JPH10317862A - 穿孔装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 特別な操作を必要とせずに混入した空気を排
出する。 【解決手段】 ロッド１６の内部に空気が混入した場
合、ばね３０によって弁体２９が開状態に保持された弁
装置２１によって空気だけが出口孔２８から排出され、
空気が排出された後は水の圧力によって弁体２９がばね
３０の付勢力によって閉状態にされ、弁装置２１が閉じ
られて水が遮断され、特別な操作を必要とせずに混入し
た空気を排出する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、水圧力によって打
撃力を発生させて地盤の穿孔を行なう穿孔装置に関す
る。

【０００２】

【従来の技術】打撃式の穿孔装置は、油圧力または空圧
力によって打撃力を発生させる装置が一般的である。近
年、水圧力によって打撃力を発生させる水圧式の穿孔装
置が使用されるようになってきている。

【０００３】図４、図５に基づいて従来の水圧式の穿孔
装置を説明する。図４には従来の水圧式の穿孔装置の概
略構成、図５には延長ロッドを継ぎ足す際の穿孔装置の
概略構成を示してある。

【０００４】図４に示すように、作業車両１には水圧源
２が備えられ、水圧源２は水圧モータ３につながってい
る。水圧モータ３には空気抜バルブ４及びスイベル５を
介してロッド６が設けられ、水圧モータ３の駆動により
ロッド６が回転するようになっている。ロッド６の先端
には打撃力発生部７が設けられ、打撃力発生部７にはス
イベル５及びロッド６を介して水圧源２から圧力水が送
られる。

【０００５】打撃力発生部７は、水圧源２から送られる
圧力水によって軸方向の打撃力を発生する。打撃力発生
部７にはドリルビット８が設けられ、ドリルビット８に
は、水圧モータ３によるロッド６の回転及び打撃力発生
部７による軸方向の打撃力により回転力と打撃力が発生
する。ドリルビット８に発生する回転力と打撃力により
地盤等が穿孔される。

【０００６】穿孔が進むと、図５に示すように、延長ロ
ッド９を継ぎ足している。延長ロッド９を継ぎ足した際
に、延長ロッド９及びロッド６からなる水圧路に空気が
混入してしまうことがある。水圧路に空気が混入する
と、打撃力発生部７に水圧が伝わらず打撃力が発生でき
なくなってしまう。このため、延長ロッド９を継ぎ足し
た際、スイベル５と水圧モータ３との間に設けられた空
気抜バルブ４を直接または遠隔に開閉操作して延長ロッ
ド９及びロッド６の内部の空気を抜いている。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】上述した水圧式の穿孔
装置では、延長ロッド９及びロッド６の内部に空気が混
入した際に、作業員が空気の抜けた状態を確認しながら
空気抜バルブ４を直接または遠隔で開閉操作する必要が
あり、煩雑な操作を強いられていた。また、万一空気抜
バルブ４を閉め忘れて運転すると、高圧水が空気抜バル
ブ４から吹き出す虞があった。

【０００８】本発明は上記状況に鑑みてなされたもの
で、作業員による特別な操作を必要とせずに混入した空
気を排出することができる穿孔装置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】上記目的を達成するため
の本発明の構成は、水圧源からの圧力水によって回転駆
動される水圧モータを備え、前記水圧モータの駆動部に
ロッドを支持し、前記水圧源からの圧力水を前記ロッド
側に送るスイベルを前記水圧モータと前記ロッドとの間
に介在し、前記ロッドを介して送られる圧力水によって
軸方向の打撃力を発生する打撃発生部を前記ロッドの先
端に備え、前記打撃発生部により発生した打撃力及び前
記ロッドを介した回転力により被穿孔部位を穿孔するド
リルビットを設け、前記ロッドの内部の空気の圧力では
開放が保たれて空気を外部に解放すると共に前記ロッド
の内部の水圧力で閉じられる常時開放状態の弁装置を前
記スイベルと前記ロッドとの間に設けたことを特徴とす
る。

【００１０】

【発明の実施の形態】図１には本発明の一実施形態例に
係る水圧式の穿孔装置の概略構成を示してある。また、
図２、図３には弁装置の断面を示してあり、図２には弁
が開放されている状態、図３には弁が閉じられている状
態を示してある。

【００１１】図１に示すように、作業車両１１には水圧
源１２が備えられ、水圧源１２は水圧モータ１３につな
がっている。水圧モータ１３は水圧源１２からの圧力水
により回転駆動される。水圧モータ１３の駆動部（図示
省略）にはスイベル１５を介してロッド１６が設けら
れ、水圧モータ１３の駆動によりロッド１６が回転する
ようになっている。ロッド１６の先端には打撃力発生部
１７が設けられ、打撃力発生部１７にはスイベル１５及
びロッド１６を介して水圧源１２から圧力水が送られ
る。

