JP4501407B2 - 掘削工具 - Google Patents
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Description
請求項1記載の発明は、掘削工具であって、軸線回りに回転されるシャンクデバイスの先端部外周にシャンクデバイスの先端面に開口する凹部が形成され、この凹部には、縮径した状態で該凹部内に収容可能、かつ上記軸線から偏心した中心軸回りに回転可能とされて上記凹部の壁面に当接することにより該軸線からの外径が上記シャンクデバイスの先端部の外径よりも拡径した状態で位置決めされる拡径ビットが取り付けられ、この拡径ビットの先端面と上記シャンクデバイスの先端面とは略面一とされてチップが植設されるとともに、上記拡径した状態における該拡径ビットの先端部には外周側に向かうに従い後端側に向かう傾斜部が形成されており、この傾斜部が外周側に向けて後端側に傾斜し始める位置が、上記拡径した状態において上記シャンクデバイスの先端部の外径よりも内側に位置し、掘削時において、上記拡径ビットの本体の後端面に形成された軸部の後端面と上記凹部に設けられた孔部の底面、および上記本体の後端面と上記凹部のうち上記孔部を除く部分の底面からなる凹部底面とが、ともに当接することを特徴とする。
さらに、掘削時に、上記拡径ビットの本体の後端面に形成された軸部の後端面と上記凹部に設けられた孔部の底面、および上記本体の後端面と上記凹部のうち上記孔部を除く部分の底面からなる凹部底面とが、ともに当接するので、掘削力を受ける面積が広くなり拡径ビット本体に加わる掘削力が分散される。また、曲げの起点が中心軸に近いので、掘削による打撃力が主として圧縮力として作用するので、打撃による曲げ応力が低減され拡径ビットの破損を抑制することができる。
また、拡径ビットの傾斜部が外周側に向けて後端側に傾斜し始める位置を、上記拡径した状態において上記シャンクデバイスの先端部の外径よりも内周側に位置させることにより、打撃力による軸線方向の荷重を上記凹部の底面によって受け止めることができるのでより好適である。
さらに、掘削時に、上記拡径ビットの本体の後端面に形成された軸部の後端面と上記凹部に設けられた孔部の底面、および上記本体の後端面と上記凹部のうち上記孔部を除く部分の底面からなる凹部底面とが、ともに当接するので、掘削力を受ける面積が広くなり拡径ビット本体に加わる掘削力が分散される。また、曲げの起点が中心軸に近いので、掘削による打撃力が主として圧縮力として作用するので、打撃による曲げ応力が低減され拡径ビットの破損を抑制することができる。
また、シャンクデバイスにおける先端面の軸線の周辺部に、拡径ビットの内側傾斜部に連続する凹所が形成されているため、掘削時の真直性を向上させて掘削する穴の曲がりを抑制することができる。
さらに、掘削時に、上記拡径ビットの本体の後端面に形成された軸部の後端面と上記凹部に設けられた孔部の底面、および上記本体の後端面と上記凹部のうち上記孔部を除く部分の底面からなる凹部底面とが、ともに当接するので、掘削力を受ける面積が広くなり拡径ビット本体に加わる掘削力が分散される。また、曲げの起点が中心軸に近いので、掘削による打撃力が主として圧縮力として作用するので、打撃による曲げ応力が低減され拡径ビットの破損を抑制することができる。
また、拡径ビットの最外周チップ軸線の延長線と上記シャンクデバイス端面の交点を拡径ビットと上記シャンクデバイスの当接面上に形成させた場合、最外周チップにより拡径ビットの軸部に生じる曲げ応力をさらに低減することができ、より好適である。
なお、図4、図5においては、拡径ビット5に係合凸部5Jが設けれ、シャンクデバイス1に係合凹部1Jが設けられる場合について説明したが、拡径ビット5に係合凹部を設けるとともに、シャンクデバイス1に係合凸部を設けてもよい。
したがって、掘削時の最外周チップ2cに生じた応力を、凹部4の凹部底面4Dまたは孔部4Fの底面4Hで受けて分散させ、拡径ビット本体5Aに軸方向にかかる曲げ力を低減することができるので、拡径ビット本体5Aが破損するのを抑えることができる。
