JPH079148B2 - 地中掘削装置におけるトリコンビツト - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 〔発明の目的〕 （産業上の利用分野） 本発明は掘削用トリコンビットにかゝり、特に地中掘削
装置におけるトリコンビットに関する。

（従来の技術） 従来から地中に鋼管等を埋設する場合、地中に横孔を掘
削しながら管を埋設してゆく地中掘削装置が用いられて
いる。

この場合、管を埋設する地盤が礫を含む地層などにあっ
ては、掘削装置の先端にトリコンビットを環状に配設
し、これらトリコンビットを公転駆動して地中を掘進す
ることにより、礫地層であってもこれを破砕して掘進す
ることができるようになっている。

（発明が解決しようとする問題点） しかして従来のトリコンビットを用いた掘削装置では、
埋設管の内部に設けられたケーシングの先導管の先端内
部に、該先導管の前方位置の中心方向に軸心が向く複数
の外側のトリコンビットと軸心が外方を向く複数の内側
のトリコンビットが環状に配設されている。

このような構造であると、外側のトリコンビットの円錐
面が内側のトリコンビットの円錐面に対し平行でないた
め、外側のトリコンビットの先端側と、内側のトリコン
ビットの基端側とは同一の礫石の塊りが接触する可能性
が多くなる。こうした場合、先端側の刃は常時同じ個所
で接触して掘削しているため摩耗が激しく、基端側の刃
がそれ程摩耗していなくても、摩耗のための交換回数も
ひんぱんになる。

このような問題の対策として、外側のトリコンビットを
形成する円錐の頂点を先導管のぼゞ軸心に一致させ、ビ
ットの長さをこれまでと同一、すなわち、先端側を点で
なく面として円錐角度をゆるやかにしたものを案出した
が、これによれば片べりの問題は解消されても、ビット
の表面積が増加した分だけ掘削抵抗が多くなり、有効に
回らなくなるなど新たな問題が生じた。

本発明はこれに鑑み、片べり防止と回転のスムーズ化を
図った地中掘削装置におけるトリコンビットを提供して
従来技術のもつ欠点を解消することを目的としてなされ
たものである。

〔発明の構成〕

（問題点を解決するための手段） 上記目的を達成するため本発明においては、埋設管の内
部に挿入されるケーシングの先導管の前方位置の中心方
向に軸心が向く複数のトリコンビットを環状に配設した
地中掘削機において、略円錐形上をなすトリコンビット
をその軸線に対し直交する方向で分離して基部大ビット
と先端小ビットとに２分割し、これら大，小ビットの母
線の頂点を前記先導管の前方位置の中心と略一致する形
状に形成し、前記大，小ビットの間にケーシングに支持
部材を介在させて回転自在に軸支した地中掘削装置にお
けるトリコンビットを特徴とする。

〔作 用〕

このような構成をとることにより、トリコンビットの回
転時に局部のみの異常摩耗を減少させるとともにトリコ
ンビットを大ビットと小ビットの２分割により掘削抵抗
の大きいとき同時に回転が止められることが防止され掘
削が順調に行なわれる。

〔実施例〕

以下、本発明を第１図乃至第６図に示す実施例を参照し
て説明する。

本発明が適用される中空方式の地中掘削機は、第１図に
その断面を示すように、堅孔１に設置されたベース２に
埋設管３を置き、その中に前部に先導管５を配置したケ
ーシング４が複数のローラ６によって埋設管３内を回転
自在に、かつ前後方向に摺動自在に支承されている。

埋設管３およびケーシング４を掘進させる駆動源は、ギ
ヤードモータ７から図示しないチェーンなどを介して推
進ジャッキ８に動力を伝達され、この推進ジャッキ８の
作動によって横方向の掘削がなされるようになってい
る。

前記埋設管３の前面には先導管５の周囲に設けられた刃
先９があり、またその先導管５内には複数の支持部材10
の一方の端部が回動自在に取付けられ、他方の端部には
外側ビット11がそれぞれ設けられている。

なお、第１図には実際には設けられている内側ビッドが
略図のため省略されている。

そして前記刃先９、外側ビット11および内側ビット（第
１図においては図示省略）によって掘削された土砂等は
先導管５よりケーシング４を経て図示しない排出口から
排出されるようになっている。

