JP3065237B2 - 掘削装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、ケーシングに回転
と打撃を与えながら地盤を掘削する掘削装置に関するも
ので、通称インパクトドリルを呼ばれており、特に硬質
あるいは超硬質地盤の掘削に利用される。

【０００２】

【従来の技術】従来におけるこの種の掘削装置は、先端
に中空状アウタービットを有するアウターケーシング
と、先端に中空状インナービットを有し、アウターケー
シング内に挿入された中空状インナーロッドと、アウタ
ーケーシングの上端部に設けられた回転打撃手段とを備
えている。しかして、回転打撃手段によりアウターケー
シング及びインナーロッドに回転と打撃を与えつつ、イ
ンナーロッド内に供給した圧力水をインナービットから
噴射しながら地盤を掘削し、この掘削により生じるスラ
イム（粉砕された地盤土壌や岩石の粉体等と水との混合
物）をアウターケーシングとインナーロッドとの間の環
状空間部を通じて地上に排出するようにしたものであ
る。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】上記のような掘削装置
は、アウターケーシング及びインナーロッド先端のビッ
トの回転作用とその打撃作用、更にはインナーロッドの
先端からの圧力水の噴射作用によって地盤を掘削しつ
つ、スライムをアウターケーシングとインナーロッドと
の間の環状空間部を通じて地上に排出しながら掘削を行
うものであるから、岩盤等の超硬質の地盤を有効に掘削
して掘孔を形成できる。しかしながら、従来この種の掘
削装置では、掘孔の径がアウターケーシングの直径程度
と比較的小径のものしか使用できなかった。

【０００４】本発明は、上記に鑑み、アウターケーシン
グとインナーロッドと回転打撃手段とからなる掘削装置
におけるアウタービットの周辺にサイドビットを設ける
ことによって、アウターケーシングよりも十分に径の大
きい大口径の掘孔を形成できる掘削装置を提供すること
を目的とする。本発明の他の目的は、ビットの掘削力を
高めることのできる掘削装置を提供することにある。本
発明の更に他の目的は、サイドビットの交換が可能な掘
削装置を提供することである。更に他の目的は、サイド
ビットの交換を簡単容易に行える掘削装置を提供するこ
とである。更に他の目的は、掘削力を一層向上できるビ
ットを備えた掘削装置を提供することである。

【０００５】

【課題を解決するための手段】請求項１に係る発明は、
先端に中空状アウタービット６を有するアウターケーシ
ング４と、先端に中空状インナービット７を有し、アウ
ターケーシング４内に挿入された中空状インナービット
７と、アウターケーシング４の上端部に設けられた回転
打撃手段３とを備え、回転打撃手段３によってアウター
ケーシング４及びインナーロッド５に回転と打撃を与え
つつ、インナーロッド５内に供給した圧力水をインナー
ビット７から噴射しながら地盤を掘削し、この掘削によ
り生じるスライムをアウターケーシング４とインナーロ
ッド５との間の環状空間部９を通じて地上に排出するよ
うにした掘削装置において、アウターケーシング４の先
端部に取付基台１４を設け、この取付基台１４に複数の
サイドビット１５を前記アウタービット６を囲むように
配設してなることを特徴とするものである。

【０００６】請求項２に係る発明は、請求項１に記載の
掘削装置において、前記各サイドビット１５を前記アウ
タービット６及びインナービット７と同じ高さ位置に配
置してなることを特徴とする。

【０００７】請求項３に係る発明は、請求項１または２
に記載の掘削装置において、前記各サイドビット１５を
ビットホルダー１６を介して前記取付基台１４に着脱可
能に取り付けてなることを特徴とする。

【０００８】請求項４に係る発明は、請求項３に記載の
掘削装置において、前記ビットホルダー１６が、サイド
ビット１５の上端側軸部１５ｂを挿入させる挿入孔部２
０ｂ及びサイドビット１５の下端側径大ヘッド部１５ａ
を係止させる係止部２０ａを有し、前記取付基台１４の
貫通孔１４ａに貫通されて下端側係止段部２０ｃが取付
基台１４の下面に係止されるホルダー本体２０と、サイ
ドビット１５の上端部に設けられた周溝２１に嵌合され
ると共にホルダー本体２０の上端面に係止されるビット
固定用の割りリング２２と、ホルダー本体２０の上端部
外周に設けられた雄ねじ部２０ｄに螺嵌される締付ナッ
ト部材２３と、から構成されることを特徴とする。

