コアドリル

【課題】ワークから切り取られたコアがボディ内部に嵌り込むことを防止する。
【課題を解決するための手段】
コアドリルは、先端に刃部が形成された円筒状のボディを有しており、そのボディの軸方向の少なくとも一部の範囲では、回転中心から内周面に到る寸法が、周方向の少なくとも一部の範囲で変化していることを特徴とする。この構成によると、ワークから切り取られたコアは、ボディに対して傾くように姿勢を崩し、ボディ内部に嵌り込むことなく外部へ排出される。

【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ワークに貫通孔を穿孔するコアドリルに関する。
【背景技術】
【０００２】
特許文献１に、コアドリルが開示されている。コアドリルは、その先端に刃部が形成された円筒状のボディを有しており、回転しながらワークに当接することによって、ワークに貫通孔を穿孔する。
コアドリルを用いた穿孔加工では、コアと称される円板状の切り屑が、ワークから切り取られる。ワークから切り取られたコアは、コアドリルのボディ内部に嵌り込むため、穿孔加工後にボディ内部から取り除く必要がある。このとき、ボディの先端には刃部が形成されているので、ボディの先端からコアを取り除くのは容易ではない。そこで、特許文献１のコアドリルでは、シャンクに対してボディが着脱可能であり、ボディ内部に嵌り込んだコアを、ボディの基端側から取り出せるようになっている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特公平７−１００２４５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
従来のコアドリルでは、穿孔加工後、ボディの内部に嵌り込んだコアを取り出す必要がある。従って、多数回の穿孔加工を連続して行うことができない。そのことから、例えば工業製品の生産ラインでコアドリルを利用すると、一又は複数回の穿孔加工毎にラインを止める必要があり、そのことが生産性を低下させる要因となっている。
上記の事情を鑑み、本発明は、ワークから切り取られたコアが、ボディ内部に嵌り込まないコアドリルを提供する。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
従来のコアドリルでは、回転中心からボディの内周面に到る距離が、周方向において一定となっている。このような構成では、穿孔加工時において、コアとボディの内周面との位置関係（接触の有無やクリアランスの大きさ）は、周方向のいずれの位置でも同じとなる。この場合、コアがボディから受ける力は、周方向のいずれの位置でも同じとなり、均一な力を受けた状態のコアは、その姿勢を変化させることなく、そのままボディ内部に嵌り込んでしまう。
【０００６】
それに対して、本発明に係るコアドリルは、先端に刃部が形成された円筒状のボディを有しており、そのボディの軸方向の少なくとも一部の範囲では、回転中心から内周面に到る寸法が、周方向の少なくとも一部の範囲で変化することを特徴とする。
この構成によると、穿孔加工時において、コアとボディの内周面との位置関係が、周方向の少なくとも一部の範囲で相違することになる。この場合、コアがボディから受ける力も、周方向において一定ではなくなり、周方向の位置毎に強弱が生じる。その結果、ワークから切り取られたコアは、ボディに対して傾くように姿勢を崩し、ボディ内部に嵌り込むことなく外部へ排出される。
本発明に係るコアドリルによると、ワークから切り取られたコアがボディ内部に嵌り込まず、多数回の穿孔加工を連続して行うことが可能となる。
【０００７】
本発明に係るコアドリルの一形態として、ボディの内周面の周方向の一部の範囲に、回転中心に向けて突出する突出部が、ボディの先端から離れた位置に形成されていることが好ましい。この場合、回転中心から内周面に到る寸法は、突出部が形成された範囲で小さくなり、その他の範囲で大きくなる。
この構成によると、穿孔加工時に、ボディの内周面に形成された突出部が、ワークから切り取られるコアに当接する。突出部が当接することにより、コアには軸方向に押圧力が作用する。突出部は、周方向の一部の範囲のみに形成されており、コアの一部の角度範囲のみに当接するので、コアには部分的に軸方向の押圧力が作用する。その結果、ワークから切り取られたコアは、ボディに対して傾くように姿勢を崩し、ボディ内部に嵌り込むことなく外部に排出される。
