継手構造およびこの継手構造を備える衝撃式掘削工具
【課題】 脱着が容易で、耐久性に優れた継手構造およびこの継手構造を備える衝撃式掘削工具を提供する。
【解決手段】 独立した２つの継手部材１、２を軸線Ｏ１方向に連結するための継手構造Ｂであって、一方の継手部材１には、その先端側に軸線Ｏ１方向に延出された第１継手部４が設けられており、第１継手部４には軸線Ｏ１回りに捻れるネジ山６ｂを有する雄ネジ部６が形成されているとともに、雄ネジ部６は、軸線Ｏ１に沿った断面においてネジ山６ｂの頂点を結んだ線が、軸線Ｏ１から外周方向に凸の曲線を描きつつ第１継手部４の延出方向に向けて外径が小さくなるように形成されている一方、一方の継手部材１と連結される他方の継手部材２には、第１継手部４の雄ネジ部６が螺合される雌ネジ部１３を有する第２継手部１６が設けられている。
【解決手段】 独立した２つの継手部材１、２を軸線Ｏ１方向に連結するための継手構造Ｂであって、一方の継手部材１には、その先端側に軸線Ｏ１方向に延出された第１継手部４が設けられており、第１継手部４には軸線Ｏ１回りに捻れるネジ山６ｂを有する雄ネジ部６が形成されているとともに、雄ネジ部６は、軸線Ｏ１に沿った断面においてネジ山６ｂの頂点を結んだ線が、軸線Ｏ１から外周方向に凸の曲線を描きつつ第１継手部４の延出方向に向けて外径が小さくなるように形成されている一方、一方の継手部材１と連結される他方の継手部材２には、第１継手部４の雄ネジ部６が螺合される雌ネジ部１３を有する第２継手部１６が設けられている。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、例えばトンネル掘削や採石等で、岩盤などの掘削に用いられるロッドやビットなどの衝撃式掘削工具に用いて好適な継手構造およびこの継手構造を備える衝撃式掘削工具に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、例えば削岩機やロータリーパーカッションドリルなどの削孔機は、衝撃式掘削工具の、棒状のロッドやケーシング（一方の継手部材）と、その先端にロックビットなどのビット（他方の継手部材）とが取り付けられ、ロッドやケーシングとともにビットを回転させつつ岩盤などの被削物に打撃させることで被削物の掘削を行うものである。このとき、ビットと対向するロッドやケーシングの後端側が、削岩機や削孔機の油圧式や機械式の打撃装置に接続され、この打撃装置により軸線回りに回転された状態でロッドやケーシングに繰り返し衝撃力が付加される。付加された衝撃力は、ロッドやケーシングを介してビットに伝達され、伝達された衝撃力を受けてビットが被削物に打撃されて、被削物が掘削される。
【０００３】
一般に、ロッドやケーシングとビットとを連結させる継手構造には、それぞれに雄ネジ部もしくは雌ネジ部が設けられ、この雄ネジ部と雌ネジ部とを螺合することで互いを連結するネジ式の継手構造が多用されている。複数のロッドやケーシングの連結、ロッドと打撃装置との連結においても同様の継手構造が多用されている。また、この種の継手構造の雄ネジ部や雌ネジ部は、ネジ山の頂点を結ぶ直線が例えばロッドの軸線と平行する平行ネジとされている（例えば、特許文献１参照。）。このネジ式の継手構造は、螺合された連結部分に繰り返し衝撃力などの大きな力が作用しても安定的に脱着可能であるなどの利点を有する。
【０００４】
一方で、例えば図４に示すような、ロッド１の先端部分をテーパー形状とし、ロッド１と連結されるビット２にロッド１のテーパー形状と係合するテーパー形状の内孔を設け、両テーパー部分が面接触されることで互いを連結する継手構造Ａも存在する。この種の継手構造Ａは、繰り返し衝撃力を受けるような場合においても連結部分の磨耗が少ないという利点を有する。
【特許文献１】特表２００３−５１５０２２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、上記のネジ式の継手構造では、衝撃式掘削工具のロッドやビットなどの継手部材に繰り返し衝撃力が付加されることで被削物から絶えず繰り返し反力が作用し、この反力により、一部のネジ山が他のネジ山と比較して集中的に磨耗して、全てのネジ山が寿命に至る前に、連結部分で継手部材が折損してしまうという問題があった。
【０００６】
すなわち、上記の継手構造のように雄ネジ部および雌ネジ部が平行ネジとされている場合には、継手部材の軸線方向に作用する反力が、その反力を最初に受ける先端側のネジ山（第１ネジ山）に集中的に作用する。第１ネジ山に集中的に作用した反力は、第１ネジ山が弾性変形を生じることで、順次後端側のネジ山に負荷されてゆく。このため、第１ネジ山と比較して、後端側のネジ山ほど負荷される反力は小さくなり、第１ネジ山は、他のネジ山に比べて集中的に磨耗されてしまう。これにより、連結された両継手部材の第１ネジ山付近に磨耗による隙間が生じ、両継手部材がガタつきを生じ始め、この付近の雌ネジ部側の継手部材（他方の継手部材）に曲げ応力が作用し折損されてしまうという問題があった。
【０００７】
また、雄ネジ部側の継手部材（一方の継手部材）においても、第１ネジ山が磨耗されることによって、連結部分の後端付近に集中的に曲げ応力が作用し折損される場合があるという問題があった。
【０００８】
一方、テーパー部分が面接触されることで継手部材が連結される継手構造においては、継手部材の軸線方向に繰り返し作用する反力によって、一方の継手部材の先端に形成されたテーパー部分が、他方の継手部材の内孔に過剰に貫入されてしまい、接触面の摩擦力で連結された両継手部材を分離できなくなるという問題があった。また、一方の継手部材のテーパー部分が内孔に過剰に貫入されることで、他方の継手部材が変形し折損されてしまう場合があるという問題もあった。
【０００９】
このように、継手部材（衝撃式掘削工具）が折損された場合、特に岩盤などの削孔作業中に折損された場合には、折損され孔内に残された衝撃式掘削工具の回収と再度削孔をやり直すために多大な時間と労力を費やす必要が生じるという問題があった。
【００１０】
本発明は、上記事情を鑑み、脱着が容易で、耐久性に優れた継手構造およびこの継手構造を備える衝撃式掘削工具を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
上記の目的を達するために、この発明は以下の手段を提供している。
