JP2009079433A - Drilling apparatus - Google Patents
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Abstract
Description
この発明は、ロータリパーカッション式の穿孔装置に関し、特に、回転駆動装置および打撃装置が、シャンクロッドと同一軸線上に配置されているドリルヘッドを備える穿孔装置に関する。 The present invention relates to a rotary percussion type drilling device, and more particularly to a drilling device including a rotary head and a hitting device having a drill head arranged on the same axis as a shank rod.
ドリルヘッドに回転力、打撃力及び給進力を与えて削孔するロータリパーカッション式の穿孔装置は、ドリルヘッドが回転駆動装置、打撃装置およびドリルロッドが接続されるシャンクロッドを備え、回転駆動装置、例えばモータでシャンクロッドを回転することで回転力が付与され、打撃装置、例えば、パーカッションシリンダのハンマスプールでシャンクロッドを打撃することで打撃力が付与される。また、ドリルヘッドは、リーダまたはガイドセルに沿って摺動自在のスライドテーブルに固着され、このスライドテーブルには給進装置、例えば油圧シリンダが連結され進退される。この給進装置でスライドテーブルが進退するドリルヘッドの進退で、ドリルヘッドに給進力および引抜力が付与される。
このようなロータリパーカッション式の穿孔装置のドリルヘッドの打撃装置、例えばパーカッションシリンダのハンマスプールは、シャンクロッドの後方に軸線が一致して配置されているが、回転駆動装置、例えばモータは、シャンクロッドの軸線とはずれた側方(横方向側)に突出したかたちで設けられ伝導機構、例えば歯車を介してシャンクロッドを回転するようになっている(例えば、特許文献1および2参照)。
A rotary percussion type drilling device that drills by applying a rotational force, a striking force, and a feeding force to a drill head, the drill head includes a rotary drive device, a striking device, and a shank rod to which the drill rod is connected. For example, rotational force is applied by rotating the shank rod with a motor, and striking force is applied by striking the shank rod with a hammering pool of a percussion cylinder, for example, a percussion cylinder. The drill head is fixed to a slide table that is slidable along a leader or a guide cell, and a feed device such as a hydraulic cylinder is connected to the slide table so that the drill head is advanced and retracted. With this advance device, the advance and retreat of the drill head in which the slide table advances and retreats applies a feed force and a pulling force to the drill head.
The rotary head of the rotary percussion type drilling device, such as a hammerhead pool of a percussion cylinder, is arranged with the axis line aligned behind the shank rod. The shank rod is rotated via a transmission mechanism, for example, a gear, provided so as to protrude to the side (lateral direction side) deviated from the axis of the shaft (see, for example, Patent Documents 1 and 2).
また、従来、回転式穿孔機の後方にパーカッション式穿孔機を同心的に配した穿孔装置(例えば、特許文献3参照)も提案されているが、これは回転式穿孔機が外管を把持しこれに回転力と圧入力(給進力)を与え、パーカッション式穿孔機が前記外管と同心的に配された内管を支持し、これに回転力と打撃力と圧入力(給進力)を与えるものである。これは回転式穿孔機とパーカッション式穿孔機とが同心的に配されている。
しかしながら、前記したような回転駆動装置が、シャンクロッドおよびパーカッションシリンダ、ハンマスプール等のドリルヘッド本体の軸心とずれて側方に突出したかたちで設けられていると、この突出部分が、トンネル等の天盤と地山の境等のギリギリの設置穿孔では、邪魔となり直進穿孔の妨げとなる課題がある。また、この突出部分が存在するために重量の不均衡でバランスが悪くなり、例えば、実公平7−21679号および特開平7−301073号に示すような吊下げ型等の斜面・法面穿孔においては、バランスブレが生じ直進安定穿孔の妨げとなる課題がある。 However, when the rotary drive device as described above is provided in a shape that protrudes to the side and deviates from the axis of the drill head main body such as a shank rod, percussion cylinder, or hammas pool, this protruding portion is provided as a tunnel or the like. However, there is a problem that it becomes an obstacle and obstructs straight drilling in the drilling of drilling at the last place such as the boundary between the top and the ground. Further, since this protruding portion exists, the balance is deteriorated due to imbalance in weight. For example, in the drilling of slopes and slopes such as a suspended type as shown in Japanese Utility Model Publication Nos. 7-21679 and 7-301073. However, there is a problem that a balance blur occurs and obstructs straight and stable drilling.
