特許 7596716 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】2024-12-02

(45)【発行日】2024-12-10

(54)【発明の名称】ドリル

(51)【国際特許分類】

   B23B 51/00 20060101AFI20241203BHJP

【ＦＩ】

B23B51/00 S

【請求項の数】 7

(21)【出願番号】P 2020182757

(22)【出願日】2020-10-30

(65)【公開番号】P2022073015

(43)【公開日】2022-05-17

【審査請求日】2023-09-14

(73)【特許権者】

【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】瀧口 正治

【審査官】増山 慎也

(56)【参考文献】

【文献】実開昭５７－１００４１４（ＪＰ，Ｕ）

【文献】特開昭５９－０８１０１０（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開昭５９－１６１２０８（ＪＰ，Ａ）

【文献】米国特許第０６２６７５４２（ＵＳ，Ｂ１）

【文献】米国特許第０４６７１７１０（ＵＳ，Ａ）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｂ２３Ｂ ５１／００、０２

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

中心軸回りに回転させられるドリル本体を備え、
前記ドリル本体には、
先端側を向き被削材に対向する先端面と、
前記先端面から後端側に延びる切屑排出溝と、
前記切屑排出溝の回転方向前方を向く前方壁面と前記先端面との交差稜線に位置する主切刃と、
前記切屑排出溝の回転方向後方を向く後方壁面と前記先端面との間に位置するシンニング部と、が設けられ、
前記シンニング部は、
前記先端面に繋がり後端側に向かうに従い回転方向後方側に傾斜するシンニング壁面と、
前記主切刃の径方向内端から径方向内側に延びるシンニング切刃と、
前記シンニング切刃と前記シンニング壁面との間を繋ぎ回転方向前方側を向くシンニングすくい面と、を有し、
軸方向から見て、前記シンニング切刃の延びる方向に沿って前記中心軸から径方向外側に向かう方向を第１方向とし、前記第１方向と直交し前記中心軸から径方向外側に向かう方向を第２方向とし、
前記シンニング部は、前記第１方向および前記第２方向において前記中心軸を越えて形成され、
前記シンニング切刃は、
径方向内側の領域に位置する内側シンニング刃と、
径方向外側の領域に位置する外側シンニング刃と、を有し、
前記内側シンニング刃は、径方向外側に向かうに従い先端側に傾斜し、
前記外側シンニング刃は、径方向外側に向かうに従い後端側に傾斜する、
ドリル。

【請求項2】

一対の前記切屑排出溝、一対の前記主切刃、および一対の前記シンニング部が設けられる２枚刃のドリルであり、
側方から見て一対の前記シンニング切刃の前記内側シンニング刃同士は、前記中心軸を中心にＶ字状に交差しＶ字状切刃を構成する、
請求項１に記載のドリル。

【請求項3】

前記Ｖ字状切刃の開口径は、前記ドリル本体の直径の３０％以下である、請求項２に記載のドリル。

【請求項4】

前記Ｖ字状切刃の開口径は、前記ドリル本体の直径の５％以上１５％以下である、請求項３に記載のドリル。

【請求項5】

前記Ｖ字状切刃において、一対の前記シンニング切刃の前記内側シンニング刃のなす角度が、１０°以上７０°以下である、
請求項２～４の何れか一項に記載のドリル。

【請求項6】

前記Ｖ字状切刃において、一対の前記シンニング切刃の前記内側シンニング刃のなす角度が、４５°以上６５°以下である、
請求項５に記載のドリル。

【請求項7】

前記Ｖ字状切刃を構成する一対の前記シンニング切刃の前記内側シンニング刃同士の前記第２方向における距離は、２ｍｍ以下である、
請求項２～６の何れか一項に記載のドリル。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、ドリルに関するものである。

【背景技術】

【0002】

従来から、ドリル本体の先端部に、シンニングが施されたドリルが知られている（例えば、特許文献１）。このようなドリルでは、ドリルの心厚を十分に確保してドリルの剛性を保ちつつ、シンニングを行うことでチゼルエッジを短くして切削抵抗の低減を図っている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【文献】特開２０１７－４２８７９号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

一般的に、切刃のすくい角は、ドリルの中心に近づくほど小さく、チゼルエッジの部分では負のすくい角となる。このため、ドリルは、中心近傍において被削材を押しつぶしなら切削を行うこととなり、切削時のスラスト力が増大する要因となっていた。

