挖掘工具的制作方法
【专利摘要】本发明的挖掘工具中，在绕轴线(Ｏ)旋转并且向轴线(Ｏ)方向顶端侧前进的工具主体(1)的顶端部穿设有埋入孔(8)，一体形成有外形为圆柱状的埋入部(6)与刀尖部(7)的挖掘刀片(5A)以使埋入部(6)插入到埋入孔(8)中并且使刀尖部(7)从埋入孔(8)突出的方式安装于该埋入孔(8)中，以便在挖掘时绕埋入部(6)的中心轴(C)旋转自如且防止向中心轴(C)方向顶端侧脱落。
【专利说明】挖掘工具【技术领域】
[0001]本发明涉及一种挖掘工具，其在绕轴线旋转并且向该轴线方向顶端侧前进的工具主体的顶端部穿设有埋入孔，由硬质材料构成的挖掘刀片以使其顶端的刀尖部突出的方式埋入到该埋入孔中。
[0002]本申请基于2011年11月30日在日本申请的专利申请2011-262526号、2012年11月15日在日本申请的专利申请2012-251357号主张优先权，并将其内容援用于此。
【背景技术】
[0003]作为这种挖掘工具，例如如专利文献1、2中所记载，已知有如下挖掘工具:在顶端部安装有多个硬质合金等烧结合金制的挖掘刀片的由钢材等构成的工具主体，经由设备而安装于挖掘杆的顶端部或该挖掘杆顶端部，通过经由上述挖掘杆从挖掘装置传递的绕工具主体轴线的旋转力及朝向轴线方向顶端侧的推力、或与该旋转力或推力一同经由上述设备从潜孔锤赋予的朝向上述轴线方向顶端侧的冲击力，在地面或岩盘上形成挖掘孔。
[0004]然而，以往的这种挖掘工具如下构成:一体地形成有圆柱状的埋入部和其顶端侧的球面状、圆锥状、炮弹状等的刀尖部的上述烧结合金制的挖掘刀片通过使其刀尖部从埋入孔突出并且使埋入部通过热压配合等过盈配合而牢固地固定于埋入孔中，由此植入设置于穿设在工具主体顶端部的埋入孔中。
[0005]而且，这种用于挖掘地面或岩盘的挖掘工具中，如此从埋入孔突出的挖掘刀片的刀尖部通过接触并穿入地面或岩盘而使用于挖掘，随此磨损或磨耗也在进展，磨损的刀尖部中其曲面的曲率半径增大，因此刀尖的锋利度受损而导致挖掘效率下降。另外，若挖掘刀片的磨损进展至挖掘孔的直径成为所容许的直径以下，则达到作为挖掘工具的工具寿命。
[0006]然而，这种挖掘刀片刀尖部的磨损或磨耗并不均匀。例如，植入设置于工具主体顶端部的多个挖掘刀片中，尤其是植入设置于顶端部外周侧的测量部的挖掘刀片在朝向外周侧的面上磨损或磨耗变得显著而成为单边磨损的磨损形态，因此挖掘性能易受损而成为挖掘效率下降的重要原因，并且这种测量部的挖掘刀片的磨损归根结底导致挖掘孔径缩小，对工具寿命产生重大影响。
[0007]而且，这种挖掘刀片刀尖部的偏磨在地面或岩盘坚硬且刀尖部严重磨损的条件下尤其显著，工具寿命缩短且挖掘所需的费用增大。并且，为恢复挖掘性能而对挖掘刀片的刀尖部再次进行研磨时，也需要费用和时间。另外，若在挖掘孔达到所希望的深度之前挖掘工具达到工具寿命，则工具主体的更换需要时间和劳力、费用。并且，如果在刀尖部的磨损或磨耗进展而挖掘性能受损的状态下持续进行挖掘，则还会在工具主体上产生磨损或损伤，或者对挖掘装置赋予较大负荷。
[0008]专利文献1:日本专利公开第2010-180551号公报
[0009]专利文献2:日本专利公开第2011-042991号公报
【发明内容】
[0010]本发明是在这种背景下完成的，其目的在于提供一种能够经长期维持挖掘刀片的挖掘性能及挖掘效率来提高工具寿命并且降低挖掘孔的每单位深度的挖掘费用的挖掘工具。
[0011 ] 本发明的一方式的挖掘工具具备以下中的任一结构。
[0012](I)具备:工具主体，以轴线为中心；及
[0013]挖掘刀片，安装于在上述工具主体的顶端部穿设的埋入孔中，
[0014]上述工具主体绕上述轴线旋转并且向上述轴线方向顶端侧前进，
[0015]上述挖掘刀片上一体形成有以中心轴为中心的外形为圆柱状的埋入部和上述中心轴方向顶端侧的刀尖部，
[0016]上述埋入部插入到上述埋入孔中，并且上述刀尖部从上述该埋入孔突出，
[0017]至少I个上述挖掘刀片为旋转挖掘刀片，上述旋转挖掘刀片以在挖掘时绕上述埋入部的上述中心轴旋转自如并且防止向上述中心轴方向的顶端侧脱落的方式安装于上述埋入孔中。
[0018](2)在上述(I)中，在上述工具主体上安装有多个上述挖掘刀片，在多个上述挖掘刀片中，一部分挖掘刀片为上述旋转挖掘刀片，并且剩余的上述挖掘刀片固定安装于上述工具主体上。
[0019](3)在上述(I)或(2)中，在上述工具主体上安装有多个上述挖掘刀片，在多个上述挖掘刀片中，安装于上述工具主体的顶端面外周部的至少I个挖掘刀片为上述旋转挖掘刀片，并且剩余的挖掘刀片固定安装于上述工具主体上。
[0020](4)在上述(I)至(3)中的任一项中，在上述旋转挖掘刀片的上述埋入部的外周面和安装上述旋转挖掘刀片的上述埋入孔的内周面中其中一个面上设置有绕上述中心轴环绕的凹槽，并且在另一个面上设置有容纳于上述凹槽中的凸部。
[0021](5)在上述(4)中，上述凹槽和凸部中的其中一个通过中间部件形成，上述中间部件安装并固定于设置有该凹槽和凸部中的其中一个的上述埋入部的外周面或上述埋入孔的内周面上。
[0022](6)在上述(I)至(3)中的任一项中，在上述旋转挖掘刀片的上述埋入部的外周面上形成有绕上述中心轴环绕的凹槽，并且在安装有上述旋转挖掘刀片的上述埋入孔的内周面上，在上述中心轴方向上与上述凹槽相对的位置上形成有绕上述中心轴环绕的凹部或沿该凹槽的切线方向延伸的凹孔的开口部，并且横跨上述凹槽和上述凹部或上述凹孔的开口部容纳有卡止部件。
[0023](7)在上述(I)?(6)中的任一项中，上述旋转挖掘刀片的上述埋入部通过相对于该埋入部的外径d(mm)的过盈量在0.5Xd/1000 (mm)?1.5Xd/1000 (mm)范围内的过盈配合而安装于上述埋入孔中。
[0024](8)在上述(I)?(7)中的任一项中，至少在上述旋转挖掘刀片的表面上形成有表
面硬化层。
[0025](9)在上述(I)?(8)中的任一项中，在上述工具主体的至少安装有上述旋转挖掘刀片的上述埋入孔的周边形成有表面硬化层。
[0026](10)在上述(I)?(9)中的任一项中，在上述旋转挖掘刀片的上述埋入部的外周面与安装有上述旋转挖掘刀片的上述埋入孔的内周面之间夹装有润滑剂。[0027]在如此构成的挖掘工具中，在挖掘时，上述旋转挖掘刀片绕插入到工具主体的埋入孔中的其外形为圆柱状的埋入部的中心轴旋转自如，因此在挖掘时随着工具主体的旋转而受到来自地面或岩盘的接触阻力，从而旋转挖掘刀片绕中心轴从动旋转。因此，旋转挖掘刀片的刀尖部在绕中心轴的圆周方向上也均匀磨损，使该刀尖部的形状得以保持且不发生局部的单边磨损，并且防止构成刀尖部的曲面的曲率半径增大，从而能够抑制挖掘性能或挖掘效率显著下降。