【００１２】
本発明の継手構造は、独立した２つの継手部材を軸線方向に連結するための継手構造であって、一方の継手部材には、その先端側に軸線方向に延出された第１継手部が設けられており、該第１継手部には前記軸線回りに捻れるネジ山を有する雄ネジ部が形成されているとともに、該雄ネジ部は、前記軸線に沿った断面において前記ネジ山の頂点を結んだ線が、前記軸線から外周方向に凸の曲線を描きつつ該第１継手部の延出方向に向けて外径が小さくなるように形成されている一方、前記一方の継手部材と連結される他方の継手部材には、前記第１継手部の前記雄ネジ部が螺合される雌ネジ部を有する第２継手部が設けられている。
【００１３】
また、本発明の継手構造は、前記第１継手部の前記ネジ山は、その前記頂点周辺が前記軸線に沿った断面において凸曲線をなし、その前記頂点における曲率半径が、前記断面において隣り合う前記ネジ山の間隔の３０％以上とされていることが望ましい。
【００１４】
本発明の衝撃式掘削工具は、上記の継手構造により連結される衝撃式掘削工具であって、前記雄ネジ部と前記雌ネジ部とが互いに螺合した状態で、前記第１継手部の先端面と、前記第２継手部の前記雌ネジ部のネジ孔底面とが互いに当接させられている。
【発明の効果】
【００１５】
本発明の継手構造によれば、軸線に沿った断面においてネジ山の頂点を結んだ線が軸線から外周方向に凸の曲線となるように第１継手部の雄ネジ部が形成されることによって、雄ネジ部の先端側の外径が小径とされ、この小径部分と螺合される他の継手部材の、雌ネジ部のネジ孔から外周側の部分の肉厚を大きく確保することができる。これにより、大きな反力を受けて磨耗を生じやすい第１ネジ山付近の他の継手部材の剛性を大きくすることができ、他の継手部材の折損を防ぐことが可能となる。その一方で、後端側では雄ネジ部の外径を大きく確保できることによって、回転打撃力を確実に伝達することが可能となる。
【００１６】
また、ネジ山自体も断面を凸曲線とすることにより、特に軸線方向先端付近に位置するネジ山の、反力を受けるフランク部の断面積を大きくすることができる。このため、軸線方向先端付近に位置するネジ山のフランク部が受ける単位面積当たりの反力を低減させることができ、この部分の集中的な磨耗を防止することができる。さらに、雄ネジ部の外径が先端側に向かって漸次小とされることで、先端付近に位置するネジ山以外のネジ山でも確実に反力を受けることができる。これにより、全てのネジ山の磨耗状態を均一化することが可能となる。よって、ネジ山の磨耗により曲げ応力が局所的に作用することを防止でき、継手部材の折損を防止することができる。また、第１継手部の寿命をネジ山の磨耗限界とすることができ、第１継手部の長寿命化を図ることが可能となる。
【００１７】
さらに、本発明の継手構造によれば、第１継手部のネジ山の曲率半径が、隣り合うネジ山の間隔の３０％以上とされていることによって、上記効果が得られるフランク部の断面積を備えたネジ山とすることができる。
【００１８】
また、本発明の衝撃式掘削工具によれば、上記の継手構造の効果を有し、且つ雄ネジ部と雌ネジ部とを螺合した際に、第１継手部の先端面と第２継手部の雌ネジ部のネジ孔底面とが互いに当接させられていることによって、軸線方向に作用する衝撃力を確実に連結された先端側の継手部材に伝達することができる。これにより、掘削性に優れた衝撃式掘削工具とすることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１９】
以下、図１から図３を参照し、本発明の一実施形態に係る継手構造Ｂおよびこの継手構造Ｂを備えた衝撃式掘削工具Ｃについて説明する。
【００２０】
本発明の一実施形態は、図１から図３に示すように、例えば削岩機やロータリーパーカッションドリルなどの削孔機に取り付けられて、被削物の掘削を行うためのロッド１やロッド１の先端に取り付けられるビット２などの衝撃式掘削工具Ｃに関するものであるとともに、ロッド（一方の継手部材）１とビット（他方の継手部材）２とに備えられ両者を連結させるための継手構造Ｂに関するものである。
【００２１】
衝撃式掘削工具Ｃであるロッド１は、図１に示すように、軸線Ｏ１を中心とした円筒棒状に形成されたロッド本体部３とこのロッド本体部３の先端３ａから軸線Ｏ１方向に延出された第１継手部４とから構成されている。第１継手部４は、ロッド本体部３の先端３ａから軸線Ｏ１方向に延出された接続部５と、接続部５から延出された雄ネジ部６と、雄ネジ部６から延出された先端部７とから構成されている。接続部５は、軸線Ｏ１方向の中央部分の外径がロッド本体部３の外径よりも小となるようくびれた形状に形成されている。
【００２２】
また、雄ネジ部６は、外周６ａに軸線Ｏ１回りに捻れる例えばロープネジが本実施形態では１条で形成されており、そして、軸線Ｏ１に沿った断面においてネジ山６ｂの頂点６ｃを結んだ線Ｔが、軸線Ｏ１から外周６ａ方向に凸の曲線を描きつつ第１継手部４の延出方向に向けて外径が小さくなるように形成されている。さらに、この雄ネジ部６のネジ山６ｂは、その頂点６ｃ周辺が軸線Ｏ１に沿った断面において凸曲線をなし、その頂点６ｃにおける曲率半径Ｒが隣り合うネジ山６ｂの間隔Ｐの３０％以上とされている。先端部７は、略円筒状に形成されており、雄ネジ部６に対向する先端面７ａが軸線Ｏ１に直交されている。また、先端部７は、雄ネジ部６に対向する先端面７ａと外周面７ｂとが交差する端部７ｃが曲面形状とされている。
【００２３】
衝撃式掘削工具Ｃであるビット２は、図２に示すように、軸線Ｏ２を中心とした略円筒棒状に形成されており、先端２ａ側が例えば岩盤などの被削物に当接されて被削物を破壊する刃先部１０とされている。刃先部１０は、他の部分よりも先端２ａに向けて外径が漸次大となるように形成されており、その先端部分には、複数の孔１０ａが形成されている。この孔１０ａには、先端１１ａが断面凸の球形とされる例えば超硬合金などの刃部１１が嵌合、ろう付けされて植設されており、刃先部１０の先端面１０ｂに対して刃部１１の先端１１ａが若干突出した状態で固定されている。
【００２４】
