JP2012192514A - ドリル - Google Patents

Abstract

【課題】切削抵抗を大幅に低減することができ、ハンドドリルやボール盤等を使用した人力による穴あけ作業を容易に行うことが可能であるドリルを提供すること。
【解決手段】回転軸対称に形成された２つの切刃を有し、先端部にシンニングが施されているドリルであって、前記切刃が、ドリル先端側から見たとき、チゼルエッジからドリル外周側に向けて曲線を含む形状に延びるシンニング切刃と、前記シンニング切刃の端部からドリル外周端まで延びる主切刃とからなり、前記シンニング切刃により形成されたシンニング面が、ドリル正面側から見たとき、ドリル軸芯方向に対して傾斜した略放物線状に形成されていることを特徴とするドリルとする。
【選択図】図９

Description

本発明はドリルに関し、特にハンドドリルやボール盤等を使用して人力で穴をあける際に好適に使用されるドリルに関する。

近年、マシニングセンターなどの工作機械に使用されるドリルについては、工作機械が無人で加工が行われる全自動機が主流となってきていることから、全自動機に対応するドリルが数多く開発され販売されている。
しかし、ハンドドリルやボール盤等の穴あけ時に作業者の力が必要な装置に使用されるドリルについては、積極的な研究開発が行われることがなく、数十年に亘って同じ様な形状のドリルが用いられているのが現状である。

これらハンドドリルやボール盤等で使用されるドリルは、作業者の腕の力を利用して穴あけを行うため、切削抵抗が大きいと穴あけが困難となる。しかし、従来このようなドリルについては、ドリル自体の強度や剛性を確保することが先決であると考えられており、加えてドリルを購入した作業者が自分の好みにドリルを研磨して使用していたという実状もあって、ドリルメーカーにおいて切削抵抗を低減させるための研究は殆どなされていなかった。

一般に、ドリルの切削抵抗を低減させるための方法として、切刃にシンニングを施してチゼル幅を狭くする方法が知られている。（例えば、下記特許文献１参照）
従来のシンニングは、ドリル中心部からヒール部にかけて行われる（図１６（ａ）参照）、或いはドリル中心部の狭い範囲のみに行われる（図１６（ｂ）参照）のが普通であった。尚、図１６（ａ）（ｂ）においてシンニング部にハッチングを施し、シンニングにより形成された切刃を（Ｓ１）で示す。
このようなシンニングを施したドリルは、シンニング無しのドリル（図１６（ｃ）参照）と比べると切削抵抗の低減効果はあるものの、ハンドドリルやボール盤等の人力による穴あけ作業に使用する場合、切削抵抗の低減が充分とは言えず、作業者の腕力にかかる負担が大きい。

本出願人は下記特許文献２において、高硬度の鋼板を使用した自動車の車体のスポット溶接部を剥離するために好適に用いられるドリルを提案している。
このドリルは、回転軸対称に２枚の切刃を有し、先端部にシンニングが施されているドリルであって、チゼル幅が０．０５〜０．３ｍｍであり且つシンニングがドリル先端側から見た場合において両切刃の刃先を結んだ直線に対して１〜４°傾いた角度で施されているものである。
このドリルによれば、チゼル幅が狭く且つシンニングが上記角度で形成されていることにより、従来のドリルに比べると、切削時のスラスト抵抗が小さく、作業者が加える力が少なくて済む。
しかしながら、このドリルは、高硬度の鋼板に対応するためにシンニングにより形成されるすくい角を９０°より大きく設定している。そのため、中心部の切削力が弱く、ハンドドリルでの穴あけ作業時においてワークが中心から外周刃にかかるまでの間はかなりの力が必要となる。また、チゼル幅が非常に狭いために、使用時に先端が欠けてしまう虞があり、特に粉末高速度鋼を材料とするドリルでは、脆くなるために一層先端が欠け易くなる。

また、下記特許文献３及び４にも夫々シンニングを施したドリルが記載されている。
特許文献３に記載されたドリルは深穴加工用のものであり、シンニングポケット（シンニング面により画成される凹所）に十分な容量を与えて切屑を円滑に排出することを目的として、シンニング切刃の長さを長くしたものである。
特許文献４に記載されたドリルはプリント基板用小径ドリルであり、ガラス繊維を含む樹脂基板に穴あけするために、超硬合金製ドリルの欠けを防ぐための一般的なシンニングが施されているものである。
また、下記特許文献１に記載されたドリルは、Ｘ形シンニングを有するツイストドリルである。

しかしながら、特許文献１、３及び４に記載されたドリルはいずれもシンニングが施されているが、そのシンニングは切削抵抗の減少を目的としたものではない。そのため、シンニングによって切削抵抗が減少することはなく却って増加する場合もあり、ハンドドリル等の人力を利用して穴あけをするためのドリルとして満足できる良好な切れ味を得ることはできない。

特開２０００−２７１８１１号公報 特開２００６−８８２６７号公報 特開平７−４０１１９号公報 特開平７−１６４２２８号公報

本発明は、上記したような従来技術の問題点を解決すべくなされたものであって、切削抵抗を大幅に低減することができ、ハンドドリルやボール盤等を使用した人力による穴あけ作業を容易に行うことが可能であるドリルを提供するものである。

請求項１に係る発明は、回転軸対称に形成された２つの切刃を有し、先端部にシンニングが施されているドリルであって、前記切刃が、ドリル先端側から見たとき、チゼルエッジからドリル外周側に向けて曲線を含む形状に延びるシンニング切刃と、前記シンニング切刃の端部からドリル外周端まで延びる主切刃とからなり、前記シンニング切刃により形成されたシンニング面が、ドリル正面側から見たとき、ドリル軸芯方向に対して傾斜した略放物線状に形成されていることを特徴とするドリルに関する。

請求項２に係る発明は、前記シンニング面の最深部に沿って延びる線をドリル先端方向に延長した延長線が、ドリル正面側から見たとき、ドリル先端中心部と交わらずにドリルのヒール側又は切刃側にずれていることを特徴とする請求項１記載のドリルに関する。

請求項３に係る発明は、前記ずれの幅が、ドリル直径の１０％以内であることを特徴とする請求項２記載のドリルに関する。

請求項４に係る発明は、前記延長線が、ドリルのヒール側にずれていることを特徴とする請求項２又は３記載のドリルに関する。

請求項５に係る発明は、前記延長線が、ドリルの切刃側にずれていることを特徴とする請求項２又は３記載のドリルに関する。

請求項６に係る発明は、前記シンニング面の最深部に沿って延びる線をドリル先端方向に延長した延長線が、ドリル正面側から見たとき、ドリル先端中心部と交わることを特徴とする請求項１記載のドリルに関する。

請求項７に係る発明は、前記シンニング切刃のチゼルの直下を含む部分にすくい角が形成されていることを特徴とする請求項２乃至４いずれかに記載のドリルに関する。

請求項８に係る発明は、前記シンニング切刃のチゼルの直下近傍であって且つ直下を含まない部分にすくい角が形成されていることを特徴とする請求項２，３，５，６いずれかに記載のドリルに関する。

