JP4585951B2

JP4585951B2 - 掘削装置

Info

Publication number: JP4585951B2
Application number: JP2005299041A
Authority: JP
Inventors: 章時宗
Original assignee: 三和機工株式会社
Priority date: 2005-10-13
Filing date: 2005-10-13
Publication date: 2010-11-24
Anticipated expiration: 2025-10-13
Also published as: JP2007107272A

Description

本発明は、地盤の基礎工事に使用される掘削装置に関するもので、地盤の掘削箇所に水を供給しながら掘削し、その掘削した土砂をドリルパイプ内に水とともに吸い込んで地上に排出するようにした掘削装置に関する。

この種の掘削装置として、特許公報等の公知文献を具的的に挙げることはできないが、図５に従来使用されている掘削装置を示す。この掘削装置は、回転駆動手段２０によって回転駆動されるドリルパイプ１の先端部に円筒状の本体ケース２を固定し、本体ケース２の先端部にビット３の中空ビット軸４を固定し、本体ケース２内においてドリルパイプ１と中空ビット軸４とを連通管路５によって連通連結すると共に、連通管路５の途中に水中ポンプ６を設けてなるもので、掘削箇所に水を供給しつつ、回転駆動手段２０によるドリルパイプ１の回転により本体ケース２を介しビット３を回転させて地盤を掘削し、その掘削土砂を水と一緒に中空ビット軸４から連通管路５及びドリルパイプ１を通じて地上に排出しながら掘孔を行なうようになっている。

回転駆動手段２０は、図５に示すように、地上に設置した基枠２１上に設けてあって、ドリルパイプ１を回転駆動するようになっている。図５において、２２はドリルパイプ１の上端側に設けられたスイベル機構で、クローラクレーン等で鉛直姿勢に保持されている。このスイベル機構２２の上端部からは排泥用ホース２３が延出されている。このスイベル機構２２は、基枠２１上に設置された油圧ユニット２４から延出した固定側油圧ホース２５ａ，２５ｂと、本体ケース２内の水中ポンプ６まで延びてドリルパイプ１と共に回転する回転側油圧ホース２６ａ，２６ｂとを接続するものでもある。

また図５において、２７はスイベル機構２２から本体ケース２内の水中ポンプ６まで延びる回転側油圧ホース２６ａ，２６ｂの巻き取り及び繰り出しを行なうリールである。２８は排泥用ホース２３から排出される土砂及び水を溜めるスラッシュコンテナであり、２９はスラッシュコンテナ２８内の上澄み水を吸引して掘孔側に戻すためのポンプであり、３０は掘孔の上端部側に嵌入されたスタンドパイプである。

上記従来の掘削装置では、掘削中に掘削土及び水と一緒に中空ビット軸４より連通管路５に流入した玉石が、水中ポンプ６内に吸い込まれてポンプ６内部で詰まりを生じたり、その玉石によって部品を破損する、といった問題があった。

本発明は、上記のような課題に鑑み、掘削中に中空ビット軸より連通管路に流入した玉石を細かく破砕して、ポンプ内部で詰まりの発生や部品の破損等を回避できるようにした掘削装置を提供することを目的とする。

上記課題を解決するための手段を、後述する実施形態の参照符号を付して説明すると、請求項１に係る発明は、回転駆動されるドリルパイプ１の先端部に本体ケース２を固定し、本体ケース２の先端部にビット３の中空ビット軸４を固定し、本体ケース２内においてドリルパイプ１と中空ビット軸４とを連通管路５によって連通連結すると共に、連通管路５の途中に水中ポンプ６を設け、掘削箇所に水を供給してビット３で掘削しつつ、掘削土砂を水と一緒に中空ビット軸４より連通管路５及びドリルパイプ１を通じて地上に排出するようにした掘削装置において、本体ケース２内の連通管路５における水中ポンプ６とビット３との間に、中空ビット軸４より連通管路５に流入してくる玉石Ｇを細かく破砕するクラッシャー７を設けてなることを特徴とする。

