JP6151604B2

JP6151604B2 - 掘削工具及び揺動制御管

Info

Publication number: JP6151604B2
Application number: JP2013167156A
Authority: JP
Inventors: 和夫藤墳; 裕貴高月; 光政岡村; 雅之山下; 宏二石山; 宏実佐伯
Original assignee: Mitsubishi Materials Corp; Nishimatsu Construction Co Ltd; Toda Corp; Furukawa Rock Drill Co Ltd
Current assignee: Mitsubishi Materials Corp; Nishimatsu Construction Co Ltd; Toda Corp; Furukawa Rock Drill Co Ltd
Priority date: 2013-08-09
Filing date: 2013-08-09
Publication date: 2017-06-21
Anticipated expiration: 2033-08-09
Also published as: JP2015036467A

Description

本発明は、アンカー、ロックボルト、基礎杭等を設置するために、地盤や地山に掘削する孔を、その先端部や中間部で拡縮する掘削工具及び揺動制御管に関する。

鉱山・トンネルをはじめとする掘削現場において、地山補強のため、地山に掘削した孔にアンカーやロックボルトを設置することが行われる。さらに、より強固に地山を補強するため、アンカーやロックボルトを貫入させる孔の先端部や中間部にその内径を拡径した拡径部を形成し、この部分におけるセメントやモルタルの充填体積を増やすことが行われている。

このような拡径部を有した孔を形成するための掘削工具として、特許文献１には、掘削ビット本体に対し、その軸線方向に進退するくさび状の部材によってビットを径方向に出没させることで、孔の拡縮を可能とした構成が開示されている。

また、特許文献２には、二つのブロックからなるビットヘッドを有した掘削用ビット本体を回転させてビットヘッドを孔の周囲の地山に押し付けることで、ビットヘッドを構成する二つのブロックに回転抵抗を付与し、二つのブロックを外周側に突出させる構成が開示されている。

特開平７−２２９３８２号公報特開昭６３−１１７８９号公報

しかしながら、特許文献１に記載されたような構成によれば、ビットを径方向に出没させるために、くさび状の部材と、この部材を進退させるための機構が必要となり、構造が複雑でコストもかかるという問題がある。

また、特許文献２に記載された掘削ビットは、掘削開始時は拡径状態で掘削を開始し、作業終了後にビットを縮径して回収することを目的とした掘削ビットである。よって、この掘削ビットは、作業途中での拡縮径を想定されておらず、特に孔内で縮径状態から拡径状態に移行しようとしても、この掘削ビット構成では打撃が孔の軸線方向にしか加わらないため、ビットヘッドを孔内側面へ押し付ける力を生じさせることができず、孔壁を掘削して拡径することが不可能となっている。このような問題は、アンカーやロックボルト用の孔に限らず、地盤中に構築される基礎杭用の孔を形成する際にも共通する。

そこで、本発明は、安価でありながら、孔の拡縮を確実に行うことのできる掘削工具及び揺動制御管を提供することを目的とする。

本発明は、上記課題を解決するために、以下の手段を採用する。
即ち、本発明の第１の掘削工具は、概略円柱状に形成されると共に、先端側外周には軸方向に沿って平坦に面取りした可動刃取付面が形成され、且つ、先端面に掘削用チップが植設された工具本体と、先端面に掘削用チップが植設されると共に、前記可動刃取付面に沿って揺動可能に基端が前記可動刃取付面に結合されて、前記工具本体の回転時の遠心力で先端側が前記工具本体の径方向の外方に移動可能な可動刃体と、前記工具本体の中心軸方向にスライド可能に前記工具本体の外周に嵌合する筒状構造に形成され、先端筒部が前記工具本体上に設定された揺動拘束位置に位置するときには、前記先端筒部が前記可動刃体の上に被さって前記可動刃体の先端側が前記工具本体の径方向の外方へ移動することを規制し、前記先端筒部が前記工具本体の中心軸に沿って前記揺動拘束位置から所定距離だけ後退した揺動許容位置に位置したときには、前記可動刃体の先端側が前記工具本体の径方向の外方へ移動することを許容する揺動制御管と、を備え、前記工具本体の外周に嵌合する前記揺動制御管の基端側筒部の内周には、該基端側筒部の内周を周回する係止溝が設けられ、前記工具本体は、その外周面上で、前記揺動拘束位置に位置している前記揺動制御管上の前記係止溝に対応する第１位置と、及び前記揺動許容位置に位置している前記揺動制御管上の前記係止溝に対応する第２位置との二つの位置に、前記工具本体の外周を周回する連結用溝が備えられ、前記揺動拘束位置又は揺動許容位置に位置する前記揺動制御管は、外方に凸の円弧状に形成されて前記係止溝に嵌合する凸円弧部と、内方に凸の円弧状に形成されて前記連結用溝に嵌合する凹円弧部とが周方向に交互に並ぶと共に、前記凹円弧部に所定以上のスラスト荷重が作用すると、前記凹円弧部が前記連結用溝から離脱するように各円弧部が弾性変形するリング状バネ部材によって、工具本体に固定されることを特徴とする。
また、本発明の第２の掘削工具は、概略円柱状に形成されると共に、先端側外周には軸方向に沿って平坦に面取りした可動刃取付面が形成され、且つ、先端面に掘削用チップが植設された工具本体と、先端面に掘削用チップが植設されると共に、前記可動刃取付面に沿って揺動可能に基端が前記可動刃取付面に結合されて、前記工具本体の回転時の遠心力で先端側が前記工具本体の径方向の外方に移動可能な可動刃体と、前記工具本体の中心軸方向にスライド可能に前記工具本体の外周に嵌合する筒状構造に形成され、先端筒部が前記工具本体上に設定された揺動拘束位置に位置するときには、前記先端筒部が前記可動刃体の上に被さって前記可動刃体の先端側が前記工具本体の径方向の外方へ移動することを規制し、前記先端筒部が前記工具本体の中心軸に沿って前記揺動拘束位置から所定距離だけ後退した揺動許容位置に位置したときには、前記可動刃体の先端側が前記工具本体の径方向の外方へ移動することを許容する揺動制御管と、を備え、前記工具本体の外周に嵌合する前記揺動制御管の基端側筒部の内周には、該基端側筒部の内周を周回する係止溝が設けられ、前記工具本体は、その外周面上で、前記揺動拘束位置に位置している前記揺動制御管上の前記係止溝に対応する第１位置と、及び前記揺動許容位置に位置している前記揺動制御管上の前記係止溝に対応する第２位置との二つの位置に、前記工具本体の外周を周回する連結用溝が備えられ、前記揺動拘束位置又は揺動許容位置に位置する前記揺動制御管は、外周部が前記係止溝に嵌合すると共に内周部が前記連結用溝に嵌合する略Ｃ字状に形成され、且つ、前記内周部には、当該内周部に所定以上のスラスト荷重が作用すると当該内周部を拡径方向に弾性変形させて前記内周部を前記連結用溝から離脱させるテーパ部が装備された止め輪によって、工具本体に固定されることを特徴とする。

