JP2002115482A

JP2002115482A - 掘削装置

Info

Publication number: JP2002115482A
Application number: JP2000307324A
Authority: JP
Inventors: Mitsuhiro Yoshida; 満宏吉田
Original assignee: YBM Co Ltd
Current assignee: YBM Co Ltd
Priority date: 2000-10-06
Filing date: 2000-10-06
Publication date: 2002-04-19

Abstract

(57)【要約】【課題】振動を与えて地盤を掘削し、土壌または地下水
を採取するための装置で、騒音が少なく、構造がシンプ
ルで経済的にコストの低い掘削装置の提供にある。【解決手段】地盤の掘削装置であって、掘削のために
振動を発生する起振装置２を基体１に設け、中心部にあ
って回転駆動装置３により回転自在に支持される主軸５
を設け、起振装置２により振動を付与されるケーシング
１０を主軸５の軸方向に設け、主軸５と連結し回転自在
なインナーロッド１１をケーシング１０内に挿入して設
け、主軸５またはケーシング１０に前記起振動装置２を
結合して、掘削孔を形成するためのケーシング１０に振
動を付与し、インナーロッド１１に振動と回転動作を付
与し、所定の地層から土壌または地下水を採取して地質
または水質を試験する構成にした掘削装置。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、地盤の土壌や地下
水等を試験するための掘削装置に関する。さらに詳しく
は、振動を与えて掘削し土壌や地下水等を採取するため
の掘削装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】掘削機としては、地盤改良のための掘
削、地下深部のボーリング掘削、石油掘削等で公知であ
る。特に振動を与えて掘削するものは、振動と同時に掘
削工具に回転動作を与えて行う。このとき掘削に削孔水
を供給して掘削を進めるが、回収される土壌は土と水の
混在した泥水である。削孔水を使用しないと、ケーシン
グ周面と土壌との間の摩擦抵抗が大きくなり、ケーシン
グを回転させることができなくなる。回転トルクを上げ
ればケーシングを回転させることも可能ではあるが、装
置が大きなものとなってしまう。

【０００３】一般の掘削の場合は問題ないが、土壌等の
調査、試験等の場合は地層の各部分の地質あるいは水質
を正確に調べる必要がある。特に、汚染された土壌等を
調べる場合は、正確性が要求されるので削孔水を使用す
ることができない。従来の掘削機を使用すると、各地層
の区別なく掘削された土壌が泥水となって連続的に回収
されるだけで各地層の土壌または地下水の正確な地質ま
たは水質の調査ができない。

【０００４】また、削孔水で回収された水は量も多く汚
染され、この水の処理が環境面で問題となり簡単に処理
することはできない。従って各地層の区別された土壌ま
たは地下水を正確で確実な方法で採取する必要がある。
このような調査のための装置として同一出願人は特許第
３０５３５６３号を提案している。

【０００５】この装置の掘削方法は、掘削機により大深
度まで掘削し、この掘削後、特定の深部を隣り合う深部
からシールするためにパッカーを配置する試験方法であ
って、前記掘削機の最下部に配置された掘削ビットで掘
削しつつ掘削された掘削孔にケーシングを挿入して掘削
し、前記ケーシングから前記掘削ビットを除去し、前記
ケーシング内に切断カッターを挿入し前記ケーシングを
切断し、切断された前記ケーシング位置に前記パッカー
を配置し、前記パッカーを前記掘削孔に固定する方法で
ある。

【０００６】しかしこの方法は、深部地下水の組成を調
査したり、また土壌を調査する点では、１回の調査で行
うことができ、極めて有効な方法であるが、装置が大型
化し、複雑化し高コストの装置となり、比較的深度の浅
い地盤の調査、例えば、工場用地の汚染土の調査やガソ
リンスタンド等の敷地の調査等には向いていない。この
ためさらに機構がシンプルで、コストの低い経済性のあ
る小形化された装置が要望されていた。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】本発明は上述のような
技術背景のもとになされたものであり、下記目的を達成
する。本発明の目的は、構造がシンプルで経済的に低コ
ストを実現した小形の掘削装置の提供にある。本発明の
他の目的は、掘削するための削孔水を必要とせず、汚染
土の処理も必要としない掘削装置の提供にある。本発明
のさらに他の目的は、掘削は振動によって行うので、騒
音の少ない掘削装置の提供にある。

