JPH0633677A - 研磨工具 - Google Patents

研磨工具

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JPH0633677A
JPH0633677A JP5064069A JP6406993A JPH0633677A JP H0633677 A JPH0633677 A JP H0633677A JP 5064069 A JP5064069 A JP 5064069A JP 6406993 A JP6406993 A JP 6406993A JP H0633677 A JPH0633677 A JP H0633677A
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JP
Japan
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recess
polishing tool
undercut
insert
cutting insert
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Application number
JP5064069A
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English (en)
Inventor
Bernard Alan Jennings
アラン ジェニングス バーナード
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De Beers Industrial Diamond Division Pty Ltd
Original Assignee
De Beers Industrial Diamond Division Pty Ltd
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Filing date
Publication date
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    • B24—GRINDING; POLISHING
    • B24D—TOOLS FOR GRINDING, BUFFING OR SHARPENING
    • B24D13/00—Wheels having flexibly-acting working parts, e.g. buffing wheels; Mountings therefor
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B24—GRINDING; POLISHING
    • B24D—TOOLS FOR GRINDING, BUFFING OR SHARPENING
    • B24D99/00—Subject matter not provided for in other groups of this subclass
    • B24D99/005—Segments of abrasive wheels
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23P—METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; COMBINED OPERATIONS; UNIVERSAL MACHINE TOOLS
    • B23P11/00—Connecting or disconnecting metal parts or objects by metal-working techniques not otherwise provided for 
    • B23P11/005—Connecting or disconnecting metal parts or objects by metal-working techniques not otherwise provided for  by expanding or crimping
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B24—GRINDING; POLISHING
    • B24D—TOOLS FOR GRINDING, BUFFING OR SHARPENING
