特許 7148038 ドリルヘッド及びドリル

(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】2022-09-27

(45)【発行日】2022-10-05

(54)【発明の名称】ドリルヘッド及びドリル

(51)【国際特許分類】

   B23B 51/00 20060101AFI20220928BHJP

【ＦＩ】

B23B51/00 T

B23B51/00 L

【請求項の数】 8

(21)【出願番号】P 2022528720

(86)(22)【出願日】2021-11-12

(86)【国際出願番号】 JP2021041746

【審査請求日】2022-05-17

(31)【優先権主張番号】P 2020208320

(32)【優先日】2020-12-16

(33)【優先権主張国・地域又は機関】JP

【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】弁理士法人深見特許事務所

(72)【発明者】

【氏名】濱田 竜勢

(72)【発明者】

【氏名】松原 弘樹

(72)【発明者】

【氏名】西 健太

【審査官】荻野 豪治

(56)【参考文献】

【文献】特表２００９－５２３０７３（ＪＰ，Ａ）

【文献】国際公開第２０１７／１５０４５９（ＷＯ，Ａ１）

【文献】特開２０１１－００５６３１（ＪＰ，Ａ）

【文献】特表２０１６－５０８８８９（ＪＰ，Ａ）

【文献】独国特許出願公開第１０２００６００５８８０（ＤＥ，Ａ１）

【文献】特開２００５－１６１４６２（ＪＰ，Ａ）

【文献】米国特許出願公開第２００７／０２７４７９４（ＵＳ，Ａ１）

(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】

中心軸回りに回転されるドリルヘッドであって、
ホルダに取り付けられる第１取り付け面と、前記中心軸に沿う軸方向において前記第１取り付け面の反対側にあるヘッド先端面と、前記第１取り付け面及び前記ヘッド先端面に連なるヘッド外周面とを備え、
前記ヘッド外周面には、前記ヘッド先端面から前記第１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第１フルート及び第２フルートが形成されており、
前記第１フルート及び前記第２フルートは、前記中心軸に関して、対称に形成されており、
前記中心軸に沿い、かつ前記第１取り付け面から前記ヘッド先端面に向かう方向に前記第１取り付け面を見た際に、前記第１フルート及び前記第２フルートの各々は、前記中心軸を中心とする円周に沿う周方向において間隔を空けて互いに対向している第１端及び第２端を前記第１取り付け面に有しており、
前記第１取り付け面には、前記軸方向に直交している径方向に沿って延びている第１凸条、第２凸条及び第３凸条が形成されており、
前記第１凸条は、前記周方向において、前記第１フルートの前記第１端と前記第２フルートの前記第２端との間にあり、
前記第２凸条及び前記第３凸条は、前記周方向において、前記第１フルートの前記第２端と前記第２フルートの前記第１端との間にあり、
前記第２凸条は、前記周方向において、前記第３凸条よりも前記第１フルートの前記第２端の近くにあり、
前記周方向における前記第１凸条の中央を通る仮想直線と前記中心軸及び前記第１フルートの前記第１端を通る仮想直線とがなす角度は、前記周方向における前記第１凸条の中央を通る仮想直線と前記中心軸及び前記第２フルートの前記第２端を通る仮想直線とがなす角度に等しい、ドリルヘッド。

【請求項3】

前記周方向における前記第１凸条の中央を通る仮想直線と前記周方向における前記第２凸条の中央を通る仮想直線とがなす角度は、１５０°以上１７０°以下であり、
前記周方向における前記第１凸条の中央を通る仮想直線と前記周方向における前記第３凸条の中央を通る仮想直線とがなす角度は、１５０°以上１７０°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5】

前記中心軸に沿い、かつ前記第１取り付け面から前記ヘッド先端面に向かう方向に前記第１取り付け面を見た際に、前記第１フルートは、前記第１フルートと前記ヘッド外周面との交線が前記第１フルートの前記第２端から前記周方向に沿って時計回りに延びるようにねじれており、
前記周方向における前記第２凸条の中央を通る仮想直線と前記中心軸及び前記第１フルートの前記第２端を通る仮想直線とがなす角度は、前記周方向における前記第３凸条の中央を通る仮想直線と前記中心軸及び前記第２フルートの前記第１端を通る直線とがなす角度よりも大きい、請求項４に記載のドリルヘッド。

【請求項7】

前記ホルダと、
請求項１から請求項６のいずれか１項に記載の前記ドリルヘッドとを備え、
前記ホルダは、前記第１取り付け面に接触している第２取り付け面を有し、
前記第２取り付け面には、前記径方向に沿って延びている第１溝、第２溝及び第３溝が形成されており、
前記第１溝、前記第２溝及び前記第３溝は、それぞれ、前記第１凸条、前記第２凸条及び前記第３凸条に嵌め合わされている、ドリル。

