JP5723606B2

JP5723606B2 - 掘削工具

Info

Publication number: JP5723606B2
Application number: JP2011005487A
Authority: JP
Inventors: 北村　精男; 北村　　精男; 中村　彰宏; 彰宏中村
Original assignee: GIKEN LTD.
Current assignee: GIKEN LTD.
Priority date: 2011-01-14
Filing date: 2011-01-14
Publication date: 2015-05-27
Anticipated expiration: 2031-01-14
Also published as: JP2012144934A

Description

本発明は、地盤を掘削する掘削工具に関する。

従来、地盤を掘削して掘削孔を形成する装置としてアースオーガが知られている。このアースオーガに設けられているオーガスクリューの下端部には、地盤を掘削する掘削工具であるオーガヘッドが接続されている。
オーガヘッドとしては、例えば、回転軸に対して略垂直方向に突出した羽部を有し、その羽部に複数の掘削爪が所定間隔に配設されたものがある。なお、羽部には、各掘削爪を支持するホルダが設けられている（例えば、特許文献１参照。）。

従来の掘削工具の掘削爪５０は、例えば、図５（ａ）（ｂ）に示すように、ホルダ６０に挿入される略六角柱状あるいは略円柱状の軸部５２と、軸部５２の前端側に設けられて地盤に対して接触する掘削部５１とを備えている。なお、掘削部５１には、地盤を削る刃部５１２が設けられている。
そして、この軸部５２の長手方向のほぼ中央部分に、ホルダ６０の内壁面に係合する抜け止めリング５２１ｂが備えられた係合部５２１が設けられている。
しかし、軸部とホルダとの間の隙間は、軸部の挿入方向に沿い略平行であって略一定間隔の隙間であるので、この隙間に土砂が入り込んでしまうと、その土砂を介してホルダと軸部が噛み合わさってしまい、ホルダから軸部が抜け出にくくなり、磨耗などに伴う掘削爪の交換が困難になってしまうという問題があった。また、抜け止めリングが備えられた係合部の形成に労力・時間を要し不経済であった。

これに対して特許文献２には、先端に向かって先細りとなるテーパが設けられた扁平形状の軸部を有する掘削爪と、この軸部に嵌合する支持孔を有するホルダと、軸部の後端に支持孔の内面に係合する樹脂リングからなる係合部が設けられた掘削工具が提案されている。また、同文献においてその軸部には、支持孔に挿入される方向に長く、支持孔の内面に向かって隆起する隆起部が形成され、支持孔には、隆起部が位置合わせされる位置決め溝部が形成されている。

特開２００６−２２５９３号公報特開２００９−１８００３０号公報

しかし、特許文献２に記載の発明によれば、掘削爪脱着時に土砂の混入が抑止され、また脱着が容易となる反面、樹脂リングが損傷し易く、損傷により抜け止め力が低下する。
また、掘削爪軸部およびホルダ支持孔の樹脂リング装着部の形成には、機械加工など労力・時間を要しコストも割高となる。

本発明は以上の従来技術における問題に鑑みてなされたものであって、掘削爪の脱着による掘削爪とホルダとの係合部の損傷が抑止され、簡素な形状により十分な抜け止め力を発揮し、維持できる掘削工具を提供することを課題とする。

以上の課題を解決するための請求項１記載の発明は、地盤を掘削する掘削爪と、前記掘削爪を支持するホルダと、を備える掘削工具であって、
前記掘削爪は、地盤と接触する掘削部がその前端側に設けられ、後端側に開口する孔部又は後端側に突出する軸部が形成された基部を有し、
前記ホルダは、前記掘削爪が孔部を有する場合には当該孔部に挿入される軸部を、前記掘削爪が軸部を有する場合には当該軸部が挿入される孔部を有し、
前記軸部の外周面には、当該軸部の先端側に向けて先細りになるテーパが設けられ、
前記孔部の内周面には、当該孔部の奥に向かって先細りになり、前記軸部のテーパに適合するテーパが設けられており、
前記軸部が前記孔部に挿入された状態にて、互いに対向する前記軸部の外周面と前記孔部の内周面のうちいずれか一方又は双方に前記軸部の挿入方向に延在する溝が形成され、
前記軸部の挿入方向に延在し、前記溝に嵌め入れられ、前記軸部の外周面と前記孔部の内周面とに挟持された棒状弾性体を備えることを特徴とする掘削工具である。

