(57)【要約】【課題】アウタービットを進退のみ許容する状態に連結する外管との間の係合部に繰り粉等の粒状物や塊状物などの異物が詰って起るトラブルを軽減して二重管削孔装置の耐久性を改善するとともに、その二重管削孔装置の小口径化により小型軽量化を図り、自然斜面安定化工法の作業性の向上に資する。【解決手段】アウタービット６の外周面に、基端部側に外管２側の内側面に形成した外管側係合部１６と係合して軸線方向の進退のみ許容するアウタービット側係合部を形成するとともに、そのアウタービット側係合部の先端部側に該アウタービット側係合部の外径より縮径された縮径部２０を形成し、さらに外管２側の先端部に前記アウタービット側係合部の先端部側の端部に係止可能で、かつ前記縮径部２０の外周面に対して摺動可能なストッパ部材１７を設置する。小口径化して自然斜面安定化工法に適用してアンカー材設置作業の作業性を向上する。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
インナービットの外周部に配設されるアウタービットを外管に対して進退可能に構成するとともに、前記インナービットに付与される打撃力を前記アウタービットに伝達するように構成した二重管削孔装置において、前記アウタービットの外周面に、基端部側に前記外管の内側面に形成した外管側係合部と係合して軸線方向の進退のみ許容するアウタービット側係合部を形成するとともに、そのアウタービット側係合部の先端部側に該アウタービット側係合部の外径より縮径された縮径部を形成し、さらに前記外管の先端部に前記アウタービット側係合部の先端部側の端部に係止可能で、かつ前記縮径部の外周面に対して摺動可能なストッパ部材を設置したことを特徴とする二重管削孔装置。
【請求項２】
前記ストッパ部材として、外周面に前記外管の先端部内周面に形成された雌ネジに螺合可能な雄ネジを形成するとともに、周上にて分断された筒状ストッパ部材を使用し、その筒状ストッパ部材を前記アウタービット側係合部の先端部側に形成された縮径部に外嵌した上、前記雄ネジを前記外管の先端部内周面に形成された雌ネジに螺合することにより外管に取付け可能に構成したことを特徴とする請求項１に記載の二重管削孔装置。
【請求項３】
前記外管の先端部を内外に貫通する貫通孔を設け、前記筒状ストッパ部材の雄ネジを前記外管の先端部内周面に形成された雌ネジに螺合した状態において、前記貫通孔を介して硬化性充填材を注入するように構成したことを特徴とする請求項２に記載の二重管削孔装置。
【請求項４】
前記硬化性充填材としてろう接材を使用したことを特徴とする請求項３に記載の二重管削孔装置。
【請求項５】
アウタービットの外周面に、基端部側に外管の内側面に形成した外管側係合部と係合して軸線方向の進退のみ許容するアウタービット側係合部を形成するとともに、そのアウタービット側係合部の先端部側に該アウタービット側係合部の外径より縮径された縮径部を形成し、さらに前記外管の先端部に前記アウタービット側係合部の先端部側の端部に係止可能で、かつ前記縮径部の外周面に対して摺動可能なストッパ部材を設置した小口径二重管削孔装置を用いて次の手順によりロックボルト等のアンカー材を設置することを特徴とするアンカー材設置方法。
（１）自然斜面に小型の作業足場を設置する。
（２）前記作業足場上に前記小口径二重管削孔装置を設置して掘削を行う。
（３）インナーロッドと共に前記インナービットを削孔から引抜く。
（４）ロックボルト等のアンカー材を削孔内に挿入するとともに、これと前後してグラウト材を前記外管内に注入する。
（５）前記外管と共にアウタービットを削孔から引抜く。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、インナービットの外周部に配設されるアウタービットを外管に対して進退のみ可能に構成し、インナービットに付与される打撃力をアウタービットに伝達しながら回転させることにより掘削を行う回転打撃式の二重管削孔技術に関し、自然状態をなるべくそのまま残して斜面の安定化を図る自然斜面安定化工法に好適な二重管削孔技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
