JPH06330686A - 掘削装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 耐久性に優れ、デバイスの回転をビット装置
に確実に伝達することができる掘削装置を提供する。 【構成】 連結孔12の内周面に回転伝達ピン13を設け
る。この回転伝達ピン13が係合しビット装置15を前記所
定角度回転可能とする係合溝17を連結軸16に形成する。
係合溝17の円周方向一側に、回転伝達ピン13を介してデ
バイス６の回転をビット装置15に伝達する一側係合面18
を設ける。 【効果】 ビット装置15の先端を接地し、デバイス６を
一側方向に回転すると回転伝達ピン13が係合溝17に沿っ
て所定角度回動する。これによりデバイス６に対してビ
ット装置15が所定角度回動する。そしてデバイス６の回
転が回転伝達ピン13を介してビット装置15に確実に伝達
される。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、水井戸，アンカー工
事，地辷り防止などで地中に埋設管を埋設する掘削に用
いる掘削装置に係わり、特にデバイスの先端に連結孔を
形成し、この連結孔内にビット装置の基端に設けた連結
軸を回動自在に連結し、前記デバイスに対して前記ビッ
ト装置を回動して該ビット装置の穿孔径を拡大する掘削
装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来鋼管などからなる埋設管を埋め込む
ボーリングにおいては、埋設管の先端に設けたビット装
置に衝撃を与え回転しながら掘削を行い、その掘削に伴
って前記埋設管を継ぎ足して掘進するようにしており、
その埋設管の地中への挿入を容易にするため、前記埋設
管より大径な穿孔径のビット装置が使用される。そして
そのビット装置を掘削後に引き上げて回収するために、
埋設管先端から出没自在でかつ穿孔径が拡大，縮小可能
なビット装置が開発され、このビット装置としては、エ
アーハンマーーの先端に連結したデバイスに連結孔を形
成し、この連結孔に偏心したビット装置基端の連結軸を
挿入し、例えばその連結軸に捻子部を形成して回動可能
に連結したものなどが知られており、前記偏心したビッ
ト装置を埋設管の先端から突出して回動しその穿孔径を
拡大するようにしている。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】上記従来のビット装置
では、連結孔に対する連結軸の螺合によってビット装置
を拡大状態に固定するものであるため、捻子部などが磨
耗すると偏心したビット装置が位置ずれを起こし易くな
り、デバイスとビット装置の連結部分の耐久性に劣る面
があり、また、捻子部にスライム、土砂などが侵入する
と拡大，縮小時のビット装置の回動操作がスムーズにい
かなくなるという問題があった。さらに、そのような偏
心により拡大するビット装置では、掘削時にビット装置
の外周側が部分的磨耗し易く、耐久性に劣る面があり、
さらに、ビット装置が偏心しているため、掘削する穴が
曲り易くなり直進性に劣るという問題があった。

【０００４】そこで本発明は耐久性に優れ、デバイスの
回転をビット装置に確実に伝達することができる掘削装
置を提供することを目的とし、また、耐久性に優れ、デ
バイスの回転をビット装置に確実に伝達することがで
き、掘削時の直進性に優れた掘削装置を提供することを
目的とする。

【０００５】

【課題を解決するための手段】請求項１の発明は、エア
ーハンマーの衝撃力及び回転力を受けるデバイスの先端
に連結孔を形成し、この連結孔内にビット装置の基端に
設けた連結軸を回動自在に連結し、前記デバイスに対し
て前記ビット装置を円周方向に所定角度回動して該ビッ
ト装置の穿孔径を拡大し、前記デバイスの回転により前
記ビット装置を回転しながら穿孔する掘削装置におい
て、前記連結孔の内周面に回転伝達ピンを設け、この回
転伝達ピンが係合し前記ビット装置を前記所定角度回転
可能とする係合溝を前記連結軸に形成し、前記係合溝の
円周方向一側に、前記回転伝達ピンを介して前記デバイ
スの回転を前記ビット装置に伝達する伝達係合部を設け
たものである。

