(57)【要約】【課題】刃先部材３を交換することができるとともに、シャンクの刃先に近い部分の摩耗を有効に防止してその寿命を延ばすことができ、さらに総合的なコストを削減できること。【解決手段】円筒状のシャンク本体１の先端に形成した取付部２に短円筒状の刃先部材３を着脱可能に取り付けた工具交換型コアドリルにおいて、シャンク本体１の取付部２の近傍に超硬質部材９を固定し、該超硬質部材９を上記シャンク本体１の表面に露出させた。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
円筒状のシャンク本体の先端に形成された取付部に短円筒状の刃先部材を着脱可能に取り付けた刃先交換型ドリルにおいて、シャンク本体の取付部又はその近傍に超硬質部材を固定し、該超硬質部材を上記シャンク本体の表面に露出させたことを特徴とする刃先交換型ドリル。
【請求項２】
上記超硬質部材はリング状に形成されていることを特徴とする、請求項１に記載の刃先交換型ドリル。
【請求項３】
上記超硬質部材を、上記シャンク本体と同じ材質の内側リングの上に層成した二重リングとし、この二重リングを上記シャンク本体の取付部又はその近傍に固定したことを特徴とする、請求項２に記載の刃先交換型ドリル。
【請求項４】
上記シャンクを、その取付部又はその近傍でシャンク本体と取付部とに分割し、これらのシャンク本体と取付部とを上記超硬質部材を介して一体に固定したことを特徴とする、請求項２に記載の刃先交換型ドリル。
【請求項５】
上記超硬質部材が、上記シャンク本体の周方向に間隔をおいて固定されていることを特徴とする、請求項１に記載の刃先交換型ドリル。
【請求項６】
上記超硬質部材が上記シャンク本体に螺旋状に配設されていることを特徴とする、請求項１に記載の刃先交換型ドリル。
【請求項７】
上記超硬質部材が複数個配設されたことを特徴とする、請求項１、２又は６に記載の刃先交換型ドリル。
【請求項８】
上記シャンク本体と刃先部材の一方又は両方を、円筒状に代えて、中実にしたことを特徴とする、請求項１〜７のいずれかに記載の刃先交換型ドリル。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、コンクリートなどの穿孔用に用いる刃先交換型ドリルに関する。
【背景技術】
【０００２】
一般に、コンクリートなどを穿孔するための手段としてドリルが用いられる。円筒状のコアドリルまたは中実のドリル本体の先端にダイヤモンド粒をバインダ材で保持した刃先部材を備え、刃先部材をコンクリートの表面に押し当ててドリルを回転させることにより、所要の大きさの孔を穿つものである。
【０００３】
このようなドリルとしては、特許文献１に示されるように、切削部位に冷却用気体とともに研削材を供給するようにした乾式のドリル装置に用いられ、筒状コアの先端にダイヤモンド粒をバインダ材で保持した切削チップを固定してなるコアドリルにおいて、上記切削チップが環状に一体成形されているとともに被削面に接する切削チップの先端面が一連に平坦に形成されていることを特徴とするコアドリルが知られている。また、特許文献２に示されるように、上端に回転工具と連結されるシャンクを備えるとともに、下端縁にダイヤモンドチップからなる工具部を有し、シャンクの外周面に螺旋状のダイヤモンド砥粒層を形成したものが知られている。さらに、特許文献３に示されるように、刃先部材を含む先端部が交換可能なものも知られている。
【特許文献１】特公平８−１８３２７号
【特許文献２】特開２００４−２６８４３４
【特許文献３】特表２００１−５２７４６９
【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、特許文献１に記載のドリルは、刃先が交換できないために、工具が摩耗した際にはビット全体の交換が必要であり、費用面で不利である。
【０００５】
また、特許文献２に記載のドリル用ビットは、シャンクの外周にダイヤモンドの砥粒層を設けるために、製造費用の面で不利である。しかも、刃先が交換できないので費用面で不利である。
【０００６】
さらに、特許文献３に記載のドリルでは、刃先は摩耗するごとに交換ができるが、図１１に示すように、シャンクの刃先に近い部分Ａに摩耗が生じる。この部分はドリルをコンクリートに進入する際に直進を保つために必要な部分であるから、摩耗すると直進性が損なわれてしまう。したがって、刃先を数回交換すると、シャンクの部分Ａも磨耗してしまい、シャンクごと交換しなければならない。このため、総合的な費用を下げることができない。
