JP7434791B2 - ドリル - Google Patents

Description

本発明は、特に被削材の傾斜面や曲面に座繰り穴加工を施すのに用いられるドリルに関するものである。

このようなドリルとして、例えば特許文献１には、先端角が１８０°～１８１°のドリルであって、このドリルは曲線状の切刃を有しており、この切刃から外周コーナへ向けて延びる直線とチゼルエッジから外周コーナへ延びる直線とのなす角度が１８°～２２°であり、ランドには２つのマージンが設けられたものが記載されている。なお、この特許文献１に記載されたドリルは、２枚刃のドリルである。

また、この特許文献１には、溝長がドリルの直径の２倍以上５倍以下であり、シャンクの長さがドリルの直径の５倍以上２０倍以下とすることも記載されている。このようなドリルでは、切刃の強度を保ちつつ、傾斜面や曲面を有する被削材の座繰り穴加工においてもドリルの振れを抑制することができると特許文献１には記載されている。

特開２０１４－０３４０８０号公報

ところで、この特許文献１に記載されたドリルのようにランドに２つのマージンが設けられた、いわゆるダブルマージンドリルでは、加工穴の内周面へのマージンの接触面積が大きいため接触による摩擦が大きく、切削時に生成された細かい切り粉が２つのマージンの間に入り込むと、摩擦熱によって溶着を生じ易い。

ただし、切刃の先端角が１８０°～１８１°と略フラットなドリルにおいては、このようにランドに２つのマージンが形成されていなければ、被削材の傾斜面や曲面に切刃が食い付く際に、上述のようなドリルの振れが生じ易くなる。

ここで、特許文献１に記載されたドリルでは、この特許文献１の図１および図２に示されるように、２つのマージンの間の切刃部の外周逃げ面が、一般的なドリルと同様に軸線に直交する断面において２つのマージンの外周面よりも凹んだ凸曲線状をなすように形成されている。

このため、座繰り穴加工時に切削油剤のようなクーラントを供給しても、２つのマージンの間に流れ込んだ切削油剤は、ドリル本体の回転に伴いドリル回転方向とは反対側に位置するマージン（第２マージン部）側に流れるだけとなり、ドリル回転方向側に位置するマージン（第１マージン部）を切削油剤によって効率的に冷却、潤滑して切り粉の溶着を防止することは困難となる。

本発明は、このような背景の下になされたもので、切刃の先端角が１８０°に近い座繰り穴加工用のドリルにおいて、ランドに第１、第２マージン部の２つのマージン部が形成されたダブルマージンドリルであっても、これら２つのマージン部を切削油剤によって効率的に冷却、潤滑して溶着が生じるのを防ぐことが可能なドリルを提供することを目的としている。

上記課題を解決して、このような目的を達成するために、本発明は、軸線回りにドリル回転方向に回転させられるドリル本体の先端側の切刃部の外周に、このドリル本体の先端逃げ面に開口して後端側に延びる２つの切屑排出溝が周方向に間隔をあけて形成され、これらの切屑排出溝の上記ドリル回転方向を向く壁面と上記先端逃げ面との交差稜線部に、先端角が１７８°～１８２°の範囲内の切刃が形成されたドリルであって、上記２つの切屑排出溝の間の上記切刃部の外周面には、上記切刃の外周端に連なって上記ドリル本体の外周側に突出する第１マージン部と、この第１マージン部から上記ドリル回転方向とは反対側に間隔をあけて上記ドリル本体の外周側に突出する第２マージン部とが形成されており、上記切刃部の外周面には、上記第１マージン部と上記第２マージン部との間に、上記軸線に直交する断面において上記ドリル本体の内周側に凹む凹曲線状をなす複数の凹部が、周方向に互いに隣接して配置されていることを特徴とする。

このように構成されたドリルにおいては、２つの切屑排出溝の間の切刃部の外周面（ランド部の外周面）に第１、第２マージン部の２つのマージン部が形成されているので、切刃の先端角が１８０°に近い座繰り穴加工用のドリルであっても、被削材の傾斜面や曲面に切刃が食い付く際の切刃部の振れ回りを抑制することができる。

そして、この座繰り穴加工時に切削油剤等のクーラントを供給することにより、２つのマージン部の間に入り込んだ切削油剤は、切刃部の外周側ではドリル本体の回転に伴いドリル回転方向とは反対側に流れて第２マージン部を冷却、潤滑するとともに、切刃部の内周側では、外周側でドリル回転方向とは反対側に流れた切削油剤によって押し出されることにより、軸線に直交する断面においてドリル本体の内周側に凹む凹曲線状をなす上記凹部のドリル本体外周側を向く底面に沿ってドリル回転方向側に流れるように対流を形成する。

従って、上記構成のドリルによれば、このドリル回転方向側に流れた切削油剤によって第１マージン部も冷却、潤滑することができるので、第１、第２マージン部の双方を効率的に冷却、潤滑することができる。このため、穴明け加工時に生成された細かい切り粉が２つのマージン部の間に入り込んでも、摩擦熱によって溶着が生じるのを防ぐことが可能となる。

