JP2013517401A - 穿孔装置用ロッド装着装置 - Google Patents

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Abstract

【課題】
穿孔作業時ヘッドの回転軸により回転されるロッドを結合及び分離する穿孔装置用ロッド装着装置を提供する。
【解決手段】
リードが備えられた穿孔装置の本体のフレームに設けられるブラケットと、該ブラケットに回動自在に設けられるベース部材と、該ベース部材の一側にヒンジ連結され駆動軸と連結または分離されるロッドの端部を把持して回動させる回動部材と、該回動部材に設けられロッドの端部をクランピングするクランプユニットと、前記ベース部材に設けられ前記回動部材をロッドが立てられたりロッドを寝かせる方向に回動させる駆動ユニットを備える。これにより、穿孔作業時ロッドの連結及び分離作業が円滑に行なえるので、穿孔作業効率を向上させることができる。
【選択図】図1

Description

本発明は穿孔装置に係り、さらに詳しくは穿孔作業時ヘッドの回転軸によって回転されるロッドを結合及び分離する穿孔装置用ロッド装着装置に関する。
一般に、穿孔装置を用いて地下孔を穿孔する方法は、ビットまたはスクリューを回転させる方法、ビットまたはボールカッタを回転させると共に加圧力を与える方法などがある。
前記ビットまたはボールカッタを回転させると共に加圧力を与える地下孔の穿孔方法は、ロッド先端に取り付けられたビットを回転させて岩盤を掘削し、ロッド(drill rod pipe)の中空部を介して供給される循環水またはエアにてビットにより掘削された破石を地上に排出して掘鑿するもので、基礎工事などに使われる大口径の現場打設及びトップダウン(top down)工法の核心的な工法である。
一方、穿孔装置は、前述したように一定の深さに穿孔作業を行なう過程において穿孔の深さが深まるにつれて、ビット付きロッドと長さを延長するためのロッドとを連結または分離する作業を行なうようになる。長さを延長するためのロッドの連結作業は地中で穿孔作業を行なうロッドとヘッド部に設けられた駆動軸とを連結するものである。前記長さを延ばすためのロッドの連結作業は別のクレーンを用いてロッドを懸架させた後、ロッドの連結のためのセット作業が手作業により行なわれるので、ロッドの連結作業に多くの作業工数がかかる問題点がある。
従来の穿孔装置にはロッドの連結作業を円滑に行なえるように、リードの側面にカートリッジを設け、該カートリッジをヘッド部の駆動軸の下部に回転させて、ロッドを交換したり分離されたロッドを収納してきた。
このような従来の穿孔装置は、ロッドをカートリッジに装着するために別の装備を必要とし、カートリッジにロッドを装着するのに相対的に長時間かかる問題点がある。また、穿孔深さが深まる場合ロッド数が多くなるが、カートリッジにロードされるロッドの数が限られるので、深孔を穿孔するための穿孔装置に適用し難い。
この点に鑑みて、相対的に深孔をあけるためには、運搬車を用いて多数個のロッドを、穿孔作業を行なっている工事現場に運搬する。そして、この運搬車から補助クレーンなどを用いてロッドを持ち上げた後、リードに設けられたヘッド部の駆動軸に装着するようになるが、ロッドの装着による作業の効率性を向上させることができない。
本発明は前述したような問題点を解決するために案出されたもので、その目的はロッドの連結及び分離による作業時間を短縮して、地下孔の穿孔作業による効率性をアップさせうる穿孔装置用ロッド装着装置を提供するところにある。
本発明の他の目的は、ロッドとリードに設けられたヘッド部の駆動軸との結合時、結合のための精度を向上させうる穿孔装置用ロッド装着装置を提供するところにある。
本発明のさらに他の目的は、クランプユニットにより把持力が解かれてもロッドが把持部から離脱されない穿孔装置用ロッド装着装置を提供するところにある。
前述した目的を達成するために本発明に係る穿孔装置用ロッド装着装置は、穿孔装置の本体に設けられたリードの下部または本体のフレームに設けられるブラケットと、該ブラケットに回動自在に設けられるベース部材と、該ベース部材の一側にヒンジ連結されて駆動軸と連結または分離されるロッドの端部を把持して回動させる回動部材と、前記回動部材に設けられてロッドの端部をクランピングするクランプユニットと、前記ベース部材に設けられて前記回動部材をロッドが立てられたりロッドを寝かせる方向に回動させるアクチュエータと、を備えてなることをその特徴とする。
本発明において、前記ブラケットには前記ブラケットに対してベース部材を所定の角度で回転させるための駆動部がさらに備えられる。
