JP3329249B2 - 掘削工具 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、アンカー工事、各
種さく井工事、基礎杭工事などの土木工事において土
砂、岩石等の掘削に用いられる掘削工具に関するもので
ある。

【０００２】

【従来の技術】この種の掘削工具においては、その工具
本体が、後端側にシャンク部を有する略円柱状のデバイ
スと、このデバイスの先端部に取り付けられた掘削ビッ
トとから構成され、上記デバイスを軸線回りに回転する
とともに該軸線方向に打撃力を与えて上記掘削ビットに
よって掘削を行う、いわゆる回転打撃式の掘削工具が知
られている。そして、本発明の発明者等は、上記掘削ビ
ットとして、円盤状の本体を備えて上記デバイスの先端
面の中央部に軸部を介して取り付けられたパイロットビ
ットと、このパイロットビットよりも後端側のデバイス
先端部外周に回動自在に取り付けられた拡径ビットとを
備えた掘削工具を、特願平９−２３５２４６号において
提案している。しかるに、このような掘削工具によれ
ば、先行するパイロットビットによって破砕されやすく
なった土砂や岩石等を拡径ビットが掘削するような形態
となるため、掘削効率の向上を図るとともに拡径ビット
への負担を軽減することができる。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】ところが、このように
構成された掘削工具では、上記パイロットビットの本体
がデバイスの先端面に密着するように取り付けられてい
ると、掘削時にパイロットビットに作用する衝撃的負荷
によってその本体がデバイスに押し付けられ、デバイス
の先端面やパイロットビットの本体が損傷してしまうお
それがある。その一方で、パイロットビットの本体が軸
部を介してデバイスの先端面よりも突出していると、掘
削時にデバイスからパイロットビットに与えられる回転
打撃力や、その反動としてパイロットビットからデバイ
スに作用する掘削負荷が、軸部を介して伝達されること
となって、軸部に生じる負担が大きく、安定性が損なわ
れるとともに、パイロットビット本体とデバイス先端面
との間に画成される隙間に、掘削時に生成されたくり粉
が侵入して著しい摩耗を招くおそれがある。

【０００４】また、一般にこのようなパイロットビット
は、その軸部に形成された雄ねじ部をデバイス先端面の
取付孔に形成された雌ねじ部に螺合させて軸部を取付孔
にねじ込み、さらにデバイス内に挿通されたピン等を上
記軸部に係合させることによってデバイスに取り付けら
れており、この軸部のねじ込み方向は、掘削時に緩みが
生じたりしないように、掘削時のデバイスの回転方向と
は反対向きとされている。従って、掘削時にパイロット
ビットは、その軸部が上記ねじ込み方向にさらに強くね
じ込まれるように抵抗を受けることになるため、上述の
ようにパイロットビット本体がデバイス先端面に密着し
て取り付けられている場合には、両者がさらに強く密着
して摩擦抵抗が増大してしまうことになり、またパイロ
ットビット本体とデバイス先端面との間に隙間が空いて
いる場合には、上記軸部が取付孔にさらに強くねじ込ま
れてきつく締め付けられてしまうことになるので、いず
れの場合でも、掘削によって損耗したパイロットビット
を交換しようとした際に、パイロットビットを上記ねじ
込み方向と反対向きに回転させて取り外すことが困難と
なって、場合によってはデバイスやピンに破損を生じる
おそれがある。

【０００５】本発明は、このような背景の下になされた
もので、上述のようなデバイスの先端にパイロットビッ
トが取り付けられた掘削工具において、掘削時の回転打
撃力や掘削負荷によってもデバイスやパイロットビット
が損傷したりすることがなく、またくり粉の侵入によっ
て摩耗を生じたり、パイロットビットの軸部が取り外し
困難となったりするのを防ぐ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。

【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
回転されるとともに該軸線方向に打撃力を受けるデバイ
スの先端部に、円盤状の本体を有するパイロットビット
が軸部を介して取り付けられてなる掘削工具において、
上記デバイスの先端面と上記パイロットビットの本体と
の間に、スペーサを介装したことを特徴とする。従っ
て、上記構成の掘削工具によれば、このようにスペーサ
が介装されることにより、パイロットビットの本体がデ
バイスの先端面から突出していても、その隙間にくり粉
が侵入したりするのを防ぐことができるとともに、この
スペーサを介して、掘削時にデバイスからパイロットビ
ットに回転打撃力を確実に伝達し、また反動としてパイ
ロットビットからデバイスに作用する掘削負荷を安定し
てデバイスの先端面により受け止めることができる。さ
らに、掘削時の回転によってパイロットビットおよびス
ペーサがデバイス側に締め付けられても、スペーサを破
壊したりして取り除くことにより、パイロットビット本
体とデバイス先端面との間に隙間が生じて両者の間の摩
擦を低減することができるので、パイロットビットを容
易に取り外すことが可能となる。

