JPH07317478A - オールケーシング掘削機 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 固い岩盤等に対しても掘削可能として掘削作
業の作業能率の向上を図ったオールケーシング掘削機を
提供する。 【構成】 ケーシングチューブ１１内に挿脱自在な一対
のケーシング２１，２２を設けると共にその一対のケー
シング１１，１２を互いに離間させてケーシングチュー
ブ１１の内面に圧接して固定する油圧シリンダ２３を設
け、各ケーシング２１，２２の先端部に周方向に沿って
複数の打撃破砕機３２，３３及びカッタビット３６，３
７を交互に装着する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、ケーシングチューブを
旋回あるいは揺動させながら地中に押し込んだ後に内部
にコンクリートを打設して基礎杭を造成する場所打杭施
工に適用されるオールケーシング掘削機に関する。

【０００２】

【従来の技術】オールケーシング掘削機は、例えば、立
坑掘削を行う場合などに使用されるものであって、ケー
シングチューブをクランプし、このケーシングチューブ
を旋回あるいは揺動させながら地中に押し込んで下端部
のカッタビットによって地盤をカットしていくものであ
る。そして、クレーンを操作し、グラブバケットにより
ケーシングチューブ内の土砂を排出して立坑を形成して
いく。

【０００３】図１５にオールケーシング式ボーリングマ
シンの概略、図１６に従来のオールケーシング掘削機の
断面、図１７にケーシングチューブ内の掘削作業を表す
概略を示す。

【０００４】図１５に示すように、オールケーシング式
ボーリングマシン１０１は自走式であって、本体１０２
の下部に走行装置１０３を備えている。本体１０２には
ブーム１０４がシリンダ１０５により揺動自在に装着さ
れており、ブーム１０４の先端部には滑車１０６が取付
けられている。また、本体１０２にはケーブルワイヤ１
０７が巻き取られるウインチ１０８が装着されており、
このケーブルワイヤ１０７は滑車１０６を介して垂れ下
がり、先端部に開閉自在なグラブ１０９を有するグラブ
バケット１１０が連結されている。

【０００５】また、オールケーシング式ボーリングマシ
ン１０１の本体１０２にはケーシングチューブ１１１を
保持して旋回あるいは揺動させながら地中に押し込んで
いく押し込み装置１１２が装着されている。

【０００６】従来のケーシングチューブ１１１は、図１
６に示すように、複数の円筒チューブが長手方向に連結
されて構成されている。最下端に連結されるファースト
チューブ１１３は下端部にその円周方向に沿って複数の
カッタビット１１４が固定される一方、上端部には雄ジ
ョイント１１５が形成されている。ファーストチューブ
１１３の上端に連結される上部ケーシング１１６は、下
端部に雄ジョイント１１５が嵌合する雌ジョイント１１
７が形成される一方、上端部には雄ジョイント１１５が
形成されている。更に、上部ケーシング１１６の上端に
は同様に上部ケーシング１１６が連結されている。

【０００７】而して、オールケーシング式ボーリングマ
シン１０１を用いて立坑掘削を行うには、図１５に示す
ように、押し込み装置１１２によりケーシングチューブ
１１１をクランプした状態で旋回させながら地盤１１８
に押し込んでいく。そして、このとき、図１７に示すよ
うに、ケーシングチューブ１１１のカッタビット１１４
によって地盤１１９をカットしていき、このケーシング
チューブ１１１内にグラブバケット１１０を下降してグ
ラブ１０９により内部の土砂１１９を掘削排出する。

【０００８】そして、所定の深さまで達すると、ケーシ
ングチューブ１１１内に図示しない鉄筋かごを入れ、生
のコンクリートを注入しながらこのケーシングチューブ
１１１を除々に引き抜いていくことで基礎杭を構築して
いく。

【０００９】

【発明が解決しようとする課題】上述した従来のケーシ
ングチューブ１１１を用いたオールケーシング式ボーリ
ングマシン１０１にあっては、その掘削作業において、
ケーシングチューブ１１１を地盤１１８内に押し込んで
いくとき、ファーストチューブ１１３（ケーシングチュ
ーブ１１１）に固定されたカッタビット１１４によって
この地盤１１８を掘削していくものである。従って、地
盤１１８が岩等のある場合には、カッタビット１１４が
この岩等をカットして掘削することとなり、オールケー
シング式ボーリングマシン１０１による掘削作業の作業
能率はこのカッタビット１１４による掘削性能や耐久性
で決定する。

【００１０】そのため、地盤１１８（岩等）が硬くなる
と、カッタビット１１４の磨耗や欠損等が発生してカッ
タビット１１４の掘削性能や耐久性が著しく低下してし
まう。従って、オールケーシング式ボーリングマシン１
０１による掘削作業の作業能率が低下したり、または、
掘削作業不能になってしまうという問題があった。

【００１１】本発明はこのような問題点を解決するもの
であって、掘削作業の作業能率の向上を図ったオールケ
ーシング掘削機を提供することを目的とする。

【００１２】

【課題を解決するための手段】上述の目的を達成するた
めの本発明のオールケーシング掘削機は、先端部に複数
のカッタビットを有するケーシングチューブを軸線を中
心に旋回あるいは揺動させながら地中に押し込むことで
掘削作業を行うオールケーシング掘削機において、前記
ケーシングチューブ内に挿脱自在な一対のケーシングを
設けると共に、該一対のケーシングを互いに離間させて
前記ケーシングチューブの内面に圧接して固定するグリ
ッパ装置を設け、前記一対のケーシングの先端部に周方
向に沿って複数の打撃破砕機及びカッタビットを交互に
装着したことを特徴とするものである。

