JPH0868288A - 噴射口切換機構 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 掘削用の噴射口切換機構を地中に埋没させ
ず、スイベルジョイント部に配設することで、噴射口切
換機構の故障率が減少し、切換動作状態の確認が極めて
容易な噴射口切換機構を得る。 【構成】 掘削用の噴射口切換機構のスイベルジョイン
ト２２のスイベルジョイト本体１に少なくとも２つの導
孔２９及び３１を設け、この導孔をロッドの噴射ノズル
に連通させると共に該スイベルジョイント本体１に所定
角度だけ回動可能に配設したポートスリーブ３２を設
け、このポートスリーブ３２上に更にスイベルリング４
０を介在させて、スイベルジョイント本体１を右又は左
回りに回転させることでポートスリーブ３２のスリット
に沿って回動したスイベルジョイント本体１がポートス
リーブ３２と一体に回動するように成し、このときポー
トの圧送材料供給口と導孔２９又は３１と一致させ噴射
口切換を成す。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は地盤の掘削機用の噴射口
切換機構に係り、特にロッドに装着したスイベルジョイ
ントの改良に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来から、基礎工事等で地盤に穿孔を行
う場合に複数の連続した孔を穿孔する掘削機は種々の種
類のものが提案され、例えば３連式のアースオーガ装置
は平成１年特許出願公告第４１７６７号公報に、四連式
のアースオーガは昭和５９年特許出願公告第２０８１９
号公報等に開示されて公知である。

【０００３】又、アースネイリング工法等では地盤中に
ロッドを挿通し、ロッドの軸方向に定着材挿入孔とノズ
ル孔を設け、この挿入孔からセメントミルク等の定着材
を供給し、ノズル孔から噴射しつつロッドの後端から打
撃、振動、回転を加えて地盤中に貫入させるようにさ
れ、ロッドに打撃、回転等を与える駆動手段との間には
スイベルジョイントが用いられている。

【０００４】このようなスイベルジョイントの従来の構
成を図５で説明する。このスイベルジョイントは掘削用
のロッドを地盤中に貫入させると共に、空気や水を圧送
して掘削土を排出しつつ掘削を行うようにされたもの
で、スイベルジョイント本体１とシールケース２とで構
成されている。

【０００５】スイベルジョイント１には、一側端に回
転、給進、打撃等を与える駆動用のドリフタと連結され
る螺子孔３が、他側端に内管６と外管７の掘削ロッドが
連結される螺子孔４及び５が設けられ、掘削ロッドの内
管６が装着される側の螺子孔４と一側端が連通し、他端
が側面に開口する掘削土の排出口８と空気や水の供給口
９が設けられている。

【０００６】シールケース２はスイベルジョイント本体
１の外周にシール材を介して装着され、排出口８の開口
に連通する環状溝１０と、掘削土の排出口１１と供給孔
９に連通する空気や水の供給口１２が設けられている。

【０００７】内管６と外管７の間が水や空気の供給通路
１３となり、内管６内が掘削土の排出通路４となり、供
給口１２から供給通路１３を経て圧送された空気や水の
圧力により掘削土は排出通路１４排出孔８を経て排出口
１１より排出されるようになされている。

【０００８】このようなスイベルジョイントの外管７と
内管６には地盤中に挿通させる中空ロッドが螺着される
が、この中空ロッド先端には掘削用のビットが取り付け
られ、更に地盤改良を行うロッドの中間部には撹拌翼等
が取り付けられている。

【０００９】又、このロッドの先端から水や空気、セメ
ントミルク等を噴射して掘削や地盤改良等を行うように
されており、ロッドを掘削降下させる時には、このよう
にロッド先端のノズルから圧送した定着液等の各種圧送
材料を噴射するようにし、ロッドを後退させる上昇時に
は圧送材料をロッドの横方向に設けたサイドノズルから
噴射するようになされている。

