JP2882064B2 - 掘削工具 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は、地盤、土砂等の被掘
削物を掘削する掘削工具に係わり、特に、デバイスの底
面に取り付けられて被掘削物を掘削する掘削部を容易に
製作することができるものに関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、地盤、土砂等を掘削する掘削工具
の一例として、特開昭６３−１１７８９号公報に記載の
ものが知られている。

【０００３】この掘削工具は、図８ないし図１０に示す
ように、ハンマ(図示せず)の衝撃力およびハンマシリン
ダＨの回転力を受けるデバイス１の底面に、地盤、土砂
等の被掘削物を掘削する一対の掘削部２a,２bを設けて
なるものである。

【０００４】これら掘削部２a,２bは、デバイス１の底
面に軸回りに回動自在にかつ抜け止めして嵌入されたブ
ロック軸３a,３bと、それぞれのブロック軸３a,３bの先
端部に形成され、上記デバイス１の径とほぼ同径の略半
円形状をなしかつ先端面に超硬チップ等からなる多数の
ビット４…が植設されたブロック５a,５bとからなるも
のであり、上記ブロック軸３a,３bの位置は、上記デバ
イス１が掘削方向に回転した際に、上記両ブロック５a,
５bのそれぞれの一方の端部が共にデバイス１の外周面
より所定の掘削量分だけ突出し、かつその際に両ブロッ
ク５a,５bの直状端面６a,６bが互いに当接するように、
デバイス１の中心から偏心せしめられている。

【０００５】そして、上記のような掘削工具では、デバ
イス１をハンマシリンダＨにより掘削方向に回転させる
と、ブロック５a,５bがブロック軸３a,３bを軸として回
動し、ブロック５a,５bの直状端面６a,６bの一端部がデ
バイス１の外周面より所定量だけ突出するとともに、直
状端面６a,６bの一部が互いに当接してブロック５a,５b
の回動が停止し、この状態でブロック５a,５bがデバイ
ス１の回転力を受けて、ビット４…により地中を掘削
し、さらに、ハンマの衝撃力により地中を前進する。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】ところで、上記掘削工
具においては、掘削部２a(２b)が、ブロック５a(５b)に
ブロック軸３a,(３b)を立設した構成になっているが、
このような掘削部２a(２b)は、材料を旋盤等により切削
してブロック５a(５b)とブロック軸３a(３b)とを一体的
にして製作されている。ところが、このような場合、ブ
ロック５a(５b)が半円形状であり、しかもブロック軸３
a(３b)が、ブロック５a(５b)の外周を切削により形成す
る際の回転中心に対して偏心しているため、これらを一
体的に形成するには、加工に多大の手間と労力を要する
とともに、ブロック軸３a(３b)が長くなると加工が非常
に困難になり、結果として掘削工具の製造コストが高く
なるという欠点がある。

【０００７】

【発明の目的】この発明は上記事情に鑑みてなされたも
のであり、デバイスの底面に取り付けられて被掘削物を
掘削する掘削部を容易に製作することができる掘削工具
を提供することを目的としている。

【０００８】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、この発明の請求項１の掘削工具は、掘削部を、略半
円形状をなすブロックと、このブロックに取り付けられ
て該ブロックを回動自在かつ軸方向の移動を拘束して支
持するブロック軸とにより分割構成したものである。

【０００９】また、請求項２の掘削工具は、請求項１の
掘削工具において、ブロック軸の疲労強度をブロックよ
り高く設定したものである。

【００１０】

【作用】この発明の請求項１の掘削工具にあっては、掘
削部がブロックと、このブロックに取り付けられるブロ
ック軸とにより分割構成されているので、ブロックとブ
ロック軸とを別々に製作することができる。したがっ
て、掘削部を一体的に形成する際の加工困難性が解消さ
れるので、掘削工具の製造コストを低く抑えることがで
きる。しかも、上記ブロックは、ブロック軸によって、
このブロック軸の軸方向の移動が拘束されて支持される
ので、掘削の際にブロックが軸方向にずれ動いて掘削効
率が損なわれたりするのを防ぐことができる。

【００１１】また、請求項２の掘削工具にあっては、掘
削の際にブロック軸に、主として、時間とともに変動す
る曲げ応力が作用するが、ブロック軸の疲労強度をブロ
ックより高く設定したので、ブロックの使用限界前にお
けるブロック軸の折損を防止することができる。しか
も、上述のようにブロックの軸方向のずれ動きが防止さ
れることにより、ブロック軸に作用する曲げ応力自体の
低減を図ることもできるので、これとも相俟ってブロッ
ク軸の折損を一層確実に防止することが可能となる。

