JP2006187848A - コアドリル - Google Patents

Abstract

【課題】 熱歪みを防止するとともに、シャンクの強度を確保し、シャンク先端部がラッパ状に変形することを防止して、研削性能に優れたコアドリルを提供する。
【解決手段】 シャンク１の先端部にチップ２が間隔を置いてろう付けにより接合されており、シャンク１の先端部であってチップ２が接合されていない部位に、軸方向にスリット３が形成されている。チップ２は、ダイヤモンド等の砥粒を金属等からなる結合材で結合して形成されている。シャンク１の先端外周側であって、スリット３が形成されている領域には、シャンク１の周方向に溝が設けられ、この溝内にワイヤ４が巻き付けられている。溝の深さは、溝内にワイヤ４を巻き付けたときにワイヤ４が収まる深さとしている。
【選択図】 図１

Description

本発明は、ガラス等の穿孔作業に用いられるコアドリルに関する。

ガラスなどの材料を丸くくり抜く作業に用いる工具として、円筒形状の鉄製シャンクの端面に、ダイヤモンドやｃＢＮを含むチップをろう付けしたコアドリルが用いられている。この構成のコアドリルにおいては、チップをろう付けによりシャンクの端面に接合しているため、接合の際の熱によりシャンクの強度が低下する。
このような強度の低下を防止するための手段として、特許文献１に記載されているように、チップが接合されるシャンクの端面の厚みを厚くしたものがある。

特開平１１−２２６９４０号公報

しかし、特許文献１に記載のものでは、接合強度は確保されるものの、熱による歪みの発生を防止することはできない。
この熱歪みを防止する手段として、チップが間隔を置いて接合されるシャンクの端面において、チップが接合されていない部位に、軸方向のスリットを形成することが知られている。このスリットを設けると、チップをろう付けする際に発生する熱の拡散を軸方向のみに制限することができ、熱歪みを低減することができる。

しかし、このようなスリットを多数設けると、シャンク自体の剛性が低下し、ドリリング作業時に切れ味が低下した場合、シャンクが軸方向の荷重により座屈変形しやすくなる。また、シャンクは一般的にラッパ状に広がる変形を起こしやすく、このような変形が起こると、シャンク内面に被削材が接触して発熱し、コアドリルの破壊につながる場合もある。
本発明は、上記の課題を解決するためになされたもので、熱歪みを防止するとともに、シャンクの強度を確保し、シャンク先端部がラッパ状に変形することを防止して、研削性能に優れたコアドリルを提供することを目的とする。

以上の課題を解決するために、本発明のコアドリルは、シャンクの先端部にチップが間隔を置いて接合され、シャンクの先端部であってチップが接合されていない部位に軸方向にスリットが形成されたコアドリルにおいて、シャンクの先端外周側にはシャンクの周方向に溝が設けられ、この溝内にワイヤが巻き付けられていることを特徴とする。
スリットが形成されていることによって熱歪みを低減するとともに、溝内にワイヤが巻き付けられていることによって、スリットを形成したことによるシャンクの剛性の低下を防止してシャンクの強度を確保することができる。また、シャンクがラッパ状に広がる変形を起こすことを防止できるため、シャンク内面に被削材が接触して発熱することを防止でき、シャンクの破損を防いでコアドリルの寿命を向上することができる。
なお、軸方向とは、シャンクの回転軸の方向を意味する。

本発明においては、前記ワイヤは、チップが接合されたシャンクの先端から３ｍｍ以上１５ｍｍ以下の範囲で離れてシャンクに巻き付けられていることを特徴とする。
この範囲よりワイヤがシャンクの先端に近づくと、研削時に発生する切粉によってワイヤが摩耗しやすくなり、ワイヤが破損しやすくなる。一方、この範囲よりワイヤがシャンクの先端から遠ざかると、シャンクの変形を防止する機能が低下する。
本発明においては、前記ワイヤの表面に砥粒が固着されていることを特徴とする。
ワイヤの表面に砥粒を固着することにより、切粉によってワイヤが摩耗することを防止できる。

本発明によると、熱歪みを防止するとともに、シャンクの強度を確保し、シャンク先端部がラッパ状に変形することを防止して、研削性能に優れたコアドリルを実現することができる。

以下に、本発明のコアドリルをその実施の形態に基づいて説明する。
図１に、本発明の実施形態に係るコアドリルの構成を示す。このコアドリルにおいては、シャンク１の先端部にチップ２が間隔を置いてろう付けにより接合されており、シャンク１の先端部であってチップ２が接合されていない部位に、軸方向にスリット３が形成されている。チップ２は、ダイヤモンド等の砥粒を金属等からなる結合材で結合して形成されている。

