JP4043934B2 - 拡大掘削装置における掘削ロッド及びそれに用いる拡孔ビット - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は拡大掘削装置における掘削ロッド及びそれに用いる拡孔ビットに係り、より詳しくは、掘削孔内で拡大させた拡孔ビットを容易に縮小可能であるとともに、拡孔ビットの径を自在に調整可能とする拡大掘削装置における掘削ロッド及びそれに用いる拡孔ビットに関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来から、掘削装置を用いて地盤改良等を行なう際において、孔底を拡大して掘削する場合には、拡孔ビットを備えた掘削ロッドが用いられており、この掘削ロッドとしては特開２０００−６４７５９号「アンカー工法および地盤改良工法ならびにこれらに用いる拡大掘削装置」に開示されたものが知られている。
【０００３】
この掘削ロッドについて図７乃至図９を用いて説明すると、図７はこの拡孔ビットを備えた掘削ロッドの縦断側面図であり、図において掘削ビット３１の先端には拡大掘削ユニット３２が取り付けられているとともに、その内部には、連結ロッド３３がその周囲に間隙を保持して挿通されている。
【０００４】
そして、拡大掘削ユニット３２は、掘削ロッド３１の先端にネジ式ジョイントで連結した本体３５と、この本体３５の先端に設けた凹溝３６内に左右に基端部を嵌合し、それぞれ枢軸３７により回転自在に取り付けた左右一対の掘削ビット３８と、連結ロッド３３の先端にネジ式ジョイントで連結し、本体３５の中心に貫通させた中心孔に進退自在に挿通したビット作動ロッド４０とから構成されている。
【０００５】
また、左右の掘削ビット３８は、互いに一側面を近接し合って、掘削ロッド３１の前方に向かって突出する縮小位置から、９０度程度左右対称に互いに離れるように横向きに倒した拡大位置にかけて回転するようになっており、相対する内側の隅角部３８ａが中心孔の先端開口の前方に張り出すように形成されている。
【０００６】
そして、このような構成により、中心孔内のビット作動ロッド４０を前進させることにより、その先端が左右の掘削ビット３８の隅角部３８ａに当たってこれを前方に押圧し、モーメントの作用により、図８に示すように、掘削ビット３８がそれぞれ、枢軸３７を中心として互いに横向きに離れるように回転して拡大位置に広げられるようにしている。
【０００７】
そのため、この掘削ビットを縮小位置にした状態で掘削ロッドを回転させながら所要長掘進した後に、ビット作動ロッドを前進させることにより掘削ビットを拡大位置に回転させ、この状態で掘削ロッドを回転させながら掘進することにより、地盤改良部分以外の部分は小さな径で掘削し、地盤改良部分は均等に拡大掘削を行なうことが可能となる。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、地盤改良を行なう際には、掘削を行なった後に掘削ビットを引き上げる必要があるが、このとき、前述のように孔底を拡大して掘削した場合には、掘削ビットを引き上げる際に、拡大孔を掘削するために用いた掘削ビットを縮小位置に戻す必要がある。
【０００９】
しかしながら、前述の掘削ロッドでは、掘削ビットを縮小位置に戻す場合には、ビット作動ロットを後退させ、これにより掘削ビットの回転をフリーにした後に、掘削掘削ロッドを引き上げる際の自重により掘削ビットを縮小させていたため、掘削したアンカー孔内に混在する土や瓦礫等が障害になり、掘削ビットの縮小がスムーズに行なわれないおそれが指摘されていた。
【００１０】
また、前述の掘削ロッドでは、ビット作動ロッドを前進させることにより、その先端を左右の掘削ビットの隅角部に当てるとともにこれを前方に押圧し、モーメントの作用により、掘削ビットをそれぞれ、枢軸を中心として互いに横向きに離れるように回転して拡大位置に広げる構成としていたために、掘削ビットの径を調整することが困難であり、そのため、拡大孔の径を調整することが不可能であった。
