JP2021038545A - ケーシングビット及びケーシングパイプの先端構造 - Google Patents

Abstract

【課題】鉄筋コンクリートなどの障害を積極的によく切れるようにして障害撤去の作業性を向上する。【解決手段】ケーシングパイプの先端に固定されるビット本体１３と、ビット本体１３に保持されたチップ１５を有するケーシングビット１１において、ビット本体１３の先端部の表面に、平らな先端平面部１３ａと傾斜平面部１３ｂを形成する。これら平面部１３ａ，１３ｂの一部に超硬のチップの一部である円錐形状の突出部１５ａを形成する。【選択図】図１

Description

この発明は、基礎杭工事などの土木工事に用いられるケーシングビットに関し、より詳しくは、たとえば鉄筋コンクリート等の地中障害物を良好に破砕・切削できるようなケーシングビットに関する。

障害撤去に適したケーシングビットとして、下記特許文献１に開示されたものがある。このケーシングビットは、ビット本体に保持されたチップが、ケーシングパイプの回転方向で並ぶように配設されるとともに、チップを保持する凹部がビット本体の幅方向の一部に形成された構成である。

このような構成のケーシングビットは、チップの脱落を抑制できる。また、回転方向前方のチップが欠損等しても、その後方のチップが掘削能力を発揮するので、鉄筋等の障害がある部分を掘削しても高い耐久性が得られる。

しかし、特許文献１のケーシングビットを含めて、これまでのケーシングビットは、チップの先端がケーシングビットの表面から突出しているように見える態様であったが、チップの先端はあくまでケーシングビットの凹凸のある外形に沿っている。つまり、ケーシングビットのチップは、ケーシングビットの表面から例えば独立峰のように突出しているというよりは、凹凸のある外形に沿って表面に露出しているような態様であった。

このため、障害に対して力強く作用して障害の破砕がなされてきたが、鋭く切り込んで効果的に切削するという作用の点では弱く、作業に時間がかかる場合があった。

特開２０１１−２３６６４４号公報

この発明は、障害を積極的によく切れるようにして作業性を向上することを主な目的とする。

そのための手段は、ケーシングパイプの先端に固定されるビット本体と、前記ビット本体に保持されたチップを有するケーシングビットであって、前記ビット本体の先端部の表面に、平らな平面部が形成され、前記平面部の一部に前記チップの基部が埋設され、前記チップのうち前記平面部から突出する突出部が、前記平面部に垂直な方向から前記突出部の先端側が細くなる方向に傾く側面を有しているケーシングビットである。

この構成では、チップの突出部は、平らな平面部から突出するとともに、平面部に垂直な方向から傾いて突出部の先端側を細くする側面を有している。このため、突出部は平面部の表面に沿ってその形態に埋没した態様ではなく、平面部から切り立つような突出した態様である。このような突出部を有するチップの基部は、ビット本体に強力に保持される。

前述のようなチップの突出部は、ケーシングパイプの先端において回転し、従来に比して小さな刃物角で障害に対して鋭く切り込む。

この発明によれば、チップが平面部から突出している突出部を有しているので、障害を積極的に良好に切ることができる。この結果、障害撤去の作業性を向上できる。しかも、よく切れるので作業時の騒音を低減できる。

外刃ケーシングビットの斜視図。 ケーシングパイプの先端部の正面図。 外刃ケーシングビットの正面図。 外刃ケーシングビットの背面図。 外刃ケーシングビットの右側面図。 図３のＡ−Ａ断面図とＢ−Ｂ断面図。 外刃ケーシングビットの平面図。 外刃ケーシングビットのビット本体とチップの斜視図。 内刃ケーシングビットの右側面図。 図２のC-C断面図。

この発明を実施するための一形態を、以下図面を用いて説明する。

図１にケーシングビット１１の斜視図を示す。ケーシングビット１１は、図２に示したようにケーシングパイプ１２の先端に固定されるビット本体１３と、ビット本体１３に保持された超硬合金製のチップ１５を有している。

図２はケーシングパイプ１２の先端部の一部を示す正面図であり、ケーシングパイプ１２の外周面を表している。ケーシングビット１１はケーシングパイプ１２の先端部に固定されたホルダ１６を介して着脱自在に固定される。

このようなケーシングビット１１には、ケーシングパイプ１２の外周面側に指向する外刃ケーシングビット１１ａ（以下、「外刃」という）と、ケーシングパイプ１２の内周面に指向する内刃ケーシングビット１１ｂ（以下、「内刃」という）がある。図２中、図面右側のケーシングビット１１が外刃１１ａであり、図面左側のケーシングビット１１が内刃１１ｂである。外刃１１ａと内刃１１ｂは、周方向に沿って間隔をあけて交互に固定される。

