(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
略直方形ブロックを呈するビット本体の中央部位には、掘削刃部材が配置され、しかもその両脇には、ガイド部材がそれぞれ設けられるようにした両方向掘削ビットにおいて、
前記ガイド部材は、ビット本体の側面側に備えられた少なくとも一対のガイド片からなり、しかも、このガイド片には、前記掘削刃部材に向かって上り傾斜の案内面がそれぞれ形成されるようになっており、
前記掘削刃部材は、その上面部分には、超硬合金からなる複数個の棒状チップが植込まれ、しかもこの棒状チップは、そのうちの最高位置にあるものが、前記ガイド部材の最高位置よりも高位にあるようにしたことを特徴とする両方向掘削ビット。
【請求項２】
前記棒状チップは、掘削時には、自生刃作用をなすように構成されている請求項１記載の両方向掘削ビット。
【請求項３】
前記ガイド部材は、棒状チップよりも軟質の超硬合金からなっている請求項１又は請求項２記載の両方向掘削ビット。
【請求項４】
前記ガイド片間には、掘削刃部材に対する繰り粉排出溝が形成されている請求項１〜請求項３の何れか一つに記載の両方向掘削ビット。
【請求項５】
前記ビット本体の両側面側に備えられた一対のガイド片に対し、その間に１又は２以上の中間ガイド片が設けられている請求項１〜請求項４の何れか一つに記載の両方向掘削ビット。
【請求項６】
前記掘削刃部材の上面部分は、平面により形成され、或いは中央平面の両側に傾斜面をそれぞれ形成した請求項１〜請求項５の何れか一つに記載の両方向掘削ビット。
【請求項７】
前記ガイド部材及び掘削刃部材は、掘削方向基準で、その隣接部分の一部が、オーバーラップしている請求項１〜請求項６の何れか一つに記載の両方向掘削ビット。
【請求項８】
前記掘削刃部材は、複数に分割され、千鳥配列を構成している請求項１〜請求項７の何れか一つに記載の両方向掘削ビット。
【請求項９】
円筒状をなすケーシング本体の環状端には、請求項１〜請求項８の何れか一つに記載の両方向掘削ビットが複数個、配列固定されるようにしたことを特徴とするケーシングカッタ。
【請求項１０】
請求項１〜請求項８の何れか一つに記載の両方向掘削ビットを備え、円筒状をなすケーシング本体には、前記両方向掘削ビットの掘削刃部材を中央にして、その前後に前記ガイド部材が位置するように組になって直接取付けられ、しかも前記ガイド片間には、掘削刃部材に対する繰り粉排出溝が形成されていることを特徴とするケーシングカッタ。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、両方向掘削ビット及びケーシングカッタに関し、特に、鉄筋コンクリートなどの障害地盤の掘削作用に好適するようにしたものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来、障害地盤を掘削するビット或いはケーシングカッタとしては、例えば特公平７−91932号公報にみられるように、環状端に植込まれた多数の超硬チップの先端がウエーブを描くようにしたケーシングヘッドが開示されている。
【０００３】
また、実公平７−26477号公報にみられるように、削孔管の先端部の凹部には、超硬破砕材を溶着して、切削面を形成し、この切削面が回転方向側に向かって削孔管側に傾斜するようにした削孔用ビットなどが開示されている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、最初の公報に開示されたケーシングヘッドは、掘削時における鉄筋のスプリングバックによる絡みや落ち込みを防ぐ必要があるため、超硬チップの植込み数を多くしなければならず、またうまく引きちぎった場合でも、不規則な形となるため、繰り粉の排出が円滑でなくなるという問題点があった。
【０００５】
また、後の公報に開示された超硬破砕材を溶着する切削面が形成された削孔用ビットは、小さな切込みを維持するため、小さな傾斜面を設けているが、スプリングバックするような状態の鉄筋では、細かく切断できず、この切削面に鉄筋をひっかけてしまうという問題点があった。
【０００６】
