JP3156165U - Cycle hammer for drilling hard rock ground - Google Patents
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Abstract
【課題】エアーハンマーを多数本収納したサイクルハンマーに於いて、各エアーハンマーの削孔ビットを、全周面均斉に摩耗させ、併せて、エアーハンマー内へのパッキン材、小石等の細片の流入による作用不全の発生を抑制する。【解決手段】ヘックスプレート1は、下面に不要物流入防止網3を配置して、高圧空気室S4を区画する上部ケース4に着脱自在に空密装着すると共に、各エアーハンマーの削孔ビット16を、ドライブサブ15に、回動自在、且つ上下摺動自在に保持し、サイクルハンマーCHの公転削孔作用に伴なって、各削孔ビット16に自転作用を発生させ、削孔ヘッド16Fの摩耗を平準化して、削孔ビット16の稼働率を向上させる。【選択図】図1[PROBLEMS] In a cycle hammer containing a large number of air hammers, the drill bits of each air hammer are worn evenly on the entire circumference, and at the same time, packing material into the air hammer, strips of pebbles, etc. Suppresses the occurrence of dysfunction due to inflow. A hex plate 1 has an unnecessary material inflow prevention network 3 disposed on a lower surface thereof, and is detachably and airtightly attached to an upper case 4 defining a high-pressure air chamber S4, and a drill bit 16 of each air hammer. Is held by the drive sub 15 so as to be rotatable and slidable in the vertical direction. In association with the revolving hole action of the cycle hammer CH, each hole bit 16 is caused to rotate and the hole head 16F The wear is leveled and the operating rate of the drill bit 16 is improved. [Selection] Figure 1
Description
本考案は、硬岩地盤や転石の有る地層を打撃削孔する削孔ハンマーに関するものであり、より詳しくは、従来のダンザホールハンマー(ダウンザホールハンマー)と同一原理で作用するエアーハンマーの複数本を束ねて1本のサイクルハンマーとし、低振動、低騒音で岩盤の削孔を可能としたものであって、土木技術分野に属するものである。 The present invention relates to a drilling hammer for striking and drilling hard rock ground and rock formations, and more specifically, a plurality of air hammers operating on the same principle as a conventional danza hole hammer (down the hole hammer). It is a bundle of cycle hammers that enable drilling of rock mass with low vibration and low noise, and belongs to the civil engineering field.
土木基礎技術分野に於いて、岩盤や転石、或いはコンクリート地盤を、高圧空気で駆動するハンマーで打撃削孔する、いわゆるダウンザ、ホール、ハンマー(通称:ダンザホールハンマー)が慣用されており、近年、該ダンザホールハンマーの振動・騒音を低減するために、小型のダンザホールハンマーの複数本を束ねて1本のマルチダンザホールハンマーとする技術も実用に供されている。 In the civil engineering basic technology field, so-called down-the-holes, holes, hammers (commonly known as: danza-hole hammers) that use rock hammers, boulders, or concrete grounds with hammers driven by high-pressure air are commonly used. In order to reduce the vibration and noise of the dancer hole hammer, a technique of bundling a plurality of small dancer hole hammers into a single multi-danza hole hammer has been put into practical use.
図9は、特許文献1として挙げた従来のサイクルハンマー(マルチダンザホールハンマー)であり、図9の、(A)は全体概略断面図、(B)は底面図、(C)は1本のハンマーの要部拡大縦断面図、(D)は1本のハンマー(エアーハンマー)の要部分解斜視図である。
従来のサイクルハンマーCHは、図9(A)に示す如く、基礎機械と連結するヘックスプレート101に上部ケース104を接続し、上部ケース104の下部に本体ケース106を接続し、本体ケース106内に、中心に1本、周辺に5本のエアーハンマーAHを配置して1本のサイクルハンマーCHとし、各エアーハンマーAHを別個独立的に作動させると共に、1本のサイクルハンマーCHを土木基礎機械で操作施工するものである。
9 shows a conventional cycle hammer (multi-danza hole hammer) cited as
In the conventional cycle hammer CH, as shown in FIG. 9A, an
即ち、図9(A)に示す如く、上部ケース104は、中間の支盤B1で高圧空気室S4を区画し、支盤B1の中央には、圧力空気分散用の円錐105を配置すると共に、支盤B1から高圧空気給送用のパイプP107を下方に延出して、底盤B2を介して各パイプP107をエアーハンマーAHの上端のピストンボルト107と接続したものであり、各エアーハンマーAHは、図9(B)に示す如く、ケース106内に、周辺には、打撃底面が正三角形のビット116を備えたエアーハンマー5本を、中心には、打撃底面が円形のビット116を備えたエアーハンマーAHを配置したものである。
That is, as shown in FIG. 9A, the
また、各エアーハンマーAH自体は、ピストンボルト107の下部にピストンケース112を螺着接合し、ピストンケース下端にはドライブサブ115を螺着し、ビット116をドライブサブ115で支承したものである。