この種の打撃力をアウタービットに伝達しながら回転させて掘削を行う回転打撃式の二重管削孔装置に関しては、削孔径が１２０ｍｍ程度以上の比較的大きな口径用のものが種々の用途に使用されている。従来の回転打撃式の二重管削孔装置における打撃力の付与の仕方は、トップハンマ方式とダウンザホールハンマ方式に大別される。後者のダウンザホールハンマ方式は、先端の削孔用ビットを直接的に打撃するため掘削性能が高く、大深度削孔にも適用できる利点がある。その反面、ハンマ機構が外管内のインナービット近傍に配設されることから、特に小口径化には各部の寸法に関する困難な制約が伴った。このダウンザホールハンマ方式を採用する回転打撃式二重管削孔装置の従来例として、アウタービットを外管の先端外周部に進退可能に設置し、そのアウタービットの内面に形成した内径段部に対してインナービットの外周面に形成した段部を係合させることにより、インナービットに付与される打撃力をアウタービット側に伝達する構造のものが知られている（特許文献１）。しかしながら、この従来技術のように、アウタービットが外管の先端外周部に進退可能に配設される場合には、アウタービットの前進状態において外管との係合部が外部へ露出するため、繰り粉等の粒状物や塊状物が侵入してトラブルを起しやすいといった問題があった。
【特許文献１】特許第２６８０４３３号公報
【０００３】
さらに、ロックボルト等を使用する斜面安定化施工などにおいて一般的に使用されている削孔径が９０ｍｍ程度以下の小口径用の場合になると、アウタービットの外径寸法をその口径内に納めなければならないという制約が製造技術上の問題となった。例えば、インナービットからアウタービットへ伝達する打撃力は相当大きいため、この打撃力を的確かつある程度長期間安定して伝達するためには、前記アウタービット側の内径段部とインナービット側の段部との係合部の当接面積を大きくとる必要があることから、実用に耐え得る小口径二重管削孔装置を実現することは簡単ではなかった。また、インナービットから伝達される打撃力によって進退するように構成されるアウタービットに関しても、その打撃力による外管からの抜脱を阻止するためのストッパ手段を限られた寸法内に納め、かつ前記抜脱を確実に阻止する必要がある。以上のように、小口径二重管削孔装置の場合には、寸法上の制約が起因して生じる、インナービットとアウタービットとの間の打撃力伝達部の当接面積の不足からくる摩滅や、アウタービットの抜脱阻止用のストッパ手段の摩滅による機能障害の問題、あるいは繰り粉の排出に十分な通路断面積の確保の問題などから、実用に耐え得る耐久性のある小口径二重管削孔装置の実現は遅れているのが実情である。
【０００４】
ところで、近時需要が増えつつある、自然斜面上に比較的短い３〜５ｍ程度の長さのロックボルト等からなるアンカー材を多数打設して、そのアンカー材の補強効果や、支圧板による地盤の押え込み効果、アンカー材の頭部間を連結するワイヤーロープ等の連結材による引留め効果などにより自然の状態をなるべくそのまま残して斜面の安定化を図る自然斜面安定化工法は、樹木等の自然環境が維持される点で優れているが、自然状態に合わせて安定化作業を進めなければならない分、作業面で制約を受けざるを得ない。樹木の存在する場所では、削孔装置を設置するための足場空間を十分に確保できない場合があり、小型の削孔装置でないと対応できない場合がある。なお、法面においても足場空間が制限される場合があり、上記のような小口径二重管削孔装置に対する要望が大きい。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
