JP6182365B2 - ケーシングビット及びケーシングパイプ - Google Patents

Description

本発明は、土木掘削作業に用いられるケーシングカッタのケーシングパイプ先端に取り付けられるケーシングビット及びそのケーシングビットを取り付けたケーシングパイプに関するものである。

従来、土木掘削作業のケーシング回転掘削工法では、円筒状のケーシングパイプの先端の円周に沿って、先端に超硬チップが固定されたケーシングビットを複数固定し、当該ケーシングパイプを回転しながら地盤等に圧入して地盤等を掘削して行き、上記パイプ内の土砂や障害物をハンマークラブで除去し、その後、上記ケーシングパイプ掘削孔内を良質土等で埋戻し、上記ケーシングパイプを引き抜き回収することが行われている（特許文献１）。

特開２０１１−２３６６４４ 特開平１１−３１１０８２

ところで特許文献１のケーシングカッタ用のケーシングビットは、ビット本体の上部に２つの超硬チップが固定されているが、それらの頂部はケーシングパイプの回転方向に対して同一線上にあり、掘削ポイントは１箇所であるため、硬質な地盤等を掘削する際に、上記１箇所の頂部に荷重が集中し、超硬チップの欠けが発生する可能性がある。

また、上述の特許文献１に示すケーシングビットによると、図２０（ａ）に示すように、仮にケーシングパイプ先端に、外刃と内刃の２種類を交互に配置したとしても、その掘削軌跡Ｙ１，Ｙ２は、図２０（ｂ）、図１８（ｂ）に示すように、ケーシングパイプ４０内外周面４０ａ，４０ｂより相当程度内側（距離Ｚ１，Ｚ２）に位置するため、硬質地盤等の掘削作業が円滑に行われない可能性があり、或いは、掘削後のケーシングパイプの引き抜き作業等において、切断した鉄筋等にケーシングパイプ側面が当接して大きな騒音を発生する等の課題があった。

本発明は、上記従来の課題に鑑みてなされたものであり、ケーシングビットの超硬チップに複数の頂部（掘削ポイント）を設けることにより、掘削ポイントの数を増やして荷重を分散し、超硬チップの欠けを防止したケーシングビットを提供することを目的とする。

また本発明は、ケーシングビットに設けた傾斜した凹部に超硬チップを嵌合固定することにより、超硬チップの脱落を防止し得るケーシングビットを提供することを目的とする。

また本発明は、上記ケーシングビットを利用することで、掘削軌跡を例えば三条とすることにより、掘削幅（又は掘削径）を広くし得てスムーズな掘削作業及びケーシングパイプの引き抜き作業を実現したケーシングパイプを提供することを目的とする。

上記の目的を達成するために本発明は、
第１に、超硬チップを嵌合固定し得る凹部を有する頭部と、ケーシングパイプに固定するための脚部とを有するケーシングビットにおいて、上記頭部にはケーシングパイプの回転方向に沿う左端部と右端部の２か所に各々凹部が設けられ、これら凹部の各々に超硬チップが固定されており、左右の上記超硬チップの各々には、上記回転方向に交差する上記頭部の前後の幅方向に２か所ずつの頂部が突出形成されており、左右の上記超硬チップにおける計４か所の上記頂部の内、左端部の上記超硬チップの前側の上記頂部と右端部の上記超硬チップの前側の上記頂部は、上記頭部の前側に位置する左右方向の稜線に沿って設けられており、左端部の上記超硬チップの後側の上記頂部と右端部の上記超硬チップの後側の上記頂部は、上記頭部の後側に位置する左右方向の稜線に沿って設けられており、上記脚部は上記ケーシングパイプの外側に位置する外側脚部と、上記ケーシングパイプの内側に位置する内側脚部とから構成されており、上記ケーシングビットは、左右の上記両超硬チップにおける上記前側の各頂部と上記後側の各頂部が、上記頭部の前後の幅方向に対して、上記外側脚部寄りに設けられた外刃のケーシングビットと、左右の上記両超硬チップにおける上記前側の各頂部と上記後側の各頂部が、上記頭部の前後の幅方向に対して、上記内側脚部寄りに設けられた内刃のケーシングビットの２種類のケーシングビットにより構成されているものであることを特徴とするケーシングビットにより構成される。

このように構成すると、頭部の左右に設けられた超硬チップの各々に、２か所の頂部が形成されているので、掘削対象物に当接する掘削ポイントが、１つの超硬チップにおいて２か所（左右の超硬チップで計４か所）存在し、掘削時の荷重が分散され、超硬チップの欠損を防止することができる。また、左右の超硬チップの各頂部が頭部の左右方向の稜線に沿って設けられているので、複数の上記ケーシングビットをケーシングパイプ先端に固定してケーシングカッタを構成したとき、例えば三条の掘削軌跡を容易に構成することができ、掘削径（又は掘削幅）を容易に広くし得るケーシングビットを構成することができる。

このように構成すると、ケーシングパイプの先端部に、外刃のケーシングビットと内刃のケーシングビットを交互に固定することにより、各外刃の各前側の頂部の位置をケーシングパイプの外面に近接させ、各内刃の各後側の頂部の位置をケーシングパイプの内面に近接させることができ、これにより、内側の掘削径（第２の掘削軌跡）及び外側の掘削径（第１の掘削軌跡）をケーシングパイプの内外径に近接させることができ、掘削径（又は掘削幅）を拡大してケーシングパイプによる円滑な掘削及び引き抜きを実現し得るケーシングビットを構成することができる。

第２に、上記頭部の左右端部に形成された上記凹部は、上記頭部の中心線より左方向及び右方向に所定の開き角度で各々傾斜した状態で凹状に設けられており、これら凹部に上記超硬チップを嵌合固定したものであることを特徴とする上記第１記載のケーシングビットにより構成される。

このように構成すると、超硬チップは、左右の凹部の開き角度に応じて、中心線より左右開き方向に傾斜した状態で上記各凹部に嵌合固定されているので、当該ケーシングビットをケーシングパイプに固定して、当該超硬チップを鉛直下向きとした状態での掘削作業時において、超硬チップの凹部からの脱落を効果的に防止することができる。

