JP2020125646A - Drilling tool - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、電柱穴、支持杭等のための掘削工事に使用する掘削用工具に関する。 The present invention relates to an excavating tool used for excavation work for utility pole holes, support piles, and the like.
従来、電柱穴掘削や支持杭を施設するには、パーカッションやブレーカー、掘削専用機等の大型掘削機械により作業を行っている。ところが、作業場所が住宅地等の狭隘な場所であると、近接する建物、電線を破損する虞があり、大型掘削機械の使用が困難である。仮に大型掘削機械の使用が可能であったとしても、掘削に伴う大きな振動、騒音、砂埃の発生は、住民の生活環境に悪影響を及ぼすため、硬質岩盤を掘削できる小さな掘削用工具が求められている。 Conventionally, in order to install utility pole hole excavation and support piles, work is carried out by large excavating machines such as percussion, breakers, and excavating machines. However, if the work place is a narrow place such as a residential area, there is a risk of damaging nearby buildings and electric wires, and it is difficult to use a large excavating machine. Even if a large excavator could be used, the large vibration, noise, and dust generated by excavation adversely affect the living environment of the residents, so a small excavation tool that can excavate hard rock is required. There is.
例えば、特許文献1には、小さな掘削機械であって硬質岩盤を掘削できるようにした掘削用工具に関し、先端には小径用ビットを、中間には中径用ビットを、また基端には大径用ビットをそれぞれ取り外し自在に組立てて連結した竪孔掘削用ビットが記載されている。
For example,
また、特許文献2には、硬質地盤を掘削対象とし、トレンチビットとホールダウンビットとを少なくとも含むビットユニットを多数備えたビット装置が記載されている。
Further,
さらに、特許文献3には、摩擦抵抗を低減し冷却するための掘削液を放出するセンターシャフトを有し、その周囲を公転する周壁に複数のチップを植設した錐状カッターを複数設けたカッターヘッドが記載されている。
Further, in
特許文献1に記載の竪孔掘削用ビットは、掘削径の変更のために、3個のビットの装着が必要であってその装着に手間を要するという問題がある。また、穴壁を掘削するビットがなくビットとビットの間の間隔が広いために、ビット以外のところに穴壁の岩盤が接触して硬質岩盤の掘削が難しいという問題がある。
The vertical hole excavating bit described in
特許文献2に記載のビット装置は、硬質岩盤の掘削は可能であるが、トレンチビットとホールダウンビットの2種の切削ビットを設けているため、その構造が複雑で製造費用が嵩むという問題の外に、岩盤掘削のために10〜18kN・mのトルクが必要となり、建柱車に装着できる小さな掘削機械では使用できないという問題がある。
The bit device described in
特許文献3に記載のカッターヘッドは、軟弱地盤における大口径の掘削に非常に有効なものであるが、硬質岩盤の掘削では錐状のカッターヘッドの隙間に小石や岩盤破片などが噛み込んでしまったり、カッターヘッドに摩擦熱が生じたりするため、円滑な掘削が困難であるという問題がある。
The cutter head described in
そこで、本発明は、硬質岩盤を掘削できる小さな掘削用工具を提供することを目的とする。 Then, this invention aims at providing the small excavation tool which can excavate a hard rock.
本発明者らは、鋭意検討を行った結果、建柱車に装着できる程度の小さな掘削用工具であっても、その先端ビット等の形状を工夫することによって硬質な岩盤の掘削が可能であるとの知見を得て、本発明に至ったものである。 As a result of earnest studies, the inventors of the present invention can excavate hard rock even if the excavation tool is small enough to be mounted on a building column car by devising the shape of the tip bit or the like. The present invention has been achieved based on the knowledge that
本発明は、
「(1)ビット軸と、該ビット軸の先端に設けられた超硬チップを有する先端ビットと、該先端ビットから離れた下方の位置に設けられた補助ビットと、を有する掘削用工具であって、前記先端ビットは、その先端が前記超硬チップを辺とした角錐の形状であり、該角錐を形成する三角形状の角錐面には掘削土を排出する掘削土排出溝を有するとともに、前記補助ビットは、前記ビット軸の外周に等間隔にかつ交互に設けられた内側補助ビット及び外側補助ビットから成ることを特徴とする掘削用工具。
(2)前記先端ビットの角錐は、四角錐乃至八角錐の何れかであることを特徴とする前記(1)に記載の掘削用工具。
(3)前記掘削土排出溝は、前記角錐面の少なくとも1組の対向する面に設けられ、前記ビット軸の下方に向かって曲面形状を有することを特徴とする前記(1)又は(2)に記載の掘削用工具。
(4)前記掘削土排出溝は、2個乃至4個であることを特徴とする前記(1)乃至(3)の何れかに記載の掘削用工具。
(5)前記内側補助ビット及び前記外側補助ビットは、前記ビット軸の十字方向に卍状に設けられ、その先端には超硬チップが取り付けられていることを特徴とする前記(1)乃至(4)の何れかに記載の掘削用工具。
(6)前記内側補助ビットは、その超硬チップの掘削軌道が前記外側補助ビットの超硬チップの掘削軌道の内側にあるように配置されていることを特徴とする前記(1)乃至(5)の何れかに記載の掘削用工具。
(7)前記内側補助ビットは、前記掘削土排出溝に面した下方に配置されていることを特徴とする前記(1)乃至(6)の何れかに記載の掘削用工具。
(8)前記(1)乃至(7)の何れかに記載の掘削用工具に拡径掘削用部材を組み合わせてなる掘削用工具であって、前記拡径掘削用部材は、取付け台であるブロックと、該ブロックの回転方向前方の面又は前方及び後方の両面に取り付けられた複数個の側面ビットを有し、該側面ビットの先端には超硬チップが取り付けられていることを特徴とする掘削用工具。
