JPH07237192A

JPH07237192A - とじ穴穴明け用ホロードリル

Info

Publication number: JPH07237192A
Application number: JP3141094A
Authority: JP
Inventors: Takashi Takehara; 隆司竹原
Original assignee: Hitachi Metals Ltd
Current assignee: Proterial Ltd
Priority date: 1994-03-01
Filing date: 1994-03-01
Publication date: 1995-09-12

Abstract

(57)【要約】【目的】別体としてそれぞれ製作した管状胴部と中空
のシャンク部を強化に接合一体化してなるホロードリル
の提供。【構成】接合は、紫外線硬化型嫌気性接着剤を使用
し、管状胴部を内嵌めとした嵌め合いとする。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、紙葉等へのとじ穴穴明
け用ホロードリルに関する。

【０００２】

【従来の技術】紙葉をファイルその他にとじるに際し、
その枚数が少なく厚みが薄い場合はダイスと中実棒状の
パンチを用いてとじ穴を打ち抜くが、ある程度以上厚く
なると、抜き屑を管状の内径を通して排出しながら、自
転しつつ前進して穴明けするホロードリル形式を用い
る。該ホロードリルは、一般に先端に取り付けられた環
状のチップ、該チップを支持する管状の胴部および胴部
の後端側に同芯状に接合されたシャンク部からなる。

【０００３】これらのホロードリルは、スムーズな穴明
けを実現するため、外径は、等径または二番当りを防止
すべく、段、バックテーパ等をつけることが適宜行なわ
れており、また、内径は抜き屑の排出を円滑化するた
め、可能の限り大径の穴とされるため、胴部は極力薄肉
とされる。図２，３は、従来のホロードリルの一般的構
造を示す図である。すなわち、管状胴部１は、その一方
端に工具鋼製等のチップ３を銀ろう付け等により取り付
けられ、他方端に別体で製作された中空シャンク２を銀
ろう付けまたは接着剤５（図２）、あるいはレーザ溶接
６（図３）等にて接合されている。なお、管状胴部と中
空シャンクを一体とし接合箇所をなくしたものも稀にあ
った。しかし、このタイプは内径のドリリングまたは外
径の旋削に多大の工数を要するため、特殊なものに限定
されている。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】とじ穴穴明け用ホロー
ドリルは、図４に示すように、1000rpm〜2000rpmで回転
しながら、重ねられたシート材８へ先端の刃部を押し付
けてとじ穴を明けるのであるが、チップ３の先端径と同
じ径の屑を、円錐状に重ね合わせるごとく変形させて管
状胴部１の内側へ容易に導く必要がある。そして、管状
胴部１とシャンク２の接合部にねじりと圧縮応力が複合
して加わるだけでなく、シート材８のの重ね具合や前記
屑の抵抗等により該接合部に曲げ応力が付加させるにも
係らず、管状胴部１の肉厚はできるだけ薄くすることが
要求される。また、錆発生防止と機械的強度の点から、
胴部の材質は、主にオーステナイト系ステンレス鋼等が
賞用されている。

【０００５】管状胴部１とシャンク２の接合に銀ろうを
用いる理由は、可能の限り低温溶融ろうを用いることに
より、特に加工硬化により付与した胴部の機械的強度を
低下させないためであるが、それにもかかわらず大幅な
低下を余儀なくされていた。また、銀ろう付けにおいて
は、銀ろう５が管状胴部１の外周面とシャンク２の内周
面の間の接合面全面に流れ込まず、部分的接合となり易
い。このため、管状胴部１がシャンク２との接合端部で
折損したり、管状胴部１とシャンク２が使用中に外れた
りする問題点があった。またレーザ溶接も熱影響による
パイプの機械的強度の低下を避けることができない。

【０００６】パンチ部とシャンク部を別体で製作し、こ
れ等を接着して一体化するものが公知である。この接合
方法は、加工硬化部の軟化がない点で優れている。すな
わち、特開昭６０−１１８３３４号は、直径または厚み
が0.4mm以下等の微小の打抜きパンチについて、別体で
あるパンチ部と軸部(シャンクに相当)とを接着剤等を使
用して接合することを開示している。また、接着におい
ても、接着剤がその種類により、管状胴部１の外周面と
シャンク２の内周面の間の接合面全面に一様に流れ込ま
ず、使用する接着剤が有する引張剪断接着強さ（以後接
着強度と記す）等の特性により、部分的に接着強度が弱
くなり易い。特開昭６２−４５４３２号は、やはりパン
チ部と台座（シャンクに相当）を別体で製作し、これら
を接着剤で接合するにおいて、シャンクに軸方向または
半径方向の空気抜き穴を設けることやパンチに螺旋状の
空気抜き溝を設けることを開示している。

