(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
ロッドと、このロッドの先端に取り付けられた第一のビットと、第一のビットの基端側にて前記ロッドに環装され、かつ側面に、軸方向に沿って延びる複数の刃体が周方向に沿って等間隔で配設された第二のビットとを有する掘削工具において、
前記刃体の基端から前記第二のビットの基端までの距離が、前記刃体の先端から前記第二のビットの先端までの距離より長いことを特徴とする掘削工具。
【請求項２】
前記刃体の先端部及び基端部が同一形状をなし、かつ前記刃体が、その先端部及び基端部にて、それぞれ反対側の端部に向け、前記第二のビットの径方向に対し２５〜５０°の角度で傾斜していることを特徴とする請求項１記載の掘削工具。
【請求項３】
前記ロッドの外周面と前記第二のビットの内周面との間への掘削屑の侵入を防止する防止手段を有することを特徴とする請求項１または２記載の掘削工具。
【請求項４】
前記防止手段として、前記第一のビットの基端面に周方向に沿って形成された凹部と、前記第二のビットの先端面から周方向に沿って先端側に突出し、この凹部に嵌合する凸部とを設けたことを特徴とする請求項３記載の掘削工具。
【請求項５】
前記防止手段として、前記ロッドの外周面と前記第二のビットの内周面との間にオイルシール部を設けたことを特徴とする請求項３または４記載の掘削工具。
【請求項６】
前記第二のビットがその軸方向に沿って移動自在となるよう前記ロッドに環装され、かつ前記防止手段として、前記ロッド内に延設された通気孔から漸次基端側に後退しつつ径方向外方に延び、前記第二のビットが最も先端側に位置した際に前記第二のビットの基端側に開口する排気口を設けたことを特徴とする請求項３，４または５記載の掘削工具。
【請求項７】
前記第二のビットの側面に、その軸方向に沿って延びる複数の長穴が、前記第二のビットの周方向に沿って等間隔で形成され、かつこれら長穴の両端部が円弧状をなすとともに、前記長穴内に、前記刃体が、ロウ付けにてそれぞれ固定されていることを特徴とする請求項３，４，５または６記載の掘削工具。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、地盤穿孔用の掘削工具に係り、特に、ロッドの先端に取り付けられた第一のビットと、その基端側にて前記ロッドに取り付けられた第二のビットとを具備する掘削工具に関する。
【０００２】
【従来の技術】
掘削工具にて穿孔した掘削孔内に火薬を充填し、この火薬を爆発させて地盤を破砕するにあたり、破砕効果を高めるため、掘削孔の孔壁に予めスリット（亀裂）を形成する場合がある。また、この目的のために考案された掘削工具に、ロッドの先端及び中間部に第一及び第二のビットを備え、第二のビットの側面に、その軸方向に沿って延びる一対の刃体を、ロッドの軸線を挟んで対称に植設したものがある。
【０００３】
この掘削工具によれば、第一のビットにより地盤が穿孔されて掘削孔が形成されるとともに、第二のビットの側面に植設された刃体により、掘削孔の孔壁に、掘削孔の軸線を挟んで互いに対向するスリットが、掘削孔の軸方向に沿って形成される。すなわち、この掘削工具によれば、掘削孔の形成とスリットの形成とを同時に行うことが可能となっている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記掘削工具の場合、第二のビットは、第一のビットと、その基端側にてロッドに形成された拡径部との間に、ロッドの軸方向に沿って移動可能に環装されている。従って、掘削中、前記刃体には、刃体自体が掘削孔壁から直接受ける先端側からの力に加え、第二のビットの基端面と上記拡径部の先端面との衝突により生じる反力が基端側から作用し、その結果、上記掘削工具の場合、これらの力を受けた刃体が第二のビットから脱落する場合があった。
【０００５】
また、第二のビットは、第一のビットの基端側にてロッドに環装されているが、掘削中、ロッドの外周面と第二のビットの内周面との間に掘削屑が侵入し、この掘削屑により、ロッドの外周面や第二のビットの内周面が摩耗するという問題があった。
