KR101605985B1

KR101605985B1 - 굴삭 공구

Info

Publication number: KR101605985B1
Application number: KR1020147014951A
Authority: KR
Inventors: 마사야 히사다; 가즈요시 나카무라
Original assignee: 미츠비시 마테리알 가부시키가이샤
Priority date: 2011-12-09
Filing date: 2012-12-06
Publication date: 2016-03-23
Also published as: JP2013122112A; JP5849671B2; KR20140096336A; US20150300094A1; EP2789789A1; AU2012349363B2; WO2013084994A1; HK1198196A1; CN103958815B; EP2789789A4; AU2012349363A1; CN103958815A; US9428964B2

Abstract

본 발명의 굴삭 공구는 축선을 중심으로 한 원통 형상을 이루고, 선단 내주부에 내경이 한층 작아지는 단차부가 형성된 케이싱 파이프와, 상기 단차부에 접촉 가능한 접촉부가 외주에 형성되고, 상기 케이싱 파이프 내에 상기 축선 방향 후단부측으로부터 삽입되어 그 선단부가 상기 케이싱 파이프의 선단으로부터 돌출된 이너 비트와, 상기 이너 비트의 선단부 외주에 출몰 가능하게 설치된 걸림 결합 볼록부와, 원환상을 이루고, 상기 케이싱 파이프의 선단으로부터 돌출된 상기 이너 비트의 선단부의 주위에 배치된 링 비트와, 상기 링 비트의 내주부에 형성된 걸림 결합 오목부를 구비하고, 상기 걸림 결합 볼록부가 외주측으로 돌출되어 상기 걸림 결합 오목부에 걸림 결합함으로써, 상기 링 비트가 상기 이너 비트에 대해 상기 축선 주위로 굴삭 시의 회전 방향을 향해 일체 회전 가능하고 또한 상기 축선 방향 선단측으로 발출 불가능하게 걸림 지지됨과 함께, 상기 걸림 결합 볼록부가 내주측으로 후퇴함으로써, 상기 링 비트가 선단측으로 발출 가능하게 되어 있다.

Description

굴삭 공구 {EXCAVATING TOOL}

본 발명은 케이싱 파이프 내에 삽입된 이너 비트의 선단부가, 케이싱 파이프 선단으로부터 돌출됨과 함께, 케이싱 파이프 선단에 배치된 링 비트와 걸림 결합하여 일체 회전 가능해지고, 이들 이너 비트와 링 비트에 의해 지반을 굴삭하여 절삭 구멍을 형성하면서, 이것과 동시에 상기 절삭 구멍 내에 상기 케이싱 파이프를 삽입해 가는 굴삭 공구에 관한 것이다.

본원은 2011년 12월 9일에 일본에 출원된 일본 특허 출원 제2011-269956호에 기초하여 우선권을 주장하고, 그 내용을 여기에 원용한다.

지반 굴삭과 동시에 케이싱 파이프를 삽입해 가는 굴삭 공구로서, 본 발명의 발명자들은 특허문헌 1, 2에 있어서, 굴삭 중에 링 비트가 부주의하게 탈락하지 않도록, 링 비트를 걸림 지지 부재 등의 걸림 지지 수단에 의해 케이싱 파이프에 대해 회전 가능하게 하면서도 케이싱 파이프의 축선 방향으로 걸림 지지한 굴삭 공구를 제안하고 있다. 이 굴삭 공구에서는 이너 비트에 부여되는 회전력을 링 비트에 전파시킴과 함께, 이너 비트의 축선 방향 선단측에 부여되는 추력이나 타격력을 케이싱 파이프와 링 비트에 전파시킴으로써 굴삭이 행해진다. 이너 비트로부터 링 비트로의 추력이나 타격력의 전파는 케이싱 파이프를 통하거나, 혹은 직접적으로 행해진다.

이와 같이 링 비트가 케이싱 파이프 선단에 축선 방향으로 걸림 지지된 굴삭 공구에서는, 케이싱 파이프를 그대로 절삭 구멍 내에 남겨 두는 경우에는 문제없지만, 이 케이싱 파이프를 업세팅 부재와 치환하거나, 가설 말뚝으로서 사용하는 경우 등, 일시적으로 절삭 구멍 내에 삽입하여 사용한 케이싱 파이프를 절삭 구멍으로부터 인상하여 지상으로 회수하는 경우에는, 효율적인 회수가 곤란해질 우려가 있다. 이는, 케이싱 파이프 선단에 걸림 지지된 링 비트는 케이싱 파이프보다도 외경이 크기 때문에 절삭 구멍의 내주면과의 사이의 저항 증대를 초래하고, 이에 의해 과대한 인상력이 필요해지기 때문이다.

따라서, 본 발명의 발명자는 또한, 특허문헌 3에 있어서, 상술한 바와 같은 걸림 지지 수단에, 링 비트를 케이싱 파이프에 대해 상기 축선 방향 선단측으로 발출하는 발출 기구를 구비하여, 케이싱 파이프를 삽입하는 절삭 구멍이 소정의 깊이까지 형성된 후에는 이 발출 기구에 의해 링 비트를 케이싱 파이프에 대해 축선 방향 선단측으로 발출하도록 한 굴삭 공구를 제안하고 있다. 이와 같은 굴삭 공구에 따르면, 링 비트를 케이싱 파이프 선단으로부터 발출하여 제거함으로써, 절삭 구멍 내주면과의 저항의 증대를 초래하는 일 없이 케이싱 파이프만을 절삭 구멍으로부터 인상하여 회수할 수 있다.

일본 특허 출원 공개 제2001-140578호 공보 일본 특허 출원 공개 제2006-37613호 공보 일본 특허 출원 공개 제2007-255106호 공보

이 특허문헌 3에 기재된 굴삭 공구에 있어서는, 상기 발출 기구에 의해 링 비트를 케이싱 파이프 선단으로부터 발출하기 위해, 절삭 구멍이 소정의 깊이까지 형성된 후에 이너 비트를 일단 케이싱 파이프로부터 인발하고, 계속해서 이 이너 비트보다도 외경이 작은 제2 이너 비트를 케이싱 파이프에 삽입하여 링 비트와 걸림 결합시키고, 이 제2 이너 비트를 케이싱 파이프 선단으로부터 돌출시킴으로써 링 비트를 발출하도록 하고 있다.

이로 인해, 그와 같은 특허문헌 3에 기재된 굴삭 공구에서는 링 비트와 걸림 결합 가능한 상기 제2 이너 비트가 필요해지는 것은 물론, 형성된 절삭 구멍이 깊은 경우에는, 효율적으로 링 비트를 발출함과 함께 케이싱 파이프를 인상하여 회수하는 것이 곤란하다. 이는 이 제2 이너 비트를 케이싱 파이프 선단으로부터 돌출시키기 위해, 제2 이너 비트의 후단부측으로 다수의 굴삭 로드를 늘려 가야만 해, 이와 같은 다수의 굴삭 로드나, 이들을 늘리기 위한 시간이나 노동력 등도 필요해지기 때문이다.

본 발명은 이와 같은 배경 하에 이루어진 것으로, 상술한 바와 같이 제2 이너 비트 등을 필요로 하지 않고 링 비트를 발출 가능하게 함으로써, 효율적인 케이싱 파이프의 인상을 행하는 것이 가능한 굴삭 공구를 제공하는 것을 목적으로 하고 있다.

상기 과제를 해결하여, 이와 같은 목적을 달성하기 위해, 본 발명은,

축선을 중심으로 한 원통 형상을 이루고, 선단 내주부에 내경이 한층 작아지는 단차부가 형성된 케이싱 파이프와, 상기 단차부에 접촉 가능한 접촉부가 외주에 형성되고, 상기 케이싱 파이프 내에 상기 축선 방향 후단부측으로부터 삽입되어 그 선단부가 상기 케이싱 파이프의 선단으로부터 돌출된 이너 비트와, 상기 이너 비트의 선단부 외주에 출몰 가능하게 설치된 걸림 결합 볼록부와, 원환상을 이루고, 상기 케이싱 파이프의 선단으로부터 돌출된 상기 이너 비트의 선단부의 주위에 배치된 링 비트와, 상기 링 비트의 내주부에 형성된 걸림 결합 오목부를 구비하고, 상기 걸림 결합 볼록부가 외주측으로 돌출되어 상기 걸림 결합 오목부에 걸림 결합함으로써, 상기 링 비트가 상기 이너 비트에 대해 상기 축선 주위로 굴삭 시의 회전 방향을 향해 일체 회전 가능하고 또한 상기 축선 방향 선단측으로 발출 불가능하게 걸림 지지됨과 함께, 상기 걸림 결합 볼록부가 내주측으로 후퇴함으로써, 상기 링 비트가 선단측으로 발출 가능하게 되어 있는 것을 특징으로 한다.