第３に、上記外刃のケーシングビットは、前側の上記頂部が後側の上記頂部より若干高く形成されており、上記内刃のケーシングビットは、後側の上記頂部が前側の上記頂部より若干高く形成されているものであることを特徴とする請求項１記載のケーシングビットにより構成される。

上記外刃の前側の頂部が後側の頂部より若干高く形成された構成における「若干」とは、例えば約１．２ｍｍ（Ｔ２）である。上記内刃の後側の頂部が前側の頂部より若干高く形成された構成における「若干」とは、例えば１．２ｍｍ（Ｔ２）である。このように構成すると、掘削径（掘削幅）の拡大のため、ケーシングビットをケーシングパイプの外側又は内側に傾斜した状態で固定した際、複数の各頂部を掘削対象物（地盤等）に均等に当接させることができ、掘削径（又は掘削幅）を拡大したときに効果的な掘削性能を発揮することができる。

第４に、上記第１又は３に記載のケーシングビットをケーシングパイプ先端に固定したケーシングパイプであって、ケーシングパイプの先端周縁に沿って複数設けられた凹溝に各々ホルダーを固定し、各ホルダーに上記ケーシングビットの外刃と内刃を上記脚部を以って交互に固定し、上記各外刃の各前側の上記頂部によって最外周の第１の掘削軌跡を形成し、上記各内刃の各後側の上記頂部によって最内周の第２の掘削軌跡を形成し、上記各外刃の各後側の上記頂部と上記各内刃の各前側の上記頂部によって、上記第１の掘削軌跡と上記第２の掘削軌跡の中間位置における第３の掘削軌跡を形成し得るように構成したものであることを特徴とするケーシングパイプにより構成される。

このように構成すると、内側の掘削径（第２の掘削軌跡）及び外側の掘削径（第１の掘削軌跡）をケーシングパイプの内外径に近接させることができ、また、第１、第２の掘削軌跡の中間位置においても頂部により掘削して第３の掘削軌跡を形成することができ、掘削径（又は掘削幅）を拡大することにより円滑な掘削及び引き抜きを実現し得るケーシングパイプを実現することができる。

第５に、上記外刃の上記ケーシングビットは、上記凹溝において、その頂部側を上記ケーシングパイプの外側に若干傾斜させた状態で当該凹溝に固定し、上記内刃の上記ケーシングビットは、上記凹溝において、その頂部側を上記ケーシングパイプの内側に若干傾斜させた状態で当該凹溝に固定したものであることを特徴とする請求項４記載のケーシングパイプにより構成される。

上記外刃の頂部側を上記ケーシングパイプの外側に若干傾斜させる構成の「若干」は、例えば回転中心軸（Ｑ）に対して外側に例えば２度傾斜させることをいい、上記内刃の頂部側を上記ケーシングパイプの内側に若干傾斜させる構成の「若干」は、例えば回転中心軸（Ｑ）に対して内側に例えば２度傾斜させることをいう。このように構成すると、内外の掘削径をさらに拡大することができ、掘削径を拡大することにより円滑な掘削及び引き抜きを実現し得るケーシングパイプを実現することができる。

本発明は上述のように、掘削対象物に当接する掘削ポイント（頂部）が、１つの超硬チップにおいて２か所存在するので、掘削時の荷重が分散され、超硬チップの欠損を防止し得るケーシングビットを実現することができる。

また、左右の超硬チップの各頂部が頭部の左右方向の稜線に沿って設けられているので、複数の上記ケーシングビットをケーシングパイプ先端に固定してケーシングカッタを構成したとき、例えば三条の掘削軌跡を容易に構成することができ、掘削径（又は掘削幅）を容易に広くし得るケーシングビットを実現することができる。

また、ケーシングビットを外刃と内刃により構成することにより、掘削径（又は掘削幅）を拡大してケーシングパイプによる円滑な掘削及び引き抜きを実現し得るケーシングビット実現成することができる。

また、超硬チップは中心線より左右開き方向に傾斜した状態で各凹部に嵌合固定されているので、超硬チップの凹部からの脱落を効果的に防止することができる。

また、ケーシングビットをケーシングパイプの外側又は内側に傾斜した状態で固定した際、複数の各頂部を掘削対象物に均等に当接させることができ、掘削径（又は掘削幅）を拡大したときに効果的な掘削性能を発揮することができるケーシングビットを実現することができる。

また、内側の掘削径（第２の掘削軌跡）及び外側の掘削径（第１の掘削軌跡）をケーシングパイプの内外径に近接させることができ、また、第１、第２の掘削軌跡の中間位置においても頂部により掘削して第３の掘削軌跡を形成することができ、掘削径（又は掘削幅）を拡大することにより円滑な掘削及び引き抜きを実現し得るケーシングパイプを実現することができる。

また、ケーシングビットをケーシングパイプに固定する際、各ケーシングビットを内外方向に傾斜して固定することにより、内外の掘削径による掘削幅をさらに拡大することができ、掘削径（又は掘削幅）を拡大することにより円滑な掘削及び引き抜きを実現し得るケーシングパイプを実現することができる。