【００１３】また、本発明のオールケーシング掘削機
は、先端部に複数のカッタビットを有するケーシングチ
ューブを軸線を中心に旋回あるいは揺動させながら地中
に押し込むことで掘削作業を行うオールケーシング掘削
機において、前記ケーシングチューブ内に挿脱自在なケ
ーシングを設けて該ケーシングをグリッパ装置により前
記ケーシングチューブに固定可能とすると共に、前記ケ
ーシングに対して回転自在な回転板を設けて該回転板を
支持装置により掘削地盤に固定可能とし、前記ケーシン
グにリングギアを形成する一方、前記回転板に該リング
ギアと噛み合う第１ピニオンギアを周方向に沿って複数
枢着して該複数の第１ピニオンギアの軸心部に一体回転
自在で且つ推進用シリンダによって軸方向移動自在な打
撃破砕機を装着し、また、前記回転板に前記リングギア
と噛み合う第２ピニオンギアを枢着し、該第２ピニオン
ギアに増速機を介して前記推進用シリンダを作動する流
体ポンプを連結したことを特徴とするものである。

【００１４】更に、本発明のオールケーシング掘削機
は、先端部に複数のカッタビットを有するケーシングチ
ューブを軸線を中心に旋回あるいは揺動させながら地中
に押し込むことで掘削作業を行うオールケーシング掘削
機において、前記ケーシングチューブ内に交互に挿脱自
在な先行掘削装置及び全断面掘削装置を設け、該先行掘
削装置は、前記ケーシングチューブ内に挿脱自在な第１
ケーシングと、該第１ケーシングを前記ケーシングチュ
ーブ内に固定する第１グリッパ装置と、前記第１ケーシ
ングの軸心部に軸方向移動自在に設けられた打撃破砕機
と、該打撃破砕機を掘削地盤に押し付ける押付装置とを
有し、前記全断面掘削装置は、前記ケーシングチューブ
内に挿脱自在な筒形状の第２ケーシングと、該第２ケー
シングを前記ケーシングチューブ内に固定する第２グリ
ッパ装置と、前記第２ケーシングの先端部に開閉自在に
設けられ土砂取込み口が形成された円錐形状のカバー
と、該カバーに周方向に沿って交互に装着された複数の
ローラカッタ及びカッタビットとを有することを特徴と
するものである。

【００１５】

【作用】第１の発明のオールケーシング掘削機におい
て、互いに接近した状態の一対のケーシングを吊り具に
よってケーシングチューブ内に挿入し、ケーシングチュ
ーブの下部にてグリッパ装置により一対のケーシングを
互いに離間させてケーシングチューブの内面に圧接して
固定する。この状態で、ケーシングチューブを旋回ある
いは揺動させながら地中に押し込むと共に複数の打撃破
砕機を駆動すると、この各打撃破砕機が岩盤等を破砕し
ながら、ケーシングチューブの先端部に固定されたカッ
タビット及びケーシングの先端部に装着された複数のカ
ッタビットが地盤をカットして掘削する。

【００１６】第２の発明のオールケーシング掘削機にお
いて、ケーシングを吊り具によってケーシングチューブ
内に挿入し、ケーシングチューブの下部にてグリッパ装
置によりケーシングをこのケーシングチューブに固定す
ると共に、支持装置により回転板を掘削地盤に固定す
る。この状態で、ケーシングチューブを旋回あるいは揺
動させながら地中に押し込むと、固定された回転板に対
してケーシングチューブが旋回することで、リングギア
により回転板の各第１ピニオンギアが回転して打撃破砕
機を自転させ、一方、リングギアにより回転板の第２ピ
ニオンギアが回転して増速機を介して連結された流体ポ
ンプが駆動することで、推進用シリンダを作動させて打
撃破砕機を掘削地盤に押付ける。その結果、各打撃破砕
機が岩盤等を破砕しながら、ケーシングチューブの先端
部に固定されたカッタビットが地盤をカットして掘削す
る。

【００１７】第３の発明のオールケーシング掘削機にお
いて、まず、先行掘削装置を吊り具によってケーシング
チューブ内に挿入し、ケーシングチューブの下部にて第
１グリッパ装置により第１ケーシングをこのケーシング
チューブに固定する。この状態で、ケーシングチューブ
を旋回あるいは揺動させながら地中に押し込むと共に、
押付装置により打撃破砕機を掘削地盤に押し付けると、
この打撃破砕機が岩盤等を破砕しながら前進し、ケーシ
ングチューブの先端部に固定されたカッタビットが地盤
をカットして掘削する。そして、この先行掘削装置によ
り所定深さの先行穴が形成されると、この先行掘削装置
をケーシングチューブから取出し、継ぎに、全断面掘削
装置をケーシングチューブ内に挿入し、第２グリッパ装
置により第２ケーシングをこのケーシングチューブに固
定する。この状態で、ケーシングチューブを旋回あるい
は揺動させながら地中に押し込むと、ケーシングチュー
ブの先端部に固定されたカッタビット及び第２ケーシン
グのカバーに装着された複数のローラカッタとカッタビ
ットが地盤をカットして掘削し、カバーの土砂取込み口
から第２ケーシング内に掘削土砂を取り込んでいく。

【００１８】

【実施例】以下、図面に基づいて本発明の実施例を詳細
に説明する。

【００１９】図１に本発明の第１実施例に係るオールケ
ーシング掘削機の縦断面、図２に図１のII−II断面、図
３に図１のIII−III断面、図４に本実施例のオールケー
シング掘削機の下面視、図５にグリッパ装置の油圧回路
を示す。

【００２０】図１乃至図４に示すように、本実施例のオ
ールケーシング掘削機において、ケーシングチューブ１
１は図示しない円筒チューブが長手方向に複数の連結さ
れて構成されており、下端部にその円周方向に沿って複
数のカッタビット１２が固定されている。このケーシン
グチューブ１１内に搬送されて地盤１３を掘削する掘削
機１４は図示しないクレーン等によって吊り下げ自在と
なっている。

