特許 6282765 連結構造及び掘削爪

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】6282765

(24)【登録日】2018年2月2日

(45)【発行日】2018年2月21日

(54)【発明の名称】連結構造及び掘削爪

(51)【国際特許分類】

   E02F 9/28 20060101AFI20180208BHJP

   E21B 10/62 20060101ALI20180208BHJP

   E21B 10/42 20060101ALI20180208BHJP

【ＦＩ】

   E02F9/28 Z

   E21B10/62

   E21B10/42

【請求項の数】5

【全頁数】16

(21)【出願番号】特願2017-16566(P2017-16566)

(22)【出願日】2017年2月1日

(62)【分割の表示】特願2012-3774(P2012-3774)の分割

【原出願日】2012年1月12日

(65)【公開番号】特開2017-82586(P2017-82586A)

(43)【公開日】2017年5月18日

【審査請求日】2017年2月1日

(73)【特許権者】

【識別番号】000141521

【氏名又は名称】株式会社技研製作所

(74)【代理人】

【識別番号】100090033

【弁理士】

【氏名又は名称】荒船 博司

(72)【発明者】

【氏名】北村 精男

(72)【発明者】

【氏名】都築 良夫

(72)【発明者】

【氏名】堀川 幸典

(72)【発明者】

【氏名】藤田 知也

【審査官】 石川 信也

(56)【参考文献】

【文献】 実公昭５２−０２００９０（ＪＰ，Ｙ２）

【文献】 特開平１０−０４６６３３（ＪＰ，Ａ）

【文献】 実開昭５４−０７８２０１（ＪＰ，Ｕ）

【文献】 特開２００９−１８００３０（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特表２００６−５２５４４９（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開平０７−０１９２１６（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特表２００３−５１１５８７（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｅ０２Ｆ ９／２８

Ｅ２１Ｂ １／００−４９／１０

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

地盤を掘削する掘削手段に着脱自在に取り付けられる掘削爪と、前記掘削爪を掘削手段に固定するホルダーとの連結構造であって、
前記掘削爪は、
前記掘削爪を前記掘削手段に固定するホルダーの軸部が嵌合する嵌合穴を有し、
チップは掘削力が作用する前後方向に少なくとも２面以上で保持され、
前記チップの後端は前記嵌合穴の前方且つ近傍に配置されるとともに、
前記嵌合穴の外周部に、外径が一様のスプリングピンまたはピンを挿入する挿入穴を同一線上に２つ有し、
２つの前記挿入穴と前記スプリングピンまたはピンとの間にガタがなく、
前記ホルダーは、
前記軸部に、前記スプリングピンまたはピンを貫通して挿入する貫通穴を有し、
前記貫通穴と前記スプリングピンまたはピンとの間の少なくとも一部にガタがあることを特徴とする連結構造。

【請求項2】

前記軸部の貫通穴の内径は、前記スプリングピン又はピンの外径より大きく一様となっており、
前記貫通穴の中央部に詰め物が設けられることでスプリングピン又はピンとガタがない部分が構成されていることを特徴とする請求項１記載の連結構造。

【請求項3】

前記軸部の貫通穴は、中央に、両端よりも前記スプリングピン又はピンとのガタ量が少ない部分が形成されていることを特徴とする請求項１記載の連結構造。

【請求項4】

前記スプリングピン又はピンは、前記貫通穴の略中央部までの長さの２本により構成されていることを特徴とする請求項１から３のいずれか一項に記載の連結構造。

【請求項5】

地盤を掘削する掘削手段に着脱自在に取り付けられる掘削爪であって、
前記掘削爪を前記掘削手段に固定するホルダーの軸部が嵌合する嵌合穴を有し、
前記チップは掘削力が作用する前後方向に少なくとも２面以上で保持され、
前記チップの後端は前記嵌合穴の前方且つ近傍に配置されるとともに、
前記嵌合穴の外周部に、外径が一様のスプリングピンまたはピンを挿入する挿入穴を同一線上に２つ有し、
前記ホルダーは、前記軸部に、前記スプリングピンまたはピンを貫通して挿入する貫通穴を有し、前記貫通穴と前記スプリングピンまたはピンとの間の少なくとも一部にガタがあり、
２つの前記挿入穴と前記スプリングピンまたはピンとの間にはガタがないことを特徴とする掘削爪。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、オーガ装置先端部などに配置する掘削爪とホルダーとを連結する連結構造及びその掘削爪に関する。

【背景技術】

【0002】

一般に、オーガヘッドに使用される脱着ビットは、オーガヘッドに固着したホルダーにビットのシャンク部を差し込み嵌合またはクレビス嵌合し、リテーナーで抜け止めする方法によっている（特許文献１、２参照）。

