(57)【要約】【課題】　第１のビットステージによって材料が完全には穴明けされないようにして、この第１のビットステージの摩耗及び裂傷を抑制する。【解決手段】　切屑排出溝を有し、ステージからステージへと増大するように要求に応じて直径の異なったビットによって穴明けする多段穴明け工具であって、コアビットとして構成される第１のビットステージ（１−１）と、この第１のビットステージに段差を介して連なるように配置された少なくとも一つの第２のビットステージ（１−２，１−３）とを備え、切削されない柱体形状をなす穴明け芯が残存するように、コアビットによって穴を穴明けする。【選択図】　　　図１
2004074400.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
　切屑排出溝を有し、ステージからステージへと増大するように要求に応じて直径の異なったビットによって穴明けする多段穴明け工具であって、
　コアビットとして構成される第１のビットステージ（１−１）と、この第１のビットステージに段差を介して連なるように配置された少なくとも一つの第２のビットステージ（１−２，１−３）とを備え、
　切削されない柱体形状をなす穴明け芯が残存するように、コアビットによって穴を穴明けすることを特徴とする多段穴明け工具。
【請求項２】
　請求項１に記載の多段穴明け工具において、
　すべてのビットステージ（１−１，１−２，１−３）が、少なくとも一つの共通する切屑排出溝（Ｓ１，Ｓ２，Ｓ３，Ｓ４，Ｓ５）を有していることを特徴とする多段穴明け工具。
【請求項３】
　請求項２に記載の多段穴明け工具において、
　切屑排出溝が、平坦形状あるいはアーチ形状の底を有していることを特徴とする多段穴明け工具。
【請求項４】
　請求項２または請求項３に記載の多段穴明け工具において、
　切屑排出溝が、一様でない高さの複数の側面を有していることを特徴とする多段穴明け工具。
【請求項５】
　請求項２〜請求項４のいずれかに記載の多段穴明け工具において、
　切屑排出溝の少なくとも一つの側面が、溝底に対して垂直あるいは斜めとなっていることを特徴とする多段穴明け工具。
【請求項６】
　請求項２〜請求項４のいずれかに記載の多段穴明け工具において、
　切屑排出溝の少なくとも一つの側面が、円弧形状であることを特徴とする多段穴明け工具。
【請求項７】
　請求項１〜請求項６のいずれかに記載の多段穴明け工具において、
　連続する複数のビットステージの直径が増大していく多段穴明け工具における切屑排出溝のなす通路が、実質的に同一の溝深さを有して仮想の円錐体を構成していることを特徴とする多段穴明け工具。
【請求項８】
　請求項２〜請求項７のいずれかに記載の多段穴明け工具において、
　切屑排出溝のなす通路が、螺旋形状あるいは直線形状であることを特徴とする多段穴明け工具。
【請求項９】
　請求項８に記載の多段穴明け工具において、
　各ビットステージでの切屑排出溝が、全周一巻きの螺旋の４分の１よりも小さい部分螺旋溝をなしていることを特徴とする多段穴明け工具。
【請求項１０】
　請求項１に記載の多段穴明け工具において、
　第１のビットステージであるコアビットが、内側から外側まで連続する複数の切刃を備えていることを特徴とする多段穴明け工具。
【請求項１１】
　請求項１に記載の多段穴明け工具において、
　第１のビットステージ（１−１）であるコアビットが、複数の内刃（Ｃｉ１）と、切屑排出溝（Ｓ１〜Ｓ５）に隣接する複数の末端部（Ｆ１〜Ｆ５）において内径部の開口部に近接する領域に配置された複数の外刃（Ｃａ１）とを備え、
　コアビットが、２つの末端部（Ｆ１〜Ｆ５）同士の間において内径部の開口部に近接する領域に配置されたＵ字形状の複数の切欠部（Ｅ）を有しているとともに、内刃（Ｃｉ１）が、各切欠部（Ｅ）に対して割り当てられるように配置されていることを特徴とする多段穴明け工具。
【請求項１２】
　請求項１１に記載の多段穴明け工具において、
　第１のビットステージであるコアビットが、内刃及び外刃に加えて、前記内刃及び外刃の領域に配置された少なくとも一つの他の切刃を備えていることを特徴とする多段穴明け工具。
【請求項１３】
　請求項１１に記載の多段穴明け工具において、
　コアビットの外刃の逃げ角（ｆａ１）が、６゜〜１５゜に設定されていることを特徴とする多段穴明け工具。
【請求項１４】
　請求項１に記載の多段穴明け工具において、
