JP3940716B2 - 大径用木工錐 - Google Patents

Description

この発明は、直径数センチメートル以上といった比較的大きな径の、深孔を穿孔するのに適した木工錐に関する発明である。

木工作業では、螺旋状の錐によって穿孔を行うのが普通であるが、構造上大きな径の孔を穿孔するものではない。本出願人は、大きな径の座掘りを行うことを目的として、センター軸部から複数のアーム部材を外方に突出させ、アーム部材の外周縁軌跡上に罫書き刃を配置し、回転中心から前記罫書き刃までの領域Ｗを複数の領域に分け、アーム部材の前端縁に配置した掬い刃によってそれぞれ異なる領域を切除する座掘錐(特許文献１)を発明している。
実開昭６０−１６４００５

従来の螺旋状の木工錐(ドリル)では、切削能力などの点から、大きな径の穿孔を行うことはできなかった。また、本出願人の発明に係る特許文献１に記載された座掘錐では、浅い座を穿孔することを目的とするものであった。

本発明者は、前記座掘錐の思想を利用して大径の深い孔を穿孔することを試みた結果、切削屑が絡んで良好な切削を行うことができなかった。研究の結果、穿孔できない理由は掬い刃による切削屑が鋭利に切断されず、掬い刃の両端部分で被切削物を引き千切る現象が発生するため、切削屑に不揃いな繊維質が突出し、この不揃いな繊維の突出によって切削屑がアーム部材の前端縁に多量に付着し、掬い刃の切削を妨げる結果であることが判明した。
上記従来技術の欠点に鑑み、本発明は基本的に前記本発明者の先行技術である座掘り錐の発想を利用するものであって、大径の深孔を穿孔することができる大径用木工錐を実現することを目的とするものである。

上記目的を達成する、請求項１記載の本発明は、センター軸部１から側方に複数のアーム部材２，２を突出させ、該アーム部材２の外周縁軌跡上に罫書き刃３を配置するとともに、回転中心から前記外周縁軌跡の罫書き刃３までの寸法の一部の領域を切除する掬い刃４を、アーム部材２のそれぞれ前端部に切除領域を異ならせて配置する。これにより、罫書き刃３によって罫書かれた領域の内方全体を複数の掬い刃４によって順次切除して大径の深孔を穿孔する。そして、放射方向に配置される掬い刃４先端の放射方向の内方端及び外方端を傾斜状態に切除して傾斜切刃５を形成する。

上記構成とすることによって、掬い刃による切削屑の両端部分は傾斜切刃５によってきれいに切削され、木材繊維の突出部が出現しないため、アーム部材２の前端部分に付着して掬い刃の切り込みを妨害するようなことがなく、継続的に切削作業が進行し深孔の穿孔が可能となる。

請求項２記載の発明は、センター軸部の中心位置に先ネジ６を配置するとともに、複数のアーム部材２の前端部に配置する掬い刃４，４のうち、最外周部分を切除する掬い刃は放射方向の内方端にのみ傾斜切刃５を、最内周部分を切除する掬い刃は放射方向の外方端にのみ傾斜切刃５を形成するとともに、中間部分を切除する掬い刃は放射方向の内外方の両端に傾斜切刃５を形成するものである。

上記、請求項２記載の構成とすることによって、穿孔した孔の奥底外周部分に、傾斜切刃５による切り残し部分が発生しない。このとき、最外周部分は罫書き刃３によって切り込み、すなわち罫書き切断線７が形成されるため、直角の角張った掬い刃４で切削しても切削不良を生じることがない。また、センター軸部１の中心位置に先ネジ６を配置することによって一定量の切り込みを行うことができるとともに、最内周に位置する掬い刃４の放射方向内方端に傾斜切刃５を形成しないことによって、先ネジ孔部分に小さな切り残しが発生しない。

請求項１記載の本発明に係る大径用木工錐によれば、罫書き刃によって正確に罫書かれた円形の内方部分を掬い刃によって切除する際、掬い刃の両端部分が傾斜切刃によって切削されるため、例え大きな切り込みがなされるものであっても、きれいな切屑となり、切屑がアーム部材の先端部分に絡んで切削不能となるようなことがない。このことは、穿孔した孔の先端面がきれいに仕上げられる効果を有するものである。