本発明に係るケーシングビットの外刃を示す図であり、（ａ）は正面図、（ｂ）は側面図、（ｃ）は背面図、（ｄ）は平面図である。 同上ビットの外刃の斜視図である。 同上ビットの内刃を示す図であり、（ａ）は正面図、（ｂ）は側面図、（ｃ）は背面図、（ｄ）は平面図である。 同上ビットの内刃の斜視図である。 同上ビットの外刃のケーシングビット本体を示す図であり、（ａ）は正面図、（ｂ）は側面図、（ｃ）は背面図、（ｄ）は平面図である。 同上ビットの外刃のケーシングパイプへの取り付け状態を示す分解図であり、（ａ）は正面分解図、（ｂ）は一部断面側面分解図である。 同上ビットの内刃のケーシングパイプへの取り付け状態を示す分解図であり、（ａ）は正面分解図、（ｂ）は一部断面側面分解図である。 同上ビットのホルダーを示す図であり、（ａ）は正面図、（ｂ）は一部断面側面図、（ｃ）は平面図である。 同上ビットのホルダーの斜視図である。 同上ビットの外刃をケーシングパイプに取り付けた状態を示す正面図である。 （ａ）は同上ビットの外刃をケーシングパイプに取り付けた状態の断面図、（ｂ）は同上ビットの外刃をケーシングビットに傾斜して取り付けた状態の断面図である。 同上ビットの内刃をケーシングパイプに取り付けた状態を示す正面図である。 （ａ）は同上ビットの内刃をケーシングパイプに取り付けた状態の断面図、（ｂ）は同上ビットの内刃をケーシングビットに傾斜して取り付けた状態の断面図である。 同上ビットのケーシングパイプへの取り付け状態を示すケーシングパイプの斜視図である。 同上ビットをケーシングパイプに取り付けた状態のケーシングパイプの側面図である。 （ａ）は同上ビットをケーシングパイプに取り付けた状態のケーシングパイプの底面図、（ｂ）は（ａ）の一部拡大図である。 （ａ）は同上ビットを取り付けたケーシングパイプでの掘削状態を示す断面図、（ｂ）は同上ビットを取り付けたケーシングパイプの掘削軌跡を示す図である。 （ａ）は同上ビットを取り付けたケーシングパイプの掘削軌跡とケーシングパイプとの関係を示す図、（ｂ）は従来の掘削軌跡とケーシングパイプとの関係を示す図である。 同上ビットを使用したケーシングカッタによる掘削状況を示す図である。 （ａ）は従来のケーシングパイプでの掘削状態を示す断面図、（ｂ）は従来のケーシングパイプの掘削軌跡を示す図である。

以下、本発明に係るケーシングビット及びケーシングパイプについて詳細に説明する。

図１、図２に本発明に係るケーシングビット１の外刃１ａを、図３、図４に上記ケーシングビット１の内刃１ｂを示す。これらの図において、２はケーシングビット本体であり、当該本体２は、２つの超硬チップ３，４が固定された頭部２ａと、該頭部２ａから一定間隔Ｔ１を隔てて２枚の平行板状に形成された二股の脚部２ｂ，２ｂ’とにより全体として一体に形成されている。尚、取付孔７を有する上記脚部２ｂを外側脚部、螺子孔８を有する上記脚部２ｂ’を内側脚部ともいう。尚、上記図１，２に示す外刃１ａと図３，４に示す内刃１ｂは本体２における頂部３ａ，３ｂ、４ａ，４ｂの位置が異なるのみで、その他の構成は同一なので、同一部分、対応部分については同一符号を付し、同時に説明する。

上記頭部２ａには図５に示すように、その左端部と右端部に、中心線Ｐから左右方向にθ１度（例えば３０度）ずつ傾斜して左右対称に凹部５，６が凹設され、上記脚部２ｂ，２ｂ’には各々同一水平中心軸Ｓを共有する取付孔７と螺子孔８が水平に貫通形成されている。

また、以下の説明において、図１（ｃ）、図３（ｃ）における矢印Ａ，Ｂ方向、即ち、当該ケーシングビット１がケーシングパイプ１８先端に取り付けられた状態において、ケーシングパイプ１８の回転方向に沿う方向を「左右方向」、上記脚部２ｂ，２ｂ’における上記取付孔７が形成された側を「外」（ケーシングパイプ１８の外周側）又は「前」、上記螺子孔８が形成された側を「内」（ケーシングパイプ１８の内周側）又は「後」と定義する。また、ケーシングビット１において、上記超硬チップ３，４側を「上」、脚部２ｂ，２ｂ’側を「下」と定義する。

そして、図１、図２に示すように、図１（ｂ）、（ｄ）のケーシングビットの図において、超孔チップ３，４の２つの前側の頂部３ａ，４ａ及び２つの後側の頂部３ｂ，４ｂが共に外側寄りに位置するケーシングビット１を外刃１ａといい、図３、図４に示すように、図３（ｂ）、（ｄ）のケーシングビットの図において、超硬チップ３，４の前側の頂部３ａ，４ａ及び後側の頂部３ｂ，４ｂが共に内側寄りに位置するケーシングビット１を内刃１ｂという。

上記ケーシングビット１の頭部２ａには（図５に外刃１ａ用のケーシングビット本体２を示す）、上記凹部５，６が、当該ケーシングビット本体２の幅方向（前後方向）に亘って貫通形成されており、これら凹部５，６間の頭部２ａには、上記超硬チップ３，４の各２つの頂部３ａ，３ｂ、４ａ，４ｂに連なる左右方向の稜線９ａ，９ｂを有する２つの山部９ａ’，９ｂ’が形成されている（図１（ｄ）、図２（ｄ）、図５（ｄ）参照）。

上記超硬チップ３は、上記凹部５内に嵌合可能な略直方体形状の基部３’と、当該基部３’上部に一体に形成され、前側の頂部３ａと後側の頂部３ｂの２つの頂点を有する刃部３”とから構成されている（図１（ｃ）、図３（ｃ）参照）。

上記前側の頂部３ａは左右方向から上記頂部３ａに向かう上り傾斜の稜線１０とこれに交差し上記頂部３ａに向かう上り傾斜の稜線１１の交わる最も高い頂点位置に突設されており、これにより上記頂部３ａに向かう４つの傾斜面１０’が形成されている。上記後側の頂部３ｂは左右方向から上記頂点３ｂに向かう上り傾斜の稜線１２とこれに交差し上記頂点３ｂに向かう上り傾斜の稜線１３の交わる最も高い頂点位置に突設されており、これにより上記頂部３ｂに向かう４つの傾斜面１１’が形成されている。