【0003】

図１３は引用文献１の着脱ビットとホルダーの組付け状態を示したもので、図１４は図１３の状態からビットが少し抜け出た状態を示している。

【0004】

図１５は引用文献２のビットとホルダーの組付け状態を示したもので、図１６は図１５の状態からビットが少し抜け出た状態を示している。

【0005】

そして、特許文献３において、オーガヘッドやケーシング先端ヘッドに固着したホルダーにビットを差し込み嵌合またはクレビス嵌合し、その嵌合部をボルトやスプリングピンで抜け止めする方法も提案されている。

【0006】

また、特許文献４には、油圧ショベル等のバケット先端に固着されたホルダー（オス型）に爪部（メス型）をかぶせてピン結合またはボルト結合し、掘削荷重をホルダーで受け止めるようにしているものも開示されている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0007】

【特許文献1】特開２００６−２２５９３号公報

【特許文献2】特開２００９−１８００３０号公報

【特許文献3】特開平５−１５７１０９号公報

【特許文献4】特開２０００−３１９９４３号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0008】

１．特許文献１についての問題点（図１３及び図１４参照）
１）ビットをホルダーに装着するとき、ホルダーの六角穴とビットの六角軸を合わしてビット先端をハンマー等でたたいて嵌合させるが、六角部の頂点が合わしにくいので、位置が少しずれた状態でたたくことがあり、六角穴及び六角軸が損傷する。
２）ビットの抜け止め（リテーナー）保持部とリテーナーとの軸方向隙間が２．５ｍｍ程度あるので、軸方向に動き、振動騒音が増加している。
３）この隙間からホルダー内部に掘削された掘削粉や土砂が侵入するので、リテーナーが縮小できなくなり、ビットが抜けなくなることがある。
４）掘削する度に、ビットとホルダーに軸方向荷重がかかるので、この隙間に掘削された掘削粉や土砂が侵入すると、ビット及びホルダーの受圧部で掘削粉や土砂をたたくこととなり、損傷（陥没）することが多い。
５）ホルダー受圧部（入口部）が損傷すると、ホルダー割れを起こし、ビット脱落につながり、掘削不能となる。
６）ホルダーがメス型なので、摩耗すると、肉厚が薄くなり、割れやすくなるため、摩耗すると、溶接補修や硬化肉盛をしている。
しかし、補修をすると、六角穴が変形しやすく、ビットが挿入できなくなり、新品ホルダーに付け替えることとなり、ランニングコストが発生する。
７）軸直角方向隙間が多いのは、摩耗時に補修し変形してもビット挿入できるようにある程度ガタをもたしているからである。
しかし、振動騒音の発生要因でもあり、掘削能力も低下している。
８）ホルダーは、耐摩耗を上げるため、熱処理を施しているので、補修をすると割れやすくなる。
９）ビット保持部（リテーナー）が嵌合軸と嵌合孔間にあるので、嵌合軸に保持部材用の溝が軸全周にあり、軸強度が弱く、軸折れし、ビット脱落を招く。
嵌合孔も保持部材用溝等が全周にあるので、強度が低く、ホルダー溶接時に歪が出やすいので、ビットが装着できないことがある。

【0009】

２．特許文献２についての問題点（図１５及び図１６参照）
１）ビット軸及びホルダーの嵌合部がテーパー形状なので、挿入しやすいが、Ｏリングで保持しているので、脱落しやすい。
２）Ｏリングはゴム弾性体なので、掘削時にはビットとホルダー間に隙間が生じ、土砂等が侵入する。
土砂等が侵入すると、その侵入した分、ビットが抜けてくる。
抜けた所に土砂等が侵入し、さらにビットが抜けるようになり、脱落する。
３）Ｏリングはゴム製でかつ引張がかかった状態で装着されているので、劣化が早く切れることがある。
切れると、ビット脱落を招く。よって、使用直前に装着する必要があり、手間である。４）ホルダーがメス型なので、摩耗すると、肉厚が薄くなり、割れやすくなるので、摩耗すると、溶接補修や硬化肉盛が必要となる。
５）ホルダーは、耐摩耗を上げるため、熱処理を施しているので、補修すると割れやすくなる。
６）ホルダーがメス形状なので 補修や新品ホルダーへの付け替え回数が多く、ランニングコストが発生する。
７）ホルダー受圧部（入口部）が損傷すると、ホルダー割れを起こし、ビット脱落につながり、掘削不能となる。
８）ビット保持部（Ｏリング）が嵌合軸と嵌合孔間にあるので、嵌合軸に保持部材用の溝が軸全周にあり、軸強度が弱く、軸折れし、ビット脱落を招く。
嵌合孔も保持部材用溝等が全周にあるので、強度が低く、ホルダー溶接時に歪が出やすいので、ビットが装着できないことがある。

