(57)【要約】【課題】先端部の外周摩耗を抑制して穴明け加工時の耐折損性を向上させ且つ内壁粗さ及び再研磨性を改善可能で、しかも、構造が簡易で製造容易な極めて実用性に秀れた穴明け工具の提供。【解決手段】工具本体１の外周に工具先端から基端側に向かう螺旋状の切り屑排出溝２が一若しくは複数形成され、この切り屑排出溝２とランド部３との間に該ランド部３より一段低いクリアランス形成用段部４が設けられた穴明け工具において、前記クリアランス形成用段部４を、工具先端側には設けず工具基端側にのみ設ける。【選択図】図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
工具本体の外周に工具先端から基端側に向かう螺旋状の切り屑排出溝が一若しくは複数形成され、この切り屑排出溝とランド部との間に該ランド部より一段低いクリアランス形成用段部が設けられた穴明け工具であって、前記クリアランス形成用段部は、工具先端側には設けず工具基端側にのみ設けられていることを特徴とする穴明け工具。
【請求項２】
請求項１記載の穴明け工具において、前記クリアランス形成用段部は、工具先端から工具外径の１.５〜５倍の距離だけ離れた位置より工具基端側に向かって設けられていることを特徴とする穴明け工具。
【請求項３】
請求項２記載の穴明け工具において、前記クリアランス形成用段部は、前記切り屑排出溝の終端位置を越えない範囲で設けられていることを特徴とする穴明け工具。
【請求項４】
請求項１〜３いずれか１項に記載の穴明け工具において、前記クリアランス形成用段部は、工具外径の５〜２０％の深さで設けられていることを特徴とする穴明け工具。
【請求項５】
請求項１〜４いずれか１項に記載の穴明け工具において、前記クリアランス形成用段部は、始端から終端まで同一深さで設けられていることを特徴とする穴明け工具。
【請求項６】
請求項１〜５いずれか１項に記載の穴明け工具において、前記クリアランス形成用段部は、前記切り屑排出溝の工具回転方向前方側に設けられていることを特徴とする穴明け工具。
【請求項７】
請求項１〜６いずれか１項に記載の穴明け工具において、工具本体の心厚は該心厚が工具先端から基端方向に向かって漸増するフロントテーパ形状に設定されていることを特徴とする穴明け工具。
【請求項８】
請求項７記載の穴明け工具において、工具先端側の傾斜角度が大きく工具基端側の傾斜角度が小さくなるように前記心厚のフロントテーパ形状が設定されていることを特徴とする穴明け工具。
【請求項９】
請求項１〜８いずれか１項に記載の穴明け工具において、工具外径が０.２ｍｍ以下であることを特徴とする穴明け工具。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、穴明け工具に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
先端側に被削物に穴明け加工を施す切れ刃が形成された刃部20を有し基端側に工具ホルダに保持されるシャンク部を有するドリル25において、例えば特許文献１に開示されるように、切り屑排出溝21とランド部22との間に該ランド部22より一段低いクリアランス形成用段部23を形成して所謂クリアランス24を設けた二枚刃のドリルがある。
【０００３】
このクリアランス24は、一般的には図１に図示したようにドリル先端から所定の長さで設けられている。そのため、図２に図示したようなクリアランスがないドリル25'に比し、切り屑排出溝の容積（切り屑排出用の空間）が広がり切り屑排出性に秀れる一方、ドリル先端における外周摩耗の進行が早く、それだけ寿命が短くなるという問題点がある。
【０００４】
また、ドリル先端までクリアランス24を設ける場合、このクリアランス24を形成する分だけ先端形状が複雑化し加工が厄介となる（径が小さくなると特に厄介となる）。
【０００５】
