JPH01223288A - ドリル・たがね工具 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、コンクリート、岩石等の加工に用いるドリル
・たがね工具に関し、特にドリルヘッドと、シャンクと
、連間手段を有する差込み端とを具えるドリル・たがね
工具に係るものである。

岩石加工用のドリル・たがね工具は、駆動装置、すなわ
ちドリルハンマ、たがねハンマ等により比較的大きな衝
撃エネルギが及ぼされる。その衝撃エネルギはシャンク
を介して後方の差込み端からドリルヘッドに伝達される
。衝撃エネルギは、工具内において一方では重心移動の
運動エネルギとして、他方では振動エネルギとして消費
される。

材料の加工には、実際上、運動エネルギだけが寄与する
。振動エネルギは工具の振動を励起し、かかる振動は騒
音発生および工具の過負荷の原因となる。すなわち、振
動エネルギは加工には殆ど寄与しないものである。

特に長い工具は、周知のとおり固有振動数が低い。これ
は振動周期、すなわち衝撃波が成る衝撃伝達面から対向
する衝撃伝達面に到達し、再び元の衝撃伝達面に戻るま
での所要時間が比較的長いことに起因している。前記所
要時間が、アンビルまたは衝撃装置の衝撃ピストンが工
具と接触している衝撃伝達時間よりも長い場合、工具の
固有振動が励起され、作業者にとって極めて不快である
のみならず、工具の損傷または破壊にも繋りかねない騒
音が発生する。

したがって本発明の目的は、騒音の発生が少なく、作業
能率が高（、しかも耐用寿命の長いドリル・たがね工具
を提案することにある。

この目的を達成するため、本発明は、シャンクを複数の
セグメントに分割し、そのセグメントの質量、ドリルヘ
ッドの質量および差込み端の質量を相互にほぼ同一とし
、さらに、ドリルヘッドおよび差込み端を一体回転する
も軸線方向には相対変位しうるよう結合したことを特徴
とするものである。

本発明によれば、シャンクを複数のセグメントに分割し
たことにより、セグメントの長さがシャンクに対して短
くなり、これらセグメントの固有振動数が高まる。それ
により振動周期が衝撃伝達時間よりも短くなり、したが
ってセグメント、差込み端またはドリルヘッドの固有振
動数はもはや殆ど励起されない。各セグメントは、剛体
質量と同様の挙動を呈する。セグメント、差込み端およ
びドリルヘッドにほぼ同一の質量を持たせたことにより
、衝撃力法則に従う運動エネルギの伝達は最適となる。

なお、セグメント、ドリルヘッドおよび差込み端の各質
量は、衝撃エネルギを生じさせる駆動装置のアンビルの
質量と等しく設定するのが有利である。

ドリル工具の場合には、衝撃エネルギに加えて回転運動
が差込み端からドリルヘッドに伝達される。たがね工具
も、差込み端に一体回転可能に結合したドリルヘッドを
必要とする。したがって、ドリルヘッドと差込み端とを
相互に結合するため、差込み端およびドリルヘッドと協
働する連間手段を有する保持素子を設けるのが有利であ
る。この場合に保持素子は、回転運動の伝達のみならず
、ドリルヘッドを差込み端およびこれら両者間に配置し
たシャンクセグメントと軸線方向に結合するのに供され
るものである。その結果、セグメントは軸線方向で相互
に支持力を及ぼして間接的に結合することになるため、
セグメントの構成をより簡略化することが可能となる。

保持素子自体は、もっばら差込み端からドリルヘッドへ
の回転モーメントの伝達にのみ供されるため、衝撃エネ
ルギが負荷されることはない。

保持素子は、セグメントを包囲してドリルヘッドと差込
み端を互いに結合する管として形成するのが有利である
。この場合には、保持素子としての管によりセグメント
が一体的に保持され、かつ、保護される利点が得られる
。管は、もっばら回転モーメントの伝達にのみ供される
ため、比較的肉薄に形成することができ、その端部で差
込み端およびドリルヘッドと例えば形状結合させること
ができる。比較的剛性の高い、例えば金属製の管の他に
、プラスチック等の弾性材料から成る管を使用すること
も可能である。プラスチック材料より成る管の場合には
ドリル・たがね工具の総重量を容易に軽減することが可
能である。

本発明の他の好適な実施例において、保持素子は、セグ
メントを軸線方向に貫通してドリルヘッドと差込み端を
相互に結合するロッドとして形成する。このようなロッ
ドは例えば多角形状断面に形成することができ、この場
合にセグメントにはそのそ角形の外接円の直径以上の内
径の孔を形成する。別の可能性は、ビン等の結合素子を
介してロッドをドリルヘッドおよび差込み端と結合する
ことである。

