JP2010201733A - ドリルビット - Google Patents

Abstract

【課題】吸塵穴の径を無用に大きくすることなく効率的な吸塵が可能なドリルビットを提供する。
【解決手段】先端に３つ以上の切刃部が周方向に配置され、各切刃部に形成されるすくい面３ｓと逃げ面３ｅの接合稜線Ｌ１を切刃となす形態のビット先端部３と、このビット先端部３の基端面に一体に回転するよう先端面が溶着されたビットシャフト部２とを有するドリルビット１において、ビットシャフト部２にその長手方向に形成された吸塵通路を備えるとともに、ビット先端部３の、底面視において前記すくい面３ｓとその回転方向前方に位置する逃げ面３ｅとが接合する各境界の外径方に先端が露呈し、基端が前記吸塵通路に連通するべく、長手方向に対して交角を有するように形成された吸塵補助通路６を、吸塵通路の上流方に備えている。
【選択図】図１

Description

本発明は、コンクリートや石材等に穿孔作業をおこなうドリルビットに関し、さらに詳しくはアンカーボルト穴の穿孔に好適なドリルビットに関する。

従来より、コンクリートや石材等に対して穿孔作業をおこなう場合、穿孔工具として、ドリルビットが使用される。

そして、かかるドリルビットは、コンクリート面への所謂「アンカーボルト穴」の穿孔に使用される場合がある。
かかる「アンカーボルト穴」は、その穴内に植設される金属製のアンカーボルトに所定の強固な耐引き抜き力を得るため、穴内に存在する切削屑等を可及的に除去しておく必要がある。
このため、前記「アンカーボルト穴」の穿孔作業の後に、集塵機等を使用して、穴内の切削屑等を取り除く、所謂「塵芥除去作業」が必要となる。つまり、アンカーボルトを前記アンカーボルト穴に植設する前に、該穴内に付着等する前記切削屑を可及的に取り除いておくことが求められる。

そこで、従来の場合には、ドリルビットで穿孔した後に、集塵機を使用して、基端が吸引機の吸引口に接続された清掃ノズルの先端をアンカーボルト穴に挿入して、該穴内の切削屑や他の塵芥等を吸引して除去していた。この種の集塵機として、例えば、本出願人が提供する集塵機がある（特許文献１）
また、穿孔作業の際に、先端で発生する切粉等を穿孔作業と同時に回収するために、ドリルビット先端の中心に吸塵穴を形成したドリルビットが使用される場合がある。かかる吸塵穴を備えたドリルビットは、ドリルビット先端の切刃部が２箇所、つまり切刃部が１８０度の間隔をおいて配置されたものであった。つまり、かかるドリルビットは、ビットシャフト部の中央に、切刃部の幅より径の大きい吸塵穴を設け、かかる吸塵穴の先端の開口の一部を、前記切刃部と切刃部の間の部分から先端方に臨ませた形態を有するものであった（特許文献２）。

国際公開ＷＯ２００７／０３２０８４号公報。 特許公開平成１１−７７６６２号公報。

しかしながら、切刃部を３箇所以上設けた形態のドリルビットの場合に、前記構成を採用することはできない。つまり、各切刃部と切刃部の間から吸塵穴の先端の開口が部分的にせよ先端方に露呈させるほど大きな径の当該吸塵穴をビットシャフト部に形成すると、該ビットシャフト部の径方向の肉厚が薄くなって、剛性が低下する懸念がある。特に、かかるドリルビットの場合には、軸方向に適宜間隔で衝撃力を付与しながら回転させて穿孔をおこなうため、前記肉厚が薄くなると、強度的に問題が生じる。
また、切刃部を先端に具備するビット先端部の基端に、ビットシャフト部を一体に溶着した形態のドリルビットの場合には、前記吸塵穴の径を前述の如く単純に一義的に大きくすると、ビット先端部とビットシャフト部との間の接合面積（溶着面積）が小さくなって、接合強度が不足し、長期間の使用に耐え得ないものとなる懸念がある。

