WO2020031259A1 - ドリル - Google Patents

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drill
edge
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周平 三角
吉田　稔
佐藤　佳司
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Sumitomo Electric Hardmetal Corp
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Sumitomo Electric Hardmetal Corp
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    • B23B2251/00—Details of tools for drilling machines
    • B23B2251/18—Configuration of the drill point

Definitions

  • the present disclosure relates to a drill.
  • a laminated body in which a fiber reinforced plastic (FRP) layer such as a carbon fiber reinforced plastic (CFRP) layer and a metal layer are laminated is used as a structural material of an aircraft fuselage and wings.
  • a drill described in Patent Literature 1 is used to make a hole in this laminate.
  • the drill disclosed in Patent Literature 1 has a cutting edge symmetrical with the center of rotation from the center of rotation to the outer periphery at the tip of the main body. This cutting edge is composed of at least three portions: a rotation center portion, an intermediate blade portion connected to the outer end thereof, and a linear outermost blade portion connected to the outer end of the intermediate blade portion. However, it decreases stepwise from the rotation center side to the outer peripheral side blade portion.
  • a drill includes a body having a front end and a rear end opposite to the front end.
  • the body includes a first cutting edge, a second cutting edge separated from the first cutting edge on a rear end side, an outer peripheral portion, and a flank.
  • the outer peripheral portion is formed with a twist groove extending along the central axis of the body and a concave portion extending in a direction intersecting the central axis and crossing the outer peripheral portion.
  • the center axis of the body extends from the front end to the rear end.
  • the concave portion has a first surface continuous with the outer peripheral portion and extending from the outer peripheral portion toward the central axis, and a second surface continuous with the first surface and extending from the first surface toward the tip of the body.
  • the first cutting edge is constituted by a first ridgeline formed by the flank and the surface of the twist groove.
  • the second cutting edge is constituted by a second ridgeline formed by the first surface and the surface of the twist groove.
  • the second outer edge of the second cutting edge is the first outer edge of the first cutting edge. It is closer to the center axis than the outer end.
  • FIG. 2 is a first side view of the drill according to the embodiment as viewed from a first direction.
  • FIG. 5 is a second side view of the drill according to the embodiment as viewed from a direction different from the first direction by 90 degrees. It is a bottom view of the drill concerning an embodiment.
  • FIG. 4 is a partially enlarged side view of a region IV shown in FIG. 1 of the drill according to the embodiment. It is the elements on larger scale of the drill concerning an embodiment.
  • FIG. 4 is a diagram illustrating a micrograph of an exit of a through hole when a through hole is formed in a stacked body using the drill of Example 1. It is a figure which shows the micrograph of the exit of a through-hole when a through-hole is formed in a laminated body using the drill of the comparative example.
  • the drill 1 includes a body 2 having a front end 2a and a rear end 2b opposite to the front end 2a.
  • the body 2 includes a first cutting edge 12, a second cutting edge 24 separated from the first cutting edge 12 on the side of the rear end 2 b, the outer peripheral portion 4, and the flank 11.
  • the outer peripheral portion 4 is formed with a twist groove 8 extending along the central axis A of the body 2 and a concave portion 20 extending in a direction intersecting the central axis A and crossing the outer peripheral portion 4.
  • the center axis A of the body 2 extends from the front end 2a to the rear end 2b.
  • the concave portion 20 is connected to the outer peripheral portion 4 and extends from the outer peripheral portion 4 toward the central axis A.
  • the first surface 20a is connected to the first surface 20a and is located from the first surface 20a toward the tip 2a of the body 2 And an extending second surface 20b.
  • the first cutting edge 12 is constituted by a first ridgeline formed by the flank 11 and the surface of the twist groove 8.
  • the second cutting edge 24 is constituted by a second ridgeline formed by the first surface 20a and the surface of the twist groove 8.
  • a second outer side of the second cutting edges 24 is closer to the center axis A than the first outer end 12a of the first cutting edge 12.
  • the second outer edge 24a of the second cutting edge 24 is more central axis than the first outer edge 12a of the first cutting edge 12 in a side view of the body 2 from the first direction.
  • the length of the second cutting edge 24 is short to some extent on the A side. Therefore, the ring-shaped chips generated when the work material is drilled by the first cutting edge 12 are cut by the second cutting edge 24 and removed from the work material.
  • the drill 1 according to the present disclosure can suppress generation of ring-shaped chips on a work material when performing drilling on the work material.
  • the second distance r 2 is the first distance r 1 and the third distance r Greater than three .
  • the first distance r 1 is the distance between the first outer edge 12a of the first cutting edge 12 and the central axis A in the plan view.
  • Second distance r 2 are, in said plane view is the distance between the second outer end 24a and the central axis A of the second cutting edges 24.
  • the third distance r 3 is a distance between the inner end 24b of the second cutting edge 24 and the center axis A in the plan view.
  • the trajectory of the second cutting edge 24 in a plan view of the tip 2a from the second direction along the central axis A is:
  • the trajectory of the first outer edge 12a of the first cutting edge 12 overlaps. Therefore, the ring-shaped chips generated when the work material is drilled by the first cutting edge 12 are more reliably cut by the second cutting edge 24 and more reliably removed from the work material.
  • the drill 1 according to the present disclosure can suppress generation of ring-shaped chips on a work material when performing drilling on the work material.
  • the second surface 20b is concave toward the central axis A.
  • Distance L 3 between the inner end 24b of the second cutting edge 24 bottom 20c of the second surface 20b is 10% or less than 1% of the drill diameter D.
  • the bottom 20c of the second surface 20b is a portion of the second surface 20b where the distance from the central axis A is minimum.
  • Drill diameter D is twice the second distance r 2. Because the distance L 3 between the bottom 20c of the inner end 24b and the second surface 20b of the second cutting edge 24 is 1% or more of the drill diameter D, the chips of the rings that are cut by the second cutting edges 24 It is discharged by the recess 20.
  • the ring-shaped chips cut by the second cutting edge 24 can be prevented from adhering to the second cutting edge 24.
