(57)【要約】【課題】コニカルビットを着脱自在に装着するホルダーの摩耗を防止すること。【解決手段】本発明では、掘削ヘッド(20)に設けたホルダー(46)に着脱自在に取付けられるコニカルビット(65)において、先端に掘削チップ(51)を設けたビット本体部(63)と、ホルダー(46)に回転自在に支持される取付軸部(48)と、ビット本体部(63)の基端と取付軸部(48)の先端との間に設けられておりビット本体部(63)の基端よりも縮径させた括れ部(49)及び取付軸部(48)の先端よりも拡径させたフランジ部(66)とを有し、掘削時にホルダー(46)が摩耗するのを抑制するための摩耗抑制手段を有することにした。摩耗抑制手段としては、前記フランジ部(66)を前記ビット本体部(63)の基端よりも拡径させて、前記ホルダー(46)への土砂の衝突を前記拡径させたフランジ部(66)で抑制することで掘削時にホルダー(46)が摩耗するのを抑制することにした。【選択図】図８
2019132040.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
掘削ヘッドに設けたホルダーに着脱自在に取付けられるコニカルビットにおいて、
先端に掘削チップを設けたビット本体部と、ホルダーに回転自在に支持される取付軸部と、ビット本体部の基端と取付軸部の先端との間に設けられておりビット本体部の基端よりも縮径させた括れ部及び取付軸部の先端よりも拡径させたフランジ部とを有し、
掘削時にホルダーが摩耗するのを抑制するための摩耗抑制手段を有することを特徴とするコニカルビット。
【請求項２】
前記摩耗抑制手段は、前記フランジ部を前記ビット本体部の基端よりも拡径させて、前記ホルダーへの土砂の衝突を前記拡径させたフランジ部で抑制することで掘削時にホルダーが摩耗するのを抑制することを特徴とする請求項１に記載のコニカルビット。
【請求項３】
前記フランジ部に他の部分よりも硬い超硬チップを設けたことを特徴とする請求項２に記載のコニカルビット。
【請求項４】
前記摩耗抑制手段は、ビット本体部の外周面を円錐形状として、前記ホルダーへの土砂の衝突を前記円錐形状のビット本体部で抑制することで掘削時にホルダーが摩耗するのを抑制することを特徴とする請求項１に記載のコニカルビット。
【請求項５】
前記ビット本体部の円錐形状の外周面に他の部分よりも硬い超硬チップを全面的に又は部分的に設けたことを特徴とする請求項４に記載のコニカルビット。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、掘削ヘッドに設けたホルダーに着脱自在かつ回転自在に取付けられるコニカルビットに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来より、地盤の掘削を行う掘削装置は、回転軸の下端に地盤を掘削するための掘削ヘッドを設けている。この掘削ヘッドは、回転軸の下端に水平翼状や螺旋翼状の掘削翼を設けるとともに、掘削翼に掘削ビットを設けている。
【０００３】
掘削ヘッドに設けられる掘削ビットとしては、掘削翼に設けたホルダーに着脱自在かつ回転自在に取付けられるコニカルビットが広く用いられている（たとえば、特許文献１参照。）。
【０００４】
コニカルビットは、先端に超硬な掘削チップを設けたビット本体の基端側に円柱形状の取付軸部を形成している。そして、コニカルビットは、ホルダーに形成された貫通孔状の取付孔に取付軸部をスプリングピン（連結具）を介して挿通させることで、ホルダーに回転自在に装着される。
【０００５】
このコニカルビットは、ホルダーに着脱自在に取付けられているために、コニカルビット（掘削チップ）が掘削によって摩耗等してもコニカルビットだけを交換することで、掘削ヘッドを長期間にわたって使用することができるようになっている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２００４−９２２００号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
ところが、上記従来のコニカルビットでは、掘削時に土砂がホルダーに接触することなどに起因して、ホルダーが摩耗して破損してしまうおそれがある。
【０００８】
特に、地盤を掘削するとともに掘削した土砂に固化材等を混入させて撹拌する地盤改良施工においては、硬質岩盤層よりも砂・砂礫・粘土地盤層を掘削して地中で固化剤等とともに撹拌するために、地盤が自立しておらず土圧による締め付けが発生しており、ホルダーの摩耗が激しくなるおそれがある。
【０００９】
そして、コニカルビットを着脱自在に取付けるためのホルダーが摩耗して破損してしまうと、掘削翼から破損したホルダーを取外すとともに新たなホルダーを掘削翼に取付ける必要が生じてしまい、コストの増加や作業時間の増大を招くおそれがあった。