ビット116の支承構造は、図9(C),(D)に示す如く、ビット116のロッド部R116は、ドライブサブ115から突出させる小径部の上端には係合用の環溝116Aを配置し、ドライブサブ115の内周面対応部には縦溝G116群を配置し、ドライブサブ115の内周面にも縦溝G115群を配置し、ビット116のロッド部R116をドライブサブ115に貫入して、ロッド部R116の小径突出部の上端の環溝116Aに、2分割形態の止めリング119を、内周突出環119Aを環溝116Aに嵌入させて嵌合し、ピストンケース112内にドライブサブ115を螺入止着し、ビット116を吊下げても、止めリング119が、ドライブサブ上端t115に当接支承されて、ビット116の下方への脱落が阻止される構造になっている。
Each air hammer AH itself is formed by screwing and joining a
9 (C) and 9 (D), the rod portion R116 of the
また、各エアーハンマーAHは、慣用のダンザホールハンマー同様に、ピストンボルト107内には、コイルスプリング109を介したチェックバルブ108、チェックバルブ押え110、リジッドバルブ111を配置してピストン113の駆動機構を構成している。
従って、各エアーハンマーAHは、エアパイプP107から高圧空気を供給すれば、ピストン113は、本体ケース106内に密接嵌入して下端がボトムパッドB106で保持されたピストンケース112内で、高速上下振動してピストン下端d113がビット上端t116に高速振動打撃を付与し、ビット116はドライブサブ115に対して、上下振動可能、且つ回動不能の下で、地盤を高速反復打撃削孔する。
Each air hammer AH has a
Therefore, if each air hammer AH supplies high-pressure air from the air pipe P107, the
従来のサイクルハンマーCH(図9)にあっては、高圧空気をエアーハンマーAHに分配供給するための高圧空気室S4は、上部ケース104に対してヘックスプレート101と支盤B1とで空密的に区画溶接された剛構造であるが、サイクルハンマーCHは、施工中に、上部に接続しているロッド又はスクリューが折れて、サイクルハンマーCH内部に石や土砂の入ることがあり、また、ヘックスプレート101の上流で空密化に用いているゴムパッキンの切れ端がエアーハンマーAH中に入って詰まることがある。
そのため、サイクルハンマーCH内に混入した土砂、ゴム片等の異物を取除くためには、上部ケース104からヘックスプレート101をガス切断して掃除をし、再度、ヘックスプレート101を溶接固定する手間を要し、メンテナンスが煩雑であった。
In the conventional cycle hammer CH (FIG. 9), the high-pressure air chamber S4 for distributing and supplying high-pressure air to the air hammer AH is airtight by the
Therefore, in order to remove foreign matter such as earth and sand and rubber pieces mixed in the cycle hammer CH, the
また、各エアパイプP107で個別に駆動作用する各エアーハンマーAHは、本体ケース106に剛構造固定されたピストンケース112に対して螺着固定されたドライブサブ115によって、各ビット116が、回動不能且つ上下振動可能に案内されて上下振動打撃作用を奏するため、各ビット116の削孔岩盤への作用姿勢は一定で、各ビット116の作用ヘッド116Fの摩耗は、外周部位が内周部位よりも激しくて不均一摩耗となり、各ビット116は、一定期間毎に、ドライブサブ115から抜脱して、摩耗の少ない部位を、例えば本体ケース106の外周突出部等、摩耗の激しい部位に変更して再装着する必要があり、ビット116の削孔ヘッド116Fを有効使用するためのメンテナンスに手間を要した。
In addition, each air hammer AH that is individually driven by each air pipe P107 has its
また、図9(B)に示す如く、各周辺ビット116と中心ビット116との、削孔ヘッド(ヘッド)116F相互の各間隔gaは一定であるため、削孔作用時は、サイクルハンマーCHが、吊下げ機械によって緩回転削孔するが、間隔ga部位の岩盤には、ビット116の作用を受けない部位が円筒状に残存し、該残存円筒岩盤の削孔は、切削チップb116の存在しない、ケース106の下面を閉止している底板B106(ボトムカバー)での打撃破壊作用となるため、サイクルハンマーCHの削孔効率が低い。
本考案は、従来のサイクルハンマーCH(図9)の、上述の如き問題点を、一挙に解決又は改善する、小型、且つ高性能で、メンテナンス性に優れたサイクルハンマーCHを提供するものである。
Further, as shown in FIG. 9 (B), each gap ga between the
The present invention provides a cycle hammer CH having a small size, high performance and excellent maintainability, which solves or improves the above-mentioned problems of the conventional cycle hammer CH (FIG. 9) at once. .
本考案のサイクルハンマーは、図1に示す如く、空気流入口O1を備えたヘックスプレート1の下面に、高圧空気室S4を区画する上部ケース4を備え、上部ケース4内の高圧空気室S4から、ハンマーケース6内に収納した各エアーハンマーAHに高圧空気を供給して、各エアーハンマーAHが地盤に上下振動打撃を付与するサイクルハンマーCHであって、各エアーハンマーAHは、チェックバルブ8を備えて高圧空気室S4に連通するピストンボルト7をピストンケース12上端に固着し、ピストンケース12内に、ピストン13、ガイドスリーブ14を内蔵し、ガイドスリーブ14下端に当接形態で、ドライブサブ15をピストンケース12の下端に螺入固定し、削孔ビット16をドライブサブ15に、上下摺動可能、且つ回動可能に保持したものである。
As shown in FIG. 1, the cycle hammer of the present invention includes an
この場合、ハンマーケース6は、従来例(図9)同様、1本の鉄製円柱に、各エアーハンマーAHを嵌入する穴を中ぐり切削加工したものであり、典型的には、図3(A)に示す如く、中央に1本、周辺に4本のエアーハンマー挿入用孔H14を中ぐり穿設し、各エアーハンマーAHを、ハンマーケース6の下端から各挿入用孔H14に嵌入すれば、各エアーハンマーAHは、それぞれ、ハンマーケース6内で回動不能に保持されるものであって、ハンマーケース6に対する各エアーハンマーAHの嵌入保持手段自体は、従来例(図9)と同一である。
また、各エアーハンマーAHの、ピストン13の高圧空気による上下振動運動、及びピストン13による削孔ビット16の岩盤への振動打撃付与の、機構及び作用自体は、従来例(図9)と同一である。