　第２のビットステージ（１−２，１−３）から後段の各ビットステージが、１０゜に等しいかそれよりも小さい逃げ角（ｆａ２）を有する少なくとも一つの外刃（Ｃａ２，Ｃａ３）を備えていることを特徴とする多段穴明け工具。
【請求項１５】
　請求項１４に記載の多段穴明け工具において、
　第２のビットステージ（１−２）から後段のすべての外刃（Ｃａ２）の逃げ角（ｆａ２）が、等しくなっていることを特徴とする多段穴明け工具。
【請求項１６】
　請求項１４に記載の多段穴明け工具において、
　第２のビットステージ（１−２）からの外刃（Ｃａ２）が、仮想の水平面に対して０゜〜４５゜の角度ｓ３をなしていることを特徴とする多段穴明け工具。
【請求項１７】
　請求項１１に記載の多段穴明け工具において、
　コアビットの内刃の逃げ角が、５゜〜１０゜に設定されていることを特徴とする多段穴明け工具。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
　本発明は、切屑排出溝を有し、要求に応じて直径の異なった穴を穴明けするための多段穴明け工具に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
　このような多段穴明け工具は、穴明け工具を交換することなく、直径の異なる穴を穴明けすることができるという利点を有している。
【０００３】
　多段穴明け工具は、手持ち式あるいは据え付け式の両方の穴明け装置で使用される。
【０００４】
　多段ビットは、直径Ｄ１，Ｄ２，Ｄ３…（Ｄ１＜Ｄ２＜Ｄ３）の異なる仮想の穴に対応して、様々なステージ１，２，３…を備えている。
【０００５】
　直径Ｄ３の穴を穴明けするためには、まず、第１のステージによって直径Ｄ１の穴を穴明けする。そして、この直径Ｄ１の穴を、第２のステージによって直径Ｄ２まで広げた後、最終的には、第３のステージによって直径Ｄ３まで広げることになる。
【０００６】
　特許文献１には、螺旋状の切屑排出溝を有し、ビットの先端から回転軸線に沿って段階的に直径が増大するように分け隔てられた複数のステージを備えた多段ビットが記載されている。先行技術であるこの多段ビットは、その第１のステージが一般的な螺旋状ビットのように機能するよう、つまり、直径Ｄ１の最初の穴を穴明けするときには、すべての材料が切屑として取り除かれるようになっている。
【特許文献１】独国実用新案登録第９４１４６５９．４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
　この特許文献１に記載の多段ビットでは、以下に示すような欠点を奏する。
　穴から取り除かれた切削後の材料をすぐに再利用することができない。
【０００８】
　第１のステージにおけるビットの摩耗やこのビットにかかる応力が増大してしまう。
【０００９】
　穴明け工程に長い時間がかかってしまう。
【００１０】
　工具に対するガイド穴が常に必要となる。
【００１１】
　工具が摩耗したときに、もともとの形状寸法となるように工具を再研削することができない。
【００１２】
　このような工具では、ガイドビットが材料から外れてしまうため、材料の端部に対して部分穴を穴明けすることができない。
【００１３】
　本発明は、これらの不具合を解消するため、第１のビットステージによって材料が完全には穴明けされないようにして、この第１のビットステージの摩耗及び裂傷を抑制することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【００１４】
　本発明の目的は、請求項１の特徴によって達成することができる。
　本発明による多段穴明け工具の最も重要な特徴は、第１のビットステージがコアビットとして構成されていることである。
【００１５】
　この本発明による多段穴明け工具では、以下に示すような利点を奏する。
　この工具の構成によれば、その複数の歯の外形を、切削能力が向上するように最適化することができ、とくに厚肉の材料に対して直径のより大きな穴を穴明けするときに、穴明け工程にかかる時間を短くすることができる。被削材に対する切削領域が減るのにともない、切削されている材料に生じる熱が減ることになる。
【００１６】
　加えて、もともとの形状寸法となるように工具を再研削することができる。
【００１７】
　本明細書でのコアビットは、軸線回りに回転される中空の柱体形状をなすビットであって、その前方の切削面で穴を形成するときに、（この穴よりも小さい直径の）芯を残存させるようになっている。