【０００７】
本発明は、上記問題点を解消し、刃先部材を交換することができるとともに、シャンクの刃先に近い部分の摩耗を有効に防止してその寿命を延ばすことができ、さらに総合的なコストを削減できる刃先交換型ドリルを提供することをその課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
前記課題を解決するため、本発明に係る刃先交換型ドリルは、円筒状のシャンク本体の先端に形成した取付部に短円筒状の刃先部材を着脱可能に取り付けた刃先交換型ドリルにおいて、シャンクの取付部又はその近傍に超硬質部材を固定し、該超硬質部材を上記シャンクの表面に露出させたことを特徴とする。
【０００９】
なお、上記超硬質部材をリング状に形成するのが好ましい。
【００１０】
また、上記超硬質部材を、上記シャンク本体と同じ材質の内側リングの上に層成した二重リングとし、この二重リングを上記シャンクの取付部又はその近傍に固定する構成としてもよい。
【００１１】
また、上記シャンクを、その取付部又はその近傍でシャンク本体と取付部とに分割し、これらのシャンク本体と取付部とを上記超硬質部材を介して一体に固定するのが好ましい。
【００１２】
さらに、上記超硬質部材は、上記シャンクの周方向に間隔をおいて固定されていても、あるいは上記シャンクに螺旋状に配設されていてもよい。
【００１３】
加えて、上記超硬質部材を複数個配設してもよい。
【００１４】
また、上記シャンク本体と刃先部材の一方又は両方を、円筒状に代えて、中実にしてもよい。
【発明の効果】
【００１５】
本発明によれば、上記ドリルによってコンクリートに対して穿孔すると、刃先部材を除いて最も摩耗が激しい部分には超硬質部材が露出し、この部分は摩耗しにくいから、超硬質部材の位置でドリルの外径が一定に保たれると、摩耗しにくい刃先部材と超硬質部材との間は当然のことながら摩耗しにくい。このため、シャンクの交換頻度が下がり、ドリルの寿命を延ばすことができ、さらに総合的なコストを削減することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１６】
図１および図２は刃先交換型ドリルとしてコアドリルのシャンクの一部を示すもので、符号１はシャンク本体を示す。シャンク本体１は金属（通常は鉄）からなる円筒状に形成され、その先端部には雄ネジによる取付部２が形成されている。なお、シャンク本体１は全体が同径であってもよいが、図３に示されるように、取付部２の近傍の外径を少し大径にする構成であってもよい。
【００１７】
符号３は刃先部材で、この刃先部材３は短円筒状に形成され、その先端部には切削刃４が形成されている。切削刃４はダイヤモンド粒が埋め込まれた焼結体であり外径が少し大きく、切削溝８が形成されている。刃先部材３の反対側は切削刃４よりやや小径でシャンク本体１と略同径に形成され、その端部には雌ネジ５が形成されている。そして、刃先部材３は雌ネジ５をシャンク本体１の取付部２の雄ネジにねじ込むことによって一体に結合している。切削刃４とシャンク本体１は同径でもよい。また、刃先部材３をシャンク本体１の取付部２に取付ける手段としては、ねじ込みによるほか、図３に示されるように、シャンク本体１の取付部２の外面に縦溝６ａと横溝６ｂからなる直角のキー溝６を形成し、刃先部材３の内面に突部７を形成し、刃先部材３をシャンク本体１の取付部２に嵌入する際に上記突部７をキー溝の縦溝６ａに係合させ、軸方向に移動した後に嵌入端でさらに直交方向に回動させて横溝６ｂで固定する構成であってもよい。
【００１８】
次に、シャンクの取付部２の近傍には超硬合金からなるリング状の超硬質部材９が固定されている。そして、この超硬質部材９はシャンク本体１と同じ外径を備え、シャンク本体１の表面と面一になるように露出している。
【００１９】
超硬質部材９を上記位置に固定するには、通常は上記シャンクをその取付部２又はその近傍でシャンク本体１と取付部２とに分割し、これらのシャンク本体１と取付部２とを上記超硬質部材９を介して一体に固定すればよい。
【００２０】
超硬質部材９の固定方法としては、溶接、ろう付け、圧接等の手段によればよい。また、超硬質部材９とシャンク本体１とをネジ形状に加工して螺着固定してもよい。
【００２１】
