(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
シャフト（３）と被加工物に係合するチップ（１）とを具備するドリルビットであって、該チップ（１）にはドリルビットの中心軸線の各側に配設された複数の段付き部分が形成され、これら段付き部分はドリルビットが軸線周りに回転するにつれて被加工物を切削するような形状とされ、
最も内側の段付き部分の間に設けられた中央チゼルエッジ（１５）をさらに具備し、各段付き部分がチップの両側に対称的な２つの切削刃（２１）を具備し、これら切削刃（２１）がドリルビットの軸線に垂直な平面に対して軸線方向後方に傾斜している、ドリルビットにおいて、
上記中央チゼルエッジ（１５）は該中央チゼルエッジ（１５）から離れるよう傾斜した２対の逃げ面（１７ａ、１７ｂ、１９ａ、１９ｂ）によって区画形成されていることを特徴とする、ドリルビット。
【請求項２】
上記段付き部分の数が２又は３である、請求項１に記載のドリルビット。
【請求項３】
各対の逃げ面（１７ａ、１７ｂ、１９ａ、１９ｂ）がドリルビットの軸線に垂直な平面に対し異なった角度で傾斜している、請求項１又は２に記載のドリルビット。
【請求項４】
各対の一方の逃げ面（１７ｂ、１９ｂ）がドリルビットの軸線に垂直な平面に対し３０°〜４０°で傾斜している、請求項３に記載のドリルビット。
【請求項５】
各対の一方の逃げ面（１７ａ、１９ａ）がドリルビットの軸線に垂直な平面に対し５０°〜７０°で傾斜している請求項３又は４に記載のドリルビット。
【請求項６】
上記チップが炭化タングステンである、請求項１〜５のいずれか１項に記載のドリルビット。
【請求項７】
上記シャフトの軸線に沿って延びる平面において、対称な２つの切削刃の間に９０°〜１３０°の角度が形成されている、請求項１〜６のいずれか１項に記載のドリルビット。
【請求項８】
各切削刃（２１）がシャフトの軸線に垂直な平面に対し３５°〜４０°の角度で切削刃から後方に延びる一連の平面部（２５）によって画成されている、請求項１〜７のいずれか１項に記載のドリルビット。
【請求項９】
上記シャフトが穴あけ中の屑の除去を助けるらせん状のウエブ（９）を含んでいる、請求項１〜８のいずれか１項に記載のドリルビット。
【請求項１０】
上記ウエブ（９）が縦溝を含んでいる、請求項９に記載のドリルビット。
【請求項１１】
上記チップ（１）の中央部分（１１）が上記チゼルエッジ（１５）を具備する、請求項１〜１０のいずれか１項に記載のドリルビット。
【請求項１２】
上記チップの外側部分（１３）は、上記中央部分の各側において、前側及び後側の表面（２３）の間に形成された切削刃（２１）を具備し、これら前側及び後側の表面のそれぞれは当該ドリルビットの回転方向（Ａ）において引込み面を形成し、各切削刃（２１）は上記回転方向において引込み面よりも後方に配置される、請求項１１に記載のドリルビット。
【請求項１３】
上記切削刃（２１）は傾斜した一連の平面部（２５）と各前方傾斜面との間に形成され、上記平面部は当該ドリルビットの軸線に垂直な平面に対して切削刃の後方に且つ上記回転方向において切削刃の後方に延び、上記前方傾斜面は当該ドリルビットの軸線に垂直な平面に対して切削刃の後方に且つ回転方向において切削刃の前方に延びる、請求項１２に記載のドリルビット。
【請求項１４】
上記切削刃の外側部分間の角度は５０°〜１３０°である、請求項１３に記載のドリルビット。
【請求項１５】
上記中央部分（１１）は、２対の逃げ面（１７ａ、１７ｂ、１９ａ、１９ｂ）のうち先行の逃げ面（１７ａ、１９ａ）から径方向内側に向かってテーパが付けられ、各段付き部分は切削刃（２１）から径方向内側に向かってテーパが付けられている、請求項１３又は１４に記載のドリルビット。
【請求項１６】
上記中央部分及び段付き部分の径方向内側向きのテーパの角度は各引込み面（２３）に垂直であって上記ドリルビットの軸線に平行な平面から計測して８°〜１２°である、請求項１５に記載のドリルビット。
【請求項１７】
上記中央部分（１１）が鋼で形成される、請求項１１〜１６のいずれか１項に記載のドリルビット。
【請求項１８】
上記中央部分（１１）が上記シャフトと一体に形成されている、請求項１７に記載のドリルビット。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明はドリルビットに関し、特に回転もしくは衝撃ドリル又は電気−空気圧式ハンマーに有用なドリルビットに関する。
