JP4684155B2

JP4684155B2 - 削孔装置

Info

Publication number: JP4684155B2
Application number: JP2006112597A
Authority: JP
Inventors: 彰樋口; 宣彦松井
Original assignee: 株式会社樋口技工; 株式会社和工
Priority date: 2006-04-14
Filing date: 2006-04-14
Publication date: 2011-05-18
Anticipated expiration: 2026-04-14
Also published as: JP2007284972A

Description

本発明は、中空円筒状のケーシングの先端にビットを設け、ケーシングと共にビットを回転させて土砂を掘削する削孔装置に係り、特にビットの一部を回収可能とした削孔装置に関するものである。

削孔装置としては、特許文献１記載のものが知られている。図１６に示すように、この削孔装置４０は、ケーシング４１の先端に設けられるビット４２を、中空円筒状のアウタービット４３と、アウタービット４３内に遊嵌されるインナービット４４とに分けて形成し、削孔時にアウタービット４３とインナービット４４をロック機構４５で固定して用いると共に、削孔後にロック機構４５を解除してアウタービット４３からインナービット４４を取り外して回収できるように構成されている。これによれば、インナービット４４に高価な超硬チップ４６を用いてもコストを比較的低く抑えることができ、固い地盤も安価に削孔することができる。

特開２００６−２８７６７号公報特許第２７５９４３７号公報

ところで、この削孔装置４０のロック機構４５は、アウタービット４３の内周面に設けられた凹部４７と、インナービット４４に径方向に貫通して形成された貫通孔４８と、貫通孔４８を貫通して凹部４７に嵌合される連結ブロック４９と、連結ブロック４９を径方向内方に弾発付勢する圧縮バネ５０と、インナービット４４内に設けられ連結ブロック４９を圧縮バネ５０に抗して径方向外方に突出させるように保持するブロック押え部材５１とを備えるものであるため、アウタービット４３にインナービット４４を固定する際に貫通孔４８と凹部４７の位置を合わせ、連結ブロック４９を貫通孔４８側から凹部４７内に押し出して挿入する必要があるが、凹部４７は連結ブロック４９を介してインナービット４４に回転駆動力を伝達する機能を有するため、連結ブロック４９との間にほとんど隙間を発生させない寸法に形成されており、貫通孔４８と凹部４７の位置が合っているか否かを目視確認することができず、位置合わせに手間が掛かるという課題があった。具体的には、予め貫通孔４８と凹部４７の周方向の位置を合わせた状態とし、アウタービット４３内にインナービット４４を挿入して位置合わせをするが、ズレてしまうケースが多くある。このような場合、連結ブロック４９をアウタービット４３側へ突出させるようにブロック押え部材５１を押し込みながらインナービット４４を僅かに揺動させて凹部４７を探り、連結させるという煩雑な作業を要する。また、固い地盤をケーシング４１に打撃力を加えて削孔する場合、ブロック押え部材５１が打撃力による慣性力によって削孔方向に上下運動を生じ、連結ブロック４９の径方向への移動を許容してしまい凹部４７との当接面が一定せず、損耗が激しくなるという問題も生じた。

そこで、本発明の目的は、上記課題を解決し、アウタービットにインナービットを容易に固定でき、組み立てが容易な削孔装置を提供することにある。

上記課題を解決するために本発明は、中空円筒状のケーシングと、該ケーシングの一端に連結され中空円筒状に形成されると共に先端で土砂を掘削し、かつ、削孔方向後部に縮径部を有するアウタービットと、該アウタービット内に遊嵌されアウタービットの内周側の土砂を掘削する有底筒体状のインナービットと、上記縮径部と上記インナービットに半径方向に貫通して形成された貫通孔と、これら貫通孔に挿通されアウタービットにインナービットを固定するための連結ブロックと、上記インナービット内に前後方向に所定範囲で摺動可能に設けられ前部位置にて上記連結ブロックに当接してその径方向内方への移動を規制すると共に、後部位置に移動されたとき上記連結ブロックから離脱してその移動規制を解除するブロック押え部材と、上記連結ブロックに径方向外方に突出して設けられ径方向に伸縮するスプリングと、上記縮径部の外周に被せて設けられ上記スプリングを径方向内方に押し縮めるブロック押えカラーと、上記ブロック押え部材に装着されブロック押え部材を後方へ引いて上記連結ブロックによるアウタービットとインナービットの固定を解除すると共にインナービットを回収するための回収部材とを備えるものである。

