JP4919182B2 - 穴あけ工具 - Google Patents

Description

本発明は、穴あけ工具に関する。

近年、自動車のエンジン部品等の複雑な形状の加工物に穴あけ加工を行う場合などにおいて、切りくず処理性向上の観点から、加工の際に生じる切りくずの微細化が強く要求されている。

この要求に応えるものとして、ドリル先端部の切れ刃の一部を逃げ面に沿って切り欠いた切りくずを分断するためのニックを設けたニック付きドリルが知られている（例えば、特許文献１参照。）。

このニック付きドリルは、複数の切れ刃の夫々に切れ刃に垂直な凹溝状のニックが複数形成されており、これらのニックが周方向に隣接する切れ刃同士で軸線周りの回転軌跡をずらすように配置されることで、ニック間ごとの短い範囲で切りくずをその幅方向に分断して生成することができる。

特開２００７−５０４７７号公報 特開２００９−２０２２８８号公報

しかしながら、上記特許文献１の発明では、ニックが切れ刃から逃げ面に沿って設けられているため、ドリル先端部の切れ刃を研磨する場合にはニックの周囲の部分が研磨されることでニックがなくなってしまう可能性がある。そのため、ニックの機能を保つためには、ドリルを使用する前に再度ニックが研削加工によってドリルに形成されなければならないという問題があった。このようなニックを形成するためのドリルへの再加工を回避するために、ニックを切れ刃に対して垂直方向に長く形成した場合、切れ刃の強度が低下するという問題があった。

また、ニックが周方向に隣接する切れ刃同士で軸線回りの回転軌跡をずらすように形成されることから、ニックの溝幅、位置、数などを自由に設定することができず、分断できる切りくずの幅には限界があった。

また、ドリル回転方向において先行する切れ刃により切削された加工孔のニックによる切り残しを、ニックの回転軌跡がずらされた後続する切れ刃によって切削するように構成されているので、１枚刃の回転工具には適用することができないという問題もあった。

そこで、上記問題を解決するために、本願出願人は、特許文献２において、切りくずを微細化する方法として、すくい面を少なくとも１つの段部を有する階段状に形成することにより、切れ刃を工具本体の径方向に分断することを提案している。このような穴あけ工具によれば、切れ刃を再研磨する度にニックを形成するための加工を行う必要がなく、段部の数や径方向の幅等を変えて分断された各切れ刃の径方向の長さを調整することで、切りくずを所望の幅に細分化させることができ、また、一枚刃のガンドリルやリーマなどに適用することも可能である。

しかしながら、このようにすくい面を階段状に形成した場合には、切りくずを排出するための溝を構成する部分が多くなるので、深穴加工用のドリルに適用する場合において工具剛性の低下が懸念される。

本発明は上述した事情に鑑みてなされたものであって、切りくずを所望の幅まで細分化させることができ、切りくず処理性及び工具剛性に優れた回転工具を提供することを目的とする。

上記課題を解決するために、本発明は以下の手段を採用する。

本発明は、軸線回りに回転される外形略円柱状の工具本体と、該工具本体の外周部に該工具本体の先端面から後端側に向けて延びるように形成された切屑排出用溝と、該切屑排出用溝の工具回転方向前方側を向く内面に、前記工具本体の先端面から後端側に向けて延びるように形成された少なくとも１つの副溝と、前記切屑排出用溝及び前記少なくとも１つの副溝の夫々の工具回転方向前方側を向く内面に形成されたすくい面と、前記工具本体の先端面に形成された先端逃げ面と、該先端逃げ面と前記すくい面との交差稜線部に形成された切れ刃と、を備え、前記切屑排出用溝の工具回転方向前方側を向く内面は、前記すくい面により少なくとも１つの段部を有する階段状に形成されており、前記副溝の後端側の切上げ部が、前記切屑排出用溝の後端側の切上げ部とは異なる方向に切れ上がっている穴あけ工具を提供する。

本発明によれば、複数のすくい面を有し、該複数のすくい面により階段状の段部が形成されているので、夫々のすくい面の辺稜部に設けられた切れ刃は、階段状に工具回転方向の前後に間隔をおいて不連続に配置されることとなる。

