JPS6311208A - 穴あけ工具 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明は穴あけ工具、更に詳しくは一対の切刃を有する
穴あけ工具に関するものである。

（従来の技術） 米国特許第４，３７３，８３９号には回転軸を挾んで相
対向する一対の切刃を有する穴あ（フエ臭が開示されて
いる。すなわち、この工具においては両切刃の間の回転
軸を含む部分にスロットが形成されており、この部分で
は切削が行なわれないようになっている。またこの工具
においては両切刃の回転軸に最も近い部分（これを本明
細書においては切刃の「最内点」と称することにする）
は回転軸に関して対称に配されている。すなわち両最内
点は互いに直径方向に対向し、回転軸から等距離にある
。通常この距離は０．１ｍ〜１．２５．である。

前記米国特許の記載によれば、両切方間にスロットを設
けることによって切削中に工具に作用するスラスト荷重
を小さくすることができるとともに、切間が切刃に粘り
着くのを防止することができ、ざらに工具のびびりを防
止することができるよまたその８［２載によれば、切刃
間にスロットがあるため、穿設される穴の底面には当初
円柱状のコア（材料の切り残し部分）が形成されるが、
そのコアが過度に長くならないうちにねじ切られるよう
にスロットの巾が設定される。

しかしながら、本発明者等の実験によれば、その工具に
おいては切旧やねじ切られたコアがスロット内に詰って
穿孔作用に悪影響を及ぼしたり切刃が欠けたりすること
が多いという問題がある。

（発明の目的） 上記のような事情に鑑みて本発明は穿孔中に作用するス
ラスト荷重を小ざくすることができ、切間の切刃への粘
り着きやびびりを防止することができ、しかも切宵ヤね
じ切られたコアが穿孔作用に悪影響を与えたり、切刃に
損傷を与えたりしないように速やかに排出されるように
した穴めけ工具を提供することを目的とするものである
。

（発明の構成） 本発明の工具は一対の切刃が工具本体の先端面の回転軸
を含む部分に狭いスロワｌへか形成されるように互いに
間隔を置いて設けられており、かつ一方の切刃の最内点
と前記工具本体の回転軸を結ぶ線と他方の切刃の最内点
と前記工具本体の回転軸を結ぶ線とが工具本体の軸方向
に見て約１６０゜以下の角度をなしていることを特徴と
するものでめる。

なあ、本発明に係る工具はセントラルコアを備えた孔を
穿けるためのものではなく、セントラルコアのない孔を
穿けるためのもので例乞すなわち、前記スロットの巾は
一旦形成されたコアがその穿孔作業中に破壊されるよう
な大きざに選択され、通常０．２〜２．５Ｍとされる。

（実　施　例） 以下図面を参照して本発明の実施例を詳細に説明する。

第１〜３図は本発明を摘要することのできる工具の一例
を示すものである。この工具はツイストドリル１であっ
て本体部２とシャンク３とからなっている。この本体部
２は、その先端部には、一対（第１．第２）の切刃４．
５を有するとともに、その側部には、ねじれ溝６が形成
されている。また、本体部２のヒール部分７には、切削
油を供給する一対の油穴８が開口している。

なあ、前記切刃４，５は、超硬合金からなる切刃片を本
体部２のチップ座９内にろう付けすることによって形成
されている。この切刃４．５は、軸方向のすくい角Ａが
前記ねじれ溝６のねじれ角に合致するようになっており
、また半径方向のすくい角Ｂが負角になるようになって
いる。例えば、すくい角Ａは１８°、すくい角Ｂは一１
８°前後に設定されている。

前記一対の切刃４．５は本体部２の回転軸の両側に互い
に間隔を置いて対向しており、両者間にスロット１０が
形成されている。

本発明の工具の最も重要な特徴はスロット１０の両側の
切刃４，５の最内点の位置関係にある。以下、この点に
ついて、両切刃の最内点が本体部２の回転軸に関して対
称に位置している従来技術によるドリルと比較しながら
詳細に説明する。

