JPH07164227A - ドリル - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 剛性を損うことなくフルートを流れる切削用
液による切粉出しの性能が向上して、切削性能が改良さ
れるドリルを提供する。 【構成】 フルート（２２）の断面積がドリルシャンク
（１２）の切刃を有するチップ端（１４）から中間部分
（２０）に進むに従って漸次増大し、且つねじれ角
（α）が同様に進むに従って漸次低減するようにシャフ
ト（１２）に複数のフルート（１２）が形成されてい
る。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は好適には金属切削用のド
リルであって、少くとも１切刃を含む第１チップ端、第
２の対向切刃及び切刃数に対応する数のフルートを有す
るシャンクを含み、当該フルートがチップ端からシャン
クの対向端、即ち後端まで延在するものである、斯ゝる
形式のドリルに関する。

【０００２】

【従来の技術】上記形式のドリルは金属切削に用いら
れ、具体的には金属性工作物に穴を穿設、即ちドリル加
工するのに用いられる。金属切削加工中には、ドリルシ
ャンクのチップ端、即ち先端でチップ、即ち切粉が工作
物から生成される。この切粉は生成されるとドリルシャ
ンクのチップ端からシャンク後端まで移送される。この
チップ移送はフルートの中で行われる。

【０００３】フルートによる切粉移送を改良するための
方法としては、ＥＰ−Ａ０５４９５４８の欧州特許文献
から既に知られている。この方法は、切粉を生成させる
螺旋形フルートの部分に比較して切粉を移送する螺旋フ
ルートの部分の断面積を急激に増大させたものである。
しかし、断面積の急増大は切粉を担持する切削用液の速
度を低下させ、これが切粉移送に悪影響をもたらす。フ
ルートの断面積が増大されると、シャンクの材料がそれ
だけ削除されているので、ドリルの剛性がこれに応じて
低減する。

【０００４】特開平３−１４２１１６号から、ドリルの
チップ（先端）から離れる方向に進むに従って増大する
断面積を有するフルートを具備したドリルは既知であ
る。しかし、このフルートは部分的に真直な個所と螺旋
状の個所のある延長形である。この設計は切粉の最適な
移送をもたらさない。また、前記欧州特許文献の場合と
同様に剛性が低下する。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】本発明の目的は、上記
形式のドリルにおいて、最適切粉移送を実現することに
ある。

【０００６】

【課題を解決するための手段】少くとも１つの切刃を含
む第１チップ端（１４）と、第２の対向端（１６）と、
第１と第２の両端間に配位する中間部分（２０）と、切
刃数に対応する数のフルート（２２）とを有する実質的
に中実のシャンク（１２）を含み、フルート（２２）が
チップ端（１４）からシャンク中間部分（２０）まで延
在している、斯ゝる形式の、好ましくは金属切削用の、
ドリル（１０）において、フルート（２２）を流通する
切削用液の使用量がチップ端（１４）から中間部分（２
０）の方へ漸次増大するようにし、フルート（２２）の
ねじれ角（α）がチップ端（１４）から中間部分（２
０）へ漸次低減するようにし、且つシャンク（１２）の
中心縦軸線に対し直角な平面上にあるシャンク断面にお
いて、フルート（２２）の間を架橋するランド（２４）
はフルート（２２）間のシャンク周方向幅が一定になっ
ていることを特徴とする構成のドリルが本発明により提
供される。

【０００７】

【実施例】図１に示すドリル１０は縦中心軸線１３を有
するシャンク１２を含む。シャンク１２は第１チップ端
１４と第２対向端１６を有している。本願の実施例が概
して中実のシャンクを有するドリルに関するものである
としても、本発明の請求の範囲はパイプ形式のシャンク
を有するドリルを包含するものである。こゝにいう「概
して中実のシャンク」は中実のシャンクに切削用／冷却
用液のための孔を具備せしめた斯ゝるシャンクを有する
ドリルをも包含するものである。

【０００８】シャンク１２は第１チップ端１４に２個の
切刃を具備している。両切刃はシャンク１２に半田付け
したものや、シャンクと一体成形されたものや、シャン
クに確保された割出可能（インデキシャブル）インサー
ト（植刃）を有するものであり得る。

【０００９】シャンク１２は第２端１６にホルダに挿入
するに適切な肉厚部分１８を有している。シャンク１２
は第１チップ端１４から中間部分２０まで、概して一定
の外径を有している。

【００１０】本例では、フルート２２は２本のフルート
２２がチップ端１４から中間部分２０まで螺旋状に延在
している。両フルート２２をドリルブランクに工作する
と、チップ端１４から中間部分２０まで螺旋状に延在す
る２個のランド２４が形成される。シャンク１２の周方
向にランド２４は両フルート２２を架橋している。

【００１１】図１には、更にねじれ角αがチップ端１４
から中間部分２０まで漸次減小する状態を示している。
このねじれ角αの代表値はチップ端１４の領域において
２０°〜２５°であり、中間部分の領域においては１０
°〜１５°である。

