特許 7095832 ドリルヘッド、先端交換式ドリル及びドリル

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B1)

(11)【特許番号】

(24)【登録日】2022-06-27

(45)【発行日】2022-07-05

(54)【発明の名称】ドリルヘッド、先端交換式ドリル及びドリル

(51)【国際特許分類】

   B23B 51/00 20060101AFI20220628BHJP

【ＦＩ】

B23B51/00 T

【請求項の数】 7

(21)【出願番号】P 2021576418

(86)(22)【出願日】2021-03-23

(86)【国際出願番号】 JP2021011958

【審査請求日】2021-12-21

【早期審査対象出願】

(73)【特許権者】

【識別番号】503212652

【氏名又は名称】住友電工ハードメタル株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】110001195

【氏名又は名称】特許業務法人深見特許事務所

(72)【発明者】

【氏名】高橋 弘児

(72)【発明者】

【氏名】神代 政章

【審査官】荻野 豪治

(56)【参考文献】

【文献】国際公開第２０１９／１７６４５２（ＷＯ，Ａ１）

【文献】特開２０１３－２１５８５７（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１９－１７１４９３（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２００６－２３１４６８（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１４－０８３６４５（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１２－０３０３０６（ＪＰ，Ａ）

【文献】国際公開第２０２１／０３８８４１（ＷＯ，Ａ１）

【文献】特開平０７－３０８８１４（ＪＰ，Ａ）

【文献】実開平０２－０６３９１２（ＪＰ，Ｕ）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｂ２３Ｂ ５１／００ － Ｂ２３Ｂ ５１／１４

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

中心軸の回りに回転されるドリルヘッドであって、
前記中心軸の方向における端面である取り付け面と、
前記中心軸の方向における前記取り付け面の反対面である先端面と、
前記取り付け面及び前記先端面に連なる外周面と、
前記先端面において前記外周面から前記中心軸に向かって延びている切れ刃と、
前記外周面に形成され、かつ前記先端面から前記取り付け面に達するように前記中心軸回りの螺旋状に延びているフルートと、
前記先端面及び前記フルートに連なるシンニング面とを備え、
前記先端面は、前記切れ刃に連なる第１逃げ面と、前記フルートを挟んで前記第１逃げ面とは反対側にある第２逃げ面とを有し、
前記切れ刃は、前記外周面に連なる主切れ刃と、前記主切れ刃に連なり、かつ前記主切れ刃よりも前記中心軸側にあるシンニング切れ刃とを有し、
前記主切れ刃は、前記外周面側の端である第１端と、前記シンニング切れ刃側の端である第２端とを含み、
前記シンニング面は、前記第１逃げ面とは反対側から前記シンニング切れ刃に連なるシンニングすくい面と、前記第２逃げ面に連なるシンニングヒール面とを有し、
前記中心軸の方向に沿って前記先端面側から見た端面視において、前記第１端及び前記第２端を結んだ仮想直線に対する前記主切れ刃の凹み量は、前記ドリルヘッドの外接円の直径の－０．０１倍以上０．０２倍以下の範囲内にある正の値又は負の値であり、
前記端面視において、前記シンニングヒール面と前記第２逃げ面との稜線は、半径が前記直径の０．１０倍以上０．３０倍以下の円弧状であり、
前記主切れ刃の半径方向すくい角は、最大値と最小値との差が２０°以下である、ドリルヘッド。

