(57)【要約】【課題】【従来の課題】従来のエアーハンマーによる地盤の削進は、削進地盤が砂礫、土等の軟質地盤であると、圧搾エアーで前進したハンマー及び削進ビットに衝突による打撃反発力が生じないため、ハンマー及び削進ビットが前進したまま動かなくなってしまって、削進ができなくなり、或は反発力が小さいためハンマーの打撃力が有効に作用できず、著しく削進効率がダウンしてしまうという大きな課題があった。【解決手段】削進機Ａのエアーハンマー３のハンマー５及び削進ビット１を該ハンマー５の前進衝突による打撃反発力が小さく若しくは殆ど生じないような場合でも、強制的にハンマー５及び削進ビット１を原位置に復帰させると共にハンマーの前進後退及びその速度、強弱を自在にコントロールして、削進対象地盤の硬質、軟質等に関係なく有効に削進できるようにした本発明衝撃力コントロール式削進装置を提供して課題を解決した。【選択図】図１
2004360370.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
削進機は、同軸線上に掘削ビット、エアーハンマー、１本以上接続するロッド、ギヤ等の回転手段、及び配管スイベル等を接続設置すると共に回転手段でそれらを回転駆動するように備え、エアーハンマーのシリンダー、ロッド、回転手段、及び配管スイベル等に夫々前進、後退、及び排気用の各ポートを夫々連通して備えると共に、前進用のポート末端をエアーハンマーの前進気室に開口し、後退用のポート末端を後退気室に開口し、排気用のポート末端をハンマーの中心を通って削進ビットの正面中心に開口して備え、エアーハンマー及びロッド等の外周に１本以上接続する埋設管を套嵌し、先頭管の先端を掘削ビットに係合して備えたものであつて、上記削進機を架台に設置した油圧シリンダーで上昇下降駆動するように備えたものであり、
ポート切換装置は、前進、後退、及び排気用の各ポートを設定位置に配設した装置本体に、中心軸線上に給気用のポートをあけ、周面の設定位置に前進、後退、及び排気用のポートを配設したスプールを設定寸法前後摺動及び速度調整自在に備えたものであり、該スプールの設定寸法前後摺動で、装置本体とスプールの前後、後退、及び排気用の各ポートの切換えを行うように備えたものであって、上記削進機の配管スイベルの前進、後退、及び排気用の各ポートとポート切換装置の前進、後退、及び排気用の各ポートを夫々配管接続して備えたものである、
衝撃力コントロール式削進装置。
【請求項２】
エアーハンマーは、ハンマーの上部空間を前進気室、下部空間を後退気室としたシリンダー内にピストン状のハンマーを、その下端をガイド孔を通して削進ビットの上面に相対すると共に設定寸法上下動自在に内装し、
シリンダー上部のロッドの接続部に前進、後退、及び排気用の各ポートをあけると共に、前進用ポートの末端を前進気室に、後退用ポートの末端を後退気室に、排気用ポートをハンマーの中心を通してその下面中心に夫々開口して備え、
また、接続部の各ポートと該接続部に接続したロッドの各ポートを接続連通して備えたものである、
請求項１の衝撃力コントロール式削進装置。
【請求項３】
エアーハンマーのシリンダーの下端に削進ビットを設定寸法上下動自在に連結すると共に、該削進ビットの外周に先頭埋設管の下端を係合して、削進ビットの削進で埋設管を牽引埋設するように備え、
削進ビットの下面に拡縮回動自在に取付けた回動ビットの拡回動状態における削進ビットの回転手段による回転及びエアーハンマーの上下動による衝撃力によって、地盤に埋設管より大径の孔を削進し、回動ビットの縮回動状態における油圧シリンダーによる削進機の上昇引戻しによって、削進ビットを埋設管内を通して回収できるように備えたものである、
請求項１の衝撃力コントロール式削進装置。
【請求項４】
前進、後退、及び排気用の各ポートを軸線方向に貫設した設定長のロッドと、設定長の埋設管を各１本以上備え、