【請求項8】

ドリルヘッドと、
ホルダと、
固定部材とを備え、
前記ドリルヘッドは、前記ホルダに取り付けられる第１取り付け面と、前記ドリルヘッドの中心軸に沿う軸方向において前記第１取り付け面の反対側にあるヘッド先端面と、前記第１取り付け面及び前記ヘッド先端面に連なるヘッド外周面と、前記軸方向に沿って前記第１取り付け面から延びているシャンク軸とを有しており、
前記ヘッド外周面には、前記ヘッド先端面から前記第１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第１フルート及び第２フルートが形成されており、
前記第１フルート及び前記第２フルートは、前記中心軸に関して、対称に形成されており、
前記中心軸に沿い、かつ前記第１取り付け面から前記ヘッド先端面に向かう方向に前記第１取り付け面を見た際に、前記第１フルート及び前記第２フルートの各々は、前記中心軸を中心とする円周に沿う周方向において間隔を空けて互いに対向している第１端及び第２端を前記第１取り付け面に有しており、
前記第１取り付け面には、前記軸方向に直交している径方向に沿って延びている第１凸条、第２凸条及び第３凸条が形成されており、
前記第１凸条は、前記周方向において、前記第１フルートの前記第１端と前記第２フルートの前記第２端との間にあり、
前記第２凸条及び前記第３凸条は、前記周方向において、前記第１フルートの前記第２端と前記第２フルートの前記第１端との間にあり、
前記第２凸条は、前記周方向において、前記第３凸条よりも前記第１フルートの前記第２端の近くにあり、
前記周方向における前記第１凸条の中央を通る仮想直線と前記中心軸及び前記第１フルートの前記第１端を通る仮想直線とがなす角度は、前記周方向における前記第１凸条の中央を通る仮想直線と前記中心軸及び前記第２フルートの前記第２端を通る仮想直線とがなす角度に等しく、
前記シャンク軸には、切り欠きが形成されており、
前記ホルダは、前記第１取り付け面に接触している第２取り付け面と、前記第２取り付け面に連なるホルダ外周面とを有しており、
前記第２取り付け面には、前記シャンク軸が挿入される第１穴と、前記径方向に沿って延びている第１溝、第２溝及び第３溝が形成されており、
前記第１溝、前記第２溝及び前記第３溝は、それぞれ、前記第１凸条、前記第２凸条及び前記第３凸条に嵌め合わされており、
前記ホルダ外周面には、前記第１穴と連なる第２穴が形成されており、
前記固定部材は、前記第２穴に挿入されることにより、前記切り欠きに接触している、ドリル。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本開示は、ドリルヘッド及びドリルに関する。本出願は、２０２０年１２月１６日に出願した日本特許出願である特願２０２０－２０８３２０号に基づく優先権を主張する。当該日本特許出願に記載された全ての記載内容は、参照によって本明細書に援用される。

【背景技術】

【0002】

特許文献１（国際公開第２００２／００５９９０号）には、ドリルが記載されている。特許文献１のドリルは、切削ヘッドと、ホルダとを有している。切削ヘッドは、支承面を有している。ホルダは、前面を有している。

【0003】

支承面には、径方向に沿って延びている複数の突起が形成されている。複数の突起の各々は、径方向外側に向かうにしたがって高くなっている。前面には、径方向に沿って複数の凹所が形成されている。複数の凹所の各々は、径方向外側に向かうにしたがって深くなっている。切削ヘッドは、複数の突起の各々を複数の凹所の各々にそれぞれ嵌め合わせることにより、ホルダに取り付けられている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0004】

【文献】国際公開第２００２／００５９９０号

【発明の概要】

【0005】

本開示のドリルヘッドは、中心軸回りに回転される。ドリルヘッドは、ホルダに取り付けられる第１取り付け面と、中心軸に沿う軸方向において第１取り付け面の反対側にあるヘッド先端面と、第１取り付け面及びヘッド先端面に連なるヘッド外周面とを備える。ヘッド外周面には、ヘッド先端面から第１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第１フルート及び第２フルートが形成されている。第１フルート及び第２フルートは、中心軸に関して対称に形成されている。中心軸に沿い、かつ第１取り付け面からヘッド先端面に向かう方向に第１取り付け面を見た際に、第１フルート及び第２フルートの各々は、中心軸を中心とする円周に沿う周方向において間隔を空けて互いに対向している第１端及び第２端を第１取り付け面に有している。第１取り付け面には、軸方向に直交している径方向に沿って延びている第１凸条、第２凸条及び第３凸条が形成されている。第１凸条は、周方向において、第１フルートの第１端と第２フルートの第２端との間にある。第２凸条及び第３凸条は、周方向において、第１フルートの第２端と第２フルートの第１端との間にある。第２凸条は、周方向において、第３凸条よりも第１フルートの第２端の近くにある。周方向における第１凸条の中央を通る仮想直線と中心軸及び第１フルートの第１端を通る仮想直線とがなす角度は、周方向における第１凸条の中央を通る仮想直線と中心軸及び第２フルートの第２端を通る仮想直線とがなす角度に等しい。

【図面の簡単な説明】

【0006】

【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の正面図である。

【図3】図３は、ドリルヘッド１０の背面図である。

【図4】図４は、ドリルヘッド１０の側面図である。

【図5】図５は、ホルダ２０の正面図である。

【図6】図６は、ホルダ２０の斜視図である。

【図7】図７は、ドリル１００の拡大斜視図である。

【発明を実施するための形態】

【0007】

［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、ドリルの外径（切削ヘッドの外径）が小さくなるにしたがって、凹所の深さの最大値及び突起の高さの最大値が小さくなる。そのため、特許文献１に記載のドリルによると、ドリルの外径が小さくなるにしたがって凹所と突起との間の嵌め合わせ力が低下し、ホルダによる切削ヘッドの支持が不安定になるおそれがある。また、ドリルは、回転工具であるため、ホルダによる切削ヘッドの支持の安定性のみならず、工具バランスも維持される必要がある。ここで、工具バランスとは、回転工具の質量の分布を意味する。工具バランスは、回転工具の中心軸に垂直な断面における中心軸から質量までの距離及び質量の配置で決まる。工具バランスが良いとは、回転工具を所定の回転速度で回転させた際に回転工具にかかる遠心力が小さいことを意味する。工具バランスを維持するとは、回転工具の外径が小さくなっても工具バランスが良いことを意味する。

