JP2003532547A - 穿孔ドリル - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 本発明は、一般的な円筒状の本体（２）を備え、ヘッド（３）で先端を成し、その伸長部の少なくとも一部分にかけて、一般的ならせん状排出溝（５）を具備する、ドリルに関するものである。（一つ以上の）溝（５）は、その伸長部の少なくとも一部分にかけて、連続ファセット（７）により画定され、ファセットは、鋭角的な縁部または丸形の中間部（８）によって、互いにつながるか、連結される。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】 （技術分野） 本発明は、一般的に回転ボーリング工具及び、特に穿孔ドリルに関連するもの
である。

【０００２】 （背景技術） ボーリング工具及び、特にドリルは通常、ヘッドで終端した全体的に円筒状（
円柱状）の本体を有し、それらは一般的にその本体の伸長部の少なくとも一部分
にかけて、一つ以上のらせん状排出溝を有しており、その排出溝は、穴あけをす
る間に発生し、ヘッドの作動領域から離れて、開けられた穴から出る、残留物（
塵）を運ぶ傾向のある。それらの溝は通常、アルキメデスのネジの原理によると
、工具の回転動作によって塵を排出する、一つ以上の滑らかならせん状傾斜部か
ら成る。このモードの排出において、穴あけ塵は“活用できない（passive）”
であり、排出工程時には何の役も果たさない。

【０００３】 実験により、もし溝の排出容量が不充分であるか、効果的でないと、塵が穴あ
けされる孔の底に蓄積し得；その場合、塵の粒子寸法が減り、それゆえ発生する
細かい粒子が増え；それらが穴の底の排出空間を塞いで、ドリルのヘッド及び工
具に本体にある鋼と炭化物インサートによる摩損を大きくすることは、明らかで
ある。加えて、この塵の増加は、穴の底で圧力を上昇させる。この前記の現象は
排出に役立ち：圧力が一定の値を超える時、作動領域から排出される増加塵の軽
減（消耗）の現象がある。しかし特に工具のヘッドの近くで塞がれない、排出溝
の充分な容量をそのままにすることによって、過剰な圧力上昇を避けることが必
要であり；穴の底における過剰な圧力上昇が、穴あけの間、増加塵が消耗（軽減
）する現象の間、穴の底で急な動きを生じさせ；この動作のモードが、一方で穴
あけの速度に関して、他方で寿命に関して、ドリルの働きに不利益であり、それ
は連続性がドリルヘッドにおいて圧力を増やし、且つ／または切断がこのドリル
を損傷させる応力を増やすからである。現在、ドリルに関して、圧力の増加に関
心が向けられておらず、単に溝に良好な排気容量を与えることによって、それを
できるだけ避ける試みをしている。

【０００４】 ドイツ国明細書DE 3826239 A、米国明細書US 2322894 A、及びドイツ国明細書
DE 2013327 Bは、ここに関連した種類のらせん状溝を具備したドリルを示してお
り、前記溝の表面の幾らかまたは全体は、種々の最終的な目的のため：すなわち
摩損を減らすため、適切な切断動作のため、適切な再研磨のため、振動により破
片を運ぶために、筋または縦溝を有している。それら全ての明細書において、寸
法の小さな筋または縦溝は、既に粗くなったドリルビットの表面仕上げに対応し
ており、その効果が表面作用の効果である。前記筋または縦溝を得るためには、
それらドリルビットの製造時における複雑且つ高価な動作を必要としている。

【０００５】 従来技術と対比すると、本発明の目的は速度及び寿命に関して、穴あけ工具の
働きを改善し、同時に関連する工具を製造するコストを減らすことである。

【０００６】 最終的に、本発明の課題は実質的に穿孔ドリルであり、一つ以上の排出溝を、
その伸長部の少なくとも一部分かけて、互いにつながった連続ファセットによっ
て画定される。

【０００７】 （発明の開示） ゆえに、本発明もとになる主要な考えは、工具によって材料に穴を開けること
により生じた、塵を排出する溝が、もはや連続螺旋形状を成さないで、互いに接
続された“ファセット”として知られている小さな連続面から成り、それが様々
な形状をし得ることである。また特別に、ファセットは多数の溝を製造のための
もので、それはらせん状またはらせん状でなく、且つ交互に、規則的または不規
則に、ドリルビットの長手軸から発散し且つそれに向かって収束する経路をたど
る、母線に沿って得られる。それらの母線は、互いに角ずれ及び／または軸ずれ
して、塵排出溝を生じさせることができる。排出溝を画定するファセットの形状
は、規則的または不規則に、平坦または凹状或いは凸状で、多かれ少なかれ複雑
である。それらのファセットは鋭角な縁部によって、凹状または凸状のフィレッ
トアール（fillet radii）によって、互いに接合され得る。

