JP2004332277A

JP2004332277A - リトラクトビット装置

Info

Publication number: JP2004332277A
Application number: JP2003126680A
Authority: JP
Inventors: Hisao Takeuchi; 久雄竹内
Original assignee: Koken Boring Machine Co Ltd
Current assignee: Koken Boring Machine Co Ltd
Priority date: 2003-05-01
Filing date: 2003-05-01
Publication date: 2004-11-25
Anticipated expiration: 2023-05-01
Also published as: JP4167115B2

Abstract

【課題】縮径状態とした後、容易に拡径状態に戻すことができ、ビットどうしの衝合を回避することができるようにする。
【解決手段】ビットアダプタ４の外周に２つの回転規制面１２，１３を形成するとともに、回転規制面の上方に段差部１４を形成し、ボディ１にはアダプタガイド１５を設け、アダプタガイド１５には拡径状態にあるとき、回転規制面１２，１３と面接触して該ビットアダプタの回転を規制する拡径時回転規制面１６，１７と、縮径状態にあるとき、一方の回転規制面１２と面接触して該ビットアダプタの回転を規制する縮径時回転規制面１８とを形成し、２つの拡径時回転規制面の一方１６は、ビットアダプタ４が突出位置にあるとき該ビットアダプタの回転規制面１２との面接触が解除される軸方向長さとなっており、一方の拡径時回転規制面１６を規定する部分１５ａの下端面は、段差部１４に係合可能な傾斜面１９となっている。
【選択図】図４

