(57)【要約】【課題】岩盤の状態調査を目的としたコア採取を、構造が複雑で高価なリングビットなどを必要とすることなく、既存の削孔ビットやシャンクロッドを利用して実行することができる土木作業装置を提供する。【解決手段】シャンクロッドの軸心を中心に対称な配置で複数の削孔ロッド１２を配置するコア採取アダプタ１０を有する。従って、シャンクロッドの軸心を中心に対称に配置された複数の削孔ビット１４で岩盤が削孔されるので、複数の削孔ビット１４の内部空間に相当する岩塊を採取することができる。このため、岩盤の状態調査を目的としたコア採取を、構造が複雑で高価なリングビットなどを必要とすることなく、既存の削孔ビット１４やシャンクロッドを利用して実行することができる。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
岩盤を削孔する削孔ビットと、前記削孔ビットが前端に着脱自在に装着される削孔ロッドと、前記削孔ロッドの後端が前端に着脱自在に装着されるシャンクロッドと、前記シャンクロッドに打撃と回転とを作用させるドリフタユニットと、前記削孔ロッドと前記ドリフタユニットとをスライド自在に支持するガイドシェルと、を有する土木作業装置であって、
前記シャンクロッドの軸心を中心に対称な位置に複数の前記削孔ロッドを配置するロッドアダプタシステムを有する土木作業装置。
【請求項２】
前記ロッドアダプタシステムは、
前記シャンクロッドの前端に対称に複数の前記削孔ロッドの後端を着脱自在に装着する多軸スリーブと、
前記ガイドシェルの前端近傍に位置して複数の前記削孔ロッドの前端部分をスライド自在かつ公転自在に支持する第一セントラライザと、
前記ガイドシェルの前端と前記ドリフタユニットとの略中間の位置にスライド自在に支持されていて複数の前記削孔ロッドの中間部分をスライド自在かつ公転自在に支持する第二セントラライザと、
を有する請求項１に記載の土木作業装置。
【請求項３】
前記削孔ビットは、フラッシング水が噴流するビット水孔が少なくとも後端に開口しており、
前記削孔ロッドは、前記ビット水孔に連通するロッド水孔が前端に開口していて後端まで形成されており、
前記シャンクロッドは、前記ロッド水孔に連通するシャンク水孔が前端に開口しており、
前記多軸スリーブは、前記シャンクロッドの前端の前記シャンク水孔と複数の前記削孔ロッドの後端の前記ロッド水孔とを連通させるスリーブ水孔が形成されている請求項２に記載の土木作業装置。
【請求項４】
請求項１に記載の土木作業装置のロッドアダプタシステムであって、
前記シャンクロッドの軸心を中心に対称な位置に複数の前記削孔ロッドを配置するロッドアダプタシステム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、岩盤の状態調査を目的とした土木作業装置、そのロッドアダプタシステム、に関する。
【背景技術】
【０００２】
現在、トンネル建設現場などでは、例えば、岩盤等の状態を調査することを目的としてコア採取が行われる。コア採取作業は、例えば、図７に示すような、リングビットを装着した回転削孔によって行われる（例えば、特許文献１参照）。
【特許文献１】特開平７−３１７４８１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
しかしながら、上記のようなリングビットによる回転削孔ではコア採取作業に多くの時間を要する。
【０００４】
また、中空形状のリングビットではその刃先ヘとフラッシング流体を適切に供給するのは困難であり、削孔能率と刃先寿命の低下が問題となっている。
【０００５】
さらには、トンネル等の建設において発破工法を用いる場合には、発破孔を削孔するためのドリルジャンボと、コア採取用の回転削孔機の両方を備えなければならないので設備コストが嵩む。
【０００６】
