JP3661009B2

JP3661009B2 - 掘削用工具

Info

Publication number: JP3661009B2
Application number: JP8126999A
Authority: JP
Inventors: 直義秋吉; 健二廣瀬
Original assignee: Toho Kinzoku Co Ltd
Current assignee: Toho Kinzoku Co Ltd
Priority date: 1999-03-25
Filing date: 1999-03-25
Publication date: 2005-06-15
Anticipated expiration: 2019-03-25
Also published as: JP2000273918A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、灌木林や荒れ地を掘削して木の根等を切断し、開墾、耕地化するためや、対人地雷の除去等に使用するに適した掘削用工具に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
横軸方向の両端部に回転機構を備えた円筒状の基体の外周部に複数列のビット取り付け部を設け、各列に複数のビットを溶接等の固着方法で取り付けた掘削装置が実用化されている。この掘削装置は、円筒状の基体を回転させつつ、その外周面に突出させたビットで地面等の掘削を行うものである。前記ビットとしては、刃先が焼き入れ硬化されたものや、鋼製シャンクの刃先部に超硬チップ等の硬質刃体を蝋付け等の方法で固着したものが使用されてきたが、焼き入れした刃先を有するものは、刃先硬度が十分ではなく、短時間で摩耗して使用できなくなることが多かった。また、硬質刃体を刃先部に固着したものは、刃先部の寿命は長くなるが、シャンク部が摩耗して使用できなくなることが多いという問題点があった。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
上記従来の装置は、円筒状基体に溶接等で固着したビットが摩耗した時に、該ビットを交換するのが難しく、装置全体が使用不能となるので、きわめて不経済であった。そこで、ビットを基体に対し着脱可能として、損耗したビットだけを取り替えることができるようにしたものが開発されているが、使用時にはビットに大きな反力が作用するので、ビットの取付け部が損傷したり、ガタが生じたりすることが多かった。本発明は、上記掘削装置における問題点を改良し、ビットが摩耗した場合に当該摩耗したビットだけを交換することを可能とすると共に、使用時における大きな負荷に十分耐えることができるようにすることを課題としている。
【０００４】
上記課題を解決するため、本発明は次のような構成を採用した。すなわち、本発明にかかる掘削用工具は、強制回転させられる円筒状基体に固着されるホルダと、該ホルダに取り付けられる着脱可能なビットと、これらビットとホルダとを固定する固定具とを備え、前記ビットの基部にはその端部から先端側に向かって係合用の凹部が形成され、前記ホルダには、ビットの凹部に係合する板状部が設けられ、前記ビットの凹部は、掘削時における前側が浅く後側が深い傾斜面を底面とする溝状凹部として形成され、前記ホルダの板状部の端面は、ビットの凹部の傾斜底面と対応する傾斜面として形成されて、ビット装着状態ではビットの凹部底面とホルダの板状部の端面とが接触するように構成されるとともに、これらビットとホルダとが塑性変形可能なブッシュが外嵌された軸体からなる固定具をその係合部に挿通することにより固定されることを特徴としている。
【０００５】
【発明の作用・効果】