이와 같이 구성된 굴삭 공구에서는, 케이싱 파이프 내에 삽입된 이너 비트의 접촉부가 케이싱 파이프의 단차부에 접촉함으로써, 이너 비트에 부여되는 축선 방향 선단측으로의 추력이나 타격력이 케이싱 파이프로 전파되어, 이너 비트 및 링 비트에 의해 형성된 절삭 구멍에 케이싱 파이프가 삽입되어 간다. 한편, 이 케이싱 파이프의 선단으로부터 돌출된 이너 비트 선단부 외주에는 걸림 결합 볼록부가 출몰 가능하게 설치되어 있고, 이 걸림 결합 볼록부가 외주측으로 돌출되어, 이너 비트 선단부의 주위에 배치된 링 비트의 내주부에 형성된 걸림 결합 오목부에 걸림 결합함으로써, 링 비트가 이너 비트에 대해 축선 주위로 굴삭 시의 회전 방향을 향해 일체 회전 가능하게 되어 회전력이 전파됨과 함께, 축선 방향 선단측에 걸림 지지되어 빠짐 방지된다.

그리고, 또한 이너 비트 선단부 외주에 출몰 가능하게 된 이 걸림 결합 볼록부가 내주측으로 후퇴하여 링 비트 내주부의 걸림 결합 오목부로부터 함몰됨으로써, 이들 걸림 결합 요철부의 걸림 결합이 해제되고 링 비트는 축선 방향 선단측으로의 걸림 지지도 해제되어, 발출 가능해진다. 따라서, 상기 구성의 굴삭 공구에 따르면, 제2 이너 비트를 필요로 하거나, 이를 링 비트와 걸림 결합시키기 위해 굴삭 로드를 늘리지 않고, 이와 같은 걸림 결합 볼록부의 출몰 동작에 의해 링 비트를 발출하여 제거할 수 있다. 따라서, 이너 비트를 케이싱 파이프로부터 인발하여 상기 케이싱 파이프를 일시적으로 사용한 후에는, 링 비트를 절삭 구멍에 남겨 케이싱 파이프만을 절삭 구멍으로부터 인발할 수 있으므로, 외경이 큰 링 비트에 의해 저항의 증대를 초래하는 일 없이, 효율적으로 케이싱 파이프를 회수하는 것이 가능해진다.

또한, 이와 같은 구성의 굴삭 공구에서는, 케이싱 파이프의 상기 단차부에 이너 비트의 상기 접촉부가 접촉함과 함께 링 비트 내주부의 상기 걸림 결합 오목부에 이너 비트의 상기 걸림 결합 볼록부가 걸림 결합한 상태에서, 상기 케이싱 파이프의 선단면에 상기 링 비트의 후단부면이 접촉 가능하게 함으로써, 단차부와 접촉부의 접촉에 의해 이너 비트부터 케이싱 파이프에 부여되는 축선 방향 선단측으로의 추력이나 타격력을 케이싱 파이프로부터 링 비트로도 전파시킬 수 있다.

따라서, 굴삭 시에 이너 비트와 일체 회전 하는 링 비트에 의해 한층 효율적인 절삭 구멍의 형성을 도모할 수 있음과 함께, 이너 비트로부터 직접 링 비트에 추력이나 타격력을 전파시키는 경우와 같이, 링 비트의 내경을 단차부의 내경보다도 작게 할 필요가 없어지므로, 링 비트의 두께를 얇게 하거나, 상술한 바와 같이 케이싱 파이프를 업세팅 부재로 치환하는 경우 등에 업세팅 부재의 외경에 대해 케이싱 파이프의 직경을 작게 할 수 있어, 굴삭에 필요로 하는 비용의 삭감을 도모할 수 있다.

한편, 상술한 바와 같이, 걸림 결합 볼록부를 이너 비트의 선단부 외주에 출몰 가능하게 설치하여, 외주측으로 돌출시켜 링 비트 내주부의 걸림 결합 오목부에 걸림 결합시킴과 함께, 내주측으로 후퇴시킴으로써 링 비트를 발출 가능하게 하기 위해, 이 걸림 결합 볼록부를, 외주측으로 가압되어 이너 비트의 선단부 외주에 출몰 가능하게 설치함과 함께, 상기 걸림 결합 오목부의 후단부에는 후단부측을 향함에 따라서 상기 링 비트의 내주측을 향해 경사지는 안내벽을 형성하고 있다. 이에 의해, 외주측으로 가압되어 돌출된 걸림 결합 볼록부가 걸림 결합 오목부에 걸림 결합한 상태로부터 안내벽에 접촉한 상태로 한 후, 이너 비트를 축선 방향 후방측으로 더 후퇴시킴으로써 걸림 결합 오목부의 상기 안내벽에 걸림 결합 볼록부를 미끄럼 접촉시키면서 안내하여 가압력에 저항하여 내주측으로 후퇴시킬 수 있고, 간략한 구조이면서도 확실히 걸림 결합 요철부의 걸림 결합을 해제하여 링 비트를 발출 가능하게 할 수 있다.

또한, 이와 같이 걸림 결합 오목부의 후단부에 안내벽을 설치함과 함께, 걸림 결합 볼록부를 압축 코일 스프링에 의해 외주측으로 가압하도록 한 경우에는, 이 압축 코일 스프링의 스프링 상수 K(N/㎜)를, 상기 링 비트의 중량 W(N)와, 상기 안내벽의 상기 축선에 대한 경사각 θ(°)와, 상기 링 비트의 내주면으로부터 상기 이너 비트의 외주측으로 돌출된 상기 걸림 결합 볼록부의 돌출 단부까지의 상기 축선에 대한 직경 방향의 거리인 상기 걸림 결합 볼록부의 걸림 높이 h(㎜)와, 상기 이너 비트에 설치되는 상기 걸림 결합 볼록부의 수 n(개)에 대해, K>W/(tanθ×h×n)으로 함으로써, 링 비트가 하향으로 되어 안내벽에 걸림 결합 볼록부가 접촉한 상태에 있어도, 자중에 의해 링 비트가 부주의하게 빠져 버리는 사태가 발생하는 것을 방지할 수 있다.

이상 설명한 바와 같이, 본 발명에 따르면, 굴삭 시에는 이너 비트와 링 비트에 의해 절삭 구멍을 형성하면서 상기 절삭 구멍에 케이싱 파이프를 삽입할 수 있음과 함께, 소정의 깊이까지 절삭 구멍이 형성된 후에는, 제2 이너 비트나, 이 제2 이너 비트의 후단부측으로 늘리는 굴삭 로드 등을 필요로 하지 않고, 이너 비트의 걸림 결합 볼록부를 후퇴시켜 링 비트를 발출 가능하게 함으로써, 링 비트를 절삭 구멍에 남겨 케이싱 파이프만을 효율적으로 절삭 구멍으로부터 인상하여 회수할 수 있다.

도 1은 본 발명의 일 실시 형태를 도시하는 굴삭 시의 측단면도(도 2에 있어서의 AA 단면도)이다.
도 2는 도 1에 도시하는 실시 형태의 확대 정면도이다.
도 3은 도 1에 있어서의 BB 확대 단면도이다.
도 4는 도 1에 도시하는 실시 형태에 있어서 걸림 결합 요철부의 걸림 결합을 해제할 때의 측단면도(도 5에 있어서의 AA 단면도)이다.
도 5는 도 4에 도시하는 실시 형태의 확대 정면도이다.
도 6은 도 4에 있어서의 BB 확대 단면도이다.
도 7a는 도 4에 도시하는 상태로부터 이너 비트를 후퇴시켜 걸림 결합 볼록부를 안내벽에 접촉시켰을 때의 확대 측단면도이다.
도 7b는 도 7a로부터 이너 비트를 더 후퇴시켰을 때의 확대 측단면도이다.
도 8은 도 1에 도시하는 실시 형태에 있어서 걸림 결합 볼록부를 후퇴시켰을 때의 측단면도(도 9에 있어서의 AA 단면도)이다.
도 9는 도 8에 도시하는 실시 형태의 확대 정면도이다.
도 10은 도 8에 있어서의 BB 확대 단면도이다.
도 11은 도 1에 도시하는 실시 형태의 링 비트, 케이싱 톱(케이싱 파이프 선단부) 및 이너 비트를 도시하는 사시도이다.
도 12a는 도 1에 도시하는 실시 형태의 걸림 결합 볼록부를 도시하는 사시도이다.
도 12b는 상기 걸림 결합 볼록부를 도시하는 평면도이다.
도 12c는 상기 걸림 결합 볼록부를 도시하는 측면도이다.
도 12d는 상기 걸림 결합 볼록부를 도시하는 배면도이다.
도 13은 도 1에 도시하는 실시 형태에 있어서 걸림 결합 볼록부를 이너 비트에 설치할 때의 조립도이다.
도 14a는 도 1에 도시하는 실시 형태의 링 비트를 도시하는 사시도이다.
도 14b는 상기 링 비트를 도시하는 정면도이다.
도 14c는 상기 링 비트를 도시하는 도 14b에 있어서의 AA 단면도이다.
도 14d는 상기 링 비트를 도시하는 도 14b에 있어서의 BB 단면도이다.
도 15a는 도 1에 도시하는 실시 형태에 의해 굴삭을 행할 때의 절삭 구멍을 형성할 때의 단면도이다.
도 15b는 도 1에 도시하는 실시 형태에 의해 굴삭을 행할 때의 케이싱 파이프로부터 이너 비트를 인발할 때의 단면도이다.
도 15c는 도 1에 도시하는 실시 형태에 의해 굴삭을 행할 때의 이너 비트가 인발되었을 때의 단면도이다.
도 15d는 도 1에 도시하는 실시 형태에 의해 굴삭을 행할 때의 절삭 구멍으로부터 케이싱 파이프를 인상할 때의 단면도이다.
도 16a는 도 15c에 도시한 상태로부터, 제2 이너 비트에 의해 절삭 구멍을 더 형성할 때의 단면도이다.
도 16b는 도 15c에 도시한 상태로부터, 도 16a에서 형성한 더 깊은 절삭 구멍까지 업세팅 부재를 업세팅함과 함께 절삭 구멍으로부터 케이싱 파이프를 인상할 때의 단면도이다.