請求項２記載の発明によれば、請求項１記載の発明の効果に加え、掬い刃による切削面がより平坦できれいな面に加工することができる効果がある。

以下、本発明に係る大径用木工錐の、好ましい実施形態を添付の図面に基づいて説明する。
図１は、本発明に係る大径用木工錐の実施形態を示す正面図、図２は平面図、図３は底面図である。

図１に示す実施形態の大径用木工錐は、センター軸部１から外方、すなわち放射方向の三方にアーム部材２，２を突出させ、センター軸部の回転中心からアーム部材２の先端までの寸法が穿孔しようとする孔の半径となるようにしている。アーム部材２の前端面2aの先端に、それぞれ罫書き刃３を蝋付けなどの固定手段によって固定するとともに、センター軸部１の先端には先ネジ６を突出させている。すなわち、先ネジ６によって穿孔の中心が決定され、最外周に位置する罫書き刃３の罫書き切断線７によって穿孔の直径が決定される。

アーム部材２の回転方向の前端面2aは、固定する掬い刃４が一定の掬い角度となるように傾斜させてあり、前端面2aに一定幅の掬い刃４を固定する。掬い刃４,４の刃幅W₁，W₂，W₃はそれぞれ細幅であるが、先ネジ６位置である回転中心から罫書き刃３までの半径Ｒの範囲を三つの掬い刃４，４が分担して切削することができるように、三つの掬い刃の回転軌跡が少しずつ重なり合うように刃幅W₁，W₂，W₃を設定する。図示実施形態では、三方にアーム部材２，２を突出させてあるが、三方以外に二方や四方にアーム部材を突出させることもできる。この場合においても、それぞれのアーム部材先端面に配置した掬い刃が分担して穿孔の底面を隙間なく切除することができるように刃幅を設定する。

放射方向に配置される掬い刃４，４先端の放射方向内方端及び外方端は、図４に示すように面取り形状の如く傾斜方向に切除する。この切除部分は、単に先端を傾斜方向に切除するだけでなく、該切除部分が切刃として機能するように鋭利な刃先となるように切除する。すなわち、掬い刃４先端の放射方向の内方端あるいは外方端に傾斜切刃５，５を形成する。図示実施形態では、三つの掬い刃４，４のうち、図４(ａ)に示すように最外周部分を切除する掬い刃４は、外方端に傾斜切刃を形成せず、内方端にのみ傾斜切刃５を形成する。これに対し、図４(ｂ)に示すように中間部分を切除する掬い刃４は、その先端の内外方両端に傾斜切刃５，５を形成するとともに、図４(ｃ)に示すように最内周部分を切除する掬い刃は、掬い刃４先端の外方端部分にのみ傾斜切刃５を形成し、内方端は直角刃の状態で先ネジの基端部に接している。

上記構成の大径用木工錐を用いた使用状態を、図４に基づいて説明する。穿孔の中心位置に先ネジ６の先端を位置させて回転駆動すると、先ネジ６のピッチＰにしたがって被切削物Ａに向けて錐が進行し、アーム部材２先端の罫書き刃３が被切削物Ａの表面に接触し円形の罫書き切断線７が形成される。やがて、被切削物Ａの表面に掬い刃４が接触すると、それぞれの掬い刃４，４によって刃幅W₁，W₂，W₃の切削が行なわれ、半径Ｒの大きな孔の穿孔が進行する。

図４(ａ)に示す最外周部分に配置する掬い刃４は、刃幅W₁で一回転ごとに一ピッチＰの切り込みで切削を行うが、外周部分は罫書き切断線７の内側を掬い、内方端は傾斜切刃５によって切断する。このとき、傾斜切刃による切断部分は、先行する別の掬い刃による切削面を切削することになり、その段差は例えば三分の一ピッチ(1/3Ｐ)となる。この段差部分を傾斜切刃５によって切断するため、発生する切屑には引き千切り作用によるささくれが発生しないきれいなものとなる。そのため、切削屑がアーム部材２の先端縁2bに絡まることがなくなる。
アーム部材２の先端縁2bに切削屑が多少付着しても、切削には影響しないかのように思われる。しかしながら、現実には付着した切削屑が穿孔の表面に接し、掬い刃４が被切削物に接触するのを妨げるため、穿孔が不可能となってしまう。

