(57)【要約】【課題】係止ピンと固定部材との間に隙間があっても、ピン孔内で係止ピンがピストン運動するのを抑えて固定部材や係止部の摩耗や損傷を防止する。【解決手段】取付孔部を備えた工具本体１と取付軸部を備えた取付部材を有し、取付軸部には凹溝が形成され、工具本体１に形成されたピン孔８には係止ピン９が挿入されて凹溝に係止され、ピン孔８の開口部には、係止ピン９を抜け止めする固定部材１０が取り付けられるとともに、この固定部材１０をピン孔中心線Ｃ方向に係止する係止部１１が形成され、係止ピン９と固定部材１０との間には弾性体よりなるストッパー１２が介装される。【選択図】図５
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
取付孔部を備えた工具本体と、上記取付孔部に挿入される取付軸部を備えて上記工具本体に着脱可能に装着される取付部材とを有する掘削工具であって、
上記取付軸部の外周面には、該取付軸部の中心線に直交する仮想平面に沿って凹溝が形成されるとともに、
上記工具本体には、上記取付孔部に挿入された上記取付軸部の上記仮想平面に沿って該工具本体の外面から延びて部分的に上記取付孔部の内周面に開口するピン孔が形成され、
このピン孔には係止ピンが挿入されて、上記取付孔部に挿入された上記取付軸部の上記凹溝に係止させられており、
上記工具本体の外面における上記ピン孔の開口部には、上記係止ピンを抜け止めする固定部材が取り付けられるとともに、この固定部材を上記ピン孔の中心線方向に係止する係止部が形成され、
上記係止ピンと上記固定部材との間には、弾性体よりなるストッパーが介装されていることを特徴とする掘削工具。
【請求項２】
上記固定部材には、該固定部材を上記ピン孔の中心線方向に貫通する固定部材貫通孔が形成され、この固定部材貫通孔は上記工具本体の外面側に向かうに従い内径が小さくなる固定部材側縮径部を備えており、
上記ストッパーは、上記工具本体の外面側に向かうに従い外径が小さくなるストッパー側縮径部を外周面に有して上記固定部材貫通孔に挿入され、上記ストッパー側縮径部が上記固定部材側縮径部に密着した状態で、該ストッパーの上記係止ピン側の端部が該係止ピンと密着することを特徴とする請求項１に記載の掘削工具。
【請求項３】
上記係止ピンの上記ストッパー側の端部には、上記固定部材貫通孔の上記固定部材側縮径部に挿入可能な凸部が形成されていて、
上記ストッパーの上記係止ピン側の端部は、上記凸部の端面において該係止ピンと密着することを特徴とする請求項２に記載の掘削工具。
【請求項４】
上記ストッパーには、該ストッパーを上記ピン孔の中心線方向に貫通するストッパー貫通孔が形成されるとともに、
上記凸部には、上記ストッパー貫通孔に臨んで該凸部の上記端面に開口するネジ孔が形成されていることを特徴とする請求項３に記載の掘削工具。
【請求項５】
上記工具本体は、軸線回りに回転されるデバイスであって、先端部の上記軸線から偏心した位置に上記取付孔部が開口するとともに、上記ピン孔は上記工具本体の外周面に開口しており、
上記取付部材は、硬質チップが配設された掘削部が上記取付軸部の先端に設けられたビットヘッドであって、上記工具本体の回転に伴い上記掘削部の上記軸線からの半径が拡縮径するように上記取付軸部の中心線回りに回転することを特徴とする請求項１から請求項４のうちいずれか一項に記載の掘削工具。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、取付孔部を備えた工具本体と、この取付孔部に挿入される取付軸部を備えて工具本体に着脱可能に装着される取付部材とを有する掘削工具に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
このような掘削工具としては、軸線回りに回転される工具本体（デバイス）先端部の上記軸線から偏心した位置に取付孔部が開口するとともに、この取付孔部に取付軸部が挿入されて工具本体に着脱可能に装着された取付部材（ビットヘッド）の先端には、硬質チップが配設された掘削部が設けられた、いわゆる拡径ビットあるいはアンダーリーミングビットと称されるものが知られている。このような拡径ビットでは、工具本体の回転に伴い取付部材が取付軸部の中心線回りに回転して掘削部の上記軸線からの半径が拡縮径し、拡径した状態で大径の掘削孔を形成するとともに、この掘削孔に挿入したケーシングパイプ内を縮径した状態で引き抜いて回収することができる。
【０００３】
このように取付軸部を取付孔部に挿入して取付部材を工具本体に着脱可能に、しかも取付軸部の中心線回りに回転可能に取り付けるのに、例えば特許文献１に記載された掘削工具では、取付軸部の外周面に取付軸部の延在方向に交差する凹溝を形成するとともに、工具本体には取付孔部の延在方向に交差する方向に延びて一部が取付孔部を貫通するピン孔を形成し、このピン孔に取付軸部の凹溝に係合する係止ピンを挿入している。凹溝は取付軸部の回転軸方向に見てＬ字状に形成されていて、取付部材は、凹溝がなすＬ字の範囲で係止ピンと係合して回転自在とされるとともに抜け止めされ、また係止ピンをピン孔から抜き出すことで工具本体から取り外し可能となる。
【０００４】
また、この特許文献１には、取付部材の取り外し時以外に係止ピンをピン孔に固定しておく手段として、ピン孔の開口部に、剛性体からなり、係止ピンの端面に当接して係止ピンを固定する円板状の固定部材と、この固定部材をピン孔の延在方向に係止して固定する係止部を設けることが提案されている。さらに、この特許文献１には、合成ゴム等の弾性体よりなり、これら固定部材と係止部との係止状態を維持するやはり円板状の補助部材を工具本体に配設することも提案されている。
【０００５】
