(57)【要約】【課題】  新品状態での低摩擦を考慮して，耐用寿命の長い衝撃ドリル装置用の総硬質材料製ドリルヘッドの構成を最適化する。【解決手段】  衝撃ドリル工具用の総硬質材料製ドリルヘッド（１）は，主切削エッジ（４）を有する主カッター（３）と，主カッター（３）に対して円周方向にシフトした位置に配置され，かつ，副切削エッジ（６）を有する副カッター（５）とを具える。副切削エッジ（６）は少なくとも部分的に弧状部分（７）を含み，その弧状部分（７）が半径方向内側で回転軸線（Ａ）から離隔しつつ半径方向斜めに延在する。副切削エッジ（６）は，弧状部分（７）の半径方向外側で半径方向斜めに延在する直線状の外側部分（８）を含む。【選択図】  図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
所定の回転軸線（Ａ）を中心として一回転方向（ω）に駆動される衝撃ドリル工具用の総硬質材料製ドリルヘッドであって，主切削エッジ（４）を有する主カッター（３）と，主カッター（３）に対して円周方向にシフトした位置に配置され，かつ，副切削エッジ（６）を有する副カッター（５）とを具え，該副切削エッジ（６）が少なくとも部分的に弧状部分（７）を含み，その弧状部分（７）が半径方向内側で回転軸線（Ａ）から離隔しつつ半径方向斜めに延在するドリルヘッドにおいて，副切削エッジ（６）が，弧状部分（７）の半径方向外側で半径方向斜めに延在する直線状の外側部分（８）を含むことを特徴とするドリルヘッド。
【請求項２】
請求項１記載のドリルヘッドにおいて，副切削エッジ（６）が，半径方向内方に向けて回転軸線（Ａ）から離隔しつつ延在し，軸線方向凹部（９）において終止することを特徴とするドリルヘッド。
【請求項３】
請求項２記載のドリルヘッドにおいて，副切削エッジ（６）が，半径方向内方に向けて軸線方向凹部（９）まで延在する直線状の内側部分（１２）を含むことを特徴とするドリルヘッド。
【請求項４】
請求項１〜３の何れか一項に記載のドリルヘッドにおいて，前記副切削エッジ（６）における直線状の外側部分（８）及び弧状部分（７）を互いに滑らかに接続させたことを特徴とするドリルヘッド。
【請求項５】
請求項１〜４の何れか一項に記載のドリルヘッドにおいて，前記弧状部分（７）を，前記回転方向（ω）に対して逆向きに湾曲させたことを特徴とするドリルヘッド。
【請求項６】
請求項１〜５の何れか一項に記載のドリルヘッドにおいて，前記直線状の外側部分（８）及び弧状部分（７），及び所要に応じて内側部分（１２）を，半径方向内方に向けて，前記回転方向（ω）に対して逆向きに傾斜させたことを特徴とするドリルヘッド。
【請求項７】
請求項１〜６の何れか一項に記載のドリルヘッドにおいて，前記外側部分（８）の外側角度（α）を，２°〜１５°の範囲内としたことを特徴とするドリルヘッド。
【請求項８】
請求項１〜７の何れか一項に記載のドリルヘッドにおいて，前記内側部分（１２）の端末角度（γ）を，６０°〜８５°の範囲内としたことを特徴とするドリルヘッド。
【請求項９】
請求項１〜８の何れか一項に記載のドリルヘッドにおいて，前記軸線方向凹部（９）と前記主切削エッジ（４）との間の長さ比を，０．２〜０．５の範囲内としたことを特徴とするドリルヘッド。
【請求項１０】
請求項１〜９の何れか一項に記載のドリルヘッドにおいて，前記副カッター（５）のくさび角度（β）を，９５°〜１２５°の範囲内としたことを特徴とするドリルヘッド。
【請求項１１】
請求項１〜１０の何れか一項に記載のドリルヘッドにおいて，該ドリルヘッドを，４つの隅部（１０）を有する矩形断面形状に形成し，２個の主カッター（３）及び２個の副カッター（５）を交互に各隅部（１０）に配置し，副カッター（５）を主カッター（３）に対し，前記回転方向（ω）で鋭角をなして先行させたことを特徴とするドリルヘッド。
【請求項１２】
請求項１〜１０の何れか一項に記載のドリルヘッドにおいて，該ドリルヘッドを，４つの隅部（１０）と２つの凹面（１１）とを有するＸ断面形状に形成し，２個の主カッター（３）及び２個の副カッター（５）を交互に各隅部（１０）に配置し，副カッター（５）を主カッター（３）に対し，前記回転方向（ω）で鋭角をなして先行させたことを特徴とするドリルヘッド。
