JP3129003B2 - 穿孔ビット - Google Patents

穿孔ビット

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JP3129003B2
JP3129003B2 JP04310578A JP31057892A JP3129003B2 JP 3129003 B2 JP3129003 B2 JP 3129003B2 JP 04310578 A JP04310578 A JP 04310578A JP 31057892 A JP31057892 A JP 31057892A JP 3129003 B2 JP3129003 B2 JP 3129003B2
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    • B28WORKING CEMENT, CLAY, OR STONE
    • B28DWORKING STONE OR STONE-LIKE MATERIALS
    • B28D1/00Working stone or stone-like materials, e.g. brick, concrete or glass, not provided for elsewhere; Machines, devices, tools therefor
    • B28D1/02Working stone or stone-like materials, e.g. brick, concrete or glass, not provided for elsewhere; Machines, devices, tools therefor by sawing
    • B28D1/04Working stone or stone-like materials, e.g. brick, concrete or glass, not provided for elsewhere; Machines, devices, tools therefor by sawing with circular or cylindrical saw-blades or saw-discs
    • B28D1/041Working stone or stone-like materials, e.g. brick, concrete or glass, not provided for elsewhere; Machines, devices, tools therefor by sawing with circular or cylindrical saw-blades or saw-discs with cylinder saws, e.g. trepanning; saw cylinders, e.g. having their cutting rim equipped with abrasive particles

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  • Mining & Mineral Resources (AREA)
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  • Polishing Bodies And Polishing Tools (AREA)
  • Processing Of Stones Or Stones Resemblance Materials (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、コンクリート壁に円形
の貫通孔を形成する等の用途に使用される穿孔ビットに
関するものである。
【0002】
【従来の技術】この種の穿孔ビットは、円筒状をなすビ
ット本体と、このビット本体の基端側に同軸に設けられ
た軸部と、前記ビット本体の先端に周方向等ピッチで固
定された多数の砥粒層セグメントとからなるものであ
り、前記軸部が駆動装置に連結される。そして、駆動装
置により回転させつつ、コンクリート壁等の被削材に押
