JP2018062788A - Drilling tools - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、ケーシングパイプに回転力と打撃力を与えて削孔を行う掘削工具に関するものである。 The present invention relates to an excavation tool that forms a hole by applying a rotational force and a striking force to a casing pipe.
このように、ケーシングパイプに回転力と打撃力を与えて削孔を行う掘削工具として、例えば特許文献1には、外管(ケーシングパイプ)および内管を有する二重管と、外管の先端部に取り付けられたアウタービット(リングビット)および内管の先方に位置してアウタービットに取り付けられたインナービット(パイロットビット)とを有する削孔ビットと、二重管の基端部に連結されて二重管を推進および後退させるとともに回転力と打撃力を与えるドリフター等を有する制御装置とを備えたものが記載されている。 Thus, as an excavating tool for drilling holes by applying a rotational force and a striking force to a casing pipe, for example, Patent Document 1 discloses a double pipe having an outer pipe (casing pipe) and an inner pipe, and a tip of the outer pipe. A drilling bit having an outer bit (ring bit) attached to the part and an inner bit (pilot bit) attached to the outer bit located at the tip of the inner pipe, and connected to the base end of the double pipe And a control device having a drifter or the like for propelling and retreating the double pipe and applying rotational force and striking force.
ところで、この特許文献1に記載された掘削工具において、インナービットは、埋め込みや高摩擦材による摩擦力や、木製ピンによる仮止め、磁力、あるいはヒンジ機構によってアウタービットに取り付けられており、地盤に二重管が挿入された後は、内管に通した芯材によって押圧されることにより、アウタービットに対する取り付けが解除可能とされている。こうして取り付けが解除されたインナービットは、ロストビットとして地盤に残置されたり、ヒンジ機構によってアウタービットと繋がったまま削孔することができない状態となったりする。 By the way, in the excavation tool described in Patent Document 1, the inner bit is attached to the outer bit by frictional force due to embedding or a high friction material, temporary fixing by a wooden pin, magnetic force, or a hinge mechanism. After the double pipe is inserted, the attachment to the outer bit can be released by being pressed by the core material passed through the inner pipe. The inner bit thus released is left on the ground as a lost bit, or the inner bit cannot be drilled while being connected to the outer bit by a hinge mechanism.
しかしながら、このようにしてアウタービットに取り付けられたインナービットは、二重管が地盤に必要な深さまで挿入される前に、削孔の際に二重管に与えられる打撃力による衝撃によってアウタービットから外れてロストしてしまったり、ヒンジ機構が開いて削孔することができない状態となったりするおそれがある。また、ロストビットとして地盤に残置されたインナービットは回収することができず、削孔コストの増大を招くおそれもある。さらに、特許文献1に記載された掘削工具は二重管を前提とするものであって、外管の内周部には必ず内管が挿入されるため、鋼管の継ぎ足しの際、内管・外管両方の継ぎ足し作業が必要となり作業効率の低下を招くことになる。さらに、工具構造が複雑となって工具コストも増大する。 However, the inner bit attached to the outer bit in this way is not affected by the impact caused by the striking force applied to the double pipe during drilling before the double pipe is inserted to the required depth in the ground. There is a possibility that it will be lost from the position of the device, or it may be lost, or the hinge mechanism will open and the hole cannot be drilled. In addition, the inner bit left on the ground as a lost bit cannot be collected, and there is a risk of increasing the drilling cost. Furthermore, the excavation tool described in Patent Document 1 is premised on a double pipe, and since the inner pipe is always inserted into the inner peripheral portion of the outer pipe, the inner pipe / It is necessary to add both the outer pipes, resulting in a reduction in work efficiency. Furthermore, the tool structure becomes complicated and the tool cost increases.
本発明は、このような背景の下になされたもので、ケーシングパイプに回転力と打撃力を与えて削孔を行う場合でも、パイロットビットがリングビットから外れて削孔ができなくなるような事態を防ぐことができるとともに、ケーシングパイプを残した状態でパイロットビットを回収することが可能であり、しかも単管のみの継ぎ足しで削孔を継続することができる為、作業効率の向上が期待でき、さらに構造が簡略な掘削工具を提供することを目的としている。 The present invention has been made under such a background, and even when drilling is performed by applying a rotational force and a striking force to the casing pipe, the pilot bit is detached from the ring bit and cannot be drilled. In addition, the pilot bit can be collected with the casing pipe left, and drilling can be continued with the addition of only a single pipe, so that improvement in work efficiency can be expected. Furthermore, it aims at providing the excavation tool with a simple structure.
