JP5663887B2

JP5663887B2 - Drilling tools

Info

Publication number: JP5663887B2
Application number: JP2010026671A
Authority: JP
Inventors: 久田　仁也; 仁也久田; 中村　和由; 和由中村
Original assignee: Mitsubishi Materials Corp
Current assignee: Mitsubishi Materials Corp
Priority date: 2010-02-09
Filing date: 2010-02-09
Publication date: 2015-02-04
Anticipated expiration: 2030-02-09
Also published as: JP2011162996A

Description

本発明は、トンネル工事等の鋼管先受け工法において、地山に掘削ビットにより削孔を形成するのと同時に、この削孔にケーシングパイプを挿入してゆく掘削工具に関するものである。 The present invention relates to a drilling tool for inserting a casing pipe into a drilling hole at the same time as forming a drilling hole in a natural ground with a drilling bit in a steel pipe tip receiving method such as tunnel construction.

トンネル工事等を行うのに先立って、このように地山に削孔を形成するのと同時にこの削孔にケーシングパイプ（鋼管）を挿入することにより、切刃の安定や坑口の補強、地盤の改良等を行う掘削工具として、例えば特許文献１には、掘削ビットの先端部が大径部と小径部を備えた２段形状に形成され、これら大小径部の前面が軸心に垂直な平面とされて、これらの前面にそれぞれ超硬合金チップで作られた３個の硬質刃体が放射状に植設されるとともに、このうち大径部の前面に繰り粉排出用の穴が設けられたものが提案されている。 Prior to tunnel construction, etc., a hole is formed in the ground, and at the same time a casing pipe (steel pipe) is inserted into the hole to stabilize the cutting edge, reinforce the wellhead, As an excavation tool for performing improvement or the like, for example, in Patent Document 1, a tip portion of an excavation bit is formed in a two-stage shape having a large diameter portion and a small diameter portion, and the front surface of these large and small diameter portions is a plane perpendicular to the axis. In addition, three hard blades each made of cemented carbide chips are radially implanted on the front surface, and among these, a hole for discharging the flour is provided on the front surface of the large diameter portion. Things have been proposed.

特開２００１−３２６６４号公報JP 2001-32664 A

ところで、このようにトンネル工事等に先立って地山に削孔を形成するとともにケーシングを挿入する際に、当該地山には不要な既設の鉄鋼製構造物（例えば、廃棄された建造物の鉄筋コンクリート製の支持杭など）が埋没していることがあり、このような構造物に削孔を形成するのに、一般的なボタン形のチップを植設した掘削ビットでは、チップによって鉄筋等の鉄鋼製部分が打撃されても変形するだけとなるため、当該鉄鋼製部分を切断して削孔を形成するのは困難となる。 By the way, when a hole is formed in a natural ground prior to tunnel construction or the like and a casing is inserted, an existing steel structure unnecessary for the natural ground (for example, reinforced concrete of a discarded building) For example, a drilling bit in which a general button-shaped tip is implanted to form a hole in such a structure may be used to make steel such as a reinforcing bar. Since the steel part is only deformed even if it is hit, it is difficult to cut the steel part to form a hole.

この点、上記特許文献１に記載されたように、軸心に垂直な平面に硬質刃体が放射状に植設された、いわゆる切削刃タイプの掘削チップを有する掘削ビットでは、この掘削ビットに打撃力を与えることなく回転力と推力とを与えることにより、掘削チップの切刃によって構造物の鉄鋼製部分を削り取るように切断して除去し、削孔を形成することができる。なお、このような切削刃タイプの掘削チップは、打撃力を与えると切刃に割損を生じるおそれがある。 In this regard, as described in Patent Document 1, in a drill bit having a so-called cutting blade type drill tip in which hard blades are radially implanted in a plane perpendicular to the axial center, the drill bit is hit. By applying rotational force and thrust without applying force, it is possible to cut and remove the steel part of the structure by the cutting blade of the excavating tip, thereby forming a hole. Such a cutting blade type excavation tip may cause breakage of the cutting blade when an impact force is applied.

ところが、この特許文献１に記載された掘削工具では、上述のように掘削ビットの先端部が大小径部を有する２段形状とされていて、これら大小径部のそれぞれの前面に切削刃タイプの掘削チップが植設されているため、特に鉄筋が掘削ビットの軸心に対して斜めに延びていたりして、これら大小径部の外周縁で同時に１本の鉄筋が切断されたりすると、その間の部分は削り取られることなく、鉄筋棒がぶつ切りにされた状態となってある程度の長さの棒状のまま残されてしまう。 However, in the excavation tool described in Patent Document 1, the tip of the excavation bit has a two-stage shape having a large and small diameter portion as described above, and a cutting blade type is provided on the front surface of each of the large and small diameter portions. Since the excavation tip is installed, especially when the reinforcing bar extends obliquely with respect to the axis of the excavation bit and one reinforcing bar is cut at the outer peripheral edge of these large and small diameter parts at the same time, The portion is not scraped off, and the reinforcing bar is cut into pieces and left in the form of a rod with a certain length.

そして、このようにぶつ切りにされた鉄筋棒は、鉄筋の切屑やコンクリートの掘削屑などと一緒に、大径部の前面に設けられた繰り粉排出用の穴に収容されるが、その際に、この穴内に鉄筋棒が引っ掛かって排出されなくなってしまい、これに、後から収容される繰り粉や掘削屑が詰まりを生じて、最終的には繰り粉を排出することができなくなり、掘削を行うことが不可能となってしまうおそれがある。 And the rebar bars cut in this way are housed in the dust discharge hole provided in the front of the large diameter part together with the rebar chips and concrete excavation debris, etc. In this hole, the reinforcing bar is caught and cannot be discharged, and the dust and drilling waste accommodated later are clogged, and finally, the dust cannot be discharged and drilling is performed. It may be impossible to do so.

本発明は、このような背景の下になされたもので、鉄筋コンクリートのような鋼鉄製構造物が埋没した地山などに削孔を形成する場合においても、鉄筋がある程度の長さをもったままぶつ切りにされて繰り粉等の詰まりを生じたりするのを避けることができ、円滑な削孔の形成およびケーシングパイプの挿入を促すことが可能な掘削工具を提供することを目的としている。 The present invention has been made under such a background, and even when a drilling hole is formed in a natural ground or the like in which a steel structure such as reinforced concrete is buried, the reinforcing bar has a certain length. An object of the present invention is to provide an excavation tool that can avoid clogging due to dusting and the like, and can facilitate formation of a smooth hole and insertion of a casing pipe.

上記課題を解決して、このような目的を達成するために、本発明は、ケーシングパイプの先端に掘削ビットが回転自在に取り付けられて、この掘削ビットに回転力と推力とを与えることにより削孔を形成するとともに、該削孔に上記ケーシングパイプを挿入する掘削工具であって、上記掘削ビットは上記ケーシングパイプよりも大きな外径を有する円盤状の先端部を有し、この掘削ビットの先端部には、その先端面に、直線状の切刃を有する切削刃タイプの掘削チップが、上記切刃を上記先端面の内周から外周縁に亙って上記掘削ビットの先端部の外周面より突出させて、上記掘削ビットの回転軸線方向に不連続となることがないように上記回転軸線に垂直な１つの平面上に略位置させるようにして配設されるとともに、上記掘削ビットの先端部の外周面には、上記先端面に開口して後端側に延びる排出溝が周方向において上記掘削チップの外周縁の間に形成されており、この排出溝の先端側を向く壁面には、上記ケーシングパイプの内周部に連通する排出孔が形成されていることを特徴とする。 In order to solve the above problems and achieve such an object, according to the present invention, a drilling bit is rotatably attached to the tip of a casing pipe, and a cutting force is provided by applying a rotational force and a thrust to the drilling bit. An excavation tool for forming a hole and inserting the casing pipe into the drilling hole, wherein the excavation bit has a disc-shaped tip having an outer diameter larger than that of the casing pipe, and the tip of the excavation bit The cutting edge type excavation tip having a straight cutting edge on the tip surface of the part has an outer peripheral surface of the tip portion of the excavation bit with the cutting edge extending from the inner periphery to the outer periphery of the tip surface. by more projected, while being arranged so as to substantially positioned on the vertical one plane to the axis of rotation so as not to become discontinuous in the direction of the rotation axis of the drill bit, the drill bit earlier The outer peripheral surface of the part, the discharge groove extending rear end opened to the front-end surface in the circumferential direction is formed between the outer periphery of the drilling tip, the wall surface facing the distal end side of the discharge groove A discharge hole communicating with the inner peripheral portion of the casing pipe is formed.

このように構成された掘削工具では、特許文献１に記載された掘削工具と同様に掘削チップが直線状の切刃を有する切削刃タイプのものであって、掘削ビットに打撃力を与えることなく回転軸線回りの回転力と回転軸線方向前方側への推力のみを与えることにより、通常の地盤は勿論、地山に埋設された鉄鋼製構造物でも鉄鋼部分を上記切刃によって切削するようにして削孔を形成し、ケーシングパイプを挿入してゆく。 In the excavation tool configured as described above, the excavation tip is of a cutting blade type having a linear cutting edge as in the excavation tool described in Patent Document 1, and without giving impact force to the excavation bit. By applying only the rotational force around the rotation axis and the thrust forward in the direction of the rotation axis, not only ordinary ground but also steel structures embedded in natural ground are cut with the above cutting blade. Drill holes and insert casing pipes.

