JPH0373280A - タガネ及びその装着用ホルダー - 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〉 本発明はタガネ及びその装着用ボルダ−に関し、更に詳
細にはコンクリートや岩等を破壊する削岩機に装着する
タガネ及びその装着用ホルダーに関する。

（従来の技術） 従来の削岩機に装着されるタガネは削岩機への装着部分
を含めて一体に制作され、鍛造によって適度の硬さにな
されたものが使用されている。

しかし、かかる従来のタガネを削岩機に装着してコンク
リート等のハツリ作業を行うと、作業開始から３０分程
度で第７図に示す様にタガネの切刃部１００の先端が丸
く磨耗し、急激にコンクリド等の破壊性能（以下、ハツ
リ性能と称することがある）が低下する。

このため、従来においては、第７図に示す様に、切刃部
１００の先端が丸くなりハツリ性能が低下したときには
、タガネ全体を交換している。

この様なタガネの交換頻度はＩｌ！！２壊するコンクリ
ートや岩の硬さ等によって異なるが、削岩機−白馬たり
一日に５〜６本にも達することがある。

交換したタガネは再度鍛造を施して再生し再使用されて
いるが、再生タガネは切刃部の熱処理が適性に行なわれ
難いため、新品のタガネに比較して磨耗速度が速く作業
効率が極度に低下することが多い。

この様に、従来のタガネにおいては、削岩機に装着して
使用すると短時間で切刃部が磨耗しハツリ性能が低下す
るため、現状では作業中に何度もタガネを交換しつつ作
業せざるを得なく、ハツリ作業等の作業効率を低下させ
る原因の一つとなっている。

また、交換したタガネの再生には多大の時間と費用とを
必要とし、しかも再生タガネのハツリ性能は劣ることが
多いという欠陥を有している。

（発明が解決しようとする課題） 本発明者は、前記従来のタガネの欠点を解消するには、
タガネの切刃部を含む先端部分く以下、切刃ビットと称
することがある）を消耗品として交換できることが有利
であると考え、切刃ビットが螺着されているホルダーを
削岩機に装着してハツリ作業を行なった。

かかるタガネにおいては、磨耗して交換した切刃ビット
は消耗品であるために再生することを要せず、タガネの
再生に要する時間と費用とを節約することができる。

しかしながら、切刃ビットの切刃部先端の磨耗に因る交
換頻度は従来のタガネと何等変わらず、しかも切刃ビッ
トとホルダーとの螺着が作業中の振動によって緩むこと
があり、その場合には両者間の摩擦に因る高熱が極めて
短時間で発生ずるため、作業を中断して両者の緩みの程
度を再々チエツクすることを要する。

また、従来のタガネに使用されている金属の硬度よりも
更に高硬度の金属を用いて切刃ビットを作成しても、切
刃ビット自体が脆くなり実用に供し得ないものであった
。

そこで、本発明の目的は、従来のタガネに比較して磨耗
に因る交換頻度を格段と低下させることのできるタガネ
の提供、及び作業中のｆＦＡ動によって切刃ビットとホ
ルダーとの間に緩み発生の懸念を解消することのできる
タガネ装着用ホルダーの提供にある。

（課題を解決する手段） 木発明者は、１１１ｆ記目的を達成すべく、汎用されて
いる断面形状が多角形のタガネのハツリ性ｆｉＬについ
て検討したところ、コンクリ−１へ等の破壊はタガネの
切刃部先端及び多角形の角部によって主としてなされ、
その破壊性能８ま前記切刃部先端の角度及び多角形の角
部角度が鋭角である程良好であること、及び従来のタガ
ネの横断面方向においては、タガネの外周表面Ｎ部の硬
度がその中心部及びその他の部分よりも高くなっている
に過ぎないことを知った。

本発明者は、これらの知見に基づいてタガネの構造につ
いて鋭意検討を重わた結果、タガネの断面方向において
、中心部及び外周表層部の硬度がその中間部に比較して
高いとき、ハツリ作業中にタガネの切刃部先端の角度及
び多角形の角部角度が共に初期の鋭角な角度を保ちつつ
タガネ先端部が磨耗するため、動用１のハツリ性能を維
持することができること、及び切刃ビットを装着するホ
ルダーの装着部である筒状体を若干変形させ、その変形
に基づく弾性力を利用して切刃ビットを固着することに
よって、ハツリ作業中の振動等に因る組入が発生しない
ことを見い出し、本発明に到達した。