上記課題を解決して、このような目的を達成するために、本発明は、軸線回りに回転されるとともに該軸線方向先端側への打撃力が伝達される円筒状のケーシングパイプと、このケーシングパイプの先端部に取り付けられる円筒状または円環状のリングビットと、このリングビットの内周部に挿入されるパイロットビットとを備え、上記リングビットの内周部には、該内周部の少なくとも後端に開口して上記軸線方向に延びる凹溝と、この凹溝から少なくとも削孔時の上記ケーシングパイプの回転方向とは反対側に延びる係合溝と、上記軸線方向先端側を向く第1当接面および上記回転方向を向く第2当接面とが形成されるとともに、上記パイロットビットの外周部には、上記凹溝から上記係合溝に挿入された状態で該係合溝と少なくとも上記軸線方向の先端側に係合可能な突部と、この突部が上記係合溝と係合した状態で上記第1当接面が当接可能な上記軸線方向後端側を向く第1被当接面および上記第2当接面が当接可能な上記回転方向とは反対側を向く第2被当接面とが形成されていることを特徴とする。 In order to solve the above-described problems and achieve such an object, the present invention provides a cylindrical casing pipe that is rotated around an axial line and that transmits a striking force toward the distal end in the axial direction, and the casing. A cylindrical or annular ring bit attached to the tip of the pipe, and a pilot bit inserted into the inner periphery of the ring bit, and the inner periphery of the ring bit includes at least the inner periphery A concave groove that opens at the rear end and extends in the axial direction, an engagement groove that extends at least on the opposite side to the rotation direction of the casing pipe during drilling from the concave groove, and a first that faces the distal end side in the axial direction A contact surface and a second contact surface facing the rotation direction are formed, and at least the engagement groove and the outer periphery of the pilot bit are inserted into the engagement groove from the recess groove. Up A protrusion that can be engaged with the front end side in the axial direction, and a first cover that faces the rear end side in the axial direction with which the first contact surface can contact with the protrusion engaged with the engagement groove. A contact surface and a second contact surface facing the opposite side to the rotation direction in which the second contact surface can contact are formed.
このように構成された掘削工具では、リングビットの内周部に、その少なくとも後端に開口して軸線方向に延びる凹溝と、この凹溝から削孔時のケーシングパイプの回転方向とは反対側に延びる係合溝とが形成されており、リングビットの後端側からケーシングパイプ内を通して挿入したパイロットビットの外周部の上記突部を、上述のように凹溝から係合溝に挿入した状態でパイロットビットを回転方向とは反対側に回転させて該係合溝と少なくとも軸線方向の先端側に係合させることにより、パイロットビットはリングビットに対して軸線方向先端側に抜け止めされる。 In the excavation tool configured as described above, a concave groove that extends in the axial direction by opening at least the rear end of the inner periphery of the ring bit and the rotation direction of the casing pipe when drilling from the concave groove are opposite. And the projecting part of the outer periphery of the pilot bit inserted through the casing pipe from the rear end side of the ring bit is inserted into the engaging groove from the concave groove as described above. By rotating the pilot bit in the state opposite to the rotation direction and engaging the engagement groove with at least the tip end in the axial direction, the pilot bit is prevented from coming off at the tip end in the axial direction with respect to the ring bit. .
そして、このように突部が係合溝に係合した状態で、リングビットの軸線方向先端側を向く第1当接面はパイロットビットの軸線方向後端側を向く第1被当接面に当接可能とされているので、ケーシングパイプに与えられた打撃力はリングビットと、リングビットの第1当接面から第1被当接面を介してパイロットビットに伝達される。また、同じく突部が係合溝に係合した状態で、リングビットの回転方向を向く第2当接面はパイロットビットの回転方向とは反対側を向く第2被当接面に当接可能とされているので、ケーシングパイプに与えられた回転力も、リングビットと、リングビットの第2当接面から第2被当接面を介してパイロットビットに伝達される。 Then, in this state where the protrusion is engaged with the engagement groove, the first contact surface facing the tip end in the axial direction of the ring bit is the first contact surface facing the rear end in the axial direction of the pilot bit. Since the contact is possible, the striking force applied to the casing pipe is transmitted from the ring bit and the first contact surface of the ring bit to the pilot bit via the first contacted surface. Similarly, the second contact surface facing the rotation direction of the ring bit can contact the second contact surface facing the rotation direction of the pilot bit with the protrusion engaged with the engagement groove. Therefore, the rotational force applied to the casing pipe is also transmitted from the ring bit and the second abutting surface of the ring bit to the pilot bit via the second abutted surface.
従って、ケーシングパイプに与えられる回転力と打撃力により、これらパイロットビットとリングビットによって一体に削孔を行うことが可能となり、この削孔中は上述のようにパイロットビットがリングビットに対して軸線方向に抜け止めされているので、打撃力による衝撃によってパイロットビットがリングビットから外れて地盤に残置されたり、削孔できない状態となったりすることがない。このため、確実に所定の深さまで掘削孔を形成することができる。 Therefore, it is possible to perform drilling integrally with the pilot bit and the ring bit by the rotational force and impact force applied to the casing pipe, and during this drilling, the pilot bit is axial with respect to the ring bit as described above. Since it is prevented from coming off in the direction, the pilot bit does not come off the ring bit and remain on the ground due to the impact of the striking force, or the hole cannot be drilled. For this reason, it is possible to reliably form the excavation hole to a predetermined depth.
また、ケーシングパイプが所定の深さまで地盤に挿入されて削孔が終了した後は、例えば孔底にパイロットビットを押し当てた状態で、ケーシングパイプを削孔時の回転方向とは反対側に回転させることにより、インナービットの上記突部がリングビットの係合溝から凹溝内に位置するので、そのままパイロットビットを後退させることにより、ケーシングパイプ内を通してパイロットビットを回収することができる。このため、回収したパイロットビットを再利用して削孔コストの削減を図ることができる。しかも、ケーシングパイプ内には内管を挿入する必要がなく、ケーシングパイプのみの継ぎ足しで削孔を継続することができて作業効率を向上することができるとともに、工具構造を簡略化してコストの削減を図ることもできる。 In addition, after the casing pipe is inserted into the ground to a predetermined depth and drilling is completed, the casing pipe is rotated in the opposite direction to the rotation direction during drilling, for example, with the pilot bit pressed against the hole bottom. By doing so, the protrusion of the inner bit is positioned in the concave groove from the engagement groove of the ring bit, so that the pilot bit can be recovered through the casing pipe by retracting the pilot bit as it is. For this reason, it is possible to reduce the drilling cost by reusing the collected pilot bits. Moreover, there is no need to insert an inner pipe into the casing pipe, and drilling can be continued by adding only the casing pipe, improving work efficiency and simplifying the tool structure to reduce costs. Can also be planned.
