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JPS6118635B2 - - Google Patents
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JPS6118635B2 - - Google Patents

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JPS6118635B2
JPS6118635B2 JP15140280A JP15140280A JPS6118635B2 JP S6118635 B2 JPS6118635 B2 JP S6118635B2 JP 15140280 A JP15140280 A JP 15140280A JP 15140280 A JP15140280 A JP 15140280A JP S6118635 B2 JPS6118635 B2 JP S6118635B2
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JP
Japan
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cutter
main
bit
main cutter
auxiliary
Prior art date
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Expired
Application number
JP15140280A
Other languages
Japanese (ja)
Other versions
JPS5777788A (en
Inventor
Masami Wada
Shuichi Ajiro
Yasuaki Ishikawa
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Hitachi Construction Machinery Co Ltd
Original Assignee
Hitachi Construction Machinery Co Ltd
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Publication date
Application filed by Hitachi Construction Machinery Co Ltd filed Critical Hitachi Construction Machinery Co Ltd
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Publication of JPS6118635B2 publication Critical patent/JPS6118635B2/ja
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  • Earth Drilling (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、リバースサーキユレーシヨン工法ま
たはアースオーガ工法等において使用される竪穴
掘削用ビツトに関する。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION The present invention relates to a pit drilling bit used in reverse circulation construction methods, earth auger construction methods, and the like.

この種の工法に使用される掘削ビツトには三翼
ビツト、四翼ビツト等のいわゆるブレードビツト
とローラカツタのついたローラビツトとがある
が、本発明はそのうちのブレードビツトを対象と
したものである。
Drilling bits used in this type of construction method include so-called blade bits such as three-wing bits and four-wing bits, and roller bits with roller cutters, and the present invention is directed to blade bits.

周知の通り、三翼、四翼ビツトとしては、(1)平
形カツタを取付けたもの、(2)カツタ単体がビツト
の回転に伴ない土砂の掘削抵抗によつて自由に回
転できる円錐形カツタを取付けたもの、(3)平形カ
ツタと円錐形カツタとを取付けたもの、とがあ
る。そして、(1)のビツトは一般土質用として、(2)
のビツトは硬地盤用として、(3)のビツトは一般土
質から硬地盤まで掘削できるものとして夫々使用
されている。
As is well known, three-winged and four-winged bits include (1) those with a flat cutter attached, and (2) conical cutters in which the cutter itself can rotate freely due to the excavation resistance of the earth and sand as the bit rotates. (3) A type with a flat cutter and a conical cutter attached. The bit in (1) is for general soil, and the bit in (2) is for general soil.
The bit in (3) is used for hard ground, and the bit in (3) can be used for excavating from general soil to hard ground.

ところで、基礎杭は一般土質のN値50以上の礫
層に根入れするのが最も一般的であつたが、近
年、建造物の大型化に伴ない、一般土質下層の硬
地盤あるいは該硬地盤下層の岩盤層まで掘削して
根入れすることが要求されてきている。従つて、
一本の基礎杭孔を掘削する場合、掘削する地層の
硬さに応じて前記(1)ないし(3)のビツトを使い分け
ながら掘削する必要がある。
By the way, it was most common for foundation piles to be embedded in the gravel layer of general soil with an N value of 50 or more, but in recent years, with the increase in the size of buildings, foundation piles have been embedded in the hard ground below the general soil or in the hard ground. It has become necessary to excavate and root deep into the underlying rock layer. Therefore,
When excavating a single foundation pile hole, it is necessary to use the bits (1) to (3) above depending on the hardness of the stratum to be excavated.

しかし、殆んどの基礎杭の場合、杭体のコンク
リート強度は約300Kg/cm2であるから、杭の根入れ
用の穴として、前記コンクリート強度と略同じ圧
縮強度の軟岩層までを掘削すれば十分であること
が分り、一つのビツトで一般土質から軟岩層まで
を掘削することが行われるようになつた。このよ
うに、一般土質から軟岩層までを掘削できるビツ
トとしては、従来次のようなビツトが用いられて
いる。
However, in the case of most foundation piles, the concrete strength of the pile body is approximately 300 kg/cm 2 , so it is necessary to excavate the hole for the pile into a soft rock layer with approximately the same compressive strength as the concrete strength. It was found to be sufficient, and a single bit was used to excavate everything from ordinary soil to soft rock layers. As described above, the following bits have been conventionally used as bits capable of excavating from ordinary soil to soft rock layers.

(イ) 前記(3)のビツト、即ち円錐形カツタと平形カ
ツタとを組合わせたビツト。
(a) Bits mentioned in (3) above, that is, bits that are a combination of a conical cutter and a flat cutter.

(ロ) 平形カツタと特殊平形カツタとを組合わせた
ビツト。
(b) A bit that combines a flat cutter and a special flat cutter.

第1図は前記(イ)の円錐形カツタと平形カツタと
を組合わせた掘削ビツトを示しており、1は排土
管、2は回転翼、3及び4は夫々回転翼2の傾斜
面下端に固着された平形カツタ及び円錐形カツタ
である。この掘削ビツトは、円錐形カツタ4によ
つて圧痕を形成し、続いて、円錐形カツタ4と平
形カツタ3とにより掘削するものであり、掘削層
が一般土質の場合には各カツタのくい込み量が大
きいため、大半の土砂の平形カツタ3で掘削し、
掘削層が硬地盤層(軟岩層を含む)となると、第
2図に示すように、円錐形カツタ4によつて岩盤
5に圧痕6を形成し、続いて円錐形カツタ4と平
形カツタ3とによつて掘削していく。
Figure 1 shows an excavation bit that is a combination of the conical cutter and flat cutter of (a) above, where 1 is an earth removal pipe, 2 is a rotary blade, and 3 and 4 are attached to the lower end of the inclined surface of the rotary blade 2, respectively. A fixed flat cutter and a conical cutter. This excavation bit forms an indentation with a conical cutter 4, and then excavates with a conical cutter 4 and a flat cutter 3, and when the excavation layer is of ordinary soil, the depth of penetration of each cutter is Because of the large size, most of the earth and sand was excavated using a flat cutter 3.
When the excavated layer becomes a hard ground layer (including a soft rock layer), as shown in FIG. The excavation will be carried out by

