JP2001526341A - さく岩機 - Google Patents
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Abstract
Description
ッドに隣接する1条の又は多数条のらせん状運搬ねじれ部、及び駆動機械に固定
するため、続いて設けられたクランプシャンクから成る。さく岩用ドリルにおい
て、運搬ねじれ部の主な役割は、超硬切断エッジによって分離された物質、即ち
穿孔屑を穿設孔から搬出することである。この場合、穿孔屑溝のサイズ、即ち運
搬部断面の開いた部分が、ドリルの性能にとって重要となる。つまり、良好な穿
孔屑の運搬は良好な送りを保証すると共に、穿設孔内でのびびりの発生、詰まり
によるドリルへのダメージ及び過熱等を防ぐ。又、穿孔屑溝の良好な運搬特性に
よって、ドリル工具の耐用年数も左右される。
ければならない。 1条の又は多数条の運搬ねじれ部の穿孔屑用らせん状排出溝は、その両側で同
様にらせん状に延びるウェブによって境界が規定されている。この場合、該ウェ
ブは、穿孔屑用の運搬面又は搬送面を形成し、該面は穿孔屑の搬送方向、即ちク
ランプシャンクの方向に向けて形成される。ウェブの外周面即ち横面は、所定の
突起幅を有するいわゆる突起表面をウェブにおいて形成する。この突起表面が広
ければ広いほど、穿設孔におけるドリル工具の案内特性は良好となる。しかしな
がら、ここで不都合なのは、穿設孔における摩擦が増大すること、及び穿孔屑を
搬送するための溝容積が減少することである。従って、一方におけるウェブの突
起表面の幅及びその結果生じる溝の容積と、他方における必要とされる案内特性
との間で妥協がされなければならない。
。例えば、EP 0 126 409 B2には、案内特性を向上させる目的で、ク
ランプ端の方向に運搬ねじれ部のリードの高さを増大させていき、その結果、ド
リルヘッド領域により多くのウェブ面が形成されるようにすることが開示されて
いる。又、これによって、クランプ端の方向、即ち穿孔屑の運搬方向に沿って穿
孔屑溝が拡大し、その結果ドリルの詰まりが防止される。
良好な運搬特性は、穿設孔の壁面と排出溝に位置した穿孔屑との間の摩擦抵抗が
、穿孔屑と排出溝の表面との間の摩擦抵抗よりも大きい場合にのみ与えられるこ
とが開示されている。このため、これらの摩擦比を与えるためには、穿孔屑の発
生量に対して穿孔屑溝の容積を絶えず適応させることが必要である。しかしなが
ら、これは、ドリル加工条件の違いによって、穿孔屑の発生量が異なってくるた
め不可能である。このため、クランプ端側の部分で穿孔屑溝の断面を拡大させる
ことが提案されている。
らの2次溝は、主としてウェブ突起の表面面積の縮小をもたらし、それによって
摩擦が減少する。又、それらの溝は、穿孔屑を排出するという機能をある程度果
たすかも知れないが、これは単に二次的効果として与えられるに過ぎない。
孔屑の運搬特性を向上させたドリル工具を提供することである。この場合、所望
の成果は、可能な限り容易で且つ費用効果性の高い設計手段によってもたらされ
るべきである。
徴部分に記載された特徴によって達成される。 請求項1によるさく岩機の有利で目的に適った発展は、従属クレームにおいて
具体的に述べられている。
搬面のサイズによっても少なからず決定されるという発見に基づいている。この
サイズは、運搬面を備えた付属ウェブを有する排出溝の数によって決定される。
十分な数又は量の穿孔屑運搬面は、らせん状に延びるウェブのフランクにより形
成され、該フランクは、ドリルの長手軸に対して本質的に垂直に配置される。本
発明によるドリル工具の設計は、対応する運搬面、運搬エッジ又は運搬フランク
を有するように設けられた従来からの主ウェブに加えて、2次ウェブ又は2次フ
ランクといったいわゆる2次運搬要素を備え、該2次運搬要素は、当該部分にお
いて付加的な穿孔屑運搬面を形成する。この場合、2次ウェブは主ウェブと同様
の設計にしても良い。しかしながら、それらの外径は、運搬ねじれ部の外径より
も基本的に小さく、この結果運搬特性の向上と共に、摩擦損失の減少が生じる。
又、穿孔屑用の付加的な運搬面又は運搬エッジを形成するために、コア凹部を設
けることも可能である。
することが可能となり、その結果、好ましくは穿孔屑用の付属運搬面を備えた複