また、ビット２には、後端２ｂから刃先部１０に向けて軸線Ｏ２中心の内孔（ネジ孔）１２が設けられている。そして、この内孔１２には、図１に示したロッド１の雄ネジ部６と螺合される雌ネジ部１３と、雌ネジ部１３の先端１３ａからビット２の先端２ａ側に形成されるとともに、雌ネジ部１３の先端１３ａの内径よりも若干大きな内径とされた先端拡張部１４と、雌ネジ部１３の後端１３ｂからビット２の後端２ｂに形成され、雌ネジ部１３の後端１３ｂの内径よりも若干大きな内径とされた後端拡張部１５とが形成されている。
【００２５】
ここで、ロッド１の第１継手部４が嵌挿されるこの内孔１２部分が第２継手部１６とされ、第２継手部１６の先端１６ａには、第１継手部４の先端部７の雄ネジ部６に対向する先端面７ａと面接触して当接される底面１６ｂが形成されている。また、第１継手部４の雄ネジ部６は、軸線Ｏ１に沿った断面においてネジ山６ｂの頂点６ｃを結んだ線Ｔが軸線Ｏ１から外周６ａ方向に凸の曲線を描きつつ第１継手部４の延出方向に向けて外径が小さくなるように形成されているため、第２継手部１６の雌ネジ部１３も、軸線Ｏ２に沿った断面において谷底１３ｃを結んだ線Ｘが軸線Ｏ２から外周２ｃ方向に凸の曲線を描きつつ内孔１２の底面１６ｂ側に向けて外径が小さくなるように形成されている。さらに、第１継手部４の雄ネジ部６のネジ山６ｂは、その頂点６ｃ周辺が軸線Ｏ１に沿った断面において凸曲線をなし、その頂点６ｃにおける曲率半径Ｒが隣り合うネジ山６ｂの間隔Ｐの３０％以上とされているため、これに螺合される雌ネジ部１３の谷底１３ｃも雄ネジ部６のネジ山６ｂと同じ曲率半径Ｒで形成されている。これにより、先端１３ａ側のビット２の肉厚Ｈ１は、雌ネジ部１３の後端１３ｂ側のビット２の肉厚Ｈ２よりも大きなものとされている。
【００２６】
また、図２から図３に示すように、先端拡張部１４と後端拡張部１５が形成されていることにより、第１継手部４と第２継手部１６とを連結した際に、第１継手部４と第２継手部１６とが非接触状態となる逃がし部１７が形成される。さらに、ビット１には、図２に示すように、第２継手部１６の先端１６ａに形成された底面１６ｂに直交し、内孔１２と連通されつつ軸線Ｏ２方向に延設された円柱状の空洞部１８が設けられている。この空洞部１８からは斜めにブロー孔１９が分岐して、ビット２の先端部２ａ外周に形成されたくり粉溝２０の底面に開口させられている。これに対して、ロッド１には、ビット２の空洞部１８に連通して例えば圧縮エアなどを供給する図示せぬ貫通孔が軸線Ｏ１に沿って形成されている。
【００２７】
ついで、図１から図３を参照し、上記の構成からなる継手構造Ｂを備えるロッド１とビット２とを連結させ、繰り返し反力を受けた場合における継手構造Ｂの作用および効果について説明する。
【００２８】
はじめに、図１および図２に示したロッド１とビット２とをそれぞれの軸線Ｏ１、Ｏ２が一致するように配置させつつ、ビット２の内孔１２にロッド１の第１継手部４を挿入する。そして、ロッド１またはビット２、あるいはこの双方を軸線Ｏ１、Ｏ２回りに回転させて、第１継手部４の雄ネジ部６と第２継手部１６の雌ネジ部１３とを螺合させる。このとき、第１継手部４の先端部７の先端面７ａと、第２継手部１６の先端１６ａの底面１６ｂとが面接触して当接され、それ以上内孔１２内に第１継手部４が挿入できない状態となるまで回転させる。これにより、図３に示すように、ロッド１とビット２とが連結される。また、このとき、第１継手部４の先端部７と雄ネジ部６の先端側の一部および接続部５と雄ネジ部６との接続部分が、逃がし部１７の位置に配置される。
【００２９】
このように、第１継手部４と第２継手部１６とを螺合してロッド１とビット２とが連結された状態で、ロッド１の後端に接続された図示せぬ例えば削岩機や削孔機の打撃装置が駆動され、ロッド１とビット２が、軸線Ｏ１、Ｏ２回りに回転されつつ繰り返し衝撃力Ｆ１を付加される。付加された衝撃力Ｆ１は、ロッド１を介してビット２に伝達され、伝達された衝撃力Ｆ１を受けてビット２が被削物に打撃される。これにより、ビット２の刃部１１で被削物が掘削される。
【００３０】
このとき、繰り返し衝撃力Ｆ１を受けた被削物から、ロッド１およびビット２に繰り返し反力Ｆ２が作用される。通常、この反力Ｆ２は、ロッド１およびビット２の軸線Ｏ１、Ｏ２方向に作用される。この反力Ｆ２は、継手構造Ｂに伝達され、逃がし部１７に位置する雄ネジ部６を除き、雌ネジ部１３の先端１３ａ側に位置する雄ネジ部６の第１ネジ山６ｄに大きく作用される。
【００３１】
ところが、上記構成の継手構造Ｂでは、軸線Ｏ１に沿った断面においてネジ山６ｂの頂点６ｃを結んだ線Ｔが軸線Ｏ１から外周６ａ方向に凸の曲線となるように雄ネジ部６が形成されているため、第１ネジ山６ｄの反力Ｆ２を受けるフランク部Ｓの断面積が、従来の継手構造の第１ネジ山のフランク部と比較して大きいものとされている。このため、フランク部Ｓに作用する単位面積当たりの反力Ｆ２は従来の継手構造よりも小さなものとされる。また、この継手構造Ｂは、外径が先端側に向けて漸次小とされていることにより、雄ネジ部６の第１ネジ山６ｄ以外のネジ山６ｂでも反力Ｆ２を受けることが可能とされる。さらに、第１継手部４の先端部７の先端面７ａと、第２継手部１６の先端１６ａの底面１６ｂとが面接触して当接されており、確実に衝撃力Ｆ１を伝達可能とされるとともに、この接触部分でその反力Ｆ２を受けることができるため、雄ネジ部と雌ネジ部とに作用する反力は低減されることとなる。よって、継手構造Ｂの第１ネジ山６ｄは、従来の継手構造と比較して磨耗されにくいものとされつつ繰り返し反力Ｆ２によってネジ山６ｂ全体が均一的に磨耗されるものとなる。
【００３２】
さらに、雄ネジ部６の第１ネジ山６ｄが他のネジ山６ｂよりも早く磨耗されるような場合においても、外径が先端側に向けて漸次小とされていることで、第１ネジ山６ｄ以外のネジ山６ｂでロッド１とビット２とが強固に連結され、この部分で繰り返し反力Ｆ２を確実に受けることが可能とされる。このため、ロッド１とビット２とのガタつきは生じずに、磨耗された第１ネジ山６ｄ付近のビット２および雄ネジ部６の後端付近のロッド１に集中的な曲げ応力が作用することを防止可能とされる。また、第１ネジ山６ｄが磨耗されロッド１とビット２とがガタつくような場合においても、雌ネジ部１３の先端側のビット２の肉厚Ｈ１が、雌ネジ部１３の後端１３ｂ側のビット２の肉厚Ｈ２よりも大きく、雌ネジ部１３の先端１３ａ側のビット２部分が高剛性とされているため、ビット２の折損が生じにくいものとされる。
【００３３】
