JP2000220372A - リバース式立坑掘削機 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】礫がドリルパイプ等に詰まることを未然に防止
し、作業の能率の低下を招くことが防止される手段を有
するリバース式立坑掘削機を提供する。 【解決手段】掘削機本体のセンタシャフト５内に、ドリ
ルパイプの内径以下の内径を有する礫通過規制部１５を
設ける。センタシャフト５における前記礫通過規制部１
５より下部の側面にスリット１６を設ける。スリット１
６を通してセンタシャフト５内に先端が挿入、離脱され
ることにより、センタシャフト５内の礫通過規制部１５
に留まる礫１９を破砕する破砕ビット１７を備える。破
砕ビット１７に連動してスリット１６を閉、開するスリ
ット開閉部材１１を備える。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、主としてトンネル
掘削を行う場合のシールド工事用立坑や、場所打ち杭等
の建設、施工に使用されるリバース式立坑掘削機に関す
る。

【０００２】

【従来の技術】従来のリバース式立坑掘削機は、例えば
特開平５−５９８８１号公報に開示されているように、
地上に設置したロータリーテーブルにより回転される継
ぎ足し式ドリルパイプの下端に掘削機本体を取付け、掘
削機本体は中心のセンターシャフトの下部に複数のカッ
タを放射状に開閉自在に取付けると共に、カッタ開閉用
ジャッキを備えてなる。そして、前記ドリルパイプによ
り掘削機本体を回転させて泥水を充満させた立坑底面を
掘削し、前記掘削ズリは、前記センタシャフトの下端の
吸込み口からセンタシャフト、ドリルパイプを通して地
上に泥水を吸い上げ、泥水中の土砂を地上で除去して再
度立坑に泥水を注入しながら掘削作業を行うものであ
る。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】上述した従来のリバー
ス式立坑掘削機において、掘削時にセンタシャフトやド
リルパイプに礫の詰まりが生じた場合、掘削機をすべて
引き上げ、礫を地上で除去し、掘削機を再度立坑に挿入
する作業を行う必要がある。このため、礫の詰まりが生
じるような場所においては、作業能率が悪くなることが
あるという問題点がある。

【０００４】本発明は、このような従来技術の問題点に
鑑み、礫がドリルパイプ等に詰まることを未然に防止
し、作業の能率の低下を招くことが防止される手段を有
するリバース式立坑掘削機を提供することを目的とす
る。

【０００５】

【課題を解決するための手段】請求項１のリバース式立
坑掘削機は、ドリルパイプの下端に取付ける掘削機本体
のセンターシャフトの下部に複数のカッタを放射状に開
閉自在に取付けると共に、前記カッタ開閉用ジャッキを
備え、前記ドリルパイプにより掘削機本体を回転させ、
かつ前記ドリルパイプを通して泥水を吸い上げながら掘
削を行うリバース式立坑掘削機であって、前記センタシ
ャフト内に設けられ、ドリルパイプの内径以下の内径を
有する礫通過規制部と、前記センタシャフトにおける前
記礫通過規制部より下部の側面に設けられたスリット
と、前記スリットを通してセンタジョイント内に先端が
挿入、離脱されることにより、センタシャフト内の礫通
過規制部に留まる礫を破砕する破砕ビットと、該破砕ビ
ットに連動して前記スリットを閉、開するスリット開閉
部材とを備えたことを特徴とする。

【０００６】この掘削機においては、通常の掘削作業中
ではカッタが開いた状態で回転しており、センタシャフ
トに設けたスリットは開閉部材により閉じられて、地上
における吸込みにより、泥水がセンタシャフトおよびド
リルパイプを介して地上に吸い上げられる。前記礫通過
規制部に礫が引っかかることにより、泥水の吸い上げ量
が低下する等の現象が発生すると、ドリルパイプの回転
を止める。そして、破砕ビットを動かすための操作を行
うと、スリットが開かれ、同時に破砕ビットがスリット
から入り、センタシャフト内の礫を破砕し、吸い上げ可
能な小さな礫にする。その後前記スリットを閉じると同
時に破砕ビットをセンタシャフトから離脱させ、地上に
おける吸い上げ動作を再開することにより、小さく砕か
れた礫を吸い上げることができ、詰まりが解消される。

