JP2000246526A

JP2000246526A - ホールソー

Info

Publication number: JP2000246526A
Application number: JP11051701A
Authority: JP
Inventors: Kenichi Tokunaga; 健一徳永
Original assignee: Fuji Heavy Industries Ltd
Current assignee: Subaru Corp
Priority date: 1999-02-26
Filing date: 1999-02-26
Publication date: 2000-09-12

Abstract

(57)【要約】【課題】高強度複合材の大穴加工に適し、被加工物の
品質向上、ホールソー自体の耐久性の向上を図る。【解決手段】ホールソー１は、切刃２と、シャンク部
３と、案内軸を形成するスペードドリル４とからなり、
切刃２の刃先部５に形成された刃面５ａを先端側の刃先
角である第１の刃先角αとこれに続く第２の刃先角βと
からなるダブルアングルチップとし、第１の刃先角αが
第２の刃先角βより小さく、かつ、上記αを１０度以上
３０度以下とし、上記βを２０度以上４５度以下とす
る。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、板材等に穴加工を
施すための工具であるホールソーに関し、特に、航空機
等の構造材料として広く用いられている高強度複合材の
加工に適したホールソーに関する。

【０００２】

【従来の技術】従来のホールソーとして、実開平２−６
３９１３号公報に記載されたものは、先端の周囲に鋸刃
状の刃先部を有する円筒状の切刃と、回転中心の軸上に
配設されるセンター錐とからなり、刃先部の最尖刃先の
切刃の内周面先端を尖らせて形成し、最尖刃先より外側
に向かって斜め上方に刃先角（逃げ角）を形成してい
る。この従来例によると、刃先角（逃げ角）が外側に設
けられ、最尖刃先が内側に設けられているので、重ね板
を切削した場合に、１枚目の板の切断後に形成された抜
き滓が内側の最尖刃先により最終的に切断されて切り離
され、抜き滓が切刃の内側を上昇して、刃先に詰まるこ
とがない。従って、最尖刃先は１枚目の抜き滓の影響を
受けることがなく、２枚目の板の穿孔が可能となる。

【０００３】また、実開昭６１−１４１００９号公報に
記載された従来例は、ホールソーの良好な切れ味を維持
するために、円筒状の切刃に形成された鋸刃状の刃先部
において、その刃先部の１つの刃を切り込みによって複
数の小刃に区画している。さらに、実開昭５７−１５７
４１０号公報に記載の従来例によると、円筒状の切刃に
形成した鋸刃状の刃先部を不均一にして、各刃先部に発
生する切削抵抗による固有振動数を分散させて振動騒音
を解消し、かつ振動による刃先部の欠損を防止してい
る。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】上述したような従来の
ホールソーは、住宅等の木工材或いは鉄鋼材の穿孔工具
として開発されたものである。しかしながら、近年、航
空機或いは各種車体の構造材料として、ＣＦＲＰ（炭素
繊維強化プラスチック），ＧＦＲＰ（ガラス繊維強化プ
ラスチック），ＳｉＣ（シリコンカーバイド）等のいわ
ゆる複合材料が汎用されるようになったことから、この
ような複合材料の穴加工に上述のような木工材或いは鉄
鋼材加工用のホールソーを転用することがなされてい
る。ところが、上記のような複合材料に対して、上述し
た従来のホールソーを用いて大穴加工を施した場合に、
以下のような不具合が確認されている。

【０００５】まず、上記のような複合材料には強化繊維
が含まれていることから、加工穴の表側縁部と裏側縁部
に素材中の繊維がケバ状に残って、いわゆる「バリ」を
生じる。これによって、加工面の仕上がり状態が不良と
なり、更には、この「バリ」の影響で加工精度が悪化し
てしまう不都合が生じる。また、この複合材料に生じる
「バリ」を鑢等で修正加工することは極めて厄介な作業
であって、作業効率の低下を招くだけでなく、「バリ」
の状態によっては修正が不可能な場合もある。

【０００６】更に、上記のような複合材料に対して上述
した従来のホールソーで大穴加工を施した場合には、被
加工材である複合材にデラミネーション（層間剥離）が
生じるおそれがある。これは、素材中の繊維が加工中に
スムースにせん断されないことで素材内部に亀裂が生じ
るものと考えられるが、これによっても、加工後の品質
低下を招く不具合が生じる。