【0005】

本発明は、このような背景の下になされたもので、スラスト力の低減を図ることができるドリルの提供を目的とする。

【課題を解決するための手段】

【0006】

上述の課題を解決するために、本発明の一実施態様のドリルは、中心軸回りに回転させられるドリル本体を備え、前記ドリル本体には、先端側を向き被削材に対向する先端面と、前記先端面から後端側に延びる切屑排出溝と、前記切屑排出溝の回転方向前方を向く前方壁面と前記先端面との交差稜線に位置する主切刃と、前記切屑排出溝の回転方向後方を向く後方壁面と前記先端面との間に位置するシンニング部と、が設けられ、前記シンニング部は、前記先端面に繋がり後端側に向かうに従い回転方向後方側に傾斜するシンニング壁面と、前記主切刃の径方向内端から径方向内側に延びるシンニング切刃と、前記シンニング切刃と前記シンニング壁面との間を繋ぎ回転方向前方側を向くシンニングすくい面と、を有し、軸方向から見て、前記シンニング切刃の延びる方向に沿って前記中心軸から径方向外側に向かう方向を第１方向とし、前記第１方向と直交し前記中心軸から径方向外側に向かう方向を第２方向とし、前記シンニング部は、前記第１方向および前記第２方向において前記中心軸を越えて形成され、前記シンニング切刃は、径方向内側の領域に位置する内側シンニング刃と、径方向外側の領域に位置する外側シンニング刃と、を有し、前記内側シンニング刃は、径方向外側に向かうに従い先端側に傾斜し、前記外側シンニング刃は、径方向外側に向かうに従い後端側に傾斜する。

【0007】

上述の構成によれば、シンニング部は、シンニング切刃が延びる方向である第１方向において中心軸を越えて形成される。このため、ドリル本体の先端面の中央部に、チゼル部が形成されない。一般的なドリルでは、チゼル部において、被削材を押しつぶして切削加工を行うため、スラスト力が大きくなる。これに対して、上述の構成によれば、チゼル部を設けることがなく、先端面の中央部においても切刃が形成されるためドリルが被削材を押しつぶすことがない。これにより、切削時のスラスト力を低減することができる。さらに、シンニング切刃が、先端面の中央部まで形成されるために、先端面の中央部における被削材の溶着を抑制できる。

【0008】

上述のドリルにおいて、一対の前記切屑排出溝、一対の前記主切刃、および一対の前記シンニング部が設けられる２枚刃のドリルであり、側方から見て一対の前記シンニング切刃同士は、中心軸を中心にＶ字状に交差しＶ字状切刃を構成する構成としてもよい。

【0009】

上述の構成によれば、２枚刃のドリルとすることで、ドリル本体の剛性を十分に確保しつつ安定的な切削を行うことができる。さらに、一対のシンニング切刃の回転軌跡が、中心軸において互いに交差するため、中心軸において確実に切削を行うことができる。また、上述の構成によれば、シンニング部が、シンニング切刃と直交する第２方向において中心軸を越えて形成されるため、一対のシンニング切刃同士が第２方向において互いに離間する。これによって、それぞれのシンニング切刃の剛性を、中心軸の近傍においても十分に確保することができる。

【0010】

上述のドリルにおいて、前記Ｖ字状切刃の開口径は、ドリル本体の直径の３０％以下である構成としてもよい。

【0011】

上述の構成によれば、Ｖ字状切刃の径方向外側に連なる切刃の長さを、ドリル本体の直径に対して、概ね７０％以上とすることができる。これにより、主切刃の全長を十分に長くすることができる。主切刃は、Ｖ字状切刃と比較して、剛性が十分に高い。上述の構成によれば、中心軸から十分に離れた周速が速い領域において、高剛性の主切刃で切削を行うことができ、刃先の損傷の発生を抑制できる。

【0012】

上述のドリルにおいて、前記Ｖ字状切刃の開口径は、ドリル本体の直径の５％以上１５％以下である構成としてもよい。

【0013】

上述の構成によれば、主切刃の長さを十分に確保しつつ中心軸の近傍においてシンニング切刃を十分に長く確保することができる。これにより、切刃全体として、剛性確保とスラスト力低減効果とのバランスが良いドリルを提供できる。

【0014】

上述のドリルにおいて、前記Ｖ字状切刃において、２つの前記シンニング切刃のなす角度が、１０°以上７０°以下である構成としてもよい。

【0015】

上述の構成によれば、一対のシンニング切刃のなす角度を１０°以上とすることで、シンニング切刃の先端が鋭利になりすぎることがなく、先端近傍におけるシンニング切刃の強度を確保できる。結果的にシンニング切刃の損傷を抑制できる。また、一対のシンニング切刃のなす角度を大きくすることは、シンニング部のシンニング角を寝かせることを意味する。このため、一対のシンニング切刃のなす角度を大きくしすぎると、シンニングすくい面を十分な広さ確保できないという問題が生じる。上述の構成によれば、一対のシンニング切刃のなす角度を７０°以下とすることで、シンニングすくい面を十分に広く確保することができる。これにより、シンニング切刃で生成した切屑を、詰まりを生じることなく切屑排出溝に誘導して排出することができる。

