１】
前記第３の逃げ面が凹形である、請求項１７に記載の刃部。
【請求項３２】
前記第３の逃げ面が凸形である、請求項１７に記載の刃部。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ドリルの刃部に関する。詳細には、本発明は、スラスト及び穴あけ性能を向上させるために変更を加えたドリルのＳ字形刃部に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来のツイストドリルは、一対の螺旋状の溝部が設けられた円柱形のドリル本体を含み、一対の螺旋状の溝部はそれらの間にランド（fluted land）を画定すると共に、ドリルの刃部から他端部のシャンクまで延びており、そのシャンクによって、例えば手持ち工具やボール盤のチャック内にドリルを固定できる。ドリルの刃部は略円錐形であって中心にチゼルエッジを有し、チゼルエッジからは、ランドの先行する面とランドの端面を構成するドリル先端部とによって定められた、径方向に対向した一対の切削端が延びている。各ランドの外周部は、その先行するエッジに、ランド（land）、シリンドリカル・ランド、摩耗マージン又は支持マージン等と様々に称される径方向の突起を有する。これらの２つの支持マージンは、それらのランドの長さに沿って延びており、ドリルが孔を形成する際にドリルを径方向にガイドすることが意図されている。
【０００３】
ツイストドリルのチゼル即ち切削端に隣接する部分をヘリカル研削すると、逃げ角が大きくなることが一般的に知られている。これは、容易な中心点穴あけに関しては好ましいが、特にチゼルエッジが弱くなるので、高速送り速度に関しては好ましくない。従って、ヘリカル研削面を有するツイストドリルの切削状態を向上させるために、例えば、チゼルエッジを尖らせることにより、又は、Ｒ．ストック社（Ｒ．Ｓｔｏｃｋ ＡＧ）によるＳｔｏｃｋ−Ｔａｓｃｈｅｎｂｕｃｈ（Ｒ．ストック社より発行されたハンドブック）（ベルリン、１９７９年の第３版、第４０頁）に開示されているように、横すくい角を穴あけされる材料に適合させることにより、しばしばチゼルエッジに対する補正が行われる。
【発明の開示】
【課題を解決するための手段】
【０００４】
簡潔に述べると、本発明によれば、ドリルの刃部が提供される。ドリルは、径方向に対向した少なくとも２つの溝を有する本体を含む。本体は更に、周囲と、ウェブと、該ウェブから延びる複数のランドであってその先行するエッジにマージンを有する複数のランドとを含む。ランド間に溝が配置される。
【０００５】
刃部は、先行する切刃と、後行する切刃と、該先行する切刃と後行する切刃との間に延び且つ２つの対称なドリル先端部半体を定める中心チゼルエッジとを含む。各ドリル先端部半体は、一次逃げ面と、二次逃げ面と、第３の逃げ面とを含む。一次逃げ面は中心チゼルエッジから本体周囲まで径方向外側に且つ先行する切刃から二次逃げ面まで下に向かって傾斜している。二次逃げ面は、中心チゼルエッジから本体周囲まで径方向外側に且つ一次逃げ面から溝のすくい面まで下に向かって傾斜している。第３の逃げ面は、中心チゼルエッジから溝のすくい面まで径方向外側に且つ中心チゼルエッジから二次逃げ面まで下に向かって傾斜している。第３の逃げ面は二次逃げ面より大きい角度で傾斜しており、二次逃げ面は一次逃げ面より大きい角度で傾斜している。
【０００６】
本発明の更なる特徴及びそこから引き出される長所は、図面を参照した以下の詳細説明から明らかとなる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００７】
以下の説明では、同一参照文字は同一の又は対応する要素を示す。また、以下の説明では、「前方」「後方」等の用語は便宜的な言葉であって、特許請求されている本発明以外の限定的な用語であるとは解釈されないものと理解される。
【０００８】
図面を参照すると、本発明によるツイストドリル１０が示されている。なお、本発明は便宜上、金属又は超硬合金で形成された一体型のツイストドリルの形態で示されているが、当該技術分野で周知の、刃先を着脱可能なドリル用の、金属又は超硬合金等で形成されたインサートに、この刃部のジオメトリーを形成してもよい。従って、特に特許請求されない限り、このツイストドリルの刃部の図は、本発明を限定するものとは解釈されない。
【０００９】
ツイストドリル１０は、刃部１１と、径方向に対向した少なくとも２つの溝１４を含む本体１２とを含む。溝１４は、径方向に対向したランド１６の境界をなす３０度のねじれ角を有する。本体１２は、図では１８で示されている周囲を有する。本体１２は略円柱形であってもよく、又は所望に応じて先細になっていてもよい。本体１２の長手は、ウェブ２０又は中心本体部から延びる、複数のランド２２を含む。溝１４は、ランド２２の間に形成されている。ランド１６の回転方向先端部には、マージン２４が形成されている。
【００１０】
ドリル１０の先行する端部の刃部１１は、片角（single angle）設計のものである。図示されるように、刃部１１は約１４０度の先端角θ1を有する。刃部１１は、ウェブ２０の端部にチゼルエッジ２６を含む。切刃２８すなわち切削端は、チゼルエッジ２４から周囲１８まで延び、ドリル１０の外縁部でマージン２４と接する。ランド１６の外縁部では、切刃２８は負のラジアルレーキ（negative radial rake）を有する。
【００１１】
図１に示されるように、チゼルエッジ２６は「Ｓ字形」のエッジである。チゼルエッジ２６は、ドリル１０の周囲１８に隣接する先行する切刃２８ａから、刃部１１の中央部を横断して、後行する切刃２８ｂまで延び、それにより、２つの対称なドリル先端部の半体３４及び３６を定める。ドリル先端部半体３４及び３６の各々は、一次逃げ面３０、二次逃げ面３２及び第３の逃げ面３８を含む。一次逃げ面３０は、中心チゼルエッジ２６から径方向外側に且つ切刃２８から下に、相対的により急な傾斜の二次逃げ面３２に向かって傾斜している。