【０００９】請求項５に係る発明は、請求項１〜４のい
ずれかに記載の掘削装置において、前記取付基台１４を
円板状に形成すると共に、その外周面に半円状の切欠溝
部１８を周方向所要間隔おきに形成してなることを特徴
とする。

【００１０】請求項６に係る発明は、請求項１〜５のい
ずれかに記載の掘削装置において、前記インナービット
７、アウタービット６及びサイドビット１５のそれぞれ
の刃部２７，２６，２５は、周方向に凹凸状に連続する
ように形成されると共に、各凸部２７ｏ、２６ｏ，２５
ｏが尖鋭状に形成されてなることを特徴とする。

【００１１】

【発明の実施の形態】図１は掘削装置の全体を示してお
り、この図において１は、例えばクローラクレーンのよ
うな走行可能な機体ＫのバックステーＳにより鉛直姿勢
に保持されたリーダで、このリーダ１に昇降体２が昇降
駆動可能に支持され、この昇降体２に回転打撃手段３が
設けられている。この回転打撃手段３には、アウターケ
ーシング４と、このアウターケーシング４内に同心状に
且つ一体的に挿入された中空状のインナーロッド５（図
２、図３参照）とが垂下連結されおり、アウターケーシ
ング４の先端（下端）にアウタービット６が、またイン
ナーロッド５の先端（下端）にインナービット７（図２
以降参照）がそれぞれ取り付けられ、そしてアウターケ
ーシング４の上端部にスイベル機構８が装備されてい
る。

【００１２】図２に示すように、アウターケーシング４
と中空状インナーロッド５との間には、そのほぼ全長に
亘って環状空間部９が形成され、アウターケーシング４
の上端部にスイベル機構８がアウターケーシング４に対
し相対回転可能に装備され、このこのスイベル機構８に
は、インナーロッド５の中空部１０に圧力水を送給する
ための送水口１１と、アウターケーシング４とインナー
ロッド５との間の環状空間部９に連通するスライム排出
口１２とが設けられている。アウターケーシング４の上
端部には連結軸体１３が同軸一体に連結され、この連結
軸体１３が前記回転打撃手段３に連動連結されている。

【００１３】図２及び図３に示すように、アウタービッ
ト６及びインナービット７は、それぞれ中空状に形成さ
れていて、アウターケーシング４及びインナーロッド５
の先端部（下端部）にそれぞれ螺合により取り付け固定
される。そして、アウターケーシング４の先端部には取
付基台１４が同心状に固設され、この取付基台１４に複
数のサイドビット１５がアウターケーシング４先端のア
ウタービット６を囲むように配設されており、各サイド
ビット１５は、ビットホルダー１６を介して着脱可能に
取り付けられている。また各サイドビット１５は、図２
に示すように、アウタービット６及びインナービット７
と同じ高さ位置に配置されている。

【００１４】前記取付基台１４は、図３に示すように、
中央部に取付孔１７を有する厚い円板状に形成されてい
ると共に、その外周面には半円状の切欠溝部１８が周方
向所要間隔おきに形成されており、各切欠溝部１８は一
種の掘削刃として機能するようになっている。しかし
て、この取付基台１４をアウターケーシング４に取り付
けるには、図３に示すように、中央部の取付孔１７をア
ウターケーシング４に挿通させて、当該ケーシング４の
下端部所定位置でその外周面に溶接することにより、こ
の取付基台１４をアウターケーシング４に一体的に固定
する。尚、図２及び図４に示すように、取付基台１４の
上面とアウターケーシング４の外側面との隅角部には複
数の直角三角形状の補強板１９が溶接されている。

