ドリルビット
【課題】
コア排出孔付きのドリルビットにおいて、ねじれ破損に対する強度を高め、電動ドリル等の汎用の駆動用工具に装着して使用できるようにした。
【解決手段】
円筒状のボディ部２を有し、ボディ部２の開口部２ａに硬質切れ刃３が設けられ、側面にコア排出孔５を有するドリルビット１において、ボディ部２の外周面であって、コア排出孔５とオーバーラップする領域にらせん状の突起４を設けて、コア排出孔５近傍をらせん状突起で補強した。コア排出孔５は、長方形の短辺の両側に半円を接続したような長円形状であり、長方形と半円の接続点となる変曲点５ａ、５ｂ付近が、突起４内に位置するように配置する。
コア排出孔付きのドリルビットにおいて、ねじれ破損に対する強度を高め、電動ドリル等の汎用の駆動用工具に装着して使用できるようにした。
【解決手段】
円筒状のボディ部２を有し、ボディ部２の開口部２ａに硬質切れ刃３が設けられ、側面にコア排出孔５を有するドリルビット１において、ボディ部２の外周面であって、コア排出孔５とオーバーラップする領域にらせん状の突起４を設けて、コア排出孔５近傍をらせん状突起で補強した。コア排出孔５は、長方形の短辺の両側に半円を接続したような長円形状であり、長方形と半円の接続点となる変曲点５ａ、５ｂ付近が、突起４内に位置するように配置する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、コンクリート、モルタル、硬質タイル等の被削材の穴あけに使用されるドリルビットに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
穿孔用のビットとしてドリルビット（コアビット）が知られている。図１１は、従来技術のドリルビット１０１を示す正面図である。ドリルビット１０１は、コンクリート、モルタル、タイル、レンガ、石材等の穿孔作業に用いられ、例えば電動ドリル等の駆動用工具に取り付けて使用される。ドリルビット１０１は、円柱形のボディ部（本体部分）１０２の先端側内部に内部空間（空洞）が形成され、下端側の開口部１０２ａは所定の径を有する円形の開口である。開口部１０２ａの周囲には、穿孔を行うための硬質切れ刃（チップ）１０３が、開口部１０２ａの内周側から外周側にかけて覆うようにして取り付けられる。このように硬質切れ刃（チップ）１０３が開口部の円周部分にだけ設けられ、円状の底面部全体にチップが設けられる構成ではないので、切削体積がいわゆるノンコア型のビットより少なくてすむという利点がある。穿孔作業においては、被削材の円柱状コアが形成される。
【０００３】
上述した従来のドリルビット１０１を用いた作業においては、作業時に発生したコア（円筒状の芯）がボディ部１０２の開口部１０２ａから内部空間に入ってきて、穿孔作業を繰り返すと内部空間はコアでいっぱいになってしまう。そこで、作業者は定期的にコアを取り除く必要がある。そのため特許文献１においては、円筒形のボディ部に窓穴を設けて、内部に残留するコアを窓穴を介して外部に排出するように構成している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】実開平２−２７８１３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
特許文献１のような円筒形のボディ部に窓穴を設けたコアビットは、内部に残留するコアを排出できるという利点がある。しかしながら、コンクリート等の高硬材に穴を開けるには、振動ドリル、ハンマドリル、あるいは約１００００ｒｐｍの高速回転ドリルなどの特殊な高出力駆動用工具に取り付けて使用する必要があり、この結果、ドリルビットには衝撃、ねじれ応力が大きく加わることになる。ドリルビットを衝撃、ねじれ応力に耐えうるようするには、例えば円筒状基板を厚くする必要があり、抵抗が大きくなってしまい切削速度が低下する。
【０００６】
また、特許文献１のように円筒状基板の側面にコア排出孔を設ければコアの排出を容易にできるものの、コア排出孔を有することにより小径のものは円筒状基板の強度が低下し、コンクリート等の穴あけには被削材との摩擦によるトルクに耐えられず、ドリルビットがねじれ破損する恐れがあった。
【０００７】
本発明は上記背景に鑑みてなされたもので、その目的は、穿孔作業中に発生したコアを外部へ排出することができるドリルビットを提供することである。
【０００８】
本発明の他の目的は、コア排出孔付きのドリルビットにおいて、ねじれ破損に対する強度を高めることにある。
【０００９】
本発明のさらに他の目的は、高出力の専用の駆動用工具を必要とせず、電動ドリル等の汎用の回転工具に装着して使用することができるコア排出孔付きのドリルビットを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本願において開示される発明のうち、代表的なものの特徴を説明すれば、次の通りである。
【００１１】
本発明の一つの特徴によれば、円筒状のボディ部を有し、ボディ部の先端開口部に硬質切れ刃が設けられ、ボディ部の側面にコア排出孔を有するドリルビットにおいて、ボディ部の外周面であって、コア排出孔とオーバーラップする領域にらせん状の突起を設けた。この突起は、開口部近傍からコア排出孔とオーバーラップする領域まで、或いは、開口部近傍からコア排出孔よりも上側の領域まで、円周方向に連続するようにらせん状に形成される。
【００１２】
本発明の他の特徴によれば、コア排出孔は、軸方向に延びる長円形状に形成される。このコア排出孔は、長方形の短辺の両側に半円を接続したような長円形状であり、長方形と半円の接続点となる変曲点付近が、突起内に位置するようにコア排出孔が形成されると好ましい。また、コア排出孔の開口面が、平坦になるよう縁取りすると好ましい。コア排出孔を設ける位置は任意であるが、円筒状のボディ部内の空間のうち、軸方向の上側領域内に形成すると好ましい。
【００１３】
本発明のさらに他の特徴によれば、ボディ部の、らせん状の突起の下端と硬質切れ刃は非接続であり、らせん状の突起よりも下側には円周方向に等間隔に複数の切れ欠き部が形成される。ボディ部の後端閉口部には、駆動用工具に取り付けるための六角軸が接続する。さらに、ボディ部の後端閉口部と六角軸の間に、ボディ部の外径よりも大きい径を有する円盤状のツバ部を形成する。ツバ部はボディ部に一体に形成されると共に、ツバ部とボディ部とはアール形状によって接続されるように構成すると好ましい。
【発明の効果】
【００１４】
請求項１の発明によれば、側面にコア排出孔を有するドリルビットにおいて、ボディ部の外周面であって、コア排出孔とオーバーラップする領域にらせん状の突起を設けて補強したので、コア排出孔部分の強度を高めてねじれ破損の無いドリルビットを提供できる。また、らせん状の突起で補強することにより円筒状の基板部材（ボディ部）の肉厚を薄くでき、抵抗の小さいドリルビットの製造が可能となる。また、穴あけによって発生する切り屑等の排出効果が向上し、コア排出孔付近が被削材に埋没しても穴あけ作業を継続することができ、更に、より後端閉口部側まで切り屑等を移動させることが可能となる。
【００１５】
請求項２に記載の発明によれば、らせん状の突起は開口部近傍からコア排出孔とオーバーラップする領域まで円周方向に設けられるので、穴あけによって発生する切り屑等の排出効果が得られ、コア排出孔付近が被削材に埋没しても穴あけ作業を継続することができる。
【００１６】
請求項３に記載の発明によれば、らせん状の突起は開口部近傍からコア排出孔よりも上側の領域まで設けられるので、穴あけによって発生する切り屑等の排出効果が得られ、コア排出孔付近が被削材に埋没しても穴あけ作業を継続することができる。
【００１７】
請求項４の発明によれば、コア排出孔は、軸方向に延びる長円形状に形成されるので、加工が容易であり、しかも内部空間に貯まったコアを容易に排出することができるドリルビットを実現できる。
【００１８】
請求項５の発明によれば、コア排出孔の変曲点付近が突起内に位置するようにコア排出孔が形成されるので、コア排出孔の特定部分に集中する応力に耐えることができるドリルビットを実現できる。