本発明は、以上のような従来の技術的状況に鑑みて研究開発したもので、アウタービットを進退のみ許容する状態に連結する外管との間の係合部に繰り粉等の粒状物や塊状物などの異物が詰って起るトラブルを軽減し、耐久性を改善して実用に耐え得る二重管削孔装置を提供するとともに、その二重管削孔装置の小口径化により小型軽量化を図り、自然の状態をなるべくそのまま残して斜面の安定化を図る自然斜面安定化工法の作業性の向上に資することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明では、前記課題を解決するため、インナービットの外周部に配設されるアウタービットを外管に対して進退可能に構成するとともに、前記インナービットに付与される打撃力を前記アウタービットに伝達するように構成した二重管削孔装置において、前記アウタービットの外周面に、基端部側に前記外管の内側面に形成した外管側係合部と係合して軸線方向の進退のみ許容するアウタービット側係合部を形成するとともに、そのアウタービット側係合部の先端部側に該アウタービット側係合部の外径より縮径された縮径部を形成し、さらに前記外管の先端部に前記アウタービット側係合部の先端部側の端部に係止可能で、かつ前記縮径部の外周面に対して摺動可能なストッパ部材を設置するという技術手段を採用した。前記ストッパ部材として、外周面に前記外管の先端部内周面に形成された雌ネジに螺合可能な雄ネジを形成するとともに、周上にて分断された筒状ストッパ部材を使用し、その筒状ストッパ部材を前記アウタービット側係合部の先端部側に形成された縮径部に外嵌した上、前記雄ネジを前記外管の先端部内周面に形成された雌ネジに螺合することにより外管に取付けるように構成してもよい。さらに、前記外管の先端部を内外に貫通する貫通孔を設け、前記筒状ストッパ部材の雄ネジを前記外管の先端部内周面に形成された雌ネジに螺合した状態において前記貫通孔を介して硬化性充填材を注入するように構成してもよい。その硬化性充填材としてはろう接材などの使用が可能である。
【０００７】
また、アウタービットの外周面に、基端部側に外管の内側面に形成した外管側係合部と係合して軸線方向の進退のみ許容するアウタービット側係合部を形成するとともに、そのアウタービット側係合部の先端部側に該アウタービット側係合部の外径より縮径された縮径部を形成し、さらに前記外管の先端部に前記アウタービット側係合部の先端部側の端部に係止可能で、かつ前記縮径部の外周面に対して摺動可能なストッパ部材を設置した小口径二重管削孔装置を用い、自然斜面に存在する樹木をなるべく損わないように設置した小型の作業足場上に据付けてロックボルト等のアンカー材の設置位置での掘削を行い、しかる後インナーロッドと共にインナービットを削孔から引抜き、さらに前記アンカー材を削孔内に挿入するとともに、そのアンカー材の削孔内への挿入と前後してグラウト材を外管内に注入した上、前記外管と共にアウタービットを削孔から引抜くというアンカー材の設置技術を採用した。
【発明の効果】
【０００８】
本発明によれば、次の効果を得ることができる。
（１）外管側とアウタービットとの間の進退のみを許容する係合部を外管の内側に配設するとともに、そのアウタービットの係合部の先端部側に縮径部を形成し、かつ該縮径部の外周面に対して摺動可能なストッパ部材を外管の先端部側に設置したので、前記係合部が外部へ露出されることはなく、繰り粉等の粒状物や塊状物が外部から係合部に詰って生じるトラブルは解消できる。因みに、外管の内側には係合部の一部が露出される場合があるが、管内に流入する繰り粉等の粒状物の大きさはその流入部の間隙の大きさによって十分に制限され、掘削に使用する加圧水や加圧空気により後方に付勢されることから、係合部に詰って生じるトラブルは大幅に軽減される。
（２）外管の先端部に設けた貫通孔を介してろう接材等の硬化性充填材を注入するようにすれば、前記筒状ストッパ部材の雄ネジと外管先端部の雌ネジ部との螺合状態を強固に固定し得るとともに、アウタービットに形成した前記縮径部の外周面と筒状ストッパ部材の内周面との全周上での摺動状態が確実に保持され、外周面側からの繰り粉等の粒状物や塊状物の侵入を的確に防止することができる。
