JP2000328869A - 掘削工具 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 工具本体１の先端側にパイロット部８Ｃが突
設されるとともに、工具本体１の側部には、先端に掘削
ビット７が取り付けられるとともに後端には掘削ロッド
６が連結されるアダプター５が挿入可能な連結部３が設
けられた掘削工具において、パイロット部８Ｃの中心線
Ｏと掘削ビット７の中心線Ｃとの間の間隔Ｌを削孔の内
径Ｄより大きくしても、削孔とパイロット孔との間の岩
盤が掘り残されるのを防ぎ、掘削効率の向上を図る。 【解決手段】 工具本体１の先端部に、パイロット部８
Ｃが挿入されるパイロット孔と掘削ビット７により掘削
される削孔との間を掘削可能な切刃部１１を設ける。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、地下鉄工事や道路
工事、あるいは建築物の地下工事などに用いて好適な掘
削工具に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】この種の掘削工具としては、例えば特願
平１０−２５０１７９号に岩盤切開用自由面穿孔機とし
て、穿孔誘導機（工具本体）の後端側にスプリングを内
蔵し、先端側には誘導棒を差し込んだ後、誘導棒の端部
分に誘導具（パイロット部）を挿入、固定させて、穿孔
誘導機の側面に接合された連結部にアダプターを差し込
み、アダプターの後端側にはロッド（掘削ロッド）のね
じ部を結合させ、先端側ねじ部にはビット（掘削ビッ
ト）を結合させて、自由面穿孔誘導機を構成したものが
提案されている。しかるに、このような掘削工具によれ
ば、先に掘削ビットによって掘削された削孔をパイロッ
ト孔として、これに上記パイロット部を挿入して工具本
体を案内しつつ次の削孔を掘削ビットによって形成する
ことができ、互いに平行な削孔を連続的に穿孔して岩盤
を切開することが可能となる。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】ところが、このような
掘削工具においては、上記パイロット部の中心線と掘削
ビットの中心線との間の間隔が、この掘削ビットによっ
て形成される削孔あるいはパイロット孔の内径よりも大
きいと、これらパイロット孔と削孔との間に岩盤が掘り
残されることとなり、この残された岩盤部分に工具本体
の連結部との接合部分が当たってしまうため、掘削効率
が低下してしまうという問題がある。その一方で、この
ような掘り残しが生じないように、上記パイロット部と
掘削ビットとを接近させて上記中心線同士の間隔を削孔
の内径より小さくすると、岩盤を所定の長さに切開する
のにより多くの列の削孔を形成しなければならず、やは
り掘削効率を損なう結果となってしまう。

【０００４】本発明は、このような事情を鑑みてなされ
たもので、上述のような構成の掘削工具において、パイ
ロット部の中心線と掘削ビットの中心線との間の間隔を
削孔の内径より大きくしても、削孔とパイロット孔との
間の岩盤が掘り残されるのを防ぐことができ、これによ
り掘削効率の向上を図ることが可能な掘削工具を提供す
ることを目的としている。

【０００５】

【課題を解決するための手段】上記課題を解決して、こ
のような目的を達成するために、本発明は、工具本体の
先端側にパイロット部が突設されるとともに、上記工具
本体の側部には、先端に掘削ビットが取り付けられると
ともに後端には掘削ロッドが連結されるアダプターが挿
入可能な連結部が設けられた掘削工具において、上記工
具本体の先端部に、上記パイロット部が挿入されるパイ
ロット孔と上記掘削ビットにより掘削される削孔との間
を掘削可能な切刃部を設けたことを特徴とする。従っ
て、このように構成された掘削工具によれば、パイロッ
ト部の中心線と掘削ビットの中心線との間の間隔が削孔
の内径より大きくてパイロット孔と削孔との間に岩盤が
掘り残されたとしても、この掘り残し部分を上記切刃部
によって掘削してパイロット孔と削孔とを連結すること
ができるとともに、この掘り残し部分が工具本体の上記
連結部との接合部に当たって掘削効率が損なわれたりす
るのを防ぐことができる。

