JP3428430B2 - ケーシングカッタおよびケーシングカッタ用ビット - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、アンカー工事、各
種削井工事、基礎杭工事などの土木工事に用いられるケ
ーシングカッタおよびケーシングカッタ用ビット（以
下、ビットと称する。）に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】図７および図８は、従来のこの種のケー
シングカッタ１の一例を示すものであり、このケーシン
グカッタ１は、鋼管等の円筒状のケーシングパイプ２の
先端に「コ」字状に凹む複数の凹部３…が周方向に間隔
をあけて形成され、これらの凹部３…に嵌装されて接合
されたホルダ４にビット５が取付ボルト６によって取り
付けられた構成とされている。ここで、このビット５
は、鋼製のビット本体７の先端部に超硬合金等の硬質材
料よりなるチップ８が接合されて突設されるとともに、
後端側には一対の平行板状をなす取付部９，９が形成さ
れた構成とされている。

【０００３】一方、上記ホルダ４には、これらの取付部
９，９を収容可能な一対の凹部４Ａ，４Ａがケーシング
パイプ２の内周側と外周側とをそれぞれ向くように形成
されていて、これらの凹部４Ａ，４Ａに取付部９，９を
嵌装した上で上記取付ボルト６をケーシングパイプ２の
径方向にねじ込むことにより、ビット５はそのチップ８
を先端に突出させてケーシングパイプ２に固定される。
しかるに、このようなケーシングカッタ１は、図９に示
すように掘削機１０の先端に取り付けられて回転されつ
つガイドパイプ１０Ａに沿って掘削機１０ごと前進させ
られ、上記チップ８によって地盤Ａを掘削しながら該地
盤Ａ内に建て込まれて行く。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】ところで、この掘削す
べき地盤Ａ内に、例えば硬岩層が展開していたり鉄筋を
含むような建築材が埋没していたりして、部分的に硬質
な層が存在していると、チップ８に著しい摩耗が生じて
掘削効率が損なわれてしまうため、かかる地盤Ａを掘削
する場合には、チップ８として硬度が高く耐摩耗性に優
れた材質を選択しなければならない。しかしながら、超
硬合金等の硬質材料においては、一般に硬度の高いもの
は耐摩耗性に優れる反面、靱性に乏しく、すなわち脆
く、掘削時に過大な衝撃的負荷が作用するとチップ８に
欠損や割れを生じてその後の掘削に支障を来してしまう
という問題がある。このため、上述のような地盤Ａを掘
削するケーシングカッタ１においては、そのビット５の
チップ８の材質を的確に選定することがきわめて困難と
されていた。

【０００５】本発明は、このような背景の下になされた
ものであって、上述のような硬質層が存在する地盤に対
しても、すべてのチップに著しい摩耗が生じたり、ある
いは欠損や割れが生じたりするのを防いで、円滑かつ効
率的な掘削を促すことが可能なケーシングカッタおよび
ビットを提供することを目的としている。

【０００６】

【課題を解決するための手段】上記課題を解決して、こ
のような目的を達成するために、まず本発明のケーシン
グカッタ用ビットは、円筒状のケーシングパイプの先端
に取り付けられるケーシングカッタ用ビットであって、
上記ケーシングパイプに取り付けられるビット本体の先
端部に複数のチップが突設されており、これらのチップ
のうち一部のチップは、他のチップよりも高い硬度とさ
れていることを特徴とする。従って、このようなケーシ
ングカッタ用ビットによれば、地盤内に上述のような硬
質層が存在していても、先端部に突設された複数のチッ
プのうち硬度の高い上記一部のチップによってかかる硬
質層を確実に掘削することができる一方、上記他のチッ
プには上記一部のチップよりも高い靱性を与えることが
できるので、衝撃的負荷が作用しても欠損や割れを生じ
ることはなく、従って当該ケーシングカッタ用ビットに
よる掘削を続行することが可能となる。

【０００７】ここで、このビットにおいて上記一部のチ
ップを上記ビット本体先端側への突出量が上記他のチッ
プと異なる大きさとなるようにするなどして、上記ケー
シングカッタにおいて上記一部のチップを上記ケーシン
グパイプの先端側への突出量が上記他のチップと異なる
大きさとした場合、例えば上記一部のチップの突出量が
他のチップよりも大きくなるようにしたときには、硬度
の高い上記一部のチップが他のチップよりも先行して掘
削が行われることになるので、硬度の低い上記他のチッ
プの摩耗をより確実に抑えることができる。また、これ
とは逆に上記一部のチップの突出量を他のチップよりも
小さくしたときには、この他のチップが先行して掘削が
行われるので、上記一部のチップに負荷が衝撃的に作用
するのを防いで欠損や割れを一層確実に防止することが
できる。