In this case, the
Also, the mechanism and action itself of the vertical vibration motion of each air hammer AH by the high-pressure air of the
また、ピストンケース12内へ配置する、各チェックバルブ8を備えたリジットバルブ11、ピストン13、及びガイドスリーブ14自体の構成、作用原理は、従来例(図9)の採用が可能である。
また、削孔ビット16をドライブサブ15によって、上下摺動可能、且つ回動可能に嵌合保持する手段としては、ドライブサブ15自体はハンマーケース6の下端に配置するボトムパッド17で落下防止構造と出来るため、削孔ビット16のドライブサブ15から下方への抜脱さえ阻止する構造とすれば、ドライブサブ15の内周面を平滑とし、削孔ビット16のドライブサブ15内への嵌入ロッドR16の外周面を平滑面として、平滑すべり可能に嵌合保持すれば良く、ロッドR16の外周面、又はドライブサブ15の内周面に、平滑摺動突出部を突出形成しても良い。
Moreover, the conventional example (FIG. 9) can be adopted as the configuration and operating principle of the
Further, as means for fitting and holding the
そして、本願考案のサイクルハンマーCHも、従来例のサイクルハンマー(図9)同様に、削孔ビット16の先端、即ち削孔ヘッド16F、を地盤に当接して、サイクルハンマー吊下げ機械が、サイクルハンマーCHに押圧力と緩回転を付与しながら、各エアーハンマーAHのピストン13に、高圧空気による上下振動を付与して、ピストン13の作用を受ける削孔ビット16で岩盤を削孔するものであるが、従来例(図9)のサイクルハンマーCHにあっては、削孔ビット116を、ピストンケース112内に、回動不能、且つ上下摺動可能に保持しているのに対し、本願考案のサイクルハンマーCHは、削孔ビット16をピストンケース12に対して、回動可能、且つ上下摺動可能に保持した点で削孔ビット16の作用挙動は全く異なる。
Then, the cycle hammer CH of the present invention also has the tip of the
従って、本願考案のサイクルハンマーCHは、岩盤の削孔作業中は、図1(B)に示す如く、サイクルハンマーCHの下面を岩盤に押圧して、削孔ビット16に上下振動打撃を付与させながら、ハンマーケース6に吊下げ機械による矢印R1の緩公転を付与するため、且つ、各削孔ビット16が回動自在保持のため、周辺の4本の削孔ビット16は、緩公転R1によって外側縁の地盤からの抵抗による矢印R2の自転作用を発揮する。
Therefore, the cycle hammer CH of the present invention, during the drilling work of the rock mass, presses the lower surface of the cycle hammer CH against the rock mass as shown in FIG. However, in order to give the
そのため、本願考案のサイクルハンマーCHにあっては、削孔作用中は、各エアーハンマーAHの削孔ビット16が自転R2を伴なった削孔作用を奏し、各削孔ビット16の削孔ヘッド16Fの摩損は全周面均一となり、削孔ビット16は、耐用期間中に、従来例の如く、摩耗部位と非摩耗部位との変更、再装着の、煩雑なメンテナンス作業が不要であるため、本発明は、各削孔ビット16が、常時均斉削孔作用を発揮し、且つ稼働率の高い、高性能サイクルハンマーを提供する。
Therefore, in the cycle hammer CH of the present invention, during the drilling action, the
また、本考案のサイクルハンマーCHにあっては、図5に示す如く、ドライブサブ15が外周にねじ面15Sを有する上部の円筒部15Aと、外周が多角形の基部15Bとを備え、基部15Bのピン孔hpから押えピンP15を削孔ビット16のロッド小径部16Cに嵌入突出し、ピストンケース12を嵌入したハンマーケース6の多角形挿入用孔H14が押えピンP15の脱抜を阻止するのが好ましい。
Further, in the cycle hammer CH of the present invention, as shown in FIG. 5, the
この場合、ドライブサブ15は、従来例(図9)のドライブサブ115の、横断面が正六角形の基部にピン孔hp群を穿設して準備すれば良い。
また、ロッド小径部16Cは、削孔ビット16のドライブサブ15からの抜脱落下を阻止するための押えピンP15の突出先端を受容し、且つ、削孔ビット16のドライブサブ15からの垂下突出寸法を規定すれば良く、典型的には、ドライブサブ15の内周面に摺接するドライブサブ摺接部16B及び16Dの外径DRが80mmで、ロッド小径部16Cの外径Drは75mmであり、ロッド小径部16Cの上下寸法hrは70mmである。
In this case, the
Further, the rod small-
従って、本考案のサイクルハンマーCHは、従来例(図9)のサイクルハンマーCH同様の、ハンマーケース6の各多角形挿入用孔H14に、各エアーハンマーAHの、多角形ドライブサブ基部15Bを嵌合する技術を採用し、ドライブサブ15の基部15Bには、押えピンP15挿入用ピン孔hpを穿設し、削孔ビット16では、ロッド部R16の中間に小径部16Cを切削加工するだけで、削孔ビット16の、回動自在、且つ上下摺動自在の軸支構造が形成出来、且つ、削孔ビット16のドライブサブ15からの抜脱落下も、押えピンP15による小径部16Cの上端での支承により阻止出来、従来例(図9)の上下摺動自在、且つ回動不能のビット軸支構造(スラスト軸支構造)よりも、製作、メンテナンスが容易となり、削孔ビット16は、サイクルハンマーCHの公転を伴なう削孔作用時に自転して、均一な削孔作用、及び均一な摩耗作用を奏するものとなる。
Therefore, in the cycle hammer CH of the present invention, the polygon drive sub-base 15B of each air hammer AH is fitted into each polygon insertion hole H14 of the
また、本考案のサイクルハンマーCHにあっては、各エアーハンマーAHは、図1(B)に示す如く、ハンマーケース6内の周辺部に複数本を、中心部に1本を配置し、且つ、中心部のエアーハンマーAHを、ケース中心位置C6より偏心配置するのが好ましい。
この場合、中心部のエアーハンマーAHの偏心配置は、サイクルハンマーCHの公転削孔によって、周辺ビット16最内周縁と中心ビット外周縁との間に生ずるビット非作用域を低減するためであって、作用径560mm(ハンマーケース径550mm+周辺ビット突出5mm)で周辺ビット径が180mm、中心ビット径が130mmのサイクルハンマーにあっては、図1(B)に示す如く、中心部エアーハンマーの、ケース中心位置C6からの縦・横偏心寸法gs、即ちセンタービット偏心寸法gsは、典型的には15mmである。
