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JPS6232314B2 - - Google Patents
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JPS6232314B2 - - Google Patents

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Publication number
JPS6232314B2
JPS6232314B2 JP17447081A JP17447081A JPS6232314B2 JP S6232314 B2 JPS6232314 B2 JP S6232314B2 JP 17447081 A JP17447081 A JP 17447081A JP 17447081 A JP17447081 A JP 17447081A JP S6232314 B2 JPS6232314 B2 JP S6232314B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
cutter
drag
support member
rotary
main shaft
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Expired
Application number
JP17447081A
Other languages
Japanese (ja)
Other versions
JPS5876690A (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 JPS5876690A publication Critical patent/JPS5876690A/en
Publication of JPS6232314B2 publication Critical patent/JPS6232314B2/ja
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Description

【発明の詳細な説明】 この発明はたて穴ボーリングマシンのカツタヘ
ツドに係り、さらに詳しくはリバースサーキユレ
イシヨン工法にて使用されるボーリングマシンの
カツタヘツドに関している。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION The present invention relates to a cutter head for a vertical hole boring machine, and more particularly to a cutter head for a boring machine used in a reverse circulation method.

リバースサーキユレイシヨン工法は、たとえ
ば、ビルデイングの基礎杭にたいするたて穴掘削
に用いられている。建造物の基礎杭は、大形の建
造物の場合に、一般土質層の下部にある岩盤層ま
で根入する。が、リバースサーキユレイシヨンド
リル工法にて使用されるボーリングマシンのカツ
タヘツドは一般土質にたいするものと岩盤にたい
するものと別かれており、地盤に応じて交換して
ボーリングをなしているのが現状である。
The reverse circulation method is used, for example, to drill vertical holes for foundation piles in buildings. In the case of large-sized buildings, foundation piles for buildings are embedded into the bedrock layer below the general soil layer. However, the cutting head of the boring machine used in the reverse circulation drilling method is divided into one for general soil and one for rock, and the current situation is that the cutting head is changed depending on the soil type. .

本発明は、一般土質から軟岩までの地盤をカツ
タヘツドの交換なしに掘削することができる、た
て穴ボーリングマシンのカツタヘツドを提供する
ものである。
The present invention provides a cutter head for a vertical hole boring machine that can excavate ground ranging from ordinary soil to soft rock without replacing the cutter head.

本発明のカツタヘツドは、中空かつオープンエ
ンドの主軸と、水平面および垂直面に関して鋭角
α,βを形成しかつ主軸にたいして放射方向に配
置され、端部を主軸の周面に固定された支持部材
と、主軸の下端に設けられたパイロツトカツタ
と、主軸に支持されたスタビライザと、最外側に
位置して支持部材に設けられたゲージカツタと、
ゲージカツタと主軸との間に位置して支持部材に
取り付けられたカツタとからなり、カツタが主軸
の中心からしだいに半径を増大するように支持部
材に自由回転可能に配設されたロータリカツタ
と、ロータリカツタに密接しかつ相互に密接に隣
接するように各支持部材に分散して配置されたド
ラグカツタとを有し、ゲージカツタおよびロータ
リカツタがその中心軸と中心軸を共有する円錐面
内に位置する傾斜した側面をもつ歯を周面に備え
るデイスクからなり、最下端の歯と支持部材との
距離をドラグカツタの刃先と支持部材との距離よ
りも長くなるように配置されてなること、を特徴
としている。
The cutter head of the present invention includes a hollow and open-ended main shaft, a supporting member forming acute angles α and β with respect to the horizontal and vertical planes, and arranged in a radial direction with respect to the main shaft, and having an end fixed to the circumferential surface of the main shaft. A pilot cutter provided at the lower end of the main shaft, a stabilizer supported by the main shaft, a gauge cutter located at the outermost side and provided on the support member,
A rotary cutter consisting of a cutter located between the gauge cutter and the main shaft and attached to the support member, and rotatably disposed on the support member so that the cutter gradually increases in radius from the center of the main shaft; and drag cutters arranged in a distributed manner on each support member so as to be close to the rotary cutter and closely adjacent to each other, and the gauge cutter and the rotary cutter are located within a conical surface that shares a central axis with the gauge cutter and the rotary cutter. It consists of a disk with teeth on its peripheral surface having inclined sides, and is arranged so that the distance between the lowest tooth and the support member is longer than the distance between the cutting edge of the drag cutter and the support member. There is.

