JP2001123783A - ロータリーパーカッションドリル - Google Patents

ロータリーパーカッションドリル

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JP2001123783A
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Abstract

(57)【要約】 (修正有) 【課題】 打撃効率が良く、ドリルヘッドの装置や部品
が破壊しにくいロータリーパーカッションドリルを提供
する。 【解決手段】 ベースマシーンに立設されたリーダー
に、スライドテーブルが摺動自在に設けられ、このスラ
イドテーブルには給進装置が設けられて進退されると共
に貫通型ドリルヘッドが固設され、このドリルヘッドに
はチャック機構7,モータ8及び打撃装置15が設けら
れ、チャック機構で把持したドリルロッドに、回転、給
進及び打撃を与えるロータリーパーカッションドリルに
おいて、チャック機構は、モータに伝動機構を介して連
結されて回転するスピンドル9にチャックピースが設け
られ、このチャックピースが、ドリルロッド1の外周を
把持する構成としてなり、打撃装置は、中空パーカッシ
ョンシリンダ10の中空ピストン11が、スピンドルの
内周面に沿ってドリルロッドを把持するチャックピース
を軸方向に打撃するよう設けられている。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】この発明は、地盤に穿孔する
ロータリーパーカッションドリルに関し、特に、貫通型
ドリルヘッドを備えるロータリーパーカッションドリル
に関する。
【0002】
【従来の技術】ドリルロッドに回転力、給進力及び打撃
力(衝撃力)を与えて削孔するロータリーパーカッショ
ンドリルは、従来、トップドライブ型ドリルヘッドのも
のが多い。トップドライブ型とは、ドリルロッドの頂部
をドリルヘッドにウォータースイベルを介して取付け、
このドリルヘッドでドリルロッドに回転と打撃を与えつ
つドリルヘッドを給進して削孔する構造である。
【0003】このようにトップドライブ型ドリルヘッド
は、ドリルロッドの頂部より回転力、給進力及び打撃力
を伝達するため、ドリルロッドへの回転力、給進力及び
打撃力の伝達には有効であるが、使用ロッドの長さに比
例して、ドリルヘッドを保持するリーダーが長くなり重
くなる不都合、ドリルロッドはドリルヘッドの削孔側に
しか継ぎ足すことができないので、ドリルロッドの長さ
によってドリルヘッドのストロークを変えなければなら
ないし、また、ドリルロッドの継ぎ足しが面倒となる、
等の課題がある。
【0004】貫通型ドリルヘッドは、ドリルロッドがド
リルヘッドの中を貫通し、回転力、給進力及び打撃力
(衝撃力)の伝達は、ドリルロッドの軸部を把持したチ
ャック機構を介して行なうもである。例えば、図6は、
貫通型ドリルヘッドの一例を示す概略説明図で、ベース
マシンに傾倒自在に立設されたリーダー3に、スライド
テーブル4がリーダー3に沿って摺動自在に設けられ、
このスライドテーブル4に貫通型ドリルヘッド(以下、
ドリルヘッドと略称する)5が固着され、スライドテー
ブル4には油圧シリンダ等の給進装置6が連結され、ド
リルヘッド5には、ドリルロッド1を把持するチャック
機構7およびドリルロッド1に回転を与えるモータ8が
設けられている。チャック機構7は、スピンドル9に設
けられ、このスピンドルには伝動機構を介して前記モー
タが連結され回転される。
【0005】ドリルロッド1は、ドリルヘッド5を貫通
し、その軸部がチャック機構7でチャックされて把持さ
れ、ドリルロッド1には、給進装置6でスライドテーブ
ル4が進退するドリルヘッド5の進退で給進及び引抜き
が行なわれ、モータ8で回転が与えられる。このように
貫通型ドリルヘッド5ではドリルロッドへの回転力、給
進力、引抜力などの伝達は、チャック機構7を介して行
なわれる。
【0006】しかして、貫通型ドリルヘッドは、ドリル
ロッド1がドリルヘッド5の中を貫通するので、チャッ