【請求項2】

前記端面視において、前記凹み量は前記直径の０．０１倍以下の正の値である、請求項１に記載のドリルヘッド。

【請求項3】

前記半径は、前記直径の０．１３倍以上０．２４倍以下である、請求項１又は請求項２に記載のドリルヘッド。

【請求項4】

前記中心軸の方向と前記シンニングヒール面との間の角度は、２８°以上３２°以下である、請求項１から請求項３のいずれか１項に記載のドリルヘッド。

【請求項5】

前記端面視において、前記シンニング切れ刃は、直線状に延びている、請求項１から請求項４のいずれか１項に記載のドリルヘッド。

【請求項6】

請求項１から請求項５のいずれか１項に記載の前記ドリルヘッドと、
前記取り付け面に取り付けられているホルダとを備える、先端交換式ドリル。

【請求項7】

中心軸の回りに回転されるドリルであって、
前記中心軸の方向における端である先端及び後端と、
前記先端にある先端面と、
前記先端面に連なる外周面と、
前記先端面において前記外周面から前記中心軸に向かって延びている切れ刃と、
前記外周面に形成され、かつ前記先端面から前記後端側に向かって前記中心軸回りの螺旋状に延びているフルートと、
前記先端面及び前記フルートに連なるシンニング面とを備え、
前記先端面は、前記切れ刃に連なる第１逃げ面と、前記フルートを挟んで前記第１逃げ面とは反対側にある第２逃げ面とを有し、
前記切れ刃は、前記外周面に連なる主切れ刃と、前記主切れ刃に連なり、かつ前記主切れ刃よりも前記中心軸側にあるシンニング切れ刃とを有し、
前記主切れ刃は、前記外周面側の端である第１端と、前記シンニング切れ刃側の端である第２端とを含み、
前記シンニング面は、前記第１逃げ面とは反対側から前記シンニング切れ刃に連なるシンニングすくい面と、前記第２逃げ面に連なるシンニングヒール面とを有し、
前記中心軸の方向に沿って前記先端面側から見た端面視において、前記第１端及び前記第２端を結んだ仮想直線に対する前記主切れ刃の凹み量は、前記ドリルの外接円の直径の－０．０１倍以上０．０２倍以下の範囲内にある正の値又は負の値であり、
前記端面視において、前記シンニングヒール面と前記第２逃げ面との稜線は、半径が前記直径の０．１０倍以上０．３０倍以下の円弧状であり、
前記主切れ刃の半径方向すくい角は、最大値と最小値との差が２０°以下である、ドリル。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本開示は、ドリルヘッド、先端交換式ドリル及びドリルに関する。

【背景技術】

【0002】

国際公開第２０１９／０４９２５７号（特許文献１）には、ドリルが記載されている。特許文献１に記載のドリルは、軸心回りに回転される。特許文献１に記載のドリルは、外周面と、排出溝と、第１逃げ面と、第２逃げ面と、切れ刃と、シンニング刃と、ギャッシュ部とを有している。

【0003】

排出溝は、外周面に形成されている。排出溝は、ドリルの先端側からドリルの後端側に向かって軸心回りの螺旋状に延びている。排出溝は、ドリルの回転方向側を向いている内面を有している。切れ刃は、排出溝の内面と第１逃げ面との稜線に設けられている。第２逃げ面は、排出溝を挟んで第１逃げ面の反対側にある。シンニング刃は、切れ刃の内端からチゼルに向かって延びている。ギャッシュ部は、排出溝に接続されている。

【0004】

ギャッシュ部は、第１逃げ面と反対側からシンニング刃に連なるシンニング面と、第２逃げ面に連なるギャッシュ面とを有している。ギャッシュ面と第２逃げ面との稜線は、ドリルの先端側から軸心の方向に沿って見た端面視において、円弧状である。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0005】

【文献】国際公開第２０１９／０４９２５７号

【発明の概要】

【0006】

本開示のドリルヘッドは、中心軸の回りに回転される。ドリルヘッドは、中心軸の方向における端面である取り付け面と、中心軸の方向における取り付け面の反対面である先端面と、取り付け面及び先端面に連なる外周面と、先端面において外周面から中心軸に向かって延びている切れ刃と、外周面に形成され、かつ、先端面から取り付け面に達するように中心軸回りの螺旋状に延びているフルートと、先端面及びフルートに連なるシンニング面とを備える。先端面は、切れ刃に連なる第１逃げ面と、フルートを挟んで第１逃げ面とは反対側にある第２逃げ面とを有している。切れ刃は、外周面に連なる主切れ刃と、主切れ刃に連なり、かつ、主切れ刃よりも中心軸側にあるシンニング切れ刃とを有している。主切れ刃は、外周面側の端である第１端と、シンニング切れ刃側の端である第２端とを含んでいる。シンニング面は、第１逃げ面とは反対側からシンニング切れ刃に連なるシンニングすくい面と、第２逃げ面に連なるシンニングヒール面とを有している。中心軸の方向に沿って先端面側から見た端面視において、第１端及び第２端を結んだ仮想直線に対する主切れ刃の凹み量は、ドリルヘッドの外接円の直径の－０．０１倍以上０．０２倍以下である。端面視において、シンニングヒール面と第２逃げ面との稜線は、半径が直径の０．１０倍以上０．３０倍以下の円弧状である。

【図面の簡単な説明】

【0007】

【図1】図１は、ドリル１００の斜視図である。

【図2】図２は、ドリルヘッド１０の斜視図である。

【図3】図３は、ドリルヘッド１０の正面図である。

【図4】図４は、ドリルヘッド１０の背面図である。

【図5】図５は、主切れ刃１５ａの凹み量を説明するための模式図である。

【図6】図６は、主切れ刃１５ａの半径方向すくい角θ１を説明するための模式図である。

【図7】図７は、図３中のＶＩＩ－ＶＩＩにおける断面図である。

【図8】図８は、ホルダ２０の斜視図である。

【図9】図９は、ホルダ２０の正面図である。

【図10】図１０は、第１切削試験の結果を示すグラフである。

【図11】図１１は、第２切削試験の結果を示すグラフである。

【図12】図１２は、第３切削試験の結果を示すグラフである。

【発明を実施するための形態】

【0008】

［本開示が解決しようとする課題］
特許文献１に記載のドリルでは、ドリルの先端側から軸心の方向に沿って見た端面視において、切れ刃が円弧状に延びている。そのため、特許文献１に記載のドリルでは、切れ刃から切り出された切り屑が湾曲し、分断されがたい。

