JPS622106B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明はリバースサーキユレーシヨン工法又は
アースオーガ工法等に使用される掘削ビツトに関
する。

地盤を掘削するビツトのカツタとして、一般土
質の場合はバイト形のもの、硬岩の場合にはロー
ラ形のものが多く使用されている。前者のバイト
形カツタは土砂を刃先で掘り起しながら掘削して
いくために、例えば掘削土質がＮ値50以上の硬土
質になると、カツタが欠けたり著しく摩耗が進行
したりして掘削速度が低下する。また、カツタが
切削の機能上、翼に溶接等で固定されているため
にカツタ全体が摩耗するのではなく、掘削土砂の
当る一定方向からのみの摩耗が進み、寿命が短い
難点があつた。

これに対して、後者のローラ形カツタは、ロー
ラ本体を掘削すべき地表面上を転動させて、ロー
ラの周囲に埋設した複数個のチツプ、もしくはロ
ーラの周囲に形成したツース形カツタによつて対
面している地層を破砕しながら掘削していくた
め、例えば掘削土質が圧縮強度100Kg／cm²（Ｎ値
換算約800）以下の硬土質になると、前記チツプ
間もしくはツース形カツタ間に土砂がつまつて掘
削が困難となる難点があつた。また、大きな押付
け力を必要とするために重錘をビツトの直上に設
けなければならないが、地層の変化の多い現場で
は、掘削ビツトの交換や前記重錘の取付け、取外
し等の段取りが多くなり、作業が繁雑になる欠点
があつた。

これらの欠点を解消するものとして、第１図に
示す円錐形カツタを具えた掘削ビツトが提案され
ている。この円錐形カツタ１は、鋭角をなす円錐
形カツタカツタ本体１ａと、該カツタ本体１ａの
先端に嵌め込まれ、かつろう付けされた円錐形チ
ツプ１ｂと、カツタ本体１ａに連設するシヤンク
１ｃとで形成されている。そして、円錐形カツタ
１は、そのシヤンク１ｃを翼Ｗ（または錐）のカ
ツタ取付ブロツク２の取付孔に嵌合し、かつ抜止
めすることによつて、ビツトの回転方向に対して
約45゜の傾斜をもつて回転自在に、かつ着脱可能
にカツタ取付ブロツク２に取付けられる。

前記の円錐形カツタ１を具えた掘削ビツトにお
いては、次のような作用、効果を奏する。即ち、
円錐形カツタ１のカツタ本体１ａが、鋭角をなす
円錐形に形成され、かつその先端にチツプ１ｂを
有しているので、硬土質でもあつてもチツプ１ｂ
によつて地表面を破砕すると共に食い込みがよく
なる。そして食い込んだ際の楔作用によつて掘削
面に対してせん断力による破砕現象を生じさせる
効果が生ずる。また円錐形カツタ１はビツトの回
転方向に対して45゜傾斜しているので、バイト形
カツタの機能である土の掘り起し作用を生み出す
ことができる。さらに硬土質掘削の場合には、円
錐形カツタ１が回転自在となつていることにより
カツタ本体１ａの摩耗が平均化して、バイト形カ
ツタに比べて寿命が大幅に延びる効果がある。

従つて、前記掘削ビツトによれば、バイト形カ
ツタ及びローラ形カツタを用いたビツトでは不向
きな土質、例えばＮ値50以上で、かつ圧縮強度
100Kg／cm²以下の硬土質の掘削が可能となつた。

ところで、近年においては、リバースサーキユ
レーシヨン工法では適さないとされた玉石層まで
の掘削も要求されるようになつた。この玉石層を
掘削するには、大きな玉石を排土管の内径より小
さな径に破砕して排出可能にする必要がある。

この要求に対しては、前述した円錐形カツタが
大きな破砕効果を上げた。

しかしながら、破砕時の衝撃力が大きいため、
チツプ１ｂを保持しているカツタ本体１ａの先端
部分が摩耗すると、チツプ１ｂの保持力が弱ま
り、時には１本の杭穴を掘り終わらぬうちにチツ
プ１ｂがカツタ本体１ａから脱落してしまうおそ
れがあつた。

しかるに前記チツプの脱落防止対策として、カ
ツタ本体の先端部に、溶接による硬質肉盛を施す
ことが考えられるが、これはカツタ本体先端部の
耐摩耗性が向上する反面、前記硬質肉盛を施す際
の熱影響によつて、カツタ本体にろう付されたチ
ツプの溶着力が弱まつてしまう難点がある。

