(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
シャフト（２）と、差し込み端部（９）の外周面及び遊端に向けて開放する少なくとも１個の縦長の凹所（５〜８）を有し、シャフト（２）に結合した円筒形状の差し込み端部（４）と、シャフト（２）及び差し込み端部（４）の間に配置したフランジ（３）とを具え、該フランジが工具（１）の周囲に延在すると共にシャフト（２）及び差し込み端部（４）から半径方向に突出するドリル／チゼル工具において、差し込み端部の直径が１８ｍｍ以上であり、前記凹所（５〜８）は、工具（１）の長手方向の中心軸線に対して垂直に延在し、かつ、外周面に向けて拡大する弧状断面を有することを特徴とするドリル／チゼル工具。
【請求項２】
請求項１記載のドリル／チゼル工具において、前記凹所（５〜８）の曲率半径（ｒ）が、差し込み端部（４）の直径（ｄ）の約０．１〜約０．３５倍であることを特徴とするドリル／チゼル工具。
【請求項３】
請求項２記載のドリル／チゼル装置において、前記凹所（５〜８）の半径方向の深さ（ｔ）が、該凹所（５〜８）の曲率半径（ｒ）の約５０％〜１００％であることを特徴とするドリル／チゼル装置。
【請求項４】
請求項１〜３の何れか一項に記載のドリル／チゼル装置において、前記差し込み端部（４）は４個の凹所（５，６，７，８）を具え、これらの凹所が等角度間隔で差し込み端部（４）の外周に配置されていることを特徴とするドリル／チゼル装置。
【請求項５】
請求項４記載のドリル／チゼル装置において、前記凹所（５〜８）の長さ（ｌ）は、差し込み端部（４）の直径（ｄ）の約２〜約４倍であることを特徴とするドリル／チゼル装置。
【請求項６】
請求項１〜５の何れか一項に記載のドリル／チゼル装置において、前記フランジ（３）の外径（ｏ）が、差し込み端部（４）の直径の約１．２５〜約１．５倍であることを特徴とするドリル／チゼル装置。
【請求項７】
請求項６記載のドリル／チゼル装置において、前記フランジ（３）から差し込み端部（４）の遊端（９）までの距離（ａ）は、差し込み端部（４）の直径の約７〜約９倍であることを特徴とするドリル／チゼル装置。
【請求項８】
請求項１〜７の何れか一項に記載のドリル／チゼル工具を装着して使用するドリル／チゼル装置において、工具ホルダ（１３）が少なくとも１個のローラ形状の連行手段（１５，１６）を具え、該連行手段は工具ホルダ（１３）の内壁（１４）に設けた溝（２１）内に軸線方向及び半径方向で固定され、軸線を中心として回転可能であると共に、最大直径（ｇ）の約３０％〜約４７％だけ工具ホルダ（１３）の内壁（１４）から突出することを特徴とするドリル／チゼル装置。
【請求項９】
請求項８記載のドリル／チゼル装置において、少なくとも１個の連行手段の曲率半径が、装着するドリル／チゼル工具（１）の差し込み端部（４）における凹所（５〜８）の曲率半径に一致することを特徴とするドリル／チゼル装置。
【請求項１０】
請求項８又は９に記載のドリル／チゼル装置において、工具ホルダ（１３）における連行手段（１５，１６）の個数は、ドリル／チゼル工具（１）の差し込み端部（４）における凹所（５〜８）の個数に一致することを特徴とするドリル／チゼル装置。
【請求項１１】
請求項１０記載のドリル／チゼル工具において、連行手段を工具ホルダの内壁に亙って等間隔に配分したことを特徴とするドリル／チゼル工具。
【請求項１２】
請求項１１記載のドリル／チゼル工具において、工具ホルダが４個の連行手段を具えることを特徴とするドリル／チゼル工具。
【請求項１３】
請求項８〜１２の何れか一項に記載のドリル／チゼル装置において、工具ホルダ（１３）における連行手段（１５，１６）の軸線方向寸法（ｋ）が、ドリル／チゼル工具（１）の差し込み端部（４）における凹所（５〜８）の軸線方向寸法（ｌ）の約２５％〜約７０％であることを特徴とするドリル／チゼル装置。
【請求項１４】
請求項８〜１３の何れか一項に記載のドリル／チゼル装置において、少なくとも１個の連行手段（１５，１６）を解体可能な円筒形状の固定スリーブ（１７）によって半径方向に固定し、前記固定スリーブは工具ホルダ（１３）の外側（１９）に固定可能であることを特徴とするドリル／チゼル装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、シャフトと、差し込み端部の外周面及び遊端に向けて開放する少なくとも１個の縦長の凹所を有し、シャフトに結合した円筒形状の差し込み端部と、シャフト及び差し込み端部の間に配置したフランジとを具え、該フランジは少なくとも部分的に工具の周囲に延在すると共にシャフトと差し込み端部とから少なくとも部分的に半径方向に突出するドリル／チゼル工具に関するものである。本発明は、さらに、ドリル／チゼル工具のための工具ホルダを具えるドリル／チゼル装置に関するものである。なお、本明細書において、「ドリル／チゼル工具」とはドリル専用工具、チゼル専用工具及びドリル・チゼル兼用工具を意味するものとし、「ドリル／チゼル装置」とはドリル専用装置、チゼル専用装置及びドリル・チゼル兼用装置を意味するものとする。
