削孔方法、削孔装置及び回転式削孔機
【課題】
削孔装置の複数のビットが同時に地中または岩石を打撃するのを効果的に防止して、低振動、低騒音での削孔作業を、より効果的に可能にする。
【解決手段】
ケーシング２３内に、往復運動をするピストン６１を有する複数の削孔ユニット２２を配置している削孔装置１であって、複数の削孔ユニット２２のピストンは同じ長さに形成され、各削孔ユニットごとに上行程端の位置を異にして各ピストンの行程が異なっており、ピストンの行程が異なることによって一定時間または単位時間あたりのビットを打撃するピストンの往復回数が各削孔ユニットごとに異なっている。
削孔装置の複数のビットが同時に地中または岩石を打撃するのを効果的に防止して、低振動、低騒音での削孔作業を、より効果的に可能にする。
【解決手段】
ケーシング２３内に、往復運動をするピストン６１を有する複数の削孔ユニット２２を配置している削孔装置１であって、複数の削孔ユニット２２のピストンは同じ長さに形成され、各削孔ユニットごとに上行程端の位置を異にして各ピストンの行程が異なっており、ピストンの行程が異なることによって一定時間または単位時間あたりのビットを打撃するピストンの往復回数が各削孔ユニットごとに異なっている。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、削孔方法、削孔装置及び回転式削孔機に関する。更に詳しくは、地中または岩石の削孔にあたり、削孔装置の複数のビットが地中または岩石を本質的に同時に打撃しないようにして低振動、低騒音で削孔作業ができる削孔方法、削孔装置及び回転式削孔機に関する。
【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削孔に、ダウンザホールハンマ（ダウンザホールドリルとも称される）と称される削孔装置が使用されている。このダウンザホールハンマは、削孔する孔とほぼ同じ径の単一のハンマビットで地盤を打撃するため、ビット一回の打撃ごとに受ける地盤の衝撃が大きい。従ってそれに伴う振動や騒音も大きく、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いる低振動、低騒音で作業ができる削孔装置が望まれていた。
前記課題は、本願出願人が提案した特許文献１記載の削孔装置で一応解決できる。
【０００３】
【特許文献１】特許第３７２１３８１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
特許文献１記載の削孔装置は、小型の複数のビットが互いにタイミングをずらして地盤を打撃するため、従来のダウンザホールハンマと比べるとビット一回の打撃ごとに受ける地盤の衝撃は小さく、低振動、低騒音の削孔作業を可能とした。
ところが、削孔作業中の振動を測定装置で測定したところ、振動の大きさにバラツキがあることががわかった（図８（ｂ）参照）。その原因ははっきりしないが、例えばエアコンプレッサーから送られる空気圧力や空気量の変動など、何らかの要因で複数のビットのうちのいくつかが、同時に地盤を打撃したものと考えられる。
【０００５】
また、特許文献１記載の削孔装置は、ビットを打撃するピストンの駆動制御に、回転する円盤状のエア流通制御部材等を使用してしている。このため、エアコンプレッサーから送られる空気圧力や空気量が変動するとエア流通制御部材がその影響を受け、ピストンの制御に支障を来し、ひいてはビットの打撃制御に支障を来す可能性を排除できない。
【０００６】
本発明者は、空気圧力や空気量が変動してもピストンの動きを正確に制御し、複数のビットが同時に地盤を打撃することを防止できれば削孔作業における振動のバラツキを少なくできることに着目し、研究を重ね本発明を完成するに至った。
【０００７】
（本発明の目的）
そこで本発明の目的は、削孔装置の複数のビットが同時に地中または岩石を打撃するのを効果的に防止して、低振動、低騒音での削孔作業を、より効果的に可能にすることにある。
【０００８】
本発明の他の目的は、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】
【０００９】
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。
本発明は、
ケーシング内に複数の削孔ユニットを有する削孔装置本体と、前記複数の削孔ユニットに圧縮性作動流体を送る流体タンクを有する削孔装置を使用し、当該削孔装置の複数のビットが地中または岩石を同時に打撃しないようにする削孔方法であって、
各削孔ユニットは内部に往復運動する同じ長さのピストンを有し、ピストンは各削孔ユニットごとに行程を異にして一定時間または単位時間あたりにおける往復回数を異にしている、
削孔方法である。
【００１０】
本発明は、
ケーシング内に複数の削孔ユニットを有する削孔装置本体と、前記複数の削孔ユニットに圧縮性作動流体を送る流体タンクを有する削孔装置を使用し、当該削孔装置の複数のビットが地中または岩石を同時に打撃しないようにする削孔方法であって、
各削孔ユニットは内部に往復運動する同じ長さのピストンを有し、ピストンは各削孔ユニットごとに上行程端の位置を異にして各削孔ユニットごとに行程が異なっており、これによって一定時間または単位時間あたりにおけるピストンの往復回数を異にして複数のビットが地中または岩石を打撃するタイミングを変えている、
削孔方法である。
【００１１】
本発明は、
ケーシング内に、往復運動するピストンを有する複数の削孔ユニットを配置している削孔装置を使用して地中または岩石を削孔する方法であって、
ピストンの上昇に伴って圧縮される圧縮性作動流体が所定の圧力に到るときのピストンの上行程端の位置を各削孔ユニットごとに異ならせて各削孔ユニットのピストンは行程を異にし、
各削孔ユニットのピストンの行程が異なることにより一定時間または単位時間あたりにおける各削孔ユニットのピストンの往復回数を異にし、
これによって複数のビットが地中または岩石を同時に打撃しないようにする、
削孔方法である。
【００１２】
本発明は、
ケーシング内に、往復運動をするピストンを有する複数の削孔ユニットを配置している削孔装置であって、
複数の削孔ユニットのピストンは同じ長さに形成され、各削孔ユニットごとに上行程端の位置を異にして各ピストンの行程が異なっており、
ピストンの行程が異なることによって一定時間または単位時間あたりのビットを打撃するピストンの往復回数が各削孔ユニットごとに異なっている、
削孔装置である。
【００１３】
本発明は、
ケーシング内に、往復運動をするピストンを有する複数の削孔ユニットを配置している削孔装置であって、
ピストンの上昇によって圧縮性作動流体が所定の圧力に到るときのピストンの上行程端の位置が各削孔ユニットごとに異なっており、
ピストンの上行程端の位置が各削孔ユニットごとに異なることにより各削孔ユニットのピストンの行程が異なっており、
各削孔ユニットのピストンの行程が異なることより一定時間または単位時間あたりにおける各削孔ユニットのピストンの往復回数を異にして各削孔ユニットのビットの打撃数を異にしている、
削孔装置である。
【００１４】
本発明は、
ケーシング内に、往復運動をするピストンを有する削孔ユニットを配置しているダウンホール式駆動装置を有する削孔装置であって、
前記削孔ユニットは、
ピストンケース内のピストンの上行程端側に設けられているエアディストリビュータと、
ピストンケース内のピストンの下行程端側に設けられている先端側バルブと、
前記エアディストリビュータと先端側バルブの間を往復運動するピストンと、
を備え、
前記エアディストリビュータは、ピストン側に向けて筒形の弁部材を有し、該弁部材は中に流体通路を有しており、
前記先端側バルブは、ピストン側に向けて筒形の弁部材を有し、該弁部材は中に流体通路を有しており、
前記ピストンは、両端面を貫通している流体通路を内部に有し、
前記ピストンが移動してエアディストリビュータの弁部材がピストンの流体通路内面と摺動状態に接してシール状態になるときに、シリンダー内面側、ピストン頂面側、及び前記弁部材を含むエアディストリビュータの内面側とで囲まれたドライブチャンバーが形成され、
各削孔ユニットは、エアディストリビュータの前記弁部材の長さがそれぞれ異なっている、
削孔装置である。
【００１５】
削孔装置本体には、複数の削孔ユニットの周りを囲むようにして防振材または／及び防音材が設けるのが好ましい。「防振材または／及び防音材」は、防振材または防音材のい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。
【００１６】
本発明は、
前記いずれかに記載の削孔装置と、該削孔装置に回転運動を与えることができる回転駆動装置とを備えている、
回転式削孔機である。
【００１７】
本発明は、
前記のいずれかに記載の削孔装置を使用した地中または岩石の削孔方法であって、削孔装置に回転運動を与えながら地中または岩石の削孔を行う、
地中または岩石の削孔方法である。
【００１８】
本願の明細書、特許請求の範囲および要約書にいう「圧縮性作動流体」としては、気体、例えば空気や、空気に霧化した水を混入したものをあげることができる。また、削孔ユニットのピストンの長さは、基本的には全ての削孔ユニットで同じであるが、各削孔ユニットのピストンの行程を異にできれば、長さを異にしてもよい。
【００１９】
（作動原理）
本発明の作動原理は必ずしも明らかではないが一応次のように説明できる。
削孔装置の各削孔ユニットは、公知のダウンホール式駆動装置を有しているが、各削孔ユニットはピストンの行程がそれぞれ異なり、それに伴って一定時間または単位時間におけるピストンの往復回数が異なり、ひいては複数の削孔ユニットのビットの打撃数が全て異なる。
【００２０】
具体的には、削孔ユニットのピストンの移動によって圧縮性作動流体が所定の圧力に到るときのピストンの上行程端の位置が各削孔ユニットによって異なることことにより、各削孔ユニットのピストンの行程が異なる。
【００２１】
ピストンの行程が長いと一定時間または単位時間あたりにおけるピストンの往復回数は少なくなり、ピストンがビットを打撃する回数は少くなる。逆にピストンの行程が短いと一定時間または単位時間あたりにおけるピストンの往復回数は多くなり、ピストンがビットを打撃する回数は多くなる。
【００２２】
このように各削孔ユニットのピストンの行程を異にすることによって一定時間または単位時間における複数の削孔ユニットのビットの打撃数を全て異することができる。これによってピストンがビットに衝撃を与えるタイミングをそれぞれ異ならせてビットが同時に地盤を打撃するのをより確実に防止できるので、低振動、低騒音での削孔作業を、より効果的に可能にする。
【００２３】
また、ピストンケース内のピストンの上行程端側に設けられ、ピストン側に向いた筒形の弁部材を有するエアディストリビュータと、ピストンケース内のピストンの下行程端側に設けられ、ピストン側に向いた筒形の弁部材を有する先端側バルブと、エアディストリビュータと先端側バルブの間を往復運動するピストンと、を備えた削孔装置にあっては、ピストンが移動してエアディストリビュータの弁部材がピストンの流体通路内面と摺動状態に接してシール状態になるときに、シリンダー内面側、ピストン頂面側、及び弁部材を含むエアディストリビュータの内面側とで囲まれたドライブチャンバーが形成され、ピストンの移動に伴って圧縮性作動流体が圧縮されて反力（押し戻し力）を生じ、ピストンの移動力と反力が均衡状態または略均衡状態になるとピストンは方向を転換し反対方向に向かうが、この方向転換の位置は、エアディストリビュータの弁部材の長さが変わると変わる。
そしてドライブチャンバーに圧縮性作動流体が流入するとピストンは反対方向に急速に移動し、ビットに衝撃を与える。この動きが繰り返して行われるものと考えられる。
【００２４】
本発明の作用を説明する。
（ａ）圧縮性作動流体が各削孔ユニット内に送られ、各削孔ユニットに内蔵されたピストンが往復運動して削孔のための打撃力を各ビットに与える。
【００２５】
この際に、各削孔ユニットのピストンの行程が異なるために、一定時間または単位時間あたりにおけるピストンの往復回数が異なりビットの打撃回数が異なる。これにより、各ビットが地盤を打撃するタイミングをずらすことができ、同時に地盤を打撃することを効果的に防止して、低振動、低騒音での削孔作業を、より効果的に可能にする。
【００２６】
（ｂ）回転式削孔機は、回転駆動装置によって削孔装置に回転運動を与えながら削孔作業を行う。回転運動を与えることにより、削孔装置が有するビットの削孔位置が削孔面に対して移動し、各ビットが削孔面全体を満遍なく打撃する。
【発明の効果】
【００２７】
本発明によれば次の効果を奏する。
（１）削孔装置の複数のビットが同時に地中または岩石を打撃するのを効果的に防止して、低振動、低騒音での削孔作業を、より効果的に可能にする。
【００２８】
（２）削孔装置本体の各削孔ユニット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は、各削孔ユニットが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。
【００２９】
