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WO2008069089A1 - 地中掘削用の掘削装置、回転式掘削機及び地中掘削工法 - Google Patents

地中掘削用の掘削装置、回転式掘削機及び地中掘削工法 Download PDF

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WO2008069089A1
WO2008069089A1 PCT/JP2007/073036 JP2007073036W WO2008069089A1 WO 2008069089 A1 WO2008069089 A1 WO 2008069089A1 JP 2007073036 W JP2007073036 W JP 2007073036W WO 2008069089 A1 WO2008069089 A1 WO 2008069089A1
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WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
working fluid
piston
piston case
bits
excavator
Prior art date
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Ceased
Application number
PCT/JP2007/073036
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Kazunori Furuki
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Individual
Original Assignee
Individual
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
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Publication date
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Priority claimed from JP2006327639A external-priority patent/JP4076565B1/ja
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Priority to US12/517,452 priority Critical patent/US8141660B2/en
Priority to HK09111878.5A priority patent/HK1132024B/xx
Priority to CN2007800257201A priority patent/CN101484657B/zh
Priority to KR1020097004960A priority patent/KR101048743B1/ko
Priority to TW096145924A priority patent/TWI407006B/zh
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Ceased legal-status Critical Current

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    • E—FIXED CONSTRUCTIONS
    • E21—EARTH OR ROCK DRILLING; MINING
    • E21B—EARTH OR ROCK DRILLING; OBTAINING OIL, GAS, WATER, SOLUBLE OR MELTABLE MATERIALS OR A SLURRY OF MINERALS FROM WELLS
    • E21B4/00—Drives for drilling, used in the borehole
    • E21B4/16—Plural down-hole drives, e.g. for combined percussion and rotary drilling; Drives for multi-bit drilling units
    • E—FIXED CONSTRUCTIONS
    • E21—EARTH OR ROCK DRILLING; MINING
    • E21B—EARTH OR ROCK DRILLING; OBTAINING OIL, GAS, WATER, SOLUBLE OR MELTABLE MATERIALS OR A SLURRY OF MINERALS FROM WELLS
    • E21B10/00—Drill bits
    • E21B10/36—Percussion drill bits
    • E—FIXED CONSTRUCTIONS
    • E21—EARTH OR ROCK DRILLING; MINING
    • E21B—EARTH OR ROCK DRILLING; OBTAINING OIL, GAS, WATER, SOLUBLE OR MELTABLE MATERIALS OR A SLURRY OF MINERALS FROM WELLS
    • E21B4/00—Drives for drilling, used in the borehole
    • E21B4/02—Fluid rotary type drives
    • E—FIXED CONSTRUCTIONS
    • E21—EARTH OR ROCK DRILLING; MINING
    • E21B—EARTH OR ROCK DRILLING; OBTAINING OIL, GAS, WATER, SOLUBLE OR MELTABLE MATERIALS OR A SLURRY OF MINERALS FROM WELLS
    • E21B4/00—Drives for drilling, used in the borehole
    • E21B4/06—Down-hole impacting means, e.g. hammers
    • E21B4/14—Fluid operated hammers
    • E—FIXED CONSTRUCTIONS
    • E21—EARTH OR ROCK DRILLING; MINING
    • E21B—EARTH OR ROCK DRILLING; OBTAINING OIL, GAS, WATER, SOLUBLE OR MELTABLE MATERIALS OR A SLURRY OF MINERALS FROM WELLS
    • E21B7/00—Special methods or apparatus for drilling

Definitions

  • the present invention relates to an excavation apparatus for underground excavation, a rotary excavator, and an underground excavation method.
  • the present invention relates to an excavation apparatus for underground excavation, a rotary excavator, and an underground excavation method that enable excavation work with low vibration and noise.
  • Down the hole, numa a drilling device used mainly for excavating hard ground with rocks, boulders, concrete, and the like.
  • Down-the-Ho Norenono Mamma moves the hammer bit at the tip up and down by supplying compressed air and driving an internal piston, and excavates by hitting it (for example, see Patent Document 1).
  • Patent Document 1 JP-A-9 328983 (Fig. 1)
  • earth auger that drills holes with a spiral cone, but the earth auger is harder than the above-mentioned down-the-hole noma, which has rock, rocks, concrete, etc. Suitable for excavating the ground!
  • An object of the present invention is to provide an excavation apparatus for underground excavation, a rotary excavator, and an underground excavation method that enable excavation work with low vibration and noise.
  • Another object of the present invention is to excavate for underground excavation in which excavation work can be performed with low vibration and low noise, and the work days required for excavation work can be shortened by increasing the efficiency of excavation work.
  • An object is to provide an apparatus, a rotary excavator, and an underground excavation method.
  • the present invention includes a plurality of bits (42a, 42b, 42c, 42d, 42e) that advance and retreat toward the excavation side, whose outer diameter is smaller than that of the excavator body (2), and bits (42a, 42b, 42c, 42d and 42e) are accommodated in the drilling rig body (2) in correspondence with the number of pistons (61) that give impact force to each bit (42a, 42b, 42c, 42d, 42e) by the energy of the working fluid.
  • each distribution port (3a, 3b, 3c, 3d, 3e) This is an excavation device for underground excavation that is provided along the rotational direction in an arrangement different from the arrangement of (1).
  • the rotating body (40) may include a working fluid receiving blade (45) for receiving the working fluid and rotating the rotating body (40)! /.
  • rotating body according to the invention (40), the communication hole (4a, 4b, 4 C, 4d, 4e) Separately, a fluid reservoir (30) and the flow holes (3a, 3b, 3c, 3d , 3e) is provided with a working fluid supply hole (46), and the working fluid supply hole (46) is an operation necessary for applying a striking force to the bit (42a, 42b, 42c, 42d, 42e).
  • the inner diameter may be set smaller than the communication holes (4a, 4b, 4c, 4d, 4e).
  • the above invention includes a plurality of bits (41, 42b, 42e) that are driven separately and simultaneously with a plurality of bits (41, 42b, 42e) that are driven independently while shifting the time.
  • the working fluid flow path (352, 352, 352, 352, 352) of each piston case member (22a, 22b, 22b) corresponding to the bit (41, 42b, 42e) that is independently driven is a rotating body. It is always in communication with the fluid reservoir (30) without being controlled by (40)!
  • the present invention provides a plurality of bits (42a, 42b, 42c, 42d, 42e) that advance and retreat toward the excavation side having an outer diameter smaller than that of the excavator body (2), and bits (42a, 42b). , 42c, 42d, 42e) are accommodated in the drilling device main body (2), and the biting force is applied to each bit (42a, 42b, 42c, 42d, 42e) by the energy of the working fluid.
  • a plurality of fluid reservoirs (30) to be stored and a plurality of piston case members (22a, 22b, 22b, 22b, 22b, 22b) are provided corresponding to the number of piston case members from the fluid reservoir (30).
  • At least one selected from the group consisting of the size of the piston (61) and the weight of the piston (61) is set differently for each piston case member (22a, 22b, 22b, 22b, 22b, 22b, 22b).
  • the present invention provides a plurality of bits (42a, 42b, 42c, 42d, 42e) that advance and retreat toward the excavation side, which have an outer diameter smaller than that of the excavator body (2), and bits (42a, 42b). , 42c, 42d, 42e) are accommodated in the drilling device main body (2), and the biting force is applied to each bit (42a, 42b, 42c, 42d, 42e) by the energy of the working fluid.
  • a plurality of fluid reservoirs (30) to be stored and a plurality of piston case members (22a, 22b, 22b, 22b, 22b, 22b) are provided corresponding to the number of piston case members from the fluid reservoir (30).
  • the inner diameter through which the working fluid passes is such that the bits (41, 42a, 42b, 42c, 42d, 42e) provided on each piston case member (22a, 22b, 22b, 22b, 22b, 22b) It is an excavation device for underground excavation that is set differently for each piston case member (22a, 22b, 22b, 22b, 22b, 22b) so as to drive the hammer while shifting the time.
  • the fluid reservoir (30) receives the working fluid supplied to the fluid reservoir (30) and guides the fluid to the flow ports (3a, 3b, 3c, 3d, 3e).
  • the member (8) may be provided.
  • the above invention is provided with a vibration isolating material and / or a sound insulating material (230) so as to surround each piston case member (22a, 22b, 22b, 22b, 22b, 22b). May be provided.
  • the present invention provides an excavator (l, la, lb, lc) according to any of the above, and a rotary drive device (1) capable of imparting a rotational motion to the excavator (l, la, lb, lc). 5) and a rotary excavator
  • the present invention is an underground excavation method using the excavator (l, la, lb, lc) described in any one of the above, wherein the excavator (l, la, lb, lc)
  • This is an underground excavation method in which underground excavation is performed while giving rotational motion.
  • a gas such as air (for example, compressed air) or a liquid such as water or oil can be used.
  • the number of flow ports of the working fluid flow path provided along the rotation direction of the rotating body and the number of communication holes of the rotating body are such that the communication holes communicate with each flow port at the same opening degree. It can be the same or different (more or less) as long as it can prevent it.
  • Examples of the arrangement of the communication hole and the circulation port for preventing the communication hole from communicating with each circulation port at the same opening degree include the following cases.
  • either one of the communication holes or circulation ports can be arranged at equal intervals, and the other can be arranged at an interval that is not equal intervals. Further, both of them may be shifted without being arranged at equal intervals. Furthermore, when the number of communication holes and the number of distribution ports are different, both may be arranged at equal intervals. For example, when five communication holes are provided for five circulation ports provided at equal intervals along the rotation direction of the rotating body, each of the communication holes is provided even if the communication holes are arranged at equal intervals. It is possible to prevent communication at the same opening as the circulation port.
  • vibration-proofing material or / and sound-proofing material may include either or both of vibration-proofing material and / or sound-proofing material. In some cases, both vibration and sound insulation (including those with both vibration and sound insulation) are included.
  • the excavation apparatus for underground excavation includes a plurality of bits (42a, 42b, 42c, 42d, 42e) that advance and retreat toward the excavation side whose outer diameter is smaller than that of the excavator body (2). It works like this.
  • each bit (42a, 42b, 42c, 42d, 42e) is applied to each bit (42a, 42b, 42c, 42d, 42e) by the piston (61) built in each piston case member (22b, 22b, 22b, 22b, 22b, 22b)
  • the bits (42a, 42b, 42c, 42d, 42e) advance and retract to the excavation side of the excavator body (2) for excavation.
  • each of the circulation ports (3a, 3b, 3c, 3d, 3e) is connected to the communication member (4a, 4b, 4c, 4d, 4e) so that the rotor (40 ), And each communication hole (4a, 4b, 4c, 4d, 4e) communicates with each flow port (3a, 3b, 3c, 3d, 3e) at the same opening degree.
  • the distribution openings (3a, 3b, 3c, 3d, 3e) are provided in different arrangements. This prevents the working fluid having the same flow rate from being simultaneously sent from the fluid reservoir (30) to the piston case members (22a, 22b, 22b, 22b, 22b).
  • each bit (42a, 42b, 42c, 42d, 42e) is driven to strike while shifting the time with respect to each other. Therefore, the impact of the ground on each impact of each bit (42a, 42b, 42c, 42d, 42e) is small.
  • the rotating body (40) is separated from the communication hole (4a, 4b, 4c, 4d, 4e), and the fluid storage part (30) and each flow port (3a, 3b, 3c, 3d, 3e) If the rotating body (40) rotates, the one with the working fluid supply hole (46) that communicates with the working fluid supply hole (4a, 4b, 4c, 4d, 4e) has a smaller inner diameter (
  • the working fluid is sent from the fluid reservoir (30) to the flow port (3a, 3b, 3c, 3d, 3e) via 46) and the bit (42a, 42b, 42c, 42d, 42e) is subjected to impact force.
  • the piston (61) moves to the standby state before giving.
  • Each piston case member (22a, 22b, 22b, 22b, 22b, 22b, 22b) has an inner diameter of the working fluid that passes through each working fluid path (351, 352a, 352b, 352c ' ⁇ ).
  • each piston case member (22a, 22b, 22b, 22b, 22b, 22b, 22b, 22b, 22b) has the same condition, each bit (41, 42a, 42b, 42c, 42d, 42e) are driven while striking each other. Therefore, the impact of the ground received by each impact of the bit (41, 42a, 42b, 42c, 42d, 42e) is small.
  • the working fluid guide member (8) receives the working fluid supplied to the fluid reservoir (30) and receives each working fluid path (351, 352, 352, 352, 352, 352) (351, 352a, 352b, 352c ' ⁇ ) and the working fluid is sent to each working fluid path (351, 352, 352, 352, 352, 352) (351, 352a, 352b, 352c' ⁇ evenly or as evenly as possible.
  • the rotary excavator according to the present invention performs excavation work while applying a rotational motion to the excavator (l) (lb) by the rotation drive device (5).
  • the excavation position of the bits (42a, 42b, 42c, 42d, 42e) of the excavator (l) (lb) moves with respect to the excavation surface.
  • the bits (42a, 42b, 42c, 42d, 42e) hit the entire excavated surface evenly.
  • the present invention has the above-described configuration and has the following effects.
  • the conventional excavator requires a relatively large air compressor, whereas in the present invention, it is only necessary to drive a relatively small bit, so a working fluid for advancing and retracting one bit (for example, air)
  • a working fluid for advancing and retracting one bit for example, air
  • the supply device for supplying the working fluid for example, an air compressor when the working fluid is air
  • the installation area of the supply device can be reduced, and it is suitable for construction in places with limited housing space, such as densely populated houses and office districts in urban areas.
  • driving means such as an engine for driving the supply device, so that vibration and noise generated from the drive means can be suppressed low.
  • Bits that are driven to strike while shifting the time from each other are those that are provided with a plurality of bits that are separately driven at the same time. At the same time, a large impact force can be applied, so excavation work efficiency is high. In addition, it is equipped with a plurality of bits that are driven to strike while shifting the time, so that the number of construction days required for excavation work can be shortened compared to the case where all the bits are driven to drive while shifting the time. [0038] (e) In the case where the working fluid guide member is provided in the fluid reservoir, it is possible to prevent the working fluid sent to each piston case member from being uneven, and to make the impact force of each bit the same. The same excavation surface can be hit equally.
  • FIG. 1 is a perspective explanatory view of the excavator according to the first embodiment as viewed from the front end side.
  • FIG. 2 is a longitudinal sectional explanatory view of the excavator shown in FIG.
  • Fig. 3 is an exploded perspective view of the excavator shown in Fig. 1;
  • FIG. 4 is an explanatory side view showing the internal structure of the piston case member housed in the excavation bit member.
  • FIG. 5 is a perspective explanatory view showing a fluid guide member arranged in an air tank member of the excavator shown in FIG. 2.
  • FIG. 6 is an explanatory perspective view showing a rotating body disposed inside the fluid guide member shown in FIG. 5.
  • FIG. 6 is an explanatory perspective view showing a rotating body disposed inside the fluid guide member shown in FIG. 5.
  • FIG. 7 is an explanatory plan view showing an internal structure including a rotating body by cutting the fluid guide member shown in FIG. 5 in the horizontal direction.
  • FIG. 8 is a partially omitted explanatory view showing the rotation state of the rotating body shown in FIG. 7 over time.
  • FIG. 9 is an explanatory side view showing a rotary excavator mainly composed of an excavator and a rotary drive device.
  • FIG. 10 is a partially enlarged explanatory view showing another embodiment of the rotating body shown in FIG.
  • FIG. 11 is a longitudinal sectional explanatory view of an excavator according to a second embodiment.
  • FIG. 12 is an explanatory plan view showing an internal structure including a rotating body by cutting the air guide member shown in FIG. 11 in the horizontal direction.
  • FIG. 13 Outline showing various types of drilling rigs produced by changing the number and position of bits.
  • FIG. 14 is an explanatory view of a longitudinal section of an excavator according to a third embodiment.
  • FIG. 15 (a) is an explanatory view of the same vertical cross section shown in FIG. 4 (a), and FIG. 5 (b) is a vertical cross section of another piston case member housed in the excavation bit member! Figure.
  • FIG. 16 is a perspective explanatory view showing a fluid guide member arranged in the air tank member of the excavator shown in FIG.
  • FIG. 17 is a partially enlarged cross-sectional explanatory view for explaining an excavation apparatus for underground excavation according to a fourth embodiment.
  • valve spring 66 foot valve
  • FIG. 1 to FIG. 9 are diagrams for explaining a first embodiment of an excavation apparatus for underground excavation according to the present invention.
  • FIG. 1 is an explanatory perspective view of the excavator according to the first embodiment as seen from the tip side
  • FIG. 2 is an explanatory longitudinal sectional view of the excavator shown in FIG. 1
  • FIG. 3 is an exploded perspective view of the excavator shown in FIG. It is a figure and shows the state which disassembled the air tank member and the excavation bit member removed from the air tank member.
  • the illustration of the base side (upper side) of the air tank member 3 is omitted.
  • Fig. 4 shows the internal structure of the piston case member housed in the drill bit member.
  • Fig. 4 (a) to (d) shows the state in which the built-in piston is moving up and down (advancing and retreating) over time.
  • FIG. 5 is a perspective explanatory view showing a fluid guide member arranged in the air tank member of the excavator shown in FIG. 2, and FIG. 6 is an oblique view showing a rotating body arranged inside the fluid guide member shown in FIG.
  • FIG. 7 is an explanatory diagram in plan view
  • FIG. 7 is an explanatory diagram in plan view showing an internal structure including a rotating body by crossing the fluid guide member shown in FIG. 5 in the horizontal direction
  • FIG. 8 is a partially omitted explanatory view showing the rotation state of the shown rotating body over time
  • FIG. 8 (a) corresponds to the state shown in FIG.
  • the air receiving blade 45 and the air supply hole 46 shown in FIG. 7 are omitted.
  • FIG. 9 is an explanatory side view showing a rotary excavator mainly composed of an excavator and a rotary drive device.
  • a rotary excavator 6 shown in FIG. 9 includes the excavator 1 for underground excavation shown in FIG. 1 and a rotary drive device 5 that can give the excavator 1 a rotational motion.
  • the entire excavator 1 is formed in a substantially cylindrical shape.
  • the excavator 1 includes an excavation bit member 2 that is an excavator body located on the excavation side (front side) and an air tank member 3 that is a working fluid storage member located on the base side.
  • the excavation bit member 2 includes a plurality of (six in this embodiment) bits 41, 42a, 42b, 42c, 42d, and 42e on the distal end side thereof.
  • Each of the bits 41, 42 a,... Is provided in a plurality smaller than the digging J bit member 2.
  • the excavator 1 is suspended by a crane (not shown) so that the bits 41, 42,. used.
  • each of the bits 41, 42 a,... Is centered on the central bit 41 provided at one place in the axial center portion of the excavation bit member 2 and the central bit 41. Is composed of five peripheral bits 42a, 42b, 42c, 42d, and 42e that are provided equidistantly (around the central bit 41).
  • the head portion of the central bit 41 is formed in a circular shape, while the head portions of the peripheral bits 42a,... Are formed in a substantially triangular shape.
  • the peripheral bits 42a, ⁇ are configured so that they are driven at different times and not at the same time. It is made. On the other hand, the central bit 41 is driven to strike independently of the hitting operation of the other peripheral bits 42a,.
  • the air tank member 3 is detachably connected to the base side of the excavation bit member 2 by bolts 31 and nuts 32 (not visible in FIG. 1, see FIG. 2), which are fasteners. As shown in FIG. 2, the air tank member 3 is provided with an air reservoir 30 that can store air, which is a working fluid that drives the respective bits 41, 42a,.
  • the excavation bit member 2 includes, in order from the top, screw case members 22a, 22b, 22b, 22b, 22b, and 22b that include a connecting member 21 and that contain driving means including pistons.
  • a piston case mounting body 23 a drive chuck 24, a chuck guide 25, bits 41, 42a,.
  • Each piston case member 22a, 22b, ... has a cylindrical piston case body 220 made of metal.
  • a connecting body 21 is screwed to the base end portion (upper part in FIG. 3) of each piston case body 220.
  • Bits 41, 42 a,... Are connected to the tip (lower part in FIG. 3) of each piston case body 220 via a drive chuck 24 and a chuck guide 25.
  • Each piston case member 22a, 22b is provided in the same number as the respective bits 41, 42a,... (In this embodiment, a plurality of, six in total).