【０００８】 また特に、連続のファセットは、各排出溝の伸長部の全てまたは一部分にかけ
て、“平通路（compression corridors）”として知られている、浅く且つ／ま
たは幅の狭い部分と、“凹状チャンバ（depression chambers）”として知られ
ている、より深く且つ／または幅の広い部分とを、交互に形成するような方法で
、構成される。それらの深さ及び／または幅の変形例は、適切に規則的でも、ま
たは他方でランダムでもよい。

【０００９】 そのような形態は、ドリルビットを使用する時、その排出を改善するため、穴
あけ塵の加圧及び押し下げ現象を、排出溝において局部的に、活用し且つ維持す
ることが可能である。従って最初に、塵が“平通路”において圧縮され、それゆ
えエネルギーを蓄積し；そして塵が“凹状チャンバ”で緩和すると、この蓄積エ
ネルギーが戻る。加えて、工具の本体の全伸長部に沿って、穴あけ塵の加圧を一
定に制御することにより、この塵が重力の影響により、あいた穴の底に落ちて戻
らないようにする。

【００１０】 本発明の課題である、穿孔ドリルにおける連続のファセットは、このドリルビ
ットの溝のらせん状または容量に関する形態を画定するか、または言い換えると
、ドリルビットの全体の形状を画定し、上記で引用した従来技術による明細書の
ように、表面仕上げに関連することができる。上記の説明を考慮して、また連続
のファセットは、ドリルビットを使用している間、表面作用よりも容量に関する
作用を生じさせることも明らかである。

【００１１】 この形態の別の可能な結果は、ドリルのウエブ及び／またはへり部分（または
案内ビード）の厚さを、工具の長手軸線に関して外形が対称か非対称かにより、
変えられることである。前記の場合、へり部分の不規則性がドリル案内機能を、
穴において（“広い”範囲があることで）最適化でき、同時に穴の壁に対する摩
損を（“狭い”範囲があることで）制限する。加えて、へり部分が広い領域にお
いて、支持はフィレットアールで、または“平通路”を構成する何か別の形状の
接続部において、圧縮に対する抵抗力が得られる。

【００１２】 この動作と、特に維持される加圧／押し下げ効果によって、塵を排出する工程
を高めており、排気のためもたらされる容量を充分大きくすることによって、最
適化され得る。そして、これによって穴あけの速度に関する改善を与え、ドリル
ビット自体の寿命を延ばすことが可能になり、塵のより良好な排出が、工具の本
体に対する力を制限する。

【００１３】 更に、通常ドリルビットの排出溝は、連続らせん状機械によって得るため必要
なことを有しており、本発明の課題であるドリルビットに、排出溝を画定するフ
ァセットは、材料を除いて、一つ以上の工具の直線または非直線経路で、作るこ
とができるが、ドリルビットを作る材料を変形する方法によって、特に上記のよ
うに得ることができ、それにより関連するドリルビットの製造コストを減らすこ
とが可能である。

【００１４】 （発明を実施するための最良の形態） 本発明は、一例としてこの穿孔ドリルの幾つかの実施形態を示した、添付の概
略図を参照して、以下の記載によって更に理解されるであろう。

【００１５】 図面は、一般的に、円筒状外形のドリル本体から成る、穿孔ドリルの実施形態
の様々な形状を示しており、一端が炭化物インサート４を備えたヘッド３で終端
し、ドリル本体２の他端（図示せず）が、クランプ止めできるように設計されて
いる。ドリル本体２の伸長部の少なくとも一小部分にかけて、ヘッド３から始ま
る、全体的にらせん形状の排出溝５が延びており、排出溝はドリルビットを使用
して穴を開ける間、地理を排出するために作用する。排出溝５は、一般的に“ヘ
リ部分”を表した、全体的にらせん形状の盛り上がった部分６によって、互いに
分離されている。

【００１６】 本発明によると、各排出溝５は、連続のファセット７によって確定されている
。更に特別に、図１〜図５で図示された第一実施形態において、排出溝５のファ
セット７が、一定の曲線率半径を有する接続領域８によって、互いに接続されて
いる。

【００１７】 その部分に関するヘリ部分６は、狭い領域９と広い領域１０を規則的または不
規則に交互に有している。

【００１８】 図１〜図５の例において、ドリルビットは、二つの排出溝５及び５´を有し、
形状はそれら溝５及び５´とヘリ部分６の両方を上記のように、ピッチＰで繰り
返している。

【００１９】 ドリルビットを使用する時、排出溝５及び５´のファセット７が、開けた穴の
壁と共に、“凹状チャンバ”を形成し、接続領域８が“平通路”として作用する
。

