JP2019132041A - Excavation head - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、掘削翼に掘削ビットを設けた掘削ヘッドに関するものである。 The present invention relates to an excavation head having an excavation blade provided with an excavation bit.
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(たとえば、特許文献1参照。)。 2. Description of the Related Art Conventionally, excavation apparatuses that excavate the ground are provided with an excavation head for excavating the ground at the lower end of the rotating shaft. In this excavation head, a horizontal wing shape or a spiral wing shape excavation blade is provided at the lower end of the rotating shaft, and an excavation bit is provided on the excavation blade (see, for example, Patent Document 1).
従来の掘削ヘッドにおいては、複数条の同一直径の螺旋翼の下端に水平翼を設けた構成の場合には、下端の水平翼に複数の掘削ビットを並べて取付けており、また、下端から上方に向けて拡径した螺旋翼を設けた構成の場合には、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ている。 In a conventional excavation head, in the case of a configuration in which a horizontal blade is provided at the lower end of a plurality of spiral blades having the same diameter, a plurality of excavation bits are mounted side by side on the lower horizontal blade. In the case of the configuration in which the spiral blade expanded in diameter is provided, a plurality of excavation bits are mounted side by side along the outer periphery of the spiral blade.
ところが、上記従来の掘削ヘッドにおいて、下端の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。 However, in the conventional excavation head described above, when a plurality of excavation bits are mounted side by side on the horizontal wing at the lower end, the excavation resistance during excavation may increase.
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。 In particular, in the ground improvement work that excavates the ground and mixes solidified material with the excavated soil and agitate, the drilling diameter is very large compared to the excavation work, so the excavation resistance during construction is very large. There is a risk of becoming.
また、上記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。 In the conventional excavation head, in the case of a configuration in which a plurality of excavation bits are arranged side by side along the outer periphery of the spiral blade whose diameter is expanded upward from the lower end, the conical portion excavated by the expanded spiral blade There is a possibility that the (conical column body) becomes long.
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。 In particular, in the ground improvement work, the columnar column body formed above the conical column body is a product that exhibits effective strength, and the conical column body becomes invalid, so it is invalid. A long conical column body may become long.
そこで、請求項1に係る本発明では、下端から上方に向けて拡径した螺旋状の掘削翼を有し、掘削翼に掘削ビットを設けた掘削ヘッドにおいて、掘削翼の中途部に段階的に拡径させた段部を形成するとともに、段部に掘削ビットを設けることにした。
Therefore, in the present invention according to
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、前記掘削翼に複数の掘削ビットを設けるとともに、複数の掘削ビットの間であって後方の位置にも掘削ビットを設けることにした。
Further, in the present invention according to claim 2, in the present invention according to
また、請求項3に係る本発明では、前記請求項1に係る本発明において、前記掘削翼に複数の掘削ビットを設けるとともに、前記掘削翼の内周側と外周側とで前記複数の掘削ビットを前後にずらして配置することにした。
Further, in the present invention according to claim 3, in the present invention according to
また、請求項4に係る本発明では、前記請求項2又は請求項3に係る本発明において、前記複数の掘削ビットを前記掘削翼の段部に設けることにした。 In the present invention according to claim 4, in the present invention according to claim 2 or claim 3, the plurality of excavation bits are provided in a step portion of the excavation blade.
そして、本発明では、以下に記載する効果を奏する。 And in this invention, there exists an effect described below.
すなわち、本発明では、下端から上方に向けて拡径した螺旋状の掘削翼を有し、掘削翼に掘削ビットを設けた掘削ヘッドにおいて、掘削翼の中途部に段階的に拡径させた段部を形成するとともに、段部に掘削ビットを設けることにしているために、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。 That is, in the present invention, in the excavation head having a spiral excavation blade having a diameter expanded upward from the lower end and provided with an excavation bit on the excavation blade, the step is stepwise expanded in the middle of the excavation blade. Since the excavation bit is provided in the step portion while forming the portion, the length of the conical column body can be shortened while reducing the excavation resistance during excavation.
また、前記掘削翼に複数の掘削ビットを設けるとともに、複数の掘削ビットの間であって後方の位置にも掘削ビットを設けた場合には、地盤の掘削を良好に行うことができる。 In addition, when a plurality of excavation bits are provided on the excavation blade and an excavation bit is provided between the plurality of excavation bits and at a rear position, the ground can be excavated well.
さらに、前記掘削翼に複数の掘削ビットを設けるとともに、前記掘削翼の内周側と外周側とで前記複数の掘削ビットを前後にずらして配置した場合には、掘削する地盤の状況に応じて地盤の掘削を良好に行うことができる。 Further, when the excavating blade is provided with a plurality of excavating bits and the plural excavating bits are shifted back and forth between the inner peripheral side and the outer peripheral side of the excavating blade, depending on the situation of the ground to be excavated The excavation of the ground can be performed well.
なお、前記複数の掘削ビットは、前記掘削翼の段部に設けることもできる。 The plurality of excavation bits may be provided at the step portion of the excavation blade.
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。 The specific configuration of the present invention will be described below with reference to the drawings. In the following description, the case where the present invention is applied to a ground improvement device that improves the ground excavated together with excavation of the ground will be described, but the present invention is not limited thereto, and the present invention is applied to various devices that excavate the ground. Can be applied.
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。
As shown in FIGS. 1 to 3, the
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。
The
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。
The
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。
The
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。
The
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。
In the
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。 The stirring blade 21 includes an innermost stirring blade 24, an inner stirring blade 25 disposed on the outer peripheral side thereof, and an outer stirring blade 26 disposed on the outer peripheral side thereof.
