JP2002061482A - Excavation device - Google Patents

Excavation device

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JP2002061482A
JP2002061482A JP2000252190A JP2000252190A JP2002061482A JP 2002061482 A JP2002061482 A JP 2002061482A JP 2000252190 A JP2000252190 A JP 2000252190A JP 2000252190 A JP2000252190 A JP 2000252190A JP 2002061482 A JP2002061482 A JP 2002061482A
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JP
Japan
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bit
expansion
contraction
diameter
excavation
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Application number
JP2000252190A
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Japanese (ja)
Inventor
Tetsuya Endo
藤 哲 哉 遠
Masayuki Ogawa
川 正 行 小
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Koken Boring Machine Co Ltd
Original Assignee
Koken Boring Machine Co Ltd
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Application filed by Koken Boring Machine Co Ltd filed Critical Koken Boring Machine Co Ltd
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide an excavation device of a structure capable of reliably holding the state of the enlarged diameter of enlarging/contracting bits. SOLUTION: A fixed-diameter preceding bit 7 which precedes the enlarging/ contracting bit 6 and enlarging/contracting bit 6 enlarged and contracted in the radial direction by rotating about the axis which intersects the axis of excavation is provided with a bit assembly 3 pivoted at a main shaft 5, used for impact-type excavation to exert a striking force and excavate by an impact- type excavator and a down-the-hole hammer, and provided with both a rear shaft 8 of which the movement is interlocked with movements in the direction and reverse direction of excavation and a sandwiching mechanism provided at a section opposite to the rear shaft 8 and the enlarging/contracting bits 6 to enlarge and contract the enlarging/contracting bits 6 by sandwiching and releasing the enlarging/contracting bits 6 by the movements of the rear shaft 8.

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、衝撃式掘削機やダ
ウンザホールハンマによるボーリング工法に用いられる
掘削装置に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an excavator used for a boring method using an impact excavator or a down-the-hole hammer.

【0002】[0002]

【従来の技術】上述したボーリング工法に用いられる掘
削装置においては、ドリルロッドの先端に拡縮ビットを
設け、この拡縮ビットを拡径して掘削し、掘削後に縮径
して掘削穴から引き上げることが行われている。
2. Description of the Related Art In a drilling apparatus used in the above-mentioned boring method, an expansion / contraction bit is provided at the tip of a drill rod, and the diameter of the expansion / contraction bit is increased. Is being done.

【0003】このような拡縮ビットを備えた掘削装置と
しては、スーパーメックスビット(商品名:三菱マテリ
アル株式会社製)が知られている。また、このような技
術が特開昭62−133284号公報及び特開平2−1
6286号公報に記載されている。
[0003] As a drilling device provided with such an expansion / contraction bit, Super Mex Bit (trade name: manufactured by Mitsubishi Materials Corporation) is known. Such a technique is disclosed in Japanese Patent Application Laid-Open Nos. 62-133284 and 2-1.
No. 6286.

【0004】上記スーパーメックスビットは、拡縮ビッ
トの拡縮をドリルロッドの正逆方向の回転によって切り
換えている。また、特開昭62−133284号公報で
は、ドリルロッドの先端に略菱形の刃体を軸支してお
り、下穴の穴底に達した時点で、刃体を回転させて掘削
することにより下穴を拡径している。この特開平2−1
6286号公報では、拡縮ビットの拡径をドリルロッド
の正方向回転で行い、縮径をドリルロッドの吊り上げに
同期して行っている。
[0004] The Super-Mex bit switches the expansion and contraction of the expansion and contraction bit by rotating the drill rod in the forward and reverse directions. In Japanese Patent Application Laid-Open No. 62-133284, a substantially diamond-shaped blade is pivotally supported at the tip of a drill rod. When the drill reaches the bottom of the prepared hole, the blade is rotated to perform drilling. The pilot hole is enlarged. This Japanese Patent Laid-Open No. 2-1
In Japanese Patent No. 6286, the diameter of the expansion / contraction bit is increased by rotating the drill rod in the forward direction, and the diameter is reduced in synchronization with the lifting of the drill rod.

【0005】[0005]

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記い
ずれの従来技術においても、拡縮ビットを確実に拡径す
ることが難しく、掘削時に拡縮ビットが縮径する問題を
有している。また、拡縮ビットの内部に土砂などの掘り
屑が侵入し、縮径ビットの縮径の際に掘り屑が圧密され
て縮径ができない問題を有している。以上に加えて、上
記スーパーメックスビットにおいては、拡縮ビットの縮
径をドリルロッドの逆回転で行うため、ドリルロッドの
ねじ緩みが生じて掘削穴内に落下する問題がある。
However, in any of the above-mentioned prior arts, it is difficult to reliably expand the diameter of the expansion / contraction bit, and there is a problem that the diameter of the expansion / contraction bit is reduced during excavation. In addition, there is a problem that excavated waste such as earth and sand enters the inside of the expansion / contraction bit, and when the diameter of the reduced diameter bit is reduced, the excavated waste is compacted and the diameter cannot be reduced. In addition to the above, in the above-mentioned Super Mex bit, since the diameter of the expansion / contraction bit is reduced by the reverse rotation of the drill rod, there is a problem that the screw of the drill rod is loosened and falls into the drilled hole.

