JPH08184279A - ダウンザホールハンマー - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 掘進作業中に流体を好ましくは圧搾空気と一
緒に噴射してビット本体を冷却し、耐磨耗性を増加させ
ると共に、粉塵抑制、騒音減少および掘進速度増加を達
成できるダウンザホールハンマーを得る。 【構成】 本体内部に本体の軸方向に延出する圧搾空気
流路７、７’を有し、前記圧搾空気流路に供給される圧
搾空気によりビット本体９が作動する形式のダウンザホ
ールハンマーＢにおいて、本体内部に本体の軸方向に延
出する流体噴出管８をさらに有しており、さらに該流体
噴出管８からの流体と圧搾空気流路７、７’からの圧搾
空気の双方のための噴出路１０がその開放部を前記ビッ
ト本体９の下面に開放した状態で形成されていることを
特徴とする。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明はダウンザホールハンマー
に関し、特に、その内部に流体噴出管を有し、それによ
り流体をビット本体の下面から機外に排出するようにし
たダウンザホールハンマーに関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、ダウンザホールハンマーを持つ地
下穿孔機は知られており、例えば、特開昭５５−１１９
８８５号公報に示されるように昇降自在に吊支された油
圧シリンダのラムにハンマ掘削ヘッドを連結し、その油
圧シリンダに圧力油を送るべき回路を接続すると共に、
該回路に高圧用リリーフ弁と、切換弁を介して低圧用リ
リーフ弁とを接続し、両リリーフ弁の設定圧力を適正に
定めることにより、打撃ビットの受ける接地圧を、該ビ
ットが上下動できる接地圧に調整できるようにしたも
の、あるいは、実開昭５５−１１３７８６号公報に示さ
れるようにスクリューオーガの先端に装着される打撃ビ
ットを有するエアハンマの外周面に上方へ順次径の大き
くなる螺旋状スクリュー羽根を取り付け、さらに該スク
リュー羽根に掘削刃を取り付けるようにし、それにより
エアハンマは小径かつ小型のものであっても大口径の孔
を掘削できるようにしたもの、等が知られており、ま
た、そのようなダンウハンマーを用いた工法としては、
特開昭５５−２３２７２号公報に示されるようにドリル
パイプの下部に圧搾空気によって作動するピストンを取
り付け、該ピストンの上下動によりビットを打撃するよ
うにした穿孔機において、ドリルパイプの下端に横向き
の逆止弁を持つノズルを配し、穿孔機による掘削に伴っ
て、該ノズルから穿孔壁にモルタル類を吹き付けて圧着
させるようにしたボーリング工法も知られている。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】上記のように従来知ら
れたダウンザホールハンマーを用いた地下穿孔機におい
ては、圧搾空気の供給によりダウンザホールハンマー内
のビット本体が作動し、そのハンマー作用により岩石を
穿孔するようになっているが、いずれも、岩石等との磨
擦熱によりビット本体の温度が上昇しビット本体の耐磨
耗性が比較的短時間で低下するものであった。また、掘
進中に粉塵が発生し作業者はもとより周囲の環境を汚染
するとともに、作業中にダウンザホールハンマーは激し
い騒音を発生することから、低粉塵、低騒音化が課題と
なっている。さらに、掘進速度も必ずしも満足できるも
のでもない。

【０００４】本発明は従来知られたダウンザホールハン
マー及びそれを用いた地下穿孔機による掘削工法の持つ
の持つ上記のような不都合を解消することのできるダウ
ンザホールハンマーを提供することを目的としており、
より具体的には、ダウンザホールハンマーに用いられる
ビット本体の耐久性を向上させると共に低粉塵、低騒音
化を可能としたダウンザホールハンマーを得ることを目
的としている。

