JP2964739B2 - 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、アンカーの各種工
事、各種さく井工事、あるいは各種基礎杭孔工事等にお
いて、地盤や土砂を掘削する際に用いられる掘削工具に
係わり、特に、良好な掘削効率が得られる掘削工具に関
するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来、地盤、土砂等を掘削する掘削工具
の一つとして、特開昭６３ー１１７８９号公報に記載さ
れているような掘削工具が提供されている。この掘削工
具は、図６および図７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１の回転力を受ける
デバイス２の底面に、該デバイス２の中心に対して点対
称に２個に軸穴２ａ，２ｂを形成し、それぞれの軸穴２
ａ，２ｂにブロック軸３ａ，３ｂを軸回りに回転自在に
かつ抜け止めして嵌入し、それぞれのブロック軸３ａ，
３ｂの先端部に、上記デバイス２の径とほぼ同径の略半
円形状をなしかつ先端面に多数のビット４…が植設され
たブロック５ａ，５ｂを互いの直状端面６ａ，６ｂを対
向させて設けたものである。

【０００３】そして、このような掘削工具では、デバイ
ス２をハンマシリンダ１により掘削方向Ｘに回転させる
と、ブロック５ａ，５ｂが掘削抵抗を受けながらブロッ
ク軸３ａ，３ｂを軸として自転し、ブロック５ａ，５ｂ
の直状端面６ａ，６ｂの一端部がデバイス２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の自転が停止
し、この状態で、ブロック５ａ，５ｂがデバイス２の回
転力をうけて、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ことによっ
て、地盤を掘削するようになっている。

【０００４】ところが、上記掘削工具においては、図７
に示すようにブロック５ａ，５ｂのデバイス２の外周面
よりも外方へ突出する一端部（以下、外周刃Ａと称す）
によって地中を掘削するものであって、この外周刃Ａは
デバイス２の外方に１８０度隔てた２カ所にしか存在せ
ず、上記した偏心穿孔タイプのものより優れるもののバ
ランス良く掘削することができず、例えば不均質層を掘
削する場合に孔曲がりが生じるおそれがある等の問題が
あった。

【０００５】そこで、本出願人等は、先に上記問題を解
決することができる掘削工具を出願した（特願平２ー２
００３５４号）。この掘削工具は、図８および図９に示
すように、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２の底面に、３個の軸穴２ａ，２
ｂ，２ｃを、該デバイス２の中心からずらしてかつ周方
向に等角度置きに設け、それら軸穴２ａ，２ｂ，２ｃに
ブロック軸３ａ，３ｂ，３ｃを回転自在に嵌入し、該ブ
ロック軸２ａ，２ｂ，２ｃの先端部に、略扇状をなしか
つ先端面にビット４が植設されたブロック１１ａ，１１
ｂ，１１ｃを、それぞれ左右の側端面１２ａ，１２ｂを
対向させてしかもそれらブロックの円弧部１２ｃが全体
で略円を形成するように設け、上記デバイス２が掘削方
向に回転した際に、掘削孔底部との掘削抵抗によりブロ
ック１１ａ，１１ｂ，１１ｃが自転して該ブロックの一
方の側端面１２ａと円弧部１２ｃの交差部分が上記デバ
イス２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両側端面１２ｂ，１２ａが隣合うブ
ロックの側端面１２ａ，１２ｂに当接するように、上記
ブロック１１ａ，１１ｂ，１１ｃに対するブロック軸３
ａ，３ｂ，３ｃの相対位置が設定されたものである。

【０００６】そして、上記構成の掘削工具では、ハンマ
シリンダ１およびデバイス２とともにブロック１１ａ，
１１ｂ，１１ｃが掘削方向に回転すると、該ブロック１
１ａ，１１ｂ，１１ｃは掘削抵抗によりブロック軸１２
ａ，１２ｂ，１２ｃを中心に自転し、ブロック１１ａ，
１１ｂ，１１ｃの一方の側端面１２ａと円弧部１２ｃと
の交差部分がデバイス２の外周面より突出し、この部分
が外周刃Ａとして機能する。また、上記ブロック１１
ａ，１１ｂ，１１ｃが自転するとき、各ブロックの側端
面１２ａ，１２ｂが隣合うブロックの側端面１２ｂ，１
２ａに当接し、これが互いにストッパの機能を果たし
て、各ブロックのそれ以上の自転を規制する。この状態
でブロック１１ａ，１１ｂ，１１ｃがデバイス２の回転
力をうけて上記外周刃Ａ等により地中を掘削する。