また、前記したような回転駆動装置の後方にパーカッション式穿孔機を同心的に配した穿孔装置は、ドリルロッドが外管と内管の二重管の穿孔にしか使用できず、単管で回転力と打撃力と給進力を与えて穿孔することはできないし、二重管のドリルロッドを使用するし、回転式穿孔機とパーカッション式穿孔機を備え、しかも回転式穿孔機の主基台と、パーカッション式穿孔機の補基台とを有し、それぞれの穿孔機を進退させる機構を備えるため、穿孔装置として大型で重量が重くなる課題がある。更に、この回転式穿孔機のローテーションモータも、軸心よりずれた側方に位置するものであり、加えて回転式穿孔機とパーカッション式穿孔機が、離間して配されているために、また、回転式穿孔機とパーカッション式穿孔機が別々に進退移動するために、重量の不均衡でバランスが悪く、例えば吊下げ型の法面穿孔においては、バランスズレが生じ直進安定穿孔は難しく使用に適さない課題がある。また、このように重量の大きなものは、移動も大変なので法面穿孔には適さない課題もある。 In addition, the drilling device in which the percussion type drilling machine is concentrically arranged behind the rotational drive device as described above, the drill rod can only be used for drilling the double tube of the outer tube and the inner tube. It cannot be drilled with force, striking force and feed force, uses a double-pipe drill rod, has a rotary drilling machine and a percussion drilling machine, and the main base of the rotary drilling machine And a supplementary base for the percussion type drilling machine, and a mechanism for advancing and retracting each drilling machine, there is a problem that the drilling apparatus is large and heavy. Furthermore, the rotation motor of this rotary drilling machine is also located on the side deviated from the axis, and in addition, the rotary drilling machine and the percussion drilling machine are spaced apart from each other. Because the rotary drilling machine and the percussion drilling machine move forward and backward separately, the balance is poor due to imbalance in weight. There are unsuitable issues. In addition, such a heavy object has a problem that it is not suitable for slope drilling because it is difficult to move.
この発明は、このような課題を解決せんと提案されたものであり、その目的は、穿孔装置のドリルヘッドを、回転駆動装置、打撃装置およびシャンクロッドが同一軸線上に配置されたものとし、回転駆動装置がドリルヘッド軸心より側方にずれて突出せず、天盤・地山の境等のギリギリの接地穿孔が可能で、しかも、一直線の軸心穿孔で全体のバランスもよいので穿孔ブレが小さく安定した直進穿孔が可能で、吊下げ型の法面・斜面穿孔にも最適なロータリパーカッション式の穿孔装置の提供にある。 The present invention has been proposed to solve such a problem, and its purpose is that the drill head of the drilling device is configured such that the rotary drive device, the striking device and the shank rod are arranged on the same axis. The rotary drive device does not protrude laterally from the drill head axis, and it is possible to drill the ground at the border of the top and ground, and the whole axis is well balanced, so the entire balance is good. The purpose of the present invention is to provide a rotary percussion type drilling device that is capable of stable straight drilling with small blurring and that is optimal for hanging type slope and slope drilling.
前記課題を解決するため、この発明の穿孔装置は、ガイドセルにスライドテーブルがガイドセル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、ドリルヘッドが固着されると共に給進装置が連結されて進退可動され、
該ドリルヘッドは、シャンクロッドを打撃するハンマスプール内蔵のパーカッションシリンダが、マウントケースに回転自在に設けられ、その前方には前記ハンマスプールで打撃されるシャンクロッドが、ハンマスプールと軸線を一致して配置され、その後方にはモータがパーカッションシリンダと軸線を一致して連結され、前記モータの出力軸とパーカッションシリンダとが同一軸線上でスプライン機構で連結されていることを特徴とする。
In order to solve the above-described problem, in the drilling device of the present invention, a slide table is provided on a guide cell so as to be slidable along the guide cell, and a drill head is fixed to the slide table and a feeding device is connected to the slide table. Being moved forward and backward,
In the drill head, a percussion cylinder with a built-in hammerhead pool for striking the shank rod is rotatably provided on the mount case, and a shank rod to be hammered by the hammerhead pool is aligned with the axis of the hammerhead pool in front of the drill head. The motor is connected behind the percussion cylinder so that its axis is aligned, and the output shaft of the motor and the percussion cylinder are connected by a spline mechanism on the same axis.