ここで、上記切刃部の外周面には、複数の上記凹部が周方向に並んで形成されていてもよい。これにより、個々の凹部と加工穴の内周面との間で上述したような切削油剤の対流を発生させることができ、特にドリル回転方向側の凹部では、ドリル回転方向とは反対側の第２マージン部を冷却、潤滑する前の切削油剤を対流させて第１マージン部を冷却、潤滑することができるので、一層効率的な第１、第２マージン部の冷却、潤滑を図ることができる。

なお、こうして切刃部の外周面に複数の凹部を周方向に並んで形成した場合、隣接する凹部の間には凹部の断面がなす凹曲線が交差する凸部が形成されることになるが、上記軸線に直交する断面において、複数の上記凹部の間に形成される凸部の突端から、この凸部の周方向に隣接する凹部の底までの上記軸線に対する半径方向の深さは、１０μｍ以上とされていることが望ましい。この凸部の突端から凹部の底までの深さが１０μｍを下回ると、凹部が凸部に対して浅くなりすぎて切削油剤を確実に対流させることが困難となるおそれがある。

さらに、上記軸線に直交する断面において、上記第１マージン部の外周側を向いて上記軸線を中心とした円弧状をなす第１マージン外周面の円弧の弦に沿った幅である第１マージン幅Ｗ１に対して、上記第２マージン部の外周側を向いて上記軸線を中心とした円弧状をなす第１マージン外周面の円弧の弦に沿った幅である第２マージン幅Ｗ２が大きすぎると、これら第１、第２マージン外周面が加工穴の内周面に摺接することによる抵抗が大きくなって、切刃部に振れ回りが生じ易くなるとともに、ドリル本体を回転させるための駆動力が増大したり、高い摩擦熱が発生したりするおそれがある。

その一方で、第１マージン幅Ｗ１に対して第２マージン幅Ｗ２が小さすぎると、第２マージン部の加工穴内周面との摺接によって切刃部を確実に支持することができなくなり、振れ回りを抑えることができなくなるおそれがある。このため、上記軸線方向先端側から見て、上記第１マージン幅Ｗ１に対して、上記第２マージン幅Ｗ２は、０．２×Ｗ１～０．６×Ｗ１の範囲内とされていることが望ましい。

さらにまた、上述したような切刃部の振れ回りは、上記切刃の直径Ｄに対して、切屑排出溝の軸線方向の長さＬが長い場合、すなわち切刃部の長さが長い場合に発生し易いが、この切刃部の長さが短すぎると、この切刃部の長さ以上の深い穴深さの座繰り穴加工を施すことができなくなって汎用性が損なわれる。このため、上記切刃の直径Ｄに対して、上記切屑排出溝の上記軸線方向の長さＬが１×Ｄ～３×Ｄの範囲内とされていることが望ましい。

以上説明したように、本発明によれば、切刃の先端角が１７８°～１８２°の範囲内であって、被削材の傾斜面や曲面に座繰り穴加工を施すときでも、切刃が食い付く際の切刃部の振れ回りを第１、第２マージン部によって抑制することができるとともに、第１、第２マージン部の間の外周面に形成された凹部によって切削油剤を対流させることにより、これら２つのマージン部を効率的に冷却、潤滑することができ、穴明け加工時に生成された細かい切り粉が２つのマージン部の間に入り込んでも、溶着が生じるのを防ぐことが可能となる。

本発明の一実施形態を示す斜視図である。 図１に示す実施形態の拡大正面図である。 図１に示す実施形態の先端部の側面図である。 図１に示す実施形態の第１マージン部を示す軸線に直交する拡大断面図である。 図１に示す実施形態の第２マージン部を示す軸線に直交する拡大断面図である。 図１に示す実施形態の切刃部におけるランド部の外周面を示す軸線に直交する拡大断面図である。

図１～図６は、本発明のドリルの一実施形態を示すものである。本実施形態において、ドリル本体１は、超硬合金等の硬質材料により軸線Ｏを中心とした概略円柱状に形成されており、その後端部（図１において右上側部分。図３においては上側部分）は円柱状のままのシャンク部２とされるとともに、先端部（図１において左下側部分。図３においては下側部分）は切刃部３とされる。

このようなドリルは、シャンク部２が工作機械の主軸に把持されてドリル本体１が軸線Ｏ回りにドリル回転方向Ｔに回転されつつ軸線Ｏ方向先端側に送り出されることにより、切刃部３に形成された切刃４によって被削材の軸線Ｏに対して傾斜した傾斜面や曲面に座繰り穴加工を施す。

切刃部３の外周には、ドリル本体１の先端逃げ面５に開口して後端側に向かうに従いドリル回転方向Ｔとは反対側に延びるように螺旋状に捩れる２つの切屑排出溝６が周方向に間隔（等間隔）をあけて形成されており、これらの切屑排出溝６のドリル回転方向Ｔを向く壁面と上記先端逃げ面５との交差稜線部に上記切刃４がそれぞれ形成されている。すなわち、本実施形態のドリルは２枚刃のツイストドリルである。なお、ドリル本体１は、軸線Ｏに関して１８０°回転対称形状に形成されている。