当該掘削工具では、揺動制御管を揺動許容位置に位置させた状態で工具本体を回転駆動すると、そのときの遠心力で、可動刃体の先端側が前記工具本体の径方向の外方に移動するため、揺動制御管を揺動拘束位置に位置させた状態で工具本体を回転駆動した場合と比較して、大きな径の孔を掘削することができる。
従って、揺動制御管を揺動拘束位置に位置させた状態で工具本体を回転駆動して、内径が基準径となる下孔を掘削した後、下孔から抜き出した掘削工具の揺動制御管を揺動許容位置に移動させる。次いで、揺動制御管を揺動許容位置に位置させた掘削工具を回転させない状態で、下孔に再挿入し、掘削工具上の可動刃体の先端部が、下穴上の拡径したい位置に到達したら、当該掘削工具を回転駆動する。すると、工具本体に取り付けられている可動刃体の先端側が、回転時の遠心力で工具本体の径方向の外方へ移動するため、掘削する径が広がり、下孔の任意位置に拡径した拡径部を形成することができる。
即ち、当該掘削工具では、一本の掘削工具で、拡径部を有する孔を形成することができる。また、拡径部を形成する際の可動刃体の径方向外方への移動は、工具本体を回転させたときに作用する遠心力で行うため、可動刃体を径方向外方へ移動させる特別な駆動機構が必要とならず、掘削工具の構成の単純化によって、掘削工具の製造コストを安価にすることができる。また、揺動制御管を揺動拘束位置に位置させることで、可動刃体の先端側の径方向外方への揺動を確実に規制することができるため、不用意に可動刃体が揺動して掘削した孔が拡径されることを防止することができる。
従って、当該掘削工具では、安価でありながら、孔の拡縮を確実に行うことができ、拡径部を有する孔を安価に形成することができる。

そして、さらに本発明の第１の掘削工具では、この第１の掘削工具の上述した構成を採ることにより、揺動制御管は、単純な構造部品であるリング状バネ部材のみで、揺動拘束位置又は揺動許容位置に確実に固定することができ、掘削作業時に、揺動制御管が不用意に位置ずれすることを防止することができる。
また、リング状バネ部材は、凹円弧部に所定以上のスラスト荷重が作用すると、凹円弧部が工具本体の連結用溝から離脱する。そのため、揺動制御管を、揺動拘束位置から揺動許容位置に移動させる場合、及び揺動許容位置から揺動拘束位置に移動させる場合には、揺動制御管自体に所定以上のスラスト荷重を付与すれば良く、揺動制御管の位置切り替えを容易にすることができる。

また、本発明の第２の掘削工具では、この第２の掘削工具の上述した構成を採ることにより、揺動制御管は、単純な構造部品である略Ｃ字状の止め輪のみで、揺動拘束位置又は揺動許容位置に確実に固定することができ、掘削作業時に、揺動制御管が不用意に位置ずれすることを防止することができる。
また、略Ｃ字状の止め輪は、その内周部に所定以上のスラスト荷重が作用すると、その内周部が工具本体の連結用溝から離脱する。そのため、揺動制御管を、揺動拘束位置から揺動許容位置に移動させる場合、及び揺動許容位置から揺動拘束位置に移動させる場合には、揺動制御管自体に所定以上のスラスト荷重を付与すれば良く、揺動制御管の位置切り替えを容易にすることができる。