この構成によりドリルヘッドは、給進装置でスライドテーブルをガイドセルに沿って進退させることで進退可動でき、マウントケースに回転自在に設けられたパーカッションシリンダには、その後方に設けられたモータの出力軸が軸線を一致してスプライン機構で連結されているので、パーカッションシリンダは、モータで回転駆動でき、それによりパーカッションシリンダの前方に設けられているシャンクロッドも回転でき、また、シャンクロッドは、パーカッションシリンダの前方にハンマスプールと軸線を同一にして設けられているので、ハンマスプールはシャンクロッドを打撃することができる。
従って、シャンクロッドにドリルロッドを連結することによって、これに回転力、打撃力および給進力・引抜力を付与することができる。
そして、穿孔装置のドリルヘッドは、モータ(回転駆動装置)、シャンクロッドを打撃するハンマスプール内蔵のパーカッションシリンダ(打撃装置)およびシャンクロッドが同一軸線上に位置して設けられており、モータ(回転駆動装置)がドリルヘッド軸心より側方にずれた突出した位置に存在しないので、天盤・地山の境等のギリギリの接地穿孔が可能となるし、全体のバランスもよくなり穿孔ズレのない直進穿孔も可能で、吊下げ型の法面(斜面)穿孔でも穿孔ズレが小さく安定する。
なお、この発明でのガイドセルは、リーダも含む概念であり、また、モータの出力軸とは、モータの駆動軸だけでなく、減速機構等を介在させた場合は、それからの出力軸も含む意味である。
With this configuration, the drill head can be moved forward and backward by moving the slide table along the guide cell with a feeding device, and the output of the motor provided behind the percussion cylinder that is rotatably mounted on the mount case Since the shafts are connected by a spline mechanism with the axis line aligned, the percussion cylinder can be driven to rotate by a motor, and the shank rod provided in front of the percussion cylinder can also be rotated. Since the Hammus pool and the axis are provided in front of the cylinder, the Hammus pool can hit the shank rod.
Therefore, by connecting the drill rod to the shank rod, it is possible to apply a rotational force, a striking force, a feeding force and a pulling force.
The drill head of the drilling device is provided with a motor (rotary drive device), a percussion cylinder with a built-in hammerhead pool (striking device) for striking the shank rod, and a shank rod positioned on the same axis. Since the drive device does not exist in a protruding position that is shifted laterally from the drill head axis, it is possible to drill the ground at the border of the top and ground, and the overall balance is also improved. Straight running drilling is also possible, and drilling slope (slope) drilling is stable with small drilling deviation.
The guide cell in the present invention is a concept including a reader, and the output shaft of the motor includes not only the drive shaft of the motor but also the output shaft from that when a reduction mechanism or the like is interposed. Meaning.
この発明の穿孔装置によれば、次のような効果を奏する。
(1)穿孔装置のドリルヘッドは、モータ(回転駆動装置)、シャンクロッドを打撃するハンマスプールを内蔵するパーカッションシリンダ(打撃装置)およびシャンクロッドが同一軸心上に位置して設けられ、モータ(回転駆動装置)がドリルヘッド軸心より側方にずれた突出した位置に存在しないので、天盤・地山の境等のギリギリの接地穿孔でも、障害物(邪魔者)が無くなり、天盤・地山の境等のギリギリの軸心での接地穿孔が可能となる。
According to the punching device of the present invention, the following effects can be obtained.