【０００６】
本発明は上記事情に鑑みてなされたもので、第二のビットからの刃体の脱落を防止し、かつロッドの外周面と第二のビットの内周面との間への掘削屑の侵入を防止することをその目的としている。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
本発明は、ロッドと、このロッドの先端に取り付けられた第一のビットと、第一のビットの基端側にて前記ロッドに環装され、かつ側面に、軸方向に沿って延びる複数の刃体が周方向に沿って等間隔で配設された第二のビットとを有する掘削工具において、前記刃体の基端から前記第二のビットの基端までの距離が、前記刃体の先端から前記第二のビットの先端までの距離より長いことを特徴としている。
【０００８】
ここで、前記刃体の先端部及び基端部が同一形状をなし、かつ前記刃体が、その先端部及び基端部にて、それぞれ反対側の端部に向け、前記第二のビットの径方向に対し２５〜５０°の角度で傾斜していることが望ましい。
【０００９】
また、本発明の掘削工具においては、前記ロッドの外周面と前記第二のビットの内周面との間への掘削屑の侵入を防止する防止手段を有することが望ましい。
【００１０】
前記防止手段としては、例えば、前記第一のビットの基端面に周方向に沿って形成された凹部と、前記第二のビットの先端面から周方向に沿って先端側に突出し、この凹部に嵌合する凸部とを設けることが可能である。前記ロッドの外周面と前記第二のビットの内周面との間にオイルシール部を設け、前記防止手段とすることも可能である。
【００１１】
更に、前記第二のビットがその軸方向に沿って移動自在となるよう前記ロッドに環装されている場合には、前記防止手段として、前記ロッド内に延設された通気孔から漸次基端側に後退しつつ径方向外方に延び、前記第二のビットが最も先端側に位置した際に前記第二のビットの基端側に開口する排気口を設けることも可能である。
【００１２】
一方、前記第二のビットへの前記刃体の植設に際しては、前記第二のビットの側面に、その軸方向に沿って延び、かつ両端部が円弧状をなす複数の長穴を前記第二のビットの周方向に沿って等間隔で形成し、これら長穴内に、前記刃体を、ロウ付けにてそれぞれ固定することが望ましい。
【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。
本発明に係る掘削工具の例を図１ないし図４に示す。図中符号１はロッドで、このロッド１は、軸線上に通気孔２が形成された円筒状をなし、かつその基端部は拡径されて拡径部１ａとなっている。
【００１４】
符号３は第一のビットで、この第一のビット３は、ロッド１の先端に着脱自在に取り付けられたシャンク４と、シャンク４の先端面に植設された複数のチップ５とから構成されている。また、シャンク４の軸線上には通気孔２と連通する通気孔６が形成され、かつ通気孔６の先端からは、シャンク４の先端面び側面に向け、それぞれ排気口７が延設されている。
【００１５】
符号８は第二のビットで、この第二のビット８は、第一のビット３と拡径部１ａとの間にてロッド１に着脱自在に環装された円筒状をなすビット本体９と、ビット本体９の側面に、ロッド１の軸線を挟んで対称に植設された一対の刃体１０とから構成されている。また、ロッド１の外周面とビット本体９の内周面との間には、オイルシール部（図示せず。）が介在されている。
【００１６】
更に、ビット本体９の軸方向に沿った長さは、ビット本体９をロッド１に環装し、第一のビット３をロッド１の先端に取り付けた際に、第二のビット８が、ロッド１の軸方向に沿って僅かに（図１中符号Ｓで示す量だけ）移動可能となるよう設定されている。ここで、第二のビット８の移動量Ｓは、従来の掘削工具における第二のビットの移動量より少なく設定する。
【００１７】
刃体１０は、図２及び図３に示すように端面視して楔状をなし、かつその長手方向に沿った稜辺部１０ａを、ビット本体９の径方向外方に向けた状態で、ビット本体９の軸方向に沿って延設されている。また、稜辺部１０ａの外周端は、ビット本体９より径方向外方に突出している。