一方、前記問題点を解決すべく、前記吸塵穴の径を小径にすると、該吸塵穴の先端への露呈開口面積が不足し、吸塵効果が低いものとなってしまう。

本発明は、このような状況に鑑みておこなわれたもので、前記相矛盾する技術的課題を解決したドリルビットを提供することを目的とする。

本発明にかかるドリルビットは、先端に少なくとも３つ以上の切刃部が周方向に離間して配置され、これら各切刃部に形成されるすくい面と逃げ面の接合稜線を切刃となす形態のビット先端部と、このビット先端部の基端面に、一体に回転するよう先端面が溶着されたビットシャフト部とを有するドリルビットにおいて、
前記ビットシャフト部にその長手方向に延びる吸塵通路を備えるとともに、
前記ビット先端部の、底面視において前記すくい面とその回転方向前方に位置する切刃部の逃げ面とが接合する各境界の外径方に先端が開口し、基端が前記吸塵通路に連通するべく、前記長手方向に対して交角を有するように、それぞれ形成された吸塵補助通路を、該ビットシャフト部の前記吸塵通路の吸込み上流方に備えていることを特徴とする。

しかして、このように構成され本発明にかかるドリルビットによれば、前記切刃部で穿設されて切削屑となった粉塵は、各切刃部のすくい面とその回転方向前方に位置する切刃部の逃げ面の間にそれぞれ形成された前記吸塵補助通路の各先端の開口から当該吸塵補助通路を通って、前記吸塵通路に吸引されることになる。特に、各切刃部のすくい面の回転方向前方に前記吸塵補助通路の前記開口が存在するため、すくい面ですくい取られ飛散した状態となっている塵芥等を効果的に吸引することができる。
このため、切削によって発生したコンクリート等の粉塵は、該ドリルビットによって穿孔された穿設穴から外部に拡散することなく吸塵通路に効率的に吸塵される。従って、前記吸塵通路の基端側をホース等を介して集塵機の吸引口に接続しておけば、穿孔後の穿設穴内には粉塵等は殆ど存在せず、従って、穿孔終了後にそのままの状態でアンカーボルトを植設することが可能となる。

また、前述のように、前記吸塵補助通路の先端が底面視において前記すくい面とその回転方向前方に位置する切刃部の逃げ面とが接合する各境界の外径方に開口するように設けられているため、前記ビット先端部とビットシャフト部とは、該ビット先端部の基端面と該ビットシャフト部の先端面とが比較的大きな面積で接触させることが可能となる。このため、前記ビット先端部とビットシャフト部とは、これらの溶着面を大きくとることができ、この結果、強固に溶着することが可能となる。

また、前記ドリルビットにおいて、前記吸塵通路を前記ビットシャフト部の先端面に、任意の適宜面積を有して貫通させた構成とすると、製造工程において該吸塵通路の加工が容易におこなえると共に、前記ビット先端部との接触面積が適度に減じられた構成を得ることができ、かかる場合に、接続すべき二つの部材の接触部分で発生する電気抵抗で生じる熱によって溶着させる形態の接合手法を採用する場合には、ビット先端部とビットシャフト部との接触面積を適度に小さくすることができるため、電気溶着時に両者を接合・挟着させる絶対圧力値を低くでき、従って、小さな能力の溶着設備でもって溶着を実施することが可能となる。しかも、前記ビット先端部とビットシャフト部との間に作用する回転トルクは、これらの外径領域に位置する溶着部分で受けることになるため、前述のように両者の接触面積が比較的小さくとも、接合部分に必要な回転トルク伝達性能を得ることができる。

また、前記ドリルビットにおいて、前記ビット先端部の基端面と、前記ビットシャフト部の先端面とを、共にフラットな面で構成すると、該ビット先端部とビットシャフト部とを、共に、シンプルな構造にすることができ、製造時の加工が容易となる。

また、前記ドリルビットにおいて、前記ビット先端部の基端面に凹凸を形成するとともに、前記ビットシャフト部の先端面に前記凹凸を補完するような形態の凹凸を形成した構成とすると、該ビット先端部とビットシャフト部との接触面積が増加するとともに、該凹凸同士の係合により、穿孔加工時にドリルビットに作用する回転方向の応力（回転トルク）を効果的に受容することができる。このため、大きな回転トルクに対しても耐えうる構造となる。

前述のように構成された本発明によると、先端に３つ以上の切刃部を備えたドリルビットにおいて、穿孔作業時に、ドリルビット先端部において高い吸塵性能を奏し、且つ、耐久性に優れた、しかも、高い回転トルクを伝達できるドリルビットとなる。