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。
The innermost agitating blade 24 is radially attached to the outer peripheral surface of the outer shaft 17 with two flat innermost
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。
The inner stirring blade 25 has two inner stirring
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。
The outer agitating blade 26 has three outer agitating
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。
The
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。
In the
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。
The
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。 In the conventional excavation head, when a plurality of excavation bits are mounted side by side on a horizontal wing, there is a possibility that excavation resistance during excavation increases. In particular, in the ground improvement work that excavates the ground and mixes solidified material with the excavated soil and agitate, the drilling diameter is very large compared to the excavation work, so the excavation resistance during construction is very large. There is a risk of becoming. In the conventional excavation head, in the case of a configuration in which a plurality of excavation bits are arranged side by side along the outer periphery of the spiral blade expanded from the lower end upward, a conical portion excavated by the expanded spiral blade ( The conical column body) may become long. In particular, in the ground improvement work, the columnar column body formed above the conical column body is a product that exhibits effective strength, and the conical column body becomes invalid, so it is invalid. A long conical column body may become long.
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。
However, in the
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。
The
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。
As described above, in the
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。
Further, behind the
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。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。
Thus, in the
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。
In the
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。
The
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。
As shown in FIG. 5, the
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。
The
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。
The
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。
The
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。
The
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。 In the conventional conical bit, there is a possibility that the mounting shaft portion may be fixed to the holder due to the intrusion of earth and sand into the mounting hole (between the holder and the mounting shaft portion) during excavation. In particular, in the ground improvement work in which the solidified material is mixed with the excavated soil and agitated, the solidified material as well as the soil penetrates into the mounting hole, and the intruded solidified material is solidified. This may cause the mounting shaft portion to be fixed to the holder. Also, in ground improvement construction, sand, gravel, and clay ground layers are excavated rather than hard rock layers and stirred with solidifying agents in the ground, so the ground is not self-supporting and tightening due to earth pressure occurs. As a result, the wear of the drilling tip may become severe. When the mounting shaft of the conical bit sticks to the holder, the conical bit becomes unrotatable with respect to the holder, and the excavation tip at the tip of the conical bit suddenly deviates and wears (decreases) frequently. Therefore, it is necessary to replace the conical bit, which may increase cost and work time. Also, if the conical bit mounting shaft is fixed to the holder, it will be difficult to remove the conical bit from the holder, and in some cases, it will be necessary to replace the entire holder, further increasing costs and work. There was a risk of inviting.
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。
Therefore, the
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。
In the
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。
Further, in the
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。
The sticking prevention means is not limited to the structure provided with the
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。
For example, in the
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。
Further, in the
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。
As described above, in the
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。 Furthermore, in the conventional conical bit, there is a possibility that the holder will be worn and damaged due to the earth and sand coming into contact with the holder during excavation. In particular, in the ground improvement work that excavates the ground and mixes the solidified material into the excavated soil and agitate, the sand, gravel, and clay ground layers are excavated from the hard rock layer and stirred with the solidifying agent in the ground. Therefore, the ground is not self-supporting and tightening due to earth pressure occurs, and there is a possibility that the wear of the holder becomes severe. If the holder for detachably attaching the conical bit is worn out and damaged, it becomes necessary to remove the damaged holder from the drilling blade and attach a new holder to the drilling blade. There was a risk of increasing time. In addition, if the holder is worn and damaged, it becomes difficult to remove the conical bit from the holder. In some cases, it becomes necessary to replace the conical bit together with the holder, which further increases costs and increases work. There was a risk of inviting.
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。
Therefore, the
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。
In the
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。
The wear suppression means may be any configuration that can suppress the wear of the
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。
For example, in the
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。
Further, in the
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
Further, in the
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。
Further, in the
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。
Further, in the
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。
As described above, in the
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。
In particular, in the
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
DESCRIPTION OF
11 Ground improvement
13
15
17 Outer shaft 18 Drive motor
19
21
23 Drilling bit 24 Innermost stirring blade
25 Inner stirring blade 26 Outer stirring blade
27
29 Inner stirring blade upper piece 30 Inner stirring blade middle piece
31 Inner stirring blade
33 Stirring piece 34 Connecting piece
35 Outer stirring blade body 36 Outer stirring blade upper piece
37 Middle part of outer stirring blade 38 Lower part of outer stirring blade
39
41
43
45
47
49
51
53
55,57
59,62
61,64
66
69,71,74,77,80
そこで、請求項1に係る本発明では、下端から上方に向けて拡径した螺旋状の掘削翼を有し、掘削翼に掘削ビットを設けた掘削ヘッドにおいて、掘削翼の中途部に段階的に拡径させた段部を複数形成するとともに、各段部に複数の掘削ビットを並べて設けることにした。
Therefore, in the present invention according to
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、前記各段部に並べて設けた複数の掘削ビットの間であって後方の位置にも他の掘削ビットを設けることにした。
Further, in the present invention according to claim 2, in the present invention according to
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、前記各段部に並べて設けた複数の掘削ビットを前記掘削翼の内周側と外周側とでそれぞれ前後にずらして配置することにした。
Further, in the present invention according to claim 3, in the present invention according to
Claims (4)
掘削翼の中途部に段階的に拡径させた段部を形成するとともに、段部に掘削ビットを設けたことを特徴とする掘削ヘッド。 In the excavation head having a spiral excavation blade whose diameter is expanded upward from the lower end and provided with an excavation bit on the excavation blade,
An excavation head characterized in that a stepped portion having a diameter increased stepwise is formed in the middle portion of the excavating blade, and a drilling bit is provided in the stepped portion.
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