JP3994629B2 - 掘削工具 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、回転打撃掘削により掘削孔を穿孔する掘削工具に係り、特に、可動式の先端部を有する掘削工具に関する。
【０００２】
【従来の技術】
上記掘削工具の一例を図３及び図４に示す。図３は掘削工具１の拡径時の一部縦断面図、図４は、図３に示す掘削工具におけるデバイスに対するブロック軸の支持機構の構造を示す断面図である。
【０００３】
符合２はデバイスで、その軸線上には、先端側（図中下方）に向け流路２ａが延設され、流路２ａの先端面からは、複数の連通路２ｂが、デバイス２の先端面２ｃに向け放射状に延設されている。また、デバイス２は、内径がデバイス２の最大径と略同径とされた円筒状をなすケーシング３内に、同軸をなすよう挿通されている。
【０００４】
デバイス２の先端面２ｃには、複数（図の例では２本）の軸穴２ｄが、デバイス２の軸線からずれ、かつデバイス２の周に沿って等間隔となるよう設けられている。また、これら軸穴２ｄにはそれぞれブロック軸４ａが挿入され、ブロック軸４ａは、軸穴２ｄ内に、回転自在かつ後述する支持機構により抜け止めされて支持されている。
【０００５】
軸穴２ｄに対するブロック軸４ａの支持機構の詳細を図４とともに説明すると、支持機構は、軸穴２ｄに挿入されたブロック軸４ａと部分的に重なるよう、デバイス２に、その軸線と直交して形成されたピン穴５と、ピン穴５に挿入されたピン６とから概略構成されている。図４の場合、ピン穴５は、２本の軸穴２ｄの双方と部分的に重なるよう、デバイス２の径方向に沿って横断して形成されている。また、ブロック軸４ａのうちピン穴５と重なる位置には、ピン穴５に挿入されたピン６と係合する断面Ｕ字状の溝部４ｂがブロック軸４ａの周方向に沿って形成され、この溝部４ｂとピン６との係合により、ブロック軸４ａが、軸穴２ｄ内に、回転自在かつ抜け止めされて支持される。
【０００６】
更に、ピン穴５のうち、挿入されたピン６の外側（デバイス２の径方向外方）には、ピン穴５を拡径してなる拡径部５ａが形成され、この拡径部５ａに嵌合されたスナップリング７により、ピン穴５に挿入されたピン６が、ピン穴５から抜け止めされる。
【０００７】
一方、個々のブロック軸４ａの先端には、端面視して扇状をなす同一形状のブロック４が、端面視した際に全体としてデバイス２と略同径をなす円形をなすよう配設されている。また、ブロック４の先端面及び一部外周面には、超硬合金製のチップ（刃体）８が複数個植設されている。ここで、ブロック４に対するブロック軸４ａの相対位置は、ブロック４をケーシング３の先端から突出させ、掘削工具１を掘削回転方向に回転させた際に、掘削すべき地盤との掘削抵抗によりブロック４がそれぞれ自転して、ブロック４の対向する側端面の一部がケーシング３の外周面より所定量だけ外方に突出し、かつ上記側端面同士が当接するよう設定されている。
【０００８】
掘削に際しては、ブロック４をケーシング３の先端から突出させ、デバイス２及びブロック４をブロック４の側端面が回転方向前方を向くよう回転させるとともに、デバイス２が連結されたエアハンマ（図示せず。）を上下動させ、この振動を、デバイス２を介してブロック４に伝達する。そして、その結果ブロック４に付与された回転力及び衝撃力により、チップ８が地盤を掘削し、掘削孔が穿孔される。
【０００９】
また、ブロック４の掘削回転に伴い、地盤との掘削抵抗によりブロック４がそれぞれ自転し、その結果、上記の通り、ブロック４の側端面の一部がケーシング３の外周面より所定量だけ外方に突出し、外周刃として掘削孔の孔壁部を掘削するとともに、ケーシング３が自重により掘削孔内に下降し、孔壁の崩壊が防止される。一方、掘削の結果生じた土砂は、流路２ａ及び連通路２ｂを介して掘削孔内に噴射される圧縮空気とともに、掘削工具１とケーシング３の内周面との間に形成された空間を介して、地上へと排出される。
【００１０】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、掘削中、掘削工具１にかかる様々な力により、ピン穴５に挿入されたピン６には、ピン６をその軸線方向に沿って移動させる力が生じる。その結果、上記従来の掘削工具１では、軸線方向に沿って移動するピン６とスナップリング７との衝突により、スナップリング７が拡径部５ａから外れ、ピン穴５からピン６が抜けて、ブロック軸４ａが軸穴２ｄから脱落する場合があった。本発明は上記事情に鑑みてなされたもので、ピン穴５からのピン６の脱落と、それに伴う軸穴２ｄからのブロック軸４ａの脱落を防止することをその目的としている。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
