JPH11315688A - 掘削工具 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 ねじ嵌合によって掘削ビットを工具本体に取
り付けた掘削工具において、回転力が作用しても掘削ビ
ットが締め付けられすぎてしまうのを防ぎ、交換時等に
掘削ビットを容易に取り外すことを可能とする。 【解決手段】 工具本体３の取付穴１６に装着されるス
リーブ１８の内周に設けられた雌ねじ部１９に、パイロ
ットビット４の軸部４Ｂ外周の雄ねじ部３０をねじ嵌合
させることにより、工具本体３の先端部に掘削ビットと
してパイロットビット４を取り付けた掘削工具におい
て、これらのねじ部１９，３０のリード角を５°〜１６
°の範囲に設定するとともに、ねじ部１９，３０の中心
軸線Ｏを含む断面におけるねじ山１９Ａ，３０Ａの斜面
１９Ｂ，３０Ｂの中心軸線Ｏに対する傾斜角θを４０°
〜７０°の範囲に設定する。

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、後端側に
シャンク部を有する略円柱状の工具本体（デバイス）
と、この工具本体の先端部に取り付けられた掘削ビット
とから構成され、上記工具本体をその軸線回りに回転す
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、上記工具本体に形成された取付穴に軸部
を挿入させて固定されるパイロットビットと、このパイ
ロットビットよりも工具本体の後端側外周部に回動自在
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】ところで、上記パイロ
ットビットのように、その軸部を工具本体に形成された
取付穴に挿入させて掘削ビットを工具本体に固定する場
合には、この種の掘削工具においても、上記取付穴の内
周に雌ねじ部を形成するとともに軸部の外周には雄ねじ
部を形成し、これら雌ねじ部と雄ねじ部とをねじ嵌合さ
せるようにしている。ただし、このような掘削工具にお
いては、かかるねじの形式として一般的な三角ねじなど
ではなく、滑らかなＲ状のねじ山を持つロープねじやリ
バースバットレス型のねじ形状を持つハイリードねじな
どが用いられており、このような形状のねじでは、ねじ
部の中心軸線を含む断面におけるねじ山の斜面の中心軸
線に対する傾斜角が比較的小さく、すなわちこのねじ山
の斜面の傾斜が緩やかであるため、ねじ山の高さが同じ
ならばひと山ごとの雌雄ねじ部の接触面積が大きいとと
もに、該ねじ部のリード角も比較的小さく設定されてお
り、これらによってねじが緩みにくいという特徴を有し
ている。

【０００４】ところが、上述のように工具本体に与えら
れる回転打撃力によって掘削を行う掘削工具において
は、掘削の際の抵抗によって上記パイロットビットにこ
れを工具本体の取付穴により深くねじ込む方向に回転力
が作用し、これによってパイロットビットの軸部が取付
穴にきつく締め付けられすぎてしまうという問題があっ
た。しかも、パイロットビットを工具本体に取り付ける
ためのねじ部が上述のように緩みにくい形式のねじとさ
れていると、パイロットビットは、その軸部が一層きつ
く取付穴に締め付けられて、過剰に強固に工具本体に固
定されてしまうため、例えばある程度掘削に使用されて
摩耗したパイロットビットを交換しようとする場合で
も、工具本体からパイロットビットを取り外すことが困
難となってしまうおそれがあった。

【０００５】また、この種の掘削工具では、掘削終了後
に掘削ビットを工具本体（ケーシングパイプやロッド
等）から取り外して掘削された削孔内に残し、工具本体
だけを削孔から引き抜くようにした、掘削ビットとして
いわゆるロストビットを用いるものが、例えば実開昭５
６−１２１７８６号などにおいて提案されている。しか
しながら、このような掘削工具にあっては、上述のよう
に掘削ビットと工具本体とがきつく締め付けられてしま
うと掘削ビットを取り外すことができなくなるため、ね
じ嵌合によって掘削ビットを工具本体に取り付けること
は従来不可能とされていた。

【０００６】本発明は、このような事情を鑑みてなされ
たもので、ねじ嵌合によって掘削ビットを工具本体に取
り付けた掘削工具において、回転力が作用しても掘削ビ
ットが締め付けられすぎてしまうのを防ぎ、交換時等に
掘削ビットを容易に取り外す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。

【０００７】

【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、工具本体の
先端部に掘削ビットを、これら工具本体および掘削ビッ
トの一方に設けられた取付穴内周の雌ねじ部に他方に設
けられた軸部外周の雄ねじ部をねじ嵌合させて取り付
け、これらのねじ部のリード角を５°〜１６°の範囲に
設定するとともに、該ねじ部の中心軸線を含む断面にお
けるねじ山の斜面の該中心軸線に対する傾斜角を４０°
〜７０°の範囲に設定したことを特徴とする。しかる
に、このようなねじ部によって工具本体に掘削ビットが
取り付けられた掘削工具においては、当該ねじ部のリー
ド角が５°以上と従来のものよりも大きく、しかもねじ
山の斜面の傾斜角も４０°以上の急勾配であって雌雄ね
じ部の接触面積が小さいため、雌ねじ部に雄ねじ部をね
じ込んでも軸部が締め付けられすぎることがない。ただ
し、上記リード角が１６°を上回ったり、上記傾斜角が
７０°を上回ったりするほど大きいと、掘削ビットが緩
みやすくなりすぎて掘削時にがたつきを生じたりするお
それがある。