【0016】

上述のドリルにおいて、前記Ｖ字状切刃において、一対の前記シンニング切刃のなす角度が、４５°以上６５°以下である構成としてもよい。

【0017】

上述の構成によれば、上述のシンニング切刃のなす角度に関わる上述の効果をより顕著に得ることができる。

【0018】

上述のドリルにおいて、前記Ｖ字状切刃を構成する一対の前記シンニング切刃同士の前記第２方向における距離は、２ｍｍ以下である構成としてもよい。

【0019】

上述の構成によれば、シンニング切刃同士の距離を２ｍｍ以下とすることで、中心軸と対向する領域の被削材を、シンニング切刃によって確実に加工することができる。

【発明の効果】

【0020】

本発明によれば、スラスト力の低減を図ることができるドリルを提供できる。

【図面の簡単な説明】

【0021】

【図1】図１は、一実施形態のドリルの正面図である。

【図2】図２は、図１のII方向から見た一実施形態のドリルの側面図である。

【図3】図３は、図１のIII方向から見た一実施形態のドリルの側面図である。

【図4】図４は、図１の部分拡大図である。

【図5】図５は、比較例１－１および比較例１－２のドリルの正面図である。

【図6】図６は、比較例２－１および比較例２－２のドリルの正面図である。

【図7】図７は、比較例３－１および比較例３－２のドリルの正面図である。

【図8】図８は、検証試験１におけるスラスト力の測定結果を示すグラフである。

【図9】図９は、検証試験１におけるトルクの測定結果を示すグラフである。

【図10】図１０は、穴あけ加工を行った後の比較例１－１のドリルの撮像写真である。

【図11】図１１は、穴あけ加工を行った後の比較例２－１のドリルの撮像写真である。

【図12】図１２は、穴あけ加工を行った後の比較例３－１のドリルの撮像写真である。

【図13】図１３は、穴あけ加工を行った後の実施例１のドリルの撮像写真である。

【図14】図１４は、検証試験２におけるスラスト力の測定結果を示すグラフである。

【図15】図１５は、検証試験２におけるトルクの測定結果を示すグラフである。

【発明を実施するための形態】

【0022】

以下、本発明の一実施形態のドリル１０について、図面を参照して説明する。
図１は、本実施形態のドリル１０の正面図である。図２は、図１のII方向から見たドリル１０の側面図である。図３は、図１のIII方向から見たドリル１０の側面図である。図４は、図１の部分拡大図である。

【0023】

本実施形態のドリル１０は、例えば、アルミニウム合金などの被削材に穴あけ加工を行う際に使用される。本実施形態の例では、ドリル１０は、ソリッドドリルである。

【0024】

図１～図３に示すように、本実施形態のドリル１０は、略円柱状のドリル本体１を備える。ドリル本体１は、中心軸Ｏを有する。ドリル本体１は、中心軸Ｏに沿う方向の一端側に刃部が設けられ、他端側に図示しないシャンク部が設けられる。ドリル本体１のシャンク部は、例えば工作機械の主軸やボール盤等に着脱可能に装着される。

【0025】

ドリル本体１は、被削材に対して中心軸Ｏ回りの周方向のうち回転方向Ｔに回転させられ、軸方向の先端側へ送り出されて、刃部により被削材に切り込んで穴あけ加工を行う。すなわち、ドリル本体１は、先端面１ａを被削材に対向させ中心軸Ｏ周りに回転することで穿孔を行う。

【0026】

ドリル本体１の中心軸Ｏに沿う方向（中心軸Ｏが延びる方向）を軸方向と呼ぶ。軸方向のうち、ドリル本体１のシャンク部から刃部へ向かう方向を先端側と呼び、刃部からシャンク部へ向かう方向を後端側と呼ぶ。
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に接近する方向を径方向内側と呼び、中心軸Ｏから離れる方向を径方向外側と呼ぶ。
中心軸Ｏ回りに周回する方向を周方向と呼ぶ。また、周方向のうち、穴あけ加工時にドリル本体１が回転する方向を回転方向前方側と呼び、その反対側を回転方向後方側と呼ぶ。

【0027】

図１に示すように、ドリル本体１には、先端面１ａと、切屑排出溝２と、主切刃４と、シンニング部５と、が設けられる。先端面１ａは、先端側を向き被削材に対向する。切屑排出溝２は、先端面１ａから後端側に延びる。主切刃４は、切屑排出溝２の回転方向前方を向く前方壁面２ａと先端面１ａとの交差稜線に位置する。シンニング部５は、切屑排出溝２の回転方向後方を向く後方壁面２ｂと先端面１ａとの間に位置する。

【0028】

切屑排出溝２は、ドリル本体１の外周において、先端側から後端側に向かって螺旋状に延びる。切屑排出溝２は、ドリル本体１の先端面１ａに開口する。切屑排出溝２は、先端面１ａから軸方向の後端側へ向かうにしたがい回転方向Ｔとは反対方向に向けてねじれている。

【0029】

本実施形態において、ドリル本体１の外周には、一対の切屑排出溝２が形成されている。これにともなって、主切刃４およびシンニング部５などについても、それぞれ、ドリル本体１に、２つずつ形成されている。すなわち、本実施形態のドリル１０は、２枚刃のドリルである。しかしながら、ドリルは、単刃、３枚刃、４枚刃などであってもよい。一対の切屑排出溝２は、中心軸Ｏに関して回転対称位置となるように、ドリル本体１の外周において周方向に等ピッチで配置されている。切屑排出溝２は、溝の内周が凹曲面状をなしている。

