JP6080664B2

JP6080664B2 - 掘削ガン

Info

Publication number: JP6080664B2
Application number: JP2013082948A
Authority: JP
Inventors: 長谷川　可賀; 可賀長谷川
Original assignee: GA-REW CORPORATION
Current assignee: GA-REW CORPORATION
Priority date: 2013-04-11
Filing date: 2013-04-11
Publication date: 2017-02-15
Anticipated expiration: 2033-04-11
Also published as: JP2014205973A

Description

本発明は、掘削ガンに関する。

地面の掘削を行う場合に地下埋設物が密集していることがある。例えば住宅地等においては、地下埋設物として、上水道管や下水道管、ガス配管等が密集している。このような場所では、地下埋設物に損傷を与えることを避けるため、作業者がスコップを用いて手作業で掘削を行うことがある。他方で、ノズルヘッドから水を噴射して土砂を除去する装置もある（例えば、特許文献１参照）。

特開２００６−２４９８２９号公報

上記のように、作業者がスコップを用いて手作業で掘削を行うのでは、掘削作業に多大な時間がかかってしまう。また、上記のようにノズルヘッドから水を噴射して土砂を除去する装置を用いることも可能ではあるが、地下埋設物が密集している場合に噴出位置や噴出方向を繰り返し調整しなければならず、作業時間を十分に短縮できない可能性がある。

したがって、本発明は、地下埋設物が密集している場合であっても容易に地面の掘削作業を行うことができる掘削ガンの提供を目的とする。

上記目的を達成するために、請求項１に係る発明は、グリップ部と、該グリップ部の前側に並設されるレバーと、圧縮気体供給源に接続される気体供給源接続部と、加圧液体供給源に接続される液体供給源接続部と、前記気体供給源接続部に導入される圧縮気体の供給・停止を前記レバーの操作により切り替える気体供給切替部と、該気体供給切替部からの圧縮気体の供給先を二方向とする分岐部と、該分岐部から下側に延出し該分岐部から導入された圧縮気体により前記液体供給源接続部に導入される加圧液体の供給・停止を切り替える液体供給切替部と、前記分岐部の前部に連結されて該分岐部から前方に延出する前方延出配管と、該前方延出配管の前端部に連結されて下方に延出する下方延出配管と、該下方延出配管の下端部に連結されて前方に延出する端管と、該端管に回転可能に支持され前記前方延出配管、前記下方延出配管および前記端管を介して導入される圧縮気体を放出するとともに放出反力で回転するスピンノズルと、前記液体供給切替部から前方に延出し前記下方延出配管の下端部に連結される液体配管と、該液体配管に連結され前記端管内で前方に延出して液体を前記スピンノズル内に放出する内管と、を有することを特徴とする。

請求項２に係る発明は、前記スピンノズルが、前記端管の内周面にベアリングを介して回転可能に支持されていることを特徴とする。

請求項３に係る発明は、前記前方延出配管には該前方延出配管に沿ってスライド可能なスライドグリップが取り付けられていることを特徴とする。

請求項１に係る発明によれば、作業者がグリップ部を握ってその前側に並設されているレバーを操作すると、気体供給切替部が、気体供給源接続部に導入されている圧縮気体を分岐部に流す状態となる。分岐部で一方に流れる圧縮気体は、分岐部の前部から前方に延出する前方延出配管、前方延出配管の前端部から下方に延出する下方延出配管および下方延出配管の下端部から前方に延出する端管を通って、スピンノズルから放出される。その際に、スピンノズルは放出反力で回転することになる。また、分岐部で他方に流れる圧縮気体は、液体供給切替部に導入されることになり、その結果、液体供給切替部が液体供給源接続部に導入されている加圧液体を液体配管に供給する状態になる。液体配管に供給された加圧液体は、端管内で前方に延出する内管を通ってスピンノズル内に放出されることになり、上記した気体と混合されて、回転するスピンノズルから噴出する。そして、作業者は、旋回するスピンノズルの先端から噴出する気液混合流体で掘削を行うことになる。このような掘削ガンを用いることにより、手持ち操作が可能となり、気液混合流体の噴出位置や噴出方向を容易に調整することができるため、地下埋設物が密集している場合であっても容易に地面の掘削作業を行うことができる。また、気液混合流体で掘削を行うことになるため、液体の使用量を抑えることができる。加えて、気体をスピンノズルに流すための配管においては、分岐部から前方に延出する前方延出配管の前端部から下方延出配管を下方に延出させ、この下方延出配管の下端部から前方に端管を延出させており、他方で、液体をスピンノズルに流すための配管においては、液体供給切替部を分岐部から下側に延出させて、液体供給切替部と下方延出配管の下端部とを結んで液体配管を配置している。このため、気体および液体をスピンノズルに流すための配管全体の幅を抑えてコンパクト化することができる。よって、掘削作業の作業性を向上させることができる。

