(57)【要約】【課題】先端側に突出した中心切刃の食い付き性がよく精度の良い穴明け加工を行うことが可能であるとともに、中心切刃のチッピングを防止することができるドリルを提供する。【解決手段】軸線Ｏ回りに回転されるドリル本体２を有し、このドリル本体２の先端に、軸線Ｏに沿って先端側に向けて突出した中心切刃と、この中心切刃の外周端に連なり、中心切刃の先端部分よりも後端側に位置する外側切刃２１とが設けられたドリル１であって、中心切刃は、第１先端角αで交差する第１中心切刃１１と、この第１中心切刃１１の外周端に連なり第２先端角βで交差する第２中心切刃１２と、を備えており、前記第１先端角αが前記第２先端角βに対してα＞βとなるように構成されていることを特徴とする。【選択図】図４
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
軸線回りに回転されるドリル本体を有し、このドリル本体の先端に、前記軸線に沿って先端側に向けて突出した中心切刃と、この中心切刃の外周端に連なり、前記中心切刃の先端部分よりも後端側に位置する外側切刃とが設けられたドリルであって、
前記中心切刃は、第１先端角αで交差する第１中心切刃と、この第１中心切刃の外周端に連なり第２先端角βで交差する第２中心切刃と、を備えており、
前記第１先端角αが前記第２先端角βに対してα＞βとなるように構成されていることを特徴とするドリル。
【請求項２】
前記第１先端角αは、１２０°≦α≦１４０°の範囲内に設定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】
前記第２先端角βは、９０°≦β≦１１０°の範囲内に設定されていることを特徴とする請求項１または請求項２に記載のドリル。
【請求項４】
前記第１中心切刃の先端に設けられたフラット部が、前記軸線に直交する基準線に対して斜交するように設けられていることを特徴とする請求項１から請求項３のいずれかに記載のドリル。
【請求項５】
前記フラット部の前記軸線に直交する基準線との交差角θが、１°≦θ≦５°の範囲内に設定されていることを特徴とする請求項４に記載のドリル。
【請求項６】
前記ドリル本体が、超硬合金で構成されていることを特徴とする請求項１から請求項５のいずれかに記載のドリル。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、軸線回りに回転されるドリル本体の先端面に、軸線に沿って先端側に向けて突出した中心切刃と、この中心切刃の外周端に連なる外側切刃とが設けられたドリルであって、特に、薄板の穴明け加工に好適なドリルに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、例えば自動車のボディ等を分解する際には、板厚の薄い金属板同士を重ね合わせてスポット溶接した部分（スポット溶接部）を穴明け加工により除去して金属板を分離することが行われている。このように薄板に対して穴明け加工を施す穴明け工具としては、例えば特許文献１に開示されているように、ドリル本体の外周側に形成された外側切刃と、ドリル本体の軸線に沿って外側切刃よりも先端側に突出する中心切刃とを備えた、いわゆるスポットドリルと称されるものが提案されている。
【０００３】
この構成のドリルにおいては、まず、中心切刃がスポット溶接部に食い付いてドリル本体の軸線位置を固定するとともに、この中心切刃よりも後端側に位置する外側切刃によって重ね合わされた金属板のうちドリルが押し付けられた側のみに穴明け加工を施して、スポット溶接部を除去し、金属板を分離するものである。このようなスポットドリルは、通常、中心切刃のチッピング防止の観点から、特許文献１に記載されているように、ハイス材で構成されている。
【特許文献１】特開２００５−８１５２２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ところで、近年、自動車のボディ等を構成する金属板においては、薄板化を図るために張力が高く硬いものが使用されており、ハイス材で構成された従来のドリルでは、これらの金属板に対して穴明け加工を施すことが困難であり、また、切刃の摩耗が激しく寿命が短くなってしまうといった問題があった。
そこで、ハイス材よりも耐摩耗性に優れた超硬合金によって前述のドリルを構成することが考えられるが、スポットドリルでは中心切刃を外側切刃よりも先端側に突出させているので、中心切刃の先端角がどうしても小さくなってしまい、チッピングが発生しやすくなってしまう。一方、先端角を大きくすると、食い付きが悪くなってドリル本体を十分にガイドすることができなくなり、精度の良い加工ができなくなってしまう。