本発明の一実施例にかかるドリルビットの先端部分の構成を拡大して示す斜視図である。 図１に示す先端部分を有するドリルビットの全体の構成を示す斜視図である。 図１に示すドリルビットを底面方（先端方）から見た構成を拡大して示した拡大底面図である。 図１に示すドリルビットの内部の吸塵通路と吸塵補助通路等の構成を示す当該ドリルビットの先端部分を断面して示した側面図である。 図４に示すドリルビットのビットシャフト部の先端部分の構成を示す部分側面図である。 図５に示すビットシャフト部の底面方から見た構成を示す図５のＶＩ−ＶＩ矢視図である。 図１に示すドリルビットのビット先端部を底面方（先端方）から見た図である。 図１〜図７に示す実施例とは別の実施例（実施例２）にかかるドリルビットの構成を拡大して示す斜視図である。 図８に示すドリルビットを底面方（先端方）から見た構成を示す拡大底面図である。 図８に示すドリルビットの内部の吸塵通路と吸塵補助通路等の構成を示す当該ドリルビットの先端部分を断面して示した側面図である。 図１０に示すドリルビットのビットシャフト部の構成を示す部分側面図である。 図１１に示すビットシャフト部の底面方から見た構成を示す図１１のXII−XII矢視図である。 図８に示すドリルビットのビット先端部を底面方（先端方）から見た図である。 図１〜７，あるいは図８〜図１３に示すドリルビットを使用してコンクリート等の被穿孔物に穿孔している状態を概略的に示す図である。 図１４のドリルビットの吸塵状態を、吸引する塵芥を小さいドットで表した、該ドリルビットの断面図である。

[実施例]
以下、本発明の実施例を図面を参照しながらより具体的に説明する。

（実施例１）
図２に示すように、本実施例にかかるドリルビット１は、大別して、ビットシャフト部２と、その先端方に一体に設けられるビット先端部３を具備している。

前記ビットシャフト部２は、基端部に電動ドリル装置１０（図１４参照）のチャック部分１０ｃ（図１４参照）に取着される断面が正８角形状のシャンク部２Ａと、その先端方に形成される断面が円形で外径が部位によって異なるシャフト主部２Ｂとを具備している。
そして、前記シャフト主部２Ｂは、先端部分から中央部位よりやや基端方まで延びる同一径からなるシャフト先端部２ａと、その基端方に隣接し前記シャフト先端部２ａよりやや太径の回転支持部２ｂと、さらにその基端方に隣接し前記シャンク部２Ｂに基端が一体に連結された部位によって径が変化する延設部２ｃとを有する。
前記シャンク先端部２ａは、円形状の横断面の中心に、図４に図示するように、このドリルビット１の長手方向Ｘ（図２のＸ矢印方向参照）に延びる吸塵通路４を具備している。
図４に図示するように、この吸塵通路４の基端は、前記回転支持部２ｂに形成されている円形横断面を径方向に貫く吸塵接続通路５に接続されている。
一方、前記吸塵通路４の先端は、図５，図６に示すように、このビットシャフト部２の先端面２Ｆまで延設されて、該先端面２Ｆに開口している。また、図６に図示するように、このビットシャフト部２の先端面２Ｆに開口している前記吸塵通路４の外径方には、該吸塵通路４に対して離間して周囲から取り囲むように、複数（この実施例では、切刃部の数に合わせて５つ）の吸塵補助通路６の先端の開口が形成されている。そして、この吸塵補助通路６は、図４あるいは図５に図示するように、前記長手方向Ｘに対して交角を有するように前記吸塵通路４に向かって延設され、これらの吸塵補助通路６の各基端は前記吸塵通路４に連接されている。
また、このビットシャフト部２の先端面２Ｆには、この実施例の場合、図５，図６に図示するように、外周縁部において先端方に突出した円筒状の外周壁部２ｒが形成されており、且つ、この外周壁部２ｒには、前記ビット先端部３に形成されている切刃部３ｃ（図１，図３参照）と干渉する部位に、該干渉しないように、切り欠き２ｄが設けられて、全体の形状が概略クラウン状の形態に形成されている。

