JPH10292369A - 二重管式拡径ビット装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 掘削孔の先端に拡孔部を掘削する際、掘削孔
と拡孔部とを連続的に掘削できるようにする。 【構成】 同軸的に組み付けたアウタビット１とインナ
ビット２とを設ける。インナビット２の凹部14に拡大翼
20を起立回動自在に軸支する。この拡大翼20はゴムリン
グ30によって自由端となる拡大翼20の下部が常に拡径方
向に付勢され、インナビット２を降下させた際、拡大翼
20の下部がアウタビット１の開口部26に臨み、さらにイ
ンナビット２を降下させることにより、拡大翼20の係合
案内部35と開口部26の係合受部36とが係合し、拡大翼20
がケーシング３の外側に放射状に突出する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、地盤を掘削する際に用
いる二重管式拡径ビット装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、地すべり対策工事、急傾斜地工
事、法面保護工事などの際に、構造物と地盤とを結合す
るのにアンカーを用いる。このアンカーの施工に際して
は、まず、地盤にアンカー孔を掘削した後、アンカー孔
の内部にアンカーケーブルを挿入する。次に、アンカー
ケーブルをアンカー孔内に充填したモルタル又はセメン
トミルクによって地盤に定着させた後、ジャッキなどに
よってアンカーケーブルを引っ張ってアンカーケーブル
に緊張力を与えるようにしている。このような、アンカ
ー孔の掘削には、一般にアウタビットとインナビットと
を同軸的に組み付けた二重管構造のビット装置を用い
る。そして、アウタビットとインナビットでアンカー孔
を掘削し、同時にアンカー孔にケーシングを打ち込む。
この後、インナビットを引き抜いてケーシングにアンカ
ーケーブルを挿入し、ケーシングを引き抜きながらモル
タル又はセメントミルクを注入している。

【０００３】ところで、地盤に定着させたアンカーは、
アンカーケーブルに引張力を与えて緊張させることか
ら、アンカーケーブルの緊張力に対して地盤からアンカ
ーケーブルが抜けないように、アンカー孔の先端部を拡
径に掘削し、このアンカー孔の拡径部に充填したモルタ
ル又はセメントミルクによってアンカーケーブルを抜け
止めするアンカー工法が知られている。従来、このよう
な先端部に拡径部を有するアンカー孔を掘削する場合、
アウタビットとインナビットによって所定深さまでアン
カー孔を掘削した後、一旦アウタビットからインナビッ
トを抜き取り、再度、アウタビットの内側に拡径部を掘
削するための拡径用のインナビットを装填し、アウタビ
ットの先端から突出させた拡径ビットによって拡径部を
掘削するようにしている。このため、従来はアンカー孔
の掘削と拡径部を掘削するのに異なるインナビットが必
要であるともに、アンカー孔を所定深さまで掘削した段
階で掘削作業を中断し、インナビットを引き抜いてか
ら、再び拡径用のインナビットビットをアウタビットに
装填する必要があり、インナビットの引き抜きや再装填
に時間がかかり、効率的な掘削を行うことができないと
いう問題があった。

【０００４】そこで本発明は、単一のインナビットでア
ンカー孔と拡径部とを掘削することができるとともに、
インナビットを引き抜くことなくアンカー孔と拡径部を
連続的に掘削可能な二重管式拡径ビット装置を提供する
ことを目的とする。

【０００５】

【課題を解決するための手段】請求項１の発明は、先端
部に拡孔部を有する二重管式掘削用拡径ビット装置であ
って、先端部にそれぞれビットを有して相互にスライド
するように同軸的に組み付けらたアウタビットとインナ
ビットとを備え、これら各ビットの摺動面には、互いに
円周方向に係合して各ビットを一体的に回転させる係合
手段が設けられ、前記インナビットの先端寄りには前記
拡孔部を掘削する複数の拡大翼を起伏回動可能に軸支
し、前記アウタビットの外周面には前記各拡大翼が挿通
可能な複数の開口部を形成するとともに、前記拡大翼を
起立方向に付勢して前記開口部から拡大翼を放射状に突
出させる付勢部材を設けたものである。