【００１８】
更に、図１に示すように、刃体１０の先端部及び基端部は同一形状をなし、かつ刃体１０の先端部及び基端部には、その端面を、それぞれ反対側の端部に向けビット本体９の径方向に対し一定の角度θ（但し、θ＝２５〜５０°）で傾斜させてなる傾斜部１０ｂがそれぞれ形成されている。ここで、角度θを２５°以上とした理由は、角度θが２５°未満だと、刃体１０にかかる掘削抵抗が過大となって刃体１０による地盤の掘削能力が低下し、また、角度θを５０°以下とした理由は、角度θが５０°を越えると、穿孔中、刃体１０にかかる掘削抵抗が過小となって刃体１０による地盤の掘削能力が低下するためである。
【００１９】
また、ビット本体９の刃体１０植設部は、図中符号９ａで示すように、ビット本体９の軸方向に沿って拡径されて拡径部を形成し、刃体１０は、この拡径部９ａに形成された長穴９ｂ内に挿入され、図中矢印Ｐで示すように、ロウ付けにより長穴９ｂ内に固定されている。ここで、長穴９ｂの両端部は図４に示すように円弧状をなし、かつ刃体１０のうち、長穴９ｂに挿入された部位の両端部もまた、長穴９ｂに対応した円弧状とされている。
【００２０】
更に、本発明に係る掘削工具では、刃体１０の基端からビット本体９の基端までの距離Ｈ1が、刃体１０の先端からビット本体９の先端までの距離Ｈ2より長くなるよう、拡径部９ａにおける長穴９ｂの位置が設定されている。また、ビット本体９の先端部及び基端部には、ビット本体９をその端部側に向け漸次縮径してなる面取り部９ｃが形成されている。
【００２１】
符号４ａは、第一のビット４の基端面に周方向に沿って形成された凹部で、この凹部４ａには、ビット本体９の先端面から周方向に沿って先端側に突出する凸部９ｄが、基端側から嵌合されている。
【００２２】
また、符号１１は、縮径部１ａに設けられた排気口で、この排気口１１は、通気孔２から漸次基端側に後退しつつ径方向外方に延び、かつその外周端は、ビット本体８がロッド１の軸方向に沿って最も先端側に移動した際にビット本体９の基端側となる位置に開口している。
【００２３】
上記構成を有する掘削工具によれば、第一のビット３により地盤が穿孔されて掘削孔が形成されるとともに、第二のビット８の側面に配設された刃体１０により、掘削孔の孔壁に、掘削孔の軸線を挟んで互いに対向するスリットが、掘削孔の軸方向に沿って形成される。すなわち、この掘削工具においても、掘削孔の形成とスリットの形成とを同時に行うことが可能となっている。一方、穿孔の結果生じた掘削屑は、通気孔２，６から排気口７を経て第一のビット３の先端面から噴射された例えば空気等の流体により、シャンク４の側面に形成された凹部（図１及び２にて符号４ｂで示す部分）を経て基端側に移送され、掘削孔から排出される。
【００２４】
特に、この掘削工具では、刃体１０の基端からビット本体９の基端までの距離Ｈ1が、刃体１０の先端からビット本体９の先端までの距離Ｈ2より長くなるよう、拡径部９ａにおける刃体１０の植設位置が設定されている。従って、掘削中、ビット本体９の基端面と拡径部１ａの先端面との衝突により生じる基端側からの反力がこの距離Ｈ1により緩和され、その結果、第二のビット８からの刃体１０の脱落が防止される。
【００２５】
更に、第二のビット８の移動量Ｓが従来の掘削工具における第二のビットの移動量より少なく設定されているため、上記反力自体も小さくなり、上記効果が更に高められる。また、第二のビット８の移動量Ｓが少ないため、第二のビット８の移動に伴うビット本体９の摩耗も減少する。
【００２６】
加えて、ビット本体９に拡径部９ａを形成し、この拡径部９ａに形成された長穴９ｂ内に刃体１０を植設するようにしたので、長穴１０の深さを大きくとることができ、長穴１０内における刃体１０の保持力が高められ、第二のビット８からの刃体１０の脱落が防止される。しかも、長穴９ｂの両端部が円弧状をなしているため、長穴９ｂが深くなっていることも相まって、長穴９ｂ内における刃体１０とのロウ付け面積が拡大され、上記効果が更に高められる。長穴９ｂの両端部を円弧状とすることにより、長穴９ｂの両端部における掘削に伴う応力集中が起こりにくいという効果もある。