(1) A drill head of a drilling device is provided with a motor (rotary drive device), a percussion cylinder (striking device) containing a hammer pool for striking the shank rod, and a shank rod positioned on the same axis, and a motor ( Since the rotary drive device does not exist in a protruding position that is shifted to the side of the drill head axis, there are no obstacles (disturbers) in the ground drilling at the edge of the top and ground boundaries. It is possible to drill a ground at the last axis of the ground.
(2)モータ(回転駆動装置)がドリルヘッド軸心より側方にずれた突出した位置に存在せず、モータ(回転駆動装置)、ハンマスプールを内蔵するパーカッションシリンダ(打撃装置)およびシャンクロッドが同一軸心上に位置しているので、全体の重量バランスがよく穿孔ズレのない直進穿孔が可能となる。
(3)特に、吊下げ型の法面(斜面)穿孔でも全体のバランスがよく均衡した保持が可能となるので穿孔ズレが小さく安定した直進穿孔が可能となる。
(2) The motor (rotary drive device) does not exist at the protruding position shifted laterally from the drill head axis, and the motor (rotary drive device), the percussion cylinder (hammer device) incorporating the hammerhead pool, and the shank rod Since they are located on the same axis, the overall weight balance is good and straight drilling without drill misalignment is possible.
(3) In particular, even a suspension type slope (slope) perforation can be maintained with a well-balanced overall balance, so that a straight perforation with a small perforation displacement is possible.
以下、この発明の実施の形態を図面と共に詳細に説明する。この発明の穿孔装置のドリルヘッドは、ガイドセルに摺動自在に設けられたスライドテーブルに固着され、このスライドテーブルに連結された給進装置(例えば、シリンダおよびモータで回転するスプロケットに懸回されたチェーン等)でスライドテーブルが進退され、これにより進退可動し、スライドテーブルに連結されたドリルヘッドに給進力・引抜力を付与する構成となっているが、この構成は公知なので、ここでは説明は省略し、以下ではこの発明にかかるドリルヘッドの実施の形態のみを説明する。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings. The drill head of the drilling device of the present invention is fixed to a slide table slidably provided on a guide cell, and is suspended by a feeding device (for example, a sprocket rotating by a cylinder and a motor) connected to the slide table. The slide table is moved forward and backward by a chain, etc., so that it can move forward and backward, and it is configured to apply feed force and pulling force to the drill head connected to the slide table. Description is omitted, and only an embodiment of the drill head according to the present invention will be described below.
図1は、この発明の実施の形態を示すドリルヘッドの半断面正面図である。
この発明の穿孔装置のドリルヘッド1は、シャンクロッド6を打撃するハンマスプール(ピストン)5を内蔵するパーカッションシリンダ(打撃装置)4が、マウントケース2に回転自在に設けられ、その前方には前記ハンマスプール5で打撃するシャンクロッド(ハンマサブ)6が、ハンマスプール5と軸線を一致して配置され、その後方にはモータ(回転駆動装置)7がパーカッションシリンダ4と軸線を一致して連結され、該モータ7の出力軸8とパーカッションシリンダ4とが同一軸線上でスプライン機構9で連結されている。
FIG. 1 is a half sectional front view of a drill head showing an embodiment of the present invention.
In the drill head 1 of the drilling device of the present invention, a percussion cylinder (striking device) 4 having a built-in hammerhead pool (piston) 5 that strikes the
ハンマスプール5を内蔵するパーカッションシリンダ4は、空圧シリンダ又は油圧シリンダであって、空圧回路又は油圧回路においてハンマスプール(ピストン)5を往復動させてシャンクロッド(ハンマサブともいう)6を打撃する構成であって、従来公知のものを採用し、詳細な説明は省略する。
パーカッションシリンダ4は、マウントケース2に回転自在に設けられており、本例では、軸受16において回転自在に支承されている場合を示している。マウントケース2には取付ブラケット3が固設されており、この取付ブラケット3を介しガイドセルに摺動自在のスライドテーブル(図示省略)に固着される。これによりドリルヘッド1は、前記したようにガイドセルに沿って進退可能となる。
The percussion cylinder 4 incorporating the hammer mass pool 5 is a pneumatic cylinder or a hydraulic cylinder, and reciprocates the hammer mass pool (piston) 5 in the pneumatic circuit or the hydraulic circuit to strike a shank rod (also referred to as a hammer sub) 6. A configuration known in the art is employed, and detailed description thereof is omitted.