即ち、本発明は、先端部の横断面形状が多角形であるタ
ガネにおいて、該タガネの先端部の略中心部に位置し長
袖方向に穴部が穿設されており、前記穴部を含むタガネ
本体よりも耐磨耗性の優れた芯材が嵌入・固着され、目
、つタガネ本体の前記横断面方向において、少なくとも
タガネ本体の外周表層部の硬度が外周表層部と穴部の壁
面表層部との間の中間部よりも高いことを特徴とするタ
ガネにある。

かかる本発明のタガネにおいて、芯材がタガネ本体の穴
部径よりも小径で珪つタガネ本体の穴部壁面を押圧する
湾曲部又は１１．１１折部が形成されていること、或い
＆まタガネ本体の穴部の底部に穿設されている、前記穴
部の径よりも小径の細穴に、芯材の端部に形成されてい
るテーパー部の少なくとも一部が圧入されていることが
、芯材を容易にタガネ本体の穴部に嵌入・固着すること
ができる。

また、本発明は、タガネ後端部に設けられる横断面が略
円形の連結部を着脱可能に装着することのできる筒状体
から成り、且つ該筒状体の一部の横断面が楕円形に形成
され、前記楕円形の短軸長さが、筒状体にタガネ後端部
の連結部を装着するとき、筒状体の楕円形の部分が略円
形りこ変形してタガネ後端部の連結部を圧着可能とする
ように、タガネ後端部の連結部の径よりも僅かに雉いタ
ガネ装着部を具備することを特徴とするタガネ装着用ホ
ルダーにある。

この本発明のタガネ装着用ホルダーに、前述した中心部
と外周表層部との硬度がその中間部よりも高いタガネを
装着し削岩機に取りｒ＝ｆけることがハツリ作業の作業
効率を高くすることができ、且つタガネを消耗品として
収り扱うことができるため、タガネの再生に要する時間
と費用とを不要とすることができる。

（作用〉 従来のタガネは、前述した様に、削岩機に装着する部分
も含めて一体で加工・鍛造され、タガネの断面方向の硬
度分布が、その外周表層部のみが中心部及びその他の部
分に比較して硬度が高いものの、切刃部先端が低硬度の
ためにハツリ作業中に切刃部先端が磨耗して丸くなり易
く、ハツリ性能が雉時間で著しく低下する。

これに対して、本発明のタガネの断面方向の硬度分布が
、タガネの外周表層部及び中心部がその中間部に比較し
て硬度が高いため、）＼ツリ作業中に切刃部の外周縁部
分及び先端部分よりも低硬度である切刃部の中間部分が
先に磨耗し１次いで残された切刃部の先端部分及び外周
縁部分が磨耗する。

このため、本発明のタガネの切刃部は初期の形状をほぼ
保ちつつ磨耗、つまり切刃部先端の角度及び多角形の角
部角度が共に初期の鋭角な状態を保ちつつ磨耗する結果
、初期のハツリ性能をハツリ作業中を通じて維持するこ
とができるのである。

また、この様なタガネが装着されるホルダーにおいては
、その筒状の装着部の楕円形部分を略円形に変形しつつ
楕円形部分の変形弾性を利用してタガネを圧着するため
、ハツリ作業中Ｇこ加えられる振動等によってタガネと
ホルダー装着部との間に緩み発生の懸念を解消すること
ができ、且つボルダ−に装着されているタガネを取り外
したときには、楕円形に戻ることができる。

（実施例） 本発明を図面を用いて更に詳細に説明する。

第１図は本発明の一実施例であるタガネ及びその装着用
ホルダーを一体に組み合わせた状態を示す斜視図であり
、主としてＳＣＭ材から成る切刃部３を含む切刃ビット
１がＳＣＭ材から成るホルダー２に装着され、ホルダー
２の削岩機装着部４が削岩機のチャ・ノクに装着される
。

この様な切刃ビット１及びホルダー２を形成する金属は
、いずれも低炭素鋼であるために浸炭処理が施されてい
る。

本実施例の切刃ビット１の切刃部３を含む先端部は、第
２図（ａ＞（ｂ）に示す様に、切刃ビット１の主たる部
分を構成する切刃ビット本体６（以下、ビット本体６と
称することがある）とビット本体６の略中央部に位置し
ビット本体６の長袖方向に延びる芯材５との二種類の部
材から構成されており、その横断面は第２図（ｂ）に示
す如く４個の角部ｍ、ｎ、０、ｐを有する四角形である
。