これにより、切りくずが細分化されて幅の狭い切りくずが生成されることとなるため、切りくず処理性が向上する。

また、副溝の数や幅等を適宜選択することにより、設計上の制限を受けることなく各切れ刃の径方向の長さを所望の長さに設定することができる。したがって、切りくずを所望の幅まで細分化させることができる。

さらに、従来のニック付きドリルのように切れ刃を研磨する度にニックを形成するための加工を行うというような煩雑な作業が不要となる。また、１枚刃のガンドリルやリーマなどにおいても本発明のすくい面形状および切屑排出用溝の形状を適用することで切りくずを細分化させることができる。

また本発明によれば、前記副溝の切上げ部が、前記切屑排出用溝の切上げ部とは異なる方向に切れ上がっているので、切屑排出用溝と副溝とが略同じ長さに形成され、夫々の切上げ部が軸線方向において略同じ位置に並ぶ場合であっても、切削に伴い流れ出た切りくずが副溝の切上げ部で詰まってしまうおそれがない。そのため、切りくずの噛み込みによる工具の欠損等を防止できる。

上記発明においては、前記切屑排出用溝の切上げ部が、工具回転方向前方側を向く内面に沿って前記工具本体の中心側から外周側に向かって漸次切れ上がっていることとしてもよい。

このようにすることで、切屑排出用溝の切上げ部は、汎用ドリルの切屑排出用溝の切上げ部と同じ方向に切れ上がることとなり、従来通りに加工できる。この場合において、副溝の切上げ部は、切屑排出用溝の工具回転方向前方側を向く内面に沿って工具本体の中心側から外周側に向かって切れ上がるのではなく、これとは異なる方向に切れ上がっているので、副溝の切上げ部に到達した切りくずは、該副溝の切上げ部において切屑排出用溝の切上げ部とは異なる方向の工具本体の外周側に押し出されることとなる。そのため、切りくずが副溝の切上げ部と被削材との間の狭い隙間に噛みこまれてしまうおそれがない。

また、上記発明においては、前記副溝の切上げ部が、先端側から後端側に向かうにしたがって、該副溝の工具回転方向前方側を向く内面に対して略垂直方向に向かって漸次切れ上がっていることとしてもよい。

このようにすることで、切りくずが副溝の切上げ部に到達した場合には、切屑排出用溝の内部に向かって押し出されることになる。そのため、切りくずが副溝の切上げ部で詰まってしまうことがなく、切屑排出用溝内に収容されてスムーズに排出されるので、切屑排出性に優れる。

また、上記発明においては、前記副溝の長さが、前記切屑排出用溝の長さよりも短いこととしてもよい。

このようにすることで、副溝の長さを切屑排出用溝の長さと同じ長さにした場合に比べて、工具本体の後端側における肉厚が増すので、工具剛性が向上する。そのため、深穴加工に用いられるガンドリルのような全長の長い工具に適用する場合であっても、工具剛性を十分に確保することができ、びびり振動の発生や工具の折損を抑制することができる。また、副溝の長さと切屑排出用溝の長さを同じ長さとした場合に比べて、工具本体の製造時間を短縮させることができる。

また、上記発明においては、前記工具本体に、先端側から後端側に向かうにしたがい漸次外径が細くなるようなバックテーパが付されており、前記工具本体の後端側におけるウェブの厚さが、前記工具本体の心厚の厚さ以上であることとしてもよい。

また、上記発明においては、前記工具本体に、先端側から後端側に向かうにしたがい漸次ウェブの厚さが厚くなるようなウェブテーパが付されていることとしてもよい。

このようにすることで、バックテーパに対応して先端側から後端側に向かうにしたがい漸次ウェブの厚さが薄くなる一般的なバックテーパ付ドリルに比べて、工具剛性が向上する。

また、前記工具本体の先端側から後端側に向けてウェブの厚さが略一定であることとしてもよい。

このようにすることで、切屑排出用溝の断面積を大きくすることができるので、切りくず排出性が向上する。

本発明の回転工具によれば、切りくずを所望の幅まで細分化させることができ、切りくず処理性及び工具剛性に優れるという効果を奏する。

図１は、本発明の一実施形態に係る穴あけ工具を示す斜視図である。 図２は、図１の穴あけ工具の工具本体を示す正面図である。 図３は、図１の穴あけ工具の工具本体を示す平面図である。 図４は、図１に示す穴あけ工具の側面図である。 図５は、図１に示す穴あけ工具の段部の構成を示す側面図である。 図６は、図１の穴あけ工具のウェブを説明する概略図である。 図７は、図６のウェブの変形例を示す図である。 図８は、従来の穴あけ工具を示す正面図である。 図９は、従来のバックテーパ付ドリルのウェブを説明する概略図である。