【０００８】また、本発明のケーシングカッタは、この
ようなケーシングカッタ用ビットが、ケーシングパイプ
先端に周方向に間隔を置いて複数取り付けられることに
より構成されていることを特徴とする。従って、かかる
ビットを、その複数のチップがケーシングパイプの周方
向に沿うように該ケーシングパイプに取り付けることに
より、上述した本発明のケーシングカッタを容易に構成
することが可能となり、硬質層が存在する地盤に対して
も円滑かつ効率的な掘削を行うことができる。

【０００９】

【発明の実施の形態】図１ないし図４は、本発明のビッ
トの一実施形態を示すものである。本実施形態のビット
１１は、鋼材等からなる板状のビット本体１２の先端部
に一対の凹部１３，１４が形成され、これらの凹部１
３，１４にチップ１５，１６がろう付けなどによってそ
れぞれ接合された構成とされている。ここで、上記凹部
１３，１４は、ビット本体１２の一の側面に対向する方
向から見て図１に示すように、それぞれビット本体１２
の先端に開口する「コ」字状に形成されるとともに、ビ
ット本体１２の先端から後端側に向かうに従い、ケーシ
ングカッタに装着した際の回転方向Ｒ側となる該ビット
本体１２の幅方向（図１において左右方向）の一方側
（図１において左側）から他方側に向かうように、互い
に平行に傾斜して形成されており、さらに本実施形態で
は上記回転方向Ｒ側の凹部１３よりも回転方向Ｒの後方
側の凹部１４の方がビット本体１２の後端側に僅かに深
く形成されている。

【００１０】また、このビット本体１２の後端側には、
該ビット本体１２の厚さ方向（図２における左右方向）
に対向するように一対の方形平板状の取付部１７，１７
が互いに平行に形成されており、これらの取付部１７，
１７の幅方向中央には、当該ビット本体１２をケーシン
グカッタのケーシングパイプに取り付けるための取付ボ
ルトが装着される取付穴１８，１８が、該取付部１７，
１７を上記厚さ方向に貫通するように形成されている。
なお、これらの取付穴１８，１８のうち、一方の取付部
（図２において左側の取付部）１７に形成される取付穴
１８の内周には、上記取付ボルトがねじ込まれる雌ねじ
部が形成されている。また、ビット本体１２の先端部の
表面には、図１ないし図４に斜線（ハッチング）で示す
ように上記凹部１３，１４の周辺部分に硬化肉盛り１９
が施されている。

【００１１】一方、上記チップ１５，１６は、超硬合金
等の硬質材料から本実施形態では互いに同形同大に形成
されてなるものであって、その後端部は上記凹部１３，
１４に嵌合可能な四角柱状に形成されるとともに先端部
は偏四角錐状に形成されており、この先端部の向きを同
じくして後端部が凹部１３，１４に嵌装された上で上述
のように接合されることにより、この先端部をビット本
体１２の先端側に突出させて該ビット本体１２に固定さ
れている。そして、本実施形態では、これらのチップ１
５，１６のうち上記回転方向Ｒ側の凹部１３に取り付け
られるチップ１５は、回転方向Ｒの後方側の凹部１４に
取り付けられるチップ１６よりも硬度の高いものとされ
ており、具体的には、上記チップ１５はＪＩＳ Ｍ ３９
１６の鉱山工具による硬度に基づくＥ５の硬度とされて
いるのに対し、上記チップ１６は同じくＪＩＳ Ｍ ３９
１６によるＥ３の硬度とされている。

【００１２】さらに本実施形態では、上述のようにビッ
ト本体１２の上記回転方向Ｒ側の凹部１３よりも回転方
向Ｒの後方側の凹部１４の方がビット本体１２の後端側
に深く形成されているのに伴い、同形同大のチップ１
５，１６は、回転方向Ｒ側の凹部１３に取り付けられる
硬度の高いチップ１５の先端側への突出量が、回転方向
Ｒの後方側の凹部１４に取り付けられる硬度の低いチッ
プ１６よりも大きくされることとなり、すなわちチップ
１５の先端がチップ１６の先端よりもビット本体１２の
先端側に僅かに突出するように配置されている。

