JPS6282195A - 空圧打撃式掘削方法並びにその装置 - Google Patents

空圧打撃式掘削方法並びにその装置

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JPS6282195A
JPS6282195A JP60221566A JP22156685A JPS6282195A JP S6282195 A JPS6282195 A JP S6282195A JP 60221566 A JP60221566 A JP 60221566A JP 22156685 A JP22156685 A JP 22156685A JP S6282195 A JPS6282195 A JP S6282195A
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bit
pipe
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Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔発明の利用分野〕 本発明は、圧力エアによりピストンを上下動させ、その
ピストンの打撃エネルギによりドリルビットに繰り返し
打撃振動を与えるようにした空圧打撃式掘削装置に係り
、特に水中で使用可能な空圧打撃式掘削装置に関する。
〔発明の背景〕
エアハンマドリルは、ビットを先端部で軸方向に摺動自
在に支持する円筒状ケーシングと、ケーシング内で軸方
向に摺動自在に支持されその下端部でビットを打撃する
ピストンとから構成されている。ピストンの上下には圧
力室が形成され、上下の圧力室には交互に外部からの圧
力エアによって加圧されピストンを連続的に上下動させ
ている従来ピストンの作動に利用した圧力エアは、ビッ
トの先端から噴出され、この噴出エアはビットの歯先を
洗浄すると共に掘削したスライム等を地上に吹き上げ除
去しながら掘進する。エアハンマドリルは、圧縮エアを
利用するため高い衝撃力が得られるので岩盤の掘削に通
常用いられる。
しかしながら、水中で使用する場合このような従来の空
圧式打撃ドリルでは種々の不具合を生じる。例えば海中
や川やダム等の水中で掘削する場合水頭圧がビットの先
端にかかり泥水等がエア圧力室に逆流して浸入するため
打撃ドリルが作動不能になってしまう。また水頭圧が噴
出エア圧に達しなくても、作動エア圧力はこの水頭圧に
左右されるのでピストンの打撃エネルギーが低下しピン
トを充分に打撃することができなくなり掘削効率が悪く
なる不具合がある。
〔発明の目的〕
本発明はこのような事情に鑑みてなされたもので、水中
での掘削に於いても空圧打撃式掘削装置の掘削性能を損
うことがなく、また大口径の掘削に於いても効率よく行
うことができる空圧打撃式掘削装置を提案することを目
的としている。
〔発明の概要〕
本発明は前記目的を達成する為に、地上からの圧力エア
によってピストンを作動させビットに打撃振動を与えな
がら掘削するエアハンマドリルを、ケーシングに1本或
いは、複数本並列に結束すると共に、該ケーシングは、
前記エアハンマドリルに圧力エアを供給するための給気
通路と、前記エアハンマドリルのピストン作動に供した
排気エアの排気孔と連通して排気エアを地上へ排出する
ための排気通路と、前記エアハンマドリルのビット近傍
に開口し、該ビットで掘削した土砂を輸送する手段のた
めの給排水通路と、を備えていることを特徴としている
〔実施例〕
以下、添付図面に従って本発明に係る空圧打撃式掘削装
置の好ましい実施例を詳説する。
第1図では本発明に係る空圧式打撃掘削装置の施工図が
示されており、海底の表土層10上には支持杭12が建
込まれ、ステージ14が構築されている。また表土層1
0の崩壊を防ぐためケーシグパイプ62が岩盤上まで建
込まれている。このステージ14上にはベースマシーン
16に備えられたリーダ18が立設され、このリーダ1