  • the piston case member 22a corresponding to the central bit 41 is referred to as a "central piston case member 22a"! /, Les, and the piston cases corresponding to the peripheral bits 42a,.
  • the member 22b may be referred to as a “peripheral piston case member 22b”.
  • FIG. 4 the force shown for one central piston case member 22a contained in the drill bit member is the same or roughly the same for the other peripheral piston case member 22b, but only the shape of the bit 41 is different.
  • the piston 61 reciprocates in the same way.
  • the piston case main body 220 incorporates (accommodates) drive means including a piston 61 that operates the bit 41.
  • the piston case main body 220 includes a cylinder 61, a check valve 63, an air distribution beater 64 (rigid burner) in addition to the piston 61. B), valve spring 65, foot noreb 66, make-up ring, O-ring, piston retainer ring, bit retainer ring, etc. are provided. Since this driving means is the same as or roughly the same as the known down-the-Holeno and Numa drive mechanism (for example, described in Japanese Patent Laid-Open No. 61-92288), a detailed description thereof will be omitted.
  • Each of the bits 41, 42a, ... is oscillated at high speed (moves vertically or retreats) to excavate the ground. For example, per bit, it is driven at 1200 ⁇ per minute; 1300 times, and the whole bit is driven at 7200 ⁇ 7800 times per minute.
  • the number of hits per hour varies even with the same excavator 1 depending on the hardness of the formation to be excavated.
  • the ground Following the rapid return of the bits 41, 42 a,... After hitting the piston 61, the vertical movement of the piston 61 becomes intense, so that the number of hits of each bit 41, 42 a,.
  • connection body 21 located at the base end of each piston case body 220 has a hole 211 (not visible in FIG. 3) that is a path of the working fluid,
  • the base end side is formed in a convex cross section.
  • the convex portion constitutes the insertion portion 222, and the insertion portion 222 is inserted into the air tank member 3 and attached. Then, the drive means in each piston case member 22a, 22b is driven by the air sent from the air tank member 3 through the insertion part 222 of the connection body 21.
  • Each piston case member 22a, 22b,... (6 in total in this embodiment) is detachably attached to a piston case attachment body 23 (see FIG. 3) which is a substantially cylindrical attachment body.
  • the piston case mounting body 23 includes a cylindrical main body 231 (see FIG. 2), a cover body 233 (hereinafter referred to as “front cover body 233”) fixed to the opening on the front side of the cylindrical main body 231, and
  • the cover body 234 (hereinafter referred to as “base cover body 2 34”) is fixed mainly to the opening on the base side of the cylindrical main body 231.
  • a piston case casing 232 (see FIG. 2) that is a cylindrical and elongated casing is accommodated in the piston case mounting body 23.
  • the piston case casing 232 is attached with the piston case main body 220 inserted.
  • the piston case casing 232 is provided in the same number as the piston case main body 220, and the axial direction of the piston case casing 232 is the same as the longitudinal direction of the piston case mounting body 23.
  • the front cover body 233 has a required thickness, and is provided with a through hole 235 that is a hole for installing the piston case member 22.
  • the same base cover body 234 has a required thickness, and is provided with through holes 236 (see FIG. 2), which are holes for installing the piston case members 22a and 22b.
  • the through holes 235 and 236 are provided at six locations in total, one at the center and five at regular intervals on the circumference centered on the center.
  • each of the piston case casings 232 is fixed and accommodated in the cylindrical main body 231 while being sandwiched between the two upper and lower cover bodies 233 and 234.
  • the hole (reference number omitted) on the front end side of the piston case casing 232 is formed on the front cover body 233. It communicates with the pier 235.
  • the hole (reference number omitted) of the base end side of the piston case casing 232 communicates with the through hole 236 of the base cover body 234! /.
  • sand 230 is used as a vibration isolating material and / or a sound insulating material. ) Is filled.
  • each piston case main body 220 partially protrudes from the front cover body 233.
  • the base end side of the substantially cylindrical drive chuck 24 shown in FIG. 3 is attached to the hole (not shown) of the protruding portion with a slight push.
  • the chuck guide 25 has a substantially circular shape in plan view and has a required thickness, and is fixed to the tip (the front cover body 233) of the piston case mounting body 23.
  • a bolt 251 as a fixing tool and a nut 252 (shown on the left side of the piston case mounting body 23 in FIG. 3) attached from the piston case mounting body 23 side are used.
  • a circular concave portion 253 in the bottom view and a required number of concave portions 254 that are V-shaped grooves in the bottom view are provided radially so as to surround the concave portion 253.
  • a central bit 41 having a head portion 411 having a circular shape in a bottom view is disposed.
  • peripheral bits 42a to 42e each having a head portion 421 having a substantially triangular shape when viewed from the bottom are disposed.
  • a number of cemented carbide button tips 412 are provided in the head portions 41 1, 421 of the respective bits 41, 42 a,.
  • the chuck guide 25 is provided with a mounting hole 255 which is a mounting portion configured with the same number of holes as the respective bits 41, 42a,.
  • the mounting hole 255 is located in the recess 253 and the recess 254 described above.
  • the tip of the drive chuck 24 is fitted into the base side of the mounting hole 255.
  • the drive chuck 24 has a hexagonal nut-shaped detent 242 and a hexagonal recess 256 (see FIG. 2) into which the detent 242 is fitted is formed in the mounting hole 255 of the chuck guide 25. .
  • each bit 41, 42a, ⁇ is formed as a spline shaft, and the base side is fitted from the tip of the mounting hole 255 so that a groove for engaging irregularities on the inner peripheral wall (not shown) (Omitted) is mounted inside the drive chuck 24 formed.
  • the base side of each of the bits 41, 42a,... Is mounted so that the force on the drive chuck 24 side does not come off! / By the above-mentioned bit retainer ring and O-ring.
  • a required number of flat bars 26 which are ridges are provided on the outer periphery of the piston case mounting body 23 along the axial direction.
  • a plurality of flat bars 26 (six places in total) are provided at predetermined intervals in the circumferential direction.
  • the crushed bedrock and earth and sand (slime) generated inside the hole excavated during the excavation of the ground are flat with the hole excavated by the air injected from the front side of the excavating bit member 2 (chuck guide 25). It is sent to the ground surface through the gap between bars 26 and 26.
  • a connecting joint 34 for introducing air projects from a base end portion (upper end portion in FIG. 2) of the air tank member 3. Air introduced from the connection joint 34 is stored in the air storage part 30 in the air tank member 3.
  • Reference numeral 340 indicates a blowing hole of the connection joint 34.
  • a connecting body 33 is connected to the base end portion of the excavation bit member 2 (the insertion portion 222 side of each piston case member 22a). Is provided. Further, as shown in FIG. 2, an air reservoir 30 is provided inside the base side (upper side in FIG. 2) of the coupling body 33.
  • the air storage section 30 is partitioned from the connecting body 33 side by a partition body 300 formed of a plate-like body having a circular shape in plan view.
  • connection holes 331 are provided at the tip of the connection body 33.
  • one end portion (lower end portion in FIG. 2) of each air hose 351, 352 is inserted into the insertion portion 222 of the piston case member 22a,. It is connected.
  • the other end portions (the upper end portions in FIG. 2) of the air hoses 351 and 352 are the partition holes 3a, 3b, 3c, 3d, 3e, and 3f, which are working fluid flow holes formed in the partition body 300. (Shown by broken lines in Fig. 7). Each of the partition holes 3a,... And each of the air hoses 351, 352 constitutes a working fluid piston path for sending the working fluid to the piston case members 22a, 22b. [0078] Although not all air hoses are shown in Fig. 2, the air hoses correspond to the total number of piston case members 22a, 22b (the same number as the piston case members 22a, 22b, 6 in this embodiment). Book). Further, in the present embodiment, the connecting body 33 in which the air hoses 351 and 352 are accommodated can also be formed in a solid state with a force S that is a hollow, generally cylindrical body as a whole.
  • each of the partition holes 3a indicated by broken lines in Fig. 7 is formed of a circular hole!
  • Each partition hole 3a,... Is provided corresponding to the number of each piston case member 22a, 22b,. That is, as shown by a broken line in FIG. 7, one partition hole 3f (hereinafter sometimes referred to as “central partition hole 3f”) is provided at the center of the partition body 300.
  • Five partition holes 3a, 3b, 3c, 3d, 3e (hereinafter sometimes referred to as “peripheral partition holes 3a”) are provided at equal intervals on the center circle.
  • An air hose 351 (see Fig. 2; hereinafter referred to as "central air hose 351") derived from the central piston case member 22a corresponding to the central bit 41 shown in Fig. 1 is connected to the central partition hole 3f. Yes.
  • the remaining peripheral partition holes 3a surrounding the central partition hole 3f are air hoses 35 2 led out from the piston case member 22b corresponding to the peripheral bits 42a shown in FIG. , “Ambient air hose 352”).
  • Each of the surrounding air hoses 352 has the same inner diameter and length.
  • a rotary body 40 (see also FIG. 6) that rotates by receiving air in the air storage section 30 is provided on the air storage section 30 side.
  • the rotating body 40 is provided in contact with the partition body 300. Details of the rotating body 40 will be described later.
  • a rotating body 40 shown in FIG. 6 is arranged inside an air guide member 8 which is a working fluid guide member shaped like a bowl shown in FIGS. 2 and 5.
  • the air guide member 8 includes an air guide receiving portion 81 that is a hemispherical (ball-shaped) working fluid receiving portion for receiving air from the blowing hole 340 of the connection joint 34, and a substantially conical body that supports the air guide receiving portion 81.
  • a rotating body container 82 composed of a conical wall portion.
  • the base end portion 823 (the lower end portion in FIG. 2) of the rotating body container 82 has a force S fixed in the vicinity of the peripheral portion of the partition 300, and is directly or directly applied to the inner wall surface 304 of the air storage portion 30. It can also be fixed indirectly.
  • the rotating body container 82 shown in FIG. 5 has a required number of intake portions 821 and 822 for taking air into the rotating body container 82.
  • the intake portion is provided on an intake hole 821 provided on the front side (the upper side in FIG. 5) of the rotating body container 82 and on the base side (the lower side in FIG. 5) of the rotating body container 82. Consists of intake pipe 822 provided!
  • the intake holes 821 are provided at three locations at equal intervals along the circumferential surface direction of the rotating body container 82. Each intake hole 821 is provided so as to be inclined downward in FIG. 2 so as to be discharged toward the inner rotating body 40. As shown in FIG. 7, the intake pipe 822 is rotated smoothly when air hits a semicircular air receiving blade 45 (see also FIG. 6), which will be described later, provided in the required number on the rotating body 40. Thus, it is slightly tilted along the rotational direction of the rotating body 40. Further, the intake pipe 822 is provided in a slightly downward oblique direction in FIG.
  • the air supplied from the blowing hole 340 of the connection joint 34 shown at the top in FIG. 2 hits the receiving portion 81 of the air guide member 8 and then hits the concave surface of the receiving portion 81. Then, it bounces back and returns to the rotating body container 82 side so as to draw an arc, passes through the intake hole 821 and the intake pipe 822, and is sent to the rotating body 40 side.
  • the rotating body 40 includes a rotating plate 43 that is circular in plan view, and a cylindrical rotating shaft 4f that is a shaft portion that rotatably supports the rotating plate 43.
  • the rotating shaft 4f is rotatably inserted into the central partition hole 3f (see also FIG. 7) in the center of the partition 300, and cannot be removed from the central partition hole 3f! / RU
  • the central air hose 351 is connected to the central partition hole 3f (see Fig. 2).
  • the air reservoir 30 and the central air hose 351 are always in communication with each other via the rotating shaft 4f. Therefore, the air in the air reservoir 30 is continuously sent to the central air hose 351 to drive the piston 61 in the central piston case member 22a, so that the central bit 41 is connected to the peripheral bits 42a, ... It is driven separately and independently.
  • Reference numeral 301 denotes a rolling element of a ball bearing (ball bearing hole).
  • FIG. 10 is a partially enlarged explanatory view showing another embodiment of the rotating body shown in FIG.
  • the rotating shaft 4f and the rotating plate 43 are integrated and rotate together.
  • the rotating plate 43a can also be configured to rotate about the shaft 44a fixed to the partition 300 as the center of the shaft.
  • the shaft portion 44a is lengthened and the other end portion 441 (the lower end portion in FIG. 10) is connected by being installed in the hole 211 of the central piston case member 22a, and the tip of the rotating shaft 4g is connected to the head of the bolt.
  • the partition hole 3 can also be formed with a large diameter.
  • Reference numeral 302 indicates a rolling element of the ball bearing! /.
  • the rotating plate 43 includes an air storage portion 30 (the air storage portion 30 is located on the paper surface side of the rotating plate 43 in FIG. 7) and each peripheral area indicated by a broken line. Covering the section 300 of the partition body 3a, 3b, 3c, 3d, 3e with the surrounding partition holes 3a, ... that should control the opening degree with the partition holes 3a, 3b, 3c, 3d, 3e It is provided in contact with the partition 300.
  • the rotating plate 43 has rotating holes 4a, 4b, 4c, 4d, and 4e that allow the air reservoir 30 to communicate with the peripheral partition holes 3a,. Each rotation hole 4a,... Constitutes a communication path through which air flows.
  • each of the rotation holes 4a, 4b, 4c, 4d, 4e has a required interval (along the rotation direction of the rotating body 40) on the circumference around the rotation axis 4f. Oh! /, The required number is arranged! /, Ru.
  • each rotation hole 4a,... Is provided in five locations corresponding to the number of peripheral piston case members 22b,.
  • Each rotation hole 4a,... is formed of a circular hole, and has the same inner diameter as each peripheral partition hole 3a,.
  • one or both of the rotation holes 4a, ... and the peripheral partition holes 3a, ... can be formed into oval (elliptical) holes in a plan view. It may be a hole of other shapes such as a square or a rectangle.
  • the inner diameter of each rotation hole 4a is made larger than the inner diameter of the peripheral partition hole 3a, and vice versa.
  • Each rotation hole 4a, ⁇ is gradually increased from the rotation hole 4a, ⁇ to the peripheral partition holes 3a, ⁇ by the rotation of the rotating body 40. Further, along the rotation direction of the rotator 40, they are arranged at different intervals (shifted intervals) instead of equal intervals.
  • each of the peripheral partition holes 3a,... Shown by broken lines in FIG. 7 is provided at five equal intervals on the same circumference, whereas each of the rotation holes 4a,. There are five places on the same circumference with different intervals as described later.
  • the rotation hole 4a not communicating with the lower right peripheral partition hole 3a is defined as a first rotation hole 4a
  • the peripheral partition hole 3a is defined as a first partition hole 3a.
  • the second rotation hole 4b, the third rotation hole 4c, the fourth rotation hole 4d, and the fifth rotation hole 4e are sequentially turned clockwise from the first rotation hole 4a in FIG. 7 (in the direction opposite to the rotation direction).
  • the second partition hole 3b, the third partition hole 3c, the fourth partition hole 3d, and the fifth partition hole 3e are sequentially turned clockwise (in the direction opposite to the rotation direction) in FIG. To do.
  • semicircular air receiving blades 45 (five places in total) are provided in the vicinity of the middle between the adjacent rotation holes 4a and 4b.
  • the air receiving blade 45 is arranged along the peripheral edge of the rotating plate 43.
  • the air receiving blade 45 is fixed to the rotating plate 43 of the rotating body 40 via a rod-like support portion 451 (see FIG. 6).
  • the air receiving blade 45 is attached with the concave surface of the air receiving blade 45 facing away from the rotation direction so that the rotating body 40 rotates counterclockwise (counterclockwise) in FIG.
  • the number of air receiving blades 45 is not limited to that shown in the figure.
  • the required number of air supply holes 46 which are working fluid supply holes having a smaller diameter than the inner diameter of each rotation hole 4a ( In this embodiment, there are provided one place (10 places for the entire rotating plate 43).
  • the air supply hole 46 is provided on the circumference centering on the rotation shaft 4g so as to communicate with the peripheral partition holes 3a, 3b, 3c, 3d, 3e.
  • each air supply hole 46 communicates with each peripheral partition hole 3a,..., So that a small amount of air is sent from the air reservoir 30 to each peripheral piston case member 22b, and the internal piston 61 Is driven to the standby state before hitting. This effect will be described later.
  • the base side (upper side in FIG. 2) of the connecting body 33 of the air tank member 3 is connected. Formed slightly constricted toward the base side, with the ligation 33 almost as a boundary.
  • the outer diameter of the small-diameter portion 36 formed slightly smaller than the connecting body 33 is made to match the inner diameter of the cylindrical drive bush 51 provided in the rotary drive device 5 (see FIG. 9) described later. It has been.
  • FIG. 9 if the drive bush 51 is fitted and dropped from the base end portion of the excavator 1 with the excavator 1 standing, the drive bush 51 becomes larger in diameter of the air tank member 3. It stops at the part where it is (connecting body 33) and does not fall down. The details of this will be described later.
  • a required number of flat bars 361 that are protrusions are provided on the outer periphery of the air tank member 3 along the axial direction.
  • a plurality of flat bars 361 (six places in total) are provided.
  • the flat bar 361 engages with an engagement groove provided on an inner wall portion of a drive bush 51 of a rotary drive device 5 (see FIG. 9) having a rotary table (rotary table) described later.
  • the rotational driving force (rotational motion) of the drive bush 51 is transmitted to the excavator 1.
  • the rotary drive device 5 shown in FIG. 9 imparts rotational motion to the excavator 1 as described above.
  • the rotation drive device 5 includes a rotation drive device main body 50 and an outrigger 52 that supports the rotation drive device main body 50.
  • the rotary drive main body 50 can be mounted with the drilling rig 1 via the drive bush 51, and the rotary table that gives the rotary motion to the drilling rig 1 (not shown hidden in FIG. 9! /). Get ready!
  • the operation of the rotary excavator 6 will be described by taking as an example a case where a hole for a pile is excavated in the ground.
  • the rotary drive device 5 constituting the rotary excavator 6 is placed on a temporary scaffold 600 made of, for example, H steel or the like.
  • the required number (required number) of kelly rods 7 is connected to the base end portion of the excavator 1 in accordance with the length of the hole excavated in the ground.
  • one kelly rod 7 is connected, but two or more (plural) may be connected.
  • Kelly rod 7 has a built-in air supply pipe. Kelly rod 7 and drilling rig 1 pin, bolt It is fixed with a fixing tool (not shown) made of a nut, nut or the like. The excavator 1 connected with the kelly rod 7 is suspended and supported by a crane (not shown in the drawing).
  • reference numeral 73 denotes a wire connected to the terrain.
  • the drive bush 51 is set on the rotary table (not shown in FIG. 5) of the rotary drive device 5. Further, while being suspended and supported by a crane, the flat bar 361 of the air tank member 3 of the excavator 1 is engaged with an engagement groove (not shown in the drawing) which is a groove on the inner wall of the drive bush 51. Then, excavation is started while the excavator 1 is suspended by the crane.
  • a support shaft 71 is provided at the upper end of the kelly rod 7 so as to be suspended and supported by the talen.
  • a supply pipe 72 for supplying air to the excavator 1 is connected to the support shaft 71! /.
  • the support shaft 71 is provided with an air swivel (not shown).
  • the air sent from the supply pipe 72 is sent to the excavator 1 through the air supply pipe of the kelly rod 7.
  • the air sent to the excavator 1 is also released from the blowing hole 340 of the connection joint 34 shown in FIG.
  • the rotating body 40 receives air from the air receiving blade 45 and rotates counterclockwise (counterclockwise) from the state shown in Fig. 8 (a) in the order of Figs. 8 (b), (c), and (d). Rotate around).
  • FIGS. 8A to 8D the force S indicating the rotation state of the rotating body 40 over time, and the time intervals between the drawings are not all the same for convenience of explanation.
  • the air rotates the rotating body 40 and also passes through the air hoses 351 and 352 from the cylindrical rotating shaft 4f (4g) and the rotating holes 4a to 4e of the rotating body 40 shown in Fig. 2 (Fig. 10). Are sent to the corresponding piston case members 22a and 22b to drive the central bit 41 and the peripheral bits 42a,.
  • the central bit 41 is not subject to air flow control by the rotating body 40, so it rotates.
