特許 7001844 ドリル

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】

(24)【登録日】2021-12-28

(45)【発行日】2022-01-20

(54)【発明の名称】ドリル

(51)【国際特許分類】

   B23B 51/00 20060101AFI20220113BHJP

【ＦＩ】

B23B51/00 S

【請求項の数】 4

(21)【出願番号】P 2020562786

(86)(22)【出願日】2019-08-30

(86)【国際出願番号】 JP2019034179

(87)【国際公開番号】W WO2021038841

(87)【国際公開日】2021-03-04

【審査請求日】2020-11-10

【早期審査対象出願】

(73)【特許権者】

【識別番号】000103367

【氏名又は名称】オーエスジー株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100104178

【弁理士】

【氏名又は名称】山本 尚

(74)【代理人】

【識別番号】100213687

【弁理士】

【氏名又は名称】平松 大輝

(72)【発明者】

【氏名】山本 剛広

(72)【発明者】

【氏名】牧野 裕泰

【審査官】中川 康文

(56)【参考文献】

【文献】国際公開第２０１９／０４９２５７（ＷＯ，Ａ１）

【文献】特開２０１５－１３１３８４（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開平０７－３０８８１４（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開平１０－０５８２９１（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１６－０５９９９９（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１７－０４２８７９（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１７－１６４８３６（ＪＰ，Ａ）

【文献】国際公開第２０１３／０６５２０１（ＷＯ，Ａ１）

【文献】国際公開第２０１４／２０８４２１（ＷＯ，Ａ１）

【文献】特開２００９－１４８８６５（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｂ２３Ｂ ５１／００－５１／１４

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

軸心を中心に延びるボディと、
前記ボディの先端部から基端部へ向けて前記ボディの外周面に螺旋状に設けられた複数の排出溝と、
前記ボディの回転方向側を向く前記排出溝の内面と、前記先端部における前記ボディの逃げ面との稜線部分に設けられた切れ刃と、
前記切れ刃の前記ボディの径方向内側の端から前記径方向内側に延びるシンニング刃と、
前記逃げ面との第一稜線が、前記シンニング刃の径方向内側の端から前記径方向外側に向かって、前記回転方向に向けて湾曲して延びるＲ部と、前記逃げ面との第二稜線が、前記第一稜線の前記径方向外側の端から前記径方向外側に向かって直線状に延び、前記ボディの前記外周面よりも前記径方向内側で前記排出溝に接続するストレート部とを有するギャッシュ部と
を備え、
前記ストレート部は、前記第二稜線から前記ボディの前記基端部側に向かって前記軸心 から離れるように延びる
ことを特徴とするドリル。

【請求項3】

軸心を中心に延びるボディと、
前記ボディの先端部から基端部へ向けて前記ボディの外周面に螺旋状に設けられた複数の排出溝と、
前記ボディの回転方向側を向く前記排出溝の内面と、前記先端部における前記ボディの逃げ面との稜線部分に設けられた切れ刃と、
前記切れ刃の前記ボディの径方向内側の端から前記径方向内側に延びるシンニング刃と、
前記逃げ面との第一稜線が、前記シンニング刃の径方向内側の端から前記径方向外側に向かって、前記回転方向に向けて湾曲して延びるＲ部と、前記逃げ面との第二稜線が、前記第一稜線の前記径方向外側の端から前記径方向外側に向かって直線状に延び、前記ボディの前記外周面よりも前記径方向内側で前記排出溝に接続するストレート部とを有するギャッシュ部と
を備え、
前記軸心が延びる方向から見て、前記第一稜線の前記径方向外側の端における接線と、 前記第二稜線との間の角度は、２０°以下である
ことを特徴とするドリル。

【請求項4】

前記軸心から前記第二稜線が前記排出溝に接続する位置までの距離は、前記ボディの外径の３０％以上４５％以下である
ことを特徴とする請求項１から３のいずれかに記載のドリル。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、ドリルに関する。

【背景技術】

【0002】

特許文献１に記載のドリルでは、ボディの先端部にシンニング刃とＲギャッシュとが設けられる。シンニング刃は、ドリル中心のチゼルの残し幅を薄くするためのシンニング処理が施されることで、切れ刃の内端からチゼルに向かって形成される。Ｒギャッシュは、シンニング刃の内端側からボディの外周面へ向けて、円弧状に延びるように形成される。ボディには、加工時にワークの切りくずを排出するための排出溝が設けられる。Ｒギャッシュの径方向外側の端部は、加工時にワークの切りくずがボディの外周側に流れないように、ボディの外周面よりも径方向内側で排出溝に接続される。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【文献】特開２０１６－５９９９９号公報