【００１３】このように構成されたビット１１は、図８
に示した従来のビット５と同様にケーシングカッタの円
筒状のケーシングパイプの先端に取り付けられたホルダ
の凹部に上記取付部１７，１７を嵌合させて上記取付穴
１８，１８に挿通された取付ボルトをねじ込むことによ
り、上記チップ１５，１６を上記ケーシングパイプの先
端側に突出させるとともにこれらチップ１５，１６がケ
ーシングパイプの周方向に沿って並ぶように、該ケーシ
ングパイプの先端に取り付けられる。そして、このよう
な上記ビット１１を、上記ケーシングパイプ先端に周方
向に間隔を置いて複数取り付けることにより、本発明の
一実施形態のケーシングカッタが構成される。

【００１４】しかるに、このようにして構成されたケー
シングカッタにおいては、ケーシングパイプの先端に取
り付けられた複数のビット１１…の一方のチップ１５が
他方のチップ１６よりも高い硬度とされており、従って
上記ケーシングパイプの先端には、硬度の高いチップ１
５…とこれに比べて硬度の低いチップ１６…とが周方向
に交互に交互に配置されることとなる。このため、上記
構成のケーシングカッタによれば、掘削すべき地盤に上
述したような硬質層が含まれている場合であっても、硬
度の高いチップ１５…によってかかる硬質層を確実かつ
効率的に掘削することが可能となり、この硬質層による
硬度の低いチップ１６…の摩耗を抑えることができる。
その一方で、硬度の低いチップ１６…には硬度の高いチ
ップ１５に比べて高い靱性が与えられることになるの
で、衝撃的負荷が作用しても欠損や割れによって直ぐに
掘削不能になるようなことはなく、硬質層を抜けた後の
掘削を何等支障なく続行することが可能である。

【００１５】従って、上記実施形態のビット１１…を取
り付けた本実施形態のケーシングカッタによれば、たと
え硬質層を含む地盤に対しても、円滑かつ効率的な掘削
を図ることができてかかる地盤にケーシングパイプを確
実に建て込むことが可能となる。また、上記実施形態の
ビット１１においては、一つのビット本体１２に一対の
チップ１５，１６が取り付けられており、これらのチッ
プ１５，１６のうち一方のチップ１５が、他方のチップ
１６よりも硬度が高くされているので、かかるビット１
１をケーシングパイプに取り付けることにより、上述の
ような効果を奏するケーシングカッタを容易に構成する
ことが可能となる。

【００１６】また、上記実施形態のビット１１では、上
記硬度の高いチップ１５のビット本体１２先端側への突
出量が、硬度の低いチップ１６よりも大きくされてお
り、従って上記実施形態のケーシングカッタにおいて
も、チップ１５…のケーシングパイプ先端側への突出量
がチップ１６…よりも大きくされることとなる。従っ
て、このような構成を採ることにより、本実施形態のケ
ーシングカッタでは、硬度の高いチップ１５…が硬度の
低いチップ１６…よりも先行して掘削が行われることと
なるため、特に上述のような硬質層を掘削する際のチッ
プ１６の摩耗を一層確実に抑えることが可能となる。

【００１７】なお、本実施形態のケーシングカッタおよ
びビット１１においては、このように硬度の高いチップ
１５を硬度の低いチップ１６よりも先端側に突出するよ
うにしているが、これとは逆に、例えば上記凹部１３を
凹部１４よりも深く形成するなどして、硬度の高いチッ
プ１５が硬度の低いチップ１６に対してビット本体１２
の後端側（ケーシングパイプの後端側）に後退するよう
に配置した場合には、硬度が高いために脆いチップ１５
を上記チップ１６に後続させるようにして掘削を行なう
ことができる。このため、このように構成したビットお
よび該ビットを装着したケーシングカッタでは、この硬
度が高いチップ１５に負荷が衝撃的に作用するのを避け
ることができ、かかる衝撃的負荷によってチップ１５に
欠損や割れが生じるのを防ぐことが可能となる。ただ
し、このようにチップ１５，１６の突出量を変えること
なく、両チップ１５…，１６…が先端側に等しい突出量
となるように配置しても、勿論構わない。

【００１８】また、上記実施形態のビット１１では、硬
度の高いチップ１５を硬度の低いチップ１６に対し、当
該ビット１１をケーシングカッタに取り付けた場合の該
ケーシングカッタの回転方向Ｒ側に配置しているが、こ
れとは逆に、硬度の高いチップ１５を硬度の低いチップ
１６の回転方向Ｒの後方側に配置するようにしてもよ
い。この場合、上記凹部１３，１４の深さが上記実施形
態のビット１１と同じであれば、上述のように硬度の高
いチップ１５が硬度の低いチップ１６に対してビット本
体１２の後端側に後退するように配置されることとな
る。また、これとは逆に、凹部１３を凹部１４よりも深
く形成するなどして、硬度の高いチップ１５が硬度の低
いチップ１６に対して、回転方向Ｒの後方側に、先端側
に大きく突出するように配置されるようにしてもよい。
さらに、一つのビットに３つ以上のチップを取り付け
て、これらのチップの一部あるいはすべてを他のチップ
と異なる硬度や突出量とするようにしてもよい。