本発明は上述のような課題に鑑みてなされたものであり、岩盤の状態調査を目的としたコア採取を、構造が複雑で高価なリングビットなどを必要とすることなく、既存の削孔ビットやシャンクロッドを利用して実行することができる土木作業装置、そのロッドアダプタシステム、を提供するものである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明の土木作業装置は、岩盤を削孔する削孔ビットと、削孔ビットが前端に着脱自在に装着される削孔ロッドと、削孔ロッドの後端が前端に着脱自在に装着されるシャンクロッドと、シャンクロッドに打撃と回転とを作用させるドリフタユニットと、削孔ロッドとドリフタユニットとをスライド自在に支持するガイドシェルと、を有する土木作業装置であって、シャンクロッドの軸心を中心に対称な位置に複数の削孔ロッドを配置するロッドアダプタシステムを有する。
【０００８】
従って、本発明の土木作業装置では、従来と同様に使用する場合には、岩盤を削孔する削孔ビットが削孔ロッドの前端に着脱自在に装着され、この削孔ロッドの後端がシャンクロッドの前端に着脱自在に装着される。このシャンクロッドにドリフタユニットが打撃と回転とを作用させる。削孔ロッドとドリフタユニットとはガイドシェルでスライド自在に支持される。このため、通常は打撃と回転と送りとが作用する削孔ビットで岩盤が削孔される。ただし、本発明の土木作業装置では、シャンクロッドの軸心を中心に対称な配置でロッドアダプタシステムが複数の削孔ロッドを配置する。このため、シャンクロッドの軸心を中心に対称に配置された複数の削孔ビットで岩盤が削孔される。従って、複数の削孔ビットの内部空間に相当する岩塊が採取される。
【０００９】
また、上述のような土木作業装置において、ロッドアダプタシステムは、シャンクロッドの前端に対称に複数の削孔ロッドの後端を着脱自在に装着する多軸スリーブと、ガイドシェルの前端近傍に位置して複数の削孔ロッドの前端部分をスライド自在かつ公転自在に支持する第一セントラライザと、ガイドシェルの前端とドリフタユニットとの略中間の位置にスライド自在に支持されていて複数の削孔ロッドの中間部分をスライド自在かつ公転自在に支持する第二セントラライザと、を有してもよい。
【００１０】
また、上述のような土木作業装置において、削孔ビットは、フラッシング水が噴流するビット水孔が少なくとも後端に開口しており、削孔ロッドは、ビット水孔に連通するロッド水孔が前端に開口していて後端まで形成されており、シャンクロッドは、ロッド水孔に連通するシャンク水孔が前端に開口しており、多軸スリーブは、シャンクロッドの前端のシャンク水孔と複数の削孔ロッドの後端のロッド水孔とを連通させるスリーブ水孔が形成されていてもよい。
【００１１】
本発明のロッドアダプタシステムは、本発明の土木作業装置のロッドアダプタシステムであって、シャンクロッドの軸心を中心に対称な位置に複数の削孔ロッドを配置する。
【００１２】
なお、本発明の各種の構成要素は、必ずしも個々に独立した存在である必要はなく、複数の構成要素が一個の部材として形成されていること、一つの構成要素が複数の部材で形成されていること、ある構成要素が他の構成要素の一部であること、ある構成要素の一部と他の構成要素の一部とが重複していること、等でもよい。
【００１３】
また、本発明では前後方向を規定しているが、これは本発明の構成要素の相対関係を簡単に説明するために便宜的に規定したものであり、本発明を実施する場合の製造時や使用時の方向を限定するものではない。
【発明の効果】
【００１４】
本発明の土木作業装置では、シャンクロッドの軸心を中心に対称な配置でロッドアダプタシステムが複数の削孔ロッドを配置する。このため、シャンクロッドの軸心を中心に対称に配置された複数の削孔ビットで岩盤が削孔される。従って、複数の削孔ビットの内部空間に相当する岩塊を採取することができる。このため、岩盤の状態調査を目的としたコア採取を、専用の回転削孔機を別途備える必要がなく、既存の削孔ビットやシャンクロッドを利用して実行することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１５】
本発明の実施の一形態を図面を参照して以下に説明する。なお、本実施の形態では図示するように前後方向を規定して説明する。しかし、これは構成要素の相対関係を簡単に説明するために便宜的に規定するものである。従って、本発明を実施する製品の製造時や使用時の方向を限定するものではない。
【００１６】