また、上記インナービットに上記ブロック押え部材を前方に向けて弾発付勢する誤作動防止用スプリングを設けることにより、ブロック押え部材の移動を抑制し、連結ブロックとアウタービット凹部との当接面を一定化でき、消耗度を低減できる。

上記ブロック押えカラーは、削孔方向前端に上記スプリングを径方向内方に案内するための傾斜面を有するとよい。

上記ケーシングは上記縮径部の後端部にその外周面を覆って螺合され、上記縮径部の前方で拡径される段部との間に上記ブロック押えカラーを挟んで固定するように構成するとよい。

本発明によれば、アウタービットにインナービットを容易に固定でき、容易に組み立てることができる。

本発明の好適実施の形態を添付図面を用いて説明する。

図１、図２及び図１２に示すように、削孔装置１は、中空円筒状に形成されたケーシング２と、ケーシング２の一端に連結され土砂を掘削するための中空円筒状のアウタービット３と、アウタービット３内に遊嵌されアウタービット３の内周側の土砂を掘削するための有底筒体状のインナービット４と、インナービット４をアウタービット３に取り外し可能に固定するためのロック機構５と、所望の深さ削孔した後にロック機構５によるインナービット４とアウタービット３とのロックを解除すると共にインナービット４を回収するための回収部材６とを備えて構成されている。

ケーシング２は、作業機である例えばロータリパーカッション式ドリルマシンの回転打撃駆動機構であるドリフタ（図示せず）に高圧のスライム処理水供給用のスイベル（図示せず）を介して基端部（後端部）が接続され、例えばケーシング２を地面に対して垂直に立てて軸回りに回転させつつ押し進めるようになっている。ケーシング２は削孔の深さ（長さ）に応じて適宜本数直列に螺合接続されて使用されるようになっている。

図１及び図３に示すように、アウタービット３は、先端に掘削面７を有し、ケーシング２から回転打撃駆動力と軸方向の押圧力とを受けて地盤を掘削するように構成されている。アウタービット３の掘削面７はケーシング２よりも大径に形成されており、地盤を掘削したときに地盤とケーシング２との間に掘削土砂を地上に向けて流通させるための流路（図示せず）を形成するようになっている。

図１、図４及び図５に示すように、インナービット４は、略円柱状に形成され先端に超硬チップ８を有する切削ブロック９と、切削ブロック９の掘削方向後端に同軸上に連結されアウタービット３に後述する連結ブロック１０を介して固定される筒状の基部１１と、基部１１の後端に着脱自在に設けられ後述するブロック押え部材１２を軸方向に摺動自在にガイドすると共にブロック押え部材１２の後方への移動を規制する抜け止め部材１３とからなる。切削ブロック９には、ケーシング２内を通って導かれた水（スライム処理水）を掘削地盤に向って送水するための送水孔１４が形成されており、掘削した土砂がスライムとして掘削地盤からケーシング２の外周面に沿って地上へ搬出されるようになっている。図８（ｂ）に示すように、抜け止め部材１３は、背面視略Ｃ字状に形成されており、インナービット４の後端に径方向に対向して一対着脱自在に取り付けられるようになっている。

