JP3422742B2 - 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、先端に掘削ビット
が設けられたケーシングチューブを回転させながら押し
込んで掘削する掘削装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来より、昇降フレームに回転可能に支
承された回転体に下方に向かって縮径するテーパ面を有
するケーシングチューブ挿通孔を設け、テーパ面とケー
シングチューブとの間に楔状のチャック部材を挿入し
て、回転体とケーシングチューブとを一体的に係合さ
せ、回転体を回転すると共に、昇降フレームを昇降させ
て、ケーシングチューブを押込み、掘削を行う掘削装置
が知られている。

【０００３】ケーシングチューブ内の土砂は、図６に示
すように、ケーシングチューブ５０内でハンマグラブ５
２を落下させて土砂を掴み、ハンマグラブ５２をケーシ
ングチューブ５０の外に吊り上げて排出している。ま
た、岩盤を掘削する際には、図５に示すように、クレー
ン５４で吊り上げたチゼル５６を落下させて、岩盤を破
砕し、破砕した岩盤をハンマグラブにより掴み、外部に
排出していた。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、こうし
た従来のものでは、ケーシングチューブ内の岩盤を破砕
するために、チゼルを落下させて破砕しているので、振
動や騒音が大きいという問題があった。また、チゼル落
下時の倒れにより、チゼルがケーシングチューブの内周
に当たってケーシングチューブを傷つけるという問題が
あった。

【０００５】本発明の課題は、岩盤を掘削する場合でも
ケーシングチューブ内周を傷つけることなく、また、振
動や騒音の発生を低減させた掘削装置を提供することに
ある。

【０００６】

【課題を解決するための手段】かかる課題を達成すべ
く、本発明は課題を解決するため次の手段を取った。即
ち、先端に掘削ビットが設けられたケーシングチューブ
を回転させながら押し込んで掘削する回転掘削機構を備
えた掘削装置において、前記ケーシングチューブ内に挿
入されて拡開し前記ケーシング内周に係合するグリップ
機構を有すると共に、前記ケーシングチューブ内に挿入
可能な小径ケーシングチューブを前記グリップ機構に取
り付け、かつ、前記小径ケーシングチューブの先端に掘
削ビットを取り付けると共に、前記小径ケーシングチュ
ーブの外周に前記ケーシングチューブ内周と前記小径ケ
ーシングチューブ外周との間のリング状の岩盤を破砕す
る掘削ビットを取り付けたことを特徴とする掘削装置が
それである。また、前記グリップ機構と前記小径ケーシ
ングチューブとは着脱可能であるのが好ましい。

【０００７】

【発明の実施の形態】以下本発明の実施の形態を図面に
基づいて詳細に説明する。図１に示すように、１は回転
掘削機構で、水平ジャッキ２ａにより水平状態に保持さ
れるベースフレーム２に、昇降フレーム３を昇降する昇
降シリンダ４を１組立設し、昇降フレーム３に軸受け５
を介してリング状の回転部材６を回転可能に支持してい
る。回転部材６の外周にはギヤ７が形成されており、昇
降フレーム３に設けた油圧モータ８の回転軸に固着した
駆動ギヤ８ａとギヤ７とをアイドルギヤ９を介して噛合
させ、油圧モータ８の回転により回転部材６を回転する
ように構成されている。

【０００８】回転部材６の内周には、その先端に掘削ビ
ット１０ａが設けられたケーシングチューブ１０を挿通
可能なテーパ孔１１が形成されており、テーパ孔１１は
下方に向かって縮径するように形成されている。回転部
材６の上方には、昇降フレーム３に配置されたチャック
シリンダ１２により昇降されるブラケット１３ａが設け
られており、ブラケット１３ａと回転部材６との間に、
ベアリング１３ｂを介して回転フレーム１３ｃがブラケ
ット１３ａと共に昇降するように支持されて配設されて
いる。回転フレーム１３ｃから吊り下げられた楔状のチ
ャック部材１４が、テーパ孔１１とケーシングチューブ
１０との間に挿入されている。

【０００９】ケーシングチューブ１０内には、グリップ
機構１５が図示しないクレーンにより吊り下げられて挿
入されており、図２に示すように、グリップ機構１５
は、クレーンのワイヤロープ１８にスイベルジョイント
１７を介して吊り下げられた上部フランジ部材１９ａに
取り付けられたシャフト１９と、シャフト１９に上下方
向に摺動可能に装着された筒部材２０と、ケーシングチ
ューブ１０の内壁に沿って配置された複数のグリップ部
材２２とを備えている。

【００１０】シャフト１９と筒部材２０との間にスプリ
ング２４が圧縮されて介装されている。上部フランジ部
材１９ａとグリップ部材２２とは、上部フランジ部材１
９ａの下方への移動でグリップ部材２２が拡開されるよ
うに、両端が揺動可能に支持されたリンク２５で連結さ
れている。また、筒部材２０とグリップ部材２２との間
は、筒部材２０の上方への移動でグリップ部材２２が拡
開されるように、上下一組のリンク２６，２７で連結さ
れている。