Further, in the cycle hammer CH of the present invention, each air hammer AH is arranged with a plurality of peripherals in the
In this case, the eccentric arrangement of the air hammer AH at the center is to reduce the bit non-operation area generated between the innermost peripheral edge of the
従って、センタービット16が偏心した形態で、各周辺ビットと中心ビットとの削孔ヘッド16F相互の間隔gaの狭い個所が存在し、サイクルハンマーCHの吊下機による緩回転公転によって削孔ヘッド16F間の狭い間隔gaも周回し、センタービット16と中心ビット16間に、理論上、必然的に残存する非削孔域の突出壁は狭い間隔gaであって、実質上崩壊出来て、従来例(図9)の如く、非削孔壁をボトムケース下面で打撃破砕する必要はなく、岩盤削孔は、各削孔ビットでの打撃削孔のみとなって、サイクルハンマーCHの削孔力が向上する。
Accordingly, the
また、本考案のサイクルハンマーCHにあっては、図1(A)に示す如く、ヘックスプレート1は、空気流入口O1から流入する不要物を捕捉する不要物流入防止網3を下面に垂下して、高圧空気室S4を区画する上部ケース4の上端に、着脱自在に空密配置するのが好ましい。
この場合、空気流入口O1から流入する「不要物」とは、高圧空気の精緻な制御で作動するエアーハンマーAH内に流入すれば、エアーハンマー心臓部のピストンの作動に支障を来たすものであって、ロッド又はスクリューガイドが折れて入り込む土砂や、スクリュージョイント部のゴムパッキンの切れ端等である。
Further, in the cycle hammer CH of the present invention, as shown in FIG. 1 (A), the
In this case, the “unnecessary matter” flowing in from the air inlet O1 means that if it flows into the air hammer AH that is operated by precise control of high-pressure air, the operation of the piston of the heart of the air hammer is hindered. These are earth and sand that the rod or screw guide breaks and enters, and rubber seals at the screw joints.
また、不要物流入防止網3は、高圧空気の流入を許容して、上述の不要物を捕捉出来る網であれば良く、ヘックスプレート1の底板1Bの下面に、慣用の着脱手段で係脱自在係止、又は固定すれば良く、典型的には、図2(A)に示す如く、径10mmの透孔h3を外周面及び底面に分散配置した、ステンレス金属薄板で、直径300mm、高さ120mmの有底円筒を、ヘックスプレート底板1Bに溶接固定したものである。
Further, the unnecessary material inflow prevention net 3 may be a net that allows the inflow of high-pressure air and can capture the above-mentioned unnecessary materials. 2A. Typically, as shown in FIG. 2A, a stainless steel thin plate in which through holes h3 having a diameter of 10 mm are dispersedly arranged on the outer peripheral surface and the bottom surface, a diameter of 300 mm and a height of 120 mm. The bottomed cylinder is fixed to the hex
従って、本考案のサイクルハンマーCHは、エアーハンマーAHに、土砂、ゴムパッキン破片等の有害物の流入物が阻止出来るため、基礎機械に装着後は、安心、安全な施工作業が実施出来、定期的なメンテナンスに際しても、ヘックスプレート1を取外して、上部ケース4内を掃除することが出来、薄鋼板の不要物流入防止網3の取外し、再溶接も、間隔溶接で簡便に実施出来るため、従来例(図9)のサイクルハンマーCHでの、ゴミが詰まった場合の、上部ケースのガス溶融切断による開放掃除、上部ケースの再溶接、等のメンテナンスより、遥かに簡便なメンテナンスとなり、施工業者にとって、使い易いサイクルハンマーとなる。
Therefore, the cycle hammer CH of the present invention can prevent inflow of harmful substances such as earth and sand, rubber packing fragments, etc. into the air hammer AH. In general maintenance, the
本考案のサイクルハンマーCHは、1本のハンマーケース6内に収納装着した各エアーハンマーAHの削孔ビット16を、回動自在、且つ上下摺動自在に保持したため、岩盤削孔作用は、装着した土木基礎機械によるサイクルハンマーCHの、岩盤地層への押圧と緩回転付与の下に、各エアーハンマーAHの削孔ビット16が削孔作用を発揮して、各削孔ビット16群は、エアーハンマーAHの緩回転の公転R1と、各削孔ビット16毎の公転R1に伴なう地盤からの周面摩擦力による自転R2とを伴なって上下高振動打撃作用を奏し、各エアーハンマーAHの削孔ビット16は、摩損の最も激しい部位が自転R2によって回動変位して、各削孔ビット16の削孔ヘッド16Fの摩損は全周均斉となり、常時、削孔ヘッド16Fは均斉削孔作用を奏する。
Since the cycle hammer CH of the present invention holds the
本考案を、図1に示す如く、外径550mmのハンマーケース6に、中心部に1本、周辺部に4本のエアーハンマーAHを収納したサイクルハンマーCHに適用した例に就いて詳述する。
図1(A)は、サイクルハンマーCHの縦断側面図であり、図1(B)は、該サイクルハンマーの底面図である。
サイクルハンマーCHの全体形状は、上端の着脱自在のヘックスプレート1と、ヘックスプレート下面に高圧空気室S4を空密区画した上部ケース4と、上部ケース4の下面に一体化固着したハンマーケース6とから成り、ハンマーケース6内には、図1(B)に示す如く、エアーハンマーAHの5本を、ハンマーケース周辺部に等間隔に4本、中心部に偏心形態で1本配置した。
As shown in FIG. 1, an example in which the present invention is applied to a cycle hammer CH in which a
1A is a longitudinal side view of the cycle hammer CH, and FIG. 1B is a bottom view of the cycle hammer.