なお、こうしてパイロットビットを回収する場合には、上記パイロットビットの後端部に、上記ケーシングパイプの後端側から挿入される回収用治具に対して上記回転方向と上記軸線方向後端側に係合可能な回収部を設けることにより、ケーシングパイプを削孔時の回転方向と反対側に回転させなくても、上記回収用治具を回収部に係合させてパイロットビットを削孔時の回転方向に回転させて突部を凹溝内に位置させた上で、回収用治具ごとパイロットビットを軸線方向後端側に後退させ、ケーシングパイプから抜き出して回収することができる。 When collecting the pilot bit in this way, the rotation direction and the axial direction rear end side with respect to the collecting jig inserted from the rear end side of the casing pipe at the rear end portion of the pilot bit. By providing an engageable recovery part, the recovery jig can be engaged with the recovery part and the pilot bit can be used for drilling without rotating the casing pipe in the direction opposite to the rotation direction during drilling. After rotating in the rotational direction and positioning the protrusion in the groove, the pilot bit together with the recovery jig can be retracted to the rear end side in the axial direction, and extracted from the casing pipe and recovered.
また、上記リングビットと上記パイロットビットには、上記軸線方向に間隔をあけて複数ずつの互いに当接可能な上記第1当接面と上記第1被当接面が形成されていることが望ましい。これにより、1つずつのリングビットとパイロットビットにおける第1当接面と第1被当接面の総当接面積を大きく確保することができるとともに、リングビットからパイロットビットに伝達される打撃力を、これら複数ずつの第1当接面と第1被当接面に分散させることができ、この打撃力による個々の第1当接面と第1被当接面の摩耗を抑えてリングビットやパイロットビットの寿命を延長することが可能となる。 Preferably, the ring bit and the pilot bit are formed with a plurality of the first contact surfaces and the first contact surfaces that can contact each other at intervals in the axial direction. . As a result, a large total contact area between the first contact surface and the first contacted surface of each ring bit and pilot bit can be secured, and the striking force transmitted from the ring bit to the pilot bit. Can be dispersed on each of the plurality of first contact surfaces and first contact surfaces, and the ring bit can be suppressed by preventing wear of the individual first contact surfaces and the first contact surfaces due to the impact force. And the life of the pilot bit can be extended.
以上、説明したように、本発明によれば、リングビットから伝達される打撃力による衝撃によってパイロットビットがリングビットから外れて地盤に残置されたり、削孔できない状態となったりするのを防ぐことができて、確実に所定の深さまで地盤に掘削孔を形成してケーシングパイプを挿入することができるとともに、削孔が終了した後はケーシングパイプを残した状態でパイロットビットを回収して再利用することができ、削孔コストの削減を図ることが可能となる。また、ケーシングパイプのみの継ぎ足しで削孔を継続することができて作業効率を向上することができるとともに、工具コストの削減を図ることができる。 As described above, according to the present invention, it is possible to prevent the pilot bit from being detached from the ring bit and left on the ground due to the impact of the striking force transmitted from the ring bit, or to be in a state where it cannot be drilled. It is possible to make a drilling hole in the ground to a certain depth and insert the casing pipe, and after the drilling is finished, collect the pilot bit with the casing pipe remaining and reuse it It is possible to reduce the drilling cost. Further, the drilling can be continued by adding only the casing pipe, so that the work efficiency can be improved and the tool cost can be reduced.
