JPH05305576A - 携帯工具装置用の工具および工具ホルダ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 （修正有） 【目的】 シャンクに連動溝および係止溝を設けても断
面の脆弱化を実質的に回避することのできる工具および
工具ホルダを提案する。 【構成】 工具シャンクは、少なくとも３本の互に断面
積の異なる連動溝13, 14, 15と、少なくとも１本の係止
溝12とを有する。係止溝12は、工具ホルダにおける係止
素子を嵌合させて工具の脱落を防止するために、シャン
ク遊端16に隣接する領域で閉鎖端形状を有する。工具シ
ャンクおよび工具ホルダの摩耗を低減するため、連動溝
は、最大断面積の連動溝13から最小断面積の連動溝15ま
でを順次に配置し、係止溝12は、連動溝13と連動溝15と
の間に配置する。工具ホルダにおける連動突部はこれに
対応して配置する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【技術分野】本発明は、ハンマードリル装置等の携帯工
具装置に用いる各種工具、例えばドリル工具、チゼル工
具、ハンマードリル工具に関し、また、かかる工具を保
持する工具ホルダに関するものでもある。

【０００２】さらに詳述すると、本発明の対象とする工
具は、携帯工具装置における工具ホルダに装着される工
具シャンクを含み、該工具シャンクは相互に断面形状の
異なる少なくとも３本の連動溝を具え、該連動溝は工具
ホルダにおける連動突部を軸線方向から導入し得るよう
工具シャンクの遊端において開放端形状を有し、前記工
具シャンクは工具ホルダにおける係止素子を半径方向か
ら導入する係止溝を更に具え、該係止溝は工具シャンク
の遊端に隣接する領域で工具の軸線方向変位を制限する
よう閉鎖端形状を有するものである。

【０００３】

【従来技術】上述した構成を有するドリル／チゼル工具
は、例えばドイツ特許第 39 41 646号および同第 41 41
846号各明細書により公知である。 これらの工具は、 相
互に断面形状の異なる連動溝を有することにより、 一定
の角度定置においてのみ工具ホルダに装着可能とされて
いる。

【０００４】しかしながら、このような工具の場合、係
止溝と連動溝との間に残される工具シャンクのランド部
分の弧長が著しく相違する点で不利である。すなわち、
工具を長期に亘って使用すると、工事現場での苛酷な作
動条件下で溝が変形し、変形箇所における溝間の残留肉
厚が減少するために衝撃時のピーク応力により疲労破壊
が生じる可能性があるからである。

【０００５】

【発明の開示】したがって、本発明の主たる目的は、前
述した構成の工具において、シャンクに連動溝および係
止溝を設けても断面の脆弱化を実質的に回避することの
できる構成を提案することである。

【０００６】この目的を達成するため、本発明による工
具は、半径方向外向きに配置した開口部の断面積に応じ
て、最大断面積の連動溝から最小断面積の連動溝までを
順次に配置し、係止溝は最大断面積の連動溝と最小断面
積の連動溝との間に配置したことを特徴とする。この場
合、連動溝は、半径方向外向きに配置した開口部の断面
積に応じて、最大断面積の連動溝から最小断面積の連動
溝までを工具の作動回転方向に順次に配置するのが望ま
しい。この構成は、作動回転方向で先行する連動溝の側
面が穿孔トルクの作用する荷重面である点で特に有利で
ある。

【０００７】本発明の有利な実施態様においては、係止
溝の開口部における円周方向両端を結ぶ弦に直交する垂
直二等分線と、最大断面積の連動溝の開口部における円
周方向両端を結ぶ弦に直交する垂直二等分線とのなす角
度を、90°を超える角度とする。また、別の有利な実施
態様においては、係止溝の開口部における円周方向両端
を結ぶ弦に直交する垂直二等分線と、最小断面積の連動
溝の開口部における円周方向両端を結ぶ弦に直交する垂
直二等分線とのなす角度を、90°未満の角度とする。こ
れらの実施態様により、溝の間に残された工具シャンク
外周面におけるランド部分は、従来よりも均等に区分さ
れ、衝撃力の作用する衝撃ドリル工具およびチゼル工具
におけるピーク応力を効果的に低減することが可能とな
る。

