JP3843819B2 - 削孔ビット - Google Patents
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【発明の属する技術分野】
本発明は、AGF工法や水抜き工法などに用いられて、削孔しながら鋼管を地中に貫入させるための削孔ビットに係り、特に、パイロットビットであるインナービットと孔底に捨て置く拡孔用のロストビットとを組み合わせて用いる削孔ビットに関する。
【0002】
【従来の技術】
従来、この種の削孔ビットとして、例えば特開2001−32664及び特開2001−115766に記載されたものがある。これらの削孔ビットでのインナービットとロストビットの結合は、両者を嵌合した状態で所定方向に相対回転させることにより互いに係合して両者を離脱不能に結合し、逆方向に相対回転させることにより互いの係合が解かれて両者が離脱可能となる凸部と凹部(凹溝)が設けられているものである。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】
特にトンネル内におけるAGF工法や水抜き工法の施工には、掘削やロックボルト打ちに使われる、打撃と回転を与えて掘削する削孔装置を使用することが有利である。
しかしながら、従来のインナービットとロストビットの結合構造においては、一方向の相対回転で互いに係合し、他方向の相対回転で係合が解除される凸部と凹部であるため、いずれもインナービットとロストビットとの結合部に緩みがあり、打撃と回転を与えて削孔すると、打撃や回転による削孔作業中における、インナービットからロストビットへの打撃力の伝達効率が悪く、従って地盤等に対する削孔能率が悪く、また、接合面に打撃力にもとづくバリが発生するなどして、ロストビットのインナービットからのスムース(容易)な離脱(捨て置き)が阻害されるという問題があった。
【0004】
本発明はこのような従来の問題を解決するものであり、インナービットとの結合部にガタの発生なく、インナービットからのロストビットへの打撃力の伝達を効率化することで、削孔能率の向上を図るとともに、インナービットからのロストビットの離脱をスムース(容易)に行えるようにした削孔ビットを提供することを目的とする。
【0005】
【課題を解決するための手段】
前記目的達成のために、この発明にかかる削孔ビットは、先端部に削孔ビットが装着された内管ロッドと埋設管である外管ロッドの二重管で削孔する削孔工法に使用する削孔ビットであって、
前記削孔ビットは、内管ロッドを介して削孔装置からの打撃力、回転力及び推力が伝達され、さらに内管ロッドの中空部を通して供給された流体が噴出され、外管ロッドと内管ロッドとの間に掘削土砂を取り込み、逆送して削孔外に排出しながら掘進及び外管ロッドを推進させるインナービットと、削孔底部に捨て置く拡孔用ロストビットとからなり、前記インナービットとロストビットは、一方向の相対回転では結合し、逆方向の相対回転では離脱容易なねじ結合してなり、
インナービットは、上部が大径部となり、その下方にそれより小径のねじ部が段部を介して連続し、ロストビットは、該ねじ部に螺合させて、その上面が段部に当接してインナービットにねじ結合しており、
前記ねじ結合されるインナービットとロストビットのいずれか一方に設けられる雄ねじと他方に設けられる雌ねじは、螺条と螺条との間に平面が介在するリード角が10度〜15度の多条ねじであり、
螺条は、略平坦か僅かに湾曲する頂面および底面から湾曲部を介し斜面部に連続する台形状の凸条および凹条で、斜面部は軸線に対してなす傾斜角が30度〜40度であり、
雄ねじと雌ねじを螺合したとき、凸条の一方側の斜面部と凹条の一方側の斜面部のみが対接し、それより他方側の対向する斜面部、凸条の頂面と凹条の底面、凸条と凹条との湾曲部とは接触しないようにされていることを特徴とする。
【0006】
これにより削孔作業修了時にインナービットからロストビットを円滑かつ速やかに離脱させることができ、また打撃力等の伝達効率もよいので削孔作業の効率を向上させることができる。
【0007】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を図面と共に詳細に説明する。図1は本発明の実施の形態を示す一部破断正面図、図2は本発明の実施の形態を示す分解斜視図、図3は本発明の実施の形態を示すインナービットとロストビットが分離した状態の正面図、図4は本発明の実施の形態を示すインナービットの下面図、図5はインナービットとロストビットを着脱容易に結合するねじ構造を示す要部拡大断面説明図である。
