(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】公開特許公報(A)
(11)【公開番号】P2022159631
(43)【公開日】2022-10-18
(54)【発明の名称】切削工具
(51)【国際特許分類】
B23B 51/00 20060101AFI20221011BHJP
【ＦＩ】
B23B51/00 S
B23B51/00 L
【審査請求】有
【請求項の数】4
【出願形態】ＯＬ
(21)【出願番号】P 2021063934
(22)【出願日】2021-04-05
(11)【特許番号】
(45)【特許公報発行日】2022-02-03
(71)【出願人】
【識別番号】000221144
【氏名又は名称】株式会社タンガロイ
(74)【代理人】
【識別番号】100079108
【弁理士】
【氏名又は名称】稲葉 良幸
(74)【代理人】
【識別番号】100109346
【弁理士】
【氏名又は名称】大貫 敏史
(74)【代理人】
【識別番号】100117189
【弁理士】
【氏名又は名称】江口 昭彦
(74)【代理人】
【識別番号】100134120
【弁理士】
【氏名又は名称】内藤 和彦
(72)【発明者】
【氏名】堀 一生
【テーマコード（参考）】
3C037
【Ｆターム（参考）】
3C037AA02
3C037BB01
3C037BB13
3C037DD01
(57)【要約】
【課題】被切削材に対する食い付き性、及び、切りくずの排出性の両方を向上させることが可能な切削工具を提供する。
【解決手段】切削工具は、中心軸線周りに回転させられるドリル本体と、ドリル本体の一方端部に回転方向前方側を向いて形成された４つ以上の切れ刃と、周方向に隣接する切れ刃間に形成されており、中心軸線に沿って略螺旋状に延在するフルート溝とを備える。そして、（１）一方端部は、中心軸線を含み、且つ、第１先端角を有する第１先端部と、第１先端部からドリル本体の外周縁まで延在し、且つ、第１先端角よりも大きい第２先端角を有する第２先端部とを有し、（２）ドリル本体は、一方端部から他方端部へ向かって芯厚が徐々に縮小されるように形成された第１芯厚部と、第１芯厚部から他方端部へ向かって芯厚が一定となるように形成された第２芯厚部とを有する。
【選択図】図１
【解決手段】切削工具は、中心軸線周りに回転させられるドリル本体と、ドリル本体の一方端部に回転方向前方側を向いて形成された４つ以上の切れ刃と、周方向に隣接する切れ刃間に形成されており、中心軸線に沿って略螺旋状に延在するフルート溝とを備える。そして、（１）一方端部は、中心軸線を含み、且つ、第１先端角を有する第１先端部と、第１先端部からドリル本体の外周縁まで延在し、且つ、第１先端角よりも大きい第２先端角を有する第２先端部とを有し、（２）ドリル本体は、一方端部から他方端部へ向かって芯厚が徐々に縮小されるように形成された第１芯厚部と、第１芯厚部から他方端部へ向かって芯厚が一定となるように形成された第２芯厚部とを有する。
【選択図】図１
【特許請求の範囲】
【請求項1】
中心軸線周りに回転させられるドリル本体と、
前記ドリル本体の一方端部に回転方向前方側を向いて形成された４つ以上の切れ刃と、
周方向に隣接する前記切れ刃間に形成されており、前記中心軸線に沿って略螺旋状に延在するフルート溝と、
を備え、
前記一方端部は、前記中心軸線を含み、且つ、第１先端角を成す第１先端部と、該第１先端部から前記ドリル本体の外周縁まで延在し、且つ、前記第１先端角よりも大きい第２先端角を成す第２先端部とを有し、
前記ドリル本体は、前記一方端部から他方端部へ向かって芯厚が徐々に縮小されるように形成された第１芯厚部と、該第１芯厚部から前記他方端部へ向かって芯厚が一定となるように形成された第２芯厚部とを有する、
切削工具。
前記ドリル本体の一方端部に回転方向前方側を向いて形成された４つ以上の切れ刃と、
周方向に隣接する前記切れ刃間に形成されており、前記中心軸線に沿って略螺旋状に延在するフルート溝と、
を備え、
前記一方端部は、前記中心軸線を含み、且つ、第１先端角を成す第１先端部と、該第１先端部から前記ドリル本体の外周縁まで延在し、且つ、前記第１先端角よりも大きい第２先端角を成す第２先端部とを有し、
前記ドリル本体は、前記一方端部から他方端部へ向かって芯厚が徐々に縮小されるように形成された第１芯厚部と、該第１芯厚部から前記他方端部へ向かって芯厚が一定となるように形成された第２芯厚部とを有する、
切削工具。
【請求項2】
前記第１先端部は、前記中心軸線から前記ドリル本体の半径の約２０％までの部位となるように形成されており、
前記第１先端角は、約１２０°であり、
前記第２先端角は、約１４０°である、
請求項１に記載の切削工具。
前記第１先端角は、約１２０°であり、
前記第２先端角は、約１４０°である、
請求項１に記載の切削工具。
【請求項3】
前記第１芯厚部は、前記一方端部の裾外周位置において、前記ドリル本体の直径の約３５％の芯厚を有しており、前記一方端部の裾外周位置から前記他方端部に向かって前記ドリル本体の直径の約２倍の距離の位置まで、芯厚が約－２％の割合で縮小するように形成された芯厚テーパを有する、
請求項１又は２に記載の切削工具。
請求項１又は２に記載の切削工具。
