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JP6963339B1 - Drilling bit and ground drilling method - Google Patents

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JP6963339B1
JP6963339B1 JP2021006055A JP2021006055A JP6963339B1 JP 6963339 B1 JP6963339 B1 JP 6963339B1 JP 2021006055 A JP2021006055 A JP 2021006055A JP 2021006055 A JP2021006055 A JP 2021006055A JP 6963339 B1 JP6963339 B1 JP 6963339B1
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三代嗣 安富
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株式会社ジオテック
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Abstract

【課題】地盤の地質が軟弱な場合でも空気堀りによるボーリングを可能とする削孔用ビットの提供。【解決手段】先端面を含む側のビット頭部と、ビット頭部の基端側にビット頭部より小径に形成された円筒管状の胴部とを有するビット本体の先端面に、該先端面の中心に対し放射状に3つ以上の切削刃と配設し、各切削刃はその外周側端部が、ビット頭部の外周面である孔刳面に接するか又は孔刳面よりも外側に突出するように配設する。孔刳面の、其々の隣接する2つの切削刃の中間には、凹溝状の繰粉排出溝を、ビット頭部の先端側から基端側に亘って形成する。そして、其々の切削刃の外端からビット本体の中心軸までの距離を、該切削刃の削孔半径としたとき、其々の切削刃の削孔半径は、一部又は全部が異なるように形成する。【選択図】図1PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a bit for drilling capable of boring by air digging even when the geology of the ground is soft. SOLUTION: The tip surface is on a tip surface of a bit body having a bit head on the side including the tip surface and a cylindrical tubular body formed on the base end side of the bit head with a diameter smaller than that of the bit head. Three or more cutting blades are arranged radially with respect to the center of the bit, and the outer peripheral side end of each cutting blade is in contact with the hole surface which is the outer peripheral surface of the bit head or is outside the hole surface. Arrange so as to protrude. A concave groove-shaped powder discharge groove is formed in the middle of the two adjacent cutting blades on the hole surface from the tip end side to the base end side of the bit head. Then, when the distance from the outer end of each cutting blade to the central axis of the bit body is taken as the drilling radius of the cutting blade, the drilling radius of each cutting blade is partially or completely different. Form to. [Selection diagram] Fig. 1

Description

本発明は、地盤の掘鑿に用いられる削孔用のビット及びそれを用いた地盤削孔方法に関する。 The present invention relates to a drilling bit used for excavating the ground and a ground drilling method using the bit.

削孔用のビット(JIS M 0103:2003)は、日本産業規格JIS M 0103:2003(ボーリング用機械・器具用語)において種々の形状のものが規定されている。その中で、メタルクラウン(JIS M 0103:2003; 3301)に分類される削孔用ビットに関する技術としては、例えば、特許文献1−12に記載のものが公知である。メタルクラウン型の削孔用ビットの基本的構成態様は、先端から基端にかけて、先端面にメタルチップ(JIS M 0103:2003; 3303)を備えたビット頭部a,円筒状の胴部b,及びボーリングロッド(JIS M 0103:2003; 5101)に接続する継手構造を備えた継手部cの3つの部分から構成される(特許文献3,図1参照)。メタルチップは、一般に、焼結タングステンカーバイト合金等の超硬合金により構成される。各特許文献1−12では、主として、直接地盤の切削に関わる前記ビット頭部aの形状に工夫がされている。 The drilling bits (JIS M 0103: 2003) are specified in various shapes in the Japanese Industrial Standards JIS M 0103: 2003 (terms for boring machines and appliances). Among them, as a technique relating to a drilling bit classified into a metal crown (JIS M 0103: 2003; 3301), for example, the technique described in Patent Document 1-12 is known. The basic configuration of the metal crown type drilling bit is a bit head a having a metal tip (JIS M 0103: 2003; 3303) on the tip surface from the tip to the base end, a cylindrical body b, and the like. It is composed of three parts of a joint portion c having a joint structure for connecting to a boring rod (JIS M 0103: 2003; 5101) (see Patent Document 3 and FIG. 1). The metal chip is generally composed of a cemented carbide such as a sintered tungsten carbide alloy. In each Patent Document 1-12, the shape of the bit head a directly related to the cutting of the ground is mainly devised.

特許文献1には、ビット頭部aの先端面に、放射状に連結して一体に形成された十字状(等幅等長十字線状,根細先太漸次拡幅等長十字線状,螺旋射線(spiral ray)的弯曲等長十字線状)の超硬合金製切削刃(メタルチップ)を備えた削孔用ビット(クロスチョッピングビット(JIS M 0103:2003; 3502)の一種)が記載されている(仝文献,図1−図3参照)。特許文献2−12には、中心から放射状に形成された凹溝に、中心からの距離が其々等しくなるように固定(鑞付け)された超硬合金製のメタルチップを備えた削孔用ビット(クロスチョッピングビットの一種)が記載されている。特許文献2では、断面山型のメタルチップは、その上端が中央側又は周辺側ほど高くなる傾斜構造とされている(仝文献,図2−図6参照)。 In Patent Document 1, a cross shape (equal width equal length cross line shape, root taper tip gradually widening equal length cross line shape, spiral ray) formed integrally with the tip surface of the bit head a by being radially connected. A drilling bit (a type of cross-chopping bit (JIS M 0103: 2003; 3502)) equipped with a cemented carbide cutting blade (metal tip) with a (spiral ray) curved, etc. long crosshair is described. (See the literature, Fig. 1-Fig. 3). In Patent Document 2-12, for drilling, a metal chip made of cemented carbide is fixed (bitten) to a concave groove formed radially from the center so that the distances from the center are equal to each other. Bits (a type of cross-chopping bit) are listed. In Patent Document 2, the metal chip having a mountain-shaped cross section has an inclined structure in which the upper end thereof becomes higher toward the center side or the peripheral side (see References, FIGS. 2 to 6).

特許文献3は、軟岩の穿孔時に、穿孔中に繰粉(くりこ)(掘屑(ほりくず),ボーリング作業中にビットで砕かれて削孔先端に生じる岩石の砕屑物。)がビット頭部aの外周に密着し、繰粉のジャミング転移(jamming transition)(小麦粉,砂等のような粒子の集まり(粉粒体)が、混み合って詰まることで、流体のような状態から固体のような状態に変わる転移現象。)(非特許文献2参照)が生じることにより、当該ビットの回転抵抗が増大して穿孔できなくなるという問題を解決するために考案されたものである(仝文献,明細書1頁右段15行−2頁左上段4行参照)。仝文献の削孔用ビットにおいては、ビット頭部aの形状を、正面十字形に配置したメタルチップ(4)の埋め込み底部付近の軸線方向の長さを比較的短くし、各メタルチップ(4)の間の外周面(孔刳(あなぐり)面)に、比較的深くかつ幅広の頭部凹処(とうぶくぼみ)(5)(繰粉排出溝)を設けた形状としている(仝文献,図1−図3,明細書2頁右上段6行−右下段16行参照)。また、頭部凹処(5)には、圧力流体(水、空気、発泡剤等混入液体など)を噴出するための噴出孔(11)が設けられている。また、胴部bの外径を、ビット頭部aの外径に比べ径細としている。また、継手部cは、軸線方向の長さが、ビット頭部aの軸線方向の長さよりも短くし、その外径を、ビット頭部aの外径よりも小さく且つ胴部bの外径よりも大きくしている。また、継手部cの外周面には、比較的浅いが幅広の継手部凹処(9)をランド部(10)と交互に形成している。この削孔用ビットでは、穿孔に伴い発生する繰粉とこれを孔外に排出するための圧力流体との混合流動物を、頭部凹処(5)に容易に取り込み、ビット頭部aの外周面に回り込ませないので、繰粉が外周面に密着して回転抵抗を増大させるおそれがない。また、胴部bにおける、上記混合流動物の継手部方向への流動に対する抵抗が少なく、従ってその流動を円滑に行わせる。さらに、ビット自体の回転に伴うランド部の作用により上記混合流動物を孔壁に塗り込める。継手部凹処は、孔壁に塗り込められなかった余分の混合流動物を後方に向け円滑に流動排出させる(仝文献,明細書2頁右上段2行−14行参照)。 In Patent Document 3, when soft rock is drilled, the bit head is milled powder (dust) during drilling, and rock debris that is crushed by a bit during boring work and is generated at the tip of the drilled hole. It adheres to the outer periphery of part a, and the jamming transition (granular material) of particles such as flour and sand is crowded and clogged, so that it becomes solid from a fluid-like state. It was devised to solve the problem that the rotational resistance of the bit increases and it becomes impossible to drill due to the occurrence of a transition phenomenon that changes to such a state (see Non-Patent Document 2). See page 1, right column, line 15-2, page 1, upper left, line 4). In the drilling bit of the literature, the shape of the bit head a is relatively short in the axial direction near the embedded bottom of the metal chip (4) arranged in the front cross shape, and each metal chip (4) is used. ), The outer peripheral surface (anaguri surface) is provided with a relatively deep and wide head recess (tobu dent) (5) (powder discharge groove). , Fig. 1-Fig. 3, page 2, upper right row 6 lines-lower right row 16 lines). Further, the head recess (5) is provided with a ejection hole (11) for ejecting a pressure fluid (water, air, a liquid mixed with a foaming agent, etc.). Further, the outer diameter of the body portion b is smaller than the outer diameter of the bit head portion a. Further, the length of the joint portion c in the axial direction is shorter than the length in the axial direction of the bit head a, and the outer diameter thereof is smaller than the outer diameter of the bit head a and the outer diameter of the body portion b. Is larger than. Further, on the outer peripheral surface of the joint portion c, relatively shallow but wide joint portion recesses (9) are formed alternately with the land portion (10). In this drilling bit, a mixed fluid of powder generated by drilling and a pressure fluid for discharging the powder to the outside of the hole is easily taken into the head recess (5), and the bit head a Since it does not wrap around the outer peripheral surface, there is no possibility that the powder will adhere to the outer peripheral surface and increase the rotational resistance. Further, the resistance of the mixed fluid to the flow of the mixed fluid in the direction of the joint portion in the body portion b is small, so that the flow can be smoothly performed. Further, the mixed fluid can be applied to the hole wall by the action of the land portion accompanying the rotation of the bit itself. The concave portion of the joint portion allows the excess mixed fluid that could not be applied to the hole wall to be smoothly flowed and discharged backward (see the literature, page 2, upper right column, lines 2-14).

特許文献4−8にも、特許文献3と同様に、ビット頭部aの先端面に十字状のチップ装着溝を形成し、この十字状チップ装着溝の放射状4分枝溝の其々の分枝溝内にメタルチップを鑞付け固定して設け、ビット頭部aの側面に開溝する前記各分枝溝の溝端と溝端との間に繰粉排出溝を設け、繰粉排出溝内に、ビット本体の中心管腔と連通し且つ孔中心軸(以下「噴出孔軸芯」)方向がビット本体の先端向き中心軸(以下「ビット軸芯」)方向から外側に約40度程度傾斜する噴出孔を設け、胴部bの外径をビット頭部aの外径に比べ径細とした削孔用ビットが記載されている(特許文献4,図1−図5,図8,図9;特許文献5,図1;特許文献6,図1,図2;特許文献7,図2,図3;特許文献8,図7,図3−図6参照)。この場合、噴出孔軸芯はビット本体の先端向き寄りとなるので、噴出孔から噴射される圧力流体はフロントブロー(ビットの先端方向に噴射される噴射流)となる。また、特許文献4の削孔用ビットにおいては、ビット頭部aの先端面に形成された、軸線方向先端視で十字状のチップ装着溝の放射状4分枝溝内に其々固定して設けられた、断面5角形状のメタルチップ(16,16,17,17)において、一対の対向する分枝溝内のメタルチップ(16,16)の長さが、それに直交する方向の一対の分枝溝内のメタルチップ(17,17)の長さよりも、ビット本体の中心部側に長く設定されている。これにより、中心部の切刃のない範囲を少なくして切削範囲を拡大し、良好な穿孔性能の確保を図っている(特許文献4,明細書4頁2−5行目参照)。また、特許文献7の削孔用ビットにおいては、繰粉排出溝の方向をビット本体の基端向き方向に向かってビット回転方向に捻れるように形成した構成が示されている(特許文献7,図2,図3参照)。また、特許文献8の削孔用ビットにおいては、メタルチップの形状を、軸線方向先端視で周縁部に向かって幅広となる所謂扇形状とした構成が示されている(特許文献8,図7参照)。また、仝文献の従来技術として、十字状チップ装着溝の形状が、軸線方向先端視でX字状(分枝溝の成す角が90度ではない形状)のもの(仝文献,図5,図6参照)や、十字状ではなく一文字状(分岐なし)とし、且つビット頭部aの先端面を中心部が膨出する球面状とし、且つメタルチップ先端の刃体稜線を側面視で膨出曲線状としたもの(ストレートチョッピングビット(JIS M 0103:2003; 3502)の一種)(仝文献,図1,図2参照)が示されている。 Similar to Patent Document 3, Patent Document 4-8 also has a cross-shaped tip mounting groove formed on the tip surface of the bit head a, and each portion of the radial four-branch groove of the cross-shaped tip mounting groove. A metal chip is brazed and fixed in the branch groove, and a powder discharge groove is provided between the groove ends of the respective branch grooves opened on the side surface of the bit head a, and the powder discharge groove is provided in the powder discharge groove. , Communicating with the central cavity of the bit body and the hole center axis (hereinafter "spout hole axis") direction is inclined outward by about 40 degrees from the tip direction center axis (hereinafter "bit axis") of the bit body. A drilling bit is described in which a ejection hole is provided and the outer diameter of the body portion b is smaller than the outer diameter of the bit head a (Patent Document 4, FIG. 1-FIG. 5, FIG. 8, FIG. 9). Patent Document 5, FIG. 1; Patent Document 6, FIG. 1, FIG. 2; Patent Document 7, FIG. 2, FIG. 3; Patent Document 8, FIG. 7, FIG. 3-FIG. 6). In this case, since the ejection hole axis is closer to the tip of the bit body, the pressure fluid injected from the ejection hole becomes a front blow (injection flow injected toward the tip of the bit). Further, in the drilling bit of Patent Document 4, each of them is fixedly provided in the radial four-branch groove of the cross-shaped tip mounting groove formed on the tip surface of the bit head a in the axial direction. In the resulting metal chip (16, 16, 17, 17) having a pentagonal cross section, the length of the metal chip (16, 16) in the pair of opposing branch grooves is a pair of portions in the direction orthogonal to it. It is set longer on the central side of the bit body than the length of the metal chips (17, 17) in the branch groove. As a result, the range without the cutting edge in the central portion is reduced to expand the cutting range, and good drilling performance is ensured (see Patent Document 4, page 4, lines 2-5). Further, in the drilling bit of Patent Document 7, a configuration is shown in which the direction of the powder discharge groove is twisted in the bit rotation direction toward the base end direction of the bit body (Patent Document 7). , See Figures 2 and 3). Further, in the drilling bit of Patent Document 8, a configuration is shown in which the shape of the metal chip is a so-called fan shape that becomes wider toward the peripheral edge in the axial direction tip view (Patent Documents 8 and 7). reference). Further, as a conventional technique of the literature, the shape of the cross-shaped tip mounting groove is X-shaped (the angle formed by the branch groove is not 90 degrees) in the axial direction (the literature, FIGS. 5 and 5). 6), a single character shape (no branching) instead of a cross shape, a spherical shape with the tip surface of the bit head a bulging at the center, and a ridgeline of the blade at the tip of the metal tip bulging out from the side. A curved shape (a type of straight chopping bit (JIS M 0103: 2003; 3502)) (see References, Fig. 1 and Fig. 2) is shown.

