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技術 掘削孔の拡径装置

出願人 株式会社長谷工コーポレーション大亜ソイル株式会社日興基礎株式会社日本車輌製造株式会社
発明者 児玉洋史豊島徹佐藤裕治冨田庸公高山浩司
出願日 2017年5月18日 (4年2ヶ月経過) 出願番号 2017-098897
公開日 2018年12月6日 (2年7ヶ月経過) 公開番号 2018-193786
状態 特許登録済
技術分野 地中削孔
主要キーワード 固定突片 金属製配管 装着ピン 縮小位置 拡径装置 パイロット配管 伸縮ストローク 拡径作業
関連する未来課題
重要な関連分野

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図面 (12)

課題

非常時に拡径装置油圧操作が不能になっても、拡径装置を破損させずに掘削孔から引き上げることができる掘削孔の拡径装置を提供する。

解決手段

拡径装置11の開閉用シリンダ15は、掘削翼14を内方向に揺動させた縮小位置と該掘削翼を外方向に揺動させた伸長位置との間で第1昇降部材20及び第2昇降部材21を昇降させる伸縮ストロークを有し、翼開閉用シリンダに作動油を供給する配管に、掘削翼を内方向に揺動させる外力が作用したときに翼開閉用シリンダの縮小に伴って該翼開閉用シリンダ内の作動油を流動させるとともに、翼開閉用シリンダを縮小位置に保持するチェック弁42を設ける。

概要

背景

場所打ちコンクリート杭の形状として、最深部杭頭部を拡径するとともに、中間部を拡径して節部を形成した節付杭中間拡径杭)が知られている。中間の節部は、壁の段差によってコンクリート充填不足したりすることを防止するため、節部の底面を逆円錐状に形成することが行われており、節部底面を逆円錐状に形成するために、各種の拡径装置が用いられている(例えば、特許文献1参照。)。

概要

非常時に拡径装置の油圧操作が不能になっても、拡径装置を破損させずに掘削孔から引き上げることができる掘削孔の拡径装置を提供する。拡径装置11の開閉用シリンダ15は、掘削翼14を内方向に揺動させた縮小位置と該掘削翼を外方向に揺動させた伸長位置との間で第1昇降部材20及び第2昇降部材21を昇降させる伸縮ストロークを有し、翼開閉用シリンダに作動油を供給する配管に、掘削翼を内方向に揺動させる外力が作用したときに翼開閉用シリンダの縮小に伴って該翼開閉用シリンダ内の作動油を流動させるとともに、翼開閉用シリンダを縮小位置に保持するチェック弁42を設ける。

目的

本発明は、非常時に拡径装置の油圧操作が不能になっても、拡径装置を破損させずに掘削孔から引き上げることができる掘削孔の拡径装置を提供する

効果

実績

技術文献被引用数
0件
牽制数
0件

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請求項1

上部連結部を介してケリーバ下端に連結される拡径装置であって、前記ケリーバの下端に着脱可能に連結される支持体と、該支持体に基端部が連結されて先端部が揺動可能に形成された掘削翼と、前記支持体に対して上下方向に昇降可能に設けられた昇降部材と、前記昇降部材と前記掘削翼とを連結し、前記昇降部材の昇降に伴って前記掘削翼を揺動させるリンク部材と、前記昇降部材を昇降させて前記掘削翼を開閉させる開閉用シリンダとを備え、前記翼開閉用シリンダは、前記掘削翼を内方向に揺動させた縮小位置と該掘削翼を外方向に揺動させた伸長位置との間で前記昇降部材を昇降させる伸縮ストロークを有し、前記翼開閉用シリンダに作動油を供給する配管に、前記掘削翼を内方向に揺動させる外力が作用したときに前記翼開閉用シリンダの縮小に伴って該翼開閉用シリンダ内の作動油を流動させるとともに、前記翼開閉用シリンダを前記縮小位置に保持するチェック弁を設けたことを特徴とする掘削孔の拡径装置。

