JP6678940B2 - Expanding drilling tool - Google Patents
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Description
本発明は、地中に対し垂直・水平・斜め方向に削孔径が中小径の削孔を行い、削孔の先端又は途中で拡径した掘削を可能とする地中掘削用の拡径掘削工具に関し、特に拡径部分の強度と耐久性ある構造に特徴がある技術である。
この種の拡径掘削工具は、地中削孔の先端又は及び中間位置で拡径するように掘削し、拡径掘削工具を引き抜いた後、削孔の空の空間に又は削孔に鋼棒等を挿入した削孔空間にセメント系硬化材を注入することで地盤強化したり、又は拡径削孔空間に硬化材が固化して強力なアンカー・根固めとする土木技術に使用されている。
INDUSTRIAL APPLICABILITY The present invention is a diameter-enhancing drilling tool for underground excavation, which is capable of drilling medium-small diameter holes in vertical, horizontal, and diagonal directions in the ground, and enables drilling with the diameter expanded at the tip or in the middle of the hole. With regard to the above, the technology is characterized by strength and a durable structure particularly in the expanded diameter portion.
This type of diameter-expanding drilling tool is used for drilling so as to expand the diameter at the tip or in the middle position of the underground drilling hole, and after pulling out the diameter-expanding drilling tool, the steel rod is placed in the empty space of the drilling hole or in the drilling hole. It is used for civil engineering to strengthen the ground by injecting cement-based hardening material into the hole-drilling space into which holes etc. are inserted, or to harden the hardening material in the diameter-expanded hole-drilling space for strong anchoring and root consolidation. .
中小径の掘削工具でその工具の頭部に押圧力と回転力を与えて、その先端に取付けたチップでもって地中を掘削し、しかも工具の先端部の一部が回転方向又は上方からの操作力でもって拡径状態となって地盤を拡径した孔径で削孔する掘削工具は広く知られている。この種の工具として、特許文献1,特許文献2の発明が知られている。
A small-diameter excavating tool applies a pressing force and a rotating force to the head of the tool, excavates the ground with a tip attached to the tip, and a part of the tip of the tool is rotated or from above. BACKGROUND ART Excavating tools are widely known in which a diameter of a ground is expanded by an operation force and a hole is drilled with a diameter of the ground. Inventions of
特許文献1の発明は、板状のビット本体の上方左右それぞれに補助ビットを締付ボルトで枢支し、補助ビットを枢支の締付ボルトまわりに回転させることで拡径して、種々の孔径の削孔を可能とする構造である。
しかしながらこの特許文献1の発明では、拡径した状態で補助ビットを回転すると地中からの強い抵抗を受け、この抵抗に対して補助ビットをビット本体に強く引き付ける係合構造でないため、補助ビットを変形させたり又は補助ビットの締付ボルトに高い荷重がかかり締付ボルトが破損し、補助ビットが締付ボルトから外れる可能性があった。
In the invention of
However, in the invention of
次に特許文献2の発明は、先端部にパイロットプレートを設けたカッタ本体の中間部両側面それぞれに枢支点を拡開方向の反対側にオフセットするようにカッタを枢支した構造のカッタ装置である。この発明ではカッタの回転を下側面に案内するストッパを傾斜状に設けている。これによって、穿孔初期における拡開動作を助長するようになっている。
しかしながら、この特許文献2の発明でもカッタを大きな角度で拡径すると地中地盤からの反力による強い回転モーメントがカッタに直角に作用し、その強い回転モーメントに対してカッタをカッタ本体に引き付ける係合連結構造でないため、カッタが変形・破損する可能性があった。
Next, the invention of
However, also in the invention of
又特許文献3には、円柱状部の下部を縦面で三体に分割し、中間部分を板状の掘削工具本体とし、その左右側に円弧部分の可動刃体をその上方の軸部で枢支し、掘削工具本体の分割面に凸部を設け、可動刃体側にスライドして前記凸部に嵌入させる凹部を設け、拡径方向に回転させることで可動刃体の前記凹部を前記凸部に嵌合する構造の発明が開示されている。前記凸部と凹部の嵌合周縁には小さな互に嵌入するほぞ継の凹凸係合の縁部が形成され、凸部と凹部のほぞ継の凹凸係合の縁部が互に差し込むことによって上方向に分離しないように係止している。しかしながら、この発明のほぞ継の凹凸係合の縁部では縁部が全面的に接触して係合することはきわめて精度よく段部が製作されなければ困難であり、一部の接触で係合することとなり、係合方向と直角の外方向への力の荷重に対して係合力が弱いという問題点がある。更に、この発明では嵌合する凸部・凹部は1組のみであり、係合力はその一つの凸部のU字状の外周の長さの縁部による係合力のみであり、係合力は充分でない。本発明の地中での過酷な使用では強い荷重が縁部部分に作用してその部分の変形・変位が大きくなり、段差係合自体が困難となるという問題点がある。
Further, in
本発明が解決しようとする課題は、従来の問題点を解消し、拡径したチップ・カッタが地中から受ける掘削時の強い荷重・回転モーメントに充分に耐える高い係合力を有し、その嵌合部分の変形・破損が少なく、耐久性が高い拡径掘削工具を提供することにある。 The problem to be solved by the present invention is to solve the problems of the prior art and to have a high engaging force that can sufficiently withstand a strong load and rotational moment at the time of excavation that the expanded diameter cutter and cutter receives from the ground. It is intended to provide a diameter-expanding drilling tool with high durability, with little deformation and damage of the joint portion.