  • the air is continuously sent to the central piston case member 22a by the shaft 4f (4g) force, so that the driving is performed independently of the hitting operation of the other peripheral bits 42a.
  • each of the peripheral bits 42a,... Is driven in the following manner by controlling the opening degree of the air reservoir 30 and each peripheral partition hole 3a by the rotation of the rotating body 40.
  • the fifth rotation hole 4e which was in communication with the fifth partition hole 3e in FIG. 8 (a), has moved and is in a non-communication state.
  • the rotation holes 4a, 4b, 4c and 4d are also in a non-communication state with the other peripheral partition holes 3a, 3b, 3c and 3d.
  • the first rotation hole 4a which was in a non-communication state in Fig. 8 (b), communicates with the fifth partition hole 3e by about 2/3 of its inner diameter.
  • the second rotation hole 4b communicates with the second partition hole 3b by about 1/3 of its inner diameter, and the third rotation hole 4c is still in a non-communication state.
  • the first rotation hole 4a which was in communication with about 2/3 in the state of Fig. 8 (c), is completely in communication with the fifth partition hole 3e, and about 1/3.
  • the second rotating hole 4b which was in communication, communicated with the first partition hole 3a and about 1/2 of its inner diameter
  • the third rotating hole 4c which was in a non-communication state, was approximately 1/3 of the second partition hole 3b and its inner diameter. Communicate.
  • the rotation holes 4a, ... are sequentially communicated along the rotation direction of the rotating body 40, so that the air reservoir 30 sequentially passes to the peripheral piston case members 22b at the same time. Air is introduced while shifting the time.
  • the peripheral bits 42a, ⁇ (see Fig. 1) corresponding to the peripheral piston case member 22b strike the peripheral bits 42a, 42b, 42c, 42d, 42e while shifting in the order of the peripheral bits. Go. Therefore, the impact force by hitting each bit 41, 42a,...
  • each air supply hole 46 having an inner diameter smaller than that of the rotation hole 4a communicates with each of the peripheral partition holes 3a,. Air is sent to the surrounding piston case member 22b little by little. As a result, the piston 61 inside each peripheral piston case member 22b is in a standby state before hitting (the piston 61 moves upward). The working fluid is sent to the peripheral piston case member 22b until it has moved or has not moved! As a result, when each rotation hole 4a coincides with each peripheral partition hole 3a, the piston 61 descends rapidly and strikes the bit 41. That is, the time lag from the time when each rotation hole 4a coincides with each peripheral partition hole 3a to the time when the bit 41 strikes is eliminated or shortened.
  • each bit 42a, ⁇ drives the hammer while shifting the time, so that one hammer bit having the same diameter as the hole to be drilled is moved up and down to strike the ground.
  • excavation work can be done with low noise and vibration. Therefore, it is suitable for use in densely populated residential areas and urban office districts.
  • the driving means such as the piston 61 for operating the respective bits 41, 42 a,... are accommodated in the piston case body 220 and further covered by a cylindrical piston case casing 232. Further, it is accommodated in a cylindrical main body 231 filled with sand 230 which is a vibration-proof material and / or a sound-proof material. As a result, the sound and vibration generated when the driving means is driven are prevented from leaking or transmitted to the outside, and noise and vibration can be reduced.
  • the rotary drive device main body 50 which only improves the stability during excavation work by the outrigger 52, is placed directly on the ground surface. Compared to excavation, vibration transmitted from the rotary drive unit 50 to the ground plane is mitigated. As a result, vibration and noise can be reduced more effectively.
  • the air compressor to be used can be downsized. Therefore, the installation area of the air compressor is small, and it is suitable for construction in places where space is limited such as densely populated houses and office districts in urban areas.
  • the miniaturization of the air compressor makes it possible to reduce the size of the prime mover that drives the air compressor, so that vibration and noise generated from the prime mover can be kept low.
  • the force S using the excavation bit member 2 provided with six bits 41, 42a, ... in total is not particularly limited.
  • the diameter of the excavation bit member 2 is, for example, 450 to 700 mm.
  • the diameter of the excavation bit member 2 is the same as that of the excavation bit member 2. For example, it can be 4 mm or less. Furthermore, for example, when 6 to 7 bits are provided and the excavation bit member 2 is configured (one in the axial center and five or six in the periphery), the diameter of the excavation bit member 2 is 700 mm or more, for example. can do.
  • a screw shaft having an air supply pipe may be used instead of the kelly rod 7. If the screw shaft is used, the force S can be used to smoothly send (soil) ground rocks and earth (slime) generated during excavation to the ground surface. Further, a spiral blade for earth removal can be provided on the peripheral surface portion of the air tank member 3.
  • the force described in the case where excavation work is performed using the rotary drive device 5 provided with the rotary table is particularly limited to the rotary table. Then, it is possible to adopt known rotary drive means such as a three-point pile driver or leader.
  • FIG. 11 and FIG. 12 are diagrams for explaining a second embodiment of the excavation apparatus for underground excavation according to the present invention.
  • FIG. 11 is an explanatory view of a longitudinal section of the excavator according to the second embodiment
  • FIG. 12 is an explanatory view in plan view showing an internal structure including a rotating body by horizontally sectioning the air guide member shown in FIG. FIG. 9 corresponds to FIG. 7 in the first embodiment.
  • symbol is attached
  • the rotating body 40 controls the opening degrees of the five peripheral sections L3a, 3b, 3c, 3d, and 3e.
  • the three partition holes 5a, 5b, 5c are formed by the rotating body 40a shown in FIG. Opening is controlled. Further, three partition holes 5d, 5e, and 5f (hereinafter referred to as “outer partition holes 5d, 5e, and 5f”) are disposed outside the rotating body 40a.
  • the rotating shaft 4h of the rotating body 40a shown in FIG. 11 is not formed in a cylindrical shape, and an air hose is not connected.
  • the rotating shaft 4h is rotatably provided in the bearing hole 303 at the center of the partition body 300a and does not come out of the bearing hole 303.
  • the above-mentioned inner partition holes 5a, 5b, 5c are arranged at three equal intervals.
  • One of the inner partition holes 5a (located on the right side in Fig. 12) is a peripheral air hole derived from the peripheral piston case member 22b (see Fig. 11) corresponding to the peripheral bit 42a shown in Fig. 1. Connected to the 353.
  • the inner partition hole 5b of the remaining one (lower left of the partition hole 5a in FIG. 12) is a peripheral air hose 354 (see FIG. 11, see FIG. 11) derived from the peripheral piston case member 22b corresponding to the peripheral bit 42c shown in FIG. It is connected to (some are omitted).
  • the other inner partition hole 5c (upper left of the partition hole 5a in FIG.
  • the air hoses 353, 354, 355 to which the inner partition holes 5a, 5b, 5c are connected have the same inner diameter and the same length.
  • the rotating plate 43a has rotating holes 6a, 6b, and 6c that allow the air reservoir 30 to communicate with the inner partition holes 5a, 5b, and 5c.
  • Each inward rotation hole 6a,... Constitutes a communication path through which air flows.
  • the respective rotation holes 6a, 6b, 6c are arranged on a circumference centering on the rotation center of the rotation plate 43a (rotating body 40). Along the direction of rotation a), the required number of intervals are arranged!
  • the rotation holes 6a, 6b, 6c are provided in a total of three locations corresponding to the number of the inner partition holes 5a, 5b, 5c.
  • each of the rotation holes 6a, 6b, 6c is a circular hole, and has the same or almost the same inner diameter as the inner partition holes 5a, 5b, 5c.
  • the inner partition holes 5a, 5b, 5c are provided at equal intervals.
  • the rotation holes 6a,... are rotated so that the opening degree of each partition hole 5a, 5b, 5c gradually increases from the rotation hole 6a on the rotation direction side by the rotation of the rotating body 40a. It is arranged along the rotation direction of the body 40a at different intervals (shifted intervals) instead of at equal intervals.
  • the rotation hole 6a in which the entire inner circle hole 5a on the right side and the entire circle are in communication with each other in Fig. 12 is referred to as a first rotation hole 6a.
  • the second rotation hole 6b and the third rotation hole 6c are sequentially formed from the first rotation hole 6a in the clockwise direction (the direction opposite to the rotation direction) in FIG.
  • the second inner partition hole 5b and the third inner partition hole 5c are formed in order from the right inner partition hole 5a in the clockwise direction (the direction opposite to the rotation direction) in FIG.
  • the second rotation hole 6b is communicated with the second inner partition hole 5b so as to overlap with about 1/3 of its inner diameter
  • the third rotation hole 6c is connected to the third rotation hole 6c.
  • the inner partition hole 5c and the inner diameter are overlapped with each other by about 1/2. The communication state between each rotation hole 6a,... And each inner partition hole 5a,.
  • the base end portion 823 (the lower end portion in FIG. 11) of the rotating body container 82 is fixed slightly inward from the peripheral edge portion of the partition body 300a. Furthermore, the outer partition holes 5d, 5e, 5f, which are the working fluid flow holes, are formed in the section 300a (see also FIG. 12) located between the base end portion 823 and the inner wall surface 304 of the air storage section 30. Are provided at required intervals (in this embodiment, three at equal intervals so as to form vertices of equilateral triangles).
  • One of the outer partition holes 5d is a central bit 41 shown in FIG. Is connected to a central air hose 356 derived from a central piston case member 22a (see FIG. 11) corresponding to Further, the outer partition hole 5e on the other side (located at the lower left in FIG. 12) is connected to a peripheral air hose (not shown) derived from the peripheral piston case member 22b corresponding to the peripheral bit 42b shown in FIG. Yes. Further, the remaining outer partition hole 5f (located at the upper left in FIG. 12) is connected to a peripheral air hose (not shown) derived from the peripheral piston case member 22a force corresponding to the peripheral bit 42e shown in FIG. ing. Each air hose to which these outer partition holes 5d, 5e, 5f are connected has the same diameter and the same length.
  • the excavator la operates as follows. Note that, in principle, the description of the same operations as those shown in the first embodiment is omitted.
  • the air supplied from the blowing hole 340 of the connection joint 34 shown in Fig. 11 strikes the air guide member 8 and is sent to the front side of the air reservoir 30, and a part thereof Is sent to the rotating body 40a in the rotating body container 82.
  • the air sent to the inside of the rotating body container 82 rotates the rotating body 40a shown in FIG. 12 counterclockwise (counterclockwise). And the opening degree of the air storage part 30 and each inner partition hole 5a, 5b, 5c is controlled by rotation of this rotary body 40a. That is, the rotation holes 6a, 6b, 6c shown by solid lines in FIG. 12 coincide with the inner partition holes 5a, 5b, 5c shown by broken lines, so that the air reservoir 30 and the inner partition holes 5a, 5b, 5c communicates with the peripheral bit 42a shown in FIG.
  • the inner partition holes 5a, 5b, 5c are arranged at different intervals (shifted intervals) instead of at equal intervals. And, by rotating the rotating body 40a, the opening degree of each inner partition hole 5a, 5b, 5c gradually increases from the first rotation hole 6a, ... on the rotation direction side, From air reservoir 30 to each peripheral piston case Air is introduced into the material 22b not sequentially but sequentially. As a result, the peripheral bits 42a, 42c, and 42d shown in FIG.
  • peripheral bits 42a, 42c, 42 that are driven to strike while shifting the time sequentially, and the central bit 41 and the peripheral bits 42b, 42e that are simultaneously driven to strike are included.
  • the central bit 41 and the peripheral bits 42b and 42e that are simultaneously driven to strike can apply a large impact force to the ground at the same time.
  • the first embodiment is superior to the second embodiment in terms of reducing vibration and noise, but the second embodiment is superior in excavation work efficiency.
  • the excavator la of the second embodiment is used.
  • the user can increase the work efficiency of excavation and shorten the construction days.
  • the excavator 1 according to the first embodiment (see FIG. 2) is used as the first stage to dig from the ground surface to the required depth, and then the excavator la according to the second embodiment as the second stage. If excavation work is carried out after the replacement (see Fig. 11), the vibration and noise around the site will be kept to a minimum while the excavation work efficiency will be improved and the number of construction days Can be shortened.
  • the second embodiment is superior in reducing vibration and noise. Needless to say.
  • the force S that can drive the central bit 41 and the peripheral bits 42b, 42e at the same time S is driven simultaneously.
  • FIG. 13 shows various types of drilling rigs manufactured by changing the number and positions of bits, and schematically shows a state where the drilling rig is viewed from the tip of the bit.
  • each bit 47 is indicated by a small circle
  • the drill bit member 2 is indicated by a large circle.
  • the number and positions of all bits are not particularly limited to those in the first embodiment or the second embodiment (the third embodiment or the fourth embodiment to be described later).
  • the rigging device Id ⁇ ; 11 is considered. That is, as shown in FIG. 13, for example, four to ten places can be provided, or three places or eleven places or more can be provided. It is also possible to provide one, two, three or more in the center where the central bit 47 can be omitted.
  • FIG. 14 to 16 are views for explaining a third embodiment of the excavation apparatus for underground excavation according to the present invention.
  • FIG. 14 is a longitudinal sectional view of the excavator according to the third embodiment
  • FIG. 15 is FIG. 15 (a) is the same longitudinal sectional view shown in FIG. 4 (a)
  • FIG. 5 (b) is a drill bit member.
  • FIG. 16 is a longitudinal cross-sectional explanatory view of another piston case member housed therein
  • FIG. 16 is a perspective explanatory view showing a fluid guide member arranged in an air tank member of the excavator shown in FIG.
  • Excavator lb will be described.
  • the same or equivalent parts as those in the first and second embodiments are denoted by the same reference numerals. Further, the description of the portions described in the first and second embodiments is omitted, and the differences are mainly described.
  • the drilling device lb is configured such that each bit 41,... Related to the drilling bit member 2 is driven at the same time but not at the same time.
  • the drill bit member 2 is provided with five peripheral piston case members 22b,. And this central screw Ton case member 22a and the other five peripheral piston case members 22b,... Are the length of each piston case body 220a, 220b and the size 1S of each piston 61, 61b accommodated. Each is different.
  • the longitudinal length of the piston case body 220b of the peripheral piston case member 22b shown in FIG. Is getting shorter. That is, the distance L2 from the air distributor beater 64 to the bit 42a shown in FIG. 15 (b) is shorter than the distance L1 from the air distributor beater 64 to the bit 41 shown in FIG. 15 (a).
  • 61b has a shorter length in the longitudinal direction. In other words, the shorter piston 61b is lighter in weight than the piston 61.
  • the peripheral piston case member 22b shown in FIG. It can be set at any time by driving 1400 times, which is about 200 times a minute.
  • the remaining four peripheral piston case members 22b corresponding to the other bits 42a, 42c, 42d, 42e are similarly provided with the length of each piston case body 220b. And the size of each accommodated piston is different from each other. As a result, the number of hits per minute differs from each other (for example, bit 42a per minute (up to 1600 times, bit 42c (up to 1800 times, bit 42d (up to 2000 times, bit 42e ( As a result, each of the six bits 41 shown in Fig. 1 can move up and down while exchanging time with each other and excavate the ground.
  • each bit 41, ⁇ as described above varies depending on the hardness of the formation to be excavated even with the same bit.
  • each bit 41, ⁇ ⁇ ⁇ after the striking of the ground quickly follows the return of each piston 61, ⁇ ⁇ The number of hits increases.
  • each piston case body 220a, 220b has a hole 211 (not visible in Fig. 3) that is a path of the working fluid, and the base end
  • the side has a convex cross section.
  • the convex portion constitutes the insertion portion 222, and the insertion portion 222 is inserted into the air tank member 3 and attached.
  • the driving means in each piston case member 22a is driven by the air sent from the air tank member 3 through the insertion portion 222 of the connection body 21.
  • a piston case casing 232 (see FIG. 14), which is a cylindrical and elongated casing, is accommodated inside the piston case mounting body 23.
  • the piston case main body 220a and 220b are attached to the piston case casing 232 in a state where they are inserted.
  • the piston case casing 232 is provided in the same number as the piston case bodies 220a and 220b, and the axial center direction thereof is the same as the longitudinal direction of the piston case mounting body 23.
  • Sand 230 (see Fig. 2) is provided as a vibration-proof material and / or a sound-proof material in the gap formed between the piston case main bodies 220a and 220b in the piston case mounting body 23 (tubular main body 231). Filled.
  • the front ends of the piston case bodies 220a and 220b partially protrude from the front cover body 233.
  • the base end side of the substantially cylindrical drive chuck 24 shown in FIG. 3 is attached to the hole (not shown) of this protruding portion with a slight push.
  • the base side of each bit 41,... Is stored in the hole 241 on the front end side of the drive chuck 24 via the chuck guide 25 so as to freely advance and retract.
  • the other end portions (the upper end portion in FIG. 14) of the air hoses 351 and 352 are the partition holes 3a, 3d, and 3f (the three partition holes are shown in FIG. 14) that are the flow holes for the working fluid formed in the partition body 300.
  • the remaining three partition holes (not shown) are connected to each other).
  • Each partition hole 3 a,... and the air hoses 351 and 352 constitute a working fluid circulation section for sending the working fluid to the piston case members 22a and 22b.
  • each partition hole 3a is a circular hole.
  • Each partition hole 3a is provided corresponding to the number of piston case members 22a and 22b. That is, a single partition hole 3f (hereinafter sometimes referred to as “central partition hole 3f”) is provided at the center of the partition 300, and the partition hole is formed on the circumference centering on the central partition hole 3f. 3a, 3d, 3f, ⁇ (Hereinafter, “Each peripheral partition hole 3 aj and! /” May be provided) at five equal intervals.
  • An air hose 351 (see Fig. 14; hereinafter referred to as "central air hose 351") derived from the central piston case member 22a corresponding to the central bit 41 shown in Fig. 1 is connected to the central partition hole 3f. Yes.
  • the remaining peripheral partition holes 3a surrounding the central partition hole 3f are air hoses 352 derived from the piston case member 22b corresponding to the peripheral bits 42a shown in FIG. , “Ambient air hose 352”).
  • the central air hose 351 and each peripheral air hose 352 have the same inner diameter and length.
  • an air guide member 8a which is a working fluid guide member for guiding the air supplied from the connection joint 34 to each partition hole 3a of the partition body 300, is provided.
  • the air guide member 8a has a shape like a bowl.
  • the air guide member 8a is composed of a hemispherical (ball-shaped) air guide receiving portion 81 for receiving air from the blowout hole 340 of the connection joint 34, and a substantially conical conical wall portion supporting the air guide receiving portion 81.
  • the support 83 is formed.
  • the base end portion 823 (the lower end portion in FIG. 14) of the support 83 is a force S fixed near the periphery of the partition 300, and is directly or indirectly applied to the inner wall surface 304 of the air reservoir 30. It can also be fixed to.
  • the support 83 shown in FIG. 6 is provided with intake holes 821 that are a required number of intake portions for taking air into the support 83.
  • the number of intake holes 821 is equal to the required number of the support 83 at the same interval along the circumferential direction of the support 83 (on the upper side in FIG. 16) and near the base (the lower side in FIG. 16). In the embodiment, there are a plurality of 8 locations).
  • Each intake hole 821 is provided so as to be inclined downward in FIG. 14 so as to be discharged toward each partition hole 3a,.
  • the installation method of the rotary excavator 6 and the procedure up to the start of work are the same as those in the first and second embodiments, so the explanation is omitted, and the operation after the air is sent from the supply pipe 72 to the excavator lb. This will be described below.
  • the air sent from the supply pipe 72 to the drilling equipment lb is sent to the drilling equipment lb through the air supply pipe of the kelly rod 7.
  • the air sent to the excavator lb is discharged from the blowing hole 340 of the connection joint 34 shown in FIG.
  • each piston case member 22a the length of the piston case main body 220a, 220b and the size of each of the pistons 61b, ⁇ are different from each other, The number of hits is different from each other. As a result, the bits 41 and 42a move up and down with a time lag, and do not hit the ground continuously. In addition, since the bits 41 and 42 are small in diameter with respect to the hole to be drilled, the impact of the ground received by each hit of the bits 41 and 42-times is small.
  • the driving means such as the piston 61 for operating the respective bits 41,... are accommodated in the piston case main bodies 220a and 220b, and further, are formed by a cylindrical piston case casing 232. Further, it is housed in a cylindrical main body 231 filled with sand 230 which is a vibration-proof material and / or a sound-proof material. This occurs when driving means is driven. Sound and vibration are prevented from leaking and transmitted to the outside, enabling low noise and vibration.
