JP2008296300A - プリント配線板用ドリル - Google Patents

Abstract

【課題】穴位置精度を向上させるとともに切屑の排出性の低下による加工穴の面粗度の悪化を防止したプリント配線板用ドリルを提供することにある。
【解決手段】本発明のプリント配線板用ドリルは、ボデー１とシャンク部２とを備え、ボデー１の外周面にその先端面から基端側に向かってドリル軸線を挟んで一対の溝３が延設され、これら溝３とボデー１の先端面との交差稜線に切刃１０ａがそれぞれ設けられてなるドリルであって、ドリル軸線に直交する断面を先端側からみて、一対の溝の壁面４に内接する最小の内接円直径Ｗが、前記切刃外径Ｄの４５〜６５％の範囲とされ、前記溝３の壁面形状が、リーディングエッジ１３側に設けられた凹曲線部４ａと、ヒール１４側に設けられた凸曲線部４ｂとからなる、逆Ｓ字形状とされている。
【選択図】 図３

Description

本発明は、切屑の排出性を低下させることなくドリル剛性を高めた、プリント配線板用ドリルに関する。

プリント配線板の穴あけ加工では、ドリル軸線に直交する断面がＵ字形状やＪ字形状をなす溝を備えたドリルが一般的に用いられている（例えば、特許文献１参照）。そして、前記ドリルでは、高精度な穴位置精度の要求に応えるため、図４に図示するように対向する切刃間距離である刃幅Ｗを大きくしてドリルの剛性を高めることが行われてきた。
特開平２−１２２７１２号公報（図３および図４参照）

しかしながら、前記ドリルにおいては、刃幅の増大にともない溝の断面積が不足するため、切屑の排出性が低下し加工穴の内壁面の面粗度が悪化するという問題があった。

本発明は、上述した問題に鑑みなされたものであり、その目的は、穴位置精度を向上させるとともに切屑の排出性の低下による加工穴の面粗度の悪化を防止したプリント配線板用ドリルを提供することにある。

上記課題を解決するために、本発明は以下の構成を有する。
請求項１に係る発明は、ボデーとシャンク部とを備え、ボデーの外周面にその先端面から基端側に向かってドリル軸線を挟んで一対の溝が延設され、これら溝とボデーの先端面との交差稜線に切刃がそれぞれ設けられてなるドリルであって、ドリル軸線に直交する断面を先端側からみて、一対の溝の壁面に内接する最小の内接円直径が、前記切刃の外径の４５〜６５％の範囲とされ、前記溝の壁面形状が、リーディングエッジ側に設けられた凹曲線部と、ヒール側に設けられた凸曲線部とからなる、逆Ｓ字形状とされていることを特徴とするプリント配線板用ドリルである。
請求項１に係るプリント配線板用ドリルは、一対の溝の壁面に内接する最小の内接円直径が切刃の外径の４５〜６５％の範囲に設定されているので、きわめて優れた剛性を有する。さらに、溝の壁面におけるヒール側の凸曲線部により広い溝の容積が確保されるため、切屑の排出性の低下が防止される。よって、穴位置精度が向上するとともに切屑の排出性の低下による加工穴の面粗度の悪化が防止される。

請求項２に係る発明は、ドリル軸線に直交する断面を先端側からみて、逆Ｓ字形状をなす溝の壁面の変曲点が、前記壁面における前記リーディングエッジ側端部とヒール側の端部とを結ぶ直線と、ドリル中心を通る前記直線の垂線との交点より前記リーディングエッジ側に位置することを特徴とする請求項１に記載のプリント配線板用ドリルである。
請求項２に係るプリント配線板用ドリルによれば、逆Ｓ字形状をなす溝の断面形状において、リーディングエッジ側端部とヒール側の端部とを結ぶ直線の延びる方向でみたリーディングエッジ側の凹曲線部の長さがヒール側の凸曲線部の長さより短くなるため、前記凹曲線部における切屑のカール作用が助長されコンパクトな切屑が生成される一方で、前記凸曲線部における溝の容積が十分に確保され、切屑の排出性の低下が防止される。

請求項３に係る発明は、ドリル軸線に直交する断面を先端側からみて、各溝の壁面における前記変曲点が前記直線より該ドリルの回転方向後方側に位置することを特徴とする請求項２に記載のプリント配線板用ドリルである。
請求項３に係るプリント配線板用ドリルによれば、前記凸曲線部における溝の容積が十分に確保されるため、切屑の排出性の悪化が防止される。