前記ビット先端部３は、図１，図３あるいは図７に図示するように、先端に少なくとも３つ以上の切刃部３ｃが周方向に形成されている。この実施例の場合には、５つの切刃部３ｃが周方向に外径部分が互いに離間して、底面視における概略の形態が「星形」に形成されている。また、図３あるいは図７に図示するように、各切刃部３ｃ間の周方向における間隔は、５つのうちの、互いに隣接する３つの切刃部３ｃは９０度の間隔をもって配置されており、また互いに隣接する４つの切刃部３ｃ（図３において左半分に位置する切刃部３ｃ）は、互いに６０度の間隔をもって配置されている。
そして、各切刃部３ｃは、回転方向Ｒ（図３の矢印Ｒ参照）前方にすくい面３ｓと回転方向Ｒ後方に逃げ面３ｅを備えている。各切刃部３ｃのすくい面３ｓと逃げ面３ｅの接合稜線Ｌ１によって切刃が形成されている。
また、各切刃部３ｃの切刃の内径端は、このドリルビット１の回転中心Ｏ１で各接合して、尖頭状のチゼルポイントＰを形成している。
そして、図７に図示するように、前記一つの切刃部３ｃの逃げ面３ｅとその回転方向後方に位置する切刃部３ｃのすくい面３ｓの間には、底面視において、略三角形状の隙間７が形成されている。従って、この実施例の場合には、５つの各切刃部３ｃの各間に、それぞれ１つの前記隙間７が形成されている。
図３に図示するように、前記隙間７が形成されている各位置に、つまり、各逃げ面３ｅとすくい面３ｓの境界の外径方には、前記ビットシャフト部２の吸塵補助通路６の先端が開口している。正確には、該吸塵補助通路６の全断面積のうちの殆どの部分（この実施例では略９５％程度の部分）がこの隙間７に開口している。

また、前記ビット先端部４は前記ビットシャフト部２に対して、該ビット先端部４の各切刃部３ｃが該ビットシャフト部２の前記切り欠き２ｄに挿入されるように配置される。つまり、前記ビットシャフト部３の先端面３Ｆ（この実施例では先端面３Ｆのうちの外周壁部２ｒ）に前記切り欠き２ｄによって凹凸が形成され、前記ビット先端部４の基端面（この実施例では切刃部３ｃの底面）に該切刃部３ｃと隙間７とによって凹凸が形成されているが、図１に明らかに示されるように、これらビット先端部４とビットシャフト部２の各凹凸が互いに補完するように、即ち噛合するような状態で、該ビット先端部４の基端面がビットシャフト部２の先端面に一体状に接合されている。

そして、この実施例では、前記接合は、電気抵抗による発熱によって両者が溶着される形態の接続手法（溶着手法）によっておこなわれている。もちろん、電気抵抗による溶着に代えて、他の溶着手法、例えば、ろう付け溶接によって接合してもよく、あるいはレーザ光を用いた溶着等であってもよい。あるいは前記接合は接着剤によっておこなわれてもよい。

ところで、図１，図３に図示するように、前記切刃部３ｃの外径端部且つ先端部にすくい角および逃げ角がその内径方の部分に比べて鈍角になった補強切刃部３ｋが形成され、穿孔作業時の衝撃に対して外径端部が欠落することがないように構成し、耐久性が向上するように構成されている。そして、前記補強切刃面３ｋの周方向において隣接して、すくい角および逃げ角がより鋭角になった調整面部３ｊが形成されている。

前述のように構成された本実施例にかかるドリルビット１によれば、図１４に図示するように、前記シャンク部２Ａを、回転と軸方向（長手方向に一致）の振動動作を付与することができる電気ドリル装置（振動型電動ドリル装置）１０のチャック部分１０ｃに取着されて、被穿孔物、例えば、コンクリートに穿孔する際に、以下のように作用する。つまり、
図１４に図示するように、前記ドリルビット１の回転支持部２ｂに配置され回転しない支持ホルダー１２の吸引口を、吸引装置１３の吸引口１３ａにホース１４を介して接続した状態で、該電気ドリル装置１０のスイッチ１０ａを操作してＯＮにする。この動作によって、前記電気ドリル装置１０は、前記ドリルビット１に回転動作と軸方向の振動動作を付与し、該ドリルビット１は、被穿孔物に対して穿孔する。この穿孔によって、切り屑等の塵芥が穿孔されている穴内に発生するが、かかる塵芥は、前記吸塵補助通路６の先端の開口から効果的に吸塵される。特に、各切刃部３ｃのすくい面３ｓの回転方向Ｒ前方に前記吸塵補助通路６の先端の開口が存在するため、該すくい面３ｓですくい取られた塵芥等を効果的に前記開口から吸引することができる。また、前記塵芥等の吸引は、前記吸塵補助通路６の吸引作用によって実行される。そして、本発明にかかる実施例１の場合には、前記塵芥等の吸引に際して、前記先端面２Ｆの周囲が、円筒状の外周壁部２ｒで囲まれているため、吸引ダクトの役目を果たして、切刃部３ｃで切削された切削屑は、前記吸塵補助通路６の先端の開口から、効果的に吸い込まれることになる。

