JPH10227190A - 掘削装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 掘削時、安定してビット装置先端が外方に突
出した位置で維持され、正確な穴を掘削できる掘削装置
を提供する 【解決手段】 両ビット装置５２ａ、５２ｂの底面に、
デバイス３６が回転して両ビット装置５２ａ、５２ｂの
各々一方の端部が共にデバイス３６の外周面より所定の
掘削量分だけ外方に突出した場合において互いに連通す
る凹部５８を設けたことを特徴とする。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明はビット装置を有する
掘削装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】地面を掘削する掘削装置として、ハンマ
ーの衝撃力およ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、特公平３−２１７１７号公報に
示すような掘削装置が知られている。上記従来の掘削装
置を図５〜図７によって説明する。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（筒
体）１３の内周壁に設けた突条２０がスプライン溝１５
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部であ
り、上面に設けた偏心軸１４ａ、１４ｂがデバイス１０
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１０
に装着される。両ビット部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、掘削が進むに連れて
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段差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。両ビット部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
両ビット部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、ビット部１２ａ、１２
ｂ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、両ビット部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
部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
ット部１２ａ、１２ｂは端部がパイプ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２５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。掘削時両ビット部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１
０が若干逆方向に回転される。これにより両ビット部１
２ａ、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】従来のビット装置１２
ａ、１２ｂを備えた掘削装置によれば、掘削時両ビット
装置１２ａ、１２ｂの広い直状端面が当接して互いにス
トッパとして作用するから、デバイス１０からの強力な
回転力を受け止めることができる。しかし、岩盤などの
地盤が固いところでは、固い土砂からの強い抵抗により
両ビット装置１２ａ、１２ｂが土砂からの反力でその直
状端面が当接しない状態で回転されてしまう。一方ま
た、軟弱な地盤を掘削するときにも、かえって地盤から
の抵抗力が小さくてやはり両直状端面が当接した状態で
回転せず、両ビット装置１２ａ、１２ｂが中途半端な回
動位置で回転し、その結果、所望の径の掘削穴が掘削で
きず、掘削穴の径がばらついたり、また、パイプ１７の
進入が妨げられたりする事態が発生する。

【０００８】したがって、本発明は上記課題を解決すべ
くなされ、その目的とするところは、掘削時、安定して
ビット装置先端が外方に突出した位置で維持され、正確
な穴を掘削できる掘削装置を提供することにある。

【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、本発明に係る掘
削装置によれば、ハンマーの衝撃力およびハンマーシリ
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し、前記デバ
イスの底面にデバイスの軸線に対して点対称の位置に軸
穴が設けられ、前記ビット装置は、端面を対向させて配
置した際にほぼ円柱状をなすと共に、少なくとも底面に
ビットが取り付けられた２個のビット装置に形成され、
該２個のビット装置上面に各々偏心軸が立設され、前記
両ビット装置の端面を対向させて、前記両偏心軸が前記
デバイス底面の前記軸穴に抜け止めして嵌入されること
によりデバイス底面上で回動自在に設けられ、前記偏心
軸の位置が、前記両ビット装置が端面を対向して位置す
る際には前記デバイスとほぼ同径の円柱状となるように
窄まると共に、前記デバイスが掘削方向に回転した際
に、前記両ビット装置の各々一方の端部が共にデバイス
の外周面より所定の掘削量分だけ外方に突出する位置ま
で回動するよう前記デバイスの中心から偏心して設けら
れている掘削装置において、前記両ビット装置の底面
に、前記デバイスが回転して前記両ビット装置の各々一
方の端部が共にデバイスの外周面より所定の掘削量分だ
け外方に突出した場合において互いに連通する凹部を設
けたことを特徴としている。この構成を採用すると、前
記凹部に両ビット装置の互いに当接している端面を連通
している凹部に固い地盤の場合には岩石等が、また軟弱
な地盤の場合には粘土等が入り込むので端面がずれるこ
とを防ぐ。このため、両ビット装置が窄まらずに両ビッ
ト装置が中途半端な回動位置で回転しないようにするこ
とができる。また、前記凹部の中心を前記デバイスの軸
線上に設けたことによって、掘削時の地面からの抵抗を
両ビット装置が平均して受けることができ、両ビット装
置の回転をスムーズに行える。さらに、前記凹部を円形
とすることによっても、掘削時の地面からの抵抗を軽減
することができ、両ビット装置の回転をスムーズに行え
る。