このようなことから、本発明では、鉄筋を含んだ障害地盤の掘削に好適する両方向掘削ビット及びケーシングカッタを提供するものである。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
本発明は、上述の点に鑑みなされたもので、略直方形ブロックを呈するビット本体の中央部位には、棒状チップを植込んだ掘削刃部材が配置され、しかもその両脇には、ガイド部材がそれぞれ設けられるように改善された両方向掘削ビットを提供するようにしたものである。
【０００８】
すなわち、前記ガイド部材は、少なくとも一対のガイド片からなり、しかもこのガイド片は、ビット本体の側面側に備えられるとともに、前記掘削刃部材に向かって上り傾斜の案内面がそれぞれ形成されるものである。これは、鉄筋のスプリングバックを抑えるとともに、掘削溝幅の肩崩れを防止する作用を配慮したものである。
【０００９】
また、前記掘削刃部材は、その上面部分には、超硬合金からなる複数個の棒状チップが植込まれ、しかもこの棒状チップは、そのうちの最高位置にあるものが、前記ガイド部材の最高位置よりも高位にあるようにしたものである。これは、鉄筋を細かく切断すること及び掘削を有効にすることの配慮であって、前記棒状チップが、掘削時には、自生刃作用をなすように構成され、或いは前記ガイド部材が、棒状チップよりも軟質の超硬合金からなっていることが好ましい。また、繰り粉の排出性からすれば、前記ガイド片間には、掘削刃部材に対する繰り粉排出溝が形成されていることが好ましい。
【００１０】
さらに、両方向掘削ビットは、ビット本体の両側面側に備えられた一対のガイド片に対し、その間に１又は２以上の中間ガイド片が設けられるように構成したり、前記掘削刃部材の上面部分が、通常平面により形成されるのに対し、中央平面の両側に傾斜面をそれぞれ形成する変更も可能である。また、前記ガイド部材及び掘削刃部材は、掘削方向基準で、その隣接部分の一部がオーバーラップする構成や、掘削刃部材を複数に分割して、千鳥配列に構成する変更も可能である。これらは、いずれも被掘削物の状況変化による対処である。
【００１１】
また、本発明は、円筒状をなすケーシング本体の環状端に、複数個の前記掘削用ビットを配列固定して、ケーシングカッタを構成したものである。この場合、円筒状をなすケーシング本体には、掘削刃部材を中央にして、その前後に前記ガイド部材が位置するように組になって直接取付けられ、しかも前記ガイド片間には、掘削刃部材に対する繰り粉排出溝が形成されるようにしてもよい。
【００１２】
【発明の実施の形態】
以下、本発明両方向掘削ビットの一実施例について、図を参照しながら説明する。
【００１３】
図１〜図３は、本発明両方向掘削ビット１を概念的に示したもので、略直方形ブロックを呈する鋼製からなるビット本体２は、中央位置にある掘削刃部材３及びその両脇に位置する一対のガイド部材４，４が設けられ、正逆回転による掘削方向基準では、前記ガイド部材４，４が掘削刃部材３よりも先行するように構成されている。
【００１４】
前記ガイド部材４，４は、ビット本体２の両側面側に位置する少なくとも一対のガイド片５を備えることにより構成され、しかもこのガイド片５は、鉄筋の抑えを有効にするため、掘削刃部材３に向かって上り傾斜の案内面６が形成されるようになっている。この場合、ガイド片５は、通常、ビット本体２の上面部分2aよりも幾分突出する位置関係にあり、またガイド片５間には、掘削刃部材３に対する繰り粉排出溝７が形成されている。
【００１５】
また、前記掘削刃部材３は、通常の場合、その取付け本体８に多数個の超硬合金からなる棒状チップ９が圧入、ろう付けなどによって植込まれるとともに、その一部が取付け本体８の上面10から0.3〜３mm程度突出して、鉄筋の切断及び通常の掘削などが行えるようになっている。この場合、取付け本体８の上面10は、平面状態にあるものが示され、また棒状チップ９としては、φ３〜５mm程度の丸棒状のものが適用されている。しかし、三角形、四角形、五角形など多角形状のものでもよく、また掘削に応じて、刃先部分を再生していく自生刃機能を有するものが好ましい。
【００１６】
