JP2925800B2

JP2925800B2 - 空気式土壌掘削装置のトラップ装置

Info

Publication number: JP2925800B2
Application number: JP22216991A
Authority: JP
Inventors: 基之古賀; 徹佐藤
Original assignee: HATSUKOO KK
Current assignee: HATSUKOO KK
Priority date: 1991-08-07
Filing date: 1991-08-07
Publication date: 1999-07-28
Anticipated expiration: 2014-07-28
Also published as: JPH0539695A

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、圧力空気により土壌を
破砕し、その破砕土砂を真空吸引力により排土する空気
式土壌掘削装置において、吸引排土経路に粒径の大きい
石土が詰まるのを防止するトラップ装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】近年、土中に地下管路を埋設したり、電
柱等を立てるための局部的な孔を、機械的に効率良く掘
る土壌掘削装置が考えられている。この種の掘削作業
は、人家等が多く、既にガス管、水道管等が埋設されて
いる場所で行われることが多く、このため土壌掘削装置
としては、土中の埋設物を破壊する危険の少ない方式を
採用する。また、掘削時の騒音が少なく、掘削した土砂
の排土を容易に行うこと等が要求され、このような要求
を満たすため空気圧を利用した掘削方式が考えられてい
る。

【０００３】従来、上記空気圧を利用した掘削装置とし
ては、例えば特開昭５８−２２２２２８号公報の先行技
術に示す真空掘削機が知られている。この真空掘削機
は、吸引用ブロワに連通されたバキュームホースの先端
に土砂の吸込み口を備え、作業者がそのホースの吸込み
口を掘削場所の土壌面に対向して押し当て、この状態で
ブロワの吸引力により土砂を吸い上げて掘削するもので
ある。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】ところで上記先行技術
のものにあっては、真空吸引力を利用して土砂を吸い上
げるように掘削して進行する方式であるから、土壌の破
砕機能は有していない。このため、通常の踏み固められ
た土壌の掘削の場合は、作業者が予め掘削棒や掘削機に
より土壌を破砕して吸引排土できる状態にすることが必
要になる。このような土壌の破砕作業には、多大な労力
と時間を要することから、作業性が極めて悪くなり、真
空掘削機自体の吸引排土の機能も充分に向上することが
できないという問題がある。

【０００５】そこで、本発明者等により、この吸引排土
の機能に土壌の破砕機能、特にこの破砕機能として高圧
空気力を利用したものを組合わせた空気式土壌掘削装置
が既に提案されている。これによると、両者の動作系が
共通化して好ましく、加圧破砕と吸引排土の連続動作に
より、掘削作業を効率良く遂行できることが期待され
る。このような空気式掘削方式においては、圧力空気に
より崩れ易い細粒土砂を突き崩し、この結果固くて粒径
の大きい石土も分離して土壌を破砕する。そしてこの破
砕された細粒土砂や固い石土をまとめて一度に吸引排土
するように構成されている。このため、固くて粒径の大
きい石土は破砕されることなく、そのまま真空吸引力に
より吸引されることになり、この石土が吸引排土経路に
詰まって種々の不具合を生じることがある。

【０００６】本発明は、この点に鑑みてなされたもの
で、正負の空気圧を利用して土壌を破砕すると共に破砕
土砂を排土する空気式土壌掘削装置において、粒径の大
きい石土を吸引して排土経路に詰まることを確実に防止
することを目的とする。

【０００７】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、本発明は、真空吸引用ブロワと、このブロワの吸引
経路に連通して設けられる土砂収集室と、この土砂収集
室にバキュームダクトを介して連通される中空筒状の掘
削筒とを有し、この掘削筒は下端に掘削ヘッドを有し、
この掘削ヘッドの周縁に圧力空気を土壌に高速加圧して
噴射しこの空気力により土壌を破砕する噴気口が複数開
口して配設され、且つバキュームダクトに対し土砂吸引
通路を介して連通されて、破砕された土砂を真空吸引力
により吸引排土する大径の筒口が開口して設けられる空
気式土壌掘削装置において、上記掘削筒の掘削ヘッドに
おける筒口に、所定の粒径以上の石土の吸引を制限する
トラップを装着するものである。