【００１５】各サイドビット１５はビットホルダー１６
を介して取付基台１４に着脱可能に取り付けられるが、
そのビットホルダー１６について図４を参照して説明す
る。即ち、各ビットホルダー１６は、サイドビット１５
の上端側軸部１５ｂを挿入させる挿入孔部２０ｂ及びサ
イドビット１５の下端側径大ヘッド部１５ａを係止させ
る係止部２０ａを有し、前記取付基台１４に貫設された
貫通孔１４ａに貫通されて下端側係止段部２０ｃが取付
基台１４の下面に係止されるホルダー本体２０と、サイ
ドビット１５の上端側軸部１５ｂの上端部に形成された
周溝２１に嵌合されると共にホルダー本体２０の上端面
に係止されるビット固定用の割りリング２２と、ホルダ
ー本体２０の上端部外周に形成された雄ねじ部２０ｄに
螺嵌される締付ナット部材２３とから構成されている。
上記割りリング２２は、円環状の金属製リングを一対の
半円弧状体に二つ割りにしたものである。また、この割
りリング２２の外周面にはゴム製の摩擦リング２４が装
着されている。

【００１６】しかして、このビットホルダー１６を使用
してサイドビット１５を取付基台１４に取り付けるに
は、ホルダー本体２０を取付基台１４の下面側から貫通
孔１４ａに挿通して、このホルダー本体２０の下端側係
止段部２０ｃを取付基台１４下面に係止させた後、サイ
ドビット１５の上端側軸部１５ｂをホルダー本体２０の
挿入孔部２０ｂに挿入させると共に、下端側径大ヘッド
部１５ａを係止部２０ａに係止させる。その後、サイド
ビット１５の上端側軸部１５ｂ上端部の周溝２１に割り
リング２２を嵌合させて、この割りリング２２の下端面
をホルダー本体２０の上端面に係止させ、斯かる状態か
ら締付ナット部材２３をホルダー本体２０上端部の雄ね
じ部２０ｄに螺嵌して締め付けることによって、ホルダ
ー本体２０が取付基台１４に締め付け固定されると共
に、割りリング２２を介してサイドビット１５と締付ナ
ット部材２３とが一体的に結合され、それによりサイド
ビット１５が取付基台１４に固定されることになる。

【００１７】こうしてサイドビット１５がビットホルダ
ー１６を介して取付基台１４に取り付け固定された状態
から、サイドビット１５を取り外すときは、締付ナット
部材２３を緩めて取り外した後、割りリング２２を周溝
２１から取り外すことにより、サイドビット１５をビッ
トホルダー１６から簡単に抜き取って容易に取り外すこ
とができる。サイドビット１５が摩耗したり損傷して、
その摩耗損傷したサイドビット１５を取り外すときは、
ビットホルダー１６の締付ナット部材２３を緩めて外
し、割りリング２２を周溝２１から取り外すだけで、必
要とするサイドビット１５を取り外して新しいものと簡
単容易に交換することができる。

【００１８】前記アウターケーシング４及びインナーロ
ッド５のそれぞれ先端に取り付けられたアウタービット
６の刃部２６及びインナービット７の刃部２７は、図３
〜図５に示すように、それぞれ周方向に凹凸状に連続す
るように形成されると共に、各凸部２６ｏ，２７ｏが尖
鋭状に形成されており、これによってアウタービット６
及びインナービット７の掘削力を向上させることができ
る。

【００１９】また、各サイドビット１５の刃部２５も、
図３〜図５に示すように、周方向に凹凸状に連続するよ
うに形成されると共に、各凸部２５ｏが尖鋭状に形成さ
れているおり、これによってサイドビット１５の掘削力
を向上させることができる。尚、図３及び図５には、こ
の凹凸状刃部２５の凹部を２５ｐで示している。

【００２０】前記回転打撃手段３は、周知のものである
ため、図示は省略するが、油圧またはエア圧によって駆
動され、前記連結軸体１３を介してアウターケーシング
４及びインナーロッド５に対し回転力と上下振動による
打撃力（衝撃力）を伝達するようになっている。尚、回
転打撃手段３とこれが搭載される昇降体２との間にダン
パー機構が介装してあって、回転打撃手段３から昇降体
２に伝わる衝撃力を緩和するようにしている。