【発明の概要】

【0004】

上記ドリルでは、加工時にワークの切りくずがＲギャッシュの曲面に沿ってボディの外周側に流れることにより、依然として、切りくずの排出性が低下する可能性がある。ボディの外周側に切りくずが流れると、切りくずのカールが弱くなり、切りくずが細かく分断されない場合がある。この場合、切りくずがスムーズに排出溝に排出されず、切りくず詰まり、加工中の振動、切削抵抗の増加等が発生し得る。よって、上記ドリルは、安定した寿命を得ることができない可能性があった。

【0005】

本発明の目的は、加工時の切りくずの排出性を高め、切削抵抗を低く安定させることができるドリルを提供することである。

【課題を解決するための手段】

【0006】

本発明の第一態様に係るドリルは、軸心を中心に延びるボディと、前記ボディの先端部から基端部へ向けて前記ボディの外周面に螺旋状に設けられた複数の排出溝と、前記ボディの回転方向側を向く前記排出溝の内面と、前記先端部における前記ボディの逃げ面との稜線部分に設けられた切れ刃と、前記切れ刃の前記ボディの径方向内側の端から前記径方向内側に延びるシンニング刃と、前記逃げ面との第一稜線が、前記シンニング刃の径方向内側の端から前記径方向外側に向かって、前記回転方向に向けて湾曲して延びるＲ部と、前記逃げ面との第二稜線が、前記第一稜線の前記径方向外側の端から前記径方向外側に向かって直線状に延び、前記ボディの前記外周面よりも前記径方向内側で前記排出溝に接続するストレート部とを有するギャッシュ部とを備え、前記ストレート部は、前記第二稜線 から前記ボディの前記基端部側に向かって前記軸心から離れるように延びることを特徴とする。

【0007】

上記第一態様によれば、ギャッシュ部のうちＲ部によって切りくずのカールが強くなる。この結果、切りくずが細かく分断され、切りくず形状が安定する。さらに、ストレート部がボディの外周面よりも径方向内側で排出溝に接続するので、ストレート部によって切りくずはボディの外周面に向かう方向ではなく、排出溝に向かう方向にスムーズに排出される。よって、ドリルは加工時の切りくずの排出性を高め、切削抵抗を低く安定させることができる。

【0008】

本発明の第一態様に係るドリルにおいて、前記軸心が延びる方向から見て、前記第一稜 線の前記径方向外側の端における接線と、前記第二稜線との間の角度は、２０°以下であ ってもよい。この場合、カールした切りくずが、ストレート部によって排出溝に安定的に 排出される。よって、ドリルは加工時のワークの切りくずの排出性を安定化させることが できる。
本発明の第二態様にかかるドリルは、軸心を中心に延びるボディと、前記ボディの先端 部から基端部へ向けて前記ボディの外周面に螺旋状に設けられた複数の排出溝と、前記ボ ディの回転方向側を向く前記排出溝の内面と、前記先端部における前記ボディの逃げ面と の稜線部分に設けられた切れ刃と、前記切れ刃の前記ボディの径方向内側の端から前記径 方向内側に延びるシンニング刃と、前記逃げ面との第一稜線が、前記シンニング刃の径方 向内側の端から前記径方向外側に向かって、前記回転方向に向けて湾曲して延びるＲ部と 、前記逃げ面との第二稜線が、前記第一稜線の前記径方向外側の端から前記径方向外側に 向かって直線状に延び、前記ボディの前記外周面よりも前記径方向内側で前記排出溝に接 続するストレート部とを有するギャッシュ部とを備え、前記軸心が延びる方向から見て、 前記第一稜線の前記径方向外側の端における接線と、前記第二稜線との間の角度は、２０ °以下であることを特徴とする。
上記第二態様は、第一態様と同様の効果を奏することができる。
本発明の第一態様または第二態様に係るドリルにおいて、前記軸心から前記第二稜線が前記排出溝に接続する位置までの距離は、前記ボディの外径の３０％以上４５％以下であってもよい。この場合、発生した切りくずがＲ部によって安定したカール形状となることで、切りくずの形状が安定する。よって、ドリルは加工時のワークの切りくずの排出性を安定化させることができる。

