特開 2024-87522 ドリルヘッド及び刃先交換式ドリル

(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】P2024087522

(43)【公開日】2024-07-01

(54)【発明の名称】ドリルヘッド及び刃先交換式ドリル

(51)【国際特許分類】

   B23B 51/00 20060101AFI20240624BHJP

【ＦＩ】

B23B51/00 L

B23B51/00 T

【審査請求】未請求

【請求項の数】7

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2022202386

(22)【出願日】2022-12-19

(71)【出願人】

【識別番号】000006264

【氏名又は名称】三菱マテリアル株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100149548

【弁理士】

【氏名又は名称】松沼 泰史

(74)【代理人】

【識別番号】100175802

【弁理士】

【氏名又は名称】寺本 光生

(74)【代理人】

【識別番号】100142424

【弁理士】

【氏名又は名称】細川 文広

(74)【代理人】

【識別番号】100140774

【弁理士】

【氏名又は名称】大浪 一徳

(72)【発明者】

【氏名】小関 佑駿

(72)【発明者】

【氏名】臼井 正洋

(72)【発明者】

【氏名】木村 友樹

(72)【発明者】

【氏名】藤澤 翔一

【テーマコード（参考）】

3C037

【Ｆターム（参考）】

3C037BB13

3C037BB15

3C037DD01

(57)【要約】

【課題】ドリルの回転力（トルク）が伝達されるドリルヘッドとホルダの接触面同士の間に、スラッジが浸入することを抑制でき、ドリルの工具寿命を安定して延ばすことができるドリルヘッド、及び刃先交換式ドリルを提供する。
【解決手段】先端面３と、外周面８と、先端面３及び外周面８に開口し、先端面３から軸方向の後端側に延びる切屑排出溝１０４と、切屑排出溝１０４のドリル回転方向Ｔを向く面と先端面３とが接続される稜線部に配置される切刃７と、ドリル回転方向Ｔとは反対側を向き、ドリルヘッド取付座のドリル回転方向Ｔを向く支持面と接触する被支持面１５と、先端面３と被支持面１５との間に配置されて溝状に延び、径方向外側の端部が外周面８に開口するスラッジ排出凹部１６と、を備え、スラッジ排出凹部１６は、先端面３と被支持面１５とを隔てるように設けられる。
【選択図】図４

【特許請求の範囲】

【請求項1】

ホルダのドリルヘッド取付座に取り付けられ、前記ホルダとともに中心軸回りのドリル回転方向に回転させられるドリルヘッドであって、
前記中心軸が延びる軸方向の先端側を向く先端面と、
前記中心軸と直交する径方向の外側を向く外周面と、
前記先端面及び前記外周面に開口し、前記先端面から軸方向の後端側に延びる切屑排出溝と、
前記切屑排出溝の前記ドリル回転方向を向く面と前記先端面とが接続される稜線部に配置される切刃と、
前記ドリル回転方向とは反対側を向き、前記ドリルヘッド取付座の前記ドリル回転方向を向く支持面と接触する被支持面と、
前記先端面と前記被支持面との間に配置されて溝状に延び、径方向外側の端部が前記外周面に開口するスラッジ排出凹部と、を備え、
前記スラッジ排出凹部は、前記先端面と前記被支持面とを隔てるように設けられる、
ドリルヘッド。

【請求項2】

前記スラッジ排出凹部は、前記ドリル回転方向を向く壁面を有する、
請求項１に記載のドリルヘッド。

【請求項3】

前記切屑排出溝は、前記先端面の前記ドリル回転方向とは反対側の端部に接続されるシンニング面を有し、
前記スラッジ排出凹部は、径方向内側の端部が前記シンニング面に開口する、
請求項１または２に記載のドリルヘッド。

【請求項4】

前記スラッジ排出凹部は、前記スラッジ排出凹部が延びる方向と垂直な断面の断面積が、径方向外側へ向かうに従い大きくなる、
請求項１または２に記載のドリルヘッド。

【請求項5】

前記先端面に開口して当該ドリルヘッドを軸方向に貫通し、当該ドリルヘッドと前記ホルダとを締結する締結部材が挿入される締結部材挿入孔をさらに備え、
前記スラッジ排出凹部は、前記締結部材挿入孔と連通する、
請求項１または２に記載のドリルヘッド。

【請求項6】

前記スラッジ排出凹部と前記被支持面との間に配置される面取り部をさらに備える、
請求項１または２に記載のドリルヘッド。

【請求項7】

軸方向の先端部に前記ドリルヘッド取付座が形成された前記ホルダと、
前記ドリルヘッド取付座に着脱可能に取り付けられる請求項１または２に記載のドリルヘッドと、を備える、
刃先交換式ドリル。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、ドリルヘッド及び刃先交換式ドリルに関する。

【背景技術】

【0002】

従来、ホルダの先端部にドリルヘッドが着脱可能に取り付けられる刃先交換式ドリルが知られている。なお、以下の説明ではドリルヘッドまたは刃先交換式ドリルを、単にドリルと呼ぶ場合がある。

【0003】

例えば、特許文献１のモジュール式ドリル（刃先交換式ドリル）は、シャンク部（ホルダ）と、シャンク部にその先端側で接続されまたは接続可能である切削部（ドリルヘッド）と、を備える。切削部は、ドリル本体先端面と、ドリル本体先端面に隣接するトルク受け面と、を有する。シャンク部は、シャンク部から切削部へとドリル回転方向にトルクを伝達するためのトルク伝達面を有する。トルク伝達面は、トルク受け面と接触する。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0004】

