(57)【要約】【課題】  円筒状穿孔工具本体の本体切れ刃が被削材に急激に噛み合わせられて、本体切れ刃が損傷することを防止しうる円筒状穿孔工具を提供する。【解決手段】  上記課題を解決するための円筒状穿孔工具は、被削材を穿孔するための本体切れ刃を先端部に有している円筒状穿孔工具本体と、その工具本体の回転中心軸線に沿って配設されたセンタードリルとを備え、前記センタードリルが、先端側の小径部と、肩部を介して前記小径部に接続している大径部とを有し、前記小径部がその先端に先端切れ刃を有し、前記肩部が前記本体切れ刃より先方に突出するように配設された肩部切れ刃を有している。【選択図】図１１
2008012624.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
被削材を穿孔するための本体切れ刃を先端部に有している円筒状穿孔工具本体と、その工具本体の回転中心軸線に沿って配設されたセンタードリルとを備える円筒状穿孔工具において、
前記センタードリルが、先端側の小径部と、肩部を介して前記小径部に接続している大径部とを有し、前記小径部がその先端に先端切れ刃を有し、前記肩部が前記本体切れ刃より先方に突出するように配設された肩部切れ刃を有していることを特徴とする、円筒状穿孔工具。
【請求項２】
前記先端切れ刃と前記肩部切れ刃との間の軸線方向距離が、前記肩部切れ刃と前記本体切れ刃との間の軸線方向距離以上であることを特徴とする、請求項１に記載の円筒状穿孔工具。
【請求項３】
前記肩部を形成する面が、前記肩部切れ刃に隣接する逃げ面と、前記逃げ面に続く面とを備え、前記逃げ面に続く面に付与される逃げ角は、前記逃げ面に付与される逃げ角より小さい、請求項１又は２に記載の円筒状穿孔工具。
【請求項４】
前記逃げ面に続く面に付与される逃げ角が０度である、請求項３に記載の円筒状穿孔工具。
【請求項５】
前記センタードリルの外周面に螺旋状に延びる切粉排出溝が設けられ、前記排出溝と前記肩部とが交差して形成された前記肩部の縁部が、前記肩部切れ刃を画成することを特徴とする、請求項１乃至４の何れか１項に記載の円筒状穿孔工具。
【請求項６】
前記肩部を形成する面が後端方向に傾斜していることを特徴とする、請求項１乃至５の何れか１項に記載の円筒状穿孔工具。
【請求項７】
前記切粉排出溝の後端側縁部が、前記工具本体の前記本体切れ刃より先端側において終端していることを特徴とする、請求項１乃至６の何れか１項に記載の円筒状穿孔工具。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
被削材（例えば、金属、モルタル、木材等）を穿孔するための円筒状穿孔工具に関する。
【背景技術】
【０００２】
図１には、この種の円筒状穿孔工具の代表的例が示されている。
すなわち、この円筒状穿孔工具１Ａは、回転駆動用の電動ドリル等（図示せず）に装着されるシャンク部２と、そのシャンク部２に連結され、先端部に穿孔用の本体切れ刃３１を備える円筒状穿孔工具本体３と、その工具本体３の回転中心軸線Ｃに沿って配設されたセンタードリル４Ａとを備えている（例えば、特許文献１参照。）。
センタードリル４Ａの先端部は、工具本体３の本体切れ刃３１より先方に突出するように配設されている。センタードリル４Ａは、螺旋状に延びる切粉排出溝４５Ａが設けられた外周面４２Ａと、先端切れ刃４４Ａが設けられた先端面４３Ａとを備えている。なお、本体切れ刃３１の材料としては、被削材５の種類に応じて切れ味・寿命・孔仕上り等を考慮し、超硬合金や工具鋼等が使用される。
【０００３】
この工具１Ａを用いて穿孔作業を行う場合には、まずセンタードリル４Ａの先端を、被削材５の穿孔しようとする箇所の中心に当て、工具１Ａを回転駆動して、センタードリル４Ａによるセンター孔の穿孔を行い、次いで、工具本体３の本体切れ刃３１による穿孔を行う。センタードリル４Ａは、工具本体３の本体切れ刃３１による穿孔作業における芯出し及び案内の作用をなすものであり、当該穿孔作業を円滑に行うことを可能とする。
