JP2816749B2 - 掘削装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本発明は、岩破砕工事でロータリーパーカッションド
リル等のドリルに取り付けて岩盤を掘削すると共に割岩
することができる掘削装置に関するものである。

［従来の技術］ 従来、岩破砕工事等で岩盤を破砕するには、岩盤に掘
削機等を用いて孔を開け、この孔にダイナマイト等の火
薬を挿入し、爆破させて岩盤を破砕するとか、岩盤に孔
を開け、この孔に楔装置等を用いて岩石を割岩するとか
していたが、このような従来の方法では、削岩機と火
薬，削岩機と楔装置というように孔明けと破砕を別々の
専用の装置で行うので、設備費と作業時間が多くかかる
という欠点があった。

そこで、最近は前記欠点を解決するものとして特公昭
64−5160号に示す発明が提供されている。

この発明は、第６図乃至第９図に示す如く中空の回動
軸（20）と、この回転軸（20）を回転駆動させる該回動
軸（20）の後端部に備えられた駆動装置（21）と、前記
回動軸内（20）に摺動可能に備えられた摺動軸（22）
と、この摺動軸（22）と前記回動軸（20）のいずれか一
方の先端に掘削時に該回動軸（20）内に土砂が入り込ま
ないように備えられた岩盤等を掘削することのできるビ
ット（23）と、前記摺動軸（22）を軸心方向に摺動させ
ることのできる該摺動軸（22）の後端部に備えられた摺
動装置（24）と、前記回動軸（20）の先端部寄りに設け
られた前記摺動装置（24）による前記摺動軸（22）の摺
動により回動軸（20）の外径を割岩可能に拡径すること
のできる拡径装置（25）とからなる掘削機であって、前
記拡径装置（25）は、前記摺動軸（22）の先端寄りに形
成されたテーパー状に切欠いた切欠凹部（26）と、この
切欠凹部（26）と嵌合する前記回動軸（20）の内壁に形
成されたテーパー状の凸部（27）と、前記回動軸（20）
の先端に形成された該回転軸（20）を分割する割溝（2
8）と、この割溝（28）に分割され前記摺動軸（22）が
摺動したとき拡径する該回動軸（20）の先端に形成され
た拡径部（29）とから構成されているもので、前記回動
軸（20）先端の前記拡径部（29）は、掘削開始時に該拡
径部（29）の拡径を防止する金属バンド（30）で締結さ
れている。

そして、前記従来の掘削機は、回動軸（20）、摺動軸
（22）及びビット（23）を一体回転駆動させ給水しつつ
ビット（23）で掘削し、所定の深さまで孔を掘削する。
次に摺動軸（22）を前方に摺動させると、摺動軸（22）
に形成された切欠凹部（26）のテーパー状斜面（26a）
は、前記回動軸（20）に構成された前記凸部（27）のテ
ーパー状斜面（27a）を押圧するから、拡径部（29）は
拡径される。この時、金属バンド（30）は破壊される。
前記拡径部（29）が拡径されると、岩盤を孔内より押し
広げるので岩盤は割れ割岩作業ができるものである。

［発明が解決しようとする課題］ 前記従来の掘削機によれば、削孔から割岩まで一貫し
てできるので、作業能率がよいし、設備費や材料費が少
なく済む等の利点があるが、前記従来の掘削機は、拡径
装置が、回動軸（20）の先端に割溝（28）を設け、回動
軸（20）を分割し拡径するようにし、その割溝（28）も
下端より上方に向けて設けてあるため、岩盤等の掘削作
業時に、金属バンド（30）がしてあっても回動軸（20）
の先端は外力により拡径しやすいように作用するため、
壊れやすい欠点があった。しかも回動軸（20）の先端そ
のものを拡径部（29）としたため、壊れた際の取り替え
も回動軸（20）全体をしなければならないので不経済で
あるし、その取り替え作業にも手数がかかる等の欠点を
有していた。

本発明は、このような点に鑑み前記欠点を解決した一
つの装置で岩石の削孔と割岩を行い得る掘削装置を提供
するものである。

［課題を解決するための手段］ 本発明の掘削装置は、中空孔を有し略々同径の外径を
有するドライブカップリング，スイベル，ウェッジガイ
ド及びビットが、ビットを先端位置にして順次同心的に
連結されて掘削軸が形成され、前記掘削軸の中空孔内に
は先端テーパー状の楔が摺動自在に嵌装され、前記ウェ
ッジガイドには対向面がテーパー面となる左右対称のウ
ェッジが円周方向に出没自在に嵌挿され、前記掘削軸に
はロータリーパーカッションドリルのドリルヘッド等に
連結されるドライブロッドがそのドライブカップリング
を貫通して回転及び進退自在に設けられ、該ドライブロ
ッドにはその回転及び進退の制御機構が具備されると共
に該ドライブロッドは前記楔と回転自在に連結されてな
るものである。