  • FIG. 17 is a partial enlarged cross-sectional explanatory view for explaining the excavation apparatus for underground excavation according to the fourth embodiment, and shows a part including the air hose in an enlarged manner so that the thickness of the air hose can be clearly understood.
  • FIG. 17 is a partial enlarged cross-sectional explanatory view for explaining the excavation apparatus for underground excavation according to the fourth embodiment, and shows a part including the air hose in an enlarged manner so that the thickness of the air hose can be clearly understood.
  • each piston case main body 220a, 220b and other conditions including the size of the accommodated piston are the same.
  • the piston case members 22a and 22b are all the same except for the force having the central bit 41 and the difference between having the peripheral bit 42a!
  • the bits 41,... are driven not at the same time but at different times from each other.
  • the air hoses 351, 352 a connected to the piston case members 22 a, 22 b are used. , 352b, 352c -... Accordingly, the arrival time of the air introduced from the air reservoir 0 to each piston case member 22a, 22b is shifted, and the timing at which each bit 41,...
  • each air hose 351, 352a, 352b, 352c not only the diameter of each air hose 351, 352a, 352b, 352c, but also the length of the air hoses 351, 352c, ... also changes the length of the air hose so that the arrival time of the air introduced into each piston case member 22a, 22b is displaced. It may be generated.
  • the conventional excavator requires a relatively large air compressor, whereas in the present invention, it is only necessary to drive a relatively small bit, so a working fluid for advancing and retracting one bit (for example, air)
  • a working fluid for advancing and retracting one bit for example, air
  • the supply device for supplying the working fluid for example, an air compressor when the working fluid is air
  • the installation area of the supply device can be reduced, and it is suitable for construction in places with limited housing space, such as densely populated houses and office districts in urban areas.
  • driving means such as an engine for driving the supply device, so that vibration and noise generated from the drive means can be suppressed low.
  • the rotating body has working fluid receiving blades for receiving the working fluid and rotating the rotating body, the rotating body rotates by itself without receiving any other power. Compared to the case, the structure is complicated and the number of parts can be prevented from increasing. (c) In the case where the rotating body has a working fluid supply hole that communicates the fluid reservoir and each flow port separately from the communication hole, the bit is driven quickly so that a smooth excavation work is possible.
  • Bits that are driven by striking while shifting the time from each other are those that have multiple bits that are driven separately and simultaneously driven by a plurality of bits that are driven simultaneously. Since the impact force can be applied, the excavation work efficiency is high. In addition, it is equipped with a plurality of bits that are driven to strike while shifting the time, so that the number of construction days required for excavation work can be shortened compared to the case where all the bits are driven to drive while shifting the time.

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Abstract

　低振動、低騒音で掘削作業ができるようにした地中掘削用の掘削装置、回転式掘削機及び地中掘削工法を提供する。 　地中掘削用の掘削装置１は、掘削装置本体２よりも外径が小さく、掘削側へ進退する複数のビット４２ａ，・・・と、作動流体のエネルギーによって各ビット４２ａ，・・・に打撃力を与えるピストン６１を内蔵するピストンケース部材２２ｂ，・・・と、各ピストンケース部材２２ｂ，・・・に送られる作動流体を貯留する流体貯留部３０と、各ピストンケース部材２２ｂ，・・・に送られる作動流体が通る作動流体流通経路３５２と、上記流体貯留部３０から各作動流体流通経路３５２の流通口３ａ，・・・へ作動流体を送るべく、流体貯留部３０と各流通口３ａ，・・・を連通させる複数の連通孔４ａ，・・・を備えた回転体４０を備えている。

Description

明 細 書
地中掘削用の掘削装置、回転式掘削機及び地中掘削工法
技術分野
[0001] 本発明は、地中掘削用の掘削装置、回転式掘削機及び地中掘削工法に関する。
更に詳しくは、低振動、低騒音で掘削作業ができるようにした地中掘削用の掘削装 置、回転式掘削機及び地中掘削工法に関する。
背景技術
[0002] 土木や建築の分野において、主に岩盤、転石、コンクリート等がある硬質の地盤の 掘削に「ダウンザホールノ、ンマ」と称される掘削装置が使用されている。ダウンザホー ノレノヽンマは、圧縮空気を供給して内部のピストンを駆動させることにより、先端のハン マビットを上下動させ、その打撃によって掘削を行うものである（例えば特許文献 1参 昭）
特許文献 1 :特開平 9 328983号公報 (第 1図）
[0003] また、らせん形の錐で孔を掘削する「アースオーガ」と称される掘削装置もあるが、 アースオーガは上記したダウンザホールノヽンマと比べ、岩盤、転石、コンクリート等が 存在する硬質の地盤の掘削には適して!/、なレ、。
発明の開示
発明が解決しょうとする課題
[0004] 特許文献 1の第 1図に示すように、従来のダウンザホールノヽンマでは、掘削する孔 とほぼ同じ径のハンマビットを上下動させて地盤を打撃するため、一回の打撃ごとに 受ける地盤の衝撃が大きぐ掘削時に激しい騒音と振動が発生していた。このため、 より低振動、低騒音での作業が望まれる例えば住宅密集地や都市部のオフィス街で の使用には、適していなかった。
[0005] このように、低振動、低騒音での作業が強く望まれる場所では、騒音と振動の発生 を防止することが最重要課題の一つではあるが、多少の振動や騒音が発生しても支 障がない場所 (住宅密集地やオフィス街から少し離れた場所等）では、掘削作業の 効率を高めて施工日数を短縮することも重要である。即ち、施工日数の短縮によって コスト縮減を図ることができると共に、ひいては現場周辺に及ぼす振動 ·騒音被害の 発生日数の短縮にも繋がるからである。
[0006] (本発明の目的）
そこで本発明の目的は、低振動、低騒音で掘削作業ができるようにした地中掘削 用の掘削装置、回転式掘削機及び地中掘削工法を提供することにある。
[0007] 本発明の他の目的は、低振動、低騒音で掘削作業ができると共に、掘削作業の効 率を高めることによって掘削作業に要する施工日数を短縮できるようにした地中掘削 用の掘削装置、回転式掘削機及び地中掘削工法を提供することにある。
その他の本発明の目的は以下の説明から明らかになろう。
課題を解決するための手段
[0008] 上記目的を達成するために本発明が講じた手段は次のとおりである。
なお、後述する作用の説明の理解を助けるため、図面において使用した符号を括 弧を用いて記載している力 S、各構成要件を図面記載のものに限定するものではない
〇
[0009] 本発明は、掘削装置本体 (2)よりも外径が小さぐ掘削側へ進退する複数のビット (42 a，42b，42c，42d，42e)と、ビット (42a，42b，42c，42d，42e)の数に対応して掘削装置本体 (2) 内に複数収容されており、作動流体のエネルギーによって各ビット (42a，42b，42c，42d， 42e)に打撃力を与えるピストン (61)を内蔵するピストンケース部材 (22b，22b，22b，22b，2 2b)と、各ピストンケース部材 (22b，22b，22b，22b，22b)に送られる作動流体を貯留する流 体貯留部 (30)と、上記ピストンケース部材 (22b，22b，22b，22b，22b)の数に対応して複数 設けてあり、各ピストンケース部材 (22b，22b，22b，22b，22b)に送られる作動流体が通る 作動流体流通経路 (352，352，352，352，352)と、上記流体貯留部 (30)から各作動流体 流通経路 (352，352，352，352，352)の流通口（3a，3b，3c，3d，3e)へ作動流体を送るベぐ流 体貯留部 (30)と各流通口（3a，3b，3c，3d，3e)を連通させる複数の連通孔 (4a，4b，4c，4d，4e )を備えた回転体 (40)と、を有しており、上記各ビット (42a，42b，42c，42d，42e)が互いに 時間をずらしながら打撃駆動するようにすベぐ上記流通口 (3a，3b，3c，3d，3e)は回転 体 (40)の回転方向に沿って設けてあり、上記連通孔 (4a，4b，4c，4d，4e)は、各流通口（3a ，3b，3c，3d，3e)と同時に同じ開度で連通することを防ぐために各流通口（3a，3b，3c，3d，3e )の配置とは異なる配置で回転方向に沿って設けられている、地中掘削用の掘削装 置である。
[0010] 上記発明に係る回転体 (40)は、作動流体を受けて回転体 (40)を回転させるための 作動流体受け羽根 (45)を備えて!/、るものであってもよ!/、。
[0011] 上記発明に係る回転体 (40)は、連通孔 (4a，4b，4C，4d，4e)とは別に、流体貯留部 (30)と 各流通口（3a，3b，3c，3d，3e)を連通させる作動流体供給孔 (46)を備えており、該作動流 体供給孔 (46)はビット (42a，42b，42c，42d，42e)に打撃力を与えるために必要な作動流 体の一部を供給するために連通孔 (4a，4b，4c，4d，4e)よりも内径が小さく設定されてい るものであってもよい。
[0012] 上記発明は、互いに時間をずらしながら打撃駆動する複数のビット (42a，42c，42d)と は別途独立して同時に打撃駆動する複数のビット (41，42b，42e)を備えており、別途独 立して駆動する該ビット (41，42b，42e)に対応する各ピストンケース部材 (22a，22b，22b) の作動流体流通経路 (352，352，352，352，352)は、回転体 (40)による制御を受けることな く流体貯留部 (30)と常時連通した状態となって!/、るものであってもよ!/、。
[0013] また、本発明は、掘削装置本体 (2)よりも外径が小さぐ掘削側へ進退する複数のビ ット (42a，42b，42c，42d，42e)と、ビット (42a，42b，42c，42d，42e)の数に対応して掘削装置本 体 (2)内に複数収容されており、作動流体のエネルギーによって各ビット (42a，42b，42c ，42d，42e)に打撃力を与えるピストン (61)を内蔵するピストンケース部材 (22a，22b，22b，2 2b，22b，22b)と、各ピストンケース部材 (22a，22b，22b，22b，22b，22b)に送られる作動流体 を貯留する流体貯留部 (30)と、上記ピストンケース部材 (22a，22b，22b，22b，22b，22b)の 数に対応して複数設けてあり、上記流体貯留部 (30)から各ピストンケース部材 (22a，22 b，22b，22b，22b，22b)に送られる作動流体が通る作動流体経路 (351，352，352，352，352， 352)と、を有しており、各ピストンケース部材 (22a，22b，22b，22b，22b，22b)は、ピストンケ 一ス部材 (22a，22b，22b，22b，22b，22b)にそれぞれ設けてある各ビット (41，42a，42b，42c，4 2d， 42e)が互いに時間をずらしながら打撃駆動するようにすベぐビット (41，42a，42b，42 c，42d，42e)に打撃力を与えるために往復運動するピストン (61)の移動距離、ピストン (6 1)の大きさ、ピストン (61)の重さからなる群から選ばれた少なくとも一つが各ピストンケ 一ス部材 (22a，22b，22b，22b，22b，22b)毎に異なるように設定されている、地中掘削用の 掘削装置である。
[0014] 更に、本発明は、掘削装置本体 (2)よりも外径が小さぐ掘削側へ進退する複数のビ ット (42a，42b，42c，42d，42e)と、ビット (42a，42b，42c，42d，42e)の数に対応して掘削装置本 体 (2)内に複数収容されており、作動流体のエネルギーによって各ビット (42a，42b，42c ，42d，42e)に打撃力を与えるピストン (61)を内蔵するピストンケース部材 (22a，22b，22b，2 2b，22b，22b)と、各ピストンケース部材 (22a，22b，22b，22b，22b，22b)に送られる作動流体 を貯留する流体貯留部 (30)と、上記ピストンケース部材 (22a，22b，22b，22b，22b，22b)の 数に対応して複数設けてあり、上記流体貯留部 (30)から各ピストンケース部材 (22a，22 b，22b，22b，22b，22b)に送られる作動流体が通る作動流体経路 (351，352，352，352，352， 352)と、を有しており、各作動流体経路 (351，352a，352b，352c ' · の作動流体が通る 内径は、各ピストンケース部材 (22a，22b，22b，22b，22b，22b)にそれぞれ設けてあるビッ ト (41，42a，42b，42c，42d，42e)が互いに時間をずらしながら打撃駆動するようにすべく、 各ピストンケース部材 (22a，22b，22b，22b，22b，22b)毎に異なるように設定されている、地 中掘削用の掘削装置である。
[0015] 上記発明は、流体貯留部 (30)には、流体貯留部 (30)に供給された作動流体を受け て流通口 (3a，3b，3c，3d，3e)に案内する作動流体案内部材 (8)が設けてあるものであつ てもよい。
[0016] 上記発明は、掘削装置本体 (2)には、各ピストンケース部材 (22a，22b，22b，22b，22b，2 2b)の周りを囲むようにして防振材または/及び防音材 (230)が設けてあるものであつ てもよい。
[0017] 本発明は、上記いずれかに記載の掘削装置 (l，la，lb，lc)と、該掘削装置 (l，la，lb，l c)に回転運動を与えることができる回転駆動装置 (5)とを備えた、回転式掘削機である
〇
[0018] 更に、本発明は、上記いずれかに記載の掘削装置 (l，la，lb，lc)を使用した地中掘 削工法であって、掘削装置 (l，la，lb，lc)に回転運動を与えながら地中掘削を行う地 中掘削工法、である。
[0019] 本明細書及び特許請求の範囲にいう「作動流体」としては、エア (例えば圧搾空気） 等の気体や、水、油などいつた液体を採用することができる。 [0020] 回転体の回転方向に沿ってそれぞれ設けてある作動流体流通経路の流通口の数 と回転体の連通孔の数は、連通孔が各流通口と同時に同じ開度で連通することを防 ぐこと力 Sできれば、同数であっても、異なる数（多いまたは少ない）であっても良い。
[0021] 連通孔が各流通口と同時に同じ開度で連通することを防ぐための連通孔と流通口 の配置としては、以下のような場合を挙げることができる。
連通孔と流通口が同数であれば、連通孔と流通口のいずれか一方を等間隔とし、 連通孔と流通口のいずれか他方を等間隔ではなぐ間隔をずらして配置することがで きる。また、どちらも等間隔に配置せずにずらして配置しても良い。更に連通孔の数と 流通口の数が異なる場合は、その数によってはどちらも等間隔に配置しても良い場 合がある。例えば回転体の回転方向に沿って等間隔に五箇所設けてある流通口に 対し、連通孔を六個所設けた場合には連通孔を等間隔で配置した場合であっても、 連通孔が各流通口と同時に同じ開度で連通することを防ぐことができる。
[0022] 本明細書及び特許請求の範囲に!/、う「防振材または/及び防音材」には、防振材 または防音材のレ、ずれか一方を含む場合もあるし、あるいは防振材及び防音材の両 方（防振及び防音の両方の作用を備えたものも含む）を含む場合もある。
[0023] (作 用）
本発明に係る地中掘削用の掘削装置は、掘削装置本体 (2)よりも外径が小さぐ掘 削側へ進退する複数のビット (42a，42b，42c，42d，42e)を備え、次のように作用する。
[0024] (a)回転体 (40)が回転することで、回転体 (40)に設けてある複数の連通孔 (4a，4b，4c，4 d，4e)を介して流体貯留部 (30)と各作動流体ピストン経路 (352，352，352，352，352)の流 通口（3a，3b，3c，3d，3e)とが連通する。これにより、流体貯留部 (30)から各作動流体ビス トン経路 (352，352，352，352，352)へ作動流体が送られる。その結果、各ピストンケース 部材 (22b，22b，22b，22b，22b)に内蔵されたピストン (61)によって各ビット (42a，42b，42c，42 d，42e)に打撃力が与えられて、各ビット (42a，42b，42c，42d，42e)は掘削装置本体 (2)の 掘削側へ進退して掘削を行う。
[0025] 更に本発明では、各流通口（3a，3b，3c，3d，3e)は、連通孔 (4a，4b，4c，4d，4e)との連通が 可能なように上記回転体 (40)の回転方向に沿って設けてあり、各連通孔 (4a，4b，4c，4d， 4e)は、各流通口 (3a，3b，3c，3d，3e)と同時に同じ開度で連通することを防ぐために、各 流通口（3a，3b，3c，3d，3e)の配置とは異なる配置で設けられている。これによつて、同時 に同じ流量の作動流体が流体貯留部 (30)から各ピストンケース部材 (22a，22b，22b，22b ，22b)に送られることが防止される。その結果、各ビット (42a，42b，42c，42d，42e)は互い に時間をずらしながら打撃駆動する。したがって、各ビット (42a，42b，42c，42d，42e)の一 回の打撃ごとに受ける地盤の衝撃は小さい。
