JP2001098869A - Excavating method and excavator - Google Patents

Excavating method and excavator

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JP2001098869A
JP2001098869A JP28108399A JP28108399A JP2001098869A JP 2001098869 A JP2001098869 A JP 2001098869A JP 28108399 A JP28108399 A JP 28108399A JP 28108399 A JP28108399 A JP 28108399A JP 2001098869 A JP2001098869 A JP 2001098869A
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a non-circular excavating method for excavating a hole having a regular polygonal cross section, without marring the advantage of rotary movement. SOLUTION: There is provided a method for excavating a hole H in a shape of a regular polygon having N apex angles. In this method, an excavating means T is employed which is formed like a regular polygon having N-1 apex angles, with the polygon inscribed in the regular polygon having N apex angles. The excavating means T is rotated along an orbit circle R having a prescribed radius on an excavation center O, at a prescribed rotational speed, and at the same time, rotated about a center G of the excavating means at a prescribed rotational speed, to thereby excavate the hole. In place of the excavating means T which is formed like the regular polygon with N-1 apex angles, a jet may be employed. Alternatively, an excavating means formed like a regular polygon having N+1 apex angles or a drill means can also be used.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、ボーリング孔の掘
削作業において、水平断面形状が非円形の孔を穿孔する
方法及び装置に関する。より詳細に述べると、本発明
は、例えば地盤等にボーリング孔を掘削する際に、水平
断面形状が正N角形状(頂角数がN個で、各辺の長さが
等しい形状)となる様に当該ボーリング孔を穿孔する掘
削工法及び装置に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a method and an apparatus for drilling a hole having a non-circular horizontal cross section in a boring hole excavation operation. More specifically, according to the present invention, when a boring hole is excavated in a ground or the like, for example, the horizontal cross-sectional shape becomes a regular N-corner shape (a shape having N vertex angles and equal lengths on each side). And a drilling method for drilling the boring hole.

【0002】[0002]

【従来の技術】先ず、ボーリング孔の掘削作業に関連し
て説明すると、動力を用いて土を掘削するに際しては、
掘削ビットを回転するのが最も有効な掘削方法の一つで
ある。その際に、掘削孔の形状は当然円形となる。しか
し、掘削目的によっては円形でない方が望ましい場合も
ある。例えば、地下鉄その他の鉄道に利用するトンネル
においては、四角形断面の方が掘削量に無駄がない(図
41及び図42参照)。
2. Description of the Related Art First, in connection with the excavation work of a boring hole, when excavating soil using power,
Rotating the drill bit is one of the most effective drilling methods. At this time, the shape of the borehole is naturally circular. However, for some excavation purposes a non-circular shape is desirable. For example, in a tunnel used for a subway or other railways, a rectangular cross section has less waste in excavation (see FIGS. 41 and 42).

【0003】また、垂直ボーリングによって改良するべ
き地盤における施工部分の全面に亘って掘削を行い以っ
て地盤改良を行う場合においては、図43に示す様に、
円形掘削では重複する部分が多い。これに対して、例え
ば断面形状が六角形のボーリング孔掘削であれば、図4
4に示す様に、全く重複掘削をすること無く、施工する
べき箇所の全面に亘って掘削をすることが可能である。
そして、重複掘削による無駄なコストを削減する事が出
来るので、施工コストを大幅に節減することが出来るの
である。
[0003] In addition, when the ground is improved by excavating over the entire construction portion of the ground to be improved by vertical boring, as shown in FIG.
In circular drilling, there are many overlapping parts. On the other hand, for example, in the case of drilling a borehole having a hexagonal cross section, FIG.
As shown in FIG. 4, it is possible to perform excavation over the entire area to be constructed without performing duplicate excavation at all.
And since the useless cost by overlapping excavation can be reduced, construction cost can be greatly reduced.

【0004】この様に、非円形断面の掘削には種々のメ
リットがある。しかし、非円形断面を有する掘削孔を穿
孔するのに有効な技術は、現時点ではさほど提供されて
はいない。
As described above, there are various advantages in excavating a non-circular cross section. However, very little technology is currently available for drilling a wellbore having a non-circular cross section.

【0005】ボーリング孔掘削における上述した様な問
題と同様な問題が、母材に貫通孔或いは盲孔を切削加工
或いは研削加工する場合においても存在する。そして、
非円形断面を有する貫通孔或いは盲孔を穿孔するのに有
効な技術が現時点では提供されてはいない点も、同様で
ある。
[0005] A problem similar to the above-mentioned problem in boring hole excavation also exists when a through hole or a blind hole is cut or ground in a base material. And
Similarly, no effective technique is currently provided for drilling through holes or blind holes having a non-circular cross section.

【0006】[0006]

【発明が解決しようとする課題】本発明は、上述した様
な実状に鑑みて提案されたものであり、非円形の断面形
状、特に正多角形の断面形状を有するボーリング孔の掘
削することを可能とし、且つ、非円形の断面形状を有す
る貫通孔或いは盲孔を切削加工或いは研削加工により穿
孔することを可能にした穿孔方法及び装置の提供を目的
としている。
SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been proposed in view of the above-described situation, and has an object to excavate a boring hole having a non-circular cross-sectional shape, particularly a regular polygonal cross-sectional shape. It is an object of the present invention to provide a drilling method and a drilling drilling method which makes it possible to drill through holes or blind holes having a non-circular cross section by cutting or grinding.

【0007】[0007]

【知見】発明者は研究の結果、次の様な技術的事項を見
出した。 (A) 半径(N−1) rの円に内接する正(N−
1)角形を、その円の中心を軸に角速度ωで自転させつ
つ、半径rの円周上を角速度(1−N)ωで公転させる
時、この正(N−1)角形の掃過範囲は、半径N(N−
2)rの円に外接する正N角形状曲線に囲まれた範囲と
なる。 (B) 中央の第1の点、その周囲を回る第2の点、該
第2の点の周囲を回る第3の点を、それぞれ、太陽S、
地球E、月Mになぞらえた場合において、地球上Eから
(N−1) r離れた場所の月Mが地球の周囲を角速
度ωで回転し、地球Eは、そこから距離rだけ離れた太
陽Sの周囲を角速度(1−N)ωで回転するときに、太
陽Sを固定点としてみたならば、月Mの描く軌跡は、半
径N(N−2)rの円に外接する正N角形状の曲線に近
似する。 (C) 半径(N+1) rの円に内接する正(N+
1)角形を、その円の中心を軸に角速度ωで自転させつ
つ、半径rの円周上を角速度(N+1)ωで公転させる
時、この正(N+1)角形の掃過範囲は、半径N(N+
2)rの円に外接する正N角形状曲線に囲まれた範囲と
なる。なお、上記知見及び本明細書において、角速度に
付された正負の符号は、正符号のついた角速度と負符号
のついた角速度とは、回転方向が反対方向である事を示
すために付されている。
[Knowledge] As a result of research, the inventors have found the following technical matters. (A) Positive (N−) inscribed in a circle of radius (N−1) 2 r
1) When the polygon is revolved around the center of the circle at an angular velocity ω while revolving on a circumference of a radius r at an angular velocity (1-N) ω, the sweep range of this regular (N-1) polygon Is the radius N (N-
2) It is a range surrounded by a regular N-corner curve circumscribing the circle of r. (B) A first point at the center, a second point around the center, and a third point around the second point are referred to as a sun S,
When the earth E is compared to the moon M, the moon M at a location (N-1) 2 r away from the earth E rotates around the earth at an angular velocity ω, and the earth E is separated therefrom by a distance r. When rotating around the sun S at an angular velocity (1-N) ω, if the sun S is regarded as a fixed point, the trajectory drawn by the moon M will be a positive N circumscribing a circle of radius N (N-2) r. Approximate a square curve. (C) Positive (N +) inscribed in a circle of radius (N + 1) 2 r
1) When the polygon is revolved around the circumference of the radius r at an angular velocity (N + 1) ω while rotating at an angular velocity ω about the center of the circle, the sweep range of the regular (N + 1) polygon is the radius N (N +
2) It is a range surrounded by a regular N-corner curve circumscribing the circle of r. In the above findings and the present specification, the positive and negative signs attached to the angular velocities are added to indicate that the rotational directions of the positive and negative angular velocities are opposite to each other. ing.

【0008】[0008]

【課題を解決するための手段】本発明は、上述した知見
に基いて創作されたものである。
The present invention has been made based on the above findings.

【0009】本発明の掘削方法は、頂角数がN個の正N
角形状の水平断面形状を有するボーリング孔を掘削する
掘削工法において、正(N−1)角形状の輪郭を有する
掘削ビットをボーリング孔の中心と同心で半径「r」の
円周上を公転させつつ、角速度「ω」で自転せしめ、前
記正(N−1)角形状の掘削ビットは半径(N−1)
rの円に内接する輪郭を有しており、前記正(N−
1)角形状の掘削ビットの公転角速度は「(1−N)
ω」となり、前記正(N−1)角形状の輪郭を有する掘
削ビットの掃過範囲は半径「N(N−2)r」の円に外
接する正N角形状の範囲となることを特徴としている。
かかる構成を有する本発明の掘削方法によれば、上述し
た知見(A)に基いて、正N角形状の水平断面形状を有
するボーリング孔を掘削する事が出来る。掘削ビットの
掃過範囲は、掘削ビットにより掘削される範囲と同意義
であり、掘削ビットにより、半径「N(N−2)r」の
円に外接する正N角形状の範囲を掃過すれば、当該範囲
が掘削されて、正N角形状のボーリング孔が掘削される
のである。
In the excavation method of the present invention, a positive N having an apex angle of N
Drilling a boring hole with a square horizontal cross section
Excavation method has a regular (N-1) square profile
The drill bit is concentric with the center of the borehole and has a radius of “r”.
While revolving around the circumference, rotating at an angular velocity of “ω”,
The straight (N-1) square drill bit has a radius (N-1) 2
 r has a contour inscribed in the circle of r.
1) The angular angular velocity of the angular drill bit is “(1-N)
.omega. "and has a contour of the regular (N-1) square shape.
The sweep range of the cutting bit is outside the circle of radius "N (N-2) r"
It is characterized in that it is in the range of a contacting regular N-gon shape.
According to the excavation method of the present invention having such a configuration,
Based on the knowledge (A)
Drilling holes can be drilled. Drill bit
The sweep range is equivalent to the range drilled by the drill bit
And the radius of “N (N−2) r”
If the range of the regular N-gonal shape circumscribing the circle is swept, the range
Is excavated and a regular N-sided boring hole is excavated
It is.

【0010】また本発明の掘削方法は、頂角数がN個の
正N角形状の水平断面形状を有するボーリング孔を掘削
する掘削工法において、掘削するべきボーリング孔の中
心線と同軸のボーリングロッドに設けた掘削用モニタが
当該ボーリングロッドの周囲を回転し、掘削用モニタの
周縁部に設けられ且つ該モニタの周囲を回転するノズル
から地盤掘削用の流体(例えば、高圧水等)を噴射し、
前記ノズルが前記モニタの周囲を回転する角速度が
「ω」である場合に、前記モニタが前記ボーリングロッ
ドの周囲を回転する角速度は「(1−N)ω」となり、
前記モニタが前記ボーリング孔の中心線から離隔する半
径方向距離を「r」である場合に、前記地盤掘削用の流
体の到達距離は「(N−1) r」となり、前記地盤
掘削用の流体が掘削する範囲は半径「N(N−2)r」
の円に外接する正N角形状の範囲となる事を特徴として
いる。この様な構成を具備する本発明によれば、上述し
た知見(B)により正N角形状のボーリング孔が掘削さ
れる。すなわち、掘削するべきボーリング孔の中心線が
知見(B)における太陽Sに相当し、前記モニタの周囲
に設けられたノズルが地球Eに相当し、ノズルから噴射
される前記地盤掘削用の流体の到達点が月Mに相当す
る。そして知見(B)で述べた様に、地盤掘削用の流体
の到達点の軌跡が正N角形の輪郭となる結果、地盤掘削
用の流体が掘削する範囲は半径「N(N−2)r」の円
に外接する正N角形状の範囲となる。
The drilling method according to the present invention is directed to a drilling method for drilling a boring hole having a horizontal cross-sectional shape of a regular N-sided N-vertex, wherein the boring rod is coaxial with a center line of the boring hole to be drilled. The drilling monitor provided in the above rotates around the boring rod and injects a fluid for drilling the ground (for example, high-pressure water or the like) from a nozzle provided on the periphery of the drilling monitor and rotating around the monitor. ,
When the angular velocity at which the nozzle rotates around the monitor is “ω”, the angular velocity at which the monitor rotates around the boring rod is “(1-N) ω”,
When the monitor has a radial distance apart from the center line of the boring hole of “r”, the reaching distance of the fluid for ground excavation is “(N−1) 2 r”, and Excavation range of fluid is radius "N (N-2) r"
Is a range of a regular N-gonal shape circumscribing the circle. According to the present invention having such a configuration, a regular N-sided boring hole is excavated based on the knowledge (B) described above. That is, the center line of the borehole to be drilled corresponds to the sun S in the knowledge (B), the nozzle provided around the monitor corresponds to the earth E, and the ground excavation fluid ejected from the nozzle is The arrival point corresponds to month M. Then, as described in the knowledge (B), as a result of the locus of the reaching point of the ground excavation fluid having a regular N-sided outline, the range in which the ground excavation fluid excavates has a radius of “N (N−2) r. "Is a range of a regular N-gonal shape circumscribing the circle.

【0011】ここで、前記ノズルは2個1対で設けられ
ており、前記地盤掘削用の流体が所謂「交差噴流」を形
成するのが好ましい。交差噴流であれば、地盤掘削用の
流体の到達距離を極めて高精度に制御出来るからであ
る。なお、Nは4以外の整数を選択する事が可能であ
る。勿論、N=4であっても良い。
Here, it is preferable that the nozzles are provided in pairs, and the fluid for excavating the ground forms a so-called "cross jet". This is because the crossing jet can control the reach of the fluid for excavating the ground with extremely high accuracy. Note that N can be an integer other than 4. Of course, N = 4.

