JP2002356810A - 掘削装置における掘削工具 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】電柱や基礎支柱などの埋設工事においては、電
柱などの埋設量（つまり、地上高）にバラツキを解消す
るための、面倒な二次加工作業などの不要化が図れるよ
う、底面の平坦な穴の掘削が可能な掘削工具の提供を実
現する。 【解決手段】掘削工具３０先端面の掘削ビット３０Ｃ
は、先端面の半径に沿って刃先が分割配置された複数の
チップ３０ｃからなり、これらチップ３０ｃを回転角位
置が異なり、各回転軌跡が径方向へ連続して掘削面３５
の全域を覆う、配置に設定する。また、チップ３０ｃ
は、回転方向の前端よりも後端が径方向の外側寄りにな
り、刃先に沿う中心線が回転の中心Ｐからオフセットす
る、取付状態に設定する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は、道路その他の舗
装面などを掘削するに好適な掘削装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】道路工事や、上下水道，電力管，通信
管，ガス管などの埋設工事においては、既設の舗装面を
掘り返す工事が必要なことがある。このような工事に用
いられる掘削装置としては、図６のようなものが知られ
ている（特願平８−２５８８９６号、参照）。

【０００３】図示のように、この掘削装置では、パワー
ショベルなど油圧作業機本体１のアーム２Ｂ先端にホル
ダ５を介して油圧モータ３が備えられる。油圧作業機本
体１の旋回体１Ａにブーム２Ａが傾倒可能に支持され、
ブーム２Ａにアーム２Ｂが屈伸可能に連結される。アー
ム２Ｂにホルダ５は首振り可能に支持され、油圧モータ
３の回転軸３Ａにエンドミルカッタ４（掘削工具）が着
脱可能に連結される。

【０００４】旋回体１Ａとブーム２Ａとの間，ブーム２
Ａとアーム２Ｂとの間，アーム２Ｂとホルダ５との間、
に油圧シリンダ６Ａ，６Ｂ，６Ｃが介装される。旋回体
１Ａに対するブーム２Ａの傾倒角は、油圧シリンダ６Ａ
の伸縮により、ブーム２Ａに対するアーム２Ｂの屈伸角
は、油圧シリンダ６Ｂの伸縮により、アーム２Ｂに対す
るホルダ５の首振り角は、油圧シリンダ６Ｃの伸縮によ
り、それぞれ操作可能に構成される。

【０００５】油圧モータ３は、油圧シリンダ６Ａ，６
Ｂ，６Ｃ等と共に、油圧作業機本体１に搭載の油圧源
（図示せず）から作動油の供給を受け、エンドミルカッ
タ４を回転駆動する。一例としてエンドミルカッタ４
は、図７〜図９のように油圧モータ３の回転軸３Ａと同
軸上に連結する結合部４Ａが基端側に形成され、カッタ
部４Ｂの先端に掘削ビット４Ｃ（２種のチップで構成さ
れる）、同じく側面に切削ビット４Ｄ（複数のチップ列
を形成する）、が備えられる。

【０００６】カッタ部４Ｂの先端において、刃先が直線
状に連なるチップ４ａは、母材部分の周縁部に円周方向
へ等間隔に配置され、刃先が円錐状に尖るチップ４ｂ
は、母材部分の中央部に回転の中心から不等距離に配置
される。カッタ部４Ｂの側面において、刃先が円錐状に
尖るチップ４ｂは、母材部分の外周に軸方向の位置が異
なり、チップ間（隙間）が螺旋方向へ密になる配列に設
定される（図９、参照）。

【０００７】舗装面の掘削（穿孔）作業を行うときは、
油圧シリンダ６Ａ，６Ｂ，６Ｃの伸縮を操作することに
より、油圧モータ３で回転駆動されるエンドミルカッタ
４を舗装面へ垂直に押し下げると、先端の掘削ビット４
Ｃにより、所定の深さに掘削穴を掘ることができる。ま
た、油圧シリンダ６Ａ，６Ｂ，６Ｃの伸縮を操作するこ
とにより、エンドミルカッタ４を垂直に保持しながら舗
装面と平行に移動させると、側面の切削ビット４Ｄによ
り、所定の深さおよび幅をもって舗装面を切削または切
断できるようになる。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】このような切削を含む
掘削作業において、掘削中の削り屑は、エンドミルカッ
タ４の回転に伴ってカッタ部４Ｂの周辺に寄せ集めら
れ、そこからカッタ部４Ｂの側面をチップ４ｂ間が密な
螺旋方向に沿って外部へ押し出されるのである。

【０００９】電柱や基礎支柱などの埋設工事において
は、カッタ先端の掘削ビット４Ｃが既述のように構成さ
れるため、図１０のように凹凸が穴１０の底面１０ａに
残ってしまう。そのため、穴１０の掘削（深さ）が厳格
に制限される場合、凹凸の影響により、電柱などの埋設
量（つまり、地上高）にバラツキが生じやすい。