（３）本発明に係る回転式削孔機及び削孔方法によれば、上記効果を奏する削孔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、低騒音での削孔作業を、より効果的に可能にする。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３０】
本発明を図面に示した実施の形態に基づき、さらに詳細に説明する。
【実施例】
【００３１】
図１は、実施例に係る削孔装置を先端側から見た斜視説明図、
図２は、図１に示す削孔装置の縦断面説明図、
図３は、図１に示す削孔装置の分解斜視説明図であり、エアタンクと、エアタンクから取り外した削孔装置本体を分解した状態で示している。なお、図３においてはエアタンクの基部側（上方側）は図示を省略している。
図４は、削孔ユニットの一つ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の往復運動（進退動）している状態を（ａ）〜（ｄ）で経時的に示している。
図５は、削孔装置本体に収容されている六基の削孔ユニットのうちから選んだ三基の削孔ユニットのリジッドバルブ近傍を拡大した要部縦断面説明図で、リジッドバルブの長さが異なることによってピストンの上行程端の位置が異なることを示している。
図面を参照して実施例の削孔装置について説明する。
【００３２】
［削孔装置］
図１及び図２に示すように、削孔装置１は全体が略円柱状に形成されている。削孔装置１は、先部側に位置する削孔装置本体２と、基部側に位置する、流体タンクであるエアタンク３を備えている。エアタンク３は圧縮性作動流体であるエアを各削孔ユニットに分配する。
【００３３】
削孔装置本体２は、ケーシング２３内に複数（本実施例では六基）の削孔ユニット２２ａ，２２ｂ，２２ｂ，２２ｂ，２２ｂ，２２ｂ（以下、全ての削孔ユニットを指すときは「削孔ユニット２２」と表記する）を有する。
削孔ユニット２２の先端側には、各削孔ユニットに対応してそれぞれビット４１，４２ａ，４２ｂ，４２ｃ，４２ｄ，４２ｅ（以下、全てのビットを指すときは「ビット４１等」表記する。）を備えている。
【００３４】
ビット４１等は、削孔装置本体２よりも外径が小さい。削孔装置１は、図７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、先端のビットが下を向くように吊り下げられて立てた状態で使用される。
なお、以下、説明の便宜上、中央のビット４１に対応する削孔ユニット２２ａを「中央削孔ユニット２２ａ」といい、周辺のビット４２に対応する削孔ユニット２２ｂを「周辺削孔ユニット２２ｂ」という場合がある。
【００３５】
本実施例では、図１に示すような削孔ユニットの配置に伴って、ビット４１等は、削孔装置本体２の軸心部に一箇所設けられた中央のビット４１と、中央のビット４１を中心とする円周上に等間隔でビット４１の周り五箇所に設けられた周辺のビット４２ａ，４２ｂ，４２ｃ，４２ｄ，４２ｅで構成されている。中央のビット４１はヘッド部が円形状に形成されている。周辺のビット４２ａ，４２ｂ，４２ｃ，４２ｄ，４２ｅはヘッド部が略正三角形状に形成されている。後述するように、ビット４１等は、同時でなく互いにタイミングをずらして地盤を打撃する。
【００３６】
エアタンク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）により削孔装置本体２の基部側に着脱可能に接続されている。エアタンク３には、削孔ユニット２２のピストンを駆動する圧縮性作動流体である高圧のエアを貯留できるエア貯留部３０を備えている。エア貯留部３０があることで削孔ユニット２２に均等にエアを送ることができる。
【００３７】
次に、削孔装置１の各構成部材について順を追って詳しく説明する。
（削孔装置本体２）
図３に示すように、削孔装置本体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削孔ユニット２２の他、各削孔ユニットを収容する円筒形のケーシング２３、各削孔ユニットに対応するドライブチャック２４、チャックガイド２５、およびビット４１等ほかを備えている。
【００３８】
削孔ユニット２２は、金属製で円筒形状のピストンケース２２０を有している。各ピストンケース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２２０の先端部（図３で下部）には、ドライブチャック２４、チャックガイド２５を介してビット４１等が接続される。
【００３９】
図４を参照する。図４は、削孔ユニット２２の一つの中央削孔ユニット２２ａの内部構造とピストン６１の動きを示している。その他の周辺削孔ユニット２２ｂも、後で説明するように、リジッドバルブ６７の長さが異なること、及びそれに伴うエアー供給口の位置が異なることを除き同様の構造であり、ピストン６１の動きについても同じように往復運動する。
【００４０】
図４（ａ）に示すように、ピストンケース２２０には、ビット４１に衝撃を与えるピストン６１を含む駆動手段等が収容されている。即ち、ピストンケース２２０には、内部に流体通路６１０を有するピストン６１の他、シリンダー６２、チェックバルブ６３、基端側エアーバルブであるリジッドバルブ６７を有するエアディストリビュータ６４、バルブスプリング６５、先端側エアーバルブであるフートバルブ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ハンマの駆動機構（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。
【００４１】
図４（ａ）〜（ｄ）を参照して、削孔ユニットの駆動機構について簡単に説明する。
まず、図７に示す削孔作業前の削孔装置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はその自重により削孔ユニット２２ａの先端へ突出した状態となっている。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２２０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。つまりエアが送られない。これにより、ピストン６１が上昇することはなく、言い換えればピストンケース２２０の基部側へ移動することはなく、ビット４１は作動停止状態となっている。
【００４２】
そして、図４（ｂ）のように、地面または接地面である削孔面Ｌにビット４１が当接するまで、吊り下げた状態の削孔装置１を降ろすと削孔装置１は自重で下がり、相対的にビット４１がピストンケース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２２０の内周面の間にできた間隙であるエア流通路２２４を通じて、エアがピストン６１の下部側（先部側）にまわり、図４(ｃ)、更に図４(ｄ)に示すようにピストン６１は急速に移動（急上昇）する。
【００４３】
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が逆方向に急速に移動（急降下）し、先端のビット４１を打撃する。なお、フートバルブ６６から入ったエアは、ビット４１内を通ってビット４１先部側から排出される。
この繰り返されるピストン６１の往復運動に伴う衝撃力によって、ビット４１が（他の削孔ユニット２２ｂのビット４２ａも同様に）地盤を打撃し削孔する。
【００４４】
図５を参照する。図５は削孔ユニット２２の中から選んだ三基の削孔ユニットのリジッドバルブ近傍を示している。各削孔ユニットのリジッドバルブ６７ａ，６７ｂ，６７ｃは、それぞれ長さを異にしている。（ａ−１）（ａ−２）に示すリジッドバルブ６７ａが一番長く、（ｃ−１）（ｃ−２）に示すリジッドバルブ６７ｃが一番短い、本実施例では各リジッドバルブ６７ａ，６７ｂ，６７ｃは、それぞれ長さが２ｍｍ単位で長いか又は短く形成されているが、図５では、違いを理解しやすいように長さの差を強調して表している。
【００４５】
削孔装置本体２には、中央削孔ユニット２２ａの他に五基の周辺削孔ユニット２２ｂが設けられているが、これらの削孔ユニット２２のリジッドバルブ６７の長さは、それぞれ全て異なっている。
【００４６】
そして、削孔ユニット２２のリジッドバルブの長さが全て異なることによって、削孔ユニット２２に収容されているピストン６１の行程が全て異なる。これによって各削孔ユニットの各ピストンが、各ビットを順序良く打撃するような設定を可能とし、削孔能率を高めると共に、後で説明するように削孔作業時の騒音及び振動を少なくすることができる。
その原理は必ずしも明らかではないが一応次のように考えられ、図４および図５を参照してその動きを説明する。
【００４７】
ピストン６１が、図４（ｂ）に示す状態から上昇し、図４(ｃ)に示すようにリジッドバルブ６７の先端部分がピストンの流体通路６１０に挿入し、流体通路内面６１２と摺動状態に接してシール状態になると、シリンダー６２の内面６２０側と、ピストン頂面６１４側と、リジッドバルブ６７の外面を含むエアディストリビュータ６４の先端面６７０側の間でエアが圧縮されるドライブチャンバー６８が形成される。
【００４８】
図４(ｄ)に示すようにピストン６１が更に上昇してドライブチャンバー６８内のエアを圧縮する。ピストン６１の上昇に伴ってエアが圧縮されて反力（押し戻し力）を生じ、ピストンの上昇力と反力が均衡状態または略均衡状態になるとピストンは方向を転換し反対方向に向かおうとする。ピストンは高速で往復運動するために、ピストンが方向を転換する直前にエアー供給口からドライブチャンバー６８にエアが送り込まれ、ピストンは急降下する。
【００４９】
ピストンの方向転換位置は、リジッドバルブの長さによって異なる。
即ち、図５（ａ−１）に示す長さが長い（下方への突出長が長い）リジッドバルブ６７ａの場合は、ピストン６１はリジッドバルブ６７ａと上昇行程の低い位置で接し、更にピストン６１が上昇してドライブチャンバー６８内のエアを圧縮し、圧縮されたエアの反力とピストン６１の上昇力が均衡状態または略均衡状態に到ったときのドライブチャンバー６８内の容積（圧縮エアの体積）は、図５（ａ−２）に示すように大きい。つまり、ピストン６１は低い位置で反対方向に向かおうとする。この方向転換の位置、つまりピストン６１が下行程端から上行程端に到るまでの行程は短い。
【００５０】
図５（ｃ−１）に示す長さが短い（下方への突出長が短い）リジッドバルブ６７ｃの場合は、ピストン６１はリジッドバルブ６７ａと上昇行程の高い位置で接し、更にピストン６１が上昇してドライブチャンバー６８内のエアを圧縮し、圧縮されたエアの反力とピストン６１の上昇力が均衡状態または略均衡状態に到ったときのドライブチャンバー６８内の容積は、図５（ｃ−２）に示すように小さい。つまり、ピストン６１は高い位置で反対方向に向かうが、この方向転換の位置、つまり、ピストン６１が下行程端から上行程端に到るまでの行程は長い。
【００５１】
図５（ｂ−１）のリジッドバルブ６７ｂの長さは、（ａ−１）と（ｃ−１）の中間の長さを示しており、圧縮されたエアの反力とピストン６１の上昇力が均衡状態または略均衡状態に到ったときのドライブチャンバー６８内の容積（ｂ−２）は、（ａ−２）と（ｃ−２）の中間の大きさである。
【００５２】
そうして、ピストン６１の行程が短かいと、ピストン６１の行程が長い場合に比べて、一定時間または単位時間あたりのピストンの昇降回数は多くなる。
【００５３】
このような理由で、リジッドバルブ６７の長さを異にすることによって、ピストン６１は一定時間または単位時間における往復回数を異にしていると考えられる。
なお、リジッドバルブ６７の長さに対応してドライブチャンバー６８にエアを送り込むエアー供給口の位置も適宜変更される。
【００５４】
なお、上記各リジッドバルブは２ｍｍ単位で長いか又は短く形成されているが、当該数値に限定するものではなく、削孔ユニットの長さや大きさ等に応じて適宜設計変更が可能である。
【００５５】
本実施例の場合、リジッドバルブの長さとピストンの行程との関係は下記のとおりである。
リジッドバルブの長さ９２ｍｍ、ピストンの行程 ８５ｍｍ
リジッドバルブの長さ９０ｍｍ、ピストンの行程 ９０ｍｍ
リジッドバルブの長さ８８ｍｍ、ピストンの行程 ９５ｍｍ
リジッドバルブの長さ８６ｍｍ、ピストンの行程１００ｍｍ
リジッドバルブの長さ８４ｍｍ、ピストンの行程１０５ｍｍ
リジッドバルブの長さ８２ｍｍ、ピストンの行程１１０ｍｍ
なお、ピストンケース内を上下するピストンの行程は外部からは測定できず、ピストンの行程は設計値である。
【００５６】
このような削孔ユニットの構成により、上記原理によって図５(ａ−１)(ａ−２)に示す削孔ユニットの方が、図５(ｂ−１)(ｂ−２)または(ｃ−１)(ｃ−２)に示す削孔ユニットに比べて、一定時間または単位時間におけるピストン６１の往復回数が多くなる。同様に、図５(ｂ−１)(ｂ−２)に示す削孔ユニットの方が、図５(ｃ−１)(ｃ−２)に示す削孔ユニットに比べて、一定時間または単位時間におけるピストン６１の往復回数が多くなる。
【００５７】
例えば図５(ａ−１)(ａ−２)に示す削孔ユニットのピストン６１がビットを仮に１分間に１６００回程度打撃するとすると、図５(ｂ−１)(ｂ−２)に示す削孔ユニットのピストン６１がビットを１分間に２００回程度少ない１４００回打撃し、図５(ｃ−１)(ｃ−２)に示す削孔ユニットのピストン６１がビットを１分間に４００回程度少ない１２００回打撃するといった具合に設定することができる。なお、ピストンを作動するエアコンプレッサーの空気圧や空気量が変わることによって、ピストンの行程や一定時間または単位時間におけるピストン６１の往復回数も変わる。
