Auger bit

本発明は、地盤または土壌オーガ用オーガビットに関する。

このようなオーガビットは、たとえばＥＰ１ ５８０ ３９７ Ａ１号から知られている。 オーガビットは損耗が激しいため、頻繁に交換する必要がある。 また、オーガビットを地中に残す掘削工法もある。 この、いわゆるロストオーガビット(lost auger bit)を用いる掘削方式では、所望の掘削深度に到達したところで、オーガビットをドリルパイプから切り離し、ドリルパイプから掘削柱（ドリリングピラー: drilling pillar）を打ち込む、または構築するための固化材懸濁液を流出させることができる。

したがって、上記のようなオーガビットをできるだけ安価に、ただし地中におけるきわめて円滑な掘進等に必要な優れた機能性を持たせて作製することに関心が寄せられている。 このために、ＥＰ１ ５８０ ３９７ Ａ１は、単純なシート状金属板から作製されるオーガビットを開示している。

欧州特許出願公開第１５８０３９７号明細書

本発明の目的は、特に上記の要求事項を十分に満たすオーガビットを提供することである。

この目的は、本発明により、特許請求範囲請求項１の特徴を有するオーガビットによって達成される。 本発明の好ましい実施例は、従属的請求項に記載されている。

土壌オーガ用の独創的なオーガビットは、少なくとも２つの湾曲厚板が配置され、これらが掘削軸線から半径方向に外側に向かって延び、その軸線方向の高さは半径方向に外側に向かって減少することを特徴とする。 本発明によるオーガビットにおいて、切削用螺旋を形成する厚板は、掘削軸線上の中央領域からタービン翼車のように半径方向に外側に延びる。 このような、掘削軸線に向かってテーパ状に形成される弓形の構成により、オーガビットのセンタリング機能が非常に良好となる。 それと同時に、単純な湾曲厚板を使用することで、確実に安価に作製できる。 単純なシート状の金属部品の使用によって、安価な溶接による作製が可能となり、これは、ロストオーガビットとして一回のみ使用する場合に特に有利である。

本発明の特に安価な態様は、厚板に同じ曲率半径を持たせ、特に円筒状の管の分割片とすることで得られる。 したがって、湾曲厚板を安価な管から簡単な方法で生産できる。 弓形の曲率は、曲げによって別途発生させる必要がなく、そのかわりに管の半径から簡単に得られる。

良好なセンタリング機能を持たせるために、本発明によれば、厚板が三角形または台形の輪郭を有する四半円弧状の区画を有することが好ましい。 厚板の一方の縁辺は、元の管の円筒軸線つまり前記四半円弧の曲率中心を通る軸線（曲げ軸線）に平行とし、直線状にすることができる。

基本的に、湾曲厚板は相互に直接隣接させ、形成されるべきオーガビットの掘削軸線の付近で相互に溶接することができる。 本発明の好ましい実施例によれば、中央部品が掘削軸線と同軸に配置され、厚板がこれに隣接する。 中央部品は、鋼鉄あるいはその他の硬質材料で作製された棒状体とすることができる。 この中央部品は、湾曲厚板の剛性を高め、これを正確に位置決めし、確実に固定するために使用できる。 中央部品には、湾曲厚板に関して軸線方向に突出する先端を設けてもよい。

本発明によれば、相互に均一な角度方向の間隔をあけて３枚ないし４枚の厚板を配置することによって、特に良好なセンタリング機能が得られる。

本発明によるオーガビットの場合、ドリルパイプ内に嵌め込むように、管状ベース本体を設けることが好ましい。 これは、たとえば短い鋼管の一部とすることができ、これらをドリルパイプとトルクに耐えられるように連結できる。 この構造は、ドリルパイプとの気密性を確保するよう、特にその目的のために環状の溝を設けたシール材を管状ベース本体の上に設置できるため、さらに安定性が増す。 管状ベース本体は、ドリルパイプの中に挿入するか、あるいはドリルパイプに被さるように押し込むことができる。

本発明によれば、厚板を配置するための基板を提供することも有利である。 このために、湾曲厚板に、これを平坦な基板に確実に溶接できるように平坦な縁辺を持たせる。 しかしながら、湾曲厚板を管状ベース本体に直接溶接してもよい。 しかし、高い気密性と安定性を実現するためには、湾曲厚板を取り付けた基板を管状ベース本体に、特に溶接によって固定することが好ましい。

