(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
ハンマーの衝撃力およびハンマーシリンダー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において、
前記デバイスの底面を下方に突出する凸段部と該凸段部以外の凹段部とに形成し、
該凸段部および凹段部下面にそれぞれ軸穴を設け、
前記ビット装置は少なくとも底面にビットが取り付けられた２個のビット装置に形成し、
該２個のビット装置上面に各々偏心軸を立設し、２個のビット装置を前記偏心軸を前記軸穴に抜け止めして軸線を中心に回動自在に嵌入し、
前記凹段部に回動自在に設けた前記一方のビット装置を、高さを他方のビット装置の高さよりも高く形成すると共に、前記デバイスの底面に対して接離自在に設けて、前記デバイスに接近した際には底面が前記他方のビット装置の底面とほぼ同一高さ位置となり、下方に離反した際には底面が他方のビット装置の下面より下方に突出するよう設け、
前記偏心軸の位置を、前記デバイスが掘削方向に回転した際に、前記両ビット装置の端部が共にデバイスの外周面より所定の掘削量分だけ外方に突出する位置まで回動するように前記デバイスの中心から偏心して設け、
前記一方のビット装置が掘削位置まで回動した際、一方のビット装置が前記凹段部内に入り込み、前記デバイスと係合してデバイスから直接回転力を受け、
前記他方のビット装置は前記掘削位置まで回動した際、前記一方のビット装置に当接し、該一方のビット装置から掘削方向への回転力を受け、
前記両ビット装置は、前記一方のビット装置が他方のビット装置より下方に突出した状態で前記デバイスが掘削方向とは逆の方向に回転された際、前記偏心軸を中心として回転して、前記一方のビット装置の一部が他方のビット装置の下面側に重なるように形成され、その際、両ビット装置が底面視ほぼ円形状に収まることを特徴とする掘削装置。
【請求項２】
ハンマーの衝撃力およびハンマーシリンダー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において、
前記デバイスの底面を下方に突出する凸段部と該凸段部以外の凹段部とに形成し、
該凹段部下面に軸穴を設け、
前記ビット装置は少なくとも底面にビットが取り付けられた２個のビット装置に形成し、
該２個のビット装置のうち一方のビット装置上面に偏心軸を立設し、該一方のビット装置を前記偏心軸を前記軸穴に抜け止めして軸線を中心に回動自在に嵌入し、
前記他方のビット装置をデバイス底面の前記凸段部下面に固定し、
前記一方のビット装置を、高さを他方のビット装置の高さよりも高く形成すると共に、前記デバイスの底面に対して接離自在に設けて、前記デバイスに接近した際には底面が前記他方のビット装置の底面とほぼ同一高さ位置となり、下方に離反した際には底面が他方のビット装置の下面より下方に突出するよう設け、
前記偏心軸の位置を、前記デバイスが掘削方向に回転した際に、前記一方のビット装置の端部がデバイスの外周面より所定の掘削量分だけ外方に突出する位置まで回動するように前記デバイスの中心から偏心して設け、
前記一方のビット装置が掘削位置まで回動した際、一方のビット装置が前記凹段部内に入り込み、前記デバイスと係合してデバイスから直接回転力を受け、
前記一方のビット装置は、該一方のビット装置が他方のビット装置より下方に突出した状態で前記デバイスが掘削方向とは逆の方向に回転された際、前記一方のビット装置が前記偏心軸を中心として回転して、前記一方のビット装置の一部が他方のビット装置の下面側に重なるように形成され、その際、両ビット装置が底面視ほぼ円形状に収まることを特徴とする掘削装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】
本発明はビット装置を有する掘削装置に関する。
【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ー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６、図７により説明する。
１０は上記デバイスである。
１２ａ、１２ｂは形状がほぼ半円形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。
