JPH033378Y2

JPH033378Y2 -

Info

Publication number: JPH033378Y2
Application number: JP1986131361U
Authority: JP
Priority date: 1986-08-29
Filing date: 1986-08-29
Publication date: 1991-01-29
Also published as: JPS6339508U

Description

【考案の詳細な説明】［産業上の利用分野］本考案は、高速回転用ドリルに係るものであつ
て、好適にはビルデイングの壁面や天井等のコン
クリート構造物等に小孔を穿設するためのドリル
のシヤンク軸に関するものである。

［従来の技術］コンクリート構造物の壁面や天井等に化粧板を
張設する場合には、壁面や天井等に多数の小孔を
穿設し、これら小孔にアンカを打ち込んで化粧板
を支持する工法が周知となつている。

従来は、電気ドリル機等に所謂ツイストドリル
を取付し、このツイストドリルに軸方向の進退振
動と回転運動とを与え、軸方向の打撃破壊と回転
切削によつて穿孔していた。この種のツイストド
リルでは打撃破壊による振動と騒音が発生するう
え、穿孔開始時に先端が食込み難い等の欠点が指
摘されていた。

そこで、本考案者は実開昭60−87650号及び特
開昭61−146412号にてシヤンク軸先端に柱状の切
削部材を設け、この切削部材に軸と平行なスリツ
トを設けて成るドリルを開発し、軸方向の打撃を
与えることなく高速回転のみによつて穿孔可能と
している。また、特開昭60−201908号公報では、
シヤンク軸先端に切削部材を設け、ドリルの軸方
向に形成された貫通孔に水を供給して切削部材を
冷却するものが提案されている。上記各ドリルの
シヤンク軸には通孔が切削加工されているので、
シヤンク軸本体と基端の径大取付部では肉厚が相
違していた。

［考案が解決しようとする問題点］従来のツイストドリルでは約1000rpm以下の低
速回転で穿孔していたが、上記回転ドリルでは約
15000〜30000rpmの高速回転で使用するために、
自由端となつている切削部材側の軸先端が旋回
し、回転継続に伴なつて斯る旋回率が次第に大き
くなり、ひいてはシヤンク軸が湾曲する現象が新
たに知見された。斯る状態で穿孔が行なわれて切
削部材が例えば鉄筋等に当接すると、湾曲が助長
されて折損に至り易いものであつた。

上記現象を探究してみたところ、従来の棒材に
穴穿け加工したものやパイプにねじ加工したシヤ
ンク軸によれば、応力が軸方向において揃つてい
ないことが大きな原因となつていたことが分かつ
た。即ち、切削加工によるものでは円周方向の加
工ひずみが残るとともに切削面に亀裂の要因であ
る切削傷を生じる。高速回転時シヤンク軸には回
転力と切削抵抗によつて捩じり応力が生じ、ま
た、芯振れによる曲げ応力が生じる。そしてシヤ
ンク軸本体と径大部の境界部分には曲げ応力が集
中する。このため、従来の切削加工によるもので
は応力が軸方向に揃つていないため捩じり応力や
曲げ応力に対する強度が弱く、よつて芯振れや金
属疲労の助長を来すことがわかつた。これは高速
になればなるほど助長されるものであつた。そし
て肉厚の相違する境界部分では応力集中によつて
折損事故を来すものであつた。

さらに、前記切削加工では穴穿けに手間と時間
が掛つて、コスト高となる欠点があつた。

しかして、本考案は上記実情に鑑みて案出され
たものであつて、高速回転下での捩じり応力や曲
げ応力に対して高強度性を有するシヤンク軸の提
供を、その目的とするものである。

［考案の構成］上記目的を達成するための本考案に係る高速回
転用ドリルのシヤンクの特徴は、毎分10000回転
以上の高速回転に用いられるドリルのシヤンクで
あつて、内部の通孔と外部形状とがスエージング
加工によつて形成され、軸本体と取付部の肉厚が
軸線方向において略同一に形成されている構成に
ある。

［考案の作用］シヤンク軸本体と取付部はスエージング加工に
よつて通孔と同時に形成され、縮径加工によつて
シヤンク軸本体と取付部の肉厚が略同一に形成さ
れるとともに、応力が軸方向に揃つた状態で高密
度化がなされて剛性が得られる。併せて、切削加
工による加工ひずみと切削傷が回避されるので、
高速回転下での捩じり応力に対する強さと、軸本
体と取付部の境界部分での曲げ応力に対する強さ
を有する状態に保持される。

［考案の実施例］図面は本考案に係る高速回転用ドリルのシヤン
クの一実施例を示し、第１図は同全体斜視図、第
２図は同断面図、第３図は切削部材の端面図、第
４図は使用状態を説明する断面図である。

１はドリル、２はその金属製丸棒状のシヤンク
軸本体、３はシヤンク軸本体２の先端にダイヤモ
ンド等を含有した粉末焼結金属で形成される切削
部材、４はシヤンク軸本体２の基端側に構成され
る取付部、５は軸中心の基端から先端に貫設され
る通孔である。

しかして、切削部材３は円柱状の上半部６とテ
ーパ状の下半部７とから径大な外形を呈し、上半
部６の先端面６ａから直径方向に亘るスリツト８
が軸方向に設けられた二股状を呈し、スリツト８
に連通する外周面には溝９，９が設けられる。溝
９は切粉の排出が容易なようにシヤンク軸本体２
の外周面と略同一面上に形成するのが望ましい。
図中１０は上記スリツト８と交差する外面の切
刃、１１は切削部材中心に設けられて通孔５の一
部を構成する孔であつて、通孔５よりも小径でオ
リフイス作用が発揮される。