図１、図２及び図３に示すように、ロック機構５は、アウタービット３の削孔方向後部に外径を縮径して形成された縮径部１５と、縮径部１５とインナービット４の基部１１に半径方向に貫通して形成された貫通孔１６、１７と、これら貫通孔１６、１７に挿通されアウタービット３にインナービット４を固定するための連結ブロック１０と、インナービット４内に前後方向（軸方向）に所定範囲で摺動可能に設けられ前部位置にて連結ブロック１０に当接してその径方向内方への移動を規制すると共に、後部位置に移動されたとき連結ブロック１０から離脱してその移動規制を解除するブロック押え部材１２と、連結ブロック１０に径方向外方に突出して設けられ径方向に伸縮するスプリング１８と、縮径部１５の外周に被せて設けられスプリング１８を径方向内方に押し縮めるブロック押えカラー１９とを備えて構成されている。

図１及び図３に示すように、縮径部１５は、その外径をケーシング２の内径より大きく、かつ、ケーシング２の外径より小さくなるように形成されており、後端部にケーシング２に螺合される雄ネジ部２０を有する。また、縮径部１５の内周面と外周面には、貫通孔１６の前後に位置してＯリング２１がそれぞれ設けられており、掘削土砂が貫通孔１６、１７と連結ブロック１０の隙間等に入るのを防ぐようになっている。縮径部１５の前端には、拡径してアウタービット３の外周面に接続される段部２２が形成されており、この段部２２にブロック押えカラー１９の前端を当接させてブロック押さえカラー１９の前端位置を決めるようになっている。

図３、図４及び図５に示すように、貫通孔１６、１７は、それぞれ開口断面を矩形状、かつ、同寸法に形成されており、断面矩形状に形成された連結ブロック１０を極めて小さな遊びで収容するようになっている。また、貫通孔１６、１７は、周方向に複数、具体的には、直径方向に対向して２組形成されており、それぞれの位置でアウタービット３とインナービット４を連結ブロック１０を介して固定できるようになっている。なお、貫通孔１６、１７はアウタービット３とインナービット４を削孔に支承のない程度に充分強固に固定できれば１組であってもよく、アウタービット３及びインナービット４の強度を充分確保できれば３組以上の複数であってもよい。また、貫通孔１６、１７は、他の貫通孔１６、１７と直径方向に対向せずとも良い。

図１及び図２に示すように、連結ブロック１０は、直方体状の金属ブロックにスプリング取付用の凹部２３を形成してなり、凹部２３の開口を径方向外方に向けて貫通孔１６、１７に挿通するようになっている。スプリング１８は、コイルバネからなり、一端側を凹部２３内に収容し、他端側を連結ブロック１０から突出させるように形成されている。

図１及び図６に示すように、ブロック押え部材１２は、略円筒形状に形成されており、ケーシング２側から供給される水をインナービット４の送水孔１４に通すようにされている。また、ブロック押え部材１２は、前部に形成され連結ブロック１０の径方向内方への移動を徐々に許容する略円錐状のガイド部２４と、前後方向の中部に形成されその外周面で連結ブロック１０の径方向内方への移動を規制する押え部２５と、後部に形成されインナービット４の抜け止め部材１３に摺接されるスライド部２６と、内周面に形成され後述する回収部材６を係止するための係止部２７とを有する。押え部２５は、インナービット４の内径と略等しい外径寸法に形成されており、ブロック押え部材１２がインナービット４内で摺動できる範囲のうち前端位置にあるとき連結ブロック１０に当接されるようになっている。スライド部２６は、押え部２５よりも小径に形成されており、インナービット４の内周面との間に空間２８を形成するようになっている。この空間２８には、ブロック押え部材１２を前方に向けて弾発付勢する誤作動防止用スプリング２９が収容される。具体的には、誤作動防止用スプリング２９は、コイルバネからなり、軸方向に圧縮された状態で抜け止め部材１３と押え部２５との間に介在されることで押え部２５を掘削方向前方に向けて弾発付勢し、打撃等によるブロック押え部材１２の移動を抑えるようになっている。係止部２７は、ブロック押え部材１２の内周に径方向内方に突出する環状の突起を形成してなる。

