KR20060090573A - 1 날 드릴 - Google Patents

Abstract

(과제) 피삭재에 대한 드릴의 물림이 안정적이고, 또한, 피삭재에 물릴 때의 끌날끝부의 결손, 찌부러짐이 일어나지 않고, 그 때문에 높은 구멍 위치 정밀도를 길게 유지할 수 있으며, 또 제작시의 품질의 편차도 잘 생기지 않는 1 날 드릴을 제공하는 것을 과제로 하고 있다.

(해결수단) 1 개의 절삭날 (3) 과 1 줄의 절삭 부스러기 배출홈 (4) 을 갖는 1 날 드릴을, 선단의 릴리프부가 다단으로 연속해 있는 플랭크에 의해 구성되고, 드릴의 최선단에 2 개의 플랭크가 교차하여 형성되는 제 1 능선이 존재하고, 그 제 1 능선이 드릴의 축심에 대하여 직각으로 드릴의 회전 중심부에 있고, 그 제 1 능선의 일단에, 2 개의 플랭크가 교차하여 형성되는 제 2 능선이 연속해 있고, 또, 그 제 2 능선의 외단에 주절삭날부가 연속해 있고, 제 1 능선의 타단은 제 2 능선이 연속해 있는 측과는 반대측을 향하고 있는 구조로 하였다.

Description

1 날 드릴{DRILL WITH A SINGLE CUTTING EDGE}

도 1 은 본 발명의 1 날 드릴의 제 1 실시형태를 나타내는 확대 정면도이다.

도 2 는 도 1 의 드릴 요부의 우측면도이다.

도 3 은 도 1 의 드릴 요부의 저면도이다.

도 4 는 도 1 의 드릴 요부의 좌측면도이다.

도 5 는 도 1 의 드릴 요부의 평면도이다.

도 6 의 (a) 는 도 1 에 나타낸 드릴의 정면 요부를 더욱 확대하여 나타내는 도면, (b) 는 드릴의 선단을 도 6 의 (a) 의 화살표 I 방향에서 본 도면, (c) 는 도 6 의 (a) 의 Ⅱ-Ⅱ 선부의 단면도이다.

도 7 의 (a) 는 제 2 실시형태의 드릴의 정면 요부를 확대하여 나타내는 도면, (b) 는 드릴의 선단을 도 7 의 (a) 의 화살표 I 방향에서 본 도면이다.

도 8 의 (a) 는 드릴 선단의 제 1 능선의 길이를 나타내는 도면, (b) 는 드릴의 축심 (軸心) 으로부터 제 1 능선의 직경방향 외단까지의 거리를 나타내는 도면이다.

도 9 는 시간의 경과에 따른 사용에 있어서의 구멍 위치 정밀도의 변화 상황을 나타내는 도면이다.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명*

1, 1A 1 날 드릴 2 본체부

3 절삭날 3a 주절삭날부

4 절삭 부스러기 배출홈 5 제 1 플랭크

6 제 2 플랭크 7 제 3 플랭크

8 역측 제 1 플랭크

9 역측 제 2 플랭크

10 끌에지를 구성하는 제 1 능선

11 끌에지를 구성하는 제 2 능선

12, 13 드릴의 외주에 도달하는 능선

O 드릴의 축심

Y 축심 (O) 을 통과하는 능선 (12) 과 평행한 선

(특허문헌 1) 일본 공개특허공보 2004-82318호

(특허문헌 2) 일본 공개특허공보 2004-34213호

본 발명은, 프린트 기판 등에 구멍을 뚫을 때에 이용되는 소직경의 1 날 드릴에 관한 것이다.

예를 들어, 프린트 기판의 가공에 사용되는 드릴은 그 직경이 점점 작아지는 경향이 있다. 이 소직경 드릴은, 1 날 구조로 하면 단면적 감소에 의한 강성 저하가 억제되어 가공 중의 파손이나 구멍의 구부러짐이 감소한다. 그러나, 1 날 구조의 드릴은 피삭재와의 물림이 불안정하여 가공 중에 본체가 흔들려, 구멍 위치의 정밀도가 악화되기 쉽다.