【００５８】
また、上記した時間あたりのビット４１等の打撃回数は、同じビットでも削孔対象である地層の硬さにより変わる。硬い地層の場合、地盤を打撃した後のビット４１等の戻りが速く、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、ビット４１等の打撃回数が増加する。
【００５９】
図２に示すように、各ピストンケース２２０の基端部に位置する接続体２１は、エアの経路である孔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３の連結体３３へ差し入れられて装着される。そうして、エアタンク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、削孔ユニット２２内の駆動手段が駆動する。
【００６０】
削孔ユニット２２は、外形が略円柱形状のケーシング２３（図３参照）に着脱可能に取り付けられている。ケーシング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先部カバー体２３３と、筒状本体２３１の基部側の開口部に固着されている基部カバー体２３４で主に構成されている。
【００６１】
ケーシング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、各ピストンケース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は各ピストンケース２２０と同じ数設けられており、その軸心方向がケーシング２３の長手方向と同じになるように設けてある。
【００６２】
先部カバー体２３３は所要の厚みを有し、削孔ユニット２２を挿設するための孔である挿通孔２３５がそれぞれ設けられている。同じく、基部カバー体２３４は所要の厚みを有し、削孔ユニット２２を挿設するための孔である挿通孔２３６（図２参照）がそれぞれ設けられている。本実施例では、挿通孔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、合計で六箇所に設けてある。
【００６３】
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の挿通孔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の挿通孔２３６と連通している。
【００６４】
更に、ケーシング２３（筒状本体２３１）内の各ピストンケースケーシング２３２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。
【００６５】
各ピストンケース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を介しビット４１等の基部側が進退自在に収納される。
【００６６】
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、ケーシング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、ケーシング２３側から取り付けられるナット２５２（図３でケーシング２３の左側に図示）が使用されている。
【００６７】
図１から図３を参照する。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を備えたビット４２が配置される。ビット４１等のヘッド部４１１，４２１には、超硬合金製のボタンチップ４１２が多数設けてある。
【００６８】
チャックガイド２５には、ビット４１等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。
【００６９】
ビット４１等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。ビット４１等の基部側は、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側から外れないように装着される。
【００７０】
また図１に示すように、ケーシング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。本実施例では、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６箇所）設けてある。そして、地盤の削孔作業時に削孔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、削孔装置本体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削孔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。
【００７１】
（エアタンク３）
エアタンク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。
【００７２】
図３に示すように、エアタンク３の先部側には、削孔装置本体２の基端部（各削孔ユニット２２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３００によって連結体３３側とは区画されている。
【００７３】
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に差し込まれた削孔ユニット２２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。
【００７４】
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に形成されたエアの流通孔である区画孔３ａ，３ｄ，３ｆ（図２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３ｂ，３ｃ，３ｅについては符号を省略）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、削孔ユニット２２へエアを送るための流通部を構成している。
【００７５】
なお、図２ではすべてのエアホースを図示してないが、エアホースは各削孔ユニットに対応して（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が、中実状に形成することもできる。
【００７６】
本実施例では、各区画孔３ａ，・・・は円形の孔で構成されている。
また、各区画孔３ａ，・・・は、各削孔ユニット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，・・・（以下、「各周辺区画孔３ａ等」という場合がある。）が等間隔で５箇所設けてある。
【００７７】
中央区画孔３ｆには、図１に示す中央ビット４１に対応する中央削孔ユニット２２ａ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等は、図１に示す周辺ビット４２ａ，・・・に対応する削孔ユニット２２ｂから導出されたエアホース３５２（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。この中央エアホース３５１と各周辺エアホース３５２は直管状であって、その内径と長さはすべて同じである。
【００７８】
（エア分配器８）
図６は、図２に示す削孔装置のエアタンク内に配置されるエア分配器を示す斜視説明図である。
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の区画孔３ｆに本質的に均等に分配するエア分配器８が設けてある。エア分配器８は、図６に示すように、盃（さかずき）のような形をしている。
【００７９】
エア分配器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凹状（ボール状）の受部８１と、受部８１を支える、外形が截頭円錐形の錐壁部で構成される支持体８２を有している。
なお、本実施例では、支持体８２の基端部８２３（図２で下端部）は区画体３００に固定されており、該支持体８２内には区画孔３ｆのみが配置され、その他の各区画孔（例えば図２に示す区画孔３ａ、３ｄの各周辺区画孔）は支持体８２外に配置されている。
【００８０】
図６に示す支持体８２の錐壁部には、支持体８２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８２の先部側寄り（図６で上側）と基部側寄り（図６で下側）に、支持体８２の周面方向に沿って等間隔で所要数（本実施例では複数、８箇所）設けてある。各取入孔８２１は、区画体３００の区画孔３ｆに向かっ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。
【００８１】
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、エア分配器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支持体８２側へ戻って各取入孔８２１を抜け、区画体３００の区画孔３ｆへ送られる。
一方、各周辺区画孔３ａ等については支持体８２外に配置されているので、吹き出し孔３４０から供給されたエアのうちエア分配器８の受部８１に当たらなかったエアが直接或いはエア貯留部３０の内壁に当たった後、各周辺区画孔３ａ等へ流入する。
以上のような構成によって、連結ジョイント３４から供給されるエアを各削孔ユニットにできるだけ均等に分配するようにしている。このように、エア分配器８は各削孔ユニットにできるだけ均等にエアを分配する観点からは有れば好ましいものである。
【００８２】
（エアタンク３の外周部分）
図２に示すように、エアタンク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７参照）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。
【００８３】
そして、図７に示すように、削孔装置１を立てた状態で、削孔装置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。
【００８４】
更に、図１に示すように、エアタンク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。本実施例では、フラットバー３６１は複数（合計で６箇所）設けてある。そして、削孔作業時に、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５参照）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）が削孔装置１に伝達される。
【００８５】
［回転駆動装置５］
図７は、削孔装置と回転駆動装置で主に構成される回転式削孔機を示す側面視説明図である。
図７に示す回転駆動装置５は、上記したように削孔装置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を介して削孔装置１を装着でき、削孔装置１に回転運動を与える回転テーブル（図７では隠れて表れない）を備えている。
【００８６】
（作 用）
地盤に杭用の孔を削孔する場合を例に挙げて削孔装置１を備えた回転式削孔機６の作用について説明する。
【００８７】
まず、図７に示すように、回転式削孔機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、削孔装置１の基端部に、地盤に削孔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。
【００８８】
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と削孔装置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を繋いだ削孔装置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７で符号７３は、クレーンに接続されたワイヤを示している。
【００８９】
そして、回転駆動装置５の回転テーブル（図７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、削孔装置１のエアタンク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、クレーンにより削孔装置１を吊り降ろしながら削孔を開始する。
【００９０】
削孔時において、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３に伝達されて削孔装置１が回転する。ケリーロッド７の上端には、ク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、削孔装置１にエアを供給する供給管７２が接続されている。また支持軸７１にはエアスイベル（図示省略）が設けてある。
