JP2006152602A - 掘削装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 回転伝達部を組み込み取付孔を設ける必要がなく、回転伝達を確実に行うことができる掘削装置を提供する。
【解決手段】 衝撃力及び回転力を受けるデバイス６の先端に長さ方向の連結孔12を形成し、この連結孔12内にビット装置15の長さ方向基端に設けた連結軸16を回動自在に挿入連結し、デバイス６には、連結孔12の内周面にビットストッパ13を設け、このビットストッパ13が係合溝17に係合することにより、デバイス６の回転をビット装置15に伝達する。デバイス６の内周面に収納凹部61を設け、この収納凹部61にビットストッパ13を取り付ける。従来のような回転伝達部であるピンを取り付けるための孔をデバイス６の外面に設ける必要がなく、長期に渡って回転を安定して伝達することができる。
【選択図】 図４

Description

本発明は、水井戸，アンカー工事，地辷り防止などで地中に埋設管を埋設する掘削に用いる掘削装置に係わり、特にデバイスの先端に連結孔を形成し、この連結孔内にビット装置の基端に設けた連結軸を回動自在に連結し、前記デバイスに対して前記ビット装置を回動して該ビット装置の穿孔径を拡大する掘削装置に関するものである。

従来、鋼管などからなる埋設管を埋め込むボーリングにおいては、埋設管の先端に設けたビット装置に衝撃を与え回転しながら掘削を行い、その掘削に伴って前記埋設管を継ぎ足して掘進するようにしており、その埋設管の地中への挿入を容易にするため、前記埋設管より大径な穿孔径のビット装置が使用される。

例えば、エアーハンマーの衝撃力及び回転力を受けるデバイスの先端に長さ方向の連結孔を成形し、この連結孔内にビット装置の長さ方向基端に設けた連結軸を回動自在に挿入連結し、前記ビット装置に対して前記デバイスを円周方向一側に所定角度回動して該ビット装置の穿孔径を拡大し、前記デバイスの一側方向回転により前記ビット装置を回転しながら穿孔する掘削装置において、前記デバイスに、放射方向に回動自在な複数の拡大翼を枢支した掘削装置が提案されている。この掘削装置では、ビット装置に対してデバイスを前進すると、ビット装置の保持部が拡大翼に当接して該拡大翼が拡大する。これにより、ビット装置の穿孔径が拡する。また、前記デバイスの外周には、掘削した土砂などを埋設管上方に排出する複数の排出溝が縦設され、デバイスの先端側には連結孔が形成され、その連結孔の内面に臨んで回転伝達ピンが横設され、この回転伝達ピンは、デバイスの排出溝に穿設した取付孔に着脱自在に固定され、ロックピンにより抜け止めされており、その回転伝達ピンにより、デバイスの回転をビット装置に伝達するようにしてる。（例えば特許文献１）。

また、デバイスに拡大翼を枢支するために、埋設管の先端からビット装置の先端及び前記拡大翼を突出して掘削を行う掘削装置において、前記拡大翼の両側から突出する枢着軸を設け、この枢着軸の両端部を枢着する左右一対の係合凹溝を前記取付溝の対向する側壁面に形成するとともに、この係合凹溝を前記デバイスの内面に開口させ、さらに、前記枢着軸の先端側を球面状に形成し、この枢着軸と係合する前記係合凹溝の断面形状をほぼ半円状に形成したものである。この掘削装置では、枢着軸と係合凹溝とが滑らかに嵌合し、拡大翼の動きもスムーズになる（例えば特許文献２）。

また、これら掘削装置では、鋼管などからなる埋設管の先端には、ビットケーシングパイプが溶着され、このビットケーシングパイプは、内側の内周段部を介して先端に肉厚部を有している。前記埋設管内には、エアーハンマーが挿入され、このエアーハンマーにはデバイス基端の筒部が連結され、この筒部の外周にはスプライン溝が一体に形成され、前記エアーハンマーの縦溝に前記スプライン溝が嵌合して該エアーハンマーの回転が前記デバイスに伝達されるようになっており、さらに、前記エアーハンマーは圧縮空気などを動力源とするハンマーピストンを内蔵し、このハンマーピストンが前記筒部を殴打して衝撃力を伝達する。前記デバイスの外周には、デバイスの軸方向に沿って掘削した土砂などを埋設管上方に排出する３本の排出溝が等間隔に縦設されると共に、前記ビットケーシングパイプの内周段部に係合する外周段部が周設されている。そして、デバイスの外周段部がビットケーシングパイプの内周段部に当接し、エアーハンマーからの衝撃がビットケーシングパイプへも伝達される（例えば特許文献１及び２）
特許第２７１０１９２号公報 特開２００２−２８５７７８号公報