ブロック押えカラー１９は、筒体からなり、アウタービット３及びケーシング２と同じ外径に形成されている。ブロック押えカラー１９は、削孔方向前端にスプリング１８を径方向内方に案内すべく径方向内方に向く傾斜面３０を有し、アウタービット３の縮径部１５の外周に後方から前方に移動させて被せたときスプリング１８の先端を傾斜面３０に沿って径方向内方に押し込むように構成されている。また、ブロック押えカラー１９は、アウタービット３の縮径部１５の雄ネジ部２０にケーシング２が螺合されることで、縮径部１５の前方で拡径される段部２２とケーシング２との間に挟まれて固定されるようになっている。

図１２及び図１３に示すように、回収部材６は、削孔完了後に地上からケーシング２内に挿入される長尺材３１と、長尺材３１の先端に設けられブロック押え部材１２の係止部２７に掛かって固定される爪部材３２とからなる。爪部材３２は、長尺材３１に固定されて軸方向に延びる先端部材３３と、先端部材３３に径方向外方に突出するように弾発付勢されて設けられた複数の掛け爪３４とからなり、ブロック押え部材１２内に挿入されたのち係止部２７に当接することで径方向内方に押し込まれ、係止部２７を越えて係止部２７の前方に移動されることで径方向外方に突出され、この後、長尺材３１を後方に引かれることで係止部２７に掛かって固定されるようになっている。

次に本実施の形態の作用を述べる。

削孔装置１を組み立てる場合、まず、図７及び図８に示すようにブロック押え部材１２のスライド部２６外周に誤作動防止用スプリング２９を被せると共にブロック押え部材１２と誤作動防止用スプリング２９とをインナービット４の基部１１内に挿入し、基部１１の後端に抜け止め部材１３を取り付ける。このとき、抜け止め部材１３で誤作動防止用スプリング２９の後端を基部１１内に押し込むようにし、誤作動防止用スプリング２９に弾発力を付与する。これにより、ブロック押え部材１２は前方のインナービット４底面に押し付けられ、打撃を受けた程度では動かない状態となる。また、抜け止め部材１３は環状の１ピースではなくＣ字状の２ピースに形成されているため、ブロック押え部材１２の後端側から通す必要がなく、基部１１に容易に取り付けることができる。

次に、図９に示すように、ブロック押え部材１２を取り付けたインナービット４をアウタービット３内に挿入すると共に、インナービット４の貫通孔１７とアウタービット３の貫通孔１６の位置を合わせる。アウタービット３とインナービット４には、それぞれ直径方向に対向して２つの貫通孔１６、１７が形成されており、アウタービット３のいずれか一方の貫通孔１６がインナービット４の貫通孔１７に重なることで他方の貫通孔１６もインナービット４の貫通孔１７に重なる。このようにして、それぞれの貫通孔１６、１７が径方向に重なり合ったら、アウタービット３のそれぞれの貫通孔１６に連結ブロック１０をスプリング１８を径方向外方に位置させて径方向外方から挿入する。連結ブロック１０は、アウタービット３を貫通したのち、インナービット４の貫通孔１７に挿入されてインナービット４を貫通し、ブロック押え部材１２に当たることで挿入深さを制限されて止まる。この作業は、露出された貫通孔１６に連結ブロック１０を挿入するだけの作業であるため極めて容易になしえる。

この後、図１０に示すように、スプリング１８を連結ブロック１０内に押し込みながらアウタービット３の縮径部１５の外周にブロック押えカラー１９を被せ、貫通孔１６の外周を液密に覆うと共に、スプリング１８に径方向の弾発力を付与する。このとき、ブロック押えカラー１９の前端には、径方向内方に向く傾斜面３０が形成されているため、スプリング１８の径方向外方の突端を傾斜面３０に沿って径方向内方に案内することができ、連結ブロック１０内に容易に押し込むことができる。連結ブロック１０はスプリング１８の弾発力を受けてブロック押え部材１２に押しつけられることとなる。

