JPH0732205A - ワンウェイ孔明ドリル - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 本発明は、例えば板ガラス等の孔明加工にお
いて、ドリルの抜け面側にいわゆるビリハマ（蛤状のチ
ッピング）と呼ばれる欠損が発生するのを防止するよう
にした孔明ドリルに関する。 【構成】 ガラス、セラミックス等の板状ワークＷの孔
明け工具であって、刃部２１先端に砥粒層を備えてなる
コアドリル２０において、刃部２１先端の砥粒層の外周
縁にアール部Ｒを形成し、刃部２１がワークＷから抜け
出る際にドリル２０周辺のワークＷに加わる応力範囲を
狭めるようにする。そして、１方向の加工送りで加工す
る。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、例えば板ガラス等の孔
明加工において、ドリルの抜け面側にいわゆるビリハマ
（蛤状のチッピング）と呼ばれる欠損が発生するのを防
止するようにした孔明ドリルに関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、例えば建築用、家具用のガラス等
に孔明加工する装置として、２方向から孔明けするガラ
ス孔明機が広く知られている。すなわち、１方向からの
みの加工（ワンウェイ）で孔明けすると作業効率は良い
のであるが、例えば図８に示すように、ドリル５１の刃
部５２先端が平坦面であるため刃部５２が抜ける際、ガ
ラスＷの抜け面の広い範囲に応力が加わり、ドリル径よ
り大きな範囲でクラック、チッピング等の欠損ｄが生じ
やすくなって品質を損ね、又、このクラック等が大きく
なると強化しようとした場合にガラス割れが生じるとい
う問題がある。そこで、２方向から孔明けしてドリルの
抜け面側にチッピング等の欠損が生じるのを防止するガ
ラス孔明機が現在広く使用されているのであり、この場
合はガラス等の上面側から板厚の略半分の位置まで加工
し、下面側から残りの略半分の板厚に孔明けして貫通孔
にするようにしている。一方、チッピング等の欠損の防
止を図りつつ作業効率を高めるため、例えば砥粒層から
なる刃部外周に先端側から基端側に向けて拡がるテーパ
部を形成して先端側とテーパ部の砥粒の粒度を変化さ
せ、先端部の加工で生じたチッピング等の欠損をテーパ
部で削り取りながらワンウェイで加工するようにしたド
リル（不二越社）、又は刃部中間部にテーパ部を介して
連なる小径部を設けて砥粒粒度を異ならしめ、このテー
パ部で糸面を面取り加工することでチッピング等の欠損
を取り除くようにしたドリル（旭栄社）等も知られてい
る。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、従来広
く用いられている２方向からの加工は、機械が複雑にな
るばかりでなく、上下の加工軸の軸線の芯合せを正確に
しないと、板厚中間部に段差が生じるという問題があっ
た。又、ワンウェイに改良したドリルのように刃部の砥
粒層の砥粒粒度を局部的に変化させる場合は、ドリルの
製作が容易でなくしかもドリルが高価になるという問題
があった。

【０００４】

【課題を解決するための手段】かかる課題を解決するた
め、本発明は刃部先端に砥粒層を備えてなるコアドリル
を１方向に加工送りしてガラス、セラミック等の板材に
孔明加工するようにした孔明ドリルにおいて、前記刃部
先端の砥粒層の外周縁にアール部を形成した。

【０００５】

【作用】刃部先端面がストレートの平坦面であれば、孔
明け時に刃部先端の平坦面が一斉に抜け出てドリル周辺
のガラス等の広い範囲にチッピングが生じるのに対し、
外周縁にアール部を形成することによって、刃部が抜け
出る際、内縁から外周縁にかけて段階的に抜け出てドリ
ル周辺に生じるチッピング範囲が狭まる。これは、刃部
が抜け出る際のドリル周辺のガラス等に加わる応力範囲
が狭まるからだと思われる。

【０００６】

【実施例】本発明のワンウェイ孔明ドリルの実施例につ
いて添付した図面に基づき説明する。図１は本孔明ドリ
ルを採用した孔明機の正面図、図２は同側面図、図３は
ワークの位置決め状態の平面図、図４は図３のＡ―Ａ線
断面図である。

