JPH0860969A - 掘削工具 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】掘削中にブロックが縮径状態となることが無い
掘削工具を提供する。 【構成】本発明の掘削工具は、ブロックの軸部分をデバ
イスの挿通孔に軸線方向に摺動自在に嵌入して抜け止め
固定するとともに、デバイスの底面に、拡径状態となっ
たブロックに係合してブロックの縮径状態方向への自転
を阻止する係止部を設けたので、拡径状態となって土砂
を掘削しているブロックに掘削抵抗の変化やハンマーに
よる衝撃に基づく振動が加わっても、ブロックが掘削中
に縮径状態となることを防止することができる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】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し、より詳しくは土
砂を掘削するブロックが掘削中に縮径して土砂等を掘削
できなくなることが無いように掘削工具を改良する技術
に関する。

【０００２】

【従来の技術】上記掘削工具の一例として、特願平３−
７１９９号に記載されたものがある。この掘削工具は特
開昭６３−１１７８９号公報に記載されている掘削装置
の耐久性を向上させることを目的として発明されたもの
で、図５から図８に示すように、この掘削工具９０は、
掘削パイプ３０内に挿通させられるデバイス１０と、こ
のデバイス１０の底面１０ａに取り付けられた一対のブ
ロック２０とを備えている。

【０００３】図５に示すように、前記デバイス１０は、
外周面にスプライン溝１２を備えた小径部１０Ａと、前
記ブロック２０の軸部分２１を挿入する一対の挿入孔１
１を備えた大径部１０Ｂとを備えており、図示されない
ハンマシリンダの回転力が前記スプライン溝１２を介し
て伝達されるとともに、やはり図示されないハンマの軸
線方向の衝撃力が前記掘削パイプ３０と係合するフラン
ジ１３の上面１３ａに加えられるようになっている。ま
た、このデバイス１０の底面１０ａには、デバイス１０
の軸線に対して対称かつ平行に一対の挿通孔１１が穿設
されている。

【０００４】前記ブロック２０は、図５から図８に示す
ように、前記デバイス１０の挿通孔１１内に嵌入させら
れる軸部分２１と、この軸部分２１の先端に一体に設け
られた前記デバイス１０の外周面とほぼ同半径の円筒状
外周面２２ｂを有する半円形断面の本体部分２２と、こ
の本体部分２２の掘削方向の先端面に多数植設された超
硬合金などの耐摩耗性材料により形成された多数のビッ
ト２３とを備えている。（図６および図７においてはビ
ット２３の図示を省略している。）そしてこのブロック
２０は、その平坦な端面２２ａが互いに対向した状態
で、その軸部分２１が前記デバイス１０の挿通孔１１に
回動自在に嵌入され、かつ係合ピン１７により所定寸法
だけ軸線方向に摺動自在とされた状態で抜け止めされて
いる。

【０００５】そして、デバイス１０をハンマシリンダに
より図５中に矢印Ｘで示す掘削方向に回転させると、ブ
ロック２０の本体部分２２が土砂等に対する掘削抵抗を
受けて軸部分２１を回転軸として自転するが、図６に示
すようにその平坦な端面２２ａの一部が互いに当接して
その自転が停止し、その平坦な端面２２ａの一端部がデ
バイス１０の外周面１０ｂより所定量だけ半径方向外側
に突出する拡径状態となる。そして、本体部分２２のデ
バイス１０の外周面１０ｂより突出した部分は外周刃Ａ
として機能し、土砂等を掘削して穿設した孔の壁面を掘
削する役目を果たす。さらに、デバイス１０に加えられ
たハンマの衝撃力およびハンマシリンダの回転力はブロ
ック２０に伝えられ、もってブロック２０はその先端面
に植設された多数のビット２３により土砂等を破砕して
掘削し、地中を前進する。この際、掘削された土砂等
は、図５に示すようにデバイス１０に貫設された空気孔
１５ａ・１５ｂ・１５ｃを介して供給されるとともに排
気口１５ｄから吹き出される、ハンマが落下する際に吐
き出された圧縮空気の流れに乗って排出溝１４内を移動
させられ、さらに掘削パイプ３０内を通って上方に排出
される。