【００１２】図２のＡ，Ｂ，Ｃにはシャンク１２の縦中
心軸線１３に対して直角な平面上の断面が示されてい
る。従って、この断面の外形は円形である。図２のＡ，
Ｂ，Ｃから明らかなように、シャンク１２のウェブ（ｗ
ｅｂ）部分２６があり、このウェブ部２６がチップ端１
４と中間部分２０の間で実質的に一定の直径を有してい
る。チップ端１４から中間部分２０に向けて２個の分岐
冷却液孔２８が延在している。両孔２８はシャンク全体
に延在している中心冷却液孔３０に合流している。この
中心孔３０は肉厚部分１８の端壁に侵入している。

【００１３】図２のＡ，Ｂ，Ｃから更に分ることは、ラ
ンド２４が図に示す断面、即ち中心軸線１３に直角な平
面上にある断面において実質的に一定の環状幅（外周上
の）を有していることである。図２のＢでは、図２のＡ
に示すフルート２２の壁が破線で描かれている。図２の
Ｃでは図２のＡのフルート２２の壁が破線で描かれ、図
２のＢのフルート２２の壁が点線で描かれている。図２
のＡ，Ｂ，Ｃのこれらの表示線から、フルート２２の断
面積、即ちフルート２２の壁とランド２４を架橋してい
る破線３２（所謂開側）とによって規定される面積がチ
ップ端１４から中間部分２０に向う方向に進むに従って
工作上の理由により僅かに増加していることが理解され
得る。これは、シャンク剛性が原則としてチップ端と中
間部分２０の間で同程度に維持されていることを意味し
ている。従って、更に精密な工作法によれば、フルート
２２の図２のＡ，Ｂ，Ｃにおける断面積を一定に維持す
ることが可能であると指摘し得る。

【００１４】図３のＡ，Ｂ，Ｃには、中心軸１３に対し
直角な平面と角度α′をなす平面上の断面が示されてい
る。従って、これらの断面の外形は楕円形状であること
が分る。角度α′はこれらの平面が中心軸線１３と交差
する点でのフルート２２のねじれ角αに夫々等しいもの
である。既に指摘したように、ねじれ角αはシャンク１
２の長手（縦）方向に進むに従って変化している。

【００１５】図３のＡ，Ｂ，Ｃから分るように、フルー
ト２２の断面積、即ちフルート２２の壁と両ランド２４
を架橋する破線３２によって規定された面積はチップ端
１４から中間部分２０に進むに従って増大する、即ち、
図３のＡにおけるフルート２２の断面積が最小であり、
図３のＢにおけるフルート２２の断面積が図３のＡのも
のより大きいが、図３のＣのものより小さく、そして図
３のＣにおけるフルート２２の断面積は図３のＡ，Ｂに
おけるいづれの断面積よりも大きい。チップ端１４にお
ける各フルート２２の全断面積は中間部分２０の方向に
進むに従って５％±２％増加する。図３のＢには図３の
Ａにおけるフルート２２が破線によって示されている。
図３のＣには、図３のＡにおけるフルート２２を破線に
より、図３のＢにおけるフルート２２を点線によって示
している。従って、チップ端１４から中間部分２０に進
むに従って、中心線１３に直角の平面と角度α′をなす
フルート２２の断面積が漸次増大していることが分る。
角度α′は２種の平面が互いに交差し且つ中心軸線と交
差する面域のねじれ角αに相当する。このような設計に
より、切削用液と切粉がチップ端１４から中間部分２０
へ移動するときに液と切粉のジャム(Jamming) 問題は生
じない。それと共に、シャフト１２の剛性が原則的にチ
ップ先端１４と中間部分２０の間で同じである。

【００１６】図３のＡ，Ｂ，Ｃから、フルート２２の断
面積の増大がフルート２２の開側（オープンサイド）３
２の幅を拡げることにより達成されることが分る。しか
し、本発明の範囲では、ウェブ部分２６の直径を低減さ
せることによりフルート２２の断面積を更に増大させる
ことも出来る。この場合、ドリルの適性な剛性を維持す
るために、中心冷却液用孔３０の面積を低減させる必要
がある。従って、フルート２２の深さは１方でシャンク
１２の剛性の要件があることと他方で空間の大きなフル
ート２２の要望があることの両者間の妥協によって決ま
る。

【００１７】本発明に係るドリル１０は以下のように機
能する。即ち、チップ端１４の切刃は工作物の切粉出し
（除去）工作で穴（孔）を加工する。この切り出された
切粉は次にフルート１２に押し込められ、そこでカール
形状になる。切削用液がドリル工作中に中心孔３０と分
岐孔２８を通じて供給される。チップ端１４に送られた
液は次にチップ端１４から螺旋形フルート２２を通じて
中間部分に放出される。この放出液は切粉を担持するの
で、この切粉がシャンク１２の中間部分２０へ向けて移
送されることになる。切削用液が穿孔から排出されると
きに、工作物上で穿孔の周りにおいてからみ合される

