JPH0310458B2

JPH0310458B2 -

Info

Publication number: JPH0310458B2
Application number: JP60247749A
Authority: JP
Inventors: Yoshio Umeda
Original assignee: Disco Abrasive Systems Ltd
Current assignee: Disco Corp
Priority date: 1985-11-05
Filing date: 1985-11-05
Publication date: 1991-02-13
Also published as: US4817341A; EP0221548B1; DE3687688T2; EP0221548A3; EP0221548A2; KR910000977B1; JPS62107909A; KR870004761A; US4843766A; DE3687688D1

Description

【発明の詳細な説明】〔産業上の利用分野〕この発明は、支持体の基部に同心の内刃、外刃
を持つ二枚刃コアドリルの生産方法に関する。

〔従来の技術〕

たとえば、実開昭57−136610号に開示するよう
に、二枚刃コアドリルは、大小２枚の円筒体を具
備し、切刃が円筒体の下端に固定されて、内刃、
外刃を構成している。ここで、切刃は、一般に、
ダイヤモンド等の砥粒子を結合して構成されたセ
グメント（破片）、または、一体リングから成り、
銀ロー付けなどによつて、円筒体の下端に接着さ
れる。そして、同心状になるように、各上端基部
を結合して、円筒体が構成されている。

このような構成の二枚刃コアドリルは、ある程
度の同心度の下で、デイスク（ドーナツツ状の円
盤）を切抜くことができる。

〔発明が解決しようとする手段〕

しかしながら、最近では、極めて高い同心度
が、デイスクに要求され、たとえば、光デイスク
や磁気デイスクでは、数10μｍの同心度が要求さ
れる。また、ガイドコアが、デイスクを駆動する
ために、中心孔に繰り返し挿入されるため、デイ
スクの内周面が欠けやすい。欠けは、切削加工に
おけるひずみに起因するため、切削加工におい
て、ひずみがデイスクの内周面に生じてはならな
い。更に、加工時間を短縮して、量産することも
必要とされる。

しかし、公知の二枚刃コアドリルでは、２枚の
円筒体を同心に結合すること自体が難しいのに加
えて、切刃が円筒体に高い同心度で銀ロウ付けで
きない。そのため、高い同心度のコアドリルが構
成できず、内径、外径の寸法精度の高いデイスク
が加工できない。また、ひずみの発生は、デイス
クの内周面を滑面とすることによつて防止でき、
そのために、コアドリルの切刃面を滑面に形成す
ることが要求される。しかし、公知の構成では、
切削面を滑面に形成することが難しい。また、切
刃が比較的厚いため、摩擦抵抗（通常、垂直方向
の摩擦抵抗をさす）が大きくなる。そのため、切
刃の熱膨張、強度低下等を防止するように、コア
ドリルの回転数が制限され、切削時間が短縮でき
ず、デイスクの量産が容易でない。

上記のように、公知の二枚刃コアドリルは、高
い同心度の加工、内周面のひずみ除去、量産のい
ずれの条件も満足しない。そのため、公知の二枚
刃コアドリルは、光デイスクや磁気デイスクのよ
うなデイスクの切削加工に利用し難い。

また、従来、光デイスク、磁気デイスクは、ア
ルミニウム等の金属から加工されていたが、最近
では、光デイスク等の材料として、ソーダ石灰ガ
ラスのような脆性材料が利用されつつある。この
ような脆性材料は、金属材料に比較して、破壊し
易く、切削加工時の摩擦抵抗が小さいことが望ま
れている。この点からも、切刃が比較的厚く摩擦
抵抗の大きな公知の二枚刃コアドリルは、使用し
にくい。

そして、ソーダ石灰ガラスから成形される光デ
イスク、磁気デイスク等は、二枚刃コアドリルを
使用せず、通常、以下のように加工される。

１正方形のソーダ石灰ガラス板の四隅を切取
る。

２ガラス板を固定し、中心孔を穿孔する。

３中心孔に回転軸を嵌合させ、ガラス板を回転
させながら、外径寸法に切削する。

このような方法では、同心度の高い加工や内周
面の滑面加工が可能である反面、工具の交換やガ
ラス板の取付け等の時間を要し加工時間が長くな
るため、デイスクが量産できない。