【0006】本発明は、このような従来の問題点に考慮
してなされたものであり、拡縮ビットの拡径状態を確実
に保持することができ、これにより掘削を円滑に行うこ
とが可能な掘削装置を提供することを目的とする。ま
た、本発明は拡縮ビットを拡径状態から縮径状態に円滑
に切り換えることが可能な掘削装置を提供することを目
的とする。
The present invention has been made in view of such a conventional problem, and it is possible to reliably maintain the expanded state of the expansion and contraction bit, thereby enabling excavation to be performed smoothly. It is an object to provide a drilling rig. It is another object of the present invention to provide an excavator capable of smoothly switching an expansion bit from a diameter-expanded state to a diameter-reduced state.

【0007】[0007]

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、請求項1の発明は、掘削軸と交差した軸を中心とし
て回動することにより径方向に拡縮する拡縮ビット及び
拡縮ビットよりも先行する固定径の先行ビットがメイン
シャフトに軸支されたビットアッセンブリを備え、この
ビットアッセンブリ外側にケーシングを連行しながら衝
撃式掘削機、ダウンザホールハンマによって打撃力を加
えて掘削する打撃式掘削に用いる装置であって、前記掘
削方向及び逆方向への移動に連動して移動するリアシャ
フトと、リアシャフト及び拡縮ビットの対向部位に設け
られ、前記リアシャフトの移動によって拡縮ビットの挟
持及び解放を行って拡縮ビットを拡縮させる挟持機構と
を備え、掘削方向に移動したとき拡縮ビットがケーシン
グの外径よりも大きく拡径し、掘削方向と逆方向に移動
したとき拡縮ビットがケーシングの内径よりも小さく縮
径することを特徴とする。
SUMMARY OF THE INVENTION In order to achieve the above object, an invention according to a first aspect of the present invention is directed to an enlargement / reduction bit which expands and contracts in a radial direction by rotating about an axis crossing an excavation axis. A device used for impact-type excavation, in which a leading bit having a fixed diameter is provided with a bit assembly supported by a main shaft, and an impact-type excavator excavates by applying a striking force with a down-the-hole hammer while entraining a casing outside the bit assembly. A rear shaft that moves in conjunction with the movement in the excavation direction and in the opposite direction, and is provided at a position opposite to the rear shaft and the expansion / contraction bit, and performs the clamping and release of the expansion / contraction bit by the movement of the rear shaft. A pinching mechanism that expands and contracts the expansion / contraction bit so that when moved in the excavation direction, the expansion / contraction bit is Increased diameter, scaled bit when moving in the direction of excavation and reverse direction, characterized in that diameter smaller than the inner diameter of the casing.

【0008】この発明では、リアシャフトが掘削方向に
移動したとき、挟持機構が拡縮ビットを挟持して拡縮ビ
ットを拡径させる。このように、機械的な挟持力によっ
て拡径させる構造では、拡径状態を強固に保持すること
ができる。また、リアシャフトが逆方向に移動したと
き、挟持機構は拡縮ビットの挟持を解放し、これにより
拡縮ビットが縮径する。従って、拡縮ビットの拡縮をリ
アシャフトの移動によって切り換えることができ、拡縮
を円滑に行うことができる。
In the present invention, when the rear shaft moves in the excavation direction, the clamping mechanism clamps the expansion / contraction bit to expand the diameter of the expansion / contraction bit. As described above, in the structure in which the diameter is increased by the mechanical clamping force, the expanded state can be firmly maintained. Also, when the rear shaft moves in the opposite direction, the pinching mechanism releases the pinching of the expansion / contraction bit, thereby reducing the diameter of the expansion / contraction bit. Therefore, the enlargement / reduction of the enlargement / reduction bit can be switched by moving the rear shaft, and the enlargement / reduction can be performed smoothly.

【0009】またこの発明は、ドリルロッドを使用しな
いワイヤライン工法に用いることも可能である。その際
は、ワイヤの巻き上げ、吊り降しに拡縮ビットの拡縮を
円滑に行うことができる。
Further, the present invention can be used for a wire line method without using a drill rod. In that case, the expansion and contraction of the expansion and contraction bit can be performed smoothly when the wire is wound and suspended.

【0010】請求項2の発明は、請求項1記載の発明で
あって、前記先行ビットは前記拡径状態の拡縮ビットの
内部に連通する流路を備えており、この流路からの拡縮
ビットへの流れを防止する開閉自在な弁機構が設けられ
ていることを特徴とする。
According to a second aspect of the present invention, in the first aspect of the present invention, the leading bit has a flow path communicating with the inside of the enlarged / reduced bit in the expanded state, and the enlarged / reduced bit from this flow path is provided. And a valve mechanism that can be opened and closed to prevent the flow to the air.

【0011】この発明では、弁機構が閉じることによ
り、拡縮ビット内への掘り屑の侵入を防止するため、縮
径時に掘り屑が圧密されることがなくなる。このため、
拡縮ビットの縮径を円滑に行うことができる。
According to the present invention, since the valve mechanism is closed to prevent intrusion of the cutting waste into the expansion / contraction bit, the cutting waste is not compacted when the diameter is reduced. For this reason,
The diameter of the expansion / contraction bit can be reduced smoothly.

