JPH0248107A

JPH0248107A - 金属切削工具

Info

Publication number: JPH0248107A
Application number: JP1112849A
Authority: JP
Inventors: Harry C Oakes; ハリー　シー　オークス
Original assignee: Unibit Corp
Current assignee: Unibit Corp
Priority date: 1988-08-04
Filing date: 1989-05-06
Publication date: 1990-02-16
Also published as: KR900002880A; AU3130589A; GB8907434D0; SE8900905L; AU635701B2; NL8900712A; CH678834A5; CA1323778C; GB2221412B; BE1006328A5; FR2635032B1; GB2221412A; DE3919363A1; SE8900905D0; FR2635032A1; US5049010A; MX174242B

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】〔産業上の利用分野〕本発明は、金属切削工具、特に、手動式ドリルを使用し
て金属板に孔を穿設するための円周切削用工具に関する
。

〔従来の技術〕

金属板のような各種の材料に対する穿孔用工具は、大き
く分けて２種類ある。そに一つは、円の内部全体を削り
取るものであり、他は、円の周囲のみを切削して、円柱
上のプラグを形成するものでる。

一般の溝付トリルは、前者のタイプの工具である。この
ような工具は、所望の孔をあけるためには、切削量が太
きいという欠点がある。

細い線で円を切削して、その内部の肉を、プラグとして
抜き取るようにした工具は、孔かある程度以上大きい場
合には、きわめて効率的であり、かつ加工速度も速い。

このような工具は、トレパニング用工具、つまり円周切
削用工具として、般に知られている。

このタイプの工具は、所望の孔をあけるために要する切
削量は、かなり少なくて済み、したがって、大径の孔を
、少ないエネルギーで、しかも急速に穿孔できる。

円周切削用工具を使用して、円周部のみを切削すること
により、大径の孔をあけることは、広く知られている。

このような工具は、刃先すなわち切削チップが固着され
た細長い管状の切削ヘットを備え、前記切削チップは、
材料に当接し、工具が回転すると、材料の一部を、円周
に沿って狭い幅で切削する。

従って、材料が切削されると、その中心にプラグが形成
され、このプラグは、細長い管状の切削ヘッドの中心部
に嵌合される。切削工具からプラグを抜くには、ばね負
荷したアームのような抜き出し工具が使用される。

このタイプの工具は、径が約２５．４ｍｍ（１インチ）
以下から、約２５４ｍｍ（１０インチ）という極端に大
きな孔の穿孔用に使用されている。

このような大径の孔のための円周切削用工具は、通常、
旋盤等に固着して、自動的に孔あけを行わせる。このこ
とについては、関連技術者によく知られているが、例え
ば、電気技術者が、現場で電気箱に孔をあける際のよう
に、薄い金属板にがなり精度の高い平滑な孔をあける際
等に、手持式で作業を行いうるようにするために、多く
の努力が積み重ねられてきた。さらに、例えは一般住宅
やビルディングに多く使用されているステンレス鋼のよ
うな、他の種類の金属板に孔扮あけることが必要になる
こともある。

直径が約１．２．７ｎｙｎ（１／２インチ）−５０，８
ｍｍ（２インチ）の孔を、金属板にあけるのに効果的な
円周切削用工具の開発のために、さまざまな努力がなさ
れてきた。

しかし、従来の努力によって生み出されてきたものは、
平滑な円周孔をあけるために１手持式の工具を整合する
ことが難しく、十分満足しうるものではなかった。手持
式ドリルは、動き易く、しかもトルクと回転数が、固定
式ドリルと比べてかなり小さい。従って、手持式の円周
切削用工具は、空まわりしたり、引っ掛ったりするのを
防止するために、抵抗を最小限としなけらばならない。

従来製造されているこの種工具の大部分は、急速に摩耗
するため、工具全体または切削チップを、頻繁に交換す
る必要があった。

例えば、ケスラン（Ｋｅｚｒａｎ）によるアメリカ合衆
国特許第４，４９０，０８０号明細書には、取外し可能
の切削チップを備える穿孔用工具が開示されている。

このケスランによる穿孔用工具は、スロットへ切削チッ
プを保持させるようになっており、スロットの前縁へ保
持用ウェッジを係合させるとともに、この保持用ウェッ
ジを、切削チップの前縁に当接させることにより、切削
チップをスロットの後縁に押し当てる。そのため切削チ
ップは、ウェッジの角度とスロットの後縁部の角度とに
より、適切な位置にくさび止めされ、外方へ動くことが
ないようになっている。

