JP2011104739A - コアカッター - Google Patents

Abstract

【課題】 穿設時の回転数、軸方向への押圧力や固定状態によって、すくい面の先端部が欠損し難い且つ切削屑の排出能力を低減させることのない、コアカッターを提供することを目的とする。
【解決手段】 少なくとも一つの刃体２Ａが円筒状の胴部１の先端に配設されているコアカッターＡであって、前記刃体２Ａのすくい面２ｆの、先端部のすくい角α2が、その基端方の部位のすくい角α1にくらべて、小さくなっている。
【選択図】 図１

Description

本発明は、少なくとも一つの刃体が円筒状の胴部の先端に、該刃体の先端が先方に突出するよう、配設されているコアカッターに関する。

コアカッターは、穿設効率の良さ、穿設後の円形穴の形状の綺麗さから、種々の穿設作業に用いられている。例えば、該コアカッターは、エアーコンディショナーの配管用の貫通穴を建屋の壁等に穿設する場合や、コンクリートが打設された土間（床部）を貫通するように排水管を後から配設するための貫通穴を穿設するような場合、あるいはキッチン台の天板等の金属板と木材等の合成板材に貫通穴を穿設するような場合等に用いられる。

かかるコアカッターは、先端に位置して切削をおこなう、少なくとも１つの刃体を有する刃部と、基端部に電動ドリル等の回転駆動工具に取着するための取着部と、前記刃部とその基端方の前記取着部を一体に連結する円筒状の胴部とを、備えている（特許文献１参照）。

そして、前記刃体には、金属用、木工用、樹脂材料用等の各用途に合わせて、超硬合金製、工具鋼製、高速度鋼製等の各種のチップが選択して使用される。

前記刃体のすくい面のすくい角は、専ら切削する対象物（金属、木、樹脂）によって異なった角度が採用されている。

特開２００５−０９６０２２号公報。

しかしながら、前述のすくい面は、穿設時の回転数、軸方向への押圧力や、ドリル及び被穿設物の固定状態等によって、その先端部が欠損することがあり、特に、金属用のコアカッターの場合には、欠損し易い傾向にある。

前記欠損を生じ難くするには、一般的に前記すくい角を鈍角にすることが考えられるが、単純に鈍角にしても、依然、前記先端部の欠損は生じることが判明した。また、前述のように鈍角にすると、切削屑の基端方への排出能力が低下し、ひいてはコアカッターとしての切削能力が低下することになる。

本発明は、このような状況に鑑みておこなわれたもので、前記穿設時の回転数、軸方向への押圧力や固定状態によって、すくい面の先端部が欠損し難い且つ切削屑の排出能力を低減させることのない、コアカッターを提供することを目的とする。

本発明にかかるコアカッターは、少なくとも一つの刃体が円筒状の胴部の先端に配設されているコアカッターであって、
前記刃体のすくい面の、先端部のすくい角が、その基端方の部位のすくい角にくらべて、小さくなっていることを特徴とする。

しかして、前述のように構成されたコアカッターによれば、穿設時の回転数、軸方向への押圧力や固定状態によっても、すくい面の先端部が欠損し難くなる。しかも、従来欠損が生じていたと同じすくい角をすくい面の先端部のすくい角としてに採用しても、欠損することがない。加えて、すくい面の先端部のすくい角のみ小さく、その基端方の部位のすくい角はより大きく構成されているので、切削屑の排出能力を実質上低下させることはない。

前述の「欠損」が生じ難くなる技術的な理由については、種々推測されるが、すくい面の先端方に構成刃先が形成されている可能性、すくい面の先端部の固有振動数が変化することによって欠損し難くなっている可能性、穿設（切削）に起因してすくい面に生じる応力の伝達メカニズムが変わる可能性、あるいはそれらの２つ以上の複合的な作用による可能性等が考えられる。
しかしながら、本発明の如く構成すると、その構成に起因して、必ず、すくい面の先端部の欠損が改善できるという因果関係があることが、本出願人により確認されている。

