JP3491681B2

JP3491681B2 - マルチエアハンマ装置

Info

Publication number: JP3491681B2
Application number: JP34479899A
Authority: JP
Inventors: 良雄秋山; 修宮本
Original assignee: 株式会社利根
Priority date: 1999-12-03
Filing date: 1999-12-03
Publication date: 2004-01-26
Anticipated expiration: 2019-12-03
Also published as: JP2001159290A

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、マルチエアハンマ
装置に係り、特に方向の修正機能を備えた掘削機に適用
されるマルチエアハンマ装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、掘削方向の修正機能を備えたマル
チエアハンマ装置としては、特公平３−４５１９５号公
報に開示されている装置がある。このマルチエアハンマ
装置は、複数本のエアハンマが収納配置された内管を軸
線に対して傾斜した斜孔を有する外管に収納して構成し
たものであり、通常の掘削を行う場合は、内管と外管と
を同時に回転させて掘進する。一方、掘削方向を修正す
る場合は、内管を修正する方向に向け、内管のみを先進
させて掘進する。内管は外管に形成された斜孔に沿って
斜め方向に掘進するので、これにより掘削方向が修正さ
れる。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、このマ
ルチエアハンマ装置では、二重管構造にしなければなら
ず、方向修正時には外管を回転させる必要があるため、
装置全体が大型かつ複雑化するという欠点があった。ま
た、その施工手順も、まず内管のみを推進させて掘削方
向を修正し、その後、外管を推進させて、再び通常の掘
削を再開するという手順で行わなければならず、修正に
時間がかかるという欠点があった。

【０００４】本発明はこのような事情に鑑みてなされた
もので、簡単な構成で効率よく掘削方向を修正できるス
イベル装置及びそれを使用したマルチエアハンマ装置を
提供することを目的とする。

【０００５】

【０００６】

【０００７】

【課題を解決するための手段】請求項１に記載の発明
は、前記目的を達成するために、ハンマケースと、前記
ハンマケース内に収納配置され、エアの供給で作動し
て、先端に装着されたビットを打撃する複数本のエアハ
ンマと、前記ハンマケースの後端同軸上に連結される掘
削軸と、前記ハンマケースに連結され、前記各エアハン
マに単独に作動エアを供給する複数本の供給配管と、前
記掘削軸と前記供給配管とを回転させる回転駆動手段
と、前記供給配管にエア供給手段から供給される作動エ
アを供給するスイベル装置と、を備えたマルチエアハン
マ装置において、前記スイベル装置は、ケースと、前記
ケースに回転自在に設けられ、一端が前記掘削軸と前記
複数本の供給配管とに連結される回転体と、前記回転体
に所定の間隔をもって形成され、前記ケースとの間で供
給室を形成する複数の凹部と、前記回転体に形成され、
前記供給室と前記供給配管とを連通する供給路と、前記
ケースに所定の間隔をもって形成され、前記ケースに連
通された複数の供給口と、からなり、前記エア供給手段
から前記複数の供給口に選択的に作動エアを供給するこ
とにより前記エアハンマの作動を制御し、掘削方向を修
正することを特徴とする。

【０００８】本発明によれば、直進掘削時は、全ての供
給口から作動エアを供給する。供給口から供給された作
動エアは、回転して供給口に連通された供給室に供給さ
れ、その供給室から供給路、供給配管を介して各エアハ
ンマに供給される。これにより、全てのエアハンマが作
動され、地盤が均等に掘削されて地盤が直線的に掘削さ
れる。一方、方向修正時は、たとえば修正する方向に位
置した供給口に供給する作動エアのエア圧を他の供給口
に供給する作動エアのエア圧よりも高く設定して、各供
給口に作動エアを供給する。これにより、修正すべき方
向に位置した供給口に連通されたエアハンマのみが強い
打撃力で地盤を掘削し、この結果、徐々に修正すべき方
向にエアハンマ全体が進み、掘削方向が修正される。こ
のように、本発明によれば、エアハンマに供給する作動
エアの供給操作だけで簡単に掘削方向の修正を行うこと
ができる。

【０００９】

【発明の実施の形態】以下、添付図面に従って本発明に
係るマルチエアハンマ装置の好ましい実施の形態につい
て詳説する。

【００１０】図１は、本発明が適用されたマルチエアハ
ンマ装置の水平掘削全体構成図である。同図に示すよう
に、マルチエアハンマ装置は、主としてケーシング１２
を先導する先導ハンマ体１０と、その先導ハンマ体１０
を推進させる推進機３８とから構成されている。

【００１１】まず、先導ハンマ体１０の構成について説
明する。図２、図３に示すように、先導ハンマ体１０は
３本のエアハンマ１６Ａ、１６Ｂ、１６Ｃを備えてい
る。各エアハンマ１６Ａ〜１６Ｃは、それぞれハンマケ
ース１８内に収納されており、ハンマケース１８の軸芯
を中心とした同心円上に略等間隔に配設されている。