また、特許文献9の削孔用ビットにおいては、ビット頭部aの先端面のチップ装着溝の形状を、三つ叉状(Y字形状)とし、放射状3分枝溝の其々の分枝溝内にメタルチップを鑞付け固定して設け、ビット頭部aの側面に開溝する前記各分枝溝の溝端と溝端との間に繰粉排出溝を設け、繰粉排出溝内に、ビット本体の中心管腔と連通し且つ噴出孔軸芯方向がビット軸芯方向から外側に約105度程度傾斜する噴出孔を設けた削孔用ビットが記載されている(仝文献,図1−図3参照)。この場合、噴出孔軸芯はビット本体の先端向き寄りとなるので、噴出孔から噴射される圧力流体はバックブロー(ビットの先端方向と反対方向に噴射される噴射流)となる。このバックブローにより、掘鑿孔先端から繰粉排出溝内に入ってくる繰粉が後方向き(掘鑿孔の出口向き)に付勢され、より円滑に流動排出されるようになるため、繰粉の排出性能が良好となる(仝文献,明細書4頁参照)。また、特許文献10の削孔用ビットにおいては、ビット頭部aの外周面(孔刳面,リーミング(reaming)面)に耐摩耗性のある側部材を僅かに突出させて設け、ビット頭部aの外周面の摩耗を抑制する例が示されている(仝文献,図1,図2,明細書3−4頁参照)。 Further, in the drilling bit of Patent Document 9, the shape of the tip mounting groove on the tip surface of the bit head a is a three-pronged shape (Y-shaped), and each branch of the radial three-branch groove is formed. A metal chip is brazed and fixed in the groove, and a powder discharge groove is provided between the groove ends of the respective branch grooves opened on the side surface of the bit head a, and the powder discharge groove is provided in the powder discharge groove. A drilling bit is described that communicates with the central cavity of the bit body and is provided with an ejection hole in which the axial core direction of the ejection hole is inclined outward by about 105 degrees from the bit axial core direction (Reference, FIG. 1-). (See FIG. 3). In this case, since the ejection hole axis is closer to the tip of the bit body, the pressure fluid injected from the ejection hole becomes a back blow (injection flow injected in the direction opposite to the tip direction of the bit). By this back blow, the powder that enters the powder discharge groove from the tip of the excavation hole is urged backward (toward the outlet of the excavation hole), and the fluid is discharged more smoothly. The powder discharge performance is improved (see the literature, page 4 of the specification). Further, in the drilling bit of Patent Document 10, a wear-resistant side member is provided on the outer peripheral surface (hole surface, reaming surface) of the bit head a slightly protruding, and the bit head is provided. An example of suppressing the wear of the outer peripheral surface of a is shown (see References, Fig. 1, Fig. 2, and pp. 3-4 of the specification).

また、特許文献11の削孔用ビット(ロツクビツト)においては、ビット本体(台金)の先端にメタルチップを取り付け、ビット本体の側面のメタルチップの長手方向側面側に軸方向に延長して繰粉排出溝(繰粉溝)を設け、この繰粉排出溝に開口させて水孔を設けた削孔用ビットにおいて、メタルチップのビット本体側面への露出端(外端)の後方のビット本体側面に、繰粉排出用補助溝を設けた削孔用ビットが記載されている(仝文献,明細書1頁3−9行,3頁4−13行,図4参照)。この繰粉排出用補助溝を設けることで、穿孔した孔から完全に排出されずにメタルチップの露出端(外端)に集まった繰粉は、繰粉排出用補助溝から外部に排出される(仝文献,明細書3頁14−4頁2行参照)。また、特許文献12の削孔用ビットにおいても、同様の繰粉排出用補助溝(溝(11))を設けた例が記載されている(仝文献,明細書4頁17行−5頁1行,図1−3参照)。 Further, in the drilling bit (rotary bit) of Patent Document 11, a metal chip is attached to the tip of the bit body (base metal), and the metal chip is extended axially to the side surface side in the longitudinal direction of the side surface of the bit body. In a drilling bit provided with a powder discharge groove (powder groove) and opened in the powder discharge groove to provide a water hole, the bit body behind the exposed end (outer end) of the metal chip to the side surface of the bit body. A drilling bit provided with an auxiliary groove for discharging powder is described on the side surface (see the literature, specification, page 1, line 3-9, page 3, line 4-13, FIG. 4). By providing the auxiliary groove for discharging the powder, the powder collected at the exposed end (outer end) of the metal chip without being completely discharged from the perforated hole is discharged to the outside from the auxiliary groove for discharging the powder. (See References, pp. 3, pp. 14-4, pp. 2, line 2 of the specification). Further, also in the drilling bit of Patent Document 12, an example in which the same auxiliary groove for powder discharge (groove (11)) is provided is described (Reference, Document, p. 4, p. 17, line, p. 5-5, 1). Line, see Figure 1-3).

特開2007−277957号公報(穿孔ビット)Japanese Unexamined Patent Publication No. 2007-277957 (perforated bit) 特開2002−295166号公報(穿孔用ビット)JP-A-2002-295166 (Punching Bit) 特開平3−122395号公報(軟岩穿孔用ビット)Japanese Unexamined Patent Publication No. 3-122395 (bit for perforating soft rock) 実開平2−116588号公報(ロックドリルビット)Jikkenhei 2-116588 Gazette (Rock Drill Bit) 実開昭60−027192号公報(ロツクビツト)Jitsukaisho 60-027192 (Rotkubit) 実開昭54−100902号公報(さく岩用ビツト)Jikkai Sho 54-100902 (Bite for rocks) 実開昭52−030702号公報(削岩用ビット)Jikkai Sho 52-030702 (Bite for rock drilling) 実開昭52−014301号公報(超硬質ロックビット)Jikkai Sho 52-01430 No. 1 (Ultra-hard lock bit) 実開昭51−106202号公報(パ−カツシヨンビツト)Jikkai Sho 51-106202 (Percution Bit) 実開昭51−081301号公報(削岩用ビット)Jitsukaisho 51-081301 (Bite for rock drilling) 実開昭48−056301号公報(ロツクビツト)Akira Jinkai No. 48-056301 (Rotsukubito) 実開昭58−094782号公報(削孔用ビット)Jikkai Sho 58-094782 (Punching Bit)

瀬戸亮平 他3名,「シアシックニングと接触摩擦」,混相流,日本混相流学会,2014年3月, Vol.28, No.3, pp.296-303.Ryohei Seto and 3 others, "Shea Thinking and Contact Friction", Multiphase Flow, Japanese Society for Multiphase Flow, March 2014, Vol.28, No.3, pp.296-303. 大槻道夫,「粉体のジャミング転移:「流れる固体」の物理」,アンサンブル,分子シミュレーション研究会,2014年4月,Vol.16,No.2,pp.88-93.Michio Otsuki, "Jamming Transition of Powder: Physics of" Flowing Solid "", Ensemble, Molecular Simulation Study Group, April 2014, Vol.16, No.2, pp.88-93.

掘鑿する地盤の地質が軟岩の場合、通常の硬い地盤に比べて、切端において岩盤が容易に粉砕されて切端付近の孔内の繰粉の体積分率(粒子の密度)が大きくなり易い。従って、ビット頭部aの外側面(孔刳面)と孔壁との間に侵入した繰粉がジャミング転移を生じ、削孔用ビットの回転に困難を来し易い(非特許文献2,図3参照)。この点を考慮して、特許文献3では、ビット頭部aの形状を、メタルチップの埋め込み底部付近の軸線方向の長さを比較的短くし、ビット頭部aの外周面(孔刳面)の各メタルチップの間に、比較的深くかつ幅広の頭部凹処(繰粉排出溝)を設けた形状としている。 When the geology of the ground to be dug is soft rock, the rock mass is easily crushed at the incision and the volume fraction (particle density) of the powder in the pores near the incision tends to increase as compared with the normal hard ground. Therefore, the powder that has penetrated between the outer surface (hole surface) of the bit head a and the hole wall causes a jamming transition, which tends to cause difficulty in rotating the drilling bit (Non-Patent Documents 2 and 2). 3). In consideration of this point, in Patent Document 3, the shape of the bit head a is relatively short in the axial direction near the embedded bottom of the metal chip, and the outer peripheral surface (hole surface) of the bit head a is made relatively short. The shape is such that a relatively deep and wide head recess (powder discharge groove) is provided between each of the metal chips.

然し乍ら、掘鑿する地盤の地質がさらに軟弱である場合、ボーリング作業の削孔内の切端で生じる繰粉の粘性が高く、繰粉の粒子間摩擦が大きくなるため、ジャミング転移点(ジャミング転移が生じる体積分率)が低くなると考えられる(非特許文献1参照)。そのため、繰粉が繰粉排出溝やビット頭部aの外周面と孔壁との隙間に極めて詰まりやすくなり、削孔用ビットが回転不能な状態に極めて陥りやすくなる。これは、実際の掘鑿現場に於いても現実に問題となっている。そこで、実際の掘鑿現場に於いては、削孔内の切端で生じる繰粉を強制的に外部に押し出すため、ビット本体の中心管腔に圧力流体として高圧の水を圧入し、ビット本体の先端面中央孔や繰粉排出溝内の噴出孔から高圧水を噴射し、繰粉の流動性を高めると同時に強制的に繰粉を切端から外部へ押し出す、所謂、「送水堀り」が用いられている。 However, if the geology of the ground to be excavated is softer, the viscosity of the powder generated at the incision in the drilling work of the boring work is high, and the friction between the particles of the powder increases, so that the jamming transition point (jamming transition occurs). The resulting volume fraction) is considered to be low (see Non-Patent Document 1). Therefore, the powder is extremely likely to be clogged in the powder discharge groove or the gap between the outer peripheral surface of the bit head a and the hole wall, and the drilling bit is extremely likely to be in a non-rotatable state. This is actually a problem even at the actual excavation site. Therefore, in the actual digging site, in order to forcibly push out the powder generated at the incision in the drilled hole to the outside, high-pressure water is press-fitted into the central cavity of the bit body as a pressure fluid, and the bit body Used by so-called "water feeding digging", which injects high-pressure water from the center hole on the tip surface and the ejection hole in the powder discharge groove to increase the fluidity of the powder and at the same time forcibly push the powder from the incision to the outside. Has been done.

一方、ボーリング作業の際に切端で生じる繰粉は、各掘鑿時点に於ける切端の岩盤状況を知る為の地質サンプルとして非常に重要である。然し乍ら、送水堀りを行うと、切端は注入した水に分散したスラリー状の削孔スライム(boring slime)として孔端から排出されるため、正確な地質サンプルとして用いることが困難となる。従って、正確な切端の地質サンプルを得るという観点からは、ビット本体の中心管腔へ圧送する圧力流体として圧縮空気を用いる、所謂、「空気堀り」を採用することが好ましい。しかし、圧力流体として圧縮空気を用いると、空気は水に比べて圧縮率が極めて大きい(水の約1万倍)ため、上述したように、極めて軟弱な地盤ではジャミング転移によりビット頭部aの周囲で固結した繰粉を押し出すことができないという問題が生じることになる。 On the other hand, the milling generated at the incision during the boring work is very important as a geological sample for knowing the rock condition of the incision at each excavation point. However, when the water supply digging is performed, the incised end is discharged from the hole end as a slurry-like bored slime dispersed in the injected water, which makes it difficult to use it as an accurate geological sample. Therefore, from the viewpoint of obtaining an accurate geological sample of the incision, it is preferable to adopt a so-called "air digging" in which compressed air is used as the pressure fluid to be pumped into the central cavity of the bit body. However, when compressed air is used as the pressure fluid, the compressibility of air is extremely higher than that of water (about 10,000 times that of water). Therefore, as described above, in extremely soft ground, the bit head a is affected by jamming transition. The problem arises that it is not possible to extrude the solidified powder around it.

そこで、本発明の目的は、掘鑿する地盤の地質がさらに軟弱である場合においても、空気堀りによるボーリングを可能とする削孔用ビット及びそれを用いた地盤削孔方法を提供することにある。 Therefore, an object of the present invention is to provide a drilling bit capable of boring by air digging even when the geology of the ground to be excavated is further soft, and a ground drilling method using the bit. be.

本発明に係る削孔用ビットの第1の構成は、ビット本体と、前記ビット本体の先端面に、該先端面の中心に対し放射状に配設された、3つ以上の切削刃とを備えた削孔用ビットであって、
前記ビット本体は、前記先端面を含む側のビット頭部と、前記ビット頭部の基端側に前記ビット頭部より小径に形成された円筒管状の胴部とを有し、
前記各切削刃はその外周側端部が、ビット頭部の外周面である孔刳面に接するか又は前記孔刳面よりも外側に突出するように配設されており、
前記孔刳面の、其々の隣接する2つの前記切削刃の中間には、凹溝状の繰粉排出溝が、前記ビット頭部の先端側から基端側に亘って形成されており、
其々の前記切削刃の外周側端部から前記ビット本体の中心軸までの距離を、該切削刃の削孔半径としたとき、其々の前記切削刃の削孔半径は、一部又は全部が異なることを特徴とする。
The first configuration of the drilling bit according to the present invention includes a bit body and three or more cutting blades arranged radially on the tip surface of the bit body with respect to the center of the tip surface. It is a bit for drilling
The bit body has a bit head on the side including the tip surface and a cylindrical tubular body formed on the base end side of the bit head with a diameter smaller than that of the bit head.
Each of the cutting blades is arranged so that its outer peripheral end is in contact with a hole surface which is an outer peripheral surface of a bit head or protrudes outward from the hole surface.
A concave groove-shaped powder discharge groove is formed between the two adjacent cutting blades on the hole surface from the tip end side to the base end side of the bit head.
When the distance from the outer peripheral end of each cutting blade to the central axis of the bit body is taken as the drilling radius of the cutting blade, the drilling radius of each cutting blade is part or all. Is different.

