JP2006028767A - 削孔装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 削孔完了後にビットを回収することができ、超硬チップを埋め込んだ高価なビットも使用でき、硬質地盤にも対応可能となる削孔装置を提供する。
【解決手段】 ケーシング２と、その前端に連結された補助ビット３と、補助ビット３の内周面に設けられた係止部７と、全体が補助ビット３内に遊嵌された主ビット４と、その基端部４ｂに設けられた貫通孔８を貫通して係止部７に嵌合され主ビット４と補助ビット３とを一体的に連結する連結ブロック９と、連結ブロック９を係止部７から離脱させる方向に付勢する付勢部材１０と、主ビット４の基端部４ｂ内に所定範囲で摺動可能に装着され、連結ブロック９を係止部７に嵌合させた状態に保持する連結ブロック押え部材１１と、その後端部に削孔完了後に連結され連結ブロック押え部材１１を引っ張ることで連結ブロック９を付勢部材１０の付勢力により係止部８から離脱させ主ビット４を回収する回収部材１２とを備える。
【選択図】 図５

Description

本発明は、削孔装置に係り、特に先端ビットを回収可能とした削孔装置に関するものである。

削孔装置としては、例えば特許第２７５９４３７号公報に記載されているもの（穿孔装置）が知られている。図９は従来の削孔装置（穿孔装置）を説明する説明図である。この削孔装置は、中空円筒状のケーシング４０と、該ケーシング４０の穿孔方向前端に連結された中空円筒状のドライブシュー４１と、中空円筒状の基端部４２ｂをドライブシュー４１の削孔方向前端に遊嵌されたビット（クローネンビットともいう）４２とを備えた削孔装置において、前記ドライブシュー４１に設けられた係止部４３と、前記ビット４２の基端部４２ｂにおける前記係止部４３と対応する位置に設けられた貫通孔４４と、前記ビット４２の基端部４２ｂ内方から貫通孔４４を貫通して係止部４３に着脱可能に嵌合され、ビット４２をドライブシュー４１に周方向に沿って相対回転不能で、かつ、穿孔方向に沿って相対移動不能に連結する係止ピン４５と、前記ビット４２の基端部４２ｂ内方に着脱可能に嵌合され、前記係止ピン４５を係止部４３に嵌合された状態に保持する中空円筒状のピン押え部材４６と、前記係止ピン４５とビット４２の基端部４２ｂとの間に介在され、係止ピン４５を係止部４３からの離脱方向へ常時付勢する付勢部材４７と、穿孔方向及び穿孔方向と逆方向に沿う進退動に伴って、前記ピン押え部材４６をビット４２の基端部４２ｂ内方から離脱させて回収することにより、係止ピン４５を付勢部材４７の付勢力によって係止部４３から離脱させる回収部材（図示省略）とを備えている。

この削孔装置によれば、削孔完了後〔図１の（ａ）〕、図示しない回収部材をケーシング４０内に挿入し、ピン押え部材４６と連結した後、引上げることによりケーシング４０とビット４２の連結を解除することができると共に、ピン押え部材４６を地上に回収することができる。次に、図１の（ｂ），（ｃ）に示すようにケーシング内にアンカーテンドン（鋼管等でも良い）４８を挿入し、ビット４２を孔内に残し、ケーシング４０のみを回収するようになっている。

特許第２７５９４３７号公報

しかしながら、前記削孔装置においては、削孔完了後にビットを孔内（地中）に残置するように構成されているため、ビットを回収することが困難であった。特に、ビット４２の本体部４２ａの外径が基端部４２ｂの外径よりも大きく形成されているため、ビット４２の本体部４２ａがドライブシュー４１の先端部に引っ掛かりケーシング４０内を通して回収することができない。このため、超硬チップを埋め込んだ高価なビットを使用することがコスト的に困難となり、固い地盤を削孔することができず、対応地盤に制限があった。

