JPH10252372A - 掘削用ビットおよびこれを用いた掘削用ケーシング - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】大礫や玉石などの硬岩層の掘削であっても、従
来に比べてチップの摩耗が少なくビット寿命の延命化を
図る。 【解決手段】掘削用ビット２は、掘削面に当接して実質
的に破砕を行うカッター２４と、このカッター２４を保
持するシャンク２０とから構成され、前記カッター２４
はディスク形状のカッター本体２４Ａと、このカッター
本体２４Ａの両面側に一体的に形成されているジャーナ
ル２４Ｂ，２４Ｂとからなり、前記シャンク２０の先端
部においてシャンク先端面より掘削刃部２４ａのみを外
方に突出させて前記ジャーナル２４Ｂ、２４Ｂにより回
動可能に保持されている。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、オーガ掘削機、オ
ールケーシング掘削機、多軸式掘削機などの掘削機に取
り付けられる掘削用ビットに係り、主には大礫、玉石等
の硬質岩を掘削対象としてビット寿命の延命化を図ると
ともに、掘削効率の向上を図った掘削用ビットおよびこ
れを用いた掘削用ケーシングに関する。

【０００２】

【従来の技術】近年、土木または建築構造物の基礎工事
に当たっては、低騒音化、低振動化の要求に沿って、種
々の基礎掘削方法が開発されてきた。その中で、特に着
目されるのがオーガー工法とオールケーシング工法であ
る。前記オーガー工法は、図５に示される、オーガース
クリュー５０の先端に超硬合金などのビット５１、５１
…を取り付け、このオーガースクリュー５０を一定方向
に回転させることで削孔を行うアースオーガー工法と、
図６に示されるように、オーガースクリュー５０の周囲
に、先端にビット５３、５３を取り付けたケーシング５
２を配設し、前記オーガースクリュー５０とケーシング
５２とを互い正反方向に回転させながら地盤に貫入して
削孔を行うドーナツオーガー工法と、さらに地層種別を
みながら前記オーガースクリュー５０とケーシング５２
とを個別に回転操作できるようにしたセパレートオーガ
ー工法とに大別される。

【０００３】しかし、これらのオーガー工法の場合に
は、大礫や玉石などの硬岩層の掘削が困難であるため、
特に硬岩層に対応し得るものとして開発されたのが前記
のオールケーシング工法である。この工法は、図７に示
されるように、ケーシングによる削孔に併行してハンマ
グラブ５４で土砂を排出するようにした方法であり、都
市土木では現在主流となっている。

【０００４】前記オーガースクリュー５０およびケーシ
ング５２の先端に取り付けられる掘削用ビットに関して
は、従来より、図８に示されるように、シャンク５６に
対してチップ５７が一体的に埋設されたビット５５が使
用され、このビット５５を前記オーガースクリュー５０
やケーシング５２の先端に溶接やボルト等により取付け
るようにしている。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】前記掘削用ビット５５
に関しては、従来より多年に亘り掘削効率に優れかつ摩
耗の少ない高寿命のチップの開発が行われているが、特
に大礫や玉石などの硬岩層の掘削に際しては、これらの
問題を解決し得るビットは未だに製品化されておらず、
依然としてチップの摩耗が激しく、ひどい場合には１〜
２日でビット交換を必要としている。現状では、飛躍的
に高寿命のチップの開発が望めないため、専らビット交
換がし易いように、図９（Ａ）〜（Ｃ）〔東芝タンガロ
イ株式会社カタログより抜粋〕に示されるように、鞍
型、挿入型、シリンダ型にするなど、ビット５５の取付
態様に工夫を凝らす程度の事しか行われていない。

【０００６】そこで本発明の主たる課題は、大礫や玉石
などの硬岩層の掘削であっても、従来に比べてチップの
摩耗が少なくビット寿命の延命化を図ることができ、も
って掘削効率の向上を図り得るようにした掘削用ビット
およびこれを用いた掘削用ケーシングを提案することに
ある。

【０００７】

【課題を解決するための手段】前記課題を解決するため
に本発明は、削孔用地盤掘削機に取り付けられる掘削用
ビットであって、前記掘削用ビットは、掘削面に当接し
て実質的に破砕を行うカッターと、このカッターを保持
するシャンクとから構成され、前記カッターが前記シャ
ンクの先端部において中心回動軸をもって回動可能に保
持されていることを特徴とするものである。

