JP2011089292A - Removing device - Google Patents
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Abstract
Description
この発明は、掘削機のスクリューに付着した土などを除去する除去装置に関する。 The present invention relates to a removing device that removes soil or the like adhering to a screw of an excavator.
スクリューを回転しながら地中に押し込み、その後にそれを引き上げて掘削することが従来から行われている。このようにスクリューを地中に押し込んでからそれを引き上げる際には、当然のこととしてスクリューには土などが付着したままになるが、このスクリューに付着した土は、シャベルなどを用いて人力で取り除くこともあった。
しかし、スクリューに付着した土などを人力で取り除く作業が過酷でかつ危険なことから、近年、それを自動化する土などの除去装置が開発されている。
Conventionally, a screw is pushed into the ground while rotating, and then it is lifted up and excavated. When the screw is pushed into the ground in this way and then lifted, the soil remains naturally attached to the screw, but the soil attached to the screw is manually removed using a shovel or the like. Sometimes it was removed.
However, since the work of manually removing soil attached to the screw is harsh and dangerous, removal devices for soil and the like have been developed in recent years to automate it.
この装置は、例えば、図8に示す掘削機に取り付けて用いるものであるが、この掘削機は、掘削場所に起立させたガイド支柱であるリーダー1に一対のレール2を設けるとともに、このレール2には昇降機3を昇降可能に設けている。そして、この昇降機3には回転駆動機構4を設けるとともに、この回転駆動機構4にスクリューシャフト5を取り外し可能に設けている。
上記回転駆動機構4に、スクリューシャフト5を取り付けるとともに、このスクリューシャフト5を回転させながら押し下げていくと、スクリュー6が回転しながら地中に押し込まれる。スクリュー6を目的の深さまで押し込んだら、スクリュー6を掘削時と同一方向に回転させつつ、それを引き上げるが、このときスクリュー6間に満たされた土なども同時に引き上げられるので、上記スクリュー6の外径に相当する内径の掘削穴が形成される。
This apparatus is used by being attached to, for example, an excavator shown in FIG. 8, and this excavator is provided with a pair of
When the
また、上記リーダー1であって、上記昇降機3よりも下方におけるレール2には、除去装置7を設けているが、この除去装置7は、図8、9に示すように、レール2に沿って昇降する取付部材8と、この取付部材8に固定され、図示しないリング状のギヤを収容したギヤボックス9と、このギヤボックス9の内側で上記リング状のギヤと一体的に回転可能に設けた回転筒10とを備えている。
また、上記ギヤボックス9の上部には、油圧モータ11を取り付け、この油圧モータ11は、図示しない動力伝達機構を介して上記リング状のギヤに連結し、油圧モータ11の駆動力が上記回転筒10に伝達されるようにしている。従って、油圧モータ11が駆動すれば、それにともなって回転筒10も回転することになる。
In addition, a
A
上記のようにした回転筒10は、上記スクリュー6の外周を覆う直径を保持している。この回転筒10内壁には、スクリューシャフト5の外周及びスクリュー6の表面に沿って、回転筒10の約半周分の大きさの除去板12を固定している。そして、掘削作業時に引き上げたスクリュー6に対して回転筒10を回転させたとき、この除去板12がスクリュー6の表面に沿って移動し、スクリュー6間に満たされた土などを除去するようにしている。
また、上記回転筒10の内壁であって上記除去板12の上方には、スクリューシャフト5に向かって突出する回転軸13を固定し、この回転軸13にローラ14を回転可能に設けている。
なお、回転軸13及びローラ14は、図10に示すように、回転筒10の円周方向において、上記除去板12から外れた位置であって、上記除去板12より上方でスクリュー6の表面に接触する位置に設けられている。
The
A rotating
As shown in FIG. 10, the
上記ローラ14は、スクリュー6の表面に接触することによって回転筒10を支持し、その下方においてスクリュー6表面と除去板12の前縁12aとの間隔が所定の大きさを保つようにしている。上記除去板の前縁12aとスクリュー6表面との所定の間隔とは、除去板12の前縁12aがスクリュー6表面に突き当たってスクリュー6の回転を阻害することがない程度に離れた距離であり、しかも、スクリュー6表面に付着した土などを除去できる程度に近い距離である。
