JP2574705B2 - リトラクトビット - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本発明は、パーカッションドリルやダウンザホールド
リルに装着されるリトラクトビットに関する。

［従来の技術］ 従来、この種の地盤掘削用ドリルを用いて掘削を行な
う場合において、特に崩壊性地盤では掘削孔内壁の土が
崩れてドリルロッドやビットの部分に詰り、いわゆるジ
ャミングを起こし易かった。

そこで、ビットと略同径の外管をドリルロッド（内
管）に連行させ、その外管によって土の崩壊及び侵入を
防止するようにした二重管掘削装置が開発されていた。

［発明が解決しようとする課題］ しかしながら、従来の二重管掘削装置においては、ビ
ットと外管とが略同径であるため、掘削中に摩耗等の理
由でビットを交換したい場合にドリルロッドのみなら
ず、外管も引き上げなければならないため、作業効率が
悪かった。

本発明は上記のような事情に鑑みてなされたもので、
ビットを拡縮可能に形成することによりドリルロッドの
みを引き上げてビットの交換ができるようにしたリトラ
クトビットを提供することを目的とする。

［課題を解決するための手段］ 上記目的を達成するために本発明は、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、該ビット
は、ケースとビット本体とを具備し、前記ケースは、ド
リルロッドに着脱可能に取り付けられ、軸対称に穿設さ
れた少なくとも３個の円孔を有し、前記ビット本体は、
軸対称に少なくとも３個に分割され、前面にチップが植
設された分割体と、該分割体の背面の偏心位置に突出
し、前記円孔に回動自在に嵌入する枢軸よりなり、分割
体の側面同士が当接して各分割体の回動を係止して、ビ
ット径拡大状態にするようにし、あるいは、ビット径縮
小状態にするようになっていることを特徴とする。

また、このリトラクトビットにおいて、ケースの中心
にドリルロッド内の流体供給路に連通する流体供給孔を
設けるとともに、ビット径拡大状態で前記分割体が互い
に相接しているビット本体の中央部分に、角が分割体同
士の接する部分に対向する多角形状の流体供給口を形成
し、あるいは、ビット径縮小状態で前記分割体が互いに
相接しているビット本体の中央部分に流体供給口を形成
する。

［作 用］ ビットが所定の方向に回転すると、各分割体は地盤と
の摩擦抵抗によって枢軸を中心としてそれぞれ一定方向
に回動し、分割体の側面同士が当接して各分割体の回動
を係止させて、ビット全体としてその最大径を拡大した
形状となる。ビットが反対方向に回転すると、各分割体
は土との摩擦抵抗によって上記と反対方向に回動し、ビ
ット全体としてその最大径を縮小した形状となる。

掘削回転中に、流体供給口から流体供給路の流体をビ
ット本体の底部中心から外周に向けて送り出すようにす
れば、掘削した土砂等が流体とともに外周から上方に排
出される。

逆回転して、ビット径を縮小する際に、ビット本体の
閉じ掛けの多角形状の流体供給口ないしは閉じ終った円
形の流体供給口から流体供給路の流体をビット本体の底
部中心から外周に向けて送り出すようにすれば、残った
土砂等の排出が円滑に進み、分割体の間に土砂等を挟み
込んでビット径の縮小を妨げることがない。

［実施例］ 第１図〜第４図は本発明のリトラクトビット（以下、
ビットと略称する）の一実施例を示したもので、第５図
のように二重管掘削装置10のドリルロッド（内管）11の
先端にケース12が螺着されている。

該ビット１は軸対称に３個の分割体２に分割されてお
り、各分割体２の基端側（背面）の偏心位置には断面円
形の枢軸３が一体に形成されている。その各枢軸３はケ
ース12に設けた３個の円孔４に回転自在に嵌合してい
る。また各枢軸３の後部の周面には断面半円状の溝５が
リング状に形成してあり、ケース12の３ケ所に取り付け
た各一対の抜け止めピン６が上記溝５にそれぞれ係合し
ている。