岩盤の掘削に際して、ロータリカツタおよびゲ
ージカツタがドラグカツタに先行して岩盤に貫入
されて、岩盤にクラツクを発生させてこれをゆる
めると共に岩盤を切削し、ドラグカツタがゆるめ
られた岩盤を切削することができる。そして、一
般土質では、ロータリカツタおよびゲージカツタ
の歯の傾斜した側面が土砂をおしのけて土盤をゆ
るめつつ切削し、それからドラグカツタがゆるめ
られた土盤を掘削することができる。その結果、
軟岩から一般土質までカツタヘツドの交換なしに
掘削をなすことができる。
When excavating rock, the rotary cutter and the gauge cutter penetrate the rock before the drag cutter, generate and loosen cracks in the rock, and cut the rock, and the drag cutter can cut the loosened rock. In general soil, the sloped sides of the teeth of the rotary cutter and the gauge cutter displace earth and sand, loosening the soil and cutting it, and then the drag cutter can excavate the loosened soil. the result,
It is possible to excavate anything from soft rock to general soil without replacing the cut head.

さらに、ロータリカツタおよびゲージカツタが
自転しつつ掘削し、ドラグカツタがロータリカツ
タによつてゆるめられた地盤を掘削するので、ド
ラグカツタ自体の掘削抵抗も小さく、加えてカツ
タが支持部材に分散して配置されていてカツタ間
隔を広くしてあるので、カツタヘツド全体の掘削
抵抗がきわめて少なくなり、カツタ寿命がきわめ
て長く、しかも動力を小さなものとすることがで
きる。
Furthermore, since the rotary cutter and the gauge cutter excavate while rotating, and the drag cutter excavates the ground loosened by the rotary cutter, the digging resistance of the drag cutter itself is small, and in addition, the cutters are arranged dispersedly on the support member. Since the spacing between the cutters is widened, the digging resistance of the entire cutter head is extremely small, the life of the cutters is extremely long, and the power consumption can be reduced.

以下、本発明のカツタヘツドの一実施例を、添
化図面にしたがつて説明する。
An embodiment of the cutter head of the present invention will be described below with reference to the accompanying drawings.

本発明のカツタヘツドは、リバースサーキユレ
イシヨンドリル工法にて使用されるボーリングマ
シンに組み込まれる。第1図はそのようなボーリ
ングマシンの典形を示している。
The cutter head of the present invention is incorporated into a boring machine used in the reverse circulation drilling method. FIG. 1 shows a typical example of such a boring machine.

架台1は地表に設置されている。回転台2が架
台に支持されている。ドリルパイプ3はその軸方
向に移動可能に回転台に取り付けられている。ド
リルパイプにおける地中にある端部にはカツタヘ
ツド4を取り付けてあり、地表にある端部にはス
イベルジヨイント5を取り付けてある。ドリルパ
イプはカツタヘツドとともに、図示を省略された
クレーンによつて吊られている。カツタヘツドは
ドリルパイプに接続された主軸6を備えている。
支持部材あるいはウイング7が主軸に取り付けて
あり、パイロツトカツタ8が主軸の下端に取り付
けてある。
The pedestal 1 is installed on the ground surface. A rotating table 2 is supported by a pedestal. The drill pipe 3 is attached to a rotary table so as to be movable in its axial direction. A cutter head 4 is attached to the end of the drill pipe that is underground, and a swivel joint 5 is attached to the end that is above the ground. The drill pipe and cutter head are suspended by a crane (not shown). The cutter head has a main shaft 6 connected to the drill pipe.
A support member or wing 7 is attached to the spindle and a pilot cutter 8 is attached to the lower end of the spindle.

ボーリングは、回転台が架台上で回転されかつ
ドリルパイプがカツタヘツドと一緒に自重によつ
て下降され、支持部材上のカツタアレイが地盤を
掘削することによつてなされる。掘削に際して、
パイロツトカツタおよび支持部材にその最外周に
位置して設けられたゲージカツタがカツタヘツド
の偏心回転を防ぎ、そしてスタビライザ9が穴を
まつすぐに掘れるようにカツタヘツドを案内して
いる。
Boring is carried out by rotating a rotary table on a pedestal, lowering the drill pipe together with the cutter head under its own weight, and causing the cutter array on the support member to excavate the ground. When excavating,
The pilot cutter and the gauge cutter provided on the outermost periphery of the support member prevent eccentric rotation of the cutter head, and the stabilizer 9 guides the cutter head so that the hole can be dug immediately.