【特許文献1】欧州特許第２４０８５８１号明細書

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0005】

特許文献１のモジュール式ドリルでは、特にクーラントを供給しながら被削材を穴あけ加工する湿式切削の場合に、切削によって生成された細かい切粉がクーラントと混じり合いスラッジとなって、ドリル本体先端面上からトルク受け面とトルク伝達面との接触部位に浸入しやすい。このスラッジによって、トルク受け面やトルク伝達面が摩耗し、ドリルの工具寿命の短縮を招くおそれがある。

【0006】

本発明は、ドリルの回転力（トルク）が伝達されるドリルヘッドとホルダの接触面同士の間に、スラッジが浸入することを抑制でき、ドリルの工具寿命を安定して延ばすことができるドリルヘッド、及び刃先交換式ドリルを提供することを目的の一つとする。

【課題を解決するための手段】

【0007】

本発明は、上記課題を解決するため、以下の手段を提供する。

【0008】

〔本発明の態様１〕
ホルダのドリルヘッド取付座に取り付けられ、前記ホルダとともに中心軸回りのドリル回転方向に回転させられるドリルヘッドであって、前記中心軸が延びる軸方向の先端側を向く先端面と、前記中心軸と直交する径方向の外側を向く外周面と、前記先端面及び前記外周面に開口し、前記先端面から軸方向の後端側に延びる切屑排出溝と、前記切屑排出溝の前記ドリル回転方向を向く面と前記先端面とが接続される稜線部に配置される切刃と、前記ドリル回転方向とは反対側を向き、前記ドリルヘッド取付座の前記ドリル回転方向を向く支持面と接触する被支持面と、前記先端面と前記被支持面との間に配置されて溝状に延び、径方向外側の端部が前記外周面に開口するスラッジ排出凹部と、を備え、前記スラッジ排出凹部は、前記先端面と前記被支持面とを隔てるように設けられる、ドリルヘッド。

【0009】

本発明のドリルヘッド及びこれを備える刃先交換式ドリルでは、被削材の穴あけ加工時に生じる切粉とクーラントを含むスラッジが、ドリルヘッドの先端面上からスラッジ排出凹部に流入する。スラッジ排出凹部に流入したスラッジは、遠心力等の作用によりスラッジ排出凹部内を流れ、ドリルヘッドの外周面に排出される。このためスラッジが、ドリルヘッドの先端面上から被支持面と支持面との接触部位に浸入することは抑制される。これにより、被支持面及び支持面がスラッジによって摩耗するのを抑えることができる。

【0010】

以上より本発明によれば、ドリルの回転力（トルク）が伝達されるドリルヘッドとホルダの接触面同士（被支持面と支持面）の間に、スラッジが浸入することを抑制でき、これら接触面の摩耗を抑制することができる。したがって、ドリルの工具寿命を安定して延ばすことができる。

【0011】

また、スラッジ排出凹部はシンプルな溝形状を有しており、スラッジ排出凹部をドリルヘッドに設けるにあたって、複雑な製造工程等は必要とされない。また、スラッジ排出凹部の機能を得るために、ホルダの製造にあたって特別な製造工程等は必要ではない。このため、ドリルの製造が容易であり、製造時間も短縮される。

【0012】

〔本発明の態様２〕
前記スラッジ排出凹部は、前記ドリル回転方向を向く壁面を有する、態様１に記載のドリルヘッド。

【0013】

この場合、スラッジ排出凹部は、ドリル回転方向を向く壁面を有している。このような壁面が設けられることにより、先端面から被支持面と支持面との接触部位へ向かうスラッジの流れを堰き止めて、スラッジをスラッジ排出凹部に効率よく流入させることができる。このため、スラッジ排出凹部による上述の作用効果が安定して奏功される。

【0014】

〔本発明の態様３〕
前記切屑排出溝は、前記先端面の前記ドリル回転方向とは反対側の端部に接続されるシンニング面を有し、前記スラッジ排出凹部は、径方向内側の端部が前記シンニング面に開口する、態様１または２に記載のドリルヘッド。

【0015】

この場合、切刃近傍に供給されるクーラントが、シンニング面上からスラッジ排出凹部に流入する。スラッジ排出凹部に流入したクーラントは、先端面上からスラッジ排出凹部に流入したスラッジとともに、径方向外側へ流される。スラッジ排出凹部によるスラッジの排出作用（機能）が、より安定して高められる。

【0016】

〔本発明の態様４〕
前記スラッジ排出凹部は、前記スラッジ排出凹部が延びる方向と垂直な断面の断面積が、径方向外側へ向かうに従い大きくなる、態様１から３のいずれか１つに記載のドリルヘッド。

【0017】

この場合、遠心力等の作用によりスラッジ排出凹部内を径方向外側へ向けて流れるスラッジの流出量（排出量）が、より大きく確保される。すなわち、先端面上からスラッジ排出凹部に流入可能なスラッジの収容量がより大きく確保されるため、スラッジ排出凹部によるスラッジの排出作用がより高められる。

【0018】

〔本発明の態様５〕
前記先端面に開口して当該ドリルヘッドを軸方向に貫通し、当該ドリルヘッドと前記ホルダとを締結する締結部材が挿入される締結部材挿入孔をさらに備え、前記スラッジ排出凹部は、前記締結部材挿入孔と連通する、態様１から４のいずれか１つに記載のドリルヘッド。

