JP2006328941A - パイル立設のための掘削及び突き固め用ビット及び該ビットを備えた掘削装置 - Google Patents

Abstract

【課題】掘削の間土中におけるビット前進への抵抗が強い。このストレスのため、装置全体が大きく、モータ類の駆動力も過大なものが要求される。
【解決手段】ビット（９）には、中央ボディ（２１）、これに固定の第１の掘削スクリュウ（２４）及び掘削部の壁を突き固める移動する要素（４０）を備え、さらに掘削部の壁を突き固めする移動する要素（４０）、中央ボディ（２１）と関連してビット（９）の引き抜きの間スクリュウ（２４）の先端から土砂屑が崩落しないようにするための選択的に再閉鎖できる保持手段（２５）、さらに、前記移動可能要素（４０）は、保持手段（２５）の固定された部分（２８）に装着され、さらに、掘削スクリュウ（２４）の掘削のための回転をラジアルに遅くさせるようにしてビット（９）の引き抜きの間掘削部の壁（３ａ）を突き固めするようにするようになっている。
【選択図】図１

Description

この発明は、パイルを立設するための掘削及び突き固め装置のためのビット及び前記ビットを備えた掘削装置に関するものである。

ヨーロッパ特許（ＥＰ）第０２２８１３８号からパイルを立設するための掘削及び突き固め装置が知られていて、これは、マスト、このマストにそってスライド自由に取り付けられている回転台、回転台により駆動されるドリルロッド及びドリルビットを備え、このビットは、ドリルロッドそれ自体の底部に取り付けられており、さらには、外径が前記ロッドの外径と等しい中央本体、前記ロッドにそい、掘削の間、掘削部の壁を突き固めする前記スクリュウの直上にある位置を変える要素を備えている。

上記形式の装置においては、移動する要素は、二つの接近し、対向したスクリュウを備え、互いに中央ボディのまわりにあって、互いにワインドしている方向が反対で、最初の外側の輪郭がスクリュウの外径と等しく、外側の最終の輪郭が前記中央ボディに対しタンジェンシャルになっていて、掘削の間土壌を突き固めするようになっている。

上記した同じ特許においても記載されているように、前記装置は、前記ドリルロッドにねじりモーメントを与え、掘削スクリュウにスラストを作用させ、これらは、比較的強力であって、移動する要素による掘削の間突き固めされる土壌のマスは、かなりのものであって、土中におけるビット前進への抵抗が強い。このようなストレスのため、装置の構造が大きなものになってしまい、さらには掘削工程だけに要求され、ビットを掘削部から引き上げたり、セメント／コンクリートを、ビットを介して掘削部に注入するときには要求されないモータ類の駆動力も適当なものが要求された。

この発明の目的は、パイル立設のための掘削用ビットと突き固め装置を提供することを目的とするもので、これらは、上記の欠点を解決し、ドリルロッドにかかるストレスを減らすことがきるものである。

この発明によれば、パイル立設のため掘削用ビットと突き固め装置が提供されるもので、このビットは、中央ボディ、該中央ボディに固定の第１の掘削スクリュウ及び掘削部の壁を突き固める移動する要素を備え、選択的に再閉鎖できる保持手段を備えているとを特徴とするもので、これは、第１の掘削スクリュウの先端に相当する位置に設定されて、ビットの引き抜きの間、前記先端から土屑が崩落しないようにし、かつ、移動可能要素が前記保持手段の固定された部分に装着され、さらに、第１の掘削スクリュウの掘削のための回転をラジアルに遅くさせるようにしてビットの引き抜きの間掘削部の壁を突き固めするようにすることを特徴とする。

さらに、掘削及び突き固め装置の既知のビット類には、中央ボディに作られた出口が設けられ、引き抜きの間セメント／コンクリートが前記出口から出るようになっており、前記出口は、金属ディスクにより通常閉じられていて、これは、セメント／コンクリートの圧力で排出の工程の初期段階で開くようになっている。

