(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
ハンマーシリンダ内を移動可能なハンマーを備えたエアハンマー装置と、
該エアハンマー装置にエアを供給するロッドを介してエアハンマー装置を軸線を中心として回転させる駆動装置と、
エアーハンマー装置の下端に取り付けられ、エアーハンマー装置と共に軸線を中心として回転すると共にエアハンマー装置のハンマーからの衝撃力を受け、ハンマーシリンダ内と外部とを連通するエア抜き孔を有し、エアハンマー装置との間に所定の間隙をあけて掘削穴内に挿入されるパイプを押圧してパイプを掘削穴内に引き連れていくための押圧部を有するデバイスと、
該デバイスの下端に取り付けられて回転し、土砂等を掘削可能なビット装置とを具備する掘削装置において、
前記エアハンマー装置に外嵌され、軸線を中心として回転する筒体の外周に取り付けられ、前記エアハンマー装置と前記パイプとの間の空隙に排出される土砂を上方に排出するための螺旋羽根体を有し、
前記デバイスは、全体形状が円柱状に形成されると共に、両側が切り欠かれて両脇に前記螺旋羽根体と前記パイプとの間の螺旋空間に通ずる空間が形成され、
前記ビット装置も両側が切り欠かれて両脇に前記螺旋空間に通じる空間が形成されていることを特徴とする掘削装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は掘削装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
地面に穴を掘る掘削装置として、ハンマーの衝撃力及びハンマーシリンダの回転力を受けるデバイスの底面に取り付けられて回転し、土砂等を掘削するビット装置を有する掘削装置が知られている（特公平３−２１７１７号）。
上記従来の掘削装置を図５、図６、図７により説明する。
１０はデバイスである。
デバイス１０は、エアハンマー装置１１のハンマーシリンダ１８の下部内に螺合して固定されたネジ筒１３の内周壁に設けた突条がスプライン溝２５に嵌入することで、上下動自在、かつネジ筒１３に対して非回転状態に係合し、図示しない駆動装置によりハンマーシリンダ１８が軸線を中心として回転されることで、ハンマーシリンダ１８と共に回転される。
【０００３】
ハンマーシリンダ１８内に位置するデバイス１０の上端部にはカラー１９（抜け止め部）が嵌着されて抜け止めがなされている。
また、デバイス１０にはエアハンマー装置１１からの排出エアをハンマーシリンダ１８内から外部に排出するため、ハンマーシリンダ１８の内外を連通するエア抜き穴２３が設けられている。
１２ａ、１２ｂは形状がほぼ半円状をなすビット装置であり、上面に設けた偏心軸１４ａ、１４ｂがデバイス１０の円形をなす底面の中心に対し、点対称の位置に設けた軸穴に回動自在に挿入、固定されることでデバイス１０に装着される。
ビット装置１２ａ、１２ｂの底面には超硬合金で形成したビット１６が十分な数固定される。
【０００４】
１７はパイプであり、掘削が進むにつれてデバイス１０の大径部に設けられた押圧部２１がパイプ１７の内周下部に設けられたカラー２２に当接することで、デバイス１０に引き連れられて掘削穴内に進入するようになっている。
両ビット装置１２ａ、１２ｂは、図６のように、その両周面が底面側から見て円形のとき、その直状端面が適宜な間隔１５をもって対向位置し、また両ビット装置で形成する円の直径はパイプ１７の内径よりも小さい。そして図７のように、ビット装置１２ａ、１２ｂが偏心軸１４ａ、１４ｂを中心に回動して、直状端面が当接したとき、両ビット装置１２ａ、１２ｂの端部がパイプ１７より外方に突出して土砂等を掘削する。
【０００５】
