JP2792017B2 - 複合パネルの穿孔方法 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は、複合パネルの穿孔方
法に関するもので、更に詳細には、芯材の片面又は両面
をこの芯材よりも硬い材質の表面材で覆ってなる複合パ
ネルの穿孔方法に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】この種の複合パネルとしては、図６に示
すように、発泡ウレタン樹脂などの断熱材からなる芯材
２０の表面及び裏面をこの芯材よりも硬い材質例えばア
ルミニウム板やステンレス板等の金属製の表面材２１で
覆ってなるサンドイッチ構造の断熱パネル１７が知られ
ている。この断熱パネル１７にボルト孔やドアの把手用
孔等を加工する場合、断熱パネル１７が比較的硬い層と
比較的軟らかい層の複層構造になっているため、通常の
ドリルを使用することは困難である。

【０００３】このため、従来では先ず図６の（ａ）及び
（ｂ）に示すように、ホールソウ２５により断熱パネル
１７の表面及び裏面の表面材２１に円形の切取り加工を
施した後、図６の（ｃ）に示すように木工ドリル２６等
により芯材２０に孔明け加工を施すという穿孔方法が採
用されている。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記穿
孔方法においては、切取り加工と孔明け加工の二つの工
程を要するため、手間がかかるばかりでなく、これらの
加工を施すための設備コストが多くかかる問題があっ
た。しかも、上記切取り加工を行った場合、ホールソウ
２５内に図６の（ｂ）に示すようなドーナッツ状の切り
屑２７が残るため、この切り屑２７を取り除く作業が必
要であり、更に手間がかかっていた。また、ホールソウ
２５による加工においては、同じ刃部が連続的に表面材
２１を切削するため、切削熱及び摩擦熱が蓄積し、刃部
の劣化や表面材２１との焼け付きが生じ易いという問題
があった。

【０００５】この発明は上記事情に鑑みなされたもの
で、複合パネルの孔明け加工を一工程で容易に行うこと
ができ、生産性の向上及び設備コストの低減が図れると
共に、刃部の劣化や表面材との焼け付きが生じ難い複合
パネルの穿孔方法を提供することを目的とするものであ
る。

【０００６】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、この発明の複合パネルの穿孔方法は、発泡樹脂など
の断熱材からなる芯材の片面又は両面をこの芯材よりも
硬い材質の表面材で覆ってなる複合パネルの穿孔方法に
おいて、先端に刃先を有する円錐状のドリル本体と、こ
のドリル本体の円錐面に回転方向に臨んで形成された刃
部と、上記円錐面に周方向に沿って形成されると共に軸
方向に所定間隔で複数形成されたノッチ加工溝とを有す
る円錐ドリルを用い、上記表面材を上記刃先が穿孔する
までの加工速度を、上記刃部による穿孔の拡大及び上記
芯材の穿孔の加工速度より遅くして、複合パネルを穿孔
することを特徴とする。

【０００７】ここで、芯材よりも硬い材質の表面材と
は、アルミニウム板、鉄板、ステンレス板等の金属板或
いは芯材よりも高硬度の樹脂板をいい、また、複合パネ
ルは、建築用パネル、冷蔵倉庫用パネル、冷凍庫用パネ
ル等に適用されるものである。

【０００８】

【作用】この発明の複合パネルの穿孔方法によれば、先
端に刃先を有する円錐状のドリル本体の円錐面に回転方
向に臨んで刃部が形成されていると共に、上記円錐面に
複数のノッチ加工溝が形成されている円錐ドリルを用い
るので、工作物が硬さの異なる複層構造であってもこれ
を連続的に穿孔することが可能であり、特に芯材の表面
をこれよりも硬い材質、特にアルミニウム板やステンレ
ス板等の金属板製の表面材で覆ってなる複合パネルの穿
孔に適している。すなわち、複合パネルの孔開け加工を
行う場合、従来では表面材の切取り加工と芯材の孔明け
加工の二工程を要していたものが、一工程で容易に行う
ことが可能となり、生産性の向上及び設備コストの低減
が図れる。更に、工作物の切削部が連続した刃部の一部
を常に移動しながら切削されるため、ホールソウと異な
り、刃部の温度上昇が少なくて済み、刃部の劣化や表面
材との焼け付きが生じ難く、耐久性の向上が図れる。