セグメントの前端面は皿状に形成するのが有利である。

これにより、衝撃エネルギはセグメント前端面のほぼ中
心に伝達され、セグメントの傾倒を確実に防止すること
が可能となるからである。

皿状部分の半径は比較的大きく定めることができるため
、セグメントとドリルヘッドまたは差込み端との間には
、点接触のみならず、弾性変形に由来する接触面が生じ
て衝撃伝達に関与する。セグメントの前端面には実質的
に全ての衝撃エネルギが伝達されるので、損傷または破
壊を防ぐためにセグメント前端面は表面硬化処理を施す
のが望ましい。表面硬化処理を施した場合には、その内
側における材料の靭性を確保することができる。したが
ってセグメントの前端面における損傷または破壊を防ぐ
ことができる。

ドリルヘッド、差込み端およびセグメントは、軸線方向
の長さを約５〜１５ｃ１１％特に約１０ｃｍとするのが
有利である。セグメント、差込み端およびドリルヘッド
の長さが前記の範囲内にある場合には衝撃伝達に適した
工具の固有振動数を持たせることができる。そして、セ
グメントの長さの等級区分を適切に定めることにより、
全長の異なる工具に対して同一の部品を使用することが
可能となる。

すなわち、例えば、差込み端およびドリルヘッドの間に
異なる数のセグメントを配置することができる。

以下、本発明を図示の実施例について一層具体的に詳述
する。

先ず、第１図および第２図に示すドリル工具はドリルヘ
ッド１．シャンク２および差込み端３を具えている。ド
リルヘッド１には、硬質金属製のカッター１ａが設けら
れている。ドリルヘッドｌに移動方向と逆向きのプラグ
ｌｂを設け、このプラグ１ｂには一対の接合面１ｃを形
成する。シャンク２は、いずれもプラグ１ｂと同径とし
た３個の等しいセグメント２ａ、　２ｂ、　２ｃに分割
する。差込み端３には、連間手段および軸線方向の鎖錠
手段として供する長手方向溝３ａを形成する。差込み端
３にも相互に平行な一対の接合面３ｂを形成する。管４
により差込み端３およびドリルヘッドｌを相互に一体回
転可能に、しかも軸線方向には所定範囲内で相対変位可
能に結合する。

特に第２図に示すように、管４は一対のシェル４ａ、　
４ｂにより構成し、これらのシェル４ａ、　４ｂはボル
ト５により相互に結合する。シェル４ａ、　４ｂの端部
領域には接合面１ｃ、　３ｂの配置に対応する凹所４ｃ
を形成し、凹所４ｃにより管４をドリルヘッドｌおよび
差込み端３と一体回転可能に結合しうるちのとする。ド
リル工具を被加工物質に押圧すると、ドリルヘッド１、
セグメント２ａ、　２ｂ、　２ｃおよび差込み端３は相
互に当接するまで相対的に変位する。

したがって、衝撃エネルギが差込み端３からセグメント
２ａ、　２ｂ、　２ｃを介してドリルヘッドｌまで伝達
される。シャンク２を包囲する管４は、もっばら回転モ
ーメントの伝達およびセグメントの軸線方向における保
持に供される。差込み端３、セグメント２ａ、　２ｂ、
　２ｃまたはドリルヘッドｌを交換するにはボルト５を
緩め、シェル４ａ、　４ｂの一方を取外す。所要部品の
交換後、シェル４ａ、　４ｂを再び重ね合わせてボルト
５を締める。所要に応じて管４を交換すると共にセグメ
ント２ａ、　２ｂ、　２ｃの個数を調整して、同一の差
込み端３およびドリルヘッド１を長さの異なる工具にも
転用することができる。

なお、穿孔に伴って生じる粉塵を良好に排出可能とする
ため、管４の外側には既知のつる巻き状排出部分く図示
せず）を設けることができる。

次に、第３図および第４図に示すドリル工具はドリルヘ
ッド６、シャンク７および差込み端８を具えている。ド
リルヘッド６には、硬質金属製のカッター６８を設ける
。ドリルヘッド６における駆動方向とは逆向きの端部に
は、盲孔６ｂを形成する。

ドリルヘッド６における盲孔６ｂの領域に、ドリルヘッ
ド６を貫通して例句に向は延在する長孔６ｃを形成する
。シャンク７は、いずれも中空円筒状を呈する３個の等
しいセグメント７ａ、　７ｂ、　７ｃに分割する。差込
み端８には、連間手段および軸線方向の鎖錠手段として
供する長手方向溝８ａを形成し、さらに、前端面から延
在する盲孔８ｂと、盲孔８ｂの領域で差込み端８を貫通
して例句に向は延在する長孔８ｃとを形成する。ロッド
９をシャンク７内で軸線方向に貫通させて、差込み端８
とドリルヘッド６とを相互に結合する。すなわち、ロッ
ド９は、その両端を盲孔６ｂ、　ｇｂ内に挿入し、かつ
、長孔６ｃ。