請求項９に係る発明は、前記主切刃により形成されたすくい角θ_１と、前記シンニング切刃により形成されたすくい角θ_２がチゼルの直下を除いて、θ_１＞θ_２＞０°を満たすことを特徴とする請求項１乃至８いずれかに記載のドリルに関する。

請求項１に係る発明によれば、従来のドリルに比べて切削抵抗を大幅に低減することができ、ハンドドリルや手動のボール盤等を使用した人力による穴あけ作業を容易に行うことが可能なドリルを提供することができる。また、切削抵抗が低減されることで、穴あけ精度が向上し、穴あけ時間が短縮するため作業効率が向上する。更にドリルの寿命を大幅に延ばすことも可能となる。

請求項２に係る発明によれば、シンニング面の最深部に沿って延びる線をドリル先端方向に延長した延長線が、ドリル正面側から見たとき、ドリル先端中心部と交わらずにドリルのヒール側又は切刃側にずれていることから、チゼルから切刃にかけて（一部ヒール部にも）或いはチゼル直下を除いてチゼル近傍から切刃にかけて、明確なすくい部を形成することができる。これによって切れ味が飛躍的に向上する。

請求項３に係る発明によれば、前記ずれの幅がドリル直径の１０％以内であることから、より確実に切削抵抗を小さくすることができて優れた切れ味を得ることが可能となる。

請求項４に係る発明によれば、前記延長線がドリルのヒール側にずれていることから、チゼルから切刃にかけて（一部ヒール部にも）明確なすくい部を形成することができる。これによってチゼル部から切刃部にかけて明確な切刃が形成され、切れ味が飛躍的に向上する。
また、ドリル先端がワークに当たった瞬間からドリルの回転によって得られる切削力が生まれ（これは、ドリル先端にもすくいがあるため、例えばエアードリルの回転のみでも、ドリルがワークに当たった瞬間からすくい角分の分力が発生し、この分力はワーク側に作用するため）、作業者がドリルに押し付ける力が小さくて済む。
また、すくい角は比較的大きくなり、前記延長線がドリルの切刃側にずれた場合や前記延長線がドリル先端中心部と交わる場合に比べて、切削力が最も大きくなる。

請求項５に係る発明によれば、前記延長線がドリルの切刃側にずれていることから、チゼル直下を除いて、チゼル近傍から切刃にかけて明確なすくいが得られる。チゼル直下にはすくいが無いが、チゼル幅は、前記延長線がヒール側にずれた場合（場合１）よりも狭くなり、前記延長線がドリル先端中心部と交わる場合（場合２）と略同じとなり、加えて、シンニング部が大きくとれるため、切削抵抗が減少し、チゼル直下にすくいが無くとも、上記２つの場合（場合１，２）と同等以上の切れ味を得ることができる。

請求項６に係る発明によれば、シンニング面の最深部に沿って延びる線をドリル先端方向に延長した延長線が、ドリル正面側から見たとき、ドリル先端中心部と交わることから、チゼル直下を除いて、チゼル近傍から切刃部にかけて明確な切刃が形成され、切れ味が飛躍的に向上する。また、チゼル幅が最小となるため、切削抵抗は却って減少し、前記延長線がヒール側にずれた場合と同様の切削力が得られる。

請求項７に係る発明によれば、シンニング切刃のチゼルの直下を含む部分にすくい角が形成されていることから、チゼル直下から切刃にかけてワークと接する部分全てにすくい角が形成され、その全てが切刃として作用するため、切削力が大きくなるという利点がある。（後記図１２（ａ）参照）

請求項８に係る発明によれば、前記シンニング切刃のチゼルの直下近傍であって且つ直下を含まない部分にすくい角が形成されていることから、チゼル直下を除き、ワークと接する部分が切刃として作用する。これによって、シンニング切刃のチゼルの直下を含む部分にすくい角が形成されている場合（場合３）に準ずる切削力が得られるが、チゼル先端部が狭くなるため、チゼル先端部の切削抵抗が減少し、場合３と同等の切れ味が得られる。（後記図１２（ｂ）（ｃ）参照）
また、場合３と比較すると、シンニング部の幅を大きくとれる利点がある。そのため、ワークの材質やドリル径に応じてシンニング位置を変更して対応することができる、例えば、比較的硬い材質や太目のドリル径に対してはシンニング位置を切刃側に寄せて対応し、軟らかい材質や細目のドリル径に対してはヒール寄りにして対応する、等の工夫をすることができる。

請求項９に係る発明によれば、主切刃により形成されたすくい角θ_１と、シンニング切刃により形成されたすくい角θ_２がチゼルの直下を除いて、θ_１＞θ_２を満たすことにより、見掛け上のすくい角が小さくなってワークに食い込む量が少なくなり、ハンドドリルなど人力でワークに押し付ける場合であっても容易に切れるようになる。また、θ_２＞０°とすることにより、θ_２を０°からマイナスとした場合の不具合（切削抵抗が増加して切れ味が悪くなる）が生じない。

本発明の第一実施形態に係るドリルを示す図であって、（ａ）は上面図（ドリルを先端側から見た図）、（ｂ）は先端部の正面図である。 本発明に係るドリルを図１（ｂ）よりも若干左方向から見た図である。 逃げ角を定義する図である。 シンニング形成時にドリルを砥石に当てる角度を示す図である。 シンニングの角度を示す図である。 （ａ）はシンニング部に直角な断面を示す図、（ｂ）は（ａ）の断面部位（Ａ−Ａ断面）を示す図である。 すくい面の縁部形状の別の例を示す図である。 本発明に係るドリルの別の例（スポット溶接剥離用ドリル）（第二実施形態）を示す先端部の正面図である。 本発明の第三実施形態のドリルを示す図であって、（ａ）は上面図（ドリルを先端側から見た図）、（ｂ）は先端部の正面図である。 本発明の第四実施形態のドリルを示す図であって、（ａ）は上面図（ドリルを先端側から見た図）、（ｂ）は先端部の正面図である。 本発明の第五実施形態のドリルを示す図であって、（ａ）は上面図（ドリルを先端側から見た図）、（ｂ）は先端部の正面図である。 本発明に係るドリルをチゼルに沿って縦方向（ドリル長さ方向）に切断した断面図であって、（ａ）は第三実施形態のドリル、（ｂ）は第四実施形態のドリル、（ｃ）は第五実施形態のドリルである。 本発明に係るドリルにおけるシンニング切刃の創成用の砥石形状の例を示す図であり、砥石の回転端部（外周縁部）を示している。 本発明に係るドリルにおけるシンニング切刃の創成用の砥石形状の例を示す図であり、砥石の回転端部（外周縁部）を示している。 実施例及び比較例のドリルの試験方法を示す図である。 従来のドリルの上面図（ドリルを先端側から見た図）である。

以下、本発明に係るドリルの好適な実施形態について、図面を参照しながら説明する。
図１は本発明に係るドリルの第一実施形態を示す図であって、（ａ）は上面図（ドリルを先端側から見た図）、（ｂ）は先端部の正面図である。