【0030】

図示を省略するが、切屑排出溝２は、例えばドリル本体１の軸方向の中央部付近から後端側に位置する領域において、径方向外側へ向けてドリル本体１の外周面に切れ上がっている。そしてドリル本体１において、軸方向に沿う切屑排出溝２が位置する範囲が刃部とされ、この範囲よりも後端側の範囲がシャンク部とされる。

【0031】

ドリル本体１の外周のうち、周方向に隣り合う切屑排出溝２同士の間には、ランド部１５が設けられる。ランド部１５は、切屑排出溝２の前方壁面２ａに隣接配置されたマージン部１１を有する。マージン部１１は、主切刃４の最外径と略等しい仮想円上に位置する。マージン部１１は、切屑排出溝２が螺旋状に延びるのにともなって、軸方向の先端から後端側へ向かうに従い螺旋状に延びる。切屑排出溝２の前方壁面２ａとマージン部１１との交差稜線部のうち、少なくとも軸方向の先端部には、リーディングエッジ（外周刃）が形成される。

【0032】

先端面１ａは、主切刃４に対し回転方向後方側に隣接配置された第１先端逃げ面６と、第１先端逃げ面６に対し回転方向後方側に隣接配置された第２先端逃げ面７と、を有する。

【0033】

第１先端逃げ面６は、主切刃４から回転方向後方側に向かうにしたがい徐々に軸方向の後端側へ向けて傾斜している。第２先端逃げ面７は、第１先端逃げ面６から回転方向後方側に向かうにしたがい徐々に軸方向の後端側へ向けて傾斜しており、第１先端逃げ面６よりも大きな逃げ角を有している。つまり、第２先端逃げ面７におけるドリル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先端逃げ面６における前記変位量よりも大きい。

【0034】

図１に示すように、ドリル本体１を軸方向の先端から後端側へ向けて見たドリル正面視において、第１先端逃げ面６は、径方向に延びる帯状（径方向に長い略四角形状）をなしており、第２先端逃げ面７は、扇形状をなしている。
本実施形態の例では、先端面１ａが、互いに異なる２つの傾斜面（第１先端逃げ面６および第２先端逃げ面７）を有しているが、これに限定されない。先端面１ａは、単一の傾斜面により形成されていてもよく、あるいは、ドリル周方向に並ぶ３つ以上の傾斜面を備えていてもよい。

【0035】

特に図示しないが、ドリル本体１には、クーラント孔が形成されていてもよい。クーラント孔は、ドリル本体１の内部を延びる。クーラント孔は、ドリル本体１の内部を切屑排出溝２に沿うようにねじれて延びる。クーラント孔は、ドリル本体１の先端面１ａまたは切屑排出溝２に開口する。クーラント孔内には、例えば工作機械の主軸等を通して、クーラント（エア、セミドライ、切削油等）が供給される。クーラントは、クーラント孔を通して、ドリル本体１の刃部および被削材の加工部位に向けて噴出する。

【0036】

主切刃４は、切屑排出溝２の前方壁面２ａにおける先端部と、先端面１ａにおける第１先端逃げ面６と、の交差稜線に形成されている。主切刃４は、径方向外側へ向かうにしたがい軸方向の後端側へ向けて延びる。主切刃４は、回転方向後方側に凹む凹曲線状に形成される。

【0037】

図２に示すように、主切刃４の主切刃すくい面２１は、前方壁面２ａの先端部の近傍に設けられる。主切刃すくい面２１は、主切刃４と繋がる。主切刃すくい面２１は、主切刃４から軸方向の後端側に延びる。主切刃すくい面２１の径方向内側には、後述するシンニングすくい面５ｃが配置される。一方で、主切刃４の逃げ面である第１先端逃げ面６および第２先端逃げ面７は、先端面１ａのうち主切刃４の回転方向後方側に配置される。第１先端逃げ面６および第２先端逃げ面７は、主切刃４から回転方向後方側に向かってこの順で並ぶ。

【0038】

主切刃４の径方向内側の端部には、シンニング切刃５ｂが連なる。主切刃４とシンニング切刃５ｂとは、切刃９を構成する。すなわち、切刃９は、主切刃４と、主切刃４の径方向内側に位置するシンニング切刃５ｂと、を有する。

【0039】

図１に示すように、シンニング部５は、シンニング壁面５ａと、シンニング切刃５ｂと、シンニングすくい面５ｃと、シンニング前端縁５ｄと、を有する。シンニング部５は、ドリル本体１における切屑排出溝２の先端部を切り欠くように形成される。

【0040】

シンニング壁面５ａおよびシンニングすくい面５ｃは、シンニングを行うことで形成される研磨面である。一方で、シンニング切刃５ｂおよびシンニング前端縁５ｄは、シンニングによって形成される研磨面と先端面１ａとの境界稜線に位置するエッジ部である。