【０００７】さらには、実開平５−４９３００号は、本
発明と同様、管状胴部と中空シャンクを別体で製作し、
これらを接着剤で接合するにおいて、シャンクに半径方
向の空気抜きおよび接着剤の注入、溜り用の貫通穴を設
けることを開示している。しかし、これらの提案におい
ても接着剤が前記接合面に十分に流れ込まないため、接
着部での外れが生ずるといった問題点があった。本発明
は、管状胴部１とシャンク２の接合が使用中に外れるこ
とや管状胴部１のシャンク２との接合端部等での折損を
防止したとじ穴穴明け用ホロードリルを提供することを
目的とする。

【０００８】

【課題を解決するための手段】本発明は、特定の型の接
着剤が管状胴部と中空シャンクとの接合に好適であるこ
とを見出したことに基づくものである。すなわち、本発
明は一方端に刃部を有する管状胴部と該管状胴部の反刃
部側軸方向に同芯状に接合された中空シャンクからなる
とじ穴穴明け用ホロードリルにおいて、前記接合は、前
記管状胴部を内嵌めとする紫外線硬化型嫌気性接着剤を
適用した嵌め合いによるものであることを特徴とすると
じ穴穴明け用ホロードリルである。

【０００９】

【作用】本発明のホロードリルは、薄肉のため強度上弱
い管状胴部のシャンクとの接合部の強度を使用状況に即
して最高度に高めたものである。ホロードリルの接合部
に加わる力は、前記のように軸方向圧縮力、曲げ
力、ねじり力である。本発明のホロードリルは、管状
胴部とシャンクの接合を、管状胴部を内嵌めとする、接
着剤を併用した嵌め合いとしたものである。内嵌めの嵌
め合いとする理由は、管状胴部にフープ応力（引張り）
を生ずることなく曲げ力に応ずるためである。また、接
着による接合は、従来の銀ろう付あるいはレーザ溶接に
比べ、熱影響による強度の低下がなく、かつ、広い面積
での接着が容易に実現可能である。

【００１０】本発明のホロードリルは、接着剤を併用し
た嵌め合い接合によるものであるが、嵌め合いと組み合
わせた接着接合の常として、接着剤が接合面の全面に十
分行き渡らないことによる接着強度不十分を補うため、
その接着剤の種類として紫外線硬化型嫌気性接着剤を採
用し、接着強度の向上を意図したものである。すなわ
ち、本発明において、前述の特開昭６２−４５４３２号
および実開平５−４９３００号で開示されたパンチのご
ときシャンクに穴を設ける工程は省略しても差し支えな
い。なお、本発明の紫外線硬化型接着剤は嫌気性でもあ
るから、紫外線照射工程を設けない場合でも、接合が可
能である。また、本発明のホロードリルにおいて、図１
に示すようにシャンク２の内形状を管状胴部１がその反
刃部側端面で当接するように、段付きとすれば、使用中
に作用する軸方向圧縮力によってパイプが動き、接合面
に剪断剥がれが生じることを防止することや、両者の軸
方向位置決めの便を図ることが可能となる。

【００１１】

【実施例】本発明および従来品を含む比較品のホロード
リルについて実機により寿命テストを実施した。まず、
本発明品は、図１に示すごとく、ＳＵＳ３０４製管状胴
部１となるパイプ（長さ 70mm、外径 φ6.0mm、内径 φ
5.5mm)とＳＫＨ５１製チップ３を図５に示すレーザ溶接
機を使用して接合してなる刃付胴部に、ＳＵＳ３０４製
のシャンク（長さ 25mm、外径 φ10mm、嵌合部内径φ6.
0×23.5mm、段付部内径 φ5.7mm×1.5mm)２を後述の要
領で接着したものである。すなわち、管状胴部１の外周
のシャンク２との接合部へ紫外線硬化型嫌気性接着剤４
を塗布し、これをシャンク２の内径へねじ込んだ後、図
６に示す紫外線照射装置を使用して、前記接着剤を硬化
させた。また、同本発明品として、前記と同様に管状胴
部１をシャンク２へねじ込んだ後、室温にて放置乾燥さ
せたものも用意した。なお、用いた紫外線硬化型嫌気性
接着剤は、日本ロックタイト（株）、ロックタイト６３
８ＵＶである。

