(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
シャフト（１）を具える回転衝撃螺旋ドリルであって、前記シャフトは、特に、螺旋状として外被に延在させたドリル屑のための少なくとも一本の主搬送溝（４，５）を有すると共に、一方のシャフト端部（10）には超硬合金カッターを具える切削プレート（６）を有し、超硬合金カッターはシャフト端部（10）の前端面（３）から軸線方向に突出し、シャフト（１）の外被（２）から半径方向に突出するものにおいて、シャフト端部（10）の領域では、シャフト（１）の長手方向軸線（Ａ）に対してほぼ垂直に延在する長手方向軸線（Ｌ）を有する少なくとも一個のピン状の案内素子（11，21，31）をシャフト（１）に埋め込み、該案内素子はシャフト（１）の外被（２）に対して半径方向の突出部（ｒ）を有する遊端面（12）を具え、前記突出部（ｒ）は切削プレート（６）における半径方向の突出部（ｓ）より小とし、該案内素子（11，21, 31）の遊端面（12）を、曲率がシャフト（１）の外被（２）の曲率に一致する球面又は円筒形状面の一部として形成したことを特徴とする回転衝撃螺旋ドリル。
【請求項２】
請求項１記載の工具において、複数のピン状の案内素子（11, 21, 31）を具え、案内素子（11, 21, 31）は一断面の対角に位置する方形に対を成し、シャフト（１）の軸線（Ａ）に対して垂直に配置したことを特徴とする工具。
【請求項３】
請求項１又は２に記載の工具において、ピン状の案内素子（11, 21, 31）は対を成して対角に配置し、長手方向軸線（Ｌ）は特にシャフト（１）の直径上に位置させたことを特徴とする工具。
【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、ピン状の案内素子（11, 21, 31）をシャフト（１）に埋め込み、シャフト（１）の前端面から長手方向軸線（Ｌ）までの離間距離は、切削プレート（６）の埋め込み部分の長さの４分の１から４分の３に相当することを特徴とする工具。
【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、シャフト（１）の外被（２）に対するピン状の案内素子（11, 21, 31）の半径方向突出（ｒ）は、少なくとも切削プレート（６）の半径方向突出（ｓ）の半分に相当することを特徴とする工具。
【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、案内素子（11, 21, 31）は円形の断面を有すると共に、左右対称として形成した前端面（12）を具えることを特徴とする工具。
【請求項７】
請求項１〜５のいずれか一項に記載の工具において、ピン状の案内素子（21）は取り付け補助部材としての深部ストッパを有し、特に、シャフト（１）の外被（２）から突出するキノコ状の拡大頭部（22）を具えたことを特徴とする工具。
【請求項８】
請求項１〜６のいずれか一項に記載の工具において、ピン状の案内素子（11, 21, 31）はシャフト端部（10）における追加的な溝（16）に配置し、該溝はシャフト（１）の直径（Ｄ）上に位置することを特徴とする工具。
【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、ピン状の案内素子（11, 21, 31）における長手方向延長部の５分の３から４分の３はシャフト（１）に埋め込んだことを特徴とする工具。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【技術分野】
本発明は、シャフトを具える回転衝撃螺旋ドリルに関し、特に、前記シャフトは、特に、螺旋状として外被に延在させたドリル屑のための少なくとも一本の主搬送溝を有すると共に、一方のシャフト端部には超硬合金カッターを具える切削プレートを有し、超硬合金カッターはシャフト端部の前端面から軸線方向に突出し、シャフトの外被から半径方向に突出する回転衝撃螺旋ドリルに関するものである。
【０００２】
【背景技術】