【００２０】 二つの溝５及び５´は、そのファセット７及びそのフィレットアール８と共に
、ここでは規則的または不規則に交互に、ドリルビットの長手軸から発散し且つ
それに向かって収束する経路たどる、らせん状母線上での複数の溝の切断によっ
て、作ることができ、それらの母線は、一つの溝から次の溝に、角度ずれ及び軸
ずれして、排出溝５及び５´の特別な形状を、そのファセット７及びそのフィレ
ットアール８と共に、形成している。

【００２１】 図６〜図１０は、本発明の課題であるドリルビットの第一の選択的な形態を図
示しており、既に記載されたものに対応した要素は、ここで同じ参照符号によっ
て示される。

【００２２】 この別の形態において、ドリル本体２は、全体にらせん形状の四つの排出溝５
、５´、５″及び５´´´を有している。それらの溝は、線８´に沿って合わさ
る、円形状の連続ファセット７が、フィレットアールなしで、縁部を形成するこ
とを特徴とする。加えて、ファセット７とその接続部８´を画定する母線が、一
つの溝から次の溝へ、軸ずれしているが、角ずれしていない。

【００２３】 図１１〜図１５は、また図６〜図１０の実施形態に類似した別の第二形態を図
示しており、特に四つの排出溝５、５´、５″、５´´´を具備したドリル本体
２を備えている。またここで、それらの溝のファセット７は、丸みなし接続部８
´（radiusless connections）を備え、一つの溝から次へ、軸ずれしているが、
角度ずれはない、母線によって画定される。従来例による実施形態と比較して、
排出溝５〜５″はここで、丸みのある外形をしていない。

【００２４】 最後に、図１６〜図２０が第三実施形態を図示しており、ドリル本体２が、四
つの排出溝５、５´、５″を有し、それらは丸みなし接続部８´を備え、且つ一
つの溝から次の溝へ、軸ずれしているが、角ずれしていない、母線によって画定
された、ファセット７を具備している。排出溝５、５´、５″が、丸みのない外
形をしている。

【００２５】 以下の記載、すなわち、 ドリルビットの本体で形成された塵排出溝の数、またはこのドリルビットのヘッ
ド及び、その炭化物インサート、またはこのインサートが取り除かれた形態を変
えることも； 前記溝を画定するファセットの数と、簡単または複雑で、長さまたは幅の方向に
延び、平坦または凸状或いは凹状などのファセットの形状を変えることも； ファセットが（鋭角な縁部に対応した）ゼロ値から高い値まで変化する曲率半径
で、互いに接合されることも； ファセット及びその接続部が、プロセスを何か機械化するか構成することによっ
て、製造されることも； このビットドリルが、全てのタイプの材料：石、コンクリート、金属など、の穴
あけを予定して、それに適していることも、； 添付の請求項で定義されたような本発明の範囲内である。

