(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
外周がロータリーテーブルマシンの回転テーブルの内周に係合して回転するドライブブッシュと、
外周が前記ドライブブッシュの内周に係合して、その回転駆動力が伝達されるケーシングと、
先端に拡縮自在なリトラクトビットが設けられ、前記ケーシングの内部に収容されて該ケーシングを掘進方向に連行するケリーロッドと、
下端部が前記ケーシングの上端部に、内周が前記ケリーロッドの外周にそれぞれ係合して、前記ケーシングから伝達される回転駆動力を前記ケリーロッドに伝達する孫ブッシュであって、掘進により前記ドライブブッシュ位置に到達したとき、上端部が該ドライブブッシュに係合することにより、前記ケーシングの上端部との係合が解除するとともに、外周が該ドライブブッシュの内周に係合して、該ドライブブッシュから伝達される回転駆動力を前記ケリーロッドに伝達する孫ブッシュと
を備えてなることを特徴とするロータリーテーブルマシン用二重管掘削装置。
【請求項２】
前記孫ブッシュは、その下端部外周が前記ケーシングの上端部内周に係合し、係合状態で前記孫ブッシュと前記ケーシングとの各外周がほぼ面一となることを特徴とする請求項１記載のロータリーテーブルマシン用二重管掘削装置。
【請求項３】
前記孫ブッシュの下端部外周に軸方向に沿う複数の突条が設けられ、前記ケーシングの上端部に前記突条と係合する複数の切り溝が設けられていることを特徴とする請求項２記載のロータリーテーブルマシン用二重管掘削装置。
【請求項４】
前記孫ブッシュは、その上端部に前記ドライブブッシュの上端部に係合するフランジが設けられていることを特徴とする請求項１，２又は３記載のロータリーテーブルマシン用二重管掘削装置。
【請求項５】
前記ケリーロッドの外周に、該ケリーロッドと前記ケーシングととの間の間隙にエアを供給するためのエアパイプが設けられていることを特徴とする請求項１，２，３又は４記載のロータリーテーブルマシン用二重管掘削装置。
【請求項６】
前記ケリーロッドを懸吊支持する支持軸の外周にエアスイベルが設けられ、このエアスイベルは前記支持軸内部に設けられたエア通路を介して前記エアパイプと連通していることを特徴とする請求項５記載のロータリーテーブルマシン用二重管掘削装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、ロータリーテーブルマシン用二重管掘削装置に関し、さらに詳細には、外管となるケーシングで孔壁を保護しながら削孔するための二重管掘削装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、斜面に土留杭や地滑り抑止杭用の下孔を掘削するに際し、掘削に伴う孔壁の崩壊を防止するために二重管掘削工法が適用されている。この二重管掘削工法は、内管先端に設けたリトラクトビットにより外管（保護ケーシング）を連行しながら、リトラクトビットにより保護ケーシングよりも大径の孔を掘削し、保護ケーシングにより孔壁崩壊を防止する工法である。
【０００３】
しかしながら、この二重管掘削工法はリトラクトビットを使用するために、ボーリングマシンとして大型のベースマシンを必要とする。このため、狭所や現場搬入路を確保できない現場では施工に困難をきたし、また仮設が大型となるので現場コストも高くなるという難点がある。
【０００４】
ところで、ボーリングマシンの１つとして、ロータリーテーブルマシンが従来から知られている。このロータリーテーブルマシンは軽量小型であって、狭所での施工が可能であり、また現場搬入路にも大きなスペースを必要とせず、仮設も軽微なもので済むという利点をもっている。
【０００５】
しかしながら、ロータリーテーブルマシンは、二重管掘削工法には即座に適用できない。すなわち、二重管掘削工法は所定深度まで掘削した後、内管のみを逆転させてリトラクトビットを縮径し、外管を残置して内管を引き上げる工法であるため、仮にケーシングを介して内管に回転伝達して掘削したとしても、内管の引き上げ時においてロータリーテーブルマシンの機構上、内管のみを回転させることができない。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
この発明は上記のような技術的背景に基づいてなされたものであって、次の目的を達成するものである。
この発明の目的は、ロータリーテーブルマシンを使用してリトラクトビットによるケーシング連行掘削を可能とする二重管掘削装置を提供することにある。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
