JPH03502664A - スパイラルドリル - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるため要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 スパイラルドリル 〔技術分野〕 本発明は穴を切削するための切削工具に関し、より詳細には、スパイラルドリル に関する。

（発明の背景〕 ドリル軸線に対して鋭角に設計され、各々がドリル研ぎ後面と交差して主切削刃 を形成する前面と、ランドに合体している溝面と、ドリル芯部に接触する前面お よび溝面の合せ面とを有するチップ溝部を備えたスパイラルドリルが当業界で知 られている（ＤＡ。

Ｂ、２１４４２１７）。

このドリルはら旋状チップ溝部の内面およびランドにより制限された工具材料の 大きいボディを有しており、これにより、チップ溝部はその外面と穴壁部の表面 との間に形成された制限された小さい容積を有している。このような構成により 、低強度材料、例えば、箔被覆誘電材（ガラス系テキストライト、紙系ラミネー ト等）、プラスチック、プレキシグラス、軽合金等の部品に穴をあける方法（多 量のチップの生成を伴う）はチップの十分な処分を行うことができない。

このような材料を取扱う際、チップは溝部に付着して溝に詰まるので、作業を中 止してドリルを清浄するが、あるいはドリルを交換することが必要となる。その うえ、直径の小さい穴、特に３鶴はどの小さい穴の場合、ドリルは破損すること さえある。すべてこれにより穴あけ効率が低下してしまう。

このようなドリルのランドはら旋状溝部の溝面の上に突出しており、また可成り の幅を有している。これのため、穴あけの過程でドリルおよび穴の壁部の両方の 摩擦および加熱が高まる。ドリルの加熱は、特に、低熱伝導性を有するガラス系 テキストライト、紙糸ラミネート、プラスチックおよび他の材料製の部品に穴を あけるときにドリルの急激な悪化をもたらす。

このようなドリルのら旋状溝部の前面はランドの表面とともに９０＃に近い角度 をなし、この角度は切削工程を著しく阻害する。

かくして、穴の壁部の加熱および困難な切削により、粘性の低強度材料製の部品 、特に穴の壁部上で焼け、融解および拡がりの傾向がある固化エポキシ樹脂を含 有する箔被覆誘電材製の印刷回路盤に切削された穴ばあらさが著しくなりかつ品 質が悪くなる。

以上の理由により、穴あけされた印刷回路盤は穴の縁部の箔のまくれまたは離脱 、ガラスファイバの乱れ、または大表面からのガラスファイバの剥離のような欠 陥を有してしまう、これらの欠陥は更に切削することによっても常に修正するこ とができず、特に印刷回路盤における穴の後の金属被覆の品質を低下させてしま う。

しかも、このようなドリルの製造は、ら旋状溝部の溝面がランドと合体する箇所 でら旋状チップ溝部が鋭い***を持つ複雑な曲線形状を有しているため、成る程 度の技術上の複雑さを伴う。

〔発明の概要〕

本発明の主目的は、ら旋形溝部の前面および溝面の設計により、ドリルの高い生 産性および安定性や、低強度材料、すなわち、箔被覆誘電材（ガラス系テキスト ライト、紙糸ラミネート等）、プラスチック、プレキシグラス、軽合金等製の部 品にあけられた穴の高い品質を確保し、ドリルの製造技術を向上するスパイラル ドリルを提供することである。

この目的は、ドリル軸線に対して鋭角で傾斜され、各々がドリル研ぎ後面と交差 して主切削刃を形成する前面と、ランドと合体している溝面と、ドリル芯部に接 触する前面および溝面の合せ面とを有するら旋状チップ溝部を備えたドリルにお いて、本発明によれば、ら旋状溝部の前面および溝面とそれらの合せ面とが各々 、一対の円形ら旋状表面を構成していることを特徴とするドリルで達成される。

ドリルのこの設計によれば、ら旋状溝部の各部分の滑らかな丸い形状およびら旋 状溝部の外面と穴壁部の表面との間に定められる大きいチップ用空間が確保され る。

そのうえ、ら旋状溝部のそれらの表面のいずれの部分における表面曲率も著しく はなく、ら旋状溝部の溝面ば切下げを有さない。

これらの設計上の特徴により、作動中、チップによるら旋状溝部の付着および詰 まりがなくなり、これらの溝部を清浄する時間を省き、送り速度および切削速度 を高めながらチップの確実な処分を確保することができる６以上の要因すべてに より、穴あけ効率が高められる。