【0008】

本開示は、外径が小さくなってもホルダによる支持の安定性及び工具バランスを維持することが可能なドリルヘッドを提供する。

【0009】

［本開示の効果］
本開示のドリルヘッドによると、外径が小さくなってもホルダによる支持の安定性及び工具バランスを維持することが可能である。

【0010】

［本開示の実施形態の説明］
まず、本開示の実施形態を列記して説明する。

【0011】

（１）一実施形態に係るドリルヘッドは、中心軸回りに回転される。ドリルヘッドは、ホルダに取り付けられる第１取り付け面と、中心軸に沿う軸方向において第１取り付け面の反対側にあるヘッド先端面と、第１取り付け面及びヘッド先端面に連なるヘッド外周面とを備える。ヘッド外周面には、ヘッド先端面から第１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第１フルート及び第２フルートが形成されている。第１フルート及び第２フルートは、中心軸に関して対称に形成されている。中心軸に沿い、かつ、第１取り付け面からヘッド先端面に向かう方向に第１取り付け面を見た際に、第１フルート及び第２フルートの各々は、中心軸を中心とする円周に沿う周方向において間隔を空けて互いに対向している第１端及び第２端を第１取り付け面に有している。第１取り付け面には、軸方向に直交している径方向に沿って延びている第１凸条、第２凸条及び第３凸条が形成されている。第１凸条は、周方向において、第１フルートの第１端と第２フルートの第２端との間にある。第２凸条及び第３凸条は、周方向において第１フルートの第２端と第２フルートの第１端との間にある。第２凸条は、周方向において、第３凸条よりも第１フルートの第２端の近くにある。周方向における第１凸条の中央を通る仮想直線と中心軸及び第１フルートの第１端を通る仮想直線とがなす角度は、周方向における第１凸条の中央を通る仮想直線と中心軸及び第２フルートの第２端を通る仮想直線とがなす角度に等しい。

【0012】

上記（１）のドリルヘッドによると、外径が小さくなってもホルダによる支持の安定性及び工具バランスの維持が可能である。

【0013】

（２）上記（１）のドリルヘッドでは、周方向における第１凸条の中央を通る仮想直線と中心軸及び第１フルートの第１端を通る仮想直線とがなす角度が、３０°以上７０°以下であってもよい。

【0014】

（３）上記（１）又は（２）のドリルヘッドでは、周方向における第１凸条の中央を通る仮想直線と周方向における第２凸条の中央を通る仮想直線とがなす角度が１５０°以上１７０°以下であってもよく、周方向における第１凸条の中央を通る仮想直線と周方向における第３凸条の中央を通る仮想直線とがなす角度が１５０°以上１７０°以下であってもよい。

【0015】

（４）上記（３）のドリルヘッドでは、周方向における第２凸条の中央を通る仮想直線と周方向における第３凸条の中央を通る仮想直線とがなす角度が２０°以上６０°以下であってもよい。

【0016】

上記（３）及び（４）のドリルヘッドによると、周方向における第１凸条、第２凸条及び第３凸条の配置が均等配置に近づくことにより、工具バランスが改善される。

【0017】

（５）上記（４）のドリルヘッドでは、中心軸に沿い、かつ第１取り付け面からヘッド先端面に向かう方向に第１取り付け面を見た際に、第１フルートが、第１フルートとヘッド外周面との交線が第１フルートの第２端から周方向に沿って時計回りに延びるようにねじれていてもよい。周方向における第２凸条の中央を通る仮想直線と中心軸及び第１フルートの第２端を通る仮想直線とがなす角度は、周方向における第３凸条の中央を通る仮想直線と中心軸及び第２フルートの第１端を通る直線とがなす角度よりも大きくてもよい。

【0018】

上記（５）のドリルヘッドによると、第２凸条に嵌め合わされる溝に加わる応力と第３凸条に嵌め合わされる溝に加わる応力とが均等化されるため、第２凸条に嵌め合わされる溝に摩耗が偏ることを抑制できる。

【0019】

（６）上記（５）のドリルヘッドでは、第１凸条の幅が、第２凸条の幅及び第３凸条の幅の１．１倍以上２．０倍以下であってもよい。

【0020】

上記（６）のドリルヘッドによると、第１凸条に嵌め合わされる溝に加わる応力と第２凸条に嵌め合わされる溝及び第３凸条に嵌め合わされる溝に加わる応力とを均等化することができるため、第１凸条に嵌め合わされる溝に摩耗が偏ることが抑制される。

【0021】

（７）本開示の一態様に係るドリルは、ホルダと、上記（１）から（６）のドリルヘッドとを備える。ホルダは、第１取り付け面に接触している第２取り付け面を有している。第２取り付け面には、径方向に沿って延びている第１溝、第２溝及び第３溝が形成されている。第１溝、第２溝及び第３溝は、それぞれ、第１凸条、第２凸条及び第３凸条に嵌め合わされている。

【0022】

（８）本開示の他の態様に係るドリルは、ドリルヘッドと、ホルダと、固定部材とを備える。ドリルヘッドは、ホルダに取り付けられる第１取り付け面と、ドリルヘッドの中心軸に沿う軸方向において第１取り付け面の反対側にあるヘッド先端面と、第１取り付け面及びヘッド先端面に連なるヘッド外周面と、軸方向に沿って第１取り付け面から延びているシャンク軸とを有している。ヘッド外周面には、ヘッド先端面から第１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第１フルート及び第２フルートが形成されている。第１フルート及び第２フルートは、中心軸に関して対称に形成されている。中心軸に沿い、かつ、第１取り付け面からヘッド先端面に向かう方向に第１取り付け面を見た際に、第１フルート及び第２フルートの各々は、中心軸を中心とする円周に沿う周方向において間隔を空けて互いに対向している第１端及び第２端を第１取り付け面に有している。第１取り付け面には、軸方向に直交している径方向に沿って延びている第１凸条、第２凸条及び第３凸条が形成されている。第１凸条は、周方向において、第１フルートの第１端と第２フルートの第２端との間にある。第２凸条及び第３凸条は、周方向において第１フルートの第２端と第２フルートの第１端との間にある。第２凸条は、周方向において第３凸条よりも第１フルートの第２端の近くにある。周方向における第１凸条の中央を通る仮想直線と周方向における第２凸条の中央を通る仮想直線とがなす角度は、周方向における第１凸条の中央を通る仮想直線と周方向における第３凸条の中央を通る仮想直線とがなす角度よりも大きい。シャンク軸には、切り欠きが形成されている。ホルダは、第１取り付け面に接触している第２取り付け面と、第２取り付け面に連なるホルダ外周面とを有している。第２取り付け面には、シャンク軸が挿入される第１穴と、径方向に沿って延びている第１溝、第２溝及び第３溝とが形成されている。第１溝、第２溝及び第３溝は、それぞれ、第１凸条、第２凸条及び第３凸条に嵌め合わされている。ホルダ外周面には、第１穴に連なる第２穴が形成されている。固定部材は、第２穴に挿入されることにより、切り欠きに接触している。