しかるに、この掘削ビツトにおいては、第2図
の如く平形カツタ3及び円錐形カツタ4に夫々ろ
う付けされた超硬チツプ3a,4aの寸法上の制
約から、前記圧痕の深さHに限界がある。即ち、
圧痕6の深さHが大きくなるようにカツタ3と4
との高低差を大きくすると、円錐形カツタ4にお
けるカツタ本体4bが摩耗してしまう。また、円
錐形カツタ4の超硬チツプ4aの長さを長くして
深い圧痕を形成しようとするとと、超硬チツプが
折損しやすくなる。従つて、円錐形カツタ4によ
る圧痕6の深さを深くできない(H=2mm程度)
ため、圧痕6間の軟岩をゆるめる効果がほとんど
なく、大略深さ100m程度の掘削長にしか使用で
きなかつた。また、圧痕6が浅いために平形カツ
タ3の掘削負担が大きくなり、該平形カツタ3の
カツタ本体3b及び超硬チツプ3aの摩耗が激し
かつた。更に、圧痕が浅いため、特に軟岩盤の表
層部へのくい付き掘削時及び軟岩盤の中心部掘削
時とも円錐形カツタ群、平形カツタ群の全てに軟
岩盤の圧縮強度に相当する面圧、即ち大きなビツ
ト荷重を加えなければならず、かつ大きな掘削ト
ルクも必要であつた。
However, in this drilling bit, there is a limit to the depth H of the indentation due to the dimensional constraints of the carbide tips 3a and 4a brazed to the flat cutter 3 and the conical cutter 4, respectively, as shown in FIG. . That is,
Cutters 3 and 4 so that the depth H of the indentation 6 becomes large.
If the height difference between the cutter and the cutter is increased, the cutter main body 4b of the conical cutter 4 will wear out. Furthermore, if an attempt is made to make a deep impression by increasing the length of the carbide tip 4a of the conical cutter 4, the carbide tip will easily break. Therefore, the depth of the indentation 6 made by the conical cutter 4 cannot be increased (H = about 2 mm).
Therefore, it had little effect on loosening the soft rock between the indentations 6, and could only be used for excavation lengths approximately 100 m deep. Furthermore, since the indentations 6 were shallow, the excavation load on the flat cutter 3 was increased, and the cutter body 3b and the carbide tip 3a of the flat cutter 3 were severely worn. Furthermore, since the indentation is shallow, both the conical and flat stub groups have a surface pressure equivalent to the compressive strength of the soft rock, especially when excavating with stakes on the surface layer of soft rock and when excavating the center of soft rock. That is, a large bit load had to be applied, and a large excavation torque was also required.

第3図は前記(ロ)のビツト、即ち回転翼2に平形
カツタ3とチツプの先端を突状に形成した特殊平
形カツタ7とを取付けた掘削ビツトを示してお
り、この掘削ビツトは第図と同様に特殊平形カツ
タ7により溝を掘削し、該溝の間を平形カツタ3
により掘削するものである。しかし、前述の掘削
ビツトにおいても、前記(イ)のビツトと同様な欠点
を有すると共に、次のような欠点がある。即ち、
特殊平形カツタ7を強化して深い溝を掘削しよう
としても、その溝内の掘りくずによる二次破砕に
より特殊平形カツタ7のカツタ本体及び超硬チツ
プが摩耗してしまう。従つて、特殊平形カツタ7
による溝の溝深さを深くすることができず、第1
図の掘削ビツトと同様に大ビツト荷重、大掘削ト
ルクが必要となつていた。
FIG. 3 shows the bit in (b) above, that is, a drilling bit in which a flat cutter 3 and a special flat cutter 7 having a protruding tip are attached to the rotary blade 2. Similarly, a groove is excavated using the special flat cutter 7, and a flat cutter 3 is inserted between the grooves.
The excavation is done by However, the above-mentioned drilling bit also has the same drawbacks as the bit (a) above, as well as the following drawbacks. That is,
Even if an attempt is made to dig a deep groove by strengthening the special flat cutter 7, the cutter body and the carbide tip of the special flat cutter 7 will wear out due to secondary crushing caused by the cutting debris in the groove. Therefore, the special flat cutter 7
It is not possible to increase the depth of the groove due to the
Similar to the drilling bit shown in the figure, a large bit load and large drilling torque were required.

また、第1図及び第3図の掘削ビツトにおいて
は、軟岩の表層部が傾斜しているような場合、カ
ツタが傾斜方向に滑つてビツトの芯ぶれや孔曲り
を起す危険もある。そして、このような芯ぶれや
孔曲りを起すと正常時の掘削トルクの数倍の大ト
ルクがかかつて掘削装置全体に悪影響を与えるこ
とになる。
Furthermore, in the drilling bits shown in FIGS. 1 and 3, if the surface layer of the soft rock is sloped, there is a risk that the cutter may slip in the direction of the slope, causing the bit to run out or the hole to bend. If such core runout or hole bending occurs, a large torque several times the normal drilling torque will be generated, which will have an adverse effect on the entire drilling equipment.