したがって、上記の継手構造Ｂによれば、軸線Ｏ１に沿った断面においてネジ山６ｂの頂点６ｃを結んだ線Ｔが軸線Ｏ１から外周６ａ方向に凸の曲線となるように雄ネジ部６が形成されていることにより、第１ネジ山６ｄの反力Ｆ２を受けるフランク部Ｓの断面積を大きく確保することができ、フランク部Ｓに作用する単位面積あたりの反力Ｆを低減させることができる。また、外径が先端側に向けて漸次小となるように形成されていることで、雄ネジ部６の第１ネジ山６ｄ以外のネジ山６ｂでも確実に反力Ｆ２を受けることができるため、全てのネジ山６ｂの磨耗状態を均一化することが可能となる。よって、第１ネジ山６ｄが集中的に磨耗されることにより曲げ応力が局所的に作用することを防止することができ、ロッド１やビット２の折損防止を図ることができる。また、第１継手部４の寿命をネジ山６ｂの磨耗限界とすることができるため、継手構造Ｂの長寿命化を図ることが可能となる。
【００３４】
また、軸線Ｏ１に沿った断面においてネジ山６ｂの頂点６ｃを結んだ線Ｔが軸線Ｏ１から外周６ａ方向に凸の曲線となるように雄ネジ部６が形成されていることにより、これに螺合される雌ネジ部１３の先端１３ａ側のビット２の肉厚Ｈ１を、後端１３ｂ側の肉厚Ｈ２よりも大きくすることができるため、曲げ応力が作用しやすい部分の剛性を高めることができ、ビット２の折損を防止することが可能となる。その一方で、後端側では雄ネジ部６の外径を大きく確保できるため、回転打撃力を確実に伝達することができる。
【００３５】
さらに、上記の継手構造Ｂによれば、ネジ山６ｂの曲率半径Ｒが隣り合うネジ山６ｂの間隔Ｐの３０％以上とされていることにより、ネジ山６ｂのフランク部Ｓの断面積を、全てのネジ山６ｂで繰り返し反力Ｆ２を確実に受けることができるものとすることができ、全てのネジ山６ｂの磨耗状態をより均一化することが可能となる。
【００３６】
また、上記の継手構造Ｂによれば、繰り返し反力Ｆ２を継手構造全体で受けることができ、従来の平行ネジを備える継手構造の脱着が容易に行えるという利点を確保しつつ、テーパー形状を備える継手構造の磨耗が少ないという利点を有する継手構造Ｂとすることができる。
【００３７】
さらに、上記の効果を有する継手構造Ｂを備えた衝撃式掘削工具Ｃは、ロッド１とビット２とを連結した状態で、第１継手部４の先端部７の先端面７ａと、第２継手部１６の先端１６ａの底面１６ｂとが面接触して当接されるため、確実に衝撃力Ｆ１を伝達することができ、且つその反力Ｆ２を接触面でも受けることができるため、優れた掘削性と耐久性とを有する衝撃式掘削工具Ｃとされる。
【００３８】
なお、本発明は、上記の一実施形態に限定されるものではなく、その趣旨を逸脱しない範囲で適宜変更可能である。例えば、本実施形態では、一方の継手部材をロッド１とし、他方の継手部材をビット２として説明を行ったが、本発明は、第１継手部４と第２継手部１６とがそれぞれ設けられ連結される継手部材であれば適用可能であり、特に継手部材の種類が限定されるものではない。
【００３９】
また、１つの継手部材１、２に第１継手部４または第２継手部１６が設けられているものとしたが、１つの継手部材１、２に複数の第１継手部４または複数の第２継手部１６が設けられていてもよく、さらに、１つの継手部材１、２に第１継手部４と第２継手部１６とがそれぞれ単数もしくは複数で設けられていてもよいものである。また、継手部材は、円筒棒状であるものとしたが円柱棒状であってもよいものであり、さらに、断面が円形ではなく六角形状などの多角形状とされていてもよいものである。
【００４０】
また、本実施形態の雄ネジ部６は、外周６ａに軸線Ｏ１回りに捻れる例えばロープネジが１条で形成されているものとしたが、２条や３条で形成されていてもよいものである。さらに、第１継手部４には、接続部５が形成されているものとしたが、特に接続部５が形成されていなくてもよいものである。また、第２継手部１６の内孔１２には、先端拡張部１４と後端拡張部１５とが形成され、且つ第１継手部４と第２継手部１６とを連結した際に、第１継手部４と第２継手部１６とが非接触状態とされる逃がし部１７が形成されるものとしたが、先端拡張部１４と後端拡張部１５は形成されていなくてもよいものであり、逃がし部１７に位置する第１継手部４と第２継手部１６とが接触されて連結されてもよいものである。
【図面の簡単な説明】
【００４１】
【図１】本発明の一実施形態に係る継手構造を備える一方の継手部材を示す断面図である。
【図２】本発明の一実施形態に係る継手構造を備える他方の継手部材を示す断面図である。
【図３】図１と図２に示した継手部材を連結させた状態を示す断面図である。
【図４】従来のテーパー形状の継手構造を示す図である。
【符号の説明】
【００４２】
１ 一方の継手部材（ロッド）
２ 他方の継手部材（ビット）
３ ロッド本体部
３ａ ロッド本体部の先端
４ 第１継手部
５ 接続部
６ 雄ネジ部
６ａ 雄ネジ部の外周
６ｂ ネジ山
６ｃ ネジ山の頂点
６ｄ 第１ネジ山
７ 先端部
７ａ 先端面
１０ 刃先部
１２ 内孔（ネジ孔）
１３ 雌ネジ部
１３ａ 雌ネジ部の先端
１３ｂ 雌ネジ部の後端
１６ 第２継手部
１６ｂ 底面
１７ 逃がし部
Ｂ 継手構造
Ｃ 衝撃式掘削工具
Ｆ１ 衝撃力
Ｆ２ 反力
Ｈ１ ビットの肉厚
Ｈ２ ビットの肉厚
Ｏ１ ロッドの軸線
Ｏ２ ビットの軸線
Ｐ ネジ山の間隔
Ｒ ネジ山の曲率半径
Ｓ フランク部
Ｔ ネジ山の頂点を結ぶ線
Ｘ 雌ネジの谷底を結ぶ線
【技術分野】
【０００１】
本発明は、例えばトンネル掘削や採石等で、岩盤などの掘削に用いられるロッドやビットなどの衝撃式掘削工具に用いて好適な継手構造およびこの継手構造を備える衝撃式掘削工具に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、例えば削岩機やロータリーパーカッションドリルなどの削孔機は、衝撃式掘削工具の、棒状のロッドやケーシング（一方の継手部材）と、その先端にロックビットなどのビット（他方の継手部材）とが取り付けられ、ロッドやケーシングとともにビットを回転させつつ岩盤などの被削物に打撃させることで被削物の掘削を行うものである。このとき、ビットと対向するロッドやケーシングの後端側が、削岩機や削孔機の油圧式や機械式の打撃装置に接続され、この打撃装置により軸線回りに回転された状態でロッドやケーシングに繰り返し衝撃力が付加される。付加された衝撃力は、ロッドやケーシングを介してビットに伝達され、伝達された衝撃力を受けてビットが被削物に打撃されて、被削物が掘削される。
