JP5593873B2

JP5593873B2 - ろう付け工具

Info

Publication number: JP5593873B2
Application number: JP2010141800A
Authority: JP
Inventors: 亮片島; 真也寺嶋
Original assignee: Mitsubishi Materials Corp
Current assignee: Mitsubishi Materials Corp
Priority date: 2010-06-22
Filing date: 2010-06-22
Publication date: 2014-09-24
Anticipated expiration: 2030-06-22
Also published as: JP2012006021A

Description

本発明は、切刃が形成された刃部がシャンク部にろう付けされたろう付け工具に関するものである。

このようなろう付け工具としては、例えば特許文献１に、切削部および軸部を有する切刃本体部と、この切刃本体部が接合されるシャンク部とを備え、このうちシャンク部は、軸部が隙間を設けて挿入されるとともに、この隙間にロウ材を供給して該軸部を固着するための挿入孔部と、この挿入孔部に同軸的に連通し、軸部の端部側が嵌合する嵌合孔部とを有し、これら軸部またはシャンク部には、挿入孔部と嵌合孔部との間に位置して溝部が形成されるようにしたものが提案されている。

特開２００１−１０５２３０号公報

ところで、このようなろう付け工具においては、上記特許文献１に記載のようにシャンク部に嵌合孔部を形成して軸部の端部を嵌合させることにより、切刃本体部とシャンク部とを同軸上に高精度に芯出しする必要があるもの以外に、例えば日曜大工などにおいて手持ちの電動工具に取り付けられて使用されるようなものも知られており、そのようなろう付け工具ではそれほど厳密な精度が要求されることはない。

ところが、その一方で、このようなろう付け工具では、シャンク部の外径は、取り付けられる電動工具によって一定であるのに対し、刃部の外径は、例えばろう付け工具がドリルの場合には穿設する穴の径によって様々であり、場合によっては図４に示すように刃部１の外径Ｄがシャンク部２の外径ｄより大きくなることもある。

そして、そのような場合に、シャンク部２の先端面に開口したろう付け穴部３に挿入される刃部１後端部のろう付け軸部４と、外径Ｄが大きくされた刃部１の後端側の部分とが工具軸線Ｏに垂直な段差面５を介して連なっていると、図５に示すようにろう付け穴部３の開口部が塞がれて、このろう付け穴部３とろう付け軸部４との間にろう材６が封止された状態となる。

ここで、このような日曜大工で使用されるろう付け工具は、通常は切削油剤を用いない乾式切削で使用されるため、刃部１は使用時には高温となることが多い。ところが、その際に発生した熱がろう付け軸部４に伝播して、ろう材６のフラックスから微量の腐食性ガスが発生することがあり、こうして発生したガスは、上述のようにろう付け穴部３の開口部が塞がれていると、このろう付け穴部３内に滞留することになる。

しかしながら、同じくこのように日曜大工で使用されるろう付け工具は、その使用頻度はそれほど高くはなく、一度使用した後は数ヶ月も放置されることもある。そして、このように長期に亙って放置されていると、その間にろう付け穴部３に滞留したガスが段差面５とシャンク部２の先端面の間から徐々に滲み出て刃部１やシャンク部２の表面を腐食することにより汚損し、工具外観を著しく損なうことがある。

本発明は、このような背景の下になされたもので、こうして乾式切削等に一旦使用された後に長期に亙って放置されても腐食性ガスによる表面の汚損等を生じることのないろう付け工具を提供することを目的としている。

上記課題を解決して、このような目的を達成するために、本発明は、切刃が形成された刃部とシャンク部とがろう付けにより接合されたろう付け工具であって、上記刃部の後端部には該刃部の先端部よりも外径の小さな円柱状をなすろう付け軸部が形成されるとともに、上記シャンク部の先端部には上記ろう付け軸部が挿入されてろう付けされるろう付け穴部が形成されており、上記ろう付け軸部の長さと上記ろう付け孔部の深さは互いに等しくされ、上記刃部における上記ろう付け軸部の先端から該刃部の上記先端部の後端にかけては、上記ろう付け穴部の開口部から先端側に向かうに従い該ろう付け軸部に対して外径が漸次大きくなる拡径部が形成されていることを特徴とする。

