JP2012041775A - 掘削機の傾斜修正装置 - Google Patents

Abstract

【課題】傾斜修正装置を掘削機本体に設けずに掘削機本体を軽量化すると共に傾斜修正装置を種々の掘削機に適用可能とする。
【解決手段】掘削ロッド１の下端に首振りフランジ２が揺動可能に取り付けてあり、掘削ロッド１に設けたシリンダ取付座７に両方向にピストンが伸縮する首振りシリンダ３が固定され、首振りシリンダ３のピストン３３にはＶ字型の首振りアーム５の先端が連結され、首振りアーム５の基端が首振りフランジ２に固定されると共に首振りフランジ２と同軸に揺動可能に支持され、ガイド取付座６には油圧シリンダ４１とリンク機構４２で外側に張り出し可能なリンク式修正ガイド４が固定されており、傾斜を修正するために首振りシリンダ３を作動させ、首振アーム５をピン２６を軸に揺動させて首振フランジ２を揺動させ、掘削機の方向を修正する。
【選択図】図１

Description

この発明は、水平多軸掘削機やダウンザホール掘削機等、掘削機の傾斜を修正する修正装置に関する。

掘削機を使用して地中深く掘削していく過程において、掘削が鉛直方向からずれて曲がって掘削される場合があり、この曲がりを検知して掘削方向を修正することがおこなわれている。
例えば、特許文献１（特開２００３−４１６１４号公報）にあるように、ベースマシンに設けたブームからワイヤーで掘削バケットを吊るした掘削機において、掘削バケット本体の両側方に突出可能なガイドを設け、傾斜計からの信号に基づいてガイドを掘削壁に押し付けて掘削方向を修正することがおこなわれている。

特開２００３−４１６１４号公報

水平多軸掘削機などにおいて、傾斜を修正する修正ガイドを掘削機本体に組み入れると、掘削機本体の重量が大きくなって小型のベースマシンでは移動が不可能となるので好ましくない。
本発明は、掘削泥水の揚水に使用する掘削ロッドに傾斜修正装置を設けることによって掘削機本体の重量が重くならないようにすると共に、掘削ロッドを使用する種々のタイプの掘削機に適用できるようにした傾斜修正装置に関する。

掘削ロッドの下端に首振りフランジが揺動可能に取り付けてあり、掘削ロッドに設けたシリンダ取付座に両方向にピストンが伸縮する首振りシリンダが固定され、首振りシリンダのピストンにはＶ字型の首振りアームの先端が連結され、首振りアームの基端が首振りフランジに固定されると共に首振りフランジと同軸に揺動可能に支持され、ガイド取付座には油圧シリンダとリンク機構で外側に張り出し可能なリンク式修正ガイドが固定されており、傾斜を修正するために首振りシリンダを作動させて首振アームをピンを軸に揺動させ、首振フランジを揺動させて掘削機の方向を修正するものであり、傾斜修正装置を掘削機本体に設けていないので、小型のベースマシンでも移動が容易である。

傾斜修正装置を掘削ロッドに設け、掘削ロッドの掘削機に接続する端部には首振りフランジを設けたので、本発明の傾斜修正装置は、種々の掘削機に適用することができる。
傾斜修正装置の首振りシリンダとリンク式修正ガイドの油圧シリンダが連動して作動するように配管してあり、リンク式修正ガイドのガイド板が穴壁に押し付けられて反力を取れるようにしてから掘削機が首振りをおこなうので、傾斜修正の効率が向上し、短時間で修正を完了させることができる。
また、掘削ロッドに傾斜修正装置を設けたので、掘削機本体の重量が増大しておらず、小型のベースマシンであっても移動可能である。

本発明の傾斜修正装置の分解正面図と平面図。 本発明の傾斜修正装置の分解側面図。 本発明の傾斜修正装置の正面図。 本発明の傾斜修正装置の側面図。 本発明の傾斜修正装置の油圧回路図。 本発明を水平多軸掘削機に適用した場合の説明図。 本発明をダウンザホール掘削機に適用した場合の説明図。