また、本発明の揺動制御管は、このような本発明の第１または第２の構成を採る掘削工具に用いられる前記揺動制御管であることを特徴とする。

本発明によれば、揺動制御管を揺動拘束位置に位置させた状態で工具本体を回転駆動して、内径が基準径となる下孔を掘削した後、下孔から抜き出した掘削工具の揺動制御管を揺動許容位置に移動させ、次いで、揺動制御管を揺動許容位置に位置させた掘削工具を回転させない状態で、下孔に再挿入し、掘削工具上の可動刃体の先端部が、下穴上の拡径したい位置に到達したら、当該掘削工具を回転駆動する。すると、工具本体に取り付けられている可動刃体の先端側が、回転時の遠心力で工具本体の径方向の外方へ移動するため、掘削する径が広がり、下孔の任意位置に拡径した拡径部を形成することができる。
また、当該掘削工具では、拡径部を形成する際の可動刃体の径方向外方への移動は、工具本体を回転させたときに作用する遠心力で行うため、可動刃体を径方向外方へ移動させる特別な駆動機構が必要とならず、掘削工具の構成の単純化によって、掘削工具の製造コストを安価にすることができる。
従って、当該掘削工具では、安価でありながら、孔の拡縮を確実に行うことができ、拡径部を有する孔を安価に形成することができる。

本発明の実施形態を説明する上での参考例となる掘削工具において揺動制御管が揺動拘束位置に位置している状態の外観の斜視図である。図１に示した掘削工具の揺動制御管の一部を破断して、揺動制御管の内側の可動刃体を露呈させた状態の斜視図である。図１に示した掘削工具の縦断面図である。図３のＡ−Ａ断面図である。図３のＢ矢視図である。本発明の参考例の掘削工具において揺動制御管が揺動許容位置に位置している状態の外観の斜視図である。図６に示した掘削工具の揺動制御管の一部を破断して、揺動制御管の内側の可動刃体を露呈させた状態の斜視図である。図６に示した掘削工具の縦断面図である。図８のＣ矢視図である。本発明の第１実施形態の掘削工具において揺動制御管が揺動拘束位置に位置している状態の外観の斜視図である。図１０に示した掘削工具の揺動制御管の一部を破断して、揺動制御管の内側の可動刃体を露呈させた状態の斜視図である。図１０に示した掘削工具の縦断面図である。図１１に示したリング状バネ部材の正面図である。図１２のＤ−Ｄ断面図である。図１２のＥ矢視図である。本発明の第１実施形態の掘削工具において揺動制御管が揺動許容位置に位置している状態の外観の斜視図である。図１６に示した掘削工具の揺動制御管の一部を破断して、揺動制御管の内側の可動刃体を露呈させた状態の斜視図である。図１６に示した掘削工具の縦断面図である。図１８のＦ矢視図である。本発明の第２実施形態の掘削工具において揺動制御管が揺動拘束位置に位置している状態の外観の斜視図である。図２０に示した掘削工具の揺動制御管の一部を破断して、揺動制御管の内側の可動刃体を露呈させた状態の斜視図である。図２０に示した掘削工具の縦断面図である。図２１に示した略Ｃ字状の止め輪の正面図である。図２２のＧ−Ｇ断面図である。図２２のＨ矢視図である。本発明の第２実施形態の掘削工具において揺動制御管が揺動許容位置に位置している状態の外観の斜視図である。図２６に示した掘削工具の揺動制御管の一部を破断して、揺動制御管の内側の可動刃体を露呈させた状態の斜視図である。図２６に示した掘削工具の縦断面図である。図２８のＩ矢視図である。

以下、本発明に係る掘削工具の各種実施形態について、図面を参照して詳細に説明する。

「参考例」
まず、本発明に係る掘削工具の実施形態を説明する上での参考例について、図１〜図９を参照して説明する。

この参考例の掘削工具１は、図１〜図３に示すように、工具本体１０と、この工具本体１０の先端側外周に揺動可能に取り付けられた一対の可動刃体２０と、これらの一対の可動刃体２０の揺動運動を規制するための揺動制御管３０と、この揺動制御管３０を工具本体１０に固定するピン４０と、を備えている。

工具本体１０は、例えば工具鋼等の材料で、概略円柱状に形成される。この工具本体１０は、図３に示すように、その中心軸Ｏ１に沿って、基端軸部１１と、この基端軸部１１の先端（図３では、右端）１１ａに連なる中間軸部１２と、この中間軸部１２の先端（図３では、右端）１２ａに連なる先端軸部１３と、を備えている。

基端軸部１１は、太径の円柱状である。この基端軸部１１の基端には、図３に示すように、中心軸Ｏ１と同心に、雌ネジ１１１が形成されている。この雌ネジ１１１は、当該工具本体１０の基端を、削岩機から延びる回転ロッドの先端に結合するために使用される。また、基端軸部１１は、図１及び図２に示すように、外周の２箇所に、平坦に面取りした把持面１１２が形成されている。把持面１１２は、前述の削岩機から延びる回転ロッドに基端軸部１１を結合する際に把持される面である。

