JP2012511438A - 小型ドリル及び小型ドリルの製造方法 - Google Patents

Abstract

本発明の主な目的は、ドリルの剛性を向上させ、ドリルが折れることを防ぎ、穴位置精度を向上させることができる小型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では、２つ以上の切削刃を具備する先端部と、２つ以上の螺旋形の屑排出溝が形成されている本体部と、を含む小型ドリルを提供する。前記屑排出溝は、少なくとも１つの長手屑排出溝と、少なくとも１つの短手屑排出溝を含む。前記長手屑排出溝のねじれ角と短手屑排出溝のねじれ角が違う。前記長手屑排出溝と短手屑排出溝が離れる状態から重なる状態に変わる。前記短手屑排出溝が長手屑排出溝と短手屑排出溝が重なる箇所まで形成されている。

Description

本発明は、小型ドリルの製造に関し、特に小型ドリル及び小型ドリルの製造方法に関する。

従来の小型ドリルの構造は、図１〜図３に示す。図１〜図３に示す小型ドリルは、先端部１と本体部２を含む。図２に示すように、前記先端部１は、左右に対称する２つの主切削刃１１と、前記２つの主切削刃１１の間に形成される横刃と、前記主切削刃１１の後に形成される２つの螺旋形の副切削刃と、を含む。前記主切削刃１１と横刃と副切削刃との間には、図に示すように別々に第一逃げ面１４と第二逃げ面１５が形成されている。前記第一逃げ面１４と第二逃げ面１５との間には、隣接線１３が形成されている。前記隣接線１３の長さと前記本体部２の直径は、ほぼ同じである。前記副切削刃は、前記本体部２の外周面に螺旋形に形成されている。前記副切削刃により前記本体部２の外周面に２つのねじれ溝２１が対称に形成されている。図３に示すように、前記ねじれ溝は、各位置の深さが同じように前記本体部２の外周面に均等に分布されている。穴あけ作業を行う場合、前記副切削刃が穴部の内周面に接触されるので、支持力を得ることができる。

上述した小型ドリルにおいて、前記本体部２の外周面に長い２つのねじれ溝２１が対称に形成されているので、小型ドリルの剛性が下がり、穴精度が悪くなる恐れがある。前記小型ドリルのねじれ溝２１が浅く形成されているが、切りくずを順調に排出させるために前記ねじれ溝２１をさらに浅くすることができない。即ち、前記ねじれ溝２１をさらに浅くすることができず、前記小型ドリルの剛性を向上させることができない。

本発明の発明者が２００９年１２月２５日に中国特許庁に出願した「小型ドリル及びその小型ドリルを製造する器具」（出願番号２００９２０３５３３４８．３）には、以下の特徴を有する小型ドリルが公開されている。前記小型ドリルは、図４に示すように長手屑排出溝と、複数の短手屑排出溝と、（主）切削刃と、複数の協力切削刃と、副切削刃と、を含む。前記小型ドリルが主切削刃と複数の協力切削刃と副切削刃を含んでいるが、前記主切削刃が第一逃げ面３４と第二逃げ面３５を含んでいるので、前記主切削刃３１だけが切削の役割を有し、他の切削刃３０１、３０２が切削の役割を有しない。従って、前記主切削刃だけに繋がっている長手屑排出溝が切りくずを排出する役割を有し、他の切削刃に繋がっている短手屑排出溝は、切りくずを排出する役割を有さず、単なるドリルと穴内壁との間の摩擦を減らす役割のみを有する。前記短手屑排出溝が切りくずを排出しないので、長さが短い屑排出溝に形成されている。上述するように、前記ドリルは１つの主切削刃と１つの屑排出溝を含む小型ドリルである。前記小型ドリルが１つの主切削刃しか含まないので、穴開け作業で小型ドリルの先端部１の応力バランスが崩壊し、無駄な経向力を受けるので、穴の精度が悪くなり、穴の精度を向上させることができない。

中国特許出願番号２００９２０３５３３４８．３号公報

本発明の主な目的は、ドリルの剛性を向上させ、ドリルが切れることを防ぎ、穴位置精度を向上させることができる小型ドリル及びその小型ドリルの製造方法を提供することにある。

上記課題を解決するため、本発明では、２つ以上の切削刃を具備する先端部と、２つ以上の螺旋形の屑排出溝が形成されている本体部と、を含む小型ドリルを提供する。前記屑排出溝は、少なくとも１つの長手屑排出溝と、少なくとも１つの短手屑排出溝を含む。前記長手屑排出溝のねじれ角と短手屑排出溝のねじれ角が違う。前記長手屑排出溝と短手屑排出溝が離れる状態から重なる状態に変わる。前記短手屑排出溝が長手屑排出溝と短手屑排出溝が重なる箇所まで形成されている。