そして、この切削刃タイプの掘削チップは、その切刃を掘削ビットの先端面の内周から外周縁に亙って上記回転軸線に垂直な１つの平面上に位置させるようにして配設されており、すなわち特許文献１に記載の掘削工具のように掘削ビットの２段の前面のそれぞれに掘削チップが配設されて軸線方向に切刃が不連続となることがない。このため、たとえ鉄筋コンクリートのような鉄鋼製構造物を掘削する場合に鉄筋が回転軸線に対して斜めに延びていても、鉄筋は掘削チップが食い付いたところから長手方向の一方向に向けて削り取られてゆくことになるので、鉄筋がある程度の長さをもったままぶつ切りにされるのを防ぐことができる。 The cutting blade type excavation tip is disposed so that the cutting blade is positioned on one plane perpendicular to the rotation axis from the inner periphery to the outer periphery of the tip end surface of the excavation bit. That is, as in the excavation tool described in Patent Document 1, the excavation tip is disposed on each of the front surfaces of the two stages of the excavation bit, and the cutting edge does not become discontinuous in the axial direction. For this reason, even when a steel structure such as reinforced concrete is excavated, even if the reinforcing bar extends obliquely with respect to the rotation axis, the reinforcing bar is scraped away from the location where the excavation tip bites in one direction in the longitudinal direction. Because it will be squeezed, it can be prevented that the rebar is cut into pieces with a certain length.

さらに、こうして切断された鉄鋼の切屑やコンクリートの掘削屑、あるいは地盤の掘削の際の繰り粉は、特許文献１に記載の掘削工具のような大径部の前面に設けられた繰り粉排出用の穴に直接収容されるのではなく、掘削ビットの外周面に形成された排出溝に一旦収容されて、この排出溝の先端側を向く壁面に形成された排出孔からケーシングパイプの内周部を通して排出される。このため、鉄筋が万一ぶつ切りに切断されたとしても、掘削ビットの外周面に開口したこの排出溝の中で、排出孔から排出され易いようにその姿勢を整えることができ、排出孔の中で引っ掛かって詰まりを生じたりすることなく鉄筋を円滑にケーシングパイプ内周部に送り出して排出することが可能となる。 Further, the steel chips and concrete excavation scraps cut in this way, or the dusting at the time of excavation of the ground, is used for discharging the dusting provided on the front surface of the large-diameter portion such as the excavating tool described in Patent Document 1. Rather than being directly accommodated in the hole of the drilling bit, it is once accommodated in the discharge groove formed on the outer peripheral surface of the excavation bit, and the inner peripheral portion of the casing pipe from the discharge hole formed on the wall surface facing the distal end side of the discharge groove Discharged through. For this reason, even if the rebar is cut into pieces, the posture can be adjusted so that it can be easily discharged from the discharge hole in the discharge groove opened on the outer peripheral surface of the excavation bit. Thus, the reinforcing bars can be smoothly sent out to the inner peripheral portion of the casing pipe and discharged without being caught by clogging.

ところで、鉄筋コンクリートのような鉄鋼製構造物の鉄筋が、上述のように掘削ビットの回転軸線に対して斜めに延びているのではなく、この回転軸線に垂直な平面に沿って延びていると、同じく掘削ビットの回転軸線に垂直な１つの平面上に位置した掘削チップの切刃は、上述のように鉄筋に食い付いたところから長手方向の一方向に向けて鉄筋を削り取るのではなく、上記回転軸線を中心とした外周縁の回転径の範囲で鉄筋の周面に全体的に食い付いて、この範囲で鉄筋をその直径方向の肉厚が薄くなるように削り取ってゆくことになる。ところが、このような場合には、鉄筋が直径方向に完全に削り取られる前に、上記回転径の範囲の両端部で破断してしまい、ある程度の長さを持ったまま排出孔に送り込まれて詰まりの原因となるおそれがある。 By the way, the rebar of a steel structure such as reinforced concrete does not extend obliquely with respect to the rotation axis of the excavation bit as described above, but extends along a plane perpendicular to the rotation axis. Similarly, the cutting edge of the excavation tip located on one plane perpendicular to the rotation axis of the excavation bit does not scrape the rebar in one direction in the longitudinal direction from the position where it bites the rebar as described above. The entire circumference of the reinforcing bar is bitten within the range of the rotational diameter of the outer periphery around the rotation axis, and the reinforcing bar is scraped off in such a range that the thickness in the diameter direction is reduced. However, in such a case, before the reinforcing bar is completely scraped off in the diametrical direction, it breaks at both ends of the range of the rotating diameter, and it is sent to the discharge hole with a certain length and clogged. This may cause

そこで、このような場合の詰まりを防ぐには、上記掘削ビットの先端面に、該先端面の内周から外周縁に亙って複数の上記掘削チップが配列されたチップ列を、周方向に間隔をあけて複数列配設し、このうち少なくとも１つのチップ列の隣接する上記掘削チップ同士の少なくとも１つの継ぎ目の位置を、他の少なくとも１つのチップ列の隣接する上記掘削チップ同士の少なくとも１つの継ぎ目の位置に対して、上記掘削ビットの回転軸線に対する径方向に異なる位置とするのが望ましい。 Therefore, in order to prevent clogging in such a case, a chip row in which a plurality of the drilling chips are arranged on the tip surface of the drilling bit from the inner periphery to the outer periphery of the tip surface is arranged in the circumferential direction. A plurality of rows are arranged at intervals, and the position of at least one seam between the excavation tips adjacent to each other in at least one tip row is set to at least one of the excavation tips adjacent to each other in at least one tip row. It is desirable that the positions of the two seams are different in the radial direction with respect to the rotation axis of the excavation bit.

このように複数の掘削チップを配列したチップ列を掘削ビットの先端面に配設すると、１つのチップ列において隣接する掘削チップ同士の継ぎ目には僅かな幅で切刃が存在しない部分が生じるので、上述のように鉄筋が掘削ビットの回転軸線に垂直な平面上に延びている場合に直径方向の肉厚が薄くなるように削り取られていくと、この継ぎ目の部分では小さな突条状の筋が鉄筋の被切削面に形成されることになる。 If a chip row in which a plurality of drilling chips are arranged in this manner is disposed on the tip surface of the drilling bit, a portion having a slight width and no cutting edge is generated at the joint between adjacent drilling chips in one chip row. As described above, when the reinforcing bar extends on a plane perpendicular to the rotation axis of the excavation bit, if it is scraped off so that the thickness in the diametrical direction is reduced, a small ridge-like bar is formed at the joint. Is formed on the cut surface of the reinforcing bar.

ただし、この継ぎ目の位置は、少なくとも１つのチップ列の少なくとも１つの継ぎ目の位置が、他の少なくとも１つのチップ列の少なくとも１つの継ぎ目の位置に対して、上記回転軸線に対する径方向に異なる位置とされているので、これらの継ぎ目によって鉄筋に形成される突条筋の位置も異なる位置となり、すなわち一方のチップ列の継ぎ目によって形成された筋が、掘削ビットの回転によって他方のチップ列の掘削チップによって削り取られるとともに、鉄筋の長手方向の異なる位置にこの他方のチップ列の継ぎ目によって筋が形成され、この筋が次に上記一方のチップ列の掘削チップによって削り取られるという切削形態を繰り返すことになる。 However, the position of the seam is different from the position where at least one seam of at least one chip row is different from the position of at least one seam of at least one other chip row in the radial direction with respect to the rotation axis. Therefore, the position of the ridges formed on the reinforcing bars by these joints also becomes different positions, that is, the bars formed by the joints of one tip row are drilled tips of the other tip row by the rotation of the drill bit. In addition, the cutting mode is repeated in which a streak is formed by the joint of the other chip row at different positions in the longitudinal direction of the reinforcing bar, and this bar is then scraped by the excavation tip of the one chip row. .

ところが、このように突条筋が形成された部分を掘削チップの切刃が削り取る際には、筋のない部分よりも削り代が大きくなることから、切刃が食い付く際の衝撃や抵抗も筋のない部分より大きくなり、このような衝撃や抵抗が繰り返し作用することによって応力が集中して破断を生じ易くなる。このため、上述のような構成を採ることにより、鉄筋が上記回転径の範囲の両端部で破断する前に、これら継ぎ目の位置で破断するようにして短くしたり、あるいは両端部で破断しても排出溝に収容された時に突条筋の位置でバラバラになるようにして、排出孔での詰まりを防ぐことができるのである。 However, when the cutting blade of the excavation tip cuts off the portion where the streak is formed in this way, the cutting allowance is larger than the portion without the streak, so the impact and resistance when the cutting blade bites also is It becomes larger than the part without the streak, and the stress concentrates and breaks easily due to the repeated action of such an impact or resistance. For this reason, by adopting the configuration as described above, the rebar is shortened so that it breaks at the position of the seam before it breaks at both ends of the range of the rotation diameter, or it breaks at both ends. In addition, when it is accommodated in the discharge groove, it is possible to prevent clogging in the discharge hole by causing it to fall apart at the position of the ridge.