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、リトラクトビット装置に関し、さらに詳細には、特に崩壊性の高い地盤を掘削する際に、外管内に挿入されるドリルロッドの先端に装着され、ビットを拡径状態とすることにより掘削し、また縮径状態とすることにより外管を引き上げることなくドリルロッド及びビット等の内管装置を回収することができるようにしたリトラクトビット装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
ビットライフの高寿命化を目的としたリトラクトビット装置として、この出願人は、次のようなものを既に提案している。
これは、「ドリルロッドの先端に着脱可能に装着されるビットであって、前面にチップを植設した複数の円形ビット本体と、上記のドリルロッドに着脱自在に取付けられ、軸対称に穿設された複数の円孔を有するとともに、その各円孔を挟んで外側に向かって開口する係合溝（Ｖ字状溝）を形成したマルチボディと、上記の円孔に回動自在に貫入する枢軸を有するとともに、基部に上記の係合溝に対する当接面が形成され、その基部を係合溝に嵌入したとき、上記の枢軸に対して外側になるような偏心位置にビット本体の取付円孔を穿設したビットアダプタと、から成ることを特徴とするリトラクトビット。」である（特許文献１参照）
【０００３】
このようなリトラクトビット装置はダウンザホールドリルのビットに適用され、この場合、掘削途中で孔内洗浄のためにドリルロッドを後退させて多量の空気を掘削孔に流すことがある。その際、ドリルロッドを後退させすぎるとビットアダプタの基部がＶ字状溝から離脱し、回収状態と同様にビットが縮径してしまうことがある。ビットが一度縮径してしまうと、孔内で再度拡径状態にするのは困難であった。また、縮径状態においてビットアダプタは回転を何ら規制されることがないため、ビットどうしが衝合しトラブルが発生する場合があった。
【０００４】
【特許文献１】
特開平７−２５９４６５号公報
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
この発明は上記のような技術的背景に基づいてなされたものであって、次の目的を達成するものである。
この発明の目的は、ビットを縮径状態とした後、容易に拡径状態に戻すことができ、また拡縮の範囲を制限して余分に縮径しないようにすることによりビットどうしの衝合を回避することができるリトラクトビット装置を提供することにある。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
この発明は上記課題を達成するために、次のような手段を採用している。
すなわち、この発明は、ドリルロッドの先端に着脱自在に装着されるボディ（１）と、このボディ（１）に設けられた円孔（３）に、軸部（５）が回転自在かつ引込位置と突出位置との間を移動自在に装着されるビットアダプタ（４）と、このビットアダプタ（４）に偏心して取り付けられるビット（１０）とを備え、前記ビットアダプタ（４）が引込位置にあるとき前記ビット（１０）が拡径状態となり、前記ビットアダプタ（４）が突出位置にあってかつ引込位置から角度回転した位置にあるとき前記ビット（１０）が縮径状態となるリトラクトビット装置であって、
前記ビットアダプタ（４）の基部（８）外周に周方向に間隔を置いて２つの回転規制面（１２），（１３）を形成するとともに、この回転規制面（１２），（１３）の上方に周方向に沿う段差部（１４）を形成し、また、前記ボディ（１）には前記円孔（３）を臨むようにアダプタガイド（１５）を設け、
このアダプタガイド（１５）には前記ビット（１０）が拡径状態にあるとき、前記ビットアダプタ（４）の前記２つの回転規制面（１２），（１３）と面接触して該ビットアダプタの回転を規制する２つの拡径時回転規制面（１６），（１７）と、前記ビット（１０）が縮径状態にあるとき、前記ビットアダプタ（４）の一方の回転規制面（１２）と面接触して該ビットアダプタの回転を規制する１つの縮径時回転規制面（１８）とを形成し、
前記アダプタガイド（１５）の前記２つの拡径時回転規制面の一方（１６）は、前記ビットアダプタ（４）が突出位置にあるとき該ビットアダプタの回転規制面（１２）との面接触が解除される軸方向長さとなっており、この一方の拡径時回転規制面（１６）を規定するアダプタガイド部分（１５ａ）の下端面は、前記段差部（１４）に係合可能な傾斜面（１９）となっていることを特徴とするリトラクトビット装置にある。
【０００７】
より具体的には、前記アダプタガイド（１５）は、前記ボディ（１）の半径方向内外に位置して各内面が前記拡径時回転規制面（１６），（１７）をなす２つの壁体部分（１５ａ），（１５ｂ）と、これら２つの壁体部分の間に位置してその内面が前記縮径時回転規制面（１８）をなす１つの壁体部分（１５ｃ）との少なくとも３つの壁体部分を有している。
【０００８】
前記円孔（３）は前記ボディ（１）に軸対称となるように複数個設けられ、各円孔（３）に対応して前記ビットアダプタ（４）及び前記アダプタガイド（１５）が設けられている。この発明において、ビットの拡径状態とはビットの軸心がボディの半径方向外方側に位置している状態をいい、縮径状態とはその位置よりも半径方向内方側に位置している状態をいう。
【０００９】
【発明の実施の形態】
この発明の実施の形態を図面を参照しながら以下に説明する。図１は、この発明の実施形態を示す軸方向断面図、図２及び図３は図１の下面図でありそれぞれビットの拡径状態及び縮径状態を示す図である。また、図４及び図５はそれぞれ拡径状態及び縮径状態でのビットアダプタとアダプタガイドとの関係を示し、各図における（ａ）は図１の線Ａ矢視断面図であり、（ｂ）は（ａ）の線Ｂ矢視図である。
【００１０】
ボディ１は図示しないドリルロッドの先端に着脱自在に装着される。ドリルロッドは掘削孔壁を保護するためのケーシング２の内部に挿入され、ドリルロッド及びケーシング２で内外管からなる二重管を構成する。ボディ１にはその先端面に開口する複数の円孔３が軸対称に設けられている。各円孔３にはビットアダプタ４の軸部５が回転自在かつ軸方向に所定長さ範囲で移動自在に装着されている。
【００１１】