本発明に係るドリルは、回転軸対称に形成された２つの切刃を有し、先端部にシンニングが施されている。
切刃は、ドリル先端側から見たとき、チゼルエッジからドリル外周側に向けて曲線を含む形状に延びるシンニング切刃（１）と、シンニング切刃（１）の端部からドリル外周端まで延びる主切刃（２）とからなる。尚、図示例において、主切刃（２）は、シンニング切刃（１）の端部からドリル外周端まで直線状に延びているが、曲線状に延びていてもよいし、直線状部分と曲線状部分とを含む線状に延びていてもよい。これは本発明の全ての実施形態に共通する。
図中、（３）は逃げ面、（４）はチゼル、（５）は主切刃（２）により形成されたすくい面、（６）はシンニングにより形成された新たなすくい面、（Ｗ）はチゼル幅である。

第一実施形態のドリルは、主切刃（２）の延びる方向における切刃長さが、主切刃（２）の長さを（Ａ）、シンニング切刃（１）の長さを（Ｂ）としたとき、０＜Ａ≦Ｂを満たしている。
シンニング切刃（１）の長さ（Ｂ）を、主切刃（２）の長さ（Ａ）と同じかそれ以上に設定することにより、後述する実施例及び比較例に示す如く、Ａ＞Ｂである従来のドリルに比べて切削抵抗を大幅に低減することが可能となる場合がある。
但し、本発明においては、後述する実施形態（図９、図１１参照）に示すように、Ａ＞Ｂとしてもよい。

第一実施形態のドリルでは、切刃長さ全長（Ａ＋Ｂ）に占めるシンニング切刃（１）の長さ（Ｂ）の割合（Ｂ／（Ａ＋Ｂ））が大きいほど切削抵抗が低減されるため、できるだけシンニング切刃（１）の長さ（Ｂ）を長くして主切刃（２）の長さ（Ａ）を短くすることが好ましい。しかし、主切刃（２）の長さ（Ａ）が０になると、開けた穴の面精度が低下するため、０＜Ａとする必要がある。好ましくは、ドリル半径（Ｒ）に対してＲ×０．１≦Ａを満たすように設定する。

図２は第一実施形態のドリルを正面より若干左方向から見た図である。
主切刃（２）により形成されたすくい角（θ_１）と、シンニング切刃（１）により形成されたすくい角（θ_２）は、θ_１＞θ_２＞０°を満たす。但し、チゼル（４）の直下のみでθ_２≒０°（ほぼ０°に近いθ_２＜０°）となる。
シンニング切刃（１）により形成されたすくい角（θ_２）が、主切刃（２）により形成されたすくい角（θ_１）より小さいということは、シンニングを施すことにより見掛け上のすくい角が小さくなる（緩くなる）ことを意味する。
すくい角が大きい（きつい）とワークに食い込む量が多くなり、工作機械など動力源を使用してドリルを回転させる場合には問題ないが、ハンドドリルなど人力でワークに押し付ける場合は負荷に対して人力が負けてしまい、結果として切れないということになる。
本発明では、θ_１＞θ_２を満たすようにシンニング切刃（１）を形成することにより、見掛け上のすくい角が小さくなってワークに食い込む量が少なくなり、ハンドドリルなど人力でワークに押し付ける場合であっても容易に切れるようになる。

θ_２＞０°とするのは、シンニング切刃（１）により形成されたすくい角（θ_２）が０°からマイナスになると逆に切削抵抗が増加し、却って切れ味が悪くなるためである。因みに、従来のドリルでは、中心部にすくいがあると刃先が欠け易くなるという理由から、すくい角がマイナスになるようなシンニングが施されている。

ドリルの捩れ角はドリルの種類によって様々であるが、概ね３０°前後に設定されている。しかし、この角度では切削抵抗が大きいためにハンドドリルなどの人力での穴あけ作業においては不向きである。
捩れ角を小さくすることによりすくい角を小さくして切削抵抗を低減する方法もあるが、捩れ角を変えてドリルを製作するよりも従来の捩れ角を変えずに本発明の如くシンニングのみで見掛けのすくい角を変える方法は極めて簡単に行うことができるという大きな利点がある。

主切刃（２）により形成された刃先角（α_１）と、シンニング切刃（１）により形成された刃先角（α_２）は、α_１＜α_２＜９０°を満たす。（尚、α_１，α_２について図６参照）

ここで、すくい角と刃先角について補足説明する。
ドリルが本来持っているすくい角（シンニング形成前のすくい角）では、刃先角が鋭すぎて、刃先が楔のようにワークに鋭く食い込むため、切削抵抗が大きくなる。
シンニングを行うことにより、すくい角が減少して刃先角が増大し、これによって切れ味が向上する（切削抵抗が減少する）。特に、本発明に係るドリルに施されるシンニングによれば、作業者の腕力に適した緩やかなすくい角と大きめの刃先角が創成されることとなる。

逃げ角（β）は０°＜β＜８°を満たすように設定する。好ましくは０°＜β≦４°を満たすように設定する。
一般的には、逃げ角を大きくとり、すくい角を大きくすることで、鋭利な刃先を形成することにより、鋭い切れ味が得られると考えられており、市販のドリルは共通してこのような形状を有している。
しかし、逃げ角もすくい角同様に大きくすると刃先が鋭くなってワークに食い込む量が多くなり、ハンドドリルなど人力でワークに押し付ける場合は切れなくなる。
本発明では逃げ角（β）を０°＜β≦４°と小さく設定することにより、ワークに食い込む量が少なくなり、ハンドドリルなど人力でワークに押し付ける場合であっても容易に切れるようになる。

ここで、逃げ角（β）は下記（イ）又は（ロ）により定義される。
（イ）半径５０ｍｍ以上の砥石外周部の砥石水平中心線上に、ドリル先端部の中心を合わせ、ドリル先端部の切刃部を砥石水平中心線と平行（＝水平）に当て、ドリル後端部を、ドリル先端部を中心に砥石水平中心線より下降させたときの砥石水平中心線とドリル中心軸線のなす角度。（図３（ａ）参照）
（ロ）砥石側面（垂直平面）の砥石水平中心線上に、ドリル先端部の中心を合わせ、ドリル先端部の切刃部を砥石水平中心線と平行（＝水平）に当て、ドリル後端部を、ドリル先端部を中心に砥石水平中心線より下降させたときの砥石水平中心線とドリル中心軸線のなす角度。（図３（ｂ）参照）

但し、（イ）と（ロ）とでは、図３（ａ）に示す砥石半径と、ドリル中心から切刃部までの距離：１／２Ｗ（Ｗ：心厚）とにより生まれる角度分（砥石半径５０ｍｍにおいて心厚（Ｗ）が２ｍｍの場合、約０．５７３°、半径１００ｍｍにおいては約０．２８６°、半径１５０ｍｍにおいては約０．１９１°）程度の違いが生じる。
そのため、（イ）で求める場合、この差分を加えたものを逃げ角とすることが好ましい。つまり、逃げ角は下式の通りに求めることが好ましい。
（イ）（図３（ａ））の場合：逃げ角＝β＋tan^−１（（１−cos（sin^−１0.5W／R））R÷0.5W）
（ロ）（図３（ｂ））の場合：逃げ角＝β
例えば、逃げ角３°で半径（Ｒ）５０ｍｍの砥石で研磨する、直径１０ｍｍ、心厚２ｍｍのドリルの実際の逃げ角は約３．５７３°となる。