【００１０】
また、ホルダーが摩耗して破損してしまうと、ホルダーからコニカルビットを取外すことも困難となり、場合によってはホルダーとともにコニカルビットもあわせて交換する必要が生じてしまい、さらなるコストの増加や作業の増大を招くおそれがあった。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
そこで、請求項１に係る本発明では、掘削ヘッドに設けたホルダーに着脱自在に取付けられるコニカルビットにおいて、先端に掘削チップを設けたビット本体部と、ホルダーに回転自在に支持される取付軸部と、ビット本体部の基端と取付軸部の先端との間に設けられておりビット本体部の基端よりも縮径させた括れ部及び取付軸部の先端よりも拡径させたフランジ部とを有し、掘削時にホルダーが摩耗するのを抑制するための摩耗抑制手段を有することにした。
【００１２】
また、請求項２に係る本発明では、前記請求項１に係る本発明において、前記摩耗抑制手段は、前記フランジ部を前記ビット本体部の基端よりも拡径させて、前記ホルダーへの土砂の衝突を前記拡径させたフランジ部で抑制することで掘削時にホルダーが摩耗するのを抑制することにした。
【００１３】
また、請求項３に係る本発明では、前記請求項２に係る本発明において、前記フランジ部に他の部分よりも硬い超硬チップを設けることにした。
【００１４】
また、請求項４に係る本発明では、前記請求項１に係る本発明において、前記摩耗抑制手段は、ビット本体部の外周面を円錐形状として、前記ホルダーへの土砂の衝突を前記円錐形状のビット本体部で抑制することで掘削時にホルダーが摩耗するのを抑制することにした。
【００１５】
また、請求項５に係る本発明では、前記請求項４に係る本発明において、前記ビット本体部の円錐形状の外周面に他の部分よりも硬い超硬チップを全面的に又は部分的に設けることにした。
【発明の効果】
【００１６】
そして、本発明では、以下に記載する効果を奏する。
【００１７】
すなわち、本発明では、掘削ヘッドに設けたホルダーに着脱自在に取付けられるコニカルビットにおいて、先端に掘削チップを設けたビット本体部と、ホルダーに回転自在に支持される取付軸部と、ビット本体部の基端と取付軸部の先端との間に設けられておりビット本体部の基端よりも縮径させた括れ部及び取付軸部の先端よりも拡径させたフランジ部とを有し、掘削時にホルダーが摩耗するのを抑制するための摩耗抑制手段を有することにしているために、ホルダーの摩耗による破損を防止することができ、ホルダーやホルダー及びコニカルビットの交換頻度を抑制することができるので、コニカルビットやホルダーの交換に要するコストや作業時間を低減することができる。
【００１８】
特に、前記摩耗抑制手段として、前記フランジ部を前記ビット本体部の基端よりも拡径させた場合には、前記ホルダーへの土砂の衝突を前記拡径させたフランジ部で抑制することができるので、掘削時にホルダーが摩耗するのを抑制することができる。
【００１９】
また、前記フランジ部に他の部分よりも硬い超硬チップを設けた場合には、フランジ部の摩耗を防止することができる。
【００２０】
さらに、前記摩耗抑制手段として、ビット本体部の外周面を円錐形状とした場合には、前記ホルダーへの土砂の衝突を前記円錐形状のビット本体部で抑制することができるので、掘削時にホルダーが摩耗するのを抑制することができる。
【００２１】
また、前記ビット本体部の円錐形状の外周面に他の部分よりも硬い超硬チップを全面的に又は部分的に設けた場合には、ビット本体部の外周面の摩耗を防止することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２２】
【図１】地盤改良装置を示す側面図。
【図２】掘削ヘッドを示す側面図。
【図３】同底面図。
【図４】同部分拡大底面図。
【図５】コニカルビットを示す説明図（正面図（ａ）、側面部分断面図（ｂ））。
【図６】コニカルビットを示す説明図（正面図（ａ）、側面部分断面図（ｂ））。
【図７】コニカルビットを示す説明図（正面図（ａ）、側面部分断面図（ｂ））。
【図８】コニカルビットを示す説明図（正面図（ａ）、側面部分断面図（ｂ））。
【図９】コニカルビットを示す説明図（正面図（ａ）、側面部分断面図（ｂ））。
【図１０】コニカルビットを示す説明図（正面図（ａ）、側面部分断面図（ｂ））。
【図１１】コニカルビットを示す説明図（正面図（ａ）、側面部分断面図（ｂ））。
【図１２】コニカルビットを示す説明図（正面図（ａ）、側面部分断面図（ｂ））。
【図１３】コニカルビットを示す説明図（正面図（ａ）、側面部分断面図（ｂ））。
【発明を実施するための形態】
【００２３】
