JP7632092B2

JP7632092B2 - ドリル

Info

Publication number: JP7632092B2
Application number: JP2021094885A
Authority: JP
Inventors: 誠安田; 周平飯島
Original assignee: Mitsubishi Materials Corp
Current assignee: Mitsubishi Materials Corp
Priority date: 2021-06-07
Filing date: 2021-06-07
Publication date: 2025-02-19
Anticipated expiration: 2041-06-07
Also published as: JP2022187076A

Description

本発明は、ドリルに関する。

従来のドリルとして、例えば、特許文献１に記載の脆性材料用切削工具が知られている。この脆性材料用切削工具は、工具先端面に切刃が配置されており、この切刃により、例えば、シリコン、各種セラミックス、ガラス、および炭化タングステン（ＷＣ）等の超硬合金材を含む高硬度な脆性材料（以下、単に「硬脆材料」と呼ぶ）に穴あけ加工を行う。特許文献１では、切刃のチッピングや欠損を抑制するため、切刃のすくい角が切刃全長にわたってネガティブ角とされている。

特開２００２－３５５７１０号公報

この種のドリルでは、硬脆材料等からなる被削材に穴あけ加工したときに、加工穴の内周部付近に生じる「コバ欠け」を抑制する点に改善の余地があった。特に、例えばＳｉ系セラミックスなどの硬脆材料の穴あけ加工では、コバ欠けが生じやすい傾向がある。

本発明は、硬脆材料等の高硬度の被削材を穴あけ加工する場合であっても、安定して高精度な穴あけ加工を行うことができるドリルを提供することを目的の一つとする。

本発明のドリルの一つの態様は、中心軸を中心として軸方向に延びる刃部を備え、前記刃部は、すくい面と、逃げ面と、前記すくい面と前記逃げ面との稜線部に配置される切刃と、を備え、前記切刃は、前記刃部の軸方向の先端側を向く先端面に配置され、すくい角がネガティブ角とされた主切刃と、前記刃部の径方向外側の端部に配置されて前記主切刃と接続され、すくい角がポジティブ角とされたコーナ刃と、を有し、前記コーナ刃は、径方向外側へ向かうに従い軸方向の後端側に向けて凸曲線状に延びる。
また本発明のドリルの一つの態様は、中心軸を中心として軸方向に延びる刃部を備え、前記刃部は、すくい面と、逃げ面と、前記すくい面と前記逃げ面との稜線部に配置される切刃と、を備え、前記切刃は、前記刃部の軸方向の先端側を向く先端面に配置され、すくい角がネガティブ角とされた主切刃と、前記刃部の径方向外側の端部に配置されて前記主切刃と接続され、すくい角がポジティブ角とされたコーナ刃と、を有し、前記刃部は、前記先端面に開口し、軸方向に延びる切屑排出溝を備え、前記すくい面のうち前記主切刃と前記切屑排出溝との間に位置する部分の幅寸法が、径方向外側へ向かうに従い小さくなる。
また本発明のドリルの一つの態様は、中心軸を中心として軸方向に延びる刃部を備え、前記刃部は、すくい面と、逃げ面と、前記すくい面と前記逃げ面との稜線部に配置される切刃と、を備え、前記切刃は、前記刃部の軸方向の先端側を向く先端面に配置され、すくい角がネガティブ角とされた主切刃と、前記刃部の径方向外側の端部に配置されて前記主切刃と接続され、すくい角がポジティブ角とされたコーナ刃と、を有し、前記主切刃は、第１主切刃と、前記第１主切刃の径方向外側に配置され、両端部が前記第１主切刃と前記コーナ刃とに接続される第２主切刃と、を有し、前記第２主切刃の刃物角が、前記第１主切刃の刃物角以上であり、前記第２主切刃は、径方向外側へ向かうに従い、前記中心軸回りの周方向のうちドリル回転方向に向けて延びる。
また本発明のドリルの一つの態様は、中心軸を中心として軸方向に延びる刃部を備え、前記刃部は、すくい面と、逃げ面と、前記すくい面と前記逃げ面との稜線部に配置される切刃と、を備え、前記切刃は、前記刃部の軸方向の先端側を向く先端面に配置され、すくい角がネガティブ角とされた主切刃と、前記刃部の径方向外側の端部に配置されて前記主切刃と接続され、すくい角がポジティブ角とされたコーナ刃と、を有し、前記主切刃は、第１主切刃と、前記第１主切刃の径方向外側に配置され、両端部が前記第１主切刃と前記コーナ刃とに接続される第２主切刃と、を有し、前記第２主切刃の刃物角が、前記第１主切刃の刃物角以上であり、前記すくい面は、前記第１主切刃に接続する第１すくい面と、前記第２主切刃に接続する第２すくい面と、を有し、前記第１すくい面と前記第２すくい面とが、単一の平面に配置される。
また本発明のドリルの一つの態様は、中心軸を中心として軸方向に延びる刃部を備え、前記刃部は、すくい面と、逃げ面と、前記すくい面と前記逃げ面との稜線部に配置される切刃と、を備え、前記切刃は、前記刃部の軸方向の先端側を向く先端面に配置され、すくい角がネガティブ角とされた主切刃と、前記刃部の径方向外側の端部に配置されて前記主切刃と接続され、すくい角がポジティブ角とされたコーナ刃と、を有し、前記主切刃は、第１主切刃と、前記第１主切刃の径方向外側に配置され、両端部が前記第１主切刃と前記コーナ刃とに接続される第２主切刃と、を有し、前記第２主切刃の刃物角が、前記第１主切刃の刃物角以上であり、前記逃げ面は、前記第１主切刃に接続する第１逃げ面と、前記第２主切刃に接続する第２逃げ面と、を有し、前記第１逃げ面は、平面状であり、前記第２逃げ面は、凸曲面状である。
また本発明のドリルの一つの態様は、中心軸を中心として軸方向に延びる刃部を備え、前記刃部は、すくい面と、逃げ面と、前記すくい面と前記逃げ面との稜線部に配置される切刃と、を備え、前記切刃は、前記刃部の軸方向の先端側を向く先端面に配置され、すくい角がネガティブ角とされた主切刃と、前記刃部の径方向外側の端部に配置されて前記主切刃と接続され、すくい角がポジティブ角とされたコーナ刃と、を有し、前記主切刃は、第１主切刃と、前記第１主切刃の径方向外側に配置され、両端部が前記第１主切刃と前記コーナ刃とに接続される第２主切刃と、を有し、前記第２主切刃の刃物角が、前記第１主切刃の刃物角以上であり、前記主切刃は、径方向外側へ向かうに従い、軸方向の後端側に向けて延び、前記第２主切刃は、前記第１主切刃よりも前記中心軸に対する傾斜角が小さい。