【００１２】

【実施例】以下、図１ないし図７を参照してこの発明の
掘削工具の実施例を説明するが、これらの図に示す掘削
工具が上記図８ないし図１０に示した従来の掘削工具と
異なる点は掘削部なので、この部分について説明し、他
の構成についての説明は省略する。

【００１３】図１および図２は第一実施例を示す。これ
らの図において符号１０は掘削部を示す。この掘削部１
０はブロック１１と、このブロック１１に取り付けられ
るブロック軸１２とを主体として構成されている。

【００１４】上記ブロック１１は平面視略半円形状をな
す板状のものであり、その上面には超硬チップ等からな
る多数のビット１３…が植設されている。またブロック
１１には該ブロック１１の上面から下面に貫通するねじ
孔１４が形成されている。

【００１５】一方、上記ブロック軸１２は円柱状のもの
であり、その先端面にはビット１３…が植設されてい
る。またブロック軸１２の先端外周面には上記ねじ孔１
４に螺合する雄ねじ１５が形成されており、基端外周面
には上記デバイス１からの抜け出を防止するためのピン
が嵌入する凹溝１６が周方向に沿って形成されている。
そして、上記掘削部１０は、ブロック１１のねじ孔１４
にブロック軸１２を挿入し、その上端外周面に形成され
た雄ねじ１５を螺合させることにより形成されている。
さらに、こうして形成された掘削部１０は、デバイス１
の底面に上記ブロック軸１２が嵌入されてその上記凹溝
１６にピンが嵌入されることにより、上記ブロック１１
がブロック軸１２ごと回動自在かつブロック軸１２の軸
方向への移動が拘束されて支持される。

【００１６】また、上記ブロック軸１２はブロック１１
より疲労強度が高く設定されている。すなわち、ブロッ
ク軸１２は、ＪＩＳ規格の機械構造用鋼のうち比較的炭
素の含有量の少ない鋼を素材とし、この表面に浸炭焼入
れを施したものである。このような炭素の含有量の少な
い鋼に浸炭焼入れを施すことにより表面部の硬度を芯部
に比べて容易に高くすることができ、これにより耐摩耗
性を有しかつ疲労強度の高いブロック軸１２を得ること
ができる。なお、このようなブロック軸１２では、その
表面の硬度をＨＲＣ５５〜６２、芯部の硬度をＨＲＣ３
０〜４５に設定するのが望ましい。また、上記ＪＩＳ規
格の機械構造用鋼としては、ＳＮＣＭ２２０、ＳＮＣＭ
４１５、ＳＮＣＭ４２０、ＳＮＣＭ６１６、ＳＮＣＭ８
１５、ＳＣＭ４１５、ＳＣＭ４２０等が使用される。

【００１７】一方、上記ブロック１１は、ＪＩＳ規格の
機械構造用鋼のうち比較的炭素の含有量の多い鋼を素材
とし、これに通常の焼入れを施して硬度を上げ、その
後、焼戻して残留応力を除去することにより製造され
る。このブロック１１の硬度はＨＲＣ４５〜５０に設定
するのが望ましい。これは、このように硬度を設定する
ことにより、掘削に十分に耐え得る強度および耐摩耗性
を持たせることができるとともに、硬度をブロック軸１
２の表面の硬度より低くして、ブロック軸１２の摩耗を
防止することができ、さらには、ブロック軸１２の表面
より硬度が低いのでブロック軸１２より加工性を向上さ
せることができる。なお、上記ＪＩＳ規格の機械構造用
鋼としては、ＳＣＭ４３５、ＳＣＭ４４５、ＳＮＣＭ４
３９、ＳＮＣＭ４４７、ＳＮＣＭ６３０等が使用され
る。

【００１８】上記のような掘削工具によれば、掘削部１
０がブロック１１と、このブロック１１に螺合して取り
付けられるブロック軸１２とにより分割構成されている
ので、掘削部１０を製作する場合に、ブロック１１とブ
ロック軸１２とを別々に製作することができる。したが
って、従来のように掘削部を一体的に形成する際の加工
の困難性が解消されるので、結果として掘削工具の製造
コストを低く抑えることができる。しかも、上記掘削工
具の掘削部１０においては、ブロック１１が、ブロック
軸１２によって回動自在かつ軸方向の移動が拘束されて
デバイス１に取 り付けられるため、掘削の際には、ブロ
ック１１の端部をデバイス１の外周面に所定の掘削量分
だけ確実に突出させつつも、このブロック１１が軸方向
にずれ動いたりするのを防ぐことができる。したがっ
て、上記掘削工具によれば、特に掘削部１０にデバイス
１を介して与えられる衝撃力がこのブロック１１のずれ
動きによって吸収されて掘削効率が損なわれたりするの
を防ぐことができ、より効率的な掘削を図ることが可能
となる。