【請求項4】
前記フルート溝の先端に形成されており、前記切れ刃の逃げ面側に配された第１シンニングと、該第１シンニングから前記フルート溝に向かって配された第２シンニングとを有するシンニング部を更に備える、
請求項１乃至３の何れかに記載の切削工具。
請求項１乃至３の何れかに記載の切削工具。
【請求項5】
前記第１シンニングの侵入角及び開き角は、それぞれ、前記第２シンニングの侵入角及び開き角よりも大きい、
請求項４に記載の切削工具。
請求項４に記載の切削工具。
【請求項6】
前記第１シンニングの侵入角及び開き角は、それぞれ、約４０°及び約６０°であり、
前記第２シンニングの侵入角及び開き角は、それぞれ、約３０°及び約５５°である、
請求項４又は５に記載の切削工具。
前記第２シンニングの侵入角及び開き角は、それぞれ、約３０°及び約５５°である、
請求項４又は５に記載の切削工具。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、被切削材に対する食い付き性、及び、切りくずの排出性の両方に優れる４つ以上のドリル刃を有する切削（孔あけ）工具に関する。
【背景技術】
【0002】
従来、ドリルによる被切削材の加工能率を向上させる手段として、刃数を通常の２枚刃ドリルの２倍にした４枚刃ドリルが提案されている（特許文献１参照）。この従来の４枚刃ドリルは、被切削材への食い付き性を改善し、且つ、被切削材背面側へのバリの生成を抑制することを企図したものであり、以下のような構成を有している。すなわち、かかる４枚刃ドリルでは、ドリルの先端面において、半径方向の外周側端部から中心寄りまで連続する２本の親切れ刃と、周方向に親切れ刃間に位置し、半径方向の外周側端部から中心側の中途まで連続する２本の子切れ刃から、４枚刃が構成されている。また、先端面を子切れ刃の長さに沿った方向に見たとき、親切れ刃の稜線等が、半径方向外周側から中心側へかけて先端面側へ凸状に形成され、先端面を親切れ刃の長さに沿った方向に見たとき、子切れ刃の稜線等が、半径方向外周側から中心側へかけて先端面側へ凹状に形成されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0003】
【特許文献1】特開２０１９－０４８３４７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0004】
しかし、このような従来の４枚刃ドリルは、被切削材に対し、高い加工能率にて穴あけ加工が可能であるが、ドリル先端の強度を確保するべく、また、刃数が多いためシンニングが干渉し易いこと等から、２枚刃ドリルに比してチゼルが大きく（チゼルエッヂが厚く）なってしまい、その結果、被切削材に対する食い付き性が未だ不十分であった。さらに、従来の４枚刃ドリルでは、１つのフルート溝の幅が、通常の２枚刃ドリルに比して、不可避的に狭くなるため、フルート溝の容積が比較的小さくなってしまい、その結果、切りくずの排出性が悪いといった問題もある。
【0005】
そこで、本開示は、かかる事情に鑑みてなされたものであり、被切削材に対する食い付き性、及び、切りくずの排出性の両方を向上させることが可能な切削工具を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【0006】
上述した課題を解決するために、本発明は以下の構成を採用する。
【0007】
〔１〕本開示に係る切削工具の一例は、中心軸線周りに回転させられるドリル本体と、前記ドリル本体の一方端部に回転方向前方側を向いて形成された４つ以上の(主)切れ刃と、周方向に隣接する前記切れ刃間に形成されており、前記中心軸線に沿って略螺旋状に延在するフルート溝とを備える。そして、（１）前記一方端部は、前記中心軸線を含み、且つ、第１先端角を成す（有する）第１先端部と、該第１先端部から前記ドリル本体の外周縁まで延在し、且つ、前記第１先端角よりも大きい第２先端角を成す（有する）第２先端部とを有し、（２）前記ドリル本体は、前記一方端部から他方端部へ向かって芯厚が徐々に縮小されるように形成された第１芯厚部と、該第１芯厚部から前記他方端部へ向かって芯厚が一定となるように形成された第２芯厚部とを有する。
【0008】
当該構成では、切れ刃が形成されたドリル本体の一方端部が、被切削材に当接して回転することにより、被切削材の孔切削加工が行われる。その際に切れ刃によって生じた切りくずは、周方向に隣接する切れ刃間に形成されたすくい面側（フルート溝）を流れて、加工孔から排出される。この孔切削加工においては、一方端部における比較的小さい（尖った）第１先端角を成す第１先端部（チゼルエッヂを含む）が最初に被切削材に接触するので、２枚刃ドリルに比してチゼルエッヂが大きくなりがちであっても、被切削材への食い付き性を十分に高めることができる。また、一方端部において、第１先端部からドリル本体の外周縁まで延びる第２先端部の第２先端角が、第１先端部の第１先端角よりも大きくされているので、第１先端部が被切削材に食い付いてから最外周の切れ刃までの中心軸線方向の距離が比較的短くなる。これにより、第１先端部が被切削材に食い付き第２先端部による切削が進むときのドリル本体の回転が不安定となる時間が短縮され、第２先端部の肩が加工孔に迅速に収まり易くなるので、ドリル本体のガイド機能を改善することができる。