上述する小型ドリルの先端部は、軸芯に対称に形成されている２つの主切削刃と、２つの主刃面と、２つの副刃面とを含む。前記小型ドリルの先端部が通常の小型ドリルの先端部のように対称に形成されているので、穴をあける時の応力バランスを取ることができる。即ち、１つの切削刃を有する小型ドリルで穴をあける時に応力バランスが破壊されて径方向力を受けて、穴位置精度と穴粗さが悪くなることを避けることができる。又、１つの切削刃を有する小型ドリルより切削刃の耐摩性を大幅向上させることができる。即ち、同じ切削量と切削速度で穴をあける場合、２つの切削刃が１つの切削刃の切削量を担当するので、毎切削刃の送り量を半分にすることができる。従って、小型ドリルの耐摩性を向上させ、穴粗さをさらに改善させ、小型ドリルの寿命を延ばすことができる。

上述する小型ドリルにおいて、前記先端部の一端に接近する前記短手屑排出溝のねじれ角が前記長手屑排出溝のねじれ角より大きい。ねじれ角が大きい屑排出溝を短手屑排出溝にするので、小型ドリルが切りくずを排出させる効果を確保することができる。上述する小型ドリルは、切りくずを排出しにくい板材に穴あけ作業で適用することができる。

上述する小型ドリルの短手屑排出溝は、前記先端部の一端に接近するねじれ角と、前記長手屑排出溝のねじれ角が同じであるねじれ角同一角度部分と、前記ねじれ角同一角度部分に繋がってねじれ角が漸次増えるねじれ角増加部を含む。

上述する小型ドリルにおいて、前記短手屑排出溝のねじれ角同一角度部分の長さと前記大径部の長さが同じであるか、或いは前記短手屑排出溝のねじれ角同一角度部分の長さが前記大径部の長さより長い。上述する構造は、大径部に相対して形成されることである。前記短手屑排出溝のねじれ角同一角度部分が前記大径部を超える後にねじれ角増加部になる。上述する構造は、大径部の構造が対称になるようにして、応力バランスを取る一方、穴位置精度を向上させることができる。

上述する小型ドリルの短手屑排出溝は、前記ねじれ角増加部の以降に形成され、且つねじれ角増加部の最大ねじれ角を一定ねじれ角とする大ねじれ角一定部分をさらに含む。上述する構造は、ねじれ角増加部がねじれ角の増える過度区域になり、且つ大きい一定のねじれ角を有する短手屑排出溝が短手屑排出溝と長手屑排出溝が重なる箇所まで伸びるようにすることができる。

上述する小型ドリルにおいて、前記短手屑排出溝のねじれ角増加部の屑排出溝の深さが漸次浅くなる。重なる箇所の前記短手屑排出溝の深さは、同一位置における長手屑排出溝の深さより浅い。これによって、短手屑排出溝と長手屑排出溝との間に隣接線が形成される。短手屑排出溝と長手屑排出溝が隣接する屑排出溝の幅が広いので、小型ドリルの剛性に影響を与える可能性がある。しかし、前記長手屑排出溝が切りくずを排出するので、長手屑排出溝を深くしなければならないが、前記短手屑排出溝を浅くして、屑排出溝によって小型ドリルの剛性が悪化する影響を最小限に控えることができる。

上述する小型ドリルにおいて、前記短手屑排出溝の長さを前記長手屑排出溝の長さの３〜５０％にすることができる。これにより、前記短手屑排出溝がすぐ前記長手屑排出溝に重なるようにすることができる。且つ、小型ドリルの後部分の屑排出溝を減らして、小型ドリルの剛性を向上させることができる。

上述する小型ドリルにおいて、前記短手屑排出溝の長さを前記長手屑排出溝の長さの６５〜９０％にすることができる。上述する構造は、穴粗さに対する要求が高い加工領域或いは切りくずの排出がしにくい加工領域に使うことができる。例えば、ガラス転移温度が低いか、切りくずが容易に融解されて、２つの屑排出溝で切りくずを排出しなければならない加工領域、或いは小型ドリルの屑排出溝が長くてドリルの根部が折れやすい加工領域に使うことができる。
上述する小型ドリルにおいて、前記短手屑排出溝のねじれ角が少しずつ増えるようにして、２つの屑排出溝が所定の箇所で重なるようにすることができる。２つの屑排出溝が先端部から遠く離れる箇所で繋がれているので、先端部の部分の剛性が下がり、ドリルが容易に折れることを防ぐことができる。長い小型ドリルを使う場合、ドリルの剛性を確保しなければならないので、剛性が足りない部分に１つの屑排出溝を形成して、長いドリルの剛性を確保することができる。長さが伸びた部分が穴を開ける時間が短く、長さが伸びた部分から排出する切りくず量も少ないので、切りくずを順調に排出することができる。これにより、長い小型ドリルの剛性が足りない問題と、ドリルが折れやすい問題を解決することができる。

上記課題を解決するために本発明では、棒材に屑排出溝を形成するステップＡと、背中研削と先端研削を行うステップＢと、を含む請求項１に記載の小型ドリルの製造方法を提供する。前記ステップＡは、長手屑排出溝を形成するステップＡ１と、前記長手屑排出溝のねじれ角と違うねじれ角を有する短手屑排出溝を形成し且つ前記短手屑排出溝が短手屑排出溝と長手屑排出溝が重なる箇所まで形成するようにするステップＡ２と、を含む。前記ステップＡ１で、チャックに固定される棒材を回転させる一方、砥石車が長溝製造用プログラムによって長手屑排出溝を形成する。前記ステップＡ２で、前記チャックに固定される棒材を前記長手屑排出溝の開始角に対して１８０度回転させた後、ねじれ角を増やすと同時に屑排出溝の長さを減らす方法で、研削用砥石が短溝製造用プログラムに従って研削するように制御して短手屑排出溝を形成する。

