JP4856766B2 - コアドリル - Google Patents

Description

本発明は、木材、樹脂系材、金属材、あるいはこれらの複合材等の被穿孔物に対して、比較的大口径の穴明けをするのに用いるコアドリルに関するものであり、特に、充電式の可搬電動ドリル用として好適な、コアドリルに関するものである。

従来より、被穿孔物に対して比較的大口径孔の穴明けをするのにコアドリルが使用されている。かかるコアドリルは、円筒状のコア体と、その上方に、駆動軸に配置されたチャックに取着するためのシャンク部と、該コア体の先端周縁部に相互に間隔をおいて配設される切削チップとを具備する。そして、前記コア体の切削チップが取着されている部分の回転方向前方には、切削屑をコアドリルの基端側に排出するためのギャレットが形成されている。また、前記コア体の前記ギャレットの基端方には、切削屑を基端方に送るための螺旋状（あるいは傾斜状）の排出溝が設けられている。
また、前記構成に加えて、穿設位置を決定し易くするため、先端がコア体先端より先端方に突出したセンタードリルがコア体の中心に配設されているものもある。

前述した如き構成を具備することによって、木材、樹脂系材、金属材、あるいはこれらの複合材等で構成された被穿孔物、例えば、システムキッチンの上面等に対して、前記切削チップの回転軌跡と同じだけの環状の溝を奥方へ穿設してゆくことによって、コアドリルの外径に略等しい大径の穴を、効率的に穿設することが可能となっている（特許文献１参照）。

前述のように穿設された後のコアドリルのコア体の内方には、円柱状の廃材が挿入された状態で残ることになる。

特開平１０−１００００９号公報。

ところで、近年、電気のコンセントから電源コードを延長する必要がないことから、充電式（充電電池内蔵式）の可搬型電動ドリルが多用されつつある。特に、前記電源がない建築現場等で穴明け作業をすることが多い現場作業者等は、かかる充電式の電動ドリルを多用している。

しかしながら、前記充電式の電動ドリルの場合には、電気コンセントから電源コードを介して電気が供給される「コード式の電動ドリル」に比べて、回転トルクが低く、また、電池容量に起因して穿孔作業時間が制限されるという、不都合がある。

本発明は、このような状況下においてなされたもので、穿設に際して回転トルクが低い充電式の電動ドリルを使用した場合にも、十分に穴明けをすることが可能で、且つ、電池の消耗も少なくて済むようなコアドリルを提供することを目的とする。

本発明にかかるコアドリルは、円筒状のコア体の先端開口周縁部に、該コア体の内外両周面から径方向に各突出するように切削チップを相互に離間させて取着し、被穿孔物に対し環状溝を削成して穴明けをおこなう充電式可搬電動ドリル用に適したコアドリルにおいて、
コア体の肉厚を切削回転トルクに耐え得る限度程度の薄肉に設定するとともに、該コア体の先端部外周面を、先端にゆくにしたがって内周面側へ近づくように、テーパ面に形成し、
前記コア体の先端開口周縁部に、先端方に開口し基端方に延設された前記切削チップ埋設用の凹部を形成するとともに、該凹部の回転方向前方に隣接する部分を内径方に屈曲させ、
前記切削チップを、回転方向における前端が、その径方向における内径部分が回転方向前方に突出し、且つ、該径方向における外径部分が回転方向後方に後退した形態の、底面視において段部を有するように構成するとともに、
回転方向における後端が、その径方向における内径部分が回転方向前方に位置し、且つ、該径方向における外径部分が回転方向後方に後退した形態の、底面視において段部を有するように構成し、
前記切削チップの回転方向前端の内径部分に、前記切削チップ埋設用の凹部の回転方向前端が接触するように、且つ、該切削チップの回転方向後端の前記外径部分と内径部分とを接続する接続面が、前記切削チップ埋設用凹部の回転方向後方に隣接する外周面に接触するように、該切削チップが該コア体に取着されていることを特徴とする。