【０００６】また請求項２の発明は、前記回転伝達ピン
に係合して前記ビット装置を進退可能なスライド溝部
を、前記係合溝の円周方向他側の基端側に連続して形成
し、前記デバイスの先端に、放射方向に回動自在な複数
の拡大翼を枢支し、前記ビット装置の後退位置で前記拡
大翼に当接して該拡大翼を拡大する保持部を前記ビット
装置に設け、前記回転伝達ピンを前記伝達係合部に係合
して前記拡大翼を拡大状態に保持するものである。

【０００７】

【作用】上記請求項１記載の構成により、ビット装置の
先端を接地し、デバイスを一側方向に回転すると回転伝
達ピンが係合溝に沿って所定角度回動し、これによりデ
バイスに対してビット装置が所定角度回動し、また、回
転伝達ピンが伝達係合部に係合して該デバイスの一側方
向への回転がビット装置に伝達される。

【０００８】上記請求項２記載の構成により、回転伝達
ピンとスライド溝部の係合によって、ビット装置を後退
し、さらにデバイスを一側方向に回転すると、回転伝達
ピンが伝達係合部に係合し、これによりビット装置の保
持部が拡大翼に当接して該拡大翼が拡大状態に保持され
る。

【０００９】

【実施例】以下、本発明の実施例を添付図面を参照して
説明する。図１ないし図５は本発明の第１実施例を示
し、同図において鋼管などからなる埋設管１の先端に
は、ビットケーシングパイプ２が溶着され、このケーシ
ングパイプ２は、内側の内周段部３を介して先端に肉厚
部４を有している。前記埋設管１内には、エアーハンマ
ー５が挿入され、このエアーハンマー５にはデバイス６
基端の筒部７が連結され、この筒部７の外周にはスプラ
イン溝８が一体に形成され、前記エアーハンマー５の縦
溝９に前記スプライン溝８が嵌合して該エアーハンマー
５の回転が前記デバイス６に伝達されるようになってお
り、さらに、前記エアーハンマー５は圧縮空気などを動
力源とする図示しないハンマーピストンを内臓し、この
ハンマーピストンが前記筒部７を殴打して衝撃力を伝達
する。前記デバイス６の外周には、掘削した土砂などを
埋設管１上方に排出する複数の排出溝10が縦設されると
共に、前記ビットケーシングパイプ２の内周段部３に係
合する外周段部11が周設されている。前記デバイス６の
先端側には連結孔12が形成され、その連結孔12の内面に
望んで回転伝達ピン13が横設され、この回転伝達ピン13
はデバイス６に穿設した取付孔14に着脱自在に固定され
る。前記連結孔12には、ビット装置15基端の連結軸16が
回動かつ上下スライド可能に挿入され、この連結軸16の
外周には前記回転伝達ピン13に係合し前記ビット装置15
を所定角度回転可能とする係合溝17が形成されている。
この係合溝17は、前記回転伝達ピン13が前記連結軸16の
外周に沿って略９０度回動可能に形成され、その円周方
向一側には、回転伝達ピン13を介して、デバイス６の一
側方向Ｒの回転をビット装置15に伝達する伝達係合面た
る一側係合面18と、他側方向の回転をビット装置15に伝
達する他側係合面19とが形成され、その係合溝17は、前
記伝達ピン13の直径より大きな幅Ｈを有し、かつその他
側係合面19の上方には、該他側係合面19に連続して、前
記回転伝達ピン13に係合し前記ビット装置15を長さ方向
に進退可能な平坦面を有するスライド溝部20が形成され
ている。前記デバイス６の先端には円周等間隔で３箇所
の取付溝21が形成され、この取付溝21に軸22を介して拡
孔翼23が枢支され、これら拡孔翼23はビット装置15の中
心軸に対して、放射方向に回動自在に取付けられてい
る。前記拡孔翼13の基端には、該拡孔翼13の拡大状態
で、前記取付溝21の傾斜した内端面21Ａに当接する平坦
状の肩面24が形成されている。さらに、前記ビット装置
15の連結軸16の先端側には、前記拡孔翼23に対応して切
欠面25が形成され、この切欠溝25に沿った縮小状態で前
記拡大翼23が前記埋設管１及びビットケーシングパイプ
２内を挿通可能となっている。前記ビット装置15は先端
に向かって拡大するテーパ状の保持部たる保持面26を基
端側に有し、この保持面26が前記拡孔翼23の内側面27に
当接して該拡孔翼23を拡大状態で保持する。また、前記
拡孔翼23及びビット装置15の先端には超硬合金からなる
複数のチップ28が設けられている。