【０００８】なお、上記構成の掘削工具においては、上
記ねじ部のねじ山を断面台形状をなすように形成するこ
とにより、雌雄ねじ部の接触面積をさらに小さくして掘
削ビットの取り外しを一層容易とすることができる。一
方、このような掘削工具においては、大きな掘削負荷が
作用する掘削ビットを確実に取り付けるため、上記軸部
にある程度の外径を確保しなければならず、これに伴い
上記取付穴の内径も自ずと大きくなる。ところが、この
ような内径の大きな取付穴に上述のような雌ねじ部を直
接形成するのは容易ではなく、当該掘削工具を製造する
際の工数の増加を招く結果となる。そこで、このような
場合には、上記雌ねじ部を、上記工具本体および掘削ビ
ットの一方に取り付けられる円筒状のスリーブの内周部
に形成するようにして、このスリーブを周方向に分割可
能とするのが望ましく、これによって当該雌ねじ部の形
成が容易となって工数を抑えることができるとともに、
分割されたスリーブと上記工具本体および掘削ビットの
一方との間に画成されるクリアランスによって遊びが生
じ、掘削ビットを一層取り外し易くすることが可能とな
る。

【０００９】

【発明の実施の形態】図１ないし図６は、本発明の第１
の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の先端に接合された円環状の
ケーシングトップ２内に挿通されてその軸線Ｏ回りに回
転されるとともに該軸線Ｏ方向先端側に向けて打撃力を
受ける工具本体（デバイス）３と、この工具本体３の先
端中央部に固定的に取り付けられる本実施形態の掘削ビ
ットとしてのパイロットビット４と、上記工具本体３の
先端部において上記パイロットビット４よりも後端外周
側に周方向に等間隔に配置され、上記軸線Ｏに平行な中
心軸Ｘ回りに回動自在に取り付けられた３つの拡径ビッ
ト５…とから概略構成されている。ここで、上記ケーシ
ングトップ２は、その後端部をケーシング１内に嵌挿さ
せて溶接されることによりケーシング１の先端に取り付
けられており、これによってケーシング１の先端側内周
部には、上記ケーシングトップ２の後端面２Ａによる段
部が形成されている。

【００１０】上記工具本体３は概略多段円柱状に形成さ
れていて、その後端部にはシャンク部６が形成され、こ
のシャンク部６に装着される図示しないハンマによって
工具本体３に上述のような回転打撃力が与えられる。ま
た、工具本体３の外周部には上記ケーシング１内に嵌挿
可能でケーシングトップ２の内径よりも大きな外径のフ
ランジ部７が形成されるとともに、このフランジ部７よ
りも先端側の外周部の外径は上記ケーシングトップ２内
に嵌挿可能な大きさとされている。さらに、この工具本
体３の外周部には、該工具本体３の先端から軸線Ｏに平
行に上記フランジ部７にかけて貫通する断面「コ」字状
の３条のくり粉の排出溝８…が周方向に等間隔に形成さ
れているとともに、工具本体３の先端面には、上記拡径
ビット５…が収容される３つの凹所９…が上記排出溝８
…の開口部にそれぞれ連通するように形成されている。

【００１１】上記凹所９は、工具本体３の先端面から一
段後退する底面９Ａと、この底面９Ａから垂直に屹立し
て工具外周側を向く壁面９Ｂおよび掘削時の工具回転方
向Ｔ側を向く壁面９Ｃとから概ね画成されており、工具
先端側から見て上記壁面９Ｂは段状をなしてその外周側
が上記排出溝８の工具回転方向Ｔ側の部分に交差する一
方、上記壁面９Ｃは壁面９Ｂに凹円弧面状の壁面を介し
て交差し、かつその外周側は上記排出溝８よりも工具回
転方向Ｔの後方側の部分において工具本体３の外周面に
連なるように形成されている。また、この凹所９の上記
底面９Ａには、上記排出溝８との交差部に、工具外周側
に向かうに従い漸次深くなるように傾斜する凹部１０が
形成されるとともに、上記壁面９Ｂ，９Ｃの交差部近傍
には、工具先端側から見て上記凹円弧状をなす壁面の中
心軸と同軸となるように上記断面円形の取付穴１１が形
成されており、この中心軸が上記拡径ビット５の回動の
中心軸Ｘとなる。なお、上記工具本体３の先端面は、そ
の内周部が概略円形の段部１２を介して外周部よりも工
具先端側に一段突出するように形成されており、凹所９
…はこの段部１２を越えて上記先端面の内周部にまで至
るように形成されている。