尚、第２図（ｂ）は第２図＜ａ）のＸ−Ｘ面にＩ３ける
横断面図である。

かかる芯材５は、熱処理（焼入れ、焼もどし）が施され
ているハイス（高速度鋼）から成り、ビ・ノ■−本体６
を形成するＳＣＭ材よりも高硬度で且つ耐磨耗性に優れ
ているものであり、その先端は切刃部３の先端部ｑを形
成している。

この様な切刃ビット１の横断面方向の硬度分布を、第２
図（ｂ）の角部ｍｎ間についてマイクロビッカース硬度
計によって測定し、その結果を第３図（ａ）に示す。

第３１ｍ＜ａ）のグラフの縦軸はビッカース硬度（Ｈｖ
）を、横軸は第３図（ｂ）に示す切刃ビット１の横断面
の角部ｍからの距離を各々示す。

第３図（ａ）（ｂ）から明らかな様に、ビット本体６の
硬度分布は、外周表層部Ａ及び芯材５と内接する内接層
部Ｃが略同程度の硬度であって、共に中間層Ｂよりも硬
度が高く、且つ芯材５の硬度よりも低いものである。

かかる第３図に示す硬度分布を有する切刃ビット１を作
成するには、第４図に示す様に、横断面形状が四角形で
且つＳＣＭ材から成るビット本体６の端部の一方から穴
部７を穿設する。この穴部７はビット本体６の横断面の
略中央部に位置し、直径３．０２＋＋＋＋ｅ、深さ３５
−程度のものである。

更に、ビット本体６の他方の端部に横断面が円形のネジ
部（図示せず〉を設ける。

この様に穴部７及びネジが設けられているビット本体６
を浸炭処理することによって、ビット本体６の外周表層
部及び穴部７の壁面表層部の硬度を、第３図に示す様に
、前記表層部間の中間層に比較して高くすることができ
る。中間層は浸炭処理が施されないため、浸炭処理が施
される表層部よりも低硬度となるのである。

ここで、浸炭処理してからビット本体６に穴部７の穿設
或いはネジ部の形成をぜんとすると、浸炭処理に上って
ビット本体６の全体の硬度が高くなっているため、切削
が極めて困難である。

また、例え穴部７の穿設が可能となったとしても、第３
図に示す様な断面方向の硬度分布を有する切刃ビットを
得ることができない。

尚、本実施例においては、浸炭処理後のビット本体６の
硬度は、ロックウェルＣ硬度（ＨＲＣ）で約３５［ビッ
カース硬度（１−１ｖ　）換算：約３４５］であった。

次いで、浸炭処理が施されたビット本体６には。

穴部７に芯材５が嵌入・固着される。

芯材５は、ハイスから戒る、直径３．００ｍ−＋、長さ
３５ｍ１の丸棒であって、熱処理が施されており、ＨＲ
Ｃで６３（Ｈｖ換算、７７２）の硬度を有しているもの
である。

かかる芯材５の横断面積Ｓｌとビット本体６の横断面積
Ｓ２との比（Ｓｌ／Ｓ２）は１／７〜１／１１の範囲に
あることが好ましく、この範囲を外れるタガネは、その
ハツリ性能がハツリ作業中に低下し易い傾向がある。

この様な芯材５のビット本体６の穴部７への嵌入・固着
は、第４図（ａ）又は（ｂ）に示す方法で行うことがで
きる。

即ち、第４図（ａ）の方法は、芯材５の一部に湾＋１１
１部又は曲折部を形成しておき、前記湾１１１１部又は
回折部を矯正しつつ芯材５を穴部７に嵌入することによ
って芯材５を穴部７に固着する方法である。この方法に
よれば、芯材５に予め形成された湾曲部又は曲折部の一
部が穴部７中の芯材５に残留し、残留した湾ｌ′ｌ力部
又は回折部の一部が穴部７の壁面を押圧するため、芯材
５を穴部７に固着することができる。

尚、第４図（ａ）に示す芯材５の固着方法においては、
芯材５の一部に予め湾１ｕｌ１部又は［１１１折部を形
成しておく方法であるが、穴部７を穿設したビット本体
６を僅か湾曲しておき、穴部７に直線状の芯材５を嵌入
させる方法でも芯材５を穴部７に固着することができる
。

また、第４図（ｂ）の方法は、穴部７の底部に穴部７の
径よりも小径の細大１０が穿設されてｆ３す、前記細穴
１０に芯材５の端部に設けられているテーパー部１１の
少なくとも一部を圧入することによって芯材５を穴部７
に嵌入・固着するものである。