【０００８】この場合において、前記カッターはシャン
クの先端面より掘削刃部のみを外方に突出させてシャン
ク内部に内設されている構造が好適に採用される。ま
た、前記カッターは、好ましくはディスク形状のカッタ
ー本体と、このカッター本体の両面側に一体的に形成さ
れているジャーナルとからなる構造とされ、その刃体構
造は前記ディスク形状のカッター本体の外周に一体的に
断面楔状の刃部を有する構造、あるいは前記ディスク形
状のカッター本体の外周に所定間隔で埋め込んである埋
込み刃構造とすることができる。後者の場合には、摩耗
が生じた際には埋め込まれている刃体のみを交換すれば
よいため作業の効率化を図り得る。

【０００９】本発明に係る掘削用ビットの適用範囲は、
特に限定されるものではないが、前記回転カッターによ
る切削形態がカッター軌跡に沿う線切削となるため、管
壁の円形状線に沿って切削が行われる掘削用ケーシング
に対して最も好適に適用される。

【００１０】従来より、オーガー掘削機、オールケーシ
ング掘削機、多軸式掘削機などの地盤掘削機に取り付け
られる掘削用ビットとしては、ビレット状のシャンクの
先端にチップを埋設固定したものがすべてであるが、本
発明においてはこの種の掘削用ビットにおいて、シャン
ク先端のカッタを特に回転刃先とすることによってビッ
トの高寿命化を実現している。従来のチップ固定型のビ
ットの場合には、チップに対して常に大きな剪断力、曲
げモーメントや摩擦力が作用するため非常に摩耗度が大
きかったが、シャンク先端のカッターを回転刃先とする
ことによって、刃先部が回転しながら掘削面と接触する
ようになるため、摩耗度合いが著しく減少するようにな
り、もって掘削効率の向上を図ることができる。

【００１１】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態をオー
ルケーシング工法に対する適用例に基づいて詳述する。
図１は全周回転オールケーシング工法による削孔状況
図、図２はビットの縦断面図、図３および図４は回転カ
ッターの刃先拡大図である。全周回転オールケーシング
工法は、図１に示される如く、掘削径に合わせた外径を
有する管体の先端に周方向に所定間隔で多数の掘削用ビ
ット（以下、単にビットという。）２、２…を取り付け
たケーシング１を図示しない地上のケーシングドライバ
により長手中心軸回りに一定方向に回転させながら地盤
中に貫入させ、孔壁保護を図りながら内部の土砂をクレ
ーンにて吊持したハンマーグラブ３により排出する工法
であり、前記ビット２に対して本発明が好適に適用され
る。

【００１２】前記ビット２は、図２に示されるように、
掘削面に当接して実質的に破砕を行う回転カッター２４
と、この回転カッター２４を回動可能に保持するととも
に、ケーシング１に対する取付用部材となるシャンク
（柄）２０とから構成される。

【００１３】前記シャンク２０は、基部側に長手部材方
向にスリット溝２１を有し、このスリット溝２１を間に
おいて対面する２つのブラケット片２２Ａ、２２Ｂに対
してボルト孔２２ａが形成され、前記ケーシング１の先
端の表裏面に対して対で形成された切欠き凹面部１ａ、
１ａに前記ブラケット片２２Ａ、２２Ｂを嵌合させ、図
示しないボルトによって固定する構造となっている。な
お、この取付構造に代えて前記ケーシング１の先端に溶
接等によりビット２を固定する取付構造とすることでも
よい。

【００１４】前記ビット２の先端側には、前記回転カッ
ター２４の刃部２４ａが外方に突出するための開口２３
ｃが形成されているとともに、この開口２３ｃに連通し
て奥側に軸受空間２３およびさらにその奥側に連通して
刃部空間２３ｂが形成され、前記軸受空間２３によって
前記回転カッター２４が回動可能に支持されている。

【００１５】前記回転カッター２４は、シャンク２の先
端面より掘削刃部２４ａを外方に突出させてシャンク内
部に内設されており、ディスク形状のカッター本体２４
Ａと、このカッター本体２４Ａの両面側に一体的に形成
されているジャーナル２４Ｂとからなる。

