JPS6144194B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、リバースサーキユレーシヨン工法ま
たはアースオーガ工法等において使用される竪穴
掘削用ビツトに関する。

この種の工法に使用される掘削ビツトには三翼
ビツト、四翼ビツト等のいわゆるブレードビツト
とローラカツタのついたローラビツトとがある
が、本発明はそのうちのブレードビツトを対象と
したものである。

周知の通り、三翼、四翼ビツトとしたは、(1)平
形カツタを取付けたもの、(2)カツタ単体がビツト
の回転に伴ない土砂の掘削抵抗によつて自由に回
転できる円錐形カツタを取付けたもの、(3)平形カ
ツタと円錐形カツタとを取付けたもの、とがあ
る。そして、(1)のビツトは一般土質用として、(2)
のビツトは硬地盤用として、(3)のビツトは一般土
質から硬地盤まで掘削できるものとして夫々使用
されている。

ところで、基礎杭は一般土質のＮ値50以上の礫
層に根入れするのが最も一般的であつたが、近
年、建造物の大型化に伴ない、一般土質下層の硬
地盤あるいは該硬地盤下層の岩盤層まで掘削して
根入れすることが要求されてきている。従つて、
一本の基礎杭孔を掘削する場合、掘削する地層の
硬さに応じて前記(1)ないし(3)のビツトを使い分け
ながら掘削する必要がある。

しかし、殆んどの基礎杭の場合、杭体のコンク
リート強度は約300Kg/cm²であるから、杭の根入れ
用の穴として、前記コンクリート強度と略同じ圧
縮強度の軟岩層までを掘削すれば十分であること
が分り、一つのビツトで一般土質から軟岩層まで
を掘削することが行われるようになつた。このよ
うに、一般土質から軟岩層までを掘削できるビツ
トとしては、従来次のようなビツトが用いられて
いる。

(イ) 前記(3)のビツト、即ち円錐形カツタと平形カ
ツタとを組合わせたビツト。

(ロ) 平形カツタと特殊平形カツタとを組合わせた
ビツト。

第１図は前記(イ)の円錐形カツタと平形カツタと
を組合わせた掘削ビツトを示しており、１は排土
管、２は回転翼、３及び４は夫々回転翼２の傾斜
面下端に固着された平形カツタ及び円錐形カツタ
である。この掘削ビツトは、円錐形カツタ４によ
つて圧痕を形成し、続いて、円錐形カツタ４と平
形カツタ３とにより掘削するものであり、掘削層
が一般土質の場合には各カツタのくい込み量が大
きいため、大半の土砂を平形カツタ３で掘削し、
掘削層が硬地盤層（軟岩層を含む）となると、第
２図に示すように、円錐形カツタ４によつて岩盤
５に圧痕６を形成し、続いて、円錐形カツタ４と
平形カツタ３とによつて掘削していく。

この掘削ビツトにおいては、第２図の如く、平
形カツタ３及び円錐形カツタ４に超硬チツプ３
ａ，４ａが夫々ろう付けされているが、この超硬
チツプ３ａ，４ａの高さ寸法は後述のような制約
を受けて前記圧痕の深さＨを深くすることができ
なかつた。即ち、圧痕６の深さＨが大きくなるよ
うにカツタ３と４との高低差を大きくすると、円
錐形カツタ４の母材であるカツタ本体４ｂが土砂
によつて削られて早期に摩耗してしまう。また、
円錐形カツタ４の超硬チツプ４ａの長さを長くし
て深い圧痕を形成しようとすると、掘削時におけ
る大きな突き上げ力により超硬チツプが折損しや
すくなる。このように、従来は円錐形カツタ４に
よる圧痕６の深さを深くできない（Ｈ＝２mm程
度）ため、圧痕６間の軟岩をゆるめる効果がほと
んどなかつた。また、圧痕６が浅いために平形カ
ツタ３の掘削負担が大きくなり、該平形カツタ３
のカツタ本体３ｂ及び超硬チツプ３ａの摩耗が激
しかつた。更に、圧痕が浅いため、特に軟岩盤の
表層部へのくい付き掘削時及び軟岩盤の中心部掘
削時とも円錐形カツタ群、平形カツタ群の全てに
軟岩盤の圧縮強度に相当する面圧、即ち大きなビ
ツト荷重を加えなければならず、かつ大きな掘削
トルクも必要であつた。

