JP3792794B2 - 切り屑排出用の溝を有するドリルの刃 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は切削工具またはドリルの刃、特に、コンクリート、骨材、石材あるいはこれらに類する物にツチ打ち、衝撃あるいは回転で穿孔する切削工具またはドリルの刃に関する。
【０００２】
【従来の技術】
コンクリート、骨材あるいはこれらに類する物に穿孔する場合、通常、３種類の切削工具または刃が使用される。これらの刃は、ツチ打ち用刃、衝撃用刃および石材用回転刃に分類される。そして、これらの刃は共通して１つのものを有している。それは穿孔された孔から発生した切り屑を排出することの必要性である。孔から切り屑を取り除くために、孔からの切り屑の排出における溝が重要である。切り屑通路の設計において重要なパラメータはベース面、側壁面、ならびにベース面と側壁面を刃の長手方向軸にそって軸方向に連続せしめるウェブまたは背面である。同様に重要なのは各面どうしが互いになす角度、および各面が長手方向軸となす角度である。
【０００３】
現在のツチ打ち用刃、衝撃用刃および石材用回転刃はそれぞれ異なるタイプの溝を有しているが穿孔された孔から最適に切り屑を排出していない。また、ある種の溝が、シャンクに先端刃を挿入するためのシャンクの正しい方向付けのために研磨等によって加工している。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は上記問題に鑑み、コンクリート、骨材あるいはこれらに類する物への穿孔時間を短縮し、穿孔された孔の質を向上することのできる切削工具またはドリルの刃の技術を提供することを目的とする。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
本発明は切り屑の詰まりを減少し、穿孔された孔からの切り屑の排出を向上した溝を有する。また、この溝は冷間転造工程の間にドリルの刃の上に形成される。溝のジオメトリに沿う工程は、シャンクに挿入体を取り付ける前におこなう先端部の切削時に溝を正しい方向に向けておくことができる。
【０００６】
本発明の一つの請求項によれば、ドリルの刃は２つの端部を有し、長手方向軸を画定するシャンクを具備する。一方の端部は締着用端部を有し、他方の端部は切削用端部または切削用頭部を有する。前記締着用端部と前記切削用端部の間のシャンク上には少なくとも１つの溝が形成されている。前記少なくとも１つの溝はウェブと切り屑通路を有している。前記ウェブは前記シャンクの軸に略平行であって前記切り屑通路に連続している第１の面、と第２の面を有している。
前記第２の面は前記切り屑通路の基部を形成しながら内側に向かって延伸している。また、前記第２の面は前記長手方向軸に対して約１００°から約１２０°の角度をなしている。切り屑通路の面は前記第１の面と第２の面の間にある。
前記第１の面と第２の面の間の前記切り屑通路の面は切り屑通路の側面を形成し、前記シャンクの長手方向軸に対して約１０°から２０°、好ましくは１５°の角度をなしている。前記切り屑通路の面の軸方向長さと前記第１の面の軸方向長さの比は約２：１から約４：１、好ましくは約２．３：１から約３．５：１、最適には約３：１である。また、前記第１の面の軸方向長さと、刃が加工する径の比は約１：３から約１：５である。
【０００７】
本発明の他の請求項によれば、ドリルを製造する方法が開示されている。この方法は、一対の回転する型を用意するステップ、ならびに素材を用意するステップとを含んでいる。前記素材は前記型の間を移動する。刃は冷間転造によって締着用端部と切削用端部と上述した溝を有するように製造される。その後、ドリルの刃の切削用端部にはスロットが切削され、挿入体が溶接またはロウ付けによって前記スロットに固定される。この工程はドリルの刃を費用のかからない冷間転造で製造することを可能にしている。ドリルの刃のゆるいスパイラル形状（インチ当たり少ない数のスレッド）は、挿入用スロットが溝の内部に切削された時に、溝を常に正しい方向を向かせ、スロットを自動装置で切削可能にし、常に切削用頭部の同じ位置に切削されるようにする。
【０００８】
【発明の実施の形態】
本発明の他の目的と効果は、選択された実施の形態と、請求項と添付の図面から明らかにされるが、本発明を実施することでも明らかになるであろう。
