(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
先端部分が円筒形状をした台金と、前記台金の先端面に前記台金の軸方向に積層状態に形成されたシーマ部およびドリル部とを備え、前記シーマ部に前記ドリル部の外径より拡径した斜面部を設け、前記ドリル部を構成する砥粒の粒度が＃８０〜＃１２０、シーマ部を構成する砥粒の粒度が＃１４０〜＃２００であり、前記ドリル部の集中度をシーマ部の集中度より大としたことを特徴とするシーマ付コアドリル。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、ガラス板などの硬脆材料に穴をあける際に、穴をあけると同時に穴のエッジ部分の面取り加工を行うことのできるシーマ付コアドリルに関する。
【０００２】
【従来の技術】
ガラス板に穴あけ加工を行った場合、穴のエッジ部分にチッピングが発生するため、その対策として、シーマと呼ばれる面取り工具を備えたコアドリルを使用して、穴あけ加工と同時にエッジ部分の面取り加工を行っている。
【０００３】
従来より、一般的に使用されているシーマ付コアドリルとして、例えば、図３（ａ）に示すようなものがある。図３（ａ）に示すシーマ付コアドリル３０は、シーマ部３１とドリル部３２とを別々に製造した後、組み合わせて構成したものである。ところが、このシーマ付コアドリル３０の場合、穴あけ加工を繰り返すうちにコアドリル部３２の側面が磨耗して、シーマ部３１との隙間３３が大きくなり、この隙間３３に加工中に発生した切屑のガラス粉末などが詰まりやすくなるため、チッピングが発生する原因となっている。
【０００４】
このようなチッピングの発生を防止するため、図３（ｂ）に示すようなシーマ付コアドリル３４が開発されている。シーマ付コアドリル３４もドリル部３５とシーマ部３６とを別々に製造して組み合わせるものであるが、図３（ｂ）に示すような構造の場合、ドリル部３５とシーマ部３６との嵌合が難しいため、加工に長時間を要するだけでなく、歩留りも悪い。
【０００５】
また、ドリル部とシーマ部との隙間発生を防止することのできるダイヤモンドシーマが実開昭６３−１２８７５号公報などに開示されているが、このシーマにおいても、ドリル部の側面が磨耗した場合、隙間が生じやすく、取付けに時間がかかるという問題がある。
【０００６】
そこで、このような問題を解決するため、図３（ｃ）に示すように、ドリル部３８とシーマ部３９とを一体成形方法によって製作したシーマ付コアドリル４０が開発されている。ここで、一体成形方法とは、ドリル部とシーマ部を保持する台金３７を一つにし、ドリル部３８およびシーマ部３９を構成する砥石を同時に成形する方法である
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
ところが、図３（ｃ）に示すようなシーマ付コアドリル４０の場合、ドリル部３８の外周側にシーマ部３９を形成するために台金３７の先端部分が階段状となっている。したがって、製造工程においてドリル部３８とシーマ部３９とを一体成形するためには複雑な形状をした金型が必要となり、金型製造などに多くの労力を要している。
【０００８】
また、ドリル部３８とシーマ部３９とは、それぞれの部分による加工目的が相違するので、それぞれの部分を構成する砥粒の粒度が異なっているが、シーマ付コアドリル４０の場合、先端部分が階段状をした一つの台金に対して、シーマ部およびドリル部を形成する粒度の異なる砥粒を含有したボンドを横並びに充填して同時成形するため境界がつきにくく、細かい砥粒で構成されたシーマ部３９に、ドリル部３８を構成する粗い砥粒が混入することがある。このように、ドリル部３８を構成する粗い砥粒がシーマ部３９に混入したシーマ付コアドリルでガラス板の穴あけ加工を行った場合、面取り部にスクラッチや大きなチッピングが発生し、加工不良となる。
【０００９】
そこで、本発明が解決しようとする課題は、複雑な金型を必要とせず、砥粒の混入がなく、穴あけ加工中のチッピング防止機能に優れたシーマ付コアドリルを提供することにある。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
