(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
軸線回りに回転させられる工具本体の先端に切削式のビットが設けられてなる掘削工具であって、上記切削式のビットが、上記工具本体先端部に着脱可能に取り付けられるカートリッジを介して該工具本体先端に装着され、上記工具本体の先端部には、複数の上記カートリッジが、先端側から見て上記軸線を中心とした円の接線方向に沿って該工具本体先端部の内周側から外周に延びるように取り付けられており、各カートリッジは、上記工具本体の掘削時の回転方向の後方側を向くその背面部を、上記工具本体先端部に形成された段部に当接させるとともに、上記工具本体先端部の内周側に位置するその内端部を、当該カートリッジの上記回転方向後方側に隣接するカートリッジの上記回転方向側を向く正面部に当接させて取り付けられていることを特徴とする掘削工具。
【請求項２】
上記カートリッジの背面部および正面部の少なくとも一方には、上記段部または内端部に嵌合可能な嵌合部が上記接線方向に沿って延びるように形成されていることを特徴とする請求項１に記載の掘削工具。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、工具本体の先端部に切削式のビットが取り付けられた切削式の掘削工具に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
この種の切削式ビットを取り付けた掘削工具としては、例えば特開平１０−１４０９５９号公報に、工具本体の先端に切削半径が可変な拡縮径機能を有する複数の切削ビットを取り付けたものが提案されており、該工法には、これらの切削ビットを拡径した状態で円筒状ケーシングを連行しながら地盤を掘削し、また掘削後には切削ビットを縮径してケーシング内より掘削工具のみを引き抜き、ケーシングは地盤内に残留させることが記載されている。しかるに、このような切削式のビットを取り付けた掘削工具によれば、工具本体を回転させることによって掘削が行われるため、ハンマによる打撃のように大きな振動や騒音が生じるのを防ぐことができるとともに、上述のようにケーシングを連行する場合でも、振動が少ないのでネジ止めによってケーシングを連結しても緩みが生じたりすることがなく、連結作業を容易にして効率的な施工を図ることができる。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、この公報に記載された切削式の掘削工具では、上記切削ビットが拡縮径機能を有して切削半径が可変とされているといっても、掘削時には切削ビットが一定の外径に拡径して位置決めされるだけであって、切削ビットが縮径した状態では掘削を行うことはできず、実質的に単一の径の削孔しか掘削することができない。このため、異なる径の複数の削孔を形成するには、これらの削孔の径に合わせて拡径時の切削ビットの外径が設定された複数種の掘削工具を予め用意しておかなければならず、掘削に要するコストの増大を招くとともに工具の管理が煩雑になるという問題が生じる。
【０００４】
また、上記公報に記載の掘削工具においては、切削ビットが拡径した状態において各切削ビット同士が、掘削時の工具本体の回転方向側に位置する切削ビットの工具本体内周側を向く内端部を、この切削ビットの回転方向後方側に隣接する切削ビットの回転方向側を向く正面部に当接させて位置決めされているだけであり、掘削時にこれらの切削ビットに回転方向後方側に向けて作用する負荷は、該切削ビットを回転自在に工具本体に取り付けて拡縮径可能とするための軸に集中することとなる。このため、掘削時に過大な負荷が切削ビットに作用して万一この軸が破損したりすると、該軸によって工具本体に取り付けられた切削ビットが脱落するのは勿論、この切削ビットの正面部に内端部を当接させていた掘削ビットも、その回転方向後方側に作用する負荷への受けがなくなるため、軸に負荷が集中して破損、脱落し、このような事態が連鎖的に生じて、結果的にすべての切削ビットが工具本体から脱落して掘削が不可能となってしまうおそれがある。