そして、上記超硬チップ３の上記基部３’を上記凹部５に嵌合したとき、上記頂部３ａ，３ｂは上記中心線Ｐよりθ１度（例えば３０度）左方向に傾斜して位置し、かつ、上記稜線１０と上記稜線１２の位置は、各々上記山部９ａ’，９ｂ’の稜線９ａ，９ｂの位置と一致し、両頂部３ａ，３ｂから下り傾斜の稜線１０，１２が上記稜線９ａ，９ｂに連続すると共に、上記傾斜面１０’，１１’が各々上記２つの山部９ａ’，９ｂ’の面に連続する２つの傾斜した山部を形成するように構成されている。

ただし、外刃１ａは、図６（ｂ）に示すように、上記前側の頂部３ａは上記後側の頂部３ｂよりＴ２（例えば約１．２ｍｍ）だけ高く形成されている。一方、内刃１ｂは、図７（ｂ）に示すように、上記後側の頂部３ｂは上記前側の頂部３ａよりＴ２（例えば約１．２ｍｍ）だけ高く形成されている。

上記超硬チップ４は、上記超硬チップ３と線対称形状に設けられており、その形状は上記超硬チップ３と同様である。即ち、上記超硬チップ４は、上記凹部６内に嵌合可能な略直方体形状の基部４’と、当該基部４’上部に一体に形成され、前側の頂部４ａと後側の頂部４ｂの２つの頂点を有する刃部４”とから構成されている（図１（ｃ）、図３（ｃ）参照）。

上記前側の頂部４ａは左右方向から上記頂部４ａに向かう上り傾斜の稜線１４とこれに交差し上記頂部４ａに向かう上り傾斜の稜線１５の交わる最も高い頂点位置に上記頂部３ａと同一高さに突設されており、これにより上記頂部４ａに向かう４つの傾斜面１４’が形成されている。上記後側の頂部４ｂは左右方向から上記頂部４ｂに向かう上り傾斜の稜線１６とこれに交差し上記頂部４ｂに向かう上り傾斜の稜線１７の交わる最も高い頂点位置に上記頂部３ｂと同一高さに突設されており、これにより上記頂部４ｂに向かう４つの傾斜面１５’が形成されている。

そして、上記超硬チップ４の上記基部４’を上記凹部６に嵌合したとき、上記頂部４ａ，４ｂは上記中心線Ｐよりθ１度（例えば３０度）右方向に傾斜して位置し、かつ、上記稜線１４と上記稜線１６の位置は、各々上記山部９ａ’，９ｂ’の稜線９ａ，９ｂの位置と一致し、両頂部４ａ，４ｂから下り傾斜の稜線１４，１６が上記稜線９ａ，９ｂに連続すると共に、上記傾斜面１４’，１５’が各々上記２つの山部９ａ’，９ｂ’の面に連続する２つの傾斜した山部を形成するように構成されている。

ただし、外刃１ａは、図６（ｂ）に示すように、上記前側の頂部４ａは上記後側の頂部４ｂよりＴ２（例えば１．２ｍｍ）だけ高く形成されている。一方、内刃１ａは、図７（ｂ）に示すように、上記後側の頂部４ｂは上記前側の頂部４ａよりＴ２（例えば１．２ｍｍ）だけ高く形成されている。

よって、上記外刃１ａ、内刃１ｂ共に、左右の上記超硬チップ３，４の各々には、上記回転方向に交差する上記頭部２ａの前後の幅方向に２か所ずつの頂部３ａ，３ｂ、４ａ，４ｂが突出形成されており、左右の上記超硬チップ３，４における計４か所の上記頂部の内、左端部の上記超硬チップ３の前側の上記頂部３ａと右端部の上記超硬チップ４の前側の上記頂部４ａは、上記頭部２ａの前側に位置する左右方向の稜線（１０，９ａ，１４）に沿って設けられており、左端部の超硬チップ３の後側の頂部３ｂと右端部の超硬チップ４の後側の頂部４ｂは、上記頭部２ａの後側に位置する左右方向の稜線（１２，９ｂ，１６）に沿って設けられている。

そして、上記外刃１ａは図１（ｂ）、（ｄ）に示すように、上記左右の上記両超硬チップ３，４における上記前側の各頂部３ａ，４ａと上記後側の各頂部３ｂ，４ｂが、上記頭部２ａの前後の幅方向に対して、共に、上記外側脚部２ｂ寄りに設けられており、上記内刃１ｂは図３（ｂ）、（ｄ）に示すように、上記左右の上記両超硬チップ３，４における上記前側の各頂部３ａ，４ａと上記後側の各頂部３ｂ，４ｂが、上記頭部２ａの前後の幅方向に対して、上記内側脚部２ｂ’寄りに設けられている。

また、上記外刃１ａは（図１参照）、上記ケーシングビット本体２の上記頭部２ａ上において、外側寄りの左右方向同一直線（１０, ９ａ，１４）上に、超硬チップ３，４による最も高い位置にあって左右方向の開き角度が互いにθ１度（例えば３０度）の同一高さの２つの頂部３ａ，４ａが形成されており、中央部寄りの左右方向同一直線（１２，９ｂ，１６）上に、超硬チップ３，４による最も高い位置にあって左右方向の開き角度が互いにθ１度（例えば３０度）の同一高さの２つの頂部３ｂ，４ｂが形成された構成となっている。

また、上記内刃１ｂは（図３参照）、上記ケーシングビット本体２の上記頭部２ａ上において、内側寄りの左右方向同一直線（１２，９ｂ，１６）上に、超硬チップ３，４による最も高い位置にあって左右方向の開き角度が互いにθ１度（例えば３０度）の同一高さの２つの頂部３ｂ，４ｂが形成されており、中央部寄りの左右方向同一直線（１０，９ａ，１４）上に、超硬チップ３，４による最も高い位置にあって左右方向の開き角度が互いにθ１度（例えば３０度）の同一高さの２つの頂部３ａ，４ａが形成された構成となっている。

