JP2002295164A - 掘削工具 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 掘削刃８の取付剛性の向上を図ることができ
るとともに効率的な掘削が可能な、掘削刃８が拡縮径可
能な掘削ビットを備えた掘削工具を提供する。 【解決手段】 軸線Ｏ回りに回転可能とされたロッド２
の先端に、ビット外径が拡縮径可能とされた掘削ビット
３が設けられてなる掘削工具であって、ロッド２の先端
側に軸線Ｏ方向に進退可能な駆動部材４を設けるととも
に、掘削ビット３には、軸線Ｏに対する径方向に取付穴
５ｃを形成して、この取付穴５ｃには掘削刃８を摺動可
能に嵌装し、この掘削刃８と駆動部材４とを、掘削ビッ
ト３内に介装されたアーム１０の両端部に回動自在に連
結することにより、駆動部材４の進退によって掘削刃８
を径方向に出没せしめてビット外径を拡縮径する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、ロッドの先端にビ
ット外径が拡縮径可能とされた掘削ビットが取り付けら
れた掘削工具に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】掘削工具においては、掘削ビットによっ
て削孔を形成しつつ、この削孔内に円筒状のケーシング
を建て込んでゆき、所定の深さまで削孔が形成された後
は掘削ビットのみを削孔から引き抜いてケーシングによ
り地盤の崩落等を防ぐようにしたものが知られている。
そして、このような掘削工具に用いられる掘削ビットと
しては、掘削時にはケーシングを建て込み可能な径の削
孔を形成しなければならない反面、引き抜き時にはケー
シングの内径部を通して掘削ビットを引き抜かなければ
ならないことから、ビット外径が拡縮径可能とされた、
いわゆる拡径ビットと称されるものが使用される。

【０００３】ここで、この種の掘削ビットが拡縮径可能
とされた掘削工具としては、例えば実開昭５５−２８６
２９号公報や特開平７−８２９７７号公報などに、上記
ロッドをスライド可能な内外二重軸構造としたり、ロッ
ドに上下動可能なブラケットを設けたりして、掘削ビッ
トには掘削刃の一端を回転自在に取り付けるとともに、
スライド可能な上記ロッドの外管や上記ブラケットには
アームの一端をやはり回転自在に取り付け、さらにこれ
ら掘削刃とアームとの他端同士をも回転自在に連結した
ものが提案されている。しかして、このような掘削工具
では、上記ロッドの外管やブラケットを後退させた状態
でロッドをケーシングに挿入し、掘削刃がケーシング先
端から突出したところでロッド外管やブラケットを相対
的に前進させることにより、アームに押されて掘削刃が
その一端を中心に回転して他端が外周側に広がり、ビッ
ト外径が拡径させられることとなる。また、掘削終了後
にビット外径を縮径させるには、上記とは逆にロッド外
管やブラケットを後退させて掘削刃を逆方向に回転させ
ればよい。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】ところが、このような
従来の掘削工具では、掘削刃の一端は掘削ビットに、ま
たアームの一端はロッド外管やブラケットに、それぞれ
連結ピンなどにより回転自在に連結されて支持されるだ
けとなり、また掘削刃の他端とアームの他端同士も同じ
く連結ピン等で回転自在に連結されるだけであるため、
これら掘削刃やアームの取付剛性が弱く、硬質な地盤を
掘削しようとすると損傷が生じてしまうおそれがある。
特に、掘削刃とアームとの他端同士が連結される部分
は、掘削時に拡径して最も外周側に位置し、このため大
きな負荷が作用する部分であるのに対し、この部分に損
傷が生じて例えばアームと掘削刃とが外れてしまったり
すると、掘削終了後に掘削刃を縮径させることができな
くなって掘削ビットの引き抜きが不可能となってしまう
事態を生じる。また、これら従来の掘削工具では、掘削
刃がその一端を中心に内周側に回転して引き込み可能な
程度までロッドをケーシングの先端から突出させなけれ
ば、この掘削刃を回転させてビット外径を拡縮径させる
ことができないため、特にビット外径を縮径させて掘削
ビットを引き抜く際には、所定の深さまでケーシングが
建て込まれた後でも掘削ビットはさらに掘削を続けて上
述のようにロッドをケーシングから突出させなければな
らず、非効率的であるという問題も生じる。

【０００５】本発明は、このような事情を鑑みてなされ
たもので、掘削刃の取付剛性の向上を図ることができる
とともに効率的な掘削が可能な、掘削刃が拡縮径可能な
掘削ビットを備えた掘削工具を提供することを目的とし
ている。