【0009】
さらに、一方端部から他方端部へ向かう部位の第１芯厚部の芯厚が徐々に縮小され、そこから更に他方端部へ向かう部位の第２芯厚部の芯厚が細く一定とされているので、芯厚の縮小の程度を適宜設定することにより、一方端部に近い部位から芯厚を薄くして、フルート溝の容積を増大させ得る。その結果、切りくずの排出性をより高めることができる。
【0010】
〔２〕上記構成において、より具体的には、前記第１先端部は、前記中心軸線から前記ドリル本体の半径の約２０％までの部位となるように形成されており、前記第１先端角が約１２０°であり、前記第２先端角が約１４０°であるように構成してもよい。本発明者の知見によれば、かかる構成を採用することにより、第１先端部の欠損や破損を有効に防止しつつ、前述した被切削材への優れた食い付き性、及び、優れたドリル本体のガイド機能をより実現し易くなる。
【0011】
〔３〕上記構成において、更に具体的には、前記第１芯厚部は、前記一方端部の裾外周位置において、前記ドリル本体の直径の約３５％の芯厚を有しており、前記一方端部の裾外周位置から前記他方端部に向かって前記ドリル本体の直径の約２倍の距離の位置まで、芯厚が約－２％（約－２ｍｍ／１００ｍｍ）の割合で縮小するように形成された芯厚テーパを有するように構成してもよい。本発明者の知見によれば、かかる構成を採用することにより、ドリル本体の剛性を保ちつつ、一方端部により近い部位から芯厚を薄くして、フルート溝の容積を早期に増大させ得るので、前述した切りくずの優れた排出性を更に実現し易くなる。
【0012】
〔４〕また、上記構成において、前記フルート溝の先端に形成されており、前記切れ刃の逃げ面側に配された第１シンニングと、該第１シンニングから前記フルート溝に向かって配された第２シンニングとを有するシンニング部を更に備えてもよい。かかる構成では、シンニング部によって元のチゼルエッヂが除去加工されることで、シンニング切れ刃が形成される。また、シンニング部が２段構成を有しているので、１段構成のシンニング部に比して、被切削材の孔切削加工時に生じる切りくずを排出するためのシンニングポケットの容積をより大きくすることができる。また、シンニング部が１段の場合に比して、シンニング切れ刃と（主）切れ刃の交点がより鈍角となり得るので、その交点及び周辺部位の欠損を抑制することができる。
【0013】
〔５〕また、上記構成において、前記第１シンニングの侵入角及び開き角が、それぞれ、前記第２シンニングの侵入角及び開き角よりも大きくなるように構成してもよい。かかる構成では、第１シンニングによりシンニングポケットの容積が更に増大するので、切りくずの排出性をより一層向上させることができる。また、第２シンニングにより、生じる切りくずのカール（巻き具合）を小さくすることができる。これにより、切りくずの形状が縮小されて、切りくずがフルート溝をより密に且つ速く移動し易くなり、その結果、切りくずの排出性を殊更に向上させることができる。
【0014】
〔６〕また、上記構成において、より具体的には、前記第１シンニングの侵入角及び開き角が、それぞれ、約４０°及び約６０°であり、前記第２シンニングの侵入角及び開き角が、それぞれ、約３０°及び約５５°であるように構成してもよい。本発明者の知見によれば、かかる構成を採用することにより、シンニングポケットの容積の拡大効果と切りくず形状の縮小効果の両方を効率的に高めて最適化することができる。
【0015】
なお、本開示において、数値に付随する「約」とは、その数値±５％の範囲を意味する。例えば、当該数値が「１０％」であれば、「約１０％」とは９．５％～１０．５％を示し、当該数値が「１００°」であれば、「約１００°」とは９５°～１０５°を示し、当該数値が「１０倍」であれば、「約１０倍」とは９．５倍～１０．５倍を示す。
【発明の効果】
【0016】
本開示によれば、ドリル本体の一方端部が第１先端部と第２先端部を含んで構成され、また、ドリル本体が第１芯厚部と第２芯厚部を含んで構成されているので、４つ以上の切れ刃を有していても、被切削材に対する食い付き性、及び、切りくずの排出性の向上を両立させることができる。
【図面の簡単な説明】
【0017】
【図1】本開示の一実施形態に係る切削工具の一例の概略構造を模式的に示す斜視図である。
【図2】本開示の一実施形態に係る切削工具の一例の一方端部を模式的に示す平面図である。
【図4】本開示の一実施形態に係る切削工具の一例におけるドリル本体の芯厚の状態を説明するための模式正面図である。
【図6】本開示の一実施形態に係る切削工具の一例の一方端部を模式的に示し、且つ、第１シンニングの開き角を説明するための斜視図である。
【図7】本開示の一実施形態に係る切削工具の一例の一方端部を模式的に示し、且つ、第２シンニングの開き角を説明するための斜視図である。
【図8】本開示の一実施形態に係る切削工具の一例における主切れ刃とシンニング切れ刃との交点の周辺部位を拡大して示し、且つ、その交点の状態を説明するための模式平面図である。
【図9】本開示の一実施形態に係る切削工具の他の一例における主切れ刃とシンニング切れ刃との交点の周辺部位を拡大して示し、且つ、その交点の状態を説明するための模式平面図である。
