KR20150126824A - 굴삭 공구 - Google Patents

Abstract

이너 비트(3)는 이너 비트(3)의 선단부에 개구되는 공급 구멍과, 이너 비트(3)의 외주면에 형성되어 축선 방향으로 연장되는 배출 홈(14)을 구비하고, 공급 구멍은, 이너 비트(3)의 선단부의 선단면에 개구되는 선단 블로우 구멍(15)과, 이너 비트(3)의 선단부의 외주면에 개구되는 외주 블로우 구멍(16)을 구비하고, 이너 비트(3)의 외주면에는, 외주 블로우 구멍(16)과 배출 홈(14)을 연통하는 외주 홈(19)이 형성되고, 외주 홈(19)은 링 비트에 의해 직경 방향 외측으로부터 덮여 있고, 외주 블로우 구멍(16)으로부터 배출 홈(14)을 향해, 축선 둘레를 향함에 따라서 점차 축선 방향의 기단부측을 향하여 연장되어 있다.

Description

굴삭 공구 {DIGGING TOOL}

본 발명은 케이싱 파이프 내에 삽입된 이너 비트의 선단부가, 케이싱 파이프 선단으로부터 돌출됨과 함께, 이 이너 비트가, 케이싱 파이프 선단에 회전 가능하게 배치된 링 비트와 결합되어 일체 회전 가능하게 되고, 이들 이너 비트 및 링 비트에 의해 지반을 굴삭하여 굴삭 구멍을 형성하면서, 이것과 동시에 상기 굴삭 구멍 내에 케이싱 파이프를 삽입해 가는 굴삭 공구에 관한 것이다.

본원은, 2013년 3월 14일에 일본에서 출원된 일본 특허 출원 제2013-052244호에 기초하여 우선권을 주장하고, 그러한 내용을 여기에 원용한다.

종래, 이러한 종류의 굴삭 공구로서, 원통 형상을 이루는 케이싱 파이프와, 상기 케이싱 파이프 내에 그 축선 방향을 따라 삽입 관통됨과 함께, 상기 축선 방향을 따르는 선단부가 상기 케이싱 파이프의 선단으로부터 돌출된 이너 비트와, 원환 형상을 이루고, 상기 케이싱 파이프의 선단부에 상기 케이싱 파이프에 대해 상기 축선 둘레로 회전 가능하게 배치되고, 상기 이너 비트의 선단부를 포위함과 함께, 상기 이너 비트에 대해서는 상기 축선 둘레에 및 상기 축선 방향의 선단측으로부터 결합 가능하게 된 링 비트를 구비한 것이 알려져 있다(예를 들어, 하기 특허문헌 1, 2를 참조).

도 6 및 도 7은 종래의 굴삭 공구(100)를 도시하고 있다. 이 굴삭 공구(100)에서는, 케이싱 파이프(101) 내에 삽입된 이너 비트(102)의 선단부가, 케이싱 파이프(101) 선단으로부터 돌출됨과 함께, 이 이너 비트(102)가 케이싱 파이프(101) 선단에 회전 가능하게 배치된 링 비트(103)와 결합되어 일체 회전 가능하게 되어 있다. 또한 링 비트(103)는 이너 비트(102)에 대해 축선(O) 방향의 선단측으로부터 결합 가능하게 되어 있다.

그리고, 이너 비트(102)에 대해 축선(O) 방향의 선단측(도 6에 있어서의 하측)을 향한 추력 및 타격력, 및 축선(O) 둘레의 회전력이 부여됨으로써, 이너 비트(102) 및 이것에 결합되는 링 비트(103)에 의해 지반이 굴삭되어 굴삭 구멍이 형성되면서, 이것과 동시에 상기 굴삭 구멍 내에 케이싱 파이프(101)가 삽입되어(인입되어) 간다.

또한, 이너 비트(102)는 이너 비트(102) 내를 통과하고 상기 이너 비트(102)의 선단부에 개구되는 공급 구멍(104)과, 이너 비트(102)의 외주면에 형성되어 축선(O) 방향으로 연장되는 배출 홈(105)을 구비하고 있다. 또한, 공급 구멍(104)은 이너 비트(102)의 선단면에 개구되는 선단 블로우 구멍(106)과, 이너 비트(102)의 외주면에 개구되는 외주 블로우 구멍(107)을 구비하고 있다. 선단 블로우 구멍(106)은 이너 비트(102)의 선단면에 형성되어 배출 홈(105)에 연통하는 선단 홈(108) 내에 개구되어 있고, 외주 블로우 구멍(107)은 링 비트(103)의 선단면을 향해 개구되어 있다.

그리고 굴삭 시에는, 공급 구멍(104)을 통하여 에어 등의 유체(분출 매체)가 이너 비트(102)의 선단면 및 링 비트(103)의 선단면에 분출되는 한편, 배출 홈(105)을 통하여 유체 및 굴삭에 의해 발생한 굴삭 찌꺼기(슬라임)가 공구 기단부측을 향해 배출되게 되어 있다.

일본 특허 제3968309호 공보 일본 특허 공표 제2012-515866호 공보

그러나, 전술한 종래의 굴삭 공구(100)에 있어서는, 하기의 과제가 있었다.

즉, 굴삭 공구(100)에 의해 지반을 굴삭하여 발생하는 굴삭 찌꺼기는, 도시하지 않은 굴삭 장치로부터 공급되는 유체에 의해 배출되지만, 연약한 지질의 지반에서는, 유체가 굴삭 구멍 주변의 지반 내부로 침입해 버려 굴삭 찌꺼기를 배출할 수 없게 되고, 굴삭 찌꺼기가 굴삭 구멍 내에 퇴적되는 등 하여 굴삭을 안정적으로 행할 수 없는 경우가 있다. 또한, 경우에 따라서는 굴삭 구멍 주변의 지반 내부로 침입한 유체가 지반을 무르게 해버려, 부근의 구조물 기초에 영향을 미치는 경우가 있다.

본 발명은 이와 같은 사정을 감안하여 이루어진 것이며, 이너 비트의 공급 구멍으로부터 분출된 유체 및 굴삭에 의해 발생한 굴삭 찌꺼기를, 상기 이너 비트의 배출 홈 내에 효율적으로 회수할 수 있음과 함께, 상기 배출 홈을 통하여 공구 기단부측을 향해 안정적으로 배출할 수 있고, 이에 의해, 굴삭 작업을 고효율 또한 안정적으로 진행시킬 수 있고, 굴삭 구멍 주변의 지반에의 영향도 억제할 수 있는 굴삭 공구를 제공하는 것을 목적으로 하고 있다.

이와 같은 과제를 해결하여, 상기 목적을 달성하기 위해, 본 발명은 이하의 수단을 제안하고 있다.

즉, 본 발명의 굴삭 공구의 일 양태는, 지반을 굴삭하여 굴삭 구멍을 형성하는 굴삭 공구이며, 원통 형상을 이루는 케이싱 파이프와, 상기 케이싱 파이프 내에 그 축선 방향을 따라 삽입 관통됨과 함께, 상기 축선 방향을 따르는 선단부가 상기 케이싱 파이프의 선단으로부터 돌출된 이너 비트와, 원환 형상을 이루고, 상기 케이싱 파이프의 선단부에 상기 케이싱 파이프에 대해 상기 축선 둘레로 회전 가능하게 배치되고, 상기 이너 비트의 선단부를 포위함과 함께, 상기 이너 비트에 대해서는 상기 축선 둘레에 및 상기 축선 방향의 선단측으로부터 결합 가능하게 된 링 비트를 구비하고, 상기 이너 비트는, 상기 이너 비트 내를 통과하고 상기 이너 비트의 선단부에 개구되는 공급 구멍과, 상기 이너 비트의 외주면에 형성되어 상기 축선 방향으로 연장되는 배출 홈을 구비하고, 상기 공급 구멍은, 상기 이너 비트의 선단부의 선단면에 개구되는 선단 블로우 구멍과, 상기 이너 비트의 선단부의 외주면에 개구되는 외주 블로우 구멍을 구비하고, 상기 이너 비트의 외주면에는, 상기 외주 블로우 구멍과 상기 배출 홈을 연통하는 외주 홈이 형성되고, 상기 외주 홈은, 상기 링 비트에 의해 직경 방향 외측으로부터 덮여 있음과 함께, 상기 외주 블로우 구멍으로부터 상기 배출 홈을 향해, 상기 축선 둘레를 향함에 따라서 점차 상기 축선 방향의 기단부측을 향하여 연장되어 있다.

이 굴삭 공구에서는, 이너 비트에 대해 축선 방향의 선단측을 향한 추력 및 타격력, 및 축선 둘레의 회전력이 부여됨으로써, 이너 비트 및 이것에 결합되는 링 비트에 의해 지반이 굴삭되어 굴삭 구멍이 형성되면서, 이것과 동시에 상기 굴삭 구멍 내에 케이싱 파이프가 삽입되어(인입되어) 간다. 또한 굴삭과 함께, 공급 구멍을 통하여 에어 등의 유체(분출 매체)가 이너 비트의 선단면에 분출되는 한편, 배출 홈을 통하여 유체 및 굴삭에 의해 발생한 굴삭 찌꺼기(슬라임)가 공구 기단부측을 향해 배출된다.