【００１２】このように形成された凹所９に収容される
上記拡径ビット５は、工具先端側から見て羽根型をなす
ブロック状の本体５Ａの後端面に、上記取付穴１１に嵌
挿可能な円柱状の軸部５Ｂが一体形成されたものであ
り、本体５Ａの先端面および外周側端面には超硬合金等
の硬質材料よりなる多数のチップ１３…が植設されてい
る。また、工具先端側から見て、この本体５Ａの上記外
周側端面とは反対側の側面は、凹所９の上記凹円弧状壁
面と略等しい曲率半径の凸円弧面状に形成されるととも
に、上記軸部５Ｂはこの凸円弧面の中心軸と同軸に配置
されており、上述のようにこの軸部５Ｂを取付穴１１に
嵌挿した状態で、本体５Ａの凸円弧状の上記側面が凹所
９の凹円弧状の上記壁面に摺接可能とされている。そし
て、このように軸部５Ｂを取付穴１１に嵌挿して凹所９
に収容された拡径ビット５は、工具本体３が上記工具回
転方向Ｔに回転した際には、掘削抵抗によって図２に示
すように拡径して上記壁面９Ｃに当接することにより位
置決めされ、逆に工具本体３が工具回転方向Ｔとは逆方
向に回転した際には、図３に示すように縮径して上記壁
面９Ｂに当接することにより位置決めされる。

【００１３】なお、この拡径ビット５の本体５Ａは、該
拡径ビット５が縮径した状態において、その上記軸線Ｏ
から最も離れた部位の軸線Ｏからの外径が上記ケーシン
グトップ２の内径よりも小さくされる一方、拡径ビット
５が拡径した状態においては、上記外周側端面が上記ケ
ーシング１の外周面よりも外周側に突出し、かつ軸線Ｏ
を中心とした円弧面状をなすように形成されている。ま
た、本実施形態では、この拡径ビット５の上記軸部５Ｂ
の長さは、上記取付穴１１の深さよりも僅かに長く形成
されていて、軸部５Ｂの後端面が取付穴１１の底面に当
接する一方、本体５Ａの後端面と凹所９の底面９Ａとの
間には僅かな隙間が画成されている。さらに、本体５Ａ
の先端面のうち該本体５Ａの上記凸円弧面状の側面側の
部分は、段部１４を介して工具先端側に一段突出する平
坦面とされており、この平坦面は上記軸部５Ｂを取付穴
の底面に当接させた状態で、工具本体３の先端面の一段
突出した内周部よりも僅かに後退するように配置される
一方、上記段部１４は工具先端側から見て、拡径ビット
５が拡径した状態において工具本体３の先端面の上記段
部１２に連なる円弧状に形成されるとともに、拡径ビッ
ト５が縮径した状態においては該段部１２を横切るよう
に延びて掘削時の工具回転方向Ｔ側を向くように配置さ
れる。

【００１４】一方、工具本体３内には、上記軸線Ｏに沿
って貫通孔１５が形成されており、この貫通孔１５の工
具先端側は一段拡径するように形成されていて、上記パ
イロットビット４が取り付けられる本実施形態において
の取付穴１６とされている。そして、この取付穴１６の
内周部の軸線Ｏ方向中央部には、該取付穴１６の内周か
ら工具後端側に向けて２段に拡径する凹部１７が形成さ
れ、この凹部１７には上記軸線Ｏを中心とした略円筒状
をなすスリーブ１８が取り付けられており、このスリー
ブ１８の内周に１条の雌ねじ部１９が形成されていて、
この雌ねじ部１９は、そのリード角が５°〜１６°の範
囲に設定されるとともに、上記軸線Ｏを含む断面におい
てそのねじ山１９Ａが図６に示すように台形状をなして
おり、さらにこのねじ山１９Ａの斜面１９Ｂが上記軸線
Ｏに対してなす傾斜角θは４０°〜７０°の範囲に設定
されている。なお、この雌ねじ部１９の捩れの向きは、
掘削時の工具本体３の回転によってパイロットビット４
が緩むことのないように、工具後端側に向かうに従い上
記工具回転方向Ｔの向きと反対向きに捩れるようにされ
ている。

【００１５】ここで、本実施形態では、このスリーブ１
８は図４および図５に示すように外形が略１／３周の円
弧板状をなす３つのスリーブ部材１８Ａ，１８Ｂ，１８
Ｃによって周方向に分割可能とされており、これらのス
リーブ部材１８Ａ〜１８Ｃが上記凹部１７に円筒状をな
すように収容されて上記スリーブ１８が構成されてい
る。なお、各スリーブ部材１８Ａ〜１８Ｃの外周面の後
端側には外周側に一段拡径する凸部２０が形成されてお
り、この凸部２０を上記凹部１７の２段目の拡径部に嵌
合させて該凹部１７に収容されることにより、スリーブ
部材１８Ａ〜１８Ｃは軸線Ｏ方向に拘束されている。ま
た、この凸部２０には断面円弧状の凹溝２１が軸線Ｏ方
向に延びるように形成される一方、工具本体３の先端面
からは上記凹部１７の２段目の拡径部に連通して開口す
るように断面円形の３つのピン穴２２…が軸線Ｏに平行
かつ周方向に等間隔に形成されており、さらにこのピン
穴２２には工具先端側からピン２３およびスペーサ２４
が挿入されてスナップリング２５によって抜け止めされ
ていて、各スリーブ部材１８Ａ〜１８Ｃは、ピン穴２２
から凹部１７内に露出したピン２３に上記凹溝２１を係
合させることにより、軸線Ｏに対する周方向にも拘束さ
れている。

