JP2005349562A - ツール装置 - Google Patents

Abstract

【課題】洗浄孔付きの回転および打撃駆動ツール用に、丈夫であり、装置側に信頼性のある流体シールを有するツール装置を得る。
【解決手段】少なくとも軸線Ａに沿って部分的に打撃駆動される打撃ツール２であって、ツールのシャフト部分３に沿って少なくとも部分的に延在する洗浄孔４を有する該打撃ツールを直接打撃する打撃手段５を設け、また流体チャンネル７に流体連通して半径方向内方に開口する横孔８を有する洗浄ヘッド６を設けたツール装置において、洗浄ヘッド６には少なくとも１個の中空円筒体形状の案内面９を設け、案内面９を打撃ツール２の差し込み端部１０に適合する形状に構成し、またシール１１ａ，１１ｂにより流体密に移動可能に案内される打撃手段５を、装置側に開口する洗浄孔４を有する差し込み端部１０の装置側を流体密に包囲するようポット状に構成する。
【選択図】図１

Description

本発明は、採掘現場で使用する洗浄ヘッド付きのハンマードリルまたはチゼルハンマーのような少なくとも部分的に打撃動作するツール装置に関するものである。

掘削現場における爆破孔を明けるのに使用する１０ｋｇ以上もある重量の効率の高いハンマードリルもしくはチゼルハンマーは、少なくともツールのシャフト部分に沿って軸線方向に延在する洗浄孔を設け、この洗浄孔に水のような洗浄および冷却用の液状媒体を通過させ、この液状媒体は、ツール収容部またはツールのシャフト部分の洗浄開口領域を流体密に包囲する洗浄ヘッドを経て導入する。

掘削現場における爆破孔を明けるのに使用する回転と打撃によるツール装置であって、のハウジングに固定した洗浄ヘッド、および削岩ドリルの差し込み端部用に半径方向内方にツール装置に一体で、打撃を受けずに回転駆動される中空円筒体形状のツール収容部を設けたツール装置がある。（例えば、特許文献１参照。）
独国特許第１０１２７９８４号明細書

ツールの長いシャフト部分は、先端寄りに回転伝達溝を有する差し込み端部に至るまで軸線方向に延在して差し込み端部における装置側が閉鎖される洗浄孔を設け、この洗浄孔に水のような洗浄および冷却用液体媒体を流し、この場合、ハンドツール装置に一体の洗浄ヘッドにより、ツール収容部を経て横孔からツールのシャフト部分に液体媒体を導入する。装置側が開口してるツール収容部に対して、ツールシャフト部分における横孔のツール側に必要なシールは、差し込み端部の外面の品質によってシール性が左右され、このことは、過酷な掘削現場での操業では問題があり、ツール装置の寿命に限界を生ずる。さらに、横孔は、軸線方向打撃でツールのシャフト部分に加わる大きな応力により破壊が予想される部位であり、ツールの寿命に限界を生ずるものである。

また、ツール装置に一体である打撃ツール収容部を有し、このツール収容部にツールを案内し、回転および打撃を伝達するポット状のチャックを設け、このチャックによって、軸線方向打撃を空気力によって生ずる打撃機構をシールするものがある。（例えば、特許文献２参照。）
独国特許第３６１０６８０号明細書

さらにまた、打撃駆動する中空シリンダ形状のツール収容部におけるリング状打撃端面をツールの差し込み端部のリング状フランジに当接させることにより打撃伝達を行うものがある。（例えば、特許文献３参照。）
米国特許第４７１１６０９号明細書

本発明の目的は、洗浄孔付きの回転および打撃駆動ツール用に、丈夫であり、装置側に信頼性のある流体シールを有するツール装置を得るにある。

この目的を達成するため、本発明は、少なくとも軸線に沿って部分的に打撃駆動される打撃ツールであって、ツールのシャフト部分に沿って少なくとも部分的に延在する洗浄孔を有する該打撃ツールを直接打撃する打撃手段を設け、また流体チャンネルに流体連通して半径方向内方に開口する横孔を有する洗浄ヘッドを設けたツール装置において、前記洗浄ヘッドには少なくとも１個の中空円筒体形状の案内面を設け、この案内面を打撃ツールの差し込み端部に適合する形状に構成し、またシールにより流体密に移動可能に案内される打撃手段を、装置側に開口する洗浄孔を有する差し込み端部の装置側を流体密に包囲するようポット状に構成したことを特徴とする。