以下、図示の実施例を参照して本発明を更に詳しく説明する。

図１の分解正面図・平面図、及び図２の分解側面図に示すように、傾斜修正装置１０は、掘削土砂と泥水を揚水する掘削ロッド１に設けたガイド取付座６及びシリンダ取付座７を介して装着してあり、掘削ロッド１の下端には首振りフランジ２が揺動可能に設けてある。

掘削ロッド１の上端のフランジ１１は、地上に設置したベースマシン側に接続されるものであり、フランジ１１には連結時の位置合わせ用のピン１２が設けてあり、また、フランジ１１の下部には、掘削ロッドの１の円周方向に適宜の間隔で補剛材１３が設けてある。
掘削ロッド１の下端には首振りフランジ２が掘削ロッド１に対して首振り可能（揺動可能）に接続されており、首振り時に掘削ロッド１の内部を通る掘削泥水が接続部から漏出することがないようにパッキング２１でシールされており、首振りフランジ２には掘削機（図示しない）が接続され、首振りフランジ２が揺動駆動されることによって掘削機が揺動して掘削方向が変更される。

首振りフランジ２は、拡径してある掘削ロッド１の下端部に設置したパッキング２１を受容する拡径部２２が設けてある。拡径部２２の両側にはピン支持具２３が設けてあり、このピン支持具２３にはピン穴２４が形成してあり、このピン穴２４に挿入されたピン２６を軸にして首フランジ２は掘削ロッド１に対して揺動するようにしてある。首振りフランジ２の側面には円周方向に適宜の間隔で補剛材２５が設けてある。

掘削ロッド１にはガイド取付座６とシリンダ取付座７が設けてあり、シリンダ取付座７の下側にはブラケット７１が設けてある。
シリンダ取付座７は、掘削ロッド１を挟んで対向した位置に設けてあり、傾斜修正装置１０の首振りアーム５を駆動する首振りシリンダ３（図３参照）の中央部がシリンダ取付座７に設けた軸支持部材３２（図３参照）に軸支持されて揺動可能に設けてある。
ガイド取付座６は、図１に示すように、掘削ロッド１の中間部に上部材６１が固定してあり、下部に下部材６２、６３が固定してあり、下部材６２、６３には、首振りフランジ２を揺動可能に取り付けるための固定具６４が設けてある。この固定具６４にはピン穴６５が設けてあり、首振りフランジ２がピン２６で揺動可能に支持される。

シリンダ取付座７に揺動可能に設置された首振りシリンダ３は、両方向にピストンが伸縮するものであり、Ｖ字型の首振りアーム５のＶ字の両先端に首振りシリンダ３のピストン３３、３３が連結されている。首振りアーム５の基端は、首振りフランジ２にボルト５２で固定されており、首振りアーム５には固定用の穴５３が設けてあり、ピン２６を軸にして首振りアーム５が揺動すると同軸に支持されている首振りフランジ２も揺動する。

リンク式修正ガイド４は、ガイド取付座６に固定されており、油圧シリンダ４１が内蔵されており、ガイド板４３は油圧シリンダ４１に連結されたリンク機構４２に連結されており、油圧シリンダ４１を作動させることによってガイド板４３が外側に張り出す。このリンク式修正ガイド４に内蔵された油圧シリンダ４１は、図５（１）に例示する油圧回路によって首振りシリンダ３と連動して作動するようにしてあり、図５（２）は、首振りシリンダ３と油圧シリンダ４１を作動させてガイド板４３を外側に張り出させ、首振りフランジ２を揺動させた状態を示すものである。
首振りシリンダ３を作動させて掘削機の首振り操作をしようとした場合、掘削機本体は、リンク式修正ガイド４に比較して大きな重量を有しているため、掘削機を首振りさせるのに必要な力に比べて小さな力でリンク式修正ガイド４が作動するので、最初にリンク式修正ガイド４の油圧シリンダ４１が作動してリンク式修正ガイド４のガイド板４３が穴壁に押し付けられるまで外側に張り出し、リンク式修正ガイド４が穴壁から受ける反力が大きくなった時点で首振りシリンダ３が作動して首振りアーム５を揺動させ、首振りアーム５に連結されている首振りフランジ２を揺動させて掘削機の首振りがおこなわれる。