【００２７】
また、刃体１０の先端部及び基端部が同一形状をなし、かつ刃体１０が、その先端部及び基端部にて、それぞれ反対側の端部に向け、ビット本体９の径方向に対し２５〜５０°の角度で傾斜しているため、刃体１０による掘削と、掘削後の刃体１０の引き抜きとの双方を、容易に行うことが可能となっている。
【００２８】
更に、ロッド１の外周面とビット本体９の内周面との間が、第一のビット４に形成された凹部４ａと、ビット本体９に形成された凸部９ｄとの嵌合により覆われ、かつロッド１の外周面とビット本体９の内周面との間には、オイルシール部が介在されている。従って、この凸部９ｄ及びオイルシール部が邪魔となって、掘削中における、ロッド１の外周面とビット本体９の内周面との間への掘削屑の侵入が防止される。
【００２９】
加えて、通気孔２から漸次基端側に後退しつつ径方向外方に延びる排気口１１の外周端が、ビット本体９がロッド１の軸方向に沿って最も先端側に移動した際にビット本体９の基端側となる位置に開口し、かつ排気口１１からは、通気孔２から供給される流体が常時噴出している。従って、ビット本体９がロッド１の軸方向に沿って最も先端側に移動し、ビット本体９の基端面と拡径部１ａの先端面との間にてロッド１の外周面が露出した場合でも、この部分への掘削屑の侵入が、排気口１１から噴出した流体により防止される。
【００３０】
すなわち、本発明の掘削工具によれば、上記凹部４ａと凸部９ｄ、オイルシール部、及び排気口１１がそれぞれロッド１の外周面と第二のビット８の内周面との間への掘削屑の侵入を防止する防止手段として作用し、その結果、ロッド１の外周面と第二のビット８の内周面との間への掘削屑の侵入と、それに伴うロッド１の外周面やビット本体９の内周面の摩耗を、未然に防止することが可能となっている。なお、上記凹部４ａと凸部９ｄ、オイルシール部、及び排気口１１のうちいずれかを選択し、防止手段として適用することももちろん可能である。
【００３１】
【発明の効果】
以上説明した通り、本発明の掘削工具においては、刃体の基端から第二のビットの基端までの距離Ｈ1が、刃体の先端から第二のビットの先端までの距離Ｈ2より長いため、掘削中、第二のビットの基端面とロッドの拡径部先端面との衝突により生じる基端側からの反力がこの距離Ｈ1により緩和され、その結果、第二のビットからの刃体の脱落が防止される。
【００３２】
また、刃体の先端部及び基端部が同一形状をなし、かつ刃体が、その先端部及び基端部にて、それぞれ反対側の端部に向け、第二のビットの径方向に対し２５〜５０°の角度で傾斜しているため、刃体による掘削と、掘削後の刃体の引き抜きとの双方を、容易に行うことが可能となっている。
【００３３】
更に、本発明の掘削工具によれば、ロッドの外周面と第二のビットの内周面との間への掘削屑の侵入を防止する防止手段を設けたことにより、掘削屑の侵入に伴うロッドの外周面や第二のビットの内周面の摩耗を、未然に防止することが可能となっている。
【図面の簡単な説明】
【図１】  本発明に係る掘削工具の構造の例を示す半裁断面図である。
【図２】  本発明に係る掘削工具の構造の例を示す矢印ＩＩに沿った矢視図である。
【図３】  本発明に係る掘削工具の構造の例を示すＩＩＩ−ＩＩＩ線に沿った断面図である。
【図４】  本発明に係る掘削工具における第二のビットに対する刃体の取付構造の例を示す矢印ＩＶに沿った矢視図である。
【符号の説明】
１  ロッド
２  通気孔
３  第一のビット
４ａ  凹部（防止手段）
８  第二のビット
９ｂ  長穴
９ｄ  凸部（防止手段）
１０  刃体
１０ａ  傾斜部
１１  排気口（防止手段）
Ｈ1  刃体の基端から第二のビット（ビット本体）の基端までの距離
Ｈ2  刃体の先端から第二のビットの先端までの距離
θ  傾斜部の角度
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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