本発明のドリルは、主切刃のすくい角がネガティブ角であるため、主切刃の刃物角を大きく確保できる。主切刃の刃先強度を安定して高めることができ、高硬度の硬脆材料製の被削材を穴あけ加工する場合であっても、主切刃のチッピングや欠損等が抑えられ、効率よく穴あけ加工を行うことができる。例えば、窒化珪素系セラミックスやアルミナ系セラミックスなどの高硬度の硬脆材料からなる被削材を穴あけ加工する場合でも、刃先チッピング等の発生を抑制できる。

またコーナ刃は、被削材の加工穴の内周部を切削する。本発明のドリルによれば、コーナ刃のすくい角がポジティブ角であるため、コーナ刃の切れ味が高められており、加工穴の内周部付近のコバ欠けが抑制される。例えば、Ｓｉ系セラミックスなどの硬脆材料からなる被削材を穴あけ加工する場合でも、加工穴にコバ欠けが生じることを抑制でき、加工精度の向上を図ることができる。
以上より本発明のドリルによれば、硬脆材料等の高硬度の被削材を穴あけ加工する場合であっても、安定して高精度な穴あけ加工を行うことができる。
上記ドリルにおいて、前記コーナ刃は、径方向外側へ向かうに従い軸方向の後端側に向けて凸曲線状に延びる。
この場合、コーナ刃が凸曲線状であるため、コーナ刃は、軸方向の後端側へ向かうに従い、中心軸に対する傾斜角が小さくなる。これにより、コーナ刃が加工穴を貫通するときに、加工穴の内周部付近に作用するスラスト方向への力が小さく抑えられる。このため、加工穴（特に穿孔出口側）のコバ欠けがより安定して抑制される。
上記ドリルにおいて、前記刃部は、前記先端面に開口し、軸方向に延びる切屑排出溝を備え、前記すくい面のうち前記主切刃と前記切屑排出溝との間に位置する部分の幅寸法が、径方向外側へ向かうに従い小さくなる。
穴あけ加工時には、すくい面のうち径方向外側に位置する部分ほど（周速が速い部分ほど）、切刃からの切屑供給量が多くなる。上記構成では、すくい面の幅寸法が、径方向外側へ向かうに従い小さくなるので、切屑がすくい面上から効率よく切屑排出溝に流入させられて、切屑排出性がよい。

上記ドリルにおいて、前記主切刃は、第１主切刃と、前記第１主切刃の径方向外側に配置され、両端部が前記第１主切刃と前記コーナ刃とに接続される第２主切刃と、を有し、前記第２主切刃の刃物角が、前記第１主切刃の刃物角以上である。

この場合、主切刃のうち、第１主切刃よりも中心軸からの距離が遠く、穴あけ加工時の周速つまり切削速度が速い第２主切刃の刃先強度が高められる。このため、主切刃のチッピングや欠損等がより抑えられ、効率よく安定して穴あけ加工を行うことができる。

上記ドリルにおいて、前記第２主切刃は、径方向外側へ向かうに従い、前記中心軸回りの周方向のうちドリル回転方向に向けて延びる。

この場合、第２主切刃は、径方向外側へ向かうに従い、芯高が芯上がりとなる。このため、仮に、第２主切刃の直角刃物角（切刃が延びる刃長方向と垂直な断面の刃物角）が刃長方向に沿って略一定である場合でも、ドリル回転方向に沿う断面（中心軸を中心とする仮想円筒面）に表れる実質的な刃物角は、第２主切刃のうち径方向外側に位置する部分ほど、大きくなる。
すなわち第２主切刃のうち、中心軸からの距離が遠く、穴あけ加工時の周速つまり切削速度が速くなる部分ほど、実質的な刃物角が大きくなって刃先強度が高められるため、第２主切刃のチッピングや欠損等がより抑えられる。

上記ドリルにおいて、前記すくい面は、前記第１主切刃に接続する第１すくい面と、前記第２主切刃に接続する第２すくい面と、を有し、前記第１すくい面と前記第２すくい面とが、単一の平面に配置される。

この場合、すくい面の構成を簡素化でき、かつ、主切刃の一部に局所的に切削負荷が集中するような不具合が抑えられる。したがって、主切刃の刃先チッピング等がより抑制される。

上記ドリルにおいて、前記逃げ面は、前記第１主切刃に接続する第１逃げ面と、前記第２主切刃に接続する第２逃げ面と、を有し、前記第１逃げ面は、平面状であり、前記第２逃げ面は、凸曲面状である。

この場合、第１逃げ面が平面状であるので、ドリル製造時に第１逃げ面を形成しやすい。また第２逃げ面が凸曲面状であるので、第２主切刃を曲線状に形成することが容易である。これにより、例えば、第２主切刃とコーナ刃とを滑らかに接続しやすい。
上記ドリルにおいて、前記主切刃は、径方向外側へ向かうに従い、軸方向の後端側に向けて延び、前記第２主切刃は、前記第１主切刃よりも前記中心軸に対する傾斜角が小さい。
この場合、第２主切刃とコーナ刃とを滑らかに接続しやすくなり、これらの接続部分におけるチッピングや欠損等が抑制される。

上記ドリルにおいて、前記第２主切刃は、前記切刃が延びる刃長方向と垂直な断面における前記刃物角が、前記第２主切刃の前記刃長方向に沿って前記第１主切刃から前記コーナ刃へ向かうに従い、大きくなることが好ましい。

第２主切刃の中でも径方向外側に位置する部分ほど、つまりコーナ刃に近い部分ほど、穴あけ加工時のドリル回転方向の周速（切削速度）は速くなる。上記構成によれば、第２主切刃の直角刃物角が、刃長方向に沿って第１主切刃からコーナ刃に近づくに従い大きくなるので、第２主切刃のチッピングや欠損等がより安定して抑制される。

