(57)【要約】【課題】  首下摩耗を防止あるいは少なくとも軽減でき、長寿命のコアドリル及びそのようなコアドリルの製造方法を提供する。【解決手段】コアドリル１のシャンク３の、ダイヤモンドチップ１５が固着される端面９側端部からシャンクの軸方向所定の長さ範囲で、シャンクの少なくとも外周面5上に、第1のろう材を用いて皮膜１１を形成する。製造するに当たっては、先に被膜を形成し、次いで第1のろう材よりろう付け温度の低い第２のろう材を用いてダイヤモンドチップをシャンクに固着する。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
略円筒状のシャンクと、該シャンクの一端側端面に固着されたダイヤモンドチップとからなるコアドリルにおいて、前記シャンクの前記一端から軸方向所定の範囲で、少なくとも前記シャンクの外周面上に、耐摩耗性被膜を形成したことを特徴とする、コアドリル。  
【請求項２】
請求項1項記載のコアドリルにおいて、前記硬質材の被膜は、第１のろう材により形成され、前記ダイヤモンドチップは前記シャンクに第２のろう材を用いてろう付けされ、前記第１のろう材は前記第２のろう材よりろう付け温度が高いことを特徴とする、コアドリル。
【請求項３】
請求項２記載のコアドリルにおいて、前記第２のろう材は銀ろうであり、前記第１のろう材はろう付け温度が８００℃以上のろう材であることを特徴とする、コアドリル。
【請求項４】
略円筒状のシャンクと、該シャンクの一端側端面に固着されたダイヤモンドチップとからなるコアドリルの製造方法において、前記シャンクの前記一端から軸方向所定の範囲で、少なくとも前記シャンクの外周面上に、第1の高硬度のろう材を用いて被膜を形成して被覆し、次いで、第2のろう材で前記ダイヤモンドチップを前記シャンクに固着し、前記第1のろう材のろう付け温度は前記第2のろう材のろう付け温度より高いことを特徴とする、コアドリルの製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明はコアドリル及びその製造方法に関する。さらに詳細に言えば、使用時に発生する切粉によるシャンクの摩耗を防止或いは軽減することのできるコアドリルに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来から土木工事、建設工事などでコンクリート、アスファルトなどに穴をあけるコアドリルが使用されている。コアドリルは通常円筒状のシャンクの先端にダイヤモンドチップをろう付けなどの手段で固着して構成される。この工具はコアビット或いはシンウォールビットとも呼ばれており、例えば特開平１１−３２０５４６号にも記載されているように軽量化の為にシャンクの薄肉化が図られている。また、コアドリルの機能の点からも薄肉化の傾向がある。すなわち、コアドリルの使用目的は内部にコアを残しながら穴をあけることであり、その穴の全面積に渡って被削材を削るものではない。従ってシャンクの径方向で見たチップの厚みが薄くて構わず、その方が抵抗が小さく切削効率が高くなる。すなわちダイヤモンドチップの薄型化が志向され、シャンクの肉厚はチップの肉厚より当然薄くしなければならない。但し、軽量化が余り問題とされない小型のものなどでは、シャンクの剛性を確保するためにチップの厚みに対して許容される範囲でシャンクの肉厚を厚くした方が良いという点も有る。
【０００３】
【特許文献１】特開平１１−１６５２５４
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ところでコアドリルで穴あけを行う際、シャンクの孔内に水を注入し、その水をシャンクの外周側へ流出させ、シャンクの外周に沿ってシャンクの後端側へ流すことにより切粉を排出するようにしているが、この排出される切粉によりシャンク外周が削られる。特にチップが固着されているシャンクの先端部近傍の領域所謂「首下」と称する部分において摩耗が激しくなる。これを図２を参照して説明すると、図２は従来例のコアドリル５１の（イ）は正面図、（ロ）は左側面図で、符号５２は公知のシャンクであり、通常金属製で略円筒状に形成されており、その先端側に一体型のダイヤモンドチップ５５がろう付けにて固着されている。図中の矢印は回転方向を示している。