【0008】
本発明の掘削ロッドは、中空の内管ロッド1と埋設管である外管ロッド11の二重管で構成され、内管ロッド1の中空部が流体の供給通路3となり、内管ロッド1と外管ロッド11との間が掘削土砂等の排出通路6となる。削孔ビットは、内管ロッド1の先端に取り付けてこれと共に回収するインナービット2と、インナービット2の外周に着脱自在に装着し、インナービット2の回収時にはこれより分離して捨て置く拡孔用のロストビット15とからなり、この削孔ビットには内管ロッド1を介して削孔装置からの打撃力、回転力及び推力が伝達される。
【0009】
インナービット2は、本例においてはねじ結合によって内管ロッド1の先端に取り付けられている。符号1Aおよび2Aは、このねじ結合する雌ねじおよび雄ねじを示している。インナービット2は、上方部2a、ねじ部2b、および下方部2cとで構成され、上方部2aが最も大径であり、ねじ部2bが中間径、下方部2cが最も小径となっている。上方部2aの外径は、外管ロッド11の内径と略同一であり、外管ロッド11の先端において外管ロッド11内に位置する部分である。この上方部2aには、外径を径小とする部分に段部12が設けられ、外管ロッド11の内面にも内径を径小(肉厚を厚くして)として前記段部12が係止する段部14が設けられており、内管ロッド1に与えられた打撃力は、インナービット2を介してこの段部12及び14から外管ロッド11に伝達される。また、この上方部2aの外周面には、掘削土砂の排出用の凹溝8が、軸方向に複数設けられている。
【0010】
ねじ部2bは、ロストビット15が着脱容易に装着される部分であり、上方部2aから段部9bを介して連続し外周面には雄ねじ9が設けられ、ロストビット15に設けられた雌ねじ16が螺合されて着脱容易に装着される。
下方部2cは、先端にビット刃7が設けられ、ロストビット15より下方に延出し、先行ビットとして作用する部分である。この下方部2cの外周面にも、軸方向に複数本の凹溝10が設けられている。これにより下方部2cが地盤中に貫入して孔壁と密接しても、凹溝10により孔壁面との間に隙間が形成され、供給された流体や掘削土砂の流通が良好となる。
【0011】
また、インナービット2の中心には、前記内管ロッド1の流体供給通路3と連通する通孔4が、軸方向に貫通して設けられ、その通孔4の途中から下方部2cの前記凹溝10に向けて斜めの噴出孔5が分岐されている。従って、内管ロッド1の流体供給通路3から供給された流体(例えば、水または空気)は、通孔4の先端及び噴出孔5から噴出される。
【0012】
ロストビット15は、中心に螺孔17を有する円盤状であり、外径は外管ロッド11の外径より大径となっており、拡孔用となっている。その下面にはビット突起19が設けられ、また螺孔17を中心とする円周上には掘削土砂を排出する排出孔18が軸方向に複数設けられており、ロストビット15がインナービット2のねじ部2bに装着されたときは、インナービット2の掘削土砂排出用の凹溝8と連通する。
【0013】
ロストビット15の螺孔17には、前記インナービット2のねじ部2bの雄ねじ9に螺合する雌ねじ16が形成され、ロストビット15はこの螺孔17をねじ部2bにねじ込むことによって着脱容易に装着される。この時、ロストビット15は、上面が段部9bに当接するまで螺合する。即ち、インナービット2とロストビット15とは、雄ねじ9と雌ねじ16との螺合によって、インナービット2の一方向の相対回転に対しては固く結合するが、逆方向の相対回転に対しては容易に離脱するものである。これは図2に示すように雄ねじ9と雌ねじ16は、螺条と螺条との間(ピッチ間)に平面が介在するリード角が10度〜15度の多条ねじで構成したことにより達成される。
【0014】
図5はこの雄ねじ9と雌ねじ16との結合構造を示す。雄ねじ9は、螺条が略平坦か僅かに湾曲する頂面dから湾曲部hを介して斜面部a、aに連続し、この斜面部aの谷側は湾曲部jを介して平面iに連続する台形状の凸条9aとなっており、雌ねじ16は、螺条が略平坦か僅かに湾曲する底面cから湾曲部gを介して斜面部b、bに連続し、この斜面部bの山側は湾曲部fを介して平面eに連続する台形状の凹条16aとなっている。この凸条9aおよび凹条16aの斜面部a、bの傾斜角は、軸線に対して30度〜40度になっている。
