JPH09242455A - 掘削装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 粘土層等の掘削も良好に行える掘削装置を提
供する。 【解決手段】 エアハンマー装置１１と、エアハンマー
装置１１を軸線を中心として回転させる駆動装置と、エ
アーハンマー装置１１の下端に取り付けられ、エアーハ
ンマー１１装置と共に軸線を中心として回転するデバイ
ス１０と、ビット装置１２ａ、１２ｂとを具備する掘削
装置において、エアハンマー装置１１に外嵌され、軸線
を中心として回転する筒体３４の外周に取り付けられ、
エアハンマー装置１１とパイプ１７との間の空隙に排出
される土砂を上方に排出するための螺旋羽根体３６を有
し、デバイス１０は、全体形状が円柱状に形成されると
共に、両側が切り欠かれて両脇に螺旋羽根体３６とパイ
プ１８との間の螺旋空間３８に通ずる空間１０ｅが形成
され、ビット装置１２ａ、１２ｂも両脇が切り欠かれて
螺旋空間３８に通じる空間１２ｄが形成されていること
を特徴としている。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は掘削装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】地面に穴を掘る掘削装置として、ハンマ
ーの衝撃力及びハンマーシリンダの回転力を受けるデバ
イスの底面に取り付けられて回転し、土砂等を掘削する
ビット装置を有する掘削装置が知られている（特公平３
−２１７１７号）。上記従来の掘削装置を図５、図６、
図７により説明する。１０はデバイスである。デバイス
１０は、エアハンマー装置１１のハンマーシリンダ１８
の下部内に螺合して固定されたネジ筒１３の内周壁に設
けた突条がスプライン溝２５に嵌入することで、上下動
自在、かつネジ筒１３に対して非回転状態に係合し、図
示しない駆動装置によりハンマーシリンダ１８が軸線を
中心として回転されることで、ハンマーシリンダ１８と
共に回転される。

【０００３】ハンマーシリンダ１８内に位置するデバイ
ス１０の上端部にはカラー１９（抜け止め部）が嵌着さ
れて抜け止めがなされている。また、デバイス１０には
エアハンマー装置１１からの排出エアをハンマーシリン
ダ１８内から外部に排出するため、ハンマーシリンダ１
８の内外を連通するエア抜き穴２３が設けられている。
１２ａ、１２ｂは形状がほぼ半円状をなすビット装置で
あり、上面に設けた偏心軸１４ａ、１４ｂがデバイス１
０の円形をなす底面の中心に対し、点対称の位置に設け
た軸穴に回動自在に挿入、固定されることでデバイス１
０に装着される。ビット装置１２ａ、１２ｂの底面には
超硬合金で形成したビット１６が十分な数固定される。

【０００４】１７はパイプであり、掘削が進むにつれて
デバイス１０の大径部に設けられた押圧部２１がパイプ
１７の内周下部に設けられたカラー２２に当接すること
で、デバイス１０に引き連れられて掘削穴内に進入する
ようになっている。両ビット装置１２ａ、１２ｂは、図
６のように、その両周面が底面側から見て円形のとき、
その直状端面が適宜な間隔１５をもって対向位置し、ま
た両ビット装置で形成する円の直径はパイプ１７の内径
よりも小さい。そして図７のように、ビット装置１２
ａ、１２ｂが偏心軸１４ａ、１４ｂを中心に回動して、
直状端面が当接したとき、両ビット装置１２ａ、１２ｂ
の端部がパイプ１７より外方に突出して土砂等を掘削す
る。

【０００５】ハンマーシリンダ１８、デバイス１０が矢
Ａ方向に回転すると、土砂から抵抗を受けているビット
装置１２ａ、１２ｂもそれぞれ偏心軸１４ａ、１４ｂを
中心に回動し、図７のようにその直状端面が当接する。
以後この直状端面が互いのストッパ面として作用し、両
ビット装置１２ａ、１２ｂは先端がパイプ１７より外方
に突出した状態で回転し、かつエアハンマー装置１１の
ハンマー２０からの殴打を受けつつ土砂を掘削する。掘
削された土砂等は、エアハンマー装置１１からの高圧の
排出エアによりデバイス１０の外周に設けた排出溝２４
およびハンマーシリンダ１８とパイプ１７との間を通っ
て外部に排出される。