【０００５】
このコアドリルを使用すると、図中ハッチングを付した首下５３の部分の摩耗がシャンク５２の他の部分に比して激しくなる。これは、首下５３の部分は穴あけ開始時から終了まで穴あけの全工程に亘って切粉に曝されるのに対し、シャンク５２の軸方向後方になるほど、切粉に曝される時間が短くなることに一因がある。さらには、切粉はシャンク５２の軸方向へはほぼ同じ速度で流されるが、その発生した切粉はコアドリル５１の回転に伴って引回され、その速度は切粉発生時が一番大きく、シャンク５２の軸方向後方へ移動するにつれて小さくなること、切粉がシャンク５２の軸方向へ移動しながらシャンク外周に衝突を繰返すうちに角が取れること等にも起因する。なお、図においては説明の都合上首下５３の部分を他の部分と明確に区分して示してあるが、首下５３の右側の境界線を境に磨耗の状態が極端に変わるものではなく、摩耗の度合いはシャンク首下５３の辺りで一番激しく、軸方向後方へ行くに従って次第に少なくなる傾向が有ることを示しているものである。
【０００６】
また、コアドリルには、図２に示したチップ５５がシャンク５２の円周方向全長に渡って1個に形成されているチップ一体型のほかに、図３に示すようなチップ６５が複数に分割してほぼ等間隔に配置された分割型のコアドリル６１がある。この分割型のドリル６１の場合、首下部分６３において摩耗が大きくなることは同様であるが、さらにその首下部分６３においても円周方向で見た場合に摩耗は均一とならず図中符号６４で示される部分が局所的に大きくなる傾向がある。これは切粉の相当の量がチップ６５の間の隙間に落ち込みそこから流れ出る形となるため、首下６３では切粉が未だシャンク６２の円周方向には拡散しておらず、まとまって流れるからである。シャンク６２の軸方向後端側へ流れるに従い切粉は拡散し、シャンク６２の円周方向で摩耗は均一化する。
【０００７】
このように首下部分で生じる摩耗所謂「首下磨耗」はシャンクの他の部分での摩耗に比して大きくなり、それが分割型のコアドリルの場合には首下部分においてもさらに局所化し、その部分の摩耗量は他の部分に生じる磨耗量よりおおきくなる。従ってこの首下摩耗が進行すると、その部分でシャンクの肉厚が薄くなってシャンクの剛性が低下するのみでなく、チップが固着されている部分が浸食されることとなるのでチップの固定力が低下し、ダイヤモンドチップを使い切っていなくても安全面からそのコアドリルが使用できなくなる。そしてシャンクの薄肉化が図られるとこの問題の影響は益々大きくなる。
【０００８】
本願発明は上記従来の問題点に鑑みなされたものであり、首下摩耗を防止あるいは少なくとも軽減できるコアドリルを提供することをその課題とする。また、そのようなコアドリルの製造方法を提供することもその課題である。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上記課題を解決するために本願発明は、略円筒状のシャンクと、該シャンクの一端側端面に固着されたダイヤモンドチップとからなるコアドリルにおいて、そのシャンクの一端から軸方向所定の範囲で、少なくともシャンクの外周面上に、高硬度の硬質材からなる耐摩耗性被膜を形成して被覆したコアドリルを提供する。これにより、従来摩耗が激しかった首下部分が高硬度の被膜により保護され、首下部分での摩耗が防止されてコアドリルの長寿命化が図れ、ダイヤモンドチップを使い切るまで安全にコアドリルを使用することが出来る。
ある実施の形態では、その硬質材の被膜は、第１のろう材により形成され、ダイヤモンドチップは第２のろう材を用いてシャンクにろう付けされ、第１のろう材は第２のろう材よりろう付け温度が高くなっている。
