JP3903876B2 - 掘削工具 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、軸線回りに回転されるデバイスの先端部外周に拡径ビットが取り付けられるとともに先端部中央にはパイロットビットが取り付けられ、掘削時には上記拡径ビットが拡径した状態で位置決めされることにより、パイロットビットによって削孔の中央部を掘削しつつ地盤を崩し、拡径ビットによって削孔外周部を掘削して所定の径の削孔を形成する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、本発明の発明者等は、例えば特許第３０１４３４９号公報において、軸線回りに回転されるとともに該軸線方向に打撃力を受けるデバイスの先端部に、上記軸線との間に間隔をあけた軸部回りに回転可能な複数の拡径ビットが周方向に設けられ、これらの拡径ビットが、上記デバイスの掘削方向側の回転に伴い、上記軸線からの外径が拡径する方向に回転して、上記デバイスに形成された壁部に当接することにより位置決めされるとともに、上記デバイスの先端部の上記軸線上には、上記拡径ビットよりも先端側に突出するようにパイロットビットが設けられたものを提案している。従って、このような掘削工具によれば、上記パイロットビットが先行して小径の削孔を形成し、次いで後続する拡径ビットがこの削孔を拡げるような掘削形態となり、先行するパイロットビットによる掘削で土砂や岩石が崩れやすくなった地盤を後続の拡径ビットによって掘削することとなるので、掘削効率の向上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、上記公報記載の掘削工具では、上記パイロットビットが、先端面および外周面に硬質材料製のチップが多数植設された円盤状のビット本体と、この本体の裏面部中央から後端側に延びる軸部とを備えた構成とされ、この軸部外周に形成された雄ねじ部が、デバイスの先端部中央に穿設された取付孔内周の雌ねじ部にねじ込まれることにより、デバイスの先端部中央に拡径ビットよりも突出して取り付けられるようにされている。しかしながら、このようなネジによる螺合によってパイロットビットが取り付けられていると、掘削時にデバイスからこのパイロットビットに伝達される特に打撃力による衝撃により雌雄ねじ部に緩みが生じてパイロットビットの支持が不安定となったり、この緩みによって軸部と取付孔との間に遊びが生じたところにさらに打撃力による衝撃が作用することで軸部に折損が生じたりするおそれがあった。
【０００４】
本発明は、このような背景の下になされたもので、上述のような拡径ビットとパイロットビットとを備えた掘削工具において、軸部の折損等を防いでパイロットビットを安定的に支持する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。
【０００５】
【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デバイスの先端部外周に、上記軸線から偏心した中心軸回りに回転可能とされて該軸線からの外径が拡径した状態で位置決めされる拡径ビットを取り付けるとともに、このデバイスの先端部中央には、上記拡径ビットよりも先端側に突出するビット本体を備えたパイロットビットを、軸部と取付孔との嵌合により取り付けて抜け止めし、上記デバイスの先端部と、この先端部に対向する上記パイロットビットのビット本体の裏面部とに、上記軸線回りの周方向に互いに嵌合可能な凹部と凸部とを形成したことを特徴とする。従って、このような掘削工具によれば、パイロットビットが、従来のようなネジによる螺合ではなく上述のような軸部と取付孔との軸孔嵌合によってデバイスの先端部中央に取り付けられた上で抜け止めされているため、パイロットビットにデバイスを介して打撃力による衝撃が作用しても、ネジに緩みが生じるようにしてパイロットビットが不安定となったり軸部と取付孔との間に遊びが生じたりすることはない。そして、デバイスの先端部とこれに対向するパイロットビット本体裏面部とには凹部と凸部とが形成されて互いに嵌合させられており、これによりパイロットビットは上記軸線回りの周方向にもデバイスに強固に保持されて高い取付剛性が確保されるので、このような軸孔嵌合によって取り付けられていても回転力をデバイスからパイロットビットに確実に伝えることが可能となって、円滑な掘削を促すことができる。
【０００６】