本発明の小型ドリルの本体部上に形成されている２つ以上の屑排出溝において、少なくとも１つが長手屑排出溝に形成され、少なくとも１つが短手屑排出溝に形成されている。前記長手屑排出溝のねじれ角と短手屑排出溝のねじれ角は、相違するように形成され、前記長手屑排出溝と前記短手屑排出溝は、所定の距離の所で重なるように形成されている。前記短手屑排出溝は、長手屑排出溝と短手屑排出溝が重なる箇所まで形成されている。前記短手屑排出溝に対応する切削刃により切削される切りくずが、前記短手屑排出溝によって排出される後、２つの屑排出溝が重なる箇所の長手屑排出溝によって排出されるので、切りくずを排出することができる。前記短手屑排出溝が先端部に接近する箇所までしか形成されないので、前記屑排出溝の部分の剛性を向上させ、芯の厚さを厚くし、小型ドリルの剛性を向上させることができる。従って、あけられる穴位置精度を向上させ、ドリル折れを防ぎ、ドリルの寿命を延長することができる。

従来の技術に係る小型ドリルを示す図である。 従来の技術に係る小型ドリルの先端部を示す図である。 従来の技術に係る小型ドリルの本体部の断面を示す図である。 １つの切削刃と１つの屑排出溝を有する従来の小型ドリルの先端部を示す図である。 本発明の小型ドリルにおいて短手屑排出溝のねじれ角が変化し始まる段階を示す図である。 本発明の小型ドリルにおいて短手屑排出溝と長手屑排出溝が重なり始まる段階を示す図である。 本発明の小型ドリルにおいて短手屑排出溝と長手屑排出溝が完全に重なる段階を示す図である。 図６の小型ドリルでのＭ１−Ｍ１に沿う断面を示す図である。 図６の小型ドリルでのＭ２−Ｍ２に沿う断面を示す図である。 図６の小型ドリルでのＭ２−Ｍ２に沿う断面を示す図である。 図６の小型ドリルでのＭ２−Ｍ２に沿う断面を示す図である。 本発明の小型ドリルと従来の小型ドリルを使う試験で得る穴位置精度のＣＰＫ値を示す図である。

以下、本発明に添付される図面を参照しながら本発明の実施形態に対して詳しく説明する。

本発明の実施形態は、２つ以上の刃を含む小型ドリルに係る技術に属する。以下、直径が６．５ｍｍより小さく、２つの刃と２つの屑排出溝を含む小型ドリルを例にして説明する。

図５〜図１１に示すように、２つの刃と２つの屑排出溝を含む前記小型ドリルは、先端部４１と、本体部４２と、を含む。前記先端部４１は、小型ドリルの軸芯に対称する２つの主切削刃と、２つの主刃面と、２つの副刃面（図に示さない）と、を含む。即ち、前記小型ドリルの構造と通常のドリルの構造は、ほぼ同じである。前記本体部４２には、２つの螺旋状の屑排出溝４４、４５が形成されている。前記２つの螺旋状の屑排出溝において、１つが長手屑排出溝４４であり、他の１つが短手屑排出溝４５である。前記長手屑排出溝４４と短手屑排出溝４５のねじれ角は、相違するように形成されている。前記短手屑排出溝４５は、短手屑排出溝４５と長手屑排出溝４４が重なる箇所まで形成されている。前記先端部４１に接近する箇所では、長手屑排出溝４４と短手屑排出溝４５が一緒に切りくずを排出し、２つの屑排出溝が重なる箇所の以降では、長手屑排出溝４４だけが切りくずを排出する。前記ねじれ角は、小型ドリルの本体の外周面で前記屑排出溝の螺旋形の切線と小型ドリルの軸線との間の鋭角αを示す。

前記長手屑排出溝４４は、前記先端部４１から本体部４２の端末まで形成され、且つそのねじれ角が不変する。前記短手屑排出溝４５は、前記先端部４１に接近する箇所に形成され、且つ２つの屑排出溝が重なる箇所の前記短手屑排出溝４５のねじれ角が前記長手屑排出溝４４のねじれ角より大きい。前記短手屑排出溝４５のねじれ角が前記長手屑排出溝４４のねじれ角より大きいため、前記短手屑排出溝４５がより短い距離内で前記長手屑排出溝４４に重なる。即ち、前記短手屑排出溝４５が前記長手屑排出溝４４と短手屑排出溝４５が重なる箇所まで形成されている。