도 1 내지 도 14d는 본 발명의 일 실시 형태를 나타내는 것이고, 도 15a 내지 도 16b는 이 실시 형태의 굴삭 공구에 의해 굴삭을 행하는 경우를 설명하는 도면이다. 본 실시 형태에 있어서 케이싱 파이프(1)는 강재 등으로 형성되어 축선 O를 중심으로 한 원통 형상을 이루고, 필요에 따라서 복수의 케이싱 파이프(1)가 축선 O방향으로 순차 늘려진다. 복수의 케이싱 파이프(1)는 최첨단의 케이싱 파이프(1)의 더욱 선단측으로 돌출된 이너 비트(2)와, 이 이너 비트(2)의 주위에 배치된 링 비트(3)에 의해 형성되는 절삭 구멍 H에, 이너 비트(2)에 수반되어 삽입되어 간다.

이와 같이 하여 필요에 따라서 늘리는 케이싱 파이프(1) 중 최첨단의 케이싱 파이프(1)의 더욱 선단부에는, 마찬가지로 강재 등을 포함하는 케이싱 톱(1A)이 접합되어 일체로 설치되어 있다. 이 케이싱 톱(1A)은 내경이 케이싱 파이프(1)보다 한층 작아지는 한편, 외경은 선단측(도 1, 도 4, 도 7a 및 도 7b 등에 있어서의 좌측)이 케이싱 파이프(1)와 동등해짐과 함께 후단부측(도 1, 도 4, 도 7a 및 도 7b 등에 있어서의 우측)은 케이싱 파이프(1) 내에 끼움 삽입 가능한 크기로 된 다단 원통 형상을 이루고 있다. 이 케이싱 톱(1A)은 후단부측의 부분이 최첨단의 케이싱 파이프(1) 내에 선단측으로부터 끼움 삽입된 후에 용접에 의해 접합되어 설치되어 있다.

따라서, 이 최첨단의 케이싱 파이프(1)의 선단 내주부에는 이 케이싱 톱(1A)에 의해 내경이 한층 작아지는 단차부(1B)가 형성되게 되고, 본 실시 형태에서는, 이 단차부(1B)는 그 축선 O방향 후단부측을 향하는 후단부면이, 내주측을 향함에 따라서 선단측을 향하도록 경사진 축선 O를 중심으로 하는 테이퍼면으로 되어 있다. 또한, 이것과는 반대의 케이싱 톱(1A)의 선단면(1C)은, 본 실시 형태에서는 축선 O에 수직인 원환면으로 되어 있다.

한편, 절삭 구멍 H가 형성되는 지반의 지상부에는, 굴삭 시에 상기 축선 O 주위의 회전 방향 T를 향한 회전력과 축선 O방향 선단측으로의 추력을 굴삭 로드에 부여하는 도시되지 않은 굴삭 장치가 배치되어, 이 굴삭 장치로부터 케이싱 파이프(1)와 마찬가지로 필요에 따라서 복수의 상기 굴삭 로드가 축선 O를 따라서 순차 늘려져 케이싱 파이프(1) 내에 삽입 관통된다. 또한, 이 중 최첨단의 굴삭 로드의 선단에는 다운 더 홀 해머(4)가 설치됨과 함께, 이 다운 더 홀 해머(4)의 선단에는 상기 이너 비트(2)가 설치된다. 이 다운 더 홀 해머(4)는 케이싱 파이프(1)의 후단부측으로부터 삽입되어, 상기 굴삭 장치로부터 다운 더 홀 해머(4)에 공급되는 압축 공기에 의해 축선 O방향 선단측으로의 타격력이 부여된다.

이 이너 비트(2)는 그 본체가 케이싱 파이프(1)와 동축이 되는 축선 O를 중심으로 한 외형 다단 원기둥 형상으로 강재 등에 의해 일체로 형성되고, 이 본체의 후단부는 상기 다운 더 홀 해머(4)에 설치되는 섕크부(2A)로 되어 있다. 또한, 이 섕크부(2A)의 선단측은 케이싱 파이프(1)의 내경보다 약간 작고, 케이싱 톱(1A)의 내경보다는 큰 외경을 갖고 이너 비트(2)의 최대 외경부가 되는 축선 O를 중심으로 한 원판 형상의 접촉부(2B)로 된다. 이 접촉부(2B)의 선단면은 케이싱 톱(1A)에 의한 단차부(1B)의 상기 후단부면과 동등한 경사각에서 내주측을 향함에 따라서 선단측을 향하도록 경사진 축선 O를 중심으로 하는 테이퍼면으로 되어 있다.

또한, 상기 접촉부(2B)보다도 선단측의 이너 비트(2)의 선단부(2C)는 케이싱 톱(1A)의 내경보다 약간 작은 외경의 축선 O를 중심으로 한 외형 대략 원기둥 형상으로 되어 있다. 여기서, 선단부(2C)의 선단면, 즉 이너 비트(2)의 선단면까지의 선단부(2C)의 길이는, 케이싱 톱(1A)과 링 비트(3)의 축선 O방향의 길이를 합한 길이보다도 길게 되어 있다.

또한, 이 선단부(2C)의 선단면의 중앙부는 축선 O에 수직인 평탄면으로 됨과 함께, 이 선단면의 외주연부는 내주측을 향함에 따라서 선단측을 향하도록 경사지는 테이퍼면으로 되어 있다. 그리고, 이 선단면의 중앙부와 외주연부에는 초경합금 등의 경질 재료에 의해 형성되어 지반을 굴삭하는 칩(5)이, 이들 중앙부가 이루는 평탄면과 외주연부가 이루는 테이퍼면에 대해 각각 수직으로 복수개씩 심어 설치되어 있다.

또한, 이 이너 비트(2)의 선단부(2C)와 접촉부(2B)에는 상기 선단면으로부터 외주면에 걸쳐서, 굴삭 시에 상기 칩(5)에 의해 생성된 커팅즈를 배출하는 배출 홈(2D)이 형성되어 있다. 이 배출 홈(2D)은, 선단면에서는 그 홈 바닥이 이너 비트(2)의 주위 방향으로 만곡되는 오목 곡면 형상을 이루고, 상기 선단면의 중심으로부터 약간 외주측으로 이격된 위치로부터, 축선 O에 대한 반경 방향으로 외주측으로 연장되면서 홈 깊이가 점차 깊어지도록 형성되어 있다.

또한, 이 배출 홈(2D)은, 외주면에서는 선단면보다도 주위 방향으로 폭이 넓은 단면 「U」자 형상을 이루고 선단면의 배출 홈(2D)의 외주 단부에 연통하고, 축선 O에 평행하게 후단부측을 향해 일정한 홈 깊이로 연장된 후, 홈 깊이가 점차 깊어지도록 연장되고, 계속해서 다시 일정한 홈 깊이로 연장된 후, 홈 깊이가 점차 얕아지도록 하여 연장되고, 접촉부(2B)의 후단부면에 개방되도록 되어 있다. 본 실시 형태에서는, 이와 같은 배출 홈(2D)이, 주위 방향으로 복수조(3조) 등간격으로 형성되어 있다.

또한, 이너 비트(2) 내에는 섕크부(2A)의 후단부로부터 선단측을 향해, 다운 더 홀 해머(4)에 공급된 압축 공기가 배기되는 블로우 구멍(2E)이 축선 O를 따라서 형성되어 있다. 이 블로우 구멍(2E)은 이너 비트(2)의 선단부(2C)에 있어서 복수의 소경 구멍으로 분기하여, 선단면에 있어서의 상기 배출 홈(2D)의 홈 바닥에 각각 개방되어 있다.

또한, 이너 비트(2)의 선단부(2C)의 외주면에는 직경 방향 내주측으로 오목한 오목부(2F)가 형성되어 있고, 이 오목부(2F)에, 걸림 결합 볼록부(6)가 외주측에 출몰 가능하게 수용되어 있다. 여기서, 이 오목부(2F)는 축선 O에 직교하는 중심축 C를 갖는 일정 내경의 단면 원형 구멍으로 되고, 축선 O를 따른 블로우 구멍(2E)에는 도달하지 않은 깊이로 형성되어 있다. 단, 이 블로우 구멍(2E)으로부터 오목부(2F)에 걸쳐서는, 선단면의 배출 홈(2D)의 홈 바닥을 향해 분기한 상기 소경 구멍보다도 더 소경인 분기 구멍이 형성되고, 이 분기 구멍은 오목부(2F)의 바닥면의 주연부에 개방되어 있다.

