特許 7185127 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】2022-11-29

(45)【発行日】2022-12-07

(54)【発明の名称】ドリル

(51)【国際特許分類】

   B23B 51/00 20060101AFI20221130BHJP

【ＦＩ】

B23B51/00 S

【請求項の数】 5

(21)【出願番号】P 2018083817

(22)【出願日】2018-04-25

(65)【公開番号】P2019188525

(43)【公開日】2019-10-31

【審査請求日】2021-04-15

(73)【特許権者】

【識別番号】000233066

【氏名又は名称】株式会社ＭＯＬＤＩＮＯ

(74)【代理人】

【識別番号】100124316

【弁理士】

【氏名又は名称】塩田 康弘

(72)【発明者】

【氏名】藤原 繁栄

(72)【発明者】

【氏名】丹羽 輝明

【審査官】増山 慎也

(56)【参考文献】

【文献】国際公開第２０１１／１５１１５５（ＷＯ，Ａ１）

【文献】国際公開第２０１６／１５８４６３（ＷＯ，Ａ１）

【文献】特表２０１２－５２９３７５（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１０－１１５７５０（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｂ２３Ｂ ５１／００

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

ドリル本体の軸方向先端の先端面に回転方向前方側を向いて形成された一対の切れ刃と、
前記各切れ刃の回転方向後方側に位置する逃げ面の回転方向後方側と前記切れ刃との間に形成された切屑排出溝と、
前記各逃げ面の回転方向後方側と前記切屑排出溝との間に形成された一対のシンニング面とを備え、
前記一対のシンニング面間に前記ドリル本体の回転軸上を通り、前記シンニング面に接するチゼルエッジが形成されたドリルであり、
前記切れ刃は前記チゼルエッジの端部から前記先端面の半径方向外周側に連続する内側刃と、この内側刃より半径方向外周側に連続する外側刃とに区分され、
前記逃げ面の内、前記切れ刃の回転方向後方側に連続して形成された２番面の少なくとも前記内側刃の区間の回転方向の幅は半径方向外周側へ向かって次第に拡大する形状に形成され、
前記チゼルエッジの全長が前記一対のシンニング面の境界線であり、前記ドリル本体の前記先端面を前記回転軸の方向に見たとき、前記チゼルエッジの延長線の全長は前記内側刃に重ならずに、前記２番面の範囲内を通過している ことを特徴とするドリル。

【請求項2】

前記シンニング面は前記先端面の半径方向には、前記チゼルエッジを挟んだ片側に付き、前記一対の切れ刃の内、一方の前記切れ刃の前記内側刃と前記外側刃の境界から前記チゼルエッジを経由し、前記一対の切れ刃の内、他方の前記切れ刃の前記内側刃と前記外側刃の境界の回転方向後方側の位置にまで形成されていることを特徴とする請求項１に記載のドリル。

【請求項3】

前記２番面は前記先端面の半径方向には、前記チゼルエッジの端部から前記内側刃と前記外側刃の境界までを含む区間の内周側２番面と、この内周側２番面の半径方向外周側に連続する外周側２番面とに区分され、
前記内側刃と前記外側刃の境界、もしくはその付近から形成される前記シンニング面は前記内周側２番面の回転方向後方側と前記外周側２番面の前記切屑排出溝側に連続する曲面を有していることを特徴とする請求項２に記載のドリル。

【請求項4】

前記外周側２番面の回転方向後方側に３番面が連続して形成され、前記シンニング面は前記外周側２番面の前記切屑排出溝側から前記３番面の前記切屑排出溝側に連続して形成されていることを特徴とする請求項３に記載のドリル。

【請求項5】

前記ドリル本体の前記先端面を前記回転軸の方向に見たとき、前記シンニング面は回転方向前方側の前記逃げ面側から回転方向後方側の前記切屑排出溝側へかけて１段目シンニング面とこの１段目シンニング面より深い２段目シンニング面とに区分されている特徴とする請求項１乃至請求項４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】

本発明は回転軸を挟んだ一対のシンニング面がチゼルエッジを形成し、切削時にドリル本体の先端面が被削材から受けるスラストを低減するドリルに関するものである。

【背景技術】

【0002】

回転軸を挟んだ一対のシンニング面からチゼルエッジを形成することは、一対のシンニング面の、回転方向前方側の逃げ面側の部分間距離である行き違い量を大きくすることになるから、ドリル先端部（先端面）の被削材への接触面積を減少させる意味がある。結果として、ドリル先端部が切削時に被削材から受けるスラストを低減することができる利点がある（特許文献１～６参照）。

【0003】

一方、一対のシンニング面間の行き違い量を大きく取ることは（特許文献２、３、６、７）、切れ刃の回転方向後方側に形成される逃げ面（２番面）の、シンニング面寄りの部分の回転方向の幅を小さくすることでもあるため、切れ刃が被削材から受ける抵抗であるトルクに対する強度が低下し易くなる不利益を伴う。

【0004】

シンニング面間の行き違い量を大きく取れば、２番面の内、切れ刃とシンニング面とに挟まれた領域のドリル本体の回転方向の幅を狭めることになる。トルクは逃げ面には回転方向に作用し、トルクによるせん断応力度は回転軸（中心）からの半径方向の距離に比例することから、行き違い量が大きくなれば、トルクに対する強度を低下させ、切れ刃に欠けを発生させ易くなるため、行き違い量を大きく取ることには限界がある。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0005】

【文献】特開平６－９１４１５号公報（請求項１、段落０００９～００１２、図１）

【文献】特開２００８－２１３１２１号公報（請求項１、段落００１４～００１９、図３）

【文献】特開２００８－２９６３１３号公報（請求項１、段落００２３～００３１、図３、図６）

【文献】特開２０１５－１３９８４５号公報（請求項１、段落００２０～００２８、図２～図４）

【文献】特開２０１５－１５５１３７号公報（請求項１、段落００１０～００３２、図２、図３）

【文献】国際公開第２０１６／１５８４６３号（請求項１、段落００２２～００２９、００２７～００４０、図３～図５）

【文献】特開２００６－２１２７２４号公報（請求項１、段落０００６、図１）

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0006】

一対のシンニング面間に行き違い量を確保している特許文献２、３、６、７でも切れ刃は半径方向外周側からチゼルエッジまでに形成される一方（特許文献２の段落００１５、特許文献３の段落００２４、特許文献６の段落００２７、００２８、特許文献７の０００７）、切れ刃の回転方向後方側の２番面を挟んだシンニング面はほぼチゼルエッジの端部までに形成されるに過ぎない（特許文献２の図３、特許文献３の図３、特許文献６の図１）。