ここで、工具本体には固定部材がスライド移動されるスライド溝が工具本体の軸線方向に延びるように形成され、このスライド溝の一端に、上記ピン孔が開口するとともに、上記係止部が形成されている。また、スライド溝の他端には固定部材の装入部が設けられていて、この装入部から装入された固定部材がスライド溝の一端にスライド移動されて係止部に係止された後、補助部材が装入部に取り付けられて固定部材を押圧することにより、固定部材の移動が防止されて固定部材と係止部との係止状態が維持される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特許第４９５７４４０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
ところで、上述した拡径ビットのような掘削工具によって掘削孔を形成する際には、工具本体を軸線回りに回転させる回転力とともに、この軸線方向の先端側に向けた推力と、そして同じく軸線方向先端側に向けた打撃力が工具本体に与えられ、先端部に取り付けられた取付部材の硬質チップにより岩盤等を破砕する。この打撃力による衝撃により、固定部材は工具本体の軸線方向に延びるスライド溝内を先端側と後端側とに激しくスライド移動しようとするが、この固定部材の移動は、上述のように上記補助部材が固定部材を押圧することにより防いでいる。
【０００８】
ところが、このような掘削工具では、ピン孔の孔底から開口部に係止された固定部材の孔底側を向く底面との間の係止ピンが収容される部分の深さと、実際の係止ピンの長さとを完全に一致させて固定部材を係止ピンの端面に当接させることは難しい。ここで、係止ピンの長さがピン孔の上記深さよりも大きいと、固定部材をスライド溝に沿ってスライド移動させたときに固定部材が係止ピンの端部に当たって係止ピンを固定することができなくなるので、実際には加工公差の範囲で係止ピンの長さをピン孔の上記深さよりも小さくせざるを得ない。
【０００９】
そのような場合において、係止ピンの長さが加工公差の範囲で小さく、ピン孔の上記深さが加工公差の範囲で大きいときには、ピン孔に収容された係止ピンの端面とピン孔の開口部に係止された固定部材との間に僅かながらの隙間があいてしまうことになる。しかしながら、特に上述のように掘削時に工具本体に打撃力が与えられる掘削工具では、この打撃力による衝撃によって上記隙間の範囲で係止ピンがピン孔内で激しくピストン運動を生じてしまい、長期の掘削作業の間には、このような激しいピストン運動によって固定部材や固定部材を係止する係止部に摩耗や損傷が生じ、場合によっては固定部材が脱落してしまうおそれがある。
【００１０】
本発明は、このような背景の下になされたもので、上述のように係止ピンの端面と固定部材との間に隙間があっても、ピン孔内で係止ピンが激しくピストン運動するのを抑えて固定部材や係止部の摩耗や損傷を防止し、長期に亙って安定した掘削作業を行う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。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
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、取付孔部を備えた工具本体と、上記取付孔部に挿入される取付軸部を備えて上記工具本体に着脱可能に装着される取付部材とを有する掘削工具であって、上記取付軸部の外周面には、該取付軸部の中心線に直交する仮想平面に沿って凹溝が形成されるとともに、上記工具本体には、上記取付孔部に挿入された上記取付軸部の上記仮想平面に沿って該工具本体の外面から延びて部分的に上記取付孔部の内周面に開口するピン孔が形成され、このピン孔には係止ピンが挿入されて、上記取付孔部に挿入された上記取付軸部の上記凹溝に係止させられており、上記工具本体の外面における上記ピン孔の開口部には、上記係止ピンを抜け止めする固定部材が取り付けられるとともに、この固定部材を上記ピン孔の中心線方向に係止する係止部が形成され、上記係止ピンと上記固定部材との間には、弾性体よりなるストッパーが介装されていることを特徴とする。
【００１２】
従って、このように構成された掘削工具では、ピン孔に挿入された係止ピンとピン孔開口部の係止部に係止された固定部材との間に、弾性体よりなるストッパーが介装されているので、たとえ係止ピンと固定部材との間に加工公差による隙間が形成されていても、ストッパーを弾性変形させることによってこの隙間を埋めて、衝撃等による係止ピンのピストン運動を抑えることができる。このため、固定部材や係止部の摩耗、損傷を防いで固定部材の脱落などを防止することができ、長期に亙って安定的な掘削作業を行うことが可能となる。
【００１３】
ここで、単に係止ピンのピストン運動を抑えるだけなら、例えば固定部材の工具本体外面側からネジを挿入して係止ピンにねじ込むことにより、係止ピンと固定部材とをネジ止めして固定するような手段も考えられるが、特に上述した拡径ビットのような掘削工具では、ビットヘッドである取付部材の拡縮径の際の回転や工具本体に与えられる打撃力等による振動によって係止ピンや固定部材が回転してしまい、この回転によってネジが緩んで係止ピンのピストン運動が発生してしまうおそれがある。
【００１４】
これに対して、上記構成の掘削工具では、係止ピンと固定部材とは直接接触はせず、間に介装される弾性体よりなるストッパーによってピン孔の中心線方向に互いに反対向きに押圧されてピン孔と係止部に固定されることになるので、係止ピンのピストン運動を確実に抑制することが可能となる。また、こうしてピン孔の中心線方向に係止ピンと固定部材を押圧することにより、これら係止ピンと固定部材の回転自体を抑制することができるので、回転による係止ピンや固定部材、あるいはピン孔や係止部の摩耗も防止することが可能となる。