【０００２】
上記のようなドリルビットは、コンクリート、集合岩、れんが、天然石又は同様の材料を穴あけする時に特に用いられるもので、以後石工用ドリルビットと称される。
【０００３】
【従来の技術】
公知の石工用ドリルビットにおいて、硬質金属又は炭化物のチップに上記の材料に穴をあけるための刃が設けられる。このチップは通常ドリルビットのシャフトの一端にろう付けされる。このシャフトは通常上記したように工具のチャック機構に挿入するためその自由端にシャンクを有するらせん状に捩られた鋼のウエブである。
【０００４】
公知の石工用ビットはこれらビットにより穴あけするのが求められる多くの材料については十分に対処することができる。しかし、１つの材料が特に石工用ドリルビットに関し問題を生じることが知られている。この材料は強化コンクリート又は「リバー」である。
【０００５】
強化コンクリートは鋼のロッド（棒）で補強されたセメントと砂利との混合物（コンクリート）からなっている。この鋼のロッドはコンクリートの強度を向上させまた構造物がコンクリートの弱化したときに崩壊するのを防止する。典型的には補強ロッドは予め応力がかけられ強化コンクリートの材料特性をさらに増進させるようにする。
【０００６】
しかし、これらロッドの存在のため公知の石工用ドリルビットを用いて穴あけする時に問題が生じる。ロッドに突き当たりドリルは偏向されあけられている穴に影響を及ぼし、又は石工用ドリルビットが鋼の棒を突き抜けドリルビットを損傷することになる。いずれの場合も、深度貫通速度は著しく遅くなる。典型的には、５個の棒に突き当たると、公知の石工用ドリルビットはもはや使用に耐えられなくなる。
【０００７】
さらに、石工用ドリルビットにとってはできるだけ迅速に被加工物に穴をつくり出すことが重要であるが、ドリルビットの寿命と穴を切取る最小の刃とは、石工用ドリルビットの使用者にとってドリルビットで与えられた材料に穴をあけるのに必要な時間を節減することよりは重要であると考えられている。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は多種類の材料、特に強化コンクリートに穴あけするのに改良された手段を提供しまた石工用ドリルビットの寿命と耐久性を向上させるという利点がある。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
本発明によれば、シャフトと、被加工物に係合するチップとを具備し、チップにはドリルビットの中心軸線の各側に配設された複数の段付き部分が形成され、段付き部分がドリルビットの軸線周りの回転につれて被加工物を切削するような形状に形成されている、ドリルビットが提供される。
【００１０】
チップは好ましくは最も内側の段付き部分の間に中央チゼルエッジ（切削刃）を含み、チゼルエッジはチゼルエッジから離れるよう傾斜した２対の逃げ面によって区画形成されている。中央チゼルエッジの前縁に逃げ面を含みそれにより中央チゼルエッジが負の前縁を有するようにすることにより、ドリルビットのチップの破損が生じることがなくなる。
【００１１】
好ましくは各対の逃げ面は異なった角度で傾斜される。さらに好ましくは、各対の一方の逃げ面はシャフトの軸線に直角な平面に対し３０°と４０°の間で、理想的には約３５°で傾斜され、また各対の他方の逃げ面は同じ平面に対し５０°と６０°の間、理想的には約５５°で傾斜される。各対の先行逃げ面は好ましくは約５５°で傾斜した逃げ面である。
【００１２】
１つの実施態様では、チップは炭化タングステン又はある種の他の均等材料とすることができる。
【００１３】
チップが鋼であったならば、チップは好ましくはドリルビットのシャフトと一体に形成される。もちろん、チップはそのようにするのがより適当である場合はシャフトとは異なる材料から製造することができる。
【００１４】
好ましくは各段付き部分はチップの両側に２つの対称の切削刃を具備している。さらに、これら切削刃は好ましくは中央チゼル部分に対し後方に傾斜している。さらに好ましくは、９０°と１３０°の間の角度がシャフトを含む平面上で２つの切削刃の間に形成される。この結果、穴あけされている穴に対する清掃刃を得ることができる。
【００１５】