本発明は、上記従来技術の欠点に鑑みてなされ
たもので、軟岩層の掘削の際に深い溝を掘削し
得、かつ必要最低限の掘削トルク及びビツト荷重
で掘削を行え、しかも軟岩層の表層部が傾斜して
いてもビツト自体の芯ぶれや孔曲りを起すことの
ない竪穴掘削用ビツトを提供することを目的とす
る。
The present invention was made in view of the above-mentioned drawbacks of the prior art, and it is possible to excavate deep trenches when excavating soft rock layers, and to perform excavation with the minimum necessary excavation torque and bit load. To provide a pit drilling bit which does not cause core runout or hole bending of the bit itself even if the surface layer part is inclined.

この目的を達成するため、本発明の竪穴掘削用
ビツトは、回転可能な排土管と、排土管の下部に
上反角とすくい角とをもつて放射状に取付けられ
た複数の翼と、翼にその回転中心からの半径位置
を異ならせて取付けられた複数個のカツタとを備
え、前記カツタが第1主カツタ及び第2主カツタ
と補カツタとから成り、第1主カツタはビツトの
公転により自転して掘削排土を交互に行える回転
カツタであつて、そのビツト中心側は、掘削面へ
圧痕を形成し、かつ圧裂するための作用角を有
し、該作用角を有する側と反対側は、圧痕作用を
働かせない逃げ角を有し、第2主カツタはビツト
の公転により自転して転動喰い込みを行える回転
カツタであつて、そのビツト中心側は、掘削面へ
圧痕を形成し、かつ圧裂するための作用角を有
し、該作用角を有する側と反対側は、圧痕作用を
働かせない逃げ角を有し、前記第1主カツタ及び
第2主カツタで先に溝が掘削され、その溝間の部
分が前記補カツタで掘削されるように構成したこ
とを特徴とするものである。
To achieve this objective, the pit drilling bit of the present invention includes a rotatable earth removal pipe, a plurality of blades radially attached to the lower part of the earth removal pipe with a dihedral angle and a rake angle, and a plurality of blades attached to the blades. and a plurality of cutters attached at different radial positions from the center of rotation, the cutters are composed of a first main cutter, a second main cutter, and an auxiliary cutter, and the first main cutter is rotated by the revolution of the bit. It is a rotary cutter that can alternately excavate and discharge soil by rotating on its own axis, and the center side of the bit has a working angle for forming an indentation and crushing on the excavation surface, and the side opposite to the side having the working angle. The second main cutter is a rotary cutter that rotates on its axis as the bit revolves and can perform rolling biting, and the center side of the bit forms an indentation on the excavation surface. and has a working angle for crushing, and the side opposite to the working angle has a relief angle that does not cause indentation, and the first main cutter and the second main cutter first form a groove. is excavated, and the portion between the grooves is excavated by the auxiliary cutter.

以下、本発明の詳細を図面に従つて説明する。
第4図は本発明の一実施例である四翼ビツトの正
面図、第5図は第4図の−失視図である。図
において、11は排土管、12は排土管11に放
射状に設けられた4枚の回転翼で、各回転翼12
は夫々90度ずつ角位相を異にし、かつ上反角αと
すくい角をもつて排土管11の下部に固着されて
いる。13は排土管11の下端に固着されたヘツ
ドカツタで、掘削土砂の塊を排土管11の内部へ
円滑に導けるように中央に穴があけられている。
14は回転翼12の上部と排土管11とに固着さ
れた補強板である。
The details of the present invention will be explained below with reference to the drawings.
FIG. 4 is a front view of a four-winged bit which is an embodiment of the present invention, and FIG. 5 is a view of FIG. 4 with a blank view. In the figure, 11 is an earth removal pipe, 12 is four rotary blades provided radially on the earth removal pipe 11, and each rotor blade 12
are fixed to the lower part of the earth discharge pipe 11 with angular phases different from each other by 90 degrees, and with a dihedral angle α and a rake angle. A head cutter 13 is fixed to the lower end of the earth removal pipe 11, and has a hole in the center so that a lump of excavated earth and sand can be guided smoothly into the earth removal pipe 11.
14 is a reinforcing plate fixed to the upper part of the rotor blade 12 and the earth removal pipe 11.

前記回転翼12の傾斜面下端には、複数個の第
1主カツタ15及び第2主カツタ19と補カツタ
16とが適宜間隔をもつて固着されている。前記
第1主カツタ15及び第2主カツタ19は、その
刃先を補カツタ16の刃先より下方に位置させて
該補カツタ16より先行して溝を掘削できるよう
に配置されている。また補カツタ16は、第1主
カツタ15及び第2主カツタ19による掘削溝の
間を掘削できるように配置されている。
A plurality of first main cutters 15, second main cutters 19, and auxiliary cutters 16 are fixed to the lower end of the inclined surface of the rotary blade 12 at appropriate intervals. The first main cutter 15 and the second main cutter 19 are arranged so that their cutting edges are located below the cutting edge of the auxiliary cutter 16 so that they can excavate a groove in advance of the auxiliary cutter 16. Further, the auxiliary cutter 16 is arranged so as to be able to excavate between the grooves excavated by the first main cutter 15 and the second main cutter 19.

前記第1主カツタ15及び第2主カツタ19と
前記補カツタ16との配置関係について詳述する
と、第5図に示すように第1主カツタ15が回転
翼12の最外端及び大径部寄りに、かつ第2主カ
ツタ19が第1主カツタ15よりも回転翼12の
中心寄りの第1主カツタより小径部寄りに、また
補カツタ16が第1主カツタ15及び第2主カツ
タ19の間に位置して配置されている。そして補
カツタ16は第1主カツタ15及び第2主カツタ
19の間に2個づつ配置されている。
To explain in detail the arrangement relationship between the first main cutter 15, the second main cutter 19, and the auxiliary cutter 16, as shown in FIG. The second main cutter 19 is closer to the center of the rotary blade 12 than the first main cutter 15 is, and the auxiliary cutter 16 is closer to the small diameter part than the first main cutter 15 and the second main cutter 19 is closer to the center of the rotary blade 12. It is located between. Two auxiliary cutters 16 are arranged between the first main cutter 15 and the second main cutter 19.