被削材５の厚さＳは、先端切れ刃４４Ａと本体切れ刃３１との間の軸線方向距離Ｐ以下である。
【特許文献１】特開２００４−２０９５８９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、この種の円筒状穿孔工具には、次の如き欠点がある。
すなわち、図示のように、センタードリル４Ａが被削材５を貫通した時点では、被削材５と本体切れ刃３１との間には間隙が残されており、しかもセンタードリル４Ａが被削材５を貫通したことにより、工具１Ａを穿孔する方向（同図中、下（先端）方向）ヘ押し付け（推し進め）ようとする力（以下、「押し付け力」という。）に対する抵抗（以下、「切削抵抗」という。）が急に無くなる。したがって、本体切れ刃３１が被削材５に急激に噛み合わせられて、その衝撃により、本体切れ刃３１が損傷してしまう欠点がある。
また、本体切れ刃３１のこのような損傷を回避するためには、被削材５に対する工具１Ａの押し付け力を調整しながら穿孔作業を行わなければならない。したがって、作業に熟練が必要とされ、工具１Ａの操作者が熟練者に限定される欠点がある。
さらに、本体切れ刃３１の急激な噛み合いより、工具１Ａに半径方向の曲げ力が作用して、センタードリル４Ａの曲がり・折損を誘発する欠点がある。
本発明は、このような欠点を解消した円筒状穿孔工具を提供することを目的とするものである。
［課題を解決するための手段及び効果］
【０００５】
上記課題を解決するための本願発明に係る円筒状穿孔工具は、被削材を穿孔するための本体切れ刃を先端部に有している円筒状穿孔工具本体と、その工具本体の回転中心軸線に沿って配設されたセンタードリルとを備え、前記センタードリルが、先端側の小径部と、肩部を介して前記小径部に接続している大径部とを有し、前記小径部がその先端に先端切れ刃を有し、前記肩部が前記本体切れ刃より先方に突出するように配設された肩部切れ刃を有していることを特徴とする。
これにより、先端切れ刃が被削材を貫通後、肩部切れ刃が被削材を切削することにより円筒状穿孔工具に対して切削抵抗が生じて、本体切れ刃が被削材に当接する際の衝撃を緩和し、本体切れ刃が損傷することを防止しうる効果がある。さらに、センタードリルの曲がり・折損を防止しうる効果がある。
【０００６】
好ましくは、前記先端切れ刃と前記肩部切れ刃との間の軸線方向距離が、前記肩部切れ刃と前記本体切れ刃との間の軸線方向距離以上である。
【０００７】
また好ましくは、前記先端切れ刃と前記本体切れ刃との間の軸線方向距離の値が前記被削材の厚さの値以上である。それによって、円筒状穿孔工具の被削材に対する押し付け力を低減しうる効果がある。
また好ましくは、前記肩部切れ刃と前記本体切れ刃との間の軸線方向距離の値が前記被削材の厚さの値以下である。それによって、本体切れ刃が被削材に当接する時点で、肩部切れ刃に切削抵抗がかかった状態にあるため、本体切れ刃が被削材に当接する際の衝撃を更に緩和しうる効果がある。
また好ましくは、前記肩部切れ刃と前記本体切れ刃との間の軸線方向距離の値が前記被削材の厚さの値以上である。
また好ましくは、前記先端切れ刃と前記肩部切れ刃との間の軸線方向距離の値が前記被削材の厚さの値より大きい。それによって、先端切れ刃と肩部切れ刃とが被削材を同時に切削して、円筒状穿孔工具の被削材に対する押し付け力が大きくなるのを防止しうる効果がある。また、センタードリルの折損を防止しうる効果がある。
【０００８】
また好ましくは、前記肩部を形成する面が、前記肩部切れ刃に隣接する逃げ面と、前記逃げ面に続く面とを備え、前記逃げ面に続く面に付与される逃げ角は、前記逃げ面に付与される逃げ角より小さい。
また好ましくは、前記逃げ面に続く面に付与される逃げ角が０度である。
また好ましくは、前記センタードリルの外周面に螺旋状に延びる切粉排出溝が設けられ、前記排出溝と前記肩部とが交差して形成された前記肩部の縁部が、前記先端切れ刃を画成する。