回転衝撃螺旋ドリルは、軸線方向の衝撃を支える回転式ドリル装置と結合して使用するドリル工具である。特に、通常はコンクリート、壁等に孔または突破口を回転衝撃によって作成する際に使用可能な削岩ドリルがある。ドイツ連邦共和国特許第 39 19 264号明細書に記載された公知の回転衝撃螺旋ドリルは、 外被に少なくとも一本の搬送溝を具えるシャフトを有し、 該搬送溝はシャフト端部から工具の挿入端部の方向へ螺旋状に延在する。シャフト端部には超硬合金カッターを具え、 該超硬合金カッターはシャフト端部の前端面に設ける。カッターはシャフト端部の前端面から突出する超硬合金ピンに配置する。特に、 公知の回転衝撃螺旋ドリルは、 少なくとも一本の中心的な超硬合金ピンとシャフト端部の直径に互いに対向する二本の周辺的な超硬合金ピンとを有する。
【０００３】
周辺的な超硬合金ピンは、 中心のピンよりも後退し、 全長に亙ってシャフトの外被面に突出するようにシャフト端部の前端面に挿入する。これらの超硬合金ピンは、 多角形状の断面を有し、 シャフトの軸線に対し傾斜して装着することにより、 ほぼカッターだけが最前の遊端においてドリル孔内壁に嵌合する。  突出する中心的な超硬合金ピンはセンタリング部材のように作用するが、 この公知の回転衝撃螺旋ドリルは作動中にドリル孔で側方への案内が不十分である。その結果、作成した受け孔は大きくなり過ぎるか、 ドリル工具が受け孔のなかで傾倒する恐れがある。周辺的な超硬合金ピンをシャフトの軸線に対し傾斜して配置することにより、 全方位では捕捉していない超硬合金ピンに比較的大きな半径方向の応力が加わり、 該応力によって周辺的な超硬合金ピンの緩みや滑落につながる可能性もある。
【０００４】
欧州特許第 0 226 537号明細書に記載された上位概念において回転衝撃螺旋ドリルが提案されている。このドリルは、 ドリルシャフトの全長に亙って延在する超硬合金切削プレートを有し、 該切削プレートはシャフトの前端面に貫通する溝に装着する。切削プレートと共に切削ピンを具え、 該切削ピンはシャフト端部においてシャフトの前端面及びシャフトの外被から突出する。切削ピンの遊端面は超硬合金プレートのカッターから張り渡した回転面に位置する。切削ピンにおけるシャフトの外被から突出する遊端面は、ドリル作業に際してドリル孔内壁に接触し、内壁をドリル工程によって粗くする。この公知の回転衝撃螺旋ドリルの場合、 既にドリル工具の一定の案内がドリル孔に存在するのに対し、 ドリル孔内壁に接触する切削ピンの主たる掻爬作用により、 地下における実現可能な掘削能力を減じる一定の困難が生ずる。
【０００５】
【発明の開示】
本発明の課題は、受け孔におけるドリル工具の最適な案内を一層確実とする回転衝撃螺旋ドリルを提案することにある。作業を容易化し、傾倒の可能性を排して優れた掘削能力を有する回転衝撃螺旋ドリルを実現する。本発明による回転衝撃螺旋ドリルは容易かつ廉価で作製可能とする。
【０００６】
この課題を解決するために、本発明に係る回転衝撃螺旋ドリルは、シャフト端部の領域では、シャフトの長手方向軸線に対してほぼ垂直に延在する長手方向軸線を有する少なくとも一個のピン状の案内素子をシャフトに埋め込み、該案内素子はシャフトの外被に対して半径方向の突出部を有する遊端面を具え、前記突出部は切削プレートにおける半径方向の突出部より小とし、ピン状の案内素子の遊端面を、曲率がシャフトの外被の曲率に一致する球面又は円筒形状面の一部として形成したことを特徴とするものである。このような構成としたことにより、ドリル孔におけるドリル工具の優れた案内が実現し、掻爬作用による一定の困難の不利を甘受する必要はない。したがって、優れたドリル能力の前提条件が与えられる。ピン状の案内素子は掘削プロセスに関与せず、専ら案内機能を果たす。その結果、案内素子は、カッターの位置を考慮する必要もなく、極めて強靭に形成することができる。ピン状の案内素子を全周に亙ってシャフトに埋め込むことにより、シャフトには最適な支持が実現する。シャフトの軸線に対して長手方向軸線をほぼ垂直に配置することにより、本発明による回転衝撃螺旋ドリルの作製が容易となる。シャフトを作製する場合、シャフトの軸線に対して垂直に延在する十分な深さのドリル孔だけを作成し、その孔にピン状の案内素子を挿入する。本発明においては、さらに、ピン状の案内素子におけるシャフトの外被から突出する遊端面を、シャフトの外被の曲率に一致する曲率を有する球面又は円筒形状面の一部として形成したので、ドリル孔内壁に接触する際の掻爬作用は明らかに低減する。