【０００７】ここで、上記構成の掘削工具では、上記ス
ペーサを、デバイスおよびパイロットビットを形成する
材質よりも硬度の小さい材質により形成することによ
り、掘削時の回転打撃力およびその反動によってパイロ
ットビット本体およびスペーサとデバイスとが強く押し
付けられても、損傷するのは硬度の小さいスペーサだけ
となるので、デバイスやパイロットビットの損傷をより
確実に防止することができるとともに、パイロットビッ
トの取り外しの際のスペーサの除去も容易に行うことが
可能となる。また、上記デバイスの先端部外周に、スペ
ーサの後端側に臨むように拡径ビットを回動自在に取り
付けた場合には、このスペーサの外径を、上記拡径ビッ
トの内周端と上記軸線との間の径方向の間隔よりも大き
く設定することにより、万一拡径ビットの回動軸に損傷
が生じても、拡径ビットが脱落するのを防ぐことができ
る。

【０００８】

【発明の実施の形態】図１ないし図３は、本発明の掘削
工具の一実施形態を示すものである。本実施形態の掘削
工具は、円筒状のケーシング１の先端に設けられる略円
筒状のケーシングトップ２と、このケーシングトップ２
内に挿通される工具本体３と、これらケーシングトップ
２の内周と工具本体３の外周との間に介装される略円筒
状のドライブガイド４とから構成されており、さらに上
記工具本体３は、上記ドライブガイド４の内周に嵌挿さ
れるデバイス５と、このデバイス５の先端に配設されて
上記ケーシングトップ２およびドライブガイド４の先端
に突出する４つの拡径ビット６…および１つのパイロッ
トビット７とから概略構成されている。

【０００９】ここで、上記ケーシングトップ２は、先端
側から後端側に向けてその外径が一段縮径するように形
成された多段円筒状とされており、この先端側における
外径は上記ケーシング１の外径と等しく、また後端側に
おける外径はケーシング１内に嵌挿可能な大きさとされ
ている。そして、このケーシングトップ２は、この後端
側の外径部をケーシング１に嵌挿させて溶接されること
により、ケーシング１の先端に一体に取り付けられてお
り、その内径はケーシング１の内径よりも小さくされ、
両内径部の間にはケーシングトップ２の後端面２Ａによ
る段部が形成されている。

【００１０】一方、上記デバイス５は概略多段円柱状に
形成されていて、その小径とされる後端部側がシャンク
部８とされ、このシャンク部８に装着される図示しない
ハンマにより、掘削時にはその中心軸線Ｏ回りに回転方
向Ｔに回転されつつ該軸線Ｏ方向先端側に打撃力を受け
る。また、このデバイス５の大径とされる先端部９の先
端外周側には、この先端部９の先端面９Ａおよび外周面
９Ｂに開口して上記拡径ビット６がそれぞれ装着される
４つの凹所１０…が周方向に等間隔に形成されていると
ともに、デバイス５の中心部には上記軸線Ｏに沿って貫
通孔１１が形成されており、この貫通孔１１の先端側は
多段的に拡径するように形成されて、上記パイロットビ
ット７が取り付けられる取付孔１２とされている。な
お、このデバイス５の上記先端面９Ａは、その外周部９
ａよりも内周部９ｂが概略円形をなして先端側に一段突
出するように形成されていて、これら内外周部９ａ，９
ｂの間には段部９ｃが形成されており、上記凹所１０…
は図２に示すようにこの段部９ｃを越えて先端面９Ａの
内周部９ｂにまで至るように形成されている。

【００１１】上記凹所１０は、デバイス５の上記先端面
９Ａから一段後退する底面１０Ａと、この底面１０Ａか
ら垂直に屹立して先端面９Ａに連なる壁面１０Ｂ〜１０
Ｅとから画成されており、上記軸線Ｏ方向先端側から見
て、これらの壁面１０Ｂ〜１０Ｅのうち、上記回転方向
Ｔ側を向く壁面１０Ｂと外周側を向く壁面１０Ｄとは、
両壁面１０Ｂ，１０Ｄに滑らかに連なる凹円弧面状の壁
面１０Ｃを介して互いに鋭角に交差する方向に配置され
る一方、回転方向Ｔと反対側を向く壁面１０Ｅは、上記
壁面１０Ｂに略平行となるように配置され、従って壁面
１０Ｄとは鈍角に交差するように配置されている。さら
に、この凹所１０の上記底面１０Ａには、その上記回転
方向Ｔ側に、外周側に向かうに従い漸次深くなる凹部１
３が形成されるとともに、この凹部１３に対して上記回
転方向Ｔの反対側には、先端側から見て上記壁面１０Ｃ
がなす凹円弧の中心軸Ｘと同軸となるように、上記断面
円形の取付孔１４が形成されている。