【００１９】また、上述のように構成された掘削工具で
は、掘削の際にブロック軸１２に、主として、時間とと
もに変動する曲げ応力が作用するが、上記第一実施例の
掘削工具によれば、ブロック軸１２の疲労強度をブロッ
ク１１より高く設定したので、ブロック１１の使用限界
前におけるブロック軸１２の折損を防止することができ
る。しかも、この第一実施例の掘削工具では、ブロック
軸１２によってブロック１１の軸方向の移動が拘束され
ているので、ブロック１１が軸方向にずれ動いた状態で
回転力を受けたりすることによってブロック軸１２に大
きな曲げ応力が作用するようなこともなく、すなわちブ
ロック軸１２に作用する曲げ応力自体の低減を図ること
ができ、したがってブロック軸１２の折損を一層確実に
防止することが可能となる。

【００２０】図３は第二実施例を示す。この図に示す掘
削工具の掘削部１８はブロック１９にブロック軸２０を
締まりばめにより取り付けたものである。

【００２１】この実施例の掘削工具によれば、上記第一
実施例の効果に加えて、ブロック１９およびブロック軸
２０にねじ山を形成する必要がないので、ブロック１９
およびブロック軸２０の加工が簡単になるという利点が
ある。

【００２２】なお、この第二実施例における上記ブロッ
ク１９およびブロック軸２０も第一実施例と同様な素材
および焼入れ等によりブロック軸２０の疲労強度がブロ
ック１９より高く設定されており、これによっても上記
第一実施例と同様の効果を得ることができる。これは後
述する第三〜六実施例においても同様である。

【００２３】図４は第三実施例を示す。この図に示す掘
削工具の掘削部２１はブロック２２に先端面に向かうに
したがって漸次拡径するテーパ孔２３を形成するととも
に、ブロック軸２４の先端部側を上記テーパ孔２３に密
接するテーパ形状に形成したものである。

【００２４】この実施例の掘削工具によれば、第一実施
例の効果に加えて、ブロック軸２４のブロック２２に対
する取付精度および取付強度が向上するという利点があ
る。図５は第四実施例を示す。この図に示す掘削工具の
掘削部２５はブロック２６とブロック軸２７とにより構
成されている。

【００２５】ブロック２６の先端面には円形状をなし深
さがブロック２６の厚さの約１／３の孔２８が形成され
ており、この孔２８の底面には、ブロック２６の基端面
に開口するとともに、孔２８と同軸でかつ孔２８より小
径の孔２９が形成されている。

【００２６】一方、上記ブロック軸２７は、円柱状をな
し基端外周面に凹溝１６が形成された軸部３０と、この
軸部３０の先端部に形成され軸部３０より大径の頭部３
１とから構成されている。

【００２７】そして、上記掘削部２５は、ブロック２６
の孔２９にブロック軸２７の軸部３０を挿通し、ブロッ
ク２６の孔２８にブロック軸２７の頭部３１を嵌入する
ことにより形成されている。

【００２８】この実施例の掘削工具によれば、上記第一
実施例の効果に加えて、ブロック２６がブロック軸２７
の頭部３１と上記デバイス１の底面とにより挾持される
ので、ブロック軸２７の軸部３０とブロック２６の孔２
８との間に第一実施例のようなねじ山を形成する必要
や、第二実施例のような締まりばめ等の取付手段を施す
必要がないという利点がある。

【００２９】図６は第五実施例を示す。この図に示す掘
削工具の掘削部３５は上記第四実施例のブロック２６と
ブロック軸３６とにより構成されている。

【００３０】ブロック軸３６は基端外周面に雄ねじ３７
が形成されかつ上記ブロック２６の孔２９に摺動自在に
挿通される軸部３８と、この軸部３８の先端部に形成さ
れ軸部３８より大径でかつブロック２６の孔２８に摺動
自在に嵌入される頭部３９とから構成されている。

【００３１】そして、上記掘削部３５は、ブロック２６
の孔２９にブロック軸３６の軸部３８を挿通し、ブロッ
ク２６の孔２８にブロック軸３６の頭部３９を嵌入する
ことにより形成されて、ブロック２６がブロック軸３６
に対して回動自在とされている。また、この掘削部３５
は上記デバイス１の底面に形成されたねじ孔４０に軸部
３８の雄ねじ３７を螺合することにより取り付けられ、
デバイス１が掘削方向に回転した際に、ブロック２６だ
けがブロック軸３６回りに回動し、デバイス１の外周面
より所定量だけ突出するようになっている。

【００３２】この実施例の掘削工具では、上記第四実施
例の効果に加えて、ブロック軸３６がデバイス１にねじ
込まれて固定されてブロック２６の軸方向への移動を拘
束しているので、ブロック軸３６およびブロック２６に
ガタが生じることがなく、ブロック２６の軸方向へのず
れをさらに確実に防止して、掘削部３５の固定位置の設
定が有利になるという利点がある。