【0012】さらに本発明の掘削工法は、頂角数がN個
の正N角形状の水平断面形状を有するボーリング孔を掘
削する掘削工法において、正(N+1)角形状の輪郭を
有する掘削ビットをボーリング孔の中心と同心で半径
「r」の円周上を公転させつつ、角速度「ω」で自転せ
しめ、前記正(N+1)角形状の掘削ビットは半径
「(N+1) r」の円に内接する輪郭を有してお
り、前記正(N+1)角形状の掘削ビットの公転角速度
は「(N+1)ω」となり、前記正(N+1)角形状の
輪郭を有する掘削ビットの掃過範囲は半径「N(N+
2)r」の円に外接する正N角形状の範囲となる事を特
徴としている。かかる構成を有する本発明の掘削工法に
よれば、上述した知見(C)に従って、前記正(N+
1)角形状の輪郭を有する掘削ビットの掃過範囲、すな
わち当該掘削ビットにより掘削される範囲が、半径「N
(N+2)r」の円に外接する正N角形状の範囲となる
のである。
Further, according to the excavation method of the present invention, in an excavation method for excavating a boring hole having a regular N-sided horizontal cross-sectional shape having N apex angles, a drilling bit having a regular (N + 1) -sided contour is formed. While rotating around the circumference of radius “r” concentric with the center of the boring hole, it is rotated at an angular velocity “ω”, and the above-mentioned regular (N + 1) square-shaped excavation bit becomes a circle of radius “(N + 1) 2 r”. The revolving angular velocity of the regular (N + 1) square drill bit has an inscribed contour, and the revolution angular velocity of the regular (N + 1) square drill bit is “(N + 1) ω”. "N (N +
2) It is characterized by a range of a regular N-gonal shape circumscribing the circle "r". According to the excavation method of the present invention having such a configuration, the positive (N +
1) The sweep range of the drill bit having the angular contour, that is, the range excavated by the drill bit has a radius “N”.
This is a range of a regular N-gonal shape circumscribing the circle of (N + 2) r ".

【0013】これに加えて本発明の掘削工法は、頂角数
がN個の正N角形状の水平断面形状を有するボーリング
孔を掘削する掘削工法において、ロッドにN本のブレー
ドを円周方向に等間隔に配置して構成したブレード状掘
削ビットを用い、該ブレード状掘削ビットのロッドを掘
削するべきボーリング孔の中心線と同軸のボーリングロ
ッドから半径方向に離隔して設け、ブレード状掘削ビッ
トを自転しつつ前記ボーリングロッドの周囲を公転せし
め、前記ブレード状掘削ビットが前記ボーリングロッド
の周囲で自転する角速度が「ω」である場合に、当該掘
削ビットが前記ボーリングロッドの周囲を公転する角速
度は「(1−N)ω」となり、前記ブレード状掘削ビッ
トの自転中心が前記ボーリング孔の中心線から離隔する
半径方向距離が「r」である場合に、当該掘削ビットの
自転中心から先端までの距離は「(N−1) r」と
なり、当該掘削ビットの掃過範囲は半径「N(N−2)
r」の円に外接する正N角形状の範囲となることを特徴
としている。この様な構成を具備する本発明によれば、
上述した知見(B)により正N角形状のボーリング孔が
掘削される。すなわち、掘削するべきボーリング孔の中
心線が知見(B)における太陽Sに相当し、前記ブレー
ド状掘削ビットの自転中心が地球Eに相当し、前記ブレ
ード状掘削ビットの先端が月Mに相当する。そして知見
(B)で述べた様に、前記ブレード状掘削ビットの先端
の軌跡が正N角形の輪郭となる結果、当該掘削ビットの
掃過範囲は半径「N(N−2)r」の円に外接する正N
角形状の範囲となる。
In addition to the above, the excavation method of the present invention is a method for excavating a boring hole having a horizontal cross-sectional shape of N regular apexes having N apex angles. The blade-like drilling bit is provided at a radial distance from a boring rod coaxial with the center line of the boring hole to be drilled, using a blade-like drilling bit arranged at equal intervals. Is rotated around the boring rod while rotating, and when the angular velocity at which the blade-shaped drilling bit rotates around the boring rod is “ω”, the angular velocity at which the drilling bit revolves around the boring rod Is (1-N) ω, and the radial distance at which the rotation center of the blade-shaped drill bit is separated from the center line of the boring hole is “r”. ”, The distance from the rotation center of the drill bit to the tip is“ (N−1) 2 r ”, and the sweep range of the drill bit is radius“ N (N−2) ”.
r "is a range of a regular N-gonal shape circumscribing the circle. According to the present invention having such a configuration,
Based on the knowledge (B) described above, a regular N-sided boring hole is excavated. That is, the center line of the drilling hole to be drilled corresponds to the sun S in the knowledge (B), the rotation center of the blade-shaped drill bit corresponds to the earth E, and the tip of the blade-shaped drill bit corresponds to the moon M. . As described in the knowledge (B), the trajectory of the tip of the blade-shaped excavation bit has a regular N-gonal outline, and as a result, the sweep range of the excavation bit is a circle having a radius of “N (N−2) r”. Positive N circumscribing to
The range is a square shape.

【0014】本発明において、掘削される掘削孔の断面
形状は偏心回転によって創成される包絡線であって、そ
の各頂角には丸みが付き、また、各辺は厳密な意味にお
いては直線とは言い得ない。しかし、実用上、本発明に
より掘削される掘削孔の断面形状は、正N角形と考えて
問題は無い。
In the present invention, the cross-sectional shape of the borehole to be drilled is an envelope created by eccentric rotation, and each apex angle is rounded, and each side is a straight line in a strict sense. Can not say. However, in practice, there is no problem in considering that the cross-sectional shape of the excavation hole excavated by the present invention is a regular N-gon.

【0015】上述した本発明の掘削工法は、頂点を結ぶ
辺が(実質的に)直線である正N角形の断面形状を有す
るボーリング孔を掘削するものである。ここで、例えば
摩擦杭の様に断面積に比較して断面の周長(断面形状の
輪郭の長さ)を長くしたい場合が存在する。その様な要
請に応えるために、発明者は種々研究の結果、前記モニ
タが前記ボーリング孔の中心線から離隔する半径方向距
離(r)と前記地盤掘削用の流体の到達距離との比率、
或いは、前記ブレード状掘削ビットの自転中心が前記ボ
ーリング孔の中心線から離隔する半径方向距離(r)と
当該掘削ビットの自転中心から先端までの距離との比率
を、「(N−1) 」よりも小さくすることにより、
前記地盤掘削用の流体が掘削する範囲の断面形状あるい
は前記掘削ビットの掃過範囲の断面形状が、N個の頂点
を有し、且つ、曲線(ボーリング孔の中心線側に湾曲す
る湾曲線)から成る単一の閉じた領域から構成されてい
る形状となることを見出した。この様な知見に基き、本
発明の掘削工法を以下に述べる様に構成すれば、頂点と
頂点とを結ぶ辺が湾曲線(内側に湾曲する湾曲線)で構
成されており、断面積に対して輪郭線の周長が長い形状
の断面を有するボーリング孔を掘削することが出来る。
In the above-described excavation method of the present invention, a boring hole having a regular N-gonal cross-sectional shape in which the side connecting the vertices is (substantially) straight is excavated. Here, for example, there is a case where it is desired to increase the circumferential length of the cross section (the length of the contour of the cross sectional shape) as compared with the cross sectional area like a friction pile. In order to respond to such a demand, the inventor of the present invention has conducted various studies and found that the monitor has a ratio of a radial distance (r) apart from the center line of the borehole to a reach of the ground excavating fluid,
Alternatively, the ratio of the radial distance (r) at which the rotation center of the blade-shaped drilling bit is separated from the center line of the boring hole to the distance from the rotation center of the drilling bit to the tip is “(N−1) 2. Is smaller than
The cross-sectional shape of the range in which the fluid for ground excavation excavates or the cross-sectional shape of the sweep range of the excavation bit has N vertices and is a curved line (curved line curved toward the center line side of the boring hole). Was found to be a shape composed of a single closed region consisting of Based on such knowledge, if the excavation method of the present invention is configured as described below, the side connecting the vertices is formed by a curved line (curved line curving inward), Thus, it is possible to excavate a boring hole having a cross section having a shape in which the circumference of the contour is long.

【0016】すなわち、本発明の掘削工法において、頂
角数がN個の正N角形状の水平断面形状を有するボーリ
ング孔を掘削する掘削工法において、掘削するべきボー
リング孔の中心線と同軸のボーリングロッドに設けた掘
削用モニタが当該ボーリングロッドの周囲を回転し、掘
削用モニタの周縁部に設けられ且つ該モニタの周囲を回
転するノズルから地盤掘削用の流体を噴射し、前記ノズ
ルが前記モニタの周囲を回転する角速度が「ω」である
場合に、前記モニタが前記ボーリングロッドの周囲を回
転する角速度は「(1−N)ω」となり、前記モニタが
前記ボーリング孔の中心線から離隔する半径方向距離に
対する前記地盤掘削用の流体の到達距離の比率を「(N
−1) 」よりも小さくして、前記地盤掘削用の流体
が掘削する範囲の断面形状を、N個の頂点を有し、且
つ、曲線(ボーリング孔の中心線側に湾曲する湾曲線)
から成る単一の閉じた領域から構成されている形状にせ
しめれば良い。或いは、頂角数がN個の正N角形状の水
平断面形状を有するボーリング孔を掘削する掘削工法に
おいて、ロッドにN本のブレードを円周方向に等間隔に
配置して構成したブレード状掘削ビットを用い、該ブレ
ード状掘削ビットのロッドを掘削するべきボーリング孔
の中心線と同軸のボーリングロッドから半径方向に離隔
して設け、ブレード状掘削ビットを自転しつつ前記ボー
リングロッドの周囲を公転せしめ、前記ブレード状掘削
ビットが前記ボーリングロッドの周囲で自転する角速度
が「ω」である場合に、当該掘削ビットが前記ボーリン
グロッドの周囲を公転する角速度は「(1−N)ω」と
なり、前記ブレード状掘削ビットの自転中心が前記ボー
リング孔の中心線から離隔する半径方向距離に対する当
該掘削ビットの自転中心から先端までの距離の比率を
「(N−1) 」よりも小さくして、前記掘削ビット
の掃過範囲の断面形状を、N個の頂点を有し、曲線(ボ
ーリング孔の中心線側に湾曲する湾曲線)から成る単一
の閉じた領域から構成されている形状にせしめれば良
い。
That is, in the excavation method according to the present invention, in the excavation method for excavating a boring hole having a horizontal cross-sectional shape of N regular apex having N apex angles, boring coaxial with the center line of the boring hole to be excavated. A drilling monitor provided on the rod rotates around the boring rod, and ejects a fluid for ground excavation from a nozzle provided on the periphery of the drilling monitor and rotating around the monitor, and the nozzle is provided with the monitor. When the angular speed of rotation around the boring rod is “ω”, the angular speed of the monitor rotating around the boring rod is “(1-N) ω”, and the monitor is separated from the center line of the boring hole. The ratio of the reach of the ground excavation fluid to the radial distance is represented by “(N
-1) The cross-sectional shape in a range where the fluid for ground excavation excavates is smaller than 2 ", and has N apexes and a curved line (curved line curved toward the center line side of the boring hole).
What is necessary is just to make it the shape comprised from the single closed area which consists of. Alternatively, in an excavation method for excavating a boring hole having a horizontal cross-sectional shape of a regular N-corner having N apex angles, blade-like excavation configured by arranging N blades on a rod at equal intervals in a circumferential direction. Using a bit, a rod of the blade-shaped drilling bit is provided radially spaced from a boring rod coaxial with the center line of the boring hole to be drilled, and revolves around the boring rod while rotating the blade-shaped drilling bit. When the angular velocity at which the blade-shaped excavating bit rotates around the boring rod is “ω”, the angular velocity at which the excavating bit revolves around the boring rod is “(1-N) ω”, The center of rotation of the blade-shaped drill bit is from the center of rotation of the drill bit to the tip with respect to the radial distance away from the center line of the boring hole. In this case, the ratio of the distance in the drilling bit is made smaller than “(N−1) 2 ”, and the sectional shape of the sweep range of the drill bit has N vertexes and is curved (curved toward the center line side of the boring hole). (A curved line).

【0017】さらに、発明者は研究の結果、上記比率を
さらに小さくすれば、曲線から成る複数個の閉じた領域
から構成され且つ前記ボーリング孔の中心に対して対称
となる様な断面形状を有するボーリング孔を掘削出来る
ことを見出した。かかる知見に基いて、本発明におい
て、掘削するべきボーリング孔の中心線と同軸のボーリ
ングロッドに設けた掘削用モニタが当該ボーリングロッ
ドの周囲を回転し、掘削用モニタの周縁部に設けられ且
つ該モニタの周囲を回転するノズルから地盤掘削用の流
体を噴射し、前記ノズルが前記モニタの周囲を回転する
角速度が「ω」である場合に、前記モニタが前記ボーリ
ングロッドの周囲を回転する角速度は「(1−N)ω」
となり、前記モニタが前記ボーリング孔の中心線から離
隔する半径方向距離に対する前記地盤掘削用の流体の到
達距離の比率を「(N−1) 」より(さらに)小さ
くして、前記地盤掘削用の流体が掘削する範囲の断面形
状を、曲線から成る複数個の閉じた領域から構成され且
つ前記ボーリング孔の中心に対して対称となる様な形状
にせしめることが可能なのである。
Further, as a result of research, the inventors have found that, if the ratio is further reduced, the cross-sectional shape is constituted by a plurality of closed regions consisting of curves and symmetric with respect to the center of the boring hole. It has been found that drilling holes can be drilled. Based on such knowledge, in the present invention, a drilling monitor provided on a boring rod coaxial with the center line of a boring hole to be drilled rotates around the boring rod, and is provided on a peripheral portion of the drilling monitor, and Injecting fluid for ground excavation from a nozzle rotating around the monitor, and when the angular speed at which the nozzle rotates around the monitor is ω, the angular speed at which the monitor rotates around the boring rod is "(1-N) ω"
The monitor sets the ratio of the reach distance of the ground excavation fluid to the radial distance apart from the center line of the boring hole (further) smaller than “(N−1) 2 ”, and The cross-sectional shape of the area excavated by the fluid can be made to be a shape that is composed of a plurality of closed regions formed of curves and that is symmetric with respect to the center of the boring hole.

