(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
掘削用のケーシングと、ケーシングを全周回転駆動する全周回転駆動装置と、ケーシング内に挿入される破砕用ユニットとからなる掘削装置であって、
破砕用ユニットは、クレーンによって吊支されるユニット基枠、この基枠をケーシング内の所要位置に固定する固定手段及び破砕機を備え、破砕機は、リーダと、これに沿って昇降駆動機構により昇降駆動されるダウンザホールハンマー回転駆動手段と、リーダに沿ってスライド自在に支持され、上端部がダウンザホールハンマー回転駆動手段に連動連結されて回転駆動されるダウンザホールハンマーとからなるもので、リーダの所要部をユニット基枠に枢着して、ダウンザホールハンマーをケーシングの軸方向に平行な姿勢から軸方向に対し所要角度傾斜した傾斜姿勢に姿勢変更可能にすると共に、リーダの遊端部側とユニット基枠との間に介装した姿勢保持シリンダによってダウンザホールハンマーを所要姿勢に保持するようにしてなる掘削装置。
【請求項２】
固定手段は、ユニット基枠の外周面の複数箇所に突設される水平反力受けジャッキと、各ジャッキの先端部に設けられ、ケーシングの内周面に圧接支持される先端部材とからなる請求項１に記載の掘削装置。
【請求項３】
破砕機のリーダの下端部にはダウンザホールハンマーのハンマーケーシングを嵌挿させてスライド自在に支持案内するガイドが設けられている請求項１又は２に記載の掘削装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、下端に切削ビットを備えたケーシングを回転させながら地盤中に押し込んでケーシング内の土砂をハンマーグラブにて掘削排土し、岩盤や転石層等の硬質地盤に遭遇した時にクレーンによりケーシング内に吊支挿入される破砕用ユニットによってその硬質地盤を破砕するようにした掘削装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来の掘削装置としては、下記特許文献１に記載されたものがある。この掘削装置は、掘削用のケーシングと、ケーシングを回転駆動する全周回転駆動装置と、クレーンによりケリーロッドを介して吊支され、ケーシング内に挿入される回転駆動ユニット及び破砕ユニットからなる破砕機とを備え、回転駆動ユニットは、ケーシングの内周面に圧接固定可能で且つ回転駆動手段を有し、破砕ユニットは複数のダウンザホールハンマーからなるもので、各ダウンザホールハンマーは、前記回転駆動手段によって回転駆動されると共に、スイベル継手を通じて供給される高圧エアにより打撃駆動されるようになっている。
【０００３】
この掘削装置によれば、硬質地盤に遭遇した時に、回転駆動ユニット及び破砕ユニットからなる破砕機をケーシング内に挿入して、この破砕機をケーシングにて反力を受けた状態で回転駆動しながら、ダウンザホールハンマーを振動駆動させることによりケーシングの内断面の略全面の硬質層を破砕することができる。破砕後は、その破砕物を例えばハンマーグラブによって排除する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特許第３００４９０３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
上記従来の掘削装置では、破砕機によって硬質地盤を破砕する際に、ケーシングの内断面の略全面を破砕することはできても、ケーシングの内径以上は破砕することができず、従って破砕機で破砕し得なかった周辺地盤部は、ケーシング下端の切削ビットにより切削するようにしているが、切削するのに時間がかかり、また切削ビットが早期に磨滅、破損し易いという問題がある。また従来の掘削装置では、回転駆動ユニット及び破砕ユニットからなる破砕機の自重を利用して、ダウンザホールハンマーを硬質地盤中に押し込むようにすることにより、破砕を進行させるため、回転駆動ユニット及び破砕ユニットを夫々出来るだけ大形にして重量を重くする必要があり、それによって装置全体が大型化して重量化するという問題がある。
