JP2000045672A - Excavator - Google Patents
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Abstract
Description
【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
【０００１】[0001]
【発明の属する技術分野】本発明は、掘削装置、特に岩
盤が堅いなどの理由で掘削孔が曲がりやすいときに、同
一の掘削装置でそのビットヘッドの回転運動を揺動運動
に変えることにより、直進孔が容易に掘削できるように
した掘削装置に関するものである。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a drilling device, in particular, when a drilling hole is easily bent due to hard rock or the like, by changing the rotary motion of the bit head into a rocking motion by the same drilling device. The present invention relates to a drilling device that allows a straight hole to be easily drilled.
【０００２】[0002]
【従来の技術】従来の掘削装置のビットヘッドは、その
掘削面がその面取り部分を除きビットヘッド軸に垂直な
平らな掘削面となっており、このビットヘッド軸に垂直
な平らな掘削面に岩盤を打ち砕くビットが設けられた構
造となっていた。2. Description of the Related Art A conventional bit head of an excavator has a flat excavation surface perpendicular to a bit head axis except for a chamfered portion, and the flat excavation surface is perpendicular to the bit head axis. It had a structure in which a bit for breaking rock was provided.
【０００３】ヘッド部に斜面をもたせたものとして、リ
ード管の先端のヘッド部に斜面をもたせたものが特開平
９−６０４７４号に開示されている。しかしながら特開
平９−６０４７４号に開示されている斜面したヘッド部
は、岩盤を打ち砕きながら掘削する、いわゆるビットヘ
ッドそのものではない。Japanese Patent Application Laid-Open No. Hei 9-60474 discloses an example in which a head portion has a slope and a head portion at the tip of a lead tube has a slope. However, the sloped head portion disclosed in Japanese Patent Application Laid-Open No. 9-60474 is not a so-called bit head itself that excavates while crushing rock.
【０００４】[0004]
【発明が解決しようとする課題】ビットヘッド軸に垂直
な掘削面にビットが設けられた従来の掘削装置では、掘
削すべき岩盤の状態によりその掘削孔が曲がって掘削さ
れてしまうことが多く、掘削孔が曲がって掘削されてし
まったとき、曲がった掘削孔をその掘削装置では修正で
きない欠点があった。In a conventional excavator in which a bit is provided on an excavation surface perpendicular to the bit head axis, the excavation hole is often bent and excavated depending on the condition of the rock to be excavated. When the borehole was bent and drilled, there was a disadvantage that the bent borehole could not be corrected by the drilling rig.
【０００５】本発明は、上記の欠点を解決することを目
的としており、掘削孔が曲がって掘削されるとき或いは
掘削されてしまったとき、その掘削孔の修正が可能とな
る形状の掘削面に形成しておくと共に、ビットヘッドの
回転運動に替え、ビットヘッドに掘削孔の修正を行わせ
るための揺動運動を与える構成にして、その掘削装置自
身で掘削方向の修正ができる掘削装置を提供することを
目的としている。SUMMARY OF THE INVENTION An object of the present invention is to solve the above-mentioned drawbacks, and when a drilled hole is bent or excavated, the surface of the excavated surface is formed in such a shape that the hole can be corrected. A drilling device is provided which is capable of correcting the drilling direction by the drilling device itself, wherein the drilling device itself is formed so as to give a rocking motion for correcting the drilling hole instead of rotating the bit head. It is intended to be.
【０００６】[0006]
【課題を解決するための手段】上記の目的を解決するた
めに、本発明の掘削装置は掘削面にビットが設けられた
ビットヘッドに推進駆動装置から衝撃力と回転運動とを
与えて掘削する構造の掘削装置において、上記掘削面
は、全面がビットヘッド軸の垂直面に対し傾斜した１つ
の傾斜面で形成されてなると共に、上記推進駆動装置は
ビットヘッドに揺動運動を与える揺動機構を備え、ビッ
トヘッドの揺動運動により直進掘削を可能ならしめたこ
とを特徴としている。SUMMARY OF THE INVENTION In order to solve the above-mentioned object, an excavator of the present invention excavates a bit head provided with a bit on an excavation surface by applying an impact force and a rotary motion from a propulsion drive unit. In the excavating device having a structure, the excavation surface is formed by one inclined surface which is entirely inclined with respect to a vertical surface of a bit head axis, and the propulsion drive device provides a swinging mechanism for imparting a swinging motion to the bit head. It is characterized in that straight excavation is made possible by the swinging motion of the bit head.
【０００７】また上記掘削面は、ビットヘッド軸の垂直
面に対し１つの傾斜した傾斜面と当該傾斜面に連なる上
記ビットヘッド軸の垂直面に対し平行な水平面か傾斜し
た傾斜面かのいずれかの連続面との２面で形成され、か
つ当該傾斜面と連続面との２面によって形成される稜線
がビットヘッド軸の中心から外れて形成されていてもよ
く、そして上記掘削面は円錐形に形成され、かつ当該円
錐形の頂点がビットヘッド軸の中心から外れて形成され
ており、またその円錐形の頂点の先端部に平面部が設け
られていてもよい。The excavation surface may be one inclined surface inclined with respect to the vertical surface of the bit head axis and one of a horizontal plane parallel to the vertical surface of the bit head axis and an inclined surface continuous with the inclined surface. And the ridge formed by the two surfaces of the inclined surface and the continuous surface may be formed off the center of the bit head axis, and the excavation surface may be formed in a conical shape. And the vertex of the cone is formed off the center of the bit head axis, and a flat portion may be provided at the tip of the vertex of the cone.
【０００８】更に上記掘削面は凹状の円錐形が形成さ
れ、かつ当該凹状の円錐形の頂点がビットヘッド軸の中
心から外れて形成されており、またその凹状の円錐形の
頂点の先端部に平面部が設けられていてもよい。Further, the excavation surface has a concave conical shape, and the apex of the concave cone is formed off the center of the bit head axis, and the excavation surface is formed at the tip of the apex of the concave cone. A flat portion may be provided.