【００１２】また、デバイス５内には、上記貫通孔１１
から分岐して先端側に向かうに従い外周側に向かう４つ
の空気孔１５…が形成されており、これらの空気孔１５
…はそれぞれ各凹所１０…の底面１０Ａに形成された上
記凹部１３に開口させられている。さらに、デバイス５
の先端部９の外周面９Ｂには、この先端部９の上記先端
面９Ａから後端面にかけて軸線Ｏに平行に延びるくり粉
排出用の４条の凹溝１６…が周方向に等間隔に形成され
ており、これらの凹溝１６…は、先端側において上記凹
所１０…の上記回転方向Ｔ側に開口して、該凹所１０お
よびその底面１０Ａに形成された凹部１３の外周側に連
通させられている。なお、この凹溝１６の周方向の幅
は、周方向に隣り合う凹溝１６，１６同士の間に残され
るデバイス５の外周面９Ｂの幅と略等しく設定されてい
る。

【００１３】さらにまた、デバイス５の先端部９の外周
面９Ｂには、周方向に互いに隣り合うすべての上記凹溝
１６，１６同士の間に、軸線Ｏを含む断面が「コ」字状
をなす凹溝１６よりも浅い凹溝が、軸線Ｏ方向に３条並
んでそれぞれ周方向に延びるように形成されている。こ
こで、このうち先端側の２条８つの凹溝は、それぞれ上
記隣り合う凹溝１６，１６の双方に開口する通し溝状に
形成されて第１の係合凹部１７とされる一方、後端側の
１条４つの凹溝は、上記凹溝１６，１６のうち上記回転
方向Ｔ側に位置する凹溝１６にのみ開口し、この凹溝１
６から回転方向Ｔの反対側に延びた後、回転方向Ｔ側を
向く壁面１８Ａによって上記外周面９Ｂに連なる止まり
溝状に形成されていて、第２の係合凹部１８とされてい
る。さらに、このデバイス５の先端部９には、上記軸線
Ｏに直交する平面内において該先端部９の外周面９Ｂか
ら上記取付孔１２の内周に接して開口するように延びる
止まり孔１９が形成されている。

【００１４】一方、上記ドライブガイド４は、上記ケー
シングトップ２とこのデバイス５の先端部９の外周面９
Ｂとの間に介装されており、その外周面４Ａには、先端
側から後端側に向けて順に、上記ケーシング１およびケ
ーシングトップ２の外径と略同外径のフランジ部２０
と、上記ケーシングトップ２の内径部に嵌挿可能な外径
の凹部２１と、このケーシングトップ２の内径部よりも
大きく、かつケーシング１の内径部に嵌挿可能な外径の
段部２２とが、上記軸線Ｏ回りに周回するように形成さ
れている。なお、上記凹部２１の軸線Ｏ方向の幅は、ケ
ーシングトップ２の軸線Ｏ方向の幅よりも大きくされて
いる。従って、このドライブガイド４は、ケーシングト
ップ２に対しては軸線Ｏ回りに相対回転可能とされると
ともに、軸線Ｏ方向先端側に向けては段部２２がケーシ
ングトップ２の後端面２Ａに当接することにより、また
軸線Ｏ方向後端側にはフランジ部２０がケーシングトッ
プ２の先端面２Ｂに当接することにより、それぞれ係合
可能とされている。

【００１５】また、このドライブガイド４の内周面４Ｂ
の内径は、デバイス５の先端部９の上記外周面９Ｂが嵌
挿可能な大きさとされており、さらにこの内周面４Ｂに
は、該内周面４Ｂから突出してデバイス５の上記外周面
９Ｂに形成された上記係合凹部に挿入可能とされた凸部
が、軸線Ｏ方向に間隔をあけて３列、かつ周方向には等
間隔をあけて４列形成されている。ここで、これらの凸
部のうち、軸線Ｏ方向先端側２列の８つの凸部は、その
周方向の長さがデバイス５の先端部９の上記外周面９Ｂ
に形成された上記凹溝１６の幅よりも僅かに小さくされ
て、第１の係合凸部２３とされる一方、軸線Ｏ方向後端
側１列の４つの凸部は、周方向の幅が上記外周面９Ｂの
第２の係合凹部１８の幅と略等しくされ、第２の係合凸
部２４とされている。

【００１６】なお、これら第１、第２の係合凸部２３
…，２４…は、軸線Ｏを含む断面において、上記第１、
第２の係合凹部１７…，１８…がなす「コ」の字よりも
幅および厚さが一回り小さな長方形状に形成されてい
る。また、これら第１、第２の係合凸部２３…，２４…
の軸線Ｏ方向の間隔は、図１に示すようにこれら第１、
第２の係合凸部２３…，２４…を上記第１、第２の係合
凹部１７…，１８…に挿入してデバイス５をドライブガ
イド４に対して軸線Ｏ方向先端側に係合させた状態で、
第１の係合凸部２３…の後端側を向く壁面２３Ａが第１
の係合凹部１７…の先端側を向く壁面１７Ａにそれぞれ
当接する一方、第２の係合凸部２４…の後端側を向く壁
面２４Ａは第２の係合凹部１８…の先端側を向く壁面１
８Ｂとの間に僅かに間隔をあけるように設定されてい
る。さらに、これら第１、第２の係合凸部２３…，２４
…は、ドライブガイド４の内周面４Ｂの上記軸線Ｏ方向
において同一の列に位置する第１、第２の係合凸部２
３，２３，２４の上記回転方向Ｔ側を向く壁面２３Ｂ，
２３Ｂ，２４Ｂが、周方向に略同位置に並ぶように配置
されている。