【０００６】ここで、上記切刃部は、上記工具本体の先
端部において、上記パイロット部および掘削ビットの切
刃部よりも後方側に配置されるのが望ましく、このよう
な配置とすることにより、当該切刃部による掘削量を少
なくして一層の掘削効率の向上を図ることができる。特
にこの場合、上記切刃部を上記工具本体の先端部におい
て上記連結部との接合部の先端に配置すれば、上記掘り
残し部分のより確実な掘削を図ることができる。また、
この切刃部を、上記パイロット部の中心線と掘削ビット
の中心線とに平行で、かつこれらの中心線を含む平面に
直交する断面において、先端側に凸となる山型に形成す
れば、パイロット孔と削孔との間の掘り残し部分を上記
断面において左右に切り開くように掘削することができ
るので、掘削時にこの切刃部に作用する抵抗の低減を図
ることができ、さらに一層の掘削効率の向上を促すこと
ができる。

【０００７】

【発明の実施の形態】図１ないし図４は、本発明の第１
の実施形態を示すものである。本実施形態において工具
本体１は、大径長尺の略円筒状のパイロット保持部２の
側部に、これよりも小径短尺のやはり円筒状をなす連結
部３が、互いの中心線Ｏ，Ｃを平行にし、かつ該中心線
Ｏ，Ｃ方向においてパイロット保持部２の先後端が連結
部３の先後端よりも外側に位置するように、板状の接合
部４を介して接合された構成とされている。なお、この
接合部４の先後端は、上記連結部３の先後端よりも中心
線Ｃ方向において内側に位置するようにされており、従
って上記パイロット保持部２に対しても、その中心線Ｏ
方向において内側に位置するように配置されている。

【０００８】ここで、上記連結部３には、先端側（図１
において右側）に向かうに従い外径が段階的に縮径する
中空円柱状のアダプター５が後端側から回転可能に嵌挿
されて、該アダプター５の後端外周部が連結部３の後端
面に当接させられており、さらにこの後端部の内周には
雌ネジ部５Ａが形成されていて、図示されない掘削装置
に連結された掘削ロッド６がねじ込まれている。また、
このアダプター５の先端部は連結部３の先端から突出さ
せられていて、その外周には雄ネジ部５Ｂが形成されて
おり、この雄ネジ部５Ｂには図１に示すクロスビットの
ような掘削ビット７が、その先端の切刃部７Ａをパイロ
ット保持部２の先端よりも突出させて取り付けられてい
る。

【０００９】一方、上記パイロット保持部２の先後端側
の内周部には一段縮径するように縮径部２Ａ，２Ｂが形
成されており、このうち先端側の縮径部２Ａはその軸線
Ｏ方向の長さが後端側の縮径部２Ｂよりも長くされてい
て、このパイロット保持部２内には、先端側にパイロッ
トロッド８がその先端を突出させて収容されるととも
に、後端側にはコイルスプリング９がその先後端をパイ
ロットロッド８と上記縮径部２Ｂとに当接させて収容さ
れている。このパイロットロッド８は、両端部が一段拡
径するように形成された中空円柱状のものであって、後
端側の拡径部８Ａの外径はパイロット保持部２内に嵌挿
可能な大きさとされるとともに、これよりも先端側の軸
部８Ｂの外径は上記縮径部２Ａ内に嵌挿可能な大きさと
され、さらに先端側の拡径部は、その外径が上記掘削ビ
ット７の切刃部７Ａの外径と略同等とされて該掘削ビッ
ト７の切刃部７Ａよりも先端側に突出させられており、
本実施形態におけるパイロット部８Ｃとされている。な
お、このパイロット部８Ｃの先後端面の外周縁には面取
りが施されている。

【００１０】そして、本実施形態では、上記接合部４の
先端に、パイロット保持部２と連結部３との間に亙って
切刃チップ１０が取り付けられていて、この切刃チップ
１０の先端部が本実施形態における切刃部１１とされて
いる。ここで、この切刃チップ１０は、本実施形態では
超硬合金等の硬質材料により形成されて図４に示すよう
に五角形のブロック状をなしており、切刃部１１とされ
るその先端部は、先端側からみて長方形状を呈するとと
もに切刃チップ１０の上面側から見た平面視には先端側
に向けて先細りとなる二等辺三角形状の山型を呈するよ
うに形成されている。なお、この切刃チップ１０の幅、
すなわちその先端部が上記平面視になす二等辺三角形の
底辺の長さは、上記接合部４の肉厚と同じか、あるいは
これよりも僅かに大きくなるように設定されている。