【０００８】

【作用】上記構成に基づき、掘削筒の掘削ヘッドにおい
ては、噴気口から噴気する高圧、高速の空気力による土
壌面の突き崩しと、筒口で土壌面に強力に作用する真空
吸引力による破砕土砂の吸引排土とが同時に行われ、土
壌の破砕状態に応じて効率良く穴掘りされる。そして、
この穴掘りの進行に伴い掘削筒が順次自重下降しなが
ら、自動的に更に深く穴掘りが進行して、所定深さの穴
を形成するように掘削作業が行われる。また、この掘削
作業では更に掘削ヘッドの筒口に装着されるトラップで
吸入される土砂が選別され、粒径の大きい石土の吸引が
制限されて、その石土が吸入排土経路に詰まることが未
然に防止される。

【０００９】

【実施例】以下、本発明の実施例を図面に基づいて説明
する。図３において、運転席を有する低床型トラックに
空気式土壌掘削装置を装備した形態の全体の構成につい
て説明する。符号１はトラック、２は運転席、３は車台
であり、車台３上にエンジン４、エンジン４により駆動
される真空吸引用ブロワ５、ブロワ５の吸引経路上に設
置される箱形のフィルタ室６と土砂収集室７が装備され
ている。

【００１０】上記真空吸引用ブロワ５は、連通管８を介
してフィルタ室６の上部の排気室６ａに連通されてい
る。フィルタ室６は仕切板６ｃにより上部の排気室６ａ
と、下部の吸引室６ｂに区画される。仕切板６ｃから下
部の吸引室６ｂ内には、複数個の蛇腹状ホースのように
形成されるフィルタバッグ９が吊設され、このフィルタ
バッグ９はその下端が支持板１０に固着され、支持板１
０はコイルスプリング１１を介してフィルタ室６の底部
に弾性的に支持されている。そして、フィルタ室６内の
吸入気流が支持板１０の入口開口部からフィルタバッグ
９の内部に入り、フィルタバッグ９の筒壁を透過して仕
切板６ｃの出口開口部から排気室６ａに流れ、この過程
において気流中に混入する土砂の細塵をフィルタ作用で
除去するように構成され、フィルタ室６の底部が連通路
１２を介して土砂収集室７の上部に連通されている。

【００１１】土砂収集室７は後部の高位置に土砂の流入
口７ａが開口され、この流入口７ａの外に蛇腹状のバキ
ュームダクト１５が接続されている。土砂収集室７の内
部において流入口７ａと対向する位置には、斜めに配置
される衝突板１３が一端を支点に上下動可能に設置さ
れ、流入口７ａから吸引投入される土砂を衝突板１３に
衝突して、比重の大きい土砂は下方の収集室７に落下し
て溜め、軽い空気流は衝突板１３を迂回して連通路１２
を介しフィルタ室６の底部に流入するように構成され
る。尚、土砂収集室７の底部には開閉操作される扉１４
を有し、この扉１４を開くことで底部の収集土砂を外部
に排出可能になっている。

【００１２】トラック１の車台３の後部には、左右方向
に延びる断面コ字形の連結金具１８が装備され、この連
結金具１８にヒッチピン１９を介して前後方向に延びる
ブーム２０が連結される。ブーム２０は外筒２０ａに対
して内筒２０ｂを伸縮可能に嵌挿して構成され、内筒２
０ｂの端部に取付け板２１を介して掘削部の支持架台２
２が着脱可能に固着されている。

【００１３】図１において、掘削部について詳細に説明
する。支持架台２２は取付け板２１に対して接合固着さ
れる取付け板２３を備えた垂直フレーム２４と、この垂
直フレーム２４の上下端に装着される支持部材２５，２
６により垂直に立設される昇降ガイド支柱２７と、垂直
フレーム２４の下部に油圧シリンダ機構２８により上下
伸縮可能に設けられる一対のアウトリガー２９と、移動
車輪３０とを有している。そして、油圧シリンダ機構２
８を伸長して左右一対のアウトリガー２９を地面に載置
することにより、支持架台２２の全体を安定して接地固
定する。

【００１４】支持架台２２の昇降ガイド支柱２７は、角
パイプ材であって側面にラック２７ａが形成されてい
る。また、ガイド支柱２７には昇降体３５が、そのピニ
オン３２をラック２７ａに噛み合わせ、一対のローラ３
３，３４をピニオン３２と反対側でガイド支柱２７に押
圧接触して、ガイド支柱２７に沿い昇降するように設け
られる。ピニオン３２にはハンドル３６が取付けられ、
ハンドル３６によりピニオン３２を回動することにより
昇降体を上昇、下降し、図示しないロック機構により所
定の高さ位置で固定保持する。

