地盤穿孔装置
【課題】 工期の長期化を招かないようにするとともに、地盤に形成された穿孔が掘削された土砂で埋まることを防止することができる地盤穿孔装置を提供する。
【解決手段】 地盤穿孔装置１は、ロッド部材１０およびビット部材２０を備えており、ロッド部材１０とビット部材２０との間には整形部材３０が設けられている。整形部材３０は、地盤を穿孔するビット２０における掘削爪２３の外径と略同一の径を有する整形ビット３３を備えている。整形ビット３３は、掘削爪２３で形成した穿孔の穿孔面を整形する。
【解決手段】 地盤穿孔装置１は、ロッド部材１０およびビット部材２０を備えており、ロッド部材１０とビット部材２０との間には整形部材３０が設けられている。整形部材３０は、地盤を穿孔するビット２０における掘削爪２３の外径と略同一の径を有する整形ビット３３を備えている。整形ビット３３は、掘削爪２３で形成した穿孔の穿孔面を整形する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、地盤穿孔装置に係り、特に、トンネルの掘削面などの地盤に穿孔を形成する地盤穿孔装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
山岳トンネルなどを掘削する際には、トンネルの切羽に爆薬を装てんする装薬孔を形成し、この装薬孔に挿入した爆薬を爆発させて切羽を切り崩す作業が行われることがある。このような装薬孔を形成する地盤穿孔装置として、従来、ロッドの先端にビットを取り付け、ロッドを介してビットを回転させながら地盤を穿孔するものが知られている（たとえば特許文献１参照）。この地盤穿孔装置は、大量の水（たとえば６０〜７０ｌ／ｍｉｎ）をビット先端に圧送し、供給しながらビットによって地盤を穿孔するものである。
【０００３】
また、装薬孔を形成するにあたり、地盤の性状等によっては、形成した装薬孔が崩れて装薬孔が土砂で埋まってしまうことがある。装薬孔が土砂で埋まってしまうと、爆薬を装てんすることができなくなってしまう。装薬孔が埋まってしまった場合には、従来、鉄筋で作成したキューレン棒と呼ばれる耳掻き状の器具によって装薬孔に詰まった土砂を装薬孔から取り除くようにしている。
【０００４】
しかし、キューレン棒による土砂の取り除き作業は、手間と時間を要するなどの問題がある。この問題に対して、装薬孔の削孔長より長く、削孔径より小径のパイプと、このパイプに接続された吸引装置とからなり、吸引装置とパイプとの間に岩片およびくり粉の回収部を介在させた清掃装置がある（たとえば、特許文献２参照）。この清掃装置を用いることにより、キューレン棒を用いた土砂の取り除き作業を行う必要がなくなるので、装薬孔内の土砂の取り除き作業を簡易に行うことができ、装薬孔が土砂で埋まるのを防止することができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開平４−３１２６９２号公報
【特許文献２】特開平９−３２４５８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかし、上記特許文献２に開示された清掃装置では、穿孔作業を行った後、装薬孔内に吸引装置が接続されたパイプを挿入して清掃作業を行う必要がある。このため、穿孔作業と清掃作業を分けて行う必要があるので、その分作業工程に要する時間が長くなり、工期の長期化の原因となりうるという問題があった。
【０００７】
そこで、本発明の課題は、工期の長期化を招かないようにするとともに、地盤に形成された穿孔が掘削された土砂で埋まることを防止することができる地盤穿孔装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記課題を解決した本発明に係る地盤穿孔装置は、掘削装置に接続されたロッド部材の先端にビット部材が取り付けられ、掘削装置による穿孔力を、ロッド部材を介してビット部材に付与して、地盤を穿孔する地盤穿孔装置であって、ロッド部材とビット部材との間に、ビット部材によって形成された穿孔部における穿孔面を整形する整形部材が設けられていることを特徴とする。
【０００９】
本発明に係る地盤穿孔装置は、地盤を穿孔する際に用いられるロッド部材とビット部材との間に、穿孔面を整形する整形部材が設けられている。この整形部材により、穿孔時における穿孔面を整形し、穿孔面からの土砂の崩落を防止することができる。このため、地盤に形成された穿孔が掘削された土砂で埋まることを防止することができる。また、整形部材による穿孔面の整形は、地盤の穿孔と同時に行うことができる。したがって、穿孔面を整形するための専用の時間をとられることもないので、工期の長期化を招かないようにすることができる。なお、本発明における「穿孔面」とは、穿孔の内側表面を意味している。
【００１０】
ここで、掘削装置は、ロッド部材に対して穿孔力として回転力を付与し、ロッド部材とともに回転するビット部材によって地盤が穿孔されるものであり、整形部材は、ロッド部材とともに回転する整形部材本体を備え、整形部材本体に対して、整形部材本体の外周面に取り付けられ、整形部材本体の回転によって、穿孔面を整形する整形カッタ部材が設けられている態様とすることができる。
【００１１】
本発明に係る地盤穿孔装置において、整形部材は、ロッド部材とともに回転する整形部材本体における外周面に取り付けられ、整形部材本体の回転によって穿孔面を整形する整形カッタ部材を備えている。このため、地盤をビット部材によって穿孔する際に、穿孔の内側面に沿って整形カッタ部材を回転させながら穿孔面を整形することができる。したがって、穿孔面を好適に整形することができ、地盤に形成された穿孔が掘削された土砂で埋まることを防止することができる。
【００１２】
また、整形カッタ部材は、螺旋状に配列された複数の整形ビットを備えており、複数の整形ビットは、ビット部材側に配置された整形ビットが、ロッド部材側に配置された整形ビットよりもロッド部材の回転方向に対して進んだ位置に配置されている態様とすることができる。
【００１３】
このように、整形カッタ部材が螺旋状に配列された複数の整形ビットを備えることにより、穿孔面を好適に整形することができる。また、ビット部材側に配置された整形ビットが、ロッド部材側に配置された整形ビットよりもロッド部材の回転方向に対して進んだ位置に配置されていることにより、整形部材を回転させる際に、整形部材が穿孔に対してスムースに進入させることができる。
【００１４】
さらに、整形カッタ部材は、ビット部材側の方が、ロッド部材側よりもロッド部材の回転方向に対して進んだ位置に配置される螺旋状をなす整形刃である態様とすることができる。
【００１５】
このように、整形カッタ部材としては、ロッド部材側よりもロッド部材の回転方向に対して進んだ位置に配置される螺旋状をなす整形刃を用いることにより、穿孔面を好適に整形することができる。また、整形部材を回転させる際に、整形部材が穿孔に対してスムースに進入させることができる。
【００１６】
また、ビット部材の後端部が、整形部材本体とされている態様とすることができ、ロッド部材の先端部が、整形部材本体とされている態様とすることができる。あるいは、整形部材本体はリング状をなしており、ビット部材とロッド部材との接合部に取り付けられている態様とすることができる。
【００１７】
このように、整形部材をビット部材またはロッド部材の一部に形成し、整形部材本体は、ビット部材の後端部やロッド部材の先端部に形成することもできるし、整形部材をビット部材やロッド部材と別個に形成し、ビット部材とロッド部材との接合部に取り付けられている態様とすることもできる。
【発明の効果】
【００１８】
本発明に係る地盤穿孔装置によれば、工期の長期化を招かないようにするとともに、地盤に形成された穿孔が掘削された土砂で埋まることを防止することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
【図１】第１の実施形態に係る地盤穿孔装置の要部分解側面図である。
【図２】地盤穿孔装置の側面図である。
【図３】（ａ）は整形部材の側面図、（ｂ）は整形部材の正面図である。
【図４】整形ビットの斜視図である。
【図５】第２の実施形態に係る整形部材を示す図であり、（ａ）は側面図、（ｂ）は正面図である。
【図６】（ａ）は、第３の実施形態に係るビット部材の側面図、（ｂ）はそのビット部材をロッド部材に取り付けた状態の側面図である。
【図７】（ａ）は、第４の実施形態に係るビット部材の側面図、（ｂ）はそのビット部材をロッド部材に取り付けた状態の側面図である。
