JP2004036260A - Excavating tool - Google Patents

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JP2004036260A
JP2004036260A JP2002195771A JP2002195771A JP2004036260A JP 2004036260 A JP2004036260 A JP 2004036260A JP 2002195771 A JP2002195771 A JP 2002195771A JP 2002195771 A JP2002195771 A JP 2002195771A JP 2004036260 A JP2004036260 A JP 2004036260A
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JP
Japan
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bit
axis
excavation
concave portion
wall surface
Prior art date
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Application number
JP2002195771A
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Japanese (ja)
Inventor
Takeshi Hayashi
林 猛
Kimiya Hisada
久田 仁也
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Mitsubishi Materials Corp
Original Assignee
Mitsubishi Materials Corp
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Publication date
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To prolong the life of a tool by reducing damage to side surfaces 4C and 4D, which abut on each other, of a bit 4 and suppressing a decrease in the positioning accuracy and rigidity of the bit 4 even if the damage is made greater. <P>SOLUTION: In this excavating tool, the bits 4 are attached to a tip part 1A of a device 1 for being rotated around the axis O, so as to be rotatable around the central axis X eccentric with respect to the axis O; and the mutual side surfaces 4C and 4D abut each other by having the bits 4 rotated around the respective central axes X along with the rotation of the device 1 in excavation, so that positioning can be performed in a state wherein an outside diameter from the axis O is enlarged. A recess 3, which is recessed to the side of a back end, is formed at the tip part 1A; a protrusion 6 for being housed in the recess 3, which is protruded to the side of the back end, is formed on a back end surface 4B of the bit 4; and the protrusion 6 can abut on or get close to a wall surface 3A, which is directed in a rotational direction T in the excavation, of the recess 3 in a state wherein the diameter of the bit 4 is expanded. <P>COPYRIGHT: (C)2004,JPO

Description

【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、主として円筒状のケーシング内に挿入されて用いられ、掘削時にはこのケーシング先端からビットが突出した状態で回転されることによりビット外径が拡径して上記ケーシングが建て込まれる削孔を掘削し、削孔の掘削終了後は掘削時と逆方向に回転されることによってビット外径が縮径してケーシングを削孔に残したまま引き抜き可能とされた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、軸線回りに回転されるデバイスと、その先端部に上記軸線から偏心した中心軸回りに例えば軸と孔との嵌合により回転可能に取り付けられた複数のビットとを備え、掘削時には上記デバイスが軸線回りに一方向に回転させられるのに伴い、掘削抵抗によって上記ビットがそれぞれの中心軸回りに回転して互いの側面同士が当接することにより上記軸線からの外径が拡径した状態で位置決めされ、またデバイスが上記一方向と反対向きに回転させられた際にはビットも上記とは反対向きに回転することにより、やはり互いの側面同士が当接して上記外径が縮径させられた状態で位置決めされるものが知られている。