[0028]另一方面，防止旋转挖掘刀片朝向中心轴方向顶端侧脱落，因此也不会产生挖掘刀片不小心脱落等现象。另外，防止旋转挖掘刀片脱落的状态，只要是在例如将工具主体的顶端部向下的方式保持工具主体的状态下，旋转挖掘刀片不因自重而从埋入孔中脱落的状态即可。
[0029]在此，当在上述工具主体上安装有多个挖掘刀片时，所有挖掘刀片可以为如此在挖掘时绕中心轴旋转的旋转挖掘刀片。并且，在多个挖掘刀片中，一部分挖掘刀片可以为上述旋转挖掘刀片，并且剩余的挖掘刀片可以固定安装于上述工具主体上，通过上述旋转挖掘刀片维持挖掘性能或挖掘效率，由此能够延长工具寿命。
[0030]尤其，当如此在上述工具主体上安装有多个挖掘刀片的情况下，若在多个挖掘刀片中，安装于上述工具主体的顶端面外周部的至少I个挖掘刀片为上述旋转挖掘刀片，则剩余的挖掘刀片即使固定安装于上述工具主体上，也可以通过该顶端外周部即测量部中的至少I个旋转挖掘刀片来维持挖掘性能或挖掘效率。由此，能够有效地抑制挖掘孔径缩小来可靠地提高工具寿命。
[0031]并且，为了将旋转挖掘刀片以在挖掘时绕上述中心轴旋转自如并且防止向上述中心轴方向顶端侧脱落的方式安装于上述埋入孔中，第一、在该挖掘刀片的上述埋入部的外周面和安装该挖掘刀片的上述埋入孔的内周面中的一个面上设置绕上述中心轴环绕的凹槽，并且在另一个面上设置容纳于上述凹槽中的凸部即可。
[0032]在此，当该凹槽和凸部直接形成于旋转挖掘刀片的埋入部的外周面和工具主体的埋入孔的内周面上时，通过利用该旋转挖掘刀片与工具主体的拉伸弹性模量之差使工具主体弹性变形而使埋入孔扩径，同时将旋转挖掘刀片的埋入部加压压入即可。或者，也可以通过利用两者的热膨胀率之差，在对工具主体进行加热而使埋入孔热膨胀时插入旋转挖掘刀片的埋入部。
[0033]并且，无需如此在旋转挖掘刀片的埋入部的外周面和工具主体的埋入孔的内周面直接形成凹槽和凸部，也可以将该凹槽和凸部中的其中一个通过中间部件形成，该中间部件安装并固定于设置该凹槽和凸部中的其中一个的上述埋入部的外周面或上述埋入孔的内周面。此时，中间部件相对于设置有在该中间部件上形成的凹槽和凸部中的其中一个的上述埋入部的外周面或上述埋入孔的内周面，依然通过如上所述的加压压入或基于热膨胀率之差的热压配合或冷缩配合等过盈配合进行固定即可。
[0034]第二、也可以并非如此在凹槽中容纳凸部，而是在上述旋转挖掘刀片的上述埋入部的外周面上形成绕上述中心轴环绕的凹槽，并且在安装该旋转挖掘刀片的上述埋入孔的内周面，在上述中心轴方向上与上述凹槽相对的位置上形成绕上述中心轴环绕的凹部或沿该凹槽的切线方向延伸的凹孔的开口部，并且横跨上述凹槽和上述凹部或上述凹孔的开口部容纳卡止部件。[0035]在此，在埋入孔的内周面上形成有与凹槽同样地绕中心轴环绕的凹部时，例如在埋入部外周面的上述凹槽中事先将作为卡止部件的C形圈以缩径状态容纳之后插入到埋入孔中，在该凹槽与凹部的位置一致时，通过弹性变形使上述C形圈扩径并且横跨凹槽和凹部而被容纳即可。或者，也可以在凹槽和凹部配合形成的环状孔中从外部插入作为卡止部件的多个球状部件并使上述多个球状部件横跨凹槽和凹部而被容纳。并且，在埋入孔的内周面上形成有沿凹槽的切线方向延伸的凹孔的开口部时，在该凹孔中插入作为卡止部件的销并使上述销以横跨凹槽的方式被容纳即可。
[0036]另外，旋转挖掘刀片的埋入部可以通过相对于该埋入部的外径d(mm)的过盈量在0.5 X d/1000 (mm)?1.5 X d/1000 (mm)范围的过盈配合而安装于上述埋入孔中。若为这种范围的过盈量的过盈配合，则在未进行挖掘时即使旋转挖掘刀片并非旋转自如，也能够在挖掘时通过由工具主体的旋转产生的来自地面或岩盘的接触阻力来抵抗与埋入孔的摩擦而使旋转挖掘刀片自如地从动旋转，并且能够实现防脱以免旋转挖掘刀片从埋入孔中脱落。
[0037]另外，至少在旋转挖掘刀片的表面上可以形成有表面硬化层。例如，在旋转挖掘刀片的埋入部表面实施例如DLC、PVD、CVD等皮膜处理来形成表面硬化层，由此能够提高埋入部的强度或埋入孔内的旋转滑动性。并且，通过这种皮膜处理，在旋转挖掘刀片的刀尖部表面形成表面硬化层，或者在刀尖部表面形成由多晶金刚石构成的表面硬化层，由此能够提高刀尖部的耐磨性来进一步延长工具寿命。另外，这种表面硬化层也可以还形成于固定在工具主体上的挖掘刀片的表面。
[0038]并且，这种表面硬化层还可以形成于工具主体的至少在安装旋转挖掘刀片的埋入孔周边。由此，能够防止在挖掘时由旋转挖掘刀片的旋转引起的埋入孔的磨损，在上述凹槽或凸部直接形成于工具主体的埋入孔内周面的情况下尤其有效。另外，除如上所述的DLC、PVD、CVD等皮膜处理以外，这种埋入孔周边的表面硬化层还可以通过例如高频淬火、浸碳淬火、激光淬火、氮化处理等形成。
[0039]另外，在旋转挖掘刀片的埋入部的外周面与安装旋转挖掘刀片的埋入孔的内周面之间可以夹装有润滑剂。通过润滑剂的夹装，能够使旋转挖掘刀片的旋转变得顺畅，且能够进一步降低埋入部或埋入孔的磨损。
[0040]并且，在旋转挖掘刀片的埋入部的后端面与安装旋转挖掘刀片的埋入孔的孔底面之间可以夹装有缓冲材。通过夹装例如铜板等硬度低于旋转挖掘刀片或工具主体的缓冲材，能够防止挖掘时的负荷从旋转挖掘刀片直接作用于工具主体，从而防止工具主体的损伤。
[0041]并且，旋转挖掘刀片的埋入部的后端面可以具备以上述中心轴为中心的凸圆锥面状部，并且安装旋转挖掘刀片的埋入孔的孔底面可以具备与上述凸圆锥面状部相对的凹圆锥面状部。通过该凹凸圆锥面状部滑动接触或者经由上述缓冲材相对，由此在挖掘时能够使旋转挖掘刀片可靠地绕上述中心轴旋转。另外，这种凹凸圆锥面状部或缓冲剂可以具备在固定于工具主体上的挖掘刀片的埋入部或埋入孔中。
[0042]如以上说明，根据本发明，在以在挖掘时绕埋入部的中心轴旋转自如并且防止向中心轴方向顶端侧脱落的方式安装的挖掘刀片中，不会招致其脱落且能够促进刀尖部的均匀磨损。因此，即使在地面或岩盘坚硬且刀尖部严重磨损的条件下，也能够防止单边磨损等偏磨而无需对刀尖部再次进行研磨，且经长期维持挖掘刀片的挖掘性能及挖掘效率来实现工具寿命的延长，并且降低挖掘孔每单位深度的挖掘费用。
【专利附图】
【附图说明】
[0043]图1是本发明的第I至第4实施方式的立体图。
[0044]图2A是表示本发明的第I实施方式的从轴线方向顶端侧观察的主视图。
[0045]图2B是表示本发明的第I实施方式的图2A中的ZOZ剖视图。
[0046]图3A是表示本发明的第2实施方式的从轴线方向顶端侧观察的主视图。