【００１１】
この点、前述の特開２０００−６４７５９では、図９に示すように、左右の掘削ビット３８の後端部にピニオン４１を形成するとともにビット作動ロッド４０の先端部にラック４２を形成して、ピニオン４１とラック４２を噛み合わせることにより、ビット作動ロッド４０を後退させることにより掘削ビット３８を縮小位置に戻すことを可能にした技術も開示されてはいるが、かかる構成でも、土や瓦礫等の障害が大きい場合には、ピニオン４１とラック４２が空回りし、その結果、掘削ビット３８の縮小がスムーズに行なわれないおそれが考えられる。
【００１２】
そこで、本発明は、地盤改良等において孔底を拡大して掘削する場合に、拡大させた拡孔ビットを容易に縮小可能であるとともに、拡孔ビットの径を自在に調節可能とする、拡大掘削装置における掘削ロッド及びそれに用いる拡孔ビットを提供することを課題としている。
【００１３】
【課題を解決するための手段】
本発明の拡大掘削装置における掘削ロッドは、中空の外管と、該外管に軸方向への進退自在に挿装された内管と、該内管の先端部に連結された作動ロッドと、前記外管に連結される拡孔ビットと、を具備した拡大掘削装置における掘削ロッドであって、
前記拡孔ビットは、
前記外管に連結されるとともに先端部に凹溝が形成されたビットジョイントと、
該ビットジョイントを貫通するとともに後端部において前記作動ロッドに連結された押圧ピンと、
後端部近傍に長溝を備えて、互いに一側面を近接し合うとともに前記長溝の一端が重なりあうような配置で前記ビットジョイントにおける前記凹溝内に回動自在に連結され、更に、前記長溝を介して前記押圧ピンの先端部分に回動自在に係止された一対のビット本体と、を備え、
前記ビット本体は、前記外管の前方に向かって突出する縮小位置から、前記押圧ピンを前進させることにより９０度程度左右対称に互いに離れるように横向きに倒した拡大位置にかけて回転し、及び拡大位置において、前記押圧ピンを後退させることにより縮小位置に戻ることを可能としたことを特徴としている。
【００１４】
本発明では、ビット本体を、その後端部近傍に形成した長溝の一端が重なりあうような配置で、及び互いに一側面を近接し合うような配置で、外管に連結したビットジョイントに回動自在に連結するとともに、このビット本体を、前記長溝を介して、作動ロッドの先端部に連結した押圧ピンに回動自在に係止している。
【００１５】
そして、この構成により、前記押圧ピンを進退することにより、前記ビット本体を、前記外管の前方に向かって突出する縮小位置から、９０度程度左右対称に互いに離れるように横向きに倒した拡大位置にかけて回転し、及び、拡大位置から縮小位置に戻ることを可能としている。
【００１６】
このように、本発明では、作動ロッドを介して押圧ピンを前進させることによって、ビット本体の径を拡大可能にするとともに、この拡大状態において押圧ピンを後退させることによって、拡大したビット本体を縮小状態に戻すことを可能としている。
【００１７】
従って、掘削ロッドを引き上げる際の自重で掘削ビットを縮小させる前記従来の技術と異なり、掘削した拡大孔内に土や瓦礫が混在している場合でも容易に拡孔ビットを縮小させることが可能であるとともに、作動ロッドの進退長を調整することにより、拡孔ビットの径を自在に調整することも可能である。
【００１８】
【発明の実施の形態】
本発明の掘削ビットでは、後端部がスイベルに連結された中空の外管が備えられているとともに、この外管の内部には、後端部がスイベルに連結された内管が、軸方向への進退自在に挿装されている。そして、この内管の先端部には作動ロッドが連結され、作動ロッドの先端部には押圧ピンが連結されている。
【００１９】