なお、図9中、符号15は、回転筒10に形成した開放部であり、除去板12がスクリュー6に対して回転したときに、その前縁12aが掻き取った土や石などを回転筒10の外部へ放出しやすくするためのものである。
The
In FIG. 9,
また、図11を用いて、上記除去板12、ローラ14、及びスクリュー6の位置関係について説明する。但し、この図11は、上記各部材の位置関係を説明するための模式図でで、各部材の形状や寸法を正確に表したものではない。
上記ローラ14及び除去板12は、溶接などによって回転通10の内壁に固定されているので、ローラ14とスクリュー6表面との接点Pから除去板12の前縁12aまでの軸方向の距離L1は、除去装置固有のものである。このようなローラ14がスクリュー6の表面に接触することによって、除去板12の前縁12aとスクリュー6表面p1との距離d1を維持するようにしている(図11参照)。
Moreover, the positional relationship of the said
Since the
上記のような掘削機では、スクリュー6の外径によって掘削穴の内径が決まるので、目的の掘削穴の内径に応じた外径のスクリュー6を用いることになるが、目的の深さの穴を形成するためには、目的深さ以上のスクリュー6が必要であるが、その長さを実現するために、複数のスクリューシャフト5を連結して用いることがある。
In the excavator as described above, since the inner diameter of the drilling hole is determined by the outer diameter of the
一方で、スクリュー6のピッチには厳密な規格がなく、スクリューシャフト5ごとに、スクリューのピッチに多少のばらつきがあるのが現実である。スクリュー6のピッチが異なるということは、スクリュー6の表面の傾斜が異なるということであるが、このように傾きにばらつきのあるスクリュー6を連結した掘削機に、上記従来の除去装置7を使用した場合には、以下のような問題があった。
On the other hand, there is no strict standard for the pitch of the
図10のように、上記ローラ14を、除去板12の前縁12aから後縁12bの方向、すなわち、除去板12の回転方向後方に270度回転した位置に設けた従来の除去装置の場合、ローラ14と除去板12の前縁とは、スクリュー6のほぼ4分の3ピッチ分離れている。ローラ14とスクリュー6表面との接点Pから除去板12までの軸方向距離は、図11に示す距離L1となるが、除去板12及びローラ14は回転筒10の内壁に固定されているので、上記距離L1は一定である。
そして、スクリュー6が実線で示す傾斜を持つ場合、上記ローラ14がスクリュー6に接触することによって、除去板12の前縁12aとスクリュー6の表面p1との距離d1が維持され、上記前縁12aでスクリュー6に付着した土などを除去できる。
As shown in FIG. 10, in the case of a conventional removal device in which the
When the
しかし、上記スクリュー6のピッチが僅かに異なり、上記実線で示した傾斜より僅かに大きい破線で示す傾斜を持つスクリュー6を用いた場合、図11に示したように、除去板12の前縁12aとスクリュー6表面p2との距離d2が上記距離d1よりも大きくなる。このように、除去板12の前縁12aとスクリュー表面との距離が大きくなると、スクリュー6に付着した土などが除去板12をすり抜けて、除去できなくなることがある。
反対に、スクリュー6の傾斜が小さくなって上記前縁12aとスクリュー6の表面との距離が小さくなりすぎると、上記前縁12aがスクリュー6の表面に接触してしまったりして、抵抗が大きくなって回転筒10とスクリュー6との相対回転がスムーズにできなくなったり、スクリュー6の表面を傷つけてしまったりすることがある。
However, when the
On the other hand, if the inclination of the
この発明の目的は、複数のスクリューシャフトを連結して用いる場合などで、各スクリューのピッチに多少のばらつきがあっても、スクリュー表面の土などを除去しそこなったり、除去板がスクリューに衝突して相対回転を阻害したりすることがない除去装置を提供することである。 The object of the present invention is, for example, when a plurality of screw shafts are connected, and even if there is some variation in the pitch of each screw, the soil on the screw surface may be removed or the removal plate may collide with the screw. It is an object of the present invention to provide a removal device that does not impede relative rotation.