그래서, 상기 특허문헌 1 은, 선단 플랭크 (flank) 에 있어서 드릴 선단측으로 돌출된 최선단 (끌날끝: chisel point) 을 1 점으로 구성하고, 그 돌출 최선단의 드릴 축선으로부터의 변위량 (편심량) 을 날끝부의 최대 외경 (D) 에 대하여 (5/100)D 이하로 하여 피삭재에 대한 물림성과 가공 중의 직진성을 높인 1 날 드릴을 개시하고 있다.

또한, 상기 특허문헌 2 는, 날끝부를 축선방향의 선단측에서 보았을 때, 축선을 통과하여 절삭날과 평행한 X 축에 축선 상에서 직교하는 Y 축을 사이에 끼우고 절삭날과 반대측 영역에 있는 선단 플랭크부분이, 둘레방향을 따라서 배열된 복수의 플랭크로 이루어지는 다단면 형상으로 되어 있어, 피삭재에 구멍을 뚫는 가공을 할 때, 선단 플랭크끼리의 교차 능선 중 적어도 1 개가 피삭재에 접촉하도록 한 1 날 드릴을 개시하고 있다. 이 드릴은, 구멍 형성 가공시에, 절삭날뿐만 아니라 Y 축을 사이에 두고 절삭날과 반대측 영역에 있는 플랭크끼리의 교차 능선도 피삭재에 접촉하고, 그 때문에, 가공 중의 드릴 흔들림이 억제되어 직진성이 향상되므로 양호한 구멍 위치 정밀도를 얻을 수 있도록 하고 있다.

그러나, 특허문헌 1 의 드릴은 최선단이 점으로 구성되기 때문에 날끝 강도가 부족하여, 구멍을 뚫는 초기 단계에서 끌날끝부의 결손, 찌부러짐 등이 일어난 다. 그 결과, 양호한 물림성이 일찍 손상되어, 초기의 기능을 길게 유지할 수 없다. 또한, 드릴의 제작 과정에 있어서, 끌날끝을 회전 중심의 1 점으로 유지하는 가공이 매우 어려워, 품질의 편차가 발생하는 것도 피할 수 없다.

특허문헌 2 의 드릴도, 최선단의 끌날끝이 1 점이 되기 때문에 상기 서술한 문제가 수반된다.

본 발명은, 피삭재에 대한 드릴의 물림이 안정되어 있고, 또한, 피삭재에 대하여 드릴을 물릴 때의 끌날끝부의 결손, 찌부러짐이 일어나기 어려우며, 그 때문에 높은 구멍 위치 정밀도를 오랫동안 유지할 수 있고, 또한, 드릴 제작시의 품질의 편차도 잘 생기지 않는 1 날 드릴을 제공하는 것을 과제로 하고 있다.

상기 과제를 해결하기 위해서, 본 발명에서는, 1 개의 절삭날과 1 줄의 절삭 부스러기 배출홈을 갖는 1 날 드릴로서, 선단의 릴리프부가 다단으로 연속해 있는 복수의 플랭크에 의해 구성되고, 드릴의 최선단에 2 개의 플랭크가 교차하여 형성되는 제 1 능선이 존재하고, 그 제 1 능선이 드릴의 축심에 대하여 직각으로 드릴의 회전 중심부에 있고, 그 제 1 능선의 일단에, 2 개의 플랭크가 교차하여 형성되는 제 2 능선이 연속해 있고, 또, 그 제 2 능선의 외단에 주절삭날부가 연속해 있고, 제 1 능선의 타단은 제 2 능선이 연속해 있는 측과는 반대측을 향하고 있는 1 날 드릴을 제공한다.

여기서 말하는 드릴의 회전 중심부란, 회전 중심 근방의 어느 정도의 폭을 가진 영역을 말한다. 제 1 능선은, 드릴의 축심을 통과하는 것이 이상적이지만, 불가피한 가공 오차에 의한 드릴 축심으로부터의 위치 어긋남은 허용되는 것으로 한다.