中間軸部１２は、図３に示すように、基端軸部１１の先端に連なる第１中間軸部１２ｂと、この第１中間軸部１２ｂの先端に連なる第２中間軸部１２ｃと、を備えている。中間軸部１２を構成している第１中間軸部１２ｂ及び第２中間軸部１２ｃは、いずれも、基端軸部１１と同心の円柱状である。また、第１中間軸部１２ｂは、その外径が基端軸部１１よりも小径に設定されている。また、第２中間軸部１２ｃは、その外径が第１中間軸部１２ｂよりも小径に設定されている。

第１中間軸部１２ｂの外周面には、雄ネジ１２１が刻設されている。この雄ネジ１２１は、後述する揺動制御管３０が螺合するネジ部である。

第２中間軸部１２ｂの外周面には、雄ネジ１２２が刻設されている。この雄ネジ１２２は、後述する先端軸部１３の基端に形成された雌ネジと螺合して、中間軸部１２の先端に先端軸部１３が結合された状態を形成する。

先端軸部１３は、中間軸部１２とは別体に形成される。この先端軸部１３は、中間軸部１２と同心の円柱状の基端部１３ａと、この基端部１３ａの先端から工具本体１０の中心軸Ｏ１方向に沿って延出した先端部１３ｂと、を備えている。基端部１３ａには、前述した第２中間軸部１２ｃの外周の雄ネジ１２２と螺合する雌ネジ１３１が形成されている。先端軸部１３は、基端の雌ネジ１３１を第２中間軸部１２ｃの雄ネジ１２２に螺着させることで、中間軸部１２の先端に結合される。

先端軸部１３の先端部１３ｂの先端側外周には、平坦な可動刃取付面１３２が形成されている。
可動刃取付面１３２は、円柱の外側面を軸方向に沿って平坦に面取りすることによって形成される。本参考例の場合、可動刃取付面１３２は、図５に示すように、工具本体１０の中心軸Ｏ１を挟む先端部１３ｂの両外側部にそれぞれ装備されている。そのため、先端部１３ｂの先端側は、平板状になっている。

工具本体１０の先端面となる先端軸部１３の先端面１３ｃには、工具本体１０よりも硬質な超硬合金等の材料によって形成された掘削用チップ５１が植設されている。

以上に説明した工具本体１０の場合、基端軸部１１の基端の雌ネジ１１１を形成した孔１１４の内底からは、ブロー孔１０１が、当該工具本体１０の先端側に向かって形成されている。ブロー孔１０１は、図３に示すように、基端軸部１１、中間軸部１２、先端軸部１３を貫通して、先端軸部１３の先端面１３ｃに開口している。

また、本参考例の工具本体１０は、その外周面上の第１位置Ｋ１と第２位置Ｋ２との二つの位置に、後述する係合孔３２１と連通する連絡通路部１５が設けられている。この連絡通路部１５は、後述するピン４０が挿通可能な溝である。本参考例の場合、連絡通路部１５は、中間軸部１２の外周を周回する環状に形成されている。

工具本体１０の外周面上の第１位置Ｋ１は、後述の揺動拘束位置Ｐ１に位置している揺動制御管３０上の係合孔３２１に対応する位置である。また、工具本体１０の外周面上の第２位置Ｋ２は、後述の揺動許容位置Ｐ２に位置している揺動制御管３０上の係合孔３２１に対応する位置である。

可動刃体２０は、図５に示すように、可動刃取付面１３２と対向する内側面２０ａが平坦面に形成されている。また、可動刃取付面１３２とは逆側に位置する可動刃体２０の外側面２０ｂは、先端軸部１３の基端部１３ａの外周面と同一径の円弧面に形成されている。

可動刃体２０は、その基端が、可動刃取付面１３２に垂直な枢軸Ｚ１によって、前記枢軸Ｚ１回りに回動可能に、可動刃取付面１３２に結合される。即ち、可動刃体２０は、可動刃取付面１３２に沿って揺動可能に、その基端が可動刃取付面１３２に結合される。枢軸Ｚ１回りに回動可能に基端が動刃取付面１３２に結合された可動刃体２０は、工具本体１０の回転時の遠心力で先端側が工具本体１０の径方向の外方に移動可能になっている。なお、先端軸部１３の両側に配置された一対の可動刃体２０は、図９に矢印Ｘ２，Ｘ３で示すように、工具本体１０の回転時の遠心力による揺動方向が、互いに逆方向となるように、先端軸部１３に結合されている。

また、可動刃体２０は、その先端面２０ｃに、複数の掘削用チップ５１が植設されている。可動刃体２０の先端面２０ｃに植設された掘削用チップ５１は、先端軸部１３の先端面１３ｃに植設された掘削用チップ５１と同一のものである。