【発明を実施するための形態】
【0018】
以下、本開示の一例に係る実施形態について、図面を参照して説明する。但し、以下に説明する実施形態は、あくまでも例示であり、本開示の一例は、その趣旨を逸脱しない範囲で種々変形して実施することができる。また、図面の記載においては、同一又は類似の部分には同一又は類似の符号を付し、図面は模式的なものであって、必ずしも実際の寸法や比率等とは一致しない。さらに、図面相互間においても互いの寸法や比率が異なる部分が含まれ得る。またさらに、以下に説明する実施形態は本開示の一部の実施形態に過ぎず、本開示の実施形態に基づいて、当業者が創造性のある行為を必要とせずに得られる他の実施形態は、何れも本開示の保護範囲に含まれる。
【0019】
（実施形態の構成）
図１は、本開示の一実施形態に係る切削工具の一例（４枚刃ドリル）の概略構造を模式的に示す斜視図である。また、図２は、本開示の一実施形態に係る切削工具の一例（４枚刃ドリル）の一方端部を模式的に示す平面図であり、その４枚刃ドリルの軸線方向先端視における形状を示す（ｘ軸及びｙ軸は目安）。
図１は、本開示の一実施形態に係る切削工具の一例（４枚刃ドリル）の概略構造を模式的に示す斜視図である。また、図２は、本開示の一実施形態に係る切削工具の一例（４枚刃ドリル）の一方端部を模式的に示す平面図であり、その４枚刃ドリルの軸線方向先端視における形状を示す（ｘ軸及びｙ軸は目安）。
【0020】
４枚刃ドリル１００（切削工具）は、ドリル本体１の一方端部１０に回転方向前方側を向いて、例えば、周方向に約９０°間隔で形成された４つの曲線状を成す主切れ刃３を有するツイスト超硬ソリッドドリルである。ドリル本体１には、周方向に隣接する主切れ刃３間に、中心軸線Ｐに沿ってねじれを伴なって略螺旋状に延在する４条のフルート溝２が形成されている。フルート溝２の回転方向に向かう壁と、ドリル本体１の一方端部１０の先端面との交わる稜線が主切れ刃３を画成しており、この主切れ刃３は、軸線方向先端視において、４枚刃ドリル１００の回転方向に向かって緩やかな凹曲線状を成している。また、ドリル本体１の外周面における各主切れ刃３に対応する位置には、それぞれマージン８が形成されている。
【0021】
さらに、一方端部１０の先端面は、例えばねじれ面又は曲面で形成されており、主切れ刃３の先端逃げ面４を画成している。この先端逃げ面４の逃げ角は、一定角度に設定されたり、必要に応じて、被切削材の凝着等を防止するために、或いは、摩耗を抑制して工具寿命を延長させるために、主切れ刃３から離間するにしたがって大きくしたりといったように、被切削材の種類や切削条件に応じて適宜設定され得る。
【0022】
また、ドリル本体１の一方端部１０の中心部に形成された元のチゼルエッヂの一部を除去するように、シンニング部６が設けられ、ドリル本体１は、一方端部１０の先端面の中心部に除去加工後のチゼルエッヂ７を残している。このシンニング部６によって形成される４つのシンニング切れ刃５は、軸線方向先端視において、略直線状を成し、シンニング切れ刃５と主切れ刃３は、それらの交点（後述する交点ＣＰ）が所定の鈍角を有するように連接されている。これらの４つのシンニング切れ刃５も、ドリル本体１の一方端部１０において、回転方向前方側を向いて形成されている。このように、主切れ刃３とシンニング切れ刃５から、本開示における「切れ刃」が構成されている。
【0023】
また、シンニング部６は、フルート溝２の先端に形成されており、主切れ刃３の先端逃げ面４側に配された第１シンニング６１と、その第１シンニング６１からフルート溝２に向かって配された第２シンニング６２とを有する２段構成のシンニング部である。
【0024】
ここで、図３は、本開示の一実施形態に係る切削工具の一例（４枚刃ドリル）の一方端部及びその近傍を模式的に示し、且つ、一方端部の先端角を説明するための模式正面図であり、図２における矢印ＩＩＩの方向から見た図でもある（ｚ軸は目安）。
【0025】
ドリル本体１の一方端部１０は、中心軸線Ｐを含む領域を有して尖頭状を成す第１先端部１１と、その第１先端部１１の周縁からドリル本体１の外周縁まで延在する第２先端部１２を有する。また、図３に示すとおり、第１先端部１１及び第２先端部１２は、それぞれ、以下の式（１）で表される関係を有する先端角θ１１（第１先端角）及び先端角θ１２（第２先端角）を有するように形成されている。なお、図３において、先端角θ１１，θ１２を画定する破線は、４枚刃ドリルが中心軸線Ｐ周りに連続回転しているときの略直線状の回転軌跡によって画成される面に平行な仮想線である。
【0026】
θ１１＜θ１２ …（１）
【0027】
より具体的には、第１先端部１１が、中心軸線Ｐ（工具中心）からドリル本体１の半径Ｒの約２０％までの部位となるように、換言すれば、第１先端部１１の仮想底面の直径は、２Ｒ×約２０％となる（図３参照）ように形成することが好ましい。例えば、４枚刃ドリル１００の直径φ＝１０ｍｍ（半径Ｒ＝５ｍｍ）とすると、第１先端部１１は、その仮想底面の直径が、１０ｍｍ×約２０％＝約２ｍｍである部位である。また、好ましくは、第１先端部１１の先端角θ１１＝約１２０°であり、且つ、第２先端部１２の先端角θ１２＝約１４０°である。