上記ドリルにおいて、前記刃部を軸方向から見て、前記第２主切刃と前記コーナ刃との接続部分が、前記中心軸回りの周方向のうちドリル回転方向へ突出することが好ましい。

この場合、第２主切刃とコーナ刃との接続部分がドリル回転方向に突出するため、その分、コーナ刃のねじれ角（軸方向すくい角）を大きく確保することができる。これにより、コーナ刃の切れ味がより高められる。

上記ドリルにおいて、前記第１主切刃の径方向寸法が、前記刃部の半径の４０％以上５０％以下であることが好ましい。

第１主切刃の径方向寸法が刃部の半径の４０％以上であると、第１主切刃の刃長が大きく確保され、穴あけ加工をより効率よく行うことができる。
第１主切刃の径方向寸法が刃部の半径の５０％以下であると、切刃のうち第１主切刃以外の第２主切刃およびコーナ刃の各刃長を大きく確保でき、第２主切刃およびコーナ刃による各機能が安定して奏功される。

上記ドリルにおいて、前記主切刃の径方向寸法が、前記刃部の半径の７０％以上８０％以下であることが好ましい。

主切刃の径方向寸法が刃部の半径の７０％以上であると、主切刃の刃長が大きく確保され、穴あけ加工をより効率よく行うことができる。
主切刃の径方向寸法が刃部の半径の８０％以下であると、切刃のうち主切刃以外のコーナ刃の刃長を大きく確保でき、コーナ刃による機能が安定して奏功される。

上記ドリルにおいて、前記主切刃は、軸方向から見て、前記中心軸上から径方向外側に延びることが好ましい。

この場合、主切刃が中心軸上を通るため、刃部の先端面の中心軸付近には、チゼルエッジおよびチゼルシンニング等（以下、チゼルエッジ等と省略）が形成されない。このため上記構成によれば、チゼルエッジ等に起因する刃部の欠損等が抑制される。

本発明の一つの態様のドリルによれば、硬脆材料等の高硬度の被削材を穴あけ加工する場合であっても、安定して高精度な穴あけ加工を行うことができる。

図１は、本実施形態のドリルの一部を示す斜視図である。図２は、ドリルの一部を示す正面図である。図３は、ドリルの一部を示す側面図である。図４は、図３のIV-IV断面を示す断面図である。図５は、図３のV-V断面を示す断面図である。図６は、図３のVI-VI断面を示す断面図である。図７は、図３のVII-VII断面を示す断面図である。図８は、本実施形態のドリル（実施例）により硬脆材料製の被削材に穴あけ加工した加工穴（５０穴目）を示す画像である。図９は、従来のドリル（従来例）により硬脆材料製の被削材に穴あけ加工した加工穴（５０穴目）を示す画像である。

本発明の一実施形態のドリル１について、図面を参照して説明する。本実施形態のドリル１は、硬脆材料からなる被削材を穴あけ加工するのに適している。具体的に、硬脆材料とは、例えば、サイアロンなどの窒化珪素系セラミックス、アルミナ系セラミックス、Ｓｉ系セラミックスおよび単結晶シリコン等の高硬度の脆性材料である。

図１に示すように、ドリル１は、中心軸Ｃを中心とする柱状または軸状である。ドリル１は、シャンク部２と、刃部３と、を備える。シャンク部２と刃部３とは、中心軸Ｃが延びる方向において、互いに異なる位置に配置される。

〔方向の定義〕
本実施形態では、ドリル１の中心軸Ｃが延びる方向を軸方向と呼ぶ。軸方向のうち、シャンク部２から刃部３へ向かう方向を軸方向の先端側または単に先端側と呼び、刃部３からシャンク部２へ向かう方向を軸方向の後端側または単に後端側と呼ぶ。
中心軸Ｃと直交する方向を径方向と呼ぶ。径方向のうち、中心軸Ｃに近づく方向を径方向内側と呼び、中心軸Ｃから離れる方向を径方向外側と呼ぶ。
中心軸Ｃ回りに周回する方向を周方向と呼ぶ。周方向のうち、穴あけ加工時にドリル１が回転させられる方向をドリル回転方向Ｔと呼び、ドリル回転方向Ｔとは反対方向を反ドリル回転方向と呼ぶ。
また本実施形態では、刃部３の後述する切刃７が延びる方向を、刃長方向と呼ぶ。

〔シャンク部〕
シャンク部２は、中心軸Ｃを中心として軸方向に延びる柱状である。シャンク部２は、例えば、図示しない工作機械の主軸やボール盤のチャック等（以下、主軸等と省略する）に着脱可能に保持される。ドリル１は、主軸等によってシャンク部２がドリル回転方向Ｔに回転させられつつ、軸方向の先端側に送られることで、刃部３により被削材に切り込んで、穴あけ加工を行う。

〔刃部〕
図１～図３に示すように、刃部３は、中心軸Ｃを中心として軸方向に延びる略柱状である。刃部３の直径つまり刃径は、シャンク部２の直径よりも小さい。本実施形態では刃部３の直径が、例えば、２ｍｍ以下である。すなわち、ドリル１は、いわゆる小径ドリルである。

刃部３のうち、少なくとも軸方向の先端側の端部（先端部）３ａは、例えば、ダイヤモンド焼結体（Polycrystalline diamond,ＰＣＤ）や単結晶ダイヤモンド等により構成される。本実施形態では、刃部３のうち図１および図３に符号Ｂで示す境界線よりも先端側に位置する部分が、ＰＣＤや単結晶ダイヤモンド等により構成される。なお本実施形態の構成に代えて、またはこの構成とともに、刃部３のうち少なくとも先端部３ａに、ダイヤモンドコーティング膜が設けられてもよい。

刃部３は、切屑排出溝４と、すくい面５と、逃げ面６と、切刃７と、マージン８と、二番取り面９と、を有する。
切屑排出溝４は、刃部３の外周面から径方向内側に窪み、軸方向に延びる溝状である。切屑排出溝４は、刃部３の軸方向の先端側を向く先端面３ｂに開口する。具体的に、切屑排出溝４は、先端面３ｂから軸方向の後端側へ向かうに従い、反ドリル回転方向に向けて螺旋状に延びる。切屑排出溝４は、刃部３に、周方向に互いに間隔をあけて複数設けられる。本実施形態では切屑排出溝４が、周方向に等ピッチで２つ設けられる。