かかる芯材５のテーパー部１１の圧入は、芯材５の他方
の端部を槌等で叩くことで容易に行うことができるため
、切刃ビットの制作工程の自動化を可能とすることがで
きる。

この様にビット本体６の穴部７に芯材５を嵌入・固着さ
せた後、ヒツト本体６の先端部をグラインダーで芯材５
の先端部を含めて第４図に示す点線まで削り、切刃部３
の先端部ｑの角度を鋭角にする。

本実施例においては、得られた切刃ビット１を第１図に
示す如く、ホルダー２に装着して削岩機に取り付ける。

かかるホルダー２の先端部８は、第５図（ａ）に示す様
に、筒状であって、内壁面にネジを有する雄ネジ部９が
設けられている。

かかる雄ネジ部９の後部の一部分は、第５０（ｂ）の如
く、横断面形状が楕円形である。

尚、第５Ｌ？（ｂ）は、第５図（ａ）のＹ−Ｙ面におけ
る横断面図である。

この楕円形の短’！！ｌｌ＋　ｗの長さは、切刃ビット
１の後端部に設けちれている横断面が円形の雄ネジ部〈
図示せず〉の径よりも僅かに短く、珪つ前記雄ネジ部を
雄ネジ部９に装着するとき、雄ネジ部９の略楕円形の部
分が弾性的に変形して略円形となり雄ネジ部を圧着する
。

つまり、切刃ビット１の雄ネジ部を雄ネジ部９に螺着せ
んとするとき、楕円形部分が雄ネジ部の断面形状と略同
形状となり雄ネジ部を圧着する。

このため、ホルダー２を削Ｗ　Ｊｆｉに装着して行なう
ハツリ作業中に切刃ビット１とホルタ−２とを常に緊着
状態に保持することができる。

また、雄ネジ部９から切刃ビット１を収り外したとき、
雄ネジ部９の略円形に変形した部分は再び楕円形に戻る
ことができる。

尚、１略円形に変形」とは、雄ネジ部９の槽内部分が円
形方向に変形することを、意味し、変形後の横１１！’
ｉ面形状が真円でなくともよい。

この様に弾性変形をしつつ切刃ビット１の雄ネジ′部を
圧着することができる雄ネジ部９の肉厚は、２・〜５−
程度であることが奸ましく、特に好ましくは３〜４＋＋
＋＋＋＋程度である。

ここで、肉厚が２ｍ未満であれば、切刃ビットｌの雄ネ
ジ部を圧着する力が低下する傾向にあり、他方、肉厚が
５−を越えると、弾性変形が困難になる傾向がある。

更に、楕円形の長軸ｌの長さと短１１１１１Ｗの長さと
の差は０．１〜０．２−程度であることが、楕円形部分
が容易に弾性変形して雄ネジ部を圧着することができ、
ハツリ作業中に切刃ヒツト１が楕円形の長袖方向に振動
することがない。

この様なホルダー２にも、雄ネジ部９が形成された後に
浸炭処理が施される。

尚、本実施例においては、タガネ後端部の雄ネジ部は横
断面が円形のものであるが、前記雄ネジ部の横断面形状
を楕円形としてもよく、その場合の雄ネジ部の楕円形状
は、雄ネジ部９の楕円形部分の短軸（Ｗ＞長さよりも長
い短ＩＦＩＪ１と雄ネジ部９の楕円形部分の長袖（１）
長さよりも短い長袖とを有しているものである。

以上、述べてきた切刃ビット】を、第１園に示す如く、
ボルダ−２に装着し、このホルダー２を削岩機に取り付
はハツリ作業を行なった。

ハッリ作業を連続して８時間行なった後の切刃ビットｌ
の全長は磨耗して短くなっているものの、切刃部３の形
状は、第６図に示す様に、ハッリ作業開始前の形状［第
２ＶＡ（ａ＞１をほぼ保持することができる。

即ち、ハッリ作業中に、先ず、第３図に示す低硬度のビ
ット本体６の中間層Ｂがコンクリート等と接触して磨耗
し、次第に高硬度の芯材５、ビット本体の芯材５に内接
する内接層Ｃ１及び外周表層部へが突出する。

そして、芯材５等の突出によって中間層Ｂがコンクリー
ト等と接触しなくなると、芯材５等が主として磨耗する
ようになる。

このため、芯材５の先端部が形成する切刃部３の先端部
ｑの角度及びタガネ外周表層部が形成する角部ｍ、ｎ、
ｏ、ｐの角度の各々を初期に設定さｈでいる鋭角な角度
（第２図〉に保持しつつ磨耗することができる。

