JP3356040B2 - 掘削工具 - Google Patents

掘削工具

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JP3356040B2
JP3356040B2 JP34341397A JP34341397A JP3356040B2 JP 3356040 B2 JP3356040 B2 JP 3356040B2 JP 34341397 A JP34341397 A JP 34341397A JP 34341397 A JP34341397 A JP 34341397A JP 3356040 B2 JP3356040 B2 JP 3356040B2
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和由 吉田
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  • Placing Or Removing Of Piles Or Sheet Piles, Or Accessories Thereof (AREA)
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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、掘削孔の穿孔と、
孔内への板材の打設とを行う掘削工具に関する。
【0002】
【従来の技術】例えば矢板のような板材を地盤に打設す
る場合、端面視して板材と重ならない第一の位置または
端面視して板材と重なる第二の位置をとるよう掘削孔の
軸線に対し偏心した掘削工具の基端側に板材を着脱自在
に設置し、掘削工具を第二の位置として回転打撃掘削を
行い、穿孔後掘削工具を第一の位置とするとともに板材
を外し、掘削工具のみを掘削孔から引き抜くという工法
がある。この工法では、掘削孔の穿孔と、掘削孔内への
板材の打設とを同時に行うため、工程が簡略化され、か
つ工期が短縮するという効果がある。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記従
来の方法では、掘削抵抗が偏心した掘削工具の端面に直
接加わるため、掘削中における掘削工具への負担が大き
いという問題があった。また、掘削工具が偏心している
ため、掘削中における掘削工具の安定性が低く、バラン
スの良い掘削が行いにくいという問題もあった。
【0004】本発明は上記事情に鑑みてなされたもの
で、掘削孔の穿孔と掘削孔内への板材の打設とを同時に
行う掘削工具において、掘削中における掘削工具への負
担軽減と、掘削中における掘削工具の安定性向上とを主
たる目的としている。
【0005】
【課題を解決するための手段】本発明の掘削工具は、筒
状をなし、表面に長手方向に沿って板材が着脱自在に支
持される柱体と、この柱体の先端側に配設され、回転打
撃掘削により地盤を穿孔するビットとを備える掘削工具
であって、前記ビットが、前記柱体の先端側に配設され
たホルダと、このホルダに、端面視して前記板材と重な
らないよう設けられた固定ヘッドと、前記ホルダに、端
面視して前記板材と重ならない第一の位置または前記ホ
ルダの軸線を挟んで前記固定ヘッドと対向する第二の位
置をとるよう回転自在に支持された可動ヘッドとを備
え、かつ前記固定ヘッドの先端面から、端面視して前記
板材と重ならない程度の径を有するパイロットビット
が、前記ホルダと同軸をなすよう突出することをその特
徴としている。
【0006】ここで、前記パイロットビットは、前記ホ
ルダに、前記ホルダの軸線回りに回転自在に支持されて
いてもよい。
【0007】また、前記板材の前記柱体への支持に際し
ては、前記板材の前記柱体に臨む面に基端側に向けフッ
クを取り付け、前記板材を、前記板材を基端側から挟む
チャックと、前記ホルダの側面に先端側に向け設けら
れ、前記フックと係合する第二のフックとにより前記柱
体に着脱自在に支持することが望ましい。この場合、前
記ホルダに、その軸回りに回動自在なリングを環装し、
このリング上に前記第二のフックを設けることも可能で
ある。
【0008】
【発明の実施の形態】以下、図面に基づき、本発明の実