チゼル幅（Ｗ）（図１（ａ）参照）は、ハンドドリルなど人力でワークに押し付ける場合であっても容易に切れるようにするために小さく設定することが好ましい。具体的には、ドリル直径の１０％以下に設定することが好ましい。例えば、ドリル直径φが２〜１３ｍｍの場合、チゼル幅（Ｗ）はドリル直径の増減に応じて０．１〜０．８ｍｍの範囲で増減させて設定する。

本発明では、シンニングの角度を従来のドリルに比べて小さく設定する。
従来のシンニングは、ドリル自体の強度・剛性を優先するために、シンニング形成時にドリルを砥石に当てる角度（θ）を大きめにしていた。（図４（ａ）参照）
角度（θ）を極力少なくし、砥石の研削面接線上にドリルの中心を近づけると、ドリル中心部のウエブと呼ばれる部分の抵抗を受けなくなるため、切削抵抗は大幅に減少する。（図４（ｂ）参照）

そこで、本発明においては、シンニングの角度を下記（I）及び（II）を満たすように設定することが好ましい。
（I）シンニングを行う砥石の垂直中心線に対してドリル中心軸線のなす角度（図４のθ）が０〜２０°
（II）シンニングを行う砥石の幅方向の中心線に対してドリル中心軸線のなす角度が２０〜３５°（図５参照）
但し、上記（II）のシンニングの角度の範囲は、先端角１１８°、捩れ角３０°の場合に求められたものであり、必ずしも全てのドリルに対して好適とはいえない。理論上は、上記（II）のシンニングの角度の上限値は、ドリルの刃先と平行な位置（＝先端角）の１／２の角度（１１８°の場合は５９°）までの範囲に設定することができる。

次に、シンニングの形状について説明する。
図６（ａ）はドリルのシンニング部に直角な断面（図６（ｂ）のＡ−Ａ断面）を示す図である。
図６（ａ）に示す例では、シンニングにより形成されたすくい面（６）の縁部（主切刃（２）により形成されたすくい面（５）との境界部）は、シンニングの半径（Ｒ_２）によって円弧状に形成されている。尚、（Ｒ_１）はドリル溝部の半径である。
図示のように、主切刃（２）により形成されたすくい角（θ_１）と、シンニング切刃（１）により形成されたすくい角（θ_２）は、θ_１＞θ_２＞０°を満たす。
また、主切刃（２）により形成された刃先角（α_１）と、シンニング切刃（１）により形成された刃先角（α_２）は、α_１＜α_２＜９０°を満たす。

本発明において、すくい面の縁部形状は、円弧状に限らず、円弧と直線を組み合わせた形状であってもよい。（図７参照）
本発明者らは、すくい面の縁部形状が円弧状の場合（図６（ａ））と、円弧と直線を組み合わせた形状の場合（図７）とが、同等の切れ味を有し、切削抵抗に違いが無いことを実験により確認している。

本発明に係るドリルは、図８に示すような形状を有する、スポット溶接剥離用ドリル（以下、第二実施形態と称す）であってもよい。尚、図８において、図１に示すドリルと同じ構成要素については同じ符号を付している。
第二実施形態のドリルも、主切刃（２）の延びる方向における切刃長さは、主切刃（２）の長さを（Ａ）、シンニング切刃（１）の長さを（Ｂ）としたとき、０＜Ａ≦Ｂを満たしている。より好ましくは、ドリル半径（Ｒ）に対してＲ×０．１≦Ａを満たすように設定する。
また、主切刃により形成されたすくい角（θ_１）と、シンニング切刃により形成されたすくい角（θ_２）が、θ_１＞θ_２＞０°を満たすことが好ましい。
更に、主切刃により形成された刃先角（α_１）と、前記シンニング切刃により形成された刃先角（α_２）が、α_１＜α_２＜９０°を満たすことが好ましい。
加えて、逃げ角（β）が０°＜β≦４°を満たすことが好ましい。

本発明に係るドリルは、シンニング切刃（１）により形成されたシンニング面（８）が、ドリル正面側から見たとき、ドリル軸芯方向（Ｃ）に対して傾斜した略放物線状（略Ｕ字状）に形成されている（図２、図８参照）。
傾斜の方向は、図示の通り、ドリル先端側から基端側に向かうにつれ、シンニング切刃（１）側から主切刃（２）側へと移行する方向（正面視にて左斜め下方向）である。
傾斜の角度（γ）は、２０〜３５°の範囲（例えば２７．５°）に設定する。この角度設定は、上述したように、シンニングを行う砥石の幅方向の中心線に対してドリル中心軸線のなす角度が２０〜３５°（図５参照）となるように設定することにより行うことができる。シンニングを行う際に、ドリル長手方向の中心軸に対して砥石の中心（図１（ａ）の一点鎖線（Ｌ）参照）を傾ける角度は、ドリルの捩れ角を考慮して、捩れ角−１０°〜捩れ角＋１０°の範囲に設定することが好ましい。但し、理論上はこの角度は捩れ角−１０°〜切刃側の先端角の１／２までに設定できる。
これらの構成（シンニング切刃の形状、傾斜の方向、傾斜の角度）は、本発明の全ての実施形態のドリルに共通する構成である。

図９は本発明の第三実施形態のドリルを示す図であって、（ａ）は上面図（ドリルを先端側から見た図）、（ｂ）は先端部の正面図である。
第三実施形態のドリルも、シンニング切刃（１）により形成されたシンニング面（８）が、ドリル正面側から見たとき、ドリル軸芯方向（Ｃ）に対して傾斜した略放物線状（略Ｕ字状）に形成されている（図９（ｂ）参照）。
シンニング切刃（１）により形成されたシンニング面（８）の最深部（シンニングにより削り取られた最も深い部分）に沿って延びる線をドリル先端方向に延長した延長線（Ｄ）は、ドリル正面側から見たとき、ドリル先端中心部（７）と交わらずにドリルのヒール側にずれている。
ずれ量（ｄ）は、ドリル直径の１０％以内であることが好ましい。１０％を超えると、切削抵抗が増加して切れ味が低下するためである。

シンニング切刃（１）のチゼル（４）の直下を含む部分にはすくい角が形成されている。図９（ａ）において、すくい角を形成しているすくい面を符号（１０）で示している。
チゼル（４）の直下を含む部分においてすくい角が形成されていることにより、チゼル（４）の直下にはチゼルと平行な方向の幅がチゼル幅（Ｗ）より狭い部分（９）が形成されている。（図１２（ａ）参照）

第三実施形態のドリルは、主切刃（２）の延びる方向における切刃長さが、主切刃（２）の長さを（Ａ）、シンニング切刃（１）の長さを（Ｂ）としたとき、Ａ＞Ｂとなっている。
主切刃（２）により形成されたすくい角（θ_１）と、シンニング切刃（１）により形成されたすくい角（θ_２）は、θ_１＞θ_２＞０°を満たしている。チゼル（４）の直下においても同様である。

