JP5271450B2 - ドリルビット - Google Patents

Description

本発明は、コンクリートや石材等へ穿孔作業をおこなうドリルビットに関し、さらに詳しくはアンカーボルト穴の穿孔に好適なドリルビットに関する。

従来より、コンクリートや石材等に対して穿孔作業をおこなう場合、穿孔工具として、ドリルビットが使用される。

そして、かかるドリルビットは、コンクリート面への所謂「アンカーボルト穴」の穿孔に使用される場合がある。
かかる「アンカーボルト穴」は、その穴内に植設される金属製のアンカーボルトに所定の強固な耐引き抜き力を得るため、穴内に存在する切削屑等を可及的に除去しておく必要がある。
このため、前記「アンカーボルト穴」の穿孔作業の後に、穴内の切削屑等を取り除く、所謂「塵芥（切粉）除去作業」が必要となる。つまり、アンカーボルトに所定の性能を生じさせるためには、該アンカーボルトを前記アンカーボルト穴に植設する前に、該穴内に残った前記切削屑等を取り除いておくことが求められる。

このため、従来の場合には、ドリルビットで穿孔した後に、基端が吸引口に接続された集塵機の清掃ノズルをアンカーボルト穴に挿入して、該穴内の切削屑や他の塵芥等を吸引して除去していた。この種の集塵機として、例えば、本出願人が提供する集塵機がある（特許文献１）
また、穿孔作業の際に、先端で発生する切粉等を穿孔作業と同時に回収するために、ドリルビット先端の中心に吸塵穴（吸塵通路）を形成したドリルビットが使用される場合がある。かかる吸塵穴を備えたドリルビットは、ドリルビット先端の切刃部が２箇所、つまり切刃部が１８０度の間隔をおいて配置されたものであった。つまり、かかるドリルビットは、ビットシャフト部の軸芯に、切刃部の幅より径の大きい吸塵穴を設け、かかる吸塵穴の先端の開口の一部を、前記切刃部と切刃部の間の部分から先端方に臨ませた如き形態を有するものであった（特許文献２）。

国際公開ＷＯ２００７／０３２０８４号公報。 特許公開平成１１−７７６６２号公報。

しかしながら、切刃部を３箇所以上設けた形態のドリルビットの場合に、前記構成を採用することはできない。つまり、各切刃部と切刃部の間から吸塵穴の先端の開口が部分的にせよ先端方に露呈させるほど大径の当該吸塵穴をビットシャフト部に形成すると、該ビットシャフト部の径方向の肉厚が薄くなって、剛性が低下する懸念がある。特に、かかるドリルビットの場合には、軸方向に適宜間隔で衝撃力を付与しながら回転させて穿孔をおこなうため、前記肉厚が薄くなると、座屈等による破損等の問題が生じる。
また、切刃部を先端に具備するビット先端部の基端に、ビットシャフト部を一体に溶着した形態のドリルビットの場合には、前記吸塵穴の径を前述の如く単純に一義的に大きくすると、ビット先端部とビットシャフト部との間の接合面積（溶着面積）が小さくなって、接着部分（溶着部分）での接合強度が不足し、長期間の使用に耐え得ないものとなる懸念がある。

一方、前記問題点を解決すべく、前記吸塵穴の径を小径にすると、該吸塵穴の先端への露呈開口面積が不足し、吸塵効果が低いものとなってしまう。

本発明は、このような状況に鑑みておこなわれたもので、前記相矛盾する技術的課題を解決したドリルビットを提供することを目的とする。

本発明にかかるドリルビットは、先端に少なくとも３つ以上の切刃部が周方向に放射状に配置され、これら各切刃部に形成されるすくい面と逃げ面の接合稜線を切刃となす形態を有するビット先端部と、このビット先端部の基端面に、一体に回転するよう先端面が溶着された、ビットシャフト部とを有する、ドリルビットにおいて、
前記ビットシャフト部に、その長手方向に延び先端が該ビットシャフト部の先端部まで延設され基端が吸引装置側に連通した、吸塵通路を備えるとともに、
該ビットシャフト部の先端部又はビット先端部の基端部に、前記吸塵通路に直交または略直交するように該吸塵通路から外径方へ延設され且つその外径端がビットシャフト部の外周面に臨むように開口した、吸塵補助通路が形成され、
前記ビット先端部の基端部が、前記ビットシャフト部の先端面に一体的に取着されていることを特徴とする。

