专利名称：钻头、钻孔用壁面保护构件及钻孔方法
技术领域：
本发明涉及在钻头主体的顶端安装有高硬度刀头而构成的钻头、在由该钻头钻孔时保护壁面的壁面保护构件、及使用钻头在壁体上钻孔的方法。
背景技术：
如图15、16所示，在混凝土以外的壁体上打孔的钻头是在钻头主体(杆)1的顶端上由钎焊等安装高硬度的刀头2而构成的，该刀头2由超硬合金等形成为宽度尺寸W大于钻头主体直径尺寸(最大直径部分的直径尺寸)D的板状。图15中的3是夹紧固定在钻头驱动套上的夹头部。
刀头2通常是在基板部4的顶端设置从钻头主体1的顶端突出而起切削作用的V字形的刃部5而成，并且在刃部5的V字形的顶端(切削点)5a位于钻头主体1的轴心X上的状态下安装在该主体1上。
在刃部5的两侧缘部上形成有侧刃6、7，该两侧刃6、7在刀头安装状态下均等地从主体外周相径向外侧突出。
以上的钻头结构例如在日本特开2005-279853号公报中有所记载。
如图17～图19所示，在这种以往的钻头上，在壁体A只能形成在全长上直径相同的直孔B。在图17～图19中。为了简化附图，把钻头主体1表示为简单的圆轴状。
因此，例如如图18所示，在进行钻成的孔B内插入锚固件7、使其扩开并固定，将固定螺栓8固定在孔B中的锚固件7上并安装器具或结构件的工程时，锚固件7相对于孔B的固定力未必充分，存在被安装物的安装状态不稳定的问题。
该问题不限于图示那样的所谓机械固定的工作方案，有时也采用在孔内填充合成树脂类的粘接材料来固定上述锚固件的化学固定的工作方案，希望能改进这点。
发明内容
因此，本发明的目的在于，提供能钻成能显著提高锚固件的固定力的孔的钻头、钻孔用壁面保护构件及钻孔方法。
根据本发明的一个方案，钻头具有钻头主体和安装在上述钻头主体顶端的高硬度的刀头，上述刀头的宽度尺寸大于上述钻头主体直径尺寸，上述刀头在刀头宽度方向的中心线相对于上述钻头主体的轴心向左右一侧偏离的偏心状态下被安装的。
图1是本发明的第1实施方式的钻头顶端的顶端部的侧视图。
图2是用于说明该钻头的偏心旋转状况的图。
图3是表示由该钻头进行的钻孔工序之1的图。
图4是表示钻孔工序之2的图。
图5是表示钻孔工序之3的图。
图6是表示钻孔完成状态的图。
图7是表示把锚固件固定在孔上、并安装了固定螺栓的状态的图。
图8是表示由本发明的第2实施方式的钻孔方法进行的钻孔工序之1的图。
图9是表示钻孔工序之2的图。
图10是表示钻孔完成状态的图。
图11是本发明的第3实施方式的钻头的顶端部的侧视图。
图12是该钻头的刀头的立体图。
图13是用于说明该钻头的钻孔状况的图。
图14是表示该钻孔完成状态的图。
图15是以往的钻头的立体图。
图16是该以往的钻头顶端部的放大图。
图17是表示以往的钻头的钻孔状况的图。
图18是表示把锚固件固定在孔上的状态的图。
图19是表示把固定螺栓安装在锚固件上的状态的图。
具体实施例方式
根据图1～图14说明本发明的实施方式。
第1实施方式(参照图1～图7)钻头的基本结构与图15～图19所示的以往的钻头相同。
即，该钻头是通过钎焊等在钻头主体11的顶端安装高硬度的刀头12而构成的，该刀头12由超硬合金等形成为宽度尺寸W大于钻头主体直径尺寸(最大直径部分的直径尺寸)D的板状。
另外，刀头12是在基板部13的顶端设有从钻头主体1的顶端突出并起切削作用的V字形的刃部14而成的，在该刃部14的两侧缘部形成有侧刃15、16。
