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JP2001252810A - ドリル工具 - Google Patents

ドリル工具

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JP2001252810A
JP2001252810A JP2001038894A JP2001038894A JP2001252810A JP 2001252810 A JP2001252810 A JP 2001252810A JP 2001038894 A JP2001038894 A JP 2001038894A JP 2001038894 A JP2001038894 A JP 2001038894A JP 2001252810 A JP2001252810 A JP 2001252810A
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cutting edge
drill
hard metal
tool
drill tool
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JP2001038894A
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ハウプトマン ウド
Josef Starkmann
スタルクマン ヨゼフ
Karl-Heinz Hofmann
ホフマン カール−ハインツ
Tim Prols
プレルス ティム
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Hilti AG
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Hilti AG
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Publication date
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First worldwide family litigation filed litigation Critical https://patents.darts-ip.com/?family=7631114&utm_source=google_patent&utm_medium=platform_link&utm_campaign=public_patent_search&patent=JP2001252810(A) "Global patent litigation dataset” by Darts-ip is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 International License.
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    • B23B51/02—Twist drills
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23B—TURNING; BORING
    • B23B2222/00—Materials of tools or workpieces composed of metals, alloys or metal matrices
    • B23B2222/28—Details of hard metal, i.e. cemented carbide
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
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    • B23B—TURNING; BORING
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    • B23B2251/241—Cross sections of the diameter of the drill

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  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Processing Of Stones Or Stones Resemblance Materials (AREA)
  • Earth Drilling (AREA)
  • Drilling Tools (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【課題】 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。 【解決手段】 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の残りの部分の端面５にこの全体硬質
金属ヘッド４を固定したドリル工具において、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側面６を付加的に固定し、
この付加的固定は、側面６の一部にのみ行い、少なくと
も一体構成の切り刃３に関連して回転方向に圧力が加わ
るようにする。

Description

【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２００８
８２５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
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 カール−ハインツ ホフマン ドイツ国 86947 ヴァイル シュルシュ トラーセ 10 (72)発明者 ティム プレルス ドイツ国 80997 ミュンヘン グランダ ウエルシュトラーセ 63

Claims (10)

    【特許請求の範囲】
  1. 【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）の残りの部分の端面
    （５）にこの全体硬質金属ヘッド（４）を固定したドリ
    ル工具において、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
    方に延在する側面（６）を付加的に固定し、この付加的
    固定は、側面（６）の一部にのみ行い、少なくとも一体
    構成の切り刃（３）に関連して回転方向に圧力が加わる
    ようにしたことを特徴とするドリル工具。
  2. 【請求項２】 切り刃（３）の側面（６）の他の部分を
    露出させた請求項１記載のドリル工具。
  3. 【請求項３】 露出した側面（６）を、少なくとも一体
    の切り刃（３）に関連して回転方向に指向させた請求項
    ２記載のドリル工具。
  4. 【請求項４】 主切り刃（９）及び副切り刃（１１）よ
    りなる偶数の数の切り刃（３）を有するドリル工具
    （１）を、主切り刃（９）に関連して回転方向に圧力を
    受ける互いに合流する側面（６ａ；６ｂ）により固定す
    る請求項１乃至３のうちのいずれか一項に記載のドリル
    工具。
  5. 【請求項５】 回転方向に主切り刃（９）に先行する窪
    み（１４ｂ）を互いに合流する２個の露出する側面（６
    ｃ；６ｄ）によって構成し、他の２個の互いに合流する
    側面（６ａ；６ｂ）を差込み部（７）に固定した請求項
    ４記載のドリル工具。
  6. 【請求項６】 ４個のほぼ半径方向に延在する切り刃
    （３）を有する全体硬質金属ヘッド（４）の２個の直径
    方向に対向する内角面を露出するか又は前記差込み部
    （７）に固定した請求項５又は６記載のドリル工具。
  7. 【請求項７】 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４乃至６のうちのい
    ずれか一項に記載のドリル工具。
  8. 【請求項８】 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４乃至７のうちのいずれか一項に記載のドリル工具。
  9. 【請求項９】 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４乃至８のうちのいずれか一項に記載のドリル工
    具。
  10. 【請求項１０】 前記主切り刃（９）を主螺旋経路（１
    ０）に、また前記副切り刃（１１）を副螺旋経路（１
    ２）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９記載のドリル工具。
JP2001038894A 2000-02-16 2001-02-15 ドリル工具 Expired - Lifetime JP4716584B2 (ja)

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