前記各分割体２はそれぞれ略扇形の同一形状に形成さ
れ、その側面は、ビットの掘削回転方向の前側の側面2a
と、後側の側面2bと、この両側面2a、2bのビット中心側
をつなぎ、かつ、ビット径縮小時に断面円形の流体供給
口17bを形成する凹円弧面2cと、掘削回転方向の前側の
側面2aにつながってビット径拡大時に最大径部分を形成
する外側面2dと、この外側面2dと掘削回転方向の後側の
側面2bとをつなげ、ビット径縮小時に後述する外管13の
内径の内側に逃げる逃げ面2eを備えており、ビット１が
第２図のようにＢ方向（反時計方向）に回転する場合に
は全体として略円形に縮小した形状を保持するが、第１
図のように反対のＡ方向（時計方向）回転する場合は、
掘削地盤とチップ７との摩擦抵抗により各分割体２は枢
軸３を中心として反時計方向に回動し、各分割体２の回
転方向の前側の側面2aと隣の分割体２の後側の側面2bと
が当接して、ビット１全体としてその最大径を拡大した
形状を保持するようになっている。

３個の各分割体２は、枢軸３でケース12に確実に保持
され、掘削作業のために第１図のように掘削回転してチ
ップ径を拡大すると、この回転力による各分割体２の自
転によって、分割体２同士の側面2aと側面2bとが当接
し、強固に一体化される。

ビット本体30が分割体２に円周方向に略均等に３分割
され、各分割体２がバランスよく掘削抵抗を受け、ドリ
ルロッド11に曲げ力が加わることもなく、穴を真直に、
しかも、３個の分割体２で能率よく掘削できる。

なお、第５図において、13は外管、14はドリルロッド
11と外管13との継手であるクリーニングスイベル、15は
ドリルロッド11内の流体供給路11a及びケース12の流体
供給孔12aを介して掘削部に送水する送水口、16はドリ
ルロッド11と外管13との間を上昇するスライムの排出口
である。

ビット径を拡大した第１図の状態では、ビット中央の
流体供給口は角が分割体同士の接する部分に対向する多
角形状17aのように拡開されチップ径を縮小した第２図
の状態よりもここからの給水量が増し、チップ７によっ
て削り取られる土砂をスライム化してビット外周側の分
割体２、分割体２間の隙間18、ケース12外周の凹溝19、
ドリルロッド11と外管13との間に形成された排出路20を
経由してスライム排出口16へと排出される。

そこで上記二重管掘削装置10をロータリパーカッショ
ンドリルに装着して掘削する場合を第6a図〜第6g図によ
り説明すると、まずドリルロッド11、即ちビット１を第
１図のようにＡ方向に回転させてビット径を拡大させ、
オーバーバーデン（崩壊し易い地層）20を貫通するまで
掘進する（第6a図，第6b図）。そして岩盤21に到達した
らドリルロッド11を逆回転させて第２図のようにビット
径を縮小させ、ドリルロッド11とビット１を引き上げる
（第6c図，第6d図）。このビット径縮小時にも、流体供
給口17bからは送水口15から送られる水が吹き出して残
余のスライムをビット前面から外周側に速やかに押し出
し外周の隙間、ケース12外周の凹溝19a、ドリルロッド1
1と外管13との間に形成された排出路19bを経由してスラ
イム排出口16へと排出するので、縮小動作は残余のスラ
イムに妨げられることなくスムーズに進行する。

次いで、上記ビット１を岩盤掘削用のビット22と交換
して再びドリルロッド11を挿入し、所定深度まで岩盤21
を掘削する（第6e図，第6f図）。しかる後、第6g図のよ
うに抜管して掘削を完了する。

なお、以上の実施例は本発明のビットをパーカッショ
ンドリルに適用したものであるが、ダウンザホールドリ
ルに適用することも勿論可能である。

また、以上の実施例では、ビット本体を３個の分割体
に分割したが、特に大径穴の掘削等においては、４個以
上に分割しても同様の作用効果をもたらすことは勿論で
ある。

［発明の効果］ 以上説明したように本発明によれば、掘削時にはビッ
トの径を拡大させて大径の孔を掘削することができ、ま
たビットの交換時にはビットの径を縮小させることによ
り、外管を引き上げることなくドリルロッドのみを引き
上げればよいので、掘削作業の能率が大幅に向上する。