（3）前記二重管削孔装置によれば、係合部が外部へ露出されることはなく、しかも前記ストッパ部材により径方向の寸法すなわち厚さが小さくてもアウタービットの抜脱を確実に阻止できるので、小口径化による小型軽量化が可能であり、それを前記自然斜面安定化工法に適用して、前記手順によってロックボルト等のアンカー材を設置するようにすれば、その作業負担が軽減されるとともに作業効率が向上し、同自然斜面安定化工法の普及発展に資するところが大きい。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００９】
本発明は、インナービットの外周部に外管（先端部に接続されるアウタービット設置用の外管を含む）に対して進退可能な状態にアウタービットを配設し、アウタービット側にインナービットに付与される打撃力を伝達しながら掘削する回転打撃式の二重管削孔装置に広く適用することができる。すなわち、インナービットに付与される打撃力をアウタービット側に伝達して、それらのインナービットとアウタービットに打撃力を作用させながら掘削を行う二重管削孔装置であれば、具体的なビットの形態や、各ビットに対する回転力の付与の形態などに制約されることなく、広く適用することが可能である。アウタービットは、外管の内側に進退可能に設置されるが、その進退のみを許容するための係合部の具体的構成に関しては制約されるものではない。また、アウタービットが進退可能に係合される係合部を形成する相手側は、外管自体だけでなく、外管の先端部に接続されるアウタービット設置用の補助外管の内面であってもよい。なお、アウタービットの最後部を、該アウタービットが最も前進した状態において、外管側に形成される前記係合部の後方まで延して、該係合部が常に覆われるように構成すれば、係合部が露出することなく、更に的確に繰り粉等の粒状物や塊状物によるトラブルを防止することができる。繰り粉の排出の仕方に関しては、外管の外側から排出する形態に限らず、外管とインナーロッドとの間から排出する形態にも適用することができる。
【００１０】
前記ストッパ部材に関しては、外周面に前記外管の先端部内周面に形成された雌ネジに螺合可能な雄ネジを形成するとともに、周上にて分断された筒状ストッパ部材を使用すれば、その筒状ストッパ部材を前記アウタービット側係合部の先端部側に形成された縮径部に外嵌した上、前記雄ネジを前記外管の先端部内周面に形成された雌ネジに螺合することにより外管に簡便かつ的確に取付けることが可能である。その筒状ストッパの周上での分断の仕方に関しては、軸線方向に平行に分断する形態だけでなく、斜めの方向に分断したものでもよい。また、分断部の両側の縁部に関しても、縁部間が平行な形態だけでなく、かみ合い形状やテーパ状の形態でもよい。要は、アウタービットの先端部側に形成した前記縮径部に外嵌可能であり、かつ外管の雌ネジに確実に螺着し得るものであれば、筒状ストッパ部材として十分である。その場合に、外管の雌ネジに螺合した状態において分断部の両側の縁部が接触ないし近接する形態が繰り粉等の侵入を防ぐ上で望ましいことはいうまでもない。外管の先端部に設けた貫通孔を介して注入するろう接材としては、軟ろう（ハンダ）や、黄銅ろうあるいは銀ろう、銅ろうなどの硬ろうの使用が可能である。因みに、本発明は削孔径が９０ｍｍ程度以下の小口径用として有効であるが、中大口径用の二重管削孔装置にも適用することが可能である。
【実施例】
【００１１】
図１は本発明の一実施例の要部を示した片側断面図であり、図２はその部分拡大図である。図示のように、本実施例に係る二重管削孔装置１は、中空円筒状の外管２の内部にシリンダ３とハンマ作動部４を主要構成部材とするダウンザホールハンマからなる打撃機構を配設してなり、この打撃機構にて発生した打撃力をインナービット５に付与するとともに、そのインナービット５に付与された打撃力を外管２の先端部に進退可能に設置されたアウタービット６に伝達し得るように構成している。また、外管２と打撃機構には図示しない回転駆動機構により個別的あるいは連動して回転力が付与されるように構成してあり、インナービット５及びアウタービット６にそれらの回転力と前記打撃機構からの打撃力を付与しながら掘削が行われることになる。
【００１２】