本発明は、上記事情を考慮してなされたものであり、削孔完了後にビットを回収することができ、超硬チップを埋め込んだ高価なビットも使用でき、硬質地盤にも対応可能となる削孔装置を提供することを目的とする。

本発明のうち、請求項１の発明は、中空円筒状のケーシングと、該ケーシングの前端に連結された中空円筒状の補助ビットと、該補助ビットの内周面に設けられた係止部と、中空円筒状の基端部を有し、該基端部を含む全体が前記補助ビット内に遊嵌された主ビットと、該主ビットの基端部における前記係止部と対応する部分に設けられた貫通孔と、主ビットの基端部内方から貫通孔を貫通して前記係止部に嵌合され、主ビットと補助ビットとを一体的に連結する連結ブロックと、該連結ブロックと主ビット間に設けられ、連結ブロックを係止部から離脱させる方向に付勢する付勢部材と、主ビットの基端部内にその軸方向に所定範囲で摺動可能に装着され、連結ブロックを係止部に嵌合させた状態に保持する連結ブロック押え部材と、該連結ブロック押え部材の後端部に着脱可能に連結され、該連結ブロック押え部材を引っ張ることにより連結ブロックを付勢部材の付勢力によって係止部から離脱させると共に主ビットを回収する回収部材とを備えたことを特徴とする。

請求項２の発明は、請求項１記載の削孔装置において、前記連結ブロック押え部材は、自重で前進した位置で連結ブロックを係止部に嵌合させ、後退した位置で係止部から連結ブロックを付勢部材の付勢力により離脱させるように案内する傾斜した押え面を備えていることを特徴とする。

請求項３の発明は、請求項１記載の削孔装置において、前記連結ブロックは、主ビットの基端部の周上に等間隔で少なくとも２つ配置され、これら連結ブロックは、連結軸を介して主ビットの径方向に移動可能に連結されていることを特徴とする。

請求項１に係る発明によれば、中空円筒状のケーシングと、該ケーシングの前端に連結された中空円筒状の補助ビットと、該補助ビットの内周面に設けられた係止部と、中空円筒状の基端部を有し、該基端部を含む全体が前記補助ビット内に遊嵌された主ビットと、該主ビットの基端部における前記係止部と対応する部分に設けられた貫通孔と、主ビットの基端部内方から貫通孔を貫通して前記係止部に嵌合され、主ビットと補助ビットとを一体的に連結する連結ブロックと、該連結ブロックと主ビット間に設けられ、連結ブロックを係止部から離脱させる方向に付勢する付勢部材と、主ビットの基端部内にその軸方向に所定範囲で摺動可能に装着され、連結ブロックを係止部に嵌合させた状態に保持する連結ブロック押え部材と、該連結ブロック押え部材の後端部に着脱可能に連結され、該連結ブロック押え部材を引っ張ることにより連結ブロックを付勢部材の付勢力によって係止部から離脱させると共に主ビットを回収する回収部材とを備えているため、削孔完了後にビットを回収することができ、超硬チップを埋め込んだ高価なビットも使用でき、硬質地盤にも対応可能となる。

請求項２に係る発明によれば、前記連結ブロック押え部材は、自重で前進した位置で連結ブロックを係止部に嵌合させ、後退した位置で係止部から連結ブロックを付勢部材の付勢力により離脱させるように案内する傾斜した押え面を備えているため、連結ブロック押え部材を進退移動するだけで連結ブロックを径方向外方へ突出させたり引っ込めたり操作することができ、主ビットの再使用時の組立性の向上が図れる。

請求項３に係る発明によれば、前記連結ブロックが主ビットの基端部の周上に等間隔で少なくとも２つ配置され、これら連結ブロックが連結軸を介して主ビットの径方向に移動可能に連結されているため、連結ブロックの円滑な動きを確保することができる。

以下に、本発明を実施するための最良の形態について、添付図面を基に詳述する。図１は本発明の実施の形態である削孔装置の一例を示す図で、（ａ）は正面図、（ｂ）は縦断面図、図２は連結ブロック押え部材を示す図で、（ａ）は正面図、（ｂ）は一部断面側面図、図３は連結ブロックを示す図で、（ａ）は側面図、（ｂ）は底面図、図４は主ビットの組立てを説明する説明図である。