【0028】
さらに、図４は、本開示の一実施形態に係る切削工具の一例（４枚刃ドリル）におけるドリル本体の芯厚の状態を説明するための模式正面図である。なお、図４においては、本構成の理解を容易ならしめるべく、ドリル本体１の縮尺を、図１に比して、径方向の寸法のみ適宜拡大して示す。
【0029】
図４に示すように、４枚刃ドリル１００のドリル本体１は、芯厚に着目すると２段構成を有している。すなわち、ドリル本体１は、その一方端部１０から他方端部２０へ向かって芯厚がｄ１からｄ２へと徐々に縮小するように形成された第１芯厚部１３と、その第１芯厚部１３から他方端部２０へ向かって芯厚がｄ２で一定となるように形成された第２芯厚部１４を有する。
【0030】
より具体的には、第１芯厚部１３は、一方端部１０の裾外周位置１０ｇにおいて、ドリル本体１の直径φの約３５％の芯厚ｄ１を有しており、一方端部１０の裾外周位置１０ｇから他方端部２０に向かってドリル本体１の直径φの約２倍の距離（＝２φ）の位置まで、芯厚が約－２％（約－２ｍｍ／１００ｍｍ）の割合で縮小するように形成された芯厚テーパＳＴを有する。例えば、４枚刃ドリル１００の直径φ＝１０ｍｍとすると、第１芯厚部１３の一方端部１０側の最大芯厚ｄ１＝１０ｍｍ×約３５％＝約３．５ｍｍとなり、芯厚テーパＳＴの軸長さ２φ＝２０ｍｍとなり、第１芯厚部１３の他方端部２０側の最小芯厚ｄ２（第２芯厚部１４の芯厚でもある）＝ｄ１－（約－２％×２０ｍｍ）＝約３．５ｍｍ－約０．４ｍｍ＝約３．１ｍｍとなる。
【0031】
次に、図５Ａ及び図５Ｂは、それぞれ、図２におけるＶＡ－ＶＡ線及びＶＢ－ＶＢ線に沿う切削工具の一方端部及びその近傍を模式的に示す断面図である（ｚ軸は目安）。また、図５Ａは、第１シンニング６１の侵入角を説明するための図でもあり、図５Ｂは、第２シンニング６２の侵入角を説明するための図でもある。
【0032】
図５Ａに示すように、第１シンニング６１の侵入角θ２１とは、図２の平面視におけるシンニング部６の言わば稜線における第１シンニング６１の稜線（破線丸枠Ｃ１で示す部分の直線）と中心軸線Ｐとが成す角度である。同様に、図５Ｂに示すように、第２シンニング６２の侵入角θ２２とは、図２の平面視におけるシンニング部６の言わば稜線における第２シンニング６２の稜線（破線丸枠Ｃ２で示す部分の直線）と中心軸線Ｐとが成す角度である。そして、具体的には、第１シンニング６１の侵入角θ２１と第２シンニング６２の侵入角θ２２は、以下の式（２）で表される関係を有すると好ましく、より具体的には、第１シンニング６１の侵入角θ２１が約４０°であり、第２シンニング６２の侵入角θ２２が約３０°であるとより好ましい。
【0033】
θ２１＞θ２２ …（２）
【0034】
次いで、図６及び図７は、本開示の一実施形態に係る切削工具の一例（４枚刃ドリル）の一方端部を先端斜め方向から視認した斜視図である（ｘ軸及びｙ軸は目安）。図６に示すように、第１シンニング６１の開き角θ３１とは、第１シンニング６１を侵入方向から見た場合の対向面が成す開き角を示す（但し、第１シンニング６１の底部のＲ形状の部分を除く。)。同様に、図７に示すように、第２シンニング６２の開き角θ３２とは、第２シンニング６２を侵入方向から見た場合の対向面が成す開き角を示す（但し、第２シンニング６２の底部のＲ形状の部分を除く。)。ここで、具体的には、第１シンニング６１の開き角θ３１と第２シンニング６２の開き角θ３２は、以下の式（３）で表される関係を有すると好ましく、より具体的には、第１シンニング６１の開き角θ３１が約６０°であり、第２シンニング６２の開き角θ３２が約５５°であるとより好ましい。
【0035】
θ３１＞θ３２ …（３）
【0036】
（実施形態の作用効果）
このように構成された４枚刃ドリル１００によれば、シンニング部６によって形成されたシンニング切れ刃５が、元のチゼルエッヂに比して、すくい角が大きく、被切削材の孔切削加工時に生じる切りくずを排出するためのシンニングポケットの容積が大きくなるので、被切削材の切削抵抗、食い付き性、切りくずの排出性を改善することができる。また、孔切削加工においては、ドリル本体１の一方端部１０における比較的小さい（尖った）先端角θ１１を有する第１先端部１１が最初に被切削材に接触するので、２枚刃ドリルに比してチゼルエッヂ７が大きくなりがちであっても、被切削材への食い付き性を十分に高めることができる。加えて、ドリル本体１の外周面の各主切れ刃３に対応する位置に、各主切れ刃３の垂直方向にマージン８を有するので、主切れ刃３に印加される力をマージン８で受け易くして主切れ刃３を保護することができる。また、対面位置にある主切れ刃３にも必ずマージン８が存在するので、ドリル本体１の直径（外径、工具径）を測定し易くすることができる。
