(57)【要約】【課題】掘削した土砂のエアハンマー装置内への逆流を防止できる掘削装置を提供する。【解決手段】ハンマーシリンダ１８内と外部とを連通するエア抜き孔２３を具備する掘削装置において、エア抜き孔２３に、ハンマーシリンダ１８内からデバイス１０外への高圧エアの通過は許容し、デバイス１０外からハンマーシリンダ１８内へのエアおよび掘削屑の流入を阻止する弁装置３４を設けたことを特徴とする。【選択図】図１
2009243058.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ハンマーシリンダ内を移動可能なハンマーを備えたエアハンマー装置と、該エアハンマー装置にエアを供給するロッドを介してエアハンマー装置を軸線を中心として回転させる駆動装置と、エアーハンマー装置の下端に取り付けられ、エアーハンマー装置と共に軸線を中心として回転すると共にエアハンマー装置のハンマーからの衝撃力を受け、エアハンマー装置との間に所定の間隙をあけて掘削穴内に挿入されるパイプを押圧してパイプを掘削穴内に引き連れていくための押圧部を有するデバイスと、該デバイスの下端に取り付けられてデバイスと共に回転し、土砂等を掘削可能なビット装置と、前記デバイスまたはビット装置に下端が開口し、前記ハンマーシリンダ内と外部とを連通するエア抜き孔とを具備する掘削装置において、
前記エア抜き孔に、
前記ハンマーシリンダ内から前記デバイス外への高圧エアの通過は許容し、前記デバイス外からハンマーシリンダ内へのエアおよび掘削屑の流入を阻止する弁装置を設けたことを特徴とする掘削装置。
【請求項２】
ハンマーシリンダ内を移動可能なハンマーを備えたエアハンマー装置と、該エアハンマー装置にエアを供給するロッドを介してエアハンマー装置を軸線を中心として回転させる駆動装置と、エアーハンマー装置の下端に取り付けられ、エアーハンマー装置と共に軸線を中心として回転すると共にエアハンマー装置のハンマーからの衝撃力を受けて土砂等を掘削可能なビット装置と、該ビット装置に下端が開口し、前記ハンマーシリンダ内と外部とを連通するエア抜き孔とを具備する掘削装置において、
前記エア抜き孔に、
前記ハンマーシリンダ内から前記ビット装置外への高圧エアの通過は許容し、前記ビット装置外からハンマーシリンダ内へのエアおよび掘削屑の流入を阻止する弁装置を設けたことを特徴とする掘削装置。
【請求項３】
前記弁装置は、
前記エア抜き孔に設けられた弁座と、
該弁座にスプリングに付勢されて当接して、エア抜き孔を閉塞する弁体とを有する逆止弁機構であることを特徴とする掘削装置。
【請求項４】
請求項１〜３いずれか１項記載の掘削装置を用いて掘削孔を掘削し、ロッドの継ぎ足し時には、弁装置によってエア抜き孔を閉塞して、掘削屑のエアハンマー装置内への流入を阻止することを特徴とする掘削方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、井戸等の孔を掘削する掘削装置および掘削方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
地面に穴を掘る掘削装置として、ハンマーの衝撃力及びハンマーシリンダの回転力を受けるデバイスの底面に取り付けられて回転し、土砂等を掘削するビット装置を有する掘削装置が知られている（特許文献１）。上記従来の掘削装置を図３、図４、図５により説明する。１０はデバイスである。デバイス１０は、エアハンマー装置１１のハンマーシリンダ１８の下部内に螺合して固定されたネジ筒１３の内周壁に設けた突条がスプライン溝２５に嵌入することで、上下動自在、かつネジ筒１３に対して非回転状態に係合し、図示しない駆動装置によりハンマーシリンダ１８が軸線を中心として回転されることで、ハンマーシリンダ１８と共に回転される。
【０００３】