この構成によれば、掘鑿される掘鑿孔の半径は、各切削刃の削孔半径のうち最も大きい削孔半径(以下「最大削孔半径」という。)よりもやや大きいものとなる。従って、最大削孔半径よりも削孔半径の小さい孔刳面と掘鑿孔内壁との間にできる隙間を通して、繰粉の体積分率が大きい方の繰粉排出溝から小さい方の繰粉排出溝へと繰粉が移動するため、繰粉排出溝内の繰粉が過度に渋滞して過密になることが抑制される。これにより、孔刳面と掘鑿孔内壁との間隙内の繰粉や、繰粉排出溝内の繰粉がジャミング転移することが抑制され、地盤の地質が非常に軟弱である場合でも、空気堀によるボーリングを実現させることが可能となる。また、一部の切削刃の削孔半径を最大削孔半径よりも短くなるように形成したことにより、掘鑿時の切端において、各切削刃の削孔半径のうち最も短い削孔半径(以下「最小削孔半径」という。)よりも内側の領域の岩盤は細かく粉砕されて粒径の小さい繰粉となる一方、最小削孔半径よりも外側の孔壁付近の領域の岩盤は粗く粉砕されて粒径の大きな繰粉となる。このように、孔壁付近に生じる繰粉が粒径の大きな粗い粒子となることで、(特に、泥岩などの場合に)繰粉の粘性の増加が抑制される。これにより、孔壁に繰粉が附着しにくくなり、孔詰まりが防止されるという効果が生じる。 According to this configuration, the radius of the drilling hole to be drilled is slightly larger than the largest drilling radius of the drilling radii of each cutting blade (hereinafter referred to as "maximum drilling radius"). Therefore, the smaller powder is discharged from the powder discharge groove having the larger volume fraction of the powder through the gap formed between the hole surface having the drill radius smaller than the maximum drill radius and the inner wall of the drilling hole. Since the powder is moved to the groove, it is possible to prevent the powder in the powder discharge groove from becoming excessively congested and overcrowded. As a result, the powder in the gap between the borehole surface and the inner wall of the excavation hole and the powder in the powder discharge groove are suppressed from jamming transfer, and even if the geology of the ground is very soft, air is suppressed. It is possible to realize boring by moat. In addition, by forming the drilling radius of some cutting blades to be shorter than the maximum drilling radius, the shortest drilling radius of the drilling radii of each cutting blade at the cutting edge during excavation (hereinafter referred to as The rock mass in the area inside the "minimum drilling radius") is finely crushed into powder with a small particle size, while the rock mass in the region near the hole wall outside the minimum drilling radius is coarsely crushed. The powder has a large particle size. In this way, the powder generated near the pore wall becomes coarse particles having a large particle size, so that the increase in the viscosity of the powder is suppressed (particularly in the case of mudstone or the like). This makes it difficult for the powder to adhere to the hole wall, and has the effect of preventing hole clogging.

なお、「ビット本体の中心軸」とは、円筒管状の胴部の円筒中心軸(回転軸)をいう。 The "central axis of the bit body" means the cylindrical central axis (rotational axis) of the cylindrical tubular body.

本発明に係る削孔用ビットの第2の構成は、前記第1の構成に於いて、前記ビット頭部の先端面には、3つ以上の前記切削刃が配設されており、これらのうち一つの前記切削刃を1番目として、前記各切削刃を、前記先端面の中心に対して時計回り又は反時計回り順次付番したとき、奇数番目の前記切削刃の削孔半径と偶数番目の前記切削刃の削孔半径とが異なることを特徴とする。 The second configuration of the drilling bit according to the present invention is the first configuration in which three or more of the cutting blades are arranged on the tip surface of the bit head. When one of the cutting blades is the first and each cutting blade is sequentially numbered clockwise or counterclockwise with respect to the center of the tip surface, the odd-th drilling radius and the even-th It is characterized in that the drilling radius of the cutting blade is different from that of the above.

この構成によれば、掘鑿時の切端において、各切削刃の削孔半径のうち最も短い削孔半径(以下「最小削孔半径」という。)よりも内側の領域の岩盤は細かく粉砕されて粒径の小さい繰粉となる一方、最小削孔半径よりも外側の孔壁付近の領域の岩盤は粗く粉砕されて粒径の大きな繰粉となる。また、各切削刃の削孔半径を交互に長短とすることにより、切端における繰粉の粒度分布をできるだけ偏りなくすることができる。これにより、孔壁に繰粉が附着しにくくなり、孔詰まりが防止されるという効果が生じる。 According to this configuration, at the cutting edge during excavation, the rock mass in the area inside the shortest drilling radius of the drilling radii of each cutting blade (hereinafter referred to as "minimum drilling radius") is finely crushed. While the powder has a small particle size, the bedrock in the region near the hole wall outside the minimum drilling radius is coarsely crushed to form a powder with a large particle size. Further, by alternately setting the drilling radii of each cutting blade to be long and short, the particle size distribution of the milled powder at the cutting edge can be made as uniform as possible. This makes it difficult for the powder to adhere to the hole wall, and has the effect of preventing hole clogging.

本発明に係る地盤削孔方法の構成は、管状のボーリングロッドと、該ボーリングロッドの先端に接続された前記第1又は2の構成の削孔用ビットとを備えたボーリングマシンを用いて地盤を削孔する地盤削孔方法であって、
前記削孔用ビットの前記各繰粉排出溝内には、前記胴部内に形成された管腔と連通する噴出孔が形成されており、前記胴部内の管腔は前記ボーリングロッド内の管腔と連通しており、
前記ボーリングロッドの基端から先端に、前記ボーリングロッド内の管腔を通して圧縮空気を圧送し、前記削孔用ビットの前記噴出孔から圧縮空気を噴射させるとともに、前記ボーリングロッドを軸方向の打撃振動を加えつつ回転させることにより地盤を削孔することを特徴とする。
The configuration of the ground drilling method according to the present invention is to use a boring machine provided with a tubular boring rod and a drilling bit having the first or second configuration connected to the tip of the boring rod. This is a ground drilling method for drilling holes.
In each of the powder discharge grooves of the drilling bit, a ejection hole communicating with a lumen formed in the body portion is formed, and the lumen in the body portion is a lumen in the boring rod. Communicate with
Compressed air is pumped from the base end to the tip of the boring rod through a cavity in the boring rod to inject compressed air from the ejection hole of the drilling bit, and the boring rod is subjected to axial striking vibration. It is characterized in that the ground is drilled by rotating while adding.

これにより、掘鑿する地盤の地質が非常に軟弱である場合においても、空気堀りによるボーリングが可能となる。 As a result, even when the geology of the ground to be excavated is very soft, boring by air digging becomes possible.

以上のように、本発明に係る削孔用ビット及び地盤削孔方法によれば、孔刳間隙内の繰粉や繰粉排出溝内の繰粉のジャミング転移の抑制でき、及び、孔壁に繰粉が附着しにくくなり孔詰まりを防止できるため、地盤の地質が非常に軟弱である場合でも、空気堀りによるボーリングを実現させることが可能となる。 As described above, according to the drilling bit and the ground drilling method according to the present invention, it is possible to suppress the jamming transition of the powder in the pore gap and the powder in the powder discharge groove, and on the hole wall. Since it becomes difficult for the powder to adhere and clogging of the holes can be prevented, it is possible to realize boring by air digging even when the ground geology is very soft.

本発明の実施例1に係る削孔用ビットの斜視図である。It is a perspective view of the drilling bit which concerns on Example 1 of this invention. 図1の削孔用ビットの(a)平面図,(b)A−A方向矢視側面図、(c)B−B方向矢視側面図、及び(d)C−C線矢視断面図である。(A) Plan view, (b) AA direction arrow side view, (c) BB direction arrow side view, and (d) CC line arrow side sectional view of the drilling bit of FIG. Is. 凹処部分の拡大写真。(a)凹処部分を側方から見た図。(b)凹処部分を正面から見た図。Enlarged photo of the concave part. (A) A view of the recessed portion from the side. (B) The figure which looked at the concave part from the front. 地盤の掘鑿時における削孔用ビット1の動きを表す模式図である。It is a schematic diagram which shows the movement of the drilling bit 1 at the time of excavation of the ground. 地盤の掘鑿時における繰粉の流れを表す模式図である。It is a schematic diagram which shows the flow of the milling powder at the time of excavation of the ground. 本実施例の削孔用ビットによる掘鑿時の切端における地盤の粉砕の様子を表す模式図である。It is a schematic diagram which shows the state of the crushing of the ground at the incision at the time of excavation by the drilling bit of this Example. 本発明の実施例2に係る削孔用ビットの六面図である。(a)は平面図、(b)は底面図、(c)は正面図、(d)は左側面図、(e)は右側面図、(f)は背面図である。It is a hexagonal view of the drilling bit which concerns on Example 2 of this invention. (A) is a plan view, (b) is a bottom view, (c) is a front view, (d) is a left side view, (e) is a right side view, and (f) is a rear view. 図7の削孔用ビットの斜視図及び断面図である。(a)は前方右上から視た斜視図、(b)は前方左上から視た斜視図、(c)は図7(a)のA−A線で切った矢視断面図である。FIG. 7 is a perspective view and a cross-sectional view of the drilling bit of FIG. 7. (A) is a perspective view seen from the front upper right, (b) is a perspective view seen from the front upper left, and (c) is a cross-sectional view taken along the line AA of FIG. 7 (a). 本発明の実施例3に係る削孔用ビットの平面図である。It is a top view of the drilling bit which concerns on Example 3 of this invention. 図9の削孔用ビットの(a)A−A線矢視側面図,(b)B−B線矢視側面図,及び(c)C−C線矢視断面図である。9 is a side view of the drilling bit of FIG. 9 taken along the line AA, a side view taken along the line BB, and a cross-sectional view taken along the line CC. 図9の削孔用ビットの(a)A−A線斜め上方向から視た斜視図,(b)B−B線斜め上方向から視た斜視図である。9 is a perspective view of the drilling bit of FIG. 9 as viewed from diagonally above the line AA, and FIG. 9B is a perspective view viewed from diagonally above the line BB. 本発明の実施例4に係る削孔用ビットの六面図である。(a)は平面図、(b)は底面図、(c)は正面図、(d)は左側面図、(e)は右側面図、(f)は背面図である。It is a hexagonal view of the drilling bit which concerns on Example 4 of this invention. (A) is a plan view, (b) is a bottom view, (c) is a front view, (d) is a left side view, (e) is a right side view, and (f) is a rear view. 図12の削孔用ビットの斜視図及び断面図である。(a)は前方右上から視た斜視図、(b)は後方左上から視た斜視図、(c)は図12(a)のA−A線で切った矢視断面図である。FIG. 12 is a perspective view and a cross-sectional view of the drilling bit of FIG. (A) is a perspective view seen from the front upper right, (b) is a perspective view seen from the rear upper left, and (c) is a cross-sectional view taken along the line AA of FIG. 12 (a). 本発明の実施例5に係る削孔用ビットの六面図である。(a)は平面図、(b)は底面図、(c)は正面図、(d)は左側面図、(e)は右側面図、(f)は背面図である。It is a hexagonal view of the drilling bit which concerns on Example 5 of this invention. (A) is a plan view, (b) is a bottom view, (c) is a front view, (d) is a left side view, (e) is a right side view, and (f) is a rear view. 図14の削孔用ビットの斜視図及び断面図である。(a)は前方右上から視た斜視図、(b)は後方左上から視た斜視図、(c)は図14(a)のA−A線で切った矢視断面図である。FIG. 14 is a perspective view and a cross-sectional view of the drilling bit of FIG. (A) is a perspective view seen from the front upper right, (b) is a perspective view seen from the rear upper left, and (c) is a cross-sectional view taken along the line AA of FIG. 14 (a).

以下、本発明を実施するための形態について、図面を参照しながら説明する。 Hereinafter, embodiments for carrying out the present invention will be described with reference to the drawings.

図1は、本発明の実施例1に係る削孔用ビットの斜視図である。図2は、図1の削孔用ビットの(a)平面図,(b)A−A方向矢視側面図、(c)B−B方向矢視側面図、及び(d)C−C線矢視断面図である。本実施例1に係る削孔用ビット1は、ビット本体の全体が一体の鋼鉄により形成され、このビット本体は、ビット頭部a及び胴部bの2つの部位から構成されている。以下、削孔用ビット1のビット頭部aの側を「先端側」、胴部bの側を「基端側」と呼ぶ。ビット頭部aは、削孔用ビット1の中心軸(以下「回転軸」という。)に対して2回対称の形状とされている。胴部bは円筒管状であり、胴部bの外径は、ビット頭部aの外径に比べ僅かに径細とされている。胴部bからビット頭部aの基端側に亘り、削孔用ビット1のビット本体の内側に管腔3が形成されている。この管腔3の基端側の内面には、ボーリングロッドの先端部を螺着させるためのネジ溝3aが刻設されている。管腔3の先端側の最奥部は、ビット頭部aの基端側に達しており、この部分は管腔径が段差状に縮径した腔端部3bが形成されている。 FIG. 1 is a perspective view of a drilling bit according to a first embodiment of the present invention. 2A and 2B are a plan view of the drilling bit of FIG. 1, a side view of the arrow in the AA direction, a side view of the arrow in the BB direction, and a line CC in the BB direction. It is a cross-sectional view taken along the arrow. In the drilling bit 1 according to the first embodiment, the entire bit body is formed of one piece of steel, and the bit body is composed of two parts, a bit head a and a body b. Hereinafter, the side of the bit head a of the drilling bit 1 is referred to as the “tip side”, and the side of the body portion b is referred to as the “base end side”. The bit head a has a shape that is twice symmetrical with respect to the central axis (hereinafter referred to as “rotation axis”) of the drilling bit 1. The body portion b has a cylindrical shape, and the outer diameter of the body portion b is slightly smaller than the outer diameter of the bit head portion a. A lumen 3 is formed inside the bit body of the drilling bit 1 from the body portion b to the base end side of the bit head portion a. A screw groove 3a for screwing the tip end portion of the boring rod is engraved on the inner surface of the lumen 3 on the proximal end side. The innermost portion on the distal end side of the lumen 3 reaches the proximal end side of the bit head a, and a lumen end portion 3b in which the lumen diameter is reduced in a stepped shape is formed in this portion.