【0007】

このようにいずれの特許文献でもシンニング面を切れ刃の回転方向後方側の２番面（逃げ面）側へ深く入り込ませることには限界があり、例えば２番面の半径方向中心（回転軸）寄りの、シンニング面を除いた一部区間を帯状に形成するような例はない。特許文献６では一見、２番面が帯状に形成されているように見えるが、回転方向にチゼルエッジとシンニングの回転軸Ｏ寄りの部分との間は切れ刃のない領域であるから、被削材の切削に関与することはないため、被削材からトルクを受けることはない。

【0008】

本発明は上記背景より、切れ刃の半径方向中心寄りの区間が被削材から受けるトルクに対する抵抗力を高め、シンニング面を半径方向外周側へ向けて２番面側へ深く入り込ませることを可能にする形態のドリルを提案するものである。

【課題を解決するための手段】

【0009】

請求項１に記載の発明のドリルは、ドリル本体の軸方向先端の先端面に回転方向前方側を向いて形成された一対の切れ刃と、
前記各切れ刃の回転方向後方側に位置する逃げ面の回転方向後方側と前記切れ刃との間に形成された切屑排出溝と、
前記各逃げ面の回転方向後方側と前記切屑排出溝との間に形成された一対のシンニング面とを備え、
前記一対のシンニング面間に前記ドリル本体の回転軸上を通り、前記シンニング面に接するチゼルエッジが形成されたドリルであり、
前記切れ刃は前記チゼルエッジの端部から前記先端面の半径方向外周側に連続する内側刃と、この内側刃より半径方向外周側に連続する外側刃とに区分され、
前記逃げ面の内、前記切れ刃の回転方向後方側に連続して形成された２番面の少なくとも前記内側刃の区間の回転方向の幅は半径方向外周側へ向かって次第に拡大する形状に形成され、
前記チゼルエッジの全長が前記一対のシンニング面の境界線であり、前記ドリル本体の前記先端面を前記回転軸の方向に見たとき、前記チゼルエッジの延長線の全長は前記内側刃に重ならずに、前記２番面の範囲内を通過していることを特徴とする。

【0010】

「ドリル本体の先端面」は図５に示すドリル本体の先端（先端面３０）をその側から軸方向（回転軸Ｏの方向）に見たときの端面を言う。「ドリル本体の先端面３０を軸方向（回転軸Ｏの方向）に見たとき」とは、「先端面３０を回転軸Ｏの方向に、ドリル本体の軸方向先端側の反対側であるシャンク部２側へ向かって見たとき」の意味である。「ドリル本体」はドリル１の本体（全体）を指す。切れ刃４は一対であるから、切れ刃４の本数（枚数）は２本（枚）である。一対の切れ刃４、４は回転軸Ｏを挟んで（回転軸Ｏに関して）点対称位置に形成され、２本であるから、切れ刃４の少なくとも一部（内側刃４１）の稜線が直線であれば、その稜線は互いに平行になる。

【0011】

請求項１における「各切れ刃の回転方向後方側に位置する逃げ面」は切れ刃４の回転方向後方側に連続して形成された２番面６１を指す場合と、２番面６１の回転方向後方側に３番面６２が連続して形成された場合の３番面６２を指す場合と、２番面６１と３番面６２を合わせた逃げ面６全体を指す場合がある。逃げ面６としては４番面以降の面が形成されることもある。「逃げ面６の回転方向後方側と切れ刃４との間に形成された切屑排出溝７」とは、逃げ面６の回転方向後方側と、その回転方向後方側に位置する切れ刃４との間に切屑排出溝７が形成されることを言う。

【0012】

「一対のシンニング面」はシンニング面８、８が２個で対になることを言う。一対のシンニング面８、８は回転軸Ｏを挟んで（回転軸Ｏに関して）点対称位置に形成される。「回転軸Ｏを通り、シンニング面８、８に接するチゼルエッジ５」とは、回転軸Ｏを通るチゼルエッジ５の全長が一対のシンニング面８、８の双方に接して（面して）いることを言う。

【0013】

図１、図２に示すようにチゼルエッジ５の全長がシンニング面８に接することで、チゼルエッジ５の全長が一対のシンニング面８、８の境界線になる（請求項１）。このことは、上記のシンニング面８とその回転方向前方側の２番面６１との間の境界線８４がチゼ
ルエッジ５の端部（点Ｐ）に交わることであるため、参考例を示す図６、図７との対比から分かるように両シンニング面８、８の境界線８４、８４がチゼルエッジ５、または回転軸Ｏを挟んで行き違う配置状態になることでもある。

【0014】

「行き違う」とは、各境界線８４を含むシンニング面８を半径方向外周側から見たとき、各境界線８４が回転軸Ｏを越えた位置にあり、各境界線８４の、回転軸Ｏを挟んだ反対側のシンニング面８側の延長線が、そのシンニング面８の境界線８４に連続する境界線８５（シンニング面８と逃げ面６との間の境界線８５）に交わる状態にあることを言う。この場合、先端面３０を軸方向に見たときの先端面３０の面積に占めるシンニング面８の面積が拡大するため、シンニング面８が有する切屑収容能力が向上することが言える。

【0015】

請求項１における「切れ刃４はチゼルエッジ５の端部（点Ｐ）から先端面３０の半径方向外周側へ連続する内側刃４１」とは、先端面３０側へ凸の稜線をなす直線状のチゼルエッジ５の一方の端部（点Ｐ）から切れ刃４が開始し、半径方向外周側へ連続して形成されることを言う。その切れ刃４の内、チゼルエッジ５の端部Ｐ寄りの区間が内側刃４１である。先端面３０を軸方向に見たとき、チゼルエッジ５は直線状であるから、切れ刃４は直線（チゼルエッジ５）の両側の端部（Ｐ、Ｐ）からそれぞれ半径方向外周側へ形成され、対になる。