【０００７】したがって、上記掘削工具で掘削を行う場
合、ブロックが３個設けられているので、一つのブロッ
クに対し一個生じる外周刃Ａも当然に３個となり、しか
もそれら外周刃Ａは周方向に等間隔置きに配されている
ので、バランスのよい掘削が行え、たとえ不均質地盤で
あっても孔曲がりが生じにくくなるのである。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】ところで、上記構成の
掘削工具においては、掘削の際に３個のブロック１１
ａ，１１ｂ，１１ｃをデバイス２の径方向外側に移動さ
せて拡径させるために、ブロック１１ａ，１１ｂ，１１
ｃのそれぞれの側端面１２ａ，１２ｂがデバイス２の底
面中央部側において互いに密接しないように構成し、こ
れにより各ブロック１１ａ，１１ｂ，１１ｃをデバイス
２の径方向外側に移動可能にしている。したがって、上
記掘削工具では、図８に示すように、縮径時においては
デバイス２の底面中央部側においてブロック１１ａ，１
１ｂ，１１ｃの間に空間Ｓが存在し、この空間が拡径と
ともに小さくなって完全に拡径したときに無くなり、掘
削終了後にブロック１１ａ，１１ｂ，１１ｃが縮径する
と再び空間Ｓが現出し、さらに縮径にともなって該空間
Ｓが大きくなる。

【０００９】このように、ブロック１１ａ，１１ｂ，１
１ｃの縮径時において空間Ｓが現出するので、この空間
Ｓに掘削屑が侵入した場合、該掘削屑が互いに摺動する
ブロックの側端面１２ａ，１２ｂ間にかみ込んで縮径を
阻止してしまい、掘削工具を掘削孔から引き抜けなくな
ってしまうという問題を抱えていた。この発明は、上記
問題点を解消せんとして成されたものであり、その目的
は、ブロックの縮径を問題なく行うことができる掘削工
具を提供することにある。

【００１０】

【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、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、少なくとも３個以上の軸穴を、該デバイスの中心か
らずらしてかつ周方向に等角度置きに設け、それら軸穴
にブロック軸を回転自在に嵌入し、該ブロック軸の先端
部に、略扇状をなしかつ先端面にビットが植設されたブ
ロックを、それぞれ左右の側端面を対向させてしかもそ
れらブロックの円弧部が全体で略円を形成するように設
け、上記デバイスが掘削方向に回転した際に、掘削孔底
部との掘削抵抗によりブロックが自転して該ブロックの
一方の側端面と円弧部の交差部分が上記デバイスの外周
面より所定の掘削量分だけ突出し、かつその際に各ブロ
ックの両側端面が隣合うブロックの側端面に当接するよ
うに、上記ブロックに対するブロック軸の相対位置を設
定している掘削工具において、上記デバイスに、該デバ
イスの底面中央部に開口して流体を噴出させる噴出孔を
形成するとともに、上記ブロックの互いに当接する側端
面のうち少なくともいずれか一方に、該側端面の長手方
向における一方の端部から他方の端部に向けて延びる切
欠溝を形成したものである。

【００１１】また、請求項２の掘削工具は、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、少なくとも３個以上の軸穴を、該デバイスの中
心からずらしてかつ周方向に等角度置きに設け、それら
軸穴にブロック軸を回転自在に嵌入し、該ブロック軸の
先端部に、略扇状をなしかつ先端面にビットが植設され
たブロックを、それぞれ左右の側端面を対向させてしか
もそれらブロックの円弧部が全体で略円を形成するよう
に設け、上記デバイスが掘削方向に回転した際に、掘削
孔底部との掘削抵抗によりブロックが自転して該ブロッ
クの一方の側端面と円弧部の交差部分が上記デバイスの
外周面より所定の掘削量分だけ突出し、かつそのブロッ
ク拡径時に各ブロックの両側端面が隣合うブロックの側
端面に当接するように、上記ブロックに対するブロック
軸の相対位置を設定している掘削工具において、上記デ
バイスに、該デバイスの底面中央部に開口して流体を噴
出させる噴出孔と、上記デバイスの外周側底面のうち上
記ブロック拡径時に上記掘削孔底に臨まされる露出部に
開口して流体を噴出させるブロー孔とを形成したことを
特徴とするものである。

