JP2009121128A - 地中掘削用ハンマ及びそれを備えた回転式掘削機 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】地中掘削用ハンマ(1)は、掘削部(2)とその基部側に設けられたエアタンク部(3)を備えたハンマ本体(10)と、エアタンク部(3)に着脱が可能な所要数のアタッチメント(4)を備えている。掘削部(2)の先端には、作動流体で駆動されることにより進退動し地盤の掘削を行うハンマビット(27,28)を備えている。一方のアタッチメント(4)は、外周部に螺旋羽根(43)が設けられている。アタッチメント(4)と付け替えが可能な他方のアタッチメントは、外周部にフラットバーが軸周方向へ所要数設けられている。
【選択図】図2
Description
さらに詳しくは、先端にハンマビットを有する掘削部と、掘削部の基部側に設けられているエアタンク部を備えた地中掘削用ハンマにおいて、掘削部とエアタンク部からなるハンマ本体を共用し、エアタンク部の外周部に、掘削する対象となる地盤の質に合わせて、より好適な排土機能を付与することができる地中掘削用ハンマ及びそれを備えた回転式掘削機に関する。
このような地中掘削用ハンマとしては、例えば本願発明者が先に提案した特許文献1に記載のものがある。
すなわち、フラットバー型の地中掘削用ハンマでは、岩盤等がハンマビットで砕かれてできたスライムは、掘削部の外周部を抜けてきた後、エアタンク部のフラットバーでさらに細かく砕かれ、スクリュー軸のスクリューへ円滑に送られる。したがって、フラットバー型は、地盤の質が、岩盤等が多く、これらが深く続くような場合に好適である。
すなわち、前記のように種類の異なる地中掘削用ハンマを用意しておくためには、管理や保管のための広いスペースが必要であり、狭い場所でのスペース効率のよい管理、保管は難しい。なお、掘削作業の施工現場において種類の異なる地中掘削用ハンマを用意しておく場合は、地中掘削用ハンマが比較的大きいため、使用していないときに地面に置かれた地中掘削用ハンマが邪魔になり、作業を妨げるおそれがあった。また、同じ理由から作業の安全性の面でも問題があった。
そこで本発明の目的は、先端にハンマビットを有する掘削部と、掘削部の基部側に設けられているエアタンク部を備えた地中掘削用ハンマにおいて、掘削部とエアタンク部からなるハンマ本体または掘削部を共用し、地中掘削用ハンマに、掘削する対象となる地盤の質に合わせて、より好適な排土機能や掘削機能を付与することができる地中掘削用ハンマ及びそれを備えた回転式掘削機を提供することである。
本発明は、
作動流体で駆動されることにより進退動し地盤の掘削を行うハンマビット(27,28)を備えている地中掘削用ハンマであって、
先端にハンマビット(27,28)を備えている掘削部(2)と該掘削部(2)の基部側に設けられているエアタンク部(3)を備えているハンマ本体(10)と、
ハンマ本体(10)のエアタンク部(3)に取り外し可能に被着される所要数のアタッチメントと、
を備えており、
前記所要数のアタッチメントは、外周部に係合バー(45)が軸周方向へ所要数設けられているアタッチメント(4a)を含む、地中掘削用ハンマである。
作動流体で駆動されることにより進退動し地盤の掘削を行うハンマビット(27,28)を備えている地中掘削用ハンマであって、
先端にハンマビット(27,28)を備えている掘削部(2)と該掘削部(2)の基部側に設けられているエアタンク部(3)を備えているハンマ本体(10)と、
ハンマ本体(10)のエアタンク部(3)に取り外し可能に被着されている所要数のアタッチメントと、
を備えており、
前記所要数のアタッチメントは、外周部に螺旋羽根(43)が設けられているアタッチメント(4)を含む、地中掘削用ハンマである。
作動流体で駆動されることにより進退動し地盤の掘削を行うハンマビット(27,28)を備えている地中掘削用ハンマであって、