【００１５】
また、ストッパーとしては、例えばウレタンゴム等の合成ゴムよりなる円板状の弾性体を係止ピンの固定部材側の端面と固定部材の係止ピン側を向く底面との間に押し込むようにして介装してもよいが、このような場合に、上記特許文献１に記載された掘削工具のように固定部材をスライド溝に沿ってスライド移動させて係止部に係止させるときには、ストッパーを圧縮しつつ係止ピンと固定部材との間に押し込まなければならず、介装作業が容易ではない。
【００１６】
そこで、上記構成の掘削工具では、上記固定部材に、該固定部材を上記ピン孔の中心線方向に貫通する固定部材貫通孔を形成し、この固定部材貫通孔には上記工具本体の外面側に向かうに従い内径が小さくなる固定部材側縮径部を備える一方、上記ストッパーは、上記工具本体の外面側に向かうに従い外径が小さくなるストッパー側縮径部を外周面に有するようにして上記固定部材貫通孔に挿入し、上記ストッパー側縮径部が上記固定部材側縮径部に密着した状態で、該ストッパーの上記係止ピン側の端部が該係止ピンと密着するように形成することにより、ピン孔の中心線方向への押し込み操作だけでストッパーを介装することができて、作業を容易に行うことが可能となる。また、ストッパー側縮径部と固定部材側縮径部との密着により、ストッパーの抜け止めを図ることもできる。
【００１７】
さらに、このように固定部材とストッパーを構成したときには、上記係止ピンの上記ストッパー側の端部に、上記固定部材貫通孔の上記固定部材側縮径部に挿入可能な凸部を形成して、上記ストッパーの上記係止ピン側の端部を、上記凸部の端面において該係止ピンと密着するように構成することにより、係止ピンを取り外す場合には、上記凸部が固定部材側縮径部に押し込まれるように係止ピンをピン孔の中心線方向に移動させることで、ストッパーを固定部材貫通孔から抜き出すことができ、しかる後に固定部材を係止部から取り外して係止ピンをピン孔から抜き出すことができる。
【００１８】
そして、さらにまた、このように構成したときには、上記ストッパーに、該ストッパーを上記ピン穴の中心線方向に貫通するストッパー貫通孔を形成するとともに、上記凸部には、上記ストッパー貫通孔に臨んで該凸部の上記端面に開口するネジ孔を形成することにより、ストッパー貫通孔から挿通した雄ネジ部材をこのネジ孔にねじ込み、凸部が固定部材側縮径部に挿入されるようにストッパーごと係止ピンを引き上げてストッパーを固定部材貫通孔から抜き出すことができる。このため、例えばピン孔が止まり孔であったとしても固定部材の係止部が設けられた開口部側からの操作でストッパーの抜き出しおよび係止ピンの取り外しを行うことができる。
【００１９】
従って、これらの構成は、上記工具本体が、軸線回りに回転されるデバイスであって、先端部の上記軸線から偏心した位置に上記取付孔部が開口するとともに、上記ピン孔は上記工具本体の外周面に開口しており、上記取付部材は、硬質チップが配設された掘削部が上記取付軸部の先端に設けられたビットヘッドであって、上記工具本体の回転に伴い上記掘削部の上記軸線からの半径が拡縮径するように上記取付軸部の中心線回りに回転する、上述した拡径ビットのような掘削工具に適用して、軸線方向先端側への打撃力による衝撃により係止ピンがピストン運動するのを防ぐことができるので、より好適である。
【発明の効果】
【００２０】
以上説明したように、本発明によれば、長期の掘削作業でも固定部材や係止部の摩耗、損傷を防いで係止ピンを固定しておくことができ、安定した掘削作業を行うことが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００２１】
【図１】本発明の一実施形態を示す断面図である。
【図２】図１に示す実施形態を先端側から見た正面図である（ただし、ケーシングパイプおよびケーシングトップは図示が略されている。）。
【図３】図１におけるＸＸ断面図である（ただし、ケーシングパイプおよびケーシングトップは図示が略されている。）。
【図４】図３におけるＹＹ断面図である。
【図５】（ａ）図４におけるＺ方向視の拡大平面図、（ｂ）図４におけるピン孔の開口部周辺の拡大図である。
【図６】図１に示す実施形態における係止ピンの（ａ）平面図、（ｂ）断面図である。
【図７】図１に示す実施形態における固定部材の（ａ）平面図、（ｂ）断面図である。
【図８】図１に示す実施形態における補助部材の（ａ）平面図、（ｂ）側面図である。
【図９】図１に示す実施形態におけるストッパーの（ａ）平面図、（ｂ）断面図である。
【図１０】図１に示す実施形態において、ストッパーを介装する場合を順に示す図である。
【図１１】図１に示す実施形態において、ストッパーを取り外す場合を順に示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００２２】
図１ないし図９は本発明の一実施形態を示すものであり、図１０はこの実施形態においてストッパーを介装する場合を、また図１１はこの実施形態においてストッパーを取り外す場合を示すものである。本実施形態は、本発明を上述した拡径ビットに適用した場合のものであり、工具本体１は、このような拡径ビットのデバイスであって、軸線Ｏを中心とした外形略多段の円柱状をなしており、その後端部（図１における右側部分）は最も小径のシャンク部１Ａとされている。
【００２３】
このような掘削工具は、上記シャンク部１Ａに連結されたダウンザホールハンマＨによって工具本体１に軸線Ｏ方向先端側への打撃力が与えられるとともに、このダウンザホールハンマＨに図示されない掘削ロッドを介して連結された同じく図示されない掘削装置から工具回転方向Ｔへの軸線Ｏ回りの回転力と軸線Ｏ方向先端側への推力が与えられ、地盤（岩盤）等を掘削して掘削孔を形成する。