図1ないし図7は、本発明の掘削工具の第1の実施形態を示すものであり、図8および図9は、本発明に係わる回収用治具を示すものである。本実施形態の掘削工具において、ケーシングパイプ1は、鋼材等の金属材料により軸線Oを中心とした円筒状に形成され、その軸線O方向の先端部(図1において左側部分)は、これより後端側(図1において右側)よりも内径が一段大きくされるとともに、その内周部には雌ネジ部1aが形成されている。
1 to 7 show a first embodiment of an excavation tool of the present invention, and FIGS. 8 and 9 show a recovery jig according to the present invention. In the excavation tool of the present embodiment, the casing pipe 1 is formed in a cylindrical shape centered on the axis O by a metal material such as steel, and the tip end portion (left side portion in FIG. 1) in the direction of the axis O is behind this. The inner diameter is made one step larger than the end side (right side in FIG. 1), and a
このケーシングパイプ1の後端部は、図示されないドリフター等を備えた掘削装置に連結されており、この掘削装置からケーシングパイプ1には、削孔時に軸線O回りに回転方向Tに向けた回転力と、軸線O方向先端側に向けた打撃力、および必要に応じて同じく軸線O方向先端側に向けた推力とが与えられる。そして、これらの回転力と打撃力および推力はケーシングパイプ1の先端部に取り付けられた次述するリングビット2とパイロットビット3に伝達されて地盤に掘削孔が形成され、こうして形成された掘削孔にケーシングパイプ1は、必要に応じて複数のケーシングパイプ1が軸線O方向に継ぎ足されつつ挿入されてゆく。
The rear end portion of the casing pipe 1 is connected to a drilling device equipped with a drifter (not shown). The torque from the drilling device to the casing pipe 1 is rotated in the rotation direction T around the axis O when drilling. In addition, a striking force directed toward the front end side in the axis O direction and a thrust directed toward the front end side in the axis O direction are also given as necessary. These rotational force, striking force and thrust are transmitted to the
リングビット2は、その本体がやはり鋼材等の金属材料により軸線Oを中心とした円筒状または円環状に形成され、この本体の後端部の内径はケーシングパイプ1の後端側の内径と略等しくされ、またこの後端部の外周には上記雌ネジ部1aと螺合する雄ネジ部2aが形成されており、この雄ネジ部2aが雌ネジ部1aにねじ込まれることにより、リングビット2はケーシングパイプ1の先端部に固定されて取り付けられる。なお、これら雌雄ネジ部1a、2aの捩れの向きは、削孔時にケーシングパイプ1およびリングビット2が回転方向Tに回転させられたときに緩まない向きとされている。
The main body of the
また、リングビット2の外周面は、上記雄ネジ部2aが形成された後端部よりも先端側のケーシングパイプ1の先端に連なる部分でケーシングパイプ1の外径と等しい外径であり、これよりも先端側では、先端側に向かうに従い外径が漸次大きくなるように形成されている。なお、この外径が漸次大きくなるリングビット2の外周面の先端部には、軸線O方向に延びる断面凹円弧状の繰り粉の排出溝2bが、周方向に等間隔に複数条(9条)形成されている。
Further, the outer peripheral surface of the
さらに、リングビット2の先端面は、この外周面の先端から内周側に向かうに従い先端側に向かった後に後端側に向かう断面凸V字状に形成されており、この先端面の内外周部には、リングビット2の本体よりも高硬度の超硬合金等からなるボタン型等の掘削チップ4が、その先端部を該内外周部から垂直に突出させて植設されている。このうち、先端面外周部の掘削チップ4は、周方向に隣接する排出溝2bの間の部分にそれぞれ1つずつ配設されている。
Furthermore, the front end surface of the
一方、リングビット2の内周部は、上述のようにケーシングパイプ1の内径と等しい内径とされた後端部よりも先端側で、その最小内径が後端部の内径よりも一段小さくなるように形成されている。さらに、このリングビット2の先端側の内周部には、この先端側の内周部の少なくとも後端に開口して軸線O方向に延びる凹溝5と、この凹溝5から少なくとも削孔時のケーシングパイプ1の回転方向Tとは反対側に延びる係合溝6が形成されている。
On the other hand, the inner peripheral portion of the
本実施形態では、リングビット2の内周部にそれぞれ複数条(3条)の凹溝5が周方向に等間隔をあけて、軸線O方向先端側から見て図7に示すように軸線Oを中心とした円弧状に延びるように形成されており、これらの凹溝5はリングビット2の先端面にも開口している。また、凹溝5の先端部には、凹溝5から上記回転方向Tとは反対側に向けて、この回転方向Tとは反対側に隣接する凹溝5と間隔をあけ、また係合溝6とも軸線O方向に間隔をあけて、軸線O方向先端側から見てやはり円弧状に延びるように収容溝7が形成されており、この収容溝7の上記回転方向Tを向く壁面が本実施形態における第2当接面7aとされている。
In the present embodiment, a plurality of (three)