【００１０】

【発明の実施の形態】以下、本発明に係る掘削装置の好
適な実施の形態を添付図面に基づいて詳細に説明する。
図１において、３０はハンマーシリンダであり、内部に
適宜なハンマー３２を内蔵すると共に適宜な動力源（図
示せず）によりその軸線を中心として回転する。ハンマ
ーシリンダ３０の下端部内壁には雌ねじが切ってあり、
固定具３４が螺着されている。固定具３４は中空で内部
に突起３４ａが設けられている。３６はデバイスであ
り、上部にスプライン溝３８が一体に形成されており、
さらに上部には円柱体４０が固定されており、円柱体４
０の胴部にはカラー４２が固定されている。

【００１１】デバイス３６をハンマーシリンダ３０に装
着するには、固定具３４をその内面の突起３４ａがスプ
ライン溝３８に係合するようにデバイス３６に嵌合し、
次いで円柱体４０にカラー４２を固定し、固定具３４に
よりハンマーシリンダ３０下部に螺着すればよい。デバ
イス３６はカラー４２が固定具３４に衝止するので抜け
止めされると共にスプライン溝３８と突起３４ａに係合
するのでハンマーシリンダ３０と一体に回転する。ハン
マー３２は円柱体４０の頂部を殴打する。デバイス３６
の大径部には押圧部４４が設けられ、パイプ４６に設け
られた段差４８に係止している。さらにデバイス３６に
は土砂を排出する適宜な排出溝５０が刻設されている。

【００１２】５２ａ、５２ｂは形状が半円形状をなすビ
ット装置であり、各１本の偏心軸５４ａ、５４ｂを有
し、デバイス３６の円形をなす底面にデバイス３６の底
面の中心に対し点対称の位置に設けた軸穴（図示せず）
に回動自在に固定することで、デバイス３６に装着され
る。この固定方法は偏心軸５４ａ、５４ｂの外周に凹溝
５６ａ、５６ｂを設け、前記軸穴に挿入し、凹溝５６
ａ、５６ｂに対応するデバイス３６の側面に設けた穴
（図示せず）からピンを先端が凹溝５６ａ、５６ｂに嵌
入するようにすることで、デバイス３６に対して回動自
在に固定されている。ビット装置５２ａ、５２ｂの底面
には、それぞれの直状端面を境にして半円形の凹部５８
ａ、５８ｂが形成されている。凹部５８ａ、５８ｂは、
ビット装置５２ａ、５２ｂが回動する前は連通せずにず
れているが、ビット装置５２ａ、５２ｂが回動した際に
互いの直状端面同士が当接すると、デバイス３６の回転
軸線上に、その中心が位置する円形になるように形成さ
れている。ただし、ビット装置５２ａ、５２ｂが回動す
る前において、凹部５８ａ、５８ｂは全く連通せずにず
れている必要はなく、一部分が連通していてもよい。ま
た、両ビット装置５２ａ、５２ｂの底面の凹部５８ａ、
５８ｂ以外の部位には超硬合金で形成したビット６０が
十分な数固定されている。さらに、両ビット装置５２
ａ、５２ｂが回転したときに、パイプ４６よりも外方に
突出する端部の底面には、ビット装置の側面から底面に
かけて、ビット装置の径が縮径するテーパ面６２ａ、６
２ｂが形成されている。このため、テーパ面６２ａ、６
２ｂにビット６０を設けると、ビット６０が外方に向け
て突出し、ビット装置５２ａ、５２ｂの側方に位置する
地面を掘削するのでビット装置５２ａ、５２ｂの磨耗を
防ぐことができる。