【００１０】この凹凸を小さくするには、母材部材の端
面に配置されるチップ４ｂの数を増やすことが要求され
る。また、凹凸を均すため、エンドミルカッタ４を平行
に移動させる（たとえば、カッタ４の回転中心を旋回さ
せる）ような二次加工作業が必要となり、これによると
穴１０の径が余分に広がってしまう。

【００１１】この発明は、このような不具合を解消する
有効な対策手段の提供を目的とする。

【００１２】

【課題を解決するための手段】第１の発明は、油圧駆動
される油圧作業機本体と、油圧作業機本体のアーム先端
にホルダを介して取り付けられる油圧モータと、油圧モ
ータにより回転駆動される掘削工具と、を備える掘削装
置において、掘削工具の先端面と円周面とに掘削ビット
を備え、先端面における掘削ビットは、先端面の半径に
沿って刃先が配置されたチップから構成したことを特徴
とする。

【００１３】第２の発明は、掘削工具先端面の掘削ビッ
トは、先端面の半径に沿って刃先が分割配置された複数
のチップからなり、これらチップを回転角位置が異な
り、各回転軌跡が径方向へ連続して掘削面の全域を覆
う、配置に設定したことを特徴とする。

【００１４】第３の発明は、第２の発明に係る掘削工具
におけるチップは、回転方向の前端よりも後端が径方向
の外側寄りになり、刃先に沿う中心線が回転の中心から
オフセットする、取付状態に設定したことを特徴とす
る。

【００１５】

【発明の効果】第１の発明においては、掘削工具が回転
駆動されると、工具先端の掘削ビットにより、掘削穴の
半径に刃先の線接触するチップの回転軌跡が円形になる
ため、底面の平坦な穴を掘削することができる。したが
って、面倒な二次加工作業も不要となり、電柱などの埋
設工事を効率よく正確に処理可能となる。

【００１６】第２の発明においては、チップ間を削り屑
が逃げるため、掘削の抵抗が小さくなり、工具先端の回
転中心が安定するようになる。したがって、底面の平坦
な穴を効率よく掘削できる、という効果も得られる。

【００１７】第３の発明においては、チップの削り屑
は、その回転に伴って径方向の外側へ押し出される。こ
のため、削り屑の排出が促進され、底面の平坦な穴をさ
らに効率よく掘削できる。

【００１８】

【発明の実施の形態】図１および図２は、第１の実施形
態を表すものであり、エンドミルカッタ３０（掘削工
具）は、基端側が結合部３０Ａに形成され、この結合部
３０Ａに中間部（括れ部）を介して先端側のカッタ部３
０Ｂが同軸上に備えられる。

【００１９】エンドミルカッタ３０は、基端側の結合部
３０Ａにおいて、図６に示すような掘削装置の油圧モー
タ３の回転軸３Ａにスプラインまたはネジなどの締結手
段を介して連結され、油圧モータ３の駆動により、回転
軸３Ａと一体に回転駆動される。

【００２０】カッタ部３０Ｂの母材部分は、結合部３０
Ａおよび括れ部よりも大径の円柱状に形成される。カッ
タ部３０Ｂの先端において、刃先の直線状に連なるチッ
プ３０ａが母材部分の円形端面に備えられる。チップ３
０ａは、刃先が掘削穴の半径と同じ長さに設定され、母
材部分の円形端面の中心Ｐ（カッタ軸）から等間隔の放
射状に配置される。

【００２１】この例においては、４つのチップ３０ａが
９０度の間隔（刃先が十字状に連続する配置）に取り付
けられる（図２、参照）。母材部分の周縁部において、
チップ３０ａの刃先をそれぞれ軸方向へ延長するチップ
３０ａ’が配置され、これらのチップ３０ａ，３０ａ’
からカッタ部３０Ｂの先端に掘削ビット３０Ｃが構成さ
れる。

【００２２】カッタ部３０Ｂの側面において、刃先が円
錐状に尖るチップ３０ｂが数多く配置される。これらチ
ップ３０ｂは、カッタ部３０Ｂの側面に切削ビット３０
Ｄを構成するものであり、刃先の高さがチップ３０ａ’
の刃先の高さに揃えられ、母材部分の外周において、軸
方向の位置が異なり、チップ間（隙間）が螺旋方向へ密
になる配列（図９、参照）に設定される。

【００２３】電柱などの埋設工事において、舗装面を掘
削するときは、掘削装置（図６、参照）の油圧シリンダ
６Ａ，６Ｂ，６Ｃの伸縮を操作することにより、油圧モ
ータ３で回転駆動されるエンドミルカッタ３０を舗装面
へ垂直に押し下げるようにする。