次に前記第1主カツタ15及び第2主カツタ1
9と補カツタ16との詳細構造について第6図な
いし第10図により説明する。第1主カツタ15
は、ビツトの公転にり自転して掘削・排土を交互
に行える回転形カツタであつて、回転翼12に固
定されたブラケツト15aと、ブラケツト15a
に固定した軸15bに軸受15cを介して支承さ
れたデイスク15dと、デイスク15dの外周に
交互に形成された刃15eと溝15fとから構成
されている。
Next, the first main cutter 15 and the second main cutter 1
9 and the auxiliary cutter 16 will be explained in detail with reference to FIGS. 6 to 10. 1st main cutter 15
is a rotary cutter that can alternately excavate and remove earth by rotating with the revolution of the bit, and includes a bracket 15a fixed to the rotary blade 12 and a bracket 15a
It consists of a disk 15d supported via a bearing 15c on a shaft 15b fixed to a shaft 15b, and blades 15e and grooves 15f alternately formed on the outer periphery of the disk 15d.

前記の各刃15eの先端は、そのビツト中心側
に向く側面に圧痕作用角θを有し、かつ該側面と
対面する側面に圧痕作用を動かせない逃げ角(刃
先の掘削点15gより内側に入る角)βを有して
いる。また各刃15eは耐摩耗性の良い浸炭焼入
鋼あるいは超硬合金で形成されている。
The tip of each of the blades 15e has an indentation action angle θ on the side facing toward the center of the bit, and a clearance angle (inward from the cutting point 15g of the cutting edge) that prevents the indentation action on the side facing the side. angle) β. Further, each blade 15e is made of carburized hardened steel or cemented carbide with good wear resistance.

第2主カツタ19は、ビツトの公転により自転
して転動喰い込みを行える回転カツタであつて、
回転翼12に固定されたブラケツト19aと、ブ
ラケツト19aに固定した軸19bに軸受19c
を介して支承されたデイスク19dと、デイスク
19dの外周に形成された刃19eとから構成さ
れている。
The second main cutter 19 is a rotating cutter that can rotate and perform rolling biting due to the revolution of the bit.
A bracket 19a is fixed to the rotary blade 12, and a bearing 19c is attached to a shaft 19b fixed to the bracket 19a.
It is composed of a disk 19d supported via a blade 19d, and a blade 19e formed on the outer periphery of the disk 19d.

前記刃19eの先端は、そのビツト中心側に向
く側面に、掘削面へ圧痕を形成し、かつ圧裂する
ための作用角θを有し、該作用角θを有する側面
と反対側の面に圧痕作用を働かせない逃げ角(刃
先19の掘削点19fより内側に入る角)βを有
している。尚、前記刃19eは耐摩耗性の良い浸
炭焼入鋼あるいは超硬合金で形成されている。
The tip of the blade 19e has a working angle θ for forming an indentation on the excavation surface and crushing it on the side facing the center of the bit, and has a working angle θ on the side opposite to the side having the working angle θ. It has a clearance angle β (an angle that enters inside the excavation point 19f of the cutting edge 19) that does not cause an indentation effect. The blade 19e is made of carburized hardened steel or cemented carbide, which has good wear resistance.

一方、補カツタ16は、カツタ本体16aと、
該カツタ本体16aの先端に圧入またはろう付さ
れた超硬チツプ16bとから成る円錐形カツタに
構成されている。
On the other hand, the auxiliary cutter 16 includes a cutter main body 16a,
The cutter body 16a is configured as a conical cutter, and a carbide tip 16b is press-fitted or brazed to the tip of the cutter body 16a.

次に本発明による掘削用ビツトの作用について
説明する。
Next, the operation of the drilling bit according to the present invention will be explained.

回転翼12を回転させつつ排土管11に下方へ
の押付力(ビツト荷重)を与えると、第6図に示
す如く第1主カツタ15の刃15e及び第2主カ
ツタ19の刃19eの先端が補カツタ16より先
に傾斜角αをもつ掘削面に接触する。そして回転
翼12の回転(公転)により第1主カツタ15及
び第2主カツタ19が自転する、即ち第1主カツ
タ15におけるデイスク15dがブラケツト15
aの軸15bに対して回転し、各刃15eが掘削
面を掘削する。また第2主カツタ19のデイスク
19dがブラケツト19aの軸19bに対して回
転し、刃19eが掘削面に喰い込み圧裂する。そ
して、第1主カツタ15により掘削が行われた場
合。該主カツタ15の各刃15eはビツト中心側
の側面に圧痕作用角θを有しているので、刃先の
掘削面への食いつき及び圧痕作用効果が良好とな
る。また各刃15eの前記側面と対面する側面に
は圧痕作用を働かせない逃げ角βを有しているの
で、掘削面の掘削半径方向への食いつきも良好と
なる。
When a downward pressing force (bit load) is applied to the earth removal pipe 11 while rotating the rotary blade 12, the tips of the blade 15e of the first main cutter 15 and the blade 19e of the second main cutter 19 are bent as shown in FIG. It comes into contact with the excavated surface having an inclination angle α before the auxiliary cutter 16 does. The rotation (revolution) of the rotary blade 12 causes the first main cutter 15 and the second main cutter 19 to rotate, that is, the disk 15d in the first main cutter 15 moves toward the bracket 15.
Each blade 15e excavates the excavation surface by rotating about the axis 15b of a. Further, the disk 19d of the second main cutter 19 rotates about the shaft 19b of the bracket 19a, and the blade 19e bites into the excavated surface and crushes it. Then, when excavation is performed by the first main cutter 15. Since each blade 15e of the main cutter 15 has an indentation angle θ on the side surface on the bit center side, the cutting edge bites into the excavated surface and the indentation effect is good. Further, since the side surface of each blade 15e facing the above-mentioned side surface has a clearance angle β that does not cause an indentation effect, the bite of the excavation surface in the excavation radial direction is also good.