好ましくは各切削刃はシャフトの軸線に直角な平面に対し３５°と４０°との間の角度で切削刃の後方に延びる平面部によって区画形成される。
【００１６】
シャフトは好ましくは、最も標準的な石工用ドリルビットにおけるように、穴あけ中に屑の除去を助けるらせん状のウエブを含んでいる。
【００１７】
【発明の実施の形態】
本発明は添付図面を参照し、単に実例を示すことにより、以下に記載される。
【００１８】
図面を参照すると、本発明の石工用ドリルビットはシャフト３（その一端２が図２と５に仮想線で示されている）とドリルビットチップ１とを具備することができる。シャフト３はドリル又はハンマーのチャック又は工具保持器に挿入するためのシャンク７と、シャンクから前方向に延びるらせん状に捩られた鋼のウエブ９とを含んでいる（図７）。ウエブは必要とされる用途によって選択されるように縦溝がつけられ又は眞直ぐとすることができる。ウエブの端部にはドリルビットチップ１を受け入れる溝が設けられる。ドリルビットチップ１は焼結された炭化タングステンから製造され、ろう付けによりウエブに固定される。これに代え、チップ１は溶接又は他の適当な機械的固定構造によって取付けることができる。
【００１９】
図１から５を参照すると、ドリルビットチップ１は直径Ｄを有し中央部分１１と外側部分１３とを具備している。中央部分１１は約０．２５Ｄと０．７５Ｄの間の幅Ｂを有する。中央部分のこの特別な相対幅はドリルビットの実際上の作動直径によって表わされる。例えば、作動直径が４mmのように小さかったならば、中央部の相対幅は０．３３Ｄのように小さくなる。これは、中央部分の相対幅が大きな作動直径を有するドリルビットにとって大きい場合は、ドリルビットによって生み出される穴の縁が削り取られるようになり又はさもなければ穴あけ中に損傷されるようになるからである。
【００２０】
中央部分１１はドリルビットが衝撃ノズル又はハンマーと共に用いられている時チゼルとして作用するような形状とされる。このような使用において、穴あけされている穴の中央部分がドリルビットの中央部分により粉砕され又は切削され、被加工物が割れこの場合でばらばらになるようにする。ドリルビットの外側部分は記載される方法で穴の外側部分を形成する。
【００２１】
ドリルビットチップの中央部分１１は２組の逃げ面１７ａ，１７ｂ；１９ａ，１９ｂによって形成されたチゼルエッジ１５を具備している。使用時、ドリルビットは図３の矢示Ａの方向に回転する。この結果、中央部分１１の前縁は逃げ面１７ａ，１９ａによって区画形成されることになる。前側逃げ面１７ａ，１９ａは典型的にはドリルビットの軸線に直角の平面に対し約５０°と約７０°の間の角度で傾斜している。好ましくはこの角度はドリルビットの軸線に直角な平面に対し約６０°である。後続の逃げ面１７ｂ，１９ｂはさほど急勾配ではなく、典型的にはドリルビットの軸線に直角な平面に対し約３０°の角度で傾斜している。
【００２２】
チゼルエッジ１５は逃げ面が接合する鋭い刃として形成される。しかし、非常に僅かなわん曲部が、ドリルビットが不安定になるようにするチップの使用中の損傷を回避するのを助けることがわかっている。
【００２３】
ドリルビットチップ１の外側部分は中央部分の各側に、チップの前側及び後側の表面２３の間に形成された切削刃２１を、切削刃２１の後方に延びる一連の傾斜した平面部２５と共に、具備している。これらの平面部はシャフトの軸線に直角な平面に対し３５°と４０°の間の角度で切削刃２１の後方に延びている。切削刃は段部が形成される。これらの段部は連続して平面部２５の各々に接合する多数の下降部分を具備している。さらに、切削刃２１は僅かなわん曲部が設けられそれにより使用中に切削刃２１に生じる破滅的な損傷を回避するようにしている。
【００２４】
前側及び後側の裏面２３の各々はドリルビットの回転方向（図３で見た時Ａ方向）に引込み面を形成し、切削刃２１の各々がこれらの引込み面２３から後側に設けられている。これは図４と５に明らかであり、切削刃２１はその後方に延びる一連の傾斜した平面部２５の間に形成されまた前方に傾斜した表面が切削刃２１の前方に延び逃げ面１９ａ，１７ａとそれぞれ実質的同一平面上にある（図４）。
【００２５】