かかる課題を解決した本発明の構成は、
1) 円柱体の上方に押圧力と回転トルクとを荷重できる頭部を有し、同円柱体の下端底面に複数のチップを下方に向けて取付けた削孔部を有し、しかも円柱体の回転方向に応じて削孔部の一部の外径が拡縮し、削孔部を拡径させる方向に回転させることで地中に拡巾した地中掘削を可能とする拡径掘削工具であって、
前記円柱体の前記頭部より下方で前記削孔部を含んだ円柱体下方部分を円柱の軸心方向の縦面で三分割して、前記頭部と一体的に製造される下方部分の形状が略板状である中間部分と、その外側の左円弧部分と、その外側の反対側の右円弧部分との三分割体から形成されるようにするとともに、前記中間部分・左円弧部分及び右円弧部分の下端それぞれには複数のチップを下方に突出するようにし、しかも前記左円弧部分と右円弧部分は前記中間部分の頭部下方の左右両方にある分割面の上方位置で円柱体の軸心線から互に反対方向に偏心した位置で前記分割面と直角の枢支ピンで回動可能に枢着され、更に同枢支ピンまわりに回転する左円弧部分及び右円弧部分はその対向する中間部分の分割面とは枢支ピンを中心とする上下一組の円弧ラインに沿ってそして円柱体の外径の位置で終端となり且つその組の円弧ラインの分割面中央にある始端間を結んだU字形状に配置されしかも上下方向に離隔した状態で複数組設けられたアリ溝の凹凸で分割面に沿って摺動可能に連結され、更に左及び右円弧部分の枢支ピンまわりの回転が拡径のない0°から所定の最大拡径角度以内となるように規制する回転角度制限用ストッパ手段を左右円弧部分と中間部分との間に設けたことを特徴とする、拡径掘削工具
2) 前記中間部分の左右の分割面それぞれに厚みが薄く上面が分割面と平行な面とした凸部を前記分割面の上下方向で離隔して複数個設け、しかも前記凸部はこの分割面に対向する左又は右円弧部分の偏心した枢支ピンを中心とする円弧ラインに沿った上下周縁を有し且つ枢支ピンのある左右領域の反対側となる右左領域に寄せて配置されるとともに、中間部分の分割面と対向する左及び右円弧部分の裏面には、中間部分の離隔した凸部間の谷間空間に嵌入し且つ縮径状態で中間部分の外径位置まで先端が延びたアーム状の嵌入凸部を設け、更に最も上側となる中間部分の凸部の外周上縁と前記最上側の凸部上方の中間部分の肉厚部分との間、及び最も下側となる中間部分の凸部の外周下縁と前記最下側の凸部下方の中間部分の肉厚部分との間に嵌入し且つ縮径状態でその中間部品の外径位置まで延びた外側凸部を上下それぞれ有し、前記外側凸部の外周縁部と前記最上下側の凸部の外周上縁又は外周下縁とは互に上下に係合する構造であり、一方前記嵌入凸部と中間部分の凸部との周縁とはアリ溝構造で接衝し且つ嵌入凸部の周縁の先細りの傾斜面がアリ溝の下側となるようにした、前記1)記載の拡径掘削工具
3) 前記左及び右円弧部分が枢支ピンまわりに回転して拡径状態での下端チップの先端が中間部分の下端チップの先端と略同一面に揃うようにした、前記1)又は2)記載の拡径掘削工具
4) ストッパ手段が、前記中間部分の分割面に設けた凸部の中央に半径方向に所定巾の拘束凹所を設け、又これと対向する左又は右円弧部分に前記拘束凹所の巾より短い巾のストッパ凸部を拘束凹所に挿入するように設け、同ストッパ凸部の半径方向の移動が前記拘束凹所で拘束することで縮径の角度を設定した、前記1)〜3)いずれか記載の拡径掘削工具
5) 前記中間部分の頭部中央部の注水口から下端の削孔部の噴水孔まで形成された注水路を設け、同注水路を分割面の位置で噴水させる注出孔を上下に複数設け、注出孔から水を噴出して中間部分の分割面とこれに対向する左右円弧部分の嵌合面との間の空隙に向けて噴水してその空隙にあるスライム又は土砂を円柱体外へ洗い流すようにして左右円弧部分の回動を確実に出来るようにした、前記1)〜4)いずれか記載の拡径掘削工具
にある。
The configuration of the present invention that solves the above problems is
1) A head part capable of loading a pressing force and a rotational torque is provided above the cylindrical body, and a holed part having a plurality of chips attached downward is provided on the bottom bottom surface of the cylindrical body. It is a diameter expansion drilling tool that expands and contracts the outer diameter of a part of the hole according to the direction of rotation, and rotates it in the direction to expand the hole to enable underground excavation with a wide width underground. hand,
The shape of the lower part integrally manufactured with the head part by dividing the lower part of the cylinder part including the drilled portion below the head part of the cylinder part into three parts on the vertical surface in the axial direction of the cylinder part. Is a substantially plate-shaped intermediate portion, a left circular arc portion on the outside thereof, and a right circular arc portion on the opposite side of the outer portion thereof are formed into three parts, and the intermediate portion, the left circular arc portion and the right circular portion are formed. A plurality of chips are projected downward at each of the lower ends of the circular arc portions, and the left circular arc portion and the right circular arc portion are positioned above the dividing planes on both the left and right below the head of the intermediate portion, and the axis of the cylindrical body is The left circular arc portion and the right circular arc portion, which are rotatably pivoted by pivot pins that are eccentric to each other in opposite directions from the core line and are rotatable about the pivot pins, face each other. The dividing surface of the middle part is a pair of upper and lower circular arcs centered on the pivot pin. Along the inner circumference and at the position of the outer diameter of the cylindrical body, and are arranged in a U-shape connecting the starting ends in the center of the dividing surface of the arc line of the set, and a plurality of sets are provided in a state of being vertically separated. It is connected slidably along the dividing surface by the unevenness of the dovetail groove, and the rotation around the pivot pin of the left and right circular arc parts is within a predetermined maximum expansion angle from 0 ° without expansion. A diameter-expansion excavating tool characterized in that stopper means for restricting rotation angle is provided between the left and right circular arc portions and the intermediate portion. 