ここで、上記凹部と凸部は互いに嵌合可能であるなら、どちらがデバイスの先端部外周側に設けられていてもパイロットビットのビット本体裏面部側に設けられていても構わないが、上述のように拡径ビットがその中心軸回りに回転可能にされた掘削工具においては、掘削終了後にこの拡径ビットが上記中心軸回りに拡径時とは反対向きに回転させられて、通常デバイスに形成されたスペースに収容されることにより縮径させられ、例えば当該掘削工具とともに削孔内に建て込まれたケーシング内を後退させられて削孔から引き抜かれるので、上記凹部については、このように拡径ビットが縮径した状態で該拡径ビットを収容可能に形成されたスペースを利用することにより、デバイスやパイロットビットの肉厚が大きく削がれるのを防いでその剛性を確保することができる。また、一般に上記拡径ビットは、上記中心軸を中心とした軸と孔との嵌合によって回転可能に取り付けられるが、そのような場合には、上記凸部をこの軸または孔の周囲に突出するように形成することにより、この凸部と上記凹部との嵌合によって上述のようにパイロットビットの取付剛性を確保しながらも、拡径ビットの取付剛性をも十分に確保することができる。さらに、こうして拡径ビットを軸孔嵌合によって回転可能に取り付けるに際して、該拡径ビットを、少なくともその本体の後端面から上記中心軸に沿って後端側に突出する軸が上記デバイスに形成された孔に嵌合することによって回転可能に取り付けるようにし、この軸の上記本体の後端面からの突出長さを上記孔の深さと等しくすれば、掘削時に当該掘削工具が前進する際には、拡径ビットの本体の後端面とこの軸の後端面とが、デバイス側の上記孔の周りの面と孔の底面とにそれぞれ当接して密着した状態となるので、掘削時の荷重や衝撃をこれらデバイス側の両面で分散して受け止めることができ、特に拡径ビットの上記軸に荷重や衝撃が集中するのを防いで、その折損等も防止することが可能となる。
【０００７】
【発明の実施の形態】
図１ないし図１０は本発明の一実施形態を示すものである。本実施形態においてデバイス１は、図１に示すようにその先端部１Ａが後端部１Ｂよりも一段大径とされた外形略多段円柱状をなしており、この後端部１Ｂに図示されないハンマが取り付けられることによって、掘削時には図中に符号Ｔで示す方向に軸線Ｏ回りに回転力を受けるとともに該軸線Ｏ方向先端側（図１において左側）に打撃力を受ける。
【０００８】
また、上記先端部１Ａは、図４により詳しく示すようにその後端側の部分がこれより先端側に対して僅かに大径とされた多段状をなしていて、これによりその後端部外周には後端側に向けて一段凸となる段部１Ｃが形成されており、この段部１Ｃの外径すなわちデバイス１の最大径は、図示されない円筒状のケーシングの内周に嵌挿可能な大きさとされる一方、この段部１Ｃよりも先端側の上記先端部１Ａ先端側部分の外径は、上記ケーシングの最先端に取り付けられる内径の一段小さなやはり図示されない円筒状のケーシングトップ内周に嵌挿可能な大きさとされ、上記段部１Ｃがこのケーシングトップの後端に当接することにより、上記打撃力のみがケーシングに伝達されて該ケーシングが前進し、削孔内に建て込み可能とされる。また、この先端部１Ａには、その最先端の外周部にも後端側に向けて一段凸となる段部１Ｄが形成されているとともに、この段部１Ｄの内側には軸線Ｏに直交する平面状の先端面１Ｅが形成されており、従ってこの先端面１Ｅの外径は段部１Ｄによって上記段部１Ｃより先端側の先端部１Ａの外径よりもさらに一段小径となるようにされている。
【０００９】
また、このデバイス１の先端部１Ａの外周には、上記軸線Ｏに対する周方向の幅および径方向の深さが略等しくされた断面四角形状の一対のくり粉の排出溝２Ａ，２Ｂが、それぞれ軸線Ｏに平行に上記段部１Ｄから先端部１Ａの後端に亙って延びるように、かつ周方向には互いに間隔をあけて隣接するように形成されており、このような対をなす排出溝２Ａ，２Ｂが複数対（本実施形態では４対）周方向に等間隔に位置するように形成されている。そして、本実施形態では、これらの対をなすくり粉の排出溝２Ａ…，２Ｂ…のうち、それぞれの回転方向Ｔ後方側（図２および図３において時計回り方向側）に位置する排出溝２Ａの先端側に連通するようにして、デバイス１の先端部１Ａ外周側に凹部３が形成されている。従って、本実施形態では複数（４つ）の凹部３…が周方向に等間隔に形成されることとなる。なお、これら複数の凹部３…および各対をなす排出溝２Ａ…，２Ｂ…は、それぞれ軸線Ｏ回りに９０°ずつの回転位置で互いに同形状となるように形成されている。