【0012】請求項3の発明は、請求項1記載の発明で
あって、前記ケーシング及び拡縮ビットに、相互に係合
してトルクを伝達するトルク伝達機構が設けられている
ことを特徴とする。
According to a third aspect of the present invention, in the first aspect of the present invention, the casing and the expansion / contraction bit are provided with a torque transmission mechanism for mutually transmitting torque. .

【0013】このように、拡縮ビット及びケーシングの
間にトルク伝達機構が設けられることにより、ケーシン
グを介したトルク伝達が可能となる。従って、トルク伝
達がドリルロッドから行われる場合には、ドリルロッド
及びケーシングのいずれからもトルク伝達を行うことが
できる。これにより、トルク伝達経路が異なっている掘
削機に対して適用することができる。また、ケーシング
をトルク伝達の媒体とした場合には、ドリルロッドに強
度が不要となるため、樹脂管等の安価な材料を使用する
ことができ、軽量化も可能となる。
As described above, by providing the torque transmitting mechanism between the expansion / contraction bit and the casing, torque can be transmitted through the casing. Therefore, when torque transmission is performed from the drill rod, torque transmission can be performed from both the drill rod and the casing. Thus, the present invention can be applied to excavators having different torque transmission paths. Further, when the casing is used as a medium for transmitting torque, the drill rod does not need to have strength, so that an inexpensive material such as a resin tube can be used, and the weight can be reduced.

【0014】請求項4の発明は、請求項2記載の発明で
あって、前記ケーシングは、縮径した拡縮ビットが内部
に収納可能となっており、この収納スペース内が、前記
弁機構及び拡縮ビットによって掘り屑の侵入が防止され
ていることを特徴とする。
According to a fourth aspect of the present invention, in the second aspect of the present invention, the casing is capable of accommodating therein an enlarged / reduced bit having a reduced diameter. It is characterized in that cutting bits prevent entry of cuttings.

【0015】この発明では、ケーシングにおける収納ス
ペース内への掘り屑の侵入が防止されているため、収納
スペース内での拡縮ビットの縮径を円滑に行うことがで
きる。
According to the present invention, the intrusion of cuttings into the storage space in the casing is prevented, so that the diameter of the expansion and contraction bit in the storage space can be reduced smoothly.

【0016】請求項5の発明は、請求項1記載の発明で
あって、前記リアシャフトと拡縮ビット、拡縮ビットと
メインシャフト、メインシャフトと先行ビットの対向し
た端面が相互に接触して打撃力が伝達されることを特徴
とする。
According to a fifth aspect of the present invention, the rear shaft and the expansion and contraction bit, the expansion and contraction bit and the main shaft, and the opposing end surfaces of the main shaft and the preceding bit are in contact with each other, and the striking force is applied. Is transmitted.

【0017】このように各部材の対向した端面が接触し
て打撃力の伝達がなされる構造では、各部材が軸支され
る軸部分に打撃力が作用しないため、軸部分の疲労破壊
を防止することができる。
In such a structure in which the opposing end surfaces of the members come into contact with each other to transmit the striking force, the striking force does not act on the shaft portion on which the members are pivotally supported. can do.

【0018】[0018]

【発明の実施の形態】図1は、本発明の実施の形態にお
ける拡径状態の断面図、図2は縮径状態の断面図であ
る。この実施の形態の掘削装置1は、ドリルロッド2と
ビットアッセンブリ3とケーシング4とを備えている。
FIG. 1 is a cross-sectional view of an embodiment of the present invention in an enlarged diameter state, and FIG. 2 is a cross-sectional view of a reduced diameter state. The drilling device 1 of this embodiment includes a drill rod 2, a bit assembly 3, and a casing 4.

【0019】ドリルロッド2は中空筒状となっており、
地上の掘削機から垂下し、掘削深度に合わせてねじ締結
されることにより、長手方向に順次連結される。このド
リルロッド2の先端にはビットアッセンブリ3が取り付
けられる。
The drill rod 2 has a hollow cylindrical shape.
Hanging from an excavator on the ground, and screwed in accordance with the excavation depth, they are sequentially connected in the longitudinal direction. A bit assembly 3 is attached to the tip of the drill rod 2.

【0020】ビットアッセンブリ3は図3に示すよう
に、メインシャフト5と、拡縮ビット6と、先行ビット
7と、リアシャフト8とを備えている。そして、メイン
シャフト5がドリルロッド2の先端に連結され、拡縮ビ
ット6がメインシャフト5の長手方向に沿って取り付け
られ、先行ビット7がメインシャフト5の先端に連結さ
れる。
As shown in FIG. 3, the bit assembly 3 includes a main shaft 5, an expansion / contraction bit 6, a leading bit 7, and a rear shaft 8. Then, the main shaft 5 is connected to the tip of the drill rod 2, the expansion / contraction bit 6 is attached along the longitudinal direction of the main shaft 5, and the leading bit 7 is connected to the tip of the main shaft 5.

【0021】メインシャフト5は図4に示すように、リ
アシャフト8の取り付けを行う長穴10と、ドリルロッ
ド2への取り付けがなされる取付穴11と、後述する補
助ばね13のばね取付穴12とが長手方向に順次形成さ
れている。また、先端部は先行ビット7が装着される装
着部14となっている。このメインシャフト5には、図
4(b)に示すように、流体の流路15が長手方向に貫
通している。
As shown in FIG. 4, the main shaft 5 has a long hole 10 for mounting the rear shaft 8, a mounting hole 11 for mounting to the drill rod 2, and a spring mounting hole 12 for an auxiliary spring 13 to be described later. Are sequentially formed in the longitudinal direction. The leading end is a mounting section 14 to which the preceding bit 7 is mounted. As shown in FIG. 4B, a fluid flow path 15 penetrates the main shaft 5 in the longitudinal direction.