本発明は、円錐形カツタの特長を損わず、しか
もカツタ本体が摩耗しにくくてチツプの保持力を
長く維持できる掘削ビツトを提供することを目的
とする。

この目的を達成するために、本発明の掘削ビツ
トは、ドリルパイプに連結する中空縦軸と、中空
縦軸の下部から適宜の上反り角をもつて放射状に
延びる複数の翼と、中空縦軸の下端部に固設され
たビツト中心を定める錐と、翼もしくは翼及び錐
のカツタ取付ブロツクに、ビツトの回転方向に対
して約45゜の傾斜角をもつて回転自在に、かつ着
脱可能に取付けられた円錐形カツタとで構成さ
れ、前記円錐形カツタは、先端部が鋭角をなす円
錐状となされた円柱形カツタ本体と、該カツタ本
体の円錐部先端に植設された円錐形チツプと、カ
ツタ本体の円錐部から円柱部に至る肩の円周部分
に等間隔をもつて植設されたボタンチツプとで形
成されていることを特徴とするものである。

以下、本発明の詳細を図面に従つて説明する。
第２図は本発明掘削ビツトの一実施例を示す平面
図、第３図は第２図の正面図、第４図は第３図の
−線における拡大断面図、第５図は第４図の
−線矢視図である。第２図及び第３図におい
て、１１は中空縦軸で、その上端が掘削力の伝達
と掘削物の排出とを兼ねたドリルパイプ（図示省
略）に連結されて該ドリルパイプと一体で回転す
るようになつている。また中空縦軸１１は、その
下部に放射状に延びる複数（図示では４枚）の翼
１２をビツトの回転方向に対して約45゜に傾斜さ
せて取付けていると共に、下端部にビツトの中心
を定める錐１３を取付けている。そして中空縦軸
１１と翼１２とを剛に連結するための補強板１４
を溶接してある。

前記の各翼１２及び錐１３には複数のカツタ取
付ブロツク１５が溶着されており、各カツタ取付
ブロツク１５には、円錐形カツタ１６がビツトの
回転方向に対して約45゜の傾斜角をもつて回転自
在に、かつ着脱可能に取付けられている。

次に前記円錐形カツタ１６の構造及びその取付
けの詳細を第４図及び第５図により説明する。円
錐形カツタ１６は、先端部分に鋭角（図示では約
85゜をなす円錐部を形成した円柱形カツタ本体１
６ａ及びカツタ本体１６ａに連設するシヤンク１
６ｂと、カツタ本体１６ａの円錐部先端に植設さ
れた円錐形チツプ１６ｃと、カツタ本体１６ａの
円錐部から円柱部に至る肩の円周部分に等間隔を
もつて植設された複数個のボタンチツプ１６ｄと
で形成されている。

前記カツタ本体１６ａは、その円柱部の直径を
シヤンク１６ｂの直径よりも大きくしてあり、シ
ヤンク１６ｂとの連設部分を円錐部１６ｅに形成
してある。

前記円錐形チツプ１６ｃは、ローラ形カツタの
チツプと同様に耐摩耗性特殊合金で作られて、カ
ツタ本体１６ａにろう付されている。また円錐形
チツプ１６ｃは、カツタ本体１６ａから突出する
刃先の最大径をd₂をカツタ本体１６ａへの埋め込
み部の径d₁より大きくしてある。

前記ボタンチツプ１６ｄは、円錐形チツプ１６
ｃと同様の耐摩耗性特殊合金もしくは他の耐摩耗
性合金で作られて、カツタ本体１６ａにろう付さ
れている。またボタンチツプ１６ｄは、その頭が
カツタ本体１６ａの円柱部から少し突出した状態
で取付けられている。

一方、カツタ取付ブロツク１５には、円錐形カ
ツタの取付孔１７がビツトの回転方向に対して約
45゜に傾斜して穿設されている。該取付孔１７
は、カツタ本体１６ａの円柱部及びシヤンク１６
ｂの直径に対応する孔径を有している。

そして、前記取付孔１７にカツタ本体１６ａの
円柱部及びシヤンク１６ｂを挿入し、かつ取付孔
１７から突出するシヤンク１６ｂに抜け止め用リ
ング１８を取付けることによつて、円錐形カツタ
１６は、カツタ取付ブロツク１５にビツトの回転
方向に対して約45゜の傾斜角をもつて回転自在に
取付けられる。また前記抜け止め用リング１８を
取外すことによつて円錐形カツタ１６を、カツタ
取付ブロツク１５から取外すことができる。また
円錐形カツタ１６は、掘削の際に作用する掘削反
力を前記円錐部１６ｅと、取付孔１７の円錐部と
で受けて、カツタ自体の回転を阻害しないように
なつている。