【0041】

本実施形態のドリル本体１には、一対のシンニング部５が設けられる。一対のシンニング部５は、中心軸Ｏを中心として互いに回転対称に形成される。以下の説明において、一対のシンニング部５を互いに区別する場合、一方を第１のシンニング部５Ａと呼び、他方を第２のシンニング部５Ｂと呼ぶ。

【0042】

シンニング壁面５ａは、先端面１ａに繋がり後端側に向かうに従い回転方向後方側に傾斜する平面である。シンニング壁面５ａは、軸方向の先端側および回転方向後方側を向く。シンニング壁面５ａは、先端面１ａと、当該先端面１ａの回転方向後方側に隣り合う切屑排出溝２の後方壁面２ｂと、の間に形成される。

【0043】

シンニング壁面５ａは、先端面１ａ（第１先端逃げ面６および第２先端逃げ面７）よりも大きな逃げ角を有する。したがって、シンニング壁面５ａにおけるドリル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、先端面１ａにおける前記変位量よりも大きい。

【0044】

シンニング前端縁５ｄは、シンニング壁面５ａに対して、回転方向前方側に配置される。シンニング前端縁５ｄは、シンニング壁面５ａと先端面１ａとの境界稜線に位置する。シンニング前端縁５ｄは、シンニング壁面５ａと第１先端逃げ面６との境界稜線に位置する径方向内側の領域と、シンニング壁面５ａと第２先端逃げ面７との境界稜線の位置する径方向外側の領域と、を有する。以下の説明において、単にシンニング前端縁５ｄというとき、上述の境界稜線の径方向内側の領域を意味するものとする。

【0045】

図２に示すように、シンニングすくい面５ｃは、シンニング切刃５ｂとシンニング壁面５ａとの間を繋ぎ回転方向前方側を向く面である。シンニングすくい面５ｃは、四角形状である。シンニングすくい面５ｃの径方向外側には、主切刃すくい面２１が配置される。

【0046】

図４に示すように、シンニング切刃５ｂは、主切刃４の径方向内端から径方向内側に延びる。シンニング切刃５ｂは、直線状に延びる。シンニング切刃５ｂは、径方向内側の領域に位置する内側シンニング刃５１と、径方向外側の領域に位置する外側シンニング刃５２と、を有する。

【0047】

第１のシンニング部５Ａと第２のシンニング部５Ｂとは、中心軸Ｏを挟んで互いに隣接して配置される。第１のシンニング部５Ａの内側シンニング刃５１は、第１のシンニング部５Ａのシンニングすくい面５ｃと第２のシンニング部５Ｂのシンニング壁面５ａとの交差稜線に位置する。同様に、第２のシンニング部５Ｂの内側シンニング刃５１は、第２のシンニング部５Ｂのシンニングすくい面５ｃと、第１のシンニング部５Ａのシンニング壁面５ａとの交差稜線に位置する。

【0048】

一方で、第１のシンニング部５Ａの外側シンニング刃５２は、当該外側シンニング刃５２に連なる主切刃４の第１先端逃げ面６と第１のシンニング部５Ａのシンニングすくい面５ｃとの交差稜線に位置する。同様に、第２のシンニング部５Ｂの外側シンニング刃５２は、当該外側シンニング刃５２に連なる主切刃４の第１先端逃げ面６と第２のシンニング部５Ｂのシンニングすくい面５ｃとの交差稜線に位置する。

【0049】

内側シンニング刃５１は、中心軸Ｏに対して回転方向後方側に配置される。したがって、第１のシンニング部５Ａの内側シンニング刃５１と、第２のシンニング部５Ｂの内側シンニング刃５１とは、第２方向Ｄ２において距離ｈの若干の隙間を介して互いに離間して配置される。

【0050】

第１のシンニング部５Ａの内側シンニング刃５１と、第２のシンニング部５Ｂの内側シンニング刃５１との間には、シンニング交差稜線５ｓが設けられる。シンニング交差稜線５ｓは、第１のシンニング部５Ａのシンニング壁面５ａと第２のシンニング部５Ｂのシンニング壁面５ａとの交差稜線に位置する。

【0051】

図２に示すように、内側シンニング刃５１は、径方向外側に向かうに従い先端側に傾斜する。一方で、外側シンニング刃５２は、径方向外側に向かうに従い後端側に傾斜する。このため、シンニング切刃５ｂは、内側シンニング刃５１と外側シンニング刃５２との境界部において先端側に突出する。ここで、シンニング切刃５ｂにおいて、内側シンニング刃５１と外側シンニング刃５２との境界部をシンニング切刃先端部５ｐと呼ぶ。シンニング切刃先端部５ｐは、シンニング前端縁５ｄに連なる。