前記課題を解決するため、本発明のシーマ付コアドリルは、先端部分が円筒形状をした台金と、台金の先端面に台金の軸方向に積層状態に形成されたシーマ部およびドリル部とを備え、シーマ部にドリル部の外径より拡径した斜面部を設けたことを特徴とする。このような構成により、台金の先端面にその軸方向に積層状態にシーマ部およびドリル部が形成され、シーマ部にはドリル部の外径より拡径した斜面部を備えた構造となるため、ドリル部によって穴あけ加工を行い、それと並行して、斜面部による面取り加工を行うことができる。
【００１１】
また、本発明のシーマ付コアドリルでは、シーマ部およびドリル部が、台金のの軸方向に積層して形成されているので、その境界面は、その軸方向を横切る位置関係にある。したがって、穴あけ加工の繰り返しによってドリル部の外周面が磨耗して外径が減少した場合でも、ドリル部とシーマ部との境界面に隙間が発生することがなく、ガラスの切屑などが隙間に詰まってチッピングなどを発生させることがない。
【００１２】
さらに、シーマ部およびドリル部は台金の先端面に積層状態に形成された構造であるため、図３（ｃ）に示すシーマ付コアドリル４０のように台金３７の先端部分を階段状などにする必要がなく、製造工程においては、複雑な金型を必要としない。また、本発明のシーマ付コアドリルの場合、製造工程において、金型内に保持された台金の先端面にシーマ部用砥粒を含有するボンドを充填、加圧してシーマ原形部を形成した後、シーマ原形部と密着するようにドリル部用砥粒を含有するボンドを充填、加圧してドリル原形部を形成し、その後、焼結を行うことができるので、ドリル原形部とシーマ原形部との境界が明瞭となり、両者間で砥粒の混入が発生しない。
【００１３】
なお、図３（ｃ）に示すシーマ付コアドリル４０の場合は、先端が階段状をした一つの台金に対して、シーマ部およびドリル部を構成する粒度の異なる砥粒を含有したボンドを横並びに充填して同時成形しなければならないため砥粒の混入が発生することがあるが、本発明の場合は、先端が平坦な形状の台金の上にシーマ部を構成する砥粒を含有するボンドを充填した後、加圧することで明瞭な境界が形成されるため、このあと、ドリル部を構成する砥粒を含有するボンドを充填して加圧を行っても砥粒の混入が発生しない。
【００１４】
一方、本発明のシーマ付コアドリルでは、シーマ部にドリル部の外径より拡径した斜面部を設けた構造であるが、これは、焼結が完了して形成されたドリル原形部、シーマ原形部に、放電加工や研磨加工などの機械加工を施すことによって形成することができる。このように、焼結後、機械加工を施すことにより所定形状のシーマ付コアドリルを形成するので、成形工程において、最終製品形状に近い複雑な金型を必要とせず、金型も１種類ですむ。また、焼結後にシーマ原形部、ドリル原形部に研磨加工、放電加工などを施すことにより、寸法精度や砥石の目立ち状態などが優れたシーマ付コアドリルを形成することができる。
【００１５】
なお、放電加工の場合は被加工物に圧力がかからず、ボンドの物性を変えることなく広範囲に渡る形状出しを容易に行うことができ、研磨加工の場合は形状出しを比較的短時間で行うことができる。ここで、形状出しとは、シーマ原形部、ドリル原形部をシーマ付コアドリルとしての最終形状に整えるための加工工程をいう。
【００１６】
さらに、本発明のシーマ付コアドリルでは、ドリル部を構成する砥粒の粒度を＃８０〜＃１２０、シーマ部を構成する砥粒の粒度を＃１４０〜＃２００とすることができる。シーマ付コアドリルにおいては、ドリル部とシーマ部とは加工目的が違うので、ドリル部とシーマ部を構成する砥粒の粒度をそれぞれ異なったものとする必要がある。すなわち、ドリル部の磨耗速度とシーマ部の磨耗速度とが一致するように、ドリル部およびシーマ部を構成する砥粒の粒度を調整する必要があるが、各部の粒度をこのような範囲とすることにより、ガラス板などの穴あけ加工を繰返し行った場合、ドリル部およびシーマ部が同等に磨耗していくため、いわゆる片減りがなくなり、寿命が均一化する。
【００１７】
なお、ドリル部を構成する砥粒の粒度が＃８０以粗である場合は加工速度は速くなるがシーマ部では除去できないカケが発生する。また、＃１２０以細の場合は加工速度が遅くなり、磨耗も大となるためシーマ部とのバランスが崩れるなどの問題が発生しやすい。また、シーマ部を構成する砥粒の粒度が＃１４０以粗である場合は面取り部の品位が低下し、＃２００以細である場合は加工品位は向上するが磨耗が大となりドリル部とのバランスが崩れるなどの問題が発生する傾向がある。