このため、図１５に図示するように、穿孔作業によって穿設穴１６内に発生したコンクリート等の塵芥（粉塵）は、穿設穴１６から外部に拡散することなく、前記吸塵補助通路６から吸塵通路４、吸塵接続通路５、ホース１４を経て吸引装置１３へ、効率的に吸塵される。

従って、穿設後の穿設穴１６内には粉塵等は存在せず、従って、穿孔終了後にそのままの状態でアンカーボルト（図示せず）を植設することが可能となる。

（実施例２）
ところで、本発明にかかるドリルビットとしては、前記構成に代えて図８〜図１３に図示するような構成のドリルビットであってもよい。つまり、
図８〜図１３に図示するドリルビット１０１の場合には、ビットシャフト部１０２の先端面１０２Ｆが、図１１，図１２に図示するようにフラットな面で構成されており、かかる先端面１０２Ｆにビット先端部３の基端面がフラットに面接合するような状態で、接合されている。
その他の点では、前記実施例１と同じ構成を有するため、図１〜図７に示した実施例１の対応する構成に付された参照符号に１００を加えた参照符号を、図８〜図１３に示す実施例２にかかるドリルビットに付して、その詳細な説明を省略する。

そして、このように構成されたドリルビット１０１の場合には、基本的な作用としては、前述した実施例１の場合と同じであるが、前記ビットシャフト部１０２の先端部分の構成が平面で構成されているため、シンプルにすることができ、該ドリルビット１０１の製造がより容易となる点で優れている。

前記実施例１および実施例２にかかるドリルビット１，１０１の場合にも、前述のように、前記吸塵通路４，１０４あるいは前記吸塵補助通路６の前記先端面２Ｆ，１０２Ｆへの開口面積を調整することによって、つまり、開口面積をゼロに近い数値から所定の大きさ（具体的には該吸塵通路４，１０４あるいは吸塵補助通路６，１０６の基端方の面積）まで所定の面積に調整することによって、サイズの異なるドリルビットを製造する際に、前記電気抵抗による溶着に必要な単位面積当たりの押圧力に合致させることができる。換言すれば、電気抵抗による溶着装置の押圧能力が低い場合には、前記ビット先端部の基端面とビットシャフト部２の先端面の面積との接合面積を、該ビットシャフト部２の先端面の面積を小さくすることによって、単位面積当たり必要な押圧力を確保して、適正に溶着することが可能となる。

本発明は、前記実施例で説明した内容に限定されるものでなく、本発明の基本的な技術思想から逸脱することなく、種々変更して実施することが可能であることは言うまでもない。

本発明にかかるドリルビットは、コンクリートや石材又はタイル等の穿孔対象物に対して穿孔する際等に使用することができる。

１…ドリルビット
２…ビットシャフト部
２Ｆ…先端面
３…ビット先端部
３ｃ…切刃部
３ｅ…逃げ面
３ｓ…すくい面
４…吸塵通路
６…吸塵補助通路
Ｌ１…接合稜線
Ｘ…長手方向

Claims (4)

1. 先端に少なくとも３つ以上の切刃部が周方向に離間して配置され、これら各切刃部に形成されるすくい面と逃げ面の接合稜線を切刃となす形態のビット先端部と、このビット先端部の基端面に、一体に回転するよう先端面が溶着されたビットシャフト部とを有するドリルビットにおいて、
   前記ビットシャフト部にその長手方向に延びる吸塵通路を備えるとともに、
   前記ビット先端部の、底面視において前記すくい面とその回転方向前方に位置する切刃部の逃げ面とが接合する各境界の外径方に先端が開口し、基端が前記吸塵通路に連通するべく、前記長手方向に対して交角を有するように、それぞれ形成された吸塵補助通路を、該ビットシャフト部の前記吸塵通路の吸込み上流方に備えていることを特徴とするドリルビット。
2. 前記吸塵通路を前記ビットシャフト部の先端面に貫通させたことを特徴とする請求項１記載のドリルビット。
3. 前記ビット先端部の基端面と、前記ビットシャフト部の先端面とを、共にフラットな面で構成したことを特徴とする請求項１又は２記載のドリルビット。
4. 前記ビット先端部の基端面に凹凸を形成するとともに、前記ビットシャフト部の先端面に前記凹凸を補完するような形態の凹凸を形成した構成としたことを特徴とする請求項１又は２記載のドリルビット。

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