【００１０】
この凹部３は、上記軸線Ｏ方向にはデバイス１最先端の上記先端面１Ｅから段部１Ｄを越えた位置に至るまで後端側に凹むように、また径方向には上記先端面１Ｅ内において軸線Ｏから外周側に間隔をおいた位置から段部１Ｄを越えて上記先端部１Ａの外周に開口するように、さらに周方向には上記排出溝２Ａと対をなす排出溝２Ｂの回転方向Ｔ後方側の縁部からこの排出溝２Ａを越えて該回転方向Ｔ後方側の次の排出溝２Ｂとの間にまで形成されたものであって、より詳しくは図４および図５に示すように、上記回転方向Ｔを向く壁面３Ａと、この壁面３Ａに凹円筒面状の壁面３Ｂを介して滑らかに連なる外周側を向く壁面３Ｃと、この壁面３Ｃに鈍角に交差して外周側に向かうように凹曲折する回転方向Ｔの後方側を向く２段の壁面３Ｄ，３Ｅ、および先端側を向く底面３Ｆとにより画成されており、この底面３Ｆは軸線Ｏに垂直な方向に形成されるとともに、壁面３Ａ〜３Ｅは軸線Ｏに平行に延びるように形成されている。なお、この底面３Ｆは、デバイス１の先端部１Ａ後端側の上記段部１Ｃが上述のようにケーシングトップ後端に当接した状態で、このケーシングトップの先端から僅かに突出する位置に形成される。また、この底面３Ｆには、上記壁面３Ｂがなす凹円筒の中心軸Ｘを中心とした一定内径の断面円形の孔３Ｇが形成されるとともに、この底面３Ｆへの上記排出溝２Ａ，２Ｂの開溝部周辺には、内周側に向けて先端側に向かうにように傾斜する傾斜面３Ｈ，３Ｉが形成されている。
【００１１】
このように形成された凹部３に、本実施形態では図６および図７に示すような拡径ビット４が、上記孔３Ｇへの軸孔嵌合によって上記軸線Ｏから偏心したこの孔３Ｇの中心軸Ｘ回りに回転可能にそれぞれ取り付けられており、図２、図３、図５、および図７において中心軸Ｘを中心に時計回り方向に回転したときに、この拡径ビット４は図２に示すように上記軸線Ｏからの外径が拡径した状態で位置決めされ、またこれとは逆に反時計回り方向に回転したときには、図３に示すように上記凹部３に収容されて軸線Ｏからの外径がデバイス１の先端部１Ａの段部１Ｃよりも先端側の部分の外径以下となるようにされている。従って、本実施形態では上記凹部３は、拡径ビット４が縮径した状態で該拡径ビット４を収容可能なスペースを兼ねることとなる。
【００１２】
この拡径ビット４は、上記中心軸Ｘ方向視に概略扇形なす厚肉のブロック状の本体４Ａと、この本体４Ａの先後端面４Ｘ，４Ｙから突出して上述のように軸孔嵌合した際に中心軸Ｘを中心に延びる略円柱状の軸４Ｂ，４Ｃとが一体に形成されたものであって、このうち後端側（図６において右側）に突出する軸４Ｃは、先端側（図６において左側）に突出する軸４Ｂよりも長くかつ大径とされて、この軸４Ｃが上記孔３Ｇに回転可能に嵌挿させられて軸孔嵌合させられる。なお、この後端側に突出する軸４Ｃは、その本体４Ａの後端面４Ｙからの突出長さが上記孔３Ｇの深さと等しくされていて、図１に示すようにこの軸４Ｃの後端面４Ｚが孔３Ｇの孔底面３Ｚに当接したところで本体４Ａの後端面４Ｙが凹部３の底面３Ｆに当接可能とされている。また、この本体４Ａは、該拡径ビット４が拡径した状態で凹部３の上記壁面３Ａに当接することにより該拡径ビット４を位置決めする側面４Ｄと、この側面４Ｄに中心軸Ｘを中心とした凸円筒面状の側面４Ｅを介して滑らかに連なる側面４Ｆと、この側面４Ｆに鈍角に交差する方向に凸曲折する側面４Ｇと、この側面４Ｇと側面４Ｄとを結ぶ凸円筒面状の側面４Ｈとを備えており、側面３Ｄ〜３Ｇは中心軸Ｘに平行に延びるように形成される一方、側面４Ｈの後端側部分は後端側に向かうに従い漸次後退するように傾斜させられるとともに、本体４Ａの先端面４Ｘの側面４Ｇ，４Ｈ側縁部には該側面４Ｇ，４Ｈ側に向かうに従い後端側に傾斜する１または複数段の傾斜面が形成され、また側面４Ｆと側面４Ｇ、側面４Ｇと側面４Ｈ、および側面４Ｈと側面４Ｄとのそれぞれの交差稜線部には面取りが施されている。
【００１３】