본 발명의 굴삭 공구의 일 양태에 의하면, 공급 구멍의 외주 블로우 구멍이, 이너 비트의 외주면에 형성된 외주 홈을 통하여 배출 홈에 연통되어 있고, 이 외주 홈은, 링 비트에 의해 직경 방향 외측으로부터 덮여 있음과 함께, 상기 외주 블로우 구멍으로부터 배출 홈을 향해, 축선 둘레를 향함에 따라서 점차 축선 방향의 기단부측을 향하여 연장되어 있으므로, 하기하는 작용 효과를 발휘한다.

즉, 외주 홈 내의 유체는, 외주 블로우 구멍으로부터 배출 홈을 향하여 축선 방향의 기단부측을 향한 흐름을 형성하면서 상기 배출 홈 내에 유입되는 점에서, 배출 홈 내의 유체 및 굴삭 찌꺼기가, 이에 수반하여 공구 기단부측을 향해 흐르기 쉬워진다.

또한 외주 홈이, 그 직경 방향 외측으로부터 링 비트에 덮여 있음으로써, 외주 블로우 구멍으로부터 이 외주 홈 내에 분출된 유체가, 지반 내부로 침입하는 것이 방지되면서 배출 홈 내를 향해 효율적으로 보내져, 상기 배출 홈 내를 흐르는 유체 및 굴삭 찌꺼기의 회수 효율이 향상된다.

또한, 이와 같이 외주 홈이 링 비트에 덮여 있음으로써, 상기 외주 홈 내로의 굴삭 찌꺼기의 침입이 억제되어, 외주 홈 내가 굴삭 찌꺼기에 의해 막히는 사태가 방지되어 있음과 함께, 상기 외주 홈 내의 유로가 안정적으로 확보되어, 이 외주 홈 내를 흐르는 유체의 유속이 안정적으로 유지된다. 이에 의해, 외주 홈으로부터 유체가 유입되는 배출 홈에 있어서도, 그 내부를 흐르는 유체 및 굴삭 찌꺼기의 유속이 빨라지게 되고, 벤추리 효과에 의해 배출 홈 내의 압력이 이너 비트의 선단면 주변의 압력보다도 낮아지고, 상기 선단면 주변의 유체 및 굴삭 찌꺼기가, 보다 저압으로 된 배출 홈 내에 인입되기 쉬워짐과 함께, 이 배출 홈을 통하여 공구 기단부측으로 보내지기 쉬워진다.

이와 같이, 본 발명의 일 양태에 의하면, 이너 비트의 공급 구멍으로부터 분출된 유체 및 굴삭에 의해 발생한 굴삭 찌꺼기를, 상기 이너 비트의 배출 홈 내에 효율적으로 회수할 수 있음과 함께, 상기 배출 홈을 통하여 공구 기단부측을 향해 안정적으로 배출할 수 있고, 이에 의해, 굴삭 작업을 고효율 또한 안정적으로 진행시킬 수 있고, 굴삭 구멍 주변의 지반에의 영향도 억제할 수 있는 것이다.

또한, 본 발명의 굴삭 공구의 일 양태에 있어서, 상기 선단 블로우 구멍은, 상기 이너 비트의 선단면에 형성되어 상기 배출 홈에 연통하는 선단 홈 내에 개구되고, 상기 외주 블로우 구멍은, 상기 외주 홈 내에 개구되어 있는 것으로 해도 된다.

이 경우, 선단 블로우 구멍으로부터 분출된 유체가, 이너 비트의 선단면 주변의 굴삭 찌꺼기와 함께, 선단 홈 내를 통하여 배출 홈 내에 효율적으로 안내되어, 이들 유체 및 굴삭 찌꺼기를 회수하는 효율이 높아진다. 또한, 외주 블로우 구멍이 외주 홈 내에 직접 개구되어 있음으로써, 전술한 작용 효과가 보다 현저해진다.

또한, 본 발명의 굴삭 공구의 일 양태에 있어서, 상기 선단 블로우 구멍은, 상기 이너 비트의 선단면에 복수 개구되어 있고, 이들 선단 블로우 구멍 중 적어도 1개 이상은, 상기 축선에 평행해지도록 연장되고, 또는 선단측을 향함에 따라서 점차 상기 축선에 접근하도록 연장되어 있는 것이 바람직하다.

이 경우, 선단 블로우 구멍으로부터 분출된 유체가, 이너 비트의 선단면으로부터 외주측을 향해 릴리프되는 것을 억제할 수 있고, 이에 의해, 굴삭 구멍 주변의 지반이 무르게 되는 것을 효과적으로 억제할 수 있다. 또한, 선단 블로우 구멍으로부터 분출되는 유체가, 이너 비트의 선단면 전체에 골고루 퍼지기 쉬워져, 굴삭 효율이 보다 높아진다.

또한, 선단 블로우 구멍이 이너 비트의 선단면(예를 들어 선단 홈 내)에 개구되는 부분으로부터, 상기 이너 비트의 외주면의 배출 홈까지의 직경 방향을 따르는 거리를 크게 확보하기 쉬워지고, 굴삭 찌꺼기를 회수하는 효율이 향상된다.

또한, 본 발명의 굴삭 공구의 일 양태에 있어서, 상기 이너 비트의 선단면에 대해, 상기 링 비트의 선단면의 상기 축선 방향을 따르는 위치가 동일, 또는 선단측을 향해 돌출되어 배치되는 것으로 해도 된다.

이 경우, 링 비트에 대해 이너 비트가 선단측을 향해 돌출되지 않는 점에서, 굴삭 구멍 주변으로의 유체의 침입이 보다 효과적으로 방지된다. 즉, 링 비트가 이너 비트의 선단부 전체를 포위하는 점에서, 유체 및 굴삭 찌꺼기가 상기 링 비트의 직경 방향 외측으로 누출되는 것이 억제됨과 함께, 이들 유체 및 굴삭 찌꺼기가, 링 비트의 직경 방향 내측에 위치하는 배출 홈 내로 효율적으로 회수되게 된다.

또한, 본 발명의 굴삭 공구의 일 양태에 있어서, 상기 이너 비트의 선단면에는, 상기 선단면으로부터 돌출되는 칩이 복수 배치되어 있고, 상기 이너 비트의 선단면에 있어서의 외주연부는, 상기 굴삭 공구의 종단면에서 볼 때 직경 방향 외측을 향함에 따라서 점차 상기 축선 방향의 기단부측을 향하여 연장되는 게이지면으로 이루어져 있고, 상기 이너 비트의 선단면에 있어서의 상기 게이지면의 직경 방향 내측은, 페이스면으로 이루어져 있고, 복수의 상기 칩 중, 상기 게이지면에 배치된 칩의 상기 게이지면으로부터의 돌출량에 대해, 상기 페이스면에 배치된 칩의 상기 페이스면으로부터의 돌출량이 크게 되어 있는 것으로 해도 된다.

이 경우, 이너 비트의 선단면의 페이스면에 있어서, 인접하는 칩끼리의 사이에 유체 및 굴삭 찌꺼기를 유통시키는 공극이 확보되기 쉬워지고, 상기 공극을 통하여, 이들 유체 및 굴삭 찌꺼기를 배출 홈을 향해 배출하기 쉬워진다.

또한, 본 발명의 굴삭 공구의 일 양태에 있어서, 상기 선단 홈은, 상기 선단 블로우 구멍으로부터 직경 방향 외측을 향함에 따라서 점차 공구 회전 방향과는 반대측을 향하여 연장되어 있는 것으로 해도 된다.

이 경우, 선단 홈은, 선단 블로우 구멍으로부터 직경 방향 외측을 향함에 따라서 점차 공구 회전 방향과는 반대측을 향하여 연장되어 있으므로, 이 선단 홈 내를 흐르는 유체 및 굴삭 찌꺼기의 유통이 공구의 회전에 의해 저해되기 어려워지고 있고, 이들 유체 및 굴삭 찌꺼기가, 선단 홈 내로부터 배출 홈 내로 안정적으로 흐르기 쉬워진다.

또한, 본 발명의 굴삭 공구의 일 양태에 있어서, 상기 외주 홈은, 상기 이너 비트의 회전 방향을 향함에 따라서 점차 상기 축선 방향의 기단부측을 향하여 연장되어 있어도 된다.

이 경우, 외주 홈 내의 유체는, 이너 비트의 회전에 수반하여, 외주 블로우 구멍으로부터 배출 홈을 향하여 축선 방향의 기단부측을 향한 흐름을 형성하면서 상기 배출 홈 내에 유입되는 점에서, 배출 홈 내의 유체 및 굴삭 찌꺼기가, 이에 수반하여 공구 기단부측을 향해 가일층 흐르기 쉬워진다.

또한, 본 발명의 굴삭 공구의 일 양태에 있어서, 상기 페이스면은, 상기 축선 방향의 기단부측으로 후퇴한 제1 후퇴면과, 상기 제1 후퇴면보다도 상기 축선 방향의 기단부측으로 후퇴한 제2 후퇴면을 갖고, 복수의 상기 칩 중, 상기 제1 후퇴면에 배치된 칩의 상기 제1 후퇴면으로부터의 돌출량과, 상기 제2 후퇴면에 배치된 칩의 상기 제2 후퇴면으로부터의 돌출량이 동일해도 된다. 이 경우, 이들 제1 후퇴면 및 제2 후퇴면에 있어서 칩 사이 등에 공극을 확보하기 쉬운 점에서, 상기 페이스면에 있어서의 유체 및 굴삭 찌꺼기의 체류가 효과적으로 억제되어, 이들 유체 및 굴삭 찌꺼기의 배출이 안정적으로 행해진다.