【図８】第５の実施形態に係る整形部材が取り付けられたロッド部材の側面図である。
【図９】第６の実施形態に係る整形部材が取り付けられたロッド部材の側面図である。
【図１０】ロッド部材の他の態様を示す図であり、（ａ）は側面図、（ｂ）は、そのｂ−ｂ線断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００２０】
以下、図面を参照して、本発明の好適な実施形態について説明する。なお、各実施形態において、同一の機能を有する部分については同一の符号を付し、重複する説明は省略することがある。
【００２１】
図１は、第１の実施形態に係る地盤穿孔装置の要部分解側面図、図２は、地盤穿孔装置の側面図である。図１およびに示すように、本実施形態に係る地盤穿孔装置１は、ロッド部材１０およびビット部材２０を備えている。また、ロッド部材１０とビット部材２０との間には、整形部材３０が介在されている。
【００２２】
地盤穿孔装置１は、図２に示すように、掘削装置であるドリルジャンボＭに取り付けられている。地盤穿孔装置１は、ドリルジャンボＭによってその軸周りに回転させられて穿孔力が付与される。ドリルジャンボＭは、走行車Ｃおよび走行車Ｃに取り付けられたアームＲを備えている。地盤穿孔装置１は、ドリルジャンボＭにおけるアームＲに取り付けられており、押圧力、回転力、さらには打撃力などの掘削力がドリルジャンボＭから付与される。
【００２３】
さらに、ドリルジャンボＭのアームは、移動および伸縮が可能とされており、地盤穿孔装置１は、トンネル内における適宜の位置に移動可能とされている。そして、地盤穿孔装置１は、ドリルジャンボＭから付与される穿孔力により、トンネルの内部に、爆薬を装てんする装薬孔などを穿孔する。
【００２４】
また、図１に示すように、地盤穿孔装置１におけるロッド部材１０は、支持ロッド１１を備えており、支持ロッド１１の先端部にロッド本体１２が形成されている。また、ロッド本体１２の先端には、ロッド筒状部１３が形成されており、ロッド筒状部１３の先端にはロッド雄ネジ部１４が形成されている。
【００２５】
ロッド雄ネジ部１４は、ロッド部材１０をビット部材２０側から見て時計回り（ドリルジャンボＭ側から見て反時計回り）に回転させることにより、ネジが締められる螺旋状に形成されている。さらに、ロッド本体１２は円筒形状または角形状、たとえば六角形状をなしている。また、ロッド筒状部１３は円筒状をなしており、ロッド筒状部１３の外径はロッド本体１２の外径よりも小さくされている。また、ロッド雄ネジ部１４における谷部分の外径がロッド筒状部１３の外径と略同一とされている。
【００２６】
ビット部材２０は、略円筒形状のビット支持部材２１を備えている。ビット支持部材２１の後端部には、ビット雌ネジ部２２が形成されている。ビット雌ネジ部２２は、ロッド部材１０におけるロッド雄ネジ部１４とも螺合可能とされている。ビット支持部材２１における先端部には、掘削爪２３が設けられており、ドリルジャンボＭから穿孔力が付与されることにより、掘削爪２３によってトンネル内の地盤を掘削して穿孔する。
【００２７】
整形部材３０は、図３にも示すように、円筒状の整形部材本体３１を備えている。整形部材本体３１の外径は、ロッド部材１０におけるロッド本体１２の外径と略同一とされている。整形部材本体３１における後端部の内側には、整形部材雌ネジ部３２が形成されている。整形部材雌ネジ部３２は、ロッド部材１０におけるロッド雄ネジ部１４と螺合されている。
【００２８】
整形部材雌ネジ部３２は、ビット雌ネジ部２２と略同一形状をなしている。このため、整形部材３０における整形部材雄ネジ部３４は、整形部材雌ネジ部３２およびビット雌ネジ部２２の双方と螺合可能とされている。ここでは、整形部材雌ネジ部３２は、ロッド部材１０におけるロッド雄ネジ部１４と螺合されて、ロッド部材１０と整形部材３０とが接合されている。
【００２９】
また、整形部材本体３１における外周面には、整形カッタ部材となる複数の整形ビット３３が取り付けられている。整形ビット３３は、土砂による耐摩耗性に優れた硬質材によって形成されており、整形部材本体３１に対して溶接されて固定されている。さらには、ネジ式で固定する態様とすることもできる。また、整形ビット３３は、図４に示すように、円筒状の整形ビット基部３３Ａを備えており、整形ビット基部３３Ａ上に刃先部３３Ｂが形成されている。刃先部３３Ｂは、円筒形状をその軸方向に沿って半分に切断した形状をなしている。
【００３０】
さらに、図３に示すように、複数の整形ビット３３は、整形部材本体３１の外周面において螺旋状に配置されている。これらの複数の整形ビット３３は、ビット部材２０側に配置された整形ビット３３が、ロッド部材１０側に配置された整形ビット３３よりもロッド部材１０の回転方向に対して進んだ位置に配置されている。さらに、整形部材３０における整形ビット３３が形成された部分の外径は、ビット部材２０に設けられた掘削爪２３の外径と略同一とされている。
【００３１】
また、整形部材本体３１を平面状に展開した状態を想定したときの複数の整形ビット３３の整列方向と、整形部材本体３１の延在方向とのなす角度は、３０度〜４５度の範囲内に調整されている。ここでは、たとえば３５度に調整されている。整形部材本体３１には、螺旋状に配置された整形ビット３３の列が３列形成されている。
【００３２】
さらに、整形部材本体３１の先端部には、整形部材雄ネジ部３４が形成されている。整形部材雄ネジ部３４の形状は、ロッド部材１０に形成されたロッド雄ネジ部１４と略同一形状とされている。整形部材雄ネジ部３４は、整形部材３０をビット部材２０側から見て時計回りに回転させることにより、ネジが締められる螺旋状に形成されている。
【００３３】
この整形部材雄ネジ部３４は、ビット部材２０の後端部に形成されたビット雌ネジ部２２に螺合されて、整形部材３０とビット部材２０とが接合されている。また、ビット部材２０は、整形部材３０を介してロッド部材１０に接合されている。ここでは、整形部材３０がロッド部材１０とビット部材２０との接合部となる。
【００３４】
また、整形部材本体３１の内側には、洗浄液流路３５が形成されている。他方、ロッド部材１０およびビット部材２０にも同様の洗浄液流路が形成され、ロッド部材１０の基端部には洗浄液流入口が形成されており、ビット部材２０の先端面には、洗浄液供給口が形成されている。地盤の穿孔を行う際には、ロッド部材１０に形成された洗浄液流入口から供給された洗浄液が洗浄液流路３５を通過し、ビット部材２０の先端面に形成された洗浄液供給口から穿孔内に供給される。
【００３５】
以上の構成を有する本実施形態に係る地盤穿孔装置１による穿孔手順および穿孔時における作用効果について説明する。本実施形態に係る地盤穿孔装置１においては、トンネル内に爆薬を装てんする装薬孔を形成するにあたり、ドリルジャンボＭに地盤穿孔装置１を取り付け、装薬孔を形成する位置まで地盤穿孔装置１を移動させる。
【００３６】
地盤穿孔装置１を移動させたら、ビット部材２０における掘削爪２３を装薬孔の穿孔位置に向かい合わせる。次に、ドリルジャンボＭによって地盤穿孔装置１を回転させながら前進させ、穿孔を開始する。穿孔を開始すると、掘削爪２３によってトンネルの地盤が掘削された穿孔進められる。このとき、穿孔内には、洗浄液が供給される。
【００３７】
穿孔が進められると、ビット部材２０が穿孔内に進入し、続いて、整形部材３０が穿孔内に進入する。整形部材３０が穿孔内に進入すると、整形部材３０における整形ビット３３が穿孔内の穿孔面を整形する。このため、穿孔内における土砂の崩落を防止することができるので、地盤に形成された穿孔が掘削された土砂で埋まることを防止することができる。
【００３８】
また、穿孔が進められている際には、地盤穿孔装置１は、ドリルジャンボＭ側から見て反時計回りに回転させられている。ここで、整形部材３０における整形ビット３３は、ビット部材２０側に配置された整形ビット３３が、ロッド部材１０側に配置された整形ビット３３よりもロッド部材１０の回転方向に対して進んだ位置に配置されている。このため、整形部材３０が穿孔に進入する際に、スムースに進入することができる。しかも、穿孔面を整形するための専用の時間をとられることもないので、工期の長期化を招かないようにすることができる
【００３９】
さらに、整形部材本体３１を平面状に展開した状態を想定したときの複数の整形ビット３３の整列方向と、整形部材本体３１の延在方向とのなす角度は、３５度に調整されている。このため、整形部材３０によって穿孔面をきれいに整形することができるとともに、穿孔内の土砂を好適に穿孔内から排出することができる。