【０００７】
好適な一実施例においては、複数のピン状の案内素子を具え、該案内素子は一断面の対角に位置する方形に対を成し、シャフトの軸線に対して垂直に配置する。左右対称とするため、対を成して配置する。このようにして、ドリル屑のための搬送溝を配置する十分な空間が生じる。シャフト端部の前端面における溝に挿入する超硬合金カッターを具える切削プレートの場合、ピン状の案内素子と切削プレートとの間に搬送溝を設けることができる。ピン状の案内素子の配置を変えることにより、使用可能な場所を変化させることができる。したがって、より広い主搬送溝を設け、それぞれに主要カッターを切削プレートに取り付ける。ピン状の案内素子と回転方向で後続する切削プレート部分との中間領域には、さらに一本の狭い搬送溝を具えることができる。
【０００８】
左右対称の配置及び回転衝撃螺旋ドリルの最適な回転を求めるために、案内素子は互いに対角して配置することが有利であり、長手方向軸線は一直径上に位置する。外被の外周で半径方向に突出する切削プレートに対してピン状の案内素子が変位する角度は必要に応じて変えることができる。それぞれに幅広い主搬送溝をドリル工具の回転方向で主要カッターの前に設けるような鋭角を選択することが有利である。
【０００９】
ドリル工具のシャフトに確実に埋め込むためには、シャフトの前端面からの離間が超硬合金カッターの埋め込んだ長さの約４分の１から約４分の３に相当するものとして、ピン状の案内素子を外被に埋め込むことが有利である。この離間距離は案内素子の長手方向軸線の位置に関係する。このようにして、超硬合金カッターの切削作用によりドリル孔内壁で最大の負荷を受ける領域でドリル工具を正確に案内することができる。その際、案内ピンはシャフトの前端面から等距離として埋め込むか、あるいは異なる離間としてシャフトに埋め込むこともできる。
【００１０】
作製するドリル孔のサイズを可能な限り正確に実現するために、ピン状の案内素子は、少なくとも超硬合金カッターの半径方向に突出した部分の半分に相当する突出を外被に対してゆうすることが有利である。フリント掘削機の場合、切削プレートを支持するシャフト端部が側方へ外れる傾向がある。これに対抗してピン状の案内素子が作用する。したがって、ピン状の案内素子における突出部分の寸法がシャフト前部の遊端を回避しうる最大区間を決定する。それにより、ピン状の案内素子がドリル孔内壁に永続的に嵌合することなく、最大可能な回転が確実となる。
【００１２】
本発明による回転衝撃螺旋ドリルの作製について、ピン状の案内素子は円形の断面を有することが特に有利である。シャフトの受け孔は、円形断面として極めて容易に作成することができる。ピン状の案内素子を装着する場合、特に、球面状に湾曲した前端面を実施例とするならば、軸線方向の方位を顧慮する必要はない。ピン状の案内素子の前端面を左右対称として形成する場合、取り付けに際して案内素子の整合に注意を払う必要はない。したがって、案内ピンが両方の前端面のどちらで挿入されるか問題ではない。回転衝撃螺旋ドリルのシャフトにピン状の案内素子を取り付けることが容易となる。
【００１３】
簡単な方法により、ピン状の案内素子がシャフトの外被に対して限定した突出を確実に有するために、取り付け補助部材として深部ストッパを案内素子に具えることが有利である。このことは、例えば、案内素子の外被に配置した一個または複数の案内ピンによって実現可能となる。前端面を左右対称として形成しない場合、ピン状の案内素子はキノコ状に拡いた頭部を有することが可能であり、該頭部は取り付けに際してシャフトの外被に接触すると共に、この外被から任意の程度だけ突出する。深部ストッパをピン状の案内素子に取り付けることにより、シャフトの軸線に対してほぼ垂直に延在する受け孔は正確に深さを調節する必要がなくなる。最小限の深さが確保されるだけで良い。ピン状の案内素子における前端面の突出は深部ストッパによって限定する。