そして、このような掘削工具は、円筒状のケーシング内にビットを縮径した状態で挿入され、該ケーシングの先端からビットを突出させて回転自在かつ先端側にはケーシングと一体に前進可能とされ、掘削時にはデバイスが上記一方向への回転力と先端側に向けての打撃力とを受けることにより、ビットの外径がケーシング外径よりも拡径して回転しつつケーシングとともに前進させられて、削孔を形成しながら該削孔内に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てケーシングが建て込まれたなら、デバイスを反対向きに回転することによってビットが縮径するので、削孔内にケーシングを残したまま該削孔内から後退させて引き抜き可能とされる。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、このような掘削工具により長期に亙って上述のような削孔の形成を繰り返すうちには、特に互いに当接しながら上記中心線回りの回転力を受けるビットの側面部分に摩耗等の損傷が生じることが避けられない。しかしながら、このような損傷が進行すると、ビットが拡縮径した状態での位置決め精度や剛性が損なわれてがたつきが生じてしまい、これによってビットの支持が不安定となったり、その拡径量が変化したり、またビットが上述のように軸孔嵌合によって回転可能とされているときにはその回転軸に負荷が集中して軸折れを生じたりするおそれがある。
【0004】
本発明は、このような背景の下になされたもので、上述のような構成の掘削工具において、互いに当接するビットの側面部分の損傷を軽減し、また損傷が進行してもビットの位置決め精度や剛性の劣化を抑制することができ、これによって工具寿命を延長す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、軸線回りに回転されるデバイスの先端部に複数のビットが上記軸線から偏心した中心軸回りに回転可能に取り付けられ、掘削時に上記デバイスが回転させられるのに伴い上記ビットがそれぞれの中心軸回りに回転して互いの側面同士が当接することにより上記軸線からの外径が拡径した状態で位置決めされる掘削工具において、上記デバイスの先端部に後端側に凹む凹部を形成するとともに、上記ビットの後端面には上記凹部に収容される後端側に突出した凸部を形成し、この凸部を上記ビットが拡径した状態で上記凹部の掘削時の回転方向を向く壁面に当接または近接可能としたことを特徴とする。従って、このような掘削工具によれば、上記ビットが拡径した状態でその後端面に形成された上記凸部がデバイスの凹部の上記壁面に当接可能とされている場合には、ビットは上記側面同士の当接に加えてこの凹部壁面への凸部の当接によっても位置決めされることとなるので、掘削時の回転力が上記側面部分に集中するのを防いでその損傷を軽減することができ、またこの凸部が拡径状態において凹部壁面に近接可能とされている場合には、上記側面部分の損傷が生じるとこの凸部が凹部壁面に当接することとなり、回転力に対してビットの位置決め精度や剛性が確保されるので、いずれの場合もビットのがたつきを防いで安定的な支持を図ることができる。
【0006】
ここで、このようにビットが拡径した状態でその後端面の上記凸部と上記凹部の掘削時の回転方向を向く壁面とが近接可能とされている場合において、これら凸部と凹部壁面との間の間隔が大きく開きすぎていると、ビットの側面部分に損傷が生じても凸部が壁面に当たらなくなって上述の作用効果が十分に得られなくなるおそれがあるので、この場合の上記間隔は6mm以下とされるのが望ましい。なお、ビット拡径状態において凸部が凹部壁面に当接可能とされている場合には、この間隔は0mmとなる。また、上記デバイスの先端部外周に、掘削時に生成される掘削屑、いわゆるくり粉の排出溝が後端側に向けて延びるように形成されている場合には、上記凹部はこの排出溝の先端側に連通させられるように形成されるのが望ましく、これにより、上記凹部を形成したことによってデバイスの肉厚が大きく削がれてその剛性が損なわれたりするのを防ぐことが可能となる。
【0007】
【発明の実施の形態】
図1ないし図4は本発明の一実施形態を示すものである。本実施形態においてデバイス1は、図1ないし図3に示すようにその先端部1Aが後端部1Bよりも一段大径とされた外形略多段円柱状をなしており、この後端部1Bに図示されないハンマが取り付けられることによって、掘削時には図中に符号Tで示す方向に軸線O回りに回転力を受けるとともに該軸線O方向先端側(図1において左側)に打撃力を受ける。
【0008】
また、上記先端部1Aは、さらにその後端側の部分が先端側よりも僅かに大径とされた多段状をなしていて、これによりその外周には後端側に向けて一段凸となる段部1Cが形成されており、この段部1Cの外径すなわちデバイス1の最大径は、やはり図示されない円筒状のケーシングの内周に嵌挿可能な大きさとされる一方、この段部1Cよりも先端側の上記先端部1A先端側部分の外径は、上記ケーシングの最先端に取り付けられる内径の一段小さなやはり円筒状のケーシングトップ内周に嵌挿可能な大きさとされ、上記段部1Cがこのケーシングトップの後端に当接することにより、上記打撃力のみがケーシングに伝達されて該ケーシングが前進し、削孔内に建て込み可能とされる。なお、こうして段部1Cがケーシングトップ後端に当接した状態で、デバイス1の先端面1Dはこのケーシングトップの先端から僅かに突出するようにされる。
【0009】
また、このデバイス1の先端部1Aの外周には、周方向の幅が大きいくり粉の排出溝2Aとその上記回転方向T側に隣接した幅の小さい排出溝2Bとが、それぞれ軸線Oに平行に上記先端面1Dから先端部1Aの後端に亙って延びるように、かつこのような対をなす排出溝2A,2Bが複数対(本実施形態では3対)周方向に等間隔に位置するように形成されている。さらに、これらの対をなすくり粉の排出溝2A…,2B…のうち、それぞれの回転方向T後方側(図2および図3において時計回り方向側)に位置する排出溝2Aの先端側には、この排出溝2Aに連通するようにして、上記先端面1Dから後端側に一段凹む凹部3が形成されている。この凹部3は、排出溝2Aの先端側の一定長さの部分が、デバイス1の先端側から見て図2に示すように概略等脚台形状をなすように、排出溝2Aよりもデバイス1の内周側に深く、かつ回転方向T側に大きく切り欠かれるようにして形成されたものであって、その回転方向T側を向く壁面3Aは排出溝2Aの回転方向を向く壁面と面一な平面とされ、これとは反対の回転方向T後方側を向く壁面3Bはこの排出溝2Aに隣接する排出溝2Bに達することはなく、またこれらの壁面3A,3B間の周方向の間隔はデバイス1の内周側に向けて漸次小さくなるようにされ、さらに凹部3の先端側を向く底面3Cは軸線Oに垂直な平面状に形成されている。なお、デバイス1にはその軸線Oに沿って後端部1Bから圧縮空気の排気孔1Eが形成されており、この排気孔1Eの先端側は、軸線Oに沿ってデバイス1を貫通して図3に示すように上記先端面1Dの中央に開口させられるとともに、途中で分岐して各凹部3の上記底面3Cにもそれぞれ開口させられている。
