JP2022012833A - コアビット - Google Patents

Abstract

【課題】コアビット刃先の基部にダイヤモンド合金帯を配置することによって、硬い岩盤の掘削環境においてもコアビット本体の損傷を防止し、耐久性・作業性を向上させたコアビットを提供する。【解決手段】ボーリング装置のロッドの下端に取り付けられて岩盤を切削することにより円柱状の岩石コアを採取するためのコアビット１であって、円筒状の本体２と、この本体２の先端部に設けられて前記岩盤を切削する切削部３とを備え、前記切削部３は所定間隔で切り欠かれ、その切り欠き７に流水孔を備えており、流水孔の形成された部位を除く切削部３の基部の本体外周にダイヤモンド合金帯５を形成した。【選択図】図１

Description

特許法第３０条第２項適用申請有り １．刊行物名 チラシ（株式会社コアーパック作成） チラシの配布日 令和２年６月１８日 配布者 株式会社コアーパック 配布方法 郵送

本発明はコアビットに関し、特に、コアビット刃先の基部にダイヤモンド合金帯を配置することによって、硬い岩盤の掘削環境においてもコアビット本体の損傷を防止し、耐久性・作業性を向上させたコアビットに関する。

地質調査用コアを採取するためのコア採取装置は、先端に設けた掘削用ビットにより地盤を目的の深さまで掘り進み、その内側に削り残されたコアをインナーチューブ内に取り込み、そのコアを地上に回収する構成とされている。
そして、コンクリートや石材などに孔をあける穿孔作業においては、作業性及び耐久性が求められ、ダイヤモンド砥石を用いたコアビットが使用されている。
ダイヤモンドコアビットは、円筒状のボディの先端の円周部にダイヤモンド砥石からなる刃部を有しており、ダイヤモンドコアビットの回転運動によって、鉄筋コンクリート建造物等を穿孔する。
このようなコアビットに関する技術として特許文献１の技術が知られている。

特開２０１４－２８４８６号公報

前記特許文献１の技術は、穿孔性能及び寿命性能を向上させるために、ドリルビットを構成するダイヤモンド砥石の先端部にスリットを設け、各ダイヤモンド切刃の間の溝部から冷却水（潤滑水）を加工部分に供給し、また、その溝部を介して冷却水及び切り屑を一緒に排出する構成とされている。
しかしながら、掘削時に刃先の付け根部分の本体外周に高圧力の冷却水及び切り屑が通過するために本体外周が損傷しやすいという問題があった。
本発明は、かかる従来の問題を解決するためになされたもので、その目的とするところは、コアビット刃先の基部にダイヤモンド合金帯を配置することによって、硬い岩盤の掘削環境においてもコアビット本体の損傷を防止し、耐久性・作業性を向上させたコアビットを提供することにある。

前記目的を達成するための手段として、請求項１記載のコアビットでは、ボーリング装置のロッドの下端に取り付けられて岩盤を切削することにより円柱状の岩石コアを採取するためのコアビットであって、円筒状の本体（２）と、この本体（２）の先端部に設けられて前記岩盤を切削する切削部（３）とを備え、前記切削部（３）は所定間隔で切り欠かれ、その切り欠き（７）に流水孔（４）を備えており、流水孔（４）の形成された部位を除く切削部（３）の基部の本体外周にダイヤモンド合金帯（５）を形成したことを特徴とする。

請求項２記載のコアビットでは、請求項１記載のコアビットにおいて、前記切削部（３）の外径は本体（２）の外径より大きく形成されており、前記ダイヤモンド合金帯（５）の外径は切削部（３）の外径と同程度の大きさを備えたことを特徴とする。

請求項３記載のコアビットでは、請求項１又は２記載のコアビットにおいて、前記流水孔（４）はコアビットの内側から外側へ向かって水を流す機能を備えたことを特徴とする。

請求項１記載のコアビットにおいては、円筒状の本体と、この本体の先端部に設けられて前記岩盤を切削する切削部とを備え、前記切削部は所定間隔で切り欠かれ、その切り欠き部に流水孔を備えており、流水孔の形成された部位を除く切削部の基部の本体外周にダイヤモンド合金帯を形成したので、掘削作業時に切削部の基部外周を保護し、コアビットの摩耗・損傷を防止して耐久性を向上させる。

請求項２記載のコアビットにおいては、切削部の外径はビットボディの外径より大きく形成されており、ダイヤモンド合金帯の外径は切削部の外径と同程度の大きさを備えているので、ダイヤモンド合金帯がコアビットで掘った後の孔壁の凹凸をならし、かつ、孔径が低下しないように一定に保たせる役目をもった一種のリーマとしても機能し、これによりビット外形の早期摩耗や、コアチューブ外形が損傷することを防止すると共に振動防止や孔曲りを防止する。

請求項３記載のコアビットにおいては、流水孔はコアビットの内側から外側へ向かって水を流す機能を備えているので、掘削作業時には切削部に確実に冷却水が供給される。

コアビットの正面図である。 コアビットの側面図である。 コアビットの平面図である。 コアビットの底面図である。 Ａ－Ａ断面図である。 Ｂ－Ｂ断面図である。 Ｃ－Ｃ断面図である。 Ｄ－Ｄ断面図である。 Ｅ－Ｅ断面図である。

まず、本発明のコアビットが取り付けられるボーリング装置について説明する。
ボーリング装置は、地上に設置された回転駆動装置と、地中に挿入されて回転駆動装置によって回転駆動される長い円筒形のコアチューブを備えている。
コアチューブの先端にはコアビットが取り付けられており、コアビットにより地盤を掘削することで、地盤のコアをコアチューブ内部（インナーチューブ）に収容することが可能となっている。
また、地上には、流体を供給するポンプが設けられており、ポンプからコアビット先端に冷却水を供給しながら掘削が行われる。