しかして、このように構成され本発明にかかるドリルビットによれば、前記切刃部分で切削破壊されて切削屑（切粉）となった粉塵は、該ドリルビットの先端部から、該ドリルビットと穿設された穴の内周面との間の隙間から、前記吸塵補助通路の外径端の開口部分からドリルビット内部に吸引され、該ドリルビット内部において、前記吸塵補助通路を経て吸塵通路へ吸引され、吸引装置側へ排出される。その結果、切削によって発生したコンクリート等の粉塵は、該ドリルビットによって穿孔された穿設穴から外部に拡散することなく吸塵通路に効率的に吸塵される。従って、前記吸塵通路の基端側をホース等を介して吸引装置の吸引口に接続しておけば、穿孔後の穿設穴内には粉塵等は殆ど存在せず、従って、穿孔終了後にそのままの状態でアンカーボルトを植設することが可能となる。
そして、このように構成されたドリルビットによると、前記吸塵通路はビットシャフト部の中心部にその長手方向に沿って延設され且つ先端で直交あるいは略直交するよう吸塵補助通路に接続するよう形成されているため、ビットシャフト部の先端面とビット先端部の基端面との接合面積が十分に確保でき、しかも吸塵通路及び補助吸塵通の通路断面積も十分大きくすることが可能となる。
この結果、大きな吸塵性能を保持しつつ、ビットシャフト部とビット先端部との接続部分の強度の向上が図れるドリルビットとなる。

また、前記ドリルビットにおいて、前記吸塵補助通路が、前記ビットシャフト部の先端面に、先端方に臨むように開口した溝状の形態で形成され、かかる溝状の先端方の開口部分が、前記ビット先端部の基端面によって閉塞されて、前記吸塵補助通路の外径端がビットシャフト部の外周面に臨むように開口したごとき構成を有すると、前記吸塵通路はドリリング装置等による穴加工によって簡単に形成でき、前記吸塵補助通路はフライス盤等による溝加工により簡単に形成することができる。
しかも、ビット先端部とビットシャフト部とは、該ビット先端部の基端面と該ビットシャフト部の先端面とが比較的大きな面積で接触させることが可能となる。このため、前記ビット先端部とビットシャフト部とは、電気溶着やろう付け溶接（または接着剤による接着）する場合には、これらの溶着面積（接着面積）を大きくとることができ、この結果、前記ビット先端部をビットシャフト部に強固に取着することが可能となる。
そして、前述のように、前記吸塵補助通路の外径端がビットシャフト部の外周面に臨むように開口したごとき構成を有すると、穿設した穴の内周面に付着した切粉等の粉塵を効果的に吸引することができる。また、かかる吸塵補助通路に切粉等が詰まった場合には、棒状のものを吸塵補助通路内へ差し込むことによって、前記切粉等を簡単に取り除くことができる。

また、前記ドリルビットにおいて、前記吸塵補助通路が、外径端側で内径端側に比べてドリルビットの回転方向前方になるような湾曲した形態に構成されていると、ドリルビットが穿孔に際して回転するときに、吸塵補助通路の先端から粉塵をより効果的に吸引できる構成を実現できる点で、吸塵機能を備えたドリルビットとして、より好ましい構成となる。

また、前記ドリルビットにおいて、前記ビットシャフト部の先端面に、前記ビット先端部の基端面の形状に合致して該ビット先端部の基端部を収容する凹部が形成されていると、該ビット先端部の基端面と該ビットシャフト部の先端面とがさらに大きな面積で接触させることが可能となり、この結果、ビット先端部をビットシャフトにさらに強固に取着できる構成を実現できる。特に、前記の如く「凹部に収容した」構成とすると、ドリルビットの長手方向に沿った取着部分とそれに直交する方向に沿った接着部分とで、略９０度異なる方向の接着力（溶着力）を生じさせるような構成となり、あらゆる方向から作用する外力に対して、高い接合強度を得ることができる構成となる。

