JP3778673B2

JP3778673B2 - Drilling end mill and drilling equipment

Info

Publication number: JP3778673B2
Application number: JP28185397A
Authority: JP
Inventors: 治彦川崎; 秀明篠原; 淳久下沼; 正巳落合; 修司大平
Original assignee: Hitachi Construction Machinery Co Ltd; KYB Corp
Current assignee: Hitachi Construction Machinery Co Ltd; KYB Corp
Priority date: 1997-10-15
Filing date: 1997-10-15
Publication date: 2006-05-24
Anticipated expiration: 2017-10-15
Also published as: JPH11117222A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、道路その他の舗装面等を掘削する掘削用エンドミルおよび掘削装置の改良に関する。
【０００２】
【従来の技術】
道路工事や、上下水道管、電力管、通信管、ガス管などの埋設工事においては、既に舗装された地面を掘り返す工事が必要となることがある。このような工事で使用される掘削装置としては、例えば、本出願人による特願平８−２５８８９６号に提案がなされている。
【０００３】
図１０、図１１には、この掘削装置を示す。
【０００４】
図示されるように、この掘削装置では、パワーショベル等の油圧作業機本体１のアーム２先端のホルダ５に油圧モータ３が着脱可能に装着される。そして、この油圧モータ３のモータシャフト３Ａに、舗装面の掘削及び切削を行うエンドミル１０４が同軸的に取り付けられる。
【０００５】
アーム２は、互いに連結したアーム部２Ａ、２Ｂから構成され、複数の油圧シリンダ６Ａ、６Ｂ、６Ｃの伸縮動作により、任意の角度に屈曲するようになっている。また、油圧モータ３はホルダ５に対してフランジ部３Ｂに締結したボルト等により固定される一方、油圧シリンダ６Ａ、６Ｂ、６Ｃ等と共に、油圧作業機本体１に備えた図示しない油圧源からの作動油の供給を受け、エンドミル１０４を回転駆動する。なお、この油圧モータ３への作動油の供給は、図示しない制御弁により制御される。
【０００６】
エンドミル１０４は、モータシャフト３Ａに嵌合する図示されない結合軸部の下方に、エンドミル本体１０７を備える。そして、このエンドミル本体１０７の先端面（掘削面）１１１には２種類の掘削ビット１２１Ａ、１２１Ｂが、また外周側面（切削面）１１２にはビット列を形成した切削ビット１２２が、それぞれ備えられている。
【０００７】
このような構成により、舗装面の掘削（穿孔）作業をするときには、アーム２の操作により、エンドミル１０４を掘削作業をすべき舗装面に垂直にセットし、そのまま垂直方向に回転させつつ押し込めば、掘削ビット１２１Ａ、１２１Ｂにより掘削穴を掘ることができる。また、このエンドミル１０４を垂直に保持したまま、アーム２の操作で舗装面と平行に移動させれば、切削面１１２の切削ビット１２２により、所定の深さ及び幅をもって舗装面を切削または切断できる。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、このような掘削装置による掘削作業では、アーム２の操作でエンドミル１０４を舗装面に完全に垂直な方向に送り出し続けることは難しい。このため、この掘削装置では、図１２に示すように、エンドミル１０４は、略垂直に掘られた掘削穴１００に対して傾いてしまい、エンドミル本体１０７の外周側面１１２および切削ビット１２２が掘削穴１００の上端部付近の内周に接触する。
【０００９】
この結果、エンドミル１０４の回転に抵抗がかかってトルクロスが生じてしまうとともに、エンドミル本体１０７には曲げ力がかかり、エンドミル１０４の破損が早まってしまう。
【００１０】
また、外周側面１１２には、切削ビット１２２のビット列が外周方向に沿って断続的に設けられているので、このビット列による外周側面１１２の凹凸により、エンドミル１０４には回転に伴う振動が発生しやすく、このような振動は、掘削装置の操作性を悪化させる原因となってしまう。
【００１１】
一方、このような掘削工具の傾きが生じないように、掘削工具を舗装面に対して一定の角度を保って直線的に送り出す送り機構を備えた掘削装置および刃具として、例えば、図１３または図１４に示すようなものが知られいる。
【００１２】
このうち図１３に示したものは、コンクリート破砕機１３０に備えられるもので、先端面に刃具１３１を備えた回転穿孔機１３２は保持ブラケット１３３に固定される。この保持ブラケット１３３は、ハンドル１３４の操作による回転ネジ軸１３５の回転により、機体１３６内を回転ネジ軸１３５に沿って真っすぐに送り出される。これにより、回転穿孔機１３２は舗装面に対して一定の角度を保って直線的に送り出し続けられる。しかしながら、このような掘削装置では、回転穿孔機１３２を送り出すための保持ブラケット１３３や回転ネジ軸１３５等からなる複雑な送り機構が必要となり、上述のアーム操作式の掘削装置のような簡便さや自由度の高さは得られない。
【００１３】
また、図１４に示すように、円筒形のドリル本体１４１の先端に、環状の掘削刃具１４２を備えた、いわゆるコアドリル１４０を備えた掘削装置も知られている。しかしながら、この掘削装置においても、やはり図示されない送り機構が必要となる。さらに掘削作業後には、掘削穴１００の内側にコアドリル１４０の中空部に対応した掘削屑１０１（図に格子縞で示す）が残ってしまい、これを除去する必要があるので作業効率が低下してしまう。
【００１４】
本発明は、このような問題点に着目してなされたもので、油圧作業機のアーム先端に備えられたエンドミルにより掘削作業を行う掘削装置において、エンドミルに曲げ力がかからず、またエンドミルに不要な振動が生じないようにした掘削用エンドミルおよび掘削装置を提供することを目的とする。
