(57)【要約】【課題】  本発明の課題は、ハンマドリルに使用されるドリルビットに関するもので、ドリルビットの母材形状を中空円筒とすることで軽量化と共に打撃効率の向上を図ったドリルビットを提供することである。【解決手段】  本発明ドリルビット１は、、ドリルヘッド部２、スパイラル部３、シャンク部４から構成されており、中空円筒形状の鋼材５に先端チップ６を溶接するための台金７を溶接部Ａ８のように溶接し、この台金７に取りつける先端チップ６も溶接部Ｂ９のように溶接した構造とすることにより達成される。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
コンクリートや石材等に穴を開けるためのハンマドリルビットに取付けられるシャンク部と切刃を有するドリルヘッド部と、シャンク部とドリルヘッド部とを繋ぐスパイラル部から構成されたドリルビットにおいて、少なくても前記スパイラル部の全長あるいは一部を中空形状としたことを特徴とするドリルビット。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、回転及び随意に打撃を加えるドリル工具に使用され、コンクリートや石材などを穿孔するためのドリルビットに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来のドリルビットを図５、図６を用いて説明する。図５は従来のドリルビットの一実施例を示した縦断面図である。現行ハンマドリルビット１ａは、ドリルヘッド部２ａ、スパイラル部３ａ、シャンク部４ａから構成されている。材質としてはドリルヘッド部２ａ、スパイラル部３ａ、シャンク部４ａからなる母材が鋼材５ａで、先端チップ６ａは超硬材であり、溶接部Ｂ９ａのように銀ろうによりろう付けされている。
【０００３】
ドリルビットは機構上、ハンマドリルの機構部品であるセカンドハンマにシャンク部を直接打撃され、これより、ドリルヘッド部２ａが被削材を直接打撃することで、コンクリート、或いはモルタル等を破砕する構造となっている。このため、シャンク部４ａ及びドリルヘッド部２ａは、高強度、耐磨耗性が要求されることになり、ドリルヘッド部２ａは、母材となる鋼材５ａに先端チップ３ａをろう付けすることで耐磨耗性の向上を、また、母材である鋼材２ａは、ろう付け前に焼入れを行なうことで高硬度、高強度化を図っている。ドリルビットは、性能に位置付けされる穿孔速度を向上させる目的から、上記した製造工程のもとで様々な形状の最適化が図られてきた。
【０００４】
図６は、従来のドリルビット１ａのシャンク部４ａに加振力が加わった時に発生する伝達された打撃力と変位量の一例を示したグラフである。同等の加振力でシャンク部を打撃した際に、この伝達された打撃力が大きいドリルビットほど穿孔速度を向上させるための一つの要因となる打撃効率に優れていることを示し、また、変位量が多いドリルビットほど軽量であることを示している。従って、伝達された打撃力が大きく変位量が多いドリルビットは、打撃効率が優れた上に軽量であり、一方、伝達された打撃力が小さく変位量が多いドリルビットは軽量であるものの打撃効率が優れていないと言える。
【０００５】
従来のドリルビット１ａは穿孔速度の向上を図るためスパイラル形状についても様々な形状が採用されているが、ドリルヘッド部２ａおよび先端チップ６ａの形状が同等の場合において、スパイラル部３ａの溝形状を変えた場合においても、伝達された打撃力および変位量は、ほぼ同等の数値を示す。これは打撃効率、質量共に同等であることを示しており、スパイラル部３ａを多少変更しても飛躍的に打撃効率を向上できないことが判る。
【０００６】
図７は、従来のドリルビット１ａのシャンク部４ａに加振力が加わった時に発生する伝達された打撃力と変位量の一例を示したグラフである。ドリルヘッド部２ａおよび全長１０ａが同等で、軸径１２ａに対して細径となる軸径１２ｂ、反対に軸径１２ａに対して太径となる軸径１２ｃで相対比較した場合では、細い軸径１２ｂでは変位は大きくなるが伝達された打撃力は若干小さくなり、一方、太い軸径１２ｃでは変位、伝達された打撃力ともに若干、低下することになり、従来のドリルビット１ａである軸径１２ａと比較して、軸径を多少変動させても打撃効率の著しい向上は認められないことが判る。
【０００７】
上述した結果のように、打撃効率を向上させるために様々な手法を用いて母材部の最適化を図っているが、母材部の最適化にも限界があり、不足部分を補うためドリルヘッド部２ａの形状についても最適化しているのが実状である。
【０００８】
特許文献１に記載した特開平１１−２９１２３５号公報においては、内部から切り粉を吸引する目的から中空円筒としているが、内部吸引方式のため切り粉を持ち上げる効果を有するスパイラル部が存在しておらず、構造上、吸引機を使用することが必須であった。また、吸引という制約があるため中空円筒部は貫通状態では使用できず大幅な軽量化を図ることができない点やドリルビットの構造自体が複雑となり、製品及びドリルビット共に製造原価が高価となってしまうという問題があった。
【０００９】
【特許文献１】特開平１１−２９１２３５号公報
【特許文献２】特開平１１−２８５９１１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