このような円周切削用工具は、様々な用途に対して効果
的であるが、現場での操作は複雑であり、かつ切削チッ
プが小さいため、紛失し易く、またその交換も困難であ
る。

もし、切削チップが尖鋭でないと、円周切削用工具を使
用するのに、余分のトルクが必要となり、摩耗はより速
やかとなり、しかも、切削チップが金属板と係合するの
で、あけられた孔は、非平滑なものとなってしまう。

複数の切削チップを備える工具を使用すると、通常、摩
耗にムラが生じ、かつ１個または複数の切削チップの位
置が不正確となって、孔の内面に引っ掛き傷がつくおそ
れがある。

このような引っ掛きが生じると、作業者の感情がいらだ
ち、その結果、手持ち式の駆動装置の制御が困難となる
。またこの状態を克服するために、別の人手が必要とな
る。

さらに、これらの問題のために、時間は浪費され、あけ
られる孔もふぞろいとなるに至る。

従って、耐久性があり、手持式ドリルを使用して、現場
において、引っ掛かりが生ずることなく、かつ工具全体
または切削チップを、頻繁に交換することなしに、平滑
孔を穿設しうる円周切削用工具が求められている。

〔発明の目的〕

本発明の第１の目的は、複数の切削チップを必要としな
いで、金属板に孔をあけることができる円周切削用工具
を提供することである。

本発明の第２の目的は、通常の手持式トリルを使用して
、現場で金属板に平滑孔をあけることができる円周切削
用工具を提供することである。

本発明の第３の目的は、低原価で、寿命が長く、しかも
容易に製造できる孔あけ用工具を提供することである。

本発明の第４の目的は、抵抗が小さくて、作業者の疲労
が軽減され、かつ従来のものよりも短時間で穿孔できる
円周切削用工具を提供することである。

本発明の金属切削工具は、あけようとする孔の直径と概
ね同じ径の外周面と、この外周面と前縁部同士が連なる
の円筒状の切削部を備えている。

この切削部は、前縁同士が連なる外周面と内周面を備え
、内周面は、切削端部から基部へ向かってテーパしてい
る。

切削部には、それから被切削物を取り除くための、概ね
それ自身と同じ長さ−の切欠きが設けられている。

ソケットが、切欠きの一方の壁面に設けられており、そ
の中に切削チップを受容できるようになっている。

また切削部には、切削工具を、あけようとする孔の位置
へ整合させるための案内手段を収容するための軸方向に
貫通する孔があけられている。

切削チップは、概ねピラミッド形であり、切削部の前方
へ突出する鈍い刃先を備えており、かつ切削部において
、ソケットと係合するための底面および後面を備えてい
る。

〔実施例〕

以下、本発明の好適実施例を、図面に基づき詳細に説明
する。

本発明の金属切削工具（１０）全体を、第１図と第２図
に示す。この金属切削工具（１０）は、駆動係合部（１
１）と切削部（１２）とを備えている。

駆動係合部（月）は、例えば９５．３ｍｎ（３／８イン
チ）または１２．７ｍｍ（１／２インチ）に共用の一般
的なトリルチャックと係合しうる適宜の形状となってい
る。

切削部（１２）は、あけようとする孔と正確に同じ直径
の円筒形の外周面（１３）と、基部（１５）で終わるテ
ーパ状の内側面（１４）とを備えている。前記内周面（
１４）及び外周面（１３）は、切削部（１２）の前縁（
１６）において連なっている。

切削部（１２）には、内方へ向かって先細りとなる内周
面（１４）が設けられているので、例えば、ばね付勢し
たアームのような補助的な取外し工具を使用しないで、
切削後のプラグを、切削部（１２）から抜くことができ
る。

プラグは、切削時、切削圧力により曲がり、かつ切削部
（１２）の中へ押し込まれる傾向がある。プラグを金属
板から抜くと、プラグは、前記先細りの内周面に作用す
る分力により、切削部（１２）から抜は出る。このこと
は、本装置の実際の使用面での重要な特徴となっている
。