또한, 본 발명의 굴삭 공구의 일 양태에 있어서, 상기 페이스면은, 상기 축선 방향의 기단부측으로 후퇴한 제1 후퇴면과, 상기 제1 후퇴면보다도 상기 축선 방향의 기단부측으로 후퇴한 제2 후퇴면을 갖고, 복수의 상기 칩 중, 상기 제1 후퇴면에 배치된 칩의 선단에 있어서의 상기 축선 방향의 위치와, 상기 제2 후퇴면에 배치된 칩의 선단에 있어서의 상기 축선 방향의 위치가 동일해도 된다.

이 경우, 후퇴량이 큰 제2 후퇴면에 있어서의 칩의 굴삭 효율을 저감시키는 일은 없다.

본 발명의 굴삭 공구의 일 양태에 의하면, 이너 비트의 공급 구멍으로부터 분출된 유체 및 굴삭에 의해 발생한 굴삭 찌꺼기를, 상기 이너 비트의 배출 홈 내에 효율적으로 회수할 수 있음과 함께, 상기 배출 홈을 통하여 공구 기단부측을 향해 안정적으로 배출할 수 있다. 이에 의해, 굴삭 작업을 고효율 또한 안정적으로 진행시킬 수 있고, 굴삭 구멍 주변의 지반에의 영향도 억제할 수 있다.

도 1은 본 발명의 일 실시 형태에 관한 굴삭 공구를 도시하는 측단면도(종단면도)이다.
도 2는 도 1의 굴삭 공구를 공구 선단측에서 본 정면도이다.
도 3은 도 1의 굴삭 공구에 있어서의 이너 비트의 주요부를 도시하는 사시도이다.
도 4는 굴삭 공구의 변형예를 도시하는 측단면도이다.
도 5는 굴삭 공구의 변형예를 설명하는 확대도이다.
도 6은 종래의 굴삭 공구를 도시하는 측단면도이다.
도 7은 도 6의 굴삭 공구를 선단측에서 본 정면도이다.

이하, 본 발명의 일 실시 형태에 관한 굴삭 공구(1)에 대해, 도면을 참조하여 설명한다.

본 실시 형태의 굴삭 공구(1)는 이중관식 비트를 갖는 것이며, 도시하지 않은 굴삭 장치에 연결되어 지반을 굴삭하여 굴삭 구멍을 형성하면서, 이것과 동시에 상기 굴삭 구멍 내에 케이싱 파이프(2)를 삽입해 가는 것이다.

도 1에 도시된 바와 같이, 이 굴삭 공구(1)는 케이싱 파이프(2)와, 이너 비트(3)와, 링 비트(4)를 구비하고 있다. 케이싱 파이프(2)는 원통 형상을 이루고 있다. 이너 비트(3)는 케이싱 파이프(2) 내에 그 축선(O) 방향을 따라 삽입 관통됨과 함께, 상기 이너 비트(3)의 축선(O) 방향을 따르는 선단부는, 케이싱 파이프(2)의 선단으로부터 돌출되어 있다. 링 비트(4)는 원환 형상을 이루고, 케이싱 파이프(2)의 선단부에 상기 케이싱 파이프(2)에 대해 축선(O) 둘레로 회전 가능하게 배치되고, 이너 비트(3)의 선단부를 포위함과 함께, 상기 이너 비트(3)에 대해서는 축선(O) 둘레로 및 축선(O) 방향의 선단측으로부터 결합 가능하게 되어 있다.

여기서, 케이싱 파이프(2), 이너 비트(3) 및 링 비트(4)는 축선(O)을 공통 축으로 하여 서로 동축에 배치되어 있다. 본 명세서에 있어서는, 축선(O) 방향을 따르는 링 비트(4)측(도 1에 있어서의 하측)을 선단측, 축선(O) 방향을 따르는 링 비트(4)와는 반대측(도 1에 있어서의 상측)을 기단부측이라고 한다. 또한, 축선(O)에 직교하는 방향을 직경 방향이라고 하고, 축선(O) 둘레로 주회하는 방향을 주위 방향이라고 한다. 또한, 상기 주위 방향 중, 굴삭 시에 케이싱 파이프(2)에 대해 이너 비트(3)가 회전되는 방향을 공구 회전 방향(T)[또는 공구 회전 방향(T)의 전방]이라고 하고, 상기 공구 회전 방향(T)과는 반대측을 향하는 방향을 공구 회전 방향(T)의 후방이라고 한다.

케이싱 파이프(2)는 굴삭 구멍의 굴삭 길이에 따라 순차 이어 붙여지는 긴 원통 형상(원관 형상)을 이루는 파이프 본체(5)의 선단에, 짧은 원통 형상(원환 형상)을 이루는 케이싱 톱(6)이 용접 등에 의해 동축에 설치되어 구성되어 있다. 또한, 케이싱 파이프(2)의 직경 방향 내측에는, 도시되지 않은 이너 로드 등의 타격력, 추력, 회전력을 전달하는 전달 부재가 상기 케이싱 파이프(2)의 축선(O)과 동축에 삽입되고, 상기 전달 부재도 굴삭 구멍의 굴삭 길이에 따라 순차 이어 붙여지게 되어 있다. 또한, 전달 부재의 최후단부(기단부측의 단부)는 굴삭 시에 상기 전달 부재에 축선(O) 둘레의 회전력과 축선(O) 방향 선단측을 향한 추력을 부여하는 굴삭 장치에 연결되어 있다. 또한, 케이싱 파이프(2) 선단의 케이싱 톱(6)의 더 선단에는, 짧은 원통 형상을 이루는 링 비트(4)가 설치되고, 상기 전달 부재의 선단에는, 축선(O) 방향 선단측을 향한 타격력을 부여하는 도시되지 않은 해머를 통해, 이너 비트(3)가 설치되어 상기 링 비트(4)의 직경 방향 내측에 삽입되어 있다.

케이싱 톱(6)은 그 기단부측 부분이, 선단측 부분에 대해 내경 및 외경 모두 소직경으로 이루어져 있고, 상기 케이싱 톱(6)에 있어서 가장 기단부측에 위치하여 기단부측을 향하는 단부면은, 직경 방향 외측을 향함에 따라서 점차 기단부측을 향하여 경사지는 테이퍼면(6a)으로 이루어져 있다.

케이싱 톱(6)은 그 기단부측 부분을 파이프 본체(5)에 있어서의 최선단부의 직경 방향 내측에 끼움 삽입한 상태에서, 선단측 부분의 기단부를 상기 파이프 본체(5) 선단에 맞대도록 하여 용접됨으로써, 파이프 본체(5)에 설치되어 있다.

또한, 케이싱 톱(6)의 선단측 부분은, 그 외경이 파이프 본체(5)의 외경과 대략 동등하게 되고, 내경은 파이프 본체(5)의 내경보다 약간 크게 되어 있다. 또한, 케이싱 톱(6)의 선단부에 있어서 축선(O) 방향 선단측을 향하는 면, 즉 당해 케이싱 톱(6)의 선단면(6b)과, 케이싱 톱(6)의 내주면 중 선단측 부분과 기단부측 부분 사이의 단차 부분에 있어서 축선(O) 방향 선단측을 향하는 단차면(6c)은, 모두 축선(O)에 수직한 원환 형상의 평탄면으로 이루어져 있다. 또한, 케이싱 톱(6)의 선단부에는, 직경 방향 내측을 향해 돌출됨과 함께 주위 방향을 따라 연장되는 볼록조(6d)가 형성되어 있다. 이에 의해, 케이싱 톱(6)의 내주면에 있어서의 볼록조(6d)와 단차면(6c) 사이에는, 직경 방향 외측으로 오목해짐과 함께 주위 방향을 따라 연장되는 오목 홈(6e)이 형성되어 있다.

케이싱 톱(6)의 선단측에 설치되는 링 비트(4)는 그 기단부의 외주면이 케이싱 톱(6)의 선단측 부분의 내주면에 대략 끼움 삽입 가능, 또는 헐겁게 삽입 가능한 작은 외경으로 이루어지고, 선단부는 직경 방향 외측으로 직경 확장하여 그 외경이 케이싱 톱(6)이나 파이프 본체(5)의 외경보다도 크게 이루어져 있다. 구체적으로, 링 비트(4)의 기단부에는, 직경 방향 외측을 향해 돌출됨과 함께 주위 방향을 따라 연장되는 볼록조(4a)가 형성되어 있고, 상기 볼록조(4a)가 케이싱 톱(6)의 오목 홈(6e)에 결합되어 있음으로써, 링 비트(4)는 케이싱 톱(6)에 대해 선단측을 향해 빠짐 방지되면서, 주위 방향으로 회전 가능하게 되어 있다.