【００２１】即ち、中空で半円形状をなす一対のケーシ
ング２１，２２はグリッパ装置としての４つの油圧シリ
ンダ２３によって互いに接近離間自在であると共に、各
ケーシング２１，２２の外周面がケーシングチューブ１
１の内面に圧接することで、このケーシング２１，２２
がケーシングチューブ１１に固定することができる。ま
た、各ケーシング２１，２２は上部が各リンク２４，２
５を介してロータリジョイント２６に連結されており、
ロータリジョイント２６の軸部２７は上端部が吊り具２
８に所定量だけ移動できるように支持され、図示しない
油圧源に接続されたホース２９が支持されている。そし
て、このロータリジョイント２６の軸部２７には油圧源
（図５参照）３０に接続された切換弁３１が装着され、
この切換弁３１は軸部２７に対する吊り具２８の位置に
よって開閉されるようになっている。そして、切換弁３
１はロータリジョイント２６内を通る図示しないホース
によって各油圧シリンダ２３に接続されている。

【００２２】前述した各ケーシング２１，２２内には周
方向に沿って３つの打撃破砕機３２，３３がそれぞれ装
着されており、この打撃破砕機３２，３３はそれぞれホ
ース３４，３５を介して図示しない油圧源が接続されて
いる。また、各ケーシング２１，２２の先端部には周方
向に沿って各打撃破砕機３２，３３の間に位置してカッ
タビット３６，３７が装着されている。なお、シリンダ
２３及び打撃破砕機３２，３３の作動流体としては圧力
油の他に圧力水、圧力空気等でもよい。

【００２３】ところで、グリッパ装置の油圧回路におい
て、図５に示すように、油圧シリンダ２３はピストン２
３ａによって区画された部屋２３ｂを有し、この部屋２
３ｂに切換弁３１を介して油圧源３０が接続されてい
る。そして、油圧シリンダ２３のピストン２３ａはスプ
リング２３ｃによって部屋２３ｂが狭くなる方向、即
ち、油圧シリンダ２３が縮小する方向に付勢されてい
る。また、切換弁３１は２つの部屋３１ａ，３１ｂ及び
その切換釦３１ｃを有し、吊り具２８の下面によりこの
切換釦３１ｃが押されることによって部屋３１ａ，３１
ｂが切り換わるようになっている。

【００２４】而して、本実施例のオールケーシング掘削
機により地盤１３の掘削作業を行う場合、まず、図示し
ない押し込み装置によりケーシングチューブ１１をクラ
ンプし、一方、吊り具２８によって一対のケーシング２
１，２２を吊り上げてケーシングチューブ１１内に挿入
していく。このとき、ロータリジョイント２６の軸部２
７に対して吊り具２８は上方位置にあり、この吊り具２
８は切換弁３１の切換釦３１ｃを押していない。そのた
め、図５に示すように、油圧源３０から各油圧シリンダ
２３の部屋２３ｂには圧油が供給されず、各油圧シリン
ダ２３のピストン２３ａはスプリング２３ｃの弾性力に
よって押され、各油圧シリンダ２３は縮小状態にある。
従って、一対のケーシング２１，２２は互いに接近した
状態にあって、このケーシング２１，２２の外径はケー
シングチューブ１１の内径よりも小さくなっており、容
易にケーシング２１，２２をケーシングチューブ１１内
に挿入することができる。

【００２５】ケーシングチューブ１１内に挿入されたケ
ーシング２１，２２をそのまま下降させて下端部が地盤
１３に達すると、ケーシング２１，２２の下降が停止す
る。すると、図１に示すように、ロータリジョイント２
６の軸部２７に対して吊り具２８が下降し、この吊り具
２８は切換弁３１の切換釦３１ｃを押す。そのため、切
換弁３１は部屋３１ｂから３１ａに切り換わり、油圧源
３０から各油圧シリンダ２３の部屋２３ｂには圧油が供
給され、各油圧シリンダ２３のピストン２３ａはスプリ
ング２３ｃに抗して移動し、各油圧シリンダ２３は伸長
する。従って、一対のケーシング２１，２２は互いに離
間し、その外周面がケーシングチューブ１１の内周面に
圧接することで、このケーシング２１，２２がケーシン
グチューブ１１に固定される。

【００２６】次に、この状態で、ケーシングチューブ１
１を旋回あるいは揺動させながら地中に押し込むと共
に、複数の打撃破砕機３２，３３に圧油を供給してこれ
を駆動する。すると、各打撃破砕機３２，３３は岩盤等
を破砕しながら、ケーシングチューブ１１の先端部に固
定されたカッタビット１２とケーシング２１，２２の先
端部に装着された複数のカッタビット３６，３７は地盤
１３をカットしながら掘削を行う。

【００２７】その後、地盤１３を所定の深さ掘削する
と、ケーシングチューブ１１の旋回あるいは揺動を停止
すると共に各打撃破砕機３２，３３の駆動を停止する。
そして、吊り具２８によってケーシング２１，２２を吊
り上げてケーシングチューブ１１から取り出す。このと
き、ロータリジョイント２６の軸部２７に対して吊り具
２８を持ち上げることで、この吊り具２８は切換弁３１
の切換釦３１ｃから離れる。そのため、各油圧シリンダ
２３の部屋２３ｂは開放され、各油圧シリンダ２３のピ
ストン２３ａはスプリング２３ｃの弾性力によって押さ
れ、各油圧シリンダ２３は縮小状態となる。従って、一
対のケーシング２１，２２は互いに接近してその外径が
ケーシングチューブ１１の内径よりも小さくなり、容易
にケーシング２１，２２をケーシングチューブ１１から
取り出すことができる。

【００２８】なお、本実施例では、カッタビット１２及
び３６，３７により地盤１３をリング形状に掘削してい
くが、その中央部に残った部分はここに重錘を自由落下
させることにより破砕し、その後、グラブバケットによ
ってケーシングチューブ１１の外部に排出する。

