以下に、本発明の第1の実施形態である掘削 工具について添付した図面を参照して説明す る。

 この掘削工具10は、図1に示すように、中心� ��Oに沿って延びる概略多段円柱状をなすデバ イス20と、このデバイス20の先端側(図1、図5� �おいて左側)に着脱可能に装着されたビット� ��ッド40と、デバイス20の外周側に嵌合された ケーシングトップ11と、ケーシングトップ11� �後端側に接続されたケーシングパイプ13とを 備えている。

 ケーシングトップ11は、概略円筒状をなし� �おり、デバイス20の外周側に嵌合される構成 とされており、デバイス20から打撃を受けて� ��進力を与えられるものである。ケーシング� ��ップ11の後端側部分は、外径が一段小さく� �れており、ケーシングパイプ13の接続部12と� ��れている。

 ケーシングパイプ13は、円筒状をなし、そ� �外径がケーシングトップ11と同一とされ、内 径がケーシングトップ11の接続部12の外径と� �同一とされている。このケーシングパイプ13 は、ケーシングトップ11の接続部12に嵌合さ� �た状態で、先端部がケーシングトップ11に溶 接されている。

 デバイス20は、先端側に位置するデバイス� �体21と、デバイス本体21の後端側に連なり径� ��向外方に張り出した大径部22と、大径部22の 後端側に連なり大きく径方向内方に後退した 小径部23と、を有している。なお、デバイス� ��体21、大径部22及び小径部23は一体に成形さ� ��ている。小径部23は、図示しない打撃力付� �機構(エアハンマ)に接続されるとともに、図 示しない回転駆動機構によって回転される構 成とされている。このデバイス20は、中心軸O 回りに回転されるとともに、中心軸O方向に� �撃力を受けるものである。

 大径部22の外径は、ケーシングパイプ13の内 径と略同一とされている。また、デバイス本 体21の外周側にケーシングトップ11が嵌合さ� �、大径部22の先端面がケーシングトップ11の� ��端面に当接させられている。こうして、ケ� ��シングトップ11は、大径部22を介して打撃を 受けて推進力を与えられるように構成されて いる。

 また、デバイス20の内部には、中心線Oに沿� ��て延びる流体供給路24が、小径部23の後端面 に開口してデバイス本体21にまで達するよう� ��設けられている。この流体供給路24の先端� �分には、中心線Oに直交する方向(径方向外方 )に向けて延びる連絡路25が連設され、この連 絡路25から中心線Oに平行に延びて後述する取 付孔部32の底面に開口する連通孔26が形成さ� �ている。

 さらに、流体供給路24の先端部分には、先� �側に向かうにしたがい漸次径方向外方に向� �う流体吐出孔27が連設されている。

 デバイス本体21の先端面には、後端側及び� �方向内方に向けて凹む収容凹部30が設けられ ている。本実施形態では、先端面視して図2� �び図3に示すように、2つの収容凹部30が中心� ��Oに対して点対称となるように設けられてい る。これにより、デバイス本体21の先端面の� ��ち、収容凹部30以外の部分は、先端面視し� �概略H字状をなし、先端側に向けて突出する� ��とになる。この概略H字状をなす部分には、 超硬合金等の硬質材料で構成されたチップ15� ��複数植設されており、被掘削物を掘削する� ��バイス掘削部29とされている。

 詳述すると、デバイス掘削部29は、デバイ� �本体21の外周面に沿って延びる一対の外周掘 削部29Aと、中心軸Oを通過するとともに一対� �外周掘削部29Aを連絡する中央掘削部29Bとを� �えている。中央掘削部29Bは、中心軸Oに直交� ��るように延在し、5つのチップ15が、それぞ� ��のチップ15の中心軸Oからの径方向距離が互� ��に異なるように配列されている。また、外� ��掘削部29Aは、径方向外方に向かうにしたが� ��漸次後端側へと後退するように僅かに中央� ��削部29Bに対して傾斜しており、周方向に沿� ��て6つのチップ15が配列されている。