2) Each of the left and right dividing surfaces of the intermediate portion is thin and the upper surface is the dividing surface. A plurality of convex portions that are parallel to each other are provided at intervals in the vertical direction of the dividing surface, and the convex portion is an arc centered on an eccentric pivot pin of the left or right circular arc portion facing the dividing surface. It has upper and lower peripheral edges along the line and The left and right regions, which are opposite to the left and right regions, are located closer to each other, and the back faces of the left and right circular arc portions facing the dividing surface of the intermediate portion are fitted in the valley spaces between the separated convex portions of the intermediate portion. Further, an arm-shaped fitting convex portion whose tip extends to the outer diameter position of the intermediate portion in a reduced diameter state is provided, and the outer peripheral upper edge of the convex portion of the uppermost intermediate portion and the intermediate portion above the uppermost convex portion are provided. In the reduced diameter state, and between the outer peripheral lower edge of the convex portion of the lowermost intermediate portion and the thick portion of the intermediate portion below the lowermost convex portion. Upper and lower outer convex portions respectively extending to the outer diameter position of the intermediate component are provided, and the outer peripheral edge portion of the outer convex portion and the outer peripheral upper edge or outer peripheral lower edge of the uppermost lower convex portion are engaged with each other vertically. On the other hand, the peripheral edges of the fitting convex portion and the convex portion of the intermediate portion are in contact with each other with a dovetail groove structure and the fitting convex portion. The diameter-increasing excavation tool according to the above 1), wherein the tapered inclined surface of the peripheral edge is located below the dovetail groove. 3) The left and right circular arc portions are rotated around the pivot pin to expand the diameter. The diameter-expanding drilling tool according to 1) or 2), wherein the tip of the lower end tip is aligned with the tip of the lower end tip in the intermediate portion on substantially the same plane. 4) The protrusion provided on the dividing surface of the intermediate portion by the stopper means. A restraining recess having a predetermined width is provided in the center of the portion in the radial direction, and a stopper projection having a width shorter than the width of the restraining recess is provided in the left or right arc portion facing the restraining recess so as to be inserted into the restraining recess. The radial expansion tool according to any one of 1) to 3) above, wherein the diameter of the diameter reduction is set by the movement of the stopper projection in the radial direction being restrained by the restraining recess. 5) The head of the intermediate portion A water injection channel was formed from the water injection hole in the center to the fountain hole in the drilled hole at the bottom. Is provided at the top and bottom of the split surface, and water is jetted from the spray hole to face the gap between the split surface of the middle part and the mating surfaces of the left and right arc parts facing it. The diameter expansion drilling tool according to any one of the above 1) to 4), in which the left and right circular arc portions can be reliably rotated by spraying water to wash out slime or earth and sand in the voids to the outside of the cylindrical body.
本発明では、頭部の下方の円柱体部分を縦に三分割して、頭部と一体的に製造される中間部分と左右円弧部分に分け、左右円弧部分をその上方の円柱体の中心軸線より偏心した枢支ピンで枢着させて拡径できる構造とした上で、左右円弧部分と中間部分の対向面を複数のアリ溝で互に半径方向に分離せず且つ枢支ピンまわりの回転を可能として、円滑に拡縮できるようにした。このアリ溝による係合構造としたことで、地盤から強い回転トルク(抵抗)が円弧部分に作用しても複数のアリ溝の長いオスメスとの全面的接触の嵌合面で分散して回転トルクに対抗し、円弧部分の変形・破損を少なくし、枢支ピンへのピン変形させる高い荷重負荷がないようにし、円弧部分の変形・破損が少なくできて、円弧部分の拡縮が円滑にできる。 According to the present invention, the columnar portion below the head is vertically divided into three parts, that is, the intermediate portion and the left and right arc portions that are integrally manufactured with the head portion, and the left and right arc portions are the central axis of the columnar body above them. With a structure that allows the diameter to be expanded by pivotally attaching it with a more eccentric pivot pin, the opposing surfaces of the left and right arc portions and the intermediate portion are not separated in the radial direction by multiple dovetails, and rotate around the pivot pin. It is possible to expand and contract smoothly. By adopting this dovetail groove engagement structure, even if a strong rotating torque (resistance) from the ground acts on the circular arc portion, the rotating torque is distributed on the mating surface that makes full contact with the male and female long dovetail grooves. Against this, the deformation and damage of the arc portion is reduced, there is no high load load that deforms the pin to the pivot pin, the deformation and damage of the arc portion can be reduced, and the expansion and contraction of the arc portion can be done smoothly.