揺動制御管３０は、工具本体１０の中心軸方向（図３では、矢印Ｘ１方向）にスライド可能に、工具本体１０の外周に嵌合する筒状構造に形成されている。
本参考例の揺動制御管３０は、工具本体１０上に設定される揺動拘束位置と、揺動許容位置との間を移動することができる。ここに、揺動拘束位置は、図３及び図８に符号Ｐ１で示す位置である。また、揺動許容位置は、図８に符号Ｐ２で示す位置である。揺動許容位置Ｐ２は、工具本体１０の中心軸に沿って、揺動拘束位置Ｐ１から所定距離Ｌ１だけ後退した位置である。

図１〜図３に示した揺動制御管３０は、先端筒部（図３で右端に位置する筒部）３１が、揺動拘束位置Ｐ１に位置している状態である。この状態では、当該揺動制御管３０の先端筒部３１が可動刃体２０の上に被さって、可動刃体２０の先端側が工具本体１０の径方向の外方へ移動することを規制する。

一方、図６〜図８に示した揺動制御管３０は、先端筒部３１が揺動許容位置Ｐ２に位置している状態である。この状態では、当該揺動制御管３０の先端筒部３１が可動刃体２０の上から後退し、図９に矢印Ｘ２，Ｘ３で示すように、それぞれの可動刃体２０の先端側が工具本体１０の径方向の外方へ移動することを許容する。

本参考例の場合、揺動制御管３０の基端側の内周には、図３に示すように、第１中間軸部１２ｂの外周に刻設された雄ネジ１２１と螺合する雌ネジ３０１が形成されている。そのため、揺動制御管３０を第１中間軸部１２ｂに対して相対回転させることで、揺動制御管３０を工具本体１０の軸方向に移動させることができる。なお、揺動制御管３０の外周には、図１に示すように、揺動制御管３０を回転操作する際に把持する平坦な把持面３０３が形成されている。

また、本参考例の場合、図１〜図３に示すように、工具本体１０の外周に螺合する揺動制御管３０の基端側筒部３２には、工具本体１０の軸線（中心軸Ｏ１）と直交する方向に貫通した係合孔３２１が備えられている。本参考例の場合、係合孔３２１は、基端側筒部３２の２箇所に装備されている。

揺動制御管３０を工具本体１０に固定するピン４０は、揺動制御管３０の基端側筒部３２に貫通形成された係合孔３２１に緊密に嵌合するピンである。
このピン４０は、図１に示すように揺動拘束位置Ｐ１に位置している揺動制御管３０の係合孔３２１に打ち込まれると、図３に示すように、係合孔３２１と第１位置Ｋ１の連絡通路部１５とに跨って、工具本体１０の中心軸Ｏ１と直交する方向に延在して、揺動制御管３０を揺動拘束位置Ｐ１に固定する。
また、ピン４０は、図６に示すように、揺動許容位置Ｐ２に位置している揺動制御管３０の係合孔３２１に打ち込まれると、図８に示すように、係合孔３２１と第２位置Ｋ２の連絡通路部１５とに跨って、工具本体１０の中心軸Ｏ１と直交する方向に延在して、揺動制御管３０を揺動許容位置Ｐ２に固定する。

以上に説明した参考例の掘削工具１では、図８に示すように揺動制御管３０を揺動許容位置Ｐ２に位置させた状態で工具本体１０を回転駆動すると、そのときの遠心力で、可動刃体２０の先端側が工具本体１０の径方向の外方に移動するため、揺動制御管３０を揺動拘束位置Ｐ１に位置させた状態で工具本体１０を回転駆動した場合と比較して、大きな径の孔を掘削することができる。
従って、揺動制御管３０を揺動拘束位置Ｐ１に位置させた状態で工具本体１０を回転駆動して、内径が基準径となる下孔を掘削した後、下孔から抜き出した掘削工具の揺動制御管３０を揺動許容位置Ｐ２に移動させる。次いで、揺動制御管３０を揺動許容位置Ｐ２に位置させた掘削工具１を回転させない状態で、下孔に再挿入し、掘削工具１上の可動刃体２０の先端部が、下穴上の拡径したい位置に到達したら、当該掘削工具１を回転駆動する。すると、工具本体１０に取り付けられている可動刃体２０の先端側が、回転時の遠心力で工具本体１０の径方向の外方へ移動するため、掘削する径が広がり、下孔の任意位置に拡径した拡径部を形成することができる。
即ち、本参考例の掘削工具１では、一本の掘削工具１で、拡径部を有する孔を形成することができる。また、拡径部を形成する際の可動刃体２０の径方向外方への移動は、工具本体１０を回転させたときに作用する遠心力で行うため、可動刃体２０を径方向外方へ移動させる特別な駆動機構が必要とならず、掘削工具１の構成の単純化によって、掘削工具１の製造コストを安価にすることができる。また、揺動制御管３０を揺動拘束位置Ｐ１に位置させることで、可動刃体２０の先端側の径方向外方への揺動を確実に規制することができるため、不用意に可動刃体２０が揺動して掘削した孔が拡径されることを防止することができる。
従って、参考例の掘削工具１では、安価でありながら、孔の拡縮を確実に行うことができ、拡径部を有する孔を安価に形成することができる。