【０００８】

【課題を解決するための手段】本発明の掘削装置は、地
盤の小型掘削装置であって、基体に掘削のために振動を
発生する起振装置を設け、この起振装置により振動を付
与され、さらに回転駆動装置により回転駆動される主軸
を設け、この主軸の先端に振動を付与されて掘削するケ
ーシングを設け、このケーシングとともに振動を付与さ
れ且つ回転駆動して掘削し土壌または地下水を回収する
インナーロッドを設けた構成とした。

【０００９】また、前記起振装置は前記主軸の端部に結
合され前記主軸に振動を付与するように構成してもよ
く。さらに、前記起振装置は前記ケーシングに結合され
前記ケーシングに振動を付与するように構成してもよ
い。

【００１０】さらに、前記ケーシングを回転させるため
の回転装置を前記基体に設け、この回転装置の係合部と
係合し前記ケーシングの外周に係合部材を設け、前記回
転装置により前記ケーシングを回転可能に構成してもよ
い。さらに、前記インナーロッドは軸外周に土壌または
地下水等を回収するためのスクリューを設けて構成して
もよい。

【００１１】

【発明の実施の形態】（実施の形態１）以下、本発明の
実施の形態を試験用掘削装置に適用した例にもとずき図
面に従って説明する。図１は試験用掘削装置の断面図で
ある。先ず、概略構成を説明すると、基体１に起振装置
２と回転駆動装置３が取り付けられている。起振装置２
の一端に回転自在に連結ロッド４が設けられており、こ
の連結ロッド４に主軸５が取り付けられている。この主
軸５の一部はピニオン６となっており、このピニオン６
に２つの回転駆動装置３の駆動歯車（図示せず）が噛合
している。

【００１２】主軸５の下方には第２の連結ロッド７が固
定されている。この第２の連結ロッドは２つの軸受け
８，９により外方にケーシング１０を相対的に回転自在
に受けている。また第２の連結ロッド７の先端にインナ
ーロッド１１が取り付けられて第２の連結ロッド７とと
もに回転自在である。

【００１３】さらにこの装置の詳細を説明する。起振装
置２は同一出願人の特許第２５２７６７４に記載されて
いる起振装置と略同じ構成のものであるので、詳細説明
は省略するが概略構成は次のようになっている。この装
置はハウジング１２を有しており、このハウジング１２
が基体１に固定されている。このハウジング１２内に防
振ゴム１３を介して振動体１４が支持されており、この
振動体１４には２つの軸１５，１６が設けられており、
駆動モータ（図示せず）により２つの軸１５，１６は互
いに逆方向に同回転する。

【００１４】この２つの軸１５，１６には各々偏心ロー
タ１７，１８が取り付けられている。この偏心ロータ１
７，１８はお互いに等しい質量を有していて、この偏心
ロータ１７，１８の重心と前記軸１５，１６の中心を結
ぶ線が一致し、重心位置が対称になるように構成されて
いる。

【００１５】従って、偏心ロータ１７，１８の回転に伴
って発生する遠心力は偏心ロータ１７，１８の重心と前
記軸１５，１６の中心を結ぶ線に直角な方向に作用す
る。このため振動体１４は主軸５の軸線方向に振動を与
えられる。この振動体１４の中央部はロータリージョイ
ント構成１９になっており、連結ロッド４が回転自在に
振動体１４に連結されている。

【００１６】この連結ロッド４は２つの軸受２０，２１
に挟持され軸方向の動きが規制され回転自在となってい
る。この連結ロッド４軸端は雌ねじ２２が設けられ、こ
の雌ねじ２２に雄ねじに主軸５の先端部雄ねじ２３が螺
合している。この主軸５の中央部にピニオン６が形成さ
れており、前述のように前記２つの回転駆動装置３の歯
車（図示せず）に係合している。