このようにして構成された前記掘削刃部材３の製作は、前述した場合とは異なる方法、例えば特開昭53−82601号公報、特開昭54−14620号公報などで開示されている軟質合金材からなるマトリックスを利用して棒状チップ９を植込む場合、或いは、特許第2901202号公報に開示されているように、超硬合金の棒状チップ９を金属製パイプに内挿して、この集合体をろう付け雰囲気内で一体化する場合などのが適用される。
【００１７】
なお、これらの場合は、製作の当初形態では、掘削刃部材３の取付け本体８及び棒状チップ９の端面が同一平面上にあってもよい。これは、掘削後では、取付け本体８の摩耗によって、棒状チップ９の突出量が確保できるからである。
【００１８】
ところで、掘削刃部材３の棒状チップ９は、図２で示されているように、その突出端のうちの最高位置にあるものが、前記ガイド部材４，４の最高位よりもδ量だけ高位にある。そして、通常δ量は、１〜20mm程度に設定され、この範囲は、掘削刃部材３の長さ、傾斜面10aの有無などにより変化する。
【００１９】
また、前記取付け本体８をマトリックスで形成し、或いは金属管で形成した場合は、通常上面10及び棒状チップ９が同一平面上に位置するが、棒状チップ９の位置する面を基準にして設定される。
【００２０】
なお、ガイド部材４，４を先行するように配置したのは、掘削刃部材３に一定量以下の切込みがかかる配慮であり、ガイド部材４，４のガイド片５に、傾斜する案内面６を形成したのは、掘削刃部材３の被掘削物に対する食い付き時に、過大な切り込みが生じない配慮である。
【００２１】
また、前記ガイド部材４，４は、棒状チップ９よりも軟質の超硬合金を適用することが好ましい。これは、掘削刃部材３の棒状チップ９の摩耗に合わせるため、先に摩耗が進行するようにした配慮である。
【００２２】
図４及び図５は、別の実施例を示した両方向掘削ビット１の説明図であり、前述した実施例に対して、同一部分に同一符号を付して示したものである。
【００２３】
そして、この両方向掘削ビット１は、掘削刃部材３の上面10が中央を平面状態にして、その両側のガイド部材４，４に向けて傾斜面状態にしたものである。
【００２４】
図６は、他の実施例を示した両方向掘削ビット１の概念的な説明図であり、前述した実施例と同一部分に同一符号を付したものである。主な相違点は、ガイド部材４，４のガイド作用を強化するため、一対のガイド片５間に中間ガイド片5aを備えるようにしたものである。この場合、中間ガイド片5aは、１個備えたものが図示されているが、掘削用ビット１の掘削幅が広い場合には、２個以上備えるように適宜変更してもよい。
【００２５】
図７及び図８は、さらに他の実施例を示す両方向掘削ビット１の説明図であり、前述した実施例に対して、同一部分に同一符号を付して示したものである。
【００２６】
そして、この両方向掘削ビット１は、中央に位置する掘削刃部材３の長さを大きくして、その上面10が、中央を平面にして、その両側を傾斜面にしたものであり、また前記ガイド片５の案内面６が、一次案内面6a及び二次案内面6bにより形成されるようにしたものである。
【００２７】
図９及び図10は、さらに他の実施例を示す両方向掘削ビット１の説明図であり、前述した実施例に対して、同一部分に同一符号を付して示したものである。
【００２８】
そして、この両方向掘削ビット１における掘削刃部材３及びガイド部材４，４は、隣接部分で、その一部がオーバーラップするものである。これは、被掘削物に対するガイド作用及び食い付き時の掘削作用が、円滑に移行することを配慮したものである。
【００２９】
図11〜図13は、さらに別の実施例を示す両方向掘削ビット１の概念的な説明図であり、前述した実施例と異なる点は、掘削刃部材３を一対の千鳥刃配列にしたことにある。これは、掘削刃部材３の掘削バランスを配慮したものである。
【００３０】
そして、図14〜図16に示される実施例は、千鳥刃配列の振り分け個数を増加させたものであり、主として掘削刃部材３の掘削作用を重視したものである。
【００３１】
次いで、本発明ケーシングカッタ20の一実施例について、図を参照しながら説明する。
【００３２】
すなわち、図17〜図24は、ケーシングカッタ20を示す概念的な説明図であって、円筒状を呈するケーシング本体21には、前述した両方向掘削ビット１が組込まれるようになっているものである。
【００３３】