【００１９】
請求項６の発明によれば、コア排出孔の開口面が、平坦になるよう縁取りされ、コア排出孔近傍が概ね平坦になっているので、らせん突起の付根角に集中する応力を緩和し更に強度を高めることができる。
【００２０】
請求項７の発明によれば、コア排出孔が、円筒状のボディ部の内部空間のうち、軸方向の上側領域内に形成されるので、内部空間内にコアを十分収容することができ、さらに、その収容能力を超えた部分についてはコア排出孔から効果的に外部に排出することができる。
【００２１】
請求項８の発明によれば、らせん状の突起の下端と硬質切れ刃は非接続であり、らせん状の突起よりも下側には円周方向に等間隔に複数の切れ欠き部が形成されるので、硬質切れ刃を複数のピースに分断して構成でき、切削効率を高め切削粉の排出効果も大幅に向上させることができる。
【００２２】
請求項９の発明によれば、ボディ部の後端閉口部に、駆動用工具に取り付けるための六角軸を接続したので、インパクトドリル、ドライバードリルなどの六角取付口をもつ低速回転形の電動工具等の駆動用工具にドリルビットを取り付けることができる。
【００２３】
請求項１０の発明によれば、ボディ部の後端閉口部と六角軸の間に、ボディ部の外径よりも大きい径を有する円盤状のツバ部を形成したので、穴あけ時に発生する切粉の粉塵が駆動用工具本体へ直接飛散するのを防止できる。
【００２４】
請求項１１の発明によれば、ツバ部はボディ部に一体に形成されると共に、ツバ部とボディ部とはアール形状によって接続されるので、ツバ部に飛散した切粉の粉塵の向きを変えて径方向外側に効果的に拡散でき、粉塵が駆動用工具本体へ直接飛散するのを防止できる。
【００２５】
請求項１２の発明によれば、ボディ部の後端閉口部に、駆動用工具に取り付けるための六角軸を一体に形成すると共に、前記ボディ部の後端閉口部と前記六角軸の間に、前記ボディ部の外径よりも大きい径を有する円盤状のツバ部を形成したので、穴あけ時に発生する切粉の粉塵が駆動用工具本体へ直接飛散するのを防止できる。
【００２６】
本発明の上記及び他の目的ならびに新規な特徴は、以下の明細書の記載及び図面から明らかになるであろう。
【図面の簡単な説明】
【００２７】
【図１】本発明の実施例に係るドリルビット１の側面図である。
【図２】本発明の実施例に係るドリルビット１の底面図である。
【図３】図１のコア排出孔５の形状を説明するための模式図である。
【図４】コア排出孔５を形成する前のドリルビット１の断面図である。
【図５】図１に示すドリルビット１の断面図である。
【図６】図１のＡ−Ａ部の断面図である。
【図７】本発明の第２の実施例に係るドリルビット３１を示す断面図である。
【図８】本発明の第３の実施例に係るドリルビット４１を示す断面図である。
【図９】本発明の第４の実施例に係るドリルビット５１を示す断面図である。
【図１０】本発明の実施例に係るドリルビット１の使用状態を説明するための参考図である。
【図１１】従来技術によるドリルビット１０１を示す側面図である。
【発明を実施するための形態】
【実施例１】
【００２８】
本発明の実施例に係るドリルビットについて図面を用いて説明する。なお、以下の図においてドリルビットの上下方向、先端側と後端側は、図１に示す方向であるとして説明する。図１は本発明の実施例に係るドリルビット１の側面図であり、図２は底面図である。
【００２９】
図１において、ドリルビット１を構成する部材は、円筒状の基板部分を構成するボディ部２と、ボディ部２の閉口する後端側に接続される取付部８と、ボディ部２と取付部８の間に形成されるボディ部２の外径よりも大きい径を有する円盤状のツバ部９と、ボディ部２の開口先端部に設けられる硬質切れ刃３によって構成される。取付部８は、駆動源となる動力工具に取り付けるための断面が六角形の、いわゆる六角軸であり、例えば図１０に示すように、ドリルビット１を電動ドリル、インパクトドライバ、ハンマドリルなどの駆動用工具７１の六角取付口７２に装着することができる。六角形状の中心軸に対称な対辺間の間隔は例えば６．３５ｍｍであって、軸方向の長さ（上下方向長さ）は３０ｍｍとしている。また、取付部８の軸方向（上下方向）の中央付近に、円周方向に連続した窪み部８ａを形成して、インパクトドライバ等のいわゆるワンタッチ取り付け機構のボールが嵌合できるように構成した。窪み部８ａの最細部の直径は、例えば５ｍｍである。このように、取付部８の大きさは、駆動用工具７１の装着部の大きさによって決定されるが、本実施例のように電動ドリルやインパクトドライバなどで広く用いられている径と同じにすれば、様々な回転式の動力工具に取り付けが可能となるので使い勝手が良い。
【００３０】
ボディ部２は、取付部８に対してその径が大きくなっており、ボディ部２の内部には空洞が形成され、略円筒状に形成される。取付部８とボディ部２の接続部分には、ボディ部２の外径よりも大きい径を有する円盤状のツバ部９が形成される。図１の例では、ボディ部２に固着される硬質切れ刃３の直径ｄが１８ｍｍであり、ツバ部９の直径は２２ｍｍである。ツバ部９は、穿孔作業中に発生する粉塵がインパクト工具などの動力工具や作業者側に直接飛散するのを低減させる役目を果たすものである。硬質切れ刃３で発生する粉塵は、ボディ部２の外縁に沿って後端側に移動することが多いが、それらがツバ部９に当たることにより径方向に曲げられて、飛散される。これは、切削により排出された粉塵をらせんによりドリルビット１の外縁に沿って後端側に誘導するタイプの乾式のドリルビットにおいて特に有効である。また、ツバ部９は、図１０に示すようインパクトドライバ等のビット挿入孔を有するビット保持部を備えた動力工具に取り付けた場合に、ビット保持部７３の外径７４よりも大径であって、さらにボディ部２よりも大径に形成されているので、ビット挿入孔への粉塵の侵入を抑制することができる。本発明のドリルビット１によれば、駆動用工具７１に取付可能な六角軸と、粉塵の飛散を抑える構造とを備えていることで、作業性良く穿孔作業を行うことが可能となる。
【００３１】
ボディ部２からツバ部９への接続部分９ｂは、所定の曲率半径Ｒ１を有するように滑らかにアール形状を有するように形成される。同様に、取付部８からツバ部９への接続部分にも、所定の曲率半径Ｒ２を有するように滑らかにアール形状が形成される。このように曲率半径Ｒ１、Ｒ２を形成することにより接続部分の強度を向上させることができるが、さらに接続部分９ｂの曲率半径Ｒ１によって、硬質切れ刃３で発生した粉塵が効果的に径方向に曲げられる。取付部８、ツバ部９及びボディ部２は、例えば合金等の一体成形により製造すると強度的にも好ましく、これら曲率半径Ｒ１、Ｒ２は、例えば一体成型品の削り出し加工によって製造される。尚、本発明は一体構成だけに限られずに、製造上の理由から別体式で形成しても良い。
【００３２】
ボディ部２の直径は、被削材にあける穴の大きさによって決定される。本実施例では、コンクリート、モルタル、タイル等の穿孔用に好適な直径２０ｍｍのドリルビットの例で示したが、ドリルビット１の径はこれだけに限られずに、直径１０ｍｍ程度から直径１００ｍｍ以上の大径のものまで、様々な直径のボディ部２を有するドリルビット１が提供される。穿孔作業においてドリルビット１は低速回転で回転されると好ましく、例えば毎分１，０００〜３、０００回転程度で回転されると良い。
【００３３】
ボディ部２の下端の開口部２ａには、被削材に対する穿孔を行うための硬質切れ刃３が設けられる。硬質切れ刃３は、例えば砥粒をボディ部２の開口部２ａに単層に並べて溶着させた単層構造からなるものである。この砥材は、単層溶着を繰り返して多層構造に形成しても良いし、ダイヤモンド砥粒やＣＢＮ砥粒等の砥粒をメタルボンドあるいはレジンボンドのようなバインダーによって固めたものでも良い。ダイヤモンド砥粒を多層で溶着して硬質切れ刃３を構成すれば、長寿命化を図ることができる。尚、硬質切れ刃３の製造方法あるいは固定方法は、砥粒をバインダーによって固着させる方法だけに限られずに、その他の方法で実現しても良い。本実施例では、ドリルビット１による穿孔作業において、水や加工液等の冷却剤を用いない、いわゆる乾式タイプの例を示しているが、本実施例のドリルビット１を湿式タイプとして用いても良い。