ホルダを掘削装置の基体に溶接等で固着し、該ホルダにビットを取り付ける。このビットの取付けは、ビットの係合部とホルダの係合部とを係合させ、該係合部に固定具を挿通することにより行う。掘削中にビットが受ける荷重の多くは、ビットとホルダの係合部における傾斜面によって支持されるので、ビット自体に無理な力が作用しない。ビットの摩耗が進行して使用できなくなった場合は、当該ビットを取り外して新たなビットと交換する。ビット自体は消耗品であり、価格も比較的安いので、順次摩耗したビットを交換して再使用することにより、経済的な掘削作業を行うことができる。
【０００６】
ビットをホルダに固定する固定手段が、外周部に塑性変形可能なブッシュが外嵌された軸体からなる固定具をその係合部に挿通するものであるから、着脱は比較的簡単であり、しかもブッシュの働きによりガタやユルミが生じにくい。上記固定具の軸体としては、ボルトや割りピンを採用することができる。また、掘削中に特に摩耗し易いのは、ビットの前面側の刃先部付近における角部であるから、この部分に硬化肉盛層を形成しておくのが好ましい。
【０００７】
【発明の実施の形態】
以下、図面に表された本発明の実施形態に基づいて、具体的に説明する。
【０００８】
この掘削用工具１は、回転掘削装置の円筒状の基体２に固着されるホルダ５，…と、該ホルダに個々に取り付けられるビット７，…からなる。基体２は、図１０に示すように、軸方向の左右両端部に回転装置１０，１０が設けられており、掘削中はこの回転装置によって所定方向に強制回転させられる。
【０００９】
ホルダ５は円弧状の底面を持つ基部５ａが基体２の円弧状曲面に溶接固着されている。ホルダ５の上部は側面視概略三角形状となっており、回転方向前側と後側にそれぞれ厚肉の支持部１２、１３が設けられ、両者の中間部は肉厚の薄い板状部１５となっている。前側の支持部１２の高さは後側の支持部１３の高さよりもかなり低くなっており、かつ前側の支持部１２の上面は前側が低くなる傾斜面１２ａとして形成されるとともに、これに連続する板状部１５の上面１５ａも前側が低い傾斜面として形成されている。
【００１０】
ホルダ５の板状部１５の下部寄りの位置には、左右に貫通する通孔１９が設けられている。この通孔１９は、ビットを固定するための固定具挿入穴である。また、上記前側の支持部１２の背面と後側の支持部１３の前面には、それぞれ板状部と直角な支持面１２ｂ，１３ｂが設けられている。
【００１１】
ビット７は、鋼製のシャンク部２１の前側上端部に超硬チップの刃体２３を蝋付け固着してなり、前記シャンク部２１には、その基部底面から上方に向けて嵌合溝２５が切り込まれている。嵌合溝２５の両側部分は二股の脚部２１ａ，２１ｂとなっている。嵌合溝２５は、前側が浅く、後側が深く切り込まれており、側面視において前記ホルダの板状部１５と対応する形状となっている。また、シャンク部２１の基部には、前記脚部２１ａ，２１ｂを貫通する固定具挿入用の穴２７が設けられている。この穴２７のうち、嵌合溝を挟んで一方の脚部２１ａ側に形成されている部分は、固定具であるボルト３０の頭部３０ａが埋め込まれる皿状部２７ａとなっており、螺子は切られていない。また、嵌合溝２５を挟んで反対側の脚部２１ｂに設けられている穴部分はボルト３０が螺合するネジ穴２７ｂとなっている。
【００１２】
シャンク部２１の刃体２３固着部すなわち刃先部の直下部角部には、その前面部から側面部にかけて硬化肉盛層（ハ−ドフェ−シング）２８が形成され、耐摩耗性が強化されている。このように、特に摩耗の激しい刃先部前面側コ−ナ−部に硬化肉盛層が形成されているので、それほどコストを上げることなく、ビットの寿命を大幅に向上させることができる。図３は、刃先形状の異なるビットを表すもので、（ａ）は軟弱地盤用、（ｂ）は中硬質地盤用、（ｃ）は硬質地盤用である。
【００１３】
