(57)【要約】【課題】破砕物への食いつき、食い込みを向上することができ、熱処理を効率的に実現することができ、再研磨時の研磨量が従来のものに比べて少ない打撃工具の実現を課題とする。【解決手段】軸部の先端にその断面形状が凸多角形を形成する多角錘の刃部を有する打撃工具Ｔにおいて、刃部１の断面凸多角形の一辺を構成する多角錘の各側面の中央部分を軸方向に凹ませたことを特徴とする。【選択図】    図１
2004175091.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
軸部の先端にその断面形状が凸多角形を形成する多角錘の刃部を有する打撃工具において、
前記刃部の、前記断面凸多角形の一辺を構成する、多角錘の各側面の中央部分を軸方向に凹ませたことを特徴とする打撃工具。
【請求項２】
前記多角錘は四角錘で、前記断面凸多角形のエッジ部の角度が鋭角であることを特徴とする請求項１に記載の打撃工具。
【請求項３】
前記多角錘は前記断面凸多角形の各頂点が長さ方向に直線的な凸型の第１の稜を形成し、また、前記各側面の中央部分を軸方向に凹ませたことにより、前記断面凸多角形の各辺の中央部分は長さ方向に直線的な凹型の第２の稜を形成し、
前記第１の稜が工具の中心軸に対してなす角度をα、前記断面凸多角形の元の各辺の中央部分が中心軸に対してなす角度をβ、前記第２の稜が中心軸に対してなす角度をγとすると
α＞β＞γ
であることを特徴とする請求項１に記載の打撃工具。
【請求項４】
前記多角錘は断面凸多角形が正方形である四角錘で前記角度αは４５°＞α＞７°の範囲、より好ましくは２０°＞α＞７°の範囲で、この角度αに対して前記角度γは
０．６５α＞γ＞０．３５α
の範囲とすることを特徴とする請求項３に記載の打撃工具。
【請求項５】
前記多角錘の各側面の中央部分の前記凹部は、前記断面凸多角形の一辺を、その辺の両端の２頂点を結ぶ弧状に切り取るように設けられることを特徴とする請求項１ないし請求項４のいずれかに記載の打撃工具。
【請求項６】
前記多角錘の各側面の中央部分の前記凹部は、前記断面凸多角形の一辺を、その辺の両端の２頂点を結ぶ三角形状に切り取るように設けられることを特徴とする請求項１ないし請求項４のいずれかに記載の打撃工具。
【請求項７】
前記刃部を再研磨して刃付けを行う場合には、前記断面凸多角形のエッジ部の角度が多少鈍くなるように削ることによって実現することを特徴とする請求項１ないし請求項６のいずれかに記載の打撃工具。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、打撃工具に関し、特に刃部のエッジ部の張り出しを大きくした打撃工具に関する。
【０００２】
【従来の技術】
破つり、溝きり、角だし、穴掘りなどのように、加工物に対して軸方向に衝撃を与えることを目的とする打撃工具、たとえば、ブルポイント、たがね、コンクリート用チゼルなどは、先端の刃部と、後端の挿入端部と、この刃部と挿入端部との間に位置するシャフト部分から構成され、挿入端部を工具ホルダーに装着して使用するようになっている。
この刃部は、たとえば高速度工具鋼、合金鋼等で製造され、四角錐状の形状をしており、その軸に直角な平面での断面は正方形であり、エッジ部の角度は９０°となっていて、硬度を向上するために熱処理が施されている（例えば、特許文献１参照）。
このような従来の構成の打撃工具は、刃部の角度が９０°と比較的大きく、刃部のエッジ部の張り出しが小さいため、破砕物への食いつき、食い込みが必ずしも十分ではなく、また、焼入れ時に熱容量が大きく焼入れが必ずしも効率的でなく、磨耗後の再研磨時の研磨量が大きいという問題を持っていた。
【０００３】
【特許文献１】
特開平４−２２６８７５公報  （第２−３頁、第１図）
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
上述のごとく、従来の打撃工具は、刃部のエッジ部の張り出しが小さく、焼入れ時の熱処理が必ずしも効率的でなく、磨耗後の再研磨時の研磨量が大きいという問題をもっていた。
本発明は比較的簡単な方法でこの問題を解決して、刃部のエッジ部の張り出しを大きくでき、工具の破砕物への食いつき、食い込みを向上することができ、熱処理を効率的に実現することができ、再研磨時の研磨量が従来のものに比べて少ない打撃工具の実現を課題とする。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
