(57)【要約】【課題】地盤改良等において孔底を拡大して掘削する場合に、拡大させた拡孔ビットを容易に縮小可能にする。【解決手段】中空の外管（２）と、該外管（２）に軸方向への進退自在に挿装された内管（３）と、該内管（３）の先端部に連結された作動ロッド（４）と、前記外管（２）の先端部に連結された拡孔ビット（６）と、を具備して、前記拡孔ビット（６）は、一端部が前記外管（２）に回動自在に連結された一対第１のビット（７）と、一端部が前記第１ビット（７）のそれぞれにおける他端部に回動自在に連結されるとともに、他端部が前記作動ロッド（４）の先端部に回動自在に連結された一対の第２ビット（８）とを備え、前記作動ロッド（４）の後退に伴って、ビットの径を拡大可能であるとともに、この拡大させた状態における作動ビット（４）の前進に伴ってその径を縮小可能にした。【選択図】              図１
2004197332.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
中空の外管（２）と、
該外管（２）に軸方向への進退自在に挿装された内管（３）と、
該内管（３）の先端部に連結された作動ロッド（４）と、
前記外管（２）の先端部に連結された拡孔ビット（６）と、を具備した拡大掘削装置における掘削ロッドであって、
前記拡孔ビット（６）は、
一端部が前記外管（２）に回動自在に連結された一対第１のビット（７）と、
一端部が前記第１ビット（７）のそれぞれにおける他端部に回動自在に連結されるとともに、他端部が前記作動ロッド（４）の先端部に回動自在に連結された一対の第２ビット（８）と、を具備し、前記作動ロッド（４）の後退に伴って、拡孔ビット（６）の径を拡大可能であるとともに、この拡大させた状態における作動ビット（４）の前進に伴って拡孔ビット（６）の径を縮小可能にした、ことを特徴とする拡大掘削装置における掘削ロッド。
【請求項２】
中空の外管（２）と、該外管（２）に軸方向への進退自在に挿装された内管（３）と、該内管（３）の先端部に連結された作動ロッド（４）と、前記外管（２）の先端部に連結された拡孔ビット（６）とを具備した拡大掘削装置における掘削ロッド（１）に用いる拡孔ビット（６）であり、
一端部が前記外管（２）に回動自在に連結された一対の第１ビット（７）と、
一端部が前記第１ビット（７）のそれぞれにおける他端部に回動自在に連結されるとともに、他端部が前記作動ロッド（４）の先端部に回動自在に連結された一対の第２ビット（８）と、を具備し、前記作動ロッド（４）の後退に伴って、その径を拡大可能であるとともに、この拡大させた状態における作動ビット（４）の前進に伴ってその径を縮小可能にした、ことを特徴とする拡大掘削装置における掘削ロッドに用いる拡孔ビット。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は拡大掘削装置における掘削ロッド及びそれに用いる拡孔ビットに係り、より詳しくは、掘削孔内で拡大させた拡孔ビットを容易に縮小可能であるとともに、拡孔ビットの径を自在に調整可能とする拡大掘削装置における掘削ロッド及びそれに用いる拡孔ビットに関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来から、掘削装置を用いて地盤改良等を行なう際において、孔底を拡大して掘削する場合には、拡孔ビットを備えた掘削ロッドが用いられており、この掘削ロッドとしては特開２０００−６４７５９号「アンカー工法および地盤改良工法ならびにこれらに用いる拡大掘削装置」に開示されたものが知られている。
【０００３】
この掘削ロッドについて図４乃至図６を用いて説明すると、図４はこの拡孔ビットを備えた掘削ロッドの縦断側面図であり、図において掘削ビット３１の先端には拡大掘削ユニット３２が取り付けられているとともに、その内部には、連結ロッド３３がその周囲に間隙を保持して挿通されている。
【０００４】
そして、拡大掘削ユニット３２は、掘削ロッド３１の先端にネジ式ジョイントで連結した本体３５と、この本体３５の先端に設けた凹溝３６内に左右に基端部を嵌合し、それぞれ枢軸３７により回転自在に取り付けた左右一対の掘削ビット３８と、連結ロッド３３の先端にネジ式ジョイントで連結し、本体３５の中心に貫通させた中心孔に進退自在に挿通したビット作動ロッド４０とから構成されている。
【０００５】
また、左右の掘削ビット３８は、互いに一側面を近接し合って、掘削ロッド３１の前方に向かって突出する縮小位置から、９０度程度左右対称に互いに離れるように横向きに倒した拡大位置にかけて回転するようになっており、相対する内側の隅角部３８ａが中心孔の先端開口の前方に張り出すように形成されている。