【０００６】掘削終了後、ハンマシリンダを掘削方向と
は逆方向に回転させると、各ブロック２０は土砂等との
摩擦力により掘削時とは逆の方向に自転し、図７に示す
ように、本体部分２２の円弧状の外周部２２ｂがデバイ
ス１０の外周面１０ｂよりも反径方向内側に位置させら
れる縮径状態となる。これにより、この掘削工具９０を
掘削パイプ３０内から上方に引き抜くことができる。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】ところで、上述の掘削
工具においては、ブロック２０の軸部分２１はデバイス
１０の挿通孔１１に回動自在に嵌入され、また、ブロッ
ク２０の本体部分２２はデバイス１０の平坦な底面１０
ａ上を摺動自在とされている。これにより、ブロック２
２はデバイス１０の回転方向および土砂等との掘削抵抗
に依存して拡径状態となりあるいは縮径状態となるよう
にされている。したがって、例えば粘土層もしくは硬岩
帯を掘削すると、掘削抵抗の変化とハンマシリンダによ
り加えられる衝撃力による振動とが相乗的に作用して、
掘削中であるにもかかわらず前記ブロック２０が縮径状
態となって土砂を掘削することができなくなってしまう
ことがあった。

【０００８】そこで、本発明は上記の問題点に鑑みてな
されたものであって、その目的とするところは、掘削中
にブロックが縮径状態となることが無い掘削工具を提供
することにある。

【０００９】

【課題を解決するための手段】上記の課題は、本発明
の、ハンマの衝撃力およびハンマシリンダの回転力を受
けるデバイスと、前記デバイスの掘削方向前方側の底面
にその中心に対して対称に穿設された一対の挿通孔にそ
れぞれ回動自在に嵌入させられる軸部分、および前記軸
部分に固定される略半円形状の本体部分とを有するブロ
ックを一対備え、前記一対のブロックは、前記軸部分が
前記デバイスの挿通孔にそれぞれ嵌入させられるときに
前記本体部分の平坦な端面同士が互いに対向するように
されるとともに、前記デバイスの回転に伴って土砂との
掘削抵抗によりその軸部分を軸として自転させられ、か
つ前記デバイスが掘削方向に回転する際には前記本体部
分の一部が前記デバイスの外周面よりも半径方向外側に
突出した状態で前記本体部分の平坦な端面同士が互いに
当接する拡径状態となり、前記デバイスが反掘削方向に
回転する際にはその本体部分が前記デバイスの外周面よ
りも半径方向内側に位置する縮径状態となるように、前
記本体部分が前記軸部分に偏心して取り付けられてなる
掘削工具において、前記ブロックの軸部分を前記デバイ
スの挿通孔に軸線方向に摺動自在に嵌入して抜け止め固
定するとともに、前記デバイスの底面に、拡径状態とな
った前記ブロックに係合して前記ブロックの縮径状態方
向への自転を阻止する係止部を設けたことを特徴とする
掘削工具によって達成することができる。

【００１０】

【作用】本発明の掘削工具においては、拡径状態となっ
て土砂を掘削している前記ブロックは、掘削する土砂に
より押圧されて前記デバイスの底面に密着させられる。
すると前記ブロックは前記底面に設けられた係止部に係
合して縮径状態となる方向への自転が阻止されるから、
掘削抵抗の変化やハンマにより加えられる衝撃による振
動が加わっても縮径状態となることが無い。掘削が終了
して前記デバイスを上方へ引き上げると、前記ブロック
には掘削する土砂による圧力が作用しなくなり、また前
記ブロックは自重およびハンマによる振動によりその軸
部分が前記デバイスの挿通孔から抜け出すように軸線方
向に変位して前記デバイスの底面から離間する。これに
より、前記ブロックとデバイスの底面に設けられている
係止部との係合が外れるから、前記デバイスを反掘削方
向に回転させることにより前記ブロックを縮径状態とさ
せることができ、もって容易にデバイスを土中から引き
抜くことができる。

【００１１】

【実施例】本発明に係る掘削工具の１実施例を、以下に
図面に基づいて詳細に説明する。ここで、図１は本実施
例の掘削工具のデバイスの底面を上方に向けた状態で示
す斜視図、図２は拡径状態にあるブロックとデバイスと
の相対関係を説明する正面図、図３は縮径状態にあるブ
ロックとデバイスとの相対関係を説明する正面図、図４
は図３に示すIV−IV矢視線に沿う縦断面図である。な
お、図１から図４においてはブロックに植設されている
多数のビットの図示を省略して、図面を簡潔で判りやす
いものとしている。また、従来の掘削工具と同一の部分
には同一の符号を使用することとする。