ケーシングビット１１のうち外刃１１ａの正面図を図３に、背面図を図４に、右側面図を図５に、図３のＡ−Ａ断面図とＢ−Ｂ断面図を図６の（ａ）と（ｂ）にそれぞれ示している。なお、右側面は、右回転する際に回転方向の先方となる面である。

これらの図に示すように、ビット本体１３の先端部の表面に、平らな平面部１３ａ，１３ｂが形成され、平面部１３ａ，１３ｂの一部にチップ１５の基部５１が埋設されている。チップ１５のうち平面部１３ａ，１３ｂから突出する突出部１５ａが、平面部１３ａ，１３ｂに垂直な方向から突出部１５ａの先端側が細くなる方向に傾く側面１５ｂ，１５ｃを有している。

ビット本体１３は、図８に示したように、前述したホルダ１６（図２参照）に保持されるため、所定の隙間を隔てて平行に並ぶ２枚の脚片３１，３２を有している。これら脚片３１，３２は、正面視で縦長の略長方形状である。脚片３１，３２の幅、つまりケーシングパイプ１２の円周方向に対応する方向の長さは適宜設定される。一対の脚片３１，３２の中央の下部寄りの位置には、ホルダ１６に対する固定用のボルト１７を止めるボルト穴が貫通形成されている。ビット本体１３の外周面側に位置する脚片３１のボルト穴３１ａは、逆円錐状のボルト１７の頭部を収容するボトル穴である。またビット本体１３の内周面側に位置する脚片３２のボルト穴３２ａは、ボルト１７の雄ねじが螺合する雌ねじを有したボルト穴である（図６の（ａ）参照）。

２枚の脚片３１，３２の先、つまり上端には、脚片３１，３２を一体にする頭部３３が形成されている。頭部３３の下部に位置する土台部分３４は板状であり、土台部分３４の幅は脚片３１，３２の幅より幅広である。また土台部分３４におけるケーシングパイプ１２の厚みに対応する方向の厚さは、一対の脚片３１，３２の外側の面、つまり外周側に対応する面及び内周側に対応する面の間隔と同一であり、脚片３１，３２と土台部分３４の外側の面は面一である。

頭部３３における土台部分３４より先に連設された一体の先端部３５は、幅方向において土台部分３４よりも幅狭であり、幅方向の両側面に先端側ほど中間寄りに傾く傾斜側面３５ａを有している。また先端部３５は、外刃１１ａにおいてはケーシングパイプ１２の外周側に、内刃１１ｂにおいてはケーシングパイプ１２の内周側にせり出す形状である。外刃１１ａにあっては、外刃１１ａのビット本体１３の先端部３５における外周側の面に、先端側ほど外周側に傾く外周側傾斜面３５ｂが形成されている。一方、外刃１１ａのビット本体１３の先端部３５における内周側の面に、先端側ほど外周側に傾く内周側傾斜面３５ｃが形成されている。外周側傾斜面３５ｂは正面図である図３に示したように、正面視等脚台形である。内周側傾斜面３５ｃも、背面図である図４に示したように正面視等脚台形である。

これら傾斜側面３５ａと外周側傾斜面３５ｂと内周側傾斜面３５ｃを有する頭部３３の先端部３５は、前述した平面部１３ａ，１３ｂとして先端平面部１３ａと傾斜平面部１３ｂを有している。先端平面部１３ａは、ビット本体１３の先端に形成されたもので、幅方向（左右方向）に傾きのない水平である。先端平面部１３ａのビット本体１３の厚み方向における位置は、外刃１１ａの場合、厚み方向の中間位置よりも外周側に寄っている。逆に、内刃１１ｂの場合は、先端平面部１３ａのビット本体１３の厚み方向における位置は、厚み方向の中間位置よりも内周側に寄っている。

傾斜平面部１３ｂは、先端平面部１３ｃに接し、先端平面部１３ａに対して傾斜しており、外刃１１ａの場合には、外周側傾斜面３５ｂによってケーシングパイプ１２の外周側に対応する方向にせり出している。内刃１１ｂの場合には、傾斜平面部１３ｂは内周側傾斜面３５ｃによってケーシングパイプ１２の内周側に対応する方向にせり出している。