第2主カツタ19により掘削が行われた場合、
その刃19eはビツト中心側の側面に圧痕作用角
θを有し、かつ刃19eが連続しているので前記
圧痕作用角θによる圧痕作用及び圧裂効果が一層
良好となる。また刃19eも第1主カツタ15の
刃15eと同様に逃げ角βを有しているので、掘
削面の掘削半径方向への喰いつきも良好となる。
また第18図に示すようにビツト中心Oとカツタ
との距離(半径)Rが小さくなると逃げ角βが大
きくなるので、カツタのすべり量が大となること
から圧痕作用、圧裂効果が一層大となる。従つ
て、第1主カツタ15による掘削作用と第2主カ
ツタ19による圧裂、喰に付き作用とで掘削効率
が一層向上する。
When excavation is performed by the second main cutter 19,
The blade 19e has an indentation action angle θ on the side surface on the center side of the bit, and since the blade 19e is continuous, the indentation action and crushing effect due to the indentation action angle θ are even better. Further, since the blade 19e also has a relief angle β like the blade 15e of the first main cutter 15, the cutting surface can be easily bitten in the radial direction of the excavation.
In addition, as shown in Fig. 18, as the distance (radius) R between the bit center O and the cutter becomes smaller, the relief angle β becomes larger, so the amount of slippage of the cutter increases, and the indentation and crushing effects become even greater. becomes. Therefore, the excavation efficiency is further improved by the excavation action by the first main cutter 15 and the crushing and biting action by the second main cutter 19.

次いで第1主カツタ15は、その刃15eと刃
間の溝15fとにより、掘削排土を交互に行いな
がら深い溝(溝深さH′)を掘削し、第2主カツ
タ19は、その刃19eにより圧痕作用、圧裂作
用を行いながら深い溝を掘削していく。
Next, the first main cutter 15 excavates a deep groove (groove depth H') while alternately excavating and discharging soil using its blade 15e and the groove 15f between the blades, and the second main cutter 19 excavates a deep groove (groove depth H') using its blade 15e and the groove 15f between the blades. 19e, a deep groove is excavated while performing indentation action and crushing action.

該溝は第1主カツタ15のデイスク15d及び
第2主カツタ19のデイスク19dが数回転する
ことによつて掘削される。そして、前記掘削面が
軟岩である場合には、前記深い溝が掘られること
によつて該溝周辺の軟岩に大きな割れ目が作られ
て溝間の軟岩がゆるめられる。次いで補カツタ1
6が前記溝間のゆるんだ軟岩を掘削していく。掘
削された土砂は排土管11を通して地上に排出さ
れる。
The groove is excavated by rotating the disk 15d of the first main cutter 15 and the disk 19d of the second main cutter 19 several times. When the excavation surface is soft rock, by digging the deep groove, large cracks are created in the soft rock around the groove, and the soft rock between the grooves is loosened. Next, supplementary cutter 1
6 excavates the loose soft rock between the grooves. The excavated earth and sand are discharged to the ground through the earth discharge pipe 11.

このように第1主カツタ15及び第2主カツタ
19と補カツタ16とによる掘削が連続して行わ
れることにより軟岩層に竪穴が形成されていく。
In this way, the first main cutter 15, the second main cutter 19, and the auxiliary cutter 16 continue to excavate, thereby forming a pit in the soft rock layer.

また、掘削層が一般土質の場合も、第1主カツ
タ15及び第2主カツタ19により溝が掘削され
ると共に該溝周辺がゆるめられ、次いで溝間の部
分が補カツタ16により掘削されていく。
Also, when the excavated layer is of general soil quality, a groove is excavated by the first main cutter 15 and the second main cutter 19, and the area around the groove is loosened, and then the part between the grooves is excavated by the auxiliary cutter 16. .

従つて、本発明による掘削用ビツトにおいて
は、第1主カツタ15が掘削、排土を交互に行う
回転形カツタに構成され、また第2主カツタ19
が圧痕、圧裂を行う回転カツタに構成され、それ
らの刃先を補カツタ16の刃先より下方に位置さ
せているから、深い溝の掘削が可能となる。また
第1主カツタ15は、カツタ回転(自転)に伴な
つて各刃15eが次々と掘削面に食い込んで掘削
するので、各刃15eの摩耗が少ない。しかも掘
削は各刃15eにより断続的に行われるため、掘
削における刃先の摩擦熱が掘削面と接触しない時
に冷却され、刃の劣化が防止される。また掘削土
砂は各刃15e間の溝15fを介して排土される
ので排土効率も良好となり、残留土砂の二次破
砕、三次破砕よるカツタ15の破損が防止され
る。第2主カツタ19は第1主カツタ15に比べ
周速が遅い(主カツタよりも内側に配置されてい
る)ことと、吸込口に近いことから摩擦熱と排土
性については問題がない。
Therefore, in the excavation bit according to the present invention, the first main cutter 15 is configured as a rotary cutter that alternately excavates and removes soil, and the second main cutter 19
are configured as rotary cutters that perform indentation and crushing, and their cutting edges are positioned below the cutting edges of the auxiliary cutter 16, making it possible to excavate deep grooves. In addition, since each blade 15e of the first main cutter 15 digs into the excavation surface one after another as the cutter rotates (rotates), there is little wear on each blade 15e. Moreover, since excavation is performed intermittently by each blade 15e, the frictional heat of the cutting edge during digging is cooled when it is not in contact with the excavated surface, and deterioration of the blade is prevented. Furthermore, since the excavated earth and sand are discharged through the grooves 15f between the blades 15e, the earth removal efficiency is improved, and damage to the cutter 15 due to secondary and tertiary crushing of the residual earth and sand is prevented. The second main cutter 19 has a lower circumferential speed than the first main cutter 15 (it is located inside the main cutter) and is closer to the suction port, so there is no problem with frictional heat and earth removal performance.