従って、このように構成されたろう付け工具では、シャンク部のろう付け穴部開口部から先端側に向けて刃部の後端側部分の外径がろう付け軸部の外径に対して漸次大きくなる拡径部が形成されていて、ろう付け穴部の開口部が開放されることになるので、乾式切削でろう材から腐食性ガスが発生してもろう付け穴部内に滞留することなく、気散してしまう。このため、その後に長期間放置しておいても刃部やシャンク部の表面が腐食されるのを抑えて汚損の発生を防止し、外観を維持したまま再使用することができる。

ここで、上記ろう付け穴部の開口部に、上記拡径部において外径が漸次大きくなる割合よりも大きな割合で先端側に向かうに従い内径が漸次大きくなる面取り部を形成することにより、このろう付け穴部側でも腐食性ガスの気散を促してろう付け穴部内での滞留を確実に防ぐことができる。

特に、このような場合において、面取り部の傾斜角は工具軸線に対して通常４５°とされることが多いので、上記拡径部は、その外径がこれよりも小さな工具軸線に対して３５°以下の一定の傾斜角で漸次大きくなるようにされているのが望ましい。これよりも傾斜角が大きいと、例えばろう材をろう付け穴部に多く入れすぎた場合にろう材がろう付け穴部の開口部から溢れて拡径部に付着することによりろう付け穴部の開口部を塞ぎ、腐食性ガスの気散を阻害するおそれがある。

以上説明したように、本発明によれば、日曜大工で使用されるようなろう付け工具であっても、一旦使用されてから長期間放置された後に再使用しようとしたときに、外観を著しく損なうような汚損が工具表面に生じるのを防ぐことができる。

本発明の一実施形態を示す側面図である。図１に示す実施形態のろう付け部の概略を示す拡大断面図である。図１に示す実施形態の変形例におけるろう付け部の概略を示す拡大断面図である。従来のろう付け工具を示す側面図である。図４に示す従来例のろう付け部の概略を示す拡大断面図である。

図１および図２は、本発明の一実施形態を示すものである。本実施形態は、本発明をろう付け式のドリルに適用した場合を示すものであって、その工具本体１１は、後端側（図１において右側）のシャンク部１２と先端側（図１において左側）の刃部１３とから構成されていて、これらシャンク部１２と刃部１３とが工具軸線Ｏに関して同軸にろう付けされて一体化されている。

シャンク部１２は工具軸線Ｏを中心とした外形略円柱状とされていて、ただしその先端部には、同じく工具軸線Ｏを中心とした断面円形の一定内径のろう付け穴部１２Ａが、シャンク部１２の長手方向（工具軸線Ｏ方向）略中央部まで穿設されている。なお、本実施形態においてシャンク部１２の先端面は、図２に示すようにこのろう付け穴部１２Ａの内周面と直交して工具軸線Ｏに垂直な平面状に形成されている。

一方、本実施形態の刃部１３は、その先端部がやはり工具軸線Ｏを中心とした外形略円柱状とされており、その外径Ｄはシャンク部１２の外径ｄよりも大きくされている。ただし、ドリルである本実施形態における刃部１３の外周には、刃部１３先端の先端逃げ面から後端側に向けて一対の切屑排出溝１４が工具軸線Ｏに関して対称に、使用時の工具回転方向後方側に向けて捩れるように形成されており、これらの切屑排出溝１４の工具回転方向を向く壁面と上記先端逃げ面との交差稜線部に切刃１５が形成されている。

そして、この刃部１３の後端部には、切屑排出溝１４や切刃１５が形成された上記先端部よりも外径が一回り小さな円柱状をなすろう付け軸部１３Ａが工具軸線Ｏを中心に形成されるとともに、このろう付け軸部１３Ａの先端から刃部１３先端部の後端にかけては、先端側に向かうに従い外径が漸次大きくなる拡径部１３Ｂとされている。なお、切屑排出溝１４は、この拡径部１３Ａの手前で切り上げられている。