    • B24D5/00—Bonded abrasive wheels, or wheels with inserted abrasive blocks, designed for acting only by their periphery; Bushings or mountings therefor
    • B24D5/06—Bonded abrasive wheels, or wheels with inserted abrasive blocks, designed for acting only by their periphery; Bushings or mountings therefor with inserted abrasive blocks, e.g. segmental
    • E—FIXED CONSTRUCTIONS
    • E21—EARTH OR ROCK DRILLING; MINING
    • E21B—EARTH OR ROCK DRILLING; OBTAINING OIL, GAS, WATER, SOLUBLE OR MELTABLE MATERIALS OR A SLURRY OF MINERALS FROM WELLS
    • E21B10/00—Drill bits
    • E21B10/46—Drill bits characterised by wear resisting parts, e.g. diamond inserts
    • E21B10/56—Button-type inserts
    • E—FIXED CONSTRUCTIONS
    • E21—EARTH OR ROCK DRILLING; MINING
    • E21B—EARTH OR ROCK DRILLING; OBTAINING OIL, GAS, WATER, SOLUBLE OR MELTABLE MATERIALS OR A SLURRY OF MINERALS FROM WELLS
    • E21B10/00—Drill bits
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 スタッドカッターのポストとこれを受ける凹
部との形状を特殊なものにし、そのポストと凹部との間
に固定用差込み部材を押圧挿入することで、ロウ付けに
よらずにスタッドカッターの固定を行えるようにする。 【構成】 ドリルビットのような研磨工具は工作面（１
０）をもった体部を有する。その工作面（１０）にアン
ダーカット（１４）の付いた凹部（１２）が形成され
る。この凹部（１２）内に、工作端部（２０）を有する
切削用差込み部材（１６）が差込まれる。凹部（１２）
内で錠止部材（２４）が差込み部材（１６）上の成形部
（２２）とアンダーカット（１４）との間に係合して、
差込み部材（１６）が凹部から抜出ないように錠止す
る。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は研磨工具に関する。
【０００２】
【従来の技術】耐摩性又は研磨性の層を有する差込み部
材を工具体部に装架して成る研磨工具は周知である。そ
の層を使って切削又は研磨が行われる。耐摩層の支持は
低い姿勢のポストの形にされる。このポストの工具体部
の工作面への装架部が現在メーカーとユーザーにとって
問題になっている。現在までポストの体部への固定は、
ポストに補合する適当な形状の凹部又はソケットを工作
面に設け、ポストをその中へ置き、そして適当なロウ付
け合金によってポストをソケット又は凹部の側部にロウ
付けすることによって行われている。最も一般的にポス
トと凹部は円筒形にされる。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】上記のような従来の装
架固定方法の欠点は、使用時に最大の曲げ応力が掛かる
部分のポストの周囲区域に残留応力が生じることであ
る。この応力はロウ付け合金の強度と同じ大きさにな
る。
【０００４】他の欠点は、ロウ付けの際に加えられる高
温によって、通常炭化物で作られているポスト、そして
又研磨層の品質劣化が起ることである。このことは特
に、研磨層が熱安定性の低いダイヤモンド複合物で作ら
れている場合に著しい。
【０００５】又、使用中に工具に加わる衝撃によって熱