【0009】

【図面の簡単な説明】

【0010】

【図1】第一実施形態の三枚刃ドリル１の側面図である。

【図2】図１の領域Ｗの拡大斜視図である。

【図3】第一実施形態の三枚刃ドリル１の正面図である。

【図4】第二実施形態の二枚刃ドリル１０１における領域Ｗに相当する部分の拡大斜視図である。

【図5】第二実施形態の二枚刃ドリル１０１の正面図である。

【図6】変形例の二枚刃ドリル１０２の正面図である。

【図7】三枚刃ドリルによる第一試験結果を示す図である。

【図8】二枚刃ドリルによる第一試験結果を示す図である。

【図9】第二試験結果であり、各三枚刃ドリルの耐久穴数を示すグラフである。

【図10】第三試験結果であり、各二枚刃ドリルの最大スラスト荷重および最大トルクを示すグラフである。

【図11】送り量が０．２７ｍｍ／ｒｅｖのときの第四試験結果であり、各二枚刃ドリルのスラスト荷重およびトルクの経時変化を示すグラフである。

【図12】送り量が０．３５ｍｍ／ｒｅｖのときの第四試験結果であり、各二枚刃ドリルのスラスト荷重およびトルクの経時変化を示すグラフである。

【図13】送り量が０．４０ｍｍ／ｒｅｖのときの第四試験結果であり、各二枚刃ドリルのスラスト荷重およびトルクの経時変化を示すグラフである。

【図14】送り量が０．２７ｍｍ／ｒｅｖのときの第四試験結果であり、各二枚刃ドリルの最大スラスト荷重および最大トルクを示すグラフである。

【図15】送り量が０．３５ｍｍ／ｒｅｖのときの第四試験結果であり、各二枚刃ドリルの最大スラスト荷重および最大トルクを示すグラフである。

【図16】送り量が０．４０ｍｍ／ｒｅｖのときの第四試験結果であり、各二枚刃ドリルの最大スラスト荷重および最大トルクを示すグラフである。

【発明を実施するための形態】

【0011】

＜第一実施形態＞
図１～図３を参照して、本発明の第一実施形態に係る三枚刃ドリル１の構成について説明する。図１に示すように、三枚刃ドリル１は略円柱状であり、シャンク２とボディ３とを備える。シャンク２は工作機械（図示略）の主軸に保持される。ボディ３は、シャンク２から軸心ＡＸを中心として延びる。以下では、ボディ３のうちシャンク２側（図１の右側）の端部を「ボディ３の基端部」といい、ボディ３のうちシャンク２とは反対側（図１の左側）の端部を「ボディ３の先端部」という。ボディ３の径方向を単に「径方向」という。軸心ＡＸは径方向に直交する。

【0012】

三枚刃ドリル１は、軸心ＡＸを中心として回転することによってワークを切削し、加工穴を形成する。加工時の三枚刃ドリル１の回転方向Ｒは、ボディ３の先端部側から見て（以下、「正面視」という。）反時計回り方向である。

【0013】

ボディ３の外周面３１には、３つの排出溝４が設けられる。３つの排出溝４は、それぞれボディ３の先端部において開口する。３つの排出溝４は、それぞれボディ３の先端部からボディ３の基端部に向けて、正面視時計回り方向に螺旋状に形成される。排出溝４は、加工時に切りくずを加工穴から排出する。

【0014】

図２、図３に示すように、排出溝４は、回転方向Ｒ側を向く内面４１と、回転方向Ｒとは反対側を向く内面４２とで構成される。内面４１と外周面３１とが交差する稜線部分は、リーディングエッジ３３である。内面４２と外周面３１とが交差する稜線部分は、ヒール３４である。

【0015】

ボディ３の先端部には逃げ面６が形成される。逃げ面６は、各内面４１のうちボディ３の先端部側の端から回転方向Ｒとは反対側に、ボディ３の基端部側に傾斜するように延びる。内面４１と逃げ面６とが交差する稜線部分には、切れ刃５が設けられる。第一実施形態では内面４１および逃げ面６がそれぞれ３つずつあるので、切れ刃５は３つある。切れ刃５は正面視略Ｓ字形状を有し、ワークを切削する。切れ刃５付近の内面４１は、切れ刃５によって切削された切りくずをすくい取る、所謂すくい面である。

【0016】

ボディ３の先端部中心にはチゼル９が形成される。チゼル９近傍にはシンニング刃７が形成される。シンニング刃７は、切れ刃５の径方向内側の端５１から径方向内側へ向けて（つまり、チゼル９に向けて）、正面視回転方向Ｒに向かって湾曲した円弧状に延びる。シンニング刃７はシンニング面７１と逃げ面６との稜線部分に設けられる。シンニング面７１は、シンニング刃７からボディ３の基端部側に延び、回転方向Ｒ側を向く。シンニング面７１は所謂すくい面である。

【0017】

ボディ３の先端部にはギャッシュ部８が形成される。ギャッシュ部８は、内面４２のうちボディ３の先端部側に設けられ、回転方向Ｒとは反対側を向く面状に形成される。ギャッシュ部８は、加工時にすくい面によってすくい取られた切りくずをカールさせると共に排出溝４に排出する。詳細には、ギャッシュ部８はＲ部８１とストレート部８２とを有する。以下では、Ｒ部８１と逃げ面６との稜線を「第一稜線８１１」といい、ストレート部８２と逃げ面６との稜線を「第二稜線８２１」という。

