(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
一側端に地盤掘削用のロッドを、他端に回転、給進、打撃等を与えるドリフタが装着され、且つ、一側端が該ロッドの装着側に少なくとも２個以上の開口を有し、該開口の他側端が側面に開口する互にタイロッドで連結された多連式スイベルジョイント本体と、
上記スイベルジョイント本体を囲繞するように枢着され、所定角度の範囲に亘って回動可能と成され、且つ上記スイベルジョイント本体の側面の開口に連通する側面に設けられた透孔を有するポートスリーブと、
上記ポートスリーブに設けた透孔と連通する圧送材料の供給口を有するスイベルリングとを具備し、上記ドリフタを介してスイベルジョイント本体を正又は逆方向に回動させ、該スイベルジョイント本体が所定角度回転した時点で上記ポートスリーブと係合して上記スイベルリングの供給口と上記ポートスリーブの透孔が上記スイベルジョイント本体の２個以上の開口のいずれか１つに連通するようにしたことを特徴とする噴射口切換機構。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】
本発明は地盤の掘削機用の噴射口切換機構に係り、特にロッドに装着したスイベルジョイントの改良に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来から、基礎工事等で地盤に穿孔を行う場合に複数の連続した孔を穿孔する掘削機は種々の種類のものが提案され、例えば３連式のアースオーガ装置は平成１年特許出願公告第４１７６７号公報に、四連式のアースオーガは昭和５９年特許出願公告第２０８１９号公報等に開示されて公知である。
【０００３】
又、アースネイリング工法等では地盤中にロッドを挿通し、ロッドの軸方向に定着材挿入孔とノズル孔を設け、この挿入孔からセメントミルク等の定着材を供給し、ノズル孔から噴射しつつロッドの後端から打撃、振動、回転を加えて地盤中に貫入させるようにされ、ロッドに打撃、回転等を与える駆動手段との間にはスイベルジョイントが用いられている。
【０００４】
このようなスイベルジョイントの従来の構成を図５で説明する。このスイベルジョイントは掘削用のロッドを地盤中に貫入させると共に、空気や水を圧送して掘削土を排出しつつ掘削を行うようにされたもので、スイベルジョイント本体１とシールケース２とで構成されている。
【０００５】
スイベルジョイント１には、一側端に回転、給進、打撃等を与える駆動用のドリフタと連結される螺子孔３が、他側端に内管６と外管７の掘削ロッドが連結される螺子孔４及び５が設けられ、掘削ロッドの内管６が装着される側の螺子孔４と一側端が連通し、他端が側面に開口する掘削土の排出口８と空気や水の供給口９が設けられている。
【０００６】
シールケース２はスイベルジョイント本体１の外周にシール材を介して装着され、排出口８の開口に連通する環状溝１０と、掘削土の排出口１１と供給孔９に連通する空気や水の供給口１２が設けられている。
【０００７】
内管６と外管７の間が水や空気の供給通路１３となり、内管６内が掘削土の排出通路４となり、供給口１２から供給通路１３を経て圧送された空気や水の圧力により掘削土は排出通路１４排出孔８を経て排出口１１より排出されるようになされている。
【０００８】
このようなスイベルジョイントの外管７と内管６には地盤中に挿通させる中空ロッドが螺着されるが、この中空ロッド先端には掘削用のビットが取り付けられ、更に地盤改良を行うロッドの中間部には撹拌翼等が取り付けられている。
【０００９】
又、このロッドの先端から水や空気、セメントミルク等を噴射して掘削や地盤改良等を行うようにされており、ロッドを掘削降下させる時には、このようにロッド先端のノズルから圧送した定着液等の各種圧送材料を噴射するようにし、ロッドを後退させる上昇時には圧送材料をロッドの横方向に設けたサイドノズルから噴射するようになされている。
【００１０】
このような上昇時と降下時に噴射ノズルを切り換えるために従来では中間撹拌翼に設けた切換手段によって行っている。
【００１１】
【発明が解決しようとする課題】
上述のように圧送材料をロッド先端のノズルから噴射させるか、ロッドの横方向に設けたサイドノズルから噴射させるかの切換手段は中間撹拌翼近傍に設けられるために掘削中はこれら切換手段は地中に埋設されることになり、後退の上昇時にサイドノズルから圧送材料が噴射されているか否か、即ち切換手段が正常に動作したか否かの確認は困難であり、又、切換手段を電気的に切換動作あるいはリミットスイッチ等を取り付けて監視する場合には長いロッド中に配線を引き回さなければならない等の問題があった。