また、特開昭59−192461号では、小径部の外周
面に砥粒を被覆して、電鋳層を形成し、その後、
小径部を溶解、除去して、環状砥石を成形する方
法が開示されている。この方法では、穿孔用砥石
を対象としているため、切刃面が砥石の外周面と
なるにも拘らず、小径部の外周面の表面粗さが、
砥石の内周面に再現される。そのため、小径部の
外周面を滑面とし、砥石の内周面に滑面を再現し
ても、砥石の内周面は、穿孔加工ではなんら有効
に作用せず、穿孔される孔の周面を滑面に形成す
るために砥石の外周面を滑面に加工する必要があ
る。

〔発明の目的〕

この発明は、滑面の切刃面を持つ外刃、内刃を
高い同心度のもとで成形できる二枚刃コアドリル
の生産方法の提供を目的としている。

〔課題を解決するための手段〕

この目的を達成するために、この発明では、二
枚刃コアドリルの切刃を、被電解金属と砥粒子と
の結合物である電鋳物から成形することとしてい
る。つまり、この発明によれば、支持体の環形部
の内周面および外周面に砥粒を被覆して電鋳層を
形成し、その後、環形部を溶解、除去して、同心
の内刃、外刃を支持体の基部に一体的に成形して
いる。

〔実施例〕

以下、図面を参照しながらこの発明の実施例に
ついて詳細に説明する。

この発明に係る二枚刃コアドリルの生産方法に
よれば、二枚刃コアドリル１０に加工される支持
体１２は、第１図に示すように、大径の基部１４
と、基部から軸線方向にのびた小径の環形部１６
とを一体に備えた段付き円筒形状に成形されてい
る。支持体１２は、導電性材料より形成され、支
持体の材質は、後述する溶解液に対応して、選ら
ばれる。たとえば、溶解液がカセイソーダであれ
ば、支持体はアルミニウムから形成される。そし
て、基部１４は、環形部１６と反対方向に延出し
た、たとえば中実の、ロツド１８を有し、ロツド
は、デイスクを切削加工する際、工作機械の駆動
軸に連結される。ロツド１８の軸心２０に同軸な
孔２２が、環形部１６の中央に穿孔され、環形部
の外周面２４は、内周面２６と同心に、つまり、
軸心２０と同心に形成される。軸心２０と同軸な
中央孔２２の穿孔加工および環形部１６の成形加
工は、旋盤加工等によつて容易に行なえ、同心度
の極めて高い周面２４，２６を持つ環形部１６が
得られる。また、周面２４，２６が滑面に加工で
きる。

環形部１６の内径ｄは成形されるコアドリル１
０の内刃３０の外径を、外径Ｄは外刃３２の内径
をそれぞれ規定するため、コアドリルの形状を考
慮して決定される。

電鋳加工において、電鋳層が環形部の周面２
４，２６にのみ蓄積されるように、非導電性材料
が周面２４，２６以外の支持体１２の表面に被覆
される。つまり、粘着紙などの非導電性材料が、
環形部の前端面３２、基部の周面３３、前端面３
４、後端面３５および基部のロツドの周面３６、
後端面３７に被覆される。

それから、支持体１２は、陰電極に接続され、
第３図に示すように、電鋳槽４０の電解液４２に
浸漬される。また、陽電極に接続された被電解金
属４４が、環形部１６の前端面３２と平行に電解
液４２に浸漬される。たとえば、電解液４２とし
て流酸ニツケル液が、被電解金属４４としてニツ
ケルバーが、それぞれ使用できる。ここで、ダイ
ヤモンドあるいは立方晶窒化ホウ素等の砥粒子
が、電鋳層４０に混入されている。それから、支
持体１２と被電解金属４４との間に通電される。
すると、金属メツキと同様の原理で、支持体１２
に電鋳加工が施される。そして、電解液の砥粒子
は、非導電性材料の被覆されていない環形部の外
周面２４、内周面２６に付着しながら被電解金属
４４とイオンと混合して蓄積し被覆される。この
ようにして、電鋳物の層、つまり、電鋳層２５が
外周面に、電鋳層２７が内周面にそれぞれ形成さ
れる（第４図参照）。ここで、非導電性材料の被
覆された支持体１２の他の表面に、電鋳層は形成
されない。