【0010】
さらに、このデバイス1の先端面1Dには、複数(本実施形態では3つ)のビット4…がやはり周方向に等間隔に取り付けられている。これらのビット4…は、互いに同形同大で、その先端面4Aが図2、3に示すように概略扇形なすようにされた厚肉の平板状のものであって、この先端面4Aには硬合金等の硬質材料よりなるボタン側のチップ5が多数植設されるとともに、ビット4の後端面4Bはその大部分が軸線Oに垂直な平面状とされて先端面1Dに密着可能とされている。ただし、本実施形態では、この先端面4Aがなす扇形は偏った形状とされており、すなわち中心(扇の要の部分)に交差する2辺の一方が長辺とされるとともに他方はこれよりも短い短辺とされ、またこれら2辺の先端を結ぶ弧状の辺は、その上記長辺側の部分が、上記中心からの半径が上記ケーシングやケーシングトップよりも大きな半径を有する円弧状とされるとともに、これよりも上記短辺側の部分は、該短辺側に向かって順に上記先端部1Aの段部1Cより先端側の部分の外径(半径)と略等しい半径とされた円弧と直線とによって構成されて、この短辺側に向かうに従い上記中心までの距離が漸次小さくなるように形成されている。なお、この先端面4Aがなす扇形の扇角、すなわち上記長短辺の交差角は、360°をビット4の数で割った大きさとされており、本実施形態では120°とされている。
【0011】
このように形成されたビット4は、そのぞれその側面のうち先端面4Aの上記長辺部分に連なる側面4Cを概ね上記回転方向Tに向けるとともに、短辺部分に連なる側面4Dを概ね回転方向Tの後方側に向け、また上記弧状の辺部分に連なる側面4Eを概ね外周側に向けて、例えばビット4の上記後端面4Bの略中央に突設された軸線Oに平行に延びる円柱状の軸が、デバイス1の先端面1Dにおいて軸線Oを中心とする1の円の円周上に周方向に等間隔に形成された軸線Oに平行な孔に、回転自在かつ先端側に抜け止めされて嵌合されることにより、軸線Oから偏心したこの孔の中心軸X回りに回転可能にデバイス1の先端部1Aに取り付けられている。なお、これらの側面4C〜4Eは軸線Oに平行な平坦面とされている。
【0012】
しかして、こうして中心軸X回りに回転可能に取り付けられた複数のビット4…は、掘削時にデバイス1が上記回転方向Tに回転力を受けたときには、掘削抵抗によって先端視に図2に示すように中心軸X回りに時計回り方向に回転して、周方向に隣接するビット4,4同士において回転方向T側に位置するビット4の上記側面4Dがその回転方向T後方側に位置するビット4の側面4Cの上記中心側部分に当接するとともに、各ビット4の先端面4Aの上記中心が軸線O上に位置し、かつ側面4Eのうち側面4C側の部分が上記ケーシングやケーシングトップよりも外周に突出するようにして、拡径した状態で位置決めされる。なお、このとき、先端視において各ビット4の上記側面4Cの回転方向T側には、デバイス1の上記排出溝2A,2Bとこの排出溝2Aに連通する凹部3とが開口するようにされ、また上記凹部3の壁面3Aは側面4Cから回転方向T後方側に一段後退して該側面4Cと平行となるようにされている。
【0013】
一方、掘削終了後にデバイス1を上記回転方向T後方側に回転させたときには、ビット4…は図3に示すように中心軸X回りに反時計回り方向に回転して、回転方向T側に位置するビット4の側面4Dが、回転方向T後方側に位置するビット4の側面4Cの側面4E側の部分に当接し、すべてのビット4…が先端視にデバイス1の先端面1D内に収まるように縮径した状態で位置決めされる。このとき、各ビット4の上記側面4Cは、上記拡径状態においてこの側面4Cの回転方向T側に開口した凹部3の上記壁面3Bよりも、先端視において回転方向Tの後方側に位置するようにされている。
【0014】
そして、これらのビット4…の上記後端面4Bには、その側面4Cとの交差稜線部の上記側面4E側に、後端面4Bから軸線O方向後端側に突出するように凸部6が形成されている。この凸部6は、後端面4Bの側面4Cとの上記交差稜線部に沿って延びる突条状のものであって、この交差稜線部に直交する断面が方形状となるようにビット4と一体に形成されており、その回転方向T側を向く側面とビット4の上記側面4E側の端面とは上記側面4Cと側面4Eとにそれぞれ面一とされるとともに、回転方向T後方側を向く側面は側面4Cと平行とされている。また、この凸部6の後端面4Bからの突出量と上記交差稜線部に沿った方向の長さとは、上記凹部3のデバイス1における先端面1Dからの凹み量と先端部1A外周からの凹み量よりもそれぞれ十分小さくされており、さらに上記側面間のこの凸部6の厚さは、上記拡径状態において凹部3の壁面3Aがビット4の側面4Cから後退する後退量と略同一か、または僅かに小さくされている。すなわち、凸部6は、ビット4の中心軸X回りの回転位置に関わらず、常に凹部3内に収容された状態とされる。
【0015】
これにより、この凸部6は、上述のようにビット4の後端面4Bがデバイス1の先端面1Dに密着した状態で凹部3内に収容されて、図4に示すようにビット4の拡径動作に干渉することなく一体に中心軸X回りに回転可能とされ、かつ拡径状態においては凹部3の回転方向T側を向く上記壁面3Aに当接可能、またはその厚さと上記後退量との差の分の間隔をあけて近接可能とされる。なお、こうして拡径状態で凸部6が壁面3Aに近接可能とされた場合において、この凸部6と壁面3Aとの間隔、すなわち拡径状態におけるビット4の側面4Cから壁面3Aまでの後退量と凸部6の厚さとの差は、6mm以下(例えば1〜6mmの範囲)となるようにされている。また、ビット4が縮径した状態においても、上述のようにビット4の回転方向Tを向く側面4Cが凹部3の回転方向T後方側を向く壁面3Bよりもこの回転方向Tの後方側に位置しているので、この側面4Cと回転方向Tを向く側面が面一とされた凸部6が壁面3Bに干渉することはない。