【０００７】請求項２のリバース式立坑掘削機は、請求
項１において、前記破砕ビットおよび前記スリット開閉
部材は、前記カッタの閉、開に連動する構成としたこと
を特徴とする。

【０００８】このように破砕ビットとカッタを連動させ
ると、カッタの閉じ動作により前記スリットが開かれ、
同時に破砕ビットがスリットから入り、センタシャフト
内の礫を破砕し、吸い上げ可能な小さな礫にするので、
カッタの操作手段を、詰まりを防止するための操作手段
に兼用することができる。

【０００９】請求項３のリバース式立坑掘削機は、請求
項１または２において、前記破砕ビットは、前記カッタ
に取付けられていることを特徴とする。

【００１０】このように、破砕ビットをカッタに取付け
れば、簡単な取付け構造でカッタと連動する破砕ビット
が構成できる。

【００１１】請求項４のリバース式立坑掘削機は、請求
項１から３までのいずれかにおいて、前記破砕ビットの
センタシャフト側の面と、センタシャフトとの間に、破
砕ビットによる破砕時にセンタシャフトの側面側に存在
する礫を破砕する補助破砕手段を設けたことを特徴とす
る。

【００１２】このように、センタシャフトの側面にも補
助破砕手段を設けることにより、側面に残留する詰まり
を生じる可能性のある礫を予め破砕しておくことができ
る。

【００１３】請求項５のリバース式立坑掘削機は、ドリ
ルパイプの下端に取付ける掘削機本体のセンターシャフ
トの下部に複数のカッタを放射状に開閉自在に取付ける
と共に、前記カッタ開閉用ジャッキを備え、前記ドリル
パイプにより掘削機本体を回転させ、かつ前記ドリルパ
イプを通して泥水を吸い上げながら掘削を行うリバース
式立坑掘削機であって、前記センタシャフトの下端に設
けたフィッシュテ−ルを複数に分割し、各分割フィッシ
ュテ−ルを開閉手段によりピンを中心として開閉自在に
取付け、各分割フィッシュテ−ルの対向部に、礫を破砕
する爪を設けたことを特徴とする。

【００１４】このように、フィッシュテ−ルを分割構造
にし、かつ開閉手段により開閉させるようにすれば、掘
削機本体の下部の吸込口に詰まりが発生した場合、分割
フィッシュテ−ルを開閉操作することにより、礫を小分
けして通過可能なサイズにすることができる。

【００１５】請求項６のリバース式立坑掘削機は、請求
項５において、前記分割フィッシュテ−ルを前記カッタ
の一部として形成したことを特徴とする。

【００１６】このように、カッタに分割フィッシュテ−
ルを取付けてカッタの開閉により吸込口に留まる礫を破
砕することにより、詰まりを防止することができる。

【００１７】請求項７のリバース式立坑掘削機は、請求
項１から４までのいずれかにおいて、前記センタシャフ
トの下端に設けたフィッシュテ−ルを複数に分割し、各
分割フィッシュテ−ルを開閉手段によりピンを中心とし
て開閉自在に取付け、各分割フィッシュテ−ルの対向部
に、礫を破砕する爪を設けたことを特徴とする。