さらに、上記側面４Ｅがなす凸円筒面の半径は、軸４Ｃを凹部３の孔３Ｇに嵌挿した状態で凹円筒面状をなす上記壁面３Ｂに摺接可能な大きさとされ、また側面４Ｈがなす凸円筒面は、図２に示すように拡径ビット４が拡径した状態で、軸線Ｏを中心として上記ケーシングやケーシングトップの外径よりも大きな径の円筒面の一部をなすようにされている。そして、この拡径ビット４の本体４Ａの先端面４Ｘにおける傾斜面とその周辺とには、超硬合金等の硬質材料よりなるボタン状のチップ５が多数植設されており、該拡径ビット４が拡径した状態でデバイス１と一体に回転方向Ｔに回転することにより、これらのチップ５…によって削孔の外周側を掘削してゆく。なお、本体４Ａの先端面４Ｘには、この先端面４Ｘから突出する上記軸４Ｂの後端部の周りに、中心軸Ｘを中心として上記側面４Ｅがなす円筒面と同径の円板状をなして先端側に凸となる段部４Ｉが形成されており、上記チップ５…の突出高さはこの段部４Ｉを越えない大きさとされている。また、この拡径ビット４の上記側面４Ｅを挟む側面４Ｄと側面４Ｆとの挟角は、上記壁面３Ｂを挟む凹部３の壁面３Ａと壁面３Ｃとの挟角よりも小さくされるとともに、側面４Ｆと側面４Ｇとの挟角は壁面３Ｃと壁面３Ｄとの挟角と等しくされており、拡径ビット４が縮径した状態では図２に示すようにこれらの側面４Ｆ，４Ｇが壁面３Ｃ，３Ｄに当接して上述のように本体４Ａが凹部３に収容され、その外径が小さくなるようにされている。
【００１４】
さらにまた、デバイス１には、その後端部１Ｂから先端部１Ａに亙って断面円形の貫通孔６が軸線Ｏに沿って形成されていて、この貫通孔６は先端部１Ａ内においてその内径が１段拡径して一定内径で上記先端面１Ｅに開口するようになされており、この拡径した部分が後述するパイロットビット７の取付孔６Ａとされている。ここで、デバイス１の先端部１Ａには、軸線Ｏに直交する断面においてこの取付孔６Ａがなす円の接線方向に延びる一対のピン孔６Ｂ，６Ｂが、図５に示すように軸線Ｏを間にして互いに平行に、かつ軸線Ｏ方向には図４に示すように段違いにずらされて形成されている。これらのピン孔６Ｂ，６Ｂは、その一端がそれぞれ軸線Ｏを挟んで互いに反対側に位置する一対の上記排出溝２Ａ，２Ａの底面に開口させられ、この一端から上記取付孔６Ａがなす円との接点を越えた部分までが大径部とされ、これよりも先は一段縮径する段部を介して小径部とされて、その他端がデバイス１の先端部１Ａ外周面に開口するように貫通させられており、上記円との接点部分においては取付孔６Ａとオーバーラップして該ピン孔６Ｂの断面がなす円の軸線Ｏ側の略半円部分が取付孔６Ａ内周面に開口するようにされている。
【００１５】
また、上記貫通孔６には、取付孔６Ａに至る前の小径の部分から分岐するさらに小径の４つの分岐孔６Ｃ…が、図４に示すようにそれぞれ外周側に向かうに従い後端側に向けて傾斜するように、かつ図５に示すように互いに周方向に等間隔とされて各々上記排出溝２Ａの溝底に開口するように形成されている。さらに、これらの分岐孔６Ｃ…の途中からは、先端側に向かうに従い図５に示すように上記回転方向Ｔの後方側に僅かに傾斜するように排気孔６Ｄがそれぞれ分岐させられており、この排気孔６Ｄの先端は、凹部３の上記底面３Ｆにおいて上記孔３Ｇの回転方向Ｔ側に隣接するように開口させられている。
【００１６】
一方、取付孔６Ａに取り付けられる上記パイロットビット７は、図８ないし図１０に示すようにデバイス１の先端面１Ｅと略同径の円盤状をなすビット本体７Ａと、このビット本体７Ａの裏面部７Ｂの中央から突出する一定外径の肉厚円筒状の軸部７Ｃとが一体に同軸形成されてなるものであり、この軸部７Ｃが上記取付孔６Ａに嵌合して挿入されることによって図示のように軸線Ｏを中心としてデバイス１の先端部１Ａに取り付けられる。また、ビット本体７Ａの先端面はその中央部が凹状となるようにされているとともに、この中央部からビット本体７Ａの外周面にかけては４条の凹溝７Ｄ…が周方向に等間隔に形成されており、このビット本体７Ａ先端面にはやはり超硬合金等の硬質材料よりなるボタン状のチップ５…が上記凹溝７Ｄ…を避けるようにして多数植設されているとともに、円筒状の上記軸部７Ｃの内周部先端からは１対の排気孔７Ｅ，７Ｅが分岐させられていて、これらの排気孔７Ｅ，７Ｅは上記凹溝７Ｄ…のうち上記軸線Ｏを挟んで互いに反対側に位置する一対の凹溝７Ｄ，７Ｄの中央部側に開口させられている。さらにまた、ビット本体７Ａ外周面には、周方向に隣接する凹溝７Ｄ，７Ｄ同士の間に、これよりも僅かに浅い凹溝７Ｆがやはり周方向に等間隔に形成されている。
【００１７】