請求項２に係る発明によれば、スピンノズルが、端管の内周面にベアリングを介して回転可能に支持されているため、スピンノズルとともに回転する部品がベアリングのインナレースとなり、回転部品の重量を抑えることができる。したがって、スピンノズルがより高速で回転可能となる。

請求項３に係る発明によれば、スライドグリップが前方延出配管にスライド可能に取り付けられているため、スライドグリップの位置調整が可能となる。また、スライドグリップが前方延出配管をスライドするため、スライドグリップのスライドを案内するための専用の部品が不要になり、部品点数およびコストを低減することができる。

本発明の第１実施形態に係る掘削ガンを示す側面図である。本発明の第１実施形態に係る掘削ガンを示す図１のＡ−Ａ断面図である。本発明の第１実施形態に係る掘削ガンの先端部を示す側断面図である。本発明の第１実施形態に係る掘削ガンの先端部を示す図１のＢ矢視図である。本発明の第１実施形態に係る掘削ガンを示す図１のＣ−Ｃ断面図である。本発明の第２実施形態に係る掘削ガンの先端部を示す側断面図である。

本発明の第１実施形態に係る掘削ガンを図１〜図５を参照して以下に説明する。

図１に示す第１実施形態に係る掘削ガン１０は、操作者が一人で手持ち操作可能なもので、使用時に操作者の一方の手で把持される手元側のグリップ部１２と、グリップ部１２の一端側からグリップ部１２に対して傾斜して延出するボディ部１３とを有するガン本体１４と、ガン本体１４のボディ部１３のグリップ部１２とは反対側に取り付けられた分岐部材（分岐部）１５と、分岐部材１５からガン本体１４とは反対方向に延出する気体配管１６と、気体配管１６の分岐部材１５とは反対側に回転可能に支持された先端のスピンノズル１７と、スピンノズル１７を覆うカバー１８と、気体配管１６にスライド可能に設けられて操作者の他方の手で把持されるスライドグリップ１９とを有している。

気体配管１６は、分岐部材１５からガン本体１４とは反対方向に直線状に延出する最も長い長配管（前方延出配管）２１と、この長配管２１の分岐部材１５とは反対側の端部から垂直に延出する長配管２１より短い短配管（下方延出配管）２２と、この短配管２２の長配管２１とは反対側の端部から長配管２１と平行をなして長配管２１とは反対方向に延出する端管２３とを有している。以下の説明では、気体配管１６の中で最も長い長配管２１が水平に配置され、この長配管２１側から見てグリップ部１２がボディ部１３から鉛直下方に延出する基本姿勢をもって掘削ガン１０を説明する。

ガン本体１４は、グリップ部１２のスピンノズル１７側つまり前側に並設されるレバー２５を有している。ボディ部１３には、グリップ部１２とは反対側の先端部の下部に、圧縮気体供給源としてのエアコンプレッサ２６に接続される接続部材（気体供給源接続部）２７が鉛直下方に突出するように設けられている。また、ボディ部１３には、グリップ部１２とは反対側の先端部の前部に前方に開口する前部連結部２８が設けられている。

レバー２５は、ボディ部１３に内蔵された気体供給切替部３０を開閉させる。具体的に、気体供給切替部３０は、レバー２５がグリップ部１２側に揺動するように操作されると、接続部材２７と前部連結部２８とを繋ぐ図示略の内部流路を開き、この内部流路を介して接続部材２７と前部連結部２８とを連通させる。他方、気体供給切替部３０は、レバー２５のグリップ部１２側への揺動操作が解除され、図示略のバネによってレバー２５がグリップ部１２から離れるように揺動すると、接続部材２７と前部連結部２８とを繋ぐ内部流路を閉じ、この内部流路を介しての接続部材２７と前部連結部２８との連通を遮断する。つまり、ガン本体１４の気体供給切替部３０は、接続部材２７に導入される圧縮気体の供給・停止をレバー２５の操作により切り替える。

分岐部材１５は、金属製であり、ガン本体１４の前部連結部２８に螺合されることで前部連結部２８から前方に突出する。図２に示すように、分岐部材１５は、前方に開口する前部連結部３２と、側方に開口する側部連結部３３とを有しており、図１に示す気体供給切替部３０から前部連結部２８を介して分岐部材１５内に導入される圧縮気体を前部連結部３２と図２に示す側部連結部３３との二方向に分流させる。つまり、分岐部材１５は、気体供給切替部３０からの圧縮気体の供給先を二方向とする。

