JP2009180030A

JP2009180030A - Excavation tool

Info

Publication number: JP2009180030A
Application number: JP2008021290A
Authority: JP
Inventors: Morio Kitamura; 北村　　精男; Teruo Nagayama; 輝夫長山; Fumio Akiyama; 富美雄秋山; Sunao Kobayashi; 直小林
Original assignee: Tungaloy Corp; Giken Seisakusho Co Ltd
Current assignee: Tungaloy Corp; Giken Seisakusho Co Ltd
Priority date: 2008-01-31
Filing date: 2008-01-31
Publication date: 2009-08-13

Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide an excavation tool capable of satisfactory excavations. <P>SOLUTION: The excavation tool 1 has a digging claw 10 having a flat shape having a wide width along the direction of excavation and a long sectional shape in the direction of excavation. Since the digging claw 10 shows the long sectional shape in the direction of excavation, it is possible to effectively act against a force acting in the direction of excavation and improve excavation strength. Since the shaft part 12 of the digging claw 10 of the excavation tool 1 is inserted in a support hole 21 of a holder 20, the external surface of the shaft part 12 of the digging claw 10 is provided with a taper tapering toward a shaft end, and the internal surface of the support hole 21 of the holder 20 is provided with a taper tapering toward the back, the digging claw 10 is easily inserted in and extracted from the holder 20. <P>COPYRIGHT: (C)2009,JPO&INPIT

Description

本発明は、地盤を掘削する掘削工具に関する。 The present invention relates to an excavation tool for excavating the ground.

従来、地盤を掘削して掘削孔を形成する装置としてアースオーガが知られている。このアースオーガに設けられているオーガスクリューの下端部には、地盤を掘削する掘削工具であるオーガヘッドが接続されている。
オーガヘッドとしては、例えば、回転軸に対して略垂直方向に突出した羽部を有し、その羽部に複数の掘削爪が所定間隔に配設されたものがある。なお、羽部には、各掘削爪を支持するホルダが設けられている（例えば、特許文献１参照。）。 Conventionally, an earth auger is known as a device for excavating the ground to form an excavation hole. An auger head, which is an excavation tool for excavating the ground, is connected to the lower end portion of the auger screw provided in the earth auger.
As an auger head, for example, there is an auger head having a wing portion that protrudes in a direction substantially perpendicular to a rotation axis, and a plurality of excavation claws arranged at predetermined intervals on the wing portion. In addition, the wing | blade is provided with the holder which supports each excavation nail | claw (for example, refer patent document 1).

従来の掘削工具の掘削爪５０は、例えば、図７（ａ）（ｂ）に示すように、ホルダ６０に挿入される略六角柱状あるいは略円柱状の軸部５２と、軸部５２の前端側に設けられて地盤に対して接触する掘削部５１とを備えている。なお、掘削部５１には、地盤を削る刃部５１２が設けられている。
そして、略六角柱状あるいは略円柱状の軸部５２がホルダ６０に支持されている掘削爪５０は、様々な方向から作用する抵抗力に対してほぼ均等に抗することができ、あらゆる方向に対する十分な強度を有するようになっている。また、この軸部５２の長手方向のほぼ中央部分に、ホルダ６０の内壁面に係合する抜け止めリング５２１ｂが備えられた係合部５２１が設けられている。
特開２００６−２２５９３号公報 For example, as shown in FIGS. 7A and 7B, the conventional excavation claw 50 of the excavation tool includes a substantially hexagonal columnar or substantially columnar shaft portion 52 inserted into the holder 60 and a front end side of the shaft portion 52. And an excavation part 51 that comes into contact with the ground. The excavation part 51 is provided with a blade part 512 for grinding the ground.
And the excavation nail | claw 50 by which the substantially hexagonal column shape or the substantially cylindrical axial part 52 is supported by the holder 60 can resist the resistance force which acts from various directions substantially equally, and is sufficient with respect to all directions. It has a strong strength. Further, an engaging portion 521 provided with a retaining ring 521 b that engages with the inner wall surface of the holder 60 is provided at a substantially central portion in the longitudinal direction of the shaft portion 52.
JP 2006-22593 A

しかしながら、地盤の掘削時において、掘削爪５０には、地盤に対する掘削爪５０の移動方向（掘削方向）に逆らう向きに抵抗力が作用するため、掘削爪５０はその移動方向に沿った方向に対する強度を有していればよいので、この掘削爪５０における全方向強度は必要でなく、その移動方向と交差する横方向に対する強度は過剰なものであったといえる。
また、掘削爪５０は、略六角柱状あるいは略円柱状の軸部５２がホルダ６０に挿入されて支持されているので、軸部５２とホルダ６０との間の隙間は、軸部５２の挿入方向に沿い略平行であって略一定間隔の隙間であるので、この隙間に土砂が入り込んでしまうと、その土砂を介してホルダ６０と軸部５２が噛み合わさってしまい、ホルダ６０から軸部５２が抜け出にくくなり、刃部５１２の磨耗などに伴う掘削爪５０の交換が困難になってしまうことがあるという問題があった。 However, during excavation of the ground, a resistance force acts on the excavation claw 50 in a direction opposite to the movement direction (excavation direction) of the excavation claw 50 with respect to the ground. Therefore, the excavation claw 50 has a strength in a direction along the movement direction. Therefore, it can be said that the omnidirectional strength in the excavation claw 50 is not necessary, and the strength in the lateral direction intersecting the moving direction is excessive.
Further, since the excavation claw 50 is supported by inserting a substantially hexagonal columnar or substantially cylindrical shaft portion 52 into the holder 60, the gap between the shaft portion 52 and the holder 60 is the insertion direction of the shaft portion 52. Are parallel to each other at a substantially constant interval. Therefore, if earth or sand enters the gap, the holder 60 and the shaft part 52 are engaged with each other through the earth and sand, and the shaft part 52 is moved from the holder 60 to the shaft part 52. There is a problem that it becomes difficult to come out and replacement of the excavation claw 50 may be difficult due to wear of the blade portion 512 or the like.