【０００５】

【課題を解決するための手段】上記の課題を解決しかつ
目的を達成するために、本発明によるダウンザホールハ
ンマーは、基本的に、本体内部に本体の軸方向に延出す
る圧搾空気流路を有しており、前記圧搾空気流路に供給
される圧搾空気により駆動される形式のダウンザホール
ハンマーであって、該ダウンザホールハンマーは本体内
部に本体の軸方向に延出する流体噴出管をさらに有して
おり、さらに、該流体噴出管からの流体と圧搾空気流路
からの圧搾空気の双方のための噴出路がその開放部を前
記ビット本体の下面に開放した状態でビット本体に形成
されていることを特徴とする。

【０００６】なお、本発明において用いる流体通路に供
給される流体の種類に特に制限はないく、水、セメント
ミルク、ベントナイト、モルタル等であってよい。

【０００７】

【作用】本発明においては、上記のように、ダウンザホ
ールハンマーの下面から圧搾空気及び／又は流体を噴出
させるようにしたことにより、流体が水の場合には、ダ
ウンザホールハンマーのビット本体の熱を冷却させるこ
とができてビット本体の耐磨耗性を増加させ、掘進中に
発生する粉塵を解消し、穿孔中に発生する騒音も大きく
減少させることができ、さらに、水を高圧搾空気と共に
吐出させることにより、掘進速度も増加させることがで
きる。

【０００８】また、流体がセメントミルク、ベントナイ
ト、モルタル等である場合には、掘削穴の崩壊防止上の
効果も得ることができる。

【０００９】

【実施例】本発明によるダウンザホールハンマーを、そ
の好ましい一使用態様である地下穿孔機のスクリュー軸
に取り付けた場合を例に取り詳細に説明する。図１に示
すように、車体１の前方には案内台２が縦設されてお
り、該案内台２上にはスクリュー軸３と、これを回転さ
せるための発電機Ｇにより稼動する回転機４が配置さ
れ、さらに、該スクリュー軸３の下段にはスクリュー刃
が形成されたダウンザホールハンマーＢが連設されてい
る。そして、前記回転機４とスクリュー軸３の間には、
エアーコンプレッサーＣからスクリュー軸３側に圧搾空
気を供給することができる供給体５が搭載される。

【００１０】また、スクリュー軸３には、その中央部に
水供給機Ｓから供給される水を回転機４を通じてダウン
ザホールハンマーＢまで受け渡すための流体通路６が形
成され、さらに、エアーコンプレッサーＣからの圧搾空
気を供給体５を通じてダウンザホールハンマーＢまで受
け渡すための圧搾空気通路７、７’が形成される。ダウ
ンザホールハンマーＢは、周囲にスクリュー刃３０を持
つアウタースリーブ３１Ａ、前記圧搾空気通路７、７’
から送給される圧搾空気の供給を断続するチェックバル
ブ３２、圧搾空気により作動するピストン３３、圧搾空
気をピストン３３の作用面に案内するためのインナース
リーブ３１Ｂ、該ピストン３３の先端に配置されたビッ
ト本体９、ピストン３３およびビット本体９の中央部を
連通して設けられた圧搾空気噴出路１０等から構成され
る従来知られたダウンザホールハンマーであるが、下記
の点において、本発明に固有の構成を有している。

【００１１】すなわち、ダウンザホールハンマーＢの中
心部には、チェックバルブ３２に形成した開孔３４を通
過する状態で流体噴出管８が取り付けられ、該流体噴出
管８は前記圧搾空気噴出路１０内をビット本体９の内部
にまで延出している。さらに、ダウンザホールハンマー
Ｂの上方部位であって前記流体噴出管８の周囲には複数
本の圧搾空気の供給路３６、３６’が形成されており、
該供給路３６、３６’の下流側先端は前記チェックバル
ブ３２の上方部位において一体となり、円環状の供給路
３７となっている。該円環状の供給路３７の下流端には
前記チェックバルブ３２が押圧されている。