【００１７】また一方、本実施形態では、デバイス５の
先端部９の上記凹所１０に装着される上記拡径ビット６
は、この凹所１０に収容可能とされるブロック状の本体
２５の先端面２５Ａおよび１の側面２５Ｂに、超硬合金
等の硬質材料よりなる多数のチップ２６…が植設される
とともに、この本体２５の後端面２５Ｃには円柱状の軸
部２７が形成された構成とされており、この軸部２７を
上記取付孔１４に嵌挿させて、これら軸部２７および取
付孔１４の上記中心軸Ｘ回りに回動自在に上記凹所１０
に取り付けられている。また、この本体２５の上記側面
２５Ｂとは反対側の側面２５Ｄは、上記軸部２７を取付
孔１４に嵌挿して拡径ビット６を装着した際に凹所１０
の上記壁面１０Ｃに摺接可能となるように、上記中心軸
Ｘを中心とし、かつ凹所１０の凹円弧面状の上記壁面１
０Ｃと略等しい曲率半径をなす凸円弧面状に形成されて
いる。

【００１８】さらに、この本体２５の上記側面２５Ｂと
側面２５Ｄとの間の側面２５Ｅ，２５Ｆは互いに平行と
され、このうち側面２５Ｅは、図２に示すように拡径ビ
ット６が中心軸Ｘ回りに上記回転方向Ｔの後方側向きに
回転して拡径した際に、凹所１０の上記壁面１０Ｂに当
接して当該拡径ビット６を位置決めするようになされて
いる。なお、この拡径ビット６が拡径して位置決めされ
た状態において、上記側面２５Ｂは、上記ケーシング１
の外周面よりも外周側に突出し、かつ上記軸線Ｏを中心
とした凸円弧面状をなすように形成されている。一方、
反対側の側面２５Ｆは、図３に示すように拡径ビット６
が中心軸Ｘ回りに上記回転方向Ｔ側向きに回転して縮径
した際に、凹所１０の上記壁面１０Ｄに当接して当該拡
径ビット６を位置決めするようになされており、この拡
径ビット６が縮径して位置決めされた状態で、その本体
２５は、凹溝１６内に臨むドライブガイド４の上記係合
凸部２３…，２４…に軸線Ｏ方向に干渉しないように、
先端側から見て凹所１０の底面１０Ａ内に略収まるよう
になされている。

【００１９】また、本実施形態では、この拡径ビット６
の上記軸部２７の長さは、凹所１０の取付孔１４の深さ
よりも僅かに長く形成されており、これにより図１に示
すように、この軸部２７を取付孔１４に嵌挿して拡径ビ
ット６を装着した状態で、軸部２７の後端面２７Ａは取
付孔１４の底面１４Ａに当接する一方、拡径ビット６の
本体２５の後端面２５Ｃと凹所１０の底面１０Ａとの間
には僅かな隙間が形成されることとなる。さらに、この
拡径ビット６の上記先端面２５Ａの側面２５Ｄ側の部分
は、上記中心軸Ｘに直交するチップ２６が植設されない
平坦面２５ａとされており、この平坦面２５ａは、先端
面２５Ａの他の部分との間に段部２５ｂを介して、この
他の部分に植設されたチップ２６よりも僅かに先端側に
突出するように形成されている。さらにまた、上述のよ
うに軸部２７の後端面２７Ａを取付孔１４の底面１４Ａ
に当接させて拡径ビット６をデバイス５の凹所１０に装
着した状態で、上記平坦面２５ａは、デバイス５の上記
先端面９Ａの突出した内周部９ｂよりも、極僅かに後退
した位置に配置されている。

【００２０】さらに、この拡径ビット６の先端面２５Ａ
に形成される上記段部２５ｂは、当該拡径ビット６が拡
径した状態において、図２に示すように先端側から見て
デバイス５の上記先端面９Ａに形成される上記段部９ｃ
に連なるように、上記軸線Ｏを中心とした円弧状に形成
されている。一方、この段部２５ｂは、当該拡径ビット
が縮径した状態においては、図３に示すように先端側か
ら見てデバイス５の先端面９Ａの上記外周部９ａから内
周部９ｂに向けて上記段部９ｃを横切るように延び、掘
削時の工具本体３の回転方向Ｔ側を向いて配置されるこ
ととなる。