が生じ、この熱によりロウ付けのロウが溶け、従ってそ
の接着性が損なわれてしまうこともある。
【０００６】別の方法としてポストを焼き嵌めすること
によって凹部又はソケット内に機械的に固定することも
行われている。この場合ソケットは、体部の奥の方へい
くに従ってその断面が小さくなるようなテーパを付けら
れよう。
【０００７】
【課題を解決するための手段】そこで本発明は、研磨工
具において、工作面を有する体部、該工作面に形成さ
れ、そして少なくとも１つの側部とこの側部より延出す
るより幅の広い部分とを有する少なくとも１つの凹部、
工作端部を有し、そして該凹部内に設置される切削用差
込み部材、及び、該凹部内でこれの該幅広部分と該差込
み部材とに係合して該差込み部材が該凹部から抜出ない
ように錠止する錠止部材を備えて成る研磨工具を提供す
る。
【０００８】典型的には、該凹部は、該幅広部分を形成
するアンダーカットを備える。
【０００９】本発明の好適な実施例において、該錠止部
材は、該凹部内に押圧挿入されて該切削用差込み部材の
成形部と該アンダーカットとの間係合する変形可能な錠
止用差込み部材で構成される。
【００１０】又１つの好適な実施例において、該アンダ
ーカットは円錐形にされ、該切削用差込み部材が該アン
ダーカット内に入る円錐形脚部分を有し、そして該錠止
部材は該アンダーカットと脚部分との間の係合位置へ押
圧挿入される管状スリーブで構成される。
【００１１】他の実施例において、該切削用差込み部材
は比較的拡大されたウェストを有し、該凹部は環状のア
ンダーカットを有し、そして該錠止部は該アンダーカッ
トとウェストとの間の係合位置へ押圧挿入される管状ス
リーブで構成される。
【００１２】更に他の実施例において、該切削用差込み
部材は横方向突起部分を有し、該凹部は横方向拡大部を
有し、そして該錠止部材は該横方向突起部分と横方向拡
大部との間の係合位置へ押圧挿入される帯片状差込み部
で構成される。この場合、該凹部はこれの側壁に、該切
削用差込み部材の横方向突起部分を通すためのキー溝と
なる溝を備える。
【００１３】上記いずれの実施例も、該凹部内の該切削
用差込み部材の回転を防止する装備を備える。典型的に
は該回転防止装備は、該切削用差込み部材に備えられる
キーと該凹部に備えられるキー溝、あるいは該切削用差
込み部材に備えられるキー溝と該凹部に備えられるキー
とで構成される。
【００１４】本発明は又、切削用差込み部材を受入する
アンダーカットの付いた凹部を有する研磨工具の工作面
に該切削用差込み部材を固定する方法において、 ａ）横方向に突起する成形部を有する切削用差込み部材
を該アンダーカット付き凹部内へ差込むこと、及び、 ｂ）該切削用差込み部材の横方向突起成形部と該アンダ
ーカットとの間に錠止部材を係合させることにより、該
切削用差込み部材が該凹部から抜出ないように錠止する
ことの段階より成る方法を提供する。
【００１５】該段階ｂ）は、該切削用差込み部材と該凹
部との間に変形可能な錠止用差込み部材を設置し、そし
てこの錠止用差込み部材を、該切削用差込み部材の横方
向突起成形部と該アンダーカットとの間の係合位置へ変
形させることより構成することができる。好適には該錠
止用差込み部材は管状スリーブの形にされ、そしてその
錠止用差込み部材は、管状のパンチを使ってそれに力を
加えることにより該係合位置へ変形される。
【００１６】
【実施例】以下、添付図面を参照に本発明の実施例を記
述する。
【００１７】本発明は特に、差込み部材がスタッドカッ
ターであるようなドリルビットに適用されるものであ
る。スタッドカッターは、制約的ではないが、正方形、
長円形、矩形、あるいはそれらの組合せを含む様々な断
面形の１つにすることができる。
【００１８】工作端部は平らな円筒形から長円形又は銃
弾形までいろいろな形状にでき、又凹凸あるいは刻みを
備えることができる。
【００１９】スタッドカッターに合わせた形状にされる
凹部はドリルクラウンの工作面に鋳造されるか、あるい
はＣＮＣ（コンピュータ数値制御）フライス盤のような
フライス盤でアリ溝カッターを使って加工されよう。
【００２０】ここで図１の（Ａ）と（Ｂ）を参照して本
発明の第１実施例を記述する。
【００２１】図１の（Ａ）に示されるように、ドリルク
ラウンの工作面１０は凹部１２を備え、この凹部はフレ
ア状に拡がるアンダーカット、この場合断面が拡張され
ていく円錐形部分１４を有する。工作面１０において凹