  • the length L 2 of the second cutting edge 24 is 0.15 mm or more and 0.35 mm or less. Since the length L 2 of the second cutting edge 24 is 0.15 mm or more, the ring-shaped chips generated when the workpiece is drilled by the first cutting edge 12 are more likely to be cut by the second cutting edge 24. It is reliably cut and more reliably removed from the work material. Since the length L 2 of the second cutting edge 24 is equal to or less than 0.35 mm, in addition to the ring-shaped chips already generated by the first cutting edge 12, the work material newly cut by the second cutting edge 24 is removed. Chips can be prevented from adhering to the second cutting edge 24 and generating ring-shaped chips on the work material.
  • the tip angle (second tip angle ⁇ ) of the second cutting edge 24 is 170 degrees or more and 190 degrees or less. Since the tip angle (second tip angle ⁇ ) of the second cutting edge 24 is 170 degrees or more, generation of ring-shaped chips due to plastic deformation of the work material can be suppressed. Since the tip angle (second tip angle ⁇ ) of the second cutting edge 24 is equal to or less than 190 degrees, a decrease in mechanical strength of the second cutting edge 24 is suppressed, and the second cutting edge 24 is used during processing of a work material. Can be prevented from being damaged.
  • the distance L 1 between the first outer end 12a and the second outer end 24a in the direction in which the central axis A extends is 1.0 mm or more. 3.0 mm or less. Since the distance L 1 is equal to or less than 3.0 mm, ring-shaped chips generated when the work material is drilled by the first cutting edge 12 can be prevented from adhering to the second cutting edge 24. Since this distance L 1 is 1.0mm or more, and it is possible to form the second surface 20b which is recessed toward the central axis A, thereby facilitating removal of the ring-shaped chips. Further, the second cutting edge 24 can be easily formed near the first cutting edge 12 without excessively reducing the mechanical strength of the tip 2a of the body 2.
  • the twist angle ⁇ of the twist groove 8 is not less than 20 degrees and not more than 40 degrees.
  • the first cutting edge 12 is a single angle type.
  • the drill 1 is used, for example, for making a hole in a work material.
  • the work material is, for example, a laminate in which a fiber reinforced plastic (FRP) layer such as a carbon fiber reinforced plastic (CFRP) layer or a glass fiber reinforced plastic (GFRP) layer and a metal layer are laminated.
  • FRP fiber reinforced plastic
  • CFRP carbon fiber reinforced plastic
  • GFRP glass fiber reinforced plastic
  • the drill 1 includes a body 2 and a shank 3.
  • the body 2 has a front end 2a and a rear end 2b opposite to the front end 2a.
  • the body 2 is made of, for example, a cemented carbide.
  • a diamond coating may be applied to the surface of the body 2.
  • the shank 3 is provided at the rear end 2b of the body 2.
  • the shank 3 is a handle held by the machine tool during use.
  • the body 2 has a central axis A.
  • the center axis A is an axis serving as a rotation center of the drill 1.
  • the center axis A of the body 2 extends from the front end 2a to the rear end 2b.
  • the body 2 includes an outer peripheral portion 4.
  • the outer peripheral portion 4 includes an outer peripheral surface 5 which is an outer peripheral side surface of the body 2.
  • the outer peripheral portion 4 may further include a margin 6.
  • the margin 6 is provided at the leading edge of the outer peripheral portion 4 (the front edge of the outer peripheral portion 4 in the rotation direction C of the drill 1 (see FIG. 3)) and protrudes from the outer peripheral surface 5.
  • the margin 6 forms a gap between the work material and the outer peripheral surface 5 of the first portion 2p during processing of the work material, and prevents the outer peripheral surface 5 from contacting the work material.
  • the outer peripheral portion 4 is formed with a twist groove 8 extending along the central axis A of the body 2.
  • the twist groove 8 is formed from the front end 2a to the vicinity of the rear end 2b.
  • the twist groove 8 is spirally formed around the central axis A. Chips cut out from the work material during processing of the work material are discharged from the twist groove 8.
  • a plurality of twist grooves 8 may be formed.
  • the twist angle ⁇ of the twist groove 8 may be, for example, 10 degrees or more, or 20 degrees or more.
  • the twist angle ⁇ of the twist groove 8 may be, for example, 40 degrees or less, or 30 degrees or less. As shown in FIG. 1, the twist angle ⁇ of the twist groove 8 is an angle between the central axis A and the extending direction of the twist groove 8.
  • the body 2 includes a first portion 2p, a second portion 2q, and a recess 20 between the first portion 2p and the second portion 2q.
  • the first portion 2p includes the tip 2a of the body 2.
  • the second portion 2q includes a rear end 2b of the body 2.
  • the diameter of the second portion 2q gradually increases from the concave portion 20 of the second portion 2q toward the rear end 2b of the second portion 2q.
  • the concave portion 20 is concave from the outer peripheral portion 4 toward the central axis A.
  • the recess 20 is formed, for example, by polishing the outer peripheral portion 4 with a grindstone.
  • the first portion 2 p includes the first cutting edge 12, the flank 11, the rake face 10, and the outer peripheral portion 4.
  • the twist groove 8 also extends to the first portion 2p.
  • the first cutting edge 12 is constituted by a first ridgeline formed by the flank 11 and the surface of the twist groove 8. A part of the surface of the twist groove 8 forms a rake face 10.
  • the first cutting edge 12 includes a first outer end 12a that is a distal end of the first cutting edge 12 from the central axis A.
  • the first cutting edge 12 is of a single angle type.
  • the first cutting edge 12 may be a double-angle type including a first cutting edge portion and a second cutting edge portion having different tip angles, or a first cutting edge portion and a second cutting edge portion having different tip angles. It may be a triple angle type including two cutting edge portions and a third cutting edge portion.
  • the first portion 2p may further include a rear surface 14, a tip ridge line 15, and a thinning portion 17.
  • the rear surface 14 is continuous with the flank 11 and is in a direction opposite to the rotation direction C of the drill 1 with respect to the flank 11.
  • the tip ridgeline 15 is a ridgeline formed by the flank 11 and the rear face 14.
  • the first tip angle of the first portion 2p may be 90 degrees or more, or 110 degrees or more.
  • the first tip angle of the first portion 2p may be 160 degrees or less, or 140 degrees or less.
  • the first tip angle of the first portion 2p is equal to the tip ridge line 15 in a side view of the drill 1 from a direction perpendicular to the extension direction of the tip ridge line 15 and the extension direction of the central axis A. Defined as the angle between.