【００２１】さらにまた、本実施形態では、デバイス５
の先端部９の上記取付孔１２に取り付けられる上記パイ
ロットビット７は、円盤状の本体２８の先端面２８Ａお
よび外周面２８Ｂに超硬合金等の硬質材料よりなる多数
のチップ２９…が植設されるとともに、この本体２８の
後端面２８Ｃの中央には、上記取付孔１２に挿入される
軸部３０が形成された構成とされている。さらに、この
軸部３０の外周には、先端側に雄ねじ部３０Ａが形成さ
れるとともに後端側には環状溝３０Ｂが形成される一
方、上記取付孔１２の内周には、上記止まり孔１９の開
口部よりも先端側に雌ねじ部１２Ａが形成されており、
この雌ねじ部１２Ａに上記雄ねじ部３０Ａがねじ込まれ
ることにより、パイロットビット７は取付孔１２に螺着
される。また、この状態で、上記取付孔１２内周の止ま
り孔１９の開口部と上記軸部３０の環状溝３０Ｂとは、
上記軸線Ｏ方向の位置が一致して互いに連通するように
配置されており、この止まり孔１９にピン３１およびス
ペーサ３２を挿入してスナップリング３３よって固定す
ることにより、このピン３１が軸部３０の環状溝３０Ｂ
に係合してパイロットビット７が抜け止めされるように
なされている。

【００２２】ここで、このように取付孔１２に取り付け
られたパイロットビット７の上記本体２８は、軸部３０
を介してデバイス５の上記先端面９Ａから突出するよう
に、その後端面２８Ｃが該先端面９Ａの内周部９ｂとの
間に軸線Ｏ方向先端側に隙間を開けて先端側に位置する
ように配置されており、従ってデバイス５の凹所１０…
に取り付けられた拡径ビット６…よりも軸線Ｏ方向先端
側に位置しており、しかもその軸線Ｏからの外径は、各
拡径ビット６…の内周端からデバイス５の軸線Ｏまでの
径方向の間隔よりも大きくなるように、上記軸線Ｏと中
心軸Ｘとの径方向の間隔より僅かに大きく設定されてい
る。従って、これらにより、このパイロットビット７の
本体２８は、図１に示すように上記拡径ビット６…の内
周側の部分に覆い被さるように配設され、特に拡径ビッ
ト６…が拡径した状態においては、図２に示すように拡
径ビット６の本体２５の上記平坦面２５ａを覆い隠すよ
うに配設されることとなる。

【００２３】そして、さらに本実施形態では、このパイ
ロットビット７の本体２８の後端面２８Ｃと、デバイス
５の先端部９の先端面９Ａおよび拡径ビット６…の本体
２５先端の上記平坦面２５ａとの間に、円環平板状をな
すスペーサ３４が、その中央の貫通孔３４Ａにパイロッ
トビット７の軸部３０を挿通させて介装されている。こ
こで、このスペーサ３４は、工具本体３のデバイス５や
拡径ビット６…およびパイロットビット７を形成する金
属材料よりも、やや硬度の小さい金属材料から形成され
てなるものであり、かかるスペーサ３４を上述のように
介装した状態で、パイロットビット７の軸部３０に形成
された雄ねじ部３０Ａを取付孔１２の雌ねじ部１２Ａに
ねじ込むことにより、当該スペーサ３４は、その先端面
３４Ｂおよび後端面３４Ｃをパイロットビット７の本体
２８の後端面２８Ｃおよびデバイス５の先端面９Ａの内
周部９ｂとにそれぞれ密着させて取り付けられている。

【００２４】また、このスペーサ３４の軸線Ｏからの外
径は、上記パイロットビット７の本体２８と同様、拡・
縮径いずれの状態においても各拡径ビット６…の内周端
からデバイス５の軸線Ｏまでの径方向の間隔よりも大き
くなるように、上記軸線Ｏと中心軸Ｘとの径方向の間隔
より僅かに大きく設定され、しかも上記パイロットビッ
ト７の円盤状をなす本体２８の外径よりも僅かに小さ
く、デバイス５の上記先端面９Ａの外形が円形をなす内
周部９ｂの外径と略等しくされている。従って、このス
ペーサ３４は、やはりパイロットビット７の本体２８と
同様、図１に示すように上記拡径ビット６…の内周側の
部分に覆い被さるように配設され、特に拡径ビット６…
が拡径した状態においては、図２に示すように拡径ビッ
ト６の本体２５の上記平坦面２５ａを覆い隠すように配
設されることとなる。ただし、上述のように、各拡径ビ
ット６…の上記平坦面２５ａは、デバイス５の先端面９
Ａの内周部９ｂに対して僅かに後退していることから、
この平坦面２５ａとスペーサ３４の後端面３４Ｃとの間
には、極小さな隙間が画成されることとなる。

【００２５】なお、上記パイロットビット７の本体２８
の先端面２８Ａには、その中央から外周側に向かう４条
の凹溝３５…が周方向に等間隔に、かつ軸線Ｏ方向先端
側から見てデバイス５の凹所１０…の各壁面１０Ｄに直
交する方向に延びるように形成されている。さらに、こ
の本体２８の外周面２８Ｂには、多数の凹溝３６…が軸
線Ｏ方向に延びるように形成されており、そのうちの４
条の凹溝３６Ａ…は幅広とされて、それぞれ上記凹溝３
５…の外周端において各凹溝３５…に連通するように形
成される一方、残りの凹溝３６…のうちさらに４条の凹
溝３６Ｂ…は、先端側から見て図２に示すように、デバ
イス５の上記凹所１０の凹部１３に開口する上記空気孔
１５の位置に一致するように配置されている。さらに、
このパイロットビット７には、上記軸部３０から本体２
８に向けて軸線Ｏに沿って先端側に延びるように空気孔
３７が形成されており、この空気孔３７は先端側で２つ
に分岐して、上記凹溝３５…のうち互いに反対側に位置
する一対の凹溝３５，３５の内周側端部に開口するよう
に形成されている。