【０００６】

【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、軸線回りに
回転可能とされたロッドの先端に、ビット外径が拡縮径
可能とされた掘削ビットが設けられてなる掘削工具であ
って、上記ロッドの先端側に上記軸線方向に進退可能な
駆動部材を設けるとともに、上記掘削ビットには、上記
軸線に対する径方向に取付穴を形成して、この取付穴に
は掘削刃を摺動可能に嵌装し、この掘削刃と上記駆動部
材とを、上記掘削ビット内に介装されたアームの両端部
に回動自在に連結することにより、上記駆動部材の進退
によって上記掘削刃を径方向に出没せしめて上記ビット
外径を拡縮径することを特徴とする。従って、このよう
に構成された掘削工具において、上記掘削刃は、従来の
ように掘削ビットに連結された回転部分を有することな
く、該掘削ビットに設けられた取付穴に嵌装されて摺動
させられるだけであるので、掘削ビットへの取付剛性が
高く、またアームとの連結部も内周側に設けることがで
きて、掘削時の負荷による損傷が生じることも少ない。
しかも、この掘削刃は、拡縮径時には径方向に出没する
だけであるので、掘削ビットをケーシング先端から大き
く突出させなくても掘削刃を収容して掘削ビットを引き
抜くことが可能となる。

【０００７】ここで、上記アームを、上記駆動部材に対
して上記軸線回りに相対的に回転自在に取り付けられた
ブロックに連結すれば、軸線回りに回転されるロッドに
対して駆動部材は回転させずにおいても、アームを介し
て掘削刃を出没させることができる。また、上記ロッド
を中空管状として、上記駆動部材を、このロッドの中空
部に挿通されるシャフトとすれば、特に掘削時に生成さ
れるくり粉をケーシングとロッドとの間を通して排出す
る場合には、このくり粉によって駆動部材（シャフト）
の動作が妨げられるような事態も防止することができ
る。

【０００８】

【発明の実施の形態】図１ないし図５は、本発明の一実
施形態を示すものである。これらの図において符号１で
示すのは円筒状のケーシングであり、このケーシング１
内にはその軸線Ｏに沿って中空状のロッド２が該軸線Ｏ
回りに回転可能に挿入されている。なお、このロッド２
は、本実施形態ではオーガースクリューロッドであっ
て、その外周にはオーガースクリュー２ａが螺旋状に設
けられ、掘削時に生成されたくり粉がロッド２の回転に
伴いケーシング１の後端側に排出可能とされている。そ
して、このロッド２の先端には掘削ビット３が設けられ
るとともに、中空状の該ロッド２内の中空部２ｂには、
その後端から軸線Ｏに沿ってシャフト４が駆動部材とし
て軸線Ｏ方向に進退可能に挿入されている。なお、本実
施形態ではこのシャフト４は、軸線Ｏ回りに回転される
ロッド２に対して非回転とされている。

【０００９】上記掘削ビット３は概略平板状のビット本
体５を備え、このビット本体５は、軸線Ｏを含む平面に
よって２分割される一対の半割体６，６を突き合わせた
上で図示されない取付ボルト等により一体化された構成
されていて、その幅はケーシング１の内周部に略嵌挿可
能な大きさとされるとともに、ケーシング１内周面に対
向するビット本体５の両側面５ａ，５ａは軸線Ｏを中心
とした凸円筒面状とされている。また、このビット本体
５の先端部には、上記半割体６，６の先端部がそれぞれ
断面Ｌ字状に切り欠かれることによって先端側に向けて
「コ」字状に開口する取付部５ｂが形成され、この取付
部５ｂには、先端に超硬合金等の硬質材料よりなる凸三
角形状の切刃７ａが設けられた先端刃７が、断面「凸」
字状に形成されたその後端部７ｂを該取付部５ｂに嵌合
させた上で、この後端部７ｂに上記取付ボルトが挿通さ
れることにより取り付けられている。なお、こうしてボ
ルト止めする代わりに、先端刃７を溶接によって接合し
てビット本体５に取り付けるようにしてもよい。さら
に、上記半割体６，６の上記取付部５ｂよりも後端側に
は、互いの突き合わせ面に開口して軸線Ｏに対する直径
方向に延びる断面「コ」字状の凹溝が、ビット本体５の
幅方向全体にわたってそれぞれ形成されており、これら
の凹溝が上記突き合わせ面において合致することによ
り、ビット本体５には、その側面に両端が開口した断面
方形の取付穴５ｃが画成されている。また、この取付穴
５ｃからは軸線Ｏに沿って後端側に向け、挿通穴５ｄが
形成されている。