これらの切刃４は、先端角αが１７８°～１８２°の範囲内とされており、特に本実施形態では１８０°とされていて、被削材に形成される座繰り穴の底面は軸線Ｏに垂直な平面状とされる。なお、これらの切刃４は、軸線Ｏ方向先端側から見て図２に示すように、軸線Ｏ周辺の中心部と外周部の短い部分が略一直線状に形成されるとともに、これら中心部と外周部との間の長い部分はドリル回転方向Ｔとは反対側に僅かに凹む凹曲線状に形成されている。また、切屑排出溝６の先端内周部にはシンニングが施されており、切刃４の内周部にはシンニング刃４ａが形成されている。

さらに、切刃部３の外周面には、上記２つの切屑排出溝６の間のランド部７に、切刃４の外周端に連なってドリル本体１の外周側に突出する第１マージン部８と、この第１マージン部８からドリル回転方向Ｔとは反対側に間隔をあけてドリル本体１の外周側に突出する第２マージン部９とが形成されている。

これら第１、第２マージン部８、９は、軸線Ｏ方向先端側から見て略台形状に形成されている。このうち、第１マージン部８は、ドリル回転方向Ｔを向く第１マージン前壁面８ａが、切刃４の外周部がなす直線に沿った直線状とされるとともに、ドリル回転方向Ｔとは反対側を向く第１マージン後壁面８ｂはドリル本体１の内周側に向かうに従いドリル回転方向Ｔとは反対側に向けて延びるように傾斜している。

また、第２マージン部９は軸線Ｏ方向先端側から見て略等脚台形状に形成されており、ドリル回転方向Ｔを向く第２マージン前壁面９ａがドリル本体１の内周側に向かうに従いドリル回転方向Ｔに向けて延びるように傾斜するとともに、ドリル回転方向Ｔとは反対側を向く第２マージン後壁面９ｂはドリル本体１の内周側に向かうに従いドリル回転方向Ｔとは反対側に向けて延びるように傾斜している。

ただし、本実施形態では、これら第１マージン前壁面８ａと、第１マージン部８のドリル本体１外周側を向く第１マージン外周面８ｃとの交差稜線部は、軸線Ｏに直交する断面においてこれら第１マージン前壁面８ａと第１マージン外周面８ｃとに接する第１マージン外周面８ｃよりも曲率半径の小さな凸曲線状に面取りされた第１マージン前面取り部８ｄとされている。

同様に、第２マージン前壁面９ａと、第２マージン部９のドリル本体１外周側を向く第２マージン外周面９ｃとの交差稜線部は、軸線Ｏに直交する断面において第２マージン前壁面９ａと第２マージン外周面９ｃに接する第２マージン外周面９ｃよりも曲率半径の小さな凸曲線状に面取りされた第２マージン前面取り部９ｄとされている。

なお、これら第１、第２マージン外周面８ｃ、９ｃは、切刃４の直径Ｄすなわち切刃４の外周端が軸線Ｏ回りになす円の直径と等しい直径を有する軸線Ｏを中心とした１つの円筒面上に位置するように形成されており、軸線Ｏ方向先端側から見て軸線Ｏを中心とする互いに等しい半径の円弧状に形成されている。

ここで、軸線Ｏ方向に直交する断面において、第１マージン外周面８ｃがなす円弧の弦に沿った幅である第１マージン幅Ｗ１に対して、第２マージン外周面９ｃがなす円弧の弦に沿った幅である第２マージン幅Ｗ２は、０．２×Ｗ１～０．６×Ｗ１の範囲内とされている。また、切屑排出溝６は切刃部３の後端側で外周側に切れ上がっており、この切屑排出溝６が切れ上がった部分までの切刃４からの軸線Ｏ方向の長さＬは、上記切刃の直径Ｄに対して１×Ｄ～３×Ｄの範囲内とされている。

さらに、本実施形態では、軸線Ｏに直交する断面において、上記第１、第２マージン前面取り部８ｄ、９ｄは凸円弧状に形成されており、ただしその曲率半径（半径）は、第１マージン前面取り部８ｄの曲率半径Ｒ８ｄが第２マージン前面取り部９ｄの曲率半径Ｒ９ｄよりも大きくされている。なお、軸線Ｏに直交する断面において、これら第１マージン前面取り部８ｄの曲率半径Ｒ８ｄと第２マージン前面取り部９ｄの曲率半径Ｒ９ｄとは１０μｍ～５０μｍの範囲内とされている。

また、本実施形態では、軸線Ｏに直交する断面において、第１マージン部８のドリル回転方向Ｔとは反対側を向く上記第１マージン後壁面８ｂと外周側を向く第１マージン外周面８ｃとの交差稜線部も、これら第１マージン後壁面８ｂと第１マージン外周面８ｃとに接する凸曲線状に面取りされた第１マージン後面取り部８ｅとされている。