また、前記コアカッターにおいて、前記刃体の先端部のすくい面の寸法が、一般の刃物の先端部に形成されるチャンファの寸法に比べて大きいものであると、好ましい実施形態となる。

また、前記コアカッターにおいて、前記先端部のすくい面の寸法が、コアドリル１回転当たりの切削深さの、概ね４０倍〜１５０倍程度の寸法であると、好ましく、特に、概ね５０倍〜１２０倍程度の寸法であると、好ましい。

また、前記コアカッターにおいて、前記刃体が、前記胴部の先端に相互に離間して複数個周設されていると、穿設効率が向上するとともに、穿設時に、胴部の周方向においてバランスの良い負荷状態を得ることができ、前記欠損を助勢するような振動を低減することができる。

前述のように構成された本発明にかかるコアカッターによると、前記穿設時の回転数、軸方向への押圧力や固定状態如何にかかわらず、すくい面の先端部が欠損し難く且つ切削屑の排出能力を低減させることのないコアカッターを提供することができる。

本発明の一実施形態にかかるコアカッターの先端部の刃部およびその近傍部分を側面から見た部分拡大図である。 図１に示すコアカッターの先端部分の部分拡大斜視図である。 図１，図２とは異なる構成にかかる刃部を有するコアカッターの先端部の部分拡大側面図である。 図３に示すコアカッターの先端部分の部分拡大斜視図である。 図１，図２に示す先端部を有するコアカッターの全体の構成を示す全体側面図である。 コアカッターの底面部分の構成を示す図５のVI−VI矢視底面図である。

以下、本発明の実施の形態を図面を参照しながらより具体的に説明する。

図５，図６において、Ａは金属穿設用のコアカッターで、このコアカッターＡは、先端部が基端部に比べてやや大径になった円筒状の胴部１と、該胴部１の先端部にその先端が先方に突出するように保持された刃体２Ａを複数備えた刃部２と、前記胴部１の基端方に一体に連設され電動ドリル（回転駆動工具の一種）側に取着される取着部３とを備えている。

前記取着部３は、図５に示すように、この実施形態にかかるコアカッターＡの場合には、当該コアカッターＡの円筒状の内周面に形成されるめねじ（図示せず）と、その外周面に部分的に形成されている平面からなる取着面３ａを有している。そして、前記めねじ（図示せず）は、電動ドリル側に形成されているおねじ（図示せず）にねじ結合することによって、該電動ドリルに取着されるよう構成されている。そして、前記取着面３ａは、前記ねじ結合に際して、このコアカッターＡを電動ドリル側の回転軸に対して締付けるために、スパナ等の工具を係止するための面として機能する。本実施の形態にかかるコアカッターＡでは、このように、該コアカッターＡを電動ドリル側に、めねじとおねじからなるねじ機構（図示せず）によって取着するよう構成されている。

しかし、コアカッターＡの電動ドリル側への取着は、前記ねじ機構の形態のものに限定されるものでなく、使用する電動ドリルを含む各種回転駆動工具の取着部分（チャック部分等の取着部分をいう）の形態に合わせて種々の形態のもの、例えば、単に前記取着部分の挿入穴内へ単に挿入するだけで装着可能な所謂「ワッタッチ着脱式」の場合あるいは前記取着部分の操作手段を操作しつつ挿入して装着する所謂「ツータッチ着脱式」の場合には、前記取着部として係合溝等が形成されている形態のものが考えられる。また、別の形態として、前記回転駆動工具に対する取着は、ねじ機構として、前述した形態のほかに、所謂「サイドロック式」と呼ばれるロックねじによって側面側からねじを螺着して取着する場合には、前記取着部としてロックねじが係止する固定面がコアカッターの側面に形成されている形態のもの等が、考えられる。