尚、錐１３のカツタ取付ブロツク１５において
も、円錐形カツタ１６が前述と同様に取付けられ
る。

しかるに、本発明による掘削ビツトにおいて
は、その円錐形カツタ１６のカツタ本体１６ａ
が、鋭角をなす円錐部に形成され、かつ円錐部先
端にチツプ１６ｃを有しているので、硬土質であ
つても前記チツプ１６ｃによつて地表面を破砕す
ると共に食い込みがよくなる。そして食い込んだ
際の楔作用によつて掘削面に対してせん断力によ
る破砕現象を生じさせる効果が生ずる。また円錐
形カツタ１６はビツトの回転方向に対して45゜傾
斜しているので、バイト形カツタの機能である土
の掘り起し作用を生み出すことができる。さらに
硬土質掘削の場合には、円錐形カツタ１６が回転
自在となつていることによりカツタ本体１６ａの
摩耗が平均化して、バイト形カツタに比べて寿命
が大幅に延びる。

そして、本発明による掘削ビツトでは、円錐形
カツタ１６の最も摩耗し易い部分、即ちカツタ本
体１６ａの円錐部から円柱部に至る肩に複数個の
ボタンチツプ１６ｄが配置されているので、該肩
部の摩耗が低減する。また、カツタ本体１６ａに
おける円錐形チツプ１６ｃとボタンチツプ１６ｄ
との間は、両チツプの影響を受けてＡの如く半円
状に摩耗し、夫々のチツプ１６ｃ，１６ｄの周囲
のカツタ本体部分は残ることになる。そして前記
半円状の摩耗は、その速度が初期には進展が早く
ても次第にゆるやかになる。従つて、カツタ本体
１６ａによる円錐形カツタ１６ｃの保持力の低下
がゆるやかになり、該円錐形チツプ１６ｃの直径
d₂が小さくなるまで、即ち円錐形チツプ１６ｃの
摩耗がかなり進展するまで保持されるので、カツ
タ寿命が飛躍的に増大する。

またボタンチツプ１６ｄが等間隔をもつて配列
されることにより、カツタ本体１６ａの摩耗が半
円状に進展するので、該カツタ本体１６ａの円錐
部に凹凸が交互に形成されて、カツタ自体を回転
させる機能を向上させ、円錐形チツプ１６ｃの偏
摩耗を防止できる。

更に、カツタ本体１６ａの円錐部に、従来の如
き硬層肉盛を施す必要がないので、円錐形チツプ
１６ｃをろう付する際の熱影響に対する配慮も少
なくてすむ。

尚、前述の実施例では、円錐形カツタ１６を翼
１２及び錐１３に取付けた例を示したが、円錐形
カツタ１６を翼１２のみに取付けるようにしても
よい。

以上説明したように、本発明によれば、円錐形
カツタの特長を損うことがなく、カツタ寿命を大
幅に向上させることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は従来の掘削ビツトにおける円錐形カツ
タの拡大断面図、第２図は本発明掘削ビツトの一
実施例を示す平面図、第３図は第２図の正面図、
第４図は第３図の−線における拡大断面図、
第５図は第４図の−線矢視図である。 １１……中空縦軸、１２……翼、１３……錐、
１５……カツタ取付ブロツク、１６……円錐形カ
ツタ、１６ａ……カツタ本体、１６ｃ……円錐形
チツプ、１６ｄ……ボタンチツプ。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ ドリルパイプに連結する中空縦軸と、中空縦
   軸の下部から適宜の上反り角をもつて放射状に延
   びる複数の翼と、中空縦軸の下端部に固設された
   ビツト中心を定める錐と、翼もしくは翼及び錐の
   カツタ取付ブロツクに、ビツトの回転方向に対し
   て約45゜の傾斜角をもつて回転自在に、かつ着脱
   可能に取付けられた円錐形カツタとで構成され、
   前記円錐形カツタは、先端部が鋭角をなす円錐状
   となされた円柱形カツタ本体と、該カツタ本体の
   円錐部先端に植設された円錐形チツプと、カツタ
   本体の円錐部から円柱部に至る肩の円周部分に等
   間隔をもつて植設されたボタンチツプとで形成さ
   れていることを特徴とする掘削ビツト。 ２ 前記円錐形チツプは、その露出部の最大径
   を、カツタ本体に埋め込まれた埋め込み部の径よ
   り大きくしてあることを特徴とする特許請求の範
   囲第１項記載の掘削ビツト。