(57)【要約】【課題】切屑の排出を促進するとともに、切屑と開口端加工刃との接触を防止して切削加工を良好に行うことが可能なドリルを提供する。【解決手段】ドリル本体には、ドリル本体先端側から後端側に向かうにしたがいドリル回転方向Ｔ後方側に向けてねじれる第１切屑排出溝２０と、この第１切屑排出溝２０の後端側に連なり、第１切屑排出溝２０のドリル回転方向Ｔ前方側を向く壁面２０Ａからドリル回転方向Ｔ後方側に凹むとともに軸線Ｏに平行に延びる第２切屑排出溝３０とが形成され、ドリル刃２２は第１切屑排出溝２０の先端に配設され、開口端加工刃３２は、第２切屑排出溝３０の先端に配設されるとともに、第１切屑排出溝２０のドリル回転方向Ｔ前方側を向く壁面２０Ａよりも一段ドリル回転方向Ｔ後方側に後退した位置に配置されていることを特徴とする。【選択図】図３
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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の先端に、被切削材に対して加工穴を形成するドリル刃が設けられるとともに、該ドリル刃からドリル本体後端側に離間した位置に、前記加工穴の開口端を加工するための開口端加工刃が設けられたドリルであって、
前記ドリル本体には、ドリル本体先端から後端に向かうにしたがいドリル回転方向後方側に向けてねじれる少なくとも１つの第１切屑排出溝と、この第１切屑排出溝の後端側に連なり、前記第１切屑排出溝のドリル回転方向前方側を向く壁面からドリル回転方向後方側に凹むとともに前記軸線に平行に延びる第２切屑排出溝とが形成されており、
前記ドリル刃は、前記第１切屑排出溝の先端に配設され、
前記開口端加工刃は、前記第２切屑排出溝に配設され、前記第１切屑排出溝のドリル回転方向前方側を向く壁面よりもドリル回転方向後方側に後退した位置に配置されていることを特徴とするドリル。
【請求項２】
前記開口端加工刃のすくい面と前記第２切屑排出溝のドリル回転方向前方側を向く壁面とが、面一に配置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１切屑排出溝の少なくとも一部には、一段凹んだ副溝が形成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切屑排出溝の前記軸線に対するねじれ角αが、５°≦α≦２０°の範囲内に設定さ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】
前記ドリル本体の芯厚Ｗは、ドリル外径Ｄに対して０．２×Ｄ≦Ｗ≦０．４×Ｄの範囲内に設定されていることを特徴とする請求項１から請求項４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、被切削材に対して加工穴を形成するとともに、この加工穴の開口端に面取り加工や座ぐり加工を施すドリルに関する。
【背景技術】
【０００２】
この種のドリルとしては、例えば特許文献１、２に開示されているように、軸線回りに回転されるドリル本体の先端にドリル刃が設けられるとともに、ドリル刃よりもドリル本体後端側に開口端加工刃が設けられたものが提案されている。
このようなドリルは、ドリル本体が軸線回りに回転されるとともに軸線方向の先端側に向かって送られることにより、ドリル刃が被切削材に対して加工穴を形成し、開口端加工刃が加工穴の開口端を切削することにより加工穴の開口端に面取り加工や座ぐり加工を施すものである。
【特許文献１】実開昭５８−４０３１１号公報
【特許文献２】特開２００５−１３８２５８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
ところで、特許文献１に開示されているドリルにおいては、ドリル本体の先端から後端に向けて軸線に沿って延びる切屑排出溝が形成され、この切屑排出溝のドリル回転方向前方側を向く壁面のうちドリル本体の先端部分にドリル刃としての切削インサートが装着されている。また、この切屑排出溝のドリル回転方向前方側を向く壁面のうちドリル本体の後端部分には、ドリル回転方向後方側に凹んだ凹部が形成され、この凹部に前記開口端加工刃が設けられている。
このような構成とされたドリルにおいては、切屑排出溝が軸線に平行に延びるように形成されているので、ドリル刃による切削によって生成された切屑をドリル本体後端側へと案内することができず、切屑が加工穴の内部に残存してしまい、この切屑によって加工穴の内壁面を傷つけたり、切削抵抗が著しく増大してドリル本体が折損したりするおそれがあった。