掘削された土砂などをたて穴から排出するため
に、排出管10がスイベルジヨイントを介してド
リルパイプの上端に接続されていると共に、空気
供給管10Aがドリルパイプに接続してある。排
出は、地表にある空気圧縮機10Bによつて空気
供給管に送られた圧縮空気がドリルパイプ内に噴
出し、この噴出させられた圧縮空気の作用によつ
て、たて穴内掘削された土砂などが穴内の水と共
にカツタヘツドの主軸内に吸い込まれ、ドリルパ
イプを経て排出管により地表に出すことによつて
なされている。なお、排出は、このエアリフトド
リリングに替えて、空気圧縮機および空気供給管
なしに排出管に接続されたサクシヨンポンプのみ
によつてなされる、いわゆるポンプサクシヨンド
リリングの場合もある。
In order to discharge excavated earth and sand from the vertical hole, a discharge pipe 10 is connected to the upper end of the drill pipe via a swivel joint, and an air supply pipe 10A is connected to the drill pipe. The discharge is caused by the compressed air sent to the air supply pipe by the air compressor 10B on the ground surface being ejected into the drill pipe, and due to the action of this ejected compressed air, earth and sand etc. excavated in the vertical hole are discharged. The water is sucked into the main shaft of the cutter head along with the water in the hole, and is discharged to the surface through a drill pipe and a discharge pipe. Note that, instead of this air lift drilling, the discharge may be carried out using only a suction pump connected to a discharge pipe without an air compressor or an air supply pipe, so-called pump suction drilling.

第2図ないし第4図は本発明のカツタヘツドの
詳細を示している。主軸6は中空かつオープンエ
ンドのパイプからなつていて、上端に設けられた
フランジ11をドリルパイプ3の下端にあるフラ
ンジにボルト結合されている。支持部材7は水平
面にたいして鋭角αを形成しかつ垂直面にたいし
て鋭角βを形成し、主軸の回転中心軸にたいして
放射方向に位置して、配置されていると共に、端
部を主軸の周面に溶接されている。補強板12,
12′が支持部材の自由端と主軸の周面、および
支持部材の固定端と主軸の周面とを結合してい
る。支持部材および補強板12はボルト結合され
たエクステンシヨン13,14を有していて、運
搬に際して分解しうるようになつている。スタビ
ライザ9はこれらのエクステンシヨンと一体に結
合されている。ゲージカツタ20は、各支持部材
の最外周に相互に等間隙になるように配置してあ
る。カツタアレイがゲージカツタと主軸との間に
位置して各支持部材に設けてある。各カツタアレ
イはロータリカツタ21、およびドラグピツクあ
るいはドラグカツタ22によつて構成されてい
る。ロータリカツタは支持部材に自由回転しうる
ように、またドラグカツタは支持部材に溶接によ
つて、それぞれ取り付けられている。
Figures 2-4 show details of the cutter head of the present invention. The main shaft 6 consists of a hollow, open-ended pipe, and a flange 11 provided at the upper end is bolted to a flange at the lower end of the drill pipe 3. The support member 7 forms an acute angle α with the horizontal plane and an acute angle β with the vertical plane, is positioned in a radial direction with respect to the rotation center axis of the main shaft, and has an end welded to the circumferential surface of the main shaft. ing. reinforcing plate 12,
12' connects the free end of the support member and the circumferential surface of the main shaft, and the fixed end of the support member and the circumferential surface of the main shaft. The support member and reinforcing plate 12 have bolted extensions 13, 14 so that they can be disassembled for transport. The stabilizer 9 is integrally connected to these extensions. The gauge cutters 20 are arranged on the outermost periphery of each support member so as to be equally spaced from each other. A cutter array is provided on each support member located between the gauge cutter and the spindle. Each cutter array is composed of a rotary cutter 21 and a drag pick or drag cutter 22. The rotary cutter is attached to the support member so that it can rotate freely, and the drag cutter is attached to the support member by welding.

ロータリカツタは、第5図および第6図によく
示されている周面に軸断面がほぼ三角形あるいは
台形の歯23をもつデイスクからなつている。各
歯はカツタの中心軸にたいして放射方向に配置さ
れている。各歯の先端24はカツタの中心軸に平
行あるいはロータリカツタの中心軸と中心軸を共
有する円筒面上に位置している。各歯の側面の片
方25は前記中心軸に直交するフラツトな面とし
て形成されている。が、他方の側面は斜面26と
なつている。これらの斜面はカツタの回転中心軸
上に頂点をもつ円錐面内に位置している。歯の側
面26がロータリカツタの中心軸に直交する平面
あるいは側面25にたいしてなす角γは、15゜〜
45゜の範囲に選択されることが望ましい。
The rotary cutter consists of a disk having teeth 23 on its circumference, which are generally triangular or trapezoidal in axial cross section, as best shown in FIGS. 5 and 6. Each tooth is arranged radially with respect to the central axis of the cutter. The tip 24 of each tooth is located on a cylindrical surface parallel to the central axis of the cutter or sharing the same center axis with the central axis of the rotary cutter. One side 25 of each tooth is formed as a flat surface perpendicular to the central axis. However, the other side is a slope 26. These slopes are located within a conical surface with its apex on the central axis of rotation of the cutter. The angle γ that the side surface 26 of the tooth makes with the plane or the side surface 25 perpendicular to the central axis of the rotary cutter is 15° to
It is desirable to select a range of 45°.