  • the thinning portion 17 reduces the cutting resistance of the drill 1 during processing of a work material.
  • the concave portion 20 extends in a direction intersecting with the central axis A.
  • the concave portion 20 crosses the outer peripheral portion 4.
  • the body 2 is constricted, and the concave portion 20 is a constricted portion of the body 2.
  • the angle between the central axis A and the extending direction of the recess 20 is, for example, 80 ° or more and 100 ° or less.
  • the recess 20 is shallower than the twist groove 8.
  • the concave portion 20 is connected to the outer peripheral portion 4 and extends from the outer peripheral portion 4 toward the central axis A; and the first surface 20a is connected to the first surface 20a and is located on the tip 2a side of the body 2 from the first surface 20a. And a second surface 20b extending in the direction.
  • the first surface 20a may be a flat surface.
  • the second surface 20b may be a concave surface that is concave from the first surface 20a toward the central axis A.
  • the body 2 includes a second cutting edge 24 which is spaced from the first cutting edge 12 on the side of the rear end 2 b.
  • the second cutting edge 24 is formed by the surface of the twist groove 8 and the first surface 20 a of the recess 20, and is constituted by a second ridge line adjacent to the leading edge of the outer peripheral portion 4.
  • the second cutting edge 24 includes a second outer end 24a that is a distal end of the second cutting edge 24 from the central axis A, and an inner end 24b that is a proximal end of the second cutting edge 24 from the central axis A. including.
  • the second surface 20b is continuous with the inner end 24b of the second cutting edge 24.
  • the second surface 20b is recessed from the inner end 24b of the second cutting edge 24 toward the central axis A.
  • FIGS. 1 and 4 a side view of the body 2 from the first direction in which the distance L 4 between the central axis A of the body 2 and the first outer edge 12a of the first cutting edge 12 is largest.
  • the second outer edge 24 a of the second cutting edge 24 is closer to the center axis A than the first outer edge 12 a of the first cutting edge 12.
  • the first cutting blade 12 first outer end 12a Is smaller than the distance L 4 between the center axis A and the center axis A.
  • the length L 2 of the second cutting edge 24 may also be 0.35mm or less, may be 0.25mm or less.
  • the length L 2 of the second cutting edge 24 is defined as the length between the second outer end 24a and an inner end 24b of the second cutting edges 24. Since the length L 2 of the second cutting edge 24 is 0.35mm or less, already ring-shaped chips in addition to the newly cut have been of the workpiece by the second cutting edge 24 of the generated by the first cutting edges 12 Chips can be prevented from adhering to the second cutting edge 24 and generating ring-shaped chips.
  • the length L 2 of the second cutting edge 24 may be 0.15mm or more. Since the length L 2 of the second cutting edge 24 is 0.15 mm or more, ring-shaped chips generated when the work material is drilled by the first cutting edge 12 are removed by the second cutting edge 24. It is more reliably cut and more reliably removed from the work material.
  • the second distance r 2 is greater than the first distance r 1 and the third distance r 3.
  • the first distance r 1 is a distance between the first outer edge 12a of the first cutting edge 12 and the center axis A in a plan view of the tip 2a from the second direction along the center axis A.
  • the second distance r 2 is the distance between the second outer edge 24a of the second cutting edge 24 and the central axis A in plan view of the tip 2a from the second direction along the central axis A.
  • the third distance r 3 is a distance between the inner end 24b of the second cutting edge 24 and the central axis A in a plan view of the tip 2a from the second direction along the central axis A.
  • a plan view of the tip 2 a from the second direction along the central axis A is viewed.
  • the trajectory of the second cutting edge 24 is the trajectory of the first outer edge 12a of the first cutting edge 12 (the trajectory of the first outer edge 12a of the first cutting edge 12 is a line 12p extending parallel to the central axis A). ) And overlap.
  • a ring-shaped chip generated when the work material is drilled by the first cutting edge 12 (for example, a ring-shaped ring generated in the metal layer in a laminate in which the CFRP layer and the metal layer are stacked) Chip) is reliably cut by the second cutting edge 24 and is reliably removed from the work material.
  • the second tip angle ⁇ of the second cutting edge 24 is not less than 170 degrees and not more than 190 degrees. Since the second tip angle ⁇ of the second cutting edge 24 is 170 degrees or more, a ring-shaped chip due to plastic deformation of the work material (for example, in a laminate in which a CFRP layer and a metal layer are stacked, The generation of ring-shaped chips generated in the metal layer due to plastic deformation can be suppressed. Since the second tip angle ⁇ of the second cutting edge 24 is 190 degrees or less, a decrease in mechanical strength of the second cutting edge 24 is suppressed, and the second cutting edge 24 is damaged during processing of a work material. Can be prevented.
  • the distance L 3 between the bottom 20c of the inner end 24b of the second cutting edge 24 and the second surface 20b is 10% or less than 1% of the drill diameter D.
  • the bottom 20c of the second surface 20b is a portion of the surface of the second surface 20b where the distance from the central axis A is minimum.
  • Distance L 3 between the inner end 24b of the second cutting edge 24 bottom 20c of the second surface 20b shows the depth of the depression in the second surface 20b.
  • the distance L 3 between the inner end 24b of the second cutting edge 24 and the bottom portion 20c of the second surface 20b has an inner end 24b of the second cutting edge 24 in plan view from the third direction first It means the distance between the two surfaces 20b and the bottom 20c.
  • the third direction is the second cutting edge when viewed from the side of the drill 1 (body 2) from the direction in which the distance between the inner end 24b of the second cutting edge 24 and the bottom 20c of the second surface 20b appears to be the largest.
  • the drill diameter D is twice the second distance r 2.
  • the drill diameter D is a distance between the second outer edge 24a of one second cutting edge 24 and the second outer edge 24a of the other second cutting edge 24.
  • the distance L 3 between the bottom 20c of the inner end 24b and the second surface 20b of the second cutting edge 24 is 1% or more of the drill diameter D, the chips of the rings that are cut by the second cutting edges 24 It is discharged by the recess 20.
  • the ring-shaped chips cut by the second cutting edge 24 can be prevented from adhering to the second cutting edge 24. Since the distance L 3 between the inner end 24b of the second cutting edge 24 bottom 20c of the second surface 20b is not more than 10% of the drill diameter D, it is prevented excessive reduction in the mechanical strength of the drill 1 In addition, the drill 1 is not easily broken.