【請求項１３】
請求項１〜１０の何れか一項に記載のドリルヘッドにおいて，該ドリルヘッドを，４つの隅部（１０）と４つの凹面とを有する十字断面形状に形成し，２個の主カッター（３）及び２個の副カッター（５）を交互に各隅部（１０）に配置し，副カッター（５）を主カッター（３）に対して直角に配置したことを特徴とするドリルヘッド。
【請求項１４】
請求項１〜１３の何れか一項に記載のドリルヘッドにおいて，該ドリルヘッドを衝撃ドリル工具のシャフト端部（２）に対して接合してなることを特徴とするドリルヘッド。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は衝撃ドリル工具用の硬質材料製ドリルヘッドに関し，特に，手持式の回転衝撃工具装置に装着される直径が４ｍｍ〜４０ｍｍの石材加工用ドリルヘッド，及び該ドリルヘッドを接合したドリル工具に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
石材加工に供される最近の高出力型回転衝撃ドリル工具は，通常，そのシャフト端部に２個ずつの主カッター及び副カッターを設けた総硬質材料製ドリルヘッドが接合されている。副カッターは，主カッターの切削作用をバックアップするのみならず，延性の補強筋と遭遇した場合の切削特性を向上するものである。最近の硬質材料製ドリルヘッドは耐用寿命が長いため，使用の全期間を通じて可能な限り均一なドリル特性が求められている。しかるに，切削エッジが先鋭な新品のドリルヘッドにおいては，その滑り摩擦が平均的な要求値よりも低い。
【０００３】
特許文献１：国際公開WO 01/008840号パンフレットには，３個の主カッターを有するドリルヘッドが開示されており，このドリルヘッドの切削エッジは，外方から内方に向けて直線状の外側部分と弧状部分とが組み合わされており，直線状の外側部分が半径方向斜めに延在し，弧状部分がドリル先端に向けて純半径方向に延在している。
【特許文献１】国際公開WO 01/008840号パンフレット
【０００４】
特許文献２：特開2002-273723号公報には，それぞれ直径方向に配置された２個ずつの主カッター及び副カッターを具える回転衝撃ドリル工具用の総硬質材料製ドリルヘッドが開示されており，このドリルヘッドにおいては，主カッターに対して回転方向で鋭角をなして先行する副カッターが，純接線方向に延在する切削エッジを有している。接線方向に延在する切削エッジが補強筋と遭遇すると，主カッターが補強筋に食い込む前にドリルヘッドが許容限度内で持ち上げられる。
【特許文献２】特開2002-273723号公報
【０００５】
特許文献３：ヨーロッパ特許EP1604793号公開公報にも，それぞれ直径方向に配置された２個ずつの主カッター及び副カッターを具える回転衝撃ドリル工具用の総硬質材料製ドリルヘッドが開示されており，このドリルヘッドにおいて，副カッターは弧状部分として形成された副切削エッジを有し，その弧状部分は半径方向内側において回転軸線から離隔し，半径方向外側においては純半径方向に延在する。
【特許文献３】ヨーロッパ特許EP1604793号公開公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
本発明の課題は，新品状態での低摩擦を考慮して，耐用寿命の長い衝撃ドリル装置用の総硬質材料製ドリルヘッドの構成を最適化することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
この課題は，請求項１に記載した特徴を有する本発明のドリルヘッドによって解決されるものである。また。本発明の好適な実施形態は，従属請求項に記載したとおりである。
【０００８】