先端にハンマビット(27,28)を備えている掘削部(2)と該掘削部(2)の基部側に設けられているエアタンク部(3)を備えたハンマ本体(10)と、
ハンマ本体(10)のエアタンク部(3)に取り外し可能に被着されている所要数のアタッチメントと、
を備えており、
前記所要数のアタッチメントは、外周部に螺旋羽根(43)が設けられているアタッチメント(4)と、外周部に係合バー(45)が軸周方向へ所要数設けられたアタッチメント(4a)とを含み、前記アタッチメントはいずれかが択一的にエアタンク部(3)に被着されて使用される、地中掘削用ハンマである。
外周部に螺旋羽根(43)が設けられているアタッチメント(4)の螺旋羽根(43)に、アタッチメント(4)の軸線方向と平行に、回転駆動装置(5)のドライブブッシュ(51)の内周部に設けられている係合条部(510)と係合する係合切欠部(44)を設けるのが好ましい。
エアタンク部(3)の基端部には、排土用連結軸(7,7a)を連結するための断面多角形状の連結ジョイント(34)が設けられており、エアタンク部(3)に外嵌めされるアタッチメント(4,4a)は、基端部に連結ジョイント(34)を挿通することによりアタッチメント(4,4a)とエアタンク部(3)が一体となって軸周方向へ回転できるようにする多角形状のジョイント孔(41)が設けられた筒状体に形成されているのが好ましい。
作動流体で駆動されることにより進退動し地盤の掘削を行うハンマビット(27,28)を備えている地中掘削用ハンマであって、
先端にハンマビット(27,28)を備えている掘削部(2a)と、
掘削部(2a)の基部側に取り外し可能に被着され、エアタンク部(3a)の外周部に螺旋羽根(43a)が設けられているアタッチメント(4b)と、
掘削部(2a)の基部側に取り外し可能に被着され、エアタンク部(3a)の外周部に係合バー(45a)が軸周方向へ所要数設けられているアタッチメント(4c)とを含む、地中掘削用ハンマである。
外周部に螺旋羽根(43a)が設けられているアタッチメント(4b)の螺旋羽根(43a)に、アタッチメント(4b)の軸線方向と平行に、回転駆動装置(5)のドライブブッシュ(51)の内周部に設けられている係合条部(510)と係合する係合切欠部(44a)が設けられているのが好ましい。
前記発明のいずれかに係る地中掘削用ハンマと、地中掘削用ハンマ(1,1a)を、自重により降下させ、かつ地中掘削用ハンマ(1,1a)に軸周方向の回転力を与える回転駆動装置(5)と、を備えている、回転式掘削機である。
前記発明のいずれかに係る地中掘削用ハンマと、地中掘削用ハンマ(1,1a)を、自重により降下させ、かつ地中掘削用ハンマ(1,1a)に軸周方向へ回転力を与えることができるドライブブッシュ(51)を有する回転駆動装置(5)と、を備えており、
ドライブブッシュ(51)の内周部には、アタッチメント(4,4b,4c)の螺旋羽根(43,43a)に設けられている係合切欠部(44,44a)と係合する所要数の係合条部(510)、またはアタッチメント(4a)のバー(45)と係合する所要数の係合溝(519)を有している、回転式掘削機である。
本発明に係る地中掘削用ハンマ及び回転式掘削機の作用を説明する。なお、ここでは、説明で使用する各構成要件に、後述する実施の形態において各部に付与した符号を対応させて付与するが、この符号は、特許請求の範囲の各請求項に記載した符号と同様に、あくまで内容の理解を容易にするためであって、各構成要件の意味を上記各部に限定するものではない。
アタッチメント(4)を装着した地中掘削用ハンマ(1)を、地盤の表面の掘削する位置にハンマビット(27,28)を下にして鉛直になるように据え置く。
