JP2008178961A - ドリル刃の製造方法とその構造 - Google Patents

Abstract

【課題】 本発明はドリル刃の製造方法とその構造に関するものである。
【解決手段】 まず台座本体を鍛造し、前記台座本体にレバー、シリンダー部を設け、シリンダー部上端面に複数個の嵌め込み部を形成させ、さらに粉末冶金方法によりドリル先端を形成させ、前記ドリル先端はシリンダー状に成型され、その下端は台座本体のシリンダー部上端の嵌め込み部に対応するように複数個の嵌め込み部材が設置され、前記ドリル先端と前記台座本体を接合することにより耐摩耗性があり、折れにくいドリル刃を形成させることができる。
【選択図】 図４

Description

本発明はドリル刃の製造方法とその構造に係わり、特に高速切削できるドリル硬質材料で、耐摩耗性があり、折れにくいドリル刃に係わる。

一般的な従来のドリル刃に基づき、図１に前記ドリル刃の傾斜外観図を示す。前記ドリル刃１は片側に切削刃先１１が設けられ、ドリル後の廃屑は外壁面に設計されている螺旋溝１２により外に出される。しかし、前記従来のドリル刃１の切削刃先１１は中心から放射状の鑿縁１１１の回転により切削する目的を達成するが、ドリルの径を大きくする場合、前記ドリル１の中心の距離が離れた鑿縁１１１はドリルがより広い範囲を必要とすることになる。その反対に、中心の距離が近い鑿縁１１１はドリルの範囲は狭くなる。従ってドリル時の鑿縁１１１の抵抗が不均一になり、加工時に刃が震えるということが起き易くなり、ドリル刃１が折れてしまう。また、前記ドリル刃１には屑を切断するための設計がされていないので、ドリル時に連続して屑が出やすくなるが、屑が排出できず螺旋溝１２内に詰まってしまう。特に深くドリルする時、操作者は常に刃を戻して屑を取り除かなければならないので、ドリル作業の時間を無駄に使い、加工コストが増してしまうことになる。

別の従来のドリル刃は、中華民国実用新案公告第Ｍ２６０３４５号の「レール用の丸穴ドリル」の特許であり、前記特許の大体の内容は前記レール用の丸穴ドリルにはレバーが設けられており、そのレバーにはシリンダー部があり、前記シリンダー部の下端の環状平面に間隔をおいて複数個の切削刃が設置され、各切削刃はそれぞれ刃面を形成し、隣接する各切削刃の前記シリンダー部の周壁は上向きに複数の屑の案内溝を形成しており、各刃面と前記レバーの軸中心線方向の夾角は２乃至４度である。前記従来の特許は上記の鑿縁ドリルの方式を改善したもので、シリンダー部の周壁上に複数個の切削刃を設ける方式により穴をあけ、各切削刃によりドリルされる範囲は皆同じで刃が震えることがない上に、上記の鑿縁方式と同等の大きさの径でドリルする時、受ける抵抗が小さくなり、また廃屑も少なくなる。ただし、コストを考える上で、切削刃はかたい材質（タングステン鋼）で作られるので、価格が非常に高く、コストを減らすために、シリンダー部の周壁上にタングステン鋼切削刃を設ける方法で製造し、その他の部分は一般的な白鋼により製造するしかない。従って製造工程において、タングステン鋼切削刃は一つずつ銀半田方式によりシリンダー部の周壁上に据え付けられ、かつ各刃面とレバーの軸中心線方向における夾角の角度の問題についてさらに注意しなければならないので、製造手順が煩雑になり、切削刃を溶接するとき、高低差が生じることにより不良率が高くなり、いつのまにかコストを無駄にしてしまう。また、高速ドリル作業中、各切削刃とシリンダー部周壁の溶接箇所が高温になることにより溶接箇所が影響を受け、不安定になり脱落が生じ、使用をし続けることができなくなる。その上、前記切削刃は上記従来の屑を切断できないという欠点を改善できていない。

