JP3792615B2 - 掘削装置 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、掘削装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来の掘削装置は、円筒状ケーシングと、該円筒状ケーシングに挿入されてその内面に固定される内掘削ユニットと、を備え、円筒状ケーシングを軸心廻りに回転させることで、内掘削ユニットを円筒状ケーシングと共に一体状に回転させて、地中の（転石、岩盤、鉄筋コンクリート、鋼矢板、Ｈ鋼などの）障害物を破砕して掘削するように構成していた。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、従来の掘削装置では、内掘削ユニットが、円筒状ケーシング内面に、圧接状に固着していたため、内掘削ユニットの円筒状ケーシング内面への摩擦力のみでは、内掘削ユニットが、円筒状ケーシングに対して空回りする虞れがあり、掘削作業を良好に行うことができなかった。
【０００４】
そこで、本発明は、簡単な構成にて、内掘削ユニットを円筒状ケーシングに取外自在に確実に固定することができる掘削装置を提供することを目的とする。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
上述の目的を達成するために、本発明に係る掘削装置は、円筒状ケーシングに挿入されてその内面に固定され、軸心廻りに回転する該円筒状ケーシングと共に一体状に回転する内掘削ユニットを有する掘削装置に於て、上記円筒状ケーシング内面に係止用切欠部が凹設され、さらに、上記内掘削ユニットが、径方向へ進退自在な係止用スライド部材を有し、径方向外方へ移動した該係止用スライド部材が、上記係止用切欠部の側端縁に係止して、上記内掘削ユニットが上記円筒状ケーシングに周方向に固定されて一体状に回転するものである。
【０００６】
かつ、内掘削ユニットが、破砕部が下部に取り付けられるチャックケースと、該チャックケースに周方向に位置決めされつつ軸心方向に所定ストロークで移動自在に取り付けられるロックシャフトと、を備え、上記ロックシャフトの外周面に設けられた下向き傾斜面に、係止用スライド部材の上向き傾斜面が摺動自在に取り付けられ、さらに、上記チャックケースの外周面に突起部が設けられ、該突起部が円筒状ケーシングの当接受部に当接して上記チャックケースが上記円筒状ケーシングに支持され、上記支持されたチャックケースに対する上記ロックシャフトの相対的下方移動により、上記係止用スライド部材が径方向外方へ移動するようにしている。
【０００７】
そして、突起部が、係止用スライド部材の下方位置に配設され、さらに、当接受部が、係止用切欠部の下端縁からなり、上記突起部が、上記係止用切欠部の下端縁に当接して、上記係止用スライド部材が、上記係止用切欠部の側端縁に係止するようにしている。若しくは、突起部が、係止用スライド部材の上方位置に配設され、さらに、当接受部が、係止用切欠部の上方に凹設された誘導凹部の下端縁からなり、上記突起部が、上記誘導凹部の下端縁に当接して、上記係止用スライド部材が、上記係止用切欠部の側端縁に係止するようにしている。
【０００８】
【発明の実施の形態】
以下、実施の形態を示す図面に基づき、本発明を詳説する。
【０００９】
図１に、本発明に係る掘削装置の実施の一形態を示し、本装置は、（鋼製の）円筒状ケーシングＣと、該円筒状ケーシングＣに挿入されてその内面に合体分離自在に固定される（鋼製の）内掘削ユニットＵと、を備えている。
【００１０】
そして、本装置は、軸心Ｌ廻りに回転する円筒状ケーシングＣと共に内掘削ユニットＵが一体状に回転して、地中の（転石、岩盤、鉄筋コンクリート、鋼矢板、Ｈ鋼などの）障害物を破砕して掘削するように構成されている。このように、円筒状ケーシングＣの回転により、内掘削ユニットＵには強力な回転トルクが加わる。なお、円筒状ケーシングＣは、その上方部位で、（図示省略の）駆動機構により、軸心Ｌ廻りに回転させられる。この駆動機構は、例えば、円筒状ケーシングＣの外周面に点在される複数の転動ローラを有し、この転動ローラにより、円筒状ケーシングＣの外周面を転動させて回転させるように構成されている。