請求項２記載の発明は、前記棒状弾性体が前記軸部の外周面と前記孔部の内周面とに挟圧されて圧縮弾性変形した状態で、前記掘削爪が前記ホルダに取り付けられることを特徴とする請求項１に記載の掘削工具である。

本発明は、掘削爪とホルダとが軸方向に配した棒状弾性体を介して係合するので、掘削爪とホルダとの係合部の損傷が抑止されるという効果がある。
また本発明は、掘削爪とホルダとの間に棒状弾性体を挟持させることにより、棒状弾性体の弾性力、摩擦力によって十分な抜け止め力を発揮し、維持できるという効果がある。
また本発明は、掘削爪、ホルダの形状が簡素化され、掘削工具の製作手間が低減できるという効果がある。

本発明の一実施形態に係る掘削工具の斜視図であり、掘削爪とホルダを分離した状態を示す。本発明の一実施形態に係る掘削工具の棒状弾性体を通り挿入方向に垂直な断面図である。本発明の一実施形態に係る掘削工具の縦断面図である。本発明の他の一実施形態に係る掘削工具の縦断面図である。従来の掘削工具を一部断面視して示す側面図である。

以下に本発明の一実施形態につき図面を参照して説明する。以下は本発明の一実施形態であって本発明を限定するものではない。なお、本実施形態においては、ホルダに支持される掘削爪を備えるオーガヘッドなどの掘削工具を例に説明する。

掘削工具１は、図１から図３に示すように、地盤を掘削する掘削爪１０と、掘削爪１０を支持するホルダ２０と、棒状弾性体２８，２９とを備えている。
掘削爪１０は、地盤と接触する掘削部１１と、その掘削部１１を支える基部１２と、を備えている。
掘削部１１は、掘削チップ１１ａと、これを保持するチップ保持部１１ｂとから構成されている。掘削チップ１１ａは、例えば、タングステンカーバイドとコバルトの焼結体から成形されてなる刃部であり、チップ保持部１１ｂに強固に固定されている。

基部１２には、後端側に開口する孔部１３が形成されている。ホルダ２０は、孔部１３に挿入される軸部２１を有する。孔部１３は、少なくともその一端に軸部２１が挿入される挿入口を有していれば良く、逆端は開口している必要ない。
軸部２１の外周面には、該軸部の先端側に向けて先細りになるテーパが設けられている。孔部１３の内周面には、孔部１３の奥に向かって先細りになり、軸部２１のテーパに適合するテーパが設けられている。孔部１３及び軸部２１の断面形状は、扁平した長円状のものを示すが、これに限らず、円形その他の形状を適用してもよい。図１中に軸部２１の孔部１３への挿入方向Ａを示す。

軸部２１が孔部１３に挿入されると、孔部１３の内周面と軸部の外周面とが対向する。孔部１３の内周面には、溝１４、１５が形成されている。軸部の外周面には、溝２２，２３が形成されている。これらの溝１４、１５、２２，２３は、上記テーパの角度だけ傾いて挿入方向Ａに延在する。図２に示すように、軸部２１が孔部１３に挿入された状態にて、溝１４と溝２２、溝１５と溝２３とが対向する。溝１４、１５は、孔部１３の挿入口まで切られている。溝２２，２３は、軸部２１の先端面まで切られている。

軸部２１が孔部１３に挿入された状態にて、一方の棒状弾性体２８は、溝１４及び溝２２と同一方向に延在し、溝１４及び溝２２に略半身ずつ嵌め入れられ、軸部２１と孔部１３とに挟持される。他方の棒状弾性体２９は、溝１５及び溝２３と同一方向に延在し、溝１５及び溝２３に略半身ずつ嵌め入れられ、軸部２１と孔部１３とに挟持される。

一方の棒状弾性体２８の弾性変形前における太さは、溝１４及び溝２２の深さの合計より大きくされている。他方の棒状弾性体２９の弾性変形前における太さも、溝１５及び溝２３の深さの合計より大きくされている。
したがって、軸部２１を孔部１３に押し込むことによって、棒状弾性体２８，２９は、軸部２１と孔部１３とに挟圧されて圧縮弾性変形した状態で、掘削爪１０がホルダ２０に取り付けられる。棒状弾性体２８，２９の弾性力によって、孔部１３の内周面及び軸部２１の外周面に対し棒状弾性体２８，２９から垂直抗力が生じ、棒状弾性体２８，２９と、孔部１３の内周面及び軸部２１の外周面との間の摩擦力が高まり、軸部２１を孔部１３から抜け出させない抜け止め力が発揮される。

