(57)【要約】【課題】  本発明は、ダイヤモンドビットを取り替える交換作業を必要とせず、一つのダイヤモンドビットで穿孔と穿孔穴研削加工が同時に実施でき、また、変形穴の穿孔と研削加工も実施できる穿孔と穿孔穴研削両用ダイヤモンドビットを提供することにある。【解決手段】  金属製円筒形ボデイ４の先端円環部に複数片の穿孔用ダイヤモンドチップ２を付設し、かつ、後端の円蓋部に回転軸取付穴５ａが設けられているダイヤモンドビットであって、該円筒形ボデイ４の側面に１又は２以上の複数片の研削用ダイヤモンドチップ３ａが付設されており、かつ、該研削用ダイヤモンドチップ３ａが直方体であって、該チップ３ａの長辺１０−１方向を回転軸方向に平行に合わせて配設し、かつ、研削用ダイヤモンドチップ３ａの最外端の回転半径ｂ／２が穿孔用ダイヤモンドチップ２の最外端の回転半径ａ／２と同じになるように配設されている穿孔と穿孔穴研削両用ダイヤモンドビットである。【選択図】図１
2005153117.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
金属製円筒形ボデイの先端円環部に複数片の穿孔用ダイヤモンドチップを付設し、かつ、後端の円蓋部に回転軸取付穴が設けられているダイヤモンドビットであって、該円筒形ボデイの側面に１又は２以上の複数片の研削用ダイヤモンドチップが付設されており、かつ、該研削用ダイヤモンドチップが直方体であって、該チップの長辺方向を回転軸方向に平行に合わせて配設し、かつ、研削用ダイヤモンドチップの最外端の回転半径が穿孔用ダイヤモンドチップの最外端の回転半径と同じになるように配設されていることを特徴とする穿孔と穿孔穴研削両用ダイヤモンドビット。
【請求項２】
金属製円筒形ボデイの先端円環部に複数片の穿孔用ダイヤモンドチップを付設し、かつ、後端の円蓋部に回転軸取付穴が設けられているダイヤモンドビットであって、該円筒形ボデイの側面に１又は２以上の複数片の研削用ダイヤモンドチップが付設されており、かつ、該研削用ダイヤモンドチップが多角体であって、円筒形ボデイに対する平面視で長方形であり、側面視で一部上り勾配面を有する平面であり、かつ、該チップの長辺方向を回転軸方向に平行に合わせて配設し、かつ、研削用ダイヤモンドチップの最外端の回転半径が穿孔用ダイヤモンドチップの最外端の回転半径より大きくなるように配設されていることを特徴とする穿孔と穿孔穴研削両用ダイヤモンドビット。  
【請求項３】
前記研削用ダイヤモンドチップの直方体又は多角体の寸法が、長辺と短辺との比が２〜７：１であることを特徴とする請求項１または２に記載の穿孔と穿孔穴研削両用ダイヤモンドビット。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、コンクリート、石材、金属、プラスチック樹脂、ゴム等の材料における穿孔と穿孔穴研削両用のダイヤモンドビットに関するものである。      
【背景技術】
【０００２】
ダイヤモンドチップは、微粒の工業用ダイヤモンドと非鉄金属粉とを混合してチップとして成型した後、還元雰囲気中で高温焼成して製造される。ダイヤモンドビットは、前記ダイヤモンドチップの複数個を金属製ボデイにロウ付け又はレーザ光溶接により所定の配列に接合して製作される。ダイヤモンドは硬度が最も高く、熱伝導性も最良であるから研削等においても熱が蓄積されない特長があって劣化や損傷が少ないから、研削粒子や砥粒として多く用いられ、穿孔、切断、研削等の工具用として多岐に亘って使用されてきた。
【０００３】