【0010】

３．特許文献３についての問題点
１）硬質地盤において、ケーシング先端等に使用するビットは、外側に頂点がある剣先ビットや内側に頂点がある剣先ビットが多く、前者は外側から力を受け、後者は内側から力を受けているので、嵌合部のガタ分ビットが傾き、スプリングピンがせん断される。
差し込み嵌合部形状がコの字形状であるので、シャンクの股状部が開き、余計にスプリングピンがせん断され、ビット脱落を招く。
このため、スプリングピンの中に小径のピンを入れてせん断強度を上げているが、一体になっているわけではないので、スプリングピンに繰返しや衝撃荷重で亀裂が生じ、その後短時間で中のピンがせん断される。
従って、取り外しが難しくても脱落しにくいボルト式が主流となっている。
２）スプリングピンの形状が中空の段付き形状なので、製造が難しく、コスト高である。

【0011】

このため、ボルト止めする事例が挙げられる。
図１７はボルト止めの事例を示したものである。

【0012】

４．ボルト止めの事例としての問題点（図１７参照）
１）錆や土砂によりネジが緩まないことが多々あり、ガス切断が必要になることがある。２）錆や土砂を完全に取り除かないと、締め付けが完全でなく、緩んでビットが脱落するので、土砂を完全に取り除く必要があり、手間である。
３）挿入式ではなくクレビス式なので、強度が低く、それを補うために全体を大きくし、インロー部を設けているので、加工が複雑で、製造コストもかかる。

【0013】

５．特許文献４についての問題点
メス型の掘削爪をオス型のホルダーにかぶせ、ピンにて固定する方式で、油圧ショベル等に採用されている。
オーガ等に比べて軽掘削用なので、鋳鋼製が多く、先端には超硬チップ等はない。
ピン挿入孔の一部を塑性変形させて脱落防止としている。
掘削爪の着脱頻度が非常に少ない場合は使用可能だが、着脱頻度が多い場合は不向きである。

【0014】

６．特許文献１〜３に共通する問題点
チップをビットシャンクに高温でロウ付けすると、チップとシャンクでは材質が違うので膨張係数が違い、冷却後チップやシャンク内部に応力が残る。
応力が残留することは以前から知られているが、従来のビットは「残留応力があってもそれ以上に丈夫であれば良い」という考え方から、チップを厚くし、それに伴いシャンクも頑丈にしている。
従って、チップロウ付け部のシャンク厚みが厚いので、シャンク側にチップが引っ張られた状態になっており、チップ内の残留応力が大きく、その状態に大きな掘削力が加わると、チップの割れや欠損が起こる。
また、チップやシャンクが大きいので、ヘッドへの配置がしにくく、配置できるビット数が少ないので、掘削効率が悪い。製造コストもかかり、管理費も増える。

【0015】

本発明の課題は、重掘削用で、着脱性が良く、ビット脱落が殆どなく、ロウ付け後の残留応力割れを抑制し、チップ欠損が少なく、軽量小型、長寿命で、掘削効率が高い、安価な連結構造及び掘削爪を提供することである。

【課題を解決するための手段】

【0016】

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手段に着脱自在に取り付けられる掘削爪と、前記掘削爪を掘削手段に固定するホルダーとの連結構造であって、
前記掘削爪は、
前記掘削爪を前記掘削手段に固定するホルダーの軸部が嵌合する嵌合穴を有し、
チップは掘削力が作用する前後方向に少なくとも２面以上で保持され、
前記チップの後端は前記嵌合穴の前方且つ近傍に配置されるとともに、
前記嵌合穴の外周部に、外径が一様のスプリングピンまたはピンを挿入する挿入穴を同一線上に２つ有し、
２つの前記挿入穴と前記スプリングピンまたはピンとの間にガタがなく、
前記ホルダーは、
前記軸部に、前記スプリングピンまたはピンを貫通して挿入する貫通穴を有し、
前記貫通穴と前記スプリングピンまたはピンとの間の少なくとも一部にガタがあることを特徴とする。

【0017】

請求項２に記載の発明は、
請求項１に記載の接続構造であって、
前記軸部の貫通穴の内径は、前記スプリングピン又はピンの外径より大きく一様となっており、
前記貫通穴の中央部に詰め物が設けられることでスプリングピン又はピンとガタがない部分が構成されていることを特徴とする。

【0018】

請求項３に記載の発明は、
請求項１記載の接続構造であって、
前記軸部の貫通穴は、中央に、両端よりも前記スプリングピン又はピンとのガタ量が少ない部分が形成されていることを特徴とする。

【0019】

請求項４に記載の発明は、
請求項１から３のいずれか一項に記載の連結構造であって、
前記スプリングピン又はピンは、前記貫通穴の略中央部までの長さの２本により構成されていることを特徴とする。