【０００６】先端部に拡孔部を必要とする孔の掘削に際
し、インナビットの径大部に取り付けられた拡大翼は、
アウタビットに形成する開口部の上方に位置し、拡大翼
の周囲がアウタビットのケーシングで覆われている。こ
のため、拡大翼は付勢手段によって、外側に広がるよう
に付勢されているものの、ケーシングの内周面に押し付
けられた状態でケーシングの内側に格納されている。そ
して、所定の深さまで掘削孔を掘削した後、掘削孔の先
端に拡孔部を掘削するために、アウタビットから拡大翼
を突出させる。この拡大翼を突出させるのは、拡大翼を
開口部の位置まで引き下げるように、アウタビットに対
してインナビットを所定の位置まで押し下げる。このイ
ンナビットの押し下げに伴って、拡大翼の下部が付勢手
段によって外側に開いて放射状に突出する。

【０００７】請求項２の発明によれば、請求項１記載の
二重管式拡径ビット装置において、前記拡大翼の下端側
にテーパー状の係合案内部を形成し、前記開口部の下縁
部には前記係合案内部と当接して前記拡大翼をアウタビ
ットの外側に突出させる係合受部を設けたものである。

【０００８】掘削孔の先端に拡孔部を掘削する際、まず
拡大翼は付勢手段によって、外側に開いてケーシングの
開口部の内側に臨む。この後、さらに、インナビットを
押し下げることにより拡大翼に形成する係合案内部とア
ウタビットの開口部に形成する係合受部とが係合し、こ
れらの傾斜面に沿って拡大翼が開口部からケーシングの
外部に突出するように回動する。

【０００９】

【実施例】以下、本発明の一実施例を図１ないし図８を
参照して説明する。本発明の掘削装置はアウタビット１
と、このアウタビット１の内部に同軸的に組み付けたイ
ンナビット２とで構成されている。アウタビット１は、
鋼管などからなるケーシング３と、このケーシング３の
先端内周面に螺着したビット装置４とを有し、前記イン
ナビット２は、中空シャフトからなる筒部５と、この筒
部５の先端内周面に螺着するビット装置６とを有するも
のである。

【００１０】前記ビット装置４は、先端面が外側に向か
って傾斜し、その傾斜部に超硬合金からなる複数のチッ
プ７が固着されている。一方、ビット装置６は、裏面側
に複数のチップ７を固着する台座部８を有し、この台座
部８の裏面中央には、前記筒部５の先端内周面に螺着す
る連結軸９が突設されている。なお、インナビット２の
筒部５の外径は、アウタビット１側との摺動面となる径
大部10を除いて前記アウタビット１のケーシング３の内
径より細く形成され、このケーシング３と筒部５との隙
間から前記チップ７で掘削した土砂などをケーシング３
の上方へと排出できるようになっている。また、前記径
大部10は、ケーシング３の内径とほぼ同じ外径であり、
筒部５の下部寄りに形成されている。アウタビット１と
インナビット２には互いに円周方向に係合する係合手段
として径大部10の外周面に筒部５の軸方向に沿うスプラ
イン溝12が形成され、一方、前記ケーシング３の内周面
には前記スプライン溝12と嵌合する突状部13が突設され
ている。このスプライン溝12と突状部13との嵌合によっ
て、アウタビット１に対してインナビット２が上下方向
にスライドし、かつ、アウタビット１とインナビット２
とが一体的に回転する。なお、このスプライン溝12と突
状部13は、図５〜図７に示すように１２０度毎に等間隔
に形成され、さらに、径大部10には、前記スプライン溝
12の中間部に位置して後述する拡大翼を収容する凹部14
が形成されている。つまり、径大部10には６０度毎にス
プライン溝12と凹部14が交互に形成され、さらに、スプ
ライン溝12の底部にはケーシング３と筒部５との隙間に
連通する排出溝15が形成され、この排出溝15を通って前
記チップ７で掘削した土砂などが排出される。また、前
記インナビット２の台座部８は、インナビット２を引き
抜く際、アウタビット１の構成部品のうち最も径の小さ
い前記突状部12と干渉しないよう突状部12の内径より僅
かに径小に形成され、この台座部８にも前記径大部10の
排出溝15と同様な排出溝16が形成されている。