前記クランプユニットは前記回動部材の上面に固定ジョーと、該固定ジョーに回動自在に設けられる可動ジョーと、前記回動部材に設けられて前記固定ジョーに対して可動ジョーを回動させる駆動シリンダとを備える。
以上説明したように本発明に係る穿孔装置用ロッド装着装置によれば、ヘッド部の駆動軸とロッドの装着及び分離のためにロッドの端部を把持した状態で回動させることができるので、ロッドの装着及び取り外しによる多くの作業工数を削減することができ、穿孔装置を用いた穿孔作業の効率を極大化しうる。
また、運搬車に装着されたロッドをクランプユニットにより把持したままヘッド部の駆動軸の下部に移動させることができて、別のクレーンが要らなくなり、ロッドのクランピング力が解かれてもロッドがクランプユニットから分離されることを防止することができることから、安全に事故を防止することができる。
本発明に係るロッド装着装置が設けられた穿孔装置の側面図。 穿孔装置のツールクランプを装着して示した平面図。 本発明に係るロッド装着装置を抜粋して示した斜視図。 本発明に係るロッド装着装置の他の実施形態を示した側面図。 本発明に係るロッド装着装置の作動状態を示した斜視図。
本発明に係る穿孔装置は、穿孔作業を行なうロッドと結合または分離されて長さを可変させるためのロッドを供給及び回収できるロッド装着装置が備えられたもので、その一実施形態を図1ないし図5に示した。
図面を参照すれば、穿孔装置10は車体または穿孔機の本体11に設けられるリード12と、該リード12に摺動自在に設けられ、昇降手段20によって昇降され、ロッド100と結合される駆動軸31を有するヘッド部30とを備える。前記駆動軸31と結合されるロッド100の端部にはビットユニット101が設けられる。前記リード12の下端部にはロッド100を結合及び分離するためにロッド100を把持するツールクランプユニット40が設けられる。そして、前記リード12の下部またはリード12と隣接する本体11のフレーム11aには連結または分離されるロッド100の端部を把持して供給及び排出させるロッド装着ユニット50を備える。
前述したように構成された本発明に係るロッド装着装置を備えた穿孔装置を、構成要素別にさらに詳しく説明すれば次の通りである。
前記車体または本体11には、図示されていないが、油圧シリンダ及び油圧モータに油圧油をポンピングして供給するための油圧油供給部及びコントロールバルブが備えられる。この油圧油供給部は油圧油タンク、油圧油タンクから油圧油をポンピングするための油圧ポンプを駆動させるためのエンジンを備える。前記本体11には移動のための別の駆動手段が設けられる。
そして、前記リード12は本体11とリード12との間に設けられるシリンダ13により回動される。
前記ヘッド部30はリード12に沿って昇降手段20により昇降され、駆動軸31に連結されたロッド100を回転及び昇降させるもので、前記リード12に沿って昇降される昇降フレーム32には前記駆動軸31と該駆動軸31を正逆転させるための駆動モータ33が設けられる。前記回転軸31を駆動させるための駆動モータ33としては油圧モータが用いられる。
前記昇降手段20は、リード12の上下部に設けられたスプロケット21と、該スプロケット21に係止し、前記ヘッド部30の昇降フレーム32と連結されるチェーン23と、前記リード12に設けられて前記スプロケット21のうち一つを駆動させるための油圧モータ(図示せず)とを備える。昇降手段は前述した実施形態によって限定されず、リード12に設けられるシリンダまたはウィンチとロープによってなされうる。
そして、ツールクランピング手段40は、リード12の下端部またはフレーム11aに設けられて結合または分離されるロッドを把持するためのもので、図2に示したように、ロッド100が貫通する開口された第1ホール41が形成された保持フレーム42と、前記保持フレーム42の第1ホール41に対して回動自在に設けられ、対応する第2ホール43が形成された可動フレーム44とを備える。
前記第2ホール43の両側の可動フレーム44には第2ホール43を通過するロッド100を把持するためのジョー45a、46aが摺動自在に設けられ、各ジョー45a、46aは可動フレーム44に形成された第1及び第2油圧シリンダ45、46により前後進する。そして、前記可動フレーム44は保持フレーム42と可動フレーム44とを連結する第3及び第4油圧シリンダ48、49により回転される。すなわち、可動フレーム44にジョー45a、46aによりロッド100がクランピングされた状態で、前記第3及び第4油圧シリンダ48、49を用いて可動フレーム44を保持フレーム42に対して回転させることによって、クランピングされたロッド100を回転させうる。