본 실시 형태에서는 이와 같은 오목부(2F)가, 선단부(2C) 외주면의 인접하는 배출 홈(2D) 사이 각각에 있어서 굴삭 시의 이너 비트(2)의 회전 방향 T의 후방측에 1개씩, 즉 배출 홈(2D)과 동수의 복수(3개)의 오목부(2F)가 주위 방향으로 등간격으로 형성되어 있고, 이 오목부(2F) 각각에 걸림 결합 볼록부(6)가 수용되어 있다. 또한, 본 실시 형태에서는, 이너 비트(2) 및 링 비트(3)는 그 선단에 심어 설치되는 칩(5)의 배열을 제외하고, 360°를 걸림 결합 볼록부(6)의 수로 제산한 각도(본 실시 형태에서는 360°/3＝120°)씩 축선 O 주위의 주위 방향으로 회전 대칭 형상으로 되어 있다.

또한, 이너 비트(2)의 선단부(2C)에는 주위 방향에 인접하는 배출 홈(2D) 사이의 외주면 오목부(2F)에 대한 회전 방향 T측으로부터, 이 오목부(2F)의 내주면이 중심축 C에 직교하는 단면에 있어서 이루는 원의 접선 중 상기 오목부(2F)의 축선 O방향 후단부측에 있어서 상기 축선 O에 직교하는 평면 상에 연장하는 접선을 따라서 핀 구멍(2G)이 형성되어 있다. 이 핀 구멍(2G)은 그 중심선이 오목부(2F)의 내주면의 단면이 이루는 상기 원에 접하도록 하여 상기 오목부(2F) 내주면에 개방된 후, 상기 오목부(2F)의 회전 방향 T 후방측의 선단부(2C) 외주면에 형성된 배출 홈(2D)에 관통하고 있다. 이와 같이 하여 배출 홈(2D)에 관통하는 측에서는, 핀 구멍(2G)의 내경은 한층 작게 되어 있다.

상기 오목부(2F)에 수용되는 걸림 결합 볼록부(6)는 강재 등에 의해 형성되어 있고, 도 12a, 도 12c 및 도 12d에 도시한 바와 같이 그 기단부측(도 12a, 도 12c, 도 12d에 있어서 하측) 부분이 오목부(2F)에 끼움 삽입 가능한 외경으로 되고, 상기 오목부(2F)와 동축이 되는 중심축 C를 중심으로 한 원기둥 형상으로 되어 있다.

한편, 걸림 결합 볼록부(6)가 오목부(2F)에 수용된 상태에서 이너 비트(2)의 외주측을 향하게 되는 걸림 결합 볼록부(6)의 돌출 단부면(6A)은 동일 상태에 있어서 축선 O에 평행한 방향으로 길이 방향을 갖고, 도 12b에 도시한 바와 같이 기단부측 부분의 외주면이 이루는 원에 내접하는, 중심축 C에 수직인 직사각형면으로 되어 있다.

이 돌출 단부면(6A)이 이루는 직사각형면의 4변 중, 걸림 결합 볼록부(6)가 상기 오목부(2F)에 수용된 상태에서 축선 O방향 선단측을 향하게 된 변과, 상기 회전 방향 T의 후방측을 향하게 된 변으로 연결되는 걸림 결합 볼록부(6)의 외주면 돌출 단부면(6A)측 부분은 이들 변에 대해 수직으로 걸림 결합 볼록부(6)의 외주측을 향함에 따라서 기단부측을 향하도록 상기 변을 따라서 각각 비스듬히 모따기되어 있다. 또한, 상기 돌출 단부면(6A)의 4변 중 나머지의, 걸림 결합 볼록부(6)가 오목부(2F)에 수용된 상태에서 축선 O방향 후단부측을 향하게 된 변과, 상기 회전 방향 T측을 향하게 된 변으로 연결되는 걸림 결합 볼록부(6)의 외주면은, 각각 이들 변에 있어서 상기 직사각형면에 직교하는 방향으로 연장되는 평면에 의해 걸림 결합 볼록부(6)의 기단부측을 향해 절결된 후, 외주측에 위로 째지도록 형성되어 있다.

이들 평면 중, 걸림 결합 볼록부(6)가 오목부(2F)에 수용된 상태에서 회전 방향 T측을 향할 수 있는 평면은 걸림 결합 볼록부(6)의 걸림 결합면(6B)으로 되고, 상기 직사각형면의 회전 방향 T측에 위치하여 걸림 결합면(6B)과 상기 돌출 단부면(6A)이 교차하는 변에는, 이들 걸림 결합면(6B)과 돌출 단부면(6A)에 원활하게 접하도록 단면 1/4 볼록 원호 형상의 모따기가 실시되어 있다. 한편, 동일하게 걸림 결합 볼록부(6)가 오목부(2F)에 수용된 상태에서 축선 O방향 후단부측을 향하게 되어 상기 축선 O에 수직이 되는 평면은 걸림 지지면(6C)으로 되고, 이 걸림 지지면(6C)과 돌출 단부면(6A)이 교차하는 변에도 걸림 결합면(6B)의 변보다는 작은 반경의 단면 1/4 볼록 원호 형상의 모따기가 실시되어 있다. 또한, 이 걸림 지지면(6C)은 상기 중심축 C방향의 길이가 걸림 결합면(6B)보다도 길어짐과 함께, 걸림 지지면(6C)으로부터 걸림 결합 볼록부(6)의 외주측에 위로 째지는 부분은, 상기 핀 구멍(2G)의 반경과 동등한 반경의 단면 1/4 원호 형상의 오목 곡면을 이루도록 되어 있다.

또한, 걸림 결합 볼록부(6) 내에는 그 기단부면으로부터 돌출 단부측을 향해 중심축 C를 중심으로 한 단면 원형의 오목 구멍(6D)이 형성되어 있다. 이 오목 구멍(6D)은 기단부면으로부터 돌출 단부측을 향해 걸림 지지면(6C)이 위로 째지는 위치를 넘어 연장되고, 걸림 결합면(6B)이 위로 째지는 위치의 앞에 구멍 바닥을 갖도록 형성되어 있다. 또한, 이 오목 구멍(6D)의 구멍 바닥의 중앙으로부터는 소경 구멍이 돌출 단부측을 향함에 따라서 걸림 지지면(6C)과는 반대측으로 연장되고, 이 소경 구멍은, 상술한 바와 같이 걸림 결합 볼록부(6)의 돌출 단부측 부분에 형성된 모따기 중, 상기 걸림 결합 볼록부(6)가 오목부(2F)에 수용된 상태에서 축선 O방향 선단측을 향하게 된 상기 변을 따른 모따기 부분에 개방되어 있다.

이 오목 구멍(6D)에는, 도 13에 도시한 바와 같이, 걸림 결합 볼록부(6)를 이너 비트(2)의 외주측으로 출몰 가능하게 하는 출몰 기구로서, 본 실시 형태에서는 걸림 결합 볼록부(6)를 외주측으로 가압하는 가압 수단으로서의 압축 코일 스프링(7)과, 이 압축 코일 스프링(7)을 보유 지지하는 보유 지지 부재(8)가 수용된다. 보유 지지 부재(8)는 바닥이 있는 원통 형상으로 형성되고, 그 외경은 오목 구멍(6D)에 끼움 삽입 가능한 크기로 되고, 바닥부와는 반대의 개구부를 걸림 결합 볼록부(6)의 상기 돌출 단부측을 향해 중심축 C와 동축으로 오목 구멍(6D) 내에 삽입된다. 또한, 이 보유 지지 부재(8)의 원통부에는 주위 방향으로 간격을 두고 직경 방향으로 관통하는 관통 구멍(8A)이 복수(본 실시 형태에서는 주위 방향으로 등간격으로 4개) 형성되어 있다.

또한, 압축 코일 스프링(7)은 중심축 C 주위에 나선 형상을 이루도록 비틀어져, 보유 지지 부재(8)의 내주부에 끼움 삽입 가능한 외경과, 압축되어 있지 않은 상태에서 이 보유 지지 부재(8)의 내주부의 바닥면으로부터 개구부까지의 원통부 길이보다도 긴 중심축 C 방향의 길이를 갖고 있다. 이 압축 코일 스프링(7)은 중심축 C 방향의 일단부를 상기 내주부의 바닥면에 접촉시켜 보유 지지 부재(8) 내에 보유 지지된 상태에서, 타단부가 보유 지지 부재(8)의 개구부로부터 필요 길이 돌출되도록 되어 있다.

여기서, 본 실시 형태에서는 이 압축 코일 스프링(7)의 스프링 상수 K(N/㎜)는 상기 링 비트(3)의 중량 W(N)와, 도 7a 및 도 7b에 도시한 바와 같이 이 링 비트(3)에 형성된 후술하는 안내벽의 축선 O에 대한 경사각 θ(°)와, 링 비트(3)의 내주면으로부터 이너 비트(2)의 외주측으로 돌출된 걸림 결합 볼록부(6)의 돌출 단부까지의 축선 O에 대한 직경 방향의 거리인 걸림 결합 볼록부(6)의 걸림 높이 h(㎜)와, 이너 비트(2)에 설치되는 걸림 결합 볼록부(6)의 수 n(개)에 대해, K＞W/(tanθ×h×n)로 되어 있다.

