JPS5850855B2 - 穿孔機 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 この発明は、一端を駆動装置に連結し、この駆動装置に
より回転可能でかつ軸方向に駆動可能な作動軸と、該作
動軸の他端にこの作動軸と同軸に結合されたケース筒と
、該ケース筒内においてバネ力に抗して変位可能に配置
され、円筒形状の断面の孔を穿孔するための穿孔ヘッド
を支持した穿孔軸と、ケース筒と穿孔軸との相対変位を
可能か不能か選択的に行わせる相対変位作用手段と、ケ
ース筒に固着した細歯支持体であって、該穿孔軸の外側
面に軸線方向に形成した導路内でそのストロークの全長
に亘って案内される細歯支持体と、との細歯支持体に支
持され、軸方向及び側方外方に移動可能な細歯とを備え
、穿孔方向に拡がった孔を穿孔する穿孔機に関するもの
である。

この種の穿孔機は、鉱石材や建築材に、穿孔方向に拡が
った孔を穿孔するために用いられる。

この種の円錐状の穿孔には、例えば高い引張力が作用し
、かつ安定した係接機能を必要とする引張アンカが嵌合
される。

従来公知の穿孔機は、例えば、米国特許（ＵＳ−ｐｓ）
第２０１３２５７号公報に示されている。

この種の公知の穿孔機は、多くの欠点を持っており、実
用には供しえないことが認識されている。

したがって、打撃式の穿孔機のみが実用に供しうるよう
な特に硬い石材又はセメントの円錐穿孔に用いることが
できるような穿孔機は事実上存在しないといっても過言
ではない。

捷た、公知の穿孔機では、穿孔粒や穿孔粉は、穿孔を中
断して穿孔機を引抜くことによってのみ排出することが
できる。

そのうえ、公知の穿孔機では、円筒穿孔から円錐穿孔へ
の明確な切換えが行えなかった。

この発明の課題は、上記従来の穿孔機の問題を解消し、
硬軟両方の、したがって全ての工作物に適用可能で、孔
深さが予定の深さに達した際に、所望により確実に、第
１の円筒穿孔から第２の円錐穿孔へと切替えることので
きる作動が確実でかつ長寿命の穿孔機を提供することに
ある。

この課題は、この発明によれば、穿孔軸内に収容されて
いる細歯を、外側に開いた導路内の案内路に沿って案内
する゛ようにすることによって基本的に解決することが
できる。

このことにより、細歯は、著しく硬い鉱石を打撃式穿孔
機で穿孔する場合に作用するような荷重にも耐えること
ができ、必要に応じて進み方向にも後退方向にも変位可
能に保持することができるバネ弾性を有する細歯支持体
の端部に、硬質金属よりなる細歯を支持することが好ま
しい。

この場合、細歯支持体を細歯とともに、細歯導路内にお
いて移動させるようにすれば、打撃穿孔時には細歯とそ
の支持体の間には、何んらの強い荷重が作用することは
ない。

前進駆動力の投入のためには、細歯支持体の細歯とは対
向した端部を、ケース筒に支持されたアンビルで支持す
ることが好ましい。

好ましい駆動力の伝達のためには、少なくとも部分的に
双曲線形状に湾曲させた、比較的薄手の弾性的な細歯支
持体を用いることが有利である。

双曲線形状の力伝達体の下面支持のためには、上記導路
の底部を細歯の案内のために、少なくとも拡大する方向
の双曲線形状とすることが好筐しい。

ゝゝ円錐穿孔”位置に、ケース筒に相対して穿孔軸の軸
方向にかつ外向きに細歯を案内するためには、ケース筒
と穿孔軸との相対変位を可能か不能か選択的に行わせる
相対変位１作用手段を設け、この作用手段により上記相
対変位を可能にする。

こＱ相対変位作用手段としては、例えば、ケース筒に相
対して回転可能なカムリングを用いることができる。

このカムリングは、円筒孔の穿孔位置においては、穿孔
軸にのみ軸力を作用させ、第２の円錐孔の穿孔位置では
、その軸力によって細歯を作動させる機能を有する。

特に比較的軟質の工作物用の穿孔機では、解除手段を、
予定の深さに達した際に工作物の上面によって支持され
るような拡がり面をケース筒に形成することによっても
構成することができる。