穿孔用ダイヤモンドビットは、図５に示すのが代表的なビットであって、その構造は金属製の円筒形ボデイ４の先端円環部に複数個のダイヤモンドチップ２がロウ付け又はレーザ光溶接により接合されている。また、円筒形ボデイ４の後端円蓋にはモータ軸が嵌入する回転軸取付部６を有する。近年このダイヤモンドビットを使用してコンクリートをはじめ石材、プラスチック樹脂、セラミック、ガラス、ゴム、木材、金属などすべての物への穴あけに、いわゆる穿孔作業に工具として多く使用されている。前記のダイヤモンドビットは、所定のサイズ（直径）で穿孔する場合には、これのみ用いて穿孔すればよく、特に問題はないが、目的に応じて穿孔穴を研削して仕上げたり、穿孔穴をさらに大きくしたりする場合には、別の研削用ダイヤモンドビットに取り替えて研削する必要があった。この研削用ダイヤモンドビットは、図６に示すのが代表的なビットであって、金属製の円盤形ボデイ８の先端円周部に複数個のダイヤモンドチップ７がロウ付け又はレーザ光溶接により接合され、また、円盤形ボデイ８の中心部にはモータ軸が嵌入する回転軸取付部９を有する構造である。  
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
したがって、所定のサイズ（直径）で穿孔した後、目的に応じて穿孔穴を研削して仕上たり、穿孔穴をさらに大きくしたりする場合には、所定サイズの穿孔用ダイヤモンドビットで穿孔した後、大き目のサイズの研削用ダイヤモンドビットに取り替えてから、この穴を研削して浚えて大きくしたりする必要があった。
【０００５】
このダイヤモンドビットの取替え作業は追加の作業であり、特に穿孔作業が狭い場所など作業環境の悪い場所での取替え作業は作業者にとって大きな負担であった。また、このビットの取替えは、再度の芯出し作業が必要で、芯出しに伴う穿孔、研削加工の精度が悪くなる恐れもあった。また、変形穴加工（例えば、楕円形、グローバ型等の複合円）の場合においても、これら二種類のダイヤモンドビットを用いて変形穴加工を実施することがほとんど不可能であった。
【０００６】
本発明は、上記の問題点を解消するために為したものであって、ダイヤモンドビットを取り替える交換作業を必要とせず、一つのダイヤモンドビットで穿孔と穿孔穴研削加工が同時に実施でき、また、変形穴の穿孔と研削加工も実施できる穿孔と穿孔穴研削両用ダイヤモンドビットを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記の目的を達成するための本発明に係る請求項１の穿孔と穿孔穴研削両用ダイヤモンドビットは、金属製円筒形ボデイの先端円環部に複数片の穿孔用ダイヤモンドチップを付設し、かつ、後端の円蓋部に回転軸取付穴が設けられているダイヤモンドビットであって、該円筒形ボデイの側面に１又は２以上の複数片の研削用ダイヤモンドチップが付設されており、かつ、該研削用ダイヤモンドチップが直方体であって、該チップの長辺方向を回転軸方向に平行に合わせて配設し、かつ、研削用ダイヤモンドチップの最外端の回転半径が穿孔用ダイヤモンドチップの最外端の回転半径と同じになるように配設されていることを特徴とする。
【０００８】
この構成により穿孔用ダイヤモンドチップで穿孔した孔を、同時に、研削用ダイヤモンドチップで研削仕上げをすることができる。また、研削用ダイヤモンドチップは個数が１又は２以上の複数個あって、チップの研削作用面も広く、穿孔方向に長い寸法を有し、かつ、その最外端の回転半径が精度良く配設されるので、穿孔、研削後の孔の仕上がり、寸法精度を良好にすることができる。
【０００９】