【００１２】

【作用】請求項１の掘削工具では、ハンマシリンダが掘
削方向に回転すると、デバイスも一体となって回転す
る。さらにハンマピストンが下降することによってデバ
イスおよびその先端に取り付けられたブロックは前進す
る。デバイスが掘削方向に回転するとき、掘削抵抗によ
ってそれぞれのブロックはブロック軸を中心に自転し、
ブロックの一方の側端面と円弧部との交差部分がデバイ
スの外周面より所定の掘削量分だけ突出、すなわち拡径
し、この部分が外周刃となって孔を掘削する。また、上
記ブロックが自転するとき、各ブロックの側端面が隣合
うブロックの側端面にそれぞれ当接し、これが互いにス
トッパの機能を果たして、各ブロックのそれ以上の自転
を規制する。

【００１３】また、デバイスを上記とは逆に回転させて
ブロックを縮径させると、デバイスの底面中央部におい
てブロック間に空間が現出し、さらに縮径にともなって
該空間が大きくなるが、デバイスの底面中央部に開口す
る噴出孔から流体が吹き出すので、空間に侵入しようと
する掘削屑が該圧縮空気によって除去される。したがっ
て、該掘削屑が空間に侵入して互いに摺動するブロック
の側端面間にかみ込むことがないので、ブロックの縮径
を確実かつ円滑に行うことができる。また、掘削時に噴
出孔の開口がブロックにより閉塞されている場合であっ
ても、排気孔から噴出孔に流入した流体が切欠溝を通っ
てデバイスの底面外周部に吹き出すため、掘削屑の除去
をより効果的に行うことができる。

【００１４】また、請求項２の掘削工具では、ブロー孔
からデバイスの外側に向けて流体が吹き出すため、掘削
時に噴出孔の開口がブロックにより閉塞されている場合
であっても、掘削屑の除去を効果的に行うことができ
る。

【００１５】

【実施例】図１ないし図４はこの発明の掘削工具の一実
施例を示し、これらの図において符号２はデバイスを示
す。このデバイス２の底面には、軸穴２ａ，２ｂ，２ｃ
が、デバイス２の中心からずらされてかつデバイスの周
方向に等角度置き（１２０度置き）に形成されている。

【００１６】上記軸穴２ａ，２ｂ，２ｃにはブロック軸
３ａ，３ｂ，３ｃが回転自在にかつ抜け止めされて嵌入
されている。ブロック軸３ａ，３ｂ，３ｃの抜け止め
は、係止ピンにより行われている。すなわち、デバイス
２の外周面には、上記軸穴２ａ，２ｂ，２ｃの一部を横
切ってデバイス２の中央部近傍まで達する３穴の横孔７
ａ，７ｂ，７ｃが周方向に等間隔で形成されている。こ
れら横孔７ａ，７ｂ，７ｃにはそれぞれ係止ピン１０が
挿入されており、これら係止ピン１０は上記ブロック軸
３ａ，３ｂ，３ｃの外周部に形成された凹部１０ａに係
合せしめられている。

【００１７】また、符号１１ａ，１１ｂ，１１ｃはブロ
ック軸３ａ，３ｂ，３ｃの先端にそれらブロック軸に対
して直交して設けられるブロックを示す。該ブロック１
１ａ，１１ｂ，１１ｃはブロック軸３ａ，３ｂ，３ｃに
対し一体に形成してもよく、また別体に構成しボルト等
で連結してもよい。

【００１８】これら各ブロック１１ａ，１１ｂ，１１ｃ
は底面視略扇状に形成された同一形状のもので、その扇
状の半径はデバイス２の半径と略同じ値に設定されてい
る。ブロック１１ａ，１１ｂ，１１ｃは左右の側端面１
２ａ，１２ｂを互いに対向させてしかもそれらブロック
の円弧部１２ｃが全体で略円を形成するように配され
る。ブロック１１ａ，１１ｂ，１１ｃは左右の側端面１
２ａ，１２ｂの長さが異なって形成され、かつそれら両
側端面１２ａ，１２ｂのなす角度が各々１２０度になる
ように形成されている。