この種の構造では、例えば、多孔性セメント、石膏材等
の弱い工作物に対して、好ましい円筒孔や円錐孔を穿孔
するのに有利である。

穿孔粉等を確実に除去するためには、穿孔ヘッドと同じ
く軸方向に貫通した穴を有する穿孔軸を用い、該穴を吸
引源に連結することが好ましい。

この場合には、作動軸に回転可能に装着−した吸引口を
設けることが好ましい。

以下、この発明を、実施例を示した図面を参考により詳
細に説明する。

円錐状に拡がった如き円筒状の穴の穿孔のための、第１
図に示す穿孔機の実施例は、特に硬い岩盤もしくはコン
クリートの穿孔用のものであって、中空に形成された作
動軸１００つかみ１１を、圧搾エア式又は電磁′力学的
な打撃装置のケース内に挿入したものである。

つかみ１１はケースに軸方向に摺動自在に収容保持する
とともに、ケースをモータの回転駆動軸に歯車装置を介
して駆動連結する。

しかしこの部分は既知の打撃式穿孔機と同様であるため
図示しない。

作動軸１０の周囲にはロータ１４を相対回転可能に滑り
嵌めし、ロータの上端のフランジを作動軸１０の肩部と
ばねリング１３の間に保持し、軸線方向には移動不能に
する。

ただし用語「ロータ」は作動軸１０に対して相対回転可
能である点で便宜上ロータと称し、穿孔機の作動時にと
のロータ１４自体が回転するものでないと理解されたい
。

穿孔機の作動時にはこのロータ１４内で作動軸１０が回
転する。

作動軸の外周に図示のように環状溝を形成し、この環状
孔において連通開口２０を設け、作動軸１０の中空の内
部室１９を環状溝に連通させる。

昔たロータ１４には導管１５を設は環状溝に対応する位
置で開口させる。

この導管１５を介して図示しない吸引源のホースに接続
する。

また環状溝の両側に環状シール１７を設ける。このロー
タ１４の導管１５は、穿孔期間中の穿孔粉塵の吸引に役
立つ。

作動軸１０の下端部に固定されたケース筒２５の内部に
は、貫通孔３１を備えた穿孔軸３０が、コイルバネ２７
の力に抗して軸方向に変位可能に案内されている。

コイルバネ２７の上部は、少なくとも一本のピン６４に
よってケース筒２５に結合された中間リング６５に当接
する一方、その下部は、穿孔軸３０の中間フランジ上の
シール２９に配置したリング２８に当接している。

このコイルバネ２７によって、穿孔軸３０は常時は、第
１図に示す伸長位置に付勢されている。

下部側に肩３２を備えた穿孔軸３０は、その下端におい
て貫通孔３１内にねじ部を有し、該孔内には、硬い金属
からなる穿孔歯３６を備え、穿孔軸３０の貫通孔３１と
連通ずる円錐状の出口開口を有する穿孔ヘッド３５が螺
合固定されている。

第１図に示した穿孔様は、穿孔軸３０の下端部に督いて
、直径方向に対向した２つの細歯４０を有し、該細歯４
０は穿孔軸３０の軸方的に削設された案内溝３８内にむ
いて長手方向に移動可能に案内されている。

なお、第１図は、そのＩ−Ｉ線上の横断面の一部のカム
リング６８を示す第１ａ図に■−■線で示した互いに９
０°の角度をなす垂直平面上の穿孔機の縦断面図である
ため、一方の細歯４０および案内溝３８が図示される。

各細歯４０は、バネ鋼等よりなり、少なくとも部分的に
双曲線状に湾曲された可撓性を有する細歯支持体４４と
、該細歯支持体４４の下端に固定した硬い金属製の硬質
歯４７および細歯支持体４４の上部を固定するアンビル
４２とからなる。

穿孔機から軸力を受けるアンビル４２は、ケース筒２５
の下端と該下端に螺合固定されたねじリング５０との間
に挟持された状態で固定されるとともに、ケース筒２５
内において移動可能な穿孔軸３０の肩部に向けて弾性的
な拡大部として突出している。