そして、外刃１ａにおいては、上述のように、上記前側の頂部３ａ，４ａの高さは上記後側の頂部３ａ，４ａの高さより若干高く（Ｔ２）なるように構成されている（図６（ｂ）、図１（ｃ）参照）。これは、当該外刃１ａのケーシングビット本体２をケーシングパイプ１８に固定するとき、ケーシングビット１（１ａ）を図１１（ｂ）に示すように、θ２度（例えば２度）外側に傾斜して固定するが、その場合、上記前側の頂部３ａ，４ａと後側の頂部３ｂ，４ｂとが、同一高さに位置し、各頂部３ａ，３ｂ、４ａ，４ｂが切削面Ｒに対して均等に当接し得るようにするためである。上記各超硬チップ３，４の上記各凹部５，６への接着はいわゆるろう付けによるものである。

上述のように、上記内刃１ｂは、図３（ｂ）に示すように、上記外刃１ａと比較して、２つの前側頂部３ａ，４ａ及び後側頂部３ｂ，４ｂが全体としてケーシングビット本体２の内側寄りに位置している点、上記外刃１ａとは逆に、後側の頂部３ｂ，４ｂが前側の頂部３ａ，４ａより若干高く（Ｔ２）なるように構成されている点を除いては、上記図１に示す外刃１ａとしてのケーシングビット本体２と同様である。

そして、上記内刃１ｂの後側の頂部３ｂ，４ｂが前側の頂部３ａ，４ａより高いのは、当該ケーシングビット本体２をケーシングパイプ１８に固定するとき、ケーシングビット１（１ｂ）を図１３（ｂ）に示すように、θ２度（例えば２度）内側に傾斜して固定するが、その場合、上記前側の頂点３ａ，４ａと後側の頂点３ｂ，４ｂとが、同一高さに位置し、各頂部３ａ，３ｂ、４ａ，４ｂが切削面Ｒに対して均等に当接し得るようにするためである。

次に、上述のように構成されたケーシングビット１のケーシングパイプ１８への取り付け構造について説明する。

図６、図７に示すように、ケーシングパイプ１８の先端部の外周に連続的に凹設された複数の凹溝２６にホルダー２０を溶接により嵌合接合し、当該ホルダー２０の嵌合凹部１９に、上記ケーシングビット１の脚部２ｂ，２ｂ’を装着し、ボルト３０を上記取付孔７に外側から挿入し、上記凹部１９の貫通孔２２を介して上記螺子孔８に螺合することにより、当該ケーシングビット１を上記ケーシングパイプ１８先端に固定する。

上記ホルダー２０は図８、図９に示すように、外刃１ａ用、内刃１ｂ用ともに同一形状であり、長方形板状の本体２１の上面２１ｄから下方向に向けて方形状の同一形状の凹部１９，１９が、当該本体２１の両面に形成されており、当該凹部１９の中央部には当該板面を貫通する貫通孔２２が形成されている。また、上記凹部１９，１９によってホルダー２０の両面には「コ」字状の外面２５及び内面２５’が形成されている。

上記本体２１の左右側面２１ａ，２１ｂ及び底面２１ｃの縁部は各々面取りされ、上記左右側面２１ａ，２１ｂに向かうテーパ状の溶接用開先２３，２３、上記底面２１ｃに向かうテーパ状の溶接用開先２４，２４が各々形成されている。このように構成することにより、当該ホルダー２０を上記凹溝２６に固定する際、当該ホルダー２０を上記ケーシングパイプ１８の中心軸Ｎに平行な線（鉛直線Ｎ’、図１１、図１３参照）に対して、外側方向（矢印Ｃ方向、図１１（ｂ）参照）又は内側方向（矢印Ｄ方向、図１３（ｂ）参照）に傾斜した状態で、容易に固定し得るように構成している。

図１０、図１２に示すように、上記ホルダー２０は、その左右側面２１ａ，２１ｂ及び底面２１ｂを上記ケーシングパイプ１８の上記凹溝２６に溶接により固定する（溶接部Ｗをハッチングにて示す）。この場合、外刃１ａを固定するホルダー２０は図１１（ａ）に示すように、その外面２５が上記ケーシングパイプ１８の外面１８ａに一致するように、上記凹溝２６の幅Ｔ３（ケーシングパイプ１８の厚さ）における外側寄りの位置に溶接固定する（溶接部Ｗ）。そして、上記ホルダー２０の上記凹部１９，１９に上記ケーシングビット１の脚部２ｂ，２ｂ’を、上記頂部３ａ，４ａが外側寄りとなるように嵌合し、上記貫通孔７からボルト３０を上記貫通孔２２を介して螺子孔８に螺合することにより、当該ビット１を上記ホルダー２０に固定する（図１１（ａ）参照）。このように構成することにより、上記ケーシングパイプ１８の外面１８ａから、前側の頂部３ａ，４ａによる、外側の第１の切削軌跡Ｘ１までの距離Ｔ４をできるだけ短くすることができる。

又、外刃１ａを固定するホルダー２０は図１１（ｂ）に示すように、その外面２５が上記ケーシングパイプ１８の外面１８ａに一致するように、上記凹溝２６の幅Ｔ３における外側寄りの位置に溶接固定し、かつ上記ホルダー２０を、図１１（ａ）の位置から、上記ホルダー２０の下端の回転中心点Ｑを基準（回転中心）として、上面２１ｄ側を外側方向（矢印Ｃ方向）にθ２度（例えば２度）傾斜した状態で、当該ホルダー２０を上記凹溝２６に溶接固定する（溶接部Ｗ）。そして、上記ホルダー２０の上記凹部１９，１９に上記ケーシングビット１（１ａ）の脚部２ｂ，２ｂ’を、上記頂部３ａ，４ａが外側寄りとなるように嵌合し、上記取付孔７からボルト３０を上記貫通孔２２を介して螺子孔８に螺合することにより、当該ビット１を上記ホルダー２０に固定する（図１１（ｂ）参照）。即ち、ケーシングビット１（１ａ）を上記回転中心点Ｑを中心として、その頂部側を外側に若干（θ２度）傾斜して固定する。

このように構成すると、上記ケーシングパイプ１８の外面１８ａから、前側の頂部３ａ、４ａによる、外側の第１の切削軌跡Ｘ１までの距離Ｔ４’をより短く（Ｔ４’＜Ｔ４）することができる。

