JP2004216508A - コアドリル - Google Patents

Abstract

【課題】孔径が３ｍｍから２０ｍｍ程度の比較的小径の孔を穿孔する際に、切出コアをスムーズに排出することが可能なコアドリルを提供する。
【解決手段】コアドリル１は、円筒形状のコアドリル本体２と、このコアドリル本体２に対して着脱可能に取り付けられた押し出しピン３とから構成されている。押し出しピン３は、筒状の押し出しピン本体４と、プッシュロッド５とからなり、押し出しピン本体４の内部にはバネ６が封入され、バネ６の一端にプッシュロッド５が当接している。押し出しピン３は、固定ねじ７によってコアドリル本体２に固定されている。
符号８は、コアドリル本体２の下端側に一体に設けられた円筒状ドリル部８であり、円筒状ドリル部８の下端には、ダイヤモンド等の砥粒を含む刃部９が形成されている。
【選択図】 図１

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、ガラス等の硬脆材料に対して孔径が３ｍｍから２０ｍｍ程度の比較的小径の孔を穿孔するために用いられるコアドリルに関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来より、ガラス等の硬脆材料に対する穿孔作業には、ダイヤモンド等の砥粒を固着した切刃を備えたコアドリルが使用されている。
コアドリルを用いた一般的な穿孔方法としては、穿孔対象であるガラスの上面と下面とにコアドリルを配置し、下面よりガラスの厚さの１／２だけ切込み、その後上面より残りの１／２を切込むことによって、ガラス板の穿孔が完了する。
穿孔を自動的に行う自動穿孔機によって連続的に穿孔を行う場合には、くり抜かれたガラスの切出コアがスムーズに取り除かれることが必要となる。
しかし、くり抜かれたガラスの切出コアが斜めに傾くと、コアドリルの内周内に切出コアが引っかかって抜けなくなり、連続加工が不可能となる。
このような切出コアの排出を促進するために、コアドリルを取り付ける穿孔装置にセンターピンを取り付け、このセンターピンを穿孔装置内部において摺動できるようにした装置がある（特許文献１、特許文献２、特許文献３、特許文献４参照）。
【０００３】
【特許文献１】
特開平７−２４６１７号公報（段落番号００１１から００２０）
【特許文献２】
特開２００１−９６１８号公報（段落番号００１０から００４５）
【特許文献３】
実用新案登録第２５９８１６０号公報（段落番号０００７から００１４）
【特許文献４】
実開昭５８−４４１１３号公報（第１図）
【０００４】
これらの穿孔装置において、センターピンには、バネで被削材の切出コアに圧力を加えて強制的に切出コアを押し出すための押し出し棒が連結されており、穿孔後この押し出し棒を操作することで、切出コアを排出している。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、この装置では、切出コアを排出するためのセンターピンが穿孔装置に取り付けられており、装置の構造が複雑なものとなっている。この穿孔装置はその構造上、比較的分厚い板材などに対して大口径の孔を穿孔するのには適しているものの、孔径が３ｍｍから２０ｍｍ程度の比較的小径の孔を穿孔することは困難である。
本発明は、上記事情に鑑みてなされたもので、孔径が３ｍｍから２０ｍｍ程度の比較的小径の孔を穿孔する際に、切出コアをスムーズに排出することが可能なコアドリルを提供することを目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
以上の課題を解決するために、請求項１記載の発明は、コアドリル本体の下端側に一体に設けられた円筒状ドリル部の下端には、砥粒を含む刃部が形成され、前記コアドリル本体の下端側に中心軸に沿って押し出しピンが着脱可能に取り付けられ、前記押し出しピンは、押し出しピン本体と、プッシュロッドとからなり、前記押し出しピン本体の内部にはバネが封入され、このバネの一端に前記プッシュロッドが当接していることを特徴とする。
【０００７】
穿孔工程の途中及び終了時においては、くり抜かれたガラスの切出コアが刃部に囲まれた空隙内に残留しているため、プッシュロッドは切出コアによって押し上げられ、押し出しピン本体の内部に封入されたバネが圧縮される。
穿孔工程が終了した後、刃部がガラス基板中の孔から引き抜かれると、圧縮されていたバネの復元力によって、プッシュロッドが刃部に囲まれた空隙内に残留する切出コアを押圧する。これによって、切出コアが刃部に囲まれた空隙からスムーズに排出される。
【０００８】