【００２６】しかるに、このように構成された掘削工具
においては、工具本体３のデバイス５の先端部９に、拡
径ビット６とパイロットビット７とが取り付けられてお
り、先行するパイロットビット７による掘削で破砕され
やすくなった地盤が拡径ビット６…によって掘削される
ので、掘削効率の一層の向上を図ることができる。そし
て、このパイロットビット７の本体２８とデバイス５の
先端面９Ａとの間には円環平板状のスペーサ３４が介装
されており、このスペーサ３４は、その先後端面３４
Ｂ，３４Ｃを上記本体２８の後端面２８Ｃと上記先端面
９Ａの突出した内周部９ｂとにそれぞれ密着させている
ので、パイロットビット７がその軸部３０を介してデバ
イス５の先端面９Ａから突出していても、掘削時にデバ
イス５に与えられる回転打撃力をこのスペーサ３４を介
して確実にパイロットビット７に伝達することができる
とともに、その反動としてパイロットビット７に作用す
る掘削負荷をスペーサ３４を介してデバイス５の先端面
９Ａにより安定して受け止めることが可能となる。

【００２７】また、このようにパイロットビット７の本
体２８の後端面２８Ｃがデバイス５の先端部９の上記先
端面９Ａとの間に隙間を開けて先端側に位置していて
も、上記スペーサ３４が後端面２８Ｃと先端面９Ａとに
密着して介装されることにより、掘削時に生成されたく
り粉が上記隙間に侵入してパイロットビット７やデバイ
ス５に著しい摩耗が生じたりするのを防ぐことができ
る。さらに、掘削時の回転力に対する抵抗によってパイ
ロットビット７の本体２８およびスペーサ３４が締め付
けられてデバイス５の先端面９Ａに押圧されても、上記
スペーサ３４だけを破壊するなどして取り除くことによ
り、パイロットビット７の本体２８とデバイス５の先端
面９Ａとの間には隙間が生じて、パイロットビット７を
回転させる際の押圧による両者の間の摩擦が削減される
ので、パイロットビット７やデバイス５を何等損傷させ
ることなく、容易にパイロットビット７を取り外して交
換することが可能となる。

【００２８】しかも、本実施形態では、このスペーサ３
４が、工具本体３のデバイス５やパイロットビット７を
形成する材質よりも硬度の小さい材質により形成されて
おり、従って掘削時の回転打撃力やその反動による負荷
によってパイロットビット７の本体２８がデバイス５側
に押し付けられたりしても、間に介装されたスペーサ３
４が損傷するだけで、これらパイロットビット７やデバ
イス５が損傷することはなく、スペーサ３４を交換する
だけで容易に元の工具本体３の状態を復元することが可
能となる。さらに、このようにスペーサ３４が硬度の小
さい材質によって形成されることにより、上述のように
パイロットビット７の雄ねじ部３０Ａがデバイス５の雌
ねじ部１２Ａに強く締め付けられたときにスペーサ３４
を取り除いて雄ねじ部３０Ａを緩める場合でも、このス
ペーサ３４を破壊しやすく、容易に取り除くことができ
るという利点も得られる。

【００２９】また、本実施形態では、デバイス５の先端
面９Ａの外周に形成された凹所１０…に、それぞれ拡径
ビット６…がその中心軸Ｘ回りに回動自在に取り付けら
れており、従ってこれらの拡径ビット６…は、上記スペ
ーサ３４の後端側に臨むように配置されることとなる。
そして、本実施形態では、上述のようにこのスペーサ３
４の軸線Ｏからの外径が、各拡径ビット６…の内周端と
デバイス５の軸線Ｏとの間の径方向の間隔よりも大きく
なるように設定されていて、拡径ビット６…の内周側の
部分にスペーサ３４が覆い被さるように配設されてお
り、このため、本実施形態のように拡径ビット６をデバ
イス５に取り付けるに際して、その軸部２７を取付孔１
４に挿通しただけでピンなどで固定したりせずとも、ま
た万一この軸部２７に損傷等が生じたりしても、当該拡
径ビット６が先端側に抜け出して脱落するような事態を
防止することができる。

【００３０】さらにまた、本実施形態では、パイロット
ビット７とともにデバイス５に取り付けられる拡径ビッ
ト６…が、その軸部２７を上記取付孔１４に嵌挿して拡
径ビット６を装着した状態で、軸部２７の後端面２７Ａ
が取付孔１４の底面１４Ａに当接する一方、拡径ビット
６の本体２５の後端面２５Ｃと凹所１０の底面１０Ａと
の間、および本体２５の先端面２５Ａの平坦面２５ａと
スペーサ３４の後端面３４Ｃとの間には僅かな隙間が形
成されている。従って、本実施形態においては、拡径ビ
ット６が拡縮径する際に負荷を受けつつ摺動する部分
が、軸部２７の後端面２７Ａだけとなるので、摺動面積
を小さくして拡径ビット６の拡縮径を容易に行うことが
可能となるという利点も得られる。