シャンク１の先端外周側であって、スリット３が形成されている領域には、シャンク１の周方向に溝が設けられ、この溝内にワイヤ４が巻き付けられている。溝の深さは、溝内にワイヤ４を巻き付けたときにワイヤ４が収まる深さとしており、これによって、研削時にワイヤ４が被削材と接触することを防止できる。
シャンク１の先端外周側に設ける溝の位置と、チップ２の接合位置との距離Ｌは、３ｍｍ以上１５ｍｍ以下としている。また、溝の幅Ｗは、３ｍｍ以上１０ｍｍ以下とし、ワイヤ４がこの溝内で複数回巻き付けられている。

ワイヤ４として、ステンレス製の高強度ワイヤを用いることで、シャンク１の先端部が熱によってラッパ状に変形しようとする際に、ワイヤ４にかかる引っ張り荷重に対して、十分な強度を持たせることができる。ワイヤ４の固定方法は、低温銀ろう付け、またはスポット溶接などのように、瞬間的に溶接できる方法を採用することによって、ワイヤ４が熱劣化することを防止できる。
また、ワイヤ４の表面に電着法などによりダイヤモンド等の砥粒を固着することによって、研削による切粉によってワイヤ４の表面が摩耗し、劣化することを防止できる。

以下に、具体的な作製例と試験例を示す。
図１に示す構造であって、シャンク１の先端外周側に設ける溝の位置と、チップ２の接合位置との距離Ｌを１０ｍｍとし、深さを０．５ｍｍ、幅を３ｍｍとした溝を設け、この溝内に、０．２ｍｍ線径のステンレスワイヤに平均粒径５０μｍのダイヤモンド砥粒を電着法により固着したワイヤを１０回巻き付け、低温銀ろうで固着したコアドリルを作製した。この発明品とは距離Ｌを異ならせて、Ｌを２ｍｍとした比較品１、Ｌを１８ｍｍとした比較品２とし、ワイヤを巻き付けていない従来品とを用いて、研削試験を行った。発明品と従来品の寸法、仕様はいずれも表１に示す通りであり、表２に試験条件を示す。

試験結果を表３に示す。

以上の試験の結果、発明品では、試験前におけるシャンクの径は３５０．６ｍｍであったのに対し、試験後では３５０．６ｍｍと変化がなく、シャンクの先端がラッパ状に変形することを効果的に防止することができた。その結果、加工時の状態は振動が少なく、加工状態が安定しており、被削材の円筒度が良好で、被削材がシャンクと接触することもない。

これに対し、チップに近い位置にワイヤを巻き付けた比較品１では、シャンクの変形はないものの、ワイヤに切粉が目詰まりして、切粉排出の抵抗となり、モータの負荷が１０％高まった。また、加工終期に振動が発生し、被削材の面粗さが低下するため、被削材の加工品位に影響する。
チップから遠い位置にワイヤを巻き付けた比較品２では、ワイヤ巻き付け位置よりチップ先端側において、外側に広がるような変形が見られた。また、ワイヤの締め付け力とシャンクの変形力との作用により、シャンク先端付近が径方向に振動した。

また、従来品では、試験前におけるシャンクの径は３５０．９ｍｍであったのに対し、試験後では３５４．２ｍｍと変形が大きい。また、加工時には振動と異音が発生し、加工負荷の高まりによってモータが停止した。そのため、送り速度を落として加工を継続した。また、コアドリルによってくり抜かれた被削材はテーパ状であり、被削材とシャンクとの接触が見られた。さらに、被削材を抜く際に巨大な欠けが発生した。

本発明は、熱歪みを防止するとともに、シャンクの強度を確保し、シャンク先端部がラッパ状に変形することを防止して、研削性能に優れたコアドリルとして利用することができる。

本発明の実施形態に係るコアドリルの構成を示す図である。

符号の説明

１ シャンク
２ チップ
３ スリット
４ ワイヤ

Claims (3)

1. シャンクの先端部にチップが間隔を置いて接合され、シャンクの先端部であってチップが接合されていない部位に軸方向にスリットが形成されたコアドリルにおいて、シャンクの先端外周側にはシャンクの周方向に溝が設けられ、この溝内にワイヤが巻き付けられていることを特徴とするコアドリル。
2. 前記ワイヤは、チップが接合されたシャンクの先端から３ｍｍ以上１５ｍｍ以下の範囲で離れてシャンクに巻き付けられていることを特徴とする請求項１記載のコアドリル。
3. 前記ワイヤの表面に砥粒が固着されていることを特徴とする請求項１または２記載のコアドリル。

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