第１に、上記従来のビット装置では、前記回転伝達ピンにより、デバイスの回転をビット装置に伝達し、その回転伝達ピンは、デバイスの前記排出溝に穿設された取付孔から、連結孔内に挿入され、ロックピンなどにより抜け止めされているが、掘削時に、エアーハンマーにより打撃を受けながら回転するため、ロックピンが破損して回転伝達ピンがずれたり抜けたりして掘削ができなくなる虞がある。また、取付孔はデバイス外面の排出溝に形成されており、その排出溝に沿って掘削した土砂が排出れるため、取付孔が土砂排出の抵抗になるとともに、土砂により取付孔が磨耗し、ロックピンが外れるなどの現象が発生する虞がある。さらに、ビット装置の連結軸は回転伝達ピンに係合する部分に溝を形成し、この溝部分を形成した部分で連結軸が細くなっているため、金属疲労により溝部分が破損し易い構造になっている。

第２に、上記の掘削装置では、鋼管などからなる埋設管の先端に、ビットケーシングパイプを設け、デバイスの外周段部が前記ビットケーシングパイプの内周段部に当接し、エアーハンマーからの衝撃がビットケーシングパイプへ伝達する構造を備える。そして、前記埋設管に用いられる鋼管は、使用条件によりその肉厚を選定して使用されるが、この種の鋼管は外径を基準として肉厚が異なるものが汎用品であり、例えば、呼び径１５０ｍｍでは、外径寸法が１６５．２ｍｍで、肉厚が５．０ｍｍの配管用炭素鋼鋼管や肉厚が７．１ｍｍの圧力配管用炭素鋼鋼管（スケジュール40）などがあり、肉厚が異なる鋼管を用いると内径寸法が変化する。これに対して、前記デバイスでは外周段部の外径寸法を鋼管の内径寸法に合わせて形成しているため、内径寸法の小さな圧力配管用炭素鋼鋼管に合わせた寸法のデバイスを、配管用炭素鋼鋼管に用いると、外周段部と鋼管内周との隙間が大きくなりすぎ、適正なクリアランスが取れないため、打撃の伝達がスムーズに行われなくなるなどの問題が発生する。このため、使用する鋼管の内径に合わせてデバイスを用意しなければならなかった。

第３に、上記の掘削装置では、枢着軸の先端側を球面状に形成し、この枢着軸と係合する前記係合凹溝の断面形状をほぼ半円状に形成することにより、枢着軸と係合凹溝とが滑らかに嵌合し、従来に比べて、拡大翼の動きもスムーズになる。しかし、拡大翼に枢着軸を挿通し、枢着軸に対して拡大翼が回動する構造であるから、枢着軸と拡大翼との間に摩擦が発生し、長期使用の磨耗により拡大翼にがたつきが生じるなどの問題がある。

そこで、本発明は、第１に、回転伝達部を組み込み取付孔を設ける必要がなく、デバイスの回転をビット装置に良好に伝達することができ、第２に、異なる肉厚の埋設管に使用することができ、第３に、攪拌翼の磨耗を低減することができる掘削装置を提供することを目的とする。

請求項１の発明は、衝撃力及び回転力を受けるデバイスの先端に長さ方向の連結孔を形成し、この連結孔内にビット装置の長さ方向基端に設けた連結軸を回動自在に挿入連結し、前記デバイスには、前記連結孔の内周面に回転伝達部を設け、この回転伝達部が係合する係合溝を前記連結軸の外周で該連結軸の長さ方向に形成し、前記回転伝達部が前記係合溝に沿って移動することにより前記ビット装置を前記デバイスに対して前進及び後退可能に設け、前記係合溝の基端に前記回転伝達部に係止する抜け止め部を設け、前記ビット装置を前記デバイスに対して後退することにより穿孔径を拡大する掘削装置において、前記回転伝達部が前記連結孔の内側から取り付けたものである。

また、請求項２の発明は、前記ビット装置及びデバイスは、埋設管に挿入され、この埋設管の先端側に内周段部が形成され、この内周段部に係合する外周段部を前記デバイスに設け、前記デバイスは、前記外周段部が交換可能であるものである。