上述したように、ねじれ角が大きい屑排出溝を短手屑排出溝４５にするので、小型ドリルの屑排出効率をさらに向上させることができる。例えば、前記長手屑排出溝４４のねじれ角が４５度である場合、切りくずを順調に排出することができると仮定する。この場合、前記短手屑排出溝４５のねじれ角を大きくすれば大きくするほど、短手屑排出溝４５がより多い切りくずを排出するので、ドリルの屑排出効果が向上し、且つ前記短手屑排出溝４５が長手屑排出溝４４或いは小型ドリルの屑排出効果に影響を与えない。しかし、前記短手屑排出溝４５のねじれ角が前記長手屑排出溝４４のねじれ角より小さく、且つ短手屑排出溝４５の屑排出が悪くなって完全に詰まる場合、前記長手屑排出溝４４が順調に切りくずを排出しても、小型ドリルの切りくずの排出が悪くなる。上述する小型ドリルは、切りくずの排出がしにくい板材の加工に適用する。

前記短手屑排出溝４５の長さは、前記長手屑排出溝４４の長さの３〜５０％である。例えば、前記短手屑排出溝４５の長さを前記長手屑排出溝４４の長さの５％或いは１０％にすることができる。前記長手屑排出溝４４のねじれ角は、２０〜５０度にし、前記短手屑排出溝４５のねじれ角は、前記長手屑排出溝４４のねじれ角より５〜４０度大きくすることができる。上述するように設ける小型ドリルは、前記短手屑排出溝４５がより短い距離で前記長手屑排出溝４４に重なるようにし、且つ小型ドリルの後端部の屑排出溝の数量を減らして、小型ドリルの剛性を向上させることができる。

他の実施形態で、前記短手屑排出溝４５の長さを前記長手屑排出溝４４の長さの６５〜９０％にすることもできる。そんな構造を有する小型ドリルは、穴径に対する要求が高い加工領域、或いは切りくずの排出がしにくい加工領域に使うことができる。例えば、ガラス転移温度が低く、切りくずが融解しやすくて、２つの屑排出溝で切りくずを排出しなければならない加工領域、或いは小型ドリルの屑排出溝が長くてドリルの根部が折れやすい加工領域に使うことができる。上述する小型ドリルは、前記短手屑排出溝４５のねじれ角を少しずつ増加して、短手屑排出溝４５と長手屑排出溝４４が所定の箇所で重なるようにすることができる。即ち、短手屑排出溝４５と長手屑排出溝４４が先端部の付近で重なって小型ドリルの剛性が下がり、小型ドリルがよく切れる問題を解決することができる。長い小型ドリルにおいて、剛性の要求が高いので、剛性が足りない部分に１つの屑排出溝を形成して、長さが伸びた部分の剛性を確保することができる。長さが伸びた部分は、穴を開ける時間が短く、排出する切りくず量も少ないので、１つの屑排出溝だけでも切りくずを順調に排出することができる。従って、本発明の小型ドリルは、長い小型ドリルの剛性が足りなく、先端部が折れやすい問題を解決することができる。

以下、図６と、図８〜図１１を参照しながら説明する。図８に示す小型ドリルの大径部において、短手屑排出溝と長手屑排出溝が対称に形成され、２つの屑排出溝のねじれ角と２つの屑排出溝の壁厚が同じである。図９と図１０は、短手屑排出溝と長手屑排出溝が重なり始める箇所を示す。前記短手屑排出溝のねじれ角が大きくなる箇所の深さが漸次浅くなり、２つの屑排出溝が重なる箇所の短手屑排出溝の深さは同一位置における長手屑排出溝の深さより浅くなる。この位置から、前記短手屑排出溝と長手屑排出溝が不対称になり、前記短手屑排出溝のねじれ角が大きくなり、且つ短手屑排出溝の深さが前記長手屑排出溝の深さより浅くなる。前記長手屑排出溝は従来のドリルの屑排出溝より深くて広いので、切りくずを収納する屑排出溝のスペースをより大きくすることができる。図１１は、前記短手屑排出溝が前記長手屑排出溝に完全に重なる位置の断面を示す。図１１の位置には前記長手屑排出溝しかないので、点線で短手屑排出溝の位置を示す。上述する設計により、前記短手屑排出溝と長手屑排出溝が重なる位置に顕著な境界線が形成される。前記短手屑排出溝と前記長手屑排出溝が重なる位置の屑排出溝の幅が広くなるので、小型ドリルの剛性が悪い影響を与える可能性もある。切りくずを排出するために前記長手屑排出溝の深さを確保しなければならないが、前記短手屑排出溝の深さを浅くして、屑排出溝の幅によって悪くなる小型ドリルの剛性を補うことができる。上述する設計は、前記長手屑排出溝と短手屑排出溝がよく重なるようにすることができる。且つ、２つの屑排出溝が重なった位置の幅が狭く、２つの屑排出溝が重なった位置がもっと平らであるので、容易に加工することができる。

前記短手屑排出溝は、ねじれ角同一角度部分とねじれ角増加部に分けることができる。前記先端部に接近する小型ドリルの一部がねじれ角同一角度部分である。前記短手屑排出溝のねじれ角同一角度部分のねじれ角と長手屑排出溝のねじれ角が同じである。２つの屑排出溝が重なる位置に接近する箇所に位置し、且つ前記ねじれ角同一角度部分に繋がっている部分がねじれ角増加部である。前記ねじれ角増加部のねじれ角は、短手屑排出溝と長手屑排出溝が完全に重なる位置まで漸次増えている。