本発明によれば、打撃機構を直接案内する洗浄ヘッドと、流体密に移動可能に案内するポット状打撃手段とを組み合わせ、このポット状打撃手段によって差し込み端部の装置側端部を流体密に包囲したことによって、好適には、空気式の打撃機構の密封のための打撃手段のシールは十分となり、差し込み端部の万一のシール漏れも無視でき、装置側での流体漏れも自由に漏出することができる。

本発明の好適な実施例においては、洗浄ヘッドに、半径方向内方に同軸状に配置した軸受スリーブを設け、この軸受スリーブにより中空円筒体形状の案内面を設け、またこの軸受スリーブに横孔を貫通させる。この構成によれば、洗浄ヘッドの他の部分を磨耗の少ない滑りのよい軸受材料、例えば、ＲＧ７‐ブロンズ、もしくは、炭素繊維補強のポリアミドにより構成する。

好適な実施例においては、ポット状の打撃手段の中空シリンダにおける軸線方向長さを、この中空シリンダの外径よりも３倍以上の寸法とする。この構成によれば、打撃手段は、音響的インピーダンスの少ない音響的長さの本体により構成し、軸線方向の衝撃が、打撃ツールの長さに適合し、したがって、反射することなく伝播することができ、これにより、穿孔効率が最適化される。

好適な実施例においては、打撃手段をツール側に向かって軸線方向に洗浄ヘッド内に突入するまで延在させ、打撃手段と洗浄ヘッドとの間に洗浄シールを配置する。この構成によれば、横孔のツール側における漏出空間への流入が回避され、密封を実現できる。

好適な実施例においては、外部に開口する漏出開口を洗浄シールよりも装置側に位置させ、この漏出開口より装置側に漏出空間を設ける。この構成によれば、漏出空間に流入した漏出液体並びにツール交換の際に生ずる汚れをこの漏出空間から自由に流出させることができる。

好適な実施例においては、ポット状の前記打撃手段の内面に、軸線に沿って延在する水流溝を設ける。この構成によれば、差し込み端部の磨耗に関係なく、つねに、ポット状の打撃手段の内面と、打撃ツールの差し込み端部との間で、流れる洗浄流体に対する流れの抵抗を少なくすることができる。

好適な実施例においては、打撃手段を、この打撃手段の外側を同軸状に包囲する案内スリーブ内で少なくとも部分的に移動自在に配置する。この構成によれば、打撃機構ハウジングを、例えば、スチールのような剛性が高く磨耗の少ない材料で構成することができるようになる。

好適な実施例においては、案内スリーブを回転可能に構成する。この構成によれば、軸線方向の振動を生ずるツール装置に関して、案内スリーブによって打撃手段を回転打撃運動させるよう打撃機構ハウジングに対して相対回転させることができるようになる。

好適な実施例においては、打撃手段の打撃機構ハウジングに対するシールは、打撃手段と案内スリーブとの間に配置した細条シールもしくは蛇腹シールのような軸線方向移動許容シールと、案内スリーブと打撃機構ハウジングとの間に配置したジンマーリングのような回転許容シールとにより構成する。この構成によれば、使用寿命全体にわたり、信頼性の高いシール性が得られる。

好適な実施例においては、打撃手段に、好適には、軸線に沿って延在する回転伝達溝により構成した回転駆動手段を設け、前記案内スリーブに設けた回転伝達体を前記回転駆動手段に掛合させる。この構成によれば、打撃手段に対する回転モーメントの伝達を行うことができる。

打撃手段に、好適には、軸線に沿って延在する回転伝達ウェブにより構成した回転駆動手段を設け、差し込み端部の回転伝達溝を、前記回転駆動手段に適合する構成とする。この構成によれば、ツールに対する回転モーメント伝達を行うことができるようになる。