【０００９】また、上記構成の円錐ドリルを用い、上記
表面材を上記刃先が穿孔するまでの加工速度を、上記刃
部による穿孔の拡大及び上記芯材の穿孔の加工速度より
遅くして複合パネルを穿孔するため、刃部に負担をかけ
ずに複合パネルを連続的に穿孔することができ、生産性
の向上が図れる。

【００１０】

【実施例】以下、この発明の一実施例を添付図面に基づ
いて詳述する。

【００１１】図１ないし図２において、１は円錐ドリル
で、この円錐ドリル１は先端に刃先２を有する円錐状の
ドリル本体３を備えており、このドリル本体３の刃先２
とは反対側の基端部にはシャンク（柄）４が突設されて
いる。上記ドリル本体３の円錐の角度αは２０〜９０度
の範囲内で設定され、実施例の場合、２０度とされると
共に刃先２の角度βが９０度とされている。また、この
ドリル本体３の寸法の一例を示すと、刃先２の長さｌ1
が１０ｍｍ、円錐面５の最小径部から最大径部までの長
さｌ2 が３５ｍｍ、最小径部の直径ｄ1 が１５ｍｍ、円
錐面５の最大径部の直径ｄ2 が２７ｍｍとされている
（図４参照）。なお、上記ドリル本体３は例えば円錐面
５の最大径部の直径ｄ2 を１９ｍｍにしたものなど穿孔
すべき孔の大きさに合わせて種々形成される。

【００１２】上記ドリル本体３の円錐面５には回転方向
（図２の矢印Ａ方向）に臨んで刃部６，６′が形成され
ると共に周方向に沿ったノッチ加工溝７，７′が軸方向
に複数形成されている。具体的に説明すると、刃部６，
６′が一対状に形成する例である図１では、ドリル本体
３の外面対称位置にはその軸心線に対して１５度程度の
傾斜角をもって円錐面５，５′を横切る如く深くて幅の
広い一対の削屑排出溝８，８′が形成され、これらの削
屑排出溝８，８′の回転方向に臨む直線状のエッジ部８
ａ，８ａ′により上記刃部６，６′が形成され、その円
錐面は中心軸で０．５ｍｍのズレのある状態とされてい
る。

【００１３】上記ドリル本体３の円錐面５は上記削屑排
出溝８によって二つに分離され、これら両円錐面５に上
記ノッチ加工溝７が円周方向に水平にかつ軸方向（高さ
方向）に所定の間隔ｐで複数本（図示例では７本）ずつ
形成されている。このノッチ加工溝７の幅ｗは０．３〜
１．０ｍｍ、深さｅは０．３〜０．７ｍｍ、間隔ｐは４
〜６ｍｍに設定されている。また、図１では、上記ノッ
チ加工溝７はＶ字溝とされ、一方の円錐面５のノッチ加
工溝７と他方の円錐面５′のノッチ加工溝７′は軸方向
に位相（２ｍｍ程度）をずらして形成されているが、同
一軸上としてもよい。更に、上記ドリル本体３の材質と
しては、例えばスピード工具鋼（ＨＭ４２）が使用さ
れ、ドリル本体３には窒化チタン（ＴｉＮ）の表面コー
ティングが施されている。

【００１４】このように構成された円錐ドリル１は、例
えば図３に示すような穿孔装置９における縦軸の回転軸
１０下端のチャック部１１にシャンク４を嵌合させるこ
とにより装着されて使用される。この穿孔装置９は架台
１２上に水平移動可能に支持された装置本体１３を備え
ており、この装置本体１３にはこれを水平方向に移動さ
せるためのボールネジ等からなる水平移動機構１４と、
上記回転軸１０に回転を与える回転機構１５と、回転軸
１０を上下方向に移動させる送り機構１６とが設けられ
ている。また、上記架台１２における装置本体１３の下
方には工作物である断熱パネル１７を載置するためのテ
ーブル１８が設けられると共に、このテーブル１８上に
上記断熱パネル１７を固定するためのチャック１９が設
けられている。なお、この場合の穿孔装置１台に対して
配設される円錐ドリル１は、所望の孔の数に応じて適宜
数、所望の間隔にて配設され、同時又は適宜のサイクル
で作動される。

【００１５】上記断熱パネル１７は断熱材からなる芯材
２０の片面又は両面にこの芯材２０よりも硬い材質の薄
い例えば０．３〜１．２ｍｍの表面材２１で覆ってなる
例えば３０〜２００ｍｍの肉厚を有する複合パネルであ
り、例えば建物、冷蔵庫の壁材等に使用される。上記芯
材２０の断熱材としては、例えばポリウレタン、ポリス
チレン等の樹脂発泡材が用いられ、発泡密度３５〜４５
Ｋｇ／ｍ³で形成されている。また、上記表面材２１と
しては、例えばアルミニウム、ステンレス等の金属板、
或いは硬質プラスチック板が用いられる。

