JPH08142039A - ダイヤモンドコアビット - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 本発明の目的は、切削の排出効果を高めボデ
ィ強度を向上させると共に安定した切れ味を持続でき、
且つ穴あけの偏心を防止した精度の高い穿孔作業を行え
るダイヤモンドコアビットを提供することである。 【構成】 円筒形状のボディ２の外周面または内周面の
少なくとも一方に切粉排出用のらせん状凸部を１回転以
上設け、それぞれ所定の立上り角度及びねじれ角度、ら
せん状凸部高さとダイヤモンド切刃突出高さとの比率を
０.５：１から１：１の範囲とする。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、穿孔加工に使用するダ
イヤモンドコアビットに関するものである。

【０００２】

【従来の技術】図５は従来のダイヤモンドコアビットを
示す斜視図で、図において２はボディ、１はボディ２の
一端部に接合されたダイヤモンド切刃である。従来から
ダイヤモンドコアビット３は、管状のボディ２の先端部
に円弧状のダイヤモンド砥粒を含有した切刃１の複数個
を間隔を保って接合されている。ダイヤモンドコアビッ
トは電動工具などの動力源に直結され、鉄筋コンクリ−
ト、レンガ、岩石、アスファルトなどの穿孔作業に水を
利用した湿式状態と水を使わない乾式状態のいずれかで
使用される。

【０００３】ボディ２は円筒状でその内外周面は平滑で
あることが従来から一般的である。切粉排出は、特にこ
のボディ外周面と被削材の穴の直径との差の隙間より行
われ湿式状態の場合では切粉排出は水の排出にそって効
果的に行われる。しかし、乾式の場合では切粉排出を助
長することはないので、特に床や地上の被削材を下向き
に穿孔作業を行った場合は切粉はボディ外周面と被削材
の穴の直径との差の隙間に停滞し、更に切刃表面に付着
し、切削抵抗が極度に大きくなり穿孔作業ができなくな
る。また、壁などの横向きの穿孔作業でも同様で下向き
の穿孔作業に比べるといくらか良いが切粉排出は効果的
でなかった。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】従来のダイヤモンドコ
アビットでは、特に乾式の穿孔作業では切粉づまりは発
生し、作業が長時間できなかったためにこの対策として
ボディ外周面にゆるやかな突起を設けた例がある。図６
にゆるやかな突起を設けたダイヤモンドコアビットの斜
視図を示す。図７にゆるやかな突起部を含むボディの一
部拡大断面図を示す。これは切粉排出を容易にするため
にボディ２の外周面にらせん状のゆるやかな突起４を設
け、この突起はボディ外周面に対してらせん状の突起４
の切断面６のねじれ角度αは１２０〜１７０度程度でゆ
るやかな形状を呈している。この目的は切粉排出の他に
ボディ側面が切粉及び被削材の穴をあけた内面の凹凸に
よるすりへり摩耗を防止するために耐摩耗性に優れてい
るタングステン系の炭化物を比較的融点の低いろう材を
介してボディ外周面に肉盛りしている。この方法では粒
子をろう材で固着しているので均一に突起を設けること
は困難のためねじれ角度αも１２０〜１７０度とゆるや
かな角度で、しかもこの突起高さｂ’もダイヤモンド切
刃の突出高さａの約１／２程度で粒子を用いているため
突起高さにばらつきがある。このために切粉の排出が容
易に行われずロスが多いという問題を有していた。

【０００５】また図８に示すように円筒形ボディ２に塑
性加工によりらせん状の段差を内外面に設けた例もある
が外周面に突起を設けることは内周面を凹部形状にする
必要があり、外周面のらせん状段差により外周面側の切
粉が排出されたとしても内周面側の切粉づまりが発生し
長時間の穿孔作業に至らない。内外周面にらせん状の段
差を設けることは必然的にボディの厚さが増し、これに
伴ってダイヤモンド切刃の厚さも厚くなり切削抵抗の増
大をまねき、切削効率が劣ることになる。ボディ外周面
及び内周面に対してらせん状段差とのねじれ角度αは製
造上の制約から抜け勾配が必要なため９０度以上とな
り、切粉の排出にロスが多くなる。また、このねじれ角
が９０度の場合はコアビツトの回転によりらせん状凸部
にある切粉が切刃より遠くに運ばれるよりも遠心力によ
り穴の周囲に吹き飛ばされる体積のほうが多くなるので
切粉排出効率が劣るという問題を有していた。