【０００６】
本発明は、上記の事情に鑑み、ダウンザホールハンマーによって、岩盤等の硬質地盤をケーシングの内径を越える範囲まで破砕可能で、硬質層を有効に破砕することができると共に、装置の小型軽量化を図ことができる掘削装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記課題を解決するための手段を、後述する実施形態の参照符号を付して説明すると、請求項１に係る発明は、掘削用のケーシング１と、ケーシング１を全周回転駆動する全周回転駆動装置２と、ケーシング１内に挿入される破砕用ユニット３とからなる掘削装置であって、
破砕用ユニット３は、クレーンによって吊支されるユニット基枠４、この基枠４をケーシング１内の所要位置に固定する固定手段５及び破砕機６を備え、破砕機６は、リーダ７と、これに沿って昇降駆動機構１４により昇降駆動されるダウンザホールハンマー回転駆動手段８と、リーダ７に沿ってスライド自在に支持され、上端部がダウンザホールハンマー回転駆動手段８に連動連結されて回転駆動されるダウンザホールハンマー９とからなるもので、リーダ７の所要部をユニット基枠４に枢着して、ダウンザホールハンマー９をケーシング１の軸方向に平行な姿勢から軸方向に対し所要角度傾斜した傾斜姿勢に姿勢変更可能にすると共に、リーダ７の遊端部側とユニット基枠４との間に介装した姿勢保持シリンダ１１によってダウンザホールハンマー９を所要姿勢に保持するようにしてなることを特徴とする。
【０００８】
請求項２は、請求項１に記載の掘削装置において、固定手段５は、ユニット基枠４の外周面の上下夫々複数箇所に突設される水平反力受けジャッキ５ａと、各ジャッキ５ａの先端部に設けられ、ケーシング１の内周面に圧接支持される先端部材５ｂとからなることを特徴とする。
【０００９】
請求項３は、請求項１又は２に記載の掘削装置において、破砕機６のリーダ７の下端部にはダウンザホールハンマー９のハンマー本体を嵌挿させてスライド自在に支持案内するガイドが設けられていることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１０】
上記解決手段による発明の効果を、後述する実施形態の参照符号を付して説明すると、請求項１に係る発明の掘削装置によれば、破砕用ユニット３が、クレーンで吊支されるユニット基枠４、この基枠４をケーシング１内の所要位置に固定する固定手段５及び破砕機６を備え、破砕機６は、リーダ１と、これに沿って昇降駆動機構１４で昇降駆動されるダウンザホールハンマー回転駆動手段８と、該回転駆動手段８に連動連結されて回転駆動されるダウンザホールハンマー９とからなるもので、リーダ７の所要部をユニット基枠４に枢着して、ダウンザホールハンマー９をケーシング１の軸方向に平行な姿勢から軸方向に傾斜した傾斜姿勢に姿勢変更可能にすると共に、リーダ７の遊端部側とユニット基枠４の間に介装した姿勢保持シリンダ１１によってダウンザホールハンマー９を所要姿勢に保持するようにしたから、岩盤などの硬質地盤Ｇ２を掘削するにあたって、破砕機６のダウンザホールハンマー９を所要の傾斜姿勢に保持し、その切削ビット１ａに回転と打撃を与えつつ、ダウンザホールハンマー９をリーダ７に沿って下降駆動し、ダウンザホールハンマー９の切削ビット９ｂに生じる回転力及び打撃力と、ダウンザホールハンマー９に生じる下向きの推力とによって、硬質地盤Ｇ２をケーシング１の内径を越え更にその外径を越える範囲にわたって有効に破砕することができる。