【００１１】
なお、図１において、軸心Ｌより左側に、係止用スライド部材20が径方向内方に後退した内掘削ユニットＵの円筒状ケーシングＣへの未固定（分離）状態を示し、軸心Ｌより右側に、係止用スライド部材20が径方向外方に前進した内掘削ユニットＵの円筒状ケーシングＣへの固定（合体）状態を示している。
【００１２】
内掘削ユニットＵは、（切削刃やスクリューヘッドやクラウンヘッド等の）破砕部３が下部に取り付けられるチャックケース１と、該チャックケース１に周方向に位置決めされつつ軸心Ｌ方向に所定ストロークで移動自在に取り付けられるロックシャフト２と、を備えている。
【００１３】
ロックシャフト２は、図１と図２と図３に示すように、円筒状本体23を有し、円筒状本体23の上方開口端縁には、ワイヤＷにて吊り下げるための引掛蓋部22が固着され、さらに、円筒状本体23の下部外周面には、周方向等間隔に４つの取付ブロック体21が突設されている。
【００１４】
取付ブロック体21は、楔状に形成され、その外面には下向き傾斜面21ａが形成されている。この取付ブロック体21には、２個の結合部材24，24を介して、係止用スライド部材20が摺動自在に取り付けられている。
【００１５】
係止用スライド部材20は、楔状に形成され、その内面には上向き傾斜面20ａが形成され、さらに、その両側面には、上向き傾斜面20ａに平行にキー溝20ｂ，20ｂが凹設されている。また、係止用スライド部材20の外面側部位は、分割可能な係止部材25にて構成されている。即ち、係止部材25は、係止用スライド部材20本体に、ボルト等にて、取外自在に固定されており、係止部材25が摩耗や破損した際に、容易に交換することができる。
【００１６】
結合部材24の一端側は、取付ブロック体21の側面にボルト等にて一体状に固着され、結合部材24の他端は、係止用スライド部材20の側面のキー溝20ｂに係合している。
【００１７】
従って、係止用スライド部材20は、取付ブロック体21及び結合部材24，24に案内されて移動する。即ち、取付ブロック体21が、係止用スライド部材20に対して、相対的に矢印Ａ方向へ下降すると、係止用スライド部材20の上向き傾斜面20ａが取付ブロック体21の下向き傾斜面21ａに摺動しつつ、係止用スライド部材20が径方向外方（矢印Ｅ方向）へ前進し、他方、取付ブロック体21が、係止用スライド部材20に対して、相対的に矢印Ｂ方向へ上昇すると、係止用スライド部材20が径方向内方（矢印Ｆ方向）へ後退する。
【００１８】
チャックケース１は、図１と図４と図５に示すように、円筒状ケース本体11と、該円筒状ケース本体11に挿入されて該円筒状ケース本体11の下端部の２枚の上下保持用内鍔部13ａ，13ｂに（溶接にて）固着されたガイド軸部12と、を備えている。
【００１９】
円筒状ケース本体11の外周面には、ロックシャフト２とチャックケース１との組付状態における係止用スライド部材20よりも下方位置に、周方向等間隔に４つの突起部10が設けられている。また、円筒状ケース本体11の下保持用内鍔部13ｂの下面には、取付板14を介して、破砕部３が取り付けられている。即ち、破砕部３に固定された取付板14が、下保持用内鍔部13ｂの下面に、ボルト等にて取外自在に取り付けられており、別の種類の破砕部３に容易に交換可能となる。
【００２０】
円筒状ケース本体11の上端部には、周方向等間隔に４つの誘導溝15ａを有するガイド用内鍔部15が設けられている。また、ガイド用内鍔部15の下面と上保持用内鍔部13ａの上面と円筒状ケース本体11の内周面とに連設する仕切壁16が、平面視、誘導溝15ａの（周方向）両側に配設されている。また、円筒状ケース本体11の外周面には、誘導溝15ａ両側の仕切壁16，16の間に対応する部位に、窓部17が貫設されている。
【００２１】
次に、上述のように構成されたロックシャフト２とチャックケース１との組み付けを説明すると、図１と図６に示すように、ロックシャフト２の係止用スライド部材20及び取付ブロック体21を、チャックケース１の誘導溝15ａ及び仕切壁16，16の間に挿入すると共に、ロックシャフト２の円筒状本体23を、チャックケース１のガイド軸部12に嵌め込む。従って、ロックシャフト２は、仕切壁16，16により周方向に位置決めされ、ガイド軸部12により軸心Ｌに沿って移動自在となる。