【００１０】このような上昇時と降下時に噴射ノズルを
切り換えるために従来では中間撹拌翼に設けた切換手段
によって行っている。

【００１１】

【発明が解決しようとする課題】上述のように圧送材料
をロッド先端のノズルから噴射させるか、ロッドの横方
向に設けたサイドノズルから噴射させるかの切換手段は
中間撹拌翼近傍に設けられるために掘削中はこれら切換
手段は地中に埋設されることになり、後退の上昇時にサ
イドノズルから圧送材料が噴射されているか否か、即ち
切換手段が正常に動作したか否かの確認は困難であり、
又、切換手段を電気的に切換動作あるいはリミットスイ
ッチ等を取り付けて監視する場合には長いロッド中に配
線を引き回さなければならない等の問題があった。

【００１２】更に、セメントミルク等で切換手段が覆わ
れた切換動作をスムーズに行えない機能障害が多発して
いたが、このような圧送材料による残留硬化による弊害
をなくそうとするもので、その目的とするところは切換
が確実に行えたか否かを容易に確認を来ると共に故障の
発生し難い掘削機用の噴射口切換機構を提供しようとす
るものである。

【００１３】

【課題を解決するための手段】本発明の噴射口切換機構
はその例が図１に示されているように、一側端に地盤掘
削用のロッドを、他端に回転、給進、打撃等を与えるド
リフタが装着され、且つ、一側端が該ロッドの装着側に
少なくとも２個以上の開口を有し、該開口の他側端が側
面に開口するスイベルジョイント本体１と、上記スイベ
ルジョイント本体１を囲繞するように枢着され、所定角
度の範囲に亘って回動可能となされ、且つ上記スイベル
ジョイント本体１の側面の開口に連通する側面に設けら
れた透孔３８とを有するポートスリーブ３２と、このポ
ートスリーブ３２に設けた透孔３８と連通する圧送材料
の供給口４２を有するスイベルリング４０とを具備し、
上記ドリフタを介してスイベルジョイント本体１を正又
は逆方向に回動させ、該スイベルジョイント本体１が所
定角度回転した時点で上記ポートスリーブ３２と係合し
てスイベルリング４０の供給口３８と上記ポートスリー
ブ３２の透孔３８がスイベルジョイント本体１の２個以
上の開口のいずれか１つに連通するようにしたものであ
る。

【００１４】

【作用】本発明の掘削機用の噴射口切換装置は、ドリフ
タによってスイベルジョイント本体を正逆回転させるこ
とでポートスリーブとスイベルジョイントが係合して一
体化されて、スイベルリングの圧送材料の供給口とポー
トスリーブの透孔がスイベルジョイント本体の１つの開
口と連通して、圧送材料をロッド先端のノズルから噴射
するか、ロッドの側面に設けたサイドノズルから噴射す
るかを選択する切換動作が行われるので、ノズル噴射切
換手段をスイベルジョイント部に設けられる。従って、
従来のように地中に埋没されないので事故発生の度合い
を大幅に減少可能なものを提供することが出来る。

【００１５】

【実施例】以下、本発明の掘削機用の噴射口切換機構の
一実施例を図面によって詳記する。図１及び図２で本例
のスイベルジョイントを説明するに先立ち図３によっ
て、このようなスイベルジョイントを用いた掘削機の構
成を説明する。

【００１６】図３で２２はスイベルジョイントを示し、
このスイベルジョイント２２は後述するロッド１５に回
転，給進，打撃等の駆動力を与える駆動装置１６と共に
ガイドセル１７上のブラケット１８上に装着されてい
る。このブラケット１８はチェン１９等を介してガイド
セル１７を往復動するようになされ、スイベルジョイン
ト２２にはビット２０を先端に固定した中空のロッド１
５が枢着されている。

【００１７】上述の構成で、ブラケット１８を前進させ
ながら、ドリフタ１６を回転，打撃などの駆動力を与え
ることで、スイベルジョイント２２を介して中空ロッド
１５に伝達されて地盤の穿孔動作が成されるようになっ
ている。このとき、スイベルジョイント２２に設けたス
イベルリング（図１参照）を介して水、空気、セメント
ミルク等の、圧送材料が送給され、スイベルジョイント
２２から中空ロッド１５の孔を通ってビット２０の先端
から噴出してビット２０による穿孔動作を助ける。尚、
２１は圧送材料を給送するためのホースを示している。