【００４０】
また、ビット部材２０に形成されたビット雌ネジ部２２と整形部材３０に形成された整形部材雌ネジ部３２とは、略同一形状とされており、いずれもロッド部材１０におけるロッド雄ネジ部１４に対して螺合可能とされている。このため、たとえば装薬孔を形成する場合など穿孔内の土砂を取り除いて整形したい場合には、整形部材３０を取り付けて穿孔を行い、整形が不要な穿孔を形成する場合には、整形部材３０を取り外して穿孔を行うことができる。
【００４１】
次に、本発明の第２の実施形態について説明する。本実施形態に係る地盤穿孔装置は、上記第１の実施形態に係る地盤穿孔装置１と比較して、整形部材の態様が主に異なっている。以下、この第１の実施形態と異なる整形部材を中心として、本実施形態に係る地盤穿孔装置について説明する。
【００４２】
図５は、第２の実施形態に係る整形部材を示す図であり、（ａ）は側面図、（ｂ）は正面図である。図５に示すように、本実施形態に係る地盤穿孔装置における整形部材４０は、上記第１の実施形態に係る図３に示す整形部材３０における整形部材本体３１と同様の整形部材本体４１を備えており、整形部材本体４１の後端部には整形部材雌ネジ部４２が形成されている。また、整形部材本体４１の外周部には、整形カッタ部材となる整形刃４３が取り付けられている。
【００４３】
整形刃４３は、土砂による耐摩耗性に優れた硬質材によって形成されており、整形部材本体４１に対して溶接されて固定されている。整形刃４３は、整形部材本体４１の外周面で螺旋状に形成されている。整形刃４３は、ビット部材２０側の部分が、ロッド部材１０側の部分よりもロッド部材１０の回転方向に対して進んだ位置に配置されている。
【００４４】
さらに、整形部材４０における整形刃４３が形成された部分の外径は、ビット部材２０に設けられた掘削爪２３の外径と略同一とされている。また、整形部材本体４１の先端部には整形部材雄ネジ部４４が設けられている。その他の点については、上記第１の実施形態と同様の構成を有している。
【００４５】
以上の構成を有する本実施形態に係る地盤穿孔装置においては、上記第１の実施形態と同様、ビット部材２０における掘削の際、整形部材４０が穿孔内に進入すると、整形部材４０における整形刃４３が穿孔内の穿孔面を整形している。このため、穿孔内における土砂の崩落を防止することができるので、地盤に形成された穿孔が掘削された土砂で埋まることを防止することができる。
【００４６】
また、穿孔が進められている際には、地盤穿孔装置は、ドリルジャンボＭ側から見て反時計回りに回転させられている。ここで、整形部材４０における整形刃４３は、ビット部材２０側の部分が、ロッド部材１０側の部分よりもロッド部材１０の回転方向に対して進んだ位置に配置されている。このため、整形部材４０が穿孔に進入する際に、スムースに進入することができる。しかも、穿孔面を整形するための専用の時間をとられることもないので、工期の長期化を招かないようにすることができる。
【００４７】
続いて、本発明の第３の実施形態について説明する。本実施形態に係る地盤穿孔装置は、上記第１の実施形態に係る地盤穿孔装置１と比較して、ビット部材および整形部材の構成が主に異なっており、本実施形態では、ビット部材と整形部材とが一体に形成されている。以下、この第１の実施形態と異なるビット部材および整形部材を中心として、本実施形態に係る地盤穿孔装置について説明する。
【００４８】
図６（ａ）は、第３の実施形態に係るビット部材の側面図、（ｂ）はそのビット部材をロッドに取り付けた状態の側面図である。本実施形態では、ビット部材５０の後端部に整形部材が一体的に形成されている。図６に示すように、本実施形態に係るビット部材５０は、略円筒状のビット支持部材５１を備えている。ビット支持部材５１の後端面には、ビット雌ネジ部５２が穿設されている。このビット雌ネジ部５２には、ロッド部材１０におけるロッド雄ネジ部１４が螺合可能とされている。さらに、ビット支持部材５１の先端部には、掘削爪５３が設けられている。
【００４９】
また、ビット支持部材５１における後端部の外周面には、整形カッタ部材となる整形ビット５４が取り付けられている。整形ビット５４は、第１の実施形態に係る整形ビット３３と同様、土砂による耐摩耗性に優れた硬質材によって形成されており、ビット支持部材５１に対して溶接されて固定されている。
【００５０】
さらに、複数の整形ビット５４は、ビット支持部材５１の外周面で螺旋状に配置されている。これらの複数の整形ビット５４は、先端側に配置された整形ビット５４が、後端側に配置された整形ビット５４よりもロッド部材１０の回転方向に対して進んだ位置に配置されている。
【００５１】
また、ビット支持部材５１を平面状に展開した状態を想定したときの複数の整形ビット５４の整列方向と、ビット支持部材５１の延在方向とのなす角度は、３５度に調整されている。ビット支持部材５１には、螺旋状に配置された整形ビット５４の列が３列形成されている。その他の点については、上記第１の実施形態と同様の構成を有している。
【００５２】
以上の構成を有する本実施形態に係る地盤穿孔装置においては、上記第１の実施形態と同様、ビット部材５０における掘削の際、整形ビット５４が穿孔内の穿孔面を整形している。このため、穿孔内における土砂の崩落を防止することができるので、地盤に形成された穿孔が掘削された土砂で埋まることを防止することができる。
【００５３】
また、先端側の整形ビット５４が後端側の整形ビット５４よりもロッド部材１０の回転方向に対して進んだ位置に配置されている。このため、ビット部材５０が穿孔に進入する際に、スムースに進入することができる。しかも、穿孔面を整形するための専用の時間をとられることもないので、工期の長期化を招かないようにすることができる。
【００５４】
続いて、本発明の第４の実施形態について説明する。本実施形態に係る地盤穿孔装置は、上記第３の実施形態に係る地盤穿孔装置と比較して、ビット部材における整形カッタ部材の態様が主に異なっている。以下、この第３の実施形態と異なるビット部材を中心として、本実施形態に係る地盤穿孔装置について説明する。
【００５５】
図７（ａ）は、第４の実施形態に係るビット部材の側面図、（ｂ）はそのビット部材をロッドに取り付けた状態の側面図である。図７に示すように、本実施形態に係る地盤穿孔装置におけるビット部材６０は、上記第３の実施形態に係る図６に示すビット部材５０におけるビット支持部材５１と同様のビット支持部材６１を備えている。本実施形態では、ビット部材６０の後端部に整形部材が一体的に形成されている。
【００５６】
また、ビット支持部材６１の後端面にはビット雌ネジ部６２が穿設されている。このビット雌ネジ部６２には、ロッド部材１０におけるロッド雄ネジ部１４が螺合可能とされている。さらに、ビット支持部材６１の先端部には、掘削爪６３が設けられている。また、ビット支持部材６１の外周部には、整形カッタ部材となる整形刃６４が取り付けられている。
【００５７】
整形刃６４は、土砂による耐摩耗性に優れた硬質材によって形成されており、ビット支持部材６１に対して溶接されて固定されている。整形刃６４は、ビット支持部材６１の外周面で螺旋状に形成されている。整形刃６４は、先端側の部分が、後端側の部分よりもロッド部材１０の回転方向に対して進んだ位置に配置されている。その他の点については、上記第３の実施形態と同様の構成を有している。
【００５８】
以上の構成を有する本実施形態に係る地盤穿孔装置においては、上記第３の実施形態と同様、ビット部材６０における掘削の際、整形刃６４が穿孔内の穿孔面を整形している。このため、穿孔内における土砂の崩落を防止することができるので、地盤に形成された穿孔が掘削された土砂で埋まることを防止することができる。
【００５９】
また、整形刃６４は、先端側の部分が、後端側の部分よりもロッド部材１０の回転方向に対して進んだ位置に配置されている。このため、ビット部材６０が穿孔に進入する際に、スムースに進入することができる。しかも、穿孔面を整形するための専用の時間をとられることもないので、工期の長期化を招かないようにすることができる。
【００６０】
次に、本発明の第５の実施形態について説明する。本実施形態に係る地盤穿孔装置は、上記第１の実施形態に係る地盤穿孔装置１と比較して、ロッド部材および整形部材の構成が主に異なっており、本実施形態では、ロッド部材と整形部材とが溶接によって一体に形成されている。以下、この第１の実施形態と異なるロッド部材および整形部材を中心として、本実施形態に係る地盤穿孔装置について説明する。