第３図は前記(ロ)のビツト、即ち回転翼２に平形
カツタ３とチツプの先端を突状に形成した特殊平
形カツタ７とを取付けた掘削ビツトを示してお
り、この掘削ビツトは第２図と同様に特殊平形カ
ツタ７により溝を掘削し、該溝の間を平形カツタ
３により掘削するものである。しかし、この掘削
ビツトにおいても、前記(イ)のビツトと同様な欠点
を有すると共に、次のような欠点がある。即ち、
特殊平形カツタ７を強化して深い溝を掘削しよう
としても、その溝内の掘りくずによる二次破砕に
より特殊平形カツタ７のカツタ本体及び超硬チツ
プが摩耗してしまう。従つて、特殊平形カツタ７
による溝の溝深さを深くすることができず、第１
図の掘削ビツトと同様に大ビツト荷重、大掘削ト
ルクが必要となつていた。

本発明は、上記従来技術の欠点に鑑みてなされ
たもので、軟岩盤の掘削の際に深い溝を掘削する
ことができ、かつ必要最低限の掘削トルク及びビ
ツト荷重で掘削を行える竪穴掘削用ビツトを提供
することを目的とする。

この目的を達成するために、本発明の竪穴掘削
用ビツトは、回転可能な排土管と、排土管の下部
に上反角とすくい角をもつて放射状に取付けられ
た複数の回転翼と、回転翼の回転中心からの半径
位置を異ならせて取付けられた複数個のカツタと
を備え、前記カツタが主カツタと補カツタとから
成り、主カツタは切削形カツタであつて、前記回
転翼に固着されたカツタ本体と、該カツタ本体に
設けた嵌め込み溝に嵌め込まれてろう付けされた
超硬チツプとからなり、該超硬チツプは、その高
さを前記カツタ本体に設けた嵌め込み溝の深さよ
りやや高くすると共にその幅を前記カツタ本体の
幅よりやや大きくして超硬チツプの下端の刃先お
よび両側縁をカツタ本体よりやや突出せしめ、前
記超硬チツプの刃先がこれに隣接する補カツタの
刃先より下方に位置すると共に、その超硬チツプ
の上端を少なくとも前記補カツタの刃先の下端と
略々等しい高さに配設し、前記主カツタで先に溝
が掘削され、その溝間の部分が補カツタで掘削さ
れるように構成したことを特徴とするものであ
る。

以下、本発明の詳細を図面に従つて説明する。
第４図は本発明の一実施例である四翼ビツトの正
面図、第５図は第４図の−矢視図である。図
において、１１は排土管、１２は排土管１１に放
射状に設けられた４枚の回転翼で、各回転翼１２
は夫々90度ずつ角位相を異にし、かつ上反角αと
すくい角をもつて排土管１１の下部に固着されて
いる。１３は排土管１１の下端に固着されたヘツ
ドカツタで、掘削土砂の塊を排土管１１の内部へ
円滑に導けるように中央に穴があけられている。
１４は回転翼１２の上部と排土管１１とに固着さ
れた補強板である。

前記回転翼１２の傾斜面下端には、複数個の主
カツタ１５及び補カツタ１６が適宜間隔をもつて
固着されている。前記主カツタ１５は、その刃先
を補カツタ１６の刃先より下方に位置させて該補
カツタ１６より先行して溝を掘削できるように配
置されている。また補カツタ１６は、主カツタ１
５による掘削溝の間を掘削できるように配置され
ている。

前記主カツタ１５と前記補カツタ１６との配置
関係について詳述すると、第５図に示すように主
カツタ１５が回転翼１２の最外端に、かつ補カツ
タ１６が最内端に位置して両カツタは交互に配置
されている。そして補カツタ１６は主カツタ１５
の間に２個づつ配置されている。

次に前記主カツタ１５及び補カツタ１６の詳細
構造について第６図、第７図及び第８図により説
明する。主カツタ１５は、回転翼１２に固着され
たカツタ本体１５ａと、該カツタ本体１５ａにろ
う付けされた超硬チツプ１５ｂとから成る切削形
カツタに構成されている。前記カツタ本体１５ａ
には、本質的に１個の超硬チツプ１５ｂが具えら
れていればよいものであるが、図示では好ましい
例として３個の超硬チツプ１５ｂを具えた例を示
している。そして、各超硬チツプ１５ｂは、カツ
タ本体１５ａの下面に該カツタ本体１５ａの移動
方向に適宜間隔をもつて穿つた嵌め込み溝に嵌め
込まれてろう付けされている。この嵌め込み溝に
嵌め込まれた超硬チツプ１５ｂの高さはカツタ本
体１５ａの嵌め込み溝の深さよりやや高くしてそ
の下端の刃先をカツタ本体１５ａの下端よりやや
下方に突出させると共に、その刃先がこれと隣接
する補カツタ１６の刃先より下方に位置してお
り、かつ、その超硬チツプ１５ｂの上端は少なく
とも前記補カツタ１６の刃先の下端と略々等しい
高さ位置になつている。また超硬チツプ１５ｂ
は、その両側間の幅をカツタ本体１５ａの幅より
も幾分大きく形成してあつて、チツプ両側縁がカ
ツタ本体１５ａの両側から突出している。また、
カツタ本体１５ａ及び超硬チツプ１５ｂにおける
回転翼の回転中心側の側面は、その上部が回転中
心側に近づくような切欠きによる傾斜面１７に形
成してある。更に、各超硬チツプ１５ｂの刃先の
位置は、カツタ本体１５ａの移動方向において高
さをΔH₁、ΔH₂の如く順次異ならせてある。