(9)前記拡径掘削用部材は、前記ブロックの回転方向前方の面に取り付けられた傾斜面のある傾斜のあるブロック前面プレートを有することを特徴とする前記(8)に記載の掘削用工具。
(10)前記拡径掘削用部材は、前記ブロックの左右両端部の外側に、又は前記ブロックの左右両端部の外側及び前記傾斜のあるブロック前面プレートの外側に取り付けられた外径ビットを有し、該外径ビットの先端には超硬チップが取り付けられていることを特徴とする前記(8)又は(9)に記載の掘削用工具。
(11)前記側面ビットは、前記ブロックの左右両側にそれぞれ中心半径を変えて複数個配置されていることを特徴とする前記(8)乃至(10)の何れかに記載の掘削用工具。
(12)前記ブロックの左右両側に複数個配置された側面ビットは、前記ビット軸を中心とした回転方向の軌跡の一部が重なるように配置されていることを特徴とする前記(11)に記載の掘削用工具。
(13)前記側面ビットは、その垂直方向の高さが前記ビット軸の中心に近い内側が高く、外側に向かって徐々に低くなるように配置されていることを特徴とする前記(8)乃至(12)の何れかに記載の掘削用工具。」
である。
The present invention is
“(1) A drilling tool having a bit shaft, a tip bit having a carbide tip provided at the tip of the bit shaft, and an auxiliary bit provided at a lower position apart from the tip bit. The tip bit is in the shape of a pyramid whose tip is the carbide tip, and the triangular pyramid surface forming the pyramid has an excavated soil discharge groove for discharging excavated soil, and The auxiliary bit comprises an inner auxiliary bit and an outer auxiliary bit, which are provided on the outer periphery of the bit shaft at equal intervals and alternately, and are provided.
(2) The drilling tool according to (1), wherein the pyramid of the tip bit is any one of a quadrangular pyramid and an octagonal pyramid.
(3) The excavated soil discharge groove is provided on at least one pair of opposing surfaces of the pyramidal surface, and has a curved shape toward the lower side of the bit axis, (1) or (2) The drilling tool described in.
(4) The excavation tool according to any one of (1) to (3), wherein the excavated soil discharge groove is two to four.
(5) The inner auxiliary bit and the outer auxiliary bit are provided in a cross shape in the cross direction of the bit shaft, and a cemented carbide tip is attached to the tip thereof, (1) to () The excavating tool according to any one of 4).
(6) The inner auxiliary bit is arranged such that the excavation track of the cemented carbide tip is inside the excavation track of the cemented carbide tip of the outer auxiliary bit. ) A drilling tool according to any one of (1) to (4).
(7) The tool for excavation according to any one of (1) to (6), wherein the inner auxiliary bit is disposed below the excavated soil discharge groove.
(8) A drilling tool comprising the drilling tool according to any one of (1) to (7) in combination with a diameter expanding drilling member, wherein the diameter expanding drilling member is a mounting block. And a plurality of side surface bits attached to the front surface or both front and rear surfaces of the block in the rotation direction, and a carbide tip is attached to the tip of the side bit. Tools.
(9) The excavating tool according to (8), wherein the diameter-expanding excavating member has an inclined block front plate with an inclined surface attached to a front surface in the rotation direction of the block. ..
(10) The diameter-expanding excavation member has an outer diameter bit attached outside the left and right ends of the block, or outside the left and right ends of the block and the inclined block front plate. The tool for excavation according to (8) or (9) above, wherein a carbide tip is attached to the tip of the outer diameter bit.
(11) The excavating tool according to any one of (8) to (10), wherein a plurality of the side surface bits are arranged on both left and right sides of the block while changing center radii thereof.