【０００６】本発明の目的は、切粉排出効率を高め高切
削性を長時間維持でき、且つ高精度の穿孔作業ができる
ダイヤモンドコアビットを提供することである。

【０００７】

【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
めの本発明のダイヤモンドコアビットは円筒形状のボデ
ィの先端に円弧状のダイヤモンド切刃を複数個間隔をも
って固着したダイヤモンドコアビットにおいて、前記円
筒形状のボディ外周面または内周面の少なくとも一方に
切削排出用のらせん状凸部を１回転以上設け、回転方向
に対して前記らせん状凸部の立上り角度が１０〜５０度
であり，前記らせん状凸部の切断伝送面のねじれ角度が
３０度以上９０度未満で，更にボディ内外周面からのら
せん状凸部高さ：ダイヤモンド切刃の突出高さの比率を
０．５：１〜１：１の範囲としたことを特徴とする。

【０００８】

【作用】本発明のダイヤモンドコアビットはボディの内
外周面の少なくてもいずれか一方にらせん状の凸部を１
回転以上設け、回転方向に対してらせん状凸部の立上り
角度が１０〜５０度とし、ねじれ角度を３０度以上９０
度未満とした切断伝送面により切粉排出が容易となるの
で切粉による切刃部の目づまりがより一層少なくなり切
味を長時間維持し安定する。またらせん状の突起をボデ
ィ内外周面に１回転以上形成しているのでらせん状凸部
が穴あけ時にコアビツトの位置決め用ガイドの役目を果
たし、高精度の穴あけ作業が可能で、しかもボディ強度
が向上し高推力に対しても効果的である。

【０００９】

【実施例】本発明の実施例を図１乃至図３に基づいて説
明する。図１は本発明のダイヤモンドコアビットの一実
施例の斜視図である。図２はらせん状凸部を含むボディ
の一部断面図、図３はらせん状凸部をボディの内外周面
に設けたダイヤモンドコアビットの一部断面図である。
これらの図において１はダイヤモンド切刃、２は円筒状
のボディ、３はダイヤモンドコアビット、４、５はボデ
ィのそれぞれ外周面及び内周面に設けたらせん状凸部、
６はらせん状凸部の切粉伝送面である。Ｃはダイヤモン
ドコアビットの回転方向を示す。ボディ２の先端にはダ
イヤモンド砥粒と金属粉末とを焼成したダイヤモンド切
刃１を複数個円周方向に等間隔に接合し、ボディ２の外
周面には切粉排出が容易なようにらせん状凸部４をほぼ
ボディ全長にわたって１回転以上設け、回転方向に対し
て前記らせん状凸部４の立上り角度βが１０〜５０度で
ある。ボディ外周面に対しほぼ全長にわたってらせん状
凸部を1回転以上設けることは切削部より切粉をより遠
くに運び込むことであり、ボディ長さにも関係するが切
断伝送面６との立上り角度が１０〜５０度になるように
して数回転でも良い。立上り角度βが１０度以上５０度
以下と設定した理由は１０度以下であると切粉排出効率
が悪く切粉が運び出されにくく、５０度以上になると特
に下向きの穿孔作業時の切粉排出が困難となり切削部の
ダイヤモンド切刃付近に切粉が次第にたい積することに
なり、これが更に進むとダイヤモンド切刃高さａが少な
くなりボディ外周面がすべて切粉におおわれ穿孔作業が
止まってしまうことになる。切粉排出が効果的ならせん
状凸部の立上り角度は１０〜５０度であるが、更に好ま
しくは２０〜４０度である。このことは内周面にらせん
状凸部の切粉伝送面が運び込まれた切粉は１回毎に除去
するかまたは切削時に貫通した穴より外部へはき出され
る。ボディ外周面または内周面に対し前記らせん状凸部
の切粉伝送面６とのねじれ角度αが３０度以上９０度未
満が適しており、順次切粉が運ばれ切粉排出が可能とな
る。３０度以下の場合ではねじれ角度が狭いために切粉
づまりが生じ切粉移動を妨害し、９０度以上になる切粉
伝送面６上の切粉がオ−バ−フロ−し、ゆるやかな突起
を設けた場合と同じようにらせん状凸部高さｂとダイヤ
モンド切刃突出高さａとの隙間より流れ落ち切粉排出が
困難となる。ねじれ角度を９０度とした場合にはコアビ
ットの回転による遠心力の方向と同じ向きの切粉伝送面
となるために切粉の保持が弱く,らせん状凸部にある切
粉が上部に排出するよりも穴の周囲に吹き飛ばされる量
が多くなり切粉排出効率が劣ることになる。より一層の
効果的な切粉排出可能なねじれ角度は切粉の遠心力に対
して飛散防止機能と,切刃部からより遠くに切粉移動で
きる機能とを兼ね備えた４５〜８０度である。