第1の発明は、掘削用のスクリューを挿入する回転筒と、この回転筒に設けるとともに、スクリューの表面に接触して移動し、回転筒をスクリューに対して回転可能に支持するローラと、回転筒の内周に固定した除去板とを備え、上記回転筒とスクリューとが相対回転したとき、スクリューに付着した土を上記除去板の前縁で除去する構成にした除去装置において、上記除去板の前縁と回転筒の中心を通る半径を基準にした中心角であって、回転方向後方に形成される180度の範囲内に上記ローラを設けた点に特徴を有する。 According to a first aspect of the present invention, there is provided a rotating cylinder into which a screw for excavation is inserted, a roller that is provided on the rotating cylinder, moves in contact with the surface of the screw, and rotatably supports the rotating cylinder with respect to the screw, and rotation A removal device fixed to the inner periphery of the cylinder, wherein when the rotating cylinder and the screw rotate relative to each other, the soil attached to the screw is removed at the front edge of the removal plate. This is characterized in that the roller is provided within a range of 180 degrees which is a central angle with respect to a radius passing through the front edge of the cylinder and the center of the rotating cylinder and formed rearward in the rotation direction.
第2の発明は、第1の発明を前提とし、上記除去板に、上記ローラを回転自在に設けた点に特徴を有する。
第3の発明は、第1の発明を前提とし、上記ローラの回転軸を回転筒の内周に固定するとともに、この回転軸に回転自在に設けたローラの少なくとも一部が除去板に対応するエリア内に位置させる点に特徴を有する。
なお、上記除去板に対応するエリアとは、除去板の前縁を含む直線から除去板の後縁を含む直線までの間のエリアのことである。
The second invention is premised on the first invention and is characterized in that the roller is rotatably provided on the removal plate.
The third invention is based on the first invention, and the rotating shaft of the roller is fixed to the inner periphery of the rotating cylinder, and at least a part of the roller rotatably provided on the rotating shaft corresponds to the removal plate. It is characterized in that it is located in the area.
The area corresponding to the removal plate is an area between a straight line including the front edge of the removal plate and a straight line including the rear edge of the removal plate.
第1〜第3の発明によれば、複数のスクリューを連結して用いる場合など、各スクリューのピッチに多少のばらつきがあっても、除去板とスクリュー表面との距離の変化を小さくできる。そのため、どのスクリューに対しても表面に付着した土などを確実に除去することができる。
特に、第2、第3の発明によれば、除去板の前縁からローラまでの回転方向の距離を短くすることができるため、スクリューのピッチのばらつきによる影響をさらに小さくすることができる。
According to the 1st-3rd invention, even when there are some dispersion | variation in the pitch of each screw, such as when connecting and using a some screw, the change of the distance of a removal plate and a screw surface can be made small. For this reason, it is possible to reliably remove the soil attached to the surface of any screw.
In particular, according to the second and third inventions, since the distance in the rotational direction from the leading edge of the removal plate to the roller can be shortened, the influence of variations in the pitch of the screw can be further reduced.