上記従来特許の設計において、さらに多くの改善されるべき問題が容易に分かる。図２に示すように、別の異なる設計の従来のドリル刃にはレバー２１が設けられており、前記レバー２１にはシリンダー部２２があり、前記シリンダー部２２の上端の環状平面に間隔をおいて複数個の切削刃２３が設置され、各切削刃２３はそれぞれ刃面２３１と屑切断面２３２を形成し、隣接する各切削刃２３の前記シリンダー部２２の周壁は上向きに複数の螺旋形の屑の案内溝２４を形成している。上記従来特許の欠点に対しては、同一材質（高速鋼）により各刃面２３１、シリンダー部２２とレバー
２１が一体成型したドリル刃を設計し、刃が震えることが起きないだけでなく、各切削刃２３にそれぞれ刃面２３１と屑切断面２３２が設計されているので、刃面２３１はドリル時に、廃屑を屑の案内溝２４により外に排出できる。屑切断面２３２は刃面２３１の後ろに位置し、廃屑が屑切断面２３２と接触、衝突することにより屑を切断することができるので、連続して屑が生じ、屑の案内溝２４内に詰まることはない。一体成型方式により製造されるので、製造し易く、コストを低減することはできるが、材質が完全に高速鋼により製造されるので、多くの材料コストが増してしまう。また、高速鋼が硬く砕け易いという特性は、アジア諸国で生産される材質が不純なドリル鋼材料であり、部分的に硬度が不均一であるので、ドリル刃はドリル時に折れ易くなり、ユーザーを非常に煩わせることになる。そこでドリル刃の効果、耐用度及びコストなどの問題を扱うことは現在関連業界が解決すべき課題である。

そこで本発明の主な目的は、上記の課題を解決することで、低コストで製造し易いドリル刃の新しい方法を研究開発することである。

上記の目的によると、前記製造方法は鍛造方式により溶接可能な金属材料（例えばクロムモリブデン鋼）を一体成型することで台座本体を形成し、前記台座本体にレバー、レバー上端にシリンダー部、シリンダー部上端面に複数個の嵌め込み部、シリンダー部周壁に複数個の螺旋状で深さが深い屑の案内溝を設け、続いて粉末冶金方式により耐磨耗性の金属材料（例えばタングステン鋼）を一体成型することでドリル先端を形成し、前記ドリル先端をシリンダー状に形成し、その下端面に台座本体のシリンダー部上端の嵌め込み部に対応するように嵌め込み部材を複数設置し、前記ドリル先端上端面に切削刃を複数設置し、前記ドリル先端の嵌め込み部材により前記台座本体の嵌め込み部にはめ込み、台座本体及びドリル先端の接合箇所に溶接方式により台座本体及びドリル先端を接合し、ドリル刃の完成品を形成するものである。

本発明の別の目的は、容易に切削できるドリル硬質材料（例えば厚鋼板など）で耐磨耗性を持ち、屑を排出し易く、折れにくいドリル刃を提供することである。

上記の目的によると、前記構造は台座本体とドリル先端を含み、前記台座本体にレバーを有し、前記レバー上端にシリンダー部が設置され、前記シリンダー部上端面に嵌め込み部が複数個設置され、前記シリンダー部周壁に複数個の螺旋状で深さが深い屑の案内溝を有し、前記ドリル先端はシリンダー状を呈し、その下端面に台座本体のシリンダー部上端の嵌め込み部に対応するように嵌め込み部材が複数設置され、その上端面には等間隔に並べられた切削刃が複数設置され、ドリル先端の嵌め込み部材を介して台座本体の嵌め込み部に嵌め込むことによりドリル刃を形成している。

