JPH0343590A - 衝撃ドリル - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明はハンマピストンがドリルビットに衝撃を繰返し
与える衝撃ドリル装置に関する。

〔従来技術〕 従来の衝撃ドリルは第６図に示しているが、これは中空
円筒形ケーシング１００、ケーシングの後端にネジ止め
された後部サブ１０２、及びケーシングの前端にネジ止
めされた駆動サブ１０４を含んで成る。ドリルビット１
０６　は駆動サブ１０４に装置され、長手スプラインに
よって共に回動可能に連結されている。ケーシングの中
に円筒スリーブ１０８が装入されており、そのスリーブ
前端は駆動サブ１０４の後縁に着座している。前方に延
長したチューブ１１２を担持した支持体１１０がスリー
ブ１０８の後端に着座している。支持体と後部サブ１０
２の間に弁ガイド部材１１４が配置されており、この部
材の内でチエツク弁１１６が閉位置の方へスプリングで
付勢されている。スリーブの中にはハンマピストン１１
８が滑動可能に装置されている。加圧空気は後部サブ１
０２の中に形成された流路、弁ガイド部材及び支持体を
通って下方に導かれ、スリーブの対抗面、ハンマピスト
ン及びケーシングによって規定されたチアネル構成体に
入る。加圧空気はこのチアネル構成体を通って導かれ、
ハンマピストンの前端と後端へ交互に指向して公知の態
様で以って前方と後方ヘハンマピストンを往復動させる
。ピストンはその前進ストロークの間、ドリルビットを
叩く。後部サブ１０２は支持体１１０をリング１１５を
介してスリーブ１０８の方へ押す。

リング１１５は弾性材で作られており、後部サブがケー
シングの中に完全にネジ込まれるのを確実にしている。

しかし、リング１１５　はスリーブ１０８が衝撃操作中
の振動に応じてケーシングに対し相対的に長手方向に移
動することも可能である。スリーブの動きはスリーブ外
周とケーシング内周にゲーリング（ｇａｌｌｉｎｇ）を
引き起こすと共にスリーブとそれが当接する機素の両方
の端部にピーニング（ｐｅａｎｉｎｇ）を引き起こし得
る。その結果、損傷機素の交換は時間を要し、且つコス
ト高になる。

更に、スリーブはその後端に沿って長平方向に形成され
た加圧空気を導く孔１２０を有している。

これらの孔は工作するのが難しく高価につく、しかもス
リーブの振動とピーニングによりクラックを生じ易い。

これらの孔は半径方向のポート１２２に終端がある。こ
れらのポートも工作するのが難しく高価につき、応力に
よってクランクが生じ易い。

スリーブの外径とケーシングの内径の間には、その間の
適正な適合が得られ、且つスリーブとケーシングによっ
て規定された種々のエアチアネル間の空気漏れを最小に
抑えるために、小さい公差が要求される。

〔発明の目的〕

本発明は上記問題点を解消した１ｆｉ撃ドリルを提供す
ることにある。

〔発明の構成、効果〕

本発明に係るドリルは内周と外周を有する円筒形アーバ
を含んで成る。その内周は前後に延長する長手軸を規定
している。外周は前向きの第２横ストッパ肩部とこれの
後方に配された後向きの第２横ストッパ肩部を有する。

ケーシング構成体はアーバに固定され、その外周のまわ
りに配位している、そしてこれはケーシング構成体に対
しアーバが相対的に長平方向の動きをするのを抑制する
ために後向き横ストッパ面と前向きストッパ面を有し、
これらが第１と第２のストッパ肩部に夫々当接している
。

ドリルビットはケーシング構成体の前端に取り付けられ
ている。ハンマピストンはアーバの内周内に配され、ア
ーバに対し相対的に長平方向に滑動するようになってい
る。後部サブはケーシング構成体の後端に取付けられて
いて、これは加圧空気の前方流を導く導管を含んでいる
。アーバは加圧空気をハンマピストンの両端に交互に導
き、それによりハンマピストンが前後の長平方向往復動
をするようになっている。アーバがストッパ面によりケ
ーシング構成体に対する長手方向相対運動を抑制する間
に、ハンマピストンはその前方ストロークの間にドリル
ビットの後端に衝撃を与える。

好ましくは、ケーシング構成体はアーバの前端と後端に
夫々固定されたケーシングの分離した前部と後部のセク
ションを含んで成る。前部ケーシングセクションは前記
後向ストッパ面を有し、後向ケーシングセクションは前
記前向ストッパ面を有している。