【００３３】図７は第六実施例を示す。この図に示す掘
削工具の掘削部４１は、ブロック４２の基端面に先端面
まで達しない孔４３を形成し、この孔４３に、基端外周
面に雄ねじ４４が形成された円柱状のブロック軸４５の
先端部を挿入するとともに、この先端部に凹溝４６を周
方向に沿って形成し、この凹溝４６に、ブロック４２に
形成されたピン孔からピン４７を差し込んで係合させた
ものであり、ブロック４２はピン４７によりブロック軸
４５からの抜け出が防止されるとともに、ブロック軸４
５回りに回動可能にされている。

【００３４】この実施例の掘削工具では第五実施例の効
果に加えて、ブロック軸４５がブロック４２の先端面に
露出していないので、被掘削物との接触による摩耗を防
止することができるという利点がある。

【００３５】

【発明の効果】以上説明したように、この発明の請求項
１の掘削工具によれば、デバイスの底面に設けられる掘
削部がブロックと、このブロックに取り付けられるブロ
ック軸とにより分割構成されているので、掘削部を製作
する場合に、ブロックとブロック軸とを別々に製作する
ことができる。したがって、従来のように掘削部を一体
的に形成する際の加工の困難性が解消されるので、結果
として掘削工具の製造コストを低く抑えることができ
る。しかも、上記ブロックはブロック軸によりデバイス
に対して回動自在かつ軸方向の移動が拘束されて支持さ
れているので、特に掘削部に与えられる衝撃力がブロッ
クのずれ動きによって吸収されて掘削効率が損なわれた
りするような事態を防ぐことができ、より効率的な掘削
を図ることが可能となる。

【００３６】また、請求項２の掘削工具にあっては、掘
削の際にブロック軸に、主として、時間とともに変動す
る曲げ応力が作用するが、ブロック軸の疲労強度をブロ
ックより高く設定したので、ブロックの使用限界前にお
けるブロック軸の折損を防止することができるという利
点がある。しかも、本発明の掘削工具では、上述のよう
にブロックの軸方向の移動が拘束されるため、ブロック
が軸方向にずれ動いた状態で回転力を受けてブロック軸
に大きな曲げ応力が作用するようなこともなく、したが
ってブロック軸に作用する曲げ応力自体の低減を図るこ
とができるので、このブロック軸の折損を一層確実に防
止することが可能となる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第一実施例の掘削工具の掘削部の縦断
面図である。

【図２】本発明の第一実施例の掘削工具の掘削部の平面
図である。

【図３】本発明の第二実施例の掘削工具の掘削部の縦断
面図である。

【図４】本発明の第三実施例の掘削工具の掘削部の縦断
面図である。

【図５】本発明の第四実施例の掘削工具の掘削部の縦断
面図である。

【図６】本発明の第五実施例の掘削工具の掘削部の縦断
面図である。

【図７】本発明の第六実施例の掘削工具の掘削部の縦断
面図である。

【図８】従来の掘削工具の断面図である。

【図９】従来の掘削工具の底面図である。

【図１０】従来の掘削工具の底面図である。

【符号の説明】

１ デバイス １０,１８,２１,２５,３５,４１ 掘削部 １１,１９,２２,２６,４２ ブロック １２,２０,２４,２７,３６,４５ ブロック軸

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 辻本 勝昭 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 (56)参考文献 実開 昭60−165585（ＪＰ，Ｕ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁶，ＤＢ名) E21B 10/32 E21B 4/06

Claims (2)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 ハンマの衝撃力およびハンマシリンダの
   回転力を受けるデバイスの底面に被掘削物を掘削する一
   対の掘削部を設け、各々の掘削部が、上記デバイスの径
   とほぼ同径の略半円形状をなすブロックと、このブロッ
   クを支持して上記デバイスの底面に取り付けられるブロ
   ック軸とを有し、上記ブロック軸の位置を、上記デバイ
   スが掘削方向に回転した際に、上記一対の掘削部の各ブ
   ロックのそれぞれ一方の端部が共にデバイスの外周面よ
   り所定の掘削量分だけ突出し、かつその際に各ブロック
   の直状端面が互いに当接するようデバイスの中心から偏
   心させてなる掘削工具において、 上記掘削部を、略半円形状をなすブロックと、このブロ
   ックに取り付けられて該ブロックを上記デバイスに対し
   て回動自在かつ軸方向の移動を拘束して支持するブロッ
   ク軸とにより分割構成したことを特徴とする掘削工具。
2. 【請求項２】 ブロック軸の疲労強度をブロックより高
   く設定したことを特徴とする請求項１記載の掘削工具。