(57)【要約】      （修正有）【課題】真直度精度を向上させ、研削効率を上げることの出来る深孔加工用コアドリルを提供する。【解決手段】深孔加工用コアドリルにおいて、ドリル先端のメタルボンド砥石１に続く一段細くなっている首部２に対し、ドリル先端径と同寸となる間欠肉盛り部５を設け、加工済み孔を倣いとし、首部の曲がりを防ぎ、間欠肉盛り隙間は深孔加工機装着時にはコアドリルの振れ防止把持部としてまた加工孔内では研削液および切子の排出通路となる構造を有する。【選択図】図２
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【実用新案登録請求の範囲】
【請求項１】
深孔加工用コアドリルにおいて、ドリル先端のメタルボンド砥石に続く一段細くなっている首部に対し、ドリル先端径と同寸となる間欠肉盛り部を設け、加工済み孔を倣いとし、首部の曲がりを防ぎ、間欠肉盛り隙間は深孔加工機装着時にはコアドリルの振れ防止把持部としてまた加工孔内では研削液および切子の排出通路となる構造を有する工具。
【考案の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】  本考案は、脆性材料の穿孔において、孔径Ｄに対し深さＬが大きくなるに従い真直度が悪くなる。この真直度を改善する穿孔工具に関するものである。
【背景技術】
【０００２】  従来から脆性材料に穿孔する場合、ガンドリル加工に類する加工方法が採用され、コアドリルが用いられている。しかし孔径Ｄが小さくなり、深さＬが大きくなるに従い真直度が悪くなり幾何学公差として精度追求のできるものは無かった。【０００３】  幾何学的公差として満足出来なくても繰り返し精度はある程度安定しているため、孔間距離はかなり小さくすることが出来る。このため多数の孔を千鳥状あるいは格子状配置に明けても隣接孔と貫通することなく境界壁は残り、それぞれ単独孔となり、加工としてある程度認められている。【０００４】  孔間位置関係は問題なくとも真直度は悪いため被削材基準との関係に留意する必要がある。例えば長さＬの正方柱に貫通孔を明けた場合、加工入口が正方形中心に位置していても出口では中心位置から外れているのが普通である。【０００５】  この位置ズレ量は穿孔時の研削抵抗に左右され、研削抵抗が大きくなると比例してズレ量も大きくなる。当然Ｌ／Ｄが大きくなるとズレ量も大きくなる。ズレ方向は加工時の姿勢、コアドリル軸方向に依存する部分もある。正方柱を横に寝かせ加工した場合、出口孔位置は中心より上側に位置し、左右のズレ量はキリの回転方向に依存し、右回転では左側となる。正方柱を立てて加工した場合、ズレ方向は工具特性に依存し同一工具ではほぼ同じ傾向を示すが工具が異なると異なった曲がりとなりズレ方向は一定しない傾向が見られる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】  特願２００９−１４１９９０
【特許文献２】  実開昭６２−１２１２１１
【特許文献３】  実開昭６３−１２７８７７
【非特許文献】
【０００７】
【非特許文献１】  ユニタック株式会社カタログ  ダブルチューブシステム
【非特許文献２】  日立金属技報Ｖｏｌ．２６「微細深穴加工用ドリル構造の改良とその効果」
【考案の概要】
【考案が解決しようとする課題】
【０００８】  金属加工では穴深さＬが径Ｄの１０倍を超えると深穴加工としている。また金属加工技術報告ではＬ／Ｄが１０〜１００が可能になったと報告されている。一方脆性材料の深孔加工ではコアドリルを用い、Ｌ／Ｄが２００〜３００の加工がすでに行われている。更に深い加工も可能であるが加工精度、真直度が問題となり精度を向上させるには加工速度を極端に低下させる必要がある。この真直度を改善し加工速度を向上させるコアドリルを提供する。
【課題を解決するための手段】
【０００９】  深孔用コアドリル形状は、先端からメタルボンド砥石部、中空ステンレスパイプの首部、テーパーシャンクとの繋ぎ部となる継足し鋼管部からなる。孔径はメタルボンド砥石部の外形で、中心部の研削残り、コア径は砥石部内径で決まる。首部外径は砥石部外径より小さく、内径は砥石部内径より大きい寸法となる。加工可能深さは首部長さで決まる。この首部パイプには一般的に既成品が用いられている。【００１０】  研削液はロータリー継ぎ手、シャンク、首部パイプを通り研削部、メタルボンド砥石先端部に高圧供給され、コアドリル外側に押し出され切子と共に加工孔と首部外側との隙間を通り孔外部に排出される。従って首部外形と孔および首部内径とコアには隙間が必要となる。【００１１】  この隙間が孔の幾何学的公差、真直度を悪くする原因となっている。砥石径が大きくなると首部パイプに剛性を持たせることも可能となるが径が２ミリあるいは１ミリ以下で例えば長さが３００ミリになると研削押圧に負け首部に曲がりが発生する。この曲がりは砥石先端の研削圧に影響し結果として孔に曲がりが発生することになる。【００１２】  曲がり量は隙間に影響される。曲がり量自体は穿孔が進むと重畳されるため小さな隙間でも穿孔深さが大きくなると曲がり量も当然大きくなる。この曲がり方向はコアドリルで水平加工した場合重力の影響を受ける。首部のたわみはピン固定梁と考えて良く、結果として研削面圧がコア下側で大きくなり穿孔方向は上向く事になる。しかしドリルは回転している為たわみ方向が若干変わり回転方向によりズレ方向も変わってくる。【００１３】  コアドリルで垂直加工した場合、重力影響での首部の曲がりは無くなる。しかし柱の垂直荷重による座屈と同じ様に考えることが出来る。