【0018】

第一稜線８１１は、シンニング刃７の径方向内側の端７２から径方向外側に向かって、正面視回転方向Ｒに向けて湾曲して延びる。なお、図３は第一稜線８１１を径方向外側の端８１２から径方向外側に延長した部分を、破線で示す（図５、図６も同様）。Ｒ部８１は、第一稜線８１１からボディ３の基端部側に延び、正面視回転方向Ｒ側に湾曲した曲面状に形成される。シンニング刃７によって切削された切りくずのカールはＲ部８１によって強くなる。

【0019】

第二稜線８２１は、第一稜線８１１の径方向外側の端８１２から径方向外側に向かって直線状に延びる。第二稜線８２１の径方向外側の端８２２は、外周面３１よりも径方向内側で排出溝４に接続する。詳細には、第一稜線８１１を径方向外側の端８１２から径方向外側に延長した部分が排出溝４に接続する位置よりも径方向内側で、第二稜線８２１は排出溝４に接続する。

【0020】

ストレート部８２は、第二稜線８２１からボディ３の基端部側に向かって軸心ＡＸから離れるように延び、内面４２に沿って形成される。なお、図３はＲ部８１とストレート部８２の境界線を便宜的に直線の実線で示しているが（図５、図６も同様）、実際にはストレート部８２と螺旋状に捻じれる排出溝４の干渉により境界線ができるので、境界線は正面視で直線にはならない。つまり、境界線は排出溝４に沿ってカーブするように形成される。Ｒ部８１によってカールされた切りくずは、ストレート部８２によって排出溝４をボディ３の基端部側に流れるように案内される。

【0021】

Ｒ部８１の径方向内側の端とシンニング面７１の径方向内側の端との接続部分には、円弧溝１０が形成される。円弧溝１０は、チゼル９から排出溝４へ向けて延び、正面視径方向内側に湾曲した円弧状に形成される。円弧溝１０は、シンニング面７１ですくい取られた切りくずをギャッシュ部８へ円滑に流す。

【0022】

三枚刃ドリル１による加工時に発生する切りくずの動きについて説明する。シンニング刃７がワークに食い込んだ後、切れ刃５がワークを切削すると、切りくずが発生する。発生した切りくずは、すくい面によってすくい取られ、円弧溝１０によってギャッシュ部８に押し出される。押し出された切りくずは、Ｒ部８１で丸められてカールする。ストレート部８２がボディ３の外周面３１よりも径方向内側で排出溝４に接続するので、ストレート部８２によって、切りくずはボディ３の外周面３１に向かう方向ではなく、排出溝４に向かう方向にスムーズに排出される。

【0023】

切りくずは、排出溝４の中を通ってボディ３の基端部側に押し出される。このとき、Ｒ部８１のヒール３４側には壁としてストレート部８２があるので、切りくずは、ギャッシュ部８の壁により拘束される。これにより、切りくずのカールがさらに強くなることで、切りくずは細かくせん断される。三枚刃ドリル１では、ギャッシュ部８のうちＲ部８１によって切りくずのカールが強くなる。この結果、切りくずが細かく分断され、切りくず形状が安定する。せん断された切りくずは、排出溝４の中をボディ３の基端部側に流れて加工穴から外に排出される。以上のように、三枚刃ドリル１は加工時の切りくずの排出性を高め、切削抵抗を低く安定させることができる。

【0024】

＜第二実施形態＞
図４、図５を参照して、本発明の第二実施形態に係る二枚刃ドリル１０１について説明する。二枚刃ドリル１０１の基本的な構成および二枚刃ドリル１０１による加工時に発生する切りくずの動きは三枚刃ドリル１と略同じである。二枚刃ドリル１０１は三枚刃ドリル１と刃数が異なる。以下では、第一実施形態と同一の機能を有する構成には第一実施形態と同一の符号を付して二枚刃ドリル１０１について簡略化して説明する。

【0025】

二枚刃ドリル１０１では、ボディ３の外周面３１に２つの排出溝４が設けられる。ボディ３の先端部には逃げ面６が形成される。内面４１と逃げ面６とが交差する稜線部分には、切れ刃５が設けられる。第二実施形態では内面４１および逃げ面６がそれぞれ２つずつあるので、切れ刃５は２つある。

【0026】

ギャッシュ部８は第一実施形態と同様にＲ部８１とストレート部８２とを有する。第一稜線８１１は、シンニング刃７の径方向内側の端７２から径方向外側に向かって、正面視回転方向Ｒに向けて湾曲して延びる。Ｒ部８１は、第一稜線８１１からボディ３の基端部側に延び、正面視回転方向Ｒ側に湾曲した曲面状に形成される。

【0027】

第二稜線８２１は、第一稜線８１１の径方向外側の端８１２から径方向外側に向かって直線状に延びる。第二稜線８２１の径方向外側の端８２２は、外周面３１よりも径方向内側で排出溝４に接続する。ストレート部８２は、第二稜線８２１からボディ３の基端部側に向かって軸心ＡＸから離れるように延び、内面４２に沿って形成される。

