CN101484657B - 地下挖掘用挖掘装置、旋转式挖掘机和地下挖掘方法 - Google Patents
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Abstract
提供能够低振动、低噪音地进行挖掘作业的地下挖掘用挖掘装置、旋转式挖掘机以及地下挖掘方法。地下挖掘用挖掘装置(1)具有:外径比挖掘装置本体(2)小、相对挖掘侧进退的多个钻头(42a、…);内置有通过工作流体的能量对各钻头(42a、…)施加冲击力的活塞(61)的活塞箱部件(22b、…);贮存向各活塞箱部件(22b、…)输送的工作流体的流体贮存部(30);使向各活塞箱部件(22b、…)输送的工作流体通过的工作流体流通路径(352);旋转体(40),其具有为使工作流体从上述流体贮存部(30)向各工作流体流通路径(352)的流通口(3a、…)输送,而使流体贮存部(30)与各流通口(3a、…)连通的多个连通孔(4a、…)。
Description
技术领域
本发明涉及地下挖掘用挖掘装置、旋转式挖掘机和地下挖掘方法。
具体而言,涉及能够以低振动、低噪音状态进行挖掘作业的地下挖掘用挖掘装置、旋转式挖掘机和地下挖掘方法。
背景技术
在土木或建筑领域,对于含有岩石、砾石、混凝土等硬质地基的挖掘主要使用被称为“潜孔锤”的挖掘装置。潜孔锤通过供给压缩空气来驱动内部活塞,从而使顶端的锤头上下动作而通过这种冲击进行挖掘(例如参照专利文献1)。
专利文献1:特开平9-328983号公报(图1)
另外,也有以螺旋形锥掘孔的挖掘装置即所谓螺钻,但螺钻与上述潜孔锤相比,不适于对存在岩石、砾石、混凝土等的硬质地基进行挖掘。
发明内容
如专利文献1的图1所示,在现有的潜孔锤中,由于使直径与挖掘孔基本相同的锤头上下移动来冲击地基,因此在每次冲击时会受到地基的较大冲击,在挖掘时产生巨大的噪音和振动。因此,不适于在要求低噪音、低振动作业的场合使用,例如住宅密集区或市区办公区等。
这样,在要求低噪音、低振动作业的场所,防止振动和噪音的产生成为最重要课题之一,即使可以容许产生一定噪声的场所(稍微远离住宅密集区或市区商业街的场所等),也希望能够提高挖掘效率而缩短施工周期。即,通过缩短施工周期来降低成本,并且也关系到缩短振动和噪音对现场周边影响的时间。
(本发明的目的)
为此,本发明目的在于,提供能够以低振动、低噪音状态进行挖掘作业的地下挖掘用挖掘装置、旋转式挖掘机和地下挖掘方法。
本发明另一目的在于,提供地下挖掘用挖掘装置、旋转式挖掘机和地下挖掘方法,能够以低振动、低噪音状态进行挖掘作业,并且通过提高挖掘作业效率来缩短挖掘作业所需施工周期。
此外的本发明目的根据以下说明可以明了。
为了实现上述目的,本发明采取的手段如下。
并且,为了便于理解后述的作用说明,图中符号采用括号标记,但是各构成要件不限于图示。
本发明是一种地下挖掘用挖掘装置,具有:多个钻头(42a、42b、42c、42d、42e),其外径比挖掘装置本体(2)小,相对挖掘侧进退;活塞箱部件(22b、22b、22b、22b、22b),其与钻头(42a、42b、42c、42d、42e)的数量对应地于挖掘装置本体(2)内收容多个,内置有通过工作流体的能量对各钻头(42a、42b、42c、42d、42e)施加冲击力的活塞(61);流体贮存部(30),其贮存向各活塞箱部件(22b、22b、22b、22b、22b)输送的工作流体;工作流体流通路径(352、352、352、352、352),其与上述活塞箱部件(22b、22b、22b、22b、22b)的数量对应地设置多个,使向各活塞箱部件(22b、22b、22b、22b、22b)输送的工作流体通过;旋转体(40),其具有为使工作流体从上述流体贮存部(30)向各工作流体流通路径(352、352、352、352、352)的流通口(3a、3b、3c、3d、3e)输送,而使流体贮存部(30)与各流通口(3a、3b、3c、3d、3e)连通的多个连通孔(4a、4b、4c、4d、4e),上述旋转体(40)具有与连通孔(4a、4b、4c、4d、4e)不同,使流体贮存部(30)与各流通口(3a、3b、3c、3d、3e)连通的工作流体供给孔(46),该工作流体供给孔(46)为了供给对钻头(42a、42b、42c、42d、42e)施加冲击力所需的工作流体的一部分而设定为内径小于连通孔(4a、4b、4c、4d、4e),为了使上述各钻头(42a、42b、42c、42d、42e)彼此错开时间进行冲击驱动,上述流通口(3a、3b、3c、3d、3e)沿着旋转体(40)的旋转方向设置,上述连通孔(4a、4b、4c、4d、4e)为了防止与各流通口(3a、3b、3c、3d、3e)同时地以相同开度连通,而以与各流通口(3a、3b、3c、3d、3e)的配置不同的配置沿着旋转方向设置。
上述发明的旋转体(40)具有用于接受工作流体而使旋转体(40)旋转的工作流体接受叶片(45)。
上述发明在彼此错开时间进行冲击驱动的多个钻头(42a、42c、42d)之外具有另外独立地同时进行冲击驱动的多个钻头(41、42b、42e),与另外独立进行驱动的该钻头(41、42b、42e)对应的各活塞箱部件(22a、22b、22b)的工作流体流通路径(352、352、352、352、352),不受旋转体(40)的控制而成为始终与流体贮存部(30)连通的状态。
另外,本发明是一种地下挖掘用挖掘装置,具有:
多个钻头(42a、42b、42c、42d、42e),其外径比挖掘装置本体(2)小,相对挖掘侧进退;活塞箱部件(22a、22b、22b、22b、22b、22b),其与钻头(42a、42b、42c、42d、42e)的数量对应地于挖掘装置本体(2)内收容多个,内置有通过工作流体的能量对各钻头(42a、42b、42c、42d、42e)施加冲击力的活塞(61);流体贮存部(30),其贮存向各活塞箱部件(22a、22b、22b、22b、22b、22b)输送的工作流体;工作流体路径(351、352、352、352、352、352),其与上述活塞箱部件(22a、22b、22b、22b、22b、22b)的数量对应地设置多个,使从上述流体贮存部(30)向各活塞箱部件(22a、22b、22b、22b、22b、22b)输送的工作流体通过,各活塞箱部件(22a、22b、22b、22b、22b、22b)为了使分别设置于活塞箱部件(22a、22b、22b、22b、22b、22b)的各钻头(41、42a、42b、42c、42d、42e)彼此错开时间进行冲击驱动,将从活塞(61)为了对钻头(41、42a、42b、42c、42d、42e)施加冲击力而往复运动的移动距离、活塞(61)的大小、活塞(61)的重量所形成的组中选择的至少一项按照各活塞箱部件(22a、22b、22b、22b、22b、22b)不同地进行设定。
另外,本发明是一种地下挖掘用挖掘装置,其具有:
多个钻头(42a、42b、42c、42d、42e),其外径比挖掘装置本体(2)小,相对挖掘侧进退;活塞箱部件(22a、22b、22b、22b、22b、22b),其与钻头(42a、42b、42c、42d、42e)的数量对应地于挖掘装置本体(2)内收容多个,内置有通过工作流体的能量对各钻头(42a、42b、42c、42d、42e)施加冲击力的活塞(61);流体贮存部(30),其贮存向各活塞箱部件(22a、22b、22b、22b、22b、22b)输送的工作流体;工作流体路径(351、 352、352、352、352、352),其与上述活塞箱部件(22a、22b、22b、22b、22b、22b)的数量对应地设置多个,使从上述流体贮存部(30)向各活塞箱部件(22a、22b、22b、22b、22b、22b)输送的工作流体通过,各工作流体路径(351、352a、352b、352c…)的通过工作流体的内径,为了使分别设置于各活塞箱部件(22a、22b、22b、22b、22b、22b)的钻头(41、42a、42b、42c、42d、42e)彼此错开时间进行冲击驱动,而按照各活塞箱部件(22a、22b、22b、22b、22b、22b)不同地进行设定。
上述发明,在流体贮存部(30)内设有工作流体导向部件(8),该工作流体导向部件(8)接受供给到流体贮存部(30)的工作流体并向流通口(3a、3b、3c、3d、3e)引导。
上述发明,在挖掘装置本体(2)中围绕各活塞箱部件(22a、22b、22b、22b、22b、22b)的周围设置有防振材料或/和隔音材料(230)。
本发明是一种旋转式挖掘机,其具有上述任一记载的挖掘装置(1、1a、1b、1c),以及能够对该挖掘装置(1、1a、1b、1c)施加旋转运动的旋转驱动装置(5)。
另外,本发明是一种地下挖掘方法,是使用上述任一记载的挖掘装置(1、1a、1b、1c)的地下挖掘方法,在对挖掘装置(1、1a、1b、1c)施加旋转运动的同时进行地下挖掘。
本说明书以及权利要求中的“工作流体”,可以采用气体(例如压缩空气)等气体或者水、油等液体。
沿着旋转体的旋转方向分别设置的工作流体流通路径的流通口的数量与旋转体的连通孔的数量,只要能够防止连通孔与各流通口同时以相同开度连通,则数量可以相同,也可以不同(多或少)。
作为用于防止连通孔与各流通口同时以相同开度连通的连通孔与流通口的配置,可以采用以下方式。