【０００３】
一般に、ロッドやケーシングとビットとを連結させる継手構造には、それぞれに雄ネジ部もしくは雌ネジ部が設けられ、この雄ネジ部と雌ネジ部とを螺合することで互いを連結するネジ式の継手構造が多用されている。複数のロッドやケーシングの連結、ロッドと打撃装置との連結においても同様の継手構造が多用されている。また、この種の継手構造の雄ネジ部や雌ネジ部は、ネジ山の頂点を結ぶ直線が例えばロッドの軸線と平行する平行ネジとされている（例えば、特許文献１参照。）。このネジ式の継手構造は、螺合された連結部分に繰り返し衝撃力などの大きな力が作用しても安定的に脱着可能であるなどの利点を有する。
【０００４】
一方で、例えば図４に示すような、ロッド１の先端部分をテーパー形状とし、ロッド１と連結されるビット２にロッド１のテーパー形状と係合するテーパー形状の内孔を設け、両テーパー部分が面接触されることで互いを連結する継手構造Ａも存在する。この種の継手構造Ａは、繰り返し衝撃力を受けるような場合においても連結部分の磨耗が少ないという利点を有する。
【特許文献１】特表２００３−５１５０２２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、上記のネジ式の継手構造では、衝撃式掘削工具のロッドやビットなどの継手部材に繰り返し衝撃力が付加されることで被削物から絶えず繰り返し反力が作用し、この反力により、一部のネジ山が他のネジ山と比較して集中的に磨耗して、全てのネジ山が寿命に至る前に、連結部分で継手部材が折損してしまうという問題があった。
【０００６】
すなわち、上記の継手構造のように雄ネジ部および雌ネジ部が平行ネジとされている場合には、継手部材の軸線方向に作用する反力が、その反力を最初に受ける先端側のネジ山（第１ネジ山）に集中的に作用する。第１ネジ山に集中的に作用した反力は、第１ネジ山が弾性変形を生じることで、順次後端側のネジ山に負荷されてゆく。このため、第１ネジ山と比較して、後端側のネジ山ほど負荷される反力は小さくなり、第１ネジ山は、他のネジ山に比べて集中的に磨耗されてしまう。これにより、連結された両継手部材の第１ネジ山付近に磨耗による隙間が生じ、両継手部材がガタつきを生じ始め、この付近の雌ネジ部側の継手部材（他方の継手部材）に曲げ応力が作用し折損されてしまうという問題があった。
【０００７】
また、雄ネジ部側の継手部材（一方の継手部材）においても、第１ネジ山が磨耗されることによって、連結部分の後端付近に集中的に曲げ応力が作用し折損される場合があるという問題があった。
【０００８】
一方、テーパー部分が面接触されることで継手部材が連結される継手構造においては、継手部材の軸線方向に繰り返し作用する反力によって、一方の継手部材の先端に形成されたテーパー部分が、他方の継手部材の内孔に過剰に貫入されてしまい、接触面の摩擦力で連結された両継手部材を分離できなくなるという問題があった。また、一方の継手部材のテーパー部分が内孔に過剰に貫入されることで、他方の継手部材が変形し折損されてしまう場合があるという問題もあった。
【０００９】
このように、継手部材（衝撃式掘削工具）が折損された場合、特に岩盤などの削孔作業中に折損された場合には、折損され孔内に残された衝撃式掘削工具の回収と再度削孔をやり直すために多大な時間と労力を費やす必要が生じるという問題があった。
【００１０】
本発明は、上記事情を鑑み、脱着が容易で、耐久性に優れた継手構造およびこの継手構造を備える衝撃式掘削工具を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
上記の目的を達するために、この発明は以下の手段を提供している。
【００１２】
本発明の継手構造は、独立した２つの継手部材を軸線方向に連結するための継手構造であって、一方の継手部材には、その先端側に軸線方向に延出された第１継手部が設けられており、該第１継手部には前記軸線回りに捻れるネジ山を有する雄ネジ部が形成されているとともに、該雄ネジ部は、前記軸線に沿った断面において前記ネジ山の頂点を結んだ線が、前記軸線から外周方向に凸の曲線を描きつつ該第１継手部の延出方向に向けて外径が小さくなるように形成されている一方、前記一方の継手部材と連結される他方の継手部材には、前記第１継手部の前記雄ネジ部が螺合される雌ネジ部を有する第２継手部が設けられている。
【００１３】
また、本発明の継手構造は、前記第１継手部の前記ネジ山は、その前記頂点周辺が前記軸線に沿った断面において凸曲線をなし、その前記頂点における曲率半径が、前記断面において隣り合う前記ネジ山の間隔の３０％以上とされていることが望ましい。
【００１４】
本発明の衝撃式掘削工具は、上記の継手構造により連結される衝撃式掘削工具であって、前記雄ネジ部と前記雌ネジ部とが互いに螺合した状態で、前記第１継手部の先端面と、前記第２継手部の前記雌ネジ部のネジ孔底面とが互いに当接させられている。
【発明の効果】
【００１５】
本発明の継手構造によれば、軸線に沿った断面においてネジ山の頂点を結んだ線が軸線から外周方向に凸の曲線となるように第１継手部の雄ネジ部が形成されることによって、雄ネジ部の先端側の外径が小径とされ、この小径部分と螺合される他の継手部材の、雌ネジ部のネジ孔から外周側の部分の肉厚を大きく確保することができる。これにより、大きな反力を受けて磨耗を生じやすい第１ネジ山付近の他の継手部材の剛性を大きくすることができ、他の継手部材の折損を防ぐことが可能となる。その一方で、後端側では雄ネジ部の外径を大きく確保できることによって、回転打撃力を確実に伝達することが可能となる。
【００１６】
また、ネジ山自体も断面を凸曲線とすることにより、特に軸線方向先端付近に位置するネジ山の、反力を受けるフランク部の断面積を大きくすることができる。このため、軸線方向先端付近に位置するネジ山のフランク部が受ける単位面積当たりの反力を低減させることができ、この部分の集中的な磨耗を防止することができる。さらに、雄ネジ部の外径が先端側に向かって漸次小とされることで、先端付近に位置するネジ山以外のネジ山でも確実に反力を受けることができる。これにより、全てのネジ山の磨耗状態を均一化することが可能となる。よって、ネジ山の磨耗により曲げ応力が局所的に作用することを防止でき、継手部材の折損を防止することができる。また、第１継手部の寿命をネジ山の磨耗限界とすることができ、第１継手部の長寿命化を図ることが可能となる。