【００１６】さらに本実施形態では、周方向に隣接する
スリーブ部材１８Ａ〜１８Ｃの間には若干の間隔があけ
られているとともに、この間にはそれぞれピン２６が介
装されている。また、図４に示すように、これら周方向
に隣接するスリーブ部材１８Ａ〜１８Ｃの互いに対向す
る側面は外周側に向かうに従い互いに離間するように傾
斜しており、しかもスリーブ部材１８Ａ，１８Ｂの対向
する側面同士がなす挟角αよりも、これらスリーブ部材
１８Ａ，１８Ｂとスリーブ部材１８Ｃとの対向する側面
同士がなす挟角βの方が大きくなるようにされている。
さらにまた、工具本体３の外周面からは、上記取付穴１
６の凹部１７よりも工具後端側の部分に向けて、工具本
体３の軸線Ｏに直交する断面において該取付穴１６の内
周に接して開口するように止まり穴２７が形成されてい
る。さらに、上記貫通穴１５からは３つの空気穴２８…
が分岐させられて工具先端外周側に延びるように形成さ
れており、これらの空気穴２８…はそれぞれ上記凹所９
…の各凹部１０に開口させられている。

【００１７】他方、このように構成された取付穴１６に
取り付けられる上記パイロットビット４は、本実施形態
では円盤状の本体４Ａの先端面および外周面に超硬合金
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４Ａの後端面中央に、上記取付穴１
６に挿入される軸部４Ｂが一体に形成された構成とされ
ており、この軸部４Ｂの外周には、上記スリーブ１８内
周の雌ねじ部１９に螺合する雄ねじ部３０が形成されて
いる。従って、この雄ねじ部３０のリード角およびねじ
山の斜面の軸線Ｏに対する傾斜角は上記雌ねじ部１９と
等しく設定されることとなり、すなわちリード角は５°
〜１６°の範囲に、またそのねじ山３０Ａの斜面３０Ｂ
の傾斜角θは４０°〜７０°の範囲に設定されることと
なる。また、この軸部４Ｂの雄ねじ部３０よりも後端側
には環状溝３１が形成されており、この環状溝３１は、
雄ねじ部３０を雌ねじ部１９にねじ込んでパイロットビ
ット４を工具本体３に取り付けた状態で、上記取付穴１
６内周の止まり穴２７と上記軸線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いて、この止まり穴
２７に工具外周側からピン３２およびスペーサ３３を挿
入してスナップリング３４よって固定することにより、
ピン３２が軸部４Ｂの環状溝３１に係合してパイロット
ビット４が抜け止めされるようになされている。

【００１８】さらに、このように取付穴１６に取り付け
られたパイロットビット４の上記本体４Ａは、その後端
面が工具本体３の先端面との間に間隔を開けて先端側に
位置し、またその外径は、軸線Ｏから各拡径ビット５…
の内周端までの間隔よりも大きくなるように設定されて
いる。また、本実施形態では、このパイロットビット４
の本体４Ａの後端面と、工具本体３の先端面との間に、
円環平板状をなすスペーサ３５が介装されている。この
スペーサ３５は工具本体３やパイロットビット４および
拡径ビット５…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３５を介装した状態でパイロットビット４の軸
部４Ｂを取付穴１６にねじ込むことにより、当該スペー
サ３５はその先後端面がパイロットビット４の本体４Ａ
の後端面と工具本体３の先端面とにそれぞれ密着させら
れている。

【００１９】なお、上述のように、この工具本体３の先
端面に対して拡径ビット５先端の上記平坦面は僅かに後
退していることから、このスペーサ３５と拡径ビット５
との間には極小さな隙間が画成されることとなる。ま
た、パイロットビット４の本体４Ａの先端面には、軸線
Ｏに対する直径方向にその中央から外周側に向かう２条
の凹溝３６，３６が形成されている一方、この本体４Ａ
の外周面には、軸線Ｏ方向に延びる６条の凹溝３７…が
周方向に等間隔に形成されており、そのうちの２条は上
記凹溝３６，３６の外周端に連通するように形成されて
いる。さらに、このパイロットビット４には、上記軸部
４Ｂから軸線Ｏに沿って先端側に延びるように空気孔３
８が形成されており、この空気孔３８は先端側で２つに
分岐して、上記凹溝３６，３６の内周側端部に開口する
ように形成されている。

【００２０】しかるに、このように構成された掘削工具
では、掘削時には工具本体３に上記工具回転方向Ｔに回
転力が与えられるとともに該軸線Ｏ方向先端側に向けて
打撃力が与えられることにより、上記拡径ビット５…が
軸線Ｘ回りに拡径するように回転し、パイロットビット
４とともに岩盤等を破砕して掘削が行われる。このと
き、上記掘削工具においては、工具先端側に突出して軸
線Ｏ方向先端側に先行するパイロットビット４によって
破砕されやすくなった岩盤が、このパイロットビット４
の工具後端側において工具外周側に拡径した拡径ビット
５…によって掘削されることとなるので、効率的な掘削
を行うことができる。また、掘削が終了した後には、工
具本体３を上記工具回転方向Ｔとは逆方向に回転するこ
とにより、拡径ビット５…が縮径する方向に回転し、こ
れによって拡径ビット５…の軸線Ｏからの外径がケーシ
ングトップ２の内径よりも小さくなるので、ケーシング
１およびケーシングトップ２を削孔中に残したまま当該
掘削工具を引き抜くことが可能となる。