さらに、係合溝6は、本実施形態では、ケーシングパイプ1の内径と等しい内径とされたリングビット2の後端側の内周部に、このリングビット2の後端側内周部の全周に亙って形成されており、この係合溝6とリングビット2の最小内径が小径とされた先端側内周部の後端面(収容溝7の後端側の壁面)との間には、周方向に隣接する凹溝5の間に内周側に突出する第1凸壁部2cが形成される。そして、この係合溝6とリングビット2の先端側内周部の後端面との間の第1凸壁部2cの軸線O方向先端側を向く壁面(収容溝7の後端側の壁面)が、本実施形態における第1当接面7bとされる。なお、この第1当接面7bは、リングビット2の外周側に向かうに従い軸線O方向先端側に向かうテーパ面とされている。
Further, in the present embodiment, the
ここで、軸線Oから凹溝5と係合溝6および収容溝7の内周側を向く溝底面までの距離は互いに等しく、リングビット2の後端部の内径(半径)およびケーシングパイプ1の後端側部分の内径(半径)と等しくされており、従ってこれら凹溝5、係合溝6および収容溝7の溝底面と、リングビット2の上記後端部の内周面は面一である。また、リングビット2の先端面の内周部の掘削チップ4は、間隔をあけて隣接する凹溝5と収容溝7の開口部の間に植設されている。
Here, the distances from the axis O to the groove bottoms facing the inner circumferential side of the recessed
一方、本実施形態におけるパイロットビット3も、その本体は鋼材等によって形成されて、先端部が後端部よりも大径の軸線Oを中心とした概略多段の円柱状をなしている。パイロットビット3の先端部の外周には、その後端側に凹溝5と同数の3つずつの本実施形態における突部である第1突部8が形成されるとともに、これらの第1突部8の軸線O方向先端側に間隔をあけた第2突部9が、第1突部8と同数、軸線O方向に直列に並ぶとともに周方向に等間隔に並ぶように、軸線O方向先端側から見て該軸線Oを中心とした円弧状に形成されている。
On the other hand, the
ここで、パイロットビット3の最大外径(半径)となる軸線Oからこれら第1、第2突部8、9の外周面までの距離は互いに等しく、軸線Oから凹溝5、係合溝6および収容溝7の溝底面までの上記距離よりは僅かに小さくされるとともに、リングビット2の最小内径よりは大きくされている。また、第1、第2突部8、9の周方向の幅も互いに等しく、凹溝5の周方向の幅よりは僅かに小さくされていて、収容溝7の周方向の幅と略等しくされており、従ってこれら第1、第2突部8、9は凹溝5に挿通可能とされる。
Here, the distances from the axis O that is the maximum outer diameter (radius) of the
さらに、第2突部9の軸線O方向の長さは、図1に示すようにリングビット2の先端面から第1当接面7bまでの収容溝7の長さと略等しくされ、この第2突部9の軸線O方向後端側を向く壁面が、本実施形態における第1被当接面9aとされる。この第1被当接面9aは、第1当接面7bが軸線Oに沿った断面においてなす角度と等しい角度で、パイロットビット3の外周側に向かうに従い軸線O方向先端側に向かうテーパ面とされている。
Further, as shown in FIG. 1, the length of the
また、この第1被当接面9aに第1当接面7bが当接した状態で、第2突部9は軸線O方向において収容溝7に収容可能な位置に配置されていて、第1、第2突部8、9を凹溝5に通してパイロットビット3の先端部をリングビット2の内周部に挿通し、第1被当接面9aを第1当接面7bに摺接しつつ当接させて、パイロットビット3を上記回転方向Tとは反対側に回転させることにより、第1、第2突部8、9は係合溝6と収容溝7に挿入されて収容され、第2突部9の回転方向Tとは反対側を向く壁面が上記第2当接面7aに当接したところで、パイロットビット3が位置決めされる。従って、この第2突部9の回転方向Tとは反対側を向く壁面が、本実施形態における第2被当接面9bとされる。なお、本実施形態では、こうしてパイロットビット3が位置決めされた状態で、第1突部8と第1凸壁部2cとの間には図1に示すように軸線O方向に間隔があけられる。
Further, in a state where the
さらに、同じく第1被当接面9aに第1当接面7bが当接してパイロットビット3が位置決めされた状態で、パイロットビット3の先端面はリングビット2の先端面よりも一段突出するようにされている。この先端面は、リングビット2の上記最小内径よりも僅かに小さな外径を有し、中央部の軸線Oに垂直な平面状のフェイス面と、このフェイス面の外周の外周側に向かうに従い軸線O方向後端側に傾斜するテーパ面状のゲージ面とを備えており、これらフェイス面とゲージ面には、やはりパイロットビット3の本体よりも高硬度の超硬合金等からなるボタン型等の掘削チップ4が、その先端部をフェイス面とゲージ面から垂直に突出させてそれぞれ植設されている。
Further, the front end surface of the
一方、パイロットビット3の後端部は、図8および図9に示すような回収用治具に対して上記回転方向Tと軸線O方向後端側に係合可能な回収部10とされている。この回収部10は、軸線Oを中心とする小径の円柱部10aの軸線O方向中央部に大径の円板部10bが形成された多段の円柱を軸線Oに平行かつ互いにも平行で軸線Oから等しい距離にある2つの平面部10cによって切り欠いた、この平面部10cに対向する方向から見て図4に示すような十字架状の外形を有する板状に形成されており、この回収部10における上記円板部10bの外径(半径)は、パイロットビット3の上記最大外径(半径)よりも小さく、例えばパイロットビット3の先端部の第1突部8よりも後端側の部分の外径と等しくされている。
On the other hand, the rear end portion of the
さらにまた、この回収部10の後端面からパイロットビット3の先端側に向けては、軸線Oを中心とする円形のブロー孔3aが先端面の手前にまで形成されており、このブロー孔3aはパイロットビット3の先端部で2つに分岐して、先端側に向かうに従い外周側に向かうように延びて上記フェイス面に開口している。また、これらの分岐したブロー孔3aの開口部からパイロットビット3の先端面の外周に向けてはブロー溝3bが形成されており、これらのブロー溝3bは、リングビット2の上記第2当接面7aがパイロットビット3の第2被当接面9bに当接した状態で、図2(b)に示すようにリングビット2の3つの凹溝5のうちの2つに連通するように配設されている。
Furthermore, a
このようなパイロットビット3をリングビット2に取り付けるには、まず図2(a)に示すように第1、第2突部8、9の周方向の位置を凹溝5に合わせて、これら第1、第2突部8、9を凹溝5に通してパイロットビット3の先端部をリングビット2の内周部に挿通し、軸線O方向における第1突部8の位置を係合溝6に、第2突部9の位置を収容溝7に合わせる。本実施形態では、凹溝5はリングビット2の先端面にも開口しているので、パイロットビット3はリングビット2の先端側からも挿通可能である。