【００１７】
さらに、本発明の継手構造によれば、第１継手部のネジ山の曲率半径が、隣り合うネジ山の間隔の３０％以上とされていることによって、上記効果が得られるフランク部の断面積を備えたネジ山とすることができる。
【００１８】
また、本発明の衝撃式掘削工具によれば、上記の継手構造の効果を有し、且つ雄ネジ部と雌ネジ部とを螺合した際に、第１継手部の先端面と第２継手部の雌ネジ部のネジ孔底面とが互いに当接させられていることによって、軸線方向に作用する衝撃力を確実に連結された先端側の継手部材に伝達することができる。これにより、掘削性に優れた衝撃式掘削工具とすることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１９】
以下、図１から図３を参照し、本発明の一実施形態に係る継手構造Ｂおよびこの継手構造Ｂを備えた衝撃式掘削工具Ｃについて説明する。
【００２０】
本発明の一実施形態は、図１から図３に示すように、例えば削岩機やロータリーパーカッションドリルなどの削孔機に取り付けられて、被削物の掘削を行うためのロッド１やロッド１の先端に取り付けられるビット２などの衝撃式掘削工具Ｃに関するものであるとともに、ロッド（一方の継手部材）１とビット（他方の継手部材）２とに備えられ両者を連結させるための継手構造Ｂに関するものである。
【００２１】
衝撃式掘削工具Ｃであるロッド１は、図１に示すように、軸線Ｏ１を中心とした円筒棒状に形成されたロッド本体部３とこのロッド本体部３の先端３ａから軸線Ｏ１方向に延出された第１継手部４とから構成されている。第１継手部４は、ロッド本体部３の先端３ａから軸線Ｏ１方向に延出された接続部５と、接続部５から延出された雄ネジ部６と、雄ネジ部６から延出された先端部７とから構成されている。接続部５は、軸線Ｏ１方向の中央部分の外径がロッド本体部３の外径よりも小となるようくびれた形状に形成されている。
【００２２】
また、雄ネジ部６は、外周６ａに軸線Ｏ１回りに捻れる例えばロープネジが本実施形態では１条で形成されており、そして、軸線Ｏ１に沿った断面においてネジ山６ｂの頂点６ｃを結んだ線Ｔが、軸線Ｏ１から外周６ａ方向に凸の曲線を描きつつ第１継手部４の延出方向に向けて外径が小さくなるように形成されている。さらに、この雄ネジ部６のネジ山６ｂは、その頂点６ｃ周辺が軸線Ｏ１に沿った断面において凸曲線をなし、その頂点６ｃにおける曲率半径Ｒが隣り合うネジ山６ｂの間隔Ｐの３０％以上とされている。先端部７は、略円筒状に形成されており、雄ネジ部６に対向する先端面７ａが軸線Ｏ１に直交されている。また、先端部７は、雄ネジ部６に対向する先端面７ａと外周面７ｂとが交差する端部７ｃが曲面形状とされている。
【００２３】
衝撃式掘削工具Ｃであるビット２は、図２に示すように、軸線Ｏ２を中心とした略円筒棒状に形成されており、先端２ａ側が例えば岩盤などの被削物に当接されて被削物を破壊する刃先部１０とされている。刃先部１０は、他の部分よりも先端２ａに向けて外径が漸次大となるように形成されており、その先端部分には、複数の孔１０ａが形成されている。この孔１０ａには、先端１１ａが断面凸の球形とされる例えば超硬合金などの刃部１１が嵌合、ろう付けされて植設されており、刃先部１０の先端面１０ｂに対して刃部１１の先端１１ａが若干突出した状態で固定されている。
【００２４】
また、ビット２には、後端２ｂから刃先部１０に向けて軸線Ｏ２中心の内孔（ネジ孔）１２が設けられている。そして、この内孔１２には、図１に示したロッド１の雄ネジ部６と螺合される雌ネジ部１３と、雌ネジ部１３の先端１３ａからビット２の先端２ａ側に形成されるとともに、雌ネジ部１３の先端１３ａの内径よりも若干大きな内径とされた先端拡張部１４と、雌ネジ部１３の後端１３ｂからビット２の後端２ｂに形成され、雌ネジ部１３の後端１３ｂの内径よりも若干大きな内径とされた後端拡張部１５とが形成されている。
【００２５】
ここで、ロッド１の第１継手部４が嵌挿されるこの内孔１２部分が第２継手部１６とされ、第２継手部１６の先端１６ａには、第１継手部４の先端部７の雄ネジ部６に対向する先端面７ａと面接触して当接される底面１６ｂが形成されている。また、第１継手部４の雄ネジ部６は、軸線Ｏ１に沿った断面においてネジ山６ｂの頂点６ｃを結んだ線Ｔが軸線Ｏ１から外周６ａ方向に凸の曲線を描きつつ第１継手部４の延出方向に向けて外径が小さくなるように形成されているため、第２継手部１６の雌ネジ部１３も、軸線Ｏ２に沿った断面において谷底１３ｃを結んだ線Ｘが軸線Ｏ２から外周２ｃ方向に凸の曲線を描きつつ内孔１２の底面１６ｂ側に向けて外径が小さくなるように形成されている。さらに、第１継手部４の雄ネジ部６のネジ山６ｂは、その頂点６ｃ周辺が軸線Ｏ１に沿った断面において凸曲線をなし、その頂点６ｃにおける曲率半径Ｒが隣り合うネジ山６ｂの間隔Ｐの３０％以上とされているため、これに螺合される雌ネジ部１３の谷底１３ｃも雄ネジ部６のネジ山６ｂと同じ曲率半径Ｒで形成されている。これにより、先端１３ａ側のビット２の肉厚Ｈ１は、雌ネジ部１３の後端１３ｂ側のビット２の肉厚Ｈ２よりも大きなものとされている。
【００２６】
また、図２から図３に示すように、先端拡張部１４と後端拡張部１５が形成されていることにより、第１継手部４と第２継手部１６とを連結した際に、第１継手部４と第２継手部１６とが非接触状態となる逃がし部１７が形成される。さらに、ビット１には、図２に示すように、第２継手部１６の先端１６ａに形成された底面１６ｂに直交し、内孔１２と連通されつつ軸線Ｏ２方向に延設された円柱状の空洞部１８が設けられている。この空洞部１８からは斜めにブロー孔１９が分岐して、ビット２の先端部２ａ外周に形成されたくり粉溝２０の底面に開口させられている。これに対して、ロッド１には、ビット２の空洞部１８に連通して例えば圧縮エアなどを供給する図示せぬ貫通孔が軸線Ｏ１に沿って形成されている。
【００２７】
ついで、図１から図３を参照し、上記の構成からなる継手構造Ｂを備えるロッド１とビット２とを連結させ、繰り返し反力を受けた場合における継手構造Ｂの作用および効果について説明する。
【００２８】