【００１１】前記凹部14の内部には掘削孔の拡径部を掘
削する拡大翼20がそれぞれピン21によって回動自在に軸
支されている。この拡大翼20の先端には複数の超硬チッ
プ22が固着されている。前記ピン21は拡大翼20の上部に
水平に貫通して前記凹部14の左右両側壁に軸支され、こ
のピン21を中心として前記拡大翼20が起立回動自在に支
持されている。なお、凹部14に軸支されたピン21は、そ
の前面側をピン押え27によって抜け止めされる。また、
拡大翼20の背面上側角部は、図１に示すようにピン21を
中心とした湾曲部23となっており、拡大翼20を起伏回動
させた際、前記湾曲部23が凹部14の底部14Ａに沿って回
動する。また、この前記湾曲部23と連続する拡大翼20の
上端側は、前記凹部14の底部14Ａに当接してケーシング
３を回動を規制する傾斜面25が形成されている。本実施
例では、傾斜面25を凹部14の底部14Ａに当接させ拡大翼
20の最大傾斜角を３０度に設定している。また、アウタ
ビット１のケーシング３には、拡大翼20と対応する位置
に拡大翼20を挿通する開口部26が形成されている。

【００１２】30は前記拡大翼20の付勢手段となる伸縮自
在なゴムリングであり、前記拡大翼20の上部と筒部５の
径大部10にゴムリング30を嵌め入れる溝部31，32が形成
されている。なお、径大部10側の溝部32は前記拡大翼20
側の溝部31より深く形成され、筒部５の溝部32にゴムリ
ング30を嵌め入れると、前記凹部14に軸支された拡大翼
20は、凹部14の内側に入り込んだゴムリング30によって
自由端となる下端部が凹部14から突出してほぼ１４度傾
斜する。しかし、掘削孔の掘削時には、拡大翼20はアウ
タビット１のケーシング３で囲まれ、凹部14から突出す
る拡大翼20はケーシング３の内周面に突き当たって拡大
翼20の下部が凹部14から突出できない位置にある。この
ため、径大部10側の溝部32より浅く形成された拡大翼20
の溝部31が筒部５側の溝部32より外方に位置し、拡大翼
20の溝部31に嵌め入れたゴムリング30が部分的に外側に
膨らむ。このゴムリング30の弾性復元力によって拡大翼
20の上部には常に求心方向に向かう付勢力が作用し、相
対的に自由端となる拡大翼20の下部には常に拡径方向に
向かう付勢力が作用することになる。このため、拡大翼
20を開口部26の位置まで降下させた際、凹部14に軸支さ
れた各拡大翼20がゴムリング30によってそれぞれ開口部
26からケーシング３の外側に放射状に突出する。なお、
ゴムリング30によって拡大翼20を傾斜させる角度は前述
したように最大で１４度傾斜するものであり、この状態
では拡大翼20は、開口部26の内側に臨むものの、ケーシ
ング３の外側に突出までには至らない。このため、拡大
翼20をケーシング３の外側に案内するように、拡大翼20
の下端部には、拡大翼20の中央部分から一側端部にかけ
て拡大翼20の裏面側をテーパ状に切り欠いた係合案内部
35が形成され、開口部26の下縁には、前記係合案内部35
と当接可能な位置に前記係合案内部35と同傾斜の係合受
け面36が形成される。すなわち、インナビット２の降下
に伴って、まず拡大翼20はゴムリング30によって開口部
26の内側に臨むように傾斜し、この後、インナビット２
の降下に連動して係合案内部35と係合受け面36とが係合
してケーシング３の外側に突出する。そして、最終的に
拡大翼20の上面に形成する傾斜面25が凹部14の底部14Ａ
に当接し、拡大翼20が３０度傾斜した状態で保持され
る。

【００１３】以上の構成につき、本装置による二重管掘
削孔40の掘削方法について図８を参照して説明する。

【００１４】まず、図８図（ａ）で示すように、インナ
ビット２に掘削機（図示せず）を連結し、この掘削機に
よってインナビット２の筒部５に打撃を与えつつ、筒部
５を回転させてアウタビット１とインナビット２のチッ
プ７によって掘削孔40を掘削する。この掘削孔40の掘削
に際し、インナビット２の径大部10に取り付けられた拡
大翼20は、図２に示すように、アウタビット１のケーシ
ング３に形成する開口部26の上方に位置し、拡大翼20の
周囲がケーシング３で覆われているため、ピン21の上部
に嵌め込んだゴムリング30によって、その下端が外側に
広がるように付勢されているものの、自由端となる拡大
翼20の下端部はケーシング３の内周面に押し付けられた
状態で凹部14の内側にほぼ垂直に格納され、掘削孔40の
アウタビット１のほぼ外径と等しい径で掘削されること
になる。