ら旋状溝部をそれらの溝面の上方のランドの鋭い***のない３つの接合円形ら旋 状表面の形態で形成することでチップ処分の向上およびランド幅の減小が達成さ れる。これにより、穴あけの過程において摩擦および温度を低下させ、その結果 、ドリルの耐久性を向上させることができる。

チップの容易かつ迅速な除去により、特に低強度材料製の部品において、穴壁部 に作用するチップの圧力を低下させ、穴壁部の損傷を少な（することができる、 しかも、ドリルのランドはら旋状溝部の溝面の上方に突出しておらず、これによ り穴あけ中のドリルボディー・の熱の抽出を高め、穴壁部の加熱を低減させるこ とができる。

上記の利点は低強度材料製の部品、特に低軟化点を有する固化エポキン樹脂を含 有する箔被覆誘電材製の印刷回路盤における穴の切削標準規格を向上させる。

ドリルのら旋状溝部は溝部の溝面がランドと合体する点で急な***のない滑らか な丸い形状を有しており、これによりドリル製造中、ら旋状溝部を軸方向断面に おける簡単な幾何学的輪郭の単一ディスク工具で機械加工することができ、これ によりドリルの製造技術を向上させる。

ドリル軸線に直角な断面におけるら旋状溝部の前面がドリルの直径りの約０．３ ０倍から約０．３５倍まで変化する半径ｒ、を有する円弧を描くことが実施可能 でである。これにより、ドリルの切削部分に研ぐ場合、ら旋状溝部の前面とドリ ルの研ぎ面との交差により形成される主切削刃の合理的な形状を確保することが できる。

半径ｒ１が０．３Ｄより可成り小さいと、ドリルのランド近くで主切削刃のコー ナが割れたり破壊したりする。逆に、半径ｒ、を０、３５　Ｄよりかなり大きく すると、品質を悪くし、あけられた穴のあらさを増し、またドリルランド近くの 主切削刃による切削の悪化によりまくれを生じる。

また、ドリル軸線から最も遠い箇所における半径「１を有する円弧に対する接線 がドリル軸線を通って上記箇所まで引かれた直線と約２５°から約３０′″の角 度γをなし、これによりドリルランドの副切削刃による切削工程を可成り容易に し、穴の切削品質を向上させることが可能である。

角度Ｔが２５″″よりかなり小さいと、ランドの副切削刃による切削を阻害し、 穴の切削標準規格を悪くする。角度Ｔが３０″よりかなり大きいと、ドリルの主 切削刃が割れたり破壊したりする。

ドリル軸線と直角な断面におけるら旋状溝部の溝面がドリルの直径りの約０．２ ５倍から約０．３０倍まで変化する半径ｒ、を有する円弧に沿って形成されるこ とが可能である。これにより、ドリルの必要強度を確保し、ら旋状ドリル溝部の 溝面をディスクバイト輪祁の矩形部分で機械加工することができ、これによりド リル製造技術を向上させることができる。

半径ｒ８が０．２５　Ｄよりかなり小さいと、ら旋状溝部の機械加工を阻害し、 チップ処分工程を妨げてしまう、半径ｒ、が０．３０Ｄよりかなり大きいと、ド リルの強度を低下させ、また送り速度の低下により穴の切削効率を低下させてし まう。

ドリル軸線から最も違い点における半径ｒ、を有する円弧に対する接線がドリル 軸線を通って同じ点まで引かれた直線に対する垂線と約８°から約１２°まで変 化する角度αをなし、これにより熱の除去を向上させかつランドの温度を低下さ せ、かくしてドリルの耐久性を高めることが可能である。この場合、ランドは輻 狭く、これによりランドの強度を保ちながら、穴の切削標準規格を高めることが できる。

角度αが８ｍより可成り小さいと、穴の切削標準規格を悪化し、また穴壁部に対 するら旋状溝部の溝面の一部の摩擦によりドリルの耐久性を低下させ、角度αが １２＠より可成り大きいと、ドリルのランドおよび背面の強度を悪化し、ランド の割れ又は破壊およびドリルの破断を引起す。

ドリル軸線と直角な断面におけるら旋状溝部の前面および溝面の合せ面はドリル の直径りの約１．０倍から約１．５倍までの範囲の半径「２を有する円弧に沿っ て形成するのがよい。