【００２４】
工具本体１のシャンク部１Ａの先端側（図１において左側）には最も大径の段部１Ｂが形成されるとともに、この段部１Ｂよりも先端側で工具本体１は一定外径の円柱状に形成されている。また、工具本体１の外周には、段部１Ｂよりも僅かに大きな内径を有するケーシングパイプＰが配設されるとともに、このケーシングパイプＰの先端には、段部１Ｂより先端側の工具本体１の外径よりも僅かに大きな内径のケーシングトップＱが取り付けられており、このケーシングトップＱの後端に段部１Ｂが当接して軸線Ｏ方向先端側への推力と打撃力が伝えられることにより、掘削工具によって形成された掘削孔にケーシングパイプＰが挿入されてゆく。
【００２５】
工具本体１の先端部には、上述のようにケーシングトップＱの後端に段部１Ｂが当接した状態で、このケーシングトップＱよりも先端側に位置するように、該工具本体１の先端面と外周面とに開口する凹部２が形成されている。凹部２は、工具本体１の先端側を向く軸線Ｏに垂直な底面２Ａと、この底面２Ａから工具本体１の先端面にかけて軸線Ｏに平行に延びる工具回転方向Ｔを向く平坦な壁面２Ｂと工具本体１の外周側を向く平坦な壁面２Ｃとを有し、これらの壁面２Ｂ、２Ｃが交差する隅角部２Ｄは、軸線Ｏに平行な中心線を有する凹円筒面状に形成されている。本実施形態では、このような凹部２が軸線Ｏに関して１８０°回転対称に２つ形成されている。
【００２６】
さらに、これらの凹部２の底面２Ａから後端側に向けては、本実施形態における取付孔部３が形成されている。取付孔部３は、軸線Ｏに平行で軸線Ｏから外周側に偏心した孔部中心線Ｌ１を中心とした一定内径の断面円形に形成されており、この孔部中心線Ｌ１は、凹部２の上記隅角部２Ｄがなす凹円筒面の中心線と同軸に配置されるとともに、取付孔部３の内径（直径）は、この隅角部２Ｄがなす凹円筒面の直径よりも僅かに小さい。
【００２７】
このような取付孔部３に取付軸部４が挿入されて工具本体１に着脱可能に装着される取付部材５は、本実施形態では拡径ビットのビットヘッドであり、上記取付軸部４の先端に掘削部６が一体に形成されて構成されている。この掘削部６の先端面と、工具本体１の凹部２の間の先端面には、鋼材等からなる工具本体１や取付部材５よりも高硬度の超硬合金等からなる硬質チップ７が埋め込まれて多数配設されており、これらの硬質チップ７により地盤が破砕されて掘削が行われる。
【００２８】
取付軸部４は、軸部中心線Ｌ２を中心とした円柱軸状であって、その外径が取付孔部３の内径よりも僅かに小さくなるように形成されるとともに、その長さは取付孔部３の深さと略等しくなるように形成されている。従って、この取付軸部４は取付孔部３に摺動可能に嵌め込まれて軸部中心線Ｌ２が孔部中心線Ｌ１と同軸に挿入され、その後端面が取付孔部３の底面に当接したところで、掘削部６の後端面が凹部２の底面２Ａに当接することになり、こうして取付軸部４を取付孔部３に挿入した挿入状態で取付部材５は孔部中心線Ｌ１回りに回転自在とされる。
【００２９】
また、掘削部６は、図２に示すように先端視において、凹部２の壁面２Ｂ、２Ｃがなす角度よりも小さな角度で取付軸部４側に向かうに従い互いに近づく２つの平坦な側面と、これらの側面の間に取付軸部４側と取付軸部４の反対側で延びる２つの凸円筒面状の側面とを備えており、これらの側面は軸部中心線Ｌ２と平行、すなわち上記挿入状態において孔部中心線Ｌ１および工具本体１の軸線Ｏと平行となるように形成されている。このうち取付軸部４側の凸円筒面状の側面は軸部中心線Ｌ２を中心とした円筒面とされ、その半径は凹部２の隅角部２Ｄがなす凹円筒面の半径よりも僅かに小さく、上記挿入状態で隅角部２Ｄに摺接可能とされている。
【００３０】
従って、この挿入状態において掘削時に工具本体１が工具回転方向Ｔに回転したときには、地盤からの抵抗によって取付部材５は孔部中心線Ｌ１回りに工具回転方向Ｔの反対側に回転して軸線Ｏからの半径が拡径し、図２に示したようにこの工具回転方向Ｔの反対側に向けられた掘削部６の平坦な側面が凹部２の工具回転方向Ｔを向く壁面２Ｂに当接したところで位置決めされる。このとき、掘削部６の取付軸部４とは反対側の凸円筒面状の側面は、工具本体１の軸線Ｏを中心としたケーシングパイプＰよりも外径の大きい円筒面上に位置し、その先端側に配設された硬質チップ７によってケーシングパイプＰを挿入可能な掘削孔を形成する。
【００３１】
また、掘削終了後に工具本体１を掘削時の工具回転方向Ｔの反対側に回転させると、やはり地盤からの抵抗によって取付部材５は孔部中心線Ｌ１回りに工具回転方向Ｔ側に回転して軸線Ｏからの半径が縮径し、工具本体１の内周側に向けられた掘削部６の平坦な側面が凹部２の工具本体１外周側を向く壁面２Ｃに当接したところで位置決めされる。このとき、掘削部６は、工具本体１の段部１Ｂよりも先端側の部分がなす円柱の外径と等しい外径の円筒面内に納められ、上記ダウンザホールハンマＨおよび掘削ロッドとともに取付部材５ごと工具本体１を軸線Ｏ方向後端側に後退させてケーシングパイプＰ内から引き抜くことが可能となる。
【００３２】
さらに、このような取付部材５の取付軸部４の外周面には、この軸部中心線Ｌ２に直交する仮想平面、すなわち上記挿入状態における孔部中心線Ｌ１に直交する仮想平面Ａに沿って凹溝４Ａが形成されている。この凹溝４Ａは、軸部中心線Ｌ２方向から見て掘削部６の取付軸部４側の凸円筒面状の側面側に形成されて、本実施形態では図３に示すように仮想平面Ａに沿った断面がＬ字状に形成されており、ただしこのＬ字の折れ曲がる部分は、その両側の直線状に延びる部分に接する軸部中心線Ｌ２を中心とした凸円弧状に形成されている。また、凹溝４Ａは、軸部中心線Ｌ２に沿った断面では、図１に示したように該軸部中心線Ｌ２方向に延びる半割長円状に形成されている。
【００３３】