【００１２】
更に、セメントミルク等で切換手段が覆われた切換動作をスムーズに行えない機能障害が多発していたが、このような圧送材料による残留硬化による弊害をなくそうとするもので、その目的とするところは切換が確実に行えたか否かを容易に確認を来ると共に故障の発生し難い掘削機用の噴射口切換機構を提供しようとするものである。
【００１３】
【課題を解決するための手段】
本発明の噴射口切換機構はその例が図１に示されているように、一側端に地盤掘削用のロッドを、他端に回転、給進、打撃等を与えるドリフタが装着され、且つ、一側端が該ロッドの装着側に少なくとも２個以上の開口を有し、該開口の他側端が側面に開口する互にタイロッドで連結された多連式スイベルジョイント本体１と、上記スイベルジョイント本体１を囲繞するように枢着され、所定角度の範囲に亘って回動可能となされ、且つ上記スイベルジョイント本体１の側面の開口に連通する側面に設けられた透孔３８とを有するポートスリーブ３２と、このポートスリーブ３２に設けた透孔３８と連通する圧送材料の供給口４２を有するスイベルリング４０とを具備し、上記ドリフタを介してスイベルジョイント本体１を正又は逆方向に回動させ、該スイベルジョイント本体１が所定角度回転した時点で上記ポートスリーブ３２と係合してスイベルリング４０の供給口３８と上記ポートスリーブ３２の透孔３８がスイベルジョイント本体１の２個以上の開口のいずれか１つに連通するようにしたものである。
【００１４】
【作用】
本発明の掘削機用の噴射口切換装置は、ドリフタによってスイベルジョイント本体を正逆回転させることでポートスリーブとスイベルジョイントが係合して一体化されて、スイベルリングの圧送材料の供給口とポートスリーブの透孔がスイベルジョイント本体の１つの開口と連通して、圧送材料をロッド先端のノズルから噴射するか、ロッドの側面に設けたサイドノズルから噴射するかを選択する切換動作が行われるので、ノズル噴射切換手段をスイベルジョイント部に設けられる。従って、従来のように地中に埋没されないので事故発生の度合いを大幅に減少可能なものを提供することが出来る。
【００１５】
【実施例】
以下、本発明の掘削機用の噴射口切換機構の一実施例を図面によって詳記する。図１及び図２で本例のスイベルジョイントを説明するに先立ち図３によって、このようなスイベルジョイントを用いた掘削機の構成を説明する。
【００１６】
図３で２２はスイベルジョイントを示し、このスイベルジョイント２２は後述するロッド１５に回転，給進，打撃等の駆動力を与える駆動装置１６と共にガイドセル１７上のブラケット１８上に装着されている。このブラケット１８はチェン１９等を介してガイドセル１７を往復動するようになされ、スイベルジョイント２２にはビット２０を先端に固定した中空のロッド１５が枢着されている。
【００１７】
上述の構成で、ブラケット１８を前進させながら、ドリフタ１６を回転，打撃などの駆動力を与えることで、スイベルジョイント２２を介して中空ロッド１５に伝達されて地盤の穿孔動作が成されるようになっている。このとき、スイベルジョイント２２に設けたスイベルリング（図１参照）を介して水、空気、セメントミルク等の、圧送材料が送給され、スイベルジョイント２２から中空ロッド１５の孔を通ってビット２０の先端から噴出してビット２０による穿孔動作を助ける。尚、２１は圧送材料を給送するためのホースを示している。
【００１８】
上述のスイベルジョイント２２の構成を図１及び図２により詳記する。図１Ａ〜Ｄと図２Ａ〜Ｄは共に平面図、一部を断面とする正面図、底面図並びに図１Ｂ及び図２ＢのＩ−Ｉ及びＩＩ−ＩＩ断面矢視図を示すものである。
【００１９】
図１Ａ〜Ｄ及び図２Ａ〜Ｄで、スイベルジョイント２２は上側にドリフタ１６の駆動軸に下側は中空ロッド１５に連結されるスイベルジョイント本体１を有する。該スイベルジョイント本体１の上側にはフランジ２３が固着され、ドリフタ１６の駆動軸と螺着させるための複数の透孔２４が穿設されている。スイベルジョイント本体１の下端は中間の中空ロッド１５ａ（図４参照）と結合させるためのプラグ型の接合部２５が形成されている。
【００２０】
このプラグ型接合部２５は略六角形状の外周（図１ｃおよび図２ｃ参照）を有し、中空ロッド１５ａの一端に形成された、同じく略六角形状のジャック型接合部２７の透孔に挿入され、プラグ型接合部２５に設けた凸又は凹溝２６とジャック型接合部２７の凹又は凸溝２８とクリックモーション的に係合されるようになされ、円柱状の中実体より成るスイベルジョイント本体１にはその長手方向に２個以上の、本例では３個の導孔２９，３０，３１が穿たれている。更に、ポートスリーブ３２の上動を防止するフランジ状のストッパ部３３がスイベルジョイント本体１の外径部に溶着されている。