【0028】

＜変形例＞
本発明は上記の各実施形態に限定されず、種々の変更が可能である。回転方向Ｒは正面視時計回り方向でもよい。円弧溝１０はなくてもよい。つまり、シンニング刃７とＲ部８１との接続部分は角ばっていてもよい。刃数は上記実施形態に限定されない。上記実施形態は、リーディングエッジ３３とヒール３４との間の中間部分に背抜きを設けた、所謂ダブルマージンのドリルでもよいし、背抜きがヒール３４に達する、所謂シングルマージンのドリルであってもよいし、背抜きはなくてもよい。第一稜線８１１を径方向外側の端８１２から径方向外側に延長した部分が排出溝４に接続する位置と同じ位置または径方向外側で、第二稜線８２１は排出溝４に接続してもよい。

【0029】

上記実施形態では、第二稜線８２１は第一稜線８１１の径方向外側の端８１２から径方向外側に向かって直線状に延びる。これに対し、図６に示すように、変形例の二枚刃ドリル１０２では、第二稜線８２１は、第一稜線８１１の径方向外側の端８１２から径方向外側に向かって、正面視回転方向Ｒに向けて湾曲して延びる。第二稜線８２１の曲率半径は第一稜線８１１の曲率半径よりも大きければよい。第一稜線８１１を端８１２から径方向外側に延長した部分が排出溝４に接続する位置よりも径方向内側で、第二稜線８２１は排出溝４に接続する。二枚刃ドリル１０２は、上記実施形態と同様に、加工時の切りくずの排出性を高め、切削抵抗を低く安定させることができる。なお、三枚刃ドリル１でも同様に変形可能である。

【0030】

＜評価試験の概要＞
以下説明する各種評価試験は、第一実施形態および第二実施形態において、Ｒ部８１およびストレート部８２の両方がギャッシュ部８に設けられたことによる効果を確認するために行われた。以下では、ギャッシュ部８にストレート部８２が設けられておらず、Ｒ部８１のみが設けられている三枚刃ドリル、またはギャッシュ部８にＲ部８１が設けられておらず、ストレート部８２のみが設けられている三枚刃ドリルを「従来の三枚刃ドリル」という（図示略）。ギャッシュ部８にストレート部８２が設けられておらず、Ｒ部８１のみが設けられている二枚刃ドリル、またはギャッシュ部８にＲ部８１が設けられておらず、ストレート部８２のみが設けられている二枚刃ドリルを「従来の二枚刃ドリル」という（図示略）。

【0031】

＜第一試験＞
図３、図５に示すように、ボディ３の外径を「外径Ｄ」とする。正面視で第一稜線８１１の径方向外側の端８１２における接線Ｔと第二稜線８２１との間の角度を「接線角度θ」とする。正面視で軸心ＡＸから第二稜線８２１の径方向外側の端８２２（つまり、第二稜線８２１が排出溝４に接続する位置）までの距離を「距離Ｌ」とする。第一実施形態の三枚刃ドリル１と第二実施形態の二枚刃ドリル１０１のそれぞれについて、接線角度θおよび距離Ｌの違いによるドリル寿命と、従来の三枚刃ドリルおよび従来の二枚刃ドリルとのドリル寿命の差異を確認するため第一試験が行われた。

【0032】

接線角度θは４°刻みで４°から２４°まで変化させた。距離Ｌは０．０３Ｄ（つまり外径Ｄの３％、以下同様に表記する。）刻みで０．２７Ｄから０．４８Ｄまで変化させた（図７、図８参照）。なお、従来のドリルについては、ストレート部８２がないので、接線角度θの概念は存在しない。従来のドリルにおける距離Ｌは、軸心ＡＸから第一稜線８１１の径方向外側の端８１２までの距離に相当する。

【0033】

第一試験結果の判定基準は以下の通りである。
○：切削長さの積算が５０ｍの時点でドリルに折損および欠損がなく、かつ逃げ面６の摩耗幅が０．２ｍｍ以下の場合。
△：切削長さの積算が５０ｍに到達する前にドリルが折損または欠損した場合、または切削した長さの積算が５０ｍの時点で逃げ面６の摩耗幅が０．２ｍｍを超える場合。
×：初期の時点（加工穴数が１０穴に到達するまで）にドリルが折損または欠損した場合。

【0034】

三枚刃ドリル１および従来の三枚刃ドリルによる第一試験の条件は以下の通りである。外径Ｄ：５ｍｍ
ワーク：ＳＣＭ４４０（生材）
加工深さ：２５ｍｍ
切削速度：１００ｍ／ｍｉｎ
送り量：０．２５ｍｍ／ｒｅｖ