これら平面部１３ａ，１３ｂ、つまり先端平面部１３ａと傾斜平面部１３ｂは平面視長方形であり、ケーシングパイプ１２の円周方向に対応する水平方向に長い。

平面部１３ａ，１３ｂは前述したチップ１５を保持するための凹部３６を有している。凹部３６は１個のチップ１５を固定するためのものである。チップ１５は先端平面部１３ａと傾斜平面部１３ｂにそれぞれ複数個ずつ備えられるので、凹部３６は先端平面部１３ａと傾斜平面部１３ｂそれぞれ複数形成される。

具体的には先端平面部１３ａと傾斜平面部１３ｂの凹部３６は、平面部１３ａ，１３ｂの長手方向沿って一列に並んでいる。凹部３６は、平面部１３ａ，１３ｂに収まる大きさの平面視円形の穴である。先端平面部１３ａには２個の凹部３６が、傾斜平面部１３ｂには３個の凹部３６が、互いに干渉しないように間隔をあけて形成されている。

これらの凹部３６にチップ１５が固定されることにより、複数の突出部１５ａが先端平面部１３ａと傾斜平面部１３ｂに、平面部１３ａ，１３ｂの長手方向に沿って一列に備えられることになる。

凹部３６に固定されるチップ１５は、図８に示したように、凹部３６に差し込まれる大きさの円柱形状の基部５１を有しており先鋭である。基部５１の高さは凹部３６の深さよりも短い。具体的には、チップ１５の基部５１より先の先端部５２は円錐形状であり、先端部５２は２段階に傾斜している。すなわち、先端部５２のうち基部５１側の部分５２ａと先端側の部分５２ｂで傾斜が異なり、先端側の部分５２ｂのほうが基部側の部分５２ａよりも傾斜が緩い。

５個の凹部３６に保持されるチップ１５はすべて同一形状、同一硬度である。

凹部３６にチップ１５が固定されることにより、次のような突出部１５ａが得られることになる。つまりその突出部１５ａは、先鋭であるとともに円錐形状である。また突出部１５aは、平面部１３ａ，１３ｂ側の部分（基部５１側の部分５２ａ）の側面１５ｃと先端側の部分（先端側の部分５２ｂ）の側面１５ｂで傾斜が異なり、先端側の側面１５ｂのほうが平面部１３ａ，１３ｂ側の側面１５ｃよりも傾斜が緩い。

チップ１５は、基部５１を凹部３６に嵌めてロウ付けなどでビット本体１３の凹部３６に固定される。チップ１５の基部５１は凹部３６の深さりも短いので、チップ１５における平面部１３ａ，１３ｂから突出する部分、つまり前述した突出部１５ａとなる部分は、前述した先端部５２のうちの一部である。

また、ケーシングビット１１は、平面部１３ａ，１３ｂを取り囲む部位に肉盛部１８を有している。肉盛部１８はビット本体１３の表面を補強するものである。

この肉盛部１８は***部１８ａを一体に有している。***部１８ａは、平面部１３ａ，１３ｂにおけるビット本体１３の先端面の幅方向の両側、つまりケーシングパイプ１２の円周方向に対応する方向の両側において、突出部１５ａの突出方向に***し、突出部１５ａよりも高さが低い部分である。具体的には、平面部１３ａ，１３ｂのうちの先端平面部１３ａの長手方向の両側部に***部１８ａが形成されている。

この***部１８ａを含む肉盛部１８は、超硬粒子１９を有する構成である。つまり、肉盛部１８は、図６の（ａ）に一部を拡大して示したように、超硬粒子１９を溶接しながら付着させて形成される。肉盛部１８の厚さは適宜設定されるが、掘削作用方向において突出部１５ａと並ぶ部分の高さは、突出部１５ａの高さよりも低くする。

肉盛部１８の形成に用いられる超硬粒子１９は、図６（ａ）に示したように球形状である。球形状とは、完全な球のみをいうのではなく、尖った角のない球のような形状をいい、見た目に球、又はそれに近い形状であれば足りる。この超硬粒子１９は、廃品の超硬合金を粉砕して得るのではなく、粉末冶金によって球形状に成形したものを使用する。

超硬粒子１９の大きさは、肉盛部１８の厚さにもよるが、小さい方が好ましい。数ｍｍを超える大きさになると、肉盛部１８の一体性が低くなるおそれが考えられる。しかし、小さすぎると肉盛部１８を形成する際の作業性が悪くなるおそれがある。このため、超硬粒子１９の粒径は、たとえばφ０．５ｍｍ〜φ２ｍｍ程度あるとよく、より好ましくは、φ０．５ｍｍ〜φ１．５ｍｍ程度であるとよい。使用する超硬粒子１９の大きさは、統一されていても、バラツキがあってもよい。

