CN103958815A - 挖掘工具 - Google Patents

Abstract

本发明的挖掘工具具备：套管，呈以轴线为中心的圆筒状，且在顶端内周部形成有内径缩小一些的台阶部；内侧钻头，在外周形成有能够与上述台阶部抵接的抵接部，且从上述轴线方向后端侧被插入到上述套管内且其顶端部从上述套管的顶端突出；卡合凸部，以能够伸出缩回的方式设置于上述内侧钻头上的顶端部外周；环状钻头，呈圆环状，且配设于从上述套管的顶端突出的上述内侧钻头的顶端部周围；及卡合凹部，形成于上述环状钻头的内周部，通过上述卡合凸部向外周侧突出而与上述卡合凹部卡合，从而上述环状钻头相对于上述内侧钻头被卡止成，能够绕上述轴线朝向挖掘时的旋转方向一体旋转且无法向该轴线方向顶端侧拔出，并且通过上述卡合凸部向内周侧后退，从而能够向顶端侧拔出上述环状钻头。

Description

挖掘工具

技术领域

本发明涉及一种挖掘工具，该挖掘工具中，插入到套管内的内侧钻头的顶端部从套管顶端突出，并且与配设于套管顶端的环状钻头卡合而能够一体旋转，通过这些内侧钻头和环状钻头挖掘地面来形成钻孔，与此同时向该钻孔内插入上述套管。

本申请基于2011年12月9日在日本申请的专利申请2011-269956号主张优先权，并将其内容援用于此。

背景技术

作为在挖掘地面的同时插入套管的挖掘工具，本发明的发明人等在专利文献1、2中提出了如下挖掘工具：通过卡止部件等卡止机构使环状钻头相对于套管旋转自如，并且在套管的轴线方向上卡止，以免环状钻头在挖掘过程中不小心脱落。该挖掘工具中，通过将赋予到内侧钻头的旋转力传递给环状钻头并且将向内侧钻头的轴线方向顶端侧赋予的推力或冲击力传递给套管和环状钻头来进行挖掘。从内侧钻头向环状钻头传递推力或冲击力是经由套管进行或者直接进行。

如此，环状钻头在轴线方向上卡止在套管顶端的挖掘工具中，在将套管原封不动地留置在钻孔内的情况下没有问题，但在将该套管替换为打入部件或者作为临时桩子使用时等，将暂时插入到钻孔内来使用的套管从钻孔中提升而回收到地面上时，有可能难以有效地进行回收。这是因为，卡止在套管顶端的环状钻头由于外径大于套管的外径而招致与钻孔内周面之间的阻力增大，因此需要过大的提升力。

因此，本发明的发明人在专利文献3还提出了如下挖掘工具：在如上所述的卡止机构上具备相对于套管向上述轴线方向顶端侧拔出环状钻头的拔脱机构，在插入套管的钻孔形成至规定深度之后，通过该拔脱机构将环状钻头相对于套管向轴线方向顶端侧拔出。根据这种挖掘工具，从套管顶端拔出并拆卸环状钻头，由此不会招致与钻孔内周面的阻力增大就能够从钻孔中仅提升套管而进行回收。

专利文献1：日本专利公开2001-140578号公报

专利文献2：日本专利公开2006-37613号公报

专利文献3：日本专利公开2007-255106号公报

在该专利文献3中记载的挖掘工具中，在通过上述拔脱机构从套管顶端拔出环状钻头时，在钻孔形成至规定深度之后，暂且从套管中拉出内侧钻头，接着，将外径小于该内侧钻头的第2内侧钻头插入到套管中使其与环状钻头卡合，并从套管顶端顶出该第2内侧钻头，由此拔出环状钻头。

因此，这种专利文献3中记载的挖掘工具中，当然需要能够与环状钻头卡合的上述第2内侧钻头，而且当所形成的钻孔较深时，难以有效地拔出环状钻头以及提升回收套管。这是因为，为了从套管顶端顶出该第2内侧钻头，不得不在第2内侧钻头的后端侧接续多个挖掘杆，因此需要多个这种挖掘杆、以及用于接续这些挖掘杆的时间和工作等。

发明内容

本发明是在这种背景下完成的，其目的在于提供一种不需要如上所述的第2内侧钻头等就能够拔出环状钻头，由此能够有效地提升套管的挖掘工具。

为解决上述问题来实现这种目的，本发明的挖掘工具的特征在于，具备：套管，呈以轴线为中心的圆筒状，且在顶端内周部形成有内径缩小一些的台阶部；内侧钻头，在外周形成有能够与上述台阶部抵接的抵接部，且从上述轴线方向后端侧被插入到上述套管内且其顶端部从上述套管的顶端突出；卡合凸部，以能够伸出缩回的方式设置于上述内侧钻头上的顶端部外周；环状钻头，呈圆环状，且配设于从上述套管的顶端突出的上述内侧钻头的顶端部周围；及卡合凹部，形成于上述环状钻头的内周部，通过上述卡合凸部向外周侧突出而与上述卡合凹部卡合，由此上述环状钻头相对于上述内侧钻头被卡止成，能够绕上述轴线朝向挖掘时的旋转方向一体旋转且无法向该轴线方向顶端侧拔出，并且通过上述卡合凸部向内周侧后退，由此能够向顶端侧拔出上述环状钻头。

如此构成的挖掘工具中，通过插入到套管内的内侧钻头的抵接部与套管的台阶部抵接，由此赋予到内侧钻头的向轴线方向顶端侧的推力或冲击力传递到套管，从而套管被插入到通过内侧钻头及环状钻头形成的钻孔中。另一方面，在从该套管的顶端突出的内侧钻头的顶端部外周以能够伸出缩回的方式设有卡合凸部，该卡合凸部向外周侧突出而与在配设于内侧钻头顶端部周围的环状钻头的内周部上形成的卡合凹部卡合，由此环状钻头能够相对于内侧钻头绕轴线朝向挖掘时的旋转方向一体旋转来传递旋转力，并且向轴线方向顶端侧卡止而被防脱。