【０００２】
【従来の技術】
岩石に深いドリル孔を形成するため、一般的には、圧縮空気又は油圧によって駆動されるドリル／チゼル装置が使用される。これらの装置に結合して使用されるドリル／チゼル工具は、例えば、六角形状の差し込み端部を具える。この差し込み端部は、ドリル／チゼル装置の対応して形成した工具ホルダにより把持される。また、複数の縦長溝を有する差し込み端部を具えた工具も公知である。その溝は台形状断面を有すると共に、ドリル／チゼル装置の工具ホルダ内で軸線方向に延在するキー状の連行手段と協働する。これらの連行手段は、工具ホルダの内壁に形成される。既知のドリル／チゼル工具は、装置に取り付けた把持金具を介して軸線方向に係止される。この把持金具は、旋回可能であると共にドリル／チゼル工具に設けられているフランジ等を後方から把持するものである。
【０００３】
岩石に深いドリル孔を形成する場合、ドリル／チゼル工具に大きなトルクが与えられる。このトルクは、特に、ドリル／チゼル装置の工具ホルダの領域における工具及び連行部材の連行溝又は連行面の領域で損耗を増加させる。この損耗は、切削屑によって更に助長される。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
本発明の課題は、従来技術における上述した問題点を解消して耐用寿命を向上させたドリル／チゼル工具を提案することにある。本発明によるドリル／チゼル工具は、電気空圧式の衝撃機構を具える電動ドリル／チゼル装置に結合して使用可能とする。また、本発明は、耐磨耗性に優れた工具ホルダを具えるドリル／チゼル装置を提案するものである。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
この課題を解決するため、本発明によるドリル／チゼル工具は、シャフトと、シャフトに結合した円筒形状の差し込み端部とを具える。差し込み端部は、差し込み端部の外周面及び遊端に向けて開放する少なくとも1個の縦長の凹所を有する。シャフト及び差し込み端部の間にはフランジが配置されている。このフランジは、工具の周囲に延在すると共に、シャフト及び差し込み端部から半径方向に突出する。円筒形状の差し込み端部の直径は１８ｍｍ以上、好適には２２ｍｍ以上である。少なくとも1個の凹所は、工具の長手方向の中心軸線に対して垂直に延在し、かつ、外周面に向けて拡大する弧状断面を有する。
【０００６】
従来のドリル／チゼル工具は、差し込み端部が大径である場合、通常、シャフトの遷移部に環状のフランジを有する断面六角形状の差し込み端部を具える。それに対し、本発明によるドリル／チゼル工具は、少なくとも1個の凹所を有するほぼ円筒形状の差し込み端部を具える。凹所は長手方向に延在し、遊端と外周とに向けて開放する形状に形成される。対称性を考慮し、かつトルクを良好に伝達可能とするため、少なくとも1個の受け部材は、工具の長手方向の中心軸線に対して垂直に延在する弧状断面を有する。少なくとも1個の凹所は、連行溝として使用される。丸溝とした連行溝は、ドリル／チゼル装置の工具ホルダ内において、対応して形成した連行手段と結合する。この連行溝では、その断面形状により、トルク伝達に際して従来の工具における差し込み端部よりも磨耗が僅かである。差し込み端部の遊端に向けて丸溝を開放して形成することにより、工具を正確に装着することが容易となる。特に、本発明によるドリル／チゼル工具は、電動ドリル／チゼル装置に結合して使用可能である。それらの装置は、有利な電気空圧式の衝撃機構の技術と、従来既知のハンマードリル装置で実証された駆動技術に基づくものである。ハンマードリル装置は、１８ｍｍ以下の差し込み端部を具える工具用に設計され、例えば、本願出願人によっても販売されている。
【０００７】
本発明の有利な実施形態において、凹所の曲率半径は、差し込み端部の直径の約０．１〜約０．３５倍に相当する。差し込み端部の最低直径に関連し、丸溝として形成した凹所の曲率半径に係る選択領域は、対応して形成された連行手段と結合して面接触する。この面接触は、凹所／連行手段の耐磨耗性に有利な影響を及ぼすものである。