【００２９】このように本実施例のオールケーシング掘
削機にあっては、硬い岩盤等に対しては打撃破砕機３
２，３３を用いることで、容易に破砕することができ、
弛んだ地盤１３に対してはカッタビット３６，３７によ
り掘削することとなり、カッタビット１２の磨耗を防止
できる。

【００３０】図６に本発明の第２実施例に係るオールケ
ーシング掘削機の縦断面、図７に図６のVII−VII断面、
図８に図６のVIII−VIII断面、図９に図６のIX−IX断
面、図１０にグリッパ装置の油圧回路、図１１に打撃破
砕機の油圧回路を示す。なお、前述の実施例と同様の機
能を有する部材には同一の符号を付して重複する説明は
省略する。

【００３１】図６乃至図９に示すように、本実施例のオ
ールケーシング掘削機において、ケーシングチューブ１
１は図示しない円筒チューブが長手方向に複数の連結さ
れて構成されており、下端部にその円周方向に沿って複
数のカッタビット１２が固定されている。このケーシン
グチューブ１１内に搬送されて地盤１３を掘削する掘削
機１５は図示しないクレーン等によって吊り下げ自在と
なっている。

【００３２】即ち、ケーシング４１は円筒形状をなし、
ケーシングチューブ１１内に挿脱自在であって、グリッ
パ装置としての４つの油圧シリンダ４２によってケーシ
ングチューブ１１に固定することができる。この４つの
油圧シリンダ４２は基端部がケーシング４１の上部の軸
心位置に装着されたロータリジョイント４３に取付けら
れて放射状に配設され、各駆動ロッドの先端部にはケー
シングチューブ１１の内周面に圧接するグリッパ４４が
取付けられている。そして、各グリッパ４４はリンク４
５を介して連結金具４６に連結されており、連結金具４
６は吊り具４７に所定量だけ移動できるように支持され
ている。この連結金具４６には油圧源（図１０参照）４
８に接続された切換弁４９が装着され、この切換弁４９
は連結金具４６に対する吊り具４７の位置によって開閉
されるようになっている。そして、切換弁４９は図示し
ないホースによって各油圧シリンダ４２に接続されてい
る。なお、５０はロータリジョイント４３の回転止め用
の支持バーである。

【００３３】ケーシング４１の下部には該ケーシング４
１の同一の軸心をもって回転自在な回転板５１が軸受５
２によって支持されており、この回転板５１の中央部下
面にはこの回転板５１を地盤１３に固定する支持装置と
しての支持用油圧シリンダ５３が装着されている。そし
て、この油圧シリンダ５３は支持脚５４を軸方向に移動
自在であって、この支持脚５４の下端部にはグリッパ５
５が取付けられている。また、ケーシング４１の下部内
周面にはリングギア５６が形成される一方、回転板５１
にはこのリングギア５６と噛み合う複数（本実施例では
５つ）の第１ピニオンギア５７が回転板５１の周方向に
沿って位置し、軸受５８によってそれぞれ回転自在に支
持されている。そして、各第１ピニオンギア５７の軸心
部には打撃破砕機５９のパイプ部６０がスプライン結合
して一体回転可能で、且つ、軸方向移動自在に支持され
ている。更に、回転板５１には各打撃破砕機５９に隣接
して推進用油圧シリンダ６１が装着されており、各駆動
ロッドの先端部はロータリジョイント６２を介して打撃
破砕機５９のパイプ部６０に連結されている。なお、各
打撃破砕機５９のパイプ部６０にはホース６３，６４を
介して油圧源が接続されている。

【００３４】また、回転板５１には第１ピニオンギア５
７とは別に、リングギア５６と噛み合う第２ピニオンギ
ア６５が回転自在に支持されており、この第２ピニオン
ギア６５によって駆動する増速機６６が装着され、この
増速機６６には各推進用シリンダ６１を作動させる油圧
ポンプ６７が連結され、油圧ポンプ６７には油圧タンク
６８が連結されてている。なお、各シリンダ４２，５
２，６１及び打撃破砕機５９の作動流体としては圧力油
の他に圧力水、圧力空気等でもよい。

【００３５】ところで、グリッパ装置の油圧回路におい
て、図１０に示すように、油圧シリンダ４２はピストン
４２ａによって区画された部屋４２ｂ，４２ｃを有し、
この部屋４２ｂ，４２ｃに切換弁４９を介して油圧源４
８が接続されている。そして、切換弁４９は２つの部屋
４９ａ，４９ｂ及びその切換釦４９ｃを有し、吊り具４
７の下面によりこの切換釦４９ｃが押されることによっ
て部屋４９ａ，４９ｂが切り換わるようになっている。
また、支持用油圧シリンダ５３はピストン５３ａによっ
て区画された部屋５３ｂを有し、この部屋５３ｂにシー
ケンス弁６９を介して切換弁４９が接続されている。そ
して、油圧シリンダ５３のピストン５３ａはスプリング
５３ｃによって部屋５３ｂが狭くなる方向、即ち、油圧
シリンダ２３が縮小する方向に付勢されている。このシ
ーケンス弁６９は所定油圧以上になると開放して圧油が
支持用油圧シリンダ５３に供給されるようになってい
る。なお、７０は圧力スイッチであり、この圧力スイッ
チ７０がＯＮすると、前述した各推進用油圧シリンダ５
９が作動するようになっている。

【００３６】また、打撃破砕機の油圧回路において、図
１１に示すように、油圧シリンダ６１はピストン６１ａ
によって区画された部屋６１ｂを有し、この部屋６１ｂ
に電磁切換弁７１を介して油圧ポンプ６７が接続されて
いる。そして、油圧シリンダ６１のピストン６１ａはス
プリング６１ｃによって部屋６１ｂが狭くなる方向、即
ち、油圧シリンダ２３が伸長する方向に付勢されてい
る。また、油圧ポンプ６７はリリーフ弁７２を介して油
圧タンク６８に接続され、この油圧タンク６８は電磁切
換弁７１に接続されている。この電磁切換弁７１は２つ
の部屋７１ａ，７１ｂを有し、部屋３１ａ，３１ｂを切
り換えることで、油圧シリンダ６１への圧油の給排を行
っている。