【０００５】
本発明は、このような背景の下になされたもので、上述のような切削式のビットを備えた掘削工具において、まず複数種の工具を用意せずとも径の異なる削孔の掘削が可能な掘削工具を提供することを第１の目的とし、またそのような掘削工具において掘削時に過大な負荷が生じても容易に掘削が不可能となるようなことがないような掘削工具を提供することを第２の目的としている。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決して、第１、第２の目的を達成するために、本発明は、軸線回りに回転させられる工具本体の先端に切削式のビットが設けられてなる掘削工具であって、上記切削式のビットを、上記工具本体先端部に着脱可能に取り付けられるカートリッジを介して該工具本体先端に装着し、上記工具本体の先端部に、複数の上記カートリッジを先端側から見て上記軸線を中心とした円の接線方向に沿って該工具本体先端部の内周側から外周に延びるように取り付け、各カートリッジの上記工具本体の掘削時の回転方向の後方側を向くその背面部を、上記工具本体先端部に形成された段部に当接させるとともに、上記工具本体先端部の内周側に位置するその内端部を、当該カートリッジの上記回転方向後方側に隣接するカートリッジの上記回転方向側を向く正面部に当接させて取り付けたことを特徴とする。従って、このように構成された掘削工具によれば、径の異なる削孔を掘削する場合には上記切削式のビットが装着されるカートリッジをこの削孔の径に合わせたものに交換することにより、工具本体はそのままにしてビットの外径を変化させることができるので、複数種類の掘削工具を用意することなくカートリッジだけを用意しておけばよい。
また、各カートリッジは、その内端部と回転方向後方側に隣接するカートリッジの正面部との当接に加えて、その背面部と工具本体側の段部との当接によっても工具本体先端部に保持されることとなり、しかも上記内端部は回転方向後方側に向けて、上記隣接するカートリッジを介してこのカートリッジの背面部が当接する工具本体の段部にも突き当てられることとなるので、掘削時の回転方向後方側に向けての負荷に対してカートリッジを高い取付剛性で工具本体に取り付けることが可能となる。
【０００７】
さらに、この場合においては、上記カートリッジの背面部および正面部の少なくとも一方に、上記段部または内端部に嵌合可能な嵌合部を上記接線方向に沿って延びるように形成することにより、カートリッジの取付剛性の一層の向上を図ることができる。
【０００８】
【発明の実施の形態】
図１ないし図８は本発明の一実施形態を示すものであり、本実施形態の掘削工具は、上述のように切削式のビットを備えた切削式の掘削工具であって、ダウンザホールビットのように打撃力を受けて地盤を破砕しつつ掘削を行うのではなく、ドリルのように回転力を受けながら前進させられることにより、上記切削式のビットによって地盤に食い込まされつつ該地盤を切り削るように掘り込んで削孔を形成し、掘削を行ってゆく。すなわち、この実施形態の掘削工具では、その工具本体１の先端部が軸線Ｏを中心とした外形略円柱状とされるとともに、この工具本体１の後端部は先端部よりも小径で上記軸線Ｏに沿って延びる正六角柱状のシャンク部１Ａとされる一方、該工具本体１の先端には複数（本実施形態では３つ）のカートリッジ２…が着脱可能に取り付けられており、さらに各カートリッジ２の先端にはそれぞれ複数の切削式ビット３…が装着されていて、掘削時には上記シャンク部１Ａに図示されない掘削ロッドが取り付けられて工具本体１が図中に符号Ｔで示す回転方向に回転されつつ軸線Ｏ方向先端側に前進させられることにより、これらの切削式ビット３…によって地盤を切り削りながら削孔を形成してゆく。