さらに、拡径ビット5の最外周チップ2cの軸線の延長線とシャンクデバイス先端面1Aの交点を、拡径ビット5と凹部4の低部4Dが当接する面上に位置させて、かかる当接面で力を受けることによって、軸部5Bにかかる力を低減し、軸部5Bの破損を抑制することができる。
ここで、本実施形態では上記傾斜部8は、外周側に向けて先端面5Hに対する傾斜が順次大きくなる複数段(本実施形態では3段)の多段面状に形成されていて、各段面8A〜8Cは上記拡径した状態でシャンクデバイス1の先端側から見て図2に示すように軸線Oを中心とした円弧に沿うように形成されている。
第2の実施形態が、第1の実施形態と異なるのは、拡径ビット5の先端面5Hがシャンクデバイス1の先端面1Dに対して上記軸線O方向後方に設けられ、拡径ビット5の先端部には、拡径ビット5が記拡径した状態において、上記中心軸を中心として、径方向外方に向かうに従い後端側に向かう傾斜部18が形成され、拡径ビット5の先端面5Hと傾斜部18および記シャンクデバイス1の先端面1Dにチップ2が植設されている。
また、拡径ビット5の傾斜部18が後端側に傾斜し始める位置を、拡径した状態においてシャンクデバイス1の先端部1Aの外径よりも内側に位置させることにより、打撃力による軸線O方向の荷重を凹部4の凹部底面4Dによって受け止めることができるので、より好適である。
第3の実施形態が、第1の実施形態と異なるのは、断面視した場合に拡径ビット5の略中心軸Xを通る円周上に掘削時に最も先行する先端部5Kを設け、拡径ビット5の先端部外周には、拡径ビット5が拡径した状態において、シャンクデバイス1の先端部1Aの外周端よりも径方向内方側の位置から径方向外方に向かうに従い後端側に向かう傾斜部28が形成されるとともに、上記中心軸Xを中心として、上記中心軸Xを中心として、上記シャンクデバイス1の径方向内方側の位置から、該シャンクデバイス1の径方向内方に向かうに従い後端側に向かう内側傾斜部38が形成され、上記シャンクデバイスにおける先端面1Kの上記軸線Oの周辺部に上記内側傾斜部38に連続する凹部48が形成されている
拡径ビット5の先端面5Kと傾斜部28、38およびシャンクデバイス1の先端面1Kと凹部48には、チップ2が植設されている。
なお、第2、第3の実施形態における傾斜部18、28、38および凹部48は、傾斜部8同様に、例えば軸線O方向に沿った断面が円弧等の凸曲線状をなす曲面状に形成されていてもよい。
1A シャンクデバイス1の先端部
1D シャンクデバイス1の先端面
1E 凹所
1J 係合凹部
2 チップ
4 凹部
4A〜4C,4G 凹部4の壁面
4D (凹部4の)凹部底面
4F 孔部
4H 孔部4Fの底面
5 拡径ビット
5A 拡径ビット5の本体
5B 拡径ビット5の軸部
5H 拡径ビット5の先端面
5J 係合凸部
5K 拡径ビット5の最も先行する面
5L 拡径ビットの軸部5Bの後端面
5M 拡径ビットの本体5Aの後端面
8 傾斜部
8A〜8D 傾斜部8の段面
9,9A,9B ブロー孔
10 段差部
18 傾斜部
28 外側傾斜部
38 内側傾斜部
48 凹部
O シャンクデバイス1の軸線
X 孔部4Fの中心軸
R 拡径ビット5の先端面5Hと傾斜部8との交差稜線がなす円弧(傾斜部8が外周側に向けて後端側に傾斜し始める位置)
D シャンクデバイス1の先端部1Aの外径
S 軸部5Bの径
C 軸線Oを中心として中心軸Xを通る円
P 円Cの直径
T 掘削時の回転方向
Claims (8)
- 軸線回りに回転されるシャンクデバイスの先端部外周にシャンクデバイスの先端面に開口する凹部が形成され、この凹部には、縮径した状態で該凹部内に収容可能、かつ上記軸線から偏心した中心軸回りに回転可能とされて上記凹部の壁面に当接することにより該軸線からの外径が上記シャンクデバイスの先端部の外径よりも拡径した状態で位置決めされる拡径ビットが取り付けられ、この拡径ビットの先端面と上記シャンクデバイスの先端面とは略面一とされてチップが植設されるとともに、上記拡径した状態における該拡径ビットの先端部には外周側に向かうに従い後端側に向かう傾斜部が形成されており、この傾斜部が外周側に向けて後端側に傾斜し始める位置が、上記拡径した状態において上記シャンクデバイスの先端部の外径よりも内側に位置し、掘削時において、上記拡径ビットの本体の後端面に形成された軸部の後端面と上記凹部に設けられた孔部の底面、および上記本体の後端面と上記凹部のうち上記孔部を除く部分の底面からなる凹部底面とが、ともに当接することを特徴とする掘削工具。