図示の実施形態はリトラクトビット装置をダウンザホールドリルに適用した例であり、ビットアダプタ４の後端はダウンザホールハンマ機構６に連結されている。ダウンザホールハンマ機構６は流路７を通して供給される圧縮空気により作動して、ビットアダプタ４を間欠的に打撃する周知の打撃機構である。ビットアダプタ４の基部８には円孔９が偏心して設けられ、この円孔９にビット１０が嵌合され、固定されている。なお、ボディ１の中心に設けられたビット１１は、拡縮するビットではなく、説明は省略する。
【００１２】
ビットアダプタ４の軸部８の外周には、図４及び図５に示すように、周方向に間隔を置いて２つの平坦面１２，１３が形成され、これらの平坦面１２，１３はビットアダプタ４の回転規制面をなしている。また、ビットアダプタ４の基部８には回転規制面１２，１３の上方において周方向に沿う段差部１４が形成されている。
【００１３】
他方、ボディ１にはビットアダプタ４の軸部５が装着される円孔３を臨むように、アダプタガイド１５が形成されている。アダプタガイド１５は、この実施形態では四角形の枠状のものであり、円孔３を取り囲む４つの壁体部分１５ａ〜１５ｄからなっている。これら壁体部分１５ａ〜１５ｄのうち、ボディ１の半径方向内外に位置する壁体部分１５ａ，１５ｂの各内面は、拡径時回転規制面１６，１７をなしている。また、壁体部分１５ａ，１５ｂ間にあってそれらの一方の端部間を繋ぐ壁体部分１５ｃの内面は縮径時回転規制面１８をなしている。一方の拡径時回転規制面１６を規定する壁体部分１５ａの下端面は傾斜面１９となっていて、段差部１４に係合可能となっている。
【００１４】
次に、上記リトラクトビット装置の作用について説明する。図４に示す位置が掘削状態であり、拡径状態である。掘削状態では、ビット１０は掘削孔底に押し付けられ、したがってビットアダプタ４は円孔３への引込位置にある。このとき、ビット１０は、その軸心がビットアダプタ４の軸心に対して半径方向外側に偏心した位置にあり、拡径状態となる（図２及び図４（ａ）参照）。また、ビットアダプタ４の２つの回転規制面１２，１３は、アダプタガイド１５の拡径時回転規制面１６，１７にそれぞれ面接触し、ビットアダプタ４の回転が規制される。すなわち、ボディ１とビットアダプタ１５とが一体となり、ボディ１の回転により拡径状態での掘削がなされる。
【００１５】
ここで、ボディ１を掘削孔底から後退させると、ビットアダプタ４はボディ１の円孔３から突出する。この突出位置においてビットアダプタ４とアダプタガイド１５との各一方の回転規制面１２，１６の面接触が解除される。この状態でボディ１をビットが縮径する方向に回転させると、孔壁やケーシングとの接触抵抗によりビットアダプタ４がボディ１に対して角度回転して（図４（ａ）において反時計方向）、図３及び図５に示す縮径状態となる。このとき、ビットアダプタ４の一方の回転規制面１２がアダプタガイド１５の縮径時回転規制面１８に面接触し、ビットアダプタ４が必要以上に回転しないようになっている。なお、縮径時回転規制面１８は、拡径時回転規制面１６よりも軸方向長さが長くなっており、ビットアダプタ４が突出位置にあっても回転規制面１２，１８どうしの面接触による回転規制が可能となっている。
【００１６】
図５の縮径状態から図４の拡径状態に戻すには、ビット１０を掘削孔底に押し付けると、ビットアダプタ４の段差部１４がアダプタガイド１５の傾斜面１９に当接し、傾斜面１９に沿ってビットアダプタ４が角度回転する。ビットアダプタ４はこの回転に伴って円孔３内に引込み、その回転規制面１２，１３とアダプタガイド１５の拡径時回転規制面１６，１７とが合致すると、図４に示した拡径状態となる。
【００１７】
上記実施形態から理解されるように、ビットの拡径状態においてはビットアダプタ４がアダプタガイド１５との２つの規制面による面接触により回転が規制される。またビットの縮径状態においてもビットアダプタ４がアダプタガイド１５との１つの規制面による面接触により回転が規制される。すなわち、拡縮する角度範囲が制限されることから、必要以上に縮径することがなく、したがってビットどうしの衝合によるトラブルが発生することがない。また、縮径後に再度拡径させる場合も、ビットアダプタ４に形成した段差部１４がアダプタガイド１５の傾斜面１９に係合することにより、ビットアダプタ４が回転するので、容易に拡径状態に戻すことができる。
【００１８】
上記実施形態は例示にすぎず、この発明は種々の改変が可能である。例えば、上記実施形態ではアダプタガイドを四角形の枠状のものとしたが、壁体部分１５ｄは拡縮作用のために何ら機能しない。すなわち、アダプタガイドは２つの拡径時回転規制面及び１つの縮径時回転規制面を持つものであればよく、枠状のものとするに限らない。
【００１９】
また、上記実施形態では拡縮するビットを複数個持つマルチタイプの装置が示されているが、シングルタイプの装置にも適用可能である。さらに、ダウンザホールドリルのビット装置としてではなく、ロータリパーカッションドリルのビット装置としても適用できる。
【００２０】
【発明の効果】
以上のように、この発明によれば、ビットを縮径状態とした後、容易に拡径状態に戻すことができ、また拡縮の範囲を制限して余分に縮径することがないので、ビットどうしの衝合を回避でき、トラブルが発生するのを防止することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明の実施形態を示す軸方向断面図である。
【図２】図１の下面図であって、ビットの拡径状態を示す図である。
【図３】図１の下面図であって、ビットの縮径状態を示す図である。
【図４】拡径状態でのビットアダプタとアダプタガイドとの関係を示し、（ａ）は図１の線Ａ矢視断面図であり、（ｂ）は（ａ）の線Ｂ矢視図である。
【図５】縮径状態でのビットアダプタとアダプタガイドとの関係を示し、（ａ）は図１の線Ａ矢視断面図であり、（ｂ）は（ａ）の線Ｂ矢視図である。
【符号の説明】
１：ボディ
２：ケーシング
３：円孔
５：軸部
６：ダウンザホールハンマ機構
８：基部
９：円孔
１０：ビット
１２：回転規制面
１３：回転規制面
１４：段差部
１５：アダプタガイド
１５ａ〜１５ｄ：壁体部分
１６：拡径時回転規制面
１７：拡径時回転規制面
１８：縮径時回転規制面
１９：傾斜面