【0035】

図７の「Ｒ部＋ストレート部（本願ドリル）」の欄に示すように、三枚刃ドリル１では、距離Ｌが０．２７Ｄ以上０．４８Ｄ以下、かつ接線角度θが２４°以下のときに判定結果が「×」となることはなかった。一方、図７の「Ｒ部のみ（従来ドリル）」の欄に示すように、従来の三枚刃ドリルでは、距離Ｌが０．２７Ｄ以上０．４８Ｄ以下のときに判定結果が「○」となることはなかった。

【0036】

詳細には、三枚刃ドリル１では、接線角度θが２０°以下のときに判定結果がおおむね「○」となった。距離Ｌが０．３０Ｄ以上０．４５Ｄ以下のときに判定結果がおおむね「○」となった。接線角度θが２０°以下であり、かつ距離Ｌが０．３０Ｄ以上０．４５Ｄ以下のときにすべての判定結果が「○」となった。

【0037】

二枚刃ドリル１０１および従来の二枚刃ドリルによる第一試験の条件は以下の通りである。
外径Ｄ：８．５ｍｍ
ワーク：ＳＣＭ４４０（生材）
加工深さ：４２．５ｍｍ
切削速度：１００ｍ／ｍｉｎ
送り量：０．３４ｍｍ／ｒｅｖ

【0038】

図８の「Ｒ部＋ストレート部（本願ドリル）」の欄に示すように、二枚刃ドリル１０１では、距離Ｌが０．２７Ｄ以上０．４８Ｄ以下、かつ接線角度θが２４°以下のときに判定結果が「×」となることはなかった。一方、図７の「Ｒ部のみ（従来ドリル）」の欄に示すように、従来の二枚刃ドリルでは、距離Ｌが０．２７Ｄ以上０．４８Ｄ以下のときに判定結果が「○」となることはなかった。

【0039】

詳細には、二枚刃ドリル１０１では、接線角度θが２０°以下のときに判定結果がおおむね「○」となった。距離Ｌが０．３０Ｄ以上０．４５Ｄ以下のときに判定結果がおおむね「○」となった。接線角度θが２０°以下であり、かつ距離Ｌが０．３０Ｄ以上０．４５Ｄ以下のときにすべての判定結果が「○」となった。

【0040】

以上のように、三枚刃ドリル１、二枚刃ドリル１０１では、接線角度θが２０°以下のとき、長くかつ安定したドリル寿命が得られるという結果が確認された。接線角度θが２０°以下では、発生した切りくずがＲ部８１によって安定したカール形状となることで、切りくずの形状が安定する。このため、三枚刃ドリル１、二枚刃ドリル１０１は加工時のワークの切りくずの排出性をより安定化させることができる。

【0041】

距離Ｌが０．３０Ｄ以上０．４５Ｄ以下のとき、長くかつ安定したドリル寿命が得られるという結果が確認された。距離Ｌが０．３０Ｄ以上０．４５Ｄ以下では、カールした切りくずが、ストレート部８２によって排出溝４に安定的に排出される。このため、三枚刃ドリル１、二枚刃ドリル１０１は加工時のワークの切りくずの排出性を安定化させることができる。

【0042】

第一試験の結果によれば、接線角度θは２０°以下であることが好ましく、距離Ｌは０．３０Ｄ以上０．４５Ｄ以下であることが好ましい。なお、接線角度θは２０°よりも大きくてもよい。距離Ｌは０．３０Ｄよりも小さくてもよいし、０．４５Ｄよりも大きくてもよい。例えば三枚刃ドリル１の場合、接線角度θが４°であり、かつ距離Ｌが０．２７Ｄのとき、判定結果が「○」となる（図７参照）。二枚刃ドリル１０１の場合、接線角度θが８°以下であり、かつ距離Ｌが０．２７Ｄのとき、判定結果が「○」となる（図８参照）。

【0043】

＜第二試験＞
第一実施形態の三枚刃ドリル１について、ギャッシュ部８の形状の違いによる従来の三枚刃ドリルとのドリル寿命の差異を確認するため第二試験が行われた。詳細には、ギャッシュ部８がＲ部８１とストレート部８２からなる第一実施形態の三枚刃ドリル１Ａ（Ｎ１～Ｎ３）、ギャッシュ部８がＲ部８１のみの従来の三枚刃ドリル１Ｂ（Ｎ１～Ｎ３）、ギャッシュ部８がストレート部８２のみの従来の三枚刃ドリル１Ｃ（Ｎ１～Ｎ３）のそれぞれについて、１２００穴を上限として耐久穴数が計数された。耐久穴数は、三枚刃ドリル１が欠損または折損せずに加工可能な加工穴の数である。なお、「Ｎ」は試験本数を示す。

