JP2009243058A - Excavator and excavation method - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、井戸等の孔を掘削する掘削装置および掘削方法に関する。 The present invention relates to a drilling apparatus and a drilling method for drilling holes such as wells.
地面に穴を掘る掘削装置として、ハンマーの衝撃力及びハンマーシリンダの回転力を受けるデバイスの底面に取り付けられて回転し、土砂等を掘削するビット装置を有する掘削装置が知られている(特許文献1)。上記従来の掘削装置を図3、図4、図5により説明する。10はデバイスである。デバイス10は、エアハンマー装置11のハンマーシリンダ18の下部内に螺合して固定されたネジ筒13の内周壁に設けた突条がスプライン溝25に嵌入することで、上下動自在、かつネジ筒13に対して非回転状態に係合し、図示しない駆動装置によりハンマーシリンダ18が軸線を中心として回転されることで、ハンマーシリンダ18と共に回転される。
As a drilling device that digs a hole in the ground, a drilling device having a bit device that is attached to the bottom surface of a device that receives impact force of a hammer and rotational force of a hammer cylinder and rotates to excavate earth and sand is known (Patent Document) 1). The conventional excavator will be described with reference to FIGS.
ハンマーシリンダ18内に位置するデバイス10の上端部にはカラー19(抜け止め部)が嵌着されて抜け止めがなされている。また、デバイス10にはエアハンマー装置11からの排出エアをハンマーシリンダ18内から外部に排出するため、ハンマーシリンダ18の内外を連通するエア抜き穴23が設けられている。12a、12bは形状がほぼ半円状をなすビット装置であり、上面に設けた偏心軸14a、14bがデバイス10の円形をなす底面の中心に対し、点対称の位置に設けた軸穴に回動自在に挿入、固定されることでデバイス10に装着される。ビット装置12a、12bの底面には超硬合金で形成したビット16が十分な数固定される。
A collar 19 (a retaining portion) is fitted to the upper end portion of the
17はパイプであり、掘削が進むにつれてデバイス10の大径部に設けられた押圧部21がパイプ17の内周下部に設けられたカラー22に当接することで、デバイス10に引き連れられて掘削穴内に進入するようになっている。両ビット装置12a、12bは、図4のように、その両周面が底面側から見て円形のとき、その直状端面が適宜な間隔15をもって対向位置し、また両ビット装置で形成する円の直径はパイプ17の内径よりも小さい。そして図5のように、ビット装置12a、12bが偏心軸14a、14bを中心に回動して、直状端面が当接したとき、両ビット装置12a、12bの端部がパイプ17より外方に突出して土砂等を掘削する。
ハンマーシリンダ18、デバイス10が矢A方向に回転すると、土砂から抵抗を受けているビット装置12a、12bもそれぞれ偏心軸14a、14bを中心に回動し、図5のようにその直状端面が当接する。以後この直状端面が互いのストッパ面として作用し、両ビット装置12a、12bは先端がパイプ17より外方に突出した状態で回転し、かつエアハンマー装置11のハンマー20からの殴打を受けつつ土砂を掘削する。なお、エアハンマー装置11にはロッド15が連結され、このロッド15から回転力が伝達されるとともに、ロッド15から高圧の圧縮エアが供給される。
掘削された土砂等は、エアハンマー装置11からの高圧の排出エアがエア抜き孔23からデバイス10の下面側に噴出され、この排出エアによりデバイス10の外周に設けた排出溝24およびハンマーシリンダ18とパイプ17との間を通って外部に排出される。
When the
The excavated earth and sand and the like are discharged from the
掘削穴はパイプ17の径よりも大きくなるので、パイプ17が掘削穴内にデバイス10と共に引き込まれる。掘削時両ビット装置12a、12bはその直状端面が当接するので、安定して回転する。掘削終了時には、ハンマーシリンダ18、およびデバイス10が若干逆方向に回転される。これにより両ビット装置12a、12bが図6の状態に戻り、径が減少するので、パイプ17を地中に残したまま、デバイス10等と共にビット装置12a、12bをパイプ17内を通して上方に回収することができる。
掘削が進行し、掘削孔が深くなるにつれて、ロッド15およびパイプ17は順次継ぎ足され、これにより深い掘削孔の掘削が可能となる。
ところで、ロッド15を継ぎ足す際には、どうしても、ロッド15内およびエアハンマー11内が一旦大気に開放されることになる。このように、高圧のエアハンマー11内が大気に開放されることから、空気が逆流し、デバイス10の下面側に残留している掘削屑等がエア抜き孔23を通じてハンマーシリンダ18内にまで入り込む不具合がある。エアハンマー装置11内に逆止弁が組み込まれているが、実際、細かい掘削屑の進入を食い止めることはできない。
As the excavation progresses and the excavation hole becomes deeper, the
By the way, when the
このため、掘削作業を中止し、エアハンマー装置11を掘削孔から外方に引き出し、分解掃除などをしなければならず、作業効率が大幅に低下するという課題があった。また、エアハンマー装置11のピストンが傷つき、エアハンマー装置11自体を交換しなければならないなどの不具合があった。
For this reason, the excavation work must be stopped, the
そこで、本発明は上記課題を解決すべくなされたものであり、その目的とするところは、掘削した土砂のエアハンマー装置内への逆流を防止し、もって作業効率を向上させることのできる掘削装置および掘削方法を提供するにある。 Accordingly, the present invention has been made to solve the above-mentioned problems, and an object of the present invention is to prevent backflow of excavated earth and sand into the air hammer device, thereby improving work efficiency. And to provide a drilling method.