電鋳加工後、支持体１２は電鋳槽４０から取出
され、第５図に示すように、環形部１６を溶解、
除去するように、環形部が溶解槽４６の溶解液４
８に浸漬される。溶解液４８は、電鋳層２５，２
７を溶解せず、環形部１６のみを溶解する溶液か
ら構成される。溶液は、支持体および被電解金属
との関係から選らばれ、たとえば、支持体１２の
材質がアルミニウム、被電解金属がニツケルバー
であれば、カセイソーダ20％溶液が使用される。
そのため、溶解液４８に浸漬された支持体の環形
部１６は、溶解除去され、電鋳層２５，２７が残
される。残存する電鋳層２５，２７は支持体１２
の基部１４と一体的に成形され、これらの電鋳層
は、同心な外刃３０、内刃２８をそれぞれ構成す
る。そして、第２図に示す二枚刃コアドリル１０
が成形される。

その後、冷却液注入用の貫通孔４５が、機械加
工によつて、切刃２８，３０間で基部１４に形成
される。なお、溶解液４８に浸漬する前に、旋盤
等によつて環形部１６の一部を部分的に除去して
おけば、溶解液による環形部の溶解、除去が、短
時間で行なえる。

上記実施例において、非導電性材料は、環形部
の周面２４，２６に被覆されない。しかし、非導
電性材料の小片を周面２４，２６に被覆しておけ
ば、第２図に示すように、切粉排除用の貫通孔４
７の形成された切刃２８，３０が得られる。無
論、非導電性材料の小片を使用せず、コアドリル
１０の成形後、機械加工によつて、貫通孔４７を
形成してもよい。図示の貫通孔４７は、スリツト
状をしているが、他の形状、たとえば、楕円形、
円形でもよい。なお、切刃２８，３０の前端部ま
で延出するように、貫通孔４７を形成してもよ
い。

上記のように、内刃２８は環形部１６の内周面
２６に蓄積した電鋳層２７から、外刃３０は外周
面２４に蓄積した電鋳層２５から、それぞれ構成
される。そのため、環形部１６の周面２４，２６
の表面粗さが、外刃３０の内周面、内刃２８の外
周面に再現される。ここで、上記のように、周面
２４，２６が滑面であるため、外刃３０の内周
面、内刃２８の外周面の砥粒子の高さが均一化さ
れ、表面あらさの小さな滑面となる。

このように切刃面となる、外刃３０の内周面、
内刃２８の外周面が滑面に形成されるため、この
コアドリル１０によつて、デイスクを加工すれ
ば、デイスクの内周面、外周面が、滑面に加工で
きる。つまり、内周面にひずみを生じさせること
なく、デイスクが加工でき、ガイドコアの間欠的
な挿入にも耐えて欠けの生じないデイスクが得ら
れる。また、デイスクの外周面も滑面に加工さ
れ、ひずみが発生しないため、欠けがデイスクの
外周面にも生じない。

また、第１図および第２図からわかるように、
内刃２８の外周面、外刃の内周面の径は、環形部
１６の内径、外径にそれぞれ一致する。環形部１
６の周面は、上記のように、高い同心度で形成さ
れるため、内刃２８、外刃３０が、高い同心度の
もとで成形され、実験によれば、同心度3μｍの
二枚刃コアドリル１０が容易に得られた。そし
て、このようなコアドリル１０を利用すれば、高
い同心度のデイスクが加工できる。たとえば、光
デイスクや磁気デイスクの同心度の公差が、50μ
ｍ程度であるのに対して、このコアドリル１０を
利用した加工では、公差より一桁同心度の高い光
デイスク、磁気デイスクが加工できる。