【００１２】この３本のエアハンマ１６Ａ〜１６Ｃは、
それぞれ円筒状に形成されたハンマーシリンダ２０Ａ〜
２０Ｃと、そのハンマーシリンダ２０Ａ〜２０Ｃ内を摺
動するハンマーピストン２２Ａ〜２２Ｃとから構成され
ている。ハンマーシリンダ２０Ａ〜２０Ｃは、その先端
部にビットチャック２４Ａ〜２４Ｃが装着されており、
このビットチャック２４Ａ〜２４Ｃにビット２６Ａ〜２
６Ｃが摺動自在に支持される。一方、ハンマーピストン
２２Ａ〜２２Ｃは、後述する給気ラインから個別に供給
されるエアに駆動されて各々個別にハンマーシリンダ２
０Ａ〜２０Ｃ内を摺動する。そして、このハンマーピス
トン２２Ａ〜２２Ｃが、ハンマーシリンダ２０Ａ〜２０
Ｃ内を摺動することにより、ビット２６Ａ〜２６Ｃの後
端面がハンマーピストン２２Ａ〜２２Ｃに打撃されて、
ビット２６Ａ〜２６Ｃが岩盤を掘削する。

【００１３】ここで、このビット２６Ａ〜２６Ｃは、図
３に示すように、３本とも同じ外観形状を有しており、
各ビット２６Ａ〜２６Ｃが結合することにより、全体と
して円形状に形成される。そして、この各ビット２６Ａ
〜２６Ｃには、それぞれ外周部から突出してビット２６
Ａ〜２６Ｃの径を拡径するビットツース２８Ａ〜２８Ｃ
が備えられている（拡縮ビット）。

【００１４】ビットツース２８Ａ〜２８Ｃは、図２に示
すように、それぞれビット２６Ａ〜２６Ｃの先端部に形
成されたガイド溝３０Ａ〜３０Ｃに沿って摺動自在に設
けられている。このガイド溝３０Ａ〜３０Ｃは、それぞ
れハンマケース１８の軸心を中心とした半径方向に沿っ
て形成されており、また、それぞれハンマケース１８の
軸心に対して所定角度傾けられて形成されている。ビッ
トツース２８Ａ〜２８Ｃは、このガイド溝３０Ａ〜３０
Ｃに沿ってハンマケース１８の中心から放射状に摺動す
る。

【００１５】ここで、このビットツース２８Ａ〜２８Ｃ
は、その移動範囲が一定範囲に規制されており、先端方
向へ向かう移動は、図示しないストッパーピンによって
規制されている。すなわち、ビットツース２８Ａ〜２８
Ｃにはストッパーピンが固着されており、ストッパーピ
ンはガイド溝３０Ａ〜３０Ｃに形成された図示しないス
トッパー溝に嵌め合わされている。このストッパー溝
は、ガイド溝３０Ａ〜３０Ｃに沿って所定長さ形成され
ており、このストッパー溝の先端部にストッパーピンが
当接することにより、ビットツース２８Ａ〜２８Ｃの先
端方向の移動が規制される。一方、ビットツース２８Ａ
〜２８Ｃの後端方向への移動は、ビットツース２８Ａ〜
２８Ｃの後端面２８ａ〜２８ｃが、ガイド溝３０Ａ〜３
０Ｃの後端面３０ａ〜３０ｃに当接することにより規制
される。

【００１６】なお、ガイド溝３０Ａ〜３０Ｃとビットツ
ース２８Ａ〜２８Ｃは、それぞれ断面台形状に又はアリ
溝形状に形成されており、各ビットツース２８Ａ〜２８
Ｃがガイド溝３０Ａ〜３０Ｃから外れるのが防止されて
いる。

【００１７】前記のごとく構成されたビットツース２８
Ａ〜２８Ｃは、後端方向（図２において右方向）に移動
することにより、ビット２６Ａ〜２６Ｃの外周から突出
して拡径し、これによりビット２６Ａ〜２６Ｃの外径が
ケーシング１２の外径よりも大きくなる。なお、このと
き各ビットツース２８Ａ〜２８Ｃの先端面は、ビット２
６Ａ〜２６Ｃの先端面と同一面上に位置する。また、ビ
ットツース２８Ａ〜２８Ｃは、先端方向（図２において
左方向）に移動することにより、その外周がビット２６
Ａ〜２６Ｃの外周面と同一面上に位置して縮径し、ケー
シング１２内を移動可能になる。

【００１８】なお、各ビット２６Ａ〜２６Ｃのガイド溝
３０Ａ〜３０Ｃには、ビット２６Ａ〜２６Ｃの中央部に
形成された排気路３４Ａ〜３４Ｃの排気口３４ａ〜３４
ｃが形成されている。各エアハンマ１６Ａ〜１６Ｃの作
動に供されたエアは、この排気口３４ａ〜３４ｃから掘
削孔１１２内に排気される。これにより、ガイド３０Ａ
〜３０Ｃ等に掘削土砂等が詰まるのが防止される。

【００１９】また、各ビット２６Ａ〜２６Ｃ及び拡径ビ
ットツース２８Ａ〜２８Ｃの先端面には、それぞれ超硬
合金製のメタルチップ３６、３６、…が充分な数固定さ
れており、このメタルチップ３６、３６、…に打撃され
て地盤が掘削される。

【００２０】さらに、各ビット２６Ａ〜２６Ｃは、その
先端面（打撃面）が中心に向かって傾斜するコーンケー
ブ状に形成されている。このため、１本のエアハンマだ
けが運転、若しくは１本のエアハンマだけが強く運転さ
れた場合、コーンケーブの傾斜面から発生する外周方向
に向かう打撃反力により、修正効果が高まる。