同様に、軸線Ｏに直交する断面において、第２マージン部９のドリル回転方向Ｔとは反対側を向く上記第２マージン後壁面９ｂと外周側を向く第２マージン外周面９ｃとの交差稜線部も、これら第２マージン後壁面９ｂと第２マージン外周面９ｃとに接する凸曲線状に面取りされた第２マージン後面取り部９ｅとされている。

さらに、軸線Ｏに直交する断面において、これら第１、第２マージン後面取り部８ｅ、９ｅも凸円弧状に形成されており、ただし第１マージン後面取り部８ｅの曲率半径（半径）Ｒ８ｅよりも第１マージン前面取り部８ｄの曲率半径Ｒ８ｄが大きくされるとともに、第２マージン後面取り部９ｅの曲率半径（半径）Ｒ９ｅよりも第２マージン前面取り部９ｄの曲率半径Ｒ９ｄが大きくされている。

さらにまた、軸線Ｏに直交する断面において、第１マージン後面取り部８ｅの曲率半径Ｒ８ｅよりも第２マージン後面取り部９ｅの曲率半径Ｒ９ｅが小さくされている。なお、これら第１マージン後面取り部８ｅと第２マージン後面取り部９ｅが軸線Ｏに直交する断面においてなす凸曲線（円弧）の曲率半径（半径）Ｒ８ｅ、Ｒ９ｅは、１０μｍ～５０μｍの範囲内とされている。

また、切刃部３の上記ランド部７の外周面のうち、第１、第２マージン部８、９の間の部分と、第２マージン部９からドリル回転方向Ｔとは反対側に切屑排出溝６のドリル回転方向Ｔとは反対側を向く壁面との交差稜線部であるヒール１０までの部分とは、第１、第２マージン外周面８ｃ、９ｃからドリル本体１の内周側に凹んだ外周逃げ面（二番取り面）１１とされている。なお、これらの外周逃げ面１１と、第１マージン後壁面８ｂとが交差する隅角部、および第２マージン前壁面９ａと第２マージン後壁面９ｂとが交差する隅角部は、軸線Ｏに直交する断面において凹曲線状に形成されている。

そして、切刃部３のランド部７の外周面のうち、第１マージン部８と第２マージン部９との間の外周逃げ面１１には、軸線Ｏに直交する断面においてドリル本体１の内周側に凹む凹曲線状をなす凹部１２が形成されている。本実施形態では、この第１マージン部８と第２マージン部９との間の外周逃げ面１１には、このような凹部１２が複数（２つ）、周方向に並んで形成されている。

従って、軸線Ｏに直交する断面において、これら複数の凹部１２の間には、凹部１２に対して相対的に切刃部３の外周側に凸となる山形の凸部１３が形成されることになる。ここで、本実施形態では、この凸部１３の突端１３ａから、この凸部１３の周方向に隣接する凹部１２の底１２ａまでの軸線Ｏに対する半径方向の深さｄは、１０μｍ以上とされている。なお、複数（２つ）の凹部１２は、同形同大に形成されており、従って凸部１３の突端１３ａからこれらの凹部１２の底１２ａまでの軸線Ｏに対する半径方向の深さｄは互いに等しい。

このような凹部１２と第１、第２マージン部８、９とは、図１および図３に示すように切屑排出溝６の捩れに合わせて螺旋状をなすようにして、軸線Ｏに直交する断面が同一の形状を維持したまま、切屑排出溝６がドリル本体１の外周側に切れ上がった部分にまで連続して形成されている。

さらに、本実施形態では、軸線Ｏ方向先端側から見て図２に示すように、上記第１マージン前壁面８ａのドリル本体１外周側への延長面と上記第１マージン外周面８ｃのドリル回転方向Ｔへの延長面との交点Ｐ１と軸線Ｏとを通る第１マージン直線Ｅ１と、上記第２マージン前壁面９ａのドリル本体１外周側への延長面と上記第２マージン外周面９ｃのドリル回転方向Ｔへの延長面との交点Ｐ２と軸線Ｏとを通る第２マージン直線Ｅ２との交差角θが、３０°～６０°の範囲内とされている。

このように構成されたドリルにおいては、切刃部３の２つの切屑排出溝６の間におけるランド部７の外周面に、第１、第２マージン部８、９の２つのマージン部がそれぞれ形成されているので、合計４つのマージン部によって切刃部３を支持することができる。このため、切刃４の先端角αが１８０°に近い座繰り穴加工用のドリルであって、被削材の傾斜面や曲面に座繰り穴を形成する場合でも、切刃４が食い付く際の切刃部３の振れ回りを抑制することができる。