ビット７をホルダ５に固着するための固定具（この図ではボルト）３０は、皿状の頭部を有する六角穴付きボルトである。なお、固定具としては他の形状のボルト、ビス等を使用することができるが、ビットの側部に突出していると掘削中に急速に摩耗するので、図示例のような角穴付きボルトを用い、固着状態では頭部がビット側面に突出しないようにするのが好ましい。この固定具３０の頭部付近には、ナイロン製の塑性変形可能なブッシュ３１が嵌着されており、その下側のネジ部分が露出している。ブッシュ３１の材質としては、ある程度塑性変形可能で、固定具を係合部に挿入した時にガタや遊びがないようにしっかりと固定具を保持できるものであればよく、他の合成樹脂や、例えば銅、アルミ等の軟質金属の筒体を適宜採用することができる。
【００１４】
次に、図６は上記と異なる固定具の例を表すもので、この固定具３０’は、軸体がボルトではなく、割りピンとなっている。すなわち、この固定具３０’の一方の端部にはフランジ状の頭部３２が設けられ、反対側の端部は側面視山形の拡径部３３が設けられると共に、当該端部から軸方向に沿ってスリット３４が入れられている。また、これを取り付けるビットの取り付け穴３５は、図６に示すように、一方は前記頭部３２が嵌合する凹部３５ａとなり、他方はテ−パ穴３５ｂとなっている。この割りピンの胴部には、上記と同様なブッシュ３１が外嵌されている。ビットをホルダに固定する場合は、両者の係合部にこの固定具を挿入するが、この場合、上記拡径部３３を押し狭めて無理嵌めする。
【００１５】
図７は、上記と異なるビットとホルダの例を表す。この例では、ビット５７の脚部５８が二股とはなっておらず、一方が切り欠かれている。また、ホルダ５５の係合部も、一方の面に上記脚部５８が嵌合する上下方向の溝状切欠き部５６が設けられている。このビットは、その一方の側部に設けられている脚部をホルダの切欠き部に係合させて固定具で固定する。なお、ホルダ５５に前側の支持部６２、後側の支持部６３、板状部６５が設けられている点、及び前側が低く後側が高い傾斜面６２ａ，６５ａが設けられている点は前記図示例と同じである。また、ビットとホルダとが両者の係合部に挿通したブッシュ３１付きの固定具３０で固定される点等も前記と同じである。
【００１６】
図８はさらに異なる例を表すもので、この例では、ビット７７の脚部７８が左右方向の中央部に設けられた１本足タイプとなっており、ホルダ７５もこの１本足が嵌合する溝状凹部７８を備えている。なお、この例でも、ビットとホルダの係合部は、後側が高い傾斜面で当接し、ブッシュ３１付きの固定具３０で固定されるようになっている。
【００１７】
この掘削工具１は、円筒状の基体２の外周部に適当な配置でホルダ５，…を固着して使用される。ホルダ５，…の配置は、基体２の軸方向に沿う複数の線上に適当な間隔で列状に配置するのが好ましい。この場合、隣接するホルダ列の各ホルダは、前後で横方向に位置をずらして、平面視千鳥状に配置するのが効果的である。なお、ホルダの配置は、これに限らず、基体の回転により広い範囲にわたって効果的な掘削が行われるようなものであればよい。
【００１８】
基体２に適当な配置で固着されたホルダ５，…にはそれぞれビット７，…を取り付ける。この取り付けは、ホルダの板状部１５をビットの嵌合溝２５に嵌合させ、固定具であるボルト３０をビットの両脚部２１ａ，２１ｂと板状部１５に挿通して螺着することにより行われる。このビットの着脱は簡単である。この場合、外周部に嵌合したブッシュ３１を取り付け用の穴内に無理嵌めし、固定具の軸体であるボルトがゆるまないようにしておく。
【００１９】
基体２の外周部に多数のビット７，…を取り付けたら、当該基体を例えば図１１に示すようなクローラ式走行装置（車輪式走行装置でもよい）４０のアーム４１に取り付け、地面に押し付けた状態（場合によっては単に載置しただけでもよい）で油圧モータを駆動源とする回転装置１０，１０で所定方向に強制回転させる。この回転により基体２が所定方向に転動しつつビット７，…により掘削が行われる。ビットの先端部には硬質の刃体２３が植設されているので、木の根や石等があってもうまく掘削を行うことができる。また、掘削中にビットに作用する力の多くは、ホルダの板状部１５の傾斜面１５ａとビットの嵌合溝２５の傾斜面２５ｂとの接触部によって支持される。図示例の走行装置４０は油圧ショベルのショベルの代わりにカバー４３付きの基体２を取り付けたもので、このように既存の走行装置を利用するのが便利である。