さらに、上記軸部７Ｃの外周部には、上記ピン孔６Ｂと略同径の断面半円状をなす一対のピン溝７Ｇ，７Ｇが、軸線Ｏに直交する断面においてこの軸部７Ｃ外周がなす円の接線方向に延びるように軸線Ｏを挟んで互いに反対側に平行に、かつ軸線Ｏ方向においてはピン孔６Ｂ，６Ｂ同士の軸線Ｏ方向のずれ量と等しいずれ量で段違いにずれるように形成されており、これらのピン溝７Ｇ，７Ｇを、ピン孔６Ｂ，６Ｂが取付孔６Ａ内に開口した部分にこれらのピン溝７Ｇ，７Ｇを合わせるように軸部７Ｃを取付孔６Ａに嵌挿した上で、ピン孔６Ｂ，６Ｂにピン８，８を嵌挿してピン溝７Ｇ，７Ｇに係止させて固定することにより、パイロットビット７が周方向に位置決めされた上で先端側に抜け止めされるようになされている。なお、ビット本体７Ａの裏面部７Ｂ内周側の軸部７Ｃの周りの部分は、こうしてパイロットビット７の軸部７Ｃが抜け止めされて取付孔６Ａに取り付けられた状態で、図１に示すようにデバイス１の上記先端面１Ｅに密着可能な円環状の平坦面とされている。
【００１８】
そして、このビット本体７Ａの裏面部７Ｂには、デバイス１の先端部１Ａ外周に形成された上記凹部３と嵌合可能な凸部９がビット本体７Ａと一体に形成されている。ここで、本実施形態では、上述のようにパイロットビット７が周方向に位置決めされた状態で、デバイス１に形成された複数（４つ）の凹部３…のそれぞれに嵌合可能な４つの凸部９…が周方向に等間隔に裏面部７Ｂの外周側に形成されており、しかも各凸部９は、回転方向Ｔの後方側に位置する第１の凸部９Ａと、これに対して周方向に間隔をあけて回転方向Ｔ側に位置する第２の凸部９Ｂとの２つの凸部９Ａ，９Ｂによってそれぞれ構成されている。
【００１９】
このうち、各凸部９…の第１の凸部９Ａは、パイロットビット７の上記軸部７Ｃをデバイス１の上記取付孔６Ａに位置決めして嵌合させた状態で、デバイス１の各凹部３…の上記孔３Ｇの中心軸Ｘとそれぞれ同軸となる肉厚の円筒状をなすように裏面部７Ｂから突出して形成されていて、この第１の凸部９Ａがなす上記円筒の外径は、その外周面が凹部３の上記壁面３Ｂがなす凹円筒面の内周に密着可能な大きさとされている。一方、第２の凸部９Ｂは、周方向に上記凹溝７Ｆと略等しい位置において裏面部７Ｂから後端側に突出する凸壁状に形成されており、その回転方向Ｔ側を向く壁面９Ｃは、やはりパイロットビット７をデバイス１に位置決めして嵌合させた状態で、凹部３の凹曲折する上記壁面３Ｄ，３Ｅに密着可能な凸曲折面状に形成されている。従って、こうして第１の凸部９Ａが壁面３Ｂに嵌挿され、また第２の凸部９Ｂが壁面３Ｄ，３Ｅに密着させられることにより、これら第１、第２の凸部９Ａ，９Ｂによって構成される凸部９は、上記軸孔嵌合状態において相対する凹部３に回転方向Ｔとその後方側とに拘束されて、上述のように該凹部３に嵌合させられることとなる。
【００２０】
また、凸部９のこれら第１、第２の凸部９Ａ，９Ｂの上記裏面部７Ｂからの突出高さは、デバイス１の上記先端面１Ｅから段部１Ｄの底までの深さよりも僅かに小さくされるとともに、第１の凸部９Ａがなす円筒の内周部によって画成される孔９Ｄは、拡径ビット４の先端側に突出する軸４Ｂが嵌挿可能な内径および深さとされており、パイロットビット７をデバイス１に位置決め嵌合させて取り付けた状態で、上記拡径ビット４は、その先後端に突出する軸４Ｂ，４Ｃを上記孔９Ｄ，３Ｇに軸孔嵌合させて上記中心軸Ｘ方向すなわち軸線Ｏ方向に拘束され、かつ上述のように本体４Ａの後端面３Ｙと軸４Ｃの後端面４Ｚを凹部３の底面３Ｆと孔３Ｇの孔底面３Ｚとにそれぞれ当接させたときに、図１に示すように段部４Ｉおよび軸４Ｂの先端面と第１の凸部９Ａの後端面および孔９Ｄの孔底との間に僅かに間隔があけられるようにされて、本体４Ａやビット５が上記凸部９に干渉することなく中心軸Ｘ回りに回転可能に支持される。従って、本実施形態では、凸部９の円筒状に形成された上記第１の凸部９Ａは、拡径ビット４の軸４Ｂと軸孔嵌合する上記孔９Ｄの周囲に後端側に向けて突出するように形成されることとなる。
【００２１】
ただし、図１０に示すように、この第１の凸部９Ａの裏面部７Ｂ内周側部分は、該裏面部７Ｂの内周側が上述のように円環状の平坦面に形成されるのに伴って、この平坦面の外周側に重なる部分が軸線Ｏを中心とした凹円弧面に切り欠かれるように形成されるとともに、第１の凸部９Ａの裏面部７Ｂ外周側の部分は、上記凹溝７Ｆによって内周側部分よりも半径の小さなやはり凹円弧面状に切り欠かれている。また、上記第２の凸部９Ｂの外周側部分も上記凹溝７Ｄによって切り欠かれている。一方、個々の凸部９において第１の凸部９Ａと第２の凸部９Ｂとの間の裏面部７Ｂ外周部には、内周側に向かうに従い後端側に向けて傾斜する傾斜面７Ｈが形成されるとともに、これと上記第１、第２の凸部９Ａ，９Ｂ以外の裏面部７Ｂ外周部は、内周側の円環面と面一な平坦面とされている。
【００２２】