【００２１】次に、推進機３８の構成について説明す
る。図１に示すように、発進立坑４２内には、推進ベー
ス４４が水平に設置されている。この推進ベース４４上
にはガイドレール４６が設けられており、該ガイドレー
ル４６上を推進装置４０が摺動自在に支持されている。
推進装置４０には推進シリンダ４８が連結されており、
この推進シリンダ４８に駆動されて、推進装置４０はガ
イドレール４６上を摺動する。

【００２２】推進装置４０には、図１に示すように、排
土ケース５０が連結されている。この排土ケース５０の
前面にはケーシング１２が支持されており、内部にはオ
ーガロッド５２が挿通されている。

【００２３】オーガロッド５２は、図１に示すように、
中空軸５４の外周に螺旋状のオーガ翼５６を一体成形し
て構成されており、その中空軸５４の周囲には３本の独
立した給気配管５８Ａ、５８Ｂ、５８Ｃが配設されてい
る（図５参照）。このオーガロッド５２は、先導ハンマ
体１０のハンマケース１８の後端部に一体成形されたケ
ースロッド６０に連結されている。ケースロッド６０
は、図２に示すように、オーガロッド５２と同様に中空
軸６２の外周に螺旋状のオーガ翼６４を一体成形して構
成されており、その中空軸６２の周囲には３本の独立し
た給気配管６６Ａ、６６Ｂ、６６Ｃが配設されている。
ケースロッド６０とオーガロッド５２とは、互いの中空
軸同士及び給気配管同士が連結されている。

【００２４】また、推進装置４０には、先導ハンマ体１
０の回転角度の検知装置が備えられたオーガ軸回転装置
６８が設けられている。オーガーロッド５２は、このオ
ーガ軸回転装置６８に駆動されて連続的に若しくは間欠
的に回転又は揺動する。そして、このオーガロッド５２
が回転又は揺動することにより、先導ハンマ体１０が回
転又は揺動する。

【００２５】また、推進装置４０には、地上に設置され
たエアコンプレッサー７２から給気パイプ７４Ｘ、７４
Ｙ、７４Ｚを介して供給されるエアを給気配管５８Ａ、
５８Ｂ、５８Ｃに供給するエアスイベル７０が設けられ
ている。このエアスイベル７０は、図６に示すように、
エアスイベル本体７６とエアスイベル回動装置７８とか
ら構成されている。

【００２６】エアスイベル本体７６は、主として円筒状
に形成されたケース８０と、そのケース８０内に軸受８
２、８２、…を介して回動自在に設けられた回転体８４
と、から構成されている。

【００２７】ケース８０には、図７に示すように、その
外周面上に一定の間隔をもって３つの給気口８６Ｘ、８
６Ｙ、８６Ｚが形成されている。給気口８６Ｘ、８６
Ｙ、８６Ｚはケース８０の内周部に連通しており、この
給気口８６Ｘ、８６Ｙ、８６Ｚにエアコンプレッサー７
２に連結された給気パイプ７４Ｘ、７４Ｙ、７４Ｚが連
結されている。

【００２８】一方、回転体８４は円筒状に形成されてお
り、その中央部分には外周方向に拡径した拡径部８７が
形成されている。この拡径部８７は、シール８７ａ、８
７ａを介してケース８０の内周面に摺接しており、その
外周面上には、図７に示すように断面円弧状の凹部８８
Ａ、８８Ｂ、８８Ｃが一定の間隔をもって３か所に形成
されている。この３つの凹部８８Ａ、８８Ｂ、８８Ｃ
は、ケース８０の内周面との間で給気室９０Ａ、９０
Ｂ、９０Ｃを形成し、この給気室９０Ａ、９０Ｂ、９０
Ｃにケース８０の給気口８６Ｘ、８６Ｙ、８６Ｚから作
動エアが供給される。

【００２９】オーガロッド５２は、この回転体８４の先
端面に連結されており、オーガロッド５２の中空軸５４
と回転体８４の中空部８４ａとが互いに連通されてい
る。

【００３０】また、オーガロッド５２の各給気配管５
８Ａ、５８Ｂ、５８Ｃは、回転体８４に形成された３本
の給気路９２Ａ、９２Ｂ、９２Ｃを介して給気室９０
Ａ、９０Ｂ、９０Ｃに連通されている。したがって、給
気室９０Ａ〜９０Ｃに作動エアが供給されると、その作
動エアが給気路９２Ａ〜９２Ｃを通って給気配管５８Ａ
〜５８Ｃに供給され、給気配管５８Ａ〜５８Ｃからエア
ハンマ１６Ａ〜１６Ｃに供給される。このとき、給気室
９０Ａにのみ作動エアが供給された場合は、給気路９２
Ａ、給気配管５８Ａを通ってエアハンマ１６Ａにのみ作
動エアが供給され、エアハンマ１６Ａのみが作動され
る。

【００３１】ところで、掘削に際してオーガロッド５２
は回転するので、このオーガロッド５２が連結された回
転体８４も回転する。この結果、各給気室９０Ａ〜９０
Ｃも回転し、各給気室９０Ａ〜９０Ｃは、各給気口８６
Ｘ〜８６Ｚに連通された場合にのみ作動エアが供給され
る。ここで、たとえば給気口８６Ｘにのみ作動エアを供
給した場合は、この給気口８６Ｘに連通された場合にの
み各給気室９０Ａ〜９０Ｃには作動エアが供給される。
したがって、この場合、給気口８６Ｘの方向に位置する
エアハンマのみが作動され、この方向の地盤のみが掘削
されることとなる。これにより、選択的に特定方向のみ
の地盤を掘削できるようになる。