【００１８】このような構成とすれば、センタシャフト
内における詰まりと、吸込口における詰まりを防止する
ことができる。

【００１９】

【発明の実施の形態】図１は本発明を適用するリバース
サーキュレーションドリルを示す側面図である。図１に
おいて、１は地上に設置したターンテーブル４０により
回転される継ぎ足し式のドリルパイプであり、その下端
に立坑４１掘削用の掘削機本体２が取付けられる。ター
ンテーブル４０に貫挿されたドリルパイプ１の上端は、
スイベルジョイント４２を介してサクションホース４３
に接続され、サクションホース４３はサクションポンプ
４４の吸込口に接続される。４５はサクションポンプ４
４により吸い上げられた泥水を集める泥水タンクであ
る。掘削機本体２により掘削される立坑４１内には、泥
水タンク４５で礫等を除去した泥水が注入される。Ｌは
立坑４１内の水位を示す。３は掘削した立坑４１を坑壁
を保護する円筒形のケーソンである。

【００２０】図２、図３はそれぞれ前記掘削機本体２の
本発明による一実施の形態をそれぞれカッタを開いた状
態、閉じた状態で示す側面図、図４、図５はそれぞれ図
２、図３の要部拡大図である。図２、図３に示すよう
に、ドリルパイプ１の下端には、掘削機本体２が結合さ
れる。掘削機本体２はドリルパイプ１と一体に回転する
スタビライザ４が設けられる。該スタビライザ４は、中
心のフレーム４ａより放射状に設けた複数本のアーム４
ｂの先端にそれぞれローラ４ｃを取付けてなり、ケーソ
ン３の内壁に芯ずれを防止するものである。

【００２１】前記スタビライザ４にはセンタシャフト５
が一体に設けられる。センタシャフト５の下端には円筒
状の吸込口６が結合され、該吸込口６には、ピン７を中
心として開閉自在に複数本のカッタ８が取付けられる。
また、吸込口６には、芯ずれ防止用のフィッシュテ−ル
９が設けられる。

【００２２】カッタ８の開閉用ジャッキとして設けた油
圧シリンダ１０が、センタシャフト５に上下動自在に嵌
合した円筒体１１に固定したブラケット１２と、センタ
シャフト５の上部に設けたブラケット１３との間に取付
けられる。前記円筒体１１に設けたブラケット１２とカ
ッタ８との間はリンク１４により連結される。したがっ
て、図２のように油圧シリンダ１０を伸長すればカッタ
８を開き、図３のように収縮させるとカッタ８を閉じる
ことができる。

【００２３】図５に示すように、センタシャフト５内に
は、ドリルパイプ１の内径以下の内径を有するリングに
より礫通過規制部１５が設けられる。また、該礫通過規
制部１５より下部の側面にスリット１６が設けられる。

【００２４】１７はカッタ８にそれぞれ取付けられた破
砕ビットであり、前記カッタ８の閉、開に連動して前記
スリット１６を通してセンタシャフト５内に先端が挿
入、離脱されることにより、センタシャフト５内に留ま
る礫を破砕するものである。

【００２５】本実施の形態においては、前記円筒体１１
は、前記カッタ８の閉、開に連動して前記スリット１６
を閉、開するスリット開閉部材としての機能も兼ねる。

【００２６】この構成において、図４のようにカッタ８
が開いて回転する掘削中においては、前記円筒体１１は
油圧シリンダ１０の伸長により押し下げられているの
で、スリット１６は円筒体１１により閉塞されており、
前記サクションポンプ４４の作動により泥水はもっぱら
吸込口６から吸い込まれる。ここで、図４に示すように
センタシャフト５内の礫通過規制部１５に礫１９が通過
できずに詰まりが生じると、地上のオペレータがドリル
パイプ１の回転を止めると共に、カッタ８を閉じる操作
を行うことにより、円筒体１１が図５に示すように持ち
上げられてスリット１６を開くと同時に、破砕ビット１
７がスリット１６を通してセンタシャフト５内に入り、
礫１９をドリルパイプ１中を通過できるサイズの小礫に
破砕する。この状態で再度カッタ８を開いて回転させ、
ドリルパイプ１を通しての吸込み動作を再開すれば、破
砕された礫をドリルパイプ１に通して吸い上げることが
できる。