また、参考例の掘削工具１では、揺動拘束位置Ｐ１又は揺動許容位置Ｐ２に位置する揺動制御管３０は、該揺動制御管３０上の係合孔３２１に単純な構造部品であるピン４０を打ち込むと、該ピン４０が揺動制御管３０と工具本体１０とに跨って工具本体１０の中心軸Ｏ１と直交する方向に延在する状態となって、揺動制御管３０が、揺動拘束位置Ｐ１又は揺動許容位置Ｐ２に固定される。即ち、参考例の掘削工具１では、揺動制御管３０は、単純な構造部品であるピン４０のみで、工具本体１０上の揺動拘束位置Ｐ１又は揺動許容位置Ｐ２に確実に固定することができ、掘削作業時に、揺動制御管３０が不用意に位置ずれすることを防止することができる。

「第１実施形態」
次に、上述した参考例を踏まえて、本発明に係る掘削工具の第１実施形態について、図１０〜図１９を参照して説明する。

本実施形態の掘削工具１Ａは、図１０〜図１３に示すように、工具本体１０Ａと、この工具本体１０Ａの先端側外周に揺動可能に取り付けられた一対の可動刃体２０と、これらの一対の可動刃体２０の揺動運動を規制するための揺動制御管３０Ａと、この揺動制御管３０Ａを工具本体１０Ａに固定するリング状バネ部材６０と、を備えている。

本実施形態の工具本体１０Ａは、参考例の工具本体１０の一部を改良したもので、参考例の工具本体１０における連絡通路部１５の代わりに、連結用溝１６を備えたものである。

本実施形態の工具本体１０Ａは、連結用溝１６を備えた点以外の構成は、参考例の工具本体１０と共通で良く、この参考例と共通の構成については該参考例と共通の符号を付して、説明を省略する。

本実施形態の工具本体１０Ａに装備された連結用溝１６は、当該工具本体１０Ａの中間軸部１２の外周を周回する溝である。連結用溝１６は、図１１に示すように、工具本体１０Ａの外周面上の第１位置Ｋ１と第２位置Ｋ２との二つの位置に、それぞれ３本ずつ装備されている。ここに、第１位置Ｋ１は、揺動拘束位置Ｐ１に位置している揺動制御管３０Ａ上の係止溝３２２に対応する位置である。また、第２位置Ｋ２は、揺動許容位置Ｐ２に位置している揺動制御管３０Ａ上の係止溝３２２に対応する位置である。

工具本体１０Ａに取り付けられる可動刃体２０は、参考例と同一の構成であり、この参考例と共通の構成には、該参考例と共通の符号を付して説明を省略する。

揺動制御管３０Ａは、その基端側筒部３２の内周に、該基端側筒部３２の内周を周回する３本の係止溝３２２が設けられている。３本の係止溝３２２は、当該揺動制御管３０Ａの中心軸線方向に一定の間隔を開けて設けられている。

本実施形態の揺動制御管３０Ａは、参考例の揺動制御管３０における係合孔３２１の代わりに、係止溝３２２を装備したものである。揺動制御管３０Ａにおいて、係止溝３２２以外の構成は参考例の揺動制御管３０と共通の構成でよく、この参考例と共通の構成について、該参考例と共通の符号を付して説明を省略する。

リング状バネ部材６０は、図１３に示すように、凸円弧部６１と凹円弧部６２とが、周方向に交互に並んだ単純構造のリングである。
凸円弧部６１は、リングの径方向外方に凸の円弧状に形成されていて、図１４に示すように、揺動制御管３０Ａの係止溝３２２に嵌合する部位である。
凹円弧部６２は、リングの径方向内方に凸の円弧状に形成されていて、図１４に示すように、工具本体１０Ａの連結用溝１６に嵌合する部位である。

揺動拘束位置Ｐ１又は揺動許容位置Ｐ２に位置する揺動制御管３０Ａは、図１２及び図１８に示すように、リング状バネ部材６０によって、工具本体１０Ａに固定される。

本実施形態のリング状バネ部材６０は、凹円弧部６２に所定以上のスラスト荷重が作用すると、凹円弧部６２が径方向外方に引き上げられて連結用溝１６から離脱するように、各円弧部が弾性変形する。

そのため、揺動制御管３０Ａを、揺動拘束位置Ｐ１から揺動許容位置Ｐ２に移動させる場合、又は揺動許容位置Ｐ２から揺動拘束位置Ｐ１に移動させる場合には、揺動制御管３０Ａ自体に所定以上のスラスト荷重を付与すれば、揺動制御管３０Ａのリング状バネ部材６０を介した工具本体１０Ａへの結合状態を解除することができる。

