JP2002103237A - メタルボンド穴あけ及び/又は面取り工具 - Google Patents
メタルボンド穴あけ及び/又は面取り工具Info
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Abstract
より、長寿命で研削性能が高く、水を必要とすることな
く乾式で穴あけ作業が可能なメタルボンド穴あけ工具を
提供することである。 【解決手段】 メタルボンド穴あけ工具30であって、
開口した先端部を有する円筒状本体32と、円筒状本体
32と一体的に形成され回転工具2に装着するための装
着用ねじ穴を有するシャンク部分34と、円筒状本体3
2の先端縁、開口した先端部の内周面及び外周面にCu
系合金を主成分とするボンド部材によって接着された砥
粒40とを含んでいる。
Description
け工具及び面取り工具に関する。
あけを行う場合、電気ドリルにダイヤモンドコアビット
を装着して行うのが一般的であった。この穴あけ方法に
よると、ダイヤモンドコアビットの回転数が1000〜
2700rpmと低いため、瞬時に石材等に切れ込むこ
とができない。
取り付け、センタースティックを基準としてダイヤモン
ドコアビットが材料を少し切り込んだところでセンター
スティックを外し、コアビットのみで穴あけを行うよう
にしていた。
ネイテッド焼結工具であり、ダイヤ突出量が小さいため
湿式(穴あけ中に水をかける)でなければ穴あけ能力を
発揮できない。
行ったり、或いはダイヤモンドコアビット内部に水を浸
したスポンジを挿入し、スポンジから供給される切削水
で穴あけを行っていた。
ースティックを取り付ける代わりに、穴あけすべき材料
表面に接着シートを介してガイドリングを取り付け、こ
のガイドリングを基準に電気ドリルに取り付けたダイヤ
モンドコアビットで穴あけを行うという方法もあった。
けに手間がかかるのに加えて、湿式で穴あけを行うため
室内等の汚してはいけないところでは穴あけが不可能で
あるという問題があった。
マシンを被切削剤表面にねじ止めし、インプリグネイテ
ィッドタイプのコアドリルで穴あけを行うという方法も
あった。
グマシンを被切削剤表面にねじ止めしなければならない
ため、ねじ穴加工や取り付けに手間がかかるという問題
があった。また、上述した方法と同様に湿式で穴あけを
行う必要があった。
は、従来はディスクグラインダーに小径の砥石を装着
し、砥石の刃先角部を使って面取りを行うようにしてい
た。或いは、ディスクグラインダーに小径のカップホイ
ールを装着し、カップホイールの外周角部で石材等に形
成した穴部の面取りを行っていた。
ると、砥石又はカップホイールの刃先角部を使用して面
取りを行うため、砥石又はカップホイールの寿命が短い
とともに面取り加工の出来映えがばらつくという問題が
あった。さらに、砥石又はカップホイールより小さい穴
の面取りは不可能であった。
に鑑みて成されたものであり、その目的とするところ
は、穴あけ位置決め治具を使用せずに、石材又はコンク
リート等の硬い材料に容易に穴あけを行うことができる
メタルボンド穴あけ工具を提供することである。
ト等の硬い材料に形成した小径穴の面取りが可能なメタ
ルボンド面取り工具を提供することである。
ボンド穴あけ工具であって、開口した先端部を有する円
筒状本体と、該円筒状本体と一体的に形成され、500
0rpm以上で回転される回転工具に装着するための装
着用ねじ穴を有するシャンク部分と、前記円筒状本体の
先端縁、開口した先端部の内周面及び外周面にロー材に
よりロー付けされた砥粒と、を具備したことを特徴とす
るメタルボンド穴あけ工具が提供される。
面取り工具であって、開口した先端部を有する円筒状本
体と、該円筒状本体と一体的に形成され、5000rp
m以上で回転される回転工具に装着するための装着用ね
じ穴を有するシャンク部分と、前記円筒状本体の外周面
にロー材によりロー付けされた砥粒と、を具備したこと
を特徴とするメタルボンド面取り工具が提供される。