ハンマーシリンダ１８内に位置するデバイス１０の上端部にはカラー１９（抜け止め部）が嵌着されて抜け止めがなされている。また、デバイス１０にはエアハンマー装置１１からの排出エアをハンマーシリンダ１８内から外部に排出するため、ハンマーシリンダ１８の内外を連通するエア抜き穴２３が設けられている。１２ａ、１２ｂは形状がほぼ半円状をなすビット装置であり、上面に設けた偏心軸１４ａ、１４ｂがデバイス１０の円形をなす底面の中心に対し、点対称の位置に設けた軸穴に回動自在に挿入、固定されることでデバイス１０に装着される。ビット装置１２ａ、１２ｂの底面には超硬合金で形成したビット１６が十分な数固定される。
【０００４】
１７はパイプであり、掘削が進むにつれてデバイス１０の大径部に設けられた押圧部２１がパイプ１７の内周下部に設けられたカラー２２に当接することで、デバイス１０に引き連れられて掘削穴内に進入するようになっている。両ビット装置１２ａ、１２ｂは、図４のように、その両周面が底面側から見て円形のとき、その直状端面が適宜な間隔１５をもって対向位置し、また両ビット装置で形成する円の直径はパイプ１７の内径よりも小さい。そして図５のように、ビット装置１２ａ、１２ｂが偏心軸１４ａ、１４ｂを中心に回動して、直状端面が当接したとき、両ビット装置１２ａ、１２ｂの端部がパイプ１７より外方に突出して土砂等を掘削する。
【０００５】
ハンマーシリンダ１８、デバイス１０が矢Ａ方向に回転すると、土砂から抵抗を受けているビット装置１２ａ、１２ｂもそれぞれ偏心軸１４ａ、１４ｂを中心に回動し、図５のようにその直状端面が当接する。以後この直状端面が互いのストッパ面として作用し、両ビット装置１２ａ、１２ｂは先端がパイプ１７より外方に突出した状態で回転し、かつエアハンマー装置１１のハンマー２０からの殴打を受けつつ土砂を掘削する。なお、エアハンマー装置１１にはロッド１５が連結され、このロッド１５から回転力が伝達されるとともに、ロッド１５から高圧の圧縮エアが供給される。
掘削された土砂等は、エアハンマー装置１１からの高圧の排出エアがエア抜き孔２３からデバイス１０の下面側に噴出され、この排出エアによりデバイス１０の外周に設けた排出溝２４およびハンマーシリンダ１８とパイプ１７との間を通って外部に排出される。
【０００６】
掘削穴はパイプ１７の径よりも大きくなるので、パイプ１７が掘削穴内にデバイス１０と共に引き込まれる。掘削時両ビット装置１２ａ、１２ｂはその直状端面が当接するので、安定して回転する。掘削終了時には、ハンマーシリンダ１８、およびデバイス１０が若干逆方向に回転される。これにより両ビット装置１２ａ、１２ｂが図６の状態に戻り、径が減少するので、パイプ１７を地中に残したまま、デバイス１０等と共にビット装置１２ａ、１２ｂをパイプ１７内を通して上方に回収することができる。
【特許文献１】特許文献１：特公平３−２１７１７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
掘削が進行し、掘削孔が深くなるにつれて、ロッド１５およびパイプ１７は順次継ぎ足され、これにより深い掘削孔の掘削が可能となる。
ところで、ロッド１５を継ぎ足す際には、どうしても、ロッド１５内およびエアハンマー１１内が一旦大気に開放されることになる。このように、高圧のエアハンマー１１内が大気に開放されることから、空気が逆流し、デバイス１０の下面側に残留している掘削屑等がエア抜き孔２３を通じてハンマーシリンダ１８内にまで入り込む不具合がある。エアハンマー装置１１内に逆止弁が組み込まれているが、実際、細かい掘削屑の進入を食い止めることはできない。
【０００８】
このため、掘削作業を中止し、エアハンマー装置１１を掘削孔から外方に引き出し、分解掃除などをしなければならず、作業効率が大幅に低下するという課題があった。また、エアハンマー装置１１のピストンが傷つき、エアハンマー装置１１自体を交換しなければならないなどの不具合があった。
【０００９】
そこで、本発明は上記課題を解決すべくなされたものであり、その目的とするところは、掘削した土砂のエアハンマー装置内への逆流を防止し、もって作業効率を向上させることのできる掘削装置および掘削方法を提供するにある。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明は上記目的を達成するため次の構成を備える。