これらの図において、１は削孔装置で、この削孔装置１は、中空円筒状のケーシング（削孔管ともいう）２と、該ケーシング２の前端に連結されて地盤を掘削する中空円筒状の補助ビット３と、中空円筒状の基端部４ｂを有し、該基端部４ｂを含む全体が前記補助ビット３内に遊嵌され補助ビット３と一体的に回転して地盤を掘削する主ビット４とを備えている。補助ビット３の先端部と主ビット４の先端部（前面部）にはそれぞれチップ５，６が設けられている。ケーシング２は、作業機である例えばロータリ式ドリルマシンの回転駆動機構であるドリフタに高圧のスライム処理水供給用のスイベルを介して基端部（後端部）が接続され、例えばケーシング２を地面に対して垂直に立てて軸回りに回転させつつ押し進めて地盤を削孔するようになっている。ケーシング２は削孔の深さ（長さ）に応じて適宜本数直列に螺合接続されて使用されるようになっている。

前記主ビット４を補助ビット３と一体的に回転させるべく連結（結合）するために、補助ビット３の内周面には係止部７が設けられ、主ビット４の基端部４ｂにおける前記係止部７と対応する部分には貫通孔８が設けられ、前記係止部７には主ビット４の基端部４内方から貫通孔８を貫通して主ビット４と補助ビット３とを一体的に連結する連結ブロック９が嵌合されている。

削孔完了後に主ビット４と補助ビット３との連結を解除して主ビット４を回収可能とするために、前記連結ブロック９と主ビット４間には連結ブロック９を係止部７から離脱させる方向に付勢する付勢部材例えば圧縮バネ１０が設けられ、主ビット４の基端部４ｂ内には連結ブロック９を係止部７に嵌合させた状態に保持する連結ブロック押え部材１１がその軸方向に所定範囲で摺動可能に装着されている。そして、主ビット４を回収する際に前記連結ブロック押え部材１１の後端部には、該連結ブロック押え部材１１を引っ張り上げることにより連結ブロック９を付勢部材である圧縮バネ１０のバネ力（付勢力）によって係止部７から離脱させると共に主ビット４を回収する回収部材１２が着脱可能に連結されるようになっている。

連結ブロック押え部材１１を進退移動するだけで連結ブロック９を径方向外方へ突出させたり径方向内方へ引っ込めたり操作するために、連結ブロック押え部材１１は、自重で前進した位置で連結ブロック９を係止部７に嵌合させ、後退した位置で係止部７から連結ブロック９を圧縮バネ１０のバネ力により離脱させるように案内する傾斜した押え面１３を備えていることが好ましい。連結ブロック９の円滑な動きを確保するために、連結ブロック９は、主ビット４の基端部４ｂの周上に等間隔で少なくとも２つ配置され、これら連結ブロック９は、連結軸１４を介して主ビット４の径方向に移動可能に連結されていることが好ましい。

前記主ビット４は、先端の本体部４ａと、該本体部４ａに螺合により着脱可能に接続される中空円筒状の基端部４ｂとからなる。主ビット４全体はケーシング２の内径と同じか僅かに小さい内径を有する補助ビット３内に遊嵌されており、本体部４ａの外径と基端部４ｂの外径が同じであり、従ってケーシング２内を通して主ビット４を回収することができる。主ビット４の基端部４ｂの後端部には前記連結ブロック押え部材１１の後退位置を規制する円環状の抜け止め部材１５がボルト１６で着脱可能に取付けられている。前記連結ブロック押え部材１１は、その先端部が主ビット４の本体部４ａの背面部４ｃに当接することにより前進位置が規制される。