そして、さらに上記構成のドリルにおいては、これら第１、第２マージン部８、９の間におけるランド部７の外周逃げ面１１に、軸線Ｏに直交する断面においてドリル本体１の内周側に凹む凹曲線状をなす凹部１２が形成されているので、座繰り穴加工時に切削油剤等のクーラントを供給することにより、これら第１、第２マージン部８、９の間に入り込んだ切削油剤は、切刃部３の外周側においては、ドリル本体１の回転に伴い加工穴の内周面との間でドリル回転方向Ｔとは反対側に流れて第２マージン部９を冷却、潤滑するとともに、切刃部３の内周側においては、外周側でドリル回転方向Ｔとは反対側に流れた切削油剤によって押し出されることにより、上記凹部１２のドリル本体１外周側を向く底面に沿ってドリル回転方向Ｔ側に流れるように対流を形成する。

このため、上述のように構成されたドリルによれば、このドリル回転方向Ｔ側に流れた切削油剤によって第１マージン部８も冷却、潤滑することができる。従って、第１、第２マージン部８、９の双方を効率的に冷却、潤滑することができるので、穴明け加工時に生成された細かい切り粉が第１、第２マージン部８、９の間に入り込んでも、溶着が生じるのを防ぐことが可能となる。

なお、上述のような切削油剤は、ドリル本体１の外から外部給油によって切刃部３に供給することが可能であるが、例えばドリル本体のシャンク部２の後端面から切刃部３の先端逃げ面５等に向けてクーラント穴を形成して、このクーラント穴を通して切削油剤を内部給油するようにしてもよい。

また、本実施形態では、切刃部３のランド部７における第１、第２マージン部８、９の間の外周逃げ面１１に、複数（２つ）の上記凹部１２が周方向に並んで形成されている。従って、これにより、個々の凹部１２と加工穴の内周面との間で上述したような切削油剤の対流を発生させることができる。

特に、ドリル回転方向Ｔ側の凹部１２では、ドリル回転方向Ｔとは反対側の第２マージン部９を冷却、潤滑する前の切削油剤を対流させて第１マージン部８を冷却、潤滑することが可能となる。このため、一層効率的な第１、第２マージン部８、９の冷却、潤滑を図ることができる。

なお、こうして切刃部３の外周面に複数の凹部１２を周方向に並んで形成した場合、上述したように隣接する凹部１２の間には、凹部１２の断面がなす凹曲線が交差する凸部１３が形成されることになるが、軸線ｏに直交する断面において、この複数の凹部１２の間に形成される凸部１３の突端１３ａから、この凸部１３の周方向に隣接する凹部１２の底１２ａまでの軸線Ｏに対する半径方向の深さｄが小さいと、凹部１２が凸部１３に対して浅くなりすぎて切削油剤を確実に対流させることが困難となるおそれがある。

このため、凸部１３の突端１３ａから凹部１２の底１２ａまでの軸線Ｏに対する半径方向の深さｄは、本実施形態のように１０μｍ以上とされていることが望ましく、これにより凸部１３の突端１３ａから凹部１２の底１２ａまでの深さｄを十分に確保して、切削油剤を確実に対流させることができ、さらに一層効率的な第１、第２マージン部８、９や加工穴の内周面の冷却、潤滑を図ることが可能となる。

ただし、この深さｄが大きくなりすぎると、切刃部３の剛性や強度が損なわれるおそれがあるので、深さｄは１００μｍ以下とされるのが望ましい。なお、このような凹部１２の深さｄは、例えば第１、第２マージン部の間の外周逃げ面１１に、軸線Ｏに対する半径方向にダイヤルゲージを当てて、ドリル本体１を軸線Ｏ回りに回転させることにより、凹部１２の底１２ａから凸部１３の突端１３ａまでの半径方向の高さを測定することによって確認することができる。

また、本実施形態では、軸線Ｏに直交する断面において、第１マージン外周面８ｃが軸線Ｏを中心としてなす円弧の弦に沿った幅である第１マージン幅Ｗ１に対して、第２マージン外周面９ｃが軸線Ｏを中心としてなす円弧の弦に沿った幅である第２マージン幅Ｗ２が、０．２×Ｗ１～０．６×Ｗ１の範囲内とされており、これによってドリル本体１を回転させるための駆動力が増大したり、加工穴の内周面との間に高い摩擦熱が発生したりすることなく、切刃部３の振れ回りを確実に抑えることができる。

すなわち、第１マージン幅Ｗ１に対して第２マージン幅Ｗ２が０．６×Ｗ１を上回るほど大きいと、第１、第２マージン外周面８ｃ、９ｃが加工穴の内周面に摺接することによる抵抗が大きくなって、切刃部３に振れ回りが生じ易くなるとともに、ドリル本体１の回転駆動力が増大したり、高い摩擦熱が発生したりするおそれがある。一方、第１マージン幅Ｗ１に対して第２マージン幅Ｗ２が０．２×Ｗ１を下回るほど小さいと、第２マージン外周面９ｃの加工穴内周面との摺接によって切刃部３を確実に支持することができなくなり、切刃部３の振れ回りが大きくなるおそれがある。