【００１７】このピニオン６は回転駆動装置３により正
逆回転をする。この主軸５の他端も雄ねじ２４になって
おり、先端部に雌ねじ２５が設けられた第２の連結ロッ
ド７に結合している。この第２の連結ロッド７の連結部
も前記同様ロータリージョイント構成をなしており、こ
の第２の連結ロッド７を２つの軸受８，９で挟持した外
側のケース部材２６に掘削工具であるケーシング１０が
ボルト２７により固定されている。

【００１８】このケーシング１０は筒状の形状をなし、
掘削するときは複数のケーシング１０をねじで連結し延
長する。ケーシング１０の地下先端に掘削のためのチッ
プ２８が取り付けられている。前記ケース部材２６のフ
ランジ部分の外形に歯車２９が設けられている。一方基
体１には回転装置３０が取り付けられており、この回転
装置３０の軸端に設けられたピニオン３１が歯車２９と
係合している。

【００１９】従って、ケーシング１０は回転装置３０に
より回転可能である。この回転装置３０を使用するとき
は、ケーシング１０を継いでいく場合で、ケーシング１
０のねじを締めたり弛めるときに使用する。ケーシング
１０のチップ２８が摩耗し交換の必要性が生じたとき、
この回転装置３０を使用すると効果的である。通常の掘
削作業においてケーシング１０は回転せず振動のみの動
作で掘削する。

【００２０】このとき回転装置３０は回転しないので、
ピニオン３１と前記ケース部材２６の歯車２９との噛合
で、ケーシング１０は回転をロックされた状態となる。
第２の連結ロッド７の軸方向先端にインナーロッド１１
が設けられている。このインナーロッド１１はケーシン
グ１０内に挿入されており、ロッド周囲にスクリュー３
２が全長に亘って配設されている。

【００２１】このインナーロッド１１は回転動作に加え
振動を付与され、ケーシング１０とともに地盤の掘削を
していく。このインナーロッド１１が回転することによ
って掘削された土壌または地下水等は、スクリュー３２
に沿って上方、即ち地上部へ持ち上げられる。

【００２２】一方ケーシング１０の上部にブロック３３
が設けられており、このブロック３３がケーシング１０
にあけられた排出口１０ａに貫通し排出用のブロック孔
３３ａを形成している。インナーロッド１１によって持
ち上げられた土壌または地下水等は、このケーシング１
０のブロック孔３３ａから外部へ放出される。

【００２３】本発明の掘削装置は以上説明したような構
成になっており、次の動作をして掘削作業を行う。地表
から地盤調査をする場合、ケーシング１０を調査対象の
地層毎に掘削し、試験用の土壌または地下水をインナー
ロッド１１の掻き出しでサンプリングする。地層の途中
の層のみ採取する場合は、それまでの不要な土壌等を予
め取り除いた後に、必要とする地層の土壌等を採取すれ
ばよい。

【００２４】この掘削は起振装置２の振動により、ケー
シング１０は縦方向の振動を付与される。一方主軸５は
回転駆動装置３により回転し、主軸５と一体になってい
るインナーロッド１１が回転する。従って回転せず振動
のみで掘削するケーシング１０とともにインナーロッド
１１が振動と同時に回転しながら掘削し、対象とする地
層の土壌または地下水を回収する。

【００２５】回収された土壌または地下水は回転しない
ケーシング１０の排出口１０ａから外部へ放出されるの
で、この放出された土壌または地下水を採取し、土質ま
たは水質を調査するとその地層の状態が正確に把握でき
る。掘削中であっても定位置での回収が可能である。

【００２６】この掘削装置の構造は従来の掘削装置に準
じた機構を適用しているので、構成がシンプルであり、
メンテナンスのし易いものとなっている。また、この掘
削装置を掘削機に取り付けて掘削すれば、移動が簡単で
あり複数箇所の調査を能率よく行うことができる。ま
た、振動のみの掘削であるから、住宅地であっても騒音
が少なく調査ができる。このように調査対象の地層毎に
掘削し土壌または地下水のサンプリングを繰り返す。