請求項２記載の発明は、請求項１記載のコアドリルにおいて、前記押し出しピン本体の内部に封入されたバネのバネ定数が０．０９８Ｎ／ｍｍ〜１．４７Ｎ／ｍｍであることを特徴とする。
バネのバネ定数をこの範囲内とすることにより、被削材であるガラス等の硬脆材料に割れを生じることなく、切出コアを円筒状ドリル部内の空隙からスムーズに排出することができる。
【０００９】
【発明の実施の形態】
以下、本発明をその実施の形態に基づいて説明する。
図１に、本発明の実施形態に係るコアドリルの構成を示す。
図１において、コアドリル１は、円筒形状のコアドリル本体２と、このコアドリル本体２の下端側に中心軸に沿って着脱可能に取り付けられた押し出しピン３とから構成されている。押し出しピン３は、筒状の押し出しピン本体４と、プッシュロッド５とからなり、押し出しピン本体４の内部にはバネ６が封入され、バネ６の一端にプッシュロッド５が当接している。押し出しピン本体４は、固定ねじ７によってコアドリル本体２に固定されている。
符号８は、コアドリル本体２の下端側に一体に設けられた円筒状ドリル部であり、この円筒状ドリル部８の下端には、ダイヤモンド等の砥粒を含む刃部９が形成されている。
【００１０】
図２に、押し出しピン３の詳細を示す。プッシュロッド５の一端は、筒状の押し出しピン本体４内においてバネ６の一端に当接している。プッシュロッド５の他端、すなわち被削材に接触する側の先端形状は、均一な押し出し圧力をかけるためには平型であることが好ましい。ただし、回転速度が１５０００ｒｐｍを超える高速回転で穿孔する際には、先端部の摩耗が激しくなるため、先端形状を円錐型とするほうが、安定して加工することができる。
プッシュロッド５の材質は、耐久性に優れ、安価である鉄、真鍮等を用いることが好ましい。
【００１１】
次に、このコアドリルの動作について説明する。
ここでは、被削材である硬脆材料がガラスである場合について説明する。
コアドリル本体２は穿孔装置の主軸に取り付けられ、被削材であるガラスに対し、円筒状ドリル部８の下端に設けられた刃部９が押し当てられて研削される。
図３に、穿孔工程におけるコアドリル１の状態を示す。刃部９がガラス内に食い込むことによって、ガラスが穿孔され、穿孔工程の途中及び終了時においては、くり抜かれたガラスの切出コア１１が刃部９に囲まれた空隙１０に残留している。
この穿孔工程において、プッシュロッド５は切出コアによって押し上げられ、これに伴って、押し出しピン本体４の内部に封入されたバネ６が圧縮される。
【００１２】
図４は、刃部９が戻り工程に入って孔から引き抜かれるときの状態を示す。刃部９が孔から引き抜かれると、圧縮されていたバネ６の復元力によって、プッシュロッド５が刃部９に囲まれた空隙１０に残留する切出コア１１を押圧する。これによって、切出コア１１が刃部９に囲まれた空隙１０から排出される。
【００１３】
押し出しピン本体４の内部に封入されるバネ６の圧力は、穿孔されるガラスの厚さや、くり抜かれる切出コアの大きさによって選択することができる。
例えば、厚さ０．３ｍｍ以下のガラスを穿孔する場合には、バネ６のバネ定数は０．１９６Ｎ／ｍｍ以下であることが好ましく、特に、０．０９８Ｎ／ｍｍであることが最適である。バネ６の圧力がこの範囲より高すぎると、ガラスに過度の負担がかかるため、穿孔途中において割れを生じやすい。但し、バネ６のバネ定数が０．０７８４Ｎ／ｍｍ以下であると、くり抜かれたガラスの切出コアを排出するための圧力を十分に得ることができない。
従って、ガラスの切出コアを排出するためには、バネ６のバネ定数は０．０７８４Ｎ／ｍｍ以上であることが必要であり、ガラスの切出コアを効率よく排出するためには、０．０９８Ｎ／ｍｍ以上とすることが好ましい。
【００１４】
厚さが１０ｍｍ程度のガラスを穿孔する場合には、切出コアがコアドリルの内面に引っかかりやすくなる。このような引っかかりを無くしてスムーズに切出コアを排出するためには、バネ６の圧力を大きくすることが必要となり、バネ定数は０．９８Ｎ／ｍｍ以上であることが好ましく、特に、１．１７６Ｎ／ｍｍであることが最適である。但し、バネ６のバネ定数が１．４７Ｎ／ｍｍを超えると、穿孔工程の終了時にガラスに大きなカケが発生しやすくなる。そのため、バネ６のバネ定数を１．４７Ｎ／ｍｍ以下とすることが好ましい。
【００１５】
本実施形態に係るコアドリルにおいては、押し出しピン３はコアドリル本体２に対して着脱可能に取り付けられている。このような構成とすることにより、押し出しピン３をコアドリル本体２から取り外すことができ、刃部９が電着法によって形成されている場合には、刃部９に対してダイヤモンド砥粒を再電着して、刃部９の研削性能を持続させることができる。