 また、収容凹部30の先端側を向く底面のう� �、回転方向R1前方側部分には、径方向外側に 向かうにしたがい漸次後端側に向けて後退す る傾斜面部31がそれぞれ形成されている。こ� ��傾斜面部31には、前述した流体吐出孔27が開 口させられている。また、この傾斜面部31の� ��方向外方端に連なるデバイス20の側面には� �図1から図3に示すように、径方向内方に向け て一段凹むとともに中心軸Oに平行に延びる� �欠溝28が形成されている。

 収容凹部30の先端側を向く底面のうち、回� �方向R1後方側には、図2及び図3に示すように� ��心軸Oから偏心するとともに中心軸Oに対し� �点対称となり、かつ、図1に示すように中心� ��Oと平行に延びる2つの回転軸P1、P2に沿って� ��れぞれ延びる2つの取付孔部32が形成されて� ��る。

 そして、デバイス本体21には、中心軸O及び� ��転軸P1、P2に直交する方向に延びて、2つの� �付孔部32に貫通するピン孔33が形成されてい� ��。このピン孔33は、中心軸Oに直交する断面� ��おいて図4に示すように、中心軸Oを通過す� �とともに、2つの取付孔部32の内周面の一部� �貫通するように設けられている。つまり、� �のピン孔33は、デバイス20の径方向に延びる� ��うに構成されているのである。

 ピン孔33の一端側(図1及び図5において下側)� ��分は、一段小径とされている。また、ピン� ��33の他端側(図1及び図5において上側)の開口� ��には、図1及び図5に示すように、ピン孔33の 延在方向に直交する方向に延びる(中心軸Oに� ��行に延びる)スライド溝34が形成されている� ��

 スライド溝34の中心軸O方向後端側には、図5 及び図6に示すように、デバイス本体21の外周 面に開口して断面円形をなす装入凹部35が形� ��されている。装入凹部35は、底部と内周面� �の間にリング状溝36が形成されている。

 また、装入凹部35の中心軸O方向先端側には� ��装入凹部35の直径よりも小さな幅で延びる� �止溝部37が設けられている。本実施形態では 、図6に示すように、係止溝部37は装入凹部35� ��向けて開口したU字状をなしている。

 そして、スライド溝34の中心軸O先端側に、� ��ン孔33の開口部が配設されている。

 次に、ビットヘッド40について説明する。

 ビットヘッド40は、図1から図3に示すように 、超硬合金等の硬質材料で構成されたチップ 15が複数植設されたビット掘削部41と、この� �ット掘削部41の後端側に向けて延びる概略円 柱状をなす取付軸部45とを備えている。

 ビット掘削部41は、取付軸部45の先端側に連 設され、取付軸部45の軸線に対して直交する� ��向に延在する平面部42と、この平面部42に連 なるテーパ部43と、テーパ部43よりも一段後� �側に後退した段部44と、を備えている。なお 、本実施形態では、図2及び図3に示すように� ��平面部42に3つのチップ15が植設され、テー� �部43に2つのチップ15が植設され、段部44に3つ のチップ15が一列に植設されている。

 取付軸部45は、デバイス20の先端面に開口し た取付孔部32に嵌入される構成とされており� ��取付軸部45の軸線が回転軸P1、P2とそれぞれ� ��致することになる。この取付軸部45には、� �線(回転軸P1、P2)に対して直交するとともに� �付軸部45の周面に沿った凹溝46が形成されて� ��る。本実施形態では、図2から図4に示すよ� �に、凹溝46は、取付軸部45の外周面の一部に� ��成され、取付軸部45の軸線(回転軸P1、P2)方� �から見て概略L字状をなしている。なお、こ� ��凹溝46は、取付軸部45の軸線(回転軸P1、P2)方 向から見てビット掘削部41のテーパ部43及び� �部44が設けられた側とは反対側に形成されて いる。

 次に、スライド溝34に配設される固定部材50 と、補助部材53について説明する。

 固定部材50は、図7及び図8に示すように、フ ランジ部51を備えた円板状をなしている。こ� ��固定部材50は、容易に弾性変形することが� �いように鋼材等の剛性体から構成されてい� �。フランジ部51の外径は、スライド溝34の装� ��凹部35の直径よりも小さく、かつ、係止溝� �37の溝幅よりも大きく設定されている。

 補助部材53は、図9及び図10に示すように、� �略円板状をなし、合成ゴム等の弾性部材で� �成されている。補助部材53の一端は、テーパ 状に形成されるとともに径方向外方へと突出 した爪部54が形成されている。