ビット頭部aの先端面には、4つの長尺五角柱状の切削刃2(メタルチップ)が、平面視において削孔用ビット1の回転軸位置でX字状に交差する2直線L,L(図2(a)参照)上に、回転軸位置を挟む四方に其々放射状に配設されている。尚、本実施例では2直線L,Lは直交してはいないが、本発明では2直線L,Lが直交するように構成してもよい。各切削刃2は、焼結タングステンカーバイト合金等の超硬合金により構成され、断面形状が箭れい形(四角形の一辺に三角形を底辺を合わせて結合した五角形)状に形成されている。そして、これら切削刃2は、その尖頭側を外側にして、該先端面に形成された凹溝内に密篏着されて鑞付固定されている。4つの切削刃2の外端(回転軸に対して外側の端)は、ビット頭部aの外周面(以下「孔刳面」という。)1aに接するか乃至は孔刳面1aより外側に僅かに突出している。この4つの切削刃2のうち、一方の直線L上に配された2つの切削刃2,2の組(対向切削刃組)の外端間の距離を削孔径Dとする。他方の直線L上に配された2つの切削刃2,2の組(対向切削刃組)の外端間の距離を削孔径Dとする。この2つの削孔径D,Dは異なり、本実施例では、D>Dとなるように設定されている。 The distal end surface of the bit head a includes four elongated pentagonal prism shaped cutting blade 2 (metal chips), two lines L 1 intersecting the X-shape in the rotational axis position of the drilling bit 1 in a plan view, They are arranged radially on L 2 (see FIG. 2A) on all four sides of the rotation axis position. In this embodiment, the two straight lines L 1 and L 2 are not orthogonal to each other, but in the present invention, the two straight lines L 1 and L 2 may be configured to be orthogonal to each other. Each cutting blade 2 is made of a cemented carbide such as a sintered tungsten carbide alloy, and has a cross-sectional shape of a quadrangle (a pentagon in which a triangle is joined to one side of a quadrangle with its base aligned). Then, these cutting blades 2 are tightly attached and fixed with brazing in the concave groove formed on the tip surface with the pointed side thereof facing outward. The outer ends (outer ends with respect to the rotation axis) of the four cutting blades 2 are in contact with the outer peripheral surface (hereinafter referred to as "hole surface") 1a of the bit head a, or are outside the hole surface 1a. It is slightly protruding. Of the four cutting edges 2, the distance between the outer end of one of the lines L 1 of the two cutting edges 2, 2 disposed on the pair (opposing cutting cutter set) and drilling diameter D 1. The distance between the outer ends of the set of two cutting blades 2 and 2 (opposed cutting blade sets) arranged on the other straight line L 2 is defined as the drilling diameter D 2 . These two drilling diameters D 1 and D 2 are different, and in this embodiment, D 1 > D 2 is set.

また、其々の切削刃2の外端からビット本体の中心軸O(回転中心軸)までの距離を「削孔半径」とする。図1,図2(a)に示した様に、4つの切削刃2のうちの一つの切削刃2(図1,図2(a)で符号2(1)が附された切削刃)を1番目として付番し、他の切削刃2については、先端側から視て中心軸Oに対して反時計回りに順次2,3,4と付番する(図1,図2(a)では符号2(2),2(3),2(4)で表示)。そして、付番された各切削刃2(1),2(2),2(3),2(4)の削孔半径をr,r,r,rとする(図2(a)参照)。然らば、奇数番目の切削刃2(1),2(3)の削孔半径r,rと偶数番目の切削刃2(2),2(4)の削孔半径r,rとが異なっている。 Further, the distance from the outer end of each cutting blade 2 to the central axis O (rotation center axis) of the bit body is defined as the "drilling radius". As shown in FIGS. 1 and 2 (a), one of the four cutting blades 2 (the cutting blade indicated by reference numeral 2 (1) in FIGS. 1 and 2 (a)) is used. The other cutting blades 2 are numbered as the first, and the other cutting blades 2 are numbered 2, 3, and 4 in order counterclockwise with respect to the central axis O when viewed from the tip side (in FIGS. 1 and 2 (a)). Indicated by reference numerals 2 (2), 2 (3), 2 (4)). Then, the drilling radii of the numbered cutting blades 2 (1), 2 (2), 2 (3), and 2 (4) are set to r 1 , r 2 , r 3 , and r 4 (FIG. 2 (Fig. 2). a) See). Shikaraba, the odd-numbered cutting blades 2 (1), drilling the radius r 1 of 2 (3), r 3 and the even-numbered cutting blades 2 (2), drilling radius r 2 of 2 (4), r 4 is different.

ビット頭部a外周の孔刳面1aの、其々の隣接する2つの切削刃2,2の外端の中間には、凹溝状の繰粉排出溝4が、ビット頭部aの先端側から基端側に亘って形成されている。各繰粉排出溝4の溝内には、胴部b内の管腔3と連通する噴出孔5が形成されている。また、これら4つの繰粉排出溝4を、先端面側から見て反時計回りに4−1,4−2,4−3,4−4と付番する(図2(a)参照)。このとき、偶数番目の繰粉排出溝(4−2,4−4)の溝内の噴出孔5は、その噴出孔5の孔軸(以下「噴出孔軸」という。)の孔外向き方向(以下「噴出方向」という。)Cがビット本体の先端寄り(即ち、先端方向向きの回転軸方向Cと噴出方向Cとの成す角が鋭角)となるように形成されている(図2(d)参照)。また、奇数番目の繰粉排出溝(4−1,4−3)の溝内の噴出孔5は、その噴出孔軸の噴出方向Cがビット本体の基端寄り(即ち、先端方向向きの回転軸方向Cと噴出方向Cとの成す角が鈍角)となるように形成されている。 A concave groove-shaped powder discharge groove 4 is provided on the tip side of the bit head a in the middle of the outer ends of the two adjacent cutting blades 2 and 2 on the hole surface 1a on the outer periphery of the bit head a. It is formed from the base end side. In the groove of each powder discharge groove 4, a ejection hole 5 communicating with the lumen 3 in the body portion b is formed. Further, these four powder discharge grooves 4 are numbered 4-1, 4-2, 4-3, 4-4 counterclockwise when viewed from the tip surface side (see FIG. 2A). At this time, the ejection hole 5 in the groove of the even-numbered powder discharge groove (4-2, 4-4) is the hole outward direction of the hole axis of the ejection hole 5 (hereinafter referred to as “the ejection hole axis”). (Hereinafter referred to as "spouting direction") C 1 is formed so as to be closer to the tip of the bit body (that is, the angle formed by the rotation axis direction C 0 in the tip direction and the spouting direction C 1 is a sharp angle) (that is, the angle formed by the spouting direction C 1). See FIG. 2 (d)). Further, in the ejection holes 5 in the grooves of the odd-numbered powder discharge grooves (4-1, 4-3), the ejection direction C 2 of the ejection hole shaft is closer to the base end of the bit body (that is, toward the tip end direction). The angle formed by the rotation axis direction C 0 and the ejection direction C 2 is an obtuse angle).

また、隣接する2つの繰粉排出溝4,4の組(繰粉排出溝組(4−2,4−3)及び繰粉排出溝組(4−4,4−1))において、それら繰粉排出溝組の間に位置する孔刳面1aの、切削刃2の底面位置から該位置よりも基端側に、その繰粉排出溝組の両繰粉排出溝4,4をつなぐ凹処6が、ビット頭部aと胴部bの接続箇所7にまで亘って形成されている。ここで、凹処の構成に関して補足説明する。図3は、凹処6の部分の拡大写真である。図3(a)は凹処部分を側方から視た拡大写真であり、図3(b)は、同じ凹処部分を正面から視た拡大写真である。本来であれば、孔刳面1aは、図3(a)の点線S
で示した様に、切削刃2外端面の基端側から回転軸に略平行に連なりつつ、膨出した曲面を描いて胴部bとの接続箇所7へと至るものであるが、凹処6では、この部分が抉るように削り取られており、横から視て縦方向(回転軸方向)に切削刃2の基端側から回転軸に凹彎するような曲面となっている(図3(a))。切削刃2の外端付近の底面は、凹処6側に完全に露出している。また、この凹処6は、図3(b)の点線で囲んだ領域に亘り形成されている。即ち、2つの隣接する繰粉排出溝4,4の間に跨がるビット頭部aの外側面領域の略全体に亘り凹処6が形成されている。
Further, in a set of two adjacent powder discharge grooves 4, 4 (a powder discharge groove set (4-2, 4-3) and a powder discharge groove set (4, 4-1)), they are repeated. A recess on the hole surface 1a located between the powder discharge groove sets, from the bottom surface position of the cutting blade 2 to the base end side from the position, connecting both the powder discharge grooves 4 and 4 of the powder discharge groove set. 6 is formed up to the connection point 7 between the bit head portion a and the body portion b. Here, a supplementary explanation will be given regarding the configuration of the recess. FIG. 3 is an enlarged photograph of the portion of the recess 6. FIG. 3A is an enlarged photograph of the concave portion viewed from the side, and FIG. 3B is an enlarged photograph of the same concave portion viewed from the front. Originally, the hole surface 1a is the dotted line S 0 in FIG. 3 (a).
As shown in the above, the cutting blade 2 draws a bulging curved surface from the base end side of the outer end surface of the cutting blade 2 substantially parallel to the rotation axis, and reaches the connection point 7 with the body portion b. In No. 6, this portion is scraped off so as to be scooped out, and has a curved surface that is concave from the base end side of the cutting blade 2 to the rotation axis in the vertical direction (rotation axis direction) when viewed from the side (FIG. 3). (A)). The bottom surface near the outer end of the cutting blade 2 is completely exposed on the recess 6 side. Further, the recess 6 is formed over the region surrounded by the dotted line in FIG. 3 (b). That is, the recess 6 is formed over substantially the entire outer surface region of the bit head portion a straddling between the two adjacent powder discharge grooves 4 and 4.

尚、本明細書に於いて「凹処」(くぼみ)という語は、ビット本体を平面視したときに、ビット頭部断面の外周面(孔刳面)を包絡する包絡円(又は包絡楕円)に対して明瞭に凹んだ領域という意味で用いている。また、「孔刳面」(あなぐりめん)という語は、掘鑿孔の内面をリーミング(reaming)(くり抜いて穴を作ったり、すでにある穴を大きくしたりすること)する面という意味で用いている。 In the present specification, the term "dent" is an envelope circle (or envelope ellipse) that encloses the outer peripheral surface (hole surface) of the cross section of the bit head when the bit body is viewed in a plane. It is used to mean a clearly recessed area. In addition, the word "anagurimen" is used to mean the surface of the digging hole that is reaming (hollowing out to make a hole or enlarging an existing hole). ing.

以上のように構成された本実施例1に係る削孔用ビット1について、以下、それを用いた地盤削孔方法について説明する。 The drilling bit 1 according to the first embodiment configured as described above will be described below with reference to a ground drilling method using the bit 1.

図4は、地盤の掘鑿時における削孔用ビット1の動きを表す模式図である。図4(a)は、削孔用ビット1を図2(c)の方向から視た図を表し、図4(b)は削孔用ビット1を図2(c)の方向から視た図を表している。地盤の削孔を行う場合、削孔用ビット1をボーリングロッド10の先端に螺着し、ボーリングロッド10を通して削孔用ビット1の本体内部の管腔3内に圧縮空気を圧送する。この圧縮空気は、削孔用ビット1の繰粉排出溝4内の噴出孔5から、掘鑿孔11内に噴出する。このとき、偶数番目の繰粉排出溝(4−2,4−4)の溝内の噴出孔5は、噴出方向Fがビット本体の先端側に向いているため、これらの噴出口から噴出される圧縮空気はフロントブローとなり、切端11a付近の掘鑿孔11内の繰粉を吹き飛ばして拡散しながら、掘鑿孔11の入口方向へと輸送する。一方、奇数番目の繰粉排出溝(4−1,4−3)の溝内の噴出孔5は、噴出方向Fがビット本体の基端側に向いているため、これらの噴出口から噴出される圧縮空気はバックブローとなり、繰粉排出溝(4−1,4−3)内の繰粉を、掘鑿孔11の入口方向へ付勢しながら輸送する。 FIG. 4 is a schematic view showing the movement of the drilling bit 1 during excavation of the ground. FIG. 4A shows a view of the drilling bit 1 viewed from the direction of FIG. 2C, and FIG. 4B is a view of the drilling bit 1 viewed from the direction of FIG. 2C. Represents. When drilling holes in the ground, the drilling bit 1 is screwed onto the tip of the boring rod 10, and compressed air is pumped through the boring rod 10 into the lumen 3 inside the main body of the drilling bit 1. This compressed air is ejected into the drilling hole 11 from the ejection hole 5 in the powder discharge groove 4 of the drilling bit 1. In this case, ejection holes 5 in the groove of the even-numbered Kukona discharge groove (4-2,4-4), since the ejection direction F 1 faces the front end side of the bit body, ejected from these jets The compressed air generated becomes a front blow, and while blowing off the powder in the excavation hole 11 near the incision 11a and diffusing, it is transported toward the inlet of the excavation hole 11. On the other hand, ejection holes 5 in the grooves of the odd-numbered Kukona discharge grooves (4-1, 4-3), since the ejection direction F 2 faces the base end side of the bit body, ejected from these jets The compressed air is back blown, and the powder in the powder discharge groove (4-1, 4-3) is transported while being urged toward the inlet of the drilling hole 11.

そして、図4の矢印Pに示すように、ボーリングロッド10を上下方向に5〜20mm程度の振幅で振動させて、切削刃2で掘鑿孔11の底の切端11aを衝打して切端11aの地盤Gを破砕するとともに、ボーリングロッド10を矢印Qの方向に回転させる。切端11aで破砕された地盤は、繰粉となり、切端11a付近の掘鑿孔11内に蓄積するが、蓄積した繰粉は前記圧縮空気によって、掘鑿孔11の入口方向へ逐次輸送される。 Then, as shown by the arrow P in FIG. 4, the boring rod 10 is vibrated in the vertical direction with an amplitude of about 5 to 20 mm, and the cutting edge 2 strikes the incision end 11a at the bottom of the excavation hole 11 to strike the incision end 11a. While crushing the ground G of the above, the boring rod 10 is rotated in the direction of the arrow Q. The ground crushed by the cutting edge 11a becomes powder and accumulates in the excavation hole 11 near the cutting edge 11a, and the accumulated powder is sequentially transported toward the inlet of the excavation hole 11 by the compressed air.