前記テーパの角度は、通常、１０度〜２０度とする。

直径２２．２＋ｎｍ（７／８インチ）のドリルでは、約
２７度のテーパとするのが望ましい。

切削部（１２）には、その前ｍ（１６）から駆動係合部
（１１）に至る切欠き（１７）が設けられている。この
切欠き（１７）は、長方形であり、側面（１８）　（１
９）及び底面（２０）を備えている。実施例においては
、切欠き（１７）は長方形であるが、それ以外の形状と
してもよい。

前記切欠き（１７）の幅は、穿孔時に生ずる引っ掛かり
を防止するために、例えば直径２２．２ｍｍ（７７８イ
ンチ）のトリルにおいては、約６．４ａｕ（０，２５イ
ンチ）とするのがよい。

金属切削工具（１０）の回転方向に対する切削部（１２
）の側面（１８）の前部（２１）には、後面（２３）と
底面（２４）を有し、かつ切削チップ（２６）を受容で
きる大きさのソケット（２２）が設けら九でいる。

また切削部（１２）には、基部（１５）を貫通して駆動
端へ向かう同軸の孔（２５）が設けられている。

通常、切削部（１２）は、鋼、合金、または「工具鋼」
として知られる高炭素鋼で作られる。最大の硬度と靭性
をうるために、Ａ、１．Ｓ、Ｉ６］、５０鋼を使用して
、これを熱処理のがする望ましい。

本発明の金属切削工具（１０）のソケット（２２）には
、切削チップ（２６）が取付けられている。第３Ａ図〜
第３０図に示すように、切削チップ（２６）は、切削部
（１２）の外周面（１３）と整合するように直立する外
側面（２７）を備えている。切削チップ（２６）の外側
面（２７）の前縁は、平滑な孔をあけうるように、斜め
に形成されている。

切削チップ（２６）は、ソケット（２２）の後面（２３
）および底面（２４）と合致する後面（２９）および底
面（３０）を備えている。第３Ａ図に最も良く示されて
いる本発明の好適実施例においては、後面（２９）と底
面（３０）との接続部は丸味を帯び、切削力を、切削部
（１２）の表面で、十分に分布させるようになっている
。また後面（２９）と底面（３０）は、できる限り大き
な面積とするのがよい。

例えば、幅が約４．２ｍｍ（０，１６５インチ）の後面
（２９）と高さが約６．７ｍｍ（０，２６５インチ）の
底面（３０）とを、半径約１．６ｎｎ＋（０，０６２５
インチ）の丸味で接続した、直径２２．２ｍｍ（７／８
インチ）の工具は、大きな接合面積を有し、確実な固着
がなされる。

また切削チップ（２６）は、切欠き（１７）の側面（１
８）と概ね整合する平らな内側面（３１）を備えている
。

さらに超硬の切削チップ（２６）の内側には、切削部（
１２）の基部（１５）へ向かって先細りとなるように内
方へ傾斜する斜面（３２）が設けられている。この斜面
（３２）は、切削部（１２）の内周面（１４）の角度と
ほぼ同じである１０〜４０度の円錐状になっている。こ
の角度は、第３Ｂ図に（Ｄ）で示すように、３０度とす
るのが望ましい。

超硬切削チップ（２６）の前面（３４）は、回転方向に
対して後方に傾斜する平らな面となっている。この前面
（３４）の傾斜は、約５〜２０度であって、端部はきつ
い角となっている。その底面（３０）は、切削部（１２
）の前縁（１６）と同一面となるまで、後方に傾斜して
いる（第３Ａ図示の角度（Ａ）参照）。例えば、２２．
２ｎｎ（７／８インチ）の工具においては、この傾斜は
、８度とする。

前記テーパは、工具の大きさにより、また所望の間隙に
応じて変る。内外方のテーパ角度は、約５〜１５度の範
囲内とするのがよい（第３Ｂ図示の角度（Ｂ）及び角度
（Ｃ）参照）。

２２．２ｎｗｎ（７／８インチ）の工具では、内テーパ
を１０度（Ｂ）、外テーパを１２度（Ｃ）とするのがよ
い。このテーパの角度の差は、内周面と外周面の曲率の
差によって生ずる。

