JP4237285B2 - 穿孔工具 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、ほぼ変形加工で形成したシャフトを有するドリル及び／又はのみ工具として使用する穿孔工具であって、前記シャフトの穿孔方向とは反対側に差し込み端部を有し、前記シャフトの穿孔方向側の端部に１個又はそれ以上の硬質金属インサートを設ける穿孔ヘッドを有し、また前記シャフトには前記穿孔ヘッドを起点とする螺旋状排出溝を設け、前記硬質金属インサートを前記穿孔ヘッドに設けた穿孔方向に開口する空所に配置した穿孔工具に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
このような技術の穿孔工具は、岩石、コンクリート、組積構造等の加工しにくい材料の加工に使用する。これらの穿孔工具の穿孔方向とは反対側の領域には、それ自体既知の差し込み端部を設け、この差し込み端部を駆動装置に適合させる。差し込み端部の穿孔方向に螺旋状の排出溝を設けたシャフトを連結する。このシャフトの穿孔方向側に穿孔ヘッドを連結し、この穿孔ヘッドには１個又はそれ以上硬質金属インサートを収容するため穿孔方向に開口した空所を設ける。硬質金属インサートを穿孔ヘッドの空所に配置するため、硬質金属インサートは穿孔ヘッドの領域で側方の支持を受け、このことは硬質金属インサートと穿孔ヘッドとの間の連結にとって有利である。穿孔ヘッドの領域から硬質金属インサートは大きな側面支持を受けることは、回転モーメント及び打撃による有害な作用に対する抵抗力を向上させるのに寄与する。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
シャフトの排出溝は掘削された穿孔屑を搬送する作用を行う。しかし、このような穿孔屑の搬送が穿孔ヘッドによって妨げられることなく排出溝の穿孔方向に延びる領域とは反対方向に搬送されることを保証するには、穿孔ヘッドに対応の遷移領域を確保する必要がある。この遷移領域は排出溝の穿孔方向の対応する入口により生ずる。この入口に係わらず、硬質金属インサートが穿孔ヘッドの残りの領域から十分に支持されるためには、排出溝の穿孔方向側の端部領域の入口を軸線方向に近似させて設ける必要がある。
【０００４】
１個又は２個の排出溝を有する従来の工具においては、螺旋形状部の配置に基づいて軸線方向から比較的大きく逸脱する方向に延びる。しかし、穿孔ヘッドにおいて十分な勾配修正を行わないこのような排出溝では、硬質金属インサートの側方支持が十分得られない。このことから、この穿孔ヘッドの領域にほぼ軸線方向に延びる排出溝が形成される形状にすることが必要になる。
【０００５】
このような修正を排出溝に加えることは、製造技術においてコスト増を招き、製造工程においてもコスト的にマイナス要因となる。例えば、切削加工による排出溝の生産は、加工工具の特別な制御を必要とし、このことは装置コスト増とともに時間がかかることにつながる。
【０００６】
今日では、経済的理由から切削加工の代わりに、切削によらない加工、主として変形加工が採用され、大部分の加工を変形加工により行い、必要な段階で、硬質金属インサートのための空所の形成又は起こりうる排出溝の僅かな修正、例えば、起点領域における修正を切削加工によって行う。しかし、このコスト的に有利な変形加工でも、穿孔方向側の入口ほぼ軸線方向に延びる排出溝の製造にはコストがかかる。即ち、これに関連する排出溝の形状は、例えば、転造による特別な転造工程を必要とし、このことによって装置コスト及び時間がかかるものとなる。
【０００７】
上述のコスト増を低減するため、対応の空所に硬質金属インサートを配置する代わりに、排出溝を有するシャフトに硬質金属から形成した穿孔ヘッドの基部を溶接する変形加工により製造した工具も知られている。このような硬質金属から形成した穿孔ヘッドは側方支持が不要であり、シャフトの穿孔方向側の端部に個別の加工は不要になる。