[0026] (b)作動流体を受けて回転体 (40)を回転させるための作動流体受け羽根 (45)を回転 体 (40)が備えているものは、回転体 (40)は他から動力を受けないで自ら回転する。よ つて、他の動力を備えている場合と比べて、構造が複雑になったり、部品点数が多く なったりすることを防止できる。
[0027] (c)回転体 (40)が連通孔 (4a，4b，4c，4d，4e)とは別に、流体貯留部 (30)と各流通口（3a，3b ，3c，3d，3e)を連通させる作動流体供給孔 (46)を備えているものは、回転体 (40)の回転 に伴い、連通孔 (4a，4b，4c，4d，4e)よりも内径が小さい作動流体供給孔 (46)を介して上 記流体貯留部 (30)から流通口（3a，3b，3c，3d，3e)へ作動流体が送られ、ビット (42a，42b，4 2c，42d，42e)に打撃力を与える前の待機状態までピストン (61)が移動する。これにより、 連通孔 (4a，4b，4c，4d，4e)が流通口（3a，3b，3c，3d，3e)と連通すると、ビット (42a，42b，42c，4 2d， 42e)は迅速に打撃駆動し、円滑に掘削を行う。
[0028] (d)互いに時間をずらしながら打撃駆動する複数のビット (42a，42c，42d)とは別途独立 して同時に打撃駆動する複数のビット (41，42b，42e)を備えているものは、同時に打撃 駆動される複数のビット (41，42b，42e)により地面に対して同時に大きな衝撃力を与え ること力 Sできるため、すべてのビットが互いに時間をずらしながら打撃駆動するものと 比べて、掘削の作業効率が高い。
[0029] (e)作動流体を貯留する流体貯留部 (30)から、作動流体が各作動流体ピストン経路（ 351，352，352，352，352，352)を通って各ピストンケース部材 (22a，22b，22b，22b，22b，22b) に送られる。これにより、各ピストンケース部材 (22a，22b，22b，22b，22b，22b)に内蔵され たピストン (61)が掘削のための打撃力を各ビット (41，42a，42b，42c，42d，42e)に与える。
[0030] 更に本発明では、ビット (41，42a，42b，42c，42d，42e)に打撃力を与えるために往復運 動するピストン (61)の移動距離、ピストン (61)の大きさ、ピストン (61)の重さからなる群か ら選ばれた少なくとも一つが各ピストンケース部材 (22a，22b，22b，22b，22b，22b)毎に異 なるように設定されているか、あるいは各作動流体経路 (351，352a，352b，352c ' · ·)を通 る作動流体の内径が各ピストンケース部材 (22a，22b，22b，22b，22b，22b)毎に異なるよう に設定されてレ、るので、その他のピストンケース部材 (22a，22b，22b，22b，22b，22b)の条 件を同じにすることにより、各ビット (41，42a，42b，42c，42d，42e)が互いに時間をずらしな がら打撃駆動する。したがって、ビット (41，42a，42b，42c，42d，42e)の一回の打撃ごとに 受ける地盤の衝撃は小さい。
[0031] (f)流体貯留部 (30)に作動流体案内部材 (8)が設けてあるものは、作動流体案内部材 (8)が流体貯留部 (30)に供給された作動流体を受けて流通口 (3a，3b，3c，3d，3e)に案内 され、回転体 (40)の各連通孔 (4a，4b，4C，4d，4e)に均等またはできるだけ均等に作動流 体が送られる。または、作動流体案内部材 (8)が流体貯留部 (30)に供給された作動流 体を受けて各作動流体経路 (351，352，352，352，352，352)(351，352a，352b，352c ' · ·)に 案内され、各作動流体経路 (351，352，352，352，352，352)(351，352a，352b，352c ' · に均 等またはできるだけ均等に作動流体が送られる。
これにより、各ピストンケース部材 (22a，22b)に送られる作動流体にムラが生じること を防止でき、その結果、各ビット (42a，42b，42c，42d，42e)毎の衝撃力を同じかできるだ け同じにして掘削面を均等に打撃できるようになる。
[0032] (g)掘削装置本体 (2)にピストンケース (22)の周りを囲むようにして防振材または/及 び防音材 (230)が設けてあるものでは、ピストンの駆動時に発生する振動や音を防振 材または/及び防音材 (230)が緩和する。
[0033] (h)本発明に係る回転式掘削機は、回転駆動装置 (5)によって掘削装置 (l)(lb)に回 転運動を与えながら掘削作業を行う。回転運動を与えることにより、掘削装置 (l)(lb) が有するビット (42a，42b，42c，42d，42e)の掘削位置が掘削面に対して移動する。これに より、ビット (42a，42b，42c，42d，42e)が掘削面全体を満遍なく打撃する。
発明の効果
[0034] 本発明は上記構成を備え、次の効果を有する。
(a)本発明に係る掘削装置によれば、ビットに打撃力を与えるために往復運動するピ ストンの移動距離、ピストンの大きさ、ピストンの重さからなる群から選ばれた少なくと も一つが各ピストンケース部材毎に異なるように設定されている力、、あるいは各作動 流体経路を通る作動流体の内径が各ピストンケース部材毎に異なるように設定され ているので、その他のピストンケース部材の条件を同じにすることにより、各ビットは互 いに時間をずらして打撃駆動する。
よって、掘削する孔とほぼ同じ径のハンマビットを上下動させて地盤を打撃していた 従来のダウンザホールノヽンマに比べて、ビット一回の打撃ごとに受ける地盤の衝撃は 小さぐ低振動、低騒音で掘削作業ができる。したがって、より低振動、低騒音での作 業が望まれる住宅密集地や都市部のオフィス街などでの使用に適して!/、る。
また、従来の掘削装置では比較的大きなエアコンプレッサーが必要であつたのに 対し、本発明では、比較的小さなビットを駆動させれば良いので一つのビットを進退 させるための作動流体 (例えばエア）の消費量が小さぐその結果、作動流体を供給 する供給装置 (例えば、作動流体がエアの場合にはエアコンプレッサー）を小型化で きる。よって、供給装置の設置面積も小さくて済み、住宅密集地や都市部のオフィス 街等と!/、つたスペースの限られた場所での施工に好適である。また供給装置の小型 化により、供給装置を駆動させるエンジン等の駆動手段の小型化も可能となるので、 駆動手段から発生する振動や騒音も低く抑えることができる。
[0035] (b)回転体が作動流体を受けて回転体を回転させるための作動流体受け羽根を備 えているものは、回転体は他から動力を受けないで自ら回転するので、他の動力を 備えている場合と比べて、構造が複雑になったり、部品点数が多くなつたりすることを 防止できる。
[0036] (c)回転体が連通孔とは別に、流体貯留部と各流通口を連通させる作動流体供給孔 を備えているものは、ビットは迅速に打撃駆動するので、円滑な掘削作業が可能であ
[0037] (d)互いに時間をずらしながら打撃駆動するビットとは、別途独立して同時に打撃駆 動する複数のビットを備えているものは、同時に打撃駆動される複数のビットにより地 面に対して同時に大きな衝撃力を与えることができるため、掘削の作業効率が高い。 また、互いに時間をずらしながら打撃駆動する複数のビットも備えているので、すべ てのビットが時間をずらしながら打撃駆動するものと比べ、掘削作業に要する施工日 数を短縮できる。 [0038] (e)流体貯留部に作動流体案内部材が設けてあるものは、各ピストンケース部材に 送られる作動流体にムラが生じることを防止でき、各ビット毎の衝撃力を同じかできる だけ同じにして掘削面を均等に打撃できるようになる。
[0039] (f)掘削装置本体にピストンケースの周りを囲むようにして防振材または/及び防音 材が設けてあるものでは、ピストンの駆動時に発生する振動や音が外に漏れたり伝わ ることをより効果的に防止できる。
[0040] (g)本発明に係る回転式掘削機及び地中掘削工法によれば、上記した効果を備え た掘削装置に回転運動を与えながら使用することにより、低振動、低騒音での掘削 作業ができる。
図面の簡単な説明
[0041] [図 1]第 1実施形態に係る掘削装置を先端側から見た斜視説明図。
[図 2]図 1に示す掘削装置の縦断面説明図。
[図 3]図 1に示す掘削装置の分解斜視説明図。
[図 4]掘削ビット部材に収容されているピストンケース部材を縦断面して内部構造を表 した側面視説明図。
[図 5]図 2に示す掘削装置のエアタンク部材内に配置される流体案内部材を示す斜 視説明図。
[図 6]図 5に示す流体案内部材の内部に配置される回転体を示す斜視説明図。
[図 7]図 5に示す流体案内部材を水平方向に断面して回転体を含む内部構造を表し た平面視説明図。
[図 8]図 7に示した回転体の回転状態を経時的に示した一部省略説明図。
[図 9]掘削装置と回転駆動装置で主に構成される回転式掘削機を示す側面視説明 図。
[図 10]図 2に示した回転体の他の実施例を示す部分拡大説明図。
[図 11]第 2実施形態に係る掘削装置の縦断面説明図。
[図 12]図 11に示すエア案内部材を水平方向に断面して回転体を含む内部構造を表 した平面視説明図。
[図 13]ビットの数や位置を変えて製造した掘削装置の各種のノ リエーシヨンを示す概 略説明図。
[図 14]第 3実施形態に係る掘削装置の縦断面説明図。
[図 15]図 15(a)は図 4(a)で示した同じ縦断面説明図、図 5(b)は掘削ビット部材に収容 されて!/、る他のピストンケース部材の縦断面説明図。
[図 16]図 14に示す掘削装置のエアタンク部材内に配置される流体案内部材を示す 斜視説明図。
[図 17]第 4実施形態に係る地中掘削用の掘削装置を説明するための部分拡大断面 説明図。
符号の説明
1 , la, lb, lc掘削装置
2掘削ビット部材
3エアタンク部材
3a, 3b, 3c, 3d, 3e, 3f 区画孑し
4a, 4b, 4c, 4d, 4e, 4f 回転孑し
4g回転軸
4h回転軸
5回転駆動装置
5a, 5b, 5c, 5d, 5e, 5f 区画孑し
6回転式掘削機
6a, 6b, 6c回転孑し
7ケリーロッド
8エア案内部材
21接続体、 22a，22bピストンケース部材、 23ピストンケース取付体
24ドライブ、チャック、 25チャックガイド、 26フラットバー
30エア貯留部、 31ボルト、 32ナット、 33連結体、 34連結ジョイント、 36 径小部分
40, 40a回転体、 41 , 42a〜42e周辺ビット、 43, 43a回転板、 44a軸部、 4 5エア受け羽根、 46エア供給孔、 47ビット 50回転駆動装置本体、 51ドライブブッシュ、 52アウトリガ
61 , 61bピストン、 62シリンダー、 63チェックノ ノレフ、、、 64ェ：
タ、 65バルブスプリング、 66フートバルブ
71支持軸、 72供給管、 73ワイヤ
81エア案内受部、 82回転体収容体、 83支持体
21 1孑し、 220, 220a, 220bビス卜ンケース本体、 222差込部、 230砂、 231 筒状本体、 232ピストンケースケーシング、 233先部カバー体、 234基部カバ 一体、 235, 236挿通孑し、 241孑し、 242回り止め咅 ^ 251ボノレ卜、 252ナツ ト、 253, 254凹部、 255取付孔、 256凹部
300, 300a区画体、 301転動体、 303車由受孑 304内壁面、 331連結孑し、 340吹き出し孑し、 351 , 352, 352a, 352b, 352cエアホース、 353—355周 辺エアホース、 356中央エアホース、 361フラットバー
41 1 , 421ヘッド部、 412ボタンチップ、 421ヘッド部、 441他端部、 451支 持部
600仮設足場
821取入部、 822取入管、 823基端部
発明を実施するための最良の形態
[0043] 以下、本発明を各実施形態により説明するが、本発明はこれらに限定されるもので はない。
[0044] [第 1実施形態]
図 1ないし図 9は、本発明に係る地中掘削用の掘削装置の第 1実施形態を説明す るための図である。
図 1は第 1実施形態に係る掘削装置を先端側から見た斜視説明図、図 2は図 1に示 す掘削装置の縦断面説明図、図 3は図 1に示す掘削装置の分解斜視説明図であり、 エアタンク部材と、エアタンク部材から取り外した掘削ビット部材を分解した状態で示 している。なお、図 3においてエアタンク部材 3の基部側（上方側）は図示を省略して いる。
図 4は掘削ビット部材に収容されているピストンケース部材を縦断面して内部構造 を表した側面視説明図であり、内蔵されたピストンが上下動（進退動）している状態を 図 4(a)〜(d)で経時的に示している。
[0045] 図 5は図 2に示す掘削装置のエアタンク部材内に配置される流体案内部材を示す 斜視説明図、図 6は図 5に示す流体案内部材の内部に配置される回転体を示す斜 視説明図、図 7は図 5に示す流体案内部材を水平方向に断面して回転体を含む内 部構造を表した平面視説明図、図 8(a)ないし (d)は、図 7に示した回転体の回転状態 を経時的に示した一部省略説明図であり、図 8(a)は図 7に示す状態に対応している。 なお、図 8では、図 7で示したエア受け羽根 45とエア供給孔 46を省略している。
[0046] 図 9は掘削装置と回転駆動装置で主に構成される回転式掘削機を示す側面視説 明図である。
図 9に示す回転式掘削機 6は、図 1に示す地中掘削用の掘削装置 1と、掘削装置 1 に回転運動を与えることができる回転駆動装置 5とを備えている。
まず、掘削装置 1について説明し、その後、回転駆動装置 5について説明する。
[0047] [掘削装置 1]
図 1及び図 2に示すように、掘削装置 1はその全体が略円柱状に形成されている。 掘削装置 1は、掘削側 (先部側）に位置する掘削装置本体である掘削ビット部材 2と、 基部側に位置する作動流体貯留部材であるエアタンク部材 3を備えている。
[0048] 掘削ビット部材 2は、その先端側に複数 (本実施形態では 6つ）のビット 41 , 42a, 4 2b, 42c, 42d, 42eを備えている。各ビット 41 , 42a, …は、掘肖 'Jビット部材 2よりも 小さくなつて複数設けてある。掘削装置 1は、後述する図 9に示すように、クレーン（図 示省略）により懸吊されることにより、先端の各ビット 41 , 42, · · ·が下を向くように立 てた状態で使用される。
[0049] 本実施形態では、図 1に示すように、各ビット 41 , 42a, · · ·は、掘削ビット部材 2の 軸心部に一箇所設けられた中央ビット 41と、中央ビット 41を中心とする円周上に等 間鬲で（中央ビット 41の周りに）五箇所設けられた周辺ビット 42a, 42b, 42c, 42d, 42eで構成されている。後述するように、中央ビット 41はヘッド部が円形状に形成さ れているのに対し、周辺ビット 42a, · · ·はヘッド部が略三角形状に形成されている。
[0050] 各周辺ビット 42a, · · ·は、同時でなく互いに時間をずらして打撃駆動するように構 成されている。これに対し、中央ビット 41は、他の周辺ビット 42a, · · ·の打撃動作とは 別途独立して打撃駆動される。
[0051] エアタンク部材 3は、固着具であるボルト 31とナット 32 (図 1では隠れて見えず、図 2 を参照）により掘削ビット部材 2の基部側に着脱可能に接続されている。図 2に示すよ うに、エアタンク部材 3には、各ビット 41 , 42a, · · ·を駆動させる作動流体であるエア を高圧状態で貯留できるエア貯留部 30を備えている。
[0052] 以下、掘削装置 1の各構成部材について順を追って詳しく説明する。
[0053] (掘削ビット部材 2)
図 3に示すように、掘削ビット部材 2は、上から順に、接続体 21を備えると共にピスト ンを含む駆動手段等を収容したビス卜ンケース部材 22a, 22b, 22b, 22b, 22b, 22 bの他、ピストンケース取付体 23、ドライブチャック 24、チャックガイド 25、ビット 41 , 4 2a, …等を備えている。
[0054] 各ピストンケース部材 22a, 22b, · · ·は、金属製で円筒形状のピストンケース本体 2 20を有している。各ピストンケース本体 220の基端部（図 3で上部）には接続体 21が 螺合されている。各ピストンケース本体 220の先端部（図 3で下部）には、ドライブチヤ ック 24、チャックガイド 25を介して各ビット 41 , 42a, · · ·が接続される。各ピストンケー ス部材 22a, 22bは、各ビット 41 , 42a, . · ·と同じ数 (本実施形態では複数、全体で 六ケ所)設けられている。
[0055] なお、以下、説明の便宜上、中央ビット 41に対応するピストンケース部材 22aを「中 央ピストンケース部材 22a」と!/、レ、、各周辺ビット 42a, · · ·に対応するピストンケース 部材 22bを「周辺ピストンケース部材 22b」という場合がある。
[0056] 図 4を参照する。図 4では、掘削ビット部材に収容されているうちの一つの中央ビス トンケース部材 22aについて表している力 その他の周辺ピストンケース部材 22bに ついても、ビット 41の形状が異なるだけで同じか大体同じ構造であり、ピストン 61は 同じように往復運動する。
[0057] 図 4に示すように、ピストンケース本体 220には、ビット 41を作動させるピストン 61を 含む駆動手段等が内蔵 (収容）されている。即ち、ピストンケース本体 220には、ビス トン 61の他、シリンダー 62、チェックバルブ 63、エアディストリビータ 64 (リジットバノレ ブ）、バルブスプリング 65、フートノ ノレブ 66、メイクアップリング、 O—リング、ピストンリ タイナーリング、ビットリティーナリング等が設けてある。この駆動手段については、公 知のダウンザホールノ、ンマの駆動機構 (例えば特開昭 61— 92288号公報記載）と 同じか大体同じであるので、詳しい説明を省略する。
[0058] 図 4(a)〜(d)を参照して、この駆動機構について簡単に説明する。
まず、図 9に示す掘削作業前の掘削装置 1を吊り下げた状態では、図 4(a)に示すよ うに、先端のビット 41はその自重によりピストンケース部材 22aの先端へ突出した状 態となつている。この状態では、ピストン 61の先部側周面部がピストンケース本体 22 0の内周面に接しており、エアホース 351から導入されるエアがピストン 61の先部側 にまわらない（送られない）。これにより、ピストン 61が上昇することはなく（ピストンケー ス本体 220の基部側へ移動することはなく）、ビット 41は駆動停止状態となっている。
[0059] そして、図 4(b)のように、地面ほたは接地面）である掘削面 Lにビット 41が当接する まで、吊り下げた状態の掘削装置 1を降ろすと、掘削装置 1の自重によってビット 41 がピストンケース本体 220内部に移動する。これにより、ピストン 61の先部側周面部と ピストンケース本体 220の内周面の間にできた間隙から、エアがピストン 61の下部側 にまわり、図 4(c)、更に図 4(d)に示すようにピストン 61を高速で押し上げる。
[0060] その後、ピストン 61が所要の位置まで上昇すると、再び、ピストン 61の先部側周面 部がピストンケース本体 220の内周面に接し、エアがピストン 61の先部側にまわらな いようになる。これにより、エアがピストン 61の上部側にまわり、押し上げられたピスト ン 61が逆に高速で押し下げられ、図 4(a)に示すように先端のビット 41の基部側を打 撃する。これによつて、フートバルブ 66力も入ったエアがビット 41内を通ってビット 41 先部側から排出されると共に、ビット 41が先端に突出して打撃駆動される。この繰り 返されるピストン 61の上下の往復運動に伴う衝撃力によって、掘削側のビット 41が（ 他のピストンケース部材 22bのビット 42aも同様に）進退し、地中を掘り込んでいく。
[0061] 各ビット 41 , 42a, · · ·は、高速で打撃振動し（上下動または進退し）地盤を掘削す る。例えば一つのビット当たり、 1分間に 1200〜； 1300回、ビット全体で 1分間に 720 0〜7800回程度打撃駆動される。なお、この時間あたりの打撃回数は、同じ掘削装 置 1を用いても、掘削対象である地層の硬さにより変動する。硬い地層の場合、地盤 を打撃した後のビット 41 , 42a, · · ·の戻りが速ぐこれに追従してピストン 61の上下 動が激しくなるため、各ビット 41 , 42a, · · ·の打撃回数が増加する。
[0062] 図 2及び図 3に示すように、各ピストンケース本体 220の基端部に位置する接続体 2 1は、作動流体の経路である孔 211 (図 3では見えず）を有し、基端側が断面凸状に 形成されている。その凸状部分が差込部 222を構成し、差込部 222がエアタンク部 材 3へ差し入れられて装着される。そうして、エアタンク部材 3から接続体 21の差込部 222を介して送られるエアによって、各ピストンケース部材 22a, 22b内の駆動手段が 駆動する。
[0063] 各ピストンケース部材 22a, 22b, . . . (本実施例では合計で 6本）は、略円柱形状の 取付体であるピストンケース取付体 23 (図 3参照）に着脱可能に取り付けられている。 ピストンケース取付体 23は、筒状本体 231 (図 2参照）と、筒状本体 231の先部側の 開口部に固着されているカバー体 233 (以下、「先部カバー体 233」という）と、筒状 本体 231の基部側の開口部に固着されているカバー体 234 (以下、「基部カバー体 2 34」と!/、う）で主に構成されて!/、る。