(12) In the above (11), a plurality of side surface bits arranged on both left and right sides of the block are arranged so that loci in a rotation direction around the bit axis overlap. Excavation tool as described.
(13) The side bits are arranged such that the vertical height of the side bits is high in the inside close to the center of the bit axis and gradually decreases toward the outside. The excavating tool according to any one of (12). "
Is.
本発明によれば、建柱車に装着できる程度の小さな掘削用工具であっても硬質な岩盤の掘削ができるという優れた効果を発揮する。 According to the present invention, it is possible to excavate hard rock even if the excavation tool is small enough to be mounted on a column.
以下、本発明の一実施の形態に基づいて説明する。なお、本発明は、この一実施の形態に限定されるものではない。本発明と同一及び均等の範囲内において、以下の実施の形態に対して種々の変更を加えることが可能である。 Hereinafter, description will be given based on an embodiment of the present invention. The present invention is not limited to this one embodiment. Various modifications can be made to the following embodiments within the same and equivalent scope as the present invention.
本発明の掘削用工具は、図1A乃至1Dや図2及び図3に示す態様の掘削用工具2である。また、本発明の掘削用工具は、この掘削用工具2に必要に応じて拡径掘削用部材5を着脱自在に組み合わせた図7に示す態様の掘削用工具1であり、この掘削用工具1は、掘削用工具2の掘削径を超える大きさの穴を掘削する場合に用いられる。
The excavating tool of the present invention is the excavating
以下、先ず、掘削用工具2と拡径掘削用部材5について、図面を参照して説明する。
Hereinafter, first, the
1.掘削用工具2
掘削用工具2は、ビット軸、ビット軸の先端に設けられた超硬チップを有する先端ビット、先端ビットから離れた下方の位置に設けられた補助ビット及び掘削土を排出する掘削土排出溝を有する。
以下、これらを図1A乃至1D及び図2を参照して順に説明する。
1.
The excavating
Hereinafter, these will be sequentially described with reference to FIGS. 1A to 1D and FIG. 2.
(1)ビット軸21
ビット軸21は、先端ビット3と補助ビット4、4’(内側補助ビット4及び外側補助ビット4’)とを固定する土台となるものである。先端ビット3と補助ビット4、4’で掘削ができるように、ビット軸基部26にビット軸連結口27が設けられ、これはアースオーガ等に連結するボルト穴となる。また、拡径掘削用部材5と組み合わせるときは、このビット軸連結口27は、ブロック6の中心にある非貫通の穴61に収めてブロック6と連結するボルト穴となる。
なお、ビット軸21の大きさ(先端からブロック取付け面29までの大きさ)は、例えば、直径75mm、長さ200mmとすることができる。
(1)
The
The size of the bit shaft 21 (the size from the tip to the block mounting surface 29) can be, for example, 75 mm in diameter and 200 mm in length.
(2)先端ビット3
先端ビット3は、ビット軸21の先端に設けられた超硬チップ31を有し、ビット軸21の回転により、掘削の最初に地盤と接触して径の小さな穴の掘削を行うものである。岩盤は固く掘削するためには、小さい穴から次第に大きい穴を掘削していく必要があるため、先端ビット3は掘削径が小さくなっている。先端ビット3が先に岩盤を掘削して先行するため、横滑り等の掘削位置の狂いが発生しない。
(2)
The
先端ビット3の形状は、ビット軸の軸心22の先端を頭頂点とし、各側辺(辺)に超硬合金製の掘削刃となる超硬チップ31を設けた角錐である。角錐は三角錐乃至八角錐とすることができるが、特に四角錐が好ましい。その理由は、角錐の辺が多くなるほど(超硬チップ31の個数が多いほど)岩盤を早く削ることはできるが、一方で、高価な超硬チップ31が多くなって製造費用が高くなると共に、掘削土が超硬チップ31に固着して掘削が困難になるという問題が生じるためである。
The shape of the
以下、四角錐(超硬チップ31が4個)の場合について説明する。4個の超硬チップ31は、刃先が掘進方向(ビット軸21の回転方向)に向いていて、図1A乃至1Cに示すように、ビット軸21の先端からみて(以下、「ビット軸先端視」という)、四角錐の十字形の側辺(辺)に配置されている。隣接する超硬チップ31同士の中心線のなす角度(φ)は、85乃至95度が好ましく、90度がより好ましい。その理由は、この角度範囲であれば後述するセメント状となった掘削土の超硬チップ31への固着を避けて、掘削土が排出しやすくなるためである。