また、前記刃部２は図６に図示するように相互に離間して複数（この実施の形態の場合、４個）周設された刃体２Ａを有する。そして、これらの刃体２Ａは、図１，図２，図６に図示する如く、切刃（切削エッジ）２ｃが径方向に１本状に延設された形態のもので構成されている。しかし、かかる実施の形態に限定されるものでなく、別の実施形態としては、図３，図４に図示するように径方向において周方向の段差（この実施形態の場合には１つの段差）を有することによって段状になった切刃（この図３、図４に図示する実施形態では、２つになった形態の切刃）２ｃの刃体２Ａによって構成されていてもよい。
また、底面図（先端方から見た図）である図６に図示するように、前記刃体２Ａは、切刃２ｃの軸方向（図５において下方向）における先端２ｔの位置が外径方に偏った部位に位置する外刃１０と、切刃２ｃの先端が前記外刃１０より内径方に偏った部位に位置する内刃１２の、二種類の形態を有する刃体２Ａから構成されている。
そして、この実施の形態の場合、前記外刃１０と内刃１２は、図６に図示するように、周方向（回転方向）に交互に、且つ、各外刃１０と内刃１２との間に、間隔を空けて配置されている。しかし、必ずしも外刃１０と内刃１２が交互に配置されている必要はない。また、この実施の形態では、前記各刃体２Ａは、等間隔に周設されているが、不等間隔に周設されていてもよい。

ところで、図１，図２に図示するように、前記各刃体２Ａは、所謂すくい面２ｆを有し、かかるすくい面２ｆは前記切刃２ｃから基端方にむかって延設されている。そして、かかるすくい面２ｆは、基端側が先端側に比べて回転方向Ｒ後方に後退して、所謂すくい角を有している。
そして、本発明の実施形態にかかる刃体２Ａのすくい面２ｆは、途中で回転方向Ｒ後方へ屈曲して、先端部２ｍと基端部２ｎとから構成されており、該先端部２ｍのすくい角α2がその基端方に位置する基端部２ｎのすくい角α1より小さくなるよう構成されている。
このような構成は、図１，図２に図示する如く、前述した、切刃２ｃが１本状のものであっても、図３，図４に図示する切刃２ｃが複数状になった形態のものでも、いずれの場合にも、すくい角α2がその基端方に位置する基端部２ｎのすくい角α1より小さくなるよう構成されている。

また、前述のように、刃体２Ａが外刃１０と内刃１２が構成されるような場合にも、図３，図４に図示するように、それぞれのすくい面２ｆは、その先端部２ｍのすくい角α2がその基端方に位置する基端部２ｎのすくい角α1より小さくなるよう構成されている。

前記すくい面２ｆの先端部２ｍは、長さ的には、所謂「チャンファ」となる「面取り」の寸法よりも大きい。また、「チャンファ」では、先端部にシャープエッジ状のものを無くす程度に構成されるが、本発明では、先端がシャープエッジ状のもので構成される点において構成上根本的に相違する。もちろん、かかるコアドリルにおいて、図示しないが、先端２ｔに所謂「チャンファ」を形成してもよい。
本実施形態の構成について具体的に述べると、前記先端部２ｍの寸法が、コアドリル１回転当たりの切削深さ（切削寸法）の、概ね４０倍〜１５０倍程度の寸法が好ましく、さらに好ましくは概ね５０倍〜１２０倍程度の寸法が好ましい。本実施形態では、約１００倍となっている。なお、前記「チャンファ」の寸法は、コアドリル１回転当たりの切削深さ（切削寸法）の１／２程度あるいはそれ以下の寸法となる。
また、この実施の形態では、前記すくい角α2が１２度、前記すくい角α1が２０度に構成されている。しかし、前記すくい角α2が略５度〜１４度の範囲、前記すくい角α1が略１５度〜２５度の範囲であることが好ましい。また、前述のように、前記先端がシャープエッジ状に構成されている。

また、前記各刃体２Ａは、 図１（あるいは図３）に図示するように、前記切刃２ｃとなる前記すくい面２ｆの先端が、該コアドリルＡの軸方向において最も先方に位置して、該切刃２ｃから回転方向Ｒにおいて後方にゆくに従って基端方に変位することによって、先端面において、所謂逃げ角βを備えている。

