JP2004338051A

JP2004338051A - ドリルビット

Info

Publication number: JP2004338051A
Application number: JP2003139148A
Authority: JP
Inventors: Yukihiro Yoshida; 幸弘吉田; Shinki Otsu; 新喜大津; Itsuo Sato; 五夫佐藤
Original assignee: Hitachi Koki Co Ltd
Current assignee: Koki Holdings Co Ltd
Priority date: 2003-05-16
Filing date: 2003-05-16
Publication date: 2004-12-02

Abstract

【課題】本発明はドリルビットに関するものであり、低振動で安定した支持と穿孔粉の迅速な排出、ドリルヘッドの耐久性の向上を同時に行うことを課題とする。
【解決手段】２枚のサブチップを、それぞれメインチップが配置されたドリルヘッドの直径線とはそれぞれ異なるドリルヘッドの直径線上で、メインチップに対し線対称の位置に配置する。
【選択図】図１

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、穿孔用のドリルビットに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
ドリルビットは、主にコンクリートや岩石の穿孔に用いられる工具である。電動式のハンマドリルに取り付け、ドリルビットに回転と打撃を同時に加えることで穿孔を行う。一般にドリルビットは、鋼材の丸棒を螺旋切りし、これにつながる穿孔粉排出用の溝をドリルヘッドに設け、更に、ドリルヘッドに穿孔用の超硬合金のチップをロウ付けにより接合することで製造される。
【０００３】
このようなドリルビットに求められる特性は、穿孔速度の向上、穿孔時の振動の抑制による安定した支持、穿孔穴の真円度向上、ドリルヘッドの耐久性などが挙げられる。高速の穿孔を行うためには、穿孔粉を迅速に穿孔穴から排出し、チップとコンクリートの接触を妨げることがないようにする必要がある。そのためには、排出溝の形状や配置を適正に選ぶことが重要となる。また、穿孔時の振動は、作業者に悪影響を及ぼし、長時間の作業を妨げる要因となるので、できるだけ発生を抑える必要がある。更に、振動の発生は、穿孔中の先端部の振れにより、穿孔穴の真円度にも悪影響を及ぼすため、この点からも振動の抑制は重要となる。ドリルヘッドの耐久性については、コンクリート中の鉄筋も切断するような場合、著しい高負荷が作用するため、破断の発生がないような強度が要求される。
【０００４】
これらの特性は、先端部の形状の影響が大きいため、チップの数、形状、配置やドリルヘッドに設ける排出溝の数、形状などに工夫を凝らしたドリルビットが使用されている。
【０００５】
従来、ひろく用いられてきたのは、図３に示す２枚刃タイプと呼ばれるもので、直径線上に１枚のチップ１９を配置し、チップ１９の両側のドリルヘッド２１に穿孔粉の排出溝２０を設けたものである。最近では、図４に示す４枚刃タイプと呼ばれる、ドリルヘッド２５の直径線上にメインチップ２３を配し、そのメインチップ２３の両側に２枚のサブチップ２４を設け、メインチップ２３とサブチップ２４の間のドリルヘッド２５に穿孔粉の排出溝２６を設けた形状のものが使用されるようになってきている。
【０００６】
２枚刃タイプから４枚刃タイプのドリルビットが発明されたのは、穿孔中の振動抑制による安定した支持と穿孔穴の真円度の向上という要求が特に高いという背景がある。特に問題となるのは、穿孔後にアンカーピンなどを打ち込む場合、真円度が悪くなると穴の位置ずれが生じ、補正のために更に作業時間を費やさなければならないことである。
【０００７】