Hereinafter, a case of a quadrangular pyramid (four carbide tips 31) will be described. The four
また、超硬チップ31とビット軸の軸心22とのなす角度(ψ)は、50乃至70度が好ましく、55乃至65度がより好ましい。その理由は、50度未満であると超硬チップ31が欠損しやすくなり、70度を超えると掘削速度が低下するためである。
The angle (ψ) formed by the
(3)補助ビット4、4’
補助ビット4、4’は、先端ビット3から離れた下方の位置に所定長さ離間して配置されており、先端ビット3による掘削穴を拡径するものである。この所定長さは、長すぎると補助ビット4、4’が掘削に寄与しない無駄な時間が生じてしまう。一方、短すぎると先端ビット3による掘削と補助ビット4、4’による掘削がほぼ同時になされることになり、徐々に拡径する掘削が困難になってしまう。そのため、例えば、ビット軸21の先端からブロック取付け面29の下端までの長さのほぼ半分の位置に、すべての補助ビット4、4’の超硬チップ41、41’の上端があるように、補助ビット4、4’を配置するのが好ましい。
(3)
The
補助ビット4、4’は、内側補助ビット4と外側補助ビット4’から成り、ビット軸21の外周(側面)に等間隔にかつ交互に配置されている。ここで、内側補助ビット4の取付け位置としては、後述する掘削土排出溝24に面した下方の位置が好ましい。
The
補助ビット4、4’の個数は、多い方が掘削速度は向上するが、一方で、多すぎるとコストが高くなると共に、後述する掘削土排出溝24からもたらされる掘削土の排出には好ましくないため、内側補助ビット4及び外側補助ビット4’の個数は、それぞれ2個ずつとすることが好ましい。
If the number of the
内側補助ビット4と外側補助ビット4’は、ビット軸21の十字方向に卍形に取り付けられている。すなわち、内側固定台42及び外側固定台42’がビット軸21の外周に取り付けられている位置よりも、内側超硬チップ41及び外側超硬チップ41’が先端ビット3の超硬チップ31の刃先方向に突出して設けられている。このようにすることにより、補助ビット4、4’は回転方向に対しての応力が強くなる。
The inner
内側補助ビット4は、内側固定台42に取り付けられた内側超硬チップ41を有し、外側補助ビット4’は、外側固定台42’に取り付けられた外側超硬チップ41’を有している。
The inner
内側補助ビット4及び外側補助ビット4’の先端に設けられる超硬チップ41、41’は、掘削面に対してほぼ90度方向の掘削が容易に行えるように配置されており、掘削による補助ビット4、4’への負担を軽くして超硬チップ41、41’の摩耗を少なくしている。
The carbide tips 41, 41' provided at the tips of the inner
そして、内側超硬チップ41の中心は、内側の円(例えば、直径120mm)の掘削軌道を構成し、外側超硬チップ41’の中心は、外側の円(例えば、直径160mm)の掘削軌道を構成している。また、内側補助ビット4は、その超硬チップ(内側超硬チップ41)の掘削軌道が外側補助ビット4’の外側超硬チップ41’の掘削軌道の内側にあるように配置されている。これによりビット軸21が振動で触れたとしても外側超硬チップ41’の掘削軌道内に内側補助ビット4が入ることがなく、掘削を継続させることができる。
Then, the center of the inner cemented carbide tip 41 constitutes the excavation trajectory of the inner circle (for example, diameter 120 mm), and the center of the outer carbide tip 41 ′ constitutes the excavation trajectory of the outer circle (for example, diameter 160 mm). I am configuring. Further, the inner
土砂に対する抵抗を軽減させて掘削土の排出を容易にするために、内側補助ビット4には切欠きB、Cが、外側補助ビット4’には切欠きA、Dがそれぞれ設けられている。また、図1A及び図1Bに示すように、切欠きC、Dの切欠きの斜面のほぼ半分の位置が先端ビット3の超硬チップ31の中心線と同一平面になることが好ましい。
The inner
また、内側切欠き部43よりも外側切欠き部43’を広くして、掘削土を排出しやすくしている。
Further, the outer notch 43' is made wider than the
(4)掘削土排出溝24
掘削土排出溝24は、掘削土を排出するためのものである。先端ビット3は、掘削の進行によって加熱されるため水で冷却されているが、その際に、超硬チップ31によって掘削された掘削土と水とが混合してセメント状の掘削土となるため、これが超硬チップ31に固着して掘削が困難になることがある。そこで、このセメント状となった掘削土を排出するために、先端ビット3の隣接する超硬チップ31の間の三角形の角錐面23に掘削土排出溝24が設けられている。そして、この掘削土排出溝24は、図2に示すように、下方に向かって曲面25の形状のを有していることが好ましい。
(4) Excavation
The excavated
掘削土排出溝24は、ビット軸21自体の強度に悪影響を与えない程度に、例えば、対向する三角形の角錐面23の1組のみに設けてもよいし、三角形の角錐面23の2組以上に設けてもよく、2個乃至4個設けるのが好ましい。
The excavated
次に、1組の対向する角錐面に設けた掘削土排出溝24の一例について、詳述する。
Next, an example of the excavated
図1A乃至1D及び図2に示す(図1Dでは陰影により掘削土排出溝24を強調している)掘削土排出溝24の一例では、掘削土排出溝24は、ビット軸の軸心22を対称として1組(合計2個)設けられている。そして、この掘削土排出溝24は、内側補助ビット4の上方に設けられ、対向しあう三角形の角錐面をビット軸21の下方に向かって曲面状に削り取った溝である。