【０００８】
本発明に係るコアドリルの他の一形態として、ボディの内周面の中心は、回転中心に対して偏心していることが好ましい。この場合、回転中心から内周面に到る寸法は、周方向に沿って連続的に変化する。
この構成によると、穿孔加工時に、コアとボディの内周面との間には、周方向に沿って一定でない隙間が生じ、コアがボディから受ける力も周方向に沿って不均一となる。その結果、ワークから切り取られたコアは、ボディに対して傾くように姿勢を変化させ、ボディ内部に嵌り込むことなく外部へ排出される。
【０００９】
上記したコアドリルにおいて、ボディの周壁には、少なくとも一つの貫通孔が形成されていることが好ましい。
この構成によると、穿孔加工時に生じた切粉を、ボディ内部に滞留させることなく、貫通孔を通じて外部に排出することができる。それにより、ボディの内周面とコアとの間に切粉が溜まり、コアの排出が妨げられるといった問題を防止することができる。
【発明の効果】
【００１０】
本発明のコアドリルによると、ボディ内部にコアが嵌り込むことがなく、多数回の穿孔加工を連続して行うことが可能となる。例えば工業製品の生産ラインで利用した場合、コアを除去するためにラインを止める必要がなくなり、生産性を有意に向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】実施例１のコアドリルの縦断面図。
【図２】図１におけるII矢視図。
【図３】実施例１のコアドリルによる穿孔加工の開始状態を示す図。
【図４】実施例１のコアドリルによる穿孔加工の途中状態を示す図。
【図５】実施例１のコアドリルによる穿孔加工の完了直後の状態を示す図。
【図６】実施例１のコアドリルによる穿孔加工の終了状態を示す図。
【図７】実施例２のコアドリルの縦断面図。
【図８】図７におけるVIII矢視図。
【図９】実施例２のコアドリルによる穿孔加工の開始状態を示す図。
【図１０】実施例２のコアドリルによる穿孔加工の途中状態を示す図。
【図１１】実施例２のコアドリルによる穿孔加工の完了直後の状態を示す図。
【図１２】実施例２のコアドリルによる穿孔加工の終了状態を示す図。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
最初に、以下に説明する実施例の主要な特徴を列記する。
（形態１）コアドリルの回転中心からボディの外周面に到る寸法は、周方向に沿って一定であり、ボディの外周面の中心はコアドリルの回転中心に一致している。
（形態２）ボディの内周面のうち、周方向の一部の範囲であって、ボディの先端から離れた位置には、回転中心に向けて突出する突出部が形成されている。この突出部の境界位置には、回転中心に向けて変位する段差面が形成されており、ワークから切り取られたコアが、当該段差面に当接するようになっている。
（形態３）ボディの先端から段差面までの寸法は、ワークから切り取られるコアに段差面が当接するように、ワークの板厚寸法に応じて設計されている。
（形態４）ボディの内周面に形成された段差面には、第２の刃部が形成されている。この第２の刃部は、砥粒を固着させた砥粒層によって形成されている。
【実施例１】
【００１３】
本発明を具現化した実施例１のコアドリル１０について図面を参照しながら説明する。図１は、実施例１のコアドリル１０の縦断面図を示しており、図２は、図１におけるII矢視図であり、コアドリル１０の先端を示している。
コアドリル１０は、ワークに貫通孔を穿孔するための工具である。ワークの種類は特に限定されないが、本実施例のコアドリル１０は、繊維強化樹脂製のワークに好適に用いることができる。
図１、図２に示すように、コアドリル１０は、主に、基端部分であるシャンク１２と、先端部分であるボディ１４によって構成されている。シャンク１２は、加工装置の回転チャックによって保持される部位である。コアドリル１０は、加工装置の回転チャックに取り付けられ、回転しながらワークに当接することによって、ワークに貫通孔を穿孔する。シャンク１２の形状は、使用する加工装置の回転チャックに応じて、適宜設計変更することができる。図１、図２に示す軸線Ｃは、コアドリル１０の回転中心を示している。
【００１４】
コアドリル１０のボディ１４は、円筒形状を有している。ボディ１４の先端２０は、ワークを切削加工する刃部となっており、本実施例では、砥粒を固着させた砥粒層が形成されている。