【００３２】エアスイベル回動装置７８は、エアスイベ
ル本体７６のケース８０を回転させて給気口８６Ｘ〜８
６Ｚの位置を変える装置であり、モータ９４を備えてい
る。このモータ９４は推進装置４０に設けられており、
その出力軸には駆動ギア９６が固着されている。駆動ギ
ア９６はエアスイベル回転用ギア９８に噛合されてお
り、エアスイベル回転用ギア９８はシリンダ１００を介
してエアスイベル本体７６のケース８０に連結されてい
る。モータ９４を駆動すると、そのモータ９４の回転が
駆動ギア９６を介してエアスイベル回転用ギア９８に伝
達され、エアスイベル本体７６のケース８０が回転す
る。また、シリンダ１００を駆動すると、エアスイベル
７０と共にオーガロッド５２が推進し、先導ハンマ体１
０が推進される。

【００３３】エアスイベル７０は前記のごとく構成され
る。なお、エアコンプレッサー７２からエアスイベル本
体７６の各給気口８６Ｘ〜８６Ｚに供給するエア量は、
各給気口８６Ｘ〜８６Ｚに連通されている給気パイプ７
４Ｘ、７４Ｙ、７４Ｚに設置されたバルブ１０２Ｘ〜１
０２Ｚの開閉を制御することにより調整される。そし
て、このバルブ１０２Ｘ〜１０２Ｚの開閉を制御して、
各給気口８６Ｘ〜８６Ｚに供給するエア量を制御するこ
とにより、各エアハンマ１６Ａ〜１６Ｃの打撃力を調整
して作動させたり、停止させたり、特定方向でのみ作動
させたりする。このバルブ１０２Ｘ〜１０２Ｚの開閉
は、操作盤１０４からの操作又は手動による開閉操作に
よって各々個別に制御される。

【００３４】なお、図１において、符号１０６は排土装
置であり、前記排土ケース５０に回収された掘削土砂
は、この排土装置１０６で地上に排土される。なお、先
導ハンマ体１０のビット２６Ａ〜２６Ｃで掘削された掘
削土砂は、排気エアによって先導ハンマ体１０のハンマ
ケース１８とケーシング１２の間を通ってケーシング１
２内に運ばれ、排気エアと共に回転するオーガロッド５
２によって排土ケース５０に搬送され、排土装置１０６
に回収される。

【００３５】また、図１において、符号１０８は推進シ
リンダ４８等を駆動する油圧ユニット、符号１１０は、
滑材を注入するとともにエア漏れを防止するためのエン
トランスパッカである。

【００３６】また、図１において、符号１１４はトラン
シットであり、先導ハンマ体１０の偏位量の測定に使用
する。このトランシット１１４による先導ハンマ体１０
の偏位量の測定方法は、次のとおりである。図４に示す
ように、ケースロッド６０の中空軸６２の内部には、タ
ーゲット６３が設けられている。このターゲット６３に
は、３つの測定点Ｐ₀、Ｐ₁、Ｐ₂が形成されている。
測定点Ｐ₀はハンマケース１８の中心（＝中空軸６２の
中心）に形成されており、また、測定点Ｐ₁、Ｐ₂は、
ハンマケース１８の中心とエアハンマ１６Ａの中心とを
結ぶ直線上に一定の間隔をもって形成されている。トラ
ンシット１１４は、この３つの測定点Ｐ ₀、Ｐ₁、Ｐ₂
の位置（設計計画線に対する位置）を検出することによ
り、先導ハンマ体１０の偏位量を検出する。たとえば、
設計計画線に対して測定点Ｐ₀が上方にズレていれば、
先導ハンマ体１０が設計計画線より上方にズレているこ
とを示している。また、測定点Ｐ₀に対する測定点
Ｐ₁、Ｐ₂の位置を測定することにより、エアハンマ１
６Ａによって打撃されるビット２６Ａの位置を検出する
ことができる。

【００３７】前記のごとく構成された本実施の形態のマ
ルチエアハンマ装置の作用は次のとおりである。

【００３８】まず、エアハンマ１６Ａ〜１６Ｃの作動原
理について説明する。エアハンマ１６Ａ〜１６Ｃは、エ
アコンプレッサー７２からの供給により作動する。すな
わち、エアコンプレッサー７２からエアスイベル本体７
６の各給気室９０Ａ〜９０Ｃに作動エアを供給すると、
その作動エアが給気路９２Ａ〜９２Ｃ、給気配管５８Ａ
〜５８Ｃを介して各エアハンマ１６Ａ〜１６Ｃに供給さ
れ、各エアハンマ１６Ａ〜１６Ｃが作動される。