【００１８】
また、本発明のシーマ付コアドリルでは、ドリル部の集中度を、シーマ部の集中度より大としたことを特徴とする。ここで、集中度とは、砥粒層部の体積１ｃｍ３  当たりに占めるダイヤモンドまたはＣＢＮの含有量が４．４ｃｔ（＝０．２ｇ）であるときを１００として比率で表したものである。ドリル部およびシーマ部の集中度が同一である場合、加工作業中、シーマ部よりドリル部の磨耗速度の方が大となり片減りが生じるが、ドリル部の集中度をシーマ部の集中度より大とすることにより、ドリル部およびシーマ部の磨耗速度が同等となるため、片減りがなくなり、寿命を均一化することができる。
【００１９】
この場合、ドリル部の集中度をシーマ部の集中度より１０〜５０程度大とすることが望ましく、これによって、加工作業を繰り返し行った場合でも、ドリル部およびシーマ部は同等に磨耗し片減りが発生しなくなり、寿命が均一化する。
【００２０】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。図１はシーマ付コアドリルの実施の形態を示す一部切欠側面図、図２は図１に示すシーマ付コアドリルの製造工程を示す説明図である。
【００２１】
図１に示すように、本実施形態のシーマ付コアドリル１０は、先端部分が円筒形状をした台金１３と、台金１３の先端面１３ｆに台金１３の軸方向１３ａに積層状態に形成されたシーマ部１１およびドリル部１２とを備え、シーマ部１１にドリル部１２の外径より拡径した斜面部１１ａを設けている。
【００２２】
このような構成により、台金１３の先端面１３ｆに、軸方向１３ａに積層状態にシーマ部１１およびドリル部１２が形成され、シーマ部１１にはドリル部１２の外径より拡径した斜面部１１ａを備えた構造となるため、ドリル部１２によって穴あけ加工を行い、それと並行して斜面部１１ａによる面取り加工を行うことができる。
【００２３】
また、シーマ付コアドリル１０では、シーマ部１１およびドリル部１２が、台金１３の軸方向１３ａに積層して形成されているので、その境界面２０はその軸方向１３ａを横切るような位置関係にある。したがって、穴あけ加工の繰り返しによってドリル部１２の外周面が磨耗して外径が小さくなった場合でも、ドリル部１２とシーマ部１３との境界面２０に隙間が発生することがなく、ガラスの切屑などが隙間に詰まってチッピングなどを発生させることがない。
【００２４】
さらに、シーマ部１１およびドリル部１２は台金１３の先端面１３ｆに積層状態に形成された構造であるため、図３（ｃ）に示すシーマ付コアドリル４０のように台金３７の先端部分を階段状にする必要がなく、製造工程において、複雑な金型を必要としない。
【００２５】
さらに、本実施形態のシーマ付コアドリル１０では、ドリル部１２を構成する砥粒の粒度を＃８０〜＃１２０の範囲内である＃１２０とするとともに集中度を７５とし、シーマ部１１を構成する砥粒の粒度を＃１４０〜＃２００の範囲内である＃１７０とするとともに集中度を５０としたところ、ガラス板などの穴あけ加工を繰返し行った場合、ドリル部１２およびシーマ部１１が同等に磨耗し、片減りが発生しなくなり、両者の寿命を均一化することができた。
【００２６】
次に、図２を参照して、図１に示すシーマ付コアドリル１０の製造工程について説明する。
【００２７】
まず、図２（ａ）に示すように、金型１４内に保持された台金１３の先端面１３ｆにシーマ部用砥粒を含有するボンド１１ｂを充填、加圧した後、ドリル部用砥粒を含有するボンド１２ｂを充填、加圧する。そして、この後、ホットプレス法によって焼結すると、図２（ｂ）に示すように、台金１３の先端面１３ｆに、軸方向１３ａに積層されたシーマ原形部１１ｃおよびドリル原形部１２ｃが形成される。
【００２８】
このように、ボンド１１ｂを充填して加圧した後、ボンド１２ｂを充填、加圧し、その後、焼結を行うので、ドリル原形部１２ｃとシーマ原形部１１ｃとの境界が明瞭となり、両者間で砥粒の混入が発生しない。
【００２９】