更に、通常、先端視におけるドリルの先端形状の外観検査を行う場合、クリアランス24が形成された後のランド部22の幅またはそれらが複数である場合はそれらの相互差を測定し、またクリアランス24の深さまたはそれらが複数である場合はそれらの相互差を測定し良否を判定するが、径が小さくなると加工だけでなくこの検査も厄介となり、コスト高となるのは避けられない。
【０００６】
【特許文献１】特開２００５−１３１７５１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
本発明は、上述のような現状に鑑みなされたもので、先端部の外周摩耗を抑制して穴明け加工時の耐折損性を向上させ且つ内壁粗さ及び再研磨性を改善可能で、しかも、構造が簡易で製造容易な極めて実用性に秀れた穴明け工具を提供するものである。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
添付図面を参照して本発明の要旨を説明する。
【０００９】
工具本体１の外周に工具先端から基端側に向かう螺旋状の切り屑排出溝２が一若しくは複数形成され、この切り屑排出溝２とランド部３との間に該ランド部３より一段低いクリアランス形成用段部４が設けられた穴明け工具であって、前記クリアランス形成用段部４は、工具先端側には設けず工具基端側にのみ設けられていることを特徴とする穴明け工具に係るものである。
【００１０】
また、請求項１記載の穴明け工具において、前記クリアランス形成用段部４は、工具先端から工具外径Ｄ１の１.５〜５倍の距離だけ離れた位置より工具基端側に向かって設けられていることを特徴とする穴明け工具に係るものである。
【００１１】
また、請求項２記載の穴明け工具において、前記クリアランス形成用段部４は、前記切り屑排出溝２の終端位置を越えない範囲で設けられていることを特徴とする穴明け工具に係るものである。
【００１２】
また、請求項１〜３いずれか１項に記載の穴明け工具において、前記クリアランス形成用段部４は、工具外径Ｄ１の５〜２０％の深さで設けられていることを特徴とする穴明け工具に係るものである。
【００１３】
また、請求項１〜４いずれか１項に記載の穴明け工具において、前記クリアランス形成用段部４は、始端から終端まで同一深さで設けられていることを特徴とする穴明け工具に係るものである。
【００１４】
また、請求項１〜５いずれか１項に記載の穴明け工具において、前記クリアランス形成用段部４は、前記切り屑排出溝２の工具回転方向前方側に設けられていることを特徴とする穴明け工具に係るものである。
【００１５】
また、請求項１〜６いずれか１項に記載の穴明け工具において、工具本体１の心厚Ｄ２は該心厚Ｄ２が工具先端から基端方向に向かって漸増するフロントテーパ形状に設定されていることを特徴とする穴明け工具に係るものである。
【００１６】
また、請求項７記載の穴明け工具において、工具先端側の傾斜角度が大きく工具基端側の傾斜角度が小さくなるように前記心厚Ｄ２のフロントテーパ形状が設定されていることを特徴とする穴明け工具に係るものである。
【００１７】
また、請求項１〜８いずれか１項に記載の穴明け工具において、工具外径Ｄ１が０.２ｍｍ以下であることを特徴とする穴明け工具に係るものである。
【発明の効果】
【００１８】
本発明は上述のように構成したから、先端部の外周摩耗を抑制して穴明け加工時の耐折損性を向上させ且つ内壁粗さ及び再研磨性を改善可能で、しかも、構造が簡易で製造容易な極めて実用性に秀れた穴明け工具となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１９】
好適と考える本発明の実施形態を、図面に基づいて本発明の作用を示して簡単に説明する。
【００２０】
被削物に穴明け加工を施す際、クリアランス形成用段部４により形成されるクリアランスにより切り屑排出溝２の溝容積が拡大し、切り屑が良好に排出されるのは勿論、先端部にクリアランスが存在しないため、被削物に接触し易い工具先端側のランド部３が摩耗し難く、それだけ工具先端側の外周摩耗が抑制される。従って、切り屑が詰まり難くなることで、穴明け加工時の耐折損性が向上すると共に、切り屑による加工穴内壁へのダメージを軽減でき、それだけ内壁粗さを改善することが可能となる。