本実施の形態のドリルジャンボ１は、従来のドリルジャンボ(図示せず)と同様に、岩盤を削孔する削孔ビット１４と、削孔ビット１４が前端に着脱自在に装着される削孔ロッド１２と、削孔ロッド１２の後端が前端に着脱自在に装着されるシャンクロッド６ａと、シャンクロッド６ａに打撃と回転とを作用させるドリフタユニット６と、削孔ロッド１２とドリフタユニット６とをスライド自在に支持するガイドシェル５と、を有する。
【００１７】
ただし、本実施の形態のドリルジャンボ１は、図１ないし図６に示すように、シャンクロッド６ａの軸心を中心に対称な位置に複数の削孔ロッド１２を配置するコア採取アダプタ１０を有する。
【００１８】
このコア採取アダプタ１０は、シャンクロッド６ａの前端に対称に複数の削孔ロッド１２の後端を着脱自在に装着する多軸スリーブ１１、ガイドシェル５の前端近傍に位置して複数の削孔ロッド１２の前端部分をスライド自在かつ公転自在に支持する第一セントラライザ１７、ガイドシェル５の前端とドリフタユニット６との略中間の位置にスライド自在に支持されていて複数の削孔ロッド１２の中間部分をスライド自在かつ公転自在に支持する第二セントラライザ１６、を有する。
【００１９】
さらに、削孔ビット１４は、図３に示すように、フラッシング水が噴流するビット水孔１４ｃが少なくとも後端に開口している。削孔ロッド１２は、図３ないし図５に示すように、ビット水孔１４ｃに連通するロッド水孔１２ｃが前端に開口していて後端まで形成されている。
【００２０】
シャンクロッド６ａは、図３に示すように、ロッド水孔１２ｃに連通するシャンク水孔６ｃが前端に開口しており、多軸スリーブ１１は、図３および図６に示すように、シャンクロッド６ａの前端のシャンク水孔６ｃと複数の削孔ロッド１２の後端のロッド水孔１２ｃとを連通させるスリーブ水孔１１ｃが形成されている。
【００２１】
より具体的には、ドリルジャンボ１は、図２に示すように、公知の構成を備えている。すなわち、ホイール３によって走行自在な台車２に削孔ブーム４が旋回・起伏・伸縮自在に設けられており、削孔ブーム４の先端にはガイドシェル５が設けられている。
【００２２】
ガイドシェル５は、長尺ビーム形状の部材であり、キャリッジ５ａを介して図示しない送り機構によりドリフタユニット６を前後進可能に案内する。ガイドシェル５の前端にはフートパッド５ｂが設けられている。
【００２３】
図１はコア採取アダプタ１０を装着したガイドシェル５の詳細を示す側面図である。コア採取アダプタ１０は、ドリフタユニット６のシャンクロッド６ａに螺着する多軸スリーブ１１と、多軸スリーブ１１にその後端ねじ部１２ａを螺着する複数の削孔ロッド１２と、４本の削孔ロッド１２の前端ねじ部１２ｂの基端部に装着するロッドガイド１３と、４本の削孔ロッド１２の前端ねじ部１２ｂに個別に螺着する削孔ビット１４と、からなる。
【００２４】
多軸スリーブ１１は、後方（図３中右側）の中心軸（ドリフタユニット６の削孔軸）に内径ねじ１１ａ、前方の中心軸と同軸上に４箇所の内径ねじ１１ｂが設けられており、内径ねじ１１ａ、１１ｂはスリーブ水孔１１ｃによって接続されている。
【００２５】
内径ねじ１１ａはシャンクロッド６ａの外径ねじ６ｂと、内径ねじ１１ｂは削孔ロッド１２の後端ねじ部１２ａと対応するねじサイズとなっており、本実施の形態では内径ねじ１１ａの方が内径ねじ１１ｂよりも１サイズ大きく設定されている。
【００２６】
削孔ロッド１２は、前後端にそれぞれねじ部１２ｂ，１２ａが形成され、内径にロッド水孔１２ｃが設けられており、市販されているごく汎用のもを使用可能である。なお、本実施の形態の削孔ロッド１２の中間部の外径形状は、後述するアダプタサポートとの関係から、六角棒形状ではなく丸棒形状である。
【００２７】
ロッドガイド１３は、削孔ロッド１２の前端ねじ部１２ｂの基端部（不完全ねじ部を含む）に装着されるカラー１３ａと、カラー１３ａ同士を連結するジョイント１３ｂと、からなる。
【００２８】
カラー１３ａの外径は、図４に示すように、削孔ロッド１２の中間部の外径と同じに設定されており、カラー１３ａ（あるいは削孔ロッド１２）の回転軌跡の外接円の直径はＤとなっている。
【００２９】