【０００８】
本発明の目的は、排出溝付きのまた空所に挿入する硬質金属インサートを有し、穿孔ヘッドの領域にコスト増を招く個別の処理を不要にする主に変形加工により形成した穿孔工具を得るにある。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
この目的を達成するため、本発明穿孔工具は、前記シャフトに少なくとも３個の排出溝を設けたことを特徴とする。
【００１０】
本発明の目的の達成は、螺旋形状の排出溝は数が増大するに応じて勾配が大きくなり、即ち、軸線方向に平行な状態に近づくことによって生ずる。３個の排出溝を配置することは、排出溝の入口において既に軸線方向に平行な状態に近似することを意味し、このことは穿孔ヘッドにおける勾配修正をせずに又はほとんど修正することなく、硬質金属インサートを十分側方支持することができる。従って、少なくとも３個の排出溝を有する変形加工によって形成した穿孔工具は、穿孔ヘッドの領域にコスト増を招く処理を施す必要がなくなる。このように少なくとも３個の螺旋状の排出溝を設けることはコスト的に極めて有利な製造方法である。
【００１１】
排出溝の数が多い穿孔工具は製造技術的に見てコスト面で有利であることに注意すべきである。軸線方向に延びる１個又は２個の排出溝を配置する場合、穿孔屑の排出のための十分な容積を形成する上で比較的大きな材料の流れを生ずることが必要になる。少なくとも３個の排出溝を配置することによって、すべての排出溝がこれらの容積を分担し、僅かな軸線方向の材料の流れが生ずるだけでよい。このことは、少なくとも３個の排出溝を配置する場合には変形加工による製造において、少ない材料変形で済み、材料破壊を生ずる内部応力を軽減することができる。
【００１２】
主要な材料変形を考慮すると、排出溝の数の観点から小さい直径の穿孔工具は、３個の排出溝を設けると好適である。
【００１３】
大きな直径の穿孔工具に関しては、主要な材料変形の観点から４個の排出溝を設けると好適である。
【００１４】
更に、穿孔工具の用途並びに排出溝の数に応じて前記排出溝の穿孔ヘッドの領域におけるねじれ角度をシャフトにおける排出溝のねじれ角度に対応させると好適である。
【００１５】
場合によっては、穿孔ヘッドの入口領域における排出溝のねじれ角度を、シャフトにおける排出溝のねじれ角度とは相違させ、好適には、穿孔ヘッドの領域におけるねじれ角度が大きくなるようにする。ねじれ角度のこのような相違は、穿孔ヘッドの領域における穿孔屑の搬出を向上させる。ねじれ角度の相違は穿孔ヘッドの領域における傾き修正を必要とするが、本発明によれば、このような傾き修正は僅かで済み、製造の経済性は依然として保証される。この修正は切削による加工又は切削によらない加工により行うことができる。
【００１６】
穿孔工具の製造には、種々の既知の変形加工方法がある。例えば、転造、鍛造、ねじり転造がある。特に、製造の工程時間を考慮すると、輪郭形成冷間転造特に、輪郭形成ロール冷間転造が経済的である。
【００１７】
冒頭に述べたように、穿孔方向に開口した空所を有する穿孔ヘッドには１個又はそれ以上の硬質金属インサートを配置する。この空所は異なる構成にすることができ、貫通させるが、穿孔ヘッドの穿孔方向側の前面で直径全体にわたり貫通させると好適である。空所は直径に沿ってスリット状にするか、又は星状にするか、又は十字状にすることができる。空所内に１個以上の硬質金属インサートを配置する他に、一体構成の硬質金属インサートを使用することもできる。空所の形状に対応して、このような一体構成の硬質金属インサートは、例えば、プレート、星状体、十字状体等のインサートとして構成することができる。