次に、図２（ｃ）に示すように、シーマ原形部１１ｃおよびドリル原形部１２ｃに放電加工を施してＸ部分を除去することにより、図２（ｄ）に示すように、シーマ部１１に、ドリル部１２の外径より拡径した斜面部１１ａが形成され、最終形状に整えられたシーマ付ドリル１０が得られる。
【００３０】
このように、本実施形態のシーマ付コアドリル１０では、シーマ部１１にドリル部１２の外径より拡径した斜面部１１ａを設けた構造であるが、焼結が完了して形成されたドリル原形部１２ｃ、シーマ原形部１１ｃに放電加工を施して形成しているため、成形工程において、最終製品形状に近い複雑な金型を必要とせず、金型も１種類ですむ。
【００３１】
また、焼結後にシーマ原形部１１ｃ、ドリル原形部１２ｃに放電加工を施すことにより、寸法精度や砥石の目立ち状態などが優れたシーマ付コアドリル１０を形成することができる。放電加工の場合、シーマ原形部１１ｃ、ドリル原形部１２ｃなどの被加工物に圧力がかからず、ボンドの物性を変えることなく広範囲に渡る形状出しを容易に行うことができる。
【００３２】
なお、シーマ原形部１１ｃ、ドリル原形部１２ｃに対し研磨加工を施してＸ部分を除去することにより、最終形状に整えられたシーマ付ドリル１０を得ることもできる。研磨加工の場合、形状出しを比較的短時間で行うことができる。
【００３３】
図２に示す実施形態は、図１に示すシーマ付ドリル１０を製造するための一例であるため、成形工程、焼結工程あるいは焼結後の加工工程については、これ以外の工程を採用することができる。
【００３４】
【発明の効果】
本発明により以下の効果を奏することができる。
【００３５】
（１）先端部分が円筒形状をした台金と、台金の先端面に台金の軸方向に積層状態に形成されたシーマ部およびドリル部とを備え、シーマ部にドリル部の外径より拡径した斜面部を設けたことにより、ドリル部によって穴あけ加工を行い、それと並行して、斜面部による面取り加工を行うことができる。また、シーマ部およびドリル部が、台金の軸方向に積層して形成され、その境界面は軸方向を横切る位置関係にあるため、ドリル部の外周面が磨耗して外径が減少した場合でも、ドリル部とシーマ部との境界面に隙間が発生することがなく、ガラスの切屑などが隙間に詰まってチッピングなどを発生させることがない。
【００３６】
（２）シーマ部およびドリル部は台金の先端面に積層状態に形成された構造であるため、台金の先端部分を階段状などにする必要がなく、製造工程において複雑な金型を必要としない。また、シーマ部およびドリル部を構成する粒度の異なる砥粒を含有したボンドを台金の軸方向に順次積層させて成形するためドリル部とシーマ部との境界が明瞭となり、両者間で砥粒の混入が発生しない。
【００３７】
（３）シーマ部にドリル部の外径より拡径した斜面部を設けた構造は、焼結によって形成されたドリル原形部、シーマ原形部に、放電加工や研磨加工などの機械加工を施すことによって形成することができるため、成形工程において、最終製品形状に近い複雑な金型を必要とせず、金型も１種類ですむようになる。
【００３８】
（４）ドリル部を構成する砥粒の粒度を＃８０〜＃１２０の範囲、シーマ部を構成する砥粒の粒度を＃１４０〜＃２００の範囲とすることにより、ガラス板などの穴あけ加工を繰返し行った場合、ドリル部およびシーマ部の磨耗速度が同等となるため、片減りが発生せず、寿命を均一化することができる。
【００３９】
（５）ドリル部の集中度をシーマ部の集中度より大とすることにより、加工作業中のドリル部およびシーマ部の磨耗速度を同等にすることができるため、片減りが発生しなくなり、寿命を均一化することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】シーマ付コアドリルの実施の形態を示す一部切欠側面図である。
【図２】図１に示すシーマ付コアドリルの製造工程を示す説明図である。
【図３】従来のシーマ付コアドリルを示す断面図である。
【符号の説明】
１０  シーマ付コアドリル
１１  シーマ部
１１ａ  斜面部
１１ｂ，１２ｂ  ボンド
１１ｃ  シーマ原形部
１２  ドリル部
１２ｃ  ドリル原形部
１３  台金
１３ｆ  先端面
１３ａ  軸方向
１４  金型
２０  境界面
【図１】
0003601953.tif 000002
【図２】
0003601953.tif 000003
【図３】
0003601953.tif 000004