はじめに、図１および図２に示したロッド１とビット２とをそれぞれの軸線Ｏ１、Ｏ２が一致するように配置させつつ、ビット２の内孔１２にロッド１の第１継手部４を挿入する。そして、ロッド１またはビット２、あるいはこの双方を軸線Ｏ１、Ｏ２回りに回転させて、第１継手部４の雄ネジ部６と第２継手部１６の雌ネジ部１３とを螺合させる。このとき、第１継手部４の先端部７の先端面７ａと、第２継手部１６の先端１６ａの底面１６ｂとが面接触して当接され、それ以上内孔１２内に第１継手部４が挿入できない状態となるまで回転させる。これにより、図３に示すように、ロッド１とビット２とが連結される。また、このとき、第１継手部４の先端部７と雄ネジ部６の先端側の一部および接続部５と雄ネジ部６との接続部分が、逃がし部１７の位置に配置される。
【００２９】
このように、第１継手部４と第２継手部１６とを螺合してロッド１とビット２とが連結された状態で、ロッド１の後端に接続された図示せぬ例えば削岩機や削孔機の打撃装置が駆動され、ロッド１とビット２が、軸線Ｏ１、Ｏ２回りに回転されつつ繰り返し衝撃力Ｆ１を付加される。付加された衝撃力Ｆ１は、ロッド１を介してビット２に伝達され、伝達された衝撃力Ｆ１を受けてビット２が被削物に打撃される。これにより、ビット２の刃部１１で被削物が掘削される。
【００３０】
このとき、繰り返し衝撃力Ｆ１を受けた被削物から、ロッド１およびビット２に繰り返し反力Ｆ２が作用される。通常、この反力Ｆ２は、ロッド１およびビット２の軸線Ｏ１、Ｏ２方向に作用される。この反力Ｆ２は、継手構造Ｂに伝達され、逃がし部１７に位置する雄ネジ部６を除き、雌ネジ部１３の先端１３ａ側に位置する雄ネジ部６の第１ネジ山６ｄに大きく作用される。
【００３１】
ところが、上記構成の継手構造Ｂでは、軸線Ｏ１に沿った断面においてネジ山６ｂの頂点６ｃを結んだ線Ｔが軸線Ｏ１から外周６ａ方向に凸の曲線となるように雄ネジ部６が形成されているため、第１ネジ山６ｄの反力Ｆ２を受けるフランク部Ｓの断面積が、従来の継手構造の第１ネジ山のフランク部と比較して大きいものとされている。このため、フランク部Ｓに作用する単位面積当たりの反力Ｆ２は従来の継手構造よりも小さなものとされる。また、この継手構造Ｂは、外径が先端側に向けて漸次小とされていることにより、雄ネジ部６の第１ネジ山６ｄ以外のネジ山６ｂでも反力Ｆ２を受けることが可能とされる。さらに、第１継手部４の先端部７の先端面７ａと、第２継手部１６の先端１６ａの底面１６ｂとが面接触して当接されており、確実に衝撃力Ｆ１を伝達可能とされるとともに、この接触部分でその反力Ｆ２を受けることができるため、雄ネジ部と雌ネジ部とに作用する反力は低減されることとなる。よって、継手構造Ｂの第１ネジ山６ｄは、従来の継手構造と比較して磨耗されにくいものとされつつ繰り返し反力Ｆ２によってネジ山６ｂ全体が均一的に磨耗されるものとなる。
【００３２】
さらに、雄ネジ部６の第１ネジ山６ｄが他のネジ山６ｂよりも早く磨耗されるような場合においても、外径が先端側に向けて漸次小とされていることで、第１ネジ山６ｄ以外のネジ山６ｂでロッド１とビット２とが強固に連結され、この部分で繰り返し反力Ｆ２を確実に受けることが可能とされる。このため、ロッド１とビット２とのガタつきは生じずに、磨耗された第１ネジ山６ｄ付近のビット２および雄ネジ部６の後端付近のロッド１に集中的な曲げ応力が作用することを防止可能とされる。また、第１ネジ山６ｄが磨耗されロッド１とビット２とがガタつくような場合においても、雌ネジ部１３の先端側のビット２の肉厚Ｈ１が、雌ネジ部１３の後端１３ｂ側のビット２の肉厚Ｈ２よりも大きく、雌ネジ部１３の先端１３ａ側のビット２部分が高剛性とされているため、ビット２の折損が生じにくいものとされる。
【００３３】
したがって、上記の継手構造Ｂによれば、軸線Ｏ１に沿った断面においてネジ山６ｂの頂点６ｃを結んだ線Ｔが軸線Ｏ１から外周６ａ方向に凸の曲線となるように雄ネジ部６が形成されていることにより、第１ネジ山６ｄの反力Ｆ２を受けるフランク部Ｓの断面積を大きく確保することができ、フランク部Ｓに作用する単位面積あたりの反力Ｆを低減させることができる。また、外径が先端側に向けて漸次小となるように形成されていることで、雄ネジ部６の第１ネジ山６ｄ以外のネジ山６ｂでも確実に反力Ｆ２を受けることができるため、全てのネジ山６ｂの磨耗状態を均一化することが可能となる。よって、第１ネジ山６ｄが集中的に磨耗されることにより曲げ応力が局所的に作用することを防止することができ、ロッド１やビット２の折損防止を図ることができる。また、第１継手部４の寿命をネジ山６ｂの磨耗限界とすることができるため、継手構造Ｂの長寿命化を図ることが可能となる。
【００３４】
また、軸線Ｏ１に沿った断面においてネジ山６ｂの頂点６ｃを結んだ線Ｔが軸線Ｏ１から外周６ａ方向に凸の曲線となるように雄ネジ部６が形成されていることにより、これに螺合される雌ネジ部１３の先端１３ａ側のビット２の肉厚Ｈ１を、後端１３ｂ側の肉厚Ｈ２よりも大きくすることができるため、曲げ応力が作用しやすい部分の剛性を高めることができ、ビット２の折損を防止することが可能となる。その一方で、後端側では雄ネジ部６の外径を大きく確保できるため、回転打撃力を確実に伝達することができる。
【００３５】
さらに、上記の継手構造Ｂによれば、ネジ山６ｂの曲率半径Ｒが隣り合うネジ山６ｂの間隔Ｐの３０％以上とされていることにより、ネジ山６ｂのフランク部Ｓの断面積を、全てのネジ山６ｂで繰り返し反力Ｆ２を確実に受けることができるものとすることができ、全てのネジ山６ｂの磨耗状態をより均一化することが可能となる。
【００３６】
また、上記の継手構造Ｂによれば、繰り返し反力Ｆ２を継手構造全体で受けることができ、従来の平行ネジを備える継手構造の脱着が容易に行えるという利点を確保しつつ、テーパー形状を備える継手構造の磨耗が少ないという利点を有する継手構造Ｂとすることができる。
【００３７】
さらに、上記の効果を有する継手構造Ｂを備えた衝撃式掘削工具Ｃは、ロッド１とビット２とを連結した状態で、第１継手部４の先端部７の先端面７ａと、第２継手部１６の先端１６ａの底面１６ｂとが面接触して当接されるため、確実に衝撃力Ｆ１を伝達することができ、且つその反力Ｆ２を接触面でも受けることができるため、優れた掘削性と耐久性とを有する衝撃式掘削工具Ｃとされる。
【００３８】