【００２１】上述したような構成の掘削装置の使用によ
る地盤の掘削施工においては、この掘削装置を掘削すべ
き地盤の所定箇所に設置しておいて、図１に示すような
状態から、スイベル機構８の送水口１１に給水ポンプ等
によって圧力水を送給し、回転打撃手段３の駆動によっ
てアウターケーシング４及びインナーロッド５に回転と
打撃を与えつつ、インナービット７の先端部より圧力水
を噴射しながら、アウタービット６、インナービット７
及びサイドビット１５のそれぞれの回転及び打撃作用更
にはインナービット７先端からの圧力水の噴射作用によ
って地盤を掘削する。

【００２２】この掘削にあっては、アウタービット６と
インナービット７の回転及び打撃作用更にはインナービ
ット７先端部からの圧力水の噴射作用によって地盤を掘
削しながら、この掘削により形成される掘孔の周辺部を
複数のサイドビット１５の回転及び打撃作用によって掘
削するから、硬質地盤あるいは岩盤等の超硬質地盤に対
しアウターケーシング４の径より大口径の掘孔を容易且
つ確実に形成することができる。また、この場合、各サ
イドビット１５がアウタービット６及びインナービット
７と同じ高さ位置に配置されているから、これらアウタ
ービット６とインナービット７とサイドビット１５とに
よる同時掘削によって、上記大口径の掘孔を迅速に効率
良く掘削形成することができ、岩盤等の超硬質地盤に特
に有効である。

【００２３】また、この場合、サイドビット１５、アウ
タービット６及びインナービット７のそれぞれの刃部２
５，２６，２７が、それぞれ周方向に凹凸状に連続する
ように形成されると共に各凸部２５ｏ、２６ｏ，２７ｏ
が尖鋭状に形成されているため、これらサイドビット１
５、アウタービット６及びインナービット７のそれぞれ
の掘削力がそれぞれ向上し、それによって地盤の掘削を
一層効率よく行うことができる。

【００２４】上記のようなアウタービット６、インナー
ビット７及びサイドビット１５による地盤の掘削中に形
成されたスライム、即ち粉砕された地盤土壌や岩石の粉
体等と水との混合物からなる泥水は、アウタービット６
とインナービット７との間の隙間からアウターケーシン
グ４とインナーロッド５との間の環状空間部９内に導入
されて、この空間部９の上端部側からスイベル機構８の
スライム排出口１２より地上に排出される。尚、スイベ
ル機構８のスライム排出口１２には排出用のホースを取
り付け、このホースを通じてスライムを排出させるよう
にすることができる。

【００２５】

【発明の効果】請求項１に係る発明によれば、アウター
ビットとインナービットの回転及び打撃作用更にはイン
ナービット先端部からの圧力水の噴射作用によって地盤
を掘削しながら、この掘削により形成される掘孔の周辺
部を複数のサイドビットの回転及び打撃作用によって掘
削するから、硬質地盤あるいは岩盤等の超硬質地盤に対
しアウターケーシングの径より十分に大口径の掘孔を容
易且つ確実に形成することができる。

【００２６】請求項２に係る発明によれば、各サイドビ
ットがアウタービット及びインナービットと同じ高さ位
置に配置されているから、これらアウタービットとイン
ナービットとサイドビットとによる同時掘削によって、
上記大口径の掘孔を迅速に効率良く掘削形成することが
でき、岩盤等の超硬質地盤にきわめて有効である。

【００２７】請求項３に係る発明によれば、サイドビッ
トが摩耗したり損傷したときには、ビットホルダーを取
り外すことによって、その摩耗損傷したサイドビットの
みを交換することができる。

【００２８】請求項４に係る発明によれば、サイドビッ
トが摩耗したり損傷したときに、その摩耗損傷したサイ
ドビットを取り外すときは、ビットホルダーの締付ナッ
ト部材を緩めて外し、割りリングを周溝から取り外すだ
けで、必要とするサイドビットを簡単に取り外すことが
できる。

【００２９】請求項５に係る発明によれば、取付基台を
円板状に形成し、その外周面に半円状の切欠溝部を周方
向所要間隔おきに形成することによって、各切欠溝部が
掘削刃として機能させることができ、それにより掘削を
一層効率良く行うことができる。