【００３１】また、特に本実施形態では、この拡径ビッ
ト６の本体２５の先端面２５Ａに、段部２５ｂを介して
先端側に一段突出する平坦面２５ａが形成されており、
この段部２５ｂは、当該拡径ビット６が縮径した状態に
おいて図３に示すように掘削時の回転方向Ｔ側を向き、
内周側に向かうに従いデバイス５の先端面９Ａの上記段
部９ｃを横切って上記回転方向Ｔ側に向けて延び、デバ
イス５の先端面９Ａの一段低められた外周部９ａにはみ
出すように形成されている。このため、上述のように拡
径ビット６が縮径した状態から、工具本体３の回転によ
って上記回転方向Ｔの反対側に向けて周方向に抵抗が作
用すると、上記外周部９ａにはみ出した段部２５ｂがこ
の抵抗を受けて拡径ビット６が中心軸Ｘ回りに回転させ
られて拡径するので、より速やかに拡径ビット６を拡径
されることが可能となる。また、その一方で、この拡径
ビット６が拡径した状態で上記段部２５ｂは、図２に示
すようにデバイス５の先端面９Ａの上記段部９ｃと同一
の円弧状に配置されるので、掘削時の抵抗によって拡径
ビット６に余計な負荷が作用するのを避けることができ
る。

【００３２】一方、本実施形態の掘削工具では、ケーシ
ング１の先端に設けられるケーシングトップ２と、回転
打撃力を受ける工具本体３のデバイス５との間に、ドラ
イブガイド４が介装されている。そして、このドライブ
ガイド４はケーシングトップ２に対しては、その段部２
２がケーシングトップ２の後端面２Ａに当接することに
より、軸線Ｏ回りに相対回転可能かつ軸線Ｏ方向先端側
に向けて係合可能とされるとともに、このドライブガイ
ド４に対して工具本体３は、上記第２の係合凹部１８…
に第２の係合凸部２４…が係合することにより工具本体
３が掘削時の回転方向Ｔに回転したときには一体に回転
可能、かつ上記第１の係合凹部１７…に第１の係合凸部
２３…が係合することにより軸線Ｏ方向先端側に向けて
係合可能とされる一方、工具本体３が上記回転方向Ｔと
反対側に回転したときには両者は相対回転可能とされ
て、各係合凸部２３…，２４…がデバイス５の外周面９
Ｂの凹溝１６…に臨むように配設された回転位置（図３
に示す回転位置）において軸線Ｏ方向先端側に抜脱可能
とされている。

【００３３】従って、本実施形態の掘削工具によれば、
軸線Ｏ回りに回転されるとともに該軸線Ｏ方向に打撃力
を受ける工具本体３により、ケーシングトップ２を介し
てケーシング１を伴いつつ掘削を行って所定の深さまで
埋設した後、工具本体３をケーシングトップ２から軸線
Ｏ方向先端側に抜脱し、ケーシング１を残して工具本体
３によりさらに掘削を行うことが可能となる。このた
め、例えば軟弱な地層の下に硬質な地層が展開するよう
な地盤を掘削する場合において、この軟弱な地層に対し
てはケーシング１を伴って削孔の崩壊を防ぎながら掘削
を行う一方、削孔の崩壊のおそれの少ない硬質な地層に
対しては、ケーシング１を伴わない工具本体３のみによ
る掘削を同一の掘削工具で連続して行うことが可能とな
り、これにより硬質な地層においては掘削抵抗を低減し
て掘削効率の向上を図るとともに、上記軟弱な地層から
硬質な地層にかけて削孔の径を均一にすることができ
る。

【００３４】また、上記実施形態の掘削工具では、工具
本体３の外周面９Ｂとドライブガイド４の内周面４Ｂと
のうち、ドライブガイド４の内周面４Ｂに該内周面４Ｂ
から突出する係合凸部２３…，２４…が形成されるとと
もに、工具本体３の外周面９Ｂには軸線Ｏ方向に延びる
凹溝１６…と、この凹溝１６…から掘削時の工具本体３
の回転方向Ｔに延びる係合凹部１７…，１８…とが形成
されている。従って、工具本体３の外周面９Ｂに形成さ
れるくり粉排出用の凹溝１６…を工具本体３の抜脱に利
用することができるとともに、工具本体３とケーシング
トップ２との間に介装されるために薄肉とならざるを得
ないドライブガイド４の肉厚がさらに削がれるのを防い
で、その強度を確保することができるという効果も得ら
れる。