【0016】

切れ刃４は先端面３０の半径方向（以下、半径方向）には、図２に示すようにチゼルエッジ５の端部Ｐに接し、チゼルエッジ５（直線ＰＰ）に連続する内周側の内側刃４１と、内側刃４１の半径方向外周側の端部（点Ｑ）に接し、そのまま半径方向外周側へ連続する外側刃４２とに区分される。点Ｑは内側刃４１と外側刃４２の境界（交点）であるから、点Ｐと点Ｑを結ぶ（凸の）稜線が内側刃４１（稜線ＰＱ、またはＱＰ）である。このことと、上記のようにチゼルエッジ５が一対のシンニング面８、８の境界線になっている場合（請求項１）には、シンニング面８は先端面３０を軸方向に見たとき、チゼルエッジ５の片側に付き、稜線ＱＰとチゼルエッジ５（直線ＰＰ）を通る、または稜線ＱＰとチゼルエッジ５（直線ＰＰ）を含む平面、あるいは曲面として、稜線ＱＰの回転方向後方側（切屑排出溝６側）へ形成される。

【0017】

後述するようにシンニング面８が２段に区分された場合（請求項５）の例を示す図１、図２では、１段目シンニング面８１と２段目シンニング面８２との間の境界線８６が切れ刃４と交わる点が、内側刃４１と外側刃４２との境界としての交点Ｑのように描かれているが、交点Ｑは境界線８６と切れ刃４との交点とは関係ない。

【0018】

請求項１における「逃げ面６の内、切れ刃４の回転方向後方側に連続して形成された２番面６１の少なくとも内側刃４１の区間」とは、２番面６１の全体を半径方向に、切れ刃４の半径方向の区分に合わせて内側刃４１の区間と外側刃４２の区間に区分したときの、内側刃４１の回転方向後方側に位置する領域を指す。この「２番面６１の内側刃４１の区間」と「２番面６１の外側刃４２の区間」はそれぞれ後述の「内周側２番面６１ａ」と「外周側２番面６１ｂ」に相当する（請求項３）。

【0019】

この２番面６１の中の内側刃４１の区間（２番面６１の半径方向中心（回転軸Ｏ）寄りの区間）の回転方向後方側の領域（内周側２番面６１ａ）の回転方向の幅が半径方向外周側へ向かって次第に拡大する形状に形成される（請求項１）。このことは、半径方向に、チゼルエッジ５の端部（点Ｐ）から、内側刃４１と外側刃４２との境界（交点Ｑ）と、その回転方向後方側の位置の２方向へ向け、ドリル本体の回転方向の幅が次第に拡大する形状に形成されることを言う。「内側刃４１と外側刃４２との境界（交点Ｑ）とその回転方向後方側の位置へ向け」とは、「チゼルエッジ５の端部Ｐから交点Ｑへ向かう方向と、交点Ｑより回転方向後方側の位置へ向かう方向の２方向に向けて」の意味である。チゼルエッジ５の端部Ｐから交点Ｑまでの区間の稜線が内側刃４１であり、交点Ｑから切れ刃４の半径方向外周側の縁（端縁）までの区間の稜線が外側刃４２になる。

【0020】

チゼルエッジ５の端部Ｐから交点Ｑへ向かう方向と、交点Ｑより回転方向後方側の位置へ向かう方向の２方向に向け、２番面６１中の内側刃４１の区間が、回転方向に幅が次第に拡大する形状に形成されることで、チゼルエッジ５の端部Ｐから半径方向外周側へ向けて幅が次第に拡大する形状に形成される。具体的には２番面６１中の内側刃４１の区間（内周側２番面６１ａ）はチゼルエッジ５の端部Ｐを頂点とする三角形状、もしくはチゼルエッジ５の端部Ｐを中心とする扇形状等に近似した形状等になる。

【0021】

この三角形状の頂点、または扇形状等の中心から２方向に向かう２本の線の内、回転方向前方側の線は切れ刃４（内側刃４１（稜線ＰＱ））であり、回転方向後方側の線は２番面６１（内周側２番面６１ａ）とその回転方向後方側のシンニング面８との間の境界線８４である。この２方向の線は直線とは限らず、曲線の場合もある。内側刃４１（稜線ＰＱ）の回転方向後方側の境界線８４は回転軸Ｏを通るチゼルエッジ５（直線ＰＰ）に沿った方向を向くため、半径方向に沿った方向を向く。なお、内側刃４１はチゼルエッジ５の端部Ｐから半径方向外周側へ形成されるから（請求項１）、先端面３０を軸方向に見たとき、チゼルエッジ５の延長線が内側刃４１の回転方向後方側に連続する２番面６１の範囲内を通過するようにチゼルエッジ５を形成することができる（請求項１）。

【0022】

「チゼルエッジ５（直線ＰＰ）の延長線が内側刃４１の回転方向後方側の２番面６１の範囲内を通過する」とは、先端面３０を軸方向に見たとき、図２に示すようにチゼルエッジ５の延長線が内側刃４１（稜線ＰＱ）に重なる状態から、２番面６１の回転方向後方側とシンニング面８との間の境界線８４に重なる状態までの範囲内を通ることを言う。図２中、チゼルエッジ５の延長線を破線で示している。

【0023】

「チゼルエッジ５（直線ＰＰ）の延長線が内側刃４１に重なる」とは、先端面３０を軸方向に見たとき、内側刃４１（稜線ＰＱ）がチゼルエッジ５に連続した直線である（直線を描く）こと、または連続した直線に近い緩やかな曲線状である（曲線を描く）ことを言う。チゼルエッジ５の延長線が直線に近い曲線を描くことは、少なくともチゼルエッジ５と内側刃４１の交点Ｐを挟んでチゼルエッジ５と内側刃４１が不連続な線とはなっていないこと、または交点Ｐに近い内側刃４１の接線がチゼルエッジ５とは明確な角度をなさないこと、とも言い換えられる。

