(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
軸線回りに回転される工具本体の先端部に、先端側に切刃が設けられるとともに後端側に取付軸部が形成された掘削ビットが、上記工具本体の先端部中央に開口して上記軸線に沿って延びる取付孔に上記取付軸部を挿入させて取り付けられた掘削工具において、上記取付孔の内周には、上記軸線に平行に延びる凹溝が形成されるとともに、上記取付軸部の外周には、その両側面が上記凹溝の両内壁に密着する突条が形成され、また上記工具本体の先端部外周には内周側に凹む凹部が形成されるとともに、この凹部には、先端側に切刃が設けられた拡径ビットが上記軸線に平行に偏心した中心軸回りに回転可能に収容され、上記掘削ビットは、先端面に上記切刃が設けられた円盤状のビット本体を備えているとともに、このビット本体の後端面には、上記拡径ビットの先端部を回転可能に支持する支持部が設けられており、この支持部は、上記ビット本体の後端面に形成された支持孔または支持軸であって、上記拡径ビットの先端には上記支持孔に嵌挿される取付軸または上記支持軸を嵌挿可能な取付孔が形成されていることを特徴とする掘削工具。
【請求項２】
上記凹溝は、上記凹部が内周側に最も凹む部位を避け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。
【請求項３】
軸線回りに回転される工具本体の先端部に、先端側に切刃が設けられるとともに後端側に取付軸部が形成された掘削ビットが、上記工具本体の先端部中央に開口して上記軸線に沿って延びる取付孔に上記取付軸部を挿入させて取り付けられた掘削工具において、上記取付孔には、上記軸線に直交する断面が多角形状をなす嵌合部が形成されるとともに、上記取付軸部には、その側面が嵌合部の内壁に密着する断面多角形状の被嵌合部が形成され、また上記工具本体の先端部外周には内周側に凹む凹部が形成されるとともに、この凹部には、先端側に切刃が設けられた拡径ビットが上記軸線に平行に偏心した中心軸回りに回転可能に収容され、上記掘削ビットは、先端面に上記切刃が設けられた円盤状のビット本体を備えているとともに、このビット本体の後端面には、上記拡径ビットの先端部を回転可能に支持する支持部が設けられており、この支持部は、上記ビット本体の後端面に形成された支持孔または支持軸であって、上記拡径ビットの先端には上記支持孔に嵌挿される取付軸または上記支持軸を嵌挿可能な取付孔が形成されていることを特徴とする掘削工具。
【請求項４】
上記軸線に直交する断面において、上記嵌合部の内壁がなす上記多角形の辺は、上記凹部の壁面のうち該凹部が内周側に最も凹む部位に位置する壁面部と平行となるように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】
上記工具本体には、上記取付孔に開口するようにピン取付孔が穿設されるとともに、このピン取付孔には係合ピンが上記取付孔内に突出して上記取付軸部に係合するように取り付けられていることを特徴とする請求項１ないし請求項４のいずれかに記載の掘削工具。
【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掘削ビットが取り付けられた掘削工具に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
この種の掘削工具としては、工具本体の先端部外周に内周側に凹むように形成された凹部に、この工具本体の中心軸線に対して平行に偏心した中心線回りに回転可能に拡径ビットが取り付けられるとともに、この工具本体の先端部中央には上記軸線に沿って取付孔が形成され、円盤状に形成されたビット本体の後端側に取付軸部が形成された掘削ビット（パイロットビット）が、この取付軸部を上記取付孔に挿入して取り付けられたものが提案されている。しかして、かかる掘削工具では、上記掘削ビットのビット本体の先端面と拡径ビットの先端面とに、超硬チップが植設されるなどして切刃が設けられており、工具本体を上記軸線回りに回転させるとともに該軸線方向先端側に打撃力を与えることにより、この軸線からの外径が拡径するように上記拡径ビットを回転させた状態で上記切刃によって掘削を行う一方、掘削終了時にはこの掘削時の回転方向とは反対向きに工具本体を回転させることにより、上記拡径ビットを縮径させた状態として工具本体を削孔から引き抜くことができる。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、このような従来の掘削工具において、上記取付孔に取付軸部を挿入して掘削ビットを工具本体に取り付ける際には、一般に取付孔の内周に雌ネジ部を形成するとともに取付軸部外周には雄ネジ部を形成してこれら雌雄ネジ部を螺合させる方法が採られている。そして、この雌雄ネジ部の捩れの向きは、掘削時の工具本体の回転によって取付軸部が緩んで掘削ビットが外れたりすることがないように、この掘削時の回転方向の後方側に向かうに従い後端側に向かうように形成されている。