本発明の目的は、好適な掘削を可能にする掘削工具を提供することである。 An object of the present invention is to provide an excavation tool that enables suitable excavation.

以上の課題を解決するため、請求項１に記載の発明は、
地盤を掘削する掘削爪と、前記掘削爪を支持するホルダと、を備える掘削工具であって、
前記掘削爪は、地盤と接触する掘削部がその前端側に設けられた軸部を有し、
前記ホルダは、前記軸部が挿入される支持孔を有し、
前記軸部の外面には、その軸部の後端側に向けて先細りになるテーパが設けられ、前記支持孔の内面には、その支持孔の奥に向かって先細りになり、前記軸部のテーパに適合するテーパが設けられており、
前記軸部は、前記掘削爪が地盤に押し付けられる方向と、その掘削爪が地盤を掘削する方向とを含む面に沿う扁平な形状を呈し、前記支持孔は、前記軸部の扁平形状に応じた略長穴となっていることを特徴とする。 In order to solve the above problems, the invention described in claim 1
An excavation tool comprising an excavation claw for excavating the ground, and a holder for supporting the excavation claw,
The excavation claw has a shaft portion provided on the front end side of the excavation portion that comes into contact with the ground,
The holder has a support hole into which the shaft portion is inserted,
The outer surface of the shaft portion is provided with a taper that tapers toward the rear end side of the shaft portion, and the inner surface of the support hole is tapered toward the back of the support hole. A taper that matches the taper is provided,
The shaft portion has a flat shape along a plane including a direction in which the excavation claw is pressed against the ground and a direction in which the excavation claw excavates the ground, and the support hole corresponds to the flat shape of the shaft portion. It is characterized by a substantially elongated hole.

請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の掘削工具において、
前記軸部の後端に、前記支持孔の内面に係合する係合部が設けられていることを特徴とする。 The invention according to claim 2 is the excavation tool according to claim 1,
An engagement portion that engages with the inner surface of the support hole is provided at the rear end of the shaft portion.

請求項３に記載の発明は、請求項１又は２に記載の掘削工具において、
前記軸部が前記支持孔に挿入された際に、前記軸部のテーパと、前記支持孔のテーパとの間には、０．１ｍｍ以上１．０ｍｍ以下の隙間があり、
前記各テーパの角度は、１度以上１５度以下であることを特徴とする。 The invention according to claim 3 is the excavation tool according to claim 1 or 2,
When the shaft portion is inserted into the support hole, there is a gap of 0.1 mm to 1.0 mm between the taper of the shaft portion and the taper of the support hole,
The taper angle is not less than 1 degree and not more than 15 degrees.

請求項４に記載の発明は、請求項１〜３の何れか一項に記載の掘削工具において、
前記軸部には、前記支持孔に挿入される方向に長く、前記支持孔の内面に向かって隆起する隆起部が形成され、
前記支持孔には、前記隆起部が位置合わせされる位置決め溝部が形成されていることを特徴とする。 The invention according to claim 4 is the excavation tool according to any one of claims 1 to 3,
The shaft portion is formed with a protruding portion that is long in the direction of insertion into the support hole and protrudes toward the inner surface of the support hole,
The support hole is formed with a positioning groove for aligning the raised portion.

本発明によれば、掘削工具は、掘削方向に沿う幅が広い扁平形状を呈する掘削爪を有しており、この掘削爪は、掘削方向に長尺な断面形状を呈するようになっているので、掘削方向に作用する力に対して効果的に抗することができ、掘削強度の向上を図ることができる。
また、掘削工具の掘削爪の軸部は、ホルダの支持孔に挿入されるようになっており、掘削爪の軸部の外面には、軸端に向かって先細りになるテーパが設けられ、ホルダの支持孔の内面には、奥に向かって先細りになるテーパが設けられているので、ホルダに対する掘削爪の抜き差しが行いやすくなっている。
特に、掘削爪の軸部の外面が先細りになるテーパとなり、ホルダの支持孔の内面が奥に向かって先細りになるテーパとなっていることによって、支持孔から軸部を抜き出す際には、軸部のテーパ外面と支持孔のテーパ内面との間の隙間が広がるようになるので、その隙間に土砂などの異物が詰まるなどして支持孔に対する軸部の移動が規制されてしまうことはなく、ホルダ（支持孔）から掘削爪（軸部）を容易に抜き出して取り外すことができる。そして、掘削爪の交換を容易に行うことが可能になる。
このように、本発明の掘削工具は、好適な掘削を可能にする掘削工具であるといえる。 According to the present invention, the excavation tool has an excavation claw that has a flat shape with a wide width along the excavation direction, and the excavation claw has a long cross-sectional shape in the excavation direction. In addition, it is possible to effectively resist the force acting in the excavation direction and to improve the excavation strength.
Further, the shaft portion of the excavation claw of the excavation tool is inserted into the support hole of the holder, and the outer surface of the shaft portion of the excavation claw is provided with a taper that tapers toward the shaft end. Since the taper which tapers toward the back is provided in the inner surface of this support hole, it is easy to insert / extract the excavation claw with respect to the holder.
In particular, the outer surface of the shaft portion of the excavation claw is tapered, and the inner surface of the support hole of the holder is tapered toward the back. Since the gap between the taper outer surface of the part and the taper inner surface of the support hole becomes wider, the movement of the shaft part relative to the support hole is not restricted due to clogging with foreign matters such as earth and sand in the gap, The excavation claw (shaft portion) can be easily extracted from the holder (support hole) and removed. Then, excavation claws can be easily replaced.
Thus, it can be said that the excavation tool of this invention is an excavation tool which enables suitable excavation.