【0023】

上記（８）のドリルによると、第１取り付け面を第２取り付け面に取り付けることで、固定部材を用いて固定可能な位置にシャンク軸を位置決めすることができる。

【0024】

［本開示の実施形態の詳細］
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。以下の図面においては、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ものとする。

【0025】

（実施形態に係るドリルの構成）
実施形態に係るドリル（以下「ドリル１００」とする）の構成を説明する。

【0026】

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、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１００は、中心軸Ａ回りに回転されることにより、切削加工を行う。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。ホルダ２０及び固定部材３０は、例えば、鋼により形成されている。中心軸Ａに沿う方向において、ドリルヘッド１０はドリル１００の先端側にあり、ホルダ２０はドリル１００の基端側にある。中心軸Ａに沿う方向において、ドリル１００の基端側は、ドリル１００の先端側の反対側にある。ドリル１００は、ホルダ２０において工作機械の主軸に取り付けられることにより、中心軸Ａ回りに回転される。

【0027】

＜ドリルヘッド１０＞
ドリルヘッド１０は、ドリル１００が中心軸Ａ回りに回転される際に、中心軸Ａ１回りに回転される。中心軸Ａ１は、中心軸Ａに一致している。以下においては、中心軸Ａに沿う方向を軸方向とし、中心軸Ａに直交する方向を径方向とし、中心軸Ａに直交する面内において中心軸Ａを中心とする円周に沿う方向を周方向とする。図２は、ドリルヘッド１０の正面図である。図３は、ドリルヘッド１０の背面図である。図４は、ドリルヘッド１０の側面図である。図２、図３及び図４に示されるように、ドリルヘッド１０は、第１取り付け面１１と、ヘッド先端面１２と、ヘッド外周面１３とを有している。

【0028】

第１取り付け面１１及びヘッド先端面１２は、軸方向におけるドリルヘッド１０の端面である。ドリルヘッド１０は、第１取り付け面１１において、ホルダ２０に取り付けられる。ヘッド先端面１２は、ドリル１００の先端に位置している。ヘッド先端面１２は、軸方向における第１取り付け面１１の反対面である。ヘッド外周面１３は、第１取り付け面１１及びヘッド先端面１２に連なっている。

【0029】

ヘッド外周面１３には、第１フルート１４及び第２フルート１５が形成されている。ヘッド外周面１３は、第１フルート１４及び第２フルート１５が形成されている部分において中心軸Ａ１側に窪んでいる。第１フルート１４及び第２フルート１５は、ヘッド先端面１２から第１取り付け面１１に達するように、中心軸Ａ１回りの螺旋状に延びている。第１フルート１４及び第２フルート１５は、中心軸Ａ１に関して対称な形状に形成されている。図２、図３及び図４に示される例では、第１フルート１４及び第２フルート１５は、軸方向に沿ってヘッド先端面１２側から見た際に、ヘッド先端面１２から第１取り付け面１１に進むにしたがって、時計回りにねじれている。このことを別の観点から言えば、第１フルート及び第２フルートは、右ねじれになっている。このことをさらに別の観点から言えば、第１フルート及び第２フルートは、螺旋状に形成されている。

【0030】

ヘッド先端面１２は、逃げ面１２ａと、逃げ面１２ｂとを有している。逃げ面１２ａと第１フルート１４とは、交差している。逃げ面１２ｂと第２フルート１５とは、交差している。逃げ面１２ａと第１フルート１４との交差稜線は切れ刃１６になっており、逃げ面１２ｂと第２フルート１５との交差稜線は切れ刃１７になっている。切れ刃１６及び切れ刃１７は、ヘッド外周面１３からヘッド先端面１２の中心（ドリル１００の先端）に向かって延びている。切れ刃１６及び切れ刃１７により切削された被削材（切り屑）は、それぞれ第１フルート１４及び第２フルート１５を通って排出される。すなわち、第１フルート１４及び第２フルート１５は、切り屑の排出のために形成されている溝である。

【0031】

第１フルート１４は、第１端１４ａと第２端１４ｂとを有している。第２端１４ｂは、周方向において、間隔を空けて第１端１４ａと対向している。ヘッド外周面１３において第１フルート１４の延びる方向に沿って第２端１４ｂからヘッド先端面１２側に向かって移動すると、第２端１４ｂは、切れ刃１６のヘッド外周面１３側の端に連なる。

【0032】

第２フルート１５は、第１端１５ａと第２端１５ｂとを有している。第２端１５ｂは、周方向において、間隔を空けて第１端１５ａと対向している。ヘッド外周面１３において第２フルート１５の延びる方向に沿って第２端１５ｂからヘッド先端面１２側に向かって移動すると、第２端１５ｂは、切れ刃１７のヘッド外周面１３側の端に連なる。

【0033】

第１取り付け面１１には、第１凸条１１ａ、第２凸条１１ｂ及び第３凸条１１ｃが形成されている。第１凸条１１ａ、第２凸条１１ｂ及び第３凸条１１ｃは、径方向に沿って延びている。第１凸条１１ａ、第２凸条１１ｂ及び第３凸条１１ｃは、ヘッド外周面１３から中心軸Ａ１側に向かって延びている。第１凸条１１ａ、第２凸条１１ｂ及び第３凸条１１ｃは、第１取り付け面１１から軸方向に沿って突出している。