ここで、本実施形態では、この拡径部１３Ｂは、先端側に向けてその外径が大きくなる割合が一定とされていて、すなわち工具軸線Ｏに対する傾斜角θが一定とされた工具軸線Ｏを中心とする円錐台状とされている。さらに、この傾斜角θは、本実施形態では３５°以下とされている。

このようなろう付け軸部１３Ａがシャンク部１２の上記ろう付け穴部１２Ａに挿入されて、図２に示すようにろう材１６を介して接合すなわちろう付けされることにより、シャンク部１２と刃部１３とは工具軸線Ｏに関して同軸に一体化される。ただし、図２はこのろう付け部の概略図であって、実際にはろう付け軸部１３Ａの外周とろう付け穴部１２Ａの内周との間隙は図示のものより小さく、またろう付け軸部１３Ａの長さとろう付け穴部１２Ａの深さは図示のものより大きくされて、互いに略等しくされている。

このようにシャンク部１２と刃部１３とがろう付けされて構成されたろう付け工具においては、刃部１３の上記拡径部１３Ｂはろう付け穴部１２Ａの開口部から先端側に向かうに従いその外径が漸次大きくなるようにされ、これによりろう付け穴部１２Ａの開口部は図２に示すように開放された状態となる。このため、当該ろう付け工具が乾式切削に使用されて刃部１３が高温になることにより、その熱がろう付け軸部１３Ａに伝播してろう材１６のフラックスから腐食性のガスが発生しても、こうして開放された開口部から気散してしまうため、ろう付け穴部１２Ａ内に滞留することがない。

従って、こうしてろう付け工具を一旦使用した後に暫く放置しておいても、このようなガスが滲み出てシャンク部１２や刃部１３を腐食するのを抑制することができ、例えば数ヶ月後に再度使用しようとしたときに工具表面が汚損されて外観が著しく損なわれるような事態が生じるのを防いで、当初の使用時と同様に使用に供することが可能となる。また、こうしてろう付け穴部１２Ａの開口部が開放されることにより、例えばろう付け時に発生したガスも滞留させることなく速やかに気散させることができる。

さらに、本実施形態では、上記拡径部１３Ｂが先端側に向けて工具軸線Ｏに対し一定の傾斜角θで拡径するように形成されていて、その傾斜角θが３５°以下とされており、これにより拡径部１３Ｂが開放されたろう付け穴部１２Ａの開口部側を遮ることもなくなって、確実にガスの気散を促すことができる。すなわち、傾斜角θが３５°よりも大きいと、ろう付け穴部１２Ａの開口部の直ぐ先端側に拡径部１３Ｂが広がるように配されることになり、例えばろう付けの際にろう材１６の量が多くてろう付け穴部１２Ａから溢れ出してしまうと、この溢れたろう材が拡径部１３Ｂに付着してろう付け穴部１２Ａの開口部を塞いでしまい、速やかなガスの気散を妨げるおそれがある。

ただし、この傾斜角θが小さすぎても、拡径部１３Ｂの工具軸線Ｏ方向の長さが必要以上に長くなりすぎて、特に手持ちの電動工具に取り付けて使うろう付け工具としては使用に適さなくなってしまう。このため、上記傾斜角θは１０°以上とされるのが望ましい。なお、本実施形態では、こうして拡径部１３Ｂを一定の傾斜角θで拡径する円錐台状に形成したが、例えば先端側に向けて拡径部１３Ｂの外径が大きくなる割合が変化していて、拡径部１３Ｂの工具軸線Ｏに沿った断面が曲線状をなして先端側に向かうに従い漸次拡径するものとされていてもよく、この場合には断面が凹曲線をなして拡径するのがより望ましい。

一方、このように刃部１３のろう付け軸部１３Ａ先端側に拡径部１３Ｂを設けるのに加えて、図３に示す上記実施形態の変形例のように、シャンク部１２のろう付け穴部１２Ａの開口部側に、先端側に向かうに従いろう付け穴部１２Ａの内径を拡径させるような面取り部１２Ｂを形成してもよい。なお、この図３に示す変形例において、図１および図２に示した実施形態と共通する部分には同一の符号を配してある。