以下、本発明に係る穴あけ工具の一実施形態について、図１〜図６を参照して説明する。

本実施形態に係る穴あけ工具１は、図１に示されるように、外径略丸棒状をなす。そして、刃部を備え工具の基幹部となる工具本体２と、この工具本体２の後端に一体的に形成されて工具の柄部となるシャンク２０とを備えている。

前記工具本体２は、超硬合金、サーメット、セラミック、超高圧焼結体等から構成され、図１〜図４に示されるように、軸線Ｏ回りに回転される軸線Ｏを中心とした外径略円柱状をなす。この工具本体２は、外周部に先端面から後端側に向けて延びるように形成された切屑排出用溝４と、先端面に形成された先端逃げ面１６と、内部に穿設された切削油剤を噴出するための油穴１７とを備えている。

この工具本体２の刃部先端外径の寸法すなわち直径は、例えば、６．０ ｍｍとされる。また、この工具本体２には先端側から後端側に向かうにしたがい漸次外径が細くなるようなバックテーパが付されている（図６参照）。図６では、説明のために、工具本体２におけるテーパ形状を強調して示している。工具本体２のバックテーパ量は、０.０４／１００以上０.０６／１００以下の範囲内で設定され、例えば、０.０５／１００とされる。さらに、図６に示されるように、この工具本体２における軸線Ｏを挟んで１８０°回転対称に形成された切屑排出用溝４及び副溝７の溝底によって形成された部分同士の間の、工具本体２の肉厚部分、すなわちウェブ３には、先端側から後端側に向かうにしたがい漸次ウェブ３の厚さが厚くなるようなウェブテーパが付されている。工具本体２の先端部におけるウェブ３の厚さすなわち心厚Ｄは、工具本体２の直径の２０％以上５０％以下の範囲内で設定され、例えば、工具本体２の直径の３５％とされる。また、工具本体２のウェブテーパ量は、工具本体２の剛性の確保の観点より、０.０１／１００以上０.５０／１００以下、好ましくは０.０５／１００以上０.１０／１００以下の範囲内で設定され、例えば、０.０５／１００とされる。

前記切屑排出用溝４は、図１〜図３に示されるように、軸線Ｏと略平行に直線状に延びるようなストレート溝からなる。切屑排出用溝４は、工具本体２の先端付近では、約９０度の円弧状断面を有するように形成されている。切屑排出用溝４を形成する内面のうち、工具回転方向Ｔの前方に形成されている内面は、先端から一定の長さのところで、工具本体２の先端側から後端側に向かうにしたがい、工具本体２の中心側から外周側に向かって、その工具回転方向Ｔの前方に形成されている内面に対して略垂直方向に漸次切れ上がるように形成されている。この切屑排出用溝４を加工するときの工具の切上げに相当する部分、すなわち、切屑排出用溝４の切上げ部５は、この切屑排出用溝４の工具回転方向Ｔ前方側を向く内面６に沿って工具本体２の中心側から外周側に向かうにしたがい漸次切れ上がるように形成されている。そして、この切屑排出用溝４の工具回転方向Ｔ前方側を向く内面６の工具径方向外側には、２つの副溝７，７が先端側から後端側に向けて延びるように形成されている。また、これら副溝７，７と隣り合う工具径方向内側における切屑排出用溝４の内面６の先端側には、すくい面１０が形成されている。

前記副溝７は、図１〜図３に示されるように、先端から一定の長さのところまでは、軸線Ｏと略平行に直線状に延びるように形成されている。この副溝７を加工するときの工具の切上げに相当する部分、すなわち、副溝７の切上げ部８は、切屑排出用溝４における切上げ部５の切れ上げ方向とは異なる方向に切れ上がっている。つまり、切屑排出用溝４の切上げ部５が工具の工具回転方向前方側を向く内面に沿って先端側から後端側に向かうにしたがって工具本体の中心側から外周側に向かって切れ上がって形成されているのに対して、副溝７の切上げ部８は、その副溝７の工具回転方向Ｔ前方側を向く内面９に対して略垂直方向に向かって漸次切れ上がるように形成されている。