【００１９】ブロック１１ａ，１１ｂ，１１ｃの先端面
は、ブロック軸３ａ，３ｂ，３ｃ側に位置して当該ブロ
ック軸３ａ，３ｂ，３ｃに直交する平面１１１ａ，１１
１ｂ，１１１ｃと、これら平面１１１ａ，１１１ｂ，１
１１ｃの円弧状の稜線からデバイス２の外周側に向けて
下り勾配に傾斜する第１の傾斜面１３ａ，１３ｂ，１３
ｃと、これら第１の傾斜面１３ａ，１３ｂ，１３ｃの外
側の円弧状の稜線からデバイス２の外周側に向けて下り
勾配に傾斜する第２の傾斜面１４ａ，１４ｂ，１４ｃと
から構成され、しかも、第１の傾斜面１３ａ，１３ｂ，
１３ｃと第２の傾斜面１４ａ，１４ｂ，１４ｃとの間に
は、段差１１２が設けられている。このように、段差１
１２を設けることによって、第１の傾斜面１３ａ，１３
ｂ，１３ｃと第２の傾斜面１４ａ，１４ｂ，１４ｃに植
設されるビット４間の肉厚を確保することができるの
で、ビット４の数を多く植設することが可能になり、掘
削効率の向上を図ることができる。

【００２０】また、デバイス２が掘削方向に回転した際
に、このデバイス２の外周面より突出するブロックの側
端面１２ａの端部には、回転方向前方に向かうに従って
漸次デバイス２の軸線方向基端側に向けて傾斜する傾斜
面１５ａ，１５ｂ，１５ｃが形成されている。上記ブロ
ックの先端面１３ａ，１３ｂ，１３ｃ、面１４ａ，１４
ｂ，１４ｃ、面１５ａ，１５ｂ，１５ｃ、および傾斜面
には超硬チップからなる複数のビット４…がそれぞれ面
に対して垂直に植設されている。

【００２１】ここでデバイス２を回転させた場合におい
て、ブロック１１ａ，１１ｂ，１１ｃの先端面の外周側
が中心側より高速で回転するため、外周側に植設された
ビット４…に、被掘削物からより大きな回転反力が作用
する。そして、この回転反力と、この反力に直交する衝
撃力の反力との合力Ｆは外周側のビットほど傾斜して作
用する。一方、ビット４はブロック１１ａ，１１ｂ，１
１ｃの先端面に対して垂直な力に対しては破損強度が強
いが、力が斜に作用するほど強度が弱くなり破損や脱落
が生じ易い。

【００２２】したがって、上記掘削工具ではブロック１
１ａ，１１ｂ，１１ｃの外周側に傾斜面１５ａ，１５
ｂ，１５ｃを形成し、この傾斜面１５ａ，１５ｂ，１５
ｃにビット４…を垂直に植設したので、上記合力Ｆは、
図４に示すように、外周側のビット４…に対してほぼ直
角に作用するので、これらビット４…の破損や脱落を防
止することができる。

【００２３】上記ブロック１１ａ，１１ｂ，１１ｃに対
するブロック軸３ａ，３ｂ，３ｃの相対位置は、デバイ
ス２が掘削方向に回転した際に、掘削孔底部との掘削抵
抗によりブロック１１ａ，１１ｂ，１１ｃが自転して、
該ブロックの一方の側端面１２ａと円弧部１２ｃとの交
差部分が上記デバイス２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側端面１２ｂ，１
２ａが隣合うブロックの側端面１２ａ，１２ｂに当接す
るように、設定されている。

【００２４】また、上記ブロック１１ａ，１１ｂ，１１
ｃのそれぞれの外周は異なる半径の円弧で形成されてい
る。すなわち、ブロック１１ａ，１１ｂ，１１ｃのそれ
ぞれの外周は、第６図に示すように、２つの円弧Ｓ１、
Ｓ２とこれら円弧Ｓ１、Ｓ２を滑らかに結ぶ曲線Ｓ３と
で構成されている。円弧Ｓ１、Ｓ２は同一点を中心とす
る円弧であり、円弧Ｓ１の半径が円弧Ｓ２の半径より大
きく設定されている。また、上記円弧Ｓ１はデバイス２
が掘削方向に回転した際に、このデバイス２の外周面よ
り突出する側に位置しており、円弧Ｓ２は突出しない側
に位置している。