【００１１】筒部材２０の下端には、連結部材３０がボ
ルト、ナット等により取り外し可能に取り付けられてお
り、連結部材３０には筒部３０ａが設けられている。筒
部３０ａには、小径ケーシングチューブ３２が同軸上で
連結されている。筒部３０ａに形成された挿入孔３４に
小径ケーシングチューブ３２の連結軸部３２ａが挿入さ
れ、筒部３０ａと連結軸部３２ａとにそれぞれ径方向に
形成された複数のテーパ孔３６，３８にテーパピンボル
ト４０が挿入されて連結されており、筒部３０ａと連結
軸部３２ａとが着脱可能に構成されている。

【００１２】小径ケーシングチューブ３２の外径は、ケ
ーシングチューブ１０の内径よりも小さく、ケーシング
チューブ１０内に小径ケーシングチューブ３２を挿入で
きると共に、ケーシングチューブ１０と小径ケーシング
チューブ３２との間には隙間ができるように、ケーシン
グチューブ１０に合わせて小径ケーシングチューブ３２
が選択されている。

【００１３】また、小径ケーシングチューブ３２には、
その先端に複数の掘削ビット４２が取り付けられると共
に、小径ケーシングチューブ３２の外周にも掘削ビット
４４が取り付けられている。先端に取り付けられた掘削
ビット４２は、掘削ビット４２の先端が、図２に示すよ
うに、小径ケーシングチューブ３２の内外周よりも突き
出るように設けられている。小径ケーシングチューブ３
２の外周の掘削ビット４４は、少なくとも１個設ければ
よいが、複数個設けても実施可能である。また、軸方向
の高さを変えて、段違いに複数個設けてもよい。

【００１４】次に、前述した本実施形態の掘削装置の作
動について説明する。まず、ケーシングチューブ１０が
回転部材６に挿入され、チャックシリンダ１２が駆動さ
れてブラケット１３ａを下降させる。これにより、ベア
リング１３ｂ、回転フレーム１３ｃを介してチャック部
材１４がテーパ孔１１とケーシングチューブ１０との間
に挿入され、チャック部材１４により回転部材６とケー
シングチューブ１０とが締結される。

【００１５】油圧モータ８が回転駆動されると、駆動ギ
ヤ８ａ、アイドルギヤ９を介して回転部材６が回転さ
れ、回転部材６の回転と共にケーシングチューブ１０が
回転される。また、昇降シリンダ４を駆動して昇降フレ
ーム３を下降させ、回転部材６、チャック部材１４等を
介してケーシングチューブ１０を地中に押し込む。ケー
シングチューブ１０を継ぎ足すことにより、より深くケ
ーシングチューブ１０を地中に挿入できる。また、ケー
シングチューブ１０内の土砂は、図６に示すように、ハ
ンマグラブにより排出する。

【００１６】ケーシングチューブ１０の先端が岩盤に達
したときには、回転を一旦停止させる。あるいは、ある
程度岩盤をケーシングチューブ１０の掘削ビット１０ａ
でコア状に掘削した後、ケーシングチューブ１０をコア
掘削した分引き抜いた状態で回転を一旦停止させる。

【００１７】そして、小径ケーシングチューブ３２を取
り付けたグリップ機構１５を、図示しないクレーンのワ
イヤロープ１８に吊下げて、ケーシングチューブ１０内
に挿入する。小径ケーシングチューブ３２の先端が岩盤
に当たると、シャフト１９が上部フランジ部材１９ａと
共に自重及びスプリング２４の付勢力により下降する。
これにより、リンク２５を介してグリップ部材２２が拡
開されて、グリップ部材２２がケーシングチューブ１０
の内周に押し付けられて、グリップ機構１５とケーシン
グチューブ１０とが係合される。

【００１８】これにより、ケーシングチューブ１０の回
転と共に、グリップ機構１５を介して小径ケーシングチ
ューブ３２が回転される。よって、ケーシングチューブ
１０の掘削ビット１０ａにより岩盤が掘削されると共
に、小径ケーシングチューブ３２の掘削ビット４２によ
り岩盤が掘削される。あるいは、ある程度岩盤をケーシ
ングチューブ１０の掘削ビット１０ａでコア状に掘削し
ているときには、その分、ケーシングチューブ１０の掘
削ビット１０ａによる掘削が行われることなく、小径ケ
ーシングチューブ３２の掘削ビット４２により岩盤が掘
削される。

【００１９】ケーシングチューブ１０及び小径ケーシン
グチューブ３２による掘削が進むと、小径ケーシングチ
ューブ３２の内部には円柱状のコア岩盤４６が残る。ま
た、ケーシングチューブ１０の内周と小径ケーシングチ
ューブ３２の外周との間には、リング状の岩盤４８が残
る。

【００２０】そして、小径ケーシングチューブ３２の外
周の掘削ビット４４による掘削が行われると、図２に示
すように、リング状の岩盤４８はこの外周の掘削ビット
４４により破砕される。また、小径ケーシングチューブ
３２の先端の掘削ビット４２は、その先端が小径ケーシ
ングチューブ３２の内外周よりも突き出ているので、掘
削ビット４２の先端によっても、リング状の岩盤４８は
破砕される。

