JP3257602B2 - ノンコアドリル - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は、コンクリート等の被
削材に穿孔するためのドリルに関し、詳しくは、切削部
位に冷却用気体とともにアルミナ等の研削材を供給して
切削効率の向上を図る乾式のドリル装置に用いられ、切
削チップはその内部に被削材が柱状核として残らないい
わゆるノンコアドリルに関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来のノンコアドリルでは、軸方向に貫
通する冷却用流体供給孔としての通孔を有するシャンク
の先端に、ダイヤモンド粒をバインダ材で保持した切削
チップ（通称、ダイヤモンドクラウン部）を固着する構
造となっており、切削チップには、ドリル装置から供給
される空気等の冷却用流体を噴出させるとともに切削屑
を排出させるためのスリットが軸方向に形成されてい
る。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】ところで、この種のド
リルにおいて良好な切削状態が維持されるには、最外面
のダイヤモンド粒が切刃としての役目を終えて損耗ない
し欠落した後に、バインダ材が適度に摩耗して順次内方
の新しいダイヤモンド粒が現れる目立て作用が要求され
る。

【０００４】本出願人は、研削材を冷却用気体としての
圧搾空気とともに被削材の切削部位に送り込み、切削チ
ップの冷却と目立て作用とを同時に行うことが、非常に
有益であることを発見し、特願平３−３３３５８４号に
て被削材が切削チップ内部に柱状核として残るコアドリ
ルの穿孔技術を提供している。

【０００５】しかしながら、当該技術をノンコアドリル
に適用しようとする場合、従来のものではスリット部分
で冷却用気体による切削チップの冷却と切削屑の排出を
兼ねた搬送流が生じるため、研削材が切削チップの先端
域に届かないまま、すなわち目立てに何ら寄与しないま
まスリットから外部へ排出される。このため、研削材の
目立て作用によるメリットを活かせない現状にある。

【０００６】また、穿孔径が１２ｍｍ程度以下のもので
は切削チップ内部の被削材が搬送流で排出可能に粉砕さ
れ得るが、穿孔径が約１２ｍｍ以上のものでは粉砕粒径
が大きく、切削屑として排出されずに残存する。このた
め、研削材の供給が阻害されるという問題を抱えてい
る。

【０００７】ところで、本発明者による実験を踏まえた
考察に基づけば、切削部位における切削状況を総合的に
判断した場合、スリットの存在による冷却効率の良否よ
りも目立ての良否による実質的な切削能率の良否のほう
が全体の切削効率に与える影響が大きいと推測される。

【０００８】また、冷却用気体による冷却機能並びに切
削屑等の排出は、切削チップの表面からランダムに突出
するダイヤモンド粒によって確保される切削チップと被
削材との間の微小間隙のみである程度達成されることも
確認されている。

【０００９】従って、冷却用気体による切削チップの冷
却機能並びに切削屑の排出機能の確保に対し、切削チッ
プ先端面への研削材の供給効率を可能な限り優先させる
ことによって、結果的に切削効率の向上がなされること
が期待できる。

【００１０】そこで、この発明は、切削チップ先端面へ
の研削材の供給効率の向上を図ることができ、よって切
削効率の向上並びに研削材の使用効率の向上を図ること
ができるノンコアドリルの提供をその目的とする。

【００１１】また、この発明の他の目的は、径が１２ｍ
ｍ程度以上のものでも切削チップ内部の被削材を排出可
能に粉砕でき、研削材の供給効率を小径のものと同程度
に維持できるノンコアドリルを提供することにある。

【００１２】

【課題を解決するための手段】この発明は、上記目的を
達成すべく創案されたもので、その特徴は、軸方向に貫
通する通孔を有するシャンクの先端にダイヤモンド粒を
バインダ材で保持した切削チップが固着され、穿孔径を
１２ｍｍ程度以下としてコアが粉砕されるノンコアドリ
ルにおいて、切削チップは円筒状に形成され、切削チッ
プの周方向の一部が軟質部材で占められており、摩耗す
る軟質部材と切削面との隙間に研削材を供給する研削材
供給手段を備えた構成としたことである。

【００１３】また、この発明によれば、切削チップが円
筒状に形成されているとともに筒内の被削材を粉砕する
粉砕片を有し、上記粉砕片はダイヤモンド粒をバインダ
材で保持して形成され、粉砕片のチップ中心位置に透孔
を有する構成とすることができる。

【００１４】

【作用】この発明によれば、ドリル装置から供給された
研削材を含む冷却用気体がシャンクを経て切削部位に供
給される。供給された研削材は円筒状をなす切削チップ
の形状によって、目立てに寄与しない状態での外方への
通り抜けを阻止され、切削チップのダイヤモンド粒の突
出による切削チップと被削材との間の微小間隙から冷却
用気体とともに外方へ案内される。供給された研削材は
軟質部材の存在によって切削チップからの逃げを阻止さ
れるとともに、切削チップより早く摩耗することによっ
て形成される軟質部材部位の隙間から冷却流体とともに
外方に案内される。研削材は軟質部材部位の隙間を通過
することによって、周方向における切削チップの先端面
域に供給される。