以下に、本発明の具体的な構成について図面を参照しながら説明する。なお、以下の説明では、本発明を地盤の掘削とともに掘削した地盤の改良を行う地盤改良装置に適用した場合について説明するが、これに限られず、本発明は、地盤の掘削を行う各種装置に適用することができる。
【００２４】
図１〜図３に示すように、地盤改良装置１は、地盤２を掘削するとともに、掘削した土壌と地盤改良材（固化材）とを撹拌混合することで、地盤２の強度や性状を改良することができる装置である。この地盤改良装置１は、重機３の前端部に支柱４を立設し、この支柱４に掘削装置５を昇降自在に取付けている。この掘削装置５には、地盤改良材供給機構６がスイベルジョイント７を介して接続されている。地盤改良材供給機構６は、地盤改良材貯留タンク８と水槽９とを地盤改良材混合プラント10に接続するとともに、地盤改良材混合プラント10に地盤改良材吐出ポンプ11を接続して、地盤改良材を掘削装置５に供給するように構成している。
【００２５】
掘削装置５は、支柱４の前側部に昇降支持体12を昇降自在に取付け、この昇降支持体12に駆動体13を取付け、駆動体13に上下方向に伸延させた掘削軸14の基端部（上端部）を取付け、掘削軸14の先端部（下端部）に回転掘削部15を取付けている。回転掘削部15には、地盤改良材供給機構６が接続されており、供給された地盤改良材を吐出することができるようになっている。ここで、回転掘削部15は、回転によって掘削を行うものであり、地盤改良装置１では、地盤２の掘削に加えて掘削した地盤と地盤改良材との撹拌・混合を行う機能をも有している。
【００２６】
駆動体13は、掘削軸14を構成する内側軸16と外側軸17とに駆動モータ18を反転変速機19を介して接続している。
【００２７】
掘削軸14は、同軸上に回転中心軸を配置した中空円筒状の内側軸16と外側軸17とで二重管状に形成されている。掘削軸14は、内側軸16の先端部を外側軸17の先端部よりも下方へ向けて突出させている。これらの内側軸16又は外側軸17は、駆動モータ18を駆動することで、反転変速機19の作用で相対的に反対方向へ向けて回転する。
【００２８】
回転掘削部15は、掘削軸14の先端部（下端部）に掘削ヘッド20と撹拌翼21とを先端側から順に取付けている。
【００２９】
掘削ヘッド20は、内側軸16の先端部外周面に掘削翼22を取付けるとともに、掘削翼22に複数の掘削ビット23を取付けている。掘削ヘッド20は、内側軸16の回転に伴って掘削翼22が回転し、掘削ビット23で地盤２を掘削する。なお、掘削ヘッド20の詳細な構成は後述する。
【００３０】
撹拌翼21は、最内側撹拌翼24と、その外周側に配置される内側撹拌翼25と、さらにその外周側に配置される外側撹拌翼26とで構成している。
【００３１】
最内側撹拌翼24は、外側軸17の先端部外周面に２個の平板状の最内側撹拌翼体27を円周方向へ向けて180度の間隔をあけて外方へ向けて放射状に取付けている。
【００３２】
内側撹拌翼25は、内側軸16の先端部に２個の内側撹拌翼体28を円周方向へ向けて180度の間隔をあけて外方へ向けて放射状に取付けている。各内側撹拌翼体28は、外方下部へ向けて傾斜状に伸延する内側撹拌翼上部片29と、下方へ向けて垂直状に伸延する内側撹拌翼中途部片30と、外方上部へ向けて傾斜状に伸延する内側撹拌翼下部片31とで、中途部を外方へ向けて膨出させた側面視で略コ字状に形成している。各内側撹拌翼体28は、内側撹拌翼下部片31を内側軸16の先端部側に取付けるとともに、内側撹拌翼上部片29を環状体32に取付け、環状体32を外側軸17の外周面に回動自在に遊嵌させている。また、各内側撹拌翼体28は、内側撹拌翼中途部片30の外側部に撹拌片33を取付けるとともに、内側撹拌翼中途部片30と内側軸16との間に連結片34を取付けている。
【００３３】
外側撹拌翼26は、外側軸17の先端部に３個の外側撹拌翼体35を円周方向へ向けて120度の間隔をあけて外方へ向けて放射状に取付けている。各外側撹拌翼体35は、外方下部へ向けて傾斜状に伸延する外側撹拌翼上部片36と、下方へ向けて垂直状に伸延する外側撹拌翼中途部片37と、外方上部へ向けて傾斜状に伸延する外側撹拌翼下部片38とで、中途部を外方へ向けて膨出させた側面視で略コ字状に形成している。各外側撹拌翼体35は、外側撹拌翼上部片36を外側軸17の先端部側に取付けるとともに、外側撹拌翼下部片38を環状体39に取付け、環状体39を内側軸16の外周面に回動自在に遊嵌させている。また、各外側撹拌翼体35は、外側撹拌翼中途部片37の内側部に撹拌片40を取付けている。
【００３４】
地盤改良装置１は、以上に説明したように構成している。そして、本発明の要部となる掘削装置５の掘削ヘッド20の詳細は、以下に説明するように構成している。
【００３５】
掘削ヘッド20は、内側軸16の先端部（下端部）に２枚の概略螺旋板形状の螺旋翼41と２枚の概略水平板形状の水平翼42とからなる掘削翼22を取付けている。
