JP4684155B2 - 削孔装置 - Google Patents

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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 (4)

  1. 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。
  2. 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。
  3. 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。
  4. 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。
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