【０００８】
大トルクを伝達可能とするため、凹所の外周面に係る半径方向の深度は、丸溝として形成した凹所の曲率半径の約５０％〜１００％とするのが有利である。
【０００９】
本発明によるドリル／チゼル工具の特に有利な実施形態において、差し込み端部は４個の凹所を具える。これらの凹所は、差し込み端部の外周に均等配分して配置される。凹所の数を増加させると、一層大きなトルクが伝達可能となる。同一形状の凹所を円筒形状差し込み端部の外周に沿って等間隔に配置することにより、工具は４位置で差し込み可能となる。対応して形成した工具ホルダに装着する際に、最大でも約９０°の角度だけ工具を回転させれば、連行手段を受け部材内に滑動させることができる。
【００１０】
任意の軸線方向位置で工具が作動しても、対応して形成した連行手段が可能な限り軸線方向の全長に亙って確実に凹所と面接触可能とするため、凹所の長さは、差し込み端部の直径の約２〜約４倍とするのが有利である。
【００１１】
シャフトから差し込み端部への遷移領域において、旋回可能な把持金具等がフランジを後方から把持する。この把持金具等によって、ドリル／チゼル工具を軸線方向に固定することが可能となる。工具の過酷な条件下での使用のために軸線方向の固定係止を確保し、差し込み端部の後端に与えられる軸線方向の衝撃力による工具ホルダからの不所望の離脱を防止するため、フランジの外径は差し込み端部の直径の約１．２５〜約１．５倍とするのが有利である。
【００１２】
差し込み端部の長さは、フランジから差し込み端部の遊端までの距離によって決定される。軸線方向の凹所の十分な長さを確保するため、フランジから差し込み端部の遊端までの距離は、差し込み端部の直径の約７〜約９倍とするのが有利である。
【００１３】
本発明のドリル／チゼル工具は、ドリル／チゼル装置における工具ホルダに装着して使用される。この工具ホルダは、少なくとも1個のローラ形状の連行手段を具える。連行手段は、工具ホルダの内壁に設けた溝に軸線方向及び半径方向で固定される。溝を適切に形成することにより、少なくとも1個のローラ形状の連行手段を溝内で軸線を中心として回転可能とする。連行手段を回転可能に担持することにより、連行手段の全面が、工具の差し込み端部における受け部材と嵌合する。その結果、磨耗の発生が連行手段の全面に配分され、耐用寿命は向上する。連行手段の配置については、最大直径の約３０％〜約４７％が工具の内壁から突出するように選択する。
【００１４】
ドリル／チゼル工具の差し込み端部における受け部材に、少なくとも1個の連行手段を特に良好に面接触させるため、少なくとも1個の連行手段の曲率半径は、差し込み端部における凹所の曲率半径に一致させる。
【００１５】
本発明によるドリル／チゼル工具の差し込み端部における凹所の負荷を均等化して大トルクを伝達可能とするため、工具ホルダにおける連行手段の個数は、ドリル／チゼル工具の差し込み端部における凹所の個数に一致させるのが有利である。その際、連行手段は工具ホルダの内壁の外周に亙って均等に配分するのが好適である。例えば、４個の連行手段を具える配置が、空間的にも、対称性の観点からも有利な実施形態である。
【００１６】
任意の位置における工具でドリル／チゼル装置を作動可能とし、各連行手段が工具の差し込み端部で対応する各凹所に可能な限り広い面接触を保つため、連行手段の軸線方向寸法は、ドリル／チゼル工具の差し込み端部における凹所の軸線方向寸法の約２５％〜約７０％とするのが有利である。
【００１７】
分解可能な固定スリーブを介して連行手段を半径方向に固定することにより、工具ホルダ及び、連行手段の極めて簡単な保守管理と交換可能性とが確実となる。なお、固定スリーブは工具ホルダの外側に固定することができる。
【００１８】
【発明の実施の形態】
以下、本発明を図示の好適な実施形態について更に具体的に説明する。
【００１９】
図１〜図３は、ドリル／チゼル工具１の一実施形態を示している。工具１は、シャフト２と、これに連なる差し込み端部４とを有する。シャフト２から差し込み端部４への遷移領域には、差し込み端部４及びシャフト２から半径方向に突出するフランジ３を具える。ドリルヘッドは、差し込み端部に対向するシャフト２の端部に配置されるが、本発明においては重要でないために図示を省略する。差し込み端部４の直径ｄ（図２）は１８ｍｍ以上、好適には２２ｍｍ以上とする。例えば、差し込み端部の直径は２３ｍｍ又は２５ｍｍとすることが可能である。フランジ３の外径ｏは、差し込み端部の直径ｄの約１．２５〜約１．５倍とする（図２）。フランジ３から差し込み端部４の後端９までの距離ａは、差し込み端部４の直径の約７〜約９倍とする（図２）。