【００２２】
その後、（２個割れ構造の）抜止部材４を、ロックシャフト２を外嵌しつつチャックケース１の上部に取り付けて、ロックシャフト２のチャックケース１からの抜止を防止する。
【００２３】
具体的に述べると、抜止部材４は、短筒体４ａと、短筒体４ａの上端部に固着された外鍔部４ｂと、外鍔部４ｂの下面と短筒体４ａの外周面とに連設された周方向等間隔の４つのリブ部４ｃと、から成る。
【００２４】
そして、短筒体４ａが、ロックシャフト２の円筒状本体23の外周面を外嵌し、外鍔部４ｂが、チャックケース１のガイド用内鍔部15の上面にボルト等にて取外自在に固着され、リブ部４ｃの下面が、取付ブロック体21の上面に当接して、ロックシャフト２の抜止を防止する。
【００２５】
このように、ロックシャフト２とチャックケース１との組み付け状態において、ロックシャフト２は、取付ブロック体21の上面がリブ部４ｃの下面に当接する最上位置と、円筒状本体23の下端縁が上保持用内鍔部13ａの上面に当接する最下位置と、の間のストロークで移動自在となる。
【００２６】
即ち、ワイヤＷでロックシャフト２を吊り下げた状態では、チャックケース１が、ロックシャフト２の取付ブロック体21に係止する抜止部材４（リブ部４ｃ）を介して、ロックシャフト２に吊持される内掘削ユニットＵの最長状態となる。このとき、係止用スライド部材20は径方向内方へ後退した縮径状態となる。
【００２７】
他方、ワイヤＷを緩めて、ロックシャフト２を自重でチャックケース１に対して下降させた状態では、ロックシャフト２（円筒状本体23下端縁）が、チャックケース１（上保持用内鍔部13ａ上面）に当接する内掘削ユニットＵの最短状態となる。このとき、係止用スライド部材20は、円筒状ケース本体11の窓部17から、径方向外方へ前進した拡径状態となる。
なお、内掘削ユニットＵの最長乃至最短状態において、係止用スライド部材20は、常に、自重で、上保持用内鍔部13ａの上面に載置されている。
【００２８】
円筒状ケーシングＣは、図１と図７と図８（Ａ）とに示すように、その内面に、周方向等間隔に４つの係止用切欠部32が凹設されている。具体的に述べると、円筒状ケーシングＣは、軸心Ｌ方向に継ぎ足された複数の短筒からなると共に（最下位値の短筒の）下端縁に周方向に多数の刃部（ビット）39が突設された外筒30と、外筒30の内面に溶接等で一体状に固着された内筒31とからなり、予め、内筒31に係止用切欠部32の切欠を形成し、内筒31の切欠と外筒30の内面とで、係止用切欠部32を形成する。また、内筒31の上下開口部の内面は、開口側へ次第に拡径するように傾斜状に形成されている。
【００２９】
係止用切欠部32は、側面視矩形状に形成され、上端縁37と側端縁33から形成される係合角部38を有する。さらに、係止用切欠部32の上方（上端縁37）には、上方開口の誘導凹部35が連通連結されており、この誘導凹部35は、側面視漏斗状に形成され、上方幅広の傾斜した側面を有する。
【００３０】
次に、上述の内掘削ユニットＵの、上述の円筒状ケーシングＣへの組み付けを説明すると、立設された円筒状ケーシングＣ内に、内掘削ユニットＵを、ワイヤＷ（図１参照）にて吊り下げながら、降下させていくと、図９と、図10（Ａ）中の仮想線とに示すように、内掘削ユニットＵの突起部10が、円筒状ケーシングＣの誘導凹部35から係止用切欠部32内へ誘導されていく。従って、誘導凹部35、及び、内筒31の開口傾斜面により、突起部10を係止用切欠部32内へ確実に誘導することができる。
【００３１】
そして、突起部10が円筒状ケーシングＣの当接受部Ｇ（係止用切欠部32の下端縁34）に当接し、図１に示すように、チャックケース１が円筒状ケーシングＣに支持され、この支持されたチャックケース１に対して、ロックシャフト２が、自重により相対的に下方移動し、図１と図10（Ａ）と図11に示すように、係止用スライド部材20が拡径し、係止用スライド部材20が係止用切欠部32の側端縁33に係止して、内掘削ユニットＵが円筒状ケーシングＣに周方向に固定されて円筒状ケーシングＣと共に一体状に回転する。
【００３２】