【００３４】
本実施例ではボディ部２の側面に、らせん状の突起４が形成される。らせん状の突起４は、ボディ部２と一体で構成されると好ましい。らせんの向きは、通常のドリル刃と同じように回転方向に対して切削粉を後端側に引き出すような回転方向とすれば良い。突起４の製造方法は、規定の厚さよりも肉厚の円筒形のボディ部２から、らせん状に溝７の部分を削り出すことによって突起４を構成するようにすれば強度的に好ましい。尚、突起４の外径は、開口部２ａの外径より外側に位置し、開口部２ａに設けられる硬質切れ刃３の外径（切削径）より内側に位置する。また、開口部２ａは、切削粉のはけやドリルビット１の抜けを良くするため、径方向外側に突出させて段差を形成してもよく、その場合、段差の外径はボディ部２より外側に位置し、突起４より内側に位置する。
【００３５】
ボディ部２の側方にはコア排出孔５が形成される。コア排出孔５はボディ部２の内部に貯まったコアを外部に排出するために形成されたもので、内部空間と外部を貫通させる横穴である。コア排出孔５は、ボディ部２の内部空間の内後端側（上側）に配置すると良い。コア排出孔５の形状は比較的任意であり、内部空間にたまったコアを効果的に外部に排出できるように、ある程度の大きさを有することが好ましい。本実施例では、側面から見たとき（図１にように見た際）に、コア排出孔５が長方形の上下辺に、半円を接続したような長円形状とすることが好ましい。また、コア排出孔の幅については、切削時に内部空間に溜まるコアが切れ刃３の内径より若干小さい径を有して溜まることから、切れ刃３の内径と同程度かもしくは若干大きい程度確保されていることが好ましい。このコア排出孔５の形状を説明した図が図３である。図３は、コア排出孔５を側面から見た形状を示す図であり、本図ではコア排出孔５の内側のエッジ部分の形状を示している。コア排出孔５は、領域ｂにて示される長方形の短辺となる上下辺に、領域ａとｃからなる半円を組み合わせたような長円形状とする。
【００３６】
このようなコア排出孔５の形状とすると、コア排出孔５の内側のエッジは、直線部ｄ２、ｄ３と、円弧部ｄ１、ｄ４により構成されることになる。また、長方形の上下辺と半円の接続点、つまり直線部と曲線部の接続点（以下、「変曲点」と呼ぶ）を５ａ、５ｂで示す。発明者らの実験によれば、長円状のコア排出孔５を形成したドリルビット１では、穿孔作業の際に変曲点５ａと５ｂに最も大きいねじり応力を受けることになり、過荷重試験を行うと変曲点５ａと５ｂ付近から亀裂等が入って破損することが多かった。そこで本実施例では、強度的に弱くなりやすい変曲点５ａと５ｂ付近が、肉厚が厚くなる突起４の領域内に位置するように配置することによって、ドリルビット１の曲げ強度を向上させるようにした。本実施例では、コア排出孔５の弱い部分が突起４内に位置するようにしたが、変曲点５ａ、５ｂだけでなくコア排出孔５の最前端（最下位点）と最後端（最上位点）の両方、または、片方が突起４内に位置するように配置しても良い。
【００３７】
図２は本発明の実施例に係るドリルビット１の先端部付近の底面図である。硬質切れ刃３は、円形の開口部２ａ（図１参照）に沿って内周側から外周側に連続して配置され、下から見た形状が略扇状となるものである。円周方向には４箇所の空隙を設けるために、９０度間隔で切り欠き２ｂが形成される。このように、硬質切れ刃３を下から見た際に略１／４周の扇状の形状で４分割して形成し、円周方向に１箇所以上の間隙を有するように構成したので、穿孔された被削材から発生する細かい粉塵が切り欠き２ｂによって効果的に排出され、穿孔効率の向上を図ることができる。また、突起４の下端４ａは切り欠き２ｂの近傍に位置し、排出された粉塵が突起４に沿って移動し易くなっている。
【００３８】
図４はコア排出孔５を形成する前のドリルビット１の断面図である。ボディ部２は円筒状の形状をしており、ボディ部２と突起４は一体に構成される。突起４は、図１に示したようにボディ部２の外周に沿って下端４ａから上端４ｂまでらせん状に連続して延びる。その製造方法は、均一肉厚の円筒状のボディ部２を準備し、最初に切削加工によってらせん状に連続した溝７を形成する。らせん状の突起４の軸方向幅ｗ１と溝７の軸方向幅ｗ２の比は、本実施例では７：２位である。しかしながらこれらの幅ｗ１、ｗ２の大きさは任意であり、特に溝７の軸方向幅ｗ２は、切削対象から生ずる切削粉の粒子の量や大きさ等を考慮してその幅の大きさ、溝７の半径方向の深さを決めれば良い。次に、円筒形エンドミル２８を回転させながら矢印２３の方向にボディ部２を移動させて穴を開ける。この穴あけ加工中の状態で、開けている最中に、円筒形エンドミル２８を横方向、即ち図３に示したような長円形状の輪郭に沿って移動させることによって、ボディ部２の側面を切削してコア排出孔５を穿孔する。
【００３９】
次に、図５に示すように異なる径の円筒形エンドミルを準備してコア排出孔５の面取り加工をする。これは、円筒形エンドミルの長手方向と垂直な断面がボディ部２の軸方向と直交するように配置させ、円筒形エンドミルを回転させながら矢印２３の方向に移動させてコア排出孔５部分を切削することにより行う。円筒形エンドミルの断面が２１ａの位置から矢印２４の方向に２１ｂの位置まで移動させることによって、コア排出孔５の開口部には概ね平坦な面が形成される。この結果、コア排出孔５のエッジ面は移動する円筒形エンドミルの輪郭で決定され、図５の断面位置から見た場合に、上端及び下端近傍は曲線状の輪郭２５ａ、２５ｃとなり、中央部付近は直線状の輪郭２５ｂになる。
【００４０】
図６は、図１のＡ−Ａ部の断面を示す図である。図４から理解できるように溝７を形成したことによってボディ部２の一部分の肉厚ＴＨ２は、突起４の部分の肉厚ＴＨ１よりも薄くなる。従来のコア排出孔５を形成しないボディ部２の肉厚は、全周に渡りＴＨ２程度であった。しかしながら、本実施例においては、らせん状の突起４を形成して突起４の部分の肉厚を厚くすることによってボディ部２の強度を向上させることができた。さらに、コア排出孔５とらせん状の突起４との配置関係を調整することにより、コア排出孔５を開けたことによる強度低下が少なくなるように構成した。
【００４１】
本実施例では、先述のように円筒形エンドミルによる加工の前に、円筒形エンドミル２８を矢印２９の方向に挿入して、コア排出孔５を形成している。円筒形エンドミル２８による加工により切削面２６が形成される。その後、図５にて説明した円筒形エンドミルによる加工により、切削面２５のような概ね平坦な面が形成される。このように円筒形エンドミルによる加工によってコア排出孔５の開口部は、切削面２５と切削面２６によって開口縁が９０度に形成される。このように、コア排出孔５の開口後の追加工によって開口縁が断面鋭角とならないようにしたことで、開口縁への応力集中を緩和するという効果を有する。
【００４２】
以上説明したように本実施例によれば、円筒状の基板（ボディ部２）の開口先端部に設けられた硬質切れ刃３がダイヤモンド砥粒を溶着により固着したので、ダイヤモンド砥粒の突き出しが良好で切れ味が良く、ダイヤモンド砥粒の保持力に優れ、寿命の長いドリルビット１を実現できる。また、ボディ部２の側面にコア排出孔５を設けたので、内部に滞留するコアを効果的に外部に排出することができる。さらに、ボディ部２の外周面の、コア排出孔５とオーバーラップする領域に、らせん状の突起４を設けて補強したので、コア排出孔部分の強度を高め、ねじれ破損の恐れがほとんど無いドリルビットを提供できる。
【実施例２】
【００４３】
次に図７を用いて本願発明の第２の実施例を説明する。第１の実施例と同じ機能の部分は同じ参照符号を付しており、繰り返しの説明は省略する。第２の実施例において第１の実施例と異なる点は、らせん状の突起３４の幅と溝３７の幅である。本実施例では溝３７の幅が大きくなるように構成して、大きめの切削粉も効果的に排出されるようにした。例えば、突起３４の幅は３．６ｍｍであり、溝３７の幅は５．４ｍｍであり、溝３７の深さは０．３ｍｍ程度である。
【００４４】