以下、本発明の実施形態たる掘削工具について、図面を参照して説明する。
なお、本実施形態においては、ホルダに支持される掘削爪を備えるオーガヘッドなどの掘削工具を例に説明する。 Hereinafter, an excavation tool according to an embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings.
In the present embodiment, an excavation tool such as an auger head provided with excavation claws supported by a holder will be described as an example.

掘削工具１は、図１から図３に示すように、地盤を掘削する掘削爪１０と、掘削爪１０を支持するホルダ２０と、を備えている。 As shown in FIGS. 1 to 3, the excavation tool 1 includes an excavation claw 10 for excavating the ground and a holder 20 for supporting the excavation claw 10.

掘削爪１０は、図１から図３に示すように、地盤と接触する掘削部１１と、その掘削部１１が前端側に設けられた軸部１２と、を備えている。
なお、掘削爪１０は、側面視した際の幅（図１参照）の方が、正面視した際の幅（図２参照）よりも広い形状を有している。 The excavation claw 10 is provided with the excavation part 11 which contacts a ground, and the axial part 12 in which the excavation part 11 was provided in the front-end side, as shown in FIGS. 1-3.
In addition, the excavation nail | claw 10 has a shape where the width | variety (refer FIG. 1) at the time of side view is wider than the width | variety (refer FIG. 2) at the time of front view.

掘削部１１は、側面視略コ字形状を呈する凹部を有するチップ保持部１１１と、チップ保持部１１１の凹部内に埋め込まれた掘削チップ１１２とから構成されている。
掘削チップ１１２は、例えば、タングステンカーバイドやコバルトの焼結体が成形されてなる刃部であり、チップ保持部１１１に強固に固定されている。 The excavation part 11 includes a chip holding part 111 having a concave part that is substantially U-shaped in a side view, and a excavation chip 112 embedded in the concave part of the chip holding part 111.
The excavation tip 112 is a blade portion formed by, for example, a sintered body of tungsten carbide or cobalt, and is firmly fixed to the tip holding portion 111.

軸部１２は、軸部の後端部に位置する係合部１２１と、係合部１２１から軸部の前端に亘る軸側テーパ面部１２２と、軸側テーパ面部１２２に形成されている隆起部１２３と、を備えている。 The shaft portion 12 includes an engaging portion 121 located at the rear end portion of the shaft portion, a shaft-side tapered surface portion 122 extending from the engaging portion 121 to the front end of the shaft portion, and a raised portion formed on the shaft-side tapered surface portion 122. 123.

係合部１２１は、軸部１２の後端側に設けられている環状溝１２１ａと、環状溝１２１ａに嵌め込まれている抜止部材１２１ｂとから構成されている。
環状溝１２１ａは、軸部１２の軸線方向（長手方向）と略直交する向きに、軸部の後端周囲を一周するように形成された溝部である。
抜止部材１２１ｂは、例えば、Ｏリングや拡縮リングであり、ホルダ２０の支持孔２１の内面に密接するようになっている。 The engaging part 121 includes an annular groove 121a provided on the rear end side of the shaft part 12, and a retaining member 121b fitted into the annular groove 121a.
The annular groove 121a is a groove portion formed so as to make a round around the rear end of the shaft portion in a direction substantially orthogonal to the axial direction (longitudinal direction) of the shaft portion 12.
The retaining member 121b is, for example, an O-ring or an expansion / contraction ring, and is in close contact with the inner surface of the support hole 21 of the holder 20.

軸側テーパ面部１２２は、軸部１２の後端側に向けて先細りになるテーパが、軸部１２の外面に設けられてなる略円錐台形状を呈する部分であり、そのテーパの角度は、１度以上１５度以下が好ましく、より好ましくは３度以上１０度以下である。
テーパの角度が１度より小さいと、軸側テーパ面部１２２が略円柱状となってしまい、その外面（側面）が、軸部１２がホルダ２０の支持孔２１に挿入される方向とほぼ平行になるため、従来の略六角柱状あるいは略円柱状の軸部と同様に、ホルダ２０から軸部１２が抜け出にくくなってしまうことがある。
また、テーパの角度が１５度より大きいと、軸部１２の後端が細くなり過ぎてしまい、係合部１２１がホルダ２０の支持孔２１内に係合しにくくなってしまうことがある。 The shaft-side taper surface portion 122 is a portion that is tapered toward the rear end side of the shaft portion 12 and has a substantially truncated cone shape formed on the outer surface of the shaft portion 12. The taper angle is 1 The angle is preferably from 15 degrees to 15 degrees, more preferably from 3 degrees to 10 degrees.
When the taper angle is smaller than 1 degree, the shaft-side taper surface portion 122 becomes substantially cylindrical, and the outer surface (side surface) thereof is substantially parallel to the direction in which the shaft portion 12 is inserted into the support hole 21 of the holder 20. Therefore, the shaft portion 12 may not easily come out of the holder 20 in the same manner as a conventional shaft portion having a substantially hexagonal column shape or a substantially cylindrical shape.
Further, if the taper angle is larger than 15 degrees, the rear end of the shaft portion 12 becomes too thin, and the engaging portion 121 may not be easily engaged in the support hole 21 of the holder 20.