即ち、拡径した係止用スライド部材20の係止部材25は、係止用切欠部32の係合角部38に係止するため、内掘削ユニットＵは、回転する円筒状ケーシングＣに周方向及び軸心Ｌ方向（上方向）に固定される。従って、内掘削ユニットＵを円筒状ケーシングＣに対して確実に固定することができ、本装置による掘削作業において、内掘削ユニットＵの円筒状ケーシングＣに対する周方向及び軸心Ｌ方向へのズレを防止し、掘削作業を良好に行うことができる。
【００３３】
なお、係止部材25は、円筒状ケーシングＣ（外筒30）の内面に、圧接する必要はなく、係止用切欠部32（係合角部38）に機械的に係合していればよい。従って、係止部材25の摺接摩耗を防止することができる。なお、係止部材25を、円筒状ケーシングＣ内面に圧接するようにしてもよい。
【００３４】
さらに、突起部10と係止用スライド部材20との相対的位置関係、及び、係止用切欠部32の形状は、拡径した係止用スライド部材20が常に係止用切欠部32内に配置されるように、設定されている。そして、図10（Ａ）に示すように、拡径した係止用スライド部材20が、仮想線に示す位置にあったとしても、円筒状ケーシングＣを軸心Ｌ廻りに回転させることで、円筒状ケーシングＣのみが回転して、係止用スライド部材20が、実線に示すように、係合角部38に係止してから、内掘削ユニットＵが円筒状ケーシングＣと共廻りする。
【００３５】
そして、本装置による掘削を終了した後は、図１参照のワイヤＷにて、ロックシャフト２を吊り上げて、係止用スライド部材20を縮径させ、チャックケース１をも吊り上げ、内掘削ユニットＵを円筒状ケーシングＣ内から取り外して、円筒状ケーシングＣ内の破砕物を除去する。
【００３６】
次に、図５中の仮想線と図８（Ｂ）と図10（Ｂ）とに、本発明の他の実施の形態を示し、チャックケース１の外周面の突起部10は、ロックシャフト２とチャックケース１との組付状態で、係止用スライド部材20よりも上方位置に配設されている。また、当接受部Ｇが、係止用切欠部32の上方に凹設された誘導凹部35の下端縁40からなる。即ち、係止用切欠部32と誘導凹部35とは、連通連結（図８（Ａ）参照）しておらず、独立した別部位となっている。
【００３７】
そして、内掘削ユニットＵの円筒状ケーシングＣへの組み付けにおいて、突起部10が誘導凹部35の下端縁40に当接してチャックケース１が円筒状ケーシングＣに支持され、支持されたチャックケース１に対するロックシャフト２の相対的下方移動により、係止用スライド部材20が径方向外方へ移動して係止用切欠部32の側端縁33に係止するようにしている。
【００３８】
このように、突起部10は誘導凹部35内のみに介在するため、突起部10の誘導凹部35内の昇降ストロークを短くすることができ（即ち、内掘削ユニットＵの円筒状ケーシングＣ内の昇降移動距離を短くでき）、内掘削ユニットＵの円筒状ケーシングＣへの取付乃至取外を迅速かつ容易に行うことができる。また、取付乃至取外の際、突起部10を他の部位に引っ掛けることなく、円滑に行うことができる。
【００３９】
なお、本発明は上述の実施の形態に限定されず、本発明の要旨を逸脱しない範囲で設計変更可能である。例えば、円筒状ケーシングＣに於て、内筒を省略して外筒に直接に係止用切欠部32を凹設してもよい。また、係止用スライド部材20及び係止用切欠部32は、少なくとも１組あればよく、部品数の減少が図れる。さらに、当接受部Ｇの位置は、本発明の要旨を逸脱しない範囲で設計変更可能である。
【００４０】
【発明の効果】
本発明は上述の如く構成されるので、次に記載する効果を奏する。
【００４１】
（請求項１によれば、）内掘削ユニットＵを円筒状ケーシングＣに周方向に固定した機械的結合により、掘削時において、内掘削ユニットＵの円筒状ケーシングＣに対して確実に一体（合体）化して、強大な回転トルクを伝達できて、掘削作業の能率が向上する。また、係止用スライド部材20の係止用切欠部32からの離脱も容易かつ迅速にできるので、円筒状ケーシングＣから内掘削ユニットＵを迅速に抜き出すことができる。
【００４２】