【００９１】
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削孔装置１に送られる。削孔装置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から放出されエア貯留部３０に送られる。
【００９２】
吹き出し孔３４０から供給されたエアは、エア分配器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支持体８２側に戻って各取入孔８２１を抜け、区画体３００内の区画孔３ｆへ送られる。
一方、各周辺区画孔３ａ等については支持体８２外に配置されているので、吹き出し孔３４０から供給されたエアのうちエア分配器８の受部８１に当たらなかったエアが直接各周辺区画孔３ａ等へ流入する。
【００９３】
更に、エアは各区画孔３ａ，・・・に対応するエアホース３５１，３５２を通って削孔ユニット２２に導入されて各ピストン６１を駆動し、先端のビット４１等を打撃する。
【００９４】
上記したように、削孔ユニット２２では、各ピストンケース２２０内のリジッドバルブ６７の長さがそれぞれ互いに異なっているため、それぞれピストン６１の行程も異なる。その結果、単位時間、例えば一分間あたりのピストン６１の往復回数が互いに異なり、ピストン６１が打撃する各ビットは互いに打撃タイミングをずらして地盤を打撃する。
【００９５】
図８は削孔作業中の振動を削孔口から３ｍで測定装置で測定したグラフであり、（ａ）は本発明に係る削孔装置を使用した削孔作業中の振動の大きさ、（ｂ）は従来の削孔装置を使用した削孔作業中の振動の大きさを示している。
従来の削孔装置では振動の大きさが４０dbから６０dbの間であり、その上振動のバラツキも大きいのに対して、本発明に係る削孔装置１は、２０dbから４０dbの間であり、振動のバラツキも小さい。
【００９６】
従って、従来の装置に比べ、更に低騒音、低振動で削孔作業ができるから、住宅密集地や都市部のオフィス街等での使用に、より好適である。
【００９７】
更に、回転駆動装置５によって削孔装置１に回転運動が与えられることで、削孔装置１が有する各周辺ビット４２ａ，・・・の削孔位置が削孔面に対して移動する。これにより、各ビット４１，４２が削孔面全体を満遍なく打撃する。また、削孔装置１が回転することにより、削孔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。
【００９８】
また図２に示すように、ビット４１等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。
【００９９】
また本実施例では、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によって回転駆動装置の水平状態を保つことができ削孔作業時の安定性が向上するだけでなく、回転駆動装置本体５０を接地面に直接載置して削孔を行う場合に比べ、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る。
【０１００】
更に上記したように、従来のダウンザホールハンマーでは、削孔する孔とほぼ同じ大きな径の単一のハンマビットを駆動させる必要があったため、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く、比較的大きなエアコンプレッサーが必要であった。大きなエアコンプレッサーを駆動するためには原動機も大きくなり、燃料消費量も大きくなる。
これに対し、本実施例では、削孔する孔に対して径小のビット４１等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。
【０１０１】
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ばかりでなく燃料消費量も小さく、引いては地球温暖化の防止にも貢献できる。
【０１０２】
なお、本実施例ではビット４１等を合計で６箇所設けた削孔装置本体２を使用しているが、特にその数を限定するものではない。本実施例では、削孔装置本体２の直径は例えば４５０〜７００ｍｍである。
【０１０３】
本実施例とは相違して、例えばビットを５箇所設けて削孔装置本体２を構成した場合（軸心部に１箇所、その周りに４箇所）では、削孔装置本体２の直径を例えば４５０ｍｍ以下とすることができる。更に、例えばビットを６〜７箇所設けて削孔装置本体２を構成した場合（軸心部に１箇所、その周りに５箇所または６箇所）では、削孔装置本体２の直径は例えば７００ｍｍ以上とすることができる。
【０１０４】
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、削孔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）ことができる。またエアタンク３の周面部に排土用の螺旋羽根を設けることもできる。
【０１０５】
また本実施例では、回転テーブルを備えた回転駆動装置５を用いて削孔作業を行った場合について説明したが、削孔装置１に回転運動を与える手段は特に回転テーブルに限定するものではなく、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。
【０１０６】
削孔装置１の各削孔ユニットは、エアディストリビュータの筒形の弁部材の長さがそれぞれ異なっているだけで、その他の構成は同じにできるから、従来より少ない部品点数で、または部品点数を特段増やさなくても各ビットの打撃タイミングをずらすことができる。従って生産性の向上が期待できるだけでなく、従来のように作動流体の制御に回転する円盤状のエア流通制御部材のような可動部品を使用しなくてすむことからメンテナンス性の向上も期待できる。
【０１０７】
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く、技術思想の範囲内において種々の変形が可能である。
【０１０８】
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が、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。
【図面の簡単な説明】
【０１０９】
【図１】実施例に係る削孔装置を先端側から見た斜視説明図。
【図２】図１に示す削孔装置の縦断面説明図。
【図３】図１に示す削孔装置の分解斜視説明図であり、エアタンクと、エアタンクから取り外した削孔装置本体を分解した状態で示している。
【図４】削孔ユニットの一つ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の往復運動（進退動）している状態を(ａ)〜(ｄ)で経時的に示している。
【図５】削孔装置本体に収容されている六基の削孔ユニットのうちから選んだ三基の削孔ユニットのリジッドバルブ近傍を拡大した要部縦断面説明図で、リジッドバルブの長さが異なること、及びそれによってピストンの上行程端の位置が異なることを示している。
【図６】図２に示す削孔装置のエアタンク内に配置されるエア分配器を示す斜視説明図。
【図７】削孔装置と回転駆動装置で主に構成される回転式削孔機を示す側面視説明図。
【図８】削孔作業中の振動を測定装置で測定したグラフであり、（ａ）は本発明に係る削孔装置を使用した削孔作業中の振動の大きさ、（ｂ）は従来の削孔装置を使用した削孔作業中の振動の大きさを示している。
【符号の説明】
【０１１０】
１ 削孔装置
２ 削孔装置本体
３ エアタンク
３ａ，３ｄ，３ｆ 区画孔
５ 回転駆動装置
６ 回転式削孔機
７ ケリーロッド
８ エア分配器
２１ 接続体
２２，２２ａ，２２ｂ 削孔ユニット
２３ ケーシング
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
４１〜４２ｅ，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 ピストン
６２ シリンダー
６３ チェックバルブ
６４ エアディストリビュータ
６５ バルブスプリング
６６ フートバルブ
６７，６７ａ，６７ｂ，６７ｃ リジッドバルブ
７１ 支持軸
７２ 供給管
７３ ワイヤ
８１ 受部
８２ 支持体
２１１ 孔
２２０ ピストンケース
２２２ 差込部
２２４ エア流通路
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 基部カバー体
２３５，２３６ 挿通孔
２４１ 孔
２４２ 回り止め部
２５１ ボルト
２５２ ナット
２５３ 凹部
２５４ 凹部
２５５ 取付孔
２５６ 凹部
３００ 区画体
３０４ 内壁面
３３１ 連結孔
３４０ 吹き出し孔
３５１，３５２ａ，３５２ｂ，３５２ｃ エアホース
３６１ フラットバー
４１１，４２１ ヘッド部
４１２ ボタンチップ
４２１ ヘッド部
６００ 仮設足場
８２１ 取入孔
８２３ 基端部
【技術分野】
【０００１】
本発明は、削孔方法、削孔装置及び回転式削孔機に関する。更に詳しくは、地中または岩石の削孔にあたり、削孔装置の複数のビットが地中または岩石を本質的に同時に打撃しないようにして低振動、低騒音で削孔作業ができる削孔方法、削孔装置及び回転式削孔機に関する。
【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削孔に、ダウンザホールハンマ（ダウンザホールドリルとも称される）と称される削孔装置が使用されている。このダウンザホールハンマは、削孔する孔とほぼ同じ径の単一のハンマビットで地盤を打撃するため、ビット一回の打撃ごとに受ける地盤の衝撃が大きい。従ってそれに伴う振動や騒音も大きく、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いる低振動、低騒音で作業ができる削孔装置が望まれていた。
前記課題は、本願出願人が提案した特許文献１記載の削孔装置で一応解決できる。
【０００３】
【特許文献１】特許第３７２１３８１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
特許文献１記載の削孔装置は、小型の複数のビットが互いにタイミングをずらして地盤を打撃するため、従来のダウンザホールハンマと比べるとビット一回の打撃ごとに受ける地盤の衝撃は小さく、低振動、低騒音の削孔作業を可能とした。
ところが、削孔作業中の振動を測定装置で測定したところ、振動の大きさにバラツキがあることががわかった（図８（ｂ）参照）。その原因ははっきりしないが、例えばエアコンプレッサーから送られる空気圧力や空気量の変動など、何らかの要因で複数のビットのうちのいくつかが、同時に地盤を打撃したものと考えられる。
【０００５】
また、特許文献１記載の削孔装置は、ビットを打撃するピストンの駆動制御に、回転する円盤状のエア流通制御部材等を使用してしている。このため、エアコンプレッサーから送られる空気圧力や空気量が変動するとエア流通制御部材がその影響を受け、ピストンの制御に支障を来し、ひいてはビットの打撃制御に支障を来す可能性を排除できない。
【０００６】
本発明者は、空気圧力や空気量が変動してもピストンの動きを正確に制御し、複数のビットが同時に地盤を打撃することを防止できれば削孔作業における振動のバラツキを少なくできることに着目し、研究を重ね本発明を完成するに至った。
【０００７】
（本発明の目的）
そこで本発明の目的は、削孔装置の複数のビットが同時に地中または岩石を打撃するのを効果的に防止して、低振動、低騒音での削孔作業を、より効果的に可能にすることにある。
【０００８】
本発明の他の目的は、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】
【０００９】
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。
本発明は、
ケーシング内に複数の削孔ユニットを有する削孔装置本体と、前記複数の削孔ユニットに圧縮性作動流体を送る流体タンクを有する削孔装置を使用し、当該削孔装置の複数のビットが地中または岩石を同時に打撃しないようにする削孔方法であって、
各削孔ユニットは内部に往復運動する同じ長さのピストンを有し、ピストンは各削孔ユニットごとに行程を異にして一定時間または単位時間あたりにおける往復回数を異にしている、
削孔方法である。
【００１０】
本発明は、
ケーシング内に複数の削孔ユニットを有する削孔装置本体と、前記複数の削孔ユニットに圧縮性作動流体を送る流体タンクを有する削孔装置を使用し、当該削孔装置の複数のビットが地中または岩石を同時に打撃しないようにする削孔方法であって、
各削孔ユニットは内部に往復運動する同じ長さのピストンを有し、ピストンは各削孔ユニットごとに上行程端の位置を異にして各削孔ユニットごとに行程が異なっており、これによって一定時間または単位時間あたりにおけるピストンの往復回数を異にして複数のビットが地中または岩石を打撃するタイミングを変えている、
削孔方法である。
【００１１】
本発明は、
ケーシング内に、往復運動するピストンを有する複数の削孔ユニットを配置している削孔装置を使用して地中または岩石を削孔する方法であって、