【０００８】係止溝および連動溝を形成した工具シャン
クにおいて、各溝間に残されるランド部分の弧長を相互
にほぼ同一とする場合には、ピーク応力を顕著に低減
し、その結果として工具の損傷を未然に回避することが
できる。また、少なくとも最大断面積を有する連動溝、
好適には全ての連動溝の底面を凸状に形成して工具シャ
ンクの断面積を増加させることもでき、その際、トルク
伝達に関与する連動突部の側面と連動溝の側面との間の
接触面積が減少することはない。

【０００９】既存の自動生産設備を用いて工具を適正コ
ストで製造可能とするために、最大断面積の連動溝と最
小断面積の連動溝とを少なくともほぼ直径対向位置に配
置し、前記の両連動溝間で両者に対して付加的な連動溝
をほぼ90°の角度位置に配置するのが有利である。

【００１０】工具ホルダに由来する技術的理由により、
係止溝に隣接した小さな連動突部の基端部分は摩耗に対
してに強化する必要性があり得る。その結果、係止溝に
隣接する小さな連動溝における半径方向の開口面は、当
該連動溝に隣接する連動溝における半径方向の開口溝よ
りも大きくなる。この場合、３本の連動溝の半径方向の
開口部を、工具シャンクの断面中心に原点を有する直交
座標軸によりそれぞれ複数の断面積部分に区分し、各座
標軸に関して作動回転方向前方に位置する断面積部分の
断面積を係止溝から見て順次に減少させるのが有利であ
る。すなわち、上記の構成によれば、特に、穿孔トルク
により負荷を受ける連動溝の側面につき、その最適な配
置を実現することが可能となるものである。

【００１１】本発明による工具は、係止素子としての円
筒状ローラを直径対向位置に配置した工具ホルダを具え
る通常の重量級ハンマードリル装置にも装着可能とする
のが望ましい。そのため、本発明の別の有利な実施態様
において、係止溝および該係止溝に対向する連動溝は、
工具ホルダに鏡像対称的に配置された同一形状の係止素
子を嵌合させ得る断面形状に形成することができる。通
常、係止溝の断面形状は円弧状である。しかし、摩耗お
よび疲労破壊の観点から、非円弧状の断面形状が有利で
あることは明らかである。

【００１２】衝撃ドリルにおいて、トルクおよび衝撃負
荷の複合作用からピーク荷重が生じるため、連動溝を係
止溝よりも軸線方向に長く形成するのが有利である。

【００１３】本発明による工具は、前述した利点を発現
するために、適切な工具ホルダを必要とする。したがっ
て、本発明は、工具シャンクの連動溝内に軸線方向から
導入される少なくとも３個の連動突部と、工具シャンク
における係止溝内に半径方向から導入される少なくとも
１個の係止素子と、該係止素子の半径方向変位を案内す
る案内凹所とを具える工具ホルダに関するものでもあ
る。すなわち、本発明の他の目的は、工具ホルダから工
具に及ぼされる負荷を最小化し得る工具ホルダを提案
し、付加的に工具ホルダの摩耗を低減すると共に可及的
に均等に摩耗を生じさせることである。

【００１４】この目的を達成するため、本発明による工
具ホルダは、工具の作動回転方向に見た基端部分の幅に
応じて、最大幅の連動突部から最小幅の連動突部までを
順次に配置し、係止素子は、最大幅の連動突部と、最小
幅の連動突部との間に配置したことを特徴とするもので
ある。

【００１５】本発明による工具ホルダの好適な実施態様
において、係止素子の案内凹所における工具側開口部の
円周方向両端を結ぶ弦に直交する垂直二等分線と、最大
幅の連動突部の基端部分における円周方向両端を結ぶ弦
に直交する垂直二等分線とのなす角度は、90°を超える
角度とする。また、他の有利な実施態様において、係止
素子は最小幅の連動突部に隣接させて配置し、係止素子
の案内凹所における工具側開口部の円周方向両端を結ぶ
弦に直交する垂直二等分線と、最小幅の連動突部の基端
部分における円周方向両端を結ぶ弦に直交する垂直二等
分線とのなす角度を、90°未満の角度とする。