【0022】拡縮ビット6は図3及び図5に示すよう
に、一対のビット片6aによって構成されている。一対
のビット片6aは、ドリルロッド2側の端部(後端部)
に挟持突部6bが形成される一方、先行ビット7側の端
部(先端部)にチップ36が埋め込まれている。
As shown in FIGS. 3 and 5, the enlargement / reduction bit 6 is constituted by a pair of bit pieces 6a. The pair of bit pieces 6a is an end (rear end) on the drill rod 2 side.
The tip 36 is embedded in the end (front end) of the leading bit 7 side.

【0023】一対のビット片6aは、中間部分に設けた
組付フランジ部6cを重ね合せた状態でスプリングピン
からなる枢支軸17をメインシャフト5及び一対のビッ
ト片6aに挿通することにより組み付けられる。この枢
支軸17は、ドリルロッド2の掘削軸と直交するように
交差している。一対のビット片6aの組付け状態では、
枢支軸17を中心としてビット片6aが一定範囲を径方
向に回転する。この回転により、拡縮ビット6は径方向
に拡縮する。そして、拡縮ビット6が拡径すると、図1
に示すように同ビット6はケーシング4の外径よりも大
きく拡径し、拡縮ビット6が縮径すると、ケーシング4
の内径よりも小さく縮径する。この縮径により、図2に
示すように拡縮ビット6がケーシング4内に収納可能と
なる。かかる拡縮は、後述するように挟持突部6bがリ
アシャフト8の挟持片8aに挟持されることにより行わ
れる。
The pair of bit pieces 6a are assembled by inserting the pivot shaft 17 composed of a spring pin into the main shaft 5 and the pair of bit pieces 6a in a state where the assembling flange portions 6c provided in the intermediate portion are overlapped. Can be The pivot shaft 17 intersects with the drill rod 2 at right angles to the drill axis. In the assembled state of the pair of bit pieces 6a,
The bit 6a rotates radially in a certain range around the pivot shaft 17. By this rotation, the expansion / contraction bit 6 expands / contracts in the radial direction. When the diameter of the expansion / contraction bit 6 is increased, FIG.
As shown in FIG. 5, the bit 6 is enlarged larger than the outer diameter of the casing 4, and when the enlarged / reduced bit 6 is reduced in diameter, the casing 4
Smaller than the inner diameter of Due to this diameter reduction, the expansion / contraction bit 6 can be stored in the casing 4 as shown in FIG. Such expansion and contraction is performed by holding the holding projection 6b between the holding pieces 8a of the rear shaft 8 as described later.

【0024】一対のビット片6aにおけるチップ36側
の対向面には、刳り貫き部6dが形成されており、この
刳り貫き部6d内に上述した補助ばね13が収納され
る。拡縮ビット6の拡径時において、刳り貫き部6dは
相互に離れており、これにより拡縮ビット6には上述し
た流路15と連通する空隙部19が形成される。なお、
補助ばね13は一対のビット辺6aが離れる方向に付勢
しており、この付勢により拡縮ビット6の拡径方向への
回転を補助している。
A hollow portion 6d is formed on a surface of the pair of bit pieces 6a facing the chip 36, and the above-described auxiliary spring 13 is housed in the hollow portion 6d. When the diameter of the expansion / contraction bit 6 is increased, the hollow portions 6d are separated from each other, so that the gap 19 communicating with the flow path 15 is formed in the expansion / contraction bit 6. In addition,
The auxiliary spring 13 urges the pair of bit sides 6a away from each other, and assists the rotation of the expansion / contraction bit 6 in the radially expanding direction.

【0025】先行ビット7は固定径となっており、図6
に示すように、チップ20が先端部分に埋め込まれてい
る。この先行ビット7は、連結ピン21を介してメイン
シャフト5の先端の装着部14に取り付けられることに
より、拡縮ビット6に先行して掘削穴を掘削する。この
ように、先行ビット7を設けることにより、主たる掘削
を先行ビット7が行い、拡縮ビット6は掘削穴の拡径を
主に行うようになっており、従って、拡縮ビット6の負
担軽減が可能となっている。かかる先行ビット7には、
メインシャフト5の流路15と連通する流路18が形成
されている。
The leading bit 7 has a fixed diameter.
As shown in FIG. 7, the tip 20 is embedded in the tip portion. The leading bit 7 is attached to the mounting portion 14 at the tip of the main shaft 5 via the connecting pin 21, so that a drilling hole is drilled prior to the expansion / contraction bit 6. In this way, by providing the leading bit 7, the leading bit 7 performs the main excavation, and the expanding / contracting bit 6 mainly performs the diameter expansion of the excavation hole. Therefore, the burden on the expanding / contracting bit 6 can be reduced. It has become. The leading bit 7 includes
A channel 18 communicating with the channel 15 of the main shaft 5 is formed.

