(57)【要約】      （修正有）【課題】プリント基板の穴あけ加工において、切りくず排出を改善した位置決め部材およびそれを装着したプリント基板の穴あけ加工用ドリルを提供する。【解決手段】プリント基板の穴あけ加工用ドリル１に装着され、該ドリル１の設置高さＬを設定するための位置決め部材１０において、該位置決め部材１０は略円筒状をなし、その中心付近には前記ドリル１の刃部１ａおよび／又はシャンク部１ｂに着脱自在に装着するための貫通穴１１が設けられるとともに、その外周面１０ｃには少なくとも１つの溝１２が前記中心軸線Ｏに沿って、前記ドリル１の先端側に向く先端面１０ａから後端側に向かって延設されている。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
略丸棒状をなし刃部とシャンク部とからなるドリル本体を有し、前記刃部の外周面には中心軸線に沿って、少なくとも１条の切りくず排出溝が前記刃部の先端から後方側に向かって延設されるとともに、前記切りくず排出溝の回転方向（Ｋ）に向く壁面と、該ドリル本体の先端逃げ面との交差稜線部に先端切れ刃が形成されたプリント基板の穴あけ加工用ドリルに装着されて、該ドリルの設置高さ（Ｌ）を設定する位置決め部材において、該位置決め部材は略円筒状又は略多角柱状をなし、その中心付近には前記ドリルの刃部および／又はシャンク部に着脱自在に装着するための貫通穴が設けられるとともに、その外周面には少なくとも１つの溝が前記中心軸線に沿って、前記ドリルの先端側に向く先端面から後端側に向かって延設されていることを特徴とする位置決め部材。
【請求項２】
該位置決め部材の外周面に設けられた溝は、該位置決め部材の両端面に交差していることを特徴とする請求項１に記載の位置決め部材。
【請求項３】
該位置決め部材の前記溝の断面形状が円弧状又は多角形状又は円弧と多角形を組合せた形状からなることを特徴とする請求項１又は２に記載の位置決め部材。
【請求項４】
該位置決め部材の外周面に設けられた溝が延びる方向と前記中心軸線とが平行であることを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載の位置決め部材。
【請求項５】
該位置決め部材の外周面に設けられた溝が延びる方向と前記中心軸線とが鋭角をなすことを特徴とする請求項１〜４のいずれか１項に記載の位置決め部材。
【請求項６】
前記溝の少なくとも一部が前記貫通穴に連通していることを特徴とする請求項１〜５のいずれか１項に記載の位置決め部材。
【請求項７】
略丸棒状をなし刃部とシャンク部とからなるドリル本体を有し、前記刃部の外周面には中心軸線に沿って、少なくとも１条の切りくず排出溝が前記刃部の先端から後方側に向かって延設されるとともに、前記切りくず排出溝の回転方向（Ｋ）に向く壁面と、該ドリル本体の先端逃げ面との交差稜線部に先端切れ刃が形成されたプリント基板の穴あけ加工用ドリルにおいて、請求項１〜６のいずれか１項に記載の位置決め支持部材が装着されたことを特徴とするプリント基板の穴あけ加工用ドリル。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、位置決め部材およびそれを装着したプリント基板の穴あけ加工用ドリルに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、自動ドリル交換のためのツールマガジンを備えたプリント基板穴あけ機に用いられるドリル（１）には、図１２に示すような位置決め部材（１０）が用いられていた。この位置決め部材（１０）は、合成樹脂性で略円筒状をなし、その中心付近には、前記ドリル（１）を嵌入するための貫通穴（１１）を、厚さ方向に対向する先端面（１０ａ）と後端面（１０ｂ）とを貫通するように形成されている。そして、該位置決め部材（１０）は前記ドリル（１）の刃部（１ａ）および／又はシャンク部（１ｂ）に着脱自在に装着される。
【０００３】