好適には、打撃手段のツール側端面を、円形リング状の打撃面として構成する。この構成によれば、打撃ツールの差し込み端部に設けたリング状フランジに対する軸線方向の打撃を生じ、差し込み端部の端面には常に、自由に水流が還流することができる。

好適には、打撃手段のツール側に対向するポット状底面を、ボール状の打撃面として構成する。この構成によれば、打撃ツールの端面に打撃が加わる際に、案内ミスなく中心打撃を生じ、良好な衝撃インパルス伝達を行うことができる。

次に、図面につき本発明の好適な実施例を説明する。

図１において部分的に示すツール装置１には、軸線Ａに沿って回転可能かつ打撃可能に駆動される打撃手段５を設け、この打撃手段５は、部分的に示す打撃ツール２を直接打撃し、この打撃ツール２のシャフト部分３に沿って洗浄孔４を設ける。さらに、ツール装置１には、流体チャンネル７に連通し半径方向内方に開口する複数個の横孔８を有する洗浄ヘッド６と、中空円筒状の案内面９を設け、この案内面９は、打撃ツール２の差し込み端部１０に適合するよう構成する。シール１１ａ，１１ｂによって流体密に移動可能に案内される打撃手段５は、ポット状に構成し、装置側に向かって開口する洗浄孔４を有する差し込み端部１０の装置側部分を流体密に包囲する。スチール製の洗浄ヘッド６の半径方向内側に同軸状に配置したブロンズ製の軸受スリーブ１２を設け、この軸受スリーブ１２に案内面を形成し、かつ横孔８を貫通させる。ポット状の打撃手段５の中空シリンダ１３の軸線方向長さＬは、外径Ｄの数倍の長さに対応する。打撃手段５は、ツール側端部に向かって軸線方向に洗浄ヘッド６の内部に突入するまで延在し、打撃手段５と洗浄ヘッド６との間に洗浄シール１４を設ける。洗浄ヘッド６には、洗浄シール１４よりも装置側に位置し、外部に開口する漏出開口１５に向かって配置した漏出空間１６を設ける。ポット状の打撃手段５の内面１７に、軸線Ａに沿って延在する水流溝１８を設ける。打撃手段５の装置側で、打撃手段５の外側に同軸状に包囲するスチール製の回転可能な案内スリーブ１９を、軸線方向に制限範囲内で移動可能に配置する。打撃手段５のシール１１ａ，１１ｂは、アルミニウム製の打撃機構ハウジング２０に対して、打撃手段５と案内スリーブ１９との間に配置した軸線方向振動を許容する細条形式のシール１１ａと、案内スリーブ１９と打撃機構ハウジング２０との間に配置したジンマーリングの形式の回転許容シール１１ｂとにより構成する。打撃手段５には、さらに、軸線Ａに沿って延在する回転伝達溝の形式の回転伝達手段２１を設け、この回転伝達手段２１には、案内スリーブ１９に設けた回転伝達体２２を掛合させる。打撃手段５には、さらに、軸線Ａに沿って延在する回転伝達ウェブの形式の回転伝達手段２３を設け、この回転伝達手段２３を差し込み端部に形成した回転伝達溝２４に掛合させる。打撃手段５のツール側の打撃端面２５を円形リングの形状に構成し、打撃ツール２の差し込み端部１０に配置した円形フランジ２６を打撃するようにする。

図２は、本発明の他の実施例の打撃手段５を示し、ポット状のツール側に対向する底面２７をボール状の打撃面２８として構成し、この打撃面２８が打撃ツール２の端面２９を打撃するようにする。

本発明ツール装置の第１実施例の部分縦断面図である。 本発明ツール装置の第２実施例の部分縦断面図である。

符号の説明

１ ツール装置
２ 打撃ツール
３ シャフト部分
４ 洗浄孔
５ 打撃手段
６ 洗浄ヘッド
７ 流体チャンネル
８ 横孔
９ 案内面
１０ 差し込み端部
１１ シール
１２ 軸受スリーブ
１３ 中空シリンダ
１４ 洗浄シール
１５ 漏出開口
１６ 漏出空間
１７ 内面
１８ 水流溝
１９ 案内スリーブ
２０ 打撃機構ハウジング
２１ 回転伝達手段
２２ 回転伝達体
２３ 転伝達手段
２４ 回転伝達溝
２５ 打撃端面
２６ 円形フランジ
２７ 底面
２８ 打撃面
２９ 端面