以上に説明した第１実施形態の掘削工具１Ａでは、参考例の掘削工具１と同様に、安価でありながら、孔の拡縮を確実に行うことができ、拡径部を有する孔を安価に形成することができる。
また、本実施形態の掘削工具１Ａでは、揺動制御管３０Ａは、単純な構造部品であるリング状バネ部材６０のみで、揺動拘束位置Ｐ１又は揺動許容位置Ｐ２に確実に固定することができ、掘削作業時に、揺動制御管３０Ａが不用意に位置ずれすることを防止することができる。
また、リング状バネ部材６０は、凹円弧部６２に所定以上のスラスト荷重が作用すると、凹円弧部６２が工具本体１０Ａの連結用溝１６から離脱する。そのため、揺動制御管３０Ａを、揺動拘束位置Ｐ１から揺動許容位置Ｐ２に移動させる場合、及び揺動許容位置Ｐ２から揺動拘束位置Ｐ１に移動させる場合には、揺動制御管３０Ａ自体に所定以上のスラスト荷重を付与すれば良く、揺動制御管３０Ａの位置切り替えを容易にすることができる。

「第２実施形態」
次に、本発明に係る掘削工具の第２実施形態について、図２０〜図２９を参照して説明する。
本実施形態の掘削工具１Ｂは、図２０〜図２２に示すように、工具本体１０Ｂと、この工具本体１０Ｂの先端側外周に揺動可能に取り付けられた一対の可動刃体２０と、これらの一対の可動刃体２０の揺動運動を規制するための揺動制御管３０Ｂと、この揺動制御管３０Ｂを工具本体１０Ｂに固定する略Ｃ字状の止め輪７０と、を備えている。

本実施形態の工具本体１０Ｂは、参考例の工具本体１０の一部を改良したもので、参考例の工具本体１０における連絡通路部１５の代わりに、中間軸部１２の外周に連結用溝１７を備えたものである。

本実施形態の工具本体１０Ｂは、連結用溝１７を備えた点以外の構成は、参考例の工具本体１０と共通で良く、この参考例と共通の構成については該参考例と共通の符号を付して、説明を省略する。

本実施形態の工具本体１０Ｂに装備された連結用溝１７は、当該工具本体１０Ｂの中間軸部１２の外周を周回する溝である。連結用溝１７は、図２１に示すように、工具本体１０Ｂの外周面上の第１位置Ｋ１と第２位置Ｋ２との二つの位置に、それぞれ３本ずつ装備されている。ここに、第１位置Ｋ１は、揺動拘束位置Ｐ１に位置している揺動制御管３０Ｂ上の係止溝３２３に対応する位置である。また、第２位置Ｋ２は、揺動許容位置Ｐ２に位置している揺動制御管３０Ｂ上の係止溝３２３に対応する位置である。

工具本体１０Ｂに取り付けられる可動刃体２０は、参考例と同一の構成であり、この参考例と共通の構成には、該参考例と共通の符号を付して説明を省略する。

揺動制御管３０Ｂは、その基端側筒部３２の内周に、該基端側筒部３２の内周を周回する３本の係止溝３２３が設けられている。３本の係止溝３２３は、当該揺動制御管３０Ｂの中心軸線方向に一定の間隔を開けて設けられている。

本実施形態の揺動制御管３０Ｂは、参考例の揺動制御管３０における係合孔３２１の代わりに、係止溝３２３を装備したものである。揺動制御管３０Ｂにおいて、係止溝３２３以外の構成は参考例の揺動制御管３０と共通の構成でよく、この参考例と共通の構成について、該参考例と共通の符号を付して説明を省略する。

止め輪７０は、図２３及び図２４に示すように、周方向の一部を切り離した概略Ｃ字状で、揺動制御管３０Ｂの内周の係止溝３２３に嵌合する外周部７１と、中間軸部１２の外周の連結用溝１７に嵌合する内周部７２と、を備えている。また、本実施形態の止め輪７０の内周部７２には、内周部７２に所定以上のスラスト荷重が作用すると、当該内周部７２を拡径方向に弾性変形させて当該内周部７２を連結用溝１７から離脱させるテーパ部Ｔが装備されている。

そのため、揺動制御管３０Ｂを、揺動拘束位置Ｐ１から揺動許容位置Ｐ２に移動させる場合、又は揺動許容位置Ｐ２から揺動拘束位置Ｐ１に移動させる場合には、揺動制御管３０Ｂ自体に所定以上のスラスト荷重を付与すれば、揺動制御管３０Ｂの止め輪７０を介した工具本体１０Ｂへの結合状態を解除することができる。

以上に説明した第２実施形態の掘削工具１Ｂでは、参考例の掘削工具１と同様に、安価でありながら、孔の拡縮を確実に行うことができ、拡径部を有する孔を安価に形成することができる。
また、本実施形態の掘削工具１Ｂでは、揺動制御管３０Ｂは、単純な構造部品である略Ｃ字状の止め輪７０のみで、揺動拘束位置Ｐ１又は揺動許容位置Ｐ２に確実に固定することができ、掘削作業時に、揺動制御管３０Ｂが不用意に位置ずれすることを防止することができる。
また、略Ｃ字状の止め輪７０は、その内周部７２に所定以上のスラスト荷重が作用すると、その内周部７２が工具本体１０Ｂの連結用溝１７から離脱する。そのため、揺動制御管３０Ｂを、揺動拘束位置Ｐ１から揺動許容位置Ｐ２に移動させる場合、及び揺動許容位置Ｐ２から揺動拘束位置Ｐ１に移動させる場合には、揺動制御管３０Ｂ自体に所定以上のスラスト荷重を付与すれば良く、揺動制御管３０Ｂの位置切り替えを容易にすることができる。