The percussion cylinder 4 is rotatably provided on the
パーカッションシリンダ4の後方にはモータ7が同一軸線上で連結され、パーカッションシリンダ4とモータ7の出力軸8とは同一軸線上でスプライン機構9で連結されている。従って、モータ7を駆動することによってパーカッションシリンダ4を回転駆動させることができるが、パーカッションシリンダ4とモータ7の軸線方向の相対移動は、スプラインの範囲で許容される。
出力軸8は、モータ7の駆動をパーカッションシリンダ4に伝達するための出力軸であるので、モータ7からの直接的な駆動軸であってもよいし、その間に伝導機構、例えば減速機構を介在させた間接的な出力軸でもよい。本例ではモータ7と出力軸8との間に遊星3段減速機10を介在させた場合を示しており、従って、出力軸8は遊星3段減速機10からの出力軸となっている。モータ7としては、油圧モータ、空圧モータおよび電動モータ、等を例示できる。
A motor 7 is connected behind the percussion cylinder 4 on the same axis, and the percussion cylinder 4 and the output shaft 8 of the motor 7 are connected by a spline mechanism 9 on the same axis. Accordingly, the percussion cylinder 4 can be driven to rotate by driving the motor 7, but the relative movement of the percussion cylinder 4 and the motor 7 in the axial direction is allowed within the range of the spline.
Since the output shaft 8 is an output shaft for transmitting the drive of the motor 7 to the percussion cylinder 4, it may be a direct drive shaft from the motor 7, and a conduction mechanism, for example, a speed reduction mechanism is interposed therebetween. An indirect output shaft may be used. In this example, a case where a planetary three-
パーカッションシリンダ4の前方には、ハンマスプール5で打撃するシャンクロッド6が、パーカッションシリンダ4に連結して設けられている。このシャンクロッド6のパーカッションシリンダ4との連結は、パーカッションシリンダ4の前方側内周面(図中、下方内周面)において挿通されたシャンクロッド6との間でロッドピン12において連結されている。従って、シャンクロッド6は、パーカッションシリンダ4の回転で回転力が伝達され、ハンマスプール5の打撃で打撃力が伝達される。このシャンクロッド6のパーカッションシリンダ4との連結は、スプライン結合であってもよい。
In front of the percussion cylinder 4, a
また、パーカッションシリンダ4の下端において、シャンクロッド6の外周にリバースピストン13が設けられ、その外周に皿ばね14が配置されている。この皿ばね14によりリバースピストン13を介しシャンクロッド6は軸線方向後方に向けて付勢され、正打撃の後に逆打撃する作用をする。なお、この皿ばね14、リバースピストン13の部分は、ケース部材15で閉塞されている。また、図中、符号11はシャンクライナを示す。
A
しかして、この実施の形態のドリルヘッド1によれば、次のように作用する。
ドリルヘッド1は、給進装置でガイドセルに沿って進退するスライドテーブルに固着されている(いずれも図示省略)ので、ドリルヘッド1は、給進装置でスライドテーブルをガイドセルに沿って進退させることで進退可動でき、マウントケース2に回転自在に設けられたパーカッションシリンダ4には、その後方に設けられたモータ7の出力軸8が軸線を一致してスプライン機構9で連結されているので、パーカッションシリンダ4は、モータ7の駆動で回転駆動でき、それによりパーカッションシリンダ4の前方に設けられているシャンクロッド6もパーカッションシリンダ4を介して回転でき、また、シャンクロッド6は、パーカッションシリンダの前方にハンマスプール5と軸線を同一にして設けられているので、ハンマスプール5は、往復動してシャンクロッド6を打撃することができる。
従って、シャンクロッド6にドリルロッドを連結することによって、これに回転力、打撃力および給進力・引抜力を付与することができる。
Therefore, according to the drill head 1 of this embodiment, it operates as follows.
