JP4371988B2 - 下向き続孔穿孔機 - Google Patents

Description

本発明は、岩盤掘削、コンクリート構造物解体等に際して、連続した下向きの孔を穿孔するために使用される下向き続孔穿孔機に関する。

無発破又は発破工法によって岩盤堀削やコンクリート構造物を解体するに際して、岩盤にスロットを連続して形成することが行われる。

この種のスロット（連続孔）を形成する技術として、従来、通常の穿孔機で孔を掘削し、その孔にガイドロッドを挿入し、これをガイドとして隣接孔を穿孔し、穿孔列によるスロットを形成する方法が行われる。

また、特許文献１に開示されている技術では、岩盤にスロットを形成するための削孔装置であって、削孔機本体がガイドセルに沿って進退駆動自在に設置されている。この削孔機本体は、先端に取付けたビットの外径よりも小さい横断面多角形のガイドロッドを掘削ロッドに取付けている。また、ガイドセルに沿って進退自在に設けた支持台には、中心に通水孔を有する肉厚の厚い鋼製ロッドからなる挿入ガイドバーを配設し、削孔機本体と支持台との間に油圧シリンダを連結している。

この削孔装置によると、まず、スロット形成の基礎となる最初の孔を形成するが、この場合には、削孔装置に挿入ガイドバーを取付けずに削孔ロッドのみにより、削孔機本体をガイドセルに沿って前進させながら回転駆動して削孔する。

このとき、削孔に伴う繰粉は、ガイドロッドの多角形の周面と削孔との間に確保されるクリアランスを通して後方に排出される。

このようにして最初の削孔があけられた後、支持台に挿入ガイドバーの後端を取付け、油圧シリンダを伸縮調整して挿入ガイドバーの先端が削孔ロッドのビットの先端よりも多少先行するような位置関係に設定する。

そして、挿入ガイドバーの先端を削孔に合せた上で、支持台を介して削孔機本体と共に前進させ、挿入ガイドバーをビットに先立って削孔内に徐々に挿入しながら、この挿入ガイドバーを掘進方向の先行ガイドとして、これに若干遅れて回転しながら前進する削孔ロッドにより上記同様に隣接する部分に削孔を行う。

削孔中においては、挿入ガイドバーの通水孔にスイベルから水を圧送し、その先端より水を噴射して削孔ロッドの先端ビットを冷却すると共に、切粉を洗い流して後方に排出する。

このようにして削孔し、先行する挿入ガイドバーの先端が削孔の先端孔底に到達したとき、あるいはその直前において、油圧シリンダを後退作動させ、この状態で削孔ロッドを引続き前進して挿入ガイドバーの先端位置までさらに削孔を行う。

このようにして隣接孔の削孔完了後、削孔機本体を後退駆動して挿入ガイドバーと共に削孔ロッドを後退させ、削孔内から引抜くと共に、後退完了後あるいは後退途中において油圧シリンダを伸長作動し、挿入ガイドバーと削孔ロッドの先端位置関係を元の削孔開始状態に戻す。

その後は順次上記同様の操作を繰返して、順次連続的に隣接孔を削孔することにより、削孔列にするスロットを形成する。

しかしながら、特許文献１に開示されている削孔装置は、スロットを水平方向に形成することを意図して設計されたものであり、この装置を下向きのスロットの削孔に使用する場合、挿入ガイドバーからは水を噴射する構造のため、水中で泥状化した繰粉（スライム）は孔中に貯留し、このため、別途、スライムを吸引する手段を設ける必要がある。

しかも、このスライムは、挿入ガイドバーからの水の噴射により、既設の連続孔側に飛散するため、吸引手段によりスライムを吸引しなければならない範囲が広くなり、吸引に時間を要する。

特許第２７６１９５４号（特開平２−２８９７８８号公報）

上述したように、特許文献１に開示されている岩盤にスロットを形成するための削孔装置は、水平方向にスロットを形成するには適しているが、これを下向きのスロットの削孔に使用する場合、水中で泥状化したスライムを吸引するための別の手段を設ける必要があり、また、このようなスライムの吸引手段を設けたとしても、既設の連続孔側へのスライムの飛散により、吸引範囲が広くて吸引に多くの時間を必要とするという問題がある。

そこで、本発明では、下向きのスロットを削孔する場合において、繰粉が水中で泥状化したスライムを効率良く且つ短時間で吸引しかつ排出することのできる下向き続孔穿孔機を提供することを課題とする。