[0047]图3B是表示本发明的第2实施方式的图3A中的ZOZ剖视图。
[0048]图4A是表示本发明的第3实施方式的从轴线方向顶端侧观察的主视图。
[0049]图4B是表示本发明的第3实施方式的图4A中的ZOZ剖视图。
[0050]图5A是表示本发明的第4实施方式的从轴线方向顶端侧观察的主视图。
[0051]图5B是表示本发明的第4实施方式的图5A中的ZOZ剖视图。
[0052]图6A是表示图1至图5B所示的实施方式中的旋转挖掘刀片和埋入孔的第I例的沿中心轴的剖视图。
[0053]图6B是表示图1至图5B所示的实施方式中的旋转挖掘刀片和埋入孔的第2例的沿中心轴的剖视图。
[0054]图6C是表示图1至图5B所示的实施方式中的旋转挖掘刀片和埋入孔的第3例的沿中心轴的剖视图。
[0055]图7A是表示图1至图5B所示的实施方式中的旋转挖掘刀片和埋入孔的第4例的沿中心轴的剖视图。
[0056]图7B是表示图1至图5B所示的实施方式中的旋转挖掘刀片和埋入孔的第5例的沿中心轴的剖视图。
[0057]图8A是表示图1至图5B所示的实施方式中的旋转挖掘刀片和埋入孔的第6例的沿中心轴的剖视图。
[0058]图8B是表示图1至图5B所示的实施方式中的旋转挖掘刀片和埋入孔的第7例的沿中心轴的剖视图。
[0059]图9A是表示图1至图5B所示的实施方式中的旋转挖掘刀片和埋入孔的第8例的沿中心轴的剖视图。
[0060]图9B是图1至图5B所示的实施方式中的旋转挖掘刀片和埋入孔在图9A中的ZZ首1J视图。
[0061]图9C是表示图1至图5B所示的实施方式中的旋转挖掘刀片和埋入孔的第9例的沿中心轴的剖视图。
[0062]图9D是图1至图5B所示的实施方式中的旋转挖掘刀片和埋入孔在图9C中的ZZ首1J视图。
[0063]图9E是表示图1至图5B所示的实施方式中的旋转挖掘刀片和埋入孔的第10例的沿中心轴的剖视图。
[0064]图9F是图1至图5B所示的实施方式中的旋转挖掘刀片和埋入孔在图9E中的ZZ剖视图。[0065]图1OA是表示图1至图5B所示的实施方式中的旋转挖掘刀片和埋入孔的第11例的沿中心轴的剖视图。
[0066]图1OB是表示图1至图5B所示的实施方式中的旋转挖掘刀片和埋入孔的第12例的沿中心轴的剖视图。
[0067]图1lA是表示图1至图5B所示的实施方式中的旋转挖掘刀片和埋入孔的第13例的沿中心轴的剖视图。
[0068]图1lB是表示图1至图5B所示的实施方式中的旋转挖掘刀片和埋入孔的第14例的沿中心轴的剖视图。
[0069]图12A是表示图1至图5B所示的实施方式中的旋转挖掘刀片和埋入孔的第15例的沿中心轴的剖视图。
[0070]图12B是表示图1至图5B所示的实施方式中的旋转挖掘刀片和埋入孔的第16例的沿中心轴的剖视图。
【具体实施方式】
[0071]图1至图5B是分别表示本发明的第I至第4实施方式的图。在这些实施方式中，工具主体I由钢材等形成，如图1所示，呈顶端部(图1中为左侧部分。图2A至图5B的各B图中为下侧部分)为大径且随着朝向后端侧(在图1中为右侧。图2A至图5B的各B图中为上侧)而外径阶段性变小的以轴线O为中心的大致多级圆柱状。
[0072]工具主体I的后端部为柄部2。该柄部2安装于未图示的潜孔锤上，由此工具主体I从潜孔锤受到向轴线O方向顶端侧的冲击力。并且，在潜孔锤的后端经由未图示的挖掘杆连结有挖掘装置，工具主体I从该挖掘装置受到绕轴线O的旋转力和向轴线O方向顶端侧的推力。
[0073]本实施方式中，关于工具主体I的顶端部3，其顶端面内周部3A为与轴线O垂直且以轴线O为中心的圆形面，并且顶端面外周部3B为以随着朝向外周侧而朝向后端侧的方式倾斜的锥面状的测量部。并且，与该顶端面外周部3B的后端侧相连的顶端部3的外周面为以随着朝向后端侧而朝向内周侧的方式稍微倾斜的锥面之后，呈凹曲面状而向外周侧伸出之后，经由台阶而与上述柄部2相连。
[0074]为了排出在挖掘时生成的碎屑，在该顶端部3的外周面沿圆周方向以等间隔形成有与轴线O平行地延伸的多条(本实施方式中为8条)外周排出槽4A。这些外周排出槽4A为与轴线O正交的截面呈凹圆弧等凹曲线状的槽，从轴线O至上述外周排出槽4A的槽底的半径比上述顶端面内周部3A所形成的圆的半径稍微大。
[0075]从该8个外周排出槽4A中隔着轴线O位于彼此相反侧的2个外周排出槽(在图2A至图5B的各A图中为位于上下的外周排出槽)4A的顶端形成有顶端排出槽4B，该顶端排出槽4B朝向内周侧向上述顶端面内周部3A延伸，并到达顶端面内周部3A所形成的上述圆的半径左右的位置。并且，在工具主体I上从其后端朝向顶端侧沿着轴线O形成有压缩空气的吹气孔1A，该吹气孔IA在顶端部3分支成2个并向上述顶端排出槽4B的内周端开□。
[0076]在该工具主体I的顶端部3的上述顶端面内周部3A与上述顶端面外周部3B上植入设置有挖掘刀片5。该挖掘刀片5由比工具主体I更硬质的硬质合金等烧结合金形成，如图6A至图12B所示，是由呈以中心轴C为中心的大致圆柱状的后端侧(在图6A至图8B、图9A、图9C、图9E及图1OA至图12B中为下侧)的埋入部6和顶端侧(在图6A至图8B、图9A、图9C、图9E及图1OA至图12B中为上侧)的刀尖部7 —体成型而构成的挖掘刀片。
[0077]图6A至图12B所示的挖掘刀片5中，刀尖部7呈在中心轴C上具有中心且具有比埋入部6顶端的半径稍微大的半径的半球状。但是，刀尖部7可以呈顶端以球面状磨圆的以中心轴C为中心的圆锥状，并且也可以呈以中心轴C为中心的炮弹状。
[0078]这种挖掘刀片5以使上述埋入部6埋入到形成于工具主体I上的以大致圆柱状凹陷的埋入孔8中的方式插入而被植入设置，且以使刀尖部7突出的方式安装。而且，第I至第4实施方式中，在工具主体I的顶端部安装有多个挖掘刀片5，在多个挖掘刀片中，在图2A至图5B中阴影表示的至少一部分挖掘刀片5为旋转挖掘刀片5A，该旋转挖掘刀片以在挖掘时绕上述中心轴C旋转自如并且防止向中心轴C方向顶端侧脱落的方式安装于埋入孔8中。
[0079]第I至第4实施方式中，在工具主体I的顶端部3的上述顶端面内周部3A和顶端面外周部3B均分别安装有多个挖掘刀片5。其中，在顶端面外周部3B，在圆周方向上相邻的上述外周排出槽4A之间沿圆周方向以大致等间隔分别安装有I个，总计8个挖掘刀片5。
[0080]植入设置于顶端面外周部3B的挖掘刀片5以中心轴C随着朝向工具主体I的顶端侧而朝向外周侧延伸并与该顶端面外周部3B大致垂直的方式植入设置。从轴线O方向顶端侧观察时，植入设置于顶端面外周部3B的挖掘刀片5的刀尖部7的从轴线O的最大外径(在轴线O方向顶端观察时，与以轴线O为中心植入设置于顶端面外周部3B的挖掘刀片5的刀尖部外切的圆的直径)比工具主体I的顶端部3的最大外径(顶端面外周部3B与在其后端侧相连的顶端部3的外周面的交叉棱线的直径)稍微大。