【００１８】図３のＡ，Ｂ，Ｃに示されるように、フル
ート２２の断面積がチップ端１４から中間部分２０の方
へ進むに従って増大しているので、切削用液のシャンク
１２に沿った軸方向の速度は、チップ端１４から中間部
分２０の方へ進むに従って、ねじれ角αが一定値のとき
には低減する。従って、この場合には切削用液と切粉は
チップ端１４から中間部分２０へ放出される間にジャム
作用を奏す。

【００１９】上記速度低減を償うために、本発明ではね
じれ角αを（図１参照）チップ端１４から中間部分２０
に進むに従って低減させている。これはシャンク軸線方
向の速度が、切削用液の旅程距離が短くなることから維
持されることを意味している。従って、フルートのポン
ピング効果（pumping effect) がフルート容積の増大に
従って低減するので、ねじれ角の連続的低減がこのポン
ピング効果とバランスが採れて、ドリルがその強度を維
持する。このポンピング効果はフルート長の低減によっ
てバランスされる。フルート２２はチップ端１４から中
間部分２０までの全長に亘って螺旋形状であることは、
この螺旋形状が切粉を担持している切削用液の排出で所
望のポンピング効果をもたらすので好ましい。しかし、
本発明の範囲ではねじれ角αをフルート２２が中間部分
２０に達する前にゼロにすることも可能である。

【００２０】

【発明の効果】ドリルの剛性を損うことなく、切粉出し
性能が向上し、従って切削性能が向上する、斯ゝるドリ
ルが得られる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係るシャンクを有するドリルの側面図
である。

【図２】Ａは図１の線IIＡ−IIＡにおけるシャンクの断
面図；Ｂは図１の線IIＢ−IIＢにおけるシャンクの断面
図；及びＣは図１の線IIＣ−IIＣにおけるシャンクの断
面図である。

【図３】Ａは図１の線 IIIＡ− IIIＡにおけるシャンク
の断面図；Ｂは図１における線IIIＢ− IIIＢにおける
シャンクの断面図；及びＣは図１の線 IIIＣ− IIIＣに
おけるシャンクの断面図である。

【符号の説明】

１２…ドリルシャンク １３…中心軸線 １４…第１チップ端 １６…第２対向端 １８…肉厚部分 ２０…中間部分 ２２…フルート ２４…ランド ２６…ウェブ部分 ２８…分岐冷却液用孔 ３０…中心冷却液用孔 ３２…破線 α…ねじれ角 α′…ねじれ角に対応する角

Claims (7)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 少くとも１つの切刃を含む第１チップ端
   （１４）と、第２の対向端（１６）と、第１と第２の両
   端間に配位する中間部分（２０）と、切刃数に対応する
   数のフルート（２２）とを有する実質的に中実のシャン
   ク（１２）を含み、フルート（２２）がチップ端（１
   ４）からシャンク中間部分（２０）まで延在している、
   斯ゝる形式のドリル（１０）において、 フルート（２２）を流通する切削用液の使用量がチップ
   端（１４）から中間部分（２０）の方へ漸次増大するよ
   うにし、フルート（２２）のねじれ角（α）がチップ端
   （１４）から中間部分（２０）へ漸次低減するように
   し、且つシャンク（１２）の中心縦軸線に対し直角な平
   面上にあるシャンク断面において、フルート（２２）の
   間を架橋するランド（２４）はフルート（２２）間の周
   方向幅が一定になっていることを特徴とするドリル。
2. 【請求項２】 シャンク（１２）の縦中心軸線（１３）
   に直角な平面と角度（α′）をなす平面群上に配位する
   断面におけるフルート（２２）の断面積がチップ端（１
   ４）から中間部分（２０）に進むに従って増大し、当該
   角（α′）が各前記直角面が中心軸線（１３）と交差す
   る領域のねじれ角（α）に等しいことを特徴とする、請
   求項１に記載のドリル。
3. 【請求項３】 シャンク（１２）がチップ端（１４）と
   中間部分（２０）との間で概して一定の外径を有してい
   ることを特徴とする、請求項１或いは２に記載のドリ
   ル。
4. 【請求項４】 チップ端（１４）の領域におけるねじれ
   角（α）が２０°−２５°の値であることを特徴とす
   る、請求項１−３のいづれか１項に記載のドリル。
5. 【請求項５】 中間部分（２０）の領域のねじれ角
   （α）が１０°−１５°の間の値であることを特徴とす
   る、請求項１−４のいづれか１項に記載のドリル。
6. 【請求項６】 フルート（２２）の前記の角度（α′）
   で傾斜した断面積の増大がフルート（２２）をその開側
   において拡幅することによるものであることを特徴とす
   る、請求項２に記載のドリル。
7. 【請求項７】 各フルート（２２）の断面積が中間部分
   （２０）の方へ進むに従って５％±２％増大することを
   特徴とする、請求項１に記載のドリル。