8にはロープ20を介してパワースイベル22が上下方
向摺動自在に設けられている。このパワースイベル22
には給気管24、排気管26並びに給排水管28から成
る掘管29が一体的に回動可能に支持され、この掘管2
9の端にはシール部材を介してボルト止め等により次に
述べる本発明に係る空圧式打撃掘削装置30が設けられ
ている。
本発明に係る空圧式打撃掘削装置30の構造は第2図乃
至第5回に於いて詳細に示されており、第3図は第2図
上m −m線に沿う断面図、第4図は第2図上IV−T
V線に沿う断面図、第5図は第2図上V −V線に沿う
底面図である。空圧式打撃掘削装置30はエアハンマド
リル32.34t−有し、これらエアハンマドリル32
.34は上下のケーシング36.37によって並列的に
結束されている。エアハンマドリル32の下端部はケー
シング37の下部にシール49を設けて固定されると共
にビット40がスプライン結合等により軸方向所定量摺
動自在に支持され、このビット40の上方には圧力エア
により上下動するピストン42が配置されている。この
ピストン42は掘管29に設けた給気管24からケーシ
ング36に設けた給気通路25に送られて圧力エアによ
り上下動し、/ビット40を打撃する。一方エアハンマ
ドリル34に於いてもその下端部にはビット44を有し
、このビット44も図示しないピストンにより打撃され
るようになっている。ビット40の本体には軸方向の排
気通路46並びに半径方向の排気通路48が形成され、
この排気通路48が空圧式打撃掘削装置30の中央部に
配置された排気通路50と連通されている。この排気通
路50は図示しないが他方のドリルビット44に形成さ
れた排気通路とも連通されている。排気通路50は第2
図に示すように掘管29に設けられた排気管26に連通
され、地上側にエアを排出するようになっている。
一方給排水管28はケーシング36に設けた給排水通路
51に接続されて途中から分岐して給排水通路52.5
4を形成し、この給排水通路52.54の開口部52A
、54Aは図に示すようにビット40.44の近傍に位
置している。これによりビット40.44により掘削さ
れた土砂は地上に設けたサクションポンプ66により給
排水通路52.54を通じて給排水管28に送られ、地
上側に回収されるようになっている。
ビット40.44は第5図に示すように略扇形状に構成
され、またビット40には突起部40Aが形成されると
共にビット44にはこの突起部44Aが嵌入する凹部4
4Aが形成され、これによりビット40.44は相互干
渉された状態で降下され、この為破砕滞や不均一層の掘
削に於いてもいづれかのビットのみが下降して掘削不能
に陥るようなことはない。
更に排気管26或いは給気管24と給排水管28との間
にはチェツキバルブ60が設けられ、このチェツキパル
フロ0はエアリフト方式により排土する場合に用いられ
第2図の場合、排気管26内が所定圧以上になると、開
口し、排気管26内のエアの一部が給排水管28内に送
られて、エアリフトにより給排水管28内を土砂が吸い
込まれるようになっている。この場合排気圧力を調整す
るため、排出ライン74にバルブ等を設けるとよい。
前記の如く構成された空圧式打撃掘削装置30は第1図
において、ケーシングパイプ62内に於いて配置されて
掘削される。また給排水管28はリバースライン64を
介してサクションポンプ66と連結され、吸引された土
砂は分離されて循環水は再び送水バイブロ8によりケー
シングパイプ62内に供給するようになっている。また
給気管24はエア供給ライン70を介してニアコンプレ
ッサー72と連結され、圧力エアが供給されるようにな
っており、また排気管26はエア排出ライン74と連結
され、ピストンの作動に供したエアはエア排出ライン7
4から排出されるようになっている。以上の排土方法は
、水とともに吸い上げるウォータリバース方式であるが
、給排水管28より水を孔底に送水し、掘削スライムを
孔壁と掘管の間を通って排出させる正循環方式も可能で