【００１２】本実施例の掘削工具は、デバイスの底面に
係止部を設けたこと以外は前述した従来の掘削工具と同
一の構造を有しているので、以下の説明においてはその
特徴部分のみを詳細に説明するものとする。すなわち図
１に示すように、本実施例の掘削工具１００のデバイス
１０の底面１０ａには係止部としての係合突起４１・４
２・４３・４４が突設されている。これらの係合突起４
１・４２・４３・４４は、図１中に２点鎖線で示す、拡
径状態となってその平坦な端面２２ａ同士が互いに当接
するとともに掘削する土砂の圧力によりデバイス１０の
底面１０ａに密着させられた状態にある一対のブロック
２０Ｒ・２０Ｌの平坦な端面２２ａおよび外周円筒面２
２ｂにそれぞれ密着するようにされている。すなわち、
前記係合突起４１・４２の側面４１ａ・４２ａは、図１
中に２点鎖線で示される図示左方側のブロック２０Ｌの
外周円筒面２２ｂに、前記係合突起４２の側面４２ｂは
図示右方側のブロック２０Ｒの平坦な端面２２ａに、前
記係合突起４３・４４の側面４３ａ・４４ａは図示右方
側のブロック２０Ｒの外周円筒面２２ｂに、前記係合突
起４３の側面４３ｂは図示左方側のブロック２０Ｌの平
坦な端面２２ａに、それぞれ密着するようにされてい
る。

【００１３】これにより、図２に示すように、拡径状態
となってその平坦な端面２２ａ同士が互いに当接すると
ともに、掘削する土砂の圧力によりデバイス１０の底面
１０ａに密着させられた一対のブロック２０Ｒ・２０Ｌ
が、掘削抵抗の変化やハンマにより加えられる衝撃によ
る振動によりそれぞれ軸部分２１を軸として自転し、図
２中に矢印で示す方向に変位して縮径状態に移行しよう
としても、ブロック２０Ｒ・２０Ｌの平坦な端面２２ａ
および外周円筒面２２ｂがそれぞれ前記係合突起４１・
４２・４３・４４の各側面により係止されるので、一対
のブロック２０Ｒ・２０Ｌは縮径状態となることができ
ない。したがって、掘削作業中に一対のブロック２０Ｒ
・２０Ｌが縮径状態となって土砂を掘削することができ
なくなることを防止することができる。

【００１４】これに対して、掘削作業を完了した時に作
業者がデバイス１０を上方に引き上げると、一対のブロ
ック２０Ｒ・２０Ｌには掘削する土砂の圧力が作用しな
くなるので、一対のブロック２０Ｒ・２０Ｌはデバイス
の１０の底面１０ａに向かって密着するように付勢され
なくなる。これに加えて、図５に示すようにブロック２
０の軸部分２１は、係止ピン１７によりデバイス１０の
挿通孔１１内を軸線方向に変位可能に抜け止め固定され
ているから、一対のブロック２０Ｒ・２０Ｌはそれぞれ
その自重によりその軸部分２１がデバイス１０の挿通孔
１１から抜け出すように変位して、デバイス１０の底面
１０ａから離間することができる。そして、一対のブロ
ック２０Ｒ・２０Ｌがデバイス１０の底面１０ａから離
間すると、一対のブロック２０Ｒ・２０Ｌとデバイス１
０の底面１０ａに突設されている前記係合突起４１・４
２・４３・４４との係合が解除される。

【００１５】したがって、デバイス１０を上方に引き上
げた状態でデバイス１０を反掘削方向に回転させると、
前記係合突起４１・４２・４３・４４との係合が解除さ
れた一対のブロック２０Ｒ・２０Ｌはその軸部分２１を
軸として自転し、図３および図４に示すように一対のブ
ロック２０Ｒ・２０Ｌは前記係合突起４１・４２・４３
・４４上に乗り上げるようにして縮径状態となる。

【００１６】一方、縮径状態にある本実施例の掘削工具
１００を掘削パイプ３０内に挿通させハンマシリンダお
よびハンマを作動させると、ハンマが落下する際に吐き
出された圧縮空気が、デバイス１０に設けられている空
気孔１５ａ・１５ｂ・１５ｃを介してブロック２０Ｒ・
２０Ｌとデバイス１０の底面１０ａとの間に吹き出す。
これにより、ブロック２０Ｒ・２０Ｌとデバイス１０の
底面１０ａとの間に入り込んだ土砂等が取り除かれるの
で、ブロック２０Ｒ・２０Ｌが拡径状態となってデバイ
ス１０の底面１０ａに密着することが妨げられることが
無い。したがって拡径状態となったブロック２０Ｒ・２
０Ｌは確実にデバイス１０の底面１０ａに密着して前記
係合突起４１・４２・４３・４４と確実に係合する。