ゲージカツタおよび各ロータリカツタは、前述
のように、支持部材に自由回転しうるように取り
付けられている。このために、各カツタは軸27
に軸受を介して取り付けてあり、軸は支持台28
に固定され、支持台は支持部材に溶接固定された
基台29にボルト結合されている。
As described above, the gauge cutter and each rotary cutter are attached to the support member so as to be freely rotatable. For this purpose, each cutter has a shaft 27
The shaft is attached to the support base 28 via a bearing.
The support base is bolted to a base 29 that is welded and fixed to the support member.

各ロータリカツタは、一般に、歯の傾斜した側
面が支持部材の傾斜方向を向くように配置され、
そしてロータリカツタはその中心軸がカツタヘツ
ドの回転中心軸を通るように配置されるが、ロー
タリカツタは、後に詳述するように、その回転中
心軸がカツタヘツドの回転中心軸を通る直線にた
いしてオフセツトされることが好ましい。
Each rotary cutter is generally arranged such that the sloped side of the teeth faces in the direction of slope of the support member;
A rotary cutter is arranged so that its center axis passes through the center axis of rotation of the cutter head, but a rotary cutter is arranged so that its center axis of rotation passes through the center axis of rotation of the cutter head, as will be explained in detail later. It is preferable.

本発明によるカツタヘツドにおいて、カツタヘ
ツドの回転中心軸から最外端に位置するゲージカ
ツタも、ロータリカツタと同じに、傾斜した側面
をもつ歯と周面にもつデイスクから構成されてお
り、最下端の歯と支持部材の最下縁とのなす距離
がロータリカツタと同一に配置されている。が、
傾斜した側面は垂直面上にあるように配置されて
いる。
In the cutter head according to the present invention, the gauge cutter located at the outermost end from the rotation center axis of the cutter head is also composed of teeth with inclined side surfaces and a disk on the peripheral surface, just like the rotary cutter. The distance between the support member and the lowermost edge is the same as that of the rotary cutter. but,
The inclined sides are arranged so that they lie on a vertical plane.

ドラグカツタあるいはドラグピツクはそれ自体
公知のものを用いることができる。たとえば刃先
がチゼル状〜より複雑であるが〜のもの、あるい
は刃先がコニカルエンドのものを、単独であるい
は組み合わせて使用される。第7図A〜Cは刃先
がチゼル状のドラグカツタのいくつかの例を示し
ている。第7図Aのドラグカツタはほぼチゼルに
近いもので、フラツトなすくい面22aとフラツ
トなにげ面22bとを有している。第7図Bに示
すドラグカツタはすくい面122aが逆V字形あ
るいは屋根形に形成され、それにより横にげ面を
形成されているが、逃げ面122bはフラツトと
なつている。第7図Cのドラグカツタはすくい面
222aがフラツトであるが、にげ面222bが
曲面となつている。第7図Dは刃先がコニカルエ
ンドに形成されたドラグカツタを示していて、刃
先部分322aが軸まわりに回転しうるようにな
つている。
A known drag cutter or drag pick can be used. For example, blades with a chisel-like edge or with a conical end may be used alone or in combination. FIGS. 7A to 7C show several examples of drag cutters with chisel-like cutting edges. The drag cutter shown in FIG. 7A is almost like a chisel and has a flat rake face 22a and a flat nipped face 22b. In the drag cutter shown in FIG. 7B, a rake face 122a is formed in an inverted V shape or a roof shape, thereby forming a laterally bent face, but a flank face 122b is flat. The drag cutter shown in FIG. 7C has a flat rake surface 222a, but a curved surface 222b. FIG. 7D shows a drag cutter in which the cutting edge is formed into a conical end, and the cutting edge portion 322a can rotate around an axis.

ドラグカツタは、第8図によく示されているよ
うに、刃先から遠い部分を支持部材に溶接固定す
ることによつて、支持部材に取り付けてある。
As clearly shown in FIG. 8, the drag cutter is attached to the support member by welding and fixing the portion far from the cutting edge to the support member.

各ロータリカツタは最下方にある歯の先端24
が主軸の回転中心に直交する平面上に位置し、各
ドラグカツタも刃先が主軸の回転中心軸に直交す
る平面上に位置するように配置される。したがつ
て、各アレイのカツタの歯先および刃先は、主軸
の回転中心軸に直交しかつ回転中心軸にそつて平
行に並ぶ平面あるいは掘削面上に位置することに
なる。しかし、本発明のカツタヘツドにおいて、
全てのロータリカツタは最下方の歯の先端から支
持部材の最下縁7Aまでの距離(カツタヘツドの
回転中心軸に平行な方向の距離)H21が全てのド
ラグカツタにおける刃先から支持部材の最下縁ま
での距離H22よりも長くなつていて、ボーリング
に際して、ロータリカツタが地盤にまず接し、そ
のあとドラグカツタが地盤に接するようにそれぞ
れのカツタを配置してある。
Each rotary cutter has the tip 24 of the lowermost tooth.
is located on a plane perpendicular to the rotation center of the main shaft, and each drag cutter is also arranged such that its cutting edge is located on a plane perpendicular to the rotation center axis of the main shaft. Therefore, the tooth tips and cutting edges of the cutters in each array are located on a plane or excavation surface that is perpendicular to the rotation center axis of the main shaft and parallel to the rotation center axis. However, in the cutter head of the present invention,
For all rotary cutters, the distance H 21 from the tip of the lowermost tooth to the lowermost edge 7A of the support member (distance in the direction parallel to the rotation center axis of the cutter head) is the distance from the cutting edge to the lowermost edge of the support member for all drag cutters. The distance to the ground is longer than H 22 , and each cutter is arranged so that during boring, the rotary cutter contacts the ground first, and then the drag cutter contacts the ground.