【0019】

この場合、先端面上から締結部材挿入孔に流入したスラッジが、締結部材挿入孔からスラッジ排出凹部を通して外周面に排出される。すなわち、スラッジ排出凹部のみならず、締結部材挿入孔に流入したスラッジについても外周面へ排出することができる。このため、スラッジが、先端面上から被支持面と支持面との接触部位に浸入することをより安定して抑制できる。

【0020】

なお、締結部材挿入孔とスラッジ排出凹部とが互いに連通することなく隣接して配置される場合、これらの間に形成される壁部の厚さ寸法が薄くなりやすく、壁厚を確保することが難しい。この点、本発明の上記構成によれば、このような壁厚の薄い壁部が形成されにくくなる。したがって、例えば締結部材をレンチ等の作業用工具で締め付ける際などに、作業用工具が上記壁部に接触してこの壁部が破損するような不具合が抑えられる。

【0021】

〔本発明の態様６〕
前記スラッジ排出凹部と前記被支持面との間に配置される面取り部をさらに備える、態様１から５のいずれか１つに記載のドリルヘッド。

【0022】

この場合、スラッジ排出凹部と被支持面との間に形成される壁部に、面取り部が設けられるため、この壁部の強度が確保される。スラッジ排出凹部によるスラッジの排出作用が、長期にわたり安定して奏功される。

【0023】

〔本発明の態様７〕
軸方向の先端部に前記ドリルヘッド取付座が形成された前記ホルダと、前記ドリルヘッド取付座に着脱可能に取り付けられる態様１から６のいずれか１つに記載のドリルヘッドと、を備える、刃先交換式ドリル。

【発明の効果】

【0024】

本発明の前記態様のドリルヘッド及び刃先交換式ドリルによれば、ドリルの回転力（トルク）が伝達されるドリルヘッドとホルダの接触面同士の間に、スラッジが浸入することを抑制でき、ドリルの工具寿命を安定して延ばすことができる。

【図面の簡単な説明】

【0025】

【図1】図１は、本実施形態の刃先交換式ドリルを示す斜視図である。

【図2】図２は、本実施形態の刃先交換式ドリルを示す側面図である。

【図3】図３は、本実施形態の刃先交換式ドリルを示す正面図である。

【図4】図４は、本実施形態のドリルヘッドを示す斜視図である。

【図5】図５は、本実施形態のドリルヘッドを示す正面図である。

【図6】図６は、図５のVI矢視を示す側面図である。

【図7】図７は、図５のVII矢視を示す側面図である。

【図8】図８は、本実施形態の第１変形例のドリルヘッドを示す斜視図である。

【図9】図９は、本実施形態の第１変形例のドリルヘッドを示す正面図である。

【図10】図１０は、図９のX矢視を示す側面図である。

【図11】図１１は、図９のXI矢視を示す側面図である。

【図12】図１２は、本実施形態の第２変形例のドリルヘッドを示す斜視図である。

【図13】図１３は、本実施形態の第２変形例のドリルヘッドを示す正面図である。

【図14】図１４は、図１３のXIV矢視を示す側面図である。

【図15】図１５は、図１３のXV矢視を示す側面図である。

【発明を実施するための形態】

【0026】

本発明の一実施形態のドリルヘッド１０及び刃先交換式ドリル１００について、図１～図７を参照して説明する。なお本実施形態においても、ドリルヘッド１０または刃先交換式ドリル１００を、単にドリルと呼ぶ場合がある。

【0027】

図１～図３に示すように、刃先交換式ドリル１００は、中心軸Ｏを中心とする略円柱状をなしている。刃先交換式ドリル１００は、シャンク部１０１と、穴あけ有効部１０２と、フランジ部１０３と、切屑排出溝１０４と、クーラント孔１０５と、を備える。シャンク部１０１、穴あけ有効部１０２及びフランジ部１０３は、中心軸Ｏを共通軸として互いに同軸に配置されている。シャンク部１０１、フランジ部１０３及び穴あけ有効部１０２は、中心軸Ｏが延びる方向に沿って、この順に並んで配置される。

【0028】

また刃先交換式ドリル１００は、中心軸Ｏを中心とする略円柱状のホルダ２０と、ホルダ２０のドリルヘッド取付座１０６に着脱可能に取り付けられるドリルヘッド１０と、ドリルヘッド取付座１０６にドリルヘッド１０を固定する締結部材３０と、を備える。
ドリルヘッド１０は、例えば超硬合金製であり、穴あけ有効部１０２の一部（先端部）を構成している。またホルダ２０は、例えば鋼製であり、穴あけ有効部１０２の上記一部以外の部分と、フランジ部１０３と、シャンク部１０１とを構成している。

【0029】

〔方向の定義〕
本実施形態では、ドリルの中心軸Ｏが延びる方向を軸方向と呼ぶ。中心軸Ｏは、ドリルヘッド１０の中心軸であり、かつ刃先交換式ドリル１００の中心軸である。軸方向のうち、シャンク部１０１から穴あけ有効部１０２へ向かう方向を軸方向の先端側、または単に先端側と呼び、穴あけ有効部１０２からシャンク部１０１へ向かう方向を軸方向の後端側、または単に後端側と呼ぶ。

【0030】

また、中心軸Ｏと直交する方向を径方向と呼ぶ。径方向のうち、中心軸Ｏに近づく方向を径方向内側、または単に内側と呼び、中心軸Ｏから離れる方向を径方向外側、または単に外側と呼ぶ。