そして、図１１に示すように、アウタービット３の後端にケーシング２の先端を螺合させて連結することで削孔装置１が完成される。

削孔作業は、ケーシング２を地面に対して垂直に立てると共にアウタービット３及びインナービット４を地面に当て、ケーシング２内に水を圧送しつつケーシング２の後端をロータリパーカッション式ドリルマシンで下方に押しながら回転させることで行う。このとき、ブロック押え部材１２は自重で上方（後方）への移動を抑えられと共に、誤作動防止用スプリング２９によって前方に付勢されているため、打撃等で後方に動くことはなく、アウタービット３とインナービット４のロックが誤って解除されることはない。

削孔装置１で形成した穴が所望の深さに達したら削孔装置１の駆動を止め、インナービット４を回収する。

図１２に示すように、インナービット４の回収作業は、ブロック押え部材１２に回収部材６を取り付け、回収部材６を後方に引くことで行う。具体的には、図１３に示すように、先ず、地上からケーシング２内に回収部材６をその爪部材３２を先端にして挿入し、爪部材３２をブロック押え部材１２内に挿入する。ブロック押え部材１２内に爪部材３２が挿入されると、インナービット４の係止部２７に爪部材３２の掛け爪３４が当たり、係止部２７から逃げるように径方向内方に移動される。図１４に示すように、掛け爪３４は係止部２７を越えると径方向外方に再び突出され、係止部２７に掛かる。この後、回収部材６を地上から引くことで、ブロック押え部材１２を引き上げることができる。図１５に示すように、回収部材６を後方に引くと、ブロック押え部材１２が誤作動防止用スプリング２９を押し縮めながらインナービット４内の後方位置に向けて移動する。ブロック押え部材１２の前部には円錐状のガイド部２４が形成されているため、連結ブロック１０はガイド部２４の傾斜に沿って徐々に径方向内方に移動され、ブロック押え部材１２全体が貫通孔１７の後方に移動されたとき連結ブロック１０が径方向内方への移動規制を完全に解除されてインナービット４内に飛び入る。これにより、それぞれの連結ブロック１０が貫通孔１６、１７から離脱し、アウタービット３とインナービット４のロックが解除される。そして、ブロック押え部材１２が更に後方に引かれることでインナービット４が誤作動防止用スプリング２９を介して後方に引かれ、ブロック押え部材１２及び誤作動防止用スプリング２９と共に後方に引かれて回収される。また、インナービット４内に入った連結ブロック１０も同時に回収される。

このように、中空円筒状のケーシング２と、ケーシング２の一端に連結され中空円筒状に形成されると共に先端で土砂を掘削し、かつ、削孔方向後部に縮径部１５を有するアウタービット３と、アウタービット３内に遊嵌されアウタービット３の内周側の土砂を掘削する有底筒体状のインナービット４と、縮径部１５とインナービット４に半径方向に貫通して形成された貫通孔１６、１７と、これら貫通孔１６、１７に挿通されアウタービット３にインナービット４を固定するための連結ブロック１０と、インナービット４内に前後方向に所定範囲で摺動可能に設けられ前部位置にて連結ブロック１０に当接してその径方向内方への移動を規制すると共に、後部位置に移動されたとき連結ブロック１０から離脱してその移動規制を解除するブロック押え部材１２と、連結ブロック１０に径方向外方に突出して設けられ径方向に伸縮するスプリング１８と、縮径部１５の外周に被せて設けられスプリング１８を径方向内方に押し縮めるブロック押えカラー１９と、ブロック押え部材１２に装着されブロック押え部材１２を後方へ引いて連結ブロック１０によるアウタービット３とインナービット４の固定を解除すると共にインナービット４を回収するための回収部材６とを備えて削孔装置１を構成したため、アウタービット３にインナービット４を容易に固定でき、削孔装置１を容易に組み立てることができる。

また、インナービット４にブロック押え部材１２を前方に向けて弾発付勢する誤作動防止用スプリング２９を設けたため、打撃等でブロック押え部材１２が後方に移動してインナービット４とアウタービット３とのロックが解除されるのを簡易な構造で容易に防ぐことができる。