【００１０】そして、上記取付穴５ｃには、一対の同形
同大の掘削刃８，８が取り付けられている。これらの掘
削刃８，８は、上記先端刃７と同じく超硬合金等の硬質
材料により形成されて、その外形が断面方形の上記取付
穴５ｃに嵌挿可能な幅および厚さを有する平板状をな
し、その厚さ方向を同じ平板状のビット本体５の厚さ方
向と一致させて、ビット本体５の両外周側からそれぞれ
取付穴５ｃに摺動可能に挿入されている。なお、この掘
削刃８のビット本体５先端外周側を向く角部には、外周
側に向けて後端側に斜めに延びる切り欠き部８ａが形成
されている。また、これらの掘削刃８，８の上記径方向
の長さはビット本体５の幅の略１／２とされ、両掘削刃
８，８を取付穴５ｃに収容した状態で互いの端面８ｂ同
士が軸線Ｏ上で当接し、かつビット本体５の側面５ａか
らは突出しないようになされている。さらに、各掘削刃
８の厚さ方向中央部には、後端側に開口する断面「コ」
字状の凹溝８ｃが、上記端面８ｂから該掘削刃８の長手
方向、すなわち上記径方向に外周側に向けて上記切り欠
き部８ａの付近にまで形成されている。

【００１１】一方、上記ロッド２の先端は、ビット本体
５の後端部にブラケット５ｅ…を介して溶接されて接合
されるとともに、その上記中空部２ｂは上記挿通穴５ｄ
に連通させられており、上記シャフト４の先端はこの挿
通穴５ｄを通してビット本体５内の軸線Ｏ方向略中央部
まで挿通可能とされている。ここで、このシャフト４の
先端部には、その外周に軸線Ｏを中心とした環状溝４ａ
が形成されるとともに、この環状溝４ａに嵌合する凸部
９ａを備えて該シャフト４に対し軸線Ｏ回りに相対的に
回転自在かつ軸線Ｏ方向には一体に進退可能とされたブ
ロック９が取り付けられている。そして、このブロック
９の先端には、長円平板状をなす一対のアーム１０，１
０の一端が、掘削刃８の上記厚さ方向に向けて打ち込ま
れたピン１０ａによって回動自在に、かつ互いに軸線Ｏ
を挟んで上記直径方向に並ぶように取り付けられる一
方、これらのアーム１０，１０の他端はそれぞれ各掘削
刃８の上記凹溝８ｃ内の上記外周側に収容されて、やは
り上記厚さ方向に打ち込まれたピン１０ｂにより該掘削
刃８に回動自在に取り付けられている。なお、上述のよ
うに両掘削刃８，８を取付穴５ｃに収容して互いの端面
８ｂ同士が当接した状態で、これらのアーム１０，１０
は上記厚さ方向からみて図１に示すように上記他端側に
向かうに従い互いに離間する「ハ」字状に配置される。

【００１２】このように構成された掘削工具において、
図１に示すように上記掘削刃８，８が縮径した状態か
ら、図２に示すように掘削刃８，８を突出させてビット
外径を拡径させるには、上記シャフト４をロッド２内に
おいて軸線Ｏ方向先端側に前進させればよい。これによ
り、駆動部材としてのシャンク４の前進動作がアーム１
０，１０を介して掘削刃８，８を互いに上記直径方向に
押し広げる駆動動作に変換され、掘削刃８，８が取付穴
５ｃ内を摺動してその外周側端部がビット本体５の側面
５ａ，５ａからそれぞれ突出させられ、ビット外径が拡
径させられる。なお、この拡径時において、掘削刃８，
８の内周側端部は取付穴５ｃから抜け外れることはな
く、また本実施形態ではブロック９の先端が取付穴５ｃ
の先端側内壁面に当接することによって両アーム１０，
１０が上記直径方向に直線上に並ぶようになされてい
る。一方、掘削終了後にビット外径を縮径させるには、
これとは逆にシャフト４を軸線Ｏ方向後端側に後退させ
ればよく、これによりアーム１０，１０を介して掘削刃
８，８が内周側に引き込まれ、互いの端面８ｂ，８ｂ同
士が軸線Ｏ上で当接したところで図１に示すようにビッ
ト外径がビット本体５の外径にまで縮径させられるの
で、このままロッド２およびシャフト４ごと掘削ビット
３をケーシング１から引き抜くことが可能となる。

【００１３】しかして、上記構成の掘削工具では、掘削
刃８，８が掘削ビット３のビット本体５に形成された取
付穴５ｃに摺動可能に嵌挿されていて、ビット外径が拡
径した状態でもこの取付穴５ｃに支持された状態とさ
れ、掘削時の負荷をこの取付穴５ｃの内壁面によって受
けることができるので、該掘削刃８，８の掘削ビット３
への取付剛性が高く、確実かつ安定的に削孔の形成を行
うことができる。また、アーム１０と掘削刃８との連結
部となるピン１０ｂも、掘削刃８の外周側端部より内周
側に設けることができるので、この連結部が掘削時の負
荷によって損傷することがなく、一層安定した掘削をは
かることができる。しかも、図１および図２に示される
ように、ビット外径を拡縮径する場合でも、掘削ビット
３の軸線Ｏ方向の位置は変わることがないので、従来の
ように縮径時に掘削ビットをケーシング先端よりもさら
に前進させる必要がなく、従ってこの前進のために不要
な深さまで掘削を続ける必要もなくなって効率的であ
る。