隆起部１２３は、軸部１２がホルダ２０の支持孔２１に挿入される方向であって、軸部１２の軸線方向（長手方向）に長く、軸部１２が挿入される支持孔２１の内面に向かって隆起する形状を有している。 The raised portion 123 is a direction in which the shaft portion 12 is inserted into the support hole 21 of the holder 20, is long in the axial direction (longitudinal direction) of the shaft portion 12, and is formed on the inner surface of the support hole 21 into which the shaft portion 12 is inserted. It has a shape that protrudes upward.

そして、この軸部１２は、掘削爪１０が地盤に押し付けられる方向（例えば、図１中、下向きの方向）と、その掘削爪１０が地盤を掘削する方向（図１中、左向きの方向）とを含む面に沿うような、扁平な形状を呈している。つまり、軸部１２は、掘削方向に沿う幅が広い扁平形状を有している（図１〜図３参照）。
なお、掘削部１１も軸部１２と同様に、掘削方向に沿う幅が広い扁平形状であって、掘削方向に長尺な断面形状を有しているので、掘削部１１に設けられている掘削チップ１１２は、従来の掘削工具の刃部５１２よりも刃物幅が狭い形状を有している。 The shaft portion 12 includes a direction in which the excavation claw 10 is pressed against the ground (for example, a downward direction in FIG. 1), and a direction in which the excavation claw 10 excavates the ground (a leftward direction in FIG. 1). It has a flat shape along the surface including That is, the shaft portion 12 has a flat shape with a wide width along the excavation direction (see FIGS. 1 to 3).
In addition, since the excavation part 11 has a flat shape with a wide width along the excavation direction and has a long cross-sectional shape in the excavation direction, the excavation part 11 is provided in the excavation part 11. The tip 112 has a shape with a narrower blade width than the blade portion 512 of the conventional excavation tool.

ホルダ２０は、図１から図３に示すように、掘削爪１０の軸部１２が挿入される支持孔２１を備えている。 As shown in FIGS. 1 to 3, the holder 20 includes a support hole 21 into which the shaft portion 12 of the excavation claw 10 is inserted.

支持孔２１は、支持孔の奥側に位置する被係合部２１１と、被係合部２１１から支持孔の開口に亘る孔側テーパ面部２１２と、孔側テーパ面部２１２に形成されている位置決め溝部２１３と、を備えている。 The support hole 21 is formed in the engaged portion 211 located on the back side of the support hole, the hole-side tapered surface portion 212 extending from the engaged portion 211 to the opening of the support hole, and the positioning on the hole-side tapered surface portion 212. A groove portion 213.

被係合部２１１は、支持孔２１に挿入された軸部１２の係合部１２１が係合する箇所であり、係合部１２１の抜止部材１２１ｂが密接し嵌合する形状を有している。 The engaged portion 211 is a portion where the engaging portion 121 of the shaft portion 12 inserted into the support hole 21 is engaged, and has a shape in which the retaining member 121b of the engaging portion 121 is closely fitted. .

孔側テーパ面部２１２は、支持孔２１の奥側に向かって先細りになり、軸部１２の軸側テーパ面部１２２に適合するテーパが、支持孔２１の内面に設けられた面部である。このテーパの角度は、軸側テーパ面部１２２と同様に、１度以上１５度以下が好ましく、より好ましくは３度以上１０度以下である。 The hole-side taper surface portion 212 is a surface portion that is tapered toward the back side of the support hole 21, and a taper that fits the shaft-side taper surface portion 122 of the shaft portion 12 is provided on the inner surface of the support hole 21. The taper angle is preferably 1 degree or more and 15 degrees or less, and more preferably 3 degrees or more and 10 degrees or less, similarly to the shaft-side tapered surface portion 122.

位置決め溝部２１３は、軸部１２がホルダ２０の支持孔２１に挿入される際に、軸部１２の隆起部１２３が係入される溝部である。
この位置決め溝部２１３に、軸部１２の隆起部１２３を係入する向きに、軸部１２を支持孔２１に挿入することによって、掘削爪１０を所定の向きにホルダ２０に取り付けることが可能になっている。 The positioning groove portion 213 is a groove portion into which the raised portion 123 of the shaft portion 12 is engaged when the shaft portion 12 is inserted into the support hole 21 of the holder 20.
The excavation claw 10 can be attached to the holder 20 in a predetermined direction by inserting the shaft portion 12 into the support hole 21 in such a direction as to engage the raised portion 123 of the shaft portion 12 into the positioning groove portion 213. ing.

そして、この支持孔２１は、軸部１２の扁平形状に応じた略長穴となっている（図３参照）。 And this support hole 21 is a substantially long hole according to the flat shape of the axial part 12 (refer FIG. 3).