【００１４】
有利な一実施例においては、案内素子をシャフト端部の貫通溝に埋め込み、該貫通溝はシャフトの直径に亙って延在する。それにより、工具の作製が一層容易となる。多かれ少なかれ深さを正確に限定したドリル孔を作成する必要はない。案内素子を受けるためには、切削プレートのための受け溝に加えて、別の溝をシャフト端部に刻み込み、該溝は切削プレートのための受け溝に対して任意の角度で傾斜する。この溝は貫通溝であり、共通の直径上に位置しない溝を作成することもできる。案内素子は、例えば、はんだ付けによって溝に固定することができる。
【００１５】
シャフトに固定した案内素子の安定性については、案内素子における長手方向延長部の約５分の３から約４分の３をシャフトに埋め込むことが有利である。
【００１６】
【最良の実施形態】
以下、本発明を図示実施例について一層具体的に詳述する。
【００１７】
本発明による回転衝撃螺旋ドリルの図１及び図２に示す実施例において、シャフト１はドリル屑のための二本の主搬送溝４，５を具え、該搬送溝は外被２で螺旋状に延在する。シャフト１の前端面３には、超硬合金カッター７を具える切削プレート６を配置する。特に屋根稜の形状とする超硬合金カッター７は、カッター先端部８から軸線方向に後退してシャフト１の外被２へ外向きに延在する。切削プレート６は、シャフト１の前端面３に直径分だけ設けた溝９に固定する。例えば、はんだ付けによって切削プレート６を溝９に固定する。
【００１８】
シャフト端部10の領域では、二個のピン状の案内素子11をシャフト１に埋め込み、これらの案内素子の遊端面12はシャフト１の外被２から突出する。案内素子11の半径方向の突出部ｒは、切削プレート６の半径方向の突出部ｓより小とし、少なくとも切削プレート６の半径方向突出部ｓの半分に一致する。このようにして、案内素子11は掘削プロセスに参画せず、回転衝撃螺旋ドリルの単なる案内機能だけを確実に充足する。案内素子11をシャフト１に埋め込み、長手方向軸線Ｌはシャフト１の長手方向軸線Ａに対してほぼ垂直に延在させる。
【００１９】
図２に示すように、回転衝撃螺旋ドリルは二個の案内素子11を有することができる。しかしながら、図１に示す回転衝撃螺旋ドリルの側面図から明らかなように、唯一の案内素子11だけを具えることも可能である。複数の案内素子11をシャフト端部10に配置する場合、図２に示すように、案内素子は一断面の対角に位置する方形に対を成し、シャフト１の長手方向軸線Ａに対して垂直に配置することが有利である。図示のように、案内素子11の長手方向軸線Ｌはシャフト１の直径上に位置する。しかし、この配置とする必要はない。案内素子11をシャフト端部10に埋め込み、シャフト１の断面レベルにおける長手方向軸線は直径から外れた直線上に位置し、直径に対して平行または斜行して延在することができる。切削プレート６を具える案内素子11の長手方向軸線Ｌは鋭角を局限することが有利である。このようにして、超硬合金カッター７から回転方向へ前進する主搬送溝４，５を一層幅広く形成することができる。
【００２０】
案内素子11をシャフト１に埋め込み、案内素子の長手方向軸線はシャフト１の前端面に対して一定の離間距離を有し、その離間距離は切削プレート６の埋め込まれた長さの約４分の１から約４分の３に相当する。図２に示すように、案内素子11は、その長手方向延長部の約５分の３から約４分の３までシャフト１に埋め込むものとする。
【００２１】
図３および図４は、案内素子11に係る二つの実施例を示している。両方のケースにおいて、案内素子11は円形の断面を有する。しかし、必ずしも円形である必要はない。案内素子11は、例えば、六角または八角とする多角の断面を有することができる。
【００２２】
図３に示す案内素子11は、同一形成した二面の前端面12を有する。それにより、案内素子を１８０°だけ回転してシャフト１に埋め込むことができる。図１及び図３に示す案内素子11の前端面12は、その湾曲によってシャフト１の外被２における湾曲に適合する。特に、前端面12は球面の環状部分14を有し、該環状部分は案内素子11の円筒形状部分13に連なる。球面の曲率半径は、シャフト端部10における外被２の曲率半径にほぼ一致する。環状面14によって包囲された前端面12の中心領域15は、例えば、円筒形状面の湾曲を示すが、平坦に形成することもできる。