또한, 링 비트(4)의 내주면은, 케이싱 톱(6)의 기단부측 부분의 내주면보다도 한층 더 작은 내경으로 형성되어 있다. 링 비트(4)에 있어서 기단부측을 향하는 단부면[기단부면(4b)]에는, 직경 방향 내측을 향함에 따라서 점차 선단측을 향하여 경사지는 테이퍼면(4c)이 형성되어 있다. 따라서, 본 실시 형태에서는 이 링 비트(4)의 기단부의 외주면[볼록조(4a)]이 케이싱 파이프(2) 선단의 케이싱 톱(6)에 있어서의 선단측 부분의 내주면[오목 홈(6e)]과 직경 방향에 대향하도록 끼움 삽입됨과 함께, 이 케이싱 톱(6) 선단부의 축선(O) 방향 선단측을 향하는 선단면(6b)과 직경 확장한 링 비트(4) 선단부에 있어서 기단부측을 향하는 단차면(4d)이, 및 링 비트(4)의 기단부면(4b)과 케이싱 톱(6)의 단차면(6c)이, 각각 축선(O) 방향에 대향하여 설치되게 된다.

또한, 링 비트(4)의 선단면은, 축선(O)에 수직이고 평탄한 원환 형상면과, 이 원환 형상면의 직경 방향 내측 및 외측에 각각 이어지고, 직경 방향 내측 및 외측을 향함에 따라서 기단부측으로 경사지는 2개의 테이퍼면으로 구성되고, 이들 원환 형상면 및 직경 방향 내측 및 외측의 테이퍼면의 각각에, 초경합금 등의 경질 재료로 이루어지는 칩(7)이 복수 배치되어 있다.

또한 링 비트(4)의 내주면에는, 축선(O)에 평행하게 연장되는 복수 조의 오목 홈(4e)이 주위 방향으로 간격을 두고, 또한 링 비트(4) 선단에 있어서의 직경 방향 내측의 상기 테이퍼면에 박힌 칩(7)과 간섭하지 않도록 형성되어 있다. 이들 오목 홈(4e)은 굴삭 시의 공구 회전 방향(T)의 후방 부분이 도 1의 우측에 나타내는 오목 홈(4e)과 같이 링 비트(4) 선단의 직경 방향 내측의 상기 테이퍼면으로부터 테이퍼면(4c)에 걸쳐 관통하여 형성되는 한편, 공구 회전 방향(T)의 전방 부분은, 그 기단부측에 도 1의 좌측에 도시하는 오목 홈(4e)과 같은 벽부(4f)가 형성되어 테이퍼면(4c)에는 개방되지 않도록 되어 있다.

이너 비트(3)는 선단으로부터 기단부측을 향해 2단으로 직경 확장한 후에 단계적으로 직경 축소하는 다단 원기둥 형상을 이루고 있고, 선단측의 1단째의 부분의 외경은 링 비트(4)의 직경 방향 내측에, 또한 2단째의 부분의 외경은 케이싱 톱(6)의 기단부측 부분의 직경 방향 내측에, 또한 3단째의 가장 큰 부분의 외경은 파이프 본체(5)의 직경 방향 내측에, 각각 헐겁게 삽입 가능한 크기로 이루어져 있다.

또한, 이너 비트(3)의 상기 1단째의 부분의 선단면의 외주연부, 즉 당해 이너 비트(3)의 선단면의 외주연부와, 1단째에서 2단째의 사이의 단차부와, 2단째에서 3단째의 사이의 단차부는, 각각 직경 방향 외측을 향함에 따라서 기단부측을 향해 원추 형상으로 넓어지는 테이퍼면으로 이루어져 있다. 이 중 1단째와 2단째의 사이의 테이퍼면(3a) 및 2단째와 3단째의 사이의 테이퍼면(3b)은 그 테이퍼각이 링 비트(4)의 테이퍼면(4c) 및 케이싱 톱(6)의 테이퍼면(6a)의 테이퍼각과 동등하게 이루어져 있어, 도 1에 도시한 바와 같이 이들 테이퍼면(3a, 3b)이 테이퍼면(4c, 6a)에 접촉한 상태에서, 이너 비트(3)의 선단면에 대해 링 비트(4)의 선단면의 축선(O) 방향을 따르는 위치가 동일해지도록 배치되어 있다.

구체적으로, 본 실시 형태에서는, 도 1 및 도 5에 있어서, 이너 비트(3)의 선단면 중, 가장 선단측에 위치하는 부분(최선부분)인 후술하는 페이스면(10)의 외주연[또한, 도 1에 있어서는 페이스면(10)의 제1 후퇴면(11)과 게이지면(9) 사이에 위치하는 원환 형상면]에 대해 링 비트(4)의 선단면 중, 상기 최선부분인 상기 원환 형상면의 축선(O) 방향을 따르는 위치가, 동일하다.

이너 비트(3)의 상기 1단째의 부분의 외주에는, 전술한 바와 같이 링 비트(4)의 직경 방향 내측에 헐겁게 삽입 가능하게 된 그 외경보다도 직경 방향 외측으로 돌출되는 볼록조(3c)가 축선(O) 방향을 따라 연장되어 있음과 함께, 주위 방향으로 간격을 두고 복수 형성되어 있다. 이들 볼록조(3c)의 수는, 상기 오목 홈(4e)과 동일 수로 되어 있고, 볼록조(3c)는 이너 비트(3)의 선단면의 외주연부로부터 축선(O) 방향을 따라 상기 테이퍼면(3a)의 앞 부분(선단측으로 약간 이격된 부분)에 걸쳐 연장 설치되어 있다.

이들 볼록조(3c)는 도 1의 우측에 도시된 바와 같이 상기 오목 홈(4e)의 테이퍼면(4c)에의 관통부에 기단부측으로부터 헐겁게 삽입 가능하게 되고, 또한 이와 같이 오목 홈(4e)에 헐겁게 삽입하여 전술한 바와 같이 테이퍼면(4c, 6a)과 테이퍼면(3a, 3b)을 접촉시킨 데에서, 도 1의 좌측에 도시된 바와 같이 오목 홈(4e)의 상기 벽부(4f)보다도 선단측에 간격을 두고 상기 오목 홈(4e) 내에 수용 가능하게 되어 있다.

따라서, 볼록조(3c)를 오목 홈(4e)에 수용하여 링 비트(4)의 직경 방향 내측에 삽입된 이너 비트(3)는 테이퍼면(3a)을 테이퍼면(4c)에 접촉시킴으로써 링 비트(4)에 대해 축선(O) 방향의 기단부측으로부터 결합 가능(선단측을 향해 빠짐 방지 상태에 결합 가능), 또한 축선(O) 둘레로 회전시켰을 때에는 볼록조(3c)가 오목 홈(4e)의 주위 방향을 향하는 어느 하나의 측벽에 접촉함으로써, 이 축선(O) 둘레에도 결합 가능하게 되어 링 비트(4)와 일체로 회전된다.

이너 비트(3)의 선단면에는, 상기 선단면으로부터 돌출되는 칩(8)이 복수 배치(박힘)되어 있다. 이너 비트(3)의 선단면에 있어서의 외주연부는, 도 1에 도시되는 당해 굴삭 공구(1)의 종단면에서 볼 때, 직경 방향 외측을 향함에 따라서 점차 기단부측을 향하여 연장되는 게이지면(9)으로 이루어져 있다. 또한, 도 1 및 도 2에 도시된 바와 같이, 이너 비트(3)의 선단면에 있어서의 게이지면(9)의 직경 방향 내측의 부위[선단면 중 게이지면(9) 이외의 부위]는 페이스면(10)으로 이루어져 있고, 상기 페이스면(10)은 게이지면(9)으로부터 직경 방향 내측을 향하여 단계적으로 후퇴되어 있다. 구체적으로, 이너 비트(3)의 페이스면(10) 중, 게이지면(9)의 직경 방향 내측에 인접하여 기단부측으로 한층 더 후퇴한 부위가 제1 후퇴면(11)으로 되어 있고, 상기 제1 후퇴면(11)의 직경 방향 내측에 위치하여 이 제1 후퇴면(11)보다도 기단부측으로 한층 더 후퇴하고, 또한 축선(O)(직경 방향 중앙부)을 포함하는 부위가 제2 후퇴면(12)으로 되어 있다.

도 1에 도시되는 예에서는, 페이스면(10) 중 가장 선단측에 위치하는 외주연에 대해 제1 후퇴면(11)이 기단부측으로 후퇴하는 후퇴량보다도, 제1 후퇴면(11)에 대해 제2 후퇴면(12)이 기단부측으로 후퇴하는 후퇴량이 크게 설정되어 있다.

본 실시 형태에서는, 칩(8)은 그 선단부가 반구 형상을 이루고, 상기 선단부 이외의 부위가 원기둥 형상을 이루도록 형성된 라운드형 버튼 칩이다. 또한, 복수의 칩(8) 중, 게이지면(9)에 배치된 칩(8A)과, 페이스면(10)에 배치된 칩(8B)은, 서로 동일 형상으로 되어 있다.

그리고, 이너 비트(3)의 선단면에 돌출 설치된 복수의 칩(8) 중, 게이지면(9)에 배치된 칩(8A)의 상기 게이지면(9)으로부터의 돌출량(H1)에 대해, 페이스면(10)에 배치된 칩(8B)의 상기 페이스면(10)으로부터의 돌출량(H2)이 크게 되어 있다.

또한, 도 1에 도시되는 예에서는, 칩(8B)의 선단의 축선(O) 방향의 위치가, 칩(8A)의 선단의 축선(O) 방향의 위치보다도 선단측에 배치되어 있다.