好ましくは、アーバの外周はアーバの前後端の中間に配
した半径方向に突出したフランジを含む。

このフランジは第１と第２のストッパ面を有している。

後部サブの前部が内周の後端に抜き差し自在に受容され
、この内周をアーバの後端を半径方向に支持する態様で
確保するようにすることが好ましい。

本発明は制御アーバに関するものであり、このアーバは
上述のドリルに採用することが出来る。

〔実施例〕

添附図面において、本発明の衝撃ドリル１０は内外周面
１４．１６を有する制御アーバ１２を含む。外周面１６
はアーバの長手中点の近くに半径外方へ突出した環状フ
ランジ１８とこのフランジ１８の対抗面に配位した前、
後の外ネジ面部２０．２２を有している。

外周面１６の前後端は小径部分２４．２６により規定さ
れ、部分２６はチアンファ２７を有している。半径方向
に延長し外周上に間隙をとって円周配列されたポート群
２８は小径前部２４に形成されており、これらポート群
はアーバを通って完全に突出゛している。

もう１つの円周配列の半径方向のポート群３０はこの小
径前部分２４に第１のポート群２８の長平方向の後方に
形成されている。追加の円周配列の半径方向ポート群３
２は小径後部分２６に形成されている。

円筒状ケーシング前部セクション３４の内ネジ切り後端
はアーバの前部ネジ２０にネジ結合している。

ケーシング後セクション３６の内ネジ前端はアーバの後
部ネジ２２にネジ結合している。ケーシングセクション
３４．３６はアーバとネジ結合して、それにより前部ケ
ーシングセクション３４の後端面３８がフランジ１８の
前向きの半径方向に延長したストッパ肩部４０に当接し
ているストッパ面を規定し、またケーシング後部セクシ
ョン３６の前端面４２が７ランジ１８の後向きの半径方
向に延長するストッパ肩４４に当接するストッパ面を規
定している。従って、アーバ１２はケーシングセクショ
ン３４．３６に対し相対的に長手方向動を確実に抑制さ
れる。

ケーシング前、後部セクション３４．３６の内周はアー
バの外周の小径部分２４．２６と共に前、後部環状室４
３・４５を規定している。これらの室はアーバとケーシ
ングセクション間のネジ結合とフランジ１８により互い
から隔離されている。

後部サブ４６はケーシング後部セクション３６の後端に
ネジ結合している。駆動サブ４８はケーシング前部セク
ション３４の前端にネジ結合している。内ネジ孔４７（
或いは外ネジポストにすることも可）は後部サブをドリ
ルストリング（図示省略〉に連結するために後部サブ４
Ｇの後端に配置されている。

駆動サブ４８の中には、ドリルビット５０が配置されて
いる。このビットは、従来式のスプラインカップ両者の
間にあるリング５２によって駆動サブと一体に回転する
ために連結されている。ドリルビット５０は駆動サブ４
８に対し相対的に僅かな長手方向動が許されるが、ドリ
ルビットの前進動はドリルビットのフランジ５１がビッ
ト保留リング５３に係合したときに終了する。

後部サブ４６は、孔４７から後部サブ４６とアーバ１２
の後端の間に配位する環状室５７まで加圧空気を導入す
るための傾斜ポート５５を有している。この室５７は前
述の室４５と連通している。スプリング付勢チエツク弁
（バルブ）５６は孔４７とポート５５の間に配置され、
孔４７へ液の逆流を阻止する。チエツク弁５６は弁ガイ
ド５８に装置されている。この弁ガイドは米国特許出願
第０７／３１７．８６５に示す態様により、後部サブ４
６の孔６１と異なる径のバイパス孔６０を整合させるた
めに調節することが出来る。

アーバ１２の内周面１４の後端部６３は僅かに拡大した
直径になっており、後部サブ４６の前部の外周面６４を
具合よく抜き差し可能に受容して、後部サブにより半径
方向で支持され安定化出来るようにしである。長手方向
のギャップ６７はアーバ後端と後部サブ４６の間にあり
、確実に後部サブがケーシング後部セクション３６に完
全にネジ合わされるようにしである。アーバ１２の内周
面の中には、往復動可能なハンマピストン７０が滑動可
能に配置されている。このピストン７０は中心貫通孔７
２と外周に沿って長手方向に延長する円周上に間隔を以
って配置された複数のリブ７３を有している。ピストン
端の最近に終端があり、前、後端７４Ｒ・７４Ｒで閉じ
られるようにした長手チアネル７４がリブ７３の間に形
成されている。