【００１０】次ぎに上記掘削装置の使用方法につき説明
すると、図２にしめすように、埋設管１内に、ビット装
置15を挿入する。この状態で回転伝達ピン13がスライド
溝部20の上端に係止し、ビット装置15は吊り下げられた
状態となり、拡大翼23は連結軸16の切欠溝25に沿って吊
り下げられた状態で埋設管１内を移動可能となる。そし
てビット装置15を一側方向Ｒに回転させ衝撃を加えなが
ら接地すると、ビット装置15の先端のチップ28により掘
削が開始され、この掘削によってビット装置15と拡大翼
23とがビットケーシングパイプ２の先端より押し出さ
れ、接地したビット装置15に対してデバイス６が前進す
ると、回転伝達ピン13がスライド溝部20の前端位置まで
前進する。この前進により連結軸16が連結孔13内を後退
し、図４に示すようにビット装置15の保持面26が拡大翼
23の内側面27に当接して該拡大翼23が拡大状態に保持さ
れ、かつ拡大翼23の肩面24が内端面21Ａに当接して位置
決めされ、ビット装置15の穿孔径Ｐが拡大する。同時に
デバイス６の回転により回転伝達ピン13が係合溝17の一
側方向Ｒに回転して第１係合面18に係合し、デバイス６
の一側方向Ｒの回転がビット装置15に伝達される。さら
にこの状態でデバイス６の外周段部11がビットケーシン
グパイプ２の内周段部３に当接し、エアーハンマー５か
らの衝撃がビットケーシングパイプ２へも伝達される。
このようにして、拡大翼23を拡大した状態で、例えばビ
ット装置15を１分間に１１００回打撃し、かつ１分間に
２０回転させて掘削を行う。そして所定深さの掘削が終
了したら、デバイス６を他側方向に回転する。この回転
により回転伝達ピン13がスライド溝部20側に移動し、デ
バイス６を上方に引き上げると、スライド溝部20に沿っ
て回転伝達ピン13が移動し、拡大翼23が縮小しながらビ
ットケーシングパイプ２内に収納され、ビット装置15が
埋設管１内を移動可能となって、これを地上に引き上げ
ることができる。

【００１１】このように本実施例では、エアーハンマー
５の衝撃力及び回転力を受けるデバイス６の先端に連結
孔12を形成し、この連結孔12内にビット装置15の基端に
設けた連結軸16を回動自在に連結し、デバイス６に対し
てビット装置15を円周方向に所定角度回動してビット装
置15の穿孔径Ｐを拡大し、デバイス６の回転によりビッ
ト装置15を回転しながら穿孔する掘削装置において、連
結孔12の内周面に回転伝達ピン13を設け、この回転伝達
ピン13が係合しビット装置15を前記所定角度回転可能と
する係合溝17を連結軸16に形成し、係合溝17の円周方向
一側に、回転伝達ピン13を介してデバイス６の回転をビ
ット装置15に伝達する伝達係合部たる一側係合面18を設
けたものであるから、デバイス６を一側方向Ｒに回転す
ると回転伝達ピン13が係合溝17に沿って所定角度回動
し、これによりデバイス６に対してビット装置15が所定
角度回動し、この後、回転伝達ピン13が一側係合面18に
係合してデバイス６の一側方向Ｒへの回転をビット装置
15に伝達することができ、ビット装置15を所定角度回動
しても回転伝達ピン及び係合溝17の間では磨耗が少なく
耐久性に優れたものとなり、しかも伝達ピン15と連結軸
16に形成した一側係合面18とにより回転を伝達するもの
であるため、連結部分の強度に優れると共にその回転を
確実に伝達することができる。さらに、衝撃及び回転に
より掘削するものであるから、軟質地盤と硬質地盤の両
方に掘削においても良好に掘削することができる。