請求項２は、請求項１に記載の掘削装置において、クラッシャー７は、ボディ８内部の密閉状カッター収容室１０に設けた回転軸１４に、夫々周方向に複数の刃部９ａを形成した複数のロータリーカッター９を軸方向一定間隔に固定し、前記カッター収容室１０の所要部に連通管路５から玉石Ｇを導入する玉石導入部１１を設けると共に、この玉石導入部１１に隣接するカッター回転方向先方側所要部には、前記導入部からの玉石を各ロータリーカッター９との間で細かく破砕する固定刃１２を複数設け、これら固定刃１２のカッター回転方向先方側所要部に破砕片ｇを連通管路５に排出する排出孔１３を設けてなることを特徴とする。

上記解決手段による発明の効果を、後述する実施形態の参照符号を付して説明すると、請求項１に係る発明の掘削装置によれば、掘削中にビット３の中空ビット軸４から連通管路５に流入した玉石Ｇは、水中ポンプ６の手前側に設けてあるクラッシャー７により細かく破砕されるから、水中ポンプ６の内部で詰まりを生じたり、ポンプ６の部品を破損するようなことがなく、従って掘削作業を能率良く行なうことができると共に、水中ポンプ６の使用寿命を延ばすことができる。

請求項２に係る発明の掘削装置によれば、クラッシャー７は、密閉状カッター収容室１０に設けた回転軸１４に、複数のロータリーカッター９を軸方向一定間隔に固定し、カッター収容室１０の所要部に連通管路５から玉石Ｇを導入する玉石導入部１１を設けると共に、玉石導入部１１に隣接するカッター回転方向先方側所要部には、玉石導入部からの玉石を各ロータリーカッター９との間で細かく破砕する固定刃１２を複数設け、これら固定刃１２の先方側所要部に破砕片ｇを連通管路５に排出する排出孔１３を設けてなるため、中空ビット軸４から連通管路５に流入した玉石Ｇを、各ロータリーカッター９と固定刃１２との間で効果的に細かく破砕して連通管路５へ有効に排出させることができると共に、構造が小形でコンパクトになって、本体ケース２内への設置が容易となる。

以下に本発明の好適な実施形態を図面に基づいて説明すると、図１の(a) は掘削装置における本体ケース２部分の縦断面図、(b) はビット３をその先端側から見た底面図である。図２は図１に示すクラッシャー７の正面図、図３の(a) は図２に示すクラッシャー７の右側面図であり、(b) はその平面図である。図４の(a) はクラッシャー７の要部拡大縦断面図、(b) は(a) のＸ−Ｘ線断面図である。本発明に係る掘削装置は、本体ケース２内の連通管路５における水中ポンプ６とビット３との間に、中空ビット軸４より連通管路５に流入してくる玉石を細かく破砕するクラッシャー７を設けた点が特徴であって、他の構成については図５に示す従来の掘削装置と同様である。

図１に示すように、円筒状の本体ケース２にはその内周面の上端側及び下端側に取付フランジ３１，３２が固着されていて、上端側の取付フランジ３１が、ドリルパイプ１の下端部に固着された取付フランジ３３とボルト接合されることによって、ドリルパイプ１の下端部に本体ケース２が垂下連結され、また本体ケース２下端部の取付フランジ３２が、中空ビット軸４の上端部に固着された取付フランジ３４とボルト接合されることにより、ビット３が本体ケース２の下端部に垂下連結される。

ビット３は、図１の(b) に示すように、中空ビット軸４に、刃物取付枠ａを周方向に１２０°の間隔で取り付け、各刃物取付枠ａの下端縁に複数個の刃物ｂを固着してなる周知構造のものである。

連通管路５は、ビット３の中空ビット軸４とクラッシャー７とをつなぐ管路部５ａと、クラッシャー７と水中ポンプ６とをつなぐ管路部５ｂと、水中ポンプ６とドリルパイプ１の下端部とをつなぐ管路部５ｃとからなる。尚、水中ポンプ６に対する油圧の給排は、図１及び図５に示すように、基枠２１上方のリール２７からドリルパイプ１に沿って本体ケース２内に垂下されている油圧ホース２６ａ，２６ｂによって行なわれる。この油圧ホース２６ａ，２６ｂは、ドリルパイプ１に巻き付いたりしないようにドリルパイプ１の適当箇所に設けた保持枠４１（図５参照）に保持させるようにする。尚、後述するクラッシャー駆動用油圧モーターへの給油は、上記油圧ホース２６ａ，２６ｂと同様にして配備された別の油圧ホースによって行なう。