【0018】また本発明において、ロッドにN本のブレ
ードを円周方向に等間隔に配置して構成したブレード状
掘削ビットを用い、該ブレード状掘削ビットのロッドを
掘削するべきボーリング孔の中心線と同軸のボーリング
ロッドから半径方向に離隔して設け、ブレード状掘削ビ
ットを自転しつつ前記ボーリングロッドの周囲を公転せ
しめ、前記ブレード状掘削ビットが前記ボーリングロッ
ドの周囲で自転する角速度が「ω」である場合に、当該
掘削ビットが前記ボーリングロッドの周囲を公転する角
速度は「(1−N)ω」となり、前記ブレード状掘削ビ
ットの自転中心が前記ボーリング孔の中心線から離隔す
る半径方向距離をに対する当該掘削ビットの自転中心か
ら先端までの距離の比率を「(N−1) 」より(さ
らに)小さくして、前記地盤掘削用の流体が掘削する範
囲の断面形状を、曲線から成る複数個の閉じた領域から
構成され且つ前記ボーリング孔の中心に対して対称とな
る様な形状にせしめることが可能である。ここで、前記
「曲線から成る複数個の閉じた領域から構成され且つ前
記ボーリング孔の中心に対して対称となる様な形状」と
は、「複数個の閉じた領域」がN個の場合は、図32−
図37で示す様な複葉状の形状を意味している。そし
て、「複数個の閉じた領域」が(N+1)個の場合は、
図45で示す様な複葉状の形状を意味している。
Further, in the present invention, a blade-shaped drilling bit constituted by arranging N blades at equal intervals in a circumferential direction on a rod is used, and a center line of a boring hole for drilling the rod of the blade-shaped drilling bit is used. A radially spaced apart from the boring rod coaxial with the drilling bit, the blade-shaped drilling bit revolves around the boring rod while rotating, and the angular velocity at which the blade-shaped drilling bit rotates around the boring rod is “ω”. , The angular velocity at which the drill bit orbits around the boring rod is “(1-N) ω”, and the radial distance at which the center of rotation of the blade-shaped drill bit is separated from the center line of the boring hole the ratio of the distance from the rotation center of the drill bit to the tip by (further) smaller than "(N-1) 2" to wo, The range of cross-sectional shapes whose serial fluid for ground excavation is drilled, it is possible allowed to a shape such as to be symmetrical with respect to the center of the plurality of closed constructed from a region and the borehole curvilinear. Here, the “shape constituted by a plurality of closed regions formed of a curve and symmetrical with respect to the center of the boring hole” means that “the number of a plurality of closed regions” is N , FIG.
This means a double leaf shape as shown in FIG. And when the “plurality of closed areas” is (N + 1),
This means a double leaf shape as shown in FIG.

【0019】上述した掘削工法を実施するため、本発明
の掘削装置は、以下の様に構成されている。本発明の掘
削装置は、頂角数がN個の正N角形状の水平断面形状を
有するボーリング孔を掘削する掘削装置において、正
(N−1)角形状の掘削ビットを備え、該掘削ビットは
半径(N−1) rの円に内接する輪郭を有してお
り、ボーリング孔の中心と同心で半径「r」の円周上を
公転しつつ角速度「ω」で自転し、その公転角速度は
「(1−N)ω」となる様に構成されており、該掘削ビ
ットの掃過範囲は半径「N(N−2)r」の円に外接す
る正N角形状の範囲となる様に構成されている事を特徴
としている。かかる構成を具備する本発明の掘削装置
は、上記した知見(A)をボーリング孔等の掘削に適用
したものである。また本発明の掘削装置は、頂角数がN
個の正N角形状の水平断面形状を有するボーリング孔を
掘削する掘削装置において、掘削するべきボーリング孔
の中心線と同軸のボーリングロッドと、該ボーリングロ
ッドに設けられ且つその周囲を回転する様に構成された
掘削用モニタと、該掘削用モニタの周縁部に設けられ且
つ該モニタの周囲を回転しつつ地盤掘削用の流体を噴射
するノズルとを有し、前記ノズルが前記モニタの周囲を
回転する角速度が「ω」である場合に、前記モニタが前
記ボーリングロッドの周囲を回転する角速度は「(1−
N)ω」となり、前記モニタが前記ボーリング孔の中心
線から離隔する半径方向距離を「r」である場合に、前
記地盤掘削用の流体の到達距離は「(N−1) r」
となり、前記地盤掘削用の流体が掘削する範囲は半径
「N(N−2)r」の円に外接する正N角形状の範囲と
なる様に構成されている事を特徴としている。かかる構
成を具備する掘削装置は、上記知見(B)に基くもので
ある。ここで、前記ノズルは2個1対で設けられてお
り、前記地盤掘削用の流体が所謂「交差噴流」を形成す
るのが好ましい。交差噴流であれば、地盤掘削用の流体
の到達距離を極めて高精度に制御出来るからである。な
お、Nは4以外の整数を選択する事が可能である。勿
論、N=4であっても良い。
In order to carry out the above-mentioned excavation method, the excavator of the present invention is configured as follows. An excavator according to the present invention is an excavator for excavating a boring hole having a horizontal cross-sectional shape having a regular N-corner shape with N apex angles, comprising a regular (N-1) square-shaped excavation bit, Has a contour inscribed in a circle of radius (N-1) 2 r, revolves around the circumference of radius “r” concentrically with the center of the boring hole, and rotates at an angular velocity “ω” while revolving. The angular velocity is configured to be “(1-N) ω”, and the sweep range of the excavation bit is a range of a regular N angular shape circumscribing a circle having a radius of “N (N−2) r”. It is characterized in that it is configured in a similar manner. The excavator of the present invention having such a configuration applies the above knowledge (A) to excavation of a boring hole or the like. Further, the excavator of the present invention has an apex angle of N
In a drilling device for drilling a boring hole having a horizontal cross-sectional shape of a regular N-gon shape, a boring rod coaxial with the center line of the boring hole to be drilled, and a boring rod provided on the boring rod and rotating around the boring rod. A drilling monitor configured, and a nozzle provided at a peripheral portion of the drilling monitor and ejecting a fluid for ground excavation while rotating around the monitor, wherein the nozzle rotates around the monitor. If the angular velocity at which the monitor rotates is “ω”, the angular velocity at which the monitor rotates around the boring rod is “(1-
N) ω, and when the monitor has a radial distance apart from the center line of the boring hole of “r”, the reaching distance of the fluid for excavating the ground is “(N−1) 2 r”.
Wherein the excavation range of the ground excavation fluid is a range of a regular N-gonal shape circumscribing a circle having a radius of “N (N−2) r”. An excavator having such a configuration is based on the above knowledge (B). Here, it is preferable that the nozzles are provided in pairs, and the fluid for excavating the ground forms a so-called “cross jet”. This is because the crossing jet can control the reach of the fluid for excavating the ground with extremely high accuracy. Note that N can be an integer other than 4. Of course, N = 4.

【0020】さらに本発明の掘削装置は、頂角数がN個
の正N角形状の水平断面形状を有するボーリング孔を掘
削する掘削装置において、正(N+1)角形状の掘削ビ
ットを備え、該掘削ビットは半径「(N+1) r」
の円に内接する輪郭を有しており、ボーリング孔の中心
と同心で半径「r」の円周上を公転しつつ角速度「ω」
で自転し、その公転角速度は「(N+1)ω」となる様
に構成されており、該掘削ビットの掃過範囲は半径「N
(N+2)r」の円に外接する正N角形状の範囲となる
様に構成されている事を特徴としている。この様な掘削
装置は、上記知見(C)によるものである。
Further, the drilling apparatus of the present invention is a drilling apparatus for drilling a boring hole having a regular N-sided horizontal cross-sectional shape having N apex angles, comprising a regular (N + 1) square-shaped drilling bit. The drill bit has a radius of “(N + 1) 2 r”
Has an outline inscribed in the circle of the circle, and concentrically with the center of the boring hole, revolves on the circumference of the radius “r” while revolving on the angular velocity “ω”.
, And the revolution angular velocity is configured to be “(N + 1) ω”, and the sweep range of the drill bit is a radius “N”.
(N + 2) r ". Such an excavator is based on the above knowledge (C).

【0021】そして本発明の掘削装置は、頂角数がN個
の正N角形状の水平断面形状を有するボーリング孔を掘
削する掘削装置において、掘削するべきボーリング孔の
中心線と同軸のボーリングロッドと、ロッドにN本のブ
レードを円周方向に等間隔に配置して構成したブレード
状掘削ビットとを有しており、該ブレード状掘削ビット
のロッドは前記ボーリングロッドから半径方向に離隔し
て設けられ且つその周囲を自転しつつ公転する様に構成
されており、前記ブレード状掘削ビットが前記ボーリン
グロッドの周囲で自転する角速度が「ω」である場合
に、当該掘削ビットが前記ボーリングロッドの周囲を公
転する角速度は「(1−N)ω」となり、前記ブレード
状掘削ビットの自転中心が前記ボーリング孔の中心線か
ら離隔する半径方向距離を「r」である場合に、当該掘
削ビットの自転中心から先端までの距離は「(N−1)
r」となり、当該掘削ビットの掃過範囲は半径「N
(N−2)r」の円に外接する正N角形状の範囲となる
様に構成されている事を特徴としている。この様な構成
を具備する本発明によれば、上述した知見(B)により
正N角形状のボーリング孔が掘削される。
The drilling apparatus according to the present invention is a drilling apparatus for drilling a boring hole having a horizontal cross-sectional shape of a regular N-sided N-vertex, wherein the boring rod is coaxial with the center line of the boring hole to be drilled. And a blade-shaped drilling bit configured by arranging N blades on the rod at equal intervals in the circumferential direction, the rod of the blade-shaped drilling bit being radially separated from the boring rod. Is provided and configured to revolve while rotating around the drilling bit, and when the angular velocity at which the blade-shaped drilling bit rotates around the boring rod is “ω”, the drilling bit is attached to the boring rod. The angular velocity revolving around the periphery is “(1-N) ω”, and the radial distance at which the rotation center of the blade-shaped drill bit is separated from the center line of the boring hole. When the separation is “r”, the distance from the rotation center of the excavation bit to the tip is “(N−1)
2 r ", and sweep range of the drill bit radius" N
(N-2) r "is a range of a regular N-gonal shape circumscribing the circle. According to the present invention having such a configuration, a regular N-sided boring hole is excavated based on the knowledge (B) described above.

【0022】ここで、例えば摩擦杭の様に断面積に比較
して断面の周長(断面形状の輪郭の長さ)を長くしたい
場合には、本発明の掘削装置において、頂角数がN個の
正N角形状の水平断面形状を有するボーリング孔を掘削
する掘削装置において、掘削するべきボーリング孔の中
心線と同軸のボーリングロッドと、該ボーリングロッド
に設けられ且つその周囲を回転する様に構成された掘削
用モニタと、該掘削用モニタの周縁部に設けられ且つ該
モニタの周囲を回転しつつ地盤掘削用の流体を噴射する
ノズルとを有し、前記ノズルが前記モニタの周囲を回転
する角速度が「ω」である場合に、前記モニタが前記ボ
ーリングロッドの周囲を回転する角速度は「(1−N)
ω」となり、前記モニタが前記ボーリング孔の中心線か
ら離隔する半径方向距離に対する前記地盤掘削用の流体
の到達距離の比率が「(N−1) 」より小さく成る
様に構成され、以って、前記地盤掘削用の流体が掘削す
る範囲の断面形状が、N個の頂点を有し、且つ、曲線か
ら成る単一の閉じた領域から構成される形状となる様に
すれば良い。或いは、本発明の掘削装置において、頂角
数がN個の正N角形状の水平断面形状を有するボーリン
グ孔を掘削する掘削装置において、掘削するべきボーリ
ング孔の中心線と同軸のボーリングロッドと、ロッドに
N本のブレードを円周方向に等間隔に配置して構成した
ブレード状掘削ビットとを有しており、該ブレード状掘
削ビットのロッドは前記ボーリングロッドから半径方向
に離隔して設けられ且つその周囲を自転しつつ公転する
様に構成されており、前記ブレード状掘削ビットが前記
ボーリングロッドの周囲で自転する角速度が「ω」であ
る場合に、当該掘削ビットが前記ボーリングロッドの周
囲を公転する角速度は「(1−N)ω」となり、前記ブ
レード状掘削ビットの自転中心が前記ボーリング孔の中
心線から離隔する半径方向距離に対する当該掘削ビット
の自転中心から先端までの距離の比率が「(N−1)
」より小さく成る様に構成され、以って、前記掘削ビ
ットの掃過範囲の断面形状が、N個の頂点を有し、且
つ、曲線から成る単一の閉じた領域から構成される形状
となる様にすれば良い。
Here, for example, as compared with a cross-sectional area such as a friction pile,
To increase the cross-sectional circumference (length of the contour of the cross-sectional shape)
In the case of the excavator of the present invention, the number of apex angles is N.
Drilling a boring hole with a regular N-gonal horizontal cross-sectional shape
Drilling rig, inside the borehole to be drilled
A boring rod coaxial with the core wire, and the boring rod
Excavation provided on and configured to rotate around
And a monitor provided on the periphery of the excavation monitor and
Inject fluid for ground excavation while rotating around the monitor
And a nozzle that rotates around the monitor
When the angular velocity to be performed is “ω”, the monitor
The angular speed of rotation around the rolling rod is “(1-N)
ω "and the monitor is the center line of the borehole.
Fluid for excavating the ground for a radial distance away from it
Of the arrival distance of "(N-1) 2 Smaller than
Thus, the fluid for excavating the ground excavates
Range of the cross-sectional shape has N vertices and
To be composed of a single closed area
Just do it. Alternatively, in the excavator of the present invention,
Bolin having N regular N-sided horizontal cross-sectional shape
Drilling equipment to drill holes
Boring rod coaxial with the center line of the
N blades are arranged at equal intervals in the circumferential direction
A blade-shaped drilling bit.
The cutting bit rod is radially displaced from the boring rod.
And revolve around the surrounding area
The blade-shaped drill bit is configured as described above.
The angular velocity that rotates around the boring rod is “ω”.
When the drill bit is drilled around the boring rod,
The angular velocity revolving around the enclosure is “(1-N) ω”, and
The center of rotation of the raid drill bit is in the borehole
The drill bit for the radial distance away from the core wire
The ratio of the distance from the center of rotation to the tip is "(N-1)2
 ”Is configured to be smaller than
The cross-sectional shape of the sweep range of the cut has N vertices, and
Shape consisting of a single closed area consisting of two curves
What should be done is.