１７はパイプであり、掘削が進むに連れてデバイス１２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のである。
【０００３】
ハンマーシリンダー、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土砂を掘削する。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、ハンマーシリンダー、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。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
上記のように、従来のビット装置１２ａ、１２ｂを備える掘削装置によれば、掘削時両ビット装置１２ａ、１２ｂの広い直状端面が当接して互いにストッパとして作用するから、デバイス１０からの強力な回転力を受け止めることができる。
しかしながら、本発明者が検討したところ、岩盤などの地盤が固いところでは、固い土砂からの強い抵抗により両ビット装置１２ａ、１２ｂが土砂からの反力でその直状端面が当接しない状態で回転されてしまう。一方また、軟弱な地盤を掘削するときにも、かえって地盤からの抵抗力が小さくて、やはり両直状端面が当接した状態で回転せず、両ビット装置１２ａ、１２ｂが中途半端な回動位置で回転し、その結果、所望の径の掘削穴が掘削できず、掘削穴の径がばらついたり、またパイプ１７の進入が妨げられたり、パイプが強引に引き下げられることによりパイプが変形したりする事態が発生することがあることが判明した。両ビット装置１２ａ、１２ｂが偏心軸１４ａ、１４ｂを中心に自在に回動することが上記結果が生じる原因となっている。
また掘削時、上記のように両ビット装置１２ａ、１２ｂの先端が外方に突出することから、特に周速度の速い先端部分のビット１６（図において３個のビット１６ａ、１６ｂ、１６ｃ）の磨耗が著しく、ビット装置１２ａ、１２ｂ全体の寿命を短くしていた。
【０００５】
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、掘削時、安定してビット装置先端が外方に突出した位置で維持され、正確な穴を掘削できる掘削装置、さらにはビット装置の長寿命化が図れる掘削装置を提供するにある。
【０００６】
【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、ハンマーの衝撃力およびハンマーシリンダー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において、前記デバイスの底面を下方に突出する凸段部と該凸段部以外の凹段部とに形成し、該凸段部および凹段部下面にそれぞれ軸穴を設け、前記ビット装置は少なくとも底面にビットが取り付けられた２個のビット装置に形成し、該２個のビット装置上面に各々偏心軸を立設し、２個のビット装置を前記偏心軸を前記軸穴に抜け止めして軸線を中心に回動自在に嵌入し、前記凹段部に回動自在に設けた前記一方のビット装置を、高さを他方のビット装置の高さよりも高く形成すると共に、前記デバイスの底面に対して接離自在に設けて、前記デバイスに接近した際には底面が前記他方のビット装置の底面とほぼ同一高さ位置となり、下方に離反した際には底面が他方のビット装置の下面より下方に突出するよう設け、前記偏心軸の位置を、前記デバイスが掘削方向に回転した際に、前記両ビット装置の端部が共にデバイスの外周面より所定の掘削量分だけ外方に突出する位置まで回動するように前記デバイスの中心から偏心して設け、前記一方のビット装置が掘削位置まで回動した際、一方のビット装置が前記凹段部内に入り込み、前記デバイスと係合してデバイスから直接回転力を受け、前記他方のビット装置は前記掘削位置まで回動した際、前記一方のビット装置に当接し、該一方のビット装置から掘削方向への回転力を受け、前記両ビット装置は、前記一方のビット装置が他方のビット装置より下方に突出した状態で前記デバイスが掘削方向とは逆の方向に回転された際、前記偏心軸を中心として回転して、前記一方のビット装置の一部が他方のビット装置の下面側に重なるように形成され、その際、両ビット装置が底面視ほぼ円形状に収まることを特徴としている。
【０００７】