【００１５】また、この発明によれば、粉砕片によって
切削チップ内の被削材が細かく粉砕され、冷却用気体に
よる搬送流で外方へ排出される。また、透孔により粉砕
片のチップ中心位置で、周速０による目立て作用の消失
が回避される。

【００１６】

【実施例】図１乃至図４はこの発明の一実施例を示し、
ドリルが略水平となるいわゆる横切りでの切削例であ
る。ドリル装置２には、ノンコアドリル４を有する装置
本体６と、切削屑を吸引する集塵手段８と、図示しない
コンプレッサ等の空気供給源に接続される給気管１０
と、研削材Ｋを供給する研削材供給手段１２とが備えら
れている。

【００１７】ノンコアドリル４は、軸方向へ貫通する冷
却用気体供給路としての通孔１４ａを有する細径のシャ
ンク１４と、このシャンク１４の先端にろう付け等の手
段で固着された円筒状の切削チップ１６（穿孔径１２ｍ
ｍ程度以下）とから構成されている。切削チップ１６
は、図２及び図３に示すように、切削チップ本体１８
と、周方向の一部分を占める軟質部材２０とから構成さ
れている。切削チップ本体１８は、ダイヤモンド粒をメ
タルボンド等のバインダ材で保持して形成されており、
軟質部材２０は例えば切削チップ１６のメタルボンドと
同等（例えばダイヤモンド粒を含まず、メタルボンドの
硬度が同一）か軟質のメタルボンドで形成されるもので
ある。符号１６ａは内孔を示す。

【００１８】装置本体６には、両端部をベアリング２
２，２４で支持されるとともに内蔵の電動モータで回転
駆動される中空回転軸２６が備えられており、中空回転
軸２６の先端はジョイントナット２８でシャンク１４に
連結されている。また、中空回転軸２６の後端はシール
ジョイント３０を介して給気管１０に直結態様で接続さ
れている。

【００１９】集塵手段８は、ノンコアドリル４に嵌合さ
れて切削部位を取り囲む吸引ヘッド３２と、この吸引ヘ
ッド３２と図示しない集塵機とを接続する集塵ホース３
４とから構成されている。

【００２０】研削材供給手段１２は、研削材Ｋが収容さ
れる研削材タンク３６と、給気管１０と研削材タンク３
６とを接続する研削材供給路３８と、この研削材供給路
３８に設けられる開閉バルブ４０とから構成されてい
る。図１において符号４２はコンクリート等の被削材を
示す。

【００２１】次にドリル装置２による穿孔動作を説明す
る。ノンコアドリル４を回転駆動しながら移動させる
と、切削チップ１６が被削材４２に食い付いて穿孔が進
行する。穿孔に伴って、給気管１０を介して供給される
圧搾空気Ａが中空回転軸２６を経てノンコアドリル４に
送り込まれ、また、研削材供給手段１２の開閉バルブ４
０が開かれ、これによって研削材Ｋが研削材供給路３８
から給気管１０内に送り込まれる。給気管１０内に供給
された研削材Ｋは圧搾空気Ａの流れで搬送され、ノンコ
アドリル４に送り込まれる。

【００２２】ノンコアドリル４内に送り込まれた研削材
Ｋはシャンク１４の通孔１４ａ、切削チップ１６の内孔
１６ａを経て切削部位Ｐへ供給される。切削部位Ｐで
は、軟質部材２０が切削チップ１６より早く摩耗するの
で、被削面４２ａと軟質部材２０との間に常に若干の隙
間ｇ1 が生じ、この隙間ｇ1 が圧搾空気Ａによる搬送流
の通路としてなる。従って、研削材Ｋも矢印Ｅに示すよ
うに隙間ｇ1 、すなわち、切削チップ１６の先端面の通
過域を確実に案内されることになり、これによって研削
材Ｋのほぼ全量が切削チップ１６の目立てに作用し得る
域に供給されることになる。

【００２３】これによって切削チップ１６のバインダ材
が研削材Ｋとの接触で摩耗してドレッシング作用が促さ
れ、切削チップ１６の切れ味が穿孔作業中全体に亘って
低下することなく維持される。研削材Ｋの供給効率の向
上によって、切削効率の向上が得られるばかりでなく、
研削材Ｋの適正量による使用効率の向上を図ることがで
きる。なお、切削チップ１６が穿孔径１２ｍｍ程度以下
の大きさであるので、切削チップ１６内の被削材４２は
切削チップ１６の回転に伴って細かく粉砕され、圧搾空
気Ａの搬送流で排出される。

【００２４】軟質部材２０の適正な摩耗による隙間ｇの
存在によって圧搾空気Ａによる冷却機能も有効に維持さ
れ、切削効率の向上並びに作業能率の向上がなされる。
また、この場合、研削材Ｋは切削チップ１６の目立てに
寄与するばかりでなく、ダイヤモンド粒と同様に切刃と
しての機能を呈するものである。なお、研削材Ｋも使用
後は圧搾空気Ａや切削屑Ｄとともに集塵機に吸引され
る。