【００２３】
図４に示す案内素子21は、取り付け補助部材とする深部ストッパを具える。図示実施例においては、環状肩部24によって深部ストッパを形成し、前記環状肩部は案内素子の円筒形状部分23に連なる。案内素子21の遊端面12は、キノコ状に拡いた頭部22を有し、該頭部は案内素子21の円筒形状領域23から突出する。遊端面12の曲率半径は、シャフト端部10における外被２の曲率半径に適合する。その際、図３に示す実施例において、前端面12は様々な面部分から構成することができる。図４に示すように、案内素子21の遊端面12は、適切な曲率半径の球面部分によって形成することも可能である。
【００２４】
図１及び図２に示す実施例においては、案内素子11をシャフト軸線Ａに対して垂直にドリル孔へ挿入し、全周に亙ってシャフト１に埋め込む。図４及び図５に示す本発明による回転衝撃螺旋ドリルの別の実施例においては、案内素子31をシャフトの端部３における溝16に埋め込む。案内素子31は、例えば、はんだ付けによって端部３に向けて開放した溝16に固定する。図示のように、追加的な溝16は貫通溝として形成することができる。この溝は、シャフト１の直径Ｄに延在し、特に、切削プレート６のための受け溝９に対して鋭角に傾斜する。しかしながら、別の実施例として、個々の案内素子のために別個の溝を具えることも可能である。それらの溝は、直径Ｄに一致しない直線上に位置し、この直線は直径Ｄに対して平行または斜行して延在し、外被２の一か所にのみ通じる。追加的な溝16の深さを量定することにより、案内素子31の長手方向軸線Ｌからシャフト１の前端面３までの離間距離は、切削プレート６を埋め込んだ長さの約４分の１から約４分の３に相当する。
【００２５】
本発明による回転衝撃螺旋ドリルは、少なくとも一個のピン状の案内素子を具え、シャフトの外被に対向する案内素子の突出部は、切削プレートの半径方向突出部より小とする。したがって、掻爬作用による一定の困難の不利を甘受することなく、ドリル孔におけるドリル工具の優れた案内が実現する。その結果、大きなドリル能力の前提条件が与えられる。ピン状の案内素子は掘削プロセスに参画せず、単なる案内機能だけを果たす。したがって、カッターの位置を考慮する必要なしに、極めて強靭に形成することができる。ピン状の案内素子は、その長手方向延長部の大部分がシャフトに埋め込まれるため、シャフトでは最適な支持が実現する。シャフトの軸線に対して長手方向軸線をほぼ垂直に配置することにより、本発明による回転衝撃螺旋ドリルの作製は容易化される。
【図面の簡単な説明】
【図１】図１は、本発明の一実施例による回転衝撃螺旋ドリルを示す側面図である。
【図２】図２は、図１の実施例を部分的に破断して示す正面図である。
【図３】図３は、ピン状の案内素子の一実施例を示す側面図である。
【図４】図４は、ピン状の案内素子の他の例を示す側面図である。
【図５】図５は、本発明の別の実施例による回転衝撃螺旋ドリルを示す側面図である。
【図６】図６は、図５の実施例を示す正面図である。
【符号の説明】
１  シャフト
２  外被
３  端部
４，５  主搬送溝
６  切削プレート
７  超硬合金カッター
８  カッター先端部
９，１６  溝
１０  シャフト端部
１１，２１，３１  案内素子
１２  前端面
１３  円筒形状部分
１４  環状部分
１５  中心領域
２２  頭部
２３  円筒形状領域
２４  環状肩部
【図１】
0003907756.tif 000002
【図２】
0003907756.tif 000003
【図３】
0003907756.tif 000004
【図４】
0003907756.tif 000005
【図５】
0003907756.tif 000006
【図６】
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