JP2530905B2 - 掘削ビットの礫破砕装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本発明は、掘削による土砂、礫を外部から供給した水
と共に吸い上げて地上に排出するリバースサーキュレー
ションドリル基礎杭工法に使用される掘削ビットの礫破
砕装置に関する。

［従来技術］ 従来、リバースサーキュレーションドリル基礎杭工法
に、所謂リバース工法使用される掘削ビット（リバース
機）としては、例えば第５図（Ａ）〜（Ｃ）に示すもの
が知られている。

第５図（Ａ）において、10は吸込管であり、先端に剣
先12を装着しており、剣先12は第５図（Ｂ）に示すよう
に、１枚の歯を構成している。また剣先12の背後となる
吸込管10の側面には主ビット14が装着され、主ビット14
は第５図（Ｃ）に示すように複数箇所（本例では３ケ
所）に装着され、掘削穴16の穴径を決めている。

吸込管10は地上装置により支持された状態で回転駆動
され、吸込管10の先端に設けた剣先12と主ビット14で土
砂を掘削し、掘削と同時に外部から水が掘削穴に供給さ
れることから、掘削された土砂を含む泥水や礫をサンド
ポンプにより吸込管10の吸込口18から吸い込んで地上に
排出する。排出された泥水は水槽で不要な土砂や礫を沈
めて除いた後、再び掘削穴に戻される。

［発明が解決しようとする課題］ しかしながら、このような従来のリバース工法に使用
される掘削ビットにあっては、掘削工事中に第５図
（Ｂ）に示すように、掘削された礫20は吸込管10の吸込
口10と剣先12の根元との隙間に詰り、サンドポンプによ
る土砂の排出ができなくなる問題があった。

この礫20の詰りを防ぐためには隙間を大きくすること
も考えられるが、隙間を大きくすると大きな礫が通過し
てサンドポンプを破損させたり、詰らせたりし、大きな
ドラブルにとなってしまう。

その結果は、リバース工法における礫対策としては、
掘削ビットの吸込口に礫が詰った場合には、掘削ビット
を地上に引き上げて礫を除去することとなり、またサン
ドポンプに礫が詰った場合にはポンプを分解して除去し
なければならず、礫が出やすい場所での作業が際めて煩
雑になるため、現状にあっては大きな礫が存在している
と予想される地盤にはリバース工法を避けるようにして
おり、礫対策に苦慮している。

本発明は、このような従来の問題点に鑑みてなされた
もので、大きな礫の存在する地盤であっても礫の詰りを
掘削状態で排除しながらリバース工法による掘削を押し
進めることのできる掘削ビットの礫破砕装置を提供する
ことを目的とする。

［課題を解決するための手段］ まず本発明は、先端に剣先を装着した吸込管を回転し
て地盤を掘削し、該掘削による土砂、礫を外部から供給
した水と共に前記剣先の根元となる前記吸込管の吸込口
から吸入して外部に排出する掘削ビット、即ち、リバー
スサーキュレーションドリル基礎杭工法に使用される掘
削ビット（リバース機）を対象とする。

このような掘削ビットに対し本発明にあっては、前記
吸込管の先端内側に、スライド管を駆動部により軸方向
に摺動自在に設け、前記吸込口と剣先との間に詰った礫
を前記駆動部によるスライド管の押し下げにより破砕す
るように構成する。

スライド管の先端には礫破砕刃が設けられ、また剣先
根元の吸込口に対する隙間を形成する切欠部分には固定
側礫破砕刃が設けられる。

更にスライド管の駆動装置は、専用の駆動装置を設け
る以外に、拡底ビットの駆動装置を併用できる。

［作用］ このような構成を備えた本発明による掘削ビットの礫
破砕装置にあっては、掘削中に吸込口と剣先の隙間に大
きな礫が詰ってサンドポンプからの排出量が低下した場
合には、地上操作による駆動装置の制御で吸込口の内側
に設けている先端に礫破砕刃を備えたスライド管を下降
駆動し、剣先根元の切欠部に形成された固定側破砕刃と
により礫を破砕して吸込管から排出させることができ、
大きな礫が予想される地盤であっても問題なくリバース
工法による掘削を行なうことができる。