さらに、本コアカッターＡは、各刃体２Ａの回転方向Ｒ前方に隣接して、前記切刃２ｃで切削した切削屑を基端方に排出するためのギャレット４がそれぞれ形成されている。かかるギャレット４は、前記胴部１の先端部の外周面を内径方に凹設することによって形成されており、この実施の形態では、先端部４Ｔが、先端４ｔ方が内径方に、基端４ｂ方が外径方に位置するような形態の、テーパ面によって構成されている。また、図５に図示するように、かかるギャレット４の前記先端部４Ｔの基端方に位置する基端部４Ｂは、前記胴部１の先端部の基端部位まで、つまり、外径がやや大径になっている部位の略基端１ｅまで延設され、前記刃体２Ａで切削した切削屑を基端方に排出できるように構成されている。
また、この実施形態では、前記ギャレット４の溝幅（回転方向における寸法）ｂは、基端方にゆくに従って広くなるよう構成され、効率よく切削屑が排出できるようになっている。

また、前記刃体２Ａは、この実施形態では超硬合金製のブロック状のもので構成されている。そして、かかる刃体２Ａは、該胴部１の先端部位に先端方に開放された凹部１ｄに、前記ブロック状の該刃体２Ａの基部が「ろう付け」等によって、前記胴部１に固着されている。

また、前記説明では、前記刃体２Ａが、１種類と２種類（外刃と内刃の２種類）のものについて説明したが、３種類あるいは４種類以上のものについても適用できることは言うまでもない。

そして、前述のように構成された本実施形態にかかルコアカッターＡは、穿孔作業において、以下のように作用する。つまり、
本実施形態にかかるコアカッターＡを使用して、穿孔すると、図１に図示するように該コアカッターの先端部に配置された刃部２を構成する各刃体２Ａによって、被切削物が切削されてゆく。そして、かかる切削に際して、前述のように、各刃体２Ａのすくい面２ｆは、その先端部のすくい角α2がその基端方に位置する基端部のすくい角α1より小さくなるよう構成されているため、前記穿設時の回転数、軸方向への押圧力や固定状態如何にかかわらず、先端が欠損し難くなる。本出願人の実験によれば、従来生じていた欠損はほぼ解消されている。
また、先端部２ｍのすくい角α2が小さく構成されているにもかかわず、基端部２ｎのすくい角α1により、効率よく切削屑を排出することができることは言うまでもない。

また、この実施形態では、前記基端部２ｎのすくい角α1として、単一の角度から構成されている形態のものについて説明したが、該基端部２ｎが複数のすくい角から構成されていてもよいことは言うまでもない。

本発明は、前記実施形態として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。

本発明にかかるコアカッターは、金属や複合材料、あるいはコンクリート，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。

Ａ…コアカッター
Ｒ…回転方向
α2…（先端部の）すくい角
α1…（基端部の）すくい角
１…胴部
２…刃部
２Ａ…刃体
２ｃ…切刃
２ｆ…すくい面
２ｍ…先端部
１０…外刃（刃体２Ａの一つ）
１２…内刃（刃体２Ａの一つ）
１２ｂ…内刃の内径端の先端位置
３…取着部

Claims (4)

1. 少なくとも一つの刃体が円筒状の胴部の先端に配設されているコアカッターであって、
   前記刃体のすくい面の、先端部のすくい角が、その基端方の部位のすくい角にくらべて、小さくなっていることを特徴とするコアカッター。
2. 前記コアカッターにおいて、前記刃体の先端部のすくい面の寸法が、チャンファの寸法に比べて大きいものであることを特徴とする請求項１記載のコアカッター。
3. 前記コアカッターにおいて、前記先端部のすくい面の寸法が、コアドリル１回転当たりの切削深さの、概ね４０倍〜１５０倍程度の寸法であることを特徴とする請求項１又２に記載のコアカッター。
4. 前記刃体が、前記胴部の先端に相互に離間して複数個周設されていることを特徴とする請求項１〜３のいずれか１の項に記載のコアカッター。

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