【００２０】
この掘削用工具１は、ビット７がホルダ５を介して基体２に取り付けられるが、ホルダの露出部中、基体２の回転方向前側の部分（支持部１２）の高さ（Ｂ）が低く、ビット７の前側の露出面の高さ（Ａ）が高いので、使用中は専らビット７が摩耗し、ホルダ５の摩耗は少ない。このため、ビットが摩耗した場合は、当該ビットだけを取替えることにより、再使用することができる。なお、ビット７の刃先部直下部の前面側は、使用中に摩耗し易く、特にその角部の摩耗が著しいが、このビット７には、図に示すような硬化肉盛層２８が形成されているので、この部分の早期摩耗を防止することができ、ビットの寿命が大幅に向上する。
【００２１】
なお、この掘削装置を対人地雷の除去に使用する場合は、遠隔操作等で、対象地面上を進行させるのが安全上好ましい。また、以上の説明では、ホルダを円筒状の基体２に取り付けて使用する場合を例示したが、基体の形状はこれに限られるものではなく、他の形状の基体に取り付けて使用することもできる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の具体例を表す組み立て状態における斜視図である。
【図２】その分解状態の斜視図である。
【図３】超硬合金チップの刃先形状が若干異なるビット（ａ）、（ｂ）、（ｃ）を並べて表した斜視図である。
【図４】ホルダと固定具の斜視図である。
【図５】固定具の取付け構造を表す（ａ）脚部の断面図、（ｂ）固定具挿入状態の断面図、及び（ｃ）固定具の正面図である。
【図６】上記と異なる固定具を表すもので、（ａ）脚部の断面図、（ｂ）固定具挿入状態の断面図、（ｃ）固定具の正面図及び（ｄ）固定具の側面図である。
【図７】異なるビットとホルダを表すもので、（ａ）ビット正面図、（ｂ）その側面図、（ｃ）ホルダの平面図、及び（ｄ）ホルダの側面図である。
【図８】さらに異なるビットとホルダを表すもので、（ａ）ビット正面図、（ｂ）その側面図、（ｃ）ホルダの平面図、及び（ｄ）ホルダの側面図である。
【図９】基体にビットを取り付けた状態における（ａ）平面図及び（ｂ）側面図である。
【図１０】掘削装置の（ａ）正面図及び（ｂ）側面図である。
【図１１】掘削装置の全体図である。
【符号の説明】
１掘削工具
２基体
５ホルダ
７ビット
１０回転装置
１２前側支持部
１３後側支持部
１５板状部
２１シャンク部
２５嵌合溝
３０ボルト（固着手段）
３１ブッシュ

Claims

強制回転させられる円筒状基体に固着されるホルダと、該ホルダに取り付けられる着脱可能なビットと、これらビットとホルダとを固定する固定具とを備え、前記ビットの基部にはその端部から先端側に向かって係合用の凹部が形成され、前記ホルダには、ビットの凹部に係合する板状部が設けられ、前記ビットの凹部は、掘削時における前側が浅く後側が深い傾斜面を底面とする溝状凹部として形成され、前記ホルダの板状部の端面は、ビットの凹部の傾斜底面と対応する傾斜面として形成されて、ビット装着状態ではビットの凹部底面とホルダの板状部の端面とが接触するように構成されるとともに、これらビットとホルダとが塑性変形可能なブッシュが外嵌された軸体からなる固定具をその係合部に挿通することにより固定されることを特徴とする掘削用工具。
固定具がボルトであり、その頭部直下部にブッシュが外嵌されている請求項１に記載の掘削用工具。
固定具の端部が縦方向のスリットによって弾性的に拡縮可能となっている請求項２に記載の掘削用工具。