【００２７】前記破砕ビット１７は、センタシャフト５
に取付けて前記ブラケット１２の上下動に伴い、スリッ
ト１６を通して挿入、離脱する構成も採用できるが、本
実施の形態のように、該破砕ビット１７を前記カッタ８
に取付ける構造とすることにより、簡単な取付構造でカ
ッタ８の開閉と破砕ビット１７との連動機構を実現する
ことができる。

【００２８】図６、図７はそれぞれ本発明の他の実施の
形態を、カッタ８を開いた状態と閉じた状態で示す側面
図である。本実施の形態は、前記破砕ビット１７のセン
タシャフト側の面に超硬材でなる破砕爪２０を設けると
共に、センタシャフト５にもその超硬材でなる受部２１
（または破砕爪）を設けることにより、破砕ビット１７
による破砕時にセンタシャフト５の側面側に存在する礫
を破砕する補助破砕手段を構成したものである。

【００２９】このように、センタシャフト５の側面にも
補助破砕手段を設けることにより、側面に残留する詰ま
りを生じる可能性のある礫を予め破砕しておくことがで
きるので、ドリルパイプ１の詰まりをより確実に防止す
ることができる。

【００３０】図８、図９は本発明の他の実施の形態を示
す掘削機本体の側面図であり、センタシャフト５の下端
に吸込口６を介して設けたフィッシュテ−ルを複数に分
割し、分割したフィッシュテ−ル２２ａ、２２ｂをピン
２３ａ、２３ｂを中心に開閉自在に取付け、これらの分
割フィッシュテ−ル２２ａ、２２ｂ間に油圧シリンダ２
４を設けることにより、フィッシュテ−ルを礫の破砕手
段として構成したものである。各分割フィッシュテ−ル
２２ａ、２２ｂの対向部に、礫を破砕する超硬材からな
る破砕爪２５を設けている。

【００３１】このように、フィッシュテ−ルを分割構造
にし、かつ油圧シリンダ２４等の開閉手段により、まず
図８のように分割フィッシュテ−ル２２ａ、２２ｂを開
き、ドリルパイプ１を所定の角度回転させ、続いて図９
のように閉じることにより、掘削機本体の下部の吸込口
６に詰まりが発生した場合、分割フィッシュテ−ルを開
閉操作することにより、礫を小分けして通過可能なサイ
ズにすることができる。

【００３２】図１０、図１１は本発明の他の実施の形態
を示す掘削機本体の側面図である。本実施の形態におい
ては、分割フィッシュテ−ル２６ａ、２６ｂをそれぞれ
前記カッタ８、８の一部として溶接あるいはボルト付け
により一体的に設けたものである。

【００３３】このように、フィッシュテ−ルを分割構造
にし、これらをカッタ８と一体的に構成すれば、吸込口
６に詰まりが生じた場合、図１０に示すように、油圧シ
リンダ１０を収縮させてカッタ８を閉じることにより、
分割フィッシュテ−ル２６ａ、２６ｂを開き、続いてド
リルパイプ１を所定の角度回転させ、その後図１１のよ
うに閉じることにより、掘削機本体の下部の吸込口６に
詰まりが発生した場合、分割フィッシュテ−ル２６ａ、
２６ｂを開閉操作することにより、礫を小分けして通過
可能なサイズにすることができる。

【００３４】また、カッタ８に分割フィッシュテ−ル２
６ａ、２６ｂを取付けてカッタ８の開閉により吸込口６
に留まる礫を破砕することにより、カッタ８の開閉手段
である油圧シリンダ１０が礫の破砕に用いることがで
き、分割フィッシュテ−ル２６ａ、２６ｂの開閉手段を
別に設ける必要がないという利点がある。

【００３５】また、本実施の形態のように、分割フィッ
シュテ−ル２６ａ、２６ｂと共に、前記破砕ビット１７
も設けることにより、センタシャフト５内の詰まりも解
消することができる。さらに、図６、図７に示した破砕
爪２０や受部２１等からなる補助破砕手段を設けてもよ
い。