また、この排出孔は、上記排出溝の先端側を向く上記壁面だけに開口するようにされていてもよいが、この壁面と、排出溝の外周側を向く底面との交差稜線部に沿って延びるように形成すれば、排出孔の開口面積をより大きく確保して一層確実な詰まりの防止を図ることができる。 In addition, the discharge hole may be opened only on the wall surface facing the front end side of the discharge groove, but along the intersecting ridge line portion between the wall surface and the bottom surface facing the outer peripheral side of the discharge groove. If formed so as to extend, the opening area of the discharge hole can be ensured to prevent clogging more reliably.

以上説明したように、本発明によれば、トンネル工事等において鉄筋コンクリートのような鋼鉄製構造物が埋没した地山などに削孔を形成してケーシングパイプを挿入する場合でも、鉄筋が排出孔に引っ掛かって繰り粉等の詰まりを生じるのを防止することができ、これにより確実に削孔を形成して円滑にケーシングパイプを挿入してゆくことが可能となる。 As described above, according to the present invention, even when a casing pipe is inserted by forming a hole in a ground where a steel structure such as reinforced concrete is buried in tunnel construction or the like, the reinforcing bar is used as a discharge hole. It is possible to prevent the occurrence of clogging such as dusting by being caught, thereby making it possible to surely form a hole and smoothly insert the casing pipe.

本発明の掘削工具の一実施形態を示す一部破断側面図である。It is a partially broken side view which shows one Embodiment of the excavation tool of this invention. 図１に示す実施形態の側断面図である。It is a sectional side view of the embodiment shown in FIG. 図１に示す実施形態を回転軸線方向先端側からみた正面図である。It is the front view which looked at embodiment shown in FIG. 1 from the rotation axis direction front end side. 図２におけるＺＺ断面図である。It is ZZ sectional drawing in FIG. 図１に示す実施形態における掘削ビットの斜視図である。It is a perspective view of the excavation bit in the embodiment shown in FIG. 図５に示す掘削ビットの一部破断側面図である。It is a partially broken side view of the excavation bit shown in FIG. 図１に示す実施形態におけるシャンクデバイスの斜視図である。It is a perspective view of the shank device in embodiment shown in FIG. 図７に示すシャンクデバイスの側面図である。It is a side view of the shank device shown in FIG. 図７に示すシャンクデバイスを回転軸線方向先端側からみた一部破断正面図である。It is the partially broken front view which looked at the shank device shown in FIG. 7 from the rotation axis direction front end side.

図１ないし図９は、本発明の一実施形態を示すものである。本実施形態においては、必要に応じて溶接等により順次継ぎ足される鋼管等の円筒状のケーシングパイプ１の先端にケーシングトップ２を介して、掘削ビット３が、上記ケーシングパイプ１がなす円筒の中心線を回転軸線Ｏとして回転自在に取り付けられており、掘削時にはこの掘削ビット３に、図示されない掘削装置から回転軸線Ｏに沿ってケーシングパイプ１内に挿通された掘削ロッド４によってシャンクデバイス５を介して回転軸線Ｏ回りの回転方向Ｔへの回転力と回転軸線Ｏ方向先端側（図１、図２、図６、図８において左側）への推力が与えられることにより、地山等の地盤に削孔を形成するとともに、この削孔にケーシングパイプ１を挿入して行く。 1 to 9 show an embodiment of the present invention. In this embodiment, the excavation bit 3 is connected to the tip of a cylindrical casing pipe 1 such as a steel pipe that is sequentially added by welding or the like as needed via a casing top 2, and the center line of the cylinder formed by the casing pipe 1 Is attached to the excavation bit 3 during excavation through a shank device 5 by an excavation rod 4 inserted into the casing pipe 1 along the rotation axis O from an excavator not shown. By applying a rotational force around the rotational axis O in the rotational direction T and a thrust toward the distal end side in the rotational axis O direction (left side in FIGS. 1, 2, 6, and 8), the ground such as a natural ground is cut. A hole is formed and the casing pipe 1 is inserted into the hole.

ケーシングトップ２は、その先端側部分がケーシングパイプ１と略等しい内外径を有するとともに、後端側部分は先端側部分よりも一段小さな内外径を有する多段円筒状に形成され、この後端側部分がケーシングパイプ１の先端部内周に嵌挿された上で、先端側部分に向けて外周面が一段拡径する段部がケーシングパイプ１の先端部に溶接されることにより、ケーシングパイプ１先端に一体に取り付けられる。従って、ケーシングパイプ１の内周部先端側には、このケーシングトップ２の後端面２Ａが一段縮径するように後端側に向けられて配設される。また、ケーシングトップ２の先端側部分の内周面には回転軸線Ｏを中心とした環状溝２Ｂが形成されている。 The casing top 2 is formed in a multistage cylindrical shape having an inner and outer diameter substantially equal to that of the casing pipe 1 at the front end side, and a rear end side portion having an inner and outer diameter that is one step smaller than the front end portion. Is inserted into the inner periphery of the distal end portion of the casing pipe 1 and a step portion whose outer peripheral surface is enlarged by one step toward the distal end side portion is welded to the distal end portion of the casing pipe 1. Can be attached to one piece. Accordingly, the rear end surface 2A of the casing top 2 is disposed on the front end side of the inner peripheral portion of the casing pipe 1 so as to be directed toward the rear end side so as to be reduced in diameter by one step. Further, an annular groove 2 B with the rotation axis O as the center is formed on the inner peripheral surface of the tip side portion of the casing top 2.

このケーシングパイプ１内に挿入される掘削ロッド４は、正六角柱状のロッド本体４Ａの先端部に、このロッド本体４Ａよりも径の小さな首部４Ｂを介して、該首部４Ｂよりも外径が僅かに大きな雄ネジ部４Ｃが形成されるとともに、ロッド本体４Ａの後端部には、同様の首部４Ｂおよび雄ネジ部４Ｃが形成されたものであり、雄ネジ部４Ｃが螺合可能な雌ネジ部が両端部に形成された図示されないカップリングを介して複数の掘削ロッド４が連結されることにより、必要に応じて上記回転軸線Ｏに沿って順次継ぎ足されてケーシングパイプ１内に挿入されてゆく。また、この掘削ロッド４には、その中心線に沿って貫通孔４Ｄが形成されている。 The excavation rod 4 inserted into the casing pipe 1 has a slightly outer diameter smaller than that of the neck portion 4B via a neck portion 4B having a diameter smaller than that of the rod body 4A at the tip portion of the regular hexagonal columnar rod body 4A. A large male screw portion 4C is formed at the rear end portion of the rod body 4A, and a similar neck portion 4B and male screw portion 4C are formed. By connecting a plurality of excavation rods 4 via couplings (not shown) having portions formed at both ends, the excavation rods 4 are sequentially added along the rotation axis O and inserted into the casing pipe 1 as necessary. go. The excavation rod 4 has a through hole 4D formed along the center line thereof.

こうして必要に応じて継ぎ足される掘削ロッド４は、その最先端の掘削ロッド４の先端部の雄ネジ部４Ｃが、ケーシングパイプ１のうち最先端のケーシングパイプ１内に収容された上記シャンクデバイス５の後端部に開口する雌ネジ部５Ａにねじ込まれ、さらにこの後端部に一対のピン６が上記首部４Ｂを挟み込むように打ち込まれることにより抜け止めされて、上記回転軸線Ｏ回りに該シャンクデバイス５と一体に回転可能、かつ該回転軸線Ｏ方向に進退可能とされる。 In this way, the excavation rod 4 that is added as necessary has the male screw portion 4C at the tip of the most advanced excavation rod 4 of the above-described shank device 5 accommodated in the most advanced casing pipe 1 of the casing pipe 1. The shank device is screwed into the female screw portion 5A that opens at the rear end portion, and is further prevented from coming off by driving a pair of pins 6 into the rear end portion so as to sandwich the neck portion 4B. 5 and can be rotated in the direction of the rotation axis O.

このシャンクデバイス５は、図７および図８に示すように、上記後端部を除いて、その外径が先端側に向かうに従い２段に縮径する外形略多段円柱状に形成されている。このうち後段部分の外径は、ケーシングパイプ１の内径より小さく、かつケーシングトップ２の後端側部分の内径よりは大きくされるとともに、中段部分の外径はケーシングトップ２の後端側部分の内径より僅かに小さくされていて、シャンクデバイス５をケーシングパイプ１内に後端側から挿入すると、この中段部分がケーシングトップ２の後端側部分の内周に嵌挿させられるとともに、後段部分の先端側を向く面がケーシングトップ２の上記後端面２Ａに当接するようにされている。 As shown in FIGS. 7 and 8, the shank device 5 is formed in a substantially multi-stage cylindrical shape whose outer diameter is reduced in two steps as it goes to the front end side except for the rear end portion. Among these, the outer diameter of the rear stage portion is smaller than the inner diameter of the casing pipe 1 and larger than the inner diameter of the rear end side portion of the casing top 2, and the outer diameter of the middle stage portion is smaller than that of the rear end side portion of the casing top 2. When the shank device 5 is inserted from the rear end side into the casing pipe 1 from the rear end side, the middle stage portion is inserted into the inner periphery of the rear end side portion of the casing top 2 and A surface facing the front end is in contact with the rear end surface 2 A of the casing top 2.