また、請求項３の発明は、前記デバイスの先端部を分割したデバイス先端部を形成し、このデバイス先端部内に前記回転伝達部を収納する収納凹部を設けたものである。

また、請求項４の発明は、前記デバイスは、前記デバイス先端部と、前記外周段部を有するデバイスリング部と、基端側のデバイス基端部とからなるものである。

また、請求項５の発明は、前記デバイスの先端に、放射方向に回動可能な拡大翼を枢支部により枢支し、前記ビット装置を前記デバイスに対して後退することにより前記拡大翼を拡大し、前記ビット装置の前記デバイスに対する前進により前記拡大翼を前記デバイス側に収納する取付溝を前記デバイスに設け、前記枢支部は、前記拡大翼に形成された半球状凹部と、前記取付溝に形成された球面部と、それら半球状凹部と球面部の間に配置した球体とからなるものである。

請求項１の構成によれば、回転伝達部をデバイスの内側から取り付ける構成を採用することにより、従来のようなピンを取り付けるための孔をデバイスの外面、例えば排出溝に設ける必要がなく、デバイス外面の孔部分やビット装置に回転を伝達する部材が損傷する虞がなく、長期に渡って回転を安定して伝達することができる。また、排出孔に孔を設ける必要がなく、平坦状に形成できるため、排出溝からスムーズに地上へと排土することができる。

また、請求項２の構成によれば、埋設管の内径に合わせて、外周段部の部分のみを交換することにより、デバイスからビットケーシングパイプへの衝撃を良好に伝達することができる。

また、請求項３の構成によれば、デバイス先端部を取外し、この取り外したデバイス先端部内の収納凹部に回転伝達部を収納した後、組み立てることができる。

また、請求項４の構成によれば、デバイス先端部とデバイスリング部とデバイス基端部の３つの部材又は３つ以上の部材を組み合わせデバイスを構成することができ、デバイス先端部を外して回転伝達部を組み付け、埋設管の内径寸法に合わせてデバイスリング部を交換することができる。

また、請求項５の構成によれば、拡大翼の半球状凹部と取付溝の球面部との間に配置した球体により、取付溝に拡大翼が回動可能に枢支され、球面と球とを組み合わせた構造であるから、枢支部に部分的に磨耗が発生することがなく、長期に渡って安定した枢支構造が得られる。

本発明における好適な実施の形態について、添付図面を参照しながら詳細に説明する。尚、以下に説明する実施の形態は、特許請求の範囲に記載された本発明の内容を限定するものではない。また、以下に説明される構成の全てが、本発明の必須要件であるとは限らない。各実施例では、従来とは異なる新規な掘削装置を採用することにより、従来にない掘削装置が得られ、その掘削装置について記述する。

以下、本発明の実施例を添付図面を参照して説明する。図１ないし図１０は本発明の一実施例を示し、同図に示すように、鋼管などからなる埋設管１の先端には、ビットケーシングパイプ２が溶着され、このビットケーシングパイプ２は、内側の内周段部３を介して先端に肉厚部４を有している。前記埋設管１内には、エアーハンマー５が挿入され、このエアーハンマー５にはデバイス６基端の筒部７が連結され、この筒部７の外周にはスプライン溝８が一体に形成され、前記エアーハンマー５の縦溝９に前記スプライン溝８が嵌合して該エアーハンマー５の回転が前記デバイス６に伝達されるようになっており、さらに、前記エアーハンマー５は圧縮空気などを動力源とする図示しないハンマーピストンを内蔵し、このハンマーピストンが前記筒部７を殴打して衝撃力を伝達する。前記デバイス６の外周には、デバイス６の軸方向に沿って掘削した土砂などを埋設管１上方に排出する３本の排出溝10が等間隔に縦設されると共に、前記ビットケーシングパイプ２の内周段部３に係合する外周段部11が周設され、この外周段部11の基端側には先端側より大径な径大部11Ａが形成されている。