上記硬質歯４７は弾性的な細歯支持体４４の下端部の斜
面４５に溶接固定されている。

このように斜面とすることにより、溶接個所における軸
力の受合い構造をよシ良好なものとすることができる。

第１図から明らかなように、案内溝３８の底部は、硬質
歯４７を支持した細歯支持体４４の端部の下方において
双曲線状に形成され、穿孔ヘッド３５方向に外向きに傾
斜している。

この曲線断面は、とくに番号３９で指示されている。

円錐状の穴を穿孔する場合には、１ず、ケース筒２５内
において穿孔軸３０が入り込み、そしてこれにより、細
歯支持体４４の端部に支持された細歯４γが、案内溝３
８の底部内において曲線断面部３９上に導びかれ、案内
溝３８の外向きに拡がった部分に案内され、その結果、
細歯４７は穿孔軸３０の周囲から徐々に外側に突出し、
その細歯４７の突出によう、円錐状の穴が穿孔される。

上記細歯４７の案内溝３８からの突出位置は、少なくと
も細歯４７の部分（図では傾斜面４５として示されてい
る部分）が案内溝３８の上縁以上には突出しないように
設定されていることに注意すべきである。

この方法により、打撃穿孔時の過酷な荷重を避けことが
でき、したがって、細歯４７を保護することができる。

上記ねじリング５０は、ボール５２゜付勢バネ５３及び
切欠きによってねじリング５０の内部室内に形成された
一種の保持装置によって、ねじリング５０が不用意にゆ
るｌないように安定に保持されている。

すでに言及したように、第１図に示した穿孔機は、二通
りの駆動方式によって駆動される。

即ち、穿孔ヘッド３５による円筒穿孔と、外側に拡るよ
うに案内された細歯機構４０による円錐穿孔である。

駆動方式は、その周囲に外筒７４が取付けられ、手動回
転で、円筒穿孔位置と円錐穿孔位置の間で切替えうるよ
うになったケース筒と穿孔軸との相対変位を可能か不能
か選択的に行わせる相対変位作用手段としての位置リン
グ７３の位置に依存して決められる。

この両駆動位置間の回転角は、位置リング７３の内側で
ケース筒２５の周囲に削設されたーもしくはそれ以上の
周囲スリット７１と、該各スリット７１に嵌合するピン
６９とによって決定される。

第１図には、単に一つしか示していないが、各ピン６９
は、ケース筒２５の内側に位置した位置リング７３のカ
ップリング及び、第１ａ図、第１ｂ図に分けて示したカ
ムリング６８に係合している。

このカムリング６８は、それによって穿孔軸３０の上部
小径端部を貫通させた中心孔及び直径方向に対向し、９
００以下の扇形状を有する２つの選択孔部７０からなる
。

第１図に示すように、カムリング６８の下部には穿孔軸
３０のフランジが設けられ、該フランジは、二つの扇形
状のフランジ部６２を形成するように部分的に切欠かれ
ている。

各フランジ部６２の下部には下部切欠６１が設けられ、
該切欠６１によって穿孔軸３０がケース筒２５に相対し
て送られたときに、ピン６４を軸方向に送り可能にガイ
ドするとともに、切欠６１とピン６４とによりケース筒
と穿孔軸との相対回転を阻止する穿孔軸３０の端部には
、バネリングによって支持され、作動軸１０の内部室１
９に対してシールするりツブシール５９を備えている。

穿孔に際しては、１ず、位置リング７３がそのゝゝ円筒
穿孔位置“に合わされ、カムリング６８は穿孔軸３０に
対して第１ａ図に示す相対位置、即ち、カムリング６８
の残存孔部７０がフランジ部６２とは離れた位置に保持
される。

この作用位置では、穿孔軸３０のケ・−ス筒２５に対す
る軸線方向上方（図面で見て）への相対移動はフランジ
部６２がカムリング６８の残存部に衝合することによっ
て阻止され、従って、ケース筒に固着された細歯支持体
４４と穿孔軸３０との相対移動を生ぜず、細歯４０は穿
孔軸の案内溝３８内に引込んだ状態に保持され、穿孔ヘ
ッド３５の穿孔歯３６による円筒穿孔が行われる。

これと同時に穿孔ヘッド３５の前方の穿孔粉は、穿孔ヘ
ッド３５に設けた円錐状の開口３γ、穿孔軸３０の貫通
孔３１、作動軸１０の内部室１９、ロータ１４の導管１
５を経て、図示しない吸引源に吸引される。

