JP3651948B2 - 掘削装置 - Google Patents

Description

【０００１】
【産業上の利用分野】
本発明はビット装置を有する掘削装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
地面に穴を掘る掘削装置として、ハンマーの衝撃力及びハンマーシリンダーの回転力を受けるデバイスの底面に取り付けられて回転し、土砂等を掘削するビット装置を有する掘削装置が知られている（特公平３−２１７１７号）。
上記従来の掘削装置を図６、図７により説明する。
１０は上記デバイスである。
１２ａ、１２ｂは形状がほぼ半円形をなすビット装置であり、上面に設けた偏心軸１４ａ、１４ｂがデバイス１０の円形をなす底面の中心に対し点対称の位置に設けた軸穴に回動自在に挿入、固定されることでデバイス１０に装着される。ビット装置１２ａ、１２ｂの底面には超硬合金で形成したビット１６が十分な数固定される。
１７はパイプであり、掘削が進むに連れてデバイス１２に引き連れられて掘削穴内に進入するようになっている。
【０００３】
両ビット装置１２ａ、１２ｂは、図６のように、その両周面が底面側から見て円形のとき、その直状端面が適宜な間隔１５をもって対向位置し、また両ビット装置で形成する円の直径はパイプ１７の内径よりも小さい。そして、図７のように、ビット装置１２ａ、１２ｂが偏心軸１４ａ、１４ｂを中心に回動して、直状端面が当接したとき、両ビット装置１２ａ、１２ｂの端部がパイプ１７より外方に突出して土砂等を掘削するのである。
【０００４】
ハンマーシリンダー、デバイス１０が矢Ａ方向に回転すると、土砂から抵抗を受けているビット装置１２ａ、１２ｂもそれぞれ偏心軸１４ａ、１４ｂを中心に回動し、図７のようにその直状端面が当接する。以後この直状端面が互いのストッパ面として作用し、両ビット装置１２ａ、１２ｂは先端がパイプ１７より外方に突出した状態で土砂を掘削する。掘削穴はパイプ１７の径よりも大きくなるので、パイプ１７が掘削穴内にデバイス１０と共に引き込まれるのである。
掘削時両ビット装置１２ａ、１２ｂはその直状端面が当接するので、安定して回転する。
掘削終了時には、ハンマーシリンダー、およびデバイス１０が若干逆方向に回転される。これにより両ビット装置１２ａ、１２ｂが図６の状態に戻り、径が減少するので、パイプ１７を地中に残したまま、デバイス１０等と共にビット装置１２ａ、１２ｂをパイプ１７内を通して上方に回収することができる。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
上記のように、従来のビット装置１２ａ、１２ｂを備える掘削装置によれば、掘削時両ビット装置１２ａ、１２ｂの広い直状端面が当接して互いにストッパとして作用するから、デバイス１０からの強力な回転力を受け止めることができる。
しかしながら、本発明者が検討したところ、岩盤などの地盤が固いところでは、固い土砂からの強い抵抗力が、両ビット装置の直状端面を介して直接ビット装置１２ａ、１２ｂの偏心軸１４ａ、１４ｂに加わることから、偏心軸１４ａ、１４ｂが折れてしまうことがあることが判明した。
また掘削時、上記のように両ビット装置１２ａ、１２ｂの先端が外方に突出することから、特に周速度の速い先端部分のビット１６（図において３個のビット１６ａ、１６ｂ、１６ｃ）の磨耗が著しく、ビット装置１２ａ、１２ｂ全体の寿命を短くしていた。
【０００６】
そこで、本発明は上記問題点を解決すべくなされたものであり、その目的とするところは、偏心軸の折損を防止でき、さらにはビット装置の長寿命化が図れる掘削装置を提供するにある。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
本発明は上記目的を達成するため次の構成を備える。
