(57)【要約】【課題】ドリル本体の剛性を高く保ち、形成する加工穴の深さがドリル本体の形状によって左右されず、かつ、切削油剤の供給を外部からも安定して行う。【解決手段】刃先部１１とシャンク部１５との間に、シャンク部１５の外径と略同一で刃先部１１の外径よりも小さい外径を有する柱状部１６を設ける。刃先部１１の外周に設けられる切屑排出溝１２を、柱状部１６で切れ上がるように形成する。【選択図】      図１
2005022012.tif 000002
【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側部分である刃先部と前記ドリル本体の後端側部分であるシャンク部とを有し、前記刃先部の外周に後端側へ向け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と前記刃先部の先端逃げ面との交差稜線部に切刃が形成されたドリルであって、
前記刃先部と前記シャンク部との間に、前記シャンク部の外径と略同一で前記刃先部の外径よりも小さい外径を有する柱状部が設けられていて、
前記柱状部で前記切屑排出溝が切れ上がるように形成されていることを特徴とするドリル。
【請求項２】
請求項１に記載のドリルにおいて、
前記ドリル本体内に穿設された切削油剤の供給孔が、前記切屑排出溝における切れ上がり部に開口させられていることを特徴とするドリル。
【請求項３】
請求項１に記載のドリルにおいて、
前記ドリル本体内に穿設された切削油剤の供給孔が、前記先端逃げ面に開口させられていることを特徴とするドリル。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、被削材に対して加工穴を形成するための穴明け加工に用いられるドリル、とくに、深穴を形成するための穴明け加工に用いられるドリルに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来より、図５に示されるように、軸線Ｏ回りに回転されるドリル本体１の先端側部分である刃先部２とドリル本体１の後端側部分であるシャンク部３とを有し、刃先部２の外周に後端側へ向けて延びる一対の切屑排出溝４，４が形成され、これら一対の切屑排出溝４，４のドリル回転方向Ｔ前方側を向く壁面４Ａ，４Ａと刃先部２の先端逃げ面２Ａとの交差稜線部に一対の切刃５，５が形成されたドリルが知られている。
【０００３】
このようなドリルは、深穴加工用に設計されている場合、ドリル本体１の全長Ｌが長く設定されるとともに、加工穴に挿入されることになる刃先部１に形成された切屑排出溝３の長さＬ１も長く設定されるのが一般的である。
そのため、深穴加工用のドリルは、ドリル本体１の剛性が低く、非常に強度の弱いものとなっているので、通常のドリルと同様の穴明け加工条件を設定することができず、この穴明け加工時の能率が大幅に低下してしまうという問題があった。
【０００４】
これに対して、特許文献１には、図６に示されるように、刃先部２とシャンク部３とが互いに略同一の外径を有しているとともに、図５に示されるドリルと比べて切屑排出溝３の長さＬ１を大幅に短くする一方で、同程度の切屑排出性を得るために、刃先部２とシャンク部３との間に、刃先部２及びシャンク部３の外径よりも小さい外径を有する柱状部６を設け、ドリル本体１の剛性を高く保つことができるドリルが開示されている。
【０００５】
【特許文献１】
特開２００３−７１６２１号公報
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、図６に示されるような特許文献１に開示されたドリルでは、刃先部２の外径とシャンク部３の外径とが略同一に設定されているために、刃先部２の長さと柱状部６の長さとを足した長さＬ２以上の深さを有する加工穴を形成することが困難となっており、この長さＬ２によって、形成できる加工穴の深さが左右されてしまうという問題がある。