又、シヤンク軸本体２の先端面１２には内側へ
傾斜するようにテーパ穴１３が設けられ、このテ
ーパ穴１３にテーパ状の下半部７を係合させ、係
合面積が大きな状態でロー付等で一体化される。
その際に、切削部材３の孔１１に図示しないガイ
ドピンを挿入してガイドピン先端を突出させてお
けば、ガイドピン先端がシヤンク軸本体２の通孔
５に係入して位置決めされるので、芯出しを正確
且つ簡単に行なえる。

さらに、シヤンク軸本体２の前記取付部４は、
径大となるシヤンク軸基端側中間１４から基端末
１５に向けて先細となるテーパ部１６とテーパ部
１６のさらに基端側に位置する雄ねじ部１７とか
ら構成される。この場合に、シヤンク軸本体２は
例えば炭素鋼管STKM13種からSTKM19種まで
の棒状中空管を冷間鍜造によるスエージング加工
で、軸本体２と取付部４の各外形と通孔５とを同
時に形成する。その結果、縮径加工によつて軸本
体肉厚２ａと取付部肉厚４ａとが略同一に形成さ
れるので軸本体と境界部分での応力集中が緩和さ
れ、よつて芯振れが抑制されるとともに早期劣化
が抑制される。

また、応力が軸方向に揃つた状態で密度が高め
られるので剛性が得られ、併せて、切削加工によ
る加工ひずみと切削傷の存在が回避されるので、
高速回転下での捩じり応力や曲げ応力に対する強
度が得られる。従つて、芯振れが抑制され穿孔精
度が高められる。取付部４のテーパ角度は応力集
中が発生しない１〜８度、好ましくは１〜４度の
範囲内で形成しておく。

尚、図中１８はコンクリート穿孔機、１９はテ
ーパ状の取付穴、２０は雄ねじ部、２１は連通
孔、２２は介装部材、２３はその孔である。

使用に際しては、コンクリート構造用穿孔機１
８の取付穴１９にシヤンク軸基端側のテーパ部１
６を挿入し、その後に雄ねじ部１７を雌ねじ部２
０に螺合すれば取付完了する。

上記ドリル１を回転すると、シヤンク軸本体２
と取付部４とに捩じり応力等に対する強度を有す
るので、高速回転による芯振れが抑制される。そ
の結果、第４図に示すようにコンクリートＣの穴
Ｃ１を穿孔する場合には、直径方向に長い切刃１
１，１１によつて同軸上にズレなく食い付き良く
切削される。尚、通孔５からは媒体が供給されて
切削部材３を直径に亘つてムラなく冷却すると同
時にこの媒体と切粉がスリツト８から溝９，９を
介してシヤンク軸本体２の外周から排出されるこ
ととなる。この場合に孔１１に介装部材２２の孔
２３が連続することによつて、シヤンク軸径の大
小を問わずに媒体注入量を一定にすることがで
き、媒体が空気等であれば切削部材３への冷却効
果を一層発揮させることができる。

上記一実施例によれば、シヤンク軸の先端に径
大な円柱切削部材をロー付する構造のコンクリー
ト穿孔用ドリルにおいては、実開昭60−87650号
や特開昭61−146412号では切粉の排出を考慮して
いなかつたが、溝９，９から排出することによつ
て切削力を飛躍させることができた。特に、溝
９，９を直径方向に設けたスリツト８で連通させ
るという効率的機構にできた。

前記シヤンク軸本体２及び取付部４は上記一実
施例に限定される趣旨ではなく、通孔５を有する
各種形状に適用可能で、金属素材の種類等も各種
選択可能である。

［考案の効果］以上説明した通り本考案に係る高速回転用ドリ
ルのシヤンクによれば以下の効果を奏する。

シヤンク軸本体と径大の取付部とに通孔を
連通させたシヤンクをスエージング加工によつ
て製造することによつて、縮径加工によつて軸
本体と取付部の境界部分の肉厚が略同一に形成
されるので、応力集中が緩和され芯振れが抑制
される。また、応力が軸方向に揃つた状態で高
密度化がなされるので剛性の向上が得られ、併
せて、切削加工による加工ひずみや亀裂の要因
となる切削傷の存在が回避されるので捩じり応
力や曲げ応力に対する強度が得られる。よつて
毎分10000回転以上の高速切削回転に対して芯
振れの助長がなく、正確な穿孔を行うことがで
きる。

【図面の簡単な説明】

図面は本考案に係る高速回転用ドリルのシヤン
クの一実施例を示し、第１図は同全体斜視図、第
２図は同断面図、第３図は切削部材の斜視図、第
４図は使用状態を説明する断面図である。１……ドリル、２……シヤンク軸、２ａ，４ａ
……肉厚、３……切削部材、４……取付部、５…
…通孔、５ａ……取付部内部、６……上半部、７
……下半部、１４……シヤンク軸基端側中間、１
６……テーパ部。

Claims

【実用新案登録請求の範囲】

先端に切削部材が取付られる軸本体と、基端側
にコンクリート穿孔機等に取付られる径大の取付
部とを有するとともに先端から基端に通孔が設け
られて毎分10000回転以上の高速回転に用いられ
るドリルのシヤンクであつて、内部の通孔と外部
形状とがスエージング加工によつて形成され、軸
本体と取付部の肉厚が軸線方向において略同一に
形成されていることを特徴とする高速回転用ドリ
ルのシヤンク。