이와 같은 압축 코일 스프링(7)을 내주부에 보유 지지한 보유 지지 부재(8)가, 상술한 바와 같이 하여 걸림 결합 볼록부(6)의 오목 구멍(6D) 내에 삽입되고, 압축 코일 스프링(7)의 상기 타단부가 오목 구멍(6D)의 구멍 바닥에 접촉한다. 이 상태에서 걸림 결합 볼록부(6)가, 상기 걸림 결합면(6B)을 회전 방향 T측을 향하게 함과 함께 걸림 지지면(6C)을 축선 O방향 후단부측을 향하도록 하여 오목부(2F)에 수용되고, 보유 지지 부재(8)의 바닥부가 오목부(2F)의 바닥면에 접촉한다.

그리고, 이 상태로부터 압축 코일 스프링(7)의 가압력에 저항하여 걸림 결합 볼록부(6)를 오목부(2F) 내로 더 압입하고, 걸림 지지면(6C)의 위로 째짐 부분이 오목부(2F) 내주면에 개방된 핀 구멍(2G)보다도 이너 비트(2)의 내주측에 위치한 곳에서, 도 13에 도시한 바와 같이 핀 구멍(2G)에 회전 방향 T측으로부터 핀(9A)을 끼움 삽입한다. 그리고, 이 핀(9A)을, 핀 구멍(2G)이 배출 홈(2D)에 관통하는 측의 내경이 한층 작아지는 부분에 접촉시키고, 또한 핀 구멍(2G)에 스프링 핀(9B)을 장입함으로써 핀(9A)을 고정한다.

이에 의해, 이 핀(9A)의 외주부가 핀 구멍(2G)의 오목부(2F) 내주면으로의 개구부로부터 상기 오목부(2F) 내로 밀려나오고, 걸림 지지면(6C)의 위로 째짐 부분보다도 이너 비트(2)의 외주측에 위치하므로, 압입을 해제하여 걸림 결합 볼록부(6)가 압축 코일 스프링(7)에 의해 외주측으로 돌출되려고 해도, 걸림 지지면(6C)의 위로 째짐 부분이 이 밀려나온 핀(9A)에 접촉하여 돌출이 구속된다. 따라서, 이에 의해 걸림 결합 볼록부(6)는 이너 비트(2)의 외주측으로 가압되어 출몰 가능해지면서, 축선 O에 대한 직경 방향으로 위치 결정된다.

또한, 이렇게 하여 걸림 지지면(6C)의 위로 째짐 부분이 핀(9A)에 접촉하여 직경 방향으로 위치 결정된 상태에서, 걸림 결합 볼록부(6)는 이너 비트(2)의 선단부(2C)의 외주면으로부터 접촉부(2B)의 외주면과 대략 동등한 돌출 높이에서 돌출되어 있다. 또한, 이 상태로부터 걸림 결합 볼록부(6)를 오목부(2F) 내에 압입함으로써, 걸림 결합 볼록부(6)는 그 상기 돌출 단부면(6A)이 이너 비트(2)의 선단부(2C) 외주면과 대략 동등한 위치로 되도록 매몰 가능하게 되어 있다.

링 비트(3)는 그 본체가 강재 등에 의해 형성되고, 도 14a 내지 도 14d에 도시한 바와 같이 케이싱 파이프(1)나 이너 비트(2)와 동축이 되는 축선 O를 중심으로 한 외형 대략 원환 형상 혹은 원통 형상을 이루고 있고, 그 내경은 케이싱 파이프(1) 선단의 케이싱 톱(1A)의 내경과 동등하고, 따라서 이너 비트(2)의 선단부(2C)의 외경보다 약간 크게 되어 있다. 또한, 링 비트(3)의 후단부면(3A)은 축선 O에 수직인 원환면으로 됨과 함께, 이 후단부면(3A)의 외경은 케이싱 톱(1A)의 선단면(1C)의 외경과 동등하게 되어 있고, 즉 이들 선단면(1C) 및 후단부면(3A)은 서로 합동한 원환면으로 되어 있다.

또한, 링 비트(3)의 외주면은 후단부면(3A)으로부터 선단측을 향해 점차 직경 확장되는 축선 O를 중심으로 한 테이퍼면으로 된 후, 축선 O를 중심으로 한 일정 외경의 원통면으로 되고, 또한 그 선단측에서는 축선 O를 따른 단면이 오목 곡선 형상을 이루는 축소부를 통해, 다시 점차 직경 확장되는 테이퍼면으로 되고, 링 비트(3)의 선단면에 이르도록 되어 있다. 따라서, 링 비트(3)의 외경은 케이싱 파이프(1)나 케이싱 톱(1A)의 외경보다도 커진다.

또한, 이 링 비트(3)의 선단면은 외주부가 내주측을 향함에 따라서 선단측을 향하는 테이퍼면으로 됨과 함께, 내주부는 외주측을 향함에 따라서 선단측을 향하는 테이퍼면으로 되어 있다. 그리고, 이 테이퍼면과, 상기 테이퍼면끼리가 교차하는 선단면의 돌출 단부에 형성된 축선 O에 수직인 평탄면에, 마찬가지로 초경합금 등의 경질 재료를 포함하는 칩(5)이, 각 테이퍼면과 평탄면에 각각 수직으로 복수개씩 심어 설치되어 있다.

또한, 링 비트(3)의 내주부에는 이너 비트(2)의 걸림 결합 볼록부(6)와 동수의 복수(3개)의 걸림 결합 오목부(10)가 주위 방향으로 등간격으로 형성되어 있고, 이 걸림 결합 오목부(10)에, 이너 비트(2)의 선단부(2C) 외주로 돌출된 상기 걸림 결합 볼록부(6)가 걸림 결합한다. 이에 의해, 링 비트(3)는 이너 비트(2)에 대해 축선 O 주위로 굴삭 시의 회전 방향 T를 향해 일체 회전 가능하게 됨과 함께, 축선 O방향 선단측을 향해 걸림 지지된다. 그리고, 또한 상술한 바와 같이 이너 비트(2)의 외주측에 출몰 가능하게 된 걸림 결합 볼록부(6)가 내주측으로 후퇴함으로써, 이와 같이 하여 축선 O방향 선단측에 걸림 지지되어 있던 링 비트(3)는 선단측으로 발출 가능해진다.

여기서, 걸림 결합 오목부(10)는 상기 후단부면(3A)과의 사이에 간격을 둠과 함께 링 비트(3)의 선단면에 개방되도록 형성되고, 링 비트(3)의 내주측을 향하는 바닥면(10A)과, 이 바닥면(10A)으로부터 링 비트(3)의 내주부를 향해 각각 연장되는 회전 방향 T측을 향하는 벽면(10B)과, 회전 방향 T 후방측을 향하는 벽면(10C)과, 선단측을 향하는 벽면(10D)을 갖고 있다. 또한, 1개의 걸림 결합 오목부(10)의 벽면(10B, 10C) 사이의 주위 방향의 폭은 이너 비트(2)의 배출 홈(2D)이나 걸림 결합 볼록부(6)의 주위 방향의 폭 등보다도 크고, 또한 인접하는 걸림 결합 오목부(10)의 벽면(10C, 10B) 사이의 주위 방향의 간격보다도 크게 되어 있다.

이 중, 바닥면(10A)은 축선 O를 중심으로 한 대략 원통면 형상을 이루고 있고, 그 축선 O에 대한 반경은 축선 O로부터 상술한 바와 같이 이너 비트(2)의 외주측으로 돌출되어 직경 방향으로 위치 결정된 걸림 결합 볼록부(6)의 돌출 단부면(6A)까지의 거리보다도 약간 크게 되어 있다. 또한, 걸림 결합 오목부(10)의 벽면(10B, 10C)은 모두 축선 O에 직교하는 단면이, 이 바닥면(10A)의 단면이 이루는 오목 원호에 원활하게 접하는 오목 곡선 형상을 이루고 있다. 단, 이 중 회전 방향 T의 후방측을 향하는 벽면(10C)은 단면 1/4 오목 원호 형상으로 되어, 그 반경이, 벽면(10B)이 이루는 오목 곡선의 곡률 반경보다도 작고, 걸림 결합 볼록부(6)의 돌출 단부면(6A)의 회전 방향 T측의 변에 형성된 모따기가 이루는 단면 1/4 볼록 원호의 반경과 대략 동등하게 되어 있다.

또한, 걸림 결합 오목부(10)의 선단측을 향하는 벽면(10D)은 그 회전 방향 T측의 부분이 축선 O 및 바닥면(10A)에 수직인 평탄면으로 되어 있다. 여기서, 이 평탄면과 링 비트(3)의 후단부면(3A)의 간격은 케이싱 톱(1A)의 단차부(1B)에 이너 비트(2)의 접촉부(2B)를 접촉시킨 상태에서의 케이싱 톱(1A)의 선단면(1C)과 이너 비트(2)의 걸림 결합 볼록부(6)에 있어서의 걸림 지지면(6C)의 간격보다도 작아지고, 또한 이 평탄면의 주위 방향의 폭은 이너 비트(2)의 주위 방향에 있어서의 걸림 결합 볼록부(6)의 폭보다도 크게 되어 있다.

한편, 벽면(10D)의 회전 방향 T 후방측의 부분은 이 평탄면이 바닥면(10A)으로부터 후단부측을 향함에 따라서 링 비트(3)의 내주측을 향해 경사지도록 절결되도록 형성되어, 안내벽(10E)으로 되어 있다. 여기서, 이 안내벽(10E)은, 본 실시 형태에서는 축선 O를 따른 단면에 있어서 도 7a에 도시한 바와 같이, 상기 축선 O에 대해 일정한 상기 경사각 θ에서 경사지도록 형성되어 있다. 또한, 안내벽(10E)의 주위 방향의 폭도, 걸림 결합 볼록부(6)의 주위 방향의 폭보다 크게 되어 있다.