そして、第1主カツタ15及び第2主カツタ1
9による深溝が掘削されることにより補カツタ1
6に対する掘削負担が軽減されて、該補カツタ1
6の摩耗が減少しカツタ寿命が延びる。また補カ
ツタ16は第1主カツタ15及び第2主カツタ1
9により掘削された深い溝の間のゆるめられた部
分を掘削するだけであるから、掘削抵抗が小さく
なり、特に軟岩中心の掘削時には掘削抵抗が小さ
くなつた分、従来より小さいビツト荷重、掘削ト
ルクで掘削可能である。更に、第1主カツタ15
及び第2主カツタ19により深い溝を掘削し、該
溝をガイドとして順次掘削が行われるので、掘削
層表面が傾斜していてもカツタが滑つて芯ぶれや
孔曲りを起すことがなく、掘削時の振動も防止で
きる。
Then, the first main cutter 15 and the second main cutter 1
Supplementary cutter 1 is created by excavating a deep groove according to 9.
The excavation burden on the auxiliary cutter 1 is reduced.
6 wear is reduced and the life of the cutter is extended. In addition, the auxiliary cutter 16 is connected to the first main cutter 15 and the second main cutter 1.
Since only the loosened part between the deep trenches excavated by step 9 is excavated, the excavation resistance is reduced.Especially when excavating mainly in soft rock, the excavation resistance is reduced, so the bit load and excavation torque are smaller than before. It is possible to excavate at Furthermore, the first main cutter 15
A deep groove is excavated by the second main cutter 19, and the excavation is performed sequentially using the groove as a guide, so even if the surface of the excavated layer is sloped, the cutter will not slip and cause core runout or hole bending, and the excavation will be carried out smoothly. It can also prevent the vibration of time.

第11図及び第12図は本発明の他の実施例を
示し、前記実施例と異なるのは、補カツタとして
平形カツタ18を用いた点にある。
11 and 12 show another embodiment of the present invention, which differs from the previous embodiment in that a flat cutter 18 is used as an auxiliary cutter.

詳しく説明すると、前記平形カツタ18は第1
3図に示すように、回転翼12に固着されたカツ
タ本体18aとし、該カツタ本体18aの掘削面
にろう付された超硬チツプ18bとから成つてい
る。そして平形カツタ18は、主カツタ15によ
り掘削された溝の間をすくい取るように掘削す
る。
To explain in detail, the flat cutter 18 is
As shown in FIG. 3, it consists of a cutter body 18a fixed to a rotary blade 12, and a carbide tip 18b brazed to the excavated surface of the cutter body 18a. The flat cutter 18 cuts between the grooves excavated by the main cutter 15.

この実施例においても、第4図、第5図の掘削
用ビツトと同等の作用、効果を達成することがで
きる。
In this embodiment as well, the same functions and effects as the drilling bit shown in FIGS. 4 and 5 can be achieved.

第14図、第15図も本発明の他の実施例を示
し、第4図、第5図と異なるのは、補カツタを円
錐形カツタ16と平形カツタ18とで構成した点
にある。各カツタの配置関係を具体的に説明する
と、第16図に示すように前記円錐形カツタ16
は第1主カツタ15及び第2主カツタ19により
掘削された溝間を平形カツタ18に先行して掘削
するように配置され、前記平形カツタ18は円錐
形カツタ16により掘削された掘削面と主カツタ
による掘削溝との間を掘削するように配置されて
いる。
14 and 15 also show other embodiments of the present invention, and the difference from FIGS. 4 and 5 is that the auxiliary cutter is composed of a conical cutter 16 and a flat cutter 18. To specifically explain the arrangement relationship of each cutter, as shown in FIG. 16, the conical cutter 16
is arranged to excavate between the grooves excavated by the first main cutter 15 and the second main cutter 19 before the flat cutter 18, and the flat cutter 18 is connected to the excavation surface excavated by the conical cutter 16 and the main cutter. It is arranged so as to excavate between it and the groove excavated by the cutter.

この実施例によれば、第1主カツタ15及び第
2主カツタ19で掘削された溝間を2種類の補カ
ツタ、即ち円錐形カツタ16と平形カツタ18と
で掘削することになるから、円錐形カツタ16及
び平形カツタ18の掘削抵抗がきわめて小さくな
り、円滑な掘削が可能となると共に、両カツタの
摩耗も一層減少される。
According to this embodiment, two types of auxiliary cutters, namely the conical cutter 16 and the flat cutter 18, are used to excavate between the grooves excavated by the first main cutter 15 and the second main cutter 19. The excavation resistance of the shaped cutter 16 and the flat cutter 18 becomes extremely small, allowing smooth excavation and further reducing wear on both cutters.