【００３６】
螺旋翼41には、内側軸16の先端（下端）から上方に向けて連続的に拡径した螺旋部43と、途中で段階的に拡径した（内側軸16の中心から半径方向に向けて伸延する）段部44とが複数形成されている。各段部44には、掘削ビット23としてコニカルビット45を半径方向に向けて複数並べて取付けている。なお、コニカルビット45は、内側軸16の先端（下端）や螺旋翼41の螺旋部43の下面や水平翼42の外周部にも取付けられている。
【００３７】
従来の掘削ヘッドにおいて、水平翼に複数の掘削ビットを並べて取付けた構成の場合には、掘削時の掘削抵抗が大きくなるおそれがある。特に、地盤を掘削するとともに掘削した土砂に固化材等を混入させて撹拌する地盤改良施工においては、掘削施工に比べて掘削径が非常に大きくなるために、施工時の掘削抵抗が非常に大きくなってしまうおそれがある。また、従来の掘削ヘッドにおいて、下端から上方に向けて拡径した螺旋翼の外周に沿って複数の掘削ビットを並べて取付けた構成の場合には、拡径した螺旋翼で掘削される円錐部分（円錐状のコラム体）が長くなってしまうおそれがある。特に、地盤改良施工においては、円錐状のコラム体の上方に形成される円柱状のコラム体が有効な強度を発揮する成果品となり、円錐状のコラム体は無効なものとなるために、無効な円錐状のコラム体が長くなってしまうおそれがある。
【００３８】
しかし、上記掘削ヘッド20では、掘削翼22（螺旋翼41）の中途部に段階的に拡径させた段部44を形成するとともに、段部44に掘削ビット（コニカルビット45）を設けているために、掘削時の掘削抵抗を低減させながら円錐状のコラム体の長さを短くすることができる。
【００３９】
段部44に並べて取付けたコニカルビット45は、図４（ａ）に示すように、左右に並べて配置してもよく、図４（ｂ）及び（ｃ）に示すように、掘削翼22の内周側と外周側とで前後にずらして配置してもよい。図４（ａ）に示すように左右に並べて（前後にずらさずに）配置した場合には、地盤を均等に掘削することができ、砂や粘土地盤などの標準的な地盤を対象とする場合に適している。また、図４（ｂ）に示すように掘削翼22の内周側のコニカルビット45を外周側のコニカルビット45よりも先行させた場合には、内周部（中心部）をより早く掘削することができ、硬質地盤や岩盤層などの硬い地盤を対象とする場合に適している。さらに、図４（ｃ）に示すように掘削翼22の外周側のコニカルビット45を内周側のコニカルビット45よりも先行させた場合には、外周側のコニカルビット45を先に地盤に食い込ませることで芯ずれを防止しながら掘削することができ、傾斜した支持層などの地盤を対象とする場合に適している。
【００４０】
このように、上記掘削ヘッド20では、掘削する地盤の状況に応じて掘削翼22の内周側と外周側とで複数の掘削ビット（コニカルビット45）を前後にずらして配置することで、地盤の掘削を良好に行うことができる。また、部分的に通常の掘削ビットを織り交ぜて配置させてもよい。
【００４１】
また、段部44に並べて取付けたコニカルビット45の後方には、螺旋翼41の螺旋部43の下面に別のコニカルビット45を並んだコニカルビット45の間に位置するように取付けている。
【００４２】
このように、上記掘削ヘッド20では、複数の掘削ビット（コニカルビット45）の間であって後方の位置にも掘削ビット（コニカルビット45）を設けることで、地盤の掘削を良好に行うことができるようにしている。
【００４３】
なお、上記掘削ヘッド20では、段部44に複数の掘削ビット（コニカルビット45）を並べて取付けているが、これに限られず、螺旋部43などに複数の掘削ビット（コニカルビット45）を並べて取付けてもよい。
【００４４】
コニカルビット45は、掘削ヘッド20の掘削翼22に取付けられたホルダー46に着脱自在かつ回転自在に取付けられている。
【００４５】
このコニカルビット45は、図５に示すように、先端側にビット本体部47を形成し、基端側に取付軸部48を形成し、ビット本体部47と取付軸部48との間に括れ部49とフランジ部50とを形成している。
【００４６】
ビット本体部47は、先端（前端）に円錐状（先鋭状）の超硬な（他の部分よりも硬い）掘削チップ51を取付け、掘削チップ51の基端から後方に向けて直線状に拡径した円錐面と、同一径の円柱面と、後方に向けて曲線状に拡径した円周面と、同一径の円柱面とを形成することで外周面を角部を有する不連続面とし、基端（後端）において括れ部49に連結している。
【００４７】