突起３４の下端部３４ａは第１の実施例と同様であり、ドリルビット３１の最上端と下端部３４ａの間には所定の幅ｗ３を有し、この幅（距離）ｗ３の部分は円周方向に連続した径の細い部分（＝溝部分）となっている。一方、溝３４の上端部３４ｂはコア排出孔３５の開口に接するように配置した。またボディ部３２の上端付近であってツバ部９と接する部分には、円周方向に連続した肉厚部３６が形成される。肉厚部３６と突起３４の外径は同じである。この肉厚部３６を形成するのは、溝３７の削りだし加工上の便宜から形成されるものであるが、コア排出孔３５の変曲点３５ａだけでなく、コア排出孔３５の上端付近まで肉厚部３６内に配置されるので、コア排出孔３５を形成したことによる強度低下を抑える役割を果たす。尚、コア排出孔３５の変曲点３５ｂを突起３４内に配置するのは第１の実施例と同様である。
【００４５】
以上、第２の実施例によれば、突起３４の幅に対して溝３７の幅を大きくしたので、らせん状の突起３４によって切削粉の排出効果が高くなる。また、第１の実施例に比べて突起３４の表面積が減少するので、穿孔対象との摩擦を低下させることができ、少ない駆動力で穿孔作業を行うことができる。
【実施例３】
【００４６】
次に図８を用いて本発明の第３の実施例を説明する。第１及び２の実施例と同じ機能の部分は同じ参照符号を付しており繰り返しの説明は省略する。第３の実施例において第１の実施例と異なる点は、ボディ部４２の外径である。本実施例では取付部８よりもやや太い程度、即ちボディ部４２の外径が１０ｍｍ程度の小さい径の例を示している。本実施例においても、長円状のコア排出孔４５が形成され、長円の幅（円周方向の間隔）を切れ刃３の内径と同じか大きく形成すると共に、軸方向（上下方向）の長さを幅に比べて大きめに確保して更に良好なコアの排出効果を得ている。本実施例においてもコア排出孔４５の変曲点４５ａ、４５ｂが、らせん状の突起４４内に位置するように構成され、そのために突起４４と溝４７の幅が決定される。本実施例では突起４４と溝４７の幅がほぼ等しいように構成される。
【００４７】
以上、第３の実施例によればボディ部４２の外径が１０ｍｍ程度の小さい径であっても本発明が適用でき、インパクトドライバ等の駆動用の電動工具で容易に用いることができるドリルビットを実現できる。
【実施例４】
【００４８】
次に図９を用いて本発明の第４の実施例を説明する。図９は第４の実施例のドリルビット５１を示す断面図である。第１の実施例と同じ機能の部分は同じ参照符号を付しており、繰り返しの説明は省略する。第４の実施例において、第１の実施例と異なる点は、硬質切れ刃５３が、円筒状のボディ部５２の軸方向に伸びる概ね円筒状の補強材５６に溶着される点である。補強材５６を設けることによって補強材に沿ったダイヤモンド砥粒の積層を容易に行うことができ、また、刃部の強度を高めることができる。
【００４９】
軸方向に伸びる補強材５６の厚さは、硬質切れ刃５３内のダイヤモンド砥粒の平均粒径の概ね１倍以下とすることが好ましい。また、補強材５６は、ボディ部５２に溶着固定されると好ましい。補強材５６の材質は金属製であり、ある程度の強度を有すると共に被穿孔材と接した際には摩擦により容易に摩耗するように、例えば主材質として銅（Ｃｕ）又は銅系合金により構成する。この結果、補強材５６が穴あけ時に切削抵抗を増加させずに磨耗して減り、下からのダイヤモンド砥粒の自生発刃を可能とする。このように硬質切れ刃５３は、軸方向に伸びる概ね円筒状の補強材５６に溶着されることにより、補強材に沿ったダイヤモンド砥粒の積層が容易に行うことができ、刃部の強度を高めることができる。尚、ダイヤモンド砥粒の積層は単層だけでなく多層で形成すれば、砥石部分の寿命を更に長くすることができる。
【００５０】
第４の実施例によれば硬質切れ刃５３の突き出し部分が良好で切れ味が良く、ダイヤモンド砥粒の保持力に優れ、寿命の長いドリルビット５１を提供できる。また、円筒状基板軸方向に伸びる補強材が、円筒状基板に溶着固定されるため薄板等を補強材として利用でき、加工の手間が減り安価なドリルビットを提供できる。さらに、補強剤の厚さが薄いことにより、開口先端部の刃部の半径方向厚さを薄くでき、切削体積が少なく切削抵抗が小さくすることにより、回転のみで駆動する回転数が概ね３０００ｒｐｍ以下の電動工具に使用できるドリルビットを実現できる。
【００５１】
以上、本発明を実施例に基づいて説明したが、本発明は上述の実施例に限定されるものではなく、その趣旨を逸脱しない範囲内で種々の変更が可能である。例えば、ボディ部に設けられる突起は、開口部近傍からコア排出孔とオーバーラップする領域まで円周方向に連続して設けられるが、粉塵の排出効果を考えて必ずしも連続的でなくても断続的にでも良い。
【符号の説明】
【００５２】
１ ドリルビット ２ ボディ部 ２ａ 開口部 ２ｂ 切り欠き
３ 硬質切れ刃 ４ 突起 ４ａ （突起の）下端
４ｂ （突起の）上端 ５ コア排出孔 ５ａ、５ｂ 変曲点
７ 溝 ８ 取付部 ８ａ 窪み部 ９ ツバ部
９ａ、９ｂ （ツバ部の）接続部分 ２４ 突起 ２５ 切削面
２５ａ、２５ｂ、２５ｃ 輪郭 ２６ 切削面 ２８ 円筒形エンドミル
３１ ドリルビット ３２ ボディ部 ３４ 突起
３４ａ 下端部 ３４ｂ 上端部 ３５ コア排出孔
３５ａ、３５ｂ 変曲点 ３６ 肉厚部 ３７ 溝
４１ ドリルビット ４４ 突起 ４５ コア排出孔
４５ａ、４５ｂ 変曲点 ４７ 溝
５１ ドリルビット ５２ ボディ部 ５３ 硬質切れ刃
５６ 補強材
７１ 駆動用工具 ７２ 六角取付口 ７３ ビット保持部
１０１ ドリルビット １０２ ボディ部 １０２ａ 開口部
１０３ 硬質切れ刃
【技術分野】
【０００１】
本発明は、コンクリート、モルタル、硬質タイル等の被削材の穴あけに使用されるドリルビットに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
穿孔用のビットとしてドリルビット（コアビット）が知られている。図１１は、従来技術のドリルビット１０１を示す正面図である。ドリルビット１０１は、コンクリート、モルタル、タイル、レンガ、石材等の穿孔作業に用いられ、例えば電動ドリル等の駆動用工具に取り付けて使用される。ドリルビット１０１は、円柱形のボディ部（本体部分）１０２の先端側内部に内部空間（空洞）が形成され、下端側の開口部１０２ａは所定の径を有する円形の開口である。開口部１０２ａの周囲には、穿孔を行うための硬質切れ刃（チップ）１０３が、開口部１０２ａの内周側から外周側にかけて覆うようにして取り付けられる。このように硬質切れ刃（チップ）１０３が開口部の円周部分にだけ設けられ、円状の底面部全体にチップが設けられる構成ではないので、切削体積がいわゆるノンコア型のビットより少なくてすむという利点がある。穿孔作業においては、被削材の円柱状コアが形成される。
【０００３】
上述した従来のドリルビット１０１を用いた作業においては、作業時に発生したコア（円筒状の芯）がボディ部１０２の開口部１０２ａから内部空間に入ってきて、穿孔作業を繰り返すと内部空間はコアでいっぱいになってしまう。そこで、作業者は定期的にコアを取り除く必要がある。そのため特許文献１においては、円筒形のボディ部に窓穴を設けて、内部に残留するコアを窓穴を介して外部に排出するように構成している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】実開平２−２７８１３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
特許文献１のような円筒形のボディ部に窓穴を設けたコアビットは、内部に残留するコアを排出できるという利点がある。しかしながら、コンクリート等の高硬材に穴を開けるには、振動ドリル、ハンマドリル、あるいは約１００００ｒｐｍの高速回転ドリルなどの特殊な高出力駆動用工具に取り付けて使用する必要があり、この結果、ドリルビットには衝撃、ねじれ応力が大きく加わることになる。ドリルビットを衝撃、ねじれ応力に耐えうるようするには、例えば円筒状基板を厚くする必要があり、抵抗が大きくなってしまい切削速度が低下する。
【０００６】