【００６１】
図８は、第５の実施形態に係る整形部材が取り付けられたロッド部材の側面図である。本実施形態では、ロッド部材１０におけるロッド筒状部に整形部材が一体的に溶接固定されている。図８に示すように、本実施形態に係るロッド部材１０は、上記第１の実施形態と同様、支持ロッド１１を備えており、支持ロッド１１の先端にロッド本体が設けられている。さらに、ロッド本体の先端部には、ロッド雄ネジ部１４が設けられている。
【００６２】
支持ロッド１１の先端に設けられたロッド本体には、整形部材７０が溶接によって固定されている。整形部材７０は、円筒状であり、両端面が開口して円筒内に空間が形成された整形部材本体７１を備えている。整形部材本体７１は、ロッド本体に挿入された後、溶接されて固定されている。
【００６３】
整形部材本体７１の外周面には、整形カッタ部材となる整形ビット７２が取り付けられている。整形ビット７２は、第１の実施形態に係る整形ビット３３と同様、土砂による耐摩耗性に優れた硬質材によって形成されており、整形部材本体７１に対して溶接されて固定されている。
【００６４】
さらに、複数の整形ビット７２は、整形部材本体７１の外周面で螺旋状に配置されている。これらの複数の整形ビット７２は、先端側に配置された整形ビット７２が、後端側に配置された整形ビット７２よりもロッド部材１０の回転方向に対して進んだ位置に配置されている。
【００６５】
また、整形部材本体７１を平面状に展開した状態を想定したときの複数の整形ビット７２の整列方向と、ロッド部材１０の延在方向とのなす角度は、３５度に調整されている。整形部材本体７１には、螺旋状に配置された整形ビット７２の列が３列形成されている。その他の点については、上記第１の実施形態と同様の構成を有している。
【００６６】
以上の構成を有する本実施形態に係る地盤穿孔装置においては、上記第１の実施形態と同様、ビット部材２０における掘削の際、整形部材７０における整形ビット７２が穿孔内の穿孔面を整形している。このため、穿孔内における土砂の崩落を防止することができるので、地盤に形成された穿孔が掘削された土砂で埋まることを防止することができる。
【００６７】
また、先端側の整形ビット７２が後端側の整形ビット７２よりもロッド部材１０の回転方向に対して進んだ位置に配置されている。このため、ビット部材２０が穿孔に進入する際に、スムースに進入することができる。しかも、穿孔面を整形するための専用の時間をとられることもないので、工期の長期化を招かないようにすることができる。
【００６８】
続いて、本発明の第６の実施形態について説明する。本実施形態に係る地盤穿孔装置は、上記第５の実施形態と比較して、整形部材における整形カッタ部材の態様が主に異なっている。以下、この第５の実施形態と異なる整形部材を中心として、本実施形態に係る地盤穿孔装置について説明する。
【００６９】
図９は、第６の実施形態に係る整形部材が取り付けられたロッド部材の側面図である。図９に示すように、本実施形態に係る地盤穿孔装置における整形部材８０は、上記第５の実施形態に係る図８に示す整形部材７０と同様、ロッド部材１０におけるロッド本体部に挿入され、溶接されて固定されている。
【００７０】
整形部材８０は、上記第５の実施形態に係る整形部材７０における整形部材本体７１と同様の整形部材本体８１を備えており、整形部材本体８１の外周部には、整形カッタ部材となる整形刃８２が取り付けられている。
【００７１】
整形刃８２は、土砂による耐摩耗性に優れた硬質材によって形成されており、整形部材本体８１に対して溶接されて固定されている。整形刃８２は、整形部材本体８１の外周面で螺旋状に形成されている。整形刃８２は、先端側の部分が、後端側の部分よりもロッド部材１０の回転方向に対して進んだ位置に配置されている。
【００７２】
さらに、整形部材８０における整形刃８２が形成された部分の外径は、ビット部材２０に設けられた掘削爪２３の外径と略同一とされている。その他の点については、上記第１の実施形態と同様の構成を有している。
【００７３】
以上の構成を有する本実施形態に係る地盤穿孔装置においては、上記第５の実施形態と同様、ビット部材２０における掘削の際、整形部材８０が穿孔内に進入すると、整形部材８０における整形刃８２が穿孔内の穿孔面を整形している。このため、穿孔内における土砂の崩落を防止することができるので、地盤に形成された穿孔が掘削された土砂で埋まることを防止することができる。
【００７４】
また、穿孔が進められている際には、地盤穿孔装置は、ドリルジャンボＭ側から見て反時計回りに回転させられている。ここで、整形部材８０における整形刃８２は、先端側の部分が、後端側の部分よりもロッド部材１０の回転方向に対して進んだ位置に配置されている。このため、整形部材８０が穿孔に進入する際に、スムースに進入することができる。しかも、穿孔面を整形するための専用の時間をとられることもないので、工期の長期化を招かないようにすることができる。
【００７５】
以上、本発明の好適な実施形態について説明したが、本発明は上記実施形態に限定されるものではない。たとえば上記実施形態では、ロッド部材１０における支持ロッド１１やロッド本体１２が円筒形状とされているが、他の態様とすることもできる。たとえば、図１０に示すように、ロッド部材９０におけるロッド本体９１が断面六角形状をなし、ロッド本体９１に整形部材９２を取り付け、その先端部にロッド雄ネジ部９３を形成する態様とすることもできる。また、支持ロッドを断面六角形などとすることもできるし、支持ロッドやロッド本体などを他の多角形状とすることもできる。
【００７６】
また、上記実施形態に係る地盤穿孔装置は、トンネルにおける装薬孔の形成に用いる場合を例としているが、他の穿孔を形成する場合に用いることもできる。たとえば、穿孔に土砂が埋まること防止することが求められる場合、具体的には地盤にロックボルト挿入孔を形成する際などにも本発明に係る地盤穿孔装置を好適に用いることができる。
【符号の説明】
【００７７】
１…地盤穿孔装置
１０，９０…ロッド部材
１１…支持ロッド
１２，９１…ロッド本体
１３…ロッド筒状部
１４，９２…ロッド雄ネジ部
２０，５０，６０…ビット部材
２１，５１，６１…ビット支持部材
２２，５２，６２…ビット雌ネジ部
２３，５３，６３…掘削爪
３０，４０，７０，８０，９２…整形部材
３１，４１，７１，８１…整形部材本体
３２，４２…整形部材雌ネジ部
３３，５４，７２…整形ビット
３３Ａ…整形ビット基部
３３Ｂ…刃先部
３４，４４…整形部材雄ネジ部
３５，４５…洗浄液流路
４３，６４，８２…整形刃
Ｃ…走行車
Ｍ…ドリルジャンボ
Ｒ…アーム
【技術分野】
【０００１】
本発明は、地盤穿孔装置に係り、特に、トンネルの掘削面などの地盤に穿孔を形成する地盤穿孔装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
山岳トンネルなどを掘削する際には、トンネルの切羽に爆薬を装てんする装薬孔を形成し、この装薬孔に挿入した爆薬を爆発させて切羽を切り崩す作業が行われることがある。このような装薬孔を形成する地盤穿孔装置として、従来、ロッドの先端にビットを取り付け、ロッドを介してビットを回転させながら地盤を穿孔するものが知られている（たとえば特許文献１参照）。この地盤穿孔装置は、大量の水（たとえば６０〜７０ｌ／ｍｉｎ）をビット先端に圧送し、供給しながらビットによって地盤を穿孔するものである。
【０００３】
また、装薬孔を形成するにあたり、地盤の性状等によっては、形成した装薬孔が崩れて装薬孔が土砂で埋まってしまうことがある。装薬孔が土砂で埋まってしまうと、爆薬を装てんすることができなくなってしまう。装薬孔が埋まってしまった場合には、従来、鉄筋で作成したキューレン棒と呼ばれる耳掻き状の器具によって装薬孔に詰まった土砂を装薬孔から取り除くようにしている。
【０００４】
しかし、キューレン棒による土砂の取り除き作業は、手間と時間を要するなどの問題がある。この問題に対して、装薬孔の削孔長より長く、削孔径より小径のパイプと、このパイプに接続された吸引装置とからなり、吸引装置とパイプとの間に岩片およびくり粉の回収部を介在させた清掃装置がある（たとえば、特許文献２参照）。この清掃装置を用いることにより、キューレン棒を用いた土砂の取り除き作業を行う必要がなくなるので、装薬孔内の土砂の取り除き作業を簡易に行うことができ、装薬孔が土砂で埋まるのを防止することができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開平４−３１２６９２号公報