【００１６】
【課題を解決するための手段】
第１の発明では、前記シャフト部の外周側面に少なくとも１本の切削ビット列を備えるとともに、この切削ビット列の高さは前記先端面外周よりもエンドミルの軸に対して外側に出ないように十分低くした。
【００１７】
第２の発明では、前記切削ビットの少なくとも１本は前記掘削方向の軸に平行に設けられる。
【００１８】
第３の発明では、前記切削ビットの少なくとも１本は前記掘削方向の軸を中心とする螺旋状に設けられる。
【００１９】
第４の発明では、前記先端面に開口するとともに、前記掘削方向の軸に対して所定の角度で傾斜し、前記シャフト部の側面に開口する排出通路を備えた。
【００２０】
第５の発明では、前記排出通路は前記掘削方向の軸上で前記掘削ビットに囲まれた間隙部に開口するとともに、前記排出通路の径をこの間隙部の径よりも大きくした。
【００２１】
第６の発明では、前記掘削ビットは前記掘削方向の軸上に位置決め用の頂点を備えた。
【００２２】
第７の発明では、基端側の結合軸部において駆動手段と結合し回転駆動されるとともに、先端面に掘削ビットを備えた掘削用エンドミルにおいて、前記結合軸部と前記先端面との間のシャフト部の軸方向の一部を柔軟性のある材料からなる継ぎ手とした。
【００２３】
第８の発明では、油圧駆動される油圧作業機本体と、この油圧作業機本体に設けられたアームと、このアームのホルダに着脱可能に装着される油圧モータと、油圧作業機本体の油圧源からの油圧を前記油圧モータに供給する手段とを備えるとともに、前記第１から第７の発明のいずれか一つの掘削用エンドミルを前記油圧モータを前記駆動手段として回転駆動する。
【００２４】
【発明の作用および効果】
第１の発明では、掘削用エンドミルは駆動手段により回転駆動され、先端面に備えられた掘削ビットにより掘削面を掘削して行くが、エンドミルのシャフト部は掘削ビットが設けられた先端面よりも小径であるので、シャフト部外周と掘削された掘削穴内周との間には十分な余裕があり、掘削作業中に掘削方向に対して掘削用エンドミルの中心軸が多少傾いてしまったとしても、シャフト部は掘削穴の端部や内周に接触することはない。
【００２５】
したがって、掘削用エンドミルの回転には、掘削穴との接触による抵抗が加わることはなく、トルクロスが生じることはない。また、掘削穴との接触によって掘削用エンドミルに曲げ力がかかってしまうこともなく、掘削用エンドミルの耐久性が向上する。また、掘削用エンドミルは、掘削穴との接触によって振動してしまうこともない。
【００２６】
第１から第３の発明では、シャフト部外周に設けられた切削ビット列は十分に低い高さとされているので、掘削用エンドミルが多少傾いたとしても掘削穴内周と接触することはなく、掘削作業に支承を与えることはない一方、エンドミルの傾斜角度がシャフト部外周と掘削穴内周との余裕を超えて大きくなってしまったときには、切削ビット列は掘削穴内周を削り、シャフト部には過大な力がかかることはない。
【００２７】
また第３の発明のように、切削ビット列を螺旋状に設ければ、切削ビットは掘削用エンドミルの外周方向に連続的に配置されるので、掘削穴内周面と接触したときでもその接触は断続的とならず、掘削用エンドミルに大きな振動が生じてしまうことはない。また、螺旋状の切削ビット列により切削屑を上方に弾き出すことができるので、切削屑の排出性が向上する。
【００２８】
第４、第５の発明では、掘削屑は掘削が進むにしたがって排出通路に送り込まれ、排出通路の内周面に当たって細かく粉砕され、シャフト部側面の開口から排出される。さらに掘削屑は、シャフト部に設けられた切削ビット列によりさらに細かく粉砕されてから、掘削穴の外部に排出される。したがって、本発明によれば、掘削屑は効率的に排出されるので、掘削作業の作業効率が高められる。
【００２９】
また第５の発明のように、排出通路の径を間隙部の径よりも大きくしておくと、掘削屑の排出性をより高めることができる。
【００３０】
第６の発明では、掘削作業開始時において、掘削用エンドミルは頂点により掘削面に対して水平方向に確実に位置決めされる。これにより、掘削ビットによる掘削開始時に舗装面から受ける反力によっても、エンドミルは左右に位置ずれすることはなく、作業効率が著しく向上する。
【００３１】
第７の発明では、掘削用エンドミルのシャフト部の一部は柔軟な継ぎ手となっているので、操作ミス等によりエンドミルを傾けてしまったときにも、エンドミルにかかる負荷は継ぎ手において吸収され、シャフト部、掘削ビット、切削ビット等の破損を防止できる。また、エンドミルのシャフト部は継ぎ手のところで折れ曲がって、この傾斜を吸収するので、エンドミルの継ぎ手より先の部分は、真っすぐに掘削方向を向き、そのまま掘削作業を続行することができる。さらに、掘削作業中にエンドミルに生じる振動は、継ぎ手において吸収され、掘削装置の他の構成部分に伝わらないため、掘削装置の操作性が向上する
【００３２】
第８の発明によれば、掘削用エンドミルを油圧作業機のアームで操作できるので、エンドミルは任意の姿勢並びに方向へ制御でき、自由度の高い掘削作業が行えるが、このアーム操作では、エンドミルを掘削方向に対して真っすぐに維持し続けることは難しい。ところが、本発明では、第１から第７の発明の掘削用エンドミルが用いられているので、エンドミルが掘削方向に対して傾いてしまったとしても、エンドミルのシャフト部は掘削穴と接触してしまうことはない。したがって、掘削用エンドミルの回転には、掘削穴との接触による抵抗が加わることはなく、トルクロスが生じることはない。また、掘削穴との接触によって掘削用エンドミルに曲げ力がかかってしまうこともなく、掘削用エンドミルの耐久性が向上する。また、掘削用エンドミルは、掘削穴との接触によって振動してしまうこともない。
【００３３】
【発明の実施の形態】
以下、添付図面に基づいて、本発明の実施の形態について説明する。
【００３４】