  • the bottom 20c of the second surface 20b is located at the center of three regions obtained by equally dividing the ridge. It is located in the area or the area on the inner end 24b side of the second cutting edge 24.
  • the distance L 1 between the first outer end 12a and a second outer end 24a in the direction in which the center axis A extends is less than 1.0mm 3.0mm or less. Since the distance L 1 is equal to or less than 3.0 mm, ring-shaped chips generated when the work material is drilled by the first cutting edge 12 can be prevented from adhering to the second cutting edge 24. Since this distance L 1 is 1.0mm or more, and it is possible to form the second surface 20b which is recessed toward the central axis A, thereby facilitating removal of the ring-shaped chips. Further, the second cutting edge 24 can be easily formed near the first cutting edge 12 without excessively reducing the mechanical strength of the first portion 2p of the body 2.
  • Example 1-5 (Sample preparation) The drill of Example 1-5 and the drill of the comparative example were prepared. In the drill of Example 1-5 and the drill of the comparative example, the length L 2 of the second cutting edge 24, the second tip angle ⁇ of the second cutting edge 24, and the first outer end 12a and the second outer end 24a are different. The distance L 1 between them and the twist angle ⁇ of the twist groove 8 are as shown in Table 1.
  • the body 2 is made of a cemented carbide, and the surface of the body 2 is coated with diamond.
  • the first tip angle was 130 °
  • the drill diameter D was 4.8 mm.
  • the work material is a laminate in which a CFRP plate having a thickness of 5.0 mm and an aluminum plate having a thickness of 5.0 mm are laminated.
  • the drill of Example 1-5 and the drill of the comparative example were moved from the CFRP plate side to the aluminum plate with respect to the laminate to make a hole in the laminate, and ring-shaped chips were generated in the metal layer. It was observed whether or not to do so.

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Drilling Tools (AREA)

Abstract

ドリルは、ボディを備える。ボディは、第１切れ刃と、第１切れ刃に対して後端の側に離間されて、前記ボディの外周部を横切る凹み部に形成されている第２切れ刃とを含む。ボディの中心軸と第１切れ刃の第１外側端との間の距離が最も大きく見える第１方向からのボディの側面視において、第２切れ刃の第２外側端が第１切れ刃の第１外側端よりも中心軸側にある。

Description

ドリル
　本開示は、ドリルに関する。
　航空機の胴体及び翼の構造材として、炭素繊維強化プラスチック（ＣＦＲＰ）層のような繊維強化プラスチック（ＦＲＰ）層と金属層とが積層された積層体が用いられている。この積層体に孔開け加工を施すために、特許文献１に記載されているドリルが利用されている。特許文献１のドリルは、本体部の先端に回転中心から外周に至る回転中心対称の切れ刃を有している。この切れ刃は、少なくとも、回転中心部、その外端に連なる中間刃部、中間刃部の外端に連なる直線状の最外周刃部の３部で構成されており、各刃部の先端角が、回転中心側から外周側の刃部にかけて段階的に減少している。
特開２００９－１７２７０８号公報