ボディ１４の外周面１６は円筒面であり、その中心はコアドリル１０の回転中心Ｃに一致する。従って、回転中心Ｃから外周面１６に到る寸法は、周方向において一定であるとともに、軸方向においても一定となっている。
【００１５】
ボディ１４の内周面１８には、回転中心Ｃに向けて突出する突出部２２が形成されている。この突出部２２は、周方向の一部の範囲のみに形成されているとともに、ボディ１４の先端２０から離れた位置に形成されている。従って、突出部２２が形成された範囲では、回転中心Ｃから内周面１８に到る寸法Ｄが小さくなっている。それにより、ボディ１４の内周面１８には、回転中心Ｃに向かって立ち上がる段差面２６が、周方向の一部に形成されている。なお、段差面２６よりも先端２０側の範囲では、回転中心Ｃから内周面１８に到る寸法Ｄが、周方向において一定となっている。
【００１６】
ボディ１４の先端２０から段差面２６までの寸法は、ワークから切り取られたコアに段差面２６が当接するように、ワークの板厚寸法に応じて設計されている。ここで、例えばワークの板厚寸法が予定よりも大きければ、段差面２６がコアに強く当接することになり、加工不良やコアドリル１０の破損といった問題が生じる。そのことから、本実施例のコアドリル１０では、段差面２６にも砥粒を固着させた砥粒層が形成されており、ワーク材料を切削加工できる第２の刃部が設けられている。
【００１７】
本実施例では、突出部２２及び段差面２６が、内周面１８の半周部分を超える範囲に形成されている。しかしながら、突出部２２を形成する範囲は、本実施例の形態に限定されない。突出部２２及び段差面２６は、より大きな範囲に形成することもできるし、局所的な狭い範囲のみに形成することもできる。
【００１８】
ボディ１４の周壁部分には、複数の貫通孔２４が形成されている。複数の貫通孔２４は、周方向に沿って配列されている。各々の貫通孔２４は、スロット状の開口形状を有している。貫通孔２４は、穿孔加工時に生じる切粉を、ボディ１４の内部から外部へ排出する。ここで、貫通孔２４の形状、数、位置は、特に限定されない。ただし、ボディ１４の剛性が維持される限りにおいて、大きな開口を有する多数の貫通孔２４を、刃部であるボディ１４の先端２０の近くに設けるとよい。
【００１９】
以上、コアドリル１０の構成について詳細に説明した。次に、図３、図４、図５、図６を参照し、コアドリル１０を用いてワーク２に貫通孔を穿孔する様子について説明する。
図３は、穿孔加工の開始状態を示している。コアドリル１０は、加工装置の回転チャック（図示省略）に固定されており、回転駆動されている。ワーク２は、繊維強化樹脂製の板材であり、コアドリル１０の回転中心Ｃに対して垂直に配置されている。図３に示す状態から、コアドリル１０をワーク２に向けて移動させ、ボディ１４の先端２０をワーク２に押圧することによって、ワーク２に貫通孔を形成する。
【００２０】
図４は、穿孔加工の途中状態を示している。ボディ１４の先端２０をワーク２に押圧することによって、ワーク２にはリング状に溝が形成されていく。このとき生じる切粉は、ボディ１４の貫通孔２４を通じて、ボディ１４の外部に排出される。ボディ１４の内部には、円板状の切り屑であるコア４が生成されていく。図４に示すように、穿孔加工の終期になると、ボディ１４の内周面１８に形成された突出部２２が、コア４の表面に当接する。突出部２２がコア４に当接することにより、コア４には軸方向に押圧力が作用する。ここで、突出部２２は、周方向の一部の範囲のみに形成されている。従って、軸方向への押圧力は、コア４の周縁部分の一部の範囲のみに作用する。
【００２１】
図５は、穿孔加工の完了直後の状態を示している。図５に示すように、ボディ１４の先端２０がワーク２を通り抜け、ワーク２に貫通孔が形成されると、コア４はワーク２から完全に分離される。先に説明したように、コア４の周縁部分の一部の範囲には、突出部２２の当接によって、軸方向への押圧力が作用している。その結果、ワーク２から切り取られたコア４は、ボディ１４に対して傾くように姿勢を変化させる。それにより、ワーク２から切り取られたコア４が、ボディ１４の内部に嵌り込むことが防止される。
【００２２】