【０００４】
しかしながら、このような捩れの向きに掘削ビットの取付軸部が工具本体の取付孔に螺合させられた掘削工具では、掘削時に掘削ビットに作用する荷重によって取付軸部は取付孔にきつくねじ込まれて締め付けられることとなり、摩耗などが生じた際にこの掘削ビットを取り外して交換するのに、きわめて多くの労力と時間とを要する結果となってしまう。その一方で、このような締め付けが生じることのないように、例えば断面円形の取付孔に円柱状の取付軸部を嵌挿した上で止めネジやピンで固定したりした場合には、工具本体の回転に対する掘削ビットの取付剛性を確保することができなくなって、掘削ビット先端の切刃による掘削が不可能となるおそれがある。
【０００５】
本発明は、このような事情を鑑みてなされたもので、このように取付軸部を取付孔に挿入し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、工具本体を回転させて掘削を行う場合でも掘削ビットの取付剛性を十分に確保しつつ、交換時等には掘削ビットを工具本体から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する。
【０００６】
【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、軸線回りに回転される工具本体の先端部に、先端側に切刃が設けられるとともに後端側に取付軸部が形成された掘削ビットが、上記工具本体の先端部中央に開口して上記軸線に沿って延びる取付孔に上記取付軸部を挿入させて取り付けられた掘削工具において、まず第１に、上記取付孔の内周に、上記軸線に平行に延びる凹溝を形成するとともに、上記取付軸部の外周には、その両側面が上記凹溝の両内壁に密着する突条を形成し、また上記工具本体の先端部外周には内周側に凹む凹部を形成するとともに、この凹部には、先端側に切刃が設けられた拡径ビットを上記軸線に平行に偏心した中心軸回りに回転可能に収容し、上記掘削ビットには、先端面に上記切刃が設けられた円盤状のビット本体を備えるとともに、このビット本体の後端面には、上記拡径ビットの先端部を回転可能に支持する支持部を設け、この支持部を、上記ビット本体の後端面に形成された支持孔または支持軸として、上記拡径ビットの先端には上記支持孔に嵌挿される取付軸または上記支持軸を嵌挿可能な取付孔を形成したことを特徴とし、また第２には、上記取付孔に、上記軸線に直交する断面が多角形状をなす嵌合部を形成するとともに、上記取付軸部には、その側面が嵌合部の内壁に密着する断面多角形状の被嵌合部を形成し、また上記工具本体の先端部外周には内周側に凹む凹部を形成するとともに、この凹部には、先端側に切刃が設けられた拡径ビットを上記軸線に平行に偏心した中心軸回りに回転可能に収容し、上記掘削ビットには、先端面に上記切刃が設けられた円盤状のビット本体を備えるとともに、このビット本体の後端面には、上記拡径ビットの先端部を回転可能に支持する支持部を設け、この支持部を、上記ビット本体の後端面に形成された支持孔または支持軸として、上記拡径ビットの先端には上記支持孔に嵌挿される取付軸または上記支持軸を嵌挿可能な取付孔を形成し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では、いずれの場合も取付軸部の側面が取付孔の内壁に周方向に密着した状態で取付軸部が取付孔に嵌合させられるので、上述のような雌雄ネジ部による螺合によらずとも、工具本体の回転に対する掘削ビットの取付剛性を十分に確保することができる。
【０００７】
ここで、上記凹溝を、上記凹部が内周側に最も凹む部位を避けるように形成したり、あるいは上記軸線に直交する断面において、上記嵌合部の内壁がなす上記多角形の辺を、この凹部の壁面のうち該凹部が内周側に最も凹む部位に位置する壁面部と平行となるように形成したりすれば、この凹部と上記取付孔との間に大きな肉厚を確保して、掘削ビットの取付剛性の一層の向上を図ることができるとともに、この工具本体先端部の凹部と取付孔との間に損傷が生じたりするのを防ぐことができる。
【０００８】
そして、本発明では、上記掘削ビットを、先端面に上記切刃が設けられた円盤状のビット本体を備えたものとするとともに、このビット本体の後端面に、上記拡径ビットの先端部を回転可能に支持する上述のような支持部を設けることにより、この拡径ビットについてもその取付剛性を十分に確保することが可能となる。さらに、上記工具本体に、上記取付孔に開口するようにピン取付孔を穿設するとともに、このピン取付孔には係合ピンを上記取付孔内に突出して上記取付軸部に係合するように取り付ければ、取付軸部が工具本体の先端側から取付孔に嵌挿されて取り付けられることとなる掘削ビットを確実に抜け止めすることができ、工具本体に軸線方向に打撃力が与えられる場合でも、その衝撃によって掘削ビットが外れたりするような事態を防ぐことができる。