図１０は本発明の第四実施形態のドリルを示す図であって、（ａ）は上面図（ドリルを先端側から見た図）、（ｂ）は先端部の正面図である。
第四実施形態のドリルも、シンニング切刃（１）により形成されたシンニング面（８）が、ドリル正面側から見たとき、ドリル軸芯方向（Ｃ）に対して傾斜した略放物線状（略Ｕ字状）に形成されている（図１０（ｂ）参照）。
シンニング切刃（１）により形成されたシンニング面（８）の最深部に沿って延びる線をドリル先端方向に延長した延長線（Ｄ）は、ドリル正面側から見たとき、ドリル先端中心部（７）と交わらずにドリルの切刃側にずれている。
ずれ量（ｄ）は、ドリル直径の１０％以内であることが好ましい。１０％を超えると、切削抵抗が増加して切れ味が低下するためである。

シンニング切刃（１）のチゼル（４）の直下近傍であって且つ直下を含まない部分にはすくい角が形成されている。より具体的には、シンニング切刃（１）のチゼル（４）の直下よりも主切刃（２）側にすくい角が形成されている。図１０（ａ）において、すくい角を形成しているすくい面を符号（１０）で示している。

第四実施形態のドリルは、主切刃（２）の延びる方向における切刃長さが、主切刃（２）の長さを（Ａ）、シンニング切刃（１）の長さを（Ｂ）としたとき、０＜Ａ≦Ｂを満たしている。
主切刃（２）により形成されたすくい角（θ_１）と、シンニング切刃（１）により形成されたすくい角（θ_２）は、θ_１＞θ_２＞０°を満たす。但し、チゼル（４）の直下のみでθ_２≒０°（ほぼ０°に近いθ_２＜０°）となる。

図１１は本発明の第五実施形態のドリルを示す図であって、（ａ）は上面図（ドリルを先端側から見た図）、（ｂ）は先端部の正面図である。
第四実施形態のドリルも、シンニング切刃（１）により形成されたシンニング面が、ドリル正面側から見たとき、ドリル軸芯方向（Ｃ）に対して傾斜した略放物線状（略Ｕ字状）に形成されている（図１１（ｂ）参照）。
シンニング切刃（１）により形成されたシンニング面（８）の最深部に沿って延びる線をドリル先端方向に延長した延長線（Ｄ）は、ドリル正面側から見たとき、ドリル先端中心部（７）と交わっている。

シンニング切刃（１）のチゼル（４）の直下近傍であって且つ直下を含まない部分にはすくい角が形成されている。より具体的には、シンニング切刃（１）のチゼル（４）の直下よりも主切刃（２）側にすくい角が形成されている。図１１（ａ）において、すくい角を形成しているすくい面を符号（１０）で示している。

第五実施形態のドリルは、主切刃（２）の延びる方向における切刃長さが、主切刃（２）の長さを（Ａ）、シンニング切刃（１）の長さを（Ｂ）としたとき、Ａ＞Ｂとなっている。
主切刃（２）により形成されたすくい角（θ_１）と、シンニング切刃（１）により形成されたすくい角（θ_２）は、θ_１＞θ_２＞０°を満たす。但し、チゼル（４）の直下のみでθ_２≒０°（ほぼ０°に近いθ_２＜０°）となる。

上記第三〜第五実施形態のドリルはいずれも、上記第一実施形態及び第二実施形態のドリルと同様に、シンニング切刃（１）が、ドリル正面側から見たとき、ドリル軸芯方向（Ｃ）に対して傾斜した略放物線状（略Ｕ字状）に形成されているという特徴を有している。
これにより、０＜Ａ≦Ｂを満たさなくとも、チゼルに掛かる負荷が減少し、チゼル幅を狭くすることが可能となる。具体的には、シンニング後のチゼル幅は、ドリル直径の３〜５％程度まで狭くすることが可能となる。そのため、切削抵抗が減少して優れた切れ味を得ることができ、人力で行う穴あけ加工にとって絶大な効果を発揮する。

以下、本発明に係るドリルにおけるシンニング切刃（１）の創成用の砥石形状について説明する。図１３〜図１４は砥石形状の例を示す図であり、砥石の回転端部（外周縁部）を示している。
砥石は、回転端部に１つ以上の曲率半径をもった砥石とする。
砥石の曲率半径の１つをＲ_１とし、このＲ_１を主に切刃部に掛かるシンニング切刃創成用の半径とする。次にＲ_１と隣り合ってＲ_１と滑らかに繋がる曲面を形成する曲率半径Ｒ_２を、主にヒール部に当たるように設ける。

このＲ_１とＲ_２の２つの曲率半径の組み合わせを基本に、ドリルの直径及び芯厚の比率に応じて、図１３に示すように、Ｒ_１とＲ_２の大小関係（Ｒ_１＝Ｒ_２、Ｒ_１＜Ｒ_２、Ｒ_１＞Ｒ_２）を変更したり、太いドリルに対応するためにＲ_１とＲ_２の間により大きいＲ_３を設けたり、砥石幅に対して大きな曲率半径を収束させるために砥石コーナーに小さいＲ_４、Ｒ_５を形成する。
また、上記１つ以上の曲率半径を組み合わせた砥石を使用することもできる。
更に、図１４に示すように、Ｒ部の間に直線部を含ませたり、側面に傾斜をつけたりして、シンニングを施してもよい。

以下、本発明に係るドリルの実施例及び比較例のドリルについての試験結果を示すことにより、本発明の効果をより明確なものとする。但し、本発明は以下の実施例に何ら限定されるものではない。

１．主切刃の長さ（Ａ）とシンニング切刃の長さ（Ｂ）との関係に基づく試験
＜試験１：主切刃の長さ（Ａ）とシンニング切刃の長さ（Ｂ）との関係＞
直径φ１０ｍｍ（半径Ｒ＝５ｍｍ）のドリルに対して表１に示す６種類の異なるＢ寸法のシンニングを行い、実施例及び比較例のドリルを作製した。ドリルの逃げ角は全て４°に設定し、チゼル幅は全て０．５ｍｍとした。

上記実施例及び比較例のドリルを充電式ドリルドライバー（Panasonic社製）に取り付けて、同一作業者が人力で金属板（材質ＳＳ４００、厚さ９ｍｍ）に対して外周刃が沈むまで（図１５参照）、切削を行った。
作業者が各ドリルによる切削作業の容易さを以下の基準で評価した。評価結果を表２に示す。
＜評価基準＞
◎・・・軽い。（切削に殆ど力を要さない。）
○・・・比較的軽い。（切削に少し力を要する。）
×・・・重い。（切削に大きな力を要する。）

表２に示すように、実施例のドリル（０＜Ａ≦Ｂ）は、比較例のドリル（Ａ＞Ｂ）に比べて容易に切削することができた。つまり切削抵抗が小さかった。特に、実施例１〜３のドリル（０＜Ａ＜Ｂ）は切削抵抗が非常に小さかった。

＜試験２：他社製品等との比較１＞
表３に示す４種類のドリル（直径φ８．５ｍｍ）を用意した。実施例５のドリルは本発明に係るドリル（図１参照）であり、比較例３〜５のドリルは夫々図１６（ａ）〜（ｃ）に示す形状を有するものである。