【０００９】
ここで、上記工具本体１の先端部の外周側には、この工具本体１の先端側に突出する凸壁状の段部４が、上記カートリッジ２…と同数（すなわち、本実施形態では３つ）、周方向に等間隔に、かつ互いに間隔を開けて形成されており、これらの段部４…以外の部分の工具本体１先端部は、軸線Ｏに垂直な平坦面１Ｂとされている。なお、上記シャンク部１Ａの後端からこの工具本体１の先端部にかけては、上記軸線Ｏに沿って排気孔１Ｃが貫設されており、従ってこの排気孔１Ｃは工具本体１先端部の中央部分において上記平坦面１Ｂに開口させられている。また、この平坦面１Ｂには上記段部４…よりも内周側の排気孔１Ｃの周りに、周方向に等間隔にカートリッジ２…および段部４…と同数の３つの取付ネジ孔１Ｄ…が形成されている。
【００１０】
上記３つの段部４…は互いに同形同大に形成されたものであって、その先端面４Ａは軸線Ｏに垂直な平坦面とされるとともに、回転方向Ｔ側を向く壁面４Ｂは、全体的に軸線Ｏに平行とされ、かつ軸線Ｏを中心とした円弧状壁面をなす凹曲面部４ａとこの凹曲面部４ａに滑らかに接して回転方向Ｔ側に向かうに従い外周側に向かって延びる平面部４ｂとから構成されている。また、上記凹曲面部４ａの回転方向Ｔ後方側に連なる壁面４Ｃは、その段部４の回転方向Ｔ後方側に隣接する段部４の上記平面部４ｂに平行とされている。さらに、この段部４の外周側を向く壁面４Ｄは、周方向に互いに鈍角に曲折して交差し、かつ上記先端面４Ａにもそれぞれ鈍角に交差して外周側に向かうに従い後端側に向けて傾斜した複数（本実施形態では２つ）の平面部４ｃ，４ｄによって構成されている。
【００１１】
なお、この工具本体１の先端部の外周には、やはり上記カートリッジ２…と同数の対をなす３対の凹溝５…が、各対をなす凹溝５，５ごとに周方向に等間隔に、かつそれぞれ上記段部４の外周側に位置するようにして形成されている。これらの凹溝５…は、上記切削式のビット３…によって地盤が切り削られて生成されたくり粉を後端側に排出するためのものであって、それぞれ軸線Ｏに直交する断面が周方向に延びる概略「コ」字状をなし、かつ後端側に向かうに従い回転方向Ｔの後方側にねじれるように形成されるとともに、各段部４の外周側に位置する一対ごとの凹溝５，５にあっては、回転方向Ｔ側に位置する凹溝５の先端側開口部が当該段部４の上記壁面４Ｄの平面部４ｃ，４ｄの交差稜線部をまたぐように、また回転方向Ｔの後方側に位置する凹溝５の先端側開口部が該段部４の上記壁面４Ｃと交差するように配置されている。
【００１２】
このような工具本体１の先端部に着脱可能に取り付けられる上記カートリッジ２は、その先端側に上記切削式ビット３…が装着される取付座６…が形成されるとともに後端側が工具本体１への取付部７とされた横長のブロック状のものであって、この取付部７は、周方向に隣接する段部４，４の壁面４Ｂの平面部４ｂと壁面４Ｃとの間の間隙部に嵌挿可能な大きさの断面方形状に形成されており、こうして取付部７が上記間隙部に嵌挿させられることにより、各カートリッジ２は、それぞれ上記各段部４の回転方向Ｔ側に、先端側から見て軸線Ｏを中心とした円の接線方向に沿って該工具本体１先端部の内周側から外周に延びるように取り付けられる。さらに、こうして工具本体１先端部に取り付けられた状態で該工具本体１の内周側に位置するカートリッジ２の内端部２Ａ側においては、その先端側部分が一段凹むように切り欠かれて凹部２Ｂが形成されており、この凹部２Ｂに取付ネジ８が軸線Ｏに平行となるように貫通させられていて、この取付ネジ８が上記取付ネジ孔１Ｄにねじ込まれることにより、各カートリッジ２は工具本体１に着脱可能に固定される。
【００１３】