【0026】リアシャフト8はねじ締結により、ドリル
ロッド2の先端部分に取り付けられる。このリアシャフ
ト8の先端部分には拡縮ビット6の挟持突部6bを挟持
する挟持片8aが突出している。また、リアシャフト8
にはドリルロッド2の掘削軸と直交する摺動ピン23が
取り付けられ、この摺動ピン23がメインシャフト5の
長穴10に摺動自在に挿入されている。さらに、リアシ
ャフト8の内部には軸方向及び径方向に連続したL字形
の流体流路24が形成されている。
The rear shaft 8 is attached to the tip of the drill rod 2 by screwing. A holding piece 8a for holding the holding projection 6b of the expansion / contraction bit 6 protrudes from the tip of the rear shaft 8. Also, the rear shaft 8
Is mounted with a sliding pin 23 orthogonal to the drilling axis of the drill rod 2, and the sliding pin 23 is slidably inserted into the elongated hole 10 of the main shaft 5. Further, an L-shaped fluid flow path 24 that is continuous in the axial direction and the radial direction is formed inside the rear shaft 8.

【0027】先行ビット7における流路18には、弁機
構としてのチェックボール25が収納されている。チェ
ックボール25はメインシャフト5の流路15と連結ピ
ン21との間に位置するように流路18内に収納される
ものであり、これらの間を移動可能となっている。ま
た、チェックボール25の径はメインシャフト5の流路
15の内径よりも大きくなっており、これにより流路1
5の遮断を行うことが可能となっている。
A check ball 25 as a valve mechanism is housed in the flow path 18 of the preceding bit 7. The check ball 25 is housed in the flow path 18 so as to be located between the flow path 15 of the main shaft 5 and the connection pin 21 and is movable between them. Further, the diameter of the check ball 25 is larger than the inner diameter of the flow path 15 of the main shaft 5, whereby the flow path 1
5 can be blocked.

【0028】ケーシング4は図8に示すように、中空管
からなり、ねじ締結されることにより、長手方向に複数
が連結される。このケーシング4の内部には、図1及び
図2に示すように、ドリルロッド2及びビットアッセン
ブリ3が収容される。かかるケーシング4の先端部分に
は、長手方向に矩形状に切り欠かれたトルク伝達溝26
が形成されている。このトルク伝達溝26は、拡縮ビッ
ト6の外面に嵌合し、この嵌合によりケーシング4の回
転トルクを拡縮ビット6に伝達するように作用する。ま
た、ビットアッセンブリ3が収容されるケーシング4の
収納スペースは、上述したチェックボール25及び拡縮
ビット6によって掘り屑の侵入が防止されている(図1
及び図2参照)。このため、収納スペース内で掘り屑が
圧密されることがなく、拡縮ビット6の拡縮を円滑に行
うことができる。
As shown in FIG. 8, the casing 4 is formed of a hollow tube, and a plurality of casings 4 are connected in the longitudinal direction by screwing. As shown in FIGS. 1 and 2, the drill rod 2 and the bit assembly 3 are accommodated inside the casing 4. The front end portion of the casing 4 has a torque transmission groove 26 cut out in a rectangular shape in the longitudinal direction.
Are formed. The torque transmission groove 26 fits on the outer surface of the expansion / contraction bit 6, and acts to transmit the rotational torque of the casing 4 to the expansion / contraction bit 6 by this engagement. In addition, in the storage space of the casing 4 in which the bit assembly 3 is stored, the above-described check ball 25 and the expansion / contraction bit 6 prevent intrusion of cuttings (FIG. 1).
And FIG. 2). For this reason, the excavated waste is not compacted in the storage space, and the expansion and contraction bit 6 can be smoothly expanded and contracted.

【0029】このような実施の形態では、掘削時の打撃
力がドリルロッド2からリアシャフト8→拡縮ビット6
→メインシャフト5→先行ビット7の順で伝達する。こ
の場合、リアシャフト5と拡縮ビット6の対向する端面
(挟持片8a及び挟持突部6bの端面)、拡縮ビット6
とメインシャフト5の対向する端面(図3における符号
27で示す端面)、メインシャフト5と先行ビット7の
対向する端面(図3における符号28で示す端面)が相
互に接触し、この端面の接触により打撃力が伝達され
る。このような打撃力伝達構造では、リアシャフト8、
拡縮ビット6、先行ビット7の軸支部位に打撃力が作用
しないため、軸部分の疲労破壊を防止することができ
る。
In such an embodiment, the striking force at the time of digging is changed from the drill rod 2 to the rear shaft 8 → the expansion / contraction bit 6.
The power is transmitted in the order of → the main shaft 5 → the leading bit 7. In this case, the opposite end faces of the rear shaft 5 and the expansion / contraction bit 6 (the end faces of the holding piece 8a and the holding protrusion 6b), the expansion / contraction bit 6
The opposing end face of the main shaft 5 (the end face indicated by reference numeral 27 in FIG. 3) and the opposing end face of the main shaft 5 and the leading bit 7 (the end face indicated by reference numeral 28 in FIG. 3) come into contact with each other. Transmits the impact force. In such a striking force transmission structure, the rear shaft 8,
Since no striking force acts on the shaft support portions of the expansion / contraction bit 6 and the leading bit 7, fatigue breakage of the shaft portion can be prevented.