また、特許文献１のように円筒状基板の側面にコア排出孔を設ければコアの排出を容易にできるものの、コア排出孔を有することにより小径のものは円筒状基板の強度が低下し、コンクリート等の穴あけには被削材との摩擦によるトルクに耐えられず、ドリルビットがねじれ破損する恐れがあった。
【０００７】
本発明は上記背景に鑑みてなされたもので、その目的は、穿孔作業中に発生したコアを外部へ排出することができるドリルビットを提供することである。
【０００８】
本発明の他の目的は、コア排出孔付きのドリルビットにおいて、ねじれ破損に対する強度を高めることにある。
【０００９】
本発明のさらに他の目的は、高出力の専用の駆動用工具を必要とせず、電動ドリル等の汎用の回転工具に装着して使用することができるコア排出孔付きのドリルビットを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本願において開示される発明のうち、代表的なものの特徴を説明すれば、次の通りである。
【００１１】
本発明の一つの特徴によれば、円筒状のボディ部を有し、ボディ部の先端開口部に硬質切れ刃が設けられ、ボディ部の側面にコア排出孔を有するドリルビットにおいて、ボディ部の外周面であって、コア排出孔とオーバーラップする領域にらせん状の突起を設けた。この突起は、開口部近傍からコア排出孔とオーバーラップする領域まで、或いは、開口部近傍からコア排出孔よりも上側の領域まで、円周方向に連続するようにらせん状に形成される。
【００１２】
本発明の他の特徴によれば、コア排出孔は、軸方向に延びる長円形状に形成される。このコア排出孔は、長方形の短辺の両側に半円を接続したような長円形状であり、長方形と半円の接続点となる変曲点付近が、突起内に位置するようにコア排出孔が形成されると好ましい。また、コア排出孔の開口面が、平坦になるよう縁取りすると好ましい。コア排出孔を設ける位置は任意であるが、円筒状のボディ部内の空間のうち、軸方向の上側領域内に形成すると好ましい。
【００１３】
本発明のさらに他の特徴によれば、ボディ部の、らせん状の突起の下端と硬質切れ刃は非接続であり、らせん状の突起よりも下側には円周方向に等間隔に複数の切れ欠き部が形成される。ボディ部の後端閉口部には、駆動用工具に取り付けるための六角軸が接続する。さらに、ボディ部の後端閉口部と六角軸の間に、ボディ部の外径よりも大きい径を有する円盤状のツバ部を形成する。ツバ部はボディ部に一体に形成されると共に、ツバ部とボディ部とはアール形状によって接続されるように構成すると好ましい。
【発明の効果】
【００１４】
請求項１の発明によれば、側面にコア排出孔を有するドリルビットにおいて、ボディ部の外周面であって、コア排出孔とオーバーラップする領域にらせん状の突起を設けて補強したので、コア排出孔部分の強度を高めてねじれ破損の無いドリルビットを提供できる。また、らせん状の突起で補強することにより円筒状の基板部材（ボディ部）の肉厚を薄くでき、抵抗の小さいドリルビットの製造が可能となる。また、穴あけによって発生する切り屑等の排出効果が向上し、コア排出孔付近が被削材に埋没しても穴あけ作業を継続することができ、更に、より後端閉口部側まで切り屑等を移動させることが可能となる。
【００１５】
請求項２に記載の発明によれば、らせん状の突起は開口部近傍からコア排出孔とオーバーラップする領域まで円周方向に設けられるので、穴あけによって発生する切り屑等の排出効果が得られ、コア排出孔付近が被削材に埋没しても穴あけ作業を継続することができる。
【００１６】
請求項３に記載の発明によれば、らせん状の突起は開口部近傍からコア排出孔よりも上側の領域まで設けられるので、穴あけによって発生する切り屑等の排出効果が得られ、コア排出孔付近が被削材に埋没しても穴あけ作業を継続することができる。
【００１７】
請求項４の発明によれば、コア排出孔は、軸方向に延びる長円形状に形成されるので、加工が容易であり、しかも内部空間に貯まったコアを容易に排出することができるドリルビットを実現できる。
【００１８】
請求項５の発明によれば、コア排出孔の変曲点付近が突起内に位置するようにコア排出孔が形成されるので、コア排出孔の特定部分に集中する応力に耐えることができるドリルビットを実現できる。
【００１９】
請求項６の発明によれば、コア排出孔の開口面が、平坦になるよう縁取りされ、コア排出孔近傍が概ね平坦になっているので、らせん突起の付根角に集中する応力を緩和し更に強度を高めることができる。
【００２０】
請求項７の発明によれば、コア排出孔が、円筒状のボディ部の内部空間のうち、軸方向の上側領域内に形成されるので、内部空間内にコアを十分収容することができ、さらに、その収容能力を超えた部分についてはコア排出孔から効果的に外部に排出することができる。
【００２１】
請求項８の発明によれば、らせん状の突起の下端と硬質切れ刃は非接続であり、らせん状の突起よりも下側には円周方向に等間隔に複数の切れ欠き部が形成されるので、硬質切れ刃を複数のピースに分断して構成でき、切削効率を高め切削粉の排出効果も大幅に向上させることができる。
【００２２】
請求項９の発明によれば、ボディ部の後端閉口部に、駆動用工具に取り付けるための六角軸を接続したので、インパクトドリル、ドライバードリルなどの六角取付口をもつ低速回転形の電動工具等の駆動用工具にドリルビットを取り付けることができる。
【００２３】
請求項１０の発明によれば、ボディ部の後端閉口部と六角軸の間に、ボディ部の外径よりも大きい径を有する円盤状のツバ部を形成したので、穴あけ時に発生する切粉の粉塵が駆動用工具本体へ直接飛散するのを防止できる。
【００２４】
請求項１１の発明によれば、ツバ部はボディ部に一体に形成されると共に、ツバ部とボディ部とはアール形状によって接続されるので、ツバ部に飛散した切粉の粉塵の向きを変えて径方向外側に効果的に拡散でき、粉塵が駆動用工具本体へ直接飛散するのを防止できる。
【００２５】
請求項１２の発明によれば、ボディ部の後端閉口部に、駆動用工具に取り付けるための六角軸を一体に形成すると共に、前記ボディ部の後端閉口部と前記六角軸の間に、前記ボディ部の外径よりも大きい径を有する円盤状のツバ部を形成したので、穴あけ時に発生する切粉の粉塵が駆動用工具本体へ直接飛散するのを防止できる。
【００２６】
本発明の上記及び他の目的ならびに新規な特徴は、以下の明細書の記載及び図面から明らかになるであろう。
【図面の簡単な説明】
【００２７】
【図１】本発明の実施例に係るドリルビット１の側面図である。
【図２】本発明の実施例に係るドリルビット１の底面図である。
【図３】図１のコア排出孔５の形状を説明するための模式図である。
【図４】コア排出孔５を形成する前のドリルビット１の断面図である。
【図５】図１に示すドリルビット１の断面図である。
【図６】図１のＡ−Ａ部の断面図である。
【図７】本発明の第２の実施例に係るドリルビット３１を示す断面図である。
【図８】本発明の第３の実施例に係るドリルビット４１を示す断面図である。
【図９】本発明の第４の実施例に係るドリルビット５１を示す断面図である。
【図１０】本発明の実施例に係るドリルビット１の使用状態を説明するための参考図である。
【図１１】従来技術によるドリルビット１０１を示す側面図である。
【発明を実施するための形態】
【実施例１】
【００２８】
本発明の実施例に係るドリルビットについて図面を用いて説明する。なお、以下の図においてドリルビットの上下方向、先端側と後端側は、図１に示す方向であるとして説明する。図１は本発明の実施例に係るドリルビット１の側面図であり、図２は底面図である。
【００２９】
