JPH08184280A - 地下穿孔機及びそれに用いられるクッションジョイント - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 地下穿孔機において動力装置部に伝達される
エアーハンマーからの振動及び衝撃を減衰緩和できるよ
うになすこと、及び、地下穿孔機に用いられる、エアー
ハンマーからの振動及び衝撃を減衰緩和できるようにさ
れたクッションジョイントを提供すること。 【構成】 ロータリージョイント３０と動力装置部２０
との間に、エアーハンマーからの振動及び衝撃を減衰緩
和するクッションジョイント５０を介装する。クッショ
ンジョイント５０は、狭幅部と拡幅部とからなる側面視
が概略凸字状の外形を有し、上下方向に縦貫するように
流体供給通路６０が形成されてなる軸部材５４と、この
軸部材５４の拡幅部５４ａが相対回転を阻止された状態
で上下方向に摺動可能に嵌挿されたシリンダ形のケーシ
ング５１と、を備え、前記ケーシング５１の上下端部に
設けられた天壁５５及び底壁６５と前記拡幅部５４ａと
の間に緩衝部材５６，６６が介装されてなる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、動力装置部に連結され
たスクリューロッド等のロッドの先端に地盤掘削用のエ
アーハンマーが連結されていてそれらが一体に昇降動せ
しめられるようにされた地下穿孔機、及びそれに用いら
れるクッションジョイントに関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、地下穿孔機として、例えば、特開
昭５５−１１９８８５号公報等にも見られるように、モ
ーターやスイベル装置等からなる動力装置部に、外周に
螺旋羽根が設けられたスクリューロッドを所要本数順次
連接するとともに、それらの最下段に圧縮エアーにより
上下方向に振動せしめられる掘削ビットを有するエアー
ハンマーを連結し、それらをリーダーマストに沿って一
体に回転させながら下降させることにより地盤に掘削穴
を穿設するようにされたものが知られている。

【０００３】また、本願の出願人は先に、上記した如く
のスクリューロッド及びエアーハンマーを備えた地下穿
孔機を改良案として、上記スクリューロッドの最下段に
連結されるエアーハンマーに螺旋羽根を設けるととも
に、その先端部付近からセメントミルク類のような土質
補強材を噴出させるようにしたものを提案している（特
願平５−９３１４５号明細書等を参照）。

【０００４】この新規な地下穿孔機では、スクリュー方
式によって強制排土するので従前のエアーリフトによる
排土に比して排土がスムーズに行えるとともに、エアー
量が少なくて済み、また、穿孔作業時又は穿孔作業後の
スクリューロッド引き上げ時に、穿孔された掘削穴の内
部又は内周面に壁を作るようにセメントミルク類を供給
ないし吹き付けることが可能となって、地層強度を増大
させることができるとともに掘削穴をくずれ難くするこ
とができることになり、掘削穴の原形を保持できてパイ
ル等を掘削穴に容易に挿入することが可能となるととも
に、パイル等の周辺の摩擦力が増大することからパイル
の沈下量を最小限に抑えることが可能となり、施工を迅
速かつ容易に行え、施工コストを激減できるという画期
的な効果が得られる。

【０００５】前記した地下穿孔機においては、外部から
スクリューロッドを通じてエアーハンマーにエアーハン
マー駆動用（掘削ビット振動用と排土用とを兼ねる）の
圧縮エアーを供給する必要があり、さらに、上記新規な
地下穿孔機においては、スクリューロッドを通じてエア
ーハンマーの先端部へ圧縮エアーに加えてセメントミル
ク類を供給する必要がある。

【０００６】そのため、従前の地下穿孔機においては、
通常、外部のコンプレッサーから動力装置部を介してス
クリューロッド・エアーハンマーに圧縮エアーを供給す
るようにされており、また、上記新規な地下穿孔機にお
いては、動力装置部とスクリューロッドとの間にロータ
リージョイントを介装し、このロータリージョイント及
び動力装置部を通じて圧縮エアーに加えてセメントミル
ク類をスクリューロッド・エアーハンマーに供給するよ
うにされている。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】上述した如くの地下穿
孔機においては、最下段のエアーハンマーに備えられる
掘削ビットが圧縮エアーにより上下方向に振動しながら
地盤を掘削するようにされるので、必然的にその振動及
び地盤からの衝撃（反力）がスクリューロッド等を介し
て動力装置部に伝達される。この場合、動力装置部はギ
ヤードモーターやスイベル装置等の精密部品で構成され
ているので、上記のような比較的大きな振動や衝撃が直
接的に加えられると故障が生じやすくなり、装置寿命が
短くなってしまうという問題があった。