一方、工具本体１には、同じく上記挿入状態における孔部中心線Ｌ１に直交する仮想平面Ａに沿ってピン孔８が形成されている。このピン孔８は、本実施形態では断面円形のものであって、１８０°回転対称形成された２つの取付孔部３の内周面に工具回転方向Ｔの反対側から接して軸線Ｏに直交する接線をピン孔中心線Ｃとし、工具本体１の外面である外周面の両側に開口するように該工具本体１を貫通している。従って、このピン孔８は、ピン孔中心線Ｃが取付孔部３の内周面に接する部分で、この取付孔部３の内周面に部分的に開口することになる。
【００３４】
また、ピン孔８の半径は、２つの取付孔部３の内周面に接する部分では、取付軸部４の外周面から凹溝４Ａの溝底までの深さと略等しくされている。なお、本実施形態においてピン孔８は、その孔底である一方の端部（図３における左下側の端部。図４においては下側の端部）では半径が一段小径となって工具本体１外周面に開口することにより一方の開口部を形成するとともに、他方の端部（図３における右上側の端部。図４においては上側の端部）では後述する係止部を除いてそのままの半径で工具本体１の外周面に開口して他方の開口部を形成している。
【００３５】
さらに、このピン孔８には、ピン孔８の他方の開口部の内径よりも僅かに小さな外径の図６に示すような円柱軸状の係止ピン９が挿入されて、取付孔部３に挿入された取付部材５の取付軸部４の凹溝４Ａに係止されるとともに、一段小径とされた上記一方の端部側に形成される段部に一方の端面が当接させられている。本実施形態の係止ピン９は、取付孔部３の上記一方の端面側（図６（ｂ）においては下側）の大部分が一定外径の円柱軸状のままに形成されるとともに、取付孔部３の上記他方の開口部に臨む端部（図６（ｂ）における上側の端部）には一段小径の外形円柱状をなす凸部９Ａが同軸に形成されており、さらにこの凸部９Ａにはネジ孔９Ｂがやはり同軸に形成されて、凸部９Ａの端面に開口している。
【００３６】
そして、ピン孔８の上記他方の開口部には、係止ピン９を抜け止めする固定部材１０が取り付けられるとともに、この固定部材１０自体をピン孔中心線Ｃ方向に係止する係止部１１が形成されていて、これら係止ピン９と固定部材１０との間には、弾性体よりなるストッパー１２が介装されている。また、本実施形態では、ピン孔８の他方の開口部に隣接する工具本体１の外周面に、該ピン孔８の他方の開口部に連通する凹所１３が形成されており、この凹所１３には、固定部材１０と係止部１１との係止状態を維持する補助部材１４が配設されている。
【００３７】
ここで、凹所１３は、本実施形態では図１および図４に示すようにピン孔８の他方の開口部の軸線Ｏ方向後端側に連通するように形成されており、この他方の開口部がなす円の直径と等しい幅で後端側に延びる延出部１３Ａと、この延出部１３Ａの後端側においてピン孔中心線Ｃから軸線Ｏ方向後端側に延びる直線上に中心を有するピン孔８よりも大径の円形部１３Ｂとを備えている。この円形部１３Ｂの中心とピン孔中心線Ｃとの間隔は、円形部１３Ｂの半径とピン孔８の半径との和よりも僅かに大きく設定されている。
【００３８】
また、これらピン孔８と凹所１３の内周部には、工具本体１の外周面との間に僅かな間隔をあけて溝が形成されており、このうちピン孔８の内周部に形成された溝が本実施形態における上記係止部１１とされている。さらに、凹所１３のうち円形部１３Ｂの内周に形成された溝は本実施形態では凹所側係止部１３Ｃとされるとともに、延出部１３Ａに形成された溝は本実施形態におけるスライド溝１３Ｄとされている。
【００３９】
これら係止部１１、凹所側係止部１３Ｃ、およびスライド溝１３Ｄは、ピン孔中心線Ｃに直交する１つの仮想平面に沿うように形成されていて、すなわちピン孔中心線Ｃ方向を向いて互いに対向する２つの溝壁面は、それぞれ係止部１１、凹所側係止部１３Ｃ、およびスライド溝１３Ｄ同士で面一に形成されている。また、これら２つの溝壁面はピン孔中心線Ｃに垂直に形成されるとともに、これらの溝壁面の間のピン孔８と凹所１３の内側を向く溝底面は、溝壁面に垂直すなわちピン孔中心線Ｃに平行に形成されていて、係止部１１、凹所側係止部１３Ｃ、およびスライド溝１３Ｄはピン孔中心線Ｃに沿った断面が矩形状に形成されている。
【００４０】
なお、これら係止部１１、凹所側係止部１３Ｃ、およびスライド溝１３Ｄがなす溝の溝深さ、すなわちピン孔８と凹所１３の延出部１３Ａおよび円形部１３Ｂの内周から上記溝底面までの深さは、係止部１１とスライド溝１３Ｄとで互いに等しい一定の深さとなるように形成されているのに対し、凹所側係止部１３Ｃでは、これら係止部１１とスライド溝１３Ｄの溝深さよりも浅い一定の溝深さとなるように形成されている。また、ピン孔８の上記孔底側の係止部１１の溝壁面から、この孔底側でピン孔８の半径が一段小径となる部分までの孔深さは、係止ピン９の凸部９Ａも含めた長さよりも大きくなるように設定されている。
【００４１】
このうち、係止部１１に係止される上記固定部材１０は、工具本体１等と同じく鋼材等の剛性体により、図７に示すように円環状に形成されている。また、固定部材１０には、その側面の底面（図７（ｂ）における下側の面）側に、フランジ部１０Ａが形成されている。このフランジ部１０Ａは、その半径が凹所１３の円形部１３Ｂの半径より小さく、またその固定部材１０の上記底面からの厚さも係止部１１およびスライド溝１３Ｄがなす溝の上記２つの溝壁面の間の溝幅よりも僅かに小さく、上記側面から係止部１１とスライド溝１３Ｄの上記溝深さと等しい一定の突出量で突出する断面矩形状に形成されており、固定部材１０が平面視になす円環の全周に亙って形成されている。
【００４２】