　このような穴明け工程においては、芯が切屑として切削されないので、この芯を再利用することができる。
【００１８】
　穴の直径Ｄ１は、外刃Ｃａ１の外側寸法によって決定される一方、（切削されない）柱体形状をなす芯の直径は、内刃Ｃｉ１の内側寸法によって決定される。
【００１９】
　本発明による多段穴明け工具のいっそう有利な発展形は、請求項１に従属している請求項に記載した通りである。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２０】
　以下に示すように、本発明による多段穴明け工具は多段コアビットとして設計されている。
【００２１】
　本発明による多段穴明け工具の最良の形態の細部を、図面を参照しながら以下に記載していく。
【００２２】
　図１は、第１のビットステージ１−１と、第２のビットステージ１−２と、第３のビットステージ１−３とを備えた本発明による多段コアビット１の透視図を示している。
【００２３】
　複数の切屑排出溝は、符号Ｓ１，Ｓ２，Ｓ３，Ｓ４，Ｓ５で示されている（視点の選び方により、図１では溝Ｓ１，Ｓ２及び溝Ｓ３のみが示され、図３ではすべての切屑排出溝Ｓ１〜Ｓ５が示されている）。複数の切屑排出溝に隣接する複数の末端部は、符号Ｆ１，Ｆ２，Ｆ３，Ｆ４，Ｆ４で示されている（視点の選び方により、図１では末端部Ｆ1〜Ｆ３のみが示され、図３ではすべての末端部Ｆ１〜Ｆ５が示されている）。
【００２４】
　第１のビットステージ１−１は直径Ｄ１の仮想の穴を形成し、第２のビットステージ１−２はこの直径Ｄ１の穴を直径Ｄ２まで広げ、そして、第３のビットステージ１−３はこの直径Ｄ２の穴を直径Ｄ３まで広げる。
【００２５】
　各場合において、穴の最大深さは、ビットステージの高さによって決定される。
【００２６】
　すべてのビットステージは、共通した回転軸線Ａを有している。多段コアビットは、Ｐ方向に回転する。
【００２７】
　ビットステージ１−１，１−２，１−３は、（第１のビットステージから始まって）段差を介して互いに連なるように配置されている。ビットの外側の直径は、ステージからステージへと増大する。
【００２８】
　第１のビットステージ１−１は、コアビットの形態をなしている。該第１のビットステージの内径部の開口部に近接した領域には、Ｕ字形状の複数の切欠部Ｅが、前記末端部同士の間に配置されている。
【００２９】
　これらの各切欠部Ｅは、（多段工具が異なる材料に対して用いられる場合であっても）好ましくは５゜〜１０゜に設定された逃げ角（図示略）を有する内刃Ｃｉに達するようになっている。
【００３０】
　切屑排出溝（Ｓ１〜Ｓ５）に隣接する複数の末端部（Ｆ１〜Ｆ５）には、複数の外刃Ｃａ１が、内径部の開口部に近接した領域に形成されて配置されている。
【００３１】
　これらの外刃Ｃａ１の逃げ角ｆａ１は、好ましくは６゜〜１５゜に設定されている（図２参照）。この範囲内であれば、異なる材料に対して多段コアビットを用いる場合でも、一般的な使用が可能である。
【００３２】
　第２のビットステージ１−２の複数の外刃は符号Ｃａ２で示され、第３のビットステージ１−３の複数の外刃は符号Ｃａ３で示されている。多段コアビットにおける複数の切屑排出溝Ｓ１〜Ｓ５のなす通路は螺旋形状であることが好ましい。しかしながら、それらのなす通路が直線形状や他の形状であっても構わない。
【００３３】
　本発明による多段コアビットでは、すべてのビットステージが少なくとも一つの共通する切屑排出溝を有していることが好ましい。
【００３４】
　切屑排出溝は、平坦形状あるいはアーチ形状の底を有していたり、一様でない高さの複数の側面を有していたり、溝底に対して垂直あるいは斜めとなる複数の側面を有していたり、さらには、アーチ形状（円弧形状）の複数の側面を有していたりしてもよい。
【００３５】
　切屑排出溝の最適な形状は、穴明けされる材料、多段コアビットの外形及び穴明け工程自体（送り量と回転速度）に依存するが、最も能率のよい切屑の除去を確実にする。
【００３６】
　好ましくは、連続した複数のビットステージの直径が増大していく多段コアビットにおける切屑排出溝のなす通路が、実質的に同じ溝深さを有して仮想の円錐体に相当するべきである。
【００３７】
　応用例として、各ビットステージにおける切屑排出溝が、全周一巻きの螺旋（a full spiral turn）の４分の１よりも小さくなる部分螺旋溝をなしていれば、能率のよい切屑の除去を達成することができる。