【０００４】
また、特許文献２に開示されているドリルにおいては、ドリル本体の先端から後端に向かうにしたがいドリル回転方向後方側に向けてねじれる切屑排出溝が形成され、この切屑排出溝のドリル回転方向前方側を向く壁面のうちドリル本体の後端部分に前記開口端加工刃が設けられている。
このような構成とされたドリルにおいては、切屑は切屑排出溝のねじれによってドリル本体後端側へと案内されることになるが、この切屑が開口端加工刃と接触することで開口端加工刃の欠損や早期摩耗が発生するおそれがあった。また、ねじれた切屑排出溝に開口端加工刃を配設しているので、開口端加工刃と切屑排出溝との間に段差が生じてしまい、この段差に切屑が係止され、開口端周辺を傷つけてしまうおそれがあった。
【０００５】
本願発明は、このような事情に鑑みてなされたものであって、切屑の排出を促進するとともに、切屑と開口端加工刃との接触を防止して切削加工を良好に行うことが可能な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】
このような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の先端に、被切削材に対して加工穴を形成するドリル刃が設けられるとともに、該ドリル刃からドリル本体後端側に離間した位置に、前記加工穴の開口端を加工するための開口端加工刃が設けられたドリルであって、前記ドリル本体には、ドリル本体先端から後端に向かうにしたがいドリル回転方向後方側に向けてねじれる少なくとも１つの第１切屑排出溝と、この第１切屑排出溝の後端側に連なり、前記第１切屑排出溝のドリル回転方向前方側を向く壁面からドリル回転方向後方側に凹むとともに前記軸線に平行に延びる第２切屑排出溝とが形成されており、前記ドリル刃は、前記第１切屑排出溝の先端に配設され、前記開口端加工刃は、前記第２切屑排出溝に配設され、前記第１切屑排出溝のドリル回転方向前方側を向く壁面よりもドリル回転方向後方側に後退した位置に配置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よれば、ドリル本体の先端側に、ドリル本体後端側に向かうにしたがいドリル回転方向後方側に向けてねじれる第１切屑排出溝が設けられ、この第１切屑排出溝の先端にドリル刃が配設されているので、ドリル刃によって生成した切屑はドリル本体の回転に伴ってドリル回転方向後方側へと移動し第１切屑排出溝に案内されてドリル本体後端側へと排出される。よって、切屑が加工穴の内部に残存することがなく、切削加工を良好に行うことが可能となる。
【０００８】
また、第１切屑排出溝の後端側に、前記第１切屑排出溝のドリル回転方向前方側を向く壁面からドリル回転方向後方側に凹むとともに前記軸線に平行に延びる第２切屑排出溝が形成され、開口端加工刃が第２切屑排出溝に配設されて前記第１切屑排出溝のドリル回転方向前方側を向く壁面よりもドリル回転方向後方側に後退した位置に配置されているので、ドリル刃によって生成した切屑と開口端加工刃との接触が抑制され、開口端加工刃の欠損や早期摩耗を防止できる。
また、第２切屑排出溝が軸線に平行に延びるように形成されているので、開口端加工刃と第２切屑排出溝との間の段差を少なくするように開口端加工刃を配設することが容易となる。よって、切屑が係止されることがなくなり開口端周辺の損傷を防止できる。
【０００９】
ここで、前記開口端加工刃のすくい面と前記第２切屑排出溝のドリル回転方向前方側を向く壁面とを、面一に配置してもよい。
この場合、開口端加工刃と第２切屑排出溝との間の段差がなくなるので、切屑が第２切屑排出溝の上を擦過しても切屑が係止されることがなく、この切屑によるトラブルを未然に防止することができる。
【００１０】
また、前記第１切屑排出溝の少なくとも一部に、一段凹んだ副溝を形成してもよい。
この場合、第１切屑排出溝の大きさがさらに大きくなり、切屑をスムーズに排出することが可能となる。
【００１１】
また、前記第１切屑排出溝の前記軸線に対するねじれ角αを、５°≦α≦２０°の範囲内に設定することが好ましい。
この場合、ねじれ角αを５°以上とすることで、第１切屑排出溝に沿って切屑を確実にドリル本体後端側へと排出することができる。また、ねじれ角αを２０°以下とすることで、ドリル本体が切り欠かれる部分が少なくなりドリル本体の剛性を確保することができる。なお、第１切屑排出溝のねじれ角αを、ドリル本体先端側から後端側にかけて変化させてもよい。