成分とするボンド部材からなり、該ボンド部材はTi,
Al及びこれらの混合物からなる群から選択された物質
を含んでおり、砥粒と砥粒の間の前記ボンド部材最深部
表面と突出した砥粒先端との間の距離を砥粒突出高さと
するとき、平均砥粒突出高さは平均砥粒直径の30%以
上であり、平均砥粒間隔は平均砥粒直径の200%以上
である。
%Snの青銅、5〜20wt%Znの黄銅及び5〜20
wt%Alのアルミニウム青銅からなる群から選択され
る。更に好ましくは、砥粒はダイヤモンド、CBN(立
方晶窒化ホウ素)、SiC及び超硬合金紛からなる群か
ら選択される。
施形態について説明する。図1を参照すると、本発明の
メタルボンド穴あけ工具が装着可能な回転工具2の断面
図が示されている。
デル9520BL等のディスクグラインダーが採用可能
である。これらのディスクグラインダーは、例えば50
00〜12000rpmで高速回転される。
直流モータ6、電源部8及びコントロール部10が収納
されている。
14で支持された笠歯車12に連結されている。駆動シ
ャフト16がボール軸受18及びニードル軸受20によ
り回転可能に支持されており、駆動シャフト16と一体
的に形成された笠歯車22が笠歯車12と噛み合ってい
る。駆動シャフト16の先端部にはフランジ24及びね
じ部26が形成されている。
じ部26に本発明第1実施形態のメタルボンド穴あけ工
具30を装着した状態が示されている。第1実施形態の
メタルボンド穴あけ工具30は、図3に最も良く示され
るように、開口した先端部32aを有する円筒状本体3
2と、円筒状本体32と一体的に形成されたシャンク部
分34とを有している。
32及びシャンク部分34は鋼から形成されている。円
筒状本体32の先端縁32bには複数の(本実施形態で
は6個の)凹部36が形成されている。
2aの内周面及び外周面には多数のダイヤモンド砥粒4
0がメタルボンド部材38により接着され固定されてい
る。
32bから約8mmの内周面及び約15mmの外周面に
多数のダイヤモンド砥粒40がメタルボンド部材38に
より固定されている。
工具30の製造方法について説明する。以下の説明にお
いて、%は全て重量%(wt%)で表すものとし、それ
以外の%、例えば原子%(atm%)の場合には特に表
示する。
物粉末11%と、有機粘性材料としてのステアリン酸2
0%を混練器にてよく撹拌し混練して、ペースト状混合
物を得る。
内周面及び外周面にヘラ等を使用して塗布する。メタル
ボンドの厚さを目標の厚さにするため、厚みゲージ治具
で余分な量のペースト状混合物を取り除き、ペースト状
混合物を所定の均一な厚さとするのが好ましい。
ースト状混合物上に散布し、付着させる。次いで、メタ
ルボンド穴あけ工具30を真空炉中に入れ、真空度3.
9Paまで真空引きし、温度950℃で20分間保持
し、メタルボンド穴あけ工具30を真空炉から取出して
常温まで冷却した。
することにより、ペースト状混合物が溶融し、この溶融
物が常温に冷却されて固化し、円筒状本体32に接着さ
れる。
らす性質があり、青銅によく溶ける。よって、ダイヤモ
ンド砥粒40はメタルボンド部材38に化学的に強く固
着されるので、ダイヤモンド砥粒40がメタルボンド部
材38から脱落することが防止される。
する2つのダイヤモンド砥粒40の間のメタルボンド部
材38最深部表面と突出したダイヤモンド砥粒40先端
との間の距離を砥粒突出高さとするとき、平均砥粒突出
高さgは平均砥粒直径dの30%以上であるのが好まし
い。さらに、平均砥粒間隔lは平均砥粒直径dの200
%以上であるのが好ましい。
砥粒突出高さgを従来の研削工具に比較して大きく取
り、平均砥粒間隔lを大きく取ることにより、優れた研
削性能又は穴あけ性能を発揮することができる。
ースト状混合物の塗布厚さでコントロールできるが、一
般的にはペースト状混合物の塗布厚さは平均砥粒直径d
の70〜120%が好ましい。
た。1個のメタルボンド穴あけ工具30中の任意の3ヶ