如果连通孔与流通口数量相同,则使连通孔与流通口中任一方等间隔,而另一方非等间隔,错开间隔进行配置。并且,也可以使双方都非等间隔地配置。而在连通孔与流通口数量不同的情况下,也可以根据其数量对双方进行等间隔配置。例如在沿着旋转体的旋转方向等间隔地设置五个流通口而连通孔设置6个的情况下,即使等间隔配置连通孔也能够防止连通孔 与各流通口同时以相同开度连通。
本说明书以及权利要求中的“防振材料或/和隔音材料”可以是包含防振材料或隔音材料中一方的情况,也可以是包含防振材料和隔音材料双方(兼具防振和隔音作用)的情况。
(作用)
本发明的地下挖掘用挖掘装置,具有外径比挖掘装置本体(2)小、相对挖掘侧进退的多个钻头(42a、42b、42c、42d、42e),具有如下作用。
(a)通过旋转体(40)的旋转,经由设置于旋转体(40)的多个连通孔(4a、4b、4c、4d、4e)使流体贮存部(30)与各工作流体流通路径(352、352、352、352、352)的流通口(3a、3b、3c、3d、3e)连通。由此,将工作流体从流体贮存部(30)向各工作流体流通路径(352、352、352、352、352)输送。其结果是,通过各活塞箱部件(22b、22b、22b、22b、22b)内置的活塞(61)对各钻头(42a、42b、42c、42d、42e)施加冲击力,各钻头(42a、42b、42c、42d、42e)向挖掘装置本体(2)的挖掘侧进退来进行挖掘。
并且,在本发明中,各流通口(3a、3b、3c、3d、3e)沿着上述旋转体(40)的旋转方向设置而能够与连通孔(4a、4b、4c、4d、4e)连通,各连通孔(4a、4b、4c、4d、4e)为了防止与各流通口(3a、3b、3c、3d、3e)同时以相同开度连通,以与各流通口(3a、3b、3c、3d、3e)的配置不同的配置进行设置。由此,能够防止同时从流体贮存部(30)向各活塞箱部件(22b、22b、22b、22b、22b)输送相同流量的工作流体。其结果是,各钻头(42a、42b、42c、42d、42e)彼此错开时间进行冲击驱动。因此,各钻头(42a、42b、42c、42d、42e)在每次冲击时受到的地基的冲击较小。
(b)旋转体(40)具有用于接受工作流体而使旋转体(40)旋转的工作流体接受叶片(45),旋转体(40)在不受其它动力时自转。因此,与具有其它动力的情况相比,能够防止结构复杂化和零部件数量增加。
(c)旋转体(40)在连通孔(4a、4b、4c、4d、4e)之外,具有使流体贮存部(30)与各流通口(3a、3b、3c、3d、3e)连通的工作流体供给孔(46),伴随旋转体(40)的旋转,经由内径小于连通孔(4a、4b、4c、4d、4e)的工作流体供给孔(46),从上述流体贮存部(30)向流通口(3a、 3b、3c、3d、3e)输送工作流体,活塞(61)移动到对钻头(42a、42b、42c、42d、42e)施加冲击力之前的待机状态。由此,当连通孔(4a、4b、4c、4d、4e)与流通口(3a、3b、3c、3d、3e)连通后,钻头(42a、42b、42c、42d、42e)能够迅速地进行冲击驱动,顺畅地进行挖掘。
(d)在彼此错开时间进行冲击驱动的多个钻头(42a、42c、42d)之外具有另外独立地同时地进行冲击驱动的多个钻头(41、42b、42e),通过同时地进行冲击驱动的多个钻头(41、42b、42e)能够同时地对地面施加较大的冲击力,因此与全部钻头彼此错开时间进行冲击驱动的情况相比,能够提高挖掘作业效率。
(e)工作流体从贮存工作流体的流体贮存部(30),通过各工作流体活塞路径(351、352、352、352、352、352)输送到各活塞箱部件(22a、22b、22b、22b、22b、22b)。由此,各活塞箱部件(22a、22b、22b、22b、22b、22b)内置的活塞(61)对各钻头(41、42a、42b、42c、42d、42e)施加用于挖掘的冲击力。
并且,在本发明中,将从活塞(61)为了对钻头(41、42a、42b、42c、42d、42e)施加冲击力而往复运动的移动距离、活塞(61)的大小、活塞(61)的重量所形成的组中选择的至少一项按照各活塞箱部件(22a、22b、22b、22b、22b、22b)不同地进行设定,或者将各工作流体路径(351、352a、352b、352c…)的通过工作流体的内径,按照各活塞箱部件(22a、22b、22b、22b、22b、22b)不同地进行设定,从而通过使气体的活塞箱部件(22a、22b、22b、22b、22b、22b)的条件相同,使各钻头(41、42a、42b、42c、42d、42e)彼此错开时间进行冲击驱动。因此,钻头(41、42a、42b、42c、42d、42e)每次冲击时受到的地基的冲击较小。
(f)在流体贮存部(30)内设有工作流体导向部件(8),其接受供给到流体贮存部(30)的工作流体并向流通口(3a、3b、3c、3d、3e)引导,均等或者尽可能均等地向旋转体(40)的各连通孔(4a、4b、4c、4d、4e)输送工作流体。并且,流体导向部件(8)接受供给到流体贮存部(30)的工作流体而向各工作流体路径(351、352、352、352、352、352)(351、352a、352b、352c…)引导,均等或者尽可能均等地向各工作流体路径(351、352、352、352、352、352)(351、352a、352b、352c…)输送工作流体。
由此,能够防止向各活塞箱部件(22a、22b)输送的工作流体产生不均,其结果是,能够尽可能地使各钻头(42a、42b、42c、42d、42e)的冲击力相同,均等地对挖掘面进行冲击。
(g)在挖掘装置本体(2)中围绕活塞箱部件(22)的周围设置防振材料或/和隔音材料(230),从而能够缓和在活塞驱动时产生的振动和噪音。
(h)本发明的旋转式挖掘机通过旋转驱动装置(5)对挖掘装置(1)(1b)施加旋转运动来进行挖掘作业。通过施加旋转运动使挖掘装置(1)(1b)具有的钻头(42a、42b、42c、42d、42e)的挖掘位置相对于挖掘面移动。由此,钻头(42a、42b、42c、42d、42e)能够对整个挖掘面进行均匀冲击。
本发明具备上述结构而具有如下效果。
(a)根据本发明的挖掘装置,将从活塞为了对钻头施加冲击力而往复运动的距离、活塞的大小、活塞的重量等构成的组中选择的至少一个条件按照各活塞箱部件不同地进行设定,或者将通过各工作流体路径的工作流体的内径按照各活塞箱部件不同地进行设定,从而能够通过使其它的活塞箱部件的条件相同,使各钻头彼此错开时间进行冲击驱动。
因此,与现有的潜孔锤相比,不是通过直径与挖掘孔基本相同的锤头上下移动来冲击地基,因而钻头每次冲击时受到的地基的冲击较小,能够低噪音、低振动地进行挖掘作业。因此适于在要求低噪音、低振动的住宅密集区或市区办公区等场所的使用。
另外,与在现有技术的挖掘装置中需要较大的气体压缩机的情况不同,在本发明中,只需驱动较小的钻头而能够降低使单个钻头进退所需的工作流体(例如气体)的消耗量,其结果是,能够使供给工作流体的供给装置(例如在工作流体为气体时即气体压缩机)小型化。因此,也能够减小供给装置的设置面积,适于在住宅密集区或市区办公区等空间有限的场所进行施工。并且通过供给装置的小型化,也能够使用于驱动供给装置的发动机等驱动机构小型化,从而抑制降低来自驱动机构的振动和噪音。
(b)旋转体具有用于接受工作流体而使旋转体旋转的工作流体接受叶片,在不受其它动力作用时能够自转,因此与具有其它动力的情况相比,能够防止结构复杂化或零部件数量增多。
(c)旋转体在连通孔以外具有使流体贮存部与各流通口连通的工作流体供给孔,钻头能够迅速地进行冲击驱动,从而提高挖掘作业的顺畅性。
(d)除了彼此错开时间地进行冲击驱动的钻头以外,还具有另外独立地同时地进行冲击驱动的多个钻头,通过同时地进行冲击驱动的多个钻头能够同时地对地面施加较大的冲击力,因而挖掘效率高。并且由于也具有多个彼此错开时间地进行冲击驱动的钻头,因此与全部钻头错开时间进行冲击驱动的情况相比,能够缩短挖掘作业的施工周期。
(e)在流体贮存部中设有工作流体导向部件,能够防止输送到各活塞箱部件的工作流体产生不均,使各钻头的冲击力相同或尽量相同地对挖掘面均匀地进行冲击。
(f)在挖掘装置本体上围绕活塞箱周围设有防振材料或/和隔音材料,能够更加有效地防止在活塞驱动时产生的振动和噪音泄漏到外部。
(g)采用本发明的旋转式挖掘机和地下挖掘施工方法,对具有上述效果的挖掘装置施加旋转运动来进行使用,从而能够以低振动、低噪音的状态进行挖掘作业。
附图说明
图1为从顶端侧看第一实施方式的挖掘装置的立体说明图。
图2为图1所示挖掘装置的纵剖面说明图。
图3为图1所示挖掘装置的分解立体说明图。
图4为将收容于挖掘钻头部件的活塞箱部件以纵剖面表示内部构造的侧视说明图。
图5为图2所示挖掘装置的储气罐部件内配置的流体导向部件的立体说明图。
图6为图5所示流体导向部件内部配置的旋转体的立体说明图。
图7为将图5所示流体导向部件水平剖切表示包含旋转体的内部结构的俯视说明图。
图8为按照时间顺序表示图7所示旋转体的旋转状态的局部省略的说明图。
图9为主要由挖掘装置和旋转驱动装置构成的旋转式挖掘机的侧视说 明图。