従来のドリルにおいては、第４Ａ図に示すように第１．
第２の切刃４，５の最内点くそれぞれ１１゜１２で示さ
れている）は本体部２の回転軸Ｏに関して対称に配され
ている。すなわち第１の切刃４の最内点１１と第２の切
刃５の最内点１２は互いに直径方向に対向し、回転軸Ｏ
から等距離にある。これに対して本発明のドリルにおい
工は例えば第４８゜４Ｃ図に示すように両最内点１１．
７２は直径方向に対向していない、丁なわら第４Ｂ、４
Ｃ図において、回転軸Ｏと第１の切刃４の最内点１１と
を通る直線Ｌ１と、回転軸Ｏと第２の切刃５の最内点１
２とを通る直線Ｌ２は角度θをなしている。この第４Ｂ
、４０図に示すような状態は例えば切刃４゜５の少なく
とも一方を面取りすることによって得られる。第４Ｂ図
に示す切刃の場合には、面取りされた方の切刃の最内点
の方が面取りされていない方の切刃の最内点より回転軸
Ｏからの距離か長く、第４Ｃ図に示す切刃の場合にはそ
の逆になっている。最も両最内点１１．１２は回転軸Ｏ
から等距離にあっても差し支えない。すなわち本発明の
最も重要な特徴は両層内点１１．１２の回転軸からの距
離にあるのではなく、直線Ｌ１．Ｌ２が角度をなしてい
ることでか乞この角度θの大きざについては後に説明す
る。、第４Ａ、４Ｂ、４Ｃ図において、円Ｃは切刃によ
って切られずに、したがって一旦コアとなって残ると考
えられる被切削材の部分を示すもので市る。理論的には
円Ｃの直径、すなわち、穿孔工程中に一般的に形成され
るコアの直径は回転軸Ｏに近い方の最内点と回転軸Ｏの
間の距離によって決定される筈であるが、後述するよう
に実際にはそうはならないよなお、前述のように従来の
ドリルにおいては両層内点１１．１２間の距離が０２〜
２．５伽とされていた。

本発明は両層内点１１，１２が直径方向に対向していな
いドリルの場合に、両層内点１１．１２か直径方向に対
向している場合に比べてスロット１０のコア詰まりが生
じる頻度が小さいという発見に基づくものである。以下
本発明者の行なった実験に基づいて本発明の工具につい
て更に詳細に説明する。

実！！！１ 従来技術によるドリルと本発明に・よるドリルとを用意
した。両ドリルは第１図に示すようなタイプでおった。

（ホーニング−従来技術によるものは０．０３　＃Ｘ　
−２５’　、本発明による−ものは０．１５〜ｏ、’２
Ｍｘ−２５゛）従来技術によるものは軸方向に見た形状
がほぼ第４Ａ図に示すような形状の一対の切刃４，５を
有し、両切月間のスロット１０の１法は第５Ａ図に示す
ようであった。また両切刃４．５の最内点１１．１２は
直径方向に対向していた。

なお、第５Ａ図に示す寸法によれば両層内点１１゜１２
は回転軸Ｏからの距離が異なり、したがって両切刃４，
５は対称とは言えないが、この程度の距離の違いは不可
避の製造誤差であり、両切刃４゜５は実質的に回転軸Ｏ
に関して対称であるとして差し支えないと考えられる。

本発明によるドリルは第４Ｂ図に示すような形状の一対
の切刃４．５を備え、両切月間のスロット１０の寸法は
第５Ｂ図に示すようであった。また本発明によるドリル
においては両切刃４，５の最内点１１．１２は直径方向
に対向しておらず、直線Ｌ１と１２がなす角θは約１４
７．６’であった。両ドリルの径は共に２４．８Ｍであ
った。

前記両ドリルを使用して計２２個の深ざ１，３馴の孔を
穿け、スロット１０の詰まりを調べた。この際両ドリル
とも送り（ａｍ／ｒｅｖ）を所定の方法で変えた。この
実験１は以下の条件で行ない、結果は表■に示されてい
る。なお、表■において孔＃１〜＃１１は従来技術によ
るドリルで穿けられたものでめり、孔＃１２〜＃２２１
．を本発明によるドリルで穿けられたもので必る。