在该钻头上，作为独立的结构，使刀头12在其中心线(通过刃部14的顶点、即切削点14a的直线)Y相对于钻头主体1的轴心X向左右一侧偏离的偏心状态下安装在主体1上。图中α表示该偏心量。
因此，该钻头在安装了刀头的状态下，两侧刃15、16以不同的尺寸从主体外周向径向外侧突出。
另外，已由发明人证实在例如钻机械固定用的孔时，如果用主体直径尺寸D＝16mm、刀头宽度尺寸W＝20mm的钻头，把偏心量α定为1.0mm～3.0mm左右，则锚固件的固定力是足够有效。
当作成这种钻头结构时，如图2所示，由于钻孔时刀头12进行偏心旋转，一边相对于主体11向径向外侧振动偏心量α一边进行旋转，因此由于该偏心旋转，可以钻成刀头宽度W以上的直径的孔。
下面，以实施于机械锚固件的工作方案为例说明这点的具体的作用和效果。在图2、4、5中，把钻头主体11简化成简单的圆轴状来表示。
首先，如图3所示，用以往的直钻头以比锚固件装入的深度稍短的长度在壁体A上切削出直的预钻孔C1。
接着，如图4所示，在预钻孔C1内插入该钻头，一边把刀头12压靠于预钻孔底面上一边使其旋转，进行二次切削。
在该二次切削时，由于图2所示的刀头12的偏心旋转，如图5所示，在预钻孔C1的底面上连续地钻成直径比预钻孔直径大的底孔C2，作为整体，如图6所示，钻成底部大的大底孔C。
在该情况下，如果使用本实施例所示的具有V字形的刃部14的刀头12，则由于刃部14的V字形的顶点(切削点)14a与孔底面点接触，偏心旋转的阻力变小，因此刀头容易偏心旋转。为此，可以自然且顺利地切削大底孔C、E。
而且，如图7所示，当把锚固件7插入该大底孔C并使其扩开时，锚固件7使其扩开成比预钻孔C1的直径大，压接在底孔的圆周面上而被固定。
因此，与图18所示那样在直的孔B内只由锚固件7与圆周面的压接力固紧该锚固件7时相比，可以提高锚固件7的固定力。
由此，如图7所示，当把固定螺栓8旋入锚固件7来安装器具或结构件时，能显著提高其安装状态的稳定性。
这点的作用效果不局限于上述机械固定的工作方案，在采用在孔内填充合成树脂类的粘接材料来固紧锚固件的化学固定的工作方案时，也能得到同样的效果。
第2实施方式(参照图8～图10)第2实施例表示钻大底孔的另一方法。钻头本身的结构与第1实施方式相同。
在第1实施例中，采用使钻头在预先切削成的预钻孔C1内旋转而形成底孔C2的工序，与此相反，在第2实施例中，如图8所示，在由该钻头直接切削出直孔E1之后，接着如图9所示，通过一边向径向外侧振动整个钻头(向上下或左右倾斜、或者划弧线那样地旋转)一边使其旋转，而如图10所示，采用了连续形成底孔E2的方法。
根据该方法，由于以比直孔E1大的直径钻成底孔E2，因此可以形成与第1实施例基本相同的大底孔E。
在该情况下，与第1实施方式相比较，由于在整个孔的圆周面上形成由刀头12的偏心旋转产生的凹凸(省略图示)，因此有利于提高锚固件的固定力。
第3实施方式(参照图11～图14)第3实施方式表示刀头12的另一种结构。
(I)在基板部13的顶端设置V字形的刃部14来构成刀头12，(II)在偏心状态下把该刀头12安装在钻头主体11上，(III)在从钻头主体向径向外侧突出的状态下把侧刃15、16设置在刃部14的两侧缘部上，(IV)该两侧刃15、16的突出量由于切削点14a的偏心而不同。
以上(I)、(II)、(III)、(IV)与第1实施例相同。
在第3实施例方式，把两侧刃15、16中的突出量大的侧刃16的高度尺寸h2设定成小于另一个侧刃15的高度尺寸h1(例如大致是其一半)。下面，按着高度尺寸的大小，将侧刃15称为大侧刃，将侧刃16称为小侧刃。