【００１５】昇降体３５には、固定具３５ａを介して中
空筒４２が地面に直立するように垂直に固定され、この
中空筒４２の外側に掘削筒４０が軸方向に抜け止めして
回動可能に嵌合されている。中空筒４２は内部に土砂吸
引通路４１を有して、この通路４１の上端がバキューム
ダクト１５に接続される。また、中空筒４２の肉厚部に
は空気通路４３が環状に形成され、空気通路４３に空気
ホース５１が接続される。ここで、空気ホース５１は真
空吸引用ブロワ５の排気系に接続され、ブロワ排気を圧
力空気として空気通路４３に導入している。

【００１６】掘削筒４０は、下端部に大径の掘削ヘッド
４０ａが形成され、この掘削ヘッド４０ａの内部に中空
筒４２の土砂吸引通路４１と連通する筒口４４が、先広
がりに形成して開口して破砕土砂を吸引排土することが
可能になっている。また掘削ヘッド４０ａの下端の周縁
には、空気通路４３と連通する例えば４つの圧力空気の
噴気口４５が下方に向けて開口され、この噴気口４５か
ら圧力空気を土壌に高速加圧して噴射し、この空気力に
より土壌を破砕するように構成される。一方、吸引排土
経路においてその入口の掘削筒４０の掘削ヘッド４０ａ
の筒口４４に、粒径の大きい石土の吸引を防止するトラ
ップ装置６０が装着されている。

【００１７】昇降体３５には支持金具４７を介して油圧
モータ４８が装着され、この油圧モータ４８の駆動軸４
８ａのギヤ４９が、掘削筒４０の周囲に固着されるギヤ
５０に噛合い、掘削筒４０を左右の一方または両方に減
速して回動するように構成される。また、掘削ヘッド４
０ａの外周には例えば４つの切削チップ４６が、噴気口
４５と位相をずらして下方に突設され、掘削筒４０の回
動に伴い切削チップ４６で土壌を円形に掘り、空気式破
砕と排土の機能を補助する。

【００１８】図１と図２において、トラップ装置６０の
第１の実施例について説明する。トラップ６１は、円形
の取付けリング６１ａの内側に円形と放射状の仕切り片
６１ｂ，６１ｃを結合して、内部空間に所定の大きさの
隙間を形成するように構成される。また、掘削筒４０の
掘削ヘッド４０ａにおいて、筒口４４の先端部には段部
４４ａが形成され、この段部４４ａにトラップ６１が取
付けリング６１ａを嵌合し、ボルト６２で締め付けるこ
とにより固着される。

【００１９】次に、この実施例の作用について説明す
る。先ず、掘削作業に際して、掘削場所の付近にトラッ
クを走行して停車する。そして支持架台２２を地面に接
地固定し、掘削筒４０を掘削対象の土壌の直上に直立配
置して、その下端の掘削ヘッド４０ａを土壌面に当接す
る。この作業セット完了後に、エンジンにより真空吸引
用ブロワ５を作動し、同時に油圧モータ４８により掘削
筒４０を適宜回転する。すると、真空吸引用ブロワ５か
らの真空吸引力が、連通管８、フィルタ室６、土砂収集
室７、バキュームダクト１５、土砂吸引通路４１を介し
て掘削筒４０の筒口４４に作用する。このとき、掘削ヘ
ッド４０ａは掘削された穴の内部に没入して高いシール
効果を生じることになり、これにより上記真空吸引力が
筒口４４で土壌に強力に作用する。

【００２０】一方、これと同時に真空吸引用ブロワ５か
らの排気による圧力空気が、ホース５１を介して空気通
路４３に導入され、この圧力空気が掘削ヘッド４０ａで
噴気口４５から土壌に向かって高速で噴射される。そこ
で、この高圧、高速の空気力により、土壌面の崩れ易い
土砂が効果的に突き崩され、これに伴い固い石土も分離
される。このとき、掘削ヘッド４０ａの下端外周の切削
チップ４６が、掘削筒４０の回転に伴い土壌を切削し且
つ岩石等を動かすように作用するため、上述の空気圧に
よる土壌の突き崩しが更に促進される。そして、この突
き崩された粒径の小さい土砂や粒径の大きい石土は、筒
口４４で土壌に強力に作用する真空吸引力により容易に
浮動して吸引され、土砂吸引通路４１からバキュームダ
クト１５を通過して土砂収集室７内に排土される。

【００２１】こうして、掘削ヘッド４０ａにおいて、圧
力空気による土壌面の突き崩し作用と、真空吸引力によ
る破砕土砂の排土作用とが同時に進行されることで、土
壌の破砕状態に応じて所定の深さずつ非常に効率良く穴
掘りされることになる。そして、この穴掘りの進行に伴
い掘削筒４０は順次自重下降することで、自動的に更に
深く穴掘りするように進行し、これにより掘削筒４０が
土壌中に深く侵入して所定深さの穴を形成するように掘
削作業が行われる。