一方、補カツタ１６は、カツタ本体１６ａと、
該カツタ本体１６ａの先端にろう付けされた超硬
チツプ１６ｂとから成る円錐形カツタに構成され
ている。

次に本発明による掘削用ビツトの作用について
説明する。

回転翼１２を回転させつつ排土管１１に下方へ
の押付力（ビツト荷重）を与えると、第６図に示
す如く主カツタ１５が補カツタ１６に先行して掘
削面に深い溝（溝深さH′）を掘削していく。該
溝は回転翼１２が数回転することによつて掘削さ
れ、この間補カツタ１６は掘削面を掘削しない状
態にある。前記掘削面が軟岩である場合には、前
記深い溝が掘られることによつて該溝周辺の軟岩
に大きい割れ目が作られて溝間の軟岩がゆるめら
れる。そして、主カツタ１５により溝深さH′の
溝が掘削されると、補カツタ１６が前記溝間のゆ
るんだ軟岩を掘削していく。掘削された土砂は排
土管１１を通して地上に排出される。

この場合、本発明においては、主カツタ１５
が、回転翼に固着されたカツタ本体１５ａと、該
カツタ本体１５ａに設けた嵌め込み溝に嵌め込ま
れてろう付けされた超硬チツプ１５ｂとよりな
り、該超硬チツプは、その高さを前記カツタ本体
１５ａに設けた嵌め込み溝の深さよりやや高くす
ると共にその幅を前記カツタ本体１５ａの幅より
やや大きくして、超硬チツプ１５ｂの下端の刃先
おび両側縁をカツタ本体１５ａよりやや突出せし
めたので、超硬チツプ１５ｂの長さを長くしても
下端の刃先および両側縁以外の部分がカツタ本体
１５ａにより保護されてこれが折損するそれがな
く、しかも、超硬チツプ１５ｂの刃先がこれと隣
接する補カツタ１６の刃先よりも下方に位置する
と共に、その超硬チツプの上端が少なくとも前記
補カツタ１６の刃先の下端と略々等しい高さに位
置しているので、主カツタ１５によつて深い溝
H′を掘削してもその際補カツタ１６のカツタ本
体１６ａが土砂によつて削られるおそれがなく、
かくして、第６図に示す如く、極めて円滑かつ能
率的に前記の深い溝H′を掘削することができ
る。

また、掘削層が一般土質の場合も、主カツタ１
５により溝周辺がゆるめられ、次いで該溝間の部
分が補カツタ１６により掘削されていく。

従つて、本発明による掘削用ビツトにおいて
は、例えば15mm程度の深い溝の掘削が可能とな
る。そのため、補カツタ１６に対する掘削負担が
軽減されて、該補カツタ１６の摩耗が減少するか
らカツタ寿命が延びる。また補カツタ１６は主カ
ツタ１５により掘削された深い溝の間のゆるめら
れた部分を掘削するだけであるから、掘削抵抗が
小さくなり、軟岩中心の掘削時も必要最小限のビ
ツト荷重、掘削トルクで掘削可能である。

また、この実施例においては、主カツタ１５の
カツタ本体１５ａ及び超硬チツプ１５ｂの回転翼
回転中心側に切欠きによる傾斜面１７が形成され
ているので、掘削時において掘削土砂が前記回転
中心側に押し出されて回転翼１２の上反角αを利
用して排土管１１の開口部へ集められる。即ち、
排土性が良好である。

第９図及び第１０図は本発明の他の実施例を示
し、前記実施例と異なるのは、補カツタとして平
形カツタ１８を用いた点にある。

詳しく説明すると、前記平形カツタ１８は第１
１図に示すように、回転翼１２に固着されたカツ
タ本体１８ａと、該カツタ本体１８ａの掘削面に
ろう付けされた超硬チツプ１８ｂとから成つてい
る。そして平形カツタ１８は、主カツタ１５によ
り掘削された溝の間をすくい取るように掘削す
る。