前述のように構成された本発明によると、先端に３つ以上の切刃部を放射状に備えたドリルビットにおいて、穿孔作業時に、ドリルビット先端部において高い吸塵性能を奏し、且つ、耐久性に優れた、しかも、高い回転トルクを伝達できるドリルビットとなる。

本発明の一実施例にかかるドリルビットの全体の構成を示す全体斜視図である。 本発明の一実施例にかかるドリルビットの先端部分の構成を拡大して示す該ドリルビットの長手方向に直交する方向から見た部分側面図である。 図２に示す先端部分を先方（図２のIII−III 矢視方向）から見た底面図である。 図２に示すドリルビットのビットシャンク部の先端部分の構成を示す部分側面図である。 図４に示すドリルビットのビットシャフト部の先端部分の構成を示す図４のＶ−Ｖ矢視方向から見た図である。 図２に示すドリルビットのビット先端部の構成を示すビットシャフト部に取着前の状態での部分側面図である。 図６に示すビット先端部の構成を示す図６のＶＩＩ−ＶＩＩ矢視方向から見た図である。 図６、図７に示すビット先端部の構成を示す斜め先方から見た斜視図である。 図６、図７に示すビット先端部の構成を示す斜め後方（基端方）から見た斜視図である。 図１に示すドリルビットを使用して穿設する場合の吸塵の様子を示す概略図である。 図１０に示すドリルビットの先端部分での吸塵の様子を示す図１０の部分拡大図である。 吸塵補助通路の構成が図５に示すものと別の実施例にかかるビットシャフト部の先端部分の構成を示す図である。

以下、本発明の実施例を図面を参照しながらより具体的に説明する。
（実施例）
図１に示すように、本実施例にかかるドリルビット１は、大別して、基端に位置するビットシャフト部２と、その先端方に一体に設けられたビット先端部３とを具備している。

前記ビットシャフト部２は、基端部に電動ドリル装置１０（図１０参照）のチャック部分１０ｃ（図１０参照）に取着されるところの断面が正六角形状のシャンク部２Ａと、その先端方に形成される断面が円形で外径が長手方向の各部位によって異なるシャフト主部２Ｂとを具備している。

そして、前記シャフト主部２Ｂは、先端部分から中央部位よりやや基端方まで延びるところの、同一径からなるシャフト先端部２ａと、その基端方に隣接し前記シャフト先端部２ａよりやや太径の回転支持部２ｂと、さらにその基端方に隣接し前記シャンク部２Ａに基端が一体に連結された、長手方向の各部位によって径が変化する（異なる）ところの、延設部２ｃとを有する。
前記シャンク先端部２ａは、円形状の横断面の中心に、図１１に図示する如く、このドリルビット１の長手方向Ｘ（図１１のＸ矢印方向参照）に延びる吸塵通路４（図１１参照）を具備している。

図１１に図示するように、この吸塵通路４の基端は、前記回転支持部２ｂに形成されている、円形横断面を径方向に貫く吸塵接続通路５に、接続されている。
一方、前記吸塵通路４の先端は、図４，図５に示すように、このビットシャフト部２の先端面２Ｆまで延設されて、該先端面２Ｆに開口している。

また、図４に図示するように、このビットシャフト部２の先端面２Ｆに開口している前記吸塵通路４を中心に且つ該吸塵通路４に直交するように、径（直径）方向に延び該ドリルビット１の外周面１Ｆに外径端が開口した溝（溝状）の形態の吸塵補助通路６が形成されている。
この吸塵補助通路６は、この実施例の場合には、図４，図５あるいは図１１に図示するように、前記長手方向Ｘ（前記吸塵通路４）に対して直交するように形成されているが、これに代えて、略直交する（具体的には５〜１５度程度傾斜して略直交する）ように形成されていてもよい。