【００１９】一方、上記実施形態のケーシングカッタで
は、硬度の異なる複数のチップ１５，１６を備えたビッ
ト１１をケーシングパイプの先端に取り付けることによ
り、その一部のチップ１５…を他のチップ１６…よりも
硬度の高いものとしているが、本発明のケーシングカッ
タにおいては、例えば図５および図６に示す本発明の他
の実施形態のケーシングカッタ２１のように、ケーシン
グパイプ２２の先端にホルダ２３を介して取り付けられ
る複数のビット２４…を、図７および図８に示したケー
シングカッタ１と同様に、それぞれ一つのビット本体２
５に一つのチップ２６が取り付けられた構成とし、これ
らのビット２４…の間で、一部のビット２４…のチップ
２６を他のビット２４…のチップ２６よりも硬度の高い
ものとするようにしてもよい。しかるに、このようなケ
ーシングカッタ２１においても、上記実施形態と同様の
効果を得ることができる。また、このケーシングカッタ
２１においても、ビット２４…の間でビット本体２５の
先端側へのチップ２６の突出量を変えるなどして、チッ
プ２６のケーシングパイプ２２先端側への突出量を異な
るものとするようにしてもよい。

【００２０】

【発明の効果】以上説明したように、本発明のケーシン
グカッタによれば、ケーシングパイプ先端に取り付けら
れる複数のビットのチップのうち、一部のチップが他の
チップよりも高い硬度とされているので、硬質層を含む
地盤を掘削するような場合においても、硬度の低い上記
他のチップに著しい摩耗が生じたり、硬度の高い上記一
部のチップに欠損や割れが生じたりするのを防ぐことが
でき、これにより円滑かつ効率的な掘削を行うことが可
能となる。また、本発明のビットによれば、このような
効果を奏するケーシングカッタを、容易に構成すること
が可能となる。

【図面の簡単な説明】

【図１】 本発明のケーシングカッタ用ビットの一実施
形態を示す側面図である。

【図２】 図１に示す実施形態の回転方向Ｒ側からの正
面図である。

【図３】 図１における矢線Ｘ方向視の正面図である。

【図４】 図１における矢線Ｙ方向視の平面図である。

【図５】 本発明のケーシングカッタの他の実施形態を
示す斜視図である。

【図６】 図５に示す実施形態を先端側から見た図であ
る。

【図７】 従来のケーシングカッタを示す斜視図であ
る。

【図８】 図７に示すケーシングカッタのケーシングカ
ッタ用ビット５の取付構造を示す図である。

【図９】 ケーシングカッタによる掘削状態を示す図で
ある。

【符号の説明】

１１，２４ ケーシングカッタ用ビット １２，２５ ビット本体 １３，１４ 凹部 １５，１６，２６ チップ ２１ ケーシングカッタ ２２ ケーシングパイプ Ｒ ケーシングカッタの回転方向

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 高木 一弘 岐阜県安八郡神戸町大字横井字中新田 1528番地 三菱マテリアル株式会社 岐 阜製作所内 (56)参考文献 特開 平９−279973（ＪＰ，Ａ) 特開 平４−166596（ＪＰ，Ａ) 実開 平３−84110（ＪＰ，Ｕ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) E21B 10/48

Claims (3)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 円筒状のケーシングパイプの先端に取り
   付けられるケーシングカッタ用ビットであって、上記ケ
   ーシングパイプに取り付けられるビット本体の先端部に
   複数のチップが突設されており、これらのチップのうち
   一部のチップは、他のチップよりも高い硬度とされてい
   ることを特徴とするケーシングカッタ用ビット。
2. 【請求項２】 上記一部のチップは、上記ビット本体先
   端側への突出量が上記他のチップと異なる大きさとされ
   ていることを特徴とする請求項１に記載のケーシングカ
   ッタ用ビット。
3. 【請求項３】 請求項１または請求項２に記載のケーシ
   ングカッタ用ビットが、ケーシングパイプ先端に周方向
   に間隔を置いて複数取り付けられることにより構成され
   ていることを特徴とするケーシングカッタ。