【０００６】
そして、このような構成により、中心孔内のビット作動ロッド４０を前進させることにより、その先端が左右の掘削ビット３８の隅角部３８ａに当たってこれを前方に押圧し、モーメントの作用により、図５に示すように、掘削ビット３８がそれぞれ、枢軸３７を中心として互いに横向きに離れるように回転して拡大位置に広げられるようにしている。
【０００７】
そのため、この掘削ビットを縮小位置にした状態で掘削ロッドを回転させながら所要長掘進した後に、ビット作動ロッドを前進させることにより掘削ビットを拡大位置に回転させ、この状態で掘削ロッドを回転させながら掘進することにより、地盤改良部分以外の部分は小さな径で掘削し、地盤改良部分は均等に拡大掘削を行なうことが可能となる。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、地盤改良を行なう際には、掘削を行なった後に掘削ビットを引き上げる必要があるが、このとき、前述のように孔底を拡大して掘削した場合には、掘削ビットを引き上げる際に、拡大孔を掘削するために用いた掘削ビットを縮小位置に戻す必要がある。
【０００９】
しかしながら、前述の掘削ロッドでは、掘削ビットを縮小位置に戻す場合には、ビット作動ロットを後退させ、これにより掘削ビットの回転をフリーにした後に、掘削掘削ロッドを引き上げる際の自重により掘削ビットを縮小させていたため、掘削したアンカー孔内に混在する土や瓦礫等が障害になり、掘削ビットの縮小がスムーズに行なわれないおそれが指摘されていた。
【００１０】
また、前述の掘削ロッドでは、ビット作動ロッドを前進させることにより、その先端を左右の掘削ビットの隅角部に当てるとともにこれを前方に押圧し、モーメントの作用により、掘削ビットをそれぞれ、枢軸を中心として互いに横向きに離れるように回転して拡大位置に広げる構成としていたために、掘削ビットの径を調整することが困難であり、そのため、拡大孔の径を調整することが不可能であった。
【００１１】
この点、前述の特開２０００−６４７５９では、図６に示すように、左右の掘削ビット３８の後端部にピニオン４１を形成するとともにビット作動ロッド４０の先端部にラック４２を形成して、ピニオン４１とラック４２を噛み合わせることにより、ビット作動ロッド４０を後退させることにより掘削ビット３８を縮小位置に戻すことを可能にした技術も開示されてはいるが、かかる構成でも、土や瓦礫等の障害が大きい場合には、ピニオン４１とラック４２が空回りし、その結果、掘削ビット３８の縮小がスムーズに行なわれないおそれが考えられる。
【００１２】
そこで、本発明は、地盤改良等において孔底を拡大して掘削する場合に、拡大させた拡孔ビットを容易に縮小可能であるとともに、拡孔ビットの径を自在に調節可能とする、拡大掘削装置における掘削ロッド及びそれに用いる拡孔ビットを提供することを課題としている。
【００１３】
【課題を解決するための手段】
本発明の拡大掘削装置における掘削ロッドは、中空の外管と、該外管に軸方向への進退自在に挿装された内管と、該内管の先端部に連結された作動ロッドと、前記外管の先端部に連結された拡孔ビットと、を具備した拡大掘削装置における掘削ロッドであって、
前記拡孔ビットは、
一端部が前記外管に回動自在に連結された一対の第１のビットと、
一端部が前記第１のビットのそれぞれにおける他端部に回動自在に連結されるとともに、他端部が前記作動ロッドの先端部に回動自在に連結された一対の第２のビットと、を具備し、前記作動ロッドの前進に伴って、ビットの径を拡大可能であるとともに、この拡大させた状態における作動ビットの後退に伴ってその径を縮小可能にした、ことを特徴としている。
【００１４】
本発明では、一端部が外管に回動自在に連結された一対の第１のビットと、この第１のビットのそれぞれにおける他端部に一端部が回動自在に連結されるとともに、他端部が作動ロッドの先端部に回動自在に連結された一対の第２のビットとを具備しており、これにより、作動ロッドを後退させることによって拡孔ビットの径を拡大可能にするとともに、この拡大状態において作動ビットを前進させることにより、拡孔ビットを縮小状態に戻すことを可能としている。
【００１５】
従って、掘削ロッドを引き上げる際の自重で掘削ビットを縮小させる前記従来の技術と異なり、掘削した拡大孔内に土や瓦礫が混在している場合でも容易に拡孔ビットを縮小させることが可能であるとともに、作動ロッドの進退長を調整することにより、拡孔ビットの径を自在に調整することも可能である。
【００１６】
【発明の実施の形態】