【0031】

また、中心軸Ｏ回りに周回する方向を周方向と呼ぶ。周方向のうち、穴あけ加工時にドリルが回転させられる方向をドリル回転方向Ｔと呼び、これとは反対の方向を、ドリル回転方向Ｔとは反対側、または反ドリル回転方向と呼ぶ。

【0032】

〔ホルダ〕
図１及び図２に示すように、シャンク部１０１は、中心軸Ｏを中心として軸方向に延びる柱状であり、具体的には略円柱状である。シャンク部１０１は、刃先交換式ドリル１００の後端側部分に配置される。シャンク部１０１は、例えば、図示しない工作機械の主軸やボール盤のチャック等（以下、主軸等と省略する）に着脱可能に取り付けられ、保持される。シャンク部１０１が主軸等によってドリル回転方向Ｔに回転させられつつ、軸方向の先端側に移動させられることで、ドリルは被削材に切り込んで穴あけ加工を行う。

【0033】

フランジ部１０３は、軸方向において、シャンク部１０１と穴あけ有効部１０２との間に配置される。フランジ部１０３は、刃先交換式ドリル１００において最も外径寸法が大きい部分である。フランジ部１０３の後端側を向く端面１０３ａは、図示しない主軸等の先端面に接触する。フランジ部１０３の先端側を向く面１０３ｂは、先端側へ向かうに従い縮径するテーパ面状をなしている。

【0034】

穴あけ有効部１０２は、中心軸Ｏを中心として軸方向に延びる柱状である。穴あけ有効部１０２は、ドリルヘッド１０と、ホルダ２０の先端側部分と、を含む。穴あけ有効部１０２は、ドリルヘッド１０によって被削材に切り込んで穴あけ加工を行い、加工穴に挿入される。

【0035】

切屑排出溝１０４は、穴あけ有効部１０２の先端面（ドリルヘッド１０の後述する先端面３）及び外周面に開口し、略軸方向に延びる溝状である。詳しくは、切屑排出溝１０４は、穴あけ有効部１０２の先端面から後端側へ向かうに従い、ドリル回転方向Ｔとは反対側へ向けて略螺旋状に延びる。本実施形態では切屑排出溝１０４が、穴あけ有効部１０２、及びフランジ部１０３の面１０３ｂにわたって配置されている。特に図示しないが、切屑排出溝１０４は、さらにフランジ部１０３の外周面にまで配置されていてもよい。なお切屑排出溝１０４は、少なくとも穴あけ有効部１０２に配置されていればよいことから、フランジ部１０３には配置されていなくてもよい。

【0036】

切屑排出溝１０４は、切屑排出溝１０４の先端部に配置されるヘッド切屑排出溝１０４ａと、切屑排出溝１０４の先端部以外の部分に配置されるホルダ切屑排出溝１０４ｂと、を有する。ヘッド切屑排出溝１０４ａは、切屑排出溝１０４のうちドリルヘッド１０に配置される部分である。ホルダ切屑排出溝１０４ｂは、切屑排出溝１０４のうちホルダ２０に配置される部分である。以下の説明では、ヘッド切屑排出溝１０４ａまたはホルダ切屑排出溝１０４ｂを、単に切屑排出溝１０４と呼ぶ場合がある。

【0037】

また、切屑排出溝１０４は、周方向に互いに間隔をあけて複数設けられている。図３に示すように、本実施形態では切屑排出溝１０４が、周方向において等ピッチで一対設けられている。

【0038】

図２及び図３に示すように、クーラント孔１０５は、刃先交換式ドリル１００の内部を延びて形成されている。本実施形態ではクーラント孔１０５が、ホルダ２０を軸方向に貫通する。クーラント孔１０５には、図示しない主軸等を介して、切削油剤や圧縮エア等のクーラントが供給される。

【0039】

クーラント孔１０５は、シャンク部１０１の後端面に開口する後端側流路（図示省略）と、後端側流路よりも先端側に配置され、後端側流路に接続されて切屑排出溝１０４に開口する先端側流路１０５ａと、を有する。

【0040】

後端側流路は、少なくともシャンク部１０１の内部に配置される。
先端側流路１０５ａは、少なくとも、穴あけ有効部１０２のうちドリルヘッド１０以外の部分の内部に配置される。先端側流路１０５ａの後端部は、後端側流路の先端部に接続される。先端側流路１０５ａは、複数設けられる。複数の先端側流路１０５ａは、周方向に互いに間隔をあけて配置される。本実施形態では先端側流路１０５ａが、一対の切屑排出溝１０４に一つずつ開口して一対設けられる。具体的に、先端側流路１０５ａは、ホルダ切屑排出溝１０４ｂのドリル回転方向Ｔとは反対側を向く壁面に開口する。
なお、後端側流路については、先端側流路１０５ａと同数設けられていてもよいし、１つのみ設けられていてもよい。

【0041】

図１～図３に示すように、ドリルヘッド取付座１０６は、ホルダ２０の先端部に形成されている。ドリルヘッド取付座１０６は、軸方向の先端側を向く着座面１０７と、着座面１０７よりも先端側に突出し、ドリル回転方向Ｔを向く支持面１０８と、着座面１０７から軸方向の後端側に窪む嵌合穴１０９と、を有する。

【0042】

着座面１０７は、中心軸Ｏと垂直な方向に広がる平面状である。特に図示しないが、着座面１０７には、軸方向に延びる図示しない雌ネジ穴が開口する。雌ネジ穴は、周方向に互いに間隔をあけて複数設けられる。本実施形態では雌ネジ穴が、周方向に等ピッチで一対設けられる。