ハンマーシリンダ１８、デバイス１０が矢Ａ方向に回転すると、土砂から抵抗を受けているビット装置１２ａ、１２ｂもそれぞれ偏心軸１４ａ、１４ｂを中心に回動し、図７のようにその直状端面が当接する。以後この直状端面が互いのストッパ面として作用し、両ビット装置１２ａ、１２ｂは先端がパイプ１７より外方に突出した状態で回転し、かつエアハンマー装置１１のハンマー２０からの殴打を受けつつ土砂を掘削する。掘削された土砂等は、エアハンマー装置１１からの高圧の排出エアによりデバイス１０の外周に設けた排出溝２４およびハンマーシリンダ１８とパイプ１７との間を通って外部に排出される。
【０００６】
掘削穴はパイプ１７の径よりも大きくなるので、パイプ１７が掘削穴内にデバイス１０と共に引き込まれるのである。掘削時両ビット装置１２ａ、１２ｂはその直状端面が当接するので、安定して回転する。
掘削終了時には、ハンマーシリンダ１８、およびデバイス１０が若干逆方向に回転される。これにより両ビット装置１２ａ、１２ｂが図６の状態に戻り、径が減少するので、パイプ１７を地中に残したまま、デバイス１０等と共にビット装置１２ａ、１２ｂをパイプ１７内を通して上方に回収することができる。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
掘削時、デバイス１０は自重により下降して、ビット装置１２ａ、１２ｂが掘削穴底部に当接した状態で回転かつハンマー２０からの衝撃力を受けるので掘削が進行する。
しかるに、粘土層に到達した場合など、排出溝２４が掘削された土砂により詰まりやすく、このため掘削された土砂等の排出ができなくなり、掘削が継続できなくなる問題点がある。
【０００８】
そこで、本発明は上記問題点を解決すべくなされたものであり、その目的とするところは、粘土層等の掘削も良好に行える掘削装置を提供するにある。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
本発明は上記目的を達成するため次の構成を備える。
すなわち、ハンマーシリンダ内を移動可能なハンマーを備えたエアハンマー装置と、該エアハンマー装置にエアを供給するロッドを介してエアハンマー装置を軸線を中心として回転させる駆動装置と、エアーハンマー装置の下端に取り付けられ、エアーハンマー装置と共に軸線を中心として回転すると共にエアハンマー装置のハンマーからの衝撃力を受け、ハンマーシリンダ内と外部とを連通するエア抜き孔を有し、エアハンマー装置との間に所定の間隙をあけて掘削穴内に挿入されるパイプを押圧してパイプを掘削穴内に引き連れていくための押圧部を有するデバイスと、該デバイスの下端に取り付けられて回転し、土砂等を掘削可能なビット装置とを具備する掘削装置において、前記エアハンマー装置に外嵌され、軸線を中心として回転する筒体の外周に取り付けられ、前記エアハンマー装置と前記パイプとの間の空隙に排出される土砂を上方に排出するための螺旋羽根体を有し、前記デバイスは、全体形状が円柱状に形成されると共に、両側が切り欠かれて両脇に前記螺旋羽根体と前記パイプとの間の螺旋空間に通ずる空間が形成され、前記ビット装置も両側が切り欠かれて両脇に前記螺旋空間に通じる空間が形成されていることを特徴としている。
【００１０】
デバイスの両側壁およびビット装置の両脇が切り欠かれて螺旋羽根体とパイプとの間の螺旋空間に通ずる空間が形成されているので、粘土層等に到達した場合にあっても掘削された土砂等は高圧の排出エアにより該空間から螺旋空間の入口まで送られ、螺旋空間に到達したら螺旋羽根体により強制的に押し上げられて排出されるので、詰まりを生じることがなく、効率的な掘削が行える。
【００１１】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の好適な実施の形態を添付図面に基づいて詳細に説明する。
本実施の形態も基本構成は図５、図６、図７に示す従来の掘削装置と同じである。
すなわち、ハンマー装置１１、デバイス１０、ビット装置１２ａ、１２ｂ、パイプ１７を掘削穴内に引き連れて行く基本構成は従来装置と同じである。この従来装置と同じ部材は同一符号を付して説明を省略する。