なお、本実施形態では、第１、第２マージン前壁面８ａ、９ａおよび第１、第２マージン後壁面８ｂ、９ｂと第１、第２マージン外周面８ｃ、９ｃとの交差稜線部に第１、第２マージン前面取り部８ｄ、９ｄおよび第１、第２マージン後面取り部８ｅ、９ｅが形成されていて、第１、第２マージン幅Ｗ１、Ｗ２は、これら第１、第２マージン前面取り部８ｄ、９ｄや第１、第２マージン後面取り部８ｅ、９ｅを除いた部分の幅とされているが、第１、第２マージン外周面８ｃ、９ｃの全体が軸線Ｏに直交する断面において軸線Ｏを中心とした円弧状に形成されていて、第１、第２マージン前壁面８ａ、９ａや第１、第２マージン後壁面８ｂ、９ｂと角度をもって交差しているような場合は、第１、第２マージン幅Ｗ１、Ｗ２は第１、第２マージン外周面８ｃ、９ｃの全体がなす円弧の弦に沿った幅となる。

また、本実施形態においては、切屑排出溝６の軸線Ｏ方向の長さＬが、切刃４の直径Ｄに対して１×Ｄ～３×Ｄの範囲内とされている。このように、切屑排出溝６の長さＬが長く、すなわち切刃部３の突き出し長さが長いドリルにおいては、特に切刃部３の振れ回りが発生し易いので、そのようなドリルにおいて、切刃部３の２つの切屑排出溝６の間におけるランド部７の外周面に第１、第２マージン部８、９の２つのマージン部を形成することにより、本実施形態によれば、加工穴精度や穴位置精度、加工穴の内周面の面粗さの一層の向上を図ることができる。なお、この切屑排出溝６の軸線Ｏ方向の長さＬが、切刃４の直径Ｄに対して１×Ｄよりも小さいと、穴深さの深い座繰り穴加工を施すことができなくなって汎用性が損なわれるおそれがある。

一方、本実施形態では、軸線Ｏ方向先端側から見て、第１マージン直線Ｅ１と第２マージン直線Ｅ２との交差角θが３０°～６０°の範囲内とされている。これに対して、特許文献１に記載されたドリルでは、特許文献１の図１および図２に示されるように、この交差角θは６４°程度とされており、これに比べて本実施形態では交差角θが小さく、すなわち第１、第２マージン部８、９の周方向の間隔が小さくされている。従って、ドリル本体１の回転によって第１マージン部８の第１マージン外周面８ｃが加工穴の内周面に摺接してから第２マージン部９の第２マージン外周面９ｃが摺接するまでの時間を短くすることができる。

このため、切刃４の先端角αが１７８°～１８２°の範囲内で軸線Ｏに垂直な一直線状に近い場合に、被削材に形成された傾斜面や曲面に軸線Ｏが斜交するようにされて座繰り穴加工を施すときでも、切刃４の食い付き時に切刃部３が不安定な状態となる時間を短くすることができ、切刃部３に振れ回りが生じるのを抑えることができる。従って、加工穴精度や穴位置精度が低下するのを防ぐことができるとともに、一層高精度で高品位の座繰り穴加工を行うことが可能となる。

ここで、第１、第２マージン直線Ｅ１、Ｅ２の交差角θが６０°を上回ると、第１マージン外周面８ｃが加工穴の内周面に摺接してから第２マージン外周面９ｃが摺接するまでの時間を短くすることができなくなり、切刃部３の振れ回りを十分に抑えることができなくなるおそれがある。一方、逆に第１、第２マージン直線Ｅ１、Ｅ２の交差角θが３０°を下回ると、第１、第２マージン部８、９が近づきすぎて切刃部３を周方向に２点で摺接して支持するような状態となるので、やはり切刃４の食い付き時に切刃部３に振れ回りが発生し易くなるおそれがある。

なお、本実施形態では、上述のように第１、第２マージン前壁面８ａ、９ａと第１、第２マージン外周面８ｃ、９ｃとの交差稜線部に第１、第２マージン前面取り部８ｄ、９ｄが形成されていて、上記第１、第２マージン直線Ｅ１、Ｅ２は、第１、第２マージン前壁面８ａ、９ａのドリル本体１外周側への延長面と第１、第２マージン外周面８ｃ、９ｃのドリル回転方向Ｔへの延長面との交点Ｐ１、Ｐ２と軸線Ｏとを通る直線とされているが、このような第１、第２マージン前面取り部８ｄ、９ｄが形成されず、第１、第２マージン前壁面８ａ、９ａと第１、第２マージン外周面８ｃ、９ｃとが角度をもって交差している場合には、交点Ｐ１、Ｐ２は第１、第２マージン前壁面８ａ、９ａと第１、第２マージン外周面８ｃ、９ｃとの交点とすればよい。