【００１２】またこのように本実施例では、回転伝達ピ
ン13に係合してビット装置15を進退可能なスライド溝部
20を係合溝17に連続して形成し、デバイス６の先端に、
放射方向に回動自在な複数の拡大翼23を枢支し、ビット
装置15の後退位置で拡大翼23に当接して拡大翼23を拡大
状態に保持する保持部たる保持面27をビット装置15に設
けたものであるから、ビット装置15の後退により拡大翼
23を拡大保持して穿孔径Ｐを簡便に拡大することがで
き、しかも拡大翼23が放射状に拡大して穿孔径Ｐが拡大
するものであるから、均一な掘削を行うことができ、掘
削時の直進性に優れたものとなり、さらに、ビット装置
が偏心するものに比べて、ビット装置の部分的な磨耗も
少なくなる。また、従来の偏心するビット装置に比べて
構造が簡易で製作も容易となり製品コストの削減が可能
となり、さらに連結軸に捻子を設けたものに比べて、連
結孔12と連結軸16との間にスライム，土砂などが詰まり
にくく、デバイス６に対するビット装置15の回動操作を
円滑に行うことができる。

【００１３】また実施例上の効果として、係合溝17の幅
Ｈを回転伝達ピン13の直径より大きく形成することによ
り、この係合溝17と回転伝達ピン13との間にスライム、
土砂などが侵入しても、ビット装置15をデバイス６に対
して円滑に回動することができる。また、回動伝達ピン
13は取付孔21に着脱自在に設けたから、その回動伝達ピ
ン13を外してビット装置15の交換を簡便に行うことがで
き、拡大翼23もデバイス６から着脱自在な軸22を外して
その交換を簡便に行うことができる。さらに、内側段部
３と外側段部11の係合により、ビットケーシングパイプ
２に衝撃力を伝達することにより、埋設管１の地中への
挿入をスムーズに行うことができる。

【００１４】図６ないし図１０は本発明の第２実施例を
示し、上記第１実施例と同一部分に同一符号を付し、そ
の詳細な説明を省略して詳述すると、デバイス６の連結
孔12Ａを該デバイス６の軸芯に対して偏心して形成し、
ビット装置15は先端側の中心取付部15Ａと、この中心取
付部15Ａの後方に一体に設けた偏心取付部15Ｂとからな
り、そのビット装置15の連結軸16の外周に形成された係
合溝17は、前記回転伝達ピン13が該連結軸16に沿って略
１８０度回転可能に形成され、前記回転伝達ピン13が連
結軸16の長さ方向に移動可能な幅Ｈ１を有すると共に、
この幅Ｈ１で円周方向に一定幅に形成され、また、前記
係合溝17の円周方向一側には、回転伝達ピン13を介し
て、デバイス６の一側方向の回転をビット装置15に伝達
する伝達係合部たる一側係合面18と、他側方向の回転を
ビット装置15に伝達する他側係合面19とが形成されてい
る。また、前記ビット装置15の中心取付部15Ａの中心軸
Ｃは、該ビット装置15の拡大状態でデバイス６の軸芯と
同心位置になるように設定されている。