【００１２】
本実施の形態では、デバイス１０において、ハンマーシリンダ１８の下部に螺合されたネジ筒１３に嵌入する部位である、スプライン溝２５が設けられた柱状部１０ａの部位の上方に、この柱状部１０ａよりも小径の柱状体部１０ｂを設け、この柱状体部１０ｂの上端部に抜け止め部たるカラー１９を嵌着している。
そして、このカラー１９の下方に位置して、カラー１９よりも大径の２つ割りにしたカラー２７を柱状体部１０ｂに装着し、このカラー２７とネジ筒１３上端面（あるいはカラー２７とハンマーシリンダ１８内面に設けた図示しない突部との間であってもよい）との間に弾床部材たるコイルスプリング３０を配置している。
【００１３】
このコイルスプリング３０は、デバイス１０が自重により下降して、カラー２７を介してカラー１９の部位で弾性的に受けられた際に、柱状体部１０ｂの上端面である殴打面が、常時ハンマー２０のストローク範囲内であって、常にハンマー２０による殴打が可能な高さ位置にデバイス１０を弾床するものである。
上記のデバイス１０をハンマーシリンダ１８に取り付けるには次のようにする。
まず、ネジ筒１３に柱状体部１０ｂ、ならびに柱状部１０ａを、スプライン溝２５がネジ筒１３に嵌入するよう挿通し、柱状体部１０ｂ外周にコイルスプリング３０を配置し、柱状体部１０ｂ上端にカラー１９を嵌着し、さらに２つ割りのカラー２７をはめ込む。
この状態で柱状体部１０ｂをハンマーシリンダ１８内に挿入し、ネジ筒１３をハンマーシリンダ１８に螺合して装着するようにする。
【００１４】
３２はロッドであり、エアハンマー装置１１に高圧の圧縮空気を送り込んでハンマー２０を作動させるものである。そしてロッド２１は図示しない圧縮空気源（コンプレッサー）に接続されると共に、油圧モータ等の駆動装置（図示せず）により軸線を中心として回転され、これによりエアハンマー装置１１、デバイス１０、ビット装置１２ａ、１２ｂを前記したごとく回転させる。
３４は筒体であり、エアハンマー装置１１に外嵌されてエアハンマー装置１１とパイプ１７との間の間隙内に位置し、図示しない駆動源により軸線を中心として回転される。筒体３４はエアハンマー装置１１の駆動装置によってエアハンマー装置１１と同時に回転するよう駆動してもよい。
【００１５】
３６は螺旋羽根体であり、筒体３４の外周上に取り付けられ、パイプ１７との間に螺旋空間３８を形成する。
デバイス１０は基本的に円柱状に形成されている。そして本実施の形態では、図２〜図４に明確なように、デバイス１０のエアハンマー１１から下方に突出する部位である大径の柱状体部１０ｃ（その上端部に前記押圧部２１が形成されている）の両側を上面から底面に至る平坦面１０ｄで切除して（切り欠いて）、両脇に螺旋空間３８に通じる空間１０ｅ（図２、図３）を形成するようにしている。
また同様に、両ビット装置１２ａ、１２ｂの直状端面と反対側の部分を平坦面１２ｃで切除して両脇に空間１２ｄを形成している。
図３に示すように、掘削時、両ビット装置１２ａ、１２ｂの直状端面が当接した状態において、両平坦面１０ｄと１２ｃとがほぼ一致するようにすると、両空間１０ｅと１２ｄとが螺旋空間３８にストレートに通じるようになるので、土砂等の排出がよりスムーズになる。
なお、デバイス１０の柱状体部１０ｃ、両ビット装置１２ａ、１２ｂを切除する面は必ずしも平坦面でなくともよい。
【００１６】
上記のごとく構成されているから、通常状態において従来と同様に掘削が行える。掘削穴内にパイプ１７を引き連れていくことも同じである。
そして粘土層等においても土砂等が詰まることなく継続して掘削が可能である。
すなわち、デバイス１０および両ビット装置１２ａ、１２ｂの両側を切除（切欠く）して、両脇に螺旋空間３８に通じる空間１０ｅ、１２ｄを形成したので、エアハンマー装置１１からの高圧の排出エアによって掘削された土砂等はこの広い空間１０ｅ、１２ｄを通じて螺旋空間３８の入口まで確実に押し上げられ、該螺旋空間３８に至った土砂等は螺旋羽根体３６によって強制的に上昇させられ、排出されるのである。