【００１２】図４に示すように、スクリュー軸３にダウ
ンザホールハンマーＢを装着した状態で、スクリュー軸
３に形成した流体通路６とダウンザホールハンマーＢに
形成した流体噴出管８は連通状態となり、そこに流体供
給路が形成される。また、スクリュー軸３に形成した圧
搾空気通路７、７’とダウンザホールハンマーＢに形成
した圧搾空気供給路３６、３６’も連通状態となり、そ
こに圧搾空気噴出路１０が形成される。そして、前記流
体噴出管８の下端部３５から噴出する水とその周囲に圧
搾空気噴出路１０から供給される圧搾空気とによって、
そこにウォータージェット現象が発生し、その状態で水
は圧搾空気と共にビット本体９の下方から噴出するよう
になっている。

【００１３】次に、前記供給体５の構造について説明す
る。この供給体５は、第２図に図示されているように回
転体１１を有し、その上下にフランジ１２、１２’をキ
ー結合している。そして、上方のフランジ１２は回転機
４側のフランジ１３に、また下方のフランジ１２’はス
クリュー軸３側のフランジ１３’に各々連結される。さ
らに、上下フランジ１２、１２’間には環体１４を組み
込み、該環体１４の上下にベアリング１５、１５’を配
置してリング型キャップ１６、１６’をボルト１７、１
７’で固定している。それにより、回転体１１が回転し
ても、環体１４は回転しないようになっている。

【００１４】図２および図３に詳細に示されるように、
回転体１１と環体１４の接合面中央には、半円形の環状
空間１８、１８’が別々に向かい合わせに置設されてお
り、一方の環状空間１８はスクリュー軸３に形成した圧
搾空気通路７、７’へ連通しており、また、他方の環状
空間１８’は、圧搾空気の供給源であるエアーコンプレ
ッサーＣと連結している出入口１９に連通している。な
お、符号２０、２０’はゴムリング等の密封材料であ
り、圧搾空気が洩れるのを防止する作用をしている。

【００１５】上記のように構成された図示の実施例によ
るダウンザホールハンマーにおいては、良く知られてい
る通り、回転機４とダウンザホールハンマーＢを稼動
し、掘進作業をしながら堅固な地質あるいは岩盤に到達
したら、水供給機Ｓからスクリュー軸３の中心に形成さ
れた流体通路６へ水を供給する。供給された水はダウン
ザホールハンマーＢの流体噴出管８の下端部３５へ吹き
出される。そこにおいて、圧搾空気噴出路１０を流下す
る、ダウンザホールハンマーＢのピストン３３およびビ
ツト本体９を駆動させるための圧搾空気と一体となり、
そこでウォータージェット現象が発生し、ビット本体９
の下方に強く吹き出される。

【００１６】本発明によるダウンザホールハンマーは、
流体供給路６を通じて前記のように水を供給する変わり
にセメントミルク、ベントナイト、モルタル等を供給す
ることも可能である。また、図示の実施例では流体噴出
管８はその先端が圧搾空気噴出路１０内をビット本体９
の内部にまで延出しているものとして説明したが、流体
噴出管８の先端がビット本体９の内部にまで延出するこ
とは必ずしも必須でなく、ダウンザホールハンマーＢに
形成される圧搾空気噴出路１０内、例えば圧搾空気によ
り作動するピストン３３部分、であれば所期の目的を達
成することは可能である。

【００１７】さらに、図１に示した本発明によるダウン
ザホールハンマーＢの使用例では、供給体５は回転機４
とスクリュー軸３の間に取り付けられているが、これに
限らず、穿孔条件によっては、供給体５は複数本のスク
リュー軸３、３の任意の接続部間、あるいはスクリュー
軸３の中間位置に配置してもよく、さらには、ダウンザ
ホールハンマーＢとスクリュウー軸３の間に取り付けら
れてもよい。また、スクリュー軸３の周囲に取り付けた
羽根も掘削環境によっては不要である。

【００１８】さらに、スクリュー軸３を、中心に流体通
路６を持ちその周囲に圧搾空気通路７、７’を持つもの
として説明したが、流体通路６のみを持つものを用いる
ことも可能である。その際には、特に図示しないが、ス
クリュー軸とダウンザホールハンマーとの間に流路切り
替え弁を持つ供給体を配置して、流体通路６を流れる流
体の流路をダウンザホールハンマーＢの流体噴出管８と
圧搾空気供給路３６、３６’とに切り替えうるようにす
る。さらに、スクリュー軸３の流体通路６の上流側に
も、圧搾空気と流体とを選択的に供給する手段（図示さ
れない）を配置する。