図４(ｂ)に示す中間部分に配置する掬い刃４は、刃幅W₂で一回転ごとに一ピッチＰの切り込みで切削を行うが、外周部分は最外周に配置する掬い刃４による切削面を、内周部分は最内周に配置する掬い刃による切削面を切削する。したがって、掬い刃４の中間部分は１ピッチの切り込みで切削を行うものであるが、外周部分は2/3Ｐの段差、内周部分は1/3Ｐの段差で切り込みを行い、それぞれ切り込みの両端部分は傾斜切刃５によって切削を行いきれいな切屑を排出することになる。

図４(ｃ)に示す最内周部分に配置する掬い刃４は、刃幅W₃で一回転ごとに一ピッチＰの切り込みで切削を行うが、その外周部分は中間に配置する掬い刃４による切削面を、切削する。したがって、この掬い刃４の外周部分は2/3Ｐの段差で切り込みを行い、該部分は傾斜切刃５によってきれいに切削される。最内周に配置する掬い刃４の内周端は、先ネジ６の基部に接する形態に形成しているため、先ネジ６によるネジ孔よりも外周方を水平方向の鉋状の掬い刃４によってきり残しなくきれいに切削する。

本発明においては、センター軸部１から突出させるアーム部材２の数は任意であり、アームの数を２あるいは４とすることもできる。いずれの場合においても、アーム部材２に配置した掬い刃によって穿孔する孔の底面をくまなく切削することができるように、掬い刃の刃幅や数を選定する。そして、掬い刃先端の放射方向の内方端及び外方端に傾斜切刃５を形成するが、孔奥の切削面の仕上がり状態などを勘案して、最外周部分を切除する掬い刃の放射方向内方端及び、最内周部分を切除する掬い刃は放射方向の外方端にのみ傾斜切刃を形成し、平面的な鉋状の掬い刃としておくのが好ましい。

本発明に係る大径用木工錐は、主として螺旋状の錐で穿孔することができる孔径よりも大きな孔径の穿孔に用い、貫通孔だけでなく、穿孔の深さを制限することによって盲孔を穿孔するために利用することができる。このように穿孔の深さは自由であるが、深い孔の穿孔に利用するには、センター軸部１と一体もしくは蝋付けなどによって形成するシャフト８の長さを、穿孔に必要な十分な長さに形成しておくことが必要である。

アーム部材の先端面に固定する掬い刃は、超硬などのチップを半ば埋め込むように蝋付けしておくとともに、アーム部材２の先端縁2bよりもある程度大きく突出させ切削屑が切削孔内に多少詰まっても切削機能を阻害することがないとともに、チップの再研磨を可能としておくのが好ましい。

図１は、本発明に係る大径用木工錐の実施形態を示す全体の正面図、 図２は、図１に示す実施形態の大径用木工錐の平面図、 図３は、図１に示す実施形態の大径用木工錐の底面図、 図４は、図１に示す実施形態の大径用木工錐であって、掬い刃による切削状況を示す掬い刃部分のみの拡大断面図である。

符号の説明

１…センター軸部、 ２…アーム部材、 2a…先端面、 2b…先端縁、 ３…罫書き刃、 ４…掬い刃、 ５…傾斜切刃、 ６…先ネジ、 ７…罫書き切断線、 ８…シャフト、 Ａ…被切削物。

Claims (2)

1. センター軸部から側方に複数のアーム部材を突出させ、該アーム部材の外周縁軌跡上に罫書き刃を配置するとともに、回転中心から前記外周縁軌跡の罫書き刃までの寸法の一部の領域を切除する掬い刃を、アーム部材のそれぞれ前端部に切除領域を異ならせて配置することによって罫書き刃によって罫書かれた領域の内方全体を複数の掬い刃で切除する木工用ドリルにおいて、放射方向に配置される掬い刃先端の放射方向の内方端及び外方端を傾斜状態に切除して傾斜切刃を形成したことを特徴とする大径用木工錐。
2. センター軸部の中心位置に先ネジを配置するとともに、複数のアーム部材の前端部に配置する掬い刃のうち、最外周部分を切除する掬い刃は放射方向の内方端にのみ傾斜切刃を、最内周部分を切除する掬い刃は放射方向の外方端端にのみ傾斜切刃を形成するとともに、中間部分を切除する掬い刃は放射方向の内外方の両端に傾斜切刃を形成することを特徴とする請求項１記載の大径用木工錐。
   

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