【００２５】上記ブロック１１ａ，１１ｂ，１１ｃの先
端面には多数のビット４が植設されているが、ブロック
１１ａ，１１ｂ，１１ｃの突出する側の部分の外周の半
径が、突出しない側の部分の外周の半径より大きいの
で、突出する側の部分に多数のビットを植設することが
できる。したがって、デバイス２が掘削方向に回転した
際に、ブロック１１ａ，１１ｂ，１１ｃの突出する部分
の仕事量が多くても、この部分には多数のビット４が植
設されているので、突出していない部分に植設されたビ
ット４が磨耗する前に、突出している部分に植設された
ビット４が磨耗してしまうのを防止することができ、よ
って掘削工具としての寿命を向上させることができる。

【００２６】上記デバイス２の中心には、軸方向に延び
る排気孔１７が形成されている。この排気孔１７はデバ
イス２の基端面に開口しており、この開口部から、ハン
マピストンが落下する際に吐き出される圧縮空気が流入
するようになっている。また、デバイス２には、上記排
気孔１７の上端部から延びてデバイス２の底面中央部に
開口する噴出孔１８が形成されており、この噴出孔１８
から排気孔１７に流入した圧縮空気の一部を噴出するよ
うになっている。

【００２７】また、デバイス２には、排気孔１７の先端
部と連通して半径方向外方へ延びる横孔１９が上記軸穴
２ａ，２ｂ，２ｃの下方位置において１２０度置きに形
成されている。この横孔１９にはデバイス２の軸線方向
底面側に延びて該デバイス２の底面に開口する３穴のブ
ロー孔２０…が連通されている。これらブロー孔２０…
のそれぞれの開口はブロック１１ａ，１１ｂ，１１ｃが
拡径した状態においてデバイス２の底面の露出する部位
に形成された凹所２１に設けられており、これら開口か
ら上記排気孔１７に流入した圧縮空気の一部を噴出する
ようになっている。上記凹所２１の外端は、デバイス２
の外周に設けられて外側の掘削パイプ９との間に形成さ
れる掘削屑排出溝２３につながっている。

【００２８】この掘削屑排出溝２３は、デバイス２の外
周に一体的に設けられて該デバイス２自体を外周の掘削
パイプ９に対して同心状に保つ芯出し用の突起２２ａの
間に円弧状に形成され、該掘削屑排出溝２３と突起２２
ａとは、デバイス２と掘削パイプ９との間に周方向に交
互に配置されている。掘削屑排出溝２３の幅寸法は、該
掘削屑排出溝２３から掘削パイプ９内に侵入する掘削屑
が掘削パイプ９で不用意に詰まったりすることがないよ
う、一定の大きさ以下の掘削屑だけを通すことができる
ように、ある範囲内に設定されている。

【００２９】また、上記ブロック１１ａ，１１ｂ，１１
ｃの互いに当接する側端面１２ａ，１２ｂのうち傾斜面
１５ａ，１５ｂ，１５ｃが形成されていない側端面１２
ｂには、該側端面１２ｂの長手方向における一方の端部
から他方の端部に向けて延びる切欠溝２５が形成されて
いる。この切欠溝２５は図５に示すように、各ブロック
１１ａ，１１ｂ，１１ｃのデバイス２と接している面側
を側端面１２ｂを含んで断面略矩形状に切り欠いてなる
ものであり、上記ブロック１１ａ，１１ｂ，１１ｃが縮
径状態にあるときに、上記噴出孔１８から噴出した圧縮
空気が流入して該圧縮空気をデバイス２の外側に向けて
噴出させるようになっている。

【００３０】次に、上記構成の掘削工具の作用について
説明する。ハンマシリンダ１が駆動力を受け矢印Ｘ方向
へ回転されるとデバイス２、ブロック軸およびブロック
もそれと一体的に同方向へ回転する。さらに、ハンマシ
リンダ１内に配置したハンマピストンを駆動してデバイ
ス２に下方への衝撃力を加えると、ブロック１１ａ，１
１ｂ，１１ｃが地中に突き進みかつ回転力によりビット
４が土石を掘削する。