【0024】

この場合（請求項１では）、図６、図７に示すようにチゼルエッジ５（直線ＰＰ）の延長線が内側刃４１（稜線ＰＱ）の回転方向前方側を通過し、内側刃４１とチゼルエッジとが鈍角をなす場合との対比では、図１、図２に示すように内側刃４１とそれが接するシンニング面８との間の境界線８３の内、内側刃４１と外側刃４２の交点Ｑの部分を、交点Ｑを含む２番面６１の回転方向後方側へ寄せ易くなる。このことは、図６、図７に示す例との対比では各切れ刃４の内側刃４１（境界線８３）を２番面６１の回転方向後方側へ寄せ易くなることであるから、内側刃４１とシンニング面８との間の境界線８３が回転方向後方側へ後退できる分、シンニング面８内の容積が増すことになる。結果として、シンニング面８内での切屑の収容能力が増大し、切屑の詰まりの抑制効果と排出性が向上することになる。

【0025】

このことはまた、図６、図７と図１との対比から分かるようにチゼルエッジ５を挟んだ一対のシンニング面８、８とそれぞれの回転方向前方側が接する２番面６１、６１との間の境界線８４、８４を互いに接近させる（境界線８４、８４を通る直線間距離を短縮させる）ことでもあり、チゼルエッジ５（直線ＰＰ）と境界線８４とのなす角度を小さくすることでもある。シンニング面８内の容積が増すことは、先端面３０を軸方向に見たときの、先端面３０の面積を減少させることでもあるから、切れ刃４による被削材の切削時に先端面３０が被削材から受けるスラストとトルクを低減させる効果も向上する。

【0026】

請求項１では２番面６１中の内側刃４１の区間（稜線ＰＱ（境界線８３）と境界線８４とに挟まれた領域（内周側２番面６１ａ））が、点Ｐから半径方向外周側へかけて回転方向に幅が次第に拡大する形状に形成されることで、特に２番面６１中の内側刃４１の区間に内側刃４１から作用する被削材からのトルク（捩りモーメント）に対する、内側刃４１の区間の抵抗力（せん断応力度）を一様にすることができる。結果的に、内側刃４１の区間（内周側２番面６１ａ）内ではいずれかの部分がトルクに対して弱点になりにくくなり、内側刃４１に欠けを生じにくくする利点が得られる。前記のように「２番面６１中の内側刃４１の区間」は内側刃４１（稜線ＰＱ）と、その回転方向後方側の内周側２番面６１ａとその回転方向後方側のシンニング面８との間の境界線８４とに挟まれた三角形状の領域を指す。

【0027】

詳しく言えば、前記したようにトルクは内側刃４１の区間では内側刃４１から２番面６１の内周側２番面６１ａに回転方向後方側へ作用し、中心（回転軸Ｏ）からの距離が異なる各部分に作用するトルクＴによる力（負担）の程度を示すせん断応力度τは中心（回転軸Ｏ）からの半径方向の距離ｒに比例する（τ＝（Ｔ／Ｉｐ）・ｒ（Ｉｐは断面二次極モーメント））。このことは、回転軸Ｏからの半径方向の距離ｒが大きくなる程、その部分（２番面６１）に作用するせん断応力が大きくなり、せん断応力は半径方向の中心からの距離ｒに比例して増大し、切れ刃４から三角形を描くように直線状に分布することを意味する。

【0028】

従ってトルクＴを負担する２番面６１（内側刃４１の区間（内周側２番面６１ａ））の回転方向の幅を、先端面３０を軸方向に見たときに回転軸Ｏ側から半径方向外周側へ向けて次第に拡大する形状に形成すれば（請求項１）、２番面６１（内周側２番面６１ａ）のトルク（せん断応力度）に対する抵抗力が半径方向の各部において均等になり易くなる。トルクに対する抵抗力が半径方向の各部において均等になることで、内側刃４１の半径方向のいずれかの部分が相対的に弱点になりにくくなり、内側刃４１の半径方向各部の破損（欠け）に対する安全性が向上する。

【0029】

２番面６１中の内側刃４１の区間（内周側２番面６１ａ）のトルク（せん断応力度）に対する半径方向各部の抵抗力が均等になり、破損に対する安全性が高まることで、２番面６１中の内側刃４１の区間の回転方向の幅（奥行き）の大きさを調整、あるいは抑制することが可能になる。この結果、前記のように２番面６１の回転方向後方側と切屑排出溝７との間に形成されるシンニング面８をこの２番面６１中の内側刃４１の区間の回転方向後方側において、半径方向外周側にまで入り込むように形成することが可能になる（請求項２）。

【0030】

言い換えれば、先端面３０の半径方向には、図１に示すようにチゼルエッジ５（直線ＰＰ）を挟んだ片側に付き、シンニング面８を一対の切れ刃４、４の内、一方の切れ刃４の内側刃４１と外側刃４２の境界（交点Ｑ）からチゼルエッジ５を経由し、一対の切れ刃４、４の内、他方の切れ刃４の内側刃４１と外側刃４２の境界（交点Ｑ）の回転方向後方側の位置にまで形成することが可能になる（請求項２）。このことは、シンニング面８とその半径方向外周側（の縁）が接する逃げ面６（２番面６１と３番面６２）との間の境界線８５を半径方向外周側へ寄せ易くなることであるから、シンニング面８上の容積を大きく確保できることになり、シンニング面８内での切屑の収容能力を高め、切屑の詰まりを抑
制できる利点に結び付く。シンニング面８と逃げ面６との間の境界線８５は図１に示すように境界線８４に交差する半径方向に沿った方向を向く。

【0031】

シンニング面８は上記のように稜線ＱＰとチゼルエッジ５（直線ＰＰ）を通るため、請求項２ではシンニング面８の開始位置側から見たときに、チゼルエッジ５を越えた部分が、チゼルエッジ５を挟んだ側に位置する２番面６１（外周側２番面６１ｂ）内に入り込む形になる。