本発明は、先端面に軸穴が穿孔されたデバイスと、この軸穴に挿入されたブロック軸と、このブロック軸の先端に設けられたブロックと、このブロックに植設された刃体とを具備し、上記デバイスに、上記軸穴に挿入された上記ブロック軸と部分的に重なるピン穴が形成され、このピン穴に挿入されたピンにより、上記ブロック軸が上記軸穴内に回転自在に支持されている掘削工具において、上記ピン穴には、上記ピンと、少なくとも上記ピン穴の軸線方向に沿った弾性を有する緩衝体と、スペーサとが順次挿入されるとともに、上記スペーサを保持手段を用いて上記ピン穴内に保持させることにより、上記ピン穴からの上記ピンの脱落が防止されていることを特徴としている。
【００１２】
この場合、上記保持手段が、上記スペーサを貫通して上記ピン穴を横断し、かつ両端にて上記デバイスに係止されたスプリングピンであることが望ましい。
【００１３】
【発明の実施の形態】
以下、図面に基づき、本発明の実施形態について説明する。なお、本発明は、上記図３及び図４に示す掘削工具１において、特に、図４に符号Ａで示す部分の構造を改変したことを特徴とするものである。そのため、上記図３及び図４に示す掘削工具１と同様の構成を有する部材については、同一の符合を付して、その構成及び作用に関する説明を省略する。
【００１４】
本発明に係る掘削工具では、上記図４に符号Ａで示す部分において、例えば図１に示すような構造を採用することにより、ピン穴５からのピン６の脱落を防止している。また、図２は、図１に示す構造のうち、特にピン穴５に挿入された部材の構造を説明するための上方斜視図である。
【００１５】
ピン穴５には、ピン６と、樹脂等の弾性体を円環状に成形してなる緩衝体１１と、ピン６と略同径の円柱状をなすスペーサ１２とが順次挿入されている。また、スペーサ１２には、円形断面を有する貫通孔１２ａが、スペーサ１２を、その径方向に沿って横断するよう形成されている。
【００１６】
一方、図１に示すように、デバイス２の、スペーサ１２の挿入位置と重なる位置には、その表面をピン穴５側に窪ませてなる凹部２１が形成され、凹部２１の、スペーサ１２に形成された貫通孔１２ａの形成位置と重なる位置には、貫通孔１２ａと同径の円形断面を有する連通孔２２が、ピン穴５をその径方向に沿って横断するとともに、デバイス２の側部を貫通するよう形成されている。
【００１７】
更に、ピン穴５内におけるスペーサ１２の向きは、貫通孔１２ａと連通孔２２とが互いに同軸をなすよう調節され、これら同軸をなす貫通孔１２ａ及び連通孔２２内には、スプリングピン（保持手段）１３が、貫通孔１２ａを横断し、貫通孔１２ａを挟んで対向する連通孔２２間に掛け渡されるよう挿入されている。その結果、貫通孔１２ａを横断したスプリングピン１３の両端がデバイス２に係止され、スペーサ１２が、ピン穴５を閉鎖する位置にてピン穴５内に保持される。
【００１８】
スプリングピン１３は、図２に示すように、その側面に軸線方向に沿ってスリット状の溝部１３ａが形成された、Ｃ字状断面を有する円筒状の部材で、溝部１３ａの存在により弾性的に拡縮径可能とされている。また、貫通孔１２ａ及び連通孔２２へのスプリングピン１３の挿入に際しては、貫通孔１２ａ及び連通孔２２より若干大径のスプリングピン１３を圧入することにより、挿入されたスプリングピン１３の貫通孔１２ａ及び連通孔２２からの抜けを防止している。
【００１９】
上記構造を有する掘削工具においては、掘削中、ピン穴５に挿入されたピン６が軸線方向に沿って移動した場合でも、ピン６の移動による衝撃が緩衝体１１により吸収されるため、上記衝撃がスペーサ１２に直接伝わることはない。しかも、スペーサ１２が、貫通孔１２ａを横断して連通孔２２間に掛け渡されたスプリングピン１３によりピン穴５内に保持されているため、上記衝撃はスプリングピン１３を脱落させる方向（スプリングピン１３の軸線方向）には作用しない。従って、上記構造を有する掘削工具においては、上記衝撃により貫通孔１２ａ及び連通孔２２からスプリングピン１３が抜けてピン穴５からスペーサ１２が脱落することはなく、その結果、ピン穴５からのスペーサ１２の脱落に起因するピン穴５からのピン６の脱落と、それに伴う軸穴２ｄからのブロック軸４ａの脱落が防止される。
