(57)【要約】【課題】クランクシャフトを含む鋼製自動車部品に穴深さがドリル径の１０倍以上の深穴を加工するに適した、穴曲がりや穴の蛇行を抑制して穴拡大や多角形穴を発生させない、かつ良好な穴径精度が得られる、油穴付き三溝ドリルを提供。【解決手段】クランクシャフトを含む鋼製自動車部品に穴深さがドリル径の１０倍以上の深穴を加工するに適した、ドリル本体外周面に等分割に形成された３個の切りくず排出溝６と３個のマージン部２を有し、ランド部３にドリルねじれ角にそって３個の油穴５を有し、心厚Ｗをドリル直径Ｄに対し 0.3〜0.45Ｄとし、かつ溝幅比（溝幅角度θ２：ランド幅角度θ１）が１．１：１〜１．４５：１の範囲にある。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
クランクシャフトを含む鋼製自動車部品に穴深さがドリル径の１０倍以上の深穴を加工する油穴付きドリルにおいて、ドリル本体外周面に等分割に形成された３個の切りくず排出溝と３個のマージン部を有し、ランド部にドリルねじれ角にそって３個の油穴を有し、かつ心厚Ｗをドリル直径Ｄに対し 0.3〜0.45Ｄとし、溝幅比（溝幅角度θ２：ランド幅角度θ１）が１．１：１〜１．４５：１の範囲にあることを特徴とする油穴付き三溝ドリル。
【請求項２】
前記油穴付き三溝ドリルは、高速度工具鋼、粉末高速度工具鋼、超硬合金を母材とし、切れ刃に周期律表第4a、5a、6a族遷移金属と第3b、4b族元素の炭化物、窒化物、酸化物および硼化物を1 層または2 層以上で0.5 〜5 μｍ被覆したことを特徴とする請求項１記載の油穴付き三溝ドリル。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は油穴付きドリルにおいて、クランクシャフトを含む鋼製自動車部品に穴深さがドリル径の１０倍以上の深穴を加工するに適した油穴付き三溝ドリルに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来の油穴付きドリルでクランクシャフトを含む鋼製自動車部品に穴深さがドリル径の１０倍以上の深穴を加工を行うには、油穴の存在や切り屑を排出するための溝幅を大きく取る必要があることから、ドリルの剛性は低くなり、加工穴の曲がりや蛇行といった問題が発生する。加工穴の直進性を向上するには、例えば特許文献１に開示するような、ダブルマージンを有するドリル11が効果的であることが知られているが、図７に示すように、ドリル先端部12は逃げ角を有する逃げ面13を持つことやシンニング14を施すことで、切れ刃側のマージン15とヒール側のマージン16の開始位置が異なり、例えば図７に示す外径５mmのドリルでは約３mmのずれ17があり、食い付き時のガイドは通常のドリルと同様に切れ刃側のマージン15のみであり、穴曲がりや穴の蛇行を抑制できず穴拡大や多角形穴の原因となった。かつ良好な穴径精度が得られず、特に穴深さがドリル径の１０倍以上の深穴加工ではドリル剛性が低く穴精度の劣化は著しかった。油穴付きアルミ合金等の軟質材用ドリルとしては、特許文献２で、直径Ｄに対し心厚Ｗが0.3 〜0.5Dで、溝幅比（溝幅角度θ２：ランド幅角度θ１）が１．５：１〜２．５：１の油穴付き三溝ドリルが開示されているが、アルミ合金等の軟質材用ドリルであり、クランクシャフト等の鋼製自動車部品に穴深さがドリル径の１０倍以上の深穴を加工を行うには、溝幅比（溝幅角度θ２：ランド幅角度θ１）が１．５：１〜２．５：１と、大きいので、ランド部の厚みが小さく、切れ刃剛性不足により欠損してしまう。
【特許文献１】特開２０００−２６３３０７号公報