好ましい深さ１で円筒孔を穿孔した段階で、穿孔機は一
旦停止され、位置リング７３は、第１ｂ図に示した穿孔
軸３０に相対する位置１で約９００だけ回転される。

カムリング６８は、両切替位置のいずれかに定位する。

このため、カムリング６８の下側に突起６６を備えてお
り、該突起６６はピン６４によりケース筒２５に固定さ
れる中間リング６５の対応する切欠きに掴持される。

このカムリング６８のゝゝ円錐穿孔位置“に耘いては、
カムリングの選択孔部７０が穿孔軸のフランジ部６２に
整合し、従って穿孔軸３０はカムリング６８により阻止
されずにケース筒２５に対して軸線方向上方に相対移動
し、ケース筒２５は穿孔軸３０に対して軸線方向下方に
相対移動することができるようになる。

即ち穿孔軸３０は工作物の底面により軸線方向の移動を
阻止されてこの相対移動を生ずる。

”円錐穿孔位置“に保持して穿孔機１０を再び回転駆動
し、打撃作動し、穿孔軸３０が円筒孔内において再び駆
動されると、ケース筒と穿孔軸との相対移動により打撃
作動の軸力は穿孔軸３０を通過して、ケース筒２５を介
して細歯４０に伝達される。

細歯支持体４４の下端は細歯４７とともに、案内溝３８
の双曲線状の曲線断面３９上を、円錐孔の穿孔が可能な
ように予じめ設定した傾斜面に沿って穿孔ヘッドの方向
に向って摺動し、これによって細歯４７は半径方向外方
に変位し、案内溝から突出して穿孔ヘッドの穿孔歯３６
よりも半径方向外方に歯先が徐々に突出することによっ
て円錐穿孔を行う。

このとき穿孔軸３０は円錐孔内で回転駆動され、穿孔ヘ
ッド３５の外周部に生成される孔内に円錐穿孔による穿
孔粉が落下し、この落下した穿孔粉を上述したように開
口３７および貫通孔３１を経て吸引排出する。

第１Ｃ図に、位置リング７３およびピン６９を第１図に
示す状態から９００回転したときのカムリング６８の位
置（円錐穿孔位置）を示す第１ｂ図で■−■線で示した
互いに９０°の角度をなす垂直平面上の穿孔機の縦断面
図を示し、ケース筒２５と穿孔軸３０とが軸線方向に相
対変位した状態を示す。

第２図及び第３図に夫々示した実施例は、第１図に示し
た実施例とはＸ゛同じで対応する部分を有するが、僅か
に異なる寸法諸元を有し、夫々Ｗ′及び’Ｂ ’−ｃ示
す部分で特徴づけられる変更部分を有している。

したがって、第２図及び第３図の実施例に関する記載は
、第１図に示した実施例の構造及び作用と同様の部分に
関して、簡単のため省略する。

第２図に示す実施例は、ボーランドセメント。

石膏等の比較的弱い工作物に、円筒状もしくは円錐状の
孔を形成するための穿孔機を示すものである。

軸つかみ１１ａを備えた中空の作動軸１０ａには、作動
軸１０ａの中空室１９に連通開口２０を介して連通ずる
導管１５を取付けたロータ１４が装着されている。

作動軸１０ａに螺合固定されたケース筒２５ａと、該ケ
ース筒り５ａ内において軸方向に変位可能に保持され、
その下端に、歯３６ａ及び中心ドリル８９を有する穿孔
ヘッド３５ａを支持した穿孔軸３０ａとの間には、コイ
ルバネ２７ａが巻装されている。

作動軸１０ａの横穴には、ピン６４ａが嵌合され、保持
リング７９によって外側から支持されている。

このピン６４ａは穿孔軸３０ａの長手方向の切欠に嵌合
するとともに、第２図に示し、また以下に説明する円錐
穿孔に関係する第２の端部姿勢をとりうるように決めら
れている。

第１図に示した実施例とは異なり、第２図及び第３図に
示す実施例では、１円筒穿孔“からゝゝ円錐穿孔“への
切替えは、手動でなく、位置リングによって、予じめ定
めた円筒孔深さに達した後自動的に行なわれる。