ロータリカツタに隣接して、ドラグカツタが複
数本ずつ、たとえば四本ずつ配置されている。こ
れらのドラグカツタはロータリカツタにたいして
相互に密接して、必要に応じて一部オーバラツプ
して配置されている。
A plurality of drag vines, for example four drag vines, are arranged adjacent to the rotary vines. These drag cutters are arranged in close proximity to the rotary cutters, with some overlap if necessary.

カツタ間に土砂がつまるのを防止し、しかもカ
ツタを支持部材に容易に取り付けられるようにす
るために、ロータリカツタおよびドラグカツタは
支持部材上に分散して配置されている。第9図は
カツタの配列の詳細を示していて、各支持部材と
各ロータリカツタと各ドラグカツタとは小数字を
各参照符号に附してある。支持部材7のロータ
リカツタ21にとなりあうドラグカツタは支持
部材7にあるドラグカツタ2211であり、カツ
タ2211にとなりあうドラグカツタは支持部材7
にあるドラグカツタ2212であり、カツタ22
12にとなりあうドラグカツタは支持部材7にあ
るドラグカツタ2213であり、そしてカツタ22
13にとなりあうドラグカツタは支持部材7にあ
る2214であるように、それぞれの支持部材に配
置される。さらに、支持部材7上のロータリカ
ツタ21はドラグカツタ2214にとなり合うよ
うに配置され、支持部材7のドラグカツタ22
21、支持部材7のドラグカツタ2222、支持部
材7のドラグカツタ2223および支持部材7
のドラグカツタ2224が順次にとなりあつてい
る。同様に、支持部材7上のロータリカツタ2
にはドラグカツタ2231,2232,2233
2234が、ロータリカツタ21にはドラグカツ
タ2241,2242,2243,2244が、ロータリカ
ツタ21にはドラグカツタ2251,2252,2
53,2254が、ロータリカツタ21にはドラ
グカツタ2261,2262,2263,2264が、ロー
タリカツタ21にはドラグカツタ2271,22
72,2273,2274が、そしてロータリカツタ2
にはドラグカツタ2281,2282,2283
2284がそれぞれとなりあうように支持部材に配
置されている。各ロータリカツタに附随するドラ
グカツタのうち最内側のドラグカツタも、となり
のロータリカツタにたいして密接するように配置
されている。図面にしたかえば、カツタ2214
カツタ21、カツタ2224とカツタ21、カ
ツタ2254とカツタ21、カツタ2264とカツ
タ21及びカツタ2274とカツタ21とは相
互に密接に配置されている。したがつて、ロータ
リカツタはカツタヘツドの回転中心軸からしだい
に半径が大きくなるように配置され、ドラグカツ
タはロータリカツタの間をうめるように前記回転
中心軸からしだいに半径が大きくなるように配置
されていることになる。
The rotary cutter and the drag cutter are arranged in a dispersed manner on the support member in order to prevent dirt from clogging between the cutters and to allow the cutter to be easily attached to the support member. FIG. 9 shows details of the arrangement of the cutters, and each support member, each rotary cutter, and each drag cutter is indicated by a decimal numeral attached to each reference numeral. The drag cutter next to the rotary cutter 21 1 of the support member 7 1 is the drag cutter 22 11 on the support member 7 2 , and the drag cutter next to the cutter 22 11 is the drag cutter 22 11 on the support member 7 1.
3 is drag cutter 22 12 , and cutter 22
The drag cutters 12 and 12 are the drag cutters 22 and 13 on the support member 74 , and the drag cutters 22 and 13 are located on the support member 74.
Drag cutters 13 and 13 adjacent to each other are arranged on each support member, such as 22 and 14 on support member 71 . Further, the rotary cutters 21 2 on the support member 7 2 are arranged next to the drag cutters 22 14 , and the drag cutters 22 2 on the support member 7 3 are arranged next to each other.
21 , drag cutters 22 22 of support member 7 4 , drag cutters 22 23 of support member 7 1 and support member 7 2
The drag cutters 22 to 24 are placed one after another. Similarly, the rotary cutter 2 on the support member 73
1 3 has drag cutters 22 31 , 22 32 , 22 33 ,
22 34 is attached to the rotary cutter 21 4 , drag cutters 22 41 , 22 42 , 22 43 , 22 44 are attached to the rotary cutter 21 4, and drag cutters 22 51 , 22 52 , 2 are attached to the rotary cutter 21 5 .
2 53 , 22 54 , the rotary cutter 21 6 has drag cutters 22 61 , 22 62 , 22 63 , 22 64 , and the rotary cutter 21 7 has drag cutters 22 71 , 22
72 , 22 73 , 22 74 , and rotary cutter 2
1 8 has drag cutters 22 81 , 22 82 , 22 83 ,
22 and 84 are arranged on the support member so as to be adjacent to each other. The innermost drag cutter among the drag cutters attached to each rotary cutter is also arranged so as to be in close contact with the adjacent rotary cutter. In the drawing, the cutter 22 14 and the cutter 21 2 , the cutter 22 24 and the cutter 21 3 , the cutter 22 54 and the cutter 21 6 , the cutter 22 64 and the cutter 21 7 , and the cutter 22 74 and the cutter 21 8 are close to each other. It is located in Therefore, the rotary cutter is arranged so that the radius gradually increases from the rotation center axis of the cutter head, and the drag cutter is arranged so that the radius gradually becomes larger from the rotation center axis so as to fill the space between the rotary cutters. There will be.