In one example of the excavated
すなわち、掘削土排出溝24は、図2に示すように、掘削土排出溝24の一部をなす三角形の角錐面23の左側辺Pは、超硬チップ41’の上端近傍の位置まで平面状に形成されている。また、その右側辺Qは、その上端部分が超硬チップ41の上端近傍の位置まで平面状に形成され、その下端部分が平面部分の下端位置Q’から左側辺Pの下端位置P’へ向かって、曲面25(例えば、曲率半径40mmの球面)となるように削り取られた形をしている。
That is, as shown in FIG. 2, the excavated
また、図3に示す掘削土排出溝24の一例では、掘削土排出溝24は、対向する三角形の角錐面のすべてに合計4個設けられている。そして、この掘削土排出溝24は、内側超硬チップ41及び外側上端チップ41’の上端位置までに至らない長さであり、その下方部分に曲面25を有している。
In addition, in the example of the excavated
そして、本発明では、掘削土排出溝24をこのような曲面25のある形状とすることにより、先端ビット3の掘削によって生じた掘削土が、ビット軸21の回転により先端ビット3から掘削土排出溝24を経て外側切欠き部43’の形成する空間へ流動して容易に排出することができるという優れた効果が得られる。
Further, in the present invention, the excavated
2.拡径掘削用部材5
次に、掘削用工具2と組み合わせて用いる拡径掘削用部材5について説明する。
拡径掘削用部材5は、取付け台であるブロック6と、このブロック6の回転方向の前方又は前方及び後方の両面には複数個の側面ビット7とを有し、この側面ビットの先端には超硬チップ71を有している。また、必要に応じて、ブロック6の回転方向前方の面には傾斜のあるブロック前面プレート9を有し、さらに必要に応じて、ブロック6の左右両端部の外側及び傾斜のあるブロック前面プレートの外側には外径ビット8を有している。
以下、この拡径掘削用部材5を構成するこれら部材について、順に図面を参照して説明する。
2. Expanding
Next, the expanded
The diameter-expanding
Hereinafter, these members constituting the member for excavating the
(1)ブロック6
ブロック6は、掘削用工具2のビット軸基部26を嵌挿固定し、また、アースオーガ等に連結されるものであって、側面ビット7、外径ビット8及び傾斜のあるブロック前面プレート9を固定する土台(取付け台)の役目をもっている。
(1)
The
その概略形状の一例は、図4に示すとおりであり、中央部の非貫通の穴61の近傍が膨らんだ略直方体であって、この略直方体の下部には非貫通の穴61と同心のブロック軸64が設けられている。非貫通の穴61の下部には、ブロック軸連結口62がある。掘削用工具2のビット軸基部26をこの非貫通の穴61に嵌挿した際、ブロック軸連結口62は掘削用工具2のビット軸基部26に設けたビット軸連絡口27と一体となってボルト穴(例えば、φ16)を構成し、掘削用工具2とブロック6とをボルト28により固定することができる。
An example of the schematic shape is as shown in FIG. 4, which is a substantially rectangular parallelepiped in which the vicinity of the non-penetrating hole 61 in the central portion is swollen, and a block which is concentric with the non-penetrating hole 61 at the lower part of the substantially rectangular parallelepiped A shaft 64 is provided. A block
また、ブロック軸64には、ブロック軸連結穴63が設けられている。ブロック6と建柱車のアースオーガ等とはこの連結穴63に挿入するボルトにより連結され、アースオーガ等の回転力がブロック6に伝わり、拡径掘削用部材5の側面ビット7や掘削用工具2の先端ビット3、内側補助ビット4、外側補助ビット4’を、さらには必要に応じて設けられる外径ビット8、8’、傾斜のあるブロック前面プレート9を同一の回転軸を中心として回転させることができる。
Further, the block shaft 64 is provided with a block shaft connecting hole 63. The
ブロック6は、硬質な岩盤の掘削に耐えることができる強度の合金製で、中実なものが好ましい。また、ブロック6は、拡径する掘削径の大きさに応じてその大きさが決まるため、複数の掘削径(例えば、300mm、380mm、450mm、500mm)に対応した大きさのものを用意することが求められる。
The
(2)側面ビット7と超硬チップ71
側面ビット7は、掘削用工具2により掘削された穴をさらに拡径するためのものであり、ブロック6に複数個設けられており、ブロック6の回転方向前方の面又は前方及び後方の両面に溶接により設けられ、その先端には超硬チップ71が取り付けられている。この超硬チップ71は、回転方向(掘進方向)に向いており掘削面に対してほぼ90度方向の掘削が行えるように配置されている。
(2)
The
側面ビット7は、その個数が多い方が掘削速度の向上が期待できるので好ましいが、高価な超硬チップ71を多用するためコスト高となる。また、掘削土の排出が難しくなることがあるため、多ければよいとは単純にはいえない。したがって、側面ビット7の個数やブロック6への取付け位置は、掘削速度、製作費用、超硬チップ71の摩耗低減、掘削土の排出容易性などを考慮して決定することが好ましい。
It is preferable that the number of the
表1は、拡径掘削の穴径と側面ビット7の個数との関係を例示するものであり、この側面ビット7は、図5に示す取付け位置「<1>乃至<4>」に設けることが好ましい。なお、同図の矢印はブロック6の回転方向である。