【００１１】しかして、本実施形態ではこのような切刃
チップ１０が上記切刃部１１を先端側に向けて、図２に
示すようにこの切刃部１１がなす上記山型の稜線部をパ
イロット保持部２の中心線Ｏと連結部３の中心線Ｃとを
含む平面Ｐ上に位置させ、かつ先端側からみて上記パイ
ロット部８Ｃの外径円Ａと掘削ビット７の切刃部７Ａが
中心線Ｃ回りになす回転円Ｂとを結んで亜鈴状を呈する
ように、接合部４の先端に配設され、その上下面と後端
面をパイロット保持部２および連結部３の外周面と接合
部４の先端部にそれぞれ密着させて、ろう付け等により
接合されている。従って、このように切刃チップ１０を
工具本体１に取り付けた状態で上記切刃部１１は、上記
中心線Ｏ，Ｃに平行で上記平面Ｐに直交する断面におい
て図３に示すように、該平面Ｐ上に頂点を有して先端側
に凸となる二等辺三角形状の山型を呈するとともに、そ
の二等辺の挟角の二等分線上に平面Ｐが位置するように
配されている。なお、この切刃部１１の先端、すなわち
上記断面において該切刃部１１がなす二等辺三角形の上
記頂点は、上記中心線Ｏ，Ｃ方向においては、連結部３
の先端と略同位置か、これより僅かに後退した位置に配
されている。

【００１２】このように構成された掘削工具により、岩
盤に互いに平行な削孔を連続して形成するには、まず上
記工具本体１を取り付けない状態で掘削ビット７により
最初の削孔を形成し、次いで該工具本体１を装着した上
で、この最初の削孔をパイロット孔としてこれに上記パ
イロット部８Ｃを挿入し、このパイロット部８Ｃによっ
て工具本体１および掘削ロッド６を案内しつつ、上記掘
削装置によって該掘削ロッド６に与えられる中心線Ｃ回
りの回転力や該中心線Ｃ方向先端側への打撃力により、
掘削ビット７によって次の削孔を掘削してゆく。従って
工具本体１は、その連結部３の中心線Ｃ、すなわち上記
掘削ビット７の中心線が、上記パイロット保持部２の中
心線Ｏ、すなわち上記パイロット部８Ｃの中心線に平行
となるように案内され、これにより先に掘削されたパイ
ロット孔に平行な削孔が掘削ビット７によって掘削され
てゆく。

【００１３】そして、上記構成の掘削工具では、その工
具本体１においてパイロット保持部２と連結部３との接
合部４の先端に、先端に切刃部１１が設けられた切刃チ
ップ１０が取り付けられており、この切刃部１１は、上
記中心線Ｏ，Ｃを含む平面Ｐ上においてこれら中心線
Ｏ，Ｃの間に、先端側から見て上記パイロット部８Ｃの
外径円Ａと掘削ビット７の切刃部７Ａの回転円Ｂとの間
に亙ってこれらの円Ａ，Ｂを結ぶように配置されている
ため、上記中心線Ｏ，Ｃ間の間隔Ｌが掘削ビット７によ
って掘削される上記パイロット孔や削孔の内径、すなわ
ち上記回転円Ｂの直径Ｄと同じかあるいはこれよりも大
きくて、これらパイロット孔と削孔との間に掘り残しが
生じたとしても、この掘り残し部分を上記切刃部１１に
よって掘削しながら削孔の形成を行うことができる。従
って、上記掘削工具によれば、このような掘り残し部分
に上記接合部４が衝突して大きな抵抗を受けたり、接合
部４に破損が生じたりするような事態を防止することが
でき、上述のように岩盤に連続的に平行な削孔を形成す
る場合において、その掘削効率の向上を図ることができ
る。

【００１４】ところで、このようにパイロット部８Ｃと
掘削ビット７とを互いの中心線Ｏ，Ｃを平行にして連結
した掘削工具においては、パイロット部８Ｃが最先端に
突出して工具本体１を案内するようにされていれば、掘
削ビット７により掘削される削孔と、この削孔とパイロ
ット孔との間の掘り残しとなる部分とは、どちらが先に
掘削されてもよいのであるから、上記切刃部１１と掘削
ビット７も、どちらが先端側にあっても構わない。しか
しながら、例えば上記切刃チップ１０をパイロット部８
Ｃの後端に上記平面Ｐ方向に突出するように接合するな
どして、切刃部１１を掘削ビット７よりも先端側に設け
た場合には、切刃部１１の上記回転円Ｂ内に入る部分も
掘削に用いられてしまうため、該切刃部１１による掘削
量が増大して掘削効率が却って損なわれるとともに、摩
耗が著しく促進されて切刃チップ１０の寿命が短縮され
たりするおそれがある。