図６は、穿孔加工の終了状態を示している。図６に示すように、ワーク２から切り取られたコア４は、ボディ１４の内部に嵌り込むことなく、ボディ１４の外部へ排出される。コアドリル１０は、上方に引き上げられ、次の穿孔加工に備える。ボディ１４の内部にコア４が残留しないので、新たなワーク２が準備されしだい、次の穿孔加工を続けて行うことができる。
【００２３】
以上のように、本実施例のコアドリル１０によると、ワーク２から切り取られたコア４を、ボディ１４の内部に嵌り込ませることなく、外部に排出することができる。穿孔加工後に、ボディ１４の内部からコア４を除去するという作業を必要とせず、次の穿孔加工を続けて行うことができる。多数回の穿孔加工を連続して行うことができるので、例えば工業製品の生産ラインに採用すれば、その生産性を顕著に向上することができる。
【００２４】
本実施例のコアドリル１０において、ボディ１４の内周面１８に形成する突出部２２の形状、大きさ、位置は、適宜設計変更することができる。突出部２２は、ワーク２から切り取られるコア４に対して、周方向で不均一に当接できるものであればよく、例えば半球状の突起などでもよい。
【実施例２】
【００２５】
本発明を具現化した実施例２のコアドリル１１０について図面を参照しながら説明する。図７は、実施例２のコアドリル１１０の縦断面図を示しており、図８は、図７におけるVIII矢視図であり、コアドリル１１０の先端１２０を示している。本実施例のコアドリル１１０は、実施例１のコアドリル１０と同様に、ワークに貫通孔を穿孔するための工具である。
図７、図８に示すように、コアドリル１１０は、主に、基端部分であるシャンク１１２と、先端部分であるボディ１１４によって構成されている。シャンク１１２については、実施例１のコアドリル１０と同様の構成であるので、ここではその説明を省略する。なお、図７、図８に示す軸線Ｃは、コアドリル１１０の回転中心を示している。
【００２６】
コアドリル１１０のボディ１１４は、円筒形状を有している。ボディ１１４の先端１２０は、ワークを切削加工する刃部となっており、本実施例においても、砥粒を固着させた砥粒層が形成されている。ボディ１１４の外周面１１６は円筒面であり、その中心はコアドリル１１０の回転中心Ｃに一致する。従って、回転中心Ｃから外周面１１６に到る寸法は、周方向において一定であるとともに、軸方向においても一定となっている。
【００２７】
ボディ１１４の内周面１１８は、外周面１１６と同様に、円筒面となっている。即ち、ボディ１１４の内周面１１８に、実施例１のような突出部は形成されていない。ただし、内周面１１８の中心Ｅは、回転中心Ｃに対して偏心するように、回転中心Ｃに対してオフセットされている。その結果、回転中心Ｃから内周面１１８に到る寸法Ｄは、周方向において連続的に変化している。言い換えれば、ボディ１１４の周壁部分の肉厚は、周方向において連続的に変化している。ここで、寸法Ｄが最も小さくなる位置と、寸法Ｄが最も大きくなる位置は、回転中心Ｃを挟んで向かい合っている。即ち、ボディ１１４の最も肉厚が厚い部分と、最も肉厚が薄い部分は、回転中心Ｃを挟んで向かい合っている。
【００２８】
ボディ１１４の周壁部分には、複数の貫通孔１２４が形成されている。複数の貫通孔１２４は、周方向に沿って配列されている。各々の貫通孔１２４は、スロット状の開口形状を有しており、穿孔加工時に生じる切粉をボディ１１４の外部へ排出する。ここで、貫通孔１２４の形状、数、位置は、実施例１と同様に特に限定されない。
【００２９】
以上、コアドリル１１０の構成について詳細に説明した。次に、図９、図１０、図１１、図１２を参照し、コアドリル１１０を用いてワーク２に貫通孔を穿孔する様子について説明する。
図９は、穿孔加工の開始状態を示している。コアドリル１１０は、加工装置の回転チャック（図示省略）に固定されており、回転駆動されている。ワーク２は、繊維強化樹脂製の板材であり、コアドリル１１０の回転中心Ｃに対して垂直に配置されている。図９に示す状態から、コアドリル１１０をワーク２に向けて移動させ、ボディ１１４の先端１２０をワーク２に押圧することによって、ワーク２に貫通孔を形成する。
【００３０】
図１０は、穿孔加工の途中状態を示している。ボディ１１４の先端１２０をワーク２に押圧することによって、ワーク２にはリング状に溝が形成されていく。このとき生じる切粉は、ボディ１１４の貫通孔１２４を通じて、ボディ１１４の外部に排出される。