【００１１】
特に、破砕機６によって硬質地盤Ｇ２を破砕する時は、破砕機の自重を利用した従来の掘削装置とは違い、昇降駆動機構１４により回転駆動手段８をリーダ７に沿って下降駆動することでダウンザホールハンマー９に下向きの推力を与えて硬質地盤Ｇ２に押し込むようにするから、小型で軽量なダウンザホールハンマー９でも大きな推力を与えることができて硬質地盤Ｇ２の破砕を有効に行なわせることができ、従って破砕用ユニット３のユニット基枠４及び破砕機６を極力小型且つ軽量にすることができて、装置の小型軽量化を図ることが可能となる。
【００１２】
また、この掘削装置では、ダウンザホールハンマー９の傾斜姿勢は、姿勢保持用シリンダ１１によって保持されるから、特定の傾斜角度に限らず、任意の傾斜角度に設定することが可能であると共に、平行姿勢から傾斜姿勢へ、また傾斜姿勢から平行姿勢への姿勢変更を迅速且つ的確に行なわせることが可能であり、また平行姿勢によるダウンザホールハンマー９の保持と、傾斜姿勢による保持とを併用することによって、硬質地盤Ｇ２を一層有効に破砕することができる。また、姿勢保持用シリンダ１１によりダウンザホールハンマー９の、ケーシング１の軸方向に対する傾斜角度を、破砕途上において適宜に変位させることによって、ケーシング１の内部又はその外部周辺の硬質地盤Ｇ２の破砕位置を小刻みに変位させ分散して破砕することができるため、それだけ破砕能力を軽減することができ、ダウンザホールハンマー９として、ケーシング１の径に比べてより小径のものを使用することが可能となり、従ってエアコンプレッサーを小型にでき、その搬入・搬出を容易にすると共に、掘削装置全体の重量の一層の軽減化を図ることができる。
【００１３】
請求項２に係る発明によれば、固定手段５は、ユニット基枠４の外周面の上下夫々複数箇所に突設される水平反力受けジャッキ５ａと、各ジャッキ５ａの先端部に設けられ、ケーシング１の内周面に圧接支持される先端部材５ｂとからなるもので、構造が簡単で取付けが容易あり、ユニット基枠４をケーシング１内の所要位置に迅速容易に固定することができる。
【００１４】
請求項３に係る発明によれば、破砕機６のリーダ７の下端部に、ダウンザホールハンマー９のハンマー本体を嵌挿させてスライド自在に支持案内するガイドを設けているから、回転駆動手段８の昇降に伴うダウンザホールハンマー９の昇降を有効に支持案内することができ、またリーダ７の下端部に設けているため、回転駆動手段８の昇降の邪魔にならず、構造も簡単となる。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】本発明に係る掘削装置の縦断面図である。
【図２】図１のＸ−Ｘ線断面図である。
【図３】(a) は掘削装置における破砕ユニットのユニット基枠を示す正面図、(b) は(a) のＹ−Ｙ線断面図、(c) は破砕機を示す正面図である。
【図４】地盤中に貫入したケーシングの内部をハンマーグラブで掘削、排土している状態を示す説明図である。
【図５】ケーシング内において破砕機で破砕した破砕岩石をハンマーグラブで排除しようとしている状態を示す説明図である。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
以下に本発明の好適な実施形態を図面に基づいて説明すると、図１に示す掘削装置は、掘削用のケーシング１と、このケーシング１を全周回転駆動する全周回転駆動装置２と、ケーシング１内の所要高さ位置に挿入配備される破砕用ユニット３とによって構成されている。
【００１７】