【0034】

第１凸条１１ａは、周方向において、第１フルート１４の第１端１４ａと第２フルート１５の第２端１５ｂとの間にある。第２凸条１１ｂ及び第３凸条１１ｃは、周方向において、第１フルート１４の第２端１４ｂと第２フルート１５の第１端１５ａとの間にある。周方向において、第２凸条１１ｂは、第３凸条１１ｃよりも第１フルート１４の第２端１４ｂの近くにある。このことを別の観点から言えば、第１凸条１１ａ、第２凸条１１ｂ及び第３凸条１１ｃは、中心軸Ａ１に関して、非対称に形成されている。

【0035】

図３に示されるように、第１取り付け面１１において、第１凸条１１ａの周方向における中央を通る仮想直線を、仮想直線ＶＬ１とする。同様に、第２凸条１１ｂの周方向における中央を通る仮想直線を仮想直線ＶＬ２とし、第３凸条１１ｃの周方向における中央を通る仮想直線を仮想直線ＶＬ３とする。仮想直線ＶＬ１、仮想直線ＶＬ２及び仮想直線ＶＬ３は、それぞれ中心軸Ａ１と直交する。

【0036】

図３に示されるように、第１フルート１４の第１端１４ａ及び中心軸Ａ１を通る仮想直線を、仮想直線ＶＬ４とする。同様に、第１フルート１４の第２端１４ｂ及び中心軸Ａ１を通る仮想直線を仮想直線ＶＬ５とする。同様に、第２フルート１５の第１端１５ａ及び中心軸Ａ１を通る仮想直線を仮想直線ＶＬ６とする。同様に、第２フルート１５の第２端１５ｂ及び中心軸Ａ１を通る仮想直線を仮想直線ＶＬ７とする。仮想直線ＶＬ４、仮想直線ＶＬ５、仮想直線ＶＬ６及び仮想直線ＶＬ７は、それぞれ中心軸Ａ１と直交する。

【0037】

仮想直線ＶＬ１と仮想直線ＶＬ４とがなす角度θ１は、仮想直線ＶＬ１と仮想直線ＶＬ７とがなす角度θ２に等しい。但し、本発明の効果を奏する限りにおいて、角度θ１と角度θ２との間の微小な角度誤差は許容される。角度θ１及び角度θ２は、例えば３０°以上７０°以下である。

【0038】

仮想直線ＶＬ１と仮想直線ＶＬ２とがなす角度θ３は、仮想直線ＶＬ１と仮想直線ＶＬ３とがなす角度θ４よりも大きいことが好ましい。すなわち、第２凸条１１ｂ及び第３凸条１１ｃは、仮想直線ＶＬ１に関して非対称に形成されていることが好ましい。角度θ３及び角度θ４は、１５０°以上１７０°以下であることが好ましい。

【0039】

仮想直線ＶＬ２と仮想直線ＶＬ３とがなす角度θ５は、２０°以上６０°以下であることが好ましい。なお、角度θ３、角度θ４及び角度θ５の合計は、３６０°になる。

【0040】

第１フルート１４及び第２フルート１５は、上記のとおり、ヘッド先端面１２側から見て時計回りの螺旋状に形成されている。そのため、中心軸Ａ１に沿い、かつ第１取り付け面１１からヘッド先端面１２に向かう方向に第１取り付け面１１を見た際に、第１フルート１４は、第１フルート１４とヘッド外周面１３との交線（図３中のＣＬ１）が第１フルート１４の第２端１４ｂから周方向に沿って時計回りに延びるようにねじれている。同様に、第２フルート１５は、第２フルート１５とヘッド外周面１３との交線（図３中のＣＬ２）が、第２フルート１５の第２端１５ｂから周方向に沿って時計回りに延びるようにねじれている。仮想直線ＶＬ２と仮想直線ＶＬ５とがなす角度θ６は、仮想直線ＶＬ３と仮想直線ＶＬ６とがなす角度θ７よりも大きいことが好ましい。

【0041】

第１凸条１１ａの幅、第２凸条１１ｂの幅及び第３凸条１１ｃの幅を、それぞれ、第１幅、第２幅及び第３幅とする。第１幅、第２幅及び第３幅は、それぞれの凸条の延びる方向に直交する方向における幅であり、それぞれの凸条のヘッド外周面１３側の端において測定される。第１幅は、好ましくは、第２幅及び第３幅よりも大きい。より具体的には、第１幅は、第２幅及び第３幅の１．１倍以上２．０倍以下であることが好ましい。なお、第２幅は、例えば、第３幅に等しい。

【0042】

図４に示されるように、第１取り付け面１１には、シャンク軸１８が形成されている。シャンク軸１８は、軸方向に沿って、第１取り付け面１１の中心から延びている。後述する切り欠き１８ａが形成されている部分を除き、シャンク軸１８の軸方向に直交する断面は、例えば円形である。

【0043】

シャンク軸１８の外周面には、切り欠き１８ａが形成されている。切り欠き１８ａは、傾斜面１８ｂを有している。傾斜面１８ｂは、軸方向（シャンク軸１８の延びる方向）に対して、傾斜している。より具体的には、傾斜面１８ｂの法線ベクトルをＶ１とし、は、シャンク軸１８の先端（第１取り付け面１１とは反対側の端）からシャンク軸１８の基端（第１取り付け面１１側の端）に向かう方向の単位ベクトルをＶ２とする場合、Ｖ１とＶ２とがなす角度は、９０°よりも小さい。このことを別の観点から言えば、傾斜面１８ｂに交差し、かつシャンク軸１８の軸方向に直交するシャンク軸１８の断面の面積は、中心軸Ａ１に沿ってシャンク軸１８の先端側からシャンク軸１８の基端側に進むにつれて、単調に減少している。

【0044】

ドリルヘッド１０の外径を、外径Ｄとする。外径Ｄは、図２に示されているように、軸方向に沿ってヘッド先端面１２側から見た際のドリルヘッド１０の外接円の直径である。外径Ｄは、１５ｍｍ以下であることが好ましい。外径Ｄは、例えば、６ｍｍ以上である。