更に、穿孔加工されるデイスクの大きさ、つま
り、その内径、外径に対応して環形部１６の内
径、外径を決めれば、デイスクと完全に一致した
形状のコアドリル１０が成形できる。従つて、コ
アドリル１０による一度の切削加工で、デイスク
が加工できる。

更に、内刃２８の厚さｔ、外刃３０の厚さＴ
は、電鋳加工において、通電される電流値、通電
時間等により、容易に調整でき、極めて薄い切刃
が形成できる。つまり、この発明によれば、公知
技術では容易でない刃厚0.5ないし２mmの切刃は、
いうまでもなく、刃厚40μｍの切刃も容易に成形
できる。そして、刃厚ｔ，Ｔが薄くでき、摩擦抵
抗が小さいため、コアドリル１０を高速回転して
切削加工でき、切削時間が短縮される。

上記のように、この発明のコアドリル１０によ
れば、一度の切削加工でデイスクを切抜けるとと
もに、切削時間も短くなる。そのため、デイスク
の量産が可能となる。

なお、電鋳槽４０において、支持体１２は、環
形部の周面２４，２６に均一な厚さで電鋳層２
５，２７が蓄積されるように、軸心２０の回りで
定速回転されることが好ましい。また、支持体１
２は、通常、第３図に示すように、軸心２０が水
平になるように、電鋳槽４２内に配設される。し
かし、電鋳層２７が内周面２６上に均一に蓄積さ
れるように、支持体１２を傾めに配置してもよい
（第６図参照）。ここで、傾斜角θは、電鋳層２７
が内周面２６の奥まで均一に蓄積されるように、
環形部１６の長さ、中心孔２２を考慮して決めら
れる。なお、砥粒子が電解液４２内に均一に分布
されるように、適当な撹拌手段によつて、電解液
４２を定期的、または常時、撹拌することが好ま
しい。

第７図に示すように、和紙、アノードパツク
（商標）のような浸透性材料から上方の開口した
容器５０を構成し、この容器を電鋳槽４０に配設
してもよい。ここで、ダイヤモンド等の砥粒子
は、容器５０内で電解液４２に混入され、支持体
の環形部１６は容器内に置かれる。なお、容器５
０は、電鋳槽内の基台（図示しない）上に積載さ
れる。勿論、ワイヤー等によつて、容器５０を懸
下してもよい。

上記のように容器５０に支持体１２を浸漬する
方法では、高くかつ均一な密集度の砥粒子が利用
できる。そのため、砥粒子の移動距離が短くな
り、反応速度が早められる。また、均一な厚さの
電鋳層２５，２７が得られる。特に、この方法
は、大きな砥粒子を利用する場合、効果が大き
い。

また、環形部１６が上方に位置するように支持
体１２を電鋳層４０内に配置し、容器５２の側壁
を支持体の基部１４に連結して容器を構成しても
よい（第８図参照）。この場合でも、第７図に示
す実施例と同様の効果が得られる。

上記実施例では、電鋳層２５，２７は、環形部
１６の外周面２４、内周面２６にそれぞれ蓄積さ
れる。しかし、外周面２４、内周面２６を持つ環
形部１６の代りに、支持体１１２は、２個の同心
環状溝５４，５６を持つ環形部１１６を具備して
構成してもよい（第９図参照）。

ここで、環形部１１６は、合成樹脂のような非
導電性材料から構成され、アルミニウムから成る
基部１４に固定される。そして、その後、電鋳層
が基部１４と一体的に成形されるように、基部１
４に達する深さに、環形溝５４，５６が加工され
ている。