【００３５】さらに、本実施形態では、第１の係合凸部
２３…の軸線Ｏ方向後端側を向く壁面２３Ａに第１の係
合凹部１７の先端側を向く壁面１７Ａが当接することに
より、ドライブガイド４に対して工具本体３が軸線Ｏ方
向先端側に係合可能とされるとともに、第２の係合凸部
２４…に第２の係合凹部１８…の回転方向Ｔ側を向く壁
面１８Ａが当接することにより、工具本体３とドライブ
ガイド４とが一体回転可能とされている。従って、工具
本体３に与えられる回転打撃力のうち、回転方向Ｔ側へ
の回転力は第２の係合凹部１８…と第２の係合凸部２４
…との係合によってドライブガイド４に伝えられる一
方、軸線Ｏ方向先端側への打撃力は第１の係合凹部１７
…と第１の係合凸部２３…との係合によってドライブガ
イド４に伝えられるので、これら回転力および打撃力の
いずれか一方だけが作用することとなって回転打撃力が
集中するようなことはなく、従ってこのような回転打撃
力の集中によって各係合凹部１７，１８および係合凸部
２３，２４に破損が生じるような事態を防止することが
できる。

【００３６】しかも、本実施形態では、より大きな負荷
となる打撃力が作用する第１の係合凹部１７…および第
１の係合凸部２３…は、第２の係合凹部１８…および第
２の係合凸部２４…よりも、個々の大きさは大きく、ま
た数も多く形成されていて、その壁面１７Ａ…，２３Ａ
…の当接面積が確保されているので、上述のような大き
な負荷も十分に分散させて受け止めることができ、破損
等が生じるのを一層確実に防ぐことができる。さらに、
本実施形態では、ドライブガイド４の先端に形成された
フランジ部２０がケーシングトップ２の先端面２Ｂに当
接することにより、ドライブガイド４がケーシングトッ
プ２に対して軸線Ｏ方向後端側に向けても係合可能とさ
れる一方、工具本体３は、ドライブガイド４の第１、第
２の係合凸部２３…，２４…が工具本体３の凹溝１６…
を通り抜けることにより、ドライブガイド４に対して軸
線Ｏ方向後端側にも抜脱可能とされているので、掘削後
に工具本体３を後端側に引き抜く際には、拡径ビット６
…が上記第１、第２の係合凸部２３…，２４…に干渉し
ないように縮径されることとも相俟って、確実に工具本
体３をドライブガイド４の後端側に抜き出し、さらにケ
ーシング１から引き抜くことが可能となる。

【００３７】

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
デバイスの先端面とパイロットビットの本体との間にス
ペーサが介装されることにより、パイロットビットの本
体がデバイスの先端面から突出していても、その隙間に
くり粉が侵入してこれらに著しい摩耗が生じたりするの
を防ぐことができ、また掘削時の回転打撃力をスペーサ
を介して確実に伝達するとともに掘削負荷を安定して受
け止めて、効率的な掘削を図ることができる。さらに、
掘削時の回転によってパイロットビットおよびスペーサ
がデバイス側に締め付けられても、スペーサを破壊する
などして取り除くことにより、パイロットビットを容易
に取り外すことが可能となるので、掘削により摩耗した
りしたパイロットビットを確実に交換することができ
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】 本発明の掘削工具の一実施形態を示す側断面
図である。

【図２】 図１に示す実施形態の拡径ビット６…が拡径
した状態を示す先端側から見た一部破断正面図である。

【図３】 図１に示す実施形態の拡径ビット６…が縮径
した状態を示す先端側から見た一部破断正面図である。

【符号の説明】

１ ケーシング ２ ケーシングトップ ３ 工具本体 ４ ドライブガイド ５ デバイス ６ 拡径ビット ７ パイロットビット ９ デバイス５の先端部 ９Ａ デバイス５の先端面 ９Ｂ デバイス５の外周面 １０ 凹所 １６ 凹溝 １７ 第１の係合凹部 １８ 第２の係合凹部 ２３ 第１の係合凸部 ２４ 第２の係合凸部 ３４ スペーサ Ｏ 工具本体３の回転軸線 Ｔ 掘削時の工具本体３の回転方向

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き 審査官 深田 高義 (56)参考文献 特開 平５−18177（ＪＰ，Ａ) 特開 平６−330686（ＪＰ，Ａ) 特開 平９−4351（ＪＰ，Ａ) 特開 平９−112175（ＪＰ，Ａ) 特開 平９−151685（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) E21B 10/40 E21B 10/32

Claims (3)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 軸線回りに回転されるとともに該軸線方
   向に打撃力を受けるデバイスの先端部に、円盤状の本体
   を有するパイロットビットが軸部を介して取り付けられ
   てなる掘削工具において、上記デバイスの先端面と上記
   パイロットビットの本体との間には、スペーサが介装さ
   れていることを特徴とする掘削工具。
2. 【請求項２】 上記スペーサが、上記デバイスおよび上
   記パイロットビットを形成する材質よりも硬度の小さい
   材質により形成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】 上記デバイスの先端部外周には、上記ス
   ペーサの後端側に臨むように拡径ビットが回動自在に取
   り付けられており、上記スペーサの外径は、上記拡径ビ
   ットの内周端と上記軸線との間の径方向の間隔よりも大
   きく設定さ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。