この場合、上記頂部３ａ，４ａによる掘削径Ｍ１（掘削半径）をケーシングパイプ１８の外径Ｑ１（外半径）にできるだけ近づけることができ（図１６（ａ））、従来のケーシングカッタに比べて掘削半径を拡大することができる。

また、内刃１ｂを固定するホルダー２０は図１３（ａ）に示すように、その内面２５’が上記ケーシングパイプ１８の内面１８ｂに一致するように、上記凹溝２６の幅Ｔ３における内側寄りの位置に溶接固定する（溶接部Ｗ）。そして、上記ホルダー２０の上記凹部１９，１９に上記ケーシングビット１の脚部２ｂ，２ｂ’を、上記頂部３ｂ，４ｂが内側寄りとなるように嵌合し、上記貫通孔７からボルト３０を上記貫通孔２２を介して螺子孔８に螺合することにより、当該ビット１を上記ホルダー２０に固定する（図１１（ａ）参照）。このように構成することにより、上記ケーシングパイプ１８の内面１８ｂから、後側の頂部３ｂ，４ｂによる、内側の第２の切削軌跡Ｘ２までの距離Ｔ５をできるだけ短くすることができる。

又、内刃１ｂを固定するホルダー２０は図１３（ｂ）に示すように、その内面２５’が上記ケーシングパイプ１８の内面１８ｂに一致するように、上記凹溝２６の幅Ｔ３における内側寄りの位置に溶接固定し、かつ上記ホルダー２０を、図１３（ａ）の位置から、上記ホルダー２０の下端の回転中心点Ｑを基準（回転中心）として、内側方向（矢印Ｄ方向）にθ２度（例えば２度）傾斜した状態で、当該ホルダー２０を上記凹溝２６に溶接固定する（溶接部Ｗ）。そして、上記ホルダー２０の上記凹部１９，１９に上記ケーシングビット１（１ｂ）の脚部２ｂ，２ｂ’を、上記頂部３ｂ，４ｂが内側寄りとなるように嵌合し、上記貫通孔７からボルト３０を上記貫通孔２２を介して螺子孔８に螺合することにより、当該ビット１を上記ホルダー２０に固定する（図１３（ｂ）参照）。即ち、ケーシングビット１（１ｂ）を上記回転中心点Ｑを中心として、その頂部側を内側に若干（θ２度）傾斜して固定する。

このように構成すると、上記ケーシングパイプ１８の内面１８ｂから、後側の頂部３ｂ，４ｂによる、内側の第２の切削軌跡Ｘ２までの距離Ｔ５’をより短く（Ｔ５’＜Ｔ５）することができる。

この場合、上記頂部３ｂ，４ｂによる掘削径Ｍ２（掘削半径）をケーシングパイプ１８の内径Ｑ２（内半径）にできるだけ近づけることができる。結果として、上記外刃１ａの上記構成と相俟って、掘削可能な外半径Ｍ１（第１の掘削軌跡Ｘ１）と内半径Ｍ２（第２の掘削軌跡Ｘ２）により構成される掘削幅Ｈ（図１６（ｂ）参照）を、ケーシングパイプ１８の内外面１８ｂ，１８ａ間の距離Ｔ３に極力近づけることができ（図１６（ｂ）、図１８（ａ）参照）、これにより掘削幅Ｈを広くして、円滑な掘削及びケーシングパイプ１８の引き抜きを実現し得る。

そして、上記ケーシングパイプ１８の各凹溝２６には、上記ケーシングビット１の外刃１ａと内刃１ｂとを交互に固定する（図１４、図１５、図１６（ａ）（ｂ）参照）。さらに、図１７（ａ）に示すように、上記外刃１ａと内刃１ｂとを交互に固定する際、外刃１ａの後側の頂部３ｂ，４ｂの切削軌跡と、内刃１ｂの前側の頂部３ａ，４ａの切削軌跡が、同一又は略同一の切削軌跡Ｘ３を通るように構成する（図１６（ｂ）、図１７（ｂ）参照）。

このように構成することにより、図１６（ｂ）に示すように、上記ケーシングビット１による切削軌跡は、ケーシングパイプ１８の回転により、上記各ケーシングビット１の外刃１ａの前側の頂部３ａ，４ａによる最外周の第１の切削軌跡Ｘ１（半径Ｍ１）と、上記ケーシングビット１の内刃１ｂの後側の頂部３ｂ，４ｂによる最内周の第２の切削軌跡Ｘ２（半径Ｍ２）と、上記ケーシングビット１の外刃１ａの後側の頂部３ｂ，４ｂと上記ケーシングビット１の内刃１ｂの前側の頂部３ａ，４ａによる上記第１の切削軌跡Ｘ１と上記第２の切削軌跡Ｘ２の間に位置する、中間の第３の切削軌跡Ｘ３（半径Ｍ３）の三条の切削軌跡Ｘ１〜Ｘ３が形成されることになる（図１７（ｂ）参照）。

従って、図１８（ａ）に示すように、ケーシングビット１の外刃１ａの超硬チップ３，４の前側の頂部３ａ，４ａによって、上記ケーシングパイプ１８の外面１８ａに極めて近い外周位置（上記外面１８ａより距離Ｔ４’の切削軌跡Ｘ１）を切削し、かつ、上記ケーシングビット１の内刃１ｂの超硬チップ３，４の後側の頂部３ｂ，４ｂによって、上記ケーシングパイプ１８の内面１８ｂに極めて近い内周位置（上記内面１８ｂより距離Ｔ５’の切削軌跡Ｘ２）を切削することができる。即ち、掘削幅Ｈ（Ｘ２〜Ｘ１）をケーシングパイプ１８の厚さ（Ｔ３）に極力近づけることができ、これによりケーシングパイプ１８を円滑かつ容易に打ち込み、かつ引き抜くことができる。

尚、掘削径を拡大するとは、主に第１の掘削軌跡Ｘ１の半径Ｍ１を拡大することにより、外側の掘削径をケーシングパイプ１８の外面１８ａに極力近づけることをいい、掘削幅Ｈを拡大するとは、第１の掘削軌跡Ｘ１の半径Ｍ１と第２の掘削軌跡Ｘ２の半径Ｍ２間の掘削幅Ｈをケーシングパイプ１８の厚さＴ３に極力近づけることをいう。