なお、本発明の掘削工具は、上述の各実施形態に限定されるものではなく、本発明の主旨を逸脱しない範囲で、構成部品の変更や改良をすることができる。

１，１Ａ，１Ｂ掘削工具
１０，１０Ａ，１０Ｂ工具本体
１５連絡通路部
１６，１７連結用溝
２０可動刃体
３０，３０Ａ，３０Ｂ揺動制御管
３２基端側筒部
４０ピン
３１先端筒部
５１掘削用チップ
６０リング状バネ部材
６１凸円弧部
６２凹円弧部
７０止め輪
７１外周部
７２内周部
１３２可動刃取付面
３２１係合孔
３２２係止溝
３２３係止溝
Ｋ１第１位置
Ｋ２第２位置
Ｐ１揺動拘束位置
Ｐ２揺動許容位置

Claims

概略円柱状に形成されると共に、先端側外周には軸方向に沿って平坦に面取りした可動刃取付面が形成され、且つ、先端面に掘削用チップが植設された工具本体と、
先端面に掘削用チップが植設されると共に、前記可動刃取付面に沿って揺動可能に基端が前記可動刃取付面に結合されて、前記工具本体の回転時の遠心力で先端側が前記工具本体の径方向の外方に移動可能な可動刃体と、
前記工具本体の中心軸方向にスライド可能に前記工具本体の外周に嵌合する筒状構造に形成され、先端筒部が前記工具本体上に設定された揺動拘束位置に位置するときには、前記先端筒部が前記可動刃体の上に被さって前記可動刃体の先端側が前記工具本体の径方向の外方へ移動することを規制し、前記先端筒部が前記工具本体の中心軸に沿って前記揺動拘束位置から所定距離だけ後退した揺動許容位置に位置したときには、前記可動刃体の先端側が前記工具本体の径方向の外方へ移動することを許容する揺動制御管と、を備え、
前記工具本体の外周に嵌合する前記揺動制御管の基端側筒部の内周には、該基端側筒部の内周を周回する係止溝が設けられ、
前記工具本体は、その外周面上で、前記揺動拘束位置に位置している前記揺動制御管上の前記係止溝に対応する第１位置と、及び前記揺動許容位置に位置している前記揺動制御管上の前記係止溝に対応する第２位置との二つの位置に、前記工具本体の外周を周回する連結用溝が備えられ、
前記揺動拘束位置又は揺動許容位置に位置する前記揺動制御管は、外方に凸の円弧状に形成されて前記係止溝に嵌合する凸円弧部と、内方に凸の円弧状に形成されて前記連結用溝に嵌合する凹円弧部とが周方向に交互に並ぶと共に、前記凹円弧部に所定以上のスラスト荷重が作用すると、前記凹円弧部が前記連結用溝から離脱するように各円弧部が弾性変形するリング状バネ部材によって、工具本体に固定されることを特徴とする掘削工具。
概略円柱状に形成されると共に、先端側外周には軸方向に沿って平坦に面取りした可動刃取付面が形成され、且つ、先端面に掘削用チップが植設された工具本体と、
先端面に掘削用チップが植設されると共に、前記可動刃取付面に沿って揺動可能に基端が前記可動刃取付面に結合されて、前記工具本体の回転時の遠心力で先端側が前記工具本体の径方向の外方に移動可能な可動刃体と、
前記工具本体の中心軸方向にスライド可能に前記工具本体の外周に嵌合する筒状構造に形成され、先端筒部が前記工具本体上に設定された揺動拘束位置に位置するときには、前記先端筒部が前記可動刃体の上に被さって前記可動刃体の先端側が前記工具本体の径方向の外方へ移動することを規制し、前記先端筒部が前記工具本体の中心軸に沿って前記揺動拘束位置から所定距離だけ後退した揺動許容位置に位置したときには、前記可動刃体の先端側が前記工具本体の径方向の外方へ移動することを許容する揺動制御管と、を備え、
前記工具本体の外周に嵌合する前記揺動制御管の基端側筒部の内周には、該基端側筒部の内周を周回する係止溝が設けられ、
前記工具本体は、その外周面上で、前記揺動拘束位置に位置している前記揺動制御管上の前記係止溝に対応する第１位置と、及び前記揺動許容位置に位置している前記揺動制御管上の前記係止溝に対応する第２位置との二つの位置に、前記工具本体の外周を周回する連結用溝が備えられ、
前記揺動拘束位置又は揺動許容位置に位置する前記揺動制御管は、外周部が前記係止溝に嵌合すると共に内周部が前記連結用溝に嵌合する略Ｃ字状に形成され、且つ、前記内周部には、当該内周部に所定以上のスラスト荷重が作用すると当該内周部を拡径方向に弾性変形させて前記内周部を前記連結用溝から離脱させるテーパ部が装備された止め輪によって、工具本体に固定されることを特徴とする掘削工具。
請求項１または請求項２に記載の掘削工具に用いられる前記揺動制御管であることを特徴とする揺動制御管。