 次に、ビットヘッド40とデバイス20との連結 方法について、図11、図12を参照にして説明� �る。

 まず、デバイス20の先端面に開口した取付� �部32に、ビットヘッド40の取付軸部45を挿入� �る。このとき、取付孔部32の一部を貫通した ピン孔33部分と取付軸部45の外周面に形成さ� �た凹溝46とが対向するように、ビットヘッド 40を配置する。

 この状態で、スライド溝34に開口されたピ� �孔33に、円柱状をなす係止ピン56を挿入する( 図11(a)、図12(b))。すると、係止ピン56は、中� �軸Oと直交して2つの取付孔部32に貫通するよ� ��に配置される。

 スライド溝34の装入凹部35から、固定部材50� ��フランジ部51が径方向内方に向くようにし� �、スライド溝34内へと装入し、係止溝部37へ� ��スライド移動させる(図11(b)、図12(c))。こう� ��て、係止ピン56の端面に固定部材50が当接さ れるとともに、フランジ部51が係止溝部37に� �ってピン孔33の延在方向に係合し、固定部材 50が固定される。

 そして、装入凹部35に、弾性変形可能な補� �部材53が圧入される(図11(c)(d)、図12(d))。この とき、補助部材53に設けられた爪部54が装入� �部35の内周面に形成されたリング状溝36に係� ��して補助部材53が固定される。また、補助� �材53の外周面が固定部材50の外周面を押圧す� ��ことになり、固定部材50がスライド溝34内を 移動することが防止される。

 このようにして、デバイス20とビットヘッ� �40とが連結される。ビットヘッド40は、取付� ��部45の外周面に形成された凹溝46が、係止ピ ン56によって係止されることで回転軸P1、P2方 向先端側には、抜け止めされる。

 このように構成された掘削工具10において� �、デバイス20を回転駆動手段によって、図2� �び図3に示す回転方向R1へと回転させること� �、被掘削物又はケーシングトップとの摩擦� �によってビットヘッド40が回転軸P1、P2回り� �回転して、ビットヘッド40のテーパ部43及び� ��部44が径方向外方へと突出される。

 一方、デバイス20を回転駆動手段によって� �図2及び図3に示す回転方向R2へと回転させる� ��とで、被掘削物又はケーシングトップとの� ��擦力によってビットヘッド40が回転軸P1、P2� ��りに回転して、ビットヘッド40がデバイス20 の先端面に形成された収容凹部30へと収容さ� ��る。

 この掘削工具10は、掘削機械(図示なし)に備 えられた打撃装置によって駆動され、掘削工 具10に回転力、打撃力及び推力が伝達され、� ��削工具10の先端に形成されたデバイス掘削� �29及びビットヘッド40によって岩盤等の被掘� ��物を破壊して掘削するものである。この掘� ��作業においては、流体供給路24からエア等� �流体が吐出され、被掘削物を破壊して生成� �れた掘削屑を切欠溝28を介して掘削工具10の� ��端側へと排出する。

 掘削時には、デバイス20を回転方向R1に回転 させることで、ビットヘッド40を径方向外方� ��と突出させて径の大きな掘削孔を形成する� ��ともに、ケーシングトップ11に推力を与え� �ケーシングパイプ13を埋設していく。

 掘削孔の形成が終了したら、デバイス20を� �転方向R2に回転させることで、ビットヘッド 40を収容凹部30内へと収容し、掘削工具10をケ ーシングパイプ13の内径よりも小さくする。� ��の状態で掘削工具10を引き抜くことで、埋� �したケーシングパイプ13の内部を通じて掘削 工具10を回収する。

 本実施形態である掘削工具10においては、� �バイス20とビットヘッド40とを係止する係止� ��ン56が挿入されるピン孔33の開口部に、鋼材 等の剛性体からなる固定部材50が配設され、� ��の固定部材50が係止ピン56の端面に当接され ているので、掘削時の衝撃等によって固定部 材50が大きく弾性変形することがなく、係止� ��ン56を強固に固定することが可能となる。� �た、この固定部材50を、ピン孔33の延在方向( 係止ピン56の挿入方向)に係止して固定する係 止溝部37が設けられているので、係止ピン56� �ピン孔33の延在方向(係止ピン56の挿入方向)� �向けて移動することが防止され、係止ピン56 の抜け落ちを確実に防止できる。