本発明によれば、管状ベース本体または基板上に、掘削ロッドと取り外し可能に連結するための強制ロッキングデバイスを設けることが特に適切である。 これらは陥凹部、突出ボルトまたは突出エッジの形状とし、これを、差込式の留め具を形成するために、掘削ロッド上に対応して構成された強制ロッキング部品と係合させ、協働させることができる。

本発明によれば、湾曲厚板の湾曲軸線を掘削軸線と平行にするか、あるいは掘削軸線の方向に傾斜させることにより、良好なセンタリング機能が得られる。 傾斜させた配置においては、湾曲厚板の湾曲軸線が掘削軸線に向かって傾く。

掘削ロッド、特にドリルパイプを備える掘削機材の場合、本発明によれば、掘削ロッド上に前述の種類のオーガビットが設けられる。 このような掘削機材を用いることにより、特に信頼性が高く、安価な方法で、ロストオーガビットを使って地中にコンクリート部材を立て込むことが可能となる。

以下に、添付の図面に示す好ましい実施形態に関して本発明を詳細に説明する。

図１から図４に示す独創的なオーガビット１０の実施形態は、一方の終端が基板２０によって閉じられる管状ベース本体１８を備える。 平坦な自由端を有する円筒形の中央部品１６が、平坦な基板２０の上に中心軸線つまり掘削軸線１４と同軸に配置される。

切削用螺旋を形成するために、２枚の湾曲厚板１２が基板２０と中央部品１６に設置される。 ２枚の湾曲厚板１２の輪郭は台形であり、これは図３において詳しく見ることができる。 この実施例において、湾曲厚板１２は、管から四半円弧状の分割片として切り出すことができ、これによって厚板１２を特に安価で安定した設計とすることが可能となる。

中央部品１６に接する部分で、厚板１２の軸線方向の高さは中央部品１６の長さに対応する。 厚板のこの高さは半径方向に外側に向かって減少し、望ましい、先の尖った形状が得られる。 切削エッジを形成する厚板１２の周辺縁辺は、ほぼ部分的ならせん状に延び、これはセンタリング機能と位置決め機能に有利である。 このような有利な形状は、厚板１２の材料となる管を、スキュー角を持たせてまっすぐに切断することによって容易に実現される。

中央部品１６を設けることで、相互に１８０度変位させた２枚の厚板１２は、掘削軸線１４に関して若干オフセットされ、その結果、図４からわかるように、湾曲厚板１２は所望のタービン状の形状を有する。 円形の基板２０の外径は、中空の円筒形管状ベース本体１８の外径より大きい。 基板２０の２箇所の側方領域には、強制ロッキングデバイス２２を形成するための陥凹部が設けられる。 この陥凹部は、オーガビット１０を図中には描かれていない掘削ロッド、特に中空のドリルパイプに取り外し可能に連結するために使用される。 強制ロッキングデバイス２２、より詳しくは強制ロッキングデバイス２２によって形成される半径方向に突出した縁辺により、掘削トルクを掘削ロッドからオーガビットに簡単に伝えることが可能となる。

独創的なオーガビット１０の別の実施形態を図５から図７に示す。 管状ベース本体１８と、強制ロッキングデバイス２２としての陥凹部を有する基板２０は、前述の実施形態と同様に構成される。 上述のオーガビットの場合、湾曲厚板１２の湾曲軸線は掘削軸線に平行に延びるが、オーガビットのこの実施形態においては、湾曲厚板１２の湾曲軸線が掘削軸線１４に向かって傾斜する。 その結果、湾曲厚板が掘削軸線１４に向かって収束する配置を実現できる。 このテーパ状の配置に対応して、中央部品１６は台形または、断面がほぼ三角形で、基板２０から自由先端に向かってテーパ状に構成される。 このオーガビット１０における実際の自由先端は、湾曲厚板１２の上側縁辺により形成される。 湾曲厚板１２を傾けて配置するには、湾曲厚板１２の底面を斜めにするか、図５に示されるように、基板２０に陥凹部を設ける。

本発明によるオーガビットの第一の側面図である。

図１のオーガビットを９０度回転させた第二の側面図である。

図１のオーガビットの透視図である。

図１のオーガビットを上から見た平面図である。

別の独創的なオーガビットの第一の側面図である。

図５のオーガビットを９０度回転させた第二の側面図である。

図５のオーガビットの平面図である。

符号の説明

１０ オーガビット、１２ 湾曲厚板、１４ 掘削軸線、１６ 中央部品、１８ 管状ベース本体、２０ 基板、２２ 強制ロッキング装置。