少なくとも３個に分割された各分割体は、枢軸でケー
スに確実に保持され、掘削回転してチップ径を拡大した
とき、分割体同士の側面と側面とが当接し、強固に一体
化されるるから、分割されたビットでありながら一体成
形のビットのように頑丈であり、しかも、ビット本体が
円周方向に略均等に少なくとも３個の分割体に分割さ
れ、各分割体が、掘削孔の四方に均等に張り出して、バ
ランスよく掘削抵抗を受けるから、ドリルロッドに曲げ
力が加わることもなく、穴を真直に、能率よく掘削でき
る。

また、逆回転してチップ径を縮小するときに、分割体
同士の側面と側面とが当接するようにすれば、径縮小時
の分割体がビット本体中心にしっかり納まり、間に空間
を残さないから、ビットの有効面積を大きくできる。

ビット本体の中央部分の流体供給口から水等の流体を
供給して、ビット本体の底部中心から外周に向けて送り
出すと、掘削中も、掘削終了後のビット縮径時も、掘削
した土砂等を効率よく排出することができる。ビット縮
径中に、分割体と分割体との間に土砂等を挟み込んで、
ビット縮径を妨げることがない。

特に、掘削中、ビット縮径中は、多角形状の流体供給
口の角が、外周に掘削した土砂等がたまりやすい分割体
同士の接する部分に対向させているから、土砂等の排出
が非常にスムーズになる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の打撃用リトラクトビットの一実施例を
示す拡大時の正面図、第２図は同，縮小時の正面図、第
３図は同，要部の縦断面図、第４図は第３図のIV−IV線
断面図、第５図は二重管掘削装置の縦断面図、第6a図〜
第6g図は同装置を使用した掘削工法の一例を示す手順説
明図である。 １……リトラクトビット、２……分割体、 ３……枢軸、11……ドリルロッド、 12……ケース、13……外管、 30……ビット本体。

Claims (4)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】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、 該ビットは、ケースとビット本体とを具備し、 前記ケースは、ドリルロッドに着脱可能に取り付けら
   れ、軸対称に穿設された少なくとも３個の円孔を有し、 前記ビット本体は、軸対称に少なくとも３個に分割さ
   れ、前面にチップが植設された分割体と、該分割体の背
   面の偏心位置に突出し、前記円孔に回動自在に嵌入する
   枢軸よりなり、分割体の側面同士が当接して各分割体の
   回動を係止して、ビット径拡大状態にするようになって
   いることを特徴とするリトラクトビット。
2. 【請求項２】前記ケースの中心にドリルロッド内の流体
   供給路に連通する流体供給孔を設けるとともに、ビット
   径拡大状態で前記分割体が互いに相接しているビット本
   体の中央部分に、角が分割体同士の接する部分に対向す
   る多角形状の流体供給口を形成して、この流体供給口か
   ら流体供給路の流体をビット本体の底部中心から外周に
   向けて送り出し、掘削した土砂等を排出するようにした
   請求項（１）記載のリトラクトビット。
3. 【請求項３】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、 該ビットは、ケースとビット本体とを具備し、 前記ケースは、ドリルロッドに着脱可能に取り付けら
   れ、軸対称に穿設された少なくとも３個の円孔を有し、 前記ビット本体は、軸対称に少なくとも３個に分割さ
   れ、前面にチップが植設された分割体と、該分割体の背
   面の偏心位置に突出し、前記円孔に回動自在に嵌入する
   枢軸よりなり、分割体の側面同士が当接して各分割体の
   回動を係止して、ビット径縮小状態にするようになって
   いることを特徴とするリトラクトビット。
4. 【請求項４】前記ケースの中心にドリルロッド内の流体
   供給路に連通する流体供給孔を設けるとともに、ビット
   径縮小状態で前記分割体が互いに相接しているビット本
   体の中央部分に流体供給口を形成して、この流体供給口
   から流体供給路の流体をビット本体の底部中心から外周
   に向けて送り出し、掘削した土砂等を排出するようにし
   た請求項（３）記載のリトラクトビット。