尚、前述した各実施例は、いずれも四翼ビツト
の例を示したが、三翼ビツトにも適用されること
は勿論である。また、回転中心から半径の大きい
位置に同芯円上に配置される第1、第2主カツタ
の数をその内側に同芯円上に配置される第1、第
2主カツタの数よりも多くすれば、周速の違いに
よる寿命の不均一化をなくすることができる。
In addition, although each of the above-mentioned embodiments has shown an example of a four-winged bit, it goes without saying that the invention can also be applied to a three-winged bit. Also, the number of first and second main cutters arranged on a concentric circle at a position with a larger radius from the center of rotation is greater than the number of first and second main cutters arranged on a concentric circle inside thereof. By increasing the number, it is possible to eliminate uneven life due to differences in circumferential speed.

更に、前述した実施例においては、第1、第2
主カツタである回転形カツタの各刃の側面に圧痕
作用を働かせない逃げ角を有した例を示したが、
第17図及び第18図に示す如く回転形カツタ1
5,19の取付位置を変えることによつて圧痕作
用角を有する側と反対側に逃げ角βを有するよう
にしてもよい。即ち、回転形カツタ15,19の
各刃15e,19eが自転する場合、該刃15
e,19eの掘削点Mが、ビツトの回転によつて
前記掘削点Mが描く円弧軌跡Nの接線L方向に対
して逃げ角βを有するように、回転形カツタ1
5,19を取付けてもよい。尚、図中Rは掘削半
径、Jはビツトの回転方向、Gは回転形カツタ1
5,19の掘削範囲、Kは回転形カツタ15,1
9の自転方向を示している。
Furthermore, in the embodiment described above, the first and second
We have shown an example in which the main cutter, a rotary cutter, has a clearance angle on the side surface of each blade to prevent indentation.
As shown in Fig. 17 and Fig. 18, the rotary cutter 1
By changing the mounting positions of 5 and 19, the clearance angle β may be provided on the side opposite to the side having the indentation action angle. That is, when each blade 15e, 19e of the rotary cutters 15, 19 rotates, the blade 15
The rotary cutter 1 is set so that the excavation point M of e, 19e has a clearance angle β with respect to the tangent L direction of the circular arc locus N drawn by the excavation point M by the rotation of the bit.
5, 19 may be attached. In the figure, R is the excavation radius, J is the rotation direction of the bit, and G is the rotary cutter 1.
5,19 excavation range, K is rotary cutter 15,1
9 shows the direction of rotation.

以上説明したように、本発明の竪穴掘削用ビツ
トは、カツタとして第1、第2主カツタと補カツ
タで構成し、第1主カツタをビツトの公転により
自転して掘削、排土を交互に行える回転形カツタ
となし、かつ第2主カツタをビツトの公転により
自転して圧痕、圧裂作用を行える回転形カツタと
なし、その刃先を補カツタの刃先より下方に位置
させ、該第1、第2主カツタで先に溝を掘削し、
その溝間を補カツタで掘削するようにしたから、
深い溝の掘削が可能となり、必要最低限の掘削ト
ルク及びビツト荷重で掘削を行える。また軟岩層
の表層部が傾斜していてもビツト自体の芯ぶれや
孔曲りを起すことがない。また第1、第2主カツ
タは、その各刃の刃先のビツト中心側には掘削面
へ圧痕を形成するための作用角を有し、かつ該作
用角を有する側と反対側には圧痕作用を働かせな
い逃げ角を有しているから、掘削面への食いつき
が良く、ブレードビツトによる深溝の掘削を効率
よく行える。
As explained above, the pit drilling bit of the present invention is composed of first and second main cutters and an auxiliary cutter, and the first main cutter rotates on its own axis as the bit revolves to alternately excavate and remove soil. The second main cutter is a rotary cutter that can perform indentation and crushing by rotating on its own axis as the bit revolves, and its cutting edge is positioned below the cutting edge of the auxiliary cutter, and the first, First excavate the trench with the second main cutter,
Since I decided to excavate between the grooves with a supplementary cutter,
It is possible to excavate deep trenches with the minimum necessary excavation torque and bit load. Furthermore, even if the surface layer of the soft rock layer is sloped, the bit itself will not run out of core or the hole will bend. The first and second main cutters each have a working angle on the bit center side of the cutting edge for forming an indentation on the excavation surface, and have an indentation effect on the side opposite to the side having the working angle. Since it has a relief angle that does not affect the drilling, it has good grip on the excavated surface and enables efficient excavation of deep grooves with the blade bit.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of the drawing]