８ｃを通るビン１０を横孔９ａに嵌合させて保持するも
のである。ドリルヘッド６および差込み端８にそれぞれ
長孔６ｃ、　８ｃを形成したことにより、ドリルヘッド
６を差込み端８に対して所定範囲内で軸線方向に変位可
能としうることは、言うまでもない。

この軸線方向の可動性によって差込み端８からの衝撃エ
ネルギは、ロッド９を介さずに、シャンク７を介してド
リルヘッド６まで確実に伝達される。

円形断面形状を有するラド９に代えて多角形状断面のロ
ッドを用いることもでき、この場合には対応させて差込
み端８およびドリルヘッド６にそれぞれ形成した多角形
状断面の凹所内にロッドを挿入する。かかる構成によれ
ば、ビン１０は、もっばら軸線方向の保持に供されるた
め、それに応じてサイズを小さく設定することができる
。その理由は、ビンＩＯによって回転モーメントを差込
み端８からロッド９まで、またはロッド９からドリルヘ
ッド６まで伝達する必要がなくなるからである。

長さの異なるロッド９と、相当する数のセグメント７ａ
、　７ｂ、　７ｃとを使用することにより、図示のドリ
ル工具は比較的容易に別の作業に適した長さに変換する
ことができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明の一実施例によるドリル工具を一部破
断して示す正面図、 第２図は、第１図の■−■線に沿う拡大横断面図、 第３図は、本発明の他の実施例によるドリル工具を一部
破断して示す正面図、 第４図は、第３図のＩＶ−ＩＶ線に沿う拡大横断面図で
ある。 １；６・・・ドリルヘッド、２；７・・・シャンク。 ２ａ、　２ｂ、　２ｃ；　７ａ、　７ｂ、　’Ｉｃ−・
・セグメント。 ３；８・・・差込み端、４；９・・・保持素子。 ｉ　　　　　、、、、、ドリルへ１ド　　　　　　　　
　　　　　　　　　　６．、、、、ｖリルヘヴド゛４ａ
　　　、／エル　　　　　　　　　　　　　　　　　　
９　　　　、、、、、ロッド゛／、ｂ、、、シェル　　
　　　　　　　　　　　　９ａ　・曲楕孔４ｃ、、、、
、凹Ｐｌｒ　　　　　　　　　　　１０　　　、、、、
、ピン５　　　０．１才ζルト

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、コンクリート、岩石等の加工に用いるドリル・たが
   ね工具であって、ドリルヘッドと、シャンクと、連回手
   段を有する差込み端とを具えるものにおいて、前記シャ
   ンク（２、７）を複数のセグメント（２ａ、２ｂ、２ｃ
   ；７ａ、７ｂ、７ｃ）に分割し、そのセグメント（２ａ
   、２ｂ、２ｃ；７ａ、７ｂ、７ｃ）と、ドリルヘッド（
   １、６）と、差込み端（３、８）とはそれぞれ質量をほ
   ぼ同一とし、さらに、ドリルヘッド（１、６）および差
   込み端（３、８）を一体回転するも軸線方向には相対変
   位しうるよう結合したことを特徴とするドリル・たがね
   工具。 ２、請求項１記載のドリル・たがね工具において、ドリ
   ルヘッド（１、６）と差込み端（３、８）とを結合する
   ために保持素子（４、９）を具え、この保持素子が、差
   込み端（３、８）およびドリルヘッド（１、６）と協働
   する連回手段および軸線方向の衝撃手段を有することを
   特徴とするドリル・たがね工具。 ３、請求項２記載のドリル・たがね工具において、保持
   素子は、セグメント（２ａ、２ｂ、２ｃ）を包囲してド
   リルヘッド（１）と差込み端（３）とを相互に結合する
   管（４）として形成したことを特徴とするドリル・たが
   ね工具。 ４、請求項２記載のドリル・たがね工具において、保持
   素子は、セグメント（２ａ、２ｂ、２ｃ）を軸線方向に
   貫通してドリルヘッド（６）と差込み端（８）とを相互
   に結合するロッド（９）として形成したことを特徴とす
   るドリル・たがね工具。 ５、請求項１〜４のいずれか一項に記載のドリル・たが
   ね工具において、前記のセグメント（２ａ、２ｂ、２ｃ
   ）の前端面を皿状に形成したことを特徴とするドリル・
   たがね工具。 ６、請求項１〜５のいずれか一項に記載のドリル・たが
   ね工具において、前記のセグメント（２ａ、２ｂ、２ｃ
   ；７ａ、７ｂ、７ｃ）の前端面に表面硬化処理を施した
   ことを特徴とするドリル・たがね工具。 ７、請求項１〜６のいずれか一項に記載のドリル・たが
   ね工具において、前記のドリルヘッド（１、６）、差込
   み端（３、８）およびセグメント（２ａ、２ｂ、２ｃ；
   ７ａ、７ｂ、７ｃ）の軸線方向の長さを、約５〜１５ｃ
   ｍ、特に約１０ｃｍとしたことを特徴とするドリル・た
   がね工具。