そして、掘削爪１０の軸部１２をホルダ２０の支持孔２１に挿入し、係合部１２１が被係合部２１１に係合した際に、軸側テーパ面部１２２と孔側テーパ面部２１２の間には、０．１ｍｍ以上１．０ｍｍ以下の隙間が生じるようにテーパが形成されている。
隙間が０．１ｍｍより小さいと、軸側テーパ面部１２２と孔側テーパ面部２１２とが密着してしまい、ホルダ２０から掘削爪１０を取り外しにくくなってしまうことがある。
また、隙間が１．０ｍｍより大きいと、ホルダ２０に取り付けた掘削爪１０ががたつきやすい不具合や、隙間に土砂などの異物が入り込みやすい不具合が発生しやすくなる。 Then, when the shaft portion 12 of the excavation claw 10 is inserted into the support hole 21 of the holder 20 and the engaging portion 121 is engaged with the engaged portion 211, the shaft-side tapered surface portion 122 and the hole-side tapered surface portion 212 are interposed. The taper is formed so that a gap of 0.1 mm or more and 1.0 mm or less is generated.
If the gap is smaller than 0.1 mm, the shaft-side tapered surface portion 122 and the hole-side tapered surface portion 212 may be in close contact with each other, and it may be difficult to remove the excavation claw 10 from the holder 20.
In addition, if the gap is larger than 1.0 mm, a problem that the excavation claw 10 attached to the holder 20 is likely to rattle or a problem that foreign matters such as earth and sand easily enter the gap tends to occur.

なお、この隙間は、円錐台形の側面形状のように、支持孔２１の開口側に広がる形状となっており、支持孔２１から軸部１２を抜き出す際に、軸側テーパ面部１２２と孔側テーパ面部２１２の隙間は広がることとなるため、その隙間に土砂などの異物が入り込んでいても、その異物が隙間に嵌り込むことないので、従来のように、ホルダ２０と軸部１２が噛み合わさってしまうようなことはなく、支持孔２１から軸部１２を抜き出しやすい。
つまり、軸側テーパ面部１２２と孔側テーパ面部２１２の隙間に土砂などの異物が入り込んでしまっていても、従来の掘削工具の略六角柱状あるいは略円柱状の軸部５２に応じた隙間であって軸部５２の挿入方向に略平行な隙間の場合とは異なり、支持孔２１から軸部１２を抜き出しやすくなっている。 Note that this gap has a shape that widens toward the opening side of the support hole 21 as in the shape of a truncated cone, and when the shaft portion 12 is extracted from the support hole 21, the shaft-side tapered surface portion 122 and the hole-side taper are formed. Since the gap between the surface portions 212 widens, even if foreign matter such as earth and sand enters the gap, the foreign matter does not fit into the gap, so that the holder 20 and the shaft portion 12 are engaged with each other as in the conventional case. The shaft portion 12 can be easily extracted from the support hole 21.
That is, even if foreign matter such as earth and sand has entered the gap between the shaft-side taper surface portion 122 and the hole-side taper surface portion 212, the clearance according to the substantially hexagonal columnar or substantially columnar shaft portion 52 of the conventional excavation tool. Thus, unlike the case of the gap substantially parallel to the insertion direction of the shaft portion 52, the shaft portion 12 can be easily extracted from the support hole 21.

次に、地盤の掘削時に掘削工具１に作用する力（モーメント）について説明し、掘削工具１の強度について説明する。 Next, the force (moment) acting on the excavation tool 1 during excavation of the ground will be described, and the strength of the excavation tool 1 will be described.

図４（ａ）に示すように、掘削工具１におけるホルダ２０に固定された掘削爪１０が、図中、左向きの掘削力、下向きの喰い込み力で地盤を掘削する際に、掘削爪１０（掘削チップ１１２）の先端部に軸直角分力Ｆが作用する。
そして、ホルダ２０に支持されている軸部１２の前端と後端にはそれぞれ支持力ｆが作用する。
この軸部１２の前端側において支持力ｆが作用するポイントＰａから、掘削爪１０の先端部までの長さ（ｎａ）が「４４．５ｍｍ」、そのポイントＰａにおける縦方向の断面係数が「３０２２ｍｍ^３」である場合、この掘削爪１０におけるポイントＰａに作用するモーメントＭａ［ｋｇ・ｍｍ］は、
Ｍａ＝Ｆ×ｎａ＝Ｆ×４４．５・・・・・（１）
であり、
このポイントＰａでの発生曲げ応力Ｓａ［ｋｇ／ｍｍ^２］は、応力集中係数が１であると、
Ｓａ＝Ｆ×４４．５／３０２２×１＝０．０１５Ｆ・・・・・（２）
である。
なお、ここで縦方向とは、掘削力の方向に沿った方向である。 As shown in FIG. 4A, when the excavation claw 10 fixed to the holder 20 in the excavation tool 1 excavates the ground with the left excavation force and the downward biting force in the figure, the excavation claw 10 ( An axial perpendicular component force F acts on the tip of the excavation tip 112).
A supporting force f acts on the front end and the rear end of the shaft portion 12 supported by the holder 20.
The length (na) from the point Pa where the supporting force f acts on the front end side of the shaft 12 to the tip of the excavation claw 10 is “44.5 mm”, and the longitudinal section modulus at the point Pa is “3022 mm”. ³ ”, the moment Ma [kg · mm] acting on the point Pa in the excavation claw 10 is
Ma = F × na = F × 44.5 (1)
And
The generated bending stress Sa [kg / mm ² ] at this point Pa has a stress concentration factor of 1,
Sa = F × 44.5 / 3022 × 1 = 0.015F (2)
It is.
Here, the longitudinal direction is a direction along the direction of the excavation force.

