(57)【要約】【課題】硬脆材料のワークに穴を明ける穴明け工具の長寿命化を図るとともに、加工されるワークの品質を向上させる。【解決手段】先端部２０にワークを研削するダイヤモンド砥粒を有し、回転軸線ＡＸを中心に回転して穴明けを行う穴明け工具において、先端部２０のワークと接触する面に研削液を吐出する孔２１，２２を開口し、その孔２１，２２の開口縁の一部分を回転軸線ＡＸ上に位置させた。【選択図】        図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
先端部にワークを研削する超硬質砥粒を有し、回転軸線を中心に回転して穴明けを行う穴明け工具において、
前記先端部の前記ワークと接触する面に開口し、研削液を吐出する孔を備え、その孔の開口縁の一部分が前記回転軸線上に位置していることを特徴とする穴明け工具。
【請求項２】
前記先端部の外周面の一部を切削して形成され、前記ワークを研削したときに生じた研削屑を収容するポケット部と、
前記孔から吐出された研削液を前記先端部の前記ワークと接触する面へ導く複数の溝とを備えていることを特徴とする請求項１記載の穴明け工具。
【請求項３】
請求項２記載の穴明け工具を用いた加工方法において、
前記溝の形成された方向に対して回転方向に鈍角となるように前記穴明け工具を回転させることにより、前記ワークを加工することを特徴とする加工方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は穴明け工具、特に石英やセラミクス等の硬くて脆い材料（以下硬脆材料という）のワークに対する穴明け加工に用いられる穴明け工具に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、石英やセラミクス等の硬脆材料のワークに対して、深さ：穴径＝１０：１程度の穴を明けるとき、先端部にダイヤモンド砥粒を有する穴明け工具を用いて研削加工が行われる。
【０００３】
この研削加工時に発生する熱によるダイヤモンド砥粒の摩滅を低減させるため、穴明け工具の先端部とワークとの間に研削液が供給される。
【０００４】
図２（ａ）は従来の穴明け工具の平面図、図２（ｂ）は図２（ａ）の２ｂ−２ｂ線に沿う断面図である。
【０００５】
この穴明け工具には先端部１２０にワークを研削するダイヤモンド砥粒を有する砥粒層が形成されている。穴明け工具は回転軸線ＡＸを中心に回転する。
【０００６】
この穴明け工具は回転軸線ＡＸに沿って孔１２１が形成されているパイプ状であり、孔１２１を介して研削液が先端部１２０とワークとの間に供給される。
【０００７】
この穴明け工具によれば、孔１２１を介して先端部１２０とワークとの間に十分に研削液を供給し、先端部１２０を冷却することができるため、熱によるダイヤモンド砥粒の摩滅を低減させることができる。
【０００８】
図３（ａ）は従来の他の穴明け工具の平面図、図３（ｂ）は図３（ａ）の３ｂ−３ｂ線に沿う断面図である。
【０００９】
この穴明け工具には先端部２２０にワークを研削するダイヤモンド砥粒を有する砥粒層が形成されている。穴明け工具は回転軸線ＡＸを中心に回転する。
【００１０】
この穴明け工具の外周面にドリル状のねじれ溝（図示せず）が形成され、先端部２２０とワークとの間に研削液を供給する孔２２１，２２２が回転軸線ＡＸに沿って形成されている。孔２２１，２２２は先端部２２０のワークと接触しない切欠部２２３，２２４に開口する。
【００１１】
この穴明け工具によれば、孔２２１，２２２を介して先端部２２０とワークとの間に十分に研削液を供給できるため、先端部２２０を冷却して熱によるダイヤモンド砥粒の摩滅を低減させることができる。
【００１２】
【非特許文献】
ＺＥＲＯ−Ｍドリル  電着ダイヤモンドドリル  水戸工業株式会社
【００１３】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、図２の穴明け工具では、研削によって生じるパイプの内径にほぼ等しい外径の円柱状の削り残し部分を研削後に折って除去する作業が必要であり、この作業によってワークにクラックが生じ易くなる。すなわち、この穴明け工具にはワークの品質を低下させるという問題がある。
【００１４】
また、図３の穴明け工具では、研削によって生じた研削屑が砥粒層の表面から僅かに露出する砥粒間の隙間を埋めて目詰まりが発生するため、研削抵抗が増大し、ワークの破損や工具のチッピングや変形が生じ易くなる。すなわち、この穴明け工具には工具寿命を短くし、ワークの品質を低下させるという問題がある。