上記した従来のドリルビットでは、全長を変更させない状態で軽量化を図るためには軸径を細くする以外に方法がなく、この場合、剛性低下により打撃効率が低減してしまうという欠点があった。本発明の目的は、前項で記載した従来技術の持つ欠点を解消し、軽量化を図った状態で穿孔速度を向上させるための一つの要因となる打撃効率の優れたドリルビットを提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
上記目的は、ドリルビットの材料として、円筒部の内側径をドリルビットのスパイラル部の内側を中空形状とすることで達成することができる。
【発明の効果】
【００１２】
本発明のドリルビットは、母材として円筒部の内側径をドリルビットのスパイラル部の内側を中空形状とすることで、軽量化を図った状態で穿孔速度を向上させるための一つの要因となる打撃効率の優れたドリルビットを提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
本発明ドリルビットの一実施形態を図１〜図４を用いて説明する。図１に示すように、本発明ドリルビット１は、ドリルヘッド部２、スパイラル部３、シャンク部４から構成されており、中空円筒形状の鋼材５に先端チップ６を溶接するための台金７を溶接部Ａ８のように溶接し、この台金７に取りつける先端チップ６も溶接部Ｂ９のように溶接した構造となっており、溶接部Ａ８を摩擦圧接により接合した構造になっている。この場合、ドリルヘッド部２は摩擦圧接しやすくする目的から中実形状としている。
【００１４】
図２は、本発明ドリルビットのシャンク部４に加振力が加わった時に発生する伝達された打撃力と変位量の一例を示したグラフである。全長１０、ドリルヘッド部２の形状、スパイラル部３の形状ともに同等の寸法とした状態で従来のドリルビットの伝達された打撃力と変位量を比較すると、伝達された打撃力で１．８倍、変位量で２．２倍の向上が見られ、打撃効率が著しく改善されたことが判る。これは、剛性を保った状態で軽量化が図られたためである。中空円筒を採用した場合、母材部の耐久性が従来のドリルビットに比べて低下することになるが破損するといった問題は生じない。なお、寿命向上を目的として、内側径１１を小さい寸法とした場合においても、中実形状を有する従来のドリルビット１ａと比較すると打撃効率は向上する傾向にあるため、内側径１１の寸法としては目標寿命に併せて、軸径１２よりも小さい寸法で出来る限り大きくすることが望ましい。
【００１５】
次に、本発明ドリルビットの他の実施形態を図３、図４を用いて説明する。上記実施形態と同様の部位については、同様の符号を付したので説明を省略する。
【００１６】
本実施形態では、上記実施形態の他に図３のような構成としても良い。図１との相違点は、溶接部８を同ろう付けとしている点である。この場合では、ドリルヘッド部２は中空形状となっており、図１と比較するとヘッド部２の質量が軽くなることで打撃効率及び軽量化といった性能が向上する傾向にある。なお、摩擦圧接より生じるバリの除去作業といった後工程が削除できる点や、銅ろう付けでは鋼の熱処理温度である８３０〜９３０℃でろう付け部が溶融しないため、溶接後に熱処理を行なうといった作業の統一化を図ることが可能となり、製造原価の低減にも繋がる利点がある。
【００１７】
本実施形態では、上記実施形態の他に図４のような構成としても良い。図３との相違点は、シャンク部４が中実形状となっている点である。この場合は図１と同様に製造原価は高くなってしまう。原因は、貫通した中空円筒ではないので内側径１２は中実形状材にドリルを用いて穴あけを実施するといった工程が増加してしまう点である。また、図１と比較するとシャンク部の質量が重くなることで打撃効率および軽量化といった性能は少々低下してしまうが、従来のドリルビット１ａと比較すると性能は向上するので問題ない。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】本発明ドリルビットの一実施例を示した縦断面図。
【図２】本発明ドリルビットのシャンク部に加振力が加わった時に発生する伝達された打撃力と変位量の一例を示したグラフ。
【図３】本発明ドリルビットの一実施例を示した縦断面図。
【図４】本発明ドリルビットの一実施例を示した縦断面図。
【図５】従来のドリルビットの一実施例を示した縦断面図。
【図６】従来のドリルビットのシャンク部に加振力が加わった時に発生する伝達された打撃力と変位量の一例を示したグラフ。
【図７】従来のドリルビットのシャンク部に加振力が加わった時に発生する伝達された打撃と変位量の一例を示したグラフ。
【符号の説明】
【００１９】
１、１ａはドリルビット、２、２ａはドリルヘッド部、３、３ａはスパイラル部、４、４ａはシャンク部、５、５ａは鋼材、６、６ａは先端チップ、７は台金、８は溶接部Ａ、９、９ａは溶接部Ｂ、１０、１０ａは全長、１１、１１ａは内側径、１２、１２ａは軸径である。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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