【００２２】また、上述の掘削作業においては、更に掘
削ヘッド４０ａの筒口４４の先端にトラップ６１が装着
されることで、土壌面や破砕された土砂がトラップ６１
に触れて選別される。そこで、粒径の比較的小さい土砂
Ｂはトラップ６１を通過して吸引排土されるが、トラッ
プ６１の隙間より大きい粒径の石土Ａは、その仕切り片
６１ｂ，６１ｃに引っ掛かって吸入が防止される。この
ため、粒径の大きい石土Ａが吸引されて、吸引排土経路
の途中に詰まることが未然に回避されるようになる。ま
た、このように粒径の大きい石土Ａが出土すると、この
石土Ａにより掘削筒４０の自重下降、掘削作業の進行が
阻止され、このことから作業者は大きい石土Ａの出土を
判断することができる。そこでこの場合は、昇降体３５
のハンドル３６により中空筒４２と共に掘削筒４０を上
昇し、その石土Ａを排除することで再び掘削作業を継続
することが可能になる。

【００２３】図４において、本発明の第２の実施例につ
いて説明する。この実施例ではトラップ６１が取付けリ
ング６１ａに縦横の仕切り片６１ｄ，６１ｅを結合して
構成され、この場合にも同様に固着されて粒径の大きい
石土Ａの吸引を防止する。

【００２４】図５において、本発明の第３の実施例につ
いて説明する。この実施例では、トラップ６１の仕切り
片６１ｄ，６１ｅの例えば交叉部にも切削チップ６３が
固着される。従って、この場合は、掘削ヘッド４０ａの
外周と内部の両方に切削チップ４６，６３が装着され、
回転時の土壌破砕の効果を一層増大することが可能にな
る。

【００２５】以上、本発明の実施例について説明した
が、トラップの構成、固着方法等はこれのみに限定され
ない。

【００２６】

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
正負の空気圧を利用して土壌を破砕すると共に破砕土砂
を排土する空気式の土壌掘削装置において、掘削ヘッド
で破砕土砂を吸引する筒口の部分にトラップが装着され
るので、粒径の大きい石土を吸引して排土経路に詰まる
ことを確実に防止することができる。このため、吸引排
土経路の途中に詰まった石土の除去作業が不要になり、
ブロワも異常な吸引による損傷を回避することができ、
掘削作業を安定して行うことができる。トラップは筒口
に固着されるので、この部分の剛性が強化され、構造も
簡単である。トラップに切削チップを装着した実施例で
は、切削チップの機能が増大する。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係る空気式土壌掘削装置のトラップ装
置の実施例を一部断面して示す側面図である。

【図２】同要部の底面図である。

【図３】空気式土壌掘削装置の全体の構成を示す側面図
である。

【図４】本発明の第２の実施例を示す横断面図である。

【図５】本発明の第３の実施例を示す横断面図である。

【符号の説明】

５真空吸引用ブロワ７土砂収集室１５バキュームダクト４０掘削筒４０ａ掘削ヘッド４１土砂吸引通路４４筒口４５噴気口６０トラップ装置６１トラップ

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.⁶，ＤＢ名) E21B 7/18 E21B 7/00 E21B 10/60

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】真空吸引用ブロワと、このブロワの吸引
経路に連通して設けられる土砂収集室と、この土砂収集
室にバキュームダクトを介して連通される中空筒状の掘
削筒とを有し、この掘削筒は下端に掘削ヘッドを有し、
この掘削ヘッドの周縁に圧力空気を土壌に高速加圧して
噴射しこの空気力により土壌を破砕する噴気口が複数開
口して配設され、且つバキュームダクトに対し土砂吸引
通路を介して連通されて、破砕された土砂を真空吸引力
により吸引排土する大径の筒口が開口して設けられる空
気式土壌掘削装置において、上記掘削筒の掘削ヘッドに
おける筒口に、所定の粒径以上の土石の吸引を制限する
トラップを装着することを特徴とする空気式土壌掘削装
置のトラップ装置。
【請求項２】上記トラップは、取付けリングに仕切り
片を縦横、放射状または円形に結合して構成されること
を特徴とする請求項１記載の空気式土壌掘削装置のトラ
ップ装置。
【請求項３】上記トラップは、内側の仕切り片に切削
チップを備えることを特徴とする請求項１記載の空気式
土壌掘削装置のトラップ装置。