請求項４に係る発明は、ドリル軸線に直交する断面を先端側からみて、前記凹曲線部の前記直線に対する最大凹み量が、前記凸曲線部の前記直線に対する最大***量より大きく設定されていることを特徴とする請求項２又は３に記載のプリント配線板用ドリルである。
請求項４に係るプリント配線板用ドリルによれば、前記凸曲線部における溝の容積が十分に確保されるため、切屑の排出性の悪化が防止される。

請求項５に係る発明は、ボデーの外周面には、マージンと、このマージンのドリル回転方向後方側に連なる二番取り面とが形成され、二番取り深さが切刃外径の５〜３５％の範囲とされていることを特徴とする請求項１〜４のいずれか１項に記載のプリント配線板用ドリルである。
請求項５に係るプリント配線板用ドリルによれば、外周逃げ面は、加工穴の内壁面との摺接を低減して該ドリルの切削抵抗の増大を防止するとともに、溝に連通して切屑の排出性の向上に寄与する。

請求項６に係る発明は、前記溝のリーディングエッジの各位置におけるねじれ角Ａが３８〜５６°の範囲に設定されていることを特徴とする請求項１〜５のいずれか１項に記載のプリント配線板用ドリルである。
請求項６に係るプリント配線板用ドリルによれば、リーディングエッジのねじれ角を３８〜５６°の範囲に設定することにより、切削抵抗が低減するため穴位置精度がさらに向上する。

請求項７に係る発明は、溝幅比が１．３〜１．８の範囲とされていることを特徴とする請求項１〜６のいずれか１項に記載のプリント配線板用ドリルである。
請求項７に係るプリント配線板用ドリルによれば、十分な溝の容積が確保されるため、切屑の排出性の悪化が防止される。

請求項８に係る発明は、前記溝のドリル軸線方向の長さが、前記切刃外径の８〜２５倍の範囲とされていることを特徴とする請求項１〜７のいずれか１項に記載のプリント配線板用ドリルである。
請求項８に係るプリント配線板用ドリルによれば、穴位置精度および加工穴の内壁面の面粗度に優れた、深穴加工が可能となる。

請求項９に係る発明は、前記切刃外径が０．３ｍｍ未満とされていることを特徴とする請求項１〜８のいずれか１項に記載のプリント配線板用ドリルである。
請求項９に係るプリント配線板用ドリルによれば、穴位置精度および加工穴の内壁面の面粗度に優れた、直径０．３ｍｍ未満の加工穴が得られる。

本発明によれば、穴位置精度を向上させるとともに切屑の排出性の低下による加工穴の面粗度の悪化を防止することができる。

本発明を適用した実施形態について、図面を参照しながら説明する。図１は、本発明を適用したプリント配線板用ドリルの正面図である。図２は、図１に示すドリルの先端視拡大側面図である。図３は、図１に示すドリルの軸直角断面を先端側からみた拡大断面図である。
図１および図２に図示するように本実施形態に係るドリルは、先端側のボデー１と後端側のシャンク部２とからなる略丸棒状をなし、ボデー１の外周面には、ドリル軸線を挟んで一対の溝３がボデー１の先端面からドリル軸線方向後端側に延設され、この溝３のドリル回転方向を向く壁面に形成されたすくい面１１と、ボデー１の先端面に形成された逃げ面１２との交差稜線には切刃１０ａがそれぞれ形成されてなる。

図２に図示するように、本ドリルにおいては、ボデー１の先端面に、前記切刃１０ａからドリル回転方向後方側に向かって平面状に延びる第１逃げ面１２ａと、この第１逃げ面１２ａから後方側に平面状に延びる第２逃げ面１２ｂとが形成される。そして、第１逃げ面１２ａと第２逃げ面とが交差する稜線が、ドリル中心又はその近傍から径方向外側に向かって延びかつ前記切刃１０ａに交差するチゼルエッジ１０ｂとなる。

リーディングエッジ１３からヒール１４にわたるランドには、リーディングエッジ１３からドリル回転方向後方側に幅を有するマージン１５が形成され、このマージン１５に連なるドリル回転方向後方側の領域には、二番取り面１６が形成されている。