【０００５】
本発明は、このような事情に鑑みてなされたものであって、先端側に突出した中心切刃の食い付き性がよく精度の良い穴明け加工を行うことが可能であるとともに、中心切刃のチッピングを防止す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】
【０００６】
この課題を解決するために、本発明は、軸線回りに回転されるドリル本体を有し、このドリル本体の先端に、前記軸線に沿って先端側に向けて突出した中心切刃と、この中心切刃の外周端に連なり、前記中心切刃の先端部分よりも後端側に位置する外側切刃とが設けられたドリルであって、前記中心切刃は、第１先端角αで交差する第１中心切刃と、この第１中心切刃の外周端に連なり第２先端角βで交差する第２中心切刃と、を備えており、  前記第１先端角αが前記第２先端角βに対してα＞βとなるように構成されていることを特徴としている。
【０００７】
この構成のドリルにおいては、第１中心切刃の先端角（第１先端角α）が、第１中心切刃の外周端に連なる第２中心切刃の先端角（第２先端角β）よりも大きくされているので、被切削材に食い付く第１中心切刃の剛性を確保してチッピングを防止できる。また、第２先端角βが小さいので、第１中心切刃を確実に先端側に向けて突出させることができ、中心切刃によってドリル本体の軸線位置をガイドして精度の良い穴明け加工を行うことができる。
【０００８】
ここで、前記第１先端角αは、１２０°≦α≦１４０°の範囲内に設定することが好ましい。
第１先端角αを、α≧１２０°とすることにより、第１中心切刃の剛性を確実に向上させてチッピングを防止できる。一方、α≦１４０°とすることにより、第１中心切刃の食い付き性を確保することができる。
【０００９】
さらに、前記第２先端角βは、９０°≦β≦１１０°の範囲内に設定することが好ましい。
この場合、第２先端角βを、β≧９０°とすることにより、第２中心切刃の剛性を確実に確保してこの部分での欠損を防止できる。一方、β≦１１０°とすることにより、第１中心切刃を確実に先端側に向けて突出させることができる。
【００１０】
また、前記第１中心切刃の先端に設けられたフラット部を、前記軸線に直交する基準線に対して斜交するように構成してもよい。
この場合、第１中心切刃の先端部分の剛性をさらに向上させることができ、チッピングを確実に防止することができるともに、被切削材にドリルが食い付く際に、フラット部全体が接触することがなくなり、食い付き性をさらに向上させることができる。
【００１１】
さらに、前記フラット部の前記軸線に直交する基準線との交差角θを、１°≦θ≦５°の範囲内に設定してもよい。
この場合、交差角θが、θ≧１°とされているので、フラット部の一端から確実に被切削材に食い付くことになり、食い付き性を向上させることができる。一方、θ≦５°とされているので、食い付き時のドリル本体の軸線の振れを防止でき、精度の良い穴明け加工を行うことが可能となる。このような効果を確実に奏功せしめるために、前記交差角θは１°≦θ≦４°の範囲内に設定することがより望ましい。
【００１２】
さらに、前記ドリル本体を、超硬合金で構成することが好ましい。
この場合、張力が高く硬い金属板に対しても良好に穴明け加工を施すことができるとともに、耐摩耗性が向上してこのドリルの寿命延長を図ることができる。
【発明の効果】
【００１３】
本発明によれば、先端側に突出した中心切刃の食い付き性がよく精度の良い穴明け加工を行うことが可能であるとともに、中心切刃のチッピングを防止することができるドリルを提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
本発明の第１の実施形態について添付した図面を参照にして説明する。図１から図４に本発明の実施形態であるドリルを示す。
このドリル１は、超硬合金で構成され、外形が概略円柱状をなして軸線Ｏを中心に回転されるドリル本体２を有しており、ドリル本体２の後端側（図１および図２において上側）が工作機械の主軸端等に把持されるシャンク部３とされている。
【００１５】
ドリル本体２の先端部外周には、ドリル本体２の先端側から後端側に向けて軸線Ｏ回りにドリル回転方向Ｔ後方側にわずかにねじれる一対の切屑排出溝４が、軸線Ｏを中心として１８０°回転対称に設けられており、この切屑排出溝４の回転方向Ｔ前方側を向く壁面４Ａとドリル本体２の先端面との交差稜線部に切刃が形成されている。
【００１６】