【００１２】
また、前記ドリル本体の芯厚Ｗを、ドリル外径Ｄに対して０．２×Ｄ≦Ｗ≦０．４×Ｄの範囲内に設定することが好ましい。
この場合、芯厚Ｗをドリル外径Ｄに対して０．２×Ｄ以上とすることで、ドリル本体の剛性を確保することができる。また、芯厚Ｗを０．４×Ｄ以下とすることで、第１切屑排出溝の大きさを確保でき、切屑の排出を促進することができる。
【発明の効果】
【００１３】
本発明によれば、切屑の排出を促進するとともに、切屑と開口端加工刃との接触を防止して切削加工を良好に行うことが可能な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】
以下に、本発明の実施形態であるドリル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６に、本発明の実施形態であるドリルを示す。
このドリルは、図１から図４に示すように、軸線Ｏ回りに回転される概略多段円柱状をなすドリル本体１０を備えている。
【００１５】
ドリル本体１０の後端部分（図１において上側）には、工作機械の主軸端等に装着するための装着軸部１１が設けられている。この装着軸部１１には、切欠面１１Ａが形成されており、この切欠面１１Ａによってドリル本体１０と主軸端との周方向の位置合わせが行われる。
装着軸部１１のドリル本体１０先端側には、大きく径方向外方に張り出した鍔部１２と、この鍔部１２の先端に連設されてドリル本体１０先端側に向かうにしたがい漸次径が小さくなるテーパ部１３と、テーパ部１３の先端に連設されて軸線Ｏに沿って延びる円柱状をなす開口端加工部１４と、開口端加工部１４の先端に連設されて概略円柱状をなす穴加工部１５とが設けられている。
【００１６】
穴加工部１５には、ドリル本体１０の先端から後端に向かうにしたがいドリル回転方向Ｔ後方側に向けてねじれる一対の第１切屑排出溝２０、２０が形成されている。これら一対の第１切屑排出溝２０、２０は、図２に示すように、軸線Ｏを中心として１８０°回転対称に配設されている。なお、図３に示すように、第１切屑排出溝２０と軸線Ｏとがなす角度、いわゆるねじれ角αは、５°≦α≦２０°の範囲内に設定され、より具体的にはα＝１０°とされている。
この第１切屑排出溝２０の先端のドリル回転方向Ｔ前方側を向く壁面２０Ａには、ドリル刃２２となる切刃２７を備えた切削インサート２５を取り付けるための第１取付座２１、２１がそれぞれ設けられている。
【００１７】
ここで、本実施形態では、一方の第１切屑排出溝２０に設けられた第１取付座２１はドリル本体１０径方向外方に位置させられ、他方の第１切屑排出溝２０に設けられた第１取付座２１はドリル本体１０径方向内方に位置させられている。また、第１切屑排出溝２０のドリル回転方向Ｔ前方側を向く壁面２０Ａの第１取付座２１よりもドリル本体１０後端側には、ドリル回転方向Ｔ後方側に向けて一段凹んだ副溝２３が設けられている。さらに、図５に示すように、第１切屑排出溝２０のドリル回転方向Ｔ後方側を向く壁面にも、ドリル回転方向Ｔ前方側に向けて一段凹んだ副溝２３が設けられている。なお、穴加工部１５の軸線Ｏに直交する断面において図５に示すように、ドリルの芯厚Ｗは、ドリル外径Ｄに対して０．２×Ｄ≦Ｗ≦０．４×Ｄの範囲内に設定され、より具体的にはＷ＝０．３×Ｄとされている。
【００１８】
これら一対の第１切屑排出溝２０、２０のドリル本体１０後端側には、軸線Ｏに対して平行に延びる第２切屑排出溝３０、３０がそれぞれ連設されている。この第２切屑排出溝３０は、穴加工部１５の後端部分からテーパ部１３の後端部分にまで延びるように形成され、テーパ部１３の後端でドリル本体１０径方向外方に切り上げられている。これら一対の第２切屑排出溝３０、３０も、図２に示すように、軸線Ｏを中心として１８０°回転対称に配設されている。  
【００１９】
この第２切屑排出溝３０のドリル回転方向Ｔ前方側を向く壁面３０Ａは、図３及び図４に示すように、第１切屑排出溝２０のドリル回転方向Ｔ前方側を向く壁面２０Ａよりもドリル回転方向Ｔ後方側に後退させられている。
第２切屑排出溝３０のドリル回転方向Ｔ前方側を向く壁面３０Ａのうち開口端加工部１４の先端に位置する部分に、加工穴の開口端に座ぐり加工を施すための座ぐり刃３２とされる切削インサート３５が取り付けられる第２取付座３１が設けられている。
【００２０】