破砕用ユニット３は、図示しないクレーンによって吊支されるユニット基枠４と、このユニット基枠４をケーシング１内の所要位置に固定する固定手段５と、破砕機６とを備えている。そして、破砕機６は、図３の(c) に示すように、リーダ７と、このリーダ７に沿って昇降自在に支持されていて、昇降駆動機構１４により昇降駆動されるダウンザホールハンマー回転駆動手段８と、リーダ７に沿ってスライド自在に支持され、上端軸部９ｏが上記回転駆動手段８に連動連結されて回転駆動されるダウンザホールハンマー９とからなるもので、リーダ７の上部側所要部を枢軸１０を介してユニット基枠４に枢着して、ダウンザホールハンマー９をケーシング１の軸方向に平行な姿勢から軸方向に対し所要角度傾斜した傾斜姿勢に姿勢変更可能にすると共に、リーダ７の枢軸１０より上方の端部とユニット基枠４との間に介装した姿勢保持用の油圧シリンダ１１によってダウンザホールハンマー９を所要姿勢に保持するようにしている。図１において、１２はダウンザホールハンマー７に圧力エアを供給するスイベル手段で、このスイベル手段１２には、図示しないエアコンプレッサーからの圧力エアがエアホース１３によって供給される。
【００１８】
全周回転駆動装置２は、一般的なオールケーシング工法に使用される全周回転圧入装置からなるもので、ケーシング１の外周面を掴持して全周回転させながらケーシング１を地盤Ｇ１中に押し込んで掘削するタイプのもので、周知の構造からなる。即ち、図１に概略図示するように、ベースフレーム２ａの四隅に設けた昇降シリンダ２ｂに連結された昇降フレーム２ｃを備え、昇降フレーム２ｃにはケーシング１が挿通されるテーパ孔（図示省略）を有する回転フレーム（図示省略）が回転可能に支持され、昇降フレーム２ｃに連結されたチャックシリンダ（（図示省略）によってケーシング１と前記テーパ孔との間に楔部材（図示省略）を挿入して、回転フレームとケーシング１とを締結するようになっており、ケーシング１を回転フレームに把持した状態で回転フレームをモータ（図示省略）により回転駆動すると共に、昇降シリンダ２ｂを下降させることにより、ケーシング１を回転させながら地盤Ｇ１中に押し込むことができる。ケーシング１の下端には切削ビット１ａが複数取り付けられている。
【００１９】
破砕用ユニット３のユニット基枠４は、図１及び図３の(a) ，(b) に示すように、正面視が縦長矩形状で平面視が略Ｕ字状に形成された枠体で、上端には複数個のワイヤー取付具４ａが取り付けられている。このユニット基枠４は、図示しないクレーンから垂下される昇降ワイヤー２１のフック２２に吊支ワイヤー２３，２４を介して吊支されるようになっている。吊支ワイヤー２４は、吊支ワイヤー２３のフック２５に引っ掛けけられ、ユニット基枠４のワイヤー取付具４ａに取着される。図３の(a) 及び(c) において、１９ａは枢軸１０を挿通させるためのユニット基枠４側の枢軸挿通孔、同じく１９ｂはリーダ７側の枢軸挿通孔であり、４ｏはユニット基枠４に姿勢保持シリンダ１１を取り付けるブラケットで、このブラケット４ｏにシリンダ１１側のブラケット１１ｏが枢着される。
【００２０】
ユニット基枠４をケーシング１内の所要位置に固定する固定手段５は、図２及び図３の(a) ，(b) に示すように、ユニット基枠４の外周面の上端部側４箇所と下端部側４箇所に夫々突設された油圧式の水平反力受けジャッキ５ａと、各ジャッキ５ａの先端部に設けられ、ケーシング１の内周面に圧接支持される弾性変形可能な先端部材５ｂとからなるもので、図２には、水平反力受けジャッキ５ａが伸張作動し、その先端部材５ｂがケーシング１の凹面状内周面に対応するように弾性変形して圧接支持された状態を示し、図３の(b) には、水平反力受けジャッキ５ａが収縮位置にある状態を示している。
【００２１】