图10为表示图2所示旋转体的另一实施例的局部放大说明图。
图11为第二实施方式的挖掘装置的纵剖面说明图。
图12为图11所示气体导向部件水平剖切包含旋转体的内部结构的俯视说明图。
图13为表示改变钻头的数量或位置进行制造的挖掘装置的各种变形的概略说明图。
图14为第三实施方式的挖掘装置的纵剖面说明图。
图15(a)为与图4(a)所示的相同的纵剖面说明图,图15(b)为挖掘钻头部件收容的其它活塞箱部件的纵剖面说明图。
图16为图14所示挖掘装置的储气罐部件内配置的流体导向部件的立体说明图。
图17为用于说明第四实施方式的地下挖掘用挖掘装置的局部放大剖面说明图。
符号说明
1、1a、1b、1c:挖掘装置;2:挖掘钻头部件;3:储气罐部件;3a、3b、3c、3d、3e、3f:分隔孔;4a、4b、4c、4d、4e、4f:旋转孔;4g:旋转轴;4h:旋转轴;5:旋转驱动装置;5a、5b、5c、5d、5e、5f:分隔孔;6:旋转式挖掘机;6a、6b、6c:旋转孔;7:方钻杆;8:气体导向部件;21:连接体;22a、22b:活塞箱部件;23:活塞箱安装体;24:驱动卡盘;25:卡盘导引件;26:扁杆;30:储气部;31:螺栓;32:螺母;33:联结体;34:联结关节;36:缩径部分;40、40a:旋转体;41、42a~42e:周边钻头;43、43a:旋转板;44a:轴部;45:气体接受叶片;46:供气孔;47:钻头;50:旋转驱动装置本体;51:驱动套筒;52:外伸托梁;61、61b:活塞;62:气缸;63:单向阀;64:气体分配器;65:阀弹簧;66:脚踏阀;71:支撑轴;72:供给管;73:钢索;81:气体导向座部;82:旋转体收容体;83:支撑体;211:孔;220、220a、220b:活塞箱本体;222:插入部;230:砂;231:筒状本体;232:活塞箱壳体;233:顶部盖体;234:基部盖体;235、236:插入孔;241:孔;242:止转部;251: 螺栓;252:螺母;253、254:凹部;255:安装孔;256:凹部;300、300a:分隔体;301:转动体;303:轴承孔;304:内壁面;331:联结孔;340:吹出孔;351、352、352a、352b、352c:通气软管;353~355:周边通气软管;356:中央通气软管;361:扁杆;411、421:头部;412:按钮尖端:421:头部;441:另一端部;451:支撑部;600:临时脚手架;821:摄入部;822:摄入管;823:基端部。
具体实施方式
下面通过各实施方式对本发明进行说明,但是本发明不限于此。
(第一实施方式)
图1至图9是用于对本发明的地下挖掘用挖掘装置的第一实施方式进行说明的图。
图1为从顶端侧看第一实施方式的挖掘装置的立体说明图;图2为图1所示挖掘装置的纵剖面说明图;图3为图1所示挖掘装置的分解立体说明图,表示将储气罐部件与从储气罐部件取下的挖掘钻头部件分解的状态。并且,在图3中省略了储气罐部件3的基部侧(上方侧)的图示。
图4为将收容于挖掘钻头部件的活塞箱部件以纵剖面表示内部构造的侧视说明图,通过图4(a)~(d)以时间顺序表示了内置的活塞上下移动(进退动作)的状态。
图5为图2所示挖掘装置的储气罐部件内配置的流体导向部件的立体说明图;图6为图5所示流体导向部件内部配置的旋转体的立体说明图;图7为将图5所示流体导向部件水平剖切表示包含旋转体的内部结构的俯视说明图;图8(a)~(d)为按照时间顺序表示图7所示旋转体的旋转状态的局部省略的说明图,图8(a)与图7所示状态对应。另外,在图8中省略了图7所示的气体接受叶片45和气体供给孔46。
图9为主要由挖掘装置和旋转驱动装置构成的旋转式挖掘机的侧视说明图。
图9所示的旋转式挖掘机6具有:图1所示的地下挖掘用挖掘装置1,以及能够对挖掘装置1施加旋转运动的旋转驱动装置5。
首先对挖掘装置1进行说明,然后对旋转驱动装置5进行说明。
(挖掘装置1)
如图1和图2所示,挖掘装置1整体形成为大致圆柱状。挖掘装置1具有:位于挖掘侧(顶部侧)的挖掘装置本体即挖掘钻头部件2,以及位于基部侧的工作流体贮存部件即储气罐部件3。
挖掘钻头部件2在其顶端侧具有多个(本实施方式中为6个)的钻头41、42a、42b、42c、42d、42e。各钻头41、42a、…比挖掘钻头部件2小而设有多个。挖掘装置1如后述的图9所示,以通过起重机(未图示)悬吊而使顶端的各钻头41、42a、…向下的直立状态进行使用。
在本实施方式中,如图1所示,各钻头41、42a、…构成为在挖掘钻头部件2的轴心部设置一个中央钻头41,而在以中央钻头41为中心的圆周上等间隔设置五个周边钻头42a、42b、42c、42d、42e。如后所述,中央钻头41的头部形成为圆形,与此相对,周边钻头42a、…的头部形成为大致三角形。
各周边钻头42a、…构成为彼此错开时间而不会同时进行冲击驱动。与此相对,中央钻头41则与其它的周边钻头42a、…分别独立地进行冲击动作。
储气罐部件3通过紧固件即螺栓31和螺母32(图1中未示出,参照图2)与挖掘钻头部件2的基部侧可装卸地连接。如图2所示,在储气罐部件3中具有气体贮存部30,能够以高压状态贮存工作流体,工作流体用于驱动各钻头41、42a、…。
下面对挖掘装置1的各构成部件按照顺序详细进行说明。
(挖掘钻头部件2)
如图3所示,挖掘钻头部件2按照从上到下的顺序,包括:活塞箱部件22a、22b、22b、22b、22b、22b,该各活塞箱部件具有连接体21并且收容有包含活塞的驱动机构等;活塞箱安装体23;驱动卡盘24;卡盘导引件25;钻头41、42a、…。
各活塞箱部件22a、22b、…具有金属制的圆筒形状的活塞箱本体220。在各活塞箱本体220的基端部(图3中上部)螺合有连接体21。在各活塞箱本体220的顶端部(图3中下部),经由驱动卡盘24、卡盘导引件25连接各钻头41、42a、…。各活塞箱部件22a、22b设置为与各钻头41、42a、… 相同的数量(本实施方式中为多个,合计6个)。
并且,以下为了便于说明,有时将与中央钻头41对应的活塞箱部件22a称为“中央活塞箱部件22a”,与各周边钻头42a、…对应的活塞箱部件22b称为“周边活塞箱部件22b”。
下面参照图4,图4中表示了挖掘部件其中收容的一个中央活塞箱部件22a,但是对于其余的周边活塞箱部件22b为相同或大体相同的结构,仅钻头41的形状不同,活塞61同样地往复运动。
如图4所示,在活塞箱本体220中内置(收容)有驱动机构等,该驱动机构包含用于驱动钻头41的活塞61。即,在活塞箱本体220内设有活塞61、气缸62、单向阀63、气体分配器64(リジツトバルブ)、阀弹簧65、脚踏阀66、装配环(メィクァップリング)、O型圈、活塞胀圈(ピストンリタィナリング)、钻头挡圈(ビットリティ一ナリング)等。该驱动机构与公知的潜孔锤的驱动机构(例如特开昭61-92288号公报记载)相同或基本相同而省略具体说明。
参照图4(a)~(d)对该驱动机构进行简单说明。
首先,以图9所示的吊起挖掘作业前的挖掘装置1的状态,如图4(a)所示,成为顶端的钻头41通过其自重而向活塞箱部件22a的顶端突出的状态。在该状态下,活塞61的顶部侧周面部与活塞箱本体220的内周面接触,从通气软管351导入的气体不会到达(不会送至)活塞61的顶部侧。由此,活塞61不会上升(不会向活塞箱本体220的基部侧移动),钻头41处于驱动停止状态。
另外,如图4(b)所示,在钻头41与地面(或接地面)即挖掘面L抵接之前,如果使吊起状态的挖掘装置1降下,则钻头41通过挖掘装置1的自重而向活塞箱本体220内部移动。由此,气体从活塞61的顶部侧周面部与活塞箱本体220的内周面之间形成的间隙,进入到活塞61的下部侧,如图4(c)以及图4(d)所示将活塞61高速上推。
然后,当活塞61上升至所需位置后,活塞61的顶部侧周面部再次与活塞箱本体220的内周面接触,气体不会到达活塞61的顶部侧。由此,气体到达活塞61的上部侧,被上推的活塞61反向地高速下压,如图4(a)所示冲击顶端的钻头41的基端侧。由此,从脚踏阀66进入的气体通过钻 头41内而从钻头41顶部侧排出,并且钻头41突出于顶端而进行冲击驱动。通过伴随该重复进行的活塞61的上下往复运动的冲击力,挖掘侧的钻头41(其它的活塞箱部件22b的钻头42a也同样地)进退而掘入地下。
各钻头41、42a…高度地进行冲击振动(上下动作或进退)来挖掘地基。例如平均每个钻头在1分钟内进行1200到1300次的冲击驱动,则全部钻头可达1分钟7200到7800次的程度。另外,该单位时间内的冲击次数,即使在使用相同挖掘装置1的情况下,也会因挖掘对象即地层的硬度不同而变化。在地层较硬的情况下,钻头41、42a…在冲击地基后迅速返回,相应地使活塞61剧烈地上下动作,从而使各钻头41、42a…的冲击次数增加。
如图2和图3所示,位于各活塞箱本体220基端部的连接体21,具有作为工作流体路径的孔211(图3中未示出),并且基端侧形成为断面凸状。该凸状部分构成了插入部222,插入部222插入储气罐部件3进行安装。这样,通过从储气罐部件3经由插入部222输送的气体,使各活塞箱部件22a、22b内的驱动机构进行驱动。