ドリルビット５０は後方へ突出したチューブ７６を担持
しており、このチューブはピストンの貫通孔７２に受容
されて、この孔７２がドリルビットの貫通ボア（孔〉７
８と連通ずることが出来る。弁ガイド５８の前方突出チ
ューブ部分８０は孔７２の後端に受容されるように寸法
設計されていて、しかもこれは流路８２を内部に有して
おり、この通路が孔７２とバイパス孔６０を内通させる
。このようにして、過剰空気が室５７から孔６１，６０
、流路８２及び孔７２．７８を通って導かれ、ドリルビ
ットの前端から切削機素を清浄化と冷却化をさせるため
に噴出して切屑を排出する。

上述の衝撃ドリル１０はケーシングの前、後部セクショ
／３４．３６ヲアーバに、ケーシングセクションの後、
前端３８，４２が７ランジ１８のストッパ肩部４０．４
４に当接するまでネジ込んで止めることにより組立てら
れている。これは、アーバがケーシングセクションに対
して相対的に長手方向に確実に動かないようにしている
。後部サブ４６は後部ケーシングセクション３６の後端
に、ネジ止めされており、そこで後部サブの前部分がア
ーバの後部分６３に入ってアーバの半径方向支持を発揮
するようになっている。ハンマピストン７０はアーバに
滑入し、更にドリルビット５０、駆動サブ４８及びビッ
ト保留リング５３を含んで戊るユニットのアタッチメン
トが引き続き行われる。

工作操作においては、ドリル１０は、ハンマピストン７
０が繰返し往復動じてドリルビットを叩く間に、ドリル
ストリングによって回転させられる。

ハンマピストンはケーシングセクション３４．３６に対
し相対的に長手方向運動を抑制される制御アーバ１２の
中でその運動を案内される。更にアーバの後端は後部サ
ブ４６の前部分により半径方向において締め付けられる
。

ハンマピストンを往復動させる加圧空気はドリルス）　
ＩＪソング通って下方へ導かれ、後部サブ４６の孔４７
に入る。この空気による押力はチエツク弁５６を開き、
傾斜ポート５５を通って環状室５７へ、更にそこから環
状室４５へ移動する。ハンマピストンが前方ストローク
の終端に位置するとき（Ｆｉｇ、　ｌ）、加圧空気は半
径方向のポート３２を通って内方へ、次いでチアネ２ル
ア４を通り、それからポート３０を通って半径外方へ進
み、最後に前部室４３に流入する。

室４３から空気はポート２８を通って半径内方へ流れ、
ハンマピストンの前面に作用してピストンを後方へ移動
させる。この後方へ移動するハンマピストンの前端が半
径方向ポート３０のそばを通って後方へ移動すると、加
圧空気は前部室４３に対し最早や遮断されて通じなくな
る。その代り、加圧空気は、ハンマピストンのチアネル
７４の後端がアーバの内径が大きくなっている大内径部
分６３と通じると、ハンマピストン背後の位置へ移動す
ることが出来る（Ｆｉｇ、２）。これが起きると、ハン
マピストンは加圧空気によって前方へ移動させられる。

アーバは、ケーシングセクション３４．３６に対し相対
的に長手方向に移動出来ないが故にゲーリングやピーニ
ングをこうむらないことは理解出来るであろう。

更に、アーバには長手方向のドリル加工された孔が無い
ので、応力によるクラック（き裂）の問題が生じない。

またアーバに長手方向孔が穿設されていないので、内周
にスロットを困難な且つ高価なドリル加工をして、この
種長手孔を内面に連通させるようなことは必要ない。ア
ーバとケーシングセクション間のネジ連結は有効に前部
、後部の室４３．４５を互いに［Ａ’Ｉし、従ってアー
バの外周とケーシングセクションの内周間の公差を、そ
の隔離を達成するために小さくする必要がない。

【図面の簡単な説明】

第１図はストロークの前端に配したハンマピストンを有
する本発明に係わる衝撃ドリルの長手断面図、第２図は
後方ストロークの終端に配したハンマピストンを有する
第１図に類似の断面図、第３図は第１図の線３−３にお
ける切断面図、第４図は衝撃ドリルの制御アーバの側面
図、第５図は衝撃ドリルのハンマピストンの側面図、及
び第６図は先行事例の衝撃ドリルの長手断面図である。 図において： ＩＯ・・・ドリル、 １８・・・フランジ、 ４０．４４・・・ストッパ肩部、 ４８・・・駆動サブ、 ５３・・・ビット保留リング、 ５６・・・チエツク弁、 ６０、６１．７２．７８・・・孔、 ７６・・・チューブ。 １２・・・アーバ、 ２８．３０．３２・・・ポート、 ４６・・・後部サブ、 ５０・・・ドリルビット、 ５５・・・傾斜ポート、 ７０・・・ハンマピストン、 手 続 補 正 書 （方式） ％式％ 事件の表示 平成２年特許願第４９６８０号 ２゜ 発明の名称 衝撃ドリル ３゜ 補正をする者 事件との関係

