(57)【要約】【課題】この発明は、低騒音を維持しつつ作業性と削孔速度の向上を図ると共に、貫通型にしてロッドの入・抜管作業の効率化を図った貫通型ドリルヘッドに関する。【解決手段】貫通型ドリルヘッドは、貫通孔を有するスピンドルと、該スピンドルに回転力を与える回転駆動装置と、前記スピンドルに振動力を与える起振装置と、前記スピンドルを回転させるスピンドルギアを内蔵したハウジングと、前記スピンドルの一端側に穿孔ロッドを連結する第１のロッド連結装置と、スピンドルギアに連結されて、スピンドルとは別系統で回転すると共に、穿孔ロッドを連結する第２のロッド連結装置とからなることを特徴とする。【選択図】　図１
2004108072.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
貫通孔を有するスピンドルと、
該スピンドルに回転力を与える回転駆動装置と、
前記スピンドルに振動力を与える起振装置と、
前記スピンドルを回転させるスピンドルギアを内蔵したハウジングと、
前記スピンドルの一端側に穿孔ロッドを連結する第１のロッド連結装置が設けられていることを特徴とする貫通型ドリルヘッド。
【請求項２】
スピンドルギアに連結されて、スピンドルとは別系統で回転すると共に、穿孔ロッドを連結する第２のロッド連結装置を設けたことを特徴とする請求項１に記載の貫通型ドリルヘッド。
【請求項３】
起振装置が、スピンドルの両側に揺動可能に軸受けされており、
ハウジング上には、略中央に杆状の芯材を内蔵した緩衝材が前記スピンドルの両側に並んで立設されており、
前記起動装置の側方に延びるベース部が前記緩衝材の中途位置を横断し、芯材に揺動可能に係止されてなることを特徴とする請求項１または２に記載の貫通型ドリルヘッド。
【請求項４】
第１のロッド連結装置がスピンドルの一端に貫挿されるピンと、該ピンに連結されたカップリングとからなっており、第２のロッド連結装置が、チャック装置からなっていることを特徴とする請求項１、２または３に記載の貫通型ドリルヘッド。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、貫通型の回転及びバイブレーション併用式のドリルヘッドに関する。
【０００２】
【従来の技術】
アンカー孔などの削孔を目的として、掘削に使用されるボーリング機械には、次のような方式が知られている。
（１）ビットに回転掘削力を与えて掘削する回転式のもの。
（２）掘削効率を向上させるために、掘削ドリルに回転と衝撃荷重を加える回転・衝撃併用式のもの。
（３）ボーリングロッドに接続するシャンクロッドを有し、該シャンクロッドの軸線方向に起振力を与えながら回転掘削する回転・振動併用式のもの（例えば特許文献１参照）。
しかし、前記（１）の回転式では、削孔速度が他の方式に比べて効率が劣る欠点がある。
また、前記（２）の回転・衝撃併用式では、衝撃を発生させながら掘削するものであるため、騒音が大きく、特に住宅地に隣接した地域での掘削には適さないという欠点がある。
前記（３）の回転・振動併用式では、シャンクロッドを用いているため貫通型ではなく、トップドライブ型のドリルヘッドとなるため、ボーリングロッド着脱のための入・抜管についての作業性が劣る欠点がある。
【０００３】
【特許文献１】
特開平５−３１１９６７号（第３頁から第４頁、図２および図４）
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
この発明は、上記事情に鑑みて創案されたものであって、その主たる課題は、低騒音を維持しつつ作業性と削孔速度の向上を図ると共に、貫通型にしてロッドの入・抜管作業の効率化を図った貫通型ドリルヘッドを提供することにある。
【０００５】
【発明が解決するための手段】
上記課題を解決するために、請求項１の発明では、
貫通孔を有するスピンドルと、該スピンドルに回転力を与える回転駆動装置と、前記スピンドルに振動力を与える起振装置と、前記スピンドルを回転させるスピンドルギアを内蔵したハウジングと、前記スピンドルの一端側に穿孔ロッドを連結する第１のロッド連結装置が設けられている、という技術的手段を講じている。
また、請求項２の発明では、
前記スピンドルギアに連結されてスピンドルとは別系統で回転すると共に、穿孔ロッドを連結する第２のロッド連結装置を設けてなる、という技術的手段を講じている。