図３はインナービット軸体を示した片側断面図である。図示のように、本実施例では、インナービット軸体７の形態を採用し、複数個のチップ８を有する前記インナービット５の部分と軸部９とを一体形成してなる。そして、軸部９の中間部には鍔部や段部などの適宜形状からなる係止部１０を形成し、この係止部１０とアウタービット６の後端部とを軸線方向に対してほぼ直交する当接面同士で係合させることにより、ハンマ作動部４による同軸方向の打撃力をアウタービット６に対してそのまま高効率で伝達し得るように構成している。また、軸部９の外周部には複数条の縦溝１１を形成し、これらの縦溝１１を図１に示したようにシリンダ３の先端部に設けた摺動支持部１２の内面に形成した凸条部に係合させてスプライン結合することにより、軸方向へ摺動し得る状態で回転力をインナービット軸体７に伝達し得るように構成している。なお、本実施例では、前記係止部１０の外周部に適宜数の縦溝１３を形成し、インナービット５から排出された空気や繰り粉が通過して外管２とシリンダ３との間から排除できるように構成している。
【００１３】
図４はアウタービット６を示した片側断面図であり、図５はその左側面図である。図示のように、アウタービット６は、前面に複数個のチップ１４を有し、基端部側には複数の凸条からなるアウタービット側係合部１５を形成している。このアウタービット側係合部１５を、図２に示したように外管２の先端部内側に形成した縦溝からなる外管側係合部１６に係合させてスプライン結合することにより、軸線方向へ摺動し得る状態でアウタービット６に回転力を伝達し得るように構成している。図６はアウタービット６の外管２先端部からの抜脱を防止するための筒状ストッパ部材を軸線方向からみた正面図である。図示のように、本実施例における筒状ストッパ部材１７は、切れ目１８によって周上にて分断されているとともに、外周面には雄ネジ１９が形成されている。この筒状ストッパ部材１７は、図７に示したようにアウタービット側係合部１５の外径より小さい径に形成されたアウタービット６の縮径部２０に外嵌した上、アウタービット側係合部１５を外管側係合部１６に係合させながら、外周部の雄ネジ１９を外管２の先端部に形成された雌ネジ２１に螺合することにより、外管２の先端部に固着される。この場合、筒状ストッパ部材１７の内径は、アウタービット６の縮径部２０の外径よりもわずかに大きく形成され、かつアウタービット側係合部１５の外径よりも小さい。このため、アウタービット６の縮径部２０に外嵌するには、切れ目１８を拡げて入れることになる。また、自然状態での筒状ストッパ部材１７のネジ径は、外管２の雌ネジ２１のネジ径よりもわずかに大きく設定されている。この筒状ストッパ部材１７の雄ネジ１９の外管２の雌ネジ２１への螺合により、筒状ストッパ部材１７が縮径し、前記切れ目１８による分断部の両側の縁部が接触ないし近接した状態で固着され、アウタービット６は外管２に対して軸線方向への摺動のみ可能な状態に連結されることになる。すなわち、筒状ストッパ部材１７の切れ目１８が実質的に閉塞されるとともに、アウタービット６の外周面と筒状ストッパ部材１７の内周面との間にはごくわずかなクリアランスしか存在しないため、この筒状ストッパ部材１７の端面とアウタービット６の外周面との摺動部からの繰り粉の侵入を効果的に阻止することができる。なお、切れ目１８の幅によっては、筒状ストッパ部材１７と外管２の雌ネジ２１のネジ径を同一とし、螺合時に縮径させなくともよい。
【００１４】
なお、前記筒状ストッパ部材１７の外周部に形成される雄ネジ１９に関しては、外径が軸線方向に一定の平行ネジでもよいが、先細テーパ状の雄ネジを採用して切れ目１８を平行としたり、あるいは平行ネジで切れ目１８をテーパ状に形成すれば、外管２の雌ネジ２１への螺入量に応じて切れ目１８の間隔が徐々に縮小されるので、両側の縁部をより的確に接触させることができる。また、図８に示したように、外管２の先端部に所要数の注入孔２２を形成しておき、筒状ストッパ部材１７の雄ネジ１９を外管２の雌ネジ２１へ螺合して締付けた後、前記注入孔２２を介して黄銅ろうあるいは銀ろう、銅ろうなどの硬化性充填材を注入するようにすれば、その硬化性充填材が雄ネジ１９と雌ネジ２１との接合面に浸入して硬化するので、両者が確実かつ強固に固着される。