【００１０】更に、これらの切粉排出をより効果的に行
うためにはボディ内外周面からのらせん状凸部高さｂと
ダイヤモンド切刃突出高さａとの関係が重要でありこの
差(a−b)が少ないほど効果が大きい。このダイヤモンド
切刃突出高さａとらせん状凸部高さｂとの差であるクリ
アランスは狭いほど切粉の移動を良好にし、ボディ内外
周面からのらせん状凸部高さ：ダイヤモンド切刃高さａ
の比率を０．５:１〜１：１の範囲が適する。その比率
が０．５以下であるとねじれ角度と同様に切粉がらせん
状凸部高さが低いためにオ−バ−フロ−し流れ落ちるこ
とになり、コアビツトを用いて穿孔作業を行うためには
ダイヤモンド切刃の直径に応じて穿孔径が決まるのでこ
の比率は最大で1である。できるだけこの比率を１:１に
近付けることにより切粉排出効率を高めるとともに、穿
孔が深くなるとらせん状凸部の高さがボディ全長にわた
ってダイヤモンド切刃高さとほぼ等しいので，このらせ
ん状凸部がコアビットがフレないようにガイドの役目を
果たし穴あけの偏心を防止することができ、精度の高い
穿孔作業が可能となる重畳効果もある。

【００１１】らせん状凸部は内外周面に少なくとも１本
以上必要であり，例えば外周面のみの場合にはらせん状
凸部は２本が好ましくその位置関係は１本目のらせん状
凸部に対して１８０度回転した対面である外周面に形成
させる。らせん状凸部を外周面に３本設ける場合にはボ
ディ外周面をコアビット中心軸に対して３等分した位
置、すなわち１２０度ずつずらした位置にらせん状凸部
を形成する。

【００１２】次にらせん状凸部を設けたダイヤモンドコ
アビットの製造法を説明する。従来の円筒状のボディは
一般に炭素鋼管、ステンレス鋼管でありこのまま使用す
る。らせん状凸部とするためには矩形状の棒材を円筒状
のボディに一方から巻きつけた後、スポット溶接あるい
はシ−ム溶接を行うかロ−付けを行う。この巻き付け時
に所定の立上り角度、ねじれ角度、クリアランス量とな
るようにする。また，必要に応じて耐摩耗性を加味する
場合にはせん凸部を得るためには熱処理可能な鋼材を矩
形に引き抜き、あるいはボディ外径又は内径に合ったス
プリングを成形加工し、その後所定の熱処理をして所定
硬度を得、円筒状ボデイの外径面あるいは内径面に前述
の接合方法で接合する。らせん状凸部を設けるために丸
棒４’を用いて接合する場合も矩形状の棒材と同様であ
り、図４に示すようにスポツト溶接又はシーム溶接では
ボディ又は丸棒４’のどちらか軟らかいほうの接触部が
塑性変形し接合され、またロー付けの場合では接合部の
狭い隙間にロー材が充填されフィレットが形成されるの
で、両者の接合とも隙間がより広くなり切粉が入りにく
く切粉伝送が良好に行われる。

【００１３】以下に具体的な実施例を説明する。穿孔径
６５ｍｍの平滑円筒状ダイヤモンドコアビットを用いて
らせん状凸部を形成させるためにはスポット溶接にてボ
ディ外径に合わせた矩形状のスプリングをボディ外径に
接合した。この時のらせん状凸部は回転方向に対して立
上り角度を３０度、切粉伝送面のねじれ角度を６０度、
らせん状凸部の高さとダイヤモンド切刃の突出し高さと
の比率を０．８：１とした。このコアビットを用いて乾
式状態にて厚さ１００ｍｍの鉄筋コンクリートの壁を横
向きに穿孔試験を実施して穿孔速度と切粉排出量を求め
た。比較のため次のコアビットも使用した。従来品(Ａ)
のコアビットはボディが平滑円筒以外は上記本発明品と
同形状である。従来品(Ｂ)のコアビットはらせん状凸部
を形成するためにタングステン系炭化物の粒子をろう材
で接合し，この時のねじれ角度は１１０度〜１２０度で
らせん状凸部高さはダイヤモンド切刃突出し高さの約１
／２程度である。切粉排出効率は従来品(Ａ)に対する比
で比較した。