ロッド装着ユニット50は、ロッドの端部を把持した状態で回動させて前記ヘッド部30の駆動軸31にロッド100を連結できるようにしたり、ヘッド部の駆動軸31からロッドを回収するためのもので、その実施形態を図3及び図4に示した。
図面を参照すれば、ロッド装着ユニット50は、前記リード12の下部または本体11のフレーム11aに設けられたブラケット51に回動自在にベース部材52が設けられた構成を有する。
そして、前記ベース部材52の一側にヒンジ軸53によって連結されて垂直及び水平状態で回動される回動部材54と、前記回動部材54に設けられてロッドの端部をクランピングするクランプユニット60と、前記ベース部材52に設けられて前記回動部材54をロッド100が立てられたりロッドを寝かせる方向に回動させるアクチュエータとを備える。前記アクチュエータは油圧シリンダ55からなりうるが、このアクチュエータである油圧シリンダ55の一側が前記ベース部材52に回動自在に保持され、この油圧シリンダ55のロッド55aが前記回動部材54の一側に回転自在にピン55bにより結合される。
前記ブラケット51に対する前記ベース部材52の回転は、ベース部材52の下部に回転軸52aが設けられ、該回転軸52aは前記ブラケット51に回転自在に設けられる。
そして、前記ブラケット51に回転自在に設けられるベース部材52は別の駆動部70によって回転されうる。前記駆動部70は、図3に示したように、前記回転軸52aに設けられる回転リンク71と、前記フレーム11aと回転リンク71との間に設けられる回動シリンダ72を備える。前記回転軸52aの回転は、図4に示したように、油圧モータ75と、これにより駆動される駆動ギア76と、回転軸52aに設けられる従動ギア77により行なわれる。
前記クランプユニット60はロッド100の端部を把持するためのもので、回動部材54の上面に固定ジョー61が設けられ、該固定ジョー61にはヒンジ軸61aにより結合されてロッド100の端部を把持するための可動ジョー62が回動自在に設けられる。前記固定ジョー61と可動ジョー62は相互結合時ロッド100の端部を包むように円筒形の把持部63を形成する。前記固定ジョーの長さはロッド100の端部を把持して回動時ロッド100が離脱しないように固定ジョー61と可動ジョー62により形成される直径の3ないし5倍の長さに形成するのが望ましい。
そして、前記可動ジョー62は回動部材54に設けられたアクチュエータである駆動シリンダ64により固定ジョー61と結合及び分離される。前記駆動シリンダ64は前記回動部材54に回動自在に設けられ、その駆動シリンダロッド64aは前記回動部材54に回動自在に設けられる可動ジョー62の端部とピン結合される。ここで、前記駆動シリンダ64の行程距離は固定ジョー61に対して可動ジョー62が最大に開いた時前記ロッドが固定ジョー61と可動ジョー62によって形成された把持部から離脱しないようにロッド100の直径の長さより小さい方が望ましい。すなわち、固定ジョー61が可動ジョー62によりロッド100の端部の把持力が解かれてもロッドが倒れることなく、固定ジョーの長手方向にのみ排出が可能になるべきである。
前記クランプユニットは、前述した実施形態によって限定されず、ロッドを回動できるようにロッド100の端部を把持できる構造であればいずれも可能である。
前述したように構成された本発明に係る穿孔装置及びロッド装着装置の作用を説明すれば次の通りである。
本発明に係る穿孔装置を用いて穿孔作業を行なうためには、リード12を垂直に保ったまま、昇降手段を用いてヘッド部30を上昇させる。
この状態で、図4に示したように、ロッド装着ユニット50の前記アクチュエータ55である油圧シリンダを作動させて、前記ベース部材52の端部に設けられた回動部材54を回動させることによって前記クランプユニット60の固定ジョー61と可動ジョー62とからなる把持部が前面に向かうようにする。この状態で、前記駆動シリンダ64を作動させて前記固定ジョー61に対して可動ジョー62を回転させて開くようにする。そして、前記固定ジョー61と可動ジョー62との間の把持部63にロッド100の端部を挿入した後、前記駆動シリンダ64を作動させてロッド100の端部を把持する。