施形態について説明する。本発明に係る掘削工具の構造
の例を図1に示す。図中符号1は掘削工具の駆動部で、
駆動部1からは、円筒状をなすロッド(柱体)2が垂下
されている。
【0009】符号3は、ロッド2の先端に着脱自在に支
持されたホルダで、このホルダ3は円筒状をなし、かつ
ホルダ3の基端部には、図2に示すように、周方向に沿
って溝部3aが形成されている。溝部3aには、円環状
をなすリング4が、ホルダ3の軸回りに回動自在に環装
され、かつリング4には、先端に向けフック(第二のフ
ック)5が取り付けられている。
【0010】符号6は矢板(板材)で、この矢板6は端
面視してコ字状をなし、かつロッド2及びホルダ3の周
囲を覆うよう、ロッド2の長手方向に沿って配設されて
いる。また、矢板6のリング4に臨む面には、基端に向
けフック7が取り付けられ、フック7と前記フック5と
を係合させ、矢板6を、矢板6の基端側に設けられたチ
ャック8にて挟むことにより、矢板6がロッド2及びホ
ルダ3に着脱自在に支持されている。
【0011】一方、ホルダ3の先端部は矢板6の先端か
ら突出し、かつこの先端部には、固定ヘッド3bが、端
面視して前記矢板6と重ならないよう形成されている。
また、符号3cは、ホルダ3の先端部に、ホルダ3の軸
線回りに所定の角度だけ回転自在に支持された可動ヘッ
ドである。可動ヘッド3cは、その回転により、端面視
して矢板6と重ならない第一の位置(図中点線で示す位
置)またはホルダ3の軸線を挟んで固定ヘッド3bと対
向する第二の位置(図中実線で示す位置)をとることが
可能となっている。
【0012】符号3dは、固定ヘッド3bの先端面か
ら、ホルダ3と同軸をなすよう突出する突出するパイロ
ットビットである。パイロットビット3dは、端面視し
て矢板6と重ならない程度の径を有する円柱状をなし、
かつホルダ3に、ホルダ3の軸線回りに回転自在に支持
されている。そして、上記ホルダ3、固定ヘッド3b、
可動ヘッド3c、及びパイロットビット3dから、ビッ
ト9が概略構成されている。
【0013】ビット9の具体的構成の例を図2ないし図
4に示す。固定ヘッド3bは、ホルダ3の一部をその外
周部にて更に先端側に突出させるとともに拡径して形成
されている。また、ホルダ3の軸線を中心とした固定ヘ
ッド3bの回転径(すなわちビット9の回転径)Aは、
矢板6の幅と略同一とされている。
【0014】符号10はホルダ3の軸線上に形成された
通気孔である。通気孔10は、先端側にて拡径されて軸
穴11を形成し、かつ軸穴11には、軸穴11と略同径
のビット軸12が挿入されている。ビット軸12には周
方向に沿って溝部12aが形成され、ビット軸12は、
ホルダ3に挿通されたピン13と溝部12aとの係合に
より、軸穴11から抜け止めされた状態で、ホルダ3の
軸線回りに回転自在に支持されている。
【0015】ビット軸12はホルダ3の先端から突出
し、かつこの突出部には、可動ヘッド3cが環装されて
いる。この可動ヘッド3cは、ビット軸12回りに回転
自在とされ、その結果、上述したように、端面視して矢
板6と重ならない第一の位置(図3に示す位置)または
ホルダ3の軸線を挟んで固定ヘッド3bと対向する第二
の位置(図2及び図4に示す位置)をとることが可能と
なっている。この場合、可動ヘッド3cは、図3に示す
ように、固定ヘッド3bの一側面Pと可動ヘッド3cと
他側面Qとの当接により、ビット9を掘削回転方向(図
中矢印X方向)と逆回転させた際に第一の位置にて停止
し、かつ図4に示すように、固定ヘッド3bの他側面及
び可動ヘッド3cの一側面にそれぞれ形成されたストッ
パS1,S2同士の当接により、ビット9を掘削回転方
向に回転させた際に第二の位置にて停止する。
【0016】また、固定ヘッド3bと可動ヘッド3cの
先端面は図2に示すように同一面とされ、かつ可動ヘッ
ド3cの回転径は、図3及び図4に示すように、固定ヘ
ッド3bの回転径Aと同径とされている。
【0017】ビット軸12の先端部は更に可動ヘッド3
cの先端から突出し、この突出部は拡径されて可動ヘッ
ド3cを抜け止めするとともに、円柱状をなすパイロッ
トビットを形成している。ここで、パイロットビット3
dの径は、上述したように、端面視して矢板6と重なら
