(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
単独の全体硬質金属ヘッド（４）により構成した硬質金属の切り刃（３）を有するドリル工具（１）であって、ドリル工具（１）の残りの部分の差込み部（７）に対して前記全体硬質金属ヘッド（４）の端面（５）で前記全体硬質金属ヘッド（４）を固定したドリル工具において、前記端面（５）における固定の他に、ドリル工具（１）の残りの部分の差込み部（７）に対して回転軸線（Ａ）に沿って半径方向外方に延在する前記全体硬質金属ヘッド（４）の側面（６）で付加的に固定し、この付加的固定は、主切り刃（９）及び副切り刃（１１）よりなる偶数の数の一体構成の切り刃（３）に関連する側面（６）の一部でのみ行い、前記側面（６）は、ドリル工具（１）の回転方向に見て主切り刃（９）に先行する窪み（１４ｂ）で互いに合流する一方の２個の側面（６ｃ；６ｄ）と、ドリル工具（１）の回転方向に見て主切り刃（９）に後続する窪み（１４ａ）で互いに合流する他方の２個の側面（６ａ；６ｂ）と、を有するものとし、他の２個の互いに合流する側面（６ａ；６ｂ）を差込み部（７）に固定し、前記一方の側面（６ｃ；６ｄ）は露出させ、前記ドリル工具の動作中、前記ドリル工具の圧力が前記他方の側面（６ａ；６ｂ）にのみ加わるようにしたことを特徴とするドリル工具。
【請求項２】
前記全体硬質金属ヘッド（４）は、４個の半径方向に延在する切り刃（３）を有し、前記４個の切り刃（３）は、２対の互いに直径方向に対向する内角領域を画定するよう配置し、一方の対向内角領域対における２個の内角領域の切り刃（３）の側面を露出するか又は前記差込み部（７）に固定した請求項１記載のドリル工具。
【請求項３】
主切り刃（９）及び副切り刃（１１）のうち副切り刃（１１）を回転方向に関して主切り刃（９）に先行させて配置した請求項１または２に記載のドリル工具。
【請求項４】
副切り刃（１１）の回転方向後方側の露出側面（６ｄ）を前記主切り刃（９）に直交させた請求項１〜３のうちのいずれか一項に記載のドリル工具。
【請求項５】
ドリルヘッド（２）の横断面を残りのドリル工具（１）に滑らかに連続させ、半径方向外方領域に関して螺旋経路（１０；１２）に移行するようにした請求項１〜４のうちのいずれか一項に記載のドリル工具。
【請求項６】
前記主切り刃（９）を主螺旋経路（１０）に、また前記副切り刃（１１）を副螺旋経路（１２）に移行させ、この副螺旋経路（１２）はドリルヘッド（２）から残りのドリル工具（１）への移行領域を半径方向に短縮し、主螺旋経路（１０）が回転することによってできる包絡線（１３）に達しないよう形成した請求項５記載のドリル工具。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、駆動手工具に嵌め込み、回転及び打撃振動によって岩石及び好適には、コンクリートの材料を摩擦的に切削するドリル工具に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
このようなドリル工具は、岩石を摩擦的に材料切削するため、摩滅の少ないことが要求され、工具ヘッドには高い硬度を有する硬質金属よりなる部分を嵌め込み、この嵌め込み部分は残りのドリル工具に強固に連結する。通常は、硬質金属プレートを工具ヘッドに形成した軸線方向に平行な溝状の差込み部にろう付けするのが一般的であり、例えば、ドイツ国特許第２００８８２５号に記載のように切り刃の半径方向端部を材料排出のための螺旋の螺旋経路に連続させる。この固着を良好にするため、ヨーロッパ特許公開第９４７６６２号に記載の硬質金属プレートは角柱状の突起を付加し、この突起を残りのドリル工具に形成した対応の窪みに掛合させている。