また、図４（ｂ）に示すように、従来の掘削工具におけるホルダ６０に固定された掘削爪５０が、図中、左向きの掘削力、下向きの喰い込み力で地盤を掘削する際にも同様に、掘削爪５０（刃部５１２）の先端部に軸直角分力Ｆが作用する。
そして、ホルダ６０に支持されている軸部５２の前端と後端にはそれぞれ支持力ｆが作用する。
この軸部５２の前端側において支持力ｆが作用するポイントＰｂから、掘削爪５０の先端部までの長さ（ａ）が「５９．５ｍｍ」、そのポイントＰｂにおける縦方向の断面係数が「２３４２ｍｍ^３」である場合、この掘削爪５０におけるポイントＰｂに作用するモーメントＭｂ［ｋｇ・ｍｍ］は、
Ｍｂ＝Ｆ×ａ＝Ｆ×５９．５・・・・・（３）
であり、
このポイントＰｂでの発生曲げ応力Ｓｂ［ｋｇ／ｍｍ^２］は、応力集中係数が１であると、
Ｓｂ＝Ｆ×５９．５／２３４２×１＝０．０２５Ｆ・・・・・（４）
である。 Further, as shown in FIG. 4B, when the excavation claw 50 fixed to the holder 60 in the conventional excavation tool excavates the ground with the left excavation force and the downward biting force in the drawing, the same applies. Further, the axial perpendicular component force F acts on the tip of the excavation claw 50 (blade part 512).
A supporting force f acts on the front end and the rear end of the shaft portion 52 supported by the holder 60.
The length (a) from the point Pb at which the support force f acts on the front end side of the shaft 52 to the tip of the excavation claw 50 is “59.5 mm”, and the longitudinal section modulus at the point Pb is “2342 mm”. ³ ”, the moment Mb [kg · mm] acting on the point Pb in the excavation claw 50 is
Mb = F × a = F × 59.5 (3)
And
The generated bending stress Sb [kg / mm ² ] at this point Pb has a stress concentration factor of 1,
Sb = F × 59.5 / 2342 × 1 = 0.025F (4)
It is.

さらに、図４（ｂ）に示すように、従来の掘削工具におけるホルダ６０における係合部５２１部分のポイントＰｃに関し、ｆ−ｆ間の距離（ｂ）が「３５ｍｍ」、ｆ−Ｐｃ間の距離（Ｘ）が「１３．５ｍｍ」、そのポイントＰｃにおける縦方向の断面係数が「１０４３ｍｍ^３」である場合、この掘削爪５０におけるポイントＰｃに作用するモーメントＭｃ［ｋｇ・ｍｍ］は、
Ｍｃ＝Ｆ×ａ×Ｘ／ｂ
＝Ｆ×５９．５×１３．５／３５＝Ｆ×２２．９５・・・・・（５）
であり、
このポイントＰｃでの発生曲げ応力Ｓｃ［ｋｇ／ｍｍ^２］は、応力集中係数が１．７であると、
Ｓｃ＝Ｆ×２２．９５／１０４３×１．７＝０．０３７Ｆ・・・・・（６）
である。 Furthermore, as shown in FIG. 4B, regarding the point Pc of the engaging portion 521 portion of the holder 60 in the conventional excavation tool, the distance (b) between ff is “35 mm”, and the distance between ff-Pc. When (X) is “13.5 mm” and the longitudinal section modulus at the point Pc is “1043 mm ³ ”, the moment Mc [kg · mm] acting on the point Pc in the excavation claw 50 is
Mc = F × a × X / b
= F × 59.5 × 13.5 / 35 = F × 22.95 (5)
And
The generated bending stress Sc [kg / mm ² ] at this point Pc has a stress concentration factor of 1.7.
Sc = F × 22.95 / 1043 × 1.7 = 0.037F (6)
It is.

このように、従来技術の掘削工具のポイントＰｂにおける発生曲げ応力Ｓｂが、０．０２５Ｆ［ｋｇ／ｍｍ^２］であるのに対し、ほぼ同じ部分に相当する、本発明に係る掘削工具１のポイントＰａにおける発生曲げ応力Ｓａが、０．０１５Ｆ［ｋｇ／ｍｍ^２］であり、その発生曲げ応力が低減しているので、本発明に係る掘削工具１は、従来技術の掘削工具に比べて約１６６％強度が向上しているといえる。
また、従来技術の掘削工具の最も弱い部分であるポイントＰｃにおける発生曲げ応力Ｓｃが、０．０３７Ｆ［ｋｇ／ｍｍ^２］であるのに対し、本発明に係る掘削工具１の最も弱い部分であるポイントＰａにおける発生曲げ応力Ｓａが、０．０１５Ｆ［ｋｇ／ｍｍ^２］であり、その発生曲げ応力が低減しているので、本発明に係る掘削工具１は、従来技術の掘削工具に比べて約２４６％強度が向上しているといえる。 As described above, the generated bending stress Sb at the point Pb of the conventional excavation tool is 0.025 F [kg / mm ² ], whereas the point of the excavation tool 1 according to the present invention corresponds to substantially the same portion. The generated bending stress Sa at Pa is 0.015 F [kg / mm ² ], and the generated bending stress is reduced. Therefore, the excavation tool 1 according to the present invention is about 166 compared to the conventional excavation tool. It can be said that the% strength is improved.
The generated bending stress Sc at the point Pc, which is the weakest part of the conventional excavation tool, is 0.037 F [kg / mm ² ], whereas it is the weakest part of the excavation tool 1 according to the present invention. The generated bending stress Sa at the point Pa is 0.015 F [kg / mm ² ], and the generated bending stress is reduced. Therefore, the excavation tool 1 according to the present invention is approximately compared with the conventional excavation tool. It can be said that the strength is improved by 246%.