上記の課題を達成するために、本発明によれば、ガイドセルと、該ガイドセルに上下方向に移動自在に配設された穿孔ロッドと、該穿孔ロッドの下端に取付けられた穿孔ビットと、前記穿孔ロッドと平行にかつ上下方向に移動可能に前記ガイドセルに装着されたガイドロッドとを具備し、前記穿孔ロッドは、内部に軸方向の送水通路を有し、該送水通路を介して前記穿孔ビットに水を供給可能とすると共に、前記ガイドロッドは、内部に吸引通路を有し且つ前記穿孔ビットよりも下方位置まで移動可能な下端位置に吸引口を有し、穿孔作用による繰粉を含む泥水を吸引可能に構成したことを特徴とする下向き続孔穿孔機が提供される。

本発明の下向き続孔穿孔機を使用してスロットを形成する場合は、まず最初、ガイドセルを所定位置に固定し、穿孔ロッドを下降させて穿孔ロッドを回転することにより、且つこの穿孔ロッドの内部の軸方向の送水通路を介して穿孔ビットに水を供給しながら、この穿孔ビットを回転させることにより、下向きの孔を形成する。

次に、穿孔ロッド及び穿孔ビットを上昇させて、形成した孔から穿孔ビットを抜き出し、ガイドロッドが形成した孔の位置へ来るように、且つ穿孔ビットが既に形成した孔に隣接する次に形成すべき孔の位置へ来るように、ガイドセルを水平方向に移動させ、当該位置でガイドセルを固定する。そして、ガイドロッドと穿孔ロッドとを下降させ、ガイドロッドを孔を挿入して下端の吸引口から孔内のスライムを吸引する。この場合において、ガイドロッドの下端の吸引口が穿孔ロッドの位置より下方となるようにする。一方で、穿孔ロッド及び穿孔ビットを回転させて、穿孔ビットにより既に形成した孔に隣接する位置に下向きの孔を形成して連続孔（スロット）とする。
なお、本発明でいう「下向き」とは直下方だけでなく、斜め下方も含む概念である。

このように隣接する位置に下向きの孔を形成する場合においても、穿孔ロッドの内部の送水通路を介して穿孔ビットに水を供給しながら穿孔するので、スライムは生ずるが、このスライムは既に形成した連続孔の側へ移動しても、ガイドロッドの吸引口が穿孔ビットの位置より下方にあるので、スライムが穿孔ビットによる穿孔作業を妨げることなく、穿孔を続けながら連続的にスライムを吸引しかつ外部へ排出することができる。このような作業を続けることにより、下向きの連続孔（スロット）を順次形成して行くことができる。

また、本発明によると、上記の下向き続孔穿孔機において、下端に穿孔ビットを取付けた穿孔ロッドが複数互いに平行に配置され、前記ガイドロットと横断方向に直線状に配置されていることを特徴とする。この場合において、ガイドロッドの前方の下向きの孔を複数同時に連続して形成することができる。

以下、添付図面を参照して本発明の実施形態について詳細に説明する。

図１は本発明の下向き続孔穿孔機の縦断面図である。

図１において、１０は垂直方向に縦長のガイドセルであって、図示していない機構により所定の位置に固定される。もっとも、下向き続孔を順次形成する過程は、水平方向に移動され、穿孔を行なう所望の位置で固定される。

ガイドセル１０には、このガイドセル１０に上下方向に移動自在に配設された２つの穿孔ロッド１２、１４が設けられている。この実施形態では、これら２つの穿孔ロッド１２、１４の上端は、打撃回転駆動部であるドリフタ１５に取付けられ、且つこのドリフタ１５が、ガイドセル１０に沿って上下方向に移動自在に支持されている移動台１６に固定されており、移動台１６がガイドセル１０に沿って上下方向に移動することにより、２つの穿孔ロッドの１２、１４はガイドセル１０に対して一体的に上下方向に移動する。

２つの穿孔ロッド１２、１４の下端には、穿孔ビット１８、２０がそれぞれ取付けられている。穿孔ビット１８、２０の径は、穿孔ロッド１２、１４の径より大きく、穿孔ビット１８、２０の径により規定される円形穿孔領域は、平面位置において互いに重なるように形成されている。このため、先行して下向き孔を形成する側（図１の左側）の穿孔ビット１８が、次の下向き孔を形成する側（図１の右側）の穿孔ビット２０よりも下側に延在していて、互いに干渉しないように配置されている。

穿孔ロッド１２、１４は、内部に軸方向に延びた送水通路１２ａ、１４ａを有する。これらの送水通路１２ａ、１４ａの下端は穿孔ビット１８、２０まで達しており、上端はドリフタ１５を介して水供給チューブ２５に接続されている。したがって、穿孔ビット１８、２０による穿孔作業中に、水供給チューブ２５から矢印Ｃ方向に供給された水がドリフタ１５及び穿孔ロッド１２、１４内部の送水通路１２ａ、１４ａを通じて穿孔ビット１８、２０に水が供給され、岩盤等の固い土壌における穿孔作業を円滑に行なえるようにしている。