図１において、ドリルビット１を構成する部材は、円筒状の基板部分を構成するボディ部２と、ボディ部２の閉口する後端側に接続される取付部８と、ボディ部２と取付部８の間に形成されるボディ部２の外径よりも大きい径を有する円盤状のツバ部９と、ボディ部２の開口先端部に設けられる硬質切れ刃３によって構成される。取付部８は、駆動源となる動力工具に取り付けるための断面が六角形の、いわゆる六角軸であり、例えば図１０に示すように、ドリルビット１を電動ドリル、インパクトドライバ、ハンマドリルなどの駆動用工具７１の六角取付口７２に装着することができる。六角形状の中心軸に対称な対辺間の間隔は例えば６．３５ｍｍであって、軸方向の長さ（上下方向長さ）は３０ｍｍとしている。また、取付部８の軸方向（上下方向）の中央付近に、円周方向に連続した窪み部８ａを形成して、インパクトドライバ等のいわゆるワンタッチ取り付け機構のボールが嵌合できるように構成した。窪み部８ａの最細部の直径は、例えば５ｍｍである。このように、取付部８の大きさは、駆動用工具７１の装着部の大きさによって決定されるが、本実施例のように電動ドリルやインパクトドライバなどで広く用いられている径と同じにすれば、様々な回転式の動力工具に取り付けが可能となるので使い勝手が良い。
【００３０】
ボディ部２は、取付部８に対してその径が大きくなっており、ボディ部２の内部には空洞が形成され、略円筒状に形成される。取付部８とボディ部２の接続部分には、ボディ部２の外径よりも大きい径を有する円盤状のツバ部９が形成される。図１の例では、ボディ部２に固着される硬質切れ刃３の直径ｄが１８ｍｍであり、ツバ部９の直径は２２ｍｍである。ツバ部９は、穿孔作業中に発生する粉塵がインパクト工具などの動力工具や作業者側に直接飛散するのを低減させる役目を果たすものである。硬質切れ刃３で発生する粉塵は、ボディ部２の外縁に沿って後端側に移動することが多いが、それらがツバ部９に当たることにより径方向に曲げられて、飛散される。これは、切削により排出された粉塵をらせんによりドリルビット１の外縁に沿って後端側に誘導するタイプの乾式のドリルビットにおいて特に有効である。また、ツバ部９は、図１０に示すようインパクトドライバ等のビット挿入孔を有するビット保持部を備えた動力工具に取り付けた場合に、ビット保持部７３の外径７４よりも大径であって、さらにボディ部２よりも大径に形成されているので、ビット挿入孔への粉塵の侵入を抑制することができる。本発明のドリルビット１によれば、駆動用工具７１に取付可能な六角軸と、粉塵の飛散を抑える構造とを備えていることで、作業性良く穿孔作業を行うことが可能となる。
【００３１】
ボディ部２からツバ部９への接続部分９ｂは、所定の曲率半径Ｒ１を有するように滑らかにアール形状を有するように形成される。同様に、取付部８からツバ部９への接続部分にも、所定の曲率半径Ｒ２を有するように滑らかにアール形状が形成される。このように曲率半径Ｒ１、Ｒ２を形成することにより接続部分の強度を向上させることができるが、さらに接続部分９ｂの曲率半径Ｒ１によって、硬質切れ刃３で発生した粉塵が効果的に径方向に曲げられる。取付部８、ツバ部９及びボディ部２は、例えば合金等の一体成形により製造すると強度的にも好ましく、これら曲率半径Ｒ１、Ｒ２は、例えば一体成型品の削り出し加工によって製造される。尚、本発明は一体構成だけに限られずに、製造上の理由から別体式で形成しても良い。
【００３２】
ボディ部２の直径は、被削材にあける穴の大きさによって決定される。本実施例では、コンクリート、モルタル、タイル等の穿孔用に好適な直径２０ｍｍのドリルビットの例で示したが、ドリルビット１の径はこれだけに限られずに、直径１０ｍｍ程度から直径１００ｍｍ以上の大径のものまで、様々な直径のボディ部２を有するドリルビット１が提供される。穿孔作業においてドリルビット１は低速回転で回転されると好ましく、例えば毎分１，０００〜３、０００回転程度で回転されると良い。
【００３３】
ボディ部２の下端の開口部２ａには、被削材に対する穿孔を行うための硬質切れ刃３が設けられる。硬質切れ刃３は、例えば砥粒をボディ部２の開口部２ａに単層に並べて溶着させた単層構造からなるものである。この砥材は、単層溶着を繰り返して多層構造に形成しても良いし、ダイヤモンド砥粒やＣＢＮ砥粒等の砥粒をメタルボンドあるいはレジンボンドのようなバインダーによって固めたものでも良い。ダイヤモンド砥粒を多層で溶着して硬質切れ刃３を構成すれば、長寿命化を図ることができる。尚、硬質切れ刃３の製造方法あるいは固定方法は、砥粒をバインダーによって固着させる方法だけに限られずに、その他の方法で実現しても良い。本実施例では、ドリルビット１による穿孔作業において、水や加工液等の冷却剤を用いない、いわゆる乾式タイプの例を示しているが、本実施例のドリルビット１を湿式タイプとして用いても良い。
【００３４】
本実施例ではボディ部２の側面に、らせん状の突起４が形成される。らせん状の突起４は、ボディ部２と一体で構成されると好ましい。らせんの向きは、通常のドリル刃と同じように回転方向に対して切削粉を後端側に引き出すような回転方向とすれば良い。突起４の製造方法は、規定の厚さよりも肉厚の円筒形のボディ部２から、らせん状に溝７の部分を削り出すことによって突起４を構成するようにすれば強度的に好ましい。尚、突起４の外径は、開口部２ａの外径より外側に位置し、開口部２ａに設けられる硬質切れ刃３の外径（切削径）より内側に位置する。また、開口部２ａは、切削粉のはけやドリルビット１の抜けを良くするため、径方向外側に突出させて段差を形成してもよく、その場合、段差の外径はボディ部２より外側に位置し、突起４より内側に位置する。
【００３５】
ボディ部２の側方にはコア排出孔５が形成される。コア排出孔５はボディ部２の内部に貯まったコアを外部に排出するために形成されたもので、内部空間と外部を貫通させる横穴である。コア排出孔５は、ボディ部２の内部空間の内後端側（上側）に配置すると良い。コア排出孔５の形状は比較的任意であり、内部空間にたまったコアを効果的に外部に排出できるように、ある程度の大きさを有することが好ましい。本実施例では、側面から見たとき（図１にように見た際）に、コア排出孔５が長方形の上下辺に、半円を接続したような長円形状とすることが好ましい。また、コア排出孔の幅については、切削時に内部空間に溜まるコアが切れ刃３の内径より若干小さい径を有して溜まることから、切れ刃３の内径と同程度かもしくは若干大きい程度確保されていることが好ましい。このコア排出孔５の形状を説明した図が図３である。図３は、コア排出孔５を側面から見た形状を示す図であり、本図ではコア排出孔５の内側のエッジ部分の形状を示している。コア排出孔５は、領域ｂにて示される長方形の短辺となる上下辺に、領域ａとｃからなる半円を組み合わせたような長円形状とする。
【００３６】
このようなコア排出孔５の形状とすると、コア排出孔５の内側のエッジは、直線部ｄ２、ｄ３と、円弧部ｄ１、ｄ４により構成されることになる。また、長方形の上下辺と半円の接続点、つまり直線部と曲線部の接続点（以下、「変曲点」と呼ぶ）を５ａ、５ｂで示す。発明者らの実験によれば、長円状のコア排出孔５を形成したドリルビット１では、穿孔作業の際に変曲点５ａと５ｂに最も大きいねじり応力を受けることになり、過荷重試験を行うと変曲点５ａと５ｂ付近から亀裂等が入って破損することが多かった。そこで本実施例では、強度的に弱くなりやすい変曲点５ａと５ｂ付近が、肉厚が厚くなる突起４の領域内に位置するように配置することによって、ドリルビット１の曲げ強度を向上させるようにした。本実施例では、コア排出孔５の弱い部分が突起４内に位置するようにしたが、変曲点５ａ、５ｂだけでなくコア排出孔５の最前端（最下位点）と最後端（最上位点）の両方、または、片方が突起４内に位置するように配置しても良い。
【００３７】
図２は本発明の実施例に係るドリルビット１の先端部付近の底面図である。硬質切れ刃３は、円形の開口部２ａ（図１参照）に沿って内周側から外周側に連続して配置され、下から見た形状が略扇状となるものである。円周方向には４箇所の空隙を設けるために、９０度間隔で切り欠き２ｂが形成される。このように、硬質切れ刃３を下から見た際に略１／４周の扇状の形状で４分割して形成し、円周方向に１箇所以上の間隙を有するように構成したので、穿孔された被削材から発生する細かい粉塵が切り欠き２ｂによって効果的に排出され、穿孔効率の向上を図ることができる。また、突起４の下端４ａは切り欠き２ｂの近傍に位置し、排出された粉塵が突起４に沿って移動し易くなっている。
【００３８】