前記構成を有する本発明にかかるコアドリルによると、穿設に際して、コアドリルの切削部分の回転軌跡の面積が少ないことから、必要とする回転トルクが低くて済み、且つ、該切削部分の回転軌跡を穿孔深さ分だけ積算した穿設体積（切削体積）も少ないことから、消費電力も少なくて済む。
特に、前述のように、切削チップの回転方向前方に所謂ギャレットを形成していないことに起因して、底面視において、コアドリルの先端が切削チップを間に介して完全にリング状に接続された形態を有しているため、穿設に必要な剛性の点からも、前記コア体の肉厚を薄くすることができる。
しかも、前述のようにギャレットがないにも拘らず、コア体の先端部において該コア体と切削チップの接続部分が前述のように構成されていることから、前記切削チップで切削した切削屑は、殆どコア体の外周面側に効率良く且つスムーズに排出されることが可能となっている。
また、前述のように、切削チップが、その回転方向前端で内径部分と外径部分に各段部を形成するように、径方向において２つに分割されているため、切削屑もその幅方向において分割されることから該切削屑を小さくすることができる。特に、剛性の高い金属製の切削屑の幅も小さくすることができ、この結果、前述のように回転軌跡の面積を小さくしても、コアドリルの外周面と穿孔穴の内周面との間に形成される隙間から、切削屑を、スムーズに排出することが可能となる。
さらに、前記切削チップはコア体に対して、前述のように、切削チップの回転方向後端において前記内径部分と外径部分とを接続する接続面においても、ろう付け溶接等によってコア体側に取着されるため、コア体の肉厚を薄くしたにもかかわず、且つ前述のようにコア体の先端部外周面を、先端にゆくにしたがって内周面側へ近づくようにテーパ面に形成したにもかかわらず、該切削チップをコア体側に強固に取着することができる。

また、前記コアドリルにおいて、前記コア体の先端が、前記テーパ面である外周面が内周面に近接して該先端で細幅の線状になった尖った形態を有していると、切削屑を効率良く基端側に排出することができる。

また、前記コアドリルにおいて、前記切削チップの前端の段部と後端の段部とにより、該切削チップが底面視において内径部分が外径部分に比べて回転方向前方に突出した階段状に形成され、該内径部分が前記切削チップ埋設用の凹部に嵌り込むような状態で、該切削チップがコア体側に取着されていると、前記ろう付け等の取着以外にも物理的な係合構造が得られることから、該切削チップをコア体により強固に取着することが可能となる。

また、前記切削チップの前記接続面が、前記コア体のテーパ面に沿うように、先端にゆくにしたがって、内径側に徐々に突出した形態になっていると、切削チップとコア体との取着面積を増加させることができる点で、また、これらの取着面に作用する応力の方向を分散させることができる点で好ましい構成となる。

また、前記切削チップの回転方向前端に位置する内径部分と外径部分の各前端面が、外径側が内径側に比べて回転方向後方に位置するように、直径方向に対して傾斜していると、切削屑を前記コア体の外周面へ有効に排出することが可能な構成となる。

また、前記切削チップとしては、超硬チップを使用することが好ましい構成となる。

前述のように構成されたコアドリルによると、コアドリルの切削部分の回転軌跡の面積が小さいことから、穿孔に際して切削抵抗を減らすことができ、従って、回転トルクの低い充電式電動ドリルによっても、容易に大口径の穴を容易に穿設することができる。
また、前記穿設に際して全体の切削体積を削減できることから、穴明け全体に要する加工量（切削量）が少なくなり、穿孔に必要な電力を削減することができる。このため、同じ電池容量の充電式電動ドリルでもって、より多数の穴を穿設をすることが可能となる。

本発明の実施例にかかるコアドリルの構成を示す全体側面図である。 図１に示すコアドリルの底面図である。 図１に示すコアドリルの先端部分に形成された、切削チップ埋設用の凹部とその近傍の形態を示す部分拡大側面図である。 図３に示す凹部とその近傍の形態を示す底面方向から見た図である。 図１に示すコアドリルの先端部分の凹部に配置された切削チップの配設状態を示す部分拡大側面図である。 図５に示す切削チップの配設状態を示す底面方向から見た図である。 コア体の下端の屈曲状態を示す図６のVII−VII矢視拡大図である。 コア体の下端の形態を示す図６のVII−VII矢視図である。 切削チップを埋設したコア体の先端部分を斜め先端方向から見た斜視図である。 コア体の凹部後方に隣接する外周面と切削チップ後半部の内周面に形成された接続面の形態を示す図６のＸ−Ｘ矢視拡大図である。

