(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
ケーシングチューブを回転させ地中に押し込むチュービング機構を備えると共に、ワイヤロープにより前記ケーシングチューブ内に吊下げられて前記ケーシングチューブ内周に係合されるグリップ機構を備え、該グリップ機構に掘削具を取り付けた掘削装置において、
前記グリップ機構は、前記ワイヤロープに吊り下げられたシャフトと、該シャフトに上下方向に摺動可能に挿着された中空部材と、前記ケーシングチューブの内周に沿って配置された複数のグリップ部材とを備え、前記中空部材に前記掘削具を取り付けると共に、前記シャフトの下方向の移動によりリンクを介して前記グリップ部材を拡開して前記ケーシングチューブ内周に係合させ、
前記掘削具は、前記ケーシングチューブの内径よりも小さな外径を有する筒部材を備え、前記筒部材に前記ケーシングチューブの内周に沿って掘削する掘削ビットを取り付けると共に、前記掘削具に、前記掘削ビットにより掘削された円柱状の岩盤の外周に対向して配置されたチャック爪が揺動可能に支持されると共に、前記シャフトの上方向の移動により前記チャック爪を揺動させて前記岩盤の外周を把持することを特徴とする掘削装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、ケーシングチューブにより岩盤を掘削する掘削装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来より、特開昭６２−２２８５９１号公報にあるように、ケーシングチューブの下端内壁にカッタを取り付け、ハンマグラブのシェルが挿入可能な幅で岩盤を掘削する。そして、ハンマグラブで円柱状に残った岩盤を効率よく排出すると共に、掘削時のケーシングチューブの内面抵抗を低減するようにしたものが知られている。
【０００３】
また、実開平６−４３０９０号公報にあるように、ケーシングチューブ内周に係合されるグリップ機構をワイヤロープによりケーシングチューブ内に吊下げ、グリップ機構にドリルを取り付けて、ケーシングチューブの回転と共にドリルを回転して掘削するものも知られている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、こうした従来の前者のものでは、ケーシングチューブ内壁からカッタが飛び出しているため、ハンマグラブがカッタに干渉する場合がある。例えば、地層により岩盤に到達する前に比較的柔らかい地質の層が存在することが多い。そのような場合は、ハンマグラブにより先行堀りするが、ハンマグラブがカッタと干渉して先行堀りできない場合があるという作業性上の問題があった。また、掘削終了後、鉄筋カゴをケーシングチューブ内に挿入してから、ケーシングチューブを引き抜くが、その際、カッタが鉄筋カゴに引っ掛かり、スムースな引抜きができない場合があるという作業性上の問題があった。
【０００５】
また、後者の場合では、ケーシングチューブ内の岩盤をドリルにより掘削するので、作業効率上の問題があった。
本発明の課題は、作業性よく、また、効率よく岩盤を掘削できる掘削装置を提供することにある。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
かかる課題を達成すべく、本発明は課題を解決するため次の手段を取った。即ち、
ケーシングチューブを回転させ地中に押し込むチュービング機構を備えると共に、ワイヤロープにより前記ケーシングチューブ内に吊下げられて前記ケーシングチューブ内周に係合されるグリップ機構を備え、該グリップ機構に掘削具を取り付けた掘削装置において、
前記グリップ機構は、前記ワイヤロープに吊り下げられたシャフトと、該シャフトに上下方向に摺動可能に挿着された中空部材と、前記ケーシングチューブの内周に沿って配置された複数のグリップ部材とを備え、前記中空部材に前記掘削具を取り付けると共に、前記シャフトの下方向の移動によりリンクを介して前記グリップ部材を拡開して前記ケーシングチューブ内周に係合させる。
【０００７】
また、前記掘削具は、前記ケーシングチューブの内径よりも小さな外径を有する筒部材を備え、前記筒部材に前記ケーシングチューブの内周に沿って掘削する掘削ビットを取り付けると共に、前記掘削具に、前記掘削ビットにより掘削された円柱状の岩盤の外周に対向して配置されたチャック爪が揺動可能に支持されると共に、前記シャフトの上方向の移動により前記チャック爪を揺動させて前記岩盤の外周を把持することを特徴とする掘削装置がそれである。
【０００８】
【発明の実施の形態】
以下本発明の実施の形態を図面に基づいて詳細に説明する。