破砕機６の上記回転駆動手段８は、図示は省略するが、その内部に、ダウンザホールハンマー９を回転駆動する油圧モータ及び減速機などを装備しており、その下部にダウンザホールハンマー９の中空状上端軸部９ｏを連動連結している。このダウンザホールハンマー９は、周知構造のものであるため、図３の(c) に示すように外観のみ図示し、詳細な図示は省略するが、ハンマーケーシング９ａの内部にハンマー本体が回転自在に嵌挿支持され、このハンマー本体内にシリンダが設けてあって、このシリンダ内を摺動するハンマーピストンが、圧縮されたエアの供給によって往復運動を行い、このハンマーピストンがハンマー本体の下部に突出する切削ビット９ｂを打撃するようになっている一方、ハンマー本体が回転駆動手段８によって回転し、このハンマー本体の回転によって切削ビット９ｂが回転するようになっており、従って切削ビット９ｂの回転力とその打撃力により岩盤等を破砕することができる。尚、ダウンザホールハンマー９の中空状上端軸部９ｏは、ハンマー本体の中空状上端軸部のことで、この上端軸部９ｏが回転駆動手段８に連動連結されており、またこの上端軸部９ｏに設けられたスイベル手段１２を通じてハンマー本体内のシリンダに圧力エアが供給されるようになっいる。
【００２２】
また、図２及び図３の(c) に概略示すように、破砕機６のリーダ７にはその下端部に、ダウンザホールハンマー９のハンマーケーシング９ａを嵌挿させてスライド自在に支持案内するガイド７ｂが一体に設けられている。ダウンザホールハンマー９は、前記のようにハンマー本体（図示せず）の上端軸部９ｏが、リーダ７に沿って昇降自在に支持された回転駆動手段８に連動連結されているから、図３の(c) に示すようにハンマーケーシング９ａがリーダ７の下端部のガイド７ｂでスライド自在に支持案内されることにより、ダウンザホールハンマー９はリーダ７に沿って安定状態でスムーズに昇降することができる。特に、このガイド７ｂは、リーダ７の下端部に設けられたものであるため、回転駆動手段８の昇降の邪魔にならず、構造も簡単となり、回転駆動手段８の昇降に伴うダウンザホールハンマー９の昇降を有効にガイドすることができる。
【００２３】
昇降駆動機構１４は、図３の(c) に示すように、リーダ７の一側部に沿って移動可能に支持された回転駆動手段８をリーダ７に沿って昇降駆動するもので、リーダ７内の上下端部にスプロケット１５，１６を軸支して、両スプロケット１５，１６間にチェーン１７を掛架し、このチェーン１７の所要部に回転駆動手段８に連結し、この回転駆動手段８の下部に、ダウンザホールハンマー７におけるハンマー本体（図示せず）の上端軸部９ｏを連結し、しかして一方のスプロケット１５を駆動用油圧モーター１８で回転駆動することによって、回転駆動手段８を昇降駆動し、その下降駆動時にダウンザホールハンマー９に強力な推力を与えるようになっている。この昇降駆動機構１４は、上述した図示のようなスプロケット・チェーン構造に代えて、ラック・ピニオン構造を採用してもよい。
【００２４】
そして、破砕機６のリーダ７は、図１に示すように、その上端側所要部が枢軸１０によってユニット基枠４の一側端部に枢着され、このリーダ７の上端部材７ａと、ユニット基枠４の他側端部との間に、ダウンザホールハンマー姿勢保持用の油圧シリンダ１１が介装され、このシリンダ１１の収縮作動時にダウンザホールハンマー９がケーシング１の軸方向に平行な姿勢に保持され、この平行姿勢から油圧シリンダ１１が適宜に伸張作動することにより、ダウンザホールハンマー９はケーシング１の軸方向に対し所要角度傾斜した傾斜姿勢に保持されるようになっている。図１には、ダウンザホールハンマー９が傾斜姿勢に保持された状態を実線で示し、平行姿勢に保持された状態を仮想線で示している。
【００２５】
尚、図１〜図３には、破砕機６のダウンザホールハンマー９に必要なエア配管（スイベル手段１２を介してダウンザホールハンマー９に圧力エアを送給するためのエアホース１３）については図示しているが、固定手段５の水平反力受けジャッキ５ａ、ダウンザホールハンマー姿勢保持用の油圧シリンダ１１、回転駆動手段８の油圧モータ、昇降駆動機構１４の油圧モータ１８などに圧力油を供給する油圧配管については、図示及びその説明を省略している。