すなわち，本発明は，所定の回転軸線を中心として一回転方向に駆動される衝撃ドリル工具用の総硬質材料製ドリルヘッドを提案するものであり，そのドリルヘッドは，主切削エッジを有する主カッターと，主カッターに対して円周方向にシフトした位置に配置され，かつ，副切削エッジを有する副カッターとを具え，該副切削エッジが少なくとも部分的に弧状部分を含み，その弧状部分が半径方向内側で回転軸線から離隔しつつ半径方向斜めに延在するドリルヘッドにおいて，副切削エッジが，弧状部分の半径方向外側で半径方向斜めに延在する直線状の外側部分を含むことを特徴とする。
【０００９】
本発明においては，副切削エッジが，半径方向外側で半径方向斜めに延在する直線状の外側部分を含むことにより，半径方向外方に向けて純半径方向に延在する切削エッジと対比して，その滑り摩擦を低下させることができる。さらに，切削に伴って発生するドリルくずを，衝撃ドリル工具の回転によって排出することが可能である。
【００１０】
好適には，副切削エッジが，半径方向内方に向けて回転軸線から離隔しつつ延在し，軸線方向凹部において終止する。この場合，軸線方向凹部が，主カッターに対して回転方向前方に配置されたドリルくず排出溝と接続され，その排出溝を経てドリルくずを良好に排出することが可能である。
【００１１】
好適には，副切削エッジが，半径方向内方に向けて軸線方向凹部まで延在する直線状の内側部分を含む。この場合，その内側部分の全長に亘り，有利な端末傾斜角度を維持することが可能である。
【００１２】
好適には，副切削エッジにおける直線状の外側部分及び弧状部分，及び所要に応じて内側部分を，互いに滑らかに，すなわち不連続点を持たせないで接続させる。この場合，衝撃ドリル工具の回転方向に見た接続部において，引っ掛かりを生じる外向きの角部や，切削くずの滞留を生じる内向きの角部が局所的に形成されるのを適格に防止することが可能である。
【００１３】
好適には，副切削エッジにおける弧状部分を衝撃ドリル工具の回転方向に対して逆向きに湾曲させる。この場合，副切削エッジが半径方向内方に向けて漸増する接線方向成分を有するので，その弧状部分を補強筋との遭遇時に低摩擦で滑動させることが可能である。
【００１４】
副切削エッジの外側部分における外側角度（半径方向に対する軸線方向面内で測った角度）を，好適には２°〜１５°の範囲内，さらに好適には５°とする。これにより，最適化された摩擦特性を実現することが可能である。
【００１５】
副切削エッジの内側部分における端末角度（関連する主切断エッジに係る軸線方向面内で測った角度）を，好適には６０°〜８５°の範囲内，さらに好適には６５°とする。この場合，カッター相互間に捕捉されるドリルくずを減量し，ドリル作業時の熱的負荷を低減することが可能である。
【００１６】
好適には，軸線方向凹部と主切削エッジとの間の長さ比（関連する主切断エッジに係る軸線方向面内で測った比）を，０．２〜０．５の範囲内とする。この場合，ドリル先端部を確実に位置決めすることができ，先端部のふらつきを防止することが可能である。
【００１７】
好適には，副カッターのくさび角度（接線面内で測った角度）を，９５°〜１２５°の範囲内とする。この場合，補強筋との遭遇時に最適の作動特性を実現することが可能である。
【００１８】
好適には，ドリルヘッドを，４つの隅部を有する矩形断面形状（実質的に平面図で見た形状）に形成し，２個の主カッター及び２個の副カッターを交互に各隅部に配置し，副カッターを主カッターに対し，ドリルヘッドの回転方向で鋭角をなして先行させる。この構造は，４ｍｍ〜１８ｍｍのドリル径に対して特に適している。
【００１９】
代案として，ドリルヘッドを，４つの隅部と２つの凹面とを有するＸ断面形状（実質的に平面図で見た形状）に形成し，２個の主カッター及び２個の副カッターを交互に各隅部に配置し，副カッターを主カッターに対し，ドリルヘッドの回転方向で鋭角をなして先行させるのが好適である。この構造は，１０ｍｍ〜４０ｍｍのドリル径に対して特に適している。
【００２０】
さらに他の代案として，ドリルヘッドを，４つの隅部と４つの凹面とを有する十字断面形状（実質的に平面図で見た形状）に形成し，２個の主カッター及び２個の副カッターを交互に各隅部に配置し，副カッターを主カッターに対して直角に配置するのが好適である。この構造は，４ｍｍ〜２５ｍｍのドリル径を有し，ドリルシャフトに溶接された総硬質材料製ドリルヘッドや，１０ｍｍ〜４０ｍｍのドリル径を有し，ドリルシャフトに溶接された総硬質材料製ドリルヘッドに対して特に適している。