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、前後に延長する軸を規定した内周、及び前方向き第
   １横ストッパ肩部と第１ストッパ肩部の後方に配位した
   後方向き第２横ストッパ肩部を有する外周を含む円筒形
   アーバ； 該アーバに固定されて、その該外周のまわりに装置され
   たケーシング手段であって、該第１、第２のストッパ肩
   部に夫々当接した後方向き横ストッパ面と前方向き横ス
   トッパ面を含み、これによって該ケーシング手段に対し
   該アーバの相対的長手方向運動を抑制するようにした、
   斯ゝるケーシング手段； 該ケーシング手段の前端に取付けられたドリルビット； 該アーバの該内周内に該アーバに対し長手方向に滑動可
   能に挿入されたハンマピストン；及び該ケーシング手段
   の後端に取付けられ、加圧空気を前方へ導く導管手段を
   含む後部サブ、 を含んで構成され、該アーバが該ハンマピストンの両端
   に交互に加圧空気を導き、該ハンマピストンの前後の長
   手往復運動を生み出すようにした流路手段を含み、該ア
   ーバが該ストッパ面により該ケーシング手段に対する長
   手運動を抑制される間に、該ハンマピストンがその前方
   ストロークの間に該ドリルビットの後端に衝撃を与える
   ようにした、衝撃ドリル。 ２、該ケーシング手段が該アーバの前、後端に夫々固定
   された個別の前、後部ケーシングセクションを含み、該
   前部ケーシングセクションが該後方向ストッパ面を有し
   、該後部ケーシングセクションが該前方向ストッパ面を
   有している、特許請求の範囲第１項に記載の衝撃ドリル
   。 ３、該アーバの該外周がその前、後端の間に配位する半
   径外方に突出したフランジを含み、該フランジが該第１
   、第２のストッパ面を有している、特許請求の範囲第２
   項に記載の衝撃ドリル。 ４、該後方向ストッパ面が該前部ケーシングセクション
   の後端によって規定され、該前方向ストッパ面が該後部
   ケーシングセクションの前端によって規定されている、
   特許請求の範囲第３項に記載の衝撃ドリル。 ５、該前、後部ケーシングセクションが該外周上の外ネ
   ジに結合する内ネジを有している、特許請求の範囲第４
   項に記載の衝撃ドリル。 ６、該フランジが該アーバの該前、後端の間の途中に配
   位している、特許請求の範囲第５項に記載の衝撃ドリル
   。 ７、該後部サブの前部分が該内周の後端に抜き差し可能
   に受容され、該アーバの後端を半径方向に支持するよう
   に該内周と係合する、特許請求の範囲第１項に記載の衝
   撃ドリル。 ８、該外周の後部が該ケーシング手段の内周から半径方
   向に間隔を以って配位し、両者間に該後部サブ中の該導
   管手段と連通した環状後部室を規定しており、該アーバ
   中の該流路手段が該アーバを通って横方向に延長した第
   １ポートを含み、該後部室を該ハンマピストンの背後に
   位置した該アーバの該内周の１部分と連通するようにし
   た、特許請求の範囲第１項に記載の衝撃ドリル。 ９、該第１ポートの後方に配位した該アーバの該内周の
   １部分が拡大した直径のものである、特許請求の範囲第
   ８項に記載の衝撃ドリル。 １０、該外周の該後部が該後部室を形成するために小径
   になっている、特許請求の範囲第９項に記載の衝撃ドリ
   ル。 １１、該外周の前部分が該ケーシング手段の該内周が半
   径方向に離間していて、両者間に環状前部室を規定して
   おり、該ハンマピストンの外周が長手チァネル手段を含
   み、該アーバ中の該流路手段が該長手チァネル手段を該
   前部室と連通させる第２の横方向ポートと該前部室を該
   ハンマピストンの前方に位置する該内周の１部分と連通
   させる第３の横方向ポートとを含んでいる、特許請求の
   範囲第８項に記載の衝撃ドリル。 １２、該ハンマピストンが複数の該長手チァネルを規定
   する、長手方向に延長し且つ外周上に間隔を以って配位
   したリブを含む、特許請求の範囲第１１項に記載の衝撃
   ドリル。 １３、前後に延長する長手軸を規定する内周、及びアー
   バの前、後端の間に配位した半径外方に突出したフラン