【００３６】

【発明の効果】請求項１によれば、リバース式立坑掘削
機の掘削機本体のセンタシャフト内に設けられ、ドリル
パイプの内径以下の内径を有する礫通過規制部と、前記
センタシャフトにおける前記礫通過規制部より下部の側
面に設けられたスリットと、前記スリットを通してセン
タシャフト内に先端が挿入、離脱されることにより、セ
ンタシャフト内の礫通過規制部に留まる礫を破砕する破
砕ビットと、該破砕ビットに連動して前記スリットを
閉、開するスリット開閉部材とを備えたので、礫通過規
制部に礫が引っかかることにより、詰まりが生じると、
破砕ビットにより、センタシャフト内に詰まる礫を破砕
することができるので、ドリルパイプを閉塞させるおそ
れのある礫を未然に破砕することができ、ドリルパイプ
の詰まりを未然に防止することができる。このため、ド
リルパイプ等に礫が詰まることにより生じる掘削機本体
の引き上げ、分解作業が不要となり、工事を円滑に進め
ることができる。

【００３７】請求項２によれば、請求項１において、前
記破砕ビットおよび前記スリット開閉部材は、前記カッ
タの閉、開に連動する構成としたので、カッタの操作手
段を詰まりを防止するための操作手段に兼用することが
でき、操作手段が簡略化される。

【００３８】請求項３によれば、請求項１または２にお
いて、前記破砕ビットが前記カッタに取付けられている
ので、簡単な取付け構造でカッタと連動する破砕ビット
を構成することができる。

【００３９】請求項４によれば、請求項１から３までの
いずれかにおいて、前記破砕ビットのセンタシャフト側
の面と、センタシャフトとの間に、破砕ビットによる破
砕時にセンタシャフトの側面側に存在する礫を破砕する
補助破砕手段を設けたので、側面に残留する詰まりを生
じる可能性のある礫を予め破砕しておくことができる。

【００４０】請求項５によれば、前記センタシャフトの
下端に設けたフィッシュテ−ルを複数に分割し、各分割
フィッシュテ−ルを開閉手段によりピンを中心として開
閉自在に取付け、各分割フィッシュテ−ルの対向部に、
礫を破砕する爪を設けたので、掘削機本体の下部の吸込
口に詰まりが発生した場合、分割フィッシュテ−ルを開
閉操作することにより、礫を小分けして通過可能なサイ
ズにすることができる。

【００４１】請求項６によれば、請求項５において、前
記分割フィッシュテ−ルを前記カッタの一部として形成
したので、カッタの開閉手段により礫の破砕に用いるこ
とができ、分割フィッシュテ−ルの開閉手段を別に設け
る必要がないという利点がある。

【００４２】請求項７によれば、請求項１から４までの
いずれかにおいて、前記センタシャフトの下端に設けた
フィッシュテ−ルを複数に分割し、各分割フィッシュテ
−ルを開閉手段によりピンを中心として開閉自在に取付
け、各分割フィッシュテ−ルの対向部に、礫を破砕する
爪を設けたので、センタシャフト内における詰まりと、
吸込口における詰まりを防止することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明を適用するリバースサーキュレーション
ドリルを示す側面図である。