前記連結ブロック押え部材１１は、前部側が略円錐状に形成されていると共に後部側が中空円筒状に形成されている。この連結ブロック押え部材１１の前部側には、前記押え面１３が設けられていると共に前記連結軸１４を前後方向に移動可能に支持するガイド溝１７が設けられている。また、連結ブロック押え部材１１の長手方向略中間部の外周部には、前記抜け止め部材１５に係止される鍔状の外周係止部１８が設けられ、後部側の内周部には、回収部材１２を係止するための鍔状の内周係止部１９が設けられている。

前記連結ブロック９は、図３にも示すように例えば横断面四角形に形成され、その基端には鍔状の基端部９ａが形成されている。連結ブロック９の基端部９ａの底面は、前記連結ブロック押え部材１１の傾斜した押え面１３に沿って摺動可能な傾斜面２０になっている。また、連結ブロック９には、その軸心部に連結軸１４を摺動可能に嵌合する軸孔２１と、連結軸１４を前方から軸孔２１に挿入するための挿入溝２２とが設けられている。連結軸１４の中間部には軸径よりやや大径の球形部２３が設けられ、連結ブロック押え部材１１の前部側軸心部には、その軸方向に沿って球形部２３を摺動可能に支持すると共に左右方向の動きを規制する軸孔２４が設けられている。

前記主ビット４の中空円筒状の基端部４ｂの周面には、連結ブロック９を径方向内方から外方へ貫通させるための横断面方形の貫通孔８が形成され、連結ブロック９には、その鍔状の基端部９ａと主ビット４の基端部４ｂの内周面との間に圧縮バネ１０を介在された状態で設けられている。前記補助ビット３の内周面には、連結ブロック９の先端部が係合する横断面方形で凹状の前記係止部７が設けられている。主ビット４の本体部４ａにはケーシング２内を通って導かれた水（スライム処理水）を掘削地盤に向って送水するための送水孔２５が設けられ、送水することにより掘削土砂をスライムとして掘削地盤からケーシング２の外面に沿って地上へ搬出するようになっている。補助ビット３の内周面には、主ビット４の基端部４ｂの外周面との間をシールするための一対のＯリング２６ａ，２６ｂが係止部７を挟んで前後に配設されている。

前記回収部材１２は、削孔完了後に地上からケーシング２内を主ビット４に向って挿入される長尺部材からなり、その先端部１２ａには図５ないし図７に示すように主ビット４の後部側内部に挿入されて内周係止部１９に係止される係止機構２７を有している。回収部材１２は、先端が閉塞された中空円筒状の先端部１２ａを有している。係止機構２７は、中空円筒状の先端部１２ａ内にピン２８を介して開閉可能に軸支された一対の羽根板２９ａ，２９ｂと、両羽根板２９ａ，２９ｂを突出させるべく先端部１２ａの両側面に設けられた切欠部３０，３０と、両羽根板２９ａ，２９ｂを切欠部３０，３０から突出させる方向に付勢する圧縮バネ３１とから主に構成されている。

次に、以上の構成からなる削孔装置１の作用について述べる。先端に補助ビット３及び主ビット４を備えたケーシング２は、作業機である例えばロータリ式ドリルマシンの回転駆動機構であるドリフタにスイベルを介して基端部（後端部）が接続され、例えばケーシング２を地面に対して垂直に立てて軸回りに回転させつつ押し進めて地盤を削孔する。この時、連結ブロック押え部材１１は自重で下方へ付勢されており、その付勢力により傾斜した押え面１３を介して連結ブロック９が圧縮バネ１０のバネ力に抗して主ビット４の基端部４ｂの貫通孔８から径方向外方へ突出付勢され、補助ビット３の内周面の係止部７に嵌合されている〔図６（ａ）参照〕。従って、主ビット４は、補助ビット３に対して周方向の相対的回転及び軸方向の相対的移動をすることなく補助ビット３と一体的に回転し、地盤を削孔することができる。