［実施例］
以下、本発明の実施例を図面に基づいて説明する。

図１は本発明の実施例を示すコアドリルの全体側面図、図２は図１に示すコアドリルの底面図、図５は図１に示すコアドリルの先端部分に配置された切削チップの配設状態を示す部分拡大側面図、図６は図５に示す切削チップの配設状態を示す底面方向から見た図である。

図１において、Ａはコアドリルで、該コアドリルＡは基端部に電動ドリルに取着するシャンク部１を有し、その先端方に円筒状のコア体２を有する。

前記シャンク部１は、この実施形態では、所謂充電式電動ドリルのドリル取着穴に係合するように六角柱状に形成されているシャンク軸１Ａと、その先端方に設けられたベース部１Ｂとを有する。前記ベース部１Ｂには、穿設に際して位置決めをおこなうセンタードリル１０の基端部１０Ｂをねじ止めにより取着する取着穴１ｈと、前記コア体２の基端を取着するコア体取着部１ｂとを備えている。

そして、前記コア体２の先端２ｔは先端方に向かって開口しており、該コア体２の先端部外周面２Ａは先端にゆくにしたがって徐々に肉薄になり先端で略尖ったテーパ面で構成されている。また、このコア体２の先端開口周縁部には、図３，図４に図示するように、先端方に開口し基端方に延設された切削チップ埋設用の凹部２Ｂが、周方向（回転方向）に相互に離間して、複数箇所に設けられている。前記凹部２Ｂの数は、穿設能力や耐久性の点などから適当な数だけ設けられればよい。本実施例の場合には、前記凹部２Ｂは回転方向（周方向）に５箇所設けられている。しかし、コアドリルＡがより大径の場合には、より多くの数、例えば５箇所以上、設けても良いことは言うまでもない。
また、図４あるいは図７に拡大して図示するように、前記凹部２Ｂの回転方向前方に隣接する部分２ｂとなるコア体２の壁は、内径方に屈曲（湾曲）している。

そして、前記凹部２Ｂには、図１，図２あるいは図５，図６に図示するように切削チップ３が取着される。かかる切削チップ３としては、この実施例では超硬合金製のものが使用されているが、該超硬合金製のものに限定されるものではなく、他の材質のもの、例えば工具鋼製のものであってもよい。
そして、前記切削チップ３は、図６に図示するように、回転方向Ｒ（図６において反時計方向）における前端３Ａの径方向における内径部分３ａが、外径部分３ｂに比べて回転方向前方に突出して、つまり、該外径部分３ｂが内径部分３ａに対して回転方向後方に後退した形態の、底面視において段部を有するように構成されている。また、この切削チップ３の回転方向Ｒにおける後端３Ｂの径方向における内径部分３ｃが、回転方向前方に位置して、つまり、径方向における外径部分３ｄが内径部分３ｃに対して回転方向後方に位置するような形態に形成されて、底面視において段部を有する如く形態を有する。
そして、全体的には、図２あるいは図６に図示するように、前記切削チップ３の前端３Ａの段部と後端３Ｂの段部とにより、該切削チップ３が、底面視において前記内径部分３ａ，３ｃが外径部分３ｂ，３ｄに比べて、回転方向Ｒ前方へ突出した如き階段状に形成されている。
また、図１０に図示するように、この切削チップ３の前記後端３Ｂの内径部分３ｃと外径部分３ｄとを接続する接続面３ｆは、図４に示す前記コア体２のテーパ面を構成する外周面２ｆ（外周面２Ａの一部）に沿うように、先端部が先端にゆくに従って、内径側に徐々に突出した形態となっている。

そして、前記切削チップ３は、図５あるいは図６に図示するように、コア体２の前記凹部２Ｂに対して、該切削チップ３の回転方向Ｒ前端３Ａの内径部分３ａが、前記凹部２Ｂの回転方向前端２ａ（図３，図４，図６参照）に当接するように、且つ、該切削チップ３の回転方向Ｒ後端３Ｂの内径部分３ｃが、前記凹部２Ｂの回転方向後端２ｒ（図３，図４，図６参照）に当接するように、つまり該切削チップ３の内径部分が前記凹部２Ｂに嵌り込むように取着される（図４参照の実線と二点鎖線を参照）。かかる取着された状態において、該切削チップ３の回転方向Ｒ後端３Ｂの前記外径部分３ｄと内径部分３ｃとを接続する接続面３ｆ（図６参照）が、前記切削チップ埋設用凹部２Ｂの回転方向後方に隣接する外周面２ｆ（図３，図４参照）に接触するように、該切削チップ３が該コア体２に取着されている。
また、この切削チップ３は、図６に図示するように、前記コア体２に取着された状態において、前記回転方向前端３Ａの内径部分３ａ及び外径部分３ｂの前端面は、外径側が内径側に比べて回転方向後方に位置するような方向に傾斜角度αで傾斜している。なお、前記内径部分３ａの「傾斜角α」は、図６において省略されている。