図１に示すように、気体配管１６は、上記した長配管２１が、分岐部材１５の前部の前部連結部３２に螺合により連結されて分岐部材１５から前方に延出する金属製の配管本体３５と、図３に示すように配管本体３５の前端部に螺合により連結される金属製の連結部材３６とを有している。連結部材３６には、鉛直下方に向け開口する下部連結部３７が形成されている。

短配管２２は、長配管２１の前端部となる連結部材３６の下部連結部３７に螺合により連結されて鉛直下方に延出する金属製の配管本体４０と、配管本体４０の下端部に螺合により連結される金属製の連結部材４１とを有している。短配管２２の下端部となる連結部材４１には、後方に向け開口する後部連結部４２と、前方に向け開口する前部連結部４３とが形成されている。

端管２３は、金属製であり、短配管２２の下端部となる連結部材４１の前部連結部４３に螺合により連結されて前方に延出する。

端管２３には、その外周部の前後にベアリング４５，４６が設けられており、これらベアリング４５，４６はスピンノズル１７を回転可能に支持している。つまり、スピンノズル１７は端管２３に回転可能に支持されている。スピンノズル１７は、ベアリング４５，４６のアウタレースに内周面が嵌合固定される金属製の円筒体４７と、円筒体４７の端部に固定される金属製の環状体４８と、環状体４８の内周部に固定され、端管２３の前方にて斜め前方に延出する金属製のノズル本体４９とを有している。スピンノズル１７は、長配管２１、短配管２２および端管２３を介して導入される圧縮気体をノズル本体４９から外部に放出することになり、その際に、放出反力がスピンノズル１７に回転力を生じさせるように、ノズル本体４９が図４に示すように曲げられている。図３に示すスピンノズル１７は、ベアリング４５，４６のアウタレースと一体に回転する。ノズル本体４９には、スピンノズル１７が回転する際に生じる振動を抑制するバランサ５０がノズル本体４９の長さ方向および周方向に位置調整可能となるように取り付けられている。

カバー１８は、端管２３におけるスピンノズル１７と短配管２２の連結部材４１との間に嵌合される合成ゴム製の嵌合部材５４と、嵌合部材５４の外周部に接合されてスピンノズル１７を覆う透明な合成樹脂製のカバー本体５５とを有している。カバー本体５５は、嵌合部材５４に後端が接合されて円筒体４７と同軸状に配置される円筒部５６と、円筒部５６の前端から前方ほど径が大きくなるように拡径する錐形筒部５７とを有している。

第１実施形態に係る掘削ガン１０は、図２に示すように、分岐部材１５の側部連結部３３に、分岐部材１５から側方に突出した後に下側に延出するように液体供給切替部６０が連結されている。この液体供給切替部６０は、分岐部材１５の側部連結部３３に螺合により連結され側部連結部３３から導入される圧縮空気で作動する上部の作動部６１と、作動部６１の下部に前後方向に延在して設けられ前部連結部６２と後部連結部６３との連通・遮断を切り替える切替部６４とを有している。後部連結部６３は、後方に向け開口しており、この後部連結部６３には、下方に開口する下部連結部６６を有する連結部材６７が螺合により連結されている。

連結部材６７の下部連結部６６には、ツマミ６８の手動操作量に応じて流路面積を全閉から全開まで無段階で変更する流量調整弁６９が上端部において連結されている。流量調整弁６９は、分岐部材１５から液体供給切替部６０が突出する側方とは反対の側方にツマミ６８を突出させる姿勢で連結部材６７に取り付けられている。この流量調整弁６９の下部には、図１に示すように加圧液体供給源であるウォータポンプ７１に接続される接続部材（液体供給源接続部）７２が連結されている。よって、液体供給切替部６０は、作動部６１が分岐部材１５から導入された圧縮気体の圧力により作動して切替部６４を駆動し、接続部材７２に導入される加圧液体の前部連結部６２への供給・停止を切り替える。ウォータポンプ７１は、エアコンプレッサ２６から供給される圧縮気体によって駆動されて、タンク７３に貯留された水を吸引し加圧して吐出するものである。勿論、電動で水を吸引し加圧して吐出するウォータポンプを用いてもよい。