【００１６】次に、上記円錐ドリル１を用いて断熱パネ
ル１７を穿孔する方法について説明する。この実施例で
は、図４に示すように厚さｔ1 ，ｔ2 が０．８ｍｍのア
ルミニウム板からなる表面材２１を両面に有する肉厚ｔ
0 が４２ｍｍの断熱パネル１７が用いられる。また、円
錐ドリル１としては、刃先２の長さｌ1 が１０ｍｍ、円
錐面５の最小径部から最大径部までの長さｌ2 が３５ｍ
ｍ、最大径部からの余長ｌ3 を５ｍｍとする有効長さＬ
が５０ｍｍのドリル本体３を有するものが用いられる。
また、円錐ドリル１はテーブル１８の基準面ｇから２０
５ｍｍの高さの待機位置にセットされている。

【００１７】この待機位置から、円錐ドリル１を起動さ
せて先ず基準面ｇから４４ｍｍの穿孔開始直前高さｈま
で降下速度２７００ｍｍ／分（３速）の早送りで一挙に
降下し（Ｓ1 ）、次いで降下速度４５０ｍｍ／分（１
速）、回転速度６００ｒｐｍで１０ｍｍ降下させつつ最
初の表面材２１の穿孔を開始する（Ｓ2 ）。次いで、円
錐ドリル１を降下速度７２０ｍｍ／分（２速）、回転速
度７２０ｒｐｍで３２ｍｍ降下させつつ表面材２１の穿
孔の拡大及び芯材２０の穿孔を行い（Ｓ3 ）、次いで、
降下速度４５０ｍｍ／分（１速）、回転速度６００ｒｐ
ｍで１０ｍｍ降下させつつ裏面の表面材２１の穿孔を行
う（Ｓ4 ）。次いで、円錐ドリル１を降下速度７２０ｍ
ｍ／分（２速）、回転速度７２０ｒｐｍで２７ｍｍ降下
させつつ裏面の表面材２１の穿孔の拡大を行い（Ｓ5
）、次いで、降下速度４５０ｍｍ／分（１速）で１５
ｍｍ降下させてドリル本体１を基準面ｇより有効長さＬ
だけ貫通突出させることにより断熱材パネル１７への孔
２２の穿孔が完了する（Ｓ6 ）。穿孔が完了したら円錐
ドリル１を待機位置まで上昇速度２７００ｍｍ／分（３
速）で復帰させればよい（Ｓ7 ）。

【００１８】上記円錐ドリル１の加工速度の時間変化を
グラフに示すと、図５に示すようになる。なお、断熱パ
ネル１７の芯材２０の厚さが厚い場合には、図５に仮想
線で示すように加工速度（降下速度）を７２０ｍｍ／分
に上げて芯材２０の穿孔を行うようにしてもよい。ま
た、断熱パネル１７の表面材２１がステンレスである場
合には、円錐ドリル１の回転速度を例えば２０４ｒｐｍ
程度の低速にすればよい。更に、上記円錐ドリル１の高
さの検出は穿孔装置９の送り機構１６に設けられたパル
スエンコーダにより行われる。

【００１９】上述のように構成された円錐ドリル１にお
いては、先端に刃先２を有する円錐状のドリル本体３の
円錐面５に回転方向に臨んで刃部６が形成されていると
共に、上記円錐面５に複数のノッチ加工溝７が形成され
ているため、工作物が硬さの異なる複層構造であっても
これを連続的に穿孔することが可能であり、特に芯材２
０の表面をこれよりも硬い材質の表面材２１で覆ってな
る断熱パネル１７の穿孔に適している。すなわち、断熱
パネル１７の孔開け加工を行う場合、従来では表面材２
１の切取り加工と芯材２０の孔明け加工の二工程を要し
ていたものが、一工程で容易に行うことが可能となり、
生産性の向上及び設備コストの低減が図れる。