削進ビットによる削進の進行に合わせて、１本以上のロッドを、その各ポートを接続連通した状態で順次接続すると共に、１本以上の埋設管を順次接続するように備えたものである、
請求項１の衝撃力コントロール式削進装置。
【請求項５】
ポート切換装置は、前進、後退、及び排気用の各ポートを設定位置に配設した装置本体中に、中心軸線上に給気用のポートをあけた円柱体の周面の、前記装置本体の前進、後退、及び排気用の各ポートと対応した位置に前進、後退、及び排気用の各ポートを配設して設けたスプールを前後摺動自在に備えたものであり、スプールの他端に調速モーターで回転する円板に扁心して一端を連結したリンクの他端を連結して該スプールを速度調整自在に設定寸法前後摺動するように備えて、装置本体とスプールの前進、後退、及び排気用の各ポートの切換えを行うと共にその切換速度を調整し、それによってエアーハンマーの上下動速度を調整するように備え、
また、スプールの給気用のポートにアキュムレーター付エアーコンプレッサー等の圧縮エアーの送給手段を配管接続し、該給気用ポートの圧搾エアー圧を調整することによってエアーハンマーの衝撃力を強弱調整するように備えたものである、
請求項１の衝撃力コントロール式削進装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】
本発明は、削進機とポート切換装置からなり、両者の前進、後退、及び排気用の各ポートを夫々配管接続して備えた衝撃力コントロール式削進装置に係り、
削進機のエアーハンマーのハンマー（及び削進ビット）を、該ハンマーの前進衝突による打撃反発力の有、無に関係なく、即ち、該ハンマーの前進衝突による打撃反発力が小さく若しくは殆ど生じないような場合でも、本発明装置によって強制的にハンマー（及び削進ビット）を原位置に復帰させると共にハンマーの前進後退及びその速度、強弱を自在にコントロールして、削進対象地盤の硬質、軟質等に関係なく有効に削進できるようにした衝撃力コントロール式削進装置を提供するものである。
【０００２】
【従来の課題】
従来のエアーハンマーによる地盤の削進は圧搾エアーの圧力でハンマーを削進ビットに前進衝突し、該削進ビットを地盤に衝突してその衝撃力で地盤を破碎して削進する方式であり、地盤に衝突した打撃の反発力で削進ビット及びハンマーが原位置に復帰し、その復帰したハンマー及び削進ビットを再び圧搾エアーで急速前進衝突する作用を繰り返して削進するものである。
【０００３】
ところが、削進対象となる地盤が岩盤、玉石等の硬質地盤であれば、打撃の反発力が強いため削進ビット及びハンマーは復帰するが、互層地盤の砂礫、土等の軟質地盤であると、圧搾エアーで前進したハンマー及び削進ビットに衝突による打撃反発力が生じないため、ハンマー及び削進ビットが前進したまま動かなくなってしまって、削進ができなくなり、或は反発力が小さいためハンマーの打撃力が有効に作用できず、著しく削進効率がダウンしてしまうという大きな課題があった。
【０００４】
【発明による課題の解決】
そこで、本発明はエアーハンマーのハンマー及び削進ビットを、圧搾エアーによる前進衝突による打撃反発力が生じない若しくは小さいような場合でも、即ち、反発力の有、無に関係なく、強制的に原位置に戻るように構成し、ハンマーの前進後退及びその強弱を自在にコントロールできるようにし、削進対象地盤の硬質、軟質等に関係なく有効に削進できるようにして、上記従来の課題を解決したものである。
【０００５】
【課題を解決する手段】
即ち、本発明は、削進機は、同軸線上に掘削ビット、エアーハンマー、１本以上接続するロッド、ギヤ等の回転手段、及び配管スイベル等を接続設置すると共に回転手段でそれらを回転駆動するように備え、エアーハンマーのシリンダー、ロッド、回転手段、及び配管スイベル等に夫々前進、後退、及び排気用の各ポートを夫々連通して備えると共に、前進用のポート末端をエアーハンマーの前進気室に開口し、後退用のポート末端を後退気室に開口し、排気用のポート末端をハンマーの中心を通って削進ビットの正面中心に開口して備え、エアーハンマー及びロッド等の外周に１本以上接続する埋設管を套嵌し、先頭管の先端を掘削ビットに係合して備えたものであつて、上記削進機を架台に設置した油圧シリンダーで上昇下降駆動するように備えたものであり、