【００１５】次ぎに上記掘削装置の使用方法につき説明
すると、図６に示すように、ビット装置15の先端を接地
した状態で、ビット装置15に打撃を与えて掘削を開始
し、ビット装置15がビットケーシングパイプ２の先端か
ら突出したら、デバイス６に打撃と共に回転を与える。
すると回転伝達ピン13が係合溝17に沿って１８０度回転
し、これにより、デバイス６に対してビット装置15が１
８０度回転し、この状態で中心取付部15Ａがデバイス６
の軸芯と同心をなし、かつ偏心取付部15Ｂが側方に張り
出し、穿孔径Ｐが拡大する。また、１８０度回転した回
転伝達ピン13は一側係合面18に係合してデバイス６の一
側方向Ｒへの回転がビット装置15に伝達される。そして
エアーハンマー５からの衝撃力と回転力により所定深さ
の掘削を終了したら、今度はデバイス６を逆方向に回転
すると、ビット装置15が元に復帰し、これを埋設管１内
に引き上げて回収することができる。

【００１６】このように本実施例では、エアーハンマー
５の衝撃力及び回転力を受けるデバイス６の先端に連結
孔12Ａを形成し、この連結孔12Ａ内にビット装置15の基
端に設けた連結軸16を回動自在に連結し、デバイス６に
対してビット装置15を円周方向に所定角度回動してビッ
ト装置15の穿孔径Ｐを拡大し、デバイス６の回転により
ビット装置15を回転しながら穿孔する掘削装置におい
て、連結孔12Ａの内周面に回転伝達ピン13を設け、この
回転伝達ピン13が係合しビット装置15を前記所定角度回
転可能とする係合溝17を連結軸16に形成し、係合溝17の
円周方向一側に、回転伝達ピン13を介してデバイス６の
回転をビット装置15に伝達する伝達係合部たる一側係合
面18を設けたものであるから、デバイス６を一側方向に
回転すると回転伝達ピン13が係合溝17に沿って所定角度
回動し、これによりデバイス６に対してビット装置15を
所定角度回動して偏心させ穿孔径Ｐを拡大することがで
き、この後、回転伝達ピン13が一側係合面18に係合して
デバイス６の一側方向への回転をビット装置15に伝達す
ることができ、ビット装置15を所定角度回動しても、回
転伝達ピン及び係合溝17の磨耗が少なく耐久性に優れた
ものとなり、しかも伝達ピン15と連結軸16に形成した係
合面18とにより回転を伝達するものであるため、強度的
に優れると共にその回転を確実に伝達することができ、
第１実施例と同様な作用，効果を有する。

【００１７】また、実施例上の効果としてビット装置15
は偏心時に中央取付部15Ａをデバイス６の軸芯と同軸に
なるように配置したから、該中央取付部15Ａによって掘
削時の直進性が向上する。

【００１８】図１１は本発明の第３実施例を示し、上記
第１実施例と同一部分に同一符号を付しその詳細な説明
を省略して詳述すると、この例では第１実施例で示した
ビット装置の変形例を示し、このビット装置15は、先端
中央に円周段部29を介して円筒部15Ｃが突出しており、
このデバイス６と同軸をなす円筒部15Ｃにより掘削時の
直進性に優れたものとなる。

【００１９】尚、本発明は上記実施例に限定されるもの
ではなく、本発明の要旨の範囲内において種々の変形実
施が可能である。例えば拡大翼の大きさ，形状及びその
個数などは適宜選定可能であり、また、本発明の掘削装
置は、実施例で示したビット装置が偏心するものや拡大
翼が拡大するもの以外に、ビット装置が拡大するもので
あれば各種タイプの掘削装置に適用可能である。また、
本発明の装置は、横方向への掘削にも用いることができ
ることは言うまでもない。さらに、エアーハンマーも各
種タイプのものを用いることができ、また、エアーハン
マーを回転する手段も各種手段を用いることができる。