【0020】

請求項５に記載の発明は、
地盤を掘削する掘削手段に着脱自在に取り付けられる掘削爪であって、
前記掘削爪を前記掘削手段に固定するホルダーの軸部が嵌合する嵌合穴を有し、
前記チップは掘削力が作用する前後方向に少なくとも２面以上で保持され、
前記チップの後端は前記嵌合穴の前方且つ近傍に配置されるとともに、
前記嵌合穴の外周部に、外径が一様のスプリングピンまたはピンを挿入する挿入穴を同一線上に２つ有し、
前記ホルダーは、前記軸部に、前記スプリングピンまたはピンを貫通して挿入する貫通穴を有し、前記貫通穴と前記スプリングピンまたはピンとの間の少なくとも一部にガタがあり、
２つの前記挿入穴と前記スプリングピンまたはピンとの間にはガタがないことを特徴とする。

【発明の効果】

【0021】

本発明によれば、重掘削用で、着脱性が良く、ビット脱落が殆どなく、ロウ付け後の残留応力割れを抑制し、チップ欠損が少なく、軽量小型、長寿命で、掘削効率が高い、安価な連結構造と掘削爪を提供できる。

【図面の簡単な説明】

【0022】

【図1】本発明を適用した一実施形態の構成を示すもので、ビットとホルダーの組付け状態を示した縦断面図である。

【図2】図１の上方から見た平面図である。

【図3】実施形態２のビットとホルダーの組付け状態を示した縦断面図である。

【図4】実施形態３のビットとホルダーの組付け状態を示した縦断面図である。

【図5】実施形態４のビットとホルダーの組付け状態を示した縦断面図である。

【図6】実施形態５のビットとホルダーの組付け状態を示した縦断面図である。

【図7】実施形態６のビットとホルダーの組付け状態を示した縦断面図である。

【図8】実施形態７のビットとホルダーの組付け状態を示した縦断面図である。

【図9】実施形態８のビットとホルダーの組付け状態を示した縦断面図である。

【図10】実施形態９のビットとホルダーの組付け状態を示した平面図である。

【図11】実施形態１０のビットとホルダーの組付け状態を示した平面図である。

【図12】実施形態１１のビットとホルダーの組付け状態を示した平面図である。

【図13】特許文献１の着脱ビットとホルダーの組付け状態を示した縦断面図である。

【図14】図１３の状態からビットが少し抜け出た状態を示した図である。

【図15】特許文献２の着脱ビットとホルダーの組付け状態を示した縦断面図である。

【図16】図１５の状態からビットが少し抜け出た状態を示した図である。

【図17】特許文献３のボルト止めの事例を示した図である。

【発明を実施するための形態】

【0023】

以下、図を参照して本発明を実施するための形態を詳細に説明する。
（実施形態１）
図１及び図２は本発明を適用した一実施形態の構成を示すもので、１は掘削爪、２はチップ、３はホルダー、４はスプリングピンである。

【0024】

図示のように、掘削爪であるビット１は、シャンク１１の先端から突出するチップ２を一体に備え、ホルダー３を介して、図示しないオーガ装置等の掘削手段に装着される。
ビット１は、図１に示すように、軸線を後傾した状態で掘削に使用され、側面視において、チップ２を掘削力が作用する前後方向に対し、シャンク１１の斜めの３面で保持している。
ビット１には、後端に開口する嵌合穴１２が形成されて、その嵌合穴１２の外周部に同一線上のピン挿入穴１３・１４が形成されている。
図１に示すように、側面視において、掘削前後方向の前側のピン挿入穴１３が上位に位置し、後側のピン挿入穴１４が下位に位置している。

【0025】

ホルダー３は、ビット１を掘削手段に固定するもので、掘削手段に対する固定部３１に軸部３２を一体に備える。
軸部３２は、ビット１の嵌合穴１２に嵌合するもので、図２に示すように、平面視において、先端側を小径軸部とした段付き軸となっている。

【0026】

これに対応して、段付き軸部３２が差し込み嵌合される嵌合穴１２は、第一軸受部１２１の奥側が小径の第二軸受部１２２の段付き穴となっている。

【0027】

また、軸部３２には、図１に示すように、側面視において、その軸線方向と直角方向に貫通するピン穴３３が形成されている。
ピン穴３３は、中央部が小径で、両端部に向かって徐々に径が増大する形状に形成されている。

【0028】

以上において、ビット１の嵌合穴１２にホルダー３の軸部３２を嵌合させた状態で、ピン挿入穴１３・１４及びピン穴３３にスプリングピン（またはピン）４が挿入される。
ここで、嵌合穴１２は、図１に示すように、側面視において、掘削前後方向の高さが掘削前後方向と直角方向の幅より大きい略長穴形状に形成されている。
そして、チップ２の後端部２１を嵌合穴１２の前方且つ近傍に配置している。
こうして、ビット嵌合穴１２にホルダー軸部３２を差し込み嵌合またはクレビス嵌合させた状態で、ビット嵌合穴１２とホルダー軸部３２との間に嵌合隙間（Ｓ１）が形成される。