而且，能够在内侧钻头顶端部外周伸出缩回的该卡合凸部进一步向内周侧后退而从环状钻头内周部的卡合凹部缩回，由此这些卡合凹部与卡合凸部的卡合被解除而环状钻头向轴线方向顶端侧的卡止也被解除，从而能够拔出。因此，根据上述结构的挖掘工具，不需要第2内侧钻头，或者无需为了使第2内侧钻头与环状钻头卡合而接续挖掘杆，通过这种卡合凸部的伸出缩回动作，能够拔出并拆卸环状钻头。因此，在从套管中拉出内侧钻头并暂时使用该套管之后，能够使环状钻头留在钻孔中而仅将套管从钻孔中拉出，因此不会由于外径较大的环状钻头而招致阻力增大，能够有效地回收套管。

并且，这种结构的挖掘工具中，在内侧钻头的上述抵接部与套管的上述台阶部抵接并且内侧钻头的上述卡合凸部与环状钻头内周部的上述卡合凹部卡合的状态下，上述环状钻头的后端面能够与上述套管的顶端面抵接，由此能够将通过台阶部与抵接部的抵接而从内侧钻头赋予到套管的向轴线方向顶端侧的推力或冲击力从套管还传递给环状钻头。

因此，通过在挖掘时与内侧钻头一体旋转的环状钻头，能够更加有效地形成钻孔，并且如将推力或冲击力从内侧钻头直接传递给环状钻头的情况，无需将环状钻头的内径设为小于台阶部的内径，因此在将环状钻头的壁厚弄薄，或者如上所述将套管替换为打入部件的情况等，能够使套管的直径小于打入部件的外径，并且能够削减挖掘所需的费用。

另一方面，如上所述，将卡合凸部以能够伸出缩回的方式设置于内侧钻头的顶端部外周并使其向外周侧突出而与环状钻头内周部的卡合凹部卡合，并且通过使其向内周侧后退来实现拔出环状钻头，为此，将该卡合凸部设置成向外周侧受到施力而能够在内侧钻头的顶端部外周伸出缩回，并且在上述卡合凹部的后端部形成引导壁，该引导壁随着朝向后端侧而朝向上述环状钻头的内周侧倾斜。由此，从向外周侧受到施力而突出的卡合凸部与卡合凹部卡合的状态设为与引导壁抵接的状态之后，使内侧钻头向轴线方向后侧进一步后退，从而能够使卡合凸部与卡合凹部的上述引导壁滑动抵接的同时被引导壁引导而抵抗施加力向内周侧后退，既实现简单的结构，又能够可靠地解除卡合凹部与卡合凸部的卡合来实现拔出环状钻头。

另外，当如此在卡合凹部的后端部设置引导壁并且通过压缩螺旋弹簧对卡合凸部向外周侧施力时，对于上述环状钻头的重量W(N)、上述引导壁相对于上述轴线的倾斜角θ(°)、从上述环状钻头的内周面至向上述内侧钻头的外周侧突出的上述卡合凸部的突端为止的相对于上述轴线的径向距离即该卡合凸部的工作高度h(mm)以及设置于上述内侧钻头上的上述卡合凸部的数量n(个)，将该压缩螺旋弹簧的弹簧常数K(N/mm)为K＞W/(tanθ×h×n)，由此即使在环状钻头朝下而卡合凸部与引导壁抵接的状态下，也能够防止产生环状钻头因自重而被不小心拔掉等情况。

如以上说明，根据本发明，在挖掘时能够通过内侧钻头和环状钻头形成钻孔的同时将套管插入到该钻孔中，并且在钻孔形成至规定深度之后，不需要第2内侧钻头或接续在该第2内侧钻头的后端侧的挖掘杆等就能够使内侧钻头的卡合凸部后退来实现拔出环状钻头，由此能够使环状钻头留在钻孔中而仅将套管有效地从钻孔中提升而进行回收。

附图说明

图1是表示本发明的一实施方式的挖掘时的侧面剖视图(图2中的AA剖视图)。

图2是图1所示的实施方式的放大主视图。

图3是图1中的BB放大剖视图。

图4是在图1所示的实施方式中解除卡合凹部与卡合凸部的卡合时的侧面剖视图(图5中的AA剖视图)。

图5是图4所示的实施方式的放大主视图。

图6是图4中的BB放大剖视图。

图7A是使内侧钻头从图4所示的状态后退而使卡合凸部与引导壁抵接时的放大侧面剖视图。

图7B是使内侧钻头从图7A进一步后退时的放大侧面剖视图。

图8是在图1所示的实施方式中使卡合凸部后退时的侧面剖视图(图9中的AA剖视图)。

图9是图8所示的实施方式的放大主视图。

图10是图8中的BB放大剖视图。

图11是表示图1所示的实施方式的环状钻头、套管顶部(套管顶端部)及内侧钻头的立体图。

图12A是表示图1所示的实施方式的卡合凸部的立体图。

图12B是表示所述卡合凸部的俯视图。

图12C是表示所述卡合凸部的侧视图。

图12D是表示所述卡合凸部的后视图。

图13是在图1所示的实施方式中将卡合凸部安装于内侧钻头时的组装图。

图14A是表示图1所示的实施方式的环状钻头的立体图。

图14B是表示所述环状钻头的主视图。

图14C是表示所述环状钻头的图14B中的AA剖视图。

图14D是表示所述环状钻头的图14B中的BB剖视图。

图15A是通过图1所示的实施方式进行挖掘时形成钻孔时的剖视图。

图15B是通过图1所示的实施方式进行挖掘时从套管中拉出内侧钻头时的剖视图。

图15C是通过图1所示的实施方式进行挖掘时内侧钻头被拉出时的剖视图。

图15D是通过图1所示的实施方式进行挖掘时从钻孔中提升套管时的剖视图。

图16A是从图15C所示的状态通过第2内侧钻头进一步形成钻孔时的剖视图。

图16B是从图15C所示的状态将打入部件打入至图16A中形成的进一步变深的钻孔为止并且从钻孔中提升套管时的剖视图。

具体实施方式

图1至图14D是表示本发明的一实施方式的图，图15A至图16B是说明通过该实施方式的挖掘工具进行挖掘的情况的图。在本实施方式中，套管1由钢材等形成且呈以轴线Ｏ为中心的圆筒状，根据需要在轴线Ｏ方向上依次接续多个套管1。多个套管1伴随内侧钻头2而插入到通过最顶端向套管1的顶端侧进一步突出的内侧钻头2和配设于该内侧钻头2周围的环状钻头3而形成的钻孔H中。