図5は、地盤の掘鑿時における繰粉の流れを表す模式図である。図5(a)は、削孔用ビット1を図2(c)の方向から視た図を表し、図5(b)は削孔用ビット1を図2(c)の方向から視た図を表している。尚、図5では、ボーリングロッド10及び削孔用ビット1を固定した座標から視ており、相対的に地盤Gを矢印−Q方向に回転させている。切端11aで生じる繰粉は、圧縮空気により、繰粉排出溝4を通して掘鑿孔11の入口方向(上方向)へと輸送される(矢印T,T)。また、短い方の削孔径Dの切削刃2,2の外端と掘鑿孔11の孔壁との間の隙間は広いため、この隙間を通して、繰粉は、圧縮空気により、掘鑿孔11の入口方向(上方向)へと輸送される(矢印T,T)。この流れにより、切端11a付近の掘鑿孔内の繰粉の体積分率はより低下する。更に、切削刃2の背後に設けられた凹処6を通して、繰粉の体積分率が大きい方の繰粉排出溝4から小さい方の繰粉排出溝4へと繰粉が移動するため(矢印T)、繰粉排出溝4内の繰粉が過度に渋滞して過密になることが抑制される。これにより、孔刳面1aと掘鑿孔11内壁との間隙内の繰粉や、繰粉排出溝4内の繰粉がジャミング転移することが抑制され、地盤の地質が非常に軟弱である場合でも、空気堀りによるボーリングを実現させることが可能となる。 FIG. 5 is a schematic view showing the flow of milling during excavation of the ground. FIG. 5A shows a view of the drilling bit 1 viewed from the direction of FIG. 2C, and FIG. 5B is a view of the drilling bit 1 viewed from the direction of FIG. 2C. Represents. In FIG. 5, the boring rod 10 and the drilling bit 1 are viewed from fixed coordinates, and the ground G is relatively rotated in the direction of arrow −Q. Kukona occurring incisal 11a is by compressed air, is transported to the inlet direction of Kussaku hole 11 through Kukona discharge groove 4 (upward) (arrow T 1, T 2). Further, since the gap between the outer ends of the cutting blades 2 and 2 having the shorter drilling diameter D 2 and the hole wall of the drilling hole 11 is wide, the milling powder is used for the drilling hole by compressed air through this gap. 11 of the inlet direction is transported to (upward) (arrow T 3, T 4). Due to this flow, the volume fraction of the milled powder in the excavation hole near the incision 11a is further lowered. Further, since the powder is moved from the powder discharge groove 4 having the larger volume fraction of the powder to the powder discharge groove 4 having a smaller volume fraction 4 through the recess 6 provided behind the cutting blade 2 (arrow). T 5), Kukona of Kukona discharge groove 4 that is overcrowded overly congested be suppressed. As a result, the powder in the gap between the hole surface 1a and the inner wall of the excavation hole 11 and the powder in the powder discharge groove 4 are suppressed from jamming transfer, and the geology of the ground is very soft. However, it is possible to realize boring by air digging.

図6は、本実施例の削孔用ビットによる掘鑿時の切端における地盤の粉砕の様子を表す模式図である。図6(a),(b)において、符号2は、図1,図2に示した切削刃2を示し、最外周の円Cは切削孔縁を示し、図6(b)の内側の点線円Cは削孔半径が短い方の切削刃が回転した際の切削刃外端の軌跡を表す。掘鑿時には、削孔用ビットに孔軸方向の振動が加えられて、切削刃2により切端の岩盤が衝打される。このとき、切端の岩盤は破砕されるが、その際に、切削刃2で直接衝打された部位以外にも、図6(a)に示した様に切端の岩盤にクラックが生じる。削孔用ビットは振動しながら回転するが、1回転する間に加えられる衝打をN回とすると、図6(b)の点線円Cの内側の領域Sの岩盤は、1回転あたり4N回ほど切削刃により直接衝打されることになる。それに対して、円Cと点線円Cの間の領域S(即ち、削孔半径が短い方の切削刃の外端よりも外側の領域)の岩盤は、1回転あたり2N回ほど切削刃により直接衝打されることになる。従って、領域Sの岩盤は細かく粉砕されて粒径の小さい繰粉となる一方、孔壁付近の領域Sの岩盤は粗く粉砕されて粒径の大きな繰粉となる。このように、孔壁付近に生じる繰粉が粒径の大きな粗い粒子となることで、(特に、泥岩などの場合に)繰粉の粘性の増加が抑制される。これにより、孔壁に繰粉が附着しにくくなり、孔詰まりが防止されるという効果が生じる。 FIG. 6 is a schematic view showing a state of crushing of the ground at the incision at the time of excavation by the drilling bit of this embodiment. In FIGS. 6 (a) and 6 (b), reference numeral 2 indicates the cutting blade 2 shown in FIGS. 1 and 2, and the outermost circle C 0 indicates the cutting hole edge, which is inside FIG. 6 (b). The dotted circle C 1 represents the locus of the outer end of the cutting blade when the cutting blade having the shorter drilling radius rotates. At the time of excavation, vibration in the hole axis direction is applied to the drilling bit, and the rock at the cut end is struck by the cutting blade 2. At this time, the rock at the incision is crushed, but at that time, cracks occur in the rock at the incision as shown in FIG. 6A, in addition to the portion directly struck by the cutting blade 2. While drilling bit is rotated while oscillating, when the hitting applied during one rotation N times, and FIG. 6 (b) inside bedrock areas S 1 of the dotted circle C 1 of the one rotation It will be hit directly by the cutting blade about 4N times. On the other hand, the bedrock in the region S 2 between the circle C 0 and the dotted circle C 1 (that is, the region outside the outer end of the cutting blade with the shorter drilling radius) is cut about 2N times per rotation. It will be hit directly by the blade. Thus, while the rock in the region S 1 which is finely ground becomes small Kukona particle sizes, rock region S 2 in the vicinity of the hole wall is roughened ground with great Kukona particle size. In this way, the powder generated near the pore wall becomes coarse particles having a large particle size, so that the increase in the viscosity of the powder is suppressed (particularly in the case of mudstone or the like). This makes it difficult for the powder to adhere to the hole wall, and has the effect of preventing hole clogging.

尚、本発明者は、実際にこの実施例1の削孔用ビット1を用いて、空気堀りによる軟弱地盤のボーリング試験を実施した。その結果、従来の削孔用ビットではジャミングにより削孔用ビットの回転が困難となるような軟弱地盤であっても、本実施例1の削孔用ビット1では削孔用ビット1の回転が可能となり、正常に空気堀りによる削孔を行うことが可能であることが実証された。 In addition, the present inventor actually carried out a boring test of soft ground by air digging using the drilling bit 1 of Example 1. As a result, even in soft ground where it is difficult for the conventional drilling bit to rotate due to jamming, the drilling bit 1 of the first embodiment rotates the drilling bit 1. It became possible, and it was demonstrated that it is possible to perform drilling by air digging normally.

図7は、本発明の実施例2に係る削孔用ビットの六面図である。図7の(a)は平面図、(b)は底面図、(c)は正面図、(d)は左側面図、(e)は右側面図、(f)は背面図である。図8は、図7の削孔用ビットの斜視図及び断面図である。図8の(a)は前方右上から視た斜視図、(b)は前方左上から視た斜視図、(c)は図7(a)のA−A線で切った矢視断面図である。図7及び図8において、実施例1と対応する構成部分については同符号を附す。本実施例の削孔用ビット1は、実施例1と同様に、ビット本体は、ビット頭部a及び胴部bの2つの部位から構成されている。そして胴部bは円筒管状であり、胴部bの外径は、ビット頭部aの外径に比べ細径とされている。図7,図8には図示していないが、胴部b内の管腔3の基端側の内面には、ボーリングロッドの先端部を螺着させるためのネジ溝が刻設されている。管腔3の先端側の最奥部は、ビット頭部aの基端側に達しており、この部分は管腔径が段差状に縮径した腔端部3bが形成されている。 FIG. 7 is a hexagonal view of the drilling bit according to the second embodiment of the present invention. 7A is a plan view, FIG. 7B is a bottom view, FIG. 7C is a front view, FIG. 7D is a left side view, FIG. 7E is a right side view, and FIG. 7F is a rear view. FIG. 8 is a perspective view and a cross-sectional view of the drilling bit of FIG. 7. 8A is a perspective view seen from the front upper right, FIG. 8B is a perspective view seen from the front upper left, and FIG. 8C is a cross-sectional view taken along the line AA of FIG. 7A. .. In FIGS. 7 and 8, the components corresponding to those in the first embodiment are designated by the same reference numerals. Similar to the first embodiment, the drilling bit 1 of this embodiment has a bit body composed of two parts, a bit head portion a and a body portion b. The body portion b has a cylindrical shape, and the outer diameter of the body portion b is smaller than the outer diameter of the bit head portion a. Although not shown in FIGS. 7 and 8, a screw groove for screwing the tip of the boring rod is engraved on the inner surface of the lumen 3 in the body b on the proximal end side. The innermost portion on the distal end side of the lumen 3 reaches the proximal end side of the bit head a, and a lumen end portion 3b in which the lumen diameter is reduced in a stepped shape is formed in this portion.

本実施例では、ビット頭部aの先端面は、該先端面の回転中心を頂点とする扁平円錐状に形成されており、この頂点を中心に、放射状に6つの切削刃2(メタルチップ)が等角度間隔で配設されている。これら6つの切削刃2を、図7(a)に示すように、先端面側から視て反時計回りに2−1,2−2,2−3,2−4,2−5,2−6と付番する。ビット頭部aの外周面は孔刳面1aとなっており、各切削刃2の間の孔刳面1aには、凹溝状の繰粉排出溝4が、ビット頭部aの先端から基端に亘って形成されている。 In this embodiment, the tip surface of the bit head a is formed in a flat conical shape with the rotation center of the tip surface as an apex, and six cutting blades 2 (metal chips) are radially centered on this apex. Are arranged at equal intervals. As shown in FIG. 7A, these six cutting blades 2 are viewed counterclockwise from the tip surface side, 2-1, 2-2, 2-3, 2-4, 2-5, 2-. Number 6 The outer peripheral surface of the bit head a is a hole surface 1a, and a concave groove-shaped powder discharge groove 4 is formed on the hole surface 1a between the cutting blades 2 from the tip of the bit head a. It is formed over the edges.

其々の切削刃2−i(i=1,2,…,6)の外端からビット本体の中心軸(回転軸)までの距離を、該切削刃2−iの削孔半径rとする。このとき、ビット頭部aの各切削刃2−iの外端に位置する孔刳面1aは、奇数番目の切削刃2の削孔半径r,r,rよりも偶数番目の切削刃2の削孔半径r,r,rが短くなるように形成されている。すなわち、図7(a)において、点線Cで示した円は、奇数番目の切削刃2−1,2−3,2−5の外端に位置する孔刳面1aを包絡する包絡円を示しているが、偶数番目の切削刃2−2,2−4,2−6の外端に位置する孔刳面1aは、この包絡円Cよりも内側に位置している。 其's cutting edge 2-i (i = 1, 2, ..., 6) the distance from the outer end the central axis of the bit body to (rotation axis) of the drilling radius r i of該切Kezuha 2-i do. At this time, the hole surface 1a located at the outer end of each cutting blade 2-i of the bit head a is an even-numbered cutting than the drilling radii r 1 , r 3 , r 5 of the odd-numbered cutting blade 2. drilling blade 2 radius r 2, r 4, r 6 is formed to be shorter. That is, in FIG. 7A, the circle shown by the dotted line C indicates an envelope that envelops the hole surface 1a located at the outer end of the odd-numbered cutting blades 2-1, 2-3, 2-5. However, the hole surface 1a located at the outer end of the even-numbered cutting blades 2-2, 2-4, 2-6 is located inside the envelope C.

各繰粉排出溝4の溝内には、胴部b内の管腔3と連通する噴出孔5が形成されている。これら6つの繰粉排出溝4を、図7(a)に示すように、先端面側から視て反時計回りに4−1,4−2,4−3,4−4,4−5,4−6と付番する。但し、繰粉排出溝4−1は、切削刃2−1,2−2の間に位置する繰粉排出溝4とする。このとき、奇数番目の繰粉排出溝4(4−1,4−3,4−5)の溝内に開口する噴出孔5は、その噴出孔5の孔軸(以下「噴出孔軸」という。)の外向き方向(以下「噴出方向」という。)が、ビット本体の先端寄りとなるように形成されている。一方、偶数番目の繰粉排出溝4(4−2,4−4,4−6)の溝内に開口する噴出孔5は、その噴出孔5の噴出孔軸の噴出方向が、ビット本体の基端寄りとなるように形成されている。 In the groove of each powder discharge groove 4, a ejection hole 5 communicating with the lumen 3 in the body portion b is formed. As shown in FIG. 7A, these six powder discharge grooves 4 are arranged counterclockwise when viewed from the tip surface side, 4-1 and 4-2, 4-3, 4-4, 4-5. Number 4-6. However, the powder discharge groove 4-1 is a powder discharge groove 4 located between the cutting blades 2-1 and 2. At this time, the ejection hole 5 that opens in the groove of the odd-numbered powder discharge groove 4 (4-1, 4-3, 4-5) is referred to as the hole axis of the ejection hole 5 (hereinafter referred to as "the ejection hole axis"). The outward direction (hereinafter referred to as the "spouting direction") is formed so as to be closer to the tip of the bit body. On the other hand, in the ejection hole 5 opened in the groove of the even-numbered powder discharge groove 4 (4-2, 4-4, 4-6), the ejection direction of the ejection hole shaft of the ejection hole 5 is the bit main body. It is formed so as to be closer to the base end.

また、3組の隣接する繰粉排出溝4,4の組(繰粉排出溝組(4−6,4−1),(4−2,4−3),(4−4,4−5))において、それら繰粉排出溝組の間に位置する孔刳面1aの、切削刃2の底面位置から該位置よりも基端側に、その繰粉排出溝組の両繰粉排出溝4,4をつなぐ凹処6が、ビット頭部aと胴部bと接続箇所7にまで亘って形成されている。 In addition, 3 sets of adjacent powder discharge grooves 4, 4 (mill powder discharge groove sets (4-6, 4-1), (4-2, 4-3), (4, 4, 4-5) )), Both the powder discharge grooves 4 of the powder discharge groove set are located on the hole surface 1a located between the powder discharge groove sets, from the bottom surface position of the cutting blade 2 to the base end side from the position. A recess 6 connecting the parts and 4 is formed over the bit head portion a, the body portion b, and the connection portion 7.