【００３８】
　単純には、第１のステージであるコアビットが、内側から外側まで連続する複数の切刃を備えていてもよい。
【００３９】
　切削工程において生じる切屑を分断するために、第１のビットステージであるコアビットは、内刃Ｃｉ１と外刃Ｃａ１とを備えていることが好ましい（図１参照）。
【００４０】
　内径部の開口部に近接する領域にある複数の外刃Ｃａ１は、切屑排出溝に隣接する複数の末端部に配置されている。
【００４１】
　内径部の開口部に近接する領域においては、コアビットが、２つの末端部同士の間にＵ字形状の複数の切欠部Ｅを有しており、内刃Ｃｉ１が、各切欠部に対して割り当てられるように配置されている。
【００４２】
　よりいっそうの切屑の分断を図るため、第１のビットステージであるコアビットは、内刃及び外刃に加えて、前記内刃及び外刃の領域に配置された少なくとも一つの他の切刃を備えていてもよい。
【００４３】
　図２は、第１のビットステージ１−１における外刃Ｃａ１の逃げ角ｆａ１と、第２のビットステージ１−２における外刃Ｃａ２の逃げ角ｆａ２とを記した本発明による多段コアビットの側面図を示している。（切刃の逃げ角は、切削縁部の研削平面と仮想の水平面との間で規定される。）
【００４４】
　コアビットの外刃Ｃａ１の逃げ角ｆａ１は、好ましくは６゜〜１５゜に設定されている。この範囲内であれば、被削材の材料特性に順応した最適化が可能となる。
【００４５】
　この角度ｆａ１を設けることによって、工具による切屑の生成に効果を得ることができる。材料に対して歯の後方側部分から鈍い圧力がかかるのを抑制するとともに、食い付き時の角度を望ましい値にすることができる。
【００４６】
　第２のビットステージからは、各ステージ１−２，１−３が、１０゜に等しいかそれより小さい逃げ角を有する少なくとも一つの外刃を備えている。
【００４７】
　この逃げ角の範囲内であれば、以下のような利点を得ることができる。切刃の後方側部分が、材料に対して広範囲で接触することなく、自由に逃げることができる。しかも、（逃げ角ｆａ１と比べて）小さい値の逃げ角ｆ２によって、切刃を十分に安定させることができる。
【００４８】
　第２のビットステージからは、すべての外刃の逃げ角が同一とされている。
【００４９】
　第２のステージからは、外刃が、仮想の水平面に対して０゜〜４５゜の角度ｓ３をなしている。この角度の範囲内では、以下のような利点を奏する。
　０゜〜４５゜の角度を選択したことで、切削領域を次の最も大きな直径まで徐々に増大させることができる。切削抵抗が連続的に増大するようにでき、これにより、工具にかかる応力が大きくなりすぎるのを避けることができる。
【００５０】
　本発明による多段コアビットは、そのシャフトＴ（図１参照）が、例えばクランプチャックあるいは開放可能に密着するビット座を介して、穴明け装置に接続される。
【図面の簡単な説明】
【００５１】
【図１】３つのビットステージを備えた本発明による多段コアビットの透視図である。
【図２】第１のビットステージにおける外刃の逃げ角ｆａ１と、第２のビットステージにおける外刃の逃げ角ｆａ２とを記した本発明による多段コアビットの側面図である。
【図３】切屑排出溝の形状を説明するために、図２のＣ−Ｃ断面として示した本発明による多段コアビットの断面図である。
【図４Ａ】切屑排出溝がなす仮想の円錐体だけではなく、第３のビットステージにおける外刃の刃先角ｓ３を説明するために、図２のＡ−Ａ断面として示した本発明による多段コアビットによる断面図である。
【図４Ｂ】刃先角ｓ３を説明するため、図４ＡのＢ部を拡大した個別図である。
【符号の説明】
【００５２】
　１ー１，１−２，１−３　ビットステージ
　Ｃａ１，Ｃａ２，Ｃａ３　外刃
　Ｃｉ１　内刃
　Ｅ　切欠部
　Ｆ１，Ｆ２，Ｆ３，Ｆ４，Ｆ５　末端部
　ｆａ１，ｆａ２　逃げ角
　Ｓ１，Ｓ２，Ｓ３，Ｓ４，Ｓ５　切屑排出溝
　ｓ３　刃先角
　Ａ　回転軸線
　Ｐ　回転方向
　Ｔ　シャフト
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４Ａ】
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【図４Ｂ】
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