【０００９】
【発明の実施の形態】
図１ないし図３は、本発明の第１の実施形態を示すものである。本実施形態において工具本体１は、外形形状が先端側（図１において左側）に向かうに従い段階的に拡径する概略多段円柱状に形成されていて、その縮径した後端部がシャンク部２とされており、このシャンク部２に図示されないハンマ等が取り付けられることにより、該工具本体１は掘削時にその中心軸線Ｏ方向先端側に向けて打撃力を受けるとともに、この軸線Ｏ回りに図２に符号Ｔで示す工具回転方向に回転させられる。さらに、このシャンク部２の後端面から先端側に向けては軸線Ｏに沿って掘削時に圧縮空気等が供給される貫通孔３が形成されていて、この貫通孔３は途中で３方向に分岐させられるとともに、その先端側の部分が拡径して工具本体１の先端面１Ａの中央に開口させられることにより、本実施形態における取付孔４とされており、この取付孔４に掘削ビットとしてパイロットビット５が取り付けられている。また、この工具本体１の先端部の外周には、内周側に凹むように３つの凹部６…が周方向に等間隔に形成され、これらの凹部６…にはそれぞれ上記軸線Ｏに平行に偏心した中心軸Ｘ回りに回転可能に拡径ビット７が取り付けられている。
【００１０】
上記パイロットビット５は、工具本体１の外径よりもやや小さな外径の円盤状をなすビット本体８の後端面に該ビット本体８の中心線に沿って取付軸部９が一体に突設された形状をなしており、この取付軸部９が上記取付孔４に挿入されることにより、該パイロットビット５は上記中心線を工具本体１の軸線Ｏと同軸として該工具本体１の先端部に取り付けられる。また、この取付軸部９には軸線Ｏに沿って排気孔１０が形成されており、この排気孔１０は先端側のビット本体８部分において分岐して、すり鉢状をなすこのビット本体８の先端面に放射状に形成された排気溝１１…に開口させられる一方、ビット本体８の外周面には軸線Ｏ方向に向けて延びる掘削屑の排出溝１２が周方向に間隔を開けて複数条形成されていて、上記排気溝１１…はこのうち一部の排出溝１２…に連通させられている。さらに、このビット本体６の先端面と外周面の先端側とには、超硬合金等の硬質材料よりなるチップ１３が上記排気溝１１…および排出溝１２…を避けるようにして多数植設されており、これらのチップ１３…によってパイロットビット５の先端側に設けられる切刃が構成されている。
【００１１】
一方、このパイロットビット５の上記取付軸部９は、その外径が後端側に向かうに従い３段に縮径する略多段円柱状とされており、このうち最後段の小径部９Ａの外周面には、断面略半円弧状をなす環状溝１４が中段の中径部９Ｂ側に形成されるとともに、この中段の中径部９Ｂの外周面には、軸線Ｏに平行に延びる突条１５が周方向に間隔を開けて複数条（本実施形態では６条）同形同大に形成されている。これらの突条１５…はそれぞれ、本実施形態では取付軸部９の最先段の大径部９Ｃとの間に僅かな間隔を開けた位置から中段の中径部９Ｂの全長に亙って延びるように形成され、軸線Ｏを含む平面による断面が図１に示すように該軸線Ｏに対する径方向に偏平した等脚台形状をなしている。また、この突条１５は、軸線Ｏに直交する断面においては、図４に示すように中径部９Ｂの外周面から突出する半円の突端部を平面または凸曲面によって切り欠いたように形成され、すなわちこの突条１５の周方向を向く一対の側面１５Ａ，１５Ａが、上記平面または凸曲面によって切り欠かれて形成された該突条の外周面１５Ｂ側に向かうに従い凸曲しつつ互いに接近する円弧面とされた、略等脚台形状の断面をなすように形成されている。
【００１２】
さらに、本実施形態におけるこれら６条の突条１５…は、図４に示すように取付軸部９の周方向において、互いに近接する一対の突条１５，１５が、該一対の突条１５，１５間の間隔よりも大きな間隔を開けて等間隔に３対配設された配列をなしており、各対の突条１５，１５のうち周方向の一方の側（本実施形態では上記工具回転方向Ｔの後方側）の突条１５の上記外周面１５Ｂには、軸線Ｏに対する径方向に凹む凹孔１６がそれぞれ形成されている。なお、これらの突条１５…が形成される上記中径部９Ｂは、その軸線Ｏ方向の長さが上記小径部９Ａや大径部９Ｃよりも長くされていて、突条１５の長さもこれらより長くされている。また、この大径部９Ｃは、その外径が突条１５の上記外周面１５Ｂがなす外径と略同径とされ、軸線Ｏを含む断面においてパイロットビット５のビット本体８の後端面８Ａに凹曲面を介して滑らかに連なるように形成されている。さらに、このビット本体８の後端面８Ａの外周側には、先端側に凹む断面円形の３つの支持孔１７…が周方向に等間隔に形成されており、これらの支持孔１７…は、当該パイロットビット５を工具本体１に取り付けた状態において上記中心軸Ｘと同軸となるように配設されていて、本実施形態における支持部とされている。