【００２１】
導孔２９は中空ロッド１５の先端に固着されたビット２０の先端から圧送材料を噴射するようになされ、導孔３１と導孔２９とはスイベルジョイント本体１の直径中心点０を中心に円周上で９０度ずれた位置に穿設されると共に中空ロッド１５のサイドに設けられたサイドノズルから圧送材料を噴射するようにされている。
【００２２】
即ち導孔２９は中空ロッド１５を地盤中に挿入して掘削中の、例えば反時計方向回転（正回転）時に圧送材料通路として用いられ、導孔３１は中空ロッド１５を上動させて引き抜く時計方向回転（逆回転）の時に圧送材料を供給する通路とされる。従って、これら導孔２９及び３１の上端はスイベルジョイント本体１の輻方向に放射状に形成された連通口３４及び３５と連通されている。導孔３０は空気圧送用等に用いられ、スイベルジョイント本体１の上端から下端に貫通する導孔となされ、中心点０を中心に導孔３１と円周上１８０度の角度を保って対向する位置に穿設されている。更にスイベルジョイント本体１には後述するポートスリーブ３２の回転を停止させるストッパー３６としてのキー溝が形成されてキーが固定されている。
【００２３】
ポートスリーブ３２はスイベルジョイント本体１に対し回動自在に嵌挿された円筒状部材より成り、上側はストッパー部３３によって上動が規制され、下側はスイベルジョイント本体１の外管部に挾着した２枚のΩ状の締付具３７により可動を規制される。円筒状のポートスリーブ３２の側面には連通口３４又は３５と対応する１個所の位置に透孔３８が穿設されている。
【００２４】
更に、ポートスリーブ３２の円筒周面には図１Ｂ（図２Ｂ）及び図１Ｄ（図２Ｄ）に示すようにストッパー３６のキーが突出されるスリット３９が形成されている。このスリット３９は中心点０を中心に９０度の範囲に亘って形成されている。このポートスリーブ３２の内径とスイベルジョイント本体１の外径間にはシール部材を介在させてある。
【００２５】
ポートスリーブ３２の外周に遊嵌するようにスイベルリング４０が回動可能に枢着されている。このスイベルリング４０はポートスリーブ３２に対し全周に回動可能と成された円筒状部材より構成され、フランジ４１によってスイベルリング４０の下動を防止している。このフランジ４１はポートスリーブ３２の外周に一体に形成されている。このスイベルリング４０には透孔３８及び連通口３４と連通する圧送材料の供給口４２が設けられ、スイベルリング４０とポートスリーブ３２間にはシール部材を介在させてシールが成され圧送材料が漏洩しないようにされている。
【００２６】
更に、本例では図４及び図５に示すように複数の、図では２連のロッド１５ａ及び１５ａを用いて同時掘削を行う構成とされているのでスイベルリング４０及び４０間をタイロッド４３で結合して、スイベルリング４０及び４０が回転しないように構成されている。
【００２７】
１５ａ及び１５ａで示す中間の中空ロッドは上側はジャック型の接合部２７と成され下側はスイベルジョイント２２と同様のプラグ型接合部２５となされ、地中に挿通する数の中間の中空ロッドが次々に接栓を介して接続される。尚、これら中間の中空ロッド１５ａ及び１５ａには導孔２９，３０及び３１に連通する３重管ロッドとされ、２個の中空ロッド１５ａ及び１５ａ間はタイロッド４３で結合されると共に中空ロッドはタイロッド４３の軸受部に対し回転及び摺動自在とされている。
【００２８】
更に、中空ロッドの下端部には図４及び図５に示すように、ビット２０がロッド１５ｂ及び１５ｂに固着され、上方には複数の撹拌翼４６及び４５等が固定されて掘削が行われる。４４はロッド最下端部に取り付けられたノズルであり、掘削用の圧送材料は掘削下降中は矢印Ｘ方向に噴射される。又、必要に応じてビット２０の下側に配したロッドの側面に開口したノズルから矢印Ｙ方向に空気等を噴射させる。
【００２９】
更に、ロッド１５ａ，１５ｂを後退上昇させる場合はロッドの回転方向を逆転させて、撹拌翼４５の下端に配したロッドの側面に開口したノズルから矢印Ｚ方向に圧送材料等を噴射させる構造となっている。
【００３０】