【0009】

本開示は、上記のような従来技術の問題点に鑑みてなされたものである。より具体的には、本開示は、切り屑が分断されやすいドリルヘッドを提供するものである。

【0010】

［本開示の効果］
本開示のドリルヘッドによると、切り屑が分断されやすくなる。

【0011】

［本開示の実施形態の説明］
まず、本開示の実施形態を列挙して説明する。

【0012】

（１）実施形態に係るドリルヘッドは、中心軸の回りに回転される。ドリルヘッドは、中心軸の方向における端面である取り付け面と、中心軸の方向における取り付け面の反対面である先端面と、取り付け面及び先端面に連なる外周面と、先端面において外周面から中心軸に向かって延びている切れ刃と、外周面に形成され、かつ、先端面から取り付け面に達するように中心軸回りの螺旋状に延びているフルートと、先端面及びフルートに連なるシンニング面とを備える。先端面は、切れ刃に連なる第１逃げ面と、フルートを挟んで第１逃げ面とは反対側にある第２逃げ面とを有している。切れ刃は、外周面に連なる主切れ刃と、主切れ刃に連なり、かつ、主切れ刃よりも中心軸側にあるシンニング切れ刃とを有している。主切れ刃は、外周面側の端である第１端と、シンニング切れ刃側の端である第２端とを含んでいる。シンニング面は、第１逃げ面とは反対側からシンニング切れ刃に連なるシンニングすくい面と、第２逃げ面に連なるシンニングヒール面とを有している。中心軸の方向に沿って先端面側から見た端面視において、第１端及び第２端を結んだ仮想直線に対する主切れ刃の凹み量は、ドリルヘッドの外接円の直径の－０．０１倍以上０．０２倍以下である。端面視において、シンニングヒール面と第２逃げ面との稜線は、半径が直径の０．１０倍以上０．３０倍以下の円弧状である。

【0013】

上記（１）のドリルヘッドによると、切り屑が分断されやすくなる。
（２）上記（１）のドリルヘッドでは、中心軸の方向に沿って先端面側から見た端面視において、第１端及び第２端を結んだ仮想直線に対する主切れ刃の凹み量が、ドリルヘッドの直径の０．００倍以上０．０１倍以下であってもよい。

【0014】

上記（２）のドリルヘッドによると、切り屑がさらに分断されやすくなるとともに、切削加工の安定性が高まる。

【0015】

（３）上記（１）又は（２）のドリルヘッドでは、円弧状のシンニングヒール面と第２逃げ面との稜線の半径が、ドリルヘッドの直径の０．１３倍以上０．２４倍以下であってもよい。

【0016】

上記（３）のドリルヘッドによると、切り屑がさらに分断されやすくなる。
（４）上記（１）から（３）のドリルヘッドでは、主切れ刃の半径方向すくい角の最大値と最小値との差が、２０°以下であってもよい。

【0017】

（５）上記（１）から（４）のドリルヘッドでは、中心軸の方向とシンニングヒール面との間の角度が、２８°以上３２°以下であってもよい。

【0018】

上記（５）のドリルヘッドによると、切り屑がさらに分断されやすくなる。
（６）上記（１）から（５）のドリルヘッドでは、中心軸の方向に沿って先端面側から見た端面視において、シンニング切れ刃が、直線状に延びていてもよい。

【0019】

上記（６）のドリルヘッドによると、切り屑がさらに分断されやすくなる。
（７）実施形態に係る先端交換式ドリルは、上記（１）から（６）のドリルヘッドと、取り付け面に取り付けられているホルダとを備える。

【0020】

（８）実施形態に係るドリルは、中心軸の回りに回転される。ドリルは、中心軸の方向における端である先端及び後端と、先端にある先端面と、先端面に連なる外周面と、先端面において外周面から中心軸に向かって延びている切れ刃と、外周面に形成され、かつ、先端面から後端側に向かって中心軸回りの螺旋状に延びているフルートと、先端面及びフルートに連なるシンニング面とを備える。先端面は、切れ刃に連なる第１逃げ面と、フルートを挟んで第１逃げ面とは反対側にある第２逃げ面とを有している。切れ刃は、外周面に連なる主切れ刃と、主切れ刃に連なり、かつ主切れ刃よりも中心軸側にあるシンニング切れ刃とを有している。主切れ刃は、外周面側の端である第１端と、シンニング切れ刃側の端である第２端とを含んでいる。シンニング面は、第１逃げ面とは反対側からシンニング切れ刃に連なるシンニングすくい面と、第２逃げ面に連なるシンニングヒール面とを有している。中心軸の方向に沿って先端面側から見た端面視において、第１端及び第２端を結んだ仮想直線に対する主切れ刃の凹み量は、ドリルの外接円の直径の－０．０１倍以上０．０２倍以下である。端面視において、シンニングヒール面と第２逃げ面との稜線は、半径が直径の０．１０倍以上０．３０倍以下の円弧状である。