すなわち、ハンマーの衝撃力およびハンマーシリンダーの回転力を受けるデバイスの底面に取り付けられて回転し、土砂等を掘削するビット装置を有する掘削装置において、前記デバイスの底面に下方に突出して突段部が設けられ、前記デバイスの底面と前記突段部下面とにデバイスの軸線に対して点対称の位置となる位置に軸穴が設けられ、前記ビット装置は、端面を対向させて配置した際にほぼ円柱状をなすと共に、少なくとも底面にビットが取り付けられた２個のビット装置に形成され、該２個のビット装置上面に各々偏心軸が立設され、該一方のビット装置および他方のビット装置が端面を対向させて、一方のビット装置は前記偏心軸が前記突段部の軸穴に抜け止めして嵌入されることにより前記突段部下面上で回動自在に設けられ、他方のビット装置は前記偏心軸がデバイス底面の前記軸穴に抜け止めして嵌入されることによりデバイス底面上で回動自在に設けられ、かつ該他方のビット装置は前記一方のビット装置よりも高さが高く形成されて、両ビット装置が前記デバイスに装着された際両ビット装置の下面がほぼ同一面となるように設定され、前記偏心軸の位置が、前記両ビット装置が端面を対向して位置する際には前記デバイスとほぼ同径の円柱状となるようすぼまると共に、前記デバイスが掘削方向に回転した際に、前記両ビット装置の各々一方の掘削端部が共にデバイスの外周面より所定の掘削量分だけ外方に突出する位置まで回動するよう前記デバイスの中心から偏心して設けられ、前記両ビット装置に、各々一方の端部が共にデバイスの外周面より所定の掘削量分だけ外方に突出する前記位置まで回動した際、前記突段部のデバイス回転方向を向いた端面に当接するストッパーが設けられていることを特徴としている。
前記両ビット装置を、底面形状が各々偏心軸位置付近をほぼ屈曲位置とするくの字状に屈曲された形状に形成して、前記掘削端部を円弧状に掘削方向に向けて突出させるようにすると好適である。
前記両ビット装置の、前記デバイスが回転された際デバイスの外周面より外方に突出する端部の外側面にもビットを取り付けると好適である。
【０００８】
【作用】
図４、図５において、掘削が開始され、デバイス２３が矢Ａ方向に回転されると、ビット装置３６ａ、３６ｂは接地抵抗により相対的に逆方向に偏心軸３７ａ、３７ｂを中心として回動され、前記したように、掘削端部４４ａ、４４ｂの先端側がパイプ３１よりも外方に突出する状態となる。
この時前記したように、突出部４５ａの端面４５ｃおよび延出部４５ｂの端面４５ｄが突段部３５のデバイス２３の回転方向を向く端面３５ａに当接した状態となる。
【０００９】
こうしてデバイス２３が掘削方向（Ａ方向）に回転されると、両ビット装置３６ａ、３６ｂも同方向に回転され、土砂を掘削することになる。その際、両ビット装置３６ａ、３６ｂはデバイス２３の突段部３５の端面３５ａに当接して直接デバイス２３から強力な回転力を受けて土砂を掘削する。このように、デバイス２３からの回転力は突出部４５ａおよび延出部４５ｂに受けられるので、偏心軸３７ａ、３７ｂに負担が掛からず、偏心軸３７ａ、３７ｂの折損を防止することができる。
【００１０】
【実施例】
以下、本発明の好適な実施例を添付図面に基づいて詳細に説明する。
図１において、２０はハンマーシリンダーであり、内部に適宜なハンマーピストン（図示せず）を内蔵すると共に適宜な動力源（図示せず）によりその軸線を中心として回転する。
ハンマーシリンダー２０の下端部内壁には雌ねじが切ってあり、固定具２１が螺着されている。
固定具２１は中空で内部に突起２２が設けられている。２３はデバイスであり、上部にスプライン溝２４が一体に形成されており、さらに上部には円柱体２５が固定されており、該円柱体２５の胴部にはカラー２６が固定されている。
【００１１】