なお、以下の各実施の形態においては、掘削装置の全体構成は、例えば図１０に示すものと同様である。したがって、以下の説明においては、本発明の特徴となるエンドミルの構成を中心に説明する。
【００３５】
図１〜図３には、本発明の第１の実施の形態のエンドミル１０を示す。
【００３６】
図示されるように、略円柱形状のエンドミル１０は、基端側に結合軸部１１を備え、また、この結合軸部１１から一体に延び、掘削または切削用の刃具であるビットが取り付けられるエンドミル本体１２を備えている。エンドミル１０は、結合軸部１１において、油圧モータ３のモータシャフト３Ａに、スプラインまたはネジ等の締結手段によって一体に結合され、モータシャフト３Ａの回転がエンドミル１０に伝達されるようになっている。
【００３７】
エンドミル本体１２は、結合軸部１１側から一体に延び出した外径の小さなシャフト部１２Ａと、このシャフト部１２Ａからテーパ状に広がり、エンドミル１０の先端部となるテーパ部１２Ｂとから構成される。エンドミル１０の先端面は、このテーパ部１２Ｂのエンドミル軸と垂直な端面であり、この先端面に複数の掘削ビット１３が取り付けられている。
【００３８】
図２に示すように、掘削ビット１３は略扇形断面を備え、これらの掘削ビット１３の間は、エンドミル先端面の半径方向に延びる排出溝１４で隔てられている。なお、掘削ビット１３はこのような扇型断面のビットに限られるものではなく、任意の形状のビットを適宜使用することができる。
【００３９】
また、シャフト部１２Ａの外周側面には、エンドミル１０の軸方向に延びる複数の切削ビット列１５が設けられている。これらの切削ビット列１５は、例えば、ダイヤモンド粒子、超硬金属粒子等の高硬度材料からなる複数の切削ビットを溶着等の手段によりシャフト部１２Ａ外周に固設して形成される。
【００４０】
この切削ビット列１５の高さは十分低く、エンドミル先端面の外周よりも内側（エンドミルの軸側）に入るようにする。なお、図１、図２では、これらの各切削ビットの詳細な図示は省略し、切削ビット列１５の外形（配設位置）のみを示している。
【００４１】
つぎに作用を説明する。
【００４２】
舗装面を掘削するときには、まず、油圧シリンダ６Ａ、６Ｂ、６Ｃを伸縮させることでアーム２を操作し、エンドミル１０を所定の掘削場所に移動させる。続いて、舗装面に垂直にエンドミル１０をセットするとともに油圧モータ３により回転させ、そのまま鉛直方向に押し込むことにより、掘削ビット１３により掘削作業を実行する。
【００４３】
このようにして、掘削穴１００は略鉛直方向を掘削方向として掘り進められるが、図４に示すように、この掘削作業中にエンドミル１０が鉛直方向に対して傾いてしまうことがある。
【００４４】
ところが、本発明では、エンドミル本体１２の全長の大部分は、エンドミル先端面（テーパ部１２Ａの端面）よりも外径が小さいシャフト部１２Ａとなっているので、シャフト部１２Ａの外周と掘削穴１００の内周との間には十分な余裕がある。このため、エンドミル１０が多少傾いたとしても、シャフト部１２Ａは掘削穴１００の上端部側の内周に接触することはない。
【００４５】
したがって、エンドミル１０の回転には抵抗が加わることはなく、トルクロスが生じることはない。また、エンドミル本体１２に曲げ力がかかってしまうこともなく、エンドミル１０の耐久性が向上する。また、エンドミル１０は、掘削穴１００との断続的接触により振動してしまうこともない。
【００４６】
なお、シャフト部１２Ａ外周の切削ビット列１５は十分に低い高さとされているので、エンドミル１０が多少傾いたとしても掘削穴１００内周と接触することはない。一方、エンドミル１０の傾斜角度がシャフト部１２Ａの外周と掘削穴１００の内周との余裕を超えて大きくなってしまったときには、切削ビット列１５が、掘削穴１００内周を削るので、シャフト部１２Ａには過大な力がかからないようになっている。
【００４７】
図５には、本発明の第２の実施の形態を示す。
【００４８】
この実施の形態では、上記第１の実施の形態の基本構成に加えて、掘削屑を排出するための排出通路１６を備えている。この排出通路１６からは、複数の掘削ビット１３に囲まれたエンドミル１０の中心軸上の間隙部１７に残された削り残しが排出される。
【００４９】
さらに詳しく説明すると、排出通路１６は、間隙部１７の上方に、エンドミル１０の軸に対して所定の角度θで傾斜して延び出し、シャフト部１２Ａ側面に貫通して、広く開口している。これにより、掘削ビット１３の真ん中の間隙部１７に残された削り残しは、掘削が進むにしたがって排出通路１６に達する。そして、排出通路１６の内周面に当たって細かく粉砕され、下方の削り残しに押し出されるようにして、シャフト部１２Ａ側面の開口から排出される。このように排出された掘削屑は、シャフト部１２Ａに設けられた切削ビット列１５によりさらに細かく粉砕されてから、掘削穴１００の外部に排出される。なお、排出通路１６の径φＢを、間隙部１７の径φＡよりも大きくしておくと、掘削屑の排出性をより高めることができる。
【００５０】
このように本実施の形態では、掘削ビット１３の間に残された削り残しは、排出通路１６から自動的に排出されるので、削り残しの除去作業は不要となり、掘削作業の作業効率が高められる。
【００５１】
図６には、本発明の第３の実施の形態を示す。
【００５２】
図示されるように、この実施の形態では、上記第１または第２の実施の形態の基本構成における切削ビット列１５を、螺旋状の切削ビット列１８に置き換えている。
【００５３】
このように切削ビット列１８を螺旋状に配置することにより、たとえ切削ビット列１８が掘削穴１００内周面に接触したとしても、切削ビット列１８を構成する切削ビットはシャフト部１２Ａの外周に連続的に存在するので、この接触は断続的とはならず、エンドミル１０を振動させてしまうことはない。
【００５４】
また、図６に示すように、エンドミル１０の回転方向に向かう切削ビット列１８の側面が斜め上方を向くようにすれば、エンドミル１０の回転に伴い、切削屑は切削ビット列１８により上方に弾き出されるので、切削屑の排出性が高められる。