この第２取付座３１は、第２切屑排出溝３０のドリル回転方向Ｔ前方側を向く壁面３０Ａからさらに一段ドリル回転方向Ｔ後方側に向けて凹むようにして、開口端加工部１４の先端側及び径方向外方に向けて開口するように設けられている。なお、この第２取付座３１と第１取付座２１とは、軸線Ｏ先端側から見てドリル本体１０の周方向において異なる位置にそれぞれ配置されている。
本実施形態においては、第２切屑排出溝３０のドリル回転方向Ｔ前方側を向く壁面３０Ａに沿った方向から見て図６に示すように、第２取付座３１は、第１切屑排出溝２０のドリル回転方向Ｔ前方側を向く壁面２０Ａの延長線Ｌよりもドリル本体１０先端側に位置させられている。
【００２１】
また、このドリル本体１０には、軸線Ｏに沿って延びるクーラント孔１６と、このクーラント孔１６に連通され第１取付座２１及び第２取付座３１にそれぞれ開口させられた複数のクーラント吐出孔１７とが形成されている。
【００２２】
第１取付座２１に取り付けられる切削インサート２５は、概略平行四辺形平板状をなしており、一の平行四辺形面がすくい面２６とされ、このすくい面２６の辺稜部に切刃２７が設けられている。この切削インサート２５が第１取付座２１、２１にそれぞれ取り付けられ、ドリル本体１０先端側から突出された切刃２７、２７同士は、軸線Ｏを中心とした回転軌跡において軸線Ｏからドリル本体１０の外周端にまで連続するように配置される。
【００２３】
また、第２取付座３１に取り付けられる切削インサート３５は、概略正方形平板状（もしくは平行四辺形平板状）をなしており、一の正方形面（平行四辺形面）がすくい面３６とされ、このすくい面３６の辺稜部に切刃３７が設けられている。この切削インサート３５の一つの角部が穴加工部１５よりもドリル本体１０径方向外方に位置するように配置されている。また、この切削インサート３５の厚さは第２取付座３１の第２切屑排出溝３０のドリル回転方向Ｔ前方側を向く壁面３０Ａからの凹み量と同一とされ、切削インサート３５を取り付けた状態ですくい面３６と第２切屑排出溝３０のドリル回転方向Ｔ前方側を向く壁面３０Ａとが面一に配置されるように構成されている。
【００２４】
このように構成されたドリルは、装着軸部１１が図示しない工作機械の主軸端に保持されて、軸線Ｏ回りに回転されるとともに軸線Ｏ方向に送りを与えられ、第１取付座２１に取り付けられた切削インサート２５の切刃２７（ドリル刃２２）によって被切削材に加工穴を形成するとともに、第２取付座３１に取り付けられた切削インサート３５の切刃３７（座ぐり刃３２）によって加工穴の開口端に加工穴よりも大径の座ぐり孔を形成する。この切削加工の際には、工作機械から供給されたクーラントが、クーラント孔１６及びクーラント吐出孔１７を介して第１取付座２１及び第２取付座３１に取り付けられた切削インサート２５、３５に向けて吐出される。
【００２５】
本実施形態であるドリルによれば、ドリル本体１０の先端側に位置する穴加工部１５に、ドリル本体１０後端側に向かうにしたがいドリル回転方向Ｔ後方側に向けてねじれる第１切屑排出溝２０が形成され、第１切屑排出溝２０の先端のドリル回転方向Ｔ前方側を向く壁面２０Ａに第１取付座２１が設けられ、この第１取付座２１にドリル刃２２となる切刃２７を備えた切削インサート２５が取り付けられているので、第１取付座２１に取り付けられた切削インサート２５の切刃２７（ドリル刃２２）によって生成した切屑がドリル本体１０の回転に伴ってドリル回転方向Ｔ後方側へと移動し第１切屑排出溝２０に案内されてドリル本体１０後端側へと排出される。このため、切屑が加工穴の内部に残存することがなく、切削加工を良好に行うことが可能となる。
【００２６】
また、本実施形態では、一方の第１切屑排出溝２０に設けられた第１取付座２１と他方の第１取付座２１に設けられた第１取付座２１との径方向位置が互いにずらされており、これら第１取付座２１に取り付けられた切削インサート２５の切刃２７のうちドリル本体１０先端側から突出された切刃２７同士が、軸線Ｏを中心とした回転軌跡において軸線Ｏからドリル本体１０の外周端にまで連続するように配置されているので、これら２つの切削インサート２５、２５によって被切削材に穴明け加工を施すことができる。
【００２７】
また、第１切屑排出溝２０のドリル本体１０後端側に、軸線Ｏに平行に延びるとともに第１切屑排出溝２０のドリル回転方向Ｔ前方側を向く壁面２０Ａよりも一段ドリル回転方向Ｔ後方側に後退した第２切屑排出溝３０が形成され、この第２切屑排出溝３０のドリル回転方向Ｔ前方側を向く壁面３０Ａに第２取付座３１が設けられ、この第２取付座３１に座ぐり刃３２となる切刃３７を備えた切削インサート３５が取り付けられているので、第１取付座２１に取り付けられた切削インサート２５の切刃２７（ドリル刃２２）によって生成した切屑が、第２取付座３１に取り付けられた切削インサート３５の切刃３７（座ぐり刃３２）上を擦過せずに加工穴から排出されることになる。
