JP2000008780A - 全方向自由断面掘削装置及び掘削方法 - Google Patents
全方向自由断面掘削装置及び掘削方法Info
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- JP2000008780A JP2000008780A JP18200698A JP18200698A JP2000008780A JP 2000008780 A JP2000008780 A JP 2000008780A JP 18200698 A JP18200698 A JP 18200698A JP 18200698 A JP18200698 A JP 18200698A JP 2000008780 A JP2000008780 A JP 2000008780A
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 垂直精度が良く、また簡単の装置でもって、
円形及び円形以外の平面形状の孔を掘削することのでき
る地盤掘削装置及び掘削方法を提供する。 【解決手段】 ケーシングパイプ（１）の先端に設けた
先行掘削ビット（２）と、その先行掘削ビット（２）よ
りも後方においてケーシングパイプ（１）に設けた可変
伸縮掘削翼（３）と、その可変伸縮掘削翼（３）を伸縮
する掘削翼駆動シリンダ（４）と、その掘削翼駆動シリ
ンダ（４）に圧油を供給するアジャスタブルシリンダ
（６）と、そのアジャスタブルシリンダ（６）を制御す
るリングカム（５）とを備えていることを特徴とする全
方向自由断面掘削装置。
円形及び円形以外の平面形状の孔を掘削することのでき
る地盤掘削装置及び掘削方法を提供する。 【解決手段】 ケーシングパイプ（１）の先端に設けた
先行掘削ビット（２）と、その先行掘削ビット（２）よ
りも後方においてケーシングパイプ（１）に設けた可変
伸縮掘削翼（３）と、その可変伸縮掘削翼（３）を伸縮
する掘削翼駆動シリンダ（４）と、その掘削翼駆動シリ
ンダ（４）に圧油を供給するアジャスタブルシリンダ
（６）と、そのアジャスタブルシリンダ（６）を制御す
るリングカム（５）とを備えていることを特徴とする全
方向自由断面掘削装置。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、地中に杭又は、縦
坑、横坑、斜坑を構築するため、地盤に穴を掘削する装
置と方法に関する。
坑、横坑、斜坑を構築するため、地盤に穴を掘削する装
置と方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】機械式掘削方法については、円形が基本
で、その他の形状を掘削する場合は人力掘削となってい
る。
で、その他の形状を掘削する場合は人力掘削となってい
る。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】機械式掘削方法によ
り、円形以外の自由な形状に掘削を行う場合は、次の問
題があった。
り、円形以外の自由な形状に掘削を行う場合は、次の問
題があった。
【０００４】掘削翼の長短による掘削力のアンバランス
によってドリルパイプ（ケーシングパイプ）が偏芯し、
掘削孔の垂直精度が保てない。
によってドリルパイプ（ケーシングパイプ）が偏芯し、
掘削孔の垂直精度が保てない。
【０００５】複数翼の回転によって円形以外の掘削を行
う場合においては、掘削翼の伸縮と回転を同期させる必
要があり、この位置計測、制御、伸縮翼の動力確保及び
応答速度等の技術的な問題に対し、実用化は困難であ
る。
う場合においては、掘削翼の伸縮と回転を同期させる必
要があり、この位置計測、制御、伸縮翼の動力確保及び
応答速度等の技術的な問題に対し、実用化は困難であ
る。
【０００６】本発明は、前者の掘削反力のアンバランス
による芯ブレを防止し得、また後者のドリルパイプの回
転方向と可変伸縮掘削翼の伸縮量の同調を容易になし得
て、機械式掘削方法により、円形以外の自由な形状に掘
削を行え得る掘削装置及び掘削方法を提供しようとする
ものである。
による芯ブレを防止し得、また後者のドリルパイプの回
転方向と可変伸縮掘削翼の伸縮量の同調を容易になし得