数の溝が、一つの排出溝の内部に設けられる。 この基本的な発見により、この基本概念を実現するための多数の可能な設計が
導き出された。これらの可能な設計は、2次ウェブ及び/又は2次運搬面を2次
運搬エッジの形式で配置する様々なバリエーションを含む。又、それらの2次運
搬要素の数を変化させることも可能である。このことは、結果的に、同じサイズ
又は異なるサイズを有し、同じ溝深さ又は異なる溝深さを有するサブ排出溝に排
出溝を分割することになる。
明される。 実施例の記載: 図1に示された実施例は、本発明の第一の基本原理を構成している。ここで、
主ウェブ及び2次ウェブ形成の原理は、個々の排出溝分割部が既存の排出溝7の
内部に形成されることで実現されており、該溝分割部はそれぞれに付加的な穿孔
屑運搬面を形成している。この基本原理の変形例は、図2〜13のそれぞれに示
されている。
たドリルヘッド2と、らせん状運搬ねじれ部5を備えたヘリカルシャンク4と、
駆動機械への挿入のために隣接して設けられたクランプシャンク6とから成る。 図1による実施例において、らせん状運搬ねじれ部は、リード高さ(h1)を 有する1条のものとして設計されている。この結果、周囲に溝高さh2を有する らせん状排出溝7が形成され、該排出溝7はその両側で、同様にらせん状に延び
るウェブ8によって境界を規定されている。ウェブ8の外周即ち突起表面9は、
ウェブ高さh3にて形成される。突起表面9は、運搬ねじれ部径d1を有する。 ドリル工具の公称径は、超硬切断プレート3の直径Dによって形成されている。
運搬ねじれ部のドリルコア31の直径は、d2で表されている。
る。該運搬面11は、運搬方向10に向かっており、ドリルの長手軸12に対し
て略直角の側面を有する。 図1及びその拡大図である図2によれば、いわゆる2次ウェブ13は、排出溝
7内に配置されている。この2次ウェブ13は、基本的に主ウェブ8の縮小版で
ある。しかしながら、それは又、幾何学的に変化をもたせたものであっても良い
。高さh2を有する排出溝7は、2次ウェブ13によって、高さh4を有する下側
溝分割部14と高さh5を有する上側溝分割部15とに分けられる。2次ウェブ 13の高さは、h8で表されている。2次ウェブ13の外側突起表面は、22で 表されている。外側突起表面22の外径は、d3として規定されている。
10に対して略直角な向きに同様に延びる付加的な運搬面17を形成する。 図1,図2による実施例では、2次ウェブの外径d3は、運搬ねじれ部7の外 径d1よりもわずかに小さい寸法となっている。結果として、排出溝7は、溝分 割部14,15と穿孔屑用の主運搬面11及び2次運搬面17とを有する一種の
二重溝を形成する。従って、2次ウェブ13は、リード高さh7を有するらせん 状の2次運搬ねじれ部として排出溝7内で同様に延びている。
14と上側溝分割部15とは、略同じ大きさになるように設計されている。それ
は、図3に示された実施例にも当てはまる。この場合、同一の部分は同一の参照
符号で表されている。しかしながら、図3では、2次ウェブ18の外径d3は、 かなり小さくなるように寸法が定められ、この結果、運搬されるべき穿孔屑用の
運搬面17が相対的に小さくなっている。図2と同様、図3においても、溝分割
部14,15の分割は対称的に行われ、即ちh4≒h5となっている。図2及び図
3による実施例では、十分な2次運搬面17を形成するために、d1に対するd3
の直径比は、略0.7〜0.95の範囲である。特別な場合には、同外径にする
ことを選択しても良い。
のである。同一の部分は同一の参照符号で表されている。 図2による実施例と異なり、図4及び図5では、主ウェブ8’と2次ウェブ1
9とは、どちらも一種の鋸刃の形状で設計されている。即ち、それぞれの運搬面
11,17の反対側に位置するそれぞれのウェブの部分は、主ウェブ8’に対し
ては傾斜面20として、2次ウェブ19に対しては傾斜面21として設計されて
いる。
は、直径d3が同様に設計されている。
つのサブセクション14,15,16に分割されており、それぞれの排出溝分割
部は、高さh4,h5,h6を有している。主ウェブ8は、図2,図3の実施例と 同様に本質的に直角の設計となっており、2次ウェブ19は、図4,図5の実施