【００３０】請求項６に係る発明によれば、アウタービ
ット、インナービット及びサイドビットのそれぞれの刃
部を、それぞれ周方向に凹凸状に連続するように形成す
ると共に各凸部を尖鋭状に形成することによって、これ
らアウタービット、インナービット及びサイドビットの
それぞれの掘削力をそれぞれ向上させることができて、
地盤の掘削をより一層効率よく行うことができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】 本発明に係る掘削装置の全体を示す側面図で
ある。

【図２】 図１に示す掘削装置の主要部の縦断面図であ
る。

【図３】 アウターケーシングとインナーロッドに対す
るアウタービット、インナービット及びサイドビットの
取付状態、ならびに取付基台によるサイドビットの取付
状態を説明する分解斜視図である。

【図４】 ビットホルダーによるサイドビットの取付状
態を示す拡大詳細断面図である。

【図５】 サイドビットの取付状態を示す底面図であ
る。

【符号の説明】

３ 回転打撃手段 ４ アウターケーシング ５ インナーロッド ６ アウタービット ７ インナービット ８ スイベル機構 ９ アウターケーシングとインナーロッドとの
間の環状空間部 １０ インナーロッドの中空部 １１ 送水口 １２ スライム排出口 １４ 取付基台 １５ サイドビット １５ａ サイドビットの下端側径大ヘッド部 １５ｂ サイドビットの上端側軸部 １６ ビットホルダー １８ 切欠溝部 ２０ ホルダー本体 ２０ａ 係止部 ２０ｂ 挿入孔部 ２０ｃ 係止段部 ２０ｄ 雄ねじ部 ２１ 周溝 ２２ 割りリング ２３ 締付ナット部材 ２５ 刃部 ２６ 刃部 ２７ 刃部 ２５ｏ 凸部 ２５ｐ 凹部 ２６ｏ 凸部 ２７ｏ 凸部

Claims (6)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 先端に中空状アウタービットを有するア
   ウターケーシングと、先端に中空状インナービットを有
   し、アウターケーシング内に挿入された中空状インナー
   ロッドと、アウターケーシングの上端部に設けられた回
   転打撃手段とを備え、回転打撃手段によってアウターケ
   ーシング及びインナーロッドに回転と打撃を与えつつ、
   インナーロッド内に供給した圧力水をインナービットか
   ら噴射しながら地盤を掘削し、この掘削により生じるス
   ライムをアウターケーシングとインナーロッドとの間の
   環状空間部を通じて地上に排出するようにした掘削装置
   において、アウターケーシングの先端部に取付基台を設
   け、この取付基台に複数のサイドビットを前記アウター
   ビットを囲むように配設してなることを特徴とする掘削
   装置。
2. 【請求項２】 前記各サイドビットを前記アウタービッ
   ト及びインナービットと同じ高さ位置に配置したことを
   特徴とする請求項１に記載の掘削装置。
3. 【請求項３】 前記各サイドビットをビットホルダーを
   介して前記取付基台に着脱可能に取り付けてなることを
   特徴とする請求項１または２に記載の掘削装置。
4. 【請求項４】 前記ビットホルダーは、サイドビットの
   上端側軸部を挿入させる挿入孔部及びサイドビットの下
   端側径大ヘッド部を係止させる係止部を有し、前記取付
   基台の貫通孔に貫通されて下端側係止段部が取付基台の
   下面に係止されるホルダー本体と、サイドビットの上端
   部に設けられた周溝に嵌合されると共にホルダー本体の
   上端面に係止されるビット固定用の割りリングと、ホル
   ダー本体の上端部外周に設けられた雄ねじ部に螺嵌され
   る締付ナット部材と、から構成されることを特徴とする
   請求項３に記載の掘削装置。
5. 【請求項５】 前記取付基台を円板状に形成すると共
   に、その外周面に半円状の切欠溝部を周方向所要間隔お
   きに形成してなることを特徴とする請求項１〜４のいず
   れかに記載の掘削装置。
6. 【請求項６】 前記インナービット、アウタービット及
   びサイドビットのそれぞれの刃部は、周方向に凹凸状に
   連続するように形成されると共に、各凸部が尖鋭状に形
   成されてなることを特徴とする請求項１〜５のいずれか
   に記載の掘削装置。