穿孔中の振動の発生を抑えるには、チップの数を増やすことが有効である。これは、チップが穿孔穴側面に接触し、ドリルビット先端部が支持されるという理由による。２枚刃タイプでは、支持部が２個所であるが、４枚刃タイプでは、支持部が４個所となることで安定な支持が可能となる。そのため、最近では４枚刃タイプのドリルビットが多く使われるようになってきている。
【特許文献１】
欧州特許出願公開第４５２２５５号明細書
【特許文献２】
英国特許出願公開第２０７５４０９号明細書
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
上述の４枚刃タイプのドリルビットにおいては、メインチップとサブチップの配置により穿孔特性が大きく影響を受ける。現在、使用されている４枚刃タイプのドリルビットは、メインチップをドリルヘッドの直径線上に配置し、２枚のサブチップをこれと異なる同一のドリルビットの直径線上に配置するものである。
この際、メインチップの直径線とサブチップの直径線がある角度を持って交差している。
【０００９】
図４に示す例えば形状的に類似な特許文献１に見られるような交差角度２７を大きくすることで、メインチップ２３の回転方向前方に大きな穿孔粉の排出溝２６を設け、穿孔粉の排出効率を向上させたものである。しかし、このような形状では、排出溝２６部分での支持がなく、接近した位置にあるメインチップ２３とサブチップ２４の支持になるため、振動が大きく安定した支持が得られず、更に２枚のサブチップ２４が対称に配置されるため、穿孔時の大きな振動が規則的に起こりやすい。
【００１０】
一方、図５に示すような、例えば特許文献２のように、交差角度３４を９０°付近とし、主排出溝３１とともに副排出溝３２を設けたものも使用されている。
メインチップ２９とサブチップ３０による支持位置がほぼ９０°の等間隔になるため、メインチップ２９の回転方向前方の主排出溝３１が図４に比べると小さくなる。これを補うために、副排出溝３２を設けたのであるが、穿孔粉の多くがメインチップ２９により削り取られるので、主排出溝３１を大きくとれないことで、排出効率の低下は免れない。一方、振動に関しては９０度毎にメインチップ２９とサブチップ３０が並ぶため、均等な支持という面では振動が抑制されるものの、穿孔時の振動が規則的に発生し、ややもすると大きな振動となることがある。
【００１１】
また、図６に示すように交差角度４０を小さくした場合、排出溝３８は小さくなるが、ドリルヘッドの断面積が増加し、ドリルヘッドの耐久性が向上するという利点がある。しかし、接近した位置にあるメインチップ３６とサブチップ３７の支持になるため、振動が大きく安定した支持が得られない。
【００１２】
このように、ドリルヘッドの安定した支持と穿孔粉の高い排出効率及びドリルヘッドの安定した支持とドリルヘッドの耐久性をそれぞれ両立させることは難しいという問題があった。よって、本発明の目的は、このような問題を解決することを目的とする。
【００１３】
【課題を解決するための手段】
上記目的は、２枚のサブチップをそれぞれメインチップが配置されたドリルヘッドの直径線とは異なるドリルヘッドの直径線上に配置するとともに、各々メインチップに対し線対称の位置にないように配置することにより解決される。
【００１４】
【発明の実施の形態】
以下実施例の図面を参照して本発明を説明する。図１に本発明によるドリルビットの先端の外観図を示す。ドリルビットはメインチップ１、サブチップａ２、サブチップｂ３、排出溝ａ４、排出溝ｂ５、ドリルヘッド６から構成されており、メインチップ１とサブチップａ２は、交差角度ａ７、メインチップ１とサブチップｂ３は交差角度ｂ８を成している。また、ドリルビットは回転方向９に回転する。
【００１５】
サブチップａ２とサブチップｂ３は異なるドリルヘッドの直径線上にありメインチップ１に対して線対称の位置にはなく、メインチップ１とサブチップａ２の交差角度ａ７は１５０°であり、メインチップ１とサブチップｂ３の交差角度は１００°である。交差角度ａ７の部分のドリルヘッドには排出溝ａ４が、交差角度ｂ８の部分のドリルヘッドには排出溝ｂ５がそれぞれ設けられている。
【００１６】