また、超硬質部材９で重要なのは表層部分だけであるから、特にシャンクの肉厚が大きい場合には、図３または図４に示されるように、超硬質部材９を、シャンク本体１と同じ材質の内側リング１０の上に層成した重層リングとし、この重層リングを上記シャンクの取付部２の近傍に固定するようにしてもよい。
【００２２】
さらに、超硬質部材９は１個に限定されない。図５に示されるように、２個（又はそれ以上）の超硬質部材９が配設されるようにしてもよい。超硬質部材９の数が多ければ、それだけ摩耗防止効果も高い。
【００２３】
また、図６に示されるように、シャンクの中心にはセンタードリル１１を形成することもできる。この場合、センタードリル１１によって直進性がさらに確保されるから、シャンクの刃先部材３の後ろの表面の摩耗も小さく抑えることができる。
【００２４】
さらに、シャンク本体１と刃先部材３は円筒状に形成されたものに限定されない。図７に示されるように、中実のシャンク本体１の中心部に形成されたネジ孔（取付部２）に対して中実の刃先部材３をねじ込んで固定する構成であってもよい。シャンク本体１又は刃先部材３のいずれか一方を中実とし、他方を筒状としてもよい。
【００２５】
ところで、超硬質部材９は、上記図７のように、取付部２上に設けてもよい。
【００２６】
なお、超硬質部材９はリング状のものに限定されない。図８のように周方向に間隔をおいて固定するようにしてもよく、また、図９に示されるように、螺旋状に形成してもよい。
【００２７】
また、超硬質部材９は超硬合金に限定されない。たとえば、シャンク本体の取付部２の近傍にセラミック溶射を施して得られる超硬質部材９であってもよい。
【００２８】
上述のように、上記コアドリルによってコンクリートに対して穿孔すると、刃先部材３を除いて最も摩耗が激しいのは、ドリルの弾性にて最も回転時の周方向への変位が大きい刃先部材３の周辺部分である。ところが、この部分には超硬質部材９が露出しているから、コンクリート面に接触してもほとんど摩耗しない。したがって、超硬質部材９の位置でコアドリルの外径が一定に保たれると、摩耗しにくい刃先部材３と超硬質部材９との間は当然のことながら摩耗しにくい。
【００２９】
実際に、図１に示したコアドリルを用いてコンクリートに対する穿孔実験をした。刃先部材３が摩耗して使用できなくなったら交換し、これを３〜４回交換するまで穿孔したところ、刃先部材３と超硬質部材９との間の摩耗は極めて小さく、さらに刃先部材３を交換して継続して使用できる状態であった。また、図１０の表図の線ａに示すように、１４ｍ穿孔し続けても、刃先部材と超硬質部材との間の摩耗は、わずかに０．０３ｍｍであった。これに対し、超硬質部材を設けていない刃先交換型コアドリルは線ｂで示すとおりであった。したがって、シャンクの刃先に近い部分の摩耗が有効に防止でき、シャンクの交換頻度が下がるため、コアドリルの寿命を大幅に延ばすことができ、さらに総合的なコストを削減できることが確認できた。
【００３０】
また、先端から超硬質部材９が設けられた部分までは、コアドリルをコンクリートに進入する際に直進を保つために必要な部分であり、この部分が摩耗しにくいから、穿孔時の直進性は長期間良好に確保される。
【図面の簡単な説明】
【００３１】
【図１】本発明に係る刃先交換型コアドリルの縦断面図である。
【図２】上記コアドリルのシャンクの一部の分解斜視図である。
【図３】シャンク本体に対する刃先部材の他の取付態様を示す縦断面図である。
【図４】超硬質部材の他の固定態様を示す縦断面図である。
【図５】超硬質部材のさらに他の固定態様を示す縦断面図である。
【図６】コアドリルの他の例を示す縦断面図である。
【図７】コアドリルのさらに他の例を示す縦断面図である。
【図８】超硬質部材の他の配置態様を示す説明図である。
【図９】超硬質部材のさらに他の配置態様を示す説明図である。
【図１０】穿孔実験の結果を示す表図である。
【図１１】コアドリルで摩耗しやすい部分を示す縦断面図である。
【符号の説明】
【００３２】
１  シャンク本体
２  取付部
３  刃先部材
９  超硬質部材
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【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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