（請求項１によれば、）静止したチャックケース１に対するロックシャフト２の自重による下降により、係止用スライド部材20が拡径するため、内掘削ユニットＵは、円筒状ケーシングＣに、スムースに、かつ、確実に固定される。また、ロックシャフト２を吊り上げるだけで、内掘削ユニットＵを、円筒状ケーシングＣから、容易かつ迅速に取り出すことができる。さらに、簡単な構成にて、係止用スライド部材20の縮径乃至拡径を行うことができる。
【００４３】
（請求項２によれば、）係止用切欠部32にて、内掘削ユニットＵの支持と係止とを兼用でき、構造の簡素化を図ることができ、容易に製造できる。
（請求項３によれば、）内掘削ユニットＵの円筒状ケーシングＣ内の昇降ストロークを短くでき、内掘削ユニットＵの円筒状ケーシングＣへの取付乃至取外を一層迅速かつ円滑に行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の一形態を示す作用説明を兼ねた縦断面図である。
【図２】ロックシャフトの要部拡大側面図である。
【図３】ロックシャフトの要部拡大横断面図である。
【図４】チャックケースの平面図である。
【図５】チャックケースの縦断面図である。
【図６】内掘削ユニットの横断面図である。
【図７】円筒状ケーシングの横断面図である。
【図８】円筒状ケーシングの縦断面図である。
【図９】内掘削ユニットの円筒状ケーシングへの組付状態を示す横断面図である。
【図１０】内掘削ユニットの円筒状ケーシングへの組付状態を示す縦断面図である。
【図１１】内掘削ユニットの円筒状ケーシングへの組付状態を示す横断面図である。
【符号の説明】
１ チャックケース
２ ロックシャフト
３ 破砕部
10 突起部
20 係止用スライド部材
20ａ 上向き傾斜面
21ａ 下向き傾斜面
32 係止用切欠部
33 側端縁
34 下端縁
35 誘導凹部
40 下端縁
Ｃ 円筒状ケーシング
Ｇ 当接受部
Ｕ 内掘削ユニット
Ｌ 軸心

Claims (3)

1. 円筒状ケーシング（Ｃ）に挿入されてその内面に固定され、軸心（Ｌ）廻りに回転する該円筒状ケーシング（Ｃ）と共に一体状に回転する内掘削ユニット（Ｕ）を有する掘削装置に於て、上記円筒状ケーシング（Ｃ）内面に係止用切欠部（32）が凹設され、さらに、上記内掘削ユニット（Ｕ）が、径方向へ進退自在な係止用スライド部材（20）を有し、径方向外方へ移動した該係止用スライド部材（20）が、上記係止用切欠部（32）の側端縁（33）に係止して、上記内掘削ユニット（Ｕ）が上記円筒状ケーシング（Ｃ）に周方向に固定されて一体状に回転するように構成し、上記内掘削ユニット（Ｕ）が、破砕部（３）が下部に取り付けられるチャックケース（１）と、該チャックケース（１）に周方向に位置決めされつつ軸心（Ｌ）方向に所定ストロークで移動自在に取り付けられるロックシャフト（２）と、を備え、上記ロックシャフト（２）の外周面に設けられた下向き傾斜面（ 21 ａ）に、係止用スライド部材（ 20 ）の上向き傾斜面（ 20 ａ）が摺動自在に取り付けられ、さらに、上記チャックケース（１）の外周面に突起部（ 10 ）が設けられ、該突起部（ 10 ）が円筒状ケーシング（Ｃ）の当接受部（Ｇ）に当接して上記チャックケース（１）が上記円筒状ケーシング（Ｃ）に支持され、上記支持されたチャックケース（１）に対する上記ロックシャフト（２）の相対的下方移動により、上記係止用スライド部材（ 20 ）が径方向外方へ移動するようにしたことを特徴とする掘削装置。
2. 突起部（10）が、係止用スライド部材（20）の下方位置に配設され、さらに、当接受部（Ｇ）が、係止用切欠部（32）の下端縁（34）からなり、上記突起部（10）が、上記係止用切欠部（32）の下端縁（34）に当接して、上記係止用スライド部材（20）が、上記係止用切欠部（32）の側端縁（33）に係止するようにした請求項１記載の掘削装置。
3. 突起部（10）が、係止用スライド部材（20）の上方位置に配設され、さらに、当接受部（Ｇ）が、係止用切欠部（32）の上方に凹設された誘導凹部（35）の下端縁（40）からなり、上記突起部（10）が、上記誘導凹部（35）の下端縁（40）に当接して、上記係止用スライド部材（20）が、上記係止用切欠部（32）の側端縁（33）に係止するようにした請求項１記載の掘削装置。

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