前記デバイス６の先端側には長さ方向の連結孔12が形成され、この連結孔12の内周にはその先端側に回転伝達部たるビットストッパ13が設けられている。前記連結孔12には、ビット装置15基端の連結軸16が回動かつ上下スライド可能に挿入され、この連結軸16の外周には前記ビットストッパ13に係合し前記ビット装置15を所定角度回転可能とする係合溝17形成されている。この係合溝17は、図３などに示すように、前記ビットストッパ13が前記連結軸16の外周に沿って略９０度回動可能に形成され、その円周方向一側には、ビットストッパ13を介して、デバイス６の一側方向Ｒの回転をビット装置15に伝達する伝達係合部たる一側係合面18と、他側方向の回転をビット装置15に伝達する他側係合部たる他側係合面19とが形成され、その係合溝17は、前記ビットストッパ13の幅（デバイス長さ方向の幅）よりやや大きく形成され、かつ先端側の係合溝17の他端側係合面19の上方には、図８などに示すように、該他側係合面19に連続して、前記ビットストッパ13に係合し前記ビット装置15を長さ方向に前後及び後退可能な平坦面を有するスライド溝部20が形成されている。

前記デバイス６の先端には、図１に示すように、円周等間隔で３箇所の取付溝21がデバイス６の先端面に開口するようにして形成され、この各取付溝21に拡大翼23が枢支されている。前記拡大翼23の基端側で、その両側面には一対の半球状凹部24，24が形成され、この半球状凹部24は、滑らかな半球形状に形成されており、連結部たる鋼製の球体25が係入する。それら半球状凹部24，24に対応して、前記取付溝21の対向する両側壁面には前記球体25が係入する左右一対の係合凹溝26，26が形成され、この係合凹溝26は、その基端が前記デバイス６の内面に開口し、その先端が、滑らかな半球状の球面部26Ａが形成されている。

そして、図５〜図７などに示すように、前記半球状凹部24に球体25を係入した状態で、前記デバイス６の内側からその球体25を前記係合凹溝24に沿って挿入することにより、半球状凹部24と半球部26Ａとの間に前記球体25が配置され、両側の球体25，25により拡大翼23が取付溝21に回動可能に設けられ、該拡大翼23はビット装置15の中心軸に対して、放射方向に回動自在に取付けられている。前記拡大翼23の基端には、該拡大翼23の拡大状態で、前記取付溝21の傾斜した内端面21Ａに当接する平坦状の肩面23Ａが形成されており、この肩面23Ａに連続して前記半球状凹部24を中心とした湾曲面27が形成されている。そして、拡大翼23に形成された半球状凹部24と、取付溝21に形成された球面部26Ａと、それら半球状凹部24と球面部26Ａの間に配置した球体25により、枢支部28を構成している。

さらに、図２などに示すように、ビット装置15の連結軸16の先端側に縮小状態で前記拡大翼23が沿い前記埋設管１及びビットケーシングパイプ２内を挿通可能となっている。前記ビット装置15の先端にテーパ面31と、このテーパ面31と連続する胴周面32とを形成、前記テーパ面31を前記拡大翼23の内側面23Ｂに当接することによって該拡大翼23を拡大状態で保持する。また、前記拡大翼23及びビット装置15の先端面には超硬合金からなる複数のチップ33が設けられており、前記拡大翼23の先端面は略く字型をなし、その外側中央と内側左右に前記チップ33が設けられ、該拡大翼23の先端側側面には、アーク溶接などにより、前記拡大翼23より硬質な硬質肉盛部34が設けられている。

前記デバイス６にはエアハンマー５に連通する通路41が形成され、この通路41に連通する圧縮空気路42がビット装置15に形成され、この圧縮通路42の先端に連通する３つの分岐通路42Ａ,42Ａ,42Ａが前記ビット装置15の胴周面32の先端面に開口している。

図１に示すように、前記デバイス６は、前記取付溝21を有する先端側のデバイス先端部51と、前記外周段部11と径大部11Ａとを有するデバイスリング部52と、前記筒部７を有するデバイス基端部53とに三分割されている。前記デバイス先端部51とデバイスリング部52とは、径大部11Ａの先端側において分割され、そのリング状をなす分割面には、放射状をなす複数の係合溝54をデバイス先端部51に設けると共に、前期係合溝54に係入する突条55をデバイスリング部52に設けている。前記デバイス基端部53の先端には、前記デバイスリング部52とデバイス先端部51の基端側に挿入する挿入連結部56を形成し、この挿入連結部56の先端外周に雄螺子部56Ａを形成し、この雄螺子部56Ａが螺合する雌螺子孔51Ａを前記デバイス先端部51の基端側に形成し、この雌螺子孔51Ａは前記連結孔12より径大に形成され、さらに、デバイス基端部53には、間に前記デバイスリング部52を挟み込み、雌螺子孔51Ａに雄螺子部56Ａを螺合した状態で前記デバイスリング部52の基端側面に当接する当接部57が形成されている。また、デバイス先端部51の先端側には、前記連結孔12の先端側である連結孔先端部12Ａが形成され、前記挿入連結部56の先端には、前記連結孔12の基端側である連結孔基端部12Ｂが形成されている。尚、雄螺子部56Ａと雌螺子孔51Ａは、ビッド装置１の掘削時の回転方向と同回転で締まる螺子になっている。