クラッシャー７は、図２〜図４に示すように、ボディ８内部に形成される密閉状のカッター収容室１０に回転軸１４を軸受４２により軸支し、この回転軸１４に、夫々周方向に複数の刃部９ａを形成した複数のロータリーカッター９を軸方向に一定間隔で固定し、前記カッター収容室１０の所要部に連通管路５から玉石Ｇを導入する玉石導入部１１を設けると共に、この玉石導入部１１に隣接するカッター回転方向先方側所要部には、隣り合うロータリーカッター９，９間に介在して、前記導入部１１からの玉石Ｇを各ロータリーカッター９の刃部９ａとの間で細かく破砕する固定刃１２を複数設け、そしてこれら固定刃１２のカッター回転方向先方側所要部に、破砕片ｇを連通管路５に排出するための排出孔１３を設けてなるものである。

上記クラッシャー７の構造を更に説明すると、ロータリーカッター９は、図４に示すように、回転軸１４にスペーサー４３を介して一定間隔おきに複数枚（ここでは４枚）固定されており、ロータリーカッター９は、その刃部９ａがカッター収容室１０の所要部に固定された隣り合う固定刃１２，１２によって挟まれるような状態に配置され、また両端のカッター９は、図４の(b) に示すように、その刃部９ａがボディ８を形成する側壁板８ｏと固定刃１２とによって挟まれるように配置されている。各固定刃１２は、図４の(a) に示すように、ボルト４４によってボディ８に取付け固定されている。

また、回転軸１４は、図３の(a) に示す油圧モーター３７に連動連結されている。この油圧モーター３７に対する油圧の給排は、図示は省略するが、図５に示す水中ポンプ６用の油圧ホース２６ａ，２６ｂと同様にドリルパイプ１に沿って本体ケース２内に垂下挿入されている別の油圧ホースによって行なうようになっている。

また図４の(a) に示すように、ビット３の中空ビット軸４とクラッシャー７とをつなぐ管路部５ａの上端部５ａｏは、玉石導入部１１に通じるように連結され、その管路部５ａに吸い込まれて流入してくる玉石Ｇを玉石導入部１１に導入するようになっている。

図１の(a) において、３８は本体ケース２の外周側に周方向に一定間隔で取り付けられたスタビライザーである。各スタビライザー３８は、実線位置から仮想線位置まで拡径できるようになっている。

次に、上記のように構成されるクラッシャー７を本体ケース２内の連通管路５に介設した掘削装置の作用について、図１、図４及び図５を参照しながら説明する。

先ず、図５に示すように、クレーン等によって鉛直姿勢に保持したドリルパイプ１を、基枠２１上の回転駆動手段２０により回転させながら、ドリルパイプ１下端部のビット３によって地盤を掘削する。この際、スラッシュコンテナ２８に溜めてある水をポンプ２９で吸引して給水ホース４０で掘削箇所に供給する。尚、このポンプ２９は、スラッシュコンテナ２８の外に設けているが、コンテナ２８内に浸漬させる水中ポンプでもよい。

上記のようにドリルパイプ１の回転によりビット３を回転させて地盤を掘削しながら、その掘削土砂を水と一緒にビット３の中空ビット軸４より本体ケース２内の連通管路５及びドドリルパイプ１更に排泥用ホース２３を通じて、地上のスラッシュコンテナ２８内に放出する。

こうした地盤の掘削中に、掘削土や水と一緒に、玉石Ｇが中空ビット軸４より連通管路５の管路部５ａに流入すると、その玉石Ｇは、図４から分かるように、当該管路部５ａの上端部５ａｏからクラッシャー７の玉石導入部１１に導入されて、回転するロータリーカッター９の刃部９ａと固定刃１２との間で細かく破砕される。破砕された玉石Ｇの破砕片ｇは、カッター収容室１０の排出孔１３より吸引されて、連通管路５の管路部５ｂに排出され、水中ポンプ６を通過してドリルパイプ１から排泥用ホース２３を通じてスラッシュコンテナ２８内に放出される。掘削土砂は、図５に示すようにスラッシュコンテナ２８内に沈殿する。