この実施例においても、第４図、第５図の掘削
用ビツトと同等の作用・効果を達成することがで
きる。

第１２図、第１３図も本発明の他の実施例を示
し、第４図、第５図と異なるのは、補カツタを円
錐形カツタ１６と平形カツタ１８とで構成した点
にある。各カツタの配置関係を具体的に説明する
と、第１４図に示すように前記円錐形カツタ１６
は主カツタ１５により掘削された溝間を平形カツ
タ１８に先行して掘削するように配置され、前記
平形カツタ１８は円錐形カツタ１６により掘削さ
れた掘削面と主カツタによる掘削溝との間を掘削
するように配置されている。

この実施例によれば、主カツタ１５で掘削され
た溝間を２種類の補カツタ、即ち円錐形カツタ１
６と平形カツタ１８とで掘削することになるか
ら、円錐形カツタ１６及び平形カツタ１８の掘削
抵抗がきわめて小さくなり、円滑な掘削が可能と
なると共に、両カツタの摩耗も一層減少される。

尚、前述した各実施例は、いずれも四翼ビツト
の例を示したが、三翼ビツトにも適用されること
は勿論である。また、回転中心から半径の大きい
位置に同芯円上に配置される主カツタの数をその
内側に同芯円上に配置される主カツタの数よりも
多くすれば、周速の違いによる寿命の不均一化を
なくすことができる。

以上説明したように、本発明の竪穴掘削用ビツ
トは、カツタとして主カツタと補カツタで構成
し、主カツタを切削形カツタであつて、回転翼に
固着されたカツタ本体と、該カツタ本体に設けた
嵌め込み溝に嵌め込まれてろう付けされた超硬チ
ツプとからなり、その超硬チツプの刃先がこれに
隣接する補カツタの刃先より下方に位置すると共
に、その超硬チツプの上端を少なくとも前記補カ
ツタの刃先の下端と略々等しい高さ位置とし、該
主カツタで先に溝を掘削し、その溝間を補カツタ
で掘削するようにしたから、主カツタによる深い
溝の掘削が可能となり、必要最低限の掘削トルク
及びビツト荷重で掘削を行うことができる効果が
ある。

【図面の簡単な説明】

第１図は従来の竪穴掘削用ビツトの一例を示す
正面図、第２図は第１図の掘削用ビツトの掘削状
態図、第３図は従来の竪穴掘削用ビツトの他の例
を示す正面図である。第４図は本発明竪穴掘削用
ビツトの一実施例である四翼ビツトの正面図、第
５図は第４図のＶ−Ｖ矢視図、第６図はその四翼
ビツトの掘削状態図、第７図は本発明における主
カツタであつて、第６図の−方向から見た側
面図、第８図は第７図の−断面図、第９図な
いし第１１図は本発明の他の実施例である四翼ビ
ツトを示し、第９図は正面図、第１０図は第９図
のＸ−Ｘ矢視図、第１１図は掘削状態図、第１２
図ないし第１４図も本発明の他の実施例である四
翼ビツトを示し、第１２図は正面図、第１３図は
第１２図の−矢視図、第１４図は掘削状
態図である。 １１……排土管、１２……回転翼、１５……主
カツタ（切削形カツタ）、１５ａ……主カツタの
カツタ本体、１５ｂ……主カツタの超硬チツプ、
１６……補カツタ（円錐形カツタ）、１８……補
カツタ（平形カツタ）。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 回転可能な排土管と、排土管の下部に上反角
   とすくい角をもつて放射状に取付けられた複数の
   回転翼と、回転翼の回転中心からの半径位置を異
   ならせて取付けられた複数個のカツタとを備え、
   前記カツタが主カツタと補カツタとから成り、主
   カツタは切削形カツタであつて、前記回転翼に固
   着されたカツタ本体と、該カツタ本体に設けた嵌
   め込み溝に嵌め込まれてろう付けされた超硬チツ
   プとからなり、該超硬チツプは、その高さを前記
   カツタ本体に設けた嵌め込み溝の深さよりやや高
   くすると共にその幅を前記カツタ本体の幅よりや
   や大きくして超硬チツプの下端の刃先および両側
   縁をカツタ本体よりやや突出せしめ、前記超硬チ
   ツプの刃先がこれに隣接する補カツタの刃先より
   下方に位置すると共に、その超硬チツプの上端を
   少なくとも前記補カツタの刃先の下端と略々等し
   い高さに配設し、前記主カツタで先に溝が掘削さ
   れ、その溝間の部分が補カツタで掘削されるよう
   に構成したことを特徴とする竪穴掘削用ビツト。 ２ 前記主カツタは、回転翼の回転中心側の面
   に、切欠きによる傾斜面を形成したことを特徴と
   する特許請求の範囲第１項記載の竪穴掘削用ビツ
   ト。