【０００７】
加えて、この図６に示されるドリルでは、刃先部２の外周に形成された切屑排出溝４が、刃先部２の後端側に位置する柱状部６に至ることなく刃先部２の後端付近で切れ上がっているため、刃先部２と柱状部６との接続部分を軸線Ｏに直交する断面で見たときの図７（ｂ）から理解できるように、この接続部分と加工穴の内壁面との間にクリアランスが確保されておらず、切削油剤を外部から供給する際に、切削油剤が刃先部２の先端まで届きにくく、安定した切削油剤の供給が行われないという問題もあった。
【０００８】
本発明は、上記課題に鑑みてなされたもので、ドリル本体の剛性を高く保つことができるのに加えて、形成する加工穴の深さがドリル本体の形状によって左右されず、しかも、切削油剤の供給を外部からも安定して行うことができるドリルを提供することを目的とする。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
上記の課題を解決して、このような目的を達成するために、本発明のドリルは、軸線回りに回転されるドリル本体の先端側部分である刃先部と前記ドリル本体の後端側部分であるシャンク部とを有し、前記刃先部の外周に後端側へ向け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と前記刃先部の先端逃げ面との交差稜線部に切刃が形成されたドリルであって、前記刃先部と前記シャンク部との間に、前記シャンク部の外径と略同一で前記刃先部の外径よりも小さい外径を有する柱状部が設けられていて、前記柱状部で前記切屑排出溝が切れ上がるように形成されていることを特徴とするものである。
【００１０】
このような本発明のドリルによれば、まず、刃先部とシャンク部との間に、刃先部の外径よりも小さい外径を有する柱状部を設けて切屑排出溝を短くしたことで、たとえ深穴加工用に設計されてドリル本体の全長が長く設定されている場合であっても、このドリル本体の剛性を高く保つことが可能となっている。
そして、この柱状部は、その後端側に位置するシャンク部と略同一の外径を有していることから、形成する加工穴の深さが刃先部及び柱状部の長さによって左右されてしまうことがない。
さらに、刃先部の外周に形成された切屑排出溝が、この刃先部の後端側に位置する柱状部で切れ上がっているため、刃先部と柱状部との接続部分には、形成している途中の加工穴の内壁面との間に、切屑排出溝が存在する分だけのクリアランスが設けられることとなり、切削油剤を外部から供給する際でも、この切削油剤を安定して刃先部の先端まで供給することが可能となる。
【００１１】
また、本発明のドリルにおいては、前記ドリル本体内に穿設された切削油剤の供給孔が、前記切屑排出溝における切れ上がり部に開口させられていたり、前記先端逃げ面に開口させられていたりしてもよく、このような構成とすると、切削油剤を確実に刃先部の先端まで供給することができ、より安定した切削油剤の供給を行うことが可能となる。
【００１２】
【発明の実施の形態】
まず、本発明の第一実施形態によるドリルを添付した図１及び図２を参照しながら説明する。
本第一実施形態によるドリルのドリル本体１０は、超硬合金等の硬質材料により軸線Ｏを中心とした略円柱状に形成されたものであり、その先端側部分が刃先部１１とされるとともに後端側部分が工作機械の回転軸に把持されるシャンク部１５とされ、これら刃先部１１とシャンク部１５との間に位置するドリル本体１０の中間部分が柱状部１６とされている。
【００１３】