前記切削チップ３は、図５，図６あるいは図９等に図示するように、前記凹部２Ｂに取着（嵌着）された状態で、且つろう付け溶接されることによって、強固に取着されている。前記溶接はろう付け溶接に限定されるものでなく、レーザー溶接等の他の溶接であっても、あるいは溶接以外の固着方法（例えば、接着剤等）によって取着されてもよい。また、この実施例では、図１あるいは図６に図示するように、この切削チップ３の外周面には、前半部と後半部の境目に段部３Ｄが軸方向に形成されて、後半部が前半部に比べて径方向内側に引っ込んだような形態に形成されている。しかし、かかる形態に限定されるものでなく、切削チップ３の外周面を、前記境目の段部を無くして、フラットな曲面で構成してもよい。

また、前記コア体２は、切削回転トルクに耐え得る限度の薄い肉厚になっている。この実施例では、図８に図示するように、例えば、外径３０ｍｍのコアドリルの場合に、０．８ｍｍの肉厚になっている。概ね、外径に対する肉厚の比（肉厚／外径の比）は、約０．０２６７となっている。また、外径が５０ｍｍのコアドリルの場合には、０．８ｍｍ〜０．９ｍｍの肉厚になっている。さらに、外径が１００ｍｍのコアドリルの場合には、０．９ｍｍ〜１．１ｍｍの肉厚になっている。かかる厚さ（あるいは肉厚／外径の比）は、従来のものに比べて概ね１５〜３０パーセント程度、厚さ的に薄くなっている。なお、この実施例では、前記切削チップ３の径方向の寸法（肉厚）は、２．２ｍｍのものが使用されている。この図８において、数値「０．８ｍｍ」，「１．１ｍｍ」等は、この実施例にかかるコアドリルＡの実際の寸法をミリ単位で表した数値である。
ところで、コア体２は、材質的には、強度と剛性の高い材質からなるスチールを用いることが好ましい。

しかして、前述のように構成された本実施例にかかるコアドリルＡによれば、木材、樹脂系材、金属材、あるいはこれらの複合材に対する穿設に際して、以下のように作用する。

前述のようにコア体２の肉厚が従来のコアドリルに比べて大幅に薄くなっていることから、穴明けに際して、切削部分の回転軌跡の面積が少なくなり、従って、回転切削トルクが大幅に小さくなる。このため、充電式電動ドリルによっても容易に、特に、低出力の充電式電動ドリルであっても容易に、所望の穴を穿設することができる。また、穴の穿設に際して、全体の穿設体積（切削体積）が大幅に減少することから、同じ電池容量の充電式電動ドリルであれば、より多数の穴を穿設することが可能となる。

また、前述のようにコア体２を肉薄に構成したにも拘らず、図２に図示するように、コアドリルＡの先端２ｔの開口部分が、切削チップ３が凹部２Ｂに取着（溶接）されることによって完全なリング状になっていることから、つまり、間に切りかかれた部分がない状態になっていることから、回転方向に対する剛性を高めることができて、切削時の回転切削トルクに対しても、コア体２が、変形することはなく、円筒状の形態を維持することが可能となっている。

しかも、前記完全なリング状にするために、通常切削チップ３の回転方向の前方に設けられるギャレットを無くしているが、
ａ）．前述のように、コア体２の先端部の外周面２Ａを先端にゆくにしたがって徐々に薄くし、先端２ｔで略尖ったテーパ面に形成しているため、
ｂ）．また、図６に図示され、前述した如き、前記切削チップ埋設用の凹部２Ｂの回転方向前方に隣接する部分２ｂのコア体２の壁を、内径方に屈曲させ該屈曲した端（回転方向Ｒにおける後端）を切削チップ３の先端の内径端と接触するよう取着しているため、
ｃ）．さらには、図６に図示するように、前記切削チップ３の回転方向前端３Ａの内径部分３ａ及び外径部分３ｂの前端面が、外径側で回転方向後方に位置するよう径方向に対して傾斜角αで傾斜しているため、
切削に際して発生する切り屑は、前記テーパ面を形成する外周面２Ａに沿って円滑に基端側に排出することが可能となっている。