このような構成であっても、削孔半径の小さい孔刳面1a(偶数番目の切削刃2−2,2−4,2−6の外端に位置する孔刳面1a)と掘鑿孔内壁との間にできる隙間を通して、および奇数番目の切削刃2−1,2−3,2−5の背後に設けられた凹処6を通して、繰粉の体積分率が大きい方の繰粉排出溝4から小さい方の繰粉排出溝4へと繰粉が移動するため、繰粉排出溝4内の繰粉が過度に渋滞して過密になることが抑制される。これにより、孔刳面1aと掘鑿孔内壁との間隙内の繰粉や、繰粉排出溝4内の繰粉がジャミング転移することが抑制され、地盤の地質が非常に軟弱である場合でも、空気堀によるボーリングを実現させることが可能となる。 Even with such a configuration, the drilling surface 1a having a small drilling radius (the drilling surface 1a located at the outer end of the even-numbered cutting blades 2-2, 2-4, 2-6) and the drilling hole. Through the gap formed between the inner wall and the recess 6 provided behind the odd-numbered cutting blades 2-1, 2, 3 and 2-5, the powder with the larger volume fraction of the powder is discharged. Since the powder moves from the groove 4 to the smaller powder discharge groove 4, it is possible to prevent the powder in the powder discharge groove 4 from becoming excessively congested and overcrowded. As a result, the powder in the gap between the hole surface 1a and the inner wall of the excavation hole and the powder in the powder discharge groove 4 are suppressed from jamming transfer, and even when the geology of the ground is very soft. , It is possible to realize boring by air moat.

また、実施例1の図6で説明した場合と同様に、奇数番目の切削刃2−1,2−3,2−5の削孔半径r,r,rよりも、偶数番目の切削刃2−2,2−4,2−6の削孔半径r,r,rが短くなるように形成したことにより、掘鑿時の切端において、削孔半径r,r,rよりも内側の領域の岩盤は細かく粉砕されて粒径の小さい繰粉となる一方、削孔半径r,r,rよりも外側の孔壁付近の領域の岩盤は粗く粉砕されて粒径の大きな繰粉となる。このように、孔壁付近に生じる繰粉が粒径の大きな粗い粒子となることで、(特に、泥岩などの場合に)繰粉の粘性の増加が抑制される。これにより、孔壁に繰粉が附着しにくくなり、孔詰まりが防止されるという効果が生じる。 Also, as in the case described in FIG. 6 of Example 1, drilling the radius r 1 of the odd-numbered cutting blades 2-1,2-3,2-5, r 3, than r 5, the even-numbered by drilling radius r 2, r 4, r 6 of the cutting blade 2-2,2-4,2-6 was formed so as to be shorter, in the incisal during Kussaku, boring radius r 2, r 4 while a small Kukona grain size bedrock inner region is finely ground than r 6, drilling radius r 2, r 4, bedrock areas near the outer hole wall than r 6 is coarsely crushed It becomes a powder with a large particle size. In this way, the powder generated near the pore wall becomes coarse particles having a large particle size, so that the increase in the viscosity of the powder is suppressed (particularly in the case of mudstone or the like). This makes it difficult for the powder to adhere to the hole wall, and has the effect of preventing hole clogging.

尚、本実施例では、奇数番目の切削刃2の削孔半径を偶数番目の切削刃の削孔半径よりも長くなるように構成した例を示したが、奇数番目の切削刃2の削孔半径を偶数番目の切削刃の削孔半径よりも短くなるように構成することもできる。また、全ての切削刃2の削孔半径を異なるものとすることもできる。 In this embodiment, an example in which the drilling radius of the odd-numbered cutting blade 2 is configured to be longer than the drilling radius of the even-numbered cutting blade 2 is shown, but the drilling of the odd-numbered cutting blade 2 is shown. The radius can also be configured to be shorter than the drilling radius of the even-numbered cutting blade. Further, the drilling radii of all the cutting blades 2 may be different.

図9は、本発明の実施例3に係る削孔用ビットの平面図である。図10は、図9の削孔用ビットの(a)A−A線矢視側面図,(b)B−B線矢視側面図,及び(c)C−C線矢視断面図である。図11は、図9の削孔用ビットの(a)A−A線斜め上方向から視た斜視図,(b)B−B線斜め上方向から視た斜視図である。図9〜図11において、実施例1と対応する構成部分については同符号を附す。本実施例の削孔用ビット1は、実施例1と同様に、ビット本体は、ビット頭部a及び胴部bの2つの部位から構成されている。そして、胴部bは円筒管状であり、胴部bの外径は、ビット頭部aの外径に比べ径細とされている。この管腔3の基端側の内面には、ボーリングロッドの先端部を螺着させるためのネジ溝3a(図示省略)が刻設されている。管腔3の先端側の最奥部は、ビット頭部aの基端側に達しており、この部分は管腔径が段差状に縮径した腔端部3bが形成されている。尚、本実施例の削孔用ビット1は、回転軸を対称軸として2回対称の形状に校正されている。従って、図9のD−D線方向から視た側面図,斜視図は図10(a),図11(a)と同様であり、図9のE−E線方向から視た側面図,斜視図は図10(b),図11(b)と同様である。 FIG. 9 is a plan view of the drilling bit according to the third embodiment of the present invention. 10A and 10B are a side view of the drilling bit of FIG. 9 taken along the line AA, a side view taken along the line BB, and a cross-sectional view taken along the line CC. .. 11A and 11B are a perspective view of the drilling bit of FIG. 9 as viewed from diagonally above line AA, and FIG. 11B is a perspective view viewed from diagonally above line BB. In FIGS. 9 to 11, the components corresponding to those in the first embodiment are designated by the same reference numerals. Similar to the first embodiment, the drilling bit 1 of this embodiment has a bit body composed of two parts, a bit head portion a and a body portion b. The body portion b has a cylindrical shape, and the outer diameter of the body portion b is smaller than the outer diameter of the bit head portion a. A screw groove 3a (not shown) for screwing the tip end portion of the boring rod is engraved on the inner surface of the lumen 3 on the proximal end side. The innermost portion on the distal end side of the lumen 3 reaches the proximal end side of the bit head a, and a lumen end portion 3b in which the lumen diameter is reduced in a stepped shape is formed in this portion. The drilling bit 1 of this embodiment is calibrated into a shape symmetrical twice with the rotation axis as the axis of symmetry. Therefore, the side view and the perspective view seen from the DD line direction of FIG. 9 are the same as those of FIGS. 10 (a) and 11 (a), and the side view and the perspective view seen from the EE line direction of FIG. 9 are the same. The figure is the same as that of FIGS. 10 (b) and 11 (b).

本実施例では、ビット頭部aの先端面には、放射状に6つの切削刃2(メタルチップ)が等角度間隔で配設されている。これら6つの切削刃2を、図9に示した様に、先端面側から視て反時計回りに2−1,2−2,2−3,2−4,2−5,2−6と付番する。6つの切削刃2のうち、図9の縦中心線に沿った2つの切削刃2−3,2−6の削孔半径r,rは相対的に短く、その他の4つの切削刃2−1,2−2,2−4,2−5の削孔半径r,r,r,rは相対的に長くなるように構成されている。相対的に短い2つの切削刃2−3,2−6は同じ長さであり、また、その他の4つの切削刃2−1,2−2,2−4,2−5は全て同じ長さである。そして、回転軸を挟んで向かい合った同一直線上に配置された2つの切削刃は、回転軸に対して対称に配置されている。ビット頭部aの外周面は孔刳面1aとなっており、各切削刃2の間の孔刳面1aには、凹溝状の繰粉排出溝4が、ビット頭部aの先端から基端に亘って形成されている。各繰粉排出溝4の溝内には、胴部b内の管腔3と連通する噴出孔5が形成されている。これら6つの繰粉排出溝4を、図9に示すように、先端面側から見て反時計回りに4−1,4−2,4−3,4−4,4−5,4−6と付番する。但し、繰粉排出溝4−1は、切削刃2−1,2−2の間に位置する繰粉排出溝4とする。このとき、図9の左右の繰粉排出溝(4−1,4−4)の溝内の噴出孔5は、その噴出孔5の孔軸(以下「噴出孔軸」という。)の孔外向き方向(以下「噴出方向」という。)がビット本体の先端寄りとなるように形成されている(図10,図11参照)。一方、図9の上下の4つの繰粉排出溝(4−2,4−3,4−5,4−6)の溝内の噴出孔5は、その噴出孔軸の噴出方向がビット本体の基端寄りとなるように形成されている。 In this embodiment, six cutting blades 2 (metal chips) are radially arranged at equal angular intervals on the tip surface of the bit head a. As shown in FIG. 9, these six cutting blades 2 are arranged counterclockwise as 2-1,2-2,2-3,2-4,2-5,2-6 when viewed from the tip surface side. Number. Of the six cutting edges 2, drilling radius r 3 of the two cutting edges 2-3,2-6 along the longitudinal center line of FIG. 9, r 6 is relatively short, the other four cutting edges 2 boring radius r 1 of -1,2-2,2-4,2-5, r 2, r 4, r 5 is configured to be relatively long. The two relatively short cutting blades 2-3, 2-6 are the same length, and the other four cutting blades 2-1, 2, 2-4, 2-5 are all the same length. Is. The two cutting blades arranged on the same straight line facing each other with the rotation axis in between are arranged symmetrically with respect to the rotation axis. The outer peripheral surface of the bit head a is a hole surface 1a, and a concave groove-shaped powder discharge groove 4 is formed on the hole surface 1a between the cutting blades 2 from the tip of the bit head a. It is formed over the edges. In the groove of each powder discharge groove 4, a ejection hole 5 communicating with the lumen 3 in the body portion b is formed. As shown in FIG. 9, these six powder discharge grooves 4 are arranged counterclockwise when viewed from the tip surface side, 4-1, 4-2, 4-3, 4-4, 4-5, 4-6. Numbered. However, the powder discharge groove 4-1 is a powder discharge groove 4 located between the cutting blades 2-1 and 2. At this time, the ejection holes 5 in the grooves of the left and right powder discharge grooves (4-1, 4-4) in FIG. 9 are outside the holes of the hole shafts of the ejection holes 5 (hereinafter referred to as "spout hole shafts"). The orientation direction (hereinafter referred to as “spouting direction”) is formed so as to be closer to the tip of the bit body (see FIGS. 10 and 11). On the other hand, in the ejection holes 5 in the grooves of the four powder discharge grooves (4-2, 4-3, 4-5, 4-6) above and below in FIG. 9, the ejection direction of the ejection hole shaft is the bit body. It is formed so as to be closer to the base end.

また、図9の平面図において、上側及び下側に位置する隣接する2つの繰粉排出溝4,4の組(繰粉排出溝組(4−2,4−3)及び繰粉排出溝組(4−5,4−6))において、それら繰粉排出溝組の間に位置する孔刳面1aの、切削刃2の底面位置から該位置よりも基端側に、その繰粉排出溝組の両繰粉排出溝4,4をつなぐ凹処6が、ビット頭部aと胴部bの接続箇所7にまで亘って形成されている。ここで、ビット頭部aは、図9に示すように、ビット頭部aを平面視したとき、ビット頭部aの包絡楕円Cを上下の2つの切断線L,Lで切断したような包絡線に納まっており、凹処6は、図9に示すように、ビット頭部aを平面視したときのビット頭部aの包絡楕円Cに対して、明瞭に凹んだ領域となっている。 Further, in the plan view of FIG. 9, a set of two adjacent powder discharge grooves 4 and 4 located on the upper side and the lower side (powder discharge groove set (4-2, 4-3) and a powder discharge groove set). In (4-5, 4-6)), the powder discharge groove of the hole surface 1a located between the powder discharge groove sets is located from the bottom surface position of the cutting blade 2 to the base end side from the position. A recess 6 connecting the two powder discharge grooves 4 and 4 of the set is formed up to the connection point 7 between the bit head portion a and the body portion b. Here, the bit head a, as shown in FIG. 9, a plan view of the bit head a, an envelope ellipse C e two vertical cutting lines L c, the bit head a was cleaved with L c and accommodated in an envelope such as, rest recess 6, as shown in FIG. 9, with respect to the envelope ellipse C e bit head a of a plan view of the bit head a, a clearly recessed region It has become.

このような構成であっても、削孔半径の小さい孔刳面1a(切削刃2−3,2−6の外端に位置する孔刳面1a)と掘鑿孔内壁との間にできる隙間を通して、および切削刃2の背後に設けられた凹処6を通して、繰粉の体積分率が大きい方の繰粉排出溝4から小さい方の繰粉排出溝4へと繰粉が移動するため、繰粉排出溝4内の繰粉が過度に渋滞して過密になることが抑制される。これにより、孔刳面1aと掘鑿孔11内壁との間隙内の繰粉や、繰粉排出溝4内の繰粉がジャミング転移することが抑制され、地盤の地質が非常に軟弱である場合でも、空気堀りによるボーリングを実現させることが可能となる。さらに、本実施例では、凹処6でつながれた2つの繰粉排出溝の組(繰粉排出溝組(4−2,4−3)及び繰粉排出溝組(4−5,4−6))において、これらの繰粉排出溝組の双方の繰粉排出溝4,4の溝内の噴出孔5,5は、ともにその噴出孔の孔軸の孔外向き方向がビット本体の基端寄りとなるように形成されている。これにより、繰粉排出溝組(4−2,4−3)及び(4−5,4−6)の各噴出孔5から噴射される圧力流体は、すべてバックブロー(ビットの先端方向と反対方向に噴射される噴射流)となる。これにより、繰粉排出溝内の繰粉を胴部側へ輸送し繰粉排出溝内の繰粉の体積分率を低下させるように作用するので、切端の繰粉の排出及び輸送をさらに円滑に行うことが出来る。 Even with such a configuration, a gap is formed between the drilling surface 1a having a small drilling radius (the drilling surface 1a located at the outer end of the cutting blades 2-3 and 2-6) and the inner wall of the drilling hole. Because the powder moves from the powder discharge groove 4 having the larger volume fraction of the powder to the powder discharge groove 4 having a smaller volume fraction 4 through and through the recess 6 provided behind the cutting blade 2. It is possible to prevent the powder in the powder discharge groove 4 from becoming excessively congested and overcrowded. As a result, the powder in the gap between the hole surface 1a and the inner wall of the excavation hole 11 and the powder in the powder discharge groove 4 are suppressed from jamming transfer, and the geology of the ground is very soft. However, it is possible to realize boring by air digging. Further, in this embodiment, a set of two powder discharge grooves (4-2, 4-3) and a powder discharge groove set (4-5, 4-6) connected by a recess 6 )), The ejection holes 5 and 5 in the grooves of the powder discharge grooves 4 and 4 of both of these powder discharge groove sets have the hole outward direction of the hole shaft of the ejection hole as the base end of the bit body. It is formed so as to be closer. As a result, all the pressure fluids injected from the ejection holes 5 of the powder discharge groove set (4-2, 4-3) and (4-5, 4-6) are back blown (opposite to the tip direction of the bit). The jet flow is jetted in the direction). As a result, the powder in the powder discharge groove is transported to the body side and acts to reduce the volume fraction of the powder in the powder discharge groove, so that the discharge and transportation of the powder from the incision are further smoothed. Can be done.