削孔ビット１４は、後方に内径ねじ１４ａ、前端には超硬チップ１４ｂが設けられ、吐出側に向けて枝分かれしたビット水孔１４ｃが設けられており、市販されているごく汎用の製品を使用可能である。本実施の形態ではボタンビットを採用しているがクロスビットを用いてもよく、超硬チップ１４ｂの硬度等も岩盤に合わせて適宜選択可能である。
【００３０】
ガイドシェル５上には、先端に第一セントラライザ１７、第一セントラライザ１７とキャリッジ５ａとの中間部には第二セントラライザ１６が移動可能に設けられている。
【００３１】
第一セントラライザ１７と第二セントラライザ１６の基本構成は公知のものと同じであるが、本実施の形態ではこれらのガイド機構の保持対象をコア採取アダプタ１０とすることでアダプタサポート１５を構成している。
【００３２】
ここでは、アダプタサポート１５の構成を第二セントラライザ１６を例に説明する。第二セントラライザ１６は、ガイドシェル５上を案内移動されるスライドベース１６ａと、スライドベース１６ａに設けられたベアリングハウジング１６ｃとベアリングハウジング１６ｃに保持されたサポートベアリング１６ｂとからなる。
【００３３】
サポートベアリング１６ｂの内径は前述したカラー１３ａの回転軌跡の外接円の直径Ｄに対応する直径となっている。第一セントラライザ１７については、ガイドシェル５の先端に固設されている以外は第二セントラライザ１６と同じ構成であるので説明は省略する。
【００３４】
サポートベアリング１６ｂとベアリングハウジング１６ｃは半割形状となっており、コア採取アダプタ１０の段取り替えやサポートベアリングが磨耗した場合の交換作業が可能な構造となっている。
【００３５】
すなわち、内径が通常の削孔ロッド１２の外径に対応したサポートベアリング１６ｂを用意しておくと、同じガイドシェル５においてコア採取アダプタ１０と通常の削孔ロッド１２を交互に使用が可能となる。
【００３６】
上述のような構成において、本実施の形態のドリルジャンボ１では、従来と同様に使用する場合には、岩盤を削孔する削孔ビット１４が削孔ロッド１２の先端に着脱自在に装着され、この削孔ロッド１２の後端がシャンクロッド６ａの先端に着脱自在に装着される。
【００３７】
このシャンクロッド６ａにドリフタユニット６が打撃と回転とを作用させる。削孔ロッド１２とドリフタユニット６とはガイドシェル５でスライド自在に支持され、このガイドシェル５でスライド自在に支持されたドリフタユニット６を送り機構(図示せず)で送る。このため、通常は打撃と回転と送りとが作用する削孔ビット１４で岩盤が削孔される。
【００３８】
ただし、本実施の形態のドリルジャンボ１では、上述のような従来と同様な通常の用途の他、コア採取アダプタ１０を用いて岩盤からコアを採取することもできる。その場合、シャンクロッド６ａの軸心を中心に対称な配置でコア採取アダプタ１０が複数の削孔ロッド１２を配置する。
【００３９】
より詳細には、コア採取アダプタ１０を装着したドリルジャンボ１（土木作業装置）をコア採取対象の岩盤に対向するように台車を移動させ、削孔ブーム４を操作し、フートパッド５ｂを岩盤に押付るように位置決めする。
【００４０】
台車に備えられたフラッシングポンプ（図示せず）を作動させ、フラッシング用の高圧水をドリフタユニット６のシャンクロッド６ａのシャンク水孔６ｃからスリーブ水孔１１ｃとロッド水孔１２ｃからビット水孔１４ｃまで供給し、削孔ビット１４の先端から吐出させる。
【００４１】
つぎに、ドリフタユニット６の打撃機構と回転機構（いずれも図示せず）を作動させてコア採取アダプタ１０に打撃と回転を与え、ガイドシェル５の送り機構によりドリフタユニット６に推力を与えてコア採取アダプタ１０を岩盤へと貫入させる。
【００４２】
岩盤には外径が削孔ビット１４の回転軌跡の内接円の直径に相当する長尺円柱状のコアが形成されるが、このとき、岩盤ではドリルジャンボ１の打撃・回転・送りによる強力な破砕力により迅速にコアが形成される。
【００４３】
また、コア形成作業中は削孔ビット１４の先端から常に超硬チップ１４ｂにフラッシング水が供給されるので破砕の効率が低下することはなく、超硬チップ１４ｂの寿命も低下することはない。
【００４４】