本発明の掘削ビットでは、後端部がスイベルに連結された中空の外管が備えられている。そして、この外管の内部には、後端部がスイベルに連結された内管が、軸方向への進退自在に挿装されているとともに、この内管の先端部には作動ロッドが連結されている。
【００１７】
また、外管の先端部には拡孔ビットが連結されており、この拡孔ビットは、一端部が前記外管に回動自在に連結された一対の第１のビットを備えるとともに、この第１のビットのそれぞれにおける他端部に一端部が回動自在に連結されるとともに、他端部が前記作動ロッドの先端部に回動自在に連結された一対の第２のビットを備えている。
【００１８】
そしてこれにより、作動ロッドの進退に伴って、拡孔ビットの径を自在に調整することを可能としている。
【００１９】
【実施例】
本発明の掘削ロッド及びそれに用いる拡孔ビットの実施例について図面を参照して説明すると、図１は、本実施例の掘削ロッドの一部縦断面図であり、図において１が本実施例の掘削ロッドである。
【００２０】
そして、この掘削ロッド１は、外管を備えており、即ち図において２が外管であり、この外管２は、所要数の中空の短管を連結してなり、使用に際しては、ピストンシリンダー機構を内蔵したスイベルが後端部に連結され、これにより、軸方向への進退、及び回動が自在とされる。
【００２１】
次に、前記外管２の内部には、内管３が、周囲に隙間を保持した状態で軸方向への進退自在に挿装されているとともに、この内管３の先端部には作動ロッド４が連結されている。
【００２２】
また、前記内管３の後端は、図示しないスイベルに内蔵されたピストンのシリンダーロッドに連結され、これにより、内管３は軸方向への進退が自在とされている。
【００２３】
次に、前記外管２の先端部には、ビットジョイント５を介して拡孔ビット６が連結されているとともに、前記作動ロッド４は、前記ビットジョイント５に形成した貫通孔５０１を貫通している。
【００２４】
また、本実施例においては前記ビットジョイント５内に流路５０２を形成しており、これにより、掘削ロッド１の先端部から薬液等を吐出可能としている。
【００２５】
ここで、前記拡孔ビット６について説明すると、本実施例において前記拡孔ビット６は、一対の第１ビット７と、この第１ビット７のそれぞれに回動自在に連結された一対の第２ビット８とを有しており、前記第１ビット７はそれぞれ、その一端部が、前記ビットジョイント５に形成した凹溝５０３に、軸１１によって間隔を置いて、回動自在に連結されている。
【００２６】
また、前記第２ビット８はそれぞれ、一端部において前記第１ビット７の他端部に回動自在に連結されるとともに、その他端部は、前記ビットジョイント５を貫通した作動ロッド４に回動自在に連結されている。
【００２７】
このように、本実施例では、一端部がビットジョイント５に回動自在に連結された一対の第１ビット７におけるそれぞれの他端部に第２ビット８の一端部を回動自在に連結するとともに、この第２ビット８のそれぞれにおける他端部を前記作動ロッド４に回動自在に連結しているため、作動ロッド４を後退させることによって、図２に示すように、第２ビット８の他端部を外管２側に引き上げ、これにより拡孔ビット６の外径を拡大することができるとともに、この状態で作動ロッド４を前進させることにより、図１に示されるように、拡大させた拡孔ビット６の径を縮小させることが可能である。
【００２８】
そのため、本実施例によれば、掘削した拡大孔内に土や瓦礫が混在している場合でも、拡大させた拡孔ビットを容易に縮小状態に戻すことが可能であるとともに、作動ロッド４の進退長を調整することにより、拡孔ビット６の径を自在に調節することが可能である。
【００２９】
なお、ここで、図３は、前記第２ビット８と前記作動ロッド４との連結の関係の一例を説明するための図であり、図３に示す例では、前記第２ビット８をそれぞれ２本用いている。そして、一方の一対の第２ビット８ａ、８ａの先端部分と、他方の一対の第２ビット８ｂ、８ｂの先端部分とで前記作動ロッド４を挟み込むような配置にし、この、作動ロッド４を挟み込んだ一方の一対の第２ビット８ａ、８ａの先端部分、及び他方の一対の第２ビット８ｂ、８ｂの先端部分を、連結ピン９により貫通保持している。
【００３０】
そして、第１ビット７と第２ビット８との連結は、２本の第２ビット８ａ、８ｂで第１ビット７を挟み込むような配置にした状態で、連結ピン１０により、２本の第２ビット８ａ、８ｂと第１ビット７を貫通保持して行なっている。
【００３１】
但し、この連結方法は特に限定されずものではなく、作動ロッド４に対して第２ビット８を回動自在に連結し、及び第１ビット７と第２ビット８とを回動自在に連結可能な方法であればいずれの方法を採用してもよい。
【００３２】