【０００９】掘削面の一部分であって岩盤に対し先行粉
砕するビットが設けられた形状部分の掘削面が、ビット
ヘッドの揺動運動により揺動すると、その先行粉砕ビッ
ト面は他の面の掘削面に先んじて岩盤を粉砕推進する。
従って先に粉砕された岩盤の部分が他の部分に比べ掘削
し易くなり、その方向にビットヘッドが推進され、曲が
った掘削孔の修正や希望の方向に掘削することができ
る。When the excavation surface of a portion of the excavation surface, on which the bit for pre-crushing the rock is provided, is rocked by the rocking motion of the bit head, the pre-crush bit surface is excavated on the other surface. Crush rocks ahead of surface.
Therefore, the previously crushed rock part is easier to excavate than the other parts, and the bit head is propelled in that direction, so that a bent drill hole can be corrected or excavated in a desired direction.
【００１０】[0010]
【発明の実施の形態】図１は本発明に係る掘削装置の主
要部の一実施例概略部分断面説明図を示している。DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS FIG. 1 is a schematic partial sectional explanatory view of an embodiment of a main part of an excavator according to the present invention.
【００１１】同図において、ケーシング１の先端部分の
内部にはディバイス２が配設されており、そして当該デ
ィバイス２のビットヘッド３はケーシング１の先端から
突出した形で回転自在に取り付けられている。ビットヘ
ッド３の掘削面は同図図示の如く、その全面がビットヘ
ッド軸Ａの垂直面に対し傾斜した１つの傾斜面４で形成
されており、この傾斜した傾斜面４に複数個のビット５
が設けられている。In FIG. 1, a device 2 is disposed inside a distal end portion of a casing 1, and a bit head 3 of the device 2 is rotatably mounted so as to protrude from the distal end of the casing 1. . As shown in the drawing, the entire surface of the excavation surface of the bit head 3 is formed by one inclined surface 4 inclined with respect to the vertical surface of the bit head axis A.
Is provided.
【００１２】ディバイス２の傾斜面４の反対側にはドリ
ルハンマ６がディバイス２と結合され、そして当該ドリ
ルハンマ６は、ドリルロッド７を介しビットヘッド３に
衝撃力と回転運動或いは揺動運動とを与える推進駆動装
置８に連結されている。また推進駆動装置８は、従来か
らの衝撃力及び回転力の付与のほか、回転運動機構と共
に揺動運動機構を備えており、切替えにより揺動運動機
構でビットヘッド３に揺動運動を付与できるようになっ
ている。On the opposite side of the inclined surface 4 of the device 2, a drill hammer 6 is connected to the device 2, and the drill hammer 6 gives an impact force and a rotary motion or a rocking motion to the bit head 3 via a drill rod 7. It is connected to the propulsion drive 8. The propulsion drive device 8 is provided with an oscillating motion mechanism together with a rotating motion mechanism in addition to the conventional application of impact force and rotational force. The oscillating motion mechanism can apply an oscillating motion to the bit head 3 by switching. It has become.
【００１３】このように形成された傾斜面４を有する掘
削面のビットヘッド３で、曲がった掘削孔を修正しよう
とするとき、傾斜面４の最頂点となっている頂点Ｐ１を
掘削孔の曲がった方向と反対側になるように設定し、そ
して傾斜面４の頂点Ｐ１を中心にビットヘッド３を揺動
運動させる。このビットヘッド３の揺動運動で、傾斜面
４の頂点Ｐ１の近傍部分のビット５は曲がった方向と反
対側の掘削孔壁の岩盤を傾斜面４の底点Ｌ１の近傍部分
のビット５に先進して重複粉砕する構造となり、ビット
ヘッド３の頂点Ｐ１側が底点Ｌ１側に比べ岩盤が受ける
衝撃力及びその掘削量が増大し、掘削孔の曲がりが修正
される。When the bent drilling hole is to be corrected by the bit head 3 of the drilling surface having the inclined surface 4 formed as described above, the vertex P1 which is the highest peak of the inclined surface 4 is bent. The bit head 3 is set so as to be on the opposite side to the inclined direction, and the bit head 3 is rocked about the vertex P1 of the inclined surface 4. Due to the swinging motion of the bit head 3, the bit 5 in the vicinity of the vertex P1 of the inclined surface 4 becomes the bit 5 in the vicinity of the bottom point L1 of the inclined surface 4 with the rock of the excavation hole wall opposite to the bent direction. In this structure, the apex P1 of the bit head 3 has an impact force applied to the rock and the amount of excavation thereof is larger than that of the bottom L1, so that the bending of the excavation hole is corrected.
【００１４】またこの傾斜面４を有する掘削面のビット
ヘッド３に対し、掘削孔を曲げようとする方向に傾斜面
４の最頂点となっている頂点Ｐ１を設定し、そして傾斜
面４の頂点Ｐ１を中心にビットヘッド３を揺動運動させ
ると、傾斜面４の最頂点となっている頂点Ｐ１の近傍部
分のビット５が傾斜面４の底点Ｌ１の近傍部分のビット
５に比べ岩盤を先んじて粉砕推進する構造となり、頂点
Ｐ１側は底点Ｌ１側に比べ掘削の先進性が確保され、傾
斜面４の頂点Ｐ１側に曲がるような掘削が推進される。Further, a vertex P1 which is the highest vertex of the inclined surface 4 is set in the direction in which the drilling hole is to be bent with respect to the bit head 3 of the excavated surface having the inclined surface 4, and the vertex P1 of the inclined surface 4 is set. When the bit head 3 is oscillated around the center P1, the bit 5 in the vicinity of the vertex P1, which is the highest vertex of the inclined surface 4, is closer to the rock than the bit 5 in the vicinity of the bottom point L1 of the inclined surface 4. The structure is such that crushing is promoted earlier, and the apex P1 side is more advanced in excavation than the bottom point L1 side, and excavation that bends toward the apex P1 side of the inclined surface 4 is promoted.
【００１５】図２は本発明に係る掘削装置の掘削部分の
他の実施例部分断面説明図、図３はその左側面図を示し
ている。FIG. 2 is a partially sectional explanatory view of another embodiment of the excavating part of the excavating apparatus according to the present invention, and FIG. 3 is a left side view thereof.