[0081]并且，在顶端面内周部3A内的外周侧安装有4个挖掘刀片5。在轴线O方向顶端观察时，这些顶端面内周部3A内的外周侧的挖掘刀片5安装成与顶端面内周部3A所形成的圆内切，并且沿圆周方向以等间隔安装成位于在上述外周排出槽4A中与顶端排出槽4B连通的上述2个外周排出槽4A在圆周方向两侧相邻的外周排出槽4A的内侧。
[0082]另外，在比这些顶端面内周部3A的外周侧的挖掘刀片5更靠内周侧也安装有多个(4个)挖掘刀片5。这些内周侧的挖掘刀片5安装成避开顶端排出槽4B或吹气孔1A，并且在径向上错开安装成彼此的绕轴线O的旋转轨迹占据顶端面内周部3A所形成的圆的大致整个区域(顶端面内周部3A的上述外周侧的挖掘刀片5以及极其靠近轴线O的部位除外)。另外，关于安装于顶端面内周部3A的挖掘刀片5，中心轴C与轴线O平行，并且轴线O方向的刀尖部7的突出量也一致。
[0083]在第I至第4实施方式中，图2A及图2B所示的第I实施方式中，安装于顶端部3的顶端面内周部3A和顶端面外周部3B的所有的挖掘刀片5都为旋转挖掘刀片5A。并且，图3A及图3B所示的第2实施方式中，在安装于顶端面外周部3B的挖掘刀片5和安装于顶端面内周部3A的挖掘刀片5中上述外周侧的挖掘刀片5为旋转挖掘刀片5A。
[0084]另外，图4A及图4B所示的第3实施方式中，安装于顶端面外周部3B的所有的挖掘刀片5都为旋转挖掘刀片5A，图5A及图5B所示的第4实施方式中，安装于顶端面外周部3B的挖掘刀片5中只有在圆周方向上每隔I个总计4个挖掘刀片5才作为旋转挖掘刀片5A。另外，在第2至第4实施方式中，旋转挖掘刀片5A以外的挖掘刀片5在挖掘时也不容许绕中心轴C的旋转而为非旋转，并且防止向中心轴C方向顶端侧脱落而牢固地固定于工具主体I上。
[0085]在此，欲如此将旋转挖掘刀片5A以外的挖掘刀片5限制成不容许绕中心轴C旋转地固定于工具主体I上，事先在该挖掘刀片5的埋入部6的外径与工具主体I的埋入孔8的内径之间设定比较大的过盈量，将埋入部6加压压入到埋入孔8中，或者对工具主体I进行加热而使埋入孔8扩径时插入埋入部6进行热压配合等，通过过盈配合固定挖掘刀片5即可。
[0086]对此，利用图6A至图12B，对如上所述将上述旋转挖掘刀片5A以在挖掘时绕中心轴C旋转自如并且防止向中心轴C方向顶端侧脱落的方式安装于埋入孔8时的安装方式的第I至第16例进行说明。在这些附图中，图6A至图6C及图1OA至图12B示出将旋转挖掘刀片5A直接安装于埋入孔8中的情况，并且，图7A至图SB示出经由中间部件将旋转挖掘刀片5A安装于埋入孔8中的情况，另外，图9A至图9F示出使用卡止部件将旋转挖掘刀片5A安装于埋入孔8中的情况。
[0087]图6A所示的第I例中，旋转挖掘刀片5A的埋入部6的后端部呈比埋入部6的顶端部稍微大一些的半径的圆柱状，该埋入部6的后端部相对于顶端部为向相对于中心轴C的径向外周侧突出的凸部6A。并且，关于工具主体I的埋入孔8，其开口部侧的顶端部的内径比埋入部6顶端部的外径稍微大，并且比埋入部6后端部的凸部6A的外径稍微小。
[0088]相对于此，埋入孔8的孔底侧的后端部的内径比埋入孔8顶端部大一些，并且比埋入部6后端部的凸部6A的外径稍微大，该埋入孔8后端部以绕上述中心轴C环绕的方式形成而作为容纳上述凸部6A的凹槽8A。另外，凸部6A的中心轴C方向的长度比凹槽8A的中心轴C方向的长度稍微短。
[0089]并且，图6B所示的第2例中，在旋转挖掘刀片5A的埋入部6的中心轴C方向大致中央形成有向相对于该中心轴C的径向外周侧稍微突出并绕该中心轴C环绕的环状的凸部6B，该凸部6B的沿中心轴C的截面呈例如凸圆弧等凸曲线状。相对于此，在工具主体I的埋入孔8中，在中心轴C方向上与凸部6B对应的位置上以绕中心轴C环绕的方式也形成有凹槽8B，该凹槽8B的截面呈凹圆弧等凹曲线状且能够容纳凸部6B。
[0090]凸部6B的外径大于除凹槽SB的埋入孔8的内径，且比凹槽SB的内径稍微小。并且，凸部6B的截面所形成的凸圆弧等凸曲线的半径也比凹槽SB的截面所形成的凹圆弧等凹曲线的半径稍微小。另外，凸部6B以外部分的埋入部6的外径比凹槽SB以外部分的埋入孔8的内径稍微小。
[0091]另一方面，图6C所示的第3例与图6B所示的第2例相反，在旋转挖掘刀片5A的埋入部6的中心轴C方向大致中央形成有向相对于该中心轴C的径向内周侧稍微凹陷并绕该中心轴C环绕的环状凹槽6C，该凹槽6C的沿中心轴C的截面呈例如凹圆弧等凹曲线状。相对于此,在工具主体I的埋入孔8中，在中心轴C方向上与凹槽6C对应的位置上以绕中心轴C环绕的方式形成有凸部SC，该凸部SC的截面呈凸圆弧等凸曲线状而能够容纳于凹槽6C中，凸部SC的内径大于凹槽6C的外径，并且小于凹槽6C以外部分的埋入部6的外径。
[0092]在这些第I至第3例中，在旋转挖掘刀片5A的埋入部6中除凸部6A、6B或凹槽6C以外部分的外径比埋入孔8中除凹槽8A、8B或凸部SC以外部分的内径稍微小，成为埋入部6保持能够使其外周面与埋入孔8的内周面滑动接触的间隙而嵌入插入的间隙配合。而且，凸部6A、6B、8C容纳并卡止在凹槽8A、8B、6C中，由此旋转挖掘刀片5A在防止向中心轴C方向顶端侧脱落的状态下，不论在挖掘时还是在未进行挖掘时都容许绕中心轴C的旋转。
[0093]欲将这种旋转挖掘刀片5A的埋入部6插入到工具主体I的埋入孔8中，利用例如由钢材构成的工具主体I与作为硬质合金等硬质烧结合金的旋转挖掘刀片5A的拉伸弹性模量之差，将埋入部6加压压入到埋入孔8中，由此使埋入孔8周边的工具主体I弹性变形而使凸部6A、6B、8C容纳于凹槽8A、8B、6C中即可。或者，也可以对工具主体I的顶端部3进行加热并通过热膨胀使埋入孔8扩径时插入旋转挖掘刀片5A的埋入部6之后，对工具主体I进行冷却而使埋入孔8收缩，由此将凸部6A、6B、8C容纳于凹槽8A、8B、6C中。
[0094]接着，图7A及图7B所示的第4、第5例中，将中间部件10安装于工具主体I的埋入孔8的内周，并且，图8A及图8B所示的第6、第7例中，相反地将中间部件10安装于旋转挖掘刀片5A的埋入部6的外周，由此形成凹槽或凸部来分别防止旋转挖掘刀片5A脱落，并且在挖掘时使旋转挖掘刀片5A旋转自如。