ある。さらに孔内に水が無い場合は、ブロアーやコンプ
レッサーを使ってエアによる排土方法も可能である。
前記の如く構成された空圧式打撃掘削装置の作用は次の
通りである。先ず給気管24から供給されたエアは給気
通路25に送られピストン42を上下動させ、ビット4
0.44を打撃し、掘削する。ピストン42を作動させ
た圧力エアは排気通路46.48を通って排気管50に
送られ、この排気エアは排気管26を通って地上側に排
気される。また掘削した土砂は給排水通路52.54の
開口部52A、54Aから吸い込まれ、排土管28を通
って地上側に回収される。
第6図は本発明に係る他の実施例の構造を示す断面図、
第7図は第6図上■−■線に沿う断面図である。第6図
に示す実施例に於いて、第2図に示した実施例中と同一
の各部材若しくは類似の部材には同一の符号を付し、そ
の説明は省略する。
第2図に示した実施例では、2本のエアハンマドリル3
2.34が用いられていたのであるが、第6図に示す実
施例では1本のエアハンマドリル60で構成されている
。このエアハンマドリル60に於いても給気管24から
送られた圧力エアはピストン62を上下動してビット6
3に打撃を与え、打撃に供した圧力エアは、排気通路6
4.66.68.50を通って排気管26に入り、地上
側に排出される。また、給排水通路52.54の開口部
52A、54Aはビット63の左右対称位置に形成され
た凹部63A、63Aに位置し、ビット63により掘削
された土砂を排土する。
〔発明の効果〕
以上説明したように本発明に係る空圧打撃式掘削装置に
よれば、エアハンマドリルに給排水管が備えであるので
リバース方式によって大口径の掘削が能率的に出来るよ
うになり、またビットを上下動した圧力エアをケーシン
グ内の排気通路から回収スるので、エアハンマドリルの
打撃能率を失うことなく、また掘削部の水頭に左右され
ることなく高深度の水中でも能率的な掘削をすることが
できる。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明に係る実施例の施工図、第2図は本発明
に係る空圧打撃式掘削装置の構造を示す断面図、第3図
は第2図上でIII−I線に沿う断面図、第4図は第2
図上でIV −IV線に沿う断面図、第5図は第2図上
でV−V線に沿う底面図第6図は本発明に係る他の実施
例の構造を示す断面図、第7図は第6図■−■線に沿う
断面図である。 24・・・給気管、 25・・・給気通路、 26・・
・排気管、 28・・・給排水管、 29・・・掘管、
 30・・・空圧式打撃掘削装置、 32.34・・・
エアハンマドリル、 40.44・・・ビット、 50
・・・排気通路、 52.54・・・排土通路。 第1図 手続補正書 昭和61年S月73日 1、事件の表示 昭和60年特許願第221566号 2、発明の名称 空圧打撃式掘削方決並びにその装置 3、補正をする者 事件との関係 特許出傅人 住 所    東京都目黒区目HA1丁目6番17号名
 称    株式会社 利根ポーリング代表者 村田康
夫 4、代理人 住 所    ■170東京都豊島区東池袋−丁目20
番地5池袋ホワイト・ハウスビル 6、補正により増加する発明の数    17、補正の
対象 明I書全文 8、補正の内容 別紙の通り 明細書 1、発明の名称 空圧打撃式掘削方法並びにその装置 2、特許請求の範囲 附地上からの圧力エアによってピストンを作動させビッ
トに打撃振動を与えながら掘削するエアハンマドリルを
、ケーシングに1本或いは、複数本並列に結束すると共
に、該ケーシングは、前記エアハンマドリルに圧力エア
を供給するための給気通路と、前記エアハンマドリルの
ピストン作動に供した排気エアの排気孔と連通して排気
エアを地上へ排出するための排気通路と、前記エアハン
マドリルのビット近傍に開口し、該ビットで掘削した土
砂を輸送する手段のための給排水通路と、を備えている
ことを特徴とする空圧打撃式掘削装置。 4り一複数本のエアハンマドリルの各ビット同志は相互