所について、10粒/1ヶ所、計30粒の砥粒高さを計
測し、計測した砥粒高さ値を相化平均したものを平均砥
粒高さgとした。砥粒高さの計測は、局部の顕微鏡拡大
による方法を採用した。
ッシュにするのが良い。砥粒はダイヤモンド砥粒に限定
されるものではなく、CBN、炭化ケイ素、又は超硬合
金紛の何れをも採用可能である。
銅、5〜20%Znの黄銅、5〜20%Alのアルミニ
ウム青銅が使用可能である。特にアルミニウム青銅の場
合、加熱時の真空度を高くすると、Ti化合物紛を無添
加でも砥粒をメタルボンドに接着できる。または、加熱
時の真空度が低い場合でも、Ti化合物紛の少量の添加
で砥粒をメタルボンドに接着できる。
(約36wt%Al)のTi化合物紛を使用している。
Tiの含有量は、メタルボンド部材全体に対して10〜
15%程度が望ましい。Ti化合物紛の粒度は240〜
350メッシュ程度が好ましい。
又はAl化合物紛も使用可能である。Ti或いはAlは
その還元力によりセラミック砥粒を濡らす性質があり、
銅合金によく溶ける。さらに、銅合金の強度を増強する
働きがあるためメタルボンド部材の添加剤として好適で
ある。
フィン、ポリエチレングリコールなどの単体若しくは混
合したものを使用すると良い。
け工具30のシャンク部分34には装着用のねじ穴42
と、メタルボンド穴あけ工具30を回転工具2のねじ部
26に装着するためのスパナ係合部44が形成されてい
る。
が形成されている。これらの穴46は、切削刃部に発生
する熱を外気で冷却するための空気取り入れ口として機
能する。
ト16のねじ部26に装着するときの回転方向は、作動
時の駆動シャフト16の回転方向と逆方向にすべきであ
る。このように設定することにより、穴あけ作業中にメ
タルボンド穴あけ工具30が駆動シャフト16から脱落
することが防止される。
クリート製の壁48に本実施形態のメタルボンド穴あけ
工具30で穴あけ作業を行っている状態の説明図であ
る。符号50は床を示している。
ド穴あけ工具30を壁48の垂線に対して約5〜30度
傾斜させて回転させる。ディスクグラインダー等の回転
工具2に装着しているため、メタルボンド穴あけ工具3
0は6000〜12000rpmの回転数で高速回転さ
れるため、壁48に瞬時に切りこみをつけることができ
る。
うに、メタルボンド穴あけ工具30を壁48に対して概
略垂直に保ちながら押すか、あるいは切り込み時よりも
小さい傾斜角で回転させることにより、壁48に容易に
穴あけをすることができる。
38からの突出高さが高いため、穴あけ作業は水を必要
とすることなく乾式で行うことができる。また、作業時
の回転数が高いため瞬時に切り込みを形成できるので、
穴あけ位置決め治具を使用せずに所定の位置に穴を開け
ることが可能である。
メタルボンド穴あけ工具30Aの断面図が示されてい
る。図8は図7の平面図である。本実施形態は、第1実
施形態に比べて肉厚の円筒状本体52を採用している。
第1実施形態と同様に、シャンク部54には装着用のね
じ穴58とスパナ係合部60が形成されている。
2aの内周面及び外周面には図に示されるように、多数
のダイヤモンド砥粒40がメタルボンド部材38により
接着固定されている。ダイヤモンド砥粒40の接着幅
は、内周面で先端縁52bから約5〜10mm、外周面
で約15〜20mm程度が適当である。
態のメタルボンド穴あけ工具30Aは円筒状本体52の
先端縁52bに複数の凹部(溝)56を有するととも
に、その外周面にも複数の溝62を有している。このよ
うに先端縁52b及び外周面に溝を形成して変化をつけ
ることにより、メタルボンド穴あけ工具30Aの切れ味
を向上することができる。内周面にも同様な溝を形成し
てもよい。
メタルボンド穴あけ工具30Bの断面図が示されてい
る。本実施形態では、円筒状本体64の外周面全面に渡
り、多数のダイヤモンド砥粒40がメタルボンド部材に
より接着固定されている。シャンク部分66には装着用
のねじ穴68が形成されている。
Bは、円筒状本体64の外周面全面に多数のダイヤモン