【0016】
従って、このように構成された掘削工具においては、掘削時にデバイス1が上記回転方向Tに回転力を受けて回転させられ、これに伴い上述のようにビット4…が中心軸X回りに回転して互いの側面4C,4Dが当接することにより拡径した状態で位置決めされると同時に、上記凸部6が凹部3の回転方向Tを向く壁面3Aに当接または近接して配設されることとなる。このため、拡径状態において凸部6が凹部3の壁面3Aに当接している場合には、ビット4は、その側面4C,4D同士の当接によって位置決めされるとともに、この凸部6が壁面3Aに当接することによっても位置決めされることとなり、デバイス1からビット4…に伝達される回転力が上記側面4C,4Dの当接部分のみに集中するのを避けることができて該側面4C、4Dの損傷を防ぎ、これによりビット4…の位置決め精度の劣化による拡径量の変化や上記軸への負荷の集中による折損などを避けることができて、長期に亙って安定した掘削を促すことが可能となる。
【0017】
一方、この拡径状態において上記凸部6と壁面3Aとの間に間隔があけられていて、凸部6が壁面3Aに対して近接可能とされている場合には、ビット4…の位置決めは専ら上記側面4C,4Dの当接によることとなるが、長期の使用のうちにこれらの側面4C,4Dに摩耗等の損傷が生じて位置決め精度に劣化を生じると、凸部6と壁面3Aとの間隔が小さくなって凸部6が壁面3Aに当接することとなり、以降は上記の場合と同様にこの凸部と壁面3Aとの当接と側面4C,4Dの当接とによってビット4…が位置決めされることとなる。従って、この場合でもやはり安定した掘削が可能であるとともに、掘削の当初は上記凸部6に掘削の負荷が作用するのを避けることができるので、側面4C,4Dの当接面積に比べて凸部6の壁面3Aへの当接面積を確保し難い場合でも、側面4C,4Dが損傷する前にこの凸部6に損傷が生じてしまったりするような事態を防止することができる。
【0018】
ただし、このように拡径状態で凸部6が凹部3の壁面3Aに近接可能とさせられている場合でも、この凸部6と壁面3Aの間隔が大きすぎると、側面4C,4Dの損傷が大きく進行した後でなければ凸部6が壁面3Aに当接しなくなってしまい、その間に拡径量が大きく変化したり負荷の集中によって上記軸に折損が生じたりするおそれがある。このため、こうして拡径状態で凸部6が凹部3の回転方向Tを向く壁面3Aに近接して両者の間に間隔があけられている場合でも、この間隔は本実施形態のように6mm以下に設定されるのが望ましい。なお、この間隔が0mmの場合は、上述のように拡径状態で凸部6が壁面3Aに当接する場合となる。
【0019】
一方、本実施形態では、この凸部6が収容される凹部3が、デバイス1の外周に形成されたくり粉の排出溝2Aの先端側に連通するように形成されており、凹部3を形成するためにデバイス1の肉厚が大きく削がれてしまうのを避けることができて、デバイス1の剛性を確保することが可能となる。しかも、この凹部3の底面3Cにはデバイス1の軸線Oに沿って形成された圧縮空気の排気孔1Eが分岐して開口させられており、掘削時にはこの排気孔1Eから噴出される圧縮空気によってくり粉が排出溝2A,2B内を後端側に向けて送り出されるとともに、凸部6と上記壁面3Aとの間にくり粉や土砂などが入り込もうとしてもこの圧縮空気によって除去することができるので、このように凸部6と壁面3Aとの間にくり粉や土砂が噛み込まれることにより側面4C,4Dが当接せずにビット4が確実に拡径しなくなったりするような事態も未然に防止することができる。
【0020】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、ビットの後端面に形成された凸部がデバイスに形成された凹部に収容されて、拡径状態でこの凹部の回転方向を向く壁面に当接可能または近接可能とされているので、互いに当接するビットの側面同士に損傷が生じるのを防いだり、あるいはこのような損傷が大きく進行するのを防いだりすることができ、ビットの位置決め精度を保持して拡径量の変化や軸の折損などを防止し、長期に亙って安定した掘削を促すことが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の一実施形態を示す側面図である。
【図2】図1に示す実施形態のビット4…が拡径した状態を示す先端視の正面図である。
【図3】図1に示す実施形態のビット4…が縮径した状態を示す先端視の正面図である。
【図4】図1に示す実施形態の凹部3周辺を示す斜視図である。
【符号の説明】
1 デバイス
1A デバイス1の先端部
2A,2B 排出溝
3 凹部
3A 凹部3の回転方向Tを向く壁面
4 ビット
4B ビット4の後端面
4C〜4E ビット4の側面
6 凸部
O デバイス1の軸線
X ビット4の中心軸
T 掘削時のデバイス1の回転方向
[0001]
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
The present invention is mainly used by being inserted into a cylindrical casing, and when drilling, the drill is rotated in a state where the bit protrudes from the end of the casing, so that the outer diameter of the bit is enlarged and the drilling hole into which the casing is built. The present invention relates to an excavation tool which excavates a hole and rotates in a direction opposite to the direction of the excavation so that the bit outer diameter is reduced and the casing can be pulled out while leaving the casing in the hole.