ここで、本実施形態であるドリル本体２においては、その先端面に、軸線Ｏに沿って先端側に向けて突出する中心ガイド部１０と、この中心ガイド部１０の外周端に連なる環状帯部２０とが設けられており、中心ガイド部１０と前記切屑排出溝４の回転方向Ｔ前方側を向く壁面４Ａとの交差稜線部に、第１中心切刃１１とこの第１中心切刃１１の外周端に連なる第２中心切刃１２とが形成され、環状帯部２０と前記切屑排出溝４の回転方向Ｔ前方側を向く壁面４Ａとの交差稜線部に、外側切刃２１が設けられている。
【００１７】
外側切刃２１の先端角γは、図４に示すように、１８０°よりも大きくされており、ドリル本体２の外周端が先端側に向けて突出するとともに内周側に向かうにしたがい漸次後退するように傾斜させられている。
この外側切刃２１は、ドリル本体２先端側から見て図３に示すように、ドリル回転方向Ｔ後方側に向けて凹んだ凹曲線状をなしていて外周端部分がドリル回転方向Ｔ前方側に向けて突出しており、前記外周端部分のラジアルレーキ角がプラスに設定されている。
【００１８】
また、環状帯部２０のうち一方の切屑排出溝４のドリル回転方向Ｔ前方側を向く壁面４Ａとの交差稜線部に形成された外側切刃２１に連なる部分には、ドリル回転方向Ｔ後方側に向かうにしたがいドリル本体２後端側に後退するように傾斜した第１逃げ面２２が形成され、この第１逃げ面２２のドリル回転方向Ｔ後方側に、第１逃げ面２２よりも大きくドリル本体２後端側に向けて後退する第２逃げ面２３が形成されている。この第２逃げ面２３は、ドリル回転方向Ｔ後方側に形成された面取部２４を介して他方の切屑排出溝４のドリル回転方向Ｔ後方側を向く壁面４Ｂに接続されている。
【００１９】
中心ガイド部１０には、前述のように、ドリル本体２の先端面の中央部分から延びる第１中心切刃１１と、この第１中心切刃１１の外周端と前記外側切刃２１の内周端部分とを接続するように延びる第２中心切刃１２とが設けられている。
【００２０】
第１中心切刃１１は、ドリル本体２先端側から見て、ドリル回転方向Ｔ前方側に向けて凸となる凸曲線状をなしていて、第２中心切刃１２は、ドリル本体２先端側から見て第１中心切刃１１の外周端と外側切刃２１の内周端とを接続する概略直線状をなしている。これにより、切屑排出溝４の回転方向Ｔ前方側を向く壁面４Ａとドリル本体２の先端面との交差稜線部に形成された切刃は、ドリル本体２先端側から見て図３に示すように、第１中心切刃１１、第２中心切刃１２および外側切刃２１によって概略Ｓ字状をなすように形成されている。
【００２１】
また、中心ガイド部１０のうち一方の切屑排出溝４のドリル回転方向Ｔ前方側を向く壁面４Ａとの交差稜線部に形成された第１中心切刃１１および第２中心切刃１２に連なる部分には、ドリル回転方向Ｔ後方側に向かうにしたがいドリル本体２後端側に後退するように傾斜した中心逃げ面１３が形成されており、この中心逃げ面１３の外周端が前記第１逃げ面２２の内周端と接続されている。また、２つの中心逃げ面１３同士の交差部にチゼルエッジ部１４が設けられている。この中心逃げ面１３は、ドリル回転方向Ｔ後方側に形成された切欠部１５を介して他方の切屑排出溝４のドリル本体２径方向外側を向く壁面に接続されている。
【００２２】
また、切屑排出溝４の回転方向Ｔ前方側を向く壁面４Ａに沿った断面において図４に示すように、チゼルエッジ部１４によってドリル本体２の先端面に形成された中心ガイド部１０の軸線Ｏ中心部分に、軸線Ｏと直交するように延びるフラット部１６が画成される。
そして、第１中心切刃１１の第１先端角αは、第２中心切刃１２の第２先端角βに対してα＞βとなるように構成されている。詳述すると、第１先端角αは１２０°≦α≦１４０°の範囲内に設定され、第２先端角βは９０°≦β≦１１０°の範囲内に設定されており、本実施形態では、α＝１３２．５°、β＝１０２．３°に設定されている。
【００２３】
以上のような構成とされたドリル１は、ドリル本体２の後端に形成されたシャンク部３が工作機械の主軸端に把持され、軸線Ｏ回りに回転されるとともに軸線Ｏ方向に送られて、被切削材に穴明け加工を施すものである。
【００２４】
本実施形態であるドリル１によれば、中心ガイド部１０に設けられた第１中心切刃１１の第１先端角αが、第２中心切刃１２の第２先端角βよりも大きくされているので、被切削材に食い付く第１中心切刃１１の剛性を確保することができ、第１中心切刃１１のチッピングを防止できる。また、第２先端角βが小さくされているので、第１中心切刃１１を確実にドリル本体２の先端側に向けて大きく突出させることができ、第１中心切刃１１によりドリル本体２の軸線Ｏ位置をガイドして精度の良い穴明け加工を行うことができる。
【００２５】