이와 같은 링 비트(3)를, 케이싱 톱(1A)의 선단으로부터 돌출된 이너 비트(2)의 선단부(2C)의 주위에 배치하여 걸림 결합 볼록부(6)와 걸림 결합 오목부(10)를 걸림 결합시키기 위해서는, 우선 이너 비트(2)를 케이싱 파이프(1)의 후단부측에서 삽입하고, 그 외주측으로 가압된 걸림 결합 볼록부(6)를 케이싱 톱(1A)의 단차부(1B)의 후단부면에 접촉시킨다. 계속해서, 이너 비트(2)를 더 삽입하여 전진시켜 가면, 이 단차부(1B)의 후단부면이 이루는 테이퍼에 걸림 결합 볼록부(6)의 축선 O방향 선단측을 향하게 된 모따기가 안내되도록 하여 걸림 결합 볼록부(6)가 이너 비트(2)의 내주측으로 후퇴되고, 이 걸림 결합 볼록부(6)의 돌출 단부면(6A)이 케이싱 톱(1A)의 내주면에 접촉한 상태로 된다.

따라서, 이너 비트(2)를 더 전진시켜, 도 8에 도시한 바와 같이 걸림 결합 볼록부(6)가 케이싱 톱(1A)의 선단측으로 완전히 빠지지 않는 곳에서, 이너 비트(2)의 주위 방향에 있어서의 걸림 결합 볼록부(6)의 위치에 걸림 결합 오목부(10)의 위치를 맞추면서, 링 비트(3)를 선단측으로부터 이너 비트(2)의 선단부(2C)의 주위로 동축이 되도록 씌우고, 그 후단부면(3A)을 케이싱 톱(1A)의 선단면(1C)에 접촉시켜 보유 지지한다. 그리고, 이너 비트(2)를 더 전진시키면, 걸림 결합 볼록부(6)가 케이싱 톱(1A)의 내주면으로부터 링 비트(3)의 내주부에 접촉한 상태로 이동하고, 걸림 결합 오목부(10)의 위치에 도달한 곳에서 압축 코일 스프링(7)의 가압력에 의해 걸림 결합 볼록부(6)가 외주측으로 돌출되어 걸림 결합 오목부(10)에 수용된다.

여기서, 상술한 바와 같이 축선 O로부터 걸림 결합 오목부(10)의 바닥면(10A) 전의 반경이, 외주측으로 돌출된 걸림 결합 볼록부(6)의 돌출 단부면(6A)까지의 거리보다 크게 되어 있으므로, 이와 같이 하여 돌출된 걸림 결합 볼록부(6)가 걸림 결합 오목부(10)에 수용된 상태에서, 그 돌출 단부면(6A)과 걸림 결합 오목부(10)의 바닥면(10A) 사이에는, 도 7a에 도시한 바와 같이 약간의 간격을 둘 수 있도록 되어 있고, 도 7a에 도시한 바와 같이 케이싱 톱(1A)과 동등한 내경으로 된 링 비트(3)의 내주면으로부터 걸림 결합 볼록부(6)의 돌출 단부면(6A)까지의 축선 O에 대한 직경 방향의 거리가, 걸림 결합 볼록부(6)의 상기 걸림 높이 h로 된다.

이와 같이 하여 걸림 결합 볼록부(6)가 걸림 결합 오목부(10)에 수용된 이너 비트(2)를 상기 회전 방향 T로 회전시키면, 도 1에 도시한 바와 같이 걸림 결합 볼록부(6)가 걸림 결합 오목부(10)의 회전 방향 T측에 위치하고, 걸림 결합 볼록부(6)의 축선 O에 수직인 걸림 지지면(6C)이, 동일하게 축선 O에 수직인 걸림 결합 오목부(10)의 상기 벽면(10D)의 회전 방향 T측의 평탄면과 대향하게 된다. 따라서, 이 상태에서 케이싱 파이프(1)와 이너 비트(2) 및 링 비트(3)를 축선 O방향 선단측이 하향이 되도록 배치해도, 이 벽면(10D)이 걸림 지지면(6C)에 접촉함으로써, 상술한 바와 같이 링 비트(3)가 이너 비트(2)에 대해 선단측을 향해 걸림 지지되므로, 링 비트(3)가 탈락하는 일은 없다.

또한, 이와 같이 하여 이너 비트(2)를 회전 방향 T로 회전시키면, 도 2 및 도 3에 도시한 바와 같이 걸림 결합 볼록부(6)의 회전 방향 T를 향하게 된 걸림 결합면(6B)이 걸림 결합 오목부(10)의 회전 방향 T의 후방측을 향하는 벽면(10C)과 대향하고, 돌출 단부면(6A)의 회전 방향 T측에 위치하여 걸림 결합면(6B)과 걸림 결합 볼록부(6)의 상기 돌출 단부면(6A)이 교차하는 변에 형성된 단면 1/4 볼록 원호의 모따기가, 이것과 대략 동등한 반경의 단면 1/4 오목 원호 형상을 이루는 걸림 결합 오목부(10)의 상기 벽면(10C)과 접촉한다. 따라서, 링 비트(3)는 이너 비트(2)에 대해, 상술한 바와 같이 축선 O 주위로 굴삭 시의 회전 방향 T를 향해 일체 회전 가능해진다.

다음에, 이와 같이 구성된 굴삭 공구에 의해 지반에 소정의 깊이까지 하향으로 절삭 구멍 H를 형성하면서 케이싱 파이프(1)를 삽입하고, 계속해서 이너 비트(2)를 케이싱 파이프(1)로부터 인발하고, 케이싱 파이프(1)를 가설 말뚝 등으로 하여 일시적으로 사용한 후에, 상기 케이싱 파이프(1)를 절삭 구멍 H로부터 인상하여 지상으로 회수하는 경우에 대해, 도 1 내지 도 10과 도 15a 내지 도 15d를 사용하여 설명한다.

우선, 상술한 바와 같이 축선 O방향 선단측이 하향이 되도록 케이싱 파이프(1), 이너 비트(2) 및 링 비트(3)를 배치하여, 상기 굴삭 장치로부터 굴삭 로드를 통해 이너 비트(2)에 회전 방향 T로의 회전력과 축선 O방향 선단측으로의 추력을 부여하여 굴삭을 개시하면, 케이싱 파이프(1)는 케이싱 톱(1A)의 단차부(1B)가 이너 비트(2)의 접촉부(2B)에 접촉함으로써 추력만이 전파되어, 회전하지 않고 이너 비트(2)와 일체로 전진한다.

이에 대해, 링 비트(3)는, 당초에는 자중에 의해 강하하고 있음으로써, 걸림 결합 오목부(10)의 벽면(10D)이 걸림 결합 볼록부(6)의 걸림 지지면(6C)에 접촉하여 축선 O방향 선단측에 걸림 지지된 상태 그대로, 도 2 및 도 3에 도시한 바와 같이 걸림 결합 오목부(10)의 벽면(10C)이 걸림 결합 볼록부(6)의 걸림 결합면(6B) 돌출 단부측의 모따기 부분에 상술한 바와 같이 접촉함으로써 이너 비트(2)와 일체로 회전되게 된다. 그리고, 링 비트(3)의 선단이 지반에 접지되면, 이너 비트(2) 및 케이싱 파이프(1)에 대해 상대적으로 축선 O방향 후단부측으로 밀어 올려져, 도 1에 도시한 바와 같이 그 후단부면(3A)이 케이싱 톱(1A)의 선단면(1C)에 접촉한 상태로 된다.

이 상태로부터 상기 다운 더 홀 해머(4)에 압축 공기를 공급하여 축선 O방향 선단측으로의 타격력도 이너 비트(2)에 부여하면서 절삭 구멍 H를 형성하면, 이 타격력과 상기 추력은 접촉부(2B)로부터 단차부(1B)를 통해 케이싱 톱(1A) 및 케이싱 파이프(1)에 전파함과 함께, 케이싱 톱(1A)의 선단면(1C)으로부터 후단부면(3A)을 통해 링 비트(3)에도 전파한다. 그리고, 이너 비트(2)로부터 직접 부여되는 회전력과 함께, 도 15a에 도시한 바와 같이, 이들 이너 비트(2)와 링 비트(3)에 의한 굴삭이 행해지고, 이렇게 하여 형성되는 절삭 구멍 H에, 케이싱 톱(1A)에 전파한 타격력과 추력에 의해 케이싱 파이프(1)가 삽입되어 간다.

또한, 이와 같이 굴삭이 행해지고 있는 동안은, 링 비트(3)는 지반에 접지하고 있는 상태로 되므로, 그 후단부면(3A)이 오로지 케이싱 톱(1A)의 선단면(1C)에 접촉한 상태로 되어, 케이싱 톱(1A)으로부터의 타격력과 추력이 전파된다. 또한, 이 타격력에 의한 충격에 의해 링 비트(3)가 케이싱 톱(1A)으로부터 이격되어 선단측으로 튀어나와도, 이너 비트(2)의 걸림 결합 볼록부(6)의 걸림 지지면(6C)에 걸림 결합 오목부(10)의 벽면(10D)이 접촉하여 걸림 지지됨으로써, 링 비트(3)가 탈락하는 일은 없다.