[0002]
[Prior art]
As this type of excavating tool, a device that is rotated around an axis, and a plurality of bits that are rotatably attached to a tip portion thereof around a central axis eccentric from the axis by, for example, fitting a shaft with a hole are provided. With the device being rotated in one direction around the axis during excavation, the bits rotate around their respective central axes due to excavation resistance and their side surfaces come into contact with each other, so that the outer diameter from the axis is increased. When the device is rotated in the opposite direction to the one direction, the bit also rotates in the opposite direction, so that the side surfaces also come into contact with each other so that There is known one that is positioned in a state where the diameter is reduced. Such an excavating tool is inserted into a cylindrical casing with the bit reduced in diameter, protrudes the bit from the tip of the casing, is rotatable, and is capable of moving forward with the casing on the tip side. During excavation, the device receives the rotational force in one direction and the striking force toward the tip, so that the outer diameter of the bit is larger than the outer diameter of the casing, and the bit is advanced with the casing while rotating. Then, the casing is erected inside the piercing hole while forming the piercing hole, and when the piercing hole is formed to a predetermined depth and the casing is erected, the bit is reduced by rotating the device in the opposite direction. Therefore, the casing can be retracted from the hole and pulled out while the casing remains in the hole.
[0003]
[Problems to be solved by the invention]
By the way, while the above-described drilling is repeatedly performed for a long time by such a drilling tool, the side portions of the bit that receives the rotational force around the center line while abutting each other may be damaged by wear or the like. Is inevitable. However, if such damage progresses, the positioning accuracy and rigidity in a state where the bit is expanded and contracted is impaired, and rattling is caused. As a result, the support of the bit becomes unstable, and the amount of expansion is increased. When the bit is made rotatable by fitting the shaft hole as described above, the load may be concentrated on the rotating shaft and the shaft may be broken.
[0004]
The present invention has been made under such a background, and in a drilling tool having the above-described configuration, it is possible to reduce damage to side portions of a bit abutting on each other, and to perform positioning of a bit even if damage progresses. It is an object of the present invention to provide an excavating tool capable of suppressing deterioration of rigidity and rigidity, thereby extending tool life.
[0005]
[Means for Solving the Problems]
In order to solve the above problems and achieve such an object, according to the present invention, a plurality of bits are rotatably mounted around a central axis eccentric from the axis at the tip of a device rotated around the axis. An excavating tool that is positioned in a state where the outer diameter from the axis is enlarged by rotating the bits around their respective central axes as the device is rotated during excavation and abutting each other on the sides. In the device described above, a recess is formed at the front end of the device, the recess is recessed toward the rear end, and at the rear end surface of the bit, a protrusion is formed that projects toward the rear end accommodated in the recess. It is characterized in that it can be brought into contact with or close to a wall surface of the concave portion which faces in the direction of rotation during excavation in a state where the diameter is increased. Therefore, according to such an excavating tool, if the convex portion formed on the rear end surface of the bit can be abutted on the wall surface of the concave portion of the device in a state where the bit is expanded in diameter, the bit is In addition to the abutment between the side surfaces, the positioning is performed by the abutment of the convex portion on the concave wall surface, so that the rotational force during excavation is prevented from being concentrated on the side surface portion and the damage is reduced. In the case where the convex portion is allowed to approach the concave wall surface in the expanded state, if the side surface portion is damaged, the convex portion comes into contact with the concave wall surface, and the rotational force is reduced. Since the positioning accuracy and rigidity of the bit are ensured, in any case, the backlash of the bit can be prevented and stable support can be achieved.
[0006]
Here, in the case where the convex portion on the rear end surface and the wall surface of the concave portion facing the rotation direction at the time of excavation can be made close to each other in a state where the bit is enlarged in this way, when the convex portion and the concave portion wall surface If the distance between the bits is too large, even if the side portion of the bit is damaged, the convex portion may not hit the wall surface, and the above-described effect may not be sufficiently obtained. It is desirable that it be 6 mm or less. In the case where the convex portion can be brought into contact with the wall surface of the concave portion in the bit expanded state, this interval is 0 mm. Further, in the case where a discharge groove for excavation chips generated during excavation, that is, a so-called cutting powder is formed to extend toward the rear end side on the outer periphery of the front end portion of the device, the concave portion is formed at the front end of the discharge groove. It is desirable that the device be formed so as to communicate with the side, so that it is possible to prevent the formation of the above-mentioned concave portion from causing a large thickness of the device to be cut and the rigidity thereof to be impaired.
[0007]
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
1 to 4 show an embodiment of the present invention. In the present embodiment, as shown in FIGS. 1 to 3, the device 1 has a substantially multi-stage cylindrical shape in which the front end 1A is one step larger in diameter than the rear end 1B. By attaching a hammer (not shown), during excavation, a rotating force is applied around the axis O in the direction indicated by the symbol T in the figure, and a striking force is applied to the tip side in the direction of the axis O (left side in FIG. 1).