【0029】

ところで、チップ２をビット１のシャンク１１に高温でロウ付けすると、チップ２とシャンク１１では材質が違うので膨張係数が違う。よって冷却後、チップ２やシャンク１１内部に応力が残る。
応力が残留することは以前から知られているが、従来のビットは「残留応力があってもそれ以上に丈夫であれば良い」という考え方から、チップを厚くし、それに伴いシャンクも頑丈にしている。
従って、チップ後端部のシャンクの厚み（Ｅ１）が厚いので、シャンク側にチップが引っ張られた状態になっており、チップ内の残留応力が大きく、その状態に大きな掘削力が加わると、チップの割れや欠損が起こる。
また、チップやシャンクが大きいので、ヘッドへの配置がしにくく、配置できるビット数が少ないので、掘削効率が悪く、製造コストもかかり管理費も増える。

【0030】

これに対して、実施形態のように、チップ２の後端部２１をビット１の嵌合穴１２の前方且つ近傍に配置することで、チップ後端部２１と嵌合穴１２の奥端部１６間の距離（Ｅ１）を縮め、シャンク１１の剛性を適度に弱くする（必要以上に剛性を上げない）ことで、ロウ付け・冷却後、シャンク１１がチップ２を引っ張る力を弱め、チップ２の割れや欠損を抑制できる。

【0031】

また、チップ後端部２１をビット嵌合穴１２の前方且つ近傍に配置することで、チップ２の先端から嵌合穴奥端部１６間の距離（Ｊ１）が従来比で約５６％の長さになるので、掘削時モーメントが約４４％削減でき、小型でありながら、チップ２の割れや欠損が少ない、長寿命のビット１とホルダー３を実現できる。

【0032】

次に、組立手順を説明する。
嵌合穴１２を有するメス形状のビット１の掘削前面側または後面側のピン挿入穴１３・１４にスプリングピン４を途中まで挿入し、軸部３２を有するオス形状のホルダー３の軸部３２のピン穴３３に差し込み嵌合させて、ハンマー等でスプリングピン４を所定位置まで挿入し、スプリングピン４の両端部とピン挿入穴１３・１４の両方にガタがないようにして、ビット１とホルダー３を固定する。

【0033】

この時、ビット入口部１５及びホルダー鍔部３５（またはビット奥端部１６及びホルダー３先端部、またはその両方）で軸方向掘削荷重を受け、差し込み嵌合部（第一軸受部１２１及び第二軸受部１２２）で曲げやねじり荷重を受ける構造となっている。

【0034】

また、ビット１とホルダー３間のガタでビット１が傾いた時、スプリングピン４にせん断が直接かからないように、ホルダー３のピン穴３３の出入口にガタをもたせ、中央部はガタなしにしている。
すなわち、ホルダー３の軸部３２のピン穴３３を、図１に示すように、中央部が小径で、両端部に向かって徐々に径が増大する形状にしたことで、スプリングピン４を挿入したピン穴３３の中央部はガタなしにして、出入口にガタをもたせている。
そして、ビット１とホルダー３との間に嵌合隙間（Ｓ１）があり、掘削時、ビット１が若干傾くので、スプリングピン４が撓むが、ガタがあるので、スプリングピン４はせん断されず、スプリングピン４のバネ力により元に戻る。

【0035】

従って、スプリングピン４に曲げが若干発生するが、破損には至らず保持ができる。
また、スプリングピン４が撓んで保持するので、ビット１が脱落することはない。
つまり、スプリングピン４は、ホルダー軸部３２ではガタのない部分で位置決めされており（スプリングピン４は元々の自由状態より少し縮んでいる）、ガタのある部分ではフリーなので、スプリングピン４は解放され、位置決めされた部分より少し膨らんでいる（元々の自由状態に戻っている）。
このガタ空間があることによって、スプリングピン４が元々の自由状態に膨らみ抜けてこない。

【0036】

また、スプリングピン径より少し小径の穴にスプリングピンを挿入し、スプリングピンの径方向の反発力で保持する方法は一般的であるが、重振動では抜け止め機能を全く果たさない。

【0037】

これに対し、実施形態のように、ホルダー軸部３２のピン穴３３を中央部が小径で両端部に向かって徐々に径が増大する形状にして、スプリングピン４を挿入したピン穴３３の中央部はガタなしにし、出入口にガタをもたせることにより、スプリングピン４の径方向を部分拘束することで、スプリングピン４が反発する部分と、解放されて反発しない部分を設けると、抜け止め効果が格段に高く、スプリングピン４が抜けることはない。
また、スプリングピン４の長手方向のバネ力も活用することで、スプリングピン４がせん断されることなく、重振動、重荷重でも保持できる。
非常に簡単な構造でありながら、その効果は絶大である。