上記実施例５、比較例３〜５のドリルを充電式ドリルドライバー（Panasonic社製）に取り付けて、同一作業者が人力で金属板（材質ＳＳ４００、厚さ９ｍｍ）に対して切削を行った。
ドリル先端から外周刃までの約７０％の長さがワークに沈んだ時点で一旦切削を停止し、穴の形状を確認した後、更に外周刃が沈むまで切削を続行した。各ドリルについての評価結果を表４及び表５に示す。尚、穴形状を確認した理由は、作業中に切削抵抗が変化すると穴形状が円錐形になりにくいためである。

表４，５から明らかなように、実施例のドリルは、比較例のドリルに比べて切削抵抗が小さく且つ変動が少なく、切削を軽い力で容易に行うことができ、切削時には綺麗な連続切粉が出る。
尚、自動車部品や電気部品など一部品を大量に製造する現場においては、機械の自動化・無人化によって、ドリルに巻きつく虞がある連続切粉は敬遠されている。そのため、ドリルメーカーは連続切粉が出ない自動機械に適したドリルの開発を優先して行ってきた。しかし、ハンドドリルが使用される現場（鉄道車両の艤装等）や手動ボール盤が使用される現場においては、作業者が切粉を除去すればよいため、連続切粉が出ても切れ味が向上することにより作業効率が向上する。また、切粉がドリル溝に沿って排出されることにより、深穴用のドリルとして切粉詰まりの減少がなくなる、

＜試験３：他社製品等との比較２＞
表６に示す４種類のドリル（直径φ６．５ｍｍ）を用意した。実施例６のドリルは本発明に係るドリル（図１参照）であり、比較例６〜８のドリルは夫々図１６（ａ）〜（ｃ）に示す形状を有するものである。尚、ドリル直径φを６．５ｍｍとした理由は、ドリル先端が後述する金属板（厚さ３ｍｍ）を貫通する前に、外周刃が金属板に達するようにするためである。

上記実施例６、比較例６〜８のドリルを取り付けたボール盤（北川鉄工所製）を使用して、同一作業者が金属板（材質ＳＵＳ３０４、厚さ３ｍｍ、幅６０ｍｍ、長さ３２０ｍｍ）に対して貫通穴をあける作業を行った。作業は連続して行い、ドリルが使用不可（穴あけ不可）となったと作業者が判断した時点で終了し、あけた穴の数によりドリルの耐久性を評価した。結果を表７に示す。

表７から明らかなように、実施例のドリルは、ＳＳ材より難切削材であるＳＵＳ３０４に対して比較例のドリルを大きく上回る耐久性を有している。

＜試験４：自社の他の発明品との比較＞
表８に示す３種類のドリル（直径φ８．２ｍｍ）を用意した。実施例７のドリルは本発明に係るドリル（図８参照）であり、比較例９のドリルは特願２０１０−２０３７７７号（本出願人の先願）に記載されたドリル、比較例１０のドリルは前記特許文献２に記載されたドリルである。尚、材質による性能の違いは殆どない。実施例６のドリルは、シンニングを入れる砥石とドリル軸心の傾き角は２７．５°（２０〜３５°の中間値）とし、砥石の接線に沿ってドリルのシンニングを行った（シンニング角度（図４参照）θ＝０°）

ワーク（ダイハツ・ムーブの交換パネル（高張力鋼板））に対して上記３種類のドリルで穴をあけ、切れ味と耐久性を確認した。穴あけは、折損を避けるために貫通穴とはせずに同程度の深さまで行った。
先ず、上記３種類のドリルを用いて１穴ずつ穴あけを行い、ドリルの切れ味を確認した。結果を表９に示す。

上記実施例７、比較例９〜１０のドリルを使用して穴あけ作業を行った。作業は連続して行い、ドリルが使用不可（穴あけ不可）となったと作業者が判断した時点で終了し、あけた穴の数によりドリルの耐久性を評価した。結果を表１０に示す。

表１０から明らかなように、実施例７のドリルは比較例９，１０のドリルとは異なり切れ味と耐久性の両方を兼ね備えていることが分かった。また、各ドリルの先端を拡大観察してみると、比較例９，１０のドリルはチゼルエッジが大きく磨耗していたのに対し、実施例６のドリルは穴あけ数が多いにも関わらず、チゼルエッジの磨耗が少なく、刃先全体が同じように磨耗していることが確認された。実施例７のドリルはチゼル幅が最も広いため作業者のドリルを押す力が分散され、比較例９，１０のドリルに比べてチゼルエッジが磨耗しにくく数多くの穴あけが可能になったと推測できる。また、チゼル幅を広くしても狭いものと同等の切削力が得られたのは切削に適正なすくい角を有しているためであると考えられる。

２．シンニングの形状に基づく試験
上記試験１〜４において、０＜Ａ≦Ｂを満たすドリルは満たさないドリル（Ａ＞Ｂ）に比べて切れ味が優れていることが確認された。しかし、本願発明者らは更なる追加試験を行った結果、０＜Ａ≦Ｂを満たさないドリルであっても、特定形状（請求項１に特定される形状）のシンニング面を有するドリルであれば優れた切れ味が得られる場合があることを発見した。
以下、追加試験の結果を示す。

尚、上記実施例１〜７のドリルは全て特定形状（請求項１に特定される形状）のシンニング面を有しており、比較例１〜１０のドリルは全て当該特定形状のシンニング面を有していない。
この点に関し、上記試験１で使用したドリル（実施例１〜４及び比較例１，２）について補足説明する。
試験１においては、主にＡ：Ｂの寸法比の設定を目的として、１種類のドリルに対して５種類の寸法のシンニングを形成した。シンニングは、主に４．５ｍｍのシンニング寸法が可能な砥石、具体的には図１３の（２）の形状のものを作成して行った。
チゼル幅は全て０．５ｍｍとしたため、シンニング切刃の長さ（Ｂ）の調整は、図４の（ａ）（ｂ）に記したθの変更により行った。
その結果、実施例１〜４はドリルの溝部に深く当たる図４（ｂ）の様な状態でシンニングを形成したのに対し（θ＜２０°）、比較例１，２は比較的浅く当たる図４（ａ）に近い状態で形成せざるを得なかった。（そのため結果的にθ＞２０°となってしまった）
これにより、実施例１〜４は上記特定形状（請求項１に特定される形状）のシンニング面を有するものとなったのに対し、比較例１，２は、ドリル先端側から見たときの形状が図１６（ｂ）に近い円弧形状となり、シンニング切刃により形成されたシンニング面が、ドリル正面側から見たときドリル軸芯方向に対して傾斜した略放物線状とはならず、単なる円弧に近い形状となり、しかもドリル軸芯方向に対して傾斜した形状とは認められなかった。

＜試験５：追加試験１＞
（１）ドリル径の設定
作業現場の実情に即して、ドリル径をネジの下穴径である以下の３種類に設定した。
１．Ｍ４：φ３．３ｍｍ
２．Ｍ５：φ４．２ｍｍ
３．Ｍ６：φ５．２ｍｍ