［作 用］ 前記機構にかかる本発明によれば、ロータリーパーカ
ッションドリル等によりドライブロッドを介して掘削
軸、特に先端に位置するビットに回転及び打撃を与える
ことができる。この回転と打撃が与えられたビットでま
ず岩盤等の岩石に下孔を削孔する。次にドライブロッッ
ドを進出させて楔を押し下げると、該楔先端のテーパー
面は、ウェッジのテーパー面に当接してウェッジをウェ
ッジガイドより外方に押し出す。この押し出された外出
したウェッジは、削孔を開口せんと押圧し、割岩する。

［実施例］ 以下第１図乃至第５図に示す実施例について、本発明
を詳細に説明する。

第１図は本発明の掘削装置の一実施例を示す正面図、
第２図（ａ）（ｂ）は同縦断面図である。

同図において、（２）はドライブロッドであって一端
側はハンマサブ（17）等を介してロータリーパーカッシ
ョンドリル等のドリルヘッドに取り付けられる。

（３）はドライブカップリング，（４）は前記ドライ
ブカップリング（３）に連結されたスイベル，（５）は
前記スイベル（４）に連結されたウェッジガイド，
（６）は前記ウェットガイド（５）に連結されたビット
であって最先端に位置する。前記ドライブカップリング
（３），スイベル（４）ウェッジガイド（５）及びビッ
ト（６）は略々同径の外径、例えば円筒形で、それぞれ
の中心には中空孔（９）（10）（11）及び（12）が穿設
され、互に同心的に連結され一体となって掘削軸（１）
を構成する。（７）は前記中空孔のうちスイベル（４）
を中心にその前後に位置するドライブカップリング
（３），ウェッガイド（５）の中空孔（９）（10）（1
1）内に進退自在に装着された楔，（８）は前記ウェッ
ジガイド（５）に挿着されたウェッジである。

前記ドライブロッド（２）は前記ドライブカップリン
グ（３）を貫通し前記楔（７）に連結されている。

前記ドライブロッド（２）には、その回転と進退の制
御機構が設けられている。即ち、前記ドライブロッド
（２）の前記ドライブカップリング（３）内に相当する
適所には、雄型突起（13）が突設され、前記ドライブカ
ップリング（３）の中空孔（９）のうち中央部分は、前
記雄型突起（13）に対応する雌型孔（9a）となり、それ
ぞれの雄型突起（13）と雌型孔（9a）とが互に一致した
位置関係にあるときのみ前記ドライブロッド（２）は進
退でき、その他の場合には、雄型突起（13）が雌型孔
（9a）を通過できず阻止され、進退できないようになっ
ていると共に、前記ドライブロッド（２）の回動も前記
雄型突起（13）で一定範囲に阻止されるようになってい
る。例えば、第３図（ａ）（ｂ）及び第４図に示す如
く、前記ドライブロッド（２）の雄型突起（13）は細長
の楕円形とし、前記ドライブカップリング（３）の中空
孔（９）のうち上方部分（9b）は、第３図（ａ）に示す
如く扇形が対称に位置するような形状で、雄型突起（1
3）がこの中空孔（9b）に位置するときは、正逆90度の
回動で雄型突起（13）が中空孔（9b）に阻止され、ドラ
イブロッド（２）は正逆90度の回動しかできず、前記ド
ライブカップリング（３）の雌型孔（9a）は、前記雄型
突起（13）に対応する細長い楕円形の孔とし、ドライブ
ロッド（２）を回動した際の一方の阻止端において前記
雄型突起（13）と雌型孔（9a）とが合致し、この場合は
雄型突起（13）が雌型孔（9a）を通過でき、ドライブロ
ッド（２）が進退できる如くである。

前記楔（７）は、第４図に示す如く先端がテーパー面
（7a）（7b）に形成され、上端は前記ドライプロッド
（２）と回動自在に連結されている。図示の実施例にお
いては、ドライブロッド（２）の先端部にピン溝（2a）
を設け、楔（７）との間にピン（14）を挿着し回動自在
としている。

前記ウェッジ（８）は第２図に示す如く軸方向左右対
称に二分割された略々直方体で、その対向面は前記楔
（７）が貫入するテーパー面（8a）（8b）に形成されて
いる。該ウェッジ（８）は、前記ウェッジガイド（５）
に軸心を中心に左右対称に嵌挿され、その円周方向には
出没自在であり、通常は、ゴムバンド（15）で飛び出し
が防止されている。