【０００７】本孔明ドリルは、建築用ガラス、家具用ガ
ラス等の板ガラスのようなワークＷに孔明加工するため
のドリルとして構成され、図１に示すような孔明機１に
使用される。

【０００８】つまり、この孔明機１は制御盤９を備えて
なる基台２と、この基台２の中間の高さ位置に設けられ
たワークテーブル３と、基台２の上部に昇降自在に設け
られたスピンドルユニット４を備え、前記ワークテーブ
ル３の上面には、図３に示すように、ワークＷを位置決
めする複数のストッパ５が設けられている。

【０００９】又、前記ワークテーブル３の中央には、図
３に示すような矩形状の切欠穴６が設けられ、この切欠
穴６の下方には、図４に示すような下部クランプ７が設
けられて昇降自在とされている。

【００１０】そして、この下部クランプ７は、シリンダ
ユニット８に連結する支持板１０と、この支持板１０の
上面に取付けられたワーク当接部１１を備えており、前
記支持板１０及びワーク当接部１１は、ワークテーブル
３中央の切欠穴６の中に入り込むことの出来るようにさ
れるとともに、前記ワーク当接部１１は例えばゴム等の
軟質素材から構成してワークＷ面に損傷を与えることが
ないようにしている。

【００１１】一方、ワークテーブル３の上方には、上部
クランプ１２が設けられている。

【００１２】この上部クランプ１２は、図２に示すよう
に、基端部がシリンダユニット１３に連結され、中間部
が前記基台２に枢着される左右一対のクランプアーム１
４と、このクランプアーム１４の先端部に取付けられる
支持板１５と、この支持板１５の下面に取付けられたワ
ーク当接部１６を備えており、このワーク当接部１６も
例えばゴム等の軟質素材から構成している。

【００１３】ところで、前記スピンドルユニット４に
は、図５に示すようなドリル２０が装着される。

【００１４】このスピンドルユニット４は振動の少ない
（例えば３μ以下）中空軸のスピンドル１７を備えると
ともに、前記ドリル２０はこのスピンドル１７先端に取
付自在となり、スピンドル１７の基端側はクーラント液
供給部に接続して中空部１７ａをクーラント液の通路に
している。

【００１５】又、ドリル２０の内部にも中空部２０ａを
設けて前記スピンドル１７の中空部１７ａに連通させて
いる。つまり、加工中に各中空部１７ａ、２０ａを通し
て供給させるクーラント液は、ドリル２０の中央部から
周囲に放射状に広がって加工部に向けて流動する。

【００１６】ドリル２０の先端部には砥粒層からなる刃
部２１を設けている。そして、この刃部２１の先端部に
は、図６に示すように、外周縁を面取りして丸みを付け
たような状態でアール部Ｒを形成している。

【００１７】そして、このアール部Ｒは、図７に示すよ
うに、刃部２１先端の内縁側に若干の平坦面ｈを残すの
が好ましく、実施例の場合、刃部２１の厚み０．７mmに
対してアール部Ｒの曲率ｒを０．５mm程度にしている。

【００１８】尚、このアール部Ｒは円形状の丸みでな
く、軸方向に長い楕円形にしてテーパを大きくとるよう
にしても良い。

【００１９】次に、刃部２１の砥粒層のボンドの結合
度、砥粒の粒度、コンセントレーション（集中度）につ
いて説明する。

【００２０】砥粒層のボンドの結合度の決定にあたって
は、加工回転数が密接に関係する。すなわち、一般的に
高速回転にあっては、結合度が軟らかいほうがチッピン
グ抑制に効果があり、低速回転にあっては、結合度が硬
いほうがチッピング抑制に効果がある。

【００２１】そこで、結合度の軟らかいボンドで高速回
転で加工するやり方と、結合度の硬いボンドで低速回転
で加工するやり方のいずれを選択するかが問題となる
が、本案の場合は後者を選択した。

【００２２】つまり、高速回転で加工する場合には発熱
が大きな問題となり、クーラントによる冷却の条件、剛
性確保の問題、スピンドル精度の維持の問題、ドリル精
度の問題等、各種条件がシビアとなり、しかも硬い結合
度のボンドの方が寿命が長いからである。そして各種実
験の結果、結合度が硬いメタルボンドを選定した。