取付軸部48は、大径円柱状の先端部（前端部）の基端側（後方側）に小径円柱状の基端部を形成している。これに対応して、ホルダー46には、取付軸部48の先端部が挿入される大径円孔状の先端部と取付軸部48の基端部が挿入される小径円孔状の基端部とを有する貫通孔状の取付孔52が形成されている。そして、コニカルビット45は、ホルダー46の取付孔52に取付軸部48を連結具53（断面Ｃ字状の弾性素材からなるスプリングピンなど）を介して挿入することで、ホルダー46に対して着脱自在かつ回転自在に取付けられる。連結具53は、取付軸部48の先端部に縮径して形成した収容凹部54に収容されている。
【００４８】
括れ部49は、ビット本体部47の基端（後端）やフランジ部50の先端（前端）よりも縮径しており、コニカルビット45の着脱時に工具で掴むことができるようになっている。
【００４９】
フランジ部50は、ホルダー46の取付孔52の先端開口径よりも拡径しており、コニカルビット45をホルダー46に装着した状態でホルダー46の先端に当接するようになっている。なお、コニカルビット45は、全体的にホルダー46よりも小径となっており、掘削ヘッド20が地中において掘削時と逆回転した際にホルダー46から抜けないようになっている。
【００５０】
従来のコニカルビットでは、掘削時に土砂が取付孔（ホルダーと取付軸部との間）に侵入することなどに起因して、取付軸部がホルダーに固着してしまうおそれがある。特に、地盤を掘削するとともに掘削した土砂に固化材等を混入させて撹拌する地盤改良施工においては、土砂だけでなく固化材等も取付孔に侵入してしまい、侵入した固化材等が固化することで取付軸部がホルダーに固着してしまうおそれがある。また、地盤改良施工においては、硬質岩盤層よりも砂・砂礫・粘土地盤層を掘削して地中で固化剤等とともに撹拌するために、地盤が自立しておらず土圧による締め付けが発生しており、掘削チップの摩耗が激しくなるおそれがある。そして、コニカルビットの取付軸部がホルダーに固着してしまうと、コニカルビットがホルダーに対して回転不能となり、コニカルビットの先端の掘削チップが急激に偏って摩耗（片減り）してしまい、頻繁にコニカルビットを交換する必要が生じ、コストの増加や作業時間の増大を招くおそれがあった。また、コニカルビットの取付軸部がホルダーに固着してしまうと、ホルダーからコニカルビットを取外すことも困難となり、場合によってはホルダーごと交換する必要が生じてしまい、さらなるコストの増加や作業の増大を招くおそれがあった。
【００５１】
そこで、上記コニカルビット45では、取付軸部48がホルダー46に固着して回転不能となるのを防止するための固着防止手段を設けている。これにより、上記コニカルビット45では、固着防止手段によってコニカルビット45の先端の掘削チップ51が急激に偏って摩耗（片減り）してしまうのを防止することができ、また、コニカルビット45とホルダー46とを交換する必要がなくなり、コニカルビット45やホルダー46の交換頻度を抑制することができるので、コニカルビット45やホルダー46の交換に要するコストや作業時間を低減することができる。
【００５２】
図５に示すコニカルビット45では、固着防止手段として、ホルダー46と取付軸部48との間に介在させる連結具53よりも先端側にＯリング等からなるシール部材55を設けている。シール部材55は、取付軸部48の収容凹部54よりも先端側の先端部に縮径して形成した凹部56に収容されている。これにより、コニカルビット45は、ビット本体部47で掘削した土砂がホルダー46と取付軸部48との間の連結具53に侵入するのを防止することができるので、取付軸部48がホルダー46に固着して回転不能となるのを防止することができる。
【００５３】
また、図５に示すコニカルビット45では、固着防止手段として、連結具53の先端側だけでなく基端側にもＯリング等からなるシール部材57を設けている。シール部材57は、取付軸部48の収容凹部54よりも基端側の基端部に縮径して形成した凹部58に収容されている。これにより、取付孔52の後方側からの土砂の侵入も防止することができる。なお、コニカルビット45では、大径状の先端部と小径状の基端部とにシール部材55,57を設けることで、ホルダー46に対するコニカルビット45のぐらつきを防止している。
【００５４】
固着防止手段は、取付軸部48がホルダー46に固着して回転不能となるのを防止することができる構成であればよく、上記シール部材55,57を設ける構成に限られず、これとは別に、或は、これとともに、他の構成のものを用いることもできる。
【００５５】
たとえば、図６に示すコニカルビット59では、固着防止手段として、ビット本体部60の掘削チップ51の基端側（後方側）を多角錐台形状（ここでは、六角錐台形状）にして、ビット本体部60の外周面を多角錐形状（ここでは、六角錐形状）として、ビット本体部60の回転中心軸（中心線）と直交する断面を多角形（ここでは、六角形）としている。そして、ビット本体部60の複数（ここでは、６個）の各面部分に他の部分よりも硬い（掘削チップ51と同じ硬さの）板状の超硬チップ61を先端部から基端部に向けて直線状に伸延させて取付けている。