【０００６】掘削穴はパイプ１７の径よりも大きくなる
ので、パイプ１７が掘削穴内にデバイス１０と共に引き
込まれるのである。掘削時両ビット装置１２ａ、１２ｂ
はその直状端面が当接するので、安定して回転する。掘
削終了時には、ハンマーシリンダ１８、およびデバイス
１０が若干逆方向に回転される。これにより両ビット装
置１２ａ、１２ｂが図６の状態に戻り、径が減少するの
で、パイプ１７を地中に残したまま、デバイス１０等と
共にビット装置１２ａ、１２ｂをパイプ１７内を通して
上方に回収することができる。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】掘削時、デバイス１０
は自重により下降して、ビット装置１２ａ、１２ｂが掘
削穴底部に当接した状態で回転かつハンマー２０からの
衝撃力を受けるので掘削が進行する。しかるに、粘土層
に到達した場合など、排出溝２４が掘削された土砂によ
り詰まりやすく、このため掘削された土砂等の排出がで
きなくなり、掘削が継続できなくなる問題点がある。

【０００８】そこで、本発明は上記問題点を解決すべく
なされたものであり、その目的とするところは、粘土層
等の掘削も良好に行える掘削装置を提供するにある。

【０００９】

【課題を解決するための手段】本発明は上記目的を達成
するため次の構成を備える。すなわち、ハンマーシリン
ダ内を移動可能なハンマーを備えたエアハンマー装置
と、該エアハンマー装置にエアを供給するロッドを介し
てエアハンマー装置を軸線を中心として回転させる駆動
装置と、エアーハンマー装置の下端に取り付けられ、エ
アーハンマー装置と共に軸線を中心として回転すると共
にエアハンマー装置のハンマーからの衝撃力を受け、ハ
ンマーシリンダ内と外部とを連通するエア抜き孔を有
し、エアハンマー装置との間に所定の間隙をあけて掘削
穴内に挿入されるパイプを押圧してパイプを掘削穴内に
引き連れていくための押圧部を有するデバイスと、該デ
バイスの下端に取り付けられて回転し、土砂等を掘削可
能なビット装置とを具備する掘削装置において、前記エ
アハンマー装置に外嵌され、軸線を中心として回転する
筒体の外周に取り付けられ、前記エアハンマー装置と前
記パイプとの間の空隙に排出される土砂を上方に排出す
るための螺旋羽根体を有し、前記デバイスは、全体形状
が円柱状に形成されると共に、両側が切り欠かれて両脇
に前記螺旋羽根体と前記パイプとの間の螺旋空間に通ず
る空間が形成され、前記ビット装置も両側が切り欠かれ
て両脇に前記螺旋空間に通じる空間が形成されているこ
とを特徴としている。

【００１０】デバイスの両側壁およびビット装置の両脇
が切り欠かれて螺旋羽根体とパイプとの間の螺旋空間に
通ずる空間が形成されているので、粘土層等に到達した
場合にあっても掘削された土砂等は高圧の排出エアによ
り該空間から螺旋空間の入口まで送られ、螺旋空間に到
達したら螺旋羽根体により強制的に押し上げられて排出
されるので、詰まりを生じることがなく、効率的な掘削
が行える。

【００１１】

【発明の実施の形態】以下、本発明の好適な実施の形態
を添付図面に基づいて詳細に説明する。本実施の形態も
基本構成は図５、図６、図７に示す従来の掘削装置と同
じである。すなわち、ハンマー装置１１、デバイス１
０、ビット装置１２ａ、１２ｂ、パイプ１７を掘削穴内
に引き連れて行く基本構成は従来装置と同じである。こ
の従来装置と同じ部材は同一符号を付して説明を省略す
る。

【００１２】本実施の形態では、デバイス１０におい
て、ハンマーシリンダ１８の下部に螺合されたネジ筒１
３に嵌入する部位である、スプライン溝２５が設けられ
た柱状部１０ａの部位の上方に、この柱状部１０ａより
も小径の柱状体部１０ｂを設け、この柱状体部１０ｂの
上端部に抜け止め部たるカラー１９を嵌着している。そ
して、このカラー１９の下方に位置して、カラー１９よ
りも大径の２つ割りにしたカラー２７を柱状体部１０ｂ
に装着し、このカラー２７とネジ筒１３上端面（あるい
はカラー２７とハンマーシリンダ１８内面に設けた図示
しない突部との間であってもよい）との間に弾床部材た
るコイルスプリング３０を配置している。