The overall shape of the cycle hammer CH includes a
そして、周辺エアーハンマーAHの各削孔ビット16は、円盤状削孔ヘッド16Fの外径が180mmで、ハンマーケース6の外周から、削孔ヘッド16Fの外周を5mm突出配置し、サイクルハンマーCHの削孔能力径は、ハンマーケース6の外径550mm+削孔ヘッド16Fの外方張出寸法10mmの560mmである。
そして、各エアーハンマーAHの下端は、従来例(図9)同様、ボトムパッド17でハンマーケース6からの脱落を阻止し、ボトムパッド17を下面のボトムカバー18で保護している。
また、ヘックスプレート1の下面には、不要物流入防止網3を付設し、各エアーハンマーAHの削孔ビット16は、上下摺動自在、且つ回動自在に保持したものである。
Each of the
And the lower end of each air hammer AH is prevented from falling off from the
Further, an unnecessary material inflow prevention net 3 is attached to the lower surface of the
従って、本考案のサイクルハンマーCHは、従来のサイクルハンマーCH(図9)に対して、(イ)ヘックスプレート1が不要物流入防止網3を備えて上部ケース4に対して着脱自在である点、(ロ)各削孔ビット16を回動自在に支持した点、で基本的に相違するものである。
Therefore, the cycle hammer CH of the present invention is different from the conventional cycle hammer CH (FIG. 9) in that (a) the
〔ヘックスプレートと上部ケース(図2)〕
図2(A)は、ヘックスプレートと上部ケースとを分解した側面図であり、図2(B)は分解斜視図である。
図2に示す如く、ヘックスプレート1自体は、従来例(図9)のヘックスプレート101同様、上部の、ジョイントピン嵌合部1Aを備えて、高圧空気流入口O1を備えたスクリューに連結する部分と、上部ケース4と同径(550mm径)の底板1Bとを備えたものであるが、底板1Bの下面には、ステンレス鋼板製で、外径300mm、高さ120mmの有底円筒の全周面に、径10mmの孔3hを多数散在穿孔した、不要物流入防止網3を底板1Bと同心形態に溶接固定し、厚さt1が24mmの底板1Bの外周部位には、図2(B)に示す如く、ボルト孔hbを等間隔(45°間隔)に8本配置し、各ボルト孔hb間の一区画置きに、計4個の下向きピン孔hpを、深さ15mm、径20mmで配置する。
[Hex plate and upper case (Fig. 2)]
2A is an exploded side view of the hex plate and the upper case, and FIG. 2B is an exploded perspective view.
As shown in FIG. 2, the
また、ヘックスプレート底板1Bと同径で、厚さt2が34mm、幅W2が80mmの環状のアッパープレート2にも、ヘックスプレート底板1Bの、ボルト孔hb対応位置にはボルト孔hbを、ピン孔対応位置には深さ15mm、径20mmの上向きピン孔hpを穿設し、アッパープレート2の周面下半には溶接用の切欠C2を形成しておく。
In addition, the annular
また、上部ケース4は、肉厚t4が20mmで、外径550mm、高さ360mmの有底円筒を準備し、底板4Bには、各ピストンボルト7の空気流入口O7対応位置に空気流出口O4を穿設し、高圧空気分散用の円錐(径300mm、高さ200mm)支持用の一辺が50mm、厚さ20mmの鉄製台片B5を、各空気流出口O4と干渉しない位置の円錐底面周辺部で底板4B上に溶接固定し、図2(A)に示す如く、円錐底面BSと底板上面US間に、高さ20mmのスペースS5を保持して中心部の空気流出口O4からの空気流出機能を担保する。
The
また、上部ケース4の上端にも、相欠け溶接用の切欠C4を配置し、アッパープレート2を上部ケース4に対して、切欠C2と切欠C4との相欠け溶接で一体化する。
そして、アッパープレート2の各上向きピン孔hpに高さ30mm、径20mmのピンP1を嵌入し、ヘックスプレート底板1Bの各ピン孔hpをピンP1の突出部に嵌合し、ヘックスプレート底板1Bの各ボルト孔hbからボルトb1をアッパープレートのボルト孔hbに螺入固定する。
従って、アッパープレート2は上部ケース4の上面を補強し、ヘックスプレート1と上部ケース4とは、強力な回転応力に対して8本の埋設ピンP1がボルトb1の抗剪断力に助力し、ヘックスプレート1は、上部ケース4に対して、着脱自在、且つ強力な接合を保証する。
Further, a notch C4 for phase crack welding is also arranged at the upper end of the
Then, a pin P1 having a height of 30 mm and a diameter of 20 mm is fitted into each upward pin hole hp of the
Accordingly, the
〔エアーハンマーAH(図4、図5、図6)〕
エアーハンマーAHは、ハンマーケース6内に収納されて、高圧空気の供給を受けて岩盤を削孔するハンマーであって、エアーハンマーAHの基本的構造及び作用原理自体は、従来例(図9)のエアーハンマー、及び慣用のダンザホールハンマーと同じであり、図4(A)は、エアーハンマーAHの全体縦断側面図、図4(B)は、分解斜視図、図4(C)は、図4(B)のバルブ系統の拡大図、図4(D)は、チェックバルブ押え10の上面図である。
[Air hammer AH (FIGS. 4, 5, 6)]
The air hammer AH is a hammer that is housed in a
即ち、エアーハンマーAHは、図4(A)に示す如く、外径136mm、内径115mmのピストンケース12が、上端の内周ねじ面12Sでピストンボルト7の下端の外周ねじ面7Sと螺着してピストンボルト7の外周と面一に接合し、下端の内周ねじ面12Sでドライブサブ15の円筒部15A外周ねじ面15Sと螺着一体化し、ピストンボルト内部にはバルブ機構を保持し、バルブ機構の下方にはピストン13を収納し、ピストン13の下部には削孔ビット16を、下端の削孔ヘッド16Fがドライブサブ15の下端から下方突出の形態で収納し、削孔ビット16を、ピストンケース12と剛構造一体化したドライブサブ15に対して、回動自在、且つ上下摺動自在に保持したものである。