【０００３】
軸線方向に平行な溝状の差込み部におけるこのような固定では、特に、ドリル工具が鉄筋に突き当たる場合に、硬質金属プレートが半径方向に食い込むと、硬質金属プレートのプレート厚さによって決まる低い曲げ強度により、差込み部の軸線方向の固定用境界面に関連して局部的な引張応力を生じて、硬質金属プレートが破損し易く、従って、折損を生じ易いという欠点がある。更に、このような軸線方向に延在する境界面には、ドリル工具の軸線方向の打撃によって剪断応力を受けて金属疲労を生ずる。更にまた、硬質金属プレートに側方から密着して支持する差込み部は切削した材料を排出するための自由空間が狭くなるという欠点がある。
【０００４】
ドイツ国特許第４３３９２４５号には、全体的に硬質金属で構成したドリルヘッドが記載されており、このドリルヘッドは残りのドリル工具に隣接する回転軸線に直交する端面で強固に固定している。全体硬質金属ヘッドはコンパクトであり、即ち、側辺の長さが互いに等しい凸状多角形をしており、高い内部剛性を有し、固定のために軸線方向に延在して起こり得るかみつきで折損するような境界面は不要である。むしろ半径方向に延在する境界面に応力が集中する。これに重なり合うねじり応力は境界部分の半径方向端縁にねじれによる金属疲労を生ずる。このような高いねじり応力を生ずる鉄筋に対するかみつきを回避するため、主切り刃間の半径方向端縁に配置し、軸線方向に引っ込んだ副切り刃を付加し、この副切り刃は、食い込み抵抗及び質量慣性によって主切り刃の鉄筋への食い込みを相殺するよう作用する。しかし、ドリル工具が大きい直径である場合、コンパクトな形状の全体硬質金属ヘッドに要する容積は、製造技術及び製造コストの観点から不利である。
【０００５】
ヨーロッパ特許第８８４４４８号には、Ｘ状に配列した切り刃を有する全体硬質金属ヘッドを端面に固着するものが記載されており、このヘッドは、主切り刃及び補助切り刃として機能する副切り刃を回転軸線に対して直径方向に延在させ、かつ互いに直交させずに配置する。全体硬質金属ヘッドは、２部構成の回転対称形状であり、軸線方向に短い鏡対称の角柱形状をしている。このヘッドの底面には底面の長手方向包の側辺にわたり切り刃に平行に延び、半径方向に１／３にわたり延在するへこんだ鈍角形状深い窪みを設ける。この及び窪みは、摩擦切削した材料を排出するための自由空間として機能する。補助切り刃は回転方向に見て主切り刃に後続させて配置する即ち、補助切り刃と主切り刃とが鋭角をなすようにする。これにより主切り刃には大きな窪みができる。底面の短い側辺は小さい凹面状の窪みを画定し、副切り刃のための摩擦切削した材料を僅かに排出する作用を行う。しかし、不利なことに、もっぱら端面で固着する全体硬質金属ヘッドは、より大きい直径のドリル工具では、鉄筋とのかみつきの際に、固定面として作用する端面のねじれ応力は無視することができない。更に、副切り刃と主切り刃との間の回転方向に見て鈍角の角度によって、副切り刃によってかみつきを減少するに必要な質量慣性が機能する回転角は比較的大きく、大きい直径であり低い回転数で駆動するドリル工具ではこのかみつきを減少することはほとんどできない。
【０００６】