【００２１】そして、上記掘削工具においては、上記パ
イロットビット４および拡径ビット５…のうち工具本体
３に固定的に取り付けられるパイロットビット４が、そ
の軸部４Ｂに形成された雄ねじ部３０を工具本体３の取
付穴１６内周に設けられた雌ねじ部１９にねじ嵌合させ
て取り付けられており、これら雌雄ねじ部１９，３０
は、そのリード角が５°〜１６°の範囲とされるととも
に、該雌雄ねじ部１９，３０の中心軸線、すなわち上記
軸線Ｏを含む断面におけるねじ山１９Ａ，３０Ａの斜面
１９Ｂ，３０Ｂの軸線Ｏに対する傾斜角θが４０°〜７
０°の範囲に設定されて、いずれも従来の掘削工具より
大きくされている。従って、このような雌雄ねじ部１
９，３０によってパイロットビット４がねじ嵌合された
掘削工具では、リード角が大きいために雄ねじ部３０を
雌ねじ部１９から緩めやすく、しかも上記傾斜角θも大
きいために雌雄ねじ部１９，３０の接触面積が小さくな
って両者の間の抵抗が少なくなる。

【００２２】このため、上記構成の掘削工具によれば、
掘削時の工具本体３の回転力による掘削抵抗によってパ
イロットビット４にその軸部４Ｂを工具本体３の取付穴
１６により強くねじ込むような回転力が作用しても、軸
部４Ｂの雄ねじ部３０が取付穴１６に設けられた雌ねじ
部１９にきつく締め付けられすぎるようなことはなく、
このため例えば掘削によって摩耗したパイロットビット
４を交換したりする際に、容易にパイロットビット４を
取り外すことが可能となる。なお、上記掘削工具では上
述のように雌雄ねじ部１９，３０のリード角を５°〜１
６°の範囲に、またそのねじ山１９Ａ，３０Ａの斜面１
９Ｂ，３０Ｂの傾斜角θを４０°〜７０°の範囲に設定
しているが、これは、リード角が５°を下回ったり上記
傾斜角θが４０°を下回ったりする程小さいと上記効果
が十分に奏功されなくなる一方、リード角が１６°を上
回ったり、傾斜角θが７０°を上回ったりするほど大き
いと、逆に雄ねじ部３０が雌ねじ部１９から緩みやすく
なりすぎてしまい、掘削時の衝撃等によってパイロット
ビット４にがたつきを生じるおそれがあるからである。

【００２３】また、特に本実施形態の掘削工具では、上
記雌雄ねじ部１９，３０のねじ山１９Ａ，３０Ａが断面
台形状をなすものであり、例えば断面が三角形状をなす
ねじ山などに比べてネジピッチが同じなら該ねじ山１９
Ａ，３０Ａの斜面１９Ｂ，３０Ｂを短くすることがで
き、これによって雌雄ねじ部１９，３０の接触面積を一
層小さくして、パイロットビット４を一層取り外し易く
することができる。しかも、このようにねじ山１９Ａ，
３０Ａが断面台形状に形成されることにより、上述のよ
うにねじ山１９Ａ，３０Ａの傾斜角θが大きく設定され
ていても、該ねじ山１９Ａ，３０Ａの高さを低く抑える
ことができ、これに伴い雌雄ねじ部１９，３０を形成す
るのに要する軸線Ｏに対する径方向の厚さも小さくする
ことができるので、例えば雌ねじ部１９を設けるために
取付穴１６の内周を必要以上に大きく削ったり、あるい
は雄ねじ部３０を形成するために軸部４Ｂの有効径が小
さく制限されたりするような事態を避けることができ
る。

【００２４】さらに本実施形態では、上記取付穴１６の
内周に雌ねじ部１９を設けるに際して、この取付穴１６
の内周に凹部１７を形成し、この凹部１７に、内周に雌
ねじ部１９が形成されたスリーブ１８を取り付けるよう
にしており、このスリーブ１８が、３つのスリーブ部材
１８Ａ〜１８Ｃによって周方向に分割可能とされてい
る。従って、本実施形態によれば、掘削負荷を受けるパ
イロットビット４の軸部４Ｂの外径を確保するのに伴い
取付穴１６の内径もある程度大きくしなければならない
当該掘削工具において、例えばこのように大きな内径の
取付穴１６に雌ねじ部１９を直接形成したりする場合に
比べ、各スリーブ部材１８Ａ〜１８Ｃに個別に雌ねじ部
１９を形成した後に、これらを組み合わせて連続する雌
ねじ部１９を構成することができ、かかる雌ねじ部１９
を備えた掘削工具を製造する際の工数を抑えることがで
きる。

