JP3189654B2 - 二重管式掘削工具 - Google Patents

二重管式掘削工具

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JP3189654B2 JP32484395A JP32484395A JP3189654B2 JP 3189654 B2 JP3189654 B2 JP 3189654B2 JP 32484395 A JP32484395 A JP 32484395A JP 32484395 A JP32484395 A JP 32484395A JP 3189654 B2 JP3189654 B2 JP 3189654B2
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明弘 佐分利
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Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、回転打撃掘削する
パイロットビットと、その外周側に位置するリングビッ
トとを備えていて、地盤を回転打撃して掘削する二重管
式掘削工具に関する。
【0002】
【従来の技術】従来、二重管式掘削工具として、図6に
示すものが知られている。この二重管式掘削工具1は、
図示しない動力源に連結されたパイロットビット2と、
その外周側に位置するリングビット3とを有しており、
各ビット2,3の先端面にはそれぞれボタン状のチップ
4,5が植設されている。パイロットビット2は、チッ
プ4を有するヘッド部6の外周面に凹溝7が形成され、
その回転軸線O方向の先端側及び基端側にそれぞれ拡径
された凸部8及び第一拡径部9が形成されている。第一
拡径部9の基端側には更に拡径された第二拡径部10が
形成され、その基端側は縮径された軸部11とされてい
る。第一拡径部9から第二拡径部10にかけての外周面
には、リング状のケーシングシュー14が相対回転可能
に設けられ、このケーシングシュー14は、その内周側
段部13が第二拡径部始端部10aに当接し、基端部が
溶接等によってケーシング15に連結されている。
【0003】また、パイロットビット2のヘッド部6の
外周面にはリングビット3が装着され、その内周面に形
成された第一係合傾斜面17と第二係合傾斜面18がそ
れぞれパイロットビット2の凸部8及び第一拡径部9に
係合している。そして、リングビット3の基端部はケー
シングシュー14の先端部の外周側に位置し、リングビ
ット3の基端部の内周面に断面略円弧形でリング状の凹
溝19が形成されており、この凹溝19に、リテーナと
してリング状のワイヤコード20が一部嵌合されて配置
されている。ワイヤコード20に対向するケーシングシ
ュー14の先端部外周面には、凹溝19より幅広断面の
受け溝21が形成されて、ワイヤコード20の一部を受
けている。従って、ケーシングシュー14はリングビッ
ト3の相対回転と回転軸線O方向の相対移動を許容する
が、リングビット3の抜け落ちはワイヤコード20と凹
溝19及び受け溝21とによって阻止されている。
【0004】そして、掘削に際しては、パイロットビッ
ト2で地盤を回転打撃掘削すると、その回転打撃力はリ
ングビット3に伝達されるが、比較的強度の小さいケー
シングシュー14やケーシング15にはパイロットビッ
ト2の回転力は伝達されないようになっている。そのた
め、リングビット3はケーシングシュー14に対してス
ムーズに相対回転し、且つ打撃のために回転軸線方向に
所定距離相対移動する必要がある。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、このよ
うな掘削工具では、リングビット3の回転時に凹溝19
に嵌合されたワイヤコード20が一体回転してケーシン
グシュー14の受け溝21の表面を擦ることになり、こ
のワイヤコード20の機械的強度は不十分で、深堀りの
場合、ワイヤコード20の破損等の事故が発生する危険
性が高い、という問題がある。本発明は、このような課
題に鑑みて、深堀りの場合等であっても破損などを生じ
ることなく、機械的強度の十分に高い連結部を備えた二
重管式掘削工具を提供することを目的とする。
【0006】
【課題を解決するための手段】本発明による二重管式掘
削工具は、ケーシングシューに対して回転可能にパイロ
ットビットが装着され、このパイロットビットの外周側
に装着されたリングビットがケーシングシューに対して