이 드릴의 보다 바람직한 구성을 이하에 열거한다.

(1) 제 1 능선의 타단이 드릴의 축심을 넘어서 제 2 능선이 연속해 있는 측과는 반대측에 도달되어 있다.

(2) 상기 제 1 능선의 길이가 드릴 직경을 D 로 하여 0.01D∼0.10D 의 범위에 있다.

(3) 드릴의 축심으로부터 제 1 능선의 외단까지의 거리가 0.20D 이하이다.

(4) 복수의 플랭크가 교차하여 형성되는 능선 중에 드릴 외주까지 연장되는 능선이 포함되고, 그 드릴 외주까지 연장되는 능선의 외단이 상기 주절삭날부의 외단보다도 드릴의 축방향 후단측으로 빠져 있다.

또 본 발명은, 외경이 φ0.3㎜ 이하인 1 날 드릴에 적용하면 그 유효성이 특별히 현저하게 나타난다.

발명을 실시하기 위한 최선의 형태

이하, 본 발명의 실시형태를 첨부 도면의 도 1 내지 도 7 에 근거하여 설명한다. 도 1 내지 도 6 은 제 1 실시형태의 1 날 드릴을 나타내고 있다. 각 도면은 모두 구성을 이해하기 쉽게 하기 위해서 확대도로 하고 있다. 이 드릴 (1) 은, 생크 (도시 생략) 와 일체의 본체부 (2) 를 갖고 있고, 그 본체부 (2) 의 선단에 1 개의 절삭날 (3) 이 형성되고, 또한, 본체부에 1 줄의 절삭 부스러기 배 출홈 (4) 이 형성되어 있다. 절삭 부스러기 배출홈 (4) 은 도시되어 있는 나선형 홈이 바람직하다. 절삭날 (3) 의 주절삭날부 (3a) 는, 심상 (芯上) 위치 (축심 (O) 을 통과하는 선 Y 보다도 드릴의 회전방향 전방) 에 있다. 또, 본 발명에서 말하는 드릴의 회전방향이란, 드릴이 정(正)회전하는 방향이다.

또한, 이 드릴 (1) 은, 선단의 릴리프(relief)부를 다단의 플랭크로 형성하고 있다. 제 1 실시형태의 드릴의 다단의 플랭크는, 절삭날 (3) 에 연속해 있는 제 1 플랭크 (첫번째 면: 5) 와, 이 제 1 플랭크 (5) 에 연속해 있는 제 2 플랭크 (두번째 면: 6) 와, 제 2 플랭크 (6) 에 연속해 있는 제 3 플랭크 (7) 와, 드릴의 회전 중심근방에 위치하고 제 3 플랭크 (7) 와 제 1 플랭크 (5) 에 각각 연속해 있는 역측 (逆側) 제 1 플랭크 (8, 제 1 플랭크와 드릴 중심을 기준으로 하여 반대 위치에 있는 플랭크) 와, 제 3 플랭크 (7), 역측 제 1 플랭크 (8) 및 제 1 플랭크 (5) 의 3 자에 각각 연속해 있는 역측 제 2 플랭크 (9) 로 구성되어 있다.

역측 제 1 플랭크 (8) 는, 드릴의 축심 (O) 을 기준으로 하여 제 1 플랭크 (5) 와 점대칭 위치에 형성된다 (일부가 점대칭 형상이 되고 전체 형상은 점대칭으로 되지 않는다). 또한, 역측 제 2 플랭크 (9) 는, 드릴의 축심 (즉 회전 중심: O) 을 기준으로 하여 제 2 플랭크 (6) 와 점대칭 위치에 형성된다 (이것도 일부가 점대칭 형상이 되고 전체 형상은 점대칭으로 되지 않는다).

인접하는 플랭크가 교차하는 위치에는 각각 능선이 형성된다. 그 능선 중, 제 1 플랭크 (5) 와 역측 제 1 플랭크 (8) 사이에 형성되는 능선을 제 1 능선 (10) 이라고 한다. 또한, 제 1 플랭크 (5) 와 역측 제 2 플랭크 (9) 사이에 형 성되는 능선을 제 2 능선 (11) 이라고 한다.