ドリル（１）は、プリント基板穴あけ機のスピンドル（図示せず）の先端に設けられた把持装置（図示せず）に、そのシャンク部（１ｂ）を把持され自動的に装着されるもので、該ドリル（１）を保持するツールホルダ（４０）は、該穴あけ機のプリント基板を装着するワークテーブル（５０）の隅の方に設置される。
【０００４】
該位置決め部材（１０）が装着されたドリル（１）において、図１１に示すように、該位置決め部材（１０）がツールホルダ（４０）の上端部に形成された係止部材（３０）に係止されることにより、該ドリル（１）の設置高さ（Ｌ）が設定され、また保持されるようになっている。
【０００５】
ドリル（１）の交換時には空いたツールホルダ（４０）に使用済みドリル（１）を放棄し、新ドリル（１）が保持されたツールホルダ（４０）の真上に把持装置が位置決めされ、次にスピンドルが下降し、新ドリル（１）のシャンク部（１ｂ）が保持装置に固定され、さらにスピンドルが上昇すると一緒に新ドリル（１）が位置決め部材（１０）とともにツールホルダ（４０）から引き抜かれる。（例えば、特許文献１参照）
【０００６】
【特許文献１】実開昭５７−００３５３９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら、位置決め部材（１０）を装着したドリル（１）を用いてプリント基板の穴あけ加工を行うと、図１１に示すように、該ドリル（１）の先端切れ刃（３）から生成される切りくずは、該位置決め部材（１０）により流出を阻害されて該ドリル（１）の刃部（１ａ）、シャンク部（１ｂ）、該位置決め部材（１０）に巻き付いてしまう。この巻き付きが発生した以降、さらに切りくずの流出は阻害されてしまうため、巻き付きの規模が大きくなり、該ドリル（１）の折損、加工穴の品質劣化、さらにはスピンドルのチャック部の損傷を引き起こすおそれがある。本発明は、上記の事情に鑑みてなされたものであって、その目的は、プリント基板の穴あけ加工において、切りくず排出を改善した位置決め部材およびそれを装着したプリント基板の穴あけ加工用ドリルを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記課題を解決するために本発明は、略丸棒状をなし刃部とシャンク部とからなるドリル本体を有し、前記刃部の外周面には中心軸線に沿って、少なくとも１条の切りくず排出溝が前記刃部の先端から後方側に向かって延設されるとともに、前記切りくず排出溝の回転方向（Ｋ）に向く壁面と、該ドリル本体の先端逃げ面との交差稜線部に先端切れ刃が形成されたプリント基板の穴あけ加工用ドリルに装着され、該ドリルの設置高さ（Ｌ）を設定するための位置決め部材において、該位置決め部材は略円筒状又は略多角柱状をなし、その中心付近には前記ドリルの刃部および／又はシャンク部に着脱自在に装着するための貫通穴が設けられるとともに、その外周面には少なくとも１つの溝が前記中心軸線に沿って、前記ドリルの先端側に向く先端面から後端側に向かって延設されていることを特徴とする。
【発明の効果】
【０００９】
上述した発明の位置決め部材によれば、ドリルの先端切れ刃から生成される切りくずは、該ドリルの切りくず排出溝内を通り、加工穴の外へ排出された後、位置決め部材の外周面に設けられた溝を沿うように円滑に流出され切りくず排出性が大幅に改善する。そのため、該ドリル、該位置決め部材への巻き付きが大幅に減少し、該ドリルの折損、加工穴の品質劣化、スピンドルのチャック部の損傷等の不具合が解消される。
【００１０】
本発明の位置決め部材において、該位置決め部材の外周面に設けられた溝は、該位置決め部材の両端面に交差し開口していることが好ましい。このようにすれば、ドリルの先端切れ刃から生成される切りくずは、該ドリルの切りくず排出溝内を通り、加工穴の外へ排出された後、位置決め部材の外周面に設けられた溝を円滑に流出し該位置決め部材の後方へ排出される。そのため、該ドリル、該位置決め部材への巻き付きが大幅に減少し、該ドリルの工具折損、加工穴の品質劣化、スピンドルのチャック部の損傷等の不具合が解消される。
【００１１】