請求項３の発明では、
前記起振装置が、スピンドルの両側に揺動可能に軸受けされており、
ハウジング上には、略中央に杆状の芯材を内蔵した緩衝材が前記スピンドルの両側に並んで立設されており、前記起動装置の側方に延びるベース部が前記緩衝材の中途位置を横断し、芯材に揺動可能に係止されてなる、という技術的手段を講じている。
更に、請求項４の発明では、
前記第１のロッド連結装置がスピンドルの一端に貫挿されるピンと、該ピンに連結されたカップリングとからなっており、第２のロッド連結装置が、チャック装置からなっている、という技術的手段を講じている。
【０００６】
【発明の実施の形態】
以下に、この発明の貫通型ドリルヘッドの好適実施例について図面を参照しながら説明する。
この貫通型ドリルヘッド１は、図１から図３に示すように、貫通孔を有するスピンドル２と、該スピンドル２に回転力を与える回転駆動装置４と、前記スピンドル２に振動力を与える起振装置５と、前記スピンドル２に穿孔用のロッドを連結するロッド連結装置６と、スピンドルギア３を内蔵したハウジング７とからなっている。
【０００７】
スピンドル２は、図示省略のボーリングロッドを嵌合する貫通孔を有している。本実施例の貫通孔の断面形状は円形であるが、その他にも四角形または他の多角形などであってもよく、特に断面形状は限定されない。
また、スピンドル２の上端側には、一方のロッド連結装置としてスピンドル２の直径方向に貫通するピンＰと、スピンドル２内で上記ピンＰを貫挿したカップリング６Ａを有している。
【０００８】
次に、起振装置５は、先端に駆動源の一例として示す一対の起振用オイルモータ５Ａを連結した二連の略円筒状のケーシング５１をスピンドル２の前後に設けており、また、中間には左右側方に延びる支持盤５２を突設した構成からなっている。
【０００９】
前記ケーシング５１には２つの軸５３が、スピンドル２の軸線と直交する方向に延びており、スピンドル２の側方に設けたスラストベアリング５４によって支持されている。
このケーシング５１の前面に起振用オイルモータ５Ａが配置され、その出力軸は前記２つの軸５３に連結されている。
この軸５３には、それぞれ同一形状の略半円形の円板からなるロータ５６が固設されており、且つスプライン２の前後に一対に設けられている。
【００１０】
このロータ５６は、左右のロータが互いに逆方向に同時に回転してスピンドルにバイブレーションを発生する構成となっているが、この発明では要するにスピンドル２にバイブレーションを与える構成であればよく、図示例に限定されるものではない。
【００１１】
また、このハウジング７上には、略中央に固定された杆状の芯材９を内蔵した柱状の緩衝材８が前記スピンドル２の両側に並んで立設されている。
そして、前記起動装置５の側方に延びる支持盤５２が前記緩衝材８の中途位置を上下に分断して前記芯材９に揺動可能にはめ込まれている。
従って、起振装置の振動により支持盤５２も振動するが、芯材９にガイドされ、緩衝材８によりその振動が緩衝されるようになっている。
【００１２】
この起振装置５により発生したバイブレーションは、前記ベアリング５４を介して、スピンドル２に伝達される。
これにより、ピンＰ及びカップリング６Ａを介して、図示省略のドリルロッドにバイブレーションを伝えるようになっている。
なお、ドリルロッドの連結構造やその位置は、本実施例に限定されず、これに代えて公知の構成を適宜採用することができる。
例えば、後述のチャック装置と同様の構造やその他のチャック構造などを用いてもよい。
【００１３】
次に、回転駆動装置４は、図３で明瞭なように、前記ハウジング７の下方の左右両側にそれぞれ固定された駆動源の一例として示す回転用オイルモータ４Ａを有している。
また、ハウジング７には、前記モータ４Ａの出力軸４１に設けられた駆動ギア４２が内蔵されている。
一方、前記スピンドル２には、長手方向に延びるスプライン溝２１が、スピンドル２の軸線を中心に外周に沿って連続して刻設されて歯車状に形成されている。
【００１４】
そして、前記駆動ギア４２と、スプライン溝２１との間には、ハウジング７内で上下２段にベアリング３５、３６で軸支されたスピンドルギア３が設けられている。