図５に図示するように、前記吸塵補助通路６は、その長手方向（ドリルビット１の径方向）の中央部分で、前記吸塵通路４に連接されている。

また、このビットシャフト部２の先端面２Ｆには、この実施例の場合、図４，図５に図示するように、図７，図９に図示する前記ビット先端部３の基端面３Ｆの平面形状に略合致した「凹部２ｒ」が形成されている（図４，図５参照）。つまり、図５において、粗い縞鋼状で示す部位が前記凹部２ｒである。そして、図５において、前記凹部２ｒより基端側に凹んだ前記吸塵補助通路６が、該凹部２ｒの中に、細かい縞鋼状で示されている。
前記ビットシャフト部２の先端面２Ｆのうち、前記凹部２ｒと吸塵補助通路６を除いた部分が、中心方で先端方へ突出する形態のテーパ面２ｔで構成されている。かかるテーパ面２ｔは、図４の下端（ドリルビット１の先端）に部分的に表れることになる。

そして、前記ビット先端部３は、図３，図７等に図示するように、先端に少なくとも３つ以上の切刃部３ｃが周方向に放射状に形成されている。この実施例の場合には、５つの切刃部３ｃが周方向にその外径部分が互いに離間して、且つ、内径部分がドリルビット１の中心部に集合する如く放射状になった、底面視の概略の形態が所謂「星形」に形成されている。また、図３あるいは図７に図示するように、各切刃部３ｃ間の周方向における間隔は、５つのうちの、互いに隣接する３つの切刃部３ｃ（図３の右半分参照）は略９０度の角度をもって配置されており、また互いに隣接する４つの切刃部３ｃ（図３において略左半分に位置する切刃部３ｃ）は、互いに略６０度の角度をもって配置されている。
そして、各切刃部３ｃは、回転方向Ｒ（図３の矢印Ｒ参照）前方にすくい面３ｓと回転方向Ｒ後方に逃げ面３ｅを備えている。各切刃部３ｃのすくい面３ｓと逃げ面３ｅの接合稜線Ｌ１によって切刃が形成されている。

また、各切刃部３ｃの切刃の内径端のそれぞれは、このドリルビット１の回転中心Ｏ１で接合して、尖頭状のチゼルポイントＰを形成している。
そして、図７に図示するように、前記一つの切刃部３ｃの逃げ面３ｅとその回転方向後方に位置する切刃部３ｃのすくい面３ｓとの間には、底面視において、略三角形状の隙間７が形成されている。従って、この実施例の場合には、５つの各切刃部３ｃの各間に、それぞれ１つづつ前記隙間７が形成されている。かかる隙間７には、図３に図示するように、前述したテーパ面２ｔと前記吸塵補助通路６の外径端６ｔを含む外径端部のいずれか、あるいは、両方が、ドリルビット１の先方に露呈している。

また、前記ビット先端部３は前記ビットシャフト部２に対して、該ビット先端部３の基端部３ｂ（図２，図６参照）が該ビットシャフト部２の前記凹部２ｒに収容されるような状態で取着される。つまり、前記ビットシャフト部２の先端面２Ｆの前記凹部２ｒに、前記ビット先端部３の基端部３ｂが、図２に示されるように、該ビット先端部３とビットシャフト部２の各凹凸部分が互いに補完するように、即ち噛合し且つ嵌合したような状態で、該ビット先端部３の基端部３ｂがビットシャフト部２の先端面２Ｆに一体状に接合される。

そして、この実施例では、前記接合は、電気抵抗による発熱によって両者が溶着される形態の接続手法（溶着手法）によっておこなわれている。しかし、もちろん、電気抵抗による溶着に代えて、他の溶着手法、例えば、ろう付け溶接によって接合してもよく、あるいはレーザ光を用いた溶着等であってもよい。あるいは前記接合は接着剤によっておこなわれてもよい。

ところで、図２，図３あるいは図６，図７に図示するように、前記切刃部３ｃの外径端部の先端部分にすくい角および逃げ角がその内径方の部分に比べて鈍角になった補強切刃部３ｋが形成され、穿孔作業時の衝撃に対してかかる外径端部が欠落することがないように構成し、耐久性が向上するよう構成されている。そして、前記補強切刃面３ｋの周方向の内径方に隣接して、すくい角および逃げ角がより鋭角になった調整面３ｊが形成されている。