【００１２】打撃力発生部１７は、水圧源１２から送ら
れる圧力水によって軸方向の打撃力を発生する。打撃力
発生部１７にはドリルビット１８が設けられ、ドリルビ
ット１８には、水圧モータ１３によるロッド１６の回転
及び打撃力発生部１７による軸方向の打撃力により回転
力と打撃力が発生する。ドリルビット１８に発生する回
転力と打撃力により被穿孔部位としての地盤等が穿孔さ
れる。

【００１３】一方、スイベル１５とロッド１６との間に
は常時開放状態の弁装置２１が設けられており、弁装置
２１はロッド１６の内部の空気の圧力では開放が保たれ
て空気を外部に解放すると共にロッド１６の内部の水圧
力で閉じられるようになっている。弁装置２１の構成を
図２、図３に基づいて説明する。

【００１４】図に示すように、水圧モータ１３に連結さ
れる上部ハウジング２２には上部ホルダ２３が設けら
れ、スイベル１５に連結される下部ハウジング２４には
下部ホルダ２５が設けられている。下部ハウジング２４
には下部ホルダ２５の通路２６に連通する入口孔２７が
形成されている。上部ハウジング２２と下部ハウジング
２４とは連結され、上部ハウジング２２と下部ハウジン
グ２４との間には外部に解放される出口孔２８が形成さ
れている。

【００１５】上部ホルダ２３と下部ホルダ２５とにわた
り弁体２９が配設され、弁体２９はばね３０によって下
部ホルダ２５側に付勢されている。弁体２９により上部
ホルダ２３側に上部圧力室３１が形成されると共に、下
部ホルダ２５側に下部圧力室３２が形成されている。上
部圧力室３１は通路３３，３４によって出口孔２８に連
通し、下部圧力室３２は通路２６によって入口孔２７に
連通している。

【００１６】弁体２６がばね３０の付勢力に抗して移動
（図中上方に移動）した際に、上部ホルダ２３の接触部
３６に当接して上部圧力室３１と下部圧力室３２との間
を閉じるテーパ受圧面３７が弁体２６に形成されてい
る。また、弁体２６には軸方向の投影面積をテーパ受圧
面３７と同じにした下部受圧面３８が形成され、下部受
圧面３８は通路２６に対向している。また、上部圧力室
３１内に位置する弁体２６には上部受圧面３５が形成さ
れている。

【００１７】図２に示すように、弁体２９がばね３０の
付勢力によって付勢されている状態では、上部圧力室３
１と下部圧力室３２が連通し、通路３３，３４，２６に
よって入口孔２７と出口孔２８とが連通して入口孔２７
が外部に解放された状態になる。図３に示すように、弁
体２９がばね３０の付勢力に抗して上方に移動した状態
では、テーパ受圧面３７が上部ホルダ２３の接触部３６
に当接して上部圧力室３１と下部圧力室３２との間が非
連通状態にされ、入口孔２７と外部が遮断された状態に
なる。

【００１８】上述した穿孔装置では、水圧源１２からの
圧力水により水圧モータ１３が駆動してロッド１６が回
転すると共に、水圧源１２からスイベル１５を通ってロ
ッド１６に送られた圧力水により打撃力発生部１７に軸
方向の打撃力が生じる。これにより、ドリルビット１８
に回転力と打撃力が発生し、回転力と打撃力により地盤
等が穿孔される。

【００１９】一方、圧力水の注入によりロッド１６の内
部の空気は、スイベル１５、入口孔２７、通路２６、下
部圧力室３２、上部圧力室３１及び通路３３，３４から
出口孔２８に送られ、外部に解放排出される。通路３
３，３４及び出口孔２８では、空気の流れにより圧力損
失が生じ、上部圧力室３１及び下部圧力室３２に圧力が
発生する。この圧力は、弁体２９の下部受圧面３８、テ
ーパ受圧面３７及び上部受圧面３５に作用する。

【００２０】下部受圧面３８とテーパ受圧面３７とは軸
方向の投影面積を同じにしているので、作用する圧力は
相殺される。従って、上部受圧面３５に作用する圧力に
より弁体２９に押し上げ力が作用する。しかし、弁体２
９はばね３０により下方に付勢されているので、弁体２
９は上昇せずに空気が出口孔２８から排出され続けるこ
とになる。