Table 1 exemplifies the relationship between the hole diameter for diameter expansion drilling and the number of
側面ビット7は、表1、図5から明らかなように、ブロック6の回転方向前方の面又は前方及び後方の両面の左右両側に、それぞれ中心半径を変えて複数個配置されていることが好ましい。側面ビット7をブロック6の回転方向前方及び後方の両面に配置することにより、隣接する側面ビット7間の距離を確保して掘削土の排出を容易にすることができる。
As is apparent from Table 1 and FIG. 5, it is preferable that a plurality of
また、側面ビット7の超硬チップ71の摩耗を低減させるために、図6に示すように、側面ビット7をブロック6の回転軸心(ビット軸21)を中心とした各超硬チップ71の掘削軌道(軌跡)10がわずかに、例えば、3乃至5mm程度重なる部分と重ならない部分があるように配置することが好ましい。このように配置すれば、掘削軌道(軌跡)10が重なる部分では超硬チップ71の摩耗低減がなされ、重ならない部分は新しい地盤を掘削することができる。
なお、図6は、表1の「拡径掘削の穴径がφ380」の掘削軌道(軌跡)10を示す一例であり、外径ビット8の掘削軌道をも図示している。
Further, in order to reduce the wear of the cemented
Note that FIG. 6 is an example showing the excavation trajectory (trajectory) 10 of “Hole diameter of expanded diameter excavation is φ380” in Table 1, and also illustrates the excavation trajectory of the
また、側面ビット7の垂直方向の高さは、図8A、図9A等に示すように、回転軸(ビット軸21)の中心に近い内側にあるものを高く、外側に向かって徐々に低くなるように配置すること(側面ビット7が傾斜配置されていること)が好ましい。このようにすれば、掘削時に、内側にある側面ビット7がまず掘削に寄与し、それ以後に、外側にある側面ビット7が順次掘削に寄与することになるから、ビット軸21の中心から徐々に拡径することで掘削面がすり鉢状になる。
なお、比較的柔らかい地盤を掘削する場合は、図10Aに示すように、側面ビット7の垂直方向の高さを同一としてもよい。
As shown in FIGS. 8A and 9A, etc., the vertical height of the
When excavating relatively soft ground, the vertical height of the
本発明の側面ビット7によって掘削面がすり鉢状に形成されているため、掘削穴の残土を排出するために掘削用工具1を掘削穴に出し入れした場合に、回転軸(掘削軸)がやや傾いたとしても、すり鉢状の面に沿ってすぐに復元されるために、掘削面が斜めに掘削されることを防止(掘削穴の傾斜防止)することができる。
Since the excavation surface is formed in a mortar shape by the
(3)外径ビット8、8’
外径ビット8、8’は、掘削穴の外径を決定するものであり、掘削穴の壁を削りながら掘進する場合など必要に応じて設けられる。基本的には、側面ビット7のみで必要とする大きさの掘削穴を掘削することが可能であるが、この外径ビット8、8’を設ける場合は、図5に示すように、ブロック6の左右端部の外側に配置する。側面ビット7の掘削によって、ブロック6と掘削穴の壁の間に十分な隙間がありブロック6が穴壁に接触することがないときは、外径ビット8を設けなくてもよい。
(3)
The
具体的には、図5に示すように、2個のときはブロック6の左右端部の外側にそれぞれ1個ずつ、部材番号8に示す位置に、ほぼ同一の掘削軌道となるように取り付けることができる。3個のときは、<2>の位置にある傾斜のあるブロック前面プレート9の外側の番号8’で示す位置に取り付け、4個のときは、残りの傾斜のあるブロック前面プレート9の外側の番号8’で示す位置に取り付けることができる。
Specifically, as shown in FIG. 5, when there are two pieces, one piece is attached to each of the left and right end portions of the
そして、外径ビット8、8’先端には、それぞれ超硬チップ81、81’が取り付けられており、各超硬チップ81、81’は、ブロック6の回転方向(掘進方向)に向いて掘削面に対してほぼ90度となるように取り付けることが好ましい。これによって、ブロック6は、掘削時に外径ビット8、8’の掘削軌道の内側において掘削穴の壁に対して十分な隙間を有して回転することができるため、ブロック6が掘削穴の壁に接触することはなく、掘削不能となることがない。
Then, cemented
(4)傾斜のあるブロック前面プレート9
傾斜のあるブロック前面プレート9は、図4に示すとおり、水平面と傾斜面を有している。水平面は、図5に示す<2>と<4>の位置にブロック6の上面と面一となるように、しかも超硬チップ71の刃先方向(ブロック6の回転方向(掘進方向))に突出して形成されている。また、傾斜面は、この水平面から下方に向かって傾斜して形成されている。
そして、この傾斜のあるブロック前面プレート9は、掘削土を地上に排出する機能を有すると共に、ブロック6に加わる負荷を軽減することができるため、必要に応じて設けられる。
(4) Sloped block
The sloping block
The inclined block
次に、実施例について図面を用いて説明する。 Next, examples will be described with reference to the drawings.