【００１５】しかるに、これに対して本実施形態では、
この切刃部１１が工具本体１のパイロット保持部２と連
結部３との間の接合部４の先端に設けられていて、パイ
ロット保持部２から突出する上記パイロット部８Ｃに対
しては勿論、連結部３から突出する掘削ビット７に対し
ても後方に位置するように配置されている。従って、こ
の切刃部１１は、上記パイロット孔と掘削ビット７によ
って掘削された削孔との間に残された部分だけを掘削す
ればよいため、掘削量が必要以上に増大するのを防ぐこ
とができて掘削効率の一層の向上を図ることができると
ともに、切刃チップ１０の寿命の延長を促すことが可能
となる。

【００１６】しかも本実施形態では、この切刃部１１が
形成された切刃チップ１０が、パイロットロッド８を保
持するパイロット部２と掘削ビット７を備えたアダプタ
ー５を保持する連結部３とを接合する接合部４の先端に
取り付けられており、上述のようにこの切刃チップ１０
を上記パイロット保持部２と連結部３と接合部４の先端
とに密着させた状態で接合することにより、工具本体１
と切刃チップ１０との接触面積を確保して切刃チップ１
０の取付剛性の向上を図ることができ、たとえ中心線
Ｏ，Ｃ間の間隔Ｌがパイロット孔や削孔の内径となる上
記回転円Ｂの直径Ｄより大きくても、上記掘り残し部分
を確実に掘削することが可能となる。なお、このような
場合において、工具本体１と切刃チップ１０との接触面
積をさらに大きくして取付剛性の一層の向上を図るため
に、例えば切刃チップ１０の上下面をパイロット保持部
２や連結部３の外周面に密着可能な断面円弧状の凹曲面
に形成したり、あるいは切刃チップ１０の後端面に接合
部４の先端を嵌合可能な「コ」字状の凹溝を形成したり
してもよい。

【００１７】さらに、本実施形態ではこの切刃部１１
が、上記中心線Ｏ，Ｃに平行で、かつ該中心線Ｏ，Ｃを
含む平面Ｐに直交する断面において、図３に示すように
先端側に凸となる三角形の山型をなすように形成されて
おり、従ってパイロット孔と削孔との間の上記掘り残し
部分は、この断面において上記三角形の頂点から切刃部
１１が徐々に食いついて左右に切り開かれるように掘削
されることとなる。従って、本実施形態によれば、例え
ば切刃部が上記掘り残し部分に一度に食いついて掘削す
るような場合に比べ、掘削時の抵抗を抑えて掘削効率の
より一層の向上を図ることができるとともに、切刃チッ
プ１０に衝撃的な負荷が作用するのも防いでその寿命の
さらなる延長を図ることが可能となる。しかも、本実施
形態では上記断面において切刃部１１がなす三角形が、
上記平面Ｐ上に二等辺同士が交差する頂点を有し、かつ
これら二等辺の挟角の二等分線が平面Ｐ上に延びる二等
辺三角形状であるため、上述のように掘り残し部分を左
右に切り開くように掘削した際の掘削抵抗はこの左右方
向に相殺されることとなり、従ってパイロット部８Ｃに
よる直進性を損なうこともないという効果も得られる。

【００１８】なお、本実施形態では、切刃部１１が設け
られる切刃チップ１０を、パイロット保持部２と連結部
３との間の接合部４の先端に取り付けているが、この切
刃部１１が上述のように先端側からみてパイロット部８
Ｃの外径円Ａと掘削ビット７の切刃部７Ａの回転円Ｂと
を上記平面Ｐに沿って結ぶように配設され、望ましくは
パイロット部８Ｃおよび切刃部７Ａよりも後方側に配置
されるなら、例えば図５および図６に示す本発明の第２
の実施形態のように切刃部１１を接合部４の先端以外に
配置するようにしてもよい。すなわち、この第２の実施
形態においては図４に示したような切刃チップ１０が、
その先端の上記切刃部１１をパイロット保持部２の外周
から上記平面Ｐに沿って中心線Ｏに対する径方向外側に
突出させ、かつ中心線Ｏ，Ｃ方向において掘削ビット７
の切刃部７Ａより後方側に位置させて、パイロット保持
部２の先端にろう付け等によって接合されており、この
切刃部１１が先端側からみて上記パイロット部８Ｃの外
径円Ａと掘削ビット７の切刃部７Ａの回転円Ｂとを上記
平面Ｐに沿って結んで亜鈴状を呈するように構成されて
いる。