【００３９】ここで、各給気室９０Ａ〜９０Ｃには、各
給気室９０Ａ〜９０Ｃと各給気口８６Ｘ〜８６Ｚとが互
いに連通された場合にのみ作動エアが供給される。すな
わち、各給気室９０Ａ〜９０Ｃは、エアハンマ１６Ａ〜
１６Ｃの回転に伴って回転し、図８（ａ）、（ｂ）、
（ｄ）、（ｅ）に示すように、各給気室９０Ａ〜９０Ｃ
と各給気口８６Ｘ〜８６Ｚとが互いに連通された場合に
のみ、エアコンプレッサー７２と連通されて作動エアが
供給される。一方、図８（ｃ）に示すように、給気口８
６Ｘ〜８６Ｚが回転体の８４の外周面に塞がれた場合に
は、各給気室９０Ａ〜９０Ｃには作動エアは供給されな
くなる。

【００４０】以上の作動原理に従えば、たとえばバルブ
１０２Ｘのみを開き、給気口８６Ｘにのみ作動エアを供
給した場合には、各給気室９０Ａ〜９０Ｃには、給気口
８６Ｘに連通された場合にのみ作動エアが供給されるこ
ととなる。したがって、これを利用することにより、給
気口８６Ｘの方向の地盤のみを選択的に掘削することが
できるようになる。また、たとえば、バルブ１０２Ｘの
開度を大きくし、バルブ１０２Ｙ、１０２Ｚの開度を小
さくすれば、給気口８６Ｘの方向のみを強く打撃するこ
とができるようになり、打撃力に差を持たせて地盤を掘
削することができるようになる。

【００４１】次に、本実施の形態のマルチエアハンマ装
置を使用した水平掘削方法について説明する。

【００４２】図１に示すように、まず、先導ハンマ体１
０の先端に設けられているビット２６Ａ〜２６Ｃを切羽
面に当接する。そして、推進装置４０の推進シリンダ４
８を駆動する。これにより、先導ハンマ体１０及びケー
シング１２が推進する。

【００４３】また、この推進シリンダ４８の駆動と同時
にオーガ軸回転装置６８を駆動してオーガロッド５２を
回転させる。これにより、オーガロッド５２の回転が先
導ハンマ体１０に伝達されて、先導ハンマ体１０が回転
する。

【００４４】さらに、このオーガ軸回転装置６８の駆動
と同時に、エアコンプレッサー７２を駆動し、各バルブ
１０２Ｘ〜１０２Ｚを開く。これにより、エアコンプレ
ッサー７２から給気パイプ７４Ｘ〜７４Ｚを介してエア
スイベル本体７６の各給気口８６Ｘ〜８６Ｚに作動エア
が供給される。そして、この給気口８６Ｘ〜８６Ｚから
給気室９０Ａ〜９０Ｃ、給気路９２Ａ〜９２Ｃ、給気配
管５８Ａ〜５８Ｃを介して先導ハンマ体１０の各エアハ
ンマ１６Ａ〜１６Ｃに供給され、エアハンマ１６Ａ〜１
６Ｃが作動する。すなわち、各エアハンマ１６Ａ〜１６
Ｃのハンマーピストン２２Ａ〜２２Ｃが作動し、ビット
２６Ａ〜２６Ｃを打撃する。これにより、切羽面が繰り
返しビット２６Ａ〜２６Ｃに打撃されて破砕される。

【００４５】なお、このとき各ビット２６Ａ〜２６Ｃに
設けられたビットツース２８Ａ〜２８Ｃは、切羽面に当
接することにより、先端面から退避する方向に移動して
拡径する。そして、このビットツース２８Ａ〜２８Ｃが
拡径することにより、ケーシング１２の外径よりも大き
な径の掘削孔８２が掘削される。

【００４６】また、ビット２６Ａ〜２６Ｃによって掘削
された掘削土砂は、排気エアの作用によってケーシング
１２とハンマケース１８との間からケーシング１２内に
排出される。そして、ケーシング１２内に排出された掘
削土砂は、排気エアと共に回転するオーガロッド５２に
よって排土ケース５０に搬送され、該排土ケース５０か
ら排土装置１０６に回収される。

【００４７】以上のように、通常の掘削時は、先導ハン
マ体１０を一方向に回転させながら各エアハンマ１６Ａ
〜１６Ｃを均等に作動させて地盤を掘削する。

【００４８】次に、先導ハンマ体１０が設計計画線から
ズレた場合における掘削方向の修正方法について説明す
る。

【００４９】先導ハンマ体１０が設計計画線からズレた
ことは、図６に示すように、ターゲット６３の各測定点
Ｐ₀〜Ｐ₂の位置をエアスイベル本体７６の中空部８４
ａからトランシット１１４によって検出することにより
確認することができる。いま、図９（ａ）に示すように
先導ハンマ体１０が設計計画線より真下方向にズレたこ
とが確認されたとする。この場合、給気口８６Ｘ〜８６
Ｚのうち何れか１つを修正すべき方向（この場合、真上
方向）に位置させる。ここでは、図８（ａ）に示すよう
に、給気口８６Ｘを真上方向に位置させる。なお、修正
すべき方向に給気口８６Ｘが位置している場合、この操
作は不要である。

【００５０】次に、修正すべき方向に位置させた給気口
８６Ｘに供給する作動エアのエア圧Ｐｘを他の給気口８
６Ｙ、８６Ｚに供給する作動エアのエア圧Ｐｙ、Ｐｚよ
りも高く設定して（Ｐｘ＞Ｐｙ＝Ｐｚ）、供給しながら
推進させる。