[0095]在这些例子中，图7A所示的第4例中，与第I例相同，关于旋转挖掘刀片5A的埋入部6，后端部呈比顶端部稍微大一些半径的多级圆柱状而成为相对于顶端部向相对于中心轴C的径向外周侧突出的凸部6A。另一方面，工具主体I的埋入孔8在整个中心轴C方向上形成为能够容纳该凸部6A的一定的内径。
[0096]该第4例中的中间部件10为圆筒状的部件，与工具主体I同样地，由钢材形成。在安装于埋入孔8中之前，该中间部件10的外径比埋入孔8的内径稍微大。并且，在安装于埋入孔8中之后，该中间部件10的内径成为小于旋转挖掘刀片5A的埋入部6中作为凸部6A的后端部的外径且大于比该后端部更靠顶端侧的埋入部6的外径的内径。
[0097]这种第4例的中间部件10，在将旋转挖掘刀片5A的埋入部6插入到埋入部6之后，通过加压压入而按压到埋入孔8的内周与埋入部6的顶端部外周之间，或者插入到对工具主体I进行加热而热膨胀从而扩径的埋入孔8中，通过过盈配合而固定于埋入孔8内周面。因此，在比如此固定的中间部件10更靠后端侧的埋入孔8内将会形成容纳埋入部6的凸部6A的凹槽8A。
[0098]并且，图7B所示的第5例中，与第3例相同，旋转挖掘刀片5A在埋入部6的中心轴C方向大致中央形成有绕中心轴C环绕的环状的凹槽6C，埋入孔8具有比旋转挖掘刀片5A的埋入部6的外径大一圈的一定的内径。而且，在该埋入部6与埋入孔8之间通过过盈配合而插入并夹装有圆筒状的中间部件10。
[0099]在该中间部件10的内周面，在中心轴C方向上与埋入部6的凹槽6C对应的位置上与第3例的凸部8C同样地以绕中心轴C环绕的方式形成有凸部10A。该凸部IOA具有小于埋入部6的凹槽6C以外部分的外径的内径而能够容纳于凹槽6C中，凸部IOA以外部分的中间部件10的内径比凹槽6C以外部分的埋入部6的外径稍微大。
[0100]这种第5例的中间部件10通过加压压入或基于热膨胀的热压配合而过盈配合于埋入孔8中而被固定。接着，对如此固定的中间部件10加压压入旋转挖掘刀片5A的埋入部6，或者连同中间部件10 —起使工具主体I热膨胀而使中间部件10的内周部扩径时插入旋转挖掘刀片5A的埋入部6，由此在凹槽6C中容纳凸部10A，除此以外的部分则被间隙配合，从而旋转挖掘刀片5A被安装成在挖掘时旋转自如并且被防脱。或者，相反地，也可以将在内周部间隙配合有旋转挖掘刀片5A的埋入部6的中间部件10连同旋转挖掘刀片5A —起过盈配合于埋入孔8中，由此使中间部件10缩径来进行安装。
[0101]另外，图8A及图8B所示的第6、第7例中，旋转挖掘刀片5A本身在埋入部6未形成凸部6A、6B或凹槽6C，与旋转受限制的其他挖掘刀片5同样地，埋入部6呈以中心轴C为中心的一定外径的圆柱状。而且，将埋入部6加压压入到中间部件10的内周部，或者在通过热膨胀而扩径的中间部件10的内周部插入埋入部6，由此将在安装之前比埋入部6的外径稍微小的内径的圆筒状的中间部件10通过过盈配合而安装并固定于该埋入部6的外周。
[0102]在此，图8A所示的第6例中，中间部件10的中心轴C方向的长度与埋入孔8的深度大致相等，但是就其外径而言，埋入部6的后端部侧比顶端部侧的直径大一些，该直径大一些的后端部侧为凸部10B。并且，与第I例同样地，在工具主体I的埋入孔8中，其孔底侧的后端部的内径比开口部侧的顶端部的内径稍微大一些，由此在该后端部形成有凹槽8A，在该凹槽8A中容纳在旋转挖掘刀片5A上安装的中间部件10的上述凸部10B。另外，比该凹槽8A更靠开口部侧的埋入孔8的顶端部的内径小于上述凸部IOB的外径，并且比中间部件10的顶端部的外径稍微大。
[0103]并且，图8B所示的第7例中，中间部件10的中心轴C方向的长度也与埋入孔8的深度大致相等，在其外周部的中心轴C方向大致中央部以绕中心轴C环绕的环状形成有截面呈凸曲线状且向径向外周侧稍微突出的凸部10C。另一方面，在埋入孔8的中心轴C方向上与凸部IOC对应的位置上与第2例同样地以绕中心轴C环绕的方式形成有截面呈凹曲面状的凹槽8B，在该凹槽8B中容纳上述凸部10C。
[0104]并且，使用卡止部件安装旋转挖掘刀片5A的图9A至图9F所示的第8至第10例中，在埋入部6的外周面形成有绕中心轴C环绕的凹槽6D，在这些例子中的第8、第10例中，在埋入孔8的内周面的中心轴C方向上与凹槽6D相对的位置上形成有同样绕中心轴C环绕的凹槽8D。并且在第9例中，在埋入孔8内周面中还是在与凹槽6D对应的位置上形成有凹孔8E的向埋入孔8内周面的开口部，该凹孔8E以沿在与中心轴C正交的截面上环绕的凹槽6D的切线方向延伸的方式穿设于工具主体I上。另外，这些第8至第10例中，埋入部6间隙嵌合于埋入孔8中。
[0105]图9A及图9B所示的第8例中，凹槽6D的沿中心轴C的截面例如呈U字状，凹槽8D的截面呈与凹槽6D的槽宽度相等直径的半圆状。在这种凹槽6D、8D中作为卡止部件容纳有由弹簧钢等能够弹性变形的材料构成的C形圈11A。该C形圈IlA的截面呈能够与凹槽8D的截面所形成的半圆紧贴的大小的圆形。
[0106]这种C形圈IlA通过弹性变形而缩径从而容纳于凹槽6D内。而且，在如此容纳有C形圈IlA的状态下埋入部6插入到埋入孔8中，在凹槽6D和凹槽8D配合处，C形圈IlA通过弹力扩径而成为横跨两个凹槽6D、8D，由此旋转挖掘刀片5A绕中心轴C旋转自如，并且向中心轴C方向顶端侧卡止而被防脱。
[0107]并且，图9C及图9D所示的第9例中，旋转挖掘刀片5A的凹槽6D的截面呈半圆状，并且上述凹孔SE的内径成为与该凹槽6D的截面所形成的半圆的直径相等大小。另外，该第9例中，如图9D所示,在工具主体I上相对于I个埋入孔8以隔着中心轴C在相反侧相互平行且在与中心轴C正交的I个平面上延伸的方式形成有2个凹孔SE。
[0108]这些凹孔SE通过其中心线沿在上述平面上与埋入孔8的内周面相切的方向延伸而向该内周面开口，由此凹孔8E沿凹槽6D的切线方向延伸，并在其切点上向埋入孔8的内周面的开口部与凹槽6D配合而截面呈圆形。而且，在该凹孔SE中作为卡止部件嵌插有圆柱轴状的销IlB而被防脱，该销IlB从上述开口部横跨至凹槽6D内而被容纳，由此旋转挖掘刀片5A被容许绕中心轴C的旋转，同时向中心轴C方向顶端侧卡止而被防脱。
[0109]另外，图9E及图9F所示的第10例中，旋转挖掘刀片5A的凹槽6D的截面也呈半圆状，并且埋入孔8内周面的凹槽8D的截面也呈与凹槽6D相等半径的半圆状。并且，在工具主体I上，相对于I个埋入孔8，朝向凹槽8D穿设并连通有I个具有与这些凹槽6D、8D相等半径的内径的凹孔8F。