更に、アリ溝の嵌合面は全面的に接触でき、外方への力に対して高い抗力を生起できるとともに、アリ溝の進入するオス側の先細りの傾斜面がメス側のアリ溝内に残留しているスライム・土砂を押して凸部の外径位置の開放されたアリ溝終端からそれらスライム・土砂を外部へ排出する。本発明のアリ溝を円柱体の外径位置で終端となっていることからアリ溝空間にある土砂・スライムを外部へ確実に排除できる。 In addition, the mating surface of the dovetail groove can contact the entire surface, producing a high resistance against the outward force, and the tapered inclined surface on the male side where the dovetail groove enters enters the dovetail groove on the female side. The remaining slime and earth and sand are pushed out from the open end of the dovetail groove at the outer diameter position of the convex portion, and the slime and earth and sand are discharged to the outside. Since the dovetail groove of the present invention is terminated at the outer diameter position of the cylindrical body, it is possible to reliably remove the earth and sand / slime in the dovetail groove space to the outside.
本発明の縮径の回転方向は、左円弧部分及び右円弧部分の各枢支ピンが回転方向の回転前方側に位置する場合は拡径方向の回転である。又、各枢支ピンが回転方向の後方側に位置する場合は、縮径の回転方向である。拡径状態か縮径状態かは回動装置の拡径掘削工具(円柱体)の回動方向によって切替えられる。 The rotation direction of the diameter reduction of the present invention is rotation in the diameter expansion direction when the pivot pins of the left circular arc portion and the right circular arc portion are located on the rotation front side in the rotational direction. Further, when each pivot pin is located on the rear side in the rotational direction, the rotational direction is a reduced diameter. The diameter expansion state or the diameter reduction state is switched depending on the rotation direction of the diameter expansion drilling tool (columnar body) of the rotation device.
本発明の拡径状態で中間部分及び左右円弧部分のチップの先端を略同一面とする発明では、拡径状態での掘削では全チップは均一に作用し、円柱体の拡径状態で効率的に掘削する。 In the invention in which the tips of the tips of the middle portion and the left and right arc portions in the expanded state of the present invention are substantially in the same plane, all the chips work uniformly during excavation in the expanded state, and are efficient in the expanded state of the cylindrical body. To drill.
更に、本発明の中間部分の頭部の注水口から削孔部の噴水孔まで連通した注水路の途中で、左右ある分割面と左右円弧部分の嵌合面との間の空隙に水を噴出する注出孔を上下に複数設けた構造の発明では、三つに分割された中間部分の分割面と、これと対向する左右円弧部分との対向面(嵌合面)の間の空隙にあるスライム・土砂を注出孔からの噴水で洗い出すことができ、嵌合面がスライム・土砂で詰って左右円弧部分の拡縮の回転を阻害することをなくし、これら拡縮を円滑にできるようになり、又アリ溝のスライム・土砂で詰ることを防止でき、アリ溝の嵌入も確実にできるようにしている。 Further, in the middle of the water injection passage that communicates from the water injection hole in the head of the middle portion of the present invention to the water injection hole in the drilled portion, water is ejected into the gap between the left and right divided surfaces and the fitting surfaces of the left and right arc portions. In the invention having a structure in which a plurality of pouring holes are provided above and below, there is a space between the dividing surface of the intermediate portion divided into three and the facing surfaces (fitting surfaces) of the left and right arc portions facing the dividing surface. Slime and earth and sand can be washed out with a fountain from the pouring hole, the fitting surface is not blocked by slime and earth and sand, and the rotation of the expansion and contraction of the left and right circular arc parts is not obstructed. Also, it is possible to prevent clogging of the dovetail with slime and earth and sand, and to ensure that the dovetail can be fitted.
このように、正回転方向で左右円弧部分を同時に拡径して拡径による削孔が行え、逆回転方向とすることで円弧部分は縮径して円柱体の外径での削孔となる。
拡径方向に回転して大きめな径で削孔し、その終了して工具を回収するときは逆回転することで縮径して、工具を削孔から容易に引き抜くことができるようにしている。
In this way, the left and right circular arc portions are simultaneously expanded in the forward rotation direction to perform drilling by expanding the diameter, and the reverse rotation direction reduces the diameter of the circular arc portion and becomes the drilling with the outer diameter of the cylindrical body. .
Rotating in the direction of diameter expansion, drilling with a large diameter, when finished and collecting the tool, reverse rotation is performed to reduce the diameter so that the tool can be easily withdrawn from the drilled hole. .
本発明の回転角度制限用ストッパ手段としては、実施例の如く中間部分の凸部の中央に拘束凹所を設け、左右円弧部分の裏面(内面)に前記拘束凹所に挿入するストッパ凸部を設け、縮径及び又は拡径の規制する構造、又は中間部分の凸部の始点α−αの周縁部に左右円弧部分の嵌入凸部の間の段部を当接させて、拡巾角度を規制させることもできる。
本発明の拡径掘削工具の素材は剛性が高い鋳造加工又はプレス加工で精密加工されたものを使用し、チップは超硬チップを使用する。又、本発明のストッパ凸部は別体として製造して左右円弧部品の設置溝に嵌入して熔接で固定するのがよい。又、拡径掘削工具は円柱体の外径寸法が40mm程の小径から中径及び1m前後の直径のものでも使用できる。
As the stopper means for limiting the rotation angle of the present invention, as in the embodiment, a restraining recess is provided at the center of the convex portion of the intermediate portion, and a stopper convex portion to be inserted into the restraining recess is formed on the back surface (inner surface) of the left and right circular arc portions. Provided, a structure for restricting the diameter reduction and / or the diameter expansion, or a step portion between the fitting convex portions of the left and right circular arc portions is brought into contact with the peripheral portion of the starting point α-α of the convex portion of the intermediate portion to increase the widening angle. It can also be regulated.