[0008]
Further, the front end portion 1A has a multi-stage shape in which the rear end portion is slightly larger in diameter than the front end side, so that the outer periphery thereof has a step protruding toward the rear end side. The outer diameter of the step 1C, that is, the maximum diameter of the device 1 is set to a size that can be inserted into the inner periphery of a cylindrical casing (not shown), while being larger than the step 1C. The outer diameter of the distal end portion of the distal end portion 1A on the distal end side is set to a size that can be inserted into the inner periphery of the cylindrical casing top, which is one step smaller in inner diameter, which is attached to the forefront of the casing. By contacting the rear end of the casing top, only the impact force is transmitted to the casing, so that the casing moves forward and can be embedded in the drilled hole. In this state, in a state where the step portion 1C is in contact with the rear end of the casing top, the distal end face 1D of the device 1 is slightly projected from the front end of the casing top.
[0009]
On the outer periphery of the distal end portion 1A of the device 1, a discharge groove 2A for cutting powder having a large width in the circumferential direction and a discharge groove 2B having a small width adjacent to the rotation direction T side thereof are respectively parallel to the axis O. A plurality of pairs (three pairs in the present embodiment) of such pairs of discharge grooves 2A and 2B are located at equal intervals in the circumferential direction so as to extend from the distal end surface 1D to the rear end of the distal end portion 1A. It is formed so that. Further, of the pair of scouring powder discharge grooves 2A, 2B,..., The tip end side of the discharge groove 2A located on the rear side in the rotation direction T (clockwise direction in FIGS. 2 and 3). A recess 3 is formed so as to be recessed one step from the front end face 1D to the rear end side so as to communicate with the discharge groove 2A. The concave portion 3 has a smaller length than the discharge groove 2A so that a portion of a fixed length on the distal end side of the discharge groove 2A has a substantially isosceles trapezoidal shape as shown in FIG. Is formed so as to be deeply cut in the inner peripheral side and largely cut off in the rotation direction T side, and the wall surface 3A facing the rotation direction T side is flush with the wall surface facing the rotation direction of the discharge groove 2A. The wall surface 3B facing the rear side in the opposite rotation direction T does not reach the discharge groove 2B adjacent to the discharge groove 2A, and the circumferential distance between the wall surfaces 3A and 3B is The bottom surface 3 </ b> C facing the tip side of the concave portion 3 is formed in a planar shape perpendicular to the axis O, and is gradually reduced toward the inner peripheral side of the device 1. Note that the device 1 is formed with a compressed air exhaust hole 1E from the rear end 1B along the axis O, and the distal end side of the exhaust hole 1E penetrates the device 1 along the axis O. As shown in FIG. 3, it is opened at the center of the front end face 1D, and is branched off in the middle to be opened at the bottom face 3C of each recess 3 respectively.
[0010]
Further, a plurality of (three in this embodiment) bits 4 are also attached to the distal end face 1D of the device 1 at equal intervals in the circumferential direction. These bits 4 have the same shape and size as each other, and have a thick flat plate-like end surface 4A having a substantially sector shape as shown in FIGS. A large number of button-side chips 5 made of a hard material such as a hard alloy are implanted, and the rear end face 4B of the bit 4 is mostly formed in a plane shape perpendicular to the axis O so that it can be in close contact with the front end face 1D. Have been. However, in the present embodiment, the fan shape formed by the distal end face 4A has a biased shape, that is, one of two sides intersecting the center (a main part of the fan) is a long side, and the other is a longer side. The short side is also a short side, and the arc-shaped side connecting the ends of these two sides has a long-side portion having an arc shape whose radius from the center is larger than the casing or the casing top. In addition, the portion on the shorter side than this is an arc having a radius substantially equal to the outer diameter (radius) of the portion on the tip side of the step portion 1C of the tip portion 1A in order toward the shorter side. It is formed by a straight line so that the distance to the center becomes gradually smaller toward the shorter side. In addition, the sector angle of the sector formed by the tip end surface 4A, that is, the intersection angle of the long and short sides is a value obtained by dividing 360 ° by the number of bits 4, and is 120 ° in the present embodiment.
[0011]
The bit 4 formed in this way has the side surface 4C connected to the long side portion of the tip end surface 4A of the respective side surfaces substantially oriented in the rotation direction T, and the side surface 4D connected to the short side portion has substantially the rotation direction. For example, a columnar shape extending parallel to an axis O protruding substantially at the center of the rear end face 4B of the bit 4 with the side surface 4E connected to the arc-shaped side portion directed substantially toward the outer periphery toward the rear side of T. The shaft is rotatable and is prevented from falling on the distal end side in a hole parallel to the axis O formed at equal intervals in the circumferential direction on the circumference of one circle centered on the axis O on the distal end surface 1D of the device 1. The hole is eccentric from the axis O to be rotatable about the central axis X of the hole, and is attached to the distal end portion 1A of the device 1. Note that these side surfaces 4C to 4E are flat surfaces parallel to the axis O.
[0012]
Thus, the plurality of bits 4... Rotatably mounted around the central axis X as shown in FIG. 2 when viewed from the tip due to the excavation resistance when the device 1 receives a rotational force in the rotational direction T during excavation. The bit 4 is rotated clockwise around the central axis X, and the side face 4D of the bit 4 located on the rotation direction T side between the circumferentially adjacent bits 4, 4 is located on the rear side in the rotation direction T. Abuts against the center portion of the side surface 4C of the bit 4, the center of the tip end surface 4A of each bit 4 is located on the axis O, and the portion of the side surface 4E closer to the side surface 4C is more peripheral than the casing or the casing top. And is positioned in a state where the diameter is enlarged. At this time, the discharge grooves 2A and 2B of the device 1 and the concave portion 3 communicating with the discharge groove 2A are opened on the rotation direction T side of the side surface 4C of each bit 4 when viewed from the front end. The wall surface 3A of the concave portion 3 is retracted one step backward from the side surface 4C in the rotation direction T so as to be parallel to the side surface 4C.