て、機械式掘削方法により、円形以外の自由な形状に掘
削を行え得る掘削装置及び掘削方法を提供しようとする
ものである。
【０００７】
【課題を解決するための手段】本発明によれば、断面掘
削装置は、ケーシングパイプの先端に設けた先行掘削ビ
ットと、その先行掘削ビットよりも後方においてケーシ
ングパイプに設けた可変伸縮掘削翼と、その可変伸縮掘
削翼を伸縮する掘削翼駆動シリンダと、その掘削翼駆動
シリンダに圧油を供給するアジャスタブルシリンダと、
そのアジャスタブルシリンダを制御するリングカムとを
備えているものとする。
削装置は、ケーシングパイプの先端に設けた先行掘削ビ
ットと、その先行掘削ビットよりも後方においてケーシ
ングパイプに設けた可変伸縮掘削翼と、その可変伸縮掘
削翼を伸縮する掘削翼駆動シリンダと、その掘削翼駆動
シリンダに圧油を供給するアジャスタブルシリンダと、
そのアジャスタブルシリンダを制御するリングカムとを
備えているものとする。
【０００８】また、リングカムを軸線方向に移動させる
カム軸線方向移動用シリンダを備えているものとするこ
とで、拡大及び縮小掘削を行う。
カム軸線方向移動用シリンダを備えているものとするこ
とで、拡大及び縮小掘削を行う。
【０００９】また、リングカムを周方向に移動させるカ
ム周方向移動用シリンダを備えているものとすること
で、ネジレ掘削を行う。
ム周方向移動用シリンダを備えているものとすること
で、ネジレ掘削を行う。
【００１０】掘削反力のアンバランスによる芯ブレに対
しては、可変伸縮掘削翼よりもケーシングパイプを先行
させ、該パイプの側面と地盤とで変位させようとしてい
る力を負担し、芯ブレを防いで掘削孔の垂直精度を保
つ。
しては、可変伸縮掘削翼よりもケーシングパイプを先行
させ、該パイプの側面と地盤とで変位させようとしてい
る力を負担し、芯ブレを防いで掘削孔の垂直精度を保
つ。
【００１１】また、ケーシングパイプの回転方位と伸縮
掘削翼の伸縮量の同調に対しては、カムと油圧シリンダ
の組み合わせにより、簡単な装置で確実な伸縮掘削翼の
動きを確保する。
掘削翼の伸縮量の同調に対しては、カムと油圧シリンダ
の組み合わせにより、簡単な装置で確実な伸縮掘削翼の
動きを確保する。
【００１２】
【発明の実施の形態】図１及び図２に於いて、ケーシン
グパイプ１の先端に先行掘削ビツト２が設けられてお
り、その先行掘削ビツト２の後方においてケーシングパ
イプ１に可変伸縮掘削翼３が設けられている。可変伸縮
掘削翼３は、固定翼３Ａと伸縮翼３Ｂとから成るもので
ある。
グパイプ１の先端に先行掘削ビツト２が設けられてお
り、その先行掘削ビツト２の後方においてケーシングパ
イプ１に可変伸縮掘削翼３が設けられている。可変伸縮
掘削翼３は、固定翼３Ａと伸縮翼３Ｂとから成るもので
ある。
【００１３】可変伸縮掘削翼３の伸縮翼３Ｂを伸縮する
掘削翼駆動シリンダ４が設けられており、この掘削翼駆
動シリンダ４は、後述のアジャスタブルシリンダ６から
の圧油により作動して伸縮翼３Ｂを伸縮する。
掘削翼駆動シリンダ４が設けられており、この掘削翼駆
動シリンダ４は、後述のアジャスタブルシリンダ６から
の圧油により作動して伸縮翼３Ｂを伸縮する。
【００１４】リングカム５（不動部材）が設けられてお
り、このリングカム５によりアジャスタブルシリンダ６
が制御されて（図示ではアジャスタブルシリンダ６のピ
ストンが上下して）、それに応じた量の圧油を前記掘削
翼駆動シリンダ４に供給して、可変伸縮掘削翼３の伸縮
翼３Ｂを伸縮する。
り、このリングカム５によりアジャスタブルシリンダ６
が制御されて（図示ではアジャスタブルシリンダ６のピ
ストンが上下して）、それに応じた量の圧油を前記掘削
翼駆動シリンダ４に供給して、可変伸縮掘削翼３の伸縮
翼３Ｂを伸縮する。
【００１５】また、リングカム５をその軸線方向（図示
では上下方向）に移動させる軸線方向シリンダ７及びリ
ングカム６をその周方向に移動させる周方向シリンダ８
（図２）が設けられている。
では上下方向）に移動させる軸線方向シリンダ７及びリ
ングカム６をその周方向に移動させる周方向シリンダ８
（図２）が設けられている。
【００１６】ケーシングパイプ１は、ケーシンググリッ