【００２１】
また、例えば、工具の外形状を工具外径が一定ではなく工具先端から基端方向に向かって漸減するバックテーパ形状に設定した場合でも、工具先端側の外周摩耗が抑制されることでこのバックテーパ形状が維持され、折損寿命を延ばすことが可能となる。
【００２２】
更に、単にクリアランスをランド部３の工具途中部から基端側にかけて形成するだけで製造可能であり、また、工具先端形状も複雑化せず、製造・外観検査をそれだけ簡易に行うことが可能となる。しかも、工具先端部の外周摩耗が少ないため、刃受け上に安定して固定でき、また、再研磨後の直径を確保し易くなる等の理由により、再研磨性にも秀れたものとなる。
【００２３】
また、例えば、工具本体１の心厚Ｄ２を該心厚Ｄ２が工具先端から基端方向に向かって漸増するフロントテーパ形状に設定した場合には、フロントテーパ形状により工具基端側で十分な心厚を確保しつつ溝容積を顕著に増加させて切り屑詰まりを抑制することが可能で、特に耐折損性に秀れたものとなる。
【実施例】
【００２４】
本発明の具体的な実施例について図３〜１１に基づいて説明する。
【００２５】
本実施例は、工具本体１の外周に工具先端から基端側に向かう螺旋状の切り屑排出溝２が一若しくは複数形成され、この切り屑排出溝２とランド部３との間に該ランド部３より一段低いクリアランス形成用段部４が設けられた穴明け工具であって、前記クリアランス形成用段部４は、工具先端側には設けず工具基端側にのみ設けられているものである。
【００２６】
具体的には、本実施例は、工具外径Ｄ１（直径）が約０.１ｍｍで先端側に被削物に穴明け加工を施す切れ刃５が形成された刃部６を有し基端側に工具ホルダに保持されるシャンク部７を有するプリント配線板（ＰＣＢ）用のドリルであり、刃部６の外周に切り屑排出溝２が２つ設けられ、この切り屑排出溝２の間にランド部３が設けられ、切り屑排出溝２とドリル先端逃げ面との間に夫々切れ刃５が設けられているものである。また、先端逃げ面はドリル中央にチゼルエッジを形成するように所定の角度で工具軸芯に対して傾斜している。図中、符号８は刃部６とシャンク部７との連設部である。
【００２７】
尚、本実施例においては直径約０.１ｍｍのＰＣＢ用ドリルとしているが、より径小な場合や径大な場合でも同様に本発明を適用できる。特に０.２ｍｍ以下（〜０.０５ｍｍ程度）の小径ドリルに用いると好適である。
【００２８】
各部を具体的に説明する。
【００２９】
クリアランス形成用段部４は、工具先端から工具外径Ｄ１の１.５〜５倍の距離だけ離れた位置（始端）より工具基端側に向かって切り屑排出溝２の終端位置より工具先端側位置（終端）まで設けられている。工具外径Ｄ１の１.５倍未満の距離から設けた場合には、工具先端部の外周摩耗を抑制する十分な効果が得られ難く、且つ再研磨の際にランド部３が無くなり、クリアランス形成用段部４が露出する危険性が生じ、工具外径Ｄ１の５倍より離れた位置から設けた場合には、クリアランス形成用段部４が存在しないことにより十分な溝容積を確保できず、切り屑の流動性が悪化し、切り屑が詰まり易くなるという不都合が生じるからである。
【００３０】
本実施例においては、工具先端から工具外径Ｄ１の約２倍の距離だけ離れた位置から刃部６の工具基端側にして切り屑排出溝２の終端位置よりやや工具先端側の位置まで（刃部６のテーパ部８との連設部近傍位置まで、図４中Ａの範囲）設けられている。具体的には、クリアランス形成用段部４の終端は、切り屑排出溝２の終端位置より該切り屑排出溝２の溝長の１〜１０％程度工具先端側に離れた位置まで設けられている。尚、クリアランス形成用段部４の終端が切り屑排出溝２の終端と同じ位置になるように設けても良く、要は十分な溝容積を確保でき且つ切り屑排出溝２の終端位置を越えない範囲で設ければ良い。