[0110]而且，多个球体11C通过该凹孔8F被送进由凹槽6D、8D配合形成的截面为圆形的环状孔中，并作为横跨凹槽6D、8D之间的卡止部件而容纳于上述环状孔中。在如此容纳球体IlC之后，将未图示的销插入到凹孔8F中，由此防止球体IlC从上述环状孔中脱落。因此，通过该球体IlC的转动，旋转挖掘刀片5A绕中心轴C旋转自如，且防止向中心轴C方向顶端侧脱落而被卡止。
[0111]在如此构成的挖掘工具中，如此成为旋转挖掘刀片5A的挖掘刀片5绕其中心轴C旋转自如，在挖掘时工具主体I绕其轴线O旋转，随此该旋转挖掘刀片5A通过来自地面或岩盘的接触阻力也绕中心轴C从动旋转。因此，在该旋转挖掘刀片5A中，在其刀尖部7上由挖掘产生的磨损沿圆周方向也变得均匀，因此能够防止刀尖部7局部地单边磨损，并且还能够防止构成刀尖部7的曲面的曲率半径增大，因此能够抑制挖掘性能和挖掘效率显著下降。
[0112]例如，一例为所有的挖掘刀片均以非旋转状态固定于工具主体上的以往的挖掘工具，在从工具主体的轴线O方向顶端侧观察时植入设置于顶端面外周部的挖掘刀片的刀尖部的从轴线O的最大外径为152mm的挖掘工具中，在规定条件下进行了挖掘，其结果，植入设置于顶端面外周部的挖掘刀片的刀尖部单边磨损而向内周侧分别缩径2mm，在最大外径成为148mm时达到寿命，此时挖掘刀片的磨损量为2.9g。
[0113]然而，将植入设置于该顶端面外周部的挖掘刀片作为旋转挖掘刀片5A的本发明所涉及的挖掘工具中，该旋转挖掘刀片5A即使以相同磨损量2.9g磨损，也由于刀尖部7在圆周方向上均勻磨损，因此缩径量为0.64mm,刀尖部的最大外径成为150.7mm,可知工具寿命延长为以往挖掘工具的3倍以上。
[0114]因此，根据上述结构的挖掘工具，即使在地面或岩盘坚硬且刀尖部严重磨损的条件下，也无需对刀尖部7再次进行研磨，工具寿命也会延长，并且能够降低挖掘孔每单位深度的挖掘费用。另一方面，即使如此旋转自如的挖掘刀片5A绕中心轴C旋转自如，旋转挖掘刀片5A也在防止朝向该中心轴C方向的顶端侧脱落的情况下被保持在埋入孔8中，因此非旋转地植入设置于工具主体I上的其他挖掘刀片5也不会一起因挖掘刀片5的脱落而导致挖掘性能和挖掘效率下降。
[0115]另外，当在工具主体I上植入设置有多个挖掘刀片5时，如图2A及图2B所示的第I实施方式，其全部可以作为旋转自如的挖掘刀片5A。但是，这种旋转挖掘刀片5A能够通过使刀尖部7的磨损均匀来延长其寿命，另一方面，与非旋转地固定的挖掘刀片5相比，难以确保安装于工具主体I上的安装刚性等，因此存在难以将从工具主体I赋予到旋转挖掘刀片5A的向轴线O方向顶端侧的冲击力或推力、或者绕轴线O的旋转力传递给地面或岩盘之虞。[0116]因此，在这种情况下，如图3A至图5B所示的第2至第4实施方式，可以将多个挖掘刀片5中的一部分作为旋转挖掘刀片5A，剩余的挖掘刀片5则非旋转地固定安装于工具主体I上。通过该非旋转地固定的挖掘刀片5能够将冲击力或推力、旋转力直接传递给地面或岩盘来形成挖掘孔，并且通过旋转挖掘刀片5A能够延长工具寿命。
[0117]但是，当如此在多个挖掘刀片5中将一部分作为旋转挖掘刀片5A，剩余的作为非旋转时，可以将植入设置于工具主体I的顶端部3的顶端面内周部3A的挖掘刀片5作为旋转挖掘刀片5A，剩余的植入设置于顶端面外周部3B的挖掘刀片5作为非旋转，但顶端面内周部3A的挖掘刀片5是专门破碎地面或岩盘来形成挖掘孔的挖掘刀片5，所以若这种挖掘刀片5为旋转挖掘刀片5A，则产生难以将上述的冲击力或推力、旋转力充分传递给地面或岩盘来有效地进行破碎之虞。
[0118]因此，当如此将一部分挖掘刀片5作为旋转挖掘刀片5A时，如上述第2至第4实施方式，优选使固定于该工具主体I上而成为非旋转的挖掘刀片5留在工具主体I的顶端面内周部3A，并且在顶端面外周部3B配设至少I个旋转挖掘刀片5A。通过如此留在顶端面内周部3A的非旋转的挖掘刀片5能够有效地破碎地面或岩盘来形成挖掘孔，另一方面，配设于顶端面外周部3B的旋转挖掘刀片5A的磨损变得均匀，由此能够经长期将该挖掘孔扩径至规定的内径，且能够延长工具寿命。
[0119]另外，这些第I至第4实施方式中，以该顺序，如图2A至图5B中阴影所示，旋转挖掘刀片5A的数量从顶端面内周部3A朝向顶端面外周部3B减少，挖掘工具从重视工具寿命延长的挖掘工具向重视有效地破碎地面或岩盘的挖掘工具变迁。并且，如图3A及图3B所示的第2实施方式，当在工具主体I的顶端面内周部3A配设有非旋转的挖掘刀片5和旋转挖掘刀片5A时，旋转挖掘刀片5A优选配设于该顶端面内周部3A的外周侧。另外，旋转挖掘刀片5A优选与轴线O同轴配设。
[0120]并且，上述各实施方式中，为了如此将旋转挖掘刀片5A以绕其中心轴C旋转自如且防止向中心轴C方向顶端侧脱落的方式进行安装，第一、如图6A至图6C所示的第I至第3例，在该旋转挖掘刀片5A的埋入部6的外周面和工具主体I的埋入孔8的内周面直接形成绕中心轴C环绕的凹槽8A、8B、6C和容纳于该凹槽8A、8B、6C中的凸部6A、6B、8C，或者如图7A至图SB所示的第4至第7例，在安装于埋入部6的外周面或埋入孔8的内周面的中间部件10上形成凹槽或凸部。
[0121]其中，第I至第3例中，虽然在挖掘刀片5的埋入部6和工具主体I的埋入孔8这两处必须形成凹槽8A、8B、6C或凸部6A、6B、8C，但具有零部件数量较少的效果。并且，相对于此，第4至第7例中，零部件数量虽然增加与中间部件10相应的量，但可以得到挖掘刀片5的埋入部6或工具主体I的埋入孔8的加工变得轻松等效果。
[0122]另一方面，为了同样地将旋转挖掘刀片5A以绕中心轴C旋转自如且防止向中心轴C方向顶端侧脱落的方式进行安装，第二、如图9A至图9F所示的第8至第10例中，在埋入部6形成凹槽6D，并且在埋入孔8的内周面也形成绕中心轴C环绕的凹槽8D或凹孔8E、8F的开口部，并使用横跨该凹槽6D和凹槽8D或凹孔8E的卡止部件来安装旋转挖掘刀片5A。
[0123]使用C形圈IlA或销11B、球体IlC作为这种卡止部件的第8至第10例中，埋入部6或埋入孔8的加工繁杂且零部件数量也增加，但无需依靠加压压入或基于加热的热膨胀也能够安装旋转挖掘刀片5A，能够防止工具主体I或旋转挖掘刀片5A上产生应变等。并且，这些第8至第10例中，在旋转挖掘刀片5A的刀尖部7产生磨损时，该旋转挖掘刀片5A的更换也比较轻松。
[0124]另外，在第I至第7例中，凹槽8A、8B、6C必须以绕中心轴C环绕的方式形成，但容纳于该凹槽8A、8B、6C中的凸部6A、6B、8C可以同样以绕中心轴C环绕的方式形成，并且也可以在绕中心轴C的圆周方向上隔开间隔分散设置的方式形成。另外，工具主体I的顶端面内周部3A的旋转挖掘刀片5A通过安装刚性比较高的第I至第3例进行安装，并且顶端面外周部3B的旋转挖掘刀片5A通过第4至第10例进行安装等，在I个工具主体I中多个旋转挖掘刀片5A可以通过不同的安装方式进行安装。