【0015】
インナービット2にロストビット15を螺合させたとき(雄ねじ9と雌ねじ16を螺合させたとき)、図5に示すように凸条9aの一方側の斜面部aと凹条16aの一方側の斜面部bでのみ対接(接触)し、それより他方側の対向する斜面部aとb、凸条9aの頂面dと凹条16aの底面c、凸条9aと凹条16aの湾曲部hとg、jとfおよび平面iとeの部分は接触しないようにされている。即ち、凸条9aと凹条16aとにおいて、一方側の斜面部aとbとが接触しても、反対側の斜面部aとbは相互に圧接されない構造となっている。これにより一方向の相対回転に対しては螺合するが、逆方向の相対回転に対しては容易に螺合を解除することができる。また、台形状の凸条9aと凹条16aの斜面部 a、bどうしが接触するときに、楔作用的連結状態が発生するのを防止できる。
【0016】
また、湾曲部hの曲率の中心を、湾曲部gのそれよりインナービット2の軸線から離し、これらの曲率半径に差をつけることによって、雌ねじ16の底部分cに傷が発生するのを防止できるし、ねじ結合の解除が容易となる。
【0017】
なお、この実施の形態においては、外管ロッド11の先端に、規制カバー13が外管ロッド11とロストビット15に跨って設けられている。この規制カバー13は、ロストビット15の姿勢を規制して、常にインナービット2と軸心を一致させるもので、たとえロストビット15がインナービット2と離脱しても、軸心が一致するよう規制されているので、再度インナービット2にねじ込むことが可能となるものである。
【0018】
しかして、かかる構成になる削孔ビットには、内管ロッド1を介して削孔装置からの打撃力、回転力及び推力が伝達される。即ち、削孔装置からの打撃力、回転力及び推力は、内管ロッド1を介してまずインナービット2に伝達され、次にロストビット15もこのインナービット2に連結されているため、ロストビット15にも伝達される。ロストビット15は、インナービット2のねじ部9bに、上面が段部9bに当接するまで螺入されているので、インナービット2からの打撃力、推力は、この部分からも確実に伝達される。また、インナービット2と外管ロッド11とは、段部12と14で係止されているため、インナービット2に伝達された打撃力と推力は、外管ロッド11にも伝達される。また、内管ロッド1の流体供給通路3から供給された流体、例えば水または空気は、インナービット2の通孔4及び噴出孔5から噴出される。この流体は、インナービット2及びロストビット15の冷却に寄与すると共に掘削土砂の排出や削孔効率の向上に寄与する。
【0019】
そこで、削孔ビットに内管ロッド1を介して削孔装置からの打撃力、回転力及び推力を伝達すると共に、内管ロッド1の流体供給通路3を介して流体を供給し、インナービット2の通孔4及び噴出孔5から噴出しつつ掘進すると、インナービット2及びロストビット15により掘削されると共に、掘削土砂や泥水は、ロストビット15の排出孔18からインナービット2の凹溝8を通って内管ロッド1と外管ロッド11との間の排出通路6に取り込まれ、削孔外に排出されて削孔されると共に、外管ロッド11も推進される。
【0020】
この時、インナービット2とロストビット15とは、雄ねじ9と雌ねじ16との螺合によって、インナービット2の一方向の相対回転に対しては、結合するが、逆方向の相対回転に対しては容易に離脱されるようになっている。従って、前記のようにして所定深度まで削孔及び外管ロッド11が推進したら削孔装置の削孔を停止し、内管ロッド1を介してインナービット2を削孔時とは逆方向に回転させると、ロストビット15はインナービット2から離脱するので、そこで内管ロッド1を引き上げると、ロストビット15は地中に捨て置かれた状態で外管ロッド11も残置され埋設管として地盤中に埋設される。
【0021】
なお、削孔装置は、従来広く採用されている公知のものであるので詳細な説明は省略した。また、本発明は、前記実施の形態に制限されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲での種々の変更が可能である。
【0022】
【発明の効果】