【0021】

上記（８）のドリルによると、切り屑が分断されやすくなる。
［本開示の実施態様の詳細］
本開示の実施形態の詳細を、図面を参照しながら説明する。以下の図面では、同一又は相当する部分に同一の参照符号を付し、重複する説明は繰り返さない。

【0022】

実施形態に係るドリル（以下「ドリル１００」とする）を説明する。ドリル１００は、先端交換式のドリルである。

【0023】

（ドリル１００の構成）
以下に、ドリル１００の構成を説明する。

【0024】

図１は、ドリル１００の斜視図である。図１に示されるように、ドリル１００は、中心軸Ａの回りに回転される。ドリル１００は、先端１００ａと、後端１００ｂとを有している。後端１００ｂは、中心軸Ａの方向における先端１００ａの反対側の端である。先端１００ａ及び後端１００ｂは、中心軸Ａの方向におけるドリル１００の端である。

【0025】

ドリル１００は、ドリルヘッド１０と、ホルダ２０と、固定部材３０とを有している。ドリルヘッド１０は、ドリル１００の先端１００ａ側にある。ホルダ２０は、ドリル１００の後端１００ｂ側にある。

【0026】

＜ドリルヘッド１０の詳細構成＞
ドリルヘッド１０は、例えば、超硬合金により形成されている。図２は、ドリルヘッド１０の斜視図である。図３は、ドリルヘッド１０の正面図である。図４は、ドリルヘッド１０の背面図である。図２、図３及び図４に示されるように、ドリルヘッド１０は、中心軸Ａ１の回りに回転される。中心軸Ａ１は、中心軸Ａと同一直線上にある。

【0027】

ドリルヘッド１０は、取り付け面１１と、先端面１２と、外周面１３とを有している。取り付け面１１及び先端面１２は、中心軸Ａ１の方向におけるドリルヘッド１０の端面である。取り付け面１１は、ホルダ２０側を向いている。先端面１２は、中心軸Ａ１の方向における取り付け面１１の反対面である。先端面１２は、先端１００ａにある。外周面１３は、取り付け面１１及び先端面１２に連なっている。

【0028】

取り付け面１１には、複数の溝１１ａが形成されている。取り付け面１１は、溝１１ａにおいて先端面１２側に窪んでいる。溝１１ａは、中心軸Ａ１に直交する方向に沿って、取り付け面１１の中央部から外周面１３に向かって延びている。

【0029】

中心軸Ａ１の方向に沿って先端面１２側から見た端面視において、ドリルヘッド１０の外接円の直径を、外径Ｄ１とする。図３中において、この外接円は、点線により示されている。外径Ｄ１は、例えば、１２ｍｍ以上である。外径Ｄ１は、１０ｍｍ以上であってもよい。

【0030】

外周面１３には、２つのフルート１４が形成されている。フルート１４は、先端面１２から取り付け面１１に達するように中心軸Ａ１回りの螺旋状に形成されている。このことを別の観点から言えば、フルート１４は、先端面１２から後端１００ｂ側に向かって中心軸Ａ１回りの螺旋状に延びている。一方のフルート１４は、中心軸Ａ１の方向に沿って先端面１２側から見た端面視において、他方のフルート１４と中心軸Ａ１に関して対称な位置にある。

【0031】

ドリルヘッド１０は、２つの切れ刃１５を有している。切れ刃１５は、先端面１２において、外周面１３から中心軸Ａ１に向かって延びている。切れ刃１５は、主切れ刃１５ａとシンニング切れ刃１５ｂとを有している。シンニング切れ刃１５ｂは、主切れ刃１５ａよりも中心軸Ａ１側にある。一方の切れ刃１５は、中心軸Ａ１の方向に沿って先端面１２側から見た端面視において、他方の切れ刃１５と中心軸Ａ１に関して対称な位置にある。

【0032】

主切れ刃１５ａは、第１端１５ａａと第２端１５ａｂとを有している。第１端１５ａａは、外周面１３側の端である。第２端１５ａｂは、第１端１５ａａの反対側の端である。主切れ刃１５ａは、第２端１５ａｂにおいて、シンニング切れ刃１５ｂに連なっている。主切れ刃１５ａは、中心軸Ａ１の方向に沿って先端面１２側から見た端面視において、実質的に直線状に延びている。中心軸Ａ１の方向に沿って先端面１２側から見た端面視において、シンニング切れ刃１５ｂは、好ましくは、直線状に延びている。