【特許文献２】特開平８−０３９３１９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
本発明の課題は、かかる従来技術の課題を解決した、クランクシャフトを含む鋼製自動車部品に穴深さがドリル径の１０倍以上の深穴を加工を行うに適した、穴曲がりや穴の蛇行を抑制して穴拡大や多角形穴を発生させない、かつ良好な穴径精度が得られる、油穴付き三溝ドリルを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００４】
このため本発明は、クランクシャフトを含む鋼製自動車部品に穴深さがドリル径の１０倍以上の深穴を加工する油穴付きドリルにおいて、ドリル本体外周面に等分割に形成された３個の切りくず排出溝と３個のマージン部を有し、ランド部にドリルねじれ角にそって３個の油穴を有し、かつ心厚Ｗをドリル直径Ｄに対し 0.3〜0.45Ｄとし、溝幅比（溝幅角度θ２：ランド幅角度θ１）が１．１：１〜１．４５：１の範囲にあることを特徴とする油穴付き三溝ドリルによって上述の本発明の課題を解決した。
【発明の効果】
【０００５】
本発明では、クランクシャフトを含む鋼製自動車部品に穴深さがドリル径の１０倍以上の深穴を加工する油穴付きドリルにおいて、油穴付きアルミ合金等の軟質材用ドリルで使用されるような油穴付き三溝ドリルとしたことでドリル曲げ剛性およびねじり剛性が向上し、等分割に形成された３個の切りくず排出溝と３個のマージン部を有することで、先端逃げ角やシンニングの有無に関わらず３個のマージン部が同時にガイドし始めることで、切削バランスが安定し、穴の直進性を高め食い付き時の穴曲がりや穴の蛇行を抑制して穴径拡大や多角形穴を発生させることがなく、良好な穴径精度を得られ、かつ心厚Ｗをドリル直径Ｄに対し 0.3〜0.45Ｄとし、溝幅比（溝幅角度θ２：ランド幅角度θ１）を１．１：１〜１．４５：１の範囲に規定することでドリル本体剛性と切りくず排出性の両立を図り、クランクシャフトを含む鋼製自動車部品に穴深さがドリル径の１０倍以上の深穴を加工を可能にした油穴付き三溝ドリルを提供するものとなった。
即ち、心厚Ｗがドリル直径Ｄの 0.3Ｄ未満ではドリル剛性不足により食付き時に折損し、心厚Ｗがドリル直径Ｄに対し0.45Ｄを越えると溝が狭くなり切りくず詰まりを起こすので、心厚Ｗをドリル直径Ｄに対し 0.3〜0.45Ｄと規定した。又、溝幅比（溝幅角度θ２：ランド幅角度θ１）がランド幅角度θ１を１としたとき、溝幅角度θ２が１．１未満であると、溝が狭く切りくず詰まりを起こし折損し、ランド幅角度θ１を１として、溝幅角度θ２が１．４５より大きくなると、ランド部の厚みが小さくなり過ぎてドリル本体剛性および切れ刃強度が不足し食い付き時に折損するので、溝幅比（溝幅角度θ２：ランド幅角度θ１）を１．１：１〜１．４５：１の範囲に規定した。心厚Ｗ及び溝幅比をこのように規定することで、ドリル本体剛性と切りくず排出性の両立を図るものとなった。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００６】
本発明を実施するための最良の形態につき、図１を参照して説明する。図１は本発明を実施するための最良の形態の、クランクシャフトを含む鋼製自動車部品に穴深さがドリル径の１０倍以上の深穴を加工するに適した外径5mm 、溝長130mm 、全長180mm の超硬合金製油穴付き三溝ドリル１で、ドリル本体外周面に等分割に形成された３個の切りくず排出溝６と３個のマージン部２を有し、ランド部３にドリルねじれ角にそって３個の油穴５を有し、心厚Ｗ1.9mm （ドリル直径Ｄに対し0.38Ｄ（ 0.3〜0.45Ｄの範囲であってもよい）、溝幅比（溝幅角度θ２：ランド幅角度θ１）が１．