コア採取アダプタ１０はアダプタサポート１５によって保持されているので安定して岩盤内へと貫入することができる。所定の長さのコアが形成されたら(図示せず)、コア採取アダプタ１０の打撃・回転・送りを停止し、このコア採取アダプタ１０を送り機構で後退させて岩盤から抜きだし、コアをハンマで叩くなどして岩盤から切り離して回収する。
【００４５】
本実施の形態のドリルジャンボ１では、上述のようにシャンクロッド６ａの軸心を中心に対称な配置でコア採取アダプタ１０が複数の削孔ロッド１２を配置する。このため、シャンクロッド６ａの軸心を中心に対称に配置された複数の削孔ビット１４で岩盤が削孔される。
【００４６】
従って、複数の削孔ビット１４の内部空間に相当する岩塊を採取することができる。このため、岩盤の状態調査を目的としたコア採取を、構造が複雑で高価なリングビットなどを必要とすることなく、既存の削孔ビット１４やシャンクロッド６ａを利用して実行することができる。
【００４７】
しかも、多軸スリーブ１１は、シャンクロッド６ａの前端のシャンク水孔６ｃと複数の削孔ロッド１２の後端のロッド水孔１２ｃとを連通させるスリーブ水孔１１ｃが形成されている。
【００４８】
このため、上述のようにシャンクロッド６ａの軸心を中心に対称に配置された複数の削孔ビット１４で岩盤を削孔するときでも、シャンクロッド６ａの既存のシャンク水孔６ｃと、削孔ロッド１２の既存のロッド水孔１２ｃと、削孔ビット１４の既存のビット水孔１４ｃと、を利用して削岩位置にフラッシング水を供給することができる。
【００４９】
さらに、シャンクロッド６ａの軸心を中心に対称に配置された複数の削孔ロッド１２の後端が多軸スリーブ１１に装着され、先端部分と中間部分とが第一セントラライザ１７と第二セントラライザ１６とでスライド自在かつ公転自在に各々支持される。このため、シャンクロッド６ａの軸心を中心に対称に配置された複数の削孔ロッド１２に、打撃と回転と送りとを安定に実行することができる。
【００５０】
なお、本発明に係るコア採取アダプタおよび土木作業装置は、上記の実施形態に限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しなければ種々の変形が可能である。例えば、上記の実施形態では、削孔ロッド１２は４本であるが削孔軸線を同軸状に配された複数の削孔ロッド１２であればよく、削孔ロッド１２の本数はレイアウト上許容されれば何本配しても良い。
【図面の簡単な説明】
【００５１】
【図１】本発明の実施の形態の土木作業装置であるドリルジャンボの要部を示す模式的な側面図である。
【図２】ドリルジャンボの全体を示す側面図である。
【図３】各部の水孔などの構造を示す一部を破断した側面図である。
【図４】図３のＡＡ断面を示す矢視図である。
【図５】図１のＢＢ断面を示す矢視図である。
【図６】図３のＣＣ断面を示す矢視図である。
【図７】一従来例のリングビットを示す斜視図である。
【符号の説明】
【００５２】
１    ドリルジャンボ
２    台車
３    ホイール
４    削孔ブーム
５    ガイドシェル
５ａ    キャリッジ
５ｂ    フートパッド
６    ドリフタユニット
６ａ    シャンクロッド
６ｂ    外径ねじ
６ｃ    シャンク水孔
１０    コア採取アダプタ
１１    多軸スリーブ
１１ａ    内径ねじ
１１ｂ    内径ねじ
１１ｃ    スリーブ水孔
１２    削孔ロッド
１２ａ    後端ねじ部
１２ｂ    前端ねじ部
１２ｃ    ロッド水孔
１３    ロッドガイド
１３ａ    カラー
１３ｂ    ジョイント
１４    削孔ビット
１４ａ    内径ねじ
１４ｂ    超硬チップ
１４ｃ    ビット水孔
１５    アダプタサポート
１６    第二セントラライザ
１６ａ    スライドベース
１６ｂ    サポートベアリング
１６ｃ    ベアリングハウジング
１７    第一セントラライザ
Ｄ    直径
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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