本発明のケーシングビット１は上述のように構成されているので、本発明における上記ケーシングビット１を図１５、図１６に示すように、ケーシングパイプ１８の先端に形成された複数の凹溝２６に、各々ホルダー２０を、外刃用と内刃用に交互に溶接固定する。即ち、外刃用には、その外面２５を上記ケーシングパイプ１８の外面１８ａに合わせた状態で、外側にθ２度（例えば２度）傾斜させた状態で溶接により固定すると共に、内刃用には、その内面２５’を上記ケーシングパイプ１８の内面１８ｂに合わせた状態で、内側にθ２度（例えば２度）傾斜させた状態で溶接により固定する。上記凹溝２６に対する上記外刃用のホルダー２０（外側に傾斜）と内刃用のホルダー２０（内側に傾斜）の取り付けを交互に行う（図１６（ａ）参照）。

その後、外側に傾斜した外刃用のホルダー２０の各凹部９，９に外刃用のケーシングビット１（１ａ）を取付孔７が外側を向くように各々嵌合装着し、その外側からボルト３０を上記取付孔７に挿入螺合して、これらケーシングビット１（１ａ）を各ホルダー２０（１つ置き）に固定する。

さらに、内側に傾斜した内刃用のホルダー２０の各凹部９，９に内刃用のケーシングビット１（１ｂ）を取付孔７が外側を向くように各々嵌合装着し、その外側からボルト３０を上記取付孔７に挿入螺合して、これらケーシングビット１（１ｂ）を各ホルダー２０（１つ置き）に固定する。

これにより、図１５、図１６に示すように、全ての凹溝２６に、外刃１ａと内刃１ｂが交互に装着されたケーシングカッタ（ケーシングパイプ）２７を構成することができる。このとき、上記ケーシングビット１の外刃１ａはその頂部側が外側にθ２度（２度）傾斜して固定されており、上記ケーシングビット１の内刃１ｂはその頂部側が内側にθ２度（２度）傾斜して固定されているので、図１６に示すように、ケーシングパイプ１８の先端部には、外側に若干傾斜した外刃１ａと内側に若干傾斜した内刃１ｂとが交互に固定された状態となっている。

そこで、かかるケーシングカッタ２７を使用して、地盤等を掘削する場合は、図１９に示すように、掘削機２８の先端に上記各ケーシングビット１の超硬チップ３，４を下向きにして、ケーシングカッタ２７を鉛直方向に取り付け、当該ケーシングカッタ２７を上記ケーシングパイプ１８の中心軸Ｎを中心に矢印Ａ方向に回転しながら、鉛直方向のガイドパイプ２９に沿って、下降し、上記超硬チップ３，４によって地盤又はコンクリートＧを掘削しながら、所定の深度まで掘削を行うことができる。

このとき、ケーシングビット１において、地盤Ｇ等の掘削対象物に当接して掘削を行う頂部（掘削ポイント）が、超硬ビット３，４毎に複数個所（本実施形態では２か所ずつ）存在するため、１つのケーシングビット１においては、計４か所の頂部３ａ，３ｂ，４ａ，４ｂにて地盤等を掘削することができるため、１つのケーシングビット１に対する荷重の集中を分散することができ、超硬チップ３，４の欠けを防止することができる。

また前後の幅方向の２か所の頂部（掘削ポイント）３ａ，３ｂ又は４ａ，４ｂを有する超硬チップ３，４を、１つのケーシングビット１に２個設けて両刃ケーシングビット１とし、この両刃のケーシングビット１において、外刃１ａと内刃１ｂを形成し、これらのケーシングビットの外刃１ａと内刃１ｂをケーシングパイプ１８の凹溝２６に交互に装着することにより、三条の掘削軌跡Ｘ１，Ｘ２，Ｘ３を形成することができ、これにより掘削径（又は掘削幅）を広くすることができると共に、広い掘削幅であっても効果的な掘削動作を行うことができる。

また、外側の掘削軌跡Ｘ１の径Ｍ１をケーシングパイプの外面１８ａの径Ｑ１に極力近づけることができ、同時に、内側の掘削軌跡Ｘ２の径Ｍ２をケーシングパイプの内面１８ｂの径Ｑ２に極力近づけることができ、よって掘削幅Ｈが従来より大となり、当該掘削幅Ｈをケーシングパイプ１８の厚みＴ３にできるだけ近づけることができる。これにより、ケーシングパイプ１８の外周及び内周の際まで超硬チップ３，４の頂部にて掘削できるので、ケーシングパイプ１８をより容易に打ち込むことができるし、ケーシングパイプ１８の引き抜きも容易に行うことができる。

また、掘削途中において、掘削経路に交差（直交）する鉄筋を切断する際、鉄筋を、略ケーシングパイプ１８の外周面と内周面の位置に近い超硬チップ３，４の頂部にて切断し得るので、ケーシングパイプ１８を引き抜く際、鉄筋の切断端部と、ケーシングパイプ１８の内外周面との接触箇所或いは接触面積が低減され、これによりケーシングパイプ１８の引き抜きによる騒音を低減することができる。

以上のように、本発明によれば、掘削対象物に当接する掘削ポイントが、１つの超硬チップ３，４において２か所ずつ存在するので、掘削時の荷重が分散され、超硬チップの欠損を防止し得るケーシングビットを実現することができる。

また、左右の超硬チップ３，４の各頂部が頭部の左右方向の稜線に沿って設けられているので、複数の上記ケーシングビット１をケーシングパイプ１８先端に固定してケーシングカッタ２７を構成したとき、例えば三条の掘削軌跡Ｘ１〜Ｘ３を容易に構成することができ、掘削幅Ｈを広くし得るケーシングビットを実現することができる。

また、ケーシングビット１を外刃１ａと内刃１ｂにより構成することにより、掘削経又は掘削幅Ｈを拡大してケーシングパイプによる円滑な掘削及び引き抜きを実現し得るケーシングビット実現成することができる。