そして、図17〜図20に示されたケーシングカッタ20は、円筒状を呈するケーシング本体21の環状端面22に取付け凹部23が形成され、この取付け凹部23内には、前述した両方向掘削ビット１のビット本体２が例えば溶接で固定されるものである。この場合、両方向掘削ビット１は、ケーシング本体21に対して、内周刃及び外周刃が１：１で構成されるようになっているが、要求される掘削幅によっては、内周刃、中間刃及び外周刃が構成されるようにしてもよく、ケーシング径が大きい場合には、遠心力の負荷の関係から外周刃の取付け個数を増やすようにしてもよい。
【００３４】
また、ケーシング本体21に取付けられた前記両方向掘削ビット１は、前述したように、ビット本体２には、傾斜付きの案内面６を有するガイド部材４及び棒状チップ９を有する掘削刃部材３が備えられ、しかも棒状チップ９は、鉄筋の細断に備えて、そのうちの最高位置にあるものが、前記ガイド部材４，４の最高位よりもδ量だけ高位にある。なお、図17及び図19に示された実施例では、内周側のガイド片５側からの繰り粉排出を容易にするため、外周側にあるガイド片５よりも短くなっている。
【００３５】
さらに、図21及び図22に示されるケーシングカッタ20は、図7及び図8に示された掘削用ビット１をケーシング本体21の凹部23に取付けたものであり、図23及び図24に示されるケーシングカッタ20は、図9及び図10に示された両方向掘削ビット１をケーシング本体21の凹部23に取付けたものである。
【００３６】
さらに、図25〜図28に示されたケーシングカッタ30は、掘削刃部材３及び一対のガイド部材４，４を組として、ケーシング本体31の環状端面32に直接取付けるようにしたものである。
【００３７】
したがって、掘削刃部材３に対する繰り粉排出溝７は、ケーシング本体31側に形成されるようになっている。しかし、一対のガイド部材４，４は、製作上の観点からすれば、図示しない取付けブロックに取付けられるように構成して、この取付けブロックに繰り粉排出溝７を形成するようにしてもよい。
【００３８】
このようにして構成されたケーシングカッタ20, 30は、鉄筋を切断しないときには、鉄筋による衝撃的な負荷がないので、掘削刃部材３の棒状チップ９によって通常の掘削が行われる。
【００３９】
これに対し、ケーシングカッタ20, 30が鉄筋を切断するときには、掘削刃部材３に先行するガイド部材４，４は、傾斜を伴う案内面６によって鉄筋のスプリングバックを抑えているため、掘削刃部材３の棒状チップ９は、安定した状態で鉄筋を細かく切断する。
【００４０】
したがって、従来みられる掘削刃部材３だけの切断では、鉄筋の食い付き時に発生する過大な切り込みによる衝撃があるのに対し、本発明のケーシングカッタ20, 30では、このような食い付き時の過大な衝撃がかからないので、機械の振動、停止や掘削用ビット１の破損などが大幅に減少する。
【００４１】
また、前記ガイド部材４，４のガイド片５は、ケーシング本体１の内周側及び外周側に備えられているため、溝幅側に位置したときには、溝幅の肩崩れが防止され、棒状チップ９による正常な掘削作用が行われる。この場合、棒状チップ９が自生刃作用をなすように構成しておけば、有効な掘削が常時維持できる。
【００４２】
また、本発明のケーシングカッタ20, 30は、掘削刃部材３の棒状チップ９及び一対のガイド部材４，４間に突出量δが構成されているため、初期の掘削時点では、棒状チップ９が適切な状態に至るまでは折損したが、これ以後は、一定の突出量のまま均一に摩耗して安定した掘削状態が得られた。この結果、掘削抵抗が一定し、寿命の向上もみられた。
【００４３】
【発明の効果】
本発明は、以上説明したように、ビット本体２には、棒状チップ９を植込んだ掘削刃部材３に先行する案内面６を有するガイド部材４，４が備えられるようにした両方向掘削ビット１を提供したものであり、またこの両方向掘削ビット１を利用することにより構成されたケーシングカッタ20, 30を提供したものである。
【００４４】
したがって、本発明では、ガイド部材４の案内面６によって、鉄筋のスプリングバックによる絡みを抑えることができ、また掘削刃部材３の棒状チップ９によって、鉄筋を細かく切断できることから、機械、被掘削物がたわみやすい状態でも掘削できることから、鉄筋を含んだ障害地盤の掘削などに好適するという利点を有する。