In order to attach such a
そして、パイロットビット3を上記回転方向Tとは反対側に回転して、第1、第2突部8、9を係合溝6と収容溝7に挿入して収容し、図2(b)に示すように第2被当接面9bに第2当接面7aを当接させて位置決めする。この状態で、第1突部8の軸線O方向先端側には係合溝6と収容溝7との間の第1凸壁部2cが配設されているので、第1突部8は軸線O方向に係合溝6と係合して抜け止めされた状態とされ、リングビット2の先端側や後端側に抜け外れることはない。
Then, the
そこで、こうして第1突部8が係合溝6と係合した状態で、上述のように掘削装置からケーシングパイプ1を介してリングビット2に軸線O方向先端側に向けた打撃力および必要に応じて推力と回転方向Tに向けた回転力とを与えると、打撃力および推力はリングビット2の第1当接面7bからパイロットビット3の第1被当接面9aを介して、また回転力はリングビット2の第2当接面7aからパイロットビット3の第2被当接面9bを介してパイロットビット3に伝達され、これらリングビット2とパイロットビット3の先端面に植設された掘削チップ4によって地盤に掘削孔が形成され、この掘削孔にケーシングパイプ1が挿入される。
Therefore, in the state where the
従って、こうしてリングビット2とパイロットビット3に伝達される打撃力および推力と回転力によって一体に削孔を行うことが可能となり、そしてこの削孔中は上述のようにパイロットビット3がリングビット2に対して軸線O方向に抜け止めされているので、打撃力による衝撃によってパイロットビット3が外れて地盤に残置されたり、削孔できない状態となったりすることがない。なお、この削孔時には掘削装置からケーシングパイプ1内に圧縮空気が供給され、この圧縮空気は上記ブロー孔3aおよび凹溝5からリングビット2およびパイロットビット3の先端面から噴出し、削孔によって生成された繰り粉をリングビット2およびケーシングパイプ1の外周から後端側に排出する。
Accordingly, it is possible to perform drilling integrally by the striking force, thrust force, and rotational force transmitted to the
また、このように削孔が行われてケーシングパイプ1が所定の深さまで地盤に挿入された後は、例えば削孔の孔底にパイロットビット3を押し当てた状態で上記掘削装置によってケーシングパイプ1およびリングビット2を削孔時の回転方向Tとは反対側に回転させることにより、パイロットビット3の第1、第2突部8、9が凹溝5の位置に戻るので、そのままケーシングパイプ1内を後退させることによってパイロットビット3を引き抜いて回収することができる。このとき、パイロットビット3の先端面は掘削孔の孔底に当たっているので、先端側に抜け外れることはない。さらに、こうしてパイロットビット3を回収した後は、必要に応じてケーシングパイプ1およびリングビット2の内周部を通して建て込み材を掘削孔に挿入した後、ケーシングパイプ1およびリングビット2も掘削孔から引き抜いて回収することもできる。
In addition, after the hole is drilled in this way and the casing pipe 1 is inserted into the ground to a predetermined depth, the casing pipe 1 is pressed by the excavator while the
このように、上記構成の掘削工具によれば、上述のようにパイロットビット3が外れて地盤に残置されたり、ヒンジ機構等によってリングビット2と繋がっていても削孔ができない状態となったりすることがなく、所定の深さまで確実に掘削孔を形成することができるとともに、パイロットビット3を確実に回収して再利用することができるので、削孔コストの削減を図ることができる。また、打撃力や回転力はケーシングパイプ1を介してリングビット2およびパイロットビット3に伝達されるので、ケーシングパイプ1内に内管やダウンザホールハンマ等を挿入する必要がなくなり、このため工具構造の簡略化を図って工具コストの削減を促すことが可能となるとともに、ケーシングパイプ1の継ぎ足しだけで削孔を継続することができて作業効率を向上することができる。
As described above, according to the excavation tool having the above-described configuration, the
なお、上述のようにパイロットビット3を後退させて回収する際に、本実施形態ではパイロットビット3の後端部に、ケーシングパイプ1の後端側から挿入される回収用治具に対して削孔時の回転方向Tと軸線O方向後端側に係合可能な回収部10が設けられているので、この回収部10に図8および図9に示すような回収用治具11を係合させることにより、ケーシングパイプ1を上記回転方向Tとは反対側に回転させなくても容易にリングビット2から取り外して回収することができる。
In this embodiment, when the
すなわち、この回収用治具11は、先端部(図8および図9(b)において左側部分)が軸線Oと同軸に配置される外形円筒状に形成されるとともに、後端部(図8および図9(b)において右側部分)は後端側に開口する孔部を有する先端部と同軸な有底円筒状とされ、この孔部の内周面には雌ネジ部11aが形成されている。また、後端部の外径は先端部よりも僅かに小さくされるとともに、その外周面には軸線O方向に延びる案内板12が周方向に等間隔に複数(この回収用治具11では3つ)外周側に突出するように形成されており、これらの案内板12の外周面はケーシングパイプ1の内径(半径)よりも僅かに小さい半径の軸線Oを中心とした円筒面によって面取りされ、またこの外周面の先後端部も斜めに面取りされている。
That is, the
さらに、回収用治具11の先端部の内径(半径)は回収部10の上記円柱部10aの外径(半径)よりも僅かに大きな内径とされるとともに、外径(半径)は円板部10bの外径(半径)と略等しくされており、この先端部には、回収用治具11の先端面に開口して軸線Oと平行に後端側に延びた後、削孔時の上記回転方向Tとは反対側に延びる2つの係止溝13が軸線Oに関して回転対称形状に形成されている。これらの係止溝13における回収用治具11の上記先端面に連なる内壁面13aは、軸線Oに平行かつ互いにも平行で軸線Oを間にして該軸線Oから等しい距離にある2つの平面によって切り欠かれた形状とされ、これらの平面間の間隔は回収部10の2つの平面部10c間の間隔、すなわち回収部10の厚さよりも僅かに大きくされている。