また、この副溝７の工具回転方向Ｔ前方側を向く内面９の先端側にもすくい面１０が形成されている。このように構成された副溝７は、１つの切屑排出用溝４につき２つずつ設けられており、１つの切屑排出用溝４に設けられた２つの副溝７，７と他の切屑排出用溝４に設けられた２つの副溝７，７とが軸線Ｏに対して１８０°回転対称の位置に配置されている。なお、本実施形態では、副溝７は、切屑排出用溝４の内部に２つ形成されているが、本発明はこれに限定されない。切屑排出用溝４の内部に１つの副溝７が形成されることとしてもよいし、切屑排出用溝４の内部に３つ以上の副溝７が形成されることとしてもよい。

これら全ての副溝７の軸線Ｏに平行に測った長さＬ２は略等しく、軸線Ｏに直交する方向から工具本体２を平面視した際に、各副溝７の切上げ部８は略同じ位置に並んでいる。また、各副溝７の長さＬ２は切屑排出用溝の長さＬ１よりも短く、夫々の副溝７の切上げ部８が切屑排出用溝４の切上げ部５よりも先端側に位置するようになっている。この副溝７の長さＬ２は、切屑排出用溝４の長さＬ１の２０％以上１００％未満、好ましくは４０％以上６０％以下の範囲内で設定され、例えば、５０％とされる。

また、各副溝７の工具径方向における幅Ｗは略等しく、１つの切屑排出用溝４の工具径方向における幅を該切屑排出用溝４内に設けられた２つの副溝７，７によって３等分するような幅となっている。具体的には、副溝７の幅Ｗは、０．２ ｍｍ以上４．０ ｍｍ以下、好ましくは０．４ ｍｍ以上２．０ ｍｍ以下の範囲内で設定され、例えば、０．６ ｍｍとされる。

前記すくい面１０は、図４に示されるように、１つの切屑排出用溝４内において、切屑排出用溝４に形成されたすくい面１０と前記２つの副溝７，７の夫々に形成されたすくい面１０，１０とが、工具回転方向Ｔの前後に間隔をあけて階段状に３つ並ぶように配置されて、２つの段部１１，１１を形成するようになっている。各すくい面１０の工具径方向の幅は略等しく、副溝７の幅Ｗに対応して０．２ ｍｍ以上４．０ ｍｍ以下、好ましくは０．４ ｍｍ以上２．０ ｍｍ以下の範囲内で設定され、例えば、０．６ ｍｍとされる。

前記段部１１は、図５に示されるように、すくい面１０から立ち上がる立ち上がり面１２と該立ち上がり面１２と交差するすくい面１０とから構成されており、この立ち上がり面１２によって夫々のすくい面１０間に段差Ｑが設けられている。この段部１１の段差Ｑは、例えば、すくい面１０に垂直に測った場合において１．５ ｍｍとされる。この立ち上がり面１２は、立ち上がり面１２とすくい面１０とが交差する段部１１の角部が描く回転軌跡円（図５中、鎖線で示す円）の接線Ｎに対して、段部１１から工具回転方向Ｔ後方側かつ工具径方向内側に傾斜していることが好ましい。例えば、立ち上がり面１２の接線Ｎに対する傾斜角αは１５°とされる。このように構成された一つの切屑排出用溝４内に設けられた２つの段部１１，１１と他の切屑排出用溝４内に設けられた２つの段部１１，１１とは、軸線Ｏに対して１８０°回転対称の位置に配置されている。

また、図４に示されるように、各すくい面１０と前記先端逃げ面１６との交差稜線部の夫々には切れ刃１４が形成されており、隣り合う３つ切れ刃１４，１４，１４が工具回転方向Ｔの前後に間隔をおいて不連続に配置されている。これら工具径方向へ階段状に配置された３つの切れ刃１４，１４，１４は１枚の切れ刃１５を構成し、一対の切れ刃１５，１５が軸線Ｏに対して１８０°回転対称に配置されて２枚刃の穴あけ工具を構成している。そして、この２枚の切れ刃１５，１５によって穴あけ加工が行われるようになっている。軸線Ｏに対して互いに１８０°回転対称の位置にある切れ刃同士１４，１４は略同じ長さに設定されている。全ての切れ刃１４の長さは略等しく、副溝７の幅Ｗに対応して０．２ ｍｍ以上４．０ ｍｍ以下、好ましくは０．４ ｍｍ以上２．０ ｍｍ以下の範囲内で設定され、例えば、０．６ ｍｍとされる。