また、請求項２の穿孔と穿孔穴研削両用ダイヤモンドビットは、金属製円筒形ボデイの先端円環部に複数片の穿孔用ダイヤモンドチップを付設し、かつ、後端の円蓋部に回転軸取付穴が設けられているダイヤモンドビットであって、該円筒形ボデイの側面に１又は２以上の複数片の研削用ダイヤモンドチップが付設されており、かつ、該研削用ダイヤモンドチップが多角体であって、円筒形ボデイに対する平面視で長方形であり、側面視で一部上り勾配面を有する平面であり、かつ、該チップの長辺方向を回転軸方向に平行に合わせて配設し、かつ、研削用ダイヤモンドチップの最外端の回転半径が穿孔用ダイヤモンドチップの最外端の回転半径より大きくなるように配設されていることを特徴とする
【００１０】
この構成により穿孔用ダイヤモンドチップで穿孔した孔を、同時に、勾配面と平面から構成される研削用ダイヤモンドチップで拡大研削仕上げをすることができる。また、研削用ダイヤモンドチップは個数が１又は２以上の複数個あって、チップの研削作用面も広く、穿孔方向に長い寸法を有し、かつ、その最外端の回転半径が精度良く配設されるので、穿孔後の孔の拡大と、同時に研削後の孔の仕上がり、寸法精度を良好にすることができる。
【００１１】
また、請求項３の穿孔と穿孔穴研削両用ダイヤモンドビットは、前記研削用ダイヤモンドチップの直方体の寸法が、長辺と短辺との比が２〜７：１であることを特徴とするものである。
【００１２】
この構成により研削用ダイヤモンドチップの研削作用面が寸法精度、研削加工速度及び寿命の向上に寄与することができる。
【発明の効果】
【００１３】
以上説明したように、本発明に係る穿孔と穿孔穴研削両用ダイヤモンドビットによれば、穿孔と穿孔穴研削の両方が同時に行えるので作業効率がよく、省力化につながる。また、中ぐりを必要としないことからも加工穴の寸法精度が良好である。また、変形穴の穿孔と穿孔穴研削加工も本発明のダイヤモンドビットを縦横に移動して加工することで、容易に実施できる。また、数値制御加工を用いて、変形穴も容易に設計通り自動的に製作できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
以下、本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。図１は、本発明に係る穿孔と穿孔穴研削両用ダイヤモンドビット１ａの説明図であって、ａは平面図、ｂはＡ−Ａ断面図、ｃは側面図である。図２は、本発明に係る別の実施形態の穿孔と穿孔穴研削両用ダイヤモンドビット１ｂの説明図であって、ａは平面図、ｂはＡ−Ａ断面図、ｃは側面図である。図３は、図２の研削用ダイヤモンドチップ３ｂの説明図であって、ａは側面図、ｂは平面図である。図４は、本発明に係る穿孔と穿孔穴研削両用ダイヤモンドビット１ａを用いた作業概要の説明図であって、ａは単円孔の穿孔と穿孔穴研削作業、ｂは長円孔の穿孔と穿孔穴研削作業、ｃは複円孔の穿孔と穿孔穴研削作業の例を示している。
【００１５】
図１において、穿孔と穿孔穴研削両用ダイヤモンドビット１ａは、金属製の円筒形ボデイ４の先端円環部に、穿孔用ダイヤモンドチップ２が複数の円環状分割片から成る構成を呈する。ダイヤモンドチップ２は、常法により粒状ダイヤモンドとバインダとなる非鉄金属粉とを成型してチップとし、これを還元雰囲気中で高温焼成して製造される。金属製の円筒形ボデイ４は、通常穿孔穴径となる寸法ａより小さ目の外径を有し、ボデイの必要強度に応じて鋼、合金鋼又はアルミ等の非鉄金属材料から適宜選択される。このダイヤモンドチップ２は、金属製の円筒形ボデイ４の先端円環部に載置された状態で、チップ２の周縁部とボデイ４の該円環部の側縁とを常法による銀ロウ付け又はレーザ光溶接で接合される。