Further, the inner diameter (radius) of the distal end portion of the
一方、これらの係止溝13の上記回転方向Tとは反対側に延びる部分は、その軸線O方向の幅が回収部10における円板部10bの軸線O方向の長さよりも僅かに大きくされていて、この円板部10bが上記内壁面13a間を挿通された円板部10bが嵌め入れ可能とされている。さらに、この係止溝13の回転方向Tとは反対側に延びる部分の回転方向Tを向く2つの壁面13bは、軸線O方向先端側から透視したときに図9(b)に破線で示すように、外周側に向かうに従い回転方向T側に向かう2つの傾斜平面によってそれぞれ切り欠かれた形状とされており、これらの傾斜平面も軸線Oに平行かつ互いにも平行で軸線Oを間にして該軸線Oから等しい距離にあり、その間隔もやはり回収部10の2つの平面部10c間の間隔、すなわち回収部10の厚さよりも僅かに大きくされている。
On the other hand, the width of the locking
このような回収用治具11は、その後端部の上記雌ネジ部11aに螺合する雄ネジ部が先端部外周に形成された図示されない軸状部材に取り付けられて先端部側からケーシングパイプ1内に挿入される。回収用治具11の後端部における案内板12の外周面の外径はケーシングパイプ1の内径よりも僅かに小さいので、回収用治具11はこれらの案内板12にガイドされて軸線Oと同軸に挿入されてゆき、回収用治具11の先端部内周に回収部10の円柱部10aのうち円板部10bよりも後端側の部分が収容され、さらに回収用治具11の先端面が円板部10bの後端面に当接したところで、一旦それ以上挿入できない状態となる。
Such a
そこで、この状態から回収用治具11を上記軸状部材ごと回転方向Tに回転させると、係止溝13の先端面への開口部が周方向に円板部10bと一致したところで、円板部10bが係止溝13内に挿入可能とされるので、そのまま回収用治具11を前進させて内壁面13aの間を通して円板部10bを係止溝13に挿入すると、この係止溝13の先端側を向く底面に円板部10bが当接し、回収用治具11は再びそれ以上挿入できない状態となる。そして、そのまま回収用治具11を回転方向Tに回転し続けると、円板部10bの2つの平面部10cに係止溝13の回転方向Tを向く上記壁面13bが当接して回収部10が回収用治具11に上記回転方向Tと軸線O方向後端側とに係合させられる。
Therefore, when the
従って、こうして回収用治具11が回収部10に係合した状態から、さらに回収用治具11を上記回転方向Tに回転させると、パイロットビット3は上記回転方向Tに回転させられて第1、第2突部8、9が凹溝5の位置に戻されるので、軸状部材ごと回収用治具11とパイロットビット3を後退させることによりリングビット2およびケーシングパイプ1から抜き出し、パイロットビット3を回収することができる。このため、このような回収用治具11を用いる場合には、パイロットビット3を抜き出すときに上述のように掘削装置によってケーシングパイプ1およびリングビット2を回転方向Tと反対側に回転させる必要はない。
Accordingly, when the
次に、図10ないし図17は、本発明の掘削工具の第2の実施形態を示すものであり、図1ないし図7に示した第1の実施形態と共通する部分には同一の符号を配して説明を省略する。上記第1の実施形態では、リングビット2とパイロットビット3とにそれぞれ1つずつの第1当接面7bと第1被当接面9aとが設けられていたのに対し、この第2の実施形態においては、これらリングビット2とパイロットビット3に、軸線O方向に間隔をあけて複数ずつの互いに当接可能な第1当接面と第1被当接面が形成されていることを特徴とする。
Next, FIGS. 10 to 17 show a second embodiment of the excavation tool of the present invention, and parts that are the same as those in the first embodiment shown in FIGS. The explanation is omitted. In the first embodiment, each of the
すなわち、この第2の実施形態では、リングビット2の先端側内周部において係合溝6の軸線O方向後端側に第2凸壁部2dが形成され、この第2凸壁部2dの軸線O方向先端側を向く壁面、すなわち係合溝6の軸線O方向先端側を向く壁面が2つめの第1当接面6aとされ、上記係合溝6に収容されるパイロットビット3の第1突部8の軸線O方向後端側を向く壁面が2つめの第1被当接面8aとされている。従って、第2の実施形態では、軸線O方向においては、それぞれ2つずつの第1当接面6a、7bと第1被当接面8a、9aが間隔をあけて形成されている。
That is, in the second embodiment, the second
ここで、2つの第1当接面6a、7b同士と第1被当接面8a、9a同士は、軸線O方向の間隔が互いに等しく、リングビット2またはパイロットビット3の外周側に向かうに従い軸線O方向先端側に向かうテーパ面とされていて、これらのテーパ面の軸線Oに沿った断面における角度も互いに等しい。なお、この第2の実施形態では、それぞれ2つずつの凹溝5および収容溝7と第1、第2突部8、9が周方向に等間隔に形成されている。また、パイロットビット3の先端面のブロー溝3bも周方向に等間隔に形成されていて、これら2つの凹溝5に連通している。
Here, the two first contact surfaces 6a and 7b and the first contacted
このような第2の実施形態の掘削工具では、第1、第2突部8、9を凹溝5に通してパイロットビット3の先端部をリングビット2の内周部に挿通し、第1の実施形態と同様に1つめの第1被当接面9aを1つめの第1当接面7bに摺接しつつ当接させて、パイロットビット3を上記回転方向Tとは反対側に回転させると、2つめの第1被当接面8aも2つめの第1当接面6aに摺接しつつ当接させられる。従って、第2突部9の第2被当接面9bが収容溝7の第2当接面7aに当接したところで、掘削装置からケーシングパイプ1を介してリングビット2に軸線O方向先端側への打撃力と回転方向Tに向けた回転力を与えると、このうち打撃力は軸線O方向に間隔をあけた複数(2つ)ずつの第1当接面6a、7bと第1被当接面8a、9aを介してパイロットビット3に伝達される。
In such an excavation tool of the second embodiment, the first and