半径ｒ、の値が１．　ＯＤより可成り小さいと、ら旋状溝部がしばしばチップで 詰まり、温度が上昇し、その結果、穴あけの品質の悪化およびその効率の低下を 来たし、ならびにドリルの寿命が短縮される。半径ｒ、の値が１．５Ｄよりかな り大きいと、ドリルの刃先の強度が低下され、ドリルが破断したり、減速送り速 度により穴あけ効率が低くなったりする。

ら旋状溝部の前面および溝面の合せ面はドリルの直径りの約０．２倍〜０．３倍 の厚さを有するドリル芯部Ｋを間に位置決め形成することが可能である。

芯部にの厚さが０．２Ｄより可成り小さいと、ドリルの長さ方向安定性および穴 の切削精度を低下させてしまう、芯部にの厚さが０、３　Ｄより可成り大きいと 、チップ用空間の縮小をもたらし、切削帯域からのチップの除去を悪化し、チッ プにより穴の表面を損傷し、穴の切削効率および標準規格およびドリルの耐久性 を低下させてしまう。

〔図面の簡単な説明〕

添付図面を参照して本発明を以下に例として説明する０図面において、 第１図は本発明によるら旋状溝部を有するスパイラルドリルを示す、軸部を削除 した側面図である。

第２図は第１図の線■−■に沿った拡大断面図である。

〔発明を実施するための最良の態様〕

開示するドリルは刃先１　（第１図）および軸部２を備えている。

ドリルの刃先には、ドリル軸ｖＡ４に対して鋭角ωに傾斜されたら旋溝部３が設 けられており、これらの溝部はチップを処分するためのものである。各ら旋状溝 部３はドリル研ぎ面６（第１図）と交差して主切削刃７を形成する前面５（第２ 図における断面ｎ−ｂ）と、ランド９（第１図）となる溝面８（第２図における 断面ｅ−ｄ）と、ら旋状溝部３の前面５および溝面８の合せ面１０（第２図にお ける断面ｂ−ｃ）とを有している。ら旋状溝部３の前面および溝面の各合せ面１ ０はドリル芯部Ｋに接触している。

第２図に示すように、部分ａ−ｂにおけるドリル軸線４と直角な平面が交差した ら旋状溝部３の前面５は半径ｒ１がドリル直径りの０．３０倍から０．３５倍ま で変化する円弧を描いている。半径ｒ、が０．３　Ｄより小さくなると、ドリル が硬質合金または超硬材料で作られている場合、点（ａ）近くで主切削刃７が割 れてしまい、またドリルが高速鋼で作られている場合、点（ａ）近くで上記刃７ が破壊してしまう。

半径ｒ１が０．３５Ｄを越えると、主切削刃７が凸状になり、これにより点＜ａ ＞近くで主切削刃７およびランド９の副切削刃１１　（第１図）の切削状態を損 う。

第２図に示すように、断面ｃ−ｄにおけるドリル軸線４に直角な平面が交差した ら旋状溝部の溝面８は半径ｒ！がドリル直径りの０．２５倍から０．３０倍まで である円弧を描いている。

半径「□が０．２５　Ｄより小さくなると、チップの除去を損ったり、ら旋状溝 部３の可成りの曲率によりドリルの製造が複雑になったり、点（Ｃ）近くで溝面 ８の切下げを引起したりする。半径ｒ２が０．３０　Ｄより増すと、相隣るら旋 状溝３の溝面８と前面５との間に囲まれた工具本体の体積の減小によりドリルの 強さが低下される。

第２図でわかるように、断面ｂ−ｃにおけるドリル軸線４に直角な平面が交差し たら旋状溝部３の前面５および溝面８の合せ面１０は、半径ｒ３がドリル直径り の１．０倍から１．５倍まで変化する円弧を描いている。半径ｒ、を１．ＯＤよ り小さくすると、ら旋状溝部３の容積が減小するため、ら旋状溝部３にチップが 詰ったり、付着したりする可能性がある。半径ｒ、を１．５Ｄより大きくすると 、相隣るら旋状溝部３の表面１０間に囲まれた工具本体の体積の減小により、ド リルの強さが成る程度低下する。