前記短手屑排出溝４５のねじれ角同一角度部分の軸方向長さは、大径部４３と同じであるか、或いは大径部４３より大きい。前記短手屑排出溝４５のねじれ角同一角度部分は、前記大径部４３を経つ後前記ねじれ角増加部に到着する。前記大径部４３は、先端部の付近に位置し、直径が本体部４２の中央より少し太い部分を言う。前記大径部４３の長さは、大体０．５〜１ｍｍである。小型ドリルで穴を開ける場合、直径が大きい前記大径部４３の外周面だけが加工品に接触される。前記長手屑排出溝４４のねじれ角と同じな小型ドリルの一部の長さを前記大径部４３の長さより長くして、前記大径部４３の構造が対称し、小型ドリルの外周面と穴部の内周面が摩擦する時に対称する応力を受けるようにすることができる。即ち、応力バランスを取って、穴位置精度をさらに向上させることができる。他の実施形態で、前記長手屑排出溝４４のねじれ角同一角度部分の長さを前記大径部４３の長さより短くしてもよい。しかし、上述する小型ドリルは、穴を形成する時の応力バランスが長手屑排出溝４４のねじれ角同一角度部分の長さを前記大径部４３の長さより長くする小型ドリルより悪いので、穴位置精度が悪くなる可能性がある。且つ、応力バランスが悪い小型ドリルを長期的に使うと、大径部４３の背中が摩損されるので、大径部４３の両側が不対称になり、応力バランスがさらに悪くなる可能性がある。

上述した構造は、大径部を有する小型ドリル或いは大径部を有しない小型ドリルに適用する。大径部を有する小型ドリルにおいて、先端部に接近する部分、好ましくは０．３ｍｍ以内の部分の先端部と２つの屑排出溝を対称に形成して、穴あけ作業時の応力バランスを改善し、穴位置精度を向上させることができる。且つ、小型ドリルの先端部を研磨しても、先端部の２つの屑排出溝と２つの切削刃の対称状態を維持することができる。

他の実施形態の屑排出溝は、ねじれ角同一角度部分と、ねじれ角増加部と、大ねじれ角一定部分と、を含む構造に設けることができる。前記先端部の一端に接近する一部がねじれ角同一角度部分である。前記ねじれ角同一角度部分のねじれ角と前記長手屑排出溝４４のねじれ角が同じである。２つの屑排出溝が重なる付近に位置し、且つねじれ角が前記長手屑排出溝４４のねじれ角より大きい一部がねじれ角一定部分の大ねじれ角一定部分である。前記ねじれ角同一角度部分と大ねじれ角一定部分との間に位置する一部がねじれ角増加部である。前記大ねじれ角一定部分は、前記ねじれ角増加部の最大ねじれ角を定値ねじれ角にすることができる。上述する構造は、前記ねじれ角増加部をねじれ角が増える過渡区域にし、大きい定値のねじれ角を有する短手屑排出溝４５が短手屑排出溝４５と長手屑排出溝４４が重なる箇所まで延べるようにする。前記ねじれ角増加部のねじれ角は、線形に増えるか、或いは非線形に増える。前記ねじれ角同一角度部分と、ねじれ角増加部と、大ねじれ角一定部分との分布位置は、穴を開ける板材により決めることができる。

切りくずを排出しやすい板材に使われる小型ドリルは、短手屑排出溝のねじれ角が長手屑排出溝のねじれ角より小さく設けることもできる。上述する構造は、くず排出の障害部が前記短手屑排出溝に形成され、切りくずの排出がねじれ角を大きい屑排出溝を短手屑排出溝にする小型ドリルより悪いが、切りくずの排出を確保する前提で、小型ドリルの剛性を向上させることもできる。

以下、生益Ｓ１１４１と言う板材（厚さが１．６ｍｍであり、６層の銅から構成され、毎層１OZである２つの板材が重なっている板材である）を加工板材にし、本発明の小型ドリルと常用小型ドリルを使って前記加工板材に穴をあける試験を実施した。上述する試験で、二層板材の下層に形成される穴の穴位置精度数値をＣＰＫ値にする。

前記常用小型ドリルは、従来の常用小型ドリルである。前記常用小型ドリルは、対称する２つの切削刃と、２つの屑排出溝とを含み、ねじれ角が４２度であり、ドリル直径が０．２５ｍｍであり、屑排出溝の長さが４．５ｍｍであり、芯部直径が外周直径の７０％ほどである。

前記本発明の小型ドリルは、対称する２つの切削刃と、長手屑排出溝と、短手屑排出溝と、を含む。前記長手屑排出溝は、ねじれ角が４５度であり、屑排出溝の長さが４．５ｍｍである。前記短手屑排出溝は、ねじれ角が４５〜７５度であり、屑排出溝の長さが２．０ｍｍである。前記短手屑排出溝は、１．２ｍｍの位置で前記長手屑排出溝と重なり始まり、２ｍｍの位置で前記長手屑排出溝に完全に重なる。前記短手屑排出溝の芯部直径は外周直径の７０％ほどである。