【０００８】かかる点に鑑み本発明は、動力装置部に連
結されたスクリューロッド等のロッドの先端に地盤掘削
用のエアーハンマーが連結されていてそれらが一体に昇
降動せしめられるようにされた地下穿孔機において、動
力装置部に伝達されるエアーハンマーからの振動及び衝
撃を減衰緩和できるようになすこと、及び、地下穿孔機
に用いられる、エアーハンマーからの振動及び衝撃を減
衰緩和できるようにされたクッションジョイントを提供
することを目的とする。

【０００９】

【課題を解決するための手段】上述の目的を達成すべ
く、本発明に係る地下穿孔機は、最下段にエアーハンマ
ーを連結したスクリューロッド等のロッド部材がそれを
回転駆動するための動力装置部と共に昇降動せしめられ
るようにされていて、前記エアーハンマーと前記動力装
置部との間に、前記エアーハンマーからの振動及び衝撃
を減衰緩和するクッションジョイントが介装されている
ことを特徴としている。

【００１０】この場合、クッションジョイントの介装位
置は、エアーハンマーと動力装置部との間であれば何処
でもよく、エアーハンマーとスクリューロッド等との
間、スクリューロッド等の相互間、スクリューロッド等
と動力装置部との間等、適宜選定すればよい。本発明
は、エアーハンマーに圧縮エアーを供給するようにされ
ている通常の地下穿孔機だけでなく、エアーハンマーの
先端部付近からセメントミルク類を噴出するようにした
前述の地下穿孔機にも適用できる。

【００１１】また、本発明に係るクッションジョイント
は、地下穿孔機に用いられるもので、狭幅部と拡幅部と
からなる側面視が概略凸字状の外形を有し、上下方向に
縦貫するように流体供給通路が形成されてなる軸部材
と、この軸部材の拡幅部が相対回転を阻止された状態で
上下方向に摺動可能に嵌挿されたシリンダ形のケーシン
グと、を備え、前記ケーシングの上下端部に設けられた
天壁及び底壁と前記拡幅部との間に緩衝部材が介装され
てなる。

【００１２】

【作 用】上述の如くの構成とされた本発明に係る地下
穿孔機においては、エアーハンマーからの振動及び衝撃
がエアーハンマーと動力装置部との間に介装されている
クッションジョイントにより減衰緩和されるので、動力
装置部に故障が生じ難くなり、その寿命を長く維持でき
ることになる。

【００１３】また、本発明に係るクッションジョイント
は、例えば、軸部材の狭幅部が動力装置部側に連結され
るとともに、ケーシングの底壁側がエアーハンマー側に
連結され、軸部材とケーシングとは一体に回転するの
で、動力装置部の回転駆動力は該クッションジョイント
を介してそのままエアーハンマー側に伝達され、かつ、
動力装置部側からエアーハンマー側へ、軸部材に形成さ
れた流体供給通路を通じてエアーハンマー駆動用（掘削
ビット振動用と排土用とを兼ねる）の圧縮エアー、又は
エアーハンマーの先端部付近から噴出すべきセメントミ
ルク類を供給することができる。

【００１４】この場合、クッションジョイントにエアー
ハンマーからの振動及び衝撃が伝わると、軸部材の拡幅
部が、それとケーシングの天壁及び底壁との間に介装さ
れた緩衝部材を交互に伸縮させるように、ケーシング内
を上下方向に摺動する。それにより、エアーハンマーか
らの振動及び衝撃が緩衝部材により吸収されて減衰緩和
され、動力装置部には大きな振動及び衝撃が伝達されな
くなる。

【００１５】

【実施例】以下、本発明の実施例を図面を参照しながら
説明する。図１は本発明に係るクッションジョイントの
一実施例が採用された地下穿孔機の一例を示している。
図１に示される地下穿孔機１０においては、クローラ型
のベース車両１１のフロント側端部に鉛直にリーダーマ
スト１２が立設されており、このリーダーマスト１２の
頂部に配設された滑車機構１４のトップシーブブロック
１５から垂下されたワイヤー１７により動力装置部２
０、本発明に係るクッションジョイント５０、ロータリ
ージョイント３０、所要本だけ連接されたスクリューロ
ッド３６、及びエアーハンマー３７が一体的に連接され
て吊持されている。

