JPH10156613A - チゼル付き巴型シンニングドリル - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 チゼルエッジを残してチッピングや切れ刃の
食い込み過ぎを回避しつつ、おむすび形の芯振れを防止
するとともに、ウェブ心厚が比較的厚い場合でも良好な
切りくず排出性能が得られるようにする。 【解決手段】 一対の切れ刃１４ａ，１４ｂが、底面視
においてドリル回転方向（図の左まわり方向）へ凸とな
る形状を成し、ドリル外周縁からドリル軸心Ｏ側へ向か
うに従って徐々にそのドリル軸心Ｏに接近させられると
ともに、ドリル軸心側端部がチゼルエッジ１６のコーナ
を越えて更にドリル軸心Ｏに接近させられるように、巴
型シンニング２２ａ，２２ｂ（斜線部分）が施されてい
る。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明はドリルに係り、特
に、シンニング形状の改良に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】穴明け加工における切削抵抗を軽減する
ために、ドリルの先端におけるウェブの先端を薄くする
シンニングとして、Ｓ型、Ｎ型、Ｘ型や、これ等の複合
型などが用いられている。特公昭３９−１６５８９号公
報には、直線チゼルエッジを備えたドリルの穴明け加工
開始時に芯ぶれが発生するという問題を解決するため
に、Ｓ型カッティングエッジを備えたドリルが提案され
ている。また、実開昭４８−５３６７９号公報には、中
心側切れ刃と外周側切れ刃との交点、すなわち所謂Ｘシ
ンニングにより形成されたチゼルエッジのコーナに存在
する角の欠損を防止するために、その角を所定の曲率半
径の円弧で丸めたドリルが提案されている。図４の(a)
はＳ型、(b) はＮ型、(c) は渦巻き型、(d) はＸ型の一
例であり、それぞれ斜線部１００，１０２がシンニング
が施されたシンニング面で、１０４，１０６が一対の切
れ刃で、１０８，１１０が逃げ面で、１１２がチゼルエ
ッジである。これ等のシンニングは、中心部のすくい角
を大きくしたり、チゼル長さを短くしたり、溝の逃げ側
に面をとったりするなどして、中心部での切れ味を良く
しつつ、切りくずの排出を良好にすることが狙いであ
る。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、Ｓ型シ
ンニングやＮ型シンニングは、依然として直線状のチゼ
ルエッジが存在するため、その両端が交互にドリルの瞬
間回転中心となって三角形や五角形のおむすび形に回転
振動し、真円度等の加工精度が低下するとともに、ライ
フルマーク（螺旋状の疵）が発生するなどの問題があっ
た。また、調質鋼などの難削材を高速重切削するドリル
はウェブ心厚が厚いため、軸心付近で切削された切りく
ずの排出性が悪く、切りくず詰まりが生じ易いという別
の問題も含んでいた。

【０００４】一方、渦巻き型シンニングは、一対の切れ
刃が軸心で接続していてチゼルエッジが無いが、軸心付
近で切れ刃が薄くなるためチッピングが生じ易いととも
に、切れ刃の食い込み過ぎによってビビリ振動が生じた
りドリルがチャックから抜け出したりする問題があっ
た。特に、難削材を高速重切削するドリルにおいては、
チッピングの発生が顕著となる。

【０００５】本発明は以上の事情を背景として為された
もので、その目的とするところは、チゼルエッジを残し
てチッピングや切れ刃の食い込み過ぎを回避しつつ、お
むすび形の芯振れを防止するとともに、ウェブ心厚が比
較的厚い場合でも良好な切りくず排出性能が得られるよ
うにすることにある。

【０００６】

【課題を解決するための手段】かかる目的を達成するた
めに、第１発明は、底面視においてドリル軸心と交差す
る直線状のチゼルエッジを有するとともに、そのチゼル
エッジの両コーナからドリル外周縁に至る一対の切れ刃
がドリル軸心に対して対称的に設けられているチゼル付
きのドリルであって、前記切れ刃が底面視においてドリ
ル回転方向へ凸となる形状を成し、ドリル外周縁からド
リル軸心側へ向かうに従って徐々にそのドリル軸心に接
近させられるとともに、そのドリル軸心側端部が前記チ
ゼルエッジのコーナを越えて更にそのドリル軸心に接近
させられるように、巴型のシンニングが施されているこ
とを特徴とする。

【０００７】第２発明は、第１発明において、(a) 前記
チゼルエッジはドリル直径の１０％以下で、(b) 前記切
れ刃のドリル軸心側端部は、前記チゼルエッジのコーナ
からそのチゼルエッジの長さの１／２以上延設されてい
ることを特徴とする。