前記ドリル先端と前記台座本体を接合することにより耐摩耗性があり、折れにくいドリル刃を形成させることができる。

本発明は「ドリル刃の製造方法とその構造」に関わり、図３に本発明の製造方法、図４、５、６に本発明の方法により作り出された構造を示す。高速切削ができるドリルは鉄筋構造のビルにおけるワイドタイプのI型鋼と厚鋼板などの硬質材料のようなもので、前記方法は、（３０１）まず鍛造方式により溶接可能な金属材料（例えば、クロムモリブデン鋼、白鋼など）を一体成型することで台座本体４を形成し、前記台座本体４にレバー４１、レバー４１上端にシリンダー部４２、シリンダー部４２上端面に複数個の嵌め込み部４３、シリンダー部４２周壁に複数個の螺旋状で深さが深い屑の案内溝４４を設け、（３０２）続いて粉末冶金方式により耐磨耗性の金属材料（例えばタングステン鋼）を一体成型することでドリル先端５を形成し、前記ドリル先端５をシリンダー状５１に形成し、その下端面に台座本体４のシリンダー部４２上端の嵌め込み部４３に対応するように嵌め込み部材５２を複数設置し、前記ドリル先端上端面に切削刃５３と屑切り刃５４を複数設置し、（３０３）ドリル先端５の嵌め込み部材５２により台座本体４の嵌め込み部４３にはめ込み、（３０４）台座本体４及びドリル先端５の接合箇所６１に溶接方式（例えばレーザー溶接）により台座本体４及びドリル先端５を溶接し、一体化させ、（３０５）ドリル刃のドリル刃６２完成品を形成するものである。このようにドリル刃６２の完成品を作ることは、製造が容易で耐磨耗性を持つだけでなく、屑の案内溝４４の深さが深く屑を排出し易く及び屑を切断し易い。

図４、５、６に示すように、ドリル刃の構造は主に上記の製造方法に合うドリル刃６２の構造であり、前記構造には台座本体４とドリル先端５が含まれ、前記台座本体４は可塑性を有する金属材質（例えば、クロムモリブデン鋼、白鋼など）で形成されるので砕けにくく低価格であるというメリットを持ち、前記台座本体４はレバー４１を有し、前記レバー４１上端にシリンダー部４２が設置され、前記シリンダー部４２上端面に嵌め込み部４３が複数個設置され、前記シリンダー部４２周壁に複数個の螺旋状で深さが深い屑の案内溝４４を有し、前記ドリル先端５はシリンダー状５１を呈し、その下端面に嵌め込み部材５２が複数設置され、その上端面には等間隔に並べられた切削刃５３と屑切り刃５４が複数設置され、各切削刃５３と屑切り刃５４はそれぞれ一定の角度を呈する刃を持っており、同時にドリル、屑排出、屑切断を行うことができる。

上記の部材の構成により、ドリル先端５の嵌め込み部材５２を介して台座本体４の嵌め込み部４３に嵌め込み、台座本体４及びドリル先端５の接合箇所６１で溶接方式（例えばレーザー溶接）により台座本体４及びドリル先端５を溶接し、一体化させドリル刃６２を形成させる。また、前記ドリル刃６２中空状を呈しており、タングステン鋼が持つ耐摩耗性とクロムモリブデン鋼の一体成型できるという特徴を併せ持つので、ドリル時に一般的なものと比べ図１で示されるドリル刃１のドリル速度は１０倍程度速く、製造が容易になり、耐磨耗性を持ち、屑を排出し易いという目的を達成できる。

図４に示すように、前記嵌め込み部材４３が凹溝であり、前記これらの嵌め込み部５２は凸ピンである。凸ピンを凹溝にはめ込むことにより台座本体４とドリル先端５を接合できる。

この部分の設計は前記嵌め込み部材４３が凸ピンであり、前記これらの嵌め込み部５２が凹溝でも良く、凸ピンを凹溝にはめ込むことにより台座本体４とドリル先端５を接合できる。

上記のことより、本発明であるドリル刃６２の製造方法とその構造は一体成型方式により、ドリル先端５と台座本体４が形成され、レーザー溶接によりドリル先端５と台座本体４を接合するので、製造が容易で、台座本体４のコストが安く、且つドリル先端５は高い硬度と、耐摩耗性、屑の案内溝の深さが深いことにより屑を排出し易く及び屑を切断し易いという特徴を持つので、ドリル先端５と台座本体４が結合した後、独特の特徴と機能を持つことになり従来の製品とは比べものにならない。従って、本発明は従来のものよりも進歩性があり、特許法の発明特許出願条件に関する規定に一致するので、特許出願を行う。