部１２は寸法ｄの直径をもっている。スタッドカッター
１６は、研磨工作端部２０と他端部の円錐形脚部２２と
を担持する、円筒形部分１８をもったポストを有する。
脚部２２の直径は直径ｄより大きくなく、好適にはそれ
より多少小さくされる。
【００２２】ドリルビットを組立てる場合、スタッドカ
ッター１６がこれの脚部２２の方から凹部１２内へ差込
まれ、その脚部が凹部のフレア状部分１４内に置かれる
ようにされる。図面から解かるように、スタッドカッタ
ー１６のポスト１８と凹部１２との相対寸法は、そのス
タッドカッターポストと凹部の壁２６との間に空隙が残
るようなものになっている。
【００２３】それから変形可能なスリーブ２４がスタッ
ドカッターの周囲に置かれ、凹部１２内へ軸方向に押圧
挿入される。ここで充分な押圧力を加えることによりス
リーブ２４の下部分がスタッドカッターの脚部２０の周
囲に拡張される。スリーブに対するその軸方向押圧は、
実際においては、管状のパンチを使ってスリーブの上縁
部を押圧し、凹部１２の中の方へ打込むようにして行わ
れる。
【００２４】スリーブ２４の下部分の拡張を容易にする
ため、その先端部３０からスリーブの壁にのこの切り目
２８が入れられる。スリーブの材料は、凹部の壁とスタ
ッドカッターのポストとの間の空隙の形状に合って変形
できるように、軟鋼又はステンレス鋼あるいはプラスチ
ック材料のような比較的柔軟性のあるものにされよう。
【００２５】スタッドカッター組立体が図１の（Ｂ）に
示されるような形にドリルビットの工作面に組立てられ
る。スリーブ２４の下部分がスタッドカッター１６の脚
部２２の周囲に拡張して凹部１２のフレア状アンダーカ
ット部分１４を埋める。
【００２６】この位置においてスリーブ２４は、スタッ
ドカッターの工作端部２０が工作面１０から突出して露
呈される状態にしてそのスタッドカッターを工作面１０
内に錠止する。スタッドカッターをドリルクラウンから
抜出す方向のどんな力も、図１の（Ｂ）に矢印に示され
るような凹部の壁２６を押す力にしかならない。壁２６
はそれに対抗する力をスタッドカッターとスリーブに対
して加え、これによってそれらを凹部内の所定位置に錠
止する。
【００２７】図１の（Ａ）と（Ｂ）に示されるスタッド
カッター固定方法はその耐衝撃性と耐トルク性が実験室
で試験された。耐衝撃性試験は標準的なアイゾッド衝撃
試験機を使ってアバリイによって行われた。アイゾッド
試験機の振り子に吊下げた衝撃たがねが横方向に振ら
れ、スタッドカッターのポストの立上り部分に対して衝
撃が与えられた。いずれの場合もスタッドカッターポス
トは機械加工によって平らな面を付けられ、この平らな
面に対して、これに対応する衝撃たがねの平らな面全体
を打付けることができるようにされた。カッターポスト
に対する各打撃ごとに振り子に与えられた運動エネルギ
ーは３００Ｊであった。
【００２８】３つの普通のロウ付け組立体が、図１の
（Ａ）と（Ｂ）に示される４つの組立体と併せて試験さ
れ、そしてそれらスタッドカッターのポストを破壊する
のに要するエネルギーが測定された。３つの普通の組立
体のポストはそれぞれ１８Ｊ、２２Ｊ、及び２３Ｊを受
けて破壊した。本発明の４つの組立体については、その
内の２つのポストがそれぞれ４７Ｊと１１０Ｊにおいて
破壊した。他の２つのポストは２回の衝撃を加えても全
く破壊させることができなかった。このことはそれらポ
ストが、加え得る全エネルギーの３００Ｊを２度与えて
も破壊しないことを示している。
【００２９】結果として、図１の（Ａ）と（Ｂ）に示さ
れる方法によって固定されたスタッドカッターポストが
従来の普通のロウ付けスタッドカッターポストよりはる
かに大きい耐衝撃性を示すことが明らかにされたのであ
る。
【００３０】耐トルク性試験は、スタッドカッターのポ
ストに係合する適当なアダプタをもったトルクレンチを
使って行われ、そしてそのポストをこれの装架部におい
て回転させるのに要するトルクが測定された。
【００３１】普通のロウ付けスタッドカッターポストの
試験では４５０Ｎｍのトルクで回転は認められなかっ
た。図１のＡとＢに示されるように装架されたスタッド
カッターポストの同様の試験では１４０Ｎｍで回転滑り
が認められた。このことは、図１の（Ａ）と（Ｂ）の方
法においては、もし高いレベルの耐トルク性が必要とさ
れる場合、回転防止装置を備えることが要求されること
を示している。
【００３２】本発明の第２実施例を図２に示す。この第