さらに他の実施の形態では、第２のろう材は銀ろうであり、第１のろう材はろう付け温度が８００℃以上のろう材である。
上記課題を達成するために本発明はさらに、略円筒状のシャンクと、該シャンクの一端側端面に固着されたダイヤモンドチップとからなるコアドリルの製造方法であって、先ずシャンクの一端から軸方向所定の範囲で、少なくともシャンクの外周面上を、第1の高硬度のろう材を用いて被膜を形成して被覆し、次いで、第2のろう材でダイヤモンドチップをシャンクに固着する。その際、第1のろう材としては、第2のろう材よりろう付け温度が高いろう材を使用する。これにより、ダイヤモンドチップをろう付けする際に被膜を構成するろう材が溶けることがない。そして一般的にはろう付け温度の高いろう材はそれが低いろう材より硬度が高いので、摩耗に耐えるに足る十分な硬さを有するろう材をシャンクに被覆することが出来る。
【発明の効果】
【００１０】
本発明に係るコアドリルでは上記の構成を採用したので、従来コアドリルの寿命を制限していた首下摩耗を防止し、或いは軽減することができるので、コアドリルの長寿命化を達成でき、ダイヤモンドチップを無駄なく使い切ることができる。また、ろう付け温度の高いろう材を用いて先に摩耗防止用の被膜をシャンクに形成し、その後ろう付け温度のより低いろう材でダイヤモンドチップを固着するので、チップ固着の際に被膜が溶けることがなく、製造上問題なくより硬度の高い被膜を形成することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
以下、本願発明の具体的な実施の形態について図面を参照しながら説明する。図１は本願発明の実施の形態に係るコアドリル１を示す図で、（イ）はシャンク３の一部を切欠いて示す正面図、（ロ）はその左側面図である。このコアドリル１は従来例と同様に略円筒状のシャンク３と、それに固着されたダイヤモンドチップ１５とを備えている。
【００１２】
シャンク３は外周面５、内周面７、ダイヤモンドチップ１５が固着される一端側端面９（反対側の端面は図示されていない）を備えている。本実施の形態ではダイヤモンドチップ１５は後述する被膜１１を構成する第1のろう材よりそのろう付け温度が低い第2のろう材、具体的な例としては例えばJIS Z3261に規定されている銀ろう（図示省略）を用いて端面９上に固着されている。そして、シャンク３の外周面５上には、端面９側の端部から軸方向に所定の長さ範囲で被膜１１が被覆されている。この被膜１１は前述のとおりダイヤモンドチップ１５を固着するのに使用された銀ろうよりろう付け温度が高いろう材により構成されており、具体的にはNi−Cr系、Cu−Ag−Ti系、Cu−Sn−Ti系などの使用が可能であり、本実施の形態ではJIS Z3265に規定されているNi−Cr系を使用し、800℃以上でろう付けしている。
【００１３】
被膜を形成する第1のろう材としては硬度がHRc２０以上、好ましくはHRc５０以上であることが望ましい。また、第1のろう材は第2のろう材との濡れ性がよいことが望ましい。
【００１４】
第1のろう材を被覆する範囲すなわち被膜１１を設ける範囲は、コアドリル１の有効長等、コアドリル１の仕様に基づき適宜設定されればよいが、シャンク３の端部から少なくとも２ｍｍ以上であることが望ましい。但しこれは必須ではなく、例えば０．５ｍｍ位の範囲に設けても十分に効果が得られる。また被膜１１の厚みは硬度が高いことから一般的にはきわめて薄くて足りるが、これも仕様に応じて適宜設定することが出来る。ただここで注目すべきことは、前述のとおりコアドリルは薄型化が指向されているが、先ずはダイヤモンドチップの厚みが決定され、それに応じて切粉排出のためのクリアランスを考慮してシャンクの肉厚が決定される。