（２）実施例ドリルの製作及び試験
上記３種類の径に対し、表１１に示す３条件で実施例８〜１０のドリルを製作した。

上記実施例８〜１０のドリルを使用し、ワーク（ＳＵＳ３０４鋼板：厚さ３ｍｍ×１００ｍｍ×５００ｍｍ）に対してボール盤（北川工業社製、型式ＫＦＳ−４１０（３２０ｒｐｍ／６０Ｈｚで使用）を用いて１つ穴をあける穴あけ試験を行い、穴あけに要する時間を測定し、切粉形状を観察した。結果を表１２に示す。

上記実施例８〜１０のドリルを使用し、上記ボール盤による穴あけ試験後、同じワークに対して、エアードリル（ハンドドリル）（ケーティーエス社製、MODEL AT12M 無負荷回転数：１２００ｒｐｍ）を用いた穴あけ試験を行った。ワークは万力を使用して垂直に固定し、実施例８〜１０のドリルを水平にしてワークに対し直角方向に穴あけを行った。（水平方向の穴あけは、垂直方向と比べて体重がかけられない分、作業者の腕力に負うところが大きい為、切削力（切れ味）が数値に現れやすい。） エアードリルを駆動するエアー圧は６〜８ｋｇ／ｍｍ^２とした。尚、作業者の腕力によって切削時間が変わるため、各ドリルについて穴あけを３回ずつ行い、平均値を算出した。また切粉形状も観察した。結果を表１３に示す。

（３）比較例ドリルの製作及び試験
上記３種類の径に対し、表１４に示す３条件で比較例１１〜１３のドリルを製作した。

（３−１）比較例１１のドリルについて
比較例１１のドリルは、シンニングに曲線を含むφ３．１７５ｍｍ以下のドリルであるため、現実的に直径が最も近いφ３．３ｍｍのドリルを元に製作し、実施例８の試験結果と比較した。比較例１１のドリルのその他の寸法（公報１参照）を以下に示す。
・チゼル幅：０．１５ｍｍ
・削除部傾斜角α：６０°
・削除部軸方向長さｄ：１．２１ｍｍ
・すくい角：−１０°

（３−２）比較例１２のドリルについて
比較例１２のドリルは、シンニングに＋５〜１５°のすくい角を有するドリルである。φ４．２ｍｍのドリルを元に製作し、実施例９の試験結果と比較した。比較例１２のドリルのその他の寸法（公報２参照）を以下に示す。
・チゼル幅：０．１９ｍｍ
・すくい角：＋５°

（３−３）比較例１３のドリルについて
比較例１３のドリルは、シンニング部（シンニング切刃）が切刃部（主切刃）より長いという特徴を有するため、φ５．２ｍｍのドリルを元に製作し、シンニング部の長さが長くなるシンニングが切刃よりの形状である実施例１０の試験結果と比較した。比較例１３のドリルのその他の寸法（公報３参照）を以下に示す。
・チゼル幅：０．２２ｍｍ
・Ｌ１：０．８６ｍｍ
・Ｌ２：１．８３ｍｍ
・Ｌ２／Ｌ１＝２．１３（Ｌ２＝１．３×Ｌ１〜３．０×Ｌ１を満たす）
・すくい角：−５°

比較例１１〜１３のドリルについて、当初はチゼル幅を実施例のドリルと同程度に設定したが、切れ味が非常に悪い為、ドリル径の４〜５％に設定したものを再度製作した。
比較例１１〜１３のドリルは、ワークがステンレス鋼であることを考慮すると、２回以上連続して穴あけができる保証がないため、ボール盤→ハンドドリルの順に１穴ずつあけた時間を測定した。（ハンドドリルでの穴あけにおいて切刃が折損する可能性が高いため、先にボール盤で穴あけすることで刃先のダメージを減らすように考えた。）

比較例１１〜１３のドリルを使用し、実施例８〜１０の試験と同様にボール盤を使用した穴あけ試験を行い、穴あけに要する時間を測定し、切粉形状を観察した。結果を表１５に示す。

上記実施例８〜１０のドリルを使用し、上記ボール盤による穴あけ試験後、実施例８〜１０の試験と同様にエアードリル（ハンドドリル）を使用した穴あけ試験を行い、穴あけに要する時間を測定し、切粉形状を観察した。結果を表１６に示す。

（４）比較
実施例と比較例の試験結果（穴あけ時間（秒））を、同じ径のドリル同士で比較した。結果を表１７に示す。

表１７に示す如く、実施例のドリルは、比較例のドリルに比べて２〜３倍以上の速度で穴あけができることが確認された。
実施例のドリルのシンニング位置による穴あけ時間の差（実施例８〜１０の差）は、ドリル径の増加に伴って穴あけ時間が微増していることから、殆ど無いと考えられる。
ボール盤に比べて、エアードリル（ハンドドリル）の穴あけ時間が短いのは、ボール盤を最低回転数（３２０ｒｐｍ／６０Ｈｚ）に設定したためと考えられる。（ドリル径φ３．３〜５．２ｍｍを考慮すれば倍以上の回転数が適切と思われるが、試験中のドリルの折損を避けるために最低回転数で行った。）
比較例のドリルは、一部の結果を除き（比較例１１の２回目と３回目が逆転）、穴あけの回をおう毎に時間が増加する傾向がみられ切れ味の低下が感じられたが、実施例のドリルはこのような傾向はなく切れ味の低下は感じられなかった。
実施例のドリルではカール状の切粉が排出されたのに対し、比較例のドリルでは粉状の切粉が排出されたことからも、実施例のドリルが比較例のドリルより切れ味が優れていることが分かる。

＜試験６：追加試験２＞
上記追加試験１の終了後、実施例８〜１０のドリル及び比較例１１〜１３のドリルをそのまま使用し、これらドリルを上記ボール盤に取り付けて上記追加試験１と同じワークに複数の貫通穴を連続してあけた。切削中の音や抵抗の変化に注意しながら、ドリルの切刃を随時確認し、切削に支障がでる程の損傷（欠けや磨耗など）が切刃に生じた時点で穴あけを中止し、それまでにあけた貫通穴の数を数えた。また切粉の形状を観察した。尚、実施例８〜１０のドリルは切削に支障がでる程の損傷が生じる前に、使用したワークの大きさの関係で穴あけを中止した（穴あけスペースが無くなった） 実施例ドリルの試験結果を表１８に示し、比較例ドリルの試験結果を表１９に示す。

表１８及び表１９に示す如く、実施例のドリルは、比較例のドリルに比べて少なくとも約４倍（実施例１０と比較例１３の対比）〜約１７倍（実施例８と比較例１１の対比）の数の穴あけができることが確認された。
実施例のドリルのシンニング位置による差（実施例８〜１０の差）は、殆ど無いと考えられる。
実施例のドリルではサインカーブと類似する綺麗なカール状の切粉が排出された。このような形状の切粉はアルミニウムに対しては良く見られるが、ステンレスに対しては殆ど見られないことから、切れ味が非常に優れていることが分かる。一方、比較例のドリルでは粉状の切粉が排出され、実施例のドリルが比較例のドリルより格段に切れ味が優れていることが分かる。