Claims

ドリルロッドの先端に着脱自在に装着されるボディ（１）と、このボディ（１）に設けられた円孔（３）に、軸部（５）が回転自在かつ引込位置と突出位置との間を移動自在に装着されるビットアダプタ（４）と、このビットアダプタ（４）に偏心して取り付けられるビット（１０）とを備え、前記ビットアダプタ（４）が引込位置にあるとき前記ビット（１０）が拡径状態となり、前記ビットアダプタ（４）が突出位置にあってかつ引込位置から角度回転した位置にあるとき前記ビット（１０）が縮径状態となるリトラクトビット装置であって、
前記ビットアダプタ（４）の基部（８）外周に周方向に間隔を置いて２つの回転規制面（１２），（１３）を形成するとともに、この回転規制面（１２），（１３）の上方に周方向に沿う段差部（１４）を形成し、また、前記ボディ（１）には前記円孔（３）を臨むようにアダプタガイド（１５）を設け、
このアダプタガイド（１５）には前記ビット（１０）が拡径状態にあるとき、前記ビットアダプタ（４）の前記２つの回転規制面（１２），（１３）と面接触して該ビットアダプタの回転を規制する２つの拡径時回転規制面（１６），（１７）と、前記ビット（１０）が縮径状態にあるとき、前記ビットアダプタ（４）の一方の回転規制面（１２）と面接触して該ビットアダプタの回転を規制する１つの縮径時回転規制面（１８）とを形成し、
前記アダプタガイド（１５）の前記２つの拡径時回転規制面の一方（１６）は、前記ビットアダプタ（４）が突出位置にあるとき該ビットアダプタの回転規制面（１２）との面接触が解除される軸方向長さとなっており、この一方の拡径時回転規制面（１６）を規定するアダプタガイド部分（１５ａ）の下端面は、前記段差部（１４）に係合可能な傾斜面（１９）となっていることを特徴とするリトラクトビット装置。
前記アダプタガイド（１５）は、前記ボディ（１）の半径方向内外に位置して各内面が前記拡径時回転規制面（１６），（１７）をなす２つの壁体部分（１５ａ），（１５ｂ）と、これら２つの壁体部分の間に位置してその内面が前記縮径時回転規制面（１８）をなす１つの壁体部分（１５ｃ）との少なくとも３つの壁体部分を有していることを特徴とする請求項１記載のリトラクトビット装置。
前記円孔（３）は前記ボディ（１）に軸対称となるように複数個設けられ、各円孔（３）に対応して前記ビットアダプタ（４）及び前記アダプタガイド（１５）が設けられていることを特徴とする請求項１又は２記載のリトラクトビット装置。