ク機構7の開閉とドリルヘッド5の進退(前後進)の繰
り返しで削孔でき、リーダー3の長さに関係なく、すな
わちリーダー3が短くても長いドリルロッド1が使用で
きる。
【0007】このような従来の貫通型ドリルヘッドで
は、打撃はスピンドル(シャンクロッド)9を行なうも
のがほとんどである。例えば、特許第2784454号
公報に示すボーリング装置(以下、従来例という)を例
示することができる。この従来例はスピンドルの外周に
中空ピストンを設け、スピンドルに設けた段部を中空ピ
ストンで軸方向に打撃している。
【0008】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、従来の
ようにスピンドルやドリルヘッドの他の部分を打撃する
のでは、打撃力(衝撃力)はスピンドルを介しチャック
機構からドリルロッドに伝達されるため、途中で打撃エ
ネルギーが減衰され打撃効率が悪い課題がある。
【0009】また、スピンドルやドリルヘッドの他の部
分を打撃するのでは打撃による衝撃がドリルヘッド内の
装置や部品に直接伝達され、ドリルヘッド内の装置や部
品が破壊されやすく、また故障の原因にもなる課題があ
る。
【0010】この発明は、このような点に鑑み前記従来
の課題を解決したロータリーパーカッションドリルを提
供するものである。
【0011】
【課題を解決するための手段】前記課題を解決するた
め、この発明は、ベースマシーンに傾倒自在に立設され
たリーダーに、スライドテーブルがリーダーに沿って摺
動自在に設けられ、このスライドテーブルには給進装置
が設けられて進退されると共に貫通型ドリルヘッドが固
設され、このドリルヘッドにはドリルロッドを把持する
チャック機構,ドリルロッドに回転を与えるモータ及び
打撃を与える打撃装置が設けられ、チャック機構で把持
したドリルロッドに、回転、給進及び打撃を与えるロー
タリーパーカッションドリルにおいて、前記チャック機
構は、前記モータに伝動機構を介して連結されて回転す
るスピンドルにチャックピースが設けられ、このチャッ
クピースが、スピンドル内を貫通するドリルロッドの外
周を把持する構成としてなり、前記打撃装置は、中空パ
ーカッションシリンダの中空ピストンが、スピンドルの
内周面に沿ってドリルロッドを把持する前記チャックピ
ースを軸方向に打撃するよう設けられていることを特徴
とする。
【0012】また、この発明は、前記チャック機構は、
ドリルロッドに打撃力と給進力を伝達する打撃・給進用
チャックピースと、ドリルロッドに回転力を伝達する回
転伝達用チャックピースとで構成され、前記中空パーカ
ッションシリンダの中空ピストンは、打撃・給進用チャ
ックピースを打撃するよう配設されていることを特徴と
する。
【0013】また、この発明は、前記打撃装置を構成す
る中空パーカッションシリンダの中空ピストンは、スピ
ンドル内周面に軸方向に沿って凹溝が設けられ、この凹
溝内に進退自在に設けられることを特徴とする。
【0014】さらに、この発明は、前記打撃装置を構成
する中空パーカッションシリンダの中空ピストンは、中
空ピストンが位置するスピンドル内径を径大部とし、こ
のスピンドル内径の径大部に配設されることを特徴とす
る。
【0015】
【発明の実施の形態】以下、この発明の実施の形態につ
いて図面と共に詳細に説明する。図1はこの発明の実施
の形態に係るロータリーパーカッションドリルの一例を
示す側面図、図2は図1のA部の概略拡大図、図3は図
2の概略部分拡大図である。なお同図において図6と同
一構成要素は、同一符号を付して説明する。
【0016】図1乃至図3において、ベースマシン2に
リーダー3が傾倒自在に立設され、このリーダー3には
油圧シリンダ16が連結され削孔する角度に応じリーダ
ー3の角度調整が自在となっている。このリーダー3に
は、スライドテーブル4がリーダー3に沿って摺動自在
に設けられ、このスライドテーブル4に貫通型ドリルヘ
ッド(以下、ドリルヘッドと略称する)5が固着され
る。また、スライドテーブル4には油圧シリンダ又は駆
動モータからのスプロケットを介して駆動伝達されるフ
ィールドチェーン等の給進装置6が連結され、スライド