パ９を介してケーシング回転装置１０により回転され、
先行掘削ビット２及び可変伸縮掘削翼３により地盤掘削
する。ケーシングパイプ１には、掘削土砂取り込み口１
ａが形成されている。Ｌ−１及びＬ−２は、油圧ホース
を示す。
パ９を介してケーシング回転装置１０により回転され、
先行掘削ビット２及び可変伸縮掘削翼３により地盤掘削
する。ケーシングパイプ１には、掘削土砂取り込み口１
ａが形成されている。Ｌ−１及びＬ−２は、油圧ホース
を示す。
【００１７】図３には、リングカム５とアジャスタブル
シリンダ６との関係を示し、アジャスタブルシリンダ６
のロット６ａに設けた上部ローラ１１Ａ及び下部ローラ
１１Ｂ、１１Ｂでリングカム５のカムヘッド５ａを挟
み、アジャスタブルシリンダ６のロット６ａがカム面に
追従するようになっている。
シリンダ６との関係を示し、アジャスタブルシリンダ６
のロット６ａに設けた上部ローラ１１Ａ及び下部ローラ
１１Ｂ、１１Ｂでリングカム５のカムヘッド５ａを挟
み、アジャスタブルシリンダ６のロット６ａがカム面に
追従するようになっている。
【００１８】図４ａ乃至図４ｃにカム５とアジャスタブ
ルシリンダ６の動作要領を示し、図４ａはアジャスタブ
ルシリンダ６のロッド６ａがカム５の最も低い位置にあ
り、掘削翼駆動シリンダ４は収縮しており、それに伴い
可変伸縮掘削翼３は縮小掘削を行う。
ルシリンダ６の動作要領を示し、図４ａはアジャスタブ
ルシリンダ６のロッド６ａがカム５の最も低い位置にあ
り、掘削翼駆動シリンダ４は収縮しており、それに伴い
可変伸縮掘削翼３は縮小掘削を行う。
【００１９】図４ｂはアジャスタブルシリンダ６のロッ
ド６ａがカム５の中間の位置にあり、掘削翼駆動シリン
ダ４は中間位置となり、それに伴い可変伸縮掘削翼３は
中間伸縮掘削を行う。
ド６ａがカム５の中間の位置にあり、掘削翼駆動シリン
ダ４は中間位置となり、それに伴い可変伸縮掘削翼３は
中間伸縮掘削を行う。
【００２０】図４ｃはアジャスタブルシリンダ６のロッ
ド６ａがカム５の最も高い位置にあり、掘削翼駆動シリ
ンダ４は伸張し、それに伴い可変伸縮掘削翼３は拡大掘
削を行う。
ド６ａがカム５の最も高い位置にあり、掘削翼駆動シリ
ンダ４は伸張し、それに伴い可変伸縮掘削翼３は拡大掘
削を行う。
【００２１】リングカム５の上面の形状により、掘削孔
の平面形状のコントロールがなされる。従って、上面の
形状の種々のリングカム５を用意することで、種々の平
面形状の孔を掘削することができる。
の平面形状のコントロールがなされる。従って、上面の
形状の種々のリングカム５を用意することで、種々の平
面形状の孔を掘削することができる。
【００２２】また、軸線方向シリンダ７により、リング
カム５を上昇及び下降させることで、拡大及び縮小掘削
がなされる。
カム５を上昇及び下降させることで、拡大及び縮小掘削
がなされる。
【００２３】更に、周方向シリンダ８により、リングカ
ム５を回転させることで、平面形状の方位（ネジレ掘
削）を変えることができる。
ム５を回転させることで、平面形状の方位（ネジレ掘
削）を変えることができる。
【００２４】図５ａ乃至図５ｃに垂直方向変断面掘削形
状を示し、図５ａは円形・短形の同心掘削その１を示
し、図５ｂは円形・短形の同心掘削その２を示し、図５
ｃは楕円掘削を示す。
状を示し、図５ａは円形・短形の同心掘削その１を示
し、図５ｂは円形・短形の同心掘削その２を示し、図５
ｃは楕円掘削を示す。
【００２５】図６ａ乃至図６ｄに楕円掘削における可変
伸縮掘削翼３の状態を示し、可変伸縮掘削翼３は反時計
方向に回転し、図６ａから図６ｂ、図６ｃ、図６ｄと伸
縮し、楕円掘削を行う。
伸縮掘削翼３の状態を示し、可変伸縮掘削翼３は反時計
方向に回転し、図６ａから図６ｂ、図６ｃ、図６ｄと伸
縮し、楕円掘削を行う。
【００２６】以上は、主として垂直方向掘削について述
べたが、本発明の掘削装置は、図７及び図８に示すよう
に、横方向掘削にも実施できる。
べたが、本発明の掘削装置は、図７及び図８に示すよう
に、横方向掘削にも実施できる。
【００２７】
【発明の効果】本発明によれば、掘削翼の長短による掘
削反力のアンバランスによる芯ブレに対しては、可変伸