【０００６】
ポート切換装置は、前進、後退、及び排気用の各ポートを設定位置に配設した装置本体に、中心軸線上に給気用のポートをあけ、周面の設定位置に前進、後退、及び排気用のポートを配設したスプールを設定寸法前後摺動及び速度調整自在に備えたものであり、該スプールの設定寸法前後摺動で、装置本体とスプールの前後、後退、及び排気用の各ポートの切換えを行うように備えたものであって、
【０００７】
上記削進機の配管スイベルの前進、後退、及び排気用の各ポートとポート切換装置の前進、後退、及び排気用の各ポートを夫々配管接続して備えたものである、
衝撃力コントロール式削進装置によって課題を解決したものである。
【０００８】
【実施例】
次に本発明の実施例を説明する。図１、図２を参照。
削進機Ａは、同軸線上に掘削ビット１、エアーハンマー３、１本以上接続するロッド６、ギヤ等の回転手段７、及び配管スイベル８等を接続設置すると共に回転手段７でそれらを回転駆動するように備え、エアーハンマー３のシリンダー４、ロッド６、回転手段７、及び配管スイベル８等に夫々前進、後退、及び排気用の各ポートＰ１、Ｐ２、Ｐ３を夫々連通して備えると共に、前進用のポートＰ１末端をエアーハンマー３の前進気室９に開口し、後退用のポートＰ２末端を後退気室１０に開口し、排気用のポートＰ３末端をハンマー５の中心を通って削進ビット１の正面中心に開口して備え、エアーハンマー３及びロッド６等の外周に１本以上接続する埋設管１１を套嵌し、先頭管１１の先端を掘削ビット１に係合して備えたものであつて、上記削進機Ａを架台１２に設置した油圧シリンダー１３で上昇下降駆動するように備えたものであり、
【０００９】
ポート切換装置Ｂは、前進、後退、及び排気用の各ポートＰ１、Ｐ２、Ｐ３を設定位置に配設した装置本体１７に、中心軸線上に給気用のポートＰ４をあけ、周面の設定位置に前進、後退、及び排気用のポートＰ１、Ｐ２、Ｐ３を配設したスプール１８を設定寸法前後摺動及び速度調整自在に備えたものであり、該スプール１８の設定寸法前後摺動で、装置本体１７とスプール１８の前後、後退、及び排気用の各ポートＰ１、Ｐ２、Ｐ３の切換えを行うように備えたものであって、
【００１０】
上記削進機Ａの配管スイベル８の前進、後退、及び排気用の各ポートＰ１、Ｐ２、Ｐ３とポート切換装置Ｂの前進、後退、及び排気用の各ポートＰ１、Ｐ２、Ｐ３を夫々配管接続して衝撃力コントロール式削進装置を構成したものである。
【００１１】
次に、上記の実施例衝撃力コントロール式削進装置の各部について、より具体的な実施例につき説明する。
【００１２】
エアーハンマー３は、ハンマー５の上部空間を前進気室９、下部空間を後退気室１０としたシリンダー４内にピストン状のハンマー５を、その下端をガイド孔１５を通して削進ビット１の上面に相対すると共に設定寸法上下動自在に内装し、
【００１３】
シリンダー４上部のロッド６の接続部２３に前進、後退、及び排気用の各ポートＰ１、Ｐ２、Ｐ３をあけると共に、前進用ポートＰ１の末端を前進気室９に、後退用ポートＰ２の末端を後退気室１０に、排気用ポートＰ３をハンマー５の中心を通してその下面中心に夫々開口して備え、
また、接続部２３の各ポートＰ１、Ｐ２、Ｐ３と該接続部２３に接続したロッド６の各ポートＰ１、Ｐ２、Ｐ３を接続連通して備えたものであり、
【００１４】
該エアーハンマー３のシリンダー４の下端に削進ビット１を設定寸法上下動自在に連結すると共に、該削進ビット１の外周に先頭埋設管１１の下端を係合して、削進ビット１の削進で埋設管１１を牽引埋設するように備える。
【００１５】
削進ビット１の下面に拡縮回動自在に取付けた回動ビット２の拡回動状態における削進ビット１の回転手段７による回転及びエアーハンマー３の上下動による衝撃力によって、地盤２４に埋設管１１より大径の孔を削進し、回動ビット２の縮回動状態における油圧シリンダー１３による削進機Ａの上昇引戻しによって、削進ビット１を埋設管１１内を通して回収できるように備える。