前記スイベル（４）は、上下のパッキン（4a）（4b）
でシールされたケーシング（4c）が、その上下に位置す
る前記ドライブカップリング（３）とウェッジガイド
（５）に螺合されて設けられ、取入口（4b）にホースが
取り付けられ、このホースから掘削流体が供給されるよ
うになっている。該掘削流体は、ウェッジガイド（５）
及びビイット（６）の中空孔（11）（12）を通りビット
（６）の先端近傍より吐出されるようになっている。

次に動作について説明すると、まず第５図に示す如く
ロータリーパーカッションドリル（Ｒ）に前記本発明に
係る掘削装置を取り付ける。この取り付けは、ドライブ
ロッド（２）がハンマサブ（17）等を介してロータリー
パーカッション（Ｒ）等のドリルヘッド（16）に取り付
けられる。この時掘削軸１は第２図（ａ）に示す状態に
なっている。そこで、ロータリーパーカッションドリル
（Ｒ）を作動させると、その回転と打撃は同時あるいは
別々に本装置に伝動されるから、その掘削軸（１）の先
端に位置するビット（６）にも回転と打撃が与えられ
る。この回転と打撃が与えられたビット（６）でまず岩
盤の岩石（Ｇ）に所定深さの下孔（Ｈ）を削孔する。

次に、ドライブロッド（２）を90度回動させ、該ドラ
イブロッド（２）の雄型突起（13）とドライブカップリ
ング（３）の雌型孔（9a）とを合致させ、ドライブロッ
ド（２）が下方に摺動できるようにする。ここでロータ
リーパーカッションドリル（Ｒ）の給進装置等でドライ
ブロッド（２）を移動させて楔（７）を押し下げると、
該楔（７）先端のテーパー面（7a）（7b）は、ウェッジ
（８）のテーパー面（8a）（8b）に当接して、ウェッジ
（８）をウェッジガイド（５）より外方に押し出す［第
２図（ｂ）］。この状態を維持しながらロータリーパー
カッションドリルの打撃を作動させるとこの押し出され
外出したウェッジ（８）は、削孔（Ｈ）を衝撃をもって
開口せんと押圧し、ついには岩石（Ｇ）は割岩するもの
である。

この際、外出したウェッジ（８）がウェッジガイド
（５）より飛び出さないように、ウェッジ（８）にはス
トッパーを設けるとよい。

尚、ドライブロッド（２）の回転及び進退の制御機構
は、前記実施例に限定されるものではなく、また、ウェ
ッジ（８）の形状及び個数等も同様であって、例えば、
円筒形であったり、二方向だけでなく四方向から外出す
るようにしてもよい。

［発明の効果］ 以上詳細に説明した本発明の掘削装置によれば、装置
としては従来多用されているロータリーパーカッション
ドリルに簡単な掘削操置をつけるだけで削孔から割岩ま
で一貫してできるので、設備費や材料費がかからないで
能率的に割岩することができる。しかも、ウェッジがウ
ェッジガイドの内に嵌挿されているので、削孔時にも保
護され破壊等の故障もなく強固であるし、ウェッジが押
出して削孔を開口するよう押圧するので、従来のように
回転軸の先端を割溝で分割して、これを拡径して押圧す
るより割岩力が高く、割岩が容易にできるものである。

【図面の簡単な説明】

第１図乃至第５図は本発明の１実施例を示し、第１図は
正面図、第２図（ａ）（ｂ）は作動前後における縦断面
図、第３図（ａ）はドライブロッドを取り除いたドライ
ブカップリング部分の平面図、同（ｂ）はドライブカッ
プリング部分の横断面図、第４図はドライブロッド及び
楔の正面図、第５図は使用状態を示す正面図である。第
６図は従来例を示す縦断面図、第７図は同先端側の外観
図、第８図は同回動軸が拡径した状態を示す説明図、第
９図は同割岩状態を示す説明図である。 １……掘削軸、２……ドライブロッド、 ３……ドライブカップリング、４……スイベル、 ５……ウェッジガイド、６……ビット、７……楔、 ８……ウェッジ、 9,10,11,12……中空孔、 9a……雌型孔、13……雄型突起。

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】中空孔を有し略々同径の外径を有するドラ
   イブカップリング，スイベル，ウェッジガイド及びビッ
   トが、ビットを先端位置にして順次同心的に連結されて
   掘削軸が形成され、前記掘削軸の中空孔内には先端テー
   パー状の楔が摺動自在に嵌装され、前記ウェッジガイド
   には対向面がテーパー面となる左右対称のウェッジが円
   周方向に出没自在に嵌挿され、前記掘削軸にはロータリ
   ーパーカッションドリルのドリルヘッド等に連結される
   ドライブロッドがそのドライブカップリングを貫通して
   回転及び進退自在に設けられ、該ドライブロッドにはそ
   の回転及び進退の制御機構が具備されると共に該ドライ
   ブロッドは前記楔と回転自在に連結されてなる掘削装
   置。