【００２０】
差し込み端部４は、複数の縦長凹所５〜８を具える。これらの凹所は、差し込み端部４の外周面と遊端９とに向けて開放する形状とされている。工具１の図示実施形態において、差し込み端部４は４個の縦長の凹所５〜８を具え、これらの凹所は差し込み端部４の外周に沿って等角度間隔で配置される。凹所５〜８は、差し込み端部４の直径ｄの約２〜約４倍に相当する軸線方向寸法ｌを有する（図２）。凹所５〜８は、工具１の長手方向の中心軸線に対して垂直に延在し、外周面に向けて拡大する弧状断面を有する。凹所５〜８の曲率半径は、差し込み端部４の直径ｄの約０．１〜約０．３５倍に相当する（図３）。図３では、直径線上で互いに対向する凹所６，８に仮想線で円を記入して、凹所が弧状断面を有することを示している。凹所５〜８の外周面に係る半径方向の深さｔは、曲率半径ｒの約５０％〜１００％に相当する（図３）。
【００２１】
図４は、ドリル／チゼル装置の工具ホルダ１３の一実施形態を示す縦断面図である。この工具ホルダは、本発明により形成されたドリル／チゼル工具に適合する。工具ホルダ１３は、装置ハウジング１０の軸線方向に突出する前方部分に装着される。ハウジング１０内に回転スピンドル１１を配置する。同様に図示した打撃部材１２は、好適には電気空圧式の衝撃機構を構成すると共に、工具ホルダ１３に装着したドリル／チゼル工具１の後端９に軸線方向の衝撃力を伝達する機能を発揮する。ハウジング１０の前方部分に装着した工具ホルダ１３は、一体的に回転し得るよう回転スピンドル１１と着脱可能に結合する。工具ホルダ１３にはローラ形状の連行手段１５，１６を配置する。これらの連行手段は、工具ホルダ１３の溝２１に軸線方向と半径方向とで固定される。溝２１を適切に形成することにより、作動中のローラ形状の連行手段はそれ自身の中心軸線の周りに回転することができる。連行手段１５，１６は、円筒形状の固定スリーブ１７によって半径方向に固定される。固定スリーブは、工具ホルダの外側１９に取り付け可能であると共に、クランプリング１８によって固定される。ローラ形状の連行手段１５，１６は溝２１に配置され、連行手段の最大直径ｄの約３０％〜約４７％までが工具ホルダ１３の内壁に対して突出する。ローラ形状の連行手段１５，１６の曲率半径は、工具の差し込み端部における弧状に形成した受け部材の曲率半径に一致させるのが好適である。ローラ形状の連行手段１５，１６の長さは、本発明によるドリル／チゼル工具１の差し込み端部４における縦長の凹所６，８の軸線方向寸法ｌの約２５％〜約７０％に相当する。この寸法比率により、連行手段１５，１６は軸線方向の全長に亙り、工具１の差し込み端部４の凹所６，８と常に確実に面接触する。この状態を明示するため、図４の上半分と下半分とは、工具ホルダ１３に装着したドリル／チゼル工具１を異なる極端な２位置で表している。すなわち、図４の下半分は初期位置にある工具を示し、この位置では差し込み端部４の遊端９が打撃部材１２に接触する。図４の上半分には、工具ホルダ１３における工具の最大可能な軸線方向変位が示されている。軸線方向の変位は、把持金具２０によって制限される。把持金具２０は、装置ハウジング１０の前方部分にヒンジ固定されると共に旋回可能であるため、シャフト２から差し込み端部４への遷移領域において環状フランジ３を後方から把持する。
【００２２】
図４は、２個の連行手段１５，１６だけを示している。連行手段の数は、ドリル／チゼル工具の差し込み端部における凹所の個数に一致させるのが好適である。
【図面の簡単な説明】
【図１】  本発明によるドリル／チゼル工具の差し込み端部を示す斜視図である。
【図２】  図１に示した差し込み端部の側面図である。
【図３】  差し込み端部の横断面図である。
【図４】  本発明のドリル／チゼル工具を適用するドリル／チゼル装置における工具ホルダの縦断面図である。
【符号の説明】
１  工具
２  シャフト
３  フランジ
４  差し込み端部
５，６，７，８  凹所
９  遊端
１０  ハウジング
１１  回転スピンドル
１２  打撃部材
１３  工具ホルダ
１４  内壁
１５，１６  連行手段
１７  固定スリーブ
１８  クランプリング
１９  外側
２０  把持金具
２１  溝
【図１】
0004751503.tif 000002
【図２】
0004751503.tif 000003
【図３】
0004751503.tif 000004
【図４】
0004751503.tif 000005