[0125]另一方面，这些第I至第10例的安装方式中，旋转挖掘刀片5A不用说在挖掘时，在未进行挖掘的非挖掘时也绕中心轴C旋转自如地安装，但如图1OA至图12B所示的第11至第16例的安装方式，也可以将旋转挖掘刀片5A的埋入部6通过过盈配合而嵌入安装于埋入孔8中，该过盈配合的过盈量小于将成为非旋转的挖掘刀片5通过过盈配合而安装于工具主体I的埋入孔8时的过盈量，即相对于埋入部6的外径d(mm)的过盈量在
0.5 X d/1000 (mm)?1.5 X d/1000 (mm)范围，优选过盈量为 1.0 X d/1000 (mm)。
[0126]在此，图1OA所示的第11例中，旋转挖掘刀片5A的埋入部6呈以中心轴C为中心的一定的上述外径d(mm)的圆柱状,并且埋入孔8也成为以中心轴C为中心的一定内径(mm)的以圆柱状凹陷的孔。而且，嵌入安装旋转挖掘刀片5A之前的埋入部6的外径大于埋入孔8的内径，上述过盈量为安装该旋转挖掘刀片5A之前的埋入部6的外径与埋入孔8的内径之差。
[0127]如此，若为小于成为非旋转的挖掘刀片5的范围的过盈量的过盈配合，则在非挖掘时即使旋转挖掘刀片5A不能旋转自如，在挖掘时也能够通过伴随工具主体I的旋转的来自地面或岩盘的接触阻力，抵抗与埋入孔8的内周面的摩擦来使埋入部6的外周面滑动接触而使旋转挖掘刀片5A绕中心轴C自如地从动旋转。并且，例如在使轴线O沿铅垂方向并使顶端部3向下来保持工具主体I的状态下，能够通过防止旋转挖掘刀片5A从埋入孔8脱落来防止旋转挖掘刀片5A向中心轴C方向顶端侧脱落。
[0128]接着，图1OB所示的第12例中，与图6A所示的第I例同样地，旋转挖掘刀片5A的埋入部6的后端部成为外径比顶端部稍微大的凸部6A，并且埋入孔8的后端部也成为内径比顶端部稍微大的凹槽SA0而且，上述凸部6A通过相对于该凸部6A的外径d (mm)，与凹槽8A的内径(mm)的过盈量在0.5X d/1000 (mm)?1.5X d/1000 (mm)范围的过盈配合而进行安装，并且由此顶端侧的埋入部6顶端部也通过相对于该顶端部的外径d(mm)，与埋入孔8顶端部的内径(mm)的过盈量在0.5 X d/1000 (mm)?1.5 X d/1000 (mm)范围的过盈配合而嵌入。
[0129]这种第12例的安装方式中，也能够将旋转挖掘刀片5A成为在非挖掘时不能旋转自如但在挖掘时旋转自如。并且，除埋入部6与埋入孔8的摩擦以外，还能够通过凸部6A与凹槽8A的嵌合来防止旋转挖掘刀片5A脱落。但是，该第12例中，若埋入部6A的顶端部以如上所述的过盈量过盈配合于埋入孔8的顶端部，则凸部6A与凹槽8A可以间隙配合，即凸部6A与凹槽8A可以专门用于旋转挖掘刀片5A的防脱。并且，相反，也可以是凸部6A以如上所述的过盈量过盈配合于凹槽8A中，埋入部6A的顶端部则间隙配合于埋入孔8的顶端部。另外，这种基于过盈配合的安装方式也能够适用于其他的第2至第10的安装方式。[0130]另一方面，上述第I至第12例的安装方式中，旋转挖掘刀片5A的埋入部6的后端面能够滑动地直接与埋入孔8的孔底面抵接，从而赋予到工具主体I的向轴线O方向顶端侧的冲击力或推力传递到旋转挖掘刀片5A的刀尖部7，但如图1lA至图12B所示的第13至第16例的安装方式，也可以在旋转挖掘刀片5A的埋入部6的后端面6E与埋入孔8的孔底面8G之间夹装缓冲材12。
[0131]在此，以图1lA及图1lB所示的第13及第14例为首，第I至第12例的安装方式中，旋转挖掘刀片5A的埋入部6的后端面6E与埋入孔8的孔底面SG也呈与中心轴C垂直的平面状，第13及第14例中，缓冲材12呈能够嵌入到孔底面SG的圆板状。并且，缓冲材12由软质的材料例如铜板等形成，该软质的材料不用说比由硬质合金等构成的旋转挖掘刀片5A软质，甚至比构成形成有埋入孔8的工具主体I的钢材等还软质。
[0132]这种第13及第14例的安装方式，能够防止作为在挖掘时从工具主体I传递给旋转挖掘刀片5A以供挖掘地面或岩盘的冲击力或推力的反作用力的负荷，从旋转挖掘刀片5A朝向中心轴C方向后端侧直接作用于工具主体I。因此，能够防止因这种负荷而工具主体I产生损伤来进一步延长工具寿命。另外，图1lA所示的第13例为在图1OA所示的第11例的安装方式上夹装缓冲材12的例子，图1lB所示的第14例为在图1OB所示的第12例的安装方式上夹装缓冲材12的例子。
[0133]并且，第I至第14例中，如上所述，旋转挖掘刀片5A的埋入部6的后端面6E和埋入孔8的孔底面8G呈与中心轴C垂直的平面状，但也可以如图12A及图12B所示的第15及第16例的安装方式，在埋入部6的后端面6E形成有以中心轴C为中心的凸圆锥面状部6F，并且在埋入孔8的孔底面SG形成有与该凸圆锥面状部6F相对的凹圆锥面状部8H。另外，图12A所示的第15例及图12B所示的第16例分别为在图1lA所示的第13例中及图1lB所示的第14例中，分别在后端面6E形成有凸圆锥面状部6F并且在孔底面SG形成有凹圆锥面状部8H的例子，并且在后端面6E与孔底面SG之间夹装有缓冲材12。
[0134]在此，在这些第15及第16例中，埋入孔8的孔底面8G整体成为以中心轴C为中心的凹圆锥面状部8H，该凹圆锥面状部8H在沿中心轴C的截面上所形成的V字交叉角成为钝角。并且，旋转挖掘刀片5A的埋入部6的后端面6E呈以中心轴C为中心的凸圆锥台状，形成其锥面的部分成为凸圆锥面状部6F，并且使该凸圆锥面状部6F延长的凸圆锥面在沿中心轴C的截面上所形成的V字交叉角成为与凹圆锥面状部8H所形成的交叉角相等的钝角。另外，缓冲材12呈仿效埋入部6的后端面6E而成为一定厚度的截面为圆锥台面状的盘形。并且，在凸圆锥面状部6F与埋入部6的外周面之间实施了倒角。
[0135]这种第15及第16例的安装方式中，当在挖掘时上述作为反作用力的负荷作用于旋转挖掘刀片5A而向中心轴C方向后端侧压紧旋转挖掘刀片5A时，凸圆锥面状部6F朝向凹圆锥面状部8H被按压，同时使旋转挖掘刀片5A旋转。因此，能够使埋入部6的中心轴C与埋入孔8和中心可靠地一致，同时使旋转挖掘刀片5A旋转，如第15及第16例，即使通过过盈配合将埋入部6安装于埋入孔8中，也能够防止埋入孔8产生偏磨。
[0136]另外，这些第15及第16例中，在旋转挖掘刀片5A的埋入部6的后端面6E与埋入孔8的孔底面8G之间夹装有缓冲材12，但也可以不夹装缓冲材12，而使凸圆锥面状部6F能够滑动地直接与凹圆锥面状部8H抵接。并且，这种第15及第16例的安装方式也能够适用于第I至第12例的安装方式，另外，第13至第16例的缓冲材12或凹凸圆锥面状部6F、8H也能够适用于非旋转地固定于工具主体I上的挖掘刀片5。