【0043】

本実施形態では支持面１０８が、平面状である。図３に示すように軸方向から見て、支持面１０８は、径方向外側へ向かうに従いドリル回転方向Ｔに向けて延びる。また支持面１０８は、周方向に互いに間隔をあけて複数設けられる。本実施形態では支持面１０８が、周方向に等ピッチで一対設けられる。

【0044】

図２に示すように、嵌合穴１０９は、中心軸Ｏを中心とする有底穴であり、具体的には、円穴状である。嵌合穴１０９は、着座面１０７に開口し、軸方向に延びる。

【0045】

〔ドリルヘッド〕
ドリルヘッド１０は、ホルダ２０の先端部に配置されるドリルヘッド取付座１０６に取り付けられ、図示しない主軸等により、ホルダ２０とともに中心軸Ｏ回りのドリル回転方向Ｔに回転させられる。

【0046】

図４～図７に示すように、ドリルヘッド１０は、軸方向の先端側を向く先端面３と、径方向外側を向く外周面８と、先端面３及び外周面８に開口し、先端面３から軸方向の後端側に延びる切屑排出溝１０４と、すくい面５と、逃げ面６と、切刃７と、後端面９と、嵌合部１３と、締結部材挿入孔１４と、被支持面１５と、スラッジ排出凹部１６と、面取り部１７と、を有する。

【0047】

ドリルヘッド１０が有する上記切屑排出溝１０４は、具体的には、前述したヘッド切屑排出溝１０４ａである。切屑排出溝１０４（ヘッド切屑排出溝１０４ａ）は、先端面３から軸方向の後端側へ向かうに従い、反ドリル回転方向に向けて延びる。

【0048】

切屑排出溝１０４は、シンニング面１１を有する。シンニング面１１は、ヘッド切屑排出溝１０４ａの先端部に配置される。シンニング面１１は、先端面３のドリル回転方向Ｔとは反対側の端部に接続される。シンニング面１１は、反ドリル回転方向へ向かうに従い軸方向の後端側に向けて延びる。

【0049】

すくい面５は、切屑排出溝１０４（ヘッド切屑排出溝１０４ａ）のドリル回転方向Ｔを向く面のうち、少なくとも先端部に位置する。すなわち、切屑排出溝１０４は、さらにすくい面５を有する。すくい面５は、シンニングすくい面５１と、主すくい面５２と、を有する。

【0050】

シンニングすくい面５１は、切屑排出溝１０４の先端部のうち、径方向内端部に配置される。シンニングすくい面５１は、シンニング面１１の径方向内端部に接続され、ドリル回転方向Ｔを向く。本実施形態では、シンニングすくい面５１が、略三角形の平面状である。

【0051】

主すくい面５２は、シンニングすくい面５１の径方向外側に配置される。本実施形態では、主すくい面５２が、凹曲面状の部分と、凹曲面状の部分の径方向外側に配置される平面状の部分と、を有する。
主すくい面５２のうち上記凹曲面状の部分は、中心軸Ｏと垂直な断面視（以下、単に横断面視と呼ぶ場合がある）において、反ドリル回転方向に窪む凹曲線状をなす。また、主すくい面５２のうち上記平面状の部分は、横断面視において、径方向外側へ向かうに従い反ドリル回転方向に向けて延びる直線状をなす。

【0052】

逃げ面６は、先端面３に配置される。すなわち、先端面３は、逃げ面６を有する。逃げ面６は、第１逃げ面６１と、第１逃げ面６１の反ドリル回転方向に隣接して配置される第２逃げ面６２と、を有する。

【0053】

第１逃げ面６１は、反ドリル回転方向へ向かうに従い軸方向の後端側に向けて延びる。第２逃げ面６２は、反ドリル回転方向へ向かうに従い軸方向の後端側に向けて延びる。第１逃げ面６１及び第２逃げ面６２は、上述のようにそれぞれ傾斜させられることで、逃げ角が付与されている。また第２逃げ面６２は、第１逃げ面６１よりも大きな逃げ角を有する。すなわち、第２逃げ面６２における周方向に沿う単位長さあたりの軸方向への変位量（逃げ角に相当する傾き）は、第１逃げ面６１における前記変位量よりも大きい。

【0054】

図５に示すように、ドリルヘッド１０を軸方向に沿って先端側から見た正面視において、第１逃げ面６１は、径方向に延びる帯状（径方向に長い略多角形状）をなしており、第２逃げ面６２は、略扇形状をなしている。

【0055】

なお本実施形態においては、逃げ面６が、互いに逃げ角が異なる２つの傾斜面（第１逃げ面６１及び第２逃げ面６２）を有している例を挙げたが、これに限らない。逃げ面６は、例えば、単一の傾斜面により形成されていてもよく、あるいは、周方向に並ぶ３つ以上の傾斜面を有していてもよい。

【0056】

図４に示すように、切刃７は、切屑排出溝１０４（ヘッド切屑排出溝１０４ａ）のドリル回転方向Ｔを向く面と、先端面３とが接続される稜線部に配置される。具体的に、切刃７は、すくい面５と逃げ面６とが接続される稜線部に配置される。切刃７は、ドリルヘッド１０に、周方向に互いに間隔をあけて複数設けられる。本実施形態では切刃７が、周方向に等ピッチで２つ設けられる。すなわち、本実施形態のドリルヘッド１０及び刃先交換式ドリル１００は、２枚刃のツイストドリルである。