ここで、このような取付状態において、このカートリッジ２の先端面２Ｃと後端面すなわち取付部７の底面７ａとは軸線Ｏに垂直となる平坦面とされるとともに、この先端面２Ｃから回転方向Ｔの後方側に延びるカートリッジ２の先端部の背面２Ｄは、段部４の壁面４Ｄと同様に周方向に互いに鈍角に曲折して交差し、かつ上記先端面２Ｃにもそれぞれ鈍角に交差して外周側に向かうに従い後端側に向けて傾斜した複数の平面部２ａ，２ｂによって構成されており、これらの平面部２ａ，２ｂはさらに軸線Ｏに平行な短い平面部２ｃ，２ｄを介して上記壁面４Ｄの平面部４ｃ，４ｄにそれぞれ連続するようになされている。一方、該平面部２ｃ，２ｄから上記取付部７に至る部分は軸線Ｏに垂直なオーバーハング状の平坦面２ｅとされていて、取付部７の上記底面７ａを工具本体１の上記平坦面１Ｂ密着させた状態で、この平坦面２ｅが段部４の先端面４Ａに密着可能とされている。
【００１４】
また、この平坦面２ｅに連なる上記取付部７の背面７ｂは、上記取付状態においてその外周側の部分が軸線Ｏに平行とされるとともに上記接線方向に延びる平坦面とされて段部４の上記壁面４Ｂの平面部４ｂに密着可能とされ、この背面７ｂの外周側の部分が本実施形態において工具回転方向Ｔの後方側を向いて工具本体１の上記段部４に当接させられるカートリッジ２の背面部とされる。さらに、この取付部７の背面７ｂの上記内端部２Ａ側の部分は、上記平面部２ｃから平面部２ｄへの曲折に合わせて鈍角に曲折するように形成されており、上記取付状態において段部４の壁面４Ｂの凹曲面部４ａに干渉しないようになされている。そして、このカートリッジ２の上記内端部２Ａには、上記凹部２Ｂからさらに一段凹むように断面Ｌ字状の凹溝９が形成されていて、この凹溝９の壁面９ａと内端部２Ａにおけるカートリッジ２の端面２Ｅとは互いに平行とされるとともに、上記取付状態において壁面９ａは段部４の壁面４Ｃと面一とされ、従って端面２Ｅはこれら壁面４Ｃ，９ａから一段突出させられることとなる。なお、凹溝９の底面９ｂは、上記取付状態において軸線Ｏに垂直となる平坦面とされている。
【００１５】
これに対して、上記取付状態において回転方向Ｔ側を向くカートリッジ２の正面部２Ｆには、該取付状態において軸線Ｏに平行とされて上記接線方向に延びる先端側の平面部２ｆと、この平面部２ｆに平行に一段後退するように形成された取付部７側の平面部７ｃと、これらの平面部２ｆ，７ｃを結ぶ軸線Ｏに垂直なオーバーハング状の平坦面２ｇとが形成されている。しかして、すべてのカートリッジ２…において、取付部７の上記底面７ａからこの平坦面２ｇまでの高さは、該底面７ａから上記内端部２Ａにおける上記凹溝９の底面９ｂまでの高さよりも僅かに大きくされるとともに、上記平面部２ｆに対する平面部７ｃの後退量は、該内端部２Ａにおける上記凹溝９の壁面９ａから端面２Ｅまでの突出量よりも僅かに大きくされていて、上記取付状態においてこれら平面部７ｃと平坦面２ｇとによって工具本体１の上記平坦面１Ｂとの間に画成される凹所が、本実施形態においてカートリッジ２の正面部２Ｆに形成される嵌合部１０とされ、周方向に隣接するカートリッジ２，２同士では、回転方向Ｔ側のカートリッジ２における上記内端部２Ａの凹溝９によって一段突出した部分が、回転方向Ｔ後方側のカートリッジ２における上記嵌合部１０に嵌合可能とされる。
【００１６】
なお、こうして隣接するカートリッジ２，２同士で内端部２Ａを嵌合部１０に嵌合させ合って３つのカートリッジ２…を工具本体１の先端部に取り付けた状態で、この工具本体１先端部の中央部周辺は先端側から見て正三角形状に開口させられていて、上記排気孔１Ｃに連通させられている。また、このカートリッジ２の正面部２Ｆにおいて、上記先端側の平面部２ｆには、回転方向Ｔ側に開口する断面「コ」字状の係合溝２ｈが上記接線方向に沿って延びるように形成されている。さらに、上記取付状態においてこの正面部２Ｆの外周側には、上記係合溝２ｈの縁部から後端側に向けて延びるように断面Ｌ字状の凹溝１１が形成されており、この凹溝１１は、工具本体１外周の対をなす上記凹溝５，５のうち回転方向Ｔ後方側の凹溝５に連通するように、後端側に向かうに従い回転方向Ｔの後方側に向けて傾斜させられている。さらにまた、取付状態において上記内端部２Ａとは反対の工具本体１外周側に位置するカートリッジ２の側面は、本実施形態では工具本体１の先端部の外周と略面一となるように、周方向に湾曲して連なる複数の平面によって形成されている。