【００１６】軸受構造は、前記軸受空間２３の軸受部に
対して周方向に亘って断面半円状の凸条２３ａ、２３ａ
を形成するとともに、これに対応して回転カッター２の
ジャーナル２４Ｂ、２４Ｂに断面半円状の凹条２４ｂ、
２４ｂが形成され、これら凹凸条２３ａ、２４ｂの嵌め
合い係合によって回転摩擦が少なくなるように軸受され
ている。なお、潤滑材としては、固体潤滑材、あるいは
液体潤滑材等、適宜のものを使用することができる。

【００１７】前記回転カッター２４のカッター本体２４
Ａの刃部構造は、図３に示されるように、カッター本体
２４Ａの外周部に対して一体的に、周方向に連続の断面
楔状のチップ２５を埋設することでもよいし、あるいは
図４に示されるように、カッター本体２４Ａの外周面に
周方向に所定間隔で形成されている陥孔２４ｂに対して
基部が挿入された埋込み刃２６とすることもできる。こ
の埋込み刃２６のチップ形状としては、図示のような半
球型、あるいは図示しないチゼル型、弾丸型、二重コー
ン型等適宜のものを用いることができる。これらのチッ
プはそれぞれ岩盤種別毎に使い分けられる。

【００１８】ところで、本例ではディスク形状のカッタ
ー本体２４Ａが１つ、すなわちシングルタイプについて
のみ図示しているが、このカッター本体２４Ａが２つ、
すなわちダブルディスクタイプのカッター構造、または
それ以上のカッター刃を有するカッター構造とすること
もできる。さらに、所謂オールケーシング工法のケーシ
ング１に対する適用例のみを説明したが、他にオーガー
掘削機や多軸掘削機のオーガースクリューの先端ビッ
ト、大口径削孔機のロッド先端ビットなどに対しても適
用することが可能である。

【００１９】

【発明の効果】以上詳説のとおり本発明によれば、掘削
用ビットに係り、大礫や玉石などの硬岩層の掘削であっ
ても、従来に比べてチップの摩耗が少なくビット寿命の
延命化を図ることができ、掘削効率の向上を図り得るも
のとなる。

【図面の簡単な説明】

【図１】全周回転オールケーシング工法による削孔状況
図である。

【図２】本発明に係るビットの縦断面図である。

【図３】回転カッター２４の刃先拡大図である。

【図４】他の回転カッター２４の刃先拡大図である。

【図５】従来のアースオーガー工法の掘削状況図であ
る。

【図６】従来のドーナツオーガー工法の掘削状況図であ
る。

【図７】従来のオールケーシング工法の掘削状況図であ
る。

【図８】従来の掘削用ビットの側面図である。

【図９】（Ａ）〜（Ｃ）は夫々従来のビット取付態様図
である。

【符号の説明】

１…ケーシング、２…掘削用ビット、３…ハンマーグラ
ブ、２４…回転カッター、２４Ａ…カッター本体、２４
Ｂ…ジャーナル、２４ａ…掘削刃部、２５…チップ、２
６…埋込み刃

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 江口 正司 東京都大田区南蒲田２丁目16番２号 利根 地下技術株式会社内

Claims (6)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】削孔用地盤掘削機に取り付けられる掘削用
   ビットであって、 前記掘削用ビットは、掘削面に当接して実質的に破砕を
   行うカッターと、このカッターを保持するシャンクとか
   ら構成され、前記カッターが前記シャンクの先端部にお
   いて中心回動軸をもって回動可能に保持されていること
   を特徴とする掘削用ビット。
2. 【請求項２】前記カッターはシャンクの先端面より掘削
   刃部のみを外方に突出させてシャンク内部に内設されて
   いる請求項１記載の掘削用ビット。
3. 【請求項３】前記カッターは、ディスク形状のカッター
   本体と、このカッター本体の両面側に一体的に形成され
   ているジャーナルとからなる請求項１、２記載の掘削用
   ビット。
4. 【請求項４】前記ディスク形状のカッター本体の外周に
   一体的に断面楔状の刃部を有する請求項３記載の掘削用
   ビット。
5. 【請求項５】前記カッターの掘削刃が前記ディスク形状
   のカッター本体の外周に所定間隔で埋め込んである埋込
   み刃である請求項３記載の掘削用ビット。
6. 【請求項６】前記請求項１〜５記載の掘削用ビットを管
   先端に多数取り付けたことを特徴とする掘削用ケーシン
   グ。