次に、このように構成される本実施例の掘削ロッド１の使用方法及びその作用について説明すると、本実施例の掘削ロッド１を用いて地盤改良等のための掘削を行なう場合には、外管２及び内管３の後端を、ピストンシリンダー機構を内蔵したスイベル（図示せず）に連結するとともに、拡孔ビット６を縮小させた状態で、掘削ロッド１を回転させながら地中側に前進させ、これにより所定長だけ掘進させる。
【００３３】
そして、所定長だけ掘進した後に、ピストンシリンダー機構を操作して作動ロッド４を後退させることにより拡孔ビット６の径を拡大させ（図２参照）、この状態で更に掘削ロッド１を掘進させて、大径の拡孔を形成する。またこのとき、スイベルを介して外管２と内管３との間に掘削水、あるいはセメントミルク等の薬液を注入するとともに、この掘削水、あるいは薬液等を、ビットジョイント５内に形成した流路５０２を介して掘削ロッド１の先端部から吐出する。
【００３４】
次に、大径の拡孔を形成した後に、作動ロッド４を前進させて拡孔ビット６の径を縮小状態に戻して（図１参照）、その状態で掘削ロッドを引き上げる。そうすると、底孔が拡大された掘削孔を形成することが可能となる。
【００３５】
そしてこのとき、本実施例においては、作動ロッド５を進退するのみで拡孔ビット６の径を自在にすることができるために、掘削ロッド１を引き上げる際に拡孔ビットの径を縮小させる場合において、掘削した掘削孔内に土や瓦礫が混在している場合でも、容易に拡孔ビット６を縮小することができる。
【００３６】
また、作動ロッドの進退長を調節することにより、拡孔ビット６の径を自在に調整することができるため、所望する拡孔を形成することが可能である。
【００３７】
【発明の効果】
本発明の掘削ロッド及びそれに用いる拡孔ビットは以上説明した形態で実施され、以下に記載するような効果を奏する。
【００３８】
本発明の拡大掘削装置における掘削ロッドは、中空の外管と、該外管に軸方向への進退自在に挿装された内管と、該内管の先端部に連結された作動ロッドと、前記外管の先端部に連結された拡孔ビットとを具備した拡大掘削装置における掘削ロッドであって、前記拡孔ビットは、一端部が前記外管に回動自在に連結された一対の第１のビットと、一端部が前記第１のビットのそれぞれにおける他端部に回動自在に連結されるとともに、他端部が前記作動ロッドの先端部に回動自在に連結された一対の第２のビットと、を備え、前記作動ロッドの後退に伴って、ビットの径を拡大可能であるとともに、この拡大させた状態における作動ビットの前進に伴ってその径を縮小可能にした、ことを特徴としている。
【００３９】
このように、本発明では、一端部が外管に回動自在に連結された一対の第１のビットと、この第１のビットのそれぞれにおける他端部に一端部が回動自在に連結されるとともに、他端部が作動ロッドの先端部に回動自在に連結された一対の第２のビットとを具備しており、これにより、作動ロッドを後退させることによって拡孔ビットの径を拡大可能にするとともに、この拡大状態において作動ビットを前進させることにより、拡孔ビットを縮小状態に戻すことを可能としているため、掘削ロッドを引き上げる際の自重で掘削ビットを縮小させる前記従来の技術と異なり、拡大した掘削孔内に土や瓦礫が混在している場合でも、容易に拡孔ビットを縮小させることが可能であるとともに、作動ロッドの進退長を調整することにより、拡孔ビットの径を自在に調整することも可能である。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の掘削ロッドの実施例において拡孔ビットを縮小させた状態を示す一部縦断面図である。
【図２】本発明の掘削ロッドの実施例において拡孔ビットを拡大させた状態を示す一部縦断面図である。
【図３】本発明の掘削ロッドの実施例における拡孔ビットと作動ロッドの連結方法を説明するための図である。
【図４】従来の掘削ロッドを説明するための縦断側面図である。
【図５】従来の掘削ロッドを説明するための縦断側面図である。
【図６】従来の掘削ロッドを説明するための縦断側面図である。
【符号の説明】
１    掘削ロッド
２    外管
３    内管
４    作動ロッド
５    ビットジョイント
５０１    貫通孔
５０２    流路
５０３    凹溝部
６    拡孔ビット
７    第１ビット
８    第２ビット
９    連結ピン
【図１】
2004197332.tif 000003
【図２】
2004197332.tif 000004
【図３】
2004197332.tif 000005
【図４】
2004197332.tif 000006
【図５】
2004197332.tif 000007
【図６】
2004197332.tif 000008