切刃７は、すくい面５と逃げ面６との稜線部に配置される。切刃７は、刃部３に、周方向に互いに間隔をあけて複数設けられる。本実施形態では切刃７が、周方向に等ピッチで２つ設けられる。すなわち、本実施形態のドリル１は、２枚刃のツイストドリルである。

図２および図３に示すように、切刃７は、主切刃１０と、コーナ刃１１と、リーディングエッジ（外周刃）１２と、を有する。
主切刃１０は、刃部３の軸方向の先端側を向く先端面３ｂに配置される。主切刃１０は、先端面３ｂ上を略径方向に延びる。主切刃１０は、図２に示すように軸方向から見て、中心軸Ｃ上から径方向外側に延びる。つまり主切刃１０の径方向内端部は、中心軸Ｃ上に位置する。複数の切刃７の各主切刃１０は、中心軸Ｃ上で互いの径方向内端部同士が接続される。このため本実施形態では、刃部３の先端面３ｂの中心軸Ｃ付近に、チゼルエッジ等が形成されていない。各主切刃１０の径方向寸法は、刃部３の半径（つまり刃径の１／２）の７０％以上８０％以下である。

主切刃１０は、その刃長方向の全長にわたって、すくい角がネガティブ角（負角）とされている。主切刃１０のすくい角は、例えば、－７０°以上－６０°以下（つまり負角の６０°以上７０°以下であり、以下においても表現は同様）であり、より好ましくは、－６７°以上－６３°以下である。また、図４～図６に示すように、主切刃１０の刃長方向と垂直な断面の刃物角（直角刃物角）αは、例えば、１１０°以上１４５°以下であり、より好ましくは、１２０°以上１３０°以下である。
図３に示すように、主切刃１０は、径方向外側へ向かうに従い、軸方向の後端側に向けて延びる。

主切刃１０は、第１主切刃１０ａと、第２主切刃１０ｂと、を有する。
第１主切刃１０ａは、図２に示すように軸方向から見て、径方向に延びる。第１主切刃１０ａの径方向寸法は、刃部３の半径の４０％以上５０％以下である。図３に示すように、第１主切刃１０ａは、中心軸Ｃ上から径方向外側へ向かうに従い、軸方向の後端側に向けて延びる。第１主切刃１０ａは、直線状である。複数の主切刃１０の各第１主切刃１０ａ同士の間の先端角θは、例えば、１２０°以上１５０°以下であり、より好ましくは、１３０°以上１４０°以下である。

第２主切刃１０ｂは、第１主切刃１０ａの径方向外側に配置される。第２主切刃１０ｂは、刃長方向の両端部が第１主切刃１０ａとコーナ刃１１とに接続される。図２に示すように、第２主切刃１０ｂは、径方向外側へ向かうに従いドリル回転方向Ｔに向けて延びる。すなわち、第２主切刃１０ｂは、径方向外側へ向かうに従い、芯高が芯上がりとなる。
また図３に示すように、第２主切刃１０ｂは、径方向外側へ向かうに従い、軸方向の後端側に向けて延びる。

第２主切刃１０ｂは、曲線状であり、湾曲して延びる。具体的に、第２主切刃１０ｂは、図２に示すように軸方向から見て、反ドリル回転方向に窪む凹曲線状である。また、第２主切刃１０ｂは、図３に示すように径方向から見て、軸方向の先端側に膨らむ凸曲線状である。

図４～図６に示すように、第２主切刃１０ｂの刃物角α２は、第１主切刃１０ａの刃物角α１以上である。また、第２主切刃１０ｂは、刃長方向と垂直な断面における直角刃物角α２が、第２主切刃１０ｂの刃長方向に沿って第１主切刃１０ａからコーナ刃１１へ向かうに従い、大きくなる。具体的に、図６に示す第２主切刃１０ｂの断面は、図５に示す第２主切刃１０ｂの断面よりも径方向外側に位置しており（図３参照）、図６に示す刃物角α２は、図５に示す刃物角α２よりも大きい。
すなわち、本実施形態の主切刃１０は、主切刃１０の刃長方向に沿ってコーナ刃１１に近づくに従い、刃物角αが大きくなる。

図３において、複数の主切刃１０の各第２主切刃１０ｂ同士の間の先端角は、各第１主切刃１０ａ同士の間の先端角θ以下である。図３に示すように径方向から見て、第２主切刃１０ｂと中心軸Ｃとの間に形成される鋭角および鈍角のうち、鋭角の角度（傾斜角）は、第１主切刃１０ａと中心軸Ｃとの間に形成される鋭角および鈍角のうち、鋭角の角度よりも小さい。すなわち、第２主切刃１０ｂは、第１主切刃１０ａよりも中心軸Ｃに対する傾斜角が小さい。

コーナ刃１１は、刃部３の径方向外側の端部に配置されて、主切刃１０と接続される。コーナ刃１１は、径方向外側へ向かうに従い軸方向の後端側に向けて凸曲線状に延びる。図１および図２に示すように、コーナ刃１１は、主切刃１０との接続部分から軸方向の後端側へ向かうに従い、ねじれ角が大きくなる。
具体的に、コーナ刃１１は、第２主切刃１０ｂの径方向外端部と接続される。図２に示すように、刃部３を軸方向から見て、第２主切刃１０ｂとコーナ刃１１との接続部分１３は、ドリル回転方向Ｔへ突出する凸状をなす。

コーナ刃１１は、その刃長方向の全長にわたって、すくい角がポジティブ角（正角）とされている。コーナ刃１１のすくい角は、例えば、５°以上２５°以下であり、より好ましくは、１０°以上２２°以下である。また、図７に示すように、コーナ刃１１の刃長方向と垂直な断面の刃物角（直角刃物角）βは、例えば、４５°以上６５°以下であり、より好ましくは、５８°以上６２°以下である。