【００５６】
また、図７に示すコニカルビット62では、固着防止手段として、ビット本体部63の掘削チップ51の基端側（後方側）を多角錐台形状（ここでは、五角錐台形状）にして、ビット本体部63の外周面を多角錐形状（ここでは、六角錐形状）として、ビット本体部63の回転中心軸（中心線）と直交する断面を多角形（ここでは、五角形）としている。そして、ビット本体部63の複数（ここでは、５個）の各角部分に他の部分よりも硬い（掘削チップ51と同じ硬さの）板状の超硬チップ64を先端部から基端部に向けて直線状に伸延させて取付けている。
【００５７】
このように、図６，７に示すコニカルビット59,62では、固着防止手段として、ビット本体部60,63の外周面を多角錐形状としているために、ビット本体部60,63が受ける土圧によって取付軸部48に回転力を生起させることができるので、コニカルビット59,62がホルダー46に対して強制的に回転させられることになり、取付軸部48がホルダー46に固着して回転不能となるのを防止することができる。特に、多角錐形状としたビット本体部60,63の角部分又は面部分に他の部分よりも硬い超硬チップ61,64を設けた場合には、ビット本体部60,63の外周面の摩耗を防止することができる。
【００５８】
さらに、従来のコニカルビットでは、掘削時に土砂がホルダーに接触することなどに起因して、ホルダーが摩耗して破損してしまうおそれがある。特に、地盤を掘削するとともに掘削した土砂に固化材等を混入させて撹拌する地盤改良施工においては、硬質岩盤層よりも砂・砂礫・粘土地盤層を掘削して地中で固化剤等とともに撹拌するために、地盤が自立しておらず土圧による締め付けが発生しており、ホルダーの摩耗が激しくなるおそれがある。そして、コニカルビットを着脱自在に取付けるためのホルダーが摩耗して破損してしまうと、掘削翼から破損したホルダーを取外すとともに新たなホルダーを掘削翼に取付ける必要が生じてしまい、コストの増加や作業時間の増大を招くおそれがあった。また、ホルダーが摩耗して破損してしまうと、ホルダーからコニカルビットを取外すことも困難となり、場合によってはホルダーとともにコニカルビットもあわせて交換する必要が生じてしまい、さらなるコストの増加や作業の増大を招くおそれがあった。
【００５９】
そこで、図５に示すコニカルビット45に、掘削時にホルダー46が摩耗するのを抑制するための摩耗抑制手段を設けることもできる。これにより、ホルダー46の摩耗による破損を防止することができ、ホルダー46やホルダー46及びコニカルビット45の交換頻度を抑制することができるので、コニカルビット45やホルダー46の交換に要するコストや作業時間を低減することができる。
【００６０】
図８に示すコニカルビット65では、摩耗抑制手段として、フランジ部66をビット本体部47の基端（括れ部48の先端や基端）よりも拡径させて、ホルダー46の前面を被覆するようにしている。これにより、コニカルビット65では、ホルダー46への土砂の衝突を拡径させたフランジ部66で抑制することができるので、掘削時にホルダー46が摩耗するのを抑制することができる。また、図８に示すコニカルビット65では、フランジ部66の他の部分よりも硬い（掘削チップ51と同じ硬さの）円柱状の超硬チップ67を同一円上に円周方向に等間隔をあけて先端外周側から基端内周側に向けて傾斜状に埋設しており、これにより、フランジ部66の摩耗を防止している。
【００６１】
摩耗抑制手段は、掘削時にホルダー46が摩耗するのを抑制することができる構成であればよく、上記フランジ部66を拡径した構成に限られず、これとは別に、或は、これとともに、他の構成のものを用いることもできる。
【００６２】
たとえば、図９に示すコニカルビット68では、摩耗抑制手段として、ビット本体部69の掘削チップ51の基端側（後方側）を円錐台形状にして、ビット本体部69の外周面を円錐形状として、ビット本体部69の回転中心軸（中心線）と直交する断面をその回転中心軸に沿って漸次拡径した円形とすることで、ビット本体部69の外周面を角部のない連続面としている。
【００６３】
また、図10に示すコニカルビット70では、ビット本体部71の外周面を円錐形状とするとともに、その外周面の一部分に他の部分よりも硬い（掘削チップ52と同じ硬さの）板状の超硬チップ72を先端部から基端部に向けて直線状に伸延させて円周方向に等間隔をあけて複数取付けている。
【００６４】
また、図11に示すコニカルビット73では、ビット本体部74の外周面を円錐形状とするとともに、その外周面の一部に他の部分よりも硬い（掘削チップ52と同じ硬さの）円板状の超硬チップ75を先端部から基端部に向けて同一直線上に円周方向に等間隔をあけて複数取付けている