【００１６】
前進、後退、及び排気用の各ポートＰ１、Ｐ２、Ｐ３を軸線方向に貫設した設定長のロッド６と、設定長の埋設管１１を各１本以上備え、
【００１７】
削進ビット１による削進の進行に合わせて、１本以上のロッド６を、その各ポートＰ１、Ｐ２、Ｐ３を接続連通した状態で順次接続すると共に、１本以上の埋設管１１を順次接続するように備える。
【００１８】
ポート切換装置Ｂは、前進、後退、及び排気用の各ポートＰ１、Ｐ２、Ｐ３を設定位置に配設した装置本体１７中に、中心軸線上に給気用のポートＰ４をあけた円柱体の周面の、前記装置本体１７の前進、後退、及び排気用の各ポートＰ１、Ｐ２、Ｐ３と対応した位置に前進、後退、及び排気用の各ポートＰ１、Ｐ２、Ｐ３を配設して設けたスプール１８を前後摺動自在に備えたものであり、
【００１９】
例えば、スプール１８の他端に調速モーター２０で回転する円板２１に扁心して一端を連結したリンク２２の他端を連結して、該スプール１８を速度調整自在に設定寸法前後摺動するように備えて、装置本体１７とスプール１８の前進、後退、及び排気用の各ポートＰ１、Ｐ２、Ｐ３の切換えを行うと共にその切換速度を調整し、それによってエアーハンマー３の上下動速度を調整するように備え、
【００２０】
また、スプール１８の給気用のポートＰ４にアキュムレーター付エアーコンプレッサー等の圧縮エアーの送給手段１９を配管接続し、該給気用ポートＰ４の圧搾エアー圧を調整することによってエアーハンマー３の衝撃力を強弱調整するように備えたものである。
【００２１】
【作用】
ポート切換装置Ｂのスプール１８の給気用ポートＰ４に圧搾エアーを送給しつつ、スプール１８を摺動して装置本体１７とスプール１８の各前進用ポートＰ１を接続連通し、後退用ポートＰ２を遮断すると（装置本体１７の排気用ポートＰ３は、常にスプール１８の２ヶ処の排気用ポートＰ３の何れかに接続連通している。）、圧搾エアーがポート切換装置Ｂの前進用ポートＰ１から配管を通り、削進機Ａの前進用ポートＰ１、即ち、配管スイベル８、回転手段７、１本以上のロッド６の各前進用ポートＰ１を通ってエアーハンマー３のシリンダー４の前進用ポートＰ１から前進気室９へ流入し、ハンマー５を押圧下降して削進ビット１に衝突し、その削進ビット１の衝撃力で地盤２４を削進すると同時に埋設管１１を牽引埋設する。なお、削進機Ａは回転手段７で調速回転している。
【００２２】
上記のハンマー５の押圧下降によって後退気室１０の残気は押し出されて削進機Ａの各後退用ポートＰ２を通り、配管を通ってポート切換装置Ｂの装置本体１７の後退用ポートＰ２へ入り、該ポートＰ２と接続連通しているスプール１８の排気用ポートＰ３を通って装置本体１７の排気用ポートＰ３へ抜け、配管を通って削進機Ａの排気用ポートＰ３へ入り、その各排気用ポートＰ３を通過して、削進ビット１の下面中心から地盤２４中へ排気される。
【００２３】
次で、ポート切換装置Ｂのスプール１８が摺動手段で設定寸法摺動して装置本体１７とスプール１８の前進用ポートＰ１を遮断し、後退用ポートＰ２を接続連通すると、給気用ポートＰ４の圧搾エアーが後退用ポートＰ２へ入り、配管を通って削進機Ａの後退用ポートＰ２へ入り、各後退用ポートＰ２を通ってエアーハンマー３のシリンダー４の後退用ポートＰ２から後退気室１０へ流入して、ハンマー５を上昇復帰する。
【００２４】
その時、前進気室９の残気は押し出されて各前進用ポートＰ１から配管へ入り、ポート切換装置Ｂの前進用ポートＰ１へ入り、スプール１８の排気用ポートＰ３を通って装置本体１７の排気用ポートＰ３へ抜け、配管を通って削進機Ａの排気用ポートＰ３へ入り、削進ヘッド１の下面中心から地盤２４中へ排出される。
【００２５】
上記の作用の繰り返しでエアーハンマー３のハンマー５が上下摺動して削進ビット１への衝突、復帰を繰り返し、回転手段７による削進ビット１の回転と相俟って地盤２４を削進する。