【００３１】ハンマシリンダ１およびデバイス２ととも
にブロック１１ａ，１１ｂ，１１ｃが掘削方向に回転す
ると、該ブロック１１ａ，１１ｂ，１１ｃは掘削抵抗に
よりブロック軸１２ａ，１２ｂ，１２ｃを中心に自転
し、ブロック１１ａ，１１ｂ，１１ｃの一方の側端面１
２ａと円弧部１２ｃとの交差部分がデバイス２の外周面
より突出し、この部分が外周刃Ａとして機能する。ま
た、上記ブロック１１ａ，１１ｂ，１１ｃが自転すると
き、各ブロックの側端面１２ａ，１２ｂが隣合うブロッ
クの側端面１２ｂ，１２ａに当接し、これが互いにスト
ッパの機能を果たして、各ブロックのそれ以上の自転を
規制する。この状態でブロック１１ａ，１１ｂ，１１ｃ
がデバイス２の回転力を受けて上記外周刃Ａ等により地
中を掘削する。

【００３２】ここで、上記ブロックは３個設けられてい
るので、一つのブロックに対し一個生じる外周刃Ａも当
然に３個となり、しかもそれら外周刃Ａは周方向に等間
隔置きに配される。このため、バランスのよい掘削が行
え、たとえ不均質地盤であっても孔曲がりが生じにく
い。

【００３３】また、掘削時において個々のブロック１１
ａ，１１ｂ，１１ｃは、上記したように左右の側端面１
２ａ，１２ｂが隣合うブロックの側端面１２ｂ，１２ａ
にそれぞれ当接しており、該ブロックに固定されている
ブロック軸３ａ，３ｂ，３ｃが軸穴２ａ，２ｂ，２ｃに
嵌入支持されていることと相俟って、当該ブロック１１
ａ，１１ｂ，１１ｃは３点で支持されることとなる。し
たがって、個々のブロック１１ａ，１１ｂ，１１ｃの固
定が強固となり、掘削中にがた付きが生じにくく良好な
掘削が行える。

【００３４】さらに、掘削時において、図３に示すよう
に掘削孔の内周面から一つのブロック１１ａに一方の側
端面１２ａと平行な掘削反力Ｃが加わるとき、その掘削
反力Ｃは当該ブロックと一体的とされたブロック軸３ａ
に作用する他、互いに当接している側端面１２ｂ，１２
ａを介して他のブロック１１ｂにも作用する。このよう
に、ブロックの一方の側端面１２ａに平行な力が加わる
ときでも、その力はブロック軸３ａと他のブロック１２
ｂとに分散され、一つのブロック軸３ａに加わる荷重は
その分小さくなる。結局、一つのブロック軸３ａ(３
ｂ，３ｃ)に加わる荷重を減少することができ、ブロッ
ク軸の径を小さくできる利点も得られる。

【００３５】また、ハンマシリンダ１内のピストンが落
下する際、該ハンマピストンにより押し出される圧縮空
気は排気孔１７に流入し、横孔１９、ブロー孔２０を経
てデバイス２の底面に吹き出し、掘削された掘削屑をデ
バイス２の外側に向けて除去する。そして、除去された
掘削屑は圧縮空気の流れに沿って掘削屑排出溝２３から
掘削パイプ９内を通って上方へ排出される。一方、排気
孔１７から噴出孔１８に流入した圧縮空気は、ブロック
１１ａ，１１ｂ，１１ｃの拡径時、すなわち掘削時にお
いては噴出孔１８の開口が１１ａ，１１ｂ，１１ｃによ
って閉塞されるので、上記切欠溝２５を通ってデバイス
２の底面外周部に吹き出して上記ブロー孔２０から吹き
出た圧縮空気とともに掘削屑の除去を行う。

【００３６】また、上述したように、掘削時において、
図４に示すように、回転反力と、この回転反力に直交す
る衝撃力の反力との合力Ｆが、傾斜面１５ａ，１５ｂ，
１５ｃに植設されたビット４に垂直軸に対して最も傾斜
して作用するが、これらのビット４は傾斜面１５ａ，１
５ｂ，１５ｃにほぼ垂直に植設されているので、上記合
力Ｆがビット４に対してほぼ直角に作用し、よってビッ
ト４の破損や脱落を防止することができる。