【００１３】このコイルスプリング３０は、デバイス１
０が自重により下降して、カラー２７を介してカラー１
９の部位で弾性的に受けられた際に、柱状体部１０ｂの
上端面である殴打面が、常時ハンマー２０のストローク
範囲内であって、常にハンマー２０による殴打が可能な
高さ位置にデバイス１０を弾床するものである。上記の
デバイス１０をハンマーシリンダ１８に取り付けるには
次のようにする。まず、ネジ筒１３に柱状体部１０ｂ、
ならびに柱状部１０ａを、スプライン溝２５がネジ筒１
３に嵌入するよう挿通し、柱状体部１０ｂ外周にコイル
スプリング３０を配置し、柱状体部１０ｂ上端にカラー
１９を嵌着し、さらに２つ割りのカラー２７をはめ込
む。この状態で柱状体部１０ｂをハンマーシリンダ１８
内に挿入し、ネジ筒１３をハンマーシリンダ１８に螺合
して装着するようにする。

【００１４】３２はロッドであり、エアハンマー装置１
１に高圧の圧縮空気を送り込んでハンマー２０を作動さ
せるものである。そしてロッド２１は図示しない圧縮空
気源（コンプレッサー）に接続されると共に、油圧モー
タ等の駆動装置（図示せず）により軸線を中心として回
転され、これによりエアハンマー装置１１、デバイス１
０、ビット装置１２ａ、１２ｂを前記したごとく回転さ
せる。３４は筒体であり、エアハンマー装置１１に外嵌
されてエアハンマー装置１１とパイプ１７との間の間隙
内に位置し、図示しない駆動源により軸線を中心として
回転される。筒体３４はエアハンマー装置１１の駆動装
置によってエアハンマー装置１１と同時に回転するよう
駆動してもよい。

【００１５】３６は螺旋羽根体であり、筒体３４の外周
上に取り付けられ、パイプ１７との間に螺旋空間３８を
形成する。デバイス１０は基本的に円柱状に形成されて
いる。そして本実施の形態では、図２〜図４に明確なよ
うに、デバイス１０のエアハンマー１１から下方に突出
する部位である大径の柱状体部１０ｃ（その上端部に前
記押圧部２１が形成されている）の両側を上面から底面
に至る平坦面１０ｄで切除して（切り欠いて）、両脇に
螺旋空間３８に通じる空間１０ｅ（図２、図３）を形成
するようにしている。また同様に、両ビット装置１２
ａ、１２ｂの直状端面と反対側の部分を平坦面１２ｃで
切除して両脇に空間１２ｄを形成している。図３に示す
ように、掘削時、両ビット装置１２ａ、１２ｂの直状端
面が当接した状態において、両平坦面１０ｄと１２ｃと
がほぼ一致するようにすると、両空間１０ｅと１２ｄと
が螺旋空間３８にストレートに通じるようになるので、
土砂等の排出がよりスムーズになる。なお、デバイス１
０の柱状体部１０ｃ、両ビット装置１２ａ、１２ｂを切
除する面は必ずしも平坦面でなくともよい。

【００１６】上記のごとく構成されているから、通常状
態において従来と同様に掘削が行える。掘削穴内にパイ
プ１７を引き連れていくことも同じである。そして粘土
層等においても土砂等が詰まることなく継続して掘削が
可能である。すなわち、デバイス１０および両ビット装
置１２ａ、１２ｂの両側を切除（切欠く）して、両脇に
螺旋空間３８に通じる空間１０ｅ、１２ｄを形成したの
で、エアハンマー装置１１からの高圧の排出エアによっ
て掘削された土砂等はこの広い空間１０ｅ、１２ｄを通
じて螺旋空間３８の入口まで確実に押し上げられ、該螺
旋空間３８に至った土砂等は螺旋羽根体３６によって強
制的に上昇させられ、排出されるのである。なお、デバ
イス１０は両側が切除されるだけであるから、押圧部２
１はそのまま（従来の一部）残り、パイプ１７は従来と
同様に掘削と同時に掘削穴内に引き連れて行かれる。

【００１７】なお、万一土砂が詰まっても、デバイス１
０は弾床部材（コイルスプリング３０）によって弾床さ
れているので、常にハンマー２０による殴打が可能であ
り、これにより詰まった土砂も、ハンマー２０からの殴
打による衝撃を受けて脱落、あるいは剥離等が生じて詰
まりが解消され、排出されることから、継続して掘削が
可能となるのである。つまり、粘土層等で土砂の詰まり
が生じても、ハンマー２０からの継続的な殴打による衝
撃で詰まりを解消しつつ掘削が行えるのである。