上記課題を達成するため、本発明は、軸部の先端にその断面形状が凸多角形を形成する多角錘の刃部を有する打撃工具において、前記刃部の、前記断面凸多角形の一辺を構成する、多角錘の各側面の中央部分を軸方向に凹ませたことを特徴とする。
これにより、刃部のエッジ部の角度を鋭くすることができ、工具の破砕物への食いつき、食い込み性能を向上することができる。また、エッジ部の熱容量が少なくなり、エッジ部の焼入れ性が向上する。
【０００６】
前記多角錘は四角錘で、前記断面凸多角形のエッジ部の角度が鋭角であることを特徴とする。
これにより、比較的簡単な構成で、刃部のエッジ部の角度が鋭く、かつ、作業面に食い込みやすく、破壊力の大きい工具を実現することができる。
【０００７】
前記多角錘は前記断面凸多角形の各頂点が長さ方向に直線的な凸型の第１の稜を形成し、また、前記各側面の中央部分を軸方向に凹ませたことにより、前記断面凸多角形の各辺の中央部分は長さ方向に直線的な凹型の第２の稜を形成し、前記第１の稜が工具の中心軸に対してなす角度をα、前記断面凸多角形の元の各辺の中央部分が中心軸に対してなす角度をβ、前記第２の稜が中心軸に対してなす角度をγとすると
α＞β＞γ
であることを特徴とする。
これにより、刃部のエッジが形成する稜が中心軸に対してなす角度を用いて刃部の形状を指定することができ、これに基づいて刃部のエッジ部の角度を鋭くすることができ、工具の破砕物への食いつき、食い込み性能を向上することができる。
【０００８】
前記多角錘は断面凸多角形が正方形である四角錘で前記角度αは４５°＞α＞７°の範囲、より好ましくは２０°＞α＞７°の範囲で、この角度αに対して前記角度γは
０．６５α＞γ＞０．３５α
の範囲とすることを特徴とする。
これにより、刃部のエッジが形成する稜が中心軸に対してなす角度を用いて、断面が正方形の四角錘で、破砕物への食いつき、食い込み性能と破壊力を向上した工具を実現することができる。
【０００９】
前記多角錘の各側面の中央部分の前記凹部は、前記断面凸多角形の一辺を２頂点を結ぶ弧状に切り取るように設けられることを特徴とする。
これにより、比較的簡単な加工方法でエッジ部の角度を鋭くすることができ、刃部のエッジ部の角度の鋭い工具を安価に実現することができる。
【００１０】
前記多角錘の各側面の中央部分の前記凹部は、前記断面凸多角形の一辺を２頂点を結ぶ三角形状に切り取るように設けられることを特徴とする。
これにより、比較的簡単な加工方法でエッジ部の角度を鋭くすることができ、刃部のエッジ部の角度の鋭い工具を安価に実現することができる。
【００１１】
前記刃部を再研磨して刃付けを行う場合には、前記断面凸多角形のエッジ部の角度が多少鈍くなるように削ることによって実現することを特徴とする。
これにより、再研磨時の切削量を減らすことが可能になり、刃部の再生に要する時間を短縮することができる。
【００１２】
【発明の実施の形態】
以下、本発明にかかる打撃工具を添付図面を参照にして詳細に説明する。
【００１３】
図１は本発明の打撃工具の一実施の形態であるブルポイントＴと呼ばれる先端が角錐状に形成された工具の外観斜視図である。図１において符号１は刃部、符号２はシャフト部、符号３は挿入端部である。また、図２（ａ）に本ブルポイントＴの刃部のエッジ方向から見た側面図を、図２（ｂ）に本ブルポイントＴの刃部のエッジ間の方向から見た側面図を、さらに、図２（ｄ）に本ブルポイントＴのＡ−Ａ´平面での断面図を、図２（ｃ）に、図２（ｄ）のＢ−Ｂ´平面での断面図を、図２（ｅ）に先端側から見た前面図を示す。なお、比較のために、図３（ａ）、（ｂ）に従来のブルポイントＴ´の図２（ａ）、（ｂ）と同じ２方向から見た側面図を、図３（ｃ）に従来のブルポイントＴ´のａ−ａ´平面での断面図を示す。
【００１４】
ブルポイントＴ、Ｔ´の刃部１は、高速度工具鋼、合金鋼等などから再研削が可能に形成され、焼入れによって硬度を高めて用いられる。また、これらの例では、シャフト部２は丸棒で形成している。さらに挿入端部３は一部をつばつきの六角柱の構成に、他の部分はシャフト部２よりも細い丸棒構成にして工具ホルダーで把持しやすいような形状にしている。