 さらに、固定部材50と係止溝部37との係合状 態を維持する補助部材53が配設されているの� ��、掘削時の衝撃等によって固定部材50が係� �溝部37から外れてしまうことを防止でき、係 止ピン56の抜け落ちを確実に防止することが� ��きる。また、補助部材53が弾性材で構成さ� �ているので、弾性材の弾性力を利用して固� �部材50と係止溝部37との係合状態を維持させ� ��ことが可能となり、固定部材50の位置ずれ� �防止できる。なお、弾性材で構成された補� �部材53には、係止ピン56が直接接触すること� ��ないため、係止ピン56からの押圧力によっ� �補助部材53が弾性変形することはなく、係止 ピン56を強固に固定することができる。

 また、デバイス20の外周面に、固定部材50が スライド移動されるスライド溝34が形成され� ��スライド溝34の後端側に固定部材50をスライ ド溝34内部に装入するための装入凹部35が形� �され、この装入凹部35の先端側に係止溝部37� ��形成されているので、装入凹部35から固定� �材50をスライド溝34内に装入し、固定部材50� �スライド移動させることで、固定部材50をピ ン孔33の開口部に配設するとともに係止溝部3 7によって係止して固定することができる。� �って、簡単な操作で固定部材50を配設して、 係止ピン56を強固に固定することができる。

 次に、本発明の第2の実施形態である掘削工 具について説明する。図13から図15に、本発� �の第2の実施形態である掘削工具を示す。

 この第2の実施形態である掘削工具110におい ては、デバイス120の先端に3つのビットヘッ� �140が着脱可能に装着されている。

 デバイス本体121の先端面には、先端面視し� ��図14及び図15に示すように、3つの収容凹部13 0が中心軸Oに対して点対称に形成されている� ��

 また、収容凹部130の先端側を向く底面のう� ��、回転方向R1前方側部分には、径方向外方� �向かうにしたがい漸次後端側に向けて後退� �る傾斜面部131がそれぞれ形成されている。� �の傾斜面部131には、前述した流体吐出孔127� �開口させられている。この傾斜面部131の径� �向外方端に連なるデバイス120の側面には、� �方向内方に向けて一段凹むとともに中心軸O� ��平行に延びる切欠溝128が形成されている。

 さらに、本実施形態では、流体供給孔124が� ��述する取付孔部132の底面よりも先端側にま� ��延びるように形成されており、この流体供� ��孔124に連設され、傾斜面部131に開口する流� ��吐出孔127が設けられている。

 収容凹部130の先端側を向く底面のうち、回� ��方向R1後方側には、図14及び図15に示すよう� ��中心軸Oから偏心するとともに中心軸Oに対� �て点対称となり、かつ、図13に示すように中 心軸Oと平行に延びる3つの回転軸P1、P2、P3に� ��ってそれぞれ延びる3つの取付孔部132が形成 されている。

 そして、これらの取付孔部132には、それぞ� ��回転軸P1、P2、P3に直交する方向に延びて取� ��孔部132に貫通するピン孔133がぞれぞれに形� ��されている。なお、このピン孔133は、デバ� ��ス120の径方向に延びるように構成されてい� ��。

 これらピン孔133の開口部には、ピン孔133の� ��在方向に直交する方向に延びる(中心軸Oに� �行に延びる)スライド溝134がそれぞれ形成さ� ��ている。つまり、3つのスライド溝134が形成 されているのである。

 取付孔部132に装着されるビットヘッド140は� ��図13から図15に示すように、超硬合金等の硬 質材料で構成されたチップ115が複数植設され たビット掘削部141と、このビット掘削部141の 後端側に向けて延びる概略円柱状をなす取付 軸部145とを備えている。

 取付軸部145は、デバイス120の先端面に開口� ��た取付孔部132に嵌入される構成とされてお� ��、取付軸部145の軸線が回転軸P1、P2、P3とそ� ��ぞれ一致することになる。この取付軸部145� ��は、軸線(回転軸P1、P2、P3)に対して直交す� �とともに取付軸部145の周面に沿った凹溝146� �形成されている。