回転可能に接続されてなる二重管式掘削工具において、
ケーシングシューとリングビットの接続部分に、相対回
転可能で且つ互いの抜けを防止する連結部が設けられ、
この連結部は、ケーシングシューとリングビットの各接
続側端部にそれぞれ形成された係合部と、これら係合部
に嵌め合わされた連結スリーブとから構成されているこ
とを特徴とするものである。また、この連結部におい
て、ケーシングシューとリングビットとは回転軸線方向
に所定距離だけ相対移動可能に接続されている。また、
各係合部はそれぞれフランジ状に形成され、連結スリー
ブは断面略コの字形のリング状に形成されている。本発
明によれば、パイロットビットを回転打撃掘削すること
で、パイロットビットの回転力はリングビットに伝達さ
れ、リングビットも回転して回転打撃掘削するが、連結
スリーブによってこの回転力はケーシングシューには伝
達されず、比較的強度の小さいケーシングシューが保護
される。
【0007】また、連結部は、上述のものに代えて、ケ
ーシングシューとリングビットの各接続側端部にそれぞ
れ形成された、互いに螺合するネジ部と、相手側のネジ
部が互いに摺動可能な凹面とからなることを特徴とす
る。しかも、ネジ部の回転軸線方向の幅より凹面の幅の
方が大きく形成されている。本発明によれば、リングビ
ットとケーシングシューの各ネジ部を螺合させて、それ
ぞれのネジ部を他方の部材の凹面に至らせれば、両者は
互いのネジ部で抜け防止された状態で、相対回転可能と
され、また、回転軸線方向に相対移動可能となる。
【0008】また、連結部は、上述のものに代えて、ケ
ーシングシュー及びリングビットにそれぞれ形成され且
つ互いに対向する溝及び受け溝と、これら溝及び受け溝
間に回転可能に収納保持されたボールとからなることを
特徴とする。しかも溝と受け溝の一方はボールの外径よ
り大きい幅を有している。本発明によれば、例えばケー
シングシューの溝にボールが回転可能に保持され、リン
グビットの受け溝にボールが当接する状態に保持すれ
ば、両者は互いに抜け防止された状態で、ボールを介し
て相対回転可能とされ、また、回転軸線方向に相対移動
可能となる。
【0009】
【発明の実施の形態】以下、本発明の各実施の形態を図
1乃至図5により説明するが、上述の従来技術と同一又
は同様な部分、部材には同一の符号を用いてその説明を
省略する。図1に示す第一の実施の形態において、ケー
シング15に溶接等で連結されたケーシングシュー30
は、その先端側の端部外周面が径方向に突出するフラン
ジ状の係合部31とされ、係合部31に続いて基端側領
域に平坦な凹面32が形成されている。また、リングビ
ット33は、その基端側端部外周面が、同様に径方向に
突出するフランジ状の係合部34とされ、この係合部3
4に続いて先端側領域に平坦な凹面35が形成されてい
る。
【0010】そして、各係合部31,34の外周側に
は、断面コの字状で例えば半円状の半割りのスリーブ3
6が一対緩く嵌合されている。このスリーブ36は、断
面視において、各係合部31,34の外周面が当接する
上面部36aと、上面部36aの両端から直角に延びる
脚部36b,36bで構成され、脚部36b,36b間
の距離が二つの係合部31,34の厚みの和より大き
く、嵌め合わせ状態で、リングビット33は回転軸線方
向に所定距離だけ相対的に摺動可能とされている。ま
た、一対のスリーブ36,36を係合部31,34に嵌
め合わせることで、リングビット33及びケーシングシ
ュー30を全周に亘って連結することができる。
【0011】上述のように、本実施の形態によれば、リ
ングビット33及びケーシングシュー30をスリーブ3
6で接続することで、ケーシングシュー30に対するリ
ングビット33の回転や回転軸線方向の摺動を許容しつ
つ確実に両者を接続することができ、しかもスリーブ3
6を適宜の金属で製作すれば、深堀り等の場合でも破損
等することなく、その機械的強度はワイヤコードと比較
して大幅に向上すると共に、製作が容易であるという利
点がある。尚、半割りのスリーブ36は連結スリーブを
構成するが、連結スリーブは半割りに限定することなく
任意の数に分割したものを用いることができる。
【0012】次に本発明の第二の実施の形態を図2によ
り説明する。図2は、二重管式掘削工具の要部断面図で
ある。図2に示す第二の実施の形態において、ケーシン
グ15に溶接等で連結されたケーシングシュー40は、
その先端側の端部外周面が断面視で径方向外周側に台形
状に突出してネジが切られた突出ネジ部41とされ、突