また、第１先端角αが、１２０°≦α≦１４０°の範囲内に設定され、より具体的にはα＝１３２．５に設定されているので、中心ガイド部１０の先端に位置する第１中心切刃１１の剛性を確実に向上させてチッピングを防止できるとともに、第１中心切刃１１の食い付き性を確保してドリル本体２の軸線Ｏ位置を安定してガイドすることができる。
【００２６】
さらに、第２先端角βが、９０°≦β≦１１０°の範囲内に設定され、より具体的にはβ＝１０２．３に設定されているので、第２中心切刃１２の剛性を確実に確保してこの部分での欠損を防止できるとともに、第１中心切刃１１を確実に先端側に向けて突出させることができる。
【００２７】
また、本実施形態では、外側切刃２１の外周端のラジアルレーキ角がプラスとされているので、外側切刃２１の外周端部分が被切削材と接触した場合の抵抗を低減することができる。
さらに、第１中心切刃１１がドリル回転方向Ｔ前方側に向けて凸となるように形成されているので、この第１中心切刃１１の剛性を向上させることができ、耐チッピング性をさらに向上させることができる。
また、被切削材に食い付く際にフラット部１６（チゼルエッジ部１４）から接触することになり、第１中心切刃１１のチッピングを確実に防止することが可能となる。
【００２８】
次に、本発明の第２の実施形態であるドリル１について、図５を参照にして説明する。なお、第１の実施形態と同一の構成要素には同じ符号を付して詳細な説明を省略する。    
このドリル１においては、ドリル１の先端部を切屑排出溝４の回転方向Ｔ前方側を向く壁面４Ａに沿った断面において図５に示すように、チゼルエッジ部１４によって画成されたフラット部１６が軸線Ｏに直交する基準線Ｓに対して斜交するように配置されている。
そして、フラット部１６の軸線Ｏに直交する基準線Ｓとの交差角θは、１°≦θ≦５°の範囲内に設定され、より具体的には、θ＝２°とされている。
【００２９】
この構成のドリル１においては、被切削材にドリル１が食い付く際にフラット部１６（チゼルエッジ部１４）の先端側に突出された部分から接触することになり、第１中心切刃１１に大きな衝撃が加わることがなくチッピングを確実に防止することが可能となる。ここで、フラット部１６の軸線Ｏに直交する基準線Ｓとの交差角θが１°≦θ≦５°の範囲内に、より具体的にはθ＝２°に設定されているので、被切削材に対してフラット部１６の一端から確実に食い付くことになり食い付き性を向上させることができるとともに、食い付き時のドリル本体２の軸線Ｏの振れを防止でき、精度の良い穴明け加工を行うことが可能となる。
【００３０】
以上、本発明の実施形態について説明したが、本発明はこれに限定されることはなく、その発明の技術的思想を逸脱しない範囲で適宜変更可能である。
例えば、本実施形態では、ドリル本体が超硬合金で構成されたものとして説明したが、これに限定されることはなく、ハイス材等の他の材質で構成されていてもよい。ただし、少なくとも第１中心切刃、第２中心切刃および外側切刃が設けられたドリル本体先端部分を超硬合金で構成することにより、張力が高く硬い金属板等にも良好に穴明け加工を施すことができるので好ましい。
【００３１】
また、外側切刃の先端角γを、１８０°よりも大きくされたものとして説明したが、これに限定されることはなく、外側切刃の先端角γは、被切削材の材質やドリル本体の外径等を考慮して適宜設定することができる。ただし、外側切刃が第１中心切刃の先端部分よりもドリル本体後端側に位置するように設定する必要がある。
【００３２】
さらに、第１逃げ面、第２逃げ面、中心逃げ面の形状は、本実施形態に限定されることはなく、任意の形状とすることができる。
また、切屑排出溝をドリル本体後端側に向けて軸線Ｏ回りにドリル回転方向Ｔ後方側にわずかにねじれるものとして説明したが、これに限定されることはなく、ねじれのなく軸線Ｏに平行に延びるように形成されていてもよい。
【図面の簡単な説明】
【００３３】
【図１】本発明の第１の実施形態であるドリルを一方の切屑排出溝のドリル本体回転方向前方側を向く壁面に対向する側から見た側面図である。
【図２】図１に示すドリルを一方の切屑排出溝のドリル本体回転方向後方側を向く壁面に対向する側から見た側面図である。
【図３】図１に示すドリルを先端側からみた図である。
【図４】図３におけるＸ−Ｘ断面説明図である。
【図５】本発明の第２の実施形態であるドリルの断面説明図である。
【符号の説明】
【００３４】
１  ドリル
２  ドリル本体
１１  第１中心切刃
１２  第２中心切刃
１６  フラット部
２１  外側切刃
【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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