제 1 능선 (10) 은 드릴의 축심에 대하여 직각이고, 드릴의 최선단부에 위치하고 있다. 이 제 1 능선 (10) 은, 도 6 에서는 제 1 플랭크 (5) 와 역측 제 1 플랭크 (8) 가 중심 대칭 위치에 있기 때문에 드릴의 축심 (O) 을 통과하는 위치에 있고, 축심 (O) 으로부터 양단에 도달하는 길이도 거의 동일하게 되어 있다. 이 제 1 능선 (10) 이 피삭재에 최초로 물려지기 때문에, 물림이 안정적이고, 구멍의 구부러짐도 억제된다. 따라서, 가공 구멍의 위치 정밀도가 높아져, 피삭재에 대한 물림이 불안정할 때에 일어나는 드릴의 파손도 감소된다.

제 2 능선 (11) 은 제 1 능선 (10) 의 일단에 연속해 있고, 그 제 2 능선 (11) 에 주절삭날부 (3a) 가 연속해 있다. 제 1 능선 (10) 의 타단은, 도 6 에서는 드릴의 축심 (O) 을 넘어서 제 2 능선 (11) 이 연속해 있는 측과는 반대측에 도달되어 있지만, 축심 (O) 을 넘지 않는 경우도 있을 수 있다. 예를 들어, 도 6 의 제 3 플랭크 (7) 의 위치가 가공 오차에 의해 편차가 생겨 제 3 플랭크 (7) 가 축심 (O) 에 접하는 위치에 형성되었을 때, 또는 축심 (O) 을 넘어서 제 1 플랭크 (5) 측으로 치우친 위치에 형성되었을 때에 축심 (O) 을 넘지 않는 상황이 생긴다. 그러나, 이 경우도 어느 정도의 길이를 가진 제 1 능선 (10) 을 최선단에 형성함으로써 날끝 강도의 향상, 피삭재에 대한 물림성 향상의 목적을 달성할 수 있다.

도 7 에, 제 2 실시형태의 1 날 드릴의 요부를 나타낸다. 이 제 2 실시형태의 드릴 (1A) 은 제 2 플랭크 (6) 와 역측 제 2 플랭크 (9) 사이에 형성되는 능선이 제 1 능선 (10a) 으로 되어 있다. 이 제 1 능선 (10a) 은, 드릴의 축심 (O) 에 대하여 직각이며, 또한 드릴의 최선단부에 위치하고 있다. 따라서, 이 제 1 능선 (10a) 은, 틀 에지 (chisel edge) 를 구성하여 피삭재에 최초로 물려지고, 도 6 의 제 1 능선 (10) 과 동일한 효과를 가져온다.

또, 제 1 실시형태의 드릴 (1) 과 제 2 실시형태의 드릴 (1A) 은, 모두 제 1 능선 (10, 10a) 의 일단에 제 2 능선 (11) 이 연속해 있고, 또 이 제 2 능선 (11) 의 직경방향 외단에 주절삭날부 (3a) 가 연속해 있어 회전 중심으로부터 외주에 도달하는 범위의 전역을 망라하는 절삭날 (3) 이 구성되어 있다.

각 드릴의 제 1 능선 (10, 10a) 은, 그 길이 (S: 도 6, 도 7 및 도 8 의 (a) 참조) 가, 드릴의 직경을 D 로 하였을 때에 0.01D∼0.10D 의 범위에 있도록 해 두는 것이 좋다. 길이 (S) 가 0.01D 이하이면, 선단의 결손, 찌부러짐의 억제 효과가 불충분해지고, 한편, 길이 (S) 가 0.10D 를 초과하면 피삭재에 드릴을 물릴 때의 저항이 커져 발명의 효과가 희미해진다.