刃先部１１の外周には、この刃先部１１の先端逃げ面１２に開口する部分から軸線Ｏ方向の後端側へ向かうにしたがい略一定のねじれ角でドリル回転方向Ｔ後方側にねじれる一対の切屑排出溝１３，１３が軸線Ｏに関して対称に形成されていて、これら一対の切屑排出溝１３，１３におけるドリル回転方向Ｔ前方側を向く壁面１３Ａ，１３Ａと先端逃げ面１２との交差稜線部に、略直線状をなす一対の切刃１４，１４が形成されている。
【００１４】
刃先部１１の先端逃げ面１２は、一対の切刃１４，１４からドリル回転方向Ｔ後方側へ向かうにしたがい軸線Ｏ方向の後端側へ向かって後退するとともに、内周側から外周側へ向かうにしたがい軸線Ｏ方向の後端側へ向かって後退するような略円錐面状に形成されており、一対の切刃１４，１４のそれぞれには、所定の逃げ角及び先端角が付されるようになっている。
【００１５】
ここで、刃先部１１における一対の切屑排出溝１３，１３を除く外周面、すなわちランド部１５は、軸線Ｏに直交する断面で見たとき、図２（ａ）に示されるように、切屑排出溝１３のドリル回転方向Ｔ前方側を向く内壁面１３Ａの外周側稜線部に交差して、軸線Ｏを中心とした略円弧状をなすマージン部１５Ａと、このマージン部１５Ａのドリル回転方向Ｔ後方側に連なり、マージン部１５Ａがなす円弧よりも一段小さい外径を有する軸線Ｏを中心とした略円弧状をなす二番取り面１５Ｂとから構成されている。
【００１６】
また、これらマージン部１５Ａと二番取り面１５Ｂとは、切屑排出溝１３と同様に、先端逃げ面１２に交差する部分から軸線Ｏ方向の後端側へ向かうにしたがいドリル回転方向Ｔ後方側にねじれるようにして、刃先部１１における軸線Ｏ方向での略全長（刃先部１１における後端側一部分を除いた略全長）に亘って形成されている。
さらに、マージン部１５Ａは、その外径が刃先部１１の先端から軸線Ｏ方向の後端側へ向かうにしたがい漸次小さくなるように形成されており、これにともない、刃先部１１の外径も、この刃先部１１の先端から軸線Ｏ方向の後端側へ向かうにしたがい漸次小さくなって、刃先部１１に所定のバックテーパが与えられている。
【００１７】
そして、このようなバックテーパが与えられた刃先部１１の後端側には、刃先部１１の後端での外径（刃先部１１の最小外径）よりも一段小さい外径Ｄ１を有する略円柱状をなす柱状部１６が段差を介して接続されており、さらに、この柱状部１６の後端側には、柱状部１６と略同一の外径Ｄ１を有する略円柱状をなすシャンク部１５が滑らかに接続されている。
つまり、刃先部１１の後端側に接続された柱状部１６と、この柱状部１６の後端側に接続されたシャンク部１５とは、互いに一体となって軸線Ｏ方向の略全長に亘って略一定の外径Ｄ１を有する略円柱状をなしているのである。
【００１８】
また、刃先部１１の外周において、刃先部１１の先端逃げ面１２に開口する部分から軸線Ｏ方向の後端側へ向かって延びるように形成された切屑排出溝１３，１３は、刃先部１１だけに形成されているのではなく、この刃先部１１を越えて柱状部１６の外周面に切れ上がるように形成されている。
【００１９】
上述したような構成とされた本第一実施形態のドリルによれば、まず、刃先部１１とシャンク部１５との間に、刃先部１１の外径よりも小さい外径Ｄ１を有する柱状部１６が設けられていることから、穴明け加工の際には、ドリル本体１０の刃先部１１だけではなく柱状部１６までを加工穴内に挿入するようにして、深穴を形成することが可能となっている。
そして、本第一実施形態によるドリルがこのような深穴加工用に設計されてドリル本体１０の全長Ｌが長く設定されている場合であっても、上述したような柱状部１６の存在により、ドリル本体１０の剛性を高く保つことができる。
【００２０】
さらに、この柱状部１６は、その後端側に接続されるシャンク部１５と略同一の外径Ｄ１を有するようになっていることから、穴明け加工の際には、必要に応じて、刃先部１１及び柱状部１６だけでなく、工作機械に把持されていないシャンク部１５における先端側一部分までを加工穴内に挿入することによって、刃先部１１の長さと柱状部１６の長さとを足した長さ以上の深さを有する加工穴を形成することができる。