또한, 도 3에 있어서, 페이스면(10)에는, 칩(8B)의 외주면을 지지하도록 환 형상을 이루는 칩 지지부가 복수 설치되어 있고, 이들 칩 지지부는, 각 칩(8B)의 외주면을 따르도록 페이스면(10)으로부터 돌출 설치되어 있다.

또한 도 1에 도시된 바와 같이, 페이스면(10)이 구비하는 제1 후퇴면(11) 및 제2 후퇴면(12)에 있어서, 제1 후퇴면(11)의 칩(8B)이 상기 제1 후퇴면(11)으로부터 선단측을 향해 돌출되는 돌출량(H2)과, 제2 후퇴면(12)의 칩(8B)이 상기 제2 후퇴면(12)으로부터 선단측을 향해 돌출되는 돌출량(H2)은, 서로 동일하다.

따라서, 페이스면(10) 중 제1 후퇴면(11)에 배치된 칩(8B)의 선단에 있어서의 축선(O) 방향의 위치는, 제2 후퇴면(12)에 배치된 칩(8B)의 선단에 있어서의 축선(O) 방향의 위치보다도 선단측에 배치되어 있다.

또한 도 2에 있어서, 제1 후퇴면(11)에 배치된 복수의 칩(8B)은, 주위 방향을 따르도록 대략 원호 형상으로 배열되어 있고, 또한 이와 같은 열이 직경 방향으로 간격을 두고 복수 형성되어 있다. 구체적으로, 주위 방향으로 따르는 열을 이루는 칩(8B)끼리는, 직경 방향을 따르는 위치를 서로 약간 상이하게 하면서 주위 방향으로 배열되어 있고, 상기 열의 공구 회전 방향(T)의 후방에는, 후술하는 선단 홈(18)이 배치되어 있다.

도 1에 있어서, 이너 비트(3)는 상기 이너 비트(3) 내를 통과하고 이 이너 비트(3)의 선단부에 개구되는 공급 구멍(13)과, 이너 비트(3)의 외주면에 형성되어 축선(O) 방향으로 연장되는 배출 홈(14)을 구비하고 있다.

또한 공급 구멍(13)은 이너 비트(3)의 선단부에 있어서의 선단면에 개구되는 선단 블로우 구멍(15)과, 이너 비트(3)의 선단부에 있어서의 외주면에 개구되는 외주 블로우 구멍(16)과, 이들 선단 블로우 구멍(15) 및 외주 블로우 구멍(16)의 기단부측에 연통하여 이들 구멍(15, 16)을 향해 유체를 유통시키는 연통 구멍(17)을 구비하고 있다.

상세하게는, 이너 비트(3)에 있어서 상기 3단째보다 기단부측의 직경 축소된 부분이, 상기 해머에의 설치부로 되어 있음과 함께, 이너 비트(3)의 내부에는, 그 기단부로부터 축선(O)을 따라 선단측을 향해, 상기 해머로부터 보내지는 압축 공기(에어) 등의 유체를 수용하는 연통 구멍(17)이 형성되어 있다. 이 연통 구멍(17)은 이너 비트(3)의 선단부에서, 직경 방향 외측을 향함에 따라서 선단측으로 연장되는 복수의 외주 블로우 구멍(16)으로 분기되어 있고, 또한 이들 외주 블로우 구멍(16)의 양단부간에 위치하는 중간 부위로부터는, 이너 비트(3)의 선단면을 향해 선단 블로우 구멍(15)이 각각 분기되어 있다.

공급 구멍(13)은 연통 구멍(17), 외주 블로우 구멍(16), 선단 블로우 구멍(15)의 순으로, 내경이 작게 되어 있다.

도 2에 도시되는 정면에서 볼 때, 복수의 외주 블로우 구멍(16)은 연통 구멍(17)으로부터 축선(O)을 중심으로 한 방사상을 이루도록 분기되어 있다.

도 1 및 도 2에 있어서, 선단 블로우 구멍(15)은 이너 비트(3)의 선단면에 복수 개구되어 있고, 이들 선단 블로우 구멍(15) 중 적어도 1개 이상은, 축선(O)에 평행해지도록 연장되는 선단 블로우 구멍(15A)으로 이루어져 있다. 본 실시 형태에서는, 이너 비트(3)의 선단부에 형성된 복수의 선단 블로우 구멍(15) 중, 상기 선단 블로우 구멍(15A)이 반수 이상으로 되어 있고, 구체적으로는, 4개의 선단 블로우 구멍(15) 중, 2개가 상기 선단 블로우 구멍(15A)이다. 또한, 이들 선단 블로우 구멍(15)에는, 상기 선단 블로우 구멍(15A) 이외의 것으로서, 선단측을 향함에 따라서 점차 공구 회전 방향(T)의 후방을 향하여 연장되는 선단 블로우 구멍(15B)이 포함된다. 또한, 선단 블로우 구멍(15B)은, 선단측을 향함에 따라서 점차 약간 축선(O)으로부터 이격되도록 연장되어 있다.

또한, 이너 비트(3)의 외주에는, 축선(O)에 평행하게 연장되는 복수 조의 굴삭 찌꺼기의 배출 홈(14)이, 상기 이너 비트(3)의 선단으로부터 최대 외경으로 되는 상기 3단째에 걸쳐 형성되어 있고, 또한 이들 배출 홈(14)은 주위 방향으로는 상기 볼록조(3c)와 간섭하지 않도록 배치되어 있다. 배출 홈(14)은 그 직경 방향 외측으로부터 케이싱 파이프(2) 및 링 비트(4)에 덮여 있고, 상기 배출 홈(14)의 선단측의 단부는, 이너 비트(3)의 선단면에 개구되어 있다. 또한, 배출 홈(14)의 기단부측에는, 상기 전달 부재와 케이싱 파이프(2) 사이에서 유체 및 굴삭 찌꺼기를 기단부측을 향해 유통시키는 배출로(20)가 형성되어 있다.

그리고, 도 2 및 도 3에 있어서, 이너 비트(3)의 외주면에는, 외주 블로우 구멍(16)과 배출 홈(14)을 연통하는 외주 홈(19)이 형성되어 있다.

또한, 선단 블로우 구멍(15)은 이너 비트(3)의 선단면에 형성되어 배출 홈(14)에 연통하는 선단 홈(18) 내에 개구되고, 외주 블로우 구멍(16)은 이너 비트(3)의 외주면에 형성되어 배출 홈(14)에 연통하는 외주 홈(19) 내에 개구되어 있다.

본 실시 형태에서는, 선단 블로우 구멍(15)은 페이스면(10)의 제2 후퇴면(12)에 개구되어 있고, 선단 홈(18)은 제2 후퇴면(12)으로부터 배출 홈(14)에 걸쳐 연장되어 있다. 구체적으로, 도 2에 도시되는 정면에서 볼 때, 선단 홈(18)은 선단 블로우 구멍(15)으로부터 직경 방향 외측을 향함에 따라서 점차 공구 회전 방향(T)의 후방을 향하여 연장되어 있다. 그리고, 선단 홈(18)에 있어서의 직경 방향 내측의 단부에 선단 블로우 구멍(15)이 개구되고, 직경 방향 외측의 단부는 배출 홈(14)에 이어지고 있다. 또한 도시된 예에서는, 선단 홈(18)의 홈 폭은, 선단 블로우 구멍(15)의 내경보다도 크게 되어 있다. 선단 홈(18)의 홈 폭방향을 따르는 단면 형상은, 대략 반원호 형상으로 되어 있다.

도 1에 도시되는 종단면에서 볼 때, 선단 홈(18)은 선단 블로우 구멍(15)으로부터 배출 홈(14)을 향함에 따라서 점차 축선(O) 방향을 따르는 홈 깊이가 크게 되어 있고, 상기 선단 홈(18)의 홈 바닥에 있어서의 배출 홈(14)과의 연결 부분은, 모따기 형상으로 절결되어 있다. 또한, 도 2에 도시되는 정면에서 볼 때, 선단 홈(18)의 홈 폭은, 선단 블로우 구멍(15)으로부터 상기 연결 부분에 걸쳐서는 대략 일정하게 되어 있고, 상기 연결 부분에서는 직경 방향 외측의 배출 홈(14)을 향함에 따라서 점차 크게 되어 있다.

도 1에 도시된 바와 같이, 외주 홈(19)은 링 비트(4)에 의해 직경 방향 외측으로부터 덮여 있다. 또한, 도 3에 도시된 바와 같이, 외주 홈(19)은 외주 블로우 구멍(16)으로부터 배출 홈(14)을 향해, 주위 방향을 향함에 따라서 점차 기단부측을 향하여 연장되어 있다. 본 실시 형태에서는, 외주 홈(19)은 공구 회전 방향(T)을 향함에 따라서 점차 기단부측을 향해 경사져 연장되어 있다. 그리고, 외주 홈(19)에 있어서의 공구 회전 방향(T)의 후방의 단부에 외주 블로우 구멍(16)이 개구되고, 공구 회전 방향(T)의 전방의 단부는 배출 홈(14)에 이어지고 있다. 또한 도시된 예에서는, 외주 홈(19)의 홈 폭은, 외주 블로우 구멍(16)의 내경보다도 작게 되어 있다. 외주 홈(19)의 홈 폭방향을 따르는 단면 형상은, 대략 반원호 형상으로 되어 있다.