【００２５】また、このように円筒状のスリーブ１８を
複数のスリーブ部材１８Ａ〜１８Ｃによって周方向に分
割可能とすることにより、これらのスリーブ部材１８Ａ
〜１８Ｃと工具本体３の取付穴１６の上記凹部１７およ
びパイロットビット４の軸部４Ｂとの間に径方向に僅か
ながらのクリアランスが画成され、パイロットビット４
を取り外す際にはこのクリアランスによって雌ねじ部１
９と雄ねじ部３０との間に遊びが生じるので、パイロッ
トビット４の取り外しを一層容易とすることができる。
しかも、本実施形態では、各スリーブ部材１８Ａ〜１８
Ｃが周方向に間隔をあけて配置されていて、互いに隣接
するスリーブ部材１８Ａ〜１８Ｃの間には周方向にもク
リアランスが生じるため、さらに一層パイロットビット
４の取り外しを容易にすることができる。また、このよ
うにスリーブ部材１８Ａ〜１８Ｃが周方向に間隔をあけ
ていることに加え、本実施形態では隣接するスリーブ部
材１８Ａ〜１８Ｃの互いに対向する側面が傾斜してお
り、これら互いに対向する側面同士がなす挟角α，βが
異なる大きさとされているので、該スリーブ部材１８Ａ
〜１８Ｃの凹部１７への着脱も容易に行えるという利点
も得られる。

【００２６】ところで、本実施形態のように工具本体３
に与えられる回転打撃力によって岩盤等の掘削を行う掘
削工具においては、工具本体３に与えられる工具先端側
への打撃力をその先端の掘削ビットとしてのパイロット
ビット４に効率的に伝えるためには、工具本体３とパイ
ロットビット４とはより大きな接触面積で面接触して密
着していることが望ましい。このため本実施形態では、
工具本体３の先端面とパイロットビット４の本体４Ａの
後端面との間にスペーサ３５を介装しているのである
が、このように工具本体３とパイロットビット４とを、
本実施形態のようにスペーサ３５を介して間接的に密着
させた場合に、上記回転力によってパイロットビット４
が取付穴１６に強くねじ込まれると、工具本体３および
パイロットビット４の本体４Ａとスペーサ３５とが過剰
に強く密着してしまい、これらの間の摩擦力によってパ
イロットビット４が工具本体３から一層取り外し難くな
るという問題が生じる。これは、工具本体３とパイロッ
トビット４とを直接に密着させた場合でも同様である。

【００２７】しかるに、上記構成の掘削工具では、上述
のように雌雄ねじ部１９，３０が緩みやすい構成とされ
ているので、このように工具本体３と掘削ビットとして
のパイロットビット４の本体４Ａとをスペーサ３５を介
して間接的に密着させた場合でも、あるいは工具本体３
とパイロットビット４の本体４Ａを直接密着させた場合
でも、確実に軸部４Ｂを取付穴１６から抜き出してパイ
ロットビット４を工具本体３から取り外すことが可能と
なる。しかも、本実施形態では工具本体３の先端面とパ
イロットビット４の本体４Ｂの後端面との間に上述のよ
うにスペーサ３５が介装されており、このスペーサ３５
は工具本体３やパイロットビット４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ので、万一パ
イロットビット４が工具本体３に強く密着してしまった
場合でも、このスペーサ３５を破壊するなどして取り除
くことにより、両者の間に作用する摩擦力を容易に低減
せしめてパイロットビット４を取り外すことが可能とな
る。また、このようにスペーサ３５が硬度の小さい材質
によって形成されることにより、例えばパイロットビッ
ト４に衝撃的な掘削負荷が作用した場合でも、この衝撃
を該スペーサ３５によって吸収することができ、工具本
体３やパイロットビット４が破損したりするような事態
を防止できるといった効果も得られる。

【００２８】なお、本実施形態では、ケーシング１内に
挿通される工具本体３に取付穴１６が形成されるととも
に掘削ビットとしてのパイロットビット４に軸部４Ｂが
形成されてなる掘削工具において、これら取付穴１６の
内周と軸部４Ｂの外周とに設けられる雌雄ねじ部１９，
３０のリード角およびそのねじ山１９Ａ，３０Ａの斜面
１９Ｂ，３０Ｂの傾斜角θを上述のように設定している
が、例えば工具本体としてケーシングパイプ自体を回転
させ、このケーシングパイプの内周を取付穴として雌ね
じ部を設けるとともに掘削ビットの後端部を軸部として
その外周面に雄ねじ部を設けた掘削工具において上記構
成を採用したりすることも可能である。また、これらと
は逆に、掘削ビットの後端に取付穴を形成してその内周
に雌ねじ部を設けるとともに、回転力を受けるロッドや
その先端に取り付けられるシャンクを工具本体としてそ
の先端の軸部外周に雄ねじ部を設け、これらの雌雄ねじ
部に上記構成を採用したりすることも可能である。

【００２９】図７ないし図１０に示すのは、このうち後
者の構成を採用した本発明の第２の実施形態の掘削工具
である。これらの図において符号４１で示すのは円筒状
のケーシングパイプであって、その内周部にはロッド４
２が後端側から挿入されており、このロッド４２の先端
に、本実施形態における工具本体としてのシャンク４３
が、その先端をケーシングパイプ４１から突出させて取
り付けられていて、このシャンク４３の突出した先端
に、本実施形態における掘削ビットとしてのロストビッ
ト４４が取り付けられている。ここで、上記ロッド４２
は、ケーシングパイプ４１の内径よりも一回り小さな外
径を有する略円筒状に形成されていて、その先端部の外
周には雄ねじ部４２Ａが形成されている。ただし、この
雄ねじ部４２Ａがなすネジの形状としては、一般的なロ
ープネジ等が用いられている。