【特許文献２】特開平９−３２４５８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかし、上記特許文献２に開示された清掃装置では、穿孔作業を行った後、装薬孔内に吸引装置が接続されたパイプを挿入して清掃作業を行う必要がある。このため、穿孔作業と清掃作業を分けて行う必要があるので、その分作業工程に要する時間が長くなり、工期の長期化の原因となりうるという問題があった。
【０００７】
そこで、本発明の課題は、工期の長期化を招かないようにするとともに、地盤に形成された穿孔が掘削された土砂で埋まることを防止することができる地盤穿孔装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記課題を解決した本発明に係る地盤穿孔装置は、掘削装置に接続されたロッド部材の先端にビット部材が取り付けられ、掘削装置による穿孔力を、ロッド部材を介してビット部材に付与して、地盤を穿孔する地盤穿孔装置であって、ロッド部材とビット部材との間に、ビット部材によって形成された穿孔部における穿孔面を整形する整形部材が設けられていることを特徴とする。
【０００９】
本発明に係る地盤穿孔装置は、地盤を穿孔する際に用いられるロッド部材とビット部材との間に、穿孔面を整形する整形部材が設けられている。この整形部材により、穿孔時における穿孔面を整形し、穿孔面からの土砂の崩落を防止することができる。このため、地盤に形成された穿孔が掘削された土砂で埋まることを防止することができる。また、整形部材による穿孔面の整形は、地盤の穿孔と同時に行うことができる。したがって、穿孔面を整形するための専用の時間をとられることもないので、工期の長期化を招かないようにすることができる。なお、本発明における「穿孔面」とは、穿孔の内側表面を意味している。
【００１０】
ここで、掘削装置は、ロッド部材に対して穿孔力として回転力を付与し、ロッド部材とともに回転するビット部材によって地盤が穿孔されるものであり、整形部材は、ロッド部材とともに回転する整形部材本体を備え、整形部材本体に対して、整形部材本体の外周面に取り付けられ、整形部材本体の回転によって、穿孔面を整形する整形カッタ部材が設けられている態様とすることができる。
【００１１】
本発明に係る地盤穿孔装置において、整形部材は、ロッド部材とともに回転する整形部材本体における外周面に取り付けられ、整形部材本体の回転によって穿孔面を整形する整形カッタ部材を備えている。このため、地盤をビット部材によって穿孔する際に、穿孔の内側面に沿って整形カッタ部材を回転させながら穿孔面を整形することができる。したがって、穿孔面を好適に整形することができ、地盤に形成された穿孔が掘削された土砂で埋まることを防止することができる。
【００１２】
また、整形カッタ部材は、螺旋状に配列された複数の整形ビットを備えており、複数の整形ビットは、ビット部材側に配置された整形ビットが、ロッド部材側に配置された整形ビットよりもロッド部材の回転方向に対して進んだ位置に配置されている態様とすることができる。
【００１３】
このように、整形カッタ部材が螺旋状に配列された複数の整形ビットを備えることにより、穿孔面を好適に整形することができる。また、ビット部材側に配置された整形ビットが、ロッド部材側に配置された整形ビットよりもロッド部材の回転方向に対して進んだ位置に配置されていることにより、整形部材を回転させる際に、整形部材が穿孔に対してスムースに進入させることができる。
【００１４】
さらに、整形カッタ部材は、ビット部材側の方が、ロッド部材側よりもロッド部材の回転方向に対して進んだ位置に配置される螺旋状をなす整形刃である態様とすることができる。
【００１５】
このように、整形カッタ部材としては、ロッド部材側よりもロッド部材の回転方向に対して進んだ位置に配置される螺旋状をなす整形刃を用いることにより、穿孔面を好適に整形することができる。また、整形部材を回転させる際に、整形部材が穿孔に対してスムースに進入させることができる。
【００１６】
また、ビット部材の後端部が、整形部材本体とされている態様とすることができ、ロッド部材の先端部が、整形部材本体とされている態様とすることができる。あるいは、整形部材本体はリング状をなしており、ビット部材とロッド部材との接合部に取り付けられている態様とすることができる。
【００１７】
このように、整形部材をビット部材またはロッド部材の一部に形成し、整形部材本体は、ビット部材の後端部やロッド部材の先端部に形成することもできるし、整形部材をビット部材やロッド部材と別個に形成し、ビット部材とロッド部材との接合部に取り付けられている態様とすることもできる。
【発明の効果】
【００１８】
本発明に係る地盤穿孔装置によれば、工期の長期化を招かないようにするとともに、地盤に形成された穿孔が掘削された土砂で埋まることを防止することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
【図１】第１の実施形態に係る地盤穿孔装置の要部分解側面図である。
【図２】地盤穿孔装置の側面図である。
【図３】（ａ）は整形部材の側面図、（ｂ）は整形部材の正面図である。
【図４】整形ビットの斜視図である。
【図５】第２の実施形態に係る整形部材を示す図であり、（ａ）は側面図、（ｂ）は正面図である。
【図６】（ａ）は、第３の実施形態に係るビット部材の側面図、（ｂ）はそのビット部材をロッド部材に取り付けた状態の側面図である。
【図７】（ａ）は、第４の実施形態に係るビット部材の側面図、（ｂ）はそのビット部材をロッド部材に取り付けた状態の側面図である。
【図８】第５の実施形態に係る整形部材が取り付けられたロッド部材の側面図である。
【図９】第６の実施形態に係る整形部材が取り付けられたロッド部材の側面図である。
【図１０】ロッド部材の他の態様を示す図であり、（ａ）は側面図、（ｂ）は、そのｂ−ｂ線断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００２０】
以下、図面を参照して、本発明の好適な実施形態について説明する。なお、各実施形態において、同一の機能を有する部分については同一の符号を付し、重複する説明は省略することがある。
【００２１】
図１は、第１の実施形態に係る地盤穿孔装置の要部分解側面図、図２は、地盤穿孔装置の側面図である。図１およびに示すように、本実施形態に係る地盤穿孔装置１は、ロッド部材１０およびビット部材２０を備えている。また、ロッド部材１０とビット部材２０との間には、整形部材３０が介在されている。
【００２２】
地盤穿孔装置１は、図２に示すように、掘削装置であるドリルジャンボＭに取り付けられている。地盤穿孔装置１は、ドリルジャンボＭによってその軸周りに回転させられて穿孔力が付与される。ドリルジャンボＭは、走行車Ｃおよび走行車Ｃに取り付けられたアームＲを備えている。地盤穿孔装置１は、ドリルジャンボＭにおけるアームＲに取り付けられており、押圧力、回転力、さらには打撃力などの掘削力がドリルジャンボＭから付与される。
【００２３】
さらに、ドリルジャンボＭのアームは、移動および伸縮が可能とされており、地盤穿孔装置１は、トンネル内における適宜の位置に移動可能とされている。そして、地盤穿孔装置１は、ドリルジャンボＭから付与される穿孔力により、トンネルの内部に、爆薬を装てんする装薬孔などを穿孔する。
【００２４】
また、図１に示すように、地盤穿孔装置１におけるロッド部材１０は、支持ロッド１１を備えており、支持ロッド１１の先端部にロッド本体１２が形成されている。また、ロッド本体１２の先端には、ロッド筒状部１３が形成されており、ロッド筒状部１３の先端にはロッド雄ネジ部１４が形成されている。
【００２５】
ロッド雄ネジ部１４は、ロッド部材１０をビット部材２０側から見て時計回り（ドリルジャンボＭ側から見て反時計回り）に回転させることにより、ネジが締められる螺旋状に形成されている。さらに、ロッド本体１２は円筒形状または角形状、たとえば六角形状をなしている。また、ロッド筒状部１３は円筒状をなしており、ロッド筒状部１３の外径はロッド本体１２の外径よりも小さくされている。また、ロッド雄ネジ部１４における谷部分の外径がロッド筒状部１３の外径と略同一とされている。
【００２６】
ビット部材２０は、略円筒形状のビット支持部材２１を備えている。ビット支持部材２１の後端部には、ビット雌ネジ部２２が形成されている。ビット雌ネジ部２２は、ロッド部材１０におけるロッド雄ネジ部１４とも螺合可能とされている。ビット支持部材２１における先端部には、掘削爪２３が設けられており、ドリルジャンボＭから穿孔力が付与されることにより、掘削爪２３によってトンネル内の地盤を掘削して穿孔する。