縮掘削翼よりもケーシングパイプを先行させ、該パイプ
の側面と地盤とで変位させようとしている力を負担し、
芯ブレを防いで掘削孔の垂直精度を保つ。
削反力のアンバランスによる芯ブレに対しては、可変伸
縮掘削翼よりもケーシングパイプを先行させ、該パイプ
の側面と地盤とで変位させようとしている力を負担し、
芯ブレを防いで掘削孔の垂直精度を保つ。
【００２８】また、複数翼の回転によって円形以外の掘
削を行う場合に於ける伸縮掘削翼の伸縮と回転との同期
に対しては、カムと油圧シリンダの組み合わせにより、
簡単な装置で確実な伸縮掘削翼の動きを確保することが
できる。
削を行う場合に於ける伸縮掘削翼の伸縮と回転との同期
に対しては、カムと油圧シリンダの組み合わせにより、
簡単な装置で確実な伸縮掘削翼の動きを確保することが
できる。
【図１】本発明の実施例に係る自由断面掘削装置の正面
図。
図。
【図２】図１の自由断面掘削装置のリングカム部分の斜
視図。
視図。
【図３】リングカムとアジャスタブルシリンダとの関係
を示す正面図。
を示す正面図。
【図４】リングカムとアジャスタブルシリンダ及び掘削
翼駆動シリンダとの作動要領図で、ａは伸縮掘削翼の縮
小掘削状態を示し、ｂは中間掘削状態を示し、ｃは拡大
掘削状態を示す。
翼駆動シリンダとの作動要領図で、ａは伸縮掘削翼の縮
小掘削状態を示し、ｂは中間掘削状態を示し、ｃは拡大
掘削状態を示す。
【図５】垂直方向変断面掘削状態を示し、ａは円形・短
形の同心掘削のその１、ｂは円形・短形の同心掘削のそ
の２、ｃは楕円掘削を示す。
形の同心掘削のその１、ｂは円形・短形の同心掘削のそ
の２、ｃは楕円掘削を示す。
【図６】楕円掘削における伸縮掘削翼の状態を示し、伸
縮掘削翼は反時計方向に回転し、伸縮掘削翼はａ、ｂ、
ｃ、ｄの状態に伸縮する。
縮掘削翼は反時計方向に回転し、伸縮掘削翼はａ、ｂ、
ｃ、ｄの状態に伸縮する。
【図７】自由断面掘削装置を横置にした状態を示す側面
図。
図。
【図８】その正面図。
１・・・ケーシングパイプ、２・・・先行掘削ビット、
３・・・伸縮掘削翼、４・・・掘削翼駆動シリンダ、５
・・・リングカム、６・・・アジャスタブルシリンダ、
７・・・軸線方向シリンダ、８・・・半径方向シリン
ダ、９・・・ケーシンググリッパ、１０・・・ケーシン
グ回転装置、１１・・・ローラ
３・・・伸縮掘削翼、４・・・掘削翼駆動シリンダ、５
・・・リングカム、６・・・アジャスタブルシリンダ、
７・・・軸線方向シリンダ、８・・・半径方向シリン
ダ、９・・・ケーシンググリッパ、１０・・・ケーシン
グ回転装置、１１・・・ローラ
フロントページの続き (72)発明者 竹 内 聡 東京都港区元赤坂一丁目２番７号 鹿島建 設株式会社内 Ｆターム(参考） 2D054 AB01 BA03 BB01
Claims (6)
- 【請求項１】 ケーシングパイプの先端に設けた先行掘
削ビットと、その先行掘削ビットよりも後方においてケ
ーシングパイプに設けた可変伸縮掘削翼と、その可変伸
縮掘削翼を伸縮する掘削翼駆動シリンダと、その掘削翼
駆動シリンダに圧油を供給するアジャスタブルシリンダ
と、そのアジャスタブルシリンダを制御するリングカム
とを備えていることを特徴とする全方向自由断面掘削装
置。 - 【請求項２】 リングカムを軸線方向に移動させるカム
軸線方向移動用シリンダを備えていることを特徴とする
請求項１に記載の全方向自由断面掘削装置。 - 【請求項３】 リングカムを周方向に移動させるカム周
方向移動用シリンダを備えていることを特徴とする請求
項１及び請求項２に記載の全方向自由断面掘削装置。 - 【請求項４】 ケーシングパイプの先端に設けた先行掘
削ビットで地盤を掘削し、その先行掘削ビットより後方
においてケーシングパイプに設けた可変伸縮掘削翼を、
リングカムによって制御されるアジャスタブルシリンダ
からの圧油によって作動する掘削翼駆動シリンダにより
伸縮して、所定平面形状の孔を掘削することを特徴とす
る全方向自由断面掘削方法。 - 【請求項５】 カム軸線方向移動用シリンダにより、リ
ングカムを軸線方向に移動させて拡大掘削及び縮小掘削
を行うことを特徴とする請求項４に記載の全方向自由断
面掘削方法。 - 【請求項６】 カム周方向移動用シリンダにより、リン