デバイス２３をハンマーシリンダー２０に装着するには、固定具２１をその内面の突起２２がスプライン溝２４に係合するようにデバイス２３に嵌合し、次いで円柱体２５にカラー２６を固定し、固定具２１によりハンマーシリンダー２０下部に螺着すればよい。デバイス２３はカラー２６が固定具２１に衝止するので抜け止めされると共にスプライン溝２４と突起２２に係合するのでハンマーシリンダー２０と一体に回転する。
【００１２】
前述のハンマーピストンは円柱体２５の頂部を殴打する。
デバイス２３外周には係止突周部３０が設けられ、パイプ３１に設けられた段差３２に係止している。さらにデバイス２３には適宜な排出溝３４が刻設されている。
図２、図３に示すように、デバイス２３の下面には、下面がデバイス２３の下面より１段低くなるように突段部３５が設けられている。この突段部３５の下面には軸穴４０ａが、また軸穴４０ａと点対象となるデバイス２３下面の位置に軸穴４０ｂが設けられている。
また図２、図３において、３６ａ、３６ｂはビット装置であり、その上面に各々偏心軸３７ａ、３７ｂが立設され、また少なくとも下面には適宜数のビット４６が取り付けられている。偏心軸３７ａ、３７ｂの中途部上には係合溝３８ａ、３８ｂがそれぞれ形成されている。
【００１３】
偏心軸３７ａが軸穴３９ａに嵌入され、デバイス２３を貫通するピン４０ａが前記係合溝３８ａに進入することにより、ビット装置３６ａは偏心軸３７ａを中心に突段部３５下面上で回動自在にデバイス２３に装着される。
同様に、偏心軸３７ｂが軸穴３９ｂに嵌入され、デバイス２３を貫通するピン４０ｂが前記係合溝３８ｂに進入することにより、ビット装置３６ｂは偏心軸３７ｂを中心にデバイス２３下面上で回動自在にデバイス２３に装着される。
ビット装置３６ｂはデバイス２３下面に装着された際ビット装置３６ａと下面がほぼ同一面となるように、ビット装置３６ａと比較してほぼ突段部３５の高さ分だけ高さが高くなるように設定されている。
ビット装置３６ｂは突段部３５が空間的障害とならないようにデバイス２３下面上で回動する。
両ビット装置３６ａ、３６ｂは図４に示すように、その端面を対向させてデバイス２３に装される。両ビット装置３６ａ、３６ｂの外周がほぼ円形をなすようにすぼまったとき、その直径はデバイス２３の径とほぼ同じに設定されている。
【００１４】
ビット装置３６ａ、３６ｂは下面の形状がほぼ同一形状となるよう円柱体をほぼ２分割したような形状をなす。
ビット装置３６ａはほぼ直角をなす端面４１ａ、４２ａで円柱体を切り欠いた形状に形成され、端面４１ａで切り欠かれた側はそのまま円弧部が切削端部４４ａとして突出し、端面４２ａで切り欠かれた側は端面４２ａとほぼ直角な端面４３ａで切り欠かれた形状をなす。切削端部４４ａの側の上面には、デバイス２３の底面方向へ突段部３５の約半分の高さで突出する突出部４５ａ（ストッパー）が設けられている。該突出部４５ａの端面４５ｃが、デバイス２３が掘削方向（矢印方向）へ回転した際、デバイス２３の回転方向を向く突段部３５の端面３５ａに当接するようになっている。
【００１５】
ビット装置３６ｂもほぼ直角をなす端面４１ｂ、４２ｂで円柱体を切り欠いた形状に形成され、端面４１ｂで切り欠かれた側はそのまま円弧部が切削端部４４ｂとして突出し、端面４２ｂで切り欠かれた側は端面４２ｂとほぼ直角な端面４３ｂで高さ方向の中途まで切り欠かれた形状をなす。ビット装置３６ａの側の掘削端部４４ａがビット装置３６ｂの端面４３ｂで切り欠かれた側の空間に進入可能であり、またビット装置３６ｂの掘削端部４４ｂがビット装置３６ａの端面４３ａで切り欠かれた側の空間に進入可能となっている。
上記のように、ビット装置３６ｂは端面４２ｂ側が端面４３ｂで高さ方向中途部まで切り欠かれ、上端側に突段部３５の約半分の高さでビット装置３６ａ方向に延出する延出部４５ｂ（ストッパー）が残されている。デバイス２３が掘削方向（矢印方向）へ回転した際、延出部４５ｂは突出部４５ａとデバイス２３下面との間に進入し、延出部４５ｂの端面４５ｄがデバイス２３の回転方向へ向く突段部３５の端面３５ａに当接するようになっている。
