JP2014167198A - Earth drill - Google Patents
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Description
本発明は、アースドリルに関し、詳しくは、ケリーバを吊持するブームとして伸縮ブームを使用した大型のアースドリルに関する。 The present invention relates to an earth drill, and more particularly, to a large-sized earth drill that uses an extendable boom as a boom for suspending a kelly bar.
テレスコピック式のブームを下方から起伏シリンダで支持する伸縮ブームは、各種移動式クレーンのブームとして広く用いられており、近年は、アースドリルのブームとしても用いられている(例えば、特許文献1参照。)。 A telescopic boom that supports a telescopic boom from below with a hoisting cylinder is widely used as a boom for various mobile cranes, and in recent years, it is also used as a boom for an earth drill (see, for example, Patent Document 1). ).
前記伸縮ブームは、一般的なアースドリルに用いられているラチスブームが作業前後にブームの組立分解が必要であるのに対し、作業時にブームを伸縮させることによって各種作業を効率よく行えるという利点を有しており、特に狭隘地での作業性は、ラチスブームに比べて伸縮ブームの方が格段に優れている。 The telescopic boom has the advantage that various operations can be efficiently performed by expanding and contracting the boom during work, whereas a lattice boom used for a general earth drill needs to be assembled and disassembled before and after the work. In particular, the telescopic boom is significantly superior to the lattice boom in terms of workability especially in confined areas.
しかし、伸縮ブームの伸縮や起伏に油圧シリンダを用いているため、油圧シリンダに油漏れが発生すると、ブームの起伏角度が小さくなったり、ブームの長さが短くなってしまう。このようなブームの起伏角度や長さの変化は、クレーン作業では殆ど問題にならないが、竪穴の掘削や掘削した土砂の排出を行うアースドリルでは、ブームの起伏角度や長さが変化すると、掘削中の竪穴内での掘削バケットの昇降が困難になったり、掘削する竪穴の芯がずれたりするなどの問題が発生する。このため、アースドリルのブームは、一つの竪穴の掘削開始から終了まで、一定の角度及び長さを保つ必要がある。 However, since a hydraulic cylinder is used for expansion and contraction and undulation of the telescopic boom, if oil leakage occurs in the hydraulic cylinder, the undulation angle of the boom is reduced or the length of the boom is shortened. Such changes in the boom undulation angle and length are not a major problem in crane operations, but in earth drills that excavate pits and discharge excavated earth and sand, if the boom undulation angle and length change, excavation Problems such as difficulty in raising and lowering the excavation bucket in the inside borehole and shifting the core of the borehole to be excavated occur. For this reason, it is necessary for the boom of the earth drill to maintain a certain angle and length from the start to the end of the drilling of one pothole.
そこで本発明は、狭隘地での作業性に優れた伸縮ブームを使用しながら、竪穴掘削中のブームを一定の起伏角度及び長さに保持することができるアースドリルを提供することを目的としている。 Therefore, an object of the present invention is to provide an earth drill capable of holding a boom during excavation of a borehole at a certain undulation angle and length while using an extendable boom excellent in workability in a narrow area. .
上記目的を達成するため、本発明のアースドリルは、ベースマシンに起伏可能に設けられた伸縮ブームの先端側から垂下した昇降ロープにケリーバを回転可能に吊持したアースドリルにおいて、前記伸縮ブームにおけるロアブームの基端を前記ベースマシンに起伏可能に装着し、該ロアブームに伸縮可能に設けられるセカンドブームの基端部と前記ロアブームの先端部との部分に、ロアブームに対してセカンドブームを伸長させたときに、ロアブームに対するセカンドブームの伸縮方向の移動を規制する伸縮規制手段を設けるとともに、前記ベースマシンに設けた起伏用のウインチから巻き出した起伏ロープを、前記セカンドブームの先端部に連結したことを特徴としている。 In order to achieve the above object, an earth drill according to the present invention is an earth drill in which a kelly bar is rotatably suspended on an elevating rope suspended from the distal end side of an extendable boom provided on a base machine. The base end of the lower boom is attached to the base machine so that it can be raised and lowered, and the second boom is extended with respect to the lower boom at the base end portion of the second boom and the distal end portion of the lower boom that are provided to be extendable and contractable to the lower boom. At the same time, an expansion / contraction restriction means for restricting the movement of the second boom relative to the lower boom was provided, and the hoisting rope unwound from the hoisting winch provided in the base machine was connected to the tip of the second boom. It is characterized by.