【００３７】而して、本実施例のオールケーシング掘削
機により地盤１３の掘削作業を行う場合、まず、図示し
ない押し込み装置によりケーシングチューブ１１をクラ
ンプし、一方、吊り具４７によってケーシング４１を吊
り上げてケーシングチューブ１１内に挿入していく。こ
のとき、連結金具４６に対して吊り具４７は上方位置に
あり、この吊り具４７は切換弁４９の切換釦４９ｃを押
していない。そのため、図１０に示すように、油圧源４
８から各油圧シリンダ４２の部屋４２ｂに圧油が供給さ
れており、ピストン４２ａが一方に押されて各油圧シリ
ンダ４２は縮小状態にある。従って、各グリッパ４４は
ケーシング４１の内側に位置した状態にあって、容易に
ケーシング４１をケーシングチューブ１１内に挿入する
ことができる。また、シーケンス弁６９を介して支持用
油圧シリンダ５３の部屋５３ｂには圧油が供給されてお
らず、各油圧シリンダ５３のピストン５３ａはスプリン
グ５３ｃの弾性力によって押され、各油圧シリンダ５３
は縮小状態、即ち、支持脚５４及びグリッパ５５は突出
していない。

【００３８】ケーシングチューブ１１内に挿入されたケ
ーシング４１をそのまま下降させて下端部がケーシング
チューブ１１の突起部１１ａに当接すると、ケーシング
４１の下降が停止する。すると、図６に示すように、連
結金具４６に対して吊り具４７が下降し、この吊り具４
７は切換弁４９の切換釦４９ｃを押す。そのため、切換
弁４９は部屋４９ｂから４９ａに切り換わり、油圧源４
８から各油圧シリンダ４２の部屋４２ｃには圧油が供給
され、各油圧シリンダ４２のピストン４２ａは移動し、
各油圧シリンダ４２は伸長する。従って、各グリッパ４
４がケーシングチューブ１１の内周面に圧接すること
で、このケーシング４１がケーシングチューブ１１に固
定される。そして、各油圧シリンダ４２のグリッパ４４
がケーシングチューブ１１の内周面に圧接して油圧給排
系が所定油圧以上になると、シーケンス弁６９を介して
圧油が支持用油圧シリンダ５３の部屋５３ｂに供給さ
れ、ピストン５３ａはスプリング５３ｃの弾性力に抗し
て移動し、油圧シリンダ５３は伸長する。従って、支持
脚５４が下方に移動してグリッパ５５が地盤１３に圧接
し、回転板５１はこの地盤１３に対して固定される。

【００３９】このようにケーシング４１がケーシングチ
ューブ１１に固定され、回転板５１が地盤１３に対して
固定されると、圧力スイッチ７０がＯＮとなり、各推進
用油圧シリンダ５９が作動する。即ち、圧力スイッチ７
０の信号に基づいて油圧源からホース６４，６３及びパ
イプ６０を介して各推進用油圧シリンダ５９に圧油が供
給され、この推進用油圧シリンダ５９が作動する。これ
と同時に、ケーシングチューブ１１を旋回あるいは揺動
させながら地中に押し込んでいく。すると、ケーシング
４１はケーシングチューブ１１と共に回転するが、回転
板５１は支持脚５４により地盤１３に固定されているの
で、ケーシング４１のリングギアによって回転板５１の
各第１ピニオンギア５７が回転し、この第１ピニオンギ
ア５７と共に各打撃破砕機５９を回転（自転）させる。
そして、図１１に示すように、ケーシング４１のリング
ギアによって第２ピニオンギア６５が回転することで、
増速機６６を介して油圧ポンプ６７が駆動し、電磁切換
弁７１が部屋７１ａから７１ｂに切り換わり、各推進用
油圧シリンダ６１の部屋６１ｂに圧油が供給され、ピス
トン６１ａはスプリング６１ｃの弾性力に抗して移動
し、油圧シリンダ６１は伸長する。従って、自転してい
る各打撃破砕機５９は地盤１３に押し付けられる。

【００４０】このように各打撃破砕機５９は自転しなが
ら地盤１３に押し付けられることで、岩盤等を破砕し、
一方、ケーシングチューブ１１の先端部に固定されたカ
ッタビット１２は地盤１３をカットしながら掘削を行
う。そして、地盤１３を所定の深さ掘削すると、吊り具
４７によりケーシング４１を吊上げ、所定角度回動させ
ることで各打撃破砕機５９の位置を調整し、再び、下降
させ、前述と同様に、各打撃破砕機５９及びケーシング
チューブ１１のカッタビット１２により地盤１３の掘削
を行う。

【００４１】その後、地盤１３の掘削が完了すると、ケ
ーシングチューブ１１の旋回あるいは揺動を停止する
と、ケーシング４１並びに第１ピニオンギア５７の回転
が停止し、各打撃破砕機５９の回転（自転及び公転）が
停止する。そして、電磁切換弁を部屋７１ｂから７１ａ
に切り換えると、各推進用油圧シリンダ６１の部屋６１
ｂには圧油が供給されず、ピストン６１ａはスプリング
６１ｃの弾性力によって移動し、油圧シリンダ６１は伸
長して各打撃破砕機５９を地盤１３から離れて引き上げ
る。そして、吊り具４７によってケーシング４１を吊り
上げてケーシングチューブ１１から取り出す。このと
き、連結金具４６に対して吊り具４７を持ち上げること
で、この吊り具４７は切換弁４９の切換釦４９ｃから離
れる。そのため、各油圧シリンダ４２の部屋４２ｂに圧
油が供給され、各油圧シリンダ４２のピストン４２ａが
移動し、各油圧シリンダ４２は縮小状態となる。また、
同様にしてシーケンス弁６９を介して圧油が支持用油圧
シリンダ５３に供給されなくなり、油圧シリンダ５３は
縮小状態となる。従って、各グリッパ４４はケーシング
チューブ１１から離れて圧接をやめ、支持脚５４及びグ
リッパ５５が地盤１３から上方に引き上げられるので、
容易にケーシング４１をケーシングチューブ１１から取
り出すことができる。