ハンマーの衝撃力およびハンマーシリンダー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において、前記デバイスの底面を下方に突出する凸段部と該凸段部以外の凹段部とに形成し、該凹段部下面に軸穴を設け、前記ビット装置は少なくとも底面にビットが取り付けられた２個のビット装置に形成し、該２個のビット装置のうち一方のビット装置上面に偏心軸を立設し、該一方のビット装置を前記偏心軸を前記軸穴に抜け止めして軸線を中心に回動自在に嵌入し、前記他方のビット装置をデバイス底面の前記凸段部下面に固定し、前記一方のビット装置を、高さを他方のビット装置の高さよりも高く形成すると共に、前記デバイスの底面に対して接離自在に設けて、前記デバイスに接近した際には底面が前記他方のビット装置の底面とほぼ同一高さ位置となり、下方に離反した際には底面が他方のビット装置の下面より下方に突出するよう設け、前記偏心軸の位置を、前記デバイスが掘削方向に回転した際に、前記一方のビット装置の端部がデバイスの外周面より所定の掘削量分だけ外方に突出する位置まで回動するように前記デバイスの中心から偏心して設け、前記一方のビット装置が掘削位置まで回動した際、一方のビット装置が前記凹段部内に入り込み、前記デバイスと係合してデバイスから直接回転力を受け、前記一方のビット装置は、該一方のビット装置が他方のビット装置より下方に突出した状態で前記デバイスが掘削方向とは逆の方向に回転された際、前記一方のビット装置が前記偏心軸を中心として回転して、前記一方のビット装置の一部が他方のビット装置の下面側に重なるように形成され、その際、両ビット装置が底面視ほぼ円形状に収まることを特徴としている。
【０００８】
【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。
図１において、２０はハンマーシリンダーであり、内部に適宜なハンマーピストン（図示せず）を内蔵すると共に適宜な動力源（図示せず）によりその軸線を中心として回転する。
ハンマーシリンダー２０の下端部内壁には雌ねじが切ってあり、固定具２１が螺着されている。
固定具２１は中空で内部に突起２２が設けられている。２３はデバイスであり、上部にスプライン溝２４が一体に形成されており、さらに上部には円柱体２５が固定されており、該円柱体２５の胴部にはカラー２６が固定されている。
【０００９】
デバイス２３をハンマーシリンダー２０に装着するには、固定具２１をその内面の突起２２がスプライン溝２４に係合するようにデバイス２３に嵌合し、次いで円柱体２５にカラー２６を固定し、固定具２１によりハンマーシリンダー２０下部に螺着すればよい。デバイス２３はカラー２６が固定具２１に衝止するので抜け止めされると共にスプライン溝２４と突起２２に係合するのでハンマーシリンダー２０と一体に回転する。
【００１０】
前述のハンマーピストンは円柱体２５の頂部を殴打する。
デバイス２３外周には係止突周部３０が設けられ、パイプ３１に設けられた段差３２に係止している。さらにデバイス２３には適宜な排出溝３４が刻設されている。
図２、図３において、３６ａ、３６ｂはビット装置であり、その上面に各々偏心軸３７ａ、３７ｂが立設され、また少なくとも下面には適宜数のビット４６が取り付けられている。一方の偏心軸３７ａの中途部上には周方向に比較的幅広の係合溝３８ａが形成され、他方の偏心軸３７ｂの中途部には係合溝３８ａより幅狭の係合溝３８ｂが周方向に形成されている。
またデバイス２３の円形をなす底面は、下方に突出する凸段部２３ｂと、凸段部２３ｂ以外の部位の凹段部２３ａに形成されている。そして凸段部２３ｂに軸穴３９ｂが、凹段部２３ａに軸穴３９ａが設けられている。
【００１１】
偏心軸３７ａが軸穴３９ａに嵌入され、デバイス２３を貫通するピン４０ａが前記係合溝３８ａに進入することにより、ビット装置３６ａは偏心軸３７ａを中心に回動自在にデバイス２３に装着される。なお係合溝３８ａの幅よりピン４０ａの径の方が小さく設定されていて、ビット装置３６ａはデバイス２３に対して偏心軸３７ａの軸線方向に接離可能になされている。
同様に、偏心軸３７ｂが軸穴３９ｂに嵌入され、デバイス２３を貫通するピン４０ｂが前記係合溝３８ｂに進入することにより、ビット装置３６ｂは偏心軸３７ｂを中心に回動自在にデバイス２３に装着される。係合溝３８ｂの幅とピン４０ｂの径とはほぼ同一の大きさに形成され、偏心軸３７ｂの軸線方向への移動は行われない。