また、外管の先端部にはビットジョイントが連結されており、このビットジョイントは、先端部に凹溝を備えるとともに、内部に貫通孔が形成されており、この貫通孔を前記押圧ピンが進退自在に貫通している。
【００２０】
そして、前記凹溝内には一対のビット本体が回動自在に連結されており、このビット本体は、その後端部近傍に長溝を備えており、この長溝の一端が重なりあうような配置で、及び、互いに一側面を近接し合うような配置で、前記凹溝内に回動自在に連結されているとともに、前記長溝を介して、前記押圧ピンに回動自在に係止されている。
【００２１】
そしてこれにより、押圧ピンの進退に伴って、ビット本体の径を自在に調整することを可能としている。
【００２２】
【実施例】
本発明の掘削ロッド及びそれに用いる拡孔ビットの実施例について図面を参照して説明すると、図１乃至図３は、本実施例の掘削ロッドの縦断面図であり、図において１が本実施例の掘削ロッドである。
【００２３】
そして、この掘削ロッド１は、外管を備えており、即ち図において２が外管であり、この外管２は、所要数の中空の短管を連結してなり、使用に際しては、ピストンシリンダー機構を内蔵したスイベルが後端部に連結され、これにより、軸方向への進退、及び回動が自在とされる。
【００２４】
次に、前記外管２の内部には、内管３が、周囲に隙間を保持した状態で軸方向への進退自在に挿装されているとともに、この内管３の先端部には作動ロッド４が連結されている。
【００２５】
また、前記内管３の後端は、図示しないスイベルに内蔵されたピストンのシリンダーロッドに連結され、これにより、内管３は軸方向への進退が自在とされている。
【００２６】
次に、前記外管２の先端部には拡孔ビット２１が連結されており、本実施例において、この拡孔ビット２１は、前記外管２に連結されたビットジョイント７と、このビットジョイント７を貫通するとともに後端部において前記作動ロッド４に連結された押圧ピン５と、前記ビットジョイント７に回動自在に連結されるとともに、前記押圧ピン５に回動自在に係止される一対のビット本体１１とを備えている。
【００２７】
ここで、前記ビットジョイント７は、ジョイント部８と、ボルト孔８０２を介してボルト１３等によりこのジョイント部８に連設した本体部９と、この本体部９の下端部近傍に形成した凹溝部１０とを備えている。
【００２８】
そして、前記ジョイント部８は、前記外管２に螺合されるとともに、その内部には、前記作動ロッド４が貫通する貫通孔８０１が形成され、更に、掘削水、あるいはセメントミルク等の薬液用の流路８０３が内部に形成されている。
【００２９】
また、前記本体部９は、前記ジョイント部８に形成した貫通孔８０１に連通するとともに、前記貫通孔８０１よりも大径の案内孔９０１が形成されており、この案内孔９０１内に、前記作動ロッド４の先端部に連結された押圧ピン５が挿通されている。
【００３０】
更に、前記本体部９の内部には、前記ジョイント部８に形成した流路８０３に連通する流路９０２が形成され、その先端部は開口とされ、これにより、前記外管２と内管３間の隙間に注入された掘削水、あるいはセメントミルク等の薬液を掘削ロッド１の先端部から吐出可能としている。
【００３１】
次に、前記押圧ピン５は、前記作動ロッド４との連結部近傍に大径のストッパー５０１を備えており、進退可能な範囲は、前記ストッパー５０１が前記案内孔９０１内を進退する範囲に制限されている。また、その先端部は前記本体部９の案内孔９０１を貫通して前記凹溝部１０に到っているとともに、先端部には、長手方向に直交する方向に向けて係止ピン６を備えており、この係止ピン６を介して、押圧ピン５には、一対のビット本体１１が係止されている。
【００３２】
ここで、ビット本体１１について説明すると、図４は前記一対のビット本体１１の平面図であり、本実施例においてこのビット本体１１はそれぞれ、その後端部において、互いに対向する側に向けて延長する部分を有する係止部１１０１を備えており、この係止部１１０１には、円弧状の長溝１１０２を備えている。また、前記係止部１１０１の先端部にはビット部１１０３が連設されており、このビット部１１０３によって掘削を可能としている。