【００４２】なお、本実施例では、カッタビット１２に
より地盤１３をリング形状に掘削していくが、その中央
部に残った部分はここに重錘を自由落下させることによ
り破砕し、その後、グラブバケットによってケーシング
チューブ１１の外部に排出する。

【００４３】図１２に本発明の第３実施例に係るオール
ケーシング掘削機における先行掘削機の縦断面、図１３
に本実施例のオールケーシング掘削機における全断面掘
削機の縦断面、図１４に全断面掘削機の下面視を示す。
なお、前述の実施例と同様の機能を有する部材には同一
の符号を付して重複する説明は省略する。

【００４４】図１２乃至図１４に示すように、本実施例
のオールケーシング掘削機において、ケーシングチュー
ブ１１は図示しない円筒チューブが長手方向に複数の連
結されて構成されており、下端部にその円周方向に沿っ
て複数のカッタビット１２が固定されている。そして、
このオールケーシング掘削機は先行掘削機１６及び全断
面掘削機１７を有しており、この先行掘削機１６及び全
断面掘削機１７をクレーン等によって交互に吊り下げて
ケーシングチューブ１１内に搬送し、地盤１３を掘削す
るようになっている。

【００４５】即ち、先行掘削機１６において、図１２に
示すように、第１ケーシング８１は上下一対の支持板か
ら構成され、ケーシングチューブ１１内に挿脱自在であ
って、第１グリッパ装置としての複数（図示では２つ）
の油圧シリンダ８２によってケーシングチューブ１１に
固定することができる。この複数の油圧シリンダ８２は
基端部が第１ケーシング８１の中央部に設けられた支持
筒８１ａに取付けられて放射状に配設され、各駆動ロッ
ドの先端部にはケーシングチューブ１１の内周面に圧接
するグリッパ８３が取付けられている。そして、油圧シ
リンダ８２は、図示しないが前述の各実施例にて開示し
た切換弁が装着され、この切換弁の動作によって各油圧
シリンダ８２を駆動することができるようになってい
る。

【００４６】第１ケーシング８１の支持筒８１ａ内には
打撃破砕機８４が軸方向移動自在に装着されており、こ
の打撃破砕機８４に一体に設けられたパイプ８４ａの上
端部はロータリジョイント８５によって支持されてい
る。そして、このロータリジョイント８５には吊り具８
６が装着されると共に、図示しない油圧源に接続された
ホース８７がこのロータリジョイント８５内を通って打
撃破砕機８４に接続されている。また、第１ケーシング
８１にはこの打撃破砕機８４を地盤１３に押し付ける押
付装置としてワイヤ８７の一端が巻き付けられたウイン
チ８８が装着されており、このワイヤ８７は打撃破砕機
８４のパイプ８４ａに枢着された滑車８９に巻かれ、他
端が第１ケーシング８１の取付部８１ｂに連結されてい
る。なお、シリンダ８２及び打撃破砕機８４の作動流体
としては圧力油の他に圧力水、圧力空気等でもよい。

【００４７】一方、全断面掘削機１７において、図１３
及び１４に示すように、第２ケーシング９１は支持板及
び円筒から構成され、ケーシングチューブ１１内に挿脱
自在であって、第２グリッパ装置としての複数（図示で
は２つ）の油圧シリンダ９２によってケーシングチュー
ブ１１に固定することができる。この複数の油圧シリン
ダ９２は基端部が第２ケーシング９１の中央部に設けら
れたサポート９１ａに取付けられて放射状に配設され、
各駆動ロッドの先端部にはケーシングチューブ１１の内
周面に圧接するグリッパ９３が取付けられている。そし
て、油圧シリンダ９２は、図示しないが前述の各実施例
にて開示した切換弁が装着され、この切換弁の動作によ
って各油圧シリンダ９２を駆動することができるように
なっている。また、第２ケーシング９１のサポート９１
ａの上部には吊り具９４が装着されている。

【００４８】第２ケーシング９１の下部には円錐形状を
なすカバー９５がヒンジ９６によって枢着され、開閉シ
リンダ９７によって開閉自在となっている。そして、こ
のカバー９５にはローラカッタ９８が径方向に並設され
たローラカッタ群及びカッタビット９９が径方向に並設
されたカッタビット群が周方向に沿って交互に装着され
ている。そして、カバー９５には各カッタビット９９に
隣接して土砂取込み口100 が形成されている。なお、シ
リンダ９１の作動流体としては圧力油の他に圧力水、圧
力空気等でもよい。

【００４９】而して、本実施例のオールケーシング掘削
機により地盤１３の掘削作業を行う場合、図示しない押
し込み装置によりケーシングチューブ１１をクランプ
し、まず、このケーシングチューブ１１内に先行掘削機
１６を搬入して掘削を行う。即ち、図１２に示すよう
に、吊り具８６によって第１ケーシング８１を吊り上げ
てケーシングチューブ１１内に挿入し、打撃破砕機８４
の下端部が地盤１３に達すると、第１ケーシング８１の
下降が停止する。そして、図示しない油圧源から各油圧
シリンダ８２に圧油を供給し、この油圧シリンダ８２を
伸長させることで、各グリッパ８３の外周面がケーシン
グチューブ１１の内周面に圧接してこのケーシング８１
がケーシングチューブ１１に固定される。