また好ましくは、前記肩部を形成する面が後端方向に傾斜している。それによって、肩部及び肩部切れ刃の損傷を防止しうる効果がある。
また好ましくは、前記切粉排出溝の後端側縁部が、前記工具本体の前記本体切れ刃より先端側において終端している。それによって、工具本体内部に切粉が溜まって、工具の回転に必要なトルクが増大することを防止しうる効果がある。
【実施例】
【０００９】
［円筒状穿孔工具の基本構成］
図２乃至図７を使用して、本願発明に係る円筒状穿孔工具１について説明する。
図２中、工具１は、シャンク部２と円筒状穿孔工具本体３とセンタードリル４とを備えている。シャンク部２及び工具本体３は、上述した従来技術に係る円筒状穿孔工具１Ａと同様であるから、その説明を省略する。センタードリル４は工具本体３の回転中心軸線Ｃに沿って配設されている。
図３及び図４はセンタードリル４を示す。センタードリル４は、その先端部が本体切れ刃３１に対して図３中Ｐで示す軸線方向距離だけ突出するよう配設されている。センタードリル４は、先端側の円柱状小径部４１と、肩部４８を介して小径部４１に接続している円柱状大径部４６とを備えている。
【００１０】
小径部４１は、外周面４２と、先端切れ刃４４が設けられた先端面４３とを備えている。大径部４６は外周面４７を備えている。面４８ａにより形成された肩部４８は、小径部４１及び大径部４６との間において後端方向へ略螺旋状に延びている。なお、図５に示すように、面４８ａは、軸線直交面に対して角度αをなすように、後端方向へ傾斜してもよい。それによって、肩部４８及び肩部切れ刃４９の損傷を防止しうる効果がある。
小径部４１の外周面４２から大径部４６の外周面４７（すなわち、センタードリル４の外周面）に亘って螺旋状に延びる切粉排出溝４５が設けられている。排出溝４５と肩部４８とが交差して形成された肩部４８の縁部が、肩部切れ刃４９を画成している。図３に示すように、肩部切れ刃４９（より詳細には肩部切れ刃４９の後縁。以下同様）は、先端切れ刃４４（より詳細には先端切れ刃４４の後縁。以下同様）から軸線方向距離Ｑだけ後方に配設されており、本体切れ刃３１（より詳細には本体切れ刃３１の先縁。以下同様）より軸線方向距離Ｒだけ先方に突出している。勿論、肩部切れ刃４９を有する切削用チップ（図示せず）を肩部４８に設けてもよい。
なお、切粉排出溝４５の後端側縁部４５ａは、本体切れ刃３１より図３中Ｇで示す軸線方向距離だけ先端側で終端してもよい。その理由は、以下のとおりである。すなわち、このような構成を採用すれば、本体穿孔作業中に、センタードリル４の排出溝４５の縁部４５ｂがセンター孔の側面に切込んで、センター孔を広げることにより、センタードリル４の穿孔性能（孔精度・切れ味・寿命）の劣化を防ぐことができるからである。
【００１１】
図６に示すように、肩部４８を形成する面４８ａは、切れ刃４９に隣接し逃げ角β（例えば、１５度）が付与されている逃げ面４８ｂと、逃げ面４８ｂに続く面４８ｃとを備えていてもよい。ここで、逃げ角βは、大径部４６の外周面４７において、軸直角断面と逃げ面４８ｂとがなす角度として定義される。
なお、同図中、面４８ｃに逃げ角が付与されてもよいが、少なくとも、『面４８ｃに付与される逃げ角は、逃げ面４８ｂに付与される逃げ角βより小さい』構成を採用することが好ましい（なお、同図は、面４８ｃの逃げ角が０度の場合を示している。）。その理由は、以下のとおりである。
すなわち、図７を参照すれば、上記構成を採用した場合、面４８ｃと大径部４６との角部６が、切れ刃４９が被削材５に対して深く切込まないためのストッパーとして機能することにより、センタードリル４の折損を防止できるからである。換言すれば、上記構成のように逃げ角の異なる面４８ｂ、４８ｃを設ける代わりに、一定の逃げ角を有する面４８ａ’を設けた場合、上述のようなストッパーとして働く構成がないため、切れ刃４９が被削材５に対して深く切込んで被削材５が排出溝４５の縁部４５ｂに当接し、センタードリル４が折損し易くなるおそれがある。