【0030】以上の実施の形態において、ドリルロッド
2が掘削方向に移動することにより、リアシャフト8が
ドリルロッド2と一体的に同方向に移動する。この移動
の際には、摺動ピン23がメインシャフト5の長穴10
を摺動する。従って、リアシャフト8はメインシャフト
5に対して相対的に移動する。かかる移動により、先端
部分の挟持片8aが拡縮ビット6の挟持突部6bを挟持
する。これにより、拡縮ビット6が径方向に拡径する。
この拡縮ビット6の拡径状態でケーシング4を連行しな
がら、所定深度まで掘削する。
In the above embodiment, when the drill rod 2 moves in the drilling direction, the rear shaft 8 moves integrally with the drill rod 2 in the same direction. During this movement, the sliding pin 23 is
Slide. Therefore, the rear shaft 8 moves relatively to the main shaft 5. By this movement, the holding piece 8a at the tip portion holds the holding projection 6b of the expansion / contraction bit 6. Thereby, the diameter of the expansion / contraction bit 6 expands in the radial direction.
Excavation is performed to a predetermined depth while entraining the casing 4 with the diameter of the expansion bit 6 expanded.

【0031】この掘削時において、ドリルロッド2に供
給された掘削流体は、リアシャフト8の流体流路24か
ら先行ビット7の先端に供給されて噴出する。また、掘
削によって発生した土砂などの掘り屑は、先行ビット7
の流路18に侵入するが、この掘り屑の圧力によってチ
ェックボール25がメインシャフト5の流路15に当接
して流路15を封鎖する。このため、拡径状態の拡縮ビ
ット6に形成されている空隙部19内に掘り屑が侵入す
ることがなくなる。従って、縮径ビット6の縮径時に掘
り屑が圧密されることがなくなり、拡縮ビットの縮径を
円滑に行うことができる。なお、このようなチェックボ
ール25は掘り屑の圧力によって移動するため、樹脂等
の軽量材で形成することができる。
At the time of this excavation, the drilling fluid supplied to the drill rod 2 is supplied from the fluid passage 24 of the rear shaft 8 to the tip of the preceding bit 7 and is ejected. Excavation waste such as earth and sand generated by excavation is
The check ball 25 abuts on the flow path 15 of the main shaft 5 due to the pressure of the digging dust, thereby closing the flow path 15. For this reason, the cutting waste does not enter the void 19 formed in the enlarged / reduced bit 6 in the enlarged state. Therefore, when the diameter of the reduced diameter bit 6 is reduced, the cutting waste is not compacted, and the diameter of the enlarged / reduced bit can be reduced smoothly. In addition, since such a check ball 25 moves by the pressure of digging waste, it can be formed of a lightweight material such as resin.

【0032】一方、ドリルロッド2が掘削方向と逆方向
に移動することにより、リアシャフト8が同方向に一体
的に移動する。このときも摺動ピン23がメインシャフ
ト5の長穴10を摺動し、リアシャフト8はメインシャ
フト5に対して反対方向に相対的に移動する。かかる移
動により、挟持片8aは拡縮ビット6の挟持突部6bか
ら離れるため、挟持が解放される。このとき、拡縮ビッ
ト6を含むビットアッセンブリ3の全体が掘削方向と逆
方向に移動し、拡縮ビット6は縮径されながらビットア
ッセンブリ3の全体がケーシング4内に収納される。従
って、ケーシング4を掘削穴内に残したままで、ドリル
ロッド2及びビットアッセンブリ3を回収することがで
きる。
On the other hand, when the drill rod 2 moves in the direction opposite to the drilling direction, the rear shaft 8 moves integrally in the same direction. Also at this time, the sliding pin 23 slides in the long hole 10 of the main shaft 5, and the rear shaft 8 moves relatively to the main shaft 5 in the opposite direction. With this movement, the holding piece 8a is separated from the holding protrusion 6b of the expansion / contraction bit 6, so that the holding is released. At this time, the entire bit assembly 3 including the expansion / contraction bit 6 moves in the direction opposite to the excavation direction, and the entire bit assembly 3 is housed in the casing 4 while the diameter of the expansion / contraction bit 6 is reduced. Therefore, the drill rod 2 and the bit assembly 3 can be recovered while the casing 4 remains in the drill hole.

【0033】このような実施の形態では、ドリルロッド
2の掘削方向への移動に連動してリアシャフト8が移動
し、挟持片8aが挟持突部6bを挟持して、拡縮ビット
6を機械的な挟持力で拡径させるため、拡径状態を確実
に保持することができる。また、掘り屑が邪魔となるこ
となく拡縮ビット6が縮径できるため、確実に縮径する
ことができる。これにより、掘削を円滑に行うことがで
きる。
In this embodiment, the rear shaft 8 moves in conjunction with the movement of the drill rod 2 in the drilling direction, the holding piece 8a holds the holding projection 6b, and the expansion bit 6 is mechanically moved. Since the diameter is expanded with a suitable holding force, the expanded state can be reliably maintained. Further, since the diameter of the expansion / contraction bit 6 can be reduced without excavating waste, the diameter can be reliably reduced. Thereby, excavation can be performed smoothly.