以上のように、本発明に係る掘削工具１は、従来の掘削工具に比べて、掘削方向に沿う幅が広い扁平形状、つまり、掘削方向に長尺な断面形状を呈する掘削爪１０を有しているので、掘削方向に作用する力に効果的に抗することができ、掘削強度の向上を図ることができる。
また、掘削爪１０の軸部１２の後端側の係合部１２１が、ホルダ２０の支持孔２１の被係合部２１１に係合するようになっており、従来技術の掘削工具の係合部５２１よりも、支持孔２１の奥側で軸部１２が支持されることによって、掘削爪１０に作用する力に効果的に抗することができる。 As described above, the excavation tool 1 according to the present invention has a flat shape that is wider in the excavation direction than the conventional excavation tool, that is, the excavation claw 10 that has a long cross-sectional shape in the excavation direction. Therefore, the force acting in the excavation direction can be effectively resisted, and the excavation strength can be improved.
Further, the engagement portion 121 on the rear end side of the shaft portion 12 of the excavation claw 10 is adapted to engage with the engaged portion 211 of the support hole 21 of the holder 20. By supporting the shaft portion 12 behind the support hole 21 rather than the portion 521, it is possible to effectively resist the force acting on the excavation claw 10.

また、このように従来の掘削爪５０に比べて、刃物幅の狭い掘削爪１０であれば、同じ大きさのオーガヘッドの羽部に対して、より多くの掘削爪１０を配設することが可能になるので、より効率的な掘削を行うことができる。
そして、掘削時には、掘削爪１０における刃物幅の狭い掘削チップ１１２の先端部は、従来の掘削爪５０のような刃物幅の広い刃部５２１よりも、地盤に食い込みやすいので、効率よく地盤を掘削することができる。 In addition, as compared with the conventional excavation claws 50, the excavation claws 10 having a narrower blade width can arrange more excavation claws 10 on the wing portion of the auger head having the same size. Since it becomes possible, more efficient excavation can be performed.
At the time of excavation, the tip portion of the excavation tip 112 having a narrow blade width in the excavation claw 10 is easy to bite into the ground as compared with the blade portion 521 having a wide blade width like the conventional excavation claw 50, so that the ground can be excavated efficiently. can do.

また、従来の掘削爪５０に比べて、刃物幅の狭い掘削爪１０であるため、従来の刃部５１２よりも小さな掘削チップ１１２とすることができるので、高価な材料からなる刃部（掘削チップ１１２）の製造コストを低減することができる。 Further, since the excavation claw 10 has a narrower blade width than the conventional excavation claw 50, the excavation tip 112 can be made smaller than the conventional excavation portion 512, so that the blade portion (excavation tip) made of an expensive material can be obtained. 112) can be reduced.

また、掘削爪１０の軸部１２には軸側テーパ面部１２２が設けられ、ホルダ２０の支持孔２１には孔側テーパ面部２１２が設けられており、支持孔２１の開口側に広がるテーパ形状を有する軸部１２がその支持孔２１に挿入されて、掘削爪１０がホルダ２０に支持されるようになっているので、ホルダ２０に対する掘削爪１０の抜き差しを行い易い。
特に、支持孔２１から軸部１２を抜き出す際に、軸側テーパ面部１２２と孔側テーパ面部２１２の隙間は広がることとなるため、その隙間に土砂などの異物が詰まり、ホルダ２０と軸部１２が噛み合わさってしまい、軸部１２の移動が規制されてしまうようなことがないので、ホルダ２０（支持孔２１）から掘削爪１０（軸部１２）を抜き出しやすくなっている。
そして、掘削爪１０の交換を容易に行うことが可能になる。 Further, the shaft portion 12 of the excavation claw 10 is provided with a shaft side taper surface portion 122, and the support hole 21 of the holder 20 is provided with a hole side taper surface portion 212, which has a taper shape spreading toward the opening side of the support hole 21. Since the shaft portion 12 is inserted into the support hole 21 and the excavation claw 10 is supported by the holder 20, the excavation claw 10 can be easily inserted into and removed from the holder 20.
In particular, when the shaft portion 12 is extracted from the support hole 21, the gap between the shaft-side tapered surface portion 122 and the hole-side tapered surface portion 212 is widened, so that foreign matters such as earth and sand are clogged in the gap, and the holder 20 and the shaft portion 12. And the movement of the shaft portion 12 is not restricted, so that the excavation claw 10 (shaft portion 12) can be easily extracted from the holder 20 (support hole 21).
And excavation nail | claw 10 can be replaced | exchanged easily.

このように、本発明に係る掘削工具１は、好適な掘削を可能にする掘削工具であるといえる。 Thus, it can be said that the excavation tool 1 which concerns on this invention is an excavation tool which enables suitable excavation.

なお、本発明は上記実施形態に限られるものではない。
掘削工具１は、図３に示すように、断面視した際に、略楕円形状を呈する軸部１２、ホルダ２０を有していたが、例えば、図５（ａ）に示すように、断面視した際に、丸みを帯びた長方形状を呈する軸部１２ａ及びホルダ２０ａを有する掘削工具であってもよい。
また、図５（ｂ）に示すように、断面視した際に、角張った長方形状を呈する軸部１２ｂ及びホルダ２０ｂを有する掘削工具であってもよい。 The present invention is not limited to the above embodiment.
As shown in FIG. 3, the excavation tool 1 has a shaft portion 12 and a holder 20 that have a substantially elliptical shape when viewed in cross section. For example, as illustrated in FIG. In this case, the excavating tool may have a shaft portion 12a and a holder 20a that have a rounded rectangular shape.
Moreover, as shown in FIG.5 (b), when it sees in cross section, the excavation tool which has the axial part 12b and the holder 20b which show an angular rectangle shape may be sufficient.