【0033】

図５は、主切れ刃１５ａの凹み量を説明するための模式図である。図５には、先端１００ａから後端１００ｂに向かう方向に先端面１２を見た際の主切れ刃１５ａの形状が示されている。図５では、主切れ刃１５ａに略垂直な方向が、主切れ刃１５ａに略平行な方向よりも拡大して示されている。図５に示されるように、第１端１５ａａ及び第２端１５ａｂを結んだ仮想直線を、仮想直線Ｌ１とする。仮想直線Ｌ１と主切れ刃１５ａとの間の距離を、距離ＤＩＳとする。距離ＤＩＳの最大値が、主切れ刃１５ａの仮想直線Ｌ１に対する凹み量となる。

【0034】

主切れ刃１５ａの仮想直線Ｌ１に対する凹み量は、外径Ｄ１の－０．０１倍以上０．０２倍以下である。好ましくは、主切れ刃１５ａの仮想直線Ｌ１に対する凹み量は、外径Ｄ１の０．００倍以上０．０１倍以下である。なお、主切れ刃１５ａが直線Ｌに対して突出している場合に、主切れ刃１５ａの凹み量が負の値になる。また、主切れ刃１５ａが直線Ｌから窪んでいる場合に、主切れ刃１５ａの凹み量が正の値になる。図５に示されている主切れ刃１５ａの仮想直線Ｌ１に対する凹み量は、正の値になっている。

【0035】

図６は、主切れ刃１５ａの半径方向すくい角θ１を説明するための模式図である。図６には、先端１００ａから後端１００ｂに向かう方向に先端面１２を見た際の主切れ刃１５ａの形状が示されている。図６では、主切れ刃１５ａに略垂直な方向が、主切れ刃１５ａに略平行な方向よりも拡大して示されている。図６に示されるように、主切れ刃１５ａ上の特定の位置を、位置Ｐ１とする。中心軸Ａ１及び位置Ｐ１を結んだ仮想直線を、仮想直線Ｌ２とする。位置Ｐ１における主切れ刃１５ａの接線と仮想直線Ｌ２とのなす角度が、主切れ刃１５ａの半径方向すくい角θ１となる。主切れ刃１５ａの半径方向すくい角θ１の最大値と最小値との差は、２０°以下であることが好ましい。

【0036】

図３に示されるように、先端面１２は、２つの第１逃げ面１２ａと、２つの第２逃げ面１２ｂとを有している。第１逃げ面１２ａは、切れ刃１５（主切れ刃１５ａ及びシンニング切れ刃１５ｂ）に連なっている。一方の第１逃げ面１２ａは、中心軸Ａ１に関して他方の第１逃げ面１２ａと対称な位置にある。フルート１４は、第１逃げ面１２ａと反対側から主切れ刃１５ａに連なっている。すなわち、主切れ刃１５ａは、第１逃げ面１２ａとフルート１４との稜線にある。第２逃げ面１２ｂは、フルート１４を挟んで第１逃げ面１２ａの反対側にある。一方の第２逃げ面１２ｂは、中心軸Ａ１に関して他方の第２逃げ面１２ｂと対称な位置にある。

【0037】

図２に示されるように、ドリルヘッド１０は、シンニング面１６を有している。シンニング面１６は、先端面１２及びフルート１４に連なっている。シンニング面１６は、シンニングすくい面１６ａと、シンニングヒール面１６ｂとを有している。

【0038】

シンニングすくい面１６ａは、第１逃げ面１２ａとは反対側からシンニング切れ刃１５ｂに連なっている。すなわち、シンニング切れ刃１５ｂは、第１逃げ面１２ａとシンニングすくい面１６ａとの稜線にある。シンニングヒール面１６ｂは、第２逃げ面１２ｂに連なっている。図３に示されるように、中心軸Ａ１の方向に沿って先端面１２側から見た端面視において、シンニングヒール面１６ｂと第２逃げ面１２ｂとの稜線は、円弧状になっている。この円弧形状は、円弧状のある点を決めた場合に、対応する曲率半径を有している。この円弧形状は、円弧状の全ての点に対して実質的に同一の曲率半径を有していてもよい。この円弧形状は、円弧状の点に対応して異なる曲率半径を有していてもよい。本明細書において、円弧形状の「半径」とは、円弧状の全ての点に対応する曲率半径の値の範囲を意味している。この円弧形状の半径は、外径Ｄ１の０．１０倍以上０．３０倍以下である。この円弧形状の半径は、外径Ｄ１の０．１３倍以上０．２４倍以下であることが好ましい。シンニングヒール面１６ｂと第２逃げ面１２ｂとの稜線は、貫通穴１７により分断されていてもよい。貫通穴１７によりシンニングヒール面１６ｂと第２逃げ面１２ｂとの稜線が分断されている場合、シンニングヒール面１６ｂと第２逃げ面１２ｂとの稜線のうちの中心軸Ａ１に近い側の部分の形状が円弧形状になっていてもよい。この円弧形状の半径は、外径Ｄ１の０．１０倍以上０．３０倍以下である。この円弧形状の半径は、外径Ｄ１の０．１３倍以上０．２４倍以下であることが好ましい。