鈍い刃先（３５）が、前面（３４）における内側面（３
１）との接続部に設けられている。刃先（３５）は、切
削部（１２）の前縁（１６）の前方へ、概ね０．２５ｍ
ｎ（０，０１０インチ）−０，５１ｎｗｎ　（０，０２
０インチ）突出している。例えば、厚さ３．６＋ｎｍ（
０，１４インチ）の金属板を切削するための２２．２（
７／８インチ）の工具においては、切削チップ（２６）
は、切削部（１２）の前縁（１６）から、約０．３８ｍ
ｎ（０，０１５インチ）前方へ突出している。

刃先（３５）の幅は、１．３ｎｖｎ（０，０５インチ）
２．５ｇ１（０，１０インチ）であり、かつ切削部（１
２）の前縁（１６）の幅、すなわち約１．０ｍｍ（０，
０４インチ）に近ずくまで、回転方向に向かって狭くな
っている。このような幾何学的寸法を有するやや鈍い刃
先（３５）は。

摩耗が急速で、かつ破損を受けやすい他の工具に比して
、耐久性は相当に大である。図示の２２．２ｎｖｎ（７
７８インチ）の工具においては、刃先（３５）の幅は、
約１．８ｍｍ（０，０フインチ）とするのがよい。

切削チップ（２６）は、例えば産業コード第Ｃ−１０号
のようなタングステン超硬からなり、特に、極微小粒状
タングステンコバルト超硬からなるのが好ましい。

切削チップ（２６）は、切削部（１２）に対して、鑞付
け、溶接、その他の手段により、切削中に動くことのな
いように固定される。切削部（１２）に切削チップ（２
６）を固定するには通常、鑞付けが好ましい。

このようにすると、本発明の金属切削工具（１０）の製
造は経済的となり、かつ信頼できる製品が得られる。

第２図に示すように、本発明の金属切削工具（１０）で
は、切削部（１２）を貫通する孔（２５）の中に、案内
ビット（３６）が設けられている。この案内ドリルビッ
ト（３６）の前端面ば溝付部（３７）となっており、そ
の中央には、尖った突条（３８）が、その両側には溝が
設けられている。突条（３８）の角度を１３５度とする
と、ポンチで印をつけることなく、正確な位置に孔をあ
けることができる。

上記案内ビット（３６）は、通常のドリルを変形したも
のであり、捩れドリルにはある余裕、すなわち間隙を全
く有していない。

一般に、前縁に標準的な溝付部を備える通常の捩れドリ
ルを使用した場合には、その刃先の運動によって生じる
側推力により、ドリルは、エンドミルのように、その側
部で切削することとなる。

この案内ビット（３６）は、前端の溝付部（３７）を、
使用して案内孔を穿孔し、かつこの案内孔の中に、溝の
ないシャフト部（３９）を挿入することにより、孔を拡
大する側方推力なしに、切削チップ（２６）を正しく導
くことができる。

前記前端の溝付部は、切削しようとする最大厚さの金属
板に対応するように形成されている。通常は、６．４ｍ
ｍ（０．２５インチ）の厚さに、対応しうるようにして
おけは十分である。前記突条（３８）は、切削チップ（
２６）が金属板に接触する前に、金属板から離れるよう
に、切削チップの先端よりも突出している。

第２図示の本発明の好適実施例においては、案内ビット
（３６）の後端面にも、溝付部（３７ａ）が設けられて
いる。

前記案内ビット（３６）は、その凹孔（４１）と係合し
ている止めねしく４０）を緩めることにより、取りはず
したり、または、先端の鋭さの異なるものと交換するこ
とができる。

本発明の金属切削工具（１０）は、標準のものと比べて
、はるかに耐久性があるので、長い期間使用できる。そ
のため、例えば、標準ドリルのような手持式駆動体を使
用する作業に、特に好適である。

鈍い刃先（３５）のものを使用することにより、最小の
抵抗で平滑孔をあけることができ、しかも摩耗は、きわ
めて小さい。

本発明の金属切削工具（１０）は、１個の刃しか備えて
いないので、摩耗の偏りや、固結のおそれは小さい。

前述した切削部（１２）においては、切削チップ（２６
）の当接面が大きいので、切削チップ（２６）は、ゆが
むことなく確実に保持され、かつその破損のおそれも小
さい。