外部環境条件を同じとすると座屈方向は柱の個体差によるのと同じで座屈の前段である弾性域での曲がり方向も個体差となるのでドリルにより曲がり方向が固定されてくる。【００１４】  この首部曲がりが無くなると、研削にベストの条件で研削圧を上げる事が可能となり穿孔効率が上がることは容易に推測される。従って研削圧を上げても首部が曲がらないことが重要な要件となる。【００１５】  金属に穿孔する場合ドリルが一般的に用いられる。ストレートシャンクが普通であるが加工可能深さはツイスト部長さが上限でシャンク部まで突っ込むと切子の排出および切削液の供給、排出も行えなくなり加工は出来なくなる。ストレートシャンクの場合切り刃のある先端径、ツイスト部、シャンク部は同じ太さで非常に剛性が高く真直度の良い穴加工が行える。この場合でも切子の排出がうまくいかない場合、真直度を悪くすることが報告されており切子の排出が重要であることが伺える。【００１６】  金属加工を脆性材加工に適用すると首部太さはメタルボンド砥石径と同じで、しかし研削液および切子の排出が容易となる構造を持たせれば良いことが分かる。ダブルチューブシステムなどはこれに近い構造を備えている。しかし首部において全域が砥石径と同じである必要が無いことは容易に考えられる。首部断面、円の中心位置を考えると３点が決まれば円の中心位置が決定されるため孔壁に３点以上接すれば首部位置が定まることになる。接触支持点をコアドリル��方向に等間隔に設けるか、スプライン軸の様に連続した山でも位置決め機能を発揮することになる。
【考案を実施するための最良の形態】
【００１７】  コアドリルも長さが長くなると従来のボール盤加工のようにシャンク部の把持だけでは先端に振れが発生し加工出来なくなる。このため長尺のガンドリル用加工機が提案されている。コアドリル加工も同様に回転駆動部、研削液の供給ロータリー継ぎ手部、振れ防止把持部から構成される加工機が用いられる。振れ防止把持部は先端支持と中間支持部に分けられ、コアドリル長さにより中間支持数、位置が決定される。この支持部は穿孔作業と共に場所移動される。【００１８】  振れ防止の先端支持部からのコアドリル突き出し量は少ない方が好ましい。これは突き出し量が大きくなれば振れも大きくなることと穿孔入り口位置精度にも関わる為である。被削材であるワークとコアドリル先端が接触する加工初期段階ではワークとドリル先端が均一に同時的に接触しないため接触部位の抵抗力により芯振れが発生する。この状態で穿孔を進めると振れは孔で拘束され収まるが入り口位置精度が悪くなる。従って加工初期は芯振れ防止のため微少量ステップ加工が好ましい。【００１９】  微少量ステップ加工でコアドリルが安定し穿孔が進むと今度は定量ステップ加工工程に移行する。定量ステップ加工ではコアドリルの回転を止め、ワークとの位置関係もそのまま維持される。振れ防止支持部の把持機構を解きドリル駆動側に定寸移動させる。これによりドリル先端突出し量は定寸分増加し、この定寸分が次の穿孔可能寸法となる。これを繰り返し深孔加工が行われる。
【実施例１】
【００２０】  図１に従来仕様のコアドリルを示す。図２には本考案であるコアドリルを示している。コアドリルの肉盛部径はドリル先端径と同じにすることによってドリル首部の曲がり防止が行われる。曲がりが防止されるためワークの取り付け、加工時のドリル姿勢に関係なく真直度の良い加工孔が得られる。【００２１】  図３には肉盛部の断面形状を示す。肉盛り切り欠き部は研削液と切子の排出通路となる。この通路断面積は研削残りのコアと首部内径との隙間面積より大きくし、流出抵抗を増加させないことが望ましい。【００２２】  肉盛り手段として一般的な肉盛溶接、溶射が考えられる。母材肉厚が薄く熱的影響を受ける場合はメッキが考えられる。ダイヤモンド工具メーカーでは砥粒の電着が行われているが同一手段でも可能と考えられる。【００２３】  孔内部での姿勢は肉盛り部により支持されるが機械に装着され高速回転される際、従来のままの支持位置、あるいは支持方法では肉盛り部と干渉し芯出し不良が起きる恐れがある。図２考案コアドリルの場合肉盛り部以外の首部を保持する方式に変更する必要がある。
【実施例２】
【００２４】  図４には首部の展開図を示している。肉盛り部は円周を３等分しており、スプライン軸状にしたものとなっている。基本的に軸の曲がり防止の肉盛り支え部、研削液、切子の排出が行える空間、溝があれば良く種々な凹凸形状が考えられる。肉厚パイプの使用が可能であれば肉盛りでなく幅広溝を加工する方法も考えられる。【００２５】  機械での保持方法として溝部支持が良いのか、肉盛り部支持が良いのかはコアドリル仕様により選択する必要がある。図４仕様ではスプライン凸部を避けパイプを把持し支持することになる。
【産業上の利用可能性】
【００２６】  脆性材料へ高度な加工を施した部品は電子部品製造過程でも多々使用されておりまた光フィバーなどでも伝送効率向上手段として孔加工が施されている。これら分野での使用が期待される。
【図面の簡単な説明】
【００２７】
【図１】従来のコアドリル図
【図２】本考案に関わるコアドリル図
【図３】コアドリルＡＡ’断面図
【図４】コアドリル首部展開図
【符号の説明】
【００２８】  １  メタルボンド砥石部
２  首部
３  継足し鋼管部
４  繋ぎねじ部
５  肉盛り部
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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