【００３０】また、上記シャンク４３は、ケーシングパ
イプ４１の内周に嵌挿可能な外径を有するとともに、そ
の先端部がこれよりも一段縮径するように形成された多
段円筒状をなしており、その後端部の内周には、上記ロ
ッド４２先端部の上記雄ねじ部４２Ａがねじ込み可能な
雌ねじ部４３Ａが形成されている。従って、この雌ねじ
部４３Ａのネジ形状にも一般的なロープネジ等が用いら
れている。また、この雌ねじ部４３Ａに上記雄ねじ部４
２Ａがねじ込まれた状態で、シャンク４３の後端内周部
とロッド４２の先端外周部との間には、上記軸線Ｏを中
心とする円の接線方向にスプリングピン４５，４５が嵌
挿される。

【００３１】なお、このシャンク４３のケーシングパイ
プ４１に嵌挿される大径部分の外周には、図９に示すよ
うに軸線Ｏに直交する断面が外周側に向けて開口する
「コ」字状をなす複数条の凹溝４３Ｂ…が、それぞれこ
の大径部分の先後端に開口するように該大径部分の全長
に亙って軸線Ｏに平行に延び、かつ互いに周方向に等間
隔に位置するように形成されている。また、これらの凹
溝４３Ｂ…の外周側を向く底面には、該シャンク４３の
内周部から外周側に向かうに従い工具後端側に向けて延
びるように分岐させられた空気孔４３Ｃ…がそれぞれ開
口させられている。そして、このシャンク４３の一段縮
径した先端部は、本実施形態における工具本体側の軸部
４３Ｄとされており、この軸部４３Ｄの外周には雄ねじ
部４６が形成されている。

【００３２】一方、このシャンク４３の先端に取り付け
られる上記ロストビット４４は、外形略有底円筒状をな
しており、その円筒部分の内周部が本実施形態における
工具本体側の取付穴４４Ａとされるとともに、この取付
穴４４Ａの内周にはシャンク４３の上記雄ねじ部４６が
ねじ込まれる雌ねじ部４７が形成されていて、上記有底
円筒の底の部分を先端部として工具先端側に向けてシャ
ンク４３の先端に取り付けられる。ここで、このロスト
ビット４４の上記円筒部分の外径は上記ケーシングパイ
プ４１の外径よりも大きくされており、その後端部外周
は工具後端側に向かうに従い漸次縮径するテーパ面状に
形成される一方、上記ケーシングパイプ４１の先端部の
内周も、このロストビット４４の後端部外周のテーパと
等しいテーパで工具後端側に向かうに従い漸次縮径する
テーパ面状に形成されている。

【００３３】また、このロストビット４４の先端部は、
その外径が上記円筒部分よりもさらに一段拡径するよう
に形成されており、この先端部の工具先端側を向く先端
面は上記軸線Ｏを中心に周方向に沿って工具先後端側に
凹凸するように形成されていて、このうち工具先端側に
凸となる断面三角形状の山部の稜線部には、超硬合金等
の硬質材料よりなるチップ４８…が上記軸線Ｏを中心に
放射状に植設される一方、工具後端側に凹となる谷部の
外周側には、断面円弧状をなす凹溝４４Ｂ…が軸線Ｏに
平行に形成されている。さらに、このロストビット４４
の上記円筒部分の内周部底面からは、シャンク４３の内
周部に連通する空気孔４４Ｃが軸線Ｏに沿って工具先端
側に向けて穿設されており、この空気孔４４Ｃは上記先
端部において２つに分岐して、軸線Ｏを挟んで互いに反
対側に位置する上記谷部に開口させられている。

【００３４】そして、この第２の実施形態では、シャン
ク４３の軸部４３Ｄの外周に形成された上記雄ねじ部４
６と、この雄ねじ部４６がねじ込まれるロストビット４
４の取付穴４４Ａの上記雌ねじ部４７とが、そのリード
角が５°〜１６°の範囲に設定されるとともに、図１０
に示すように上記軸線Ｏを含む断面において、これら雄
ねじ部４６と雌ねじ部４７のねじ山４６Ａ，４７Ａが台
形状をなしており、さらにこれらのねじ山４６Ａ，４７
Ａの斜面４６Ｂ，４７Ｂが上記軸線Ｏに対してなす傾斜
角θが４０°〜７０°の範囲に設定されている。なお、
これら雌雄ねじ部４６，４７の捩れの向きは、やはり掘
削時のロッド４２およびシャンク４３の回転によってロ
ストビット４４が緩むことのないように、工具後端側に
向かうに従いこれらロッド４２およびシャンク４３の回
転方向と反対向きに捩れるようにされている。

【００３５】このように構成された掘削工具において
は、上記ロッド４２が軸線Ｏ回りに上記回転方向に回転
されるとともに該ロッド４２に工具先端側に向けて打撃
力が与えられ、この回転打撃力がシャンク４３を介して
ロストビット４４に伝えられて一体に回転打撃されるこ
とにより掘削が行われるとともに、こうして掘削された
削孔内に上記ケーシングパイプ４１が建て込まれて行
く。そして、所定の深さまで掘削が行われてケーシング
パイプ４１が建て込まれた後は、ロッド４２を掘削時の
回転方向とは逆方向に回転させることにより、上記雌雄
ねじ部４６，４７を緩めてケーシングパイプ４１の内径
よりも外径の大きなロストビット４４を取り外し、しか
る後このロストビット４４を削孔内に残してロッド４２
およびシャンク４３をケーシングパイプ４１から引き抜
く。