このようなロータリカツタ自体の形状およびロ
ータリカツタとドラグカツタとの配置は、カツタ
ヘツドが回転されかつ移動されると、最初ロータ
リカツタが自転しつつ地盤を掘削し、次に各カツ
タアレイのドラグカツタがロータリカツタにより
とりのこされた部分を掘削し、これらを繰り返し
つつたて穴ボーリングをなさせることになる。
The shape of the rotary cutter itself and the arrangement of the rotary cutter and the drag cutter are such that when the cutter head is rotated and moved, the rotary cutter first excavates the ground while rotating, and then the drag cutter of each cutter array excavates the ground by the rotary cutter. The left-over part will be excavated, and this will be repeated to form vertical hole borings.

第10図および第11図は各カツタの岩盤にた
いする掘削状態を示している。カツタヘツドは前
述のように掘削に際して垂直荷重をうけている。
そのため、ロータリカツタ21は、ドラグカツタ
22よりも先行して岩盤31に貫入され、岩盤に
クラツク32を発生させると共に、ロータリカツ
タの傾斜した側面が岩盤にせん断破かいを生じさ
せる。同時に、ロータリカツタは、主軸の回転に
よつて矢印の方向に自転され、岩盤を歯で切削し
つつ、歯と歯との間の溝によつて切削された岩3
3を後方に送り出す。カツタヘツドの回転がさら
に進むと、ドラグカツタが前述のクラツク発生に
よつてゆるめられた岩盤34を切削する。これら
が繰り返えされて、岩盤がボーリングされる。ロ
ータリカツタの傾斜した側面による岩盤のゆるめ
は、実際上、となりのドラグカツタとが掘削する
範囲とその次のドラグカツタの側面までしか及ば
ないが、三番目と四番目のドラグカツタが掘削す
る範囲は、次に切削するロータリカツタによつて
ゆるめられる。
Figures 10 and 11 show the excavation state of each cutter into the rock mass. As mentioned above, the cut head is subjected to vertical loads during excavation.
Therefore, the rotary cutter 21 penetrates into the rock mass 31 before the drag cutter 22, causing a crack 32 in the rock mass, and the inclined side surface of the rotary cutter causes a shear fracture in the rock mass. At the same time, the rotary cutter is rotated in the direction of the arrow by the rotation of the main shaft, and while cutting the rock with its teeth, the grooves between the teeth cut the rock.
Send 3 backwards. As the cutter head continues to rotate further, the drag cutter cuts the rock 34 that has been loosened by the aforementioned crack occurrence. These steps are repeated until the bedrock is bored. The loosening of the rock by the sloping side of the rotary vine actually extends only to the area excavated by the adjacent drag vine and the side of the next drag vine, but the area excavated by the third and fourth drag vines is as follows: It is loosened by a rotary cutter that cuts the material.

他方、一般土質では、ロータリカツタが、ま
ず、その傾斜した側面によつて土砂をおしのけて
土盤をゆるめると共に、歯によつて土盤を掘削す
る。そして、ドラグカツタが、ゆるめられた土ば
んを順次に切削することができる。掘削に際し
て、ゲージカツタ20はパイロツトカツタ8との
協動してカツタヘツドの芯ぶれを防ぎかつ穴の最
外径をゆるめつつ切削することができる。
On the other hand, for ordinary soil, the rotary ivy first loosens the soil by displacing earth and sand with its sloping sides, and excavates the soil with its teeth. Then, the drag cutter can sequentially cut the loosened clay. During excavation, the gauge cutter 20 cooperates with the pilot cutter 8 to prevent center runout of the cutter head and to cut while loosening the outermost diameter of the hole.