なお、本実施形態では、こうして軸孔嵌合する拡径ビット４の先端側の軸４Ｂと、この軸４Ｂが嵌合する上記凸部９の円筒状の第１の凸部９Ａ内周の孔９Ｄとに、カラー１０Ａ，１０Ｂが設けられている。これらのカラー１０Ａ，１０Ｂは、軸４Ｂや孔９Ｄが形成される拡径ビット４やパイロットビット７を構成する材質よりも高い硬度を有するものであって、これら拡径ビット４やパイロットビット７の材質と異なる材種でもよく、また例えば拡径ビット４やパイロットビット７の材質が鋼材である場合でもカラー１０Ａ，１０Ｂをこれより硬度の高い鋼材製とするなど、同種の材種であってもよい。また、本実施形態ではカラー１０Ａ，１０Ｂはいずれも円筒状であって、焼きバメ等により軸４Ｂの外周および孔９Ｄの内周に取り付けられており、拡径ビット４が回転するときには軸４Ｂに取り付けられたカラー１０Ａが該軸４Ｂと一体に回転してその外周と孔９Ｄ側のカラー１０Ｂの内周とが摺接されるようになされている。
【００２３】
従って、このように構成された掘削工具においては、まず第１にパイロットビット７が、その円筒状の軸部７Ｃをデバイス１の取付孔６Ａに嵌合させて挿入されることにより取り付けられ、この軸部７Ｃに形成されたピン溝７Ｇ，７Ｇにピン８，８が係止されることにより抜け止めされるので、従来のようなネジによる螺合によってパイロットビットが取り付けられている場合に対し、上記ハンマからデバイス１に与えられる打撃力による衝撃によってネジが緩んでパイロットビット７の支持が不安定となったり軸部７Ｃと取付孔６Ａとの間に遊びが生じたりすることがなく、こうして緩みや遊びが生じたところにさらに衝撃が作用することによって軸部７Ｃに折損が生じたりすることもない。そして、その一方で、デバイス１の先端部１Ａとこの先端部１Ａに対向するパイロットビット７のビット本体７Ａの裏面部７Ｂとには、互いに嵌合可能な凹部３と凸部９とが形成されており、この凹凸部３，９の嵌合によってパイロットビット７がデバイス１の周方向に拘束されて強固に保持されるので、掘削時にデバイス１を介してパイロットビット７に伝えられる回転力に対してもパイロットビット７に高い取付剛性を確保することができ、この回転力によって軸部７Ｃが捻られることにより上記ピン溝７Ｇやピン８あるいは軸部７Ｃ自体に損傷を生じたりするような事態を防止して、回転力を確実にパイロットビット７に伝達し、円滑な掘削を図ることが可能となる。
【００２４】
また、特に本実施形態では、上記凹凸部３，９が複数ずつ周方向に等間隔に形成されて嵌合可能とされており、しかもこれらの凸部９…がパイロットビット７のビット本体７Ａの裏面部７Ｂ外周側に形成されているので、軸線Ｏ回りの回転力に対してより強固にビット本体７Ａを保持して一層の剛性の向上を図ることができる。さらに、この凸部９は周方向に間隔をあけた第１、第２の凸部９Ａ，９Ｂによってそれぞれ構成されていて、円筒状の第１の凸部９Ａは凹部３の回転方向Ｔ後方側に位置する壁面３Ｂに、また凸壁状の第２の凸部９Ｂは回転方向Ｔ側に位置する壁面３Ｄ，３Ｅにそれぞれ密着可能とされているので、パイロットビット７に作用する回転力をこれら第１、第２の凸部９Ａ，９Ｂによって分散して受け止めることができるとともに、特に掘削時の回転方向Ｔ後方側に位置して大きな回転力が作用する第１の凸部９Ａが剛性の高い円筒状とされているので、より一層円滑かつ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、上述のように拡径ビット４が中心軸Ｘ回りに回転して拡縮径する際の縮径状態において、この拡径ビット４の本体４Ａが上記凹部３に収容可能とされており、すなわちパイロットビット７側の凸部９と嵌合する凹部３がこの拡径ビット４を収容するスペースとしても利用されている。このため、このパイロットビット７とデバイス１とを嵌合させるための凹部を形成するに際してデバイス１の肉厚を徒に大きく削ぐことがなく、これにより凸部９が嵌合するデバイス１の剛性を一層確実に確保することができて、パイロットビット７をさらに強固に保持することが可能となる。
【００２６】
さらにまた、本実施形態では、上記拡径ビット４がその先後端に突出する軸４Ｂ，４Ｃを、パイロットビット７の裏面部７Ｂに形成された孔９Ｄとデバイス１の凹部３に形成された孔３Ｇとに軸孔嵌合させて中心軸Ｘ回りに回転可能とされるとともに、上記凸部９のうち第１の凸部９Ａはこのパイロットビット７側の孔９Ｄを内周部とする円筒状に形成されていて、該孔９Ｄの周囲に突出するようにされている。従って、本実施形態によれば、この孔９Ｄに嵌挿されて回転可能に支持される拡径ビット４の軸４Ｂは、その本体４Ａに近い根元部分までが第１の凸部９Ａによって支持されることとなって、これにより拡径ビット４の取付剛性も十分に確保することが可能となり、上述のようにパイロットビット７の取付剛性も凹凸部３，９の嵌合により確保されることとも相俟って、これらのビット４，７によりさらに円滑かつ安定した掘削を図ることが可能となる。