請求項2

前記チェック弁は、前記翼開閉用シリンダの縮小側油室に作動油を封入して前記翼開閉用シリンダを前記縮小位置に保持することを特徴とする請求項1記載の掘削孔の拡径装置。

請求項3

前記チェック弁は、前記翼開閉用シリンダの伸長側油室に作動油を封入して前記翼開閉用シリンダを前記縮小位置に保持することを特徴とする請求項1記載の掘削孔の拡径装置。

請求項4

前記チェック弁は、油圧制御弁の操作により供給される作動油のパイロット圧開弁して前記翼開閉用シリンダを伸長させることを特徴とする請求項1乃至3のいずれか1項記載の掘削孔の拡径装置。

請求項5

前記チェック弁を前記翼開閉用シリンダの給排ポートに直接あるいは金属製配管を介して設けたことを特徴とする請求項1乃至4のいずれか1項記載の掘削孔の拡径装置。

技術分野

0001

本発明は、掘削孔拡径装置に関し、詳しくは、アースドリルで形成した掘削孔の中間部に大径の節部を形成するための掘削孔の拡径装置に関する。

背景技術

0002

場所打ちコンクリート杭の形状として、最深部杭頭部を拡径するとともに、中間部を拡径して節部を形成した節付杭中間拡径杭)が知られている。中間の節部は、壁の段差によってコンクリート充填不足したりすることを防止するため、節部の底面を逆円錐状に形成することが行われており、節部底面を逆円錐状に形成するために、各種の拡径装置が用いられている(例えば、特許文献1参照。)。

先行技術

0003

特開2014−177793号公報

発明が解決しようとする課題

0004

この種の拡径装置では、掘削翼開閉油圧で作動させることが一般的であり、図8に示されるように、拡径装置100は、一対の油圧ホース101,101のいずれかを通じて供給された作動油開閉用シリンダ102のロッド102aを上下方向に伸長又は縮小させ、該ロッド102aの先端部に連結されたリンク機構103を介して掘削翼104を開閉方向に揺動可能に形成されている。このため、万が一、拡径作業中に油圧ホース101が破断した非常時には、作動油を翼開閉用シリンダ102に供給できず、節部105で掘削翼104を開いた状態から閉じることが不可能になる。

0005

このため、図9に示されるように、掘削翼104が開いた状態では、掘削翼104の先端がテーパー部106につかえて拡径装置100を上昇させることができない。そこで、図10に示されるように、拡径装置100を一旦降下させて、掘削翼104を縦穴107の壁面に当てて強制的に閉じることでロッド102aを縮小させることができる。

0006

しかしながら、拡径装置100を再び上昇させると、ロッド102aは、翼開閉用シリンダ102内の油圧が低下しているので縮小位置を保持できずに伸長を始め、図11に示されるように、一旦閉じた掘削翼104が自重で再び開いてしまう。このように、拡径作業中に油圧ホース101が破断した場合には、油圧操作で掘削翼104を閉じることができず、拡径装置100を掘削孔から引き上げることが困難となる問題が生じていた。

0007

そこで本発明は、非常時に拡径装置の油圧操作が不能になっても、拡径装置を破損させずに掘削孔から引き上げることができる掘削孔の拡径装置を提供することを目的としている。

課題を解決するための手段

0008

上記目的を達成するため、本発明の掘削孔の拡径装置は、上部連結部を介してケリーバ下端に連結される拡径装置であって、前記ケリーバの下端に着脱可能に連結される支持体と、該支持体に基端部が連結されて先端部が揺動可能に形成された掘削翼と、前記支持体に対して上下方向に昇降可能に設けられた昇降部材と、前記昇降部材と前記掘削翼とを連結し、前記昇降部材の昇降に伴って前記掘削翼を揺動させるリンク部材と、前記昇降部材を昇降させて前記掘削翼を開閉させる翼開閉用シリンダとを備え、前記翼開閉用シリンダは、前記掘削翼を内方向に揺動させた縮小位置と該掘削翼を外方向に揺動させた伸長位置との間で前記昇降部材を昇降させる伸縮ストロークを有し、前記翼開閉用シリンダに作動油を供給する配管に、前記掘削翼を内方向に揺動させる外力が作用したときに前記翼開閉用シリンダの縮小に伴って該翼開閉用シリンダ内の作動油を流動させるとともに、前記翼開閉用シリンダを前記縮小位置に保持するチェック弁を設けたことを特徴としている。