　本開示に係るドリルは、先端と、先端の反対側の端である後端とを有するボディを備える。ボディは、第１切れ刃と、第１切れ刃に対して後端の側に離間されている第２切れ刃と、外周部と、逃げ面とを含む。外周部には、ボディの中心軸に沿って延在するねじれ溝と、中心軸と交差する方向に延在しかつ外周部を横切る凹み部とが形成されている。ボディの中心軸は、先端から後端まで延在している。凹み部は、外周部に連なりかつ前記外周部から前記中心軸に向けて延在する第１面と、第１面に連なりかつ第１面からボディの先端の側に延在する第２面とを含む。第１切れ刃は、逃げ面とねじれ溝の表面とによって形成される第１稜線によって構成されている。第２切れ刃は、第１面とねじれ溝の表面とによって形成される第２稜線によって構成されている。ボディの中心軸と第１切れ刃の第１外側端との間の距離が最も大きく見える第１方向からのボディの側面視において、第２切れ刃の第２外側端は第１切れ刃の第１外側端よりも中心軸側にある。
第１方向から見た実施形態に係るドリルの第１側面図である。 第１方向とは９０度異なる方向から見た実施形態に係るドリルの第２側面図である。 実施形態に係るドリルの底面図である。 実施形態に係るドリルの、図１に示される領域ＩＶの部分拡大側面図である。 実施形態に係るドリルの部分拡大図である。 実施例１のドリルを用いて積層体に貫通孔を形成した場合の貫通孔の出口の顕微鏡写真を示す図である。 比較例のドリルを用いて積層体に貫通孔を形成した場合の貫通孔の出口の顕微鏡写真を示す図である。
　[本開示が解決しようとする課題]
　ＦＲＰ層側から金属層側に向けて特許文献１のドリルを積層体に対して移動させて積層体に孔開け加工を施すと、金属層にリング状の切屑が発生することがあった。本発明の一態様は、上記のような課題を解決するためになされたものであり、その目的は、被削材に孔開け加工を施す際に、被削材にリング状の切屑が発生することを抑制し得るドリルを提供することである。
　［本開示の効果］
　本発明の一態様によれば、被削材に孔開け加工を施す際に、被削材にリング状の切屑が発生することが抑制され得る。
　［本発明の実施形態の概要］
　まず、本発明の実施形態の概要について説明する。
　（１）本開示に係るドリル１は、先端２ａと、先端２ａの反対側の端である後端２ｂとを有するボディ２を備える。ボディ２は、第１切れ刃１２と、第１切れ刃１２に対して後端２ｂの側に離間されている第２切れ刃２４と、外周部４と、逃げ面１１とを含む。外周部４には、ボディ２の中心軸Ａに沿って延在するねじれ溝８と、中心軸Ａと交差する方向に延在しかつ外周部４を横切る凹み部２０とが形成されている。ボディ２の中心軸Ａは、先端２ａから後端２ｂまで延在している。凹み部２０は、外周部４に連なりかつ外周部４から中心軸Ａに向けて延在する第１面２０ａと、第１面２０ａに連なりかつ第１面２０ａからボディ２の先端２ａの側に延在する第２面２０ｂとを含む。第１切れ刃１２は、逃げ面１１とねじれ溝８の表面とによって形成される第１稜線によって構成されている。第２切れ刃２４は、第１面２０ａとねじれ溝８の表面とによって形成される第２稜線によって構成されている。ボディ２の中心軸Ａと第１切れ刃１２の第１外側端１２ａとの間の距離Ｌ4が最も大きく見える第１方向からのボディ２の側面視において、第２切れ刃２４の第２外側端２４ａは第１切れ刃１２の第１外側端１２ａよりも中心軸Ａ側にある。
　このように、本開示のドリル１には、第１方向からのボディ２の側面視において第２切れ刃２４の第２外側端２４ａが第１切れ刃１２の第１外側端１２ａよりも中心軸Ａ側にある程度に、第２切れ刃２４の長さが短い。そのため、被削材を第１切れ刃１２によって孔開け加工する際に発生したリング状の切屑が第２切れ刃２４によって切断されて、被削材から除去される。本開示に係るドリル１は、被削材に孔開け加工を施す際に、被削材にリング状の切屑が発生することを抑制することができる。
　（２）上記（１）に係るドリル１において、中心軸Ａに沿う第２方向からの先端２ａの平面視において、第２の距離ｒ2は、第１の距離ｒ1及び第３の距離ｒ3よりも大きい。第１の距離ｒ1は、該平面視における、第１切れ刃１２の第１外側端１２ａと中心軸Ａとの間の距離である。第２の距離ｒ2は、該平面視における、第２切れ刃２４の第２外側端２４ａと中心軸Ａとの間の距離である。第３の距離ｒ3は、該平面視における、第２切れ刃２４の内側端２４ｂと中心軸Ａとの間の距離である。
　被削材に孔開け加工を施すために中心軸Ａの周りにドリル１を回転させるとき、中心軸Ａに沿う第２方向からの先端２ａの平面視において、第２切れ刃２４の軌跡は、第１切れ刃１２の第１外側端１２ａの軌跡と重なり合う。そのため、被削材を第１切れ刃１２によって孔開け加工する際に発生したリング状の切屑が、第２切れ刃２４によってより確実に切断されて、被削材からより確実に除去される。本開示に係るドリル１は、被削材に孔開け加工を施す際に、被削材にリング状の切屑が発生することを抑制することができる。
　（３）上記（２）に係るドリル１において、第２面２０ｂは、中心軸Ａに向かって凹んでいる。第２切れ刃２４の内側端２４ｂと第２面２０ｂの底部２０ｃとの間の距離Ｌ3は、ドリル径Ｄの１％以上１０％以下である。第２面２０ｂの底部２０ｃは、第２面２０ｂのうち中心軸Ａとの距離が最小となる部分である。ドリル径Ｄは、第２の距離ｒ2の２倍である。第２切れ刃２４の内側端２４ｂと第２面２０ｂの底部２０ｃとの間の距離Ｌ3がドリル径Ｄの１％以上であるため、第２切れ刃２４によって切断されたリング状の切屑が凹み部２０により排出される。第２切れ刃２４によって切断されたリング状の切屑が第２切れ刃２４に付着することが防止され得る。被削材に孔開け加工を施す際に、被削材にリング状の切屑が発生することが抑制され得る。第２切れ刃２４の内側端２４ｂと第２面２０ｂの底部２０ｃとの間の距離Ｌ3がドリル径Ｄの１０％以下であるため、ドリル１の機械的強度の過度な低下が防止されて、被削材の加工時にドリル１が破損し難くなる。
[規則91に基づく訂正 07.02.2019]　
　（４）上記（１）～（３）に係るドリル１において、第２切れ刃２４の長さＬ2は、０．１５ｍｍ以上０．３５ｍｍ以下である。第２切れ刃２４の長さＬ2が０．１５ｍｍ以上であるため、被削材を第１切れ刃１２によって孔開け加工する際に発生したリング状の切屑が、第２切れ刃２４によってより確実に切断されて、被削材からより確実に除去される。第２切れ刃２４の長さＬ2が０．３５ｍｍ以下であるため、第１切れ刃１２によって既に発生したリング状の切屑に加えて第２切れ刃２４で新たに切削された被削材の切屑が第２切れ刃２４に付着して、被削材にリング状の切屑が発生することが防止され得る。