これら第２または第３図の実施例にち・いては、ケース
筒と穿孔軸との相対変位を選択的に可能にする相対変位
作用手段を、穿孔軸３０に対してボールベアリング８４
を介して回転自在に取付けたカバーリング８６により構
成する。

２円筒穿孔“から２円錐穿孔“に自動的に切換るのはこ
のカバーリング８６の位置に基づく。

工作物が脆い材料の場合、カバーリング即ち位置リング
８６が工作物の上面に衝合する深さ捷では、ケース筒と
穿孔軸とはほぼ一体に駆動され、相対変位せずに穿孔ヘ
ッドの穿孔歯により円筒穿孔が行われる。

カバーリング８６が工作物の上面に衝合した後は、穿孔
軸３０は工作物に対してもはや軸線方向に移動せず、不
動の穿孔軸３０に対してケース筒２５ａが、カバーリン
グ８６に接触する１で相対移動を生ずる。

この相対移動により、ケース筒２５ａに固着した細歯支
持体４４ａが穿孔軸の案内溝３８ａの傾斜面３９ａに案
内され、細歯４７は穿孔ヘッド３５ａの穿孔歯３６ａを
越えて徐々に半径方向外方に変位し、円錐穿孔を行う。

この方法によれば、円筒穿孔から円錐穿孔への自動切替
えが可能となり、穿孔を中断する必要はなくなる。

第２図に示す実施例では、細歯支持体４４ａの上部は斜
めに折曲されるとともに、ケース筒２５ａとその外周に
螺合されたねじリング５０ａとの間に挟持されている。

第２ａ図から明らかなように、穿孔ヘッド３５ａはその
前面に、穿孔軸３０ａの貫通孔３１に連通し、穿孔粉を
該孔に導入する側部の２つの吸込開口３７ａを有してい
る。

この場合、円錐穿孔では、穿孔ヘッド３５ａは回転する
がそれ以上は下降されないので、穿孔に際［−７で生成
され落下する穿孔粉は、上記吸込開口３７ａから吸込渣
れる。

穿孔が終了したときには、穿孔軸３０ａは、バネ２７ａ
によって、第２図に示す正常位置に再び復帰される。

対応した曲線によって、弾性的な細歯支持体４４ａは、
細歯４７に関して円錐穴形状に見合った力学的変位を与
える。

第２図に明らかな如く、カバーリング８６はベアリング
８４とともに、穿孔軸３０ａの先端部の拡大脚部８２の
周囲に固着される。

この一部８２には直径方向に互いに対向する位置で軸線
方向に延びる案内溝３８ａを設け、これら案内溝３８ａ
に細歯支持体４４ａを摺動自在に収容する。

細歯支持体４４ａが案内溝３８ａから逸脱するのを防止
するため脚部８２の上部の外周をカバーリング８６によ
り包囲する。

このため、側歯穿孔機構４０ａは、ベアリング８４の内
側において貫挿することができる。

第３図に示す実施例は、第２図に関連して前述した実施
例とほぼ同じであり、また、一層脆弱な多孔性の工作物
の加工に好適な穿孔機である。

第３図の断面図で示すように、穿孔軸３０ｂの軸方向胴
部に長い部分にわたり対向するよう比較的長尺の細歯支
持体４４ｂを作動軸１０ｂに設け、該支持体４４ｂはそ
の上部が固定されて督らず、軸方向に貫通して案内され
、保持リング９２と作動軸との間にセットねじ９３によ
って固定されている。

この実施例では、上述の実施例とは相異して、細歯４７
ｂをその支持体４４ｂの斜面には支持せずに、その側面
に剛に固定されている。

その代りに、細歯４７ｂが固定された細歯支持体４４ｂ
の端部の内面は、案内溝３８ｂに形成された傾斜面３９
ｂと平行になるように傾斜している。

穿孔軸３０ｂの内方側の軸胴部の長い部分にわたり周囲
にばね２７ｂを配置し、また穿孔軸３０ｂの先端部には
脚部８２ｂを取付け、この一部８２ｂは上方に延びる筒
状の壁部を有し、この筒状壁部によりばね２７ｂ＄−よ
び穿孔軸３０ｂの軸胴部を包囲する。