通常、掘削／引き抜きの各サイクルにおいて金属ディスクの損傷を防ぐためには、前記ディスクを鎖によって掘削スクリュウに連結するもので、前記連結は、作業者の手で行われるから土砂の崩落にあう危険があるのみならず、前記ビットの外部を通る場合や前記ビットの内部を通る場合のじずれでも不安定であり、いずれの場合であっても鎖は、土壌を掘削するスクリュウで削れられてしまう。

この発明のさらなる目的は、パイル立設のための掘削ビット及び突き固め装置を提供する点にあり、これは、鎖と金属ディスクを使用することによる上記した欠点を簡単でかつ経済的に有利に解決することができるものである。

この発明の好ましい実施例によれば、上記したビットは、さらに、掘削部に充填する材料の出口を備え、この出口は、前記保持手段の軸方向下位にあり、さらに、前記出口を閉じるハッチが備えられている。

この発明を添付の図面を参照しながら記載するもので、前記図面は、限定されない発明の実施例を図示するものである。

図１を参照すると、符号１は、根切り３を掘削しながら地中２にパイルを立てる掘削・突き固め装置全体を示す。

この装置１は、移動のためのトラクタ又は機械４、該機械４に装備の案内マスト５及び回転テーブル６を備え、このテーブル６は、案内マスト５に連結されて、案内マスト５それ自体の長さ方向軸Ａにそってスライドするようになっており、ロープ・ウインチ装置７で動くようになっている。

前記装置１は、さらに、回転テーブル６により駆動されて前記軸Ａまわりを回転し、前記軸Ａ自体にそって動くらせんドリルロッド８と根切り３を掘るためにロッド８自体の底部１０に取り付けられた掘削ビッチ９（図２）とを備えている。

最後に、前記装置１は、根切り３の開口部１２から立ち上がるロッド８を囲むケーシング１１を備え、これは、開口部１２まわりの地面２に着座し、前記装置１を安定化させると共にロッド８を引き抜くときの地面のクレータを大きくしないようにするようにしている。

らせん状ドリルロッド８は、円筒形の形状の中空の中央本体１４とスクリュウ１５とを備え、このスクリュウ１５は、前記中央本体に固定され、ドリルロッド８にそって位置し、掘削作業の間、掘り壊された土を集めるものである。特に、前記ロッド８は、互いに類似したひと続きの複数の要素により形成されていて、それらの組合せ数でロッド８の全長がきまり、さらに掘削部３の深さもきまるものであって、掘削された土も内部でスクリュウ１５が自由に回転し、スライドするケーシング１１の存在により集められる。

図２と図３に示したものによれば、掘削ビット９は、ロッド８の端部１０に連結のためのジョイント２０及び円錐形をしてジョイント２０に向けてテーパーがついていて、コンクリートが流れる通路が中央に貫通している中央部又はステム２１を備え、流し込まれたコンクリートは、ステム２１の底端部２３に相当駿する位置に配置の出口２２に達するようになっている。

さらにビット９は、ステム２１まわりにくっついた残屑を引き上げるスクリュウ２４を備えているものであって、該スクリュウは、出口２２の上にある端部２３に相当する位置に実質的に配置されている保持部２５から始まるもので、前記出口２２には、半円筒の形状をしているハッチ２６が設けられており、これは、ステム２１にヒンジ止めされていて、ビット９が回転しながら掘削するとき出口２２を塞ぎ、ビット９が回転しながら引き抜かれるとき、出口２２を開放するようになっている。

特に、ビット９は、ヒンジ２２ａを備え、これは、軸Ａに平行になっていて、ビット９の回転引き抜き方向に対し出口２２の下流側にあり、ハッチ２６をステム２１に連結させると共にハッチ２６がステム２１に対し自由に回転できるようにしている。

スクリュウ２４は、スクリュウ１５に連結する端部２４ａを備え、軸Ａにそって連続した収集面１５ａを構成するようになっている。

保持部２５は、ロッド８の回転により、選択的に駆動されて、土屑がビット９から外れて掘削部３内へ再び落下してしまわないようになっており、スクリュウ２４の先端部２７に相当する位置になっており、掘削部３からドリルロッド８を引き抜く間、先端部２７から土屑がこぼれ落ちないようになっている。