【００２１】更に、小径ケーシングチューブ３２内のコ
ア岩盤４６は回転昇降の繰り返しにより根元から割れ
る。小径ケーシングチューブ３２内がコア岩盤４６で満
たされたときには、ケーシングチューブ１０の回転を停
止して、ワイヤロープ１８を巻き上げる。

【００２２】これにより、上部フランジ部材１９ａと共
にシャフト１９が引き上げられる。よって、リンク２５
が揺動してグリップ部材２２をケーシングチューブ１０
の内周から離間させて、グリップ機構１５とケーシング
チューブ１０との係合を解除する。更に引き上げると、
スプリング２４、筒部材２０、連結部材３０を介して小
径ケーシングチューブ３２が引き上げられ、コア岩盤４
６は小径ケーシングチューブ３２内に留まった状態で引
き上げられる。

【００２３】そして、グリップ機構１５、小径ケーシン
グチューブ３２をケーシングチューブ１０の外部に取り
出し、テーパピンボルト４０を取り外す。グリップ機構
１５と小径ケーシングチューブ３２とを分離して、図４
に示すように、小径ケーシングチューブ３２を反転させ
て内部のコア岩盤４６を取り出す。また、ケーシングチ
ューブ１０の内部の底に残っている破砕された岩はハン
マグラブ等で、外部に排出する。

【００２４】以上本発明はこの様な実施形態に何等限定
されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲に
おいて種々なる態様で実施し得る。

【００２５】

【発明の効果】以上詳述したように本発明の掘削装置
は、ケーシングチューブ内周にグリップ機構により小径
ケーシングチューブを取り付けて掘削するので、岩盤を
掘削する際に、ケーシングチューブ内に残る岩盤を小径
ケーシングチューブにより掘削して内部に取り込んで、
排出できる。また、ケーシングチューブ内周と小径ケー
シングチューブ外周との間の岩盤は、小径ケーシングチ
ューブの先端の掘削ビットにより破砕してハンマグラブ
等により外部に排出できるので、振動や騒音の発生を抑
制できるという効果を奏する。更に、小径ケーシングチ
ューブの外周に掘削ビットを取り付けることにより、こ
の外周に取り付けた掘削ビットによって、ケーシングチ
ューブ内周と小径ケーシングチューブ外周との間の岩盤
を確実に破砕できる。しかも、チゼルを落下させる必要
がないので、ケーシングチューブの内周を痛めることが
ない。グリップ機構と小径ケーシングチューブとを着脱
可能とすることにより、小径ケーシングチューブ内に取
り込んだコア岩盤の取り出しが容易になる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施形態としての掘削装置の概略構
成図である。

【図２】本実施形態のグリップ機構と小径ケーシングチ
ューブとの拡大断面図である。

【図３】本実施形態のグリップ機構と小径ケーシングチ
ューブとの斜視図である。

【図４】本実施形態の小径ケーシングチューブからのコ
ア岩盤の取り出しを示す説明図である。

【図５】ハンマグラブによる排出を示す説明図である。

【図６】従来のチゼルによる岩盤の破砕を示す説明図で
ある。

【符号の説明】

１…回転掘削機構 ２ａ…水平ジャッキ ２…ベースフレーム ３…昇降フレーム ４…昇降シリンダ ６…回転部材 １０…ケーシングチューブ １０ａ，４２，４４…掘削ビット １４…チャック部材 １５…グリップ機構 １７…スイベルジョイント １８…ワイヤロープ １９…シャフト １９ａ…上部フランジ部材 ２０…筒部材 ２２…グリップ部材 ３０…連結部材 ３２…小径ケーシングチューブ ４０…テーパピンボルト ４６…コア岩盤

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 松永 均 兵庫県尼崎市菜切山町７番地の２ 竹本 基礎工事株式会社内 (56)参考文献 特開 平11−256970（ＪＰ，Ａ) 特開 平８−109787（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) E21B 7/20 E21D 1/06 - 1/08

Claims (2)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 先端に掘削ビットが設けられたケーシン
   グチューブを回転させながら押し込んで掘削する回転掘
   削機構を備えた掘削装置において、 前記ケーシングチューブ内に挿入されて拡開し前記ケー
   シング内周に係合するグリップ機構を有すると共に、前
   記ケーシングチューブ内に挿入可能な小径ケーシングチ
   ューブを前記グリップ機構に取り付け、かつ、前記小径
   ケーシングチューブの先端に掘削ビットを取り付けると
   共に、前記小径ケーシングチューブの外周に前記ケーシ
   ングチューブ内周と前記小径ケーシングチューブ外周と
   の間のリング状の岩盤を破砕する掘削ビットを取り付け
   たことを特徴とする掘削装置。
2. 【請求項２】 前記グリップ機構と前記小径ケーシング
   チューブとは着脱可能であることを特徴とする請求項１
   記載の掘削装置。