如此，在根据需要接续的套管1中最顶端的套管1的更靠顶端部，还接合有由钢材等构成的套管顶部1A且被一体安装。该套管顶部1A呈多级圆筒状，其中，内径设为比套管1缩小一些，另一方面，外径设为顶端侧(图1、图4、图7A及图7B等中的左侧)与套管1相等，并且后端侧(图1、图4、图7A、及图7B等中的右侧)设为能够嵌插到套管1内的大小。该套管顶部1A是在后端侧部分从顶端侧嵌插到最顶端的套管1内之后通过焊接接合而进行安装。

因此，在该最顶端的套管1的顶端内周部形成有因该套管顶部1A而内径缩小一些的台阶部1B，本实施方式中，该台阶部1B成为以轴线Ｏ为中心的锥面，该锥面的朝向其轴线Ｏ方向后端侧的后端面以随着朝向内周侧而朝向顶端侧的方式倾斜。并且，在本实施方式中，与其相反侧的套管顶部1A的顶端面1C呈与轴线Ｏ垂直的圆环面。

另一方面，在形成钻孔H的地面的地上部配设未图示的挖掘装置，该挖掘装置对挖掘杆赋予在挖掘时朝向绕上述轴线Ｏ的旋转方向T的旋转力和向轴线Ｏ方向顶端侧的推力，与套管1同样地，根据需要从该挖掘装置沿着轴线Ｏ依次接续多个上述挖掘杆且插穿到套管1内。另外，在多个挖掘杆中最顶端的挖掘杆的顶端安装潜孔锤4，并且在该潜孔锤4的顶端安装上述内侧钻头2。该潜孔锤4从套管1的后端侧被插入，通过从上述挖掘装置向潜孔锤4供给的压缩空气而被赋予向轴线Ｏ方向顶端侧的冲击力。

该内侧钻头2由钢材等一体形成，外形呈其主体与套管1同轴的以轴线Ｏ为中心的多级圆柱状，该主体的后端部成为安装于上述潜孔锤4上的柄部2A。并且，该柄部2A的顶端侧成为以轴线Ｏ为中心的圆板状的抵接部2B，该抵接部具有稍微小于套管1的内径且大于套管顶部1A的内径的外径而成为内侧钻头2的最大外径部。该抵接部2B的顶端面成为以轴线Ｏ为中心的锥面，该锥面以由套管顶部1A形成的台阶部1B的上述后端面相等的倾斜角，以随着朝向内周侧而朝向顶端侧的方式倾斜。

另外，比上述抵接部2B更靠顶端侧的内侧钻头2的顶端部2C的外形呈具有比套管顶部1A的内径稍微小的外径的以轴线Ｏ为中心的大致圆柱状。在此，至顶端部2C的顶端面即内侧钻头2的顶端面为止的顶端部2C的长度设为比将套管顶部1A和环状钻头3的轴线Ｏ方向的长度相加的长度长。

并且，该顶端部2C的顶端面的中央部成为与轴线Ｏ垂直的平坦面，并且该顶端面的外周缘部成为以随着朝向内周侧而朝向顶端侧的方式倾斜的锥面。而且，在该顶端面的中央部和外周缘部，以相对于该中央部所形成的平坦面和外周缘部所形成的锥面垂直的方式分别植入设置有多个由硬质合金等硬质材料形成且挖掘地面的刀片5。

并且，在该内侧钻头2的顶端部2C和抵接部2B，从上述顶端面遍及外周面形成有在挖掘时排出由上述刀片5生成的碎屑的排出槽2D。该排出槽2D如下形成：在顶端面，其槽底呈沿内侧钻头2的圆周方向弯曲的凹曲面状，自从该顶端面的中心稍微向外周侧远离的位置起沿相对于轴线Ｏ的半径方向向外周侧延伸的同时槽深度逐渐变深。

另外，该排出槽2D在外周面呈在圆周方向上宽度比顶端面宽的截面“U”字状且与顶端面的排出槽2D的外周端连通，与轴线Ｏ平行地朝向后端侧以一定的槽深度延伸之后，以槽深度逐渐变深的方式延伸，接着，再次以一定的槽深度延伸之后，以槽深度逐渐变浅的方式延伸，由此向抵接部2B的后端面开口。本实施方式中，这种排出槽2D在圆周方向上以等间隔形成有多条(3条)。

并且，在内侧钻头2内从柄部2A的后端朝向顶端侧沿着轴线Ｏ形成有排出向潜孔锤4供给的压缩空气的吹气孔2E。该吹气孔2E在内侧钻头2的顶端部2C分支成多个小径孔，分别向顶端面上的上述排出槽2D的槽底开口。

另外，在内侧钻头2的顶端部2C的外周面形成有向径向内周侧凹陷的凹陷部2F，在该凹陷部2F中以能够向外周侧伸出缩回的方式容纳有卡合凸部6。在此，该凹陷部2F成为具有与轴线Ｏ正交的中心轴C的一定内径的圆形截面孔，且以达不到沿轴线Ｏ的吹气孔2E的深度形成。但是，在从该吹气孔2E遍及凹陷部2F，形成有朝向顶端面的排出槽2D的槽底分支的直径比上述小径孔更小的分支孔，该分支孔向凹陷部2F底面的周缘部开口。