添付の図面は明細書の一部を構成するものであって、本発明の一つの実施の形態を示していて、記述と共に本発明の本質を説明するものである。なお、同様の部品には同じ符号が付されている。
【０００９】
図１には、切削工具１またはドリル刃が図示され、符号１０で示されている。ドリル刃１０は一方の端部に締着用端部１４を有し、他方の端部に切削用頭部１６を有する長いシャンク１２を有する。シャンク１２は長手方向の回転軸１８を画定している。切削用頭部１６は、通常、切削用頭部１６にロウ付けまたは溶接される切削用の先端の挿入体２０を有する。シャンク１２は切削用頭部１６から締着用端部に向かって延伸する溝を有する。ドリル刃１０は一条の溝または二条の溝を有するが、図に示されているのは二条の溝である。溝３０は螺旋状になっていてその詳細を以下に説明する。
【００１０】
溝３０は切り屑通路３２を有し、この切り屑通路３２は切り屑通路側壁３４とウェブ３６により画定される。ウェブ３６は軸１８に平行な第１の面３８と軸１８に対して角度を有し、切り屑通路または溝３２のベース面の役をなす第２の面４０を有する。
第１の面３８は軸１８に平行であって符号Ａによって示される所望の軸方向長さを有する。第１の面３８の軸方向長さが加工径Ｄ（図４参照）に対してある比率を有するように長さＡは加工径に比例している。この第１の面３８の軸方向長さの加工径に対する比率は約１：３から約１：５、好ましくは１：４である。また第１の面３８は切り屑通路側壁３４の先端部分と連続しており図３に示されるように弧状部分４４は第１の面３８と第２の面４０をつなげている。
【００１１】
第２の面、またはベース面４０は長手方向軸１８に対して角度を有している。この面４０は長手方向軸１８に対して約１００°から約１２０°の角度αをなす面上にある。この角度は、好ましくは、約１０５°から約１１５°、最適には約１１０°とされる。また、符号Ｂで示されている、第２の面の第１の面からの深さは第１の面の軸方向の長さの約２／３である。また、第２の面４０は切り屑通路側壁３４との間に鈍角βが形成されるように切り屑通路側壁３４に対して角度がつけられている。通常この鈍角βは約９１°から約１００°であり、好ましくは約９５°である。
【００１２】
切り屑通路側壁３４は長手方向軸１８に対して角度がつけられている。この長手方向軸１８に対する角度δは約１０°から約２０°であり、好ましくは約１５°である。また、切り屑通路側壁３４は符号Ｃで示される軸方向長さを有する。この切り屑通路側壁３４の軸方向長さの第１の面３８の長さに対する比は約２：１から約４：１であり、好ましくは約２．３：１から約３．５：１であり、最適には約３：１である。したがって両者は長手方向軸１８に沿った軸方向長さは一定である。
【００１３】
このように、切り屑通路側壁３４の角度δ、ならびに第２の面４０の角度αは加工される孔からの切り屑の排出が最大となるように螺旋状の切り屑通路または溝３２を最適化する。溝３０は切り屑の排出を最大にし、切削している先端部から切り屑が排出されると、その流れの詰まりを減少する。
【００１４】
本発明による切削工具は冷間転造により製造され、素材６０が一対の型６２の間を移動するときに金属が脱離することがない。図４および図５に示されるように切削工具１０を製造するために素材６０は型６２の対に対して直角にセットされる。素材６０は型６２の中へ移動せしめられるが、型６２は切削工具内に上述の溝を形成する歯６４を有する。素材６０は型６２の中を通過せしめられ、型が回転している間、回転し続け、型６２の中を通過するにつれて成形される。
【００１５】
次に、溝が形成された素材は、挿入体２０を受容するためのスロット６６を切削用頭部１６内に形成するための第２の機械（図示しない）にセットされる。溝が螺旋状になっていることから、素材が把持されてスロット６６を形成するために第２の機械によって回転された時、素材の方向はいつも同じである、これは上述の形状にされていることによるものである、そして切削用頭部１６にスロット６６を形成するために素材６０を人間の手により操作することを不要にしている。このように、素材６０の中に挿入体２０を受容するためのスロット６６を形成するための自動的な工程を可能にしたことによって貴重な時間と作業員の節約をすることができる。
切削用頭部１６にスロットが形成されると、挿入体２０がスロット６６に取り付けられ、挿入体２０をスロット６６に固定保持するためにロウ付けまたは溶接される。
このようにして本発明の切削工具、またはドリルの刃１０は作られる。