削進時は削進ビット１の回転ビット２が拡開して、埋設管１１より大径の孔を削進し、また、削進ビット１が埋設管１１を牽引して削進孔内に埋設する。
【００２６】
削進は、ポート切換装置Ｂのスプール１８の前後摺動速度を遅速調節して前進用と後退用のポートＰ１、Ｐ２の切換速度を遅速調節することによって、削進機Ａのエアーハンマー３の前進気室９と後退気室１０への送気切換えを調節して行い、また、ハンマー５の衝撃力はスプール１８の給気ポートＰ４へのエアーコンプレッサー１９による圧搾エアーの圧力を強弱調節して行う。
【００２７】
削進ビット１の回転速度は回転手段７の回転速度を例えば調速モーターによるギヤの回転速度を調節して行う。
【００２８】
削進ビット１の削進だけでも進行するが、同時に油圧シリンダー１３で削進機Ａを加圧下降して、削進及び管の埋設を行う。
【００２９】
削進目的地点に到達すると、削進を停止し、油圧シリンダー１３で削進機Ａ全体を引戻して、接続した埋設管１１及びロッド６を発進坑側で次々と取外して、削進ビット１を回収する。
【００３０】
埋設管１１を後の利用目的で地盤２４中に埋設したまま残す場合は、削進機Ａと最上位の埋設管１１の連結を外したのち、油圧シリンダー１３で削進機Ａを引戻すと、削進ビット１の回動ビット２が縮小回動して削進ビット１の外径を小さくし、先頭埋設管１１内に引戻し、同管１１内を通して発進坑側へ回収するものである。
【００３１】
【効果】
本発明は、削進機のエアーハンマーのハンマー及び削進ビットを、該ハンマーの前進衝突による打撃反発力の有、無に関係なく、即ち、該ハンマーの前進衝突による打撃反発力が小さく若しくは殆ど生じないような場合でも、強制的に原位置に復帰させると共に、ハンマーの前進後退及びその速度、強弱を自在にコントロール出来るようにしたので、従来のようにハンマー作動が停止するようなことなしに削進を有効に継続出来ると共に、削進対象地盤の硬質、軟質等に関係なく極めて効率的に削進できる優れた特徴がある。
【００３２】
ハンマーの衝撃作動を停止することなく継続できるため、削進孔の削進及び埋設管の牽引埋設をハンマーの衝撃力だけで行うことができ、それによって、削進機の先端の削進ビットの方向を変えるだけで自由な角度方向の削進が可能となり、例えば小さなスペースで人孔や枡等の削進を行うことも可能になる。
【００３３】
削進孔の削進と同時に牽引埋設した埋設管を必要に応じ地盤中に残して、削進機を引戻し回収出来るので、目的地盤中に残した埋設管を例えば人孔や宅地内の枡等として利用出来る利点がある。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施例削進機の構成概略を示す縦断正面図。
【図２】本発明の実施例ポート切換装置の構成概略を示す縦断正面図。
【符号の説明】
Ａ        削進機
Ｂ        ポート切換装置
Ｐ１      前進用ポート及び配管
Ｐ２      後退用ポート及び配管
Ｐ３      排気用ポート及び配管
Ｐ４      給気用ポート及び配管
１        削進ビット
２        回動ビット
３        エアーハンマー
４        シリンダー
５        ハンマー
６        ロッド
７        回転手段（ギヤー、モーター）
８        配管スイベル
９        前進気室
１０      後退気室
１１      埋設管
１２      架台
１３      油圧シリンダー
１５      ガイド孔
１７      装置本体
１８      スプール
１９      エアーコンプレッサー
２０      調速モーター
２１      円板
２２      リンク
２３      接続部（ロッド）
２４      地盤
【図１】
2004360370.tif 000003
【図２】
2004360370.tif 000004