【００１２】
ところで、図８に示すように、センタードリル４は、荷重を受けるドリルの中心部として軸線Ｃ方向へ延びる心厚（ウエブ）７を有している（なお、図８において便宜上、センタードリル４の螺旋状排出溝４５を省略して示してある。）。心厚７は、先端部の径をＬとし後端部の径をＭとすると、「（Ｍ−Ｌ）／Ｌ）」の式で表すことができるテーパー（以下、「ウエブテーパー」という。）が付与されている。センタードリル４の先端部に比較して後端部の方が穿孔時のトルクが大きくなるというドリルの特性上、このウエブテーパーが大きい方が、ドリルの剛性は大きくなる。
しかしながら、一般的なドリル（例えば、鉄工ドリル）は、ドリルの先端を再研磨しながら使用するため、ウエブテーパーを大きくとらない傾向にある（ウエブテーパーが大きいと、再研磨後の心厚の径が大きくなるため、切れ味が低下するからである。）。
その点、本願発明に係るセンタードリル４は、再研磨して使用することを前提としていないため、ウエブテーパーを大きくとることが可能である（例えば、通常の鉄工ドリルのウエブテーパーが１／１００〜３／１００であるのに対し、本願発明に係るセンタードリル４のウエブテーパーを４／１００〜６／１００にすることが可能である。）。
これにより、同センタードリル４は、ドリル剛性が大きいため折損を防止し、更に、切粉排出溝４５の溝幅を広くとることが出来るため切粉排出性が高いという利点がある。
【００１３】
［センタードリルの各寸法と被削材の厚さとの関係、及び同工具の作用］
続いて、図９乃至図１１を使用して、センタードリル４の上述した各寸法Ｐ，Ｑ，Ｒと被削材５の厚さＳとの関係、及び工具１の作用について詳細に説明する。
図９に示すように、工具１を用いて穿孔作業を行う場合には、まずセンタードリル４によりセンター孔を穿孔する。
ここで、少なくとも、先端切れ刃４４と本体切れ刃３１との間の軸線方向距離Ｐは、被削材５の厚さＳの値以上であることが好ましい。その理由は次のとおりである。すなわち、本体切れ刃３１により被削材５を穿孔する際に、先端切れ刃４４に対する被削材５の切削抵抗がかかったままの状態にあると、工具１の被削材５に対する押し付け力が増大する。工具１の操作者の負担軽減のために、このような押し付け力の増大を防止するためである。
【００１４】
図９中、先端切れ刃４４から肩部切れ刃４９までの軸線方向距離Ｑは、被削材５の厚さＳの値以上である（以下、「条件Ａ」という。）ことが好ましい。その理由は、上記距離Ｑが被削材５の厚さＳより小さいと、先端切れ刃４４と肩部切れ刃４９とが被削材５を同時に切削して切削抵抗が大きくなり工具１の押し付け力が大きくなることがあるため、これを防止するためである。また、このように切削抵抗が大きくなると、センタードリル４が折損するおそれがあるため、これを防止するためである。勿論、同距離Ｑは、被削材５の厚さＳの値より小さくてもよい
【００１５】
被削材５は、肩部切れ刃４９により穿孔された（図１０参照）後、図１１に示すように、本体切れ刃３１に当接する。
ここで、本願発明に係るセンタードリル４の大径部４６の直径と、図１に示す従来技術に係る工具１Ａのセンタードリル４Ａの直径とが同じである場合を考えてみる。
この場合、本願発明に係るセンタードリル４の肩部切れ刃４９に対する被削材５の切削抵抗は、従来技術に係るセンタードリル４Ａの先端切れ刃４４Ａに対する被削材５の切削抵抗より小さい。したがって、工具本体３の本体切れ刃３１が被削材５に噛み合う際の、本願発明に係る工具１の被削材５に対する押し付け力は、従来技術に係る工具１Ａの同押し付け力より小さくてよい。そうすると、本願発明に係る工具１は、従来技術に係る工具１Ａと比較して、被削材５からの切削抵抗が急に無くなる際の本体切れ刃３１が被削材５に噛み合う際の衝撃力が小さいため、本体切れ刃３１の損傷やセンタードリルの曲がり・折損を防止しうる利点がある。