に干渉し合い、軸方向の移動量を規制していることを特
徴とする特許請求の範囲第主項の空圧打撃式掘削装置。 塊給気通路と給排水通路又は排気通路と給排水通路とは
チェツキ弁を介して連通され、排気通路又は給気通路内
が所定圧以上になると給気通路又は排気通路内のエアが
給排水通路に供給され、エアリフトにより排土すること
を特徴とする特許請求の範囲第1項記載の空圧打撃式掘
削装置。 3、発明の詳細な説明 〔発明の利用分野〕 本発明は、圧力エアによりピストンを上下動させ、その
ピストンの打撃エネルギによりドリルビットに繰り返し
打撃振動を与えるようにした空圧打撃式掘削方法並びに
その装置に係り、特に水中で使用可能な空圧打撃式掘削
方法並びにその装置に関する。 〔発明の背景〕 エアハンマドリルは、ビットを先端部で軸方向に摺動自
在に支持する円筒状ケーシングと、ケーシング内で軸方
向に摺動自在に支持されその下端部でビットを打撃する
ピストンとから構成されている。ピストンの上下には圧
力室が形成され、上下の圧力室には交互に外部からの圧
力エアによって加圧されピストンを連続的に上下動させ
ている従来ピストンの作動に利用した圧力エアは、ビッ
トの先端から噴出され、この噴出エアはビットの歯先を
洗浄すると共に掘削したスライム等を地上に吹き上げ除
去しながら掘進する。エアハンマドリルは、圧縮エアを
利用するため高い衝撃力が得られるので岩盤の掘削に通
常用いられる。 しかしながら、水中で使用する場合このような従来の空
圧式打撃ドリルでは種々の不具合を生じる。例えば海中
や川やダム等の水中で掘削する場合水頭圧がビットの先
端にかかり泥水等がエア圧力室に逆流して浸入するため
打撃ドリルが作動不能になってしまう。また水頭圧が噴
出エア圧に達しなくても、作動エア圧力はこの水頭圧に
左右されるのでピストンの打撃エネルギーが低下しビッ
トを充分に打撃することができなくなり掘削効率が悪く
なる不具合がある。 〔発明の目的〕 本発明はこのような事情に鑑みてなされたもので、水中
での掘削に於いても空圧打撃式掘削装置の掘削性能を損
うことがなく、また大口径の掘削に於いても効率よく行
うことができる空圧打撃式掘削方法並びにその装置を提
案することを目的としている。 〔発明の(既要〕 本発明の空圧打撃式掘削方法は、前記目的を達成する為
に地上からの圧力エアによってエアハンマドリルを作動
させると共に、その作動に供したエアをエアハンマドリ
ルの排気通路と連通ずる排気管を介して地上に排気させ
ると共に掘屑を逆循環方式或いは、正循環方式によって
排出しつつ地中を掘削することを特徴としている。 本発明の空圧打撃式掘削装置は前記目的を達成する為に
、地上からの圧力エアによってピストンを作動させビッ
トに打撃振動を与えながら掘削するエアハンマドリルを
、ケーシングに1本或いは、複数本並列に結束すると共
に、該ケーシングは、前記エアハンマドリルに圧力エア
を供給するための給気通路と、前記エアハンマドリルの
ピストン作動に供した排気エアの排気孔と連通して排気
エアを地上へ排出するための排気通路と、前記エアハン
マドリルのビット近傍に開口し、該ビ・ノドで掘削した
土砂を輸送する手段のための給排水通路と、を備えてい
ることを特徴としている。 〔実施例〕 以下、添付図面に従って本発明に係る空圧打撃式掘削方
法並びにその装置の好ましい実施例を詳説する。 第1図では本発明に係る空圧式打撃掘削装置の施工図が
示されており、海底の表土層10上には支持杭12が建
込まれ、ステージ14が構築されている。また表土層1
0の崩壊を防ぐためケーシグパイプ62が岩盤上まで建
込まれている。このステージ14上にはヘースマシーン
16に備えられたリーダ18が立設され、このリーダ1
8にはロープ20を介してパワースイヘル22が上下方
向摺動自在に設けられている。このバワースイヘル22
には給気管24、排気管26並びに給排水管28から成
る掘管29が一体的に回動可能に支持され、この掘管2