<実施例1>
実施例1の掘削用工具2は、図1A乃至1D及び図2に示すものである。
すなわち、ビット軸21の大きさは、直径:75mm、長さ:200mmとし、四角錐の先端ビット3は、φ=90度、ψ=60度で4個の超硬チップ31を十字形に設けられている。また、切欠きA乃至Dを有する等間隔にかつ交互に設けられた内側補助ビット4と外側補助ビット4’は、それぞれがビット軸の軸心22を中心として直径120mmと160mmの掘削軌道を構成するように配置され、それら先端の超硬チップ41、41’の上端がビット軸21の先端から100mmに位置するように配置されている。内側補助ビット4は、掘削土排出溝24に面した下方に配置され、また、掘削土排出溝24は、四角錐の角錐面にビット軸の軸心22を対称として2箇所設けられている。そして、四角錐の両側面は平板状に、また、その下部が曲面状に削り取られ、曲面部分25の曲率半径は40mmに設定されている。
<Example 1>
The excavating
That is, the size of the
次に、この掘削用工具2のビット軸連結口27にアースオーガを連結して掘削を行ったところ、この掘削用工具2は、先端ビット3が先行して掘削するため、掘削位置が固定し横滑り等による掘削位置の狂いが発生しなかった。また、外側補助ビット4’は、掘削穴の外壁を掘削するため、ビット軸21が振動により振れたとしても、外側補助ビット4’の掘削軌道内に内側補助ビット4が入ることがなく、掘削を継続することができた。そして、掘削土は、掘削土排出溝24を通って、外側切欠き部43’を経て排出された。
Next, when an earth auger was connected to the bit
<実施例2>
実施例2は、図7に示すように、実施例1の掘削用工具2に図4に示す拡径掘削用部材5(拡径掘削の穴径がφ380)を組み合わせた掘削用工具1を用いたものである。
この拡径掘削用部材5の側面ビット7の配置は、表1の拡径掘削の穴径が「φ380」の場合の配置であり、側面ビット7は、ビット軸21に近い側にあるものほど高く、遠い側にあるものほど低く傾斜配置されて、すり鉢状の掘削ができるものである。また、各側面ビット7は、3乃至5mmの範囲で掘削軌道を重ねるように配置されると共に、ブロック6に2個の外径ビット8及び傾斜のあるブロック前面プレート9がそれぞれ設けられている。
<Example 2>
As shown in FIG. 7, Example 2 uses the
The arrangement of the
実施例2の掘削用工具1によれば、先端ビット3、内側補助ビット4、外側補助ビット4’、側面ビット7、外径ビット8の順に、小径から徐々に拡径する掘削がなされるため、掘削軸の横滑りがなかった。また、すり鉢状の掘削面を形成することができるため、掘削中に掘削軸が傾くことがあってもその傾きがすり鉢状の面に沿ってすぐに復元しながら掘削が進むので、掘削穴に掘削軸の傾きで生じる傾斜がなかった。さらに、掘削土は、掘削土排出溝24から傾斜のあるブロック前面プレート9を経て容易に地上へ排出された。
According to the
加えて、実施例2の掘削用工具1によれば、その構造から明らかなように、側面ビット7は、3乃至5mmの範囲で掘削軌道(軌跡)が重なるように配置されていたため、超硬チップ71の擦り減りを抑えることができた。また、実施例2によれば、多種類の径の掘削が一つの掘削用工具2と掘削径に応じて選択される数種類の拡径掘削用部材5との組み合わせることにより小型化が可能であるため、従来技術のように、掘削径に応じた大小の多種類の掘削用工具をその都度準備する必要がない。したがって、準備する掘削用工具の種類が少なく低コストで済むし、建柱車に装着できる小型の掘削用工具でも硬質な岩盤の掘削が可能であるという利点がある。
In addition, according to the
<実施例3>
実施例3は、図3に示す他の態様の掘削用工具2を実施例2で用いた拡径掘削用部材5と組み合わせた掘削用工具1を用いたものである。図3に示す掘削用工具2は、先端ビット3の超硬チップ31が十字形に4個配置され、ビット軸先端の角錐面23のすべてからビット軸の軸心22に沿って、内側超硬チップ41、外側上端チップ41’の上端には至らない長さに亘って掘削土排出溝24を設けたものである。
<Example 3>
The third embodiment uses the
この掘削土排出溝24は、幅25mm、長さ55mmで、深さがもっとも深いところで20mmの形状である。そして、この溝は、ビット軸の外周部に曲面25を経て滑らかにつながっている。図3の掘削用工具2について、その他の点は、実施例1の掘削用工具2と同じである。この実施例3の掘削用工具1を用いて掘削を行ったところ、実施例2と同様の効果を発揮することが確認された。
The excavated
<実施例4乃至8>