【００１６】図２の場合の掘削面は、ビットヘッド軸Ａ
の垂直面に対し傾斜した１つの傾斜面４−１とこの傾斜
面４−１に連なるビットヘッド軸Ａの垂直面に対し平行
な面、すなわち水平面４−２との２面で形成され、この
２つの傾斜面４−１と水平面４−２とが交差する稜線９
は、図３に示されている様にビットヘッド軸Ａ（図３の
×印位置）から外れ、水平面４−２側に偏った位置とな
っている。The excavation surface in the case of FIG.
And a plane parallel to the vertical plane of the bit head axis A, that is, a horizontal plane 4-2, which is continuous with the inclined plane 4-1. Ridge line 9 where two inclined surfaces 4-1 and horizontal plane 4-2 intersect
Is off the bit head axis A (the position indicated by the mark x in FIG. 3) as shown in FIG. 3 and is located on the horizontal plane 4-2.
【００１７】なお、図２において、ケーシング１の先端
にケーシングシュー１０が固着されており、ビットヘッ
ド３はケーシング１に回転自在に取り付けられた構造と
なっている。In FIG. 2, a casing shoe 10 is fixed to the tip of the casing 1, and the bit head 3 is rotatably attached to the casing 1.
【００１８】このように形成された１つの傾斜面４−１
とこの傾斜面４−１に連なる１つの水平面４−２との２
面を有する掘削面のビットヘッド３で、曲がった掘削孔
を修正しようとするとき、稜線９が偏った側の水平面４
−２の円弧の中点Ｐ２（図３図示の×印位置）を掘削孔
の曲がった方向と反対側になるように設定し、そして水
平面４−２の円弧の中点Ｐ２を中心にビットヘッド３を
揺動運動させると、水平面４−２側のビット５は曲がっ
た方向と反対側の掘削孔壁の岩盤を傾斜面４−１側のビ
ット５に先進して重複粉砕する構造となり、ビットヘッ
ド３の水平面４−２側が傾斜面４−１側に比べ岩盤が受
ける衝撃力及びその掘削量が増大し、掘削孔の曲がりが
修正される。One inclined surface 4-1 formed in this manner.
And one horizontal plane 4-2 connected to the inclined plane 4-1.
When trying to correct a bent drill hole with a bit head 3 of a drilling surface having a flat surface, the horizontal plane 4 on which the ridge 9 is biased
The center point P2 of the circular arc of -2 (the position of mark x in FIG. 3) is set to be on the opposite side to the direction in which the drilling hole is bent, and the bit head is centered on the central point P2 of the arc of the horizontal plane 4-2 When the rock 3 is rocked, the bit 5 on the horizontal plane 4-2 advances to the bit 5 on the inclined surface 4-1 to overlap the rock on the wall of the excavation hole wall on the side opposite to the bent direction, and the bit 5 has a structure in which the bit 5 is overlapped. The impact force applied to the rock and the amount of excavation thereof increase on the horizontal plane 4-2 side of the head 3 as compared with the inclined plane 4-1 side, and the bending of the excavation hole is corrected.
【００１９】同様に、この傾斜面４−１と水平面４−２
とを有する掘削面のビットヘッド３に対し、掘削孔を曲
げようとする方向に水平面４−２の円弧の中点Ｐ２を設
定し、そして水平面４−２の円弧の中点Ｐ２を中心にビ
ットヘッド３を揺動運動させると、水平掘削面４−２側
のビット５が傾斜面４−１側のビット５に比べ岩盤を先
んじて粉砕推進する構造となり、水平面４−２側は傾斜
面４−１側に比べ掘削の先進性が確保され、水平面４−
２側に曲がるような掘削が推進される。Similarly, the inclined surface 4-1 and the horizontal surface 4-2
The center point P2 of the arc of the horizontal plane 4-2 is set in the direction in which the drilling hole is to be bent with respect to the bit head 3 of the excavation plane having When the head 3 is caused to swing, the bit 5 on the horizontal excavation surface 4-2 has a structure in which the bit 5 on the side of the inclined surface 4-1 is crushed and propelled earlier than the bit 5 on the side of the inclined surface 4-1. Advanced level of excavation is secured compared to the -1 side,
Excavation that bends to two sides is promoted.
【００２０】この水平面４−２を、傾斜面４−１と反対
方向に傾斜した傾斜面としても、当該水平面４−２の場
合と同様の効果を得ることができる。すなわち、図４は
本発明に係る掘削装置の掘削部分の他の実施例部分断面
説明図を示しおり、図４の場合の掘削面は、ビットヘッ
ド軸Ａの垂直面に対し傾斜した傾斜面４−１とこの傾斜
面４−１に連なるビットヘッド軸Ａの垂直面に対し傾斜
した傾斜面４−３との２面で形成されている。これは図
２の水平面４−２の部分を傾斜面４−１と反対方向に傾
斜させた構造のものである。このときの傾斜面４−３の
傾斜角は傾斜面４−１の傾斜角と同じかそれより小さく
形成されている。このような２つの傾斜面４−１，４−
３が交差する稜線９は、図２のものと同様にビットヘッ
ド軸Ａから外れ、傾斜面４−２側に偏った位置となって
いる。すなわち図３において、水平面４−２の部分が傾
斜面４−１と反対方向に傾斜しているものとして見做す
ことができる。The same effect as in the case of the horizontal plane 4-2 can be obtained by using the horizontal plane 4-2 as an inclined plane inclined in the direction opposite to the inclined plane 4-1. That is, FIG. 4 is a partial sectional explanatory view of another embodiment of the excavating portion of the excavating apparatus according to the present invention, and the excavating surface in the case of FIG. -1 and an inclined surface 4-3 that is inclined with respect to the vertical surface of the bit head axis A connected to the inclined surface 4-1. This is a structure in which the horizontal plane 4-2 in FIG. 2 is inclined in the direction opposite to the inclined plane 4-1. At this time, the inclination angle of the inclined surface 4-3 is equal to or smaller than the inclination angle of the inclined surface 4-1. Such two inclined surfaces 4-1 and 4-
The ridge line 9 where 3 intersects is displaced from the bit head axis A as in the case of FIG. That is, in FIG. 3, it can be considered that the horizontal plane 4-2 is inclined in the direction opposite to the inclined plane 4-1.