また、このシャンクデバイス５の前段部分の外径は、上記中段部分よりも僅かに小さな外径とされるとともに、後端部はこの前段部分よりもさらに小さな外径とされる。なお、この後端部に開口した雌ネジ部５Ａのネジ孔の底からシャンクデバイス５の前段部分の先端面にかけては、掘削ロッド４の貫通孔４Ｄに連通する貫通孔５Ｂが、シャンクデバイス５がなす多段円柱の中心線に沿って形成されている。 Further, the outer diameter of the front part of the shank device 5 is slightly smaller than the middle part, and the rear end part is further smaller than the front part. Note that, from the bottom of the screw hole of the female screw portion 5A opened to the rear end portion to the front end surface of the front portion of the shank device 5, a through hole 5B communicating with the through hole 4D of the excavation rod 4 is connected to the shank device 5. It is formed along the center line of the multistage cylinder.

また、シャンクデバイス５の外周面には、その前段部分の先端面から後段部分の後端面に亙って、図９に示すように断面等脚台形状をなす凹溝５Ｃが周方向に等間隔をあけて複数（本実施形態では３つ）形成されている。さらに、上記前段部分の外周面には、これらの凹溝５Ｃにそれぞれ連通して掘削時の掘削ロッド４およびシャンクデバイス５の回転方向Ｔ側に延びる係合凹部５Ｄが形成されている。また、上記貫通孔５Ｂから各凹溝５Ｃの外周側を向く底面にかけては、この底面側に向かうに従い後端側に向かうように傾斜した吐出孔５Ｅがそれぞれ形成されている。 Further, on the outer peripheral surface of the shank device 5, concave grooves 5C having an isosceles trapezoidal cross section as shown in FIG. 9 are provided at equal intervals in the circumferential direction from the front end surface of the front stage portion to the rear end face of the rear stage portion. A plurality (three in this embodiment) are formed. Further, on the outer peripheral surface of the preceding stage portion, there are formed engaging recesses 5D that communicate with these recessed grooves 5C and extend toward the rotation direction T of the excavation rod 4 and the shank device 5 during excavation. In addition, from the through hole 5B to the bottom surface facing the outer peripheral side of each concave groove 5C, discharge holes 5E are formed so as to be inclined toward the rear end side toward the bottom surface side.

さらに、ケーシングトップ２を介してケーシングパイプ１の先端に取り付けられる上記掘削ビット３は、これらケーシングパイプ１およびケーシングトップ２よりも大きな外径を有する円盤状の先端部と、ケーシングトップ２の先端側部分の内径よりも僅かに小さな外径でシャンクデバイス５の前段部分の外径よりも僅かに大きな内径の円筒状をなすスカート部とが、互いの中心線を同軸にして一体形成された概略有底円筒状をなしている。 Further, the excavation bit 3 attached to the front end of the casing pipe 1 via the casing top 2 includes a disc-shaped front end portion having a larger outer diameter than the casing pipe 1 and the casing top 2, and the front end side of the casing top 2. A cylindrical skirt portion having an outer diameter slightly smaller than the inner diameter of the portion and an inner diameter slightly larger than the outer diameter of the front portion of the shank device 5 is integrally formed with the center lines of the skirt portions being coaxial. It has a bottom cylindrical shape.

このうち、上記スカート部の外周面には上記中心線を中心とした断面「コ」字状の環状溝３Ａが形成されていて、この環状溝３Ａには弾性変形可能な鋼材等からなるＣ字状のリング７が嵌め込まれており、掘削ビット３は、このリング７を縮径させつつスカート部をケーシングトップ２の先端側部分の内周に先端側から挿入して、リング７がこのケーシングトップ２の内周面に形成された上記環状溝２Ｂに達したところで拡径してこれら環状溝３Ａ、２Ｂの双方に係合することにより、その中心線を上記回転軸線Ｏに一致させてこの回転軸線Ｏ回りに回転自在、かつ該回転軸線Ｏ方向には抜け止めされて、ケーシングパイプ１の先端（ケーシングトップ２の先端部）に取り付けられる。 Among them, an annular groove 3A having a “U” -shaped cross section centering on the center line is formed on the outer peripheral surface of the skirt portion, and the annular groove 3A is a C-shape made of a steel material that can be elastically deformed. A ring-shaped ring 7 is fitted, and the excavation bit 3 is inserted into the inner periphery of the distal end side portion of the casing top 2 from the distal end side while reducing the diameter of the ring 7. When the diameter reaches the annular groove 2B formed on the inner peripheral surface 2 and engages both of the annular grooves 3A and 2B, the center line coincides with the rotation axis O and the rotation is performed. It is rotatable around the axis O and is prevented from coming off in the direction of the rotation axis O, and is attached to the tip of the casing pipe 1 (tip of the casing top 2).

また、スカート部の内周面には、このスカート部内周にシャンクデバイス５の前段部分を挿入した際に上記各凹溝５Ｃに挿通可能で、かつこの前段部分の先端面をスカート部の底面に当接させてシャンクデバイス５を上記回転方向Ｔに回転させた際に上記係合凹部５Ｄにそれぞれ収容可能な係合凸部３Ｂが、これら凹溝５Ｃおよび係合凹部５Ｄと同数、周方向に等間隔に形成されており、こうして係合凹部５Ｄに係合凸部３Ｂがそれぞれ収容されて係合することにより、掘削ビット３はシャンクデバイス５に対しても回転軸線Ｏ方向に抜け止めされるとともに、この回転軸線Ｏ回りに上記回転方向Ｔに向けて一体に回転可能とされる。 Further, when the front part of the shank device 5 is inserted into the inner periphery of the skirt part, the front part of the front part can be inserted into the bottom surface of the skirt part. When the shank device 5 is contacted and rotated in the rotational direction T, the same number of engaging convex portions 3B that can be accommodated in the engaging concave portions 5D in the circumferential direction. The excavation bit 3 is also prevented from coming off with respect to the shank device 5 in the direction of the rotation axis O by the engagement projections 3B being received and engaged with the engagement recesses 5D. At the same time, it can rotate integrally around the rotation axis O in the rotation direction T.

一方、掘削ビット３の先端部には、その先端面に、掘削チップ８が植設されている。この掘削チップ８は、鋼材等からなる掘削ビット３の本体に対して高硬度の超硬合金等により形成されていて、本実施形態では図１や図２、図５に示すように概略方形の平板状をなし、ただしこの方形の１つの辺に沿う側面は傾斜面とされていて、この傾斜面と、該傾斜面に鋭角に交差する１つの方形面との交差稜線部に直線状に延びる切刃８Ａが形成された、切削刃タイプの掘削ビットとされている。 On the other hand, the excavation tip 8 is implanted at the distal end of the excavation bit 3. The excavation tip 8 is made of a hard metal cemented carbide or the like with respect to the main body of the excavation bit 3 made of steel or the like. In this embodiment, the excavation tip 8 has a substantially square shape as shown in FIGS. 1, 2, and 5. It forms a flat plate, but the side surface along one side of this square is an inclined surface, and linearly extends to the intersecting ridge line portion of this inclined surface and one rectangular surface that intersects the inclined surface at an acute angle. It is a cutting blade type excavation bit in which a cutting blade 8A is formed.

このような掘削チップ８は、本実施形態では上記先端面に形成された先端側に開口する断面「コ」字状の溝３Ｃに上記切刃８Ａとは反対側の部分が嵌め込まれた上で、ろう付け等によって接合されることにより、上記１つの方形面を掘削時の回転方向Ｔに向けて、切刃８Ａを先端側に突出させるようにして掘削ビット３先端部に固定される。そして、こうして取り付けられた掘削チップ８は、図１および図２に示すようにその直線状の切刃８Ａが、上記中心線すなわち掘削ビット３の回転軸線Ｏに垂直な１つの平面Ｐ上に位置するように配設されている。 In this embodiment, the excavation tip 8 has a portion opposite to the cutting edge 8A fitted in a groove 3C having a cross-section "U" shape that is open on the distal end side and formed on the distal end surface. By being joined by brazing or the like, the cutting edge 8A is fixed to the distal end portion of the excavation bit 3 so that the one rectangular surface faces the rotation direction T during excavation and the cutting edge 8A protrudes toward the distal end side. The excavation tip 8 attached in this way has its linear cutting edge 8A positioned on one plane P perpendicular to the center line, that is, the rotation axis O of the excavation bit 3, as shown in FIGS. It is arranged to do.

ここで、本実施形態では、図３に示すように掘削ビット３の先端面に複数条（本実施形態では３条）の上記溝３Ｃが、それぞれ該先端面内周の上記中心線（回転軸線Ｏ）上の位置からこの先端面の外周縁に亙って半径方向に延びるように、かつ周方向には等間隔に放射状に形成されており、これらの溝３Ｃに、それぞれ複数（本実施形態では３つずつ）の掘削チップ８が互いの側面を突き合わせるように配列されて固定されていて、それぞれ３つの掘削チップ３により３列のチップ列Ａ〜Ｃが形成されるようになされている。そして、これらのチップ列において各掘削チップ８の切刃８Ａが一直線状に連なるようにされるとともに、すべての掘削チップ８の切刃８Ａが、上記回転軸線Ｏに垂直な１つの平面Ｐ上に位置させられている。 Here, in this embodiment, as shown in FIG. 3, the groove 3C of a plurality of strips (three strips in the present embodiment) is formed on the tip surface of the excavation bit 3, and the center line (rotation axis) of the inner periphery of the tip surface. O) It is formed radially from the position above the outer peripheral edge of the tip surface in the radial direction and radially at equal intervals in the circumferential direction, and each of the grooves 3C has a plurality (this embodiment). The three excavation tips 8 are arranged and fixed so as to abut each other's side surfaces, and each of the three excavation tips 3 forms three rows of chip rows A to C. . The cutting edges 8A of each excavation tip 8 are arranged in a straight line in these tip rows, and the cutting edges 8A of all the excavation tips 8 are on one plane P perpendicular to the rotation axis O. Is located.