【００２１】
ドリルヘッドは，衝撃ドリル工具のシャフト端部に対して接合するのが好適であり，特に青銅をもって溶着するのが有利である。この場合，衝撃ドリル工具は，特に優れた耐用寿命を有する。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２２】
以下，本発明を図示の好適な実施形態に基づいて更に詳述する。
【００２３】
図１に示すとおり，本発明に係る総硬質材料製のドリルヘッド１は，回転軸線Ａを中心として一回転方向ωに回動可能に支持された衝撃ドリル工具のシャフト端部２に対して，青銅をもって堅固に突き合わせ溶着されている。ドリルヘッド１は，主切削エッジ４を有する主カッター３と，主カッター３に対して円周方向にシフトした位置に配置され，かつ，副切削エッジ６を有する副カッター５とを具える。副切削エッジ６は弧状部分７を含み，その弧状部分７は半径方向内側で回転軸線Ａから離隔しつつ半径方向斜めに延在する。副切削エッジ６は，弧状部分７の半径方向外側で半径方向斜めに延在する直線状の外側部分８を含む。副切削エッジ６は，半径方向内方に向けて回転軸線Ａから離隔しつつ延在し，軸線方向凹部９において終止する。接線面内で測った副カッター５のくさび角度βは，１１０°である。
【００２４】
図２に示す実施例において，ドリルヘッド１は，平面図で見て，４つの隅部１０を有する矩形断面形状に形成されている。また，図３に示す実施例において，ドリルヘッド１は，平面図で見て，４つの隅部１０と２つの凹面１１とを有するＸ断面形状に形成されている。さらに，図４に示す実施例において，ドリルヘッド１は，平面図で見て，４つの隅部１０と４つの凹面１１とを有する十字断面形状に形成されている。何れの実施例においても，２個の主カッター３及び２個の副カッター５が交互に各隅部１０に配置されている。図２
及び図３の実施例では，副カッター５が主カッター３に対し，回転方向ωで鋭角をなすように先行配置されている。図４の実施例では，副カッター５が主カッター３に対して直角に配置されており，副切削エッジ６が，半径方向内方に向けて軸線方向凹部９まで延在する直線状の内側部分１２を含んでいる。
【００２５】
図２，図３及び図４に示す何れの実施例においても，副切削エッジ６における直線状外側部分８と，回転方向ωに対して逆向きに湾曲させた弧状部分７と，図４における内側部分１２とは，不連続部分を生じないように互いに滑らかに接続されており，半径方向内方に向け，回転方向ωに対して逆向きに傾斜している。その際，半径方向に対する軸線方向面内で測った外側部分８の外側角度αは，５°である。
【００２６】
図４に示す実施例において，関連する主切断エッジ４に係る軸線方向面内で測った内側部分１２の端末角度γは，６５°である。同様に，関連する主切断エッジ４に係る軸線方向面内で測った軸線方向凹部９と主切削エッジ４との間の長さ比は，０．２５である。
【図面の簡単な説明】
【００２７】
【図１】図１は，本発明に係るドリルヘッドを有する衝撃ドリル工具の側面図であり，図２の矢Ｉ−Ｉ方向に見たものである。
【図２】図２は，本発明に係るドリルヘッドの一実施例を示す平面図である。
【図３】図３は，本発明に係るドリルヘッドの他の実施例を示す平面図である。
【図４】図４は，本発明に係るドリルヘッドの更に他の実施例を示す平面図である。
【符号の説明】
【００２８】
１：  ドリルヘッド
２：  シャフト端部
３：  主カッター
４：  主切削エッジ
５：  副カッター
６：  副切削エッジ
７：  弧状部分
８：  直線状外側部分
９：  軸線方向凹部
１０：  隅部
１１：  凹面
１２：  直線状内側部分
Ａ：  回転軸線
α：  外側角度
β：  くさび角度
γ：  端末角度
ω：  回転方向
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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