このときの首振りに要する反力は、穴壁に押し付けられているリンク式修正ガイド４が受けるため、掘削ロッド１は影響を受けず傾斜しない。
なお、油圧回路によって首振りシリンダ３が遅れて作動するようにしているが、制御装置によってリンク式修正ガイド４に作用する力が一定以上になったときに首振りシリンダ３が作動するようにしてもよい。
以上、説明した傾斜修正装置１０の組み立てた状態の正面図・平面図を図３に、側面図を図４に示す。

本発明の傾斜修正装置１０を水平多軸掘削機８に適用した場合を図６に基づいて説明する。図６は、溝を掘削する水平多軸掘削装置に本発明の傾斜修正装置１０を適用した事例の概略説明図であり、図６（１）は、掘削溝の長手方向の断面図、図６（２）は、掘削溝の幅方向の断面図であり、水平多軸掘削機８が溝穴の底部において鉛直方向に対して傾斜している状態を示している。
水平多軸掘削機８の場合、溝穴の長手方向に対しての掘削機の傾斜の修正は、左右２個のカッター８１の回転差によって修正できるので、本発明の傾斜修正装置１０を使用する必要がない。
図６（２）に示すように、溝穴の幅方向に水平多軸掘削機８が傾斜していることが掘削装置８に装備した傾斜計（図示しない）によって検知されると、オペレータが傾斜修正装置１０の掘削方向を修正するため、首振りシリンダのピストンが傾斜した側に伸びるように操作すると、反対側のリンク式修正ガイド４の油圧シリンダが先に作動してリンク式修正ガイド４のガイド板４３が反対側の溝壁に押し付けられる。溝壁から一定以上の反力が得られと、首振りシリンダが作動して首振りアームをピンを中心に揺動させるので首振りフランジに接続されている水平多軸掘削機の掘削方向が修正される。

図７に示すように、丸い杭穴をダウンザホールドリルで掘削する場合について、本発明の傾斜修正装置１０を適用した場合を説明する。
ダウンザホールドリル（掘削機）９の傾斜が検知された場合、掘削機９を吊り下げているベースマシンを操作して傾斜修正装置１０の首振りシリンダが傾斜方向と一致するまで掘削ロッドを回転させ、この状態で傾斜修正装置１０を作動させて掘削機９の傾斜を修正する。

１ 掘削ロッド
１０ 傾斜修正装置
２ 首振りフランジ
２６ ピン
３ 首振りシリンダ
４ リンク式修正ガイド
４１ 油圧シリンダ
４２ リンク機構
５ 首振りアーム
６ ガイド取付座
７ シリンダ取付座

Claims (2)

1. 掘削ロッドの下端に首振りフランジが揺動可能に取り付けてあり、掘削ロッドに設けた取付座に両方向にピストンが伸縮する首振りシリンダが固定され、首振りシリンダのピストンにはＶ字型の首振りアームの先端が連結され、首振りアームの基端が首振りフランジに固定されると共に首振りフランジと同軸に揺動可能に支持され、取付座には油圧シリンダとリンク機構で外側に張り出し可能なリンク式修正ガイドが固定されている掘削機の傾斜修正装置。
2. 請求項１において、首振りフランジと修正ガイドの油圧シリンダの油圧回路が連結してあり、修正ガイドに所定の反力が発生してから首振りシリンダが作動するようにした掘削機の傾斜修正装置。