以上詳細に説明した通り、本発明は、先端部に削孔ビットが装着された内管ロッドと埋設管である外管ロッドの二重管で削孔する削孔工法に使用する削孔ビットであって、
前記削孔ビットは、内管ロッドを介して削孔装置からの打撃力、回転力及び推力が伝達され、さらに内管ロッドの中空部を通して供給された流体が噴出され、外管ロッドと内管ロッドとの間に掘削土砂を取り込み、逆送して削孔外に排出しながら外管ロッドを推進させるインナービットと、削孔底部に捨て置く拡孔用ロストビットからなり、前記インナービットとロストビットは、一方向の相対回転では結合し、逆方向の相対回転では離脱容易なねじ結合としたので、インナービットからロストビットを離脱させるのが容易となり、削孔及び外管ロッドの推進作業終了時には、インナービットからロストビットを離脱させ、地中に捨て置き、内管ロッドを引き抜く作業を容易、迅速に行なうことができ、削孔作業効率が向上する。しかも、内管ロッドを介しインナービットに伝達された回転力、打撃力及び推力は、ロストビットにも確実に伝達され、削孔効率も優れているものである。
【0023】
また、前記ねじ結合されるインナービットとロストビットのいずれか一方に設けられる雄ねじと他方に設けられる雌ねじは、螺条と螺条との間に平面が介在するリード角が10度〜15度の多条ねじであり、
螺条は、略平坦か僅かに湾曲する頂面および底面から湾曲部を介し斜面部に連続する台形状の凸条および凹条で、斜面部は軸線に対してなす傾斜角が30度〜40度であり、
雄ねじと雌ねじを螺合したとき、凸条の一方側の斜面部と凹条の一方側の斜面部のみが対接し、それより他方側の対向する斜面部、凸条の頂面と凹条の底面、凸条と凹条との湾曲部とは接触しないようにされているので、ロストビットはインナービットに少ない回転でねじ込み可能となり、ねじ結合作業が容易であり、また、インナービットとロストビットのねじ結合の解除も容易に可能であり、作業効率も向上する。
【図面の簡単な説明】
【図1】 本発明の実施の形態を示す一部破断正面図である。
【図2】 本発明の実施の形態を示す分解斜視図である。
【図3】 本発明の実施の形態を示すインナービットとロストビットが分離した状態の正面図である。
【図4】 本発明の実施の形態を示すインナービットの正面図である。
【図5】 インナービットとロストビットを着脱容易に結合するねじ構造を示す要部拡大断面説明図である。
【符号の説明】
1 内管ロッド
2 インナービット
2a インナービットの上方部
2b インナービットのねじ部
2c インナービットの下方部
3 流体の供給通路(内管ロッドの中空部)
4 通孔
5 噴出孔
6 排出通路
8 凹溝
9 雄ねじ
11 外管ロッド
13 規制カバー
15 ロストビット
16 雌ねじ
17 螺孔
Claims (1)
- 先端部に削孔ビットが装着された内管ロッドと埋設管である外管ロッドの二重管で削孔する削孔工法に使用する削孔ビットであって、
前記削孔ビットは、内管ロッドを介して削孔装置からの打撃力、回転力及び推力が伝達され、さらに内管ロッドの中空部を通して供給された流体が噴出され、外管ロッドと内管ロッドとの間に掘削土砂を取り込み、逆送して削孔外に排出しながら掘進及び外管ロッドを推進させるインナービットと、削孔底部に捨て置く拡孔用ロストビットとからなり、前記インナービットとロストビットは、一方向の相対回転では結合し、逆方向の相対回転では離脱容易なねじ結合してなり、
インナービットは、上部が大径部となり、その下方にそれより小径のねじ部が段部を介して連続し、ロストビットは、該ねじ部に螺合させて、その上面が段部に当接してインナービットにねじ結合しており、
前記ねじ結合されるインナービットとロストビットのいずれか一方に設けられる雄ねじと他方に設けられる雌ねじは、螺条と螺条との間に平面が介在するリード角が10度〜15度の多条ねじであり、
螺条は、略平坦か僅かに湾曲する頂面および底面から湾曲部を介し斜面部に連続する台形状の凸条および凹条で、斜面部は軸線に対してなす傾斜角が30度〜40度であり、
雄ねじと雌ねじを螺合したとき、凸条の一方側の斜面部と凹条の一方側の斜面部のみが対接し、それより他方側の対向する斜面部、凸条の頂面と凹条の底面、凸条と凹条との湾曲部とは接触しないようにされていることを特徴とする削孔ビット。
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