なお、外周部に螺旋羽根(43)が設けられているアタッチメント(4)を使用する場合は、螺旋羽根(43)の係合切欠部(44)に、ドライブブッシュ(51)の内周部に設けられている係合条部(510)を係合させる。また、アタッチメント(4a)を使用する場合は、バー(45)をドライブブッシュ(51a)の内周部の係合溝(519)と係合させる。
排土用連結軸(7,7a)は、係合切欠部(76)またはバー(78)がドライブブッシュ(51,51a)の係合条部(510)または係合溝(519)に合うように、すなわちアタッチメント(4)の螺旋羽根(43)の係合切欠部(44)またはアタッチメント(4a)のバー(45)と軸周方向の位置が同じになるようにして接続される。
このように、掘削部とエアタンク部からなるハンマ本体または掘削部を共用することにより、種類の異なる地中掘削用ハンマを用意しておく場合も、狭い場所でのスペース効率のよい管理、保管が可能になり、ひいてはコスト削減にも寄与できる。また、掘削作業の施工現場において種類の異なる地中掘削用ハンマを用意しておく場合も、アタッチメントは比較的小さく、使用していないときに地面に置かれていてもそれ程邪魔にならないので、作業を妨げるおそれがなく、作業の安全性の面からも好ましい。
図1は地中掘削用ハンマを掘削側である先部方向から見た斜視説明図、
図2は地中掘削用ハンマの分解正面視説明図、
図3は地中掘削用ハンマの縦断面図、
図4は地中掘削用ハンマの分解斜視説明図(エアタンク部から取り外した掘削部を分解した状態)、
図5は地中掘削用ハンマのエア貯留部に配置されるエアの流れ方向を制御するエア流通制御部材を示す斜視説明図、
図6は本発明に係る地中掘削用ハンマの他の使用形態を示す分解正面視説明図である。
なお、前記図4において、図面上方に表したエアタンク部の基部側の一部は省略している。
図1ないし図5を主に参照し、地中掘削用ハンマ1の構造を説明する。
地中掘削用ハンマ1は、全体が略円柱状に形成されている。地中掘削用ハンマ1は、掘削側(先部側)に位置する掘削部2と、掘削側と反対の基部側に位置するエアタンク部3からなるハンマ本体10及びエアタンク部3に取り外し可能に被着されているアタッチメント4を備えている。
なお、本実施の形態では、ハンマビット27、28を合計で六箇所設けているが、特にその数を限定するものではない。また、掘削部2の直径は、例えば450〜700mmに設定されるが、これに限定はしない。
掘削部2は、図4に示すように、上から順に、接続体21を備えると共にピストンを含む駆動手段等を収容したピストンケース22、ピストンケース取付体23、ドライブチャック24、チャックガイド25及び前記ハンマビット27、28等を備えている。
図4に示すように、エアタンク部3の先部側には、掘削部2の基端部(ピストンケース22上部の差込部222)と連結するための連結体33が設けられている。また、エア貯留部30の外周面の図2で下端部には、嵌め入れられるアタッチメント4の有蓋円筒形状のキャップ体40の下部が振れたりガタつくことがないように振れ止め突部39が設けられている。振れ止め突部39は、軸周方向へ等間隔で四箇所に設けられている。なお、振れ止め突部39等の振れ止め手段は、エア貯留部30の外周面に設けずに、キャップ体40の内周面に設けることもできる。
エア流通制御部材8は、図5に示すように盃(さかずき)のような形をしている。エア流通制御部材8は、連結ジョイント34のエア流通経路340からエアを直接受けるボウル状の受部81と、受部81を支える略円錐台状(ただし中空体)の支持体82を有している。支持体82は、その周面部にエアを通す流通孔821が所要数(本実施の形態では複数、四箇所)設けられている。エア流通制御部材8は、支持体82の軸中心が中央のピストンケース22の流通孔331の上に位置するように配置されている。
このように、エア貯留部30内のエアの流れを変えることにより、エア貯留部30からピストンケース22に導入されるエアの到達時間を変えることができる。