機　械　　　立型マシニングセンタＶ！ＶＩＣ−６（１
５に臀）　東芝機械 被削材　　　８５５ＣトｌＢ２３０ ２５０Ｘ　１８０Ｘ４０を 切削曲　　　エマルジョン　ト（ＤＥ５０　（ｘｌＯ）
ユシロ 油　但　　　８９Ｊ、／分 給油ホルダ　ＢＴ５０−φ３２−サイドロツククロダク
ーラントフィードホルダ 回転Ｆ７５０Ｏｒ、ｐ、ｍ　　一定 入一ユ 従来技術によるドリル 子いα　　　送り＜　！Ａ、／　「Ｆ！■）　　　乙古
まり＃’１０．２０有 詳２０．０３有 妊３０．２０有 妊４　　　　０．０３　　　　　　　　無ぜ５０．１５
有 妊６　　　　０．０３　　　　　　　　無＃７０．２０
有 詳８０．０３有 ＄９０．０３有 詳１００．１０有 芹１１０．０３有 本発明のドリル 孔Ｎα　　　送り（咽／ｒｅＶ　）　　　詰まり＄１２
　　　　０．２０　　　　　　　　無詳１３０．０３無 鐸１４　　　　０，２０　　　　　　　　無上１５　　
　　０．０３　　　　　　　　照＃１６　　　　０．１
５　　　　　　　　無詳１７　　　　０．０３　　　　
　　　　無＃　１Ｂ　　　　　０．２０　　　　　　　
　無上１９　　　　０．０３　　　　　　　　無詳２０
　　　　０．０３　　　　　　　　ｉ妊７１　　　　０
．１０　　　　　　　　無詳２２　　　　０．０３　　
　　　　　　無表■に示す結果から明らかなように本発
明のドリルの場合にはスロット１０内にコアや切屑が詰
まる頻度は従来技術によるドリルの場合に比べて小さか
った。より正確には、本発明のドリルの場合にはスロッ
ト１０が詰まることは全くなかった。

実験２ 第１図に示すような形式のドリルを４本（ドリルＡ〜ド
リルＤ）用意した。（ホーニング−ドリルへの場合には
０．０３　ｓＸ　−２５’　、ドリルＢ〜ドリルＤの場
合には０．１５〜０．２ＭＲｘ　−２５”　）ドリルＡ
は従来技術によるものであり、第４Ａ図に示すような形
状の一対の切刃４，５を備えていた。

ドリルＢ〜ドリルＤは第４Ｃ図に示すような形状の一対
の切刃４．５を備えていた。なお、各ドリルのスロット
の寸法は第６図および次の表に示す通りであった。

ドリルＡ　ドリルＢ　ドリルＣドリルＤ　ドリルＥｒＡ
０　０．３６５　　０．３６０　　０．３５３　　０．
３ｓｏ　　　Ｏ，３６ＯｒＢ０　０．２８４　　０．２
９６　　０．３１８　　０．３６１　　０．３７２ｒＡ
１０．３３５　　０．３２８　　０．３２９　　０．３
３６　　０．３３ＯｒＢ１　０．２４４　　０．２５６
　　０．２９Ｂ　　　０．３１９　　０．３４８ｒＡ２
　０．３０５　　０．２９３　　０．３０５　　０．３
１７　　０．３１２ｒ３２０．２２６　　０．２３８　
　０．２６６　　０．２６７　　、　０．３２２ｒＡ３
　０．２９８　　０．２８２　　０．２Ｂ５　　０．３
０１　　０．２９９ｒ３３　０．２２８　　０．２３６
　　０．２３３　　０．２３４　　０．３１０ドリルＡ
の場合には両切刃４，５の最内点１１゜１２は直径方向
に対向しており、ドリルＢ〜ドリルＥの場合には前記直
線Ｌｌ　、Ｌ２がなす角度θがそれぞれ約１６３．６°
、　　１５３．３°、　　１４１．９°および９０．０
’であった。またドリルＡ〜ドリルＥの直径１ま全て２
４．８調であった。

ドリルＡ〜ドリルＥを使用し、送り０．３ｒｒｒｍ／　
ｒｅＶで多数の深さ２ｆｆｉ１Ｍの孔を穿孔し、スロッ
ト１０のコア詰まりを調べた。結果を表■に示す。なお
実験は次のような条件で行なった。

機　械　　　竪型マシニングセンタＭＭＣ−６（ＩＩＫ
Ｗ）　　東芝機械 被削材　　　５５５ＣＨａ　　２５０〜２７０２５０ｘ
　１８０ｘ４０を 切削油　　　エマルジョン　ＨＤＥ５０（Ｘ１０）ユシ
ロ 油　倦　　　８９，７分　内部給油 給油ホルダ　ＢＴ５０−Φ３２−サイドロツククロダク
ーラントフイードホルダ 回転数　　　５０Ｏｒ、り、＋１１　−足表　■ コア詰まり 発生数／穿孔数 ドリルＡ（θ＝　１８０’　）　　　　　１０．／１０
ドリルＢ（θ＝　１６３．６°）　　　　　７．／１０
ドリルＣ（θ＝　１５３．３°）　　　　　２．／１０
ドリルＤ（θ−１４１，９”　＞　　　　　２／１０ド
リルＥ（θ＝　　９０．０”　）　　　　　０／１０な
お、実験２の前に、穿孔深さ２ＩＷＲ１送り０．３ｓ／
ｒｅｖというのはコア詰まりが発生し易い条件であるこ
とが実験的に確かめられていた。この事実を考慮に入れ
ると、角度θが約１６３．６°であるドリルＢが許容可
能と不可能の境界にあると見なして差し支えないように
思われる。したがって本発明においては角度θは約１６
０°以下であり、望ましくは１５３°以下である。