【0045】

＜ホルダ２０及び固定部材３０＞
図５は、ホルダ２０の正面図である。図６は、ホルダ２０の斜視図である。図５及び図６に示されるように、ホルダ２０は、軸方向に沿って延びている。ホルダ２０は、第２取り付け面２１と、ホルダ外周面２２とを有している。ホルダ２０は、中心軸Ａ２周りに回転される。中心軸Ａ２は、中心軸Ａに一致している。

【0046】

第２取り付け面２１はホルダ２０の軸方向における端面である。第２取り付け面２１には、第１溝２１ａ、第２溝２１ｂ及び第３溝２１ｃが形成されている。第１溝２１ａ、第２溝２１ｂ及び第３溝２１ｃは、径方向に沿って延びている。第１溝２１ａ、第２溝２１ｂ及び第３溝２１ｃは、ヘッド外周面１３から第２取り付け面２１の中心側に向かって延びている。第１溝２１ａ、第２溝２１ｂ及び第３溝２１ｃは、軸方向に沿って第２取り付け面２１から窪んでいる。

【0047】

ホルダ外周面２２は、第２取り付け面２１に連なっている。ホルダ外周面２２には、フルート２３及びフルート２４が形成されている。ホルダ外周面２２は、フルート２３及びフルート２４が形成されている部分において、中心軸Ａ２側に窪んでいる。フルート２３及びフルート２４は、ホルダ２０の中心軸回りの螺旋状に形成されている。フルート２３及びフルート２４は、第２取り付け面２１からドリル１００の基端側に向かって延びている。フルート２３及びフルート２４は、第２取り付け面２１側から見て、第１フルート１４及び第２フルート１５と同一方向にねじれている。すなわち、フルート２３及びフルート２３は、第２取り付け面２１側から見て、時計回りにねじれている。フルート２３及びフルート２４は、それぞれ、第１フルート１４及び第２フルート１５に接続されている。

【0048】

フルート２３は、第１端２３ａと、第２端２３ｂとを有している。第２端２３ｂは、周方向において、間隔を空けて第１端２３ａと対向している。第１端２３ａは第１端１４ａに対応するフルート２３の周方向における端であり、第２端２３ｂは第２端１４ｂに対応するフルート２３の周方向における端である。

【0049】

フルート２４は、第１端２４ａと、第２端２４ｂとを有している。第２端２４ｂは、周方向において、間隔を空けて第１端２４ａと対向している。第１端２４ａは第１端１５ａに対応するフルート２４の周方向における端であり、第２端２４ｂは第２端１５ｂに対応するフルート２４の周方向における端である。

【0050】

第１溝２１ａは、周方向においてフルート２３の第１端２３ａとフルート２４の第２端２４ｂとの間にある。第２溝２１ｂ及び第３溝２１ｃは、周方向において、フルート２３の第２端２３ｂとフルート２４の第１端２４ａとの間にある。周方向において、第２溝２１ｂは、第３溝２１ｃよりも、フルート２３の第２端２３ｂの近くにある。このことを別の観点から言えば、第１溝２１ａ、第２溝２１ｂ及び第３溝２１ｃは、中心軸Ａ２に関して、非対称に形成されている。

【0051】

図５に示されるように、第２取り付け面２１において、第１溝２１ａの周方向における中央を通る仮想直線を、仮想直線ＶＬ８とする。同様に、第２溝２１ｂの周方向における中央を通る仮想直線を、仮想直線ＶＬ９とする。同様に、第３溝２１ｃの周方向における中央を通る仮想直線を、仮想直線ＶＬ１０とする。仮想直線ＶＬ８、仮想直線ＶＬ９及び仮想直線ＶＬ１０は、それぞれ中心軸Ａ２と直交する。

【0052】

図５に示されるように、第２取り付け面２１においてフルート２３の第１端２３ａ及び中心軸Ａ２を通る仮想直線を、仮想直線ＶＬ１１とする。同様に、フルート２３の第２端２３ｂ及び中心軸Ａ２を通る仮想直線を仮想直線ＶＬ１２とする。同様に、フルート２４の第１端２４ａ及び中心軸Ａ２を通る仮想直線を、仮想直線ＶＬ１３とする。同様に、フルート２４の第２端２４ｂ及び中心軸Ａ２を通る仮想直線を、仮想直線ＶＬ１４とする。仮想直線ＶＬ１１、仮想直線ＶＬ１２、仮想直線ＶＬ１３及び仮想直線ＶＬ１４は、それぞれ中心軸Ａ２に直交する。

【0053】

仮想直線ＶＬ８と仮想直線ＶＬ１１とがなす角度θ８及び仮想直線ＶＬ８と仮想直線ＶＬ１４とがなす角度θ９は、それぞれ角度θ１及び角度θ２に等しい。仮想直線ＶＬ８と仮想直線ＶＬ９とがなす角度θ１０及び仮想直線ＶＬ８と仮想直線ＶＬ１０とがなす角度θ１１は、それぞれ角度θ４及び角度θ５に等しい。その結果、第１溝２１ａが第１凸条１１ａと対向している場合、第２溝２１ｂ及び第３溝２１ｃがそれぞれ第２凸条１１ｂ及び第３凸条１１ｃに対向している。なお、仮想直線ＶＬ９と仮想直線ＶＬ１０とがなす角度θ１２は、角度θ５に等しい。

【0054】

第１溝２１ａ、第２溝２１ｂ及び第３溝２１ｃは、それぞれ第１凸条１１ａ、第２凸条１１ｂ及び第３凸条１１ｃと嵌め合わせが可能な形状になっている。そのため、第１溝２１ａ、第２溝２１ｂ及び第３溝２１ｃがそれぞれ第１凸条１１ａ、第２凸条１１ｂ及び第３凸条１１ｃと対向するように第１取り付け面１１を第２取り付け面２１に接触させることにより、ドリルヘッド１０がホルダ２０に取り付けられる。