更に、芯材５等が磨耗して中間層Ｂが再度コンクリート
等に接触する様になると再び中間層Ｂが磨耗するため、
切刃部３の形状を芯材５がなくなるまでハツリ作業開始
前の鋭利な形状を保つことができるのである。

これまで述べてきたタガネは、切刃ビット１としてホル
ダー２に装着して使用するものであるが、従来のタガネ
の様に削岩機のチャックに装着する削岩機装着部も含め
て一体にして制作してもよい。

また、ホルダー２として、切刃ビット］を差し込むこと
によって固着する方式のものを採用することができるこ
とがある。

尚、これまで述べてきた本実施例のタガネにおいて、芯
材５の横断面積Ｓ、とタガネ本体６の横断面積Ｓ２との
比（ｓ＋　／’Ｓ２　）　、タガネの横断面方向の硬度
分布、及びタカ木本体６或いは芯祠５の硬度等について
は、破壊するコンクリート〜や岩の硬さ等によって最適
な値を決定して使用することが望ましい。

（発明の効果） 本発明のタガネによれば、ハッリ作業中において、ハツ
リ性能を左右するタガネ先端部の角度及び多角形の角部
の角度をハッリ作業開始時の鋭角な状態を保持しつつ磨
耗することかできるため、芯材がなくなるまでハッリ作
業開始時のハッリ性能を実質的に保つことができる。

その結果、タガネの交換頻度をｉｒｆ及的に少なくする
ことができるので、ハツリ作業の作業性を著しく向−Ｌ
３−ることかできると共に、タガネの再生のための経費
及び時間も節約することができる。

また、本発明のホルダーを使用するならば、装着部の楕
円形部分の弾性変形を利用することができるため、タガ
ネをハツリ作業中に常に緊着することができ、しかもタ
ガネを消耗品として取り扱うことができる。

このため、ハッリ作業中にタカネとホルダー装着部との
緩みの発生の懸念を解消することができ、タガネの再生
に要する経費及び時間を不要とすることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例のタガネを示す斜視図、第２
図は本発明のタガネ先端部の縦断面図及び横断面図、第
３図はタガネの半径方向の硬度分布を示すグラフ、第４
図はタガネ先端部に芯材を嵌入　固着する方法を説明す
る説明図、第５図はホルダーの部分断面図及び横断面図
、第６図はハツリ作業を連続して８時間実施した後の本
発明のタガネ先端部の縦断面図、及び第７図はハッリ作
業を連続して３０分間実施した後の従来のタガネ先端部
の縦断面図を各々示す。 図において １・　　タガネ（Ｉ１７Ｊ刃ビット〉、２・・・ホルダ
ー、　　３・・・切刃部、４・・・削岩機装着部、５・
・・芯材、６　・・ビット本体、　７・・・穴部、ボル
タ−２の先端部、 ９　・ 雌ネジ部。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、先端部の横断面形状が多角形であるタガネにおいて
   、該タガネの先端部の略中心部に位置し長軸方向に穴部
   が穿設されており、前記穴部を含むタガネ本体よりも耐
   磨耗性の優れた芯材が嵌入・固着され、且つタガネ本体
   の前記横断面方向において、少なくともタガネ本体の外
   周表層部の硬度が外周表層部と穴部の壁面表層部との間
   の中間部よりも高いことを特徴とするタガネ。 ２、芯材がタガネ本体の穴部径よりも小径で且つタガネ
   本体の穴部壁面を押圧する湾曲部又は曲折部が形成され
   ている請求項第１項記載のタガネ。 ３、タガネ本体の穴部の底部に穿設されている、前記穴
   部の径よりも小径の細穴に、芯材の端部に形成されてい
   るテーパー部の少なくとも一部が圧入されている請求項
   第１項記載のタガネ。 ４、タガネ後端部に設けられる横断面が略円形の連結部
   を着脱可能に装着することのできる筒状体から成り、且
   つ該筒状体の一部の横断面が楕円形に形成され、前記楕
   円形の短軸長さが、筒状体にタガネ後端部の連結部を装
   着するとき、筒状体の楕円形の部分が略円形に変形して
   タガネ後端部の連結部を圧着可能とするように、タガネ
   後端部の連結部の径よりも僅かに短いタガネ装着部を具
   備することを特徴とするタガネ装着用ホルダー。 ５、装着されるタガネが請求項第１項記載のタガネであ
   る請求項第４項記載のタガネ装着用ホルダー。