【００６５】
また、図12に示すコニカルビット76では、ビット本体部77の外周面を複数段（ここでは、３段）の円錐形状とするとともに、間部分に他の部分よりも硬い（掘削チップ51と同じ硬さの）円環状の超硬チップ78を前後に間隔をあけて取付けている。
【００６６】
さらに、図13に示すコニカルビット79では、ビット本体部80の外周面を円錐形状とした部分全部を他の部分よりも硬い（掘削チップ51と同じ硬さの）超硬チップで形成することで全体を掘削チップ81としている。なお、先端側に掘削チップ51を設けるとともにビット本体部80の円錐形状の外周面全体を掘削チップ51とは異なる超硬チップで被覆してもよい。
【００６７】
このように図９〜図13に示すコニカルビット68,70,73,76,79では、摩耗抑制手段として、ビット本体部69,71,74,77,80の外周面を円錐形状としているために、ホルダー46への土砂の衝突を円錐形状のビット本体部69,71,74,77,80で抑制することができるので、掘削時にホルダー46が摩耗するのを抑制することができる。
【００６８】
特に、図10〜図13に示すコニカルビット70,73,76,79では、ビット本体部71,74,77,80の円錐形状の外周面に他の部分よりも硬い超硬チップ72,75,78,81を全面的に又は部分的に設けているために、ビット本体部71,74,77,80の外周面の摩耗を防止することができる。
【符号の説明】
【００６９】
１  地盤改良装置                        ２  地盤
３  重機                                ４  支柱
５  掘削装置                            ６  地盤改良材供給機構
７  スイベルジョイント                  ８  地盤改良材貯留タンク
９  水槽                                10  地盤改良材混合プラント
11  地盤改良材吐出ポンプ                12  昇降支持体
13  駆動体                              14  掘削軸
15  回転掘削部                          16  内側軸
17  外側軸                              18  駆動モータ
19  反転変速機                          20  掘削ヘッド
21  撹拌翼                              22  掘削翼
23  掘削ビット                          24  最内側撹拌翼
25  内側撹拌翼                          26  外側撹拌翼
27  最内側撹拌翼体                      28  内側撹拌翼体
29  内側撹拌翼上部片                    30  内側撹拌翼中途部片
31  内側撹拌翼下部片                    32  環状体
33  撹拌片                              34  連結片
35  外側撹拌翼体                        36  外側撹拌翼上部片
37  外側撹拌翼中途部片                  38  外側撹拌翼下部片
39  環状体                              40  撹拌片
41  螺旋翼                              42  水平翼
43  螺旋部                              44  段部
45  コニカルビット                      46  ホルダー
47  ビット本体部                        48  取付軸部
49  括れ部                              50  フランジ部
51  掘削チップ                          52  取付孔
53  連結具                              54  収容凹部
55,57  シール部材                       56,58  凹部
59,62  コニカルビット                   60,63  ビット本体部
61,64  超硬チップ                       65,68,70,73,76,79  コニカルビット
66  フランジ部                          67,72,75,78  超硬チップ