本発明によるカツタヘツドは、このように岩盤
であつても、一般土質であつてもカツタヘツドの
交換なしに掘削できるばかりか、ドラグカツタが
ロータリカツタによつてゆるめられた地盤を掘削
するので、ドラグカツタの掘削抵抗を小さくする
ことができ、しかもロータリカツタおよびゲージ
カツタは自転しつつ掘削するので、これらの掘削
抵抗も小さく、その結果カツタヘツド全体の掘削
抵抗が減少し、動力を少なくすることができ、し
かも寿命を長いものとすることができる。
The cutter head according to the present invention not only enables excavation in bedrock or ordinary soil without replacing the cutter head, but also because the drag cutter excavates the ground loosened by the rotary cutter. Since the rotary cutter and gauge cutter excavate while rotating, their digging resistance is also small.As a result, the digging resistance of the entire cutter head is reduced, the power can be reduced, and the life of the cutter can be reduced. It can be long.

ロータリカツタの寿命をさらに改善するため
に、各ロータリカツタは、前述のように、その中
心軸をカツタヘツドの回転中心軸にたいする直交
軸に関してオフセツトされることが好ましい。第
12図はこのような配置の詳細を示している。ロ
ータリカツタの中心軸Aはカツタヘツドの回転中
心軸にたいして直交する軸Bに関して角度θを形
成するように配置され、地盤に貫入された歯のフ
ラツトな側面の点Mのみが掘削された地盤に接触
し、この点から反対側の点M′にむかうほど歯の
フラツトな側面が掘削された地盤の側面Cからし
だいに離れるように配置される。この結果、地盤
の掘削に寄与している歯あるいは歯以外の歯が掘
削された地盤に繰り返して接触するのを防ぎ、そ
れによつてロータリカツタの寿命を改善すること
ができる。角度θは、一般に、0.5゜−10゜に選
択されることが望ましい。
To further improve the life of the rotary cutter, each rotary cutter preferably has its central axis offset with respect to an axis orthogonal to the central axis of rotation of the cutter head, as described above. FIG. 12 shows details of such an arrangement. The central axis A of the rotary cutter is arranged so as to form an angle θ with respect to the axis B perpendicular to the rotation center axis of the cutter head, so that only a point M on the flat side of the teeth penetrated into the ground contacts the excavated ground. , so that the flat side of the tooth gradually moves away from the side C of the excavated ground as it moves from this point to the opposite point M'. As a result, the teeth contributing to the excavation of the ground or teeth other than the teeth are prevented from repeatedly coming into contact with the excavated ground, thereby improving the life of the rotary vine. The angle θ is generally preferably chosen to be between 0.5° and 10°.

本発明のカツタヘツドにて、ロータリカツタは
同軸に配置された複数のロータリカツタによつて
構成されてもよい。第13図はそのようなロータ
リカツタの具体的構成を示している。ロータリカ
ツタ121Aと121Bとは同一構成を有してい
て、ひとつの軸部121Cに一体に形成されてい
る。支持台128には軸が固定されていて、この
軸にカツタはその軸部121Cを軸受を介して取
り付けてある。また、ロータリカツタは主軸に近
いもの、たとえば第9図において符号21,2
と21で示されるロータリカツタは、広く
使用されているとんがつた周面をもつソリツドデ
イスクからなるもので構成してもよい。コストの
低減をはかつてもよい。
In the cutter head of the present invention, the rotary cutter may be composed of a plurality of rotary cutters arranged coaxially. FIG. 13 shows a concrete structure of such a rotary cutter. The rotary cutters 121A and 121B have the same configuration and are integrally formed on one shaft portion 121C. A shaft is fixed to the support base 128, and a shaft portion 121C of the cutter is attached to this shaft via a bearing. In addition, the rotary cutter is close to the main shaft, for example, in FIG .
The rotary cutters shown at 17 and 218 may be constructed from widely used solid discs with pointed circumferential surfaces. It is also good to reduce costs.