【００２６】
次に、上述した掘削装置による地盤の掘削方法について説明する。先ず、図４に示すように地上に設置した全周回転駆動装置２によって掘削用のケーシング１を回転させながら地盤Ｇ１中に押し込むと共に、図示しないクレーンでケーシング１内に吊支挿入したハンマーグラブ２０によって掘削し、そしてケーシング１の上方に排出していくことにより、地盤Ｇ１の掘削を進行する。
【００２７】
しかして、岩盤や転石層等の硬質地盤Ｇ２に遭遇すると、ハンマーグラブ２０では破砕できないので、図１に示すように、破砕用ユニット３のユニット基枠４をクレーンにより吊支ワイヤー２３，２４を介して吊り下げ、ケーシング１内に挿入する。尚、固定手段５の水平反力受けジャッキ５ａには、図示しない油圧ホースを介して作動用圧油を供給し、破砕機６のダウンザホールハンマー９にはエアホース１３を介して作動用圧力エアを供給する。また固定手段５は、ケーシング１への挿入前は、水平反力受けジャッキ５ａを適宜収縮させておき、挿入後にそれを伸張作動させることにより、図２に示すように、先端部材５ｂをケーシング１の内周面に圧接支持させて、ユニット基枠４をケーシング１内の所要高さ位置、即ちダウンザホールハンマー９の切削ビット９ｂがケーシング１の下端部に近接するような位置に固定する。
【００２８】
破砕機６のダウンザホールハンマー９は、ケーシング１内に挿入した時点では、図１の仮想線図示のようにケーシング１の軸方向と平行な平行姿勢にあるが、この平行姿勢から姿勢保持用の油圧シリンダ１１を伸張作動させることにより、枢軸１０を中心に傾動し、そしてダウンザホールハンマー９がケーシング１の軸方向に対し所要角度傾斜した位置で油圧シリンダ１１の作動を停止させることによってダウンザホールハンマー９を所要傾斜姿勢に保持する。
【００２９】
上記のようにケーシング１に固定した破砕用ユニット３のユニット基枠４に、破砕機６のダウンザホールハンマー９を図１の実線図示のように所要傾斜姿勢に保持した状態で、ダウンザホールハンマー９を作動させて切削ビット９ｂに打撃を与えつつ、回転駆動手段８で切削ビット９ｂを回転させながら、回転駆動手段８を昇降駆動機構１４でリーダ７に沿ってその上端側から下降駆動して、ダウンザホールハンマー９の切削ビット９ｂに生じる回転力及び打撃力と、ダウンザホールハンマー９自体に生じる下向きの推力とによって、硬質地盤Ｇ２の一箇所をケーシング１の内径を越え更にその外径を越える範囲にわたって破砕する。
【００３０】
上記のような傾斜姿勢のダウンザホールハンマー９による硬質地盤Ｇ２の一箇所での掘削を終えたら、ケーシング１を全周回転駆動装置２で周方向に所要角度、例えば６０°回転させて静止させた状態で、上記のように切削ビット９ｂの回転力及び打撃力と昇降駆動機構１４によるダウンザホールハンマー９自体の推力とによって、硬質地盤Ｇ２の他の箇所をケーシング１の内径を越え更にその外径を越える範囲にわたって破砕する。以降同様に、ケーシング１を全周回転駆動装置２により所要角度回転させる毎に静止させて、傾斜姿勢にあるダウンザホールハンマー９の切削ビット９ｂを打撃作動させつつ回転させながら、ダウンザホールハンマー９を昇降駆動機構１４により下降駆動するという操作を、ケーシング１が１回転するまで所要数回繰り返すことによって、ケーシング１の内径を越え更にその外径を越える硬質地盤Ｇ２の破砕を、ケーシング１の内断面の全周にわたって行うことができる。
【００３１】