【００５１】上記のように給気口８６Ｘにのみ高圧の作
動エアを供給すると、この給気口８６Ｘに連通された給
気室のエアハンマのみが他のエアハンマよりも強い打撃
力で地盤を掘削する。

【００５２】ところで、エアハンマ１６Ａ〜１６Ｃは回
転しているので、給気口８６Ｘに連通する給気室９０Ａ
〜９０Ｃは連続的に変化する。したがって、強い打撃力
で地盤を掘削するエアハンマ１６Ａ〜１６Ｃも連続的に
変化し、真上方向に位置したエアハンマのみが強い打撃
力で地盤を掘削する。具体的には、次のように掘削す
る。

【００５３】図８（ａ）に示すように、給気口８６Ｘに
給気室９０Ａが連通されている場合には、給気室９０Ａ
にのみ高圧の作動エアが供給され、この給気室９０Ａに
連通されたエアハンマ１６Ａのみが他のエアハンマ１６
Ｂ、１６Ｂよりも強い打撃力でビット２６Ａを打撃す
る。この結果、真上方向の地盤のみが強い打撃力で掘削
される。

【００５４】ここで、各給気室９０Ａ〜９０Ｃは一定の
幅をもって形成されているので、図８（ｂ）に示すよう
に、先導ハンマ体１０が回転しても、給気室９０Ａが給
気口８６Ｘに連通されている間は、給気室９０Ａにのみ
高圧の作動エアが供給され、この結果、エアハンマ１６
Ａのみが強い打撃力で真上方向の地盤を掘削する。

【００５５】そして、図８（ｃ）に示すように、先導ハ
ンマ体１０が回転し、給気口８６Ｘが回転体８４の外周
面に塞がれると、いずれの給気室９０Ａ〜９０Ｃにも作
動エアが供給されなくなり、この結果、いずれのエアハ
ンマ１６Ａ〜１６Ｃも作動しなくなる。

【００５６】更に先導ハンマ体１０が回転し、図８
（ｄ）に示すように、給気口８６Ｘに給気室９０Ｂが連
通されると、今度は給気室９０Ｂにのみ高圧の作動エア
が供給され、この結果、エアハンマ１６Ｂのみが強い打
撃力で地盤を掘削する。この時、エアハンマ１６Ｂは、
ほぼ真上方向に位置しており、この結果、真上方向の地
盤のみが強い打撃力で地盤を掘削する。

【００５７】以上のように、真上方向の地盤のみを強い
打撃力で打撃して掘削すると、図９（ａ）〜（ｄ）に示
すように、先導ハンマ体１０の掘削方向が徐々に真上方
向に修正されてゆき、最終的に図９（ｅ）に示すよう
に、設計計画線上に先導ハンマ体１０の中心が位置す
る。

【００５８】なお、設計計画線上に先導ハンマ体１０の
中心が位置したことは、ターゲット６３の測定点Ｐ₀の
位置が設計計画線の中心に一致したことをトランシット
１１４で検出することにより確認することができる。

【００５９】そして、上記のように先導ハンマ体１０の
中心が設計計画線上に位置したところで修正操作を終了
し、通常の掘削を再開する。すなわち、図８（ｅ）に示
すように、各給気口８６Ｘ〜８６Ｚに供給する作動エア
のエア圧を均一に設定して（Ｐｘ＝Ｐｙ＝Ｐｚ）、各給
気口８６Ｘ〜８６Ｚに作動エアを供給する。これによ
り、各エアハンマ１６Ａ〜１６Ｃが均一な打撃力で各ビ
ット２６Ａ〜２６Ｃを打撃し、水平方向に直進して地盤
を掘削する。

【００６０】このように、本実施の形態のマルチエアハ
ンマ装置によれば、簡単な作動エアの供給操作によって
掘削方向を修正できる。また、その修正動作も連続的に
行うことができ、効率よく掘削方向を修正できる。さら
に、本実施の形態のマルチエアハンマ装置では、従来の
マルチエアハンマ装置のように二重管構造にしたり、揺
動装置を設けたりするなど特別な装置を必要としないた
め、装置全体をコンパクトにすることができる。

【００６１】なお、本実施の形態では、掘削方向を真上
方向に修正する場合について説明したが、トランシット
１１４側から見て左方向に修正する場合には、給気口８
６Ｘを左方向に向ける。この場合、エアスイベル回動装
置７８のモータ９４を駆動してエアスイベル本体７６の
ケース８０を回転させ、給気口８６Ｘを左方向に向け
る。そして、給気口８６Ｘに供給する作動エアのエア圧
Ｐｘを他の給気口８６Ｙ、８６Ｚに供給する作動エアの
エア圧Ｐｙ、Ｐｚよりも高く設定して（Ｐｘ＞Ｐｙ＝Ｐ
ｚ）、各給気口８６Ｘ〜８６Ｚに作動エアを供給する。
これにより、左方向の地盤のみが強い打撃力で打撃され
て、先導ハンマ体１０の掘削方向が左方向に修正され
る。

【００６２】同様にトランシット１１４側から見て右方
向に修正する場合には、給気口８６Ｘを右方向に向け、
給気口８６Ｘに供給する作動エアのエア圧Ｐｘを他の給
気口８６Ｙ、８６Ｚに供給する作動エアのエア圧Ｐｙ、
Ｐｚよりも高く設定して（Ｐｘ＞Ｐｙ＝Ｐｚ）、各給気
口８６Ｘ〜８６Ｚに作動エアを供給する。