さらに、この固定部材１０がなす円環の中心の中空部は、固定部材貫通孔１０Ｂとされている。この固定部材貫通孔１０Ｂは、固定部材１０の上記底面から固定部材１０の上面（図７（ｂ）における上側の面。）側に向かうに従い内径が漸次縮径する固定部材側縮径部１０Ｃと、この固定部材側縮径部１０Ｃから上面側に向かうに従い内径が漸次拡径する固定部材側拡径部１０Ｄとを備えており、固定部材側縮径部１０Ｃは、上記円環の中心線方向の長さが固定部材側拡径部１０Ｄよりも長く、係止ピン９の凸部９Ａの突出量と略等しく形成されるとともに、テーパ角は固定部材側拡径部１０Ｄよりも緩やかとなるように形成されている。
【００４３】
さらにまた、これら固定部材側縮径部１０Ｃと固定部材側拡径部１０Ｄが交差して形成される円の内径は係止ピン９の凸部９Ａの外径と略等しいか大きく、また固定部材１０の底面への固定部材側縮径部１０Ｃの開口部がなす円の内径は係止ピン９の外径よりも小さくなるように形成されている。なお、上記フランジ部１０Ａよりも上面側の部分において固定部材１０は、この部分がなす円の直径がピン孔８の直径よりも僅かに小さくなるように形成されている。
【００４４】
従って、このように形成された固定部材１０は、その底面を工具本体１の内周側に向けて凹所１３に挿入することができ、フランジ部１０Ａがピン孔中心線Ｃ方向に係止部１１およびスライド溝１３Ｄと一致したところで、固定部材１０をスライド溝１３Ｄに沿って軸線Ｏ方向先端側にスライド移動させることにより、フランジ部１０Ａを係止部１１およびスライド溝１３Ｄにピン孔中心線Ｃ方向に係止させてピン孔８の上記他方の開口部に取り付けることができる。
【００４５】
このとき、固定部材１０がなす円環の中心線はピン孔中心線Ｃと一致させられるとともに、固定部材貫通孔１０Ｂの固定部材側縮径部１０Ｃは工具本体１の外面（外周面）側に向かうに従い縮径するように配置される。さらに、上述したようにピン孔８の上記孔深さは係止ピン９の長さよりも大きく設定されているので、ピン孔８の孔底側の係止部１１の溝壁面と面一となる固定部材１０の底面と係止ピン９の凸部９Ａとの間には間隔があけられる。
【００４６】
また、上記凹所１３に配設される補助部材１４は、ウレタンゴム等の合成ゴムのような弾性体により、図８に示すようにやはり円板状に形成されている。この補助部材１４の側面の底面側（図８（ｂ）において下側）にも、上面側（図８（ｂ）において上側）よりも直径が僅かに大きなフランジ部１４Ａが形成されていて、このフランジ部１４Ａの直径は上面側で凹所側係止部１３Ｃの内径と略等しく、底面側に向かうに従い漸次小さくなるように形成されている。
【００４７】
さらに、このフランジ部１４Ａよりも上面側の補助部材１４の側面の直径は凹所１３の円形部１３Ｂの内径と略等しくされており、この補助部材１４は、この上面側の側面とフランジ部１４Ａを凹所１３の円形部１３Ｂの凹所側係止部１３Ｃに嵌め入れるように係止して凹所１３に取り付けられる。そして、こうして取り付けられた補助部材１４は、フランジ部１４Ａのうちピン孔８の上記他方の開口部側に向けられた部分が、この他方の開口部に取り付けられた固定部材１０のフランジ部１０Ａに接触あるいは弾性変形して密着することにより、固定部材１０と係止部１１との係止状態を維持する。
【００４８】
さらにまた、本実施形態においてストッパー１２は、固定部材１０の上記固定部材貫通孔１０Ｂに挿入されて係止ピン９との間に介装されている。このストッパー１２も、補助部材１４と同じくウレタンゴム等の合成ゴムのような弾性体により形成されたものであって、図９に示すように円筒状をなしており、この円筒の中心の中空部は、係止ピン９のネジ孔９Ｂの内径よりも大きな一定内径のストッパー貫通孔１２Ａとされている。
【００４９】
また、ストッパー１２の外周部には、ストッパー１２の下端部（図９（ｂ）における下側の端部）から上端部（図９（ｂ）における下側の端部）に向けて順に、外径が略一定の円筒部１２Ｂと、この円筒部１２Ｂから上端部側に向かうに従い外径が漸次拡径するストッパー側拡径部１２Ｃと、このストッパー側拡径部１２Ｃからさらに上端部側に向かうに従い外径が漸次縮径するストッパー側縮径部１２Ｄとが形成されている。また、ストッパー側縮径部１２Ｄとストッパー１２の上端面との交差稜線部には面取部１２Ｅが形成されている。
【００５０】
円筒部１２Ｂの外径は、係止ピン９の凸部９Ａの外径と略等しく、固定部材１０の固定部材側縮径部１０Ｃと固定部材側拡径部１０Ｄが交差して形成される円の半径よりも僅かに小さく設定されている。また、ストッパー側拡径部１２Ｃのテーパ角は固定部材１０の固定部材側拡径部１０Ｄのテーパ角と等しく設定されるとともに、ストッパー側縮径部１２Ｄのテーパ角は固定部材側縮径部１０Ｃのテーパ角と等しく設定されている。
【００５１】
さらに、これらストッパー側縮径部１２Ｄと面取部１２Ｅとの交差稜線部がなす円の半径は、固定部材１０の固定部材側縮径部１０Ｃと固定部材側拡径部１０Ｄとの交差稜線部がなす円の半径と略等しいか、これよりも僅かに大きく設定されるとともに、ストッパー側縮径部１２Ｄとストッパー側拡径部１２Ｃとの交差稜線部がなす円の半径は、固定部材側縮径部１０Ｃと固定部材１０の底面とがなす円の半径と略等しいか、これよりも僅かに大きく設定されている。また、ストッパー１２がなす円筒の中心線方向におけるストッパー側縮径部１２Ｄの長さは、固定部材１０がなす円環の中心線方向における固定部材側縮径部１０Ｃの長さと略等しいか、これよりも僅かに長く設定されている。
【００５２】
従って、図５（ｂ）に示すようにストッパー側縮径部１２Ｄを固定部材側縮径部１０Ｃに密着させて固定部材１０にストッパー１２を取り付けた状態で、ストッパー１２の円筒部１２Ｂとストッパー側拡径部１２Ｃは、固定部材１０の底面から突出することになる。そして、固定部材１０が係止部１１に係止された状態において、ストッパー１２のこれら円筒部１２Ｂとストッパー側拡径部１２Ｃの固定部材１０の底面からの突出量は、ピン孔８の一段小径とされた上記一方の端部側の段部に一方の端面が当接させられてピン孔８に挿入された状態の係止ピン９の上記凸部９Ａの端面と固定部材１０の底面との間隔よりも大きくなるように設定されている。