[0013]
On the other hand, when the device 1 is rotated backward in the rotation direction T after excavation, the bits 4... Rotate counterclockwise around the central axis X as shown in FIG. The side surface 4D of the bit 4 is abutted against the portion of the side surface 4C of the bit 4 located on the rear side in the rotation direction T on the side surface 4E side, so that all the bits 4. Is positioned with the diameter reduced. At this time, the side surface 4C of each bit 4 is located behind the wall surface 3B of the concave portion 3 opened on the rotation direction T side of the side surface 4C in the diameter-expanded state in the rotation direction T when viewed from the front. Has been.
[0014]
On the rear end face 4B of these bits 4, a convex portion 6 is formed on the side 4E side of the ridge line crossing the side face 4C so as to protrude from the rear end face 4B toward the rear end side in the axis O direction. Have been. The protruding portion 6 has a ridge shape extending along the intersecting ridge portion with the side surface 4C of the rear end surface 4B, and is integrated with the bit 4 so that a cross section orthogonal to the intersecting ridge portion has a rectangular shape. The side surface facing the rotation direction T side and the end surface of the bit 4 on the side surface 4E side are flush with the side surface 4C and the side surface 4E, respectively, and the side surface facing the rotation direction T rear side. Is parallel to the side surface 4C. The amount of protrusion of the convex portion 6 from the rear end surface 4B and the length in the direction along the crossed ridge line portion are the amount of depression of the concave portion 3 from the distal end surface 1D of the device 1 and the amount of depression from the outer periphery of the distal end portion 1A. The thickness of the convex portion 6 between the side surfaces is substantially the same as the retreat amount in which the wall surface 3A of the concave portion 3 retreats from the side surface 4C of the bit 4 in the expanded state. Or it is slightly smaller. That is, the projection 6 is always accommodated in the recess 3 regardless of the rotational position of the bit 4 about the central axis X.
[0015]
As a result, the convex portion 6 is housed in the concave portion 3 with the rear end face 4B of the bit 4 being in close contact with the front end face 1D of the device 1 as described above, and as shown in FIG. It is integrally rotatable around the central axis X without interfering with the operation, and can contact the wall surface 3A facing the rotation direction T side of the concave portion 3 in the enlarged diameter state. It can be approached with an interval of the difference. In the case where the convex portion 6 can be approached to the wall surface 3A in the expanded state, the distance between the convex portion 6 and the wall surface 3A, that is, the amount of retreat from the side surface 4C of the bit 4 to the wall surface 3A in the expanded state. And the thickness of the convex portion 6 is set to 6 mm or less (for example, in the range of 1 to 6 mm). Further, even when the bit 4 is reduced in diameter, the side surface 4C of the bit 4 in the rotation direction T is located behind the wall surface 3B of the recess 3 in the rotation direction T as described above. Therefore, the convex portion 6 whose side surface 4C and the side surface facing the rotation direction T are flush with each other does not interfere with the wall surface 3B.
[0016]
Therefore, in the excavating tool configured as described above, at the time of excavation, the device 1 is rotated by receiving the rotational force in the rotational direction T, and accordingly, the bits 4 are rotated around the central axis X as described above. And the side faces 4C and 4D abut on each other so that the protrusions 6 are positioned in an enlarged state, and at the same time, the protrusions 6 are disposed on or close to the wall surface 3A of the recess 3 facing the rotation direction T. It becomes. For this reason, when the convex portion 6 is in contact with the wall surface 3A of the concave portion 3 in the enlarged diameter state, the bit 4 is positioned by the contact between the side surfaces 4C and 4D, and the bit 6 is positioned on the wall surface. 3A, it is possible to prevent the rotational force transmitted from the device 1 to the bit 4... From being concentrated only on the contact portions of the side surfaces 4C, 4D. 4D can be prevented, thereby avoiding a change in the diameter expansion amount due to deterioration of the positioning accuracy of the bits 4 and breakage due to the concentration of the load on the shaft, thereby promoting stable excavation for a long period of time. It becomes possible.
[0017]
On the other hand, when there is an interval between the convex portion 6 and the wall surface 3A in this expanded state and the convex portion 6 can be approached to the wall surface 3A, the positioning of the bits 4. This is mainly due to the contact between the side surfaces 4C and 4D. However, if the side surfaces 4C and 4D are damaged during the long-term use such as wear and the positioning accuracy is deteriorated, the convex portion 6 and the wall surface 3A may be damaged. Becomes small, and the convex portion 6 comes into contact with the wall surface 3A. Thereafter, as in the above-described case, the contact between the convex portion and the wall surface 3A and the contact between the side surfaces 4C and 4D cause the bit 4. It will be positioned. Therefore, even in this case, stable excavation can be performed, and at the beginning of excavation, the load of excavation can be prevented from acting on the protruding portion 6. Therefore, the excavation is smaller than the contact area of the side surfaces 4C and 4D. Even when it is difficult to secure the contact area of the portion 6 with the wall surface 3A, it is possible to prevent a situation in which the convex portion 6 is damaged before the side surfaces 4C, 4D are damaged.