【００１９】従って、このように構成された第２の実施
形態の掘削工具においても、先に掘削されてパイロット
部８Ｃが挿入されるパイロット孔と、このパイロット孔
に案内されて掘削ビット７により掘削される削孔との間
に掘り残し部分があっても、これを切刃チップ１０の上
記切刃部１１によって掘削してパイロット孔と削孔とを
連続させることができる。なお、このような第２の実施
形態において切刃チップ１０の取付剛性の向上を図るた
めに、例えば切刃チップ１０の切刃部１１より後端側の
上面をＬ字状に切り欠いてパイロット保持部２の先端面
と外周面とに密着させて接合したり、この切り欠いた切
刃チップ１０の上面をパイロット保持部２の外周面に密
着可能な断面円弧状の凹曲面に形成して接合したり、あ
るいは逆にパイロット保持部２の先端外周部に図４に示
した切刃チップ１０を嵌合可能な凹所を形成して接合し
たりしてもよい。また、場合によってはこの第２の実施
形態とは反対に、掘削ビット７を取り付けたアダプター
５を保持する連結部３の先端に上述のような切刃チップ
１０を取り付けて切刃部１１を設けるようにしてもよ
い。

【００２０】

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
工具本体の先端部に設けられた切刃部により、パイロッ
ト孔と削孔との間に掘り残しがあっても、これを削孔の
掘削時に同時に掘削して連続した削孔を形成することが
でき、かかる掘り残しを生じさせないためにパイロット
部と掘削ビットとを接近させたりする必要がなく、また
この掘り残し部分に工具本体の連結部との接合部分が当
たって抵抗の増大を招いたりすることもなく、効率的な
掘削を図ることが可能となる。

【図面の簡単な説明】

【図１】 本発明の第１の実施形態を示す一部破断側面
図である。

【図２】 図１におけるＸＸ断面図である。

【図３】 図１におけるＹ断面図である。

【図４】 図１に示す実施形態において工具本体１の先
端部に取り付けられる切刃チップ１０の（イ）切刃部１
１の平面図、（ロ）側面図、（ハ）正面図である。

【図５】 本発明の第２の実施形態を示す一部破断側面
図である。

【図６】 図５におけるＺＺ断面図である。

【符号の説明】

１ 工具本体 ２ パイロット保持部 ３ 連結部 ４ 接合部 ５ アダプター ６ 掘削ロッド ７ 掘削ビット ７Ａ 掘削ビット７の切刃部 ８ パイロットロッド ８Ｃ パイロット部 １０ 切刃チップ １１ 切刃部 Ｏ パイロット保持部２の中心線（パイロット部８Ｃの
中心線） Ｃ 連結部３の中心線（掘削ビット７の中心線） Ａ パイロット部８Ｃの外径円 Ｂ 掘削ビット７の切刃部７Ａが中心線Ｃ回りになす回
転円 Ｌ 中心線Ｏ，Ｃ間の間隔 Ｄ 回転円Ｂの直径

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 久田 仁也 岐阜県安八郡神戸町大字横井字中新田1528 番地 三菱マテリアル株式会社岐阜製作所 内 Ｆターム(参考） 2D065 AA23 AB04

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 工具本体の先端側にパイロット部が突設
   されるとともに、上記工具本体の側部には、先端に掘削
   ビットが取り付けられるとともに後端には掘削ロッドが
   連結されるアダプターが挿入可能な連結部が設けられた
   掘削工具において、上記工具本体の先端部には、上記パ
   イロット部が挿入されるパイロット孔と上記掘削ビット
   により掘削される削孔との間を掘削可能な切刃部が設け
   られていることを特徴とする掘削工具。
2. 【請求項２】 上記切刃部は、上記工具本体の先端部に
   おいて、上記パイロット部および掘削ビットの切刃部よ
   りも後方側に配置されていることを特徴とする請求項１
   に記載の掘削工具。
3. 【請求項３】 上記切刃部は、上記工具本体の先端部に
   おいて、上記連結部との接合部の先端に配置されている
   ことを特徴とする請求項１または請求項２に記載の掘削
   工具。
4. 【請求項４】 上記切刃部は、上記パイロット部の中心
   線と掘削ビットの中心線とに平行で、かつこれらの中心
   線を含む平面に直交する断面において、先端側に凸とな
   る山型に形成されていることを特徴とする請求項１ない
   し請求項３のいずれかに記載の掘削工具。