【００１３】
一方、工具本体１の上記凹部６は、該工具本体１の先端面１Ａから後退して先端側を向く底面１８と、この底面１８の周縁から軸線Ｏに平行に先端側に延びて上記先端面１Ａに達する壁面１９とにより画成されており、底面１８はさらに、該底面１８の工具回転方向Ｔの後方側に広がって工具回転方向Ｔ側に向けて内周側に延在する軸線Ｏに垂直な平坦面状の底面部１８Ａと、この底面部１８Ａの工具回転方向Ｔ側にあって外周側に向かうに従い後端側に傾斜する底面部１８Ｂとにより構成されていて、上記底面部１８Ａには上記中心軸Ｘを中心とした断面円形の支持孔２０が形成されるとともに、上記傾斜面部１８Ｂには、上記貫通孔３から３方向に分岐させられた分岐孔３Ａがそれぞれ開口させられている。また、この分岐孔３Ａの途中からはさらに小径孔３Ｂが分岐させられて軸線Ｏに平行に先端側に向けて延びており、この小径孔３Ｂは底面１８の上記底面部１８Ａ，１８Ｂの交差稜線部に開口させられている。さらに、工具本体１の外周には軸線Ｏに平行に延びる掘削屑の排出溝２１が各凹部６に対して２条ずつ形成されており、これらの排出溝２１，２１は上記底面部１８Ｂの外周側において工具回転方向Ｔ側とその後方側とに開口させられている。
【００１４】
これに対して、上記壁面１９は、図２に示すように先端側からみて、工具本体１の外周面に鋭角に交差するように上記底面部１８Ａの工具回転方向Ｔ後方側に屹立して工具回転方向Ｔ側を向く壁面部１９Ａと、この壁面部１９Ａに滑らかに接する上記中心軸Ｘを中心とした凹円弧面状の壁面部１９Ｂと、この壁面部１９Ｂにさらに滑らかに接して上記壁面部１８Ａに対し鋭角をなすように工具回転方向Ｔ側に真っ直ぐに延び、工具本体１の内周側に最も凹んで上記取付孔４に近接する壁面部１９Ｃと、この壁面部１９Ｃに連なる段差状の壁面部１９Ｄと、この壁面部１９Ｄを介して上記壁面部１９Ｃに対し工具回転方向Ｔ側に一段後退し、かつ該壁面部１９Ｃに平行に真っ直ぐ延びて工具本体１の外周に至る、工具回転方向Ｔの後方側を向く壁面部１９Ｅとから構成されている。
【００１５】
このように構成された凹部６に取り付けられる上記拡径ビット７は、そのビット本体２２が先端側からみて、上記壁面部１９Ｃ〜１９Ｅにそれぞれ略密着可能とされた段差状に連なる側面２２Ａ〜２２Ｃと、このうち側面２２Ａ，２２Ｃに平行に延びる側面２２Ｄと、側面２２Ａ，２２Ｄに滑らかに接する凸半円弧面状の側面２２Ｅと、側面２２Ｃ，２２Ｄ間に形成された凸曲面状の側面２２Ｆとを備えた羽根型をなしており、凸円弧面状の側面２２Ｅの半径は凹円弧面状の上記壁面部１９Ｂに密着可能な大きさとされている。また、このビット本体２２の先後端面には、側面２２Ｅがなす凸円弧の中心軸と同軸に延びる断面円形の取付軸２３，２４が該ビット本体２２に一体に形成されていて、先端側の取付軸２３はパイロットビット５の上記支持孔１７に、後端側の取付軸２４は凹部６の支持孔２０にそれぞれ嵌挿可能とされており、こうして取付軸２３，２４が支持孔１７，２０に嵌挿されて支持されることにより、当該拡径ビット７は、上記側面２２Ｅが壁面部１９Ｂに摺接しながら上述のように上記中軸Ｘを中心に回動可能とされている。
【００１６】
しかして、この拡径ビット７のビット本体２２は、該拡径ビット７が先端側からみて中心軸Ｘ回りに工具回転方向Ｔ側に回転したときには、図１の左下側に示された拡径ビット７のように上記側面２２Ａ〜２２Ｃが壁面部１９Ｃ〜１９Ｅに略密着して凹部６内に収容され、その軸線Ｏからの外径が縮径させられる一方、中心軸Ｘ回りに工具回転方向Ｔの後方側に回転したときには、図１の上側に示された拡径ビット７のように側面２２Ｄが壁面部１９Ａに当接して該ビット本体２２の側面２２Ｆ側が工具本体１の外周面よりも外周側に突出し、その軸線Ｏからの外径が拡径するようになされている。さらに、この側面２２Ｆは、こうして拡径ビット７が拡径した状態において上記軸線Ｏを中心とした凸円弧面をなすようにされており、この側面２２Ｆの先端側と上記側面２２Ｃの先端側、およびこの拡径状態で上記パイロットビット５よりも外周側に突き出すビット本体２２の先端面部分とには、やはり超硬合金等の硬質材料よりなるチップ２５が多数植設されていて、これらのチップ２５によってこの拡径ビット７の先端側に設けられる切刃が構成されている。
【００１７】