【００２７】
整形部材３０は、図３にも示すように、円筒状の整形部材本体３１を備えている。整形部材本体３１の外径は、ロッド部材１０におけるロッド本体１２の外径と略同一とされている。整形部材本体３１における後端部の内側には、整形部材雌ネジ部３２が形成されている。整形部材雌ネジ部３２は、ロッド部材１０におけるロッド雄ネジ部１４と螺合されている。
【００２８】
整形部材雌ネジ部３２は、ビット雌ネジ部２２と略同一形状をなしている。このため、整形部材３０における整形部材雄ネジ部３４は、整形部材雌ネジ部３２およびビット雌ネジ部２２の双方と螺合可能とされている。ここでは、整形部材雌ネジ部３２は、ロッド部材１０におけるロッド雄ネジ部１４と螺合されて、ロッド部材１０と整形部材３０とが接合されている。
【００２９】
また、整形部材本体３１における外周面には、整形カッタ部材となる複数の整形ビット３３が取り付けられている。整形ビット３３は、土砂による耐摩耗性に優れた硬質材によって形成されており、整形部材本体３１に対して溶接されて固定されている。さらには、ネジ式で固定する態様とすることもできる。また、整形ビット３３は、図４に示すように、円筒状の整形ビット基部３３Ａを備えており、整形ビット基部３３Ａ上に刃先部３３Ｂが形成されている。刃先部３３Ｂは、円筒形状をその軸方向に沿って半分に切断した形状をなしている。
【００３０】
さらに、図３に示すように、複数の整形ビット３３は、整形部材本体３１の外周面において螺旋状に配置されている。これらの複数の整形ビット３３は、ビット部材２０側に配置された整形ビット３３が、ロッド部材１０側に配置された整形ビット３３よりもロッド部材１０の回転方向に対して進んだ位置に配置されている。さらに、整形部材３０における整形ビット３３が形成された部分の外径は、ビット部材２０に設けられた掘削爪２３の外径と略同一とされている。
【００３１】
また、整形部材本体３１を平面状に展開した状態を想定したときの複数の整形ビット３３の整列方向と、整形部材本体３１の延在方向とのなす角度は、３０度〜４５度の範囲内に調整されている。ここでは、たとえば３５度に調整されている。整形部材本体３１には、螺旋状に配置された整形ビット３３の列が３列形成されている。
【００３２】
さらに、整形部材本体３１の先端部には、整形部材雄ネジ部３４が形成されている。整形部材雄ネジ部３４の形状は、ロッド部材１０に形成されたロッド雄ネジ部１４と略同一形状とされている。整形部材雄ネジ部３４は、整形部材３０をビット部材２０側から見て時計回りに回転させることにより、ネジが締められる螺旋状に形成されている。
【００３３】
この整形部材雄ネジ部３４は、ビット部材２０の後端部に形成されたビット雌ネジ部２２に螺合されて、整形部材３０とビット部材２０とが接合されている。また、ビット部材２０は、整形部材３０を介してロッド部材１０に接合されている。ここでは、整形部材３０がロッド部材１０とビット部材２０との接合部となる。
【００３４】
また、整形部材本体３１の内側には、洗浄液流路３５が形成されている。他方、ロッド部材１０およびビット部材２０にも同様の洗浄液流路が形成され、ロッド部材１０の基端部には洗浄液流入口が形成されており、ビット部材２０の先端面には、洗浄液供給口が形成されている。地盤の穿孔を行う際には、ロッド部材１０に形成された洗浄液流入口から供給された洗浄液が洗浄液流路３５を通過し、ビット部材２０の先端面に形成された洗浄液供給口から穿孔内に供給される。
【００３５】
以上の構成を有する本実施形態に係る地盤穿孔装置１による穿孔手順および穿孔時における作用効果について説明する。本実施形態に係る地盤穿孔装置１においては、トンネル内に爆薬を装てんする装薬孔を形成するにあたり、ドリルジャンボＭに地盤穿孔装置１を取り付け、装薬孔を形成する位置まで地盤穿孔装置１を移動させる。
【００３６】
地盤穿孔装置１を移動させたら、ビット部材２０における掘削爪２３を装薬孔の穿孔位置に向かい合わせる。次に、ドリルジャンボＭによって地盤穿孔装置１を回転させながら前進させ、穿孔を開始する。穿孔を開始すると、掘削爪２３によってトンネルの地盤が掘削された穿孔進められる。このとき、穿孔内には、洗浄液が供給される。
【００３７】
穿孔が進められると、ビット部材２０が穿孔内に進入し、続いて、整形部材３０が穿孔内に進入する。整形部材３０が穿孔内に進入すると、整形部材３０における整形ビット３３が穿孔内の穿孔面を整形する。このため、穿孔内における土砂の崩落を防止することができるので、地盤に形成された穿孔が掘削された土砂で埋まることを防止することができる。
【００３８】
また、穿孔が進められている際には、地盤穿孔装置１は、ドリルジャンボＭ側から見て反時計回りに回転させられている。ここで、整形部材３０における整形ビット３３は、ビット部材２０側に配置された整形ビット３３が、ロッド部材１０側に配置された整形ビット３３よりもロッド部材１０の回転方向に対して進んだ位置に配置されている。このため、整形部材３０が穿孔に進入する際に、スムースに進入することができる。しかも、穿孔面を整形するための専用の時間をとられることもないので、工期の長期化を招かないようにすることができる
【００３９】
さらに、整形部材本体３１を平面状に展開した状態を想定したときの複数の整形ビット３３の整列方向と、整形部材本体３１の延在方向とのなす角度は、３５度に調整されている。このため、整形部材３０によって穿孔面をきれいに整形することができるとともに、穿孔内の土砂を好適に穿孔内から排出することができる。
【００４０】
また、ビット部材２０に形成されたビット雌ネジ部２２と整形部材３０に形成された整形部材雌ネジ部３２とは、略同一形状とされており、いずれもロッド部材１０におけるロッド雄ネジ部１４に対して螺合可能とされている。このため、たとえば装薬孔を形成する場合など穿孔内の土砂を取り除いて整形したい場合には、整形部材３０を取り付けて穿孔を行い、整形が不要な穿孔を形成する場合には、整形部材３０を取り外して穿孔を行うことができる。
【００４１】
次に、本発明の第２の実施形態について説明する。本実施形態に係る地盤穿孔装置は、上記第１の実施形態に係る地盤穿孔装置１と比較して、整形部材の態様が主に異なっている。以下、この第１の実施形態と異なる整形部材を中心として、本実施形態に係る地盤穿孔装置について説明する。
【００４２】
図５は、第２の実施形態に係る整形部材を示す図であり、（ａ）は側面図、（ｂ）は正面図である。図５に示すように、本実施形態に係る地盤穿孔装置における整形部材４０は、上記第１の実施形態に係る図３に示す整形部材３０における整形部材本体３１と同様の整形部材本体４１を備えており、整形部材本体４１の後端部には整形部材雌ネジ部４２が形成されている。また、整形部材本体４１の外周部には、整形カッタ部材となる整形刃４３が取り付けられている。
【００４３】
整形刃４３は、土砂による耐摩耗性に優れた硬質材によって形成されており、整形部材本体４１に対して溶接されて固定されている。整形刃４３は、整形部材本体４１の外周面で螺旋状に形成されている。整形刃４３は、ビット部材２０側の部分が、ロッド部材１０側の部分よりもロッド部材１０の回転方向に対して進んだ位置に配置されている。
【００４４】
さらに、整形部材４０における整形刃４３が形成された部分の外径は、ビット部材２０に設けられた掘削爪２３の外径と略同一とされている。また、整形部材本体４１の先端部には整形部材雄ネジ部４４が設けられている。その他の点については、上記第１の実施形態と同様の構成を有している。
【００４５】
以上の構成を有する本実施形態に係る地盤穿孔装置においては、上記第１の実施形態と同様、ビット部材２０における掘削の際、整形部材４０が穿孔内に進入すると、整形部材４０における整形刃４３が穿孔内の穿孔面を整形している。このため、穿孔内における土砂の崩落を防止することができるので、地盤に形成された穿孔が掘削された土砂で埋まることを防止することができる。
【００４６】
また、穿孔が進められている際には、地盤穿孔装置は、ドリルジャンボＭ側から見て反時計回りに回転させられている。ここで、整形部材４０における整形刃４３は、ビット部材２０側の部分が、ロッド部材１０側の部分よりもロッド部材１０の回転方向に対して進んだ位置に配置されている。このため、整形部材４０が穿孔に進入する際に、スムースに進入することができる。しかも、穿孔面を整形するための専用の時間をとられることもないので、工期の長期化を招かないようにすることができる。