【0057】

図４～図７に示すように、切刃７は、シンニング刃７１と、主切刃７２と、を有する。
シンニング刃７１は、切刃７のうち径方向内端部に配置される。シンニング刃７１は、シンニングすくい面５１と第１逃げ面６１とが接続される稜線部に配置される。シンニング刃７１は、ドリルの正面視で、中心軸Ｏ付近から径方向外側へ向けて、略径方向に沿って延びる。またシンニング刃７１は、径方向外側へ向かうに従い、軸方向の後端側に向けて延びる。本実施形態ではシンニング刃７１が、直線状である。

【0058】

主切刃７２は、シンニング刃７１の径方向外側に配置される。主切刃７２は、主すくい面５２と第１逃げ面６１とが接続される稜線部に配置される。主切刃７２は、ドリルの正面視で反ドリル回転方向に窪む凹曲線状の部分と、この凹曲線状の部分よりも径方向外側に配置される直線状の部分と、を有する。上記直線状の部分は、主切刃７２のうち径方向外端部に配置される。上記直線状の部分は、径方向外側へ向かうに従い反ドリル回転方向に向けて延びる。

【0059】

また主切刃７２は、径方向外側へ向かうに従い、軸方向の後端側に向けて延びる。主切刃７２の径方向内側の端部は、シンニング刃７１の径方向外側の端部に接続される。本実施形態では、主切刃７２とシンニング刃７１との接続部分が、ドリル回転方向Ｔに向けて突出する凸曲線状をなす。この凸曲線状の部分により、主切刃７２とシンニング刃７１とは滑らかに接続されている。

【0060】

また特に図示しないが、切刃７は、切刃７の刃先に配置されるホーニングを有していてもよい。ホーニングは、切刃７が延びる方向（刃長方向）に沿って延びる。この場合、ホーニングは丸ホーニングでもよいし、チャンファホーニングでもよい。

【0061】

外周面８は、マージン８１と、二番取り面８２と、を有する。
マージン８１は、外周面８のうちドリル回転方向Ｔの端部に配置され、略軸方向に延びる。具体的に、マージン８１は、軸方向の後端側へ向かうに従い、反ドリル回転方向に向けて延びる。

【0062】

マージン８１と主すくい面５２とは、稜線部（リーディングエッジ１２）を介して互いに接続される。マージン８１は、リーディングエッジ１２の反ドリル回転方向に隣接して配置される。マージン８１は、リーディングエッジ１２を中心軸Ｏ回りに回転させて得られる図示しない円筒状の回転軌跡上に位置する。マージン８１は、中心軸Ｏと垂直な横断面視において、中心軸Ｏを中心とする円弧状をなす。なおリーディングエッジ１２には、バックテーパが付与されていてもよい。この場合、リーディングエッジ１２は、軸方向の後端側へ向かうに従い、わずかに径方向内側に位置する。

【0063】

二番取り面８２は、マージン８１の反ドリル回転方向に隣り合って配置される。二番取り面８２は、マージン８１よりも径方向内側に配置される。二番取り面８２は、穴あけ加工時において、被削材の加工穴の内周面と径方向に隙間をあけて対向する。

【0064】

後端面９は、軸方向の後端側を向く。後端面９は、中心軸Ｏと垂直な方向に広がる平面状である。図２に示すように、ドリルヘッド１０がドリルヘッド取付座１０６に取り付けられたときに、後端面９は、着座面１０７と接触する。これによりドリルヘッド１０は、ドリルヘッド取付座１０６に軸方向の後端側から支持される。

【0065】

図６及び図７に示すように、嵌合部１３は、後端面９から軸方向の後端側に突出する。嵌合部１３は、中心軸Ｏを中心とする柱状であり、具体的には、軸方向に延びる略円柱状である。図２に示すように、嵌合部１３は、ドリルヘッド取付座１０６の嵌合穴１０９に挿入される。嵌合部１３と嵌合穴１０９とは、互いに嵌合する。これによりドリルヘッド１０は、ドリルヘッド取付座１０６に径方向において位置決めされる。

【0066】

図４及び図５に示すように、締結部材挿入孔１４は、先端面３に開口してドリルヘッド１０を軸方向に貫通する。締結部材挿入孔１４は、軸方向に延びる多段円孔状である。締結部材挿入孔１４の内径寸法は、軸方向の後端側へ向かうに従い段階的に小さくなる。締結部材挿入孔１４の先端部は、第２逃げ面６２に開口する。締結部材挿入孔１４の後端部は、後端面９に開口する。締結部材挿入孔１４は、周方向に互いに間隔をあけて複数（本実施形態では一対）設けられる。

【0067】

図１及び図３に示すように、締結部材挿入孔１４には、ドリルヘッド１０とホルダ２０とを締結する締結部材３０が挿入される。本実施形態では締結部材３０が、例えばクランプネジ等である。締結部材３０は、締結部材挿入孔１４に挿通され、ドリルヘッド取付座１０６の着座面１０７に開口する雌ネジ穴（図示省略）に螺着される。これによりドリルヘッド１０は、ドリルヘッド取付座１０６に着脱可能に固定される。

【0068】

図４～図７に示すように、被支持面１５は、周方向において、切屑排出溝１０４（ヘッド切屑排出溝１０４ａ）と二番取り面８２との間に配置される。被支持面１５は、ドリル回転方向Ｔとは反対側を向く。本実施形態では被支持面１５が、平面状である。被支持面１５は、多角形面状であり、具体的には、略五角形面状である。図５に示すように軸方向から見て、被支持面１５は、径方向外側へ向かうに従いドリル回転方向Ｔに向けて延びる。