【００５０】次に、この状態で、ケーシングチューブ１
１を旋回あるいは揺動させながら地中に押し込むと共
に、打撃破砕機８４に圧油を供給してこれを駆動し、且
つ、ウインチ８８を駆動してワイヤ８７を巻き上げるこ
とで滑車８９を介して打撃破砕機８４を地盤１３に押し
付ける。すると、打撃破砕機８４は岩盤等を破砕しなが
ら先行穴を掘削し、一方、ケーシングチューブ１１の先
端部に固定されたカッタビット１２は地盤１３をカット
しながら掘削を行う。

【００５１】このように先行掘削機１６により地盤１３
に所定の深さの先行穴を掘削すると、ケーシングチュー
ブ１１の旋回あるいは揺動を停止すると共に打撃破砕機
８４及びウインチ８８の駆動を停止する。そして、各油
圧シリンダ８２への圧油の供給を停止し、この油圧シリ
ンダ８２を縮小させることで、各グリッパ８３をケーシ
ングチューブ１１の内周面から離間させてケーシング８
１のケーシングチューブ１１への固定を解除する。その
後、吊り具８６によってケーシング８１を吊り上げてケ
ーシングチューブ１１から取り出し、先行掘削機１６を
搬出する。

【００５２】次に、ケーシングチューブ１１内に全断面
掘削機１７を搬入して掘削を行う。図１３に示すよう
に、吊り具９４によって第２ケーシング９１を吊り上げ
てケーシングチューブ１１内に挿入し、が地盤１３に達
すると、第２ケーシング９１の下降が停止する。そし
て、図示しない油圧源から各油圧シリンダ９２に圧油を
供給し、この油圧シリンダ９２を伸長させることで、各
グリッパ９３の外周面がケーシングチューブ１１の内周
面に圧接してこのケーシング９１がケーシングチューブ
１１に固定される。

【００５３】次に、この状態で、ケーシングチューブ１
１を旋回あるいは揺動させながら地中に押し込んでい
く。すると、各ローラカッタ９８及びカッタビット９９
が地盤１３を破砕し、掘削土砂を土砂取込み口100 から
第２ケーシング９１の内部に取込み、また、ケーシング
チューブ１１の先端部に固定されたカッタビット１２が
地盤１３をカットしながら掘削を行う。

【００５４】このように全断面掘削機１７により地盤１
３を所定の深さ掘削した後、ケーシングチューブ１１の
旋回あるいは揺動を停止し、各油圧シリンダ９２への圧
油の供給を停止してこの油圧シリンダ９２を縮小させる
ことで、各グリッパ９３をケーシングチューブ１１の内
周面から離間させてケーシング９１のケーシングチュー
ブ１１への固定を解除する。その後、吊り具９４によっ
てケーシング９１を吊り上げてケーシングチューブ１１
から取り出す。そして、開閉シリンダ９７によってカバ
ー９５を開放し、第２ケーシング９１内に溜まった土砂
をケーシングチューブ１１の外部に排出する。

【００５５】このように本実施例のオールケーシング掘
削機にあっては、硬い岩盤等に対しては先行掘削機１６
を用い、打撃破砕機８４によって容易に破砕して先行穴
を形成し、その後、全断面掘削機１７を用い、円錐形状
のカバーに取付けられたローラカッタ９８及びカッタビ
ット９９により先行穴の周辺の地盤を破砕することとな
り、地盤を容易に掘削できる。

【００５６】

【発明の効果】以上、実施例を挙げて詳細に説明したよ
うに第１の本発明のオールケーシング掘削機によれば、
ケーシングチューブ内に挿脱自在な一対のケーシングを
設けると共にその一対のケーシングを互いに離間させて
ケーシングチューブの内面に圧接して固定するグリッパ
装置を設け、一対のケーシングの先端部に周方向に沿っ
て複数の打撃破砕機及びカッタビットを交互に装着した
ので、硬い岩盤等に対して打撃破砕機により容易に破砕
して弛んだ地盤に対してカッタビットにより掘削するこ
ととなり、固い岩盤等に対しても掘削作業を行うことが
でき、掘削作業の作業能率の向上を図ることができる。
そして、カッタビットの磨耗を防止して耐久性の向上を
図ることができる。

【００５７】また、第２の本発明のオールケーシング掘
削機によれば、ケーシングチューブ内に挿脱自在なケー
シングを設けてそのケーシングをグリッパ装置によりケ
ーシングチューブに固定可能とすると共に、ケーシング
に対して回転自在な回転板を設けて支持装置により掘削
地盤に固定可能とし、ケーシングにリングギアを形成す
る一方、回転板にそのリングギアと噛み合う第１ピニオ
ンギアを周方向に沿って複数枢着して軸心部に一体回転
自在で且つ推進用シリンダによって軸方向移動自在な打
撃破砕機を装着し、また、回転板にリングギアと噛み合
う第２ピニオンギアを枢着して増速機を介して推進用シ
リンダを作動する流体ポンプを連結したので、複数の打
撃破砕機により複数箇所の硬い岩盤等を容易に破砕し、
弛んだ地盤に対してカッタビットにより掘削することと
なり、固い岩盤等に対しても掘削作業を行うことがで
き、掘削作業の作業能率の向上を図ることができる。