9の端にはシール部材を介してボルト止め等により次に
述べる本発明に係る空圧式打撃掘削装置30が設けられ
ている。 本発明に係る空圧式打撃掘削装置30の構造は第2図乃
至第5図に於いて詳細に示されており、第3図は第2図
上m −m線に沿う断面図、第4図は第2図上IV−I
V線に沿う断面図、第5図は第2図上V−V線に沿う底
面図である。空圧式打撃掘削装置30はエアハンマドリ
ル32.34を有し、これらエアハンマドリル32.3
4は上下のケーシング36.37によって並列的に結束
されている。エアハンマドリル32の下端部はケーシン
グ37の下部にシール49を設けて固定されると共にビ
ット40がスプライン結合等により軸方向所定量摺動自
在に支持され、このビット40の上方には圧力エアによ
り上下動するピストン42が配置されている。このピス
トン42は掘管29に設けた給気管24からケーシング
36に設けた給気通路25に送られて圧力エアにより上
下動し、ビット40を打撃する。一方エアハンマドリル
34に於いてもその下端部にはビット44を有し、この
ビット44も図示しないピストンにより打撃されるよう
になっている。ビット40の本体には軸方向の排気通路
46並びに半径方向の排気通路48が形成され、この排
気通路48が空圧式打撃掘削装置30の中央部に配置さ
れた排気通路50と連通されている。この排気通路50
は図示しないが他方のドリルビット44に形成された排
気通路とも連通されている。排気通路50は第2図に示
すように掘管29に設けられた排気管26に連通され、
地上側にエアを排出するようになっている。 一方給排水管28はケーシング36に設けた給排水通路
51に接続されて途中から分岐して給排水通路52.5
4を形成し、この給排水通路52.54の開口部52A
、54Aは図に示すようにビット40.44の近傍に位
置している。これによりビット40.44により掘削さ
れた土砂は地上に設けたサクションポンプ66により給
排水通路52.54を通じて給排水管28に送られ、地
上側に回収されるようになっている。 ビット40.44は第5図に示すように略扇形状に構成
され、またビット40には突起部40Aが形成されると
共にビット44にはこの突起部44Aが嵌入する凹部4
4Aが形成され、これによりビット40.44は相互干
渉された状態で降下され、この為破砕法や不均一層の掘
削に於いてもいづれかのビットのみが下降して掘削不能
に陥るようなことはない。 更に排気管26或いは給気管24と給排水管28との間
にはチェツキバルブ60が設けられ、このチェツキパル
フロ0はエアリフト方式により排土する場合に用いられ
第2図の場合、排気管26内が所定圧以上になると、開
口し、排気管26内のエアの一部が給排水管28内に送
られて、エアリフトにより給排水管28内を土砂が吸い
込まれるようになっている。この場合排気圧力を調整す
るため、排出ライン74にバルブ等を設けるとよい。 前記の如く構成された空圧式打撃掘削装置30は第1図
において、ケーシングパイプ62内に於いて配置されて
掘削される。また給排水管28はリバースライン64を
介してサクションポンプ66と連結され、吸引された土
砂は分離されて循環水は再び送水バイブロ8によりケー
シングパイプ62内に供給するようになっている。また
給気管24はエア供給ライン70を介してニアコンプレ
ッサー72と連結され、圧力エアが供給されるようにな
っており、また排気管26はエア排出ライン74と連結
され、ピストンの作動に供したエアはエア排出ライン7
4から排出されるようになっている。以上の排土方法は
、水とともに吸い上げるウォータリバース(逆循環)方
式であるが、給排水管28より水を孔底に送水し、掘削
スライムを孔壁と掘管の間を通って排出させる正循環方
式も可能である。さらに孔内に水が無い場合は、ブロア
ーやコンプレッサーを使ってエアによる排土方法も可能
である。 前記の如く構成された空圧式打撃掘削装置の作用は次の