このような構成の支持体１１２において、非導
電性材料が、環形部１１６を除き、支持体１１２
の全周面に被覆される。それから、支持体１１２
は、陰電極に接続され、第１０図に示すように、
電解液４２に倒立して浸漬される。陽電極に接続
された被電解金属４４は、環形部１１６の上方で
電解液４２に浸漬される。そして、支持体１１２
と被電解金属４４との間に通電されると、電解液
の砥粒子は、被電解金属４４のイオンと混合す
る。しかし、環形部が非導電性材料から成るた
め、電鋳物は、環状部５４，５６の周面に蓄積せ
ず、基部１４から上方に環状部５４，５６内で逐
次蓄積され、環状部の形状に対応した電鋳層が、
基部１４と一体的にそれぞれ形成される。環形部
１１６が合成樹脂から成るとともに、アルミニウ
ムから成る基部１４は被導電性材料によつて被覆
されているため、環状部５４，５６以外の部分
に、電鋳層は蓄積しない。

それから、上記と同様に、支持体の環状部１１
６は、溶解槽４６に浸漬され、溶解、除去され
る。そして、環形溝５４，５６に対応した形状の
同心の電鋳層が、基部１４と一体に残される。こ
れらの電鋳層は、同心な内刃２８、外刃３０を構
成し、第２図に示す二枚刃コアドリル１１０が成
形される。なお、この実施例では、環形部１１６
が合成樹脂から成るため、20％カセイソーダの代
りに、有機溶剤が溶解液として選らばれている。

このような方法では、環状部５４，５６内の電
鋳層は、その内周面、外周面が環形溝の周面に接
した状態で、蓄積される。そのため、電鋳層の周
面、つまり、内刃２８、外刃３０の内周面、外周
面は、砥粒子の高さが均一化され、表面あらさの
小さな滑面となる。従つて、このような二枚刃コ
アドリル１１０でデイスクを穿孔加工すれば、デ
イスクの内周面、外周面が、滑面に加工できるだ
けでなく、被加工物の内周面、切抜かれる被加工
物のコアの外周面も、滑面となる。また、切刃２
８，３０の両面が、同様な滑面にそれぞれ形成さ
れるため、切削加工時の半径方向の摩擦抵抗が、
均一化される。そのため、コアドリルの振れが防
止され、同心度の高い切削加工が可能となる。

また、環状溝５４の溝厚ｔが内刃２８の厚さ
に、環形溝５６の溝厚Ｔが刃３０の厚さに、完全
に対応するため、切刃２８，３０の厚さが正確に
調整される。更に、第１１図に示すように、環形
溝５４，５６に延出した突起５８，６０を基部１
４に設ければ、基部上で環状部に蓄積される電鋳
層と基部との間に大きな連結面積が確保される。
そのため、切刃２８，３０は、支持体の基部１４
に強固に成形され、切刃の強度が増加する。

コアドリル１１２についても、図示しないが、
冷却液注入用貫通孔４５、切粉排除用貫通孔４７
を形成することが好ましい。

この発明で生産される二枚刃コアドリル１０，
１１０は、切刃２８，３０が薄く成形されるた
め、摩擦抵抗も小さく、バリが生じにくい。しか
し、摩擦抵抗が急変しないように、粘着テープを
被加工物、たとえば、ソーダ石灰ガラス板のよう
な板体の下面に貼付し、粘着テープの一部まで切
削すれば、バリの発生が完全に防止できる。ま
た、被加工物と同一材質のすて部材を被加工物の
下面に接着剤で固定し、すて部材の一部まで切削
してもよい。後者の場合、エタノール、メタノー
ルのような有機溶剤で溶解される接着剤を選択す
れば、後加工が容易になされる利点がある。この
ような接着剤として、たとえば、アドフイツクス
ワツクス（商標）があげられる。

デイスクは、二枚刃コアドリル１０，１１０を
利用して、たとえば、以下のようにして加工なさ
れる。

まず、二枚刃コアドリル１０，１１０が、工作
機械の、回転可能、進退可能な駆動軸に取付られ
る。そして、板体、たとえば、ソーダ石灰ガラス
板が、駆動軸の進行方向前方で、たとえば、負圧
テーブル上に吸着されて、配設される。それか
ら、二枚刃コアドリル１０，１１０がガラス板を
貫通するまで、駆動軸が回転しつつ前進して、デ
イスクをガラス板から切抜く。