【００１２】
さらにビット装置３６ａは、図２に明確なようにビット装置３６ｂよりも高さが高く形成され、図２のごとく、デバイス２３に装着した際、ビット装置３６ａは高さが高い分だけ下方に突出することになる。このとき両ビット装置３６ａ、３６ｂの上面はほぼ一致しており、前記したようにデバイス２３の下方にて偏心軸３７ａ、３７ｂを中心に回動可能である。
ビット装置３６ａの下部側（ビット装置３６ｂより下方に突出する部位）の一部はビット装置３６ｂ下面側に延出していて、回動に支承のない状態でビット装置３６ｂと重なっている。
ビット装置３６ａの下面側から見た形状（底面視）は、図３の一点鎖線で示すように、一部が上面から下面に亙って切り欠かれて、例えばほぼ３／４円弧状に形成され、また二点鎖線で示すビット装置３６ｂは中心角約１２０℃の角度をなす扇状に形成されている。そして図３に斜線で示すビット装置３６ａの部位がビット装置３６ｂの一部と重なっている。
この各鎖線で示す状態は非掘削時の、両ビット装置３６ａ、３６ｂが閉じた状態を示しており、両ビット装置３６ａ、３６ｂを合わせた底面視形状はほぼ円形状をなしており、この円の直径は、前記掘削穴内に引き連れていくパイプ３１の内径よりも小さくなるように設定され、両ビット装置３６ａ、３６ｂはパイプ３１内を通過可能である。
【００１３】
掘削時、デバイス２３が矢Ａ方向に回転されると、両ビット装置３６ａ、３６ｂはそれぞれ偏心軸３７ａ、３７ｂを中心として相対的に逆方向に回転され、外方に開くことが理解される。
そして両ビット装置３６ａ、３６ｂが図３で示す実線位置まで外方に開くと、ビット装置３６ｂの内側端部がちょうどビット装置３６ａの切欠部に入り込むような状態になり、ビット装置３６ｂの内側端部がビット装置３６ａの切欠部の壁面に当接する状態となる。
このとき両ビット装置３６ａ、３６ｂの重なり状態はなくなり、同時にビット装置３６ａの凸段部２３ｂとの重なりも解消される結果、ビット装置３６ａは凹段部２３ａの位置に対応し、凹段部２３ａ内に入り込み（ビット装置３６ａは接地しているからデバイス２３側が落ち込む）、両ビット装置３６ａ、３６ｂの下面の高さ位置がほぼ一致することになる。
【００１４】
また、このときビット装置３６ａの切欠部の壁面が凸段部２３ｂの壁面２３ｃに当接（係合）して動力が伝達されることから、ビット装置３６ａはデバイス２３と同方向に回転される。同様にビット装置３６ｂもビット装置３６ａから回転力を受けて同方向に回転される。すなわち凸段部２３ｂの大きさもほぼ図３に斜線で示す部位の大きさに形成されている。
なおビット装置３６ａを凹段部２３ａとの間で凹凸係合して、デバイス２３からの回転力を直接伝達するようにしてもよい。
図示のようにビット装置３６ａ、ビット装置３６ｂの一部がデバイス２３外周、さらには引き連れていくパイプ３１の外周よりも外方に突出するから、所要径の掘削穴を掘削することができる。
図３に明確なように、図６、図７の従来例に比して、掘削時の両ビット装置３６ａ、３６ｂの底面積は広く、それだけ摩耗が減じられ、寿命が長くなる。
また特に、ビット装置３６ａの円弧部が大きく、従来に比してそれだけ掘削穴内壁との引っ掛かりが少なくなり、スムーズな掘削が可能となる。
また、ビット装置３６ａはデバイス２３の凸段部２３ｂの壁面２３ｃから強制的な回転力が与えられ、ビット装置３６ｂもビット装置３６ａにより強制的に回転させられるから、固い岩盤等であっても、ハンマー装置からの衝撃力も加わることもあって、従来のように両ビット装置が閉じ気味に回転して掘削穴径が小さくなるようなことはなく、所望径の掘削穴を精度よくあけることができる。したがってパイプ３１を変形させることなく、スムーズに引き連れていくことができ、また掘削終了後デバイス２３、ビット装置３６ａ、３６ｂを支承なくパイプ３１を通じて上方に回収可能となる。
【００１５】
本実施の形態では、ビット装置３６ａ、３６ｂを前記したような底面形状に形成したがこれに限られることはない。
例えば、図４に示すように、基本的に半円状のビット装置において、前記のように凹段部２３ａ上に回動自在に設けたビット装置３６ａを、ビット装置３６ｂが回動することによって生じる背後側の隙間を埋めるように破線で示す延出部３６ｃを設けることによって、接地面積を増大させ、また引っ掛かりを小さくすることができる。ビット装置３６ａをデバイス２３に対して接離動させるようにすることも前記と同様である。延出部３６ｃが、両ビット装置が閉じた際ビット装置３６ｂの下面側に重なることになる。