【００１８】
穿孔ヘッド及び硬質金属インサートの構造的設計を考慮すると、硬質金属インサートには排出溝の数に対応した数の切り刃を設けると好適である。例えば、３個の排出溝の構成では一体構成の硬質金属インサートを、３個の切り刃を有し、中心に尖端を有する星状に構成する。
【００１９】
【発明の実施の形態】
次に図面につき本発明の好適な実施の形態を説明する。
【００２０】
図１及び図２に示す工具は穿孔工具として構成し、螺旋状の排出溝２を有するシャフト１を設ける。シャフト１には穿孔方向とは反対側に差し込み端部３を設け、この差し込み端部には既知のように錠止溝４及び回転伝達溝５を設ける。シャフト１の穿孔方向側に穿孔ヘッド６を設け、穿孔方向に開口する空所７を設ける。この空所７に、切り刃９を設けた一体構成の硬質金属インサート８を配置する。
【００２１】
特に、図２に示すように、３個の切り刃８を有する硬質金属インサート８を設ける。従って、空所７はこれに対応する星形（放射状）の形状に形成する。
【００２２】
図１及び図２に示す穿孔工具は、主に変形加工例えば、輪郭形成（プロファイル）ロールによる冷間転造によって形成することができる。特に、図１に明示するように、排出溝の数に基づいて排出溝２のねじれ角度の勾配をきつくする。従って、穿孔ヘッド６の領域における排出溝２の出口は相当急勾配となり、軸線方向に平行に近づく。このため、排出溝２の延長方向は、一方では穿孔ヘッド６の領域で穿孔屑が十分通り抜けることができるとともに、他方では図２に示すように硬質金属インサート８の側方支持として作用する十分な量の材料を残存させる。図１及び図２は、穿孔ヘッドの領域における排出溝２が延長方向に関してコストのかかる処理を加えることがなく、従って、例えば、冷間転造工程による製造を可能になることを示す。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明による工具の側面図である。
【図２】図１の工具の穿孔ヘッド側の端面図である。
【符号の説明】
１ シャフト
２ 排出溝
３ 差し込み端部
４ 錠止溝
５ 回転伝達溝
６ 穿孔ヘッド
７ 空所
８ 硬質金属インサート
９ 切り刃

Claims (7)

1. ほぼ変形加工で形成したシャフト（１）を有するドリル工具またはドリル兼用のみ工具として使用する穿孔工具であって、前記シャフトの穿孔方向とは反対側に差し込み端部（３）を設け、前記シャフトの穿孔方向側の端部に１個又はそれ以上の硬質金属インサート（８）を設ける穿孔ヘッド（６）を設け、また前記シャフト（１）には前記穿孔ヘッド（６）を起点とする螺旋状排出溝（２）を設け、前記硬質金属インサート（８）を前記穿孔ヘッド（６）に設けた穿孔方向に開口する空所（７）に配置した穿孔工具において、前記シャフト（１）に少なくとも３個の排出溝（２）を設け、排出溝２のねじれ角度の勾配を、穿孔ヘッド６の領域に向かってきつくし、穿孔ヘッド６の領域における排出溝２の出口では軸線方向に平行に近づく勾配となるようにしたことを特徴とする穿孔工具。
2. ３個の排出溝（２）を設けた請求項１記載の穿孔工具。
3. ４個の排出溝（２）を設けた請求項１記載の穿孔工具。
4. 前記変形加工を輪郭形成冷間転造加工とした請求項１乃至３のうちのいずれか一項に記載の穿孔工具。
5. 前記輪郭形成冷間転造加工は、輪郭形成ロールを使用した冷間転造加工とした請求項４記載の穿孔工具。
6. 前記穿孔ヘッド（６）に一体構成の硬質金属インサート（８）を設けた請求項１乃至５のうちのいずれか一項に記載の穿孔工具。
7. 前記硬質金属インサート（８）には排出溝（２）の数に対応する数の切り刃（９）を設けた請求項１乃至６のうちのいずれか一項に記載の穿孔工具。

Images