【0055】

フルート２３及びフルート２４は、上記のとおり、第２取り付け面２１側から見て時計回りの螺旋状に形成されている。そのため、中心軸Ａ２に沿い、かつ第２取り付け面２１からホルダ２０の基端側（すなわち、ドリル１００の基端側）に向かう方向に第２取り付け面２１を見た際に、フルート２３は、フルート２３とホルダ外周面２２との交線が、フルート２３の第１端２３ａから周方向に沿って時計回りに延びるようにねじれている。同様に、フルート２４は、フルート２４とホルダ外周面２２との交線が、フルート２４の第１端２４ａから周方向に沿って時計回りに延びるようにねじれている。

【0056】

仮想直線ＶＬ９と仮想直線ＶＬ１２とがなす角度θ１３及び仮想直線ＶＬ１０と仮想直線ＶＬ１３とがなす角度θ１４は、それぞれ、角度θ６及び角度θ７に等しい。

【0057】

第１溝２１ａの幅、第２溝２１ｂの幅及び第３溝２１ｃの幅を、それぞれ第４幅、第５幅及び第６幅とする。第４幅、第５幅及び第６幅は、それぞれの溝の延びる方向に直交する方向における幅であり、それぞれの溝のホルダ外周面２２側の端において測定される。第４幅は、第５幅及び第６幅よりも大きいことが好ましい。より具体的には、第４幅は、第５幅及び第６幅の１．１倍以上２．０倍以下であることが好ましい。なお、第５幅は、例えば、第６幅に等しい。

【0058】

第２取り付け面２１には、第１穴２１ｄが形成されている。第１穴２１ｄは、第２取り付け面２１の中心部に形成されている。第１穴２１ｄは、軸方向に沿って延びている。ドリルヘッド１０がホルダ２０に取り付けられている状態において、シャンク軸１８は、第１穴２１ｄに挿入されている。

【0059】

ホルダ外周面２２には、第２穴２５が形成されている。第２穴２５は、第１穴２１ｄに連なっている。第２穴２５は、傾斜面１８ｂに交差する方向に延びている。第２穴２５の延びる方向に沿ってホルダ外周面２２を見た際に、第２穴２５からは、傾斜面１８ｂが露出している。

【0060】

第２穴２５には、固定部材３０が挿入されている。より具体的には、第２穴２５の内壁面には、ねじ溝が形成されており、固定部材３０は、軸にねじ山が形成されているボルトである。固定部材３０を第２穴２５に回し入れることにより、固定部材３０が第２穴２５に挿入されている。固定部材３０が回転されることにより、固定部材３０は、第２穴２５の延びる方向に沿って第２穴２５内を進み、傾斜面１８ｂに接触する。これによりシャンク軸１８が第１穴２１ｄの先端（第２取り付け面２１とは反対側の端）側に引き込まれ、ドリルヘッド１０がホルダ２０に固定される。

【0061】

（実施形態に係るドリルの効果）
以下に、ドリル１００の効果を説明する。

【0062】

第１取り付け面１１には、第１溝２１ａに嵌め合わされる第１凸条１１ａと、第２溝２１ｂに嵌め合わされる第２凸条１１ｂと、第３溝２１ｃに嵌め合わされる第３凸条１１ｃとが形成されている。そのため、ドリルヘッド１０は、ホルダ２０に取り付けられた状態において、３点支持されている。そのため、ドリルヘッド１０は、ホルダ２０に安定的に支持されていることになる。

【0063】

例えば特許文献１に記載されているように、ホルダ２０との嵌め合わせ力を確保するために、第１取り付け面１１に径方向外側に向かうにしたがって高くなる多数の凸条を形成するとともに、第２取り付け面２１に径方向外側に向かうにしたがって深くなる多数の溝を形成することが考えられる。しかしながら、以下の理由から、ドリルヘッド１０を小径化した場合には、多数の凸条を形成することが困難になる。仮に、凸条の数と高さを保ちつつドリルヘッド１０を小径化すると、周方向における凸条の幅が小さくなる。そうすると、凸条の機械的な強度が低下するため、第１取り付け面１１に対して凸条を低くする必要が生じる。この場合、凸条が低くなるとともに対応する溝も浅くなる。その結果、凸条と溝との間の嵌め合わせ力が低下するおそれがある。すなわち、ホルダ２０によるドリルヘッド１０の支持が不安定化するおそれがある。

【0064】

他方で、ドリル１００では、第１取り付け面１１に形成されている３本の凸条（第１凸条１１ａ、第２凸条１１ｂ及び第３凸条１１ｃ）及び第２取り付け面２１に形成されている３本の溝（第１溝２１ａ、第２溝２１ｂ及び第３溝２１ｃ）による３点支持でドリルヘッド１０がホルダ２０に支持されるため、ドリルヘッド１０の外径が小さい場合でも安定に支持できる。

【0065】

ドリルヘッド１０では、角度θ１と角度θ２とが等しくなっている。また、ホルダ２０では、角度θ８及び角度θ９が、それぞれ角度θ１及び角度θ２に等しくなっている。つまり、ドリル１００では、第１凸条１１ａが周方向において第１フルート１４と第２フルート１５との中間に配置されているとともに、第１溝２１ａが周方向においてフルート２３とフルート２４との中間に配置されていることになる。そのため、ドリル１００によると、工具バランスを維持することができる。

【0066】

角度θ３及び角度θ４が１５０°以上１７０°以下である場合（角度θ５が２０°以上６０°以下である場合）、第１凸条１１ａ、第２凸条１１ｂ及び第３凸条１１ｃ（第１溝２１ａ、第２溝２１ｂ及び第３溝２１ｃ）の周方向における配置が均等配置に近くなる。そのため、この場合には、ドリル１００の工具バランスがさらに改善される。

【0067】

図７は、ドリル１００の拡大斜視図である。図７に示されているように、ホルダ２０では、中心軸Ａ２に沿い、かつ第２取り付け面２１からホルダ２０の基端側（すなわち、ドリル１００の基端側）に向かう方向ＤＲに第２取り付け面２１を見た際に、フルート２３は、フルート２３とホルダ外周面２２との交線がフルート２３の第１端２３ａから周方向に沿って時計回りに延びるようにねじれている。同様に、フルート２４は、フルート２４とホルダ外周面２２との交線がフルート２４の第１端２４ａから周方向に沿って時計回りに延びるようにねじれている。