The material of the diameter-expanding drilling tool of the present invention is one that has been subjected to precision processing by high-rigidity casting or pressing, and the tip is a cemented carbide tip. Further, it is preferable that the stopper projection of the present invention is manufactured as a separate body, fitted into the installation grooves of the left and right arc parts, and fixed by welding. Further, the diameter-expanding drilling tool can be used with a cylindrical body having an outer diameter of about 40 mm from a small diameter to a medium diameter and a diameter of about 1 m.
以下、図1〜19に示す実施例を図面に基づいて説明する。本実施例の拡径掘削工具は、請求項2記載の発明の構造を有する小径の拡径掘削工具の例である。又、本実施例の左右は対称的な構造を有する。 Embodiments shown in FIGS. 1 to 19 will be described below with reference to the drawings. The diameter expanding drilling tool of the present embodiment is an example of a small diameter expanding drilling tool having the structure according to the second aspect of the invention. The left and right sides of this embodiment have a symmetrical structure.
(実施例の図面の説明)
図1に実施例の縮径状態の左側面図を、図9に実施例の縮径状態の背面図を示している。図4に実施例の拡径状態の左側面図を示している。図7に実施例の中間部分1Aの左側面図を、図10に実施例の左円弧部分1Bの裏面図を、図12に実施例の左円弧部分1Bの正面図を示している。又、図13に中間部分1Aの分割面1A1とこれに枢着する左円弧部分1Bの裏面図の併図で枢支ピン1A3で枢着する前の凸部と嵌入凸部とアリ溝ARとアリ溝の始点α,終点βとU字状したアリ溝ARの配置を示している。図14には実施例の中間部分1Aの右側の分割面1A2と右円弧部分1Cの裏面図との併図で両者の形状・アリ溝ARの配置を示している。
(Description of Drawings of Examples)
FIG. 1 shows a left side view of the embodiment in a reduced diameter state, and FIG. 9 shows a rear view of the embodiment in a reduced diameter state. FIG. 4 shows a left side view of the expanded diameter state of the embodiment. FIG. 7 shows a left side view of the
本実施例の中間部分1Aと左円弧部分1B及び右円弧部分1Cとの中間部分1Aの分割面1A1,1A2での係合構造は複雑である。図7に中間部分1Aの左側分割面1A1での上下3個ある凸部1A15a,1A15b,1A15cと拘束凹所1A5と枢支ピン1A3,1A4の位置と、U字状アリ溝ARの始点α,終点βを説明している。その右側分割面1A2の構造も左側分割面1A1と同様の構造を有し図7と対称的であり、図14の右図に各凹凸,アリ溝AR,α,βを示している。分割面1A2には上下3つの凸部1A25a,1A25b,1A25cを有し、それぞれに始点α,終点βのU字状アリ溝ARと、拘束凹所1A5を有している。この左側の分割面1A1の凸部1A15a〜1A15cとU字状のアリ溝AR、その始点α,終点βと、これに枢着される左円弧部分1Bの裏面(背面,内面)の嵌入凸部1B1aとアリ溝ARと関係を図13に、又中間部分1Aの右側分割面1A2の凸部1A25a〜1A25cと始点α,終点βのU字状アリ溝AR及びこれに枢着される右円弧部分1Cの裏面の嵌入凸部1C1aとアリ溝ARについては図14に説明している。
In the present embodiment, the engaging structure on the dividing surfaces 1A1 and 1A2 of the
(実施例の符号の説明)
Gは本実施例の拡径掘削工具であり、1は円柱体、2はその頭部、2aは握持部分のネック部、2bは円柱体1に回転トルクを与え易くするおむすび形状の把持部である。1Aは円柱体1を三分割した一つの中間部分、1Bは三分割された一つの左円弧部分、1Cは三分割された一つの右円弧部分、3は円柱体1の下端に取付けた超硬チップを用いたチップ3aを取付けた削孔部、1A1は中間部分1Aの左側の分割面、1A2は中間部分1Aの右側の分割面、1A3は左円弧部分1Bの枢支ピン、1A4は右円弧部分1Cの枢支ピンである(図1,2,3,4,5,6,9,10,12,13,14参照)。
(Explanation of reference numerals of the embodiment)
G is a diameter-expanding drilling tool of the present embodiment, 1 is a cylindrical body, 2 is its head, 2a is a neck portion of a gripping portion, and 2b is a diaper-shaped gripping portion that makes it easy to give a rotational torque to the