第1図は従来の竪穴掘削用ビツトの一例を示す
正面図、第2図は第1図の掘削用ビツトの掘削状
態図、第3図は従来の竪穴掘削用ビツトの他の例
を示す正面図、第4図は本発明竪穴掘削用ビツト
の一実施例である四翼ビツトの正面図、第5図は
第4図のV−V矢視図、第6図はその四翼ビツト
の掘削状態図、第7図は本発明における第1主カ
ツタであつて、第6図の−方向から見た側面
図、第8図は第7図の−断面図、第9図は同
じく本発明における第2主カツタであつて、第6
図の−方向から見た側面図、第10図は第9
図の−断面図、第11図ないし第13図は本
発明の他の実施例である四翼ビツトを示し、第1
1図は正面図、第12図は第11図のXII−XII矢視
図、第13図は掘削状態図、第14図ないし第1
6図も本発明の他の実施例である四翼ビツトを示
し、第14図は正面図、第15図は第14図の
−矢視図、第16図は掘削状態図、第17
図、第18図は本発明における回転形カツタの逃
げ角と掘削範囲を示す図である。 11……排土管、12……回転翼、15……第
1主カツタ(回転形カツタ)、15a……第1主
カツタのカツタ本体、15e……第1主カツタの
刃、16……補カツタ(円錐形カツタ)、18…
…補カツタ(平形カツタ)、19……第2主カツ
タ(回転形カツタ)、19a……第2主カツタの
カツタ本体、19e……第2カツタの刃。
Fig. 1 is a front view showing an example of a conventional pit drilling bit, Fig. 2 is a diagram of the drilling state of the drilling bit shown in Fig. 1, and Fig. 3 is a front view showing another example of the conventional pit drilling bit. Fig. 4 is a front view of a four-winged bit which is an embodiment of the pit drilling bit of the present invention, Fig. 5 is a view taken along the line V-V in Fig. 4, and Fig. 6 is an excavation of the four-winged bit. FIG. 7 is a side view of the first main cutter according to the present invention, as seen from the - direction of FIG. 6, FIG. 8 is a cross-sectional view of FIG. The second main cutter, the sixth
A side view seen from the - direction in the figure, Figure 10 is the 9th
11 to 13 show a four-winged bit which is another embodiment of the present invention.
Figure 1 is a front view, Figure 12 is a view taken along arrows XII-XII in Figure 11, Figure 13 is an excavation state diagram, and Figures 14 to 1.
Fig. 6 also shows a four-winged bit which is another embodiment of the present invention, Fig. 14 is a front view, Fig. 15 is a view taken along the - arrow in Fig. 14, Fig. 16 is an excavation state diagram, and Fig. 17 is a diagram showing the excavation state.
18 are diagrams showing clearance angles and excavation ranges of the rotary cutter according to the present invention. 11...Earth removal pipe, 12...Rotary blade, 15...First main cutter (rotary type cutter), 15a...Cut body of the first main cutter, 15e...Blade of the first main cutter, 16...Supplementary cutter Katsuta (conical katsuta), 18...
...auxiliary cutter (flat cutter), 19... second main cutter (rotating cutter), 19a... cutter body of the second main cutter, 19e... blade of the second cutter.

Claims (1)

【特許請求の範囲】 1 回転可能な排土管と、排土管の下部に上反角
とすくい角とをもつて放射状に取付けられた複数
の翼と、翼にその回転中心からの半径位置を異な
らせて取付けられた複数個のカツタとを備え、前
記カツタが第1主カツタ及び第2主カツタと補カ
ツタとから成り、第1主カツタはビツトの公転に
より自転して掘削排土を交互に行える回転カツタ
であつて、そのビツト中心側は、掘削面へ圧痕を
形成し、かつ圧裂するための作用角を有し、該作
用角を有する側と反対側は、圧痕作用を働かせな
い逃げ角を有し、第2主カツタはビツトの公転に
より自転して転動喰い込みを行える回転カツタで
あつて、そのビツト中心側は、掘削面へ圧痕を形
成し、かつ圧裂するための作用角を有し、該作用
角を有する側と反対側は、圧痕作用を働かせない
逃げ角を有し、前記第1主カツタ及び第2主カツ
タで先に溝が掘削され、その溝間の部分が前記補
カツタで掘削されるように構成したことを特徴と
する竪穴掘削用ビツト。 2 前記第1主カツタが翼の最外端及び大径部寄
りに、かつ前記第2主カツタが第1主カツタより
も翼の中心寄りの第1主カツターよりも小径部寄
りに、前記補カツタが第1主カツタ及び第2主カ
ツタの間に位置して、夫々配置されていることを
特徴とする特許請求の範囲第1項記載の竪穴掘削
用ビツト。 3 前記補カツタは、円錐形カツタから成つてい
ることを特徴とする特許請求の範囲第1項または
第2項記載の竪穴掘削用ビツト。 4 前記補カツタは、平形カツタから成つている
ことを特徴とする特許請求の範囲第1項または第
2項記載の竪穴掘削用ビツト。 5 前記補カツタは、円錐形カツタと平形カツタ
とから成り、円錐形カツタが平形カツタに先行し
て掘削し、平形カツタが円錐形カツタにより掘削
された掘削面と第1及び第2主カツタにより掘削
された溝との間の部分を掘削するように構成され
ていることを特徴とする特許請求の範囲第1項記
載の竪穴掘削用ビツト。
[Claims] 1. A rotatable earth removal pipe, a plurality of blades radially attached to the lower part of the earth removal pipe with a dihedral angle and a rake angle, and the blades have different radial positions from the center of rotation. and a plurality of cutters attached in parallel, the cutters are composed of a first main cutter, a second main cutter, and an auxiliary cutter, and the first main cutter rotates due to the revolution of the bit to alternately excavate and discharge earth. It is a rotary cutter that can be used for cutting, and the center side of the bit has a working angle to form an indentation on the excavation surface and crush it, and the side opposite to the side having the working angle has a relief that does not exert an indentation effect. The second main cutter is a rotary cutter that can perform rolling biting by rotating on its own axis as the bit revolves; The side opposite to the working angle has a clearance angle that does not cause indentation, and a groove is first excavated by the first main cutter and the second main cutter, and the part between the grooves is A vertical hole drilling bit, characterized in that the bit is configured such that the auxiliary cutter excavates the hole. 2. The first main cutter is closer to the outermost end and large diameter part of the wing, and the second main cutter is closer to the center of the wing than the first main cutter, and the second main cutter is closer to the small diameter part than the first main cutter. The pit drilling bit according to claim 1, wherein the cutter is located between the first main cutter and the second main cutter, respectively. 3. The pit drilling bit according to claim 1 or 2, wherein the auxiliary cutter is a conical cutter. 4. The pit drilling bit according to claim 1 or 2, wherein the auxiliary cutter is a flat cutter. 5. The auxiliary cutter consists of a conical cutter and a flat cutter, the conical cutter excavates in advance of the flat cutter, and the flat cutter connects the excavation surface excavated by the conical cutter with the first and second main cutters. 2. The vertical hole drilling bit according to claim 1, wherein the bit is configured to excavate a portion between the bit and the excavated groove.
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