【００１８】因みに、図５に示す従来装置においては、
粘土層に到達した場合、排出溝２４が掘削された土砂に
より詰まりやすく、このため掘削穴内の圧力、したがっ
てまたエア抜き穴２３を通じてハンマーシリンダ１８内
の圧力が極めて大きくなり、そのために、エアハンマー
装置１１がデバイス１０に対して押し上げられた状態に
なり、ハンマー２０とデバイス１０上端面との間の距離
が長くなって、ハンマー２０により殴打できない、いわ
ゆる空打ちの状態となって掘削ができなくなる状態が生
じる。しかし、上記のように、デバイス１０を弾床部材
で弾床することによって、エアハンマー装置１１が引き
上げられても、同時にデバイス１０も弾床部材によって
常時ハンマー２０による殴打が可能な位置に受けられる
のである。

【００１９】なお、弾床部材は必ずしも設けなくともよ
い。すなわち、前記空間１０ｅ、１２ｄを通じて確実に
土砂が上昇させられ、また螺旋羽根体３６によって強制
的に土砂等を排出できるのである。またビット装置１２
ａ、１２ｂも上記の例に限定されるものではない。

【００２０】以上本発明につき好適な実施例を挙げて種
々説明したが、本発明はこの実施例に限定されるもので
はなく、発明の精神を逸脱しない範囲内で多くの改変を
施し得るのはもちろんである。

【００２１】

【発明の効果】本発明に係る掘削装置によれば、上述し
たように、デバイスの両側およびビット装置の両脇が切
り欠かれて螺旋羽根体とパイプとの間の螺旋空間に通ず
る空間が形成されているので、粘土層等に到達した場合
にあっても掘削された土砂等は高圧の排出エアにより該
空間から螺旋空間の入口まで送られ、螺旋空間に到達し
たら螺旋羽根体により強制的に押し上げられて排出され
るので、詰まりを生じることがなく、効率的な掘削が行
える。

【図面の簡単な説明】

【図１】掘削装置の概略を示す断面図である。

【図２】ビット装置の底面側から見た説明図である。

【図３】掘削時のビット装置の底面側から見た説明図で
ある。

【図４】デバイスの斜視説明図である。

【図５】従来の掘削装置の概略を示す断面図である。

【図６】ビット装置の底面図である。

【図７】掘削時のビット装置の状況を示す底面図であ
る。

【符号の説明】

１０ デバイス １０ｄ 平坦面 １０ｅ 空間 １２ｃ 平坦面 １２ｄ 空間 １１ エアハンマー装置 １２ａ、１２ｂ ビット装置 １３ ネジ筒 １７ パイプ １８ ハンマーシリンダ １９ カラー ２０ ハンマー ２１ 押圧部 ２３ エア抜き穴 ２４ 排出溝 ２５ スプライン溝 ２７ カラー ３０ コイルスプリング（弾床部材） ３２ ロッド ３４ 筒体 ３６ 螺旋羽根体 ３８ 螺旋空間

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 ハンマーシリンダ内を移動可能なハンマ
   ーを備えたエアハンマー装置と、 該エアハンマー装置にエアを供給するロッドを介してエ
   アハンマー装置を軸線を中心として回転させる駆動装置
   と、 エアーハンマー装置の下端に取り付けられ、エアーハン
   マー装置と共に軸線を中心として回転すると共にエアハ
   ンマー装置のハンマーからの衝撃力を受け、ハンマーシ
   リンダ内と外部とを連通するエア抜き孔を有し、エアハ
   ンマー装置との間に所定の間隙をあけて掘削穴内に挿入
   されるパイプを押圧してパイプを掘削穴内に引き連れて
   いくための押圧部を有するデバイスと、 該デバイスの下端に取り付けられて回転し、土砂等を掘
   削可能なビット装置とを具備する掘削装置において、 前記エアハンマー装置に外嵌され、軸線を中心として回
   転する筒体の外周に取り付けられ、前記エアハンマー装
   置と前記パイプとの間の空隙に排出される土砂を上方に
   排出するための螺旋羽根体を有し、 前記デバイスは、全体形状が円柱状に形成されると共
   に、両側が切り欠かれて両脇に前記螺旋羽根体と前記パ
   イプとの間の螺旋空間に通ずる空間が形成され、 前記ビット装置も両側が切り欠かれて両脇に前記螺旋空
   間に通じる空間が形成されていることを特徴とする掘削
   装置。