Claims (13)

1. 少なくとも軸線（Ａ）に沿って部分的に打撃駆動される打撃ツール（２）であって、ツールのシャフト部分（３）に沿って少なくとも部分的に延在する洗浄孔（４）を有する該打撃ツールを直接打撃する打撃手段（５）を設け、また流体チャンネル（７）に流体連通して半径方向内方に開口する横孔（８）を有する洗浄ヘッド（６）を設けたツール装置において、前記洗浄ヘッド（６）には少なくとも１個の中空円筒体形状の案内面（９）を設け、この案内面（９）を打撃ツール（２）の差し込み端部（１０）に適合する形状に構成し、またシール（１１ａ，１１ｂ）により流体密に移動可能に案内される打撃手段（５）を、装置側に開口する洗浄孔（４）を有する差し込み端部（１０）の装置側を流体密に包囲するようポット状に構成したことを特徴とするツール装置。
2. 前記洗浄ヘッド（６）には、半径方向内方に同軸状に配置した軸受スリーブ（１２）を設け、この軸受スリーブ（１２）により中空円筒体形状の案内面（９）を設け、またこの軸受スリーブ（１２）に横孔（８）を貫通させた請求項１記載のツール装置。
3. ポット状の打撃手段（５）の中空シリンダ（１３）における軸線方向長さ（Ｌ）を、この中空シリンダの外径（Ｄ）よりも３倍以上の寸法とした請求項１または２記載のツール装置。
4. 打撃手段（５）をツール側に向かって軸線方向に洗浄ヘッド（６）内に突入するまで延在させ、打撃手段（５）と洗浄ヘッド（６）との間に洗浄シール（１４）を配置した請求項１乃至３のうちのいずれか一項に記載のツール装置。
5. 外部に開口する漏出開口（１５）を洗浄シール（１４）よりも装置側に位置させ、この漏出開口（１５）より装置側に漏出空間（１６）を設けた請求項４記載のツール装置。
6. ポット状の前記打撃手段（５）の内面（１７）に、軸線（Ａ）に沿って延在する水流溝（１８）を設けた請求項１乃至５のうちのいずれか一項に記載のツール装置。
7. 前記打撃手段（５）を、この打撃手段の外側を同軸状に包囲する案内スリーブ（１９）内で少なくとも部分的に移動自在に配置した請求項１乃至６のうちのいずれか一項に記載のツール装置。
8. 前記案内スリーブ（１９）を回転可能にした請求項１記載のツール装置。
9. 打撃手段（５）の打撃機構ハウジング（２０）に対するシールは、打撃手段（５）と案内スリーブ（１９）との間に配置した軸線方向移動許容シール（１１ａ）と、案内スリーブ（１９）と打撃機構ハウジング（２０）との間に配置した回転許容シール（１１ｂ）とにより構成した請求項８記載のツール装置。
10. 打撃手段（５）に、好適には、軸線（Ａ）に沿って延在する回転伝達溝により構成した回転駆動手段（２１）を設け、前記案内スリーブ（１９）に設けた回転伝達体（２２）を前記回転駆動手段（２１）に掛合させた請求項１乃至９のうちのいずれか一項に記載のツール装置。
11. 打撃手段（５）に、好適には、軸線（Ａ）に沿って延在する回転伝達ウェブにより構成した回転駆動手段（２３）を設け、差し込み端部（１０）の回転伝達溝（２４）を、前記回転駆動手段（２３）に適合する構成とした請求項１乃至１０のうちのいずれか一項に記載のツール装置。
12. 前記打撃手段（５）のツール側端面を、円形リング状の打撃面（２５）として構成した請求項１乃至１１のうちのいずれか一項に記載のツール装置。
13. 前記打撃手段（５）のツール側に対向するポット状底面（２７）を、ボール状の打撃面（２８）として構成した請求項１乃至１１のうちのいずれか一項に記載のツール装置。

Images