【0039】

図７は、図３中のＶＩＩ－ＶＩＩにおける断面図である。図７には、シンニングすくい面１６ａに平行なドリルヘッド１０の断面が示されている。図７に示されるように、シンニングヒール面１６ｂと中心軸Ａ１とのなす角度を、角度θ２とする。角度θ２は、好ましくは、２８°以上３２°以下である。

【0040】

図３及び図４に示されるように、ドリルヘッド１０には、２つの貫通穴１７が形成されている。貫通穴１７は、中心軸Ａ１の方向に沿ってドリルヘッド１０を貫通している。一方の貫通穴１７は、中心軸Ａ１に関して他方の貫通穴１７と対称な位置にある。貫通穴１７の先端面１２側の端は、第２逃げ面１２ｂにおいて開口している。

【0041】

＜ホルダ２０の詳細構成＞
ホルダ２０は、例えば鋼により形成されている。図８は、ホルダ２０の斜視図である。図９は、ホルダ２０の正面図である。図８及び図９に示されるように、ホルダ２０は、中心軸Ａ２の回りに回転される。中心軸Ａ２は、中心軸Ａ１と同一直線上にある。ホルダ２０は、取り付け面２１と外周面２２とを有している。取り付け面２１は、中心軸Ａ２の方向におけるホルダ２０の端面であり、ドリルヘッド１０側を向いている。外周面２２は、取り付け面２１に連なっている。

【0042】

取り付け面２１には、複数の凸条２１ａが形成されている。取り付け面２１は、凸条２１ａにおいてドリルヘッド１０側に向かって突出している。凸条２１ａは、中心軸Ａ２に直交する方向に沿って、取り付け面２１の中央部から外周面２２に向かって延びている。取り付け面２１には、２つのねじ穴２１ｂが形成されている。ねじ穴２１ｂは、取り付け面２１から後端１００ｂ側に向かって延びている。一方のねじ穴２１ｂは、他方のねじ穴２１ｂと中心軸Ａ２に関して対称な位置にある。

【0043】

凸条２１ａは、溝１１ａに嵌め合わされる。凸条２１ａが溝１１ａに嵌め合わされた状態で、ねじ穴２１ｂは、貫通穴１７に重なる位置にある。固定部材３０は、例えば、ねじである。固定部材３０は、貫通穴１７に通された上でねじ穴２１ｂにねじ止めされることにより、ドリルヘッド１０をホルダ２０に締結する。このようにして、ホルダ２０は、ドリルヘッド１０（取り付け面１１）に取り付けられることになる。

【0044】

（ドリル１００の効果）
以下に、ドリル１００の効果を説明する。

【0045】

ドリル１００で切削を行っている際には、切れ刃１５により被削材から切り屑が生成される。シンニング切れ刃１５ｂにより生成された切り屑の部分は、フルート１４に向かって移動される際にシンニングヒール面１６ｂと接触し、湾曲される。この湾曲が限界に達した際に、シンニング切れ刃１５ｂにより生成された切り屑の部分には、クラックが発生する。切り屑に発生したクラックは、切り屑の遠心力により主切れ刃１５ａにより生成された切り屑の部分に進展し、切り屑を破断する。

【0046】

ドリル１００では、主切れ刃１５ａが実質的に直線状に延びている。すなわち、ドリル１００では、主切れ刃１５ａの仮想直線Ｌ１に対する凹み量が、外径Ｄ１の－０．０１倍以上０．０２倍以下になっている。そのため、ドリル１００では、主切れ刃１５ａにより生成される切り屑の部分の歪みが小さく、シンニング切れ刃１５ｂにより生成された切り屑の部分に発生したクラックが主切れ刃１５ａにより生成される切り屑の部分に進展しやすい。

【0047】

中心軸Ａ１の方向に沿って先端面１２側から見た端面視においてシンニングヒール面１６ｂと第２逃げ面１２ｂとの稜線が直線状である場合には、シンニング切れ刃１５ｂにより生成された切り屑の部分がシンニングヒール面１６ｂにより湾曲されがたいため、シンニング切れ刃１５ｂにより生成された切り屑の部分にクラックが発生しがたい。