【００２７】
また、本実施形態では、このように拡径ビット４がその軸４Ｂ，４Ｃを孔９Ｄ，３Ｇに回転可能に軸孔嵌合させるに際して、上述のように本体４Ａの後端面４Ｙから突出する軸４Ｃの後端面４Ｚが孔３Ｇの孔底面３Ｚに当接したところで、上記後端面４Ｙが凹部３の底面３Ｆに当接可能となるように、軸４Ｃの突出長さが孔３Ｇの深さと等しくされており、掘削時に当該掘削工具が先進する際には、図１に示すようにこれら後端面４Ｙ，４Ｚが底面３Ｆ，３Ｚにそれぞれ密着した状態とされる。このため、この前進時に拡径ビット４に作用する荷重や衝撃は、デバイス１のこれら底面３Ｆ，３Ｚに分散して受け止められることとなるので、拡径ビット４の特に軸４Ｃにこのような荷重や衝撃が集中して折損が生じたりするような事態をも、未然に防止することが可能となる。さらに、本実施形態では、パイロットビット７の軸部７Ｃについても、上述のようにこの軸部７Ｃが抜け止めされて取付孔６Ａに取り付けられた状態で、ビット本体７Ａの裏面部７Ｂ内周側の軸部７Ｃの周りの平坦面がデバイス１の先端面１Ｅに密着可能とされており、このため少なくとも軸部７Ｃのみに掘削時の荷重や衝撃が集中することはなく、しかもこの軸部７Ｃの抜け止めのために形成された上記ピン溝７Ｇ，７Ｇは軸線Ｏ方向に段違いにずれるように形成されていて、軸部７Ｃの断面積がこれらピン溝７Ｇ，７Ｇによって大きく削がれることもないので、上記凹凸部３，９の嵌合とも相俟ってその折損等をより一層確実に防止することが可能となる。
【００２８】
なお、本実施形態では、このようにデバイス１側に凹部３が、またパイロットビット７側に凸部９がそれぞれ形成されているが、これとは逆にデバイス１の先端部１Ａに凸部を、パイロットビット７の裏面部７Ｂに凹部を形成して嵌合させるようにしてもよく、あるいはこれらデバイス１とパイロットビット７との双方に互いに嵌合可能な凹凸部と凸凹部とを形成するようにしてもよい。また、本実施形態では、デバイス１とパイロットビット７との軸孔嵌合と、これらデバイス１およびパイロットビット７と拡径ビット４との軸孔嵌合とが、いずれもビット４，７の本体４Ａ，７Ａに形成された軸４Ｂ，４Ｃや軸部７Ｃをデバイス１やパイロットビット７の孔３Ｇ，９Ｄや取付孔６Ａに嵌挿させることによるものとされているが、これらについても逆に、デバイス１側に軸部を設けてパイロットビット７に形成した取付孔に軸孔嵌合させたり、あるいはデバイス１やパイロットビット７に中心軸Ｘを中心とした軸を突設して拡径ビット４に形成した孔に回転可能に嵌挿したりするようにしてもよい。なお、このようにパイロットビット７に拡径ビット４の孔と嵌合する軸を設けたりした場合において、上記実施形態と同様にパイロットビット７側に中心軸Ｏを中心とした凸部９（第１の凸部９Ａ）を設けてデバイス１側の凹部３と嵌合させるようにしたときには、この凸部９は上記軸の根元の周りに突出するように形成されることとなり、すなわちこの軸と凸部とで多段の円柱状に形成されることとなる。
【００２９】
一方、本実施形態では、こうして軸孔嵌合により回転可能とされた拡径ビット４の先端側の軸４Ｂの外周と、該軸４Ｂが嵌挿されるパイロットビット７側の孔９Ｄの内周とに、これら拡径ビット４やパイロットビット７を構成する材質よりも高硬度のカラー１０Ａ，１０Ｂが取り付けられている。従って、拡径ビット４が中心軸Ｘ回りに回転する際に、軸４Ｂと孔９Ｄとの間においてはこれら高硬度のカラー１０Ａ，１０Ｂが摺動するだけであるので、長期の使用に伴って拡径ビット４が数多く拡縮径を繰り返しても、拡径ビット４の軸４Ｂやパイロットビット７の孔９Ｄには摩耗が生じることはなく、このような摩耗によって拡径ビット４にがたつきが生じたり軸４Ｂが折損したりするような事態を防止することができ、拡径ビット４の長寿命化を果たして、引いては当該掘削工具の寿命の延長を図ることが可能となる。
【００３０】