２実施例の場合、スタッドカッター１６のポスト１８は
端部セクション２０と減径されたネックセクション３２
を備える。実際において図示の形状は、通常の銃弾形ス
タッドカッターの円筒形ポストを適当に機械加工するこ
とによって成形される。ポスト１８のネックセクション
の個所にコレット３４が取付けられて図示のようなポス
トのフレア状脚部を作る。それらコレットは適当な接着
剤によって図示の位置に固定されよう。
【００３３】図２の実施例は次いで、第１実施例で使用
されたスリーブ２４と同様なスリーブによって、工具の
工作面の凹部の中に固定される。こうして先の場合と同
様にスタッドカッターは凹部から抜出ないように錠止さ
れる。この場合も、高いレベルの耐トルク性を備えなけ
ればならないときには回転防止装置が必要になる。
【００３４】本発明の第３実施例が図３の（Ａ）と
（Ｂ）に示される。同図に示されるように、この実施例
のスタッドカッター４０のポストは、これの端部４４と
研磨工作端部４６との間の個所に、張り出したウェスト
部分４２を備える。ドリルビットの工作面５０に形成さ
れる凹部４８も同様な形状にされる。
【００３５】スタッドカッターポストは凹部４８内へ差
込まれ、それから第１実施例のスリーブ２４と同様な拡
張可能スリーブ５２がポスト４０と張り出しウェスト部
分４２の周囲に押圧挿入されてスタッドカッターポスト
を凹部内に錠止する。
【００３６】以上の実施例ではいずれも、高いレベルの
耐トルク性をもたせなければならない場合には回転防止
装置を備えることが必要になろう。
【００３７】本発明の第４実施例が図４の（Ａ）と
（Ｂ）に示される。同図に見られるようにスタッドカッ
ター６０は研磨工作端部６４をもったポスト６２を有す
る。反対側の端部６６に近い個所に突起６８が備えられ
る。ドリルビットの工作面７２に形成される凹部７０は
これの下端部に拡大部又は「バブル」７４が備えられ
る。このバブル７４はポスト６２の突起６８に対応する
形状に作られる。工作面７２からバブル７４まで溝７６
が延在する。
【００３８】スタッドカッターポスト６２は凹部７０内
に差込まれる。この差込みの際溝７６は突起６８をバブ
ル７４まで案内するキー溝の働きをする。その後、帯片
状の差込み部材７８が図４の（Ｂ）に示されるように溝
７６内へ下方に差込まれ突起６８の周囲に押圧挿入され
てスタッドカッターポストを溝内に錠止する。
【００３９】この実施例において、突起６８とバブル７
４との間の差込み部材７８の拡大部が凹部内のスタッド
カッターの回転を防止するように働く。従ってこの実施
例は、既述の実施例よりも大きい耐トルク性を備えるこ
とができる。
【００４０】上記の記述ですぐ解かるように、高レベル
の耐トルク性が必要な場合、既述の実施例に、図４の
（Ａ）から（Ｃ）までに示されるような型式の、又はそ
の他の型式の回転防止装置を備えるのは簡単なことであ
る。
【００４１】以上の実施例におけるスリーブ又は帯片の
露出する頂面に摩耗防護層を付けてもよい。又、切削用
差込み部材の研磨工作端部には好適にはダイヤモンドコ
ンパクトが備えられる。
【図面の簡単な説明】
【図１】（Ａ）は本発明の研磨工具の一部分の分解され
た状態の断面側面図を示し、（Ｂ）は同じく組立てられ
た状態の断面側面図を示す。
【図２】本発明の第２実施例の部分的に分解された状態
の断面側面図を示す。
【図３】（Ａ）は本発明の第３実施例の分解された状態
の断面側面図を示し、（Ｂ）は同じく組立てられた状態
の断面側面図を示す。
【図４】（Ａ）は本発明の第４実施例の分解された状態
の断面側面図を示し、（Ｂ）は同じく組立てられた状態
の断面側面図を示し、（Ｃ）は図４の（Ｂ）における矢
印方向に見た図面を示す。
【符号の説明】
１０ ドリルクラウン工作面 １２ 凹部 １４ 円錐形拡大部 １６ スタッドカッター １８ ポスト ２０ 研磨工作端部 ２２ 拡大脚部 ２４ 変形可能スリーブ ３２ ネックセクション ３４ コレット ４０ スタッドカッター ４２ ウェスト部分 ４８ 凹部 ５２ 拡張可能スリーブ ６０ スタッドカッター ６２ ポスト ６８ 突起 ７０ 凹部 ７４ 拡大部 ７６ 溝 ７８ 帯片状差込み部材

Claims (17)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 研磨工具において、工作面を有する体
    部、該工作面に形成され、そして少なくとも１つの側部
    とこの側部より延出するより幅の広い部分とを有する少