【0048】

しかしながら、ドリル１００では、シンニングヒール面１６ｂと第２逃げ面１２ｂとの稜線は、半径が外径Ｄ１の０．１０倍以上０．３０倍以下の円弧状になっている。そのため、ドリル１００では、シンニング切れ刃１５ｂにより生成された切り屑の部分がシンニングヒール面１６ｂにより湾曲されやすいため、シンニング切れ刃１５ｂにより生成された切り屑の部分にクラックが発生しやすい。

【0049】

以上のように、ドリル１００では、シンニング切れ刃１５ｂにより生成された切り屑の部分にクラックが発生しやすく、発生したクラックが主切れ刃１５ａにより生成された切り屑の部分に進展しやすいため、切り屑が分断されやすくなる。

【0050】

主切れ刃１５ａの仮想直線Ｌ１に対する凹み量が外径Ｄ１の０．００倍以上０．０１倍以下である場合、切り屑がさらに分断されやすくなる。また、この場合、切削加工の安定性を高めることができる。円弧状のシンニングヒール面１６ｂと第２逃げ面１２ｂとの稜線の半径が外径Ｄ１の０．１３倍以上０．２４倍以下である場合、切り屑がさらに分断されやすくなる。

【0051】

角度θ２が大きい場合、シンニング内に切り屑が停滞してしまうことにより、シンニング切れ刃１５ｂにより生成された切り屑の部分にクラックが発生しにくくなるおそれがある。他方で、角度θ２が小さい場合、シンニング切れ刃１５ｂにより生成された切り屑の部分が、シンニングヒール面１６ｂとの接触により湾曲しがたくなる（クラックが発生しにくくなる）。そのため、角度θ２の範囲を最適化する（より具体的には、角度θ２が２８°以上３２°以下にする）ことにより、切り屑がさらに分断されやすくなる。

【0052】

中心軸Ａ１の方向に沿って先端面１２側から見た端面視においてシンニング切れ刃１５ｂが直線状に延びている場合、シンニング切れ刃１５ｂにより生成された切り屑の部分の歪みが小さくなり、発生したクラックがシンニング切れ刃１５ｂにより生成された切り屑の部分を進展しやすくなる。そのため、この場合には、切り屑がさらに分断されやすくなる。

【0053】

＜切削試験＞
ドリル１００の効果を確認するために、第１切削試験、第２切削試験及び第３切削試験を行った。

【0054】

第１切削試験では、試料番号１－１から試料番号１－７のドリル１００が用いられた。第１切削試験では、円弧状のシンニングヒール面１６ｂと第２逃げ面１２ｂとの稜線の半径が外径Ｄ１の０．２０倍とされ、角度θ２が３０°とされた。第１切削試験では、仮想直線Ｌ１に対する主切れ刃１５ａの凹み量が、外径Ｄ１の－０．０１倍以上０．０６倍以下の範囲内で変化された。

【0055】

【表1】

【0056】

第２切削試験では、試料番号２－１から試料番号２－８のドリル１００が用いられた。第２切削試験では、仮想直線Ｌ１に対する主切れ刃１５ａの凹み量が外径Ｄ１の０．００倍とされ、角度θ２が３０°とされた。第２切削試験では、円弧状のシンニングヒール面１６ｂと第２逃げ面１２ｂとの稜線の半径が、外径Ｄ１の０．１０倍以上０．４０倍以下の範囲内で変化された。

【0057】

【表2】

【0058】

図１０は、第１切削試験の結果を示すグラフである。図１０中の横軸は仮想直線Ｌ１に対する主切れ刃１５ａの凹み量を外径Ｄ１で除した値であり、図１０中の縦軸は切り屑分断割合（単位：パーセント）である。切り屑分断割合は、１カールで分断された切り屑の重量を生成された切り屑の全重量で除した値である。

【0059】

図１１は、第２切削試験の結果を示すグラフである。図１１中の横軸は円弧状のシンニングヒール面１６ｂと第２逃げ面１２ｂとの稜線の半径を外径Ｄ１で除した値であり、図１１中の縦軸は切り屑分断割合である。

【0060】

図１０に示されるように、仮想直線Ｌ１に対する主切れ刃１５ａの凹み量が外径Ｄ１の－０．０１倍以上０．０２倍以下の範囲内にある場合、切り屑分断割合は、５０パーセント以上であった。他方で、仮想直線Ｌ１に対する主切れ刃１５ａの凹み量が０．０３倍以上の範囲内にある場合、切り屑分断割合が５０パーセント未満であった。

【0061】

図１１に示されるように、円弧状のシンニングヒール面１６ｂと第２逃げ面１２ｂとの稜線の半径が外径Ｄ１の０．１０倍以上０．３０倍以下の範囲内にある場合、切り屑分断割合は、５０パーセント以上であった。他方で、円弧状のシンニングヒール面１６ｂと第２逃げ面１２ｂとの稜線の半径が外径Ｄ１の０．３５倍以上の範囲内にある場合、切り屑分断割合は、５０パーセント未満であった。