【0032】

シンニング面８、８はチゼルエッジ５（直線ＰＰ）を挟んで対になるから、対になるシンニング面８、８のチゼルエッジ５を越えた部分がチゼルエッジ５（回転軸Ｏ）を挟んで互いに半径方向に行き違う状態になるため、一対のシンニング面８、８の行き違い量を大きく確保することが可能になる。この結果、被削材の切削時に被削材に接触する先端面３０の面積を抑制することができるため、先端面３０が被削材から受ける抵抗であるスラストとトルクを低減することが可能になる。「シンニング面８、８の行き違い量」はチゼルエッジ５の方向に、各シンニング面８の２番面６１（外周側２番面６１ｂ）内に入り込む部分（境界線８４が湾曲して境界線８５に移行する部分）間の距離を指す。

【0033】

請求項１では内側刃４１とそれが接するシンニング面８との間の境界線８３を２番面６１の回転方向後方側へ寄せ易くなり、請求項２ではシンニング面８とその回転方向前方側が接する２番面６１との間の境界線８４を半径方向外周側へ寄せ易くなるが、シンニング面８上の容積を増し、先端面３０の面積を減少させる点では共通し、共に切屑の収容能力を高めることと、被削材から受ける抵抗力を低減させることの利点が得られる。

【0034】

請求項１では２番面６１中の内側刃４１の区間（内周側２番面６１ａ）の回転方向の幅が回転軸Ｏ側から半径方向外周側へ向けて次第に拡大する形状に形成されることで（請求項１）、前記のように２番面６１全体を半径方向に見たとき、内側刃４１の区間である内周側２番面６１ａとそれより半径方向外周側の外周側２番面６１ｂとに半径方向に区分することができる（請求項３）。２番面６１は詳しくは、先端面３０の半径方向には、チゼルエッジ５の端部Ｐから半径方向外周側へ向け、内側刃４１と外側刃４２の境界Ｑまでを含む区間の内周側２番面６１ａと、内周側２番面６１ａの半径方向外周側に連続する外周側２番面６１ｂとに区分される（請求項３）。

【0035】

前記のように内周側２番面６１ａはチゼルエッジ５の端部Ｐを頂点とする三角形状に形成されるから、チゼルエッジ５の端部Ｐから開始する内周側２番面６１ａの区間は、内側刃４１（境界線８３）上では内側刃４１と外側刃４２の境界Ｑまでであり、内周側２番面６１ａとその回転方向後方側のシンニング面８との境界線８４上では境界Ｑから回転方向後方側に向かう線と境界線８４との交点までになる。

【0036】

内周側２番面６１ａは内側刃４１（境界線８３）から回転方向後方側に向け、内側刃４１と外側刃４２の境界（交点Ｑ）より回転方向後方側に位置する境界線８４までの領域であり、境界線８４上では境界線８４が湾曲して境界線８５に移行する部分までになる。外周側２番面６１ｂは内周側２番面６１ａの半径方向外周側に連続する領域を指す。２番面６１が内周側２番面６１ａと外周側２番面６１ｂとに区分された場合、境界線８４が湾曲して境界線８５に移行する関係で、内側刃４１と外側刃４２の境界（交点Ｑ）、もしくはその付近から形成されるシンニング面８は内周側２番面６１ａの回転方向後方側と外周側２番面６１ｂの切屑排出溝７側に連続する曲面を有する（請求項３）。

【0037】

具体的には、境界線８４が湾曲して境界線８５に移行することに伴い、例えば外周側２番面６１ｂの回転方向後方側に３番面６２が連続して形成され、外周側２番面６１ｂの切屑排出溝７側から３番面６２の切屑排出溝７側に連続してシンニング面８が形成される（
請求項４）。

【0038】

この場合、シンニング面８の逃げ面６寄りの部分（シンニング面８と逃げ面６（シンニング面８とその半径方向外周側が接する逃げ面６）との間の境界線８５）が外周側２番面６１ｂの切屑排出溝７側から３番面６２の切屑排出溝７側に連続することで、シンニング面８の逃げ面６との間の境界線８５はチゼルエッジ５から外周側２番面６１ｂ側へ半径方向外周側へ入り込んだ後に、回転方向後方側へ向かい、２方向を向く形になる。結果的に先端面３０を軸方向に見たとき、シンニング面８の外周側２番面６１ｂ寄りの部分が外周側２番面６１ｂ側へ深く入り込んだ形状になり、シンニング面８上の空間の容積が拡大されるため、シンニング面８上での切屑の収容能力が高まり、切屑のシンニング面８での詰まりが発生しにくくなる。

【0039】

また先端面３０を軸方向に見たとき、シンニング面８が回転方向前方側の逃げ面６側から回転方向後方側の切屑排出溝７側へかけて１段目シンニング面８１と、この１段目シンニング面８１より深い２段目シンニング面８２とに区分されれば（請求項５）、１段目シンニング面８１と２段目シンニング面８２との間に、先端面３０側へ凸の稜線となる境界線８６が形成されるため、境界線８６での切屑の切断効果を期待することが可能になる。ここで言う「逃げ面６」は主に２番面６１を指す。

【0040】

「回転方向前方側の逃げ面６（２番面６１）側から回転方向後方側の切屑排出溝７側へかけて」とは、「シンニング面８から見たときに、回転方向前方側に位置する２番面６１側から回転方向後方側に位置する切屑排出溝７側へ向かって」の意味である。「１段目シンニング面８１より深い２段目シンニング面８２」とは、先端面３０を軸方向に、シャンク部２側へ向かって見たとき、１段目シンニング面８１（表面）が２段目シンニング面８２（表面）より手前（先端面３０寄り）に位置し、２段目シンニング面８２（表面）が１段目シンニング面８１（表面）よりシャンク部２寄りに位置することを言う。

【0041】

先端面３０を回転方向前方側の２番面６１側から回転方向後方側の切屑排出溝７側へ向かって見たときに、１段目シンニング面８１が回転方向前方側の２番面６１寄りに位置し、２段目シンニング面８２が切屑排出溝７寄りに位置することで、１段目シンニング面８１と２段目シンニング面８２との間には角度が付く。