この筒状壁部の直径方向に互いに対向する外側面に軸方
向の案内溝３８ｂを設け、更にこれら案内溝の底面に先
端に向って末広の断面となるような傾斜面３９ｂを設け
る。

これら案内溝３８ｂに長尺の細歯支持体４４ｂを収容し
、案内溝から逸脱するのを阻止するため第２図の実施例
と同様にカバーリング８６ｂにより脚部８２ｂの上端部
を包囲する。

カバーリング８６ｂのためのベアリング８４ｂは第２図
の実施例と同様にフランジ８１ｂに圧着させる。

オた作動軸１０ｂには管状の中間ケース９５を取付け、
ばね２７ｂおよび穿孔軸３０の軸胴部を包囲するととも
に、管状中間ケース９５の先端を脚部８２ｂの筒状壁部
の内面に摺動自在に嵌合させる。

また管状中間ケース９５の内面にばばね２７ｂが圧着す
る支持リング１００を取付ける。

この支持リング１００は作動軸１０ｂの薄い筒状壁部９
９の前端面に当接する位置に設ける。

平素はね２７ｂにより支持リング１００、従って中間ケ
ース９５および作動軸１０ｂを穿孔軸３０に対して相対
的に上方に押上げた位置に偏倚する。

この上方偏倚は穿孔軸３０ｂの軸胴部に設けた肩部によ
って制限される。

石灰質の軽建築材、例えば、多泡性セメント。

多孔板等のためには、穿孔粉に硬い粒子がないので、穿
孔ヘッド３５，３５ａ及び３５ｂにはクロムメッキを施
すことが好ましい。

【図面の簡単な説明】

第１図は、この発明の第１の実施例に係る穿孔機の軸方
向断面図、第１ａ図及び第１ｂ図は夫々第１図のＬ−Ｉ
線断面に対応したカムリングの作動位置を夫々示す断面
説明図、第１ｃ図は、カムリングが第１ｂ図の状態にあ
るときの■−■線で示す互いに９０°の角度をなす垂直
平面上の穿孔機の縦断面図、第２図はこの発明の第２の
実施例を示す穿孔機の軸方向断面図、第２ａ図は第２図
のＡ方向矢視図、第３図はこの発明の第３の実施例を示
す穿孔機の軸方向断面図、第３ａ図は第３図のＡ方向矢
視図である。 １０．１０ａ、１０ｂ・・−作動軸、２５，２５ａ。 ２５ｂ・・・ケース筒、３０，３０ａ、３０ｂ・・−穿
孔軸、３５，３５ａ、３５ｂ−・−穿孔ヘッド、４４゜
４４ａ、４４ｂ−側歯支持体、４７ 、４７ａ、４７ｂ
・・・細歯、１５・・・連結管、３１・・・貫通孔、６
８・・・カムリング、８６，８６ｂ・・・支持リング。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ 一端を駆動装置に連結し、この駆動装置により回転
   可能でかつ軸方向に駆動可能な作動軸と、該作動軸の他
   端にこの作動軸と同軸に結合されたケース筒と、該ケー
   ス筒内においてバネ力に抗して変位可能に配置され、円
   筒形状の断面の孔を穿孔するための穿孔ヘッドを支持し
   た穿孔軸と、ケース筒と穿孔軸との相対変位を可能か不
   能か選択的に行わせる相対変位作用手段と、ケース筒に
   固着した細歯支持体であって、該穿孔軸の外側面に軸線
   方向に形成した導路内でそのストロークの全長に亘って
   案内される細歯支持体と、との細歯支持体の先端に支持
   した細歯とを備え、上記導路の底面を、穿孔軸の縦断面
   で見て穿孔ヘッドに向うにつれ穿孔軸の軸線から徐々に
   離れるよう傾斜させ、上記細歯支持体をバネ弾性体によ
   り構成し、上記相対変位作用手段によりケース筒と穿孔
   軸との相対変位が可能になるときの相対変位によって、
   細歯支持体を導路内で軸方向に摺動案内して細歯を半径
   方向外方に変位サヒ、との細歯を穿孔ヘッドの歯より絆
   径方向外方に徐々に突出させて穿孔方向に徐々に拡張す
   る孔を穿孔するよう構成したことを特徴とする穿孔機。