また、軸部１２の軸側テーパ面部１２２は、その全周に亘ってテーパとなっていることに限らず、例えば、図６に示すように、掘削工具１ａにおける軸部１２の軸側テーパ面部１２２ａの一部の面がテーパになっていなくてもよい。
具体的には、軸側テーパ面部１２２ａを前面部、後面部、左面部、右面部と４つの面部に区分した場合に、少なくとも１つの面部がテーパ面になっていればよく、その他の面部は挿入方向に沿う平行面であってよい。
また、２つの面部や３つの面部がテーパ面になる場合、それら面部（前面部、後面部、左面部、右面部）の組み合わせは任意であってよい。
なお、軸側テーパ面部のテーパ面形状や平行面形状に応じて、孔側テーパ面部の面形状が定められることとなる。 Moreover, the shaft side taper surface part 122 of the shaft part 12 is not limited to the taper over the entire circumference, and for example, as shown in FIG. 6, the shaft side taper surface part of the shaft part 12 in the excavation tool 1a. Some surfaces of 122a may not be tapered.
Specifically, when the shaft-side tapered surface portion 122a is divided into a front surface portion, a rear surface portion, a left surface portion, a right surface portion and four surface portions, it is sufficient that at least one surface portion is a tapered surface, and the other surface portions are It may be a parallel surface along the insertion direction.
Moreover, when two surface parts and three surface parts become a taper surface, the combination of these surface parts (a front surface part, a rear surface part, a left surface part, a right surface part) may be arbitrary.
The surface shape of the hole-side taper surface portion is determined according to the taper surface shape or parallel surface shape of the shaft-side taper surface portion.

また、その他、具体的な細部構造等についても適宜に変更可能であることは勿論である。 In addition, it is needless to say that other specific detailed structures can be appropriately changed.

本発明に係る掘削工具を一部断面視して示す側面図である。It is a side view which shows the excavation tool which concerns on this invention in partial cross section. 図１の矢印II方向からの掘削工具を示す正面図である。It is a front view which shows the excavation tool from the arrow II direction of FIG. 図２のIII−III線における断面図である。It is sectional drawing in the III-III line of FIG. 本発明に係る掘削工具の各部寸法（ａ）と、従来の掘削工具の各部寸法（ｂ）を示すとともに、掘削時に作用する力を示す説明図である。It is explanatory drawing which shows each part dimension (a) of the excavation tool which concerns on this invention, and each part dimension (b) of the conventional excavation tool, and also shows the force which acts at the time of excavation. 掘削工具の変形例を示す断面図であり、丸みを帯びた長方形状を呈するホルダ及び軸部（ａ）と、角張った長方形状を呈するホルダ及び軸部（ｂ）を示す説明図である。It is sectional drawing which shows the modification of an excavation tool, and is explanatory drawing which shows the holder and axial part (a) which exhibit a rounded rectangular shape, and the holder and axial part (b) which exhibit an angular rectangle shape. 掘削工具の変形例を示す側面図である。It is a side view which shows the modification of an excavation tool. 従来の掘削工具を一部断面視して示す側面図である。It is a side view which shows the conventional excavation tool by a partial cross section view.

Explanation of symbols

１掘削工具
１０掘削爪
１１掘削部
１１１チップ保持部
１１２掘削チップ
１２軸部
１２１係合部
１２１ａ環状溝
１２１ｂ抜止部材
１２２ａ軸側テーパ面部
１２３隆起部
２０ホルダ
２１支持孔
２１１被係合部
２１２孔側テーパ面部
２１３位置決め溝部
１ａ掘削工具
１２２ａ軸側テーパ面部
１２ａ、１２ｂ軸部
２０ａ、２０ｂホルダ DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Excavation tool 10 Excavation nail 11 Excavation part 111 Tip holding part 112 Excavation chip 12 Shaft part 121 Engagement part 121a Annular groove 121b Stopping member 122a Axial taper surface part 123 Raised part 20 Holder 21 Support hole 211 Engagement part 212 Tapered surface portion 213 Positioning groove portion 1a Excavation tool 122a Axial taper surface portion 12a, 12b Shaft portion 20a, 20b Holder

Claims

An excavation tool comprising an excavation claw for excavating the ground, and a holder for supporting the excavation claw,
The excavation claw has a shaft portion provided on the front end side of the excavation portion that comes into contact with the ground,
The holder has a support hole into which the shaft portion is inserted,
The outer surface of the shaft portion is provided with a taper that tapers toward the rear end side of the shaft portion, and the inner surface of the support hole is tapered toward the back of the support hole. A taper that matches the taper is provided,
The shaft portion has a flat shape along a plane including a direction in which the excavation claw is pressed against the ground and a direction in which the excavation claw excavates the ground, and the support hole corresponds to the flat shape of the shaft portion. An excavation tool characterized by a substantially elongated hole.

The excavation tool according to claim 1, wherein an engagement portion that engages with an inner surface of the support hole is provided at a rear end of the shaft portion.

When the shaft portion is inserted into the support hole, there is a gap of 0.1 mm to 1.0 mm between the taper of the shaft portion and the taper of the support hole,
The excavation tool according to claim 1 or 2, wherein an angle of each taper is 1 degree or more and 15 degrees or less.

The shaft portion is formed with a protruding portion that is long in the direction of insertion into the support hole and protrudes toward the inner surface of the support hole,
The excavation tool according to any one of claims 1 to 3, wherein a positioning groove portion with which the raised portion is aligned is formed in the support hole.