第２図に示すように、各ら旋状溝部３の前面５および溝面８間の合せ面１０は、 厚さがドリルの直径りの０．２倍から０．３倍まで変化するドリルの芯部Ｋを形 成している。芯部にの厚さが０．２０Ｄより小さくなると、ドリル軸ｖＡ４をゆ がめたり、ドリルの長さ方向安定性および曲げ強度の低下により穴の切削精度お よび標準規格を損ったりする。ドリル芯部にの厚さが０．３Ｄを上田ると、ら旋 状チップ溝部３の容積を減小させたり、チップ処分を損ねたり、穴切削の効率／ 基準およびドリルの耐久性を悪化させたりする。

ドリルの断面に示されるランド９の副切削刃１１とドリル軸線４に直角な平面と の表面角Ｔ　（第２図）が、ドリル軸線４から最も違い点ｒａＪにおける半径ｒ 、を有する円弧に対する接線１２と、ドリル軸線４を通って上記点ｒａＪまで引 かれた直ｖＡ１３との間に形成される。この角度Ｔは２５°から３０°まで変化 する。

角度γを２５＠より小さくすると、ランド９の副切削刃１１が鈍くなり、切削性 が低くなる。穴切削品質が損なわれる。角度Ｔを３０°より大きくすると、硬質 合金または超硬材料製のドリルの点「ａ」近くで主切削刃７およびランド９の副 切削刃１１が割れたり、高速鋼製のドリルの点ｒａＪ近くで同じ刃７．１１が破 壊したりする。

ドリルの断面図で第２図に示すランド９とドリル軸線４に直角な平面との背面角 αが、ドリル軸線４から最も違い点ｄにおける半径ｒ、を有する円弧に対する接 線１４と、ドリル軸線４を通って同じ点ｄまで引かれた直線１６に対する垂＆１ ｉ１５との間に形成される。この角度αは８°から１２°までの範囲である。

この開示ドリルの機能は次の如くである。

穴をあける際、材料の大部分を除去してチップを形成する主切削刃７によりり作 業が開始される。主切削刃７の合理的形状はら旋状溝部３の前面５の半径ｒ、の 上記値により確保される０次いで、ランド９　（第１図）の副切削刃１１を回転 させ、それにより表面角γ　（第２図）によって材料を切削し、最終的に大表面 を成形してその品質を確保する。生じたチップは３つの円形のら旋状表面５．８ ．１０の部分により形成されるら旋状溝部３を遣って移動する。ら旋状溝部３の 滑らかな丸い形状により、特に箔被覆誘電材（ガラス系テキストライト、紙糸ラ ミネート等）製の印刷回路盤に穴をあけるときには、チップはら旋状溝部３に付 着したり詰まったりすることなしに自由に除去される。

切削の送り速度および切削速度の増大により、チップが容易かつすばやく除去さ れることにより効率が改善される。同時に、穴あけ温度も低下され、それにより ドリルの耐久性を高め、またチップが穴壁部に作用する圧力が低下され、それに より穴の壁部の損傷を低減し、穴切削の高品質を確保することができる。

ドリルの案内ガイド９は、穴の壁部に接触してドリル軸ｖＡ４の！線性および穴 の切削精度を確保する０表面角Ｔのかなりの値により、点ｒａＪ近くのランド９ の鋭い刃１１は材料を容易に切下げ、穴壁部の高い品質および低いあらさを確保 する。ランド９の背面角αの所定の値によれば、ランド９の小さい幅にもかかわ らず、ランド９の構造強さが確保され、切削されている穴の壁部に対するら旋状 溝部３の溝面１０の摩擦をなくす。

ランド９の幅が小さいことにより、穴あけの過程における摩擦および加熱がより 少なくなり、ら旋状溝部３の溝面１０上方のランド９の***がないことにより、 ドリルボディへの熱伝達が改善される。これらの３の要因すべてにより、ランド ９および穴壁部の温度を下げ、ドリルの耐久性および穴の品質を高める。この利 点は低融点の固化エポキシ樹脂を含有するガラス系テキストライトまたは紙糸ラ ミネート製の印刷回路盤に穴をあけるときに最も著しく現われる。

芯部にの上記厚さおよび第２図にドリル軸線４と直角な断面で示すら旋状溝の溝 面８および表面１０の半径ｒｌ、ｒｌにより、高い送り速度および切削速度での 作業中の必要強度を確保することができる。

この開示設計のドリルを用いることにより、ドリルの耐久性、箔被覆ガラス系テ キストライトおよび他の低強度材料製の印刷回路盤の穴あけ効率および穴切削品 質を向上させる問題を成る程度まで解決して硬質合金、多結晶材料および他の超 硬材料製のドリルを含めてドリルの効率的な製造技術を確保することができる。