【0034】また、ケーシング4に形成したトルク伝達
溝26が、拡縮ビット6の外面に嵌合してトルクを伝達
できるため、ドリルロッド2及びケーシング4のいずれ
からもトルク伝達を行うことができる。これにより、ト
ルク伝達経路が異なっている掘削機に対して適用するこ
とができる。また、ケーシング4をトルク伝達の媒体と
した場合には、ドリルロッド2に強度が不要となるた
め、ドリルロッド2として樹脂管等の低強度材料を用い
ることができる。このため、安価で、軽量化ができ、さ
らには掘削作業を簡素化することができる。
Further, since the torque transmission groove 26 formed in the casing 4 can be fitted to the outer surface of the expansion / contraction bit 6 to transmit the torque, the torque can be transmitted from both the drill rod 2 and the casing 4. Thus, the present invention can be applied to excavators having different torque transmission paths. In addition, when the casing 4 is used as a medium for transmitting torque, the drill rod 2 does not need to have strength. Therefore, a low-strength material such as a resin pipe can be used for the drill rod 2. Therefore, it is possible to reduce the cost and weight, and further simplify the excavation work.

【0035】本発明は、以上の実施の形態に限定される
ことなく種々変更が可能である。例えば、ビットアッセ
ンブリ3をワイヤで吊り下げて打撃しながら掘削するワ
イヤライン工法に対しても適用することができる。ま
た、拡縮ビット6の縮径を確保する弁機構としては、ば
ね付勢された弁体等のチェックボール25の構造として
も良く、ケーシング4のトルク伝達溝26を省いても良
い。
The present invention can be variously modified without being limited to the above embodiments. For example, the present invention can also be applied to a wire line method in which the bit assembly 3 is hung by a wire and excavated while being hit. Further, the valve mechanism for securing the diameter of the expansion / contraction bit 6 may be a structure of a check ball 25 such as a spring-biased valve body, and the torque transmission groove 26 of the casing 4 may be omitted.

【0036】[0036]

【発明の効果】請求項1の発明によれば、機械的な挟持
力によって拡径させる構造のため、拡径状態を強固に保
持することができる。また、掘削方向に移動したとき、
拡縮ビットを拡径するため、拡縮ビットの拡径状態を確
実に保持することができ、逆方向に移動したときに拡縮
ビットを縮径させるため、掘削を円滑に行うことができ
る。
According to the first aspect of the present invention, since the diameter is increased by a mechanical clamping force, the expanded state can be firmly maintained. Also, when moving in the excavation direction,
Since the diameter of the expansion / contraction bit is increased, the expanded state of the expansion / contraction bit can be reliably maintained, and the diameter of the expansion / contraction bit is reduced when the bit is moved in the opposite direction, so that excavation can be performed smoothly.

【0037】請求項2の発明によれば、弁機構が拡縮ビ
ット内への掘り屑の侵入を防止するため、縮径時に掘り
屑が圧密されることがなくなり、拡縮ビットの縮径を円
滑に行うことができる。
According to the second aspect of the present invention, since the valve mechanism prevents the cutting waste from entering the expansion / contraction bit, the cutting waste is not compacted when the diameter is reduced, and the diameter of the expansion / contraction bit can be smoothly reduced. It can be carried out.

【0038】請求項3の発明によれば、ケーシングを介
したトルク伝達が可能となるため、ケーシングをトルク
伝達の媒体とした場合に、ドリルロッドに強度が不要と
なり、樹脂管等の安価な材料を使用することができ、軽
量化も可能となる。
According to the third aspect of the present invention, torque can be transmitted through the casing. Therefore, when the casing is used as a medium for transmitting torque, the drill rod does not require strength, and is made of an inexpensive material such as a resin pipe. Can be used, and the weight can be reduced.

【0039】請求項4の発明によれば、ケーシングにお
ける収納スペース内に掘り屑が入り込むことがなく、拡
縮ビットの縮径を円滑に行うことができる。
According to the fourth aspect of the present invention, it is possible to smoothly reduce the diameter of the expansion / contraction bit without excavating debris entering the storage space of the casing.

【0040】請求項5の発明によれば、各部材が軸支さ
れる軸部分に打撃力が作用しないため、軸部分の疲労破
壊を防止することができる。
According to the fifth aspect of the present invention, since a striking force does not act on the shaft portion on which each member is pivotally supported, it is possible to prevent fatigue damage of the shaft portion.

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

【図1】本発明の一実施の形態における拡径状態の断面
図である。
FIG. 1 is a cross-sectional view of an expanded state according to an embodiment of the present invention.

【図2】本発明の一実施の形態における縮径状態の断面
図である。
FIG. 2 is a sectional view of a reduced diameter state in one embodiment of the present invention.

【図3】ビットアッセンブリを示し、(a)は拡径状態
の断面図、(b)は側面からの断面図である。
3A and 3B show a bit assembly, wherein FIG. 3A is a cross-sectional view in an expanded state, and FIG. 3B is a cross-sectional view from the side.

【図4】メインシャフトを示し、(a)は正面図、
(b)は縦断面図である。
FIG. 4 shows a main shaft, (a) is a front view,
(B) is a longitudinal sectional view.

【図5】拡縮ビットのビット片を示し、(a)は正面
図、(b)は側面図である。
5A and 5B show bit pieces of the scaled bit, FIG. 5A is a front view, and FIG. 5B is a side view.