69,71,74,77,80  ビット本体部            81  掘削チップ
【図１】
2019132040.tif 000003
【図２】
2019132040.tif 000004
【図３】
2019132040.tif 000005
【図４】
2019132040.tif 000006
【図５】
2019132040.tif 000007
【図６】
2019132040.tif 000008
【図７】
2019132040.tif 000009
【図８】
2019132040.tif 000010
【図９】
2019132040.tif 000011
【図１０】
2019132040.tif 000012
【図１１】
2019132040.tif 000013
【図１２】
2019132040.tif 000014
【図１３】
2019132040.tif 000015
【手続補正書】
【提出日】令和1年5月24日(2019.5.24)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
掘削ヘッドに設けたホルダーに着脱自在に取付けられるコニカルビットにおいて、
先端に掘削チップを設けたビット本体部と、ホルダーに回転自在に支持される取付軸部と、ビット本体部の基端と取付軸部の先端との間に設けられておりビット本体部の基端よりも縮径させた括れ部及び取付軸部の先端よりも拡径させたフランジ部とを形成し、
掘削時にホルダーが摩耗するのを抑制するための摩耗抑制手段を有し、
前記摩耗抑制手段は、コニカルビットに形成した前記フランジ部を前記ビット本体部の基端よりも拡径させて、前記ホルダーへの土砂の衝突を前記拡径させたフランジ部で抑制することで掘削時にホルダーが摩耗するのを抑制することを特徴とするコニカルビット。
【請求項２】
前記フランジ部に他の部分よりも硬い超硬チップを先端外周側から基端内周側に向けて傾斜状に設けたことを特徴とする請求項１に記載のコニカルビット。
【請求項３】
前記ビット本体部の外周面を円錐形状としたことを特徴とする請求項１又は請求項２に記載のコニカルビット。
【請求項４】
前記ビット本体部の円錐形状の外周面に他の部分よりも硬い超硬チップを全面的に又は部分的に設けたことを特徴とする請求項３に記載のコニカルビット。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１１
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１１】
そこで、請求項１に係る本発明では、掘削ヘッドに設けたホルダーに着脱自在に取付けられるコニカルビットにおいて、先端に掘削チップを設けたビット本体部と、ホルダーに回転自在に支持される取付軸部と、ビット本体部の基端と取付軸部の先端との間に設けられておりビット本体部の基端よりも縮径させた括れ部及び取付軸部の先端よりも拡径させたフランジ部とを形成し、掘削時にホルダーが摩耗するのを抑制するための摩耗抑制手段を有し、前記摩耗抑制手段は、コニカルビットに形成した前記フランジ部を前記ビット本体部の基端よりも拡径させて、前記ホルダーへの土砂の衝突を前記拡径させたフランジ部で抑制することで掘削時にホルダーが摩耗するのを抑制することにした。
【手続補正３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１２
【補正方法】削除
【補正の内容】
【手続補正４】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１３
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１３】
また、請求項２に係る本発明では、前記請求項１に係る本発明において、前記フランジ部に他の部分よりも硬い超硬チップを先端外周側から基端内周側に向けて傾斜状に設けることにした。
【手続補正５】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１４
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１４】
また、請求項３に係る本発明では、前記請求項１又は請求項２に係る本発明において、前記ビット本体部の外周面を円錐形状とすることにした。
【手続補正６】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１５
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１５】
また、請求項４に係る本発明では、前記請求項３に係る本発明において、前記ビット本体部の円錐形状の外周面に他の部分よりも硬い超硬チップを全面的に又は部分的に設けることにした。