【００１５】
なお、ねじれ溝だけを有する構成の穴明け工具（図示せず）もあるが、穴の深さが穴径の２倍以上になったとき、穴明け工具の先端部に研削液を供給できず、砥粒の摩滅が早まる。すなわち、この穴明け工具には工具寿命が短くなるという問題がある。
【００１６】
この発明はこのような事情に鑑みてなされたもので、その課題は硬脆材料のワークに穴を明ける穴明け工具の長寿命化を図るとともに、加工されるワークの品質を向上させることである。
【００１７】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するために請求項１に記載の発明は、先端部にワークを研削する超硬質砥粒を有し、回転軸線を中心に回転して穴明けを行う穴明け工具において、前記先端部の前記ワークと接触する面に開口し、研削液を吐出する孔を備え、その孔の開口縁の一部分が前記回転軸線上に位置していることを特徴とする。
【００１８】
請求項２に記載の発明は、請求項１記載の穴明け工具において、前記先端部の外周面の一部を切削して形成され、前記ワークを研削したときに生じた研削屑を収容するポケット部と、前記孔から吐出された研削液を前記先端部の前記ワークと接触する面へ導く複数の溝とを備えていることを特徴とする。
【００１９】
請求項３に記載の発明は、請求項２記載の穴明け工具を用いた加工方法において、前記溝の形成された方向に対して回転方向に鈍角となるように前記穴明け工具を回転させることにより、前記ワークを加工することを特徴とする。
【００２０】
【発明の実施の形態】
以下、この発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。
【００２１】
図１（ａ）はこの発明の一実施形態に係る穴明け工具の平面図、図１（ｂ）は図１（ａ）の１ｂ−１ｂ線に沿う断面図、図１（ｃ）は図１（ａ）のＡ矢視図である。
【００２２】
この穴明け工具は工具本体１０と先端部２０とを有する。
【００２３】
工具本体１０は管状であり、その管路１１は後述の先端部２０の孔２１，２２に連通する。
【００２４】
先端部２０は孔２１，２２とチップポケット（ポケット部）２３，２４と溝２５ａ〜２５ｆとを備えている。先端部２０の長さをＴとしたとき、Ｔ＝５ｍｍである。
【００２５】
孔２１，２２は先端部２０のセラミクス等の硬脆材料のワーク（図示せず）と接触する面に開口している。孔２１，２２の直径ｄは１ｍｍであり、溝２５のピッチＰより大きい。
【００２６】
孔２１，２２は回転軸線ＡＸに関し非対称の位置に開口している。孔２１，２２のそれぞれの中心は回転軸線ＡＸと直交する仮想軸線ＢＸ上に位置する。孔２１の開口縁の一部分は回転軸線ＡＸ上に位置する。
【００２７】
一方の穴２１を介して先端部２０のワークと接触する面の中心部に研削液が吐出され、他方の孔２２を介してワークと接触する面の中心部の外側に研削液が吐出される。
【００２８】
なお、先端部２０のワークと接触する面の面積を加工する穴（図示せず）の断面積のほぼ１／２以下として研削抵抗を小さくしている。先端部２０の直径をＤとしたとき、穴の断面積はほぼπ（Ｄ／２）２  であるから、ワークと接触する先端部２０の面積はπ（Ｄ／２）２／２より小さい。
【００２９】
また、先端部２０はバックテーパβをなして穴明け工具の後方（工具本体１０方向）へまっすぐに延びている。ここで、バックテーパβとは回転軸線ＡＸに対して近づくように半径方向内側に傾斜する角度をいう。なお、β＝１°程度である。
【００３０】
チップポケット２３，２４は先端部２０の外周面を所定の開き角度α、深さＬの範囲だけ切削して形成されている。チップポケット２３，２４は回転軸線ＡＸに関しほぼ対称の位置にある。
【００３１】
チップポケット２３，２４の開き角度α及び深さＬは、それぞれ１２０°及び３．５ｍｍである。また、切削面２１ａと仮想軸線ＢＸとの間隔Ｓは０．８ｍｍである。
【００３２】
チップポケット２３，２４はワークを研削したときに生じた研削屑や孔２１，２２から吐出された研削液を収容する。
【００３３】
溝２５ａ〜２５ｆのピッチＰ、幅Ｗ及び深さＨはそれぞれ０．８ｍｍ、０．４ｍｍ及び０．４ｍｍである。また、溝２５ａ〜２５ｆは互いにほぼ平行に形成されている。なお、溝２５ａ〜２５ｆを互いに平行に形成する必要はなく、溝２５ａ〜２５ｆが互いに交差しなければよい。
【００３４】