さらに、本実施形態では、軸線Ｏに直交する断面において、上述のように第１マージン部８の第１マージン前壁面８ａと第１マージン外周面８ｃとの交差稜線部は凸曲線状に面取りされた第１マージン前面取り部８ｄとされるとともに、第２マージン部９の第２マージン前壁面９ａと第２マージン外周面９ｃとの交差稜線部は凸曲線状に面取りされた第２マージン前面取り部９ｄとされている。

ここで、これらの第１、第２マージン前面取り部８ｄ、９ｄは、第１、第２マージン部８、９がドリル本体１のドリル回転方向Ｔへの回転に伴い切刃４によって形成された座繰り穴の内周面に最初に摺接する部分であるので、そのような部分に断面凸曲線状の第１、第２マージン前面取り部８ｄ、９ｄが形成されることにより、たとえ切刃部３に振れ回りが生じても、第１、第２マージン前壁面８ａ、９ａと第１、第２マージン外周面８ｃ、９ｃとが交差稜線部において角度をもって交差している場合のように、この交差稜線部が加工穴の内周面に食い込んで面粗さを劣化させたり、角張った交差稜線部に欠け等が生じたりするのを防ぐことができる。

また、特に本実施形態では、これら第１、第２マージン前面取り部８ｄ、９ｄのうち、第１マージン前面取り部８ｄの曲率半径Ｒ８ｄが第２マージン前面取り部９ｄの曲率半径Ｒ９ｄよりも大きくされている。従って、第２マージン前面取り部９ｄよりもドリル回転方向Ｔ側に位置して先に加工穴の内周面に摺接する第１マージン前面取り部８ｄが切刃部３の振れ回りによって食い込んだり欠けたりするのを一層確実に防止することが可能となる。

さらに、本実施形態では、軸線Ｏに直交する断面において、これら第１、第２マージン前面取り部８ｄ、９ｄの曲率半径（半径）Ｒ８ｄ、Ｒ９ｄが１０μｍ～５０μｍの範囲内とされており、第１、第２マージン前面取り部８ｄ、９ｄの食い込みや欠け等をさらに確実に防止しつつ、切刃部３を加工穴の内周面によって支持して振れ回りを抑制することができる。

すなわち、これら第１、第２マージン前面取り部８ｄ、９ｄの曲率半径Ｒ８ｄ、Ｒ９ｄが１０μｍより小さいと、第１、第２マージン前面取り部８ｄ、９ｄが鋭利となって食い込みや欠けを防止することができなくなるおそれがある。一方、逆に曲率半径Ｒ８ｄ、Ｒ９ｄが５０μｍより大きいと、加工穴の内周面に摺接する第１、第２マージン部８、９の第１、第２マージン外周面８ｃ、９ｃの周方向の幅である第１、第２マージン幅Ｗ１、Ｗ２が小さくなって、切刃部３を確実に支持して振れ回りを抑えることができなくなるおそれがある。

また、本実施形態では、軸線Ｏに直交する断面において、第１マージン部８のドリル回転方向Ｔとは反対側を向く第１マージン後壁面８ｂと第１マージン外周面８ｃとの交差稜線部も凸曲線状に面取りされた第１マージン後面取り部８ｅとされるとともに、第２マージン部９のドリル回転方向Ｔとは反対側を向く第２マージン後壁面９ｂと第２マージン外周面９ｃとの交差稜線部も凸曲線状に面取りされた第２マージン後面取り部９ｅとされている。従って、これら第１、第２マージン後壁面８ｂ、９ｂと第１、第２マージン外周面８ｃ、９ｃとの交差稜線部が角度をもって交差している場合に対し、これらの交差稜線部が切刃部３の振れ回りによって加工穴の内周面に食い込んだり、欠け等が生じたりするのを防ぐことができる。

ただし、これら第１、第２マージン後面取り部８ｅ、９ｅよりも、ドリル回転方向Ｔ側に位置する第１、第２マージン前面取り部８ｄ、９ｄの方が、加工穴の内周面に食い込んだり欠け等が発生したりするおそれが高くなる。このため、本実施形態では、軸線Ｏに直交する断面において、第１マージン前面取り部８ｄの曲率半径Ｒ８ｄが第１マージン後面取り部８ｅの曲率半径Ｒ８ｅよりも大きくされるとともに、第２マージン前面取り部９ｄの曲率半径Ｒ９ｄが第２マージン後面取り部９ｅの曲率半径Ｒ９ｅよりも大きくされている。

さらに、本実施形態では、軸線Ｏに直交する断面において、第１マージン後面取り部８ｅの曲率半径Ｒ８ｅよりも第２マージン後面取り部９ｅの曲率半径Ｒ９ｅが小さくされている。このため、特に本実施形態のように第２マージン幅Ｗ２が第１マージン幅Ｗ１よりも小さくされている場合に、第２マージン部９の第２マージン外周面９ｃの第２マージン幅Ｗ２が小さくなりすぎるのを防ぐことができ、第２マージン部９によっても確実に切刃部３を支持して振れ回りを抑制することができる。