本实施方式中，分别在顶端部2C外周面中相邻的排出槽2D之间，在挖掘时的内侧钻头2的旋转方向T的后侧形成有一个这种凹陷部2F，即在圆周方向上以等间隔形成有与排出槽2D相同数量的多个(3个)凹陷部2F，这些凹陷部2F中分别容纳有卡合凸部6。另外，本实施方式中，将植入设置于其顶端的刀片5的排列除外，内侧钻头2及环状钻头3在绕轴线Ｏ的圆周方向上以360°除以卡合凸部6的数量的角度(本实施方式中，360°/3＝120°)呈旋转对称形状。

并且，在内侧钻头2的顶端部2C沿着切线形成有销孔2G，所述切线从在圆周方向上相邻的排出槽2D之间的外周面相对于凹陷部2F的旋转方向T侧，该凹陷部2F的内周面在与中心轴C正交的截面上所形成的圆的切线中在该凹陷部2F的轴线Ｏ方向后端侧与该轴线Ｏ正交的平面上延伸。该销孔2G以其中心线与凹陷部2F的内周面的截面所形成的上述圆相切的方式向该凹陷部2F内周面开口之后，向在该凹陷部2F的旋转方向T后侧的顶端部2C外周面形成的排出槽2D贯穿。如此，在向排出槽2D贯穿的一侧，销孔2G的内径缩小一些。

容纳于上述凹陷部2F中的卡合凸部6由钢材等形成，如图12A、图12C、及图12D所示，其基端侧(图12A、图12C、图12D中为下侧)部分成为能够嵌插到凹陷部2F中的外径，且呈与该凹陷部2F同轴的以中心轴C为中心的圆柱状。

另一方面，在卡合凸部6容纳于凹陷部2F中的状态下朝向内侧钻头2的外周侧的卡合凸部6的突端面6A，在该状态下与轴线Ｏ平行的方向上具有长度方向，如图12B所示，成为与基端侧部分的外周面所形成的圆内切的、与中心轴C垂直的长方形面。

在该突端面6A所形成的长方形面的四边中，与在卡合凸部6容纳于上述凹陷部2F中的状态下朝向轴线Ｏ方向顶端侧的边和朝向上述旋转方向T的后侧的边相连的卡合凸部6的外周面的突端面6A侧部分，以随着相对于这些边垂直地朝向卡合凸部6的外周侧而朝向基端侧的方式，沿着该边分别倾斜地形成倒角。并且，与上述突端面6A的四边中剩余的、在卡合凸部6容纳于凹陷部2F中的状态下朝向轴线Ｏ方向后端侧的边和朝向上述旋转方向T侧的边相连的卡合凸部6的外周面形成为，分别在这些边上通过沿与上述长方形面正交的方向延伸的平面朝向卡合凸部6的基端侧被切开之后，向外周侧横切。

在这些平面中，在卡合凸部6容纳于凹陷部2F中的状态下朝向旋转方向T侧的平面成为卡合凸部6的卡合面6B，在位于上述长方形面的旋转方向T侧且卡合面6B和上述突端面6A所交叉的边上实施截面1/4凸圆弧状的倒圆，以使与该卡合面6B和突端面6A平滑相接。另一方面，同样地在该卡合凸部6容纳于凹陷部2F中的状态下朝向轴线Ｏ方向后端侧并与该轴线Ｏ垂直的平面成为卡止面6C，在该卡止面6C和突端面6A所交叉的边上也实施具有小于卡合面6B的边的半径的截面1/4凸圆弧状的倒圆。并且，该卡止面6C中，上述中心轴C方向的长度长于卡合面6B，并且从卡止面6C向卡合凸部6的外周侧横切的部分呈具有与上述销孔2G的半径相等的半径的截面1/4圆弧状的凹曲面。

另外，在卡合凸部6内，从其基端面朝向突端侧形成有以中心轴C为中心的截面圆形的凹孔6D。该凹孔6D形成为，从基端面朝向突端侧超过卡止面6C被横切的位置而延伸，在卡合面6B被横切的位置的正前方具有孔底。并且，小径孔从该凹孔6D的孔底中央随着朝向突端侧而向卡止面6C的相反侧延伸，如上所述，该小径孔向在卡合凸部6的突端侧部分上形成的倒角中沿在该卡合凸部6容纳于凹陷部2F中的状态下朝向轴线Ｏ方向顶端侧的上述边的倒角部分开口。

如图13所示，作为能够使卡合凸部6向内侧钻头2的外周侧伸出缩回的伸缩机构，本实施方式中，在该凹孔6D中容纳作为对卡合凸部6向外周侧施力的施力机构的压缩螺旋弹簧7和保持该压缩螺旋弹簧7的保持部件8。保持部件8形成为有底圆筒状，其外径为能够嵌插到凹孔6D中的大小，将与底部相反的开口部朝向卡合凸部6的上述突端侧以与中心轴C同轴地插入到凹孔6D内。另外，在该保持部件8的圆筒部，在圆周方向上隔开间隔形成有多个(本实施方式中，在圆周方向上以等间隔形成4个)径向贯穿的贯穿孔8A。

并且，压缩螺旋弹簧7以绕中心轴C呈螺旋状的方式扭转，且具有能够嵌插到保持部件8的内周部的外径、以及在未压缩状态下具有比从该保持部件8的内周部的底面至开口部为止的圆筒部长度长的中心轴C方向的长度。该压缩螺旋弹簧7在使中心轴C方向的一端与上述内周部的底面抵接而保持在保持部件8内的状态下，另一端从保持部件8的开口部突出必要长度。

在此，本实施方式中，对于上述环状钻头3的重量W(N)、如图7A及图7B所示形成于该环状钻头3上的后述的引导壁相对于轴线Ｏ的倾斜角θ(°)、从环状钻头3的内周面至向内侧钻头2的外周侧突出的卡合凸部6的突端为止的相对于轴线Ｏ的径向距离即卡合凸部6的工作高度h(mm)、设置于内侧钻头2上的卡合凸部6的数量n(个)，该压缩螺旋弹簧7的弹簧常数K(N/mm)为K＞W/(tanθ×h×n)。