このように構成された４枚刃ドリル１００によれば、シンニング部６によって形成されたシンニング切れ刃５が、元のチゼルエッヂに比して、すくい角が大きく、被切削材の孔切削加工時に生じる切りくずを排出するためのシンニングポケットの容積が大きくなるので、被切削材の切削抵抗、食い付き性、切りくずの排出性を改善することができる。また、孔切削加工においては、ドリル本体１の一方端部１０における比較的小さい（尖った）先端角θ１１を有する第１先端部１１が最初に被切削材に接触するので、２枚刃ドリルに比してチゼルエッヂ７が大きくなりがちであっても、被切削材への食い付き性を十分に高めることができる。加えて、ドリル本体１の外周面の各主切れ刃３に対応する位置に、各主切れ刃３の垂直方向にマージン８を有するので、主切れ刃３に印加される力をマージン８で受け易くして主切れ刃３を保護することができる。また、対面位置にある主切れ刃３にも必ずマージン８が存在するので、ドリル本体１の直径（外径、工具径）を測定し易くすることができる。
【0037】
さらに、一方端部１０において、第１先端部１１からドリル本体１の外周縁まで延びる第２先端部１２の先端角θ１２が、第１先端部１１の先端角θ１１よりも大きくされているので、第１先端部１１が被切削材に食い付いてから最外周の主切れ刃３までの中心軸線Ｐ方向の距離が比較的短くなる。これにより、第１先端部１１が被切削材に食い付き第２先端部１２による切削が進むときのドリル本体１の回転が不安定となる時間が短縮され、第２先端部１２の肩が加工孔に迅速に収まり易くなるので、ドリル本体１のガイド機能を改善することができる。特に、第１先端部１１を、中心軸線Ｐからドリル本体１の半径Ｒの約２０％までの部位となるように形成し、第１先端部１１の先端角θ１１を約１２０°とし、第２先端部１２の先端角θ１２を約１４０°とした場合には、第１先端部１１の欠損や破損を有効に防止しつつ、被切削材への優れた食い付き性、及び、優れたドリル本体１のガイド機能をより確実に実現することができる。
【0038】
またさらに、一方端部１０から他方端部２０へ向かう部位の第１芯厚部１３が芯厚テーパＳＴを有して徐々に縮小され、そこから更に他方端部２０へ向かう部位の第２芯厚部１４の芯厚ｄ２が細く一定とされているので、芯厚の縮小の程度を適宜設定することにより、一方端部１０により近い部位から芯厚を薄くして、フルート溝２の容積を早期に急激に増大させることができる。その結果、切りくずの排出性をより一層高めることができる。特に、第１芯厚部１３の裾外周位置１０ｇにおける芯厚ｄ１をドリル本体１の直径φの約３５％とし、裾外周位置１０ｇから他方端部２０に向かってドリル本体１の直径φの約２倍の距離の位置まで、芯厚ｄ２が芯厚ｄ１の約－２％（約－２ｍｍ／１００ｍｍ）の割合で縮小するように形成した場合には、ドリル本体１の剛性を保ちつつ、切りくずの優れた排出性を更に確実に実現することができる。
【0039】
また、主切れ刃３の先端逃げ面４側に配された第１シンニング６１と、その第１シンニング６１からフルート溝２に向かって配された第２シンニング６２とを有する２段構成のシンニング部６が設けられているので、１段構成（第１シンニング６１又は第２シンニング６２のみ）のシンニング部に比して、シンニングポケットの容積をより大きくすることができ、これにより、切りくずの排出性を更に一層向上させることができる。
【0040】
ここで、図８は、本開示の一実施形態に係る４枚刃ドリルの一例における主切れ刃３とシンニング切れ刃５との交点ＣＰの周辺部位を拡大して示し、且つ、その交点ＣＰの状態を説明するための模式平面図である。また、図９は、本開示の一実施形態に係る４枚刃ドリルの他の一例における図８に示す領域に相当する部分を拡大して示し、且つ、図８と同様に、主切れ刃３とシンニング切れ刃５との交点ＣＰの状態を説明するための模式平面図である。なお、両図におけるｘｃ軸及びｙｃ軸は交点ＣＰの目安である。
【0041】
これらの図に示すとおり、２段構成のシンニング部６を備えるときの主切れ刃３とシンニング切れ刃５との交点ＣＰの内角θ４１は、１段構成のシンニング部６を備えるときの主切れ刃３とシンニング切れ刃５との交点ＣＰの内角θ４２よりも鈍角となり得る（すなわち以下の式（４）で表される関係を有する。）。その結果、その交点ＣＰ及び周辺部位の欠損を抑制することができる利点がある。
【0042】
θ４１＞θ４２ …（４）
【0043】
また、第１シンニング６１の侵入角θ２１及び開き角θ３１が、それぞれ、第２シンニング６２の侵入角θ２２及び開き角θ３２よりも大きくなるように構成すれば、第１シンニング６１によりシンニングポケットの容積が更に増大するので、切りくずの排出性をより一層向上させることができる。また、第２シンニング６２により、生じる切りくずのカール（巻き具合）を小さくすることができる。これにより、切りくずの形状が縮小されて、切りくずがフルート溝２をより密に且つ速く移動し易くなり、その結果、切りくずの排出性を殊更に向上させることができる。さらに、第１シンニング６１の侵入角θ２１及び開き角θ３１を、それぞれ、約４０°及び約６０°とし、第２シンニング６２の侵入角θ２２及び開き角θ３２を、それぞれ、約３０°及び約５５°とすれば、シンニングポケットの容積の拡大効果と切りくず形状の縮小効果の両方を効率的に高めて最適化することができる。
【0044】
以上、本開示の一例としての上記実施形態について詳細に説明してきたが、上述したとおり、前述した説明はあらゆる点において本開示の一例を示すに過ぎず、本開示の範囲を逸脱することなく種々の改良や変形を行うことができることは言うまでもない。また、上記各構成例は、部分的に置換してもよく、適宜組み合わせて構成することも可能であり、さらに、各例において適宜言及したような変更が可能である。