【００１３】次に掘削装置の動作について説明する。ハ
ンマーシリンダ３０が動力を受け、矢印Ａの方向へ回転
するとデバイス３６、ビット装置５２ａ、５２ｂも一体
となって同方向へ回転する。さらに、ハンマーシリンダ
３０内に配したハンマー３２が上方から円柱体４０の頂
部に衝撃力を加えると、ビット装置５２ａ、５２ｂが地
中へ突き進み且つ回転力によりビット６０が土砂を掘削
する。ハンマーシリンダ３０が回転するとビット装置５
２ａ、５２ｂは回動自在に偏心軸５４ａ、５４ｂに取り
付けられており、さらに間隙６３が設けられているので
回転により矢印Ａの方向へ回動する。両ビット装置５２
ａ、５２ｂは、掘削前進の力をハンマー３２より受ける
ので、掘削抵抗力により図４に示すように一方の端部が
パイプ４６の外周より所定量突出して土砂等をビット６
０で掘削する。その際、両ビット装置５２ａ、５２ｂの
直状端面の一部の面が互いに接触する。該接触している
面がストッパーとなり、ビット装置５２ａ、５２ｂの回
動が停止する。したがって、この状態でビット装置５２
ａ、５２ｂはハンマーシリンダ３０の回転力を受けて掘
削を行う。このとき、両ビット装置５２ａ、５２ｂの底
面に設けた半円形の凹部５８ａ、５８ｂは、両ビット装
置５２ａ、５２ｂを連通し、中心がデバイス３６の回転
軸上に位置する円形の凹部５８に成る。固い地盤を掘削
する場合においては、凹部５８内に入り込んだ岩石等が
抵抗となってビット装置５２ａ、５２ｂの直状端面がず
れるのを防ぐので、両ビット装置が窄まらずに中途半端
な回動位置で回転しないようにすることができる。ま
た、軟弱な地盤を掘削する場合においても、凹部５８内
に入り込んだ粘土等の剪断応力によってビット装置５２
ａ、５２ｂの直状端面がずれるのを防ぐので、両ビット
装置が窄まらずに中途半端な回動位置で回転しないよう
にすることができる。なお、凹部の形状は円形が好適で
あるが、円形に限られることはない。

【００１４】さらに、ハンマー３２の衝撃力が加わり、
掘削装置が地中を前進すると、デバイス３６の大径部に
設けられている押圧部４４とパイプ４６の段差４８は掛
止しているので、ビット装置５２ａ、５２ｂおよびデバ
イス３６の前進に伴い、パイプ４６も前進することが可
能となる。掘削した土砂等は、デバイス３６の底面に設
け、円柱体４０頂部に設けた孔と連結した空気孔６４
ａ、６４ｂから吹き出すハンマーシリンダ３０内をハン
マー３２が落下する際に圧縮した空気により除去し、デ
バイス３６に設けた排出溝５０を通ってパイプ４６内に
送出する。したがって、土砂等がビット装置５２ａ、５
２ｂ等に詰まったりすることを防ぎ得る。掘削終了後
は、ビット装置５２ａ、５２ｂ等をパイプ４６から抜く
がその際には、まず両ビット装置５２ａ、５２ｂに連通
して形成されている凹部５８に詰まった土砂を取り除か
なければならないので、ビット装置の先端が地面に接触
しないように掘削装置全体を若干引き上げ、両ビット装
置５２ａ、５２ｂにハンマー２１により衝撃力を与え
る。次いで、ハンマーシリンダ３０を掘削時とは逆回転
させる。するとビット装置５２ａ、５２ｂは、図３に示
す状態となり直径がデバイス３６下端と等しいかもしく
は小さくなりパイプ４６内を摺動可能となるのでハンマ
ーシリンダ３０を引き抜けば装置全体を抜くことができ
る。その際固定具３４の上端がカラー４２に掛合するの
でデバイス３６とビット装置５２ａ、５２ｂもパイプ４
６から引き抜くことが可能となる。