【0044】

第二試験の条件は以下の通りである。
外径Ｄ：８．４ｍｍ
ワーク：Ｓ５０Ｃ相当材
加工深さ：４０ｍｍ
切削速度：８０ｍ／ｍｉｎ
送り量：０．３８ｍｍ／ｒｅｖ

【0045】

図９のグラフでは、横軸が耐久穴数に対応し、縦軸が各三枚刃ドリル１Ａ（Ｎ１～Ｎ３）、１Ｂ（Ｎ１～Ｎ３）、１Ｃ（Ｎ１～Ｎ３）に対応する。図９に示すように、三枚刃ドリル１Ａ（Ｎ１～Ｎ３）の耐久穴数はいずれも１２００穴（第二試験の上限）となった。つまり、三枚刃ドリル１Ａの耐久穴数は１２００穴以上となることが確認された。

【0046】

従来の三枚刃ドリル１Ｂ（Ｎ１）の耐久穴数は１２００穴（第二試験の上限）、従来の三枚刃ドリル１Ｂ（Ｎ２）の耐久穴数は９６０穴、従来の三枚刃ドリル１Ｂ（Ｎ３）の耐久穴数は１０６０穴となった。詳細には、従来の三枚刃ドリル１Ｂ（Ｎ２）は９６０穴で欠損し、従来の三枚刃ドリル１Ｂ（Ｎ３）は１０６０穴で欠損した。

【0047】

従来の三枚刃ドリル１Ｃ（Ｎ１）の耐久穴数は８００穴、従来の三枚刃ドリル１Ｃ（Ｎ２）の耐久穴数は１０２穴、従来の三枚刃ドリル１Ｃ（Ｎ３）の耐久穴数は４８穴となった。詳細には、従来の三枚刃ドリル１Ｃ（Ｎ１）は８００穴で折損し、従来の三枚刃ドリル１Ｃ（Ｎ２）は１０２穴で折損し、従来の三枚刃ドリル１Ｂ（Ｎ３）は４８穴で折損した。

【0048】

以上のように、三枚刃ドリル１Ａ（Ｎ１～Ｎ３）の方が従来の三枚刃ドリル１Ｂ（Ｎ１～Ｎ３）、１Ｃ（Ｎ１～Ｎ３）よりも長く且つ安定したドリル寿命が得られた。

【0049】

＜第三試験＞
第二実施形態の二枚刃ドリル１０１について、ギャッシュ部８の形状の違いによる従来の二枚刃ドリルとの切削抵抗の差異を確認するため第三試験が行われた。詳細には、ギャッシュ部８がＲ部８１とストレート部８２からなる第二実施形態の二枚刃ドリル１０１Ａ、ギャッシュ部８がＲ部８１のみの従来の二枚刃ドリル１０１Ｂ、ギャッシュ部８がストレート部８２のみの従来の二枚刃ドリル１０１Ｃのそれぞれについて、ワーク加工時の最大スラスト荷重と最大トルクが測定された。

【0050】

第三試験の条件は以下の通りである。
外径Ｄ：４．９５ｍｍ
ワーク：３８Ｍｎ
加工深さ：９１ｍｍ
切削速度：８０ｍ／ｍｉｎ
送り量：０．４ｍｍ／ｒｅｖ
その他：ガイド穴あり（内径５．０３ｍｍ、加工深さ１５ｍｍ）

【0051】

図１０（Ａ）のグラフでは、横軸が上記第三試験の条件でのワーク加工時の最大スラスト荷重に対応し、縦軸が各二枚刃ドリル１０１Ａ、１０１Ｂ、１０１Ｃに対応する。図１０（Ｂ）のグラフでは、横軸が上記第三試験の条件でのワーク加工時の最大トルクに対応し、縦軸が各二枚刃ドリル１０１Ａ、１０１Ｂ、１０１Ｃに対応する。

【0052】

図１０（Ａ）、図１０（Ｂ）に示すように、最大スラスト荷重および最大トルクは、いずれも二枚刃ドリル１０１Ａの方が従来の二枚刃ドリル１０１Ｂ、１０１Ｃよりも小さかった。つまり、二枚刃ドリル１０１Ａの方が従来の二枚刃ドリル１０１Ｂ、１０１Ｃよりも加工時にドリルに作用する切削抵抗が小さい。よって、二枚刃ドリル１０１Ａは、従来の二枚刃ドリル１０１Ｂ、１０１Ｃよりも切削抵抗を低く安定させることができるという結果が得られた。