　（５）上記（１）～（４）に係るドリル１において、第２切れ刃２４の先端角（第２先端角θ）は、１７０度以上１９０度以下である。第２切れ刃２４の先端角（第２先端角θ）が１７０度以上であるため、被削材の塑性変形によるリング状の切屑の発生が抑制され得る。第２切れ刃２４の先端角（第２先端角θ）が１９０度以下であるため、第２切れ刃２４の機械的強度の低下が抑制されて、被削材の加工時に第２切れ刃２４が破損することが防止され得る。
　（６）上記（１）～（５）に係るドリル１において、中心軸Ａが延在する方向における第１外側端１２ａと第２外側端２４ａとの間の距離Ｌ1は、１．０ｍｍ以上３．０ｍｍ以下である。この距離Ｌ1が３．０ｍｍ以下であるため、被削材を第１切れ刃１２によって孔開け加工する際に発生したリング状の切屑が第２切れ刃２４に付着することが防止され得る。この距離Ｌ1が１．０ｍｍ以上であるため、中心軸Ａに向かって凹んでいる第２面２０ｂを形成することができて、リング状の切屑の除去が容易になる。また、ボディ２の先端２ａの機械的強度を過度に低下させることなく、第２切れ刃２４が第１切れ刃１２の近くに容易に形成され得る。
　（７）上記（１）～（６）に係るドリル１において、ねじれ溝８のねじれ角αは２０度以上４０度以下である。
　（８）上記（１）～（７）に係るドリル１において、第１切れ刃１２は、シングルアングル型である。
　［本開示の実施形態の詳細］
　以下、図面に基づいて本開示の実施形態を説明する。なお、以下の図面において同一または相当する部分には同一の参照番号を付し、その説明は繰返さない。
　図１から図５を参照して、実施形態に係るドリル１の構成について説明する。ドリル１は、例えば、被削材に孔開け加工を施すために用いられる。被削材は、例えば、炭素繊維強化プラスチック（ＣＦＲＰ）層またはガラス繊維強化プラスチック（ＧＦＲＰ）層のような繊維強化プラスチック（ＦＲＰ）層と金属層とが積層された積層体である。
　図１及び図２に示されるように、ドリル１は、ボディ２と、シャンク３とを備える。ボディ２は、先端２ａと、先端２ａの反対側の端である後端２ｂとを有する。ボディ２は、例えば、超硬合金で作られている。ボディ２の表面にダイヤモンドコーティングが施されてもよい。シャンク３は、ボディ２の後端２ｂに設けられている。シャンク３は、使用時に工作機械により保持される柄である。
　ボディ２は、中心軸Ａを有している。中心軸Ａは、ドリル１の回転中心となる軸である。ボディ２の中心軸Ａは、先端２ａから後端２ｂまで延在している。ボディ２は、外周部４を含む。外周部４は、ボディ２の外周側面である外周面５を含む。外周部４は、マージン６をさらに含んでもよい。マージン６は、外周部４のリーディングエッジ（ドリル１の回転方向Ｃ（図３を参照）における外周部４の前縁部）に設けられており、外周面５から突出している。マージン６は、被削材の加工中に、被削材と第１部分２ｐの外周面５との間に隙間を形成して、外周面５が被削材に接触することを防止する。
[規則91に基づく訂正 07.02.2019]　
　外周部４には、ボディ２の中心軸Ａに沿って延在するねじれ溝８が形成されている。ねじれ溝８は、先端２ａから後端２ｂの近くにかけて形成されている。ねじれ溝８は、中心軸Ａ回りに螺旋状に形成されている。被削材の加工時に被削材から切り出される切屑は、ねじれ溝８から排出される。ねじれ溝８は、複数形成されてもよい。ねじれ溝８のねじれ角αは、例えば、１０度以上であってもよく、２０度以上であってもよい。ねじれ溝８のねじれ角αは、例えば、４０度以下であってもよく、３０度以下であってもよい。図１に示されるように、ねじれ溝８のねじれ角αは、中心軸Ａとねじれ溝８の延在方向との間の角度である。
　ボディ２は、第１部分２ｐと、第２部分２ｑと、第１部分２ｐと第２部分２ｑとの間の凹み部２０とを含む。第１部分２ｐは、ボディ２の先端２ａを含む。第２部分２ｑは、ボディ２の後端２ｂを含む。第２部分２ｑの径は、第２部分２ｑの凹み部２０側から第２部分２ｑの後端２ｂ側に向かうにつれて次第に大きくなっている。凹み部２０は、外周部４から中心軸Ａに向かって凹んでいる。凹み部２０は、例えば、外周部４を砥石で研磨することによって形成される。
　図１から図４に示されるように、第１部分２ｐは、第１切れ刃１２と、逃げ面１１と、すくい面１０と、外周部４とを含む。ねじれ溝８は、第１部分２ｐにも延在している。第１切れ刃１２は、逃げ面１１とねじれ溝８の表面とによって形成される第１稜線により構成されている。ねじれ溝８の表面の一部は、すくい面１０を構成している。第１切れ刃１２は、中心軸Ａからの第１切れ刃１２の遠位端である第１外側端１２ａを含む。第１切れ刃１２は、シングルアングル型である。第１切れ刃１２は、互いに異なる先端角を有する第１切れ刃部分と第２切刃部分とを含むダブルアングル型であってもよいし、互いに異なる先端角を有する第１切れ刃部分と第２切刃部分と第３切れ刃部分とを含むトリプルアングル型であってもよい。
　第１部分２ｐは、後方面１４と、先端稜線１５と、シンニング部１７とをさらに含んでもよい。後方面１４は、逃げ面１１に連なっており、逃げ面１１に対してドリル１の回転方向Ｃとは反対方向にある。先端稜線１５は、逃げ面１１と後方面１４とによって形成される稜線である。第１部分２ｐの第１先端角は、９０度以上であってもよく、１１０度以上であってもよい。第１部分２ｐの第１先端角は、１６０度以下であってもよく、１４０度以下であってもよい。本実施の形態では、第１部分２ｐの第１先端角は、先端稜線１５の延在方向と中心軸Ａの延在方向とに垂直な方向からのドリル１の側面視における、先端稜線１５の間の角度として定義される。シンニング部１７は、被削材の加工時におけるドリル１の切削抵抗を減少させる。
　図１から図４に示されるように、凹み部２０は、中心軸Ａと交差する方向に延在している。凹み部２０は、外周部４を横切っている。凹み部２０において、ボディ２はくびれており、凹み部２０はボディ２のくびれ部である。中心軸Ａと凹み部２０の延在方向との間の角度は、例えば、８０°以上１００°以下である。凹み部２０は、ねじれ溝８よりも浅い。凹み部２０は、外周部４に連なり、かつ、外周部４から中心軸Ａに向けて延在する第１面２０ａと、第１面２０ａに連なりかつ第１面２０ａからボディ２の先端２ａ側に延在する第２面２０ｂとを含む。第１面２０ａは、平面であってもよい。第２面２０ｂは、第１面２０ａから中心軸Ａに向かって凹んでいる凹曲面であってもよい。