また、本発明のアースドリルは、前記ロアブームの基端が前記ベースマシンの前部に装着され、前記起伏ロープが前記ベースマシンの後部に設けたガントリを介して前記セカンドブームの先端部に連結されていること、さらに、前記昇降ロープを巻回した昇降用のウインチ及び前記起伏ロープを巻回した起伏用のウインチは、前記ロアブームと前記ガントリとの間のベースマシン中央部に配置されていることを特徴としている。 In the ground drill of the present invention, the base end of the lower boom is attached to the front part of the base machine, and the hoisting rope is connected to the tip part of the second boom via a gantry provided at the rear part of the base machine. Furthermore, the raising / lowering winch around which the raising / lowering rope is wound and the raising / lowering winch around which the raising / lowering rope is wound are disposed at the center of the base machine between the lower boom and the gantry. It is characterized by.
本発明のアースドリルによれば、ロアブームに対してセカンドブームを伸長させた状態で伸縮規制手段によってロアブームに対するセカンドブームの伸縮方向の移動を規制することにより、伸縮ブームの長さを一定に保つことができる。また、起伏用のウインチから巻き出されてセカンドブームの先端部に連結した起伏ロープで伸縮ブームを起伏させることにより、起立状態の伸縮ブームをウインチに設けられているブレーキ機構で一定の起立角度に保つことができる。これにより、竪穴掘削中のブームを一定の起伏角度及び長さに保持することができる。 According to the earth drill of the present invention, the length of the telescopic boom is kept constant by restricting the movement of the second boom with respect to the lower boom by the expansion / contraction restriction means in a state where the second boom is extended with respect to the lower boom. Can do. In addition, the telescopic boom can be raised and lowered with a hoisting rope that is unwound from the hoisting winch and connected to the tip of the second boom, so that the telescopic boom in the standing state can be kept at a fixed rising angle by the brake mechanism provided on the winch. Can keep. As a result, the boom during excavation of the borehole can be held at a certain undulation angle and length.
また、ロアブームの基端をベースマシンの前部に装着することにより、ケリーバを回転させるためのケリーバ駆動装置の支持を容易に行うことができ、ベースマシンの後部に設けたガントリを介して起伏ロープをセカンドブームに連結することにより、ブームの起伏操作を容易に行うことができる。さらに、ロアブームの基端をベースマシンの前部に装着することにより、ロアブームの後方に大型のウインチを配置するスペースを得ることができる。 In addition, by attaching the base end of the lower boom to the front part of the base machine, it is possible to easily support the kelly bar driving device for rotating the kelly bar, and the hoisting rope via the gantry provided at the rear part of the base machine By connecting to the second boom, the boom can be easily raised and lowered. Furthermore, by mounting the base end of the lower boom on the front part of the base machine, a space for placing a large winch behind the lower boom can be obtained.