【0052】

第１のシンニング部５Ａの内側シンニング刃５１と、第２のシンニング部５Ｂの内側シンニング刃５１とは、側方から見て、Ｖ字状に交差する。第１のシンニング部５Ａおよび第２のシンニング部５Ｂの内側シンニング刃５１同士は、ともに回転方向前方側を向く。したがって、第１のシンニング部５Ａおよび第２のシンニング部５Ｂの内側シンニング刃５１は、軸方向から見て、中心軸Ｏを中心として互いに反対側を向く。

【0053】

第１のシンニング部５Ａおよび第２のシンニング部５Ｂの内側シンニング刃５１は、中心軸を中心にＶ字状に交差するＶ字状切刃５３を構成する。Ｖ字状切刃５３は、第１のシンニング部５Ａの内側シンニング刃５１と第２のシンニング部５Ｂの内側シンニング刃５１とを有する。Ｖ字状切刃５３は、第１のシンニング部５Ａのシンニング切刃先端部５ｐと第２のシンニング部５Ｂのシンニング切刃先端部５ｐとを繋ぐ領域に形成される。

【0054】

図４に示すように、軸方向から見て、シンニング切刃５ｂの延びる方向に沿って中心軸Ｏから径方向外側に向かう方向を第１方向Ｄ１とする。また、軸方向から見て、第１方向Ｄ１と直交し中心軸Ｏから径方向外側に向かう方向を第２方向Ｄ２とする。
シンニング部５は、軸方向から見て、第１方向Ｄ１および第２方向Ｄ２において砥石をドリル本体１に接触させ研磨することで形成される。

【0055】

本実施形態では、シンニング部５は、第１方向Ｄ１および第２方向Ｄ２において中心軸Ｏを越えて形成される。このため、第１のシンニング部５Ａおよび第２のシンニング部５Ｂの各シンニング壁面５ａは、第１方向Ｄ１および第２方向Ｄ２において、中心軸Ｏを越えて形成され、中心軸Ｏ上で互いに交差し、シンニング交差稜線５ｓを形成する。

【0056】

図４を基に第１のシンニング部５Ａについて説明する。図４において、第１方向Ｄ１の正の方向は、中心軸Ｏに対し第１のシンニング部５Ａのシンニング切刃５ｂが延びる方向である。また、図４において、第２方向Ｄ２の正の方向は、中心軸Ｏに対して第１のシンニング部５Ａのシンニング壁面５ａが延びる方向である。

【0057】

第１のシンニング部５Ａのシンニング切刃５ｂは、第２方向Ｄ２において負の領域に配置される。また、第１のシンニング部５Ａのシンニング前端縁５ｄは、第１方向Ｄ１において負の領域に配置される。

【0058】

本実施形態によれば、シンニング部５が、第１方向Ｄ１において中心軸Ｏを越えて形成される。このため、ドリル本体１の先端面１ａの中央部に、チゼル部が形成されない。一般的なドリルでは、チゼル部において、被削材を押しつぶして切削加工を行うため、スラスト力が大きくなる。これに対して、本実施形態によれば、チゼル部を設けることがなく、先端面１ａの中央部においても切刃（シンニング切刃５ｂ）が形成されるため、ドリル１０が被削材を押しつぶすことがない。これにより、切削時のスラスト力を低減することができる。

【0059】

また、一般的なドリルなドリルでは、先端面の中央においてチゼル部が被削材を押しつぶすことで、チゼル部に被削材が溶着する。これに対し、本実施形態によれば、シンニング切刃５ｂが、先端面１ａの中央部まで形成されるため、先端面１ａの中央部における被削材の溶着を抑制できる。

【0060】

本実施形態のドリル１０は、一対の切屑排出溝２、一対の主切刃４、および一対のシンニング部５が設けられる２枚刃のドリルである。このため、ドリル本体１の剛性を十分に確保しつつ安定的な切削を行うことができる。また、側方から見て、一対のシンニング切刃５ｂ同士は、中心軸Ｏを中心にＶ字状に交差しＶ字状切刃５３を構成する。このため、一対のシンニング切刃５ｂの回転軌跡が、中心軸Ｏにおいて互いに交差するため、中心軸Ｏ上において確実に切削を行うことができる。

【0061】

本実施形態のシンニング部５は、シンニング切刃５ｂと直交する第２方向Ｄ２において中心軸Ｏを越えて形成される。このため、一対のシンニング切刃５ｂ同士は、第２方向Ｄ２において若干離間する。これによって、それぞれのシンニング切刃５ｂの剛性を、中心軸Ｏの近傍においても十分に確保することができ、シンニング切刃５ｂの損傷の損傷を抑制できる。

【0062】

Ｖ字状切刃５３を構成する一対のシンニング切刃５ｂ同士の距離ｈ（より具体的には、一対の内側シンニング刃５１同士の距離）は、２ｍｍ以下であることが好ましい。シンニング切刃５ｂ同士を２ｍｍ以下とすることで、中心軸Ｏと対向する領域の被削材を、シンニング切刃５ｂによって確実に加工することができる。なお、シンニング切刃５ｂ同士の距離ｈは、０．１ｍｍ以上０．３ｍｍ以下であることがより好ましい。距離ｈを０．１ｍｍ以上とすることで、一対のシンニング切刃５ｂを確実に離間させてそれぞれの剛性を確保できる。また、距離ｈを０．３ｍｍ以下とすることで、切削時のドリル１０の１回転当たりの送り量を大きくした場合であっても、一対のシンニング切刃５ｂによって中心軸Ｏ上の被削材を確実に切削できる。