本発明の位置決め部材において、該位置決め部材の前記溝の断面形状が円弧状又は多角形状又は円弧と多角形を組合せた形状のいずれかであれば上述の効果が得られる。
【００１２】
本発明の位置決め部材において、該位置決め部材の外周面に設けられた溝が延びる方向と前記中心軸線とが平行であることが好ましい。このようにした場合には、前記溝内において切りくずは流出を妨げられることなく円滑に排出され、ドリルおよび該位置決め部材へ巻き付きにくくなる。
【００１３】
本発明の位置決め部材において、該位置決め部材の外周面に設けられた溝が延びる方向と前記中心軸線とが鋭角をなすことが好ましい。このようにした場合、ドリルの先端切れ刃から生成される切りくずは、前記溝が延びる方向と同じく該ドリルの先端切れ刃から離れるにしたがい前記中心軸線から離れる方向に流出する傾向を強める。そのため、該ドリルおよび該位置決め部材に切りくずが巻き付くことをより確実に防止することができる。
【００１４】
本発明の位置決め部材において、前記溝の少なくとも一部が前記貫通穴に連通していることが好ましい。このようにした場合には、前記貫通穴に連通した部分の溝においては、切りくずが通過するのに十分な断面積が確保され、切りくず排出性のさらなる向上がはかられる。
【００１５】
本発明の位置決め部材を装着したドリルにおいては、上述したように該ドリルの折損、加工穴の品質劣化が解消されるので、該ドリルの寿命低下をおさえられる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１６】
次に、本発明の位置決め部材およびそれを装着したプリント基板の穴あけ加工用ドリルを適用した第１の実施形態について図を参照しながら説明する。
【００１７】
第１の実施形態に係る位置決め部材の形状を図１に示す。図１の（ａ）はこの位置決め部材の平面図であり、図１の（ｂ）は正面図である。図２は、図１に示す位置決め部材を装着したドリルである。
【００１８】
図１の（ａ）および（ｂ）に示すように、位置決め部材（１０）は略円筒状を呈し、その中心付近にはドリル（１）を嵌入するための貫通穴（１１）が中心軸線（Ｏ）に沿って形成される。そして、該位置決め部材（１０）の外周面（１０ｃ）には、断面を円弧状とする溝（１２）が円周方向に４ヶ所等配され前記中心軸線（Ｏ）に沿って先端面および後端面に開口するように延設される。この位置決め部材（１０）は、例えば金属、非金属等の材料から構成され、一般的には合成樹脂等の非金属から構成されるのが好ましい。
【００１９】
該位置決め部材（１０）が装着されるドリル（１）において、ドリル本体（１Ａ）は、図２に示すように、先端側の刃部（１ａ）と後端側のシャンク部（１ｂ）とからなる略丸棒状をなし、前記刃部（１ａ）の外周面には前記刃部（１ａ）の先端から後方側へ延びるとともにねじれ角βのねじれた２条の切りくず排出溝（２）が形成される。前記切りくず排出溝（２）の回転方向（Ｋ）を向く壁面と該ドリル本体（１Ａ）の先端逃げ面との交差稜線部に先端切れ刃（３）が形成される。少なくとも前記先端切れ刃（３）は、例えば超硬合金、被覆超硬合金、ダイヤモンド等の硬質材料で構成される。
【００２０】
そして、上記の背景技術の項に記載したのと同様に、該位置決め部材（１０）は、その貫通穴（１１）にドリル（１）の刃部（１ａ）および／又はシャンク部（１ｂ）が嵌入されることにより、該ドリル（１）に装着される。なお、該位置決め部材（１０）は、ドリル（１）の中心軸線（Ｏ）方向の装着位置を調整自在とされ、またドリル（１）への着脱を自在とされるものである。
【００２１】
位置決め部材（１０）が装着されたドリル（１）において、該位置決め部材（１０）が穴あけ加工機に備えられたツールホルダ（４０）の上端部に形成された係止部材（３０）に係止されることにより、該ドリル（１）の設置高さ（Ｌ）が設定され、また保持されるようになっている。ここで、該位置決め部材（１０）の外周面の直径は、ツールホルダ（４０）の上端部に形成された係止部材（３０）に係止可能なように適宜設定される。
【００２２】