また、掘削爪１０のホルダ２０への装着時には、軸部２１の外周面と孔部１３の内周面とが互いに近づいていくことで棒状弾性体２８，２９が太さ方向に圧縮され、掘削爪１０のホルダ２０からの離脱時には、軸部２１の外周面と孔部１３の内周面とがさらに近づくことなく離れていくので、棒状弾性体２８，２９、掘削爪１０及びホルダ２０への損傷は抑止される。

棒状弾性体２８，２９は、金属、ゴム、樹脂等で構成される。棒状弾性体２８，２９の断面形状は、例えば図示したように円形とする。これに拘わらず、棒状弾性体２８，２９の断面形状を、中空円形、楕円形、多角形、Ｘ型などとしてもよく、その形状は問わない。溝１４，１５，２２，２３の深さ方向の断面形状は、棒状弾性体２８，２９の断面形状が円形の場合に、略半円形にするなど、棒状弾性体２８，２９を安定的に保持できる形状であれば足りる。
また、以上の構成にあっては、一つの棒状弾性体２８（又は２９）に対してこれを挟む
ように両側に溝を設けたが、片側のみであっても良い。片側のみであっても棒状弾性体を安定的に保持できるからである。したがって、軸部２１の外周面と孔部１３の内周面のうちいずれか一方にのみに棒状弾性体を保持する溝が形成された構成とすることもできる。

掘削爪１０の抜け止め力は、棒状弾性体の材質のほか、長さと本数に依存するので、これらは、掘削爪１０の重量に応じて定められる。

図１〜図３に示した構成とは逆に、図４に示すように、後端側に突出する軸部３３が形成された基部３２を有する掘削爪３０を適用してもよい。この場合、ホルダ４０は、軸部３３が挿入される孔部４１を有するものとする。そして、同様に軸部３３及び孔部４１にテーパを設け、いずれか一方又は双方に棒状弾性体２８を保持する溝を設けて実施しても同様の効果が得られる。なお、図４において、３１は掘削部、３１ａは掘削チップ、３１ｂはチップ保持部である。

軸部の外周面及び孔部の内周面のテーパは、その全周に亘って設ける必要なないが、少なくとも棒状弾性体を保持する上記溝を形成する部位にはテーパを設けておく。軸部の孔部への押し込みによる棒状弾性体への圧縮力を得るためである。

以上のように、テーパ付きで互いに嵌め合う孔部と軸部の少なくとも一方に、少なくとも一条の縦溝を設けた簡素な構造で掘削爪の保持構造を実現するので、掘削爪、ホルダの形状が簡素化され、掘削工具の製作手間が低減され、抜け止め力が十分に発揮され維持でき、脱着に伴う損傷は低減される。

１掘削工具
１０掘削爪
１１掘削部
１１ａ掘削チップ
１１ｂチップ保持部
１２基部
１３孔部
１４，１５溝
２０ホルダ
２１軸部
２２，２３溝
２８，２９棒状弾性体
２掘削工具
３０掘削爪
３２基部
３３軸部
４０ホルダ
４１孔部
Ａ挿入方向

Claims

地盤を掘削する掘削爪と、前記掘削爪を支持するホルダと、を備える掘削工具であって、
前記掘削爪は、地盤と接触する掘削部がその前端側に設けられ、後端側に開口する後端孔部又は後端側に突出する後端軸部が形成された基部を有し、
前記ホルダは、前記掘削爪が孔部を有する場合には当該孔部に挿入される軸部を、前記掘削爪が軸部を有する場合には当該軸部が挿入される孔部を有し、
前記軸部の外周面には、当該軸部の先端側に向けて先細りになるテーパが設けられ、
前記孔部の内周面には、当該孔部の奥に向かって先細りになり、前記軸部のテーパに適合するテーパが設けられており、
前記軸部が前記孔部に挿入された状態にて、互いに対向する前記軸部の外周面と前記孔部の内周面のうちいずれか一方又は双方に前記軸部の挿入方向に延在する溝が形成され、
前記軸部の挿入方向に延在し、前記溝に嵌め入れられ、前記軸部の外周面と前記孔部の内周面とに挟持された棒状弾性体を備えることを特徴とする掘削工具。
前記棒状弾性体が前記軸部の外周面と前記孔部の内周面とに挟圧されて圧縮弾性変形した状態で、前記掘削爪が前記ホルダに取り付けられることを特徴とする請求項１に記載の掘削工具。