이상 설명한 본 실시 형태의 굴삭 공구(1)에서는, 이너 비트(3)에 대해 축선(O) 방향의 선단측을 향한 추력 및 타격력, 및 축선(O) 둘레의 회전력이 부여됨으로써, 이너 비트(3) 및 이것에 결합되는 링 비트(4)에 의해 지반이 굴삭되어 굴삭 구멍이 형성되면서, 이것과 동시에 상기 굴삭 구멍 내에 케이싱 파이프(2)가 삽입되어(인입되어) 간다. 또한 굴삭과 함께, 공급 구멍(13)을 통하여 에어 등의 유체(분출 매체)가 이너 비트(3)의 선단면에 분출되는 한편, 배출 홈(14)을 통하여 유체 및 굴삭에 의해 발생한 굴삭 찌꺼기(슬라임)가 공구 기단부측을 향해 배출된다.

본 실시 형태의 굴삭 공구(1)에 의하면, 공급 구멍(13)의 외주 블로우 구멍(16)이 이너 비트(3)의 외주면에 형성된 외주 홈(19)을 통하여 배출 홈(14)에 연통되어 있고, 이 외주 홈(19)은 링 비트(4)에 의해 직경 방향 외측으로부터 덮여 있음과 함께, 외주 블로우 구멍(16)으로부터 배출 홈(14)을 향해, 축선(O) 둘레를 향함에 따라서 점차 축선(O) 방향의 기단부측을 향하여 연장되어 있으므로, 하기하는 작용 효과를 발휘한다.

즉, 외주 홈(19) 내의 유체는, 외주 블로우 구멍(16)으로부터 배출 홈(14)을 향하여 축선(O) 방향의 기단부측을 향한 흐름을 형성하면서 상기 배출 홈(14) 내에 유입되는 점에서, 배출 홈(14) 내의 유체 및 굴삭 찌꺼기가, 이에 수반하여 공구 기단부측을 향해 흐르기 쉬워진다.

또한 외주 홈(19)이 그 직경 방향 외측으로부터 링 비트(4)에 덮여 있음으로써, 외주 블로우 구멍(16)으로부터 이 외주 홈(19) 내로 분출된 유체가, 지반 내부로 침입하는 것이 방지되면서 배출 홈(14) 내를 향해 효율적으로 보내져, 상기 배출 홈(14) 내를 흐르는 유체 및 굴삭 찌꺼기의 회수 효율이 향상된다.

또한, 이와 같이 외주 홈(19)이 링 비트(4)에 덮여 있음으로써, 상기 외주 홈(19) 내에의 굴삭 찌꺼기의 침입이 억제되고, 외주 홈(19) 내가 굴삭 찌꺼기에 의해 막히는 사태가 방지되어 있음과 함께, 상기 외주 홈(19) 내의 유로가 안정적으로 확보되어, 이 외주 홈(19) 내를 흐르는 유체의 유속이 안정적으로 유지된다. 이에 의해, 외주 홈(19)으로부터 유체가 유입되는 배출 홈(14)에 있어서도, 그 내부를 흐르는 유체 및 굴삭 찌꺼기의 유속이 빨라지는 것으로 되고, 벤추리 효과에 의해 배출 홈(14) 내의 압력이 이너 비트(3)의 선단면에 개구되는 선단 홈(18) 내(및 그 주변을 포함함)의 압력보다도 낮아지고, 상기 선단 홈(18) 내의 유체 및 굴삭 찌꺼기가, 보다 저압으로 된 배출 홈(14) 내에 인입되기 쉬워짐과 함께, 이 배출 홈(14)을 통하여 공구 기단부측의 배출로(20)로 보내지기 쉬워진다.

이와 같이, 본 실시 형태에 따르면, 이너 비트(3)의 공급 구멍(13)으로부터 분출된 유체 및 굴삭에 의해 발생한 굴삭 찌꺼기를, 상기 이너 비트(3)의 배출 홈(14) 내에 효율적으로 회수할 수 있음과 함께, 상기 배출 홈(14)을 통하여 공구 기단부측을 향해 안정적으로 배출할 수 있고, 이에 의해, 굴삭 작업을 고효율 또한 안정적으로 진행시킬 수 있고, 굴삭 구멍 주변의 지반에의 영향도 억제할 수 있는 것이다.

또한, 선단 블로우 구멍(15)이 이너 비트(3)의 선단면에 형성되어 배출 홈(14)에 연통하는 선단 홈(18) 내에 개구되고, 외주 블로우 구멍(16)이 이너 비트(3)의 외주면에 형성되어 배출 홈(14)에 연통하는 외주 홈(19) 내에 개구되어 있으므로, 하기의 효과가 얻어진다.

즉, 선단 블로우 구멍(15)으로부터 분출된 유체가, 이너 비트(3)의 선단면 주변의 굴삭 찌꺼기와 함께, 선단 홈(18) 내를 통하여 배출 홈(14) 내에 효율적으로 안내되어, 이들 유체 및 굴삭 찌꺼기를 회수하는 효율이 높아진다. 또한, 외주 블로우 구멍(16)이 외주 홈(19) 내에 직접 개구되어 있음으로써, 전술한 작용 효과가 보다 현저해진다.

또한, 이너 비트(3)의 선단면에 개구되는 복수의 선단 블로우 구멍(15) 중, 적어도 1개 이상이, 축선(O)에 평행해지도록 연장되는 선단 블로우 구멍(15A)으로 이루어져 있으므로, 상기 선단 블로우 구멍(15A)으로부터 분출된 유체가, 이너 비트(3)의 선단면으로부터 외주측을 향해 릴리프되는 것을 억제할 수 있고, 이에 의해, 굴삭 구멍 주변의 지반이 무르게 되는 것을 효과적으로 억제할 수 있다. 또한, 선단 블로우 구멍(15A)으로부터 분출되는 유체가, 이너 비트(3)의 선단면 전체에 골고루 퍼지기 쉬워져, 굴삭 효율이 보다 높아진다.

또한, 선단 블로우 구멍(15A)이 이너 비트(3)의 선단면[본 실시 형태에서는 선단 홈(18) 내]에 개구되는 부분으로부터, 상기 이너 비트(3)의 외주면의 배출 홈(14)까지의 직경 방향을 따르는 거리를 크게 확보하기 쉬워지고, 선단 홈(18) 내를 통하여 굴삭 찌꺼기를 회수하는 효율이 향상된다.

또한, 본 실시 형태에서는 상기 선단 블로우 구멍(15A)이, 모든 선단 블로우 구멍(15) 중 반수 이상으로 되어 있으므로, 전술한 효과가 보다 현저하게 얻어지기 쉽게 되어 있다.

또한, 이너 비트(3)의 선단면에 대해, 링 비트(4)의 선단면의 축선(O) 방향을 따르는 위치가 동일해지도록 배치되어 있고, 구체적으로 본 실시 형태에서는, 이너 비트(3)의 선단면에 있어서의 최선부분인 페이스면(10)의 외주연에 대해, 링 비트(4)의 선단면에 있어서의 최선부분인 원환 형상면의 축선(O) 방향을 따르는 위치가 동일하게 되어 있어, 즉 링 비트(4)에 대해 이너 비트(3)가 선단측을 향해 돌출되지 않는 점에서, 굴삭 구멍 주변에의 유체의 침입이 보다 효과적으로 방지된다. 즉, 링 비트(4)가 이너 비트(3)의 선단부 전체를 포위하는 점에서, 유체 및 굴삭 찌꺼기가 상기 링 비트(4)의 직경 방향 외측으로 누출되는 것이 억제됨과 함께, 이들 유체 및 굴삭 찌꺼기가, 링 비트(4)의 직경 방향 내측에 위치하는 배출 홈(14) 내에 효율적으로 회수되게 된다.

또한, 이너 비트(3)의 선단면에 돌출 설치된 복수의 칩(8) 중, 게이지면(9)에 배치된 칩(8A)의 상기 게이지면(9)으로부터의 돌출량(H1)에 대해 페이스면(10)에 배치된 칩(8B)의 상기 페이스면(10)으로부터의 돌출량(H2)이 크게 되어 있으므로, 페이스면(10)에 있어서, 인접하는 칩(8B)끼리의 사이에 유체 및 굴삭 찌꺼기를 유통시키는 공극이 확보되기 쉬워지고, 상기 공극을 통하여, 이들 유체 및 굴삭 찌꺼기를 선단 홈(18) 및 배출 홈(14)을 향해 배출되기 쉬워진다.

또한, 본 실시 형태에서는, 페이스면(10)에 환 형상을 이루는 칩 지지부가 돌출 설치되어 각 칩(8B)의 외주면을 지지하고 있고, 이에 의해, 페이스면(10)에 대한 칩(8B)의 장착 자세가 안정되고 설치 강도도 높아지면서, 상기 돌출량(H2)을 확보할 수 있게 되어 있다. 또한, 이와 같이 페이스면(10)의 칩(8B)의 돌출량(H2)을 확보하면서, 칩(8A, 8B)으로서 동일 부재를 사용하는 것이 가능하고, 부품의 종류를 삭감할 수 있다.