【０００８】第３発明は、第１発明または第２発明にお
いて、前記切れ刃は、底面視においてドリル軸心を通る
一直線から所定寸法だけドリル回転方向へオフセットし
た位置にその一直線と略平行に形成された外周側切れ刃
部と、その外周側切れ刃部の内周側端部に滑らかに接続
する円弧形状の内周側切れ刃部とを有するものであるこ
とを特徴とする。

【０００９】第４発明は、第１発明または第２発明にお
いて、前記切れ刃は、底面視においてドリル軸心を通る
一直線から所定寸法だけドリル回転方向へオフセットし
た位置にその一直線と略平行に形成された外周側切れ刃
部と、その外周側切れ刃部の内周側端部に斜めに接続す
る直線状の内周側切れ刃部とを有するものであることを
特徴とする。

【００１０】第５発明は、第３発明または第４発明にお
いて、前記切れ刃のドリル軸心側端部は、前記一直線を
越えて反対側へ突き出していることを特徴とする。

【００１１】

【発明の効果】このようなチゼル付き巴型シンニングド
リルにおいては、切れ刃が、ドリル外周縁からドリル軸
心側へ向かうに従って徐々にそのドリル軸心に接近させ
られるとともに、そのドリル軸心側端部がチゼルエッジ
のコーナを越えて更にそのドリル軸心に接近させられる
ため、そのチゼルエッジのコーナからドリル軸心側端部
までの間に作用する切削抵抗により求芯力が得られ、チ
ゼルエッジの存在に拘らずおにぎり形の芯振れが良好に
抑制され、優れた加工精度が得られるようになる。ま
た、ドリル軸心付近までシンニングが施されているとと
もに、切れ刃はドリル回転方向に凸となる形状を成して
いるため、ウェブ心厚が比較的厚い難削材を高速重切削
するドリル等においても、良好な切りくず排出性能が得
られる。更に、ドリル軸心付近にはチゼルエッジが残っ
ているため、適度な切れ刃強度が得られ、芯振れが抑制
されることと相まってチッピングが良好に防止されると
ともに、切れ刃の食い込み過ぎも防止される。

【００１２】第２発明では、チゼルエッジがドリル直径
の１０％以下であるため、所定の切れ刃強度を確保しつ
つ切れ刃の食い込み過ぎを防止しながら、チゼルエッジ
に起因する切削抵抗が良好に軽減されるとともに、芯振
れが一層効果的に抑制される。また、切れ刃のドリル軸
心側端部は、チゼルエッジのコーナからそのチゼルエッ
ジの長さの１／２以上延設されているため、中心部にお
ける切りくず排出性が向上するとともに、その部分の切
削抵抗によって適当な求芯力が得られる。

【００１３】第５発明では、切れ刃のドリル軸心側端部
が、外周側切れ刃部と略平行なドリル軸心を通る一直線
を越えて反対側へ突き出しているため、同じく中心部に
おける切りくず排出性が向上するとともに、その部分の
切削抵抗によって適当な求芯力が得られる。

【００１４】

【発明の実施の形態】本発明は、例えばウェブ心厚がド
リル直径の２５％〜５０％程度の高速重切削用のドリル
に好適に適用される。その場合は、切りくずの排出に必
要な溝深さを確保しつつ大きな切削抵抗に耐えられる高
剛性が得られ、おにぎり形の芯振れが一層効果的に抑制
される。

【００１５】チゼルエッジの長さは、芯振れを防止した
り切削抵抗を軽減したりする上でドリル直径の１０％以
下であることが望ましいが、短すぎると切れ刃強度が損
なわれたり食い込み過ぎたりするため、少なくとも０．
５ｍｍ程度以上は残しておくことが望ましい。

【００１６】切れ刃のドリル軸心側端部は、チゼルエッ
ジのコーナを越えて更にドリル軸心に接近させられる
が、切れ刃の端部がドリル軸心に最接近させられる必要
はなく、チゼルエッジのコーナとの間の中間部でドリル
軸心に最接近させられるようになっていても良い。

【００１７】以下、本発明の実施例を図面を参照しつつ
詳細に説明する。図１は本発明の一実施例であるチゼル
付き巴型シンニングドリル１０（以下、単にドリル１０
という）を、その先端側から見た底面図であり、図２
は、ドリル１０の先端部を示す側面図である。このドリ
ル１０は、工具鋼、高速度鋼、超硬合金、サーメット、
ダイヤモンド超高圧焼結体などのよく知られた材料から
構成されているとともに、ウェブ心厚がドリル直径の約
３０％と比較的大きい難削材を高速重切削するためのも
のである。図１および図２において、ドリル１０の円錐
状の先端面には、スパイラルに形成された一対の切りく
ず排出溝１２ａ、１２ｂが開口させられており、底面視
において始端がドリル軸心Ｏ付近にあって終端がドリル
外周縁に至る一対の切れ刃１４ａ、１４ｂがドリル軸心
Ｏに対して対称的に形成されている。また、ドリル軸心
Ｏと交差する直線状のチゼルエッジ１６を備えており、
その両端すなわちコーナは、上記一対の切れ刃１４ａ、
１４ｂに斜めに交わっている。