【００２１】なお、図４において、ケーシング１の先端
にケーシングシュー１０が固着されており、先端面すな
わち掘削面にビット５が設けられたリングビット１１は
ケーシングシュー１０から突出し、当該ケーシングシュ
ー１０に対して回転自在に保持され、リングビット１１
はケーシング１に回転自在に取り付けられた構造となっ
ている。そしてリングビット１１の内部にはディバイス
２のビットヘッド３が着脱自在に嵌め込まれ、ディバイ
ス２とリングビット１１とが一体的に回動する結合構造
となっている。In FIG. 4, a casing shoe 10 is fixed to the tip of the casing 1, and a ring bit 11 provided with a bit 5 on the tip end surface, that is, a digging surface, protrudes from the casing shoe 10 and is attached to the casing shoe 10. Ring bit 11
Has a structure rotatably attached to the casing 1. The bit head 3 of the device 2 is removably fitted inside the ring bit 11, and has a coupling structure in which the device 2 and the ring bit 11 rotate integrally.
【００２２】このように形成された２つの傾斜面４−
１，４−３を有する掘削面のビットヘッド３で、曲がっ
た掘削孔を修正しようとするとき、稜線（図３の稜線９
と考えてよい）が偏った側の傾斜面４−３の円弧の中点
（図３のＰ２と考えてよい）を掘削孔の曲がった方向と
反対側になるように設定し、そして傾斜面４−３の円弧
の中点を中心にビットヘッド３を揺動運動させると、傾
斜面４−３側のビット５は曲がった方向と反対側の掘削
孔壁の岩盤を傾斜面４−１側のビット５に先進して重複
粉砕する構造となり、ビットヘッド３の傾斜面４−３側
が傾斜面４−１側に比べ岩盤が受ける衝撃力及びその掘
削量が増大し、掘削孔の曲がりが修正される。The two inclined surfaces 4- formed in this way
When trying to correct a bent drilling hole with the bit head 3 of the drilling surface having 1,4-3, the ridge (ridge 9 in FIG. 3)
The middle point of the arc of the inclined surface 4-3 on the inclined side (which may be considered as P2 in FIG. 3) is set to be on the opposite side to the direction in which the borehole is bent, and the inclined surface When the bit head 3 is oscillated about the middle point of the arc of 4-3, the bit 5 on the inclined surface 4-3 moves the rock on the excavation hole wall opposite to the bent direction to the inclined surface 4-1. Of the bit head 3 and the crushing of the excavation hole is increased because the slope 4-3 side of the bit head 3 increases the impact force received by the rock and the amount of excavation compared with the slope 4-1 side. Is done.
【００２３】同様に、この２つの傾斜面４−１，４−３
を有する掘削面のビットヘッド３に対し、掘削孔を曲げ
ようとする方向に傾斜面４−３の円弧の中点を設定し、
そして傾斜掘削面４−３の円弧の中点を中心にビットヘ
ッド３を揺動運動させると、傾斜面４−３側のビット５
が傾斜面４−１側のビット５に比べ岩盤を先んじて粉砕
推進する構造となり、傾斜面４−３側は傾斜面４−１側
に比べ掘削の先進性が確保され、傾斜面４−３側に曲が
るような掘削が推進される。Similarly, the two inclined surfaces 4-1 and 4-3
With respect to the bit head 3 of the excavation surface having the following, the midpoint of the arc of the inclined surface 4-3 is set in the direction in which the excavation hole is to be bent,
When the bit head 3 is oscillated about the midpoint of the arc of the inclined excavation surface 4-3, the bit 5 on the inclined surface 4-3 side is moved.
Has a structure in which rock is crushed and propelled ahead of the bit 5 on the inclined surface 4-1 side, and the excavation advancement is secured on the inclined surface 4-3 side compared with the inclined surface 4-1 side, and the inclined surface 4-3 Excavation that bends to the side is promoted.
【００２４】以上の説明から分かるように、ビットヘッ
ド３を揺動運動させたとき、掘削面の一部分であって岩
盤に対し先行粉砕するビットが設けられた形状面を備え
た掘削面であれば、先行粉砕ビット面側は岩盤を先んじ
て粉砕推進する構造となり、曲がった掘削孔の修正や希
望の方向に掘削を推進することができることになる。こ
の様な掘削面として図５ないし図１０の如き形状が存在
する。As can be seen from the above description, when the bit head 3 is made to oscillate, if the excavation surface is a part of the excavation surface and has a shape surface provided with a bit to be pre-crushed against the bedrock. On the other hand, the surface of the preceding crushing bit has a structure in which the rock is crushed and propelled ahead of the bedrock, so that it is possible to correct a bent hole and to promote digging in a desired direction. Such excavation surfaces have shapes as shown in FIGS.
【００２５】図５は掘削面の他の実施例断面図を示して
いる。FIG. 5 shows a sectional view of another embodiment of the excavation surface.
【００２６】図５（Ｉ）のビットヘッド３の掘削面は、
傾斜面４−１と当該傾斜面４−１より傾斜が小さい傾斜
面４−４との同方向に傾斜した２面で形成され、この２
つの傾斜面４−１と傾斜面４−４とが交差する稜線９
は、ビットヘッド軸Ａから傾斜面４−４側に外れ、偏っ
た位置となっている。この２つの傾斜面４−１と傾斜面
４−４とが交差する稜線９が、図５（ＩＩ）図示の如く
ビットヘッド軸Ａから傾斜面４−１側に外れ、偏った位
置となっていてもよい。The excavation surface of the bit head 3 shown in FIG.
The inclined surface 4-1 and the inclined surface 4-4 having a smaller inclination than the inclined surface 4-1 are formed of two surfaces inclined in the same direction.
Ridge 9 where two inclined surfaces 4-1 and 4-4 intersect
Deviates from the bit head axis A to the side of the inclined surface 4-4 and is in a deviated position. The ridge line 9 where the two inclined surfaces 4-1 and 4-4 intersect is displaced from the bit head axis A to the inclined surface 4-1 side as shown in FIG. You may.