上述の構成での動作を図１乃至図５を用いて説明する。先ず、図４は本例の２連の掘削用ロッド１５ａ，１５ａ，１５ｂ，１５ｂをタイロッド４３で連結し、互いに逆方向に回転させて、掘削を開始し、掘削下降中の状態を示す。この場合は上記したように圧送材料としての掘削液はノズル４４の先端から噴射される。この時のスイベルジョイント２２の動作状態は図１に示されているように図３で説明したドリフタ１６で図４の左側のロッド１５ａは反時計方向に、右側のロッド１５ａは時計方向に回動させる。この時の図４の左側のロッド１５ａについて図１を参照してスイベルジョイント本体１の動作を考える。即ち、ドリフタ１６で反時計方向に回転力を与えたとき、スイベルジョイント２２は同じく反時計方向に回動される。このときポートスリーブ３２とスイベルリング４０とは摩擦によって回転しにくくなっているので、スイベルジョイント本体１だけがポートスリーブ３２に穿設したスリット３９に沿って９０度回転した時点で図１Ｄのようにストッパー３６がポートスリーブ３２に対接し、スイベルジョイント本体１と共に回転する。
【００３１】
この時に導孔２９の連通口３４は透孔３８を通してスイベルリング４０の供給口３４と連通し、ロッド１５ａ及び１５ｂを介してビット２０の先端に配したノズル４４から掘削用の圧送材料がＸ方向に放出される。
【００３２】
この際、導孔３０から圧送した空気等はビット２０の下端にロッド１５ｂの側面に設けたノズルからＹ方向に噴射させる。
【００３３】
次に、下端が着底後には図５に示すようにロッド１５ａ及び１５ｂの回転を夫々逆転させる。図５の左側のロッドについて説明すると、後退上昇時にはドリフタ１６を逆転させると、図２Ａ〜Ｄに示すようにスイベルジョイント２２のスイベルジョイント本体１は時計方向に回動する。この時は図２Ｄに示すようにスイベルジョイント本体１に設けたストッパー３６もポートスリーブ３２のスリット３９に沿って反時計方向に回動し、９０度回転したときにポートスリーブ３２に当接して、該ポートスリーブ３２はスイベルジョイント本体１と共に時計方向に回転することで、導孔３１の連通口３５はポートスリーブ３２の透孔３８とスイベルリング４０の供給口４２と一致して噴射ノズルの切換がされる。この導孔３１を介してロッド１５ａ及び１５ｂを通った圧送材料はロッド１５ｂの側面のノズルからＺ方向に噴射されることになる。
【００３４】
尚、本例では図４，図５に示したようにペアのロッドを互いに逆方向に回転させるようにしたので、掘削しながら下降する時と、上昇する時とで噴出液の噴出方向及び位置を切換えることが可能となる。
【００３５】
本発明の上記構成の掘削機用噴射ノズル切換装置によれば切換機構を極めて簡単な構成でドリフタ近傍の高い位置にあるスイベルジョイント２２中に組み込むことができたので、従来のように切換機構が地中に埋没することによって生ずる機能障害や事故が起こり難いものが容易に得られる。
【００３６】
また、本例の構成によれば切換機構は地上にあるため、目視で確認を行うことが可能であるだけでなく、リミットスイッチ等をスイベルジョイントに付加することは極めて容易であるので電気的に切換操作が完了したか否かを確認することができる。従来の構成では地中深く埋没した撹拌翼近傍までリミットスイッチ用のリードを延設しなければならず配線も難しかった。
【００３７】
しかし、本発明ではスイベルジョイントが回転しない構成としたのでリミットスイッチ等の取り付けはこのような固定部に簡単に設けることができる。
【００３８】
【発明の効果】
本発明の掘削機用の噴射口切換機構によれば切換機構をスイベルジョイントに組み込み、回転方向を正逆方向に回転制御するだけで簡単にノズル噴射方向の切換が可能であるため、切換機構を地中に埋没させる必要がないので故障が起こり難く、切換状態の監視も容易となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の掘削機用の噴射口切換機構に用いるスイベルジョイントの切換動作説明図であり、（Ａ）は平面図、（Ｂ）は正面図、（Ｃ）は底面図、（Ｄ）はＩ−Ｉ線断面図である。
【図２】本発明の掘削機用の噴射口切換機構に用いるスイベルジョイントの切換動作説明図であり、（Ａ）は平面図、（Ｂ）は正面図、（Ｃ）は底面図、（Ｄ）はＩＩ−ＩＩ線断面図である。
【図３】本発明の掘削機用の噴射口切換機構に用いる掘削機の略線的構成図である。
【図４】本発明の掘削機用の下降時の噴射口切換機構の全体的構成図である。
【図５】本発明の掘削機用の上昇時の噴射口切換機構の全体的構成図である。
【図６】従来のスイベルジョイントの構成図である。
【図１】
0003551272.tif 000002
【図２】
0003551272.tif 000003
【図３】
0003551272.tif 000004
【図４】
0003551272.tif 000005
【図５】
0003551272.tif 000006
【図６】
0003551272.tif 000007