【００５５】
なお、切削ビット列１８は本実施の形態のように１本である必要はなく、複数の切削ビット列１８を設け、切削性および切削屑の排出性をさらに高めるようにしてもよい。
【００５６】
図７、図８には本発明の第４の実施の形態を示す。
【００５７】
図示されるように、この実施の形態では、上記第１の実施の形態の基本構成に対して、複数の掘削ビット１３を複数の掘削ビット２０に置き換えている。
【００５８】
これらの掘削ビット２０は、三角形断面の刃の鋭角部分を下方に向けて、エンドミル１０の先端面（テーパ部１２Ｂの端面）の半径方向に沿って配設される。なお、この実施の形態では、掘削ビット２０は４本であり、互いに９０度の間隔をもって配設されている。
【００５９】
さらに、これらの掘削ビット２０はエンドミル１０の中心軸に向かって所定の角度で傾斜し、全体として錐体を形成しており、エンドミル１０の中心軸上に頂点２１を形成している。これにより、エンドミル１０による掘削開始時に、頂点２１においてエンドミル１０の位置決めをすることができる。すなわち、掘削ビットと掘削面との接触が面接触である場合には、掘削開始時にエンドミル１０は位置が左右にずれやすいが、本実施の形態の掘削ビット２０は、掘削開始時に舗装面と頂点２１において点接触するので、エンドミル１０の位置決めは容易かつ確実に行え、作業効率が著しく向上する。
【００６０】
なお、この実施の形態では、テーパ部１２Ｂ外周側面には、掘削ビット２０の配置と互い違いとなるように、エンドミル１０の軸に沿った方向に延びる排出溝２２が形成され、これにより、掘削屑の排出性の向上が図られている。
【００６１】
また、上述したとおり、本実施の形態では掘削ビット２０は三角形断面のものを９０度の間隔で配設しているが、当然、本発明はこのような実施形態に限るものではなく、掘削ビット２０の刃形状として三角形断面以外の形状を用い、また、各掘削ビット２０間の間隔も９０度以外の角度とすることもできる。
【００６２】
図９には、本発明の第５の実施の形態を示す。
【００６３】
図示されるように、この実施の形態のエンドミル３０は、剛体からなるエンドミル本体３１の軸方向の一部が、例えばゴム等の柔軟性（弾性）を備えた材料からなる継ぎ手３２となっている。なお、エンドミル３０は、上記の各実施の形態と同様に、基端側の結合軸部３４において油圧モータ３のモータシャフト３Ａに取り付けられるものである。
【００６４】
このような構成により、油圧作業機本体１のアーム２によりエンドミル３０を操作するときに、操作ミス等によりエンドミル３０を傾けてしまい、エンドミル３０に大きな負荷がかかりそうになったとしても、この負荷は継ぎ手３２において吸収されるので、エンドミル本体３１や、エンドミル３０先端の掘削ビット３３や、エンドミル本体３１外周面に配設された図示されない切削ビット列等の破損を防止できる。
【００６５】
また、モータシャフト３Ａが掘削方向に対して傾いてしまったときでも、エンドミル３０は継ぎ手３２のところで折れ曲がって、この傾斜を吸収するので、エンドミル３０の継ぎ手３２より先の部分は掘削方向を向き、掘削穴に沿って真っすぐであり続けるので、そのまま掘削作業を続行することができる。
【００６６】
さらに、掘削作業中にエンドミル３０に生じる振動は、継ぎ手３２において吸収され、掘削装置の他の構成部分に伝わらないため、掘削装置の操作性は、エンドミル３０の振動によって低下してしまうことはない。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１の実施の形態のエンドミルを示す外形図である。
【図２】同じく図１のＡ−Ａ断面図である。
【図３】同じくシャフト部の展開図である。
【図４】同じく本発明の作用を示す説明図である。
【図５】本発明の第２の実施の形態のエンドミルを示す断面図である。
【図６】本発明の第３の実施の形態のシャフト部の展開図である。
【図７】本発明の第４の実施の形態のエンドミルを示す側面図である。
【図８】同じく底面図である。
【図９】本発明の第５の実施の形態のエンドミルを示す一部断面図である。
【図１０】掘削装置の全体構成を示す側面図である。
【図１１】従来のエンドミルを油圧モータに装着した様子を示す側面図である。
【図１２】従来例の問題点を示す説明図である。
【図１３】従来の掘削装置を示す断面図である。
【図１４】従来の掘削装置を示す断面図である。
【図１５】従来例の問題点を示す説明図である。
【符号の説明】
１油圧作業機本体
２アーム
３油圧モータ
３Ａモータシャフト
１０エンドミル
１１結合軸部
１２エンドミル本体
１２Ａシャフト部
１２Ｂテーパ部
１３掘削ビット
１４排出溝
１５切削ビット列
１６排出通路
１７間隙部
１８切削ビット列
２０掘削ビット
２１頂点
２２排出溝
３０エンドミル
３１エンドミル本体
３２継ぎ手
３３掘削ビット
３４結合軸部
１００掘削穴[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to an improvement of an end mill for excavation for excavating roads and other pavement surfaces, and an excavator.
[0002]
[Prior art]
In road construction and burial work such as water and sewage pipes, power pipes, communication pipes, and gas pipes, it may be necessary to dig up the already paved ground. As an excavator used in such construction, for example, Japanese Patent Application No. 8-258896 proposed by the present applicant has been proposed.