[0064] 更にピストンケース取付体 23の内部には、円筒形状で細長いケーシングであるビス トンケースケーシング 232 (図 2参照）が収容されている。このピストンケースケーシン グ 232に、ピストンケース本体 220が差し入れられた状態で取り付けられる。ピストン ケースケーシング 232はピストンケース本体 220と同じ数設けられており、その軸心 方向がピストンケース取付体 23の長手方向と同じになるように設けてある。
[0065] 先部カバー体 233は所要の厚みを有し、ピストンケース部材 22を揷設するための 孔である揷通孔 235がそれぞれ設けられている。同じぐ基部カバー体 234は所要 の厚みを有し、ピストンケース部材 22a, 22bを揷設するための孔である揷通孔 236 ( 図 2参照）がそれぞれ設けられている。本実施形態では、揷通孔 235, 236は中央部 に一箇所、中央部を中心とする円周上に等間隔で五箇所の合計で六ケ所に設けて ある。
[0066] 図 2に示すように、この上下二つのカバー体 233, 234によって挟まれた状態で、上 記した各ピストンケースケーシング 232が固着され、筒状本体 231内に収容されてい る。ピストンケースケーシング 232の先端側の孔 (符号省略）は、先部カバー体 233の 揷通孔 235と連通している。ピストンケースケーシング 232の基端側の孔 (符号省略） は、基部カバー体 234の揷通孔 236と連通して!/、る。
[0067] 更に、ピストンケース取付体 23 (筒状本体 231)内のピストンケース本体 220, 220 間に形成されている空隙部分には、防振材または/及び防音材として砂 230 (図 2 参照）が充填されている。
[0068] また各ピストンケース本体 220の先端部は、先部カバー体 233から一部突出してい る。この突出部分の孔 (符号省略）に、図 3に示す略筒状のドライブチャック 24の基端 側がややきつく押し込まれた状態で取り付けられる。ドライブチャック 24の先端側の 孔 241には、チャックガイド 25を介し各ビット 41 , 42a, . · ·の基部側が進退自在に収 納される。
[0069] チャックガイド 25は平面視略円形状で所要の厚みを有し、ピストンケース取付体 23 の先端（先部カバー体 233)に固着されている。チャックガイド 25の固着には、固着 具であるボルト 251と、ピストンケース取付体 23側から取り付けられるナット 252 (図 3 でピストンケース取付体 23の左側に図示）が使用されている。
[0070] チャックガイド 25の先部側には、中央に底面視円形の凹部 253と、凹部 253を取り 囲むようにして底面視 V字状の溝である所要数の凹部 254が放射状に設けてある。 凹部 253には、底面視円形状のヘッド部 411を備えた中央ビット 41が配置される。各 凹部 254には、底面視略三角形状のヘッド部 421を備えた周辺ビット 42a〜42eが 配置される。各ビット 41 , 42a, · · ·のヘッド部 41 1 , 421には、超硬合金製のボタン チップ 412が多数設けてある。
[0071] チャックガイド 25には、各ビット 41 , 42a, . · ·と同じ数の孔で構成された取付部で ある取付孔 255が設けてある。取付孔 255は上記した凹部 253と凹部 254内に位置 している。この取付孔 255の基部側にはドライブチャック 24の先端部が嵌め入れられ る。ドライブチャック 24は六角ナット状の回り止め部 242を有し、チャックガイド 25の取 付孔 255には回り止め部 242が嵌め入れられる六角状の凹部 256 (図 2参照）が形 成されている。
[0072] 各ビット 41 , 42a, · · ·の基部側はスプライン軸として形成され、この基部側が取付 孔 255の先端部から嵌め入れられることにより、内周壁に凹凸の係合用の溝条（図示 省略)を形成したドライブチャック 24の内部に装着されている。各ビット 41 , 42a, · · · の基部側は、上記したビットリティーナリングと O—リングにより、ドライブチャック 24側 力、ら外れな!/、ように装着される。
[0073] また図 1に示すように、ピストンケース取付体 23の外周には軸方向に沿って突条で あるフラットバー 26が所要数設けられている。本実施形態では、フラットバー 26は周 方向に所要の間隔をおいて複数 (合計で六箇所)設けてある。そして、地盤の掘削作 業時に掘削した孔の内部に発生する粉砕した岩盤や土砂 (スライム）は、掘削ビット 部材 2 (チャックガイド 25)の先部側から噴射されるエアによって掘削した孔とフラット バー 26, 26間との隙間を通って地表面へ送り出される。
[0074] (エアタンク部材 3)
エアタンク部材 3の基端部（図 2で上端部）には、エアを導入するための連結ジョイ ント 34が突出して設けてある。連結ジョイント 34から導入されたエアは、エアタンク部 材 3内のエア貯留部 30内に貯留される。符号 340は、連結ジョイント 34の吹き出し孔 を示している。
[0075] 図 3に示すように、エアタンク部材 3の先部側には、掘削ビット部材 2の基端部（各ピ ストンケース部材 22aの差込部 222側）と連結するための連結体 33が設けられている 。更に図 2に示すように、連結体 33よりも基部側（図 2で上方側）の内部にエア貯留部 30が設けてある。エア貯留部 30は、平面視円形状の板状体で構成された区画体 30 0によって連結体 33側と区画されている。
[0076] 図 3に示すように、連結体 33の先部には連結孔 331が所要数設けてある。そして、 図 2に示すように、この各連結孔 331に差し込まれたピストンケース部材 22a, · · ·の 差込部 222に、各エアホース 351 , 352の一端部（図 2で下端部）がそれぞれ接続さ れている。
[0077] 各エアホース 351 , 352の他端部（図 2で上端部）は、上記区画体 300に形成され た作動流体の流通孔である各区画孔 3a, 3b, 3c, 3d, 3e, 3f (図 7で破線で示す） にそれぞれ接続されている。各区画孔 3a, · · ·及び各エアホース 351 , 352は、各ピ ストンケース部材 22a, 22bへ作動流体を送るための作動流体ピストン経路を構成し ている。 [0078] なお、図 2ではすベてのエアホースを図示してないが、エアホースはピストンケース 部材 22a, 22bの全数に対応して（ピストンケース部材 22a, 22bと同じ数、本実施例 では 6本）設けられている。また本実施例では、各エアホース 351 , 352が収容されて いる連結体 33は、全体として中空の略筒状体となっている力 S、中実状に形成すること もできる。
[0079] 本実施形態では、図 7で破線で示す各区画孔 3a, · · ·は円形の孔で構成されて!/、 る。各区画孔 3a, · · ·は、各ピストンケース部材 22a, 22b, · · ·の数に対応して設け てある。即ち、図 7で破線で示すように、区画体 300の中心部に区画孔 3f (以下、「中 央区画孔 3f」という場合がある。）が一箇所設けてあり、この中央区画孔 3fを中心とす る円周上に区画孔 3a, 3b, 3c, 3d, 3e (以下、「各周辺区画孔 3a」という場合がある 。）が等間隔で五箇所設けてある。
[0080] 中央区画孔 3fには、図 1に示す中央ビット 41に対応する中央ピストンケース部材 2 2aから導出されたエアホース 351 (図 2参照。以下、「中央エアホース 351」という）が 接続されている。中央区画孔 3fを囲む残りの各周辺区画孔 3a, · · ·は、図 1に示す 周辺ビット 42a, · · ·に対応するピストンケース部材 22bから導出されたエアホース 35 2 (図 2参照。以下、「周辺エアホース 352」という）がそれぞれ接続されている。この各 周辺エアホース 352の内径と長さはすべて同じである。
[0081] 更に、図 2でエア貯留部 30側には、エア貯留部 30内でエアを受けて回転する回転 体 40 (図 6も参照）が設けてある。回転体 40は、区画体 300と接して設けられている。 回転体 40の詳細については後述する。
[0082] (エア案内部材 8)
図 6に示す回転体 40は、図 2及び図 5に示す盃（さかずき）のような形をした作動流 体案内部材であるエア案内部材 8の内部に配置されている。エア案内部材 8は、連 結ジョイント 34の吹き出し孔 340からエアを受ける半球状（ボール状）の作動流体案 内受部であるエア案内受部 81と、エア案内受部 81を支える略円錐体の錐壁部で構 成される回転体収容体 82を有している。本実施形態では、回転体収容体 82の基端 部 823 (図 2で下端部）は区画体 300の周縁部付近に固定されている力 S、エア貯留 部 30の内壁面 304に直接的または間接的に固定することもできる。 [0083] 図 5に示す回転体収容体 82には、回転体収容体 82内部にエアを取り入れる所要 数の取入部 821 ,822を有している。本実施形態では、取入部は、回転体収容体 82 の先部側（図 5で上側）に設けられた取入孔 821と、回転体収容体 82の基部側（図 5 で下側）に設けられた取入管 822で構成されて!/、る。
[0084] 取入孔 821 (図 2も参照）は、回転体収容体 82の周面方向に沿って等間隔で三箇 所設けてある。各取入孔 821は、内部の回転体 40に向力、つて放出されるように、図 2 で下斜め方向に傾けて設けてある。取入管 822は、図 7に示すように、回転体 40に 所要数設けてある後述する半円形状のエア受け羽根 45 (図 6も参照）にエアが当た つて回転体 40が円滑に回転するように、回転体 40の回転方向に沿うようにしてやや 傾けて設けてある。更に取入管 822は、回転体 40に向けて図 2でやや下斜め方向に 頃けて設けてある。
[0085] このような構成により、図 2で上方に示す連結ジョイント 34の吹き出し孔 340から供 給されたエアは、エア案内部材 8の受部 81に当たった後、受部 81の凹部面に沿って 跳ね返り、更に弧を描くようにして回転体収容体 82側へ戻って取入孔 821及び取入 管 822を抜け、回転体 40側へ送られる。
[0086] (回転体 40)
図 6及び図 7に示すように、回転体 40は、平面視円形の回転板 43と、回転板 43を 回転可能に軸支する軸部である筒状の回転軸 4fを備えている。図 2に示すように、 回転軸 4fは、区画体 300中央の中央区画孔 3f (図 7も参照）に回転可能に差し込ま れ、中央区画孔 3fから抜けな!/、構造となって!/、る。
[0087] 上記したように中央区画孔 3f (図 2参照）には、中央エアホース 351が接続されてい る。これにより、エア貯留部 30と中央エアホース 351は、回転軸 4fを介して常時連通 した状態となっている。したがって、エア貯留部 30内のエアは、連続的に中央エアホ ース 351に送られて中央ピストンケース部材 22a内のピストン 61を駆動し、それによ つて中央ビット 41が周辺ビット 42a, · · ·とは別途独立して打撃駆動される。符号 301 は、ボールベアリング（玉軸受孔）の転動体を示している。
[0088] 図 10は、図 2に示した回転体の他の実施形態を示す部分拡大説明図である。
図 6に示した回転体 40では、回転軸 4fと回転板 43とが一体化しており、共に回転 する。これに対し、図 10に示すように、区画体 300に固定された軸部 44aを軸中心と して、回転板 43aが回転するように構成することもできる。この場合、軸部 44aを長くし てその他端部 441 (図 10で下端部）を中央ピストンケース部材 22aの孔 211に揷設 等することで連結し、回転軸 4gの先部をボルトの頭部のように区画孔 3はりも径大に 形成すること力できる。符号 302はボールベアリングの転動体を示して!/、る。
[0089] また図 7に示すように、回転板 43は、エア貯留部 30 (図 7で回転板 43よりも紙面側 にエア貯留部 30が位置している。）と、破線で示す各周辺区画孔 3a, 3b, 3c, 3d, 3 eとの開度を制御すベぐ各周辺区画孔 3a, · · ·が設けてある区画体 300部分を覆う こと力 Sできる大きさで、尚かつ区画体 300と接して設けられている。回転板 43は、エア 貯留部 30と各周辺区画孔 3a, . · ·とを連通させる回転孔 4a, 4b, 4c, 4d, 4eを有し ている。各回転孔 4a, · · ·は、エアを流通させる連通経路を構成している。
[0090] 図 6に示すように、各回転孔 4a, 4b, 4c, 4d, 4eは、回転軸 4fを中心とする円周上 に（回転体 40の回転方向に沿って)所要の間隔をお!/、て所要数配置されて!/、る。本 実施形態では、各回転孔 4a, · · ·は、各周辺ビット 42a, · · ·を駆動する周辺ピストン ケース部材 22b, · · ·の数に対応して五箇所設けてある。各回転孔 4a, · · ·は円形の 孔で構成されており、各周辺区画孔 3a, · · ·と同じ内径か大体同じ内径の孔である。
[0091] なお、各回転孔 4a, · · ·及び周辺区画孔 3a, · · ·は、いずれか一方または双方を平 面視で長円形状 (楕円状）の孔とすることもできるし、方形または矩形状等のその他 の形状の孔とすることもできる。更に各回転孔 4aの内径を周辺区画孔 3aの内径より ぁ大さくすることあでさるし、その逆にすることあでさる。
[0092] 各回転孔 4a, · · ·は、回転体 40の回転によって回転方向側の回転孔 4a, · · ·から 徐々に各周辺区画孔 3a, · · ·との開度が増大するように、回転体 40の回転方向に沿 つて等間隔ではなく間隔を変えて（間隔をずらして)配置されている。
[0093] 即ち、図 7で破線で示す各周辺区画孔 3a, …が同一円周上に等間隔で五箇所設 けられているのに対し、実線で示す各回転孔 4a, · · ·は、同一円周上に等間隔では なぐ後述するように間隔を変えて五箇所設けられている。ここで、説明の便宜上、図 7で右下の周辺区画孔 3aと連通していない回転孔 4aを第一回転孔 4aとし、その周 辺区画孔 3aを第一区画孔 3aとする。 [0094] また第一回転孔 4aから図 7で時計回りに（回転方向と反対方向に)順に第二回転 孔 4b、第三回転孔 4c、第四回転孔 4d、第五回転孔 4eとする。同様に、破線で示す 第一区画孔 3aから図 7で時計回り（回転方向と反対方向）に順に第二区画孔 3b、第 三区画孔 3c、第四区画孔 3d、第五区画孔 3eとする。
[0095] そうすると、図 7で示す状態では、第二回転孔 4bは第二区画孔 3bとその内径の 1 /3程度重なって連通し、第三回転孔 4cは第三区画孔 3cとその内径の 1/2程度重 なって連通し、第四回転孔 4dは第四区画孔 3dとその内径の 2/3程度重なって連通 し、更に第五回転孔 4eは第五区画孔 3eと全体が重なって完全に連通している。そし て、回転体 40の回転によって各回転孔 4a, · · ·が各周辺区画孔 3a, · · ·と連通して いき、エアが各周辺エアホース 352を通って周辺ピストンケース部材 22bに送られ、 図 1に示す周辺ビット 42a, · · ·が駆動される。回転体 40の詳細な作用については、 後述する。
[0096] 図 6及び図 7に示すように、隣り合う回転孔 4a, 4bのほぼ中間付近には、半円形状 のエア受け羽根 45 (合計で五箇所に）が設けてある。エア受け羽根 45は、回転板 43 の周縁部に沿って配置されている。エア受け羽根 45は、棒状の支持部 451 (図 6参 照）を介して回転体 40の回転板 43に固定されている。エア受け羽根 45は、回転体 4 0が図 6で左回りに (反時計回りに）回転するように、エア受け羽根 45の凹部面を回転 方向とは逆に向けて取り付けてある。なお、エア受け羽根 45の数は図示したものに 限定するものではない。
[0097] 更に隣り合うエア受け羽根 45と各回転孔 4a, · · ·の間には、各回転孔 4aの内径より も小径の貫通した作動流体供給孔であるエア供給孔 46が所要数 (本実施例では一 箇所、回転板 43全体で 10箇所)設けてある。エア供給孔 46は、各周辺区画孔 3a, 3 b, 3c, 3d, 3eと連通するように、回転軸 4gを中心とする円周上に設けてある。回転 体 40の回転によって各エア供給孔 46が各周辺区画孔 3a, · · ·と連通することにより 、エア貯留部 30からエアが各周辺ピストンケース部材 22bに少量ずつ送られ、内部 のピストン 61を打撃前の待機状態まで駆動させる。この作用については後述する。
[0098] (エアタンク部材 3の外周部分）
図 2に示すように、エアタンク部材 3の連結体 33よりも基部側（図 2で上部側）は、連 結体 33をほぼ境にして基部側にむかってややすぼまって形成されている。この連結 体 33よりもやや径小に形成された径小部分 36の外径は、後述する回転駆動装置 5 ( 図 9参照）に設けてある筒状のドライブブッシュ 51の内径と合うように作られている。 そして、図 9に示すように、掘削装置 1を立てた状態で、掘削装置 1の基端部からド ライブブッシュ 51を嵌め込んで落とし込むと、ドライブブッシュ 51はエアタンク部材 3 の径大となっている部分（連結体 33付近）で止まり、下に落ちない。これについての 詳しい作用は、後述する。
[0099] 更に、図 1に示すように、エアタンク部材 3の外周には軸方向に沿って突条であるフ ラットバー 361が所要数設けられている。本実施形態では、フラットバー 361は複数（ 合計で六箇所)設けてある。そして、掘削作業時に、このフラットバー 361が後述する 回転テーブル（ロータリテーブル)を備えた回転駆動装置 5 (図 9参照）のドライブブッ シュ 51の内壁部に設けてある係合溝に係合し、ドライブブッシュ 51の回転駆動力（ 回転運動）が掘削装置 1に伝達される。
[0100] [回転駆動装置 5]
一方、図 9に示す回転駆動装置 5は、上記したように掘削装置 1に回転運動を与え るものである。回転駆動装置 5は、回転駆動装置本体 50と、回転駆動装置本体 50を 支えるアウトリガ 52を備えている。上記したように、回転駆動装置本体 50は、ドライブ ブッシュ 51を介して掘削装置 1を装着でき、掘削装置 1に回転運動を与える回転テ 一ブル（図 9では隠れて表れな!/、）を備えて!/、る。
[0101] (作 用）
掘削装置 1を備えた回転式掘削機 6の作用について説明する。
なお、本実施例では、地盤に杭用の孔を掘削する場合を例に挙げて、回転式掘削 機 6の作用を説明する。
まず、図 9に示すように、回転式掘削機 6を構成する回転駆動装置 5は、例えば H 鋼等で組んだ仮設足場 600上に載置される。一方、掘削装置 1の基端部に、地盤に 掘削する孔の長さに応じてケリーロッド 7を所要数 (必要数)接続する。本実施例では 、ケリーロッド 7を一つ繋げているが、二以上 (複数)接続しても良い。
[0102] ケリーロッド 7はエア供給管を内蔵している。ケリーロッド 7と掘削装置 1はピン、ボル ト、ナット等からなる固着具（図示省略)で固着される。ケリーロッド 7を繋いだ掘削装 置 1は、クレーン（図面では表れず）によって懸吊支持される。図 9で符号 73は、タレ ーンに接続されたワイヤを示してレ、る。
[0103] そして、回転駆動装置 5の回転テーブル（図 5では隠れて表れず）にドライブブッシ ュ 51をセットする。更にクレーンで懸吊支持しながら、掘削装置 1のエアタンク部材 3 のフラットバー 361をドライブブッシュ 51の内壁の溝である係合溝（図面では隠れて 表れず）に係合させる。そうして、クレーンにより掘削装置 1を吊り降ろしながら掘削を 開始する。
[0104] 掘削時にお!/、て、回転テーブルからドライブブッシュ 51に伝達される回転駆動力は エアタンク部材 3に伝達されて掘削装置 1が回転する。ケリーロッド 7の上端には、タレ ーンにより懸吊支持するための支持軸 71が設けてある。この支持軸 71に、掘削装置 1にエアを供給する供給管 72が接続されて!/、る。また支持軸 71にはエアスィベル（ 図示省略）が設けてある。
[0105] 供給管 72から送られるエアは、ケリーロッド 7のエア供給管を通って掘削装置 1に送 られる。掘削装置 1に送られたエアは、図 2に示す連結ジョイント 34の吹き出し孔 340 力も放出されエア貯留部 30に貯留される。
[0106] 吹き出し孔 340から供給されたエアは、エア案内部材 8の受部 81に当たった後、受 部 81の凹部面に沿って跳ね返り、更に弧を描くようにして回転体収容体 82側に戻つ て回転体 40へ送られる。
[0107] そして、回転体 40はエア受け羽根 45にエアを受けながら、図 8(a)の状態から図 8(b )、（c)、（d)の順で、左回りに (反時計回りに）回転する。なお、図 8(a)〜(d)では、回転 体 40の回転状態を経時的に示している力 S、説明の便宜上、各図面間の時間間隔は すべて同じではない。
[0108] エアは、回転体 40を回転させると共に、図 2 (図 10)に示す回転体 40の筒状の回 転軸 4f (4g)と各回転孔 4a〜4eから各エアホース 351 , 352を通して、対応する各ピ ストンケース部材 22a, 22bに送られ、中央ビット 41及び各周辺ビット 42a, · · ·を打 撃駆動する。