【００１６】上記動力装置部２０は、電動又は油圧式の
ギアードモーター２２、及びスイベル装置２４を備えて
おり、それらとロータリージョイント３０は、上記リー
ダーマスト１２の前面に設けられた２本のガイドレール
１８にスライド金具１９を介して上下方向に昇降動可能
に支持されている。そして、上記動力装置部２０の上部
に、外部に配置されたミキシングプラント４１から導管
４２を通じてセメントミルク類が供給され、このセメン
トミルク類は動力装置部２０、後述するクッションジョ
イント５０、ロータリージョイント３０、スクリューロ
ッド３６及びエアーハンマー３７にそれぞれ縦貫するよ
うに設けられたセメントミルク類供給通路（６０）を通
じてエアーハンマー３７の先端部付近に導かれ、そこか
ら外部に噴出せしめられるようになっている。

【００１７】また、クッションジョイント５０とスクリ
ューロッド３６との間に介装されたロータリージョイン
ト３０は、基本的には、前述した本願の出願人による特
願平５−９３１４５号明細書等に記載されているものと
同様な構成を有しており、前記セメントミルク類供給通
路に加えて、外部に配置されたコンプレッサ４４から導
管４５を通じて供給されるエアーハンマー駆動用の圧縮
エアーをスクリューロッド３６に導く圧縮エアー通路が
設けられている。コンプレッサ４４からの圧縮エアー
は、ロータリージョイント３０からスクリューロッド３
６及びエアーハンマー３７にそれぞれ縦貫するように設
けられた圧縮エアー通路を通じてエアーハンマー３７の
下部に導かれ、掘削ビット振動用と排土用に供される。

【００１８】なお、以上に述べたベース車両１１、リー
ダーマスト１２、滑車機構１４、動力装置部２０、ギア
ードモーター２２、スイベル装置２４、ロータリージョ
イント３０、スクリューロッド３６、及びエアーハンマ
ー３７等のクッションジョイント５０以外の部分の構成
は既存の地下穿孔機、又は前記特願平５−９３１４５号
明細書等に記載されているものと略同様な構成であるの
で、ここではその詳細な説明を省略する。

【００１９】前記動力装置部２０とロータリージョイン
ト３０との間に介装されたクッションジョイント５０
は、図２〜図４に示される如くに、軸部材５４とケーシ
ング５１とを備えている。軸部材５４は、拡幅部とされ
る断面正六角形の六角基体部５４ａ、この上面に連設さ
れた狭幅部とされる円柱部５４ｂ及び連結ピン挿入溝５
４ｄ，５４ｄが形成された雄型六角ジョイント部５４ｃ
とからなる側面視が概略凸字状の外形を有し、その上下
方向に縦貫するように流体供給通路６０が形成されてい
る。

【００２０】前記ケーシング５１は、前記軸部材５４の
拡幅部とされる六角基体部５４ａが相対回転を阻止され
た状態で上下方向に摺動可能に嵌挿される断面正六角形
の六角内壁部５１ａを有しており、その上端部外周にフ
ランジ部５２が一体に溶接接合され、このフランジ部５
２に、前記六角内壁部５１ａの内接円より大径で前記軸
部材５４の円柱部５４を緩く挿通し得る程度の径を持っ
た円形開口５５ａが形成された天壁フランジ部５７が所
要数のボルト５８、ナット５９、ワッシャ類６１により
締結されている。

【００２１】そして、その天壁フランジ部５７と前記軸
部材５４の六角基体部５４ａの上面との間には、緩衝部
材とされる低硬度ウレタンシートからなる溝５６ａ付き
リング状の上側クッションラバー５６がワッシャ５７を
下側にして前記底壁フランジ部５７に緩く圧接する状態
で介装されている。この場合、上側クッションラバー５
６は天壁フランジ部５７と六角基体部５４ａの上面との
間で上下方向に圧縮できるように、軸部材５４の円柱部
５４ｂに緩く外挿されている。

【００２２】また、ケーシング５１の下端部外周にもフ
ランジ部５３が一体に溶接接合されるとともに、下端部
内壁に雌ねじ部５１ｂが形成さており、この雌ねじ部５
１ｂに、外周に雄ねじ部６５ａが形成された底壁プレー
ト６５が螺合せしめられている。そして、その底壁プレ
ート６５と前記軸部材５４の六角基体部５４ａの下面と
の間には、緩衝部材とされる低硬度ウレタンシートから
なる３本溝６６ａ付きリング状の、前記した上側クッシ
ョンラバー５６より底面積の大きな下側クッションラバ
ー６６がワッシャ６７を上側にして介装されている。