超硬粒子１９の大きさが前述の範囲の大きさである場合、肉盛部１８の厚さはたとえば３ｍｍ〜５ｍｍ前後であるとよい。

肉盛部１８に見られる超硬粒子１９は角がない球形状であって、肉盛部１８は全体として緻密な外観を呈している。

図９は内刃１１ｂの右側面図である。この図に示すように、内刃１１ｂは外刃１１ａの頭部３３の向きを内外方向に反対向きにした構成である。この場合の右側面も、右回転する際に回転方向の先方となる面である。

以上のような外刃１１ａと内刃１１ｂを先端の円周上に配設したケーシングパイプ１２の先端構造は、つぎのとおりである（図２、図１０参照）。外刃１１ａと内刃１１ｂのビット本体１３は、先端位置に形成された先端平面部１３ａを有するとともに、外刃１１ａはケーシングパイプ１２の外周側にせり出す傾斜平面部１３ｂを有している。内刃はケーシングパイプ１２の内周側にせり出す傾斜平面部１３ｂを有している。

先端平面部１３ａと傾斜平面部１３ｂの一部には、チップ１５の基部５１が埋設される。チップ１５のうち先端平面部１３ａ又は傾斜平面部１３ｂから突出する突出部１５ａは、先端平面部１３ａ又は傾斜平面部１３ｂに垂直な方向から突出部１５ａの先端側が細くなる方向に傾く側面１５ｂ，１５ｃを有している。外刃１１ａの先端平面部１３ａの突出部１５ａは、ビット本体１３の厚み方向の中間位置よりも外周側に寄っているとともに、内刃１１ｂの先端平面部１３ａの突出部１５ａは、ビット本体１３の厚み方向の中間位置よりも内側に寄っている。

このため、図２のＣ−Ｃ断面図である図１０に示したように、ケーシングパイプ１２の先端には、外刃１１ａと内刃１１ｂには互いに同一高さに位置するも、厚み方向で離反する方向にずれている先端平面部１３ａを有する。そのうえ外刃１１ａは外周側に向く傾斜平面部１３ｂを、内刃１１ｂは内周側に向く傾斜平面部１３ｂを有し、それぞれにケーシングパイプ１２の円周方向に一列に並ぶ複数の突出部１５ａを有する。このため、推進方向に２列、推進方向に対して斜めに２列、合計４列の先鋭の突出部１５ａが順次、掘削・切削を行うことになる。

図１０中、矢印Ａは右回転の場合の回転方向を示している。

以上のようにケーシングビット１１におけるチップ１５の突出部１５ａは、ビット本体１３の平面部１３ａ，１３ｂから切り立つように突出しているうえに、平面部１３ａ，１３ｂに垂直な方向に対して傾斜する側面１５ｂ，１５ｃを有している。このようなケーシングビット１１を用いて掘削を行うと、チップ１５の突出部１５ａは、ケーシングパイプ１２の回転に伴い小さな刃物角で鋭く切り込む。このため、鉄筋等の障害であっても積極的に良好に切ることができる。この結果、障害撤去が効率的に行える。また障害をよく切れることから、掘削時の騒音を低減し、作業環境を少しでも良くすることができる。

しかも、チップ１５は基部５１の全体が平面部１３ａ，１３ｂの一部に埋設されているので、ビット本体１３に対しての保持は強力に行える。このため、障害に対する切削が確実に行える。

このようなチップ１５は、先端平面部１３ａに加えて、外周側と内周側にせり出す傾斜平面部１３ｂにも形成されており、４列の先鋭の突出部１５ａが順次、掘削・切削を行うことになるので、特に障害に対する作業性が良好である。

そのうえ、複数の突出部１５ａは平面部１３ａ，１３ｂの長手方向、つまりケーシングパイプ１２の円周方向に対応する水平方向に沿って一列に配設されているうえに、それぞれの突出部１５ａが独立しているので、障害に対する切削はより強力に行える。

特に、突出部１５ａは先鋭の円錐形状であるので、良好に切り進むことができる。

また、突出部１５ａの側面１５ｂ，１５ｃは二段階の傾斜を有しているので、突出部１５ａ自体の強度や耐久性を高くできる。

ケーシングビット１１の耐久性は超硬粒子１９を有する肉盛部１８によって高められるとともに、推進方向に位置する先端平面部１３ａの突出部１５ａの回転方向の両側には***部１８ａが形成されているので、切削性を確保しながらも耐久性をえられる。