この場合、複数片で接合された穿孔用ダイヤモンドチップ２の外径ａが穿孔する穴径を決める。複数分割片の合計外周長さは、分割していないとした場合の合計外周長さの約６０％であって、１チップの大きさはダイヤモンドチップ２の製造上の寸法精度、ボデイ４との接合強度等を勘案して決定されるが、通常外周長さ２０〜２５ｍｍ、幅４ｍｍ前後、高さ７ｍｍ前後である。また、ダイヤモンドチップ２の内径は円筒形ボデイ４の内径より若干小さ目として、両者の内側での接合をより確実にし、しかも、コア（穿孔用ダイヤモンドチップ２で穿孔されて残った芯部）をボデイ内部に収まり易くする。また、ダイヤモンドチップ２の外径ａを円筒形ボデイ４の外径よりも大きくすることが必要である。これは後述の研削用ダイヤモンドチップ３ａを円筒形ボデイ４の側部表面に載置するための空間余裕が必要となるからである。また、これは被穿孔物及び被研削物の穿孔屑及び研削屑を外部へ排出し易くする。
【００１６】
研削用ダイヤモンドチップ３ａは、穿孔用ダイヤモンドチップ２と同じ方法で製造される。研削用ダイヤモンドチップ３ａは直方体であり、その長辺１０−１を図１（ｃ）に示すように回転軸（穿孔方向）に平行に、すなわち円筒形ボデイ４の径方向に直角に配設されて、研削用ダイヤモンドチップ３ａの周縁部とボデイ４の側部表面との間で常法による銀ロウ付け又はレーザ溶接で接合される。そして、この直方体における長辺１０−１の稜の差渡し寸法ｂが研削孔の直径を決める。例えば、この研削用ダイヤモンドチップ３ａの構成する差渡し寸法ｂが穿孔用ダイヤモンドチップ２の構成する差渡し寸法ａより大き過ぎると、穿孔穴を研削するときに穿孔方向への抵抗が大となって、穿孔と穿孔穴研削両用ダイヤモンドビット１ａが穿孔方向へ円滑に前進し難くなる問題が生じる。したがって、研削用ダイヤモンドチップ３ａの構成する差渡し寸法ｂは穿孔用ダイヤモンドチップ２の構成する差渡し寸法ａと同一、又はほぼ同一となるのが望ましい。研削用ダイヤモンドチップ３ａをその長辺１０−１が回転軸（穿孔方向）に平行でなく、斜めに配設することも可能であるが、チップ３ａの形状を円筒形ボデイ４の側部表面に沿わすようにチップ３ａを成型加工して製作する必要があり、この製作は困難であり、かつ経済的でない。
【００１７】
また、直方体の研削用ダイヤモンドチップ３ａの長辺１０−１と短辺１０−２の比は長辺１０−１の稜線がより長い方が研削により働くし、しかも磨耗又は摩滅に対する寿命も永くなるから、その比は２〜７：１が適当で、３〜５：１がより適切である。また、研削用ダイヤモンドチップ３ａに対する研削抵抗の反力に対しても、この比が大きい方が周縁部の接合線長が大きくとれ、研削用ダイヤモンドチップ３ａとボデイ４との接合強度が大きくなる点でも望ましい。例えば、チップ３ａの研削面の短辺１０−２が大きいと、長辺１０−１の稜線が長時間の研削により摩滅した時に取り替える必要が出てくるが、そのときに研削面の中央部が十分使用されていない状況にあるので、無駄が生じるおそれがある。例えば、穿孔と穿孔穴研削両用ダイヤモンドビット１ａの穿孔用ダイヤモンドチップ２の差渡し寸法ａが７５ｍｍのときに、研削用ダイヤモンドチップ３ａの短辺が７ｍｍ、長辺が２５ｍｍである。
【００１８】
円筒形ボデイ４後端の円蓋部の中央に回転軸取付け部５ａが構成されて、モータ等の駆動軸が繋がって、穿孔と穿孔穴研削両用ダイヤモンドビットが回転駆動させられる。
【００１９】
図２は、別の実施形態の穿孔と穿孔穴研削両用ダイヤモンドビット１ｂであって、図１の穿孔と穿孔穴研削両用ダイヤモンドビット１ａと構成が異なる点のみを以下に説明する。