发明者已证实当采用这种结构时，如图13、图14所示，由于小侧刃较深地切削入孔周面内，因此在孔周面上形成明显的凹凸。因此，可以进一步提高锚固件的固紧力。
在该情况下，发明者还确认到如图所示，通过把小侧刃16的下侧根部，即支承负荷的部分16a形成为圆弧状，就可以提高小侧刃16的负荷支承力，可以尽量防止其破损。
另外，在本实施例中，采用这样方法预先以动配合配合的状态把带头筒状的钻孔用壁面保护构件17嵌套在钻头主体11上；在已由钻头某种程度地切削出了孔E的阶段，把该保护构件17插入到孔开口部中，在用头部17a覆盖开口缘部的状态下继续进行切削。
保护构件17由铁、铝等金属、或者硬质塑料形成，将其轴部的外径尺寸设定成与要进行切削的孔E的直径大致相等。
这样，对于切削孔时的钻头的振动(特别是在第2实施方式的方法中由于切削底孔E2的钻头的人为的振动)，由保护构件17的头部17a保护孔C、E(预钻孔C1或者直孔E1)的开口缘部，可以防止其损伤。因此，切削出的孔E的外观上的外形良好。
另外，本发明也可适用于使用刃部不是V字形而是平面、并在其中心设有突起状的切削点的刀头的钻头。这时，也可以得到基本上与上述实施方式相同的作用效果。
如上所述，本发明的钻头，具有钻头主体和安装在上述钻头主体的顶端的高硬度的刀头，上述刀头是宽度尺寸大于钻头主体直径尺寸，并以刀头宽度方向的中心线相对于上述钻头主体的轴心向左右单侧偏离的偏心状态被安装的。
另外，优选是上述刀头是在安装于钻头主体上的基板部的顶端上形成V字形且在其顶点上具有切削点的刃部，以上述切削点相对于钻头主体的轴心向左右一侧偏离的偏心状态把该刀头安装在钻头主体上。
另外，优选是在刀头的刃部的左右两侧缘部上使侧刃从钻头主体的外周向径向外侧突出，同时在因切削点的偏心而使该突出量不同的状态下设置侧刃，使该左右两侧的侧刃中的上述突出量大的侧刃的高度尺寸小于另一侧的侧刃的高度尺寸。
另外，优选使高度尺寸小的侧刃的下侧根部形成圆弧状。
本发明的钻孔用壁面保护构件具有筒状部和头部，上述筒状部用于以动配合状态嵌套在上述钻头的外周上，上述头部用于覆盖被钻头切削出的孔的开口缘部。
本发明的钻孔方法是在壁体上切削了直的预钻孔之后，用上述的钻头切削该预钻孔的底面，由此形成孔底扩大了的大底孔的方法。
本发明的另一种钻孔方法是在由上述钻头在壁体上切削了所希望的深度的直孔之后，继续一边向径向外侧振动整个钻头一边进行切削，由此形成孔底扩大了的大底孔的方法。
在上述钻孔方法中，优选是以动配合状态把带头筒状的钻孔用壁面保护构件嵌套在钻头上，以用该保护构件的头部覆盖被钻头切削出的孔的开口缘部的状态来切削大底孔。
采用本发明的钻头，由于在相对于钻头主体偏心状态下安装刀头，因此钻孔时刀头以该偏心量进行偏心旋转(相对于主体一边向外侧振动一边旋转)。
因此，当在预先打开的直的预钻孔内旋转该钻头时，可以钻成孔底扩大了的大底孔。
或者，在由该钻头切削出直孔之后，通过继续一边向径向外侧振动整个钻头一边进行切削，从而形成大直径的底孔，可以钻成同样的大底孔。
因此，在实施机械固定工作方案或者化学固定工作方案时，由于可以由上述大底孔牢固地固定锚固件，因此可以提高器具或结构件等的安装状态的稳定性。
另外，由于在整个孔的圆周面上形成了由刀头的偏心旋转产生的凹凸，因此有利于提高锚固件的固定力。
另外，在本发明中，对刀头形状没有特别的限制，使用具有V字形的刃部的刀头，通过以刃部的顶点、即切削点偏离主体轴心的状态下安装该刀头，可以使切削点与孔底面点接触，减少偏心旋转的阻力。因此，由于刀头容易进行偏心旋转，因此可以自然地顺利地切削大底孔。