このうち、中央ビット 41は、回転体 40によるエアの流量制御を受けないため、回転 軸 4f (4g)力、ら連続的にエアが中央ピストンケース部材 22aに送られることにより、他 の周辺ビット 42aの打撃動作とは独立して打撃駆動される。
これに対し、各周辺ビット 42a, · · ·は、回転体 40の回転によって、エア貯留部 30と 各周辺区画孔 3aとの開度を制御されて、以下のように打撃駆動される。
[0109] 即ち、図 8(b)の状態では、図 8(a)で第五区画孔 3eと連通していた第五回転孔 4eが 移動して非連通状態となっており、その他の各回転孔 4a, 4b, 4c, 4dも他の周辺区 画孔 3a, 3b, 3c, 3dと非連通状態となっている。
[0110] また図 8(c)の状態では更に回転して、図 8(b)の状態で非連通状態だった第一回転 孔 4aが第五区画孔 3eとその内径の 2/3程度連通しており、第二回転孔 4bも第二 区画孔 3bとその内径の 1/3程度連通し、第三回転孔 4cは未だ非連通状態である。
[0111] 更に図 8(d)の状態では、図 8(c)の状態で 2/3程度連通していた第一回転孔 4aが 第五区画孔 3eと完全に連通し、 1/3程度連通していた第二回転孔 4bが第一区画 孔 3aとその内径の 1/2程度連通し、非連通状態だった第三回転孔 4cが第二区画 孔 3bとその内径の 1/3程度連通している。
[0112] 以上のように、回転体 40が回転することで、回転方向側の第一回転孔 4a, . . '側か ら徐々に各区画孔 3a, · · ·との開度が増大していき、それぞれの第一回転孔 4a, · · · が順に連通した後は、また図 8(b)のような非連通状態に戻って、更にこれを繰り返し ていく。
[0113] このように、回転体 40の回転方向に沿って順番に各回転孔 4a, · · ·が連通していく ことにより、エア貯留部 30から各周辺ピストンケース部材 22bに同時でなぐ順次時 間をずらしながらエアが導入される。これにより、周辺ピストンケース部材 22bに対応 する各周辺ビット 42a, · · · (図 1参照）が周方向に周辺ビット 42a, 42b, 42c, 42d，4 2eの順で順番にずれながら打撃していく。したがって、掘削面に対して満遍なぐほ ぼ均等に各ビット 41 , 42a, · · ·の打撃による衝撃力が与えられる。
[0114] また上記したように、回転体 40の回転によって回転孔 4aよりも内径が小さい各エア 供給孔 46が各周辺区画孔 3a, · · ·と連通することにより、エア貯留部 30から各周辺 ピストンケース部材 22bにエアが少量ずつ送られる。これにより、各周辺ピストンケー ス部材 22b内部のピストン 61が打撃前の待機状態となるまで（ピストン 61が上方へ移 動した状態か、あるレ、は上昇しな!/、までも周辺ピストンケース部材 22bへある程度の エアが送られた状態まで）作動流体が送られる。その結果、各回転孔 4aが各周辺区 画孔 3aと一致した際に、ピストン 61が迅速に下降してビット 41を打撃する。つまり、各 回転孔 4aが各周辺区画孔 3aと一致してからビット 41が打撃するまでの時間的なず れが解消または短縮される。
[0115] 以上のようにして、各ビット 42a, · · ·が互いに時間をずらしながら打撃駆動すること から、掘削する孔とほぼ同じ径の一つのハンマビットを上下動させて地面を打撃して いた従来のダウンザホールハンマと比べ、低騒音、低振動で掘削作業ができる。した がって、住宅密集地や都市部のオフィス街等での使用に好適である。
[0116] 更に、回転駆動装置 5によって掘削装置 1に回転運動が与えられることで、掘削装 置 1が有する各周辺ビット 42a, · · ·の掘削位置が掘削面に対して移動する。これによ り、各ビット 41 , 42が掘削面全体を満遍なく打撃する。また、掘削装置 1が回転するこ とにより、掘削時に発生する粉砕した岩盤や土砂 (スライム）が円滑に地表面へ送り出 される。
[0117] また図 2に示すように、各ビット 41 , 42a, · · ·を作動させるピストン 61等の駆動手段 はピストンケース本体 220内に収容され、更に筒状のピストンケースケーシング 232 によって覆われており、更には防振材または/及び防音材である砂 230が充填され た筒状本体 231内に収容されている。これにより、駆動手段の駆動時に発生する音 や振動が外部に漏れたり伝わることが防止し、低騒音 ·低振動化を可能としている。
[0118] また本実施形態では、回転駆動装置 5がアウトリガ 52を備えているので、アウトリガ 52によって掘削作業時の安定性が向上するだけでなぐ回転駆動装置本体 50を接 地面に直接載置して掘削を行う場合に比べ、回転駆動装置本体 50から接地面に伝 わる振動が緩和される。これにより、より効果的に低振動、低騒音化を図ることができ
[0119] 更に上記したように、従来では、掘削する孔とほぼ同じ大きな径のハンマビットを駆 動させる必要があつたため、必然的にハンマビットを上下動させるために必要なエア の消費量が多ぐ比較的大きなエアコンプレッサーが必要であった。
これに対し、本実施形態では、掘削する孔に対して径小の各ビット 41 , 42a,…を 駆動させれば良いので、一つのビットを上下動させるためのエアの消費量が小さく、 その結果、使用するエアコンプレッサーを小型化できる。よって、エアコンプレッサー の設置面積も小さくて済み、住宅密集地や都市部のオフィス街等といったスペースの 限られた場所での施工に好適である。またエアコンプレッサーの小型化により、エア コンプレッサーを駆動させる原動機の小型化も可能になるので、原動機から発生する 振動や騒音も低く抑えることができる。
[0120] なお、本実施形態では各ビット 41 , 42a, · · ·を合計で六ケ所設けた掘削ビット部材 2を使用している力 S、特にその数を限定するものではない。本実施形態では、掘削ビ ット部材 2の直径は例えば 450〜700mmである。
[0121] 本実施形態とは相違して、例えばビットを五箇所設けて掘削ビット部材 2を構成した 場合（軸心部に一箇所、その周りに四箇所)では、掘削ビット部材 2の直径を例えば 4 50mm以下とすることができる。更に、例えばビットを六〜七箇所設けて掘削ビット部 材 2を構成した場合 (軸心部に一箇所、その周りに五箇所または六箇所)では、掘削 ビット部材 2の直径は例えば 700mm以上とすることができる。
[0122] なお、ケリーロッド 7の代わりに、エア供給管を有するスクリュー軸を使用することも できる。スクリュー軸を使用すれば、掘削時に発生する粉砕した岩盤や土砂 (スライム )をより円滑に地表面へ送り出す (排土する）こと力 Sでさる。またエアタンク部材 3の周 面部に排土用の螺旋羽根を設けることもできる。
[0123] また本実施形態では、回転テーブルを備えた回転駆動装置 5を用いて掘削作業を 行った場合について説明した力 掘削装置 1に回転運動を与える手段は特に回転テ 一ブルに限定するものではなぐ三点式杭打ち機やリーダー等といった公知の回転 駆動手段を採用することができる。
[0124] [第 2実施形態]
図 1 1及び図 12は、本発明に係る地中掘削用の掘削装置の第 2実施形態を説明す るための図である。
図 1 1は第 2実施形態に係る掘削装置の縦断面説明図、図 12は、図 1 1に示すエア 案内部材を水平方向に断面して回転体を含む内部構造を表した平面視説明図であ り、実施例 1でいう図 7に対応する図である。 なお、第 1実施形態と同一または同等箇所には同一の符号を付して示している。ま た、第 1実施形態で説明した箇所については、説明を省略し、主に相異点を説明す
[0125] 上記した第 1実施形態（図 2及び図 7参照）では、 回転体 40によって五つの周辺区 ®?L3a, 3b, 3c, 3d, 3eとの開度を制卸している。
これに対し、本実施形態に係る掘削装置 laでは、図 12で示す回転体 40aによって 3つの区画孔 5a, 5b, 5c (以下、「内方区画孔 5a, 5b, 5c」という。）との開度を制御 している。更に、回転体 40aの外方には、 3つの区画孔 5d, 5e, 5f (以下、「外方区画 孔 5d, 5e, 5f」という。）が配置されている。
[0126] 以下、本実施形態に係る掘削装置 laについて更に詳細に説明する。
図 11に示す回転体 40aの回転軸 4hは、第 1実施形態（図 2参照）と相違して筒状 に形成されておらず、エアホースは接続されていない。回転軸 4hは、区画体 300aの 中央の軸受孔 303に回転可能に揷設され、軸受孔 303から抜けることはない。軸受 孔 303を中心とする区画体 300a (図 12参照）の円周上には、上記した内方区画孔 5 a, 5b, 5c (破線で示す）が等間隔で三箇所配置されている。
[0127] このうちの一つの内方区画孔 5a (図 12で右側に位置）は、図 1に示す周辺ビット 42 aに対応する周辺ピストンケース部材 22b (図 11参照）から導出された周辺エアホー ス 353に接続されている。また残りの一方（図 12で区画孔 5aの左下）の内方区画孔 5 bは、図 1に示す周辺ビット 42cに対応する周辺ピストンケース部材 22bから導出され た周辺エアホース 354 (図 11参照、一部省略）に接続されている。更に残り他方の内 方区画孔 5c (図 12で区画孔 5aの左上）は、図 1に示す周辺ビット 42dに対応する周 辺ピストンケース部材 22bから導出された周辺エアホース 355 (図 1 1参照）に接続さ れている。なお、これら内方区画孔 5a, 5b, 5cが接続されている各エアホース 353, 354, 355は、同じ内径で同じ長さである。
[0128] 回転板 43aは、エア貯留部 30と各内方区画孔 5a, 5b, 5cとを連通させる回転孔 6a , 6b, 6cを有している。各内方回転孔 6a, · · ·は、エアを流通させる連通経路を構成 している。
各回転孔 6a, 6b, 6cは、回転板 43aの回転中心を中心とする円周上に（回転体 40 aの回転方向に沿って)所要の間隔をおレ、て所要数配置されて!/、る。本実施形態で は、各回転孔 6a, 6b, 6cは、上記した内方区画孔 5a, 5b, 5cの数に対応して合計 で三箇所設けてある。また、本実施形態では、各回転孔 6a, 6b, 6cは円形の孔で構 成されており、内方区画孔 5a, 5b, 5cと同じか大体同じ内径の孔である。
[0129] 上記したように、内方区画孔 5a, 5b, 5c (破線で示す）は等間隔で設けてある。これ に対し、各回転孔 6a, · · ·は、回転体 40aの回転によって回転方向側の回転孔 6aか ら徐々に各区画孔 5a, 5b, 5cとの開度が増大するように、回転体 40aの回転方向に 沿って等間隔ではなく間隔を変えて (間隔をずらして)配置されている。
[0130] 説明の便宜上、図 12で右側の内方区画孔 5aと円全体が完全に連通している回転 孔 6aを第一回転孔 6aとする。そして、第一回転孔 6aから図 12で時計回り（回転方向 と反対方向）に順に第二回転孔 6b、第三回転孔 6cとする。また同様に、上記した右 側の内方区画孔 5aから図 12で時計回り（回転方向と反対方向）に順に第二内方区 画孔 5b、第三内方区画孔 5cとする。
[0131] 本実施形態では、図 12に示す状態で、第二回転孔 6bは第二内方区画孔 5bとそ の内径の 1/3程度重なって連通し、第三回転孔 6cは第三内方区画孔 5cとその内 径の 1/2程度重なって連通している。回転体 40aの回転による各回転孔 6a, · · ·と 各内方区画孔 5a, · · ·との連通状態とその作用については、後述する。
[0132] 図 12に示すように、隣り合う各回転孔 6a, · · ·の間には、エア受け羽根 45が所要間 隔をおいて所要数 (各回転孔 6a, …の間に二箇所、合計で六箇所に)設けてある。 更に、各回転孔 6aの内径よりも小さいエア供給孔 46が各回転孔 6a及びエア受け羽 根 45を避けるようにして、それらの間の所要の位置に設けてある。エア受け羽根 45と エア供給孔 46の作用は、第 1実施形態と同じであるため、説明を省略する。
[0133] 図 11に示すように、回転体収容体 82の基端部 823 (図 11で下端部）は、区画体 3 00aの周縁部よりもやや内方に固定されている。更に、この基端部 823とエア貯留部 30の内壁面 304の間に位置する区画体 300aの部分（図 12も参照）に、作動流体の 流通孔である外方区画孔 5d, 5e，5fが所要の間隔をおいて所要数 (本実施形態で は正三角形の頂点を作るように等間隔で三箇所)設けてある。
[0134] このうちの一つの外方区画孔 5d (図 12で右側に位置）は、図 1に示す中央ビット 41 に対応する中央ピストンケース部材 22a (図 11参照）から導出された中央エアホース 356に接続されている。また残りの一方（図 12で左下に位置）の外方区画孔 5eは、 図 1に示す周辺ビット 42bに対応する周辺ピストンケース部材 22bから導出された周 辺エアホース（図示省略）に接続されている。更に、残り他方の外方区画孔 5f (図 12 で左上に位置）は、図 1に示す周辺ビット 42eに対応する周辺ピストンケース部材 22a 力、ら導出された周辺エアホース（図示省略）に接続されている。これら外方区画孔 5d , 5e，5fが接続されている各エアホースは、同じ径及び同じ長さである。
[0135] (作 用）
本実施形態に係る掘削装置 laは、以下のように作用する。なお、原則的に第 1実 施形態で示した作用のうち同様のものは説明を省略する。
[0136] 図 11に示す連結ジョイント 34の吹き出し孔 340から供給されたエアは、第 1実施形 態と同様に、エア案内部材 8に当たってエア貯留部 30の先部側に送られ、その一部 は回転体収容体 82内の回転体 40aに送られる。
[0137] エア貯留部 30の先部側に送られたエアは、図 12で回転体収容体 82の外方側に 位置する各外方区画孔 5d, 5e, 5fに送られる。そして、回転体 40aによるエアの流 通制御を受けることなぐ各外方区画孔 5d, 5e, 5fから対応する各ピストンケース部 材 22a, 22b, 22bにエアが連続的に送られ、図 1に示す各中央ビット 41、周辺ビット 42b,周辺ビット 42eは同時に打撃駆動する。
[0138] 一方、回転体収容体 82の内部に送られたエアは、図 12に示す回転体 40aを左回 りに（反時計回りに）回転させる。そして、この回転体 40aの回転によって、エア貯留 部 30と各内方区画孔 5a, 5b, 5cとの開度が制御される。即ち、図 12で実線で示す 各回転孔 6a, 6b, 6cが破線で示す各内方区画孔 5a, 5b, 5cと一致することで、エア 貯留部 30と各内方区画孔 5a, 5b, 5cとが連通し、図 1に示す周辺ビット 42a,… 順番にずれながら打撃駆動される。
[0139] 詳しくは、第 1実施形態で説明した回転体 40と同様に、内方区画孔 5a, 5b, 5cは 、等間隔ではなく間隔を変えて（間隔をずらして)配置されている。そして、回転体 40 aが回転することで、回転方向側の第一回転孔 6a, · · ·から徐々に各内方区画孔 5a , 5b, 5cとの開度が増大していくことで、エア貯留部 30から各周辺ピストンケース部 材 22bに同時でなく順次時間がずれながらエアが導入される。これにより、図 1に示 す周辺ビット 42a, 42c, 42dの順で順番にずれながら打撃していく。
[0140] 以上説明した各ビット 41 , 42a, · · ·の駆動状態を図 1を参照しながら、改めて説明 すると、中央ビット 41、周辺ビット 42b, 42eの三つは同時に打撃駆動され、更に残り の周辺ビット 42a, 42c, 42dの三つはこの順で順番にずれながら打撃駆動される。
[0141] このように、第 1実施形態（全ての周辺ビット 42b, · · ·が順番にずれながら打撃駆 動されていく構成されているもの）と相違して、本実施形態（第 2実施形態）では、順 番に時間をずらしながら打撃駆動される周辺ビット 42a, 42c, 42と共に、同時に打 撃駆動される中央ビット 41及び周辺ビット 42b , 42eを併せ持つている。
[0142] よって、本実施形態（第 2実施形態）では、この同時に打撃駆動される中央ビット 41 及び周辺ビット 42b, 42eによって、地面に対して同時に大きな衝撃力を与えることが できるため、掘削の作業効率が高い。つまり、低振動、低騒音化に関しては第 2実施 形態よりも第 1実施形態の方が優れているものの、掘削の作業効率については第 2 実施形態の方が優れてレ、る。
[0143] したがって、多少の振動や騒音が発生してもそれほど支障がない現場 (住宅密集 地や都市部のオフィス街力、ら少し離れた場所等）では、第 2実施形態の掘削装置 la を使用する方が掘削の作業効率を高めて施工日数の短縮化を図ることができる。
[0144] また同じ施工現場での掘削作業であっても、孔を地中深く掘り込んでいけば、現場 周辺に及ぼす振動や騒音の影響は次第に小さくなる。よって、第 1段階として第 1実 施形態に係る掘削装置 1 (図 2参照）を使用して地表面から所要の深さまで掘り進み 、次に第 2段階として第 2実施形態に係る掘削装置 la (図 11参照）に交換してから続 けて掘削作業を行うようにすれば、現場周辺に及ぼす振動や騒音を最小限に抑えな がら、尚かつ、掘削の作業効率を向上させて施工日数の短縮化も図ることができる。
[0145] なお、掘削する孔とほぼ同じ径の一つのハンマビットを打撃駆動させていた従来の ダウンザホールノヽンマと比べ、第 2実施形態の方が低振動、低騒音化に優れている ことは言うまでもない。
[0146] また、本実施形態では、図 1に示す複数のビット 41 , 42a, · "のうち、中央ビット 41 及び周辺ビット 42b, 42eの三つを同時に打撃駆動できる力 S、その同時に駆動させる ビットの数や位置につ!/、ては特に限定しなレ、。
[0147] 更に、図 13は、ビットの数や位置を変えて製造した掘削装置の各種のノ リエーショ ンを示しており、ビットの先端から掘削装置を見た状態を概略的に示している。図 13 では、各ビット 47を小さな円で示し、掘削ビット部材 2を大きな円で示している。
[0148] ビット全体の数や位置についても、第 1実施形態又は第 2実施形態（後述する第 3 実施形態又は第 4実施形態）に特に限定するものではなぐ図 13に示すような様々 なノ リエーシヨンの掘削装置 Id〜； 11が考えられる。即ち、図 13に示すように、例えば 四箇所〜十箇所設けることもできるし、三箇所あるいは十一箇所以上設けることもで きる。また中央のビット 47を省略しても良ぐ中央に一箇所、二箇所、あるいは 3箇所 またはそれ以上設けることもできる。
[0149] [第 3実施形態]
図 14ないし図 16は、本発明に係る地中掘削用の掘削装置の第 3実施形態を説明 するための図である。
図 14は第 3実施形態に係る掘削装置の縦断面説明図、図 15は図 15(a)は図 4(a) で示した同じ縦断面説明図、図 5(b)は掘削ビット部材に収容されている他のピストン ケース部材の縦断面説明図、図 16は図 14に示す掘削装置のエアタンク部材内に配 置される流体案内部材を示す斜視説明図、である。
掘削装置 lbについて説明する。なお、第 1 , 2実施形態と同一または同等箇所には 同一の符号を付して示している。また、第 1 , 2実施形態で説明した箇所については、 説明を省略し、主に相異点を説明する。
[0150] [掘削装置 lb]
掘削装置 lbは、その掘削ビット部材 2に係る各ビット 41 , · · ·が、同時でなく互いに 時間をずらして打撃駆動（上下動または進退)するように構成されて!/、る。
以下、掘削装置 lbの各構成部材について、第 1 , 2実施形態と相違する箇所につ いて詳しく説明する。
[0151] (掘削ビット部材 2)
図 15を参照する。掘削ビット部材 2には上記した中央ピストンケース部材 22a以外 に、 5本の周辺ピストンケース部材 22b, · · ·が設けられている。そして、この中央ビス トンケース部材 22aと、その他の 5本の各周辺ピストンケース部材 22b, . · ·とは、各ピ ス卜ンケース本体 220a, 220bの長さと、収容されている各ピストン 61 , 61bの大きさ 1S それぞれ互いに異なっている。
[0152] 即ち、図 15(a)に示す中央ピストンケース部材 22aのピストンケース本体 220aに比 ベて、例えば図 15(b)に示す周辺ピストンケース部材 22bのピストンケース本体 220b の長手方向の長さが短くなつている。即ち、図 15(a)に示すエアディストリビータ 64か らビット 41までの距離 L1よりも、図 15(b)に示すエアディストリビータ 64からビット 42a までの距離 L2の方が短!/、。
[0153] 更に、ピストンケース本体 220bの長さに対応して、図 15(a)に示す中央ピストンケー ス部材 22aのピストン 61よりも、図 15(b)に示す周辺ピストンケース部材 22bのピストン 61bの方が長手方向の長さが短くなつている。つまり、長さが短いピストン 61bの方が ピストン 61と比べて、その重量が軽くなつている。
[0154] このようなピストンケース部材 22a, 22bの構成により、図 14に示すエア貯留部 30か ら各エアホース 351 , 352に送られるエアの量が同じであっても、図 15(b)に示す周 辺ピストンケース部材 22bのピストン 6 lbの方力 より少ないエアの量で駆動する。し たがって、図 15(b)に示す周辺ピストンケース部材 22bの方が、図 15(a)に示す中央 ピストンケース部材 22aに比べて、時間あたりの打撃回数が多くなつている。