この発明は上記課題を達成するために、次のような手段を採用している。
すなわち、この発明は、外周がロータリーテーブルマシンの回転テーブルの内周に係合して回転するドライブブッシュと、
外周が前記ドライブブッシュの内周に係合して、その回転駆動力が伝達されるケーシングと、
先端に拡縮自在なリトラクトビットが設けられ、前記ケーシングの内部に収容されて該ケーシングを掘進方向に連行するケリーロッドと、
下端部が前記ケーシングの上端部に、内周が前記ケリーロッドの外周にそれぞれ係合して、前記ケーシングから伝達される回転駆動力を前記ケリーロッドに伝達する孫ブッシュであって、掘進により前記ドライブブッシュ位置に到達したとき、上端部が該ドライブブッシュに係合することにより、前記ケーシングの上端部との係合が解除するとともに、外周が該ドライブブッシュの内周に係合して、該ドライブブッシュから伝達される回転駆動力を前記ケリーロッドに伝達する孫ブッシュと
を備えてなることを特徴とするロータリーテーブルマシン用二重管掘削装置にある。
【０００８】
より具体的には、前記孫ブッシュは、その下端部外周が前記ケーシングの上端部内周に係合し、係合状態で前記孫ブッシュと前記ケーシングとの各外周がほぼ面一となる。また、前記孫ブッシュの下端部外周に軸方向に沿う複数の突条が設けられ、前記ケーシングの上端部に前記突条と係合する複数の切り溝が設けられている。前記孫ブッシュは、その上端部に前記ドライブブッシュの上端部に係合するフランジが設けられている。
【０００９】
さらに、前記ケリーロッドの外周に、該ケリーロッドと前記ケーシングとの間の間隙にエアを供給するためのエアパイプが設けられている。前記ケリーロッドを懸吊支持する支持軸の外周にエアスイベルが設けられ、このエアスイベルは前記支持軸内部に設けられたエア通路を介して前記エアパイプと連通している。
【００１０】
この発明によれば、掘削開始時には回転テーブルの回転駆動力は、ドライブブッシュ、ケーシング及び孫ブッシュを介してケリーロッドに伝達され、リトラクトビットによるケーシングの連行掘削が行われる。掘進により孫ブッシュがドライブブッシュに到達すると、孫ブッシュの上端部がドライブブッシュに係合して孫ブッシュとケーシングとの係合が解除される。また、ドライブブッシュ及び孫ブッシュの内外周が係合して、ドライブブッシュの回転駆動力はケーシングを介することなく孫ブッシュからケリーロッドに伝達される。したがって、ケリーロッドの回転は続行することから、ケーシングがドライブブッシュを通過した後もケーシングの連行掘削が可能である。また、所定掘削深度に達した後も、孫ブッシュを介してケリーロッドを逆転させることができ、リトラクトビットを縮径して、ケリーロッドを引き上げ・回収することが可能である。
【００１１】
【発明の実施の形態】
この発明の実施の形態を図面を参照しながら以下に説明する。図１は、この発明の二重管掘削装置による施工の概念図であり、傾斜面に杭孔を掘削する例を示している。ロータリーテーブルマシン１は仮設足場２上に設置され、このロータリーテーブルマシン１により回転駆動される保護ケーシング及びケリーロッドからなる二重管３はラフタークレーン４により懸吊支持される。
【００１２】
図２は二重管の構成を示す図である。この発明による二重管掘削装置は、図２（ａ）に示すケリーロッド５及び（ｂ）に示す保護ケーシング６の他、後述するドライブブッシュ、孫ブッシュを備えている。ケリーロッド５は複数本が使用され、先端のケリーロッド５には図示しないダウンザホールハンマが内蔵されている。ケリーロッド５の先端に設けられるリトラクトビット７は拡縮可能なビットであり、ダウンザホールハンマに連結されて衝撃力が伝達される。
【００１３】
ケリーロッド５の外周には軸方向に沿って複数本の突条であるフラットバー８が設けられている。フラットバー８の数は、この例では４本である。ケリーロッド５の内部にはダウンザホールハンマにエアを供給するためのパイプ（図示せず）が設けられ、このパイプを連結するジョイントを介して各ケリーロッド５が連結される。
【００１４】
ケリーロッド５は保護ケーシング６の内部に収容される。その状態で保護ケーシング６の先端シュー９の内周にリトラクトビット７が係合し、ケリーロッド５は掘進に伴って保護ケーシング６を連行可能である。保護ケーシング６の外周には軸方向に沿って複数本の突条であるフラットバー１０が設けられている。フラットバー１０の数は、この例では６本である。
【００１５】