なお、本実施形態では、こうして複数のチップ列を構成する掘削チップ８のうち、少なくとも１つのチップ列の隣接する掘削チップ８同士の少なくとも１つの継ぎ目の位置が、他の少なくとも１つのチップ列の隣接する掘削チップ８同士の少なくとも１つの継ぎ目の位置に対して、上記回転軸線Ｏに対する径方向に異なる位置とされている。具体的に、本実施形態では、３列のチップ列のうち２列のチップ列（図３において符号Ａ、Ｂで示すチップ列）においては、隣接する掘削チップ８同士の２つの継ぎ目の位置が、上記一直線状に連なる切刃８Ａの半径方向の全長を略等分するように、径方向に互いに等しい位置とされている。 In the present embodiment, among the excavation chips 8 constituting the plurality of chip rows in this way, the position of at least one seam between the excavation chips 8 adjacent to each other in at least one chip row is the position of the other at least one chip row. The position is different in the radial direction with respect to the rotation axis O with respect to the position of at least one seam between adjacent excavation chips 8. Specifically, in the present embodiment, in two chip rows (chip rows indicated by reference signs A and B in FIG. 3) among the three chip rows, the positions of two seams between adjacent excavation chips 8 are The radial edges of the cutting blades 8A connected in a straight line are equally positioned in the radial direction so as to be substantially equally divided.

これに対して、残りの１列のチップ列（図３において符号Ｃで示すチップ列）では、個々の掘削チップ８の上記径方向の幅（切刃８Ａの長さ）がＡ、Ｂ２列のチップ列の掘削チップ８とは異なる大きさとされて、その２つの継ぎ目の位置がこれらＡ、Ｂ２列のチップ列における２つの継ぎ目の位置よりそれぞれ僅かに内周側に位置するようにずらされており、これにより本実施形態ではチップ列Ａ、Ｂの隣接する掘削チップ８同士の継ぎ目の位置と、チップ列Ｂの隣接する掘削チップ８同士の継ぎ目の位置とが、回転軸線Ｏに対する径方向に異なる位置とされている。 On the other hand, in the remaining one chip row (chip row indicated by symbol C in FIG. 3), the radial width (length of the cutting edge 8A) of each excavation tip 8 is A and B2 rows. It is different in size from the excavation tip 8 of the chip row, and the position of the two seams is shifted so as to be located slightly on the inner peripheral side from the position of the two seams in the tip rows of the A and B2 rows. Thus, in this embodiment, the position of the seam between the adjacent excavation tips 8 in the chip rows A and B and the position of the seam between the adjacent excavation tips 8 in the chip row B are in the radial direction with respect to the rotation axis O. It is in a different position.

なお、これら３列のチップ列Ａ〜Ｃの最も内周側に位置する掘削チップ８同士の互いに対向する側面は、回転軸線Ｏ方向先端側から見て図３に示すように挟角１２０°の断面凸Ｖ字状に形成されていて、これらの側面が隙間なく突き合わされるようにされている。さらに、これらのチップ列Ａ〜Ｃの最外周に位置する掘削チップ８は、外周側を向く側面が先端側に向かうに従い外周側に向かうように僅かに傾斜させられていて、切刃８Ａが掘削ビット３の先端部外周面より僅かに突出するようにされている。 In addition, the mutually facing side surfaces of the excavation chips 8 located on the innermost peripheral side of these three chip arrays A to C have an included angle of 120 ° as shown in FIG. 3 when viewed from the front end side in the rotation axis O direction. The cross section is formed in a convex V shape, and these side surfaces are abutted with no gap. Further, the excavation tip 8 located at the outermost periphery of these chip rows A to C is slightly inclined so that the side surface facing the outer peripheral side is directed toward the outer peripheral side toward the distal end side, and the cutting blade 8A is excavated. The bit 3 protrudes slightly from the outer peripheral surface of the tip.

また、掘削ビット３の上記先端面は、上記溝３Ｃが形成された部分を尾根の稜線とする偏平した三角形山型の突条が上記回転軸線Ｏから該回転軸線Ｏに垂直に溝３Ｃに沿って放射状に延びるように形成され、ただし周方向に隣接する突条同士が交差する谷部には、さらに一段凹むようにして凹所３Ｄが形成された形状とされている。ここで、この凹所３Ｄは、回転軸線Ｏ方向先端側から見て図３に示すように該回転軸線Ｏを要の位置とする概略扇形をなし、ただし溝３Ｃには連通しないようにされている。 Further, the tip surface of the excavation bit 3 has a flat triangular mountain-shaped ridge with the ridge line of the ridge formed at the portion where the groove 3C is formed along the groove 3C perpendicular to the rotation axis O from the rotation axis O. However, the recesses 3D are formed so as to be further recessed in the valleys where the protrusions adjacent to each other in the circumferential direction intersect with each other. Here, as shown in FIG. 3, the recess 3D has a substantially sector shape with the rotation axis O as a key position as viewed from the front end side in the direction of the rotation axis O, but does not communicate with the groove 3C. Yes.

さらに、この凹所３Ｄの先端側を向く底面は、同じく回転軸線Ｏ方向先端側から見て該凹所３Ｄを挟む２つの溝３Ｃの二等分線上に尾根の稜線を有して上記突条よりもさらに偏平した三角形山型をなして、先端面の内周側から外周側に向かうに従い後端側に向かうように傾斜させられている。また、掘削ビット３の先端部には、スカート部内周の底面から回転軸線Ｏに沿って、シャンクデバイス５の貫通孔５Ｂに連通する連通孔３Ｅが先端側に向けて穿設されており、この連通孔３Ｅは上記溝３Ｃに達する手前で複数（本実施形態では３つ）の小孔に分岐して、これらの小孔はそれぞれ凹所３Ｄの底面の上記稜線上に開口するように、先端側に向かうに従い外周側に向けて延びている。 Further, the bottom surface facing the tip side of the recess 3D has a ridge line of the ridge on the bisector of the two grooves 3C sandwiching the recess 3D when viewed from the tip side in the same direction of the rotation axis O. Further, it is formed in a flattened triangular mountain shape, and is inclined to the rear end side from the inner peripheral side to the outer peripheral side of the front end surface. In addition, a communication hole 3E that communicates with the through hole 5B of the shank device 5 from the bottom surface of the inner periphery of the skirt portion along the rotation axis O is drilled toward the distal end side of the drill bit 3 toward the distal end side. The communication hole 3E branches into a plurality of (three in the present embodiment) small holes before reaching the groove 3C, and these small holes are respectively opened on the ridgeline on the bottom surface of the recess 3D. As it goes to the side, it extends toward the outer periphery.

さらにまた、この掘削ビット３の先端部の外周面には、上記先端面に開口して後端側に延びる排出溝９が周方向に間隔をあけて形成されており、この排出溝９の先端側を向く壁面９Ａには、ケーシングパイプ１の内周部に連通する排出孔１０が形成されている。すなわち、本実施形態では、周方向において上記複数のチップ列Ａ〜Ｃの最外周に位置する掘削チップ８の間に位置するように間隔をあけて複数（本実施形態では３つ）の排出溝９が、それぞれ溝３Ｃには連通せずに上記凹所３Ｄに連通するように形成されている。 Furthermore, on the outer peripheral surface of the front end portion of the excavation bit 3, discharge grooves 9 that open to the front end surface and extend to the rear end side are formed at intervals in the circumferential direction. A discharge hole 10 communicating with the inner peripheral portion of the casing pipe 1 is formed in the wall surface 9A facing the side. That is, in this embodiment, a plurality (three in this embodiment) of discharge grooves are spaced so as to be positioned between the excavation tips 8 located on the outermost periphery of the plurality of tip rows A to C in the circumferential direction. 9 are formed so as to communicate with the recess 3D without communicating with the groove 3C.

より詳しくは、本実施形態の排出溝９は、回転軸線Ｏに垂直とされて先端側を向く上記壁面９Ａと、この壁面９Ａに直交して回転軸線Ｏに平行に延びる底面９Ｂとから構成されており、このうち底面９Ｂは、その周方向中央部が回転軸線Ｏを中心とした凸円筒面状をなして外周側を向くとともに、周方向の両端部はこの中央部の凸円筒面に滑らかに連なる凹円筒面状をなして外周側に切れ上がるように形成され、これら両端部が切れ上がって掘削ビット３の先端部外周面と交差した部分の間の排出溝９の溝幅は、凹所３Ｄの外周側の幅よりも大きく、また周方向に隣接する排出溝９間に残される掘削ビット３の外周面の幅よりも大きくされている。 More specifically, the discharge groove 9 of the present embodiment includes the wall surface 9A that is perpendicular to the rotation axis O and faces the front end side, and a bottom surface 9B that is orthogonal to the wall surface 9A and extends parallel to the rotation axis O. Of these, the bottom surface 9B has a convex cylindrical surface centered on the rotation axis O and faces the outer peripheral side, and both end portions in the circumferential direction are smooth on the convex cylindrical surface of the central portion. The groove width of the discharge groove 9 between the portions where both ends are cut off and intersect the outer peripheral surface of the tip end portion of the excavation bit 3 is formed in a concave shape. It is larger than the width on the outer peripheral side of 3D and larger than the width of the outer peripheral surface of the excavation bit 3 left between the discharge grooves 9 adjacent in the circumferential direction.