【図6】先行ビットを示し、(a)は正面図、(b)は
縦断面図である。
6A and 6B show a preceding bit, wherein FIG. 6A is a front view and FIG. 6B is a longitudinal sectional view.

【図7】リアシャフトを示し、(a)は縦断面図、
(b)は側面からの断面図である。
FIG. 7 shows a rear shaft, (a) is a longitudinal sectional view,
(B) is a sectional view from the side.

【図8】ケーシングを示し、(a)は縦断面図、(b)
は側面からの断面図である。
FIG. 8 shows a casing, (a) is a longitudinal sectional view, (b)
Is a sectional view from the side.

【図9】図1におけるL−L線端面図である。FIG. 9 is an end view taken along line LL in FIG. 1;

【図10】図1におけるM−M線断面図である。FIG. 10 is a sectional view taken along line MM in FIG. 1;

【図11】(a)は拡縮ビットの拡径状態を示す底面
図、(b)は縮径状態の底面図である。
FIG. 11A is a bottom view showing a state where the diameter of the expansion bit is enlarged, and FIG. 11B is a bottom view showing the state where the diameter is reduced.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 掘削装置 2 ドリルロッド 3 ビットアッセンブリ 4 ケーシング 5 メインシャフト 6 拡縮ビット 7 先行ビット 8 リアシャフト 15 メインシャフトの流路 19 空隙部 25 チェックボール 26 トルク伝達溝 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Drilling apparatus 2 Drill rod 3 Bit assembly 4 Casing 5 Main shaft 6 Expansion / contraction bit 7 Leading bit 8 Rear shaft 15 Main shaft flow path 19 Void 25 Check ball 26 Torque transmission groove

Claims (5)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 掘削軸と交差した軸を中心として回動す
ることにより径方向に拡縮する拡縮ビット及び拡縮ビッ
トよりも先行する固定径の先行ビットがメインシャフト
に軸支されたビットアッセンブリを備え、このビットア
ッセンブリ外側にケーシングを連行しながら衝撃式掘削
機、ダウンザホールハンマによって打撃力を加えて掘削
する打撃式掘削に用いる装置であって、 前記掘削方向及び逆方向への移動に連動して移動するリ
アシャフトと、リアシャフト及び拡縮ビットの対向部位
に設けられ、前記リアシャフトの移動によって拡縮ビッ
トの挟持及び解放を行って拡縮ビットを拡縮させる挟持
機構とを備え、掘削方向に移動したとき拡縮ビットがケ
ーシングの外径よりも大きく拡径し、掘削方向と逆方向
に移動したとき拡縮ビットがケーシングの内径よりも小
さく縮径することを特徴とする掘削装置。
An expansion / contraction bit that expands / contracts in the radial direction by rotating about an axis that intersects a digging axis, and a bit assembly in which a leading bit of a fixed diameter preceding the expansion / contraction bit is supported by the main shaft. An impact type excavator, a device used for impact type excavation for excavating by applying a striking force by a down-the-hole hammer while entraining a casing outside the bit assembly, wherein the excavator moves in association with the excavation direction and movement in the opposite direction. A rear shaft, and a clamping mechanism provided at a position opposite to the rear shaft and the expansion / contraction bit, for clamping / releasing the expansion / contraction bit by moving the rear shaft, thereby enlarging / reducing the expansion / contraction bit. When the bit expands larger than the outer diameter of the casing and moves in the direction opposite to the Drilling apparatus, characterized in that the diameter smaller than the inner diameter of the ring.
【請求項2】 前記先行ビットは前記拡径状態の拡縮ビ
ットの内部に連通する流路を備えており、この流路から
の拡縮ビットへの流れを防止する開閉自在な弁機構が設
けられていることを特徴とする請求項1記載の掘削装
置。
2. The valve according to claim 1, wherein the leading bit has a flow passage communicating with the inside of the enlarged / reduced bit in the expanded state, and an openable / closable valve mechanism for preventing a flow from the flow passage to the enlarged / reduced bit is provided. The excavator according to claim 1, wherein
【請求項3】 前記ケーシング及び拡縮ビットに、相互
に係合してトルクを伝達するトルク伝達機構が設けられ
ていることを特徴とする請求項1記載の掘削装置。
3. The excavator according to claim 1, wherein the casing and the expansion / contraction bit are provided with a torque transmission mechanism that mutually engages to transmit torque.
【請求項4】 前記ケーシングは、縮径した拡縮ビット
が内部に収納可能となっており、この収納スペース内
が、前記弁機構及び拡縮ビットによって掘り屑の侵入が
防止されていることを特徴とする請求項2記載の掘削装
置。
4. The casing is characterized in that an enlarged / reduced bit having a reduced diameter can be stored therein, and in this storage space, the intrusion of cuttings is prevented by the valve mechanism and the enlarged / reduced bit. The excavator according to claim 2, wherein
【請求項5】 前記リアシャフトと拡縮ビット、拡縮ビ
ットとメインシャフト、メインシャフトと先行ビットの
対向した端面が相互に接触して打撃力が伝達されること
を特徴とする請求項1記載の掘削装置。
5. The excavation according to claim 1, wherein the rear shaft and the expansion and contraction bit, the expansion and contraction bit and the main shaft, and the main shaft and the preceding bit and the opposite end surfaces of the preceding bit are in contact with each other to transmit a striking force. apparatus.
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