【0068】

上記のようにフルート２３及びフルート２４が配置されているため、フルート２３に対する第２溝２１ｂ近傍の肉厚は、フルート２４に対する第３溝２１ｃ近傍の肉厚と比べて小さくなる。より具体的には、方向ＤＲに沿った第２溝２１ｂの最深部とフルート２３との最短距離である厚さＴ２３が、方向ＤＲに沿った第３溝２１ｃの最深部とフルート２４との最短距離であるＴ２４（図示せず）より小さくなる。したがって、第２溝２１ｂ近傍の応力は、第３溝２１ｃ近傍の応力よりも大きくなりやすい。第２溝２１ｂ近傍の応力を緩和させるため、ドリルヘッド１０において角度θ６を角度θ７よりも大きくし、対応してホルダ２０において角度θ１３が角度θ１４よりも大きい場合には、フルート２３に対する第２溝２１ｂ近傍の周方向及び軸方向の肉厚が大きくなる。そのため、この場合、第２溝２１ｂに加わる応力が緩和される。その結果、第２溝２１ｂに摩耗が偏ることが抑制される。

【0069】

フルート２３の第１端２３ａとフルート２４の第２端２４ｂとの間では１本の溝（第１溝２１ａ）により切削力が支持されており、フルート２３の第２端２３ｂとフルート２４の第１端２４ａとの間では２本の溝（第２溝２１ｂ及び第３溝２１ｃ）により切削力が支持されているため、第１溝２１ａには、第２溝２１ｂ及び第３溝２１ｃよりも応力が加わりやすい。そのため、第１幅が第２幅及び第３幅よりも大きい（第４幅が第５幅及び第６幅よりも大きい）場合には、第１溝２１ａ近傍の応力が緩和される。その結果、第１溝２１ａに摩耗が偏ることが抑制される。

【0070】

第１フルート１４の第１端１４ａと第２フルート１５の第２端１５ｂとの間には１本の凸条（第１凸条１１ａ）があり、第１フルート１４の第２端１４ｂと第２フルート１５の第１端１５ａとの間では２本の凸条（第２凸条１１ｂ及び第３凸条１１ｃ）がある。そのため、第１凸条１１ａ、第２凸条１１ｂ及び第３凸条１１ｃの配置は、中心軸Ａ１に関して非対称である。角度θ３及び角度θ４が互いに異なる場合、第２凸条１１ｂ及び第３凸条１１ｃの配置は、仮想直線ＶＬ１に関して非対称になる。すなわち、第１凸条１１ａ、第２凸条１１ｂ及び第３凸条１１ｃが第１溝２１ａ、第２溝２１ｂ及び第３溝２１ｃにそれぞれ嵌め合わされる場合以外は、ドリルヘッド１０をホルダ２０に取り付けることができない。

【0071】

そのため、角度θ３及び角度θ４が互いに異なる場合には、第１凸条１１ａ、第２凸条１１ｂ及び第３凸条１１ｃにより、ドリルヘッド１０のホルダ２０に対する位置決めが可能となる。このことを別の観点から言えば、ドリルヘッド１０がホルダ２０に取り付けられれば傾斜面１８ｂが必ず第２穴２５から露出することになるため、固定部材３０によりドリルヘッド１０を引き込みながら固定するために切り欠き１８ａを複数箇所に形成する必要がない。すなわち、切り欠き１８ａの形成に伴うシャンク軸１８の剛性低下を抑制できる。

【0072】

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】

【0073】

１００ ドリル、１０ ドリルヘッド、１１ 第１取り付け面、１１ａ 第１凸条、１１ｂ 第２凸条、１１ｃ 第３凸条、１２ ヘッド先端面、１２ａ，１２ｂ 逃げ面、１３ ヘッド外周面、１４ 第１フルート、１４ａ 第１端、１４ｂ 第２端、１５ 第２フルート、１５ａ 第１端、１５ｂ 第２端、１６，１７ 切れ刃、１８ シャンク軸、１８ａ 切り欠き、１８ｂ 傾斜面、２０ ホルダ、２１ 第２取り付け面、２１ａ 第１溝、２１ｂ 第２溝、２１ｃ 第３溝、２１ｄ 第１穴、２２ ホルダ外周面、２３ フルート、２３ａ 第１端、２３ｂ 第２端、２４ フルート、２４ａ 第１端、２４ｂ
第２端、２５ 第２穴、３０ 固定部材、Ａ，Ａ１，Ａ２ 中心軸、Ｄ 外径、ＤＲ 方向、Ｔ２３，Ｔ２４ 厚さ、ＶＬ１，ＶＬ２，ＶＬ３，ＶＬ４，ＶＬ５，ＶＬ６，ＶＬ７，ＶＬ８，ＶＬ９，ＶＬ１０，ＶＬ１１，ＶＬ１２，ＶＬ１３，ＶＬ１４ 仮想直線、θ１，θ２，θ３，θ４，θ５，θ６，θ７，θ８，θ９，θ１０，θ１１，θ１２，θ１３，θ１４ 角度。

【要約】

ドリルヘッドは、ホルダに取り付けられる第１取り付け面と、中心軸に沿う軸方向において第１取り付け面の反対側にあるヘッド先端面と、第１取り付け面及びヘッド先端面に連なるヘッド外周面とを備えている。ヘッド外周面には、ヘッド先端面から第１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第１フルート及び第２フルートが形成されている。第１フルート及び第２フルートは、中心軸に関して対称に形成されている。第１フルート及び第２フルートの各々は、中心軸を中心とする円周に沿う周方向において間隔を空けて互いに対向している第１端及び第２端を有している。第１取り付け面には、軸方向に直交している径方向に沿って延びている第１凸条、第２凸条及び第３凸条が形成されている。

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】