0009

また、本発明の掘削孔の拡径装置は、前記チェック弁が、前記翼開閉用シリンダの縮小側油室又は伸長側油室のいずれか一方に作動油を封入して前記翼開閉用シリンダを前記縮小位置に保持することを特徴としている。

0010

さらに、本発明の掘削孔の拡径装置は、前記チェック弁が、油圧制御弁の操作により供給される作動油のパイロット圧開弁して前記翼開閉用シリンダを伸長させることを特徴とし、加えて、前記チェック弁を前記翼開閉用シリンダの給排ポートに直接あるいは金属製配管を介して設けたことを特徴としている。

発明の効果

0011

本発明の掘削孔の拡径装置によれば、拡径作業中に油圧ホースが破断した非常時には、拡径装置を一旦降下させて、掘削翼を掘削孔の壁面に当てて強制的に閉じたときに、チェック弁が翼開閉用シリンダ内の作動油の流動を規制して翼開閉用シリンダを縮小位置に保持するので、一旦閉じた拡径翼が自重で再び開くことはなく、拡径装置を破損させずに掘削孔から引き上げることができる。

0012

また、油圧制御弁を操作して翼開閉用シリンダに作動油を供給する通常時には、チェック弁を開いて翼開閉用シリンダ内の作動油を流動させるので、翼開閉用シリンダを伸長位置と縮小位置との間で伸縮させて掘削翼を開閉することができる。さらに、チェック弁を翼開閉用シリンダの給排ポートに直接あるいは金属製配管を介して設けるので、チェック弁と翼開閉用シリンダとの間が破断することはなく、より安全に拡径装置を引き上げることができる。

図面の簡単な説明

0013

本発明の掘削孔の拡径装置の第1形態例を示すもので、掘削翼を開いた状態を示す拡径装置の正面図である。
図1のII−II断面図である。
同じく拡径装置の油圧回路を示す回路図である。
同じく拡径装置の油圧ホース破断時における掘削翼が節部で開いた状態を示す説明図である。
同じく拡径装置を降下させて掘削翼を縦穴の壁面に当てて閉じた状態を示す説明図である。
同じく掘削翼を閉じた状態で拡径装置を節部から上昇させた状態を示す説明図である。
本発明の掘削孔の拡径装置の第2形態例を示すもので、拡径装置の油圧回路を示す回路図である。
従来の掘削孔の拡径装置を示すもので、拡径装置の油圧ホース破断時における掘削翼が節部で開いた状態を示す説明図である。
同じく拡径装置を上昇させたときに掘削翼が節部の壁面につかえた状態を示す説明図である。
同じく拡径装置を降下させて掘削翼を縦穴の壁面に当てて閉じた状態を示す説明図である。
同じく拡径装置を上昇させたときに掘削翼が開いて節部の壁面につかえた状態を示す説明図である。

実施例

0014

図1乃至図6は、本発明における掘削孔の拡径装置の第1形態例を示すもので、拡径装置11は、図1及び図2に示すように、角筒状の支持体12と、該支持体12の側面に開閉可能に装着された各2本のスクレーパ翼13及び掘削翼14と、支持体12の内部に設けられた翼開閉用シリンダ15とを備えている。支持体12は、平面視が正方形状に形成されており、上端には、ケリーバの下端に着脱可能に連結される上部連結部16が設けられており、下端には、掘削バケットや底浚いバケットを着脱可能に連結するための下部連結部17が設けられている。

0015

また、支持体12の下端部外周方向の4箇所には、第1支軸18と第2支軸19とが90度間隔で交互に設けられている。第1支軸18及び第2支軸19は、支持体12の下端部外面に突設した一対の第1軸支持部材18a,18a及び第2軸支持部材19a,19aによってそれぞれ水平方向に支持されており、第1支軸18には、スクレーパ翼13の下端部が回動可能に連結され、第2支軸19には、掘削翼14の下端部が回動可能に連結されている。これにより、スクレーパ翼13及び掘削翼14は、各支軸18,19を中心として上部側が内外方向に揺動可能に形成されている。