ドリル（１）の交換時には空いたツールホルダ（４０）に使用済みドリル（１）を放棄し、新ドリル（１）が保持されたツールホルダ（４０）の真上に把持装置が位置決めされ、次にスピンドルが下降し、新ドリル（１）のシャンク部（１ｂ）が保持装置に固定され、さらにスピンドルが上昇すると一緒に新ドリル（１）が位置決め部材（１０）とともにツールホルダ（４０）から引き抜かれる。
【００２３】
そして、新ドリル（１）は、スピンドルにより回転せしめられ、中心軸線（Ｏ）方向先端側に向かって送りを与えられることにより、穴あけ加工機のワークテーブル上に固定されたプリント基板の被削材に対して穴加工を行う。
【００２４】
以上に説明した位置決め部材（１０）およびそれを装着したドリル（１）によれば、プリント基板等に穴あけ加工を行うとき、該ドリル（１）の先端切れ刃（３）から生成される連続型の長い切りくずは、該ドリル（１）の切りくず排出溝（２）内を通り、加工穴の外へ排出された後、該位置決め部材（１０）の外周面に設けられた溝（１２）内を通過するので切りくず排出性が大幅に改善する。そのため、該ドリル（１）、該位置決め部材（１０）への巻き付きが大幅に減少し、該ドリル（１）の折損、加工穴の品質劣化、スピンドルのチャック部の損傷等の不具合が解消される。
【００２５】
位置決め部材（１０）のその他の実施形態を図３〜図５に示す。これらの図において、（ａ）は平面図であり、（ｂ）は正面図である。これらの図に示す位置決め部材（１０）は、外周面に形成される溝（１２）の形状に特徴を有している。これらの実施形態について図を参照しながら以下に説明する。
【００２６】
図３に示す位置決め部材（１０）は、平面視においてその外周面に断面を円弧状とする溝（１２）が円周方向に４ヶ所等配され、図３の（ｂ）に示すように正面視において前記溝（１２）は、中心軸線（Ｏ）に対して角度（α）だけ傾斜し、先端面および後端面に開口するように延設される。上記の傾斜は、装着されるドリル（１）の切りくず排出溝（２）のねじれ方向と同じ方向であるのが好ましい。また、この傾斜角度（α）は、前記切りくず排出溝（２）のねじれ角（β）に対して−１５°〜１５°の範囲に設定されるのが好ましい。このようにすれば、該位置決め部材（１０）の溝（１２）は、ドリル（１）の切りくず排出溝（２）のねじれ角（β）に対応して該軸線（Ｏ）に対して傾斜した方向に流出する切りくずを、この傾斜した方向の流出を妨げることなく円滑に排出させることができるので、切りくず排出性がよりいっそう高められることになる。位置決め部材（１０）の溝（１２）の傾斜角度（α）は、ドリル（１）の一般的なねじれ角（β）の設定からして、−５０°〜０°又は０°〜５０°の範囲に設定されるのが妥当である。また、位置決め部材（１０）の溝（１２）は、ドリル（１）の切りくず排出溝（２）と同様にねじられていてもよい。
【００２７】
図４に示す位置決め部材（１０）の溝（１２）は、図３に示す位置決め部材（１０）とは逆の方向に傾斜するものであり、この位置決め部材（１０）は、例えば、左ねじれ（逆ねじれ）のドリルに装着されるのが好ましい。また、図４の（ａ）に示すように、溝（１２）の断面形状が矩形とされた場合には、図１および図３に示す円弧状の溝（１２）にくらべ大きな断面積が確保され切りくず排出性が向上する。なお、溝（１２）の断面形状は図に例示した円弧状、矩形以外に多角形状、直線と円弧の組合せ、自由曲線等のいずれかから適宜選択可能である。また、溝（１２）の設定数についても、上記の実施形態のように２つ以上に限定されることはなく、１条の溝（１２）が形成されたものであってもよい。さらに、位置決め部材（１０）は、平面視において略円形だけでなく略多角形であってもよい。
【００２８】