【００２７】［実施の形態２］図２は、他の実施例を示
した断面図である。この実施例は主軸を介さず直接ケー
シングに起振装置を取り付けた例である。基体４０に２
つの回転駆動装置３が取り付けられ、また、起振装置４
１の支持部材４２が取り付けられている。回転駆動装置
３は主軸４３を回転させるためのもので、また、主軸４
３の先端に取り付けられた第２の連結ロッド７を含めそ
の構成は実施の形態１と同様である。

【００２８】一方支持部材４２には防振ゴム４４を介し
て起振装置４１である振動モータ４５が取り付けられて
おり、またこの振動モータ４５はケーシング１０の端部
フランジ部４６にも取り付けられている。この振動モー
タ４５は主軸４３を挟んで対称位置に２つ設けられてお
り、図示していないが偏心体が内蔵されている。この２
つの振動モータ４５の偏心体は勝手違いに対称的に配置
されていて、振動が主軸４３の軸線方向に発生するよう
になっている。

【００２９】ケーシング１０と第２の連結ロッド７の関
係は実施の形態１の場合と同様であり、ケーシング１０
は軸方向に振動するのみで回転せず、前記第２の連結ロ
ッド７は振動と同時に回転動作をする。対象とする地層
のサンプリングは前述同様である。

【００３０】ケーシング１０の地下先端に設けられたチ
ップ２８により、掘削した土壌または地下水をインナー
ロッド１１のスクリュー３２で地表へ持ち上げ回収し、
その地層の土質または水質を調査する。サンプリングは
地層毎に繰り返し行う。この実施例の場合は、装置の全
長が短くなりコンパクトに構成することができる。

【００３１】以上、本発明の実施の形態を述べてきた
が、本発明の対象はこれに限定されるものではない。実
施の形態を試験用掘削装置として説明したが、試験用に
限定されず、水を使用しない通常の小型掘削装置として
適用することが可能である。

【００３２】

【発明の効果】以上説明したように、本発明は削孔する
ための水を必要とすることなく所定の地層の土壌または
水をサンプリングできるので、正確で確実な試験を含め
た掘削を行うことができる。また、掘削するケーシング
は振動のみ付与するので騒音の少ない掘削が可能となっ
た。さらに、構造もシンプルで経済的に低コストな装置
となった。

【図面の簡単な説明】

【図１】図１は、本発明の実施の形態１を示す断面図で
ある。

【図２】図２は、本発明の実施の形態２を示す断面図で
ある。

【符号の説明】

１…基体２…起振装置３…回転駆動装置４…連結ロッド５…主軸６…ピニオン７…第２の連結ロッド１０…ケーシング１１…インナーロッド４４…防振ゴム４５…振動モータ

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】地盤の掘削装置であって、基体と、この基体に設けられ掘削のために振動を発生する起振装
置と、掘削装置の中心部にあって回転自在に支持される主軸
と、前記基体に設けられ前記主軸に係合し主軸に回転力を付
与するための回転駆動装置と、前記主軸の軸方向に設けられ回転動作を規制され前記起
振装置により振動を付与され掘削孔を形成するための筒
状のケーシングと、このケーシング内に設けられ前記主軸と連結し前記ケー
シングと相対的に回転自在なインナーロッドと、からな
る掘削装置。
【請求項２】請求項１に記載の掘削装置において、前記起振装置は前記主軸の端部に結合され前記主軸に振
動を付与するようにしたことを特徴とする掘削装置。
【請求項３】請求項１に記載の掘削装置において、前記起振装置は前記ケーシングに結合され前記ケーシン
グに振動を付与するようにしたことを特徴とする掘削装
置。
【請求項４】請求項１に記載の掘削装置において、前記ケーシングを回転させるための回転装置を前記基体
に設け、この回転装置の係合部と係合し前記ケーシング
の外周に係合部材を設け、前記回転装置により前記ケー
シングを回転可能にしたことを特徴とする掘削装置。
【請求項５】請求項１に記載の掘削装置において、前記インナーロッドは軸外周に土壌または地下水等を回
収するためのスクリューを設けていることを特徴とする
掘削装置。