すなわち、ハンマーシリンダ内を移動可能なハンマーを備えたエアハンマー装置と、該エアハンマー装置にエアを供給するロッドを介してエアハンマー装置を軸線を中心として回転させる駆動装置と、エアーハンマー装置の下端に取り付けられ、エアーハンマー装置と共に軸線を中心として回転すると共にエアハンマー装置のハンマーからの衝撃力を受け、エアハンマー装置との間に所定の間隙をあけて掘削穴内に挿入されるパイプを押圧してパイプを掘削穴内に引き連れていくための押圧部を有するデバイスと、該デバイスの下端に取り付けられてデバイスと共に回転し、土砂等を掘削可能なビット装置と、前記デバイスまたはビット装置に下端が開口し、前記ハンマーシリンダ内と外部とを連通するエア抜き孔とを具備する掘削装置において、前記エア抜き孔に、前記ハンマーシリンダ内から前記デバイス外への高圧エアの通過は許容し、前記デバイス外からハンマーシリンダ内へのエアおよび掘削屑の流入を阻止する弁装置を設けたことを特徴とする。
【００１１】
また、ハンマーシリンダ内を移動可能なハンマーを備えたエアハンマー装置と、該エアハンマー装置にエアを供給するロッドを介してエアハンマー装置を軸線を中心として回転させる駆動装置と、エアーハンマー装置の下端に取り付けられ、エアーハンマー装置と共に軸線を中心として回転すると共にエアハンマー装置のハンマーからの衝撃力を受けて土砂等を掘削可能なビット装置と、該ビット装置に下端が開口し、前記ハンマーシリンダ内と外部とを連通するエア抜き孔とを具備する掘削装置において、前記エア抜き孔に、前記ハンマーシリンダ内から前記ビット装置外への高圧エアの通過は許容し、前記ビット装置外からハンマーシリンダ内へのエアおよび掘削屑の流入を阻止する弁装置を設けたことを特徴とする。
【００１２】
また、前記弁装置は、前記エア抜き孔に設けられた弁座と、該弁座にスプリングに付勢されて当接して、エア抜き孔を閉塞する弁体とを有する逆止弁機構であることを特徴とする。
【００１３】
また、本発明に係る掘削方法は、上記掘削装置を用いて掘削孔を掘削し、ロッドの継ぎ足し時には、弁装置によってエア抜き孔を閉塞して、掘削屑のエアハンマー装置内への流入を阻止することを特徴とする掘削方法。
【発明の効果】
【００１４】
本発明によれば、ロッドの継ぎ足し時に、弁装置によって、エアーハンマー装置に至る前のエア抜き孔の部位を遮断するので、エアーハンマー装置内への掘削屑等の流入をほぼ完全に阻止でき、エアハンマー装置の分解掃除がほとんど必要なくなり、作業効率の向上が図れ、また、エアーハンマー装置の故障も少なくできる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１５】
以下、本発明の好適な実施の形態を添付図面に基づいて詳細に説明する。
本実施の形態も基本構成は図３、図４、図５に示す従来の掘削装置と同じである。すなわち、ハンマー装置１１、デバイス１０、ビット装置１２ａ、１２ｂ、パイプ１７を掘削穴内に引き連れて行く基本構成は従来装置と同じである。この従来装置と同じ部材は同一符号を付して説明を省略する。
【００１６】
本実施の形態では、デバイス１０において、ハンマーシリンダ１８（図３）内に通じるエア抜き孔２３を、デバイス１０の中途部にまで伸びるめくら孔状の縦孔２８と、デバイス１０の側面から穿設され、縦孔２８の中途部に交差する横孔３０と、デバイス１０の底面から穿設されて、横孔３０に連通する２つの縦孔３１、３２とで構成している。横孔３０のデバイス１０の側面に開口する開口孔はイモねじ３３で塞ぐようにしている。したがって、エア抜き孔２３は、縦孔２８から二股状に分岐してデバイス１０の下面に開口している。
【００１７】
本実施の形態では、エア抜き孔２３の上記分岐部に、ハンマーシリンダ１８内からデバイス１０外（下面側）への高圧エア（排出エア）の通過は許容し、デバイス１０外からハンマーシリンダ１８内へのエアおよび掘削屑の流入を阻止する弁装置３４を設けている。弁装置３４は本実施の形態では逆止弁とした。
【００１８】