将这种压缩螺旋弹簧7保持在内周部的保持部件8如上所述被插入到卡合凸部6的凹孔6D内，从而压缩螺旋弹簧7的上述另一端与凹孔6D的孔底抵接。在该状态下，卡合凸部6以将上述卡合面6B朝向旋转方向T侧并且将卡止面6C朝向轴线Ｏ方向后端侧的方式容纳于凹陷部2F中，从而保持部件8的底部与凹陷部2F的底面抵接。

而且，从该状态抵抗压缩螺旋弹簧7的施加力而向凹陷部2F内进一步压入卡合凸部6，在卡止面6C的横切部分位于比向凹陷部2F内周面开口的销孔2G更靠内侧钻头2的内周侧时，如图13所示，从旋转方向T侧向销孔2G嵌插销9A。而且，使该销9A与销孔2G向排出槽2D贯穿的一侧的内径缩小一些的部分抵接，进一步向销孔2G中装入弹簧销9B，由此对销9A进行固定。

由此，该销9A的外周部从销孔2G的向凹陷部2F内周面的开口部被挤出至该凹陷部2F内并位于比卡止面6C的横切部分更靠内侧钻头2的外周侧的位置，因此即使解除压入而卡合凸部6通过压缩螺旋弹簧7欲向外周侧突出，也由于卡止面6C的横切部分与该挤出的销9A抵接，因此可以限制突出。因此，卡合凸部6由此向内侧钻头2的外周侧受到施力而能够伸出缩回，同时在相对于轴线Ｏ的径向上被定位。

另外，如此在卡止面6C的横切部分与销9A抵接而在径向上被定位的状态下，卡合凸部6从内侧钻头2的顶端部2C的外周面以与抵接部2B的外周面大致相等的突出高度突出。并且，从该状态向凹陷部2F内压入卡合凸部6，由此卡合凸部6能够缩回成使其上述突端面6A位于与内侧钻头2的顶端部2C外周面大致相等的位置。

环状钻头3的主体由钢材等形成，如图14A至图14D所示，外形呈与套管1或内侧钻头2同轴的以轴线Ｏ中心的大致圆环状或圆筒状，其内径与套管1顶端的套管顶部1A的内径相等，因此稍微大于内侧钻头2的顶端部2C的外径。并且，环状钻头3的后端面3A成为与轴线Ｏ垂直的圆环面，并且该后端面3A的外径与套管顶部1A的顶端面1C的外径相等，即该顶端面1C及后端面3A成为相互全等的圆环面。

另外，环状钻头3的外周面在成为从后端面3A朝向顶端侧逐渐扩径的以轴线Ｏ为中心的锥面之后，成为以轴线Ｏ为中心的具有一定外径的圆筒面，进一步在其顶端侧成为经由沿着轴线Ｏ截面呈凹曲线状的缩颈部再次逐渐扩径的锥面，并到达环状钻头3的顶端面。因此，环状钻头3的外径大于套管1或套管顶部1A的外径。

并且，该环状钻头3的顶端面中，外周部成为随着朝向内周侧而朝向顶端侧的锥面，并且内周部成为随着朝向外周侧而朝向顶端侧的锥面。而且，在这些锥面和在该锥面彼此交叉的顶端面的突端形成的与轴线Ｏ垂直的平坦面上，分别以与各锥面和平坦面垂直的方式植入设置有多个也由硬质合金等硬质材料构成的刀片5。

另外，在环状钻头3的内周部，在圆周方向上以等间隔形成有与内侧钻头2的卡合凸部6相同数量的多个(3个)卡合凹部10，向内侧钻头2的顶端部2C外周突出的上述卡合凸部6与这些卡合凹部10卡合。由此，环状钻头3能够相对于内侧钻头2绕轴线Ｏ朝向挖掘时的旋转方向T一体旋转，并且朝向轴线Ｏ方向顶端侧被卡止。而且，如上所述，使能够向内侧钻头2的外周侧伸出缩回的卡合凸部6向内周侧进一步后退，由此，能够向顶端侧拔出如此向轴线Ｏ方向顶端侧被卡止的环状钻头3。

在此，卡合凹部10形成为在与上述后端面3A之间隔开间隔并且向环状钻头3的顶端面开口，具有朝向环状钻头3的内周侧的底面10A、从该底面10A朝向环状钻头3的内周部分别延伸的朝向旋转方向T侧的壁面10B、朝向旋转方向T后侧的壁面10C以及朝向顶端侧的壁面10D。并且，一个卡合凹部10的壁面10B、10C间的圆周方向宽度大于内侧钻头2的排出槽2D或卡合凸部6的圆周方向宽度等，而且大于相邻的卡合凹部10的壁面10C、10B间的圆周方向间隔。

其中，底面10A呈以轴线Ｏ为中心的大致圆筒面状，相对于该轴线Ｏ的半径稍微大于从轴线Ｏ至如上所述向内侧钻头2的外周侧突出而在径向上被定位的卡合凸部6的突端面6A为止的距离。并且，卡合凹部10的壁面10B、10C均呈与轴线Ｏ正交的截面与该底面10A的截面所形成的凹圆弧平滑相接的凹曲线状。但是，其中朝向旋转方向T后侧的壁面10C呈截面1/4凹圆弧状，其半径小于壁面10B所形成的凹曲线的曲率半径，且与在卡合凸部6的突端面6A的旋转方向T侧的边上形成的倒圆所形成的截面1/4凸圆弧的半径大致相等。

另外，朝向卡合凹部10的顶端侧的壁面10D成为其旋转方向T侧部分与轴线Ｏ及底面10A垂直的平坦面。在此，该平坦面与环状钻头3的后端面3A之间的间隔，小于在使内侧钻头2的抵接部2B与套管顶部1A的台阶部1B抵接的状态下套管顶部1A的顶端面1C与内侧钻头2的卡合凸部6中的卡止面6C之间的间隔，并且该平坦面的圆周方向宽度大于内侧钻头2的圆周方向上的卡合凸部6的宽度。