ド砥粒40が接着固定されているため、面取り工具とし
て兼用することができる。
のメタルボンド面取り工具70の断面図が示されてい
る。図11は図10の平面図である。メタルボンド面取
り工具70は円筒状本体72と、円筒状本体72と一体
的に形成されたシャンク部分74を有している。円筒状
本体72及びシャンク部分74は鋼から形成されてい
る。
ダイヤモンド砥粒40がメタルボンド部材により接着固
定されている。シャンク部分74は装着用のねじ穴76
とスパナ係合部78を有している。
の外周面には複数の溝80が形成されている。このよう
に、円筒状本体72の外周面に溝80を形成して変化を
つけたため、メタルボンド面取り工具70の切れ味が向
上する。
工具70で面取り作業をしている様子が示されている。
石材82は穴84を有しており、この穴84の外周を本
実施形態のメタルボンド面取り工具70で容易に面取り
をすることができる。
ボンドに化学的に強く固着されているので、砥粒がメタ
ルボンドから脱落することなく長時間の安定した穴あけ
性能を維持できる。
に装着して使用されるため、水を使用せずに乾式で穴あ
け作業が可能である。さらに、穴あけ位置決め用治具を
使用せずに、所定の位置に所望の穴あけ作業を行うこと
ができる。
粒はメタルボンドに化学的に強く固着されているので、
砥粒がメタルボンドから脱落することなく長時間の安定
した面取り性能を維持できる。
小さくすることが可能なので、小径穴の面取りも効率的
に行うことができる。
のに適したディスクグラインダー等の回転工具の概略断
面図である。
工具の概略断面図である。
の縦断面図である。
り、図6(B)は初期の切り込みを形成した後の穴あけ
作業の説明図である。
の縦断面図である。
の縦断面図である。
具の縦断面図である。
Claims (6)
- 【請求項1】 メタルボンド穴あけ工具であって、 開口した先端部を有する円筒状本体と、 該円筒状本体と一体的に形成され、5000rpm以上
で回転される回転工具に装着するための装着用ねじ穴を
有するシャンク部分と、 前記円筒状本体の先端縁、開口した先端部の内周面及び
外周面にロー材によりロー付けされた砥粒と、 を具備したことを特徴とするメタルボンド穴あけ工具。 - 【請求項2】 メタルボンド面取り工具であって、 開口した先端部を有する円筒状本体と、 該円筒状本体と一体的に形成され、5000rpm以上
で回転される回転工具に装着するための装着用ねじ穴を
有するシャンク部分と、 前記円筒状本体の外周面にロー材によりロー付けされた
砥粒と、 を具備したことを特徴とするメタルボンド面取り工具。 - 【請求項3】 前記ロー材はCu系合金を主成分とする
ボンド部材からなり、該ボンド部材はTi,Al及びこ
れらの混合物からなる群から選択された物質を含んでお
り、 砥粒と砥粒の間の前記ボンド部材最深部表面と突出した
砥粒先端との間の距離を砥粒突出高さとするとき、平均
砥粒突出高さは平均砥粒直径の30%以上であり、 平均砥粒間隔は平均砥粒直径の200%以上であること
を特徴とする請求項1又は2記載のメタルボンド穴あけ
又は面取り工具。 - 【請求項4】 前記Cu系合金は10〜33wt%Sn
の青銅、5〜20wt%Znの黄銅及び5〜20wt%
Alのアルミニウム青銅からなる群から選択されること
を特徴とする請求項1〜3のいずれかに記載のメタルボ
ンド穴あけ又は面取り工具。 - 【請求項5】 前記砥粒はダイヤモンド、立方晶窒化ホ
ウ素、SiC及び超硬合金紛からなる群から選択される
ことを特徴とする請求項1〜4のいずれかに記載のメタ
ルボンド穴あけ又は面取り工具。 - 【請求項6】 前記円筒状本体の先端縁、外周面及び内
周面の少なくとも一つには互いに離間した複数の凹部が
形成されていることを特徴とする請求項1〜5の何れか
に記載のメタルボンド穴あけ又は面取り工具。
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