【０００７】また、上記のような複合材料の加工におい
ては、刃先部に係る負荷は、当然ながら木材や鋼材を加
工する場合に比べて大きくなる。したがって、刃先部の
劣化が生じやすく、ホールソー自身の耐久性の面でも不
具合が生じる。

【０００８】本発明は、上述のような事情に対処するた
めに提案されたものであって、複合材料の大穴加工に際
して、被加工物の品質向上を図ると共に、作業効率を向
上させ、更に、ホールソー自体の耐久性の向上を図るこ
とで、高強度複合材の加工に適したホールソーを提供す
ることを目的とする。

【０００９】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明は、第１に、先端の周囲に鋸刃状の刃先部を
有する円筒状の切刃と、回転軸上に配設される穿孔用ド
リルとからなるホールソーにおいて、上記刃先部の外周
側に、第１の刃先角とこれに続く第２の刃先角とからな
る刃面を形成し、上記第１の刃先角が上記第２の刃先角
より小さく、かつ、上記第１の刃先角を１０度以上３０
度以下とし、第２の刃先角を２０度以上４５度以下とし
た、ことを特徴とする。

【００１０】また第２に、上記のホールソーにおいて、
刃先部における円周上の隣接する刃先間ピッチを２０ｍ
ｍ以下としたことを特徴とする。

【００１１】本発明は、従来から知られた基本構成であ
る円筒状の切刃と穿孔用ドリルとからなるホールソーに
おいて、切刃の刃先部に形成された刃面を、先端側の刃
先角である第１の刃先角とこれに続く第２の刃先角とか
らなるダブルアングルチップとしたものである。そし
て、この第１の刃先角を第２の刃先角より小さく形成し
て、また、第１，第２の刃先角を適宜に設定することに
よって、加工時の切粉排出性，被加工材の切削端面の仕
上がり状態，被加工材に対するデラミネーションの発
生，ホールソー自体の耐久性を改善し得ることを実験的
に見いだしたものである。上記構成によると、上記第１
の刃先角を所定角度以上とすることで加工時の切粉排出
性が改善され、上記第２の刃先角を所定角度以上とする
ことで、被加工材の切削端面の仕上がり状態或いは被加
工材におけるデラミネーションの発生が抑制され、ま
た、上記第２の刃先角を所定角度以下とすることでホー
ルソー自体の耐久性が改善される。

【００１２】これらを総合的に判断すると、上記第１の
刃先角を１０度以上３０度以下とし、上記第２の刃先角
を２０度以上４５度以下としたものが、複合材の大径穴
加工用として適する。更には、上記のホールソーの刃先
部の設定に加えて、刃先のピッチを２０ｍｍ以下とする
ことで、加工時の作業性を改善することが可能になる。

【００１３】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施例を図面を参
照して説明する。図１は本発明の一実施例に係るホール
ソーの全体構成を示す説明図であり、同図（ａ）は正面
図、同図（ｂ）は側面図である。この図１において、ホ
ールソー１は、切刃２と、シャンク部３と、案内軸を形
成するスペードドリル４とからなる。

【００１４】ここで、スペードドリル４は、センター穴
の開口手段として、ホールソー１の回転軸上に、切刃２
と一体的に配設される複合材穿孔用の超硬スペードドリ
ルである。また、切刃２は鋼材で形成された円筒状の部
材であって、その先端の円周上に鋸刃状の刃先部５が形
成されている。この切刃２の外径φは、被加工材に穿孔
する穴径に従って設定されるものであり、実施例におい
ては最大直径７０ｍｍの穴径を形成するものとした。ま
た、図中Ｌは、刃先部における円周上の隣接する刃先間
ピッチを示している。

【００１５】図２には、上記刃先部５の先端部分の拡大
図を示している。この図において、θ１は刃先の逃げ角
で、θ２はすくい角を示している。この逃げ角θ１，す
くい角θ２の設定は従来例と同様に共に約１０度程度と
する。

【００１６】この刃先部５には、切刃２の外面側に刃面
５ａが形成されている。そして、その刃面５ａの先端に
は刃先角の異なる２つの先端面が形成されてダブルアン
グルチップを形成している。図３に、刃面５ａ先端のＡ
−Ａ断面図を示す。ここで、αが先端側の第１の刃先角
を示し、βがそれに続く第２の刃先角を示している。図
示のように、刃先部５の先端は内径側に最尖刃先を形成
し、この最尖刃先から外側方向に向けて第１の刃先角α
に沿った刃面が形成され、また、その刃面に続いて第２
の刃先角βに沿った刃面が形成されている。ここで、第
２の刃先角βは、第１の刃先角αに対して＋５〜＋２５
度大きく設定している。