図１に示すように、１はチュービング機構で、水平状態に保持されるベースフレーム２に、昇降フレーム３を昇降する昇降シリンダ４を１組立設し、昇降フレーム３に軸受け５を介してリング状の回転部材６を回転可能に支持している。回転部材６の外周にはギヤ７が形成されており、昇降フレーム３に設けた油圧モータ８の回転軸に固着した駆動ギヤ８ａとギヤ７とをアイドルギヤ９を介して噛合させ、油圧モータ８の回転により回転部材６を回転するように構成されている。
【０００９】
回転部材６の内周には、下端に掘削ビット１０ａが取り付けられたケーシングチューブ１０を挿通可能な大きさのテーパ孔１１が形成されており、テーパ孔１１は下方に向かって縮径するように形成されている。回転部材６の上方には、昇降フレーム３に配置されたチャックシリンダ１２により昇降されるブラケット１３ａが設けられており、ブラケット１３ａと回転部材６との間に、ベアリング１３ｂを介して回転フレーム１３ｃがブラケット１３ａと共に昇降するように支持されて配設されている。回転フレーム１３ｃから吊下られた楔状のチャック部材１４が、テーパ孔１１とケーシングチューブ１０との間に挿入されている。
【００１０】
ケーシングチューブ１０内には、図２に示すように、グリップ機構１５がクレーン１６により吊下られており、グリップ機構１５は、スイベルジョイント１７を介してクレーン１６のワイヤロープ１８に吊下られたシャフト１９と、シャフト１９に上下方向に摺動可能に装着された中空部材２０と、ケーシングチューブ１０の内周に沿って配置された複数のグリップ部材２２とを備えている。
【００１１】
シャフト１９に固定された上部フランジ１９ａ上にウエイト２３が搭載されており、シャフト１９と中空部材２０との間にスプリング２４が圧縮されて介装されている。上部フランジ１９ａとグリップ部材２２とは、上部フランジ１９ａの下方への移動でグリップ部材２２が拡開されるように、両端が揺動可能に支持されたリンク２５で連結されている。また、中空部材２０とグリップ部材２２との間は、中空部材２０の上方への移動でグリップ部材２２が拡開されるように、上下一組のリンク２６，２７で連結されている。
【００１２】
中空部材２０の下端フランジ２０ａには、掘削具３０が取り付けられている。掘削具３０は、図３に示すように、ケーシングチューブ１０と同芯上に配置された筒部材３２を備えており、筒部材３２の外径はケーシングチューブ１０の内径よりも僅かに小さく形成されている。この筒部材３２の下端には、第１掘削ビット３４が取り付けられている。
【００１３】
また、筒部材３２の内壁にはホルダ部材３６が取り付けられており、このホルダ部材３６には第２掘削ビット３８が取り付けられている。本実施形態では、ホルダ部材３６に３個の第２掘削ビット３８が並べられて取り付けられており、第１掘削ビット３４及び第２掘削ビット３８により岩盤が掘削される際には、ケーシングチューブ１０の内壁から内側に向かって所定幅で溝が掘削されるように構成されている。溝の大きさは図示しないハンマグラブのシェルが挿入できる程度であればよい。
【００１４】
次に、前述した本実施形態の掘削装置の作動について説明する。
まず、ケーシングチューブ１０が挿入され、チャックシリンダ１２が駆動されてブラケット１３ａを下降させる。これにより、ベアリング１３ｂ、回転フレーム１３ｃを介してチャック部材１４がテーパ孔１１とケーシングチューブ１０との間に挿入され、チャック部材１４により回転部材６とケーシングチューブ１０とが締結される。
【００１５】
次に、油圧モータ８が回転駆動されて、駆動ギヤ８ａ、アイドルギヤ９を介して回転部材６が回転され、回転部材６の回転と共にケーシングチューブ１０が回転される。また、昇降シリンダ４を駆動して昇降フレーム３を下降させ、回転部材６、チャック部材１４等を介してケーシングチューブ１０を地中に押し込む。
【００１６】
ケーシングチューブ１０を回転させ掘削ビット１０ａにより掘削しながら地中に押し込むと、内側には土砂が残る。内側の土砂は、ケーシングチューブ１０内にハンマグラブ等を落下させてハンマグラブにより土砂をケーシングチューブ１０の外に排出する。比較的柔らかい地質の層を掘削する際に、ハンマグラブにより先行堀りしても、ハンマグラブがケーシングチューブ１０と干渉することはない。
【００１７】
ケーシングチューブ１０が岩盤に達したときには、グリップ機構１５がクレーン１６のワイヤロープ１８に吊下られて、掘削具３０がケーシングチューブ１０内に挿入される。第１掘削ビット３４が底に当たると、ウエイト２３の自重とスプリング２４の付勢力によりシャフト１９が上部フランジ１９ａと共に下降する。また、シャフト１９の下方向への移動は、相対的に中空部材２０の上方向への移動となる。これにより、リンク２５，２６，２７を介してグリップ部材２２が拡開されて、グリップ部材２２がケーシングチューブ１０の内周に押し付けられて、グリップ機構１５とケーシングチューブ１０とが係合される。