【００２０】
穿孔と穿孔穴研削両用ダイヤモンドビット１ｂには、穿孔用ダイヤモンドチップ２により穿孔した穿孔穴を拡大研削可能にする研削用ダイヤモンドチップ３ｂが配設されて構成される。金属製円筒形ボデイ４に配設される研削用ダイヤモンド３ｂは、図３に示すように、円筒形ボデイ４の表面に対する平面視で長方形を呈し、その側面視では円筒形ボデイ４の先端円環部の方から上り勾配面３ｂ１を有し、次いでボデイ４の側面に平行な平面３ｂ２に繋がる。この勾配は被加工物が研削し易い程大きく、反対に研削し難いほど小さくなる。具体的には、この勾配は５〜３０度の範囲で直線勾配が望ましい。研削用ダイヤモンドチップ３ｂが円筒形ボデイ４に配設されたとき、その勾配面３ｂ１先端の差渡し寸法ｂは、前述のダイヤモンドビット１ａの場合と同じ理由で、研削用ダイヤモンドチップ３ｂの構成する差渡し寸法ｂが穿孔用ダイヤモンドチップ２の構成する差渡し寸法ａと同一、又はほぼ同一となるのが望ましい。また、その平面３ｂ２の長辺１０−１方向の稜の差渡し寸法ｃが研削拡大する研削穴の直径を決定する。よって、研削用ダイヤモンドチップ３ｂの勾配面３ｂ１の回転軸方向の長さと被加工物の被研削性、即ち、勾配により最終の研削穴径が決まることになる。例えば、穿孔と穿孔穴研削両用ダイヤモンドビット１ｂの穿孔用ダイヤモンドチップ２の差渡し寸法ａが７５ｍｍのときに、研削用ダイヤモンドチップ３ｂの差渡し寸法ｃが８３ｍｍで、短辺が７ｍｍ、勾配面３ｂ−１が１５ｍｍ、水平面３ｂ−２が１０ｍｍ、勾配１５度である。
【００２１】
本発明に係る穿孔と穿孔穴研削両用ダイヤモンドビット１ａの使用について、図４を参照しながら説明すると、図４（ａ）には、被加工物１４に対し単円孔１１の穿孔及び穿孔穴研削に穿孔と穿孔穴研削両用ダイヤモンドビット１ａを用いた作業概要を示している。ダイヤモンドビット１ａにドリルモータ等（図示しない）の回転駆動軸を嵌入してドリルビットを構成し、次いで、穿孔する単円孔１１の中心にダイヤモンドビット１ａの芯を合わせて、該ドリルビットを回転前進させる。穿孔と穿孔穴研削両用ダイヤモンドビット１ａの穿孔用ダイヤモンドチップ２が材料を削ってチップ幅の円環溝を穿つ、次いで研削用ダイヤモンドチップ３ａが円環溝の外壁を研削して仕上る。このように穿孔しながら同時に研削も行い、被加工物の厚みを穿つ時に、最終寸法ｂの研削仕上げされた内壁を持つ孔１１を形成することができる。この場合研削用ダイヤモンドチップ３ａは穿孔方向の寸法が長いので、該外壁の被研削面を丁寧に、時間をかけて研削できるので、研削面の仕上粗さが良好となる。また、穿孔と穿孔穴研削両用ダイヤモンドビット１ａには穿孔用ダイヤモンドチップ２と研削用ダイヤモンドチップ３ａが同心軸上に配設されるので穿孔して研削する孔の寸法精度も良好である。
【００２２】
また、被加工物１４に対し穿孔と穿孔穴研削両用ダイヤモンドビット１ｂを用いた場合には、穿孔と穿孔穴研削両用ダイヤモンドビット１ｂの穿孔用ダイヤモンドチップ２が材料を削ってチップ幅の円環溝を穿つ、次いで研削用ダイヤモンドチップ３ｂが円環溝の外壁を拡大研削して仕上る。即ち、穿孔用ダイヤモンドチップ２で穿った円環溝を研削用ダイヤモンドチップ３ｂの勾配面３ｂ１によって拡大穿孔がおこなわれ、次いで平面３ｂ２によって研削仕上げが行われる。このように穿孔しながら同時に拡大研削も行い、被加工物の厚みを穿つ時に、最初の穿孔径ａよりも大きい最終寸法ｃの研削仕上げされた内壁を持つ孔を形成することができる。この場合、被加工物が木材とか、土壌とかのように研削抵抗の小さいものは勾配が大きくても穿孔穴の拡大研削が可能であるが、コンクリート等であれば勾配が小さくないと拡大研削が難しくなる。