グカムを周方向に移動させてネジレ掘削を行うことを特
徴とする請求項４に記載の全方向自由断面掘削方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP18200698A JP3400717B2 (ja) | 1998-06-29 | 1998-06-29 | 全方向自由断面掘削装置及び掘削方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP18200698A JP3400717B2 (ja) | 1998-06-29 | 1998-06-29 | 全方向自由断面掘削装置及び掘削方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2000008780A true JP2000008780A (ja) | 2000-01-11 |
| JP3400717B2 JP3400717B2 (ja) | 2003-04-28 |
Family
ID=16110685
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP18200698A Expired - Fee Related JP3400717B2 (ja) | 1998-06-29 | 1998-06-29 | 全方向自由断面掘削装置及び掘削方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3400717B2 (ja) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN103670433A (zh) * | 2013-12-23 | 2014-03-26 | 中铁工程装备集团有限公司 | 短距离重合断面掘进机 |
| KR20180061690A (ko) * | 2016-11-30 | 2018-06-08 | 한국항공우주연구원 | 위치 측정 장치 및 방법 |
| CN109594925A (zh) * | 2018-12-29 | 2019-04-09 | 湖南达道新能源开发有限公司 | 一种地热管道井扩大装置及使用方法 |
| CN112324449A (zh) * | 2020-11-30 | 2021-02-05 | 中建八局轨道交通建设有限公司 | 盾构机换刀的运刀装置及运刀方法 |
-
1998
- 1998-06-29 JP JP18200698A patent/JP3400717B2/ja not_active Expired - Fee Related
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN103670433A (zh) * | 2013-12-23 | 2014-03-26 | 中铁工程装备集团有限公司 | 短距离重合断面掘进机 |
| KR20180061690A (ko) * | 2016-11-30 | 2018-06-08 | 한국항공우주연구원 | 위치 측정 장치 및 방법 |
| CN109594925A (zh) * | 2018-12-29 | 2019-04-09 | 湖南达道新能源开发有限公司 | 一种地热管道井扩大装置及使用方法 |
| CN109594925B (zh) * | 2018-12-29 | 2020-08-04 | 湖南达道新能源开发有限公司 | 一种地热管道井扩大方法 |
| CN112324449A (zh) * | 2020-11-30 | 2021-02-05 | 中建八局轨道交通建设有限公司 | 盾构机换刀的运刀装置及运刀方法 |
| CN112324449B (zh) * | 2020-11-30 | 2022-05-27 | 中建八局轨道交通建设有限公司 | 盾构机换刀的运刀装置及运刀方法 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP3400717B2 (ja) | 2003-04-28 |
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