この逆止弁３４は、エア抜き孔２３の、縦孔２８と横孔３０との交差部近傍の縦孔２８内にノックピン３６により固定した筒状の弁座３５と、弁座３５にスプリング３８に付勢されて当接して、エア抜き孔２３（弁座）を閉塞する、キャップ状の弁体３７とを有する。
エア抜き孔２３に高圧の排出エアが作用しないときは、弁体３７はスプリング３８によって押し上げられて弁座３５に当接して、縦孔２８と横孔３０との連通を遮断し、エア抜き孔２３に高圧の排出エアが作用すると、弁体３７はスプリング３８の付勢力に抗して押し下げられ、縦孔２８と横孔３０とが連通し、高圧の排出エアはデバイス１０の下面側に排出される。
なお、逆止弁は上記構造のものに限定されるものではない。
また、エア抜き孔２３も上記のように必ずしも分岐する流路でなくともよい。要は逆止弁によってエア抜き孔の逆流を防止できる構造となっていればよい。
【００１９】
本実施の形態は上記のように構成されている。
したがって、掘削作業時、高圧の排出エアは、弁体３７を押し下げ、エア排出路が確保されるので、何ら支障なく掘削作業が行える。掘削孔が深くなってロッド１５を継ぎ足す必要が生じ、ロッド１５を高圧エア供給源（図示せず）と切り離すと、ロッド１５内およびエアハンマー装置１１内は大気に開放されるが、すると、弁体３７はスプリング３８によって押し上げられ、弁座３５に当接し、エア抜き孔２３が閉塞され、したがって、デバイス１０の外部とエアハンマー装置１１内との連通が遮断され、エアハンマー装置１１内へのエアや掘削屑が逆流して流入するのを阻止できる。
【００２０】
これにより、エアハンマー装置１１の分解掃除がほとんど必要なくなり、作業効率の向上が図れる。エアーハンマー装置１１の故障も少なくできる。
すなわち、エアーハンマー装置１１に至る前のエア抜き孔２３の部位を遮断するので、エアーハンマー装置１１内への掘削屑等の流入をほぼ完全に阻止できる。また、エアーハンマー装置１１内にも逆止弁が配設されているときは、いわば２段の逆止弁が設けられていることになるので、掘削屑の逆流阻止効果はさらに増大する。
【００２１】
上記実施の形態では、デバイス１０に対してビット装置１２ａ、１２ｂが回動するタイプの掘削装置の例で説明したが、デバイス１０に対してビット装置が回動しないタイプのものの掘削装置（例えば特開２００６−１５２６０２）にも本発明を適用できる。この場合、エア抜き孔は、デバイスを貫通し、さらにビット装置の下面側に開口する構成にし、このエア抜き孔の適所に上記弁装置を配設するとよい。
【００２２】
また、上記実施の形態では、デバイス１０によりパイプ１７を掘削孔内に引き連れていくタイプの掘削装置の例をあげたが、パイプを掘削孔内に引き連れていくタイプのものでなく、ビット装置による素掘りタイプの掘削装置にも適用できる。この場合のビット装置はデバイスに取り付けたものでもよいし、あるいはエアハンマー装置に直接ビット装置を取り付けたものでもよい。
図２は、ビット装置１２にエア抜き孔２３を設け、このエア抜き孔２３内に上記と同様の弁装置３４を設けた例を示す。本実施の形態でも、エアハンマー装置内への掘削屑の流入を阻止できる。
【図面の簡単な説明】
【００２３】
【図１】デバイスのエア抜き孔内に弁装置を設けた実施の形態の説明図である。
【図２】ビット装置のエア抜き孔内に弁装置を設けた実施の形態の説明図である。
【図３】従来の掘削装置の概略を示す断面図である。
【図４】図３のビット装置の底面図である。
【図５】掘削時のビット装置の状況を示す底面図である。
【符号の説明】
【００２４】
１０  デバイス
１１  エアハンマー装置
１２  ビット装置
２３  エア抜き孔
２８  縦孔
３０  横孔
３１、３２  縦孔
３３  イモねじ  
３４  弁装置
３５  弁座
３６  ノックピン
３７  弁体
３８  スプリング
【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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