また、超硬チップ３，４は中心線Ｐより左右開き方向に傾斜した状態で各凹部５，６に嵌合固定されているので、掘削時に発生する熱、荷重等による超硬チップの凹部からの脱落を効果的に防止することができる。

また、ケーシングビット１をケーシングパイプ１８の外側方向又は内側方向に傾斜した状態で固定した際、複数の各頂部を掘削対象物に均等に当接させることができ、掘削径又は掘削幅Ｈを拡大したときに効果的な掘削性能を発揮することができるケーシングビットを実現することができる。

また、内側の掘削径Ｍ２（第２の掘削軌跡Ｘ２）及び外側の掘削径Ｍ１（第１の掘削軌跡Ｘ１）による掘削幅Ｈを、ケーシングパイプ１８の厚さＴ３に近接させることができ、また、第１、第２の掘削軌跡Ｘ１，Ｘ２の中間位置においても頂部により掘削して第３の掘削軌跡Ｘ３を形成することができ、掘削径又は掘削幅Ｈを拡大することにより円滑な掘削及びケーシングパイプの引き抜きを実現し得るケーシングパイプを実現することができる。

また、ケーシングビット１をケーシングパイプ１８に固定する際、各ケーシングビットを内外方向に傾斜して固定することにより、掘削幅Ｈをさらに拡大することができ、これにより円滑な掘削及び引き抜きを実現し得るケーシングパイプを実現することができる。

尚、ケーシングビット１の傾斜角度（θ２）は上記実施形態における２度に限らず、現場に応じて適宜の角度に設定することができる。

本発明に係るケーシングビット及びケーシングパイプは、超硬チップの欠けを防止し得ると共に、掘削径を拡大して円滑に掘削及びケーシングパイプの引き抜を実現し得るものであるため、土木掘削作業におけるケーシング回転掘削工法等において、広く利用することができるものである。

１ ケーシングビット
１ａ 外刃
１ｂ 内刃
２ ケーシングビット本体
２ａ 頭部
２ｂ 脚部（外側脚部）
２ｂ’ 脚部（内側脚部）
３，４ 超硬チップ
３ａ，４ａ 前側の頂部
３ｂ，４ｂ 後側の頂部
５，６ 凹部
９ａ，９ｂ 稜線
１０，１２ 稜線
１４，１６ 稜線
１８ ケーシングパイプ
２０ ホルダー
２６ 凹溝
Ａ，Ｂ 回転方向
Ｐ 中心線
Ｘ１ 第１の掘削軌跡
Ｘ２ 第２の掘削軌跡
Ｘ３ 第３の掘削軌跡
θ１ 開き角度

Claims (5)

1. 超硬チップを嵌合固定し得る凹部を有する頭部と、ケーシングパイプに固定するための脚部とを有するケーシングビットにおいて、
   上記頭部にはケーシングパイプの回転方向に沿う左端部と右端部の２か所に各々凹部が設けられ、これら凹部の各々に超硬チップが固定されており、
   左右の上記超硬チップの各々には、上記回転方向に交差する上記頭部の前後の幅方向に２か所ずつの頂部が突出形成されており、
   左右の上記超硬チップにおける計４か所の上記頂部の内、左端部の上記超硬チップの前側の上記頂部と右端部の上記超硬チップの前側の上記頂部は、上記頭部の前側に位置する左右方向の稜線に沿って設けられており、
   左端部の上記超硬チップの後側の上記頂部と右端部の上記超硬チップの後側の上記頂部は、上記頭部の後側に位置する左右方向の稜線に沿って設けられており、
   上記脚部は上記ケーシングパイプの外側に位置する外側脚部と、上記ケーシングパイプの内側に位置する内側脚部とから構成されており、
   上記ケーシングビットは、左右の上記両超硬チップにおける上記前側の各頂部と上記後側の各頂部が、上記頭部の前後の幅方向に対して、上記外側脚部寄りに設けられた外刃のケーシングビットと、
   左右の上記両超硬チップにおける上記前側の各頂部と上記後側の各頂部が、上記頭部の前後の幅方向に対して、上記内側脚部寄りに設けられた内刃のケーシングビットの２種類のケーシングビットにより構成されているものであることを特徴とするケーシングビット。
2. 上記頭部の左右端部に形成された上記凹部は、上記頭部の中心線より左方向及び右方向に所定の開き角度で各々傾斜した状態で凹状に設けられており、
   これら凹部に上記超硬チップを嵌合固定したものであることを特徴とする請求項１記載のケーシングビット。
3. 上記外刃のケーシングビットは、前側の上記頂部が後側の上記頂部より若干高く形成されており、上記内刃のケーシングビットは、後側の上記頂部が前側の上記頂部より若干高く形成されているものであることを特徴とする請求項１記載のケーシングビット。
4. 請求項１又は３記載のケーシングビットをケーシングパイプ先端に固定したケーシングパイプであって、
   ケーシングパイプの先端周縁に沿って複数設けられた凹溝に各々ホルダーを固定し、各ホルダーに上記ケーシングビットの外刃と内刃を上記脚部を以って交互に固定し、
   上記各外刃の各前側の上記頂部によって最外周の第１の掘削軌跡を形成し、
   上記各内刃の各後側の上記頂部によって最内周の第２の掘削軌跡を形成し、
   上記各外刃の各後側の上記頂部と上記各内刃の各前側の上記頂部によって、上記第１の掘削軌跡と上記第２の掘削軌跡の中間位置における第３の掘削軌跡を形成し得るように構成したものであることを特徴とするケーシングパイプ。
5. 上記外刃の上記ケーシングビットは、上記凹溝において、その頂部側を上記ケーシングパイプの外側に若干傾斜させた状態で当該凹溝に固定し、
   上記内刃の上記ケーシングビットは、上記凹溝において、その頂部側を上記ケーシングパイプの内側に若干傾斜させた状態で当該凹溝に固定したものであることを特徴とする請求項４記載のケーシングパイプ。

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