上述する試験で、穴をあける時の回転速度は、１５０ＫＲＰＭ（毎分回転１５万回）であり、小型ドリルの送り速度は、４０ｍｍ／ｓであり、ヒット数は、２０００である。試験のＣＰＫ値は、表１の通りである。

表１と図１２に示すように、本発明の小型ドリルが従来小型ドリルの穴位置精度よりよいことが分かる。特に、穴あけ回数が１０００回を超えた後、本発明の小型ドリルの穴位置精度が従来の小型ドリルの穴位置精度より大幅に改善されたことが分かる。

以下、本発明の小型ドリルの製造方法に対して説明する。本発明の小型ドリル製造方法は、以下のステップを含む。

ステップＳ１で、長手屑排出溝を形成する。チャックなどが棒材を固定して回転し、砥石車が長溝製造用プログラムに従って前記棒材の上に長手屑排出溝を形成する。

ステップＳ２で、短手屑排出溝を形成する。前記長手屑排出溝が形成される棒材が前記チャックによって１８０度回転する（前記長手屑排出溝の開始角に対して１８０度回転）。前記砥石車が短溝製造用プログラム（図８〜図１１に示すように、ねじれ角を前記長手屑排出溝のほうより大きくし、屑排出溝の長さを小さくし、砥石車の高度を変化して、短手屑排出溝の端末の深さが漸次浅くなるようにする）に従って前記棒材の上に短手屑排出溝を形成する。

ステップＳ３で、小型ドリルの背中研削を実施する。ステップＳ３において、従来の小型ドリルのように背中研削用砥石車が所定のプログラムに従って背中研削を実施する。２つの背中は、２つの研削用砥石が同じな背中研削を二回実施して形成する。

ステップＳ４で、小型ドリルの先端研削を実施する。先端研削を実施するステップは、従来の小型ドリルのように実施することができる。即ち、前記棒材を所定の位置に送る後に、前記屑排出溝と先端部との間の角度関係により前記チャックが棒材の開始角度を調節する。次に、先端研削用砥石のセットが水平移動の研削を実施して主刃面と副刃面を形成する。次に、チャックで棒材を１８０度回転させて、上述する研削を再度実施して、反対面の研削を始める。両側の研削が終わると、小型ドリルの製造が完了する。

前記２つの屑排出溝の構造は、小型ドリルのサイズと穴をあける加工品の材質により設けることができる。具体的の状況によって前記長手屑排出溝のねじれ角と、短手屑排出溝の最大ねじれ角の角度を設ける後、長手屑排出溝のねじれ角を前記短手屑排出溝の開始ねじれ角にして短手屑排出溝の加工をする。前記短手屑排出溝のねじれ角一定部分は、大径部を超える後、短手屑排出溝の最大ねじれ角になるまでねじれ角が大幅に増える。前記短手屑排出溝のねじれ角が最大のねじれ角になると、前記短手屑排出溝が長手屑排出溝に完全に重なるようにするか、或いは短手屑排出溝の最大ねじれ角を一定の距離進めた後に前記短手屑排出溝が長手屑排出溝に完全に重なるようにすることができる。

前記短手屑排出溝が前記長手屑排出溝に重なるように設けると本発明の効果を実現することができる。即ち、前記ねじれ角同一角度部分の以降の部分で短手屑排出溝のねじれ角がどんなに変化しても、本発明の効果を実現することができる。即ち、前記短手屑排出溝が前記長手屑排出溝に重なるように設けると本発明の効果を実現することができる。前記短手屑排出溝の長さを短くしようとする場合は、小型ドリル製造装置を調節して、前記短手屑排出溝のねじれ角を大きくする。前記短手屑排出溝の長さを長くしようとする場合は、前記短手屑排出溝のねじれ角を小さくするか、或いは先端部と長手屑排出溝のねじれ角同一角度部分の長さ（即ち、対称部分を延長し、ねじれ角変化部を以降の部分に移動する）を延ばす。

前記短手屑排出溝の長さが長ければ長いほど、切りくずの収納が良くなり、穴位置精度が悪くなる。反対に、穴位置精度を向上させれば向上させるほど、切りくずの収納が悪くなる。従って、穴粗さの要求が高く、穴位置精度の要求が高くない場合は、短手屑排出溝の長さが長い小型ドリルを使うことができる。反対に、穴位置精度の要求が高く、穴粗さの要求が高くない場合（穴粗さの標準と表面粗さの標準が似ている、即ち、穴粗さの数値が小さければ小さいほどよい）、或いは切りくずの排出がしやすい加工品に穴をあける場合、例えば、硬度が高い材料に穴をあける場合には、短手屑排出溝の長さが短い小型ドリルを使うことができる。