【００１６】
以下、具体例を示す。
（実施例）
図１に示す構成のコアドリルを作製した。
コアドリルの寸法及び仕様は、以下の通りである。
円筒状ドリル部８の外径 ９ｍｍ、長さ ７５ｍｍ
刃部９の厚さ ０．８ｍｍ、長さ ５ｍｍ
刃部９の仕様 ＳＤ１２０−Ｐ
バネ６のバネ定数 ０．９８Ｎ／ｍｍ
【００１７】
（比較例１）
実施例と同じ寸法であるが、押し出しピン３を設けない、従来の構成のコアドリルを作製した。
（比較例２）
実施例と同じ寸法であって、押し出しピン３を設けたコアドリルを作製した。押し出しピン本体４の内部に封入されるバネ６のバネ定数は、実施例より大きくして１．９６Ｎ／ｍｍとした。
【００１８】
以上のコアドリルを用いて、厚さ５ｍｍのフロート板ガラスを被削材として穿孔試験を行った。
試験は、自動穿孔コアリングマシンを使用し、上下面連続コアリングによる穿孔方法により実施した。
試験条件は、以下の通りである。
ドリル回転速度 １２０００ｒｐｍ
切込み速度 １０ｍｍ／ｍｉｎ
切込み深さ 下面において２．６ｍｍ、上面において２．５ｍｍ
穿孔回数 ５００回
【００１９】
以上の穿孔試験の結果、実施例のコアドリルでは、すべての穿孔工程において切出コアが抜け、５００個の孔を連続して穿孔することが可能であった。
これに対し、比較例１のコアドリルでは、５０孔目で切出コアがコアドリル内面に引っかかり、その時点で連続運転が不可能となった。
また、比較例２のコアドリルでは、すべての穿孔工程において切出コアは抜けるが、穿孔時にガラスがプッシュロッド５によって強く押されることにより、カケの発生が見られた。
以上の結果から、押し出しピン３を設けることによって、穿孔工程において切出コアをスムーズに排出することが可能であることが確認された。また、押し出しピン３内に封入されたバネ６の圧力をガラスの厚さに応じて好適なものとすることによって、ガラスのカケを発生させずに、穿孔工程において切出コアをスムーズに排出できることが確認された。
【００２０】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によると、以下の効果を奏することができる。
（１）コアドリル本体に対して着脱可能に取り付けられた押し出しピンを備え、押し出しピンは、押し出しピン本体と、プッシュロッドとからなり、押し出しピン本体の内部にはバネが封入され、このバネの一端にプッシュロッドが当接するようにしたことにより、穿孔工程において切出コアをスムーズに排出することができ、連続して穿孔作業を行うことが可能となる。
（２）本発明のコアドリルは、コアドリル自体に切出コアを排出するための機構を設けているため、特別な装置を設けることなく、簡便に切出コアを排出することができる。
（３）円筒状ドリル部内にプッシュロッドを設けているため、孔径が３ｍｍから２０ｍｍ程度の比較的小径の孔を穿孔する際に、切出コアをスムーズに排出することができ、連続して穿孔作業を行うことが可能となる。
（４）押し出しピン本体の内部に封入されたバネのバネ定数を０．０９８Ｎ／ｍｍ〜１．４７Ｎ／ｍｍとすることにより、被削材であるガラス等の硬脆材料に割れを生じることなく、切出コアを円筒状ドリル部内の空隙からスムーズに排出することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施形態に係るコアドリルの構成を示す図である。
【図２】本発明の実施形態に係るコアドリルに設けられた押し出しピンの詳細を示す図である。
【図３】穿孔工程におけるコアドリルの状態を示す図である。
【図４】円筒状ドリル部が戻り工程に入って孔から引き抜かれるときの状態を示す図である。
【符号の説明】
１ コアドリル
２ コアドリル本体
３ 押し出しピン
４ 押し出しピン本体
５ プッシュロッド
６ バネ
７ 固定ねじ
８ 円筒状ドリル部
９ 刃部
１０ 空隙
１１ 切出コア

Claims (2)

1. コアドリル本体の下端側に一体に設けられた円筒状ドリル部の下端には、砥粒を含む刃部が形成され、
   前記コアドリル本体の下端側に中心軸に沿って押し出しピンが着脱可能に取り付けられ、
   前記押し出しピンは、押し出しピン本体と、プッシュロッドとからなり、
   前記押し出しピン本体の内部にはバネが封入され、このバネの一端に前記プッシュロッドが当接していることを特徴とするコアドリル。
2. 前記押し出しピン本体の内部に封入されたバネのバネ定数が０．０９８Ｎ／ｍｍ〜１．４７Ｎ／ｍｍであることを特徴とする請求項１記載のコアドリル。

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