図中12は削進用ホースであり、13は主電力キャップタイ
ヤコード、14は削進用油圧ホースを示す。

本発明にかゝる地中掘削装置のトリコンビット15は、第
２図および第３図に示すように、基部大ビット16と、先
端小ビット17と、その間に設けられた支持部材18と、そ
の３者にまたがる軸19および前記基部大ビット16と先端
小ビット17に設けられた軸受20,20などにより構成され
ている。

前記基部大ビット16および先端小ビット17は、略円錐形
状をなした一体のトリコンビットを、その軸線21に対し
て直交する方向で分割した形態に形成され、これら基部
大ビット16および先端小ビット17の円錐形状の母線22,2
2の頂点は、前記先導管５の前方位置の中心Ｏ（第４図
図示）に略一致する形状に形成されている。

そしてこの基部大ビット16、先端小ビット17は、円錐状
本体23,24に刃などの突部25が植込み形成された円錐形
をなしており、前記基部大ビット16と先端小ビット17と
の間には前記支持部材18の支持部26が設けられている。

前記支持部26には軸19が固設され、軸19の両端にはそれ
ぞれ軸受20,20を介して前記基部大ビット16、および先
端小ビット17が回転自在に支承されている。

第４図乃至第６図は本発明にかゝるトリコンビットを適
用した地中掘削装置の一実施例を示すもので、第１図と
同一個所には同一符号を用いて示すように、埋設管３の
内部に挿通されるケーシング４、ケーシング４の先導管
５の内部に、該先導管５の前方の中心に軸心が向く複数
（図示では４個）の外側の本発明のトリコンビット15,1
5,…と、これら外側のトリコンビット15,15…の各間に
位置する複数（図示では４個）の内側のトリコンビット
27,27…とが環状に配置されている。

前記外側のトリコンビット15には前記支持部材18が設け
られ、その支持部材18には、先導管５の内周に所定間隔
を置いて前後に固設された第１および第２環状部材28,2
9のうち、前方の第１環状部材28にストッパ部30および
押戻し手段31が、また第２環状部材29に軸受部32がそれ
ぞれ関連して設けられている。

前記支持部材18は、図示の実施例では支持部26から約35
゜傾斜したねじれ部33が形成され、このねじれ部33の終
端からさらに平坦部34が形成されている。

したがって前記支持部26の面と、平坦部34の面はねじれ
部33の分だけねじれた角度に形成されている。

前記平坦部34の一側面35は、前記ストッパ部30と接触が
できるようになっており、平坦部34の端部36は前記軸受
部32に係合されるようになっている。

前記第１環状部材28には、外周近傍から円周近傍にかけ
て傾斜状態に角形状のガイド孔37が設けられ、このガイ
ド孔37は前記支持部材18の平坦部34を挿入したとき、幅
方向に遊動的に嵌合できるようになっており、その幅方
向の一端部はストッパ部30に形成されている。

また第１環状部材28にはバネやダンパー、その他これに
類似の弾性体などの押戻し手段31（第５図示ではバネ）
が設けられており、常時前記支持部材18の他側を押圧す
るように取付けられている。

前記第２環状部材29には、前記平坦部34の端部36と二又
部分で係合する軸受部32が設けられている。

この場合、支持部材18の平坦部34の端部36の孔38は第２
環状部材29の軸受部32においてピン39により枢支され、
これにより支持部材18はピン39の周りに揺動可能となっ
ている。

そして平坦部34の他側を前記押戻し手段31が押圧するこ
とにより一側面35が前記ストッパ部30に当接したとき、
外側のトリコンビット15を形成している基部大ビット16
および先端小ビット17は回動して前記埋設管５の外径よ
りも外側へ突出して掘削状態の位置となる。

なお、第５図において先導管５の外周には刃先９が複数
個突出して設けられ、掘削時は突出状態にボルト40等に
よりセットされているが、先導管５の後退時などの場合
はボルト40を弛め折りたゝむように外周面に近ずけるこ
とができる。図中41はジョイントフランジである。