【００１８】一対の切れ刃１４ａ、１４ｂは、底面視に
おいてドリル軸心Ｏを通る一直線Ｓから所定寸法だけド
リル回転方向（図１では左まわり方向）へオフセットし
た位置に、その一直線Ｓと略平行に形成された外周側切
れ刃部１８ａ，１８ｂと、その外周側切れ刃部１８ａ，
１８ｂの内周側端部に滑らかに接続する内周側切れ刃部
２０ａ，２０ｂとから構成されている。内周側切れ刃部
２０ａ，２０ｂは、ドリル軸心Ｏに対して対称的に施さ
れた一対の巴型シンニング２２ａ，２２ｂ（図の斜線部
分）により、底面視においてドリル回転方向へ凸となる
円弧形状とされており、ドリル軸心Ｏ側へ向かうに従っ
て徐々にそのドリル軸心Ｏに接近させられるとともに、
そのドリル軸心側端部はチゼルエッジ１６のコーナを越
えて更にそのドリル軸心Ｏに接近させられている。

【００１９】上記巴型シンニング２２ａ，２２ｂによ
り、チゼルエッジ１６の長さはドリル直径の１０％以
下、実施例では６％〜７％程度とされているとともに、
切れ刃１４ａ，１４ｂのドリル軸心側端部は、チゼルエ
ッジ１６のコーナからチゼルエッジ１６の長さの１／２
以上延設され、前記一直線Ｓを越えて反対側へ突き出し
ている。また、内周側切れ刃部２０ａ，２０ｂの曲率半
径は、ドリル直径の２４％程度以上、実施例では約４０
％程度とされており、外周側切れ刃部１８ａ，１８ｂに
滑らかに接続されているとともに、チゼルエッジ１６の
コーナ部分における接線とチゼルエッジ１６との交差角
度であるチゼル角εは１３０°程度以上、実施例では約
１３５°程度とされている。なお、内周側切れ刃部２０
ａ，２０ｂは、一直線Ｓを越えたドリル軸心側端部とチ
ゼルエッジ１６のコーナとの中間位置でドリル軸心Ｏに
最接近させられており、その最接近部分よりも端部側は
実質的に切れ刃として機能しない。また、ドリル１０の
先端には、切れ刃１４ａ，１４ｂに連続して逃げ面２４
ａ，２４ｂが設けられている。

【００２０】このようなドリル１０においては、切れ刃
１４ａ，１４ｂが、ドリル外周縁からドリル軸心Ｏ側へ
向かうに従って徐々にそのドリル軸心Ｏに接近させられ
るとともに、そのドリル軸心側端部がチゼルエッジ１６
のコーナを越えて更にそのドリル軸心Ｏに接近させられ
るため、そのチゼルエッジ１６のコーナからドリル軸心
側端部までの間に作用する切削抵抗により求芯力が得ら
れ、チゼルエッジ１６の存在に拘らずおにぎり形の芯振
れが良好に抑制され、優れた加工精度が得られるように
なる。

【００２１】また、ドリル軸心Ｏ付近まで巴型シンニン
グ２２ａ，２２ｂが施されているとともに、切れ刃１４
ａ，１４ｂは全体としてドリル回転方向に凸となる形状
を成しているため、本実施例のようにウェブ心厚が比較
的厚い難削材を高速重切削するドリル１０においても、
良好な切りくず排出性能が得られる。

【００２２】特に、本実施例では切れ刃１４ａ，１４ｂ
のドリル軸心側端部は、チゼルエッジ１６のコーナから
そのチゼルエッジ１６の長さの１／２以上延設され、一
直線Ｓを越えて反対側へ突き出しているため、中心部に
おける切りくず排出性が向上するとともに、その部分の
切削抵抗によって適当な求芯力が得られる。

【００２３】また、ドリル軸心Ｏ付近にはチゼルエッジ
１６が残っているため、適度な切れ刃強度が得られ、芯
振れが抑制されることと相まってチッピングが良好に防
止されるとともに、切れ刃１４ａ，１４ｂの食い込み過
ぎも防止される。

【００２４】また、本実施例では、チゼルエッジ１６が
ドリル直径の６％〜７％程度であるため、所定の切れ刃
強度を確保しつつ切れ刃１４ａ，１４ｂの食い込み過ぎ
を防止しながら、チゼルエッジ１６に起因する切削抵抗
が良好に軽減されるとともに、芯振れが一層効果的に抑
制される。