【0023】さらに本発明によれば、曲線から成るN個
の閉じた領域から構成され且つ前記ボーリング孔の中心
に対して対称な形状の断面を有するボーリング孔の削孔
が可能である。すなわち、本発明の掘削装置において、
掘削するべきボーリング孔の中心線と同軸のボーリング
ロッドと、該ボーリングロッドに設けられ且つその周囲
を回転する様に構成された掘削用モニタと、該掘削用モ
ニタの周縁部に設けられ且つ該モニタの周囲を回転しつ
つ地盤掘削用の流体を噴射するノズルとを有し、前記ノ
ズルが前記モニタの周囲を回転する角速度が「ω」であ
る場合に、前記モニタが前記ボーリングロッドの周囲を
回転する角速度は「(1−N)ω」となり、前記モニタ
が前記ボーリング孔の中心線から離隔する半径方向距離
に対する前記地盤掘削用の流体の到達距離の比率が
「(N−1) 」よりも小さく成る様に構成され、以
って、前記地盤掘削用の流体が掘削する範囲の断面形状
が、曲線から成る複数個の閉じた領域から構成され且つ
前記ボーリング孔の中心に対して対称な形状となる様に
構成することが可能である。或いは、本発明の掘削装置
において、掘削するべきボーリング孔の中心線と同軸の
ボーリングロッドと、ロッドにN本のブレードを円周方
向に等間隔に配置して構成したブレード状掘削ビットと
を有しており、該ブレード状掘削ビットのロッドは前記
ボーリングロッドから半径方向に離隔して設けられ且つ
その周囲を自転しつつ公転する様に構成されており、前
記ブレード状掘削ビットが前記ボーリングロッドの周囲
で自転する角速度が「ω」である場合に、当該掘削ビッ
トが前記ボーリングロッドの周囲を公転する角速度は
「(1−N)ω」となり、前記ブレード状掘削ビットの
自転中心が前記ボーリング孔の中心線から離隔する半径
方向距離に対する当該掘削ビットの自転中心から先端ま
での距離の比率が「(N−1) 」より小さく成る様
に構成され、以って、前記地盤掘削用の流体が掘削する
範囲の断面形状が、曲線から成る複数個の閉じた領域か
ら構成され且つ前記ボーリング孔の中心に対して対称な
形状となる様に構成することが出来る。ここで、前記
「曲線から成る複数個の閉じた領域から構成され且つ前
記ボーリング孔の中心に対して対称となる様な形状」と
は、「複数個の閉じた領域」がN個の場合は、図32−
図37で示す様な複葉状の形状を意味している。そし
て、「複数個の閉じた領域」が(N+1)個の場合は、
図45で示す様な複葉状の形状を意味している。
Further, according to the present invention, it is possible to drill a boring hole which is composed of N closed regions formed of a curved line and has a symmetrical cross section with respect to the center of the boring hole. That is, in the excavator of the present invention,
A boring rod coaxial with a center line of a boring hole to be excavated, a drilling monitor provided on the boring rod and configured to rotate around the boring rod, and a monitor provided on a peripheral portion of the drilling monitor and provided on the periphery thereof. A nozzle that injects a fluid for ground excavation while rotating around the monitor, and when the angular velocity at which the nozzle rotates around the monitor is “ω”, the monitor rotates around the boring rod. And the ratio of the reach of the ground excavation fluid to the radial distance apart from the center line of the boring hole by the monitor is “(N−1) 2 ”. Is also reduced, so that the cross-sectional shape of the area where the fluid for excavating the ground excavates is composed of a plurality of closed areas consisting of curves and the center of the boring hole It can be constructed as to be symmetrical against. Alternatively, the drilling apparatus of the present invention has a boring rod coaxial with the center line of the boring hole to be drilled, and a blade-shaped drill bit formed by arranging N blades on the rod at equal intervals in the circumferential direction. The blade-shaped drilling bit is provided so as to be radially separated from the boring rod, and is configured to revolve while rotating around the boring rod. When the angular speed of rotation around the periphery is “ω”, the angular speed at which the excavation bit revolves around the boring rod is “(1-N) ω”, and the center of rotation of the blade-shaped excavation bit is the boring hole. ratio from the rotation center of the drill bit with respect to the radial distance away from the center line of the distance to the tip of the "(N-1) 2" smaller than adult Thus, the cross-sectional shape of the area in which the fluid for ground excavation excavates is constituted by a plurality of closed regions formed of curves and has a shape symmetric with respect to the center of the boring hole. It can be configured as follows. Here, the “shape constituted by a plurality of closed regions formed of a curve and symmetrical with respect to the center of the boring hole” means that “the number of a plurality of closed regions” is N , FIG.
This means a double leaf shape as shown in FIG. And when the “plurality of closed areas” is (N + 1),
This means a double leaf shape as shown in FIG.

【0024】[0024]

【発明の実施の形態】以下、図面を参照して本発明の実
施形態を説明する。
Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings.

【0025】図1−図16は、上記知見(A)に基く実
施形態を示している。図1には、各頂点を符号A、B、
C、Dで示す正方形のボーリング孔Hをその正方形に内
接する正三角形状のカッタ(掘削ビット)Tを回転して
掘削する実施形態が示されている。そして、図2〜図7
を参照し、その正三角形状のカッタTによってボーリン
グ孔Hが正方形状に創成される態様を説明する。
FIGS. 1 to 16 show an embodiment based on the above knowledge (A). In FIG. 1, the vertices are denoted by A, B,
An embodiment in which a square boring hole H indicated by C and D is excavated by rotating a regular triangular cutter (excavation bit) T inscribed in the square. 2 to 7
A mode in which the boring hole H is formed in a square shape by the regular triangular cutter T will be described with reference to FIG.

【0026】図において、正三角形状のカッタT(正
(N−1)角形状の輪郭を有する掘削ビット)は、1辺
が2aの正方形状のボーリング孔Hに内接し、その重心
(図心)Gがボーリング孔Hの中心Oから半径rの軌道
Rを反時計回りに公転しており、その回転角(公転する
角度)をθで示している。そして、カッタTは時計回り
に公転速度の1/3の速度で自転しており、その回転角
(自転する角度)をφで示している。また、三角形Tの
重心Gから頂点Pまでの距離Lは、L=2・3−0.5
aであるから、正方形Hと三角形Tの重心(O、G)間
距離rは、r=(2・3−0 .5−3)a/3であり、
このrが軌道Rの半径となっている。
In the figure, a regular triangular cutter T (a drill bit having a regular (N-1) square contour) is inscribed in a square boring hole H having one side 2a, and its center of gravity (centroid G) revolves counterclockwise on a trajectory R having a radius r from the center O of the boring hole H, and its rotation angle (angle of revolution) is indicated by θ. The cutter T rotates clockwise at a speed of 1/3 of the revolving speed, and its rotation angle (rotation angle) is indicated by φ. The distance L from the center of gravity G of the triangle T to the vertex P is L = 2 · 3 −0.5
because it is a, the center of gravity (O, G) between the distance r of the square H and triangle T is, r = (2 · 3 -0 .5 -3) was a / 3,
This r is the radius of the trajectory R.

【0027】図2は、三角形Tの頂点Pと重心Gとを結
ぶ線分LがX軸と重なった状態であって、この状態を回
転角θ=0°とする。以下、図3および図4はそれぞれ
θ=45°および90°の回転時を示し、三角形カッタ
Tはφ=15°および30°逆方向に回転し、その頂点
Pの軌跡がボーリング孔Hの一辺を形成している。そし
て、図5のθ=135°での頂角部は丸みを形成して、
図6および図7のθ=180°および270°で次の辺
が形成されている。同様にして三角形Tの図示しない他
の頂点で各辺が形成され、ボーリング孔Hが正方形状に
形成される。
FIG. 2 shows a state where a line segment L connecting the vertex P of the triangle T and the center of gravity G overlaps the X axis, and this state is defined as a rotation angle θ = 0 °. Hereinafter, FIGS. 3 and 4 show the rotation at θ = 45 ° and 90 °, respectively, and the triangular cutter T rotates in the opposite direction φ = 15 ° and 30 °, and the locus of the vertex P is one side of the boring hole H. Is formed. Then, the vertex at θ = 135 ° in FIG. 5 is rounded,
The following sides are formed at θ = 180 ° and 270 ° in FIGS. 6 and 7. Similarly, each side is formed at another vertex (not shown) of the triangle T, and the boring hole H is formed in a square shape.

【0028】図8は、図1−図7で説明した様なカッタ
(掘削ビット)Tを回転した際における(3角形のカッ
タTの)頂点Pの軌跡を包絡線で表現したものである。
そして、頂点Pの軌跡がボーリング孔Hの断面形状、す
なわち正方形である旨が明示されている。なお図8にお
いて、正三角形状のカッタTの重心Gの軌跡が、符号G
−Tで示されている。ここで、図8で示されているボー
リング孔Hの断面形状は偏心回転によって創成される包
絡線であり、その各頂角には丸みが付き、また、各辺は
厳密な意味においては直線とは言い得ない。しかし、図
8で示すボーリング孔Hの断面形状は、実用上、正方形
(正4角形)と考えて問題は無い。
FIG. 8 shows the trajectory of the vertex P (of the triangular cutter T) when the cutter (digging bit) T as described with reference to FIGS.
Further, it is specified that the locus of the vertex P is a cross-sectional shape of the boring hole H, that is, a square. In FIG. 8, the locus of the center of gravity G of the cutter T having a regular triangular shape is represented by a symbol G.
Indicated by -T. Here, the sectional shape of the boring hole H shown in FIG. 8 is an envelope created by eccentric rotation, and each apex angle is rounded, and each side is a straight line in a strict sense. Can not say. However, the cross-sectional shape of the boring hole H shown in FIG. 8 is practically considered to be a square (regular quadrangle), and there is no problem.

【0029】また、図9には、正方形のカッタT4で正
五角形のボーリング孔H5が、そして、図10には正五
角形のカッタT5で正六角形のボーリング孔H6が創成
される実施形態が示されている。この場合、軌道円半径
rは、両多角形重心間距離(OG)であり、r=a{s
ec(π/N)−1}/2 となる。ただし、aはN角
形の中心Oと一辺間の距離である(図9参照)。
FIG. 9 shows an embodiment in which a square cutter T4 forms a regular pentagonal boring hole H5, and FIG. 10 shows an embodiment in which a regular pentagonal cutter T5 forms a regular hexagonal boring hole H6. ing. In this case, the radius r of the orbit circle is the distance between the centers of gravity of the two polygons (OG), and r = a {s
ec (π / N) -1} / 2. Here, a is the distance between the center O of the N-gon and one side (see FIG. 9).

【0030】図11〜図16は、正三角形状(図11)
から正八角形状(図16)までのボーリング孔H3〜H
8およびカッタの軌道R3〜R8を、それぞれ示してい
る。
FIGS. 11 to 16 show an equilateral triangular shape (FIG. 11).
Holes H3 to H from ま で to a regular octagonal shape (FIG. 16)
8 and orbits R3 to R8 of the cutter are shown, respectively.

【0031】次に、上記知見(B)に基く実施形態につ
いて、図17−図21を参照して説明する。図17にお
いて、交差噴流を構成するジェットJ1、J2は単一の
矢印Jで表現しており、ノズルN1、N2も点Nで表現
して、図示を簡略化している。
Next, an embodiment based on the above knowledge (B) will be described with reference to FIGS. In FIG. 17, jets J1 and J2 constituting the cross jet are represented by a single arrow J, and the nozzles N1 and N2 are also represented by points N to simplify the illustration.

【0032】正方形断面を有する改良体10の造成の1
過程を模式的に示す断面図である図17において、ノズ
ルNの軌跡(公転軌跡)TLが構成する円の半径寸法を
「r」とすれば、ノズルNの初期位置(図17で示す位
置)の座標(x、y)は(r、0)となり、一般化する
と次式(2)、(3)の通りになる。 x=rcosωt ・・・・ (2) y=rsinωt ・・・・ (3) この式(2)、(3)において、符号ωはノズルNが図
示しないモニタの周囲を回転する角速度(公転角速度)
である。なお、図17で示す初期位置において、ノズル
NからのジェットJはX軸上を左方向に噴射されてお
り、その先端は符号J−Eで示されている。
Construction of improved body 10 having square cross section 1
In FIG. 17 which is a cross-sectional view schematically showing the process, if the radius of a circle formed by the locus (revolution locus) TL of the nozzle N is “r”, the initial position of the nozzle N (the position shown in FIG. 17) Is (r, 0), which can be generalized to the following equations (2) and (3). x = rcosωt (2) y = rsinωt (3) In the equations (2) and (3), the symbol ω is an angular velocity (revolution angular velocity) at which the nozzle N rotates around a monitor (not shown).
It is. At the initial position shown in FIG. 17, the jet J from the nozzle N is jetted leftward on the X-axis, and its tip is indicated by the symbol JE.

【0033】図17において、ノズルNの公転軌跡は、
1辺の長さがaの正三角形が正方形10(1辺の長さが
aの正方形)に常に内接する様に移動している場合にお
ける当該正三角形の重心の軌跡に一致する。
In FIG. 17, the revolution trajectory of the nozzle N is
This coincides with the locus of the center of gravity of the equilateral triangle when the equilateral triangle having the length of one side a is always inscribed in the square 10 (the square having the length of a side of a).

【0034】図18−図21は、ジェットJによる切削
の進捗を図示したものであり、符号θはノズルNの公転
した角度を示している。図18は、ノズルNが図17で
示す位置(初期位置)に対して反時計方向にπ/2(r
ad)だけ公転した状態を示している。ノズルNは、公
転速度(−3ω=(1−N)ω:N=4)の1/3の角
速度ωで自転するので、そこから噴射されるジェットJ
は、X軸に対して平行とはならず、図18で示す様な角
度(自転による回転角度)を有している。そして、ノズ
ルNの公転及び自転により、ジェットJも移動し、その
先端J−Eも移動する。その結果、図18においてハッ
チングを付して示す領域が切削され、地盤改良材と混合
される。ここで、当該改良された領域の断面形状は、従
来の円形断面を有する改良体では形成し得なかった断面
形状となっている。
FIGS. 18 to 21 show the progress of cutting by the jet J, and the symbol θ indicates the angle of the nozzle N revolved. FIG. 18 shows that the nozzle N moves counterclockwise with respect to the position (initial position) shown in FIG.
ad) shows the state of revolution. Since the nozzle N rotates at an angular velocity ω of 1 / of the revolution speed (−3ω = (1−N) ω: N = 4), the jet J jetted therefrom
Are not parallel to the X axis and have an angle (rotation angle by rotation) as shown in FIG. Then, due to the revolution and rotation of the nozzle N, the jet J also moves, and its tip JE also moves. As a result, the hatched region in FIG. 18 is cut and mixed with the ground improvement material. Here, the cross-sectional shape of the improved region is a cross-sectional shape that cannot be formed by a conventional improved body having a circular cross-section.