【００４７】
続いて、本発明の第３の実施形態について説明する。本実施形態に係る地盤穿孔装置は、上記第１の実施形態に係る地盤穿孔装置１と比較して、ビット部材および整形部材の構成が主に異なっており、本実施形態では、ビット部材と整形部材とが一体に形成されている。以下、この第１の実施形態と異なるビット部材および整形部材を中心として、本実施形態に係る地盤穿孔装置について説明する。
【００４８】
図６（ａ）は、第３の実施形態に係るビット部材の側面図、（ｂ）はそのビット部材をロッドに取り付けた状態の側面図である。本実施形態では、ビット部材５０の後端部に整形部材が一体的に形成されている。図６に示すように、本実施形態に係るビット部材５０は、略円筒状のビット支持部材５１を備えている。ビット支持部材５１の後端面には、ビット雌ネジ部５２が穿設されている。このビット雌ネジ部５２には、ロッド部材１０におけるロッド雄ネジ部１４が螺合可能とされている。さらに、ビット支持部材５１の先端部には、掘削爪５３が設けられている。
【００４９】
また、ビット支持部材５１における後端部の外周面には、整形カッタ部材となる整形ビット５４が取り付けられている。整形ビット５４は、第１の実施形態に係る整形ビット３３と同様、土砂による耐摩耗性に優れた硬質材によって形成されており、ビット支持部材５１に対して溶接されて固定されている。
【００５０】
さらに、複数の整形ビット５４は、ビット支持部材５１の外周面で螺旋状に配置されている。これらの複数の整形ビット５４は、先端側に配置された整形ビット５４が、後端側に配置された整形ビット５４よりもロッド部材１０の回転方向に対して進んだ位置に配置されている。
【００５１】
また、ビット支持部材５１を平面状に展開した状態を想定したときの複数の整形ビット５４の整列方向と、ビット支持部材５１の延在方向とのなす角度は、３５度に調整されている。ビット支持部材５１には、螺旋状に配置された整形ビット５４の列が３列形成されている。その他の点については、上記第１の実施形態と同様の構成を有している。
【００５２】
以上の構成を有する本実施形態に係る地盤穿孔装置においては、上記第１の実施形態と同様、ビット部材５０における掘削の際、整形ビット５４が穿孔内の穿孔面を整形している。このため、穿孔内における土砂の崩落を防止することができるので、地盤に形成された穿孔が掘削された土砂で埋まることを防止することができる。
【００５３】
また、先端側の整形ビット５４が後端側の整形ビット５４よりもロッド部材１０の回転方向に対して進んだ位置に配置されている。このため、ビット部材５０が穿孔に進入する際に、スムースに進入することができる。しかも、穿孔面を整形するための専用の時間をとられることもないので、工期の長期化を招かないようにすることができる。
【００５４】
続いて、本発明の第４の実施形態について説明する。本実施形態に係る地盤穿孔装置は、上記第３の実施形態に係る地盤穿孔装置と比較して、ビット部材における整形カッタ部材の態様が主に異なっている。以下、この第３の実施形態と異なるビット部材を中心として、本実施形態に係る地盤穿孔装置について説明する。
【００５５】
図７（ａ）は、第４の実施形態に係るビット部材の側面図、（ｂ）はそのビット部材をロッドに取り付けた状態の側面図である。図７に示すように、本実施形態に係る地盤穿孔装置におけるビット部材６０は、上記第３の実施形態に係る図６に示すビット部材５０におけるビット支持部材５１と同様のビット支持部材６１を備えている。本実施形態では、ビット部材６０の後端部に整形部材が一体的に形成されている。
【００５６】
また、ビット支持部材６１の後端面にはビット雌ネジ部６２が穿設されている。このビット雌ネジ部６２には、ロッド部材１０におけるロッド雄ネジ部１４が螺合可能とされている。さらに、ビット支持部材６１の先端部には、掘削爪６３が設けられている。また、ビット支持部材６１の外周部には、整形カッタ部材となる整形刃６４が取り付けられている。
【００５７】
整形刃６４は、土砂による耐摩耗性に優れた硬質材によって形成されており、ビット支持部材６１に対して溶接されて固定されている。整形刃６４は、ビット支持部材６１の外周面で螺旋状に形成されている。整形刃６４は、先端側の部分が、後端側の部分よりもロッド部材１０の回転方向に対して進んだ位置に配置されている。その他の点については、上記第３の実施形態と同様の構成を有している。
【００５８】
以上の構成を有する本実施形態に係る地盤穿孔装置においては、上記第３の実施形態と同様、ビット部材６０における掘削の際、整形刃６４が穿孔内の穿孔面を整形している。このため、穿孔内における土砂の崩落を防止することができるので、地盤に形成された穿孔が掘削された土砂で埋まることを防止することができる。
【００５９】
また、整形刃６４は、先端側の部分が、後端側の部分よりもロッド部材１０の回転方向に対して進んだ位置に配置されている。このため、ビット部材６０が穿孔に進入する際に、スムースに進入することができる。しかも、穿孔面を整形するための専用の時間をとられることもないので、工期の長期化を招かないようにすることができる。
【００６０】
次に、本発明の第５の実施形態について説明する。本実施形態に係る地盤穿孔装置は、上記第１の実施形態に係る地盤穿孔装置１と比較して、ロッド部材および整形部材の構成が主に異なっており、本実施形態では、ロッド部材と整形部材とが溶接によって一体に形成されている。以下、この第１の実施形態と異なるロッド部材および整形部材を中心として、本実施形態に係る地盤穿孔装置について説明する。
【００６１】
図８は、第５の実施形態に係る整形部材が取り付けられたロッド部材の側面図である。本実施形態では、ロッド部材１０におけるロッド筒状部に整形部材が一体的に溶接固定されている。図８に示すように、本実施形態に係るロッド部材１０は、上記第１の実施形態と同様、支持ロッド１１を備えており、支持ロッド１１の先端にロッド本体が設けられている。さらに、ロッド本体の先端部には、ロッド雄ネジ部１４が設けられている。
【００６２】
支持ロッド１１の先端に設けられたロッド本体には、整形部材７０が溶接によって固定されている。整形部材７０は、円筒状であり、両端面が開口して円筒内に空間が形成された整形部材本体７１を備えている。整形部材本体７１は、ロッド本体に挿入された後、溶接されて固定されている。
【００６３】
整形部材本体７１の外周面には、整形カッタ部材となる整形ビット７２が取り付けられている。整形ビット７２は、第１の実施形態に係る整形ビット３３と同様、土砂による耐摩耗性に優れた硬質材によって形成されており、整形部材本体７１に対して溶接されて固定されている。
【００６４】
さらに、複数の整形ビット７２は、整形部材本体７１の外周面で螺旋状に配置されている。これらの複数の整形ビット７２は、先端側に配置された整形ビット７２が、後端側に配置された整形ビット７２よりもロッド部材１０の回転方向に対して進んだ位置に配置されている。
【００６５】
また、整形部材本体７１を平面状に展開した状態を想定したときの複数の整形ビット７２の整列方向と、ロッド部材１０の延在方向とのなす角度は、３５度に調整されている。整形部材本体７１には、螺旋状に配置された整形ビット７２の列が３列形成されている。その他の点については、上記第１の実施形態と同様の構成を有している。
【００６６】
以上の構成を有する本実施形態に係る地盤穿孔装置においては、上記第１の実施形態と同様、ビット部材２０における掘削の際、整形部材７０における整形ビット７２が穿孔内の穿孔面を整形している。このため、穿孔内における土砂の崩落を防止することができるので、地盤に形成された穿孔が掘削された土砂で埋まることを防止することができる。
【００６７】
また、先端側の整形ビット７２が後端側の整形ビット７２よりもロッド部材１０の回転方向に対して進んだ位置に配置されている。このため、ビット部材２０が穿孔に進入する際に、スムースに進入することができる。しかも、穿孔面を整形するための専用の時間をとられることもないので、工期の長期化を招かないようにすることができる。
【００６８】
続いて、本発明の第６の実施形態について説明する。本実施形態に係る地盤穿孔装置は、上記第５の実施形態と比較して、整形部材における整形カッタ部材の態様が主に異なっている。以下、この第５の実施形態と異なる整形部材を中心として、本実施形態に係る地盤穿孔装置について説明する。
【００６９】