〔産業上の適用性〕

本発明は、印刷回路盤に穴を形成するための数値プログラム付きの特別な高速半 自動および自動機械や、穴あけ工程で穴からドリルを抜き出すことなしに直径１ ５ｍｍまで深い穴を形成するために、プレキングラス、プラスチックおよび他の 同様な材料を含めて軽合金のシート材料を主としてなる可撓性および熱伝達性印 刷回路盤および他の低強度材料製の部品に穴を切削する際、箔被覆ガラス系テキ ストライトおよび紙糸ラミネート製の片面、両面および多層印刷回路盤（盤のバ ンクを含む）に穴（例えば、硬質合金製ドリルを使用して２５０ｍ／分までの切 削速度および１５０ｆ１７秒までの送り速度で直径０．２〜３．０鶴の穴）を形 成するための万能穴あけ回転／ジグ中ぐり機、トランスファー成形機および自動 切削ラインに最も首尾よく使用することができる。硬質合金製ドリルを使用して 達成される穴切削精度は第６グレード（Ｈ６）に達する。

そのうえ、本発明はマシーリングセンター型機械で軽合金および他の低強度材料 製のフレームおよび他の部品に探し）穴を含めて精密な穴を切削するのに通用す ること力（できる。

平成　　年　　月　　日 特許庁長官　植　松　　　敏　殿 １、事件の表示　　　ＰＣＴ／ＳＵ８８１００２０４氏　名　ズブコツ　ァレク セイ　ウラディミロヴイッチ５、補正命令の日付　　平成３年３月１２日６、補 正の対象　　　　明細書及び請求の範囲の翻訳文７、補正の内容　　　　別紙の とおり 明細書及び請求の範囲の翻訳文の浄書 （内容に変更なし） 国際調査報告

Claims (7)

【特許請求の範囲】
1. １．ドリル軸線（４）に対して鋭角（ω）で傾斜され、各々がドリル研ぎ後面（ ６）と交差して主切削刃（７）を形成する前面（５）と、ガイドランド（９）と 合体している溝面（８）と、ドリル芯部に接触する前面（５）および溝面（８） の合せ面（１０）とを有するら旋状チップ溝部（３）を備えたスパイラルドリル において、ら旋状溝部（３）の前面（５）および溝面（８）とそれらの合せ面（ １０）は各々一対の円形ら旋状表面を構成していることを特徴とするスパイラル ドリル。
2. ２．ドリル軸線（４）に直角な断面におけるら旋状溝部（３）の前面（５）はド リルの直径（Ｄ）の約０．３０倍から約０．３５倍までの範囲の半径（ｒ１）を 有する円弧を描いていることを特徴とする請求の範囲１記載のドリル。
3. ３．ドリル軸線（４）から最も遠い点（ａ）における半径（ｒ１）を有する円弧 に対する接線（１２）はドリル軸線（４）を通って同じ点（ａ）まで引かれた直 線（１３）と約２５°から約３０°まで変化する角度（γ）を形成することを特 徴とする請求の範囲２記載のドリル。
4. ４．ドリル軸線（４）に直角な断面におけるら旋状溝部（３）の溝面（８）はド リルの直径（Ｄ）の約０．２５倍から約０．３０倍まで変化する半径（ｒ２）を 有する円弧を描いていることを特徴とする請求の範囲１記載のドリル。
5. ５．ドリル軸線（４）から最も遠い点（ｄ）における半径（ｒ２）を有する円弧 に対する接線（１４）はドリル軸線（４）を通って同じ点（ｄ）まで引かれた直 線（１６）に対する垂線（１５）と約８°から約１２°まで変化する角度（α） を形成することを特徴とする請求の範囲４記載のドリル。
6. ６．ドリル軸線（４）に直角な断面におけるら旋状溝部（３）の前面（５）と溝 面（８）との間の合せ面（１０）はドリルの直径（Ｄ）の約１．０倍から約１． ５倍まで変化する半径（ｒ２）を有する円弧を描いていることを特徴とするる請 求の範囲１記載のドリル。
7. ７．ら旋状溝部（３）の前面（５）と溝面（８）との間の合せ面（１０）はこれ らの間にドリル芯部（Ｋ）の寸法を形成し、該寸法はドリルの面径（Ｄ）の約０ ．２倍から約０．３倍まで変化することを特徴とする請求の範囲１記載のドリル 。