３：１（１．１：１〜１．４５：１の範囲であってもよい）の超硬合金製油穴付き三溝ドリル１を示し、（ａ）は側面図、（ｂ）は（ａ）の左端面図をそれぞれ示す。ドリル本体外周面の溝長部130mm の切れ刃４には耐摩耗性を高める窒化チタンアルミ系硬質膜を被覆処理した。本発明の油穴付き三溝ドリル１は、高速度工具鋼、粉末高速度工具鋼を母材としてもよく、溝長部３の切れ刃に耐摩耗性を高める窒化チタンアルミ系硬質膜の代わりに、周期律表第4a、5a、6a族遷移金属と第3b、4b族元素の炭化物、窒化物、酸化物および硼化物を1 層または2 層以上で0.5 〜5 μｍ被覆してもよい。
【実施例１】
【０００７】
図２に、図１に示す形状の超硬合金製油穴付き三溝ドリルで、溝幅比（溝幅角度θ２：ランド幅角度θ１）を１．３：１に固定し、心厚Ｗを、ドリル直径の25％から50％まで振ったドリルで、被削材S50C（200 HB）に穴深さが50mm（ドリル径 5mmの１０倍の深穴）の深穴あけを、切削速度80 m/min、送り速度 764mm/min、穴深さ117 mm、ミスト油剤使用でテストを行った。を加工したときの、横軸時間（秒）に対する縦軸主軸電力Ｖを示グラフをそれぞれ示す。（ａ）の心厚Ｗがドリル直径の25％ではドリル剛性不足により食付き時に折損し、（ｆ）の心厚がドリル直径の50％では溝が狭くなり切りくず詰まりを起こし、（ｂ）〜（ｅ）のの心厚Ｗがドリル直径の30％から45％までは加工可能であった。
【実施例２】
【０００８】
図３に図１に示す形状の超硬合金製油穴付き三溝ドリルで、実施例１と同じ切削条件で、心厚Ｗをドリル直径の35％に固定し、溝幅比（溝幅角度θ２：ランド幅角度θ１）を、１．０：１から１．５：１まで振ったドリルで深穴あけをテスト加工した行ときの時間（秒）に対する縦軸主軸電力Ｖを示グラフをそれぞれ示す。（ａ）の溝幅比が１．０：１、即ちランド幅角度θ１を１として、溝幅角度θ２が１．１未満であると、溝が狭くなり過ぎて切りくずが詰まりを起こし折損し、（ｆ）の溝幅比が１．５：１、即ちランド幅角度θ１を１として、溝幅角度θ２が１．４５より大きくなると、ランド部の厚みが小さくなり過ぎてドリル本体剛性および切れ刃強度が不足し食い付き時に折損し、（ｂ）〜（ｅ）の溝幅比（溝幅角度θ２：ランド幅角度θ１）が１．１：１〜１．４５：１までは加工可能であった。
【実施例３】
【０００９】
本発明に示す図１に示す形状のφ6 超硬合金製油穴付き三溝ドリル（発明品）と、図５に示す形状の従来品の通常マージンのφ6 超硬合金製油穴付きドリル21（従来品１）、及び図６に示す形状の従来品のダブルマージンのφ6 超硬合金製油穴付きドリル11（従来品２）との、被削材S50C（200 HB）に穴深さが60mm、ドリル径 6mmの１０倍の深穴あけテストを行った。切削条件は、切削速度80 m/min、送り速度 764mm/min、穴深さ117 mm、ミスト油剤使用で穴あけテストを行った。図４の（ａ）は穴精度の比較テスト結果で、（ｂ）は穴径及び真円度の測定結果をそれぞれ示す。図４の（ａ）では、通常マージンのドリル（従来品１）では、穴のうねり（蛇行）が45μｍ発生し、穴径拡大、真円度も悪くなっている。またダブルマージンのドリル（従来品２）では、うねりの発生は無いものの、入り口側の穴径拡大、真円度の悪化が見られた。本発明品のドリル（発明品）はうねりの発生もなく穴径精度、真円度も良好であり、切りくずの排出性も良好であった。
〔本発明の最良の実施形態の効果〕
【００１０】