ところで、従来のブルポイントＴ´の刃部１は四角錘状をしており、その断面は正方形であり、刃のエッジ部の角度θは９０度であった。これに対して、本発明のブルポイントＴの刃部１は、図２（ｄ）や後述する図４、図５からわかるように、四角錘の各面の中央部を軸方向に凹ませ、従来のものよりもエッジ部分を張り出させるようにしている。これでエッジ部の角度θは９０度よりも小さい鋭角になる。
この四角錘の各側面の中央部の凹部は、図２（ｄ）のように、断面の正方形の一辺を２頂点を結ぶ三角形状に切り取って実現してもよいし、図４のように、２頂点を結ぶ円弧状に切り取って実現してもよい。
【００１５】
また、刃のエッジ部、即ち断面正方形の頂点が長さ方向に形成する凸型の稜（請求項３の第１の稜）が中心軸に対してなす角度をα、断面正方形の元の各辺の中央部が中心軸に対してなす角度をβ、断面正方形の各辺の軸方向に凹ませた現在の中央部が長さ方向に形成する凹型の稜（請求項３の第２の稜）が中心軸に対してなす角度をγとすると、当然のことであるが、
α＞β＞γ                                  １）
となる。
【００１６】
ところで、断面が正方形であるので、図５の刃部の断面図に示すように、ｔａｎαは断面中心とエッジを結ぶ直線l１に、ｔａｎβは断面中心と辺の中点を結ぶ直線l２に比例する。従ってｔａｎαとｔａｎβの比は正方形の対角線と辺の比に等しいため
ｔａｎα＝√２ｔａｎβ                      ２）
である。また、多角錘の側面を凹ませた後に残る量は、図５で、ｌ２の９０％に当たるｌ３からｌ２の５０％に当たるｌ４の範囲内と考えて、
０．９ｔａｎβ＞ｔａｎγ＞０．５ｔａｎβ    ３）
ｔａｎγが０．９ｔａｎβよりも大きい場合には、刃のエッジ部の角度θが充分に小さくならず、多角錘の側面を凹ませた効果があまり大きくなく、また、ｔａｎγが０．５ｔａｎβよりも小さい場合は工具のせん断応力に対する強度が保ち難くなる。式３）を角αに対して書き直すと
（０．９／√２）ｔａｎα＞ｔａｎγ
＞（０．５／√２）ｔａｎα    ４）
すなわち
０．３６４ｔａｎα＞ｔａｎγ
＞０．３５３６ｔａｎα    ５）
となる。角度ｘをラジアンであらわすとｘが比較的小さなところではｘ≒ｔａｎｘと見なせるので安全を見込んで
０．６５α＞γ＞０．３５α                  ６）
といえる。この関係は比率を表しているので角度αおよび角度γが度数で表されている場合でも成立する。
【００１７】
ところで、角度αは現実の値から４５°＞α＞７°の範囲の値、より好ましくは２０°＞α＞７°の範囲の値である。角度αは４５°よりも大きい場合は工具の食い込みが悪くなり、角度αが７°よりも小さいときは工具の強度が保ち難くなる。従って角度αおよび角度γはこの範囲内で選ばれる。
【００１８】
このような構成とすると、刃部の断面から見ると、刃のエッジ部の角度θは９０度よりも小さくなって鋭くなるため、破砕物への食いつき、食い込みがよくなる。さらに、従来は、四角錘の４つの面で４方向に押し広げて割って行ったものが、面数が増えることになって、８方向に押し広げる力が働くので、より効率よく割ってゆくことになる。したがって、破砕能力が向上し、作業効率が向上する。また、刃のエッジ部が鋭くなることから、エッジ部の熱容量が少なくなり、焼入れ性が向上する。エッジ部の焼入れ性が向上することから、エッジが従来品より長持ちし、エッジが長持ちすることから打撃工具自身も、従来品より長く使用することができる。
また、刃部の側面から見ると、角度βよりも角度γのほうがより小さく、長さ方向により鋭角な部分ができるので、工具の破砕物への打ち込みがより楽になって入りやすくなる。一方、破砕物を割ってゆく効果は、四角錘の対角のエッジの角度αが大きいほど張り出しが大きくて利くので、この角度が従来と同じであると打ち込みが入りやすくなった分だけ破砕物が割れやすくなる。
実際の例で、α＝１０．５°、β＝７．５°とし、γ＝６．５°に選ぶと、図２のＡ−Ａ´平面での断面積は、従来の図３のａ−ａ´平面での断面積に比して１４％狭くなるので、その分、工具が破砕物へ入り易くなる。
【００１９】