図7,9,10,12,13,14において、1A15a,1A15b,1A15cは中間部分1Aの分割面1A1に設けた凸部、1A25a,1A25b,1A25cは中間部分1Aの分割面1A2に設けた凸部である。1A15auは凸部1A15aの外周上縁、1A15asは凸部1A15aの外周下縁、1A15buは凸部1A15bの外周上縁、1A15bsは凸部1A15bの外周下縁、1A15cuは凸部1A15cの外周上縁、1A15csは凸部1A15cの外周下縁である。同じように、1A25auは凸部1A25aの外周上縁、1A25asは凸部1A25aの外周下縁、1A25buは凸部1A25bの外周上縁、1A25bsは凸部1A25bの外周下縁、1A25cuは凸部1A25cの外周上縁、1A25csは凸部1A25cの外周下縁である。又、4Aは中間部分1Aの上方の肉厚部、5Aは中間部分1Aの下方の肉厚部、4Bは左円弧部分1Bの上方段部、5Bは左円弧部分1Bの下方の中間部分1Aの下方の肉厚部5Aと係合するアリ溝、4Cは右円弧部分1Cの上方段部、5Cは右円弧部分1Cの下方アリ溝である。
7, 9, 10, 12, 13, and 14, 1A15a, 1A15b, and 1A15c are convex portions provided on the division surface 1A1 of the
又、1B1は左円弧部分1Bの裏面(内面)、1C1は右円弧部分1Cの裏面(内面)、1B1aは左円弧部分1Bの裏面1B1のアーム状の嵌入凸部、1C1aは右円弧部分1Cの裏面1C1のアーム状の嵌入凸部、1B1bは左円弧部分1Bの裏面1B1の上方の外側凸部、1C1bは右円弧部分1Cの裏面1C1の上方の外側凸部、1B1cは左円弧部分1Bの裏面1B1の下方の外側凸部、1C1cは右円弧部分1Cの裏面1C1の下方の外側凸部、ARは中間部分1Aの凸部の1A15a〜1A25cと、アーム状の嵌入凸部1B1a,1C1a及び外側凸部1B1c,1C1cとの接衝個所のアリ溝である。
又、1A5は分割面1A1,1A2に突設した凸部1A15a〜1A25cの上面の中央に設けた拘束凹所であり、1D5は左右円弧部分1B,1Cの裏面1B1,1C1(内面)の設置溝1Eの嵌合孔1E1に嵌入して設置溝に熔着して前記拘束凹所1A5内に挿入するストッパ凸部である。同ストッパ凸部の巾は6mm程であり、これを挿入する拘束凹所1A5の巾の方が大きくなって、左右円弧部分1B,1Cの回転させて拡径の角度を5°程に制限している。
Further, 1B1 is a back surface (inner surface) of the left
Further, 1A5 is a restraining recess provided at the center of the upper surfaces of the convex portions 1A15a to 1A25c projecting on the split surfaces 1A1 and 1A2, and 1D5 is the installation groove of the back surfaces 1B1 and 1C1 (inner surface) of the left and
又、図1,7,8,13,14に示されるように実施例の拡径掘削工具Gの円柱体1の頭部には注水口W1があり、中間部分1Aの先端(削孔部3)に設けた噴水孔W4まで注水路W3が設けられている。この噴水孔W4からの噴水は地盤のスライム・土砂を排出し、又チップを冷却するためのものである。そして、注水路W3の表・裏側の分割面1A1,1A2それぞれに注水路W3と連通した小さな注出孔W2が上下に3個所設けられ、注水路W3の水がこの分割面1A1,1A2から左円弧部分1Bの嵌合面(裏面1B1)と、右円弧部分1Cの嵌合面(裏面1C1)に向けて噴水し、中間部分の分割面1A1,1A2と左右円弧部分の裏面1B1,1C1との間の空隙に噴水流を流し込み、これらの空隙にあるスライム・土砂等を円柱体1外へ排出し、左右円弧部分1B,1Cの回動(拡縮)を円滑に行えるようにしている。
Further, as shown in FIGS. 1, 7, 8, 13, and 14, there is a water injection port W 1 at the head of the
(実施例の動作説明)
この実施例では、図1,4,7,13,14に示すように左円弧部分1Bは枢支ピン1A3まわりに回転自在である。同じ構造を有する右円弧部分1Cもその枢支ピン1A4まわりに回転自在である。両者は、左右対称的形状寸法である。しかも、中間部分1Aの左側及び右側の分割面1A1,1A2それぞれ突設させた凸部1A15a〜1A25cの上下の外周周縁上縁,同下縁1A15au〜1A25csはその枢支ピン1A3,1A4まわりの円弧状ライン上にある。又、左・右円弧部分1B,1Cのアーム状の嵌入凸部1B1a,1C1a及び外側凸部1B1c,1C1cの上・下周縁も各枢支ピン1A3,1A4まわりの円弧ライン上にある。及び中間部分1Aの左右の各分割面にみえる最上側の凸部1A15a,1A25aの上方の肉厚部4Aの段部嵌合部6及び最下側の凸部1A15c,1A25cの下方の中間部分の肉厚部5Aのアリ溝嵌合部7も枢支ピン1A3,1A4まわりの円弧ライン上にある。
(Explanation of the operation of the embodiment)
In this embodiment, as shown in FIGS. 1, 4, 7, 13, and 14, the left
よって、図4,9,10,13に示すように左円弧部分1Bを枢支ピン1A3まわりに回転させると、又アーム状の2個の嵌入凸部1B1aは中間部分1Aの分割面1A1上の3個の凸部1A15a,1A15b,1A15cの上下に対向する周縁間の谷間空間に挿入する。しかも、その周縁間の接衝は両者ともにアリ溝ARである。及び左円弧部分1Bの裏面1B1の下方の外側凸部1B1cは、中間部分1Aの肉厚部5Aとアリ溝嵌合部7を形成する。しかも、嵌入凸部1B1a及び外側凸部1B1cのアリ溝ARが下側となるように接衝する。
Therefore, as shown in FIGS. 4, 9, 10, and 13, when the left
よって、左円弧部分1Bの嵌入凸部1B1aはこのアリ溝ARで中間部分1Aの分割面1A1の凸部1A15a〜1A15cで抑えられ、しかも嵌入凸部1B1aは3個のU字状のアリ溝ARの全周で且つ接触面全面で支持されるので、高い外側への力(半径外方向への引き剥し力)に対抗できるようになっている。よって、高い連結強度を有する。
Therefore, the fitting convex portion 1B1a of the left
又、同様に図14に示すように右円弧部分1Cを枢支ピン1A4まわりに回転させると、又アーム状の2個の嵌入凸部1C1aは中間部分1Aの分割面1A2上の3個の凸部1A25a,1A25b,1A25cの上下に対向する周縁間の谷間空間に挿入する。しかも、その周縁間の接衝は上下3個のU字状のアリ溝ARである。及び右円弧部分1Cの裏面1C1の下方の外側凸部1C1cは中間部分1Aの分割面1A2の下方の肉厚部5Aとアリ溝嵌合部7を形成する。しかも、嵌入凸部1C1a及び外側凸部1C1cのアリ溝が下側となるように接衝する。
Similarly, as shown in FIG. 14, when the right