し当てることにより、貫通孔を形成する。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記の
穿孔方法では、ビット本体の振動が大きく騒音が大きい
こと、および砥粒層セグメントの切れ味低下および目詰
まりしやすいという欠点を有していた。なお、この種の
穿孔作業は従来、研削液を使用する湿式で行なわれてい
たが、研削液が周囲を汚すため、乾式で穿孔を行うこと
も多くなっている。その場合には、研削液を使用しない
ため、目詰まりがさらに激しいとともに、ビット本体の
振動がより大きく、騒音が著しいという問題があった。
【0004】本発明は上記事情に鑑みてなされたもの
で、砥粒層セグメントの切れ味を常に良好に保ち、目詰
まりを防ぐことの可能な穿孔ビットおよび穿孔方法を提
供することを課題としている。
【0005】
【課題を解決するための手段】本発明の請求項1に係る
穿孔ビットは、円筒状をなすビット本体と、このビット
本体の基端側に同軸に設けられた中空の軸部と、前記ビ
ット本体の先端に沿って互いに間隔を空けて固定された
多数の砥粒層セグメントとを有し、隣接しあう前記砥粒
層セグメントの間には、砥粒層セグメントよりも摩耗し
やすい材質からなる架橋部が形成され、これら架橋部の
先端面は、各砥粒層セグメントの研削面と連続している
とともに、前記砥粒層セグメントのビット回転方向前端
面と後端面とが凸または凹のV字状に形成されているこ
とを特徴とする。
【0006】一方、本発明の請求項に係る穿孔ビット
は、前記ビット本体の内部に、自由状態でビット本体の
内径よりもその外径が大きい螺旋状をなす弾性的なスプ
リングが縮径状態で収容され、このスプリングの外周が
ビット本体の内周面に弾性的に当接していることを特徴
とする。
【0007】
【作用】本発明の穿孔ビットでは、穿孔ビットを回転さ
せ、その先端を被削材に押し当てつつ、ビット本体の軸
部を通して遊離砥粒を連続的に供給することにより、
ット本体内に供給された遊離砥粒は、砥粒層セグメント
および架橋部と、被削材との隙間に侵入する。架橋部の
先端面と砥粒層セグメントの研削面はほぼ面一になって
いるから、侵入した遊離砥粒は、これらの面と被削材と
の隙間に沿って転動し、それにつれて砥粒層セグメント
の目立てを効果的に行う。
【0008】一方、架橋部は砥粒層セグメントより摩耗
しやすい材質で成形されているから、遊離砥粒によって
砥粒層セグメントよりも常に僅かに早く摩耗し、砥粒層
セグメントの被削材への食い込みを阻害することがな
い。これにより、砥粒層セグメントは被削材を研削しつ
つ、遊離砥粒により目立てされ、切れ味が常に良好に維
持されるとともに、切粉の排出性も高められ、長期に亙
って良好な研削効率が得られる。
【0009】そして、さらに、請求項1に係る穿孔ビッ
トでは、砥粒層セグメントのビット回転方向前端面と後
端面とが凸または凹のV字状に形成されているので、砥
粒層セグメントと架橋部との接合強度を向上することが
でき、穿孔により砥粒層セグメントが高温となった際に
も、架橋部の離脱などのおそれを低減することができ
る。また、請求項に係る穿孔ビットでは、ビット本体
の内部に、自由状態でビット本体の内径よりもその外径
が大きい螺旋状をなす弾性的なスプリングが縮径状態で
収容され、このスプリングの外周がビット本体の内周面
に弾性的に当接しているので、穿孔ビットをスプリング
の螺旋の進行方向がビット先端方向(穿孔方向)に向か
うように回転させることにより、遊離砥粒をスプリング
の螺旋の進行とともに穿孔方向に搬送することができ、
砥粒層セグメントおよび架橋部と被削材との界面に効率
よく遊離砥粒を供給することができるとともに、スプリ
ングによりビット本体に応力を付与するから、ビット本
体の振動を低減することができ、穿孔時の騒音を低減し
て作業環境の改善を図ることができる。
【0010】
【実施例】図1は、本発明に係る穿孔ビットの一実施例
を示す縦断面図である。図中符号1は円筒形のビット本
体であり、その一端部には円筒状の軸部2が同軸に形成
されている。ビット本体1の他端面には、多数の円弧状