従って被膜の厚みが薄くて足りるということは、被膜を形成するためにその分シャンクの肉厚を薄くしなければならないという問題は生じず、余り軽量化が問題とされないサイズのコアドリルでは、シャンク自体の肉厚は、ダイヤモンドチップの肉厚に対して許容される限りにおいて厚くすることが可能ということであり、シャンクの剛性を確保する点でも好ましい。コアドリルの仕様によってはもっと薄くても良いが、被膜１１の厚みは１０μｍ以上であることが望ましい。なお、シャンク３とダイヤモンドチップ１５との間のクリアランスＣ（図には外周側のみに示したが内周側にも略同じ寸法のクリアランスが設けられている。）を例えば0.5ｍｍに設定した場合、そのクリアランスの寸法に対して被膜１１の厚みが８０パーセント以下であれば切粉の排出は問題なく行われることが確認された。
【００１５】
なお、図示の実施の形態はダイヤモンドチップ１５が３個に分割されたタイプで有るが、図2の従来例と同様の一体型の場合でも同様に上記の実施の形態を適用することは勿論可能である。この場合、従来例に関連して説明したようにチップが分割型の場合には切粉がチップの間から局所的に纏まって流れ出すので、それを考慮して被膜をシャンクの外周の円周方向全周に渡って均一に設けるのではなく、切粉が大量に当たる領域にのみ被膜を設け、切粉が殆ど当たらない、或いは当たってもその量が少なく、ドリルの寿命に影響のない領域には被膜を形成しないようにしてもよい。しかし、チップが一体型の場合には被膜の状態をシャンクの軸方向において変えることは差し支えないが、円周方向においては均一にしておくことが望ましい。また、被膜をシャンクの内周面7上に、さらには端面9上にも形成しておいてもよい。これらの部分にも切粉が衝突する可能性はある。
【００１６】
次に上記のコアドリルの製造方法について説明すると、先ずろう付け温度の高い第1のろう材を必要な温度条件下でシャンク３の首下所定の範囲にろう付けし、被膜１１を形成する。そして次にろう付け温度の低い銀ろうを用いてダイヤモンドチップ１５をろう付けする。銀ろうのろう付け温度の方が低いので、先に形成した被膜１１が溶けてしまうことがない。すなわち、ダイヤモンドチップを固着するのに使用するろう材として被膜１１を形成するろう材のろう付け温度より低いろう付け温度のものを使用し、先に被膜１１を形成し、その後にダイヤモンドチップ１５をろう付けするという手順を採用することにより、製造上何等の問題を生じることなく、より硬度の高い被膜１１を備えたコアドリル１を製造することができる。なお、シャンク３への被膜の形成、及びダイヤモンドチップ１５のシャンク３への固着は、真空炉中または不活性雰囲気炉中で加熱して行う。
【００１７】
上記の実施の形態においては、被膜１１を形成するためにろう材を使用したが、これに代わって硬質のクロムメッキ、或いはＴｉＣ，Ｔｉｎ，ＴｉＣＮ，Ａｌ２Ｏ３ＳｉＣ，ＴｉＡｉＮ，ＣｒＮなどのセラミックコ―ティング、さらにはDLC(ダイヤモンド・ライク・カーボン)などを使用することも出来る。これらは前述のろう材と同様に薄い被膜を形成することが出来、またその膜厚の制御も比較的に容易である。さらにこれらは高温での処理を必要とせず、通常金属で構成されるシャンク特に薄肉のシャンクを変形させてしまうような問題も生じない。また、必要あれば被膜にダイヤモンド粒子など硬質の粒子を含ませても良い。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】本発明の実施の形態に係るコアドリルを示し、（イ）は正面図、（ロ）は左側面図である。
【図２】従来のチップ一体型のコアドリルを示す図である。
【図３】従来のチップ分割型のコアドリルを示す図である。
【符号の説明】
【００１９】
１：コアドリル    ３：シャンク    ５：外周面    ７：内周面    ９：端面
１１：硬質被膜    １５：ダイヤモンドチップ
【図１】
2006297507.tif 000003
【図２】
2006297507.tif 000004
【図３】
2006297507.tif 000005