なお、逃げ面１２の構成は、加工穴の底面との不必要な摩擦を避けることができれば、上述した構成に限定されるものではなく、例えば第１逃げ面１２ａのみで構成されてもよい。また、各逃げ面１２ａ、１２ｂを平面状とするか曲面状とするかは適宜選択可能である。
また、図示しないが、マージン１５を省略することが可能であり、その場合、リーディングエッジ１３のドリル回転方向後方側に連なる領域には、加工穴の内壁面との不必要な摩擦を避けるため、逃げ角を付された外周逃げ面が形成される。

図３に図示するように、ドリル軸線に直交する断面を先端側からみたとき、一対の溝の壁面４に内接する最小の内接円直径は、切刃外径Ｄの４５〜６５％の範囲とされ、溝３の壁面形状が、リーディングエッジ１３側に設けられた凹曲線部４ａと、ヒール１４側に設けられた凸曲線部４ｂとからなる、逆Ｓ字形状とされている。これら凹曲線部４ａと凸曲線部４ｂとは、これらの接続部において、互いの接線が一致するようになめらかに接続される。

以上のような構成を有するドリルによれば、一対の溝の壁面４に内接する最小の内接円直径Ｗが切刃外径Ｄの４５〜６５％の範囲に設定されているので、きわめて優れた剛性を有する。さらに、溝の壁面４におけるヒール側の凸曲線部４ｂにおいて広い溝の容積が確保されるため、切屑の排出性の低下が防止される。よって、穴位置精度を向上させるとともに切屑の排出性の低下による加工穴の面粗度の悪化が防止される。

さらに、このドリルにおいて、ドリル軸線に直交する断面を先端側からみて、逆Ｓ字形状をなす溝の壁面４の変曲点（接続部）Ｘが、溝の壁面４におけるリーディングエッジ１３側端部とヒール１４側端部とを結ぶ直線Ｓと、ドリル中心を通る前記直線Ｓの垂線との交点Ｐよりリーディングエッジ１３側に位置するのが望ましい。そうすれば、溝３の断面形状において、前記直線Ｓの延びる方向でみたリーディングエッジ１３側の凹曲線部４ａの長さがヒール１４側の凸曲線部４ｂの長さより短くなるため、凹曲線部４ａにおける切屑のカール作用が促進されコンパクトな切屑が生成される一方で、ヒール１４側の凸曲線部４ｂにおける溝の容積が十分に確保されるため、切屑の排出性の低下が防止される。

凸曲線部４ｂにおける溝の容積を十分に確保し切屑の排出性の悪化を防止するという点で、ドリル軸線に直交する断面を先端側からみて、各溝の壁面４における逆Ｓ字形状の変曲点Ｘが前記直線Ｓよりドリル回転方向後方側に位置するのが望ましい。さらに、ドリル軸線に直交する断面を先端側からみて、リーディングエッジ１３側の凹曲線部４ａの前記直線Ｓに対する最大凹み量Ｈａが、ヒール１４側の凸曲線部４ｂの前記直線Ｓに対する最大***量Ｈｂより大きく設定されるのが望ましい。

さらに、リーディングエッジ１３からヒール１４にわたるランドには、マージン１５と、このマージン１５のドリル回転方向後方側に連なる二番取り面１６とが形成され、二番取り深さＣが切刃外径Ｄの５〜３５％の範囲とされていることが望ましい。これは、二番取り面１６が加工穴の内壁面との摺接を低減して該ドリルの切削抵抗の増大を防止するとともに、溝３に連通して形成された二番取り面１６が切屑の排出に有効に作用し切屑の排出性を向上させることに配慮したものである。切屑の排出性の点では、本ドリルから生成する切屑の厚みを配慮して、二番取り深さＣが１０％以上とするのが望ましい。

マージン１５を設けた場合、そのマージン１５の先端からドリル軸線方向後端側にいくにしたがって、マージン幅が漸次増大するように形成されていることが望ましい。そうすれば、加工穴の内壁面に摺接するマージン１５が該ドリルをガイドし、さらに、そのマージン幅がドリル後端側にいくにしたがって増大するため、加工穴が深くなるにつれ前記ガイド作用が強くなり、加工穴の穴位置精度および真直度が向上する。

本ドリルにおいて、溝幅比が１．３〜１．８の範囲に設定されると、逆Ｓ字形状の軸直角断面をもつ溝３との組み合わせにおいて、十分な溝の容積が確保されるため、切屑の排出性の悪化が防止される。