テーブル4はこの給進装置6で進退される。
【0017】ドリルヘッド5には、ドリルロッド1を把
持するチャック機構7、ドリルロッド1に回転を与える
モータ8及びドリルロッドに打撃を与える打撃装置15
が設けられている。チャック機構7は、スピンドル9に
設けられ、このスピンドル9には歯車13が固着され、
この歯車13にはモータ8の駆動軸に連結された歯車1
2が噛合される。従って、チャック機構7はモータ8の
駆動により歯車12、13の伝動機構を介してスピンド
ル9を回転することによって回転させることができる。
【0018】打撃装置15は、ドリルヘッド5の上部に
中空パーカッションシリンダ10が設けられ、その中空
ピストン11が、スピンドル9の内側面に設けた凹溝に
沿ってスピンドル9内に延出して挿入され、チャック機
構7のチャックピース7aに当接され、チャックピース
7aを軸方向に打撃するようになっている。
【0019】前記中空ピストン11のスピンドル9内へ
の挿入構造は、図5に示すように中空ピストン11の端
部をチャックピース7aの数に対応して分割11aし、
その分割部分11aに対応する凹溝を、スピンドル9内
周面にチャックピース9aに向けて溝設し、この凹溝に
沿って中空ピストン11の分割部分11aを挿入しチャ
ックピース9aに当接するようにしてもよいし、スピン
ドル9内で中空ピストン11が位置するスピンドル9の
内径を径大部とし、この部分に中空ピストンを延出して
挿入しチャックピース7aに当接するようにしてもよ
い。このように構成することによって中空ピストン11
が、スピンドル9の内周面と同一面か、内周面より外径
側に位置することとなるため、貫通されたドリルロッド
1の通過に邪魔にならないし、ドリルロッド1と接触し
ないので故障の原因にもならないし、中空ピストン11
の動きもスムーズになる。
【0020】次に前記ロータリーパーカッションドリル
の作用を説明する。チャック機構7は、モータ8の駆動
により歯車12、13を介してスピンドル9を回転する
とスピンドル9と共に回転する。ドリルヘッド5は、リ
ーダー3に沿って摺動するスライドテーブル4に固着さ
れ、スライドテーブル4には給進装置6が連結されてい
るため、この給進装置6でスライドテーブル4を進退さ
せると、ドリルヘッド5はスライドテーブル4と共に進
退する。また、打撃装置15を構成する中空ロータリー
シリンダ10を駆動し、中空ピストン11を往復動させ
ると、中空ピストン11はチャックピース7aを軸方向
に打撃するので、この打撃力はチャックピース7aを介
してドリルロッドに伝達される。
【0021】従って、ドリルロッド1を、ドリルヘッド
5を貫通し、その軸部をチャック機構7でチャック(把
持)して取付け、そこで、、モータ8、給進装置6及び
打撃装置15を駆動すると、ドリルロッド1にはチャッ
ク機構7を介してモータ8の回転、給進装置6での進退
及び打撃装置15の打撃が伝達される。すなわち、給進
装置6での進退は、給進及び引抜きであるから、ドリル
ロッド1には、回転力、給進力、引抜力及び打撃力が伝
達されることになる。
【0022】図1に示すようにドリルロッド1の先端に
は掘削ビット14が設けられているから、ドリルロッド
1に回転、給進及び打撃を与えると地盤に所定の削孔を
行なうことができる。
【0023】図4は、この発明の実施の形態を示す具体
的なドリルヘッドの断面図である。同図において、符号
101はドリルロッドで、前記ドリルロッド1に対応
し、107はチャック機構及び107aはチャックピー
スで、前記チャック機構7及びチャックピース7aに対
応し、108はモータで前記モータ8に対応し、109
はスピンドルで前記スピンドル9に対応し、110は中
空パーカッションシリンダで前記パーカッションシリン
ダ10に対応し、111は中空ピストンで前記中空ピス
トン11に対応し、112及び113は歯車で前記歯車
12及び13に対応し、115は打撃装置で前記打撃装
置15に対応する。
【0024】従って、この図4に示すドリルヘッドにお
いても図1乃至図3に示したロータリーパーカッション