本発明は上記目的を達成するため次の構成を備える。
すなわち、ハンマーシリンダ内を移動可能なハンマーを備えたエアハンマー装置と、該エアハンマー装置にエアを供給するロッドを介してエアハンマー装置を軸線を中心として回転させる駆動装置と、エアーハンマー装置の下端に取り付けられ、エアーハンマー装置と共に軸線を中心として回転すると共にエアハンマー装置のハンマーからの衝撃力を受け、エアハンマー装置との間に所定の間隙をあけて掘削穴内に挿入されるパイプを押圧してパイプを掘削穴内に引き連れていくための押圧部を有するデバイスと、該デバイスの下端に取り付けられてデバイスと共に回転し、土砂等を掘削可能なビット装置と、前記デバイスまたはビット装置に下端が開口し、前記ハンマーシリンダ内と外部とを連通するエア抜き孔とを具備する掘削装置において、前記エア抜き孔に、前記ハンマーシリンダ内から前記デバイス外への高圧エアの通過は許容し、前記デバイス外からハンマーシリンダ内へのエアおよび掘削屑の流入を阻止する弁装置を設けたことを特徴とする。
In order to achieve the above object, the present invention comprises the following arrangement.
That is, an air hammer device having a hammer movable in the hammer cylinder, a drive device for rotating the air hammer device around an axis via a rod for supplying air to the air hammer device, and a lower end of the air hammer device It is attached to the air hammer device and rotates around the axis along with the air hammer device, receives the impact force from the hammer of the air hammer device, presses the pipe inserted into the drilling hole with a predetermined gap between it and the air hammer device. A device having a pressing portion for drawing the pipe into the excavation hole, a bit device attached to the lower end of the device and rotating together with the device to excavate earth and sand, etc., and the lower end of the device or the bit device is opened at the lower end And an excavator provided with an air vent hole communicating the inside of the hammer cylinder with the outside. In addition, the air vent hole is provided with a valve device that allows high-pressure air to pass from the inside of the hammer cylinder to the outside of the device and prevents inflow of air and excavation waste from the outside of the device into the hammer cylinder. It is characterized by.
また、ハンマーシリンダ内を移動可能なハンマーを備えたエアハンマー装置と、該エアハンマー装置にエアを供給するロッドを介してエアハンマー装置を軸線を中心として回転させる駆動装置と、エアーハンマー装置の下端に取り付けられ、エアーハンマー装置と共に軸線を中心として回転すると共にエアハンマー装置のハンマーからの衝撃力を受けて土砂等を掘削可能なビット装置と、該ビット装置に下端が開口し、前記ハンマーシリンダ内と外部とを連通するエア抜き孔とを具備する掘削装置において、前記エア抜き孔に、前記ハンマーシリンダ内から前記ビット装置外への高圧エアの通過は許容し、前記ビット装置外からハンマーシリンダ内へのエアおよび掘削屑の流入を阻止する弁装置を設けたことを特徴とする。 In addition, an air hammer device having a hammer movable in the hammer cylinder, a drive device for rotating the air hammer device around an axis via a rod for supplying air to the air hammer device, and a lower end of the air hammer device And a bit device that rotates about an axis together with the air hammer device and can excavate earth and sand by receiving the impact force from the hammer of the air hammer device, and a lower end that opens in the bit device. In the excavator having an air vent hole communicating with the outside, the high pressure air is allowed to pass from the inside of the hammer cylinder to the outside of the bit device through the air vent hole, and from outside the bit device to the inside of the hammer cylinder. And a valve device for preventing inflow of air and excavation waste.
また、前記弁装置は、前記エア抜き孔に設けられた弁座と、該弁座にスプリングに付勢されて当接して、エア抜き孔を閉塞する弁体とを有する逆止弁機構であることを特徴とする。 The valve device is a check valve mechanism having a valve seat provided in the air vent hole, and a valve body that is urged by and abuts against the valve seat to close the air vent hole. It is characterized by that.