図３はドライブブッシュの軸方向断面図、図４は図３のＡ−Ａ線断面図である。ドライブブッシュ１１は円筒形のものであり、中間部外周にフランジ１２が設けられている。フランジ１２には軸方向に沿って複数の溝１３が設けられ、これらの溝に図４において鎖線で示す回転テーブル１４の突条１５が係合することにより、ドライブブッシュ１１が回転する。ドライブブッシュ１１の内周には軸方向に沿って複数本の溝１６が設けられている。溝１６には保護ケーシング６のフラットバー１０が係合して、ドライブブッシュ１１の回転駆動力が保護ケーシング６に伝達される。すなわち、溝１６の数はフラットバー１０の数と同じく６本である。
【００１６】
図５は孫ブッシュの軸方向断面図、図６は図５のＢ−Ｂ線断面図である。孫ブッシュ１７は円筒形のものであり、上部にドライブブッシュ１１の上端と係合可能なフランジ１８が設けられている。孫ブッシュ１７の下端部外周には段付き部１９が形成され、孫ブッシュ１７は段付き部よりも上方の厚肉部２０と下方の薄肉部２１とからなっている。薄肉部２１の外周には軸方向に沿って複数本の突条２２が設けられている。
【００１７】
他方、図７に示すように、保護ケーシング６の上端部には突条２２と同数の切り溝２３が形成されている。保護ケーシング６は孫ブッシュ１７の段付き部１９に当接するまで薄肉部２１の外周に嵌合され、この状態で突条２２と切り溝２３とが係合する。これにより、保護ケーシング６に伝達された回転駆動力が孫ブッシュ１７に伝達される。また、保護ケーシング６が孫ブッシュ１７に嵌合した状態で、厚肉部２０の外周と保護ケーシング６の外周とは面一となる。すなわち、厚肉部２０の外径Ｄ1 は、保護ケーシング６の外径Ｄ1 と等しくなっている。言い換えれば、厚肉部２０と薄肉部２１との外径差 Ｄ1−Ｄ2 が、保護ケーシング６の肉厚ｔであり、また突条２２の突出厚さｔでもある。
【００１８】
再び図５及び図６を参照し、孫ブッシュ１７の内周には軸方向に沿って複数本の溝２４が設けられている。溝２４には孫ブッシュ１７に嵌合されたケリーロッド５のフラットバー８が係合して、ケリーロッド５に回転駆動力が伝達される。すなわち、溝２４の数はフラットバー８の数と同じく４本である。孫ブッシュ１７における厚肉部２０の外周には軸方向に沿って複数本の突条であるフラットバー２５が設けられている。
【００１９】
このフラットバー２５の数は保護ケーシング６のフラットバー１０と同数で６本である。また、フラットバー２５は、孫ブッシュ１７と保護ケーシングとの嵌合状態で、保護ケーシング６のフラットバー１０と軸方向に整列する。したがって、掘進により孫ブッシュ１７がドライブブッシュ１１位置に到達すると、孫ブッシュ１７のフラットバー２５がドライブブッシュ１１の溝１６に係合して、ドライブブッシュ１１から孫ブッシュ１７に回転駆動力が直接伝達される。
【００２０】
掘進中は保護ケーシング６とケリーロッド５との間の間隙にスライムや、泥土が詰まると、ケリーロッド５の引抜き回収が困難になる。このスライム等をエアリフトにより排出するための複数本のエアパイプ２６が、ケリーロッド５の外周に軸方向に沿って配置されている（図２参照）。図６に示すように、孫ブッシュ１７の内周に軸方向に沿って設けられた溝２７は、これらのエアパイプ２６を通すためのものである。
【００２１】
図２に示すように、ケリーロッド５の上端には、ラフタークレーンにより懸吊支持するための支持軸３１がジョイント部３０を介して結合され、この支持軸３１にダウンザホールハンマにエアを供給するエアスイベル３２と、スライム等排出用のエアパイプ２６にエアを供給するエアスイベル（以下、中間エアスイベルという）３３とが設けられている。
【００２２】
図８は中間エアスイベル３３の詳細を示す部分断面図である。中間エアスイベル３３は支持軸３１の外周に回転自在に設けられ、図示しないエア供給源に接続されるエア流入口３４と、内周に環状流路３５とを有している。支持軸３１の内部にはダウンザホールハンマにエアを供給するエア流路３６が軸線上に設けられ、さらにこの流路３６を包囲するように環状流路３５と連通する複数のエア流路３７が設けられている。エア流路３７は下部に流出口３８を有し、この流出口３８は連結ホース３９を介してエアパイプ２６と連通している。このような構成により、流入口３４から入ったエアは、環状流路３５、流路３７及び連結ホース３９を通ってエアパイプ２６に供給される。
【００２３】
次に、上記二重管掘削装置を使用した工法について説明する。図９及び図１０は、それぞれ掘削開始時及び掘削終了時の状態を示す正面図である。保護ケーシング６内にケリーロッド５を収容して二重管３とし、またケリーロッド５に孫ブッシュ１７を嵌合して、孫ブッシュ１７の下端部の突条２２を保護ケーシング６の上端部の切り溝２３に係合させる。
【００２４】