【0038】

しかも、スプリングピン４は、市場性のあるＪＩＳ規格品なので、コストが大幅に安く、入手が容易である。
さらに、スプリングピン４の内部にゴムやシリコンなどの弱弾性体を挿入または固着させると、スプリングピン４の内部に土砂等が入らないので、スプリングピン４やビット１の着脱がさらに容易になる。
その場合、弱弾性体なので、スプリングピン４のバネ力を損ねることはない。

【0039】

なお、第二軸受部１２２は第一軸受部１２１の先に設けられ、第一軸受部１２１よりサイズは小さくして、ビット１のシャンク部厚み（Ｋ１）を厚くし、耐摩耗寿命を向上させている。

【0040】

そして、実施形態構造は、従来ビットと違い、リテーナー等の保持部が嵌合穴１２と軸部３２間にないので、軸部３２に保持部材用の溝がなく、嵌合穴１２にも保持部材用溝等が必要ないので、嵌合穴１２と軸部３２の強度が高く、軸折れ等が少ない。

【0041】

また、実施形態構造は、従来ビットと違い、リテーナー等の保持部が嵌合穴１２と軸部３２間にないので、軸方向隙間が少なく、掘削粒の侵入が少なく、ビット交換性に優れる。

【0042】

そして、掘削粒の侵入が少ないので、ビット入口部１５とホルダー鍔部３５の損傷が少なく、寿命が長い。
また、ビット１とホルダー３のガタが少なく、振動が少ないので、チップ２の摩耗が少なく、長寿命、掘削効率も良い。

【0043】

さらに、ホルダー３がオス形状なので、ホルダー固定部３１が少々摩耗しても、溶接補修の必要がなく、長寿命でランニングコストが少ない。
また、補修しても、筒形状ではないので、歪がなく、長寿命である。

【0044】

しかも、ホルダー３の軸部３２はメス型のビット１で保護されるので、損傷はなく、半永久的に使用可能である。
また、ホルダー３がオス形状なので、摩耗起因のホルダー３の割れはなく、ビット１の脱落もない。
なお、スプリングピン４の取付け方向は、掘削の前後方向に限らず、掘削の前後方向と直角方向でもよい。

【0045】

以上、実施形態のビット１及びホルダー３によれば、チップ２をシャンク１１で掘削力が作用する前後方向に３面で保持し、チップ後端部２１をビット嵌合穴１２の前方且つ近傍に配置して、チップ後端部２１と嵌合穴奥端部１６間の距離（Ｅ１）を縮め、チップ後端部２１のシャンク１１の剛性を適度に弱くする（必要以上に剛性を上げない）ことで、ロウ付け後のチップ内残留応力を低減し、チップ２の割れや欠損を抑制できる。

【0046】

すなわち、チップ後端部２１をビット嵌合穴１２の前方且つ近傍に配置することで、チップ後端部２１と嵌合穴奥端部１６間の距離（Ｅ１）を縮め、シャンク剛性を適度に弱くする（必要以上に剛性を上げない）ことで、ロウ付け・冷却後、シャンク１１がチップ２を引っ張る力を弱め、チップ２の割れや欠損を抑制することができる。
さらに、チップ後端部２１をビット嵌合穴１２の前方且つ近傍に配置することで、チップ２の先端から嵌合穴奥端部１６間の距離（Ｊ１）が従来比で約５６％の長さになるので、掘削時モーメントが約４４％削減でき、小型でありながら、チップ２の割れや欠損が少ない、長寿命のビット１とホルダー３を実現できる。
しかも、重量も３０％削減できる。
従って、製造コスト、ランニングコストも削減できる。
また、軽量小型なので管理もしやすい。

【0047】

そして、ビット１とホルダー３を差し込み嵌合またはクレビス嵌合させた状態で嵌合隙間（Ｓ１）があって、嵌合穴１２に嵌合した軸部３２のピン穴３３にスプリングピン４とのガタが一部または全長にあり、嵌合穴１２の周囲には略同一線上にピン挿入穴１３・１４があるので、掘削時にスプリングピン４に曲げが若干発生するが、破損には至らず保持ができる。
また、スプリングピン４が撓んで保持するので、ホルダー３からビット１が脱落することはない。

【0048】

また、オス型のホルダー３にビット１を装着した状態でビット１とホルダー３に嵌合隙間（Ｓ１）が適度にあり、軸部３２及び嵌合穴１２は、側面視において、掘削前後方向高さが掘削前後方向と直角方向幅より大きい略長方形形状または略長穴形状となっているので、ビット入口部１５及びホルダー鍔部３５（またはビット奥端部１６及びホルダー先端部、またはその両方）で軸方向掘削荷重を受け、差し込み嵌合部（第一軸受部１２１及び第二軸受部１２２）で曲げやねじり荷重を受けることができる。