図1、図2に示す第1実施形態の除去装置は、除去板12とローラ14が、上記従来の除去装置とは異なるが、各部材の機能や、図8に示す掘削機に取り付けることによって発揮する除去装置としての機能は、上記従来例の除去装置7と同じである。従って、以下の説明においても、従来例と同様の部材には、図8〜図11と同様の符号を用いる。
The removal device of the first embodiment shown in FIG. 1 and FIG. 2 is different from the conventional removal device in that the
この第1実施形態では、除去板12の外周が回転筒10の内壁に固定されている点は、従来の除去装置と同じであるが、除去板12の長さを図10に示す従来装置よりも短くしている。そして、ローラ14の回転軸13を、上記除去板12の前縁12aから回転方向後方へ90度回転した位置に設けている。このような除去装置における、上記除去板12、ローラ14及びスクリュー6の位置関係を図2の模式図に示している。すなわち、ローラ14とスクリュー6表面との接点Pから上記除去板12の前縁12aまでは、回転方向後方に90度ずれていて、軸方向には距離L2離れている。この距離L2は回転筒10ごとに決まっている固定の値である。
なお、符号図中12bは、上記除去板12の後縁である。
In the first embodiment, the outer periphery of the
In addition, 12b in a code | symbol figure is a rear edge of the said
このような除去装置は、ローラ14がスクリュー6の表面に接触して回転筒10を支持することによって、除去板12の前縁12aとスクリュー表面との距離を保って、上記前縁12aで土などを除去するようにしている。
しかし、この第1実施形態の除去装置においても、スクリュー6のピッチにばらつきがあれば、スクリュー6の傾斜がばらつき、上記前縁12aとスクリュー6表面との距離が変化してしまう。例えば、図2には、実線で示すスクリュー6と、それよりも傾斜が大きい破線で示すスクリュー6とを示している。これら実線及び破線のスクリュー6の傾斜は、図11に示したものと同じである。
In such a removing device, the
However, also in the removing device of the first embodiment, if the pitch of the
そして、上記ローラ14が接点Pで実線のスクリュー6表面に接触しているときには、除去板12の前縁12aとスクリュー6の表面p1との距離d1が保たれるが、破線で示したスクリュー6を用いた場合、上記前縁12aとスクリュー6表面p3との距離は距離d3となる。このように、スクリュー6の傾斜にばらつきがあると、除去板12の前縁12aとスクリュー6表面との距離が変化するが、この変化量は、図2に示すとおり、図11に示した従来例と比べて小さい。
When the
その理由は、この第1実施形態の除去装置では、除去板12の前縁12aから上記接点Pまでの距離が、上記従来例と比べて短くなっているためである。このように、上記前縁12aからローラ14の接点Pまでの距離が短くなればなるほど、上記前縁12aとスクリュー6表面との距離は、スクリュー6のピッチの影響を受け難くなる。そして、上記ローラ14を、上記除去板12の前縁12aと回転中心とを通る半径を基準にした中心角であって回転方向後方に形成される角度が180度の範囲内に設けた場合、スクリュー6のピッチのばらつきによって上記前縁12aとスクリュー6表面との距離が変動したとしても、その変動が実質的に問題にならない程度に収まることを確認している。
The reason is that in the removing device of the first embodiment, the distance from the
従って、上記除去板12の前縁12aから回転方向後方に、上記角度180度より小さい90度だけ離れた位置にローラ14を設けたこの第1実施形態の除去装置は、複数のスクリューシャフト5を連結して用いる掘削機に適用した場合、各スクリュー6のピッチに多少のばらつきがあったとしても、問題なくスクリュー表面に付着した土などを除去できるものである。なお、スクリューピッチのばらつきは、複数のスクリューシャフト5間だけでなく、同一のスクリューシャフト5内のスクリューにおいても発生する可能性があるが、そのようなスクリューに対しても、この第1実施形態の除去装置ならスクリュー表面に付着した土などを除去することができる。
さらに、使用中にスクリュー6が変形してスクリュー6の傾斜が変化してしまうこともあるが、この実施形態の除去装置なら、このようなスクリューの変化にも対応できる。
Therefore, the removing apparatus of the first embodiment in which the
Furthermore, the
図3に示す第2実施形態は、上記ローラ14を、上記第1実施形態よりも、さらに除去板12の前縁12aに近づけたもので、その他の構成は第1実施形態と同様である。この第2実施形態は、図示の通り、上記ローラ14の回転軸13を除去板12の後縁12bの位置とほぼ一致させて回転筒10の内壁に固定するとともに、除去板12には、切り欠き12cを形成している。そして、この切り欠き12c内に、ローラ14の前方部分を挿入している。つまり、ローラ14の一部を、除去板12に対応するエリア内に位置させている。