【００１２】また、比較テスト品は、接着強度の大きい
他種の接着剤として、反応性アクリル系接着剤、１液エ
ポキシ系接着剤および瞬間接着剤を使用して、本発明品
と同様に管状胴部１をシャンク２の内周へねじ込み、室
温にて放置硬化させたものを用いた。更なる比較品とし
て、それぞれ図２および図３に示す銀ろう付品およびレ
ーザ溶接品（これらの硬化条件は表１中に記載した）と
を用いた。実機寿命テストの条件は、図４において、と
じ穴穴明け用ホロードリルの回転数 1500rpmとし、テス
ト紙(被穴明け材)は、上質紙を270枚重ねて総厚みを約2
4mmとし、最高1500回穴明けまで連続して実施し、折損
または外れが発生した時の回数を寿命と判定することに
より実施した。この結果を表１にまとめて示す。なお、
各試験品は同一条件でのばらつきを考慮して、各条件に
つき５本ずつ用意し、実機テストを実施した。

【００１３】

【表１】

【００１４】表１より、本発明品は、他種の比較的接着
強度の大きい接着剤によるものに対し、さらに寿命が長
いことがわかる。紫外線硬化型嫌気性接着剤がホロード
リルに適する理由は十分解明されていないが、恐らく該
接着部の種々の特性がホロードリルの接合部に発生する
応力条件に調和して適するためと考えられる。なお、他
種の接着剤の反応性アクリル系および１液エポキシ系で
は、粘度が50Pa・S(25℃)および27Pa・S(25℃)と、本発明
で用いた25Pa・S(25℃)に対してやや粘く、管状胴部１と
シャンク２の間に均一に流れ込みにくく、また、瞬間接
着剤は、粘度が小さく均一に流れ込んだが、前記実開平
５−４９３００号の実施例で開示されたように、シャン
クに半径方向の空気抜きおよび接着剤の注入、溜り用の
貫通穴を設け、前記接着剤を注入していないため、寿命
は比較的短くなった点も関係していると思われる。ま
た、従来の銀ろう付あるいはレーザ溶接では、熱影響に
より平均寿命が十分でなく、かつばらつきが多く、あた
りはずれが大きくなり易いことがわかる。

【００１５】

【発明の効果】以上述べたように、本発明のホロードリ
ルは、紫外線硬化型嫌気性接着剤を採用することによ
り、使用条件に適合した接合強度を得るもので、薄肉で
低強度の管状胴部の熱影響や、溝、孔を設けることによ
る断面積減少による強度低下、および加工の煩雑性を防
止し、従来のろう接法やレーザ溶接および他の接着剤に
よる接合よりも格段に長い寿命を実現するものである。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施例のとじ穴穴明け用ホロードリル
の断面図である。

【図２】従来のとじ穴穴明け用ホロードリルのうち、パ
イプとシャンクを銀ろうまたは接着付したものの断面図
である。

【図３】従来のとじ穴穴明け用ホロードリルのうち、パ
イプとシャンクをレーザ溶接したものの断面図である。

【図４】とじ穴穴明け用ホロードリルの使用状況を説明
する図である。

【図５】レーザ溶接機の外観を示す図である。

【図６】紫外線照射装置の外観を示す図である。

【符号の説明】

１管状胴部、２シャンク、３刃先チップ、４接
着剤、５銀ろうまたは接着剤、６レーザ溶接方向・
位置、７回転方向、８シート材(被穴明材)、９抜
き屑、１０駆動ホルダ、１１取付けホルダ、１６
コンベア、１７コンベア進行方向

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】一方端に刃部を有する管状胴部と該管状
胴部の反刃部側軸方向に同芯状に接合された中空シャン
クからなるとじ穴穴明け用ホロードリルにおいて、前記
接合は、前記管状胴部を内嵌めとする紫外線硬化型嫌気
性接着剤を適用した嵌め合いによるものであることを特
徴とするとじ穴穴明け用ホロードリル。
【請求項２】前記中空シャンクは、前記管状胴部がそ
の反刃部側端で当接する段を有するものである請求項１
のとじ穴穴明け用ホロードリル。
【請求項３】前記接着剤は、その粘度が25Pa・S以下で
ある請求項１または２のとじ穴穴明け用ホロードリル。