さらに、前述のように、切削チップ３の先端３Ａが、外径部分３ｄと内径部分３ａとに分割されることにより、径方向（幅方向）に段部が形成されているため、金属材等を切削しても切り屑の幅が分割されて小さくなり、したがって、コア体２の外周面に特段排出溝等を設けなくとも、コア体２と穿設した穴の内周面との間の隙間から、円滑に排出することが可能となっている。

また、切削チップ３がコア体２に対して、前述のように面積的に大きな接触面積をもって接する状態でろう付け溶接等で取着されているため、コア体２の肉厚が薄くても、切削チップ３がコア体２から脱落するようなことはない。

ところで、本発明は、前記実施例に記載したコアドリルに限定されるものでなく、本発明の技術的思想を逸脱しない範囲において、種々変形した形態で、実施することができることはいうまでもない。

本発明にかかるコアドリルは、出力の低い充電式の電動ドリル等の電動ドリルの切削工具として使用することができる。

Ａ…コアドリル
２…コア体
２Ｂ…凹部
２ｆ…凹部の回転方向後方に隣接する外周面
３…切削チップ
３Ａ…回転方向における前端
３Ｂ…回転方向における後端
３ａ…回転方向前端の内径部分
３ｂ…回転方向前端の外径部分
３ｃ…回転方向後端の内径部分
３ｄ…回転方向後端の外径部分
３ｆ…切削チップの接続面

Claims (5)

1. 円筒状のコア体の先端開口周縁部に、該コア体の内外両周面から径方向に各突出するように切削チップを相互に離間させて取着し、被穿孔物に対し環状溝を削成して穴明けをおこなう充電式可搬電動ドリル用に適したコアドリルにおいて、
   コア体の肉厚を切削回転トルクに耐え得る限度程度の薄肉に設定するとともに、該コア体の先端部外周面を、先端にゆくにしたがって内周面側へ近づくように、テーパ面に形成し、
   前記コア体の先端開口周縁部に、先端方に開口し基端方に延設された前記切削チップ埋設用の凹部を形成するとともに、該凹部の回転方向前方に隣接する部分を内径方に屈曲させ、
   前記切削チップを、回転方向における前端が、その径方向における内径部分が回転方向前方に突出し、且つ、該径方向における外径部分が回転方向後方に後退した形態の、底面視において段部を有するように構成するとともに、
   回転方向における後端が、その径方向における内径部分が回転方向前方に位置し、且つ、該径方向における外径部分が回転方向後方に後退した形態の、底面視において段部を有するように構成し、
   前記切削チップの回転方向前端の内径部分に、前記切削チップ埋設用の凹部の回転方向前端が接触するように、且つ、該切削チップの回転方向後端の前記外径部分と内径部分とを接続する接続面が、前記切削チップ埋設用凹部の回転方向後方に隣接する外周面に接触するように、該切削チップが該コア体に取着されていることを特徴とするコアドリル。
2. 前記コア体の先端が、前記テーパ面である外周面が内周面に近接して該先端で細幅の線状になった尖った形態を有していることを特徴とする請求項１記載のコアドリル。
3. 前記切削チップの前端の段部と後端の段部とにより、該切削チップが底面視において内径部分が外径部分に比べて回転方向前方に突出した階段状に形成され、該内径部分が前記切削チップ埋設用の凹部に嵌り込むような状態で、該切削チップがコア体側に取着されていることを特徴とする請求項１又は２記載のコアドリル。
4. 前記切削チップの前記接続面が、前記コア体のテーパ面に沿うように、先端にゆくにしたがって、内径側に徐々に突出した形態になっていることを特徴とする請求項１又は２記載のコアドリル。
5. 底面視において、前記切削チップの、回転方向において前端に位置する内径部分と外径部分の各前端面が、外径側が内径側に比べて回転方向後方に位置するように、直径方向に対して傾斜していることを特徴とする請求項１又は２記載のコアドリル。

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