前述のように構成された本実施例にかかるドリルビット１によれば、図１０に図示するように、前記シャンク部２Ａを、回転動作と軸方向（長手方向に一致）の振動動作を付与することができる電気ドリル装置（振動型電動ドリル装置）１０のチャック部分１０ｃに取着して、被穿孔物、例えば、コンクリートに穿孔する際、以下のように作用する。つまり、図１０に図示するように、前記ドリルビット１の回転支持部２ｂに配置され回転しない支持ホルダー１２の吸引口を、吸引装置１３の吸引口１３ａにホース１４を介して接続した状態で、該電気ドリル装置１０のスイッチ１０ａを操作してＯＮにする。この動作によって、前記電気ドリル装置１０は、前記ドリルビット１に回転動作と軸方向の振動動作を付与し、該ドリルビット１は、被穿孔物に対して穿孔する。この穿孔によって、切り屑等の粉塵（切粉）が、穿孔されている穴内に発生するが、かかる塵芥は、図１１に図示するように、前記吸塵補助通路６の先端及び外径端の各開口部分から効果的に吸塵される。特に、図３に図示するように、各切刃部３ｃのすくい面３ｓの回転方向Ｒ前方に先端方に開口した前記吸塵補助通路６の開口部分６ｊが存在するため、該すくい面３ｓですくい取られた塵芥等を効果的に前記開口部分６ｊから吸引することができる。また、前記塵芥等の吸引は、ビットシャフト部分２の外周面に形成された前記吸塵補助通路６の外径端６ｔの開口部分からも効果的に吸引される。

このため、図１１に図示するように、穿孔作業によって穿設穴１６内に発生したコンクリート等の塵芥（粉塵）は、穿設穴１６から外部へ拡散することなく、前記吸塵補助通路６から、吸塵通路４、吸塵接続通路５、ホース１４を経て、吸引装置１３へ、効率的に吸塵される。

従って、穿設後の穿設穴１６内には粉塵等は存在せず、従って、穿孔終了後にそのままの状態でアンカーボルト（図示せず）を植設することが可能となる。

また、本実施例にかかるドリルビット１の場合、ビット先端部３の基端部３ｂが、その基端方のビットシャフト部２の先端面２Ｆに形成された凹部２ｒに嵌り込んだ状態で三次元的に溶着されることから、また両者の溶着面積が大きな状態で溶着され、この結果、両者が極めて強固に一体的に連結される。
このため、ドリルビットのように穿設に際して、回転動作とともに軸方向への衝撃的な振動動作が作用するような場合にも、前記ビットシャフト部２と前記ビット先端部３の接合部分が損傷を受けたり、ビット先端部３がビットシャフト部２から脱落したりすることはない。

また、前記実施例では、前記ビットシャフト部２の先端面２Ｆに溝状の吸塵補助通路６を形成しているが、この構成に代えて、図示しないが、先端面２Ｆから基端側に移動した部分に円筒状の該吸塵補助通路６を形成したような構成でもよく、かかる構成の場合には、ビット先端部３とビットシャフト部２との接合面積をより増加させることができる点で好ましい構成となる。

また、別の実施例として、図示しないが、前記ビットシャフト部２の先端面２Ｆを平面状に構成して、その先端方に平面状の基端面を有するビット先端部３を溶着するように構成してもよい。かかる場合には、前記ビットシャフト部２の先端面の加工が、より容易におこなえる上で、好ましい構成となる。

さらに、別の実施例として、図示しないが、前記吸塵補助通路６を、ビット先端部３側に、つまり、ビット先端部の基端部３ｂ、つまり基端面に形成するように構成してもよい。かかる構成の場合、ビット先端部を焼結合金製とする場合には、単に金型に吸塵補助通路を形成しておけばよいため、前記フライス盤による溝加工等が不要となる点で、加工工数が低減でき、より簡単に製造できる点で、好ましい構成となる。