図９は、第６の実施形態に係る整形部材が取り付けられたロッド部材の側面図である。図９に示すように、本実施形態に係る地盤穿孔装置における整形部材８０は、上記第５の実施形態に係る図８に示す整形部材７０と同様、ロッド部材１０におけるロッド本体部に挿入され、溶接されて固定されている。
【００７０】
整形部材８０は、上記第５の実施形態に係る整形部材７０における整形部材本体７１と同様の整形部材本体８１を備えており、整形部材本体８１の外周部には、整形カッタ部材となる整形刃８２が取り付けられている。
【００７１】
整形刃８２は、土砂による耐摩耗性に優れた硬質材によって形成されており、整形部材本体８１に対して溶接されて固定されている。整形刃８２は、整形部材本体８１の外周面で螺旋状に形成されている。整形刃８２は、先端側の部分が、後端側の部分よりもロッド部材１０の回転方向に対して進んだ位置に配置されている。
【００７２】
さらに、整形部材８０における整形刃８２が形成された部分の外径は、ビット部材２０に設けられた掘削爪２３の外径と略同一とされている。その他の点については、上記第１の実施形態と同様の構成を有している。
【００７３】
以上の構成を有する本実施形態に係る地盤穿孔装置においては、上記第５の実施形態と同様、ビット部材２０における掘削の際、整形部材８０が穿孔内に進入すると、整形部材８０における整形刃８２が穿孔内の穿孔面を整形している。このため、穿孔内における土砂の崩落を防止することができるので、地盤に形成された穿孔が掘削された土砂で埋まることを防止することができる。
【００７４】
また、穿孔が進められている際には、地盤穿孔装置は、ドリルジャンボＭ側から見て反時計回りに回転させられている。ここで、整形部材８０における整形刃８２は、先端側の部分が、後端側の部分よりもロッド部材１０の回転方向に対して進んだ位置に配置されている。このため、整形部材８０が穿孔に進入する際に、スムースに進入することができる。しかも、穿孔面を整形するための専用の時間をとられることもないので、工期の長期化を招かないようにすることができる。
【００７５】
以上、本発明の好適な実施形態について説明したが、本発明は上記実施形態に限定されるものではない。たとえば上記実施形態では、ロッド部材１０における支持ロッド１１やロッド本体１２が円筒形状とされているが、他の態様とすることもできる。たとえば、図１０に示すように、ロッド部材９０におけるロッド本体９１が断面六角形状をなし、ロッド本体９１に整形部材９２を取り付け、その先端部にロッド雄ネジ部９３を形成する態様とすることもできる。また、支持ロッドを断面六角形などとすることもできるし、支持ロッドやロッド本体などを他の多角形状とすることもできる。
【００７６】
また、上記実施形態に係る地盤穿孔装置は、トンネルにおける装薬孔の形成に用いる場合を例としているが、他の穿孔を形成する場合に用いることもできる。たとえば、穿孔に土砂が埋まること防止することが求められる場合、具体的には地盤にロックボルト挿入孔を形成する際などにも本発明に係る地盤穿孔装置を好適に用いることができる。
【符号の説明】
【００７７】
１…地盤穿孔装置
１０，９０…ロッド部材
１１…支持ロッド
１２，９１…ロッド本体
１３…ロッド筒状部
１４，９２…ロッド雄ネジ部
２０，５０，６０…ビット部材
２１，５１，６１…ビット支持部材
２２，５２，６２…ビット雌ネジ部
２３，５３，６３…掘削爪
３０，４０，７０，８０，９２…整形部材
３１，４１，７１，８１…整形部材本体
３２，４２…整形部材雌ネジ部
３３，５４，７２…整形ビット
３３Ａ…整形ビット基部
３３Ｂ…刃先部
３４，４４…整形部材雄ネジ部
３５，４５…洗浄液流路
４３，６４，８２…整形刃
Ｃ…走行車
Ｍ…ドリルジャンボ
Ｒ…アーム
【特許請求の範囲】
【請求項１】
掘削装置に接続されたロッド部材の先端にビット部材が取り付けられ、前記掘削装置による穿孔力を、前記ロッド部材を介して前記ビット部材に付与して、地盤を穿孔する地盤穿孔装置であって、
前記ロッド部材と前記ビット部材との間に、前記ビット部材によって穿孔された形成された穿孔部における穿孔面を整形する整形部材が設けられていることを特徴とする地盤穿孔装置。
【請求項２】
前記掘削装置は、前記ロッド部材に対して穿孔力として回転力を付与し、前記ロッド部材とともに回転する前記ビット部材によって前記地盤が穿孔されるものであり、
前記整形部材は、前記ロッド部材とともに回転する整形部材本体を備え、前記整形部材本体に対して、前記整形部材本体の外周面に取り付けられ、前記整形部材本体の回転によって、前記穿孔面を整形する整形カッタ部材が設けられている請求項１に記載の地盤穿孔装置。
【請求項３】
前記整形カッタ部材は、螺旋状に配列された複数の整形ビットを備えており、
前記複数の整形ビットは、前記ビット部材側に配置された整形ビットが、前記ロッド部材側に配置された整形ビットよりも前記ロッド部材の回転方向に対して進んだ位置に配置されている請求項２に記載の地盤穿孔装置。
【請求項４】
前記整形カッタ部材は、前記ビット部材側の方が、前記ロッド部材側よりも前記ロッド部材の回転方向に対して進んだ位置に配置される螺旋状をなす整形刃である請求項２に記載の地盤穿孔装置。
【請求項５】
前記ビット部材の後端部が、前記整形部材本体とされている請求項２〜請求項４のうちのいずれか１項に記載の地盤穿孔装置。
【請求項６】
前記ロッド部材の先端部が、前記整形部材本体とされている請求項２〜請求項４のうちのいれか１項に記載の地盤穿孔装置。
【請求項７】
前記整形部材本体はリング状をなしており、
前記ビット部材と前記ロッド部材との接合部に取り付けられている請求項２〜請求項４のうちのいずれか１項に記載の地盤穿孔装置。
【請求項１】
掘削装置に接続されたロッド部材の先端にビット部材が取り付けられ、前記掘削装置による穿孔力を、前記ロッド部材を介して前記ビット部材に付与して、地盤を穿孔する地盤穿孔装置であって、
前記ロッド部材と前記ビット部材との間に、前記ビット部材によって穿孔された形成された穿孔部における穿孔面を整形する整形部材が設けられていることを特徴とする地盤穿孔装置。
【請求項２】
前記掘削装置は、前記ロッド部材に対して穿孔力として回転力を付与し、前記ロッド部材とともに回転する前記ビット部材によって前記地盤が穿孔されるものであり、
前記整形部材は、前記ロッド部材とともに回転する整形部材本体を備え、前記整形部材本体に対して、前記整形部材本体の外周面に取り付けられ、前記整形部材本体の回転によって、前記穿孔面を整形する整形カッタ部材が設けられている請求項１に記載の地盤穿孔装置。
【請求項３】
前記整形カッタ部材は、螺旋状に配列された複数の整形ビットを備えており、
前記複数の整形ビットは、前記ビット部材側に配置された整形ビットが、前記ロッド部材側に配置された整形ビットよりも前記ロッド部材の回転方向に対して進んだ位置に配置されている請求項２に記載の地盤穿孔装置。
【請求項４】
前記整形カッタ部材は、前記ビット部材側の方が、前記ロッド部材側よりも前記ロッド部材の回転方向に対して進んだ位置に配置される螺旋状をなす整形刃である請求項２に記載の地盤穿孔装置。
【請求項５】
前記ビット部材の後端部が、前記整形部材本体とされている請求項２〜請求項４のうちのいずれか１項に記載の地盤穿孔装置。
【請求項６】
前記ロッド部材の先端部が、前記整形部材本体とされている請求項２〜請求項４のうちのいれか１項に記載の地盤穿孔装置。
【請求項７】
前記整形部材本体はリング状をなしており、
前記ビット部材と前記ロッド部材との接合部に取り付けられている請求項２〜請求項４のうちのいずれか１項に記載の地盤穿孔装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【公開番号】特開２０１１−２３１５８３（Ｐ２０１１−２３１５８３Ａ）
【公開日】平成２３年１１月１７日（２０１１．１１．１７）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１０−１０５３８０（Ｐ２０１０−１０５３８０）
【出願日】平成２２年４月３０日（２０１０．４．３０）
【出願人】（０００００１３７３）鹿島建設株式会社 (1,387)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２３年１１月１７日（２０１１．１１．１７）
【国際特許分類】
【出願日】平成２２年４月３０日（２０１０．４．３０）
【出願人】（０００００１３７３）鹿島建設株式会社 (1,387)
【Ｆターム（参考）】
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