図４はコア排出孔５を形成する前のドリルビット１の断面図である。ボディ部２は円筒状の形状をしており、ボディ部２と突起４は一体に構成される。突起４は、図１に示したようにボディ部２の外周に沿って下端４ａから上端４ｂまでらせん状に連続して延びる。その製造方法は、均一肉厚の円筒状のボディ部２を準備し、最初に切削加工によってらせん状に連続した溝７を形成する。らせん状の突起４の軸方向幅ｗ１と溝７の軸方向幅ｗ２の比は、本実施例では７：２位である。しかしながらこれらの幅ｗ１、ｗ２の大きさは任意であり、特に溝７の軸方向幅ｗ２は、切削対象から生ずる切削粉の粒子の量や大きさ等を考慮してその幅の大きさ、溝７の半径方向の深さを決めれば良い。次に、円筒形エンドミル２８を回転させながら矢印２３の方向にボディ部２を移動させて穴を開ける。この穴あけ加工中の状態で、開けている最中に、円筒形エンドミル２８を横方向、即ち図３に示したような長円形状の輪郭に沿って移動させることによって、ボディ部２の側面を切削してコア排出孔５を穿孔する。
【００３９】
次に、図５に示すように異なる径の円筒形エンドミルを準備してコア排出孔５の面取り加工をする。これは、円筒形エンドミルの長手方向と垂直な断面がボディ部２の軸方向と直交するように配置させ、円筒形エンドミルを回転させながら矢印２３の方向に移動させてコア排出孔５部分を切削することにより行う。円筒形エンドミルの断面が２１ａの位置から矢印２４の方向に２１ｂの位置まで移動させることによって、コア排出孔５の開口部には概ね平坦な面が形成される。この結果、コア排出孔５のエッジ面は移動する円筒形エンドミルの輪郭で決定され、図５の断面位置から見た場合に、上端及び下端近傍は曲線状の輪郭２５ａ、２５ｃとなり、中央部付近は直線状の輪郭２５ｂになる。
【００４０】
図６は、図１のＡ−Ａ部の断面を示す図である。図４から理解できるように溝７を形成したことによってボディ部２の一部分の肉厚ＴＨ２は、突起４の部分の肉厚ＴＨ１よりも薄くなる。従来のコア排出孔５を形成しないボディ部２の肉厚は、全周に渡りＴＨ２程度であった。しかしながら、本実施例においては、らせん状の突起４を形成して突起４の部分の肉厚を厚くすることによってボディ部２の強度を向上させることができた。さらに、コア排出孔５とらせん状の突起４との配置関係を調整することにより、コア排出孔５を開けたことによる強度低下が少なくなるように構成した。
【００４１】
本実施例では、先述のように円筒形エンドミルによる加工の前に、円筒形エンドミル２８を矢印２９の方向に挿入して、コア排出孔５を形成している。円筒形エンドミル２８による加工により切削面２６が形成される。その後、図５にて説明した円筒形エンドミルによる加工により、切削面２５のような概ね平坦な面が形成される。このように円筒形エンドミルによる加工によってコア排出孔５の開口部は、切削面２５と切削面２６によって開口縁が９０度に形成される。このように、コア排出孔５の開口後の追加工によって開口縁が断面鋭角とならないようにしたことで、開口縁への応力集中を緩和するという効果を有する。
【００４２】
以上説明したように本実施例によれば、円筒状の基板（ボディ部２）の開口先端部に設けられた硬質切れ刃３がダイヤモンド砥粒を溶着により固着したので、ダイヤモンド砥粒の突き出しが良好で切れ味が良く、ダイヤモンド砥粒の保持力に優れ、寿命の長いドリルビット１を実現できる。また、ボディ部２の側面にコア排出孔５を設けたので、内部に滞留するコアを効果的に外部に排出することができる。さらに、ボディ部２の外周面の、コア排出孔５とオーバーラップする領域に、らせん状の突起４を設けて補強したので、コア排出孔部分の強度を高め、ねじれ破損の恐れがほとんど無いドリルビットを提供できる。
【実施例２】
【００４３】
次に図７を用いて本願発明の第２の実施例を説明する。第１の実施例と同じ機能の部分は同じ参照符号を付しており、繰り返しの説明は省略する。第２の実施例において第１の実施例と異なる点は、らせん状の突起３４の幅と溝３７の幅である。本実施例では溝３７の幅が大きくなるように構成して、大きめの切削粉も効果的に排出されるようにした。例えば、突起３４の幅は３．６ｍｍであり、溝３７の幅は５．４ｍｍであり、溝３７の深さは０．３ｍｍ程度である。
【００４４】
突起３４の下端部３４ａは第１の実施例と同様であり、ドリルビット３１の最上端と下端部３４ａの間には所定の幅ｗ３を有し、この幅（距離）ｗ３の部分は円周方向に連続した径の細い部分（＝溝部分）となっている。一方、溝３４の上端部３４ｂはコア排出孔３５の開口に接するように配置した。またボディ部３２の上端付近であってツバ部９と接する部分には、円周方向に連続した肉厚部３６が形成される。肉厚部３６と突起３４の外径は同じである。この肉厚部３６を形成するのは、溝３７の削りだし加工上の便宜から形成されるものであるが、コア排出孔３５の変曲点３５ａだけでなく、コア排出孔３５の上端付近まで肉厚部３６内に配置されるので、コア排出孔３５を形成したことによる強度低下を抑える役割を果たす。尚、コア排出孔３５の変曲点３５ｂを突起３４内に配置するのは第１の実施例と同様である。
【００４５】
以上、第２の実施例によれば、突起３４の幅に対して溝３７の幅を大きくしたので、らせん状の突起３４によって切削粉の排出効果が高くなる。また、第１の実施例に比べて突起３４の表面積が減少するので、穿孔対象との摩擦を低下させることができ、少ない駆動力で穿孔作業を行うことができる。
【実施例３】
【００４６】
次に図８を用いて本発明の第３の実施例を説明する。第１及び２の実施例と同じ機能の部分は同じ参照符号を付しており繰り返しの説明は省略する。第３の実施例において第１の実施例と異なる点は、ボディ部４２の外径である。本実施例では取付部８よりもやや太い程度、即ちボディ部４２の外径が１０ｍｍ程度の小さい径の例を示している。本実施例においても、長円状のコア排出孔４５が形成され、長円の幅（円周方向の間隔）を切れ刃３の内径と同じか大きく形成すると共に、軸方向（上下方向）の長さを幅に比べて大きめに確保して更に良好なコアの排出効果を得ている。本実施例においてもコア排出孔４５の変曲点４５ａ、４５ｂが、らせん状の突起４４内に位置するように構成され、そのために突起４４と溝４７の幅が決定される。本実施例では突起４４と溝４７の幅がほぼ等しいように構成される。
【００４７】
以上、第３の実施例によればボディ部４２の外径が１０ｍｍ程度の小さい径であっても本発明が適用でき、インパクトドライバ等の駆動用の電動工具で容易に用いることができるドリルビットを実現できる。
【実施例４】
【００４８】
次に図９を用いて本発明の第４の実施例を説明する。図９は第４の実施例のドリルビット５１を示す断面図である。第１の実施例と同じ機能の部分は同じ参照符号を付しており、繰り返しの説明は省略する。第４の実施例において、第１の実施例と異なる点は、硬質切れ刃５３が、円筒状のボディ部５２の軸方向に伸びる概ね円筒状の補強材５６に溶着される点である。補強材５６を設けることによって補強材に沿ったダイヤモンド砥粒の積層を容易に行うことができ、また、刃部の強度を高めることができる。
【００４９】
軸方向に伸びる補強材５６の厚さは、硬質切れ刃５３内のダイヤモンド砥粒の平均粒径の概ね１倍以下とすることが好ましい。また、補強材５６は、ボディ部５２に溶着固定されると好ましい。補強材５６の材質は金属製であり、ある程度の強度を有すると共に被穿孔材と接した際には摩擦により容易に摩耗するように、例えば主材質として銅（Ｃｕ）又は銅系合金により構成する。この結果、補強材５６が穴あけ時に切削抵抗を増加させずに磨耗して減り、下からのダイヤモンド砥粒の自生発刃を可能とする。このように硬質切れ刃５３は、軸方向に伸びる概ね円筒状の補強材５６に溶着されることにより、補強材に沿ったダイヤモンド砥粒の積層が容易に行うことができ、刃部の強度を高めることができる。尚、ダイヤモンド砥粒の積層は単層だけでなく多層で形成すれば、砥石部分の寿命を更に長くすることができる。
【００５０】