또한 본 실시 형태에서는, 페이스면(10)의 외주연으로부터 직경 방향 중앙부[축선(O) 부근]를 향하여 단계적으로 후퇴하는 제1 후퇴면(11)과 제2 후퇴면(12)이 형성되어 있고, 이들 제1 후퇴면(11) 및 제2 후퇴면(12)에 있어서 칩(8B) 사이 등에 공극을 확보하기 쉬운 점에서, 상기 페이스면(10)에 있어서의 유체 및 굴삭 찌꺼기의 체류가 효과적으로 억제되어, 이들 유체 및 굴삭 찌꺼기의 배출이 안정적으로 행해진다. 특히, 페이스면(10)의 직경 방향 중앙부에 위치하는 제2 후퇴면(12)의 후퇴량이 크게 확보되어 있는 점에서, 전술한 효과가 보다 현저하게 얻어지기 쉽게 되어 있다.

또한, 본 실시 형태와는 달리, 제1 후퇴면(11)에 배치된 칩(8B)의 선단에 있어서의 축선(O) 방향의 위치와, 제2 후퇴면(12)에 배치된 칩(8B)의 선단에 있어서의 축선(O) 방향의 위치를 대략 동일하게 설정해도 되고, 이 경우, 후퇴량이 큰 제2 후퇴면(12)에 있어서의 칩(8B)의 굴삭 효율을 저감시키는 일 없이, 전술한 효과를 얻는 것이 가능해진다.

또한, 페이스면(10)에 있어서의 복수의 칩(8B)이, 주위 방향을 따르도록 배열되어 있음과 함께, 이와 같은 열이 직경 방향으로 간격을 두고 복수 설치되어 있기 때문에, 예를 들어 도 2에 화살표 F로 나타내는 바와 같은 유체 및 굴삭 찌꺼기의 흐름을 만들기 쉬워지고, 칩(8B)의 배열을 따라 이들 유체 및 굴삭 찌꺼기가 선단 홈(18) 내에 유도되기 쉬워져, 배출 효율이 높아진다.

또한, 선단 홈(18)이 선단 블로우 구멍(15)으로부터 직경 방향 외측을 향함에 따라서 점차 공구 회전 방향(T)과는 반대측[공구 회전 방향(T)의 후방]을 향하여 연장되어 있으므로, 하기하는 효과를 발휘한다.

즉, 선단 홈(18)은 선단 블로우 구멍(15)으로부터 직경 방향 외측을 향함에 따라서 점차 공구 회전 방향(T)의 후방을 향하여 연장되어 있으므로, 이 선단 홈(18) 내를 흐르는 유체 및 굴삭 찌꺼기의 유통이 공구의 회전에 의해 저해되기 어렵게 되어 있고, 이들 유체 및 굴삭 찌꺼기가, 선단 홈(18) 내로부터 배출 홈(14) 내로 안정적으로 흐르기 쉬워진다.

또한, 본 발명은 전술한 실시 형태로 한정되는 것은 아니고, 본 발명의 취지를 일탈하지 않는 범위에 있어서 다양한 변경을 추가하는 것이 가능하다.

예를 들어, 전술한 실시 형태에서는, 도 1에 있어서, 이너 비트(3)의 선단면에 대해 링 비트(4)의 선단면의 축선(O) 방향을 따르는 위치가 동일해지도록 배치되어 있는 것으로 하였지만, 이것으로 한정되는 것은 아니다.

여기서, 도 4에 도시되는 것은 전술한 실시 형태에서 설명한 굴삭 공구(1)의 변형예이며, 이 변형예에서는, 이너 비트(3)의 선단면에 대해 링 비트(4)의 선단면의 축선(O) 방향을 따르는 위치가 선단측으로 돌출되어 배치되어 있다. 구체적으로, 이너 비트(3)의 선단면 중 최선부분인 페이스면(10)의 외주연에 대해, 링 비트(4)의 선단면 중 최선부분인 원환 형상면의 축선(O) 방향을 따르는 위치가, 선단측으로 돌출되어 배치되어 있다. 이 변형예에 있어서도, 전술한 실시 형태와 마찬가지로 링 비트(4)가 이너 비트(3)의 선단부 전체를 포위하는 점에서, 굴삭 구멍 주변으로의 유체의 침입이 억제되고, 또한 유체 및 굴삭 찌꺼기가 링 비트(4)의 직경 방향 내측에 위치하는 배출 홈(14) 내로 효율적으로 회수되게 된다.

또한, 본 명세서에서 말하는 「이너 비트(3)의 선단면에 대해, 링 비트(4)의 선단면의 축선(O) 방향을 따르는 위치가 동일, 또는 선단측을 향해 돌출되어 배치된다」고 함은, 링 비트(4)가 이너 비트(3)의 선단부를 실질적으로 포위하고 있음으로써, 전술한 효과가 얻어지는 상태에 있는 것을 나타내고 있고, 반드시 이너 비트(3)의 선단면에 있어서의 최선부분과, 링 비트(4)의 선단면에 있어서의 최선부분의 상대적인 위치 관계만을 가리키는 것은 아니다.

또한 상기 「선단면」이라 함은, 예를 들어 2개의 면끼리가 교차하는 능선 부분도 포함하는 개념이다. 즉, 전술한 실시 형태에서는, 링 비트(4)의 선단면에, 축선(O)에 수직한 원환 형상면과, 상기 원환 형상면의 직경 방향 내측 및 외측에 2개의 테이퍼면이 형성되어 있는 것으로 하였지만, 상기 원환 형상면이 형성되지 않고 2개의 테이퍼면끼리가 교차하여 이루어지는 능선 부분이 형성되어 있는 경우에는, 이너 비트(3)의 선단면에 대해, 링 비트(4)의 선단면에 있어서의 상기 능선 부분의 축선(O) 방향을 따르는 위치가 동일, 또는 선단측을 향해 돌출되어 배치되게 된다.

또한, 상술한 실시 형태에서는, 이너 비트(3)의 페이스면(10)에 있어서, 제1 후퇴면(11)에 배치된 칩(8B)의 선단에 있어서의 축선(O) 방향의 위치가, 제2 후퇴면(12)에 배치된 칩(8B)의 선단에 있어서의 축선(O) 방향의 위치보다도 선단측에 배치되어 있는 것으로 하였지만, 이것으로 한정되는 것은 아니고, 전술한 바와 같이 제1, 제2 후퇴면(11, 12)의 칩(8B)끼리의 선단 위치를 서로 동일하게 설정하거나, 또는, 제1 후퇴면(11)에 배치된 칩(8B)의 선단이, 제2 후퇴면(12)에 배치된 칩(8B)의 선단보다도 기단부측으로 후퇴하고 있어도 된다.

또한, 페이스면(10)에 제1, 제2 후퇴면(11, 12)이 형성되어 있는 것으로 하였지만, 이들 제1, 제2 후퇴면(11, 12) 중 어느 하나 또는 양쪽이 형성되어 있지 않아도 상관없다. 즉, 전술한 실시 형태에서는, 페이스면(10)이 게이지면(9)으로부터 직경 방향 내측을 향하여 단계적으로 후퇴되어 있다고 설명하였지만, 이것으로 한정되는 것은 아니고, 예를 들어 1단만 후퇴되어 있거나, 후퇴되는 일 없이 전체가 평활한 면으로 되어 있어도 상관없다.

보다 상세하게는, 도 5의 변형예에 도시된 바와 같이, 페이스면(10)에 제1, 제2 후퇴면(11, 12)을 형성하지 않고, 상기 페이스면(10)을 평활한 면으로 하고, 이 페이스면(10)에 발리스틱형(포탄형) 버튼 칩으로 이루어지는 칩[8C(8)]을 박음으로써, 돌출량(H2)을 확보하는 것으로 해도 된다. 즉, 칩(8C)은, 전술한 칩(8A, 8B)에 비해 그 선단부의 길이(칩 중심축 방향을 따르는 길이)가 길어져 있는 점에서, 상기 칩(8C)이 페이스면(10)으로부터 돌출되는 돌출량(H2)을 확보하기 쉽다. 또한 이 구성에 의하면, 페이스면(10)에 칩 지지부를 설치하지 않고 칩(8C)의 장착 자세를 안정시킬 수 있어 설치 강도도 확보되고, 페이스면(10)의 제작이 용이하다.

또한, 공급 구멍(13)의 연통 구멍(17)이 이너 비트(3)의 선단부에서 복수의 외주 블로우 구멍(16)으로 분기되고, 또한 이들 외주 블로우 구멍(16)으로부터 선단 블로우 구멍(15)이 각각 분기되어 있는 것으로 하였지만, 이것으로 한정되는 것은 아니다. 즉, 공급 구멍(13)은 이너 비트(3)의 선단면에 개구되는 선단 블로우 구멍(15)과, 이너 비트(3)의 외주면에 개구되는 외주 블로우 구멍(16)을 구비하고 있으면 되고, 예를 들어 선단 블로우 구멍(15)이 연통 구멍(17)으로부터 직접 분기되어 있어도 된다.

또한, 선단 블로우 구멍(15A)이, 축선(O)에 평행해지도록 연장되어 있는 것으로 하였지만, 이것으로 한정되는 것은 아니다. 즉, 선단 블로우 구멍(15A)은, 선단측을 향함에 따라서 점차 축선(O)에 접근하도록 연장되어 있어도 된다. 이 경우도, 선단 블로우 구멍(15A)으로부터 분출된 유체가, 이너 비트(3)의 선단면으로부터 외주측을 향해 릴리프되는 것을 억제할 수 있고, 이에 의해, 굴삭 구멍 주변의 지반이 무르게 되는 것을 효과적으로 억제할 수 있다. 또한 상기 유체가, 이너 비트(3)의 선단면 전체에 골고루 퍼지기 쉬워져, 굴삭 효율이 높아진다. 또한, 선단 블로우 구멍(15A)이 이너 비트(3)의 선단면[선단 홈(18) 내]에 개구되는 부분으로부터, 상기 이너 비트(3)의 외주면 배출 홈(14)까지의 직경 방향을 따르는 거리를 크게 확보하기 쉬워져, 선단 홈(18) 내를 통하여 굴삭 찌꺼기를 회수하는 효율이 향상된다.