0016

さらに、第1支軸18の上方には、支持体12の上下方向に昇降可能な第1昇降部材20が設けられている。この第1昇降部材20は、支持体12の対向する側面にそれぞれ設けられた縦長の開口12a,12aを貫通した状態で設けられており、両端が支持体12の対向する側面からそれぞれ突出している。支持体12の内部に位置する第1昇降部材20の中央部20aには、翼開閉用シリンダ15のロッド15aがピン15bによって連結されている。また、第2支軸19の上方には、支持体12の上下方向に昇降可能な第2昇降部材21が設けられている。この第2昇降部材21は、支持体12の4面に沿った正方形状に枠組みされており、前記第1昇降部材20より上方で支持体12を囲む状態で設けられている。

0017

開口12aから突出した第1昇降部材20の突出部下部には、第1昇降部材20とスクレーパ翼13とを連結する第1リンク部材22の基端部を回動可能に装着するための水平方向の第1リンク装着ピン23が設けられるとともに、突出部上部には、第1昇降部材20と第2昇降部材21とを着脱可能に連結する連結部材である連結ピン24が水平方向に挿通可能な第1挿通孔25が設けられている。

0018

第2昇降部材21における第2支軸19の上方に位置する部分には、第2昇降部材21と掘削翼14とを連結する第2リンク部材26の基端部を回動可能に装着するための第2リンク装着ピン27が水平方向に設けられるとともに、第2昇降部材21における第1昇降部材20の上方に位置する部分には、前記第1挿通孔25に対応した第2挿通孔28をそれぞれ有する一対の突片29,29が第1昇降部材20を挟み込む状態で設けられている。さらに、第2リンク装着ピン27の上方には、前記連結ピン24を水平方向に挿通可能な固定孔30が設けられるとともに、支持体12の外面には、固定孔30に対応した通孔31を有する一対の固定突片32,32が固定孔30を挟み込む状態で設けられている。

0019

スクレーパ翼13は、基端部が前記第1支軸18に連結されたスクレーパ翼本体33と、該スクレーパ翼本体33の先端に着脱可能に装着されるスクレーパ拡張翼34とで形成されており、スクレーパ翼本体33の中間部に、前記第1リンク部材22の先端部が回動ピン35を介して回動可能に連結されている。

0020

スクレーパ翼13と同様に、掘削翼14は、基端部が前記第2支軸19に連結された掘削翼本体36と、該掘削翼本体36の先端に着脱可能に装着される掘削拡張翼37とで形成されており、掘削翼本体36の中間部に、前記第2リンク部材26の先端部が回動ピン38を介して回動可能に連結されている。

0021

また、スクレーパ翼13の外面には、逆円錐状に拡径した円錐面を均すためのスクレーパ13aが設けられており、掘削翼14の外面には、逆円錐状に拡径掘削するための掘削刃14aが設けられている。スクレーパ13a及び掘削刃14aは、スクレーパ翼13や掘削翼14の回転方向前端縁にそれぞれ配置されており、掘削刃14aは、スクレーパ13aより外方に突出するように形成されている。これにより、スクレーパ翼13及び掘削翼14を両方とも開いて掘削を行う際に、掘削刃14aが地盤土砂を掘削し、スクレーパ13aは、掘削により生じた土砂(スライム)を掻き寄せる状態になる。

0022

翼開閉用シリンダ15は、スクレーパ翼13及び掘削翼14を内方向に揺動させた縮小位置と外方向に揺動させた伸長位置との間で第1昇降部材20及び第2昇降部材21を昇降させる伸縮ストロークを有し、図3の油圧回路39に示すように、伸長側油圧ホース40aの一端側が金属製の伸長側油圧配管40を介して伸長側油室15cに、縮小側油圧ホース41aの一端側が金属製の縮小側油圧配管41を介して縮小側油室15dにそれぞれ接続されている。さらに、伸長側油圧ホース40aの他端側が油圧制御弁(図示せず)の伸長側ポートに、縮小側油圧ホース41aの他端側が油圧制御弁の縮小側ポートにそれぞれ接続されている。このように、翼開閉用シリンダ15は、エンジンで駆動されるポンプ(図示せず)から吐出された作動油を油圧制御弁を操作して伸長側油圧ホース40a及び伸長側油圧配管40を通じて伸長側油室15cに供給することでロッド15aを伸長させ、縮小側油圧ホース41a及び縮小側油圧配管41を通じて縮小側油室15dに供給することでロッド15aを縮小させるものである。