各溝３のドリル軸線方向の長さは、切刃外径Ｄの８〜２５倍の範囲に設定されるのが望ましい。そうすれば、穴位置精度および加工穴の内壁面の面粗度に優れた深穴加工が可能となり、積層された複数のプリント配線板を能率的かつ高精度に穴明け加工することが可能となる。

さらに、本ドリルは、切刃外径Ｄが０．３ｍｍ未満に設定されることによって、プリント配線板の穴明け加工に好適な直径０．３ｍｍ未満の極小径の穴明け加工を可能にするとともに、加工穴の内壁面の面粗度を悪化させることなく優れた穴位置精度を実現する。

本発明を適用したプリント配線板用ドリルの正面図である。 図１に示すドリルの先端視拡大側面図である。 図１に示すドリルの軸直角断面を先端側からみた拡大断面図である。 従来ドリルの先端視側面図である。

符号の説明

１ ボデー
２ シャンク部
３ 溝
４ 溝の壁面
４ａ 凹曲線部
４ｂ 凸曲線部
１０ａ 切刃
１０ｂ チゼルエッジ
１１ すくい面
１２ａ 第１逃げ面
１２ｂ 第２逃げ面
１３ リーディングエッジ
１４ ヒール
１５ マージン
１６ 二番取り面
Ａ リーディングエッジのねじれ角
Ｂ ヒールのねじれ角
Ｃ 二番取り深さ
Ｄ 切刃外径
Ｗ 一対の溝の壁面に内接する最小の内接円直径
Ｓ リーディングエッジとヒールを結ぶ直線
Ｘ 溝の壁面の変曲点

Claims (9)

1. ボデーとシャンク部とを備え、ボデーの外周面にその先端面から基端側に向かってドリル軸線を挟んで一対の溝が延設され、これら溝とボデーの先端面との交差稜線に切刃がそれぞれ設けられてなるドリルであって、
   ドリル軸線に直交する断面を先端側からみて、一対の溝の壁面に内接する最小の内接円直径が、前記切刃の外径の４５〜６５％の範囲とされ、
   前記溝の壁面形状が、リーディングエッジ側に設けられた凹曲線部と、ヒール側に設けられた凸曲線部とからなる、逆Ｓ字形状とされている
   ことを特徴とするプリント配線板用ドリル。
2. ドリル軸線に直交する断面を先端側からみて、逆Ｓ字形状をなす溝の壁面の変曲点が、前記壁面における前記リーディングエッジ側端部とヒール側の端部とを結ぶ直線と、ドリル中心を通る前記直線の垂線との交点より前記リーディングエッジ側に位置する
   ことを特徴とする請求項１に記載のプリント配線板用ドリル。
3. ドリル軸線に直交する断面を先端側からみて、各溝の壁面における前記変曲点が前記直線より該ドリルの回転方向後方側に位置する
   ことを特徴とする請求項２に記載のプリント配線板用ドリル。
4. ドリル軸線に直交する断面を先端側からみて、前記凹曲線部の前記直線に対する最大凹み量が、前記凸曲線部の前記直線に対する最大***量より大きく設定されている
   ことを特徴とする請求項２又は３に記載のプリント配線板用ドリル。
5. ボデーの外周面には、マージンと、このマージンのドリル回転方向後方側に連なる二番取り面とが形成され、二番取り深さが切刃外径の５〜３５％の範囲とされている
   ことを特徴とする請求項１〜４のいずれか１項に記載のプリント配線板用ドリル。
6. 前記溝のリーディングエッジの各位置におけるねじれ角Ａが３８〜５６°の範囲に設定されている
   ことを特徴とする請求項１〜５のいずれか１項に記載のプリント配線板用ドリル。
7. 溝幅比が１．３〜１．８の範囲とされている
   ことを特徴とする請求項１〜６のいずれか１項に記載のプリント配線板用ドリル。
8. 前記溝のドリル軸線方向の長さが、前記切刃外径の８〜２５倍の範囲とされている
   ことを特徴とする請求項１〜７のいずれか１項に記載のプリント配線板用ドリル。
9. 前記切刃外径が０．３ｍｍ未満とされている
   ことを特徴とする請求項１〜８のいずれか１項に記載のプリント配線板用ドリル。

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