の砥粒層セグメント3が、周方向に一定間隔を空けて1
列に並んで固定され、これら砥粒層セグメント3の間に
は、図2および図3に示すように本発明の特徴点である
架橋部4が形成されている。
【0011】砥粒層セグメント3の幅は、図1に示すよ
うにビット本体1の肉厚よりも大きく、互いの中心を一
致させて砥粒層セグメント3がビット本体1の端面に固
定されている。砥粒層セグメント3は、例えばダイヤモ
ンドやCBN等の超砥粒を金属結合剤粉末とともに混合
し、圧粉成形および焼結またはホットプレスして製造さ
れたものなどが使用される。ただし、本発明ではその他
の砥粒および結合剤を使用してもよい。
【0012】各架橋部4の先端面は、隣接する各砥粒層
セグメント3の研削面と面一に連続していることが必須
で、この例ではさらに、架橋部4の幅が砥粒層セグメン
トの幅と同一になっている。砥粒層セグメント3の幅と
架橋部4の幅は必ずしも同一でなくともよく、架橋部4
の幅は砥粒層セグメント3の幅より小さくても本発明の
効果は得られる。
【0013】前記架橋部4は、砥粒層セグメント3より
摩耗しやすい材質で形成されており、そのような材質と
しては、例えば各種合成樹脂、石膏等のセラミックス、
金属粉の圧粉成形体(焼結はしない)、金属粉に気孔形
成剤を添加して成形・焼結した多孔質金属体、または砥
粒層セグメント3を構成する金属よりも軟質な銅,黄銅
等の軟質金属が挙げられる。
【0014】架橋部4の材質は、この穿孔ビットが研削
液を使用しない乾式研削で使用されるか、研削液を使用
する湿式研削で使用されるかによって大別される。乾式
で使用する場合には、砥粒層セグメント3の温度が40
0℃近くまで昇温するため、架橋部4の材質は、この温
度に耐えうるものでなければならない。そこで、乾式に
使用できる合成樹脂は、自ずと耐熱樹脂に限定される。
【0015】耐熱樹脂としては、ポリイミド樹脂、ポリ
テトラフルオロエチレンなどのように分解温度200℃
以上の耐熱樹脂が挙げられる。もちろん、この分解温度
条件を満たせば、他の耐熱樹脂も使用可能である。架橋
部4が合成樹脂以外の場合にも、400℃以上で十分な
強度が得られる材質であることが望ましい。
【0016】一方、この穿孔ビットが湿式で使用される
場合には、砥粒層セグメント3の温度はそれほど高くな
らないため、前記耐熱樹脂ほどでなくとも、比較的分解
温度が高い程度のフェノール樹脂、エポキシ樹脂等の合
成樹脂であれば足りる。
【0017】次に、上記穿孔ビットを使用した穿孔方法
を説明する。この方法ではまず、穿孔ビット1を回転さ
せつつ、被削材Wに押し当てて切込みを開始すると同時
に、ビット本体1の中空軸部2を通してビット本体1内
に遊離砥粒を供給する。
【0018】遊離砥粒としては、前記超砥粒や、あるい
はSiC、Al23などの一般砥粒が使用可能であり、粉
末状態のまま、あるいは一般的に使用される研削液に添
加されてスラリー状態で供給される。遊離砥粒の平均粒
径は必ずしも限定されないが、目立て効果を高めるため
には、砥粒層セグメント3中の砥粒の平均粒径の100
〜30%程度が好ましい。
【0019】ビット本体1内に供給された遊離砥粒の一
部は、砥粒層セグメント3および架橋部4と被削材Wと
の界面に入り込み、架橋部4を適宜摩耗させるととも
に、砥粒層セグメント3の研削面に露出する結合剤相を
削り、砥粒層セグメント3中に埋もれている砥粒を発刃
させて、砥粒層セグメント3を目立てする。目立てに使
用された遊離砥粒は、穿孔ビットの回転につれ順次ビッ
トの外側に排出され、それとともに切粉も運ばれる。
【0020】ちなみに、架橋部4が存在しなければ、遊
離砥粒が各砥粒層セグメント3の間隙を通って外周側に
通り抜けてしまい、砥粒層セグメント3と被削材との界
面に導入されにくく、遊離砥粒による目立て効果が著し
く低下する。
【0021】上記構成からなる穿孔ビットおよび穿孔方
法によれば、前述した目立て作用により、砥粒層セグメ
ント3の切れ味が常に良好に維持されるとともに、切粉
の排出性も高められ、長期に亙って良好かつ安定した切
れ味が得られる。
【0022】ここで、図2は、本発明の穿孔ビットの実