ここで、上記のように、ガラス板の下面にすて
部材を配設し、二枚刃コアドリルによつて、すて
部材の一部まで切削すれば、摩擦抵抗の急変が防
止され、バリのないデイスクが生産されることは
いうまでもない。

バリを考慮しなければ、すて部材を利用せず、
二枚刃コアドリルは、ソーダ石灰ガラス板を貫通
して、デイスクを加工する。また、また、二枚刃
コアドリルが、ソーダ石灰ガラス板を完全に切抜
くことなく、ソーダ石灰ガラス板の一部を残し、
その残存部を、その後、破断して、デイスクを最
終的に加工してもよい。

上述した実施例は、この発明を説明するための
ものであり、この発明を何等限定するものでな
く、この発明の技術範囲内で変形、改造等の施さ
れたものも全てこの発明に包含されることはいう
までもない。

〔発明の効果〕

上記のように、高い同心度で滑面の内周面、外
周面を持つ環形部が容易に得られるため、このよ
うな環形部に砥粒を被覆して電鋳層を形成し、そ
の後、環形部を溶解、除去したこの発明によれ
ば、同心度の高い内刃、外刃を持つ二枚刃コアド
リルが得られ、このドリルを使用すれば、一度の
穿孔加工で同心度の高いデイスクが得られる。

また、コアドリルの切刃となる内刃の外周面、
外刃の内周面が、環形部の内周面、外周面と実質
的に同一の滑面となる。そのため、デイスクの内
周面、外周面も滑面に加工され、ひずみが生じな
い。従つて、欠けの生じにくい強度的に優れた周
面を持つデイスクが加工できる。

更に、電鋳層から成る内刃、外刃は、刃厚の制
御が容易であり、摩擦抵抗の小さな薄い切刃が得
られる。また、コアドリルの切刃が支持体の基部
に一体的に成形されるため、強度的に優れたもの
となり、切刃を薄く成形しても、強度的な弊害が
ない。そのため、このコアドリルを利用すれば、
回転速度の大きな切削加工が可能となり、一度の
加工で切削できるとともに、切削時間が短縮され
て、デイスクの量産が可能となる。

【図面の簡単な説明】

第１図は、環状部に同心の内周面および外周面
を持つ支持体の斜視図、第２図は、この発明の生
産方法によつて得られた二枚刃コアドリルの斜視
図、第３図は、環状部に電鋳層を蓄積するため
に、電解液に浸漬された支持体の一部破断正面
図、第４図は、電鋳層が環状部に蓄積された支持
体の一部破断正面図、第５図は、環状部を溶解、
除去するために、溶解液に浸漬された支持体の一
部破断正面図、第６図ないし第８図は、別実施例
の生産方法における、電解液に浸漬された支持体
の一部破断正面図、第９図は、環状部に２個の同
心環状溝が形成された支持体の斜視図、第１０図
は、電解液に浸漬された支持体の一破断正面図、
第１１図は、環状溝の下面付近を拡大して示す支
持体の拡大縦断面図である。１０，１１０：二枚刃コアドリル、１２１１
２：支持体、１４：支持体の基部、１６，１１
６：支持体の環状部、２２：環状部の中心孔、２
４：環状部の外周面、２５，２７：電鋳層、２
６：環状部の内周面、２８：内刃（切刃）、３
０：外刃（切刃）、４０：電鋳層、４２：電解液、
４４：被電解金属、４５：冷却液注入用貫通孔、
４６：溶解槽、４７：切粉排除用貫通孔、４８：
溶解液、５０，５２：容器、５４，５６：環状
溝。

Claims

【特許請求の範囲】

１支持体の基部から軸線方向にのびた環形部の
内周面および外周面に砥粒を被覆して電鋳層を形
成し、その後、支持体の環形部を溶解、除去する
ことによつて、電鋳層からなる外刃、内刃を半径
方向に離反して支持体の基部と一体的に成形した
二枚刃コアドリルの生産方法。