 デバイス120の先端面に開口した3つの取付孔 部132に、それぞれビットヘッド140の取付軸部 145が挿入され、スライド溝134にそれぞれ開口 された3つのピン孔133に、円柱状をなす3つの� ��止ピン156がそれぞれ挿入される。

 スライド溝134の装入凹部135から、固定部材1 50を、フランジ部151が径方向内方に向くよう� ��してスライド溝134内へと装入し、係止溝部1 37へとスライド移動させ、係止ピン156の端面� ��固定部材150を当接させるとともに、フラン� ��部151を係止溝部137に係合させる。

 そして、装入凹部135に、弾性変形可能な補� ��部材153を圧入し、固定部材150がスライド溝1 34内を移動しないように固定する。

 このように構成された掘削工具110において� ��、デバイス120を回転駆動手段によって、図1 4及び図15に示す回転方向R1へと回転させるこ� ��で、被掘削物又はケーシングトップとの摩� ��力によってビットヘッド140が回転軸P1、P2、 P3回りに回転して、ビット掘削部141が径方向� ��方へと突出される。

 一方、デバイス120を回転駆動手段によって� ��図14及び図15に示す回転方向R2へと回転させ� ��ことで、被掘削物又はケーシングトップと� ��摩擦力によってビットヘッド140が回転軸P1� �P2、P3回りに回転して、ビット掘削部141がデ� ��イス120の先端面に形成された収容凹部130へ� ��収容される。

 このような構成とされた本実施形態である� ��削工具110においては、3つのビットヘッド140 を備えており、例えば大径の掘削孔を掘削す る場合でも、径方向外方部分でのチップ115の 数を確保して効率的に掘削を行うことができ る。

 また、流体供給孔127がデバイス本体121の先� ��側にまで延びるように形成されているので� ��エア等の流体を確実に掘削孔の内部へと吐� ��することで掘削屑の排出を促進してスムー� ��に掘削作業を進めることができる。

 以上、本発明の実施形態である掘削工具に� ��いて説明したが、本発明はこれに限定され� ��ことはなく、その発明の技術的思想を逸脱� ��ない範囲で適宜変更可能である。

 デバイス掘削部及びビット掘削部に植設さ� ��るチップの個数や配置には、特に制限はな� ��、掘削条件等を考慮して適宜設定すること� ��好ましい。

 また、弾性材で構成された補助部材を装入� ��部に圧入するものとして説明したが、これ� ��限定されることはなく、他の構成の補助部� ��を用いても良い。例えば、図16及び図17に示 すように、スライド溝234に設けられた装入凹 部235に、固定部材250のフランジ部251に当接す るように当接部材257を装入するとともに、こ の当接部材257をいわゆるスナップリング258で 固定したものであってもよい。つまり、当接 部材257とスナップリング258とで補助部材253を 構成してもよい。

 また、例えば図18及び図19に示すように、ス ライド溝334に、スライド方向に交差する方向 に延びる貫通孔339を設け、この貫通孔339に固 定部材350のフランジ部351に当接するスプリン グピン(補助部材)353を挿入してもよい。

 さらに、デバイスの先端面にチップを植設� ��てデバイス掘削部を設けたものとして説明� ��たが、これに限定されることはなく、例え� ��、図20及び図21、図22及び図23に示すように� �チップ415、515をすべてビットヘッド440、540� �植設したものであってもよい。

 また、本実施形態では、工具本体をデバイ� ��とし、取付部材をビットヘッドとしたもの� ��説明したが、これに限定されることはなく� ��例えば、図24~図26に示すように、工具本体66 0の中心軸Oに沿って延びる取付孔部661に、取� ��部材としてパイロットビット670を着脱可能� ��装着し、工具本体660とパイロットビット670� ��の固定に係止ピン656及び固定部材650を利用� ��てもよい。さらに、工具本体660の後端側に� ��けて開口する取付孔部662を設け、この取付� ��部662に装着する取付部材としてアダプタ680� ��着脱可能に装着し、工具本体660とアダプタ6 80との固定に係止ピン662及び固定部材650を利� ��してもよい。

 また、取付軸部及び取付孔部は、断面円形� ��限らず、図25に示すような正六角形等の断� �多角形でもよく、係止ピンがこの多角形の� �に沿って取り付けられていてもよい。