他方、ロータリーテーブルマシン１には、図４に示した回転テーブル１４にドライブブッシュ１１をセットし、ドライブブッシュ１１の溝１６に保護ケーシング６のフラットバー１０を係合させる。そして、ラフタークレーンにより二重管３を吊り降ろしながら掘削を開始する。
【００２５】
掘削時において、回転テーブル１４からドライブブッシュ１１に伝達される回転駆動力は保護ケーシング６に伝達され、さらにその切り溝２３と孫ブッシュ１７の突条２２との係合により回転駆動力は孫ブッシュ１７に伝達される。さらに、孫ブッシュ１７に伝達された回転駆動力は、その内周の溝２４とフラットバー８との係合により、ケリーロッド５に伝達される。このようにして、ケリーロッド５が回転し、拡開したリトラクトビット７により保護ケーシング６よりも大きな孔が掘削され、掘削に伴い保護ケーシング６はリトラクトビット７に連行される。
【００２６】
そして、掘削が進行して孫ブッシュ１７がドライブブッシュ１１位置に到達すると、図１０に示すように、孫ブッシュ１７がドライブブッシュ１１内に入り込み、その外周のフラットバー２５とドライブブッシュ１１の溝１６とが係合する。また、孫ブッシュ１７のフランジ１８がドライブブッシュ１１の上端に係合して、孫ブッシュ１７は下降が阻止され、孫ブッシュ１７と保護ケーシング６との係合が解除される。
【００２７】
これにより、ドライブブッシュ１１の回転駆動力は保護ケーシング６を介することなく孫ブッシュ１７に直接伝達され、ケリーロッド５の回転による保護ケーシング６を連行した掘削は続行される。なお、孫ブッシュ１７から離脱した保護ケーシング６は、ドライブブッシュ１１を通過するまでは回転するが、ドライブブッシュ１１の通過後はケリーロッド５に連行されるのみで回転はしない。そして、掘削深度が所定深度に到達したら、回転テーブル１４を逆転させることにより、ドライブブッシュ１１、孫ブッシュ１７を介してケリーロッド５を逆転させ、リトラクトビット７を縮径させる。この結果、リトラクトビット７が保護ケーシング６内を通過可能となり、保護ケーシング６を残置したままケリーロッド５を引き上げ、回収する。
【００２８】
掘削中には、中間エアスイベル３３からエアパイプ２６にエアが送られ、このエアは保護ケーシング６とケリーロッド５との間の間隙に噴出される。これにより、間隙に詰まったスライムや泥土をエアリフト作用により地上に排出することができる。
【００２９】
上記実施の形態は例示にすぎず、この発明は種々の改変が可能である。例えば、異なった内径を持つドライブブッシュを複数用意することにより、異なった掘削径に対応することができる。保護ケーシングやケリーロッド等に設けられる回転伝達のためのフラットバーあるいは突条の数は、要求される負荷トルクに応じて変更される。
【００３０】
【発明の効果】
以上のように、この発明によれば、ロータリーテーブルマシンを使用してリトラクトビットによるケーシング連行掘削が可能となった。したがって、狭所での二重管掘削施工が可能となり、また現場搬入路も小さなスペースで足り、仮設も軽微なもので済むので現場施工コストの低減を図ることができる。また、ラフタークレーンとの併用により、作業スピードを向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明の二重管掘削装置による施工の概念図である。
【図２】二重管の構成を示す図である。
【図３】ドライブブッシュの軸方向断面図である。
【図４】図３のＡ−Ａ線断面図である。
【図５】孫ブッシュの軸方向断面図である。
【図６】図５のＢ−Ｂ線断面図である。
【図７】保護ケーシングと孫ブッシュとの係合関係を示す図である。
【図８】中間エアスイベルの詳細を示す部分断面図である。
【図９】掘削開始時の状態を示す正面図である。
【図１０】掘削終了時の状態を示す正面図である。
【符号の説明】
１：ロータリーテーブルマシン
３：二重管
４：ラフタークレーン
５：ケリーロッド
６：保護ケーシング
７：リトラクトビット
８：フラットバー
９：先端シュー
１０：フラットバー
１１：ドライブブッシュ
１２：フランジ
１２：溝
１４：回転テーブル
１５：突条
１６：溝
１７：孫ブッシュ
１８：フランジ
１９：段付き部
２０：厚肉部
２１：薄肉部
２２：突条
２３：切り溝
２４：溝
２５：フラットバー
２６：エアパイプ
３１：支持軸
３３：中間エアスイベル
【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】
0004121715.tif 000008
【図８】
0004121715.tif 000009
【図９】
0004121715.tif 000010
【図１０】
0004121715.tif 000011