削孔が完了すると、地上から回収部材１２をケーシング２内に挿入し、回収部材１２の先端部を連結ブロック押え部材１１の後部側内部に挿入する。この時、回収部材１２の先端部１２ａにおける係止機構２７の一対の羽根板２９ａ，２９ｂが連結ブロック押え部材１１の内周係止部１９を通過する際に圧縮バネ３１のバネ力に抗して閉じられた後、圧縮バネ３１のバネ力で両羽根板２９ａ，２９ｂが開く。次に、回収部材１２を引き上げると、先ず両羽根板２９ａ，２９ｂが連結ブロック押え部材１１の内周係止部１９に係止され、該連結ブロック押え部材１１が引き上げられ、その傾斜した押え面１３に沿って連結ブロック９が圧縮バネ１０のバネ力により径方向内方に押し戻される結果、連結ブロック９が補助ビット３の係止部７から離脱し〔図６（ｂ）参照〕、補助ビット３と主ビット４の連結状態が解除される。また、連結ブロック押え部材１１の外周係止部１８が主ビット４の基端部４ｂの抜け止め部材１５に係止される。

従って、この状態でさらに回収部材１２を引き上げることにより、主ビット４を引き上げて地上へ回収することができる。なお、主ビット４を回収した後、回収部材１２の先端部１２ａを連結ブロック押え部材１１の内周係止部１９から離脱する場合には、例えば両羽根板２９ａ，２９ｂを何らかの手段で閉じたり、或いは内周係止部１８を着脱可能に構成して取外すようにしても良い。

以上の構成からなる削孔装置によれば、中空円筒状のケーシング２と、該ケーシング２の前端に連結された中空円筒状の補助ビット３と、該補助ビット３の内周面に設けられた係止部７と、中空円筒状の基端部４ｂを有し、該基端部４ｂを含む全体が前記補助ビット３内に遊嵌された主ビット４と、該主ビット４の基端部４ｂにおける前記係止部７と対応する部分に設けられた貫通孔８と、主ビット４の基端部４ｂ内方から貫通孔８を貫通して前記係止部７に嵌合され、主ビット４と補助ビット３とを一体的に連結する連結ブロック９と、該連結ブロック９と主ビット４間に設けられ、連結ブロック９を係止部７から離脱させる方向に付勢する付勢部材例えば圧縮バネ１０と、主ビット４の基端部４ｂ内にその軸方向に所定範囲で摺動可能に装着され、連結ブロック９を係止部７に嵌合させた状態に保持する連結ブロック押え部材１１と、該連結ブロック押え部材１１の後端部に着脱可能に連結され、該連結ブロック押え部材１１を引っ張ることにより連結ブロック９を付勢部材例えば圧縮バネ１０のバネ力によって係止部７から離脱させると共に主ビット４を回収する回収部材１２とを備えているため、削孔完了後に主ビット４を回収することができ、超硬チップを埋め込んだ高価なビットも使用でき、硬質地盤にも対応可能となる。

前記連結ブロック押え部材１１は、自重で前進した位置で連結ブロック９を係止部７に嵌合させ、後退した位置で係止部７から連結ブロック９を付勢部材例えば圧縮バネ１０のバネ力（付勢力）により離脱させるように案内する傾斜した押え面１３を備えているため、連結ブロック押え部材１１を進退移動するだけで連結ブロック９を径方向外方へ突出させたり引っ込めたり操作することができ、主ビット４の再使用時の組立性の向上が図れる。前記連結ブロック９が主ビット４の基端部４ｂの周上に等間隔で少なくとも２つ配置され、これら連結ブロック９，９が連結軸１４を介して主ビット４の径方向に移動可能に連結されているため、連結ブロック９，９の円滑な動きを確保することができる。