【００２０】また、工作物の切削部が連続した刃部６の
一部を常に移動しながら切削されるため、ホールソウと
異なり、刃部６の温度上昇が少なくて済み、刃部６の劣
化や表面材との焼け付きが生じ難く、耐久性の向上が図
れる。因みに、ホールソウが数日で交換を要するのに対
して円錐ドリル１では１８ケ月も交換を要しなかった。
更に、上記円錐ドリル１によれば、切り屑が連続して生
じることがなく、短く切れて排出されるため、切り屑が
踊って表面材を傷付けるようなことがなく、しかも、切
り屑の処理が容易である。

【００２１】また、上記穿孔方法によれば、上記構成の
円錐ドリル１を用い、上記表面材２１を刃先２が穿孔す
るまでの加工速度を、上記刃部６による穿孔の拡大及び
上記芯材２０の穿孔の加工速度より遅くして、断熱パネ
ル１７を穿孔するため、刃部６に負担をかけずに断熱パ
ネル１７を連続的に穿孔することができ、生産性の向上
が図れる。

【００２２】なお、この発明は上記実施例に限定され
ず、この発明の要旨の範囲内で種々の設計的変更が可能
である。例えば、実施例ではドリル本体３の円錐面５に
刃部６を二つ形成しているが、刃部６は一つ又は三つ以
上形成されていてもよい。また、ドリル本体３の円錐面
５に周方向に水平にノッチ加工溝７を形成しているが、
ノッチ加工溝７は適当なピッチ角で螺旋状に形成されて
いてもよい。

【００２３】また、複合パネル自体の形状は、例示した
ような平坦状パネルに限定されるものではなく、パネル
の片面や両面に凹凸を形成した波板状パネルなど適宜の
ものでよい。

【００２４】

【発明の効果】以上に説明したように、この発明の複合
パネルの穿孔方法によれば、先端に刃先を有する円錐状
のドリル本体の円錐面に回転方向に臨んで刃部が形成さ
れていると共に、上記円錐面に複数のノッチ加工溝が形
成されている円錐ドリルを用い ることにより、工作物が
硬さの異なる複層構造であってもこれを連続的に穿孔す
ることができ、特に芯材の表面をこれよりも硬い材質の
表面材で覆ってなる複合パネルの穿孔に適しており、従
来では表面材の切取り加工と芯材の孔明け加工の二工程
を要していたものが、一工程で容易に行うことができ、
生産性の向上及び設備コストのそ低減が図れる。また、
工作物の切削部が連続した刃部の一部を常に移動しなが
ら切削されるため、ホールソウと異なり、刃部の温度上
昇が少なくて済み、刃部の劣化や表面材との焼け付きが
生じ難く、耐久性の向上（約２０カ月の使用に耐えた）
が図れる。また、表面材が金属板からなる場合、その発
生屑が短い切削屑状となるので、切削作業が安易で迅速
化され、切削屑自体の処理も容易なものとなる。また、
上記構成の円錐ドリルを用い、上記表面材を上記刃先が
穿孔するまでの加工速度を、上記刃部による穿孔の拡大
及び上記芯材の穿孔の加工速度より遅くして、複合パネ
ルを穿孔するため、刃部に負担をかけずに複合パネルを
連続的に穿孔することができ、生産性の向上が図れる。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明における円錐ドリルの一例を示す側面
図である。

【図２】同円錐ドリルを先端から見た平面図である。

【図３】穿孔装置の側面図である。

【図４】円錐ドリルを用いて断熱パネルを穿孔する場合
の穿孔方法を説明するための図である。

【図５】同穿孔方法における加工速度の時間変化を示す
グラフである。

【図６】従来の断熱パネルの穿孔方法を説明するための
図である。

【符号の説明】

１ 円錐ドリル ２ 刃先 ３ ドリル本体 ５，５′ 円錐面 ６，６′ 刃部 ７，７′ ノッチ加工溝 １７ 断熱パネル（複合パネル） ２０ 芯材 ２１ 表面材

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.⁶，ＤＢ名) B23B 51/00

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 芯材の片面又は両面をこの芯材よりも硬
   い材質の表面材で覆ってなる複合パネルの穿孔方法にお
   いて、 先端に刃先を有する円錐状のドリル本体と、このドリル
   本体の円錐面に回転方向に臨んで形成された刃部と、上
   記円錐面に周方向に沿って形成されると共に軸方向に所
   定間隔で複数形成されたノッチ加工溝とを有する円錐ド
   リルを用い、上記表面材を上記刃先が穿孔するまでの加
   速速度を、上記刃部による穿孔の拡大及び上記芯材の穿
   孔の加工速度より遅くして、複合パネルを穿孔すること
   を特徴とする複合パネルの穿孔方法。