さらにまた、パイロットビット５の上記取付軸部９が挿入される上記取付孔４は、該取付軸部９の形状に合わせてその内径が工具本体１の先端面１Ａ側から上記貫通孔３に向けて３段に縮径するように形成されており、最も後端側の貫通孔３に連なる小径部４Ａは取付軸部９の小径部９Ａが、中段の中径部４Ｂは取付軸部９の中径部９Ｂが、先端面１Ａ側の大径部４Ｃは取付軸部９の大径部９Ｃが、それぞれ嵌挿可能な径および深さに形成されている。そして、このうち中径部４Ｂから大径部４Ｃにかけては、その内周に、軸線Ｏに平行に延びる上記突条１５と同数（すなわち６条）の凹溝２６が、周方向に該突条１５…と等しい間隔および配列で形成されている。これらの凹溝２６…は、それぞれ軸線Ｏに直交する断面においてその内壁２６Ａが、上記突条１５の両側面１５Ａ，１５Ａが密着可能な大きさの半円状をなして中径部４Ｂの内周面から凹むように形成され、また軸線Ｏからその溝底までの深さは上記大径部４Ｃの半径よりも大きくされており、従って大径部４Ｃにおいてもこれらの凹溝２６…は図２および図３に示すようにその溝底側が残されたまま軸線Ｏに平行に延び、先端面１Ａに達して開口させられる。
【００１８】
さらに、上記突条１５…と等しい配列とされたこれらの凹溝２６…は、周方向に互いに近接する一対の凹溝２６，２６が３対、これら対をなす凹溝２６，２６間の間隔よりも大きな間隔で周方向に等間隔に配列されることとなるが、ここで本実施形態では、これら３対の凹溝２６間の間隔が大きく開けられた部分が、図２に示すように上記凹部６の壁面１９のうち内周側に最も凹む壁面部１９Ｃ側に位置するように、すなわちこの内周側に最も凹む壁面部１９Ｃを避けて凹溝２６が形成されるようになされている。より具体的には、先端側からみて図１に示すように軸線Ｏと凹部６が内周側に最も凹む部位とを通る仮想直線（本実施形態では軸線Ｏを通って壁面部１９Ｃに直交する直線）Ｌ上に凹溝２６が形成されていないのが望ましい。
【００１９】
さらにまた、本実施形態では工具本体１に、その上記各凹部６の壁面１９のうち段差状の壁面部１９Ｄから、取付孔４の上記各対をなす凹溝２６，２６のうち工具回転方向Ｔの後方側の凹溝２６に向けて、軸線Ｏに対する径方向に工具本体１を貫通するようにピン取付孔２７が穿設されて取付溝４内に開口させられており、このピン取付孔２７は軸線Ｏ方向においては、パイロットビット５のビット本体８の後端面を工具本体１の先端面１Ａに密着させて取付軸部９を取付孔４に挿入した状態で、突条１５の外周面１５Ｂに形成された上記凹孔１６と等しい位置に配置されている。一方、工具本体１にはさらに、軸線Ｏに直交する平面内において該工具本体１の外周面から取付孔４の小径部４Ａの内周の接線方向に延び、該取付孔４に接して断面半円状に開口するようにピン取付孔２８が形成されており、このピン取付孔２８は、軸線Ｏ方向においては小径部４Ａの中径部４Ｂ側の部分を通過し、上記取付軸部９を取付孔４に挿入した状態でこの取付軸部９の小径部９Ａの断面半円状の上記環状溝１４と一致して断面略円形をなすように形成されている。そして、これらのピン取付孔２７，２８には、その大きさおよび深さに合わせた係合ピン２９，３０が外周側から挿入されてスペーサやスナップリングにより固定され、その先端部がパイロットビット５の上記凹孔１６および環状溝１４に係合させられている。
【００２０】
このような本実施形態の掘削工具は、まず上記支持孔２０に取付軸２４を嵌挿して凹部６…に拡径ビット７…をそれぞれ収容した上で、突条１５…を凹溝２６…に嵌合させるようにして取付孔４に取付軸部９を嵌挿するとともに拡径ビット７の取付軸２３を支持孔１７に嵌挿してパイロットビット５を工具本体１の先端部に装着し、さらに上記ピン取付孔２７，２８に係合ピン２９，３０を挿入して凹孔１６および環状溝１４に係合させることにより、組み立てられる。そして、掘削時には上記ハンマによって工具本体１に打撃力が与えられるとともに該ハンマを介して工具本体１が工具回転方向Ｔ側に回転させられることにより、拡径ビット７…が拡径してその先端側の切刃とパイロットビット５先端側の切刃とによって地盤等に削孔が形成され、さらに例えばこの削孔内に、工具本体１が挿通可能な内径と拡径時の拡径ビット７の外径よりも僅かに小さな外径とを有するケーシングパイプＰが挿入されてゆく。また、掘削終了後には、工具本体１が掘削時の工具回転方向Ｔとは逆回転させられることにより、拡径ビット７…が縮径するので、ケーシングパイプＰ内を通してパイロットビット５および拡径ビット７…ごと工具本体１を引き抜いてケーシングパイプＰだけを削孔内に残すことができる。
【００２１】
しかして、上記構成の掘削工具においては、この工具本体１の先端部に掘削ビットとして取り付けられるパイロットビット５が、上述のようにその取付軸部９を工具本体１の取付孔４に挿入するに際して、この取付軸部９の中径部９Ｂに形成された突条１５…を取付孔４の中径部４Ｂに形成された凹溝２６…に嵌合させて、この突条１５の両側面１５Ａ，１５Ａを凹溝２６の内壁２６Ａに密着させているので、掘削時の工具本体１の回転に伴ってパイロットビット５に作用する荷重をこの側面１５Ａ，１５Ａに密着する内壁２６Ａによって確実に受け止めることができ、このパイロットビット５の取付剛性を十分に確保することが可能となる。しかも、突条１５の両側面１５Ａ，１５Ａが凹溝２６の内壁２６Ａに直接密着しているので、取付孔４と取付軸部９との間に周方向にがたつきが生じるようなことも少ない。