このように構成された本実施形態に係る穴あけ工具１の作用について以下に説明する。

本実施形態に係る穴あけ工具１によれば、軸線Ｏを中心として１８０°回転対称の位置に配置された２枚の切れ刃１５，１５が、夫々工具回転方向Ｔの前後に間隔をおいて不連続に配置された３つの切れ刃１４，１４，１４から構成されているので、各切れ刃１４においてその切れ刃１４の長さに対応する幅の切りくずが生成されることになる。換言すると、１枚の切れ刃１５が２つの段部１１，１１によって分断されて３つの切れ刃１４，１４，１４に分かれるので、切れ刃１５の長さに相当する幅を有する切りくずが１本生成されるのではなく、切れ刃１５の約１／３の長さの切れ刃１４の長さに相当する幅を有する切りくずが３本生成される。このようにして細分化された幅の狭い切りくずは、変形し易く、速やかにカールさせられるので、切りくず処理性に優れた形状である。そのため切りくずが工具本体２と被削材との間に噛み込まれて刃部の損傷等を引き起こすことが抑えられる。したがって、被削材における仕上げ面粗さの精度や、寸法精度等を向上させることができると共に、工具寿命を向上させることができる。

さらに、段部１１の立ち上がり面１２を段部１１の角部が描く回転軌跡円の接線Ｎに対して工具回転方向Ｔ後方側かつ工具径方向内側に所定の角度αだけ傾斜させた場合には、工具回転方向Ｔにおいて先行する切れ刃１４の外周端部にあたる角部のすぐ後方に配された、後続する切れ刃１４の内周端部は切削に関与しないこととなる（図５参照）。そのため、切削に伴い後続する切れ刃１４の内周端部に切りくずの一部が溶着する等して段差Ｑがなくなってしまうおそれがなく、切りくずを確実に細分化させることが可能となる。

また、ニックの溝幅、位置、数などが設計上の問題で限定されてしまう従来のニック付きドリルと異なり、本発明の穴あけ工具においては、求められる切りくずの幅に合わせて副溝７の数や幅Ｗ等は適宜設定され得る。これにより、各切れ刃１４の長さを設計上の制限を受けることなく所望の長さにされ得る。したがって、切りくずの幅を４ ｍｍ程度までにしか細分化できない従来のニック付きドリルと異なり、切りくずを所望の幅まで細分化させて、さらに微細化させることができる。その結果、例えば、シリンダブロック、ジャーナル給油穴などのエンジンブロック部品のような複雑形状の深穴の加工を行う場合であっても、切りくずを容易に外部に排出することができ、切りくずの残留を防止できる。

また、従来のニック付きドリルと異なり切れ刃を研磨する度にニックを再加工するというような作業が必要ないため、作業効率に優れる。

また、切れ刃１５を構成する３つの切れ刃１４，１４，１４と他の切れ刃１５を構成する３つの切れ刃１４，１４，１４とが互いに軸線Ｏに対して回転対称の位置に設けられており、軸線Ｏに対して互いに１８０°回転対称の位置にある切れ刃同士１４，１４が略同じ長さとなっているので、各切れ刃１４にバランスよく均等に切削抵抗が加わり、切削時においてそれぞれの切れ刃１４に作用する切削力の均衡が保たれる。その結果、工具の回転が安定し、振動の発生が抑制されるので、穴位置精度、穴径寸法、真円度、真直度、仕上げ面粗さ等の加工穴の加工精度に優れる。

さらに、全ての切れ刃１４の長さを略等しくした場合には、各切れ刃１４から生成される切りくずの幅や変形の仕方などが揃うこととなる。そのため、一部の切りくずのみが長く伸び出てしまうというようなことがなく、各切れ刃１４において安定して同じように切りくずが処理される。