In the second embodiment shown in FIG. 3, the
そして、この第2実施形態の除去装置は、上記除去板12の後縁12bの近傍でローラ14をスクリュー6の表面に接触させ、前縁12aとスクリュー6表面との距離を保持している。
この第2実施形態の除去装置も、ローラ14とスクリュー6との接点P(図2参照)から上記除去板12の前縁12aまでの距離が短いので、スクリュー6のピッチに多少のばらつきがあったとしても、上記前縁12aとスクリュー6表面との距離の変化が小さく、土などの除去に悪影響を及ぼすことはない。
また、この第2実施形態の除去装置は、ローラ14の接点Pと除去板12の前縁12aとの距離が上記第1実施形態よりも短いため、上記第1実施形態の除去装置と比べて、スクリュー6のピッチがばらついたときの影響をさらに受け難いものである。
In the removing device of the second embodiment, the
In the removing device of the second embodiment, the distance from the contact point P (see FIG. 2) between the
Moreover, since the distance between the contact point P of the
図4に示す第3実施形態の除去装置は、上記ローラ14の全体を、除去板12のエリア内に設けたものである。
具体的には、除去板12の中央付近に、矩形の挿入孔12dを形成し、この挿入孔12d内にローラ14を位置させるように、回転軸13を回転筒10の内壁に固定している。そして、ローラ14はこの挿入孔12d内で、スクリュー6表面に接触している。
このように、ローラ14を除去板12のエリア内に設けることによって、上記他の実施形態よりも、さらに除去板12の前縁12aにローラ14を近づけることができる。従って、この第3実施形態の除去装置に置いても、スクリュー6のピッチがばらついても、その影響を受け難く、スクリュー6表面の土などを確実に除去することができる。
In the removing apparatus of the third embodiment shown in FIG. 4, the
Specifically, a
Thus, by providing the
図5、図6に示す第4実施形態は、回転筒10の内壁に固定した除去板12にローラ14を取り付けた除去装置である。図5,6に示すように、除去板12の中央付近に挿入孔12dを形成するとともに、この挿入孔12dの両脇に一対の軸受部材16,16を固定している。これら軸受部材16,16で回転軸13を回転自在に支持するとともに、ローラ14を上記挿入孔12dから下方に臨ませてスクリュー6の表面に接触させている。
この第4実施形態の除去装置は、上記第3実施形態と同様に、スクリュー6のピッチがばらついても、その影響をより受け難く、スクリュー6表面の土などを除去することができる。
なお、この第4実施形態では、上記ローラ14を除去板12に設けているので、除去板12とローラ14とを一体的に取り扱うことができ、回転筒10への取り付けが容易になる。
The fourth embodiment shown in FIGS. 5 and 6 is a removing device in which a
Similar to the third embodiment, the removal device of the fourth embodiment is less susceptible to the influence of variations in the pitch of the
In the fourth embodiment, since the
図7に示す第5実施形態は除去板12の後縁12bに軸受部材17を固定し、この軸受部材17にローラ14の回転軸13を支持させた除去装置である。但し、この実施形態の除去板12は、中心角を90度より小さくした扇型のもので、上記ローラ14が除去板12の前縁12aと回転筒10の中心を通る半径を基準として回転方向後方に90度の範囲内に位置させている。すなわち、この実施形態においても、上記ローラ14が除去板12の前縁12aと回転筒10の中心を通る半径を基準として回転方向後方に180度の範囲内に位置するようにしている。
そのため、第5実施形態の除去装置も、除去板12の後縁12bの近傍に位置するローラ14とスクリュー6との接点Pから除去板12の前縁12aまでの距離が短い。そこで、上記接点Pが接触するスクリュー6のピッチが多少変化しても、前縁12aとスクリュー6の表面p1との距離d1の変化量を少なくできる。
The fifth embodiment shown in FIG. 7 is a removing device in which a bearing
Therefore, also in the removing device of the fifth embodiment, the distance from the contact P between the
従って、この第5実施形態においても、多少ピッチの異なる複数のスクリュー6を連結して使用しても、ピッチのばらつきの影響を受けることなく、スクリュー6に付着した土などを除去できる。