【００１６】
続いて動作について説明する。
図４、図５はビット装置３６ａ、３６ｂの底面図である。
図４に示すように、ビット装置３６ａ、３６ｂはその周面が円弧状のとき、その直径がほぼデバイス２３の径と同じであり、デバイス２３と共にパイプ３１内に進入可能である。したがって図１に示すように、パイプ３１を装着可能である。
続いて掘削が開始され、デバイス２３が矢Ａ方向に回転されると、ビット装置３６ａ、３６ｂは接地抵抗により相対的に逆方向に偏心軸３７ａ、３７ｂを中心として回動され、前記したように、掘削端部４４ａ、４４ｂの先端側がパイプ３１よりも外方に突出する状態となる。
この時前記したように、突出部４５ａの端面４５ｃおよび延出部４５ｂの端面４５ｄが突段部３５のデバイス２３の回転方向を向く端面３５ａに当接した状態となる。
【００１７】
こうしてデバイス２３が掘削方向（Ａ方向）に回転されると、両ビット装置３６ａ、３６ｂも同方向に回転され、土砂を掘削することになる。その際、両ビット装置３６ａ、３６ｂはデバイス２３の突段部３５の端面３５ａに当接して直接デバイス２３から強力な回転力を受けて土砂を掘削する。このように、デバイス２３からの回転力は突出部４５ａおよび延出部４５ｂに受けられるので、偏心軸３７ａ、３７ｂに負担が掛からず、偏心軸３７ａ、３７ｂの折損を防止することができる。
ビット装置３６ａ、３６ｂはその掘削端部４４ａ、４４ｂの先端側の摩耗が著しいが、掘削端部４４ａ、４４ｂの先端外周部にもビット４６を取り付けることで摩耗を軽減できる。その際、上記したように、ビット装置３６ｂはビット装置３６ａよりも高さが高く形成されているから、該ビット装置３６ｂの先端外周側に多くのビット４６を取り付けることができるので、掘削効率を向上できると共に摩耗防止効果をより大きくすることができる。
【００１８】
また、図５に明確なように、両ビット装置３６ａ、３６ｂがほぼ偏心軸３６ａ、３６ｂを屈曲部としてくの字状に曲折して、両掘削端部４４ａ、４４ｂが偏心軸３７ａ、３７ｂに対して掘削方向に向けて円弧状に長く突出して、デバイス２３よりも外方に突出する部分の周長が図６の従来のものに比して長くなることがわかる。この周長の長い外周部および底面にビットを従来よりも多く取り付けられるので、この面でも掘削効率の向上、摩耗防止を図ることができる。
【００１９】
掘削終了時にはデバイス２３を逆回転させるようにする。するとビット装置３６ａ、３６ｂは接地抵抗によりデバイス２３に対してと逆方向に回動して、図４の位置まで回動復帰する。ここでハンマーシリンダー２０、デバイス２３と共に引き上げると、パイプ３１を地中に残したまま地上に回収することができるのである。
【００２０】
ビット装置３６ａ、３６ｂの形状は上記に限られないことはもちろんである。本発明においては、デバイス２３の下面に突段部３５を設け、該突段部３５上およびデバイス２３底面上に回動自在にビット装置３６ａ、３６ｂを設け、デバイス２３の回転により両ビット装置３６ａ、３６ｂがその掘削端部がパイプ３１の外方に突出して土砂を掘削であり、さらにこの位置でビット装置３６ａ、３６ｂのストッパ面が突段部３５のデバイス２３の回転方向を向く面に当接してデバイス２３から直接回転力を受ける構造になっていればよいものである。
ビット装置３６ａ、３６ｂは図４の状態において必ずしも円柱状でなくともよく、パイプ３１から上方に引き上げることができる形状であればよい。
【００２１】
【発明の効果】
本発明に係る掘削装置によれば、上述したように、掘削時、両ビット装置がデバイス底面に設けた突段部の端面に当接してデバイスから直接回転力が伝達されるので、偏心軸への負担が軽減され、偏心軸の折損を防止できる。