しかし、図２および図４に示す実施の形態の場合には、ビット装置３６ｂが回動することによってビット装置３６ｂの前方側（掘削回転方向の前方側）に生じる空隙を埋めることはできない（ビット装置３６ａがデバイス２３に対して接離するため）。したがって、ビット装置３６ｂの前方側に生じる空隙をできるだけ小さくするようにビット装置３６ｂおよびこれに対応してビット３６ａの底面形状を選択するとよい。
【００１６】
図５は他の実施の形態を示す。
本実施の形態ではビット装置３６ｂを底面視小さな円弧状に形成すると共にデバイス２３の凸段部２３ｂ上に例えば溶接等の固定手段によって固定している。
一方ビット装置３６ａの方は、半円を十分に越える大きな円弧状に形成して、デバイス２３の凹段部２３ａに図３に示すビット装置３６ａと同様に偏心軸３７ａにより回動自在、デバイス２３底面に対して接離自在、かつビット装置３６ｂよりも高さを高く設けている。
さらに、前記と同様に図の斜線で示す部位がビット装置３６ｂの底面上に重なるように設けられ、このように重なった位置で、両ビット装置３６ａ、３６ｂは底面視ほぼ円形状となるように設定されている。このように両ビット装置３６ａ、３６ｂが閉じた状態で底面視ほぼ円形状となったときその外径が前記パイプ３１の内径より小さくなり、パイプ３１内を通過可能となる。
【００１７】
ビット装置３６ａが図５の一点鎖線の状態からデバイス２３が矢Ａの掘削方向に回転すると、ビット装置３６ａは偏心軸３７ａを中心として相対的に逆方向に回転してその一部がデバイス２３、およびパイプ３１の外周よりも外方に突出し、凹段部２３ａに対応する位置で前記同様に凹段部２３ａ内に入り込み、凸段部２３ｂの壁面２３ｃがビット装置３６ａの切欠部の壁面に当接（係合）して直接デバイス２３から駆動力を伝達し、所要径の掘削穴を掘削可能となる。
本実施の形態でもビット装置３６ａ、３６ｂの底面積を広くできるから、摩耗を減じることができ、長寿命化が図れ、また掘削効率が上がる。
さらに両ビット装置がデバイス２３から強制的に回転され、さらには掘削時に閉じることがないから、固い岩盤でも正確な掘削穴の掘削が可能となり、引き連れていくパイプ３１の変形も防止できる。
本実施の形態でも、ビット装置３６ａを凹段部２３ａに凹凸係合して、デバイス２３からの回転力を直接伝達するようにしてもよい。
【００１８】
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。
【００１９】
【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、掘削時、ビット装置がデバイス底面の凸段部の壁面等に当接（係合）して外方に開いた状態が維持され、しかも直接デバイスから回転力が伝達されるので、固い岩盤であっても所要精度の穴を掘削でき、引き連れていくパイプを変形させることもない。
また両ビット装置が閉じた際、一部重なるようにすることで、開いた際の底面積を大きくでき、摩耗を減じることができ、ビット装置の長寿命化が図れる。
【図面の簡単な説明】
【図１】図１は掘削装置の掘削部分を示した部分断面図である。
【図２】図２はビット装置のデバイスへの装着状態を示す部分断面図である。
【図３】図３はビット装置の回動状態を示す底面図である。
【図４】図４は他の実施の形態を示すビット装置の底面図である。
【図５】図５はさらに他の実施の形態を示すビット装置の底面図である。
【図６】図６は従来のビット装置の底面図である。
【図７】図７は従来のビット装置の掘削時の状況を示す説明図である。
【符号の説明】
２０  ハンマーシリンダー
２１  固定具
２３  デバイス
２３ａ  凹段部
２３ｂ  凸段部
２３ｃ  壁面
２５  円柱部
２６  カラー
３１  パイプ
３６ａ、３６ｂ  ビット装置
３６ｃ  延出部
３７ａ、３７ｂ  偏心軸
３９ａ、３９ｂ  軸穴
４０ａ、４０ｂ  ピン
４６  ビット
【図１】
0003691893.tif 000002
【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】
0003691893.tif 000008