【0062】

上記の比較から、仮想直線Ｌ１に対する主切れ刃１５ａの凹み量が外径Ｄ１の－０．０１倍以上０．０２倍以下の範囲内にあり、かつ円弧状のシンニングヒール面１６ｂと第２逃げ面１２ｂとの稜線の半径が外径Ｄ１の０．１０倍以上０．３０倍以下の範囲内にあることにより切り屑が分断されやすくなることが、実験的にも明らかになった。

【0063】

仮想直線Ｌ１に対する主切れ刃１５ａの凹み量が外径Ｄ１の０．００倍以上０．０１倍以下の範囲内にある場合、切り屑分断割合が７７パーセント以上になっていた。このことから、仮想直線Ｌ１に対する主切れ刃１５ａの凹み量が外径Ｄ１の０．００倍以上０．０１倍以下の範囲内にあることにより切り屑がさらに分断されやすくなることが、実験的にも明らかになった。

【0064】

また、円弧状のシンニングヒール面１６ｂと第２逃げ面１２ｂとの稜線の半径が外径Ｄ１の０．１３倍以上０．２４倍以下の範囲内にある場合、切り屑分断割合が８０パーセント以上になっていた。このことから、円弧状のシンニングヒール面１６ｂと第２逃げ面１２ｂとの稜線の半径が外径Ｄ１の０．１３倍以上０．２４倍以下の範囲内にあることにより切り屑がさらに分断されやすくなることが、実験的にも明らかになった。

【0065】

第３切削試験では、試料番号３－１から試料番号３－７のドリル１００が用いられた。第３切削試験では、仮想直線Ｌ１に対する主切れ刃１５ａの凹み量が外径Ｄ１の０．００倍とされ、円弧状のシンニングヒール面１６ｂと第２逃げ面１２ｂとの稜線の半径が外径Ｄ１の０．２０倍とされた。また、第３切削試験では、角度θ２が２５°以上４５°以下の範囲内で変化された。

【0066】

【表3】

【0067】

図１２は、第３切削試験の結果を示すグラフである。図１２中の横軸は、角度θ２（単位：°）である。図１２中の縦軸は、切り屑分断割合（単位：パーセント）である。図１２に示されるように、角度θ２が２８°以上３２°以下の範囲内にある場合、切り屑分断割合が８２パーセント以上になっていた。このことから、角度θ２が２８°以上３２°以下の範囲内にあることにより切り屑がさらに分断されやすくなることが、実験的にも明らかになった。

【0068】

（変形例）
上記においては、ドリル１００が刃先交換式のドリルである例を説明したが、ドリル１００は、ソリッドドリルであってもよい。すなわち、ドリル１００は、ドリルヘッド１０及びホルダ２０に分割されていなくてもよい。

【0069】

今回開示された実施形態は全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、上記した実施形態ではなく請求の範囲によって示され、請求の範囲と均等の意味及び範囲内での全ての変更が含まれることが意図される。

【符号の説明】

【0070】

１０ ドリルヘッド、１１ 取り付け面、１１ａ 溝、１２ 先端面、１２ａ 第１逃げ面、１２ｂ 第２逃げ面、１３ 外周面、１４ フルート、１５ 切れ刃、１５ａ 主切れ刃、１５ａａ 第１端、１５ａｂ 第２端、１５ｂ シンニング切れ刃、１６ シンニング面、１６ａ シンニングすくい面、１６ｂ シンニングヒール面、１７ 貫通穴、２０ ホルダ、２１ 取り付け面、２１ａ 凸条、２１ｂ ねじ穴、２２ 外周面、３０ 固定部材、１００ ドリル、１００ａ 先端、１００ｂ 後端、Ａ，Ａ１，Ａ２ 中心軸、Ｄ１，Ｄ２ 外径、ＤＩＳ 距離、Ｌ 直線、Ｌ１，Ｌ２ 仮想直線、Ｐ１ 位置、θ１ 半径方向すくい角、θ２ 角度。

【要約】

ドリルヘッドは、中心軸の回りに回転される。ドリルヘッドは、中心軸の方向における端面である取り付け面と、中心軸の方向における取り付け面の反対面である先端面と、取り付け面及び先端面に連なる外周面と、先端面において外周面から中心軸に向かって延びている切れ刃と、外周面に形成され、かつ、先端面から取り付け面に達するように中心軸回りの螺旋状に延びているフルートと、先端面及びフルートに連なるシンニング面とを備える。先端面は、切れ刃に連なる第１逃げ面と、フルートを挟んで第１逃げ面とは反対側にある第２逃げ面とを有している。切れ刃は、外周面に連なる主切れ刃と、主切れ刃に連なり、かつ、主切れ刃よりも中心軸側にあるシンニング切れ刃とを有している。

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11】

【図12】