【００６３】このように修正すべき方向にいずれか１つ
の給気口を向け、その給気口に供給する作動エアのエア
圧を他の給気口に供給する作動エアのエア圧よりも高く
すれば、３６０°任意の方向に掘削方向を修正させるこ
とができる。

【００６４】なお、２つの給気口の中間地点を修正すべ
き方向に向け、その２つの給気口に供給する作動エアの
エア圧を残り１つの給気口に供給する作動エアのエア圧
よりも高く設定してもよい。たとえば、給気口８６Ｘ、
８６Ｙの中間地点を修正すべき方向に向け（この場合、
修正すべき方向と反対方向に給気口８６Ｚが向く）、そ
の２つの給気口８６Ｘ、８６Ｙに供給する作動エアのエ
ア圧を給気口８６Ｚに供給する作動エアのエア圧よりも
高く設定して、各給気口８６Ｘ〜８６Ｚに作動エアを供
給する。これにより、給気口８６Ｘ、８６Ｙに連通され
た２本のエアハンマが強い打撃力で修正すべき方向の地
盤を掘削して、掘削方向を修正する。

【００６５】次に、先導ハンマ体１０の掘削方向を修正
する場合の他の修正方法について説明する。

【００６６】まず、給気口８６Ｘ〜８６Ｚのうち何れか
１つを修正すべき方向（この場合、真上方向）に位置さ
せる。ここでは、図８（ａ）に示すように、給気口８６
Ｘを真上方向に位置させる。

【００６７】次に、修正すべき方向に位置させた給気口
８６Ｘにのみ作動エアを供給する。これと同時に、推進
シリンダ４８とオーガ軸回転装置６８を駆動し、先導ハ
ンマ体１０を回転させながら推進させる。この時、作動
エアは給気口８６Ｘにのみ供給されているので、この給
気口８６Ｘに連通された給気室９０Ａ〜９０Ｃにのみ作
動エアが供給される。

【００６８】より具体的には、図８（ａ）に示すよう
に、給気口８６Ｘに給気室９０Ａが連通されている場合
には、給気室９０Ａにのみ作動エアが供給され、この結
果、エアハンマ１６Ａのみが作動されて、真上方向の地
盤のみがビット２６Ａによって掘削される。

【００６９】各給気室９０Ａ〜９０Ｃは一定の幅をもっ
て形成されているので、図８（ｂ）に示すように、先導
ハンマ体１０が回転しても、給気室９０Ａが給気口８６
Ｘに連通されている間は、給気室９０Ａにのみ作動エア
が供給され、この結果、エアハンマ１６Ａのみが作動さ
れる。

【００７０】そして、図８（ｃ）に示すように、先導ハ
ンマ体１０が回転し、給気口８６Ｘが回転体８４の外周
面に塞がれると、いずれの給気室９０Ａ〜９０Ｃにも作
動エアが供給されなくなり、この結果、いずれのエアハ
ンマ１６Ａ〜１６Ｃも作動されなくなる。

【００７１】更に先導ハンマ体１０が回転し、図８
（ｄ）に示すように、給気口８６Ｘに給気室９０Ｂが連
通されると、今度は給気室９０Ｂにのみ作動エアが供給
され、この結果、エアハンマ１６Ｂのみが作動される。
この時、エアハンマ１６Ｂは、ほぼ真上方向に位置して
おり、この結果、真上方向の地盤のみがビット２６Ｂに
よって掘削される。

【００７２】上述したように、各給気室９０Ａ〜９０Ｃ
は一定の幅をもって形成されているので、図８（ｅ）に
示すように、先導ハンマ体１０が回転しても、給気室９
０Ｂが給気口８６Ｘに連通されている間は、給気室９０
Ｂにのみ作動エアが供給され、この結果、エアハンマ１
６Ｂのみが作動され、このエアハンマ１６Ｂによって真
上方向の地盤のみが掘削される。

【００７３】以上説明したように、真上方向に位置した
給気口８６Ｘにのみ作動エアを供給すると、先導ハンマ
体１０を回転させても、真上方向に位置したエアハンマ
のみが作動するようになるので、真上方向の地盤のみが
掘削されるようになる。そして、このようにして修正す
べき方向の地盤が所定量掘削されたら、全てのエアハン
マ１６Ａ〜１６Ｃを作動させて全てのビット２６Ａ〜２
６Ｃで地盤を掘削する。すなわち、全てのバルブ１０２
Ｘ〜１０２Ｚを均一に開き、全てのエアハンマ１６Ａ〜
１６Ｃを均一に作動させる。これにより、切羽面の全体
が、ビット２６Ａ〜２６Ｃによって掘削される。このと
き、修正すべき方向の地盤（この場合、真上方向）が、
あらかじめ先掘りされているため、先導ハンマ体１０は
徐々に修正すべき方向に向かい掘削方向が修正される。

【００７４】なお、１回の操作で所望の修正が達成され
ない場合は、必要に応じて上記操作を繰り返し行う。そ
して、必要な修正量が得られたところで、通常の掘削を
再開する。