또한, 드릴의 축심 (O) 에서부터 제 1 능선 (10, 10a) 의 직경방향 외단까지의 거리 (S1: 도 8 의 (b) 참조) 는 0.20D 이하로 하는 것이 좋다. 제 1 능선 (10, 10a) 은, 반드시 축심 (O) 에 대하여 점대칭하고 있을 필요는 없지만, 거리 (S1) 가 0.20D 를 초과하면 피삭재에 대한 드릴의 물림이 불안정해진다.

제 1 플랭크 (5) 와 제 2 플랭크 (6) 사이에 형성되는 능선 (12) 및 제 2 플랭크 (6) 와 제 3 플랭크 (7) 사이에 형성되는 능선 (13) 은, 도 1 및 도 4 에 나타내는 바와 같이, 드릴의 최외주에 도달되어 있다. 이 능선 (12, 13) 의 외단 은 주절삭날부 (3a) 의 외단보다도 드릴의 축방향 후단측으로 빠져 있고, 그 때문에, 제 1 능선 (10) 과 제 2 능선 (11) 에 의해 형성되는 절삭날은, 날끝이 그다지 둔해지지 않는다.

제 1 실시형태의 드릴 (1) 은, 도 6 에 나타내는 바와 같이, 제 1 플랭크 (5) 와 역측 제 1 플랭크 (8) 의 종단 (능선 (12) 과 능선 (13) 을 발생시키는 부분) 이 드릴의 축심 (O) 을 통과하는 선 (상기 능선 (12) 과 평행한 선 (Y)) 보다도 드릴의 회전방향 후방 (주절삭날부 (3a) 로부터 멀어지는 측) 에 있다. 한편, 제 2 실시형태의 드릴 (1A) 은, 도 7 에 나타내는 바와 같이, 제 1 플랭크 (5) 의 종단이 드릴의 축심 (O) 을 통과하는 선 (Y) 보다도 드릴의 회전방향 전방 (주절삭날부 (3a) 에 가까운 측) 에 있다. 이와 같이, 제 1 플랭크 (5) 의 종단이 선 (Y) 보다도 드릴의 회전방향 후방이나 회전방향 전방 중 어느 쪽에 있더라도 목적하는 제 1 능선이 형성되기 때문에, 제 1 플랭크 (5) 의 종단 위치가 도 6 와 도 7 의 위치 사이에서 어긋나는 것이 허용되고, 그 때문에 플랭크의 가공도 용이해진다.

외경이 φ0.3㎜ 이하인 드릴은, 파손 방지를 위해 1 날 구조로 하면 특히 효과적이다. 가공 정밀도의 확보는 드릴 직경이 작아질수록 어려워지고, 따라서, 본 발명은 외직경이 φ0.3㎜ 이하인 드릴에 적용하면 특히 현저한 효과를 기대할 수 있다.

이하에, 효과의 확인 시험 결과를 기재한다. 효과의 확인 시험은, 제 1 실시형태의 구조를 갖는 1 날 드릴과 특허문헌 1 이 개시하고 있는 구조의 드릴 ( 비교 드릴) 을 사용하여 이하의 조건하에서 10000 히트까지 가공을 진행시키고, 그 때의 구멍 위치 정밀도의 변화를 확인하는 방법으로 실시하였다.

(시험 조건)

드릴 사이즈 (직경×길이): φ0.11㎜×1.8㎜

피삭재: 양면 12㎛ 두께의 동박이 부착된 기판

기판 두께: 0.1㎜

기판 중첩 매수: 4 장

구멍 위치 정밀도의 측정점: 4 번째 기판의 출구

구멍 위치 정밀도의 측정 결과를 도 9 에 나타낸다. 발명품에는, 1000 히트 시점에서 비교품보다 우수한 효과가 관찰된다. 또한, 2000 히트에서 4000 히트까지의 구멍 위치 정밀도의 저하 상황이 특히 작으며, 비교품의 경우에는 20㎛ 의 구멍 위치 정밀도의 확보가 2000 히트가 조금 지난 정도에서 곤란해지는 데 대하여, 발명품은 약 5500 히트까지 20㎛ 의 구멍 위치 정밀도가 확보되어 있다.