なお、デバイス１０は両側が切除されるだけであるから、押圧部２１はそのまま（従来の一部）残り、パイプ１７は従来と同様に掘削と同時に掘削穴内に引き連れて行かれる。
【００１７】
なお、万一土砂が詰まっても、デバイス１０は弾床部材（コイルスプリング３０）によって弾床されているので、常にハンマー２０による殴打が可能であり、これにより詰まった土砂も、ハンマー２０からの殴打による衝撃を受けて脱落、あるいは剥離等が生じて詰まりが解消され、排出されることから、継続して掘削が可能となるのである。つまり、粘土層等で土砂の詰まりが生じても、ハンマー２０からの継続的な殴打による衝撃で詰まりを解消しつつ掘削が行えるのである。
【００１８】
因みに、図５に示す従来装置においては、粘土層に到達した場合、排出溝２４が掘削された土砂により詰まりやすく、このため掘削穴内の圧力、したがってまたエア抜き穴２３を通じてハンマーシリンダ１８内の圧力が極めて大きくなり、そのために、エアハンマー装置１１がデバイス１０に対して押し上げられた状態になり、ハンマー２０とデバイス１０上端面との間の距離が長くなって、ハンマー２０により殴打できない、いわゆる空打ちの状態となって掘削ができなくなる状態が生じる。
しかし、上記のように、デバイス１０を弾床部材で弾床することによって、エアハンマー装置１１が引き上げられても、同時にデバイス１０も弾床部材によって常時ハンマー２０による殴打が可能な位置に受けられるのである。
【００１９】
なお、弾床部材は必ずしも設けなくともよい。
すなわち、前記空間１０ｅ、１２ｄを通じて確実に土砂が上昇させられ、また螺旋羽根体３６によって強制的に土砂等を排出できるのである。
またビット装置１２ａ、１２ｂも上記の例に限定されるものではない。
【００２０】
以上本発明につき好適な実施例を挙げて種々説明したが、本発明はこの実施例に限定されるものではなく、発明の精神を逸脱しない範囲内で多くの改変を施し得るのはもちろんである。
【００２１】
【発明の効果】
本発明に係る掘削装置によれば、上述したように、デバイスの両側およびビット装置の両脇が切り欠かれて螺旋羽根体とパイプとの間の螺旋空間に通ずる空間が形成されているので、粘土層等に到達した場合にあっても掘削された土砂等は高圧の排出エアにより該空間から螺旋空間の入口まで送られ、螺旋空間に到達したら螺旋羽根体により強制的に押し上げられて排出されるので、詰まりを生じることがなく、効率的な掘削が行える。
【図面の簡単な説明】
【図１】掘削装置の概略を示す断面図である。
【図２】ビット装置の底面側から見た説明図である。
【図３】掘削時のビット装置の底面側から見た説明図である。
【図４】デバイスの斜視説明図である。
【図５】従来の掘削装置の概略を示す断面図である。
【図６】ビット装置の底面図である。
【図７】掘削時のビット装置の状況を示す底面図である。
【符号の説明】
１０  デバイス
１０ｄ  平坦面
１０ｅ  空間
１２ｃ  平坦面
１２ｄ  空間
１１  エアハンマー装置
１２ａ、１２ｂ  ビット装置
１３  ネジ筒
１７  パイプ
１８  ハンマーシリンダ
１９  カラー
２０  ハンマー
２１  押圧部
２３  エア抜き穴
２４  排出溝
２５  スプライン溝
２７  カラー
３０  コイルスプリング（弾床部材）
３２  ロッド
３４  筒体
３６  螺旋羽根体
３８  螺旋空間
【図１】
0003723622.tif 000002
【図２】
0003723622.tif 000003
【図３】
0003723622.tif 000004
【図４】
0003723622.tif 000005
【図５】
0003723622.tif 000006
【図６】
0003723622.tif 000007
【図７】
0003723622.tif 000008