That is, in the air hammer AH, as shown in FIG. 4A, the
バルブ機構自体は、従来のエアーハンマー(図9)と同一であって、図4(A),(C)に示す如く、ゴム製のチェックバルブ8をコイルスプリング9を介してチェックバルブ押え10の上部有底円筒10A内に封入し、チェックバルブ押え10の下部円筒10Bをリジットバルブ11の上部円筒11A内に嵌合して、ピンP8でチェックバルブ押え10とリジットバルブ11とを、ピストンボルト下部にピン連結したものであり、それ自体、従来例(図9)と同一のピストン13の中心孔の上部に、リジットバルブ11の下部円筒11Bを嵌入して、下部円筒11Bの側方の空気流出口O11をピストン13の空気経路と連通させたものである。
The valve mechanism itself is the same as the conventional air hammer (FIG. 9). As shown in FIGS. 4 (A) and 4 (C), the
また、ピストンケース12内では、図4(A)に示す如く、ピストン13の高振動上下動を案内するために、従来例(図9)同様に、ドライブサブ15の上端に、ガイドスリーブ14を嵌入し、ピストン13下部外周とガイドスリーブ14間に下部空気溜りSdを、ピストン13上端とピストンボルト下端間に上部空気溜りSuを形成し、ピストンボルト7の、上端の空気流入口O7から流入する高圧空気流によって、従来例(図9)同様に、リジットバルブ11、ピストン13、ピストンケース12間での高圧空気流の作用によって、ピストン13を上下振動させ、ピストン13の下端d13で削孔ビット16の上端t16を打撃するものである。
In the
図5は、本考案のエアーハンマーAHの、従来のエアーハンマーとの相違点を明確にする図であって、(A)は、エアーハンマー下部の縦断側面図、(B)はガイドスリーブ縦断面図、(C)はドライブサブ15の斜視図、(D)はドライブサブ15の縦断側面図、(E)は削孔ビット16の斜視図である。
ガイドスリーブ14は、図5(B)に示す如く、外径D14が105mm、高さL14が117mm、肉厚10mmの鋼管であって、上端及び下端外周には、厚さ10mm、突出長5mmの上端環状フランジ14A、及び下端環状フランジ14Bを、ピストンケース12の内周面摺接用に備え、上部内周面には、ピストン下部13Bの外周を摺接案内するための、内径70mmの内周フランジ14Cを備えたものである。
5A and 5B are diagrams for clarifying the difference between the air hammer AH of the present invention and the conventional air hammer, in which FIG. 5A is a longitudinal side view of the lower portion of the air hammer, and FIG. 5B is a longitudinal section of the guide sleeve. 4C is a perspective view of the
As shown in FIG. 5 (B), the
〔ドライブサブ15(図5(C),(D))〕
本考案のドライブサブ15は、図5(D)に示す如く、外周がねじ面15Sである上部の円筒部15Aと、外周が多角形(標準:正六角形)の基部15Bとを備えた内径d15が80mm、外径D15が115mmの鋼製円筒体であって、基部15Bは、角形で突出した最大径Ad、即ち対角寸法、が140mmであり、基部15Bの下端から上方50mm位置の各面に径10mmの、押えピンP15を挿入するためのピン孔hpを穿設したものである。
[Drive sub 15 (FIGS. 5C, 5D)]
As shown in FIG. 5D, the
〔削孔ビット16(図1、図5)〕
削孔ビット16は、ロッド部R16と削孔ヘッド16Fとから成り、図1に示す如く、4本の外周ビットと中心ビットとは、削孔ヘッド16Fの形状のみが相違するだけである。
即ち、周辺削孔ビット16は、図5(A),(E)に示す如く、下面に切削チップb16を散在配置した円盤型の外径180mmの削孔ヘッド16Fと、削孔ヘッド16Fの上方へ、外径120mm、ロッド軸心方向長さ20mmの、ボトムパッド嵌合部16Eと、ロッド部R16とから成り、ロッド部R16は、上端から外径75mm、軸心方向長さ70mmのガイドスリーブ摺接部16A、外径80mm、軸心方向長さ115mmのドライブサブ摺接部16B、外径75mmで上下長さ70mmの押えピンP15摺接用の小径部16C、外径80mm、長さ55mmのドライブサブ摺接部16Dとを備えたものである。
[Drilling bit 16 (FIGS. 1 and 5)]
The
That is, as shown in FIGS. 5 (A) and 5 (E), the
〔ピストン13(図6)〕
図6は、ピストン13の説明図であって、(A)は正面斜視図、(B)は側面斜視図、(C)は(A)のC−C線断面図、(D)は(A)のD−D線断面図であり、ピストン13自体は、従来例(図9)のピストン113と同一物である。
即ち、ピストン13は、外径115mm、長さが218mmの上部13Aと、外径70mm、長さが112mmの下部13Bを備えて中心孔O13が貫通する円筒であり、上面では、中心孔O13の周囲に4個の上方に空気の行く空気孔Ouを備え、左右側面の切欠部C13には下方に空気の行く空気孔Odを備え、上方に空気の行く空気孔Ouも、下方に空気の行く空気孔Odも、中心孔O13と連通したものである。
[Piston 13 (FIG. 6)]
6A and 6B are explanatory views of the
That is, the
〔エアーハンマーAHの組立て(図4、図7)〕
図4に示す如く、まず、チェックバルブ押え10の上部有底円筒10A内に、コイルスプリング9を介してチェックバルブ8を嵌入し、次いで、リジットバルブの上部有底円筒11A内にチェックバルブ押えの下部円筒10Bを嵌入して、ピストンボルト下部のピン孔(図示せず)、リジットバルブのピン孔hp及びチェックバルブ押えのピン孔hpを整合して連結ピンP8の貫通で一体化して、図7(A)に示す如く、従来例(図9)同様の、バルブ機構内蔵ピストンボルトを準備する。
[Assembly of air hammer AH (Figs. 4 and 7)]
As shown in FIG. 4, first, the