[0003]
10 and 11 show this excavator.
[0004]
As shown in the figure, in this excavator, a hydraulic motor 3 is detachably attached to a holder 5 at the tip of an arm 2 of a hydraulic working machine body 1 such as a power shovel. An end mill 104 that excavates and cuts the paved surface is coaxially attached to the motor shaft 3A of the hydraulic motor 3.
[0005]
The arm 2 includes arm portions 2A and 2B connected to each other, and is bent at an arbitrary angle by the expansion and contraction operations of the plurality of hydraulic cylinders 6A, 6B, and 6C. The hydraulic motor 3 is fixed to the holder 5 by bolts or the like fastened to the flange portion 3B. On the other hand, together with the hydraulic cylinders 6A, 6B, 6C, etc., the hydraulic motor 3 is operated from a hydraulic source (not shown) provided in the hydraulic working machine body 1. Upon receiving the oil supply, the end mill 104 is rotationally driven. The supply of hydraulic oil to the hydraulic motor 3 is controlled by a control valve (not shown).
[0006]
The end mill 104 includes an end mill main body 107 below a coupling shaft (not shown) that fits the motor shaft 3A. The end face (excavation surface) 111 of the end mill body 107 is provided with two types of excavation bits 121A and 121B, and the outer peripheral side surface (cutting surface) 112 is provided with a cutting bit 122 forming a bit string. .
[0007]
With such a configuration, when performing excavation (drilling) work on the pavement surface, if the end mill 104 is set vertically on the pavement surface to be excavated by operating the arm 2, and pushed in while rotating in the vertical direction as it is, A drilling hole can be dug with the drill bits 121A and 121B. Further, if the end mill 104 is held vertically and moved in parallel with the pavement surface by the operation of the arm 2, the pavement surface can be cut or cut with a predetermined depth and width by the cutting bit 122 of the cutting surface 112. .
[0008]
[Problems to be solved by the invention]
However, in such excavation work by the excavator, it is difficult to continue feeding the end mill 104 in a direction completely perpendicular to the pavement surface by operating the arm 2. For this reason, in this excavator, as shown in FIG. 12, the end mill 104 is inclined with respect to the excavation hole 100 that is dug substantially vertically, and the outer peripheral side surface 112 and the cutting bit 122 of the end mill body 107 are excavated hole 100. In contact with the inner periphery near the upper end of.
[0009]
As a result, resistance is applied to the rotation of the end mill 104 to cause torcross, and a bending force is applied to the end mill main body 107, so that the end mill 104 is quickly damaged.
[0010]
Further, since the bit string of the cutting bit 122 is intermittently provided on the outer peripheral side surface 112 along the outer peripheral direction, the end mill 104 is likely to generate vibration due to the rotation due to the unevenness of the outer peripheral side surface 112 by the bit string. Such vibrations cause the operability of the excavator to deteriorate.
[0011]
On the other hand, as an excavator and a cutting tool having a feed mechanism that linearly feeds the excavation tool while maintaining a certain angle with respect to the pavement surface so that the tilt of the excavation tool does not occur, for example, FIG. 13 or FIG. 14 is known.
[0012]
Among these, the one shown in FIG. 13 is provided in the concrete crusher 130, and the rotary drilling machine 132 provided with the cutting tool 131 on the tip surface is fixed to the holding bracket 133. The holding bracket 133 is fed straight along the rotary screw shaft 135 in the body 136 by the rotation of the rotary screw shaft 135 by the operation of the handle 134. As a result, the rotary perforator 132 is continuously fed out at a constant angle with respect to the pavement surface. However, such an excavator requires a complicated feed mechanism including a holding bracket 133 and a rotary screw shaft 135 for feeding the rotary drilling machine 132, and is simple and free like the above-described arm-operated excavator. The height of the degree is not obtained.
[0013]
As shown in FIG. 14, a drilling device including a so-called core drill 140 provided with an annular drilling tool 142 at the tip of a cylindrical drill main body 141 is also known. However, this excavator also requires a feed mechanism (not shown). Further, after the excavation work, the excavation waste 101 (indicated by checkered pattern in the figure) corresponding to the hollow portion of the core drill 140 remains inside the excavation hole 100, and it is necessary to remove this, so that the work efficiency is lowered. .
[0014]
The present invention has been made paying attention to such problems, and in an excavator that performs excavation work by an end mill provided at the tip of an arm of a hydraulic working machine, the end mill is not subjected to bending force, and the end mill An object of the present invention is to provide an end mill for excavation and an excavator that are free from unnecessary vibrations.
[0016]
[Means for Solving the Problems]
In the first aspect of the invention, at least one cutting bit row is provided on the outer peripheral side surface of the shaft portion, and the height of the cutting bit row is sufficiently lower than the outer periphery of the tip end surface so as not to protrude outward from the end mill shaft. did.
[0017]
In the second invention, at least one of the cutting bits is provided in parallel to the axis in the excavation direction .
[0018]
In a third aspect of the invention, at least one of the cutting bits is provided in a spiral shape with the axis in the excavation direction as the center.
[0019]
According to a fourth aspect of the present invention, there is provided a discharge passage that opens at the tip surface, is inclined at a predetermined angle with respect to the axis in the excavation direction , and opens at a side surface of the shaft portion.
[0020]
In the fifth aspect of the invention, the discharge passage opens into a gap surrounded by the excavation bit on the excavation direction axis , and the diameter of the discharge passage is made larger than the diameter of the gap.
[0021]
In a sixth aspect of the invention, the excavation bit has a positioning apex on the axis in the excavation direction .
[0022]
In the seventh invention, in the end mill for excavation, which is coupled to the driving means at the coupling shaft portion on the proximal end side and is rotationally driven, and which has a drilling bit on the distal end surface, between the coupling shaft portion and the distal end surface. A part of the shaft portion in the axial direction is a joint made of a flexible material.