一方、排出孔１０は、本実施形態では各排出溝９の周方向の中央部において上記壁面９Ａと底面９Ｂとの交差稜線部に沿って延びるように開口するとともに、後端側に向かうに従い内周側に向かうように傾斜して延びて掘削ビット３の先端部を貫通し、上記スカート部の内周面と内周部底面との交差稜線部に開口するように形成されている。ここで、排出孔１０は、このように後端側に向かうに従い内周側に向かうように傾斜した方向から見たときに、上記壁面９Ａと底面９Ｂとの交差稜線部およびスカート部の内周面と内周部底面との交差稜線部に長軸の中央部が接するようにして周方向に延びる長円状をなすように形成されている。 On the other hand, in the present embodiment, the discharge hole 10 opens so as to extend along the intersecting ridge line portion of the wall surface 9A and the bottom surface 9B at the center portion in the circumferential direction of each discharge groove 9 and is formed inwardly toward the rear end side. It extends so as to be inclined toward the peripheral side, penetrates the tip of the excavation bit 3, and is formed so as to open at the intersection ridge line portion between the inner peripheral surface of the skirt portion and the inner peripheral portion bottom surface. Here, when the discharge hole 10 is viewed from a direction inclined toward the inner peripheral side as it goes toward the rear end side in this way, the cross ridge line portion between the wall surface 9A and the bottom surface 9B and the inner periphery of the skirt portion It is formed so as to form an oval shape extending in the circumferential direction so that the central portion of the long axis is in contact with the intersecting ridge line portion between the surface and the inner peripheral bottom surface.

なお、この排出孔１０の周方向の長さは、排出溝９の周方向の上記溝幅や、凹所３Ｄの外周側の上記幅よりも小さくされていて、シャンクデバイス５の外周面に形成された上記凹溝５Ｃの溝幅と略等しくされている。そして、これらの排出孔１０は、掘削ビット３のスカート部の係合凸部３Ｂがシャンクデバイス５の係合凹部５Ｄに収容されて、これら掘削ビット３とシャンクデバイス５とが回転方向Ｔに向けて一体に回転可能とされた状態で、シャンクデバイス５の上記凹溝５Ｃに連通するようにされており、この凹溝５Ｃとスカート部内周面およびケーシングトップ２の内周面との間の空間を介して、ケーシングパイプ１の内周部に連通するようにされている。 The circumferential length of the discharge hole 10 is smaller than the groove width in the circumferential direction of the discharge groove 9 and the width on the outer peripheral side of the recess 3 D, and is formed on the outer peripheral surface of the shank device 5. The groove width of the recessed groove 5C is substantially equal. In these discharge holes 10, the engagement protrusion 3 B of the skirt portion of the excavation bit 3 is accommodated in the engagement recess 5 D of the shank device 5, and the excavation bit 3 and the shank device 5 are directed in the rotation direction T. And communicated with the concave groove 5C of the shank device 5 in a state of being integrally rotatable, and a space between the concave groove 5C and the inner peripheral surface of the skirt portion and the inner peripheral surface of the casing top 2. It is made to communicate with the inner peripheral part of the casing pipe 1 via.

このように構成された掘削工具においては、上述のように掘削ビット３の係合凸部３Ｂをシャンクデバイス５の係合凹部５Ｄに収容した状態で、上記掘削装置から掘削ロッド４およびシャンクデバイス５を介して回転方向Ｔに向けての回転力と回転軸線Ｏ方向先端側に向けての推力とを作用させると、掘削ビット３はシャンクデバイス５と一体に回転方向Ｔに回転させられるとともに、シャンクデバイス５の先端面が掘削ビット３のスカート部内周底面に当接することによって上記推力も伝播され、掘削ビット３先端面の掘削チップ８により地山等の地盤に削孔が形成されてゆく。このとき、掘削ビット３には打撃力は与えられず、従って切刃８Ａが鋭角をなす切削刃タイプの掘削チップ８であっても割損が生じることはない。 In the excavation tool configured as described above, the excavation rod 4 and the shank device 5 are removed from the excavator while the engagement convex portion 3B of the excavation bit 3 is accommodated in the engagement concave portion 5D of the shank device 5 as described above. When the rotational force toward the rotational direction T and the thrust toward the distal end in the rotational axis O direction are applied via the, the excavation bit 3 is rotated together with the shank device 5 in the rotational direction T, and the shank The thrust is also propagated when the tip surface of the device 5 abuts against the inner peripheral bottom surface of the skirt portion of the excavation bit 3, and a drilling hole is formed in the ground such as a natural ground by the excavation tip 8 on the tip surface of the excavation bit 3. At this time, no hitting force is applied to the excavation bit 3, and therefore no breakage occurs even if the cutting blade type excavation tip 8 has an acute angle.

一方、シャンクデバイス５の後段部分の先端側を向く面は、ケーシングトップ２の後端面２Ａに当接するようにされているので、掘削ロッド４およびシャンクデバイス５を介して作用させられた推力はケーシングトップ２にも伝播され、これによりケーシングトップ２およびケーシングパイプ１は回転することなく前進させられて、掘削ビット３によって形成された上記削孔内に挿入されてゆく。 On the other hand, the surface facing the front end side of the rear stage portion of the shank device 5 is in contact with the rear end surface 2A of the casing top 2, so that the thrust applied via the excavation rod 4 and the shank device 5 is the casing. Propagation is also made to the top 2, whereby the casing top 2 and the casing pipe 1 are advanced without rotating and inserted into the hole formed by the excavation bit 3.

なお、掘削時には掘削装置から掘削ロッド４の貫通孔４Ｄを通してシャンクデバイス５の貫通孔５Ｂに水等の流体が供給され、この流体は掘削ビット３の連通孔３Ｅから噴出して、掘削時に生成される繰り粉等を排出溝９に送り出すとともに、シャンクデバイス５の吐出孔５Ｅからも噴出して、排出溝９から排出孔１０を通り凹溝５Ｃとスカート部内周面およびケーシングトップ２の内周面との間の上記空間を後端側に送り出される繰り粉等の排出を促す。 During excavation, a fluid such as water is supplied from the excavator to the through hole 5B of the shank device 5 through the through hole 4D of the excavating rod 4, and this fluid is ejected from the communication hole 3E of the excavating bit 3 and generated during excavation. In addition to sending out the dusting powder etc. to the discharge groove 9, it is also ejected from the discharge hole 5 E of the shank device 5, passes through the discharge hole 10 from the discharge groove 9 and the inner peripheral surface of the concave groove 5 C, the skirt portion, and the casing top 2. The above-mentioned space between the two and the like is urged to discharge dusting or the like sent to the rear end side.

また、こうして所定の深さまで削孔が形成されてケーシングパイプ１が挿入された後は、掘削ロッド４およびシャンクデバイス５を上記回転方向Ｔの反対側に回転させることにより係合凹部５Ｄから係合凸部３Ｂを抜き出すようにして係合を解き、次いで係合凸部３Ｂを凹溝５Ｃに通すようにしてこれら掘削ロッド４およびシャンクデバイス５を後退させることにより、地山中にはケーシングパイプ１およびケーシングトップ２と掘削ビット３とが残された状態となるので、例えばケーシングパイプ１に薬液を供給して掘削ビット３の上記連通孔３Ｅや排出孔１０から地山等の地盤に注入することにより地盤改良を行ったりすることができる。 In addition, after the drilling hole is formed to a predetermined depth and the casing pipe 1 is inserted, the excavation rod 4 and the shank device 5 are rotated in the direction opposite to the rotation direction T to be engaged from the engagement recess 5D. The engagement is disengaged by extracting the convex portion 3B, and then the excavating rod 4 and the shank device 5 are moved backward so that the engaging convex portion 3B passes through the concave groove 5C. Since the casing top 2 and the excavation bit 3 are left, for example, a chemical solution is supplied to the casing pipe 1 and injected into the ground such as a natural ground from the communication hole 3E and the discharge hole 10 of the excavation bit 3. The ground can be improved.

さらに、このように削孔を形成してケーシングパイプ１を挿入する途中に、既設の不要な鉄筋コンクリート等の鉄鋼製構造物が地山等に埋没していたとしても、上述のように掘削チップ８が切削刃タイプのものであって、鋭角をなす直線状の切刃８Ａを備えており、この鋭利な切刃８Ａが掘削ビット３に与えられる回転力と推力によって鉄筋等の構造物を削り取るようにして切断することで、かかる鉄鋼製構造物にも削孔を形成することができる。勿論、鉄筋コンクリートのコンクリート部分などもこの切削刃タイプの掘削チップ８によって掘削可能である。 Further, even when an unnecessary steel structure such as reinforced concrete is buried in a natural ground or the like in the middle of inserting the casing pipe 1 after forming the drilling hole in this way, the excavation tip 8 is used as described above. Is of a cutting blade type and includes a straight cutting edge 8A having an acute angle, and the sharp cutting edge 8A scrapes off a structure such as a reinforcing bar by rotational force and thrust applied to the excavation bit 3. By cutting in this manner, it is possible to form a hole in such a steel structure. Of course, a concrete portion of reinforced concrete can also be excavated by the excavation tip 8 of this cutting blade type.