【００１６】最大幅の連動突部と最小幅の連動突部とを
少なくともほぼ直径対向位置に配置し、前記の両連動突
部間で両者に対して付加的な連動突部をほぼ90°の角度
位置に配置することにより、荷重の均等な分担状対が実
現され、工具ホルダの中心孔における一層良好な摩耗特
性を達成することができる。

【００１７】

【発明を実施するための最良の形態】以下、図示実施例
につき本発明を一層具体的に説明する。

【００１８】図１および図２に示す本発明の第１実施例
に係る工具のシャンク11は、係止溝12と、３本の連動溝
13, 14, 15とを有する。この工具におけるドリル時の作
動回転方向は、図２に矢印で示した。連動溝13, 14, 15
は、係止溝12から作動回転方向に見て、断面積が順次に
減少するように配置する。すなわち、係止溝12は、 最大
断面積の連動溝13と最小断面積の連動溝15との間に位置
する。 溝12, 13, 14,15の間におけるシャンク11の外周
ランド部17, 18, 19, 20は、ほぼ等しい弧長を有するも
のとする。図１に示すように、連動溝13, 14, 15はシャ
ンクの遊端16に開口させるため、 工具シャンクは、 連動
溝13, 14, 15に適合するキー状の連動突部を有する工具
ホルダに軸線方向から導入可能である。言うまでもな
く、工具は連動溝13, 14, 15の断面積の相違により、一
義的な角度位置でのみ工具ホルダに挿入可能である。そ
れにも拘わらず、 上述のごとく連動溝および係止溝を配
置してシャンクの断面積を均等配分することにより、負
荷の好適な配分を実現することが可能となる。

【００１９】図３および図４に示す本発明の第２実施例
に係る工具のシャンク11は、３本の連動溝23, 24, 25を
相互に直角に配置したものである。係止溝22は、 最大断
面積の連動溝23に対して90°を超える角度αで配置し、
最小断面積の連動溝25に対しては90°未満の角度βで配
置する。その結果、より良好な断面積の配分が達成され
る。

【００２０】図４は、一般に普及している重量級のハン
マードリル装置における一対の係止素子27, 28を破線で
示すものである。本発明による工具は、係止溝22および
連動溝24の各断面形状30, 31を適切に定めることによ
り、 従来形式のハンマードリル装置にも直ちに使用可能
である。 図４に示した工具シャンクは、連動溝23, 24,2
5を相互に直角に配置するため、 特に高い生産性をもっ
て機械加工を実施できる点で有利である。係止溝23は、
その底面29を凸状に湾曲させて断面積を増加する構成と
することができる。

【００２１】図５および図６に示した第３実施例は、大
きな開口面積を有する連動溝35を非対称形状に形成した
点で、図３および図４について前述した実施例と相違し
ている。図６における直交座標軸により連動溝35の開口
断面を区分し、座標軸に関して回転方向で先行する断面
部分37, 38, 39の断面積を係止溝から見て順次に減少さ
せる。

【００２２】図７は、 ハンマードリル装置等の携帯工具
装置における工具ホルダ40を示す断面図である。この工
具ホルダ40は、工具の連動溝23, 24, 25内に適合する連
動突部43, 44, 45を有する。係止素子49を工具ホルダ40
の案内凹所41内で半径方向に可動として案内し、工具の
係止溝22に嵌合する。本実施例において、係止素子49
は、 最大断面積を有する連動突部43に対して90°を超え
る角度αだけ、また最小断面積を有する連動突部45に対
しては90°未満の角度βだけ円周方向にシフトした位置
に配置する。連動突部43, 44, 45の基端部分46, 47, 48
の幅は、係止素子49側から作動回転方向に見て順次に減
少させる。

【００２３】本発明による工具および工具ホルダは、摩
耗および疲労破壊の問題を極めて容易に解決することが
でき、従来形式の工具と対比してコスト増加を生じるも
のでなく、既存の生産設備において容易に製造できる等
の利点を有するものである。

【００２４】上述した図示実施例についての以上の説明
は、単に本発明を実施する最良の実施形態を例示するに
過ぎず、本発明が図示しない上記以外の種々の変形態様
をもって実施し得るものであることは、言うまでもな
い。例えば、連動溝および／または係止溝は、半円断面
形状または円弧断面形状とすることも可能である。