【００１６】
図１１に示すように、肩部切れ刃４９から本体切れ刃３１までの距離Ｒは、被削材の厚さ（２点鎖線で示す被削材５’の厚さＳ’）以下の値である（以下、「条件Ｂ」という。）ことが好ましい。その理由は、次のとおりである。
すなわち、本体切れ刃３１が被削材５’に当接する時点では、肩部切れ刃４９が被削材５’を未だ貫通していない（または貫通直後である）ため、肩部切れ刃４９（すなわち、工具１）に切削抵抗がかかった状態（または切削抵抗が生じなくなった直後）にある。これにより、本体切れ刃３１が被削材５’に当接する際の衝撃を更に緩和することができ、本体切れ刃３１の損傷やセンタードリルの曲がり・折損を防止することができるためである。勿論、同距離Ｒは、被削材の厚さ（同図中、実線で示す被削材５の厚さＳ）より大きくてもよい。
【００１７】
上述した「条件Ａ」及び「条件Ｂ」が同時に成立する場合、先端切れ刃４４と肩部切れ刃４９との間の軸線方向距離Ｑは、肩部切れ刃４９と本体切れ刃３１との間の軸線方向距離Ｒ以上となる。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】従来技術に係る円筒状穿孔工具の正面図である。
【図２】本願発明の一の実施例に係る円筒状穿孔工具の斜視図である。
【図３】図２中、同工具のセンタードリルの正面図である。
【図４】図２中、同工具のセンタードリルを先端側からみた底面図である。
【図５】図３中、Ｅで示した部分の拡大図である。
【図６】図３中、同センタードリルの肩部の構成を説明するための部分正面図である。
【図７】図６中、肩部切れ刃が被削材の切削を開始した際の状態を示すための、Ｆで示した部分の拡大図である。
【図８】図３中、同センタードリルの心厚を説明するための部分断面図である（説明の便宜上、同ドリルの螺旋状排出溝は省略して示す）。
【図９】図２中、同工具による穿孔作業を説明するための、同工具の正面図である。
【図１０】図２中、同工具による穿孔作業を説明するための、同工具の正面図である。
【図１１】図２中、同工具による穿孔作業を説明するための、同工具の正面図である。
【符号の説明】
【００１９】
１，１Ａ    円筒状穿孔工具
２          シャンク部
３          円筒状穿孔工具本体
４，４Ａ    センタードリル
５          被削材
【図１】
2008012624.tif 000003
【図２】
2008012624.tif 000004
【図３】
2008012624.tif 000005
【図４】
2008012624.tif 000006
【図５】
2008012624.tif 000007
【図６】
2008012624.tif 000008
【図７】
2008012624.tif 000009
【図８】
2008012624.tif 000010
【図９】
2008012624.tif 000011
【図１０】
2008012624.tif 000012
【図１１】
2008012624.tif 000013
【手続補正書】
【提出日】平成18年7月14日(2006.7.14)
【手続補正１】
【補正対象書類名】図面
【補正対象項目名】全図
【補正方法】変更
【補正の内容】
【図１】
2008012624.tif 000014
【図２】
2008012624.tif 000015
【図３】
2008012624.tif 000016
【図４】
2008012624.tif 000017
【図５】
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【図６】
2008012624.tif 000019
【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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