【0035】この際に、切削・改良された領域(ハッチ
ングを付して示す領域)において、点Fと点J−Eとを
結ぶ線分は、Y軸と平行な直線となっている。換言すれ
ば、ジェットJの先端は、Y軸と平行に図中上方に移動
している。なお、符号TLは公転軌跡を示している。こ
の段階においても、点Fと点J−Eとを結ぶ線分は、Y
軸と平行な直線となっている。なお図示の簡略化のた
め、図19−図21においては、改良された領域にハッ
チングを付していない。
At this time, in the cut and improved area (the area indicated by hatching), the line connecting the point F and the point JE is a straight line parallel to the Y axis. In other words, the tip of the jet J moves upward in the figure in parallel with the Y axis. The symbol TL indicates the orbit. Also at this stage, the line segment connecting the point F and the point JE is Y
It is a straight line parallel to the axis. For simplification of illustration, in FIGS. 19 to 21, the improved regions are not hatched.

【0036】図19は、ノズルNが初期位置に対して左
回転方向にπ(rad)だけ公転移動した状態を示して
いる。この段階においては、ジェットJの先端J−E
は、Y軸に平行に移動した後に、X軸と平行に図中右方
向に移動している。図20で示す段階、すなわちノズル
Nが初期位置に対して5π/4だけ公転移動した段階で
は、ジェットJの先端J−Eは、X軸と平行に図中右方
向へ、さらに移動している。そして、ノズルNが2π
(rad)だけ公転移動すると(換言すれば公転軌跡T
L上を1回転すると)、ジェットJの先端J−Eは図2
1で示す様な位置に到達する。
FIG. 19 shows a state in which the nozzle N has revolved around the initial position by π (rad) in the counterclockwise direction. At this stage, the tip JE of the jet J
Moves parallel to the Y axis and then to the right in the figure parallel to the X axis. At the stage shown in FIG. 20, that is, at the stage where the nozzle N has revolved by 5π / 4 with respect to the initial position, the tip JE of the jet J has further moved to the right in the figure in parallel with the X axis. . And the nozzle N is 2π
(Rad) orbital movement (in other words, orbit T
L), the tip JE of the jet J is shown in FIG.
A position as shown by 1 is reached.

【0037】図示は省略したが、ノズルNが初期位置に
対して6πだけ公転移動すると、すなわち公転軌跡TL
上を3回転すると、ジェットJの先端J−Eは初期位置
Fまで戻り(すなわち、自転を1回転行い)、正方形断
面すなわち正4角形状の断面を有する領域の切削が為さ
れる。また、図17−図21において、掘削された正方
形断面10の角部には若干のアールがつくが、直角な角
部とアールのついた角部との差異は、実際の施工に際し
ては無視出来る程度の小さなものである。
Although illustration is omitted, when the nozzle N revolves around the initial position by 6π, that is, the revolving locus TL
After three rotations upward, the tip JE of the jet J returns to the initial position F (that is, performs one rotation), and a region having a square cross section, that is, a square cross section is cut. Also, in FIGS. 17 to 21, the corners of the excavated square cross section 10 are slightly rounded, but the difference between the right-angled corners and the rounded corners can be ignored in actual construction. It is a small thing.

【0038】次に、上記知見(C)に基く実施形態につ
いて、図22−図25を参照して説明する。ここで、図
22−図25の実施形態においては、ボーリング孔の断
面形状(正N角形状)は4角形である。すなわち、N=
4である。
Next, an embodiment based on the above knowledge (C) will be described with reference to FIGS. Here, in the embodiment of FIGS. 22 to 25, the cross-sectional shape (regular N-sided shape) of the boring hole is a quadrangle. That is, N =
4.

【0039】図22−図25において、正5角形状(正
「N+1」角形状)のカッタP(正(N+1)角形状の
輪郭を有する掘削ビット)は、その重心(図心)Gがボ
ーリング孔Hの中心Oから半径rの円周軌道Rを時計回
りに移動(公転)しており、その回転角(公転する角
度)が符号「θ」で示されている。ここで、カッタPの
重心が描く軌跡の半径rは、カッタPに外接する円(図
22−図25では図示せず)の半径の1/25(1/
(N+1))である。換言すれば、正5角形状のカ
ッタPは、半径25r(すなわち、「(N+1)
r」)の円(図22−図25では図示せず)に内接す
る輪郭を有している。一方、カッタPは公転すると共に
自転をしており、その自転速度は前記公転速度の1/5
(すなわち「1/(N+1)」)の速度で自転してお
り、その回転角(自転する角度)は符号「ψ」で示され
ている。
In FIGS. 22 to 25, a regular pentagonal (positive "N + 1" square) cutter P (a drill bit having a regular (N + 1) square contour) has a center of gravity (center of gravity) G which is boring. A circular orbit R having a radius r is moved (revolved) clockwise from the center O of the hole H, and the rotation angle (revolved angle) is indicated by a symbol “θ”. Here, the radius r of the locus drawn by the center of gravity of the cutter P is 1/25 (1/2) of the radius of a circle (not shown in FIGS. 22 to 25) circumscribing the cutter P.
(N + 1) 2 ). In other words, the regular pentagonal cutter P has a radius of 25r (that is, “(N + 1)
Circle 2 r ") (having a contour that is inscribed in FIG. 22-FIG. 25, not shown). On the other hand, the cutter P revolves while rotating, and its rotation speed is 1/5 of the above-mentioned revolution speed.
(That is, “1 / (N + 1)”), and the rotation angle (rotation angle) is indicated by a symbol “ψ”.

【0040】図22−図25の5角形カッタPの掘削ビ
ットの掃過範囲を考察するに際して、以下、5角形カッ
タPの頂点PE−1の軌跡のみを考慮する。なお図22
−図25において、符号「IS」で示すのは、完全に正
方形をしたボーリング孔が掘削可能であると仮定した場
合における断面形状であり、換言すれば、理想的な断面
形状を示している。
In considering the sweep range of the digging bit of the pentagonal cutter P shown in FIGS. 22 to 25, only the locus of the vertex PE-1 of the pentagonal cutter P will be considered below. FIG.
-In Fig. 25, the symbol "IS" is the cross-sectional shape assuming that a perfectly square boring hole can be excavated, in other words, it indicates the ideal cross-sectional shape.

【0041】図22には、カッタPは当初の状態に対し
て270゜公転し、且つ、54゜自転した状態が示され
ている。これにより、カッタPの1つの頂点PE−1
は、原点P−Oから符号「TR−21」で示す軌跡を描
く。
FIG. 22 shows a state in which the cutter P has revolved 270 ° and rotated 54 ° with respect to the initial state. Thereby, one vertex PE-1 of the cutter P is obtained.
Draws a trajectory indicated by reference numeral “TR-21” from the origin PO.

【0042】図23の状態では、カッタPは630゜公
転し、且つ、126゜自転している。これにより、カッ
タPの頂点PE−1は、符号「TR−22」で示す軌跡
を描いている。
In the state shown in FIG. 23, the cutter P revolves 630 ° and rotates 126 °. As a result, the vertex PE-1 of the cutter P draws a locus indicated by the symbol “TR-22”.

【0043】図24の状態では、カッタPは1260゜
公転し、且つ、252゜自転している。これにより、カ
ッタPの頂点PE−1は、符号「TR−23」で示す軌
跡を描いている。
In the state shown in FIG. 24, the cutter P revolves 1260 ° and rotates 252 °. As a result, the vertex PE-1 of the cutter P draws a locus indicated by the symbol “TR-23”.

【0044】図25の状態では、カッタPは1800゜
公転し、且つ、360゜自転している。すなわち、カッ
タPは自転により一回転をしているので、その頂点PE
−1は、符号「TR−24」で示す様な閉じた形状の軌
跡を描く。この軌跡TR−24と、理想的な断面形状I
Sとを比較すると、軌跡TR−24(すなわち、カッタ
Pにより掘削される領域の断面形状)は、その4隅部が
円弧状になっている。しかしながら概略4角形状の軌跡
を描いており、実用的には、四角形断面のボーリング孔
を掘削したものと考えて差し支えない。
In the state shown in FIG. 25, the cutter P rotates around 1800 ° and rotates 360 °. That is, since the cutter P makes one rotation by rotation, its vertex PE
A value of -1 indicates a locus of a closed shape as indicated by reference numeral "TR-24". This locus TR-24 and the ideal sectional shape I
Comparing with S, the locus TR-24 (that is, the sectional shape of the region excavated by the cutter P) has four corners in an arc shape. However, a substantially quadrangular trajectory is drawn, and in practice, it may be considered that a boring hole having a square cross section has been excavated.

【0045】上述した通り、前記モニタが前記ボーリン
グ孔の中心線から離隔する半径方向距離rと、前記地盤
掘削用の流体の到達距離Lとの比率を、或いは、前記ブ
レード状掘削ビットの自転中心が前記ボーリング孔の中
心線から離隔する半径方向距離と、当該掘削ビットの自
転中心から先端までの距離との比率を、(N−1)
り小さくすれば、掘削ビットT、Pの掃過範囲の断面形
状を、N個の頂点を有し、且つ、頂点と頂点とを結ぶ辺
が湾曲線で構成されている形状にせしめることが出来
る。図26−図31は、前記比率を(N−1)とした場
合において、図17−図21の実施形態により掘削され
たボーリング孔の断面形状を示している。ここで、図2
6はN=3、図27はN=4、図28はN=5、図29
はN=6、図30はN=7、図31はN=8の場合をそ
れぞれ示している。
As described above, the ratio of the radial distance r at which the monitor is separated from the center line of the boring hole to the reaching distance L of the fluid for excavating the ground, or the rotation center of the blade-shaped excavating bit, If the ratio of the radial distance away from the center line of the boring hole to the distance from the rotation center of the drill bit to the tip is smaller than (N-1) 2 , the sweeping of the drill bits T and P The cross-sectional shape of the range can be made to have a shape having N vertices and a side connecting the vertices formed of a curved line. FIGS. 26 to 31 show the cross-sectional shapes of the boring holes drilled according to the embodiment of FIGS. 17 to 21 when the ratio is (N-1). Here, FIG.
6 is N = 3, FIG. 27 is N = 4, FIG. 28 is N = 5, FIG.
30 shows the case where N = 6, FIG. 30 shows the case where N = 7, and FIG. 31 shows the case where N = 8.

【0046】なお、前記比率(「前記モニタが前記ボー
リング孔の中心線から離隔する半径方向距離rと、前記
地盤掘削用の流体の到達距離Lとの比率」、或いは、
「前記ブレード状掘削ビットの自転中心が前記ボーリン
グ孔の中心線から離隔する半径方向距離と、当該掘削ビ
ットの自転中心から先端までの距離との比率」)を
「N」とした場合については、図46で示されている。
The ratio (“the ratio of the radial distance r at which the monitor is separated from the center line of the boring hole to the reaching distance L of the fluid for excavation”, or
When "the ratio of the radial distance in which the rotation center of the blade-shaped drilling bit is separated from the center line of the boring hole and the distance from the rotation center of the drilling bit to the tip") is "N", This is shown in FIG.

【0047】上述した通り、前記モニタが前記ボーリン
グ孔の中心線から離隔する半径方向距離rと、前記地盤
掘削用の流体の到達距離Lとの比率を、或いは、前記ブ
レード状掘削ビットの自転中心が前記ボーリング孔の中
心線から離隔する半径方向距離と、当該掘削ビットの自
転中心から先端までの距離との比率を、(N−1)より
もさらに小さくすれば、掘削ビットT、Pの掃過範囲の
断面形状を、曲線から成る複数個の閉じた領域から構成
され且つ前記ボーリング孔の中心に対して対称となる様
な形状にせしめることが可能である。図32−図37
は、当該「複数個の閉じた領域」がN個であり、且つ、
前記比率を「1」にした場合において、図17−図21
の実施形態により掘削されたボーリング孔の断面形状を
示している。ここで、図32はN=3、図33はN=
4、図34はN=5、図35はN=6、図36はN=
7、図37はN=8の場合をそれぞれ示している。
As described above, the ratio of the radial distance r at which the monitor is separated from the center line of the boring hole to the reaching distance L of the ground excavating fluid, or the rotation center of the blade-shaped excavating bit, If the ratio of the radial distance apart from the center line of the boring hole to the distance from the rotation center of the drill bit to the tip is made smaller than (N-1), the sweep of the drill bits T and P can be performed. It is possible to make the cross-sectional shape of the overrange into a shape which is composed of a plurality of closed regions consisting of curved lines and which is symmetric with respect to the center of the boring hole. FIG. 32 to FIG. 37
Is N in the “plurality of closed areas”, and
When the ratio is set to “1”, FIGS.
3 shows a cross-sectional shape of a boring hole excavated according to the embodiment. Here, FIG. 32 shows N = 3, and FIG.
4, FIG. 34 shows N = 5, FIG. 35 shows N = 6, and FIG.
7 and FIG. 37 show the case where N = 8.

【0048】また、図45は、「複数個の閉じた領域」
が(N+1)個であり、且つ、前記比率を「N−2」に
した場合におけるボーリング孔の断面形状を示してい
る。
FIG. 45 shows "a plurality of closed areas".
Are (N + 1) and the cross-sectional shape of the boring hole when the ratio is “N−2”.

【0049】図26−図31の実施形態、図32−図3
7の実施形態、図45の実施形態における、その他の構
成等については、図17−図21の実施形態と概略同様
である。
26 to 31 and FIGS. 32 to 3
Other configurations and the like in the seventh embodiment and the embodiment in FIG. 45 are substantially the same as those in the embodiments in FIGS. 17 to 21.