【0053】

＜第四試験＞
第二実施形態の二枚刃ドリル１０１について、ギャッシュ部８の形状の違いによる従来の二枚刃ドリルとの送り量に応じた切削抵抗の差異を確認するため第四試験が行われた。詳細には、ギャッシュ部８がＲ部８１とストレート部８２からなる第二実施形態の二枚刃ドリル１０１Ｄ、１０１Ｇ、１０１Ｊ、ギャッシュ部８がＲ部８１のみの従来の二枚刃ドリル１０１Ｅ、１０１Ｈ、１０１Ｋ、ギャッシュ部８がストレート部８２のみの従来の二枚刃ドリル１０１Ｆ、１０１Ｉ、１０１Ｌのそれぞれについて、ワーク加工時のスラスト荷重とトルクの経時変化が測定された。

【0054】

第四試験の条件は以下の通りである。
外径Ｄ：１０ｍｍ
ワーク：ＳＣＭ４４０
加工深さ：２００ｍｍ
切削速度：１００ｍ／ｍｉｎ
送り量：０．２７ｍｍ／ｒｅｖ、０．３５ｍｍ／ｒｅｖ、０．４ｍｍ／ｒｅｖ
その他：ガイド穴あり（内径１０．０３ｍｍ、加工深さ１０ｍｍ）

【0055】

図１１（Ａ）、図１２（Ａ）、図１３（Ａ）のグラフは、それぞれ、第二実施形態の二枚刃ドリル１０１Ｄ、１０１Ｇ、１０１Ｊによる第四試験結果を示す。図１１（Ｂ）、図１１（Ｃ）、図１２（Ｂ）、図１３（Ｂ）のグラフは、それぞれ、従来の二枚刃ドリル１０１Ｅ、１０１Ｆ、１０１Ｈ、１０１Ｋによる第四試験結果を示す。図１１～図１３のグラフでは、横軸が時間、縦軸が上記第四試験の条件でのワーク加工時のスラスト荷重またはトルクに対応する。詳細には、破線で示したグラフでは、縦軸はスラスト荷重に対応する。実線で示したグラグでは、縦軸はトルクに対応する。

【0056】

図１１～図１３に示すように、スラスト荷重およびトルクのそれぞれの振れ幅は送り量に関わらず、二枚刃ドリル１０１Ｄ、１０１Ｇ、１０１Ｊの方が、それぞれ、従来の二枚刃ドリル１０１Ｅ、１０１Ｆ、１０１Ｈ、１０１Ｋよりも小さかった。つまり、スラスト荷重およびトルク（切削抵抗）の経時的な変化量は、送り量に関わらず、二枚刃ドリル１０１Ｄ、１０１Ｇ、１０１Ｊの方が、従来の二枚刃ドリル１０１Ｅ、１０１Ｆ、１０１Ｈ、１０１Ｋよりも安定していた。

【0057】

図１４（Ａ）、図１４（Ｂ）のグラフでは、縦軸が各二枚刃ドリル１０１Ｄ、１０１Ｅ、１０１Ｆに対応する。図１５（Ａ）、図１５（Ｂ）のグラフでは、縦軸が各二枚刃ドリル１０１Ｇ、１０１Ｈ、１０１Ｉに対応する。図１６（Ａ）、図１６（Ｂ）のグラフでは、縦軸が各二枚刃ドリル１０１Ｊ、１０１Ｋ、１０１Ｌに対応する。図１４（Ａ）、図１５（Ａ）、図１６（Ａ）のグラフでは、横軸が上記第四試験の条件でのワーク加工時の最大スラスト荷重に対応する。図１４（Ｂ）、図１５（Ｂ）、図１６（Ｂ）のグラフでは、横軸が上記第四試験の条件でのワーク加工時の最大トルクに対応する。

【0058】

図１４～図１６に示すように、最大スラスト荷重および最大トルクは、送り量に関わらず、二枚刃ドリル１０１Ｄ、１０１Ｇ、１０１Ｊの方が、それぞれ従来の二枚刃ドリル１０１Ｅ、１０１Ｆ、１０１Ｈ、１０１Ｋよりも小さかった。つまり、二枚刃ドリル１０１Ｄ、１０１Ｇ、１０１Ｊの方がそれぞれ従来の二枚刃ドリル１０１Ｅ、１０１Ｆ、１０１Ｈ、１０１Ｋよりも加工時にドリルに作用する切削抵抗が小さい。よって、二枚刃ドリル１０１Ｄ、１０１Ｇ、１０１Ｊは、それぞれ送り量に関わらず、従来の二枚刃ドリル１０１Ｅ、１０１Ｆ、１０１Ｈ、１０１Ｋよりも切削抵抗を低く安定させることができるという結果が得られた。

【0059】

なお、従来の二枚刃ドリル１０１Ｉ、１０１Ｌについては、それぞれ、スラスト荷重およびトルクの経時的な変化量が二枚刃ドリル１０１Ｇ、１０１Ｊよりも大きくなることが明らかであり、且つ最大スラスト荷重および最大トルクも二枚刃ドリル１０１Ｇ、１０１Ｊよりも大きくなることが明らかであるので、第四試験は実施されなかった。

【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】

【図16】