そして、さらに上記構成の掘削工具では、この掘削チップ８の切刃８Ａが、掘削ビット３の先端面の内周から外周縁に亙って、掘削ビット３の回転軸線Ｏに垂直な１つの平面Ｐ上に位置するようにされており、従って鉄筋コンクリートのような鉄鋼製構造物の鉄筋が掘削ビット３の回転軸線Ｏに対して斜めに延びていたりしても、切刃８Ａはまずその上記外周縁に位置する部分が鉄筋に食い付き、この位置から内周側に向けて鉄筋をその長手方向の一方向に向けて削り取るように細かく分断してゆく。これは、鉄筋が回転軸線Ｏに平行に延びている場合でも同じである。 Further, in the excavation tool having the above-described configuration, the cutting edge 8A of the excavation tip 8 extends from the inner periphery to the outer periphery of the distal end surface of the excavation bit 3 and is a single plane perpendicular to the rotation axis O of the excavation bit 3. Therefore, even if the reinforcing bar of a steel structure such as reinforced concrete extends obliquely with respect to the rotational axis O of the excavation bit 3, the cutting edge 8A is first removed from the outer side. A portion located at the periphery bites into the reinforcing bar, and the reinforcing bar is finely divided from this position toward the inner peripheral side so that the reinforcing bar is scraped in one longitudinal direction. This is the same even when the reinforcing bar extends parallel to the rotation axis O.

また、鉄筋が回転軸線Ｏに垂直な平面に沿って延びるように埋没していたりしても、同様に回転軸線Ｏに垂直な平面Ｐ上に位置する切刃８Ａが掘削ビット３の回転と前進により鉄筋をその直径方向の肉厚が薄くなるように削り取ってゆく。このため、結果的に鉄筋がいずれの方向に延びていてもこれを確実に細かく分断することができ、ある程度の長さを持ったまま鉄筋がぶつ切りにされて排出溝９や排出孔１０に詰まりを生じたりするのを防いで、円滑な削孔の形成を促すことができる。 Further, even when the reinforcing bar is buried so as to extend along a plane perpendicular to the rotation axis O, the cutting blade 8A located on the plane P perpendicular to the rotation axis O similarly rotates and advances the excavation bit 3. The shavings are shaved off so that the thickness in the diameter direction becomes thinner. For this reason, as a result, the reinforcing bar can be surely finely divided in any direction, and the reinforcing bar is cut into pieces with a certain length to clog the discharge groove 9 and the discharge hole 10. Can be prevented, and formation of a smooth hole can be promoted.

さらに、こうして分断された鉄筋等の鉄鋼材や鉄鋼製構造物が鉄筋コンクリートである場合のコンクリート掘削屑、あるいは地盤の掘削時の繰り粉は、上記排出溝９に収容されて排出孔１０を通り凹溝５Ｃとスカート部内周面およびケーシングトップ２の内周面との間の上記空間を介して、ケーシングパイプ１の内周部に導入されて後端側に排出される。そして、このとき上記排出溝９は、掘削ビット３の先端面と掘削ビット３の外周面とに開口するように形成されていて、例えば特許文献１に記載の掘削工具のように大径部の前面にのみ開口するように設けられた繰り粉排出用の穴などよりは大きな容積を確保することができる。 Further, the steel material such as rebar and the steel structure divided in this way, the concrete excavation scrap when the steel structure is reinforced concrete, or the dusting when excavating the ground is accommodated in the discharge groove 9 and recessed through the discharge hole 10. Through the space between the groove 5C and the inner peripheral surface of the skirt portion and the inner peripheral surface of the casing top 2, it is introduced into the inner peripheral portion of the casing pipe 1 and discharged to the rear end side. At this time, the discharge groove 9 is formed so as to open to the distal end surface of the excavation bit 3 and the outer peripheral surface of the excavation bit 3. For example, a large-diameter portion like the excavation tool described in Patent Document 1 is formed. A larger volume can be ensured than a dust discharge hole provided so as to open only on the front surface.

このため、たとえ鉄筋が十分細かく分断されずに排出溝９に収容されたとしても、こうして大きな容量が確保された排出溝９内において鉄筋が上記排出孔１０を通って排出され易いようにその姿勢を整えることができ、このような鉄筋が排出溝９や排出孔１０で詰まりを生じるのを確実に防止することができる。しかも、この排出溝９は、本実施形態では周方向に隣接する排出溝９間に残される掘削ビット３の外周面の幅よりも大きくされており、すなわち掘削ビット３の外周面には周方向の長さの半分以上に排出溝９が開口しているので、より確実に鉄筋や掘削屑、繰り粉を収容して排出ずることができる。 For this reason, even if the reinforcing bar is accommodated in the discharge groove 9 without being sufficiently finely divided, the posture is such that the reinforcing bar is easily discharged through the discharge hole 10 in the discharge groove 9 in which a large capacity is secured in this way. It is possible to reliably prevent clogging of such reinforcing bars in the discharge grooves 9 and the discharge holes 10. In addition, in the present embodiment, the discharge groove 9 is made larger than the width of the outer peripheral surface of the excavation bit 3 left between the discharge grooves 9 adjacent in the circumferential direction. Since the discharge groove 9 is opened in more than half of the length, the reinforcing bar, excavation waste, and dusting can be more reliably accommodated and discharged.

一方、本実施形態では、上述のように回転軸線Ｏに垂直な平面Ｐ上に位置する切刃８Ａを備えた掘削チップ８が、それぞれ複数ずつ、複数のチップ列Ａ〜Ｃを構成するように掘削ビット３の先端面に配列されており、従って鉄筋が回転軸線Ｏに垂直な平面に沿って延びている場合などにこれらのチップ列Ａ〜Ｃの切刃８Ａが鉄筋をその直径方向の肉厚が薄くなるように削り取る際には、各チップ列Ａ〜Ｃにおいて隣接する掘削チップ８同士の継ぎ目の位置で鉄筋に極小さな突条状の筋が形成されることになる。 On the other hand, in the present embodiment, as described above, a plurality of excavation tips 8 each provided with the cutting blade 8A located on the plane P perpendicular to the rotation axis O constitute a plurality of tip rows AC. When the reinforcing bars are arranged on the front end surface of the excavation bit 3 and thus extend along a plane perpendicular to the rotation axis O, the cutting blades 8A of these chip rows A to C insert the reinforcing bars into the diametrical meat. When scraping to reduce the thickness, an extremely small streak-like streak is formed on the rebar at the joint between adjacent excavation tips 8 in each of the chip rows A to C.

ところが、このうちチップ列Ａ、Ｂの隣接する掘削チップ８同士の継ぎ目の位置が、残りのチップ列Ｃの隣接する掘削チップ８同士の継ぎ目の位置に対して、回転軸線Ｏに対する径方向に異なる位置とされているため、これらチップ列Ａ、Ｂとチップ列Ｃとで鉄筋に形成される突条筋の位置も異なる位置となる。すなわち、鉄筋は、チップ列Ａ、Ｂの掘削チップ８の継ぎ目で形成された突条筋を含む部分を、チップ列Ｃの掘削チップ８の切刃８Ａが削り取り、またこのチップ列Ｃの掘削チップの継ぎ目で形成された突条筋を、回転方向Ｔ後方側に位置するチップ列Ａの掘削チップ８の切刃８Ａが削り取るという切削形態が繰り返されながら、上記直径方向の肉厚が小さくなるように切削されることになる。 However, the position of the seam between the adjacent excavation chips 8 in the chip rows A and B is different in the radial direction with respect to the rotation axis O with respect to the position of the seam between the adjacent excavation chips 8 in the remaining chip row C. Therefore, the tip rows A and B and the tip row C are different in the position of the ridges formed on the reinforcing bars. That is, as for the reinforcing bar, the cutting edge 8A of the excavation tip 8 of the tip row C scrapes off the portion including the ridge formed by the joint of the excavation tips 8 of the tip rows A and B, and the excavation tip of this tip row C While the cutting form in which the cutting edge 8A of the excavation tip 8 of the tip row A located on the rear side in the rotation direction T is scraped off from the streak formed by the seam is repeated, the thickness in the diameter direction is reduced. Will be cut.