【００２２】
そして、その一方で、これら突条１５…および凹溝２６…は工具本体１の軸線Ｏに平行に形成されているので、従来の雌雄ネジ部による螺合のように工具本体１の回転によって取付軸部９が取付孔４にきつく締め付けられるようなことはなく、パイロットビット５の交換時などにおいては、上記係合ピン２９，３０を抜き取ることにより、容易にパイロットビット５を取り外すことが可能である。なお、本実施形態では上記凹溝２６…を断面半円状に形成するとともに突条１５の側面１５Ａ，１５Ａをこの凹溝２６の内壁２６Ａに密着可能な円弧面状に形成しているが、突条１５を、外周面１５Ｂを平面や凸曲面で切り欠くことなくその全周に亙って凹溝２６の内壁面２６Ａに密着可能な断面半円状に形成したりしてもよく、またこのような半円形の断面ではなくとも、例えばこれら突条や凹溝の断面をその両側面と内壁とが互いに密着可能な方形状や台形状に形成したり、あるいはこれら両側面や内壁の断面がインボリュート曲線をなすように形成したりしてもよい。
【００２３】
また、本実施形態の掘削工具では、その工具本体１の先端部外周に形成された凹部６に拡径ビット７が中心軸Ｘ回りに回転可能に収容されており、掘削時にはこの拡径ビット７を拡径させることによって工具本体１よりも径の大きい削孔を形成可能とし、かつ掘削終了後には該拡径ビット７を縮径させることにより、上記削孔内に挿入したケーシングパイプＰ内を通して工具本体１を引き抜き可能としているが、このような拡径ビット７を収容する凹部６を形成するに際して、この凹部６の壁面１９のうち取付孔４に最も近接する壁面部１９Ｃにおいては、該取付孔４の内周に上記凹溝２６が形成されてはおらず、すなわちこの凹溝２６は、凹部６が工具本体１の内周側に最も凹む部位を避けるように形成されている。このため、本実施形態では、この凹部６と取付孔４との間に十分な肉厚を確保することが可能となって、これによっても掘削ビットとしてのパイロットビット５の取付剛性を確実に確保することができるので、このパイロットビット５に高い荷重が作用するような掘削条件下でも安定した掘削を促すことが可能となる。
【００２４】
さらに本実施形態では、このように拡径ビット７が工具本体１の先端部外周に回転可能に取り付けられるのに際して、上記パイロットビット５のビット本体８の後端面に支持部として支持孔１７…が形成されていて、これらの支持孔１７…に先端の取付軸２３をそれぞれ嵌挿して各拡径ビット７…が取り付けられており、すなわち該拡径ビット７はその両端が支持された状態で工具本体１に取り付けられるので、本実施形態によればこれら拡径ビット７についても高い取付剛性を確保することができ、一層安定した掘削作業を促すことが可能となる。なお、本実施形態では、このようにパイロットビット５のビット本体８後端面に支持孔１７を形成して拡径ビット７の取付軸１７を嵌挿しているが、逆にビット本体８の後端面に支持部として支持軸を形成するとともに拡径ビット７先端にはこの支持軸を嵌挿可能な取付孔を形成して拡径ビット７を支持するようにしてもよい。
【００２５】
さらにまた、本実施形態では、上記取付軸部９の６条の突条１５…のうち周方向に等間隔に位置することとなる半数の３条の突条１５…の外周面１５Ｂに凹孔１６がそれぞれ形成されるとともに、該取付軸部９の小径部９Ａには環状溝１４が形成され、工具本体１に形成されたピン取付孔２７…，２８に挿入した係合ピン２９…，３０をこれら凹孔１６…および環状溝１４に係合させることにより、軸線Ｏ方向先端側に取付軸部９が取付孔４に支持されている。従って、本実施形態によれば、例えば掘削時に上記ハンマから与えられる打撃力による衝撃などによって取付軸部９が取付孔４から抜けてパイロットビット５が外れてしまうようなこともなく、このパイロットビット５および拡径ビット７…を確実に保持して円滑な掘削作業を執り行うことができる。なお、この掘削時にパイロットビット５に作用する軸線Ｏ方向の荷重は、このパイロットビット５のビット本体８の後端面が工具本体１の先端面１Ａに密着することでこの先端面１Ａによって受け止められるので、上記係合ピン２９…，３０にかかる荷重が作用して損傷が生じるようなことはない。
【００２６】