【図面の簡単な説明】

【図１】 本発明による第一実施形態のドリルビットの側面図。

【図２】 図１のドリルビットのヘッド部分の詳細を示した拡大部分斜視図。

【図３】 図１の矢印Ｆ１の方向に見た、ドリルビットの別の側面図。

【図４】 図３のIV-IV線上での、同じドリルビットの横断面図。

【図５】 図３のV-V線上での、別の横断面図。

【図６】 本発明による第二実施形態のドリルビットの側面図。

【図７】 図６のドリルビットのヘッド部分の詳細を示した拡大部分斜視図。

【図８】 図６の矢印Ｆ２の方向に見た、ドリルビットの別の側面図。

【図９】 図８のIX-IX線上での、同じドリルビットの横断面図。

【図１０】 図８のX-X線上での、別の横断面図。

【図１１】 本発明による第三実施形態のドリルビットの側面図。

【図１２】 図１１のドリルビットのヘッド部分の詳細を示した拡大部分斜視図。

【図１３】 図１１の矢印Ｆ３の方向に見た、ドリルビットの別の側面図。

【図１４】 図１３のXIV-XIV線上での、同じドリルビットの横断面図。

【図１５】 図１３のXV-XV線上での、別の横断面図。

【図１６】 本発明による第四実施形態のドリルビットの側面図。

【図１７】 図１６のドリルビットのヘッド部分の詳細を示した拡大部分斜視図。

【図１８】 図１６の矢印Ｆ４の方向に見た、ドリルビットの別の側面図。

【図１９】 図１８のXIX-XIX線上での、同じドリルビットの横断面図。

【図２０】 図１８のXV-XV線上での、別の横断面図。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (81)指定国 ＥＰ(ＡＴ，ＢＥ，ＣＨ，ＣＹ， ＤＥ，ＤＫ，ＥＳ，ＦＩ，ＦＲ，ＧＢ，ＧＲ，ＩＥ，Ｉ Ｔ，ＬＵ，ＭＣ，ＮＬ，ＰＴ，ＳＥ，ＴＲ)，ＯＡ(ＢＦ ，ＢＪ，ＣＦ，ＣＧ，ＣＩ，ＣＭ，ＧＡ，ＧＮ，ＧＷ， ＭＬ，ＭＲ，ＮＥ，ＳＮ，ＴＤ，ＴＧ)，ＡＰ(ＧＨ，Ｇ Ｍ，ＫＥ，ＬＳ，ＭＷ，ＭＺ，ＳＤ，ＳＬ，ＳＺ，ＴＺ ，ＵＧ，ＺＷ)，ＥＡ(ＡＭ，ＡＺ，ＢＹ，ＫＧ，ＫＺ， ＭＤ，ＲＵ，ＴＪ，ＴＭ)，ＡＥ，ＡＧ，ＡＬ，ＡＭ， ＡＴ，ＡＵ，ＡＺ，ＢＡ，ＢＢ，ＢＧ，ＢＲ，ＢＹ，Ｂ Ｚ，ＣＡ，ＣＨ，ＣＮ，ＣＯ，ＣＲ，ＣＵ，ＣＺ，ＤＥ ，ＤＫ，ＤＭ，ＤＺ，ＥＥ，ＥＳ，ＦＩ，ＧＢ，ＧＤ， ＧＥ，ＧＨ，ＧＭ，ＨＲ，ＨＵ，ＩＤ，ＩＬ，ＩＮ，Ｉ Ｓ，ＪＰ，ＫＥ，ＫＧ，ＫＰ，ＫＲ，ＫＺ，ＬＣ，ＬＫ ，ＬＲ，ＬＳ，ＬＴ，ＬＵ，ＬＶ，ＭＡ，ＭＤ，ＭＧ， ＭＫ，ＭＮ，ＭＷ，ＭＸ，ＭＺ，ＮＯ，ＮＺ，ＰＬ，Ｐ Ｔ，ＲＯ，ＲＵ，ＳＤ，ＳＥ，ＳＧ，ＳＩ，ＳＫ，ＳＬ ，ＴＪ，ＴＭ，ＴＲ，ＴＴ，ＴＺ，ＵＡ，ＵＧ，ＵＳ， ＵＺ，ＶＮ，ＹＵ，ＺＡ，ＺＷ (72)発明者 ラミイ，シルバン フランス国 エフ−39800 ポリニ，リュ ド ブシエル 69ビス Ｆターム(参考） 3C037 DD01 FF09

Claims (7)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 全体が円筒状の本体（２）を備え、ヘッド（３）で終端し、
   その本体（２）の伸長部の少なくとも一部分にかけて、少なくとも一つの一般的
   ならせん状の排出溝（５）を有した、穿孔ドリルにおいて、 一つ以上の排出溝（５）が、その伸長部の少なくとも一部分にかけて、互いにつ
   ながった連続するファセット（７）によって、画定されることを特徴とする穿孔
   ドリル。
2. 【請求項２】 排出溝（５）のファセット（７）が、鋭角的な縁部（８´）
   によって、互いに接合されることを特徴とする請求項１に記載の穿孔ドリル。
3. 【請求項３】 排出溝（５）のファセットが、凸状または凹状のフィレット
   アール（８）によって、互いに接合されることを特徴とする請求項１に記載の穿
   孔ドリル。
4. 【請求項４】 連続ファセット（７）が、各排出溝（５）の伸長部の全ての
   部分または一部分にかけて、“平通路”として知られる、浅く且つ／または幅の
   狭い部分と、“凹状チャンバ”として知られている深く且つ／または幅の広い部
   分とを、交互に形成するような方法で、構成されることを特徴とする請求項１〜
   ３のいずれか一項に記載の穿孔ドリル。
5. 【請求項５】 一般的にらせん形状で、排出溝（５）を分離するヘリ部分（
   ６）が、狭い領域（９）と広い領域（１０）を交互に、規則的または不規則にも
   たらすことを特徴とする請求項１〜４のいずれか一項に記載の穿孔ドリル。
6. 【請求項６】 ファセット（７）とその接続部（８；８´）を画定する母線
   が、軸ずれ、一つの溝（５）から次へ角ずれすることを特徴とする請求項１〜５
   のいずれか一項に記載の穿孔ドリル。
7. 【請求項７】 ファセット（７）及びその接続部（８；８´）を画定する母
   線が、軸ずれするが、一つの溝から次へ角ずれしないことを特徴とする請求項１
   〜５のいずれか一項に記載の穿孔ドリル。