【００２０】
しかも、上記構造を有する掘削工具の場合、スプリングピン１３が貫通孔１２ａ及び連通孔２２に圧入されているため、貫通孔１２ａ及び連通孔２２からのスプリングピン１３の抜けが、一層確実に防止される。また、ピン６の移動により緩衝体１１が受ける衝撃を更に軽減するためには、ピン穴５に、ピン６、緩衝体１１、及びスペーサ１２を挿入し、スプリングピン１３等に保持手段によりスペーサ１２をピン穴５内に保持させるする際に、少なくともピン６、緩衝体１１、及びスペーサ１２同士が互いに接触していることが望ましい。この場合、更に望ましくは、ピン６が緩衝体１１によりピン穴５の奥方に押圧される構成とする。
【００２１】
なお、上記実施形態では、緩衝体１１として樹脂等の弾性体を円環状に成形したものを用いたが、緩衝体１１の材質や形状等はこれに限られるものではなく、要はピン穴５に挿入された際に少なくともピン穴５の軸線方向に沿った弾性を有していればよい。具体的には、例えば上記弾性体を円板状に成形したものや、コイルバネ等が使用可能である。
【００２２】
また、上記実施形態では、保持手段として、スペーサ１２を貫通してピン穴５を横断し、両端にてデバイス２に係止されたスプリングピン１３を用いたが、保持手段には、例えばピン穴５の内周面とスペーサ１２の外周面にそれぞれネジを形成し、これらのネジ同士を螺合させたり、あるいはスペーサ１２をデバイス２を介してネジ止めしたり、ピン穴５に挿入されたスペーサ１２をデバイス２に溶接したり、ピン穴５の内周面から突出するネジ等によりデバイス２の径方向外方へのスペーサ１２の移動を防止する等、あらゆる手段が適用可能である。
【００２３】
【発明の効果】
以上説明した通り、本発明によれば、ピン穴に、ピンと、少なくともピン穴の軸線方向に沿った弾性を有する緩衝体と、スペーサとを順次挿入するとともに、スペーサを保持手段を用いてピン穴内に保持させることにより、掘削中、ピン穴に挿入されたピンが軸線方向に沿って移動した場合でも、ピンの移動による衝撃が緩衝体より吸収されるため、スペーサが上記衝撃によりピン穴から脱落することはない。その結果、本発明によれば、ピン穴からのスペーサの脱落に起因するピン穴からのピンの脱落と、それに伴う軸穴からのブロック軸の脱落が確実に防止されるという効果が得られる。
【図面の簡単な説明】
【図１】 本発明の掘削工具における特徴部分の構造の例を示す、図４に符号Ａで示す部分に相当する部分の拡大断面図である。
【図２】 図１に示す構造のうち、特にピン穴に挿入された部材の構造を説明する上方斜視図である。
【図３】 本発明が適用される掘削工具の構造の例を示す、掘削工具の拡径時の一部縦断面図である。
【図４】 従来の掘削工具における軸穴に対するブロック軸の支持機構の構造の例を示す、図３のＩＶ−ＩＶ線に沿った断面図である。
【符号の説明】
１ 掘削工具
２ デバイス
２ｃ デバイスの先端面
２ｄ 軸穴
４ ブロック
４ａ ブロック軸
５ ピン穴
６ ピン
８ チップ（刃体）
１１ 緩衝体
１２ スペーサ
１３ スプリングピン（保持手段）

Claims (2)

1. 先端面に軸穴が穿孔されたデバイスと、この軸穴に挿入されたブロック軸と、このブロック軸の先端に設けられたブロックと、このブロックに植設された刃体とを具備し、前記デバイスに、前記軸穴に挿入された前記ブロック軸と部分的に重なるピン穴が形成され、このピン穴に挿入されたピンにより、前記ブロック軸が前記軸穴内に回転自在に支持されている掘削工具において、
   前記ピン穴には、前記ピンと、少なくとも前記ピン穴の軸線方向に沿った弾性を有する緩衝体と、スペーサとが順次挿入されるとともに、前記スペーサを保持手段を用いて前記ピン穴内に保持させることにより、前記ピン穴からの前記ピンの脱落が防止されていることを特徴とする掘削工具。
2. 前記保持手段が、前記スペーサを貫通して前記ピン穴を横断し、かつ両端にて前記デバイスに係止されたスプリングピンであることを特徴とする請求項１に記載の掘削工具。

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