【0042】

上記のように１段目シンニング面８１と２段目シンニング面８２との間の境界線８６は先端面３０側へ向かって凸の稜線をなし、先端面３０側へ突起状（峰状）に連続して突出する。このため、切屑が１段目シンニング面８１と２段目シンニング面８２に沿って円錐形状に丸まりながら境界線８６に接触したときに、境界線８６が切屑に対し、円錐形状の軸方向（長さ方向）に交差する方向のせん断力（切断力）を与える状態にある。１段目シンニング面８１と２段目シンニング面８２との間の境界線８６が円錐形状に丸まる切屑に、軸方向に交差する方向のせん断力を与えることで、円錐形状に丸まりながら軸方向に成長しようとする切屑を軸方向に分断させることができるため、切屑が軸方向に成長することが防止、または抑制される。

【0043】

ここで、シンニング面８は上記のように切屑排出溝７側から見たとき、稜線ＱＰとチゼルエッジ５（直線ＰＰ）、及び直線ＰＰに連続する稜線ＰＱの回転方向後方側の位置へ向けて形成されるため、１段目シンニング面８１と２段目シンニング面８２との間の境界線８６は切屑排出溝７側から見たとき、回転方向前方側の２番面側へ凸の曲線状に形成される。

【0044】

この形状から、切屑が例えば２段目シンニング面８２に沿って円錐形状に丸まるときに、境界線８６が円錐を円錐の軸（中心）に交差する平面で円錐台と円錐に切断するような曲線になるため、円錐形状に丸まろうとする切屑を軸方向に分離させるように作用し易くなる。円錐の軸（中心）に交差し、円錐を切断する平面（切断面）と円錐との交線は円形、もしくは楕円形であるが、１段目シンニング面８１と２段目シンニング面８２との間の境界線８６が２番面６１側へ凸の曲線状であれば、この境界線８６が円錐の軸に交差する平面と円錐との交線に近い曲線を描くからである。

【発明の効果】

【0045】

切れ刃をチゼルエッジの端部からドリル本体先端面の半径方向外周側へ連続する内側刃と、内側刃より外周側に連続する外側刃とに区分し、逃げ面の内、切れ刃の回転方向後方側に連続して形成された２番面の少なくとも内側刃の区間を、チゼルエッジの端部から、内側刃と外側刃との境界とその回転方向後方側の位置へ向け、ドリル本体の回転方向の幅が次第に拡大する形状に形成するため、２番面のトルクに対する抵抗力を半径方向の各部において均等にし易くすることができる。この結果、内側刃の半径方向のいずれかの部分が相対的に弱点になりにくくなり、内側刃の半径方向各部の破損（欠け）に対する安全性が向上する。

【図面の簡単な説明】

【0046】

【図1】チゼルエッジの延長線がドリル本体先端面の逃げ面の内、２番面の範囲内を通過する場合の、ドリル本体の先端面を軸方向に見たときのドリルの製作例を示した端面図である。

【図2】図１のチゼルエッジ部分の拡大図である。

【図3】図１に示すドリルの先端面をやや斜め上方からｘ－ｘ線の方向に見たときの側面図である。

【図4】図１に示すドリルの刃部を回転軸に垂直なｘ－ｘ線の方向に見たときの側面図である。

【図5】図１に示すドリル本体の全体を示した側面図である。

【図6】（ａ）は内側刃とチゼルエッジが鈍角をなす場合の、ドリル本体の先端面を軸方向に見たときのドリルの参考製作例を示した端面図、（ｂ）は（ａ）の拡大図である。

【図7】（ａ）は内側刃とチゼルエッジが鈍角をなす場合の、ドリル本体の先端面を軸方向に見たときのドリルの他の参考製作例を示した端面図、（ｂ）は（ａ）の拡大図である。

【図8】シンニング面とその回転方向前方側が接する２番面との間の境界線がチゼルエッジの端部（点Ｐ）以外の点に交わる場合のドリルの参考製作例を示した端面図である。

【発明を実施するための形態】

【0047】

図１、図５はドリル本体の軸方向先端の先端面３０に回転方向前方側を向いて形成された一対の切れ刃４、４と、各切れ刃４の回転方向後方側に位置する逃げ面６の回転方向後方側と切れ刃４との間に形成された切屑排出溝７と、各逃げ面６の回転方向後方側と切屑排出溝７との間に形成された一対のシンニング面８、８とを備え、一対のシンニング面８、８間にドリル本体の回転軸Ｏ上を通り、少なくとも一部がシンニング面８、８に接するチゼルエッジ５が形成されたドリル１の製作例を示す。

【0048】

ドリル本体（ドリル１）は図５に示すようにドリル本体の軸（回転軸Ｏ）方向後方側に位置するシャンク部２とそれより軸方向先端側に形成される刃部３とに軸方向に区分され、刃部３の軸方向先端の先端面３０に一対（２本）の切れ刃４、４が形成される。以下、ドリル本体はドリル１の本体のことを言う。図面では刃部３がドリル本体に一体化したソリッド型のドリル１の例を示しているが、刃部３がドリル本体に対して着脱自在に固定され、保持される刃先交換型のドリル１の場合もある。

【0049】

「先端面３０」はドリル本体の先端面３０を回転軸Ｏの方向に見たときの、切屑排出溝７とシンニング面８を除いた領域（部分）を指し、逃げ面６の領域を指す。図面では図１に示すように切れ刃４の回転方向後方側に、逃げ面６としての２番面６１が連続して形成され、２番面６１の回転方向後方側に逃げ面６としての３番面６２が連続して形成されているが、この場合、逃げ面６は２番面６１と３番面６２を合わせた領域になる。

【0050】

切れ刃４は図１、図２に示すようにチゼルエッジ５（直線ＰＰ）の端部（点Ｐ）から先端面３０の半径方向外周側へ形成され、先端面３０の半径方向には、チゼルエッジ５の端部（点Ｐ）に接する内周側の内側刃４１（稜線ＰＱ）と、内側刃４１より半径方向外周側に連続する外側刃４２とに区分される。内側刃４１と外側刃４２の境界が交点Ｑであり、外側刃４２は交点Ｑから半径方向外周側の端部（端縁）まで連続して形成される。図面では内側刃４１（稜線ＰＱ）を直線状に、外側刃４２（稜線Ｑ～）を曲線状に形成しているが、内側刃４１と外側刃４２の形状はこれには限定されない。

