(57)【要約】【課題】  芯入りチゼルにおいて芯材の底部で生じる破壊を防止する。【解決手段】  チゼル本体の軸方向に設けられた軸穴の底部に溶融した金属を流入し、該金属が溶融している間に冷却収縮状態の芯材を軸穴に挿入する。溶融金属は芯材の底部の形状に完全に沿って形成され、凝固するので、芯材と軸穴底部との形状の不整合に起因して局部に力が集中し、チゼル本体が破壊してしまうことを防ぐことができる。【選択図】      図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
チゼル本体の軸方向に設けられた軸穴の底部に、溶融した金属を流入し、該金属が溶融している間に芯材を軸穴に挿入する
ことを特徴とする芯入りチゼルの製造方法。
【請求項２】
前記芯材の挿入方法は、冷やし嵌めである
ことを特徴とする請求項１記載の芯入りチゼルの製造方法。
【請求項３】
前記金属は、非鉄金属である
ことを特徴とする請求項１または２記載の芯入りチゼルの製造方法。
【請求項４】
チゼル本体の軸方向に設けられた軸穴の底部に、溶融した金属が流入され、該金属が溶融している間に、超低温液体によって冷却された芯材が軸穴に挿入されてなる
ことを特徴とする芯入りチゼル。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ブレーカに用いられる芯入りチゼル及びその製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来より、岩盤、堅土床、コンクリート等、硬質の対象物を、打撃を繰返すことによって破砕するための手段の一つとして、チゼルを先端に取付けた油圧ブレーカが用いられている。このチゼルにはチゼル本体と芯材とから構成されるものがあり、チゼル本体に硬質の芯材が挿入される。チゼル全体を表面から中心まで均等に焼き入れすることは困難であるが、このように芯材を用いたチゼルでは、チゼル本体の鋼の焼き入れが不充分であった場合でも、チゼル全体の強度を確保することが可能であるという利点がある。
【０００３】
ところが、このような芯入りのチゼルでは、使用して数日でチゼル本体の軸穴の底部付近より破壊してしまうことがあることが知られているが、使用開始後１週間以内で約２〜３割が破壊する。この破壊の原因は芯材が嵌め込まれる軸穴の底部におけるチゼル本体と芯材との接触面が不均一であるため、一部分に力が集中してしまうためである。接触面が一致するように仕上げた場合でも同様の破壊がみられることから、チゼル本体と芯材を通常の成型技術によって形成した場合、本問題を克服することは困難であるとされている。そこで、これまでにチゼル本体と芯材の底部との間で発生する応力集中を回避するために、次のような技術が公表されてきた。
【特許文献１】特開平１１−４８１６３号公報
【特許文献２】特開２００２−１４４２５４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
特許文献１記載の発明は、チゼル本体に用いる金属を芯材に用いる金属よりも軟質のものとすることによって衝撃を吸収し、芯材の特定の部分に応力が集中し、破壊することがないようにした技術である。しかし、この構成ではチゼル本体用の金属と芯材の金属のどちらか、もしくは両方に特定の金属を採用する必要が生じ、従来より用いられてきたチゼル本体と芯材の金属を使用することができないという問題点がある。
【０００５】
特許文献２記載の発明は、チゼル本体に設けられた挿通孔の底部と、挿入する芯材との間に金属パウダーを介在させることによって、チゼル本体と芯材とを固定化し、芯材の脱落を防止するとともに、芯材から伝達される衝撃が芯材の底部の一点に集中して、芯材にクラックが生じることを防止する技術であるが、パウダーが入り込まない隙間が生じてしまう虞もある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記問題点を解決するために、本発明の芯入りチゼルの製造方法では、チゼル本体の軸方向に設けられた軸穴の底部に溶融した金属を流入し、該金属が溶融している間に芯材を軸穴に挿入することを特徴とする。また、好ましくは、前記挿入方法は、冷やし嵌めであることを特徴とすることができる。さらに好ましくは前記金属は、非鉄金属であることを特徴とすることができる。さらに、本発明の芯入りチゼルは、チゼル本体の軸方向に設けられた軸穴の底部に、溶融した金属が流入され、該金属が溶融している間に、超低温液体によって冷却された芯材が軸穴に挿入されてなることを特徴とする。
【発明の効果】
【０００７】
本発明のチゼル製造方法によれば、軸穴の底部に溶融した介在金属を入れ、該介在金属が溶融している間に芯材を挿入することによって軸穴の底部と芯材の底部に隙間が生じる虞がなくなり、チゼル本体と芯材との間に該介在金属が完全に密着した状態で凝固する。そして、該チゼルを使用した場合、芯材を通して伝わって来る強い衝撃を該介在金属が緩和すると同時にチゼル本体の特定部分に衝撃が集中することがなく、チゼル本体が破壊してしまうという問題点を解消することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００８】