【００３１】
従って、クリアランス９は、工具の先端部には存在せず、工具の途中部から基端側にかけて設けられることになる。
【００３２】
また、クリアランス形成用段部４は、工具外径Ｄ１の５〜２０％の深さで且つ始端から終端まで同一深さで（ランド部表面からクリアランス形成用段部４の段差面10までの距離が一定となるように）設けられている。工具外径Ｄ１の５％未満では、クリアランス形成用段部４が浅すぎるため、溝容積の増加量が少なく切り屑が詰まり易いという不具合が生じ、２０％を越えるとドリルの剛性が低下し、穴位置精度等の性能が悪化するだけでなくドリルの剛性不足に起因して耐折損性が悪化するという不具合が生じるからである。本実施例においては、工具外径Ｄ１の約１０％の深さで設けられている。
【００３３】
また、ランド部表面とクリアランス形成用段部４の段差面10とを連設する連設面11は、ドリルの軸方向断面においてクリアランス形成用段部４の段差面10と成す角αが鈍角（本実施例においては１２０°程度）となるように設定されている。αが鋭角であると段差面10と連接面11とが交差する隅部に切り屑が詰まりやすく、これによってドリル全体として切り屑排出性が悪化して折損しやすくなるという不具合が生じるからである。
【００３４】
また、クリアランス形成用段部４は、切り屑排出溝２の工具回転方向前方側に設けられている。具体的には、本実施例では、図２に図示したようなクリアランスがないドリルのランド部を工具の途中部から除去して、ランド部３にして切り屑排出溝２の工具回転方向前方側の端部に前記連設面11を介して段差面10を形成している。尚、工具先端にして切り屑排出溝２の工具回転方向後方側に切れ刃５が設けられる。
【００３５】
また、工具本体１の心厚Ｄ２は該心厚Ｄ２が工具先端から基端方向に向かって漸増するフロントテーパ形状に設定されている。具体的には、図４に図示したように、工具先端側の領域Ｆ１において傾斜角度が大きく工具基端側の領域Ｆ２において傾斜角度が小さくなるように前記心厚Ｄ２のフロントテーパ形状が設定されている。従って、本実施例のドリルの断面を示す図５と図２に図示したクリアランスがないドリル25'の断面を示す図６とから明らかなように、切り屑排出空間の容積を顕著に増加させることができ、フロントテーパ形状により工具基端側で十分な心厚Ｄ２を確保しつつクリアランス９により切り屑詰まりを抑制することが可能で、特に耐折損性に秀れたものとなる。
【００３６】
また、本実施例においては、工具外径Ｄ１（工具本体１の刃部６の外径）は工具先端から基端方向に向かって漸減するバックテーパ形状としているが、例えば工具の外形状を工具外径が先端から基端にかけて略一定となるように構成しても良い。
【００３７】
本実施例は上述のように構成したから、被削物に穴明け加工を施す際、クリアランス形成用段部４により形成されるクリアランスにより切り屑排出溝２の溝容積が拡大し、切り屑が良好に排出されるのは勿論、先端部にクリアランスが存在しないため、被削物に接触し易い工具先端側のランド部３が摩耗し難く、それだけ工具先端側の外周摩耗が抑制される。従って、安定した穴明け加工を維持し易いため穴明け加工時の耐折損性が向上すると共に、切り屑が詰まり難くなることでも耐折損性が向上し、且つ切り屑による加工穴内壁へのダメージを軽減でき、それだけ内壁粗さを改善することが可能となる。
【００３８】
また、工具の外形状を工具外径が一定ではなく工具先端から基端方向に向かって漸減するバックテーパ形状に設定した場合でも、工具先端側の外周摩耗が抑制されることでこのバックテーパ形状が維持され、折損寿命を延ばすことが可能となる。
【００３９】
更に、単にクリアランスをランド部３の工具途中部から基端側にかけて形成するだけで製造可能であり、また、工具先端形状も複雑化せず、製造・外観検査をそれだけ簡易に行うことが可能となる。しかも、工具先端部の外周摩耗が少ないため、刃受け上に安定して固定でき、また、再研磨後の直径を確保し易くなる等の理由により、再研磨性にも秀れたものとなる。