【００３３】
そして、この一対のビット本体１１は、互いに一側面を近接し合うとともに前記長溝１１０２の一端が重なりあうような配置で、前記ビットジョイント７における凹溝１０内に、ピン孔１１０４を介して、連結ピン１２等により回動自在に連結されている。また、前記押圧ピン５の先端部に備えた係止ピン６が、前記長溝１１０２における互いに重なり合っている部分を貫通しており、これにより、ビット本体１１は、押圧ピン５に回動自在に係止されている。
【００３４】
このように、本実施例では、互いに一側面を近接し合うとともに長溝１１０２の一端が重なりあうような配置でビットジョイント７における凹溝１０内に一対のビット本体１１を回動自在に連結し、更に、押圧ピン５の先端部に備えたピン６で長溝１１０２における互いに重なり合っている部分を貫通してビット本体１１を押圧ピン５に回動自在に係止しており、この構成において、押圧ピン５を掘削ロッド１の先端側へ前進させると、係止ピン６により長溝１１０２が掘削ロッド１の先端側へ押され、長溝１１０２と係止ピン６との係止位置が変化していくとともに、この係止位置の変化にしたがって、ビット部１１０３が互いに離れるように回転していき、その後、一対のビット本体のそれぞれは、９０度程度左右対称に互いに離れるように横向きに倒された拡大位置に到る。
【００３５】
一方、この拡大位置において押圧ピン５を後退させると、係止ピン６により長溝１１０２が掘削ロッド１の後端側へ押され、長溝１１０２と係止ピン６との係止位置が変化していくとともに、この係止位置の変化にしたがって、ビット部１１０３が互いに近づくように回転していき、その後、初期の縮小状態に戻る。この関係を示した図が図２及び図３であり、図２は、ビット本体１１が拡大位置に近づいている状態を示し、図３は、ビット本体１１が拡大位置に到った状態を示している。
【００３６】
このように、本実施例では、押圧ピン５を進退することによりビット本体１１を拡大及び縮小することができるために、掘削した拡大孔内に土や瓦礫が混在している場合でも、拡大させた拡孔ビットを容易に縮小状態に戻すことが可能であるとともに、押圧ピン５の進退長を調整することにより、拡孔ビット６の径を自在に調節することが可能である。
【００３７】
次に、このように構成される本実施例の掘削ロッド１の使用方法及びその作用について説明すると、本実施例の掘削ロッド１を用いて地盤改良等のための掘削を行なう場合には、外管２及び内管３の後端を、ピストンシリンダー機構を内蔵したスイベル（図示せず）に連結するとともに、ビット本体１１を縮小させた状態で、掘削ロッド１を回転させながら地中側に前進させ、これにより所定長だけ掘進させる。
【００３８】
そして、所定長だけ掘進した後に、ピストンシリンダー機構を操作して、内管２及び作動ロッド４を介して押圧ピン５を前進させる。そうすると、前述のようにビット本体１１を拡大させることができ、この状態で更に掘削ロッド１を掘進させて、大径の拡孔を形成する。またこのとき、スイベルを介して外管２と内管３との間に掘削水、あるいはセメントミルク等の薬液を注入するとともに、この掘削水、あるいは薬液等を、ジョイント部８内に形成した流路８０３及び本体部９内に形成した流路９０２を介して掘削ロッド１の先端部から吐出する。
【００３９】
次に、大径の拡孔を形成した後に、作動ロッド４を後退させることにより押圧ピン５を後退させてビット本体１１の径を縮小状態に戻して、その状態で掘削ロッドを引き上げる。そうすると、底孔が拡大された掘削孔を形成することが可能となる。
【００４０】
そしてこのとき、本実施例においては、押圧ピン５を進退するのみでビット本体１１の径を自在にすることができるために、掘削ロッド１を引き上げる際に拡孔ビットの径を縮小させる場合において、掘削した掘削孔内に土や瓦礫が混在している場合でも、容易にビット本体１１を縮小することができる。