【００２４】カッタ先端の掘削ビット３０Ｃにおいて、
チップ３０ａは刃先が掘削面の半径に線接触しながら旋
回するため、チップ３０ａの回転軌跡が円形になり、図
３のように底面４０ａの平坦な穴４０を所定の深さに掘
削することができる。したがって、面倒な二次加工作業
も不要となり、電柱などの埋設工事を効率よく正確に処
理可能となる。

【００２５】チップ３０ａは、９０度の間隔に４つ配置
されるが、数や間隔はとくに限定されるものでなく、１
８０度の間隔に２つ配置するようにしても良い。

【００２６】図４は、第２の実施形態を表すものであ
り、図１および図２のチップ３０ａ（掘削面の半径に線
接触する）の２つ分がそれぞれ２つ（回転の中心Ｐに対
する、内径側30a-1と外径側30a-2）に分割形成され、母
材部材の円形端面に内径側の２つ(30a-1)が１８０度の
間隔、これらと位相が９０度ずれる位置に外径側の２つ
(30a-2)が１８０度の間隔、に配置される。

【００２７】これによると、内径側の分割部分(30a-1)
の回転軌跡および外径側の分割部分(30a-2)の回転軌跡
が径方向に連続して掘削面３５の全域を覆うため、所定
の深さに底面の平坦な穴を掘削することができる。チッ
プ３０ａの削り屑は分割部分（30a-1,30a-2）の間に逃
げるため、かつ図２に較べてチップの接触面積が小さく
なるため、掘削の抵抗が小さくなり、内径側の分割部分
（30a-1）が掘削面の中央領域に小さい円形の回転軌跡
を形成するため、エンドミルカッタ３０の回転中心が掘
削面に安定化しやすくなる。そのため、底面の平坦な穴
を効率よく正確に掘削できる、という効果も得られる。

【００２８】図５は、第３の実施形態を表すものであ
り、カッタ部３０Ｂの先端において、複数のチップ３０
ｃが母材部分の円形端面に配置される。チップ３０ｃ
は、刃先が直線状に連なるものであり、各刃先（掘削面
に線接触する）の回転軌跡が径方向へ連続して掘削面３
５の全域を覆う、配置に設けられる。この場合、チップ
３５ｃは回転方向の前端よりも後端が径方向の外側寄り
になる（回転方向の前面が外向きに傾斜する）よう、刃
先に沿う中心線が回転の中心Ｐからオフセットする、取
付状態に設定される。

【００２９】これによると、チップ３０ｃの削り屑は、
その回転に伴って径方向の外側へ押し出される。そのた
め、削り屑の排出が促進され、底面の平坦な穴を図４の
刃先が径方向へ延びるチップ（30a-1,30a-2）よりも効
率よく掘削できることになる。

【００３０】なお、第２の実施形態（図４）および第３
の実施形態（図５）において、カッタ部３０Ｂの側面に
は、刃先の円錐状に尖るチップ３０ｂが数多く配置さ
れ、図１（第１の実施形態）と同様の切削ビット３０Ｄ
が構成される。

【図面の簡単な説明】

【図１】第１の実施形態におけるエンドミルカッタの側
面を表す外形図である。

【図２】同じくカッタ部の先端を表す外形図である。

【図３】同じく掘削穴の説明図である。

【図４】第２の実施形態におけるカッタ部の先端を表す
外形図である。

【図５】第３の実施形態におけるカッタ部の先端を表す
外形図である。

【図６】掘削装置の全体構成を表す説明図である。

【図７】従来例におけるエンドミルカッタの側面を表す
外形図である。

【図８】同じくカッタ部の先端を表す外形図である。

【図９】同じくカッタ部の側面を表す展開図である。

【図１０】同じく掘削穴の説明図である。

【符号の説明】

３０ エンドミルカッタ ３０Ａ 結合部 ３０Ｂ カッタ部 ３０Ｃ 掘削ビット ３０Ｄ 切削ビット ３０ａ，３０ａ’，30a-1，30a-2，３０ｃ 掘削用のチ
ップ ３０ｂ 切削用のチップ

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】油圧駆動される油圧作業機本体と、油圧作
   業機本体のアーム先端にホルダを介して取り付けられる
   油圧モータと、油圧モータにより回転駆動される掘削工
   具と、を備える掘削装置において、掘削工具の先端面と
   円周面とに掘削ビットを備え、先端面における掘削ビッ
   トは、先端面の半径に沿って刃先が配置されたチップか
   ら構成したことを特徴とする掘削工具。
2. 【請求項２】掘削工具先端面の掘削ビットは、先端面の
   半径に沿って刃先が分割配置された複数のチップからな
   り、これらチップを回転角位置が異なり、各回転軌跡が
   径方向へ連続して掘削面の全域を覆う、配置に設定した
   ことを特徴とする掘削工具。
3. 【請求項３】チップは、回転方向の前端よりも後端が径
   方向の外側寄りになり、刃先に沿う中心線が回転の中心
   からオフセットする、取付状態に設定したことを特徴と
   する請求項２に記載の掘削工具。