【００４０】
また、工具本体１の心厚Ｄ２を該心厚Ｄ２が工具先端から基端方向に向かって漸増するフロントテーパ形状に設定しても、フロントテーパ形状により工具基端側で十分な心厚を確保しつつ溝容積を顕著に増加させて切り屑詰まりを抑制することが可能で、特に耐折損性に秀れたものとなる。
【００４１】
よって、本実施例は、先端部の外周摩耗を抑制して穴明け加工時の耐折損性を向上させ且つ内壁粗さ及び再研磨性を改善可能で、しかも、構造が簡易で製造容易な極めて実用性に秀れた穴明け工具となる。
【００４２】
本実施例の効果を裏付ける実験例について説明する。
【００４３】
尚、表及びグラフ中の通常クリアランスとは図１に図示したような工具先端から形成される一般的なクリアランスを指し、サブクリアランスとは図３に図示したような本実施例に係る工具先端に形成されないように工具の途中部から形成されるクリアランスを指す。
【００４４】
図７は、図１（通常クリアランス），２（クリアランス無し），３（サブクリアランス：本実施例）の夫々について、各３サンプルずつ、ＰＣＢを１８０００ヒットした後の外周摩耗状態を測定した結果を示すグラフである。尚、新品とは、穴明け加工前の状態を示す。また、測定は、ドリル先端から０.２ｍｍの範囲で０.０１ｍｍピッチで行った。各サンプルは、クリアランスの有無・クリアランスの形成範囲以外は素材、長さ、径等、全て同一条件で測定した。
【００４５】
図７から明らかなように、サブクリアランスタイプは、クリアランス無しタイプと同等程度に外周摩耗が抑制され、通常クリアランスタイプに比し、耐外周摩耗性に秀れることが確認できた。
【００４６】
図８，９は、各サンプルでＰＣＢを１２０００ヒットして折損評価を行った結果である。
【００４７】
図８，９から明らかなように、サブクリアランスタイプはクリアランス無しタイプに比し折損寿命が大幅に延び、また、通常クリアランスに対しても上記外周摩耗が抑制されることによって折損寿命が延び、耐折損性に極めて秀れることが確認できた。
【００４８】
図１０，１１は、各サンプルでＰＣＢを４枚重ねて６０００ヒットした後にＰＣＢの加工穴内壁の粗さを１０点測定し、その結果をＰＣＢの重ね位置別に表したものである。最上部（工具突入側）のＰＣＢをｔｏｐ、最下部（工具突出側）のＰＣＢをｂｏｔｔｏｍと記載している。
【００４９】
図１０，１１から、サブクリアランスタイプはクリアランス無しタイプに比し内壁粗さが大幅に改善し、しかも、工具先端にクリアランスがなくても、通常クリアランスと同様の内壁粗さを維持できることが確認できた。
【００５０】
以上から、本実施例によれば、先端部の外周摩耗を抑制して穴明け加工時の耐折損性を向上させ且つ内壁粗さ及び再研磨性を改善可能であることが確認できた。
【図面の簡単な説明】
【００５１】
【図１】従来のクリアランスを設けたドリルの概略説明側面図である。
【図２】従来のクリアランスの無いドリルの概略説明側面図である。
【図３】本実施例の概略説明側面図である。
【図４】本実施例の概略説明図である。
【図５】図３の一部を拡大した拡大概略説明断面図である。
【図６】図２の一部を拡大した拡大概略説明断面図である。
【図７】外周摩耗に関する実験結果を示すグラフである。
【図８】折損に関する実験結果を示す表である。
【図９】折損に関する実験結果を示すグラフである。
【図１０】内壁粗さに関する実験結果を示す表である。
【図１１】内壁粗さに関する実験結果を示すグラフである。
【符号の説明】
【００５２】
１  工具本体
２  切り屑排出溝
３  ランド部
４  クリアランス形成用段部
Ｄ１  工具外径
Ｄ２  心厚
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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