図1及び図2に示すように、本形態例に示すアースドリル11におけるベースマシン12は、クローラ13aを備えた下部走行体13の上部に旋回ベアリング14を介して上部旋回体15を回転可能に設けている。上部旋回体15の前部には、伸縮ブーム16が起伏可能に設けられており、上部旋回体15の後部には、折り畳み可能なガントリ17が設けられている。伸縮ブーム16とガントリ17との間の上部旋回体15の幅方向中央部には、前方から順に、吊り上げ用の昇降ロープである主巻ロープ18を巻回した第1ウインチ(主巻ドラム)19及び補巻ロープ20を巻回した第2ウインチ(補巻ドラム)21と、ブーム起伏用の起伏ロープ22を巻回した第3ウインチ(起伏ドラム)23が配置されており、上部旋回体15の幅方向中央の前端部には、伸縮ブーム16を取り付けるためのブームブラケット24aが設けられ、上部旋回体15の後端部には、カウンタウエイト25が搭載されている。また、上部旋回体15の右側部には運手席15aや機器室15bが設けられ、左側部にはエンジンや油圧ポンプを収納したエンジン室(図示せず)が設けられている。
As shown in FIGS. 1 and 2, the
伸縮ブーム16は、箱形断面を有する三段式のテレスコピック型であって、基端部に設けた取付ブラケット24bが上部旋回体15のブームブラケット24aにフートピンを介して起伏可能に装着されるロアブーム(ベースブーム)16aと、該ロアブーム16a内に伸縮可能に挿入されたセカンドブーム16bと、該セカンドブーム16b内に伸縮可能に挿入されたアッパーブーム16cとで形成されている。
The
また、周知の伸縮ブームと同様に、ロアブーム16aとセカンドブーム16bとの間には、ロアブーム16aに対してセカンドブーム16bを伸縮させる第1伸縮シリンダ(図示せず)が設けられており、セカンドブーム16bとアッパーブーム16cとの間には、セカンドブーム16bに対してアッパーブーム16cを伸縮させる第2伸縮シリンダ(図示せず)が設けられている。
Similarly to the well-known telescopic boom, a first telescopic cylinder (not shown) for extending and retracting the
さらに、ロアブーム16aの先端部と、セカンドブーム16bの基端部とには、ロアブーム16aに対してセカンドブーム16bを伸長させたときに、ロアブーム16aに対するセカンドブーム16bの伸縮方向の移動を規制する伸縮規制手段であるセカンドブーム固定手段26が設けられており、セカンドブーム16bの先端部には、ブーム起伏用の左右一対のペンダントロープ22aの先端が取り付けられている。また、アッパーブーム16cの先端には、吊り上げ用の主巻ロープ18及び補巻ロープ20が掛け回されるトップシーブ27が設けられ、ロアブーム16aには、ケリーバ駆動装置(ケリードライブ)28を支持するためのフロントフレーム29及び複数のフレームシリンダ30が取り付けられている。
Further, the distal end portion of the
図3乃至図5に示すように、ブーム両側面に2箇所ずつ設けられたセカンドブーム固定手段26は、ロアブーム16aの先端部に設けられたリング状の第1固定部材31と、該第1固定部材31のブーム外側部に設けられた固定ピン収納筒32と、該固定ピン収納筒32の外側に連設したピン引抜用油圧シリンダ33と、セカンドブーム16bの基端部に設けられたリング状の第2固定部材34とで形成されている。固定ピン収納筒32の内部には、スプリング35によって突出方向に付勢された固定ピン36が軸線方向に移動可能に収納されており、第2固定部材34のブーム内側部には、固定ピン36の突出量を規制するストッパ37と、固定ピン36の突出状態を検知するためのリミットスイッチ38とが設けられている。
As shown in FIGS. 3 to 5, the second boom fixing means 26 provided at two positions on both sides of the boom includes the ring-shaped
このセカンドブーム固定手段26は、図示しない油圧回路から作動油をピン引抜用油圧シリンダ33のヘッド側に供給してスプリング35の付勢力と共に、あるいは、ピン引抜用油圧シリンダ33の圧力を抜いてスプリング35の付勢力で、固定ピン36を第1固定部材31から第2固定部材34に向けて先端面がストッパ37に当接するまで突出させることにより、図4に示すように、固定ピン36が第1固定部材31と第2固定部材34とに貫通してロアブーム16aとセカンドブーム16bとを伸縮不能な固定状態とすることができる。この固定状態では、リミットスイッチ38が固定ピン36の先端を検知することにより、リミットスイッチ38からの信号でブームが固定状態になっていることオペレータに知らせることができる。さらに、スプリング35によって固定ピン36が第2固定部材34から外れることを防止し、作業時の振動などによって固定状態が解除されることがないようにしている。