【００２０】

【発明の効果】請求項１の発明は、エアーハンマーの衝
撃力及び回転力を受けるデバイスの先端に連結孔を形成
し、この連結孔内にビット装置の基端に設けた連結軸を
回動自在に連結し、前記デバイスに対して前記ビット装
置を円周方向に所定角度回動して該ビット装置の穿孔径
を拡大し、前記デバイスの回転により前記ビット装置を
回転しながら穿孔する掘削装置において、前記連結孔の
内周面に回転伝達ピンを設け、この回転伝達ピンが係合
し前記ビット装置を前記所定角度回転可能とする係合溝
を前記連結軸に形成し、前記係合溝の円周方向一側に、
前記回転伝達ピンを介して前記デバイスの回転を前記ビ
ット装置に伝達する伝達係合部を設けたものであり、耐
久性に優れ、デバイスの回転をビット装置に確実に伝達
することができる掘削装置を提供するができる。

【００２１】請求項２の発明は、前記回転伝達ピンに係
合して前記ビット装置を進退可能なスライド溝部を、前
記係合溝の円周方向他側の基端側に連続して形成し、前
記デバイスの先端に、放射方向に回動自在な複数の拡大
翼を枢支し、前記ビット装置の後退位置で前記拡大翼に
当接して該拡大翼を拡大する保持部を前記ビット装置に
設け、前記回転伝達ピンを前記伝達係合部に係合して前
記拡大翼を拡大状態に保持するものであり、耐久性に優
れ、デバイスの回転をビット装置に確実に伝達すること
ができ、掘削時の直進性に優れた掘削装置を提供するこ
とができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１実施例を示すデバイスとビット装
置の分解斜視図である。

【図２】本発明の第１実施例を示す断面図である。

【図３】本発明の第１実施例を示す要部の断面図であ
る。

【図４】本発明の第１実施例を示す断面図である。

【図５】本発明の第１実施例を示す要部の断面図であ
る。

【図６】本発明の第２実施例を示す断面図である。

【図７】本発明の第２実施例を示すビット装置拡大前の
要部の断面図である。

【図８】本発明の第２実施例を示すビット装置拡大後の
要部の断面図である。

【図９】本発明の第２実施例を示すビット装置の正面図
である。

【図１０】本発明の第２実施例を示す断面図である。

【図１１】本発明の第３実施例を示すビット装置の断面
図である。

【符号の説明】

１ 埋設管 ５ エアーハンマー ６ デバイス 13 回転伝達ピン 15 ビット装置 17 係合溝 18 一側係合面（伝達係合面） 20 スライド溝部 23 拡大翼 28 チップ

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 エアーハンマーの衝撃力及び回転力を受
   けるデバイスの先端に連結孔を形成し、この連結孔内に
   ビット装置の基端に設けた連結軸を回動自在に連結し、
   前記デバイスに対して前記ビット装置を円周方向に所定
   角度回動して該ビット装置の穿孔径を拡大し、前記デバ
   イスの回転により前記ビット装置を回転しながら穿孔す
   る掘削装置において、前記連結孔の内周面に回転伝達ピ
   ンを設け、この回転伝達ピンが係合し前記ビット装置を
   前記所定角度回転可能とする係合溝を前記連結軸に形成
   し、前記係合溝の円周方向一側に、前記回転伝達ピンを
   介して前記デバイスの回転を前記ビット装置に伝達する
   伝達係合部を設けたことを特徴とする掘削装置。
2. 【請求項２】 前記回転伝達ピンに係合して前記ビット
   装置を進退可能なスライド溝部を、前記係合溝の円周方
   向他側の基端側に連続して形成し、前記デバイスの先端
   に、放射方向に回動自在な複数の拡大翼を枢支し、前記
   ビット装置の後退位置で前記拡大翼に当接して該拡大翼
   を拡大する保持部を前記ビット装置に設け、前記回転伝
   達ピンを前記伝達係合部に係合して前記拡大翼を拡大状
   態に保持することを特徴とする請求項１記載の掘削装
   置。