另一方面，壁面10D的旋转方向T后侧部分的该平坦面以随着从底面10A朝向后端侧而朝向环状钻头3的内周侧倾斜的方式切开形成，从而壁面10D的旋转方向T后侧部分成为引导壁10E。在此，本实施方式中，如图7A所示，该引导壁10E形成为在沿轴线Ｏ的截面上相对于该轴线Ｏ以一定的上述倾斜角θ倾斜。并且，引导壁10E的圆周方向宽度也大于卡合凸部6的圆周方向宽度。

为了将这种环状钻头3配设于从套管顶部1A的顶端突出的内侧钻头2的顶端部2C周围而使卡合凸部6与卡合凹部10卡合，首先，从套管1的后端侧插入内侧钻头2，使向其外周侧受到施力的卡合凸部6与套管顶部1A的台阶部1B的后端面抵接。接着，将内侧钻头2进一步插入并使其前进，则朝向卡合凸部6的轴线Ｏ方向顶端侧的倒角被该台阶部1B的后端面所形成的锥形引导而使卡合凸部6向内侧钻头2的内周侧后退，从而成为该卡合凸部6的突端面6A与套管顶部1A的内周面抵接的状态。

因此，如图8所示，在使内侧钻头2进一步前进而无法向套管顶部1A的顶端侧彻底拔掉卡合凸部6时，使卡合凹部10的位置与内侧钻头2的圆周方向上的卡合凸部6的位置变得一致，同时将环状钻头3从顶端侧以同轴方式覆盖在内侧钻头2的顶端部2C周围，使其后端面3A与套管顶部1A的顶端面1C抵接来进行保持。而且，若使内侧钻头2进一步前进，则卡合凸部6从套管顶部1A的内周面以保持与环状钻头3的内周部抵接的状态移动，在达到卡合凹部10的位置时，卡合凸部6通过压缩螺旋弹簧7的施加力向外周侧突出而容纳于卡合凹部10中。

在此，如上所述，由于从轴线Ｏ到卡合凹部10的底面10A前的半径大于至向外周侧突出的卡合凸部6的突端面6A为止的距离，因此，如此在突出的卡合凸部6容纳于卡合凹部10中的状态下，如图7A所示，在该突端面6A与卡合凹部10的底面10A之间形成微小的间隔，如该图7A所示，从成为与套管顶部1A相等的内径的环状钻头3的内周面至卡合凸部6的突端面6A为止的相对于轴线Ｏ的径向距离成为卡合凸部6的上述工作高度h。

如此一来，若沿上述旋转方向T旋转卡合凸部6容纳于卡合凹部10中的内侧钻头2，则如图1所示，卡合凸部6位于卡合凹部10的旋转方向T侧，卡合凸部6的与轴线Ｏ垂直的卡止面6C会与垂直于该轴线Ｏ的卡合凹部10的上述壁面10D的旋转方向T侧的平坦面对置。因此，在该状态下，即使将内侧钻头2及环状钻头3连同套管1一起配置成使轴线Ｏ方向顶端侧向下，该壁面10D也与卡止面6C抵接，由此如上所述，环状钻头3相对于内侧钻头2朝向顶端侧被卡止，因此不会产生环状钻头3脱落等现象。

并且，若如此沿旋转方向T旋转内侧钻头2，则如图2及图3所示，卡合凸部6的朝向旋转方向T的卡合面6B与卡合凹部10的朝向旋转方向T后侧的壁面10C对置，位于突端面6A的旋转方向T侧且在卡合面6B与卡合凸部6的上述突端面6A所交叉的边上形成的截面1/4凸圆弧的倒圆与呈具有与其大致相等的半径的截面1/4凹圆弧状的卡合凹部10的上述壁面10C抵接。因此，如上所述，环状钻头3能够相对于内侧钻头2绕轴线Ｏ朝向挖掘时的旋转方向T一体旋转。

接着，通过如此构成的挖掘工具在地面上将钻孔H向下形成至规定深度的同时插入套管1，接着，从套管1中拉出内侧钻头2，将套管1作为临时桩子等暂时使用之后，从钻孔H中提升该套管1并回收至地上，对于这种情况，利用图1至图10和图15A至图15D进行说明。

首先，如上所述，若使轴线Ｏ方向顶端侧向下来配置套管1、内侧钻头2及环状钻头3并从上述挖掘装置经由挖掘杆对内侧钻头2赋予向旋转方向T的旋转力和向轴线Ｏ方向顶端侧的推力来开始进行挖掘，则套管1通过套管顶部1A的台阶部1B与内侧钻头2的抵接部2B的抵接而仅受到推力的传递，因此以非旋转状态与内侧钻头2一体前进。

相对于此，环状钻头3最开始因自重而下降，由此保持卡合凹部10的壁面10D与卡合凸部6的卡止面6C抵接而向轴线Ｏ方向顶端侧被卡止的状态，如图2及图3所示，卡合凹部10的壁面10C如上所述与卡合凸部6的卡合面6B突端侧的倒角部分抵接，由此与内侧钻头2一体旋转。而且，若环状钻头3的顶端与地面接触，则相对于内侧钻头2及套管1，相对地上推至轴线Ｏ方向后端侧，如图1所示，成为其后端面3A与套管顶部1A的顶端面1C抵接的状态。

若从该状态对上述潜孔锤4供给压缩空气以对内侧钻头2也赋予向轴线Ｏ方向顶端侧的冲击力的同时形成钻孔H，则该冲击力和上述推力从抵接部2B经由台阶部1B传递到套管顶部1A及套管1，并且从套管顶部1A的顶端面1C经由后端面3A还传递到环状钻头3。而且，如图15A所示，结合从内侧钻头2直接赋予的旋转力，通过该内侧钻头2和环状钻头3进行挖掘，在如此形成的钻孔H中通过传递到套管顶部1A的冲击力和推力插入套管1。

另外，在如此进行挖掘期间，环状钻头3成为与地面接触的状态，因此保持其后端面3A只与套管顶部1A的顶端面1C抵接的状态，受到来自套管顶部1A的冲击力和推力的传递。并且，即使环状钻头3因该冲击力引起的碰撞而从套管顶部1A远离并向顶端侧突出，也由于卡合凹部10的壁面10D与内侧钻头2的卡合凸部6的卡止面6C抵接而被卡止，由此不会产生环状钻头3脱落等现象。