また一方のビット装置の高さを高くでき、このビット装置の掘削端部の外周部にビットを設けることで、掘削効率の向上がはかれ、また摩耗防止を図ることができる。
さらに、両ビット装置を、底面形状が各々偏心軸位置付近をほぼ屈曲位置とするくの字状に屈曲された形状に形成して、前記掘削端部を円弧状に掘削方向に向けて突出させるようにすると、デバイスより外方に突出する部分の周長を長くでき、この部分にビットを多く取り付けることができるから、さらなる掘削効率の向上、摩耗防止を図ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】図１は掘削装置の掘削部分を示した部分断面図である。
【図２】図２はビット装置の斜視図である。
【図３】図３はビット装置のデバイスへの装着状態を示す部分断面図である。
【図４】図４はビット装置のデバイス下面部への収納状態を示す底面図である。
【図５】図５は掘削時におけるビット装置を示す底面図である。
【図６】図６は従来のビット装置の底面図である。
【図７】図７は従来のビット装置の掘削時の状況を示す説明図である。
【符号の説明】
２０ ハンマーシリンダー
２１ 固定具
２３ デバイス
２５ 円柱部
２６ カラー
３１ パイプ
３６ａ、３６ｂ ビット装置
３７ａ、３７ｂ 偏心軸
３９ａ、３９ｂ 軸穴
４０ａ、４０ｂ ピン
４１ａ、４１ｂ 端面
４２ａ、４２ｂ 端面
４３ａ、４３ｂ 端面
４４ａ、４４ｂ 掘削端部
４５ａ 突出部
４５ｂ 延出部
４５ｃ 端面
４５ｄ 端面
４６ ビット

Claims (3)

1. ハンマーの衝撃力およびハンマーシリンダーの回転力を受けるデバイスの底面に取り付けられて回転し、土砂等を掘削するビット装置を有する掘削装置において、
   前記デバイスの底面に下方に突出して突段部が設けられ、
   前記デバイスの底面と前記突段部下面とにデバイスの軸線に対して点対称の位置となる位置に軸穴が設けられ、
   前記ビット装置は、端面を対向させて配置した際にほぼ円柱状をなすと共に、少なくとも底面にビットが取り付けられた２個のビット装置に形成され、該２個のビット装置上面に各々偏心軸が立設され、
   該一方のビット装置および他方のビット装置が端面を対向させて、一方のビット装置は前記偏心軸が前記突段部の軸穴に抜け止めして嵌入されることにより前記突段部下面上で回動自在に設けられ、他方のビット装置は前記偏心軸がデバイス底面の前記軸穴に抜け止めして嵌入されることによりデバイス底面上で回動自在に設けられ、
   かつ該他方のビット装置は前記一方のビット装置よりも高さが高く形成されて、両ビット装置が前記デバイスに装着された際両ビット装置の下面がほぼ同一面となるように設定され、
   前記偏心軸の位置が、前記両ビット装置が端面を対向して位置する際には前記デバイスとほぼ同径の円柱状となるようすぼまると共に、前記デバイスが掘削方向に回転した際に、前記両ビット装置の各々一方の掘削端部が共にデバイスの外周面より所定の掘削量分だけ外方に突出する位置まで回動するよう前記デバイスの中心から偏心して設けられ、
   前記両ビット装置に、各々一方の端部が共にデバイスの外周面より所定の掘削量分だけ外方に突出する前記位置まで回動した際、前記突段部のデバイス回転方向を向いた端面に当接するストッパーが設けられていることを特徴とする掘削装置。
2. 前記両ビット装置が、底面形状が各々偏心軸位置付近をほぼ屈曲位置とするくの字状に屈曲された形状に形成されて、前記掘削端部が円弧状に掘削方向に向けて突出していることを特徴とする請求項１記載の掘削装置。
3. 前記両ビット装置の、前記デバイスが回転された際デバイスの外周面より外方に突出する端部の外側面にもビットが取り付けられていることを特徴とする請求項１または２記載の掘削装置。

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