另外，由发明者证实了在刀头的左右两侧设置侧刃，把该两侧刃中的因切削点偏心而从钻头主体突出的突出量大的侧刃的高度尺寸设定成比另一侧的侧刃的高度尺寸小时，由于该侧刃较深地切削入孔圆周面，因此明显地形成孔周面的凹凸。因此，采用本发明，可以进一步提高锚固件的固定力。
在该情况下，也确认到了通过使该高度尺寸小的侧刃的下侧根部、即支承负荷的部分形成为圆弧状，可以提高该侧刃的负荷支承力，可以尽量防止其破损。
另一方面，采用上述钻孔用壁面保护构件和钻孔方法，可以由保护构件的头部保护壁面的孔开口缘部免受切削孔时钻头的振动(特别是由于切削大底孔的人为的振动)的影响，可以防止其损伤。因此，切削出的孔的外观上的外形良好。
权利要求
1.一种钻头，其特征在于，该钻头具有钻头主体和安装在上述钻头主体的顶端的高硬度的刀头；上述刀头是宽度尺寸大于上述钻头主体直径尺寸，并且以刀头宽度方向的中心线相对于上述钻头主体的轴心向左右一侧偏离的偏心状态被安装的。
2.根据权利要求1所述的钻头，其特征在于，上述刀头在安装于上述钻头主体上的基板部的顶端形成有V字形且在其顶点具有切削点的刃部，并且以上述切削点相对于钻头主体的轴心向左右单侧偏离的偏心状态被安装在上述钻头主体上。
3.根据权利要求2所述的钻头，其特征在于，上述刀头在上述刃部的左右两侧缘部形成有侧刃，上述侧刃从上述钻头主体的外周向径向外侧突出，并且其突出量因切削点的偏心而不同；该左右两侧的侧刃中的、上述突出量大的侧刃的高度尺寸小于另一方侧刃的高度尺寸。
4.根据权利要求3所述的钻头，其特征在于，把高度尺寸小的侧刃的下侧根部形成为圆弧状。
5.一种钻孔用壁面保护构件，其特征在于，具有筒状部和头部，上述筒状部用于以动配合状态嵌套在权利要1～4中任一项所述的钻头的外周上，上述头部用于覆盖被钻头切削出的孔的开口缘部。
6.一种钻孔方法，其特征在于，在壁体上切削直的预钻孔之后，用权利要求1～4中任一项所述的钻头切削该预钻孔的底面，由此形成孔底扩大了的大底孔。
7.一种钻孔方法，其特征在于，在由权利要求1～4中任一项所述的钻头在壁体上切削所希望深度的直孔之后，接着一边向外周侧振动整个钻头一边进行切削，由此形成孔底扩大了的大底孔。
8.根据权利要求6所述的钻孔方法，其特征在于，以动配合的状态把带头筒状的钻孔用壁面保护构件嵌套在钻头上，以用该保护构件的头部覆盖被钻头切削出的孔的开口缘部的状态进行大底孔的切削。
9.根据权利要求7所述的钻孔方法，其特征在于，以动配合的状态把带头筒状的钻孔用壁面保护构件嵌套在钻头上，以用该保护构件的头部覆盖被钻头切削出的孔的开口缘部的状态进行大底孔的切削。
全文摘要
本发明提供一种钻头、钻孔用壁面保护构件及钻孔方法，该钻头由钻头主体和安装在该主体上的高硬度的刀头构成，该刀头是宽度尺寸大于主体直径且具有V字形的刃部，为了能在壁体上可以钻成孔底扩大了的大底孔，以设置于宽度方向中心上的切削点相对于钻头主体的轴心向左右一侧偏离的偏心状态被进行安装的。通过把该钻头插入预先打出的预钻孔内、并切削底面，从而形成大底孔，可以形成能显著提高锚固件的固定力的孔底扩大了的大底孔。
文档编号B23B35/00GK101041190SQ200710086930
公开日2007年9月26日 申请日期2007年3月22日 优先权日2006年3月22日
发明者畑茂 申请人:日本工程株式会社