エアタンク部3には、アタッチメント4が着脱可能に装着されている。アタッチメント4はスクリュー型で、先端側が開口した逆有底円筒形状に形成され、エアタンク部3に外嵌めできるキャップ体40を備えている。キャップ体40の基端には、中心部にジョイント孔41を有する円形の端板42が固定されている。ジョイント孔41は正六角形状に形成され、連結ジョイント34に嵌め入れることにより、アタッチメント4とエアタンク部3が一体となって軸周方向へ回転できるようにしてある。
次に、図2を主に参照して、地中掘削用ハンマ1に設けられている土質補強材等を供給する内部流路について説明する。なお、以下、説明の便宜上、エアタンク部3に設けられている内部流路を「第一内部流路」とし、掘削部2に設けられている内部流路を「第二内部流路」とする。
地中掘削用ハンマ1のこの使用形態では、前記形態の地中掘削用ハンマ1からアタッチメント4を取り外し、ハンマ本体10を共用して、エアタンク部3にアタッチメント4aを装着する。アタッチメント4aは固定具を使用して固定され、着脱可能である。
図7はスクリュー型のアタッチメントを装着した地中掘削用ハンマと回転駆動装置で構成される回転式掘削機を示す一部を断面した正面視説明図、
図8は図7の地中掘削用ハンマと回転駆動装置の関係を示す平面視説明図、
図9は図7の地中掘削用ハンマを用いた地中掘削工法の説明図である。
なお、図8においては地中掘削用ハンマに接続されるスクリュー軸は省略している。
回転駆動装置5は、地中掘削用ハンマ1に回転力を与えるものである。回転駆動装置5は、装置本体50と、装置本体50を支えるアウトリガ52を備えている。
装置本体50は、回転テーブル53を備えている。回転テーブル53は上下方向に貫通した挿通孔530を有し、上部開口側にはやや径大の載置段部531が設けられている。載置段部531には複数箇所に係止孔532が設けられている。回転テーブル53は、油圧モータやギヤ装置等で構成される(例えば、回転テーブル53の下部側の外周部に設けられたギヤに油圧モータで回転するウォームを噛み合わせた構造)駆動部54により水平方向に回転駆動される。
なお、回転駆動装置5は、公知技術を採用しているので、その説明は前記に止め、詳細については省略する。
このとき、各スクリュー軸7の螺旋羽根75に設けられている係合切欠部76は、アタッチメント4の螺旋羽根41に設けられている係合切欠部44と軸周方向の位置が同じになるように(長手方向に一直線上に通るように)合わせられる。
このように、螺旋羽根43を有するアタッチメント4は、スライムを掘削部2の外周部を抜けてきた後、すぐに螺旋羽根43で上方へ送ることができる。したがって、スライムに土や粘土が多く含まれており、粘度が比較的高い場合でも、スライムがアタッチメント4の外周部にまとわりつくように固く接着することがなく、排土を円滑に行うことができる。
図11は図10の地中掘削用ハンマと回転駆動装置の関係を示す平面視説明図である。
なお、図11においては地中掘削用ハンマに接続されるフラットバー軸7aは省略している。
回転駆動装置5aは、装置本体50aと、装置本体50aを支えるアウトリガ52を備えている。なお、本実施の形態では、図10、図11において前記回転駆動装置5と同等箇所に同一符号を付して示し、構造について重複する説明は基本的に省略する。
回転駆動装置5aの回転テーブル53にドライブブッシュ51aをセットする。さらに回転駆動装置5aをクレーンで懸吊しながら、ドライブブッシュ51aの内面に設けられている各係合溝519を、地中掘削用ハンマ1のアタッチメント4aのフラットバー45に係合させる。そして、回転駆動装置5aをさらに下ろして仮設足場60を介し地面に据える。次に、クレーンによりフラットバー軸7aを接続した地中掘削用ハンマ1を吊り降ろしながら回転駆動装置5aで回転させて掘削を開始する。
図13は掘削部とスクリューエアタンク部を組み合わせて形成した地中掘削用ハンマの縦断面図、