図５に示す位置決め部材（１０）は、図１に示す位置決め部材（１０）よりも断面積の小さな溝（１２）を円周方向に多数等配したものである。プリント基板の穴あけ加工に用いられるドリルの先端切れ刃（３）の外径（Ｄ）は、５ｍｍ以下の極小径が多数を占めるため、この先端切れ刃（３）から生成される切りくずの容積が非常に小さくなる。そのため、該ドリル（１）の回転による慣性力で切りくずの流出方向が不安定であっても、上記のように円周方向に多数設けられた溝（１２）によれば切りくずを案内し流出させることが可能となる。一方、各溝（１２）の断面積は小さくなるが、切りくずの容積が非常に小さいので、この溝（１２）内で切りくずが停滞することなく流出させることができる。
【００２９】
さらに、位置決め部材（１０）の他の実施形態を図６〜図９に示す。図６および図７の（ａ）は、位置決め部材（１０）の斜視図であり（ｂ）は一部断面側面図である。図８の（ａ）は位置決め部材（１０）の斜視図であり（ｂ）は底面図である。図９の（ａ）は位置決め部材（１０）の平面図であり（ｂ）は正面図である。
【００３０】
図６および図７では、中心軸線（Ｏ）に沿う方向で断面形状が変化している位置決め部材を例示している。溝（１２）は１条しか図示していないが、２条以上設けられてもよい。図６に示す位置決め部材（１０）において、溝（１２）は、矩形断面を呈し先端面（１０ａ）に交差する一方で、中心軸線（Ｏ）に直交する方向から見て後端側にいくにしたがって該軸線（Ｏ）から遠ざかるように傾斜し、後端面（１０ｂ）まで到達することなく外周面（１０ｃ）において切れ上がっている。このようにした場合には、位置決め部材（１０）の溝（１２）内を通過する切りくずは、後端側にいくにしたがって該位置決め部材（１０）の外周側へ遠ざけられるように流出するため、ドリル（１）および該位置決め部材（１０）への切りくず巻き付きを阻止する作用効果が顕著となる。
【００３１】
図７に示す位置決め部材（１０）において、溝（１２）は、矩形断面を呈し先端面（１０ａ）に交差する一方で、中心軸線（Ｏ）に直交する方向から見た断面において、後端側にいくにしたがって該軸線（Ｏ）から遠ざかるように傾斜して延びた後、該軸線（Ｏ）方向の先端面（１０ａ）と後端面（１０ｂ）との間の任意の範囲で該軸線（Ｏ）に対して略平行に延び、さらに後端側にいくにしたがって該軸線（Ｏ）に近づくように傾斜して延び後端面（１０ｂ）に交差する。すなわち、溝（１２）は、該軸線（Ｏ）に直交する方向から見た断面において、外側に凸状に形成されている。このようにした場合には、該軸線（Ｏ）から遠ざかるように傾斜した溝（１２ａ）が切りくずを該位置決め部材（１０）の外周側へ遠ざけるように流出させるとともに、該軸線（Ｏ）と略平行に延びた溝（１２ｂ）と、該軸線（Ｏ）に近づくように傾斜した溝（１２ｃ）とが前記切りくずから大きく離間し切りくずの流出を阻害しなくなり切りくず排出性を大幅に向上させる。
【００３２】
図８に示す位置決め部材（１０）において、溝（１２）は、円弧状断面を呈し先端側で中央の貫通穴（１１）に交差している。そして、中心軸線（Ｏ）に直交する方向から見た断面において、後端側にいくにしたがって該軸線（Ｏ）から遠ざかるように傾斜して延びている。このようにした場合には、該位置決め部材（１０）の先端における溝（１２）の開口が大きくなり、切りくずを溝（１２）内に導きやすくなる。
【００３３】
図９に示す位置決め部材（１０）は、図８に示すものと同じく位置決め部材（１０）の先端における溝（１２）の開口を大きくしたものである。すなわち、矩形断面を呈する溝（１２）は、中心軸線（Ｏ）に直交する方向からみて、先端側に近づくにしたがって漸次広がるように形成されている。
【実施例１】
【００３４】
図１に示す位置決め部材（１０）と従来の位置決め部材（１０）をそれぞれ同一仕様のドリル（１）に装着し、プリント基板に穴あけ加工したときの切りくず処理性を比較した。
【００３５】