保持部２５は、ステム２１に固定の固定部２８を備え、これは、軸Ａを横切るディスク２８により構成され、さらに可動部２９を備え、これは、ステム２１に結合されていて、これによって軸Ａを回転軸として回転するようになっていて、ディスクの半分のような形状の仕切り壁２９により構成されている。可動部２９は、ビット９の回転方向により軸Ａまわりを独立して回転するように構成されていて、図３に示すように、閉鎖動作位置の間を動くようになっていて、仕切り壁２９とディスク２８とが互いにラジアル方向に対向していて、スクリュウ１５からビット９の端部２３が離れていて、ビット９を引き抜けるようになっており、図２に示す開放動作位置にあっては、仕切り壁２９とディスク２８は、互いに軸方向に重なり、掘削動作とスクリュウ２４，１５にそい、そしてスクリュウの面１５ａにあるぐずぐずの土を集める動作が行えるようになっている。

装置２５は、さらに、成形された捕集要素３０を備えており、これは、先端部２７にラジアル方向に対向する位置でディスク２８に連結していて、軸Ａまわりの仕切り壁２９の両方の回転の終端部を構成している。特に成形された要素３０は、ディスク２８の底部スライド面３１から横方向にのび、仕切り壁２９に対し固定した対照体を構成し、前記面３１に対し実質的に接触しながら動くようになっている。

前記装置２５は、さらに地面２を掘削する二つの歯３２を備え、これらは、端部２７に固定されており、さらに前記装置には、二つの掘削歯３３が備えられており、これらは、開口部２２の前後にあって、ステム２１の底部２３に対しほうラジアル方向に横向きになっている。前記歯２３は、ビット９の寸法により二つ以上又は二つ以下のどちらでもよいが、歯３３は、底部２３を横断する方向に設定され、前記底部は、円筒形になっていて、ステム２１の直径よりも直径が細くなっている。

最後に、前記装置２５は、位置を変える要素４０を備え、これは、ディスク２８に取り付けられていて、これは、成形された要素３０に対し軸方向に対面し、同時にスクリュウ２４の底面４１に当接し、ドリルロッド８を引き抜くとき、掘削部３の壁３ａを突き固めするための掘削回転におけるラジアル方向への動きを減らすようになっている。

前記要素４０は、エキセントリックな形状をしていて、内方へらせん状になっており、横方向への範囲が面４２により定められ、この面は、平面でみたとき実質的に三角形になって、頂部４３がスクリュウ２４とディスク２８の間の連結点の間に入りこむようになっており、そのに、カテトス４４がディスク２８それ自体の端部のシャープな縁部４５に対応する位置でステム２１にインサートされている。前記面４２は、頂部４３に対応する位置でディスク２８の外面とスクリュウ２４の外面に対しタンジェンシャルに設定されていて、スリンドル２１に徐々に接近し、カテトス４４に対応する位置でスピンドル２１それ自体に当たるようになっている。

実用においては、ビット９は、下向きスラストをかけながら回転しながら土壌２内へ侵入し、面１５ａにたまり、一部はスクリュウ２４に、一部はスクリュウ１５にたまる土屑をどんどん除去しながら円筒形の掘削部３を掘ってゆく。

ビット９を突き進ませている間、軸Ａを回転軸とするビット９の回転方向で、ハッチ２６を閉鎖位置に保つことと、ディスク２８に軸方向に重ねられる仕切り壁２９と共に装置２５を閉鎖位置に保つことがきまる。

掘削操作の終りの時点で、ビット９の回転方向が掘削中の回転方向と逆の方向になり、これによって仕切り壁２９が回転し、この結果、仕切り壁が閉鎖作用位置になる。ついで、再び反対回転でビット９が引き抜かれる間、ハッチ２６はコンクリートの圧力で開き、掘削部３に開口部２２を介してコンクリートが詰め込まれる。ハッチ２６の存在は、各掘削動作の開始時、開口部２２をプラグで閉めるために作業者が立ち入る必要がなくなることを意味し、このようにすることで現在発生するような作業者が残土をかぶるような危険にさらされずにすることになる。