そして、前記アクチュエータ55である油圧シリンダを作動させてベース部材52に対して前記回動部材54を回動させることによって、前記クランプユニットに把持されたロッド100が図5に示したように、垂直状態を保てるようにする。前述したように、ロッド100が垂直状態になると、前記駆動部70の回動シリンダ72を作動させてベース部材52を回転させることによって、垂設されたロッド100がヘッド部30の駆動軸31の下部に位置するようにする。この状態で、ヘッド部30を下降させてロッド100と駆動軸31が結合されるようにする。前記駆動軸21とロッド100の結合が完了すれば、前記駆動シリンダ64が作動されて可動ジョー62を回動させることによって、ロッド100の下端部の把持状態を解き、前記ヘッド部30を上昇させてクランプユニット60の把持部63からロッド100を分離した後、駆動部70によってベース部材52を回転させる。
そして、地下孔の穿孔作業が完了した後、前記駆動軸31と連結されたロッドを分離しようとする場合は、ヘッド部30をリード12に沿って上昇させて分離しようとする前記ロッド100の下部に位置するロッドがツールクランピング手段の第1及び第2ホール41、43に位置されるようにする。そして、前記第1及び第2油圧シリンダ45、46を作動させてジョー45a、46aによって前記ロッド100を把持させると共に、上部に位置するロッドをレンジ(図示せず)を用いて把持する。そして、前記固定フレーム42と可動フレーム44を連結する第3及び第4油圧シリンダを作動させて固定フレーム42に対して可動フレーム44を回転させて連結されたロッド100を相対回転させる。この状態で、前記駆動軸31を逆転させてロッド100、すなわち駆動軸と連結されたロッドと、ツールクランピング手段によって把持されたロッドを分離してから、ヘッド部30を上昇させて分離されたロッドを上昇させる。
そして、前記ベース部材52を回転させてクランプユニット60がロッド100の下部に位置するようにしてから、クランプユニット60を用いて、前述したように駆動軸に保持されたロッド100の端部を把持し、駆動軸31を逆回転させて駆動軸31とロッド100とを分離する。そして、前記アクチュエータである油圧シリンダ55を作動させて回動部材54をベース部材52に対して回転させてロッド100を寝かせ、クランプユニット60の固定ジョー61と可動ジョー62によって保持された把持力を除去し、把持部からロッドを分離する。
このように本発明に係る穿孔装置は、ロッド装着装置によってロッドを供給及び回収できるので、穿孔作業時ロッドの結合及び分離による作業の不便を改善し、ロッドの交換による工数を削減でき、ひいては穿孔作業の効率性を極大化することができる。
本発明は図面に示された一実施形態を参考にして説明されてきたが、これは例示的なものに過ぎず、当該技術分野における通常の知識を持つ者であればこれより多様な変形及び均等な実施形態が可能になるという点を理解できよう。
従って、本発明の真の保護範囲は添付した請求の範囲によってのみ定まるべきである。

Claims (5)

  1. 穿孔装置の本体に設けられたリードの下部または本体のフレームに設けられるブラケットと、該ブラケットに回動自在に設けられるベース部材と、該ベース部材の一側にヒンジ連結され駆動軸と連結または分離されるロッドの端部を把持して回動させる回動部材と、該回動部材に設けられてロッドの端部をクランピングするクランプユニットと、前記ベース部材に設けられて前記回動部材をロッドが立てられたりロッドを寝かせる方向に回動させるアクチュエータとを備えることを特徴とする穿孔装置用ロッド装着装置。
  2. 前記ブラケットには前記ブラケットに対してベース部材を所定の角度で回転させるための駆動部をさらに備えてなることを特徴とする請求項1に記載の穿孔装置用ロッド装着装置。
  3. 前記駆動部は、ベース部材の下部に設けられブラケットに回転自在に保持される回転軸と、該回転軸から放射状に延びる回転リンクと、本体のフレームと回転リンクとの間に設けられて回転軸を駆動させるための回動シリンダとを備えてなることを特徴とする請求項2に記載の穿孔装置用ロッド装着装置。
  4. 前記クランプユニットは、前記回動部材の上面に設けられる固定ジョーと、該固定ジョーとヒンジ軸により回動自在に設けられてロッドの端部を把持する把持部をなす可動ジョーと、前記回動部材と可動ジョーとの間に設けられて前記固定ジョーに対して可動ジョーを回動させる駆動シリンダとを備えてなることを特徴とする請求項1に記載の穿孔装置用ロッド装着装置。
  5. 前記駆動シリンダは、固定ジョーに対して可動ジョーが開いた状態で、把持部に保持されたロッドが離脱しないように可動ジョーを回動させる行程距離を有することを特徴とする請求項4に記載の穿孔装置用ロッド装着装置。
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