【００２５】また、本実施例のドリル１０は、ウェブ心
厚がドリル直径の３０％程度であるため、切りくずの排
出に必要な溝深さを確保しつつ大きな切削抵抗に耐えら
れる高剛性が得られ、おにぎり形の芯振れが一層効果的
に抑制される。

【００２６】また、本実施例ではチゼル角εが約１５５
°と大きいため、チゼルエッジ１６のコーナが瞬間回転
中心になり難く、この点でもおにぎり形の芯振れが抑制
される。

【００２７】なお、上記実施例では、内周側切れ刃部２
０ａ，２０ｂが円弧形状を成していたが、図３に示すド
リル３０のように、内周側切れ刃部３２ａ，３２ｂが略
直線状となるように巴型シンニング３４ａ，３４ｂ（図
の斜線部分）を施すこともできる。この場合は、前記実
施例に比較してシンニング領域が広くなるため、それだ
けチップポケットが大きくなり、切りくず排出性能が一
層向上する。なお、内周側切れ刃部３２ａ，３２ｂの外
周側端部と前記外周側切れ刃部１８ａ，１８ｂとの接続
部は滑らかなＲとされており、内周側切れ刃部３２ａ，
３２ｂのドリル軸心側端部は、チゼルエッジ１６のコー
ナを越えてから比較的小さな曲率半径でドリル軸心Ｏま
わりに曲がり込んでいる。また、チゼルエッジ１６の長
さは前記実施例と略同じで、チゼル角εは約１４０°で
ある。

【００２８】以上、本発明の実施例を図面に基づいて詳
細に説明したが、本発明は他の態様で実施することもで
きる。

【００２９】例えば、前述の実施例のドリル１０、３０
は無垢の材質であったが、超硬合金、セラミック、ダイ
ヤモンド超高圧焼結体、ＣＢＮ超高圧焼結体、のチップ
が先端部或いは切れ刃部にろう着けなどにより固着され
たものであってもよい。

【００３０】その他一々例示はしないが、本発明は当業
者の知識に基づいて種々の変更，改良を加えた態様で実
施することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例であるチゼル付き巴型シンニ
ングドリルの底面図である。

【図２】図１のドリルの先端部を示す側面図である。

【図３】本発明の他の実施例を示す底面図である。

【図４】従来のシンニングの幾つかの例を説明する図で
ある。

【符号の説明】

１０，３０：チゼル付き巴型シンニングドリル １４ａ．１４ｂ：切れ刃 １６：チゼルエッジ １８ａ，１８ｂ：外周側切れ刃部 ２０ａ，２０ｂ，３２ａ，３２ｂ：内周側切れ刃部 ２２ａ，２２ｂ，３４ａ，３４ｂ：巴型シンニング Ｏ：ドリル軸心 Ｓ：一直線

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 底面視においてドリル軸心と交差する直
   線状のチゼルエッジを有するとともに、該チゼルエッジ
   の両コーナからドリル外周縁に至る一対の切れ刃がドリ
   ル軸心に対して対称的に設けられているチゼル付きのド
   リルであって、 前記切れ刃が底面視においてドリル回転方向へ凸となる
   形状を成し、ドリル外周縁からドリル軸心側へ向かうに
   従って徐々に該ドリル軸心に接近させられるとともに、
   該ドリル軸心側端部が前記チゼルエッジのコーナを越え
   て更に該ドリル軸心に接近させられるように、巴型のシ
   ンニングが施されていることを特徴とするチゼル付き巴
   型シンニングドリル。
2. 【請求項２】 請求項１において、 前記チゼルエッジはドリル直径の１０％以下で、 前記切れ刃のドリル軸心側端部は、前記チゼルエッジの
   コーナから該チゼルエッジの長さの１／２以上延設され
   ていることを特徴とするチゼル付き巴型シンニングドリ
   ル。
3. 【請求項３】 請求項１または２において、 前記切れ刃は、底面視においてドリル軸心を通る一直線
   から所定寸法だけドリル回転方向へオフセットした位置
   に該一直線と略平行に形成された外周側切れ刃部と、該
   外周側切れ刃部の内周側端部に滑らかに接続する円弧形
   状の内周側切れ刃部とを有するものであることを特徴と
   するチゼル付き巴型シンニングドリル。
4. 【請求項４】 請求項１または２において、 前記切れ刃は、底面視においてドリル軸心を通る一直線
   から所定寸法だけドリル回転方向へオフセットした位置
   に該一直線と略平行に形成された外周側切れ刃部と、該
   外周側切れ刃部の内周側端部に斜めに接続する直線状の
   内周側切れ刃部とを有するものであることを特徴とする
   チゼル付き巴型シンニングドリル。
5. 【請求項５】 請求項３または４において、 前記切れ刃のドリル軸心側端部は、前記一直線を越えて
   反対側へ突き出していることを特徴とするチゼル付き巴
   型シンニングドリル。