【0050】次に、図38−図40を参照して、ブレー
ド状掘削ビットを用いて正N角形(例えば正方形:正4
角形)の断面形状を有するボーリング孔を掘削する実施
形態について説明する。
Next, referring to FIG. 38 to FIG. 40, a regular N-gon (for example, square: regular 4)
An embodiment in which a boring hole having a (square) cross-sectional shape is excavated will be described.

【0051】図38、図39は、(特に図38で示す様
な)中央で連結された3本のブレードR1、R2、R3
を有するカッタ或いは掘削ビットT−1を、図1−図8
で説明した様に自転及び公転して、図1−図8の実施形
態で用いられたカッタ(正三角形状のカッタ:図1−図
8の符号「T」)と同様に、正方形(正四角形)状のボ
ーリング孔を掘削する実施形態を説明している。
FIGS. 38 and 39 show three blades R1, R2, R3 connected at the center (particularly as shown in FIG. 38).
Or a drill bit T-1 having
Rotate and revolve as described in (1), and similarly to the cutter (regular triangular cutter: symbol “T” in FIGS. 1 to 8) used in the embodiment of FIGS. 1) describes an embodiment in which a boring hole having a shape of) is excavated.

【0052】図38において、全体を符号T−1で示す
ブレード状掘削ビットは、自転中心V−Oを中心として
対称に配置された3本のブレードR1、R2、R3を有
しており、ブレードR1、R2、R3の各々には、掘削
用のチップBBCが複数設けられている。ここで、ブレ
ード状掘削ビットT−1の自転中心V−Oは、ブレード
R1の頂点R1−P、ブレードR2の頂点R2−P、ブ
レードR3の頂点R3−Pを結んで出来る正3角形の重
心の位置に等しい。
In FIG. 38, the blade-shaped excavation bit generally denoted by T-1 has three blades R1, R2 and R3 symmetrically arranged about the rotation center VO. Each of R1, R2, and R3 is provided with a plurality of excavating chips BBC. Here, the rotation center VO of the blade-shaped excavation bit T-1 is a regular triangular center of gravity formed by connecting the vertex R1-P of the blade R1, the vertex R2-P of the blade R2, and the vertex R3-P of the blade R3. Equal to the position.

【0053】前記自転中心V−Oは、ブレード状掘削ビ
ットT−1により掘削されるボーリング孔Hの中心Oに
対して、距離「r」だけ偏心している。ボーリング孔H
の中心Oは、図39において符号100で示すボーリン
グマシンのボーリングロッド60の中心軸と一致してい
る。換言すれば、ブレード状掘削ビットT−1は、その
自転中心V−Oが、図39において符号100で示すボ
ーリングマシンのボーリングロッド60の中心軸Oから
距離rだけ離れた円周上を公転しつつ、自転するのであ
る。
The rotation center VO is eccentric to the center O of the boring hole H excavated by the blade-shaped excavation bit T-1 by a distance "r". Boring hole H
39 coincides with the center axis of the boring rod 60 of the boring machine indicated by reference numeral 100 in FIG. In other words, the blade-shaped excavation bit T-1 revolves around the circumference whose rotation center VO is separated by a distance r from the center axis O of the boring rod 60 of the boring machine indicated by reference numeral 100 in FIG. While rotating.

【0054】図38、図39の実施形態において、ブレ
ード状掘削ビットT−1が自転する角速度が「ω」であ
る場合に、前記ボーリングロッド60(或いは、ボーリ
ング孔Hの中心O)の周囲をブレード状掘削ビットT−
1が公転する角速度は「(1−N)ω」である。また、
前述した様に、ブレード状掘削ビットT−1の自転中心
V−Oがボーリング孔Hの中心O(或いは、ボーリング
ロッド60の中心軸)から離隔する半径方向距離は
「r」であるが、ブレード状掘削ビットT−1の自転中
心V−Oから各ブレードR1、R2、R3の先端R1−
P、R2−P、R3−Pまでの距離は「(N−1)
r」となる様に設定されている。その結果、ブレード状
掘削ビットT−1の掃過範囲、すなわち当該掘削ビット
T−1で掘削されるボーリング孔Hの断面形状は、半径
「N(N−2)r」の円に外接する正4角形状となる。
In the embodiment shown in FIGS. 38 and 39, when the angular speed at which the blade-shaped excavation bit T-1 rotates is "ω", the periphery of the boring rod 60 (or the center O of the boring hole H) is formed. Blade-shaped drill bit T-
The angular velocity at which 1 revolves is “(1-N) ω”. Also,
As described above, the radial distance at which the rotation center VO of the blade-shaped excavation bit T-1 is separated from the center O of the boring hole H (or the center axis of the boring rod 60) is “r”, From the rotation center VO of the drill bit T-1 to the tip R1- of the blades R1, R2, R3.
The distance to P, R2-P, and R3-P is "(N-1) 2
r ”. As a result, the sweep range of the blade-shaped excavation bit T-1, that is, the cross-sectional shape of the boring hole H excavated by the excavation bit T-1, is a positive circle circumscribing a circle having a radius of "N (N-2) r". It has a quadrangular shape.

【0055】図38、図39の実施形態におけるその他
の構成及び作用効果については、図1−図8の実施形態
と同様である。
Other configurations and operational effects of the embodiment of FIGS. 38 and 39 are the same as those of the embodiment of FIGS.

【0056】さらに、図38、図39と同様に、図40
で示す様な中央で連結された5本のロッドから成る断面
形状を有するカッタ或いは掘削ビットP−1を、図22
−図25で説明した様に自転及び公転すれば、図40に
おいて点線で示す形状のカッタ(正三角形状のカッタ:
図22−25の符号「P」)と同様に、正方形(正四角
形)状のボーリング孔が掘削出来るのである。
Further, similarly to FIGS. 38 and 39, FIG.
A cutter or drill bit P-1 having a cross-sectional shape composed of five rods connected at the center as shown in FIG.
-If it rotates and revolves as described in FIG. 25, a cutter (a regular triangular cutter:
Similar to the symbol “P” in FIGS. 22 to 25, a square (square) boring hole can be excavated.

【0057】図示の実施形態は例示であり、本発明の技
術的範囲を限定する趣旨の記述ではない。例えば、図示
の実施形態においては、主として4角形断面或いは5角
形断面を有するボーリング孔を地盤に掘削する場合に関
して説明されているが、所望の正N角形状の断面形状を
有する孔を掘削する場合についても、本発明は広く適用
可能である。また、地盤のみならず、非常に硬い岩盤に
ボーリング孔を掘削する場合にも、本発明を適用するこ
とが出来る。そして、本発明は、その他にも種々の変
形、変更が可能である旨を付記する。
The illustrated embodiment is an exemplification, and does not limit the technical scope of the present invention. For example, in the illustrated embodiment, a case in which a boring hole having a square cross section or a pentagonal cross section is mainly excavated has been described, but a case where a hole having a desired regular N-angle cross section is excavated is described. Also, the present invention can be widely applied. Further, the present invention can be applied not only to the ground but also to a case where a boring hole is excavated in a very hard rock. It is noted that the present invention can be variously modified and changed.

【0058】[0058]

【発明の効果】以上説明したように構成された本発明に
よれば、正N角形状のボーリング孔を掘削するという、
従来は不可能であった要請に応える事が出来て、しか
も、実施或いは施工が容易である。そして本発明は、地
盤に対する孔の掘削にとどまらず、岩盤その他に対する
掘削にも適用することができる。
According to the present invention constructed as described above, a regular N-sided boring hole is excavated.
It can meet requests that were not possible before, and is easy to implement or construct. The present invention can be applied to not only excavation of a hole in the ground but also excavation of a bedrock or the like.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】本発明の一実施形態を示す平面図。FIG. 1 is a plan view showing an embodiment of the present invention.

【図2】図1の掘削孔の創成を説明する図。(θ=0
°)
FIG. 2 is a diagram illustrating creation of a drill hole in FIG. 1; (Θ = 0
°)

【図3】図2から回転した状態(θ=45°)を説明す
る図。
FIG. 3 is a diagram illustrating a state of rotation from FIG. 2 (θ = 45 °);

【図4】図3から回転した状態(θ=90°)を説明す
る図。
FIG. 4 is a diagram illustrating a state of rotation from FIG. 3 (θ = 90 °);

【図5】図4から回転した状態(θ=135°)を説明
する図。
FIG. 5 is a view for explaining a state rotated from FIG. 4 (θ = 135 °);

【図6】図5から回転した状態(θ=180°)を説明
する図。
FIG. 6 is a diagram illustrating a state of rotation from FIG. 5 (θ = 180 °);

【図7】図6から回転した状態(θ=270°)を説明
する図。
FIG. 7 is a view for explaining a state rotated from FIG. 6 (θ = 270 °);

【図8】図1−図7において、掘削ビットの軌跡を包括
線で示す図。
FIG. 8 is a diagram showing the trajectory of the drill bit in FIG. 1 to FIG. 7 by a comprehensive line.

【図9】別の実施形態(五角形状孔)を示す平面図。FIG. 9 is a plan view showing another embodiment (pentagonal hole).

【図10】さらに別の実施形態(六角形状孔)を示す平
面図。
FIG. 10 is a plan view showing still another embodiment (hexagonal hole).

【図11】本発明による三角形状孔の例を示す平面図。FIG. 11 is a plan view showing an example of a triangular hole according to the present invention.

【図12】本発明による四角形状孔の例を示す平面図。FIG. 12 is a plan view showing an example of a square hole according to the present invention.

【図13】本発明による五角形状孔の例を示す平面図。FIG. 13 is a plan view showing an example of a pentagonal hole according to the present invention.

【図14】本発明による六角形状孔の例を示す平面図。FIG. 14 is a plan view showing an example of a hexagonal hole according to the present invention.

【図15】本発明による七角形状孔の例を示す平面図。FIG. 15 is a plan view showing an example of a heptagonal hole according to the present invention.

【図16】本発明による八角形状孔の例を示す平面図。FIG. 16 is a plan view showing an example of an octagonal hole according to the present invention.

【図17】本発明の他の実施形態による切削の1過程を
模式的に示す断面図。
FIG. 17 is a cross-sectional view schematically showing one process of cutting according to another embodiment of the present invention.

【図18】図17の実施形態により地盤を切削する1過
程を模式的に示す断面図。
FIG. 18 is a sectional view schematically showing one process of cutting the ground according to the embodiment of FIG. 17;

【図19】地盤を切削する1過程を模式的に示す断面
図。
FIG. 19 is a sectional view schematically showing one process of cutting the ground.

【図20】地盤を切削する1過程を模式的に示す断面
図。
FIG. 20 is a sectional view schematically showing one process of cutting the ground.

【図21】地盤を切削する1過程を模式的に示す断面
図。
FIG. 21 is a sectional view schematically showing one process of cutting the ground.

【図22】本発明のさらに別の実施形態による地盤切削
の1過程を模式的に示す断面図。
FIG. 22 is a sectional view schematically showing one step of ground cutting according to still another embodiment of the present invention.

【図23】地盤を切削する1過程を模式的に示す断面
図。
FIG. 23 is a sectional view schematically showing one process of cutting the ground.

【図24】地盤を切削する1過程を模式的に示す断面
図。
FIG. 24 is a cross-sectional view schematically showing one process of cutting the ground.

【図25】地盤を切削する1過程を模式的に示す断面
図。
FIG. 25 is a sectional view schematically showing one process of cutting the ground.

【図26】本発明の他の実施形態による三角形状孔の例
を示す平面図。
FIG. 26 is a plan view showing an example of a triangular hole according to another embodiment of the present invention.

【図27】本発明の他の実施形態による四角形状孔の例
を示す平面図。
FIG. 27 is a plan view showing an example of a square hole according to another embodiment of the present invention.

【図28】本発明の他の実施形態による五角形状孔の例
を示す平面図。
FIG. 28 is a plan view showing an example of a pentagonal hole according to another embodiment of the present invention.

【図29】本発明の他の実施形態による六角形状孔の例
を示す平面図。
FIG. 29 is a plan view showing an example of a hexagonal hole according to another embodiment of the present invention.

【図30】本発明の他の実施形態による七角形状孔の例
を示す平面図。
FIG. 30 is a plan view showing an example of a heptagonal hole according to another embodiment of the present invention.

【図31】本発明の他の実施形態による八角形状孔の例
を示す平面図。
FIG. 31 is a plan view showing an example of an octagonal hole according to another embodiment of the present invention.

【図32】本発明のさらに別の実施形態による三角形状
孔の例を示す平面図。
FIG. 32 is a plan view showing an example of a triangular hole according to still another embodiment of the present invention.

【図33】本発明のさらに別の実施形態による四角形状
孔の例を示す平面図。
FIG. 33 is a plan view showing an example of a square hole according to still another embodiment of the present invention.

【図34】本発明のさらに別の実施形態による五角形状
孔の例を示す平面図。
FIG. 34 is a plan view showing an example of a pentagonal hole according to still another embodiment of the present invention.

【図35】本発明のさらに別の実施形態による六角形状
孔の例を示す平面図。
FIG. 35 is a plan view showing an example of a hexagonal hole according to still another embodiment of the present invention.

【図36】本発明のさらに別の実施形態による七角形状
孔の例を示す平面図。
FIG. 36 is a plan view showing an example of a heptagonal hole according to still another embodiment of the present invention.

【図37】本発明のさらに別の実施形態による八角形状
孔の例を示す平面図。
FIG. 37 is a plan view showing an example of an octagonal hole according to still another embodiment of the present invention.

【図38】本発明のさらにその他の実施形態で用いられ
るブレード状掘削ビットを示す平面図。
FIG. 38 is a plan view showing a blade-shaped excavation bit used in still another embodiment of the present invention.

【図39】図38で示すブレード状掘削ビットを用いて
ボーリング孔を掘削する状態を示す正面断面図。
39 is a front sectional view showing a state in which a boring hole is excavated using the blade-shaped excavating bit shown in FIG. 38.

【図40】ブレード状掘削ビットの変形例を示す図。FIG. 40 is a view showing a modification of the blade-shaped excavation bit.

【図41】円形断面のトンネルを示す図。FIG. 41 shows a tunnel with a circular cross section.

【図42】四角形断面のトンネルを示す図。FIG. 42 is a diagram showing a tunnel having a rectangular cross section.

【図43】従来の地盤全面掘削を円形掘削で施工した場
合を示す図。
FIG. 43 is a diagram showing a case in which conventional whole ground excavation is performed by circular excavation.