【００５３】
なお、工具本体１の段部１Ｂから先端側の外周部には、掘削時に発生する掘削屑を排出するための２つの排出溝１５が、２つの凹部２の底面２Ａにおいて取付孔部３の工具回転方向Ｔ側に開口するように形成されており、その開口部において底面２Ａは図１に示すように外周側に向かうに従い軸線Ｏ方向後端側に向かうように傾斜している。また、工具本体１内には、上記掘削機械側から送られる圧縮空気等の流体を供給する供給孔１６が図１に示すように軸線Ｏに沿って延びており、この供給孔１６は工具本体１の先端部で分岐して凹部２の底面２Ａの傾斜した部分に開口するとともに、取付孔部３の底面にも開口している。
【００５４】
このような掘削工具では、ビットヘッドである取付部材５の取付軸部４をデバイスである工具本体１の取付孔部３に挿入して掘削部６を凹部２に収容し、ピン孔８に係止ピン９を挿入して取付軸部４の凹溝４Ａに係止することにより取付部材５が抜け止めされる。次に、ピン孔８の上記一方の端部側の段部に係止ピン９の一方の端面を当接させた状態で、固定部材１０を凹所１３の円形部１３Ｂに挿入し、スライド溝１３Ｄにフランジ部１０Ａを係合させつつ延出部１３Ａを通して工具本体１の軸線Ｏ方向先端側にスライド移動させて図１０（ａ）に示すようにピン孔８の上記他方の開口部の係止部１１に係止した後、フランジ部１４Ａを凹所側係止部１３Ｃに係止して補助部材１４を凹所１３の円形部１３Ｂに取り付け、上述のように固定部材１０と係止部１１との係止状態を維持する。
【００５５】
そして、こうして係止部１１に係止した固定部材１０の固定部材貫通孔１０Ｂに、図１０（ｂ）に示すように工具本体１の外面（外周面）側から円筒部１２Ｂをピン孔８側に向けてストッパー１２を載置してストッパー側拡径部１２Ｃを固定部材側拡径部１０Ｄに当接させ、次いで図１０（ｃ）に矢線で示すようにストッパー１２を固定部材貫通孔１０Ｂに圧入すると、弾性体よりなるストッパー１２はストッパー側拡径部１２Ｃが固定部材側拡径部１０Ｄに沿って縮径するように弾性変形する。
【００５６】
そして、このストッパー側拡径部１２Ｃとストッパー側縮径部１２Ｄとの交差稜線部が固定部材貫通孔１０Ｂの最小内径部である固定部材側縮径部１０Ｃと固定部材側拡径部１０Ｄとの交差稜線部がなす円を通り抜けたところで、ストッパー側縮径部１２Ｄが固定部材側縮径部１０Ｃに沿って拡径するように弾性変形して、図５（ｂ）に示したように工具本体１の外面（外周面）側に向かうに従い縮径するように配置されたストッパー側縮径部１２Ｄが固定部材側縮径部１０Ｃに密着した状態で、ストッパー側拡径部１２Ｃと円筒部１２Ｂとが固定部材１０の底面から突出する。
【００５７】
さらに、このように突出した円筒部１２Ｂとストッパー側拡径部１２Ｃの固定部材１０底面からの突出量は、上述のようにピン孔８に挿入された状態の係止ピン９の上記凸部９Ａの端面と固定部材１０の底面との間隔よりも大きく設定されているので、円筒部１２Ｂの係止ピン９側の端面は係止ピン９の凸部９Ａの端面と密着して係止ピン９と固定部材１０との間にストッパー１２が介装され、さらにストッパー１２がピン孔中心線Ｃ方向に圧縮させられることにより、ストッパー１２が係止ピン９をピン孔８の上記一方の端部側（孔底側）に押圧して固定する。
【００５８】
こうして構成された掘削工具は、取付部材５の掘削部６が縮径した状態でケーシングパイプＰ内に挿入され、工具本体１の段部１ＢがケーシングトップＱに当接した状態で、上述のように軸線Ｏ回りの回転力が与えられることにより掘削部６が拡径し、さらに軸線Ｏ方向先端側への推力および打撃力が与えられることにより掘削孔を形成するとともに、この掘削孔にケーシングパイプＰを挿入してゆく。また、所定の深さまで掘削孔が形成されてケーシングパイプＰが挿入されたなら、上述のように工具本体１を工具回転方向Ｔの反対側に回転させることにより掘削部を縮径し、ケーシングパイプＰから引き抜いて回収することができる。
【００５９】
このような構成の掘削工具では、上述のようにピン孔８に挿入された係止ピン９とこのピン孔８の他方の開口部の係止部１１に係止された固定部材１０との間に、弾性体よりなるストッパー１２が介装されているので、上述のように係止ピン９と固定部材１０との間に間隔があいていても、ストッパー１２の弾性変形によってこの間隔を埋めて、掘削時の衝撃や振動等により係止ピン９がピン孔８内でピストン運動を生じるのを抑えることができる。従って、このようなピストン運動により係止ピン９が固定部材１０に激しく衝突して固定部材１０や係止部１１に摩耗や損傷が生じて固定部材１０が脱落するのを防止することができ、長期に亙って安定的な掘削作業を行うことが可能となる。
【００６０】
また、上記構成の掘削工具においては、係止ピン９と固定部材１０の間に介装された弾性体よりなるストッパー１２が、その弾性力によって係止ピン９と固定部材１０をピン孔中心線Ｃ方向の反対向きに押圧して固定することになる。このため、当該掘削工具が本実施形態のような拡径ビットであって、ビットヘッドである取付部材５の掘削部６の拡縮径や掘削時の衝撃による振動等によって係止ピン９や固定部材１０にピン孔中心線Ｃ回りの回転力が作用しても、例えば係止ピン９と固定部材１０をネジ止めした場合のようにネジが緩んで外れるようなことはない。しかも、こうして係止ピン９と固定部材１０を押圧して固定することにより、その回転自体も抑制することができるので、これら係止ピン９や固定部材１０、あるいは係止部１１やピン孔８に回転による摩耗が生じるのも防ぐことができる。