図14は本発明に係る地中掘削用ハンマの他の実施形態を示し、掘削部とフラットバーエアタンク部を組み合わせる場合の分解正面説明図である。
なお、掘削部2aの構造は、前記地中掘削用ハンマ1の掘削部2とほぼ同じである。また、エアタンク部3aの構造は、前記地中掘削用ハンマ1のエアタンク部3とほぼ同じである。
地中掘削用ハンマ1aは、回転式掘削機6または回転式掘削機6aと組み合わせて、前記地中掘削用ハンマ1の場合と同様に使用することにより掘削作業を行うことができ、地中掘削用ハンマ1の場合と同様の作用効果を有するものである。
10 ハンマ本体
2 掘削部
21 接続体
22 ピストンケース
23 ピストンケース取付体
24 ドライブチャック
25 チャックガイド
26 フラットバー
27 ハンマビット
28 ハンマビット
29 開閉弁
211 孔
222 差込部
223 リング
230 砂
231 筒状本体
232 ピストンケースケーシング
233 先部カバー体
234 基部カバー体
235 挿通孔
236 挿通孔
237 ボルト孔
241 孔
242 回り止め部
251 ボルト
252 ナット
253 凹部
254 凹部
255 取付孔
256 凹部
261 第一流通孔
262 流通管
263 第二流通孔
264 第三流通孔
265 排出口
270 ヘッド部
200 ボタンチップ
280 ヘッド部
290 軸部
291 ボタンチップ
3 エアタンク部
30 エア貯留部
31 ナット
32 ボルト
33 連結体
34 連結ジョイント
35 基端面
38 固定用ピン
39 振れ止め突部
311 ボルト孔
331 流通孔
340 エア流通経路
341 係合溝
371 第一流通孔
372 流通管
373 第二流通孔
4 アタッチメント
40 キャップ体
41 ジョイント孔
42 端板
43 螺旋羽根
44 係合切欠部
4a アタッチメント
40a キャップ体
41a ジョイント孔
42a 端板
45 フラットバー
5 回転駆動装置
50 装置本体
51 ドライブブッシュ
510 係合条部
511 本体
512 鍔部
513 係止突起
52 アウトリガ
53 回転テーブル
530 挿通孔
531 載置段部
532 係止孔
54 駆動部
6 回転式掘削機
60 仮設足場
7 スクリュー軸
71 吊下軸
72 第一供給管
73 ワイヤ
74 第二供給管
75 螺旋羽根
76 係合切欠部
77 連結ジョイント
8 エア流通制御部材
81 受部
82 支持体
811 貫通孔
821 流通孔
822 貫通孔
93 掘削孔
94 土質補強材
95 固結材
6a 回転式掘削機
5a 回転駆動装置
51a ドライブブッシュ
519 係合溝
7a フラットバー軸
78 フラットバー
1a 地中掘削用ハンマ
2a 掘削部
3a エアタンク部
43a 螺旋羽根
44a 係合切欠部
4b アタッチメント
45a フラットバー
4c アタッチメント
Claims (9)
- 作動流体で駆動されることにより進退動し地盤の掘削を行うハンマビット(27,28)を備えている地中掘削用ハンマであって、
先端にハンマビット(27,28)を備えている掘削部(2)と該掘削部(2)の基部側に設けられているエアタンク部(3)を備えているハンマ本体(10)と、
ハンマ本体(10)のエアタンク部(3)に取り外し可能に被着される所要数のアタッチメントと、
を備えており、
前記所要数のアタッチメントは、外周部に係合バー(45)が軸周方向へ所要数設けられているアタッチメント(4a)を含む、
地中掘削用ハンマ。 - 作動流体で駆動されることにより進退動し地盤の掘削を行うハンマビット(27,28)を備えている地中掘削用ハンマであって、
先端にハンマビット(27,28)を備えている掘削部(2)と該掘削部(2)の基部側に設けられているエアタンク部(3)を備えているハンマ本体(10)と、