【００２１】
加えて、刃先部１１の外周に形成された一対の切屑排出溝１３，１３が、この刃先部１１の後端側に位置する柱状部１６で切れ上がっているため、刃先部１１と柱状部１６との接続部分には、図２（ｂ）に示されるように、形成している途中の加工穴の内壁面との間に、切屑排出溝１３，１３が存在している分だけのクリアランスが設けられることとなり、切削油剤を外部から供給する際でも、この切削油剤を安定して刃先部１１の先端まで供給することができる。
【００２２】
なお、本第一実施形態のドリルにおいては、刃先部１１の長さＬ３（切刃１４の外周端から刃先部１１と柱状部１６との接続部分までの軸線Ｏ方向に沿った長さ）や、切屑排出溝１３の長さＬ１（切刃１４の外周端から切屑排出溝１３が柱状部１６の外周面に切れ上がっている位置までの軸線Ｏ方向に沿った長さ）、柱状部１６及びシャンク部１５の外径Ｄ１などは、諸条件に応じて適宜設定されるものであるが、例えば、切屑排出溝１３の長さＬ１〔ｍｍ〕や刃先部１１の長さＬ３〔ｍｍ〕は、刃先部１１の先端での外径Ｄ〔ｍｍ〕（切刃１４の外径、刃先部１１の最大外径）に対して、（Ｌ１−３Ｄ）≦Ｌ３≦（Ｌ１−０．５Ｄ）、５Ｄ≦Ｌ１≦８Ｄに設定され、柱状部１６及びシャンク部１５の外径Ｄ１は、刃先部１１の先端での外径Ｄに対して、（Ｄ−１．０ｍｍ）≦Ｄ１≦（Ｄ−０．０２ｍｍ）の範囲、より好ましくは（Ｄ−０．６ｍｍ）≦Ｄ１≦（Ｄ−０．０２ｍｍ）の範囲に設定される。
【００２３】
次に、本発明の第二実施形態及び第三実施形態によるドリルを添付した図３及び図４を参照しながら説明するが、上述した第一実施形態と同様の部分には同一の符合を用いてその説明を省略する。
これら第二実施形態及び第三実施形態によるドリルのドリル本体１０内には、その後端側から先端に向けて切削油剤の供給孔が穿設されていて、この供給孔が、第二実施形態では、柱状部１６に位置する切屑排出溝１３における切れ上がり部に開口させられ、また、第三実施形態では、刃先部１１の先端逃げ面１２に開口させられている。
【００２４】
上述したような構成とされた第二実施形態のドリルによれば、切屑排出溝１３における切れ上がり部に位置する供給孔の開口部１７から吐出された切削油剤が、刃先部１１と柱状部１６との接続部分と、加工穴の内壁面との間に設けられるクリアランスを介して、刃先部１１の先端に位置させられた切刃１４による切削箇所に供給され、また、第三実施形態のドリルによれば、刃先部１１の先端逃げ面１２に位置する供給孔の開口部１７から吐出された切削油剤が、直接、刃先部１１の先端に位置させられた切刃１４による切削箇所に供給される。
【００２５】
したがって、これら第二及び第三実施形態のドリルでは、第一実施形態と同様に切削油剤を外部から安定供給できることとも相俟って、上記のような位置に設けられた切削油剤の供給孔の開口部１７から切削油剤を吐出することにより、切削油剤を確実に刃先部１１の先端まで供給することができ、より安定した切削油剤の供給を行うことが可能となる。
【００２６】
【実施例】
本発明の一例によるドリル（図１及び図２に示す第一実施形態によるドリルを実施例１、図３に示す第二実施形態によるドリルを実施例２、図４に示す第三実施形態によるドリルを実施例３とする）と、従来のドリル（図５に示すドリルを従来例１、図６及び図７に示すドリルを従来例２とする）とを用い、被削材に加工穴を形成する穴明け加工試験を行った。
この穴明け加工試験では、実施例１〜３及び従来例１〜２のそれぞれで一つのドリルを用い、ある穴深さを有する加工穴を１穴加工できたら○として、穴深さをより深くして穴明け加工を継続してゆき、１穴加工できなかったときを×とした。その結果を以下の表１に示す。