図３に示すように、リーディングエッジ１２は、刃部３の外周部に配置されて、コーナ刃１１と接続される。具体的に、リーディングエッジ１２は、コーナ刃１１の径方向外端部かつ軸方向の後端部と接続される。リーディングエッジ１２は、軸方向の後端側へ向かうに従い、反ドリル回転方向に向けて螺旋状に延びる。リーディングエッジ１２は、その刃長方向の全長にわたって、すくい角がポジティブ角とされている。
なおリーディングエッジ１２には、バックテーパが付与されていてもよい。この場合、リーディングエッジ１２は、軸方向の後端側へ向かうに従い、わずかに径方向内側に位置する。

図２および図３に示すように、すくい面５は、刃部３に、周方向に互いに間隔をあけて複数設けられる。本実施形態ではすくい面５が、周方向に等ピッチで２つ設けられる。
すくい面５は、主すくい面２１と、コーナすくい面２２と、外周すくい面２３と、を有する。

主すくい面２１は、刃部３の先端面３ｂに配置され、主切刃１０に接続する。主すくい面２１は、主切刃１０のドリル回転方向Ｔに隣接配置される。主すくい面２１は、すくい面５のうち、主切刃１０と、主切刃１０のドリル回転方向Ｔに隣り合う切屑排出溝４と、の間に位置する部分である。主すくい面２１は、主切刃１０に沿って延びる。主すくい面２１は、主切刃１０から軸方向の後端側へ向かうに従い、ドリル回転方向Ｔに位置する。すなわち、主すくい面２１はすくい角がネガティブ角であり、これにより主切刃１０のすくい角もネガとされる。
主すくい面２１の幅寸法、すなわち、すくい面５のうち主切刃１０と切屑排出溝４との間に位置する部分の幅寸法は、径方向外側へ向かうに従い小さくなる。本実施形態では主すくい面２１が、略三角形状の単一の平面により構成される。

主すくい面２１は、第１すくい面２１ａと、第２すくい面２１ｂと、を有する。つまりすくい面５は、第１すくい面２１ａと、第２すくい面２１ｂと、を有する。
第１すくい面２１ａは、主すくい面２１のうち径方向内側に位置する部分である。第１すくい面２１ａは、第１主切刃１０ａに接続する。第２すくい面２１ｂは、主すくい面２１のうち径方向外側に位置する部分である。第２すくい面２１ｂは、第２主切刃１０ｂに接続する。第１すくい面２１ａと第２すくい面２１ｂとは、単一の平面に配置される。つまり第１すくい面２１ａと第２すくい面２１ｂとは、単一の平面により一体に形成される。

図３に示すように、コーナすくい面２２は、刃部３の先端外周部に配置され、コーナ刃１１に接続する。コーナすくい面２２は、コーナ刃１１の径方向内側に隣接配置される。コーナすくい面２２は、切屑排出溝４のうちドリル回転方向Ｔを向く壁部に位置する。コーナすくい面２２は、コーナ刃１１に沿って延びる。コーナすくい面２２は、コーナ刃１１から径方向内側へ向かうに従い、反ドリル回転方向に位置する（図７参照）。すなわち、コーナすくい面２２はすくい角がポジティブ角であり、これによりコーナ刃１１のすくい角もポジとされる。コーナすくい面２２は、凹曲面状である。

図３に示すように、外周すくい面２３は、刃部３の外周部に配置され、リーディングエッジ１２に接続する。外周すくい面２３は、リーディングエッジ１２の径方向内側に隣接配置される。外周すくい面２３は、切屑排出溝４のうちドリル回転方向Ｔを向く壁部に位置する。外周すくい面２３は、リーディングエッジ１２に沿って延びる。外周すくい面２３は、リーディングエッジ１２から径方向内側へ向かうに従い、反ドリル回転方向に位置する。すなわち、外周すくい面２３はすくい角がポジティブ角であり、これによりリーディングエッジ１２のすくい角もポジとされる。外周すくい面２３は、凹曲面状である。
コーナすくい面２２と外周すくい面２３とは、単一の凹曲面に配置される。つまりコーナすくい面２２と外周すくい面２３とは、単一の凹曲面により一体に形成される。

図２および図３に示すように、逃げ面６は、刃部３に、周方向に互いに間隔をあけて複数設けられる。本実施形態では逃げ面６が、周方向に等ピッチで２つ設けられる。
逃げ面６は、主逃げ面３１と、コーナ逃げ面３２と、を有する。

主逃げ面３１は、刃部３の先端面３ｂに配置され、主切刃１０に接続する。主逃げ面３１は、主切刃１０の反ドリル回転方向に隣接配置される。主逃げ面３１は、主切刃１０に沿って延びる。主逃げ面３１は、主切刃１０から反ドリル回転方向へ向かうに従い、軸方向の後端側に位置する。これにより主逃げ面３１には、逃げ角が付与されている。

主逃げ面３１は、第１逃げ面３１ａと、第２逃げ面３１ｂと、を有する。つまり逃げ面６は、第１逃げ面３１ａと、第２逃げ面３１ｂと、を有する。
第１逃げ面３１ａは、主逃げ面３１のうち径方向内側に位置する部分である。第１逃げ面３１ａは、第１主切刃１０ａに接続する。第１逃げ面３１ａは、平面状である（図４参照）。第２逃げ面３１ｂは、主逃げ面３１のうち径方向外側に位置する部分である。第２逃げ面３１ｂは、第２主切刃１０ｂに接続する。第２逃げ面３１ｂは、凸曲面状である（図５および図６参照）。
つまり第１逃げ面３１ａと第２逃げ面３１ｂとは、互いに異なる面により形成される。第１逃げ面３１ａと第２逃げ面３１ｂとは、互いに滑らかに接続される。

図２および図３に示すように、コーナ逃げ面３２は、刃部３の先端面３ｂの径方向外端部に配置され、コーナ刃１１に接続する。コーナ逃げ面３２は、コーナ刃１１の反ドリル回転方向に隣接配置される。コーナ逃げ面３２は、コーナ刃１１に沿って延びる。コーナ逃げ面３２は、コーナ刃１１から反ドリル回転方向へ向かうに従い、径方向内側に位置する（図７参照）。これによりコーナ逃げ面３２には、逃げ角が付与されている。