例と同様に鋸刃状の設計となっている。
されているという点で図6に示されたものと異なる。即ち、下側溝分割部14と
中央溝分割部15とは、略同一の高さh4≒h5を有しているが、上側溝分割部1
6の溝高さh6は、高さh4,h5の略2倍となっている。
されている。 図6、図7において、外側突起表面の外径d3は、運搬ねじれ部径d1に対して
、図2、図3で述べたものと同様の寸法になっている。
る。しかし、排出溝7内で対称的配置となっているものの、2次ウェブ23はア
ーチ状になっていて一点で末端をなしている。主ウェブ8は、ここでもまた、図
2、図3でのべたものと同様に、矩形に構成されている。
こでもまた、排出溝7内で対称的な配置をされている。主ウェブ8’’は断面に
おいて台形状に設計されている。その他、排出溝分割部14,15は、排出溝7
内で対称的に配置されている。
じとなるよう設計されている。このコア径はd2として示されている。 反対に、図10及び図11による実施例では、溝分割部14,15が異なるコ
ア径を有しているものを変形例として示す。
きくなる。2次ウェブ13の2次運搬面17もそれに従い大きくなる。これによ
り、外径d3が小さくされていること(d3<d1であること)が補われる。
、より小さいコア径d4とされており、上側溝分割部15では標準のコア径d2と
なっている。 図2〜図11による実施例では、1条の又は多数条の運搬ねじれ部における排
出溝7内に、主ウェブ8,8’,8’’に関連して形成された2次ウェブ13,
18,19により溝分割部を形成する多くの可能な変形例があることを示した。
これらの2次ウェブについての幾何学上の設計には異なる変形例がある。排出溝
7内の溝分割部を対称にしたり非対称にしたりして変化させると、排出溝の特性
に影響を及ぼすことが可能である。結局、溝分割部のコア径を変えることは、溝
容積の大きさを変化させる。
ここでは、主ウェブ8に関連した1つ以上の追加の2次ウェブの代わりに、いわ
ば、ネガティブウェブが、凹部25,26によって形成される。このため、運搬
ねじれ部のコア断面は、対応する凹部のために弱められる。凹部は、運搬面27
,28に対応している。
設けられ、その結果、コア断面において径が最大限のd5にまで小さくされる。 結果としての斜面はドリルの長手軸12に対して角度α≒15°をなしている。 結果としての追加の運搬面27は、排出溝7を、高さh4を有する下側溝分割 部14と高さh5を有する上側溝分割部15とに分割する。ここで、h4≦h5で ある。
例においては、高さh9を有する半円状切欠30に置き換えられる。半円状切欠 30もまた、穿孔屑のための追加の運搬面28を構成する。その結果、図13に
よる実施例においても、排出溝7は、下側溝分割部14と上側溝分割部15とに
分割される。
おり、運搬方向はクランプ端部6への方向となっている。 本発明は、一つの既存の排出溝内に排出溝分割部を設けるものの代わりに、複
数のらせん状排出溝に対して排出溝分割部を設けるものとしても実現可能である
。但し、この場合は夫々の排出溝の境界を規定するウェブが異なった外径を有す
るものとして設けられる。例えば、2つのらせん状、或いは4つのらせん状ねじ
れ部の場合では、各2次ウェブの外径をより小さくしても良い。この場合、結果
として、外径を小さくすることが壁面摩擦を小さくすることとなる。このウェブ
の外径の変化は、運搬ねじれ部の長手方向に関して対称的に、或いは非対称的に
付けられていても良い。この変化は、また、ウェブ自体において所望に応じてな
されていても良い。即ち、ウェブは、例えば、n×360゜(n=1,2,3)
の回転の角度毎に、大きな外径や小さな外径を交互に有するようにしても良い。
このことは、運搬ねじれ部の運搬特性を実質的に変えることなく、壁面摩擦を絶
えず低下させる。
は、請求項の文脈の範囲内で、当該技術の当業者に周知の他の全ての変形例に及
ぶ。
る。
Claims (13)
- 【請求項1】 回転式駆動及び/または衝撃式駆動をする、特にさく岩機とし
てのドリル工具であって、 ドリルヘッドと、1条の又は多数条の運搬ねじれ部であって、前記ドリルヘッ
ドに隣接し、穿孔屑のための少なくとも1つの排出溝を有する運搬ねじれ部と、
クランプシャンクと、を備え、 前記運搬ねじれ部の排出溝は、らせん状に延びるウェブによって、境界を規定