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

図面は本発明のカツタヘツドの一実施例を示し
ていて、第1図はこのカツタヘツドを備えるリバ
ースサーキユレイシヨンドリル装置の構成を示す
説明図、第2図は本発明のカツタヘツドの平面
図、第3図は第2図―線にそつて一部を断面
にされた本発明のカツタヘツドの側断面図、第4
図は本発明のカツタヘツドの底面図、第5図は第
3図―線にそう、本発明のカツタヘツドにお
けるロータリカツタの拡大側面図、第6図は第5
図―線にそうロータリカツタの正面図、第7
図AないしDは本発明のカツタヘツドにて使用さ
れるドラグカツタのいくつかの例を示す斜視図、
第8図は第3図―線にそうドラグカツタ
の拡大側面図、第9図は本発明のカツタヘツドに
おけるロータリカツタとドラグカツタとの配置関
係を示す説明図、第10図はカツタの側面からみ
た掘削状態を、第11図はカツタの正面からみた
掘削状態をそれぞれ示す説明図、第12図は本発
明のカツタヘツドにおけるロータリカツタとカツ
タヘツドの回転中心軸にたいする配置関係を示す
説明図、第13図は本発明のカツタヘツドにおけ
るロータリカツタの他の構成を示す正面図であ
る。 4…カツタヘツド、6…主軸、7…支持部材、
8…パイロツトカツタ、9…スタビライザ、20
…ゲージカツタ、21…ロータリカツタ、22…
ドラグカツタ、23…歯、26…歯の傾斜した側
面。
The drawings show one embodiment of the cutter head of the present invention, and FIG. 1 is an explanatory diagram showing the configuration of a reverse circulation drill device equipped with this cutter head, and FIG. 2 is a plan view of the cutter head of the present invention. 3 is a side sectional view of the cutter head of the present invention partially cut away along the line of FIG. 2;
The figure is a bottom view of the cutter head of the present invention, FIG. 5 is an enlarged side view of the rotary cutter in the cutter head of the present invention, and FIG.
Figure - Front view of rotary ivy along the line, No. 7
Figures A to D are perspective views showing some examples of drag cutters used in the cutter head of the present invention;
Fig. 8 is an enlarged side view of the drag cutter along the line shown in Fig. 3, Fig. 9 is an explanatory diagram showing the arrangement relationship between the rotary cutter and the drag cutter in the cutter head of the present invention, and Fig. 10 is the state of excavation seen from the side of the cutter. , FIG. 11 is an explanatory diagram showing the state of excavation seen from the front of the cutter, FIG. 12 is an explanatory diagram showing the positional relationship between the rotary cutter and the cutter head in the cutter head of the present invention with respect to the rotation center axis, and FIG. 13 is an explanatory diagram showing the arrangement of the cutter head of the present invention FIG. 6 is a front view showing another configuration of the rotary cutter in the cutter head of the present invention. 4... cutter head, 6... main shaft, 7... support member,
8... Pilot cutter, 9... Stabilizer, 20
...Gauge cutter, 21...Rotary cutter, 22...
Drag cutter, 23...tooth, 26...slanted side of tooth.

Claims (1)

【特許請求の範囲】[Claims] 1 中空かつオープンエンドの主軸と、水平面お
よび垂直面に関して鋭角α,βを形成しかつ主軸
にたいして放射方向に配置され、端部を主軸の周
面に固定された支持部材と、主軸の下端に設けら
れたパイロツトカツタと、主軸に支持されたスタ
ビライザと、最外側に位置して支持部材に設けら
れたゲージカツタと、ゲージカツタと主軸との間
に位置して支持部材に取り付けられたカツタとか
らなり、カツタが主軸の中心からしだいに半径を
増大するように支持部材に自由回転可能に配設さ
れたロータリカツタと、ロータリカツタに密接し
かつ相互に密接に隣接するように各支持部材に分
散して配置されたドラグカツタとを有し、ゲージ
カツタおよびロータリカツタがその中心軸と中心
軸を共有する円錐面内に位置する傾斜した側面を
もつ歯を周面に備えるデイスクからなり、最下端
の歯と支持部材との距離をドラグカツタの刃先と
支持部材との距離よりも長くなるように配置され
てなること、を特徴としているたて穴ボーリング
マシンのカツタヘツド。
1. A hollow and open-ended main shaft, a support member that forms acute angles α and β with respect to the horizontal and vertical planes, is arranged in a radial direction with respect to the main shaft, and has an end fixed to the circumferential surface of the main shaft, and is provided at the lower end of the main shaft. A pilot cutter, a stabilizer supported by the main shaft, a gauge cutter located at the outermost side and provided on the support member, and a cutter located between the gauge cutter and the main shaft and attached to the support member, A rotary cutter is rotatably disposed on a support member so that the cutter gradually increases in radius from the center of the main shaft, and a rotary cutter is disposed on each support member so as to be closely adjacent to the rotary cutter and closely adjacent to each other. The gauge cutter and the rotary cutter have drag cutters disposed on the disk, and the disk has teeth on its circumferential surface with inclined sides located in a conical surface that shares a center axis with the center axis of the gauge cutter and the rotary cutter, and has a lowermost tooth and a support. A cutter head for a vertical hole boring machine characterized by being arranged such that the distance from the drag cutter to the member is longer than the distance between the cutting edge of the drag cutter and the supporting member.
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