更に、ドイツ国特許第１９７０７１１５号には、整数個の回転対称配列した半径方向切り刃を設け、個別の硬質金属プレートで構成したのではない、一体構成にした角柱状の全体硬質金属ヘッドを有するドリル工具が記載されており、このヘッドは、残りのドリル工具に形成したそれぞれ軸線方向に延在する平面を有する対応形状の溝に差込み、側面及び端面で固定する。一方で曲げに強い全体硬質金属ヘッドを端面で固定することと、他方で半径方向外方領域における軸線方向に平行な溝状の差込み部に付加的に固定することとの組み合わせによって、大きな直径のドリル工具であっても、鉄筋に突き当たった際の切り刃の堅固な固定を保証する。しかし、不利なことに、この解決方法では、各切り刃の両側に軸線方向に平行な溝状の差込み部を設けることが必要になり、横断面には排出用の窪みを設けることができなくなる。高い穿孔効率を得るには摩擦切削した材料の排出の問題がある。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
従って、本発明の目的は、削岩用ドリル工具の上述の欠点を解決し、より大きい直径であっても、鉄筋に突き当たった際に硬質金属による切り刃の堅固な固定を保証し、また高い穿孔効率をもたらす摩擦切削材料排出用の窪みを十分大きくとることができるドリル工具を得るにある。
【０００８】
この目的を達成するため、本発明ドリル工具によれば、全体硬質金属ヘッドを回転軸線に直交する端面における固定の他に、回転軸線に沿って好適には、軸線方向に平行な切り刃の側面の一部分でのみ付加的固定を行い、この固定する側面は、少なくとも切り刃を回転方向に支持し、即ち、この側面に圧力が加わるようにする。この構成によって、大きな直径のドリル工具で見られる高いねじり応力でも全体硬質金属ヘッドの固定が確実になる。
【０００９】
好適には、全体硬質金属ヘッドの切り刃の側面の他の部分は固定の機能は持たせず摩擦切削した材料の排出を行う窪みへの露出移行部分とする。更に、切り刃に関して露出する側面を回転方向に指向させ、主切り刃用の窪みを生ずるようにする。これにより、切り刃に発生する摩擦切削した材料の直接的な排出即ち、材料を回転方向に伴うことなく排出することができる。
【００１０】
主切り刃及び副切り刃よりなり、整数個を回転対称形状に配列した切り刃を偶数個設けるドリル工具においては、主切り刃を回転方向に支持するようにすると好適である。この場合、回転方向側の側面は露出する。主切り刃の回転方向前方に隣接する窪みは、側面により画定される主切り刃のための露出移行部を構成し、これにより、主切り刃のための排出用窪みを大きくすることができる。角度をなして互いに合流する軸線方向に平行な側面により生ずる副切り刃用の小さい窪みは、僅かな量の切削材料を排出するのを受け持つ。従って、摩擦切削材料の排出が可能になり高い穿孔効率を保証する。
【００１１】
好適には、主切り刃及び副切り刃よりなる２部構成の回転対称形状に配列した切り刃を有するドリル工具においては、互いに直径方向に対向させた主切り刃及び副切り刃が互いに角度をなすよう軸線方向に平行に延在する切り刃の側面を固定用に設け、切り刃の残り互いに角度をなすよう軸線方向に平行に延在する側面を露出させると好適である。ほぼ半径方向に延在する切り刃を有する全体硬質金属ヘッドは、互いに直径方向に対向する２個の内角を固定用に利用し、残りの直径方向に互いに対向する他の２個の内角を露出させ、摩擦切削した材料を排出するための大きな窪みを構成するようにすると好適である。
【００１２】
主切り刃及び副切り刃を有するドリル工具においては、鉄筋に突き当たった際のねじり応力を制限することに関して、主切り刃の前方に副切り刃を配置すると好適である。質量慣性が機能する回転角及び回転数による食い込み量が減少することによって、主切り刃の鉄筋に対する食い込み及び全体硬質金属ヘッドの切り刃のねじり応力は制限される。先行する副切り刃により主切り刃の窪みが比較的小さくなることは、露出側面が比較的大きくなることによって補償される。これにより、同じ排出用溝によって鉄筋に突き当たった際に主切り刃が僅かに食い込むことができるようになる。
【００１３】