しかし、以上述べたことは、本発明における最良の実施例の詳細な説明と図にすぎず、本発明の特徴はこれだけに限られず、本発明を制限するものではない。本発明のすべての範囲は上記の請求範囲に準じ、本発明の請求範囲の主旨と類似した実施例に合致し、本発明の範疇に属する。この領域を熟知している技術者が、本特許の範囲内で、手を加え、変更したものはすべて、上記の特許請求の範囲内に含まれる。

従来のドリル刃を示す傾斜外観図（一）。 従来のドリル刃を示す傾斜外観図（二）。 本発明のドリル刃の製造方法を示すブロック工程図。 本発明のドリル刃を示す傾斜分解図。 本発明のドリル刃を示す傾斜接合概略図。 本発明のドリル刃完成品を示す傾斜概略図。

４ 台座本体
４１ レバー
４２ シリンダー部
４３ 嵌め込み部
４４ 屑の案内溝
５ ドリル先端
５１ シリンダー状
５２ 嵌め込み部材
５３ 切削刃
５４ 屑切り刃
６２ ドリル刃

Claims (8)

1. ドリル刃の耐摩耗性を優れさせ、容易に製造でき、屑を排出し易く及び屑を切断し易くする製造方法であるドリル刃の製造方法であって、その方法は
   a.鍛造方式により金属材料を一体成型することで台座本体を形成し、前記台座本体にレバー、レバー上端にシリンダー部、シリンダー部上端面に複数個の嵌め込み部、シリンダー部周壁に複数個の螺旋状で深さが深い屑の案内溝を有するものと、
   b.粉末冶金方式により金属材料を一体成型することでドリル先端を形成し、前記ドリル先端をシリンダー状に形成し、その下端面に台座本体のシリンダー部上端の嵌め込み部に対応するように嵌め込み部材を複数設置し、その上端面に切削刃及び屑切り刃を複数設置するものと、
   c、ドリル先端の嵌め込み部材により台座本体の嵌め込み部にはめ込むものと、
   d、台座本体及びドリル先端の接合箇所に溶接方式により台座本体及びドリル先端を接合し、ドリル刃の完成品を形成することを含むことを特徴とするドリル刃の製造方法。
2. 前記台座本体の金属材料がクロムモリブデン鋼であることを特徴とする請求項１に記載するドリル刃の製造方法。
3. 前記ドリル先端の金属材料がタングステン鋼であることを特徴とする請求項１に記載するドリル刃の製造方法。
4. 前記溶接方式がレーザー溶接であることを特徴とする請求項１に記載するドリル刃の製造方法。
5. 台座本体であって、前記台座本体にレバーを有し、前記レバー上端にシリンダー部が設置され、前記シリンダー部上端面に嵌め込み部が複数個設置され、前記シリンダー部周壁に複数個の螺旋状で深さが深い屑の案内溝を有するものと、
   ドリル先端であって、前記ドリル先端はシリンダー状を呈し、その下端面に嵌め込み部材が複数設置され、その上端面に切削刃及び屑切り刃が複数設置されるものを含み、
   ドリル先端の嵌め込み部材を介して台座本体の嵌め込み部に嵌め込むことにより、耐摩耗性に優れ、容易に製造でき、屑を排出し易く及び屑を切断し易いドリル刃の構造を特徴とするドリル刃の構造。
6. 前記嵌め込み部材が凸ピンであり、前記これらの嵌め込み部は凹溝であることを特徴とする請求項５に記載するドリル刃の構造。
7. 前記嵌め込み部材が凹溝であり、前記これらの嵌め込み部は凸ピンであることを特徴とする請求項５に記載するドリル刃の構造。
8. 各前記切削刃及び屑切り刃がそれぞれ所定角度の刃を有することを特徴とする請求項５に記載するドリル刃の構造。

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