【００１７】
一方、各カートリッジ２の先端部に形成される上記取付座６…は、上記取付状態においてカートリッジ２の先端部最外周を回転方向Ｔ側から見てＬ字形溝状に切り欠くようにして形成された取付座６Ａと、この取付座６Ａよりも内周側のカートリッジ２先端部を同じく回転方向Ｔ側から見て先端側に開口する「コ」字形溝状に切り欠くように形成された２つの取付座６Ｂ，６Ｃとから構成され、これらの取付座６Ａ〜６Ｃがなす溝は、カートリッジ２先端部の上記平面部２ａ，２ｆ間に亙って、先端側から見て上記接線方向に直交する方向に延びるように形成されるとともに、その溝深さは互いに等しくされ、各溝の底面部分には取付ネジ孔６ａ…が形成されている。また、このうち外周側の取付座６Ａの底面部分には、その回転方向Ｔ後方側かつ外周側の部分に凸部６ｂが残されている。そして、本実施形態では、これらの取付座６Ａ〜６Ｃのそれぞれに上記切削式ビット３が装着されており、従って１つのカートリッジ２に３つの切削式ビット３…が装着されて、工具本体１全体で合計９つの切削式ビット３…が取り付けられることとなる。
【００１８】
このように形成された取付座６…に取り付けられる上記切削式ビット３…はいずれも厚肉の板状に形成されていて、上記取付状態においてその厚さ方向を上記接線方向に沿わせるように取付座６に着座させられ、該取付状態における先端面３ａから軸線Ｏに平行に挿通される取付ネジ１２が上記取付ネジ孔６ａにねじ込まれることにより、カートリッジ２に着脱可能に装着される。また、この取付状態において、上記先端面３ａはカートリッジ２の上記先端面２Ｃから突出して回転方向Ｔの後方側に向かうに従い後退する傾斜面とされるとともに、回転方向Ｔ側を向けられる該切削式ビット３の切削面３ｂもカートリッジ２の上記正面部２Ｆから突出して後端側に向かうに従い後退する傾斜面とされ、これら先端面３ａと切削面３ｂとがなす交差稜線部に地盤を切り削る切刃３ｃが形成されている。なお、本実施形態の切削式ビット３においては、この切刃３ｃを含めた上記交差稜線部の周辺部分が、ろう付け等によって接合された超硬合金等の硬質部材１３によって形成されている。また、上記切削面３ｂの後端側には、当該切削ビット３を取付座６に着座させた状態においてカートリッジ２の上記係合溝２ｈに係合させられるＬ字鍵状の係合部３ｄが形成されるとともに、この切削式ビット３の一方の側面にも、当該切削式ビット３を取付座６に装着した状態で上記正面部２Ｆに当接してカートリッジ２に係合可能な段部３ｅが形成されている。
【００１９】
ここで、これらの切削式ビット３…のうち、各カートリッジ２の最外周の取付座６Ａに取り付けられる切削式ビット３Ａにおいては、上記先端面３ａおよび切削面３ｂが、該切削式ビット３Ａの上記厚さ方向に並ぶ２段の幅の狭い断面凸Ｖ字状、すなわち断面凸Ｗ字状に形成されていて、これに伴い切刃３ｃも凸Ｗ字状とされているのに対し、内周側の取付座６Ｂ，６Ｃに取り付けられる切削式ビット３Ｂ，３Ｃの先端面３ａおよび切削面３ｂは、いずれも上記先端面３ａと切削面３ｂとが断面凸Ｖ字形をなす幅広の切妻状に形成されており、従って上記切刃３ｃも凸Ｖ字状に形成されている。なお、各切削式ビット３Ａ〜３Ｃの先端面３ａおよび切削面３ｂの凸となる稜線部は、幅狭の平坦面によって面取りされている。また、最外周の切削式ビット３Ａの外周側を向く側面３ｆは、この外周側におけるカートリッジ２の側面と同様に工具本体１の周方向に湾曲して連なる複数の平面によって形成されているとともに、この側面３ｆには上記硬質部材１３と同様の硬質な丸チップ１４…が植設されている。さらに、この最外周の切削式ビット３Ａの取付状態における回転方向Ｔ後方側かつ外周側の角部には、取付座６Ａの上記凸部６ｂに嵌合可能な断面Ｌ字状の凹部３ｇが形成される一方、内周側の切削式ビット３Ｂ，３Ｃの同じ角部は斜めに面取りされ、かつその面取り幅は内周側の切削式ビット６Ｃの方が小さくされている。