【００５８】更に、第３の本発明のオールケーシング掘
削機によれば、ケーシングチューブ内に交互に挿脱自在
な先行掘削装置及び全断面掘削装置を設け、先行掘削装
置をケーシングチューブ内に挿脱自在な第１ケーシング
とその第１ケーシングをケーシングチューブ内に固定す
る第１グリッパ装置と第１ケーシングの軸心部に軸方向
移動自在に設けられた打撃破砕機とその打撃破砕機を掘
削地盤に押し付ける押付装置とで構成する一方、全断面
掘削装置をケーシングチューブ内に挿脱自在な筒形状の
第２ケーシングとその第２ケーシングをケーシングチュ
ーブ内に固定する第２グリッパ装置と第２ケーシングの
先端部に開閉自在に設けられ土砂取込み口が形成された
円錐形状のカバーとそのカバーに周方向に沿って交互に
装着された複数のローラカッタ及びカッタビットとで構
成したので、硬い岩盤等に対して先行掘削装置の打撃破
砕機により破砕して中央に先行穴を形成し、その後、全
断面掘削装置のローラカッタ及びカッタビットにより掘
削することとなり、このとき、中央に先行穴による自由
面があり、且つ、カバーが円錐形状となっており、内周
側から順に掘削することで固い岩盤等に対しても容易に
掘削作業を行うことができ、掘削作業の作業能率の向上
を図ることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１実施例に係るオールケーシング掘
削機の縦断面図である。

【図２】図１のII−II断面図である。

【図３】図１のIII−III断面図である。

【図４】本実施例のオールケーシング掘削機の下面図で
ある。

【図５】グリッパ装置の油圧回路図である。

【図６】本発明の第２実施例に係るオールケーシング掘
削機の縦断面図である。

【図７】図６のVII−VII断面図である。

【図８】図６のVIII−VIII断面図である。

【図９】図６のIX−IX断面図である。

【図１０】グリッパ装置の油圧回路図である。

【図１１】打撃破砕機の油圧回路図である。

【図１２】本発明の第３実施例に係るオールケーシング
掘削機における先行掘削機の縦断面図である。

【図１３】本実施例のオールケーシング掘削機における
全断面掘削機の縦断面図である。

【図１４】全断面掘削機の下面図である。

【図１５】オールケーシング式ボーリングマシンの概略
図である。

【図１６】従来のオールケーシング掘削機の断面図であ
る。

【図１７】ケーシングチューブ内の掘削作業を表す概略
図である。

【符号の説明】

１１ ケーシングチューブ １２ カッタビット １３ 掘削地盤 １４，１５ 掘削機 １６ 先行掘削機 １７ 全断面掘削機 ２１，２２，４１，８１，９１ ケーシング ２３，４２，８２，９２ 油圧シリンダ ２８，４７，８６，９４ 吊り具 ３１，４９ 切換弁 ３２，３３，５９，８４ 打撃破砕機 ３６，３７ カッタビット ４４，８３，９３ グリッパ ５１ 回転板 ５３ 支持用油圧シリンダ ５４ 支持脚 ５６ リングギア ５７ 第１ピニオンギア ６１ 推進用シリンダ ６５ 第１ピニオンギア ６６ 増速機 ６７ 油圧ポンプ ８８ ウインチ ９５ カバー ９７ 開閉シリンダ ９８ ローラカッタ ９９ カッタビット 100 土砂取込み口

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 先端部に複数のカッタビットを有するケ
   ーシングチューブを軸線を中心に旋回あるいは揺動させ
   ながら地中に押し込むことで掘削作業を行うオールケー
   シング掘削機において、前記ケーシングチューブ内に挿
   脱自在な一対のケーシングを設けると共に、該一対のケ
   ーシングを互いに離間させて前記ケーシングチューブの
   内面に圧接して固定するグリッパ装置を設け、前記一対
   のケーシングの先端部に周方向に沿って複数の打撃破砕
   機及びカッタビットを交互に装着したことを特徴とする
   オールケーシング掘削機。
2. 【請求項２】 先端部に複数のカッタビットを有するケ
   ーシングチューブを軸線を中心に旋回あるいは揺動させ
   ながら地中に押し込むことで掘削作業を行うオールケー
   シング掘削機において、前記ケーシングチューブ内に挿
   脱自在なケーシングを設けて該ケーシングをグリッパ装
   置により前記ケーシングチューブに固定可能とすると共
   に、前記ケーシングに対して回転自在な回転板を設けて
   該回転板を支持装置により掘削地盤に固定可能とし、前
   記ケーシングにリングギアを形成する一方、前記回転板
   に該リングギアと噛み合う第１ピニオンギアを周方向に
   沿って複数枢着して該複数の第１ピニオンギアの軸心部
   に一体回転自在で且つ推進用シリンダによって軸方向移
   動自在な打撃破砕機を装着し、また、前記回転板に前記
   リングギアと噛み合う第２ピニオンギアを枢着し、該第
   ２ピニオンギアに増速機を介して前記推進用シリンダを
   作動する流体ポンプを連結したことを特徴とするオール
   ケーシング掘削機。
3. 【請求項３】 先端部に複数のカッタビットを有するケ
   ーシングチューブを軸線を中心に旋回あるいは揺動させ
   ながら地中に押し込むことで掘削作業を行うオールケー
   シング掘削機において、前記ケーシングチューブ内に交
   互に挿脱自在な先行掘削装置及び全断面掘削装置を設
   け、該先行掘削装置は、前記ケーシングチューブ内に挿
   脱自在な第１ケーシングと、該第１ケーシングを前記ケ
   ーシングチューブ内に固定する第１グリッパ装置と、前
   記第１ケーシングの軸心部に軸方向移動自在に設けられ
   た打撃破砕機と、該打撃破砕機を掘削地盤に押し付ける
   押付装置とを有し、前記全断面掘削装置は、前記ケーシ
   ングチューブ内に挿脱自在な筒形状の第２ケーシング
   と、該第２ケーシングを前記ケーシングチューブ内に固
   定する第２グリッパ装置と、前記第２ケーシングの先端
   部に開閉自在に設けられ土砂取込み口が形成された円錐
   形状のカバーと、該カバーに周方向に沿って交互に装着
   された複数のローラカッタ及びカッタビットとを有する
   ことを特徴とするオールケーシング掘削機。