【００４５】
また、本発明では、棒状チップ９は、そのうちの最高位置にあるものが、前記ガイド部材４，４の最高位置よりもδ量だけ高位にあるように構成されているから、初期の掘削時点では、棒状チップ９が適切な状態に至るまでは折損するが、これ以後は、一定の突出量のまま均一に摩耗するので、掘削抵抗が安定し、寿命も向上するという利点を有する。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明両方向掘削ビットにおける一実施例を示す平面図である。
【図２】図１に対する正面図である。
【図３】図１に対する側面図である。
【図４】本発明両方向掘削ビットにおける他の実施例を示す平面図である。
【図５】図４に対する正面図である。
【図６】本発明両方向掘削ビットにおける別の実施例を示す平面図である。
【図７】本発明両方向掘削ビットにおけるさらに他の実施例を示す平面図である。
【図８】図７に対する正面図である。
【図９】本発明両方向掘削ビットにおけるさらに別の実施例を示す平面図である。
【図１０】図9に対する正面図である。
【図１１】本発明両方向掘削ビットにおける他の実施例を示す平面図である。
【図１２】図11に対する正面図である。
【図１３】図11に対する側面図である。
【図１４】本発明両方向掘削ビットにおける別の実施例を示す平面図である。
【図１５】図14に対する正面図である。
【図１６】図14に対する側面図である。
【図１７】本発明ケーシングカッタにおける一実施例を示す一部平面図である。
【図１８】図17に対する一部正面図である。
【図１９】図17に対する一部拡大平面図である。
【図２０】図18に対する一部拡大正面図である。
【図２１】本発明ケーシングカッタにおける他の一実施例を示す一部拡大平面図である。
【図２２】図21に対する一部拡大正面図である。
【図２３】本発明ケーシングカッタにおける別の一実施例を示す一部拡大平面図である。
【図２４】図23に対する一部拡大正面図である。
【図２５】本発明ケーシングカッタにおける別形式の一実施例を示す一部拡大平面図である。
【図２６】図25に対する一部拡大正面図である。
【図２７】本発明ケーシングカッタにおける他の一実施例を示す一部拡大平面図である。
【図２８】図27に対する一部拡大正面図である。
【符号の説明】
１  掘削用ビット
２  ビット本体
2a  上面
３  掘削刃部材
４  ガイド部材
５  ガイド片
5a  中間ガイド片
６  案内面
6a  一次案内面
6b  二次案内面
７  繰り粉排出溝
８  取付け本体
９  棒状チップ
10  上面
20  ケーシングカッタ
21  ケーシング本体
22  環状端面
23  凹部
30  ケーシングカッタ
31  ケーシング本体
32  環状端面
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
0004485706.tif 000012
【図１２】
0004485706.tif 000013
【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
0004485706.tif 000017
【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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【図２３】
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【図２４】
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【図２５】
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【図２６】
0004485706.tif 000027
【図２７】
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【図２８】
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