この場合において、本実施形態に係る穴あけ工具１は、副溝７の切上げ部５が、切屑排出用溝４の切上げ部５とは異なり、その副溝７の工具回転方向Ｔ前方側を向く内面９に対して略垂直方向に向かって漸次切れ上がるように形成されているので、切りくずが副溝７の切上げ部８に到達した場合には切屑排出用溝４の内部に向かって押し出されることになる。そのため、穴あけ工具１は切りくず排出性に優れ、切りくずの噛み込みによるチッピング、工具の欠損、加工面の損傷等を防止できる。これにより、工具寿命の延長及び加工精度が向上する。

これに対し、図８に示されるように、副溝３７の切上げ部３８が、切屑排出用溝４の切上げ部５と同様に、工具回転方向Ｔ前方を向く内面９に沿って先端側から後端側に向かうにしたがって工具本体２の中心側から外周側に向かって切れ上がっている従来の穴あけ工具３０では、切りくずが副溝３７の切上げ部３８に到達した場合に、副溝３７の切上げ部３８において工具本体２の外周側にその切りくずが押し出されることになる。そのため、切りくずが工具径方向の最も外側に位置する副溝３７の切上げ部３８と被削材との間の狭い隙間に噛みこまれてしまう可能性がある。

また、本実施形態に係る穴あけ工具１の副溝７の長さＬ２は切屑排出溝４の長さＬ１よりも短いので、切屑排出溝４と同じ長さの副溝３７を備える従来の穴あけ工具３０（図８参照）に比べて、穴あけ工具１の方が工具本体２の後端側における肉厚が増し、工具剛性が大きい。そのため、深穴加工に用いられるガンドリルのような全長の長い工具に、上記のような形状の切れ刃が適用された場合であっても、工具剛性は十分に確保され、びびり振動の発生や工具の折損が抑制される。

また、副溝７の長さＬ２が切屑排出用溝４の長さＬ１よりも短く設定されることで、副溝７を加工するのに要する時間が短くなる。これにより、切屑排出用溝４と同じ長さの副溝３７を備える従来の穴あけ工具３０に比べて、穴あけ工具１の製造時間が短縮され、製造コストが削減される。

このように副溝７の長さＬ２が切屑排出用溝４の長さＬ１よりも短く設定された場合であっても、切屑排出用溝４の長さＬ１は従来通り長く設定されているので、切りくずを排出するためのスペースは十分に確保されている。また、副溝７の切上げ部８に到達した切りくずは、副溝７の切上げ部８の切上げ方向に沿って、切屑排出用溝４の内部に向かって押し出されることになるので、穴あけ工具１は優れた切りくず排出性を発揮する。

また、本実施形態に係る穴あけ工具１には、工具本体２の先端側から後端側に向かうにしたがい漸次ウェブ３の厚さが厚くなるようなウェブテーパが付されているので、工具剛性が従来よりも向上している。

このように工具剛性向上の観点からバックテーパを付した工具本体２にウェブテーパが付された場合、工具本体２の後端側においては切屑排出用溝４の断面積を大きくすることができず、工具本体２の先端側に比べて切屑排出用溝４の断面積が小さくなってしまう。しかし、本実施形態に係る穴あけ工具１によれば、階段状の切れ刃１４によって切りくずを細分化でき切りくず処理性に優れることから、切屑排出溝４の断面積が大きく確保されなくても、工具本体２の後端側で切りくずが切屑排出用溝４内で詰まってしまったり工具本体２と被削材との間に噛み込まれてしまったりすることがない。そのため、バックテーパを付した工具本体２にウェブテーパをつけることが可能となり、工具剛性の向上を図ることができる。

これに対し、図９に示されるように、従来のバックテーパ付ドリル４０では、切りくずを確実に排出するために切屑排出溝の断面積をある程度確保しなければならないことから、ウェブ４３はバックテーパに対応して工具本体２の先端側から後端側に向かうにしたがい漸次ウェブ４３の厚さが薄くなるように形成されている。そのため、副溝３７の数が多くなると工具剛性が低下する可能性がある。