Since the drill head 1 is fixed to a slide table that advances and retreats along the guide cell by the feeding device (both are not shown), the drill head 1 advances and retracts the slide table along the guide cell by the feeding device. Since the output shaft 8 of the motor 7 provided on the rear side of the percussion cylinder 4 that can be moved forward and backward and can be rotated on the
Therefore, by connecting the drill rod to the
なお、シャンクロッド6には、スイベル(図示省略)を連結し、このスイベルにドリルロッドを連結するようにしてもよい。このようにスイベルを介在されることでドリルロッドを二重管として二重管掘削が可能となる。
Note that a swivel (not shown) may be connected to the
また、ドリルヘッド1は、モータ(回転駆動装置)7、シャンクロッド6を打撃するハンマスプール5内蔵のパーカッションシリンダ(打撃装置)4およびシャンクロッド6が同一軸線上に位置して設けられており、モータ(回転駆動装置)7がドリルヘッド軸心より側方にずれた突出した位置に存在しない。従って、天盤・地山の境等のギリギリの接地穿孔でも、天盤・地山に当たる障害物がなくなり、天盤・地山の境等のギリギリの接地穿孔が可能となるし、全体のバランスもよくなり穿孔ズレのない直進穿孔も可能で、吊下げ型の法面・斜面穿孔でも穿孔ズレが小さく安定した穿孔ができる。
The drill head 1 is provided with a motor (rotary drive device) 7, a percussion cylinder (blow device) 4 with a built-in hammerhead pool 5 that strikes the
なお、前記実施の形態は、この発明を制限するものではなく、この発明は、要旨を逸脱しない範囲において種々の変形が許容される。 The above embodiment is not intended to limit the present invention, and various modifications of the present invention are allowed without departing from the spirit of the present invention.
この発明は、ドリルロッドに回転力、打撃力および給進力・引抜力を与えて穿孔したり掘削する穿孔装置、掘削装置に適用可能であり、ドリルロッドは単管でも二重管でも使用可能である。また、ドリルロッドより水や空気を供給しつつ穿孔したり掘削する二重管掘削(穿孔)工法にも適用可能である。 The present invention can be applied to a drilling device or drilling device for drilling or drilling by applying a rotational force, striking force and advancing force / pulling force to the drill rod, and the drill rod can be used as a single tube or a double tube. It is. Moreover, it is applicable also to the double pipe excavation (drilling) construction method which drills or excavates, supplying water and air from a drill rod.
1 ドリルヘッド
2 マウントケース
3 取付ブラケット
4 パーカッションシリンダ
5 ハンマスプール(ピストン)
6 シャンクロッド(ハンマサブ)
7 モータ(回転駆動装置)
8 出力軸
9 スプライン機構
11 シャンクライナ
1
6 Shank rod (hammer sub)
7 Motor (Rotary drive device)
8 Output shaft 9 Spline mechanism 11 Shank liner
Claims (1)
該ドリルヘッドは、シャンクロッドを打撃するハンマスプール内蔵のパーカッションシリンダが、マウントケースに回転自在に設けられ、その前方には前記ハンマスプールで打撃されるシャンクロッドが、ハンマスプールと軸線を一致して配置され、その後方にはモータがパーカッションシリンダと軸線を一致して連結され、前記モータの出力軸とパーカッションシリンダとが同一軸線上でスプライン機構で連結されていることを特徴とする穿孔装置。 A slide table is provided on the guide cell so as to be slidable along the guide cell. A drill head is fixed to the slide table and a feed device is connected to the slide table to move forward and backward.
In the drill head, a percussion cylinder with a built-in hammerhead pool for striking the shank rod is rotatably provided on the mount case, and a shank rod to be hammered by the hammerhead pool is aligned with the axis of the hammerhead pool in front of the drill head. A perforation apparatus, wherein a motor is connected to a percussion cylinder with an axis aligned behind the motor, and an output shaft of the motor and a percussion cylinder are connected to each other by a spline mechanism on the same axis.
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