そして、係合溝54に突条55を係入した状態で、基端側からデバイスリング部52とデバイス先端部51内に、デバイス基端部53の雄螺子部56Ａを挿入し、該雄螺子部56Ａを雌螺子孔51Ａに螺合することにより、当接部57がデバイスリング部52の基端側面に圧接し、これによりデバイスリング部52がデバイス先端部51とデバイス基端部53に挟まれた状態で、デバイス６が組み立てられる。この組立状態で、前記連結孔先端部12Ａと連結孔基端部12Ｂとが連通して前記連結孔12が形成される。

図１に示すように、前記ビットストッパ13は略蒲鉾型をなし、連結孔12に臨む平坦状の内面である伝達面13Ａを備える。一方、前記デバイス基端部51には、その連結孔先端部12Ａの基端側に収納凹部61を形成し、この収納凹部61は、基端側が開口し、先端側に抜け止め面62を有する。この収納凹部61に前記ビットストッパ13に外面側を収納し、収納状態で前記伝達面13Ａ側が連結孔12内に突出する。また、収納凹部61に前記ビットストッパ13の外面側を収納し、デバイス６を組み立てた状態で、前記ビットストッパ13は、挿入連結部56の先端面と抜け止め面62とに挟まれて連結溝長さ方向に位置決め固定される。

前記ビットストッパ13の基端面13Ｂには、工具係合部たる雌螺子孔63が形成されている。また、図１及び図９に示すように、64は、ビットストッパ13をデバイス６内に組付けるための挿入用工具であり、長尺なボルト状をなし、先端が前記雌螺子孔63に螺合する。

前記ビット装置15の前記スライド溝部20は、連結軸16の基端まで連続して形成され、この連結軸16の基端側にリング状溝部65を周設し、リング状溝部65に、ストッパリングを二つ割りにした分割ストッパリング66，66を外嵌し、この分割ストッパリング66，66には、組立部材たるＯリング67を外嵌する係入溝68を形成し、リング状溝部65に分割ストッパリング66，66を外嵌した状態で、該分割ストッパリング66，66の外径は連結軸16の外径と同一となる。そして、分割ストッパリング66，66が、前記連結軸16の基端に設けられた抜け止め部であり、ビットストッパ13の基端面13Ｂに係止する。

次に、前記デバイス６とビット装置15の組立方法につき、説明する。まず、デバイス先端部51に拡大翼23をセットするには、拡大翼23の半球状凹部24に球体25を係入した状態で、前記デバイス６の内側からその球体25を前記係合凹溝26に沿って挿入する。そして、連結孔先端部12Ａに連結軸16を挿入する前に、図９に示すように、拡大位置に拡大翼23を仮固定しておく。この仮固定には粘着テープ101などを用いることができる。そして、デバイス先端部51の連結孔先端部51Ａに、ビット装置15の連結軸16を挿入し、回転して連結軸16のスライド溝部20をビットストッパ用の収納凹部61に合わせる。ここで、ビットストッパ13には、工具64を螺着しておき、工具64を用いて、スライド溝部20と収納凹部61と間にビットストッパ13を挿入し、収納凹部61に収納した後、螺着を解除する方向に工具64を回して外し、工具64のみ抜き取る。