【００１５】そして、アウタビット１とインナビット２
で所定の深さまで掘削孔40を掘削した後、掘削孔40の先
端に拡孔部41を掘削するために、アウタビット１のケー
シング３から拡大翼20を突出させる。拡大翼20を突出さ
せるのは、インナビット２側に軸支した拡大翼20をケー
シング３に形成する開口部26の位置まで押し下げるよう
に、アウタビット１に対してインナビット２を降下させ
る。このインナビット２の降下に伴って、図１で実線で
示すように拡大翼20の下部がゴムリング30によって外側
に開き、ケーシング３の開口部26の内側に臨む。この
後、さらに、インナビット２を降下させることにより拡
大翼20の係合案内部35と開口部26の下縁に部分的に突設
させた係合受部36とが係合し、これらの係合案内部35と
係合受部36の傾斜面に沿って起立回動し、これにより拡
大翼20が開口部26からケーシング３の外部に突出する。
このとき、拡大翼20の上側角部に形成する湾曲部23が凹
部14の底部14Ａに沿って拡大翼20が円滑に回動する。そ
して、拡大翼20の回動により、拡大翼20の上端側に形成
する傾斜面25が凹部14の底部14Ａに当接し、それ以上の
回動が規制される。このため、図４に示すように、最終
的に拡大翼20が３０度傾斜した状態でケーシング３の外
側に放射状に突出する。

【００１６】このようにして拡大翼20をケーシング３か
ら突出させた状態で掘削機によって再びインナビット２
を回転させ、図８（ｂ）に示すように、拡大翼20の先端
に設けた先端に超硬チップ22で掘削孔40の先端に拡孔部
41を掘削する。次いで、拡孔部41の掘削終了後、アウタ
ビット１からインナビット２を引き抜く。このとき、ケ
ーシング３から突出した拡大翼20は、インナビット２の
引き上げによって、ゴムリング30に抗してケーシング３
の内部に引き込まれて凹部14の内部に格納される。この
状態でアウタビット１からインナビット２を引き抜き、
図８（ｃ）に示すように、アウタビット１のケーシング
３の内部にアンカーケーブル42を挿入する。この後、図
８（ｄ）に示すように、拡孔部41に支圧体を挿入すると
ともに、モルタルなどを充填し、ジャッキ43によってア
ンカーケーブル42を引っ張って緊張させた状態で掘削孔
40からケーシング３を引き抜きながら、掘削孔40にモル
タルを充填してアンカーケーブル42と地盤40とを一体化
する。そして、図８（ｅ）に示すように、地表に突出す
るアンカーケーブル42と地表の構造物44とを締結してア
ンカーの施工が完了する。

【００１７】以上のように本実施例の二重管式拡径ビッ
ト装置は、先端に拡孔部41を有する掘削孔40の掘削する
際、インナビット２の凹部14に軸支した拡大翼20がゴム
リング30によって凹部14から浮き上がって拡大翼20の係
合案内部35とケーシング３の開口部26に形成する係合受
部36とが係合し、インナビット２の降下と連動して拡大
翼20をケーシング３の開口部26から突出させることがで
きる。このため、掘削孔40と拡孔部41とを掘削する際、
作業を中断して掘削孔40からインナビット２を完全に引
き抜いて再度、拡孔部41を掘削するための異なるインナ
ビット２をアウタビットの再装填する必要もなく、イン
ナビット２側に軸支した拡大翼20とインナビット２の開
口部26とが一致する位置までインナビット２を僅かに押
し下げるだけで掘削孔40と拡孔部41とを連続的に掘削で
ききる。このため、掘削作業も容易で、効率的に拡孔部
41を掘削することができ、掘削時間を短縮化することが
できる。また、本実施例では、ゴムリング30によって凹
部14に軸支した拡大翼20を少し開いて開口部26に臨ませ
ることによって、拡大翼20の係合案内部35とケーシング
３の開口部26に形成する係合受部36とが確実に係合させ
ることができる。しかも、ケーシング３から突出する拡
大翼20は、拡大翼20に形成する傾斜面25が凹部14の底部
14Ａに当接させることによって、拡大翼20を３０度傾斜
させた状態で確実に保持することができる。また、この
ように傾斜させた拡大翼20の両側が開口部26に嵌まり、
円周方向に位置決めされているから、インナビット２を
回転させた際、拡大翼20がガタ付きことなく確実に保持
することができる。