この面取り部１２Ｂは、上記実施形態のろう付け穴部１２Ａの開口部を、刃部１３の拡径部１３Ｂの外径が先端側に向かうに従い漸次大きくなる割合よりも大きな割合で先端側に向かうに従いその内径が漸次大きくなるように面取りしたものとされている。特に、この変形例においては面取り部１２Ｂの内径が大きくなる割合は一定とされ、すなわち面取り部１２Ｂは、工具軸線Ｏに対してなす傾斜角が上記傾斜角θよりも大きくされた凹円錐面状とされていて、この面取り部１２Ｂの傾斜角は例えば４５°とされている。

なお、この面取り部１２Ｂの工具軸線Ｏ方向の幅は、刃部１３の拡径部１３Ｂの工具軸線Ｏ方向の幅や、あるいはろう付け穴部１２Ａやろう付け軸部１３Ａの工具軸線Ｏ方向の深さ、長さなどよりも十分小さくされている。また、この面取り部１２Ｂとシャンク部１２の外周面との間には、工具軸線Ｏに垂直な平面状とされたシャンク部１２の先端面が残されている。

このような変形例のろう付け工具においても、刃部１３に形成された拡径部１３Ｂにより腐食性ガスの気散を促してろう付け穴部１２Ａに滞留するのを防ぐことができ、シャンク部１２や刃部１３の表面の腐食を抑えて汚損を防止することができる。そして、さらにこの変形例では、ろう付け穴部１２Ａの開口部に形成された面取り部１２Ｂにより、刃部１３のろう付け軸部１３Ａとろう付け穴部１２Ａとの間隙をこの開口部で大きくすることができるので、一層確実に腐食性ガスの気散を促してろう付け部の汚損を防止することができる。

また、この変形例では、上記面取り部１２Ｂが先端側に向けてろう付け穴部の内径を大きくする割合が、刃部１３の拡径部１３Ｂが先端側に向けて外径が大きくなる割合よりも大きくされており、従ってこの面取り部１２Ｂとその先端内周側に対向することになる拡径部１３Ｂとの間隔も、先端側に向けて漸次広がることになる。このため、ろう材１６のフラックスから発生した腐食性ガスをさらに効率的に気散させて除去することが可能となる。

さらに、こうして面取り部１２Ｂが形成されることにより、ろう付け穴部１２Ａの断面積が開口部側で大きくなるので、例えば上述のようにろう材１６を多くろう付け穴部１２Ａに入れてしまったとしても、ろう材１６がろう付け穴部１２Ａの開口部から溢れ出て刃部１３の拡径部１３Ｂに付着したりするのも避けることができるという利点も得ることができる。

なお、この変形例では、面取り部１２Ｂを、先端側に向けてその内径が大きくなる割合が一定の凹円錐面状に形成したが、該面取り部１２Ｂの工具軸線Ｏに沿った断面が凸曲線をなすようにして先端側に向かうに従い内径が大きくなる割合が漸次大きくなるように形成してもよく、また上述のようなろう材１６のはみ出しを防ぐのには、面取り部１２Ｂの工具軸線Ｏに沿った断面が凹曲線状をなすようにして、先端側に向かうに従い内径が大きくなる割合が漸次小さくなるようにされていてもよい。

また、上記実施形態およびその変形例のろう付け工具では、刃部１３の先端部の外径Ｄがシャンク部１２の外径ｄよりも大きくされているが、ろう付け穴部１２Ａの内径またはろう付け軸部１３Ａの外径よりも刃部１３の先端部の外径Ｄが大きければ、上述のような拡径部１３Ｂを形成することができるので、切刃１５が形成される刃部１３先端部の外径は例えばシャンク部１２の外径ｄと等しかったり、あるいはこれより小さくされていてもよい。