【図44】地盤全面掘削を六角形掘削で施工した場合を
示す図。
FIG. 44 is a diagram showing a case where the entire ground excavation is performed by hexagonal excavation.

【図45】本発明のその他の実施形態により掘削された
ボーリング孔の断面形状を示す平面図。
FIG. 45 is a plan view showing a cross-sectional shape of a boring hole excavated according to another embodiment of the present invention.

【図46】本発明の別の実施形態により掘削されたボー
リング孔の断面形状を示す平面図。
FIG. 46 is a plan view showing a cross-sectional shape of a boring hole excavated according to another embodiment of the present invention.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

H・・・掘削孔 O・・・掘削孔中心 R・・・軌道円 T、P、T−1・・・カッタ(掘削ビット) G・・・掘削手段重心 r・・・軌道円半径 θ・・・(公転)回転角 φ、ψ・・・掘削手段(自転)回転角 H: Drilling hole O: Drilling hole center R: Track circle T, P, T-1 ... Cutter (drilling bit) G: Center of gravity of drilling means r: Track circle radius θ・ ・ (Revolution) rotation angle φ, ψ ・ ・ ・ Excavation means (rotation) rotation angle

Claims (16)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 頂角数がN個の正N角形状の水平断面形
状を有するボーリング孔を掘削する掘削工法において、
正(N−1)角形状の輪郭を有する掘削ビットをボーリ
ング孔の中心と同心で半径「r」の円周上を公転させつ
つ、角速度「ω」で自転せしめ、前記正(N−1)角形
状の掘削ビットは半径(N−1) rの円に内接する
輪郭を有しており、前記正(N−1)角形状の掘削ビッ
トの公転角速度は「(1−N)ω」となり、前記正(N
−1)角形状の輪郭を有する掘削ビットの掃過範囲は半
径「N(N−2)r」の円に外接する正N角形状の範囲
となることを特徴とする掘削工法。
An excavation method for excavating a boring hole having a horizontal cross-sectional shape of a regular N-sided polygon having N apex angles,
The drill bit having the contour of the positive (N-1) square shape is revolved around the circumference of the radius "r" concentrically with the center of the boring hole, and is rotated at an angular velocity "ω". The angular drill bit has a contour inscribed in a circle having a radius of (N-1) 2 r, and the revolving angular velocity of the regular (N-1) angular drill bit is "(1-N) ω". And the positive (N
-1) An excavation method in which a sweep range of a drill bit having a square contour is a range of a regular N square shape circumscribing a circle having a radius of "N (N-2) r".
【請求項2】 頂角数がN個の正N角形状の水平断面形
状を有するボーリング孔を掘削する掘削工法において、
掘削するべきボーリング孔の中心線と同軸のボーリング
ロッドに設けた掘削用モニタが当該ボーリングロッドの
周囲を回転し、掘削用モニタの周縁部に設けられ且つ該
モニタの周囲を回転するノズルから地盤掘削用の流体を
噴射し、前記ノズルが前記モニタの周囲を回転する角速
度が「ω」である場合に、前記モニタが前記ボーリング
ロッドの周囲を回転する角速度は「(1−N)ω」とな
り、前記モニタが前記ボーリング孔の中心線から離隔す
る半径方向距離を「r」である場合に、前記地盤掘削用
の流体の到達距離は「(N−1) r」となり、前記
地盤掘削用の流体が掘削する範囲は半径「N(N−2)
r」の円に外接する正N角形状の範囲となることを特徴
とする掘削工法。
2. An excavation method for excavating a borehole having a horizontal cross-sectional shape of a regular N-sided polygon having N apex angles,
A drilling monitor provided on a boring rod coaxial with the center line of a boring hole to be drilled rotates around the boring rod, and ground excavation is performed from a nozzle provided on a peripheral portion of the drilling monitor and rotating around the monitor. When the angular velocity at which the nozzle rotates around the monitor is “ω”, the angular velocity at which the monitor rotates around the boring rod is “(1-N) ω”, When the monitor has a radial distance apart from the center line of the boring hole of “r”, the reaching distance of the fluid for ground excavation is “(N−1) 2 r”, and Excavation range of fluid is radius "N (N-2)
An excavation method characterized by a range of a regular N-gon shape circumscribing the circle of “r”.
【請求項3】 頂角数がN個の正N角形状の水平断面形
状を有するボーリング孔を掘削する掘削工法において、
正(N+1)角形状の輪郭を有する掘削ビットをボーリ
ング孔の中心と同心で半径「r」の円周上を公転させつ
つ、角速度「ω」で自転せしめ、前記正(N+1)角形
状の掘削ビットは半径「(N+1)r」の円に内接す
る輪郭を有しており、前記正(N+1)角形状の掘削ビ
ットの公転角速度は「(N+1)ω」となり、前記正
(N+1)角形状の輪郭を有する掘削ビットの掃過範囲
は半径「N(N+2)r」の円に外接する正N角形状の
範囲となることを特徴とする掘削工法。
3. An excavation method for excavating a boring hole having a horizontal cross-sectional shape of a regular N-sided polygon having N apex angles,
The excavation bit having the contour of the regular (N + 1) square shape is revolved around the circumference of the radius “r” concentrically with the center of the boring hole, and is rotated at an angular velocity “ω”. The bit has a contour inscribed in a circle having a radius of “(N + 1) 2 r”, and the revolving angular velocity of the regular (N + 1) angular drill bit is “(N + 1) ω”, and the regular (N + 1) angular An excavation method characterized in that a sweep range of a drill bit having a contour of a shape is a range of a regular N-gonal shape circumscribing a circle having a radius of “N (N + 2) r”.
【請求項4】 頂角数がN個の正N角形状の水平断面形
状を有するボーリング孔を掘削する掘削工法において、
ロッドにN本のブレードを円周方向に等間隔に配置して
構成したブレード状掘削ビットを用い、該ブレード状掘
削ビットのロッドを掘削するべきボーリング孔の中心線
と同軸のボーリングロッドから半径方向に離隔して設
け、ブレード状掘削ビットを自転しつつ前記ボーリング
ロッドの周囲を公転せしめ、前記ブレード状掘削ビット
が前記ボーリングロッドの周囲で自転する角速度が
「ω」である場合に、当該掘削ビットが前記ボーリング
ロッドの周囲を公転する角速度は「(1−N)ω」とな
り、前記ブレード状掘削ビットの自転中心が前記ボーリ
ング孔の中心線から離隔する半径方向距離が「r」であ
る場合に、当該掘削ビットの自転中心から先端までの距
離は「(N−1) r」となり、当該掘削ビットの掃
過範囲は半径「N(N−2)r」の円に外接する正N角
形状の範囲となることを特徴とする掘削工法。
4. An excavation method for excavating a boring hole having a horizontal cross-sectional shape of a regular N-sided polygon having N apex angles,
Using a blade-shaped drilling bit constituted by arranging N blades on a rod at equal intervals in the circumferential direction, the rod of the blade-shaped drilling bit is radially shifted from a boring rod coaxial with a center line of a boring hole to be drilled. The blade-shaped drilling bit is revolved around the boring rod while rotating, and when the angular velocity at which the blade-shaped drilling bit rotates around the boring rod is ω, the drilling bit is When the angular velocity of the orbit around the boring rod is “(1-N) ω”, and the radial distance at which the center of rotation of the blade-shaped drilling bit is separated from the center line of the boring hole is “r”, , the distance from the rotation center of the drill bit to the tip of the "(N-1) 2 r", and sweep range of the drill bit radius "N (N-2 Drilling method, characterized in that the range of positive N angle shape circumscribing a circle of r ".
【請求項5】 頂角数がN個の正N角形状の水平断面形
状を有するボーリング孔を掘削する掘削工法において、
掘削するべきボーリング孔の中心線と同軸のボーリング
ロッドに設けた掘削用モニタが当該ボーリングロッドの
周囲を回転し、掘削用モニタの周縁部に設けられ且つ該
モニタの周囲を回転するノズルから地盤掘削用の流体を
噴射し、前記ノズルが前記モニタの周囲を回転する角速
度が「ω」である場合に、前記モニタが前記ボーリング
ロッドの周囲を回転する角速度は「(1−N)ω」とな
り、前記モニタが前記ボーリング孔の中心線から離隔す
る半径方向距離に対する前記地盤掘削用の流体の到達距
離の比率を「(N−1)」より小さくして、前記地盤
掘削用の流体が掘削する範囲の断面形状を、N個の頂点
を有し、且つ、曲線から成る単一の閉じた領域から構成
されている形状にせしめたことを特徴とする掘削工法。
5. An excavation method for excavating a boring hole having a horizontal cross-sectional shape of N regular apex angles having N apex angles,
A drilling monitor provided on a boring rod coaxial with the center line of a boring hole to be drilled rotates around the boring rod, and ground excavation is performed from a nozzle provided on a peripheral portion of the drilling monitor and rotating around the monitor. When the angular velocity at which the nozzle rotates around the monitor is “ω”, the angular velocity at which the monitor rotates around the boring rod is “(1-N) ω”, The monitor excavates the ground excavation fluid by setting the ratio of the reach of the ground excavation fluid to the radial distance apart from the center line of the boring hole smaller than “(N−1) 2 ”. An excavation method characterized in that the cross-sectional shape of the range is reduced to a shape having N vertices and being constituted by a single closed region consisting of a curve.
【請求項6】 頂角数がN個の正N角形状の水平断面形
状を有するボーリング孔を掘削する掘削工法において、
ロッドにN本のブレードを円周方向に等間隔に配置して
構成したブレード状掘削ビットを用い、該ブレード状掘
削ビットのロッドを掘削するべきボーリング孔の中心線
と同軸のボーリングロッドから半径方向に離隔して設
け、ブレード状掘削ビットを自転しつつ前記ボーリング
ロッドの周囲を公転せしめ、前記ブレード状掘削ビット
が前記ボーリングロッドの周囲で自転する角速度が
「ω」である場合に、当該掘削ビットが前記ボーリング
ロッドの周囲を公転する角速度は「(1−N)ω」とな
り、前記ブレード状掘削ビットの自転中心が前記ボーリ
ング孔の中心線から離隔する半径方向距離に対する当該
掘削ビットの自転中心から先端までの距離の比率を
「(N−1) 」より小さくして、前記掘削ビットの
掃過範囲の断面形状を、N個の頂点を有し、且つ、曲線
から成る単一の閉じた領域から構成されていることを特
徴とする掘削工法。
6. An excavation method for excavating a boring hole having a horizontal cross-sectional shape of N regular apex angles having N apex angles,
Using a blade-shaped drilling bit constituted by arranging N blades on a rod at equal intervals in the circumferential direction, the rod of the blade-shaped drilling bit is radially shifted from a boring rod coaxial with a center line of a boring hole to be drilled. The blade-shaped drilling bit is revolved around the boring rod while rotating, and when the angular velocity at which the blade-shaped drilling bit rotates around the boring rod is ω, the drilling bit is The angular velocity at which the orbit revolves around the boring rod is “(1-N) ω”, and the rotation center of the blade-shaped drilling bit is shifted from the rotation center of the drilling bit with respect to a radial distance away from the center line of the boring hole. the ratio of the distance to the tip by less than "(N-1) 2", the cross-sectional shape of the sweep range of the drill bit, the N It has a point, and, drilling method, characterized by being composed of a single enclosed area curvilinear.
【請求項7】 掘削するべきボーリング孔の中心線と同
軸のボーリングロッドに設けた掘削用モニタが当該ボー
リングロッドの周囲を回転し、掘削用モニタの周縁部に
設けられ且つ該モニタの周囲を回転するノズルから地盤
掘削用の流体を噴射し、前記ノズルが前記モニタの周囲
を回転する角速度が「ω」である場合に、前記モニタが
前記ボーリングロッドの周囲を回転する角速度は「(1
−N)ω」となり、前記モニタが前記ボーリング孔の中
心線から離隔する半径方向距離に対する前記地盤掘削用
の流体の到達距離の比率を「(N−1) 」より小さ
くして、前記地盤掘削用の流体が掘削する範囲の断面形
状を、曲線から成る複数個の閉じた領域から構成され且
つ前記ボーリング孔の中心に対して対称となる様な形状
にせしめたことを特徴とする掘削工法。
7. A drilling monitor provided on a boring rod coaxial with a center line of a boring hole to be drilled rotates around the boring rod, and is provided at a peripheral portion of the drilling monitor and rotates around the monitor. When the angular velocity at which the nozzle rotates around the monitor is “ω”, the angular velocity at which the monitor rotates around the boring rod is “(1).
−N) ω ”, and the monitor sets the ratio of the reach distance of the ground excavation fluid to the radial distance apart from the center line of the boring hole smaller than“ (N−1) 2 ”, An excavation method characterized in that a cross-sectional shape of an area where an excavating fluid is excavated has a cross-sectional shape including a plurality of closed regions formed of curves and is symmetrical with respect to the center of the boring hole. .
【請求項8】 ロッドにN本のブレードを円周方向に等
間隔に配置して構成したブレード状掘削ビットを用い、
該ブレード状掘削ビットのロッドを掘削するべきボーリ
ング孔の中心線と同軸のボーリングロッドから半径方向
に離隔して設け、ブレード状掘削ビットを自転しつつ前
記ボーリングロッドの周囲を公転せしめ、前記ブレード
状掘削ビットが前記ボーリングロッドの周囲で自転する
角速度が「ω」である場合に、当該掘削ビットが前記ボ
ーリングロッドの周囲を公転する角速度は「(1−N)
ω」となり、前記ブレード状掘削ビットの自転中心が前
記ボーリング孔の中心線から離隔する半径方向距離に対
する当該掘削ビットの自転中心から先端までの距離の比
率を「(N−1) 」より小さくして、前記地盤掘削
用の流体が掘削する範囲の断面形状を、曲線から成る複
数個の閉じた領域から構成され且つ前記ボーリング孔の
中心に対して対称となる様な形状にせしめたことを特徴
とする掘削工法。
8. A blade-shaped excavating bit constituted by arranging N blades on a rod at equal intervals in a circumferential direction,
The rod of the blade-shaped drilling bit is provided radially spaced from a boring rod coaxial with the center line of a boring hole to be drilled, and revolves around the boring rod while rotating the blade-shaped drilling bit, thereby rotating the blade-shaped drilling bit. When the angular velocity at which the excavation bit rotates around the boring rod is “ω”, the angular velocity at which the excavation bit revolves around the boring rod is “(1-N)