切削部（１２）の外周面は、切削中に摺接するため、手
持操作時に、剛性が低下して、心が狂っても、切削工具
は正しく復帰させられる。

切欠き（１７）の幅が小さいため、手持式ドリルが孔の
軸線に対して傾斜しても、引っ掛かりを起こすことはな
い。また、案内孔が存在する限り、交差する孔と係合す
ることなく、孔をあけることができる。

切削部（１２）における先細りの内周面（１４）は、切
削プラグを、補助装置を使用することなしに、はぼ自動
的に排出させる役目をする。

本発明の好適な実施例として、長方形の切欠き（１７）
、及び切削部（１２）から伸びる特殊な形状の切削チッ
（２６）を備える金属切削工具（１０）に関して説明し
たが、当業者であれば、他の類似の形状の切削チップ（
２６）、切欠き（１７）、または案内ドリルビット（３
６）でも、本発明の範囲から逸脱することなしに使用す
ることが理解できると思う。

また、手持式ドリルのような駆動部材と結合するための
手段を、他の各種のトリルチャックと対応するように、
変更させたり、変形させたりすることが可能であること
も、理解できると思う。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明の金属切削工具の斜視図である。第２図は、本発明の金属切削工具を、第１図の線２−２
において切断して、その内部構造を示す断面図である。第３Ａ図は、切削部に取付けた切削チップの拡大側面図
である。第３Ｂ図は、同じく切削チップの拡大正面図である。第３ｃ図は、同じく切削チップの拡大平面図である。（１０）金属切削工具　　　　　（１１）駆動係合部（
１２）切削部　　　　　　　　（１３）外周面（１４）
内周面　　　　　　　　（１５）基部（１６）前縁　　
　　　　　　　（１７）切欠き（１８）（１，９）側面
　　　　　　　（２０）底面（２１）前部　　　　　　
　　　（２２）ソケット（２３）後面　　　　　　　　
　（２４）底面（２５）孔（２７）外側面（３０）底面（３２）斜面（３４）前面（３６）案内ビット（３８）突条（４０）止めねしくＡ）（Ｂ）（Ｃ）（Ｄ）角度（２６）切削チップ（２９）後面（３１）内側面（３３）垂直部（３５）刃先（３７）　（３７ａ）溝付部（３９）シャフト部（４１）凹孔