【００１５】
しかして、本実施例に係る二重管削孔装置１は、図９に示した状態（Ａ）及び状態（Ｂ）のように動作することになる。掘削作業においてハンマ作動部４からの打撃力が作用しない動作状態では、状態（Ａ）に示したように、地盤からの反力によってインナービット５とアウタービット６は後退位置にある。そして、ハンマ作動部４からの打撃力がインナービット軸体７に付与されると、そのインナービット５に付与される打撃力と回転力との協働作用により、インナービット５は掘削しながら前進することになる。このインナービット５の前進に伴い、状態（Ｂ）に示したようにインナービット軸体７の軸部９の中間部に形成した係止部１０がアウタービット６の後端部に係合してアウタービット６を前進させる。このアウタービット６の前進動作においては、アウタービット６は、その外周部に形成した凸条からなるアウタービット側係合部１５と外管２の内周部に形成した縦溝からなる外管側係合部１６との係合に誘導されながら前進することになる。なお、アウタービット６は、アウタービット側係合部１５の前端部が前記筒状ストッパ部材１７に係止するので、外部へ抜出すことはない。因みに、本実施例では、アウタービット６への打撃力の伝達をインナービット５側の係止部１０とアウタービット６の後端部との係止を介して行うように構成したので、安定的かつ的確な打撃力の伝達が可能であり、アウタービット６の外径の縮小化にも有効である。
【００１６】
しかして、以上の二重管削孔装置１の削孔径を９０ｍｍ以下の小口径用として構成し、自然の状態をなるべくそのまま残して斜面の安定化を図る前記自然斜面安定化工法に適用して次の施工手順に従うことにより、簡便かつ効率的なアンカー材の設置が可能である。（１）自然斜面に小型の作業足場を設置する。（２）前記作業足場上に小口径用の二重管削孔装置１を設置して掘削を行う。（３）インナーロッドと共に前記インナービット５を削孔から引抜く。（４）ロックボルト等のアンカー材を削孔内に挿入するとともに、これと前後してグラウト材を前記外管２内に注入する。（５）前記外管２と共にアウタービット６を削孔から引抜く。そして、さらに前記グラウト材の固化を待って当該アンカー材の設置が完了することになる。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】本発明の一実施例の要部を示した片側断面図である。
【図２】図１の部分拡大図である。
【図３】インナービット軸体を示した片側断面図である。
【図４】アウタービットを示した片側断面図である。
【図５】同アウタービットの左側面図である。
【図６】筒状ストッパ部材を軸線方向からみた正面図である。
【図７】同筒状ストッパ部材をアウタービットに装着した状態を示した片側断面図である。
【図８】補助外管を示した片側断面図である。
【図９】インナービットとアウタービットの動作状態を示した動作説明図である。
【符号の説明】
【００１８】
１…二重管削孔装置、２…外管、３…シリンダ、４…ハンマ作動部、５…インナービット、６…アウタービット、７…インナービット軸体、８…チップ、９…軸部、１０…係止部、１１…縦溝、１２…摺動支持部、１３…縦溝、１４…チップ、１５…アウタービット側係合部、１６…外管側係合部、１７…筒状ストッパ部材、１８…切れ目、１９…雄ネジ、２０…縮径部、２１…雌ネジ、２２…注入孔
【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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【図８】
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【図９】
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