【００４１】
また、作動ロッドの進退長を調節することにより、ビット本体１１の径を自在に調整することができるため、所望する拡孔を形成することが可能である。
【００４２】
なお、前述の実施例ではビット本体１１に形成した長溝１１０２を円弧状にした場合について説明したが、この長溝１１０２は必ずしも円弧状にする必要は無く、例えば、図５及び図６に示すように、ビット本体１１の長手方向に直交する方向へ向けた直線状としてもよい。そしてかかる場合には、図５に示すビット本体１１を縮小させた状態で押圧ピン５を前進させると、係止ピン６により長溝１１０２が掘削ロッド１の先端側へ押され、長溝１１０２と係止ピン６との係止位置が変化するとともに、この係止位置の変化にしたがって、ビット部１１０３が互いに離れるように回転していき、その後、一対のビット本体のそれぞれは、９０度程度左右対称に互いに離れるように横向きに倒された拡大位置に到る。この状態が図６の状態である。
【００４３】
そして、この状態で作動ロッド４を後退させることにより押圧ピン５を後退させていくと、係止ピン６により長溝１１０２が掘削ロッド１の後端側へ押され、長溝１１０２と係止ピン６との係止位置が変化していくとともに、この係止位置の変化にしたがって、ビット部１１０３が互いに近づくように回転していき、その後、図５に示される初期の縮小状態に戻る。
【００４４】
【発明の効果】
本発明の掘削ロッド及びそれに用いる拡孔ビットは以上説明した形態で実施され、以下に記載するような効果を奏する。
【００４５】
本発明の拡大掘削装置における掘削ロッドは、中空の外管と、該外管に軸方向への進退自在に挿装された内管と、該内管の先端部に連結された作動ロッドと、前記外管に連結される拡孔ビットとを具備した拡大掘削装置における掘削ロッドであって、前記拡孔ビットは、前記外管に連結されるとともに先端部に凹溝が形成されたビットジョイントと、該ビットジョイントを貫通するとともに後端部において前記作動ロッドに連結された押圧ピンと、後端部近傍に長溝を備えて、互いに一側面を近接し合うとともに前記長溝の一端が重なりあうような配置で前記ビットジョイントにおける前記凹溝内に回動自在に連結され、更に、前記長溝を介して前記押圧ピンの先端部分に回動自在に係止された一対のビット本体と、を備え、前記ビット本体は、前記外管の前方に向かって突出する縮小位置から、前記押圧ピンを前進させることにより９０度程度左右対称に互いに離れるように横向きに倒した拡大位置にかけて回転し、及び、拡大位置において、前記押圧ピンを後退させることにより縮小位置に戻ることを可能とした、ことを特徴としている。
【００４６】
このように、本発明では、後端部近傍に形成した長溝の一端が重なりあうような配置で、及び、互いに一側面を近接し合うような配置で、外管に連結したビットジョイントにビット本体を回動自在に連結するとともに、このビット本体を、前記長溝を介して、作動ロッドの先端部に連結した押圧ピンに係止しているために、前記押圧ピンを進退することで、前記ビット本体を、前記外管の前方に向かって突出する縮小位置から、９０度程度左右対称に互いに離れるように横向きに倒した拡大位置にかけて回転し、及び、拡大位置から縮小位置に戻ることを可能としている。
【００４７】
そのため、掘削ロッドを引き上げる際の自重で掘削ビットを縮小させる前記従来の技術と異なり、掘削した拡大孔内に土や瓦礫が混在している場合でも容易に拡孔ビットを縮小させることが可能であるとともに、作動ロッドの進退長を調整することにより、拡孔ビットの径を自在に調整することも可能である。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の掘削ロッドの実施例においてビット本体を縮小させた状態を示す縦断面図である。