【0069】

被支持面１５は、周方向に互いに間隔をあけて複数設けられる。本実施形態では被支持面１５が、周方向に等ピッチで一対設けられる。図１～図３に示すように、被支持面１５は、ドリルヘッド取付座１０６のドリル回転方向Ｔを向く支持面１０８と接触する。これによりドリルヘッド１０は、ドリルヘッド取付座１０６に反ドリル回転方向から支持される。

【0070】

図４～図７に示すように、スラッジ排出凹部１６は、先端面３と被支持面１５との間に配置され、略径方向に沿って溝状に延びる。具体的に、スラッジ排出凹部１６は、第２逃げ面６２のドリル回転方向Ｔとは反対側、かつ被支持面１５のドリル回転方向Ｔに位置しており、被支持面１５と隣接するように配置されている。スラッジ排出凹部１６は、先端面３と被支持面１５とを隔てるように設けられる。

【0071】

図５に示すように軸方向から見て、スラッジ排出凹部１６は、被支持面１５と平行に延びている。本実施形態ではスラッジ排出凹部１６が、軸方向から見たドリルの正面視で、径方向外側へ向かうに従いドリル回転方向Ｔに向けて、直線状に延びている。

【0072】

図６及び図７に示すように、スラッジ排出凹部１６は、スラッジ排出凹部１６が延びる方向と垂直な断面の形状が、軸方向の先端側に開口するＵ字状またはＶ字状等である。本実施形態では、スラッジ排出凹部１６の前記断面の面積（断面積）が、スラッジ排出凹部１６が延びる方向に沿って略一定である。

【0073】

スラッジ排出凹部１６は、その径方向外側の端部が外周面８に開口する。具体的に、スラッジ排出凹部１６の径方向外端部は、二番取り面８２に開口する。また図４及び図５に示すように、スラッジ排出凹部１６は、その径方向内側の端部がシンニング面１１に開口する。
このように、スラッジ排出凹部１６は、ドリルの先端側に向けて開口し、かつ、切屑排出溝１０４の一部（シンニング面１１）と外周面８の一部（二番取り面８２）とを連通する。

【0074】

また図４～図７に示すように、スラッジ排出凹部１６は、ドリル回転方向Ｔを向く壁面１６ａを有する。壁面１６ａは、スラッジ排出凹部１６が延びる方向に沿って延びている。本実施形態では壁面１６ａが、軸方向の先端側へ向かうに従い反ドリル回転方向に位置する傾斜面状である。

【0075】

面取り部１７は、スラッジ排出凹部１６と被支持面１５との間に配置される。具体的に、面取り部１７は、スラッジ排出凹部１６と被支持面１５との間に形成される壁部の軸方向の先端部に配置されており、スラッジ排出凹部１６が延びる方向に沿って延びている。面取り部１７は、反ドリル回転方向へ向かうに従い、軸方向の後端側に位置する傾斜面状である。面取り部１７は、第２逃げ面６２を反ドリル回転方向に延ばした図示しない仮想延長面よりも、軸方向の後端側に配置されている（図７を参照）。

【0076】

〔本実施形態による作用効果〕
以上説明した本実施形態のドリルヘッド１０及びこれを備える刃先交換式ドリル１００では、被削材の穴あけ加工時に生じる切粉とクーラントを含むスラッジが、ドリルヘッド１０の先端面３上からスラッジ排出凹部１６に流入する。スラッジ排出凹部１６に流入したスラッジは、遠心力等の作用によりスラッジ排出凹部１６内を流れ、ドリルヘッド１０の外周面８に排出される。このためスラッジが、ドリルヘッド１０の先端面３上から被支持面１５と支持面１０８との接触部位に浸入することは抑制される。これにより、被支持面１５及び支持面１０８がスラッジによって摩耗するのを抑えることができる。

【0077】

以上より本実施形態によれば、ドリルの回転力（トルク）が伝達されるドリルヘッド１０とホルダ２０の接触面同士（被支持面１５と支持面１０８）の間に、スラッジが浸入することを抑制でき、これら接触面１５，１０８の摩耗を抑制することができる。したがって、ドリルの工具寿命を安定して延ばすことができる。

【0078】

また、スラッジ排出凹部１６はシンプルな溝形状を有しており、スラッジ排出凹部１６をドリルヘッド１０に設けるにあたって、複雑な製造工程等は必要とされない。また、スラッジ排出凹部１６の機能を得るために、ホルダ２０の製造にあたって特別な製造工程等は必要ではない。このため、ドリルの製造が容易であり、製造時間も短縮される。

【0079】

また本実施形態において、スラッジ排出凹部１６は、ドリル回転方向Ｔを向く壁面１６ａを有している。このような壁面１６ａが設けられることにより、先端面３から被支持面１５と支持面１０８との接触部位へ向かうスラッジの流れを堰き止めて、スラッジをスラッジ排出凹部１６に効率よく流入させることができる。このため、スラッジ排出凹部１６による上述の作用効果が安定して奏功される。

【0080】

また本実施形態において、スラッジ排出凹部１６は、径方向内側の端部がシンニング面１１に開口する。
この場合、クーラント孔１０５の先端側流路１０５ａから切刃７近傍に供給されるクーラントが、シンニング面１１上からスラッジ排出凹部１６に流入する。スラッジ排出凹部１６に流入したクーラントは、先端面３上からスラッジ排出凹部１６に流入したスラッジとともに、径方向外側へ流される。スラッジ排出凹部１６によるスラッジの排出作用（機能）が、より安定して高められる。