本発明の一実施例に係るコアビット１は、図１～図９に示すように、円筒状の本体２（ボディ）と、本体の先端に形成された切削部３と、切削部３に冷却水を供給する流水孔４と、前記切削部３の基部に形成されたダイヤモンド合金帯５を主要な構成としている。
本実施例のコアビット１は内径５０ｍｍ、外径６６ｍｍ、長さ８０ｍｍの形状を有している。
コアビットの形状は、他に外径８６ｍｍ、外径１１６ｍｍ等のコアビットが使用されるが、これらの形状に限られるものではない。

前記切削部３は回転駆動されて地盤等を掘削する掘削刃であり、ダイヤモンド合金によって構成され、切削部３は十数ｍｍの縦幅を有し、本体２よりも肉厚の形状とされている。
この切削部３は、平らな先端面６と、内側に向かって楕円形に陥没した切り欠き７を備えている。
切削部３の側面は縦方向に凹凸した筋が通過する凹凸部８を備えており、本実施例では８か所の凹凸部８と切り欠き７が交互に等間隔で形成されている。
凹凸部８の凸部は本体２の外径の外側に突起し、切削部３の外径は本体２の外径よりも大きく形成されている。
前記切り欠き７は、切削部３の外周から内側に向かって、内周の一部縁を残して楕円形に陥没した形状とされている。そして、上面から下側（基部方向）へ向かって５ｍｍ程度陥没し、その陥没した水平な底面に流水孔４の開口が接続されている。
切削部３を構成するダイヤモンド合金は、ダイヤモンド砥粒又と粉末と、タングステン、銅、ニッケル、コバルト等を始めとする複数の金属・合金の粉末を混ぜ固めて焼結することでダイヤモンドを固着し、砥石として構成したものである。

流水孔４は、肉厚の切削部３を縦方向に貫通して本体へ達し、コアビット本体の内側に連通している（図５参照）。
流水孔４は円形に形成され、コアビットの内側には円形の流水孔４の下部が露出している。
そのため、本体の内周には流水孔の凹部９が形成され、この凹部９を通過して冷却水が切削部３へ流れ込む。
掘削作業時には、冷却水が流水孔４を通過して切削部３へ供給されるが、本体２の内面に凹部９を閉塞するチューブを配設することにより、岩盤の状況等に応じて、冷却水の遮断あるいは水量の調節が可能である。

前記切削部の凹凸部８の基部にはダイヤモンド合金帯５が設けられている。
このダイヤモンド合金帯５は、横長の長方形状をなし、流水孔４の形成された部位を除く切削部３の基部の本体外周に所定間隔をおいて配設されている。
このダイヤモンド合金帯５は、本体２の外周にダイヤモンド砥粒又と粉末と、タングステン、銅、ニッケル、コバルト等を始めとする複数の金属・合金の粉末を混ぜ固めて焼結することでダイヤモンドを固着したものである。
ダイヤモンド合金帯５は本体外周に盛り上がった状態とされており、その外径は、本体２よりも大きく、切削部３の外径（凸部）と同程度とされている。
ダイヤモンド合金帯５とダイヤモンド合金帯５の間は、本体２と同径とされ、一段低く形成されている。そのため、この部位を通過して、掘削中に発生する切り屑と冷却水の排出が効率的に行われる。

本実施例のコアビット１においては、ダイヤモンド合金帯５を配置しているので、掘削作業時に切削部３の基部外周を保護する。そのため、摩耗・損傷を防止して耐久性を向上させる。
また、コアビット１で掘った後の孔壁の凹凸をならし、かつ、孔径が低下しないように一定に保たせる役目をもった一種のリーマとしても機能し、これによりビット外形の早期摩耗や、コアチューブ外形が損傷することを防止すると共に振動防止や孔曲りを防止する。

以上、本発明の実施例を説明したが、本発明の具体的な構成は本実施例に限定されるものではなく、発明の要旨を逸脱しない範囲における設定変更等があっても本発明に含まれる。
例えば、前記実施例では切削部３に凹凸部８を形成したが、凹凸を形成しない構成であっても本発明に含まれる。
また、流水孔４の位置、形状については他の構成を採用する場合であっても本発明に含まれる。

１ コアビット
２ 本体
３ 切削部
４ 流水孔
５ ダイヤモンド合金帯
６ 先端面
７ 切り欠き
８ 凹凸部
９ 凹部

Claims (3)

1. ボーリング装置のロッドの下端に取り付けられて岩盤を切削することにより円柱状の岩石コアを採取するためのコアビットであって、
   円筒状の本体（２）と、この本体（２）の先端部に設けられて前記岩盤を切削する切削部（３）とを備え、
   前記切削部（３）は所定間隔で切り欠かれ、その切り欠き（７）に流水孔（４）を備えており、
   流水孔（４）の形成された部位を除く切削部（３）の基部の本体外周にダイヤモンド合金帯（５）を形成したことを特徴とするコアビット。
2. 前記切削部（３）の外径は本体（２）の外径より大きく形成されており、
   前記ダイヤモンド合金帯（５）の外径は切削部（３）の外径と同程度の大きさを備えたことを特徴とする請求項１記載のコアビット。
3. 前記流水孔（４）はコアビットの内側から外側へ向かって水を流す機能を備えたことを特徴とする請求項１又は２記載のコアビット。

Images