本発明に係るドリルは、ハンドドリルやボール盤等を使用した手動の穴あけ作業に用いられるドリルとして好適に使用される。

１ シンニング切刃
２ 主切刃
３ 逃げ面
４ チゼル
５ 主切刃により形成されたすくい面
６ シンニングにより形成されたすくい面
７ ドリル先端中心部
８ シンニング切刃により形成されたシンニング面
９ チゼルと平行な方向の幅がチゼル幅より狭い部分
１０ すくい角を形成しているすくい面
Ａ 主切刃の長さ
Ｂ シンニング切刃の長さ
Ｃ ドリル軸芯方向
Ｄ シンニング面の最深部に沿って延びる線をドリル先端方向に延長した延長線
ｄ ずれ量
Ｒ ドリル半径
θ_１ 主切刃により形成されたすくい角
θ_２ シンニング切刃により形成されたすくい角
α_１ 主切刃により形成された刃先角
α_２ シンニング切刃により形成された刃先角
β 逃げ角
γ シンニング面の傾斜角度
Ｒ_１ 主切刃によるすくい面を形成する半径
Ｒ_２ シンニングによるすくい面を形成する半径
Ｗ チゼル幅
θ シンニング形成時にドリルを砥石に当てる角度

請求項１に係る発明は、回転軸対称に形成された２つの切刃を有し、先端部にシンニングが施されているドリルであって、前記切刃が、ドリル先端側から見たとき、チゼルエッジからドリル外周側に向けて曲線を含む形状に延びるシンニング切刃と、前記シンニング切刃の端部からドリル外周端まで延びる主切刃とからなり、前記シンニング切刃により形成されたシンニング面の切屑排出溝との境界の稜線が、前記切屑排出溝の開口側であるドリル正面側から見たとき、ドリル軸芯方向に対してドリル先端側から基端側に向かうにつれてシンニング切刃側から主切刃側へと移行する方向に傾斜した略Ｕ字状に形成されており、前記主切刃により形成されたすくい角θ _１ と、前記シンニング切刃により形成されたすくい角θ _２ がチゼルの直下を除いて、θ _１ ＞θ _２ ＞０°を満たす
ことを特徴とするドリルに関する。

請求項２に係る発明は、前記シンニング面の最深部に沿って延びる線をドリル先端方向に延長した延長線が、前記ドリル正面側から見たとき、ドリル先端中心部と交わらずにドリルのヒール側又は切刃側にずれていることを特徴とする請求項１記載のドリルに関する。

請求項６に係る発明は、前記シンニング面の最深部に沿って延びる線をドリル先端方向に延長した延長線が、前記ドリル正面側から見たとき、ドリル先端中心部と交わることを特徴とする請求項１記載のドリルに関する。

請求項１に係る発明によれば、従来のドリルに比べて切削抵抗を大幅に低減することができ、ハンドドリルや手動のボール盤等を使用した人力による穴あけ作業を容易に行うことが可能なドリルを提供することができる。また、切削抵抗が低減されることで、穴あけ精度が向上し、穴あけ時間が短縮するため作業効率が向上する。更にドリルの寿命を大幅に延ばすことも可能となる。
また、主切刃により形成されたすくい角θ _１ と、シンニング切刃により形成されたすくい角θ _２ がチゼルの直下を除いて、θ _１ ＞θ _２ を満たすことにより、見掛け上のすくい角が小さくなってワークに食い込む量が少なくなり、ハンドドリルなど人力でワークに押し付ける場合であっても容易に切れるようになる。また、θ _２ ＞０°とすることにより、θ _２ を０°からマイナスとした場合の不具合（切削抵抗が増加して切れ味が悪くなる）が生じない。

本発明に係るドリルは、シンニング切刃（１）により形成されたシンニング面（８）の切屑排出溝との境界の稜線が、ドリル正面側から見たとき、ドリル軸芯方向（Ｃ）に対して傾斜した略放物線状（略Ｕ字状）に形成されている（図２、図８参照）。尚、本発明において「ドリル正面側」とは、切屑排出溝の開口側を指す。
傾斜の方向は、図示の通り、ドリル先端側から基端側に向かうにつれ、シンニング切刃（１）側から主切刃（２）側へと移行する方向（正面視にて左斜め下方向）である。後述する実施形態についても同様である。
傾斜の角度（γ）は、２０〜３５°の範囲（例えば２７．５°）に設定する。この角度設定は、上述したように、シンニングを行う砥石の幅方向の中心線に対してドリル中心軸線のなす角度が２０〜３５°（図５参照）となるように設定することにより行うことができる。シンニングを行う際に、ドリル長手方向の中心軸に対して砥石の中心（図１（ａ）の一点鎖線（Ｌ）参照）を傾ける角度は、ドリルの捩れ角を考慮して、捩れ角−１０°〜捩れ角＋１０°の範囲に設定することが好ましい。但し、理論上はこの角度は捩れ角−１０°〜切刃側の先端角の１／２までに設定できる。
これらの構成（シンニング切刃の形状、傾斜の方向、傾斜の角度）は、本発明の全ての実施形態のドリルに共通する構成である。

Claims (9)

1. 回転軸対称に形成された２つの切刃を有し、先端部にシンニングが施されているドリルであって、
   前記切刃が、ドリル先端側から見たとき、チゼルエッジからドリル外周側に向けて曲線を含む形状に延びるシンニング切刃と、前記シンニング切刃の端部からドリル外周端まで延びる主切刃とからなり、
   前記シンニング切刃により形成されたシンニング面が、ドリル正面側から見たとき、ドリル軸芯方向に対して傾斜した略放物線状に形成されていることを特徴とするドリル。
2. 前記シンニング面の最深部に沿って延びる線をドリル先端方向に延長した延長線が、ドリル正面側から見たとき、ドリル先端中心部と交わらずにドリルのヒール側又は切刃側にずれていることを特徴とする請求項１記載のドリル。
3. 前記ずれの幅が、ドリル直径の１０％以内であることを特徴とする請求項２記載のドリル。
4. 前記延長線が、ドリルのヒール側にずれていることを特徴とする請求項２又は３記載のドリル。
5. 前記延長線が、ドリルの切刃側にずれていることを特徴とする請求項２又は３記載のドリル。
6. 前記シンニング面の最深部に沿って延びる線をドリル先端方向に延長した延長線が、ドリル正面側から見たとき、ドリル先端中心部と交わることを特徴とする請求項１記載のドリル。
7. 前記シンニング切刃のチゼルの直下を含む部分にすくい角が形成されていることを特徴とする請求項２乃至４いずれかに記載のドリル。
8. 前記シンニング切刃のチゼルの直下近傍であって且つ直下を含まない部分にすくい角が形成されていることを特徴とする請求項２，３，５，６いずれかに記載のドリル。
9. 前記主切刃により形成されたすくい角θ_１と、前記シンニング切刃により形成されたすくい角θ_２がチゼルの直下を除いて、θ_１＞θ_２＞０°を満たすことを特徴とする請求項１乃至８いずれかに記載のドリル。

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