ピストンの上昇に伴って圧縮される圧縮性作動流体が所定の圧力に到るときのピストンの上行程端の位置を各削孔ユニットごとに異ならせて各削孔ユニットのピストンは行程を異にし、
各削孔ユニットのピストンの行程が異なることにより一定時間または単位時間あたりにおける各削孔ユニットのピストンの往復回数を異にし、
これによって複数のビットが地中または岩石を同時に打撃しないようにする、
削孔方法である。
【００１２】
本発明は、
ケーシング内に、往復運動をするピストンを有する複数の削孔ユニットを配置している削孔装置であって、
複数の削孔ユニットのピストンは同じ長さに形成され、各削孔ユニットごとに上行程端の位置を異にして各ピストンの行程が異なっており、
ピストンの行程が異なることによって一定時間または単位時間あたりのビットを打撃するピストンの往復回数が各削孔ユニットごとに異なっている、
削孔装置である。
【００１３】
本発明は、
ケーシング内に、往復運動をするピストンを有する複数の削孔ユニットを配置している削孔装置であって、
ピストンの上昇によって圧縮性作動流体が所定の圧力に到るときのピストンの上行程端の位置が各削孔ユニットごとに異なっており、
ピストンの上行程端の位置が各削孔ユニットごとに異なることにより各削孔ユニットのピストンの行程が異なっており、
各削孔ユニットのピストンの行程が異なることより一定時間または単位時間あたりにおける各削孔ユニットのピストンの往復回数を異にして各削孔ユニットのビットの打撃数を異にしている、
削孔装置である。
【００１４】
本発明は、
ケーシング内に、往復運動をするピストンを有する削孔ユニットを配置しているダウンホール式駆動装置を有する削孔装置であって、
前記削孔ユニットは、
ピストンケース内のピストンの上行程端側に設けられているエアディストリビュータと、
ピストンケース内のピストンの下行程端側に設けられている先端側バルブと、
前記エアディストリビュータと先端側バルブの間を往復運動するピストンと、
を備え、
前記エアディストリビュータは、ピストン側に向けて筒形の弁部材を有し、該弁部材は中に流体通路を有しており、
前記先端側バルブは、ピストン側に向けて筒形の弁部材を有し、該弁部材は中に流体通路を有しており、
前記ピストンは、両端面を貫通している流体通路を内部に有し、
前記ピストンが移動してエアディストリビュータの弁部材がピストンの流体通路内面と摺動状態に接してシール状態になるときに、シリンダー内面側、ピストン頂面側、及び前記弁部材を含むエアディストリビュータの内面側とで囲まれたドライブチャンバーが形成され、
各削孔ユニットは、エアディストリビュータの前記弁部材の長さがそれぞれ異なっている、
削孔装置である。
【００１５】
削孔装置本体には、複数の削孔ユニットの周りを囲むようにして防振材または／及び防音材が設けるのが好ましい。「防振材または／及び防音材」は、防振材または防音材のい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。
【００１６】
本発明は、
前記いずれかに記載の削孔装置と、該削孔装置に回転運動を与えることができる回転駆動装置とを備えている、
回転式削孔機である。
【００１７】
本発明は、
前記のいずれかに記載の削孔装置を使用した地中または岩石の削孔方法であって、削孔装置に回転運動を与えながら地中または岩石の削孔を行う、
地中または岩石の削孔方法である。
【００１８】
本願の明細書、特許請求の範囲および要約書にいう「圧縮性作動流体」としては、気体、例えば空気や、空気に霧化した水を混入したものをあげることができる。また、削孔ユニットのピストンの長さは、基本的には全ての削孔ユニットで同じであるが、各削孔ユニットのピストンの行程を異にできれば、長さを異にしてもよい。
【００１９】
（作動原理）
本発明の作動原理は必ずしも明らかではないが一応次のように説明できる。
削孔装置の各削孔ユニットは、公知のダウンホール式駆動装置を有しているが、各削孔ユニットはピストンの行程がそれぞれ異なり、それに伴って一定時間または単位時間におけるピストンの往復回数が異なり、ひいては複数の削孔ユニットのビットの打撃数が全て異なる。
【００２０】
具体的には、削孔ユニットのピストンの移動によって圧縮性作動流体が所定の圧力に到るときのピストンの上行程端の位置が各削孔ユニットによって異なることことにより、各削孔ユニットのピストンの行程が異なる。
【００２１】
ピストンの行程が長いと一定時間または単位時間あたりにおけるピストンの往復回数は少なくなり、ピストンがビットを打撃する回数は少くなる。逆にピストンの行程が短いと一定時間または単位時間あたりにおけるピストンの往復回数は多くなり、ピストンがビットを打撃する回数は多くなる。
【００２２】
このように各削孔ユニットのピストンの行程を異にすることによって一定時間または単位時間における複数の削孔ユニットのビットの打撃数を全て異することができる。これによってピストンがビットに衝撃を与えるタイミングをそれぞれ異ならせてビットが同時に地盤を打撃するのをより確実に防止できるので、低振動、低騒音での削孔作業を、より効果的に可能にする。
【００２３】
また、ピストンケース内のピストンの上行程端側に設けられ、ピストン側に向いた筒形の弁部材を有するエアディストリビュータと、ピストンケース内のピストンの下行程端側に設けられ、ピストン側に向いた筒形の弁部材を有する先端側バルブと、エアディストリビュータと先端側バルブの間を往復運動するピストンと、を備えた削孔装置にあっては、ピストンが移動してエアディストリビュータの弁部材がピストンの流体通路内面と摺動状態に接してシール状態になるときに、シリンダー内面側、ピストン頂面側、及び弁部材を含むエアディストリビュータの内面側とで囲まれたドライブチャンバーが形成され、ピストンの移動に伴って圧縮性作動流体が圧縮されて反力（押し戻し力）を生じ、ピストンの移動力と反力が均衡状態または略均衡状態になるとピストンは方向を転換し反対方向に向かうが、この方向転換の位置は、エアディストリビュータの弁部材の長さが変わると変わる。
そしてドライブチャンバーに圧縮性作動流体が流入するとピストンは反対方向に急速に移動し、ビットに衝撃を与える。この動きが繰り返して行われるものと考えられる。
【００２４】
本発明の作用を説明する。
（ａ）圧縮性作動流体が各削孔ユニット内に送られ、各削孔ユニットに内蔵されたピストンが往復運動して削孔のための打撃力を各ビットに与える。
【００２５】
この際に、各削孔ユニットのピストンの行程が異なるために、一定時間または単位時間あたりにおけるピストンの往復回数が異なりビットの打撃回数が異なる。これにより、各ビットが地盤を打撃するタイミングをずらすことができ、同時に地盤を打撃することを効果的に防止して、低振動、低騒音での削孔作業を、より効果的に可能にする。
【００２６】
（ｂ）回転式削孔機は、回転駆動装置によって削孔装置に回転運動を与えながら削孔作業を行う。回転運動を与えることにより、削孔装置が有するビットの削孔位置が削孔面に対して移動し、各ビットが削孔面全体を満遍なく打撃する。
【発明の効果】
【００２７】
本発明によれば次の効果を奏する。
（１）削孔装置の複数のビットが同時に地中または岩石を打撃するのを効果的に防止して、低振動、低騒音での削孔作業を、より効果的に可能にする。
【００２８】
（２）削孔装置本体の各削孔ユニット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は、各削孔ユニットが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。
【００２９】
（３）本発明に係る回転式削孔機及び削孔方法によれば、上記効果を奏する削孔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、低騒音での削孔作業を、より効果的に可能にする。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３０】
本発明を図面に示した実施の形態に基づき、さらに詳細に説明する。
【実施例】
【００３１】
図１は、実施例に係る削孔装置を先端側から見た斜視説明図、
図２は、図１に示す削孔装置の縦断面説明図、
図３は、図１に示す削孔装置の分解斜視説明図であり、エアタンクと、エアタンクから取り外した削孔装置本体を分解した状態で示している。なお、図３においてはエアタンクの基部側（上方側）は図示を省略している。
図４は、削孔ユニットの一つ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の往復運動（進退動）している状態を（ａ）〜（ｄ）で経時的に示している。
図５は、削孔装置本体に収容されている六基の削孔ユニットのうちから選んだ三基の削孔ユニットのリジッドバルブ近傍を拡大した要部縦断面説明図で、リジッドバルブの長さが異なることによってピストンの上行程端の位置が異なることを示している。
図面を参照して実施例の削孔装置について説明する。
【００３２】
［削孔装置］
図１及び図２に示すように、削孔装置１は全体が略円柱状に形成されている。削孔装置１は、先部側に位置する削孔装置本体２と、基部側に位置する、流体タンクであるエアタンク３を備えている。エアタンク３は圧縮性作動流体であるエアを各削孔ユニットに分配する。
【００３３】
削孔装置本体２は、ケーシング２３内に複数（本実施例では六基）の削孔ユニット２２ａ，２２ｂ，２２ｂ，２２ｂ，２２ｂ，２２ｂ（以下、全ての削孔ユニットを指すときは「削孔ユニット２２」と表記する）を有する。
削孔ユニット２２の先端側には、各削孔ユニットに対応してそれぞれビット４１，４２ａ，４２ｂ，４２ｃ，４２ｄ，４２ｅ（以下、全てのビットを指すときは「ビット４１等」表記する。）を備えている。
【００３４】
ビット４１等は、削孔装置本体２よりも外径が小さい。削孔装置１は、図７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、先端のビットが下を向くように吊り下げられて立てた状態で使用される。
なお、以下、説明の便宜上、中央のビット４１に対応する削孔ユニット２２ａを「中央削孔ユニット２２ａ」といい、周辺のビット４２に対応する削孔ユニット２２ｂを「周辺削孔ユニット２２ｂ」という場合がある。
【００３５】
本実施例では、図１に示すような削孔ユニットの配置に伴って、ビット４１等は、削孔装置本体２の軸心部に一箇所設けられた中央のビット４１と、中央のビット４１を中心とする円周上に等間隔でビット４１の周り五箇所に設けられた周辺のビット４２ａ，４２ｂ，４２ｃ，４２ｄ，４２ｅで構成されている。中央のビット４１はヘッド部が円形状に形成されている。周辺のビット４２ａ，４２ｂ，４２ｃ，４２ｄ，４２ｅはヘッド部が略正三角形状に形成されている。後述するように、ビット４１等は、同時でなく互いにタイミングをずらして地盤を打撃する。
【００３６】
エアタンク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）により削孔装置本体２の基部側に着脱可能に接続されている。エアタンク３には、削孔ユニット２２のピストンを駆動する圧縮性作動流体である高圧のエアを貯留できるエア貯留部３０を備えている。エア貯留部３０があることで削孔ユニット２２に均等にエアを送ることができる。
【００３７】
次に、削孔装置１の各構成部材について順を追って詳しく説明する。
（削孔装置本体２）
図３に示すように、削孔装置本体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削孔ユニット２２の他、各削孔ユニットを収容する円筒形のケーシング２３、各削孔ユニットに対応するドライブチャック２４、チャックガイド２５、およびビット４１等ほかを備えている。
【００３８】
削孔ユニット２２は、金属製で円筒形状のピストンケース２２０を有している。各ピストンケース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２２０の先端部（図３で下部）には、ドライブチャック２４、チャックガイド２５を介してビット４１等が接続される。
【００３９】
図４を参照する。図４は、削孔ユニット２２の一つの中央削孔ユニット２２ａの内部構造とピストン６１の動きを示している。その他の周辺削孔ユニット２２ｂも、後で説明するように、リジッドバルブ６７の長さが異なること、及びそれに伴うエアー供給口の位置が異なることを除き同様の構造であり、ピストン６１の動きについても同じように往復運動する。
【００４０】
図４（ａ）に示すように、ピストンケース２２０には、ビット４１に衝撃を与えるピストン６１を含む駆動手段等が収容されている。即ち、ピストンケース２２０には、内部に流体通路６１０を有するピストン６１の他、シリンダー６２、チェックバルブ６３、基端側エアーバルブであるリジッドバルブ６７を有するエアディストリビュータ６４、バルブスプリング６５、先端側エアーバルブであるフートバルブ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ハンマの駆動機構（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。
【００４１】
図４（ａ）〜（ｄ）を参照して、削孔ユニットの駆動機構について簡単に説明する。