【００１２】
図１〜図５を参照すると、一次逃げ面３０は、マージン２４の外縁部から幾分チゼルエッジ２６に向かって延びる切刃の長手に沿って、先行する切刃２８ａと接する。一次逃げ面３０は、先行する切刃２８ａから二次逃げ面３２に向かって後に延びる。一次逃げ面３０は、略凸形に湾曲したパイ形である。
【００１３】
二次逃げ面３２は、チゼルエッジから幾分外縁部に向かって、一次逃げ面３０が終端する位置まで延びるその長手に沿って、チゼルエッジ２６及び切刃に接すると共に、溝１４のすくい面にも接する。二次逃げ面３２は、チゼルエッジ２６から下向きに且つ一次逃げ面３０から後向きに、且つ、周囲１８に向かって径方向外側に延びる。二次逃げ面３２は、ツイストドリル１０の中心軸（Ｃ）に垂直な線に対して約２０〜６０度の角度で傾斜している。好ましい実施形態では、二次逃げ面３２は、約３０度の角度で傾斜している。また、二次逃げ面３２は、略凸形に湾曲したパイ形である。
【００１４】
第３の逃げ面３８は、ツイストドリル１０が被加工物の面に穴をあける際の、切り屑制御及び除去された材料の刃部１１からの排除を補助する。第３の逃げ面３８は、二次逃げ面３２及び溝１４のすくい面と接すると共に、Ｓ字形チゼルエッジ２６と接する。第３の逃げ面３８は、Ｓ字形チゼルエッジ２６から下に向かって、溝１４のすくい面まで延びると共に、二次逃げ面３２よりも大きい角度で傾斜している。第３の逃げ面３８の傾斜角度は二次逃げ面３２よりも大きく、二次逃げ面３２の傾斜角度は一次逃げ面３０よりも大きい。図３に示されるように、第３の逃げ面３８は、中心軸（Ｃ）から約０〜２度の角度θ2にある。第３の逃げ面３８も略パイ形である。第３の逃げ面３８は凸形又は凹形であってよく、好ましい実施形態では略平面状である。
【００１５】
ドリル先端部は、当該技術分野で公知であると共に図１〜図３及び図６のドリルビットに図示されている、冷却液チャネル孔４０を含んでもよい。
【００１６】
本発明によるツイストドリルは、必要に応じて、当該技術分野で周知の各種の金属除去工程（フライス削り及び研削）及び／又はプレス工程及び／又は熱処理加工工程を用いて製造され得る。Ｓ字形チゼルエッジの製造をより詳細に説明するために、米国特許第４，８２６，３６８号を参照して本明細書に組み込む。
【００１７】
本発明を説明する目的で以下の例を与えるが、これは本発明を限定するものではない。
【００１８】
例１
３つの異なるドリル先端部のジオメトリーが穴あけに要するスラストを比較する試験を行った。試験されたドリルのジオメトリーは、第３の逃げ面が導入された本発明と、第３の逃げ面が導入されていない標準的な市販のドリルジオメトリーとによるものであった。マキノ（Makino）Ａ−５５水平パワードリルを用いて、４１４０鋼（（２００ＳＦＭ（６０．０ＭＰＭ）＠０．０１２ＩＰＲ）（０．３０４ＭＭＲ））及び１０１８鋼（（２９０ＳＦＭ（８８．３ＭＰＭ）＠０．０１２ＩＰＲ）（０．３０４ＭＭＲ））に対して、ドリルのジオメトリーを試験した。ホルダー及び工具保持装置は、ケナメタル社（Kennametal Inc.）から市販されているＨＳＥＭ０７０９Ｒ１ＳＳＦ０７５及びＨＳＫ６３ＡＴＧ１００コレット・チャックであった。試験されたインサートは、ケナメタル社から市販されている標準的なインサートである、ＫＳＥＭ１９２７ＭＤＭ及びＫＳＥＭ１９２７ＨＰＭであった。
【００１９】
表１及び表２に示されるように、本発明に従って変更されたインサートは、両方の材料において一貫してより低いスラストで動作した。
【００２０】
【表１】
2005502483.tif 000003
【００２１】
【表２】
2005502483.tif 000004
【００２２】
本明細書で参照した文献、特許及び特許出願は、本明細書に組み込まれる。
【００２３】
本発明の特定の具体的な実施形態に関して本発明を具体的に説明したが、これは説明を目的とするものであって本発明を限定するものではなく、添付の特許請求の範囲は従来技術が許容するだけ広く解釈されるべきであることを理解されたい。
【図面の簡単な説明】
【００２４】
【図１】本発明によるツイストドリルの端面図である。
【図２】図１のツイストドリルの部分側面図である。
【図３】図２のツイストドリルの部分拡大斜視図である。
【図４】図１のツイストドリルのチゼルエッジの部分拡大図である。
【図５】図１のツイストドリルのチゼルエッジの部分拡大図である。
【図６】図１のツイストドリルの側面図である。
【国際公開パンフレット】
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2005502483.tif 000006
2005502483.tif 000007
2005502483.tif 000008
2005502483.tif 000009
2005502483.tif 000010
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2005502483.tif 000012
2005502483.tif 000013
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2005502483.tif 000015
2005502483.tif 000016
【国際調査報告】
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