ω ”, and the ratio of the distance from the rotation center of the drill bit to the tip to the radial distance where the rotation center of the blade-shaped drill bit is separated from the center line of the boring hole is smaller than“ (N−1) 2 ”. Then, the cross-sectional shape of the range in which the fluid for ground excavation is excavated is made to be a shape composed of a plurality of closed regions formed of curves and symmetric with respect to the center of the boring hole. Excavation method characterized.
【請求項9】 頂角数がN個の正N角形状の水平断面形
状を有するボーリング孔を掘削する掘削装置において、
正(N−1)角形状の掘削ビットを備え、該掘削ビット
は半径(N−1) rの円に内接する輪郭を有してお
り、ボーリング孔の中心と同心で半径「r」の円周上を
公転しつつ角速度「ω」で自転し、その公転角速度は
「(1−N)ω」となる様に構成されており、該掘削ビ
ットの掃過範囲は半径「N(N−2)r」の円に外接す
る正N角形状の範囲となる様に構成されている事を特徴
とする掘削装置。
9. A drilling apparatus for drilling a borehole having a regular N-sided horizontal cross-sectional shape having a number of N apex angles,
It comprises a regular (N-1) square drill bit, which has a contour inscribed in a circle of radius (N-1) 2 r, and has a radius "r" concentric with the center of the borehole. The orbit is rotated at an angular velocity “ω” while revolving on the circumference, and the orbital angular velocity is configured to be “(1-N) ω”, and the sweep range of the drill bit is a radius “N (N−N)”. 2) An excavator characterized in that the excavator is configured to be in a range of a regular N-sided shape circumscribing the circle "r".
【請求項10】 頂角数がN個の正N角形状の水平断面
形状を有するボーリング孔を掘削する掘削装置におい
て、掘削するべきボーリング孔の中心線と同軸のボーリ
ングロッドと、該ボーリングロッドに設けられ且つその
周囲を回転する様に構成された掘削用モニタと、該掘削
用モニタの周縁部に設けられ且つ該モニタの周囲を回転
しつつ地盤掘削用の流体を噴射するノズルとを有し、前
記ノズルが前記モニタの周囲を回転する角速度が「ω」
である場合に、前記モニタが前記ボーリングロッドの周
囲を回転する角速度は「(1−N)ω」となり、前記モ
ニタが前記ボーリング孔の中心線から離隔する半径方向
距離を「r」である場合に、前記地盤掘削用の流体の到
達距離は「(N−1) r」となり、前記地盤掘削用
の流体が掘削する範囲は半径「N(N−2)r」の円に
外接する正N角形状の範囲となる様に構成されている事
を特徴とする掘削装置。
10. A drilling apparatus for drilling a boring hole having a horizontal cross-sectional shape of a regular N-sided polygon having N apex angles, wherein: a boring rod coaxial with a center line of the boring hole to be drilled; A digging monitor provided and configured to rotate around the same, and a nozzle provided at a peripheral portion of the digging monitor and injecting a ground digging fluid while rotating around the monitor. The angular velocity at which the nozzle rotates around the monitor is “ω”
Where the angular velocity at which the monitor rotates around the boring rod is "(1-N) ω" and the radial distance of the monitor away from the center line of the boring hole is "r". In addition, the reach of the ground excavation fluid is “(N−1) 2 r”, and the excavation range of the ground excavation fluid is a positive circle circumscribing a circle having a radius “N (N−2) r”. An excavator, wherein the excavator is configured to have an N-corner range.
【請求項11】 頂角数がN個の正N角形状の水平断面
形状を有するボーリング孔を掘削する掘削装置におい
て、正(N+1)角形状の掘削ビットを備え、該掘削ビ
ットは半径「(N+1) r」の円に内接する輪郭を
有しており、ボーリング孔の中心と同心で半径「r」の
円周上を公転しつつ角速度「ω」で自転し、その公転角
速度は「(N+1)ω」となる様に構成されており、該
掘削ビットの掃過範囲は半径「N(N+2)r」の円に
外接する正N角形状の範囲となる様に構成されている事
を特徴とする掘削装置。
11. A drilling apparatus for drilling a boring hole having a regular N-corner horizontal cross-sectional shape having N apex angles, comprising a regular (N + 1) square drill bit, wherein the drill bit has a radius “( N + 1) 2 r ”, and revolves around the circumference of radius“ r ”concentrically with the center of the boring hole and rotates at an angular velocity“ ω ”, and its revolution angular velocity is“ ( N + 1) ω ”, and the sweep range of the drill bit is configured to be a range of a regular N-gonal shape circumscribing a circle having a radius of“ N (N + 2) r ”. Drilling rig featured.
【請求項12】 頂角数がN個の正N角形状の水平断面
形状を有するボーリング孔を掘削する掘削装置におい
て、掘削するべきボーリング孔の中心線と同軸のボーリ
ングロッドと、ロッドにN本のブレードを円周方向に等
間隔に配置して構成したブレード状掘削ビットとを有し
ており、該ブレード状掘削ビットのロッドは前記ボーリ
ングロッドから半径方向に離隔して設けられ且つその周
囲を自転しつつ公転する様に構成されており、前記ブレ
ード状掘削ビットが前記ボーリングロッドの周囲で自転
する角速度が「ω」である場合に、当該掘削ビットが前
記ボーリングロッドの周囲を公転する角速度は「(1−
N)ω」となり、前記ブレード状掘削ビットの自転中心
が前記ボーリング孔の中心線から離隔する半径方向距離
を「r」である場合に、当該掘削ビットの自転中心から
先端までの距離は「(N−1) r」となり、当該掘
削ビットの掃過範囲は半径「N(N−2)r」の円に外
接する正N角形状の範囲となる様に構成されている事を
特徴とする掘削装置。
12. A drilling apparatus for drilling a boring hole having a horizontal cross-sectional shape of a regular N-sided polygon having N apex angles, wherein: a boring rod coaxial with a center line of the boring hole to be drilled; And a blade-shaped drilling bit configured by arranging the blades at equal intervals in the circumferential direction, and the rod of the blade-shaped drilling bit is provided radially separated from the boring rod and has a periphery thereof. It is configured to revolve while rotating, and when the angular velocity at which the blade-shaped drilling bit rotates around the boring rod is `` ω '', the angular velocity at which the drilling bit revolves around the boring rod is: "(1-
N) ω, and when the radial distance between the rotation center of the blade-shaped drill bit and the center line of the boring hole is “r”, the distance from the rotation center of the drill bit to the tip is “( N-1) 2 r ", and the sweep range of the drill bit is configured to be a range of a regular N-gonal shape circumscribing a circle having a radius of" N (N-2) r ". Drilling rig.
【請求項13】 頂角数がN個の正N角形状の水平断面
形状を有するボーリング孔を掘削する掘削装置におい
て、掘削するべきボーリング孔の中心線と同軸のボーリ
ングロッドと、該ボーリングロッドに設けられ且つその
周囲を回転する様に構成された掘削用モニタと、該掘削
用モニタの周縁部に設けられ且つ該モニタの周囲を回転
しつつ地盤掘削用の流体を噴射するノズルとを有し、前
記ノズルが前記モニタの周囲を回転する角速度が「ω」
である場合に、前記モニタが前記ボーリングロッドの周
囲を回転する角速度は「(1−N)ω」となり、前記モ
ニタが前記ボーリング孔の中心線から離隔する半径方向
距離に対する前記地盤掘削用の流体の到達距離の比率が
「(N−1) 」より小さく成る様に構成され、以っ
て、前記地盤掘削用の流体が掘削する範囲の断面形状
が、N個の頂点を有し、且つ、曲線から成る単一の閉じ
た領域から構成されていることを特徴とする掘削装置。
13. A drilling apparatus for drilling a boring hole having a horizontal cross-sectional shape of a regular N-sided polygon having N apex angles, comprising: a boring rod coaxial with a center line of the boring hole to be drilled; A digging monitor provided and configured to rotate around the same, and a nozzle provided at a peripheral portion of the digging monitor and injecting a ground digging fluid while rotating around the monitor. The angular velocity at which the nozzle rotates around the monitor is “ω”
, The angular velocity at which the monitor rotates around the boring rod is “(1-N) ω”, and the ground excavation fluid corresponds to the radial distance of the monitor from the centerline of the boring hole. Is configured to be smaller than “(N−1) 2 ”, so that the cross-sectional shape of the area where the ground excavation fluid excavates has N vertices, and A drilling rig characterized in that it comprises a single closed area consisting of curves.
【請求項14】 頂角数がN個の正N角形状の水平断面
形状を有するボーリング孔を掘削する掘削装置におい
て、掘削するべきボーリング孔の中心線と同軸のボーリ
ングロッドと、ロッドにN本のブレードを円周方向に等
間隔に配置して構成したブレード状掘削ビットとを有し
ており、該ブレード状掘削ビットのロッドは前記ボーリ
ングロッドから半径方向に離隔して設けられ且つその周
囲を自転しつつ公転する様に構成されており、前記ブレ
ード状掘削ビットが前記ボーリングロッドの周囲で自転
する角速度が「ω」である場合に、当該掘削ビットが前
記ボーリングロッドの周囲を公転する角速度は「(1−
N)ω」となり、前記ブレード状掘削ビットの自転中心
が前記ボーリング孔の中心線から離隔する半径方向距離
に対する当該掘削ビットの自転中心から先端までの距離
の比率が「(N−1) 」より小さく成る様に構成さ
れ、以って、前記掘削ビットの掃過範囲の断面形状が、
N個の頂点を有し、且つ、曲線から成る単一の閉じた領
域から構成されていることを特徴とする掘削装置。
14. A horizontal cross section of a regular N-gonal shape having N apex angles
Drilling rig for drilling boring holes with shapes
Boring that is coaxial with the center line of the borehole to be drilled
Rod and N blades on the rod in the circumferential direction, etc.
And a blade-shaped drilling bit arranged and arranged at intervals
And the rod of the blade-shaped drilling bit is
Provided radially away from the
It is configured to revolve while rotating around the enclosure.
The drill bit turns around the boring rod
When the angular velocity to perform is “ω”, the
The angular velocity revolving around the boring rod is "(1-
N) ω ”, and the rotation center of the blade-shaped drilling bit
Is a radial distance away from the center line of the borehole
From the center of rotation of the drill bit to the tip
Is "(N-1) 2 Is configured to be smaller than
Therefore, the cross-sectional shape of the sweep range of the drill bit,
A single closed region with N vertices and consisting of a curve
A drilling rig characterized by comprising a zone.
【請求項15】 掘削するべきボーリング孔の中心線と
同軸のボーリングロッドと、該ボーリングロッドに設け
られ且つその周囲を回転する様に構成された掘削用モニ
タと、該掘削用モニタの周縁部に設けられ且つ該モニタ
の周囲を回転しつつ地盤掘削用の流体を噴射するノズル
とを有し、前記ノズルが前記モニタの周囲を回転する角
速度が「ω」である場合に、前記モニタが前記ボーリン
グロッドの周囲を回転する角速度は「(1−N)ω」と
なり、前記モニタが前記ボーリング孔の中心線から離隔
する半径方向距離に対する前記地盤掘削用の流体の到達
距離の比率が「(N−1) 」よりも小さく成る様に
構成され、以って、前記地盤掘削用の流体が掘削する範
囲の断面形状が、曲線から成る複数個の閉じた領域から
構成され且つ前記ボーリング孔の中心に対して対称な形
状となる様に構成されていることを特徴とする掘削装
置。
15. A boring rod coaxial with a center line of a boring hole to be drilled, a boring monitor provided on the boring rod and configured to rotate around the boring rod, and A nozzle that is provided and injects a fluid for ground excavation while rotating around the monitor. When the angular velocity at which the nozzle rotates around the monitor is “ω”, the monitor is configured to perform the boring. The angular velocity of the rotation around the rod is “(1-N) ω”, and the ratio of the reach of the ground excavation fluid to the radial distance of the monitor away from the center line of the borehole is “(N−N−ω)”. 1) is smaller than 2 ), so that the cross-sectional shape of the area in which the ground excavation fluid excavates is constituted by a plurality of closed regions each formed of a curved line, and An excavator, wherein the excavator is configured to be symmetrical with respect to the center of the ring hole.
【請求項16】 掘削するべきボーリング孔の中心線と
同軸のボーリングロッドと、ロッドにN本のブレードを
円周方向に等間隔に配置して構成したブレード状掘削ビ
ットとを有しており、該ブレード状掘削ビットのロッド
は前記ボーリングロッドから半径方向に離隔して設けら
れ且つその周囲を自転しつつ公転する様に構成されてお
り、前記ブレード状掘削ビットが前記ボーリングロッド
の周囲で自転する角速度が「ω」である場合に、当該掘
削ビットが前記ボーリングロッドの周囲を公転する角速
度は「(1−N)ω」となり、前記ブレード状掘削ビッ
トの自転中心が前記ボーリング孔の中心線から離隔する
半径方向距離に対する当該掘削ビットの自転中心から先
端までの距離の比率が「(N−1) 」より小さく成
る様に構成され、以って、前記地盤掘削用の流体が掘削
する範囲の断面形状が、曲線から成る複数個の閉じた領
域から構成され且つ前記ボーリング孔の中心に対して対
称な形状となる様に構成されていることを特徴とする掘
削装置。
16. A boring rod having a boring rod coaxial with a center line of a boring hole to be drilled, and a blade-like drilling bit formed by arranging N blades on the rod at equal intervals in a circumferential direction, A rod of the blade-shaped drill bit is provided so as to be radially separated from the boring rod and is configured to revolve while rotating around the drill bit, and the blade-shaped drill bit rotates around the boring rod. When the angular velocity is “ω”, the angular velocity at which the excavation bit revolves around the boring rod is “(1-N) ω”, and the rotation center of the blade-shaped excavation bit moves from the center line of the boring hole. The ratio of the distance from the rotation center to the tip of the drill bit relative to the radial distance apart is configured to be smaller than “(N−1) 2 ”. The cross-sectional shape of the area in which the fluid for ground excavation is excavated is constituted by a plurality of closed regions formed of curves and is configured to be symmetrical with respect to the center of the boring hole. A drilling rig characterized by the following:
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