本発明の最良の実施形態では、クランクシャフトを含む鋼製自動車部品に穴深さがドリル径の１０倍以上の深穴を加工する油穴付きドリルにおいて、油穴付きアルミ合金等の軟質材用ドリルで使用されるような油穴付き三溝ドリルとしたことでドリル曲げ剛性およびねじり剛性が向上し、等分割に形成された３個の切りくず排出溝と３個のマージン部を有することで、先端逃げ角やシンニングの有無に関わらず３個のマージン部が同時にガイドし始めることで、切削バランスが安定し、穴の直進性を高め食い付き時の穴曲がりや穴の蛇行を抑制して穴径拡大や多角形穴を発生させることがなく、良好な穴径精度を得られ、かつ心厚Ｗをドリル直径Ｄに対し 0.3〜0.45Ｄとし、溝幅比（溝幅角度θ２：ランド幅角度θ１）を１．１：１〜１．４５：１の範囲に規定することでドリル本体剛性と切りくず排出性の両立を図り、クランクシャフトを含む鋼製自動車部品に穴深さがドリル径の１０倍以上の深穴を加工を可能にした油穴付き三溝ドリルを提供するものとなった。
【００１１】
好ましくは、溝長部の切れ刃に耐摩耗性を高めるため、前記油穴付き三溝ドリルは、高速度工具鋼、粉末高速度工具鋼、超硬合金を母材とし、切れ刃に周期律表第4a、5a、6a族遷移金属と第3b、4b族元素の炭化物、窒化物、酸化物および硼化物を1 層または2 層以上で0.5 〜5 μｍ被覆してもよい。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】本発明を実施するための最良の形態の外径5mm 、溝長130mm 、全長180mm の超硬合金製油穴付き三溝ドリルを示し、（ａ）は側面図、（ｂ）は（ａ）の左端面図である。
【図２】図１に示す形状の超硬合金製油穴付き三溝ドリルで、溝幅比（溝幅角度θ２：ランド幅角度θ１）を１．３：１に固定し、心厚Ｗを、ドリル直径の25％から50％まで振ったドリルで加工したときの、横軸時間（秒）に対する縦軸主軸電力Ｖを示グラフをそれぞれ示す。
【図３】図１に示す形状の超硬合金製油穴付き三溝ドリルで、心厚Ｗをドリル直径の35％に固定し、溝幅比（溝幅角度θ２：ランド幅角度θ１）を、１．０：１から１．５：１まで振ったドリルで穴あけテスト加工を行ったときの時間（秒）に対する縦軸主軸電力Ｖを示グラフをそれぞれ示す。
【図４】図１に示す形状のφ6 超硬合金製油穴付き三溝ドリル（発明品）と、図５に示す形状の従来品の通常マージンのφ6 超硬合金製油穴付きドリル21（従来品１）、及び図６に示す形状の従来品のダブルマージンのφ6 超硬合金製油穴付きドリル11（従来品２）との、穴あけテストを行った比較テスト結果で、（ａ）は穴精度の比較テスト結果、（ｂ）は穴径及び真円度の測定結果、をそれぞれ示す。
【図５】従来の通常マージンの油穴付き二溝ドリルを示し、（ａ）は側面図、（ｂ）は（ａ）の左端面図をそれぞれ示す。
【図６】従来の図５とは異なるダブルマージンの油穴付き二溝ドリルを示し、（ａ）は側面図、（ｂ）は（ａ）の左端面図をそれぞれ示す。
【図７】図６（ａ）の側面図の先端部を拡大した要部拡大図を示す。
【符号の説明】
【００１３】
１：油穴付き三溝ドリル                  ２：マージン部
３：ランド部                            ５：油穴
６：切りくず排出溝                      Ｄ：ドリル直径
θ１：ランド幅角度                      θ２：溝幅角度
Ｗ：心厚
【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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【図７】
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