さらに、シャンク部１２は外形略円柱状とされているが、当該ろう付け工具が取り付けられる電動工具のチャック等に合わせて例えば外形略正六角柱状とされていたりしてもよく、またシャンク部１２の後端側の外周面にチャッキング等のための環状溝が形成されていたりしてもよい。また、シャンク部１２と刃部１３の材質は任意であって、異なる材種でも同材種でもよく、例えば日曜大工用の工具などでは両者をともに鋼材とし、ただし刃部１３をシャンク部１２よりも高硬度のものとしてもよい。

以下、実施例を挙げて本発明の効果について実証する。本実施例では、上記実施形態の変形例に応じたろう付け工具（ドリル）において、拡径部１３Ｂの工具軸線Ｏに対する傾斜角θを１５°、３０°、３５°、および４５°とした４種のろう付け工具を製造した。これを実施例１〜４とする。また、これら実施例１〜４に対する比較例として、この傾斜角θが９０°、すなわち図４および図５に示したように刃部１の後端側部分とろう付け軸部４とが工具軸線Ｏに垂直な段差面５を介していてろう付け穴部３の開口部が塞がれているろう付け工具も製造した。

なお、実施例１〜４および比較例ともに、刃部の外径は６．５ｍｍ、シャンク部の外径は６．３ｍｍ、ろう付け軸部の外径は４．９５ｍｍ、ろう付け穴部の内径は５．０１ｍｍ、ろう付け軸部の長さとろう付け穴部の深さはともに２０ｍｍ、刃部の材質はＳＫＨ５１、シャンク部の材質はＳ４５Ｃ、ろう材はＪＩＳＺ３２６１におけるＢＡｇ−６であった。そして、これら実施例１〜４と比較例とを約２００℃で０．３時間加熱して保持した後、約３ヶ月放置して、工具表面に腐食や腐食による汚損が発生していないかを目視によって検査した。

その結果、比較例ではろう付け部に腐食が発生していて広範囲に亙って汚損され、外観が著しく損なわれていたのに対し、実施例１〜４では、傾斜角θが面取り部と同じ４５°と大きい実施例４で僅かな腐食が発生していたのが認められたものの、外観上の著しい汚損は認められず、他の実施例１〜３でも汚損は認められなかった。また、これら実施例１〜３のうちでも、特に面取り部の傾斜角４５°に対して拡径部の傾斜角θが１５°以上小さくされた実施例１、２では腐食の発生も認められず、従って拡径部は面取り部よりも１５°以上小さな傾斜角θとされるのがより望ましいことが分かる。

１１工具本体
１２シャンク部
１２Ａろう付け穴部
１２Ｂ面取り部
１３刃部
１３Ａろう付け軸部
１３Ｂ拡径部
１４切屑排出溝
１５切刃
１６ろう材
ｄシャンク部１２の外径
Ｄ刃部１３の外径
Ｏ工具軸線
θ 拡径部１３Ｂの工具軸線Ｏに対する傾斜角

Claims

切刃が形成された刃部とシャンク部とがろう付けにより接合されたろう付け工具であって、上記刃部の後端部には該刃部の先端部よりも外径の小さな円柱状をなすろう付け軸部が形成されるとともに、上記シャンク部の先端部には上記ろう付け軸部が挿入されてろう付けされるろう付け穴部が形成されており、上記ろう付け軸部の長さと上記ろう付け孔部の深さは互いに等しくされ、上記刃部における上記ろう付け軸部の先端から該刃部の上記先端部の後端にかけては、上記ろう付け穴部の開口部から先端側に向かうに従い該ろう付け軸部に対して外径が漸次大きくなる拡径部が形成されていることを特徴とするろう付け工具。
上記ろう付け穴部の開口部には、上記拡径部において外径が漸次大きくなる割合よりも大きな割合で先端側に向かうに従い内径が漸次大きくなる面取り部が形成されていることを特徴とする請求項１に記載のろう付け工具。
上記拡径部は、その外径が工具軸線に対して３５°以下の一定の傾斜角で漸次大きくなるようにされていることを特徴とする請求項１または請求項２に記載のろう付け工具。