[0137]另外，虽省略图示，但可以至少在旋转挖掘刀片5A的表面上形成表面硬化层。这种表面硬化层可以形成于旋转挖掘刀片5A的埋入部6和刀尖部7中的任一方，并且也可以形成于埋入部6和刀尖部7双方。例如，如上所述，当旋转挖掘刀片5A由硬质合金形成时，在其埋入部6的表面通过实施DLC、PVD、CVD等皮膜处理来形成表面硬化层，由此能够提高埋入部6的强度或提高埋入孔8内的旋转滑动性。
[0138]并且，当在旋转挖掘刀片5A的刀尖部7的表面通过这种皮膜处理来形成表面硬化层，或者在刀尖部7的表面形成由多晶金刚石构成的表面硬化层时，能够提高刀尖部7的耐磨性来进一步延长工具寿命。另外，尤其这种刀尖部7的表面硬化层可以形成于在旋转挖掘刀片5A以外的工具主体I上非旋转地固定的挖掘刀片5的表面。
[0139]另一方面，这种表面硬化层还可以形成于工具主体I的表面。尤其在工具主体I的安装旋转挖掘刀片5A的埋入孔8的周边形成表面硬化层时，能够防止在挖掘时因旋转挖掘刀片5A的旋转引起的埋入孔8的磨损，因此如第I至第3例，当凹槽8A、8B或凸部SC直接形成于工具主体I的埋入孔8的内周面而与旋转挖掘刀片5A滑动接触的情况下，或者如第11至第16例，旋转挖掘刀片5A的埋入部6通过过盈配合而与埋入孔8滑动接触的情况下有效。另外，如上所述，当工具主体I由钢材形成时，除上述DLC、PVD、CVD等皮膜处理以夕卜，形成于上述工具主体表面上的表面硬化层还可以通过例如高频淬火、浸碳淬火、激光淬火或氮化处理等形成。
[0140]并且，为了抑制这种埋入孔8的磨损或旋转挖掘刀片5A的埋入部6的磨损，并且使旋转挖掘刀片5A的挖掘时的旋转变得顺畅，尤其在埋入部6和埋入孔8为间隙配合的第I至第10例中，可以在该埋入部6的外周面与埋入孔8的内周面之间夹装固体润滑剂等润滑剂。
[0141]并且，上述实施方式中，对工具主体I后端侧的柄部2从潜孔锤受到朝向轴线O方向顶端侧的冲击力的挖掘工具进行了说明，但本发明也能够适用于安装在隧道或矿山中使用的凿岩机上的所谓的顶锤工具。另外，本发明当然还能够适用于不受这种冲击力并且通过来自挖掘杆的推力和旋转力而使工具主体I向轴线O方向顶端侧前进的挖掘工具。
[0142]以上，对本发明的实施方式进行了说明，但各实施方式中的各结构及它们的组合等为一例，在不脱离本发明宗旨的范围内，能够对结构进行附加、省略、替换及其他变形。并且，本发明并不受实施方式的限制，而是仅受权利要求书的限制。
[0143]产业上的可利用性
[0144]如以上说明，根据本发明的挖掘工具，能够经长期维持挖掘刀片的挖掘性能及挖掘效率来提高工具寿命并且降低挖掘孔的每单位深度的挖掘费用。因此，能够在产业上加以利用。
[0145]符号的说明
[0146]1-工具主体，3-工具主体I的顶端部,3A-顶端面内周部，3B-顶端面外周部，5_挖掘刀片，5A-旋转挖掘刀片，6-埋入部，6A、6B、8C、10A、10B、IOC-凸部，6C、6D、8A、8B、8D_凹槽，6E-埋入部6的后端面，6F-凸圆锥面状部，7-刀尖部，8-埋入孔，8E、8F_凹孔，8G-埋入孔8的孔底面，8H-凹圆锥面状部，10-中间部件，IlA-C形圈(卡止部件)，IlB-销(卡止部件)，IlC-球体(卡止部件)，12-缓冲材，O -工具主体I的轴线，C-挖掘刀片5的中心H.1
【权利要求】
1.一种挖掘工具，其特征在于，具备: 工具主体，以轴线为中心 '及 挖掘刀片，安装于在上述工具主体的顶端部穿设的埋入孔中， 上述工具主体绕上述轴线旋转并且向上述轴线方向顶端侧前进， 上述挖掘刀片上一体形成有以中心轴为中心的外形为圆柱状的埋入部和上述中心轴方向顶〗而侧的刀尖部， 上述埋入部插入到上述埋入孔中，并且上述刀尖部从上述该埋入孔突出， 至少I个上述挖掘刀片为旋转挖掘刀片，上述旋转挖掘刀片以在挖掘时绕上述埋入部的上述中心轴旋转自如并且防止向上述中心轴方向的顶端侧脱落的方式安装于上述埋入孔中。
2.根据权利要求1所述的挖掘工具，其特征在于， 在上述工具主体上安装有多个上述挖掘刀片，在多个上述挖掘刀片中，一部分挖掘刀片为上述旋转挖掘刀片，并且剩余的上述挖掘刀片固定安装于上述工具主体上。
3.根据权利要求1或2所述的挖掘工具，其特征在于， 在上述工具主体上安装有多个上述挖掘刀片，在多个上述挖掘刀片中，安装于上述工具主体的顶端面外周部的至少I个挖掘刀片为上述旋转挖掘刀片，并且剩余的挖掘刀片固定安装于上述工具主体上。
4.根据权利要求1至3中任一项所述的挖掘工具，其特征在于， 在上述旋转挖掘刀片的上述埋入部的外周面和安装上述旋转挖掘刀片的上述埋入孔的内周面中其中一个面上设置有绕上述中心轴环绕的凹槽，并且在另一个面上设置有容纳于上述凹槽中的凸部。
5.根据权利要求4所述的挖掘工具，其特征在于， 上述凹槽和凸部中的其中一个通过中间部件形成，上述中间部件安装并固定于设置有该凹槽和凸部中的其中一个的上述埋入部的外周面或上述埋入孔的内周面上。
6.根据权利要求1至3中任一项所述的挖掘工具，其特征在于， 在上述旋转挖掘刀片的上述埋入部的外周面上形成有绕上述中心轴环绕的凹槽，并且在安装有上述旋转挖掘刀片的上述埋入孔的内周面上，在上述中心轴方向上与上述凹槽相对的位置上形成有绕上述中心轴环绕的凹部或沿该凹槽的切线方向延伸的凹孔的开口部，并且横跨上述凹槽和上述凹部或上述凹孔的开口部容纳有卡止部件。
7.根据权利要求1至6中任一项所述的挖掘工具，其特征在于， 上述旋转挖掘刀片的上述埋入部通过相对于该埋入部的外径d(mm)的过盈量在0.5 X d/1000 (mm)~1.5 X d/1000 (mm)范围内的过盈配合而安装于上述埋入孔中。
8.根据权利要求1至7中任一项所述的挖掘工具，其特征在于， 至少在上述旋转挖掘刀片的表面上形成有表面硬化层。
9.根据权利要求1至8中任一项所述的挖掘工具，其特征在于， 在上述工具主体的至少安装有上述旋转挖掘刀片的上述埋入孔的周边形成有表面硬化层。
10.根据权利要求1至9中任一项所述的挖掘工具，其特征在于， 在上述旋转挖掘刀片的上述埋入部的外周面与安装有上述旋转挖掘刀片的上述埋入孔的内周面之间夹装有润 滑剂。
【文档编号】E21B10/46GK103958814SQ201280058380
【公开日】2014年7月30日 申请日期:2012年11月30日 优先权日:2011年11月30日
【发明者】日和佐米雄, 久田仁也, 中村和由 申请人:三菱综合材料株式会社