図１～図３に示すように、マージン８は、刃部３の外周面に配置され、リーディングエッジ１２に接続する。マージン８は、リーディングエッジ１２の反ドリル回転方向に隣接配置される。マージン８は、リーディングエッジ１２に沿って螺旋状に延びる。マージン８の軸方向の先端部は、先端面３ｂに接続する。マージン８は、リーディングエッジ１２を中心軸Ｃ回りに回転させて得られる図示しない円筒状の回転軌跡上に位置する。マージン８は、中心軸Ｃと垂直な断面において、中心軸Ｃを中心とする円弧状をなす。

二番取り面９は、刃部３の外周面のうち、マージン８と、マージン８の反ドリル回転方向に隣り合う切屑排出溝４と、の間に配置される。二番取り面９は、マージン８よりも径方向内側に位置する。二番取り面９の軸方向の先端部は、先端面３ｂに接続する。

〔本実施形態による作用効果〕
以上説明した本実施形態のドリル１は、主切刃１０のすくい角がネガティブ角であるため、主切刃１０の刃物角αを大きく確保できる。主切刃１０の刃先強度を安定して高めることができ、高硬度の硬脆材料製の被削材を穴あけ加工する場合であっても、主切刃１０のチッピングや欠損等が抑えられ、効率よく穴あけ加工を行うことができる。例えば、窒化珪素系セラミックスやアルミナ系セラミックスなどの高硬度の硬脆材料からなる被削材を穴あけ加工する場合でも、刃先チッピング等の発生を抑制できる。

またコーナ刃１１は、被削材の加工穴の内周部を切削する。本実施形態のドリル１によれば、コーナ刃１１のすくい角がポジティブ角であるため、コーナ刃１１の切れ味が高められており、加工穴の内周部付近のコバ欠けが抑制される。例えば、Ｓｉ系セラミックスなどの硬脆材料からなる被削材を穴あけ加工する場合でも、加工穴にコバ欠けが生じることを抑制でき、加工精度の向上を図ることができる。
以上より本実施形態のドリル１によれば、硬脆材料等の高硬度の被削材を穴あけ加工する場合であっても、安定して高精度な穴あけ加工を行うことができる。

また本実施形態では、第２主切刃１０ｂの刃物角α２が、第１主切刃１０ａの刃物角α１以上である。
この場合、主切刃１０のうち、第１主切刃１０ａよりも中心軸Ｃからの距離が遠く、穴あけ加工時の周速つまり切削速度が速い第２主切刃１０ｂの刃先強度が高められる。このため、主切刃１０のチッピングや欠損等がより抑えられ、効率よく安定して穴あけ加工を行うことができる。

また本実施形態では、第２主切刃１０ｂが、径方向外側へ向かうに従いドリル回転方向Ｔに向けて延びる。
この場合、第２主切刃１０ｂは、径方向外側へ向かうに従い、芯高が芯上がりとなる。このため、仮に、第２主切刃１０ｂの直角刃物角（切刃７が延びる刃長方向と垂直な断面の刃物角）α２が刃長方向に沿って略一定である場合でも、ドリル回転方向Ｔに沿う断面（中心軸Ｃを中心とする仮想円筒面）に表れる実質的な刃物角は、第２主切刃１０ｂのうち径方向外側に位置する部分ほど、大きくなる。
すなわち第２主切刃１０ｂのうち、中心軸Ｃからの距離が遠く、穴あけ加工時の周速つまり切削速度が速くなる部分ほど、実質的な刃物角が大きくなって刃先強度が高められるため、第２主切刃１０ｂのチッピングや欠損等がより抑えられる。

また本実施形態では、主すくい面２１の第１すくい面２１ａと第２すくい面２１ｂとが、単一の平面に配置される。
この場合、主すくい面２１すなわちすくい面５の構成を簡素化でき、かつ、主切刃１０の一部に局所的に切削負荷が集中するような不具合が抑えられる。したがって、主切刃１０の刃先チッピング等がより抑制される。

また本実施形態では、主逃げ面３１のうち、第１逃げ面３１ａは平面状であり、第２逃げ面３１ｂは凸曲面状である。
この場合、第１逃げ面３１ａが平面状であるので、ドリル製造時に第１逃げ面３１ａを形成しやすい。また第２逃げ面３１ｂが凸曲面状であるので、第２主切刃１０ｂを曲線状に形成することが容易である。これにより、図３に示すように、第２主切刃１０ｂとコーナ刃１１とを滑らかに接続しやすい。

また本実施形態では、第２主切刃１０ｂの直角刃物角α２が、第２主切刃１０ｂの刃長方向に沿って第１主切刃１０ａからコーナ刃１１へ向かうに従い、大きくなる。
第２主切刃１０ｂの中でも径方向外側に位置する部分ほど、つまりコーナ刃１１に近い部分ほど、穴あけ加工時のドリル回転方向Ｔの周速（切削速度）は速くなる。上記構成によれば、第２主切刃１０ｂの直角刃物角α２が、刃長方向に沿って第１主切刃１０ａからコーナ刃１１に近づくに従い大きくなるので、第２主切刃１０ｂのチッピングや欠損等がより安定して抑制される。

また本実施形態では、主切刃１０が、径方向外側へ向かうに従い軸方向の後端側に向けて延び、第２主切刃１０ｂは、第１主切刃１０ａよりも中心軸Ｃに対する傾斜角が小さい。
この場合、第２主切刃１０ｂとコーナ刃１１とを滑らかに接続しやすくなり、これらの接続部分におけるチッピングや欠損等が抑制される。

また本実施形態では、図２に示すように刃部３を軸方向から見て、第２主切刃１０ｂとコーナ刃１１との接続部分１３が、ドリル回転方向Ｔへ突出する。
この場合、第２主切刃１０ｂとコーナ刃１１との接続部分１３がドリル回転方向Ｔに突出するため、その分、コーナ刃１１のねじれ角（軸方向すくい角）を大きく確保することができる。これにより、コーナ刃１１の切れ味がより高められる。

また本実施形態では、第１主切刃１０ａの径方向寸法が、刃部３の半径の４０％以上５０％以下である。
第１主切刃１０ａの径方向寸法が刃部３の半径の４０％以上であると、第１主切刃１０ａの刃長が大きく確保され、穴あけ加工をより効率よく行うことができる。
第１主切刃１０ａの径方向寸法が刃部３の半径の５０％以下であると、切刃７のうち第１主切刃１０ａ以外の第２主切刃１０ｂおよびコーナ刃１１の各刃長を大きく確保でき、第２主切刃１０ｂおよびコーナ刃１１による各機能が安定して奏功される。