ワーク２に形成されるリング状の溝は、回転中心Ｃを中心とし、周方向において一定の幅で形成される。一方、ボディ１１４の内周面１１８は、回転中心Ｃに対して偏心しているので、回転中心Ｃから内周面１１８に到る寸法Ｄ（図８参照）は、周方向において連続的に変化している。従って、コア４とボディ１１４との間には、周方向に沿って不均一な隙間Ｆが生じる、コア４がボディ１１４から受ける摩擦力などの力も、周方向に沿って不均一となる。即ち、コア４とボディ１１４との間の隙間Ｆが大きい範囲では、コア４がボディ１１４から比較的に小さな力を受け、コア４とボディ１１４との間の隙間Ｆが小さい範囲では、コア４がボディ１１４から比較的に大きな力を受ける。このように、本実施例のコアドリル１１０では、ワーク２から切り取られるコア４へ、周方向において不均一な力が作用する。
【００３１】
図１１は、穿孔加工の完了直後の状態を示している。図１１に示すように、ボディ１１４の先端１２０がワーク２を通り抜け、ワーク２に貫通孔が形成されると、コア４はワーク２から完全に分離される。先に説明したように、コア４には、周方向において不均一な力が作用している。その結果、ワーク２から切り取られたコア４は、ボディ１１４に対して傾くように姿勢を変化させる。それにより、ワーク２から切り取られたコア４が、ボディ１１４の内部に嵌り込むことが防止される。また、本実施例のコアドリル１１０では、生成されるコア４の直径が、ボディ１１４の内周面１１８の直径よりも、有意に小さくなる。それにより、コア４がボディ１１４の内部に嵌り込むことを、効果的に防止することができる。
【００３２】
図１２は、穿孔加工の終了状態を示している。図１２に示すように、ワーク２から切り取られたコア４は、ボディ１１４の内部に嵌り込むことなく、ボディ１１４の外部へ排出される。コアドリル１１０は、上方に引き上げられ、次の穿孔加工に備える。ボディ１１４の内部にコア４が残留しないので、新たなワーク２が準備されしだい、次の穿孔加工を続けて行うことができる。
【００３３】
以上のように、本実施例のコアドリル１１０によると、ワーク２から切り取られたコア４を、ボディ１１４の内部に嵌り込ませることなく、外部に排出することができる。穿孔加工後に、ボディ１１４の内部からコア４を除去するという作業を必要とせず、次の穿孔加工を続けて行うことができる。多数回の穿孔加工を連続して行うことができるので、例えば工業製品の生産ラインに採用すれば、その生産性を顕著に向上することができる。
【００３４】
本実施例のコアドリル１１０には、実施例１で説明した突出部２２及び段差面２６を、付加的に形成することも可能である。実施例１と実施例２の技術を組み合せることで、コア４の排出がより確実に行なわれるコアドリルを実現することができる。
【００３５】
以上、本発明の具体例を詳細に説明したが、これらは例示にすぎず、特許請求の範囲を限定するものではない。特許請求の範囲に記載の技術には、以上に例示した具体例を様々に変形、変更したものが含まれる。
また、本明細書または図面に説明した技術要素は、単独であるいは各種の組合せによって技術的有用性を発揮するものであり、出願時の請求項記載の組合せに限定されるものではない。また、本明細書または図面に例示した技術は、複数目的を同時に達成するものであり、そのうちの一つの目的を達成すること自体で技術的有用性を持つものである。
【符号の説明】
【００３６】
２：ワーク
４：コア
１０、１１０：コアドリル
１４、１１４：ボディ
１６、１１６：ボディの外周面
１８、１１８：ボディの内周面
２０、１２０：ボディの先端
２２：突出部
２４、１２４：貫通孔
２６：段差面

【特許請求の範囲】
【請求項１】
先端に刃部が形成された円筒状のボディを有するコアドリルであって、
そのボディの軸方向の少なくとも一部の範囲では、回転中心から内周面に到る寸法が、周方向の少なくとも一部の範囲で変化することを特徴とするコアドリル。
【請求項２】
前記ボディの内周面の周方向の一部の範囲には、回転中心に向けて突出する突出部が、ボディの先端から離れた位置に形成されていることを特徴とする請求項１に記載のコアドリル。
【請求項３】
前記ボディの内周面の中心は、回転中心に対して偏心していることを特徴とする請求項１又は２に記載のコアドリル。
【請求項４】
前記ボディの周壁には、少なくとも一つの貫通孔が形成されていることを特徴とする請求項１から３のいずれか一項に記載のコアドリル。

【図１】