【００２５】次に図５乃至図７は切削チップが全てダイ
ヤモンドチップとしてなる例である。切削チップ４５は
内孔４５ａを有する円筒形状に形成されているととも
に、全体がダイヤモンド粒をメタルボンドで保持して形
成されている。この例ではダイヤモンド粒の総量を上記
例と同一とした。すなわち、軟質部材２０の容積分ダイ
ヤモンド粒の分布密度が低くなっている。

【００２６】切削部位Ｐでは図７に示すように、切削チ
ップ４５の先端面から突出するダイヤモンド粒４５ｂに
よって切削チップ４５と被削面４２ａとの間に常時隙間
ｇ2が形成されており、この隙間ｇ2 が圧搾空気Ａによ
る搬送流の通路としてなる。

【００２７】研削材Ｋは搬送流によって隙間ｇ2 内に供
給され、切削屑Ｄとともに外方へ排出される。隙間ｇ2
は極めて狭い空間であるので、供給された研削材Ｋは殆
どが切削チップ４５の目立てに寄与する状態となり、こ
の状態が切削チップ４５の全周に亘って維持される。

【００２８】次に図８及び図９は穿孔径が１２ｍｍ程度
以上の大きさの切削チップを有する例である。切削チッ
プ４６は内孔４６ａを有する円筒状に形成されており、
軟質部材で形成された筒状本体４８と、周方向の一部分
を占めるとともに内孔４６ａに突出する粉砕片５０とか
ら構成されている。

【００２９】粉砕片５０はダイヤモンド粒をバインダ材
で保持して形成されており、内孔４６ａ内の被削材４２
を細かく粉砕する役割をなすとともに、実質的な切削チ
ップの役割をなす。また、粉砕片５０のチップ中心位置
には、周速０による目立て作用の消失を回避するために
透孔５０ａが形成されている。粉砕片５０の存在によっ
て、穿孔径が大きくても切削チップ４６内の被削材４２
を圧搾空気Ａの搬送流で排出可能な大きさに粉砕するこ
とができる。また、この例によれば、ダイヤモンドの使
用量を効率的にできるので切削チップ４６のコストの低
減を図れるメリットもある。

【００３０】次に図１０及び図１１は粉砕片を有するタ
イプの変形例を示す。切削チップ５２は内孔５２ａを有
する円筒状に形成されており、ダイヤモンド粒をバイン
ダ材で保持した切削チップ本体５４と、切削チップ本体
５４と材質が同一で内孔５２ａの中心を横切る状態に一
体に形成される粉砕片５６とから構成されている。粉砕
片５６のチップ中心位置には上記例と同様に透孔５６ａ
が形成されている。粉砕片５６による粉砕機能は上記例
と同様である。

【００３１】

【発明の効果】この発明によれば、研削材を切削チップ
の目立てに作用し得る状態に効率的に供給することがで
きるので、切削効率の向上を図ることができるととも
に、研削材の使用効率の向上を図ることができる。

【００３２】また、穿孔径が大きい範囲においても、切
削チップ内の被削材を細かく粉砕することができるの
で、研削材供給による目立て機能を小径のものと同等に
得ることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明に係るノンコアドリルの一実施例を示
す使用状態の概要側面図である。

【図２】要部拡大断面図である。

【図３】図２における底面図である。

【図４】切削部位における研削材の供給状態並びに切削
屑の排出状態を示す要部拡大斜視図である。

【図５】他の例を示す要部拡大断面図である。

【図６】図５における底面図である。

【図７】図５で示した例の研削材の供給状態並びに切削
屑の排出状態を示す概要断面図である。

【図８】他の例を示す要部拡大断面図である。

【図９】図８における底面図である。

【図１０】他の例を示す要部拡大断面図である。

【図１１】図１０における底面図である。

【符号の説明】

１４ シャンク １４ａ 通孔 １６，４５，４６，５２ 切削チップ ２０ 軟質部材 ５０，５６ 粉砕片 ４２ 被削材

フロントページの続き (56)参考文献 実開 昭58−150410（ＪＰ，Ｕ) 実開 平２−130306（ＪＰ，Ｕ) 実開 昭63−127876（ＪＰ，Ｕ) 実開 平４−28954（ＪＰ，Ｕ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) B28D 1/14 B24D 7/18 B28D 7/02

Claims (2)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 軸方向に貫通する通孔を有するシャンク
   の先端にダイヤモンド粒をバインダ材で保持した切削チ
   ップが固着され、穿孔径を１２ｍｍ程度以下としてコア
   が粉砕されるノンコアドリルにおいて、切削チップは円
   筒状に形成され、切削チップの周方向の一部が軟質部材
   で占められており、摩耗する軟質部材と切削面との隙間
   に研削材を供給する研削材供給手段を備えたことを特徴
   とするノンコアドリル。
2. 【請求項２】 軸方向に貫通する通孔を有するシャンク
   の先端に切削チップが固着されたノンコアドリルにおい
   て、上記切削チップが円筒状に形成されているとともに
   筒内の被削材を粉砕する粉砕片を有し、上記粉砕片はダ
   イヤモンド粒をバインダ材で保持して形成され、粉砕片
   のチップ中心位置に透孔を有することを特徴とするノン
   コアドリル。