まず、図７に示す削孔作業前の削孔装置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はその自重により削孔ユニット２２ａの先端へ突出した状態となっている。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２２０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。つまりエアが送られない。これにより、ピストン６１が上昇することはなく、言い換えればピストンケース２２０の基部側へ移動することはなく、ビット４１は作動停止状態となっている。
【００４２】
そして、図４（ｂ）のように、地面または接地面である削孔面Ｌにビット４１が当接するまで、吊り下げた状態の削孔装置１を降ろすと削孔装置１は自重で下がり、相対的にビット４１がピストンケース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２２０の内周面の間にできた間隙であるエア流通路２２４を通じて、エアがピストン６１の下部側（先部側）にまわり、図４(ｃ)、更に図４(ｄ)に示すようにピストン６１は急速に移動（急上昇）する。
【００４３】
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が逆方向に急速に移動（急降下）し、先端のビット４１を打撃する。なお、フートバルブ６６から入ったエアは、ビット４１内を通ってビット４１先部側から排出される。
この繰り返されるピストン６１の往復運動に伴う衝撃力によって、ビット４１が（他の削孔ユニット２２ｂのビット４２ａも同様に）地盤を打撃し削孔する。
【００４４】
図５を参照する。図５は削孔ユニット２２の中から選んだ三基の削孔ユニットのリジッドバルブ近傍を示している。各削孔ユニットのリジッドバルブ６７ａ，６７ｂ，６７ｃは、それぞれ長さを異にしている。（ａ−１）（ａ−２）に示すリジッドバルブ６７ａが一番長く、（ｃ−１）（ｃ−２）に示すリジッドバルブ６７ｃが一番短い、本実施例では各リジッドバルブ６７ａ，６７ｂ，６７ｃは、それぞれ長さが２ｍｍ単位で長いか又は短く形成されているが、図５では、違いを理解しやすいように長さの差を強調して表している。
【００４５】
削孔装置本体２には、中央削孔ユニット２２ａの他に五基の周辺削孔ユニット２２ｂが設けられているが、これらの削孔ユニット２２のリジッドバルブ６７の長さは、それぞれ全て異なっている。
【００４６】
そして、削孔ユニット２２のリジッドバルブの長さが全て異なることによって、削孔ユニット２２に収容されているピストン６１の行程が全て異なる。これによって各削孔ユニットの各ピストンが、各ビットを順序良く打撃するような設定を可能とし、削孔能率を高めると共に、後で説明するように削孔作業時の騒音及び振動を少なくすることができる。
その原理は必ずしも明らかではないが一応次のように考えられ、図４および図５を参照してその動きを説明する。
【００４７】
ピストン６１が、図４（ｂ）に示す状態から上昇し、図４(ｃ)に示すようにリジッドバルブ６７の先端部分がピストンの流体通路６１０に挿入し、流体通路内面６１２と摺動状態に接してシール状態になると、シリンダー６２の内面６２０側と、ピストン頂面６１４側と、リジッドバルブ６７の外面を含むエアディストリビュータ６４の先端面６７０側の間でエアが圧縮されるドライブチャンバー６８が形成される。
【００４８】
図４(ｄ)に示すようにピストン６１が更に上昇してドライブチャンバー６８内のエアを圧縮する。ピストン６１の上昇に伴ってエアが圧縮されて反力（押し戻し力）を生じ、ピストンの上昇力と反力が均衡状態または略均衡状態になるとピストンは方向を転換し反対方向に向かおうとする。ピストンは高速で往復運動するために、ピストンが方向を転換する直前にエアー供給口からドライブチャンバー６８にエアが送り込まれ、ピストンは急降下する。
【００４９】
ピストンの方向転換位置は、リジッドバルブの長さによって異なる。
即ち、図５（ａ−１）に示す長さが長い（下方への突出長が長い）リジッドバルブ６７ａの場合は、ピストン６１はリジッドバルブ６７ａと上昇行程の低い位置で接し、更にピストン６１が上昇してドライブチャンバー６８内のエアを圧縮し、圧縮されたエアの反力とピストン６１の上昇力が均衡状態または略均衡状態に到ったときのドライブチャンバー６８内の容積（圧縮エアの体積）は、図５（ａ−２）に示すように大きい。つまり、ピストン６１は低い位置で反対方向に向かおうとする。この方向転換の位置、つまりピストン６１が下行程端から上行程端に到るまでの行程は短い。
【００５０】
図５（ｃ−１）に示す長さが短い（下方への突出長が短い）リジッドバルブ６７ｃの場合は、ピストン６１はリジッドバルブ６７ａと上昇行程の高い位置で接し、更にピストン６１が上昇してドライブチャンバー６８内のエアを圧縮し、圧縮されたエアの反力とピストン６１の上昇力が均衡状態または略均衡状態に到ったときのドライブチャンバー６８内の容積は、図５（ｃ−２）に示すように小さい。つまり、ピストン６１は高い位置で反対方向に向かうが、この方向転換の位置、つまり、ピストン６１が下行程端から上行程端に到るまでの行程は長い。
【００５１】
図５（ｂ−１）のリジッドバルブ６７ｂの長さは、（ａ−１）と（ｃ−１）の中間の長さを示しており、圧縮されたエアの反力とピストン６１の上昇力が均衡状態または略均衡状態に到ったときのドライブチャンバー６８内の容積（ｂ−２）は、（ａ−２）と（ｃ−２）の中間の大きさである。
【００５２】
そうして、ピストン６１の行程が短かいと、ピストン６１の行程が長い場合に比べて、一定時間または単位時間あたりのピストンの昇降回数は多くなる。
【００５３】
このような理由で、リジッドバルブ６７の長さを異にすることによって、ピストン６１は一定時間または単位時間における往復回数を異にしていると考えられる。
なお、リジッドバルブ６７の長さに対応してドライブチャンバー６８にエアを送り込むエアー供給口の位置も適宜変更される。
【００５４】
なお、上記各リジッドバルブは２ｍｍ単位で長いか又は短く形成されているが、当該数値に限定するものではなく、削孔ユニットの長さや大きさ等に応じて適宜設計変更が可能である。
【００５５】
本実施例の場合、リジッドバルブの長さとピストンの行程との関係は下記のとおりである。
リジッドバルブの長さ９２ｍｍ、ピストンの行程 ８５ｍｍ
リジッドバルブの長さ９０ｍｍ、ピストンの行程 ９０ｍｍ
リジッドバルブの長さ８８ｍｍ、ピストンの行程 ９５ｍｍ
リジッドバルブの長さ８６ｍｍ、ピストンの行程１００ｍｍ
リジッドバルブの長さ８４ｍｍ、ピストンの行程１０５ｍｍ
リジッドバルブの長さ８２ｍｍ、ピストンの行程１１０ｍｍ
なお、ピストンケース内を上下するピストンの行程は外部からは測定できず、ピストンの行程は設計値である。
【００５６】
このような削孔ユニットの構成により、上記原理によって図５(ａ−１)(ａ−２)に示す削孔ユニットの方が、図５(ｂ−１)(ｂ−２)または(ｃ−１)(ｃ−２)に示す削孔ユニットに比べて、一定時間または単位時間におけるピストン６１の往復回数が多くなる。同様に、図５(ｂ−１)(ｂ−２)に示す削孔ユニットの方が、図５(ｃ−１)(ｃ−２)に示す削孔ユニットに比べて、一定時間または単位時間におけるピストン６１の往復回数が多くなる。
【００５７】
例えば図５(ａ−１)(ａ−２)に示す削孔ユニットのピストン６１がビットを仮に１分間に１６００回程度打撃するとすると、図５(ｂ−１)(ｂ−２)に示す削孔ユニットのピストン６１がビットを１分間に２００回程度少ない１４００回打撃し、図５(ｃ−１)(ｃ−２)に示す削孔ユニットのピストン６１がビットを１分間に４００回程度少ない１２００回打撃するといった具合に設定することができる。なお、ピストンを作動するエアコンプレッサーの空気圧や空気量が変わることによって、ピストンの行程や一定時間または単位時間におけるピストン６１の往復回数も変わる。
【００５８】
また、上記した時間あたりのビット４１等の打撃回数は、同じビットでも削孔対象である地層の硬さにより変わる。硬い地層の場合、地盤を打撃した後のビット４１等の戻りが速く、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、ビット４１等の打撃回数が増加する。
【００５９】
図２に示すように、各ピストンケース２２０の基端部に位置する接続体２１は、エアの経路である孔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３の連結体３３へ差し入れられて装着される。そうして、エアタンク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、削孔ユニット２２内の駆動手段が駆動する。
【００６０】
削孔ユニット２２は、外形が略円柱形状のケーシング２３（図３参照）に着脱可能に取り付けられている。ケーシング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先部カバー体２３３と、筒状本体２３１の基部側の開口部に固着されている基部カバー体２３４で主に構成されている。
【００６１】
ケーシング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、各ピストンケース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は各ピストンケース２２０と同じ数設けられており、その軸心方向がケーシング２３の長手方向と同じになるように設けてある。
【００６２】
先部カバー体２３３は所要の厚みを有し、削孔ユニット２２を挿設するための孔である挿通孔２３５がそれぞれ設けられている。同じく、基部カバー体２３４は所要の厚みを有し、削孔ユニット２２を挿設するための孔である挿通孔２３６（図２参照）がそれぞれ設けられている。本実施例では、挿通孔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、合計で六箇所に設けてある。
【００６３】
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の挿通孔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の挿通孔２３６と連通している。
【００６４】
更に、ケーシング２３（筒状本体２３１）内の各ピストンケースケーシング２３２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。
【００６５】
各ピストンケース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を介しビット４１等の基部側が進退自在に収納される。
【００６６】
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、ケーシング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、ケーシング２３側から取り付けられるナット２５２（図３でケーシング２３の左側に図示）が使用されている。
【００６７】
図１から図３を参照する。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を備えたビット４２が配置される。ビット４１等のヘッド部４１１，４２１には、超硬合金製のボタンチップ４１２が多数設けてある。
【００６８】
チャックガイド２５には、ビット４１等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。
【００６９】
ビット４１等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。ビット４１等の基部側は、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側から外れないように装着される。
【００７０】
また図１に示すように、ケーシング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。本実施例では、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６箇所）設けてある。そして、地盤の削孔作業時に削孔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、削孔装置本体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削孔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。
【００７１】
（エアタンク３）
エアタンク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。
【００７２】
図３に示すように、エアタンク３の先部側には、削孔装置本体２の基端部（各削孔ユニット２２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３００によって連結体３３側とは区画されている。
【００７３】