上記のようにしてケーシング１の内径を越える範囲の硬質地盤Ｇ２の破砕をケーシング１の内断面の全周にわたり且つ硬質地盤Ｇ２の所要深さまで行ったならば、図１に示すように傾斜姿勢にある破砕機６のダウンザホールハンマー９を、昇降駆動機構１４によってリーダ６に沿って上昇限位置へ戻した後、姿勢保持用シリンダ１１を収縮させて、ダウンザホールハンマー９をリーダ７と共にケーシング１の軸方向に平行な姿勢に戻し、そしてユニット基枠４をケーシング１に固定している固定手段５の水平反力受けジャッキ５ａを収縮させてケーシング１との縁を切った状態とし、斯かる状態で破砕用ユニット３のユニット基枠４を吊支ワイヤー２３，２４を介して昇降ワイヤー２１により吊り上げて、破砕用ユニット３をケーシング１から外へ引き上げる。
【００３２】
その後、ケーシング１を全周回転駆動装置２によって回転させながら硬質地盤Ｇ２中に押し込むと、ケーシング１下端の切削ビット１ａが食い付く硬質地盤Ｇ２部分は、既に破砕機６のダウンザホールハンマー９により破砕されているため、ケーシング１は、図５に示すように、破砕物２６の周辺部に沿って容易に掘削貫入していく。こうしてケーシング１を所要深さまで貫入した後、同じ図５に示すように、ケーシング１内にハンマーグラブ２０を挿入して、このハンマーグラブ２０により破砕物２６をケーシング１の外へ排出する。最終的に、ケーシング１を全周回転駆動装置２により地盤Ｇ１，Ｇ２から抜き取ることによって、掘削作業を完了する。
【００３３】
上述した掘削方法では、破砕機６のダウンザホールハンマー９の使用において、ダウンザホールハンマー９を傾斜姿勢に保持した状態で硬質地盤Ｇ２を破砕する場合のみを説明したが、このダウンザホールハンマー９は、破砕機６のリーダ１の遊端側所要部とユニット基枠４との間に介装した姿勢保持用シリンダ１１によって所要姿勢に保持されるから、前述のようにケーシング１が１回転するまで繰り返し行なうケーシング１の内径を越える硬質地盤Ｇ２の破砕作業ではケーシング１内断面の中央部側に未破砕部分が残っているような場合には、ダウンザホールハンマー９をケーシング１の軸方向に平行な姿勢で前記のような一連の破砕作業を行なうことによって、ケーシング１内断面の中央部側未破砕部分も確実に破砕することができる。
【００３４】
この掘削装置は、上述したように、破砕用ユニット３が、クレーンによって吊支されるユニット基枠４、基枠４をケーシング１内の所要位置に固定する固定手段５及び破砕機６を備え、破砕機６が、リーダ１と、これに沿って昇降駆動機構１４により昇降駆動される回転駆動手段８と、上端軸部９ｏが回転駆動手段８に連動連結されて回転駆動されるダウンザホールハンマー９とからなるもので、リーダ７の所要部をユニット基枠４に枢着して、ダウンザホールハンマー９をケーシング１の軸方向に平行な姿勢から軸方向に対し所要角度傾斜した傾斜姿勢に姿勢変更可能にすると共に、リーダ７の遊端部側とユニット基枠４との間に介装した姿勢保持シリンダ１１でダウンザホールハンマー９を所要姿勢に保持するようにしたから、岩盤などの硬質地盤Ｇ２を掘削するにあたっては、破砕機６のダウンザホールハンマー９を所要の傾斜姿勢に保持し、その切削ビット１ａに回転と打撃を与えつつ、ダウンザホールハンマー９自体をリーダ７に沿ってその上端側から下降駆動して、ダウンザホールハンマー９の切削ビット９ｂに生じる回転力及び打撃力と、ダウンザホールハンマー９に生じる下向きの推力とによって、硬質地盤Ｇ２をケーシング１の内径を越え更にその外径を越える範囲にわたって有効に破砕することができる。
【００３５】
このダウンザホールハンマー９によって硬質地盤Ｇ２を破砕する時は、破砕機の自重を利用した従来の掘削装置とは違って、昇降駆動機構１４で回転駆動手段８をリーダ７に沿って下降駆動することによりダウンザホールハンマー９に下向きの推力を与えて硬質地盤Ｇ２に押し込むようにするから、小型で軽量なダウンザホールハンマー９でも大きな推力を与えることができて、硬質地盤Ｇ２の破砕を有効に行なわせることができ、従って破砕用ユニット３のユニット基枠４及び破砕機６を極力小型且つ軽量にすることができて、装置の小型軽量化を図ることができる。