よって、右円弧部分1Cは3個のアリ溝ARで中間部分の分割面1A2の凸部1A25a〜1A25cで抑えられ、高い外側への力に対抗できるようになっている。よって、高い連結強度を有する。
Therefore, the right
しかも、嵌入凸部1B1a,1C1a及び外側凸部1B1c,1C1cはアリ溝ARとなって分割面1A1,1A2の凸部1A15a〜1A25cの間の谷間空間及び肉厚部5Aのアリ溝ARの傾斜面に入るので、嵌入が容易で確実に出来るとともにアリ溝ARに進入しているスライム・土砂を押し出して、その外径位置から円柱体1外へ排出する。
これによって、アリ溝ARが土砂によって詰ることなく確実に嵌入できるようになる。しかも、アリ溝ARは全面的に接触することでも高い対抗力を得る。
更に、β−α−α−βのU字状のアリ溝ARは上下3個所あり、その係合力の発生する長さは長く且つ上下に分散しているので、左右円弧部分1B,1Cが地中からの反力で半径方向に強い力及び拡径して強い回転トルクが作用しても、充分に左右円弧部分1B,1C及び枢支ピン1A3,1A4が変形・破損することを大巾に少なくした。
Moreover, the fitting convex portions 1B1a, 1C1a and the outer convex portions 1B1c, 1C1c become the dovetail groove AR, and the valley space between the convex portions 1A15a to 1A25c of the dividing surfaces 1A1, 1A2 and the inclined surface of the dovetail groove AR of the
As a result, the dovetail groove AR can be reliably inserted without being clogged with earth and sand. In addition, the dovetail groove AR also obtains a high counter force even when it comes into full contact.
Furthermore, the β-α-α-β U-shaped dovetail groove AR is located at three upper and lower positions, and the length of the engaging force generated by the U-shaped dovetail AR is long and dispersed vertically. Even if the reaction force from the inside exerts a strong force in the radial direction and a strong rotational torque by expanding the diameter, the left and right
回転の拡径は左右円弧部分1B,1Cにあるストッパ凸部1D5の移動を中間部分1Aの凸部に設けた拘束凹所1A5が制限することで、0°(縮径状態)〜+5°(拡径状態)の角度の回転で停止する。この5°の回転角度が最大拡径角度となる。拡径の規制は中間部分1Aの凸部のα−α周縁と嵌入凸部間の段部との係合でもできる。
次に、回転方向が逆になると地盤からの反力は縮径する方向に作用する。円柱体1は回転角度0°の縮径状態に戻るようになる。
尚、拡径した場合は拡径状態で削孔し、チップ3aの先端が同一面にあって、チップ3aが均一に働いて削孔でき、拡径の状態での掘削も効率的となっている。
The diameter of the rotation is expanded from 0 ° (reduced diameter) to + 5 ° by restricting the movement of the stopper protrusions 1D5 on the left and
Next, when the rotation direction is reversed, the reaction force from the ground acts in a direction of reducing the diameter. The
When the diameter is expanded, the hole is drilled in the expanded state, the tip of the
以上のように、本実施例では拡径しても地中からの抵抗・回転トルクに対して、アリ溝によって強固に左右円弧部品を中間部品に連結して、それらの変形・破損を少なくできる。
しかも、注出孔W2からの噴水流が中間部分1Aの分割面1A1,1A2と左右円弧部分1B,1Cとの嵌合面(裏面1B1,1C1)との間空隙のスライム・土砂を洗い流して、左右円弧部分1B,1Cの拡縮を確実にしている。
As described above, in the present embodiment, even if the diameter is increased, the dovetail groove firmly connects the left and right arc-shaped components to the intermediate components against the resistance and rotational torque from the ground, and the deformation and damage of them can be reduced. .
Moreover, the fountain flow from the pouring hole W 2 flushes out the slime / sand in the gap between the split surfaces 1A1, 1A2 of the
本発明の実施例は小径の地中掘削の拡径工具であるが、円柱体の径をかなり大きくすることでかなり大きな径の拡径掘削を可能にできる。又、地中アンカーの拡巾基礎の削孔にも有効にできる。 Although the embodiment of the present invention is a diameter expanding tool for underground excavation having a small diameter, it is possible to make diameter expanding excavation having a considerably large diameter by making the diameter of the cylindrical body considerably large. It can also be effectively used for drilling the widening foundation of underground anchors.