そして、こうして突条筋が削り取られる部分では、突条筋のない他の部分よりも削り代が大きくなるため、切刃８Ａが鉄筋に食い付く際の衝撃や抵抗も他の部分より大きくなり、このような衝撃や抵抗が繰り返して作用することによってこの部分に応力が集中して鉄筋が分断され易くなる。このため、鉄筋が回転軸線Ｏに垂直な平面上に延びていても、例えば回転軸線Ｏ回りの切刃８Ａの回転径の範囲とオーバーラップする部分の両端部で鉄筋が破断してある程度の長さをもったまま排出溝９や排出孔１０に送り込まれるのを防ぐことができ、あるいはそうして破断されても排出溝９内や排出孔１０内で分断を促すことができて、排出溝９や排出孔１０内での詰まりを一層確実に防止することが可能となる。 And in the part where the ridges are scraped off in this way, the cutting allowance is larger than the other parts without the ridges, so the impact and resistance when the cutting blade 8A bites the reinforcing bar is also larger than the other parts, When such impacts and resistances are repeatedly applied, stress concentrates on this portion and the rebar is easily divided. For this reason, even if the reinforcing bar extends on a plane perpendicular to the rotation axis O, for example, the reinforcing bar breaks at both ends of the portion that overlaps the range of the rotation diameter of the cutting edge 8A around the rotation axis O, so that the reinforcing bar has a certain length. It can be prevented from being fed into the discharge groove 9 and the discharge hole 10 with a certain length, or can be urged to be divided in the discharge groove 9 and the discharge hole 10 even if it is broken. 9 and the clogging in the discharge hole 10 can be more reliably prevented.

さらに、本実施形態では、上記排出孔１０が排出溝９の先端側を向く壁面９Ａと外周側を向く底面９Ｂとの交差稜線部に沿って延びるように形成されているため、排出溝９内においてより大きな開口面積を確保することができ、収容された鉄筋や掘削屑、繰り粉等を円滑に排出することができる。しかも、この排出孔１０は、後端側に向かうに従い内周側に向かうように傾斜しているので、切断された鉄筋等がその長手方向を回転軸線Ｏに平行としたり垂直にしたりして排出溝９に収容されても、この傾斜に沿って案内するようにして凹溝５Ｃとスカート部内周面およびケーシングトップ２の内周面との間の上記空間にスムーズに導くことができる。 Furthermore, in the present embodiment, the discharge hole 10 is formed so as to extend along the intersecting ridge line portion of the wall surface 9A facing the front end side of the discharge groove 9 and the bottom surface 9B facing the outer peripheral side. In this case, a larger opening area can be ensured, and the stored reinforcing bars, excavated scraps, flour, etc. can be discharged smoothly. In addition, since the discharge hole 10 is inclined so as to go to the inner peripheral side toward the rear end side, the cut reinforcing bar or the like makes the longitudinal direction parallel to or perpendicular to the rotation axis O and is discharged. Even if it is accommodated in the groove 9, it can be smoothly guided to the space between the recessed groove 5 C and the inner peripheral surface of the skirt portion and the inner peripheral surface of the casing top 2 so as to be guided along this inclination.

また、本実施形態では、掘削ビット３の先端面には、掘削チップ８が植設される上記溝３Ｃを尾根の稜線とする三角形山型の突条が放射状に延びるように形成されるとともに、周方向に隣接するこれら突条同士が交差する谷部に、底面が外周側に向かうに従い後端側に向けて傾斜した凹所３Ｄが一段凹むように形成されており、掘削チップ８の切刃８Ａによって生成された繰り粉や掘削屑、分断された鉄筋等を、上記突条の斜面に沿って凹所３Ｄに導入し、さらにその底面に沿って確実に排出溝９に収容することが可能となる。 Further, in the present embodiment, on the distal end surface of the excavation bit 3, a triangular mountain-shaped ridge having the ridge line of the ridge as the groove 3C in which the excavation tip 8 is implanted is formed to extend radially, A recess 3D that is inclined toward the rear end side as the bottom surface goes to the outer peripheral side is formed in a trough where these protrusions adjacent in the circumferential direction intersect with each other. It is possible to introduce into the recess 3D along the slope of the ridges, and further reliably accommodate the dusting powder, excavation debris, broken rebars, etc. generated by 8A in the discharge groove 9 along the bottom surface. It becomes.

なお、本実施形態では、掘削チップ８の切刃８Ａが掘削ビット３の回転軸線Ｏに垂直な１つの平面Ｐ上に位置するように配設されているが、厳密に１平面Ｐ上に位置していなくても、例えば鉄筋の直径分程度の範囲であれば、掘削チップ８ごとに僅かな段差が生じていてもよい。また、同様に厳密に回転軸線Ｏに垂直な平面Ｐ上に位置していなくても、切刃８Ａがやはり鉄筋の直径分程度の範囲内に位置していれば、該平面Ｐに対して切刃８Ａが僅かに傾斜していてもよい。 In this embodiment, the cutting edge 8A of the excavation tip 8 is disposed on one plane P perpendicular to the rotation axis O of the excavation bit 3, but is strictly positioned on one plane P. Even if not, for example, a slight level difference may be generated for each excavation tip 8 as long as it is within a range corresponding to the diameter of the reinforcing bar. Similarly, even if the cutting edge 8A is not positioned on the plane P perpendicular to the rotational axis O, but is positioned within the range of the diameter of the reinforcing bar, the cutting plane is cut with respect to the plane P. The blade 8A may be slightly inclined.

１ケーシングパイプ
２ケーシングトップ
３掘削ビット
３Ｄ凹所
４掘削ロッド
５シャンクデバイス
８掘削ビット
８Ａ切刃
９排出溝
９Ａ排出溝９の先端側を向く壁面
９Ｂ排出溝９の外周側を向く底面
１０排出孔
Ｏ掘削ビット３の回転軸線
Ｔ掘削時の掘削ビット３の回転方向
Ａ〜Ｃチップ列
Ｐ切刃８Ａが位置する軸線Ｏに垂直な１つの平面 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Casing pipe 2 Casing top 3 Excavation bit 3D Recess 4 Excavation rod 5 Shank device 8 Excavation bit 8A Cutting blade 9 Discharge groove 9A Wall surface which faces the front end side of the discharge groove 9 9B Bottom face which faces the outer peripheral side of the discharge groove 9 10 Discharge hole O Rotation axis of the excavation bit 3 T Rotation direction of the excavation bit 3 during excavation A to C Tip row P One plane perpendicular to the axis O where the cutting edge 8A is located

Claims

ケーシングパイプの先端に掘削ビットが回転自在に取り付けられて、この掘削ビットに回転力と推力とを与えることにより削孔を形成するとともに、該削孔に上記ケーシングパイプを挿入する掘削工具であって、上記掘削ビットは上記ケーシングパイプよりも大きな外径を有する円盤状の先端部を有し、この掘削ビットの先端部には、その先端面に、直線状の切刃を有する切削刃タイプの掘削チップが、上記切刃を上記先端面の内周から外周縁に亙って上記掘削ビットの先端部の外周面より突出させて、上記掘削ビットの回転軸線方向に不連続となることがないように上記回転軸線に垂直な１つの平面上に略位置させるようにして配設されるとともに、上記掘削ビットの先端部の外周面には、上記先端面に開口して後端側に延びる排出溝が周方向において上記掘削チップの外周縁の間に形成されており、この排出溝の先端側を向く壁面には、上記ケーシングパイプの内周部に連通する排出孔が形成されていることを特徴とする掘削工具。 An excavation tool in which a drilling bit is rotatably attached to the tip of a casing pipe, and a drilling hole is formed by applying rotational force and thrust to the drilling bit, and the casing pipe is inserted into the drilling hole. The excavation bit has a disc-shaped tip portion having an outer diameter larger than that of the casing pipe, and the excavation bit type excavation has a straight cutting edge at the tip surface of the excavation bit. The tip does not protrude from the outer peripheral surface of the tip of the excavation bit across the inner periphery to the outer peripheral edge of the tip surface, and does not become discontinuous in the rotation axis direction of the excavation bit. And a discharge groove which is disposed so as to be substantially positioned on one plane perpendicular to the rotation axis and which is open to the front end surface and extends to the rear end side on the outer peripheral surface of the front end portion of the excavation bit Zhou It is formed between the outer peripheral edges of the excavation tip in the direction, and a discharge hole communicating with the inner peripheral portion of the casing pipe is formed in the wall surface facing the distal end side of the discharge groove. Drilling tool.

上記掘削ビットの先端面には、該先端面の内周から外周縁に亙って複数の上記掘削チップが配列されたチップ列が、周方向に間隔をあけて複数列配設されており、このうち少なくとも１つのチップ列の隣接する上記掘削チップ同士の少なくとも１つの継ぎ目の位置が、他の少なくとも１つのチップ列の隣接する上記掘削チップ同士の少なくとも１つの継ぎ目の位置に対して、上記掘削ビットの回転軸線に対する径方向に異なる位置とされていることを特徴とする請求項１に記載の掘削工具。 A plurality of rows of chips, in which a plurality of the drilling tips are arranged from the inner periphery to the outer periphery of the tip surface, are arranged on the tip surface of the drill bit at intervals in the circumferential direction. Among these, the position of at least one seam between the excavation chips adjacent to each other in at least one chip row is compared with the position of at least one seam between the excavation tips adjacent to each other in at least one other chip row. The excavation tool according to claim 1, wherein the excavation tool has different positions in the radial direction with respect to the rotation axis of the bit.

上記排出孔は、上記排出溝の先端側を向く上記壁面と、該排出溝の外周側を向く底面との交差稜線部に沿って延びるように形成されていることを特徴とする請求項１または請求項２に記載の掘削工具。 The said discharge hole is formed so that it may extend along the intersection ridgeline part of the said wall surface which faces the front end side of the said discharge groove | channel, and the bottom face which faces the outer peripheral side of this discharge groove | channel. The excavation tool according to claim 2.