また、この実施形態においても、除去板12とローラ14とを一体的に取り扱うことができ、回転筒10への取り付けが容易になる。
Therefore, even in the fifth embodiment, even if a plurality of
Also in this embodiment, the
なお、スクリュー6のピッチにばらつきがあっても、その影響を小さくするために、ローラ14とスクリュー6表面との接点Pを、除去板12の前縁12aに近づけることが必要であるが、その具体的構成は上記実施形態に限らない。例えば、除去板12の底面に、小さなローラ14を取り付けてもかまわない。
Even if the pitch of the
また、上記ローラ14を除去板12に対応したエリア外に設ける場合に、除去板12の前縁12aからローラ14までの距離を短くするためには、除去板12の円周方向長さを短くする必要がある。
従来の除去装置では、除去板12の内周側がスクリューシャフト5に沿って、スクリュー6の回転ブレを防止するようにしていたが、上記実施形態のように除去板12を小さくすると、除去板12がスクリューシャフト5のブレを防止する効果が薄れてしまう。その場合には、スクリュー6の外周と回転筒10の内周との寸法精度を高めて、これらによって回転ブレを防止するようにすればよい。
When the
In the conventional removal apparatus, the inner peripheral side of the
一方、第3、第4実施形態のように、除去板12に対応したエリアの内側にローラ14を設けた場合には、除去板12が大きくても、ローラ14の取り付け位置を除去板12の前縁12aに近づけることができる。言い換えれば、前縁12aからローラ14の接点までの距離を短く保ちながら、除去板12を大きくして、除去板12によってスクリューシャフト5のブレを防止することもできるということである。
On the other hand, when the
また、上記いずれの実施形態も、従来の除去装置と比べて、除去板12を小さくするとともに、除去板12とローラ14との軸方向距離が短くなっている。そのため、上記除去板12やローラ14を取り付ける回転筒10の軸方向長さを短くすることができ、除去装置全体の軸方向長さを小さくすることができる。
除去装置は、掘削機の掘削作業中、スクリュー6の外周において地上で待機している必要があるため、除去装置の軸方向長さの分だけ、掘削に機能するスクリュー6の有効長さが短くなってしまう(図8参照)。しかし、上記実施形態のように除去装置の軸方向長さが短くできれば、その分、スクリュー6の有効長さを長くできるというメリットがある。また、図9に示す除去装置においても、モータ11を、ギヤボックス9に対して下方に設けることによって除去装置の軸方向長さをさらに短くすることもできる。
In any of the above embodiments, the
Since the removal device needs to stand by on the ground at the outer periphery of the
一方で、回転筒10に溶接した除去板12を長くすると、除去板12に回転筒10の補強リブや、スクリューシャフト5の振れ止めとしての機能を発揮させることができる。
特に、回転筒10に開放部15を大きく形成した場合には、回転筒10の強度が落ちてしまうので、回転筒10の強度を維持するために除去板12を長くすることが有効である。
そして、上記除去板12の長さは、長ければ長いほど、上記補強リブとしての機能や、スクリューシャフト5の振れ止めとしての機能が十分なものになるが、回転筒10内で除去板12の中心角が180度以上になると、回転筒10にスクリューシャフト5を挿入する作業が難しくなって、スクリューシャフトの挿入作業性が悪くなる。そこで、回転筒10の補強、スクリューシャフト5の触れ止め、スクリューシャフト5挿入の作業性の全てを満足するためには、除去板12を中心角が180度以下の扇型にすることが好ましい。
On the other hand, when the
In particular, when the opening
The longer the
しかし、除去板12を回転筒10の補強リブとして機能させるため長くした場合には、使用によるスクリューのゆがみや、異なるスクリューシャフト5間のスクリューピッチのばらつきなどが原因で、除去板12の後縁12b側とスクリュー6の表面との距離が大きく変動してしまうことがあり、特に、スクリュー6とスクリューシャフト5との溶接部の盛り上がった部分に、除去板12の後縁12bが接触してしまう可能性がある。そこで、除去板12の後縁12b側においてスクリューシャフト5側に隙間を形成するための切り欠きを形成するようにする。このような切り欠きを形成すれば、除去板12を長くして、除去板12の後縁12b側の上下の変動が大きくなっても除去板12がスクリュー6に接触することを防止できる。
However, when the
5 スクリューシャフト
6 スクリュー
10 回転筒
12 除去板
12a 前縁
12b 後縁
12c 切り欠き
12d 挿入孔
13 回転軸
14 ローラ
16 軸受部材
17 軸受部材
5
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