【００１４】なお、本実施形態では上記取付穴５ｃが軸
線Ｏに対する直径方向に延びるように形成されている
が、わずかな角度であればこれを外周側に向かうに従い
先端側に向かうように傾斜させたり、あるいは逆に外周
側に向かうに従い後端側に向かうように傾斜させたりし
てもよい。前者の場合には、掘削刃８からアーム１０を
介してブロック９およびシャフト４に、軸線Ｏ方向後端
側に向けて掘削時の負荷が取付穴５ｃの傾斜角度に応じ
て作用することとなるが、シャフト４を後退させた際に
掘削刃１０を収容し易いという利点が得られる。逆に、
後者の場合には、掘削刃１０の収容はし難くなるもの
の、掘削刃１０が外周側に向けて後端側に延びるように
突出することとなるので、掘削時の抵抗の低減を図るこ
とが可能となる。また、アーム１０はシャフト４先端の
ブロック９と掘削刃８とにピン１０ａ，１０ｂを介して
回動自在に連結されているので、場合によっては掘削刃
８および取付穴５ｃを上記厚さ方向視に円弧状に形成し
てもよい。

【００１５】一方、本実施形態では、シャフト４の先端
部にブロック９が相対回転自在かつ一体に進退可能に取
り付けられていて、上記アーム１０はこのブロックに回
転自在に連結されている。このため、シャフト４はロッ
ド２とともに軸線Ｏ回りに回転させなくても、掘削刃
８，８の出没を駆動することが可能となるので、シャフ
ト４を進退可能とするのに加えて回転可能とするような
必要はなくなり、構造の簡略化を図ることができるとと
もに、特に削孔の深さが深い場合などにはロッド２の回
転駆動力の軽減を図ることもできる。

【００１６】さらに、本実施形態では、上記ロッド２が
オーガースクリューロッドであってケーシング１内とロ
ッド２との間を通して掘削時のくり粉が排出されるのに
対し、このロッド２が中空管状とされていて、その中空
部２ｂに上記シャフト４が挿入されている。このため、
駆動部材としてのシャフト４がロッド２にカバーされた
状態となっていて、このくり粉によってシャフト４の進
退動作に支障を来したりするようなおそれがなく、より
確実かつ安定的に掘削刃８の出没を行うことが可能とな
る。

【００１７】

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
掘削刃の取付剛性の向上を図るとともにアームとの連結
部の損傷を防止することができ、安定的かつ確実な掘削
および掘削ビットの引き抜きを行うことが可能となる。
また、この掘削ビットの引き抜きの際に必要以上に深く
削孔を形成する必要がなくなって効率的である。

【図面の簡単な説明】

【図１】 本発明の一実施形態を示す掘削ビット３のビ
ット外径が縮径した状態の一部破断図である。

【図２】 図１に示す実施形態の掘削ビット３のビット
外径が拡径した状態の一部破断図である。

【図３】 図２に示す状態の実施形態の一部破断側面図
である（掘削刃８およびブロック９は図示が略されてい
る。）。

【図４】 図１および図２におけるＹＹ断面図である。

【図５】 図１および図２におけるＺＺ断面図である。

【符号の説明】

１ ケーシング ２ ロッド ３ 掘削ビット ４ シャフト（駆動部材） ５ ビット本体 ５ｃ 取付穴 ７ 先端刃 ８ 掘削刃 ９ ブロック １０ アーム Ｏ ロッド２の軸線

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 株式会社リョウテック建設工具工場 内 Ｆターム(参考） 2D029 EB03

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 軸線回りに回転可能とされたロッドの先
   端に、ビット外径が拡縮径可能とされた掘削ビットが設
   けられてなる掘削工具であって、上記ロッドの先端側に
   は上記軸線方向に進退可能な駆動部材が設けられるとと
   もに、上記掘削ビットには、上記軸線に対する径方向に
   取付穴が形成されて、この取付穴には掘削刃が摺動可能
   に嵌装されており、この掘削刃と上記駆動部材とが、上
   記掘削ビット内に介装されたアームの両端部に回動自在
   に連結されることにより、上記駆動部材の進退によって
   上記掘削刃が径方向に出没して上記ビット外径が拡縮径
   されることを特徴とする掘削工具。
2. 【請求項２】 上記アームは、上記駆動部材に対して上
   記軸線回りに相対的に回転自在に取り付けられたブロッ
   クに連結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】 上記ロッドは中空管状とされるととも
   に、上記駆動部材は、このロッドの中空部に挿通される
   シャフトであ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。