0023

縮小側油圧配管41に設けられたチェック弁42は、縮小側油室15dから作動油の流出を規制するものであり、油圧制御弁を操作して伸長側油室15cに作動油を供給するときに、伸長側油圧配管40から分岐したパイロット配管43より油圧を導いて開弁するとともに、縮小側油室15dから作動油を流出させるパイロットチェック弁として形成されている。このように、チェック弁42は、油圧制御弁の非操作時には、縮小側油室15dに作動油を封入してロッド15aを所定の位置に保持し、油圧制御弁の操作時には、伸長側油室15c及び縮小側油室15dの作動油を同時に流動させてロッド15aを伸長位置と縮小位置との間で伸縮させることができる。

0024

このように形成された掘削孔の拡径装置11は、第1昇降部材20の第1挿通孔25と、第2昇降部材21の第2挿通孔28とを位置合わせして連結ピン24を挿入し、固定孔30及び通孔31には連結ピン24を挿入しない状態では、第1昇降部材20と第2昇降部材21とが連結した状態になり、第2昇降部材21は昇降可能な状態となっている。この連結状態で翼開閉用シリンダ15を伸長させることにより、スクレーパ翼13と掘削翼14とを同時に開いた掘削状態にすることができる。

0025

ここで、拡径作業中に、伸長側油圧ホース40a及び縮小側油圧ホース41aが破断して拡径装置11の油圧操作が不能になった場合に、拡径装置11を掘削孔の節部44から引き上げる手順を図4乃至図6を参照して説明する。まず、図4に示すように、スクレーパ翼13及び掘削翼14を開いた状態のままで、拡径装置11の伸長側油圧ホース40a及び縮小側油圧ホース41aが破断すると、油圧制御弁を操作しても作動油を縮小側油室15dに供給できず、油圧でロッド15aを縮小させてスクレーパ翼13及び掘削翼14を閉じることができない。このため、スクレーパ翼13及び掘削翼14の先端がテーパー部45につかえて拡径装置11を上昇させることができない。

0026

次に、図5に示すように、拡径装置11を一旦降下させて、スクレーパ翼13及び掘削翼14を縦穴46の壁面に当てて強制的に閉じると、翼開閉用シリンダ15は、縮小方向に外力を受けてロッド15aを縮小させる。このときに、ロッド15aの縮小に伴って縮小側油室15dに負圧が発生するので、縮小側油圧配管41や縮小側油圧ホース41a内に残留する作動油の一部がチェック弁42を開いて縮小側油室15dに吸引されるとともに、伸長側油室15cから押し出された作動油の一部が伸長側油圧配管40及び伸長側油圧ホース40aを通じて外部に放出される。

0027

続いて、拡径装置11を縦穴46から節部44まで再び上昇させると、翼開閉用シリンダ15は、スクレーパ翼13及び掘削翼14が自重で開こうとするので伸長方向に外力を受けるが、チェック弁42で縮小側油室15dに封入された作動油の流出を規制するのでロッド15aを縮小位置に保持する。したがって、スクレーパ翼13及び掘削翼14を閉じた状態に保ちながら、図6に示すように、拡径装置11をテーパー部45に接触させずに縦穴47を通じて引き上げることができる。また、チェック弁42を縮小側油室15dの給排ポートに直接あるいは金属製配管を介して設けることで、チェック弁42と翼開閉用シリンダ15との間が破断せず、さらに、伸長側油圧配管40,縮小側油圧配管41及びパイロット配管43をそれぞれ金属製にすることで、各配管40,41,43が破断することなく、より安全に拡径装置11を引き上げることができる。なお、たとえパイロット配管43が破断したとしても、ロッド15aを縮小させる作動油の流通を害することはない。