【００３７】掘削終了後は、ハンマシリンダを上記掘削
方向とは逆方向に回転させるが、このとき各ブロック１
１ａ，１１ｂ，１１ｃは掘削時とは逆の方向に自転し、
第２図に示すようにブロックの最外周に位置する円弧部
１２ｃがデバイス２の底面と等しいか、もしくはそれよ
り内側に配される。このようにすれば、掘削パイプ９内
を摺動可能となるので、ハンマシリンダ１を上方に引け
ば、当該掘削工具を引き出すことができる。

【００３８】また、上記掘削工具では、ブロック１１
ａ，１１ｂ，１１ｃが縮径し始めると、デバイス２の底
面中央部においてブロック１１ａ，１１ｂ，１１ｃ間に
空間Ｓが現出し、さらに縮径にともなって該空間Ｓが大
きくなるが、デバイス２の先面中央部に開口する噴出孔
１８から圧縮空気が吹き出すので、空間Ｓに侵入しよう
とする掘削屑が該圧縮空気によって除去される。したが
って、該掘削屑が空間Ｓに侵入して互いに摺動するブロ
ックの側端面１２ａ，１２ｂ間にかみ込むことがないの
で、ブロック１１ａ，１１ｂ，１１ｃの縮径を確実かつ
円滑に行うことができる。

【００３９】また、デバイス２とその外側の掘削パイプ
９との間に、掘削屑排出溝２３とデバイス２の外周に一
体的に設けられた芯出し用の突起２２ａとを、周方向に
交互に配置したので、掘削屑を掘削パイプ内９に導くた
めの排出用通路をデバイス２の外周に必要な個数だけ配
設できるので、掘削屑排出効率が向上する。

【００４０】さらに、デバイスの芯出用の突起２２ａと
掘削屑排出溝２３をデバイス２の長さ方向にずらして配
置する場合、例えばデバイスの芯出し用突起をデバイス
の基端側に設けるとともにデバイスの先端に掘削屑排出
用の輪状溝を設ける場合に比べて、掘削中においてデバ
イス２のガタツキが少なくなり、デバイス２と掘削パイ
プ９との間に掘削屑がかみ込むのを防止できる。

【００４１】加えて、上記のようにデバイス２の芯出し
用の突起２２ａと掘削屑排出溝２３をデバイス２の長さ
方向のずらして配置する場合に比べて、デバイス２の長
さを短くでき装置全体のコンパクト化が図れる。

【００４２】なお、上記実施例では、ブロック１１ａ，
１１ｂ，１１ｃを３個備える場合を例に採って説明した
が、これに限られることなく、４個あるいはそれ以上の
ブロックを有するものにも本発明は適用可能である。ま
た、上記実施例では、ブロック１１ａ，１１ｂ，１１ｃ
の左右両側端面１２ａ，１２ｂを平坦に形成している
が、これに限られることなく、同側端面１２ａ，１２ｂ
を互いに係合する円弧状に形成してもよい。

【００４３】

【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、デバイスに該デバイスの底面中
央部に開口して流体を噴出する噴出孔を形成したので、
ブロックの縮径時に、デバイスの底面中央部においてブ
ロック間に空間が現出しても、噴出孔から吹き出す圧縮
空気によって空間に侵入しようとする掘削屑が除去され
る。したがって、該掘削屑が空間に侵入して互いに摺動
するブロックの側端面間にかみ込むことがないので、ブ
ロックの縮径を確実かつ円滑に行うことができる。ま
た、ブロックの互いに当接する側端面のうち少なくとも
いずれか一方に、該側端面の長手方向における一方の端
部から他方の端部に向けて延びる切欠溝を形成したの
で、掘削時において噴出孔の開口がブロックによって閉
塞されている際には、排気孔から噴出孔に流入した圧縮
空気は上記切欠溝を通ってデバイスの底面外周部に吹き
出して掘削屑の除去を行うので、掘削屑の除去をより効
果的に行うことができる。

【００４４】また、請求項２の掘削工具によれば、デバ
イスの底面中央部に開口して流体を噴出させる噴出孔の
みならず、デバイスの外周側底面のうちブロック拡径時
に掘削孔底に臨まされる露出部に開口して流体を噴出さ
せるブロー孔を形成したので、ブロー孔からデバイスの
外側に向けて流体が吹き出し、掘削時に噴出孔の開口が
ブロックにより閉塞されている場合であっても、掘削屑
の除去を効果的に行うことができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の掘削工具において、ブロックが装着さ
れたデバイスを示す一部切欠側面図である。