［実施例］ 第１図は本発明の一実施例を示した実施例構成図であ
り、正面図、側面図、底面図に分けて示している。

第１図（Ａ）において、10は吸込管であり、下端に吸
込口18を開口しており、不図示の地上側には地上側装置
の支持により回転駆動できるようにしている。吸込管10
の下端には第１図（Ｂ）に示すように一枚の剣先12が固
着され、剣先12のつけ根側には吸込口18に対する隙間を
形成するため矩形状の切欠部22を形成している。

また、剣先12の背後となる吸込管10の側面には第１図
（Ｃ）から明らかなように３枚の主ビット14を装着して
おり、主ビット14により掘削穴16の拡径を決めている。

このような掘削ビットの構造は従来と同じであるが、
これに加えて本発明にあっては吸込管10の吸込口18側に
開口したスライド穴24を内部に形成し、このスライド穴
24の中にスライド管26を軸方向に摺動自在に組込んでい
る。スライド管26の上部側面には駆動レバー28が固定さ
れ、駆動レバー28は吸込管10の軸方向に形成したガイド
穴30より外部に取り出され、駆動レバー28に破砕シリン
ダ32のピストンロッド34を装着し、破砕シリンダ32によ
り駆動レバー28を介してスライド管26を軸方向に昇降駆
動自在としている。

スライド管26の下端には礫破砕刃36が設けられ、一
方、剣先12の背後の切欠部22の底部には固定側礫破砕刃
38が形成されている。

次に、第１図の実施例の動作を説明する。

まず、通常のリバース工法による地盤の掘削にあって
は、図示のように破砕シリンダ32によりスライド管26を
吸込管10の吸込口18の下端が一致するように引込んだ状
態とし、このスライド管26の引込み状態で地上装置によ
り吸込管10を回転駆動し、先端の剣先12と主ビット14に
より地盤を掘削して掘削穴に外部から供給される水とと
もに掘削した土砂や礫をサンドポンプで吸込口18から吸
込管10の中を通して汲上げ、地上に排出している。

このような掘削作業中に第１図（Ｂ）に示すように大
きな礫20が吸込口18と剣先12の切欠部22との間の隙間に
入り込んで詰ったとする。このように礫20が吸込口18に
詰ると、サンドポンプからの排水量が減少することか
ら、地上のオペレータは吸込口18に大きな礫20が詰った
ものと判断することができる。

このように礫20の詰りを知った場合には、オペレータ
の地上操作により破砕シリンダ32のピストンロッド34を
下降駆動させ、駆動レバー28を介してスライド管26を2
6′に示すように押し下げる。このスライド管26の押し
下げにより吸込口18に詰った礫20はスライド管26の先端
に形成した礫破砕刃36と剣先12側に形成した固定側礫破
砕刃38により押し潰されて破砕され、小さな礫となって
吸込管10を通って地上に排出することができる。

第２図は本発明の他の実施例を示した実施例構成図で
あり、この実施例にあっては、拡底翼（拡底ビット）の
駆動部を使用して礫破砕用のスライド管を下降駆動でき
るようにしたことを特徴とする。

第２図（Ａ）において、吸込管10の吸込口18側にはス
ライド管26が摺動自在に組込まれ、スライド管26の下端
には礫破砕刃36が設けられ、また剣先12の切欠部22には
固定側礫破砕刃38が設けられており、これらの構造は第
１図の実施例と同じである。

一方、第２図の掘削ビットにあっては掘削穴を所定深
さに掘削した状態で穴の底部をだんご状に掘削する所望
拡底掘削を行なうため、吸込管10の先端側側面に拡底ビ
ット（拡底翼）40を複数（本例では３か所）設けてい
る。

拡底ビット40は側方に張り出された固定ビット45に対
し軸42をもって回動自在に装着される。この拡底ビット
40は拡底リンク44及びリンクレバー46を介して吸込管10
の外周に摺動自在に設けた摺動部材48の動きにより開閉
駆動される。