G 拡径掘削工具
1 円柱体
2 頭部
2a ネック部
2b 把持部
1A 中間部分
1B 左円弧部分
1C 右円弧部分
3 削孔部
3a チップ
1A1 中間部分の左側の分割面
1A2 中間部分の右側の分割面
1A3 左円弧部分の枢支ピン
1A4 右円弧部分の枢支ピン
1A15a,1A15b,1A15c 中間部分1Aの左側の分割面1A1に設けた凸部
1A25a,1A25b,1A25c 中間部分1Aの右側の分割面1A2に設けた凸部
1A15au 最上側の凸部1A15aの外周上縁
1A15as 最上側の凸部1A15aの外周下縁
1A15bu 凸部1A15bの外周上縁
1A15bs 凸部1A15bの外周下縁
1A15cu 最下側の凸部1A15cの外周上縁
1A15cs 最下側の凸部1A15cの外周下縁
1A25au 最上側の凸部1A25aの外周上縁
1A25as 最上側の凸部1A25aの外周下縁
1A25bu 凸部1A25bの外周上縁
1A25bs 凸部1A25bの外周下縁
1A25cu 最下側の凸部1A25cの外周上縁
1A25cs 最下側の凸部1A25cの外周下縁
1B1 左円弧部分の裏面(内面)
1C1 右円弧部分の裏面(内面)
1B1a 左円弧部分の裏面1B1のアーム状の嵌入凸部
1C1a 右円弧部分の裏面1C1のアーム状の嵌入凸部
1B1b 左円弧部分の裏面の上方の外側凸部
1C1b 右円弧部分の裏面の上方の外側凸部
1B1c 左円弧部分の裏面1B1の下方の外側凸部
1C1c 右円弧部分の裏面1C1の下方の外側凸部
AR アリ溝
α アリ溝の始点
β アリ溝の終点
1A5 拘束凹所
1D5 ストッパ凸部
1E 設置溝
1E1 嵌合孔
W1 注水口
W2 注出孔
W3 注水路
W4 噴水孔
4A 中間部分の上方の肉厚部
5A 中間部分の下方の肉厚部
4B 左円弧部分の上方段差部
5B 左円弧部分の下方アリ溝
4C 右円弧部分の上方段差部
5C 右円弧部分の下方アリ溝
6 段部嵌合部
7 アリ溝嵌合部
G Expanding
1C1 Right circular arc back surface (inner surface)
1B1a Arm-shaped fitting convex portion of back surface 1B1 of left circular arc portion 1C1a Arm-shaped fitting convex portion of rear surface 1C1 of right circular arc portion 1B1b Outer convex portion above rear surface of left circular arc portion 1C1b Upper outside of rear surface of right circular arc portion Convex portion 1B1c Outer convex portion below the back surface 1B1 of the left arc portion 1C1c Outer convex portion below the rear surface 1C1 of the right arc portion AR Dovetail groove α Dowel groove start point β Dovetail groove end point 1A5 Restraining recess
Claims (5)
前記円柱体の前記頭部より下方で前記削孔部を含んだ円柱体下方部分を円柱の軸心方向の縦面で三分割して、前記頭部と一体的に製造される下方部分の形状が略板状である中間部分と、その外側の左円弧部分と、その外側の反対側の右円弧部分との三分割体から形成されるようにするとともに、前記中間部分・左円弧部分及び右円弧部分の下端それぞれには複数のチップを下方に突出するようにし、しかも前記左円弧部分と右円弧部分は前記中間部分の頭部下方の左右両方にある分割面の上方位置で円柱体の軸心線から互に反対方向に偏心した位置で前記分割面と直角の枢支ピンで回動可能に枢着され、更に同枢支ピンまわりに回転する左円弧部分及び右円弧部分はその対向する中間部分の分割面とは枢支ピンを中心とする上下一組の円弧ラインに沿ってそして円柱体の外径の位置で終端となり且つその組の円弧ラインの分割面中央にある始端間を結んだU字形状に配置されしかも上下方向に離隔した状態で複数組設けられたアリ溝の凹凸で分割面に沿って摺動可能に連結され、更に左及び右円弧部分の枢支ピンまわりの回転が拡径のない0°から所定の最大拡径角度以内となるように規制する回転角度制限用ストッパ手段を左右円弧部分と中間部分との間に設けたことを特徴とする、拡径掘削工具。 The cylinder has a head above which a pressing force and a rotational torque can be loaded, and the bottom of the cylinder has a hole with a plurality of chips attached downward, and the direction of rotation of the cylinder. According to, the outer diameter of a part of the hole-drilling part is expanded / contracted, and it is a diameter-expanding drilling tool that enables underground excavation with a wide width underground by rotating in the direction of expanding the hole-drilling part,
The shape of the lower part integrally manufactured with the head part by dividing the lower part of the cylinder part including the drilled portion below the head part of the cylinder part into three parts on the vertical surface in the axial direction of the cylinder part. Is a substantially plate-shaped intermediate portion, a left circular arc portion on the outside thereof, and a right circular arc portion on the opposite side of the outer portion thereof are formed into three parts, and the intermediate portion, the left circular arc portion and the right circular portion are formed. A plurality of chips are projected downward at each of the lower ends of the circular arc portions, and the left circular arc portion and the right circular arc portion are positioned above the dividing planes on both the left and right below the head of the intermediate portion, and the axis of the cylindrical body is The left circular arc portion and the right circular arc portion, which are rotatably pivoted by pivot pins that are eccentric to each other in opposite directions from the core line and are rotatable about the pivot pins, face each other. The dividing surface of the middle part is a pair of upper and lower circular arcs centered on the pivot pin. Along the inner circumference and at the position of the outer diameter of the cylindrical body, and are arranged in a U-shape connecting the starting ends in the center of the dividing surface of the arc line of the set, and a plurality of sets are provided in a state of being vertically separated. It is connected slidably along the dividing surface by the unevenness of the dovetail groove, and the rotation around the pivot pin of the left and right circular arc parts is within a predetermined maximum expansion angle from 0 ° without expansion. A diameter-expansion drilling tool, characterized in that stopper means for restricting a rotation angle to be restricted is provided between the left and right circular arc portions and the intermediate portion.
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