【００２７】図６（Ｉ）のビットヘッド３の掘削面は、
傾斜面４−１と当該傾斜面４−１より傾斜が大きい傾斜
面４−５との同方向に傾斜した２面で形成され、この２
つの傾斜面４−１と傾斜面４−５とが交差する稜線９
は、ビットヘッド軸Ａから傾斜面４−５側に外れ、偏っ
た位置となっている。この２つの傾斜面４−１と傾斜面
４−５とが交差する稜線９が、図６（ＩＩ）図示の如く
ビットヘッド軸Ａから傾斜面４−１側に外れ、偏った位
置となっていてもよい。The excavation surface of the bit head 3 shown in FIG.
The inclined surface 4-1 and the inclined surface 4-5 having a greater inclination than the inclined surface 4-1 are formed of two surfaces inclined in the same direction.
Ridge line 9 where two inclined surfaces 4-1 and 4-5 intersect
Deviates from the bit head axis A to the side of the inclined surface 4-5, and is in a deviated position. The ridge line 9 where the two inclined surfaces 4-1 and 4-5 intersect is displaced from the bit head axis A to the inclined surface 4-1 side as shown in FIG. You may.
【００２８】図７のビットヘッド３の掘削面は、円錐形
１２に形成され、かつ当該円錐形１２の頂点Ｐがビット
ヘッド軸の中心Ａから外れて形成されている。この円錐
形１２の頂点Ｐの先端部に図８図示の如く、平面部１３
が形成されていてもよい。図７、図８において、形状を
分かりやすくするためビット５の描画が省略されてい
る。The excavation surface of the bit head 3 in FIG. 7 is formed in a conical shape 12, and the vertex P of the conical shape 12 is formed off the center A of the bit head axis. At the tip of the vertex P of the conical shape 12, as shown in FIG.
May be formed. 7 and 8, the drawing of the bit 5 is omitted for easy understanding of the shape.
【００２９】図９のビットヘッド３の掘削面は、凹状の
円錐形１４に形成され、かつ当該凹状の円錐形１４の頂
点Ｐがビットヘッド軸Ａから外れて形成されている。こ
の凹状の円錐形１２の頂点Ｐの先端部に図１０図示の如
く、平面部１５が形成されていてもよい。図７、図８に
おいても、形状を分かりやすくするためビット５の描画
が省略されている。The excavation surface of the bit head 3 in FIG. 9 is formed in a concave cone 14, and the vertex P of the concave cone 14 is formed off the bit head axis A. A flat portion 15 may be formed at the tip of the apex P of the concave cone 12 as shown in FIG. Also in FIGS. 7 and 8, the drawing of the bit 5 is omitted for easy understanding of the shape.
【００３０】曲がった掘削孔の修正や希望の方向に掘削
する場合は、上記説明の如くビッドヘッド３に所定の揺
動運動を与えるが、通常はビッドヘッド３に回転運動を
与え掘削する。このときビッドヘッド３の掘削面は回転
運動をするので、揺動運動のときと異なり直進性のある
掘削がなされる。In the case of correcting a bent excavation hole or excavating in a desired direction, a predetermined swinging motion is applied to the bid head 3 as described above. At this time, the excavation surface of the bid head 3 performs a rotary motion, so that excavation with a straight traveling property is performed unlike the rocking motion.
【００３１】[0031]
【発明の効果】以上説明した如く、本発明によれば、掘
削面の一部分であって岩盤に対し先行粉砕する掘削面を
形成し、この先行粉砕する掘削面を揺動運動させるよう
にしたので、先行粉砕する掘削面の部分は他の面の掘削
面に先んじて岩盤を粉砕推進すようになり、先に粉砕さ
れた岩盤の部分が他の部分に比べ掘削し易い岩盤掘削構
造が醸成され、その方向にビットヘッドが推進される。
従って曲がった掘削孔の修正や希望の方向に掘削するこ
とができるようになる。As described above, according to the present invention, the excavated surface which is a part of the excavated surface and which is to be pre-crushed against the rock is formed, and the excavated surface which is to be pre-crushed is rocked. The part of the excavated surface to be crushed in advance crushes the rock before the other excavated surface, and a rock excavated structure in which the part of the previously crushed rock is easier to excavate than other parts is cultivated. , The bit head is propelled in that direction.
Therefore, it becomes possible to correct a bent hole and excavate in a desired direction.
【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]
【図１】本発明に係る掘削装置の主要部の一実施例概略
部分断面説明図である。FIG. 1 is a schematic partial sectional explanatory view of one embodiment of a main part of an excavator according to the present invention.
【図２】本発明に係る掘削装置の掘削部分の他の実施例
部分断面説明図である。FIG. 2 is a partial cross-sectional explanatory view of another embodiment of the excavation portion of the excavator according to the present invention.
【図３】その左側面図である。FIG. 3 is a left side view thereof.
【図４】本発明に係る掘削装置の掘削部分の他の実施例
部分断面説明図である。FIG. 4 is a partial cross-sectional explanatory view of another embodiment of the excavation portion of the excavator according to the present invention.
【図５】掘削面の他の実施例断面図である。FIG. 5 is a sectional view of another embodiment of a digging surface.
【図６】掘削面の他の実施例断面図である。FIG. 6 is a sectional view of another embodiment of a digging surface.
【図７】掘削面の他の実施例説明図である。FIG. 7 is an explanatory view of another embodiment of a digging surface.
【図８】掘削面の他の実施例説明図である。FIG. 8 is an explanatory view of another embodiment of a digging surface.
【図９】掘削面の他の実施例説明図である。FIG. 9 is an explanatory view of another embodiment of a digging surface.
【図１０】掘削面の他の実施例説明図である。FIG. 10 is an explanatory view of another embodiment of a digging surface.