また、別の実施例として、図５に図示する形態に代えて、図１２に図示するように、前記吸塵補助通路１０６が、外径端１０６ｅ側で内径端１０６ｄ側に比べてドリルビット１０１の回転方向（矢印Ｒ参照）前方になるような形態に構成されていると、換言すると、ドリルビットの回転方向（矢印Ｒ参照）が先端方から見て反時計方向である場合に、前記吸塵補助通路１０６が、先端方から見て、略Ｓ字状に曲がった形態にすると、ドリルビット１０１が穿孔に際して回転するときに、吸塵補助通路１０６の外径端１０６ｔから切粉等の粉塵をより効果的に吸引できる構成を実現できる点で好ましい構成となる。さらに、前記構成に加えて、図１２に図示するように、吸塵補助通路１０６の外径側の通路幅が内径側の通路幅より拡がったような形態にすると、さらに効果的に吸引できる構成を実現できる。なお、図１２には、図５に示す構成と同じあるいは対応する構成について、図５で付した参照符号に１００を加えた参照符号を付して、一部説明を省略している。

さらに、前記実施例では、直径方向に前記吸塵補助通路が形成されている、つまり、中心から２本の吸塵補助通路が形成されているが、かかる２本で限定されるものでなく、３本であっても４本であっても、あるいはそれ以上の吸塵補助通路を形成することもできる。何本の吸塵補助通路を形成するかは、切刃部の数によって、あるいは得ようとする吸塵能力によって、吸塵補助通路の数を増加させあるいは減少させてもよい。

本発明は、前記実施例で説明した内容に限定されるものでなく、本発明の基本的な技術思想から逸脱することなく、種々変更して実施することが可能であることは言うまでもない。

本発明にかかるドリルビットは、コンクリートや石材又はタイル等の穿孔対象物に対して穿孔する際等に使用することができる。

１…ドリルビット
２…ビットシャフト部
２Ｆ…先端面
３…ビット先端部
３ｂ…基端部
３ｃ…切刃部
３ｅ…逃げ面
３ｓ…すくい面
４…吸塵通路
６…吸塵補助通路
Ｌ１…接合稜線
Ｘ…長手方向

Claims (4)

1. 先端に少なくとも３つ以上の切刃部が周方向に放射状に配置され、これら各切刃部に形成されるすくい面と逃げ面の接合稜線を切刃となす形態を有するビット先端部と、このビット先端部の基端面に、一体に回転するよう先端面が一体に取着されたビットシャフト部とを有するドリルビットにおいて、
   前記ビットシャフト部に、その長手方向に延び先端が該ビットシャフト部の先端部まで延設され基端が吸引装置側に連通した、吸塵通路を備えるとともに、
   該ビットシャフト部の先端部に、前記吸塵通路に直交するように該吸塵通路から外径方へ延設され且つ外径端がビットシャフト部の外周面に臨むように開口した、吸塵補助通路を備え、
   この吸塵補助通路が、
   ビットシャフト部の先端面に、先端方及び外周面に臨むように開口した溝の、該先端方に臨むように開口した部分が、前記ビット先端部の基端面によって閉塞されることによって、形成されていることを特徴とするドリルビット。
2. 前記ビット先端部の基端面が平面状に構成されており、前記ビットシャフト部の先端面のうちで前記ビット先端部の基端面と接合する部分が平面状に形成されており、
   前記ビットシャフト部の先端面に形成されている溝の一部が、前記ビット先端部の基端面によって閉塞されておらず、その閉塞されていない部分が、先端方に真っ直ぐ臨むように前記すくい面に隣接してその回転方向前方に開口していることを特徴とする請求項１記載のドリルビット。
3. 前記吸塵補助通路が、外径端側で内径端側に比べてドリルビットの回転方向前方になる略Ｓ字状に湾曲した形態に構成されていることを特徴とする請求項１又は２記載のドリルビット。
4. 前記ビットシャフト部の先端面に、前記ビット先端部の基端面の形状に合致して該ビット先端部の基端部を収容する凹部が、該凹部にビット先端部が収容された状態で周方向に隣接する切刃部と切刃部との間に前記溝が位置するように、形成されていることを特徴とする請求項１〜３のいずれか１の項に記載のドリルビット。

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