【００３６】
この掘削装置では、ダウンザホールハンマー９の傾斜姿勢は、姿勢保持用シリンダ１１によって保持されるから、特定の傾斜角度に限らず、任意の傾斜角度に設定することが可能であると共に、平行姿勢から傾斜姿勢へ、また傾斜姿勢から平行姿勢への姿勢変更を迅速に行なわせることが可能であり、また前述のように平行姿勢によるダウンザホールハンマー９の保持と、傾斜姿勢による保持とを併用することによって、硬質地盤Ｇ２を一層有効に破砕することができる。
【００３７】
また、この掘削装置では、姿勢保持用シリンダ１１によりダウンザホールハンマー９の、ケーシング１の軸方向に対する傾斜角度を、破砕途上において適宜に変位させることによって、ケーシング１の内部又はその外部周辺の硬質地盤Ｇ２の破砕位置を小刻みに変位させ分散して破砕することができるため、それだけ破砕能力を軽減することができ、ダウンザホールハンマー９として、ケーシング１の径に比べてより小径のものを使用することが可能となり、従ってエアコンプレッサーを小型にでき、その搬入・搬出を容易にすると共に、掘削装置全体の重量の一層の軽減化を図ることができる。
【００３８】
また、この掘削装置において、ユニット基枠４をケーシング１内の所要位置に固定する固定手段５は、図２及び図３の(a) ，(b) に示すように、ユニット基枠４の外周面の上端部側と下端部側とに夫々複数個ずつ突設された水平反力受けジャッキ５ａと、各ジャッキ５ａの先端部に設けられ、ケーシング１の内周面に圧接支持される先端部材５ｂとからなるもので、構造が簡単で取付けが容易あって、ユニット基枠４をケーシング１内の所要位置に迅速容易に固定することができる。この場合、先端部材５ｂは、弾性変形可能であるため、ケーシング１の凹面状内周面に対応して変形し、その凹面状内周面に的確に圧接支持させることができる。
【符号の説明】
【００３９】
１            ケーシング
２            全周回転駆動装置
３            破砕用ユニット
４            ユニット基枠
５            固定手段
５ａ          水平反力受けジャッキ
５ｂ          先端部材
６            破砕機
７            リーダ
８            ダウンザホールハンマー回転駆動手段
９            ダウンザホールハンマー
１０          枢軸
１１          姿勢保持シリンダ
【要約】
【課題】岩盤等の硬質地盤をケーシングの内径を越える範囲まで破砕可能で、硬質層を効率良く破砕でき、装置の小型軽量化を図ることができる掘削装置を提供する。
【解決手段】掘削用のケーシング１と、全周回転駆動装置２と、ケーシング１内に挿入される破砕用ユニット３とからなる掘削装置である。破砕用ユニット３は、クレーンによりケーシング１内に吊支されるユニット基枠４と、ユニット基枠４をケーシング１内の所要位置に固定する固定手段５と、リーダ６及びこれに沿って昇降駆動可能なダウンザホールハンマー９からなる破砕機８とを備え、破砕機８のリーダ６をユニット基枠４に枢着して、ダウンザホールハンマー９をケーシング１の軸方向に平行な姿勢と傾斜した傾斜姿勢とに姿勢変更可能にすると共に、リーダ１の遊端側所要部とユニット基枠４との間に介装した姿勢保持シリンダ１１によってダウンザホールハンマー９を所要姿勢に保持する。
【選択図】図１【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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