본 발명의 드릴은, 최선단이 점이 아니라 어느 정도의 길이를 구비한 제 1 능선 (끌에지) 으로 형성되기 때문에, 날끝 강도가 향상되고, 피삭재에 대하여 드릴을 물릴 때에 발생하기 쉬운 끌부의 결손, 찌부러짐이 효과적으로 억제된다.

또한, 다음 항에서 상세하게 설명하는 바와 같이, 제 1 플랭크와 드릴 중심을 기준으로 하여 반대 위치에 있는 플랭크 (역측 제 1 플랭크라고 한다) 의 종단 위치에 편차가 있어도 목적으로 하는 제 1 능선이 형성되기 때문에, 가공 편차에 기인한 성능의 편차가 잘 생기지 않고, 또, 그 때문에 플랭크의 위치 정밀도의 편차가 허용되어, 가공도 용이해진다.

또, 제 1 능선의 길이를 0.01D∼0.10D 의 범위 내로 억제한 것이나, 드릴의 축심으로부터 제 1 능선의 외단까지의 거리를 0.20D 이하로 한 것은, 제 1 능선의 길이가 최적이면서 최소한으로 억제되어, 그 제 1 능선에 의해 형성되는 끌에지의 강도 확보와 양호한 물림성 확보의 효과가 균형있게 발휘된다.

또한, 플랭크 사이에 생기는 능선 중, 드릴 외주까지 연장되는 능선의 외단을 주절삭날부의 외단보다도 드릴의 축방향 후단측으로 뺀 것은, 제 1 능선에 의해 형성되는 끌에지나 제 2 능선에 의해 형성되는 끌에지의 예리함이 확보되고 드릴의 물림성이 보다 안정적으로 된다.

이들 작용ㆍ효과에 의해, 높은 가공 구멍 위치의 정밀도를 유지할 수 있고, 또, 피삭재에 대한 드릴의 물림이 불안정하기 때문에 발생하는 드릴의 부러짐도 방지할 수 있다.

Claims (6)

1 개의 절삭날과 1 줄의 절삭 부스러기 배출홈을 갖는 1 날 드릴에 있어서, 선단의 릴리프부가 다단으로 연속해 있는 복수의 플랭크에 의해 구성되고, 드릴의 최선단에 2 개의 플랭크가 교차하여 형성되는 제 1 능선이 존재하고, 그 제 1 능선이 드릴의 축심에 대하여 직각으로 드릴의 회전 중심부에 있고, 그 제 1 능선의 일단에, 2 개의 플랭크가 교차하여 형성되는 제 2 능선이 연속해 있고, 또, 그 제 2 능선의 외단에 주절삭날부가 연속해 있고, 제 1 능선의 타단은 제 2 능선이 연속해 있는 측과는 반대측을 향하고 있는 것을 특징으로 하는 1 날 드릴.

제 1 항에 있어서, 상기 제 1 능선의 타단이 드릴의 축심을 넘어서 제 2 능선이 연속해 있는 측과는 반대측에 도달되어 있는 것을 특징으로 하는 1 날 드릴.

제 1 항 또는 제 2 항에 있어서, 상기 제 1 능선의 길이가 드릴 직경을 D 로 하여 0.01D∼0.10D 의 범위에 있는 것을 특징으로 하는 1 날 드릴.

제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 있어서, 드릴의 축심으로부터 상기 제 1 능선의 외단까지의 거리를 0.20D 이하로 한 것을 특징으로 하는 1 날 드릴.

제 1 항 내지 제 4 항 중 어느 한 항에 있어서, 복수의 플랭크가 교차하여 형성되는 능선 중에 드릴 외주까지 연장되는 능선이 포함되고, 그 드릴 외주까지 연장되는 능선의 외단이 상기 주절삭날부의 외단보다도 드릴의 축방향 후단측으로 빠져 있는 것을 특징으로 하는 1 날 드릴.

제 1 항 내지 제 5 항 중 어느 한 항에 있어서, 외경을 φ0.3㎜ 이하로 한 1 날 드릴.

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