各活塞箱部件22a、22b、…(本实施方式中共6个),在大致圆柱形状的安装体即活塞箱安装体23(参照图3)上可装卸地安装。活塞箱安装体23构成为主要包括:筒状本体231(参照图2);在筒状本体231顶部侧的开口部上固定的盖体233(以下称为“顶部盖体233”);在筒状本体231基部侧的开口部上固定的盖体234(以下称为“基部盖体234”)。
另外,在活塞箱安装体23内部收容有圆筒形状的细长壳体即活塞箱壳体232(参照图2)。在该活塞箱壳体232上以插入状态安装活塞箱本体220。活塞箱壳体232设置为与活塞箱本体220相同的数量,且其轴心方向与活塞箱安装体23的长度方向相同。
顶部盖体233具有所需厚度,分别设有插入孔235,用以插入活塞箱部件22。同样地,基部盖体234具有所需厚度,分别设有插入孔236(参照图2),用以插入活塞箱部件22a、22b。在本实施方式中,插入孔235、236,在包括中央部和以中央部为中心的圆周上等间隔的五个部位设置,合计为6个。
如图2所示,在通过该上下两个的盖体233、234夹持的状态下,固定上述各活塞箱壳体232,收容于在筒状本体231内。活塞箱壳体232顶端侧 的孔(省略符号),与顶部盖体233的插入孔235连通。活塞箱壳体232基端侧的孔(省略符号),与基部盖体234的插入孔236连通。
另外,在活塞箱安装体23(筒状本体231)内的活塞箱本体220、220之间形成的空隙部分中,填充有砂230(参照图2)作为防振材料或/和隔音材料。
并且,活塞箱本体220的顶端部,从顶部盖体233突出一部分。该突出部分的孔(省略符号)中,以略微强地挤压的状态安装有大致筒状的驱动卡盘24的基端侧。在驱动卡盘24顶端侧的孔241中,经由卡盘导引件25可进退地收纳有各钻头41、42a、…。
卡盘导引件25俯视为大致圆形而具有所需的厚度,并且在活塞箱安装体23的顶端(顶部盖体233)上固定。为了固定卡盘导引件25,可以采用作为紧固件的螺栓251以及从活塞箱安装体23侧安装的螺母252(在图3中示出于活塞箱安装体23的左侧)。
在卡盘导引件25的顶部侧,在中央设有仰视为圆形的凹部253,并且外绕凹部253放射状地设有仰视呈V字状的槽即所需数量的凹部254。在凹部253上配置有中央钻头41,其具有仰视为圆形的头部411。各凹部254上则配置有周边钻头42a~42e,其具有仰视为大致三角形的头部421。各钻头41、42a、…的头部411、421,设有超硬合金制成的多个按钮尖端412。
在卡盘导引件25上设有作为安装部的安装孔255,该安装孔255由与各钻头41、42a、…相同数量的孔构成。安装孔255位于上述凹部253和凹部254内,在该安装孔255的基部侧嵌入驱动卡盘24的顶端部。驱动卡盘24具有六角螺母状的止转部242,在卡盘导引件25的安装孔255上形成有能够嵌入止转部242的六边形的凹部256(参照图2)。
各钻头41、42a、…的基部侧形成为花键轴,通过从安装该基部侧的孔255的顶端部嵌入而安装到驱动卡盘24内部,该驱动卡盘24在内周壁上形成有凹凸的卡合用槽缝(未图示)。各钻头41、42a、…的基部侧,通过上述的钻头挡圈和O型圈安装,以避免从驱动卡盘24侧脱落。
另外,如图1所示,在活塞安装体23的外周上沿着轴向设有所需数量的突条即扁杆26。在本实施方式中,扁杆26沿周向以所需间隔设有多个(合计6个)。并且,在地基挖掘作业时,挖掘的孔内产生粉碎的岩石或土砂(泥 浆),可以利用从挖掘钻头部件2(卡盘导引件25)的顶部侧喷射的气体,通过挖掘的孔与扁杆26、26之间送至地表。
(储气罐部件3)
在储气罐部件3的基端部(图2中,上端部),突出地设有用于导入气体的联结关节34。从联结关节34导入的气体,在储气罐部件3内的气体贮存部30内贮存。符号340表示联结关节34的吹出孔。
如图3所示,在储气罐部件3的顶部侧设有联结体33,用于联结挖掘钻头部件2的基端部(各活塞箱部件22a的插入部222侧)。并且,如图2所示,在联结体33靠近基部侧(图2中,上侧)的内部设有气体贮存部30。气体贮存部30通过分隔体300与联结体33侧分隔,该分隔体300由俯视为圆形的板状体构成。
如图3所示,在联结体33顶部设有所需数量的联结孔331。并且,如图2所示,在插入该各联结孔331的活塞箱部件22a、…的插入部222上,分别连接有各通气软管351、352的一端部(图2中,下端部)。
各通气软管351、352的另一端部(图2中为上端部),分别与在上述分隔体300上形成的作为工作流体的流通孔的各分隔孔3a、3b、3c、3d、3e、3f(图7中以虚线表示)连接。各分隔孔3a、…以及各通气软管351、352,构成了工作流体活塞路径,用于向各活塞箱部件22a、22b输送工作流体。
另外,尽管在图2中没有示出全部的通气软管,但是通气软管设置为与全部活塞箱部件22a、22b的数量对应(与活塞箱部件22a、22b相同的数量,在本实施方式中为6根)。并且,在本实施方式中,收容各通气软管351、352的联结体33,整体构成为中空的大致筒状体,但是也可以为实心结构。
在本实施方式中,图7中虚线表示的各分隔孔3a、…构成为圆形孔。各分隔孔3a、…设置为与各活塞箱部件22a、22b的数量对应。即,如图7中虚线所示,在分隔体300的中心部设有一个分隔孔3f(以下也称为“中央分隔孔3f”),在以该中央分隔孔3f为中心的圆周上等间隔地设有5个分隔孔3a、3b、3c、3d、3e(以下也称为“各周边分隔孔3a”)。
在中央分隔孔3上连接有通气软管351(参照图2,以下称为“中央通 气软管351”),该中央通气软管351从与图1所示的中央钻头41对应的中央活塞箱部件22a导出。围绕中央分隔孔3f的其余各周边分隔孔3a、…,分别与通气软管352(参照图2,以下称为“周边通气软管352”)连接,该各周边通气软管352从与图1所示周边钻头42a、…对应的各活塞箱部件22b导出。该各周边通气软管352的内径与长度均相同。
并且,在图2中气体贮存部30侧,在气体贮存部30内设有接受气体而旋转的旋转体40(并参照图6)。旋转体40设置为与分隔体300接触。对于旋转体40将在后面详述。
(气体导向部件8)
图6所示的旋转体40配置在气体导向部件8的内部,该气体导向部件8作为工作流体导向部件而形成为图2和图5所示的杯状。气体导向部件8具有:作为工作流体导向座部的气体导向座部81,该气体导向座部81接受来自联结关节34的吹出孔340的气体而形成半球状(球状);由支撑气体导向座部81的大致圆锥体的锥壁部构成的旋转体收容体82。虽然在本实施方式中,旋转体收容体82的基端部823(图2中,下端部)是在分隔体300的周缘部附近固定,但是也可以直接或间接地在气体贮存部30的内壁面304上固定。
在图5所示的旋转体收容体82上,具有将气体摄入旋转体收容体82内部的所需数量的摄入部821、822。在本实施方式中,摄入部构成为包括:在旋转体收容体82顶部侧(图5中,上侧)设置的摄入孔821,以及在旋转体收容体82基部侧(图5中,下侧)设置的摄入管822。
摄入孔821(并参照图2),沿着旋转体收容体82的周面方向等间隔地设有三个。各摄入孔821设置为向斜下方倾斜而朝向内部的旋转体40放出。摄入管822,如图7所示,沿着旋转体40的旋转方向略微倾斜地设置,从而使旋转体40通过气体与其上设置的后述的多个半圆形的气体接受叶片45(并参照图6)接触而旋转。并且,摄入管822设置为如图2所示朝向旋转体40略微向斜下方倾斜。
通过这种结构,如图2中上方所示从联结关节34的吹出孔340供给的气体,在与气体导向部件8的座部81接触后沿着座部81的凹部面回流,并形成弧线状而回到旋转体收容体82侧,穿过摄入孔821和摄入管822而 送至旋转体40侧。
(旋转体40)
如图6和图7所示,旋转体40具有:俯视为圆形的旋转板43,以及可旋转地轴支旋转板43的轴部即筒状的旋转轴4f。如图2所示,旋转轴4f构成为可旋转地插入分隔体300中央的中央分隔孔3f(并参照图7)而不会从中央分隔孔3f脱落。
如上所述,在中央分隔孔3f(参照图2)上连接有中央通气软管351。由此成为空气贮存部30与中央通气软管351经由旋转轴4f始终连通的状态。因此,空气贮存部30内的气体连续地送至中央通气软管351,驱动中央活塞箱部件22a内的活塞61,从而使中央钻头41与周边钻头42a、…分别独立地进行冲击驱动。符号301表示滚珠轴承(滚珠轴承孔)的转动体。
图10为表示图2所示旋转体的另一实施方式的局部放大的说明图。
在图6所示的旋转体40中,旋转轴4f与旋转板43形成一体并一起旋转。与此相对,如图10所示,旋转板43a构成为能够以固定于分隔体300的轴部44a为轴中心旋转。此时,增长轴部44a而使其另一端部441(图10中,下端部)以插设于中央活塞箱部件22a的孔211中等方式联结,旋转轴4g的顶部形成为如同螺栓头部那样比分隔孔3f的直径大。符号302表示滚珠轴承的转动体。
并且,如图7所示,旋转板43设置为如下的大小:能够覆盖用于控制气体贮存部30(在图7中气体贮存部30位于比旋转板43靠近纸面侧)与以虚线表示的各周边分隔孔3a、3b、3c、3d、3e的开度而设有各周边分隔孔3a、…的分隔体300部分,并且与分隔体300接触。旋转板43具有使气体贮存部30与各周边分隔孔3a、…连通的旋转孔4a、4b、4c、4d、4e。各旋转孔4a、…构成了使气体流通的连通路径。