【0051】

外側刃４２（稜線Ｑ～）は内側刃４１（稜線ＰＱ）から連続する曲線を描くように形成されることもあるが、図面では図２に示すように内側刃４１と外側刃４２とに挟まれた交点Ｑに２番面６１側が鈍角となるような角度を付け、あるいは交点Ｑ部分を湾曲させ、ドリル本体の回転軸Ｏ回りの回転時に、被削材に内側刃４１が先行して接触し、内側刃４１の後に外側刃４２が被削材に接触するようにしている。

【0052】

逃げ面６の内、切れ刃４の回転方向後方側に連続して形成された２番面６１の少なくとも内側刃４１の区間（後述の内周側２番面６１ａ）の回転方向の幅は半径方向外周側へ向かって次第に拡大する形状に形成される。言い換えれば、先端面３０の半径方向には、図２に示すようにチゼルエッジ５の端部Ｐから、内側刃４１と外側刃４２との境界（交点）Ｑとその回転方向後方側の位置（後述の境界線８４の方向）へ向かい、ドリル本体の回転方向の幅が次第に拡大する形状に形成される。ここで、「端部（点）Ｐから、境界Ｑとその回転方向後方側の位置へ向かい」とは、「半径方向中心（回転軸Ｏ）側から半径方向外周側にかけ、点Ｑの方向と境界線８４に沿った方向の２方向へ向けて」の意味である。

【0053】

切れ刃４は半径方向に、内周側の内側刃４１とそれより外周側の外側刃４２とに区分されるから、この区分に従い、２番面６１は「２番面６１の内側刃４１の区間」に対応する「内周側２番面６１ａ」と、それより外周側の「外周側２番面６１ｂ」とに区分される。内周側２番面６１ａの回転方向前方側の稜線が内側刃４１であり、外周側２番面６１ｂの回転方向前方側の稜線が外側刃４２である。

【0054】

内周側２番面６１ａは半径方向外周側へかけ、ドリル本体の回転方向の幅が次第に拡大する形状に形成されるから、内周側２番面６１ａを区画する内側刃４１と、内周側２番面６１ａとその回転方向後方側のシンニング面８との間の境界線８４とで挟まれた領域は三角形状、またはこれに近似した扇形状等に形成される。内周側２番面６１ａが三角形状等に形成されることで、被削材から内周側２番面６１ａに作用するトルクに対しては内側刃４１の全長（稜線ＰＱ）は均等な抵抗力を持つため、内周側２番面６１ａが三角形状等でない形状の場合よりトルクによる破損に対する安全性が高まっている。

【0055】

このことから、図面では図３、図４に示すように内側刃４１の区間には破損（欠け）を防止するためのホーニングを（形成）せず、内側刃４１に繊細な切削能力を持たせている。一方、内側刃４１にホーニングを（形成）しないことによる欠けを予防する目的で、内側刃４１の軸方向すくい角を負にし、内側刃４１の区間の刃部３の肉厚を増している。「軸方向すくい角が負」とは、シンニング面８の内、内側刃４１の回転方向前方側に連続するすくい面となる部分の接平面と、内周側２番面６１ａとが刃部３側になす角度が、内側刃４１の方向に見たときに９０°より大きいことを言う。

【0056】

これに対し、外側刃４２には内側刃４１程の繊細な切削能力を要しないことから、図３、図４に示すように外側刃４２にはホーニング４２ａを形成し、破損に対する安全性を確保している。これに伴い、外側刃４２の軸方向すくい角を正にしている。「軸方向すくい角が正」とは、外側刃４２の回転方向前方側に連続するすくい面となる部分の接平面と外周側２番面６１ｂとの刃部３側になす角度が、外側刃４２の方向に見たときに９０°より小さいことを言う。

【0057】

各切れ刃４の半径方向外周縁からは図１に示すようにドリル本体の軸方向後方側（シャンク部２側）へ向かってマージン９が連続し、ドリル本体の周方向（回転方向）にはマージン９の回転方向後方側の部分であるランド１０の区間に３番面６２が形成される。図面では２番面６１はドリル本体の周方向にはマージン９からランド１０に移行した部分まで形成されている。

【0058】

シンニング面８は切屑排出溝７側から見たときには、図１に示すように外側刃４２と内側刃４１のすくい面を兼ねながら、一旦、２番面６１（内周側２番面６１ａ）の回転方向後方側へ入り込み、そのまま２番面６１（外周側２番面６１ｂ）と３番面６２の切屑排出溝７側を向いた部分の側面をなすように形成される。シンニング面８と、外周側２番面６１ｂの回転方向前方側の稜線との境界線は外側刃４２であり、内周側２番面６１ａの回転方向前方側の稜線との境界線８３は内側刃４１である。

【0059】

内側刃４１と外側刃４２の境界Ｑから２番面６１側へ向かって形成されるシンニング面８は内周側２番面６１ａの回転方向後方側と外周側２番面６１ｂの切屑排出溝７側に連続する曲面を有する。２番面６１の回転方向後方側に３番面６２が連続して形成された場合、シンニング面８は外周側２番面６１ｂの切屑排出溝７側から３番面６２の切屑排出溝７側に連続して形成される。

【0060】

図１、図２はまた、チゼルエッジ５の全長が一対のシンニング面８、８の境界線となり、両シンニング面８、８の境界線８４、８４がチゼルエッジ５、または回転軸Ｏを挟んで行き違う状態にある場合のドリル１の製作例を示している。この例では各シンニング面８を半径方向外周側から見たとき、各シンニング面８の各境界線８４が図２に示す回転軸Ｏを越え、反対側のシンニング面８寄りに位置するため、両境界線８４、８４の、チゼルエッジ５の端部Ｐ側の延長線が、チゼルエッジ５を越えた側のシンニング面８の境界線８４に連続する境界線８５（シンニング面８と逃げ面６との間の境界線８５）に交わる状態になっている。このことから、図１、図２に示す例では後述の図６、図７に示す例との対比では先端面３０を軸方向に見たときの先端面３０全体の面積に占めるシンニング面８の面積が拡大し、シンニング面８の切屑収容能力が増す利点がある。