또한, 굴삭 중에는 다운 더 홀 해머(4)에 공급된 압축 공기의 배기가 이너 비트(2)의 블로우 구멍(2E)으로부터 배출 홈(2D)으로 분출되고, 이 배기가, 굴삭 시에 생성된 커팅즈를, 이 배출 홈(2D)을 통해 축선 O방향 후단부측으로 송출하여 케이싱 파이프(1) 내로부터 배출한다. 또한, 이 배기는 블로우 구멍(2E)으로부터 오목부(2F)의 바닥면에 걸쳐서 연장되는 분기 구멍을 통해 상기 오목부(2F)에도 공급되고, 이 오목부(2F)에 공급된 배기는 보유 지지 부재(8)의 관통 구멍(8A)으로부터 압축 코일 스프링(7) 사이를 통해 걸림 결합 볼록부(6)의 오목 구멍(6D) 내에 유입되고, 또한 이 오목 구멍(6D)의 구멍 바닥의 중앙으로부터 연장되는 소경 구멍을 통해 링 비트(3)의 걸림 결합 오목부(10) 내에 선단측을 향해 분출된다.

다음에, 이와 같이 하여 소정의 깊이까지 절삭 구멍 H가 형성되어 케이싱 파이프(1)가 삽입된 후에, 이너 비트(2)를 케이싱 파이프(1)로부터 인발하기 위해서는, 우선 도 5에 백색 화살선으로 나타낸 바와 같이 이너 비트(2)를 굴삭 시의 회전 방향 T와는 반대측으로 회전시키고, 도 4 내지 도 6에 도시한 바와 같이 걸림 결합 볼록부(6)를 걸림 결합 오목부(10)의 벽면(10D)에 있어서의 상기 안내벽(10E)의 축선 O방향 선단측에 위치시킨다.

그리고, 이 상태로부터 굴삭 로드 및 다운 더 홀 해머(4)마다 이너 비트(2)를 축선 O방향 후단부측으로 후퇴시키면, 도 7a에 도시한 바와 같이 걸림 결합 볼록부(6)의 돌출 단부면(6A)과 걸림 지지면(6C)의 교차 능선부가 안내벽(10E)에 접촉하고, 더 후퇴시키면, 도 7b나 도 9 및 도 10에 도시한 바와 같이 안내벽(10E)을 따라서 안내되도록 걸림 결합 볼록부(6)가 압축 코일 스프링(7)에 의한 가압력에 저항하여 이너 비트(2)의 직경 방향 내주측으로 후퇴하여 오목부(2F) 내에 함몰되고, 그 돌출 단부면(6A)과 걸림 지지면(6C)의 교차 능선부가 링 비트(3)의 내주면에 접촉한다.

따라서, 도 8에 백색 화살선으로 나타낸 바와 같이 그대로 이너 비트(2)를 후퇴시키면, 걸림 결합 볼록부(6)의 돌출 단부면(6A)이 링 비트(3)의 내주면으로부터 케이싱 톱(1A)의 내주면을 미끄럼 접촉하면서, 이너 비트(2)의 선단부(2C)가 이들 링 비트(3) 및 케이싱 톱(1A)의 내주부로부터 빠져나오고, 걸림 결합 볼록부(6)가 케이싱 톱(1A)을 넘은 곳에서 다시 외주측으로 돌출된다. 그러나, 걸림 결합 볼록부(6)의 외경은 케이싱 파이프(1)의 내경보다 작기 때문에 이후에는 이너 비트(2)의 후퇴가 구속되는 일이 없어지므로, 도 15b에 도시한 바와 같이 이너 비트(2)를 케이싱 파이프(1)로부터 발출하는 것이 가능해진다.

그리고, 또한 이렇게 하여 이너 비트(2)가 발출된 곳에서, 링 비트(3)는 케이싱 파이프(1)에 대해, 도 15c에 도시한 바와 같이 케이싱 톱(1A)의 선단면(1C)에 링 비트(3)의 후단부면(3A)이 접촉했을 뿐인 상태로 되어 발출 가능해진다. 이로 인해, 상술한 바와 같이 케이싱 파이프(1)를 일시적으로 사용한 후에는 도 15d에 도시한 바와 같이 그대로 케이싱 파이프(1)를 인상하는 것만으로, 링 비트(3)를 절삭 구멍 H의 구멍 바닥에 남겨 두고 케이싱 파이프(1)만을 절삭 구멍 H로부터 인발하여 회수할 수 있다.

이와 같이, 상기 구성의 굴삭 공구에 따르면, 굴삭 시에는 이너 비트(2)의 걸림 결합 볼록부(6)가 외주측으로 돌출되어 링 비트(3)의 걸림 결합 오목부(10)와 결합함으로써, 링 비트(3)가 이너 비트(2)에 대해, 축선 O방향 선단측에 걸림 지지되어 빠짐 방지됨과 함께, 축선 O 주위로 굴삭 시의 회전 방향 T를 향해 일체 회전 가능하게 되어 굴삭을 행할 수 있다. 한편, 굴삭 종료 후에 링 비트(3)를 발출하기 위해서는, 이너 비트(2)를 후퇴시켜 걸림 결합 볼록부(6)를 내주측으로 함몰시키는 것만으로 좋고, 특허문헌 3에 기재된 굴삭 공구와 같이 제2 이너 비트를 필요로 하는 일은 없다.

이로 인해, 이와 같은 제2 이너 비트를 준비하거나, 특히 절삭 구멍 H가 깊을 때에 굴삭 로드를 연결하여 구멍 바닥까지 제2 이너 비트를 삽입할 필요도 없어, 효율적으로 링 비트(3)를 남겨둔 상태로 케이싱 파이프(1)를 회수할 수 있다. 또한, 절삭 구멍 H는 케이싱 파이프(1)보다도 대경의 링 비트(3)에 의해 형성된 것이므로, 그 내경은 도 15d에 도시한 바와 같이 케이싱 파이프(1)의 외경보다도 크고, 따라서 케이싱 파이프(1)의 인발 시에 큰 저항이 작용하는 일은 없으므로, 이 회수 작업을 용이하게 할 수도 있다.

단, 도 15c에 도시한 상태로부터 도 16b에 도시한 바와 같이, 소정의 깊이까지 형성된 상기 절삭 구멍 H의 구멍 바닥으로부터, 절삭 구멍 K를 더 연장하여 형성하여 업세팅 부재 L을 업세팅하는 경우에는, 이너 비트(2)를 케이싱 파이프(1)로부터 발출한 후에, 도 16a에 도시한 바와 같은 케이싱 톱(1A) 및 링 비트(3)의 내경보다도 약간 작은 외경으로 링 비트(3)와 걸림 결합하는 일이 없는 굴삭 비트(11)를 사용하도록 해도 좋다.

이 경우에는, 도 16a에 도시한 바와 같이, 케이싱 파이프(1) 내에 통과시킨 상기 굴삭 비트(11)를 케이싱 톱(1A) 및 링 비트(3)의 내주부로부터 절삭 구멍 H의 구멍 바닥에 접지시켜 굴삭을 행함으로써 절삭 구멍 K를 소정의 깊이까지 형성한다. 계속해서 이 굴삭 비트(11)를 인발한 후, 도 16b에 도시한 바와 같이 업세팅 부재 L을 업세팅하고, 그 후 링 비트(3)를 남겨 두고 케이싱 파이프(1)를 절삭 구멍 H로부터 인발하여, 회수하면 된다.

이와 같은 경우에 있어서도, 상기 구성의 굴삭 공구에 따르면, 케이싱 파이프(1)를 인발하는 데 큰 저항이 작용하는 일이 없어, 그 회수를 용이하게 행할 수 있다.

또한, 본 실시 형태에서는, 케이싱 파이프(1)에 있어서의 케이싱 톱(1A)의 단차부(1B)에 이너 비트(2)의 접촉부(2B)가 접촉함과 함께 링 비트(3)의 내주부 걸림 결합 오목부(10)에 이너 비트(2)의 걸림 결합 볼록부(6)가 걸림 결합한 상태에서, 케이싱 톱(1A)의 선단면(1C)에 링 비트(3)의 후단부면(3A)이 접촉 가능하게 되어 있고, 이너 비트(2)에 부여된 추력과 타격력이 케이싱 톱(1A)을 통해 링 비트(3)에 전파되도록 되어 있다. 따라서, 특허문헌 1, 3에 기재된 이너 비트로부터 직접 링 비트에 추력이나 타격력을 전파하는 굴삭 공구와 같이, 케이싱 톱의 단차부의 선단측에 링 비트의 단차부를 더 내주측으로 한층 직경 축소하도록 형성할 필요가 없다.

따라서, 본 실시 형태와 같이 케이싱 톱(1A)의 내경과 링 비트(3)의 내경을 서로 동등하게 하는 등, 링 비트(3)의 내경이 케이싱 톱(1A)의 내경보다 작아지지 않도록 할 수 있다. 따라서, 동일한 내경의 절삭 구멍 H를 형성하는 경우라도 링 비트(3)의 두께를 얇게 하거나, 혹은 상술한 바와 같이 연장한 절삭 구멍 K에 업세팅 부재 L을 업세팅하는 경우라도 동일한 외경의 업세팅 부재 L에 대해 내경이 작은 케이싱 파이프(1)를 사용할 수 있어, 굴삭 비용의 삭감을 도모할 수 있다.