使用したプリント基板は、厚さ１８μｍと３５μｍの銅箔を４層に配し、基板の厚さ１．６ｍｍのガラス布エポキシ基板ＦＲ−４（ＮＥＭＡ記号）である。この基板を２枚重ねたものに穴あけ加工を行った。使用したドリル（１）は、刃先外径が４．３ｍｍであり、右ねじれの切りくず排出溝（２）が形成された２枚刃のドリルである。使用した位置決め部材（１０）は、本発明品、従来品ともに同一材質で製作され、外径が８ｍｍ、中心付近の貫通穴（１１）の直径が４ｍｍ、厚さが５ｍｍに設定されている。本発明を適用した位置決め部材（１０）では、平面視において、その外周面に円周方向に４つの溝（１２）が等配され、正面視において、４つの前記溝（１２）は、中心軸線（Ｏ）に平行に延びるとともに先端面（１０ａ）と後端面（１０ｂ）に到達し開口している。そして、それぞれの位置決め部材（１０）を、ドリル（１）のシャンク部（１ｂ）における同一の位置に装着した。穴あけ加工条件については、本発明品、従来品ともに回転数（Ｎ）が２００００回転／分、送り速度（Ｆ）が０．８ｍｍ／分、乾式穴あけ加工である。
【００３６】
上記の条件で穴あけ加工したときのドリル（１）および位置決め部材（１０）への切りくずの巻き付き状況を図１０および図１１に示す。図１０は本発明の位置決め部材（１０）を装着したドリル（１）であり、図１１は従来の位置決め部材（１０）を装着したドリル（１）である。これらの図から明らかなように、本発明の位置決め部材（１０）においては、切りくずが溝（１２）を通って円滑に排出されるため、ドリル（１）および位置決め部材（１０）に巻き付くことがほとんどなかった。一方、従来の位置決め部材（１０）においては、切りくずが該位置決め部材（１０）により流出を阻害されて該ドリル（１）の刃部（１ａ）、シャンク部（１ｂ）、該位置決め部材（１０）にわたって多量に巻き付いてしまった。
【図面の簡単な説明】
【００３７】
【図１】本発明を適用した位置決め部材の一実施形態を示す図であり、（ａ）は平面図、（ｂ）は正面図である。
【図２】図１に示す位置決め部材を装着したドリルであり、（ａ）は正面図、（ｂ）は右側面図である。
【図３】本発明を適用した位置決め部材の他の実施形態を示す図であり、（ａ）は平面図、（ｂ）は正面図である。
【図４】本発明を適用した位置決め部材の他の実施形態を示す図であり、（ａ）は平面図、（ｂ）は正面図である。
【図５】本発明を適用した位置決め部材の他の実施形態を示す図であり、（ａ）は平面図、（ｂ）は正面図である。
【図６】本発明を適用した位置決め部材のさらにその他の実施形態を示す図であり、（ａ）は斜視図、（ｂ）は一部断面側面図である。
【図７】本発明を適用した位置決め部材のさらにその他の実施形態を示す図であり、（ａ）は斜視図、（ｂ）は一部断面側面図である。
【図８】本発明を適用した位置決め部材のさらにその他の実施形態を示す図であり、（ａ）は斜視図、（ｂ）は底面図である。
【図９】本発明を適用した位置決め部材のさらにその他の実施形態を示す図であり、（ａ）は平面図、（ｂ）は正面図である。
【図１０】穴あけ加工したときの切りくず巻き付き状況を示す図であり、発明を適用した位置決め部材およびこれを装着したドリルの図である。
【図１１】穴あけ加工したときの切りくず巻き付き状況を示す図であり、従来の位置決め部材およびこれを装着したドリルの図である。
【図１２】従来のプリント基板穴あけ機におけるドリル保持装置およびドリルを示す図である。
【符号の説明】
【００３８】
１    ドリル
１Ａ  ドリル本体
１ａ  刃部
１ｂ  シャンク部
２    切りくず排出溝
３    先端切れ刃
１０    位置決め部材
１０ａ  先端面
１０ｂ  後端面
１０ｃ  外周面
１１    貫通穴
１２、１２ａ、１２ｂ、１２ｃ  溝
【図１】
2005205545.tif 000003
【図２】
2005205545.tif 000004
【図３】
2005205545.tif 000005
【図４】
2005205545.tif 000006
【図５】
2005205545.tif 000007
【図６】
2005205545.tif 000008
【図７】
2005205545.tif 000009
【図８】
2005205545.tif 000010
【図９】
2005205545.tif 000011
【図１０】
2005205545.tif 000012
【図１１】
2005205545.tif 000013
【図１２】
2005205545.tif 000014