【図２】本発明の掘削ロッドの実施例においてビット本体を拡大させている状態を示す縦断面図である。
【図３】本発明の掘削ロッドの実施例においてビット本体を拡大させた状態を示す縦断面図である。
【図４】本発明の掘削ロッドの実施例におけるビット本体を説明するための平面図である。
【図５】本発明の掘削ロッドにおける実施例を説明するための図である。
【図６】本発明の掘削ロッドにおける実施例を説明するための図である。
【図７】従来の掘削ロッドを説明するための縦断側面図である。
【図８】従来の掘削ロッドを説明するための縦断側面図である。
【図９】従来の掘削ロッドを説明するための縦断側面図である。
【符号の説明】
１ 掘削ロッド
２ 外管
３ 内管
４ 作動ロッド
５ 押圧ピン
５０１ ストッパー
６ 係止ピン
７ ビットジョイント
８ ジョイント部
８０１ 管貫通孔
８０２ ボルト孔
８０３ 流路
９ 本体部
９０１ 案内孔
９０２ 流路
１０ 凹溝部
１１ ビット本体
１１０１ 係止部
１１０２ 長溝
１１０３ ビット部
１１０４ ピン孔
１２ 連結ピン
１３ ボルト
２１ 拡孔ビット

Claims (2)

1. 中空の外管（２）と、
   該外管（２）に軸方向への進退自在に挿装された内管（３）と、
   該内管（３）の先端部に連結された作動ロッド（４）と、
   前記外管（２）に連結される拡孔ビット（２１）と、を具備した拡大掘削装置における掘削ロッドであって、
   前記拡孔ビット（２１）は、
   前記外管（２）に連結されるとともに先端部に凹溝（１０）が形成されたビットジョイント（７）と、
   該ビットジョイント（７）を貫通するとともに後端部において前記作動ロッド（４）に連結された押圧ピン（５）と、
   後端部近傍に長溝（１１０２）を備えて、互いに一側面を近接し合うとともに前記長溝（１１０２）の一端が重なりあうような配置で前記ビットジョイント（７）における前記凹溝（１０）内に回動自在に連結され、更に、前記長溝（１１０２）を介して前記押圧ピン（５）の先端部分に回動自在に係止された一対のビット本体（１１）と、を備え、
   前記ビット本体（１１）は、前記外管（２）の前方に向かって突出する縮小位置から、前記押圧ピン（５）を前進させることにより９０度程度左右対称に互いに離れるように横向きに倒した拡大位置にかけて回転し、及び、拡大位置において、前記押圧ピン（５）を後退させることにより縮小位置に戻ることを可能とした、ことを特徴とした拡大掘削装置における掘削ロッド。
2. 中空の外管（２）と、該外管（２）に軸方向への進退自在に挿装された内管（３）と、該内管（３）の先端部に連結された作動ロッド（４）とを備える拡大掘削装置における掘削ロッドの先端部に連結される拡孔ビット（２１）であって、
   前記外管（２）に連結されるとともに先端部に凹溝（１０）が形成されたビットジョイント（７）と、
   該ビットジョイント（７）を貫通するとともに後端部において前記作動ロッド（４）に連結された押圧ピン（５）と、
   後端部近傍に長溝（１１０２）を備えて、互いに一側面を近接し合うとともに前記長溝（１１０２）の一端が重なりあうような配置で前記ビットジョイント（７）における前記凹溝（１０）内に回動自在に連結され、更に、前記長溝（１１０２）を介して前記押圧ピン（５）の先端部分に回動自在に係止された一対のビット本体（１１）と、を備え、
   前記ビット本体（１１）は、前記外管（２）の前方に向かって突出する縮小位置から、前記押圧ピン（５）を前進させることにより９０度程度左右対称に互いに離れるように横向きに倒した拡大位置にかけて回転し、及び、拡大位置において、前記押圧ピン（５）を後退させることにより縮小位置に戻ることを可能とした、ことを特徴とする拡大掘削装置における掘削ロッドに用いる拡孔ビット。

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