【0063】

図３に、Ｖ字状切刃５３の開口径ｄ、ドリル本体１の直径Ｄ、およびＶ字状切刃５３における一対のシンニング切刃５ｂのなす角度φを図示する。なお図３の矢視方向（図１に示す方向III）は、第２方向Ｄ２と一致する。本明細書において、角度φは、中心部食い付き角とも呼ばれる。

【0064】

本実施形態において、Ｖ字状切刃５３の開口径ｄは、ドリル本体１の直径Ｄの３０％以下であることが好ましい。Ｖ字状切刃５３の開口部の回転軌跡の直径を意味する。また、Ｖ字状切刃５３の開口径ｄとは、第１のシンニング部５Ａおよび第２のシンニング部５Ｂのシンニング切刃先端部５ｐ同士の距離でもある。

【0065】

ドリル本体１の直径Ｄの３０％以下とすることで、Ｖ字状切刃５３の径方向外側に連なる切刃（外側シンニング刃５２および主切刃４）の長さを、ドリル本体１の直径Ｄに対して、概ね７０％以上とすることができる。これにより、主切刃４の全長を十分に長くすることができる。主切刃４は、Ｖ字状切刃５３と比較して、剛性が十分に高い。上述の構成によれば、中心軸Ｏから十分に離れた周速が速い領域においては、高剛性の主切刃４で切削を行うことができ、刃先の損傷の発生を抑制できる。

【0066】

Ｖ字状切刃５３の開口径ｄは、ドリル本体１の直径Ｄの５％以上１５％以下であることがより好ましい。Ｖ字状切刃５３の開口径ｄを、ドリル本体１の直径Ｄの５％以上１５％以下とすることで、主切刃４の長さを十分に確保しつつ中心軸Ｏの近傍においてシンニング切刃５ｂを径方向に十分に長く確保することができる。これにより、切刃全体として、剛性向上とスラスト力低減のバランスが良いドリルを提供できる。

【0067】

Ｖ字状切刃５３において、一対のシンニング切刃５ｂ（より具体的には、一対の内側シンニング刃５１）のなす角度（中心部食い付き角）φが、１０°以上７０°以下であることが好ましい。

【0068】

本実施形態によれば、中心部食い付き角φを１０°以上とすることで、シンニング切刃５ｂの先端（シンニング切刃先端部５ｐ）が鋭利になりすぎることがない。このため、シンニング切刃先端部５ｐの近傍におけるシンニング切刃５ｂの強度を確保でき、シンニング切刃５ｂの損傷を抑制できる。このような効果は、一対のシンニング切刃５ｂのなす角度を４５°以上とする場合に、より顕著に得ることができる。

【0069】

中心部食い付き角φを大きくすることは、シンニング部５のシンニング角を寝かせることを意味する。中心部食い付き角φを大きくしすぎると、シンニングすくい面５ｃを十分な広さ確保できないという問題が生じる。本実施形態によれば、中心部食い付き角φを７０°以下とすることで、シンニングすくい面５ｃを十分に広く確保することができる。これにより、シンニング切刃５ｂで生成した切屑を、詰まりを生じることなく切屑排出溝２に誘導して排出することができる。このような効果は、一対のシンニング切刃５ｂのなす角度を６５°以下とする場合に、より顕著に得ることができる。

【実施例】

【0070】

次に、上述の実施形態に係るドリル１０の効果について、実施例および比較例を基に具体的に検証する。

【0071】

（実施例）
上述の実施形態に係るドリル１０の実施例１として、ドリル本体１の直径が９ｍｍのものと、実施例２としてドリル本体１の直径が１２ｍｍのものと、を用意した。
なお、実施例１のＶ字状切刃５３の開口径ｄは、０．９ｍｍ（すなわち、ドリル本体１の直径Ｄに対し１０％）と、されており、中心部食い付き角φは、７０°とされ、Ｖ字状切刃５３を構成する一対のシンニング切刃５ｂ同士の距離ｈは、０．２ｍｍとされている。一方で、実施例２のＶ字状切刃５３の開口径ｄは、１．２ｍｍ（すなわち、ドリル本体１の直径Ｄに対し１０％）と、されており、中心部食い付き角φは、７０°とされ、Ｖ字状切刃５３を構成する一対のシンニング切刃５ｂ同士の距離ｈは、０．２ｍｍとされている。