以上の構成はこの発明を実施するための一形態であって、この発明は前述の構成のみに限定されることなくその他の構成を採用することもできる。

たとえば、チップ１５の突出部１５ａの形状は、前述のような円錐形状のほかに、例えば先細りの板状などのその他の形状であってもよい。突出部１５ａが先細りの板状の場合には、突出部１５ａの先端の長手方向がケーシングパイプ１２の円周方向に対応する水平方向に向けられる。

また、複数のチップ１５を固定する場合、チップ１５の形状や硬度は固定部分に応じて変更してもよい。

チップ１５を固定する平面部の態様や、突出部１５ａの配置なども、適宜設計できる。

１１…ケーシングビット
１２…ケーシングパイプ
１３…ビット本体
１３ａ…先端平面部
１３ｂ…傾斜平面部
１５…チップ
１５ａ…突出部
１５ｂ，１５ｃ…側面
１８…肉盛部
１８ａ…***部
１９…超硬粒子
５１…基部

Claims (9)

1. ケーシングパイプの先端に固定されるビット本体と、前記ビット本体に保持されたチップを有するケーシングビットであって、
   前記ビット本体の先端部の表面に、平らな平面部が形成され、
   前記平面部の一部に前記チップの基部が埋設され、
   前記チップのうち前記平面部から突出する突出部が、前記平面部に垂直な方向から前記突出部の先端側が細くなる方向に傾く側面を有している
   ケーシングビット。
2. 前記チップの前記突出部が先鋭である
   請求項１に記載のケーシングビット。
3. 前記チップの前記突出部の平面部側の部分と先端側の部分で前記側面の傾斜が異なり、
   前記先端側の部分のほうが前記平面部側の部分よりも傾斜が緩い
   請求項１または請求項２に記載のケーシングビット。
4. 前記チップの前記突出部が円錐形状である
   請求項１から請求項３のうちいずれか一項に記載のケーシングビット。
5. 前記平面部が、前記ビット本体の先端に形成された先端平面部と、前記先端平面部に接し前記先端平面部に対して傾斜するとともに、前記ケーシングパイプの外周側又は内周側にせり出す傾斜平面部である
   請求項１から請求項４のうちいずれか一項に記載のケーシングビット。
6. 前記平面部が、前記ケーシングパイプの円周方向に対応する水平方向に長い形状であり、
   前記平面部に、複数の前記突出部が前記平面部の長手方向に沿って一列に備えられた
   請求項１から請求項５のうちいずれか一項に記載のケーシングビット。
7. 前記平面部を取り囲む部位に、超硬粒子を有する肉盛部が形成された
   請求項１から請求項６のうちいずれか一項に記載のケーシングビット。
8. 前記平面部における前記ビット本体の先端面の前記ケーシングパイプの円周方向に対応する方向の両側に、前記肉盛部と一体で、前記突出部の突出方向に***し、前記突出部よりも高さの低い***部が形成された
   請求項７に記載のケーシングビット。
9. ケーシングパイプの先端に固定されるビット本体、及び前記ビット本体に保持されたチップを有するケーシングビットが、先端の円周上に配設されたケーシングパイプの先端構造であって、
   前記ケーシングビットとして外刃ケーシングビットと内刃ケーシングビットを有しこれらが交互に配設され、
   前記外刃ケーシングビットと前記内刃ケーシングビットの前記ビット本体が、先端位置に形成された先端平面部を有するとともに、
   前記外刃ケーシングビットが前記先端平面部に接し前記先端平面部に対して傾斜するとともに、前記ケーシングパイプの外周側にせり出す傾斜平面部を有し、
   前記内刃ケーシングビットが前記先端平面部に接し前記先端平面部に対して傾斜するとともに、前記ケーシングパイプの内周側にせり出す傾斜平面部を有し、
   前記先端平面部と前記傾斜平面部の一部に前記チップの基部が埋設され、
   前記チップのうち前記先端平面部又は前記傾斜平面部から突出する突出部が、前記先端平面部又は前記傾斜平面部に垂直な方向から前記突出部の先端側が細くなる方向に傾く側面を有し、
   前記外刃ケーシングビットの前記先端平面部の前記突出部が、前記ビット本体の厚み方向の中間位置よりも外周側に寄っているとともに、前記内刃ケーシングビットの前記先端平面部の前記突出部が、前記ビット本体の厚み方向の中間位置よりも内側に寄っている
   ケーシングパイプの先端構造。

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