さらに、エッジが磨耗した場合の再研磨の方法について考えると、従来のブルポイントＴ´の刃部１を再研磨する場合は、図６（ｂ）のように、四角錘の各面を水平に研磨する必要があった。そのため、４面を所定の深さまで削り込む必要があり、研磨量が多かった。本発明のブルポイントＴの刃部１を再研磨する場合には、図６（ａ）のように、エッジの角度を幾分鈍角に変えるように再研磨することで、少ない研磨量でエッジを再生することができる。したがって、より短時間にエッジを再生することができる。なお、図６（ｃ）に本発明での再研磨でのエッジ部分の拡大図を、図６（ｄ）に従来の場合の再研磨でのエッジ部分の拡大図を示した。
【００２０】
以上本発明を、一実施の形態に沿って説明したが、本発明はこれに限られるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で種々の対応が考えられる。たとえば、以上の実施の形態では、シャフト部を円筒形の丸棒で、挿入端部を一部六角柱にした例で示したが、シャフト部、挿入端部に六角柱、八角柱などの形体を用いても好適に実現することができる。また、以上の実施の形態では、刃部の多角錘が四角錘である場合について説明したが、たとえば三角錘、五角錘、六角錘であっても本発明が適用できることはもちろんである。
【００２１】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によると、打撃工具の刃部の多角錘の各側面の中央部分を軸方向に凹ませるようにしたので、刃部のエッジ部の角度を鋭くすることができ、打撃工具の破砕物への食いつき、食い込み性能、エッジ部の焼入れ性能を向上することができる効果がある。
また、刃部のエッジ部の角度が小さいため、刃部を再研磨する場合の研磨量が少なくなるので、研磨効率を向上する効果がある。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の打撃工具の一実施の形態であるブルポイントの外観斜視図。
【図２】本実施の形態のブルポイントの刃部の側面図と拡大断面図。
【図３】従来のブルポイントの刃部の側面図と拡大断面図。
【図４】本発明の他の実施の形態のブルポイントの刃部の拡大断面図。
【図５】刃部の断面図と各部の長さの説明。
【図６】本発明と従来の場合の刃部の再研磨の方法を示す説明図。
【符号の説明】
１    刃部
２    シャフト部
３    挿入端部
【図１】
2004175091.tif 000003
【図２】
2004175091.tif 000004
【図３】
2004175091.tif 000005
【図４】
2004175091.tif 000006
【図５】
2004175091.tif 000007
【図６】
2004175091.tif 000008
【手続補正書】
【提出日】平成15年2月18日(2003.2.18)
【手続補正１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１６
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１６】
ところで、断面が正方形であるので、図５の刃部の断面図に示すように、ｔａｎαは断面中心とエッジを結ぶ直線l１に、ｔａｎβは断面中心と辺の中点を結ぶ直線l２に比例する。従ってｔａｎαとｔａｎβの比は正方形の対角線と辺の比に等しいため
ｔａｎα＝√２ｔａｎβ                      ２）
である。また、多角錘の側面を凹ませた後に残る量は、図５で、ｌ２の９０％に当たるｌ３からｌ２の５０％に当たるｌ４の範囲内と考えて、
０．９ｔａｎβ＞ｔａｎγ＞０．５ｔａｎβ    ３）
ｔａｎγが０．９ｔａｎβよりも大きい場合には、刃のエッジ部の角度θが充分に小さくならず、多角錘の側面を凹ませた効果があまり大きくなく、また、ｔａｎγが０．５ｔａｎβよりも小さい場合は工具のせん断応力に対する強度が保ち難くなる。式３）を角αに対して書き直すと
（０．９／√２）ｔａｎα＞ｔａｎγ
＞（０．５／√２）ｔａｎα    ４）
すなわち
０．６３６４ｔａｎα＞ｔａｎγ
＞０．３５３６ｔａｎα    ５）
となる。角度ｘをラジアンであらわすとｘが比較的小さなところではｘ≒ｔａｎｘと見なせるので安全を見込んで
０．６５α＞γ＞０．３５α                ６）
といえる。この関係は比率を表しているので角度αおよび角度γが度数で表されている場合でも成立する。