なお、本実施形態に係る穴あけ工具１においては、工具本体２に先端側から後端側に向かうにしたがい漸次ウェブ３の厚さが厚くなるようなウェブテーパを付けることとしたが、これに代えて、図７に示されるように、ウェブ３’の厚さを変化させずに略一定とし、工具本体２の全長に亘って心厚Ｄと略同じ厚さに設定してもよい。この場合、工具本体２の先端側から後端側に向かうにしたがい漸次ウェブ４３の厚さが薄くなる従来のバックテーパ付ドリル４０に比べて、工具剛性が向上する。また、図７の穴あけ工具は、工具本体２に先端側から後端側に向かうにしたがい漸次ウェブ３の厚さが厚くなるように形成した上記の穴あけ工具１に比べて切屑排出用溝４の断面積が大きくなるので、その分切りくず排出性が向上する。

また、本実施形態に係る穴あけ工具１においては、副溝７の数は特に限定されるものではなく、任意に設定することができる。直径が等しい穴あけ工具１の場合、副溝７の数が多くなるほど切れ刃１４の数が多くなり、切削に関与する一刃あたりの長さが短くなるため、各切れ刃１４から流出する切りくずの幅が細くなる。つまり、この副溝７の数に対応する数だけ切りくずは幅方向に分割されるので、切りくず細分化の観点からは副溝７の数は多いほど好ましい。例えば、工具の直径が１２ ｍｍであれば、ひとつの切屑排出用溝４内に２〜４つ、工具の直径が１６ ｍｍであれば３〜５つの副溝７を設けることにより、切りくずを１〜４ ｍｍ程度の幅まで細分化させることが可能となる。

また、本実施形態に係る穴あけ工具１は各副溝７の幅Ｗを略等しく、切屑排出用溝４の工具径方向における幅を２つの副溝７，７によって３等分するような幅に設定して、全ての切れ刃１４の長さを略同じ長さとしたが、これに代えて、例えば、副溝の幅Ｗを３等分よりも短く設定したり、夫々の副溝の幅を変化させたりして、各切れ刃１４の長さを使用目的や使用条件に応じて任意の幅とすることができる。この副溝７の幅Ｗが狭いほど、一つの切屑排出用溝４内に形成できる副溝７の数が増え、切れ刃１４の数が増加する。このことにより１刃あたりの長さが短くなるので、切りくず細分化の観点からは副溝７の幅Ｗは狭いほど好ましい。

また、本実施形態に係る穴あけ工具１は、全ての副溝７の長さＬを同じ長さとしたが、これに代えて、１つの切屑排出溝４内で隣り合う各副溝７の長さが工具径方向の内側から外側にいくにつれて次第に短くなるようにしてもよい。このようにすることで、工具剛性が更に向上する。

また、本実施形態に係る穴あけ工具１は、副溝７の切上げ部８を先端側から後端側に向かうにしたがってその副溝７の工具回転方向Ｔ前方側を向く内面９に対して略垂直方向に漸次切れ上がるように形成している。しかしながら、副溝７の切上げ部８の切れ上げ方向は、これに限定されるものではない。例えば、副溝７の切上げ部８は切屑排出溝４の工具回転方向Ｔ前方側を向く内面６に対して略垂直方向に漸次切れ上がるように形成されてもよい。

また、本実施形態に係る穴あけ工具１は、段部１１の段差Ｑが０．５ ｍｍであって、立ち上がり面１２の傾斜角αが１５°であるが、本発明の穴あけ工具は段部１１の段差Ｑ及び立ち上がり面１２の傾斜角αを、特に限定することなく、任意に設定することができる。この段部１１の段差Ｑは、０．１５ ｍｍ以上２．０ ｍｍ以下、有利には０．２５ ｍｍ以上１．０ ｍｍ以下であることが好ましい。段差Ｑが０．１５ ｍｍより小さいと、切削に伴い発生する溶着物により段差Ｑがなくなって、各切れ刃１４において切りくずが分断されることなく繋がってしまい、幅の広い切りくずが生成される可能性があるからである。また、段差Ｑが２．０ ｍｍより大きいと、工具本体２の断面積が小さくなってしまい、工具剛性が低下する可能性があるからである。また、立ち上がり面１２の傾斜角αは、０°＜α≦４５°、有利には２°＜α≦２０°であることが好ましい。立ち上がり面１２が段部１１の角部が描く回転軌跡円の接線Ｎに対して工具回転方向Ｔ前方側に傾斜していると、後続する切れ刃１４の内周端部においても切削が行われてしまうので、各切れ刃１４において切りくずが分断されることなく繋がってしまい、幅の広い切りくずが生成される可能性がある。また、すくい面１０と立ち上がり面１２とがなす角度を９０°で、且つ立ち上がり面１２の接線Ｎに対する傾斜角αを０°であると、切削に伴い後続する切れ刃１４の内周端部に切りくずの一部が溶着する等した場合に、切りくずが各切れ刃において分断されることなく繋がってしまう可能性がある。また、立ち上がり面１２の傾斜角αが４５°を超えると、本発明の穴あけ工具はすくい面１０と立ち上がり面とが交差する稜線部の強度を維持できなくなるおそれがある。