【0081】

また本実施形態では、ドリルヘッド１０が、スラッジ排出凹部１６と被支持面１５との間に配置される面取り部１７を備えている。
この場合、スラッジ排出凹部１６と被支持面１５との間に形成される壁部に、面取り部１７が設けられるため、この壁部の強度が確保される。スラッジ排出凹部１６によるスラッジの排出作用が、長期にわたり安定して奏功される。

【0082】

〔本発明に含まれるその他の構成〕
本発明は前述の実施形態に限定されず、例えば下記に説明するように、本発明の趣旨を逸脱しない範囲において構成の変更等が可能である。なお、変形例の図示においては、前述の実施形態と同じ構成要素には同一の符号を付し、下記では主に異なる点について説明する。

【0083】

図８～図１１は、前述の実施形態で説明したドリルヘッド１０の第１変形例であるドリルヘッド１０Ａを示す。この第１変形例では、スラッジ排出凹部１６は、スラッジ排出凹部１６が延びる方向と垂直な断面の断面積が、径方向外側へ向かうに従い大きくなる。具体的に、このスラッジ排出凹部１６は、スラッジ排出凹部１６が延びる方向に沿って径方向外側へ向かうに従い、溝深さ寸法が大きくなる。また、スラッジ排出凹部１６は、スラッジ排出凹部１６が延びる方向に沿って径方向外側へ向かうに従い、溝幅寸法が大きくなる。
また、スラッジ排出凹部１６のドリル回転方向Ｔを向く壁面１６ａは、スラッジ排出凹部１６が延びる方向に沿って径方向外側へ向かうに従い、軸方向寸法が大きくなる。

【0084】

この第１変形例によれば、遠心力等の作用によりスラッジ排出凹部１６内を径方向外側へ向けて流れるスラッジの流出量（排出量）が、より大きく確保される。すなわち、先端面３上からスラッジ排出凹部１６に流入可能なスラッジの収容量がより大きく確保されるため、スラッジ排出凹部１６によるスラッジの排出作用がより高められる。

【0085】

図１２～図１５は、前述の実施形態で説明したドリルヘッド１０の第２変形例であるドリルヘッド１０Ｂを示す。この第２変形例では、スラッジ排出凹部１６が、締結部材挿入孔１４と連通している。

【0086】

この第２変形例によれば、先端面３上から締結部材挿入孔１４に流入したスラッジが、締結部材挿入孔１４からスラッジ排出凹部１６を通して外周面８に排出される。すなわち、スラッジ排出凹部１６のみならず、締結部材挿入孔１４に流入したスラッジについても外周面８へ排出することができる。このため、スラッジが、先端面３上から被支持面１５と支持面１０８との接触部位に浸入することをより安定して抑制できる。

【0087】

なお、上述した第１変形例のように、締結部材挿入孔１４とスラッジ排出凹部１６とが互いに連通することなく隣接して配置されると、これらの間に形成される壁部の厚さ寸法が薄くなりやすく、壁厚を確保することが難しい場合がある。この点、第２変形例の上記構成によれば、このような壁厚の薄い壁部が形成されにくくなる。したがって、例えば締結部材３０をレンチ等の作業用工具で締め付ける際などに、作業用工具が上記壁部に接触してこの壁部が破損するような不具合が抑えられる。

【0088】

また、前述の実施形態及び変形例では、スラッジ排出凹部１６のドリル回転方向Ｔを向く壁面１６ａが、軸方向の先端側へ向かうに従い反ドリル回転方向に位置する傾斜面状である例を挙げたが、これに限らない。スラッジ排出凹部１６の壁面１６ａは、例えば、軸方向の各位置において互いの周方向位置が同じとされた、縦壁状等であってもよい。

【0089】

前述の実施形態及び変形例では、ドリルが、２枚刃のツイストドリルである例を挙げたが、これに限らない。ドリルは、１枚刃または３枚刃以上のドリルであってもよい。

【0090】

本発明は、本発明の趣旨から逸脱しない範囲において、前述の実施形態及び変形例等で説明した各構成を組み合わせてもよく、また、構成の付加、省略、置換、その他の変更が可能である。また本発明は、前述した実施形態等によって限定されず、特許請求の範囲によってのみ限定される。

【産業上の利用可能性】

【0091】

本発明のドリルヘッド及び刃先交換式ドリルによれば、ドリルの回転力（トルク）が伝達されるドリルヘッドとホルダの接触面同士の間に、スラッジが浸入することを抑制でき、ドリルの工具寿命を安定して延ばすことができる。したがって、産業上の利用可能性を有する。

【符号の説明】

【0092】

３…先端面
７…切刃
８…外周面
１０，１０Ａ，１０Ｂ…ドリルヘッド
１１…シンニング面
１４…締結部材挿入孔
１５…被支持面
１６…スラッジ排出凹部
１６ａ…壁面
１７…面取り部
２０…ホルダ
３０…締結部材
１００…刃先交換式ドリル
１０４…切屑排出溝
１０４ａ…ヘッド切屑排出溝
１０６…ドリルヘッド取付座
１０８…支持面
Ｏ…中心軸
Ｔ…ドリル回転方向

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11】

【図12】

【図13】

【図14】

【図15】