また、本発明に係る掘削方法は、上記掘削装置を用いて掘削孔を掘削し、ロッドの継ぎ足し時には、弁装置によってエア抜き孔を閉塞して、掘削屑のエアハンマー装置内への流入を阻止することを特徴とする掘削方法。 Further, the excavation method according to the present invention excavates a excavation hole using the excavator, and when the rod is added, the air vent hole is closed by a valve device to prevent excavation waste from flowing into the air hammer device. An excavation method characterized by:
本発明によれば、ロッドの継ぎ足し時に、弁装置によって、エアーハンマー装置に至る前のエア抜き孔の部位を遮断するので、エアーハンマー装置内への掘削屑等の流入をほぼ完全に阻止でき、エアハンマー装置の分解掃除がほとんど必要なくなり、作業効率の向上が図れ、また、エアーハンマー装置の故障も少なくできる。 According to the present invention, when the rod is added, the valve device shuts off the portion of the air vent hole before reaching the air hammer device, so that it is possible to almost completely prevent the inflow of drilling debris into the air hammer device, There is almost no need to disassemble and clean the air hammer device, so that the work efficiency can be improved and the failure of the air hammer device can be reduced.
以下、本発明の好適な実施の形態を添付図面に基づいて詳細に説明する。
本実施の形態も基本構成は図3、図4、図5に示す従来の掘削装置と同じである。すなわち、ハンマー装置11、デバイス10、ビット装置12a、12b、パイプ17を掘削穴内に引き連れて行く基本構成は従来装置と同じである。この従来装置と同じ部材は同一符号を付して説明を省略する。
DESCRIPTION OF EXEMPLARY EMBODIMENTS Hereinafter, preferred embodiments of the invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
The basic configuration of this embodiment is the same as that of the conventional excavator shown in FIGS. That is, the basic configuration for bringing the
本実施の形態では、デバイス10において、ハンマーシリンダ18(図3)内に通じるエア抜き孔23を、デバイス10の中途部にまで伸びるめくら孔状の縦孔28と、デバイス10の側面から穿設され、縦孔28の中途部に交差する横孔30と、デバイス10の底面から穿設されて、横孔30に連通する2つの縦孔31、32とで構成している。横孔30のデバイス10の側面に開口する開口孔はイモねじ33で塞ぐようにしている。したがって、エア抜き孔23は、縦孔28から二股状に分岐してデバイス10の下面に開口している。
In the present embodiment, in the
本実施の形態では、エア抜き孔23の上記分岐部に、ハンマーシリンダ18内からデバイス10外(下面側)への高圧エア(排出エア)の通過は許容し、デバイス10外からハンマーシリンダ18内へのエアおよび掘削屑の流入を阻止する弁装置34を設けている。弁装置34は本実施の形態では逆止弁とした。
In the present embodiment, passage of high-pressure air (exhaust air) from the inside of the
この逆止弁34は、エア抜き孔23の、縦孔28と横孔30との交差部近傍の縦孔28内にノックピン36により固定した筒状の弁座35と、弁座35にスプリング38に付勢されて当接して、エア抜き孔23(弁座)を閉塞する、キャップ状の弁体37とを有する。
エア抜き孔23に高圧の排出エアが作用しないときは、弁体37はスプリング38によって押し上げられて弁座35に当接して、縦孔28と横孔30との連通を遮断し、エア抜き孔23に高圧の排出エアが作用すると、弁体37はスプリング38の付勢力に抗して押し下げられ、縦孔28と横孔30とが連通し、高圧の排出エアはデバイス10の下面側に排出される。
なお、逆止弁は上記構造のものに限定されるものではない。
また、エア抜き孔23も上記のように必ずしも分岐する流路でなくともよい。要は逆止弁によってエア抜き孔の逆流を防止できる構造となっていればよい。
The
When high-pressure exhaust air does not act on the
The check valve is not limited to the above structure.
Further, the
本実施の形態は上記のように構成されている。
したがって、掘削作業時、高圧の排出エアは、弁体37を押し下げ、エア排出路が確保されるので、何ら支障なく掘削作業が行える。掘削孔が深くなってロッド15を継ぎ足す必要が生じ、ロッド15を高圧エア供給源(図示せず)と切り離すと、ロッド15内およびエアハンマー装置11内は大気に開放されるが、すると、弁体37はスプリング38によって押し上げられ、弁座35に当接し、エア抜き孔23が閉塞され、したがって、デバイス10の外部とエアハンマー装置11内との連通が遮断され、エアハンマー装置11内へのエアや掘削屑が逆流して流入するのを阻止できる。
The present embodiment is configured as described above.