[0023]
In an eighth aspect of the invention, a hydraulically operated hydraulic working machine main body, an arm provided on the hydraulic working machine main body, a hydraulic motor detachably attached to a holder of the arm, and a hydraulic power source of the hydraulic working machine main body Means for supplying hydraulic pressure from the hydraulic motor to the hydraulic motor, and the digging end mill according to any one of the first to seventh aspects of the invention is driven to rotate using the hydraulic motor as the driving means.
[0024]
Operation and effect of the invention
In the first invention, the end mill for excavation is rotationally driven by the driving means, and the excavation surface is excavated by the excavation bit provided on the front end surface, but the shaft portion of the end mill is more than the front end surface provided with the excavation bit. Because of the small diameter, there is a sufficient margin between the outer periphery of the shaft portion and the inner periphery of the excavated hole, and even if the central axis of the end mill for excavation is slightly inclined with respect to the excavation direction during excavation work, The shaft portion does not contact the end of the excavation hole or the inner periphery.
[0025]
Therefore, the rotation of the end mill for excavation is not subjected to resistance due to contact with the excavation hole, and no torcross is generated. Further, the bending force is not applied to the excavation end mill due to contact with the excavation hole, and the durability of the excavation end mill is improved. Further, the excavation end mill does not vibrate due to contact with the excavation hole.
[0026]
In the first to third inventions, the cutting bit row provided on the outer periphery of the shaft portion has a sufficiently low height, so even if the end mill for excavation is slightly inclined, it does not come into contact with the inner periphery of the excavation hole, and excavation work However, when the inclination angle of the end mill becomes larger than the margin between the outer periphery of the shaft and the inner periphery of the drilling hole, the cutting bit row cuts the inner periphery of the drilling hole and excessive force is applied to the shaft. Will not take.
[0027]
Further, as in the third aspect of the invention, if the cutting bit row is provided in a spiral shape, the cutting bit is continuously arranged in the outer peripheral direction of the end mill for excavation, so that the contact is intermittent even when contacting the inner peripheral surface of the excavation hole. There will be no significant vibration in the end mill for excavation. Moreover, since the cutting waste can be ejected upward by the spiral cutting bit string, the dischargeability of the cutting waste is improved.
[0028]
In the fourth and fifth inventions, the excavation waste is fed into the discharge passage as the excavation proceeds, hits the inner peripheral surface of the discharge passage, is finely pulverized, and is discharged from the opening on the side surface of the shaft portion. Further, the drilling waste is further finely pulverized by the cutting bit row provided in the shaft portion, and then discharged to the outside of the drilling hole. Therefore, according to the present invention, the excavation waste is efficiently discharged, so that the work efficiency of the excavation work is increased.
[0029]
Moreover, if the diameter of the discharge passage is made larger than the diameter of the gap portion as in the fifth invention, the excavation property of the excavation waste can be further improved.
[0030]
In the sixth invention, at the start of excavation work, the excavation end mill is reliably positioned in the horizontal direction with respect to the excavation surface by the apex. As a result, the end mill is not displaced from side to side due to the reaction force received from the pavement surface when starting excavation by the excavation bit, and the work efficiency is remarkably improved.
[0031]
In the seventh invention, since a part of the shaft portion of the end mill for excavation is a flexible joint, the load applied to the end mill is absorbed by the joint even when the end mill is tilted due to an operation error or the like. Can prevent damage to parts, drill bits, cutting bits, etc. Further, since the shaft portion of the end mill is bent at the joint and absorbs this inclination, the portion ahead of the end mill joint can be directly oriented in the excavation direction and the excavation work can be continued as it is. Further, vibration generated in the end mill during excavation work is absorbed by the joint and is not transmitted to other components of the excavator, so that the operability of the excavator is improved.
According to the eighth aspect of the invention, since the end mill for excavation can be operated with the arm of the hydraulic working machine, the end mill can be controlled in an arbitrary posture and direction, and excavation work with a high degree of freedom can be performed. It is difficult to keep it straight in the direction of excavation. However, in the present invention, since the end mill for excavation of the first to seventh inventions is used, even if the end mill is inclined with respect to the excavation direction, the shaft portion of the end mill comes into contact with the excavation hole. There is nothing. Therefore, the rotation of the end mill for excavation is not subjected to resistance due to contact with the excavation hole, and no torcross is generated. Further, the bending force is not applied to the excavation end mill due to contact with the excavation hole, and the durability of the excavation end mill is improved. Further, the excavation end mill does not vibrate due to contact with the excavation hole.
[0033]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the accompanying drawings.
[0034]
In the following embodiments, the overall configuration of the excavator is the same as that shown in FIG. 10, for example. Therefore, in the following description, it demonstrates centering on the structure of the end mill used as the characteristic of this invention.
[0035]
1 to 3 show an end mill 10 according to a first embodiment of the present invention.
[0036]
As shown in the drawing, the substantially cylindrical end mill 10 includes a coupling shaft portion 11 on the base end side, and extends integrally from the coupling shaft portion 11 to which a bit that is a cutting tool for excavation or cutting is attached. A main body 12 is provided. The end mill 10 is integrally coupled to the motor shaft 3A of the hydraulic motor 3 in the coupling shaft portion 11 by fastening means such as a spline or a screw, and the rotation of the motor shaft 3A is transmitted to the end mill 10.
[0037]
The end mill main body 12 includes a shaft portion 12A having a small outer diameter that integrally extends from the coupling shaft portion 11 side, and a taper portion 12B that extends from the shaft portion 12A in a tapered shape and serves as a tip portion of the end mill 10. . The end face of the end mill 10 is an end face perpendicular to the end mill axis of the tapered portion 12B, and a plurality of excavation bits 13 are attached to the end face.
[0038]
As shown in FIG. 2, the excavation bits 13 have a substantially sector cross section, and the excavation bits 13 are separated by discharge grooves 14 that extend in the radial direction of the end face of the end mill. The excavation bit 13 is not limited to such a fan-shaped cross-section bit, and an arbitrarily shaped bit can be used as appropriate.