仕切り壁２９が閉止されて、ビット９の端部２３がビット９の残りの部分から隔離され、面１５ａに溜っている残土が掘削部３に戻り落下しないようになる。したがって、掘削により削られた面１５ａに存在しているマテリアルは、強制的に落とされ、装置２５とスクリュウ２４の間に溜り、位置を変える要素４０により壁３ａに向けて突き固めされる。

上記の記述から明らかなことは、ビット９は、ウオームスクリュウタイプの掘削が可能である点で、土壌は、崩壊せずにスクリュウ２４，１５にそって蓄積され、一部が上方へ運ばれ、スクリュウ１５の本体１４よりも基本的にオーバーサイズになる一部がステム２１により突き固めされる。引き続いての突き固めは、位置を変える要素４０により行われる。

さらに、前記突き固め作業は、長時間にわたるトルクとパワーの点での条件をもって二工程で行われるものであって、ビット９を引き抜く間従来のシステムとは異なりでは利用できないワーすべてを使用する。

ここで再び、ビット９が戻りだすとき、土壌を突き固めできることでマシン４と同じ重量により押す力よりも強い力の引っ張る力を使用でき、したがってさらに、マシン４も小形のものが使用でき、これによって、掘削部３を掘るコウストが節減でき、さらに装置１の搬送も楽になる。

最後に、上記した装置１は、掘削部３の異なる深さ部分において突き固め度合いを変えて段階的に掘っていけるので、除去すべき排土の量を減らすことができる。

図示されないが上記の記述から推論できる一つの実施例によれば、装置１には、ロッド８とビット９の操作を独立させるために、二つの回転台６を設けることができ、これによって、スクリュウ２４とスクリュウ１５を独立させて回転させることがきるようになる。この場合（図示しない）、ロッド８には、さらに内部ロッド（図示しない）を設け、このロッドの一方の端部を前記二つの回転台６の一方に連結し、他方の端部をビット９に連結する。

このようにすると、二つのスクリュウ２４，１５に軸Ａを回転中心とする互いに異なる二つの回転速度を与えることができ、これによって、位置を変える要素４０が突き固めできる土の量についてスクリュウ２４にそって落ちる土の量をよりよくコントロールできる。

この発明は、ここに記載し、図示した実施例に限定されるものではなく、これは、パイルを立設するための掘削及び突き固めビットの一例であり、さらに、パイル立設の掘削及び突き固めビットの一例であることが明らかであり、構造及び組立の部品類及び詳細の形状及びアレンジメントの変形も可能である。

この発明の装置の好ましい実施例の側面図。 二つの異なる作業位置における図１に示した掘削ビットの拡大した二つの図の一方。 二つの異なる作業位置における図１に示した掘削ビットの拡大した二つの図の他方。

符号の説明

１ 掘削・突き固め装置
２ 地中
３ 根切り
３ａ 掘削部の壁
４ 移動のためのトラクタ又は機械
５ 案内マスト
６ 回転テーブル
７ ロープ・ウインチ装置
９ パイル立設のための掘削用ビット
２１ 中央ボディ
２４ 掘削スクリュウ
２５ 選択的に再閉鎖できる保持手段
４０ 掘削部の壁を突き固める移動する要素

Claims (14)