【００２３】又、砥粒の粒度についても、回転数と密着
な関係があることが実験の結果明らかになり、例えば同
じ粒度で孔明加工すればワークＷの表面と裏面のチッピ
ングの大きさは異なる（表面より裏面が大きい）のであ
るが、高速回転で加工すれば、表面側については粒度の
細かい方がチッピングは小さくなり、裏面側については
必ずしもそうとはいえないことが判明した。

【００２４】一方、低速回転で加工すれば、逆に裏面側
については粒度の細かい方がチッピングは小さくなり、
表面側については必ずしもそうではないことが判った。

【００２５】そこで、回転数との関係から必ずしも細か
い粒度の方がチッピングが小さくなると断言出来ない
が、実験結果から中速回転でのチッピングの小さかった
細かい粒度のダイヤモンド砥粒を採用することにした。

【００２６】次に砥粒のコンセントレーション（集中
度）とチッピングの関係についてはボンドの結合度等と
密着な関係を持つものと考えられ、繰り返しテストした
結果、コンセントレーションが高い方がチッピングが少
ないということが判った。

【００２７】これは、砥粒（切刃）の数が多いほど切れ
味が良く、砥粒が少ないとボンドで削るような結果とな
ってチッピングの発生にも影響するからだと思われる。

【００２８】以上のような孔明ドリルの作用について説
明する。

【００２９】ワークテーブル３上にワークＷを位置決め
し、下部クランプ７と上部クランプ１２によって上下に
挟み込んで固定すると、スピンドル１７が回転しながら
降下してきて加工が開始される。この際、同時にスピン
ドル１７とドリル２０の中空部１７ａ、２０ａを介して
加工部にクーラント液が供給される。

【００３０】そして、ドリル２０の先端刃部２１下方の
ワークＷには、図７に示すように、外周縁部下方に略三
角形状の微小体積部（斜線部）が発生し、刃部２１がワ
ークＷから抜け出る直前にドリル周辺に発生する応力範
囲を狭めることが出来る。つまり、チッピング幅が狭ま
る。

【００３１】又この際、ドリル２０中央の中空部２０ａ
から供給されるクーラント液は刃部２１とワークＷ面の
隙間から四周に吹出され、アール部Ｒの形状を保持する
ように作用し多数の孔明けを行ってもアール部Ｒが消失
することはない。

【００３２】そして、このようなドリル２０で孔明け加
工すればチッピングの長さを０．６mm以内に抑えること
が出来、チッピングによって生じる欠損ｄを小さく出来
る。又、本案の場合、加工の時間は従来の２方向からの
加工時間の約７０％に短縮される。

【００３３】尚、本実施例ではドリル２０を上方から降
下させながら加工するようにしたが、勿論下方から加工
しても良く、又は縦置きにしたワークに対して横から加
工しても良い。又、多関節ロボットで加工するようにし
ても良い。

【００３４】又、本案の場合はワークの下面をバックア
ップ材で支えていないが、バックアップ材を設けるよう
にしても良く、しかも、ワークの種類はガラス、セラミ
ックス、石材等の如何を問わない。

【００３５】

【発明の効果】以上のように本発明のワンウェイ孔明ド
リルは、従来のように２方向から加工しなくてもチッピ
ングを小さくすることが出来、マシンの構造が簡素化さ
れる。しかも、ワンウェイであるため孔明け作業時間が
短縮され、作業効率が高まる。又、ドリルの製造につい
ても、従来のタイプのコアドリルを僅かに改良するのみ
であり、安価に且つ容易に製造出来る。

【図面の簡単な説明】

【図１】本孔明ドリルを採用した孔明機の正面図

【図２】同側面図

【図３】ワークの位置決め状態の平面図

【図４】図３のＡ―Ａ線断面図

【図５】スピンドルユニットの正面図

【図６】ドリルの加工状態を示す説明図

【図７】一部拡大図

【図８】従来のドリルの加工状態を示す説明図

【符号の説明】

２０ ドリル ２１ 刃部 Ｒ アール部 Ｗ ワーク

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 刃部先端に砥粒層を備えてなるコアドリ
   ルを１方向に加工送りしてガラス、セラミック等の板材
   に孔明加工するようにした孔明ドリルにおいて、前記刃
   部先端の砥粒層の外周縁にアール部を形成したことを特
   徴とするワンウェイ孔明ドリル。