【００２０】
なお、各カートリッジ２…に形成された上記取付座６Ａ…〜６Ｃ…のうち、最外周の取付座６Ａ…は、３つのカートリッジ２…間で軸線Ｏからの距離が等しく、工具本体１先端部の外径部に臨んで開口するように形成される一方、内周側に形成された取付座６Ｂ，６Ｃは、１つのカートリッジ２において互いに、かつ上記取付座６Ａと凹部２Ｂとの間にも間隔を開けて上記接線方向に並ぶように形成されるとともに、３つのカートリッジ２…同士の間では、上記取付状態において軸線Ｏ回りの回転軌跡が互いにオーバーラップするように径方向にずらされて形成されている。従って、これらの取付座６Ａ…〜６Ｃ…に装着される上記切削式ビット３Ａ…〜３Ｃ…のうち、取付座６Ａ…に装着される切削式ビット３Ａ…は軸線Ｏ回りの回転径が互いに等しく、その最外径が本実施形態の掘削工具による掘削径Ｄとされる一方、内周側の取付座６Ｂ…，６Ｃ…に取り付けられる切削式ビット３Ｂ…，３Ｃ…は取付状態においてそれぞれ径方向にずらされて配設され、その上記切刃３ｃ…の回転軌跡がオーバーラップさせられることにより、上記掘削径Ｄの内側が掘削されて削孔が形成されることとなる。ただし、これらの切削式ビット３…の切刃３ｃ…の突端の位置、すなわち該切刃３ｃがなす凸Ｗ字または凸Ｖ字の頂点の位置は、取付状態において軸線Ｏ方向にはすべての切削式ビット３…間で同じ位置とされるとともに、周方向には各カートリッジ２ごとに先端側から見て軸線Ｏ回りに等間隔の半径線上に位置させられている。
【００２１】
このように構成された掘削工具においては、上述のように切削式ビット３…を装着したカートリッジ２…を工具本体１に取り付けて、該工具本体１を軸線Ｏ回りに回転方向Ｔに回転しながら該軸線Ｏ方向先端側に前進させることにより、切削式ビット３…の切刃３ｃが地盤に食い付いて該地盤をドリルのように切り削るようにして掘り込んでゆき、削孔を形成してゆく。また、こうして切刃３ｃ…が地盤を切り削ることによって生成されたくり粉は、各切削式ビット３の上記切削面３ｂから各カートリッジ２の正面部２Ｆに沿って流出する一方、掘削中は上記排気孔１Ｃから工具本体１先端部中央の正三角形状の開口部を介して圧縮空気が噴出させられており、この圧縮空気はカートリッジ２の上記凹部２Ｂを通って上記正面部２Ｆの前方を外周側に排気されるので、この正面部２Ｆに流れ出た上記くり粉は排気された圧縮空気によって外周側に押し出され、次いで上記凹溝５…を介して後端側に送り出されて圧縮空気とともに排出される。従って、このような切削式のビット３…を備えた掘削工具によれば、工具本体１の回転と前進とによって掘削を行うことができるので、ダウンザホールビットによる掘削のように打撃力を与える必要がなく、打撃の際の振動や騒音が生じることもないとともに、たとえ削孔内にケーシングを建て込む場合でも振動がないため、ケーシング同士をネジで連結することが可能となって作業効率の向上を図ることができる。
【００２２】