しかも、本実施形態ではこのカラー１０Ａ，１０Ｂが、拡径ビット４の先後端に突出する軸４Ｂ，４Ｃのうち外径の小さい先端側の軸４Ｂの外周と、この軸４Ｂが嵌合する孔９Ｄの内周とに取り付けられており、すなわち同じ摩耗量であっても摩耗による軸径の減少率が大きい小径の軸４Ｂがカラー１０Ａ，１０Ｂによって保護されることとなるので、一層効果的にビット４の寿命の延長を図ることができる。ただし、後端側に突出する大径の軸４Ｃと孔３Ｇとの外内周にカラーを設けるようにしてもよく、またこれら先後端の軸４Ｂ，４Ｃと孔９Ｄ，３Ｇの双方に設けるようにしても勿論構わない。さらに、軸４Ｂ，４Ｃや孔９Ｄ，３Ｇの外内径が制限されざるを得ない場合などには、軸の外周と孔の内周とのいずれか一方のみにカラーを設けるようにしてもよい。
【００３１】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、デバイスにパイロットビットを、軸部を取付孔との嵌合によって取り付けることにより、従来のネジの螺合による取り付けのように掘削時の衝撃による緩みが生じるのを防いでパイロットビットの支持が不安定となったり軸部が折損したりするのを防止することができる一方、このデバイスの先端部とパイロットビットの裏面部とに設けられた凹凸部を互いに嵌合させることにより、掘削時の回転力に対して高い取付剛性をパイロットビットに与えることが可能となり、これらにより長期に亙って円滑かつ安定した掘削を促すことができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】 本発明の一実施形態を示す一部破断側面図である。
【図２】 図１に示す実施形態の拡径ビット４…が拡径した状態を示す先端視の一部破断正面図である。
【図３】 図１に示す実施形態の拡径ビット４…が縮径した状態を示す先端視の一部破断正面図である。
【図４】 図１に示す実施形態のデバイス１を示す側断面図である（ただし、後端部１Ｂは図示が略されている。）。
【図５】 図４に示すデバイス１の先端視の正面図である。
【図６】 図１に示す実施形態の拡径ビット４の側面図である（ただし、チップ５は図示が略されている。）。
【図７】 図６に示す拡径ビット４の先端視の正面図である。
【図８】 図１に示す実施形態のパイロットビット７の側断面図である（ただし、チップ５は図示が略されている。）。
【図９】 図１に示す実施形態のパイロットビット７の先端視の正面図である。
【図１０】 図１に示す実施形態のパイロットビット７の後端視の背面図である。
【符号の説明】
１ デバイス
１Ａ デバイス１の先端部
３ 凹部
３Ｆ 凹部３の底面
３Ｇ 孔
３Ｚ 孔３Ｇの孔底面
４ 拡径ビット
４Ａ 拡径ビット４の本体
４Ｂ，４Ｃ 拡径ビット４の軸
４Ｙ 本体４Ａの後端面
４Ｚ 軸４Ｃの後端面
５ チップ
６Ａ 取付孔
７ パイロットビット
７Ａ パイロットビット７のビット本体
７Ｂ ビット本体７Ａの裏面部
７Ｃ 軸部
８ ピン
９ 凸部
９Ａ 第１の凸部
９Ｂ 第２の凸部
１０Ａ，１０Ｂ カラー
Ｏ デバイス１の軸線
Ｘ 拡径ビット４の中心軸
Ｔ 掘削時のデバイス１の回転方向

Claims (4)

1. 軸線回りに回転されるデバイスの先端部外周に、上記軸線から偏心した中心軸回りに回転可能とされて該軸線からの外径が拡径した状態で位置決めされる拡径ビットが取り付けられるとともに、このデバイスの先端部中央には、上記拡径ビットよりも先端側に突出するビット本体を備えたパイロットビットが、軸部と取付孔との嵌合によって取り付けられて抜け止めされており、上記デバイスの先端部と、この先端部に対向する上記パイロットビットのビット本体の裏面部とには、上記軸線回りの周方向に互いに嵌合可能な凹部と凸部とが形成されていることを特徴とする掘削工具。
2. 上記凹部は、上記拡径ビットが縮径した状態で該拡径ビットを収容可能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。
3. 上記拡径ビットは、上記中心軸を中心とした軸と孔との嵌合によって回転可能に取り付けられており、上記凸部はこの軸または孔の周囲に突出するように形成されていることを特徴とする請求項１または請求項２に記載の掘削工具。
4. 上記拡径ビットは、少なくともその本体の後端面から上記中心軸に沿って後端側に突出する軸が上記デバイスに形成された孔に嵌合することによって回転可能に取り付けられており、この軸の上記本体の後端面からの突出長さが上記孔の深さと等しくされていることを特徴とする請求項１ないし請求項３のいずれかに記載の掘削工具。

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