如图6所示,各旋转孔4a、4b、4c、4d、4e,在以旋转轴4f为中心的圆周上(沿着旋转体40的旋转方向)以所需的间隔配置所需的数量。在本实施方式中,各旋转孔4a、…与驱动各周边钻头42a、…的周边活塞箱部件22b、…的数量对应地设置于5个部位。各旋转孔4a、…构成为圆形孔,是具有与各周边分隔孔3a、…相同或大体相同内径的孔。
另外,各旋转孔4a、…以及周边分隔孔3a、…,任意一方或双方都可 以是俯视为椭圆形的孔,也可以是方形或矩形等其它形状的孔。并且,既可以使各旋转孔4a的内径比周边分隔孔3a大,也可以使周边分隔孔3a的内径比旋转孔4a大。
各旋转孔4a、…配置为沿着旋转体40的旋转方向非等间隔而是变间隔(错开间隔),从而能够通过旋转体40的旋转,从旋转方向侧的旋转孔4a、…逐渐增大与各周边分隔孔3a、…的开度。
即,图7中以虚线表示的各周边分隔孔3a、…在同一圆周上等间隔地设置于五个部位,而以实线表示的各旋转孔4a、…则在同一圆周上非等间隔设置于如后所述改变间隔的五个部位。这里为了便于说明,将与图7右下的周边分隔孔3a不连通的旋转孔4a作为第一旋转孔4a,该周边分隔孔3a作为第一分隔孔3a。
并且,从第一旋转孔4a起按照图7的顺时针(与旋转方向相反)顺序,作为第二旋转孔4b、第三旋转孔4c、第四旋转孔4d、第五旋转孔4e。同样地,从以虚线表示的第一分隔孔3a起,按照图7的顺时针(与旋转方向相反)顺序,作为第二分隔孔3b、第三分隔孔3c、第四分隔孔3d、第五分隔孔3e。
这样,在图7所示状态下,第二旋转孔4b与第二分隔孔3b以其内径重叠1/3的程度连通,第三旋转孔4c与第三分隔孔3c以其内径重叠1/2的程度连通,第四旋转孔4d与第四分隔孔3d以其内径重叠2/3的程度连通,而第五旋转孔4e与第五分隔孔3e则整体完全重叠地连通。另外,在各旋转孔4a通过旋转体40的旋转而与各周边分隔孔3a、…来连通时,气体通过各周边通气软管352送至周边活塞箱部件22b,驱动图1所示的周边钻头42a、…。对于旋转体40的具体作用将在后面叙述。
如图6和图7所示,在相邻旋转孔4a、4b的大致中间附近,设有半圆形的气体接受叶片45(合计五个)。气体接受叶片45沿着旋转板43的周缘部配置。气体接受叶片45经由棒状的支撑部451(参照图6)固定于旋转体40的旋转板43。气体接受叶片45的凹部面与旋转方向反向地安装,从而能够使旋转体40在图6中反转(逆时针旋转)。另外,气体接受叶片45的数量不限于图示。
另外,在相邻的气体接受叶片45与各旋转孔4a、…之间,设有所需数 量(在本实施方式中为一个,而对于整个旋转板43为十个)的气体供给孔46,其作为贯通的工作流体供给孔而具有小于各旋转孔4a的内径。气体供给孔46在以旋转轴4g为中心的圆周上设置而能够与各周边分隔孔3a、3b、3c、3d、3e连通。各气体供给孔46通过旋转体40的旋转与各周边分隔孔3a、…连通,由此从气体贮存部30向各周边活塞箱部件22b少量循序地输送气体,驱动内部的活塞61成为冲击前的待机状态。对于该作用将在后面叙述。
(储气罐部件3的外周部分)
如图2所示,储气罐部件3的相对于联结体33的基部侧(图2中,上部侧),形成为以联结体33为大致界限朝向基部侧略微缩径。形成为直径比该联结体33略小的缩径部分36的外径,能够与后述的旋转驱动装置5(参照图9)上设置的筒状的驱动套筒51的内径配合。
并且,如图9所示,在挖掘装置1直立的状态下,当驱动套筒51从挖掘装置1基端部嵌入并落下时,驱动套筒51被储气罐部件3的大径部分(在联结体33附近)阻挡而无法下落。与此相关的具体作用将在后面叙述。
另外,如图1所示,在储气罐部件3的外周上沿着轴向设有所需数量的突条即扁杆361。在本实施方式中,扁杆361设有多个(合计6个)。并且,在挖掘作业时,该扁杆361与后述的具有旋转台(rotary table)的旋转驱动装置5(参照图9)的驱动套筒51的内壁部上设置的卡合槽卡合,将驱动套筒51的旋转驱动力(旋转运动)传递给挖掘装置1。
(旋转驱动装置5)
另外,图9所示的旋转驱动装置5,如上所述向挖掘装置1施加旋转运动。旋转驱动装置5具有:旋转驱动装置本体50,以及支撑旋转驱动装置本体50的外伸托梁52。如上所述,旋转驱动装置本体50经由驱动套筒51安装挖掘装置1,并且具有对挖掘装置1施加旋转运动的旋转台(图9中未示出)。
(作用)
下面对具有挖掘装置1的旋转式挖掘机6的作用进行说明。
另外,在本实施例中,以对地基挖掘桩孔的情况作为例子来说明旋转式挖掘机6的作用。
首先,如图9所示,构成旋转式挖掘机6的旋转驱动装置5,例如载置于H型钢等搭建的脚手架600。并且,在挖掘装置1的基端部,与地基掘孔长度对应地连接有所需数量(必要数量)的方钻杆7。尽管在本实施例中联结有一个方钻杆7,但是也可以连接2个以上(多个)。
方钻杆7内置有气体供给管。方钻杆7与挖掘装置1通过销、螺栓、螺母等构成的紧固件(未图示)进行固定。联结有方钻杆7的挖掘装置1,通过起重机(未图示)进行悬吊支撑。图9中符号73表示与起重机连接的钢索。
另外,在旋转驱动装置5的旋转台(图5中隐藏未示出)上安置有驱动套筒51。并且,在通过起重机悬吊支撑的状态下,使挖掘装置1的储气罐部件3的扁杆361与驱动套筒51内壁上的槽即卡合槽(图中隐藏未示出)卡合。由此,通过起重机吊下挖掘装置1开始挖掘。
在挖掘时,从旋转台传递到驱动套筒51的旋转驱动力,传递给储气罐部件3而使挖掘装置1旋转。在方钻杆7的上端设有用于通过起重机悬吊支撑的支撑轴71。在该支撑轴71上连接有向挖掘装置1供气的供给管72。并且,在支撑轴71上设有气体转环(未图示)。
从供给管72输送的气体,通过方钻杆7的气体供给管送至挖掘装置1。送至挖掘装置1的气体,从图2所示的联结关节34的吹出孔340放出,并贮存于气体贮存部30。
从吹出孔340供给的气体,在与气体导向部件8的座部81接触后,沿着座部81的凹部面回流,进而形成弧线而回到旋转体收容体82侧,向旋转体40输送。
另外,旋转体40通过气体接受叶片45接气体接受体,并且按照从图8(a)的状态起顺次图8(b)、(c)、(d)的顺序反转(逆时针方向旋转)。另外,在图8(a)~(d)中按照时间顺序表示了旋转体40的旋转状态,但为了便于说明,各图间的时间间隔均不相同。
气体使旋转体40旋转,并且从图2(图10)所示的旋转体40的筒状的旋转轴4f(4g)和各旋转孔4a~4e通过各通气软管351、352,送至对应的各活塞箱部件22a、22b,冲击驱动中央钻头41以及各周边钻头42a、…。
其中,由于中央钻头41不受旋转体40的气体流量控制,因此当气体 连续地从旋转轴4f(4g)向中央活塞箱部件22a输送时,能够与其它的周边钻头42a的冲击动作独立地进行冲击驱动。
与此相对,各周边钻头42a、…则通过旋转体40的旋转,来控制气体贮存部30与各周边分隔孔3a的开度,并如下进行冲击驱动。
即,在图8(b)的状态下,在图8(a)中与第五分隔孔3e连通的第五旋转孔4e移动而成为非连通状态,其它各旋转孔4a、4b、4c、4d也与其它的周边分隔孔3a、3b、3c、3d成为非连通状态。
并且,在图8(c)的状态下,在图8(b)的状态下处于非连通状态的第一旋转孔4a与第五分隔孔3e以其内径重叠2/3的程度连通,第二旋转孔4b也与第二分隔孔3b以其内径重叠1/3的程度连通,第三旋转孔4c处于尚未连通的状态。
进而在图8(d)的状态下,在图8(c)的状态以2/3的程度连通的第一旋转孔4a与第五分隔孔3e完全连通,以1/3的程度连通的第二旋转孔4b与第一分隔孔3a以其内径1/2的程度连通,处于非连通状态的第三旋转孔4c与第二分隔孔3b以其内径1/3的程度连通。
如上所述,通过使旋转体40旋转,从旋转方向侧的第一旋转孔4a、…侧逐渐增大与各分隔孔3a、…的开度,各第一旋转孔4a、…在顺序连通后再次回到图8(b)的非连通状态,进而重复上述过程。
这样,通过使各旋转孔4a、…沿着旋转体40的旋转方向顺次连通,能够非同时地顺次错开时间地从气体贮存部30向各周边活塞箱部件22b导入气体。由此,周边活塞箱部件22b所对应的各周边钻头42a、…(参照图1)在周向上按照周边钻头42a、42b、42c、42d、42e的顺序顺次错开地进行冲击。因此,均匀或大致均匀地通过各钻头41、42a…的冲击对挖掘面施加冲击力。
并且,如上所述,内径小于各旋转孔4a的各气体供给孔46,通过旋转体40的旋转与各周边分隔孔3a、…连通,从而能够从空气贮存部30向各周边活塞箱部件22b少量循序地输送气体。由此输送工作流体直到使各周边活塞箱部件22b内部的活塞61成为冲击前的待机状态(活塞61向上方移动的状态,或者即使不上升也是向周边活塞箱部件22b输送一定程度的空气的状态)。其结果是,当各旋转孔4a与各周边分隔孔3a一致时,活塞 61迅速下降而冲击钻头41。即,能够消除或缩短从各旋转孔4a与各周边分隔孔3a一致时起到冲击钻头41为止的时间偏差。
如上所述,由于各钻头42a、…彼此错开时间进行冲击驱动,因此与现有的使直径与挖掘孔基本相同的锤头上下移动来冲击地面的潜孔锤相比,,能够低噪音、低振动地进行挖掘作业。因此,适于在住宅密集区或市区商业街等场所的使用。