施例に対する参考例を示すものであり、この参考例で
は、各砥粒層セグメント3のビット回転方向先端側の前
端面3Aが、ビット内周側にいくほど回転方向前方に位
置する傾斜面になっている。
【0023】砥粒層セグメント3の先端は、架橋部4よ
りも常に僅かに突出するため、ビット本体1の内周側か
ら供給された遊離砥粒は、穿孔ビットの回転に伴い、砥
粒層セグメント3の前端面3Aのエッジにより外周側へ
徐々に移送されつつ砥粒層セグメント3の目立てを行
う。その過程で、生成した切粉も遊離砥粒と一緒にビッ
ト外周側へ運ばれるので、前記実施例に比して切粉排出
性がさらによくなり、砥粒層セグメント3の目詰まり防
止効果が高められる利点を有する。
【0024】そして、図4は本発明の穿孔ビットの第
実施例を示し、この例では、全ての砥粒層セグメント3
の回転方向前端面3Aを凸V字状、後端面3Bを凹V字
状に形成したことを特徴とする。このように形成する
と、砥粒層セグメント3と架橋部4との接合強度を向上
することができ、穿孔により砥粒層セグメント3が高熱
になった際にも、架橋部4の離脱などのおそれを低減す
ることができる。
【0025】なお、砥粒層セグメント3の回転方向前後
の凹凸は逆であってもよいし、両端とも凸、あるいは両
端とも凹としても同様の接合強度向上効果は得られる。
また、砥粒層セグメント3の前端面および後端面に微小
な凹凸を多数形成することにより、砥粒層セグメント3
と架橋部4との接合強度を高めることも可能である。
【0026】図5は、本発明の穿孔ビットの第実施例
を示し、この例のビット本体1の内部には、自由状態で
ビット本体1の内径よりもその外径が大きい螺旋状をな
す弾性的なスプリング10が縮径状態で収容され、この
スプリング10の外周がビット本体1の内周面に弾性的
に当接していることを特徴とする。
【0027】スプリング10の両端は、ビット本体1の
内底面と、砥粒層セグメント3の端面によりそれぞれ係
止され、ビット本体1の軸線方向に動かないようになっ
ている。また、図に示すようにスプリング10の太さ
Dは、ビット本体1の内周面からの砥粒層セグメント3
の突出量Tよりも小さい。
【0028】スプリング10の螺旋角αは、穿孔ビット
の回転速度にもよるが、10〜45°程度が好ましい。
10°未満では遊離砥粒の送り速度が遅すぎて、遊離砥
粒の効果が不足する。また、45°より大では、遊離砥
粒がスプリング10の螺旋の進行速度に追従せず、遊離
砥粒の送り効果が減少する。
【0029】この実施例によれば、穿孔ビット1を、ス
プリング10の螺旋の進行方向がビット先端方向(穿孔
方向)へ向かうように回転させることにより、ビット本
体1内に供給された遊離砥粒をスプリング10の螺旋の
進行とともに穿孔方向に搬送することができる。したが
って、砥粒層セグメント3および架橋部4と被削材Wと
の界面に効率よく遊離砥粒を供給することができる。ま
た、スプリング10によりビット本体1に応力を付与す
るから、ビット本体1の振動を低減することができ、こ
の点からも穿孔時の騒音を低減して作業環境の改善が図
れる。
【0030】なお、制振効果を向上する目的で、ビット
本体1を制振合金で形成することも有効である。この種
の制振合金としては、複合型制振材料、転位型制振合
金、双晶型合金等の周知の制振合金が使用可能である。
このような制振合金を使用すると、ビット本体1の内部
減衰が大きくなり、いっそうの制振効果が得られる。
【0031】
【発明の効果】本発明の穿孔ビットでは、穿孔ビットを
回転させ、その先端を被削材に押し当てつつ、ビット本
体の軸部を通して遊離砥粒を連続的に供給することによ
り、ビット本体内に供給された遊離砥粒を、砥粒層セグ
メントおよび架橋部と、被削材との界面に侵入させる。
架橋部の先端面と砥粒層セグメントの研削面はほぼ面一
になっているから、侵入した遊離砥粒は、これらの面と
被削材との隙間に沿って転動しつつ、砥粒層セグメント
の目立てを効果的に行う。目立てに使用された遊離砥粒
は、穿孔ビットの回転につれ順次ビットの外側に排出さ
れ、それとともに切粉も運ばれる。
【0032】一方、架橋部は砥粒層セグメントより摩耗