液体供給切替部６０の前部連結部６２には、液体配管７５の一端が連結されており、液体配管７５の他端は短配管２２の下端部の連結部材４１の後部連結部４２に連結されている。つまり、液体配管７５は、液体供給切替部６０から前方に延出して短配管２２の下端部に連結される。液体配管７５は、液体供給切替部６０の前部連結部６２に螺合により連結される金属製の連結部材７６と、短配管２２の連結部材４１の後部連結部４２に螺合により連結される金属製の連結部材７７と、これら連結部材７６，７７同士を結ぶ合成樹脂製の可撓性のチューブ７８とを有している。なお、上記した流量調整弁６９を、上記のように接続部材７２と液体供給切替部６０との間に設けるのではなく、液体配管７５に設けても良い。

図３に示すように、液体配管７５の連結部材７７には、金属製の内管８０が一端側において固定されており、この内管８０は、短配管２２の連結部材４１内を通り、端管２３内で前方に延出する。内管８０は、先端がスピンノズル１７のノズル本体４９内に配置されており、液体配管７５から導入された液体をスピンノズル１７のノズル本体４９内に放出する。

図５に示すように、スライドグリップ１９は、長配管２１の配管本体３５に沿ってスライド可能かつ配管本体３５を中心に回転可能となるように配管本体３５に取り付けられている。スライドグリップ１９は、配管本体３５を嵌合させる嵌合穴８５が形成されたベース部材８６と、このベース部材８６に螺合されるネジ軸部８７を有するグリップ本体８８とからなっている。グリップ本体８８のネジ軸部８７は嵌合穴８５に対し進退可能であり、よって嵌合穴８５内の配管本体３５に対し進退可能となっている。つまり、スライドグリップ１９は、グリップ本体８８のネジ軸部８７が、ベース部材８６に対し緩められて配管本体３５から離れた状態では配管本体３５上をスライド可能かつ配管本体３５を中心に回転可能であり、ベース部材８６に締め込まれて配管本体３５に当接すると、配管本体３５に対し固定される。図１に示すように、スライドグリップ１９と液体配管７５のチューブ７８とには、環状部材９０が巻かれており、これによりチューブ７８をスライドグリップ１９に対し拘束してその不要な変位を規制している。

以上に述べた第１実施形態の掘削ガン１０を用いて地面を掘削する場合、作業者は、掘削ガン１０の接続部材２７にエアコンプレッサ２６を接続し、接続部材７２にウォータポンプ７１を接続する。この状態で、作業者が、ガン本体１４のグリップ部１２を一方の手で握るとともに適宜の位置に固定されたスライドグリップ１９を他方の手で握って、グリップ部１２の前側に並設されているレバー２５を一方の手の指で手前に引くと、気体供給切替部３０が、接続部材２７に導入されている圧縮空気を分岐部材１５に流す状態となる。すると、分岐部材１５から一方に流れる圧縮空気が、分岐部材１５の前部から前方に延出する長配管２１、長配管２１の前端部から下方に延出する短配管２２および短配管２２の下端部から前方に延出する端管２３を通って、スピンノズル１７から放出される。その際に、スピンノズル１７は放出反力で回転することになる。また、分岐部材１５から他方に流れる圧縮空気は、液体供給切替部６０に導入されることになり、その結果、液体供給切替部６０が接続部材７２に加圧状態で導入されている水を液体配管７５に供給する状態になる。液体配管７５に供給された水は、端管２３内で前方に延出する内管８０を通ってスピンノズル１７のノズル本体４９内に放出されることになり、上記した圧縮空気と混合されて、回転するスピンノズル１７のノズル本体４９から噴出する。そして、作業者は、このように旋回するスピンノズル１７の先端から噴出するエアと水の気液混合流体で掘削を行うことになる。

上記のような手持ち操作可能な掘削ガン１０を用いることにより、気液混合流体の噴出位置や噴出方向を容易に調整することができるため、地下埋設物が密集している場合であっても容易に地面の掘削作業を行うことができる。また、気液混合流体で掘削を行うことになるため、液体である水の使用量を抑えることができる。加えて、圧縮空気をスピンノズル１７に流すための配管において、分岐部材１５から前方に延出する長配管２１の前端部から短配管２２を下方に延出させ、この短配管２２の下端部から前方に端管２３を延出させており、水をスピンノズル１７に流すための配管において、液体供給切替部６０を分岐部材１５の下側に延出させて、液体供給切替部６０と短配管２２の下端部とを結んで液体配管７５を配置している。このため、気体および液体をスピンノズル１７に流すための配管全体の幅を抑えてコンパクト化することができる。よって、掘削作業の作業性を向上させることができる。