另外,通过旋转驱动装置5对挖掘装置1施加旋转运动,从而使挖掘装置1具有的各周边钻头42a、…的挖掘位置相对于挖掘面移动。由此,能够使各钻头41、42对整个挖掘面均匀地冲击。并且,通过挖掘装置1的旋转,能够将挖掘时产生的粉碎岩石或土砂(泥浆)顺畅地送出至地表。
并且,如图2所示,使各钻头41、42a、…工作的活塞61等驱动机构,收容于活塞箱本体220内,并且由筒状的活塞箱壳体232覆盖,进而收容于填充有作为防振材料或/和隔音材料的砂230的筒状本体231内。由此,能够防止驱动机构在驱动时产生的噪音或振动泄漏到外部,从而实现低噪音和低振动。
并且在本实施方式中,旋转驱动装置5具有外伸托梁52,因此不仅能够通过外伸托梁52提高挖掘作业时的稳定性,并且与将旋转驱动装置本体50直接载置于地面进行挖掘的情况相比,能够缓和从旋转驱动装置本体50向接地面传递的振动。从而实现更加有效地降低振动和噪音。
并且如上所述,在现有技术中需要对直径与挖掘孔基本相同的锤头进行驱动,因此必然导致使锤头上下移动所需的气体消耗量增大,从而需要较大的气体压缩机。
而在本实施方式中,只要驱动直径比挖掘孔小的各钻头41、42a、…即可,从而能够降低使单个钻头上下动作所需的气体消耗量,其结果是,能够使采用的气体压缩机小型化。因此,也能够减小气体压缩机的设置面积,适于在住宅密集区或市区商业街等空间有限的场所进行施工。并且通过气体压缩机的小型化,也能够使驱动气体压缩机的原动机小型化,从而抑制降低来自原动机的振动和噪音。
另外,在本实施方式中,尽管采用了将各钻头41、42a、…在合计6个部位设置的挖掘钻头部件2,但是该数量没有特别限定。在本实施方式中, 挖掘钻头部件2的直径例如为450mm~700mm。
与本实施方式不同,例如在5个部位设置钻头而构成挖掘钻头部件2的情况(轴心部1个,其周边4个)下,例如可以使挖掘钻头部件2的直径为450mm以下。此外,例如在6到7个部位设置钻头而构成挖掘钻头部件2的情况(轴心部1个,其周边5个或6个)下,例如可以使挖掘钻头部件2的直径为700mm以上。
并且,也可以取代方钻杆7而采用具有气体供给管的螺杆轴。如果使用螺杆轴时,则能够更加顺畅地将挖掘时产生的粉碎岩石和土砂(泥浆)等送出至地表(排土)。另外,也可以在储气罐部件3的周面部设置排土用的螺旋叶片。
并且在本实施方式中,对采用具有旋转台的旋转驱动装置5进行挖掘作业的情况进行了说明,但是对挖掘装置1施加旋转运动的机构并非特别限定于旋转台,也可以是三点式打桩机或导杆等公知的旋转驱动机构。
(第二实施方式)
图11和图12用于对本发明的地下挖掘用挖掘装置的第二实施方式进行说明。
图11为第二实施方式的挖掘装置的纵剖面说明图,图12为图11所示气体导向部件水平剖切表示包含旋转体的内部结构的俯视说明图,是与实施例1中所述图7对应的图。
并且,与第一实施方式相同或等同部位标记同一符号进行表示。另外,对于在第一实施方式中说明的部位则省略说明,而主要对不同点进行说明。
在上述第一实施方式(参照图2和图7)中,通过旋转体40控制与五个周边分隔孔3a、3b、3c、3d、3e的开度。
与此相对,在本实施方式的挖掘装置1a中,是通过图12所示的旋转体40a来控制与三个分隔孔5a、5b、5c(以下称为“内侧分隔孔5a、5b、5c”)的开度。并且,在旋转体40a的外侧配置有三个分隔孔5d、5e、5f(以下称为“外侧分隔孔5d、5e、5f”)。
以下,进一步对本实施方式的挖掘装置1a进行具体说明。
图11所示的旋转体40a的旋转轴4h,不同于第一实施方式(参照图2),并非形成为筒状且不与通气软管连接。旋转轴4h可旋转地插入分隔体300a 中央的轴承孔303而不会从轴承孔303脱落。在以轴承孔303为中心的分隔体300a(参照图12)的圆周上,将上述内侧分隔孔5a、5b、5c(以虚线表示)等间隔地配置于三个部位。
其中的一个内侧分隔孔5a(在图12中位于右侧),与周边通气软管353连接,该周边通气软管353从与图1所示的周边钻头42a对应的周边活塞箱部件22b(参照图11)导出。并且,剩余的一个(图12中,分隔孔5a左下的)内侧分隔孔5b,与周边通气软管354(参照图11,局部省略)连接,该周边通气软管354从与图1所示的周边钻头42c对应的周边活塞箱部件22b导出。此外,剩余的另一个(图12中,分隔孔5a左上的)内侧分隔孔5c,与周边通气软管355(参照图11)连接,该周边通气软管355从与图1所示的周边钻头42d对应的周边活塞箱部件22b导出。并且,与这些内侧分隔孔5a、5b、5c连接的各通气软管353、354、355内径相同且为相同长度。
旋转板43a具有使气体贮存部30与各内侧分隔孔5a、5b、5c连通的旋转孔6a、6b、6c。各内侧旋转孔6a、…构成了使气体流通的连通路径。
各旋转孔6a、6b、6c在以旋转板43a的旋转中心为中心的圆周上(沿着旋转体40a的旋转方向)以所需间隔配置为所需数量。在本实施方式中,各旋转孔6a、6b、6c与上述内侧分隔孔5a、5b、5c的数量对应地在合计三个的部位设置。并且在本实施方式中,各旋转孔6a、6b、6c构成为圆形孔,具有与内侧分隔孔5a、5b、5c相同或大体相同的内径。
如上所述,内侧分隔孔5a、5b、5c(以虚线表示)等间隔设置。而各旋转孔6a、…配置为沿着旋转体40a的旋转方向非等间隔而是改变间隔(错开间隔),从而通过旋转体40a的旋转从旋转方向侧的旋转孔6a起逐渐增大与各分隔孔5a、5b、5c的开度。
为了便于说明,在图12中以与右侧的内侧分隔孔5a整个孔径完全连通的旋转孔6a作为第一旋转孔6a。并且,将从第一旋转孔6a起按照图12的顺时针(与旋转方向相反的方向)的顺序作为第二旋转孔6b、第三旋转孔6c。并且同样地,从上述右侧的内侧分隔孔5a起按照图12的顺时针(与旋转方向相反的方向)的顺序作为第二内侧分隔孔5b、第三内侧分隔孔5c。
在本实施方式中,在图12所示状态下,第二旋转孔6b与第二内侧分 隔孔5b以其内径重叠1/3的程度连通,第三旋转孔6c与第三内侧分隔孔5c以其内径重叠1/2的程度连通。对于通过旋转体40a的旋转形成的各旋转孔6a、…与各内侧分隔孔5a、…的连通状态及其作用将在后面叙述。
如图12所示,在相邻的各旋转孔6a、…之间,以所需间隔设有所需数量(在各旋转孔6a、…之间为两个,合计为6个)的气体接受叶片45。并且,内径小于各旋转孔6a的气体供给孔46,以能够避开各旋转孔6a和气体接受叶片45的方式,在它们之间所需的位置上设置。气体接受叶片45与气体供给孔46的作用与第一实施方式相同而省略说明。
如图11所示,旋转体收容体82的基端部823(图11中为下端部),固定于比分隔体300a的周缘部略微靠近内侧的位置。并且,在位于该基端部823和气体贮存部30的内壁面304之间的分隔体300a的部分(并参照图12)上,以所需间隔设有所需数量(在本实施方式中,等间隔设置于三个部位而形成正三角形的顶点)的外侧分隔孔5d、5e、5f,用作工作流体的流通孔。
其中的一个外侧分隔孔5d(在图12中位于右侧),与中央通气软管356连接,该周边通气软管356从与图1所示的中央钻头41对应的中央活塞箱部件22a(参照图11)导出。并且,剩余的一个(在图12中位于左下的)外侧分隔孔5e,与周边通气软管(未图示)连接,该周边通气软管从与图1所示的周边钻头42b对应的周边活塞箱部件22b导出。此外,剩余的另一个(在图12中位于左上的)外侧分隔孔5f,与周边通气软管(未图示)连接,该周边通气软管从与图1所示的周边钻头42e对应的周边活塞箱部件22a导出。与这些外侧分隔孔5d、5e、5f连接的各通气软管,内径相同且为相同长度。
(作用)
本实施方式的挖掘装置1a具有以下作用。另外,原则上省略对与第一实施方式所示作用相同者的说明。
从图11所示的联结关节34的吹出孔340供给的气体,与第一实施方式同样地,与气体导向部件8接触而后送至气体贮存部30的顶部侧,其一部分送至旋转体收容体82内的旋转体40a。
送至气体贮存部30顶部侧的气体,向图12中位于旋转体收容体82外 侧的各外侧分隔孔5d、5e、5f输送。并且,不受旋转体40a的气体流通控制,从各外侧分隔孔5d、5e、5f连续地向对应的各活塞箱部件22a、22b、22b输送气体,图1所示的各中央钻头41、周边钻头42b、周边钻头42e同时地进行冲击驱动。
另一方面,送至旋转体收容体82内部的气体,围绕图12所示的旋转体40a反转(逆时针方向旋转)。并且,通过该旋转体40a的旋转,能够控制气体贮存部30与各内侧分隔孔5a、5b、5c的开度。即,通过使图12中实线所示的各旋转孔6a、6b、6c与虚线所示的各内侧分隔孔5a、5b、5c一致,从而使气体贮存部30与各内侧分隔孔5a、5b、5c连通,顺次错开地对图1所示的周边钻头42a、…进行冲击驱动。
具体而言,与第一实施方式中说明的旋转体40a同样地,内侧分隔孔5a、5b、5c非等间隔而是改变间隔(错开间隔)进行配置。并且,通过旋转体40a的旋转,从旋转方向侧的第一旋转孔6a、…起逐渐增大与各内侧分隔孔5a、5b、5c的开度,由此能够从气体贮存部30非同时地而是顺次错开时间地向各周边活塞箱部件22b导入气体。从而按照图1所示的周边钻头42a、42c、42d的顺序顺次错开地进行冲击。