即ち、図示の位置に摺動部材48があるとき、リンクレ
バー46及び拡底リンク44を介して拡底ビット40は垂直方
向に立ち上がった閉鎖状態にあり、規定の掘削穴の深さ
に達すると摺動部材48を上方に引き上げ駆動することで
リンクレバー46及び拡底リンク44を介して拡底ビット40
が軸42を中心に40′に示すように外側に開放し、この拡
底ビット40の開放により掘削穴の底部分にだんご状の空
間を形成することができる。

そこで第２図の実施例にあっては、拡底ビット40を駆
動する駆動機構のリンクレバー46の動きを利用して礫破
砕用のスライド管26を下降駆動できるようにする。

即ち、拡底ビット40の閉鎖状態でリンクレバー46は実
線で示す位置にあることから、リンクレバー46の下端が
スライド管26の側方に一体に設けた駆動レバー28に接す
るように位置決めし、スライド管26の自重による落下を
防ぐためにスプリングを密封状態で内蔵したスプリング
装置50のロッドを駆動レバー28に連結し、スプリング装
置50によりスライド管26を上方に引張った状態としてい
る。

そして、拡底ビット40の閉鎖位置から地上操作により
摺動部材48を拡底ビット40を更に閉じる方向に下降駆動
することによりリンクレバー46で駆動レバー28を押し下
げ、スライド管26を下降駆動できるようにしている。

尚、第２図（Ｂ）は、同図（Ａ）のＢ−Ｂ断面を示し
ており、拡底ビット40は吸込管10の周囲の３か所に設け
られることになる。

次に、第２図の実施例の動作を説明する。

第２図（Ａ）に示すように、拡底ビット40を閉じた状
態で吸込管10の回転により剣先12による掘削作業を行な
っている際に、掘削された礫が吸込口18と剣先12の切欠
部22との間の隙間に詰ったならば、地上操作により拡底
ビット40の摺動部材48を拡底ビット40を、さらに閉じる
ように下降駆動する。

その結果、第２図（Ｃ）に示すように摺動部材48の下
降に伴ってリンクレバー46も下がり、リンクレバー46の
先端で駆動レバー28を押し下げることでスライド管26が
下降駆動され、スライド管26の下端に設けた礫破砕用刃
36と剣先12の切欠部22に設けた固定側礫破砕刃38により
詰った礫を細かく破砕し、吸込管10を通して外部に排出
することができる。

この第２図の実施例にあっては、拡底ビット40の駆動
機構を有効に利用して礫破砕用のスライド管26の下降駆
動を行なっているため、礫破砕用スライド管26専用の駆
動部を設ける必要がなく、構造的に有利となる。

第３図は、本発明の他の実施例を示した実施例構成図
であり、この実施例にあっては第２図の実施例とは異な
る拡底ビットの機構構造を利用して礫破砕用スライド管
を下降駆動するようにしたことを特徴とする。

第３図において、吸込管10の吸込口18側に設けたスラ
イド管26については、第1,2図の実施例と同じである
が、拡底ビット40の拡底機構構造が第２図と異なる。

即ち、第３図にあっては、吸込管10の先端側に設けた
固定ビット45に軸42をもって回動自在に設けられた拡底
ビット40は、吸込管10に設けた摺動部材48に対しリンク
レバー46を介して直接連結される。即ち、第２図の実施
例は拡底リンク44とレバーリンク46の２接リンクであっ
たものが、第３図の実施例にあってはリンクレバー46の
みの単接リンクとなる。

従って、図示の拡底ビット40の閉鎖位置から摺動部材
48を押し下げると、40′に示すように拡底ビット40が開
くことになる。

一方、駆動レバー28を介して礫破砕用のスライド管26
を下降駆動するため、拡底ビット40の下端により斜め下
方に向けて押圧片52が一体に延在され、押圧片52の先端
にスプリング装置50により駆動レバー28を引き上げて当
接させている。

従って、吸込口18と剣先12の切欠部22の間に大きな礫
が詰った場合には、図示の拡底ビット40を閉鎖位置とし
ている摺動部材48を上方に駆動すると、拡底ビット40は
さらに閉じた40″に示す位置に回動し、軸42を中心に下
端の押圧片52が反時計回り方向に回動することで、駆動
レバー28を介してスライド管26を押し下げ、吸込管18に
詰った礫を破砕することができる。