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に差し込まれた削孔ユニット２２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。
【００７４】
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に形成されたエアの流通孔である区画孔３ａ，３ｄ，３ｆ（図２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３ｂ，３ｃ，３ｅについては符号を省略）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、削孔ユニット２２へエアを送るための流通部を構成している。
【００７５】
なお、図２ではすべてのエアホースを図示してないが、エアホースは各削孔ユニットに対応して（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が、中実状に形成することもできる。
【００７６】
本実施例では、各区画孔３ａ，・・・は円形の孔で構成されている。
また、各区画孔３ａ，・・・は、各削孔ユニット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，・・・（以下、「各周辺区画孔３ａ等」という場合がある。）が等間隔で５箇所設けてある。
【００７７】
中央区画孔３ｆには、図１に示す中央ビット４１に対応する中央削孔ユニット２２ａ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等は、図１に示す周辺ビット４２ａ，・・・に対応する削孔ユニット２２ｂから導出されたエアホース３５２（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。この中央エアホース３５１と各周辺エアホース３５２は直管状であって、その内径と長さはすべて同じである。
【００７８】
（エア分配器８）
図６は、図２に示す削孔装置のエアタンク内に配置されるエア分配器を示す斜視説明図である。
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の区画孔３ｆに本質的に均等に分配するエア分配器８が設けてある。エア分配器８は、図６に示すように、盃（さかずき）のような形をしている。
【００７９】
エア分配器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凹状（ボール状）の受部８１と、受部８１を支える、外形が截頭円錐形の錐壁部で構成される支持体８２を有している。
なお、本実施例では、支持体８２の基端部８２３（図２で下端部）は区画体３００に固定されており、該支持体８２内には区画孔３ｆのみが配置され、その他の各区画孔（例えば図２に示す区画孔３ａ、３ｄの各周辺区画孔）は支持体８２外に配置されている。
【００８０】
図６に示す支持体８２の錐壁部には、支持体８２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８２の先部側寄り（図６で上側）と基部側寄り（図６で下側）に、支持体８２の周面方向に沿って等間隔で所要数（本実施例では複数、８箇所）設けてある。各取入孔８２１は、区画体３００の区画孔３ｆに向かっ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。
【００８１】
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、エア分配器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支持体８２側へ戻って各取入孔８２１を抜け、区画体３００の区画孔３ｆへ送られる。
一方、各周辺区画孔３ａ等については支持体８２外に配置されているので、吹き出し孔３４０から供給されたエアのうちエア分配器８の受部８１に当たらなかったエアが直接或いはエア貯留部３０の内壁に当たった後、各周辺区画孔３ａ等へ流入する。
以上のような構成によって、連結ジョイント３４から供給されるエアを各削孔ユニットにできるだけ均等に分配するようにしている。このように、エア分配器８は各削孔ユニットにできるだけ均等にエアを分配する観点からは有れば好ましいものである。
【００８２】
（エアタンク３の外周部分）
図２に示すように、エアタンク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７参照）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。
【００８３】
そして、図７に示すように、削孔装置１を立てた状態で、削孔装置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。
【００８４】
更に、図１に示すように、エアタンク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。本実施例では、フラットバー３６１は複数（合計で６箇所）設けてある。そして、削孔作業時に、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５参照）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）が削孔装置１に伝達される。
【００８５】
［回転駆動装置５］
図７は、削孔装置と回転駆動装置で主に構成される回転式削孔機を示す側面視説明図である。
図７に示す回転駆動装置５は、上記したように削孔装置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を介して削孔装置１を装着でき、削孔装置１に回転運動を与える回転テーブル（図７では隠れて表れない）を備えている。
【００８６】
（作 用）
地盤に杭用の孔を削孔する場合を例に挙げて削孔装置１を備えた回転式削孔機６の作用について説明する。
【００８７】
まず、図７に示すように、回転式削孔機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、削孔装置１の基端部に、地盤に削孔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。
【００８８】
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と削孔装置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を繋いだ削孔装置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７で符号７３は、クレーンに接続されたワイヤを示している。
【００８９】
そして、回転駆動装置５の回転テーブル（図７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、削孔装置１のエアタンク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、クレーンにより削孔装置１を吊り降ろしながら削孔を開始する。
【００９０】
削孔時において、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３に伝達されて削孔装置１が回転する。ケリーロッド７の上端には、ク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、削孔装置１にエアを供給する供給管７２が接続されている。また支持軸７１にはエアスイベル（図示省略）が設けてある。
【００９１】
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削孔装置１に送られる。削孔装置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から放出されエア貯留部３０に送られる。
【００９２】
吹き出し孔３４０から供給されたエアは、エア分配器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支持体８２側に戻って各取入孔８２１を抜け、区画体３００内の区画孔３ｆへ送られる。
一方、各周辺区画孔３ａ等については支持体８２外に配置されているので、吹き出し孔３４０から供給されたエアのうちエア分配器８の受部８１に当たらなかったエアが直接各周辺区画孔３ａ等へ流入する。
【００９３】
更に、エアは各区画孔３ａ，・・・に対応するエアホース３５１，３５２を通って削孔ユニット２２に導入されて各ピストン６１を駆動し、先端のビット４１等を打撃する。
【００９４】
上記したように、削孔ユニット２２では、各ピストンケース２２０内のリジッドバルブ６７の長さがそれぞれ互いに異なっているため、それぞれピストン６１の行程も異なる。その結果、単位時間、例えば一分間あたりのピストン６１の往復回数が互いに異なり、ピストン６１が打撃する各ビットは互いに打撃タイミングをずらして地盤を打撃する。
【００９５】
図８は削孔作業中の振動を削孔口から３ｍで測定装置で測定したグラフであり、（ａ）は本発明に係る削孔装置を使用した削孔作業中の振動の大きさ、（ｂ）は従来の削孔装置を使用した削孔作業中の振動の大きさを示している。
従来の削孔装置では振動の大きさが４０dbから６０dbの間であり、その上振動のバラツキも大きいのに対して、本発明に係る削孔装置１は、２０dbから４０dbの間であり、振動のバラツキも小さい。
【００９６】
従って、従来の装置に比べ、更に低騒音、低振動で削孔作業ができるから、住宅密集地や都市部のオフィス街等での使用に、より好適である。
【００９７】
更に、回転駆動装置５によって削孔装置１に回転運動が与えられることで、削孔装置１が有する各周辺ビット４２ａ，・・・の削孔位置が削孔面に対して移動する。これにより、各ビット４１，４２が削孔面全体を満遍なく打撃する。また、削孔装置１が回転することにより、削孔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。
【００９８】
また図２に示すように、ビット４１等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。
【００９９】
また本実施例では、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によって回転駆動装置の水平状態を保つことができ削孔作業時の安定性が向上するだけでなく、回転駆動装置本体５０を接地面に直接載置して削孔を行う場合に比べ、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る。
【０１００】
更に上記したように、従来のダウンザホールハンマーでは、削孔する孔とほぼ同じ大きな径の単一のハンマビットを駆動させる必要があったため、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く、比較的大きなエアコンプレッサーが必要であった。大きなエアコンプレッサーを駆動するためには原動機も大きくなり、燃料消費量も大きくなる。
これに対し、本実施例では、削孔する孔に対して径小のビット４１等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。
【０１０１】
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ばかりでなく燃料消費量も小さく、引いては地球温暖化の防止にも貢献できる。
【０１０２】
なお、本実施例ではビット４１等を合計で６箇所設けた削孔装置本体２を使用しているが、特にその数を限定するものではない。本実施例では、削孔装置本体２の直径は例えば４５０〜７００ｍｍである。
【０１０３】
本実施例とは相違して、例えばビットを５箇所設けて削孔装置本体２を構成した場合（軸心部に１箇所、その周りに４箇所）では、削孔装置本体２の直径を例えば４５０ｍｍ以下とすることができる。更に、例えばビットを６〜７箇所設けて削孔装置本体２を構成した場合（軸心部に１箇所、その周りに５箇所または６箇所）では、削孔装置本体２の直径は例えば７００ｍｍ以上とすることができる。
【０１０４】
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、削孔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）ことができる。またエアタンク３の周面部に排土用の螺旋羽根を設けることもできる。
【０１０５】
また本実施例では、回転テーブルを備えた回転駆動装置５を用いて削孔作業を行った場合について説明したが、削孔装置１に回転運動を与える手段は特に回転テーブルに限定するものではなく、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。
【０１０６】
削孔装置１の各削孔ユニットは、エアディストリビュータの筒形の弁部材の長さがそれぞれ異なっているだけで、その他の構成は同じにできるから、従来より少ない部品点数で、または部品点数を特段増やさなくても各ビットの打撃タイミングをずらすことができる。従って生産性の向上が期待できるだけでなく、従来のように作動流体の制御に回転する円盤状のエア流通制御部材のような可動部品を使用しなくてすむことからメンテナンス性の向上も期待できる。