また、本実施形態に係る穴あけ工具１においては、２枚の切れ刃１５，１５が設けられた２枚刃ドリルであるが、本発明の穴あけ工具は１枚刃ドリルや３枚刃ドリルでもよい。本発明の穴あけ工具が３枚刃の場合、３枚の切れ刃１５，１５，１５の夫々を構成する切れ刃１４，１４，１４が軸線Ｏに対して１２０°回転対称（３回対称）に配置されることで、工具の回転が安定する。これにより、振動の発生が抑制され、加工面品位、寸法精度等がさらに向上する。

また、本発明の穴あけ工具を説明するために、穴あけ工具を例に挙げて説明したが、本発明の穴あけ工具はこれに限定されるものではなく、一般的なむくドリル、付刃ドリル、先むくドリル、コアドリル、リーマ、ボーリングカッタ等の多種の穴あけ工具になり得る。また、工具本体２の外周部に仕上げ面粗さ向上の観点からマージンを設けることとしてもよい。また、ガイド性向上の観点からガイドパッドを設けることとしてもよい。

以上、本発明の代表的な実施形態について説明したが、本実施形態は種々の変形が可能であり、本願の請求の範囲によって定義される本発明の精神及び範囲から逸脱しない限り、置換、変更が可能である。

Claims (7)

1. 軸線回りに回転される外形略円柱状の工具本体と、
   該工具本体の外周部に該工具本体の先端面から後端側に向けて延びるように形成された切屑排出用溝と、
   該切屑排出用溝の工具回転方向前方側を向く内面に、前記工具本体の先端面から後端側に向けて延びるように形成された少なくとも１つの副溝と、
   前記切屑排出用溝及び前記少なくとも１つの副溝の夫々の工具回転方向前方側を向く内面に形成されたすくい面と、
   前記工具本体の先端面に形成された先端逃げ面と、
   該先端逃げ面と前記すくい面との交差稜線部に形成された切れ刃と、を備え、
   前記切屑排出用溝の工具回転方向前方側を向く内面は、前記すくい面により少なくとも１つの段部を有する階段状に形成されており、
   前記副溝の後端側の切上げ部が、前記切屑排出用溝の後端側の切上げ部とは異なる方向に切れ上がっている穴あけ工具。
2. 前記切屑排出用溝の切上げ部が、工具回転方向前方側を向く内面に沿って先端側から後端側に向かうにしたがって前記工具本体の中心側から外周側に向かって漸次切れ上がっている請求項１に記載の穴あけ工具。
3. 前記副溝の切上げ部が、先端側から後端側に向かうにしたがって、該副溝の工具回転方向前方側を向く内面に対して略垂直方向に向かって漸次切れ上がっている請求項１または請求項２に記載の穴あけ工具。
4. 前記副溝の長さが、前記切屑排出用溝の長さよりも短い請求項１から請求項３のいずれか１項に記載の穴あけ工具。
5. 前記工具本体に、先端側から後端側に向かうにしたがい漸次外径が細くなるようなバックテーパが付されており、前記工具本体の後端側におけるウェブの厚さが、前記工具本体の先端側のウェブの厚さ以上である請求項１から請求項４のいずれか１項に記載の穴あけ工具。
6. 前記工具本体に、先端側から後端側に向かうにしたがい漸次ウェブの厚さが厚くなるようなウェブテーパが付されている請求項５に記載の穴あけ工具。
7. 前記工具本体の先端側から後端側に向けてウェブの厚さが略一定である請求項５に記載の穴あけ工具。

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