さらにまた、本実施形態では、軸線Ｏに直交する断面において、これら第１、第２マージン後面取り部８ｅ、９ｅの曲率半径Ｒ８ｅ、Ｒ９ｅが１０μｍ～５０μｍの範囲内とされているので、第１、第２マージン後面取り部８ｅ、９ｅにおいても食い込みや欠け等をさらに確実に防止しつつ、切刃部３を加工穴の内周面によって支持して振れ回りを抑制することができる。

すなわち、これら第１、第２マージン後面取り部８ｅ、９ｅの曲率半径Ｒ８ｅ、Ｒ９ｅが１０μｍよりも小さいと、第１、第２マージン後面取り部８ｅ、９ｅが鋭利となって食い込みや欠けを防止することができなくなるおそれがある。また、逆に５０μｍよりも大きいと、第１、第２マージン幅Ｗ１、Ｗ２が小さくなってしまい、切刃部３を確実に支持して振れ回りを抑えることができなくなるおそれが生じる。

１ ドリル本体
２ シャンク部
３ 切刃部
４ 切刃
４ａ シンニング刃
５ 先端逃げ面
６ 切屑排出溝
７ ランド部
８ 第１マージン部
８ａ 第１マージン前壁面
８ｂ 第１マージン後壁面
８ｃ 第１マージン外周面
８ｄ 第１マージン前面取り部
８ｅ 第１マージン後面取り部
９ 第２マージン部
９ａ 第２マージン前壁面
９ｂ 第２マージン後壁面
９ｃ 第２マージン外周面
９ｄ 第２マージン前面取り部
９ｅ 第２マージン後面取り部
１０ ヒール
１１ 外周逃げ面
１２ 凹部
１２ａ 凹部１２の底
１３ 凸部
１３ａ 凸部１３の突端
Ｏ ドリル本体１の軸線
Ｔ ドリル回転方向Ｔ
α 切刃４の先端角
Ｒ８ｄ 第１マージン前面取り部８ｄの曲率半径
Ｒ８ｅ 第１マージン後面取り部８ｅの曲率半径
Ｒ９ｄ 第２マージン前面取り部９ｄの曲率半径
Ｒ９ｅ 第２マージン前面取り部９ｅの曲率半径
Ｗ１ 第１マージン幅
Ｗ２ 第２マージン幅
Ｄ 切刃４の直径
Ｌ 切屑排出溝６の軸線Ｏ方向の長さ
Ｐ１ 第１マージン前壁面８ａの外周側への延長面と第１マージン外周面８ｃのドリル回転方向Ｔへの延長面との交点
Ｐ２ 第２マージン前壁面９ａの外周側への延長面と第２マージン外周面９ｃのドリル回転方向Ｔへの延長面との交点
Ｅ１ 第１マージン直線
Ｅ２ 第２マージン直線
θ 第１マージン直線Ｅ１と第２マージン直線Ｅ２との交差角
ｄ 凸部１３の突端１３ａから凹部１２の底１２ａまでの軸線Ｏに対する半径方向の深さ

Claims (4)

1. 軸線回りにドリル回転方向に回転させられるドリル本体の先端側の切刃部の外周に、このドリル本体の先端逃げ面に開口して後端側に延びる２つの切屑排出溝が周方向に間隔をあけて形成され、
   これらの切屑排出溝の上記ドリル回転方向を向く壁面と上記先端逃げ面との交差稜線部に、先端角が１７８°～１８２°の範囲内の切刃が形成されたドリルであって、
   上記２つの切屑排出溝の間の上記切刃部の外周面には、上記切刃の外周端に連なって上記ドリル本体の外周側に突出する第１マージン部と、この第１マージン部から上記ドリル回転方向とは反対側に間隔をあけて上記ドリル本体の外周側に突出する第２マージン部とが形成されており、
   上記切刃部の外周面には、上記第１マージン部と上記第２マージン部との間に、上記軸線に直交する断面において上記ドリル本体の内周側に凹む凹曲線状をなす複数の凹部が、周方向に互いに隣接して配置されていることを特徴とするドリル。
2. 上記軸線に直交する断面において、複数の上記凹部の間に形成される凸部の突端から、この凸部の周方向に隣接する凹部の底までの上記軸線に対する半径方向の深さが、１０μｍ以上とされていることを特徴とする請求項１に記載のドリル。
3. 上記軸線に直交する断面において、上記第１マージン部の外周側を向いて上記軸線を中心とした円弧状をなす第１マージン外周面の円弧の弦に沿った幅である第１マージン幅Ｗ１に対して、上記第２マージン部の外周側を向いて上記軸線を中心とした円弧状をなす第１マージン外周面の円弧の弦に沿った幅である第２マージン幅Ｗ２が、０．２×Ｗ１～０．６×Ｗ１の範囲内とされていることを特徴とする請求項１または２に記載のドリル。
4. 上記切刃の直径Ｄに対して、上記切屑排出溝の上記軸線方向の長さＬが１×Ｄ～３×Ｄの範囲内とされていることを特徴とする請求項１から請求項３のうちいずれか一項に記載のドリル。

Images