如果参照图1再次对以上说明的各钻头41、42a…的驱动状态进行说明,则中央钻头41、周边钻头42b、42e三方同时进行冲击驱动,并且其余的周边钻头42a、42c、42d的三方按照该顺序顺次错开地进行冲击驱动。
这样,与第一实施方式(构成为全部的周边钻头42b、…顺次错开地进行冲击驱动)不同,在本实施方式(第二实施方式)中,顺次错开时间地冲击驱动周边钻头42a、42c、42d,并且同时具有进行冲击驱动的中央钻头41、周边钻头42b、42e。
因此,在本实施方式(第二实施方式)中,通过该同时地进行冲击驱动的中央钻头41、周边钻头42b、42e,能够同时地对地面施加较大的冲击力,因此挖掘效率高。即,在低振动和低噪音化方面,第一实施方式优于第二实施方式,而第二实施方式则在挖掘效率方面占优。
因此,在可以容许一定噪声的场所(远离住宅密集区或市区办公区的场所等),通过采用第二实施方式的挖掘装置1a,能够提高挖掘效率而缩短施工周期。
并且,即使在相同的施工现场进行挖掘作业时,如果掘孔深入地下,则对现场周边的振动和噪音的影响会逐渐降低。因此,在第一阶段使用第一实施方式的挖掘装置1(参照图2),从地表向所需深度掘进,接着在第二阶段换用第二实施方式的挖掘装置1a(参照图11)继续进行挖掘作业,则能够将波及现场周边的振动和噪音抑制为最小限度,并且能够提高作业效率而缩短施工周期。
另外,与现有的使直径与挖掘的孔基本相同的锤头冲击驱动的潜孔锤相比,第2实施方式在低噪音、低振动方面优良是当然的。
另外,在本实施方式中,能够对于图1所示的多个钻头41、42a、…中的中央钻头41和周边钻头42b、42e三者同时地进行冲击驱动,但是对于该同时地进行驱动的钻头的数量和位置没有特别限定。
另外,图13表示了改变钻头的数量或位置进行制造的挖掘装置的各种变形,概略地表示从钻头顶端看挖掘装置的状态。在图13中以小圆表示各钻头47,以大圆表示挖掘钻头部件2。
对于全部钻头的数量或位置,在第一实施方式或第二实施方式(后述的第三实施方式或第四实施方式)中都没有特定限定,例如可以考虑图13所示各种变形的挖掘装置1d~11。即,如图13所示,例如可以设置4到10个部位,也可以设置3个或者11个以上。并且可以省略中央的钻头47,也可以在中央设置1个、2个、3个或者3个以上。
(第三实施方式)
图14至图16用于对本发明的地下挖掘用挖掘装置的第三实施方式进行说明。
图14为第三实施方式的挖掘装置的纵剖面说明图。图15(a)为与图4(a)所示的相同的纵剖面说明图,图15(b)为挖掘钻头部件收容的其它活塞箱部件的纵剖面说明图。图16为图14所示挖掘装置的储气罐部件内配置的流体导向部件的立体说明图。
下面对挖掘装置1b进行说明。并且,与第一、第二实施方式相同或等同部位标记同一符号进行表示。另外,对于在第一、第二实施方式中说明的部位则省略说明,而主要对不同点进行说明。
(挖掘装置1b)
挖掘装置1b构成为其挖掘钻头部件2的各钻头41、…非同时地而是彼此错开时间地进行冲击驱动(上下移动或进退)。
以下,对于挖掘装置1b的各构成部件,具体说明与第一、第二实施方式的不同之处。
(挖掘钻头部件2)
如图15所示,在挖掘钻头部件2上除设有上述的中央活塞箱部件22a外,还设有5个周边活塞箱部件22b、…。另外,该中央活塞箱部件22a与其它的5个周边活塞箱部件22b、…,各活塞箱本体220a、220b的长度以及所收容的各活塞61、61b的大小分别互不相同。
即,与图15(a)所示的中央活塞箱部件22a的塞箱本体220a相比,例如图15(b)所示的周边活塞箱部件22b的塞箱本体220b的长度方向的尺寸较小。即,从图15(b)所示的气体分配器64到钻头42a的距离L2,小于从图15(a)所示的气体分配器64到钻头41的距离L1。
并且与塞箱本体220b的长度对应,图15(b)所示的周边活塞箱部件22b的活塞61b的长度方向的尺寸,小于图15(a)所示的中央活塞箱部件22a的活塞61的长度方向的尺寸。即,长度较小的活塞61b的重量比活塞61轻。
根据这种结构的活塞箱部件22a、22b,即使在从图14所示的气体贮存部30送至各通气软管351、352的气体量相同的情况下,图15(b)所示的周边活塞箱部件22b的活塞61b可以通过更少的气体量进行驱动。因此,图15(b)所示的周边活塞箱部件22b在单位时间内的冲击次数,多于图15(a)所示的中央活塞箱部件22a。
例如当假设图15(a)所示的中央活塞箱部件22a以每分钟1200次的程度对钻头41进行冲击驱动时,则图15(b)所示的周边活塞箱部件22b则能够设定为以每分钟较前者多200次左右的1400次的程度进行冲击驱动。
另外,虽然没有图示,但是对于其它的钻头42a、42c、42d、42e所对应的剩余的四个周边活塞箱部件22b、…也是同样地,各活塞箱本体220b的长度和所收容的各活塞的大小分别互不相同。由此,每分钟的冲击次数互不不同(例如设定为每分钟钻头42a为1600次,钻头42c为1800次, 钻头42d为2000次,钻头42e为2200次等)。其结果是,图1所示的6个各钻头41、…,能够非同时地而是彼此错开时间地上下动作来挖掘地基。
另外,上述的单位时间内各钻头41、…的冲击次数,即使在使用相同钻头的情况下,也会因挖掘对象即地层的硬度不同而变化。在地层较硬的情况下,各钻头41、…在冲击地基后迅速返回,相应地使各活塞61剧烈地上下动作,从而使各钻头41、…的冲击次数增加。
如图14所示,位于各活塞箱本体220a、220b的基端部的连接体21,具有作为工作流体路径的孔211(图3中未示出),并且基端侧形成为断面凸状。该凸状部分构成了插入部222,插入部222插入储气罐部件3进行安装。这样,通过从储气罐部件3经由连接体21的插入部222输送的气体,使各活塞箱部件22a内的驱动机构进行驱动。
另外,在活塞箱安装体23内部收容有圆筒形状的细长壳体即活塞箱壳体232(参照图14)。在该活塞箱壳体232上以插入状态安装活塞箱本体220a、220b。活塞箱壳体232设置为与活塞箱本体220a、220b相同的数量,且轴心方向与活塞箱安装体23的长度方向相同。
在活塞箱安装体23(筒状本体231)内的活塞箱本体220a、220b之间形成的空隙部分中,填充有砂230(参照图2)作为防振材料或/和隔音材料。
各活塞箱本体220a、220b的顶端部从顶部盖体233突出一部分。在该突出部分的孔(省略符号)中以略微强地挤压的状态安装有图3所示大致筒状的驱动卡盘24的基端侧。在驱动卡盘24顶端侧的孔241中,经由卡盘导引件25可进退地收纳有各钻头41、…的基部侧。
(储气罐部件3)
各通气软管351、352的另一端部(图14中为上端部),分别与在上述分隔体300上形成的作为工作流体的流通孔的分隔孔3a、3d、3f(图14中表示了三个分隔孔,未图示的剩余三个分隔孔省略了符号)连接。各分隔孔3a、…以及各通气软管351、352,构成了工作流体流通部,用于向各活塞箱部件22a、22b输送工作流体。
在本实施方式中,各分隔孔3a构成为圆形孔。各分隔孔3a设置为与各活塞箱部件22a、22b的数量对应。即,在分隔体300的中心部设有一个 分隔孔3f(以下也称为“中央分隔孔3f”),在以该中央分隔孔3f为中心的圆周上等间隔地设有5个分隔孔3a、3d、3f、…(以下也称为“各周边分隔孔3a”)。
中央分隔孔3f与通气软管351(按照图14,以下称为“中央通气软管351”)连接,该中央通气软管351从与图1所示中央钻头41对应的中央活塞箱部件22a导出。围绕中央分隔孔3f的其余各周边分隔孔3a、…,分别与通气软管352(按照图14,以下称为“周边通气软管352”)连接,该各周边通气软管352从与图1所示周边钻头42a、…对应的各活塞箱部件22b导出。该中央通气软管351和各周边通气软管352的内径与长度均相同。
(气体导向部件8)
在气体贮存部30内设有气体导向部件8a,其作为工作流体导向部件用于将从联结关节34供给的气体向分隔体300的各分隔孔3a、…引导。如图16所示,气体导向部件8a形成为杯状。
气体导向部件8a具有:半球状(球状)的气体导向座部81,该气体导向座部81接受来自联结关节34的吹出孔340的气体;由支撑气体导向座部81的大致圆锥体的锥壁部构成的支撑体83。在本实施方式中,虽然支撑体83的基端部823(图14中,下端部)是在分隔体300的周缘部附近固定,但是也可以直接或间接地在气体贮存部30的内壁面304上固定。
在图6所示的支撑体83上,在设有将气体摄入支撑体83内部的所需数量的摄入部即摄入孔821。摄入孔821在靠近支撑体83的顶端侧(图16中为上侧)和靠近基部侧(图16中为下侧)的位置,沿着支撑体83的周面方向等间隔地设置为所需数量(在本实施方式中为多个,8个)。各摄入孔821在图14中设置为向斜下方倾斜,从而朝向分隔体300的各分隔孔3a、…放出。
根据这种结构,从图14中上方所示联结关节34的吹出孔340供给的气体,在与气体导向部件8a的气体导向座部81接触后沿着气体导向座部81的凹部面回流,并形成弧线状而回到支撑体83侧,穿过各摄入孔821而送至各分隔体300的各分隔孔3a、…。
(作用)
下面对具有挖掘装置1b的旋转式挖掘机6的作用进行说明。并且原则 上对与第一、第二实施方式所示作用相同者省略说明。