【図２】本発明の掘削工具の非掘削時の底面図である。

【図３】本発明の掘削工具の掘削時の底面図である。

【図４】本発明の掘削工具の掘削時の要部の断面図であ
る。

【図５】本発明の掘削工具の切欠溝を示す断面図であ
る。

【図６】従来の掘削工具の非掘削時の底面図である。

【図７】従来の掘削工具の掘削時の底面図である。

【図８】従来の掘削工具の非掘削時の底面図である。

【図９】従来の掘削工具の掘削時の底面図である。

【符号の説明】 １ ハンマシリンダ ２ デバイス ２ａ，２ｂ，２ｃ 軸穴 ３ａ，３ｂ，３ｃ ブロック軸 ４ ビット １０ 係止ピン １１ａ，１１ｂ，１１ｃ ブロック １２ａ，１２ｂ ブロックの側端面 １２ｃ ブロックの円弧部 １３ａ，１３ｂ，１３ｃ 第１の傾斜面 １４ａ，１４ｂ，１４ｃ 第２の傾斜面 １５ａ，１５ｂ，１５ｃ 傾斜面 １７ 排気孔 １８ 噴出孔 １９ 横孔 ２０ ブロー孔 ２３ 掘削屑排出溝 ２５ 切欠溝 １１２ 段差 Ａ 外周刃 Ｘ 掘削方向

───────────────────────────────────────────────────── 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 特開 平４−41891（ＪＰ，Ａ) 特開 昭63−11789（ＪＰ，Ａ) 特開 昭59−76391（ＪＰ，Ａ) 実開 昭62−85592（ＪＰ，Ｕ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁶，ＤＢ名) E21B 3/00 - 4/20 E21B 10/00 - 10/66

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、少なくとも３個以上
   の軸穴を、該デバイスの中心からずらしてかつ周方向に
   等角度置きに設け、それら軸穴にブロック軸を回転自在
   に嵌入し、該ブロック軸の先端部に、略扇状をなしかつ
   先端面にビットが植設されたブロックを、それぞれ左右
   の側端面を対向させてしかもそれらブロックの円弧部が
   全体で略円を形成するように設け、上記デバイスが掘削
   方向に回転した際に、掘削孔底部との掘削抵抗によりブ
   ロックが自転して該ブロックの一方の側端面と円弧部の
   交差部分が上記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両側端面が隣合う
   ブロックの側端面に当接するように、上記ブロックに対
   するブロック軸の相対位置を設定している掘削工具にお
   いて、上記デバイスに、該デバイスの底面中央部に開口して流
   体を噴出させる噴出孔を形成するとともに、上記ブロッ
   クの互いに当接する側端面のうち少なくともいずれか一
   方に、該側端面の長手方向における一方の端部から他方
   の端部に向けて延びる切欠溝を形成 したことを特徴とす
   る掘削工具。
2. 【請求項２】 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、少なくとも３個以上
   の軸穴を、該デバイスの中心からずらしてかつ周方向に
   等角度置きに設け、それら軸穴にブロック軸を回転自在
   に嵌入し、該ブロック軸の先端部に、略扇状をなしかつ
   先端面にビットが植設されたブロックを、それぞれ左右
   の側端面を対向させてしかもそれらブロックの円弧部が
   全体で略円を形成するように設け、上記デバイスが掘削
   方向に回転した際に、掘削孔底部との掘削抵抗によりブ
   ロックが自転して該ブロックの一方の側端面と円弧部の
   交差部分が上記デバイスの外周面より所定の掘削量分だ
   け突出し、かつそのブロック拡径時に各ブロックの両側
   端面が隣合うブロックの側端面に当接するように、上記
   ブロックに対するブロック軸の相対位置を設定している
   掘削工具において、 上記デバイスに、該デバイスの底面中央部に開口して流
   体を噴出させる噴出孔と、上記デバイスの外周側底面の
   うち上記ブロック拡径時に上記掘削孔底に臨まされる露
   出部に開口して流体を噴出させるブロー孔とを形成した
   ことを特徴とす る掘削工具。