このため、第2の実施形態によれば、この打撃力を伝達する第1当接面6a、7bと第1被当接面8a、9aの総当接面積を大きく確保することができて、効率的にリングビット2からパイロットビット3に打撃力を伝達することが可能である。また、個々の第1当接面6a、7bと第1被当接面8a、9aにおいては、伝達される打撃力を分散させることができるので、打撃力が集中することによって第1当接面6a、7bや第1被当接面8a、9aに摩耗が生じるのを抑えることができ、これによってリングビット2やパイロットビット3の寿命を延長して工具コストを一層削減することができる。
For this reason, according to the second embodiment, the total contact area of the first contact surfaces 6a and 7b and the first contacted
なお、この第2の実施形態では、軸線O方向においては間隔をあけた2つずつの第1当接面6a、7bと第1被当接面8a、9aをリングビット2とパイロットビット3に形成しているが、3つ以上の第1当接面と第1被当接面を形成しても勿論構わない。また、パイロットビット3の後端部に設けられる回収部10も、第1、第2の実施形態のような形状のものに限らず、例えばパイロットビット3の後端部にプルスタッドボルトを回収部として取り付けておいて、これを回収用治具の先端部に取り付けたチャックによって把持することにより、上記回転方向Tと軸線O方向後端側に係合可能としてもよい。
In the second embodiment, the
さらに、第1、第2の実施形態では、凹溝5がリングビット2の先端面にも開口していて、パイロットビット3をリングビット2の先端側からも挿通可能であるが、凹溝5はパイロットビット3を回収できるようにリングビット2内周部の後端側に少なくとも開口していればよく、例えば凹溝5や収容溝7の先端部を壁部によって塞いで止まり溝状とし、パイロットビット3の先端面の中央部だけが突出するようにすれば、一層確実にパイロットビット3が先端側に抜け外れるのを防ぐことができる。また、係合溝6も、第1、第2の実施形態のようにリングビット2の内周部の全周に亙って形成されていなくてもよく、凹溝5から削孔時のケーシングパイプ1の回転方向T側の部分は閉塞された止まり溝状であってもよい。
Furthermore, in the first and second embodiments, the
1 ケーシングパイプ
2 リングビット
2c 第1凸壁部
2d 第2凸壁部
3 パイロットビット
4 掘削チップ
5 凹溝
6 係合溝
6a、7b 第1当接面
7 収容溝
7a 第2当接面
8 第1突部(突部)
9 第2突部
8a、9a 第1被当接面
9b 第2被当接面
10 回収部
11 回収用治具
O ケーシングパイプ1の軸線
T 削孔時のケーシングパイプ1の回転方向
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1
DESCRIPTION OF
Claims (2)
上記リングビットの内周部には、該内周部の少なくとも後端に開口して上記軸線方向に延びる凹溝と、この凹溝から少なくとも削孔時の上記ケーシングパイプの回転方向とは反対側に延びる係合溝と、上記軸線方向先端側を向く第1当接面および上記回転方向を向く第2当接面とが形成されるとともに、
上記パイロットビットの外周部には、上記凹溝から上記係合溝に挿入された状態で該係合溝と少なくとも上記軸線方向の先端側に係合可能な突部と、この突部が上記係合溝と係合した状態で上記第1当接面が当接可能な上記軸線方向後端側を向く第1被当接面および上記第2当接面が当接可能な上記回転方向とは反対側を向く第2被当接面とが形成されていることを特徴とする掘削工具。 A cylindrical casing pipe that is rotated around the axis and transmits a striking force toward the tip end in the axial direction, a cylindrical or annular ring bit that is attached to the tip of the casing pipe, A pilot bit inserted into the inner periphery,
The inner periphery of the ring bit has a groove that opens at least at the rear end of the inner periphery and extends in the axial direction, and at least the side opposite to the rotation direction of the casing pipe when drilling from the groove. And an engagement groove extending in the axial direction, a first contact surface facing the tip end side in the axial direction, and a second contact surface facing the rotation direction are formed,
On the outer periphery of the pilot bit, there is a protrusion that can be engaged with the engagement groove at least on the tip end side in the axial direction in a state of being inserted into the engagement groove from the concave groove. What is the rotation direction in which the first abutting surface and the second abutting surface can be in contact with each other and facing the rear end side in the axial direction in which the first abutting surface can abut in a state of being engaged with the mating groove? The excavation tool characterized by forming the 2nd contact surface which faces the other side.
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