また、削孔ビット16のロッド部R16をドライブサブ15の基部15Bから嵌入して、ドライブサブ基部15Bの各ピン孔hpから押えピンP15を削孔ビット小径部16C内に貫入して、図7(A)に示す如く、ドライブサブ15を嵌合した削孔ビット16を準備する。
次いで、図7(B)に示す如く、ピストンボルトをピストンケース上端内周に螺着し、図7(C)の如く、ピストンケース12内に、下方からピストン13を、次いでガイドスリーブ14を嵌入し、次いで図7(D)の如く、ピストンケース12下端のねじ面12Sをドライブサブ15の円筒部外周のねじ面15Sに螺着すれば、エアーハンマーAHの組立てが完了する。
この場合、サイクルハンマーCHの中心部のエアーハンマーAHは、削孔ビット16として削孔ヘッド16Fの小径(標準:外径130mm)物を採用すれば良い。
Further, the rod portion R16 of the
Next, as shown in FIG. 7B, the piston bolt is screwed onto the inner periphery of the upper end of the piston case, and as shown in FIG. 7C, the
In this case, the air hammer AH at the center of the cycle hammer CH may be a small diameter (standard: 130 mm outer diameter) of the
得られたエアーハンマーAHは、従来例(図9)や慣用のダンザホールハンマー同様に、図8に示す如く、図8(A)の削孔ビットの着地状態で、高圧空気流aがチェックバルブ8を押圧してチェックバルブ8の下部に流入すれば、高圧空気流aは、矢印の如く、チェックバルブ押え10の空気流入口O10→リジットバルブ11内部→リジットバルブの空気流出口O11→ピストン13の下部に行く空気孔Od→ピストンの下部空気溜りSdと流れて、下部空気溜りSdの高圧化によりピストン13が上昇し、図8(B)の状態となって、継続流入する流入高圧空気流aは、ピストンボルト空気流出口O11→ピストン13の上部に行く空気孔Ou→上部空気溜りSuと流れて、上部空気溜りSuの高圧空気がピストン13を下方に押圧して、ピストン下端d13が削孔ビット16の上端t16を打撃し、図8(C)の状態、即ち図8(A)の状態になり、高圧空気流aの流入によるピストン13の反復上下動と削孔ビット16の、地盤に対する高速上下振動打撃作用を奏するものとなる。
As shown in FIG. 8, the obtained air hammer AH is a check valve in which the high-pressure air flow a is in the landing state of the drill bit shown in FIG. 8A, as in the conventional example (FIG. 9) and the conventional dancer hole hammer. If the
〔サイクルハンマーCHの組立て(図3)〕
図3(A)に示す如く、ハンマーケース6は、外径550mm、長さ1050mmの中実鉄丸棒を準備し、図1(B)に示す如く、外周に深さ10mm、幅70mmの広幅の周面凹部6Aを等間隔に、図3(A)に示す如く、全長に亘って切削配置し、外周面には下端から500mmに亘り、全周面に、焼入れHtによって耐摩耗補強をする。
次いで、従来例(図9)同様に、各エアーハンマー挿入用孔H14及びケース結合ボルト挿入用孔H19を中ぐり穿設する。
この場合、挿入用孔H14は、従来例(図9)でのエアーハンマー挿入用孔と同様に、下端部が、ドライブサブ15の六角形の基部15Bに整合した形状で、中間部が、円筒のピストンケース12に整合した形状で、上部が、ピストンボルト7を嵌合する形態である。
[Assembly of cycle hammer CH (Fig. 3)]
As shown in FIG. 3 (A), the
Next, similarly to the conventional example (FIG. 9), each air hammer insertion hole H14 and case coupling bolt insertion hole H19 are bored.
In this case, the insertion hole H14 has a shape in which the lower end portion is aligned with the
次いで、ハンマーケース6の各挿入用孔H19に、上部ケース4の底板4Bから延出した各結合ボルト19を貫通して、ナットn19で結合ボルト19の下端がハンマーケース6の下面から突出しない形態に螺着して、ヘックスプレート1を一体化した上部ケース4と、ハンマーケース6とを一体化する。
また、ハンマーケース6の下面には、ボトムパッド締着用のボルト孔hb、及びボトムカバー締着用のボルト孔hbも穿設しておく。
Next, the
Further, a bolt hole hb for fastening the bottom pad and a bolt hole hb for fastening the bottom cover are also formed in the lower surface of the
次いで、ピストンボルト7の、上端外周の環状溝7G及び中間外周の環状凹部7Cにパッキン材を配置して、各エアーハンマーAHをハンマーケース6の下端の挿入用孔H14から嵌入し、従来例(図9)同様に、図3(B)の如く、各エアーハンマーAHの削孔ヘッド16Fとドライブサブ15下端に係止寸法を提供するボトムパッド嵌合部16Eに、分割形態のボトムパッド17を介装して、ボトムパッド17をハンマーケース6の下端面に、ボルトb17で締着し、更にボトムカバー18をボトムパッド17の下面に当接して、ボルトb18によって、ボトムカバー18を、ボトムパッド17を貫通した形態でハンマーケース6の下端面に螺着すれば良い。
Next, a packing material is arranged in the
得られたサイクルハンマーCHは、上部ケース4内の高圧空気分散用の円錐5は、底板4Bを介して、円錐底面BSと底板4B上面US間に高圧空気流通用の、厚さ20mmのスペースS5を保って配置したため、各エアーハンマーAHの上端のピストンボルト7と高圧空気室S4の空気流出口O4とがハンマーケース6の空気流入口O6と直接剛接合形態と出来て、サイクルハンマーCHは、従来例(図9)でのエアーパイプP107用の配置室RPが削除出来たため、ヘックスプレート底板1Bから削孔ヘッド16F底面までの全長も1611cmと、従来の同等削孔能力を備えたサイクルハンマー(図9)の全長(標準:2293cm)より遥かに短寸化出来、重量も1800kgと、従来のサイクルハンマー(図9)の重量(標準:2000kg)より軽量化出来て、小型の土木基礎機械(油圧ショベル装着式杭打機)にも容易に装着使用出来る、小型で高性能のサイクルハンマーとなった。