Therefore, during the excavation work, the high-pressure exhaust air pushes down the
これにより、エアハンマー装置11の分解掃除がほとんど必要なくなり、作業効率の向上が図れる。エアーハンマー装置11の故障も少なくできる。
すなわち、エアーハンマー装置11に至る前のエア抜き孔23の部位を遮断するので、エアーハンマー装置11内への掘削屑等の流入をほぼ完全に阻止できる。また、エアーハンマー装置11内にも逆止弁が配設されているときは、いわば2段の逆止弁が設けられていることになるので、掘削屑の逆流阻止効果はさらに増大する。
This eliminates the need for disassembly and cleaning of the
That is, since the portion of the
上記実施の形態では、デバイス10に対してビット装置12a、12bが回動するタイプの掘削装置の例で説明したが、デバイス10に対してビット装置が回動しないタイプのものの掘削装置(例えば特開2006−152602)にも本発明を適用できる。この場合、エア抜き孔は、デバイスを貫通し、さらにビット装置の下面側に開口する構成にし、このエア抜き孔の適所に上記弁装置を配設するとよい。
In the above embodiment, an example of a drilling device in which the
また、上記実施の形態では、デバイス10によりパイプ17を掘削孔内に引き連れていくタイプの掘削装置の例をあげたが、パイプを掘削孔内に引き連れていくタイプのものでなく、ビット装置による素掘りタイプの掘削装置にも適用できる。この場合のビット装置はデバイスに取り付けたものでもよいし、あるいはエアハンマー装置に直接ビット装置を取り付けたものでもよい。
図2は、ビット装置12にエア抜き孔23を設け、このエア抜き孔23内に上記と同様の弁装置34を設けた例を示す。本実施の形態でも、エアハンマー装置内への掘削屑の流入を阻止できる。
In the above embodiment, an example of a type of excavator that takes the
FIG. 2 shows an example in which an
10 デバイス
11 エアハンマー装置
12 ビット装置
23 エア抜き孔
28 縦孔
30 横孔
31、32 縦孔
33 イモねじ
34 弁装置
35 弁座
36 ノックピン
37 弁体
38 スプリング
DESCRIPTION OF
34
Claims (4)
前記エア抜き孔に、
前記ハンマーシリンダ内から前記デバイス外への高圧エアの通過は許容し、前記デバイス外からハンマーシリンダ内へのエアおよび掘削屑の流入を阻止する弁装置を設けたことを特徴とする掘削装置。 An air hammer device equipped with a hammer that can move in the hammer cylinder, a drive device that rotates the air hammer device around an axis via a rod that supplies air to the air hammer device, and a lower end of the air hammer device The pipe rotates with the air hammer device around the axis and receives impact force from the hammer of the air hammer device, presses the pipe inserted into the excavation hole with a predetermined gap between the air hammer device and the pipe. A device having a pressing portion for drawing the inside of the excavation hole, a bit device attached to the lower end of the device and rotating together with the device, capable of excavating earth and sand, and the lower end of the device or the bit device is opened, In the excavator provided with an air vent hole communicating the inside and the outside of the hammer cylinder,
In the air vent hole,
An excavator provided with a valve device that allows passage of high-pressure air from the inside of the hammer cylinder to the outside of the device and prevents air and excavation waste from flowing from the outside of the device into the hammer cylinder.
前記エア抜き孔に、
前記ハンマーシリンダ内から前記ビット装置外への高圧エアの通過は許容し、前記ビット装置外からハンマーシリンダ内へのエアおよび掘削屑の流入を阻止する弁装置を設けたことを特徴とする掘削装置。 An air hammer device equipped with a hammer that can move in the hammer cylinder, a drive device that rotates the air hammer device around an axis via a rod that supplies air to the air hammer device, and a lower end of the air hammer device A bit device capable of rotating around the axis line together with the air hammer device and receiving an impact force from the hammer of the air hammer device to excavate earth and sand, etc., and a lower end opened to the bit device, and the inside and outside of the hammer cylinder In a drilling rig comprising an air vent hole communicating with
In the air vent hole,
A digging device provided with a valve device that allows passage of high-pressure air from the inside of the hammer cylinder to the outside of the bit device and prevents the inflow of air and digging waste from the outside of the bit device into the hammer cylinder. .
前記エア抜き孔に設けられた弁座と、
該弁座にスプリングに付勢されて当接して、エア抜き孔を閉塞する弁体とを有する逆止弁機構であることを特徴とする掘削装置。 The valve device is
A valve seat provided in the air vent hole;
An excavation apparatus comprising a check valve mechanism having a valve body biased by a spring against the valve seat and closing an air vent hole.
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Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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JP2008088108A JP2009243058A (en) | 2008-03-28 | 2008-03-28 | Excavator and excavation method |
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