【００１６】
上述の詳細な説明は本発明の選択された実施の形態について述べているが、本発明は請求項の範囲と目的を逸脱しない変形を含むものである。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明によるドリルの刃の斜視図である。
【図２】図１の断面図である。但し、挿入体を除く。
【図３】図２の円２ａ内の部分の拡大断面図である。
【図４】素材と本発明による刃を製造するための型と製造された刃を概略的に示す図である。
【図５】図３を軸方向から見た図である。
【図６】図１の切削用頭部の正面図である。
【図７】冷間転造されたシャンクの側面図であって、挿入体を挿入する前の状態を示している。
【符号の説明】
１０…ドリル
１２…シャンク
１４…締着用端部
１６…切削用端部
１８…長手方向軸
２０…挿入体
３０…溝
３２…切り屑通路
３４…切り屑通路側壁
３６…ウェブ
３８…（ウェブの）第１の面
４０…（ウェブの）第２の面
６０…素材
６２…型
６６…スロット

Claims (12)

1. ２つの端部を有し、長手方向軸を画定するシャンクと、
   前記シャンクの一方の端部上の締着用端部および前記シャンクの他方の端部上の切削用端部と、
   前記締着用端部と前記切削用端部の間のシャンク上の少なくとも１つの螺旋状の溝と、を具備するドリルの刃であって、
   前記少なくとも１つの溝はウェブ手段と切り屑通路を有し、
   前記ウェブ手段は第１の面と第２の面を有し、
   前記第１の面は前記シャンクの軸に平行であって前記切り屑通路に連続していて、
   前記第２の面は前記長手方向軸に対して１００°から１２０°の角度をなし、前記切り屑通路の基部を形成しながら内側に向かって延伸し、
   前記第１の面と第２の面の間の切り屑通路の面は切り屑通路の側面を形成し、
   前記シャンクの長手方向軸に対して１０°から２０°の角度をなし、前記切り屑通路の面の軸方向長さと前記第１の面の軸方向長さの比が２：１から４：１であることを特徴とするドリルの刃。
2. 前記切り屑通路の面の前記軸方向長さと前記第１の面の軸方向長さの比が２．３：１から３．５：１とされていることを特徴とする請求項１に記載のドリルの刃。
3. 前記第２の面の前記長手方向軸に対する角度が１１０°とされていることを特徴とする請求項１に記載のドリルの刃。
4. 前記切り屑通路の側面の前記長手方向軸に対する角度が１５°とされていることを特徴とする請求項１に記載のドリルの刃。
5. 前記切り屑通路の面の前記第１の面と第２の面の軸方向の長さが長手軸方向にわたって一定であることを特徴とする請求項１に記載のドリルの刃。
6. 前記第１の面の軸方向の長さと刃が加工する径の比が１：３から１：５であることを特徴とする請求項１に記載のドリルの刃。
7. 前記第２の面と前記切り屑通路の面の間に鈍角が形成されることを特徴とする請求項１に記載のドリルの刃。
8. ドリルの刃を製造する方法であって、
   一対の回転する型を用意する工程と、
   素材を用意する工程と、
   素材を前記型の間を移動せしめる工程と、
   締着用端部と切削用端部と、その間に配設された少なくとも１つの螺旋状の溝を有し、
   前記少なくとも１つの溝はウェブ手段と切り屑通路を有し、前記ウェブ手段は第１の面と第２の面を有し、前記第１の面は前記シャンクの軸に平行であって前記切り屑通路の面に連続していて、前記第２の面は前記長手方向軸に対して１００°から１２０°の角度をなし前記切り屑通路の基部を形成しながら内側に向かって延伸し、前記第１の面と第２の面の間の切り屑通路の面は切り屑通路の側面を形成し、前記シャンクの長手方向軸に対して１０°から２０°の角度をなし、前記切り屑通路の面の軸方向長さと前記第１の面の軸方向長さの比が２：１から４：１であるドリルの刃を冷間転造する工程、
   から成るドリルの刃を製造する方法。
9. さらに、切削用端部にスロットを形成する工程を有することを特徴とする請求項８に記載のドリルの刃を製造する方法。
10. 前記スロットに挿入体を挿入する工程を有することを特徴とする請求項９に記載のドリルの刃を製造する方法。
11. 前記挿入体を前記スロット内に保持する工程を有することを特徴とする請求項１０に記載のドリルの刃を製造する方法。
12. 前記保持はロウ付けまたは溶接であることを特徴とする請求項１１に記載のドリルの刃を製造する方法。

Images