ここで、実施例１〜３及び従来例１〜２に共通して、ドリル本体１０の全長Ｌが１２０ｍｍに設定されていて、とくに、実施例１〜３では、刃先部１１の長さＬ３が２５ｍｍ、切屑排出溝１３の長さＬ１が３０ｍｍ、柱状部１６及びシャンク部１５の外径Ｄ１が４．９５ｍｍに設定され、従来例１では、切屑排出溝４の長さＬ１が６０ｍｍに設定され、従来例２では、切屑排出溝４の長さＬ１が３０ｍｍ、刃先部２の長さと柱状部６の長さを足した長さＬ２が３５ｍｍに設定されている。
また、切削条件は、以下に示す通りである。
・ドリル径（切刃１４の外径Ｄ）：５．０ｍｍ
・切削速度：１０ｍ／ｍｉｎ
・送り量：０．０４ｍｍ／ｒｅｖ．
・ステップ量：２ｍｍ
・被削材：ＳＫＤ６１（ＨＲＣ５０）
・切削油剤：エマルション
【００２７】
【表１】
2005022012.tif 000003
【００２８】
表１に示されるように、従来例１では、ドリル本体１の剛性が低く、非常に強度の弱いものとなっているために、穴深さが２５ｍｍまでしか加工できず、また、従来例２では、刃先部２の長さと柱状部６の長さとを足した長さＬ２が３５ｍｍに設定されているのに加えて、安定した切削油剤の供給を行うことができなかったために、穴深さが３５ｍｍまでしか加工できなかった。
これに対し、実施例１では穴深さが５０ｍｍまで、実施例２及び実施例３では穴深さが８０ｍｍまで、安定した穴明け加工を継続することができており、本発明の一例である実施例１〜３が、従来例１〜２よりも格段に優れていることが分かる。
【００２９】
【発明の効果】
本発明のドリルによれば、刃先部とシャンク部との間に、刃先部の外径よりも小さい外径を有する柱状部を設けるとともに切屑排出溝を短くしたことによって、たとえ深穴加工用に設計されてドリル本体の全長が長く設定されている場合であっても、このドリル本体の剛性を高く保つことが可能となっている。そして、この柱状部の外径が、その後端側に位置するシャンク部の外径と略同一に設定されているため、形成する加工穴の深さが刃先部と柱状部との長さによって左右されてしまうことがない。
しかも、刃先部の外周に形成された切屑排出溝が、この刃先部の後端側に位置する柱状部で切れ上がっていることから、刃先部と柱状部との接続部分には、形成している途中の加工穴の内壁面との間に、切屑排出溝が存在する分だけのクリアランスが設けられることとなって、切削油剤を外部から供給する際に、この切削油剤を安定して刃先部の先端まで供給することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第一実施形態によるドリルを示す側面図である。
【図２】（ａ）は図１におけるＡ−Ａ線断面図、（ｂ）は図１におけるＢ−Ｂ線断面図、（ｃ）は図１におけるＣ−Ｃ線断面図である。
【図３】本発明の第二実施形態によるドリルを示す側面図である。
【図４】本発明の第三実施形態によるドリルを示す側面図である。
【図５】従来のドリルを示す側面図である。
【図６】従来のドリルを示す側面図である。
【図７】（ａ）は図６におけるＡ−Ａ線断面図、（ｂ）は図６におけるＢ−Ｂ線断面図、（ｃ）は図６におけるＣ−Ｃ線断面図である。
【符号の説明】
１０  ドリル本体
１１  刃先部
１２  先端逃げ面
１３  切屑排出溝
１４  切刃
１５  シャンク部
１６  柱状部
Ｏ  軸線
Ｔ  ドリル回転方向
【図１】
2005022012.tif 000004
【図２】
2005022012.tif 000005
【図３】
2005022012.tif 000006
【図４】
2005022012.tif 000007
【図５】
2005022012.tif 000008
【図６】
2005022012.tif 000009
【図７】
2005022012.tif 000010