The obtained cycle hammer CH is a space S5 having a thickness of 20 mm for high-pressure air circulation between the conical bottom surface BS and the bottom plate 4B upper surface US via the bottom plate 4B. Since the
また、施工作業中も、各削孔ビット16は、ドライブサブ15に、回動自在、且つ上下摺動自在に保持されているため、サイクルハンマーCHの緩回転のR1の公転作用に伴なって、削孔ビットの円盤形態の削孔ヘッド16Fが、外周部位と内周部位との地盤からの摩擦抵抗力差(外周面>内周面)によって自在にR2の自転を生じ、サイクルハンマーCHの外周部の各削孔ビット16は摩耗が平準化し、従来例(図9)の如く、削孔ビットに偏在摩耗を生ずることが無いため、削孔ビットの摩耗対応の装着変更メンテナンスも不要となり、稼働率が向上した。
Further, during the construction work, each
また、中心部のエアーハンマーAHの削孔ビット16は、エアーハンマー中心部C6から偏心(標準:15mm偏心)配置して、周辺の削孔ヘッド16Fと中央の削孔ヘッド16Fとの間に狭い間隔gaが形成出来たため、サイクルハンマーCHの緩回転のR1公転に伴なって、周辺ビット16と中心ビット16間の削孔不作用域が、狭い間隔gaとなって大幅に減少出来て、僅かに残存する不作用域の岩盤は、ボトムカバー18に損傷を与えることなく、小応力で破砕出来た。
しかも、中心エアーハンマーAHも、偏心配置によって、削孔ビット16が周辺削孔ビット16と同様に、サイクルハンマーCHの公転R1に伴なう自転R2作用を奏するため、削孔ビット16の摩耗は平準化した。
Further, the
Moreover, because the center air hammer AH also has an eccentric arrangement, the
また、ハンマーケース6は、外周面に全長に亘る縦方向の周面凹部6Aを備え、且つ外周面下端部が焼入れHtの耐摩耗機能を有するため、削孔土砂の吹き上げがスムーズであると共に、ハンマーケース6の摩耗も低下し、各削孔ビット16の平準化摩耗と相俟って、削孔作業の長期間持続が可能となった。
そして、ハンマーケース6下端部を焼入れして補強したことにより、岩盤削孔によるハンマーケース6の損傷、変形も阻止出来たため、エアーハンマーAHの挿入用孔H14の変形も阻止出来て、メンテナンス時のエアーハンマーAHの着脱に支障の無い、高耐久性サイクルハンマーCHとなった。
しかも、ヘックスプレート1は、上部ケース4と着脱自在で、不要物流入防止網3を備えているため、エアーハンマーAH内への不慮の異物流入による作用不全の生ずる怖れも無くなり、信頼性の高いサイクルハンマーとなった。
In addition, the
Since the lower end of the
In addition, since the
1 ヘックスプレート
1A ジョイントピン挿入部
1B,4B 底板
2 アッパープレート
3 不要物流入防止網
4 上部ケース
5 円錐(高圧空気分散円錐)
6 ハンマーケース(ケース)
6A 周面凹部
7 ピストンボルト
7C 環状凹部
7G 環状溝
7S,12S,15S ねじ面
8 チェックバルブ
9 コイルスプリング
10 チェックバルブ押え
11 リジットバルブ
12 ピストンケース
13 ピストン
14 ガイドスリーブ
14A 上端フランジ
14B 下端フランジ
14C 内周フランジ
15 ドライブサブ
15A 円筒部
15B 基部
16 削孔ビット(ビット)
16A ガイドスリーブ摺接部
16B,16D ドライブサブ摺接部
16C 小径部
16E ボトムパッド嵌合部
16F 削孔ヘッド(ヘッド)
17 ボトムパッド
18 ボトムカバー
19 ケース結合ボルト
a 高圧空気流
AH エアーハンマー
B5 台片
BS 円錐底面
b1,b17,b18 ボルト
b16 切削チップ
CH サイクルハンマー
C6 ケース中心位置
hb ボルト孔
hp ピン孔
h3 透孔
H14,H19 挿入用孔
Ht 焼入れ
O4,O11,O16 空気流出口(エア流出口)
O1,O6,O7,O10 空気流入口(エア流入口)
P,P1,P8 ピン
P15 押えピン
R1 公転
R2 自転
R16 ロッド部
S4 高圧空気室
S5 スペース
Sd 下部空気溜り
Su 上部空気溜り
US 底板上面
1
6 Hammer case (case)
6A
16A Guide sleeve sliding
17
O1, O6, O7, O10 Air inlet (air inlet)
P, P1, P8 Pin P15 Presser pin R1 Revolution R2 Rotation R16 Rod part S4 High pressure air chamber S5 Space Sd Lower air reservoir Su Upper air reservoir US Bottom plate upper surface
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JP2013515182A (en) * | 2009-12-22 | 2013-05-02 | イン,スク シン | Air hammer for drilling equipment |
CN113236139A (en) * | 2021-05-18 | 2021-08-10 | 上海班众数据科技有限公司 | Geotechnical engineering reconnaissance is with probing device that has core sample structure |
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- 2009-10-06 JP JP2009007083U patent/JP3156165U/en not_active Expired - Fee Related
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