つぎに作用を説明する。

まず掘削を開始する前に本発明にかゝる外側のトリコン
ビット15を埋設管３の外径よりも突出した状態、すなわ
ち支持部材18の一側面35をストッパ部30に当接させてお
き、ケーシング４を図示しない駆動装置により例えば右
回転させると、先導管５が一体に回転して、これと共に
外側、内側のトリコンビット15,27が公転する。これら
トリコンビット15,27の公転により地中の礫を破砕し、
破砕された礫はケーシング４内に取込まれ、図示しない
螺旋翼により後方へ運びこまれて地上に排出される。

礫に接する外側、内側のトリコンビット15,27はそれぞ
れ支持部18、および図示しない支持部の間の軸の中心を
自転し、特に外側のトリコンビット15においては、基部
大ビット16と先端小ビット17とは別々に独立して自転を
行ない、抵抗の大きい場合は遅く抵抗の少ない場合は早
く、かつ先端部分も礫とは点接触でなく面接触の状態を
保ちつゝ礫破砕を行なう。

この場合、外側のトリコンビット15は、正回転（例えば
右回転）では土圧により埋設管５よりも外側へ突出する
方向に加圧され、逆回転（例えば左回転）では土圧によ
り埋設管３内に縮径する方向に加圧される。そして土圧
がなくなった場合は押戻し手段31により支持部材18が押
圧され掘削体勢への早期復帰が可能となる。

したがって外側のトリコンビット15が摩耗などにより交
換する場合、先導管５を後退させ、埋設管３の後端に至
ったとき、支持部材18が結合されている軸受部32からピ
ン39を外した上、第１環状部材28のガイド孔37から引抜
けばよい。そして新しいトリコンビット15または修理済
のトリコンビット15を装着するにはこの逆を行えばよ
い。

なお、実施例では支持部材にねじれ部を有するものにつ
いて、ねじれ角が35゜の場合を説明したが、ねじれ部は
必須のものでなく、またある場合も必ずしも35゜に限定
されるものでない。

（発明の効果〕 本発明は以上説明したように、埋設管の内部に挿入され
るケーシングの先導管の前方位置の中心方向に軸心が向
く複数のトリコンビットを環状に配設した地中掘削機に
おいて、略円錐形状をなすトリコンビットをその軸線に
対し直交する方向で分離して基部大ビットとその先端小
ビットとに２分割し、これら大，小ビットの母線の頂点
を前記先導管の前方位置の中心と略一致する形状に形成
し、前記大，小ビット間にケーシングに支持するための
支持部材を介在させて回転自在に軸支したから、先端小
ビットも円錐頂点の刃先のみが礫に接触して異状摩耗す
るような従来の不具合がなくなり、円錐面全体の突起で
礫に接触するため局部摩耗がなくなる。また円錐面全体
の突起で接触するために起る有効回転不能の不具合に対
しては、本発明ではトリコンビットを基部大ビットと先
端小ビットの２つに分割したため、両ビットは互いに独
立して回転することが可能となる。これにより、トリコ
ンビットの刃の摩耗は少なくなり、掘削効率などを高め
ることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明が適用される地中掘削機の概要を示す側
面図、第２図は本発明にかゝるトリコンビットの実施例
の正面図、第３図は第２図の側面図、第４図は本体のト
リコンビットが適用された地中掘削装置の正面図、第５
図は第４図の側面図、第６図は本発明のトリコンビット
と支持部材との関係を示す一実施例の斜視図である。 ３……埋設管、４……ケーシング、５……先導管、15…
…トリコンビット、16……基部大ビット、17……先端小
ビット、18……支持部材、19……軸、20……軸受、21…
…軸線、22……母線、Ｏ……先導管中心。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】埋設管の内部に挿入されるケーシングの先
   導管の前方位置の中心方向に軸心が向く複数のトリコン
   ビットを環状に配設した地中掘削機において、略円錐形
   上をなすトリコンビットをその軸線に対し直交する方向
   で分離して基部大ビットと先端小ビットとに２分割し、
   これら大，小ビットの母線の頂点を前記先導管の前方位
   置の中心と略一致する形状に形成し、前記大，小ビット
   の間にケーシングに支持するための支持部材を介在させ
   て回転自在に軸支したことを特徴とする地中掘削装置に
   おけるトリコンビット。