１ ケーシング ２ ディバイス ３ ビットヘッド ４ 傾斜面 ４−１，４−３，４−４，４−５ 傾斜面 ４−２ 水平面 ５ ビット ６ ドリルハンマ ７ ドリルロッド ８ 推進駆動装置 ９ 稜線 １２ 円錐形 １３ 平面部 １４ 凹状の円錐形 １５ 平面部 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Casing 2 Device 3 Bit head 4 Inclined surface 4-1, 4-3, 4-4, 4-5 Inclined surface 4-2 Horizontal surface 5 Bit 6 Drill hammer 7 Drill rod 8 Propulsion drive device 9 Ridge line 12 Conical shape 13 Plane part 14 Conical shape of concave 15 Planar part
─────────────────────────────────────────────────────
────────────────────────────────────────────────── ───
【手続補正書】[Procedure amendment]
【提出日】平成１１年５月３１日（１９９９．５．３
１）[Submission date] May 31, 1999 (1999.5.3
1)
【手続補正１】[Procedure amendment 1]
【補正対象書類名】明細書[Document name to be amended] Statement
【補正対象項目名】特許請求の範囲[Correction target item name] Claims
【補正方法】変更[Correction method] Change
【補正内容】[Correction contents]
【特許請求の範囲】[Claims]
【手続補正２】[Procedure amendment 2]
【補正対象書類名】明細書[Document name to be amended] Statement
【補正対象項目名】０００６[Correction target item name] 0006
【補正方法】変更[Correction method] Change
【補正内容】[Correction contents]
【０００６】[0006]
【課題を解決するための手段】上記の目的を解決するた
めに、本発明の掘削装置は掘削面にビットが設けられた
ビットヘッドに推進駆動装置から衝撃力と回転運動とを
与えて掘削する構造の掘削装置において、上記掘削面
は、全面がビットヘッド軸の垂直面に対し傾斜した１つ
の傾斜面で形成されてなると共に、上記推進駆動装置は
ビットヘッド軸を揺動中心にしてビットヘッドに揺動運
動を与える揺動機構を備え、同一の掘削装置でそのビッ
トヘッドの揺動運動により直進掘削を可能ならしめたこ
とを特徴としている。SUMMARY OF THE INVENTION In order to solve the above-mentioned object, an excavator of the present invention excavates a bit head provided with a bit on an excavation surface by applying an impact force and a rotary motion from a propulsion drive unit. In the excavation device having a structure, the excavation surface is formed by one inclined surface which is entirely inclined with respect to a vertical surface of the bit head axis, and the propulsion drive device includes:
It is equipped with a rocking mechanism that gives rocking motion to the bit head with the bit head axis as the rocking center, and enables straight excavation by the rocking motion of the bit head with the same drilling equipment. And
【手続補正３】[Procedure amendment 3]
【補正対象書類名】明細書[Document name to be amended] Statement
【補正対象項目名】００１３[Correction target item name] 0013
【補正方法】変更[Correction method] Change
【補正内容】[Correction contents]
【００１３】このように形成された傾斜面４を有する掘
削面のビットヘッド３で、曲がった掘削孔を修正しよう
とするとき、傾斜面４の最頂点となっている頂点Ｐ１を
掘削孔の曲がった方向と反対側になるように設定し、そ
してビットヘッド軸Ａを揺動中心にしてビットヘッド３
を揺動させる。すなわち傾斜面４の頂点Ｐ１が揺動スパ
ンの真中となるような形態でビットヘッド３を揺動運動
させる。このビットヘッド３の揺動運動で、傾斜面４の
頂点Ｐ１の近傍部分のビット５は曲がった方向と反対側
の掘削孔壁の岩盤を傾斜面４の底点Ｌ１の近傍部分のビ
ット５に先進して重複粉砕する構造となり、ビットヘッ
ド３の頂点Ｐ１側が底点Ｌ１側に比べ岩盤が受ける衝撃
力及びその掘削量が増大し、掘削孔の曲がりが修正され
る。When the bent drilling hole is to be corrected by the bit head 3 of the drilling surface having the inclined surface 4 formed as described above, the vertex P1 which is the highest peak of the inclined surface 4 is bent. And the bit head 3 with the bit head axis A as the swing center.
Rocks. That is, the apex P1 of the inclined surface 4 is a swing spa
The bit head 3 is swung in such a form as to be in the middle of the bit head. Due to the swinging motion of the bit head 3, the bit 5 in the vicinity of the vertex P1 of the inclined surface 4 becomes the bit 5 in the vicinity of the bottom point L1 of the inclined surface 4 with the rock of the excavation hole wall opposite to the bent direction. In this structure, the apex P1 of the bit head 3 has an impact force applied to the rock and the amount of excavation thereof is larger than that of the bottom L1, so that the bending of the excavation hole is corrected.
【手続補正４】[Procedure amendment 4]
【補正対象書類名】明細書[Document name to be amended] Statement
【補正対象項目名】００１４[Correction target item name] 0014
【補正方法】変更[Correction method] Change
【補正内容】[Correction contents]
【００１４】またこの傾斜面４を有する掘削面のビット
ヘッド３に対し、掘削孔を曲げようとする方向に傾斜面
４の最頂点となっている頂点Ｐ１を設定し、そしてビッ
トヘッド軸Ａを揺動中心にしてビットヘッド３を揺動さ
せると、すなわち傾斜面４の頂点Ｐ１が揺動スパンの真
中となるような形態でビットヘッド３を揺動運動させる
と、傾斜面４の最頂点となっている頂点Ｐ１の近傍部分
のビット５が傾斜面４の底点Ｌ１の近傍部分のビット５
に比べ岩盤を先んじて粉砕推進する構造となり、頂点Ｐ
１側は底点Ｌ１側に比べ掘削の先進性が確保され、傾斜
面４の頂点Ｐ１側に曲がるような掘削が推進される。A vertex P1 which is the highest vertex of the inclined surface 4 is set in the direction in which the drill hole is to be bent with respect to the bit head 3 of the excavated surface having the inclined surface 4, and the bit is set.
The bit head 3 is swung about the head axis A as the swing center.
That is, the vertex P1 of the inclined surface 4 is at the true swing span.
When the bit head 3 is oscillated in the middle form, the bit 5 near the vertex P1 which is the highest vertex of the inclined surface 4 becomes the bit 5 near the bottom point L1 of the inclined surface 4.
In comparison with, the rock is crushed and propelled ahead of the bedrock.
Excavation advancement is secured on the first side as compared with the bottom point L1 side, and excavation that bends toward the vertex P1 side of the inclined surface 4 is promoted.