   ジを含む外周であって、該フランジが前方向第１横スト
   ッパ肩部と後方向第２ストッパ肩部を有する斯ゝる外周
   を含む円筒形アーバ；該アーバに固定された前、後部ケ
   ーシングセクションであって、該前部ケーシングセクシ
   ョンが該外周の外ネジに係合する内ネジと該第１ストッ
   パ肩部に当接する後端を有し、該後部ケーシングセクシ
   ョンが該外周の外ネジに係合する内ネジと該第２ストッ
   パ肩部に当接する前端を有していて、それにより該アー
   バが該ケーシングセクションに対し相対的な長手運動を
   該ケーシングセクションの該前、後端によって抑制され
   る、斯ゝる前、後部ケーシングセクションを有するケー
   シング手段；該ケーシング手段の前端に取付けられた駆
   動サブ； 該駆動サブに取付けられたドリルビット； 該アーバの該外周内に、相対的に長手滑動可能に挿入さ
   れたハンマピストン； 該アーバの後端を半径方向に支持する状態で該内周と係
   合しながら、該内周の後端に抜き差し可能に受容された
   前部分、及び加圧空気を導く導管手段を含んで成る衝撃
   ドリルであり、該ケーシング手段の後端に取付けられた
   後部サブであって、該外周の後部分が該後部ケーシング
   セクションの内周から半径方向に離間していて、両者間
   に該導管手段と連通する環状室を規定している、斯ゝる
   後部サブを含んで成り、 該アーバが該後部室から加圧空気を該ハンマピストンの
   両端へ交互に導いて該ハンマピストンの前、後方向の長
   手往復運動を生み出すための流路手段を含み、該ハンマ
   ピストンがその前進ストロークの間に該ドリルビットの
   後端に衝撃を与え、その間該アーバが該ストッパ面によ
   り該ケーシングセクションに対し相対的な長手運動を抑
   制され、且つ該アーバの該後端が該後部サブによって半
   径方向に支持されるようにした、斯ゝる衝撃ドリル。 １４、該第１ポートの後方に配位する該アーバの該内周
   の１部分が拡大された直径を有する特許請求の範囲第１
   ３項に記載の衝撃ドリル。 １５、該外周の該後部が該後部室を形成するために減少
   した小径を有している特許請求の範囲第１４項に記載の
   衝撃ドリル。 １６、該外周の前部が該ケーシング手段の該内周から半
   径方向へ離間して両者間に前部環状室を規定しており、
   該ハンマピストンの外周が長手チァネル手段を含み、該
   アーバ中の該流路手段が該長手チァネル手段と該前部室
   を連通するための第２横ポート及び該前部室と該ハンマ
   ピストンの前方に位置する該内周の１部分と連通するた
   めの第３横ポートを含む、特許請求の範囲第１５項に記
   載の衝撃ドリル。 １７、該ハンマドリルが複数の該長手チァネルを規定す
   る複数の長手方向に延長し円周上で間隔を以って配位す
   るリブを含む、特許請求の範囲第１６項に記載の衝撃ド
   リル。 １８、該フランジが該アーバの該前後端間の中間に配位
   している、特許請求の範囲第１６項に記載の衝撃ドリル
   。 １９、ハンマピストンの往復運動を案内するように前後
   に延長した軸方向空間を規定した内周、及び後方向、前
   方向ストッパ肩部を規定した円筒本体の前、後端の中間
   に配位した横外方に突出したフランジを有し、個別のケ
   ーシングセクションを該フランジの前方と後方に夫々外
   周に設けた前、後の外ネジと個別のケーシングセクショ
   ンの内ネジを組合せて係合するようにした斯ゝる外周を
   有した斯ゝる円筒本体を含んで成り、第１組の円周上に
   間隔配位した流体ポートが該後部ネジの後方へ該本体を
   通じて延長し、第２組の円周上に間隔配位した流体ポー
   トが該前部ネジの前方へ該本体を通って延長し、第３組
   の円周上に間隔配位した流体ポートが該第２組ポートの
   前方へ該本体を通って延長している、斯ゝる該ピストン
   ハンマを往復案内するための衝撃ドリルのケーシング手
   段に連結されるようにした制御アーバ。 ２０、該第１、第２、第３組ポート群が直径の減じられ
   た該外周の対応する部分を通って延長している特許請求
   の範囲第１９項に記載の制御アーバ。