【００２１】ロッド１６の内部の空気が全て排出される
と、水圧源１２からの水が押し出されてくる。水は空気
に比べ体積弾性率が高いため、上部圧力室３１及び下部
圧力室３２には空気の場合より大きな圧力が発生し、弁
体２９に大きな押し上げ力が作用する。ばね３０の与圧
を、空気の押し上げ力よりも大きく空気の押し上げ力よ
りも小さく設定しておくことにより、水の押し上げ力に
よって弁体２９はばね２９の付勢力に抗して上昇する。

【００２２】弁体２９が上昇することにより、テーパ受
圧面３７が上部ホルダ２３の接触部３６に当接して上部
圧力室３１と下部圧力室３２との間が遮断され、水は排
出されずに止まる。この状態では、下部圧力室３２は水
圧源１２の圧力が加わり高圧になり、上部圧力室３１は
通路３３，３４及び出口孔２８により外部に開放されて
常圧になる。この圧力差により弁体２９はばね２９の付
勢力に抗して上昇したまま保持され、水は遮断され続け
る。

【００２３】穿孔が進んで新たにロッド１６を継ぎ足し
た場合、再びロッド１６の内部に空気が混入する。空気
が混入すると、上述と同様の作用によって再び空気だけ
が排出される。

【００２４】上述した穿孔装置では、ロッド１６の内部
に空気が混入した場合、弁装置２１によって空気だけが
排出され、空気が排出された後は水の圧力によって弁装
置２１が閉じられて水は遮断され続ける。従って、空気
抜きの操作が不要になると共に、高圧水が噴出する虞が
なくなり、特別な操作を必要とせずに混入した空気を排
出することが可能になる。

【００２５】

【発明の効果】本発明の穿孔装置は、水圧源からの圧力
水によって回転駆動される水圧モータを備え、前記水圧
モータの駆動部にロッドを支持し、前記水圧源からの圧
力水を前記ロッド側に送るスイベルを前記水圧モータと
前記ロッドとの間に介在し、前記ロッドを介して送られ
る圧力水によって軸方向の打撃力を発生する打撃発生部
を前記ロッドの先端に備え、前記打撃発生部により発生
した打撃力及び前記ロッドを介した回転力により被穿孔
部位を穿孔するドリルビットを設け、前記ロッドの内部
の空気の圧力では開放が保たれて空気を外部に解放する
と共に前記ロッドの内部の水圧力で閉じられる常時開放
状態の弁装置を前記スイベルと前記ロッドとの間に設け
たので、ロッドの内部に混入した空気のみが弁装置から
排出され空気が排出された後は水の圧力によって弁装置
が閉じられて水は遮断され続ける。この結果、空気抜き
の操作が不要になると共に、高圧水が噴出する虞がなく
なり、特別な操作を必要とせずに混入した空気を排出す
ることが可能になる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施形態例に係る水圧式の穿孔装置
の概略構成図。

【図２】弁が開放されている状態の弁装置の断面図。

【図３】弁が閉じられている状態の弁装置の断面図。

【図４】従来の水圧式の穿孔装置の概略構成図。

【図５】延長ロッドを継ぎ足す際の穿孔装置の概略構成
図。

【符号の説明】

１１ 作業車両 １２ 水圧源 １３ 水圧モータ １５ スイベル １６ ロッド １７ 打撃力発生部 １８ ドリルビット ２１ 弁装置 ２２ 上部ハウジング ２３ 上部ホルダ ２４ 下部ハウジング ２５ 下部ハウジング ２６ 通路 ２７ 入口孔 ２８ 出口孔 ２９ 弁体 ３０ ばね ３１ 上部圧力室 ３２ 下部圧力室 ３３，３４ 通路 ３５ 上部受圧面 ３６ 接触部 ３７ テーパ受圧面 ３８ 下部受圧面

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 水圧源からの圧力水によって回転駆動さ
   れる水圧モータを備え、前記水圧モータの駆動部にロッ
   ドを支持し、前記水圧源からの圧力水を前記ロッド側に
   送るスイベルを前記水圧モータと前記ロッドとの間に介
   在し、前記ロッドを介して送られる圧力水によって軸方
   向の打撃力を発生する打撃発生部を前記ロッドの先端に
   備え、前記打撃発生部により発生した打撃力及び前記ロ
   ッドを介した回転力により被穿孔部位を穿孔するドリル
   ビットを設け、前記ロッドの内部の空気の圧力では開放
   が保たれて空気を外部に解放すると共に前記ロッドの内
   部の水圧力で閉じられる常時開放状態の弁装置を前記ス
   イベルと前記ロッドとの間に設けたことを特徴とする穿
   孔装置。