ない程度とされている。また、符号14は、固定ヘッド
3b及び可動ヘッド3cの先端面及び外周面、並びにパ
イロットビット3dの先端面に植設された超硬合金製の
チップである。
【0018】一方、ビット軸12の軸線上には、通気孔
10と連通する通気孔12bが形成され、かつ通気孔1
2bは、パイロットビット3dの先端面に開口する噴出
口15に連結されるとともに、ビット軸12の径方向に
延びる通気孔12c及びホルダ3とビット軸12間に形
成された隙間16を介して、ホルダ3の先端面に開口す
る噴出口17に連結されている。また、噴出口17は、
図4に示すように、ホルダ3と固定ヘッド3bとで形成
されたコーナー部に開口している。
【0019】次に、上記構成を有する掘削工具による矢
板6の打設方法について以下に説明する。まず、ホルダ
3に矢板6が支持された状態で、ビット9の先端を地盤
に圧接させ、掘削工具を掘削回転方向に回転させる。す
ると、パイロットビット3dが地盤に埋没するととも、
地盤との掘削抵抗により可動ヘッド3cが第二の位置に
移動し、固定ヘッド3bと可動ヘッド3cがホルダ3の
軸線を挟んで対向する。
【0020】次いで、この状態で駆動部1を作動させる
と、掘削工具の軸線回りの回転運動及び掘削工具先端側
への打撃運動が駆動部1からロッド2及びホルダ3を介
してビット9に伝達され、その結果、チップ14により
地盤が削り取られ、地盤に、ビット9の回転径Aと略同
径の掘削孔が形成される。また、ビット9の回転径Aが
矢板6の幅と略同一とされているため、掘削孔の孔径も
矢板6の幅と略同一となる。一方、掘削の結果生じた掘
削屑は、通気口10,12b,12c(及び隙間16)
を経て噴出口15,17から噴出される水や空気等の流
体により除去され、ロッド2と掘削孔の孔壁との間の隙
間を介して上方に排除される。
【0021】所定の深さまで掘削孔が形成されたら、そ
のままの状態でビット9を逆回転させ、可動ヘッド3c
を第一の位置に戻す。次いで、図3に示すように矢板6
が端面視してビット9と重ならなくなるまでホルダ3ま
たはリング4を回動させた後、矢板6の基端側から挟ん
でいたチャック8を解放する。すると、矢板6が自重で
先端側(下方)にずれてフック5,7の係合が解除さ
れ、矢板6がホルダ3から外れて、ビット9の干渉を受
けることなく掘削孔内に落下し、掘削孔内に打設され
る。矢板6が掘削孔内に打設されたら、可動ヘッド3c
を第一の位置に維持したまま、掘削工具のみを掘削孔か
ら引き抜く。
【0022】また、既に矢板6が打設された掘削孔内に
隣接して矢板6を打設する場合には、隣接する矢板6の
側端部同士を予め係合させた後、上記操作を行えばよ
い。
【0023】このように、本発明に係る掘削工具によれ
ば、掘削工具による穿孔と同時に矢板6が掘削孔内に挿
入されるため、工程が簡略化され、工期も短縮する。更
に、掘削抵抗が固定ヘッド3b、可動ヘッド3c、及び
パイロットビット3dの三者に分散して加わるため、ビ
ット9に加わる負荷が分散される。しかも、掘削抵抗が
中央部に形成されたパイロットビット3dに加わってか
ら固定ヘッド3b及び可動ヘッド3cに加わるため、偏
心した固定ヘッド3b及び可動ヘッド3cに直接加わる
負荷が減少する。その結果、本発明に係る掘削工具によ
れば、掘削中における掘削工具への負担が軽減されると
いう効果が得られる。
【0024】また、掘削中、ビット9の中央部から先端
側に突出するパイロットビット3dによりビット9の直
進性が向上し、かつ固定ヘッド3bと可動ヘッド3cが
ホルダ3の軸線を挟んで対向しているため、掘削中にお
ける掘削工具の安定性が高く、バランスの良い掘削を行
うことができる。
【0025】加えて、パイロットビット3dと固定ヘッ
ド3b及び可動ヘッド3cとで形成されたコーナー部
(図2中矢印Cで示す部分)に追い込まれた土砂が、こ
の部分にて土砂自身への応力集中により圧壊するため、
掘削効率が向上するという効果もある。
【0026】なお、上記の例では、板材に矢板6を用い
た場合について説明したが、ロッド2に支持可能な板材
であれば、矢板6の他にも、例えばCチャンネル材やH
鋼等、あらゆる板材が打設可能である。また、板材を支
持する柱体としては、上記ロッド2の他、ロッド2を覆