【００１５】以上、本発明の好適な実施の形態について
種々述べてきたが、本発明は上述する実施の形態に限定
されるものではなく、発明の精神を逸脱しない範囲で多
くの改変を施し得るのはもちろんである。

【００１６】

【発明の効果】本発明に係る掘削装置によれば、両ビッ
ト装置の底面に、デバイスが回転して両ビット装置の各
々一方の端部が共にデバイスの外周面より所定の掘削量
分だけ外方に突出した場合において互いに連通する凹部
を設けたので、固い地盤を掘削する場合においては、凹
部内に入り込んだ岩石等が抵抗となって両ビット装置の
端面がずれるのを防ぐので、両ビット装置が窄まらずに
中途半端な回動位置で回転しないようにすることができ
る。また、軟弱な地盤を掘削する場合においても、凹部
内に入り込んだ粘土等の剪断応力によって両ビット装置
の端面がずれるのを防ぐので、両ビット装置が窄まらず
に中途半端な回動位置で回転しないようにすることがで
きる。また、前記凹部の中心を前記デバイスの軸線上に
設けたことによって、掘削時の地面からの抵抗を両ビッ
ト装置が平均して受けることができ、両ビット装置の回
転をスムーズに行える。さらに、前記凹部を円形とする
ことによっても、掘削時の地面からの抵抗を軽減するこ
とができ、両ビット装置の回転をスムーズに行える。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係る掘削装置の断面図である。

【図２】ビット装置の斜視図である。

【図３】停止している掘削装置の底面図である。

【図４】掘削方向に回転した掘削装置の底面図である。

【図５】従来の掘削装置の断面図である。

【図６】従来の掘削装置が停止している状態の底面図で
ある。

【図７】従来の掘削装置が掘削方向に回転した状態の底
面図である。

【符号の説明】

Ａ 掘削方向 ３０ ハンマーシリンダ ３２ ハンマー ３４ 固定具 ３４ａ 突起 ３６ デバイス ３８ スプライン溝 ４０ 円柱体 ４２ カラー ４４ 押圧部 ４６ パイプ ４８ 段差 ５０ 排出溝 ５２ａ、５２ｂ ビット装置 ５４ａ、５４ｂ 偏心軸 ５６ａ、５６ｂ 凹溝 ５８ａ、５８ｂ 凹部 ６０ ビット ６２ａ、６２ｂ テーパ面 ６３ 隙間 ６４ａ、６４ｂ 空気孔

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 ハンマーの衝撃力およびハンマーシリン
   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し、 前記デバイスの底面にデバイスの軸線に対して点対称の
   位置に軸穴が設けられ、 前記ビット装置は、端面を対向させて配置した際にほぼ
   円柱状をなすと共に、少なくとも底面にビットが取り付
   けられた２個のビット装置に形成され、 該２個のビット装置上面に各々偏心軸が立設され、 前記両ビット装置の端面を対向させて、前記両偏心軸が
   前記デバイス底面の前記軸穴に抜け止めして嵌入される
   ことによりデバイス底面上で回動自在に設けられ、 前記偏心軸の位置が、前記両ビット装置が端面を対向し
   て位置する際には前記デバイスとほぼ同径の円柱状とな
   るように窄まると共に、前記デバイスが掘削方向に回転
   した際に、前記両ビット装置の各々一方の端部が共にデ
   バイスの外周面より所定の掘削量分だけ外方に突出する
   位置まで回動するよう前記デバイスの中心から偏心して
   設けられている掘削装置において、 前記両ビット装置の底面に、前記デバイスが回転して前
   記両ビット装置の各々一方の端部が共にデバイスの外周
   面より所定の掘削量分だけ外方に突出した場合において
   互いに連通する凹部を設けたことを特徴とする掘削装
   置。
2. 【請求項２】 前記凹部の中心は前記デバイスの軸線上
   に設けられていることを特徴とする請求項１記載の掘削
   装置。
3. 【請求項３】 前記凹部は円形であることを特徴とする
   請求項１または２記載の掘削装置。