連結孔12の先端側がデバイス６の外側であるのに対して、このようにして連結孔12の内側からビットストッパ13をデバイス６の連結孔12に挿入して組付ける。

次に、連結軸16のリング状溝部65に、Ｏリング67を用いて分割ストッパリング66，66を組付ける。これによりスライド溝部20の基端側には分割ストッパリング66，66が位置する。そして、デバイス先端部51にデバイスリング部52を合わせ、この場合、放射状に設けた複数（この例では３箇所）の係合溝54と突条55との係合により、デバイス先端部51とデバイスリング部52の軸心が位置決めされ、そのデバイスリング部52側からデバイス基端部53の挿入連結部56を挿入し、該挿入連結部56の雄螺子部56Ａを雌螺子孔51Ａに螺着し、デバイス６を組み立てを完了する。また、この組み立てと逆の手順により、分解することもできる。そして、筒部７を上にしてデバイス６側を吊り上げると、デバイス６に対してビット装置15が降下（前進）し、ビットストッパ13に分割ストッパリング66が当たって位置で止まり、この状態で、拡大翼23の内側面23Ｂが胴周面32から外れ、連結軸16に沿った状態となり、該拡大翼23はデバイス先端部51の外周内に納まった状態となり、埋設管１内を移動可能となる。

次ぎに上記掘削装置の使用方法につき説明すると、図２に示すように、デバイス６にビット装置15を吊下げた状態で埋設管１内に挿入する。そして、ビット装置15を接地した後、一側方向Ｒに回転させながらデバイス６を押し下げることによりビット装置15と拡大翼23とがビットケーシングパイプ２の先端より押し出され、接地したビット装置15に対してデバイス６が前進すると、ビットストッパ13がスライド溝部20の前端に前進する。この前進により連結軸16が連結孔13内を後退し、図４に示すようにビット装置15のテーパ面31が拡大翼23の内側面23Ｂに当接して該拡大翼23が拡大状態に保持され、かつ拡大翼23の肩面23Ａが内端面21Ａに当接して位置決めされ、ビット装置15の穿孔径Ｐが拡大する。同時にデバイス６の回転によりビットストッパ13が係合溝17の一側方向Ｒに回転して一側係合面18に係合し、デバイス６の一側方向Ｒの回転がビット装置15に伝達される。さらにこの状態でデバイス６の外周段部11がビットケーシングパイプ２の内周段部３に当接し、エアーハンマー５からの衝撃がビットケーシングパイプ２へも伝達される。このようにして、拡大翼23を拡大した状態で、例えばビット装置15を１分間に１１００回打撃し、かつ１分間に２０回転させるとともに、ビット装置15の先端に形成する分岐通路42Ａ，42Ａ，42Ａから圧縮空気を噴射して掘削を行う。そして所定深さの掘削が終了したら、デバイス６を他側方向に回転する。この回転によりビットストッパ13がスライド溝部20側に移動し、デバイス６を上方に引き上げると、スライド溝部20に沿ってビットストッパ13が移動し、拡大翼23が縮小しながらビットケーシングパイプ２内に収納され、ビット装置15が埋設管１内を移動可能となって、これを地上に引き上げることができる。

このような拡孔する装置を用いて掘削を行うと、、掘削した土砂や粘土をデバイス６の排出溝10に沿って上方に排出されるが、本装置では、ビットストッパ13をデバイス６の内側から取り付ける構成を採用することにより、従来のようなピンを取り付けるための孔をデバイスの外面、例えば排出溝10に設ける必要がなく、デバイス外面の孔部分やビット装置に回転を伝達する部材が損傷することがない。また、排出溝10に孔を設ける必要がなく、平坦状に形成できるため、排出溝10からスムーズに地上へと排出することができる。

また、上述したように、デバイス６の外周段部11がビットケーシングパイプ２の内周段部３に当接し、エアーハンマー５からの衝撃がビットケーシングパイプ２へも伝達されて埋設管１が地中に挿入される。このような掘削において、地盤や掘削深さなどの条件により、埋設管１の肉厚を変更すると、埋設管１の内径寸法が変るが、この際、デバイスリング部52の径大部11Ａの大きさを各内径寸法に対応した大きさとし、デバイスリング部52のみを交換することにより、デバイス６からビットケーシングパイプ２への衝撃を良好に伝達することができる。

さらに、掘削中、攪拌翼23はエアーハンマー５の衝撃を受けながら土砂を掘削し、デバイス６に攪拌翼23を取り付ける枢着部分に力が集中し、磨耗などが発生し易いが、本装置では、枢着部分を半球形状に形成され半球状凹部24と球面部26Ａとの間に球体25を設けることにより構成しているから、磨耗の発生を抑制し、長期に渡って安定した取付構造が得られる。