0028

図7は、本発明の第2形態例を示す拡径装置の油圧回路図で、第1形態例と同様の構成要素を示すものには、同一の符号をそれぞれ付して、その詳細な説明は省略する。

0029

本形態例の油圧回路51では、伸長側油圧配管40に設けられたチェック弁52は、作動油が伸長側油室15cに吸引されることを規制するものであり、油圧制御弁を操作して伸長側油室15cに作動油を供給するときに、伸長側油圧配管40から分岐したパイロット配管53より油圧を導いて開弁することで、作動油を伸長側油室15cに送油するパイロットチェック弁として形成されている。このように、チェック弁52は、油圧制御弁の非操作時には、伸長側油室15cに作動油が吸引されることを規制してロッド15aを所定の位置に保持し、油圧制御弁の操作時には、伸長側油室15c及び縮小側油室15dの作動油を同時に流動させてロッド15aを伸長位置と縮小位置との間で伸縮させることができる。また、チェック弁52を伸長側油圧配管40に設けるので、パイロット配管53を短縮して油圧回路構成を簡素化することができる。

0030

ここで、拡径作業中に、伸長側油圧ホース40a及び縮小側油圧ホース41aが破断して拡径装置11の油圧操作が不能になった場合には、前述の拡径装置11の引き上げ手順と同様に、拡径装置11を一旦降下させて、スクレーパ翼13及び掘削翼14を縦穴46の壁面に当てて強制的に閉じると、翼開閉用シリンダ15は、縮小方向に外力を受けてロッド15aを縮小させる。このときに、ロッド15aの縮小に伴って伸長側油室15cから押し出された作動油の一部がチェック弁52を開いて外部に放出される。

0031

続いて、拡径装置11を縦穴46から節部44まで再び上昇させると、翼開閉用シリンダ15は、スクレーパ翼13及び掘削翼14が自重で開こうとするので伸長方向に外力を受けるが、チェック弁52で作動油が伸長側油室15cに吸引されることを規制するのでロッド15aを縮小位置に保持する。したがって、スクレーパ翼13及び掘削翼14を閉じた状態に保ちながら、拡径装置11をテーパー部45に接触させずに縦穴47を通じて引き上げることができる。さらに、チェック弁52を伸長側油室15cの給排ポートに直接あるいは金属製配管を介して設けることで、チェック弁52と翼開閉用シリンダ15との間が破断しないので、より安全に拡径装置11を引き上げることができる。

0032

なお、本発明は、前記形態例に示した拡径装置に限定されるものではなく、各種構造の拡径装置に適用することができる。また、従来から用いられている拡底バケットにも適用可能である。この場合、掘削孔の底部で拡底翼を開いた状態のままで油圧操作が不能になったとしても、拡底翼を強制的に閉じた位置で保持できるので、拡底バケットを掘削孔から引き上げることができる。

0033

11…拡径装置、12…支持体、12a…開口、13…スクレーパ翼、13a…スクレーパ、14…掘削翼、14a…掘削刃、15…翼開閉用シリンダ、15a…ロッド、15b…ピン、15c…伸長側油室、15d…縮小側油室、16…上部連結部、17…下部連結部、18…第1支軸、18a…第1軸支持部材、19…第2支軸、19a…第2軸支持部材、20…第1昇降部材、20a…中央部、21…第2昇降部材、22…第1リンク部材、23…第1リンク装着ピン、24…連結ピン、25…第1挿通孔、26…第2リンク部材、27…第2リンク装着ピン、28…第2挿通孔、29…突片、30…固定孔、31…通孔、32…固定突片、33…スクレーパ翼本体、34…スクレーパ拡張翼、35…回動ピン、36…掘削翼本体、37…掘削拡張翼、38…回動ピン、39…油圧回路、40…伸長側油圧配管、40a…伸長側油圧ホース、41…縮小側油圧配管、41a…縮小側油圧ホース、42…チェック弁、43…パイロット配管、44…節部、45…テーパー部、46,47…縦穴、51…油圧回路、52…チェック弁、53…パイロット配管

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