ハンマ本体(10)のエアタンク部(3)に取り外し可能に被着されている所要数のアタッチメントと、
を備えており、
前記所要数のアタッチメントは、外周部に螺旋羽根(43)が設けられているアタッチメント(4)を含む、
地中掘削用ハンマ。 - 作動流体で駆動されることにより進退動し地盤の掘削を行うハンマビット(27,28)を備えている地中掘削用ハンマであって、
先端にハンマビット(27,28)を備えている掘削部(2)と該掘削部(2)の基部側に設けられているエアタンク部(3)を備えたハンマ本体(10)と、
ハンマ本体(10)のエアタンク部(3)に取り外し可能に被着されている所要数のアタッチメントと、
を備えており、
前記所要数のアタッチメントは、外周部に螺旋羽根(43)が設けられているアタッチメント(4)と、外周部に係合バー(45)が軸周方向へ所要数設けられたアタッチメント(4a)とを含み、前記アタッチメントはいずれかが択一的にエアタンク部(3)に被着されて使用される、
地中掘削用ハンマ。 - 外周部に螺旋羽根(43)が設けられているアタッチメント(4)の螺旋羽根(43)に、アタッチメント(4)の軸線方向と平行に、回転駆動装置(5)のドライブブッシュ(51)の内周部に設けられている係合条部(510)と係合する係合切欠部(44)が設けられている、
請求項2または3のいずれかに記載の地中掘削用ハンマ。 - エアタンク部(3)の基端部には、排土用連結軸(7,7a)を連結するための断面多角形状の連結ジョイント(34)が設けられており、エアタンク部(3)に外嵌めされるアタッチメント(4,4a)は、基端部に連結ジョイント(34)を挿通することによりアタッチメント(4,4a)とエアタンク部(3)が一体となって軸周方向へ回転できるようにする多角形状のジョイント孔(41)が設けられた筒状体に形成されている、
請求項1ないし4のいずれかに記載の地中掘削用ハンマ。 - 作動流体で駆動されることにより進退動し地盤の掘削を行うハンマビット(27,28)を備えている地中掘削用ハンマであって、
先端にハンマビット(27,28)を備えている掘削部(2a)と、
掘削部(2a)の基部側に取り外し可能に被着され、エアタンク部(3a)の外周部に螺旋羽根(43a)が設けられているアタッチメント(4b)と、
掘削部(2a)の基部側に取り外し可能に被着され、エアタンク部(3a)の外周部に係合バー(45a)が軸周方向へ所要数設けられているアタッチメント(4c)とを含む、
地中掘削用ハンマ。 - 外周部に螺旋羽根(43a)が設けられているアタッチメント(4b)の螺旋羽根(43a)に、アタッチメント(4b)の軸線方向と平行に、回転駆動装置(5)のドライブブッシュ(51)の内周部に設けられている係合条部(510)と係合する係合切欠部(44a)が設けられている、
請求項6記載の地中掘削用ハンマ。 - 請求項1ないし7のいずれかに記載の地中掘削用ハンマ(1,1a)と、
地中掘削用ハンマ(1,1a)を、自重により降下させ、かつ地中掘削用ハンマ(1,1a)に軸周方向の回転力を与える回転駆動装置(5)と、
を備えている、
回転式掘削機。 - 請求項1ないし7のいずれかに記載の地中掘削用ハンマ(1,1a)と、
地中掘削用ハンマ(1,1a)を、自重により降下させ、かつ地中掘削用ハンマ(1,1a)に軸周方向へ回転力を与えることができるドライブブッシュ(51)を有する回転駆動装置(5)と、
を備えており、
ドライブブッシュ(51)の内周部には、アタッチメント(4,4b,4c)の螺旋羽根(43,43a)に設けられている係合切欠部(44,44a)と係合する所要数の係合条部(510)、またはアタッチメント(4a)のバー(45)と係合する所要数の係合溝(519)を有している、
回転式掘削機。
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