本発明の小型ドリルの本体部上に形成されている２つ以上の屑排出溝において、少なくとも１つが長手屑排出溝に形成され、少なくとも１つが短手屑排出溝に形成されている。前記長手屑排出溝のねじれ角と短手屑排出溝のねじれ角は、相違するように形成されている。前記長手屑排出溝と前記短手屑排出溝は、所定の距離の内で重なり、前記短手屑排出溝は、長手屑排出溝と短手屑排出溝が重なる箇所まで形成されている。前記短手屑排出溝に対応する切削刃により切削される切りくずが、前記短手屑排出溝によって排出される後、２つの屑排出溝が重なる箇所の長手屑排出溝によって排出されるので、切りくずを排出することができる。前記短手屑排出溝が先端部に接近する箇所までしか形成されないので、前記屑排出溝の部分の剛性を向上させ、芯の厚さを厚くし、小型ドリルの剛性を向上させることができる。従って、あけられる穴位置精度を向上させ、ドリル折れを防ぎ、ドリルの寿命を延長することができる。

１つの屑排出溝で切りくずを排出し、長手屑排出溝の芯の厚さが厚いので、長手屑排出溝の深さをさらに深くして、長手屑排出溝の切りくずの排出能力を向上させることができる。上述する小型ドリルは、穴あけ作業時の穴内面との間の摩擦力を小さくし、穴位置精度を向上させ、ドリルの寿命を向上させることができる。上述する小型ドリルは、ドリルの長さが長くて穴位置精度が悪くなり、ドリルが容易に折れる問題を防ぐことができる。即ち、小型ドリルの長さを延長しても、普通の長さを有する小型ドリルのような性能を出すことができる。

１つの刃と１つの屑排出溝を有する小型ドリルに比較すると、本発明の小型ドリルの先端部が従来の小型ドリルのように形成されている。即ち、２つの主切削刃、２つの主刃面、２つの副刃面が軸芯に対称に形成され、長手屑排出溝と短手屑排出溝が重なって切りくずを排出するので、以下の効果を出すことができる。

（１）穴位置精度を向上させることができる
１つの刃と１つの屑排出溝を有する小型ドリルは、刃を１つしか含まないから穴をあける時に先端部の応力バランスが破壊され、径方向の力が発生するので、穴位置精度が悪くなる。本発明の小型ドリルの先端部は対称に形成されているので、応力バランスが破壊されることを防ぎ、１つの屑排出溝によって穴位置精度が向上する小型ドリルより穴位置精度をさらに向上させることができる。

（２）穴粗さを向上させることができる
２つの刃を含む小型ドリルは、穴内面を少しずつ切削するので、切削がスムーズに行われ、切りくずが小さく砕け、切りくずが容易に排出され、穴粗さが向上される。小型ドリルの先端部の応力バランスが破壊されなく、径方向の力を受けないので、穴粗さが悪くなることを防ぐことができる。

（３）小型ドリルの耐摩性を向上させることができる
１つの刃の切削量を２つの切削刃が担当するので、本発明の小型ドリルの送り量を半分にすることができる。即ち、小型ドリルの送り量を半分にすることができるので、小型ドリルの耐摩性と、寿命を向上させ、穴の粗さを改善することができる。

（４）生産、使用に関する装置を改変する必要がなく、適用範囲が広い。
本発明の小型ドリルは、１つの屑排出溝のねじれ角と長さだけを変えるので、容易に製造することができる。本発明の小型ドリルを使う時、完全に従来の小型ドリルのように使うことができる。例えば、小型ドリルの先端を研磨する場合、通常の小型ドリルのように磨くことができる。１つの刃と１つの屑排出溝を有する小型ドリルと比較すると、複雑なプログラムを使って複数の副刃を製造することと、品質検査、磨くステップを変えることを避けることできる。

上述する内容では、本発明の好ましい実施形態に対して詳しい説明したが、本発明の小型ドリルが上述する実施形態に制限されていることではない。例えば、３つ以上の刃を含む小型ドリルなども本発明の技術方案であるということができる。３つの刃と３つの屑排出溝を含む小型ドリルにおいて、３つの刃に対応する屑排出溝を１つの長手屑排出溝と２つの短手屑排出溝に形成し、２つの短手屑排出溝が別々に１つの長手屑排出溝に重なり且つ短手屑排出溝が短手屑排出溝と長手屑排出溝が重なる箇所まで延びるようにしても、上述したように剛性を向上させる効果を得ることができる。即ち、当業者が本発明の技術内容に基づいて行う簡単な変更或いは取替えは、本発明の技術内容に属することだと見ることができる。

１ 先端部
１１ 主切削刃
１３ 隣接線
１４ 第一逃げ面
１５ 第二逃げ面
２ 本体部
２１ ねじれ溝
３ 大径部
３０１ 第一副切削刃
３０２ 第二副切削刃
３０３ 第三副切削刃
３１ 主切削刃
３２ 副切削刃
３３ 隣接線
３４ 第一逃げ面
３５ 第二逃げ面
３６ 第三後刃面
３７ 第四後刃面
４１ 先端部
４２ 本体部
４３ 大径部
４４ 長手屑排出溝
４５ 短手屑排出溝
α 鋭角