【００２３】
図４（ｂ）における長円孔１２又は（ｃ）における複円孔１３の穿孔と穿孔穴研削を行う場合には、穿孔と穿孔穴研削両用ダイヤモンドビット１ａを用いるとよい。長円孔１２に加工する代表的な例を説明すると、穿孔と穿孔穴研削両用ダイヤモンドビット１ａを用いて単円孔１１の穿孔と穿孔穴研削を終了した後、ダイヤモンドビット１ａを引き上げてから研削用ダイヤモンドチップ３ａを穿孔、研削した単円孔１１の内壁にあてて、次いで、図４（ｂ）に示すように、回転する研削用ダイヤモンドチップ３ａを上下に往復動させ、かつ、ａ方向に移動しながら孔の内壁を研削拡大して単円孔１１をａ方向に拡張して、最終的に長円孔１２に研削仕上げを行う。もう一つの例は、単円孔１１を別々に穿孔と穿孔穴研削を行って形成し、次いで、研削用ダイヤモンドチップ３ａを使って単円孔１１間の壁を研削拡大して、孔を繋げて長円孔１２に加工することも可能である。
【００２４】
また、複円孔１３の場合には、図４（ｃ）に示すように、穿孔と穿孔穴研削両用ダイヤモンドビット１ａをａ、ｂ、ｃの方向に適宜移動し、かつ、上下に往復動させて研削用ダイヤモンドチップ３ａによる単円孔１１の拡大研削を行い、結果的に複円孔１３を得ることが出来る。また、穿孔と穿孔穴研削両用ダイヤモンドビット１ａの位置を数値制御による自動制御を行えば設計図通りの形状の複円孔１３も容易に加工することも可能である。
【産業上の利用可能性】
【００２５】
建築関係、土木関係の工作物の穿孔や穿孔穴研削又は金属、木材などの加工におけるに変形穴を含めた穿孔や穿孔穴研削に利用できる。
【図面の簡単な説明】
【００２６】
【図１】本発明に係る実施形態の穿孔と穿孔孔研削両用ダイヤモンドビット１ａの（ａ）平面図、（ｂ）Ａ−Ａ断面図、（ｃ）側面図である。
【図２】本発明に係る別の実施形態の穿孔と穿孔孔研削両用ダイヤモンドビット１ｂの（ａ）平面図、（ｂ）Ａ−Ａ断面図、（ｃ）側面図である。
【図３】図２の研削用ダイヤモンドチップ３ｂの（ａ）側面図、（ｂ）平面図である。
【図４】本発明に係る穿孔と穿孔孔研削両用ダイヤモンドビット１ａを用いた作業概要図で、（１）単円孔の穿孔及び孔研削作業、（２）長円孔の穿孔及び孔研削作業、（３）複円孔の穿孔及び孔研削作業の例である。
【図５】従来例の穿孔用ダイヤモンドビットの（ａ）平面図、（ｂ）Ａ−Ａ断面図である。
【図６】従来例の穿孔孔研削用ダイヤモンドビットの（ａ）平面図、（ｂ）Ａ−Ａ断面図である。
【符号の説明】
【００２７】
１ａ、１ｂ：穿孔と穿孔孔研削両用ダイヤモンドビット
２：穿孔用ダイヤモンドチップ          ３ａ、３ｂ：研削用ダイヤモンドチップ
４：円筒形ボデイ        ５ａ、５ｂ、６：回転軸取付部
７：研削用ダイヤモンドチップ        ８：円盤形ボデイ
９：回転軸取付部        １０−１：長辺        １０−２：短辺      
１１： 単円孔          １２：長円孔          １３：複円孔    １４：被加工物
【図１】
2005153117.tif 000003
【図２】
2005153117.tif 000004
【図３】
2005153117.tif 000005
【図４】
2005153117.tif 000006
【図５】
2005153117.tif 000007
【図６】
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