【００１８】
この状態で引続きケーシングチューブ１０が回転されると、第１掘削ビット３４及び第２掘削ビット３８によっても掘削が行われる。第１掘削ビット３４及び第２掘削ビット３８により、岩盤はケーシングチューブ１０の内壁から内側が第１掘削ビット３４及び第２掘削ビット３８に応じて掘削される。
【００１９】
よって、筒部材３２内には、円柱状の岩盤４０が残る。残った円柱状の岩盤４０の高さが所定の高さになったときには、ケーシングチューブ１０の回転駆動を停止すると共に、ワイヤロープ１８を引き上げる。これにより、リンク２５，２６，２７を介してグリップ部材２２がケーシングチューブ１０の内周から離間されて係合が解除され、グリップ機構１５と共に、掘削具３０が引き上げられる。
【００２０】
本実施形態では、図４に示すように、筒部材３２の内部に、複数のチャック爪４２（図では１個のみ図示する）が揺動可能に支持されている。チャック爪４２はその先端が、第１掘削ビット３４及び第２掘削ビット３８の掘削により残った円柱状の岩盤４０の外周に対向して配置されて、チャック爪４２の揺動により、チャック爪４２の先端が岩盤４０に食い込むように構成されている。
【００２１】
また、チャック爪４２の他端には、連結リンク４４の一端が揺動可能に連結されており、連結リンク４４の他端はシャフト１９に揺動可能に連結されている。シャフト１９が引き上げられたときには、連結リンク４４を介してチャック爪４２を揺動して、チャック爪４２により岩盤４０を把持できるように構成されている。
【００２２】
これにより、第１掘削ビット３４及び第２掘削ビット３８により所定深さまで掘削した後、ワイヤロープ１８を引き上げると、グリップ機構１５が引き上げられると共に、シャフト１９を介してチャック爪４２が揺動され、チャック爪４２が岩盤４０に食い込む。
【００２３】
そして、更にワイヤロープ１８を引き上げると、岩盤４０が節理等により割れて、岩盤４０がチャック爪４２により把持されて掘削具３０と共に持ち上げられる。そして、ケーシングチューブ１０の外に排出され、ハンマグラブ等を用いることなく、岩盤４０を外部に排出でき、掘削効率が向上する。
【００２４】
再びワイヤロープ１８で吊下げたグリップ機構１５をケーシングチューブ１０内に降ろして、前述したと同様に掘削を継続する。掘削を終了した後は、グリップ機構１５を引き上げ、鉄筋カゴをケーシングチューブ１０内に挿入する。その後、チュービング機構１によりケーシングチューブ１０を引き抜く。
【００２５】
このように、岩盤４０を排出できるので掘削効率が向上し、ケーシングチューブ１０内に鉄筋カゴを挿入しても、ケーシングチューブ１０の内壁には出張りがないので、鉄筋カゴに引っ掛かることなく、ケーシングチューブ１０をスムースに引き抜くことができる。
【００２６】
以上本発明はこの様な実施形態に何等限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲において種々なる態様で実施し得る。
【００２７】
【発明の効果】
以上詳述したように本発明の掘削装置は、ハンマグラブにより先行掘りすることもできると共に、ケーシングチューブ内に鉄筋カゴを挿入した後にケーシングチューブをスムースに引き抜くことができるので作業性が向上し、また、ハンマグラブにより円柱状の岩盤を排出して効率よく掘削できるという効果を奏する。
【００２８】
チャック爪を設けることにより、ハンマグラブを用いることなく排出できるので、掘削効率が更に向上する。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施形態としての掘削装置の要部断面図である。
【図２】本実施形態の掘削装置の全体図である。
【図３】本実施形態の掘削具の拡大断面図である。
【図４】本実施形態の掘削装置の要部断面図である。
【符号の説明】
１…チュービング機構  １０…ケーシングチューブ
１０ａ…掘削ビット    １５…グリップ機構
１６…クレーン        １８…ワイヤロープ
１９…シャフト        ２２…グリップ部材
３０…掘削具          ３２…筒部材
３４…第１掘削ビット  ３６…ホルダ部材
３８…第２掘削ビット  ４０…岩盤
４２…チャック爪
【図１】
0003947304.tif 000002
【図２】
0003947304.tif 000003
【図３】
0003947304.tif 000004
【図４】
0003947304.tif 000005