【符号の説明】
【0045】
１…ドリル本体、２…フルート溝、３…主切れ刃（切れ刃）、４…先端逃げ面、５…シンニング切れ刃（切れ刃）、６…シンニング部、６…シンニング部、７…チゼルエッヂ、８…マージン、１０…一方端部、１０ｇ…裾外周位置、１１…第１先端部、１２…第２先端部、１３…第１芯厚部、１４…第２芯厚部、２０…他方端部、６１…第１シンニング、６２…第２シンニング、１００…４枚刃ドリル（切削工具）、ＣＰ…交点、Ｃ１，Ｃ２…稜線、ｄ１，ｄ２…芯厚、Ｐ…中心軸線、Ｒ…半径、ＳＴ…芯厚テーパ、θ１１…先端角（第１先端角）、θ１２…先端角（第２先端部）、θ２１…第１シンニングの侵入角、θ２２…第２シンニングの侵入角、θ３１…第１シンニングの開き角、θ３２…第２シンニングの開き角、θ４１，θ４２…交点の内角、φ…直径。
【図1】
【図2】
【図3】
【図4】
【図5A】
【図5B】
【図6】
【図7】
【図8】
【図9】
【手続補正書】
【提出日】2021-08-30
【手続補正1】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項1】
中心軸線周りに回転させられるドリル本体と、
前記ドリル本体の一方端部に回転方向前方側を向いて形成された４つ以上の切れ刃と、
周方向に隣接する前記切れ刃間に形成されており、前記中心軸線に沿って略螺旋状に延在するフルート溝と、
前記フルート溝の先端に形成されており、前記切れ刃の逃げ面側に配された第１シンニングと、該第１シンニングから前記フルート溝に向かって配された第２シンニングとを有するシンニング部と、
を備え、
前記一方端部は、前記中心軸線を含み、且つ、第１先端角を成す第１先端部と、該第１先端部から前記ドリル本体の外周縁まで延在し、且つ、前記第１先端角よりも大きい第２先端角を成す第２先端部とを有し、
前記ドリル本体は、前記一方端部から他方端部へ向かって芯厚が徐々に縮小されるように形成された第１芯厚部と、該第１芯厚部から前記他方端部へ向かって芯厚が一定となるように形成された第２芯厚部とを有し、
前記第１シンニングの侵入角及び開き角は、それぞれ、前記第２シンニングの侵入角及び開き角よりも大きい、
切削工具。
前記ドリル本体の一方端部に回転方向前方側を向いて形成された４つ以上の切れ刃と、
周方向に隣接する前記切れ刃間に形成されており、前記中心軸線に沿って略螺旋状に延在するフルート溝と、
前記フルート溝の先端に形成されており、前記切れ刃の逃げ面側に配された第１シンニングと、該第１シンニングから前記フルート溝に向かって配された第２シンニングとを有するシンニング部と、
を備え、
前記一方端部は、前記中心軸線を含み、且つ、第１先端角を成す第１先端部と、該第１先端部から前記ドリル本体の外周縁まで延在し、且つ、前記第１先端角よりも大きい第２先端角を成す第２先端部とを有し、
前記ドリル本体は、前記一方端部から他方端部へ向かって芯厚が徐々に縮小されるように形成された第１芯厚部と、該第１芯厚部から前記他方端部へ向かって芯厚が一定となるように形成された第２芯厚部とを有し、
前記第１シンニングの侵入角及び開き角は、それぞれ、前記第２シンニングの侵入角及び開き角よりも大きい、
切削工具。
【請求項2】
前記第１先端部は、前記中心軸線から前記ドリル本体の半径の約２０％までの部位となるように形成されており、
前記第１先端角は、約１２０°であり、
前記第２先端角は、約１４０°である、
請求項１に記載の切削工具。
前記第１先端角は、約１２０°であり、
前記第２先端角は、約１４０°である、
請求項１に記載の切削工具。
【請求項3】
前記第１芯厚部は、前記一方端部の裾外周位置において、前記ドリル本体の直径の約３５％の芯厚を有しており、前記一方端部の裾外周位置から前記他方端部に向かって前記ドリル本体の直径の約２倍の距離の位置まで、芯厚が約－２％の割合で縮小するように形成された芯厚テーパを有する、
請求項１又は２に記載の切削工具。
請求項１又は２に記載の切削工具。
【請求項4】
前記第１シンニングの侵入角及び開き角は、それぞれ、約４０°及び約６０°であり、
前記第２シンニングの侵入角及び開き角は、それぞれ、約３０°及び約５５°である、
請求項１～３の何れかに記載の切削工具。
前記第２シンニングの侵入角及び開き角は、それぞれ、約３０°及び約５５°である、
請求項１～３の何れかに記載の切削工具。
【手続補正2】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１７
【補正方法】変更
【補正の内容】
【0017】
【図1】本開示の一実施形態に係る切削工具の一例の概略構造を模式的に示す斜視図である。
【図2】本開示の一実施形態に係る切削工具の一例の一方端部を模式的に示す平面図である。
【図3】本開示の一実施形態に係る切削工具の一例の一方端部及びその近傍を模式的に示し、且つ、一方端部の先端角を説明するための模式正面図である。
【図4】本開示の一実施形態に係る切削工具の一例におけるドリル本体の芯厚の状態を説明するための模式正面図である。
【図6】本開示の一実施形態に係る切削工具の一例の一方端部を模式的に示し、且つ、第１シンニングの開き角を説明するための斜視図である。