上記課題を解決するため、本発明では、２つ以上の切削刃を具備する先端部と、２つ以上の螺旋形の屑排出溝が形成されている本体部と、を含む小型ドリルを提供する。前記屑排出溝は、少なくとも１つの長手屑排出溝と、前記切削刃に対応する少なくとも１つの短手屑排出溝を含む。前記長手屑排出溝のねじれ角と短手屑排出溝のねじれ角が違う。前記長手屑排出溝と短手屑排出溝が離れる状態から重なる状態に変わる。前記短手屑排出溝が長手屑排出溝と短手屑排出溝が重なる箇所まで形成されている。

従来の技術に係る小型ドリルを示す図である。 従来の技術に係る小型ドリルの先端部を示す図である。 従来の技術に係る小型ドリルの本体部の断面を示す図である。 １つの切削刃と１つの屑排出溝を有する従来の小型ドリルの先端部を示す図である。 本発明の小型ドリルにおいて短手屑排出溝のねじれ角が変化し始まる段階を示す図である。 本発明の小型ドリルにおいて短手屑排出溝と長手屑排出溝が重なり始まる段階を示す図である。 本発明の小型ドリルにおいて短手屑排出溝と長手屑排出溝が完全に重なる段階を示す図である。 図６の小型ドリルでのＭ１−Ｍ１に沿う断面を示す図である。 図６の小型ドリルでのＭ２−Ｍ２に沿う断面を示す図である。 図６の小型ドリルでのＭ３−Ｍ３に沿う断面を示す図である。 図６の小型ドリルでのＭ４−Ｍ４に沿う断面を示す図である。 本発明の小型ドリルと従来の小型ドリルを使う試験で得る穴位置精度のＣＰＫ値を示す図である。

Claims (10)

1. ２つ以上の切削刃を具備する先端部と、２つ以上の螺旋形の屑排出溝が形成されている本体部と、を含む小型ドリルにおいて、
   前記屑排出溝は、少なくとも１つの長手屑排出溝と、少なくとも１つの短手屑排出溝と、を含み、
   前記長手屑排出溝のねじれ角と短手屑排出溝のねじれ角が相違し、前記長手屑排出溝と短手屑排出溝が離れる状態から重なる状態に変化し、前記短手屑排出溝が長手屑排出溝と短手屑排出溝が重なる箇所まで形成されていることを特徴とする小型ドリル。
2. 前記先端部は、小型ドリルの軸芯に対称に形成されている２つの主切削刃と、２つの主刃面と、２つの副刃面と、を含むことを特徴とする請求項１に記載の小型ドリル。
3. 前記長手屑排出溝と短手屑排出溝が重なる箇所にある短手屑排出溝のねじれ角が前記長手屑排出溝のねじれ角より大きいことを特徴とする請求項１或いは２に記載の小型ドリル。
4. 前記短手屑排出溝は、前記先端部の一端に接近する箇所にあるねじれ角と前記長手屑排出溝のねじれ角が同じであるねじれ角同一角度部分と、前記ねじれ角同一角度部分に繋がってねじれ角が漸次増えるねじれ角増加部と、を含むことを特徴とする請求項３に記載の小型ドリル。
5. 前記短手屑排出溝のねじれ角同一角度部分の軸方向長さが先端部の大径部の長さ以上であることを特徴とする請求項４に記載の小型ドリル。
6. 前記短手屑排出溝は、前記ねじれ角増加部の後に形成され且つねじれ角増加部の最大ねじれ角を一定ねじれ角とする大ねじれ角一定部分をさらに含むことを特徴とする請求項４に記載の小型ドリル。
7. 前記短手屑排出溝のねじれ角増加部の屑排出溝の深さが漸次浅くなり、交差する箇所の短手屑排出溝の深さが同一位置における長手屑排出溝の深さより浅いことを特徴とする請求項１又は２に記載の小型ドリル。
8. 前記短手屑排出溝の長さが前記長手屑排出溝の長さの３〜５０％、或いは、６５〜９０％であることを特徴とする請求項１或いは２に記載の小型ドリル。
9. 棒材に屑排出溝を形成するステップＡと、背中研削と先端研削を行うステップＢと、を含む請求項１に記載の小型ドリルを製造する方法において、
   棒材に屑排出溝を形成するステップＡは、長手屑排出溝を形成するステップＡ１と、前記長手屑排出溝のねじれ角と違うねじれ角を有する短手屑排出溝を形成し且つ前記短手屑排出溝が短手屑排出溝と長手屑排出溝が重なる箇所まで形成するようにするステップＡ２と、を含むことを特徴とする小型ドリルの製造方法。
10. 前記長手屑排出溝を形成するステップＡ１において、チャックに固定される棒材を回転させる一方、砥石車が長溝製造用プログラムによって長手屑排出溝を形成し、
    前記短手屑排出溝を形成するステップＡ２において、前記チャックに固定される棒材を前記長手屑排出溝の開始角に対して１８０度回転させる後、ねじれ角が増えると同時に屑排出溝の長さが減る短溝製造用プログラムによって短手屑排出溝を形成することを特徴とする請求項９に記載の小型ドリルの製造方法。