ガイドセル１０には、２つの穿孔ロッド１２、１４と平行に、このガイドセル１０に対して上下方向に移動自在にガイドロッド２２が配設されている。この実施形態では、ガイドロッド２２の上端は、このガイドロッド２２を上下方向に進退させる進退機構２４を介して移動台１６に取付けられている。ガイドロッド２２は一定の外径を有するが、この外径は、２つの穿孔ビット１８、２０の径より小さく、これらの穿孔ロッド１２、１４により形成した下向きの孔にガイドロッド２２を挿入可能になっている。ガイドロッド２２は後行の孔形成用の穿孔ビット２０と近接して配置され、２つの穿孔ロッド１２、１４と直線上に並んでいる。

ガイドロッド２２の内部には、軸方向に延びたスライム吸引通路２２ａが形成されており、ガイドロッド２２の下端には、スライムを吸引する吸引口２２ｂがある。スライム吸引通路２２ａの上端部は、吸水チューブ２６及び適当な吸引ポンプ２８を介して集泥タンク３０に連結されており、穿孔ビット１８、２０による穿孔作業中に、穿孔ビット１８、２０から供給された水と穿孔によって生ずる繰粉とが混じり合った泥状のスライムはガイドロッド２２下端のスライム吸引口２２ｂから矢印Ｅ方向に吸引され、ガイドロッド２２のスライム吸引通路２２ａ、吸引チューブ２６及び吸引ポンプ２８を経て、矢印Ｄ方向に集泥タンク３０に排出され蓄積される。

ガイドロッド２２は、移動台１６により、更にはガイドロッド進退機構２４により、ガイドセル１０に対して上下方向に移動可能となっているが、通常の穿孔作業中は、図１に示すように、ガイドロッド２２の下端の吸引口２２ｂの位置は、先行する穿孔ビット１８の位置よりも下方に位置している。

上述のように、２つの穿孔ロッド１２、１４及びガイドロッド２２が互いに平行にガイドセル１０に対して上下方向に移動可能に支持されているが、これらの３本のロッド１２、１４、２２は上下２個所に設けられたロッドカイド３２、３４によりガイドセル１０に対して軸方向にのみ移動可能となるように案内される。

次に本発明の実施形態に係る下向き続孔穿孔機を使用して連続孔（スロット）を形成する場合の作用について説明する。

まず最初、ガイドロッド２２の下端の吸引口２２ｂを挿入することのできる下向きの孔を形成する。この孔の形成にあたっては、この実施形態に係る下向き続孔穿孔機と別な穿孔機を用いて予め単孔（図示せず）を所定の深さに形成しておいても良い。この場合は、次のような手順で作業を進める。

ガイドロッド２２と穿孔ロッド１２、１４との位置関係は、図１に示すように、ガイドロッド２２下端の吸引口２２ｂを穿孔ロッド１２、１４下端の穿孔ビット１８、２０よりも下方の位置に予め設定しておき、次に、ガイドロッド２２下端の吸引口２２ｂをその孔の位置へ来るように、且つ穿孔ビット１８、２０が既に形成してある孔に隣接し且つ次に孔を形成すべき位置へ来るように、ガイドセル１０を位置決めし、図示しない手段により固定する。

そして、ガイドロッド２２と穿孔ロッド１２、１４との相対的な位置関係を保ったまま、移動台１６を下降させ、ガイドロッド２２下端の吸引口２２ｂを孔に挿入する。ついで、ドリフタ１５により穿孔ロッド１２、１４を回転させて、穿孔ビット１８、２０の回転及び衝撃により下向きの２つの孔を同時に形成する。この間、穿孔ビット１８、２０からは水を供給し、一方で、ガイドロッド２２の下端の吸引口２２ｂからは、岩盤等を掘削したことにより生ずる繰粉と供給した水とが混じり合った泥状のスライムが吸引される。

最初の孔を本発明の実施形態に係る下向き続孔穿孔機を使用して形成する場合（本実施形態の場合は連続する２つの孔を形成する）は、まず最初、ガイドロッド進退機構２４によりガイドロッド２２を最上部の位置に引っ込み、あるいはガイドロッド２２を一旦取外しておき、この状態で、ガイドセル１０を所定位置に固定し、穿孔ロッド１２、１４を下降させて穿孔ビット１８、２０を回転させることにより、且つこの穿孔ロッド１２、１４の送水通路１２ａ、１２ｂを介して穿孔ビット１８、２０に水を供給しながら、これらの穿孔ビット１８、２０を回転させることにより、下向きの孔（この場合は２つの連続孔）を形成する。