以下、本発明の芯入りチゼルの製造方法について、実施例に基づき詳細に説明する。図１は、芯入りチゼルの断面図である。本発明の芯入りチゼルは基本的に、チゼル本体１と芯材２、そして軸穴底部に設けられる介在金属３により構成される。
【０００９】
チゼル本体１は円筒形の鋼であり、先端部より中心軸に沿って軸穴５が設けられている。該軸穴５は芯材２を嵌入可能な形状であり、芯材２を挿入した時に係止機構が存在せずに締結保持可能な内径に形成されている。本実施例では軸穴５の底面の形状は球面である。チゼル本体は特殊鋼を用いるが、チゼル本体としての強度を有していれば、どのような素材の材料を用いても構わない。
【００１０】
芯材２は前記軸穴５に嵌め込まれる円筒形の鋼である。該芯材２は破砕対象物に接する部分であるため、チゼル本体１に使用される鋼よりも高強度の鋼によって形成される。また、芯材底面部２２は平面であり、芯材底面部の周縁２３は曲面である。芯材２に使用される鋼は、本実施例では特殊合金鋼を用いているが、チゼルの芯材として適した材質を持つ材料であるならば、いかなるものでも構わない。
【００１１】
介在金属３は、加熱され溶融した状態で軸穴５に流入されてチゼル本体１の軸穴底部に配置された後、芯材２が挿入されるとともに凝固する。介在金属３は、チゼルの使用時に芯材２を介してチゼル本体１に伝わる衝撃が、芯材２と軸穴５の形状の不一致が存在する芯材２の特定の一部分に集中し、局部的に大きな力が掛かることによりチゼル本体１が破壊してしまうことを防止する役割を果たす。それ故に、介在金属として用いる金属は、チゼル本体１並びに芯材２よりも軟質であることが望ましく、さらには溶融状態で接することになる芯材２並びにチゼル本体１に用いられる材料よりも融点が低いものが望ましい。このような材料としては非鉄金属が好適である。
【００１２】
本発明の芯入りチゼルの製造方法を説明する。まず、介在金属３を熱して溶融させ液状にし、該介在金属３を軸穴５の底部に流入する。ここで流入する介在金属３の量は、チゼル本体１、軸穴５、芯材２の大きさにあわせて適宜決定され、介在金属３が芯材底面部全体を充分に保持し、衝撃を和らげることができる量であればよい。ここで、介在金属３が溶融状態の時には変態点以下の温度が保持されるように管理する。
【００１３】
続いて、芯材２を軸穴５に挿入する。芯材２の外径と軸穴５の内径は、チゼルの使用中に芯材２が抜け落ちてしまうことを防ぐために略等しく形成されている。芯材２は圧入してもよいが、介在金属３が凝固してしまわない時間内に芯材２を所望の位置に挿入しなければならないので、挿入が短時間で完了する冷やし嵌めが好適である。
【００１４】
冷やし嵌めは、芯材２を液体窒素等の超低温液体に浸漬し冷却され、収縮状態の該芯材２を軸穴５に挿入することによって行う。芯材２を直径に対する一定時間液体窒素に浸漬すれば、直径が数十ミクロン収縮するので、挿入時には抵抗なく、芯材の底部が軸穴底部にある介在金属３に到達する。ここで、冷却された芯材２は常温の雰囲気に曝されると直ちに膨張を始めるので、迅速に挿入作業を行う必要がある。本実施例であれば、液体窒素から取り出した後、数秒程度で挿入が完了すればよい。その後芯材２が膨張して軸穴５との隙間がなくなると、芯材２はチゼル本体１の締結力によって保持され、軸穴５から抜け落ちてしまうことはない。
【００１５】
介在金属３が形成される手順を説明する。図２は芯材底面部の断面図である。軸穴底部まで芯材２が挿入がされており、チゼルが使用可能な状態である。まず、超低温液体に浸漬し冷却された芯材２を軸穴５に挿入して、芯材２の底面が溶融状態の介在金属３に到達すると、介在金属３は芯材２の形状に沿って流動する。通常の雰囲気下で芯材２が膨張し、チゼル本体１に密着する迄には、介在金属３の一部は曲面状の芯材底面部の周縁２３から芯材２の側面部空間５１にも入り込む。
【００１６】
このように芯入りチゼルが構成されていれば、介在金属３の形状は芯材２の底部の形状と軸穴５の形状とに完全に沿っているため、軸穴５と芯材２の形状に微細な不整合があったとしても、チゼル使用時に、衝撃が芯材２の特定の部分に集中してしまうことがない。さらに、芯材２の底部全体のみならず近傍の側部の一部も介在金属３によって覆われるので、衝撃が軸方向からずれて斜め方向に加わった場合でも、衝撃を受ける芯材２の底部の一点に応力が集中することがなく、底部付近の側部から発生する破壊を防止することができる。なお、従来の芯入りチゼルでは、使用開始後２週間以内に約２〜３割のチゼルが破壊するが、本発明によって製造された芯入りチゼルは、使用を開始してから３ヶ月後において破壊事例がないという、顕著な効果がみられている。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】本発明のチゼルの側面図である。
【図２】本発明のチゼルの芯材底面部の側面図である。
【符号の説明】
【００１８】
１  チゼル本体
２  芯材
３  介在金属
５  軸穴
５１  側面部空間
２２  軸心底面部
２３  周縁
【図１】
2005246501.tif 000003
【図２】
2005246501.tif 000004