図８は削孔装置の他の例を示す図で、（ａ）は連結ブロック係合時の断面図、（ｂ）は連結ブロック係合解除時の断面図である。図８において前記実施例と同一部分は同一符号を付して説明を省略する。図８の削孔装置１では、連結ブロック押え部材１１の押え面１３ｘが傾斜しておらず、フラットに形成されている。削孔時、連結ブロック押え部材１１は自重（重力）で図８の（ａ）に示すように主ビット４の背面部４ｃに当接しており、この連結ブロック押え部材の押え面に連結ブロックが載置（係合）され、連結ブロックが貫通孔８から突出して係止部７に嵌合した状態にある。削孔完了後、連結ブロック押え部材１１に回収部材１２を連結して引き上げると、連結ブロック押え部材１１が図８の（ｂ）の右方向へ移動されることによりその押え面１３ｘから連結ブロック９が離脱した時に、連結ブロック９が圧縮バネ１０のバネ力で径方向内方へ押し動かされて補助ビット３の係止部７から離脱し、主ビット４を回収することが可能となる。本実施例の場合、回収後に連結ブロック９を押え面１３ｘに載置するための再組立が必要になる。

以上、本発明の実施の形態ないし実施例を図面により詳述してきたが、本発明は前記実施の形態ないし実施例に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲での種々の設計変更等が可能である。前記実施例では、連結ブロックが２つの場合が例示され、直径方向に配置された連結ブロックを連結すべく連結軸は直線状に形成されているが、連結ブロックが３つの場合には連結軸は放射状に三つに分岐された形状に形成され、連結ブロックが４つの場合には連結軸が十字状に形成される。

本発明の実施の形態である削孔装置の一例を示す図で、（ａ）は正面図、（ｂ）は縦断面図である。 連結ブロック押え部材を示す図で、（ａ）は正面図、（ｂ）は一部断面側面図である。 連結ブロックを示す図で、（ａ）は側面図、（ｂ）は底面図である。 主ビットの組立てを説明する説明図である。 主ビットの回収手順を説明する説明図である。 連結ブロックの動きを説明する説明図である。 回収部材を示す図で、（ａ）は正面図、（ｂ）は断面図、（ｃ）は平面図、（ｄ）は側面図である。 削孔装置の他の例を示す図で、（ａ）は連結ブロック係合時の断面図、（ｂ）は連結ブロック係合解除時の断面図である。 従来の削孔装置を説明する説明図である。

符号の説明

１ 削孔装置
２ ケーシング
３ 補助ビット
４ 主ビット
４ａ 主ビットの基端部
７ 係止部
８ 貫通孔
９ 連結ブロック
１０ 圧縮バネ（付勢部材）
１１ 連結ブロック押え部材
１２ 回収部材
１３ 押え面
１４ 連動軸

Claims (3)

1. 中空円筒状のケーシングと、該ケーシングの前端に連結された中空円筒状の補助ビットと、該補助ビットの内周面に設けられた係止部と、中空円筒状の基端部を有し、該基端部を含む全体が前記補助ビット内に遊嵌された主ビットと、該主ビットの基端部における前記係止部と対応する部分に設けられた貫通孔と、主ビットの基端部内方から貫通孔を貫通して前記係止部に嵌合され、主ビットと補助ビットとを一体的に連結する連結ブロックと、該連結ブロックと主ビット間に設けられ、連結ブロックを係止部から離脱させる方向に付勢する付勢部材と、主ビットの基端部内にその軸方向に所定範囲で摺動可能に装着され、連結ブロックを係止部に嵌合させた状態に保持する連結ブロック押え部材と、該連結ブロック押え部材の後端部に着脱可能に連結され、該連結ブロック押え部材を引っ張ることにより連結ブロックを付勢部材の付勢力によって係止部から離脱させると共に主ビットを回収する回収部材とを備えたことを特徴とする削孔装置。
2. 前記連結ブロック押え部材は、自重で前進した位置で連結ブロックを係止部に嵌合させ、後退した位置で係止部から連結ブロックを付勢部材の付勢力により離脱させるように案内する傾斜した押え面を備えていることを特徴とする請求項１記載の削孔装置。
3. 前記連結ブロックは、主ビットの基端部の周上に等間隔で少なくとも２つ配置され、これら連結ブロックは、連結軸を介して主ビットの径方向に移動可能に連結されていることを特徴とする請求項１記載の削孔装置。
   
   

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