另外，在挖掘过程中，供给至潜孔锤4的压缩空气的排气从内侧钻头2的吹气孔2E向排出槽2D喷出，由该排气将挖掘时生成的碎屑通过该排出槽2D向轴线Ｏ方向后端侧送出而从套管1内排出。并且，该排气经由从吹气孔2E遍及凹陷部2F的底面延伸的分支孔还供给到该凹陷部2F，供给到该凹陷部2F的排气从保持部件8的贯穿孔8A通过压缩螺旋弹簧7之间流入到卡合凸部6的凹孔6D内，进一步通过从该凹孔6D的孔底中央延伸的小径孔朝向顶端侧向环状钻头3的卡合凹部10内喷出。

接着，如此将钻孔H形成至规定深度来插入套管1之后，为了从套管1中拉出内侧钻头2，首先，如图5中空心箭头线所示，向与挖掘时的旋转方向T相反的一侧旋转内侧钻头2，如图4至图6所示，使卡合凸部6位于卡合凹部10的壁面10D中的上述引导壁10E的轴线Ｏ方向顶端侧。

而且，若从该状态将内侧钻头2连同挖掘杆及潜孔锤4一起向轴线Ｏ方向后端侧后退，则如图7A所示，卡合凸部6的突端面6A与卡止面6C的交叉棱线部与引导壁10E抵接，若使其进一步后退，则如图7B、图9及图10所示，卡合凸部6抵抗由压缩螺旋弹簧7产生的施加力而以沿着引导墙10E被引导的方式向内侧钻头2的径向内周侧后退而缩回至凹陷部2F内，其突端面6A与卡止面6C的交叉棱线部与环状钻头3的内周面抵接。

因此，如图8中空心箭头所示，若保持该状态使内侧钻头2后退，则卡合凸部6的突端面6A从环状钻头3的内周面在套管顶部1A的内周面上滑动抵接，同时内侧钻头2的顶端部2C从该环状钻头3及套管顶部1A的内周部拔出，在卡合凸部6超过套管顶部1A时再次向外周侧突出。但是，由于卡合凸部6的外径小于套管1的内径，以后不会限制内侧钻头2的后退，因此如图15B所示，能够从套管1中拔出内侧钻头2。

而且，如此拔出内侧钻头2时，如图15C所示，环状钻头3相对于套管1成为环状钻头3的后端面3A仅仅是与套管顶部1A的顶端面1C抵接的状态，因此能够拔出。因此，如上所述，在暂时使用套管1之后，如图15D所示，仅通过保持该状态提升套管1，就能够使环状钻头3留置在钻孔H的孔底而仅将套管1从钻孔H中拉出而进行回收。

如此，根据上述结构的挖掘工具，在挖掘时内侧钻头2的卡合凸部6向外周侧突出而与环状钻头3的卡合凹部10卡合，由此环状钻头3相对于内侧钻头2向轴线Ｏ方向顶端侧卡止而被防脱，并且，能够绕轴线Ｏ朝向挖掘时的旋转方向T一体旋转而进行挖掘。另一方面，在挖掘结束之后若要拔出环状钻头3，只要使内侧钻头2后退来使卡合凸部6向内周侧缩回即可，不像专利文献3所述的挖掘工具，需要第2内侧钻头。

因此，无需准备这种第2内侧钻头，或者尤其在钻孔H较深时无需连结挖掘杆来将第2内侧钻头插入至孔底，能够以留置环状钻头3的状态有效地回收套管1。而且，钻孔H是通过直径比套管1大的环状钻头3形成，因此，如图15D所示，其内径大于套管1的外径，在拉出套管1时不会有较大的阻力起作用，因此还能够轻松地进行其回收工作。

但是，从图15C所示的状态至如图16B所示，从形成至规定深度的上述钻孔H的孔底进一步延长形成钻孔K来将打入部件L打入时，在从套管1中拔出内侧钻头2之后，可以使用外径比图16A所示的套管顶部1A及环状钻头3的内径稍微小且不与环状钻头3卡合的挖掘钻头11。

在这种情况下，如图16A所示，使在套管1内通过的上述挖掘钻头11从套管顶部1A及环状钻头3的内周部与钻孔H的孔底接触来进行挖掘，由此将钻孔K形成至规定深度。接着，在拉出该挖掘钻头11之后，如图16B所示，将打入部件L打入，其后留置环状钻头3而将套管1从钻孔H中拉出、回收即可。

即使在这种情况下，根据上述结构的挖掘工具，在拉出套管1时不会有较大的阻力起作用，能够轻松地进行其回收。

并且，本实施方式中，在内侧钻头2的抵接部2B与套管1中的套管顶部1A的台阶部1B抵接并且内侧钻头2的卡合凸部6与环状钻头3内周部的卡合凹部10卡合的状态下，环状钻头3的后端面3A能够与套管顶部1A的顶端面1C抵接，从而向内侧钻头2赋予的推力和冲击力经由套管顶部1A向环状钻头3传递。因此，不像专利文献1、3中记载的从内侧钻头向环状钻头直接传递推力或冲击力的挖掘工具，需要在套管顶部的台阶部的顶端侧将环状钻头的台阶部形成为使直径向内周侧缩小一些。

因此，如本实施方式，诸如将套管顶部1A的内径和环状钻头3的内径成为相互相等，能够使环状钻头3的内径不小于套管顶部1A的内径。因此，即使在形成相同内径的钻孔H时也能够将环状钻头3的壁厚弄薄，或者如上所述，即使在将打入部件L打入到如上所述延长的钻孔K中时也能够对相同外径的打入部件L使用内径较小的套管1，能够削减挖掘费用。