【００１９】この場合にあっては、穿孔時には、スクリ
ュー軸３の流体通路６の上流側で圧搾空気を選択しスク
リュー軸３の流体通路６に圧搾空気を供給する。供給さ
れた圧搾空気はダウンザホールハンマーＢとスクリュー
軸３との間に設けられた流路切り替え弁を持つ供給体を
操作することにより、ダウンザホールハンマーＢの圧搾
空気供給路３６、３６’に供給され、ダウンザホールハ
ンマーＢのピストン３３を往復動させてビット９を作動
させた後、ビット本体の噴出路１０を通って、ビット本
体の下面から機外に排出される。セメントミルク等の流
体を供給する場合には（通常は、穿孔後のビットの引き
上げ時）、スクリュー軸３の流体通路６の上流側で流体
を選択する。それにより、スクリュー軸３の流体通路６
にはセメントミルク等の流体が供給され、供給された流
体は流体通路６からダウンザホールハンマーＢの流体噴
出管８を通り、さらに噴出路１０を通ってビット本体の
下面から機外に排出される。セメントミルク等の流体は
掘削穴の崩壊防止等の機能を果たす。

【００２０】なお、上記の使用例において、ダウンザホ
ールハンマーＢとスクリュー軸３との間に配置する流路
切り替え弁の下流側に図１〜図４の例で示した中心に流
体通路６とその周囲の圧搾空気通路７、７’を持つを持
つスクリュー軸３をさらに配置することも可能であるこ
とは理解されよう。

【００２１】

【発明の効果】本発明によるダンウハンマーにおいて
は、上記のように、供給された流体（例えは、水）によ
りビット本体９下面に多数、一部突出する状態で埋め込
まれているチップ３８等が、冷却されるので、耐磨耗性
を増加し、また、破砕岩石塵が生じてもその粉塵が飛び
散らないよう作業性を良くすることができる。さらに、
ハンマーが打撃作動をする時、その衝撃をやわらかく緩
和し、ある程度の騒音を減少させ、流体と空気の噴射圧
搾と岩盤に水が浸透し掘進速度が増大する等の作用効果
がある。

【００２２】本発明によるダンウハンマーにおいては、
流体供給路６を通じて流体として前記のように水を供給
する変わりにセメントミルク類を供給する場合には、崩
壊の可能性が有る掘削孔の周辺をセメントにより補強で
きるといった作用効果も奏する。

【図面の簡単な説明】

【図１】 本発明によるダウンザホールハンマーを地下
穿孔機に装着した場合の全体側面図。

【図２】 図１のＡ部分の一部断面拡大図。

【図３】 図２のIII-III 線断面図。

【図４】 図１のＣ部分に示されるダウンザホールハン
マーの拡大断面図。

【符号の説明】

１…車体、２…案内台、３…スクリュー軸、４…回転
機、５…供給体、６…流体通路、７、７’…圧搾空気通
路、８…流体噴出管、９…ビット本体、１０…圧搾空気
噴出路、１１…回転体、１２、１２’…フランジ、１
３、１３’…フランジ、１４…環体、１５、１５’…ベ
アリング、１６、１６’…リング型キャップ、１７、１
７’…ボルト、１８、１８’…環状空間、１９…出入
口、２０、２０’…ゴムリング

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 本体内部に本体の軸方向に延出する圧搾
   空気流路を有しており、前記圧搾空気流路に供給される
   圧搾空気により駆動される形式のダウンザホールハンマ
   ーであって、該ダウンザホールハンマーは本体内部に本
   体の軸方向に延出する流体噴出管をさらに有しており、
   さらに、該流体噴出管からの流体と圧搾空気流路からの
   圧搾空気の双方のための噴出路がその開放部を前記ビッ
   ト本体の下面に開放した状態でビット本体に形成されて
   いることを特徴とするダウンザホールハンマー。