【手続補正５】[Procedure amendment 5]
【補正対象書類名】明細書[Document name to be amended] Statement
【補正対象項目名】００１８[Correction target item name] 0018
【補正方法】変更[Correction method] Change
【補正内容】[Correction contents]
【００１８】このように形成された１つの傾斜面４−１
とこの傾斜面４−１に連なる１つの水平面４−２との２
面を有する掘削面のビットヘッド３で、曲がった掘削孔
を修正しようとするとき、稜線９が偏った側の水平面４
−２の円弧の中点Ｐ２（図３図示の×印位置）を掘削孔
の曲がった方向と反対側になるように設定し、そしてビ
ットヘッド軸Ａを揺動中心にしてビットヘッド３を揺動
させると、すなわち水平面４−２の円弧の中点Ｐ２が揺
動スパンの真中となるような形態でビットヘッド３を揺
動運動させると、水平面４−２側のビット５は曲がった
方向と反対側の掘削孔壁の岩盤を傾斜面４−１側のビッ
ト５に先進して重複粉砕する構造となり、ビットヘッド
３の水平面４−２側が傾斜面４−１側に比べ岩盤が受け
る衝撃力及びその掘削量が増大し、掘削孔の曲がりが修
正される。One inclined surface 4-1 formed in this manner.
And one horizontal plane 4-2 connected to the inclined plane 4-1.
When trying to correct a bent drill hole with a bit head 3 of a drilling surface having a flat surface, the horizontal plane 4 on which the ridge 9 is biased
-2 arc midpoint P2 a (× mark the position of FIG. 3 shown) set to be opposite to the curved direction of the borehole, and bi
The bit head 3 is swung about the bit head axis A as the swing center.
That is, the midpoint P2 of the arc on the horizontal plane 4-2 fluctuates.
When the bit head 3 is oscillated in the middle of the moving span, the bit 5 on the horizontal plane 4-2 moves the rock on the excavation hole wall opposite to the bent direction to the bit on the inclined plane 4-1. 5, the impact force received by the rock and the amount of excavation are increased on the horizontal surface 4-2 side of the bit head 3 compared with the inclined surface 4-1 side, and the bending of the excavation hole is corrected.
【手続補正６】[Procedure amendment 6]
【補正対象書類名】明細書[Document name to be amended] Statement
【補正対象項目名】００１９[Correction target item name] 0019
【補正方法】変更[Correction method] Change
【補正内容】[Correction contents]
【００１９】同様に、この傾斜面４−１と水平面４−２
とを有する掘削面のビットヘッド３に対し、掘削孔を曲
げようとする方向に水平面４−２の円弧の中点Ｐ２を設
定し、そしてビットヘッド軸Ａを揺動中心にしてビット
ヘッド３を揺動させると、すなわち水平面４−２の円弧
の中点Ｐ２が揺動スパンの真中となるような形態でビッ
トヘッド３を揺動運動させると、水平掘削面４−２側の
ビット５が傾斜面４−１側のビット５に比べ岩盤を先ん
じて粉砕推進する構造となり、水平面４−２側は傾斜面
４−１側に比べ掘削の先進性が確保され、水平面４−２
側に曲がるような掘削が推進される。Similarly, the inclined surface 4-1 and the horizontal surface 4-2
For the bit head 3 of excavating surface, in a direction to bend the borehole to set the arc midpoint P2 of the horizontal 4-2 and to the bit head axis A to swing center bit having bets
When the head 3 is swung, that is, when the bit head 3 is swung so that the midpoint P2 of the arc of the horizontal plane 4-2 is in the middle of the swing span , the horizontal excavation surface 4- The bit 5 on the second side has a structure in which the rock 5 is crushed and propelled earlier than the bit 5 on the inclined surface 4-1. The horizontal plane 4-2 has more advanced excavation than the inclined plane 4-1. 4-2
Excavation that bends to the side is promoted.
【手続補正７】[Procedure amendment 7]
【補正対象書類名】明細書[Document name to be amended] Statement
【補正対象項目名】００２２[Correction target item name] 0022
【補正方法】変更[Correction method] Change
【補正内容】[Correction contents]
【００２２】このように形成された２つの傾斜面４−
１，４−３を有する掘削面のビットヘッド３で、曲がっ
た掘削孔を修正しようとするとき、稜線（図３の稜線９
と考えてよい）が偏った側の傾斜面４−３の円弧の中点
（図３のＰ２と考えてよい）を掘削孔の曲がった方向と
反対側になるように設定し、そしてビットヘッド軸Ａを
揺動中心にしてビットヘッド３を揺動させると、すなわ
ち傾斜面４−３の円弧の中点が揺動スパンの真中となる
ような形態でビットヘッド３を揺動運動させると、傾斜
面４−３側のビット５は曲がった方向と反対側の掘削孔
壁の岩盤を傾斜面４−１側のビット５に先進して重複粉
砕する構造となり、ビットヘッド３の傾斜面４−３側が
傾斜面４−１側に比べ岩盤が受ける衝撃力及びその掘削
量が増大し、掘削孔の曲がりが修正される。The two inclined surfaces 4- formed in this way
When trying to correct a bent drilling hole with the bit head 3 of the drilling surface having 1,4-3, the ridge (ridge 9 in FIG. 3)
The middle point of the arc of the inclined surface 4-3 (which may be considered as P2 in FIG. 3) is set to be on the opposite side to the direction in which the borehole is bent, and the bit head Axis A
When the bit head 3 is swung about the swing center,
Arc midpoint of the inclined surface 4-3 becomes a center of swinging span Chi
When the bit head 3 is swung in such a manner, the bit 5 on the inclined surface 4-3 advances the rock on the wall of the borehole on the side opposite to the bent direction to the bit 5 on the inclined surface 4-1. As a result, the impact force received by the rock and the amount of excavation are increased on the inclined surface 4-3 side of the bit head 3 compared with the inclined surface 4-1 side, and the bending of the excavation hole is corrected.