另外,旋转式挖掘机6的设置方法、作业开始之前的步骤与第一、第二实施方式相同而省略说明,下面对从供给管72向挖掘装置1b输送气体后的作用进行说明。
从供给管72向挖掘装置1b输送的气体,通过方钻杆7的气体供给管送至挖掘装置1b。送至挖掘装置1b的气体,从图2所示的联结关节34的吹出孔340放出,并贮存于气体贮存部30。
从吹出孔340供给的气体,在与气体导向部件8a的气体导向座部81接触后,沿着气体导向座部81的凹部面回流,进而形成弧线状而回到支撑体83侧,穿过各摄入孔821而送至各分隔体300的各分隔孔3a、…。
进而,气体通过与各分隔孔3a、…对应的通气软管351、352导入各活塞箱部件22a、…,驱动各活塞61、61b、…,使顶端的钻头41、42a、…上下动作。
并且如上所述,在各活塞箱部件22a中,其活塞箱本体220a、220b的长度以及所收容的各活塞61b、…的大小互不相同,每分钟内的冲击次数互不相同。由此,各钻头41、42a彼此错开时间地上下动作,不会同时连续地冲击地基。并且,由于钻头41、42使用相对于挖掘的孔直径小者,因此钻头41、42每次冲击时受到地面的冲击较小。
并且,如图14所示,使各钻头41、…工作的活塞61等驱动机构,收容于活塞箱本体220a、220b内,并且由筒状的活塞箱壳体232覆盖,进而收容于填充有作为防振材料或/和隔音材料的砂230的筒状本体231内。由此,能够防止驱动机构在驱动时产生的噪音或振动泄漏到外部,从而实现低噪音和低振动。
(第四实施方式)
图17为用于说明第四实施方式的地下挖掘用挖掘装置的局部放大的剖面说明图,是为了易于理解通气软管的尺寸而对含有通气软管的部分进行放大表示的局部放大的剖面说明图。
并且,对与第一至第三实施方式所示作用相同者省略说明。另外,对于在第三实施方式中说明的部位则省略说明,而主要对不同点进行说明。
在第三实施方式(参照图14)中,各活塞箱部件22a、22b中的活塞箱 本体220a、220b的长度以及所收容的活塞61b、…的大小分别互不相同,由此,各钻头41、…非同时地而是彼此错开时间地进行冲击驱动。
而在本实施方式的挖掘装置1c(参照图17)中,包含各活塞箱本体220a、220b的长度以及所收容的活塞的大小的其它条件相同,不同仅在于各活塞箱部件22a、22b具有中央钻头41还是具有周边钻头42a。
因此,为了使各钻头41、…非同时地而是彼此错开时间地进行冲击驱动,在本实施方式中,分别改变与各活塞箱部件22a、22b连接的通气软管351、352a、352b、352c…的直径。由此,能够使从气体贮存部30导入各活塞箱部件22a、22b的气体的到达时间产生偏移,使各钻头41、…进行冲击驱动的定时错开。
并且,除了对各通气软管351、352a、352b、352c…的直径进行变更以外,也可以通过同时改变其长度而使导入各活塞箱部件22a、22b的气体的到达时间产生偏移。
其它作用效果与第三实施方式相同或大体相同而省略说明。
另外,本发明不限于本说明书中使用的语言和表述,其用于说明而非限定,也包含与上述用语和表述等价者。另外,本发明不限于图示的实施例,可以在技术思想范围内进行各种变形。
另外,在权利要求书中为了便于理解其内容而标记符号和括弧,并非对其进行限定。
工业实用性
(a)根据本发明的挖掘装置,将从活塞为了对钻头施加冲击力而往复运动的距离、活塞的大小、活塞的重量等构成的组中选择的至少一个条件按照各活塞箱部件进行不同设定,或者将通过各工作流体路径的工作流体的内径按照各活塞箱部件进行不同设定,从而能够通过使其它的活塞箱部件的条件相同,使各钻头彼此错开时间进行冲击驱动。
因此与现有通过直径与挖掘孔基本相同的锤头上下移动来冲击地基的潜孔锤相比,,钻头每次冲击时受到的地基的冲击较小,能够低噪音、低振动地进行挖掘作业。因此适于在要求低噪音、低振动的住宅密集区或市区办公区等场所的使用。
另外,与在现有技术的挖掘装置中需要较大的气体压缩机的情况不同, 在本发明中,只需驱动较小的钻头而能够降低使单个钻头进退所需的工作流体(例如气体)的消耗量,其结果是,能够使供给工作流体的供给装置(例如在工作流体为气体时即气体压缩机)小型化。因此,也能够减小供给装置的设置面积,适于在住宅密集区或市区办公区等空间有限的场所进行施工。并且通过供给装置的小型化,也能够使驱动供给装置的发动机等驱动机构小型化,从而抑制降低来自驱动机构的振动和噪音。
(b)旋转体具有用于接受工作流体而使旋转体旋转的工作流体接受叶片,在不受其它动力作用时能够自转,因此与具有其它动力的情况相比,能够防止结构复杂化或零部件数量增多。
(c)旋转体在连通孔以外具有使流体贮存部与各流通口连通的工作流体供给孔,钻头能够迅速地进行冲击驱动,从而提高挖掘作业的连贯性。
(d)除了彼此错开时间地进行冲击驱动的钻头以外,还另外独立地具有同时地进行冲击驱动的多个钻头,通过同时地进行冲击驱动的多个钻头能够同时地对地面施加较大的冲击力,因而挖掘效率高。并且由于也具有多个彼此错开时间地进行冲击驱动的钻头,因此与全部钻头错开时间进行冲击驱动的情况相比,能够缩短挖掘作业的施工周期。
(e)在流体贮存部中设有工作流体导向部件,能够防止输送到各活塞箱部件的工作流体产生不均,使各钻头的冲击力相同或尽量相同地对挖掘面进行冲击。
(f)在挖掘装置本体上围绕活塞箱周围设有防振材料或/和隔音材料,能够更加有效地防止在活塞驱动时产生的振动和噪音泄漏到外部。
(g)采用本发明的旋转式挖掘机和地下挖掘施工方法,对具有上述效果的挖掘装置施加旋转运动来进行使用,从而能够以低振动、低噪音的状态进行挖掘作业。
Claims (7)
1.一种地下挖掘用挖掘装置,具有:
多个钻头(42a、42b、42c、42d、42e),其外径比挖掘装置本体(2)小,相对挖掘侧进退;
活塞箱部件(22b、22b、22b、22b、22b),其与钻头(42a、42b、42c、42d、42e)的数量对应地于挖掘装置本体(2)内收容多个,内置有通过工作流体的能量对各钻头(42a、42b、42c、42d、42e)施加冲击力的活塞(61);
流体贮存部(30),其贮存向各活塞箱部件(22b、22b、22b、22b、22b)输送的工作流体;
工作流体流通路径(352、352、352、352、352),其与上述活塞箱部件(22b、22b、22b、22b、22b)的数量对应地设置多个,使向各活塞箱部件(22b、22b、22b、22b、22b)输送的工作流体通过;以及
旋转体(40),其具有为使工作流体从上述流体贮存部(30)向各工作流体流通路径(352、352、352、352、352)的流通口(3a、3b、3c、3d、3e)输送而使流体贮存部(30)与各流通口(3a、3b、3c、3d、3e)连通的多个连通孔(4a、4b、4c、4d、4e),
上述旋转体(40)具有与连通孔(4a、4b、4c、4d、4e)不同,使流体贮存部(30)与各流通口(3a、3b、3c、3d、3e)连通的工作流体供给孔(46),该工作流体供给孔(46)为了供给对钻头(42a、42b、42c、42d、42e)施加冲击力所需的工作流体的一部分而设定为内径小于连通孔(4a、4b、4c、4d、4e),
为了使上述各钻头(42a、42b、42c、42d、42e)彼此错开时间进行冲击驱动,上述流通口(3a、3b、3c、3d、3e)沿着旋转体(40)的旋转方向设置,上述连通孔(4a、4b、4c、4d、4e)为了防止与各流通口(3a、3b、3c、3d、3e)同时地以相同开度连通,而以与各流通口(3a、3b、3c、3d、3e)的配置不同的配置沿着旋转方向设置。
2.如权利要求1所述的地下挖掘用挖掘装置,其中,
旋转体(40)具有用于接受工作流体而使旋转体(40)旋转的工作流体接受叶片(45)。
3.如权利要求1所述的地下挖掘用挖掘装置,其中,
在彼此错开时间进行冲击驱动的多个钻头(42a、42c、42d)之外具有另外独立地同时进行冲击驱动的多个钻头(41、42b、42e),
与另外独立进行驱动的该钻头(41、42b、42e)对应的各活塞箱部件(22a、22b、22b)的工作流体流通路径(352、352、352、352、352),不受旋转体(40)的控制而成为始终与流体贮存部(30)连通的状态。
4.如权利要求1所述的地下挖掘用挖掘装置,其中,
在流体贮存部(30)内设有工作流体导向部件(8),该工作流体导向部件(8)接受供给到流体贮存部(30)的工作流体并向流通口(3a、3b、3c、3d、3e)引导。
5.如权利要求1所述的地下挖掘用挖掘装置,其特征在于,
在挖掘装置本体(2)中围绕各活塞箱部件(22a、22b、22b、22b、22b、22b)的周围设置有防振材料或/和隔音材料(230)。
6.一种旋转式挖掘机,其具有权利要求1所述的地下挖掘装置(1、1a、1b、1c),以及能够对该挖掘装置(1、1a、1b、1c)施加旋转运动的旋转驱动装置(5)。
7.一种地下挖掘方法,是使用权利要求1所述的地下挖掘装置(1、1a、1b、1c)的地下挖掘方法,其特征在于,
在对挖掘装置(1、1a、1b、1c)施加旋转运动的同时进行地下挖掘。
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