また本実施形態では、主切刃１０の径方向寸法が、刃部３の半径の７０％以上８０％以下である。
主切刃１０の径方向寸法が刃部３の半径の７０％以上であると、主切刃１０の刃長が大きく確保され、穴あけ加工をより効率よく行うことができる。
主切刃１０の径方向寸法が刃部３の半径の８０％以下であると、切刃７のうち主切刃１０以外のコーナ刃１１の刃長を大きく確保でき、コーナ刃１１による機能が安定して奏功される。

また本実施形態では、主切刃１０が、軸方向から見て、中心軸Ｃ上から径方向外側に延びる。
この場合、主切刃１０が中心軸Ｃ上を通るため、刃部３の先端面３ｂの中心軸Ｃ付近には、チゼルエッジ等が形成されない。このため上記構成によれば、チゼルエッジ等に起因する刃部３の欠損等が抑制される。

また本実施形態では、コーナ刃１１は、主切刃１０との接続部分１３から軸方向の後端側へ向かうに従い、ねじれ角が大きくなる。
この場合、コーナ刃１１は、軸方向の後端側へ向かうほど切れ味が高められる。コーナ刃１１の特に軸方向後端部によって、加工穴の内周部の加工精度が安定して高められ、加工穴のコバ欠けがより抑制される。

また本実施形態では、コーナ刃１１は、径方向外側へ向かうに従い軸方向の後端側に向けて凸曲線状に延びる。
この場合、コーナ刃１１が凸曲線状であるため、コーナ刃１１は、軸方向の後端側へ向かうに従い、中心軸Ｃに対する傾斜角が小さくなる。これにより、コーナ刃１１が加工穴を貫通するときに、加工穴の内周部付近に作用するスラスト方向への力が小さく抑えられる。このため、加工穴（特に穿孔出口側）のコバ欠けがより安定して抑制される。

また本実施形態では、すくい面５のうち主切刃１０と切屑排出溝４との間に位置する部分（つまり主すくい面２１）の幅寸法が、径方向外側へ向かうに従い小さくなる。
穴あけ加工時には、すくい面５（主すくい面２１）のうち径方向外側に位置する部分ほど（周速が速い部分ほど）、切刃７からの切屑供給量が多くなる。上記構成では、すくい面５の幅寸法が、径方向外側へ向かうに従い小さくなるので、切屑がすくい面５上から効率よく切屑排出溝４に流入させられて、切屑排出性がよい。

〔本発明に含まれるその他の構成〕
なお、本発明は前述の実施形態に限定されず、例えば下記に説明するように、本発明の趣旨を逸脱しない範囲において構成の変更等が可能である。

前述の実施形態では、ドリル１として、刃部３の直径（刃径）が２ｍｍ以下の小径ドリルを例に挙げて説明したが、これに限らない。ドリル１は、小径ドリルに限らず、刃部３の刃径が２ｍｍを超えてもよい。

前述の実施形態では、ドリル１が、２枚刃のツイストドリルである例を挙げたが、これに限らない。ドリル１は、１枚刃または３枚刃以上であってもよい。

またドリル１は、刃部３とシャンク部２とが互いに別体に設けられ、これらが組み立てられた構成や、ロウ付けにより一体化された構成であってもよい。あるいは、ドリル１は、刃部３とシャンク部２とが単一の部材により一体に形成された構成でもよい。
また、ドリル１は、刃部３がネジ等によってシャンク部２に着脱可能に装着される、刃先交換式ドリルであってもよい。この場合、刃部３は、ドリルヘッド３と言い換えてもよい。

本発明は、本発明の趣旨から逸脱しない範囲において、前述の実施形態および変形例等で説明した各構成を組み合わせてもよく、また、構成の付加、省略、置換、その他の変更が可能である。また本発明は、前述した実施形態等によって限定されず、特許請求の範囲によってのみ限定される。

以下、本発明を実施例により具体的に説明する。ただし本発明はこの実施例に限定されない。

[加工穴のコバ欠け確認試験]
本発明の実施例として、前述の実施形態で説明したドリル１を用いて、硬脆材料（Ｓｉ材）からなる被削材に穴あけ加工を行った。また、従来例として、工具先端面に配置される切刃のすくい角が、刃長方向の全長にわたってネガティブ角とされたドリルを用いて、硬脆材料（Ｓｉ材）からなる被削材に穴あけ加工を行った。
実施例および従来例ともに、切削条件は下記の通りとし、被削材に加工穴を５０個加工して、加工穴の内周部付近に生じるコバ欠けの程度（状態）を確認した。

＜切削条件＞
・ドリル：刃径φ１．５ｍｍＰＣＤドリル
・被削材の平面度：８０ｍｍ×８０ｍｍあたり４０μｍ以内
・切削速度：ｖｃ＝２１．７ｍ／ｍｉｎ
・送り：ｆｒ＝０．００１ｍｍ／ｒｅｖ
・穴あけ長さ：ｌｄ＝３．５ｍｍ（止り）
・ステップ（加工）量：０．３ｍｍ
・戻り：平面より０．２ｍｍ
・切削油剤：エマルションＡＰ－ＥＸ－Ｅ１［１０％］外部給油

図８は、実施例のドリル１により穿孔された加工穴（５０穴目）を表す画像である。図９は、従来例のドリルにより穿孔された加工穴（５０穴目）を表す画像である。
図８および図９に示すように、従来例に比べて実施例のドリル１では、５０穴目の加工穴についても、内周部付近のコバ欠けが安定して抑制されることが確認された。

本発明のドリルによれば、硬脆材料等の高硬度の被削材を穴あけ加工する場合であっても、安定して高精度な穴あけ加工を行うことができる。したがって、産業上の利用可能性を有する。

１…ドリル
３…刃部
３ｂ…先端面
４…切屑排出溝
５…すくい面
６…逃げ面
７…切刃
１０…主切刃
１０ａ…第１主切刃
１０ｂ…第２主切刃
１１…コーナ刃
１３…接続部分
２１ａ…第１すくい面
２１ｂ…第２すくい面
３１ａ…第１逃げ面
３１ｂ…第２逃げ面
Ｃ…中心軸
Ｔ…ドリル回転方向
α…刃物角（直角刃物角）
α１…第１主切刃の刃物角
α２…第２主切刃の刃物角