このように本実施例では、請求項１に対応して、衝撃力及び回転力を受けるデバイス６の先端に長さ方向の連結孔12を形成し、この連結孔12内にビット装置15の長さ方向基端に設けた連結軸16を回動自在に挿入連結し、デバイス６には、連結孔12の内周面に回転伝達部たるビットストッパ13を設け、このビットストッパ13が係合する係合溝17を連結軸16の外周で該連結軸16の長さ方向に形成し、ビットストッパ13が係合溝17に沿って移動することによりビット装置15をデバイス６に対して前進及び後退可能に設け、係合溝17の基端にビットストッパ13に係止する抜け止め部たる分割ストッパリング66，66を設け、ビット装置15をデバイス６に対して後退することにより穿孔径Ｐを拡大する掘削装置において、ビットストッパ13が連結孔12の内側から取り付けたものであるから、従来のような回転伝達部であるピンを取り付けるための孔をデバイス６の外面、例えば排出溝10に設ける必要がなく、デバイス６外面の孔部分やビット装置15に回転を伝達する部材（ビットストッパ13）が損傷することがなく、長期に渡って回転を安定して伝達することができる。また、排出溝10に孔を設ける必要がなく、平坦状に形成できるため、排出溝10からスムーズに地上へと排土することができる。

また、このように本実施例では、請求項２に対応して、ビット装置15及びデバイス６は、埋設管１に挿入され、この埋設管１の先端側に内周段部３が形成され、この内周段部３に係合する外周段部11をデバイス６に設け、デバイス６は、外周段部11が交換可能であるから、埋設管１の内径に合わせて、外周段部11の部分のみを交換することにより、デバイス６からビットケーシングパイプ２への衝撃を良好に伝達することができる。

また、このように本実施例では、請求項３に対応して、デバイス６の先端部を分割したデバイス先端部51を形成し、このデバイス先端部51内に回転伝達部たるビットストッパ13を収納する収納凹部61を設けたから、デバイス６からデバイス先端部51を取外し、この取り外したデバイス先端部51内の収納凹部61にビットストッパ13を収納した後、組み立てることができる。

また、このように本実施例では、請求項４に対応して、デバイス６は、デバイス先端部51と、外周段部11を有するデバイスリング部52と、基端側のデバイス基端部53とからなるから、デバイス先端部51とデバイスリング部52とデバイス基端部53の３つの部材又は３つ以上の部材を組み合わせデバイス６を構成することができ、デバイス先端部51を外してビットストッパ13を組み付け、埋設管１の内径寸法に合わせてデバイスリング部52を交換することができる。

また、このように本実施例では、請求項５に対応して、デバイス６の先端に、放射方向に回動可能な拡大翼23を枢支部28により枢支し、ビット装置15をデバイス６に対して後退することにより拡大翼23を拡大し、ビット装置15のデバイス６に対する前進により拡大翼23をデバイス６側に収納する取付溝21をデバイス６に設け、枢支部28は、拡大翼23に形成された半球状凹部24と、取付溝21に形成された球面部26Ａと、それら半球状凹部24と球面部26Ａの間に配置した球体25とからなるから、取付溝21に拡大翼23が回動可能に枢支され、球面と球体25とを組み合わせた構造であるから、枢支部28に部分的に磨耗が発生することがなく、長期に渡って安定した枢支構造が得られる。

また、実施例上の効果として、デバイス先端部51とデバイス基端部53とを螺着して間にデバイスリング部52を挟み込む構造であるから、組立作業が容易で、さらに、それら雄螺子部56Ａと雌螺子孔51Ａを、ビッド装置１の掘削時の回転方向と同回転で締まる螺子にしたから、掘削時に緩むこともない。また、ビットストッパ13は、内面の伝達面13Ａが係合溝17に面接触状態で係合するから、回転伝達を確実に行うことができる。また、デバイス先端部51とデバイスリング部52とは、係合溝54と突条55とが嵌合することにより、確実な一体化が図られる。さらに、ビットストッパ13の基端側面には、工具係合部たる雌螺子孔63が形成され、挿入用工具64を用いてビットストッパ13を簡便にデバイス６内の収納凹部61に組付けることができる。また、抜け止め部を分割ストッパリング66，66とすることにより、連結軸16をデバイス６の先端から組み付けて連結することができる。