【００１８】上述のスイベルジョイント２２の構成を図
１及び図２により詳記する。図１Ａ〜Ｄと図２Ａ〜Ｄは
共に平面図、一部を断面とする正面図、底面図並びに図
１Ｂ及び図２ＢのＩ−Ｉ及びII-II断面矢視図を示すも
のである。

【００１９】図１Ａ〜Ｄ及び図２Ａ〜Ｄで、スイベルジ
ョイント２２は上側にドリフタ１６の駆動軸に下側は中
空ロッド１５に連結されるスイベルジョイント本体１を
有する。該スイベルジョイント本体１の上側にはフラン
ジ２３が固着され、ドリフタ１６の駆動軸と螺着させる
ための複数の透孔２４が穿設されている。スイベルジョ
イント本体１の下端は中間の中空ロッド１５ａ（図４参
照）と結合させるためのプラグ型の接合部２５が形成さ
れている。

【００２０】このプラグ型接合部２５は略六角形状の外
周（図１ｃおよび図２ｃ参照）を有し、中空ロッド１５
ａの一端に形成された、同じく略六角形状のジャック型
接合部２７の透孔に挿入され、プラグ型接合部２５に設
けた凸又は凹溝２６とジャック型接合部２７の凹又は凸
溝２８とクリックモーション的に係合されるようになさ
れ、円柱状の中実体より成るスイベルジョイント本体１
にはその長手方向に２個以上の、本例では３個の導孔２
９，３０，３１が穿たれている。更に、ポートスリーブ
３２の上動を防止するフランジ状のストッパ部３３がス
イベルジョイント本体１の外径部に溶着されている。

【００２１】導孔２９は中空ロッド１５の先端に固着さ
れたビット２０の先端から圧送材料を噴射するようにな
され、導孔３１と導孔２９とはスイベルジョイント本体
１の直径中心点０を中心に円周上で９０度ずれた位置に
穿設されると共に中空ロッド１５のサイドに設けられた
サイドノズルから圧送材料を噴射するようにされてい
る。

【００２２】即ち導孔２９は中空ロッド１５を地盤中に
挿入して掘削中の、例えば反時計方向回転（正回転）時
に圧送材料通路として用いられ、導孔３１は中空ロッド
１５を上動させて引き抜く時計方向回転（逆回転）の時
に圧送材料を供給する通路とされる。従って、これら導
孔２９及び３１の上端はスイベルジョイント本体１の輻
方向に放射状に形成された連通口３４及び３５と連通さ
れている。導孔３０は空気圧送用等に用いられ、スイベ
ルジョイント本体１の上端から下端に貫通する導孔とな
され、中心点０を中心に導孔３１と円周上１８０度の角
度を保って対向する位置に穿設されている。更にスイベ
ルジョイント本体１には後述するポートスリーブ３２の
回転を停止させるストッパー３６としてのキー溝が形成
されてキーが固定されている。

【００２３】ポートスリーブ３２はスイベルジョイント
本体１に対し回動自在に嵌挿された円筒状部材より成
り、上側はストッパー部３３によって上動が規制され、
下側はスイベルジョイント本体１の外管部に挾着した２
枚のΩ状の締付具３７により可動を規制される。円筒状
のポートスリーブ３２の側面には連通口３４又は３５と
対応する１個所の位置に透孔３８が穿設されている。

【００２４】更に、ポートスリーブ３２の円筒周面には
図１Ｂ（図２Ｂ）及び図１Ｄ（図２Ｄ）に示すようにス
トッパー３６のキーが突出されるスリット３９が形成さ
れている。このスリット３９は中心点０を中心に９０度
の範囲に亘って形成されている。このポートスリーブ３
２の内径とスイベルジョイント本体１の外径間にはシー
ル部材を介在させてある。

【００２５】ポートスリーブ３２の外周に遊嵌するよう
にスイベルリング４０が回動可能に枢着されている。こ
のスイベルリング４０はポートスリーブ３２に対し全周
に回動可能と成された円筒状部材より構成され、フラン
ジ４１によってスイベルリング４０の下動を防止してい
る。このフランジ４１はポートスリーブ３２の外周に一
体に形成されている。このスイベルリング４０には透孔
３８及び連通口３４と連通する圧送材料の供給口４２が
設けられ、スイベルリング４０とポートスリーブ３２間
にはシール部材を介在させてシールが成され圧送材料が
漏洩しないようにされている。