【図２】本発明による掘削機の掘削機本体の一実施の形
態をカッタが開いた状態で示す側面図である。

【図３】図２の掘削機本体をカッタが閉じた状態で示す
側面図である。

【図４】図２の要部拡大図である。

【図５】図３の要部拡大図である。

【図６】本発明による掘削機の掘削機本体の一実施の形
態の要部をカッタが開いた状態で示す側面図である。

【図７】図６の掘削機本体の要部をカッタが閉じた状態
で示す側面図である。

【図８】本発明による掘削機の掘削機本体の他の実施の
形態を分割フィッシュテ−ルが開いた状態で示す側面図
である。

【図９】図８の掘削機本体を分割フィッシュテ−ルが閉
じた状態で示す側面図である。

【図１０】本発明による掘削機の掘削機本体の他の実施
の形態を分割フィッシュテ−ルが開いた状態で示す側面
図である。

【図１１】図１０の掘削機本体を分割フィッシュテ−ル
が閉じた状態で示す側面図である。

【符号の説明】

１：ドリルパイプ、２：掘削機本体、３：ケーソン、
４：スタビライザ、５：センタシャフト、６：吸込口、
８：カッタ、９：フィッシュテ−ル、１０：油圧シリン
ダ、１１：円筒体、１２、１３：ブラケット、１４：リ
ンク、１５：礫通過規制部、１６：スリット、１７：破
砕ビット、１９：礫、２０、２５：破砕爪、２１：受
部、２２ａ、２２ｂ、２６ａ、２６ｂ：分割フィッシュ
テ−ル、２４：油圧シリンダ、４０：ターンテーブル、
４１：立坑、４２：スイベルジョイント、４３：サクシ
ョンホース、４４：サクションポンプ、４５：泥水タン
ク

Claims (7)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】ドリルパイプの下端に取付ける掘削機本体
   のセンターシャフトの下部に複数のカッタを放射状に開
   閉自在に取付けると共に、前記カッタ開閉用ジャッキを
   備え、前記ドリルパイプにより掘削機本体を回転させ、
   かつ前記ドリルパイプを通して泥水を吸い上げながら掘
   削を行うリバース式立坑掘削機であって、 前記センタシャフト内に設けられ、ドリルパイプの内径
   以下の内径を有する礫通過規制部と、 前記センタシャフトにおける前記礫通過規制部より下部
   の側面に設けられたスリットと、 前記スリットを通してセンタジョイント内に先端が挿
   入、離脱されることにより、センタシャフト内の礫通過
   規制部に留まる礫を破砕する破砕ビットと、 該破砕ビットに連動して前記スリットを閉、開するスリ
   ット開閉部材とを備えたことを特徴とするリバース式立
   坑掘削機。
2. 【請求項２】請求項１において、 前記破砕ビットおよび前記スリット開閉部材は、前記カ
   ッタの閉、開に連動する構成としたことを特徴とするリ
   バース式立坑掘削機。
3. 【請求項３】請求項１または２において、 前記破砕ビットは、前記カッタに取付けられていること
   を特徴とするリバース式立坑掘削機。
4. 【請求項４】請求項１から３までのいずれかにおいて、 前記破砕ビットのセンタシャフト側の面と、センタシャ
   フトとの間に、破砕ビットによる破砕時にセンタシャフ
   トの側面側に存在する礫を破砕する補助破砕手段を設け
   たことを特徴とするリバース式立坑掘削機。
5. 【請求項５】ドリルパイプの下端に取付ける掘削機本体
   のセンターシャフトの下部に複数のカッタを放射状に開
   閉自在に取付けると共に、前記カッタ開閉用ジャッキを
   備え、前記ドリルパイプにより掘削機本体を回転させ、
   かつ前記ドリルパイプを通して泥水を吸い上げながら掘
   削を行うリバース式立坑掘削機であって、 前記センタシャフトの下端に設けたフィッシュテ−ルを
   複数に分割し、 各分割フィッシュテ−ルを開閉手段によりピンを中心と
   して開閉自在に取付け、 各分割フィッシュテ−ルの対向部に、礫を破砕する爪を
   設けたことを特徴とするリバース式立坑掘削機。
6. 【請求項６】請求項５において、 前記分割フィッシュテ−ルを前記カッタの一部として形
   成したことを特徴とするリバース式立坑掘削機。
7. 【請求項７】請求項１から４までのいずれかにおいて、 前記センタシャフトの下端に設けたフィッシュテ−ルを
   複数に分割し、 各分割フィッシュテ−ルを開閉手段によりピンを中心と
   して開閉自在に取付け、 各分割フィッシュテ−ルの対向部に、礫を破砕する爪を
   設けたことを特徴とするリバース式立坑掘削機。