次に、穿孔ロッド１２、１４及び穿孔ビット１８、２０を上昇させて、形成した孔から穿孔ビット１８、２０を抜き出し、ガイドロッド２２の吸引口２２ｂが孔の位置へ来るように、且つ穿孔ビット１８、２０を既に形成した孔と隣接する次に形成すべき２つの孔とが連続する位置へ来るように、ガイドセル１０を水平方向に移動させ、当該位置でガイドセル１０を固定する。そして、ガイドロッド２２と穿孔ロッド１２、１４とを同時に下降させ、ガイドロッド２２下端の吸引口２２ｂを孔に挿入して下端の吸引口から孔内のスライムを吸引する。この場合において、ガイドロッド２２の下端の吸引口２２ｂが穿孔ロッド１２、１４の位置より下方となるようにする。一方で、穿孔ロッド１２、１４及び穿孔ビット１８、２０を回転させて、穿孔ビット１８、２０により連続する下向きの孔を形成する。以下、同様の操作を繰り返して、連続孔からなるスロットを形成する。

図２はこのように順次連続した下向きの孔（スロット）４０を形成する場合における初期状態を示す図である。上述のように、ガイドロッド２２の下端の吸引口２２ｂが穿孔ロッド１２、１４の位置より下方となるようにする。そして、穿孔が進んで来るにしたがって、図３に示すように、ガイドロッド２２の下端の吸引口２２ｂがスロット３０の底部に近づくと、吸引口２２ｂからは泥状のスライムを吸引し続けるが、ガイドロッド２２の下端の吸引口２２ｂをそのままの位置に保持し、一方で穿孔ロッド１２、１４及び穿孔ビット１８、２０のみ下降及び回転を続け、下向き穿孔を続ける。

穿孔ビット１８、２０により穿孔が所定の深さの位置を進行すると、ガイドロッド２２及び穿孔ロッド１２、１４を上昇させて、ロッドセル１０ごと次の穿孔位置へ移動し、同様の穿孔作業を続ける。

以上のように、本発明の実施形態に係る下向き続孔穿孔機によると、隣接する位置に下向きの孔を形成する場合においても、穿孔ロッドの内部の軸方向の送水通路を介して穿孔ビットに水を供給しながら、穿孔するので、スライムが生ずるが、このスライムは既に形成した連続孔の側へ移動し、また、ガイドロッドの吸引口が穿孔ビットの位置より下方にあるので、スライムが穿孔ビットによる穿孔の作業を妨げることなく、穿孔を続けながら連続的にスライムを排出することができる。このような作業を続けることにより、下向きの連続孔（スライド）を順次形成して行くことができる。

以上、添付図面を参照して本発明の実施形態について説明したが、本発明は上記の実施形態に限定されるものではなく、本発明の精神ないし範囲内において種々の形態、変形、修正等が可能である。

以上のように、本発明の下向き続孔穿孔機によると、隣接する位置に下向きの孔を連続して形成する場合においても、穿孔ロッドの内部に設けた送水通路を介して穿孔ビットに水を供給しながら、穿孔するので、繰粉により生ずるスライムを穿孔ビットの位置より下方にあるガイドロッドの吸引口から吸引するので、スライムが穿孔ビットによる穿孔の作業を妨げることなく、穿孔を続けながら連続的にスライムを排出することができる。

また、スライムはこのような作業を続けることにより、既設の連続孔側へも飛散するが、ガイドロッドの吸引口が穿孔ビットの位置より下方にあるので、飛散した広範囲のスライムを連続的吸引することができる。

本発明の下向き続孔穿孔機の縦断面図である。 本発明の下向き続孔穿孔機による穿孔前の状態を示す概略側面図（ａ）及びＡ−Ａ断面図（ｂ）である。 本発明の下向き続孔穿孔機による穿孔途中の状態を示す図である。

符号の説明

１０ ガイドセル
１２、１４ 穿孔ロッド
１２ａ、１２ｂ 水供給通路
１６ 移動台
１８、２０ 穿孔ビット
２２ ガイドロッド
２２ａ スライム吸引通路
２４ ガイドロッド進退機構
２５ 水供給チューブ
２６ スライム吸引チューブ
３０ 集泥タンク
４０ 連続孔（スロット）

Claims (2)

1. ガイドセルと、該ガイドセルに上下方向に移動自在に配設された穿孔ロッドと、該穿孔ロッドの下端に取付けられた穿孔ビットと、前記穿孔ロッドと平行にかつ上下方向に移動可能に前記ガイドセルに装着されたガイドロッドとを具備し、
   前記穿孔ロッドは、内部に軸方向の送水通路を有し、該送水通路を介して前記穿孔ビットに水を供給可能とすると共に、前記ガイドロッドは、内部に吸引通路を有し且つ前記穿孔ビットよりも下方位置へ移動可能な下端位置に吸引口を有し、穿孔作用による繰粉を含む泥水を吸引可能に構成したことを特徴とする下向き続孔穿孔機。
2. 下端に穿孔ビットを取付けた穿孔ロッドが複数互いに平行に配置され、前記ガイドロットと横断方向に直線状に配置されていることを特徴とする請求項１に記載の穿孔機。

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