【００１７】なお、本実施例においては、デバイス１０
の底面１０ａの内、拡径状態となったブロック２０Ｒ・
２０Ｌが密着する部分以外の部分に前記係合突起４１・
４２・４３・４４を設けたので、拡径状態にあるブロッ
ク２０Ｒ・２０Ｌとデバイス１０の底面１０ａとの密着
面積を最大限に取ることができ、もって掘削時における
ブロック２０Ｒ・２０Ｌとデバイス１０との接触面圧を
下げることができて、ブロック２０Ｒ・２０Ｌとデバイ
ス１０の耐久性を向上させることができるという効果を
奏している。しかしながら、これにとらわれる必要は無
く、例えばブロック２０Ｒ・２０Ｌのデバイス１０の底
面１０ａに密着する面に凹部を凹設するとともに、デバ
イス１０の底面１０ａに、ブロック２０Ｒ・２０Ｌが拡
径状態となったときに前記凹部と係合する位置に係合突
起を設けることとしても良い。

【００１８】

【発明の効果】本発明の掘削工具においては、ブロック
の軸部分をデバイスの挿通孔に軸線方向に摺動自在に嵌
入して抜け止め固定するとともに、デバイスの底面に、
拡径状態となったブロックに係合してブロックの縮径状
態方向への自転を阻止する係止部を設けたので、拡径状
態となって土砂を掘削しているブロックに掘削抵抗の変
化やハンマーによる衝撃に基づく振動が加わっても、ブ
ロックが掘削中に縮径状態となることを防止することが
できる。したがって、本発明の掘削工具は掘削中に空転
することがないから、土砂等を効率よく掘削することが
できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係る掘削工具のデバイスの底面部分を
示す斜視図である。

【図２】図１に示す掘削工具のブロックが拡径した状態
を説明する正面図である。

【図３】図１に示す掘削工具のブロックが縮径した状態
を説明する正面図である。

【図４】図３に示すIV−IV矢視線に沿った断面図であ
る。

【図５】従来の掘削工具の全体縦断面図である。

【図６】図５に示す掘削工具のブロックが拡径した状態
を説明する正面図である。

【図７】図５に示す掘削工具のブロックが縮径した状態
を説明する正面図である。

【図８】図５に示す掘削工具の作動を説明する斜視図で
ある。

【符号の説明】

１０ デバイス １０Ａ 小径部 １０Ｂ 大径部 １１ 挿通孔 １２ スプライン溝 １３ フランジ １４ 排出溝 １５ａ 空気孔 １５ｂ 空気孔 １５ｃ 空気孔 １５ｄ 排気口 １７ 係止ピン ２０ ブロック ２０Ｒ ブロック ２０Ｌ ブロック ２１ 軸部分 ２２ 本体部分 ２２ａ 平坦状端面 ２２ｂ 外周円筒面 ２３ ビット ３０ 掘削パイプ ４１ 係合突起 ４２ 係合突起 ４３ 係合突起 ４４ 係合突起 ９０ 従来の掘削工具 １００ 本発明に係る掘削工具

Claims (1)

【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と、前記デバイスの掘削方向前方
   側の底面にその中心に対して対称に穿設された一対の挿
   通孔にそれぞれ回動自在に嵌入させられる軸部分、およ
   び前記軸部分に固定される略半円形状の本体部分とを有
   するブロックを一対備え、前記一対のブロックは、前記
   軸部分が前記デバイスの挿通孔にそれぞれ嵌入させられ
   るときに前記本体部分の平坦な端面同士が互いに対向す
   るようにされるとともに、前記デバイスの回転に伴って
   土砂との掘削抵抗によりその軸部分を軸として自転させ
   られ、かつ前記デバイスが掘削方向に回転する際には前
   記本体部分の一部が前記デバイスの外周面よりも半径方
   向外側に突出した状態で前記本体部分の平坦な端面同士
   が互いに当接する拡径状態となり、前記デバイスが反掘
   削方向に回転する際にはその本体部分が前記デバイスの
   外周面よりも半径方向内側に位置する縮径状態となるよ
   うに、前記本体部分が前記軸部分に偏心して取り付けら
   れてなる掘削工具において、 前記ブロックの軸部分を前記デバイスの挿通孔に軸線方
   向に摺動自在に嵌入して抜け止めするとともに、前記デ
   バイスの底面に、拡径状態となった前記ブロックに係合
   して前記ブロックの縮径状態方向への自転を阻止する係
   止部を設けたことを特徴とする掘削工具。