うケーシングチューブ等も使用可能である。
【0027】
【発明の効果】以上説明した通り、本発明に係る掘削工
具によれば、掘削工具による穿孔と同時に板材が掘削孔
内に挿入されるため、工程が簡略化され、工期も短縮す
る。
【0028】更に、掘削抵抗が固定ヘッド、可動ヘッ
ド、及びパイロットビットの三者に分散して加わるた
め、ビットに加わる負荷が分散される。しかも、掘削抵
抗が中央部に形成されたパイロットビットに加わってか
ら固定ヘッド及び可動ヘッドに加わるため、偏心した固
定ヘッド及び可動ヘッドに直接加わる負荷が減少する。
その結果、本発明に係る掘削工具によれば、掘削中にお
ける掘削工具への負担が軽減されるという効果が得られ
る。
【0029】また、掘削中、ビットの中央部から先端側
に突出するパイロットビットによりビットの直進性が向
上し、かつ固定ヘッドと可動ヘッドがホルダの軸線を挟
んで対向しているため、掘削中における掘削工具の安定
性が高く、バランスの良い掘削を行うことができるとい
う効果が得られる。
【図面の簡単な説明】
【図1】 本発明の掘削工具の構造の例を示す側面図で
ある。
【図2】 本発明の掘削工具に用いられるビットの構造
の例を示す一部断面図である。
【図3】 本発明の掘削工具に用いられるビットの構造
の例を示す正面図である。
【図4】 本発明の掘削工具に用いられるビットの構造
の例を示す正面図である。
【符号の説明】
2 ロッド(柱体) 3 ホルダ 3b 固定ヘッド 3c 可動ヘッド 3d パイロットビット 4 リング 5 フック(第二のフック) 6 矢板(板材) 7 フック 9 ビット
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 高木 一弘 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9−31980(JP,A) 特開 平8−42276(JP,A) 特開 昭62−72815(JP,A) 実開 昭58−94725(JP,U) 実開 昭63−116543(JP,U) 特許3242357(JP,B2) (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) E21B 4/06 E02D 13/00 E21B 23/00

Claims (4)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 筒状をなし、表面に長手方向に沿って板
    材が着脱自在に支持される柱体と、この柱体の先端側に
    配設され、回転打撃掘削により地盤を穿孔するビットと
    を備える掘削工具であって、 前記ビットが、前記柱体の先端側に配設されたホルダ
    と、このホルダに、端面視して前記板材と重ならないよ
    う設けられた固定ヘッドと、前記ホルダに、端面視して
    前記板材と重ならない第一の位置または前記ホルダの軸
    線を挟んで前記固定ヘッドと対向する第二の位置をとる
    よう回転自在に支持された可動ヘッドとを備え、かつ前
    記固定ヘッドの先端面から、端面視して前記板材と重な
    らない程度の径を有するパイロットビットが、前記ホル
    ダと同軸をなすよう突出することを特徴とする掘削工
    具。
  2. 【請求項2】 前記パイロットビットが、前記ホルダ
    に、前記ホルダの軸線回りに回転自在に支持されている
    ことを特徴とする請求項1記載の掘削工具。
  3. 【請求項3】 前記板材の前記柱体に臨む面に基端側に
    向けフックが取り付けられ、かつ前記板材が、前記板材
    を基端側から挟むチャックと、前記ホルダの側面に先端
    側に向け設けられ、前記フックと係合する第二のフック
    とにより前記柱体に着脱自在に支持されていることを特
    徴とする請求項1または2記載の掘削工具。
  4. 【請求項4】 前記ホルダに、その軸回りに回動自在に
    環装されたリング上に、前記第二のフックが設けられて
    いることを特徴とする請求項3記載の掘削工具。
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