【００２８】
さらに、本実施形態では、第２切屑排出溝３０のドリル回転方向Ｔ前方側を向く壁面３０Ａに沿った方向から見て図６に示すように、第２取付座３１は、前記第１切屑排出溝２０のドリル回転方向Ｔ前方側を向く壁面２０Ａの延長線Ｌよりもドリル本体１０先端側に位置させられているので、第１切屑排出溝２０に案内された切屑が第２取付座３１に取り付けられた切削インサート３５と接触することをより確実に防止することができる。これにより、座ぐり刃３２とされた切刃３７の欠損や早期摩耗を防止でき、切削インサート３５の寿命延長を図ることができる。
【００２９】
また、第２切屑排出溝３０が軸線Ｏに平行に延びるように形成されているので、第２取付座３１に取り付けられた切削インサート３５と第２切屑排出溝３０との間の段差を少なくして、切屑が係止されることを防止できる。
特に、本実施形態では、第２取付座３１の第２切屑排出溝３０のドリル回転方向Ｔ前方側を向く壁面３０Ａからの凹み量と切削インサート３５の厚さが同一に設定され、すくい面３６と第２切屑排出溝３０のドリル回転方向Ｔ前方側を向く壁面３０Ａとが面一に配置されるように構成されているので、切屑が第２切屑排出溝３０の上を擦過しても切屑が係止されることがない。これにより、加工穴の開口端周辺の損傷を防止できる。
【００３０】
また、本実施形態においては、第１切屑排出溝２０のドリル回転方向Ｔ前方側を向く壁面２０Ａの第１取付座２１よりもドリル本体１０後端側にドリル回転方向Ｔ後方側に向けて一段凹んだ副溝２３が設けられ、第１切屑排出溝２０のドリル回転方向Ｔ後方側を向く壁面にも、ドリル回転方向Ｔ前方側に向けて一段凹んだ副溝２３が設けられているので、第１切屑排出溝２０の大きさが確保され、ドリル刃２２によって生成された切屑を加工穴からスムーズに排出することが可能となる。
【００３１】
さらに、第１切屑排出溝２０の軸線Ｏに対するねじれ角αが、５°≦α≦２０°の範囲内に設定され、より具体的にはα＝１０°とされているので、第１切屑排出溝２０に沿って切屑を確実にドリル本体１０後端側へと案内することができるとともに、ドリル本体１０を切り欠く部分を少なくしてドリル本体１０の剛性を確保することができる。
また、穴加工部１５においてドリル本体１０の芯厚Ｗが、ドリル外径Ｄに対して０．２×Ｄ≦Ｗ≦０．４×Ｄの範囲内に設定され、より具体的にはＷ＝０．３×Ｄとされているので、ドリル本体１０の剛性を確保するとともに、第１切屑排出溝２０の大きさを確保して切屑の排出を促進することができる。
【００３２】
以上、本発明の実施形態であるドリルについて説明したが、本発明はこの実施形態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、ドリル本体の後端側に座ぐり刃を設けたものとして説明したが、これに限定されることはなく、加工穴端部に面取り加工を施すための面取り刃が設けられたものであってもよい。
また、インサートの形状は、本実施形態に限定されることはなく、切削条件等を考慮して適宜選択することが好ましい。
さらに、一対の第１切屑排出溝の後端にそれぞれ座ぐり刃（開口端加工刃）を設けたものとして説明したが、これに限定されることはなく、一対の第１切屑排出溝のうちの一方の後端にのみ座ぐり刃（開口端加工刃）を設けたものであってもよい。
【図面の簡単な説明】
【００３３】
【図１】本発明の実施形態であるドリルの側面概略図である。
【図２】図１に示すドリルの先端面図である。
【図３】図２におけるＸ方向矢視図である。
【図４】図２におけるＹ方向矢視図である。
【図５】図１におけるＶ−Ｖ断面図である。
【図６】図５おけるＺ方向矢視図である。
【符号の説明】
【００３４】
１０  ドリル本体
２０  第１切屑排出溝
２０Ａ  ドリル回転方向前方側を向く壁面
２２  ドリル刃
２３  副溝
３０  第２切屑排出溝
３０Ａ  ドリル回転方向前方側を向く壁面
３２  座ぐり刃（開口端加工刃）
３６  すくい面
【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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