【００１４】本発明品の切粉排出効率は従来品(Ａ)に比
べ１．８〜２．５倍優れておりらせん状凸部の効果が十
分に現れている。その平均切削速度は従来品(Ａ)の３０
ｍｍ／分に対し４５ｍｍ／分であり高速穿孔作業を実現
できた。また，従来品(Ｂ)の切削排出効率は従来品(Ａ)
に比べ１．１〜１．３倍と低く，その平均穿孔速度は３
３〜３８ｍｍ／分で若干速い程度であり，これにより本
発明品は従来品(Ａ)及び(Ｂ)に比べ切粉排出効率と穿孔
速度が優れているので安定した高切削特性が得られた。

【００１５】また上記と同様に鉄筋コンクリートを床に
置いた時の下向きの穿孔試験を行い比較した。従来品
(Ａ)は初期の段階でいくらか切粉が排出されるが穿孔深
さ４０ｍｍで切粉づまりが発生しこれ以上できなかっ
た。コアビットを引き抜いて切刃部を見ると切刃部周囲
には切粉が付着し空回り現象を呈していた。従来品(Ｂ)
はらせん状凸部の効果は多少見られる程度に対し本発明
品は厚さ１００ｍｍの鉄筋コンクリートを速い速度で貫
通することができ，切粉排出効率は横向きの穿孔作業よ
り劣るものの従来品に比べより一層優れている。

【００１６】

【発明の効果】本発明によれば、ボディの内外周面の少
なくともいずれか一方に切粉排出用のらせん状凸部を１
回転以上設け、且つ回転方向に対してらせん状凸部の立
上り角度が１０〜５０度とし、更に切粉伝送面のねじれ
角度が３０度以上９０度未満としているので切粉が順次
切削部より遠くへ切粉伝送面により運び込まれ切粉排出
が容易となり、切刃部の目づまりがより一層少なくなり
切れ味を長時間維持し安定した高切削特性を持続するこ
とができる。またらせん状凸部をボディ内外周面に１回
転以上形成しているのでボディ強度が向上し高推力に対
して効果的であると共にボディ内外周面からのらせん状
凸部高さとダイヤモンド切刃の突出高さの比率を０.
５：１から１：１の範囲としているので、切粉排出効果
が優れていることはもちろんのこと、穿孔が深くなると
ボディ全長にわたって形成されているらせん状凸部によ
り位置決めガイドの役目を果たすので穿孔時のコアビッ
トのフレが抑制され穴あけの偏心を防止することができ
精度の高い穿孔作業が可能となる重畳効果を得ることが
できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】 本発明のダイヤモンドコアビットの一実施例
を示す斜視図である。

【図２】 本発明のらせん状凸部を含むボディの一部断
面図である。

【図３】 本発明のらせん状凸部をボディの内外周面に
設けたダイヤモンドコアビットを示す一部断面図であ
る。

【図４】 他の実施例のらせん状凸部を含むボデイの一
部断面図である。

【図５】 従来のダイヤモンドコアビットを示す斜視図
である。

【図６】 従来のボディ外周面にゆるやかな突起を設け
たダイヤモンドコアビットを示す斜視図である。

【図７】 図６のゆるやかな突起を含むボデイの一部断
面図である。

【図８】 塑性加工によりらせん状の段差をボディの内
外周面に設けたダイヤモンドコアビットを示す一部断面
図である。

【符号の説明】

１はダイヤモンド切刃、２はボディ、３はダイヤモンド
コアビット、４はボディ外周面のらせん状凸部、５はボ
デイ内周面のらせん状凸部、６は切粉伝送面、ａはダイ
ヤモンド切刃の突出高さ、ｂはらせん状凸部高さ、αは
ねじれ角度、βは立上り角度である。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 円筒形状のボディ先端に円弧状のダイヤ
   モンド切刃を複数個間隔をもって固着したダイヤモンド
   コアビットにおいて、前記円筒形状のボディ外周面また
   は内周面の少なくとも一方に切削排出用のらせん状凸部
   を一回転以上設け且つ回転方向に対して該らせん状凸部
   の立上り角度を１０〜５０度とし、前記ボディ外周面ま
   たは内周面に対して該らせん状凸部の切粉伝送面のねじ
   れ角度を３０度以上９０度未満とすると共に前記ボディ
   内外周面からの該らせん状凸部高さとダイヤモンド切刃
   の突出高さとの比率を０．５：１〜１：１の範囲とした
   ことを特徴とするダイヤモンドコアビット。