【００２３】この場合、下側クッションラバー６６の取
り付けにあたっては、例えば、まず、前記ワッシャ６７
をビス６９で前記六角基体部５４ａの底部に取り付け、
前記下側クッションラバー６６を前記底壁プレート６５
に接着剤あるいは１〜２本のビス６８で取り付け固定し
た状態で、底壁プレート６５をそれに４ヵ所形成されて
いる挿通穴６５ｂの幾つかを利用して治具により前記雌
ねじ部５１ｂに螺合させて前記クッションラバー６６を
前記六角基体部５４ａ（に取り付けられたワッシャ６
７）に圧接させ、その後ビス６８によりクッションラバ
ー６６を確実に固定するようにされる。

【００２４】上記のようにして、上側及び下側クッショ
ンラバー５６，６６をケーシング５１と軸部材５４との
間に介装するようにしたことにより、クッションラバー
５６，６６を確実に保持できるとともに、当該クッショ
ンジョイント５０の組み立てを容易に行える。なお、前
記ワッシャ６７、クッションラバー６６及び底壁プレー
ト６５にもその中央部に前記セメントミルク類供給通路
を構成する開口が形成されている。

【００２５】また、前記ケーシング５１の六角内壁部５
１ａと六角基体部５４ａの外周との間にはグリースニッ
プル７０から潤滑油が供給されるようになっている。上
述の如くの構成を有する本実施例のクッションジョイン
ト５０は、図３及び図４を参照すればよくわかるよう
に、軸部材５４の雄型六角ジョイント部５４ｃが動力装
置部２０のスイベル装置２４に設けられた雌型ジョイン
ト部２４ａに嵌合せしめられてピンボルト７１，７１で
固定連結されるとともに、ケーシング５１の下端部に設
けられたフランジ部５３がロータリージョイント３０に
設けられたフランジ部３３にボルト６２、ナット６３、
ワッシャ類６４で連結される。この場合、前記軸部材５
４とケーシング５１とは断面六角形部分（六角基体部５
４ａと六角内壁部５１ａ）で嵌合しているので、穿孔作
業時には一体に回転し、動力装置部２０の回転駆動力は
クッションジョイント５０を介してそのままロータリー
ジョイント３０、スクリューロッド３６、エアーハンマ
ー３７に伝達され、かつ、動力装置部２０からクッショ
ンジョイント５０の軸部材５４等に形成されたセメント
ミルク類供給通路６０を通じてエアーハンマー３７にセ
メントミルク類を供給することができる。

【００２６】このようにして穿孔作業が行われる際、ク
ッションジョイント５０にエアーハンマー３７からの振
動及び衝撃が伝わると、軸部材５４の六角基体部５４ａ
が、それとケーシング５１の天壁フランジ部５５と底壁
プレート部６５との間に介装されたクッションラバー５
６，６６を交互に伸縮させるように、ケーシング５１内
を上下方向に摺動する。それにより、エアーハンマー３
７からの振動及び衝撃がクッションラバー５６，６６に
より吸収されて減衰緩和され、動力装置部２０には大き
な振動及び衝撃が伝達されなくなる。この場合、ケーシ
ング５１の六角内壁部５１ａと軸部材５４の六角基体部
５４ａの外周との間にはグリースニップル７０から潤滑
油が供給されるので、ケーシング５１と軸部材５４との
間の摺動摩擦が軽減され、両者の相対運動が円滑とな
り、振動及び衝撃が効果的に吸収される。

【００２７】従って、本例の地下穿孔機１０において
は、エアーハンマー３７からの振動及び衝撃がロータリ
ージョイント３０と動力装置部２０との間に介装されて
いるクッションジョイント５０により減衰緩和されるの
で、動力装置部２０に故障が生じ難くなり、その寿命を
長く維持できることになる。なお、上述の例では、クッ
ションジョイント５０とロータリージョイント３０とを
直接ボルト６２、ナット６３で締結しているが、それに
代えて、例えば図５に示される如くに、クッションジョ
イント５０に予め雌型ジョイント部７５をボルト５８、
ナット５９で取り付けるとともに、ロータリージョイン
ト３０に予め、両側に２箇所づつ形４ヵ所に連結ピン挿
入溝８０ａが設けられた雄型ジョウイント部８０をボル
ト６２、ナット６３で取り付けておき、それら雌形ジョ
イント部７５と雄型ジョイント部８０とを嵌合させて連
結ピン７６により連結し、その連結ピン７６をビス７７
で固定するようにしてもよく、このようにすることによ
り、クッションジョイント５０とロータリージョイント
３０との連結を迅速かつ確実に行うことができる。