また、実施例1の図6で説明した場合と同様に、切削刃2−1,2−2,2−4,2−5の削孔半径r,r,r,rよりも、切削刃2−3,2−6の削孔半径r,rが短くなるように形成したことにより、掘鑿時の切端において、削孔半径r,rよりも内側の領域の岩盤は細かく粉砕されて粒径の小さい繰粉となる一方、削孔半径r,rよりも外側の孔壁付近の領域の岩盤は粗く粉砕されて粒径の大きな繰粉となる。このように、孔壁付近に生じる繰粉が粒径の大きな粗い粒子となることで、(特に、泥岩などの場合に)繰粉の粘性の増加が抑制される。これにより、孔壁に繰粉が附着しにくくなり、孔詰まりが防止されるという効果が生じる。 Also, as in the case described in FIG. 6 of Example 1, drilling the radius r 1 of the cutting edge 2-1,2-2,2-4,2-5, r 2, than r 4, r 5 , by the drilling radius r 3, r 6 of the cutting blade 2-3,2-6 was formed so as to be shorter, in the incisal during Kussaku, the region inside the boring radius r 3, r 6 while bedrock as a finely divided smaller particle size Kukona, rock region near the outer hole wall than boring radius r 3, r 6 is roughened ground with great Kukona particle size. In this way, the powder generated near the pore wall becomes coarse particles having a large particle size, so that the increase in the viscosity of the powder is suppressed (particularly in the case of mudstone or the like). This makes it difficult for the powder to adhere to the hole wall, and has the effect of preventing hole clogging.

尚、本発明者は、この実施例3の削孔用ビット1についても、これを用いて空気堀りによる軟弱地盤のボーリング試験を実施した。その結果、従来の削孔用ビットではジャミングにより削孔用ビットの回転が困難となるような軟弱地盤であっても、本実施例3の削孔用ビット1では削孔用ビット1の回転が可能となり、正常に空気堀りによる削孔を行うことが可能であることが実証された。 The present inventor also used the drilling bit 1 of Example 3 to carry out a boring test on soft ground by air digging. As a result, even in soft ground where it is difficult to rotate the drilling bit due to jamming with the conventional drilling bit, the drilling bit 1 of the third embodiment can rotate. It became possible, and it was demonstrated that it is possible to perform drilling by air digging normally.

図12は、本発明の実施例4に係る削孔用ビットの六面図である。図12の(a)は平面図、(b)は底面図、(c)は正面図、(d)は左側面図、(e)は右側面図、(f)は背面図である。図13は、図12の削孔用ビットの斜視図及び断面図である。図13の(a)は前方右上から視た斜視図、(b)は後方左上から視た斜視図、(c)は図12(a)のA−A線で切った矢視断面図である。図12及び図13において、実施例1,2と対応する構成部分については同符号を附す。本実施例の削孔用ビット1は、実施例1,2と同様に、ビット本体は、ビット頭部a及び胴部bの2つの部位から構成されている。そして胴部bは円筒管状であり、胴部bの外径は、ビット頭部aの外径に比べ細径とされている。図13には図示していないが、胴部b内の管腔3の基端側の内面には、ボーリングロッドの先端部を螺着させるためのネジ溝が刻設されている。管腔3の先端側の最奥部は、ビット頭部aの基端側に達しており、この部分は管腔径が段差状に縮径した腔端部3bが形成されている。 FIG. 12 is a hexagonal view of the drilling bit according to the fourth embodiment of the present invention. 12A is a plan view, FIG. 12B is a bottom view, FIG. 12C is a front view, FIG. 12D is a left side view, FIG. 12E is a right side view, and FIG. 12F is a rear view. FIG. 13 is a perspective view and a cross-sectional view of the drilling bit of FIG. 13 (a) is a perspective view seen from the front upper right, (b) is a perspective view seen from the rear upper left, and (c) is a cross-sectional view taken along the line AA of FIG. 12 (a). .. In FIGS. 12 and 13, the components corresponding to the first and second embodiments are designated by the same reference numerals. Similar to Examples 1 and 2, the drilling bit 1 of this embodiment has a bit body composed of two parts, a bit head portion a and a body portion b. The body portion b has a cylindrical shape, and the outer diameter of the body portion b is smaller than the outer diameter of the bit head portion a. Although not shown in FIG. 13, a screw groove for screwing the tip end portion of the boring rod is engraved on the inner surface of the lumen 3 in the body portion b on the proximal end side. The innermost portion on the distal end side of the lumen 3 reaches the proximal end side of the bit head a, and a lumen end portion 3b in which the lumen diameter is reduced in a stepped shape is formed in this portion.

本実施例では、ビット頭部aの先端面は、該先端面の回転中心を頂点とする扁平円錐状に形成されており、この頂点を中心に、放射状に3つの切削刃2(メタルチップ)が等角度間隔で配設されている。これら3つの切削刃2を、図12(a)に示すように、先端面側から視て反時計回りに2−1,2−2,2−3と付番する。ビット頭部aの外周面は孔刳面1aとなっており、各切削刃2の間の孔刳面1aには、凹溝状の繰粉排出溝4が、ビット頭部aの先端から基端に亘って形成されている。 In this embodiment, the tip surface of the bit head a is formed in a flat conical shape with the rotation center of the tip surface as an apex, and three cutting blades 2 (metal chips) are radially centered on this apex. Are arranged at equal intervals. As shown in FIG. 12A, these three cutting blades 2 are numbered 2-1, 2, 2-3 in a counterclockwise direction when viewed from the tip surface side. The outer peripheral surface of the bit head a is a hole surface 1a, and a concave groove-shaped powder discharge groove 4 is formed on the hole surface 1a between the cutting blades 2 from the tip of the bit head a. It is formed over the edges.

其々の切削刃2−i(i=1,2,3)の外端からビット本体の中心軸(回転軸)までの距離を、該切削刃2−iの削孔半径rとする。このとき、ビット頭部aの各切削刃2−iの外端に位置する孔刳面1aは、奇数番目の切削刃2の削孔半径r,rよりも偶数番目の切削刃2の削孔半径rが短くなるように形成されている。すなわち、図12(a)において、点線Cで示した円は、奇数番目の切削刃2−1,2−3の外端に位置する孔刳面1aを包絡する包絡円を示しているが、偶数番目の切削刃2−2の外端に位置する孔刳面1aは、この包絡円Cよりも内側に位置している。 The distance from the outer end of其's cutting edge 2-i (i = 1,2,3) center axis of the bit body to (rotation axis), and drilling the radius r i of該切Kezuha 2-i. At this time, holes Ku surface 1a positioned at the outer end of each cutting blade 2-i of the bit head a is the even-numbered than odd boring radius r 1 of the cutting blade 2, r 3 of the cutting blade 2 It is formed so that the drilling radius r 2 is shortened. That is, in FIG. 12A, the circle shown by the dotted line C indicates an envelope that encloses the hole surface 1a located at the outer end of the odd-numbered cutting blades 2-1 and 2.3. The hole surface 1a located at the outer end of the even-numbered cutting blade 2-2 is located inside the envelope C.

各繰粉排出溝4の溝内には、胴部b内の管腔3と連通する噴出孔5が形成されている。これら6つの繰粉排出溝4を、図12(a)に示すように、先端面側から視て反時計回りに4−1,4−2,4−3と付番する。但し、繰粉排出溝4−1は、切削刃2−1,2−2の間に位置する繰粉排出溝4とする。このとき、繰粉排出溝4−1,4−2の溝内に開口する噴出孔5は、その噴出孔5の孔軸(以下「噴出孔軸」という。)の外向き方向(以下「噴出方向」という。)が、ビット本体の先端寄りとなるように形成されている。一方、繰粉排出溝4−3の溝内に開口する噴出孔5は、その噴出孔5の噴出孔軸の噴出方向が、ビット本体の基端寄りとなるように形成されている。 In the groove of each powder discharge groove 4, a ejection hole 5 communicating with the lumen 3 in the body portion b is formed. As shown in FIG. 12A, these six powder discharge grooves 4 are numbered 4-1, 4-2, 4-3 counterclockwise when viewed from the tip surface side. However, the powder discharge groove 4-1 is a powder discharge groove 4 located between the cutting blades 2-1 and 2. At this time, the ejection hole 5 that opens in the groove of the powder discharge groove 4-1 and 4-2 is in the outward direction (hereinafter, "ejection hole axis") of the hole axis of the ejection hole 5 (hereinafter referred to as "ejection hole axis"). The direction ") is formed so as to be closer to the tip of the bit body. On the other hand, the ejection hole 5 that opens in the groove of the powder discharge groove 4-3 is formed so that the ejection direction of the ejection hole shaft of the ejection hole 5 is closer to the base end of the bit body.

また、2組の隣接する繰粉排出溝4,4の組(繰粉排出溝組(4−1,4−2),(4−2,4−3))において、それら繰粉排出溝組の間に位置する孔刳面1aの、切削刃2の底面位置から該位置よりも基端側に、その繰粉排出溝組の両繰粉排出溝4,4をつなぐ凹処6が、ビット頭部aと胴部bと接続箇所7にまで亘って形成されている。 Further, in two sets of adjacent powder discharge grooves 4, 4 (powder discharge groove sets (4-1, 4-2), (4-2, 4-3)), the powder discharge groove sets are used. The recess 6 connecting both the powder discharge grooves 4 and 4 of the powder discharge groove set is a bit from the bottom surface position of the cutting blade 2 to the base end side of the hole surface 1a located between the two. It is formed over the head a, the body b, and the connection point 7.

このような構成であっても、削孔半径の小さい孔刳面1a(偶数番目の切削刃2−2の外端に位置する孔刳面1a)と掘鑿孔内壁との間にできる隙間を通して、および奇数番目の切削刃2−1,2−3の背後に設けられた凹処6を通して、繰粉の体積分率が大きい方の繰粉排出溝4から小さい方の繰粉排出溝4へと繰粉が移動するため、繰粉排出溝4内の繰粉が過度に渋滞して過密になることが抑制される。これにより、孔刳面1aと掘鑿孔内壁との間隙内の繰粉や、繰粉排出溝4内の繰粉がジャミング転移することが抑制され、地盤の地質が非常に軟弱である場合でも、空気堀によるボーリングを実現させることが可能となる。 Even with such a configuration, through the gap formed between the drilling surface 1a having a small drilling radius (the drilling surface 1a located at the outer end of the even-numbered cutting blade 2-2) and the inner wall of the drilling hole. , And through the recesses 6 provided behind the odd-numbered cutting blades 2-1 and 2, from the powder discharge groove 4 having the larger volume fraction of the powder to the powder discharge groove 4 having the smaller volume fraction 4. Since the milling moves, it is possible to prevent the milling in the milling discharge groove 4 from becoming excessively congested and overcrowded. As a result, the powder in the gap between the hole surface 1a and the inner wall of the excavation hole and the powder in the powder discharge groove 4 are suppressed from jamming transfer, and even when the geology of the ground is very soft. , It is possible to realize boring by air moat.

また、実施例1の図6で説明した場合と同様に、奇数番目の切削刃2−1,2−3の削孔半径r,rよりも、偶数番目の切削刃2−2の削孔半径rが短くなるように形成したことにより、掘鑿時の切端において、削孔半径rよりも内側の領域の岩盤は細かく粉砕されて粒径の小さい繰粉となる一方、削孔半径rよりも外側の孔壁付近の領域の岩盤は粗く粉砕されて粒径の大きな繰粉となる。このように、孔壁付近に生じる繰粉が粒径の大きな粗い粒子となることで、(特に、泥岩などの場合に)繰粉の粘性の増加が抑制される。これにより、孔壁に繰粉が附着しにくくなり、孔詰まりが防止されるという効果が生じる。 Also, as in the case described in FIG. 6 of Example 1, than boring radius r 1, r 3 of the odd-numbered cutting blades 2-1 and 2-3, cutting of even-numbered cutting blades 2-2 Since the hole radius r 2 is formed to be short, the rock mass in the region inside the drilling radius r 2 is finely crushed into powder with a small particle size at the incision during digging, while drilling. rock region near the outer hole wall than the radius r 2 is coarsely pulverized by a major Kukona particle size. In this way, the powder generated near the pore wall becomes coarse particles having a large particle size, so that the increase in the viscosity of the powder is suppressed (particularly in the case of mudstone or the like). This makes it difficult for the powder to adhere to the hole wall, and has the effect of preventing hole clogging.

尚、本実施例では、奇数番目の切削刃2の削孔半径を偶数番目の切削刃の削孔半径よりも長くなるように構成した例を示したが、奇数番目の切削刃2の削孔半径を偶数番目の切削刃の削孔半径よりも短くなるように構成することもできる。また、全ての切削刃2の削孔半径を異なるものとすることもできる。 In this embodiment, an example in which the drilling radius of the odd-numbered cutting blade 2 is configured to be longer than the drilling radius of the even-numbered cutting blade 2 is shown, but the drilling of the odd-numbered cutting blade 2 is shown. The radius can also be configured to be shorter than the drilling radius of the even-numbered cutting blade. Further, the drilling radii of all the cutting blades 2 may be different.

図14は、本発明の実施例5に係る削孔用ビットの六面図である。図14の(a)は平面図、(b)は底面図、(c)は正面図、(d)は左側面図、(e)は右側面図、(f)は背面図である。図15は、図14の削孔用ビットの斜視図及び断面図である。図15の(a)は前方右上から視た斜視図、(b)は後方左上から視た斜視図、(c)は図14(a)のA−A線で切った矢視断面図である。図14及び図15において、実施例1,2と対応する構成部分については同符号を附す。本実施例の削孔用ビット1は、実施例1,2と同様に、ビット本体は、ビット頭部a及び胴部bの2つの部位から構成されている。そして胴部bは円筒管状であり、胴部bの外径は、ビット頭部aの外径に比べ細径とされている。図15には図示していないが、胴部b内の管腔3の基端側の内面には、ボーリングロッドの先端部を螺着させるためのネジ溝が刻設されている。管腔3の先端側の最奥部は、ビット頭部aの基端側に達しており、この部分は管腔径が段差状に縮径した腔端部3bが形成されている。 FIG. 14 is a six-view view of the drilling bit according to the fifth embodiment of the present invention. 14A is a plan view, FIG. 14B is a bottom view, FIG. 14C is a front view, FIG. 14D is a left side view, FIG. 14E is a right side view, and FIG. 14F is a rear view. FIG. 15 is a perspective view and a cross-sectional view of the drilling bit of FIG. 15 (a) is a perspective view seen from the front upper right, (b) is a perspective view seen from the rear upper left, and (c) is a cross-sectional view taken along the line AA of FIG. 14 (a). .. In FIGS. 14 and 15, the components corresponding to the first and second embodiments are designated by the same reference numerals. Similar to Examples 1 and 2, the drilling bit 1 of this embodiment has a bit body composed of two parts, a bit head portion a and a body portion b. The body portion b has a cylindrical shape, and the outer diameter of the body portion b is smaller than the outer diameter of the bit head portion a. Although not shown in FIG. 15, a screw groove for screwing the tip end portion of the boring rod is engraved on the inner surface of the lumen 3 in the body portion b on the proximal end side. The innermost portion on the distal end side of the lumen 3 reaches the proximal end side of the bit head a, and a lumen end portion 3b in which the lumen diameter is reduced in a stepped shape is formed in this portion.