次に、図５ないし図７は本発明の第２の実施形態を示すものであり、また図８および図９は本発明の第３の実施形態を示すものであって、いずれも図１ないし図４に示した第１の実施形態と共通する部分には同一の符号を配して説明を省略する。このうち、図５ないし図７に示す第２の実施形態は、第１の実施形態と同様に工具本体１の先端部外周に形成された３つの凹部６…のそれぞれに拡径ビット７が収容可能とされているものであって、取付孔４に上記凹溝２６が形成される代わりに断面正６角形状の嵌合部３１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５の取付軸部９には、上記突条１５に代えてこの嵌合部３１に嵌合可能なやはり断面正６角形状の被嵌合部３２が形成されていることを特徴とする。そして、さらにこの第２の実施形態では、軸線Ｏに直交する断面において図６に示すように、嵌合部３１の内壁３１Ａ…がなす正６角形の６辺のうち、周方向に１つおきに位置する３辺が、上記凹部６の壁面１９のうち該凹部６が内周側に最も凹む部位に位置する上記壁面部１９Ｃとそれぞれ平行となるように形成されている。
【００２７】
また、この第２の実施形態では、上記係合孔２７よりも後端側において、図７に示すように一対の上記ピン取付孔２８，２８が軸線Ｏに直交する一の平面上で取付孔４を挟むように互いに平行に工具本体１に形成されており、これらのピン取付孔２８，２８は上記一の平面に沿った断面において、嵌合部３１の内壁３１Ａ…がなす正６角形の６辺のうち互いに対向する２辺に沿って延びて各内壁３１Ａに断面半円形の溝状に開口するようにされている。これに対して取付軸部９の上記被嵌合部３２には、当該パイロットビット５を取り付けた状態において上記一の平面の位置に、この一の平面に沿った断面において該被嵌合部３２の側面３２Ａ…がなす正６角形の６辺のうち互いに対向する２辺に沿って平行に延びるように断面半円状の溝３２Ｂ，３２Ｂが形成されており、取付軸部９を取付孔４に挿入することにより、これらの溝３２Ｂ，３２Ｂと上記内壁３１Ａ，３１Ａに開口したピン取付孔２８，２８の断面半円形の溝とが一致して該ピン取付孔２８，２８に連通する断面円形の孔がそれぞれ画成され、これらの孔にピン取付孔２８，２８を通して係合ピン３０，３０がそれぞれ嵌挿されて取り付けられ、取付軸部９に係合させられている。
【００２８】
一方、図８および図９に示す第３の実施形態においては、工具本体１の先端部外周に４つの凹部６…が周方向に等間隔に、すなわち９０°おきに形成され、従って該凹部６…の各壁面部１９Ａ〜１９Ｅも互いに周方向に９０°おきに配設されていて、これらの凹部６…にそれぞれ拡径ビット７が収容される構成とされており、これに対して取付孔４には断面正８角形状の嵌合部３３が形成されるとともに、パイロットビット５の取付軸部９にはこの嵌合部３３に嵌合可能なやはり断面正８角形状の被嵌合部３４が形成されている。そして、さらにこの第３の実施形態では、上記嵌合部３３の内壁３３Ａ…がなす正８角形の８辺のうち、周方向に１つおきに位置する４辺が、上記凹部６の壁面１９のうち該凹部６が最も内周側に凹む部位に位置する上記壁面部１９Ｃとそれぞれ平行となるように形成されている。
【００２９】
また、この第３の実施形態でも、工具本体１の上記係合孔２７より後端側の軸線Ｏに垂直な一の平面上に、図９に示すように一対の上記ピン取付孔２８，２８が、上記嵌合部３３の内壁３３Ａ…がなす正８角形の８辺のうち互いに対向する２辺に沿って延びて該内壁３３Ａ，３３Ａに断面半円弧形に開口するように形成されるとともに、取付軸部９の被嵌合部３４には、その側面３４Ａ…の断面がなす正８角形の８辺のうち互いに対向する２辺に沿って、これらピン取付孔２８，２８の開口部分と一致して断面円形の孔を画成する断面半円弧状の溝３４Ｂ，３４Ｂが形成されている。そして、こうして形成される上記断面円形の孔に、ピン取付孔２８，２８を通して係合ピン３０，３０がそれぞれ嵌挿されて固定されることにより、該係合ピン３０，３０が取付軸部９に上記軸線Ｏ方向に係合させられている。
【００３０】
しかして、このような第２、第３の実施形態においても、取付孔４の上記嵌合部３１，３３の内壁３１Ａ…，３３Ａ…に、取付軸部９の被嵌合部３２，３４の各側面３２Ａ…，３４Ａ…が密着することにより、取付軸部９の軸線Ｏ回りの周方向の回動が拘束されるので、該取付軸部９を取付孔４に高い剛性で取り付けてパイロットビット５を工具本体１の先端部に保持することができ、また雌雄ネジ部による螺合のように掘削時に作用する荷重によって取付軸部９が取付孔４にきつく締め付けられることもない。しかも、上記第２の実施形態では３つの凹部６…の上記各壁面部１９Ｃ…が周方向に等間隔に配置され、すなわち１２０°おきに配置されているのに対して、断面正６角形状をなす嵌合部３１の内壁３１Ａ…は６０°おきに配置されて、そのうち１つおきの内壁３１Ａ…が上記壁面部１９Ｃに平行に配置され、また第３の実施形態では４つの凹部６…の各壁面部１９Ｃ…が９０°おきに配置されているのに対して、断面正８角形状をなす嵌合部３３の１つおき（９０°おき）の内壁３３Ａ…が各壁面部１９Ｃに平行に配置されており、従ってこれら壁面部１９Ｃと内壁３１Ａ，３３Ａとの間の間隔を一定に保って取付孔４周辺の剛性を確保することができる。
【００３１】