【００７５】このように、上記の方法で掘削方向を修正
する場合においても、簡単な作動エアの供給切り換え操
作によって掘削方向を簡単に修正できる。

【００７６】なお、本実施の形態のマルチエアハンマ装
置では、先導ハンマ体１０に３本のエアハンマ１６Ａ〜
１６Ｃが設けられているが、エアハンマ１６Ａ〜１６Ｃ
の配設本数は、これに限定されるものではない。

【００７７】また、本実施の形態では、エアスイベル本
体７６のケース８０に３つの給気口８６Ｘ〜８６Ｚを形
成しているが、給気口の設置数は、これに限定されるも
のではない。たとえば、９０°間隔で４つ形成してもよ
いし、６０°間隔で６つ形成してもよい。

【００７８】さらに、本実施の形態では、地盤を水平に
掘削する場合（推進工法）について説明したが、本発明
は、地盤を垂直方向に掘削する場合にも適用することも
できる。

【００７９】また、本実施の形態では、本発明に係るス
イベル装置をマルチエアハンマ装置に適用した例で説明
したが、本発明に係るスイベル装置はエアハンマ以外の
複数個の掘削具を装着した装置にも適用できる。

【００８０】また、本発明に係るスイベル装置は、エア
以外の流体を使用した装置にも適用することができる。

【００８１】

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
複数ある供給口のうち特定の供給口に選択的に流体を供
給するだけで、その方向に位置した供給配管にのみ選択
的に流体を供給することができる。

【００８２】また、本発明によれば、エアスイベルの各
給気口に供給する作動エアの供給圧を調整するだけで、
特定の方向に地盤のみを選択的に掘削でき、効率よく簡
単に掘削方向を修正できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係るマルチエアハンマ装置の実施の形
態の全体構成図

【図２】先導ハンマ体の構成を示す側面断面図

【図３】先導ハンマ体の正面図

【図４】図２に示した先導ハンマ体の４−４断面図

【図５】図２に示したオーガロッドの５−５断面図

【図６】エアスイベルの構成を示す側面断面図

【図７】図６に示したエアスイベルの７−７断面図

【図８】本発明に係るマルチエアハンマ装置の作用の説
明図

【図９】本発明に係るマルチエアハンマ装置の作用の説
明図

【符号の説明】

１０…先導ハンマ体、１２…ケーシング、１６Ａ〜１６
Ｃ…エアハンマ、１８…ハンマケース、２０Ａ〜２０Ｃ
…ハンマーシリンダ、２２Ａ〜２２Ｃ…ハンマーピスト
ン、２６Ａ〜２６Ｃ…ビット、２８Ａ〜２８Ｃ…ビット
ツース、３６…メタルチップ、４０…推進装置、４２…
発進立坑、４４…推進ベース、４８…推進シリンダ、５
０…排土ケース、５２…オーガロッド、５４…中空軸、
５８Ａ〜５８Ｃ…給気配管、６０…ケースロッド、６２
…中空軸、６３…ターゲット、６６Ａ〜６６Ｃ…給気配
管、６８…オーガ軸回転装置、７０…エアスイベル、７
２…エアコンプレッサー、７４Ｘ〜７４Ｚ…給気パイ
プ、７６…エアスイベル本体、７８…エアスイベル回動
装置、８０…ケース、８４…回転体、８６Ｘ〜８６Ｚ…
給気口、８８Ａ〜８８Ｃ…凹部、９０Ａ〜９０Ｃ…給気
室、９２Ａ〜９２Ｃ…給気路、９４…モータ、９８…エ
アスイベル回転用ギア、１００…シリンダ、１０２Ｘ〜
１０２Ｚ……バルブ、１０４…操作盤、１０６…排土装
置、１０８…油圧ユニット、１１２…掘削孔、１１４…
トランシット

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】ハンマケースと、前記ハンマケース内に収
納配置され、エアの供給で作動して、先端に装着された
ビットを打撃する複数本のエアハンマと、前記ハンマケ
ースの後端同軸上に連結される掘削軸と、前記ハンマケ
ースに連結され、前記各エアハンマに単独に作動エアを
供給する複数本の供給配管と、前記掘削軸と前記供給配
管とを回転させる回転駆動手段と、前記供給配管にエア
供給手段から供給される作動エアを供給するスイベル装
置と、を備えたマルチエアハンマ装置において、前記スイベル装置は、ケースと、前記ケースに回転自在に設けられ、一端が前記掘削軸と
前記複数本の供給配管とに連結される回転体と、前記回転体に所定の間隔をもって形成され、前記ケース
との間で供給室を形成する複数の凹部と、前記回転体に形成され、前記供給室と前記供給配管とを
連通する供給路と、前記ケースに所定の間隔をもって形成され、前記ケース
に連通された複数の供給口と、からなり、前記エア供給
手段から前記複数の供給口に選択的に作動エアを供給す
ることにより前記エアハンマの作動を制御し、掘削方向
を修正することを特徴とするマルチエアハンマ装置。
【請求項２】前記掘削軸は中空状に形成されるととも
に、先端部にターゲットが内蔵され、該ターゲットには
掘削軸の中心部から半径方向に一定の間隔をもって複数
の測定点が設けられ、設計計画線に対する前記各測定点
の位置を検出することにより、設計計画線に対するハン
マケースの偏位量を検出することを特徴とする請求項１
に記載のマルチエアハンマ装置。