そして、上記構成の掘削工具においては、この切削式ビット３…が、工具本体１に取付ネジ８によって着脱可能に取り付けられるカートリッジ２を介して取り付けられているので、このカートリッジ２を、上記接線方向の長さの異なるものに交換することにより、一つの工具本体１で複数種の径の削孔を形成することが可能となる。すなわち、例えば上記実施形態におけるカートリッジ２に代えて、図９に示すように該カートリッジ２よりも上記接線方向の長さの長いカートリッジ２１を取り付ければ、当該掘削工具による削孔の掘削径Ｄを大きくすることができる。従って、掘削すべき削孔の掘削径Ｄが多岐に渡る場合でも、この掘削径Ｄに合わせた数の掘削工具を用意したり、この掘削径Ｄが変わるたびに新たに次の掘削工具を取り付け直したりする必要がなく、経済的かつ効率的である。しかも、本実施形態ではこのカートリッジ２の交換を、カートリッジ２ごとに１本の上記取付ネジ８の着脱で行うことができるので、交換作業も容易である。なお、この図９に示した掘削工具では、カートリッジ２１の長さを長くしたのに対して切削式ビット３…の数は同じで、その間隔を広げて装着するようにしているだけであるが、交換するカートリッジの大きさに合わせて切削式ビットの数も増減させるようにしてもよい。
【００２３】
また、本実施形態の掘削工具では、このように工具本体１の先端部にカートリッジ２を着脱可能に取り付けるに際して、複数のカートリッジ２…を、先端側から見て工具本体１の軸線Ｏを中心とした円の接線方向に沿って該工具本体１先端部の内周側から外周に延びるように取り付け、各カートリッジ２を、工具本体１の掘削時の回転方向Ｔの後方側を向くその背面部すなわち取付部７の上記背面７ｂを、工具本体１先端部に形成された段部４の壁面４Ｂの平面部４ｂに当接させるとともに、工具本体１先端部の内周側に位置する該カートリッジ２の内端部２Ａを、当該カートリッジ２の回転方向Ｔ後方側に隣接するカートリッジ２の回転方向Ｔ側を向く正面部４Ｆに当接させるようにしている。従って、このようにカートリッジ２…が取り付けられることにより、掘削時に切削式ビット３からカートリッジ２に回転方向Ｔ後方側に向けて作用する抵抗や負荷のうち、上記接線方向に垂直な方向の成分が、当該カートリッジ２の上記背面７ｂが当接する段部４によって受け止められるとともに、該接線方向に沿った方向の成分は、当該カートリッジの回転方向Ｔ後方に隣接するカートリッジ２を介してこのカートリッジ２の背面７ｂが当接する段部４によって受け止められることとなり、結果的にこの抵抗や負荷を工具本体１によって確実に受け止めることが可能となってカートリッジ２…の取付剛性の向上を図ることができ、このような抵抗や負荷によってカートリッジ２…にがたつきが生じたりするのを防いで安定した掘削を行うことが可能となる。
【００２４】
しかも、本実施形態では、このようにカートリッジ２の背面７ｂと内端部２Ａとを段部４と隣接するカートリッジ２の正面部４Ｆとに当接させるに際し、このうちカートリッジ２の正面部４Ｆに一段凹んだ嵌合部１０を形成して、この正面部４Ｆに当接するカートリッジ２の内端部２Ａを嵌合可能としており、これによってカートリッジ２…の取付剛性の一層の向上を図ることができる。このため、例えば掘削時に過大な抵抗や負荷が作用したりして万一これらのカートリッジ２…のうち一つを固定する取付ネジ８が折損したとしても、このカートリッジ２が工具本体１から即座に工具本体１から脱落してしまうのを防ぐことができ、この一つのカートリッジ２が脱落することによって他のカートリッジ２…も連鎖的に脱落して掘削が不可能となるような事態を未然に防止することができる。なお、本実施形態ではこのようにカートリッジ２の正面部４Ｆに内端部２Ａが嵌合可能な加工郷部１０を形成しているだけであるが、例えば段部４の上記壁面４Ｂにもカートリッジ２の背面７ｂが嵌合可能な嵌合部を例えば上記接線方向に延びるように形成しておけば、より一層のカートリッジ２の取付剛性の向上を図ることができ、さらに安定した掘削を促すことが可能となる。
【００２５】