【0061】

図面ではドリル本体の先端面３０を回転軸Ｏの方向に見たとき、シンニング面８を回転方向前方側の逃げ面６側から回転方向後方側の切屑排出溝７側へかけて１段目シンニング面８１とこの１段目シンニング面８１より深い２段目シンニング面８２とに区分し、１段目シンニング面８１と２段目シンニング面８２との間に先端面３０側へ凸となる稜線（境界線８６）を形成している。境界線８６は先端面３０側へ凸の稜線になることで、切屑が１段目シンニング面８１と２段目シンニング面８２に沿って円錐形状に丸まりながら成長するときに、切屑を軸方向に分断させる働きをする。

【0062】

図面では特に先端面３０を軸方向に見たとき、チゼルエッジ５（直線ＰＰ）の延長線が２番面６１（内周側２番面６１ａ）の範囲内を通過するようにチゼルエッジ５の方向を調整することで、各切れ刃４の内側刃４１（境界線８３）を２番面６１の回転方向後方側へ寄せ、図６、図７に示す例よりシンニング面８内の容積を増している。

【0063】

なお、１段目シンニング面８１と２段目シンニング面８２に沿って成長しようとする切屑は１段目シンニング面８１と２段目シンニング面８２の少なくともいずれか一方に接触し続けることにより捩れ、円錐形状に丸まりながら成長しようとする。この関係で、１段目シンニング面８１と２段目シンニング面８２が切屑を丸ませようとする上では、１段目シンニング面８１と２段目シンニング面８２は共に、先端面３０を軸方向に見たときに先端面３０側へ凹の曲面をなしていることが適切である。両シンニング面８１、８２が凹曲面をなすことは、シンニング面８内の容積を増すことにもなる。

【0064】

図６、図７は各（ｂ）に示すようにチゼルエッジ５（直線ＰＰ）の、破線で示す延長線が内側刃４１（境界線８３（稜線ＰＱ））の回転方向前方側を通過し、内側刃４１とチゼルエッジとが鈍角をなす場合の製作例（参考例）を示している。この場合、チゼルエッジ５が内側刃４１に対して回転方向前方側を向き、内周側２番面６１ａの範囲内を通過しない関係で、チゼルエッジ５を挟む一対の内側刃４１、４１間（内側刃４１、４１の延長線間）に距離が確保され、結果的に内周側２番面６１ａの回転方向の幅が大きめになる。

【0065】

これに対し、図１に示す例では図１の拡大図である図２と図６、図７の各（ｂ）との対比から分かるようにチゼルエッジ５の、破線で示す延長線が２番面６１（内周側２番面６１ａ）の範囲内を通過することで、チゼルエッジ５を挟む一対の内側刃４１、４１間（内側刃４１、４１の延長線間）に距離が図６、図７に示す例より短縮され、内側刃４１が回転方向後方側へ後退している。結果的に図６、図７に示す例より内周側２番面６１ａの回転方向の幅が相対的に小さくなり、シンニング面８内の容積が増しているため、シンニング面８内での切屑の収容能力が増大し、切屑の詰まりの抑制効果が向上することになる。

【0066】

図７は内側刃４１、４１（境界線８３、８３）間距離が図６に示す例より小さい場合の例を、図１は図７に示す例より小さい場合の例を示している。「内側刃４１、４１間距離が相対的に大きいこと」は２番面６１（内周側２番面６１ａ）とその回転方向後方側のシンニング面８との間の境界線８４とチゼルエッジ５とのなす角度が相対的に大きいことでもある。図６、図７に示す例では図１に示す例との対比で「内側刃４１、４１間距離が相対的に大きいこと」の結果、内側刃４１とその回転方向後方側の境界線８４との間の距離が相対的に大きくなり、内周側２番面６１ａの回転方向の幅が相対的に大きくなる。

【0067】

結論として、図１、図２に示すようにチゼルエッジ５（直線ＰＰ）の延長線が２番面６１の範囲内を通過すれば、チゼルエッジ５の延長線が２番面６１の回転方向前方側の境界線８３である内側刃４１（稜線ＰＱ）の回転方向前方側を通過する場合より内周側２番面６１ａの回転方向の幅が相対的に小さくなり、シンニング面８内の容積が増すことにつながる。

【0068】

図８はシンニング面８とその回転方向前方側が接する２番面６１との間の境界線８４がチゼルエッジ５の端部（点Ｐ）以外の点に交わるようにドリル１を製作した場合（参考例）のチゼルエッジ５とその両端部Ｐ、Ｐ、及び境界線８４の関係を示す。この例のシンニング面８は図１に示す製作例と図６、図７に示す製作例の中間的な形状になる。

【符号の説明】

【0069】

１……ドリル（ドリル本体）、
２……シャンク部、
３……刃部、３０……先端面、
４……切れ刃、
４１……内側刃、４２……外側刃、４２ａ……ホーニング、
５……チゼルエッジ、
６……逃げ面、６１……２番面、６１ａ……内周側２番面、６１ｂ……外周側２番面、６２……３番面、
７……切屑排出溝、
８……シンニング面、
８１……１段目シンニング面、８２……２段目シンニング面、
８３……内側刃４１とそれが接するシンニング面８（内側刃８１とその回転方向前方側のシンニング面８）との間の境界線、
８４……シンニング面８とその回転方向前方側が接する２番面６１（２番面６１とその回転方向後方側のシンニング面８）との間の境界線、
８５……シンニング面８とその半径方向外周側が接する逃げ面６（逃げ面６とその回転方向後方側のシンニング面８）との間の境界線、
８６……１段目シンニング面８１と２段目シンニング面８２との間の境界線、
８７……シンニング面８と切屑排出溝７との間の境界線、
９……マージン、１０……ランド、
Ｏ……回転軸、
Ｐ……チゼルエッジ５の端部（チゼルエッジ５と内側刃４１との交点）、
Ｑ……内側刃４１と外側刃４２との境界（交点）。

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】