上記のように掘削中にビット３の中空ビット軸４から連通管路５に流入した玉石Ｇは、水中ポンプ６の手前側に設けてあるクラッシャー７により細かく破砕されるから、水中ポンプ６の内部で詰まりを生じたり、ポンプ６の部品を破損するようなことがなく、従って掘削作業を能率良く行なうことができると共に、水中ポンプ６の使用寿命を延ばすことができる。

また、上記クラッシャー７は、密閉状カッター収容室１０に設けた回転軸１４に、複数のロータリーカッター９を軸方向一定間隔に固定し、カッター収容室１０の所要部に連通管路５から玉石Ｇを導入する玉石導入部１１を設けると共に、玉石導入部１１に隣接するカッター回転方向先方側所要部には、玉石導入部からの玉石を各ロータリーカッター９との間で細かく破砕する固定刃１２を複数設け、これら固定刃１２の先方側所要部に破砕片ｇを連通管路５に排出する排出孔１３を設けてなるため、中空ビット軸４から連通管路５に流入した玉石Ｇを、各ロータリーカッター９と固定刃１２との間で効果的に細かく破砕して連通管路５へ有効に排出させることができると共に、構造が小形でコンパクトになって、本体ケース２内への設置が容易となる。

尚、地上から或る深さまで掘削したならば、図１に示すように掘孔の上端部側にスタンドパイプ３０を嵌入し、掘孔上端部の崩落を防止する。

上記のようにドリルパイプ１の回転によりビット３を回転させて地盤を掘削しながら、その掘削土砂を水とともに、ビット３の中空ビット軸４より本体ケース２内の連通管路５、ドドリルパイプ１及び排泥用ホース２３を通じてスラッシュコンテナ２８内に放出する一方、スラッシュコンテナ２８内の上澄み水をポンプ２９で吸引して、給水ホース４０により掘削中の掘孔内に戻してやる。こうして所定深さまで掘削していくことになる。

(a) は掘削装置における本体ケース部分の縦断面図、(b) はビットをその先端側から見た底面図である。図１に示すクラッシャーの正面図である。 (a) は図２に示すクラッシャーの右側面図であり、(b) はその平面図である。 (a) はクラッシャーの要部拡大縦断面図、(b) は(a) のＸ−Ｘ線断面図である。従来の掘削装置の全体を示す一部断面説明図である。

符号の説明

１ドリルパイプ
２本体ケース
３ビット
４中空ビット軸
５連通管路
５ａ管路部
５ｂ管路部
５ｃ管路部
６水中ポンプ
７クラッシャー
８ボディ
９ロータリーカッター
１０カッター収容室
１１玉石導入部
１２固定刃
１３排出孔
Ｇ玉石
ｇ玉石の破砕片

Claims

回転駆動されるドリルパイプの先端部に本体ケースを固定し、本体ケースの先端部にビットの中空ビット軸を固定し、本体ケース内においてドリルパイプと中空ビット軸とを連通管路によって連通連結すると共に、連通管路の途中に水中ポンプを設け、掘削箇所に水を供給してビットで掘削しつつ、掘削土砂を水と一緒に中空ビット軸より連通管路及びドリルパイプを通じて地上に排出するようにした掘削装置において、本体ケース内の連通管路における水中ポンプとビットとの間に、中空ビット軸より連通管路に流入してくる玉石を細かく破砕するクラッシャーを設けてなることを特徴とする掘削装置。
クラッシャーは、ボディ内部の密閉状カッター収容室に設けた回転軸に、夫々周方向に複数の刃部を形成した複数のロータリーカッターを軸方向一定間隔に固定し、前記カッター収容室の所要部に連通管路から玉石を導入する玉石導入部を設けると共に、この玉石導入部に隣接するカッター回転方向先方側所要部には、前記導入部からの玉石を各ロータリーカッターとの間で細かく破砕する固定刃を複数設け、これら固定刃のカッター回転方向先方側所要部に破砕片を連通管路に排出する排出孔を設けてなることを特徴とする請求項１に記載の掘削装置。