一方、本実施形態では、工具本体１の先端に設けられる切削式のビット３が、該工具本体１の着脱可能に取り付けられる上記カートリッジ２に、取付ネジ１２によってさらに着脱可能に装着されており、個々の切削式ビット３が損傷したりした場合にはこれを交換するだけですむため、一層経済的かつ効率的である。しかも、これらの切削式ビット３…は、カートリッジ２に形成された係合溝２ｈに鍵状の係合部３ｄを係合させ、またその段部３ｅをカートリッジ２の正面部２Ｆに係合させて取り付けられているので、掘削時の抵抗や負荷によって切削式ビット３が取付座６から脱落するような事態も防止することができ、特にカートリッジ２の取付状態にあって工具本体１の最外周に位置するために掘削量が多く、負荷や抵抗も大きくなりがちな上記切削式ビット３Ａについては、その凹部３ｇが取付座６Ａの凸部６ｂに嵌合可能とされていて、一層の取付剛性の向上を図ることができる。なお、これに対して内周側の切削式ビット３Ｂ，３Ｃでは、その回転方向Ｔ後方側かつ外周側の角部が斜めに面取りされていて、該切削式ビット３Ｂ，３Ｃが軸線Ｏ回りに回転する際の抵抗の低減が図られている。
【００２６】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明の掘削工具によれば、工具本体先端部に設けられる切削式のビットを、この工具本体に着脱可能に取り付けられるカートリッジを介して該工具本体に装着することにより、掘削すべき削孔の径が異なる場合でも、このカートリッジをその掘削径に合わせたものに交換するだけで、工具本体はそのままに対応することができ、予め複数種の掘削径の掘削工具を用意しておいたり、いちいち工具本体ごと掘削工具を交換したりする必要がなく、経済的かつ効率的な掘削作業を図ることができる。また、このカートリッジを複数、工具本体の軸線を中心とした円の接線方向に延びるように工具本体先端部に配設して、その背面部を工具本体の段部に、内端部を掘削時の回転方向後方に隣接するカートリッジの正面部に当接させることにより、該カートリッジの取付剛性を確保してより安定した掘削を図ることができ、さらにこれらの段部や正面部に上記背面部や内端部が嵌合可能な嵌合部を形成すれば、一層のカートリッジ取付剛性の向上を図ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】  本発明の一実施形態を示す斜視図である。
【図２】  図１に示す実施形態の側面図である。
【図３】  図１に示す実施形態を先端側から見た正面図である。
【図４】  図３における矢線Ｘ方向視の拡大側面図である。
【図５】  図１に示す実施形態の工具本体１、１つのカートリッジ２、および切削式ビット３Ａを示す分解側面図である。ただし、鎖線で示すのは、カートリッジ２の回転方向Ｔ側に隣接するカートリッジ２である。
【図６】  切削式ビット３Ｂ，３Ｃを加えて、図５に示す分解図を先端側から見た図である。
【図７】  図６に示すカートリッジ２および切削式ビット３Ａ〜３Ｃの矢線Ｙ方向視の正面図である。
【図８】  図６に示すカートリッジ２の矢線Ｚ方向視の背面図である。ただし、鎖線で示すのは、このカートリッジ２の回転方向Ｔ側に隣接するカートリッジ２である。
【図９】  図１に示す実施形態のカートリッジ２に代えてカートリッジ２１を取り付けた掘削工具の正面図である。
【符号の説明】
１  工具本体
２，２１  カートリッジ
２Ａ  カートリッジ２の内端部
２Ｆ  カートリッジ２の正面部
３（３Ａ〜３Ｃ）  切削式ビット
４  段部
４Ｂ  段部４の回転方向Ｔを向く壁面
５，１１  凹溝
６（６Ａ〜６Ｃ）  取付座
７  カートリッジ２の取付部
７ｂ  取付部７の背面（カートリッジ２の背面部）
８，１２  取付ネジ
１０  嵌合部
Ｏ  工具本体１の軸線
Ｔ  掘削時の工具本体１の回転方向
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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