第４図は本発明の他の実施例を示した実施例構成図で
あり、この第４図の実施例にあっても拡底ビットの駆動
機構を利用して礫破砕用のスライド管を駆動できるよう
にしたことを特徴とし、拡底ビットのリンク機構が前述
の実施例とは異なる。

第４図において、吸込管10に設けた礫破砕用のスライ
ド管26の構造は前述の実施例と同じであるが、拡底ビッ
ト40の開閉機構が異なる。

即ち、拡底ビット40は上端を軸42により吸込管10の外
周に形成した支持部54に連結しており、軸42を中心に下
側を開閉自在としている。支持部54と剣先12との間の吸
込管10の外周には摺動部材48が装着され、摺動部材48と
拡底ビット40との間をリンクレバー46により連結してい
る。

従って、実線で示す閉鎖位置に拡底ビット40がある状
態で摺動部材48を48′に示す位置に上昇すると、リンク
レバー46を介して軸42を中心に拡底ビット40は40′に示
す位置に開く。

一方、スライド管26を下降駆動するため摺動部材48に
は押圧ロッド56が装着され、押圧ロッド56の先端にスラ
イド管26に設けた駆動レバー28をスプリング装置50によ
る引き上げで当接させている。

従って、第４図の実施例で吸込口18に大きな礫が詰っ
た場合には、閉鎖位置にある拡底ビット40を40″に示す
ように、さらに閉じるように摺動部材48を下げると、押
圧ロッド56により駆動レバー28を介してスライド管26が
押し下げられ、吸込口18に詰った礫を破砕することがで
きる。

〔発明の効果〕

以上説明してきたように本発明によれば、大きな礫が
予想される地盤であってもリバース工法により掘削ビッ
トによる穴掘削を容易に行なうことができる。

また、掘削中に予想していないような大きな礫が出現
して吸込穴が詰った場合にはスライド管の下降駆動で吸
込口に詰った礫を破砕できるため、礫が詰っても掘削を
中止して掘削ビットを引き上げる必要がなく、作業能率
を格段に向上することができる。

更に、吸込口の大きさをサンドポンプを破損しないよ
うな適切な隙間の設定で吸入する礫の大きさを充分に制
約できるため、ポンプ破損を最小限に抑えることができ
る。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例を示した実施例構成図；第2,
3,4図は拡底ビットを用いた本発明の他の実施例を示し
た説明図； 第５図は従来装置の説明図である。 10:吸込管 12:剣先 14:主ビット 16;掘削穴 18:吸込口 20:礫 22:切欠部 24:スライド穴 26:スライド管 28:駆動レバー 30:ガイド穴 32:破砕シリンダ 34:ピストンロッド 40:拡底ビット（拡底翼） 42:軸 44:拡底リンク 45:固定ビット（固定翼） 46:リンクレバー 48:摺動部材 50:スプリング装置（密閉型） 52:押出片 54:支持部 56:押圧ロッド

Claims (3)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】先端に剣先を装着した吸込管を回転して地
   盤を掘削し、該掘削による土砂、礫を外部から供給した
   水と共に前記剣先の根元となる前記吸込管の吸込口から
   吸入して外部に排出する掘削ビットに於いて、 前記吸込管の先端内側にスライド管を駆動部により軸方
   向に摺動自在に設け、前記吸込管の吸込口と剣先との隙
   間に詰った礫を前記駆動部による前記スライド管の押し
   下げにより破砕するようにしたことを特徴とする掘削ビ
   ットの礫破砕装置。
2. 【請求項２】前記スライド管の先端に礫破砕刃を設ける
   と共に、前記剣先の根元の吸込口に対する隙間を形成す
   る切欠部分に固定側礫破砕刃を設けたことを特徴とする
   請求項１記載の掘削ビットの礫破砕装置。
3. 【請求項３】前記スライド管の駆動装置として、拡底ビ
   ットの駆動装置を併用したことを特徴とする請求項１記
   載の掘削ビットの礫破砕装置。