【0049】

さらに、ゴムやシリコンなどの弱弾性体を内部に挿入または固着させたスプリングピン４を使用すれば、スプリングピン４の内部に土砂等が入らないので、スプリングピン４やビット１の着脱がさらに容易になる。
しかも、弱弾性体なので、スプリングピン４のバネ力を損ねることはない。

【0050】

（変形例）
差し込み嵌合部は、図２に示すように、第一軸受部１２１と第二軸受部１２２で構成されているが、多段になっていても、テーパー形状でもよい。また、図２のような幅方向に段付きではなく、高さ方向に段付き構造になっていてもよい。両方に段付きになっていてもよい。
また、第一軸受部１２１のみ（段付きなし）でもよく、且つテーパー形状でもよい。
さらに、実施形態では、チップをシャンクで掘削力が作用する前後方向に３面で保持したが、チップをシャンクで掘削力が作用する前後方向に少なくとも２面以上で保持すればよい。
また、実施形態では、スプリングピン４の両端部とピン挿入穴１３・１４の両方にガタがないようにしたが、どちらかにガタがあるようにしてもよい。

【0051】

（実施形態２）
図３は実施形態２を示すもので、前述した実施形態１と同様、１はビット、１１はシャンク、１２は嵌合穴、１３・１４はピン挿入穴、２はチップ、３はホルダー、３１は固定部、３２は軸部、３３はピン穴、４はスプリングピンである。

【0052】

実施形態２では、図示のように、ホルダー軸部３２のピン穴３３の小径部を一端部方向にずらした構成としている。
このように、ピン穴３３の小径部で、スプリングピン４とガタがない部分を端部方向にずらしても、前述した実施形態１と同様の作用効果が得られる。

【0053】

（実施形態３）
図４は実施形態３を示すもので、前述した実施形態１と同様、１はビット、１１はシャンク、１２は嵌合穴、１３・１４はピン挿入穴、２はチップ、３はホルダー、３１は固定部、３２は軸部、３３はピン穴、４はスプリングピンである。

【0054】

実施形態３では、図示のように、ホルダー軸部３２のピン穴３３の小径部を略一端部側に位置させて、その端部を面取りしてスプリングピン４とガタがある構成としている。
このように、ピン穴３３の小径部で、スプリングピン４とガタがない部分を略端部に位置させても、前述した実施形態１と同様の作用効果が得られる。

【0055】

（実施形態４）
図５は実施形態４を示すもので、前述した実施形態１と同様、１はビット、１１はシャンク、１２は嵌合穴、１３・１４はピン挿入穴、２はチップ、３はホルダー、３１は固定部、３２は軸部、３３はピン穴、４はスプリングピンであって、５は詰め物である。

【0056】

実施形態４では、図示のように、ホルダー軸部３２のピン穴３３をスプリングピン４の径より大きく一様な内径として、そのピン穴３３の中央部にブッシュ等の詰め物５を設けてスプリングピン４とガタがない部分を構成している。
このように、一様な内径のピン穴３３として、ブッシュ等の詰め物５でスプリングピン４とガタがない部分を設けても、前述した実施形態１と同様の作用効果が得られる。

【0057】

（実施形態５）
図６は実施形態５を示すもので、前述した実施形態１と同様、１はビット、１１はシャンク、１２は嵌合穴、１３・１４はピン挿入穴、２はチップ、３はホルダー、３１は固定部、３２は軸部、３３はピン穴、４はスプリングピンである。

【0058】

実施形態５では、図示のように、ホルダー軸部３２のピン穴３３の小径部を若干大径にした構成としている。
このように、ピン穴３３の小径部で、スプリングピン４とガタの少ない部分を略中央部に設けても、前述した実施形態１と同様の作用効果が得られる。

【0059】

（実施形態６）
図７は実施形態６を示すもので、前述した実施形態１と同様、１はビット、１１はシャンク、１２は嵌合穴、１３・１４はピン挿入穴、２はチップ、３はホルダー、３１は固定部、３２は軸部、３３はピン穴、４はスプリングピンである。

【0060】

実施形態６では、図示のように、ホルダー軸部３２のピン穴３３の略中央部までの１本の短いスプリングピン４とした構成としている。
このように、ピン穴３３の小径部の略中央部までの１本の短いスプリングピン４としても、前述した実施形態１と同様の作用効果が得られる。

【0061】

（実施形態７）
図８は実施形態７を示すもので、前述した実施形態１と同様、１はビット、１１はシャンク、１２は嵌合穴、１３・１４はピン挿入穴、２はチップ、３はホルダー、３１は固定部、３２は軸部、３３はピン穴、４はスプリングピンである。