【００６１】
従って、本実施形態の上記構成は、このように掘削時に工具本体１に打撃力が与えられて衝撃が生じる、工具本体１が軸線Ｏ回りに回転されるデバイスであって、その先端部の軸線Ｏから偏心した位置に上記取付孔部３が開口するとともに、ピン孔８は工具本体１の外周面に開口しており、上記取付部材５は、硬質チップ７が配設された掘削部６が取付軸部４の先端に設けられたビットヘッドであって、工具本体１の回転に伴い掘削部６の軸線Ｏからの半径が拡縮径するように軸部中心線Ｌ２回りに回転する拡径ビットのような掘削工具に適用して、衝撃による係止ピン９のピストン運動や取付部材５の拡縮径等による係止ピン９の回転を防ぐことができるので、効果的である。
【００６２】
一方、本実施形態では、このようなストッパー１２が、固定部材１０をピン孔中心線Ｃ方向に貫通する固定部材貫通孔１０Ｂに挿入され、ともに工具本体１の外面（外周面）側に向かうに従い漸次縮径するように配置されたストッパー側縮径部１２Ｄが固定部材側縮径部１０Ｃに密着して係止ピン９との間に介装される。このため、ストッパー１２の抜け外れを防ぎつつ、固定部材１０を係止部１１に係止した後に例えば板状の弾性体よりなるストッパーを圧縮しながら凹所１３から係止ピン９と固定部材１０の間に介装するような場合に比べ、ストッパー１２を固定部材貫通孔１０Ｂに押し込み入れることで容易に介装することができる。しかも、本実施形態では、ストッパー１２にもストッパー貫通孔１２Ａが形成されているので、ストッパー１２を径方向に収縮し易くして一層容易に固定部材貫通孔１０Ｂに挿入することが可能となる。
【００６３】
また、本実施形態では、係止ピン９のストッパー１２側に位置するピン孔８の上記他方の開口部を向く端部に凸部９Ａが形成されており、この凸部９Ａの外径は固定部材貫通孔１０Ｂの固定部材側縮径部１０Ｃの内径と略等しいか小さいので、工具本体１から取付部材５を取り外す際などに係止ピン９をピン孔８から抜き出すためにストッパー１２を取り外すには、図１１（ａ）に矢線で示すように係止ピン９をピン孔８の他方の開口部側に移動させて凸部９Ａを固定部材貫通孔１０Ｂに挿入し、図１１（ｂ）に矢線で示すように係止ピン９をさらに移動させることによってストッパー１２を抜き出して図１１（ｃ）に示すように取り外せばよい。このため、例えば固定部材貫通孔１０Ｂに押し込まれたストッパー１２を周方向に切断して取り出すような場合に比べ、取り外したストッパー１２の再利用を図ることができて効率的かつ経済的である。
【００６４】
さらに、こうしてストッパー１２を取り外す際に係止ピン９をピン孔８の他方の開口部側（固定部材１０側）に移動させるときにも、例えば本実施形態のようにピン孔８の孔底側の一方の端部が小径となって工具本体１の外周面に一方の開口部を形成している場合には、この一方の開口部から円柱軸状部材を挿入して係止ピン９を押し出してもよいが、本実施形態ではストッパー１２にストッパー貫通孔１２Ａが形成されるとともに、係止ピン９の凸部９Ａにはネジ孔９Ｂが形成されているので、このネジ孔９Ｂに螺合する雄ネジ部を先端に有する軸状の雄ネジ部材をストッパー貫通孔１２Ａから挿入してネジ孔９Ｂにねじ込み、この雄ネジ部材を引き抜くことで係止ピン９を移動させてストッパー１２を取り外すことができる。このため、ピン孔８の他方の開口部側からの操作だけで係止ピン９の取り付け、取り外しが可能であるとともに、ピン孔８が上述のような一方の開口部を有することのない止まり孔であっても取り外しが可能である。
【００６５】
なお、本実施形態では、ストッパー１２のストッパー貫通孔１２Ａが開口したままであるが、ストッパー１２を取り付けた後のストッパー貫通孔１２Ａに、例えば剛性体よりなるピンを係止ピン９と接触しない位置まで圧入してストッパー貫通孔１２Ａを封止し、細かい砂等が入り込まないようにしてもよい。同様に、ピン孔８の一方の開口部にも、例えば弾性体よりなるピンを圧入して砂等の侵入を防止してもよい。
【符号の説明】
【００６６】
１  工具本体
２  凹部
３  取付孔部
４  取付軸部
４Ａ  凹溝
５  取付部材
６  掘削部
７  硬質チップ
８  ピン孔
９  係止ピン
９Ａ  凸部
９Ｂ  ネジ孔
１０  固定部材
１０Ａ  固定部材１０のフランジ部
１０Ｂ  固定部材貫通孔
１０Ｃ  固定部材側縮径部
１１  係止部
１２  ストッパー
１２Ａ  ストッパー貫通孔
１２Ｄ  ストッパー側縮径部
１３  凹所
１３Ｃ  凹所側係止部
１４  補助部材
１４Ａ  補助部材１４のフランジ部
Ｏ  工具本体１の軸線
Ｔ  工具回転方向
Ａ  凹溝４Ａおよびピン孔８が形成される仮想平面
Ｌ１  孔部中心線（取付孔部３の中心線）
Ｌ２  軸部中心線（取付軸部４の中心線）
Ｃ  ピン孔中心線（ピン孔８の中心線）
【図１】
2016176301.tif 000003
【図２】
2016176301.tif 000004
【図３】
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【図４】
2016176301.tif 000006
【図５】
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【図６】
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【図７】
2016176301.tif 000009
【図８】
2016176301.tif 000010
【図９】
2016176301.tif 000011
【図１０】
2016176301.tif 000012
【図１１】
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