また、スライドグリップ１９が長配管２１の配管本体３５にスライド可能に取り付けられているため、スライドグリップ１９の位置調整が可能となる。よって、掘削作業の作業性をさらに向上させることができる。また、スライドグリップ１９が長配管２１の配管本体３５をスライドするため、スライドグリップ１９のスライドを案内するための専用の部品が不要になり、部品点数およびコストを低減することができる。

次に、本発明の第２実施形態に係る掘削ガンを図６を参照して第１実施形態との相違部分を中心に説明する。

第２実施形態においては、第１実施形態の端管２３とは異なる端管９３が、短配管２２の下端部となる連結部材４１の前部連結部４３に連結されている。端管９３は、短配管２２の下端部から前方に延出しており、短配管２２の連結部材４１の前部連結部４３に螺合により連結されて前方に延出する小径管９５と、小径管９５の前端部に螺合により連結されて前方に延出する小径管９５より大径の大径管９６と、大径管９６の前端部に螺合により連結される蓋部材９７とからなっている。そして、スピンノズル９８が、先端側が曲げられた一つの金属製の管材からなっており、このスピンノズル９８の基端側の直線部分に前後に離間してベアリング９９，１００が取り付けられている。これらベアリング９９，１００が端管９３の大径管９６の内周面に支持されている。なお、蓋部材９７は、ベアリング９９に当接することでスピンノズル９８が端管９３から抜け出すことを規制している。

以上により、第２実施形態においては、スピンノズル９８が、端管９３の大径管９６の内周面にベアリング９９，１００を介して回転可能に支持されており、ベアリング９９，１００のインナレースと一体に回転する。スピンノズル９８も、長配管２１、短配管２２および端管９３を介して導入される圧縮気体を外部に放出することになり、その際に、放出反力が回転力を生じるように曲げられている。

以上に述べた第２実施形態によれば、スピンノズル９８が、端管９３の内周面にベアリング９９，１００を介して回転可能に支持されているため、スピンノズル９８とともに回転する部品がベアリング９９，１００のインナレースとなり、回転部品の重量を抑えることができる。したがって、スピンノズル１７がより高速で回転可能となる。

なお、第２実施形態において、ベアリング９９，１００をメンテナンスする必要が生じた場合には、端管９３の蓋部材９７を、螺合を解除することにより大径管９６から取り外して、大径管９６からスピンノズル９８を抜けば、スピンノズル９８とともにベアリング９９，１００が大径管９６から抜き出されることになる。したがって、ベアリング９９，１００のメンテナンスが容易となる。

１０掘削ガン
１２グリップ部
１５分岐部材（分岐部）
１７，９８スピンノズル
１９スライドグリップ
２１長配管（前方延出配管）
２２短配管（下方延出配管）
２３，９３端管
２５レバー
２６エアコンプレッサ（圧縮気体供給源）
２７接続部材（気体供給源接続部）
３０気体供給切替部
４５，４６，９９，１００ベアリング
６０液体供給切替部
７１ウォータポンプ（加圧液体供給源）
７２接続部材（液体供給源接続部）
７５液体配管
８０内管

Claims

グリップ部と、
該グリップ部の前側に並設されるレバーと、
圧縮気体供給源に接続される気体供給源接続部と、
加圧液体供給源に接続される液体供給源接続部と、
前記気体供給源接続部に導入される圧縮気体の供給・停止を前記レバーの操作により切り替える気体供給切替部と、
該気体供給切替部からの圧縮気体の供給先を二方向とする分岐部と、
該分岐部から下側に延出し該分岐部から導入された圧縮気体により前記液体供給源接続部に導入される加圧液体の供給・停止を切り替える液体供給切替部と、
前記分岐部の前部に連結されて該分岐部から前方に延出する前方延出配管と、
該前方延出配管の前端部に連結されて下方に延出する下方延出配管と、
該下方延出配管の下端部に連結されて前方に延出する端管と、
該端管に回転可能に支持され前記前方延出配管、前記下方延出配管および前記端管を介して導入される圧縮気体を放出するとともに放出反力で回転するスピンノズルと、
前記液体供給切替部から前方に延出し前記下方延出配管の下端部に連結される液体配管と、
該液体配管に連結され前記端管内で前方に延出して液体を前記スピンノズル内に放出する内管と、
を有することを特徴とする掘削ガン。
前記スピンノズルが、前記端管の内周面にベアリングを介して回転可能に支持されていることを特徴とする請求項１記載の掘削ガン。
前記前方延出配管には該前方延出配管に沿ってスライド可能なスライドグリップが取り付けられていることを特徴とする請求項１または２記載の掘削ガン。