- 軸線回りに回転されるシャンクデバイスの先端部外周にシャンクデバイスの先端面に開口する凹部が形成され、この凹部には、縮径した状態で該凹部内に収容可能、かつ上記軸線から偏心した中心軸回りに回転可能とされて上記凹部の壁面に当接することにより該軸線からの外径が上記シャンクデバイスの先端部の外径よりも拡径した状態で位置決めされる拡径ビットが取り付けられ、上記拡径ビットの先端面が、上記シャンクデバイスの先端面に対して上記軸線方向後方に設けられ、上記拡径ビットの先端部には、上記拡径した状態において、上記中心軸を中心として、径方向外方に向かうに従い後端側に向かう傾斜部が形成され、該拡径ビットの先端面と上記傾斜部および上記シャンクデバイスの先端面にチップが植設され、掘削時において、上記拡径ビットの本体の後端面に形成された軸部の後端面と上記凹部に設けられた孔部の底面、および上記本体の後端面と上記凹部のうち上記孔部を除く部分の底面からなる凹部底面とが、ともに当接することを特徴とする掘削工具。
- 軸線回りに回転されるシャンクデバイスの先端部外周にシャンクデバイスの先端面に開口する凹部が形成され、この凹部には、縮径した状態で該凹部内に収容可能、かつ上記軸線から偏心した中心軸回りに回転可能とされて上記凹部の壁面に当接することにより該軸線からの外径が上記シャンクデバイスの先端部の外径よりも拡径した状態で位置決めされる拡径ビットが取り付けられ、上記拡径ビットの先端部には、上記拡径した状態において、上記中心軸を中心として、上記シャンクデバイスの先端部外周端よりも径方向内方側の位置から径方向外方に向かうに従い後端側に向かう外側傾斜部が形成されるとともに、上記中心軸を中心として、上記シャンクデバイスの径方向内方側の位置から、該シャンクデバイスの径方向内方に向かうに従い後端側に向かう内側傾斜部が形成され、上記シャンクデバイスにおける先端面の上記軸線の周辺部に上記内側傾斜部に連続する凹所が形成され、掘削時において、上記拡径ビットの本体の後端面に形成された軸部の後端面と上記凹部に設けられた孔部の底面、および上記本体の後端面と上記凹部のうち上記孔部を除く部分の底面からなる凹部底面とが、ともに当接することを特徴とする掘削工具。
- 上記拡径した状態における上記拡径ビットの先端部外周には、該拡径ビットの上記先端面に対して後端側に位置する段差部が形成されていることを特徴とする請求項1から請求項3のいずれかに記載の掘削工具。
- 上記拡径ビットと上記シャンクデバイスのいずれか一方に係合凸部が設けられ、他方に係合凹部が設けられ、該係合凸部と該係合凹部が相互に係合した状態にて、上記拡径ビットを拡径した状態を保持することを特徴とする請求項1から請求項4のいずれかに記載の掘削工具。
- 上記拡径ビットの最外周チップ軸線の延長線と上記シャンクデバイスの先端面の上記凹部底面に沿う平面との交点が、上記シャンクデバイスの径方向外端より内方に位置することを特徴とする請求項1から請求項5のいずれかに記載の掘削工具。
- 上記拡径ビットは、その後端部に形成された上記軸部が、上記凹部底面に形成された上記中心軸を中心とする孔部に嵌挿されて該中心軸回りに回転可能に取り付けられており、上記シャンクデバイスの先端部の外径Dおよび該シャンクデバイスに取り付けられる上記拡径ビットの数Nに対して、上記軸部の径Sが0.53D/N〜0.70D/Nの範囲に設定されるとともに、上記軸線を中心として上記中心軸を通る円の直径PがD−1.47S〜D−1.82Sの範囲に設定されていることを特徴とする請求項1から請求項6のいずれかに記載の掘削工具。
- 上記シャンクデバイス内には上記軸線に沿って先端側に向けブロー孔が形成されており、このブロー孔は上記シャンクデバイスの先端側で先端外周側に延びて上記シャンクデバイスの先端面と上記凹部の壁面との交差稜線部に開口させられていることを特徴とする請求項1ないし請求項7のいずれかに記載の掘削工具。
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