本実施例では、ビット頭部aの先端面は、該先端面の回転中心を頂点とする扁平円錐状に形成されており、この頂点を中心に、放射状に5つの切削刃2(メタルチップ)が等角度間隔で配設されている。これら5つの切削刃2を、図14(a)に示すように、先端面側から視て反時計回りに2−1,2−2,2−3,2−4,2−5と付番する。ビット頭部aの外周面は孔刳面1aとなっており、各切削刃2の間の孔刳面1aには、凹溝状の繰粉排出溝4が、ビット頭部aの先端から基端に亘って形成されている。 In this embodiment, the tip surface of the bit head a is formed in a flat conical shape with the rotation center of the tip surface as an apex, and five cutting blades 2 (metal chips) are radially centered on this apex. Are arranged at equal intervals. As shown in FIG. 14A, these five cutting blades 2 are numbered 2-1, 2-2, 2-3, 2-4, 2-5 counterclockwise when viewed from the tip surface side. do. The outer peripheral surface of the bit head a is a hole surface 1a, and a concave groove-shaped powder discharge groove 4 is formed on the hole surface 1a between the cutting blades 2 from the tip of the bit head a. It is formed over the edges.

其々の切削刃2−i(i=1,2,…,5)の外端からビット本体の中心軸(回転軸)までの距離を、該切削刃2−iの削孔半径rとする。このとき、ビット頭部aの各切削刃2−iの外端に位置する孔刳面1aは、奇数番目の切削刃2の削孔半径r,r,rよりも偶数番目の切削刃2の削孔半径r,rが短くなるように形成されている。すなわち、図14(a)において、点線Cで示した円は、奇数番目の切削刃2−1,2−3,2−5の外端に位置する孔刳面1aを包絡する包絡円を示しているが、偶数番目の切削刃2−2,2−4の外端に位置する孔刳面1aは、この包絡円Cよりも内側に位置している。 其's cutting edge 2-i (i = 1, 2, ..., 5) the distance from the outer end to the center axis of the bit body (rotational shaft), and the drilling radius r i of該切Kezuha 2-i do. At this time, the hole surface 1a located at the outer end of each cutting blade 2-i of the bit head a is an even-numbered cutting than the drilling radii r 1 , r 3 , r 5 of the odd-numbered cutting blade 2. The drilling radii r 2 and r 4 of the blade 2 are formed to be short. That is, in FIG. 14A, the circle shown by the dotted line C indicates an envelope that encloses the hole surface 1a located at the outer end of the odd-numbered cutting blades 2-1, 2-3, 2-5. However, the hole surface 1a located at the outer end of the even-numbered cutting blades 2-2, 2-4 is located inside the envelope C.

各繰粉排出溝4の溝内には、胴部b内の管腔3と連通する噴出孔5が形成されている。これら6つの繰粉排出溝4を、図12(a)に示すように、先端面側から視て反時計回りに4−1,4−2,4−3,4−4,4−5と付番する。但し、繰粉排出溝4−1は、切削刃2−1,2−2の間に位置する繰粉排出溝4とする。このとき、繰粉排出溝4−1,4−2,4−4の溝内に開口する噴出孔5は、その噴出孔5の孔軸(以下「噴出孔軸」という。)の外向き方向(以下「噴出方向」という。)が、ビット本体の先端寄りとなるように形成されている。一方、繰粉排出溝4−3,4−5の溝内に開口する噴出孔5は、その噴出孔5の噴出孔軸の噴出方向が、ビット本体の基端寄りとなるように形成されている。 In the groove of each powder discharge groove 4, a ejection hole 5 communicating with the lumen 3 in the body portion b is formed. As shown in FIG. 12A, these six powder discharge grooves 4 are arranged counterclockwise as 4-1, 4-2, 4-3, 4-4, 4-5 when viewed from the tip surface side. Number. However, the powder discharge groove 4-1 is a powder discharge groove 4 located between the cutting blades 2-1 and 2. At this time, the ejection hole 5 opened in the groove of the powder discharge groove 4-1, 4-2, 4-4 is the outward direction of the hole axis of the ejection hole 5 (hereinafter referred to as "the ejection hole axis"). (Hereinafter referred to as "spouting direction") is formed so as to be closer to the tip of the bit body. On the other hand, the ejection holes 5 that open in the grooves of the powder discharge grooves 4-3 and 4-5 are formed so that the ejection direction of the ejection hole shaft of the ejection holes 5 is closer to the base end of the bit body. There is.

また、3組の隣接する繰粉排出溝4,4の組(繰粉排出溝組(4−5,4−1),(4−2,4−3),(4−4,4−5))において、それら繰粉排出溝組の間に位置する孔刳面1aの、切削刃2の底面位置から該位置よりも基端側に、その繰粉排出溝組の両繰粉排出溝4,4をつなぐ凹処6が、ビット頭部aと胴部bと接続箇所7にまで亘って形成されている。 In addition, 3 sets of adjacent powder discharge grooves 4, 4 (mill powder discharge groove sets (4-5, 4-1), (4-2, 4-3), (4, 4, 4-5) )), Both the powder discharge grooves 4 of the powder discharge groove set are located on the hole surface 1a located between the powder discharge groove sets, from the bottom surface position of the cutting blade 2 to the base end side from the position. A recess 6 connecting the parts and 4 is formed over the bit head portion a, the body portion b, and the connection portion 7.

このような構成であっても、削孔半径の小さい孔刳面1a(偶数番目の切削刃2−2,2−4の外端に位置する孔刳面1a)と掘鑿孔内壁との間にできる隙間を通して、および奇数番目の切削刃2−1,2−3,2−5の背後に設けられた凹処6を通して、繰粉の体積分率が大きい方の繰粉排出溝4から小さい方の繰粉排出溝4へと繰粉が移動するため、繰粉排出溝4内の繰粉が過度に渋滞して過密になることが抑制される。これにより、孔刳面1aと掘鑿孔内壁との間隙内の繰粉や、繰粉排出溝4内の繰粉がジャミング転移することが抑制され、地盤の地質が非常に軟弱である場合でも、空気堀によるボーリングを実現させることが可能となる。 Even with such a configuration, between the hole surface 1a having a small drilling radius (the hole surface 1a located at the outer end of the even-numbered cutting blades 2-2, 2-4) and the inner wall of the drilling hole. Through the gaps that can be formed and through the recesses 6 provided behind the odd-numbered cutting blades 2-1, 2, 3 and 2-5, the volume fraction of the powder is smaller than the powder discharge groove 4 having the larger volume fraction. Since the powder is moved to the powder discharge groove 4 on the other side, it is possible to prevent the powder in the powder discharge groove 4 from becoming excessively congested and overcrowded. As a result, the powder in the gap between the hole surface 1a and the inner wall of the excavation hole and the powder in the powder discharge groove 4 are suppressed from jamming transfer, and even when the geology of the ground is very soft. , It is possible to realize boring by air moat.

また、実施例1の図6で説明した場合と同様に、奇数番目の切削刃2−1,2−3,2−5の削孔半径r,r,rよりも、偶数番目の切削刃2−2,2−4の削孔半径r,rが短くなるように形成したことにより、掘鑿時の切端において、削孔半径r,rよりも内側の領域の岩盤は細かく粉砕されて粒径の小さい繰粉となる一方、削孔半径r,rよりも外側の孔壁付近の領域の岩盤は粗く粉砕されて粒径の大きな繰粉となる。このように、孔壁付近に生じる繰粉が粒径の大きな粗い粒子となることで、(特に、泥岩などの場合に)繰粉の粘性の増加が抑制される。これにより、孔壁に繰粉が附着しにくくなり、孔詰まりが防止されるという効果が生じる。 Also, as in the case described in FIG. 6 of Example 1, drilling the radius r 1 of the odd-numbered cutting blades 2-1,2-3,2-5, r 3, than r 5, the even-numbered by drilling radius r 2, r 4 of the cutting edges 2-2 and 2-4 is formed to be shorter, in the incisal during Kussaku, rock a region inside the boring radius r 2, r 4 whereas been finely ground becomes small Kukona particle sizes, rock region near the outer hole wall than boring radius r 2, r 4 becomes coarsely crushed by a large Kukona particle size. In this way, the powder generated near the pore wall becomes coarse particles having a large particle size, so that the increase in the viscosity of the powder is suppressed (particularly in the case of mudstone or the like). This makes it difficult for the powder to adhere to the hole wall, and has the effect of preventing hole clogging.

尚、本実施例では、奇数番目の切削刃2の削孔半径を偶数番目の切削刃の削孔半径よりも長くなるように構成した例を示したが、奇数番目の切削刃2の削孔半径を偶数番目の切削刃の削孔半径よりも短くなるように構成することもできる。また、全ての切削刃2の削孔半径を異なるものとすることもできる。 In this embodiment, an example in which the drilling radius of the odd-numbered cutting blade 2 is configured to be longer than the drilling radius of the even-numbered cutting blade 2 is shown, but the drilling of the odd-numbered cutting blade 2 is shown. The radius can also be configured to be shorter than the drilling radius of the even-numbered cutting blade. Further, the drilling radii of all the cutting blades 2 may be different.

1 削孔用ビット
a ビット頭部
b 胴部
1a 孔刳面
2 切削刃
3 管腔
3a ネジ溝
3b 腔端部
4 繰粉排出溝
5 噴出孔
6 凹処
7 接続箇所
10 ボーリングロッド
11 掘鑿孔
11a 切端
G 地盤
1 Bit for drilling a Bit Head b Body 1a Hole surface 2 Cutting blade 3 Cavity 3a Thread groove 3b Cavity end 4 Powder discharge groove 5 Ejection hole 6 Concave 7 Connection point 10 Boring rod 11 Drilling hole 11a Cut edge G ground

Claims (3)

ビット本体と、前記ビット本体の先端面に、該先端面の中心に対し放射状に配設された、3つ以上の切削刃とを備えた削孔用ビットであって、
前記ビット本体は、前記先端面を含む側のビット頭部と、前記ビット頭部の基端側に前記ビット頭部より小径に形成された円筒管状の胴部とを有し、
前記各切削刃はその外周側端部が、ビット頭部の外周面である孔刳面に接するか又は前記孔刳面よりも外側に突出するように配設されており、
前記孔刳面の、其々の隣接する2つの前記切削刃の中間には、凹溝状の繰粉排出溝が、前記ビット頭部の先端側から基端側に亘って形成されており、
前記各繰粉排出溝内には、圧縮空気が圧送される前記胴部内の管腔と連通する噴出孔が形成されており、
前記切削刃は、断面形状が、四角形の一辺に三角形を底辺を合わせて結合した五角形である箭れい形に形成されており、
其々の前記切削刃の外周側端部から前記ビット本体の中心軸までの距離を、該切削刃の削孔半径としたとき、其々の前記切削刃の削孔半径は、一部又は全部が異なることを特徴とする削孔用ビット。


A drilling bit provided with a bit body and three or more cutting blades radially arranged on the tip surface of the bit body with respect to the center of the tip surface.
The bit body has a bit head on the side including the tip surface and a cylindrical tubular body formed on the base end side of the bit head with a diameter smaller than that of the bit head.
Each of the cutting blades is arranged so that its outer peripheral end is in contact with a hole surface which is an outer peripheral surface of a bit head or protrudes outward from the hole surface.
A concave groove-shaped powder discharge groove is formed between the two adjacent cutting blades on the hole surface from the tip end side to the base end side of the bit head.
In each of the powder discharge grooves, a ejection hole that communicates with the lumen in the body to which compressed air is pumped is formed.
The cutting blade is formed in a pentagonal shape in which the cross-sectional shape is a pentagon in which a triangle is joined to one side of a quadrangle with the base aligned.
When the distance from the outer peripheral end of each cutting blade to the central axis of the bit body is taken as the drilling radius of the cutting blade, the drilling radius of each cutting blade is part or all. A bit for drilling, which is characterized by being different.


前記ビット頭部の先端面には、3つ以上の前記切削刃が配設されており、これらのうち一つの前記切削刃を1番目として、前記各切削刃を、前記先端面の中心に対して時計回り又は反時計回り順次付番したとき、奇数番目の前記切削刃の削孔半径と偶数番目の前記切削刃の削孔半径とが異なることを特徴とする請求項1記載の削孔用ビット。 Three or more cutting blades are arranged on the tip surface of the bit head, and one of the cutting blades is set as the first cutting blade, and each cutting blade is set with respect to the center of the tip surface. 1 bit. 管状のボーリングロッドと、該ボーリングロッドの先端に接続された請求項1又は2に記載の削孔用ビットとを備えたボーリングマシンを用いて地盤を削孔する地盤削孔方法であって、
前記削孔用ビットの前記各繰粉排出溝内には、前記胴部内に形成された管腔と連通する噴出孔が形成されており、前記胴部内の管腔は前記ボーリングロッド内の管腔と連通しており、
前記ボーリングロッドの基端から先端に、前記ボーリングロッド内の管腔を通して圧縮空気を圧送し、前記削孔用ビットの前記噴出孔から圧縮空気を噴射させるとともに、前記ボーリングロッドを軸方向の打撃振動を加えつつ回転させることにより地盤を削孔する地盤削孔方法。
A ground drilling method for drilling the ground using a boring machine provided with a tubular boring rod and the drilling bit according to claim 1 or 2 connected to the tip of the boring rod.
In each of the powder discharge grooves of the drilling bit, a ejection hole communicating with a lumen formed in the body portion is formed, and the lumen in the body portion is a lumen in the boring rod. Communicate with
Compressed air is pumped from the base end to the tip of the boring rod through a cavity in the boring rod to inject compressed air from the ejection hole of the drilling bit, and the boring rod is subjected to axial striking vibration. A ground drilling method in which the ground is drilled by rotating while adding.
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