出ネジ部41に続いて基端側領域に平坦な凹面42が形
成されている。また、リングビット43は、その基端側
端部内周面が、ケーシングシュー40の先端部より外周
側に位置しており、同様に断面視で径方向内周側に台形
状に突出してネジが切られた突出ネジ部44とされ、突
出ネジ部44に続いて先端側領域に平坦な凹面45が形
成されている。
【0013】そして、ケーシングシュー40とリングビ
ット43とは、各突出ネジ部41,44を螺合させて、
それぞれの突出ネジ部41,44が、相手側の凹面4
2,45に対面する位置に至らせるように、互いに緩く
嵌め合わされた状態に保持されている。しかも、各凹面
42,45の回転軸線方向の幅は突出ネジ部41,44
の回転軸線方向の幅より大きく形成されており、そのた
めに、リングビット43は、所定距離だけ回転軸線方向
に摺動可能で、かつ回転可能とされている。
【0014】上述のように、本実施の形態によれば、リ
ングビット43及びケーシングシュー40との接続部分
をネジ式としたので、ワイヤコードと比較して接続部分
の機械的強度が高い上に、分解及び組立が容易になると
いう利点がある。
【0015】次に本発明の第三の実施の形態を図3乃至
図5により説明する。図3は二重管式掘削工具の要部断
面図、図4は図3のA−A線要部断面図、図5は図4の
部分拡大図である。図3に示す第三の実施の形態におい
て、ケーシング15に溶接等で連結されたケーシングシ
ュー50は、その先端側の端部外周面に断面視で略半円
状の溝51が形成され、この溝51は、図4に示すよう
に、ケーシングシュー50の外周面上に所定長さの円弧
状にしかも壁面部50aを挟んで所定間隔でリング状に
複数条形成されている。各溝51内には複数のボール5
3が回転可能にそれぞれ挿入されていて、各溝51と壁
面部50aとの境界面51aがボール53のストッパと
されている。
【0016】また、リングビット54は、その基端側端
部内周面が、ケーシングシュー50の先端部より外周側
に位置しており、図3に示す断面視で溝51より回転軸
線方向に幅広の受け溝55が、溝51に対向してボール
53に接するように形成され、この受け溝55はリング
ビット54の内周面全周に亘って形成されている。しか
も、リングビット54の受け溝55には、図4及び図5
に示すように、溝51と同一間隔で径方向に貫通するボ
ール53挿入用の孔56が形成され、これらの孔56は
ボール53の挿入終了後にピン57等を嵌合して閉鎖さ
れ、溶接等で固定するようになっている。尚、溝51
は、必ずしも壁面部50aを挟んで所定間隔で形成され
ている必要はなく、全周に亘って形成され、この溝51
内の全周にボール53が挿入されていてよい。
【0017】上述のように、本実施の形態によれば、ケ
ーシングシュー50とリングビット54をボールベアリ
ングによって連結しているから、ケーシングシュー50
に対してリングビット54の自由な相対回転を許容し、
しかも、受け溝54の回転軸線方向の幅と溝51に着座
されるボール53の直径との差の距離だけ、ケーシング
シュー50に対してリングビット54が回転軸線方向に
相対移動可能となる。そして、本実施の形態によれば、
連結部の機械的強度がワイヤコードと比較して向上し、
しかもケーシングシュー50に対するリングビット54
の相対回転が一層スムーズであるという利点がある。
【0018】
【発明の効果】上述のように、本発明に係る二重管式掘
削工具によれば、ケーシングシューとリングビットの接
続部分に、相対回転可能で且つ互いの抜けを防止する連
結部が設けられ、この連結部は、ケーシングシューとリ
ングビットの各接続側端部にそれぞれ形成された係合部
と、これら係合部に嵌め合わされた連結スリーブとから
構成されているから、ケーシングシューに対するリング
ビットの回転や回転軸線方向の摺動を許容しつつ確実に
両者を接続することができ、しかも深堀り等の場合でも
破損等することなく、その機械的強度は従来のワイヤコ
ード等と比較して大幅に向上すると共に、製作が容易で
あるという利点がある。
【0019】また、連結部は、ケーシングシューとリン
グビットの各接続端部にそれぞれ形成された、互いに螺
合するネジ部と、相手側のネジ部が互いに摺動可能な凹
面とからなるから、従来のワイヤコードと比較して接続
部分の機械的強度が高い上に、分解及び組立が容易にな
るという利点がある。また、連結部は、ケーシングシュ
ー及びリングビットにそれぞれ形成され且つ互いに対向
する溝及び受け溝と、これら溝及び受け溝間に回転可能
に収納保持されたボールとからなるから、連結部の機械