另外，本实施方式中，为了使卡合凸部6能够向内侧钻头2的顶端部2C的外周侧伸出缩回，通过压缩螺旋弹簧7等施力机构对该卡合凸部6向外周侧施力来保持在内侧钻头2的凹陷部2F中。另一方面，在突出的该卡合凸部6所卡合的环状钻头3的卡合凹部10中，在朝向其后端部的顶端侧的壁面10D的旋转方向T后侧，形成有随着朝向后端侧而朝向环状钻头3的内周侧倾斜的引导壁10E。

因此，在挖掘结束之后，如上所述，向挖掘时的旋转方向T后侧旋转内侧钻头2来将卡合凸部6配置于引导壁10E的顶端侧，并使内侧钻头2保持该状态向轴线Ｏ方向后端侧后退，由此卡合凸部6与引导壁10E滑动抵接的同时被引导，且抵抗施加力而被压向内侧钻头2内周侧的同时后退而脱离卡合凹部10，因此能够比较轻松地解除卡合凸部6与卡合凹部10的卡合来从环状钻头3中可靠地拔出内侧钻头2。另一方面，在挖掘时，卡合凸部6位于卡合凹部10的旋转方向T侧，卡合凹部10的与轴线Ｏ垂直的壁面10D配置于该轴线Ｏ方向后端侧，该壁面10D与垂直于该轴线Ｏ的卡合凸部6的卡止面6C抵接，由此环状钻头3被卡止，因此不会产生环状钻头3不小心脱落等现象。

另外，为了防止这种环状钻头3的脱落，本实施方式中，对于环状钻头3的重量W(N)、上述引导壁10E相对于轴线Ｏ的倾斜角θ(°)、从环状钻头3的内周面至向内侧钻头2的外周侧突出的卡合凸部6的突端为止的相对于轴线Ｏ的径向距离即卡合凸部6的工作高度h(mm)以及设置于内侧钻头2上的卡合凸部6的数量n(个)，将作为对卡合凸部6向内侧钻头2的外周侧施力的施力机构的压缩螺旋弹簧7的弹簧常数K(N/mm)为K＞W/(tanθ×h×n)。

因此，如上所述，即使在将轴线Ｏ方向顶端侧向下来进行挖掘时，在卡合凸部6仅仅与引导壁10E抵接的状态下，卡合凸部6也会通过环状钻头3的重量W抵抗压缩螺旋弹簧7的施加力而与引导壁10E滑动抵接，但不会向内侧钻头2的内周侧后退，从而能够防止产生在挖掘过程中环状钻头3因自重不小心被拔离而无法进行之后的挖掘等事态。

但是，由上述公式表示的是环状钻头3不会因自重而脱落的最低限度的条件，若要更可靠地防止环状钻头3的脱落，同时在将环状钻头3留置时使卡合凸部6比较顺畅地后退来拉出内侧钻头2，压缩螺旋弹簧7的弹簧常数K(N/mm)优选在相对于W/(tanθ×h×n)为8倍左右的范围内设为较大。

产业上的可利用性

根据本发明，在挖掘时能够通过内侧钻头和环状钻头形成钻孔的同时将套管插入到该钻孔中，并且在钻孔形成至规定深度之后，不需要第2内侧钻头或接续在该第2内侧钻头的后端侧的挖掘杆等就能够使内侧钻头的卡合凸部后退来实现拔出环状钻头，由此能够使环状钻头留在钻孔中而仅将套管有效地从钻孔中提升而进行回收。因此，具有产业上的可利用性。

符号说明

1  套管

1A  套管顶部

1B  台阶部

1C  套管顶部1A的顶端面

2  内侧钻头

2B  抵接部

2C  内侧钻头2的顶端部

2F  凹陷部

3  环状钻头

3A  环状钻头3的后端面

5  刀片

6  卡合凸部

7  压缩螺旋弹簧

10  卡合凹部

10E  引导壁

Ｏ  套管的轴线

T  挖掘时的内侧钻头2的旋转方向

θ  引导壁10E相对于轴线Ｏ的倾斜角

h  卡合凸部6的工作高度

Claims (4)

1.一种挖掘工具，其特征在于，具备：

套管，呈以轴线为中心的圆筒状，且在顶端内周部形成有内径缩小一些的台阶部；

内侧钻头，在外周形成有能够与上述台阶部抵接的抵接部，且从上述轴线方向后端侧被插入到上述套管内且其顶端部从上述套管的顶端突出；

卡合凸部，以能够伸出缩回的方式设置于上述内侧钻头上的顶端部外周；

环状钻头，呈圆环状，且配设于从上述套管的顶端突出的上述内侧钻头的顶端部周围；及

卡合凹部，形成于上述环状钻头的内周部，

通过上述卡合凸部向外周侧突出而与上述卡合凹部卡合，由此上述环状钻头相对于上述内侧钻头被卡止成，能够绕上述轴线朝向挖掘时的旋转方向一体旋转且无法向该轴线方向顶端侧拔出，并且通过上述卡合凸部向内周侧后退，由此能够向顶端侧拔出上述环状钻头。

2.根据权利要求1所述的挖掘工具，其特征在于，

在上述抵接部与上述台阶部抵接并且上述卡合凸部与上述卡合凹部卡合的状态下，上述环状钻头的后端面能够与上述套管的顶端面抵接。

3.根据权利要求1或2所述的挖掘工具，其特征在于，

上述卡合凸部设置成向外周侧受到施力而能够在上述内侧钻头的顶端部外周伸出缩回，并且在上述卡合凹部的后端部形成有引导壁，上述引导壁随着朝向后端侧而朝向上述环状钻头的内周侧倾斜。

4.根据权利要求3所述的挖掘工具，其特征在于，

上述卡合凸部通过压缩螺旋弹簧而向外周侧受到施力，对于上述环状钻头的重量W(N)、上述引导壁相对于上述轴线的倾斜角θ(°)、从上述环状钻头的内周面至向上述内侧钻头的外周侧突出的上述卡合凸部的突端为止的相对于上述轴线的径向距离即该卡合凸部的工作高度h(mm)以及设置于上述内侧钻头上的上述卡合凸部的数量n(个)，该压缩螺旋弹簧的弹簧常数K(N/mm)为K＞W/(tanθ×h×n)。