[0155] 例えば図 15(a)に示す中央ピストンケース部材 22aがビット 41を仮に 1分間に 1200 回程度打撃駆動させるとすると、図 15(b)に示す周辺ピストンケース部材 22bがビット 42aを 1分間に 200回程度多い、 1400回打撃駆動するといつた具合に設定すること ができる。
[0156] 更に、図示はしていないが、他のビット 42a, 42c，42d，42eに対応する残る 4本の 周辺ピストンケース部材 22b, · · ·についても同様に、各ピストンケース本体 220bの 長さと、収容されている各ピストンの大きさがそれぞれ互いに異なっている。これによ り、 1分間あたりの打撃回数が互いに異なっている（例えば 1分間あたりにビット 42aで (ま 1600回、ビット 42cで (ま 1800回、ビット 42dで (ま 2000回，ビット 42eで (ま 2200回 等に設定できる）。その結果、図 1に示す 6つの各ビット 41 , · · ·は、同時でなく互いに 時間がずれながら上下動して地盤を掘削できるようになつている。 [0157] なお、上記した時間あたりの各ビット 41 , · · ·の打撃回数は、同じビットでも掘削対 象である地層の硬さにより変動する。硬い地層の場合、地盤を打撃した後の各ビット 41 , · · ·の戻りが速ぐこれに追従して各ピストン 61 , · · ·の上下動が激しくなるため、 各ビット 41 , · · ·の打撃回数が増加する。
[0158] 図 14に示すように、各ピストンケース本体 220a, 220bの基端部に位置する接続体 21は、作動流体の経路である孔 211 (図 3では見えず）を有し、基端側が断面凸状に 形成されている。その凸状部分が差込部 222を構成し、差込部 222がエアタンク部 材 3へ差し入れられて装着される。そうして、エアタンク部材 3から接続体 21の差込部 222を介して送られるエアによって、各ピストンケース部材 22a内の駆動手段が駆動 する。
[0159] ピストンケース取付体 23の内部には、円筒形状で細長いケーシングであるピストン ケースケーシング 232 (図 14参照）が収容されている。このピストンケースケーシング 232に、ピストンケース本体 220a, 220bが差し入れられた状態で取り付けられる。ピ ストンケースケーシング 232はピストンケース本体 220a, 220bと同じ数設けられてお り、その軸心方向がピストンケース取付体 23の長手方向と同じになるように設けてあ
[0160] ピストンケース取付体 23 (筒状本体 231)内のピストンケース本体 220a, 220b間に 形成されている空隙部分には、防振材または/及び防音材として砂 230 (図 2参照） が充填されている。
[0161] 各ピストンケース本体 220a, 220bの先端部は、先部カバー体 233から一部突出し ている。この突出部分の孔 (符号省略）に、図 3に示す略筒状のドライブチャック 24の 基端側がややきつく押し込まれた状態で取り付けられる。ドライブチャック 24の先端 側の孔 241には、チャックガイド 25を介し各ビット 41 , · · ·の基部側が進退自在に収 納される。
[0162] (エアタンク部材 3)
各エアホース 351 , 352の他端部（図 14で上端部）は、上記区画体 300に形成され た作動流体の流通孔である区画孔 3a, 3d, 3f (図 14では 3つの区画孔を図示。図示 していない残り 3つの区画孔は符号を省略）にそれぞれ接続されている。各区画孔 3 a, · · ·及び各エアホース 351 , 352は、各ピストンケース部材 22a, 22bへ作動流体 を送るための作動流体流通部を構成して!/、る。
[0163] 本実施形態では、各区画孔 3aは円形の孔で構成されている。各区画孔 3aは、各ピ ストンケース部材 22a, 22bの数に対応して設けてある。即ち、区画体 300の中心部 に区画孔 3f (以下、「中央区画孔 3f」という場合がある。）が一箇所設けてあり、この中 央区画孔 3fを中心とする円周上に区画孔 3a, 3d, 3f, · · · (以下、「各周辺区画孔 3 ajと!/、う場合がある。 )が等間隔で五箇所設けてある。
[0164] 中央区画孔 3fには、図 1に示す中央ビット 41に対応する中央ピストンケース部材 2 2aから導出されたエアホース 351 (図 14参照。以下、「中央エアホース 351」という） が接続されている。中央区画孔 3fを囲む残りの各周辺区画孔 3a, · · ·は、図 1に示 す周辺ビット 42a, · · ·に対応するピストンケース部材 22bから導出されたエアホース 352 (図 14参照。以下、「周辺エアホース 352」という）がそれぞれ接続されている。こ の中央エアホース 351と各周辺エアホース 352の内径と長さはすべて同じである。
[0165] (エア案内部材 8a)
エア貯留部 30内には、連結ジョイント 34から供給されるエアを区画体 300の各区 画孔 3a, · · ·に案内するための作動流体案内部材であるエア案内部材 8aが設けて ある。図 16に示すように、エア案内部材 8aは、盃（さかずき）のような形をしている。
[0166] エア案内部材 8aは、連結ジョイント 34の吹き出し孔 340からエアを受ける半球状（ ボール状）のエア案内受部 81と、エア案内受部 81を支える略円錐体の錐壁部で構 成される支持体 83を有している。本実施形態では、支持体 83の基端部 823 (図 14 で下端部）は区画体 300の周縁部付近に固定されている力 S、エア貯留部 30の内壁 面 304に直接的または間接的に固定することもできる。
[0167] 図 6に示す支持体 83には、支持体 83内部にエアを取り入れる所要数の取入部で ある取入孔 821が設けてある。取入孔 821は、支持体 83の先部側寄り（図 16で上側 )と基部側寄り（図 16で下側）に、支持体 83の周面方向に沿って等間隔で所要数（ 本実施形態では複数、 8箇所)設けてある。各取入孔 821は、区画体 300の各区画 孔 3a, · · ·に向かって放出されるように、図 14で下斜め方向に傾けて設けてある。
[0168] このような構成により、図 14で上方に示す連結ジョイント 34の吹き出し孔 340から供 給されたエアは、エア案内部材 8aのエア案内受部 81に当たった後、エア案内受部 8 1の凹部面に沿って跳ね返り、更に弧を描くようにして支持体 83側へ戻って各取入 孔 821を抜け、各区画体 300の各区画孔 3a, · · ·へ送られる。
[0169] (作 用）
掘削装置 lbを備えた回転式掘削機 6の作用について説明する。なお、原則的に第 1 , 2実施形態で示した作用のうち同様のものは説明を省略する。
また、回転式掘削機 6の設置方法、作業開始までの手順は第 1 , 2実施形態と同様 であるので説明を省略し、掘削装置 lbに供給管 72からエアが送られた後の作用に ついて、以下説明する。
[0170] 掘削装置 lbに供給管 72から送られるエアは、ケリーロッド 7のエア供給管を通って 掘削装置 lbに送られる。掘削装置 lbに送られたエアは、図 2に示す連結ジョイント 3 4の吹き出し孔 340から放出されエア貯留部 30に貯留される。
[0171] 吹き出し孔 340から供給されたエアは、エア案内部材 8のエア案内受部 81に当た つた後、エア案内受部 81の凹部面に沿って跳ね返り、更に弧を描くようにして支持体 83側に戻って各取入孔 821を抜け、各区画体 300の各区画孔 3a, · · ·へ送られる。
[0172] 更に、エアは各区画孔 3a, . · ·に対応するエアホース 351 , 352を通って各ピストン ケース部材 22a, · · ·に導入されて各ピストン 61 , 61b, · · ·を駆動し、先端のビット 41 , 42a, · · ·を上下動させる。
[0173] そして、上記したように、各ピストンケース部材 22aでは、そのピストンケース本体 22 0a, 220bの長さと、収容されている各ピストン 61b, · · ·の大きさが互いに異なり、 1 分間あたりの打撃回数が互いに異なっている。これにより、各ビット 41 , 42aは互いに 時間がずれながら上下動し、同時に連続して地盤を打撃することはない。更に、ビッ ト 41 , 42は掘削する孔に対して径小のものを使用しているため、ビット 41 , 42—回の 打撃ごとに受ける地面の衝撃は小さい。
[0174] また図 14に示すように、各ビット 41 , · · ·を作動させるピストン 61等の駆動手段はピ ストンケース本体 220a, 220b内に収容され、更に筒状のピストンケースケーシング 2 32によって覆われており、更には防振材または/及び防音材である砂 230が充填さ れた筒状本体 231内に収容されている。これにより、駆動手段の駆動時に発生する 音や振動が外部に漏れたり伝わることが防止し、低騒音 ·低振動化を可能としている
〇
[0175] [第 4実施形態]
図 17は、第 4実施形態に係る地中掘削用の掘削装置を説明するための部分拡大 断面説明図であり、エアホースの太さが良く分かるように、エアホースを含む部分を拡 大して表した部分拡大断面説明図である。
なお、第 1〜3実施形態で示した作用のうち同様のものは説明を省略する。また、第
3実施形態で説明した箇所については、説明を省略し、主に相異点を説明する。
[0176] 第 3実施形態（図 14参照）では、各ピストンケース部材 22a, 22bにおけるピストンケ ース本体 220a, 220bの長さと、収容されているピストン 61b, · · ·の大きさが互いに 異なっており、これによつて、各ビット 41 , · · ·は、同時でなく互いに時間をずらして打 撃駆動する。
[0177] これに対し、本実施形態に係る掘削装置 lc (図 17参照）では、各ピストンケース本 体 220a, 220bの長さと、収容されているピストンの大きさを含むその他の条件が同じ であって、各ピストンケース部材 22a, 22bは中央ビット 41を有する力、、周辺ビット 42a を有するかの違レ、以外は、すべて同じものを使用して!/、る。
[0178] そこで、各ビット 41 , · · ·が同時でなく互いに時間をずらして打撃駆動するようにす ベぐ本実施形態では、各ピストンケース部材 22a, 22bに接続されているエアホース 351 , 352a, 352b, 352c - · ·の径をそれぞれ変えてレヽる。これ ίこより、エア貯留き 0から各ピストンケース部材 22a, 22bに導入されるエアの到達時間にズレを生じさせ 、各ビット 41 , · · ·が打撃駆動するタイミングをずらしている。
[0179] なお、各エアホース 351 , 352a, 352b, 352c · · ·の径だけでなく、その長さも併せ て変えることで、各ピストンケース部材 22a, 22bに導入されるエアの到達時間にズレ が生じるようにしても良い。
その他の作用及び効果は、第 3実施形態と同じか大体において同じであるため、説 明を省略する。
[0180] なお、本明細書で使用している用語と表現はあくまで説明上のものであって、限定 的なものではなく、上記用語、表現と等価の用語、表現を除外するものではない。ま た、本発明は図示の実施例に限定されるものではなぐ技術思想の範囲内において 種々の変形が可能である。
[0181] 更に、特許請求の範囲には、請求項記載の内容の理解を助けるため、図面におい て使用した符号を括弧を用いて記載している力、特許請求の範囲を図面記載のもの に限定するものではない。
産業上の利用可能性
[0182] (a)本発明に係る掘削装置によれば、ビットに打撃力を与えるために往復運動するピ ストンの移動距離、ピストンの大きさ、ピストンの重さからなる群から選ばれた少なくと も一つが各ピストンケース部材毎に異なるように設定されている力、、あるいは各作動 流体経路を通る作動流体の内径が各ピストンケース部材毎に異なるように設定され ているので、その他のピストンケース部材の条件を同じにすることにより、各ビットは互 いに時間をずらして打撃駆動する。
よって、掘削する孔とほぼ同じ径のハンマビットを上下動させて地盤を打撃していた 従来のダウンザホールノヽンマに比べて、ビット一回の打撃ごとに受ける地盤の衝撃は 小さぐ低振動、低騒音で掘削作業ができる。したがって、より低振動、低騒音での作 業が望まれる住宅密集地や都市部のオフィス街などでの使用に適して!/、る。
また、従来の掘削装置では比較的大きなエアコンプレッサーが必要であつたのに 対し、本発明では、比較的小さなビットを駆動させれば良いので一つのビットを進退 させるための作動流体 (例えばエア）の消費量が小さぐその結果、作動流体を供給 する供給装置 (例えば、作動流体がエアの場合にはエアコンプレッサー）を小型化で きる。よって、供給装置の設置面積も小さくて済み、住宅密集地や都市部のオフィス 街等と!/、つたスペースの限られた場所での施工に好適である。また供給装置の小型 化により、供給装置を駆動させるエンジン等の駆動手段の小型化も可能となるので、 駆動手段から発生する振動や騒音も低く抑えることができる。
(b)回転体が作動流体を受けて回転体を回転させるための作動流体受け羽根を備 えているものは、回転体は他から動力を受けないで自ら回転するので、他の動力を 備えている場合と比べて、構造が複雑になったり、部品点数が多くなつたりすることを 防止できる。 (c)回転体が連通孔とは別に、流体貯留部と各流通口を連通させる作動流体供給孔 を備えているものは、ビットは迅速に打撃駆動するので、円滑な掘削作業が可能であ
(d)互いに時間をずらしながら打撃駆動するビットとは、別途独立して同時に打撃駆 動する複数のビットを備えているものは、同時に打撃駆動される複数のビットにより地 面に対して同時に大きな衝撃力を与えることができるため、掘削の作業効率が高い。 また、互いに時間をずらしながら打撃駆動する複数のビットも備えているので、すべ てのビットが時間をずらしながら打撃駆動するものと比べ、掘削作業に要する施工日 数を短縮できる。
(e)流体貯留部に作動流体案内部材が設けてあるものは、各ピストンケース部材に 送られる作動流体にムラが生じることを防止でき、各ビット毎の衝撃力を同じかできる だけ同じにして掘削面を均等に打撃できるようになる。
(f)掘削装置本体にピストンケースの周りを囲むようにして防振材または/及び防音 材が設けてあるものでは、ピストンの駆動時に発生する振動や音が外に漏れたり伝わ ることをより効果的に防止できる。
(g)本発明に係る回転式掘削機及び地中掘削工法によれば、上記した効果を備え た掘削装置に回転運動を与えながら使用することにより、低振動、低騒音での掘削 作業ができる。

Claims

請求の範囲
掘削装置本体 (2)よりも外径が小さぐ掘削側へ進退する複数のビット (42a，42b，42c， 42d，42e)と、
ビット (42a，42b，42c，42d，42e)の数に対応して掘削装置本体 (2)内に複数収容されて おり、作動流体のエネルギーによって各ビット (42a，42b，42c，42d，42e)に打撃力を与え るピストン (61)を内蔵するピストンケース部材 (22b，22b，22b，22b，22b)と、
各ピストンケース部材 (22b，22b，22b，22b，22b)に送られる作動流体を貯留する流体貯 留部 (30)と、
上記ピストンケース部材 (22b，22b，22b，22b，22b)の数に対応して複数設けてあり、各 ピストンケース部材 (22b，22b，22b，22b，22b)に送られる作動流体が通る作動流体流通 経路 (352，352，352，352，352)と、
上記流体貯留部 (30)から各作動流体流通経路 (352，352，352，352，352)の流通口（3a， 3b，3c，3d，3e)へ作動流体を送るベぐ流体貯留部 (30)と各流通口（3a，3b，3c，3d，3e)を 連通させる複数の連通孔 (4a，4b，4c，4d，4e)を備えた回転体 (40)と、
を有しており、
上記各ビット (42a，42b，42c，42d，42e)が互いに時間をずらしながら打撃駆動するよう にすベぐ上記流通口（3a，3b，3c，3d，3e)は回転体 (40)の回転方向に沿って設けてあり 、上記連通孔 (4a，4b，4c，4d，4e)は、各流通口（3a，3b，3c，3d，3e)と同時に同じ開度で連 通することを防ぐために各流通口 (3a，3b，3c，3d，3e)の配置とは異なる配置で回転方向 に沿って設けられている、
地中掘削用の掘削装置。
回転体 (40)は、作動流体を受けて回転体 (40)を回転させるための作動流体受け羽 根 (45)を備えている、
請求項 1記載の地中掘削用の掘削装置。
回転体 (40)は、連通孔 (4a，4b，4c，4d，4e)とは別に、流体貯留部 (30)と各流通口（3a，3b ，3C，3d，3e)を連通させる作動流体供給孔 (46)を備えており、該作動流体供給孔 (46)は ビット (42a，42b，42c，42d，42e)に打撃力を与えるために必要な作動流体の一部を供給 するために連通孔 (4a，4b，4c，4d，4e)よりも内径が小さく設定されている、 請求項 1記載の地中掘削用の掘削装置。
[4] 互いに時間をずらしながら打撃駆動する複数のビット (42a，42c，42d)とは別途独立し て同時に打撃駆動する複数のビット (41，42b，42e)を備えており、
別途独立して駆動する該ビット (41，42b，42e)に対応する各ピストンケース部材 (22a，2 2b，22b)の作動流体流通経路 (352，352，352，352，352)は、回転体 (40)による制御を受け ることなく流体貯留部 (30)と常時連通した状態となっている、
請求項 1記載の地中掘削用の掘削装置。
[5] 掘削装置本体 (2)よりも外径が小さぐ掘削側へ進退する複数のビット (42a，42b，42c， 42d，42e)と、
ビット (42a，42b，42c，42d，42e)の数に対応して掘削装置本体 (2)内に複数収容されて おり、作動流体のエネルギーによって各ビット (42a，42b，42c，42d，42e)に打撃力を与え るピストン (61)を内蔵するピストンケース部材 (22a，22b，22b，22b，22b，22b)と、
各ピストンケース部材 (22a，22b，22b，22b，22b，22b)に送られる作動流体を貯留する流 体貯留部 (30)と、
上記ピストンケース部材 (22a，22b，22b，22b，22b，22b)の数に対応して複数設けてあり 上記流体貯留部 (30)から各ピストンケース部材 (22a，22b，22b，22b，22b，22b)に送られる 作動流体が通る作動流体経路 (351，352，352，352，352，352)と、
を有しており、
各ピストンケース部材 (22a，22b，22b，22b，22b，22b)は、ピストンケース部材 (22a，22b，22 b，22b，22b，22b)にそれぞれ設けてある各ビット (41，42a，42b，42c，42d，42e)が互いに時 間をずらしながら打撃駆動するようにすベぐビット (41，42a，42b，42c，42d，42e)に打撃 力を与えるために往復運動するピストン (61)の移動距離、ピストン (61)の大きさ、ピスト ン (61)の重さからなる群から選ばれた少なくとも一つが各ピストンケース部材 (22a，22b， 22b，22b，22b，22b)毎に異なるように設定されている、
地中掘削用の掘削装置。
[6] 掘削装置本体 (2)よりも外径が小さぐ掘削側へ進退する複数のビット (42a，42b，42c， 42d，42e)と、 ビット (42a，42b，42c，42d，42e)の数に対応して掘削装置本体 (2)内に複数収容されて おり、作動流体のエネルギーによって各ビット (42a，42b，42c，42d，42e)に打撃力を与え るピストン (61)を内蔵するピストンケース部材 (22a，22b，22b，22b，22b，22b)と、
各ピストンケース部材 (22a，22b，22b，22b，22b，22b)に送られる作動流体を貯留する流 体貯留部 (30)と、
上記ピストンケース部材 (22a，22b，22b，22b，22b，22b)の数に対応して複数設けてあり 、上記流体貯留部 (30)から各ピストンケース部材 (22a，22b，22b，22b，22b，22b)に送られ る作動流体が通る作動流体経路 (351，352，352，352，352，352)と、
を有しており、
各作動流体経路(351，352&，35213，352 . の作動流体が通る内径は、各ピストンケ 一ス部材 (22a，22b，22b，22b，22b，22b)にそれぞれ設けてあるビット (41，42a，42b，42c，42d ，42e)が互いに時間をずらしながら打撃駆動するようにすベぐ各ピストンケース部材（ 22a，22b，22b，22b，22b，22b)毎に異なるように設定されている、
地中掘削用の掘削装置。
流体貯留部 (30)には、流体貯留部 (30)に供給された作動流体を受けて流通口 (3a，3 b，3C，3d，3e)に案内する作動流体案内部材 (8)が設けてある、
請求項 1 , 5または 6記載の地中掘削用の掘削装置。
掘削装置本体 (2)には、各ピストンケース部材 (22a，22b，22b，22b，22b，22b)の周りを囲 むようにして防振材または/及び防音材 (230)が設けてあることを特徴とする、 請求項 1 , 5または 6記載の地中掘削用の掘削装置。
請求項 1 , 5または 6記載の掘削装置 (l，la，lb，lc)と、該掘削装置 (l，la，lb，lc)に回 転運動を与えることができる回転駆動装置 (5)とを備えた、
回転式掘削機。
請求項 1 , 5または 6記載の掘削装置 (l，la，lb，lc)を使用した地中掘削工法であって 掘削装置 (l，la，lb，lc)に回転運動を与えながら地中掘削を行うことを特徴とする、 地中掘削工法。
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