され、 主ウェブ(8)と2次ウェブ(13,18,19,23,24)とを形成する
ため、前記排出溝(7)に境界をつける前記ウェブ(8,13,18,19,2
3,24)が、少なくとも前記運搬ねじれ部の長手方向の一部、及び/または前
記運搬ねじれ部の周方向の一部で、異なる外径(d1,d3)、及び/または異な
るウェブ突起幅(h3,h8)を有することを特徴とするドリル工具。 - 【請求項2】 前記排出溝(7,14,15,16)が、夫々の場合に、2つ
のウェブ(8,13,18,19,23,24)であって異なる外径(d1,d3
)を有するものによって境界を規定されたことを特徴とする請求項1に記載のド
リル工具。 - 【請求項3】 2つのらせん状、或いは4つのらせん状運搬ねじれ部が設けら
れ、夫々の排出溝に境界をつける前記ウェブが、夫々の場合に交互に、異なる外
径(d1,d2)、及び/または異なるウェブ突起幅(h3,h8)を有することを
特徴とする請求項1または請求項2に記載のドリル工具。 - 【請求項4】 運搬ねじれ部(5)における1つ以上の排出溝(7)が、2つ
以上の排出溝分割部(14,15,16)に細分され、各部が穿孔屑運搬面(1
1,17,17’,27,28)を有していることを特徴とする請求項1〜請求
項3のいずれかに記載のドリル工具。 - 【請求項5】 排出溝(7)が、2つの主ウェブ(8)によって境界を規定さ
れ、該2つの主ウェブ(8)間に、少なくとも1つの追加の穿孔屑運搬面(17
,27,28)であって、少なくとも1つの2次ウェブ(13,18,19,2
3,24)の形式、及び/または少なくとも1つの凹部(25,26)の形式の
ものがドリルコア(31)に設けられたことを特徴とする請求項1〜請求項4の
いずれかに記載のドリル工具。 - 【請求項6】 2次ウェブ(13,18,19,23,24)の外径(d3) が、主ウェブ(8,8’)の径(d1)に比べて小さくされており、好ましくは 、2次ウェブ(13,18,19,23,24)の外径(d3)が、主ウェブ( 8,8’)の外径(d1)の略70%〜90%であることを特徴とする請求項1 または請求項2に記載のドリル工具。
- 【請求項7】 2次ウェブ(13,18,19,23,24)の突起幅(h8 )が、主ウェブ(8,8’)の突起幅(h3)よりも小さいことを特徴とする請 求項1〜請求項6のいずれかに記載のドリル工具。
- 【請求項8】 穿孔屑運搬面を形成するため、主ウェブ(8,8’)及び/ま
たは2次ウェブ(13,18,19)の運搬面(11)が、ドリルの長手軸(1
2)に対して略直角の側面を有することを特徴とする請求項1〜請求項7のいず
れかに記載のドリル工具。 - 【請求項9】 主ウェブ(8,8’)及び/または2次ウェブ(13,18,
19)の運搬面(11)が、平面の、凸状の、或いはポケット状の外形を有する
ことを特徴とする請求項1〜請求項8のいずれかに記載のドリル工具。 - 【請求項10】 主ウェブ(8,8’)及び/または2次ウェブ(13,18
,19)の断面(11)が、長方形、台形、半台形、三角形、或いは半円形の設
計、及び/または、一点の、平面の、或いは曲面の末端をなす構成を有すること
を特徴とする請求項1〜請求項9のいずれかに記載のドリル工具。 - 【請求項11】 排出溝分割部(14,15,16)の溝深さ(t1,t2)が
同じ大きさ、或いは異なった大きさとなるよう設計され、運搬方向での排出溝分
割部又はドリルビット方向での排出溝分割部で、溝深さ(t1,t2)をより大き
くしたことを特徴とする請求項1〜請求項10のいずれかに記載のドリル工具。 - 【請求項12】 2次ウェブが、ドリルコア(31)における凹部(25,2
6)に置き換えられ、ポケット状の運搬面(27,28)が形成されたことを特
徴とする請求項1〜請求項11のいずれかに記載のドリル工具。 - 【請求項13】 1条の又は多数条の運搬ねじれ部の1つ以上のウェブが、ら
せん状の外縁部分で、異なった外径、及び/または異なったウェブ突起幅(h3 ,h8)を有することを特徴とする請求項1〜請求項12のいずれかに記載のド リル工具。
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