【図面の簡単な説明】

【図１】図１は、本発明の第１実施例による工具におけ
るシャンクの側面図である。

【図２】図２は、図１のII−II線に沿う工具シャンクの
断面図である。

【図３】図３は、本発明の第２実施例による工具におけ
るシャンクの側面図である。

【図４】図４は、図３のIV−IV線に沿う工具シャンクの
断面図である。

【図５】図５は、本発明の第３実施例による工具におけ
るシャンクの側面図である。

【図６】図６は、図５のVI−VI線に沿う工具シャンクの
断面図である。

【図７】図７は、ハンマードリルに設けられた本発明に
よる工具ホルダを、工具シャンクの保持状態で示す断面
図である。

【符号の説明】

11 工具シャンク 12, 22 係止溝 13, 14, 15, 23, 24, 25, 35 連動溝 16 シャンク遊端 17, 18, 19, 20 ランド部 27, 28 係止素子 29 底面 30, 係止溝の断面形状 31 連動溝の断面形状 37, 38, 39 連動溝の開口断面積部分 40 工具ホルダ 41 案内凹所 43, 44, 45 連動突部 46, 47, 48 連動突部の基端部分 49 係止素子

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁵ 識別記号 庁内整理番号 ＦＩ 技術表示箇所 Ｅ２１Ｃ 3/08 7014−2Ｄ 3/34 7014−2Ｄ