段部の数はドリルビットの直径に関係している。大きなドリルビット（図１から５の実施態様におけるような）は典型的には小さな直径のドリルビット（図６の実施態様におけるような）よりも多くの段部を有している。切削刃２１の外側部分の間の傾斜した角度はシャフトの平面上で約５０°と１３０°の間とすることができる。段部の数はまたドリルビットが打ち込みサイクルの間に動く距離に関係する。好ましくは、各段付き部分の高さは穴あけ軸線の方向で、ドリルビットが打ち込みサイクルの間に移動する距離の少なくとも３倍である。
【００２６】
ドリルビットチップの外側面２７は切削刃２１から内方にテーパーがつけられている。この構造は、ドリルビットの汚損をなくし、またドリルビットチップが被加工物に正確できれいに切削された穴をつくり出すことができるようにする。同様に、中央部分と段部の各々は先行面１７ａ，１９ａから離れるよう内側に向ってテーパーがつけられる。典型的にはテーパーの角度は８°と１２°の間とすることができ、そして好ましくは図３に示されるように８°である。
【００２７】
使用時、穴あけが上記したように始まると、ドリルビットチップの外側部分が穴の残り部分を切削するよう作用する。しかし、ドリルビットチップの外側部分の段部はこの外側部分が限られた範囲で切削刃２１の全体に沿ったチゼルとして作動することができることを意味する。この２つの作用の穴あけ工程は被加工物にきちんとした正確な穴をつくり出す。また、段付き構造による切削刃の方向の変更、すなわち切削刃の中断は減少された切削力をもたらす。さらに切削刃の中断された特性に起因する棒（強化コンクリートにおける）からの金属の切片は全て削り屑の長さとしてよりもむしろ小さな破片として形成され、これらの破片はらせん状に捩られた鋼のウエブに沿って穴あけ場所から離れるよう容易に移送される。
【００２８】
切削刃の段付き構造は強化コンクリートの棒に突き当たった時のドリルチップの切削性能を向上させる作用をするが、その理由は標準の石工用ドリルチップに比べてチップの小さな区域（１つの段部）が棒と係合し、棒と接触する切削刃の単位面積当りに大きな力を生じ棒をさらに容易に切削できるようにするからである。
【００２９】
本発明のドリルビットチップの第２の実施態様が図６に示されている。この実施態様は前の実施態様よりも小さな直径のドリルビットに適している。図示のように前の実施態様におけるよりも少ない段付き部分が設けられている。
【００３０】
ドリルビットチップ１０１の外側部分は中央部分の各側に、チップの前後の表面１２３の間に形成された切削刃１２１と、切削刃１２１の後方に延びる一連の傾斜した平面部１２５とを具備している。平面部はシャフトの軸線に直角な平面に対し３５°と４０°の間の角度で切削刃２１の後方に延びている。切削刃には段部が形成される。これら段部は連続した平面部１２５の各々に接合する多数の下降部分を具備している。
【００３１】
最も内側の段部の間に中央チゼルエッジ１１５が設けられ、チゼルエッジ１１５はこれから離れるよう傾斜した２対の逃げ面（１１７ａ，１１９ｂが図示され、１１７ｂ，１１９ａは図示されていない）によって区画形成されている。各対の一方の逃げ面１１７ｂ，１１９ｂはドリルビットの軸線に直角の平面に対し３０°と４０°の間で傾斜している。各対の他方の逃げ面１１７ａ，１１９ａはドリルビットの軸線に直角な平面に対し５０°と６０°の間で傾斜している。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明において用いるドリルビットチップの斜面図である。
【図２】図１のドリルビットチップの側面図である。
【図３】図１のドリルビットチップの平面図である。
【図４】図１のドリルビットチップの第１の端面図である。
【図５】図１のドリルビットチップの第２の端面図である。
【図６】本発明において用いるドリルビットチップの第２の実施態様の斜面図である。
【図７】石工用ドリルビットの前面図である。
【符号の説明】
１…ドリルビットチップ
２…シャフトの一端
３…シャフト
７…シャンク
９…ウエブ
１１…中央部分
１３…外側部分
１５…チゼルエッジ
１７ａ，１７ｂ，１９ａ，１９ｂ…逃げ面
２１…切削刃
２３…前後の表面（引込み面）
２５…平面部
２７…外側面
１０１…ドリルビットチップ
１１５…チゼルエッジ
１１７ａ，１１９ｂ…逃げ面
１２１…切削刃
１２５…平面部
【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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