　図１から図４に示されるように、ボディ２は、第１切れ刃１２に対して後端２ｂの側に離間されている第２切れ刃２４を含む。第２切れ刃２４は、ねじれ溝８の表面と凹み部２０の第１面２０ａとによって形成され、かつ、外周部４のリーディングエッジに隣り合う第２稜線により構成されている。第２切れ刃２４は、中心軸Ａからの第２切れ刃２４の遠位端である第２外側端２４ａと、中心軸Ａからの第２切れ刃２４の近位端である内側端２４ｂとを含む。第２面２０ｂは、第２切れ刃２４の内側端２４ｂに連なっている。第２面２０ｂは、第２切れ刃２４の内側端２４ｂから中心軸Ａに向かって凹んでいる。
[規則91に基づく訂正 07.02.2019]　
　図１及び図４に示されるように、ボディ２の中心軸Ａと第１切れ刃１２の第１外側端１２ａとの間の距離Ｌ4が最も大きく見える第１方向からのボディ２の側面視において、第２切れ刃２４の第２外側端２４ａが第１切れ刃１２の第１外側端１２ａよりも中心軸Ａ側にある。言い換えると、第１方向からのボディ２の側面視において、第２切れ刃２４の第２外側端２４ａと中心軸Ａとの間の距離Ｌ5は、第１切れ刃１２の第１外側端１２ａと中心軸Ａとの間の距離Ｌ4よりも小さい。
[規則91に基づく訂正 07.02.2019]　
　第２切れ刃２４の長さＬ2は、０．３５ｍｍ以下であってもよく、０．２５ｍｍ以下であってもよい。第２切れ刃２４の長さＬ2は、第２切れ刃２４の第２外側端２４ａと内側端２４ｂとの間の長さとして定義される。第２切れ刃２４の長さＬ2が０．３５ｍｍ以下であるため、第１切れ刃１２によって既に発生したリング状の切屑に加えて第２切れ刃２４で新たに切削された被削材の切屑が第２切れ刃２４に付着して、リング状の切屑が発生することが防止され得る。第２切れ刃２４の長さＬ2は、０．１５ｍｍ以上であってもよい。第２切れ刃２４の長さＬ2は、０．１５ｍｍ以上であるため、被削材を第１切れ刃１２によって孔開け加工する際に発生したリング状の切屑が、第２切れ刃２４によってより確実に切断されて、被削材からより確実に除去される。
　図３に示されるように、中心軸Ａに沿う第２方向からの先端２ａの平面視において、第２の距離ｒ2は、第１の距離ｒ1及び第３の距離ｒ3よりも大きい。第１の距離ｒ1は、中心軸Ａに沿う第２方向からの先端２ａの平面視における、第１切れ刃１２の第１外側端１２ａと中心軸Ａとの間の距離である。第２の距離ｒ2は、中心軸Ａに沿う第２方向からの先端２ａの平面視における、第２切れ刃２４の第２外側端２４ａと中心軸Ａとの間の距離である。第３の距離ｒ3は、中心軸Ａに沿う第２方向からの先端２ａの平面視における、第２切れ刃２４の内側端２４ｂと中心軸Ａとの間の距離である。
　図３及び図５に示されるように、被削材に孔開け加工を施すために中心軸Ａの周りにドリル１を回転させるとき、中心軸Ａに沿う第２方向からの先端２ａの平面視において、第２切れ刃２４の軌跡は、第１切れ刃１２の第１外側端１２ａの軌跡（第１切れ刃１２の第１外側端１２ａの軌跡を、中心軸Ａに平行に延長した線１２ｐ）と重なり合う。そのため、被削材を第１切れ刃１２によって孔開け加工する際に発生したリング状の切屑（例えば、ＣＦＲＰ層と金属層とが積層された積層体において、金属層に発生するリング状のリング状の切屑）が、第２切れ刃２４によって確実に切断されて、被削材から確実に除去される。
　図４に示されるように、第２切れ刃２４の第２先端角θは、１７０度以上１９０度以下である。第２切れ刃２４の第２先端角θが１７０度以上であるため、被削材の塑性変形によるリング状の切屑（例えば、ＣＦＲＰ層と金属層とが積層された積層体において、金属層の塑性変形に起因して金属層に発生するリング状の切屑）の発生が抑制され得る。第２切れ刃２４の第２先端角θが１９０度以下であるため、第２切れ刃２４の機械的強度の低下が抑制されて、被削材の加工時に第２切れ刃２４が破損することが防止され得る。
　図５に示されるように、第２切れ刃２４の内側端２４ｂと第２面２０ｂの底部２０ｃとの間の距離Ｌ3は、ドリル径Ｄの１％以上１０％以下である。第２面２０ｂの底部２０ｃは、第２面２０ｂの表面のうち中心軸Ａとの距離が最小となる部分である。第２切れ刃２４の内側端２４ｂと第２面２０ｂの底部２０ｃとの間の距離Ｌ3は、第２面２０ｂの凹み深さを示す。
[規則91に基づく訂正 07.02.2019]　
　本明細書において、第２切れ刃２４の内側端２４ｂと第２面２０ｂの底部２０ｃとの間の距離Ｌ3は、第３方向からの平面視における第２切れ刃２４の内側端２４ｂと第２面２０ｂの底部２０ｃとの間の距離を意味する。第３方向は、第２切れ刃２４の内側端２４ｂと第２面２０ｂの底部２０ｃとの間の距離が最も大きく見える方向からのドリル１（ボディ２）の側面視したときに、第２切れ刃２４の内側端２４ｂから中心軸Ａに向かう方向における第２切れ刃２４の内側端２４ｂと第２面２０ｂの底部２０ｃとの間の距離が最も大きく見える方向である。図３に示されるように、ドリル径Ｄは、第２の距離ｒ2の２倍である。本明細書において、ドリル径Ｄは、一方の第２切れ刃２４の第２外側端２４ａと他方の第２切れ刃２４の第２外側端２４ａとの間の距離である。
　第２切れ刃２４の内側端２４ｂと第２面２０ｂの底部２０ｃとの間の距離Ｌ3がドリル径Ｄの１％以上であるため、第２切れ刃２４によって切断されたリング状の切屑が凹み部２０により排出される。第２切れ刃２４によって切断されたリング状の切屑が第２切れ刃２４に付着することが防止され得る。第２切れ刃２４の内側端２４ｂと第２面２０ｂの底部２０ｃとの間の距離Ｌ3がドリル径Ｄの１０％以下であるため、ドリル１の機械的強度の過度な低下が防止されて、ドリル１が容易に破損し難くなる。
　第３方向からの平面視したときのねじれ溝８の表面と第２面２０ｂとによって形成される稜線において、第２面２０ｂの底部２０ｃは、この稜線を３等分した３つの領域のうち中央領域または第２切れ刃２４の内側端２４ｂ側の領域に位置している。
　図４に示されるように、中心軸Ａが延在する方向における第１外側端１２ａと第２外側端２４ａとの間の距離Ｌ1は、１．０ｍｍ以上３．０ｍｍ以下である。この距離Ｌ1が３．０ｍｍ以下であるため、被削材を第１切れ刃１２によって孔開け加工する際に発生したリング状の切屑が第２切れ刃２４に付着することが防止され得る。この距離Ｌ1が１．０ｍｍ以上であるため、中心軸Ａに向かって凹んでいる第２面２０ｂを形成することができて、リング状の切屑の除去が容易になる。また、ボディ２の第１部分２ｐの機械的強度を過度に低下させることなく、第２切れ刃２４が第１切れ刃１２の近くに容易に形成され得る。