しやすい材質で成形されているから、遊離砥粒によって
砥粒層セグメントよりも常に僅かに早く摩耗し、砥粒層
セグメントの被削材への食い込みを阻害することがな
い。したがって、砥粒層セグメントは被削材を研削しつ
つ、遊離砥粒により目立てされ、切れ味が常に良好に維
持されるとともに、切粉の排出性も高められ、長期に亙
って良好な研削効率が得られる。そして、さらに、請求
項1に係る穿孔ビットでは、砥粒層セグメントのビット
回転方向前端面と後端面とが凸または凹のV字状に形成
されているので、砥粒層セグメントと架橋部との接合強
度を向上することができ、穿孔により砥粒層セグメント
が高温となった際にも、架橋部の離脱などのおそれを低
減することができる。また、請求項に係る穿孔ビット
では、ビット本体の内部に、自由状態でビット本体の内
径よりもその外径が大きい螺旋状をなす弾性的なスプリ
ングが縮径状態で収容され、このスプリングの外周がビ
ット本体の内周面に弾性的に当接しているので、穿孔ビ
ットをスプリングの螺旋の進行方向がビット先端方向
(穿孔方向)に向かうように回転させることにより、遊
離砥粒をスプリングの螺旋の進行とともに穿孔方向に搬
送することができ、砥粒層セグメントおよび架橋部と被
削材との界面に効率よく遊離砥粒を供給することができ
るとともに、スプリングによりビット本体に応力を付与
するから、ビット本体の振動を低減することができ、穿
孔時の騒音を低減して作業環境の改善を図ることができ
る。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明に係る穿孔ビットの一実施例を示す縦断
面図である。
【図2】本発明に係る穿孔ビットの実施例に対する参考
例の穿孔ビットの砥粒層セグメントおよび架橋部の底面
図である。
【図3】本発明に係る穿孔ビットの一実施例を示す砥粒
層セグメントおよび架橋部の側面図である。
【図4】本発明に係る穿孔ビットの一実施例を示す砥粒
層セグメントおよび架橋部の底面図である。
【図5】本発明に係る穿孔ビットの他の実施例を示す縦
断面図である。
【符号の説明】
1 ビット本体 2 軸部 3 砥粒層セグメント 4 架橋部 10 スプリング
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) B28D 1/14 B23B 51/04 B24D 7/06 B24D 7/18

Claims (2)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】円筒状をなすビット本体と、このビット本
    体の基端側に同軸に設けられた中空の軸部と、前記ビッ
    ト本体の先端に沿って互いに間隔を空けて固定された多
    数の砥粒層セグメントとを有する穿孔ビットにおいて、 隣接しあう前記砥粒層セグメントの間には、砥粒層セグ
    メントよりも摩耗しやすい材質からなる架橋部が形成さ
    れ、これら架橋部の先端面は、各砥粒層セグメントの研
    削面と連続しているとともに、前記砥粒層セグメントの
    ビット回転方向前端面と後端面とが凸または凹のV字状
    に形成されていることを特徴とする穿孔ビット。
  2. 【請求項2】円筒状をなすビット本体と、このビット本
    体の基端側に同軸に設けられた中空の軸部と、前記ビッ
    ト本体の先端に沿って互いに間隔を空けて固定された多
    数の砥粒層セグメントとを有する穿孔ビットにおいて、 隣接しあう前記砥粒層セグメントの間には、砥粒層セグ
    メントよりも摩耗しやすい材質からなる架橋部が形成さ
    れ、これら架橋部の先端面は、各砥粒層セグメントの研
    削面と連続しているとともに、前記ビット本体の内部に
    は、自由状態でビット本体の内径よりもその外径が大き
    い螺旋状をなす弾性的なスプリングが縮径状態で収容さ
    れ、このスプリングの外周がビット本体の内周面に弾性
    的に当接していることを特徴とする穿孔ビット。
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