本発明の構成によって上述のような効果が得られる理由
は明確ではないが、次のようではないかと思われる。

前述のように、穿孔の際に一時的に形成されるコアの径
は理論的には両層内点１１．１２のうちの回転軸Ｏに近
い方と回転軸Ｏとの間の距離によって決定される筈であ
る。したがって本発明のドリルの場合にも従来技術によ
るドリルの場合にもコアの径はスロット１０の巾より大
きくなる筈がなくしたがってコアがスロット１０内に保
持される筈がない。しかしながら従来技術によるドリル
の場合には表１．ＩＩに示すようにコアがスロット１０
内に詰まってしまうことが頻繁に生ずる。本発明者の実
験によって一対の切刃の間にスロットを有するドリルで
穿孔した際に一時的に形成されるコアの径はそのスロッ
トの巾より大きいという予期しない結果が得られた。こ
の傾向は本発明のドリルにおいて従来技術のドリルにお
いてより顕著である。

この事実は次のようなメカニズムを暗示しているように
思われる。

ドリルが回転すると（第４Ａ〜４Ｄ図において反時計方
向）、被削材から穿孔中の孔の底で切刃に沿って切屑が
切り出される。それと同時にコアがその孔の底から上方
に向かって生長する。ドリルが更に反時計方向に回転す
ると切屑が切刃の各点においてその切刃にほぼ直角な方
向に押し出され、その一部がコアに擦りつけられて、コ
アを太らせる。実験中に撮影された写真の内に、形成さ
れたばかりのコアの径がスロット１０の巾よりも小ざく
、そのスロット１０を形成するドリルの壁をコアの外面
との間を切屑が満たしている状態を明確に見ることがで
きた。従来技術のドリルにおけるように切刃の最内点１
１．１２が直径方向に対向していると、すなわら直径方
向に対向する平行壁が存在すると、コアが太って行くと
その平行壁の間に捕えられてしまう。これに対して本発
明のドリルのように最内点１１．１２が直径方向に対向
しておらず直径方向に対向する平行壁が存在しないとき
には、コアが相当太くならないと最内点１１．１２の間
に捕えられることはなく、コアはそこまで太くならない
うちに折れてしまう。これが、本発明のドリルにおいて
の方が従来技術のドリルにおいてよりコア詰まりが少な
く、また本発明のドリルによって形成されるコアの方が
従来技術のドリルによって形成されるコアより太い理由
のように思われる。

以上、切刃を本体部にろう付けしてなるツイストドリル
を例にとって本発明を説明したが、本発明は切刃が本体
部と一体的に形成されているソリッドタイプの工具に摘
要することもできるし、またツイストドリル以外の種々
の穴あけ工具に摘要することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明を摘要することのできる工具の一例を示
す側面図、 第２図はその底面図、 第３図はその一部の側面図、 第４Ａ図は従来技術によるドリルの２枚の切刃の位置関
係を示す拡大図、 第４Ｂ、４Ｃ，４Ｃ図はそれぞれ本発明の一実施例のド
リルの２枚の切刃の位置関係を示す拡大図、 第５Ａ図は実験１において使用された従来技術によるド
リルの一部の概略断面図、 第５Ｂ図は同じく実験１において使用された本発明によ
るドリルの同じ部分の概略断面図、第６図は実験におい
て使用されたドリルの一部の寸法を示す断面図である。 ２・・・本　体　部　　　　　３・・・シャンク部４．
５・・・切　　刃　　　　１０・・・スロット１１、１
’・・・最内点 第１図

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. （１）工具本体とその先端面に設けられた一対の切刃と
   からなる穴あけ工具において、 前記一対の切刃が前記工具本体の先端面の回転軸を含む
   部分に狭いスロットが形成されるように互いに間隔を置
   いて設けられており、かつ一方の切刃の最内点と前記工
   具本体の回転軸を結ぶ直線と他方の切刃の最内点と前記
   工具本体の回転軸を結ぶ直線とが工具本体の軸方向に見
   て約１６０゜以下の角度をなしていることを特徴とする
   穴あけ工具。
2. （２）前記２本の直線がなす角度が１５３゜以下である
   ことを特徴とする特許請求の範囲第１項記載の穴あけ工
   具。
3. （３）前記両切刃の最内点が前記工具本体の回転軸から
   異なる距離にあることを特徴とする特許請求の範囲第１
   項または第２項記載の穴あけ工具。