Claims

中心軸を中心として軸方向に延びる刃部を備え、
前記刃部は、
すくい面と、
逃げ面と、
前記すくい面と前記逃げ面との稜線部に配置される切刃と、を備え、
前記切刃は、
前記刃部の軸方向の先端側を向く先端面に配置され、すくい角がネガティブ角とされた主切刃と、
前記刃部の径方向外側の端部に配置されて前記主切刃と接続され、すくい角がポジティブ角とされたコーナ刃と、を有し、
前記コーナ刃は、径方向外側へ向かうに従い軸方向の後端側に向けて凸曲線状に延びる、
ドリル。
中心軸を中心として軸方向に延びる刃部を備え、
前記刃部は、
すくい面と、
逃げ面と、
前記すくい面と前記逃げ面との稜線部に配置される切刃と、を備え、
前記切刃は、
前記刃部の軸方向の先端側を向く先端面に配置され、すくい角がネガティブ角とされた主切刃と、
前記刃部の径方向外側の端部に配置されて前記主切刃と接続され、すくい角がポジティブ角とされたコーナ刃と、を有し、
前記刃部は、前記先端面に開口し、軸方向に延びる切屑排出溝を備え、
前記すくい面のうち前記主切刃と前記切屑排出溝との間に位置する部分の幅寸法が、径方向外側へ向かうに従い小さくなる、
ドリル。
中心軸を中心として軸方向に延びる刃部を備え、
前記刃部は、
すくい面と、
逃げ面と、
前記すくい面と前記逃げ面との稜線部に配置される切刃と、を備え、
前記切刃は、
前記刃部の軸方向の先端側を向く先端面に配置され、すくい角がネガティブ角とされた主切刃と、
前記刃部の径方向外側の端部に配置されて前記主切刃と接続され、すくい角がポジティブ角とされたコーナ刃と、を有し、
前記主切刃は、
第１主切刃と、
前記第１主切刃の径方向外側に配置され、両端部が前記第１主切刃と前記コーナ刃とに接続される第２主切刃と、を有し、
前記第２主切刃の刃物角が、前記第１主切刃の刃物角以上であり、
前記第２主切刃は、径方向外側へ向かうに従い、前記中心軸回りの周方向のうちドリル回転方向に向けて延びる、
ドリル。
中心軸を中心として軸方向に延びる刃部を備え、
前記刃部は、
すくい面と、
逃げ面と、
前記すくい面と前記逃げ面との稜線部に配置される切刃と、を備え、
前記切刃は、
前記刃部の軸方向の先端側を向く先端面に配置され、すくい角がネガティブ角とされた主切刃と、
前記刃部の径方向外側の端部に配置されて前記主切刃と接続され、すくい角がポジティブ角とされたコーナ刃と、を有し、
前記主切刃は、
第１主切刃と、
前記第１主切刃の径方向外側に配置され、両端部が前記第１主切刃と前記コーナ刃とに接続される第２主切刃と、を有し、
前記第２主切刃の刃物角が、前記第１主切刃の刃物角以上であり、
前記すくい面は、
前記第１主切刃に接続する第１すくい面と、
前記第２主切刃に接続する第２すくい面と、を有し、
前記第１すくい面と前記第２すくい面とが、単一の平面に配置される、
ドリル。
中心軸を中心として軸方向に延びる刃部を備え、
前記刃部は、
すくい面と、
逃げ面と、
前記すくい面と前記逃げ面との稜線部に配置される切刃と、を備え、
前記切刃は、
前記刃部の軸方向の先端側を向く先端面に配置され、すくい角がネガティブ角とされた主切刃と、
前記刃部の径方向外側の端部に配置されて前記主切刃と接続され、すくい角がポジティブ角とされたコーナ刃と、を有し、
前記主切刃は、
第１主切刃と、
前記第１主切刃の径方向外側に配置され、両端部が前記第１主切刃と前記コーナ刃とに接続される第２主切刃と、を有し、
前記第２主切刃の刃物角が、前記第１主切刃の刃物角以上であり、
前記逃げ面は、
前記第１主切刃に接続する第１逃げ面と、
前記第２主切刃に接続する第２逃げ面と、を有し、
前記第１逃げ面は、平面状であり、
前記第２逃げ面は、凸曲面状である、
ドリル。
中心軸を中心として軸方向に延びる刃部を備え、
前記刃部は、
すくい面と、
逃げ面と、
前記すくい面と前記逃げ面との稜線部に配置される切刃と、を備え、
前記切刃は、
前記刃部の軸方向の先端側を向く先端面に配置され、すくい角がネガティブ角とされた主切刃と、
前記刃部の径方向外側の端部に配置されて前記主切刃と接続され、すくい角がポジティブ角とされたコーナ刃と、を有し、
前記主切刃は、
第１主切刃と、
前記第１主切刃の径方向外側に配置され、両端部が前記第１主切刃と前記コーナ刃とに接続される第２主切刃と、を有し、
前記第２主切刃の刃物角が、前記第１主切刃の刃物角以上であり、
前記主切刃は、径方向外側へ向かうに従い、軸方向の後端側に向けて延び、
前記第２主切刃は、前記第１主切刃よりも前記中心軸に対する傾斜角が小さい、
ドリル。
前記第２主切刃は、前記切刃が延びる刃長方向と垂直な断面における前記刃物角が、前記第２主切刃の前記刃長方向に沿って前記第１主切刃から前記コーナ刃へ向かうに従い、大きくなる、
請求項３から６のいずれか１項に記載のドリル。
前記刃部を軸方向から見て、前記第２主切刃と前記コーナ刃との接続部分が、前記中心軸回りの周方向のうちドリル回転方向へ突出する、
請求項３から７のいずれか１項に記載のドリル。
前記第１主切刃の径方向寸法が、前記刃部の半径の４０％以上５０％以下である、
請求項３から８のいずれか１項に記載のドリル。
前記主切刃の径方向寸法が、前記刃部の半径の７０％以上８０％以下である、
請求項１から９のいずれか１項に記載のドリル。
前記主切刃は、軸方向から見て、前記中心軸上から径方向外側に延びる、
請求項１から１０のいずれか１項に記載のドリル。