実施例4乃至8は、図8A乃至12Bにその正面図と平面図がそれぞれ示された拡径掘削用部材5を、実施例1の掘削用工具2と組み合わせた掘削用工具1に関するものである。具体的には、実施例4乃至8は、表1の「φ450(その1)」に示す個数の側面ビット7が配置されていると共に、側面ビット7の傾斜配置の有無、外径ビット8の有無、及び、傾斜のあるブロック前面プレート9の有無の違いによる実施形態に対応する実施例であり、その実施形態の対応関係は、表2に示すとおりである。
<Examples 4 to 8>
Examples 4 to 8 relate to a
実施例4乃至8の何れの場合でも、実施例1の小型の掘削用工具2と組み合わせて掘削を行っても、実施例2及び3と同様の効果が発揮されたので、建柱車に装着できる小型の掘削用工具でも硬質な岩盤の掘削に適用可能であることが確認された。
In any of Examples 4 to 8, even when excavating in combination with the small-
1、2 掘削用工具
21 ビット軸
22 ビット軸の軸心
23 三角形の角錐面
24 掘削土排出溝
25 曲面
26 ビット軸基部
27 ビット軸の連結口(ボルト穴)
28 ボルト
29 ブロック取付け面
3 先端ビット
31 超硬チップ(先端ビット用)
4 内側補助ビット
4’ 外側補助ビット
41 内側超硬チップ
41’ 外側超硬チップ
42 内側固定台
42’ 外側固定台
43 内側切欠き部
43’ 外側切欠き部
5 拡径掘削用部材
6 ブロック
61 非貫通の穴
62 ブロック軸連結口(ボルト穴)
63 ブロック軸連結穴
64 ブロック軸
7 側面ビット
71 超硬チップ(側面ビット用)
8 外径ビット(ブロックに設けるもの)
81 超硬チップ(外径ビット用(ブロックに設けるもの))
8’ 外径ビット(傾斜のあるブロック前面プレートに設けるもの)
81’ 超硬チップ(外径ビット用(傾斜のあるブロック前面プレートに設けるもの))
9 傾斜面のあるブロック前面プレート
10 掘削軌道(軌跡)
A 切欠きA
B 切欠きB
C 切欠きC
D 切欠きD
P 左側辺
P’ 左側辺の下端位置
Q 右側辺
Q’ 右側辺の下端位置
1, 2
28
4 Inner Auxiliary Bit 4'Outer Auxiliary Bit 41 Inner Carbide Tip 41'
63 Block Shaft Connecting Hole 64
8 Outer diameter bit (provided on the block)
81 Carbide Tip (for Outer Diameter Bit (provided on block))
8'outer diameter bit (provided on inclined block front plate)
81' Carbide Tip (for Outer Diameter Bit (provided on inclined block front plate))
9 Block front plate with
A notch A
B cutout B
C notch C
D cutout D
P Left side P'Left side lower end position Q Right side Q'Right side lower end position
Claims (13)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2019019291A JP2020125646A (en) | 2019-02-06 | 2019-02-06 | Drilling tool |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2019019291A JP2020125646A (en) | 2019-02-06 | 2019-02-06 | Drilling tool |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2020125646A true JP2020125646A (en) | 2020-08-20 |
Family
ID=72083686
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2019019291A Pending JP2020125646A (en) | 2019-02-06 | 2019-02-06 | Drilling tool |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP2020125646A (en) |
-
2019
- 2019-02-06 JP JP2019019291A patent/JP2020125646A/en active Pending
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