【手続補正８】[Procedure amendment 8]
【補正対象書類名】明細書[Document name to be amended] Statement
【補正対象項目名】００２３[Correction target item name] 0023
【補正方法】変更[Correction method] Change
【補正内容】[Correction contents]
【００２３】同様に、この２つの傾斜面４−１，４−３
を有する掘削面のビットヘッド３に対し、掘削孔を曲げ
ようとする方向に傾斜面４−３の円弧の中点を設定し、
そしてビットヘッド軸Ａを揺動中心にしてビットヘッド
３を揺動させると、すなわち傾斜掘削面４−３の円弧の
中点が揺動スパンの真中となるような形態でビットヘッ
ド３を揺動運動させると、傾斜面４−３側のビット５が
傾斜面４−１側のビット５に比べ岩盤を先んじて粉砕推
進する構造となり、傾斜面４−３側は傾斜面４−１側に
比べ掘削の先進性が確保され、傾斜面４−３側に曲がる
ような掘削が推進される。Similarly, the two inclined surfaces 4-1 and 4-3
With respect to the bit head 3 of the excavation surface having the following, the midpoint of the arc of the inclined surface 4-3 is set in the direction in which the excavation hole is to be bent,
Then, the bit head is set with the bit head axis A as the swing center.
When the bit head 3 is oscillated, that is, when the bit head 3 is oscillated in such a manner that the midpoint of the arc of the inclined excavation surface 4-3 is in the middle of the oscillation span, the bit 5 on the inclined surface 4-3 side Has a structure in which rock is crushed and propelled ahead of the bit 5 on the inclined surface 4-1 side, and the excavation advancement is secured on the inclined surface 4-3 side compared with the inclined surface 4-1 side, and the inclined surface 4-3 Excavation that bends to the side is promoted.
Claims (6)
ドに推進駆動装置から衝撃力と回転運動とを与えて掘削
する構造の掘削装置において、 上記掘削面は、全面がビットヘッド軸の垂直面に対し傾
斜した１つの傾斜面で形成されてなると共に、 上記推進駆動装置はビットヘッドに揺動運動を与える揺
動機構を備え、 ビットヘッドの揺動運動により直進掘削を可能ならしめ
たことを特徴とする掘削装置。An excavator having a structure in which an impact force and a rotational motion are applied from a propulsion drive to a bit head provided with a bit on the excavation surface to excavate the bit head, wherein the entire excavation surface is a vertical surface of a bit head axis. And the propulsion drive device has a rocking mechanism for imparting a rocking motion to the bit head, so that straight excavation is enabled by the rocking motion of the bit head. Drilling rig featured.
ドに推進駆動装置から衝撃力と回転運動とを与え掘削す
る構造の掘削装置において、 上記掘削面は、ビットヘッド軸の垂直面に対し１つの傾
斜した傾斜面と当該傾斜面に連なる上記ビットヘッド軸
の垂直面に対し平行な水平面か傾斜した傾斜面かのいず
れかの連続面との２面で形成され、かつ当該傾斜面と連
続面との２面によって形成される稜線がビットヘッド軸
の中心から外れて形成されてなると共に、 上記推進駆動装置はビットヘッドに揺動運動を与える揺
動機構を備え、 ビットヘッドの揺動運動により直進掘削を可能ならしめ
たことを特徴とする掘削装置。2. An excavator having a structure for excavating a bit head provided with a bit on the excavation surface by applying an impact force and a rotary motion from a propulsion drive unit, wherein the excavation surface is one to a vertical plane of a bit head axis. Two inclined surfaces and a continuous surface which is either a horizontal surface or an inclined surface parallel to the vertical surface of the bit head axis connected to the inclined surface, and the inclined surface and the continuous surface The ridge line formed by the two surfaces is formed off the center of the bit head axis, and the propulsion drive device has a swing mechanism for giving a swing motion to the bit head. An excavator characterized in that straight excavation is possible.
ドに推進駆動装置から衝撃力と回転運動とを与え掘削す
る構造の掘削装置において、 上記掘削面は円錐形に形成され、かつ当該円錐形の頂点
がビットヘッド軸の中心から外れて形成されてなると共
に、 上記推進駆動装置はビットヘッドに揺動運動を与える揺
動機構を備え、 ビットヘッドの揺動運動により直進掘削を可能ならしめ
たことを特徴とする掘削装置。3. An excavator having a structure for excavating by applying an impact force and a rotary motion from a propulsion drive unit to a bit head provided with a bit on the excavation surface, wherein the excavation surface is formed in a conical shape, and Is formed off the center of the bit head shaft, and the propulsion drive device has a rocking mechanism for giving a rocking motion to the bit head, thereby enabling straight excavation by the rocking motion of the bit head. A drilling rig, characterized in that:
先端部に平面部が設けられていることを特徴とする掘削
装置。4. The excavator according to claim 3, wherein a flat portion is provided at a tip of a vertex of the conical shape.
ドに推進駆動装置から衝撃力と回転運動とを与え掘削す
る構造の掘削装置において、 上記掘削面は凹状の円錐形が形成され、かつ当該凹状の
円錐形の頂点がビットヘッド軸の中心から外れて形成さ
れてなると共に、 上記推進駆動装置はビットヘッドに揺動運動を与える揺
動機構を備え、 ビットヘッドの揺動運動により直進掘削を可能ならしめ
たことを特徴とする掘削装置。5. An excavator having a structure for excavating by giving an impact force and a rotary motion from a propulsion driving device to a bit head having a bit provided on the excavation surface, wherein the excavation surface has a concave conical shape. The protruding drive device includes a swinging mechanism that gives a swinging motion to the bit head, and the straight excavation is performed by the swinging motion of the bit head. A drilling rig characterized by being made possible.
頂点の先端部に平面部が設けられていることを特徴とす
る掘削装置。6. The excavator according to claim 5, wherein a flat portion is provided at a tip of a vertex of the concave cone.
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Family
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Family Applications (1)
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|---|---|---|---|
| JP10217197A Expired - Lifetime JP3127210B2 (en) | 1998-07-31 | 1998-07-31 | Drilling rig |
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|---|---|
| JP (1) | JP3127210B2 (en) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR100376006B1 (en) * | 2000-08-30 | 2003-03-15 | 홍지기술산업주식회사 | Horizontal Excavator Using Oscillator |
| JP2019132090A (en) * | 2018-02-02 | 2019-08-08 | ケミカルグラウト株式会社 | Drilling bit |
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|---|---|---|---|---|
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-
1998
- 1998-07-31 JP JP10217197A patent/JP3127210B2/en not_active Expired - Lifetime
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|---|---|---|---|---|
| KR100376006B1 (en) * | 2000-08-30 | 2003-03-15 | 홍지기술산업주식회사 | Horizontal Excavator Using Oscillator |
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