【０１０７】
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く、技術思想の範囲内において種々の変形が可能である。
【０１０８】
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が、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。
【図面の簡単な説明】
【０１０９】
【図１】実施例に係る削孔装置を先端側から見た斜視説明図。
【図２】図１に示す削孔装置の縦断面説明図。
【図３】図１に示す削孔装置の分解斜視説明図であり、エアタンクと、エアタンクから取り外した削孔装置本体を分解した状態で示している。
【図４】削孔ユニットの一つ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の往復運動（進退動）している状態を(ａ)〜(ｄ)で経時的に示している。
【図５】削孔装置本体に収容されている六基の削孔ユニットのうちから選んだ三基の削孔ユニットのリジッドバルブ近傍を拡大した要部縦断面説明図で、リジッドバルブの長さが異なること、及びそれによってピストンの上行程端の位置が異なることを示している。
【図６】図２に示す削孔装置のエアタンク内に配置されるエア分配器を示す斜視説明図。
【図７】削孔装置と回転駆動装置で主に構成される回転式削孔機を示す側面視説明図。
【図８】削孔作業中の振動を測定装置で測定したグラフであり、（ａ）は本発明に係る削孔装置を使用した削孔作業中の振動の大きさ、（ｂ）は従来の削孔装置を使用した削孔作業中の振動の大きさを示している。
【符号の説明】
【０１１０】
１ 削孔装置
２ 削孔装置本体
３ エアタンク
３ａ，３ｄ，３ｆ 区画孔
５ 回転駆動装置
６ 回転式削孔機
７ ケリーロッド
８ エア分配器
２１ 接続体
２２，２２ａ，２２ｂ 削孔ユニット
２３ ケーシング
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
４１〜４２ｅ，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 ピストン
６２ シリンダー
６３ チェックバルブ
６４ エアディストリビュータ
６５ バルブスプリング
６６ フートバルブ
６７，６７ａ，６７ｂ，６７ｃ リジッドバルブ
７１ 支持軸
７２ 供給管
７３ ワイヤ
８１ 受部
８２ 支持体
２１１ 孔
２２０ ピストンケース
２２２ 差込部
２２４ エア流通路
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 基部カバー体
２３５，２３６ 挿通孔
２４１ 孔
２４２ 回り止め部
２５１ ボルト
２５２ ナット
２５３ 凹部
２５４ 凹部
２５５ 取付孔
２５６ 凹部
３００ 区画体
３０４ 内壁面
３３１ 連結孔
３４０ 吹き出し孔
３５１，３５２ａ，３５２ｂ，３５２ｃ エアホース
３６１ フラットバー
４１１，４２１ ヘッド部
４１２ ボタンチップ
４２１ ヘッド部
６００ 仮設足場
８２１ 取入孔
８２３ 基端部
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ケーシング内に複数の削孔ユニットを有する削孔装置本体と、前記複数の削孔ユニットに圧縮性作動流体を送る流体タンクを有する削孔装置を使用し、当該削孔装置の複数のビットが地中または岩石を同時に打撃しないようにする削孔方法であって、
各削孔ユニットは内部に往復運動する同じ長さのピストンを有し、ピストンは各削孔ユニットごとに行程を異にして一定時間または単位時間あたりにおける往復回数を異にしている、
削孔方法。
【請求項２】
ケーシング内に複数の削孔ユニットを有する削孔装置本体と、前記複数の削孔ユニットに圧縮性作動流体を送る流体タンクを有する削孔装置を使用し、当該削孔装置の複数のビットが地中または岩石を同時に打撃しないようにする削孔方法であって、
各削孔ユニットは内部に往復運動する同じ長さのピストンを有し、ピストンは各削孔ユニットごとに上行程端の位置を異にして各削孔ユニットごとに行程が異なっており、これによって一定時間または単位時間あたりにおけるピストンの往復回数を異にして複数のビットが地中または岩石を打撃するタイミングを変えている、
削孔方法。
【請求項３】
ケーシング内に、往復運動するピストンを有する複数の削孔ユニットを配置している削孔装置を使用して地中または岩石を削孔する方法であって、
ピストンの上昇に伴って圧縮される圧縮性作動流体が所定の圧力に到るときのピストンの上行程端の位置を各削孔ユニットごとに異ならせて各削孔ユニットのピストンは行程を異にし、
各削孔ユニットのピストンの行程が異なることにより一定時間または単位時間あたりにおける各削孔ユニットのピストンの往復回数を異にし、
これによって複数のビットが地中または岩石を同時に打撃しないようにする、
削孔方法。
【請求項４】
ケーシング内に、往復運動をするピストンを有する複数の削孔ユニットを配置している削孔装置であって、
複数の削孔ユニットのピストンは同じ長さに形成され、各削孔ユニットごとに上行程端の位置を異にして各ピストンの行程が異なっており、
ピストンの行程が異なることによって一定時間または単位時間あたりのビットを打撃するピストンの往復回数が各削孔ユニットごとに異なっている、
削孔装置。
【請求項５】
ケーシング内に、往復運動をするピストンを有する複数の削孔ユニットを配置している削孔装置であって、
ピストンの上昇によって圧縮性作動流体が所定の圧力に到るときのピストンの上行程端の位置が各削孔ユニットごとに異なっており、
ピストンの上行程端の位置が各削孔ユニットごとに異なることにより各削孔ユニットのピストンの行程が異なっており、
各削孔ユニットのピストンの行程が異なることより一定時間または単位時間あたりにおける各削孔ユニットのピストンの往復回数を異にして各削孔ユニットのビットの打撃数を異にしている、
削孔装置。
【請求項６】
ケーシング内に、往復運動をするピストンを有する削孔ユニットを配置しているダウンホール式駆動装置を有する削孔装置であって、
前記削孔ユニットは、
ピストンケース内のピストンの上行程端側に設けられているエアディストリビュータと、
ピストンケース内のピストンの下行程端側に設けられている先端側バルブと、
前記エアディストリビュータと先端側バルブの間を往復運動するピストンと、
を備え、
前記エアディストリビュータは、ピストン側に向けて筒形の弁部材を有し、該弁部材は中に流体通路を有しており、
前記先端側バルブは、ピストン側に向けて筒形の弁部材を有し、該弁部材は中に流体通路を有しており、
前記ピストンは、両端面を貫通している流体通路を内部に有し、
前記ピストンが移動してエアディストリビュータの弁部材がピストンの流体通路内面と摺動状態に接してシール状態になるときに、シリンダー内面側、ピストン頂面側、及び前記弁部材を含むエアディストリビュータの内面側とで囲まれたドライブチャンバーが形成され、
各削孔ユニットは、エアディストリビュータの前記弁部材の長さがそれぞれ異なっている、
削孔装置。
【請求項７】
各削孔ユニット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、
請求項４から６のいずれかに記載の削孔装置。
【請求項８】
請求項４から７のいずれかに記載の削孔装置と、該削孔装置に回転運動を与える回転駆動装置とを備えている、
回転式削孔機。
【請求項９】
請求項４から７のいずれかに記載の削孔装置を使用した地中または岩石の削孔方法であって、
削孔装置に回転運動を与えながら地中または岩石の削孔を行う、
削孔方法。
【請求項１】
ケーシング内に複数の削孔ユニットを有する削孔装置本体と、前記複数の削孔ユニットに圧縮性作動流体を送る流体タンクを有する削孔装置を使用し、当該削孔装置の複数のビットが地中または岩石を同時に打撃しないようにする削孔方法であって、
各削孔ユニットは内部に往復運動する同じ長さのピストンを有し、ピストンは各削孔ユニットごとに行程を異にして一定時間または単位時間あたりにおける往復回数を異にしている、
削孔方法。
【請求項２】
ケーシング内に複数の削孔ユニットを有する削孔装置本体と、前記複数の削孔ユニットに圧縮性作動流体を送る流体タンクを有する削孔装置を使用し、当該削孔装置の複数のビットが地中または岩石を同時に打撃しないようにする削孔方法であって、
各削孔ユニットは内部に往復運動する同じ長さのピストンを有し、ピストンは各削孔ユニットごとに上行程端の位置を異にして各削孔ユニットごとに行程が異なっており、これによって一定時間または単位時間あたりにおけるピストンの往復回数を異にして複数のビットが地中または岩石を打撃するタイミングを変えている、
削孔方法。
【請求項３】
ケーシング内に、往復運動するピストンを有する複数の削孔ユニットを配置している削孔装置を使用して地中または岩石を削孔する方法であって、
ピストンの上昇に伴って圧縮される圧縮性作動流体が所定の圧力に到るときのピストンの上行程端の位置を各削孔ユニットごとに異ならせて各削孔ユニットのピストンは行程を異にし、
各削孔ユニットのピストンの行程が異なることにより一定時間または単位時間あたりにおける各削孔ユニットのピストンの往復回数を異にし、
これによって複数のビットが地中または岩石を同時に打撃しないようにする、
削孔方法。
【請求項４】
ケーシング内に、往復運動をするピストンを有する複数の削孔ユニットを配置している削孔装置であって、
複数の削孔ユニットのピストンは同じ長さに形成され、各削孔ユニットごとに上行程端の位置を異にして各ピストンの行程が異なっており、
ピストンの行程が異なることによって一定時間または単位時間あたりのビットを打撃するピストンの往復回数が各削孔ユニットごとに異なっている、
削孔装置。
【請求項５】
ケーシング内に、往復運動をするピストンを有する複数の削孔ユニットを配置している削孔装置であって、
ピストンの上昇によって圧縮性作動流体が所定の圧力に到るときのピストンの上行程端の位置が各削孔ユニットごとに異なっており、
ピストンの上行程端の位置が各削孔ユニットごとに異なることにより各削孔ユニットのピストンの行程が異なっており、
各削孔ユニットのピストンの行程が異なることより一定時間または単位時間あたりにおける各削孔ユニットのピストンの往復回数を異にして各削孔ユニットのビットの打撃数を異にしている、
削孔装置。
【請求項６】
ケーシング内に、往復運動をするピストンを有する削孔ユニットを配置しているダウンホール式駆動装置を有する削孔装置であって、
前記削孔ユニットは、
ピストンケース内のピストンの上行程端側に設けられているエアディストリビュータと、
ピストンケース内のピストンの下行程端側に設けられている先端側バルブと、
前記エアディストリビュータと先端側バルブの間を往復運動するピストンと、
を備え、
前記エアディストリビュータは、ピストン側に向けて筒形の弁部材を有し、該弁部材は中に流体通路を有しており、
前記先端側バルブは、ピストン側に向けて筒形の弁部材を有し、該弁部材は中に流体通路を有しており、
前記ピストンは、両端面を貫通している流体通路を内部に有し、
前記ピストンが移動してエアディストリビュータの弁部材がピストンの流体通路内面と摺動状態に接してシール状態になるときに、シリンダー内面側、ピストン頂面側、及び前記弁部材を含むエアディストリビュータの内面側とで囲まれたドライブチャンバーが形成され、
各削孔ユニットは、エアディストリビュータの前記弁部材の長さがそれぞれ異なっている、
削孔装置。
【請求項７】
各削孔ユニット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、
請求項４から６のいずれかに記載の削孔装置。
【請求項８】
請求項４から７のいずれかに記載の削孔装置と、該削孔装置に回転運動を与える回転駆動装置とを備えている、
回転式削孔機。
【請求項９】
請求項４から７のいずれかに記載の削孔装置を使用した地中または岩石の削孔方法であって、
削孔装置に回転運動を与えながら地中または岩石の削孔を行う、
削孔方法。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【公開番号】特開２００９−２４９９０１（Ｐ２００９−２４９９０１Ａ）
【公開日】平成２１年１０月２９日（２００９．１０．２９）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００８−９８６８９（Ｐ２００８−９８６８９）
【出願日】平成２０年４月４日（２００８．４．４）
【出願人】（５０５０４６２８２）
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２１年１０月２９日（２００９．１０．２９）
【国際特許分類】
【出願日】平成２０年４月４日（２００８．４．４）
【出願人】（５０５０４６２８２）
【Ｆターム（参考）】
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