【図7】本開示の一実施形態に係る切削工具の一例の一方端部を模式的に示し、且つ、第２シンニングの開き角を説明するための斜視図である。
【図8】本開示の一実施形態に係る切削工具の一例における主切れ刃とシンニング切れ刃との交点の周辺部位を拡大して示し、且つ、その交点の状態を説明するための模式平面図である。
【図9】本開示の一実施形態に係る切削工具の他の一例における主切れ刃とシンニング切れ刃との交点の周辺部位を拡大して示し、且つ、その交点の状態を説明するための模式平面図である。
【手続補正3】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２４
【補正方法】変更
【補正の内容】
【0024】
ここで、図３は、本開示の一実施形態に係る切削工具の一例（４枚刃ドリル）の一方端部及びその近傍を模式的に示し、且つ、一方端部の先端角を説明するための模式正面図である（ｚ軸は目安）。
【手続補正4】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００３１
【補正方法】変更
【補正の内容】
【0031】
次に、図５Ａ及び図５Ｂは、それぞれ、図２におけるＶＡ－ＶＡ線及びＶＢ－ＶＢ線に沿う切削工具の一方端部及びその近傍を模式的に示す断面図である（ｚ軸は目安）。また、図５Ａは、第１シンニング６１の侵入角を説明するための図でもあり、図５Ｂは、第２シンニング６２の侵入角を説明するための図でもある。なお、図２におけるＶＡ－ＶＡ線は、図２に示す如く、図２のｘ－ｙ座標の第４象限における第１シンニング６１のすくい面と先端逃げ面４との交差稜線（つまりシンニング切れ刃５のうち第１シンニング６１によって形成される部分）に平行であり、図５Ａに示すように、シンニング切れ刃５から僅かな所定距離だけシンニング部６寄りに位置する。同様に、図２におけるＶＢ－ＶＢ線は、図２に示す如く、図２のｘ－ｙ座標の第４象限における第２シンニング６２のすくい面と先端逃げ面４との交差稜線（つまりシンニング切れ刃５のうち第２シンニング６２によって形成される部分）に平行であり、図５Ｂに示すように、シンニング切れ刃から僅かな所定距離（上記のＶＡ－ＶＡ線におけるのと同等距離）だけシンニング部６寄りに位置する。
【手続補正5】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００３２
【補正方法】変更
【補正の内容】
【0032】
図５Ａに示すように、第１シンニング６１の侵入角θ２１とは、図２のＶＡ－ＶＡ線に沿う断面における第１シンニング６１部分の断面（図５Ａの破線丸枠Ｃ１で囲んだ部分）の両端点を通る仮想直線（図５Ａの破線直線）と中心軸線Ｐとが成す角度である。同様に、図５Ｂに示すように、第２シンニング６２の侵入角θ２２とは、図２のＶＢ－ＶＢ線に沿う断面における第２シンニング６２部分の断面（図５Ｂの破線丸枠Ｃ２で囲んだ部分）の両端点を通る仮想直線（図５Ａの破線直線）と中心軸線Ｐとが成す角度である。そして、具体的には、第１シンニング６１の侵入角θ２１と第２シンニング６２の侵入角θ２２は、以下の式（２）で表される関係を有すると好ましく、より具体的には、第１シンニング６１の侵入角θ２１が約４０°であり、第２シンニング６２の侵入角θ２２が約３０°であるとより好ましい。
【手続補正6】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００３４
【補正方法】変更
【補正の内容】
【0034】
次いで、図６及び図７は、本開示の一実施形態に係る切削工具の一例（４枚刃ドリル）の一方端部を先端斜め方向から視認した斜視図である（ｘ軸及びｙ軸は目安）。より具体的には、図６は、図２との対比からわかるように、図２のＶＡ－ＶＡ線と直交する方向で、且つ、第１シンニング６１の侵入角θ２１（図５Ａ）に沿って４枚刃ドリル１００を先端側から見たときの斜視図である。図６の例では、図２のｘ－ｙ座標の第３象限におけるシンニング部６の凹空間を、第１象限側から第１シンニング６１の侵入角方向に向かって見たときの斜視図であり、第１シンニング６１の開き角θ３１とは、このような図６における第１シンニング６１の対向面が成す開き角を示す（但し、第１シンニング６１の凹底部のＲ形状の部分を除く。）。同様に、図７は、図２との対比からわかるように、図２のＶＢ－ＶＢ線と直交する方向で、且つ、第２シンニング６２の侵入角θ２２（図５Ｂ）に沿って４枚刃ドリル１００を先端側から見たときの斜視図である。図７の例では、図２のｘ－ｙ座標の第３象限におけるシンニング部６の凹空間を、第１象限側から第２シンニング６２の侵入角方向に向かって見たときの斜視図であり、第２シンニング６２の開き角θ３２とは、このような図７における第２シンニング６２の対向面が成す開き角を示す（但し、第２シンニング６２の凹底部のＲ形状の部分を除く。）。ここで、具体的には、第１シンニング６１の開き角θ３１と第２シンニング６２の開き角θ３２は、以下の式（３）で表される関係を有すると好ましく、より具体的には、第１シンニング６１の開き角θ３１が約６０°であり、第２シンニング６２の開き角θ３２が約５５°であるとより好ましい。