ドリルで説明したと同様の作用をするものである。
【0025】
【発明の効果】以上詳細に説明した通り、この発明はロ
ータリーパーカッションドリルにおける貫通型ドリルヘ
ッドの打撃装置を、中空パーカッションシリンダの中空
ピストンでチャックピースを打撃するように構成したの
で、次のような効果を奏する。 (1)ドリルロッドをチャック(把持)しているチャッ
クピースを直接打撃するので、打撃力がドリルロッドに
伝達されるまでに打撃エネルギーの減衰がほとんどなく
打撃効率がきわめてよい。 (2)また、ドリルロッドをチャックしているチャック
ピースを直接打撃するので、ドリルヘッド内部の装置や
部品に打撃エネルギーが直接伝達しない。従って、打撃
によるドリルヘッドの装置や部品の破壊が防止される
し、故障もなくなるものである。
【図面の簡単な説明】
【図1】この発明の実施の形態に係るロータリーパーカ
ッションドリルの一例を示す側面図である。
【図2】図1のA部の概略拡大図である。
【図3】図2の概略部分拡大図である。
【図4】この発明の実施の形態に係る具体的なドリルヘ
ッドの断面図である。
【図5】中空ピストンの一例を示す斜視図である。
【図6】従来例を示すドリルヘッドの概略説明図であ
る。
【符号の説明】
1、101 ドリルロッド 3 リーダー 4 スライドテーブル 5 ドリルヘッド 6 給進装置 7、107 チャック機構 7a、107a チャックピース 8、108 モータ 9、109 スピンドル 10、110 中空パーカッションシリンダ 11、111 中空ピストン 12、13、112、113 歯車 15、115 打撃装置

Claims (4)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 ベースマシーンに傾倒自在に立設された
    リーダーに、スライドテーブルがリーダーに沿って摺動
    自在に設けられ、このスライドテーブルには給進装置が
    設けられて進退されると共に貫通型ドリルヘッドが固設
    され、このドリルヘッドにはドリルロッドを把持するチ
    ャック機構,ドリルロッドに回転を与えるモータ及び打
    撃を与える打撃装置が設けられ、チャック機構で把持し
    たドリルロッドに、回転、給進及び打撃を与えるロータ
    リーパーカッションドリルにおいて、 前記チャック機構は、前記モータに伝動機構を介して連
    結されて回転するスピンドルにチャックピースが設けら
    れ、このチャックピースが、スピンドル内を貫通するド
    リルロッドの外周を把持する構成としてなり、 前記打撃装置は、中空パーカッションシリンダの中空ピ
    ストンが、スピンドルの内周面に沿ってドリルロッドを
    把持する前記チャックピースを軸方向に打撃するよう設
    けられていることを特徴とするロータリーパーカッショ
    ンドリル。
  2. 【請求項2】 前記チャック機構は、ドリルロッドに打
    撃力と給進力を伝達する打撃・給進用チャックピース
    と、ドリルロッドに回転力を伝達する回転伝達用チャッ
    クピースとで構成され、前記中空パーカッションシリン
    ダの中空ピストンは、打撃・給進用チャックピースを打
    撃するよう配設されていることを特徴とする請求項1記
    載のロータリーパーカッションドリル。
  3. 【請求項3】 前記打撃装置を構成する中空パーカッシ
    ョンシリンダの中空ピストンは、スピンドル内周面に軸
    方向に沿って凹溝が設けられ、この凹溝内に進退自在に
    設けられることを特徴とする請求項1または2に記載の
    ロータリーパーカッションドリル。
  4. 【請求項4】 前記打撃装置を構成する中空パーカッシ
    ョンシリンダの中空ピストンは、中空ピストンが位置す
    るスピンドル内径を径大部とし、このスピンドル内径の
    径大部に配設されることを特徴とする請求項1または2
    に記載のロータリーパーカッションドリル。
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