　（実施例）
　（サンプル準備）
　実施例１－５のドリルと比較例のドリルとを準備した。実施例１－５のドリル及び比較例のドリルにおける、第２切れ刃２４の長さＬ2、第２切れ刃２４の第２先端角θ、第１外側端１２ａと第２外側端２４ａとの間の距離Ｌ1、ねじれ溝８のねじれ角αは、表１に示されるとおりである。実施例１－５のドリルでは、ボディ２の中心軸Ａと第１切れ刃１２の第１外側端１２ａとの間の距離Ｌ4が最も大きく見える第１方向からのボディ２の側面視において、第２切れ刃２４の第２外側端２４ａは第１切れ刃１２の第１外側端１２ａよりも中心軸Ａ側にある。これに対し、比較例のドリルでは、当該第１方向からのボディ２の側面視において、第２切れ刃２４の第２外側端２４ａは第１切れ刃１２の第１外側端１２ａよりも中心軸Ａとは反対側にある。実施例１－５のドリル及び比較例のドリルでは、ボディ２は、超硬合金で作られており、ボディ２の表面にダイヤモンドコーティングが施されている。なお、実施例１－５のドリル及び比較例のドリルでは、第１先端角は１３０°であり、ドリル径Ｄは４．８ｍｍである。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000001
　（評価方法）
　実施例１－５のドリル及び比較例のドリルを用いて、被削材に対して孔開け加工を施した。被削材は、５．０ｍｍの厚さを有するＣＦＲＰ板と５．０ｍｍの厚さを有するアルミ板とが積層された積層体である。実施例１－５のドリル及び比較例のドリルを、ＣＦＲＰ板側からアルミ板に向けて、積層体に対して移動させて積層体に孔開け加工を施し、金属層にリング状の切屑が発生するか否かを観察した。
　（評価結果）
　図６に示されるように、実施例１のドリルを用いて積層体に孔開け加工を施すと、金属層にリング状の切屑が発生しなかった。同様に、実施例２－５のドリルを用いて積層体に孔開け加工を施すと、金属層にリング状の切屑が発生しなかった。これに対し、図７に示されるように、比較例のドリルを用いて積層体に孔開け加工を施すと、金属層にリング状の切屑が発生した。
　今回開示された実施の形態はすべての点で例示であって、制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は上記した説明ではなくて請求の範囲によって示され、請求の範囲と均等の意味、および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。
　１　ドリル、２　ボディ、２ａ　先端、２ｂ　後端、２ｐ　第１部分、２ｑ　第２部分、３　シャンク、４　外周部、５　外周面、６　マージン、８　ねじれ溝、１０　すくい面、１１　逃げ面、１２　第１切れ刃、１２ａ　第１外側端、１２ｐ　第１外側端の軌跡を中心軸に平行に延長した線、１４　後方面、１５　先端稜線、１７　シンニング部、２０　凹み部、２０ａ　第１面、２０ｂ　第２面、２０ｃ　底部、２４　第２切れ刃、２４ａ　第２外側端、２４ｂ　内側端、Ａ　中心軸、Ｃ　回転方向、Ｄ　ドリル径。

Claims (8)

  1. 　先端と、前記先端の反対側の端である後端とを有するボディを備え、
    　前記ボディは、第１切れ刃と、前記第１切れ刃に対して前記後端の側に離間されている第２切れ刃と、外周部と、逃げ面とを含み、
    　前記外周部には、前記ボディの中心軸に沿って延在するねじれ溝と、前記中心軸と交差する方向に延在しかつ前記外周部を横切る凹み部とが形成されており、前記ボディの前記中心軸は、前記先端から前記後端まで延在しており、
    　前記凹み部は、前記外周部に連なりかつ前記外周部から前記中心軸に向けて延在する第１面と、前記第１面に連なりかつ前記第１面から前記ボディの前記先端の側に延在する第２面とを含み、
    　前記第１切れ刃は、前記逃げ面と前記ねじれ溝の表面とによって形成される第１稜線によって構成されており、
    　前記第２切れ刃は、前記第１面と前記ねじれ溝の前記表面とによって形成される第２稜線によって構成されており、
    　前記ボディの前記中心軸と前記第１切れ刃の第１外側端との間の距離が最も大きく見える第１方向からの前記ボディの側面視において、前記第２切れ刃の第２外側端は前記第１切れ刃の前記第１外側端よりも前記中心軸側にある、ドリル。
  2. 　前記中心軸に沿う第２方向からの前記先端の平面視において、第２の距離は、第１の距離及び第３の距離よりも大きく、
    　前記第１の距離は、前記平面視における、前記第１切れ刃の前記第１外側端と前記中心軸との間の距離であり、
    　前記第２の距離は、前記平面視における、前記第２切れ刃の前記第２外側端と前記中心軸との間の距離であり、
    　前記第３の距離は、前記平面視における、前記第２切れ刃の内側端と前記中心軸との間の距離である、請求項１に記載のドリル。
  3. 　前記第２面は、前記中心軸に向かって凹んでおり、
    　前記第２切れ刃の前記内側端と前記第２面の底部との間の距離は、ドリル径の１％以上１０％以下であり、
    　前記第２面の前記底部は、前記第２面のうち前記中心軸との距離が最小となる部分であり、
    　前記ドリル径は、前記第２の距離の２倍である、請求項２に記載のドリル。
  4. 　前記第２切れ刃の長さは、０．１５ｍｍ以上０．３５ｍｍ以下である、請求項１から請求項３のいずれか１項に記載のドリル。
  5. 　前記第２切れ刃の先端角は、１７０度以上１９０度以下である、請求項１から請求項４のいずれか１項に記載のドリル。
  6. 　前記中心軸が延在する方向における前記第１外側端と前記第２外側端との間の距離は、１．０ｍｍ以上３．０ｍｍ以下である、請求項１から請求項５のいずれか１項に記載のドリル。
  7. 　前記ねじれ溝のねじれ角は２０度以上４０度以下である、請求項１から請求項６のいずれか１項に記載のドリル。
  8. 　前記第１切れ刃は、シングルアングル型である、請求項１から請求項７のいずれか１項に記載のドリル。
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