好適な実施例においては、副切り刃の回転方向後方の露出側面を半径方向の延在する主切り刃に対して直交させることにより、全体硬質金属ヘッドの内部剛は向上し、また隣接の小さい削り取り側面からの排出を良好にする。
【００１４】
全体硬質金属ヘッドのために、また側面固定の差込み部のために必要な残りのドリル工具のドリルヘッドの横断面は、半径方向外方領域が材料排出用の螺旋経路に連続的に移行するようにし、主切り刃を力を伝達するための並びに材料排出のための主螺旋経路に移行させ、また副切り刃を半径方向に短縮し、主螺旋部が回転することによって生ずる包絡線に達しない力の伝達のための所要に応じて設ける副螺旋経路に副切り刃を移行させると好適である。この構成により、ドリルヘッドにおいて互いに分離した主切り刃及び副切り刃の排出用の窪みは小さいこすり面とともに共通の大きな螺旋経路と合流する。
【００１５】
【発明の実施の形態】
次に、図面につき本発明の好適な実施の形態を説明する。
【００１６】
図１又は図２に示すように、岩石用のドリル工具１に硬質金属製の切り刃３をを有するドリルヘッド２を設け、このドリルヘッド２は単独の全体硬質金属ヘッド４として構成し、切り刃３の端面５及び側面６に関して、残りのドリル工具１の差込み部７内に回転軸線Ａに沿って、例えば、摩擦接合又は加熱ろう付けによって固定する。ドリルヘッド２に連続して回転軸線Ａの周りに螺旋状にねじれた螺旋部８を設け、ドリルヘッド２の横断面は螺旋部８に沿ってほぼ一様に移行する。主切り刃９は主螺旋経路１０に、また副切り刃１１は副螺旋経路１２に連続的に移行し、この副螺旋経路１２は主螺旋部１０が回転して生ずる包絡線に半径方向に達することがないようにする。
【００１７】
図３に示すように、ドリルヘッド２は、差込み部７に付加的に固定した全体硬質金属ヘッド４を有し、このヘッドは２、部構成にして回転対称的に配置した４個の切り刃３と、これら切り刃３間に位置して摩擦的に切削した材料を排出するための窪み１４ａ，１４ｂとを有する。切り刃３は周方向に交互に配置した主切り刃９と副切り刃１１とにより構成し、副切り刃１１の側面６ａが回転方向に指向するように設け、主切り刃９の側面６ｂが回転方向とは逆向きに指向するよう配置し、互いに角度をなして合流する角度付き差込み部７に固定する。直径方向に互いに対向する角度付き差込み部７はそれぞれ小さい窪み１４ａを生ずる。主切り刃９の露出側面６ｃは回転方向に指向し、副切り刃１１の露出側面６ｄは回転方向とは逆向きに指向し、それぞれ互いに角度をなすよう隣接及び合流し、大きな窪み１４ｂを生ずる。尖角をなすよう配分した副切り刃１１は、主切り刃９に関して回転方向に先行させて配置し、副切り刃１１の露出した側面６ｄが主切り刃９に直交するよう配置する。
【００１８】
図４に示すように、螺旋部８の断面は主螺旋経路１０及び副螺旋経路１２を有し、副螺旋経路１２は半径方向に見て主螺旋経路１０が回転してできる包絡線１３には達しない。
【図面の簡単な説明】
【図１】  岩石用ドリル工具の前方部分の側面図である。
【図２】  図１の状態から９０゜回転させた向きの側面図である。
【図３】  図１のドリル工具の端面図である。
【図４】  図２のIV‐IV線上の断面図である。
【符号の説明】
1  ドリル工具
2  ドリルヘッド
3  切り刃
4  全体硬質金属ヘッド
5  端面
6  側面
7  差込み部
8  螺旋部
9  主切り刃
10  主螺旋部
11  副切り刃
12  副螺旋経路
13  包絡線
14a,14b 窪み
【図１】
0004716584.tif 000002
【図２】
0004716584.tif 000003
【図３】
0004716584.tif 000004
【図４】
0004716584.tif 000005