的強度が従来のワイヤコードと比較して向上し、しかも
ケーシングシューに対するリングビットの相対回転が一
層スムーズであるという利点がある。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の第一の実施の形態による二重管掘削工
具の、回転軸線に沿う要部断面図である。
【図2】本発明の第二の実施の形態による二重管掘削工
具の、回転軸線に沿う要部断面図である。
【図3】本発明の第三の実施の形態による二重管掘削工
具の、回転軸線に沿う要部断面図である。
【図4】図3のリングビットとケーシングシューとの連
結構造をA−A線断面で示す部分断面図である。
【図5】図4に示す断面の部分拡大図である。
【図6】従来の二重管掘削工具の、回転軸線に沿う要部
断面図である。
【符号の説明】
2 パイロットビット 30,40,50 ケーシングシュー 31,34 係合部 33,43,54 リングビット 36 スリーブ 41,44 突出ネジ部 32,35,42,45 凹面 51 溝 53 ボール 55 受け溝
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 藤墳 和夫 岐阜県安八郡神戸町大字横井字中新田 1528番地 三菱マテリアル株式会社 岐 阜製作所内 (56)参考文献 特開 平5−149072(JP,A) 特開 平9−13862(JP,A) (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) E21B 10/26

Claims (3)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 ケーシングシューに対して回転可能にパ
    イロットビットが装着され、このパイロットビットの外
    周側に装着されたリングビットがケーシングシューに対
    して回転可能に接続されてなる二重管式掘削工具におい
    て、 前記ケーシングシューとリングビットの接続部分に、相
    対回転可能で且つ互いの抜けを防止する連結部が設けら
    れ、この連結部は、前記ケーシングシューとリングビッ
    トの各接続側端部にそれぞれ形成された係合部と、これ
    ら係合部に嵌め合わされた連結スリーブとからなること
    を特徴とする二重管式掘削工具。
  2. 【請求項2】 ケーシングシューに対して回転可能にパ
    イロットビットが装着され、このパイロットビットの外
    周側に装着されたリングビットがケーシングシューに対
    して回転可能に接続されてなる二重管式掘削工具におい
    て、 前記ケーシングシューとリングビットの接続部分に、相
    対回転可能で且つ互いの抜けを防止する連結部が設けら
    れ、この連結部は、前記ケーシングシューとリングビッ
    トの各接続側端部にそれぞれ形成された、互いに螺合す
    るネジ部と、相手側のネジ部が互いに摺動可能な凹面と
    からなることを特徴とする二重管式掘削工具。
  3. 【請求項3】 ケーシングシューに対して回転可能にパ
    イロットビットが装着され、このパイロットビットの外
    周側に装着されたリングビットがケーシングシューに対
    して回転可能に接続されてなる二重管式掘削工具におい
    て、 前記ケーシングシューとリングビットの接続部分に、相
    対回転可能で且つ互いの抜けを防止する連結部が設けら
    れ、この連結部は、前記ケーシングシュー及びリングビ
    ットにそれぞれ形成され且つ互いに対向する溝及び受け
    溝と、これら溝及び受け溝間に回転可能に収納保持され
    たボールとからなることを特徴とする二重管式掘削工
    具。
JP32484395A 1995-12-13 1995-12-13 二重管式掘削工具 Expired - Fee Related JP3189654B2 (ja)

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JP4696489B2 (ja) * 2004-07-29 2011-06-08 三菱マテリアル株式会社 堀削工具
SE537708C2 (sv) * 2012-04-04 2015-10-06 Lkab Wassara Ab Borranordning för rördrivning

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