【0062】

実施形態７では、図示のように、ホルダー軸部３２のピン穴３３の略中央部までの２本の短いスプリングピン４とした構成としている。
このように、ピン穴３３の小径部の略中央部までの２本の短いスプリングピン４としても、前述した実施形態１と同様の作用効果が得られる。

【0063】

（実施形態８）
図９は実施形態８を示すもので、前述した実施形態１と同様、１はビット、１１はシャンク、１２は嵌合穴、１３・１４はピン挿入穴、２はチップ、３はホルダー、３１は固定部、３２は軸部、３３はピン穴、４はスプリングピンである。

【0064】

実施形態８では、図示のように、ホルダー軸部３２のピン穴３３をスプリングピン４の径より若干大きい一様な内径として、そのピン穴３３の略中央部までの１本の短いスプリングピン４とした構成としている。
このように、ピン穴３３をスプリングピン４と若干のガタがあるようにして、そのピン穴３３の略中央部までの１本の短いスプリングピン４としても、前述した実施形態１と同様の作用効果が得られる。

【0065】

（変形例）
実施形態８において、実施形態７のように、２本の短いスプリングピン４を設けてもよい。

【0066】

（実施形態９）
図１０は実施形態９を示すもので、前述した実施形態１と同様、１はビット、１１はシャンク、１２は嵌合穴、２はチップ、３はホルダー、３１は固定部、３２は軸部、３３はピン穴、４はスプリングピンである。

【0067】

実施形態９では、図示のように、ホルダー軸部３２を平面視で段付きなし軸とした構成としている。
このように、ホルダー軸部３２を段付きなし軸としても、前述した実施形態１と同様の作用効果が得られる。

【0068】

（実施形態１０）
図１１は実施形態１０を示すもので、前述した実施形態１と同様、１はビット、１１はシャンク、１２は嵌合穴、１２１は第一軸受部、１２２は第二軸受部、１５は入口部、２はチップ、３はホルダー、３１は固定部、３２は軸部、３３はピン穴、３５は鍔部、４はスプリングピンであって、１７はピン挿入穴である。

【0069】

実施形態１０では、図示のように、平面視において、ビット１の嵌合穴１２の両側に横方向のピン挿入穴１７が形成されて、ホルダー３の軸部３２に横方向のピン穴３３が形成されるとともに、この横方向のピン挿入穴１７及びピン穴３３にスプリングピン４が挿入されている。
そして、平面視において、ホルダー軸部３２を、先端側に小径軸部を有する段付き軸とした構成としている。

【0070】

このように、平面視において、ビット１の嵌合穴１２とホルダー３の軸部３２の横方向のピン挿入穴１７及びピン穴３３にスプリングピン４を挿入するとともに、ホルダー軸部３２を段付き軸としても、前述した実施形態１と同様の作用効果が得られる。

【0071】

（実施形態１１）
図１２は実施形態１１を示すもので、前述した実施形態１と同様、１はビット、１１はシャンク、１２は嵌合穴、１５は入口部、２はチップ、３はホルダー、３１は固定部、３２は軸部、３３はピン穴、３５は鍔部、４はスプリングピンであって、１７はピン挿入穴である。

【0072】

実施形態１１では、図示のように、平面視において、前述した実施形態１０と同様、ビット１の嵌合穴１２の両側に横方向のピン挿入穴１７が形成されて、ホルダー３の軸部３２に横方向のピン穴３３が形成されるとともに、この横方向のピン挿入穴１７及びピン穴３３にスプリングピン４が挿入されている。
そして、平面視において、前述した実施形態９と同様、ホルダー軸部３２を段付きなし軸とした構成としている。

【0073】

このように、平面視において、ビット１の嵌合穴１２とホルダー３の軸部３２の横方向のピン挿入穴１７及びピン穴３３にスプリングピン４を挿入するとともに、ホルダー軸部３２を段付きなし軸としても、前述した実施形態１と同様の作用効果が得られる。

【0074】

（他の変形例）
以上の実施形態においては、スプリングピンとしたが、本発明はこれに限定されるものではなく、単なるピンであってもよい。
また、掘削爪及びホルダーの形状等も任意であり、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。

【符号の説明】

【0075】

１ 掘削爪
１１ シャンク
１２ 嵌合穴
１２１ 第一軸受部
１２２ 第二軸受部
１３・１４ ピン挿入穴
１５ 入口部
１６ 奥端部
１７ ピン挿入穴
２ チップ
２１ 後端部
３ ホルダー
３１ 固定部
３２ 軸部
３３ 貫通穴
３５ 鍔部
４ スプリングピン
５ 詰め物
Ｓ１ 嵌合隙間

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11】

【図12】

【図13】

【図14】

【図15】

【図16】

【図17】