通りである。先ず給気管24から供給されたエアは給気
通路25に送られピストン42を上下動させ、ビット4
0.44を打撃し、掘削する。ピストン42を作動させ
た圧力エアは排気通路46.48を通って排気管50に
送られ、この排気エアは排気管26を通って地上側に排
気される。また掘削した土砂は給排水通路52.54の
開口部52A、54Aから吸い込まれ、吸排水管28を
通って地上側に回収される。 第6図は本発明に係る他の実施例の構造を示す断面図、
第7図は第6図上■−■線に沿う断面図である。第6図
に示す実施例に於いて、第2図に示した実施例中と同一
の各部材若しくは類慎の部材には同一の符号を付し、そ
の説明は省略する。 第2図に示した実施例では、2本のエアハンマドリル3
2.34が用いられていたのであるが、第6図に示す実
施例では1本のエアハンマドリル60で構成されている
。このエアハンマドリル60に於いても給気管24から
送られた圧力エアはピストン62を上下動してビット6
3に打撃を与え、打撃に供した圧力エアは、排気通路6
4.66.68.50を通って排気管26に入り、地上
側に排出される。また、給排水通路52.54の開口部
52A、54Aはビット63の左右対称位置に形成され
た凹部63A、63Aに位置し、ビット63により掘削
された土砂を排土する。 〔発明の効果〕 以上説明したように本発明に係る空圧打撃式掘削方法並
びにその装置によれば、エアハンマドリルに給排水管が
備えであるのでリバース方式によって大口径の掘削が能
率的に出来るようになり、またビットを上下動した圧力
エアをケーシング内の排気通路から回収するので、エア
ハンマドリルの打撃能率を失うことなく、また掘削部の
水頭に左右されることなく高深度の水中でも能率的な掘
削をすることができる。 4、図面の簡単な説明 第1図は本発明に係る実施例の施工図、第2図は本発明
に係る空圧打撃式掘削装置の構造を示す断面図、第3図
は第2図上でIII −III線に沿う断面図、第4図
は第2回上でIV−IV線に沿う断面図、第5図は第2
図上でV−V線に沿う底面同第6図は本発明に係る他の
実施例の構造を示す断面図、第7図は第6図■−■線に
沿う断面図である。 24・・・給気管、 25・・・給気通路、 26・・
・排気管、 28・・・給排水管、 29・・・掘管、
 30・・・空圧式打撃掘削装置、 32.34・・・
エアハンマドリル、  40.44・・・ビット、  
50・・・排気通路、 52.54・・・排土通路。

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. (1)地上からの圧力エアによってピストンを作動させ
    ビットに打撃振動を与えながら掘削するエアハンマドリ
    ルを、ケーシングに1本或いは、複数本並列に結束する
    と共に、該ケーシングは、前記エアハンマドリルに圧力
    エアを供給するための給気通路と、前記エアハンマドリ
    ルのピストン作動に供した排気エアの排気孔と連通して
    排気エアを地上へ排出するための排気通路と、前記エア
    ハンマドリルのビット近傍に開口し、該ビットで掘削し
    た土砂を輸送する手段のための給排水通路と、を備えて
    いることを特徴とする空圧打撃式掘削装置。
  2. (2)複数本のエアハンマドリルの各ビット同志は相互
    に干渉し合い、軸方向の移動量を規制していることを特
    徴とする特許請求の範囲第1項の空圧打撃式掘削装置。
  3. (3)給気通路と給排水通路又は排気通路と給排水通路
    とはチェッキ弁を介して連通され、排気通路又は給気通
    路内が所定圧以上になると給気通路又は排気通路内のエ
    アが給排水通路に供給され、エアリフトにより排土する
    ことを特徴とする特許請求の範囲第1項記載の空圧打撃
    式掘削装置。
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