このスピンドルギア３は、図３に明瞭なように、スピンドル２の下部に外嵌する略筒体からなっており、中途位置にフランジ部３ａを有している。
【００１５】
上記フランジ部３ａの先端には、前記駆動ギア４１と噛合する外歯３１を有しており、その上部の内周壁面には前記スプライン溝２１と噛合する内歯３２を有している。
そして、このスピンドルギア３は、前述のように、フランジ部３ａの上方位置と下方位置で、それぞれラジアルベアリング３５と３６によってハウジング７に軸受けされている。
【００１６】
従って、回転用オイルモータ４Ａで発生した回転力は、両側の一対の駆動ギア４２でスピンドルギア３の外歯３１を回転させ、これと共に回転するスピンドルギア３の内歯３２と噛合するスプライン溝２１を介してスピンドル２に回転力が伝達される。これにより、スピンドル２から前記ピンＰおよびカップリング６Ａを介して、これに連結されたドリルロッドに回転力が与えられる。
ここで、このドリルロッドの連結構造や配置は図示例に限定されず、この発明では、要するにスプライン２に連動可能に連結されるロッド連結構成であればよい。例えば、公知のチャック構造などを用いてもよい。
【００１７】
また、このスピンドルギア３の下端は、スピンドル２の下端を超えて下方に延びており、他方のロッド連結装置となるチャック装置６Ｂと連結されている。
ここでチャック装置６Ｂは、ドリルロッドを締め付けてスプライン２と連結するものであり、内方へ出没する突片６５によって内径を縮小してロッドを緊締し、拡大してロッドを解放するものであるが、その他の公知のチャック構造を用いることができる。
【００１８】
従って、回転用オイルモータ４Ａで発生した回転力は、両側の一対の駆動ギア４２でスピンドルギア３の外歯３１を回転させ、スピンドルギア３と一体にチャック装置６Ｂを回転させるので、前記スピンドル２による回転とは別系統としてドリルロッドに回転力を与えることができる。
【００１９】
そこで、例えば二重管を用いた掘削時に、内管をピンＰおよびカップリング６Ａを介してスピンドル２と連結し、外管はチャック装置６Ｂに連結してスピンドル２とは連結しないようにすることで、内外管に回転力を与えたまま、内管だけにバイブレーションを与えることができる。
【００２０】
あるいは、前記外管を、内管と同様にピンＰおよびカップリング６Ａを介してスピンドル２と連結し、または他の連結手段でスピンドルに連結することにより、内外管共にバイブレーションを与えることができる。
ここでも、ロッドのカップリングやチャックによる連結構造や位置は、図示例に限定されるものではない。
その他要するにこの発明の要旨を変更しない範囲で種々設計変更しうること勿論である。
【００２１】
【発明の効果】
以上のように、この発明の貫通型ドリルヘッドは、回転・バイブレーション（起振）併用式のドリルヘッドであるため、衝撃式に比べて低騒音を維持しつつ、作業性と削孔速度の向上を図ることができ、極めて有益である。
また、スピンドルを用いた貫通型ドリルヘッドとして、切削工具であるロッドの入・抜管作業を効率的に行うことができる。
更に、二重管掘削時に、内外管に回転力を与えたまま、スピンドルの内管だけにバイブレーションを与えたり、内管および外管の双方にバイブレーションを与えて作業を行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】貫通型ドリルロッドの実施例を示す正面図である。
【図２】同側面図である。
【図３】同正面側から見た一部を破断した拡大図である。
【符号の説明】
１　　　貫通型ドリルヘッド
２　　　スピンドル
２１　　スプライン溝
３　　　スピンドルギア
３ａ　　フランジ
３１　　外歯
３２　　内歯
３５、３６　ベアリング
４　　　回転駆動装置
４Ａ　　回転用オイルモータ
４１　　出力軸
４２　　駆動ギア
５　　　起振装置
５Ａ　　起振用オイルモータ
５１　　ケーシング
５２　　支持盤
５３　　軸
５４　　スラストベアリング
５６　　ロータ
６　　　ロッド連結装置
６Ａ　　カップリング
６Ｂ　　チャック装置
６５　　突片
Ｐ　　　ピン
７　　　ハウジング
８　　　緩衝材
９　　　芯材
【図１】
2004108072.tif 000003
【図２】
2004108072.tif 000004
【図３】
2004108072.tif 000005