[0018]
However, even when the convex portion 6 is allowed to approach the wall surface 3A of the concave portion 3 in such an enlarged state, if the distance between the convex portion 6 and the wall surface 3A is too large, damage to the side surfaces 4C and 4D may occur. The projection 6 does not come into contact with the wall surface 3A unless it progresses greatly, and the diameter expansion amount may change significantly during that time, or the shaft may be broken due to concentration of load. For this reason, even when the convex portion 6 is close to the wall surface 3A facing the rotation direction T of the concave portion 3 in the expanded state and there is an interval between them, this interval is 6 mm or less as in the present embodiment. It is desirable to be set to. When the interval is 0 mm, the convex portion 6 comes into contact with the wall surface 3A in the expanded state as described above.
[0019]
On the other hand, in the present embodiment, the concave portion 3 in which the convex portion 6 is accommodated is formed so as to communicate with the distal end side of the cutting dust discharge groove 2A formed on the outer periphery of the device 1 to form the concave portion 3. Therefore, the thickness of the device 1 can be prevented from being largely scraped off, and the rigidity of the device 1 can be ensured. In addition, a compressed air exhaust hole 1E formed along the axis O of the device 1 is branched and opened on the bottom surface 3C of the concave portion 3 so that the compressed air ejected from the exhaust hole 1E during excavation. The cutting dust is sent out toward the rear end side in the discharge grooves 2A and 2B, and the cutting air can be removed by the compressed air even if the cutting dust or earth and sand enters between the projection 6 and the wall surface 3A. Therefore, there is also a situation where the bit 4 is not reliably expanded because the side surfaces 4C and 4D do not come into contact with each other due to the bitten dust and earth and sand being caught between the convex portion 6 and the wall surface 3A. It can be prevented before it happens.
[0020]
【The invention's effect】
As described above, according to the present invention, the convex portion formed on the rear end surface of the bit is housed in the concave portion formed in the device, and can be brought into contact with the wall surface of the concave portion facing the rotation direction in the expanded state. Or, because they are close to each other, it is possible to prevent damage to the side surfaces of the bits that abut each other, or to prevent such damage from progressing greatly, and to maintain the positioning accuracy of the bits. Thus, it is possible to prevent a change in the diameter expansion amount, breakage of the shaft, etc., and to promote stable excavation for a long period of time.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a side view showing an embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a front view of the embodiment shown in FIG.
FIG. 3 is a front view of the embodiment shown in FIG.
FIG. 4 is a perspective view showing a periphery of a concave portion 3 of the embodiment shown in FIG.
[Explanation of symbols]
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Device 1A Tip part 2A, 2B of device 1 Discharge groove 3 Recess 3A Wall 4 bit 4B facing the rotation direction T of recess 3 Rear end surface 4C-4E of bit 4 Side surface 6 of bit 4 Convex part O Axis X bit of device 1 4 center axis T Rotation direction of device 1 during excavation

Claims (3)

軸線回りに回転されるデバイスの先端部に複数のビットが上記軸線から偏心した中心軸回りに回転可能に取り付けられ、掘削時に上記デバイスが回転させられるのに伴い上記ビットがそれぞれの中心軸回りに回転して互いの側面同士が当接することにより上記軸線からの外径が拡径した状態で位置決めされる掘削工具において、上記デバイスの先端部には後端側に凹む凹部が形成されるとともに、上記ビットの後端面には上記凹部に収容される後端側に突出した凸部が形成されており、この凸部は上記ビットが拡径した状態で上記凹部の掘削時の回転方向を向く壁面に当接または近接可能とされていることを特徴とする掘削工具。A plurality of bits are rotatably mounted around a central axis eccentric from the axis at the tip of the device that is rotated around the axis, and the bits are rotated around the respective central axes as the device is rotated during excavation. In the excavation tool which is positioned in a state where the outer diameter from the axis is enlarged by rotating and the side surfaces abut against each other, a concave portion is formed at the front end portion of the device, the concave portion being recessed toward the rear end side, On the rear end surface of the bit, a convex portion protruding toward the rear end housed in the concave portion is formed, and the convex portion is a wall surface that faces the rotation direction at the time of excavation of the concave portion in a state where the bit is expanded in diameter. An excavating tool characterized in that it can be brought into contact with or approachable to a digging tool. 上記ビットが拡径した状態で上記凸部と上記凹部の掘削時の回転方向を向く壁面との間の間隔が6mm以下とされることを特徴とする請求項1に記載の掘削工具。The excavating tool according to claim 1, wherein a distance between the convex portion and a wall surface of the concave portion facing in a rotating direction at the time of excavation is 6 mm or less in a state where the bit is expanded. 上記デバイスの先端部外周にはくり粉の排出溝が後端側に向けて延びるように形成され、上記凹部はこの排出溝の先端側に連通させら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。The device according to claim 1, wherein a discharge groove for cutting dust is formed on an outer periphery of a front end portion of the device so as to extend toward a rear end side, and the concave portion is communicated with a front end side of the discharge groove. The drilling tool according to claim 2.
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