Claims (16)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 携帯工具装置における工具ホルダに装着
   される工具シャンク（11）を含み、該工具シャンク（1
   1）は相互に断面形状の異なる少なくとも３本の連動溝
   （13, 14, 15, 23, 24, 25, 35）を具え、該連動溝（1
   3，14，15，23，24，25，35）は工具ホルダにおける連
   動突部（43, 44, 45）を軸線方向から導入し得るよう工
   具シャンク（11）の遊端（16）において開放端形状を有
   し、前記工具シャンク（11）は工具ホルダ（40）におけ
   る係止素子（49）を半径方向から導入する係止溝（12,
   22）を更に具え、該係止溝（12, 22）は工具シャンク
   （11）の遊端（16）に隣接する領域で工具の軸線方向変
   位を制限するよう閉鎖端形状を有する工具において、連
   動溝（13, 14, 15, 23, 24, 25, 35）は、半径方向外向
   きに配置した開口部の断面積に応じて、最大断面積の連
   動溝（13, 23）から最小断面積の連動溝（15, 25）まで
   を順次に配置し、係止溝（12, 22）は、最大断面積の連
   動溝（13, 23）と最小断面積の連動溝（15, 25）との間
   に配置したことを特徴とする工具。
2. 【請求項２】 請求項１記載の工具において、連動溝
   （13, 14, 15, 23, 24, 25, 35）は、半径方向外向きに
   配置した開口部の断面積に応じて、最大断面積の連動溝
   （13, 23）から最小断面積の連動溝（15, 25）までを工
   具の作動回転方向に順次に配置したことを特徴とする工
   具。
3. 【請求項３】 請求項１または２に記載の工具におい
   て、係止溝（22）の開口部における円周方向両端を結ぶ
   弦に直交する垂直二等分線と、最大断面積の連動溝（2
   3）の開口部における円周方向両端を結ぶ弦に直交する
   垂直二等分線とのなす角度を、90°を超える角度（α）
   としたことを特徴とする工具。
4. 【請求項４】 請求項１〜３のいずれか一項に記載の工
   具において、係止溝（22）の開口部における円周方向両
   端を結ぶ弦に直交する垂直二等分線と、最小断面積の連
   動溝（25）の開口部における円周方向両端を結ぶ弦に直
   交する垂直二等分線とのなす角度を、90°未満の角度
   （β）としたことを特徴とする工具。
5. 【請求項５】 請求項１〜４のいずれか一項に記載の工
   具において、溝（12〜15, 22〜25）の間における工具シ
   ャンクのランド部分（17〜20）の弧長を、相互にほぼ同
   一としたことを特徴とする工具。
6. 【請求項６】 請求項１〜５のいずれか一項に記載の工
   具において、少なくとも最大断面積の連動溝（13, 23）
   に凸状に湾曲した底面（29）を設けたことを特徴とする
   工具。
7. 【請求項７】 請求項１〜６のいずれか一項に記載の工
   具において、最大断面積の連動溝（23）と最小断面積の
   連動溝（25）とを少なくともほぼ直径対向位置に配置
   し、前記の両連動溝間で両者に対して付加的な連動溝
   （24）をほぼ90°の角度位置に配置したことを特徴とす
   る工具。
8. 【請求項８】 請求項１〜７のいずれか一項に記載の工
   具において、３本の連動溝の半径方向の開口部を、工具
   シャンクの断面中心に原点を有する直交座標軸によりそ
   れぞれ複数の断面積部分に区分し、各座標軸に関して作
   動回転方向前方に位置する断面積部分（37, 38, 39）の
   断面積を係止溝から見て順次に減少させることを特徴と
   する工具。
9. 【請求項９】 請求項１〜８のいずれか一項に記載の工
   具において、係止溝（22）および該係止溝に対向する連
   動溝（24）は、工具ホルダに鏡像対称的に配置された同
   一形状の係止素子（27, 28）を嵌合させ得る断面形状
   （30, 31）に形成したことを特徴とする工具。
10. 【請求項１０】 請求項１〜９のいずれか一項に記載の
    工具において、係止溝（22）は、非円弧状の断面形状
    （30）に形成したことを特徴とする工具。
11. 【請求項１１】 請求項１〜10のいずれか一項に記載の
    工具において、工具の中心軸線方向に見て、全ての連動
    溝（13, 14, 15, 23, 24, 25, 35）の軸線方向長さを、
    係止溝（12, 22）の軸線方向長さよりも大としたことを
    特徴とする工具。
12. 【請求項１２】 工具シャンク（11）の連動溝（23, 2
    4, 25）内に軸線方向から導入される少なくとも３個の
    連動突部（43, 44, 45）と、工具シャンク（11）におけ
    る係止溝（22）内に半径方向から導入される係止素子
    （49）と、該係止素子（49）の半径方向変位を案内する
    案内凹所（41）とを具える工具ホルダ（40）において、
    連動突部（43, 44, 45）は、工具の作動回転方向に見た
    基端部分（46, 47, 48）の幅に応じて、最大幅の連動突
    部（43）から最小幅の連動突部（45）までを順次に配置
    し、係止素子（49）は、最大幅の連動突部（43）と、最
    小幅の連動突部（45）との間に配置したことを特徴とす
    る工具ホルダ。
13. 【請求項１３】 請求項12記載の工具ホルダにおいて、
    係止素子（49）の案内凹所（41）における工具側開口部
    の円周方向両端を結ぶ弦に直交する垂直二等分線と、最
    大幅の連動突部（43）の基端部分（46）における円周方
    向両端を結ぶ弦に直交する垂直二等分線とのなす角度
    を、90°を超える角度（α）としたことを特徴とする工
    具ホルダ。
14. 【請求項１４】 請求項12および13に記載の工具ホルダ
    において、 係止素子（49）は最小幅の連動突部（45）に
    隣接させて配置し、係止素子（49）の案内凹所（41）に
    おける工具側開口部の円周方向両端を結ぶ弦に直交する
    垂直二等分線と、最小幅の連動突部（45）の基端部分
    （48）における円周方向両端を結ぶ弦に直交する垂直二
    等分線とのなす角度を、90°未満の角度（β）としたこ
    とを特徴とする工具ホルダ。
15. 【請求項１５】 請求項12〜14のいずれか一項に記載の
    工具ホルダにおいて、 最大幅の連動突部（43）と最小幅
    の連動突部（45）とを少なくともほぼ直径対向位置に配
    置し、前記の両連動突部間で両者に対して付加的な連動
    突部（44）をほぼ90°の角度位置に配置したことを特徴
    とする工具ホルダ。
16. 【請求項１６】 請求項12〜15のいずれか一項に記載の
    工具ホルダにおいて、係止素子（49）の工具に対向する
    内端部分は、非円弧断面形状に形成したことを特徴とす
    る工具ホルダ。