加えて、これら第２、第３の実施形態では、上記ピン取付孔２７よりも後端側に一対のピン取付孔２８，２８が形成されており、これらのピン取付孔２８，２８は軸線Ｏに垂直な上記一の平面において、取付孔４の嵌合部３１，３３の内壁３１Ａ…，３３Ａ…の断面がなす多角形の互いに対向する２辺に沿って、該取付孔４を挟み込むように形成されるとともに、取付軸部９の被嵌合部３２，３４には、その側面３２Ａ…，３４Ａ…の断面がなす多角形の互いに対向する２辺に沿って溝３２Ｂ，３２Ｂおよび溝３４Ｂ，３４Ｂが形成されていて、上記ピン取付孔２８，２８に嵌挿されて取り付けられた係合ピン３０，３０にこれらの溝３２Ｂ，３２Ｂや溝３４Ｂ，３４Ｂが係合させられている。従って、第１の実施形態のように断面円形の取付孔４および取付軸部９の接線方向に沿って形成された一のピン取付孔２８に係合ピン３０を取り付けて係合させる場合に比べ、係合ピン３０の数が増えるのは勿論、係合ピン３０と取付軸部９との係合長さを延長させることができるため、これら第２、第３の実施形態によれば、パイロットビット５のさらに確実な抜け止めを図ることができる。
【００３２】
なお、これら第２、第３の実施形態では、取付孔４の嵌合部３１，３３と取付軸部９の被嵌合部３２，３４とをそれぞれ互いに嵌合可能な断面正６、８角形状に形成しているが、嵌合部３１，３３を断面正６、８角形状とした場合には、例えば被嵌合部３２，３４を、嵌合部３１，３３の内壁３１Ａ…，３３Ａ…に密着可能な側面３２Ａ…，３４Ａ…を有する断面正１２、１６角形状や偏１２、１６角形状に形成したり、一つおきの内壁３１Ａ…，３３Ａ…に密着可能な側面３２Ａ…，３４Ａ…を有する偏６、８角形状に形成したりしてもよい。また、逆に被嵌合部３２，３４を断面正６、８角形状とした場合には、例えば嵌合部３１，３３を、被嵌合部３２，３４の一つおきの側面３２Ａ…，３４Ａ…に密着可能な内壁３１Ａ…，３３Ａ…を有する断面偏６、８角形状や、あるいは断面正３角形状、正方形状に形成したりしてもよく、特に後者の場合には、互いに隣接する内壁３１Ａ…，３３Ａ…同士が交差する隅部を、側面３２Ａ…，３４Ａ…に干渉しない範囲で凹曲面状に形成したりしてもよい。さらに、このような正６、８角形以外でも、取付孔の嵌合部に取付軸部の被嵌合部が嵌合可能であれば、他の多角形状の断面を採用することも可能である。
【００３３】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、第１に、取付孔の内周に工具本体の中心軸線に平行に延びる凹溝を形成するとともに、掘削ビットの取付軸部の外周には、その両側面が上記凹溝の両内壁に密着する突条を形成することにより、また第２には、取付孔に上記軸線に直交する断面が多角形状をなす嵌合部を形成するとともに、取付軸部にはその側面が嵌合部の内壁に密着する断面多角形状の被嵌合部を形成することにより、掘削ビットの工具本体への取付剛性を確保して安定した掘削作業を図ることができるとともに、雌雄ネジ部による螺合などの場合のように掘削時の荷重によって掘削ビットの取付軸部が工具本体の取付孔にきつく締め付けられるようなことがなく、掘削ビットの交換等をきわめて容易かつ短時間に行うことが可能となる。
【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に示す実施形態を先端側からみた正面図である。
【図３】  図１におけるＹＹ断面図である。
【図４】  図１におけるＺＺ断面図である。
【図５】  本発明の第２の実施形態を示す側断面図である。
【図６】  図５におけるＹＹ断面図である。
【図７】  図５におけるＺＺ断面図である。
【図８】  本発明の第３の実施形態を示す、図５におけるＹＹ断面に相当する図である。
【図９】  本発明の第３の実施形態を示す、図５におけるＺＺ断面に相当する図である。
【符号の説明】
１  工具本体
４  取付孔
５  パイロットビット（掘削ビット）
６  凹部
７  拡径ビット
８  パイロットビット５のビット本体
９  取付軸部
１３，２５  チップ（切刃）
１４  環状溝
１５  突条
１５Ａ  突条１５の側面
１６  凹孔
１７，２０  支持孔
１９Ｃ  凹部６の壁面１９の壁面部（凹部が内周側に最も凹む部位）
２３，２４  拡径ビット７の取付軸
２６  凹溝
２６Ａ  凹溝２６の内壁
２７，２８  ピン取付孔
２９，３０  係合ピン
３１，３３  嵌合部
３１Ａ，３３Ａ  嵌合部３１，３３の内壁
３２，３４  被嵌合部
３２Ａ，３４Ａ  被嵌合部３２，３４の側面
３２Ｂ，３４Ｂ  溝
Ｏ  工具本体１の中心軸線
Ｘ  拡径ビット７の中心軸
Ｔ  掘削時の工具回転方向
【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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