図１１〜図１５は本発明の実施例２を示し、上記実施例１と同一部分に同一符号を付し、その詳細な説明を省略して詳述すると、この例では、前記拡大翼23の先端側に、左右に幅広部76,76が設けられ、この幅広部76，76の左右基端側には、傾斜面77，77がそれぞれ設けられている。前記取付溝21の先端側には、基端側より幅広で前記幅広部76の基端側が収納可能な幅広溝部78が形成されており、この幅広溝部78には、拡大翼23の拡大状態で、前記傾斜面77が当接する受面79が設けられている。

なお、本発明は、前記実施例に限定されるものではなく、種々の変形実施が可能である。例えば、拡大翼の大きさ、形状及びその個数などは適宜選定可能である。また、本発明の装置は、横方向への掘削にも用いることが可能であり、エアハンマーも各種のタイプのものを用いることができ、そのエアハンマーを回転する手段の各種手段を用いることができる。

本発明の実施例１を示すデバイスとビット装置の分解斜視図である。 同上、断面図である。 同上、要部の断面図である。 同上、拡大翼を拡大した状態の断面図である。 同上、拡大翼の取付状態を示す要部の一部切欠き平面図である。 同上、拡大翼回りの断面図である。 同上、拡大翼回りの断面図であり、拡大翼を拡大した状態を示す。 同上、デバイスとビット装置の組立工程を説明する断面図である。 同上、デバイスへの回転伝達部の取付工程を説明する断面図である。 同上、分割ストッパリングの正面図である。 本発明の実施例２を示すビット先端部と拡大翼の分解斜視図である。 同上、拡大翼の平面図である。 同上、拡大翼の正面図である。 同上、拡大翼回りの断面図である。 同上、拡大翼回りの断面図であり、拡大翼を拡大した状態を示す。

符号の説明

１ 埋設管
２ ビットケーシングパイプ
３ 内周段部
５ エアーハンマー
６ デバイス
10 排出溝
11 外周段部
11Ａ 径大部
12 連結孔
13 ビットストッパ（回転伝達部）
15 ビット装置
16 連結軸
17 係合溝
18 一側係合面（伝達係合部）
19 他側係合面（他側係合面）
20 スライド溝部
21 取付溝
23 拡大翼
24 半球状凹部
25 球体
26 係合凹溝
28 枢支部
51 デバイス先端部
52 デバイスリング部
53 デバイス基端部
61 収納凹部
Ｐ 穿孔径

Claims (5)

1. 衝撃力及び回転力を受けるデバイスの先端に長さ方向の連結孔を形成し、この連結孔内にビット装置の長さ方向基端に設けた連結軸を回動自在に挿入連結し、前記デバイスには、前記連結孔の内周面に回転伝達部を設け、この回転伝達部が係合する係合溝を前記連結軸の外周で該連結軸の長さ方向に形成し、前記回転伝達部が前記係合溝に沿って移動することにより前記ビット装置を前記デバイスに対して前進及び後退可能に設け、前記係合溝の基端に前記回転伝達部に係止する抜け止め部を設け、前記ビット装置を前記デバイスに対して後退することにより穿孔径を拡大する掘削装置において、前記回転伝達部が前記連結孔の内側から取り付けたものであることを特徴とする掘削装置。
2. 前記ビット装置及びデバイスは、埋設管に挿入され、この埋設管の先端側に内周段部が形成され、この内周段部に係合する外周段部を前記デバイスに設け、前記デバイスは、前記外周段部が交換可能であることを特徴とする請求項１記載の掘削装置。
3. 前記デバイスの先端部を分割したデバイス先端部を形成し、このデバイス先端部内に前記回転伝達部を収納する収納凹部を設けたことを特徴とする請求項１又は２記載の掘削装置。
4. 前記デバイスは、前記デバイス先端部と、前記外周段部を有するデバイスリング部と、基端側のデバイス基端部とからなることを特徴とする請求項３記載の掘削装置。
5. 前記デバイスの先端に、放射方向に回動可能な拡大翼を枢支部により枢支し、前記ビット装置を前記デバイスに対して後退することにより前記拡大翼を拡大し、前記ビット装置の前記デバイスに対する前進により前記拡大翼を前記デバイス側に収納する取付溝を前記デバイスに設け、前記枢支部は、前記拡大翼に形成された半球状凹部と、前記取付溝に形成された球面部と、それら半球状凹部と球面部の間に配置した球体とからなることを特徴とする請求項１〜４のいずれか１項に記載の掘削装置。
   
   

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