このようなドリルビットにおいては、ドリルヘッド６は、メインチップ１及び、メインチップ１から離れたサブチップｂ３で支持されるため、安定した支持が得られ、更にサブチップａ２でも支持を受けるため、より安定した状態となる。
また、穿孔粉の排出は、メインチップ１の回転方向前方に大きな排出溝ａ４が設けられているため、効率のよい排出ができ、排出溝ｂ５からの排出もあるため、更に排出効率が向上する。穿孔時の振動においても、サブチップａ２、サブチップｂ３は非対称のため、大きな規則的な振動は発生しない。
【００１７】
また、図２に本発明による他の実施例を示す。ドリルビットはメインチップ１０、サブチップａ１１、サブチップｂ１２、排出溝ａ１３、排出溝ｂ１４、ドリルヘッド１５から構成されており、メインチップ１０とサブチップａ１１は、交差角度ａ１６、メインチップ１０とサブチップｂ１２は交差角度ｂ１７を成している。また、ドリルビットは回転方向１８に回転する。
【００１８】
サブチップａ１１とサブチップｂ１２は異なるドリルヘッドの直径線上にあり、メインチップ１０とサブチップａ１１の交差角度ａ１６は８０°であり、メインチップ１０とサブチップｂ１２の交差角度は３５°である。交差角度ａ１６の部分のドリルヘッドには排出溝ａ４が、交差角度ｂ１７の部分のドリルヘッドには排出溝ｂ１４がそれぞれ設けられている。
【００１９】
このようなドリルビットにおいては、ドリルヘッドは、メインチップ１０及び、メインチップ１０から離れたサブチップａ１１で支持されるため、安定した支持が得られ、更にサブチップｂ１２でも支持を受けるため、より安定した状態となる。また、交差角度ａ１６と交差角度ｂ１７を図１に比べ小さくすることで排出溝が設けられていないドリルヘッド部を大きく取ることができ、ドリルヘッド１５の耐久性が向上する。穿孔時の振動において、同様に大きな規則的振動は発生しない。
【００２０】
図１，図２で示したように、２枚のサブチップをメインチップが配置されたドリルヘッドの直径線とはそれぞれ異なるドリルヘッドの直径線上に配置することで、低振動の安定支持と高排出効率及び低振動の安定支持と高耐久性をそれぞれ達成することができる。ここで、２枚のサブチップの位置をメインチップに対し線対称でないとしたのは、線対称の位置に配置すると、２枚のサブチップは支持効果が同じ位置となり、これにより、排出溝の縮小或いはドリルヘッド断面積の減少につながるからである。
【００２１】
以上、図１、図２では、排出溝が２個の場合の本発明のドリルビットを示したが、必要な排出能とドリルヘッドの耐久性により、更に数を増減させてもよい。
【００２２】
【発明の効果】
本発明によれば、２枚のサブチップをそれぞれメインチップが配置されたドリルヘッドの直径線とは異なるドリルヘッドの直径線上で、メインチップに対し線対称でない位置に配置することで、低振動で安定した支持と高い穿孔粉の排出効率、ドリルヘッドの耐久性を同時に達成することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明のドリルビットの先端部の模式図である。
【図２】本発明のドリルビットの先端部の模式図である
【図３】２枚刃タイプのドリルビットの先端部の模式図である。
【図４】４枚刃タイプのドリルビットの先端部の模式図である。
【図５】４枚刃タイプのドリルビットの先端部の模式図である。
【図６】４枚刃タイプのドリルビットの先端部の模式図である。
【符号の説明】
１はメインチップ、２はサブチップａ、３はサブチップｂ、４は排出溝ａ、５は排出溝ｂ、６はドリルヘッド、７は交差角度ａ、８は交差角度ｂ、９は回転方向を示す。

Claims

ドリルシャフトの長手方向側面に穿孔粉排出用の螺旋を有し、ドリルヘッドに穿孔粉排出用の螺旋につながる１個以上の排出溝を有し、ドリルヘッドにメインチップと２枚のサブチップを有し、メインチップはドリルヘッドの直径線上にあるドリルビットにおいて、２枚のサブチップはそれぞれメインチップが配置されたドリルヘッドの直径線とは異なるドリルヘッドの直径線上にあり、２枚のサブチップはメインチップに対し線対称の位置にないことを特徴とするドリルビット。