【００２６】更に、本例では図４及び図５に示すように
複数の、図では２連のロッド１５ａ及び１５ａを用いて
同時掘削を行う構成とされているのでスイベルリング４
０及び４０間をタイロッド４３で結合して、スイベルリ
ング４０及び４０が回転しないように構成されている。

【００２７】１５ａ及び１５ａで示す中間の中空ロッド
は上側はジャック型の接合部２７と成され下側はスイベ
ルジョイント２２と同様のプラグ型接合部２５となさ
れ、地中に挿通する数の中間の中空ロッドが次々に接栓
を介して接続される。尚、これら中間の中空ロッド１５
ａ及び１５ａには導孔２９，３０及び３１に連通する３
重管ロッドとされ、２個の中空ロッド１５ａ及び１５ａ
間はタイロッド４３で結合されると共に中空ロッドはタ
イロッド４３の軸受部に対し回転及び摺動自在とされて
いる。

【００２８】更に、中空ロッドの下端部には図４及び図
５に示すように、ビット２０がロッド１５ｂ及び１５ｂ
に固着され、上方には複数の撹拌翼４６及び４５等が固
定されて掘削が行われる。４４はロッド最下端部に取り
付けられたノズルであり、掘削用の圧送材料は掘削下降
中は矢印Ｘ方向に噴射される。又、必要に応じてビット
２０の下側に配したロッドの側面に開口したノズルから
矢印Ｙ方向に空気等を噴射させる。

【００２９】更に、ロッド１５ａ，１５ｂを後退上昇さ
せる場合はロッドの回転方向を逆転させて、撹拌翼４５
の下端に配したロッドの側面に開口したノズルから矢印
Ｚ方向に圧送材料等を噴射させる構造となっている。

【００３０】上述の構成での動作を図１乃至図５を用い
て説明する。先ず、図４は本例の２連の掘削用ロッド１
５ａ，１５ａ，１５ｂ，１５ｂをタイロッド４３で連結
し、互いに逆方向に回転させて、掘削を開始し、掘削下
降中の状態を示す。この場合は上記したように圧送材料
としての掘削液はノズル４４の先端から噴射される。こ
の時のスイベルジョイント２２の動作状態は図１に示さ
れているように図３で説明したドリフタ１６で図４の左
側のロッド１５ａは反時計方向に、右側のロッド１５ａ
は時計方向に回動させる。この時の図４の左側のロッド
１５ａについて図１を参照してスイベルジョイント本体
１の動作を考える。即ち、ドリフタ１６で反時計方向に
回転力を与えたとき、スイベルジョイント２２は同じく
反時計方向に回動される。このときポートスリーブ３２
とスイベルリング４０とは摩擦によって回転しにくくな
っているので、スイベルジョイント本体１だけがポート
スリーブ３２に穿設したスリット３９に沿って９０度回
転した時点で図１Ｄのようにストッパー３６がポートス
リーブ３２に対接し、スイベルジョイント本体１と共に
回転する。

【００３１】この時に導孔２９の連通口３４は透孔３８
を通してスイベルリング４０の供給口３４と連通し、ロ
ッド１５ａ及び１５ｂを介してビット２０の先端に配し
たノズル４４から掘削用の圧送材料がＸ方向に放出され
る。

【００３２】この際、導孔３０から圧送した空気等はビ
ット２０の下端にロッド１５ｂの側面に設けたノズルか
らＹ方向に噴射させる。

【００３３】次に、下端が着底後には図５に示すように
ロッド１５ａ及び１５ｂの回転を夫々逆転させる。図５
の左側のロッドについて説明すると、後退上昇時にはド
リフタ１６を逆転させると、図２Ａ〜Ｄに示すようにス
イベルジョイント２２のスイベルジョイント本体１は時
計方向に回動する。この時は図２Ｄに示すようにスイベ
ルジョイント本体１に設けたストッパー３６もポートス
リーブ３２のスリット３９に沿って反時計方向に回動
し、９０度回転したときにポートスリーブ３２に当接し
て、該ポートスリーブ３２はスイベルジョイント本体１
と共に時計方向に回転することで、導孔３１の連通口３
５はポートスリーブ３２の透孔３８とスイベルリング４
０の供給口４２と一致して噴射ノズルの切換がされる。
この導孔３１を介してロッド１５ａ及び１５ｂを通った
圧送材料はロッド１５ｂの側面のノズルからＺ方向に噴
射されることになる。