    なくとも１つの凹部、工作端部を有し、そして該凹部内
    に設置される切削用差込み部材、及び、該凹部内でこれ
    の該幅広部分と該差込み部材とに係合して該差込み部材
    が該凹部から抜出ないように錠止する錠止部材を備えて
    成る研磨工具。
  2. 【請求項２】 該凹部が、該幅広部分を形成するアンダ
    ーカットを備える、請求項１の研磨工具。
  3. 【請求項３】 該錠止部材が、該凹部内へ押圧挿入され
    て該切削用差込み部材の成形部と該アンダーカットとの
    間に係合する変形可能な錠止用差込み部材で構成され
    る、請求項２の研磨工具。
  4. 【請求項４】 該アンダーカットが円錐形であり、該切
    削用差込み部材が該アンダーカット内に入る円錐形脚部
    分を有し、そして該錠止部材が該アンダーカットと脚部
    分との間の係合位置へ押圧挿入される管状スリーブで構
    成される、請求項３の研磨工具。
  5. 【請求項５】 該切削用差込み部材の円錐形脚部分がそ
    の切削用差込み部材の残余部分に比較して拡大されてい
    る、請求項４の研磨工具。
  6. 【請求項６】 該切削用差込み部材が比較的拡大された
    ウェストを有し、該凹部が環状のアンダーカットを有
    し、そして該錠止部材が該アンダーカットとウェストと
    の間の係合位置へ押圧挿入される管状スリーブで構成さ
    れる、請求項３の研磨工具。
  7. 【請求項７】 該切削用差込み部材が横方向突起部分を
    有し、該凹部が横方向拡大部を有し、そして該錠止部材
    が該横方向突起部分と横方向拡大部との間の係合位置へ
    押圧挿入される帯片状差込み部材で構成される、請求項
    ３の研磨工具。
  8. 【請求項８】 該凹部がこれの側壁に、該切削用差込み
    部材の横方向突起部分を通すためのキー溝となる溝を備
    える、請求項７の研磨工具。
  9. 【請求項９】 該凹部内の該切削用差込み部材の回転を
    防止する装備を備える、請求項１から６までのいずれか
    １項の研磨工具。
  10. 【請求項１０】 該回転防止装備が、該切削用差込み部
    材に備えられるキーと該凹部に備えられるキー溝、ある
    いは該切削用差込み部材に備えられるキー溝と該凹部に
    備えられるキーとで構成される、請求項９の研磨工具。
  11. 【請求項１１】 該スリーブが、一方の端部まで切られ
    たスロットをもった管状壁を有する、請求項４から６ま
    でのいずれか１項の研磨工具。
  12. 【請求項１２】 該切削用差込み部材が、工作端部に設
    けられる研磨要素と、工作端部から離間した位置に設け
    られる少なくとも１つの拡大された成形部とを担持する
    ポストで構成される、請求項１から１１までのいずれか
    １項の研磨工具。
  13. 【請求項１３】 該研磨要素がダイヤモンドコンパクト
    である、請求項１２の研磨工具。
  14. 【請求項１４】 ドリルビットである、請求項１から１
    ３までのいずれか１項の研磨工具。
  15. 【請求項１５】 切削用差込み部材を受入するアンダー
    カットの付いた凹部を有する研磨工具の工作面に該切削
    用差込み部材を固定する方法において、 ａ）横方向に突起する成形部を有する切削用差込み部材
    を該アンダーカット付き凹部内へ差込むこと、及び ｂ）該切削用差込み部材の横方向突起成形部と該アンダ
    ーカットとの間に錠止部材を係合させることにより、該
    切削用差込み部材が該凹部から抜出ないように錠止する
    ことの段階より成る方法。
  16. 【請求項１６】 該段階ｂ）が、該切削用差込み部材と
    該凹部との間に変形可能な錠止用差込み部材を設置し、
    そしてこの錠止用差込み部材を、該切削用差込み部材の
    横方向突起成形部と該アンダーカットとの間の係合位置
    へ変形させることより成る、請求項１５の方法。
  17. 【請求項１７】 該錠止用差込み部材が管状スリーブの
    形にされ、そしてその錠止用差込み部材が、管状のパン
    チを使ってそれに力を加えることにより該係合位置へ変
    形される、請求項１６の方法。
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