【００３６】しかるに、この第２の実施形態の掘削工具
においても、工具本体としてのシャンク４３に掘削ビッ
トとしてのロストビット４４を取り付ける上記雌雄ねじ
部４６，４７が、そのリード角が５°〜１６°の範囲に
設定されるとともに、そのねじ山４６Ａ，４７Ａの斜面
４６Ａ，４７Ａが軸線Ｏに対してなす傾斜角θが４０°
〜７０°の範囲に設定されているので、掘削時の回転に
よって雌ねじ部４７に雄ねじ部４６がねじ込まれる力を
受けても、これら雌雄ねじ部４６，４７がきつく締め付
けられすぎてしまうようなことがなく、上述のようにロ
ストビット４４をシャンク４３から取り外す際には、ロ
ッド４２を逆回転させることによってこれら雌雄ねじ部
４６，４７を確実に緩めてロストビット４４だけを取り
外すことが可能となる。なお、ロッド４２とシャンク４
３とを連結する雌雄ねじ部４２Ａ，４３Ａには、一般的
なロープネジ等が用いられているので、ロッド４２を逆
回転させてもこれらの雌雄ねじ部４２Ａ，４３Ａに緩み
が生じることはない。

【００３７】

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
工具本体と掘削ビットとがねじ嵌合によって取り付けら
れた掘削工具において、掘削時に工具本体に与えられる
回転力によって掘削ビットが工具本体に締め付けられす
ぎてしまうのを防ぐことができ、摩耗等による掘削ビッ
トの交換時や、掘削終了後に掘削ビットを削孔内に取り
残して工具本体だけ引き抜く際に、掘削ビットを工具本
体から容易に取り外すことが可能となる。

【図面の簡単な説明】

【図１】 本発明の第１の実施形態を示す側断面図であ
る。

【図２】 図１に示す実施形態において拡径ビット５…
が拡径した状態を示す工具先端側からの正面図である。
（ただし、ケーシング１およびケーシングトップ２は図
示が略されている。）

【図３】 図１に示す実施形態において拡径ビット５…
が縮径した状態を示す工具先端側からの正面図である。
（ただし、ケーシング１およびケーシングトップ２は図
示が略されている。）

【図４】 図１におけるＺＺ断面図である。

【図５】 図４に示すスリーブ１８を示す側断面図であ
る。

【図６】 図１に示す実施形態の雌雄ねじ部１９，３０
の軸線（工具本体の軸線Ｏ）を含む拡大断面図である。

【図７】 本発明の第２の実施形態を示す側断面図であ
る。

【図８】 図７に示す実施形態の工具先端側からの正面
図である。

【図９】 図７におけるＺＺ断面図である。

【図１０】 図７に示す実施形態の雌雄ねじ部４６，４
７の軸線（工具本体の軸線Ｏ）を含む拡大断面図であ
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 パイロットビット（掘削ビット） ４Ｂ，４３Ｄ 軸部 ５ 拡径ビット １３，２９，４８ チップ １６，４４Ａ 取付穴 １７ 凹部 １８ スリーブ １８Ａ，１８Ｂ，１８Ｃ スリーブ部材 １９，４７ 雌ねじ部 １９Ａ，３０Ａ，４６Ａ，４７Ａ 雌雄ねじ部１９，３
０，４６，４７のねじ山 １９Ｂ，３０Ｂ，４６Ｂ，４７Ｂ ねじ山１９Ａ，３０
Ａ，４６Ａ，４７Ａの斜面 ３０，４６ 雄ねじ部 ３５ スペーサ ４１ ケーシングパイプ ４２ ロッド ４３ シャンク（工具本体） ４４ ロストビット（掘削ビット） Ｏ 工具本体３、シャンク４３の軸線 Ｔ 掘削時の工具回転方向 θ ねじ山１９Ａ，３０Ａ，４６Ａ，４７Ａの斜面１９
Ｂ，３０Ｂ，４６Ｂ，４７Ｂの傾斜角

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 久田 仁也 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

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 工具本体の先端部に掘削ビットが、これ
   ら工具本体および掘削ビットの一方に設けられた取付穴
   内周の雌ねじ部に他方に設けられた軸部外周の雄ねじ部
   がねじ嵌合されて取り付けられており、これらのねじ部
   のリード角が５°〜１６°の範囲に設定されるととも
   に、該ねじ部の中心軸線を含む断面におけるねじ山の斜
   面の該中心軸線に対する傾斜角が４０°〜７０°の範囲
   に設定されていることを特徴とする掘削工具。
2. 【請求項２】 上記ねじ部のねじ山が断面台形状をなし
   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】 上記雌ねじ部は上記工具本体および掘削
   ビットの一方に取り付けられた円筒状のスリーブの内周
   部に形成されており、このスリーブは周方向に分割可能
   と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。