【００２８】なおまた、以上は、本発明を、エアーハン
マーの先端部付近からセメントミルク類を噴出するよう
にされた地下穿孔機に適用した例を説明したが、本発明
は上記した新規な地下穿孔機だけでなく通常の最下段に
エアーハンマーが連設されている地下穿孔機に適用でき
ることは勿論である。また、クッションジョイントに設
けられる流体供給通路は、上記のようにセメントミルク
類を通すのではなく、エアーハンマー駆動用の圧縮エア
ーを通すために使用するようにしてもよい。

【００２９】さらに、図示のものではリーダーマスト１
２に対してエアーハンマー３７、スクリューロッド３
６、動力装置部２０等が案内されるようになっている
が、本発明の地下穿孔機はこの形式に限らず、車両に取
り付けたアームの先端に、動力装置部、スクリューロッ
ド、エアーハンマー、クッションジョイント等からなる
装置を直接懸吊し、リーダーマストなしで穿孔を行うこ
とも可能である。また、スクリューロッド自体も必須で
はなく、単なる棒状のロッドであってよいことも理解さ
れよう。

【００３０】

【発明の効果】以上の説明から理解されるように、本発
明に係る地下穿孔機は、エアーハンマーからの振動及び
衝撃がエアーハンマーと動力装置部との間に介装されて
いるクッションジョイントにより減衰緩和されるので、
動力装置部に故障が生じ難くなり、その寿命を長く維持
できるという利点が得られる。

【００３１】また、本発明に係るクッションジョイント
は、動力装置部の回転駆動力をそのままエアーハンマー
側に伝達でき、かつ、動力装置部側からエアーハンマー
側へ、軸部材に形成された流体供給通路を通じてエアー
ハンマー駆動用の圧縮エアー又はエアーハンマーの先端
部付近から噴出すべきセメントミルク類を供給すること
ができることは勿論、クッションジョイントにエアーハ
ンマーからの振動及び衝撃が伝わると、軸部材の拡幅部
が、それとケーシングの天壁及び底壁との間に介装され
た緩衝部材を交互に伸縮させるように、ケーシング内を
上下方向に摺動するので、エアーハンマーからの振動及
び衝撃を緩衝部材で吸収して減衰緩和でき、動力装置部
に大きな振動及び衝撃を伝達し難くできるという効果を
奏する。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係るクッションジョイントの一実施例
が採用された地下穿孔機の一例を示す全体構成図。

【図２】図１に示されるクッションジョイントの分解斜
視図。

【図３】図１に示されるクッションジョイントの拡大断
面図。

【図４】図１に示されるクッションジョイントの連結状
態を示す図。

【図５】図１に示されるクッションジョイントの他の連
結状態を示す図。

【符号の説明】

１０…地下穿孔機 ２０…動力装置部 ３０…ロータリージョイント ３６…スクリューロッド ３７…エアーハンマー ５０…クッションジョイント ５１…ケーシング ５４…軸部材 ５６，６６…クッションラバー ６０…セメントミルク類供給通路

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 最下段にエアーハンマーを連結したロッ
   ドがそれを回転駆動するための動力装置部とともに昇降
   動せしめられるようにされていて、前記エアーハンマー
   と前記動力装置部との間に、前記エアーハンマーからの
   振動及び衝撃を減衰緩和するクッションジョイントが介
   装されていることを特徴とする地下穿孔機。
2. 【請求項２】 狭幅部と拡幅部とからなる側面視が概略
   凸字状の外形を有し、上下方向に縦貫するように流体供
   給通路が形成されてなる軸部材と、この軸部材の拡幅部
   が相対回転を阻止された状態で上下方向に摺動可能に嵌
   挿されたシリンダ形のケーシングと、を備え、前記ケー
   シングの上下端部に設けられた天壁及び底壁と前記拡幅
   部との間に緩衝部材が介装されてなる、地下穿孔機に用
   いられるクッションジョイント。