第４の実施例によれば硬質切れ刃５３の突き出し部分が良好で切れ味が良く、ダイヤモンド砥粒の保持力に優れ、寿命の長いドリルビット５１を提供できる。また、円筒状基板軸方向に伸びる補強材が、円筒状基板に溶着固定されるため薄板等を補強材として利用でき、加工の手間が減り安価なドリルビットを提供できる。さらに、補強剤の厚さが薄いことにより、開口先端部の刃部の半径方向厚さを薄くでき、切削体積が少なく切削抵抗が小さくすることにより、回転のみで駆動する回転数が概ね３０００ｒｐｍ以下の電動工具に使用できるドリルビットを実現できる。
【００５１】
以上、本発明を実施例に基づいて説明したが、本発明は上述の実施例に限定されるものではなく、その趣旨を逸脱しない範囲内で種々の変更が可能である。例えば、ボディ部に設けられる突起は、開口部近傍からコア排出孔とオーバーラップする領域まで円周方向に連続して設けられるが、粉塵の排出効果を考えて必ずしも連続的でなくても断続的にでも良い。
【符号の説明】
【００５２】
１ ドリルビット ２ ボディ部 ２ａ 開口部 ２ｂ 切り欠き
３ 硬質切れ刃 ４ 突起 ４ａ （突起の）下端
４ｂ （突起の）上端 ５ コア排出孔 ５ａ、５ｂ 変曲点
７ 溝 ８ 取付部 ８ａ 窪み部 ９ ツバ部
９ａ、９ｂ （ツバ部の）接続部分 ２４ 突起 ２５ 切削面
２５ａ、２５ｂ、２５ｃ 輪郭 ２６ 切削面 ２８ 円筒形エンドミル
３１ ドリルビット ３２ ボディ部 ３４ 突起
３４ａ 下端部 ３４ｂ 上端部 ３５ コア排出孔
３５ａ、３５ｂ 変曲点 ３６ 肉厚部 ３７ 溝
４１ ドリルビット ４４ 突起 ４５ コア排出孔
４５ａ、４５ｂ 変曲点 ４７ 溝
５１ ドリルビット ５２ ボディ部 ５３ 硬質切れ刃
５６ 補強材
７１ 駆動用工具 ７２ 六角取付口 ７３ ビット保持部
１０１ ドリルビット １０２ ボディ部 １０２ａ 開口部
１０３ 硬質切れ刃
【特許請求の範囲】
【請求項１】
円筒状のボディ部を有し、該ボディ部の先端開口部に硬質切れ刃が設けられ、側面にコア排出孔を有するドリルビットにおいて、
前記ボディ部の外周面であって、前記コア排出孔と軸方向にオーバーラップする領域にらせん状の突起を設けたことを特徴とするドリルビット。
【請求項２】
前記突起は、前記開口部近傍から前記コア排出孔と軸方向にオーバーラップする領域まで円周方向に設けられることを特徴とする請求項１に記載のドリルビット。
【請求項３】
前記突起は、前記開口部近傍から前記コア排出孔よりも後端側の領域まで設けられることを特徴とする請求項２に記載のドリルビット。
【請求項４】
前記コア排出孔は、軸方向に延びる長円形状に形成されることを特徴とする請求項３に記載のドリルビット。
【請求項５】
前記コア排出孔は、長方形の短辺の両側に半円を接続したような長円形状であり、
前記長方形と前記半円の接続点となる変曲点付近が、前記突起内に位置するように前記コア排出孔が形成されることを特徴とする請求項４に記載のドリルビット。
【請求項６】
前記コア排出孔の開口面が、平坦になるよう縁取りされたことを特徴とする請求項１から５のいずれか一項に記載のドリルビット。
【請求項７】
前記コア排出孔が、円筒状のボディ部の内部空間のうち、軸方向の後端側領域内に形成されることを特徴とする請求項１から５のいずれか一項に記載のドリルビット。
【請求項８】
前記ボディ部の、前記らせん状の突起の下端と前記硬質切れ刃は非接続であり、前記らせん状の突起よりも下側には円周方向に等間隔に複数の切れ欠き部が形成されることを特徴とする請求項１から７のいずれか一項に記載のドリルビット。
【請求項９】
前記ボディ部の後端閉口部に、駆動用工具に取り付けるための六角軸を一体に形成したことを特徴とする請求項１から８のいずれか一項に記載のドリルビット。
【請求項１０】
前記ボディ部の後端閉口部と前記六角軸の間に、前記ボディ部の外径よりも大きい径を有する円盤状のツバ部を形成したことを特徴とする請求項１から９のいずれか一項に記載のドリルビット。
【請求項１１】
前記ツバ部は前記ボディ部に一体に形成されると共に、前記ツバ部と前記ボディ部とはアール形状によって接続されることを特徴とする請求項１０に記載のドリルビット。
【請求項１２】
円筒状のボディ部を有し、該ボディ部の先端開口部に硬質切れ刃が設けられ、側面にコア排出孔を有するドリルビットにおいて、
前記ボディ部の後端閉口部に、駆動用工具に取り付けるための六角軸を一体に形成すると共に、前記ボディ部の後端閉口部と前記六角軸の間に、前記ボディ部の外径よりも大きい径を有する円盤状のツバ部を形成したことを特徴とするドリルビット。
【請求項１】
円筒状のボディ部を有し、該ボディ部の先端開口部に硬質切れ刃が設けられ、側面にコア排出孔を有するドリルビットにおいて、
前記ボディ部の外周面であって、前記コア排出孔と軸方向にオーバーラップする領域にらせん状の突起を設けたことを特徴とするドリルビット。
【請求項２】
前記突起は、前記開口部近傍から前記コア排出孔と軸方向にオーバーラップする領域まで円周方向に設けられることを特徴とする請求項１に記載のドリルビット。
【請求項３】
前記突起は、前記開口部近傍から前記コア排出孔よりも後端側の領域まで設けられることを特徴とする請求項２に記載のドリルビット。
【請求項４】
前記コア排出孔は、軸方向に延びる長円形状に形成されることを特徴とする請求項３に記載のドリルビット。
【請求項５】
前記コア排出孔は、長方形の短辺の両側に半円を接続したような長円形状であり、
前記長方形と前記半円の接続点となる変曲点付近が、前記突起内に位置するように前記コア排出孔が形成されることを特徴とする請求項４に記載のドリルビット。
【請求項６】
前記コア排出孔の開口面が、平坦になるよう縁取りされたことを特徴とする請求項１から５のいずれか一項に記載のドリルビット。
【請求項７】
前記コア排出孔が、円筒状のボディ部の内部空間のうち、軸方向の後端側領域内に形成されることを特徴とする請求項１から５のいずれか一項に記載のドリルビット。
【請求項８】
前記ボディ部の、前記らせん状の突起の下端と前記硬質切れ刃は非接続であり、前記らせん状の突起よりも下側には円周方向に等間隔に複数の切れ欠き部が形成されることを特徴とする請求項１から７のいずれか一項に記載のドリルビット。
【請求項９】
前記ボディ部の後端閉口部に、駆動用工具に取り付けるための六角軸を一体に形成したことを特徴とする請求項１から８のいずれか一項に記載のドリルビット。
【請求項１０】
前記ボディ部の後端閉口部と前記六角軸の間に、前記ボディ部の外径よりも大きい径を有する円盤状のツバ部を形成したことを特徴とする請求項１から９のいずれか一項に記載のドリルビット。
【請求項１１】
前記ツバ部は前記ボディ部に一体に形成されると共に、前記ツバ部と前記ボディ部とはアール形状によって接続されることを特徴とする請求項１０に記載のドリルビット。
【請求項１２】
円筒状のボディ部を有し、該ボディ部の先端開口部に硬質切れ刃が設けられ、側面にコア排出孔を有するドリルビットにおいて、
前記ボディ部の後端閉口部に、駆動用工具に取り付けるための六角軸を一体に形成すると共に、前記ボディ部の後端閉口部と前記六角軸の間に、前記ボディ部の外径よりも大きい径を有する円盤状のツバ部を形成したことを特徴とするドリルビット。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【公開番号】特開２０１１−１３６５３０（Ｐ２０１１−１３６５３０Ａ）
【公開日】平成２３年７月１４日（２０１１．７．１４）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００９−２９９２４８（Ｐ２００９−２９９２４８）
【出願日】平成２１年１２月２９日（２００９．１２．２９）
【出願人】（０００００５０９４）日立工機株式会社 (1,861)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２３年７月１４日（２０１１．７．１４）
【国際特許分類】
【出願日】平成２１年１２月２９日（２００９．１２．２９）
【出願人】（０００００５０９４）日立工機株式会社 (1,861)
【Ｆターム（参考）】
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