溝２５ａ〜２５ｆの断面形状はＵ字形である。溝２５ａ〜２５ｆは先端部２０のワークと接触する面へ研削液を導く。
【００３５】
なお、溝２５ａ〜２５ｆの断面形状はＵ字形に限るものではなく、例えばＶ字形であってもよい。
【００３６】
回転軸線ＡＸの近傍を除き、切れ刃２６の稜線２６ａが回転軸線ＡＸを通る法線に対して回転方向に鈍角となっている。
【００３７】
この構成にすると、穴明け工具が回転した際、研削屑や研削液を稜線２６ａに沿って速やかに移動させることができる。
【００３８】
切れ刃２６はメタルボンド砥石を砥粒メッシュ２００番程度とした砥石層で構成される。
【００３９】
溝２５ｃと溝２５ｄとの間に形成される切れ刃２６は回転軸線ＡＸ上にあるとともに、回転軸線ＡＸと直交する。
【００４０】
この穴明け工具を用いて石英やセラミクス等の硬脆材料のワークに、研削加工によって深さ：穴径＝１０：１程度の穴を明ける方法を説明する。
【００４１】
まず、ワークに先端部２０を当接させ、孔２１，２２から研削液を吐出させながら穴明け工具を所定方向（図１（ａ）の場合、反時計方向）へ回転させて研削を行う。
【００４２】
研削の進行に伴って孔２１，２２から吐出された研削液は研削屑とともに溝２５ｃ，２５ｄ，２５ｅを介してチップポケット２３，２４へ流れる。
【００４３】
研削液はチップポケット２３，２４から溝２５ａ，２５ｂ，２５ｆへ流入し、溝２５ａ，２５ｂ，２５ｆ内の研削屑を転動させる。
【００４４】
研削屑は研削液とともに溝２５ａ，２５ｂ，２５ｆから放出され、チップポケット２３，２４に収容される。
【００４５】
その後、研削液は研削液の吐出圧力の高まりによって穴明け工具のバックテーパβ及び面取り部２０ａを介して研削屑とともに穴の外部へ排出される。
【００４６】
このように、孔２１，２２から吐出された研削液が先端部２０のワークと接触する面に確実に導かれ、研削屑が先端部２０のワークと接触する面から確実に排除されるため、従来例のように先端部に研削液が供給されなくなったり、研削屑が砥粒層の表面から僅かに露出する砥粒間の隙間を埋めて目詰まりが発生することもなく、先端部２０の摩滅を低減することができる。
【００４７】
この実施形態によれば、先端部２０の摩滅を低減することができるため、穴明け工具の長寿命化を図ることができる。また、従来のパイプ状の穴明け工具を用いたときのように円柱状の削り残し部分を研削後に折って除去する作業が不要であるため、加工されるワークにクラックを生じさせることがなく、ワークの品質を向上させることができる。
【００４８】
なお、ワークの材質、穴径及び深さに応じて先端部２０の形状（チップポケット２３，２４の開き角度α、溝２５ａ〜２５ｆのピッチＰ、幅Ｗ及び深さＨ等）は変更される。
【００４９】
また、切れ刃２６を例えば砥粒１層の厚さからなる電着砥石（メタルボンド砥石）とするとき、溝２５ａ〜２５ｆの幅Ｗ及び深さＨは予め砥粒皮膜分だけオフセットした寸法とする。
【００５０】
更に、ダイヤモンド砥粒を先端部２０に埋め込んだ砥粒層で切れ刃２６を形成してもよい。ダイヤモンド砥粒はメタルボンド、レジンボンド、鋳鉄ボンド、鉄系ボンド、ビトリファイボンド等によって固着され、砥粒層の表面より僅かにダイヤモンド砥粒が露出した切れ刃２６が構成される。いずれのボンドを用いるかは研削性等を考慮し、必要に応じて使い分けられる。
【００５１】
【発明の効果】
以上に説明したようにこの発明によれば、硬脆材料のワークに穴を明ける穴明け工具の長寿命化を図るとともに、加工されるワークの品質を向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】図１（ａ）はこの発明の一実施形態に係る穴明け工具の平面図、図１（ｂ）は図１（ａ）の１ｂ−１ｂ線に沿う断面図、図１（ｃ）は図１（ａ）のＡ矢視図である。
【図２】図２（ａ）は従来の穴明け工具の平面図、図２（ｂ）は図２（ａ）の２ｂ−２ｂ線に沿う断面図である。
【図３】図３（ａ）は従来の他の穴明け工具の平面図、図３（ｂ）は図３（ａ）の３ｂ−３ｂ線に沿う断面図である。
【符号の説明】
２０  先端部
２１，２２  孔
２３，２４  チップポケット（ポケット部）
２５ａ〜２５ｆ  溝
ＡＸ  回転軸線
【図１】
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【図２】
2004358765.tif 000004
【図３】
2004358765.tif 000005