[0039]
A plurality of cutting bit rows 15 extending in the axial direction of the end mill 10 are provided on the outer peripheral side surface of the shaft portion 12A. These cutting bit rows 15 are formed by, for example, fixing a plurality of cutting bits made of a high hardness material such as diamond particles or hard metal particles on the outer periphery of the shaft portion 12A by means such as welding.
[0040]
The height of the cutting bit row 15 is sufficiently low so as to be inside (on the end mill shaft side) the outer periphery of the end mill tip surface. 1 and 2, detailed illustration of these cutting bits is omitted, and only the outer shape (arrangement position) of the cutting bit row 15 is shown.
[0041]
Next, the operation will be described.
[0042]
When excavating the paved surface, first, the arm 2 is operated by expanding and contracting the hydraulic cylinders 6A, 6B, and 6C, and the end mill 10 is moved to a predetermined excavation location. Subsequently, the end mill 10 is set perpendicularly to the pavement surface, rotated by the hydraulic motor 3, and pushed in the vertical direction as it is, so that the excavation bit 13 performs excavation work.
[0043]
In this way, the excavation hole 100 is dug with the substantially vertical direction as the excavation direction. As shown in FIG. 4, the end mill 10 may be inclined with respect to the vertical direction during the excavation operation.
[0044]
However, in the present invention, most of the entire length of the end mill main body 12 is the shaft portion 12A having a smaller outer diameter than the end mill tip surface (end surface of the taper portion 12A). There is enough room between the inner circumference of For this reason, even if the end mill 10 is slightly inclined, the shaft portion 12A does not contact the inner periphery of the excavation hole 100 on the upper end side.
[0045]
Therefore, no resistance is applied to the rotation of the end mill 10 and no torcross is generated. Further, the end mill body 12 is not subjected to bending force, and the durability of the end mill 10 is improved. Further, the end mill 10 does not vibrate due to intermittent contact with the excavation hole 100.
[0046]
Since the cutting bit row 15 on the outer periphery of the shaft portion 12A has a sufficiently low height, even if the end mill 10 is slightly inclined, it does not come into contact with the inner periphery of the excavation hole 100. On the other hand, when the inclination angle of the end mill 10 becomes larger than the margin between the outer periphery of the shaft portion 12A and the inner periphery of the excavation hole 100, the cutting bit row 15 scrapes the inner periphery of the excavation hole 100. Is not overpowered.
[0047]
FIG. 5 shows a second embodiment of the present invention.
[0048]
In this embodiment, in addition to the basic configuration of the first embodiment, a discharge passage 16 for discharging drilling waste is provided. From this discharge passage 16, uncut residue left in the gap 17 on the central axis of the end mill 10 surrounded by the plurality of excavation bits 13 is discharged.
[0049]
More specifically, the discharge passage 16 extends above the gap portion 17 at a predetermined angle θ with respect to the axis of the end mill 10 and penetrates the side surface of the shaft portion 12A so as to be widely opened. Thereby, the uncut residue left in the middle gap portion 17 of the excavation bit 13 reaches the discharge passage 16 as excavation progresses. Then, it strikes the inner peripheral surface of the discharge passage 16 and is finely pulverized and discharged from the opening on the side surface of the shaft portion 12 </ b> A so as to be pushed out to the lower uncut material. The drilling waste discharged in this way is further finely pulverized by the cutting bit row 15 provided in the shaft portion 12 </ b> A and then discharged to the outside of the drilling hole 100. In addition, if the diameter φB of the discharge passage 16 is made larger than the diameter φA of the gap portion 17, the excavation property of the excavation waste can be further improved.
[0050]
As described above, in the present embodiment, the uncut residue left between the excavation bits 13 is automatically discharged from the discharge passage 16, so that the removal operation of the uncut residue becomes unnecessary, and the work efficiency of the excavation work is improved. It is done.
[0051]
FIG. 6 shows a third embodiment of the present invention.
[0052]
As illustrated, in this embodiment, the cutting bit string 15 in the basic configuration of the first or second embodiment is replaced with a helical cutting bit string 18.
[0053]
By arranging the cutting bit row 18 in this manner, even if the cutting bit row 18 comes into contact with the inner peripheral surface of the excavation hole 100, the cutting bits constituting the cutting bit row 18 are continuously formed on the outer periphery of the shaft portion 12A. Because it exists, this contact is not intermittent and does not vibrate the end mill 10.
[0054]
Further, as shown in FIG. 6, if the side surface of the cutting bit row 18 facing the rotation direction of the end mill 10 is directed obliquely upward, the cutting waste is ejected upward by the cutting bit row 18 as the end mill 10 rotates. , Cutting waste is improved.
[0055]
Note that the number of cutting bit rows 18 does not have to be one as in the present embodiment, and a plurality of cutting bit rows 18 may be provided to further improve the cutting performance and the dischargeability of cutting waste.
[0056]
7 and 8 show a fourth embodiment of the present invention.
[0057]
As shown in the figure, in this embodiment, a plurality of excavation bits 13 are replaced with a plurality of excavation bits 20 with respect to the basic configuration of the first embodiment.
[0058]
These excavation bits 20 are disposed along the radial direction of the distal end surface of the end mill 10 (the end surface of the tapered portion 12B) with the acute angle portion of the blade having a triangular cross section facing downward. In this embodiment, the number of excavation bits 20 is four, and they are arranged at intervals of 90 degrees.
[0059]
Further, these excavation bits 20 are inclined at a predetermined angle toward the central axis of the end mill 10 to form a cone as a whole, and a vertex 21 is formed on the central axis of the end mill 10. Thereby, the end mill 10 can be positioned at the apex 21 when the end mill 10 starts excavation. That is, when the contact between the excavation bit and the excavation surface is a surface contact, the position of the end mill 10 is easily shifted to the left and right at the start of excavation. However, the excavation bit 20 of the present embodiment has the pavement surface and the apex at the start of excavation. Since the point contact is made at 21, the end mill 10 can be positioned easily and reliably, and the working efficiency is remarkably improved.