【0072】

（比較例）
図５に正面図を示すＸシンニングと呼ばれるシンニングが施されたドリル１０Ｘであって、ドリル本体１の直径が９ｍｍの比較例１－１と、ドリル本体１の直径が１２ｍｍの比較例１－２と、を用意した。
図６に正面図を示すＺシンニングと呼ばれるシンニングが施されたドリル１０Ｚであって、ドリル本体１の直径が９ｍｍの比較例２－１と、ドリル本体１の直径が１２ｍｍの比較例２－２と、を用意した。
図７に正面図を示すＹクロスシンニングと呼ばれるシンニングが施されたドリル１０Ｙであって、ドリル本体１の直径が９ｍｍの比較例３－１と、ドリル本体１の直径が１２ｍｍの比較例３－２と、を用意した。

【0073】

（検証試験１）
検証試験１として、上述の実施例および比較例のサンプルのうち、ドリル本体１の直径が９ｍｍのものを比較する検証試験を行う。

【0074】

表１、表２に示すように、比較例１－１、比較例２－１、比較例３－１、および実施例１のサンプルを条件１～条件５の切削条件で被削材（アルミダイキャスト材ＡＤＣ１２）の穴あけ加工を行い、加工時のスラスト力とトルクを測定した。スラスト力およびトルクの測定結果を、図８、図９にまとめて示す。

【0075】

【表1】

【0076】

【表2】

【0077】

図９に示すように、比較例１－１、比較例２－１、比較例３－１、および実施例１のドリルの切削時のトルクは、切削条件毎にほぼ同等の値となった。このことから、実施例１のドリルは、従来公知の他種のドリルと比較して、切削抵抗の増大が見られないことが確認できた。

【0078】

図８に示すように、実施例１のドリルのスラスト力は、各切削条件において比較例より小さくなっていることが確認できた。このことから、実施例１のドリルは、従来公知のドリルと比較して、スラスト力低減に一定の効果があることが確認された。

【0079】

図１０～図１３は、上述した加工試験後の各サンプルのドリルを正面から見た撮像写真である。図１０は比較例１－１を示し、図１１は比較例２－１のドリルを示し、図１２は比較例３－１のドリルを示し、図１３は実施例１のドリルを示す。

【0080】

図１３の実施例１のドリルは、比較例の他のドリルと比較して、中心部近傍の溶着量が抑制されていることが確認できた。これは、実施例１のドリルは、先端面の中央部にシンニング切刃が設けられているため、被削材を中心軸の近傍でも切削することができるためであると考えられる。

【0081】

（検証試験２）
検証試験２として、上述の実施例および比較例のサンプルのうち、ドリル本体１の直径が１２ｍｍのものを比較する検証試験を行う。

【0082】

表３、表４に示すように、比較例１－２、比較例２－２、比較例３－２、および実施例２のサンプルを条件６～条件１０の切削条件で被削材（アルミダイキャスト材ＡＤＣ１２）の穴あけ加工を行い、加工時のスラスト力とトルクを測定した。スラスト力およびトルクの測定結果を、図１４、図１５にまとめて示す。

【0083】

【表3】

【0084】

【表4】

【0085】

直径が１２ｍｍのドリルを用いた検証試験２においても、検証試験１と同様の結果が得られた。すなわち、実施例２のドリルを用いることで、切削抵抗の増大を抑制しつつ、スラスト力を低減させることができる点について、確認された。

【0086】

以上に、本発明の実施形態およびその実施例を説明したが、実施形態における構成およびそれらの組み合わせ等は一例であり、本発明の趣旨から逸脱しない範囲内で、構成の付加、省略、置換およびその他の変更が可能である。また、本発明は実施形態によって限定されることはない。

【0087】

例えば、前述の実施形態では、切屑排出溝２がねじれ溝である例を挙げたが、これに限らない。特に図示しないが、切屑排出溝２は、中心軸Ｏと平行に延びてもよい。また、前述の実施形態で説明したドリル１０は、２枚刃のツイストドリルであるが、これに限定されない。ドリル１０は、３枚刃以上のドリルであってもよい。

【0088】

また、前述の実施形態で説明したドリル１０は、ソリッドドリルであり、ドリル本体１がソリッドドリルの全体を構成する。ただしこれに限らず、例えば、ドリル本体１が、ソリッドドリルの少なくとも先端部であってもよい。この場合、ドリル本体１は、図示しないシャンク部の先端部に、ロウ付け等により一体に接合される。
また、ドリル本体１が、刃先交換式ドリルのドリルヘッドであってもよい。この場合、ドリル本体１は、刃先交換式ドリルのホルダの先端部に、着脱可能に装着される。

【符号の説明】

【0089】

１…ドリル本体
１ａ…先端面
２…切屑排出溝
２ａ…前方壁面
２ｂ…後方壁面
４…主切刃
５…シンニング部
５ａ…シンニング壁面
５ｂ…シンニング切刃
５ｃ…シンニングすくい面
１０，１０Ｘ，１０Ｙ，１０Ｚ…ドリル
５３…Ｖ字状切刃
ｄ…開口径
Ｄ…直径
Ｄ１…第１方向
Ｄ２…第２方向
Ｏ…中心軸
Ｔ…回転方向
φ…角度（中心部食い付き角）

【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】