또한, 본 실시 형태에서는, 걸림 결합 볼록부(6)를 이너 비트(2)의 선단부(2C)의 외주측으로 출몰 가능하게 하기 위해, 상기 걸림 결합 볼록부(6)를 압축 코일 스프링(7) 등의 가압 수단에 의해 외주측으로 가압하여 이너 비트(2)의 오목부(2F)에 보유 지지하고 있다. 한편, 돌출된 이 걸림 결합 볼록부(6)가 걸림 결합하는 링 비트(3)의 걸림 결합 오목부(10)에는, 그 후단부의 선단측을 향하는 벽면(10D)의 회전 방향 T의 후방측에, 후단부측을 향함에 따라서 링 비트(3)의 내주측을 향해 경사지는 안내벽(10E)이 형성되어 있다.

이로 인해, 굴삭 종료 후에는, 상술한 바와 같이 이너 비트(2)를 굴삭 시의 회전 방향 T의 후방측으로 회전시켜 걸림 결합 볼록부(6)를 안내벽(10E)의 선단측에 배치하고, 그대로 이너 비트(2)를 축선 O방향의 후단부측으로 후퇴시킴으로써, 걸림 결합 볼록부(6)가 안내벽(10E)에 미끄럼 접촉하면서 안내되고, 가압력에 저항하여 이너 비트(2)의 내주측에 압입되면서 후퇴되어 걸림 결합 오목부(10)로부터 이탈하므로, 걸림 결합 볼록부(6)와 걸림 결합 오목부(10)의 걸림 결합을 비교적 용이하게 해제하여 확실히 이너 비트(2)를 링 비트(3)로부터 발출할 수 있다. 한편, 굴삭 시에 걸림 결합 볼록부(6)는 걸림 결합 오목부(10)의 회전 방향 T측에 위치하고 있고, 그 축선 O방향 후단부측에는 걸림 결합 오목부(10)의 축선 O에 수직인 벽면(10D)이 배치되고, 이 벽면(10D)이 동일하게 축선 O에 수직인 걸림 결합 볼록부(6)의 걸림 지지면(6C)에 접촉함으로써 링 비트(3)가 걸림 지지되므로, 부주의하게 링 비트(3)가 탈락하는 일은 없다.

또한, 이와 같은 링 비트(3)의 탈락을 방지하기 위해, 본 실시 형태에서는, 걸림 결합 볼록부(6)를 이너 비트(2)의 외주측으로 가압하는 가압 수단으로서의 압축 코일 스프링(7)의 스프링 상수 K(N/㎜)를, 링 비트(3)의 중량 W(N)와, 상기 안내벽(10E)의 축선 O에 대한 경사각 θ(°)와, 링 비트(3)의 내주면으로부터 이너 비트(2)의 외주측으로 돌출된 걸림 결합 볼록부(6)의 돌출 단부까지의 축선 O에 대한 직경 방향의 거리인 걸림 결합 볼록부(6)의 걸림 높이 h(㎜)와, 이너 비트(2)에 설치되는 걸림 결합 볼록부(6)의 수 n(개)에 대해, K＞W/(tanθ×h×n)으로 하고 있다.

이로 인해, 상술한 바와 같이 축선 O방향 선단측을 하향으로 하여 굴삭을 행하는 경우에 있어서도, 걸림 결합 볼록부(6)가 안내벽(10E)에 접촉했을 뿐인 상태에서는, 링 비트(3)의 중량 W에 의해 걸림 결합 볼록부(6)가 압축 코일 스프링(7)의 가압력에 저항하여 안내벽(10E)에 미끄럼 접촉하면서 이너 비트(2)의 내주측으로 후퇴하는 일은 없고, 굴삭 중에 링 비트(3)가 자중에 의해 부주의하게 빠져 버려 그 후의 굴삭이 불가능해지는 사태가 발생하는 것을 방지할 수 있다.

단, 상기의 식에서 나타내는 것은 링 비트(3)가 자중에 의해 탈락하지 않는 최저한의 조건이고, 보다 확실하게 링 비트(3)의 탈락을 방지하면서, 링 비트(3)를 남겨 둘 때에 비교적 원활하게 걸림 결합 볼록부(6)를 후퇴시켜 이너 비트(2)를 인발하기 위해서는, 압축 코일 스프링(7)의 스프링 상수 K(N/㎜)는, W/(tanθ×h×n)에 대해 8배 정도까지의 범위에서 커지는 것이 바람직하다.

본 발명에 따르면, 굴삭 시에는 이너 비트와 링 비트에 의해 절삭 구멍을 형성하면서 상기 절삭 구멍에 케이싱 파이프를 삽입할 수 있음과 함께, 소정의 깊이까지 절삭 구멍이 형성된 후에는, 제2 이너 비트나, 이 제2 이너 비트의 후단부측으로 늘리는 굴삭 로드 등을 필요로 하지 않고, 이너 비트의 걸림 결합 볼록부를 후퇴시켜 링 비트를 발출 가능하게 함으로써, 링 비트를 절삭 구멍에 남겨 케이싱 파이프만을 효율적으로 절삭 구멍으로부터 인상하여 회수할 수 있다. 따라서, 산업상 이용가능성을 갖는다.

1 : 케이싱 파이프
1A : 케이싱 톱
1B : 단차부
1C : 케이싱 톱(1A)의 선단면
2 : 이너 비트
2B : 접촉부
2C : 이너 비트(2)의 선단부
2F : 오목부
3 : 링 비트
3A : 링 비트(3)의 후단부면
5 : 칩
6 : 걸림 결합 볼록부
7 : 압축 코일 스프링
10 : 걸림 결합 오목부
10E : 안내벽
O : 케이싱 파이프의 축선
T : 굴삭 시의 이너 비트(2)의 회전 방향
θ : 안내벽(10E)의 축선 O에 대한 경사각
h : 걸림 결합 볼록부(6)의 걸림 높이

Claims

굴삭 공구이며,
축선을 중심으로 한 원통 형상을 이루고, 선단 내주부에 내경이 한층 작아지는 단차부가 형성된 케이싱 파이프와,
상기 단차부에 접촉 가능한 접촉부가 외주에 형성되고, 상기 케이싱 파이프 내에 상기 축선 방향 후단부측으로부터 삽입되어 그 선단부가 상기 케이싱 파이프의 선단으로부터 돌출된 이너 비트와,
상기 이너 비트의 선단부 외주에 출몰 가능하게 설치된 걸림 결합 볼록부와,
원환상을 이루고, 상기 케이싱 파이프의 선단으로부터 돌출된 상기 이너 비트의 선단부의 주위에 배치된 링 비트와,
상기 링 비트의 내주부에 형성된 걸림 결합 오목부를 구비하고,
상기 걸림 결합 볼록부가 외주측으로 돌출되어 상기 걸림 결합 오목부에 걸림 결합함으로써, 상기 링 비트가 상기 이너 비트에 대해 상기 축선 주위로 굴삭 시의 회전 방향을 향해 일체 회전 가능하고 또한 상기 축선 방향 선단측으로 발출 불가능하게 걸림 지지됨과 함께, 상기 걸림 결합 볼록부가 내주측으로 후퇴함으로써, 상기 링 비트가 선단측으로 발출 가능하게 되어 있고,
상기 걸림 결합 볼록부의 외경은 상기 케이싱 파이프의 내경보다 작은 것을 특징으로 하는, 굴삭 공구.
제1항에 있어서, 상기 단차부에 상기 접촉부가 접촉함과 함께 상기 걸림 결합 오목부에 상기 걸림 결합 볼록부가 걸림 결합한 상태에서, 상기 케이싱 파이프의 선단면에 상기 링 비트의 후단부면이 접촉 가능하게 되어 있는 것을 특징으로 하는, 굴삭 공구.
제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 걸림 결합 볼록부는 외주측으로 가압되어 상기 이너 비트의 선단부 외주에 출몰 가능하게 설치되어 있음과 함께, 상기 걸림 결합 오목부의 후단부에는 후단부측을 향함에 따라서 상기 링 비트의 내주측을 향해 경사지는 안내벽이 형성되어 있는 것을 특징으로 하는, 굴삭 공구.
제3항에 있어서, 상기 걸림 결합 볼록부는 압축 코일 스프링에 의해 외주측으로 가압되어 있고, 이 압축 코일 스프링의 스프링 상수 K(N/㎜)가, 상기 링 비트의 중량 W(N)와, 상기 안내벽의 상기 축선에 대한 경사각 θ(°)와, 상기 링 비트의 내주면으로부터 상기 이너 비트의 외주측으로 돌출된 상기 걸림 결합 볼록부의 돌출 단부까지의 상기 축선에 대한 직경 방향의 거리인 상기 걸림 결합 볼록부의 걸림 높이 h(㎜)와, 상기 이너 비트에 설치되는 상기 걸림 결합 볼록부의 수 n(개)에 대해, K＞W/(tanθ×h×n)으로 되어 있는 것을 특징으로 하는, 굴삭 공구.