[0060]
In this embodiment, a discharge groove 22 extending in the direction along the axis of the end mill 10 is formed on the outer peripheral side surface of the tapered portion 12B so as to be alternately arranged with the excavation bit 20. Emissions are improved.
[0061]
As described above, in the present embodiment, the excavation bit 20 has a triangular cross section disposed at an interval of 90 degrees, but the present invention is naturally not limited to such an embodiment. A shape other than a triangular cross section can be used as the 20 blade shape, and the interval between the excavation bits 20 can also be set to an angle other than 90 degrees.
[0062]
FIG. 9 shows a fifth embodiment of the present invention.
[0063]
As shown in the drawing, in the end mill 30 of this embodiment, a part of the end mill body 31 made of a rigid body in the axial direction is a joint 32 made of a material having flexibility (elasticity) such as rubber. . Note that the end mill 30 is attached to the motor shaft 3A of the hydraulic motor 3 at the coupling shaft portion 34 on the base end side, as in the above embodiments.
[0064]
With this configuration, when the end mill 30 is operated by the arm 2 of the hydraulic working machine body 1, even if the end mill 30 is inclined due to an operation error or the like and a large load is likely to be applied to the end mill 30, this load Is absorbed by the joint 32, so that it is possible to prevent damage to the end mill body 31, the excavating bit 33 at the tip of the end mill 30, the cutting bit row (not shown) disposed on the outer peripheral surface of the end mill body 31, and the like.
[0065]
Further, even when the motor shaft 3A is inclined with respect to the excavation direction, the end mill 30 bends at the joint 32 and absorbs this inclination. Therefore, the portion beyond the joint 32 of the end mill 30 faces the excavation direction. Since it remains straight along the excavation hole, the excavation work can be continued as it is.
[0066]
Furthermore, since vibration generated in the end mill 30 during excavation work is absorbed by the joint 32 and is not transmitted to other components of the excavator, the operability of the excavator is not reduced by the vibration of the end mill 30. .
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is an external view showing an end mill according to a first embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a cross-sectional view taken along the line AA in FIG.
FIG. 3 is a development view of the shaft portion.
FIG. 4 is an explanatory view showing the operation of the present invention.
FIG. 5 is a cross-sectional view showing an end mill according to a second embodiment of the present invention.
FIG. 6 is a development view of a shaft portion according to a third embodiment of the present invention.
FIG. 7 is a side view showing an end mill according to a fourth embodiment of the present invention.
FIG. 8 is a bottom view of the same.
FIG. 9 is a partial cross-sectional view showing an end mill according to a fifth embodiment of the present invention.
FIG. 10 is a side view showing the overall configuration of the excavator.
FIG. 11 is a side view showing a state in which a conventional end mill is mounted on a hydraulic motor.
FIG. 12 is an explanatory diagram showing a problem of a conventional example.
FIG. 13 is a cross-sectional view showing a conventional excavator.
FIG. 14 is a cross-sectional view showing a conventional excavator.
FIG. 15 is an explanatory diagram showing a problem of a conventional example.
[Explanation of symbols]
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Hydraulic working machine main body 2 Arm 3 Hydraulic motor 3A Motor shaft 10 End mill 11 Coupling shaft part 12 End mill main body 12A Shaft part 12B Taper part 13 Excavation bit 14 Discharge groove 15 Cutting bit row 16 Discharge passage 17 Gap part 18 Cutting bit row 20 Excavation bit 21 Apex 22 Discharge groove 30 End mill 31 End mill main body 32 Joint 33 Excavation bit 34 Coupling shaft portion 100 Excavation hole

Claims

At the coupling shaft portion on the base end side, coupled with the driving means and rotated around the axis in the excavation direction,
It has a drill bit on the tip surface,
In drilling end mill diameter of the shaft portion is smaller than the diameter of the tip surface between the tip surface and the coupling shaft portion,
At least one cutting bit row is provided on the outer peripheral side surface of the shaft portion, and the height of the cutting bit row is sufficiently lower than the outer periphery of the tip surface so as not to protrude outwardly with respect to the end mill shaft. End mill for excavation.

2. The end mill for excavation according to claim 1, wherein at least one of the cutting bits is provided in parallel to an axis in the excavation direction .

2. The end mill for excavation according to claim 1, wherein at least one of the cutting bits is provided in a spiral shape with an axis in the excavation direction as a center.

4. The discharge passage according to claim 1, further comprising a discharge passage that opens at the tip surface and is inclined at a predetermined angle with respect to an axis in the excavation direction and opens at a side surface of the shaft portion. The end mill for excavation as described in any one.

5. The discharge passage opens on a gap surrounded by the excavation bit on the axis in the excavation direction, and the diameter of the discharge passage is larger than the diameter of the gap. End mill for drilling.

The excavation end mill according to any one of claims 1 to 5, wherein the excavation bit includes a positioning apex on an axis in the excavation direction .

In the end shaft for excavation, which is coupled to the driving means at the coupling shaft portion on the proximal end side and is driven to rotate, and is provided with a drilling bit on the distal end surface, the axial direction of the shaft portion between the coupling shaft portion and the distal end surface An end mill for excavation, characterized in that a part of the joint is made of a flexible material and can be bent.

The hydraulic working machine main body that is hydraulically driven, the arm provided on the hydraulic working machine main body, the hydraulic motor that is detachably attached to the holder of the arm, and the hydraulic pressure from the hydraulic source of the hydraulic working machine main body An excavation apparatus comprising: a means for supplying to a hydraulic motor; and the rotary end mill according to any one of claims 1 to 7 is rotationally driven using the hydraulic motor as the driving means.