【００３４】尚、本例では図４，図５に示したようにペ
アのロッドを互いに逆方向に回転させるようにしたの
で、掘削しながら下降する時と、上昇する時とで噴出液
の噴出方向及び位置を切換えることが可能となる。

【００３５】本発明の上記構成の掘削機用噴射ノズル切
換装置によれば切換機構を極めて簡単な構成でドリフタ
近傍の高い位置にあるスイベルジョイント２２中に組み
込むことができたので、従来のように切換機構が地中に
埋没することによって生ずる機能障害や事故が起こり難
いものが容易に得られる。

【００３６】また、本例の構成によれば切換機構は地上
にあるため、目視で確認を行うことが可能であるだけで
なく、リミットスイッチ等をスイベルジョイントに付加
することは極めて容易であるので電気的に切換操作が完
了したか否かを確認することができる。従来の構成では
地中深く埋没した撹拌翼近傍までリミットスイッチ用の
リードを延設しなければならず配線も難しかった。

【００３７】しかし、本発明ではスイベルジョイントが
回転しない構成としたのでリミットスイッチ等の取り付
けはこのような固定部に簡単に設けることができる。

【００３８】

【発明の効果】本発明の掘削機用の噴射口切換機構によ
れば切換機構をスイベルジョイントに組み込み、回転方
向を正逆方向に回転制御するだけで簡単にノズル噴射方
向の切換が可能であるため、切換機構を地中に埋没させ
る必要がないので故障が起こり難く、切換状態の監視も
容易となる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の掘削機用の噴射口切換機構に用いるス
イベルジョイントの切換動作説明図（Ｉ）であり、
（Ａ）は平面図、（Ｂ）は正面図、（Ｃ）は底面図、
（Ｄ）はＩ−Ｉ線断面図である。

【図２】本発明の掘削機用の噴射口切換機構に用いるス
イベルジョイントの切換動作説明図（II）であり、
（Ａ）は平面図、（Ｂ）は正面図、（Ｃ）は底面図、
（Ｄ）はＩ−Ｉ線断面図である。

【図３】本発明の掘削機用の噴射口切換機構に用いる掘
削機の略線的構成図である。

【図４】本発明の掘削機用の下降時の噴射口切換機構の
全体的構成図である。

【図５】本発明の掘削機用の上昇時の噴射口切換機構の
全体的構成図である。

【図６】従来のスイベルジョイントの構成図である。

【符号の説明】

１ スイベルジョイント本体 ２９，３０，３１ 導孔 ３２ ポートスリーブ ４０ スイベルリング

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 一側端に地盤掘削用のロッドを、他端に
   回転、給進、打撃等を与えるドリフタが装着され、且
   つ、一側端が該ロッドの装着側に少なくとも２個以上の
   開口を有し、該開口の他側端が側面に開口するスイベル
   ジョイント本体と、 上記スイベルジョイント本体を囲繞するように枢着さ
   れ、所定角度の範囲に亘って回動可能と成され、且つ上
   記スイベルジョイント本体の側面の開口に連通する側面
   に設けられた透孔を有するポートスリーブと、 上記ポートスリーブに設けた透孔と連通する圧送材料の
   供給口を有するスイベルリングとを具備し、 上記ドリフタを介してスイベルジョイント本体を正又は
   逆方向に回動させ、該スイベルジョイント本体が所定角
   度回転した時点で上記ポートスリーブと係合して上記ス
   イベルリングの供給口と上記ポートスリーブの透孔が上
   記スイベルジョイント本体の２個以上の開口のいずれか
   １つに連通するようにしたことを特徴とする噴射口切換
   機構。
2. 【請求項２】 前記ロッドは多連式とし、前記スイベル
   リングを互にタイロッドで連結してなることを特徴とす
   る請求項１記載の噴射口切換機構。