なお、本発明は、上記の一実施形態に限定されるものではなく、その趣旨を逸脱しない範囲で適宜変更可能である。例えば、本実施形態では、一方の継手部材をロッド１とし、他方の継手部材をビット２として説明を行ったが、本発明は、第１継手部４と第２継手部１６とがそれぞれ設けられ連結される継手部材であれば適用可能であり、特に継手部材の種類が限定されるものではない。
【００３９】
また、１つの継手部材１、２に第１継手部４または第２継手部１６が設けられているものとしたが、１つの継手部材１、２に複数の第１継手部４または複数の第２継手部１６が設けられていてもよく、さらに、１つの継手部材１、２に第１継手部４と第２継手部１６とがそれぞれ単数もしくは複数で設けられていてもよいものである。また、継手部材は、円筒棒状であるものとしたが円柱棒状であってもよいものであり、さらに、断面が円形ではなく六角形状などの多角形状とされていてもよいものである。
【００４０】
また、本実施形態の雄ネジ部６は、外周６ａに軸線Ｏ１回りに捻れる例えばロープネジが１条で形成されているものとしたが、２条や３条で形成されていてもよいものである。さらに、第１継手部４には、接続部５が形成されているものとしたが、特に接続部５が形成されていなくてもよいものである。また、第２継手部１６の内孔１２には、先端拡張部１４と後端拡張部１５とが形成され、且つ第１継手部４と第２継手部１６とを連結した際に、第１継手部４と第２継手部１６とが非接触状態とされる逃がし部１７が形成されるものとしたが、先端拡張部１４と後端拡張部１５は形成されていなくてもよいものであり、逃がし部１７に位置する第１継手部４と第２継手部１６とが接触されて連結されてもよいものである。
【図面の簡単な説明】
【００４１】
【図１】本発明の一実施形態に係る継手構造を備える一方の継手部材を示す断面図である。
【図２】本発明の一実施形態に係る継手構造を備える他方の継手部材を示す断面図である。
【図３】図１と図２に示した継手部材を連結させた状態を示す断面図である。
【図４】従来のテーパー形状の継手構造を示す図である。
【符号の説明】
【００４２】
１ 一方の継手部材（ロッド）
２ 他方の継手部材（ビット）
３ ロッド本体部
３ａ ロッド本体部の先端
４ 第１継手部
５ 接続部
６ 雄ネジ部
６ａ 雄ネジ部の外周
６ｂ ネジ山
６ｃ ネジ山の頂点
６ｄ 第１ネジ山
７ 先端部
７ａ 先端面
１０ 刃先部
１２ 内孔（ネジ孔）
１３ 雌ネジ部
１３ａ 雌ネジ部の先端
１３ｂ 雌ネジ部の後端
１６ 第２継手部
１６ｂ 底面
１７ 逃がし部
Ｂ 継手構造
Ｃ 衝撃式掘削工具
Ｆ１ 衝撃力
Ｆ２ 反力
Ｈ１ ビットの肉厚
Ｈ２ ビットの肉厚
Ｏ１ ロッドの軸線
Ｏ２ ビットの軸線
Ｐ ネジ山の間隔
Ｒ ネジ山の曲率半径
Ｓ フランク部
Ｔ ネジ山の頂点を結ぶ線
Ｘ 雌ネジの谷底を結ぶ線
【特許請求の範囲】
【請求項１】
独立した２つの継手部材を軸線方向に連結するための継手構造であって、
一方の継手部材には、その先端側に軸線方向に延出された第１継手部が設けられており、該第１継手部には前記軸線回りに捻れるネジ山を有する雄ネジ部が形成されているとともに、該雄ネジ部は、前記軸線に沿った断面において前記ネジ山の頂点を結んだ線が、前記軸線から外周方向に凸の曲線を描きつつ該第１継手部の延出方向に向けて外径が小さくなるように形成されている一方、前記一方の継手部材と連結される他方の継手部材には、前記第１継手部の前記雄ネジ部が螺合される雌ネジ部を有する第２継手部が設けられていることを特徴とする継手構造。
【請求項２】
請求項１記載の継手構造において、
前記第１継手部の前記ネジ山は、その前記頂点周辺が前記軸線に沿った断面において凸曲線をなし、その前記頂点における曲率半径が、前記断面において隣り合う前記ネジ山の間隔の３０％以上とされていることを特徴とする継手構造。
【請求項３】
請求項１または請求項２に記載の継手構造により連結される衝撃式掘削工具であって、
前記雄ネジ部と前記雌ネジ部とが互いに螺合した状態で、前記第１継手部の先端面と、前記第２継手部の前記雌ネジ部のネジ孔底面とが互いに当接させられることを特徴とする衝撃式掘削工具。
【請求項１】
独立した２つの継手部材を軸線方向に連結するための継手構造であって、
一方の継手部材には、その先端側に軸線方向に延出された第１継手部が設けられており、該第１継手部には前記軸線回りに捻れるネジ山を有する雄ネジ部が形成されているとともに、該雄ネジ部は、前記軸線に沿った断面において前記ネジ山の頂点を結んだ線が、前記軸線から外周方向に凸の曲線を描きつつ該第１継手部の延出方向に向けて外径が小さくなるように形成されている一方、前記一方の継手部材と連結される他方の継手部材には、前記第１継手部の前記雄ネジ部が螺合される雌ネジ部を有する第２継手部が設けられていることを特徴とする継手構造。
【請求項２】
請求項１記載の継手構造において、
前記第１継手部の前記ネジ山は、その前記頂点周辺が前記軸線に沿った断面において凸曲線をなし、その前記頂点における曲率半径が、前記断面において隣り合う前記ネジ山の間隔の３０％以上とされていることを特徴とする継手構造。
【請求項３】
請求項１または請求項２に記載の継手構造により連結される衝撃式掘削工具であって、
前記雄ネジ部と前記雌ネジ部とが互いに螺合した状態で、前記第１継手部の先端面と、前記第２継手部の前記雌ネジ部のネジ孔底面とが互いに当接させられることを特徴とする衝撃式掘削工具。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図２】
【図３】
【図４】
【公開番号】特開２００６−２４１８３７（Ｐ２００６−２４１８３７Ａ）
【公開日】平成１８年９月１４日（２００６．９．１４）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００５−５９０７７（Ｐ２００５−５９０７７）
【出願日】平成１７年３月３日（２００５．３．３）
【出願人】（０００００６２６４）三菱マテリアル株式会社 (4,417)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成１８年９月１４日（２００６．９．１４）
【国際特許分類】
【出願日】平成１７年３月３日（２００５．３．３）
【出願人】（０００００６２６４）三菱マテリアル株式会社 (4,417)
【Ｆターム（参考）】
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