Claims

【特許請求の範囲】

（１）駆動装置として手持式ドリルを使用して、金属板
に丸い孔をあけるための金属切削工具であって、あけよ
うとする孔の直径と概ね同じ径の外周面と、この外周面
と前縁部同士が連なる内周面を備え、内周面は、切削端
部から基部に向かって先細りとなっており、さらに被切
削物を取り除くための、概ね切削部と同じ長さの切欠き
を備えており、前記切削端部において、前記切欠きに、
切削チップを受容できる大きさのソケットが設けられ、
かつ軸方向に貫通する孔を備えており、さらに、前記ド
リルを釈放可能に取付けるためのドリル係合手段を備え
ている円筒状の切削部と、前記ソケットの中に取付けられ、概ねピラミッド形をな
し、かつ前記切削部の上方へ突出する鈍角の刃先と、前
記切削部におけるソケットと合致する底面及び後面を備
えている切削チップと、切削部を、あけようとする孔の
軸線と整合させるべく、前記切削部へあけた軸方向の孔
の中に設けられた案内手段とを具備することを特徴とする金属切削工具。
（２）切欠きが、概ね長方形である請求項（１）記載の
金属切削工具。
（３）ソケットが、その中に切削チップを受容できる大
きさの底面及び後面を備えていることを特徴とする請求
項（１）記載の金属切削工具。
（４）切削部が、鋼からなることを特徴とする請求項（
１）記載の金属切削工具。
（５）切削部が、硬度と靭性を与えるために、熱処理さ
れた工具鋼からなることを特徴とする請求項（４）記載
の金属切削工具。
（６）切削チップが、切削部の外周面と概ね整合する外
側面を備えるとともに、切削チップの外側面と平行する
垂直壁と連なる上端から内方へ向かって傾斜する内面を
備えており、かつ鈍角の刃先を形成する切削面と連なる
前面を備えていることを特徴とする請求項（１）記載の
金属切削工具。
（７）切削チップの刃先が、切削部の前面から、少くと
も０．１３ｍｍ（０．００５インチ）突出していること
を特徴とする請求項（１）記載の金属切削工具。
（８）切削チップが、概ね平らな前部切削面と、回転方
向に対して前部から後部へ向かって内方へテーパ状に傾
斜している切削面とを備えていることを特徴とする請求
項（６）記載の金属切削工具。
（９）鈍角の刃先の幅が０．１３ｍｍ（０．０５０イン
チ）〜０．２５ｍｍ（０．０１０インチ）であることを
特徴とする請求項（１）記載の金属切削工具。
（１０）切削チップが、切削部に対して、前部から後部
に向かって、約５〜１５度の角度のテーパを有する前部
切削面を備えていることを特徴とする請求項（１）記載
の金属切削工具。
（１１）前部切削面が、前部から後部へ向かって約８度
で傾斜していることを特徴とする請求項（１１）記載の
金属切削工具。
（１２）切削チップが、タングステンカーバイトからな
ることを特徴とする請求項（１）記載の金属切削工具。
（１３）切削チップが、極微小粒状タングステンコバル
トカーバイトからなることを特徴とする請求項（１）記
載の金属切削工具。
（１４）案内手段が、案内孔をあけるための溝付部を備
える案内ビットからなり、前記溝付部が切削チップの高
さに位置し、かつ、前記案内ビットは、そこから溝付部
が伸びる円筒シャフトを備え、さらに前記案内孔は、切
削チップが金属板に接触する前に同孔に嵌入するように
シャフトに設けられた溝付部を備えていることを特徴と
する請求項（１）記載の金属切削工具。
（１５）案内ビットが、穿孔機を使用することなく案内
孔をあけるために、１３５度の頂角を有することを特徴
とする請求項（１５）記載の金属切削工具。
（１６）案内ビットが、対向する両端に、それぞれ一定
の溝付部を備えており、かつ切削部の孔の中にシャフト
を保持するための固定手段が設けられ、前記固定手段が
、案内ビットを取り除いたり、または、一方の端のビッ
トが鈍くなることにより、溝付端部の両端を交換するた
めに、ビットの中間に位置していることを特徴とする請
求項（１６）記載の金属切削工具。
（１７）駆動装置として手持式ドリルを使用して、金属
板に丸い孔をあけるための金属切削工具であって、あけようとする孔の直径を概ね同じ大きさの円筒状の外
周面と、前端である切削端部と連なり、かつ駆動端部へ
向かって先細りとなる内周面を備えており、さらに被切
削物を取り外すための、それ自体と概ね同じ長さの切欠
きを備えており、切削チップを受容できる大きさのソケ
ットが、前記切欠きの一側面に設けられ、また、軸方向
に貫通する孔を備えており、さらに、前記ドリルと釈放
可能に係合しうる係合手段を備えている切削部と、前記
ソケット内に設けられ、前記切削部の外周面と平行をな
し、かつそれと概ね同一面に位置する垂直の外側面と、
前記チップの前端から内方へ向かって傾斜する底面とを
備えて、さらに前面、切削部におけるソケットに対応す
る合壁、そして平らな切削面を備えており、前記切削面
が、回転方向に対して前部から後部にかけて先細りとな
って傾斜をなしており、鈍い刃先が、前面と内側面との
接点に備わり、その切削縁部は、切削部の前縁部から、
少くとも０．１３ｍｍ（０．００５インチ）に突出して
いる切削チップと、前記切削部における軸方向の孔の中に設けられた案内手
段とを具備することを特徴とする金属切削工具。
（１８）案内手段が、案内孔をあけるための溝付端部を
備える案内ビットからなり、前記溝付端部は、前記案内
ビットの前端より突出し、前記案内ビットは、切削チッ
プが金属板に接触する前に、案内孔へ嵌入しうるシャフ
トを備えており、かつ、前記シャフトの作用により、平
滑な円孔をあけるべく、切削チップを導くようになって
いることを特徴とする請求項（１７）記載の金属切削工
具。