【００１７】そして、上記の構造において、第１の刃先
角αを適宜設定した場合における切粉排出性の良否に係
る試験結果を表１に示す。

【００１８】

【表１】

【００１９】これによると、第１の刃先角αは半径方向
の逃げ角に相当し、これを大きくするほど切粉の排出性
が良好になる。そして、αが１０度以上でおおむね良、
αを２０度以上にすると更に良好になることが判った。

【００２０】次に、上記の構造において、第２の刃先角
βを適宜設定した場合における、被加工材の切削端面仕
上がりの良否、被加工材のデラミネーション状況、ホー
ルソー自体の耐久性に係る試験結果を表２に示す。

【００２１】

【表２】

【００２２】これによると、第２の刃先角βを大きくす
ることによって、切削端面の「バリ」の発生を防いで良
好な端面仕上がり状態を得ることが可能になり、βが１
５度以上でおおむね良、更に２５度以上で良好となるこ
とが判った。また、第２の刃先角βを大きくすることに
よって、被加工材のデラミネーションを抑制することが
可能になり、βが２０度以上でおおむね良、更に２５度
以上で良好となることが判った。しかしながら、第２の
刃先角βを大きくすると、刃先への負担が大きくなり刃
先の劣化が速まることから、ホールソー自体の耐久性は
悪くなる。したがって、ホールソー自体の耐久性に関し
ては、βを４５度以下、更には４０度以下に抑える必要
があることが判った。

【００２３】また、表３は、刃先部５における円周上の
隣接する刃先間ピッチＬの間隔と作業性についての試験
結果を示している。

【００２４】

【表３】

【００２５】これによると、刃先の間隔を小さくして刃
の数を多くした方が加工時間を短縮できることが判る。
径が７０ｍｍの円筒切刃においてはＬを２０ｍｍ以下、
好ましくは１５ｍｍ以下にすると良好な作業性能が得ら
れることが判った。

【００２６】上述の各項目における判断基準は表４のと
おりである。

【００２７】

【表４】

【００２８】以上の試験結果を総合的に判断すると、高
強度複合材料の加工に適したホールソーとしては、上記
の構造のホールソーにおいて、刃先部の外周側に、第１
の刃先角αとこれに続く第２の刃先角βとからなる刃面
を形成し、上記第１の刃先角αが上記第２の刃先角βよ
り小さく、かつ、上記αを１０度以上３０度以下とし、
上記βを２０度以上４５度以下とすることによって、被
加工物の品質面或いはホールソー自体の耐久性の面で良
好なものが得られる。また、上記のホールソーにおい
て、刃先部における刃先間ピッチを２０ｍｍ以下とする
ことによって、良好な作業性を確保することができる。

【００２９】

【発明の効果】本発明は上記のように構成されるので、
従来のシングルアングルチップの刃先部を有するホール
ソーによって高強度複合材料の穿孔加工を行う場合と比
べて、工具の長寿命化が可能になり、コストの低減が図
れる。また、従来のホールソーによって複合材料を加工
した場合に生じる加工端面のケバ立ち、デラミネーショ
ンの発生を防止することが可能になり、被加工物の品質
向上が図れる。更には、刃先部の刃先間ピッチを適正に
設定することによって、良好な作業性を得ることが可能
になる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施例に係るホールソーを示す説明図
である。

【図２】実施例のホールソーにおける刃先部の拡大説明
図である。

【図３】刃先部のＡ−Ａ断面図である。

【符号の説明】

１ホールソー２切刃３シャンク部４スペードドリル５刃先部５ａ刃面

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】先端の周囲に鋸刃状の刃先部を有する円
筒状の切刃と、回転軸上に配設される穿孔用ドリルとか
らなるホールソーにおいて、上記刃先部の外周側に、第
１の刃先角とこれに続く第２の刃先角とからなる刃面を
形成し、上記第１の刃先角が上記第２の刃先角より小さ
く、かつ、上記第１の刃先角を１０度以上３０度以下と
し、第２の刃先角を２０度以上４５度以下とした、こと
を特徴とするホールソー。
【請求項２】上記刃先部における円周上の隣接する刃
先間ピッチを２０ｍｍ以下としたことを特徴とする請求
項１記載のホールソー。