또한, 상술한 실시 형태에서는, 복수의 선단 블로우 구멍(15) 중, 반수 이상이 상기 선단 블로우 구멍(15A)이라고 설명하였지만, 상기 선단 블로우 구멍(15A)은, 적어도 1개 이상 형성되어 있으면 전술한 효과를 발휘한다. 단, 전술한 실시 형태와 같이, 선단 블로우 구멍(15A)이 전체의 반수 이상 형성된 경우에는, 그 효과가 보다 현저해지는 점에서 바람직하다. 또한, 모든 선단 블로우 구멍(15)이 상기 선단 블로우 구멍(15A)으로 이루어지는 것이 보다 바람직하다.

또한, 외주 홈(19)이 외주 블로우 구멍(16)으로부터 배출 홈(14)을 향해, 공구 회전 방향(T)(의 전방)을 향함에 따라서 점차 기단부측을 향해 경사져 연장되어 있는 것으로 하였지만, 이것으로 한정되는 것은 아니다. 즉, 외주 홈(19)이 외주 블로우 구멍(16)으로부터 배출 홈(14)을 향해, 공구 회전 방향(T)의 후방을 향함에 따라서 점차 기단부측을 향해 경사져 연장되어 있어도 된다. 즉 도 3에 있어서, 외주 홈(19)은 배출 홈(14)에 대해 공구 회전 방향(T)의 후방에 위치하고 있지만, 이 대신에, 외주 홈(19)이 배출 홈(14)에 대해 공구 회전 방향(T)의 전방에 배치되어 상기 배출 홈(14)에 연통하고 있어도 된다. 또는, 배출 홈(14)을 사이에 둔 양측[공구 회전 방향(T)의 전방 및 후방]에, 이 배출 홈(14)에 연통하는 외주 홈(19)이 각각 형성되어 있어도 된다.

그 외, 본 발명의 취지로부터 일탈하지 않는 범위에 있어서, 전술한 실시 형태, 변형예 및 추가 기재 등에서 설명한 각 구성(구성 요소)을 조합해도 되고, 또한 구성의 부가, 생략, 치환, 그 외의 변경이 가능하다. 또한 본 발명은 전술한 실시 형태에 의해 한정되지 않고, 특허 청구 범위에 의해서만 한정된다.

본 발명에 따르면, 이너 비트의 공급 구멍으로부터 분출된 유체 및 굴삭에 의해 발생한 굴삭 찌꺼기를, 상기 이너 비트의 배출 홈 내에 효율적으로 회수할 수 있음과 함께, 상기 배출 홈을 통하여 공구 기단부측을 향해 안정적으로 배출할 수 있고, 이에 의해, 굴삭 작업을 고효율 또한 안정적으로 진행시킬 수 있고, 굴삭 구멍 주변의 지반에의 영향도 억제할 수 있다.

따라서, 산업상 이용 가능성을 갖는다.

1 : 굴삭 공구
2 : 케이싱 파이프
3 : 이너 비트
4 : 링 비트
8 : 이너 비트의 선단면의 칩
8A : 게이지면의 칩
8B, 8C : 페이스면의 칩
9 : 게이지면
10 : 페이스면
13 : 공급 구멍
14 : 배출 홈
15 : 선단 블로우 구멍
15A : 선단 블로우 구멍
16 : 외주 블로우 구멍
18 : 선단 홈
19 : 외주 홈
H1 : 칩의 게이지면으로부터의 돌출량
H2 : 칩의 페이스면으로부터의 돌출량
O : 축선
T : 공구 회전 방향

Claims (9)

1. 지반을 굴삭하여 굴삭 구멍을 형성하는 굴삭 공구이며,
   원통 형상을 이루는 케이싱 파이프와,
   상기 케이싱 파이프 내에 그 축선 방향을 따라 삽입 관통됨과 함께, 상기 축선 방향을 따르는 선단부가 상기 케이싱 파이프의 선단으로부터 돌출된 이너 비트와,
   원환 형상을 이루고, 상기 케이싱 파이프의 선단부에 상기 케이싱 파이프에 대해 상기 축선 둘레로 회전 가능하게 배치되고, 상기 이너 비트의 선단부를 포위함과 함께, 상기 이너 비트에 대해서는 상기 축선 둘레에 및 상기 축선 방향의 선단측으로부터 결합 가능하게 된 링 비트를 구비하고,
   상기 이너 비트는,
   상기 이너 비트 내를 통과하고 상기 이너 비트의 선단부에 개구되는 공급 구멍과,
   상기 이너 비트의 외주면에 형성되어 상기 축선 방향으로 연장되는 배출 홈을 구비하고,
   상기 공급 구멍은,
   상기 이너 비트의 선단부의 선단면에 개구되는 선단 블로우 구멍과,
   상기 이너 비트의 선단부의 외주면에 개구되는 외주 블로우 구멍을 구비하고,
   상기 이너 비트의 외주면에는, 상기 외주 블로우 구멍과 상기 배출 홈을 연통하는 외주 홈이 형성되고,
   상기 외주 홈은, 상기 링 비트에 의해 직경 방향 외측으로부터 덮여 있음과 함께, 상기 외주 블로우 구멍으로부터 상기 배출 홈을 향해, 상기 축선 둘레를 향함에 따라서 점차 상기 축선 방향의 기단부측을 향하여 연장되어 있는, 굴삭 공구.
2. 제1항에 있어서,
   상기 선단 블로우 구멍은, 상기 이너 비트의 선단면에 형성되어 상기 배출 홈에 연통하는 선단 홈 내에 개구되고,
   상기 외주 블로우 구멍은, 상기 외주 홈 내에 개구되어 있는, 굴삭 공구.
3. 제1항 또는 제2항에 있어서,
   상기 선단 블로우 구멍은, 상기 이너 비트의 선단면에 복수 개구되어 있고, 이들 선단 블로우 구멍 중 적어도 1개 이상은, 상기 축선에 평행해지도록 연장되고, 또는 선단측을 향함에 따라서 점차 상기 축선에 접근하도록 연장되어 있는, 굴삭 공구.
4. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서,
   상기 이너 비트의 선단면에 대해, 상기 링 비트의 선단면의 상기 축선 방향을 따르는 위치가 동일, 또는 선단측을 향해 돌출되어 배치되는, 굴삭 공구.
5. 제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서,
   상기 이너 비트의 선단면에는, 상기 선단면으로부터 돌출되는 칩이 복수 배치되어 있고,
   상기 이너 비트의 선단면에 있어서의 외주연부는, 상기 굴삭 공구의 종단면에서 볼 때 직경 방향 외측을 향함에 따라서 점차 상기 축선 방향의 기단부측을 향하여 연장되는 게이지면으로 이루어져 있고,
   상기 이너 비트의 선단면에 있어서의 상기 게이지면의 직경 방향 내측은, 페이스면으로 이루어져 있고,
   복수의 상기 칩 중, 상기 게이지면에 배치된 칩의 상기 게이지면으로부터의 돌출량에 대해, 상기 페이스면에 배치된 칩의 상기 페이스면으로부터의 돌출량이 크게 이루어져 있는, 굴삭 공구.
6. 제2항 내지 제5항 중 어느 한 항에 있어서,
   상기 선단 홈은, 상기 선단 블로우 구멍으로부터 직경 방향 외측을 향함에 따라서 점차 공구 회전 방향과는 반대측을 향하여 연장되어 있는, 굴삭 공구.
7. 제1항 내지 제6항 중 어느 한 항에 있어서,
   상기 외주 홈은, 상기 이너 비트의 회전 방향을 향함에 따라서 점차 상기 축선 방향의 기단부측을 향하여 연장되어 있는, 굴삭 공구.
8. 제5항 내지 제7항 중 어느 한 항에 있어서,
   상기 페이스면은, 상기 축선 방향의 기단부측으로 후퇴한 제1 후퇴면과, 상기 제1 후퇴면보다도 상기 축선 방향의 기단부측으로 후퇴한 제2 후퇴면을 갖고,
   복수의 상기 칩 중, 상기 제1 후퇴면에 배치된 칩의 상기 제1 후퇴면으로부터의 돌출량과, 상기 제2 후퇴면에 배치된 칩의 상기 제2 후퇴면으로부터 돌출량이 동일한, 굴삭 공구.
9. 제5항 내지 제7항 중 어느 한 항에 있어서,
   상기 페이스면은, 상기 축선 방향의 기단부측으로 후퇴한 제1 후퇴면과, 상기 제1 후퇴면보다도 상기 축선 방향의 기단부측으로 후퇴한 제2 후퇴면을 갖고,
   복수의 상기 칩 중, 상기 제1 후퇴면에 배치된 칩의 선단에 있어서의 상기 축선 방향의 위치와, 상기 제2 후퇴면에 배치된 칩의 선단에 있어서의 상기 축선 방향의 위치가 동일한, 굴삭 공구.
   

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