1. パイル立設のための掘削用ビット（９）と突き固め装置（１）であって、ビット（９）は、中央ボディ（２１）、中央ボディ（２１）に固定の第１の掘削スクリュウ（２４）及び掘削部の壁を突き固める移動する要素（４０）を備え、さらに掘削部の壁を突き固めする移動する要素（４０）、中央ボディ（２１）と関連してビット（９）の引き抜きの間スクリュウ（２４）の先端から土砂屑が崩落しないようにするための選択的に再閉鎖できる保持手段（２５）、さらに、前記移動可能要素（４０）は、保持手段（２５）の固定された部分（２８）に装着され、さらに、第１の掘削スクリュウ（２４）の掘削のための回転をラジアルに遅くさせるようにしてビット（９）の引き抜きの間掘削部（３）の壁（３ａ）を突き固めするようにするようになっていることを特徴とするもの。
2. 前記保持手段（２５）は、仕切り壁（２９）を備え、これは、前記固定の部分（２８）に関連していて、前記ドリルロッド（８）を引き抜く間、前記軸（Ａ）まわりを独立して回転し。前記ビット（９）の底部（２３）を前記第１の掘削スクリュウ（２４）から離すことを特徴とする請求項１によるビット。
3. 前記保持手段（２５）は、ディスク（２８，２９）により定められ、該ディスクは、ビット（９）の先端部（２７）に対し実質的にタンジェンシャルで前記ビット（９）の回転軸（Ａ）を横切る位置に取り付けられていて、さらに、前記仕切り壁（２９）を構成する可動円形セクタ（２９）と前記固定の部分（２８）を構成する固定の円形セクタ（２８）を備えていることを特徴とする請求項２によるビット。
4. 前記保持手段（２５）は、前記仕切り壁（２９）の自由端部（２７）に固定された土壌を切り崩す少なくとも一つの歯（３２）と、仕切り壁（２９）を開放操作位置において前記仕切り壁（２９）をブロックするために、固定された部分（２８（と仕切り壁（２９）の間にある成形された捕集要素（３０）とを備え、開放操作位置においては仕切り壁（２９）と固定部（２８）は互いの上部が軸方向に設定されており、閉止操作位置においては、仕切り壁（２９）と固定部（２８）は互いにラジアル方向に設定されていることを特徴とする請求項３によるビット。
5. 前記ビットは、前記装置（１）のドリルロッド（８）に係合させるカップリング部（２０）を備え、対応する中央ボディ（２１）は、カップリング部（３０）から直径が太くなっていく成形要素を有していることを特徴とする前記請求項のいずれか一つによるビット。
6. 中央ボディ（２１）の成形要素は、実質的に円錐台の形状をしている請求項５によるビット。
7. パイル立設のための掘削用ビット（９）と突き固め装置（１）であって、ビット（９）は、中央ボディ（２１）、中央ボディ（２１）に固定の第１の掘削スクリュウ（２４）、ビット（９）それ自体の底部（２３）に相当する位置にある掘削部（３）の充填材料のための出口（２２）を備え、前記ビット（９）は、出口（２２）を閉めるハッチ（２６）を備えていることを特徴とするもの。
8. 前記ハッチ（２６）は、出口（２２）に対応する位置にヒンジ止めされていることを特徴とする請求項７によるビット。
9. 連結ヒンジ（２２ａ）を備え、これはハッチ（２６）を前記出口（２２）に連結するもので、これは、前記軸（Ａ）と平行で、ビット（９）の引き抜きのための回転方向において出口（２２）の下流にあることを特徴とする請求項８によるビット。
10. 前記ハッチ（２６）は、実質的に半円筒形をしていることを特徴とする請求項９によるビット。
11. パイル立設のための掘削及び突き固め装置（１）で、回転軸（Ａ）まわりを回転できるドリルロッド（８）を備え、この装置（１）は、前記請求項のいずれか一つによるビット（９）を備えていることを特徴とするもの。
12. ドリルロッド（８）は、第２の掘削スクリュウ（１５）を備え、これは、ドリルロッド（８）自体を貫通しており、掘削の間掘った土壌を集める機能を有し、前記ビット（９）は、ドリルロッド（８）の底部に取り付けられていることを特徴とする請求項１１による装置。
13. 前記第２の掘削スクリュウ（１５）まわりに設定されており、掘削部（３）の外部で一時的に土砂類を溜めるケーシング（１１）を備えていることを特徴とする請求項１１又は請求項１２による装置。
14. つつみこむプラットフォーム（１３）を備え、これは掘削るち（１２）に位置してドリルロッド（８）を引き抜く間崩壊を防ぐようになっており、ドリルロッド（８）が通り抜ける中央ホールを有していることを特徴とする請求項１３による装置。

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