ブロック押えカラー１９は、削孔方向前端にスプリング１８を径方向内方に案内するための傾斜面３０を有するものとしたため、アウタービット３の縮径部１５にブロック押えカラー１９を被せるときスプリング１８を容易に連結ブロック１０内に押し込むことができ、削孔装置１の組み立てを更に容易なものにできる。

ケーシング２は縮径部１５の後端部にその外周面を覆って螺合され、縮径部１５の前方で拡径される段部２２との間にブロック押えカラー１９を挟んで固定するものとしたため、簡易な構造で容易にブロック押えカラー１９を固定することができる。

なお、本発明は上述の実施の形態に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲での種々の設計変更等が可能である。例えば本実施の形態では地面に垂直に削孔するものとしたが、土砂が露出する法面、鉛直面等に水平に削孔する用途に用いてもよいのは勿論である。

また、インナービット４をダウンザホールハンマーなどに付け替えることも可能である。

本発明の好適実施の形態を示す削孔装置の側断面図である。図１のＡ−Ａ線矢視断面図である。アウタービットの側断面図である。インナービットを前部の切削ブロックと後部の基部とに分解した側断面図である。図４のＢ−Ｂ線矢視図である。ブロック押え部材の側断面図である。インナービットにブロック押え部材を組み付ける手順を示す組立説明図である。（ａ）はインナービットにブロック押え部材を組み付けた状態の側断面図であり、（ｂ）は（ａ）の背面図である。アウタービットにインナービットを組み付ける第１の手順を示す組立説明図である。アウタービットにインナービットを組み付ける第２の手順を示す組立説明図である。アウタービットにケーシングを組み付ける手順を示す組立説明図である。インナービットの回収作業の概略説明図である。インナービットの第１の回収手順を示す説明図である。インナービットの第２の回収手順を示す説明図である。インナービットの第３の回収手順を示す説明図である。従来の削孔装置の側断面図である。

符号の説明

１削孔装置
２ケーシング
３アウタービット
４インナービット
６回収部材
１０連結ブロック
１２ブロック押え部材
１５縮径部
１６貫通孔
１７貫通孔
１８スプリング
１９ブロック押えカラー
２２段部
２９誤作動防止用スプリング
３０傾斜面

Claims

中空円筒状のケーシングと、該ケーシングの一端に連結され中空円筒状に形成されると共に先端で土砂を掘削し、かつ、削孔方向後部に縮径部を有するアウタービットと、該アウタービット内に遊嵌されアウタービットの内周側の土砂を掘削する有底筒体状のインナービットと、上記縮径部と上記インナービットに半径方向に貫通して形成された貫通孔と、これら貫通孔に挿通されアウタービットにインナービットを固定するための連結ブロックと、上記インナービット内に前後方向に所定範囲で摺動可能に設けられ前部位置にて上記連結ブロックに当接してその径方向内方への移動を規制すると共に、後部位置に移動されたとき上記連結ブロックから離脱してその移動規制を解除するブロック押え部材と、上記連結ブロックに径方向外方に突出して設けられ径方向に伸縮するスプリングと、上記縮径部の外周に被せて設けられ上記スプリングを径方向内方に押し縮めるブロック押えカラーと、上記ブロック押え部材に装着されブロック押え部材を後方へ引いて上記連結ブロックによるアウタービットとインナービットの固定を解除すると共にインナービットを回収するための回収部材とを備えることを特徴とする削孔装置。
上記インナービットに上記ブロック押え部材を前方に向けて弾発付勢する誤作動防止用スプリングを設けたことを特徴とする請求項１記載の削孔装置。
上記ブロック押えカラーは、削孔方向前端に上記スプリングを径方向内方に案内するための傾斜面を有することを特徴とする請求項１又は２記載の削孔装置。
上記ケーシングは上記縮径部の後端部にその外周面を覆って螺合され、上記縮径部の前方で拡径される段部との間に上記ブロック押えカラーを挟んで固定するように構成されたことを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載の削孔装置。