【００１８】以上、本発明の一実施例について詳述した
が、本発明は上記実施例に限定されるものではなく、本
発明の要旨の範囲内において種々の変形実施が可能であ
る。例えば拡大翼の個数や形状あるいはその取付構造な
どは適宜選定すればよい。また、アウタビットとインナ
ビットの基本的な構造やビットを駆動する掘削機は、ロ
ータリーパッカションドリルに限らず、例えば圧縮空気
を駆動源とするエアハンマーなど、適宜選定すればよ
い。また、拡大翼の付勢手段としてゴムリングにを用い
た例を示したが、例えばピンに同軸的に組み付けたトー
ションばねやコイルばねなどを用いてもよく、付勢手段
としてゴムリングに限るのもではない。

【００１９】

【発明の効果】請求項１の発明によれば、先端部に拡孔
部を有する二重管式掘削用拡径ビット装置であって、先
端部にそれぞれビットを有して相互にスライドするよう
に同軸的に組み付けらたアウタビットとインナビットと
を備え、これら各ビットの摺動面には、互いに円周方向
に係合して各ビットを一体的に回転させる係合手段が設
けられ、前記インナビットの先端寄りには前記拡孔部を
掘削する複数の拡大翼を起伏回動可能に軸支し、前記ア
ウタビットの外周面には前記各拡大翼が挿通可能な複数
の開口部を形成するとともに、前記拡大翼を起立方向に
付勢して前記開口部から拡大翼を放射状に突出させる付
勢部材を設けたものであるから、掘削孔とその先端部の
拡孔部とを連続的に掘削でき、効率的に掘削することが
できる。

【００２０】請求項２の発明によれば、請求項１記載の
二重管式拡径ビット装置において、前記拡大翼の下端側
にテーパー状の係合案内部を形成し、前記開口部の下縁
部には前記係合案内部と当接して前記拡大翼をアウタビ
ットの外側に突出させる係合受部を設けたものであるか
ら、付勢手段によって起立した拡大翼を係合案内部と係
合受部との係合によってケーシングから確実に突出させ
ることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例を示す拡大翼の動作状態を示
す拡大断面図である。

【図２】同上掘削装置の断面図である。

【図３】同上係合案内部と係合受部との係合状態を示す
掘削装置の断面図である。

【図４】同上拡大翼を拡径させた状態を示す掘削装置の
断面図である。

【図５】同上図４のＡ−Ａ線断面図である。

【図６】同上図４のＢ−Ｂ線断面図である。

【図７】同上図４のＣ−Ｃ線断面図である。

【図８】同上掘削孔の掘削状態を示す説明図である。

【符号の説明】

１ アウタビット ２ インナビット 12 スプライン溝（係合手段） 13 突状部（係合手段） 20 拡大翼 26 開口部 30 ゴムリング（付勢手段） 35 係合案内部 36 係合受部 40 掘削孔 41 拡孔部

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 先端部に拡孔部を有する二重管式掘削用
   拡径ビット装置であって、先端部にそれぞれビットを有
   して相互にスライドするように同軸的に組み付けらたア
   ウタビットとインナビットとを備え、これら各ビットの
   摺動面には、互いに円周方向に係合して各ビットを一体
   的に回転させる係合手段が設けられ、前記インナビット
   の先端寄りには前記拡孔部を掘削する複数の拡大翼を起
   伏回動可能に軸支し、前記アウタビットの外周面には前
   記各拡大翼が挿通可能な複数の開口部を形成するととも
   に、前記拡大翼を起立方向に付勢して前記開口部から拡
   大翼を放射状に突出させる付勢部材を設けたことを特徴
   とする二重管式拡径ビット装置。
2. 【請求項２】 前記拡大翼の下端側にテーパー状の係合
   案内部を形成し、前記開口部の下縁部には前記係合案内
   部と当接して前記拡大翼をアウタビットの外側に突出さ
   せる係合受部を設けたことを特徴とする請求項１記載の
   二重管式拡径ビット装置。