This second boom fixing means 26 supplies hydraulic oil from a hydraulic circuit (not shown) to the head side of the pin pulling
また、作動油をピン引抜用油圧シリンダ33のロッド側に供給することにより、図5に示すように、固定ピン36を固定ピン収納筒32内に収納した状態とし、固定ピン36の先端を第2固定部材34から抜き取って固定状態を解除することができる。これにより、ロアブーム16aに対してセカンドブーム16bを伸縮させることが可能となる。このとき、リミットスイッチ38が復帰することにより、ブームが非固定状態になっていることオペレータに知らせることができる。
Further, by supplying the hydraulic oil to the rod side of the pin pulling
セカンドブーム固定手段26によるロアブーム16aとセカンドブーム16bとの固定は、図6、図7に示す手順で行うことができる。まず、図6に示すように、短縮させて前方に倒した状態の伸縮ブーム16におけるロアブーム16aを、適宜な手段によって支持する。本形態例では、ロアブーム16aに設けられているフロントフレーム29の先端を支持台39に預けた状態にすることにより、ロアブーム16aを略水平方向に倒した状態で支持している。また、ガントリ17を起立させて起伏ロープ22を操作可能な状態にする。
The
この状態で、ロアブーム16aとセカンドブーム16bとの間に設けた第1伸縮シリンダを伸長方向に作動させるとともに、第3ウインチ23から起伏ロープ22を巻出し、図7に示すように、ロアブーム16aに対してセカンドブーム16bを伸長させた状態にする。そして、ピン引抜用油圧シリンダ33及びスプリング35の付勢力、あるいは、スプリング35の付勢力によって固定ピン36を第1固定部材31から第2固定部材34に向けて突出させ、第1固定部材31及び第2固定部材34に挿通した固定ピン36によってロアブーム16aとセカンドブーム16bとを伸縮不能な固定状態にする。
In this state, the first telescopic cylinder provided between the
このとき、第1固定部材31と第2固定部材34との位置が合わない場合、伸縮ブーム16の長さ方向に対しては伸縮シリンダを伸縮させることによって両固定部材31,34を合致させることができる。また、左右の第1固定部材31と第2固定部材34とで位置が合わない場合は、一方の固定ピン36を突出させて固定状態にした後、左右いずれか一方のペンダントロープ22aを外した状態で起伏ロープ22を操作し、ロアブーム16aに対してセカンドブーム16bを左右方向に傾動させることにより、他方の固定部材31,32を合致させて他方の固定ピン36を突出させることができる。
At this time, when the positions of the first fixing
このようにしてセカンドブーム固定手段26でロアブーム16aとセカンドブーム16bと固定した後、第3ウインチ23で起伏ロープ22を巻き上げることにより、第3ウインチ23からの起伏ロープ22が、上部旋回体15から上方に立ち上がったガントリシーブ41を介してミドルシーブ42を引き寄せる状態になり、ミドルシーブ42に連結したペンダントロープ22aが伸縮ブーム16を後方からガントリ17の方向に引き上げてセカンドブーム16bが伸長した状態の伸縮ブーム16を容易かつ確実に起立させることができる。起立状態の伸縮ブーム16は、セカンドブーム16bの先端部に連結したペンダントロープ22aが、ガントリシーブ41及びミドルシーブ42に掛け回された起伏ロープ22を介して第3ウインチ23に引っ張られた状態になるので、通常のラチスブームの場合と同様に、第3ウインチ23に設けられている機械的なブレーキ機構により、作業中の伸縮ブーム16は、一定の起立角度に保持される。
After the
また、従来のアースドリルと同様に、主巻ロープ18及び補巻ロープ20をトップシーブ27に掛け回し、伸縮ブーム16やガントリ17を利用してカウンターウエイト25を所定位置に設置するとともに、ロアブーム16aに取り付けられたフロントフレーム29やフレームシリンダ30の先端部にケリーバ駆動装置28を装着することにより、竪穴掘削用のアースドリル11の組立が完了する。
Similarly to the conventional earth drill, the main winding
図1に示すように、作業中のアースドリル11における伸縮ブーム16は、伸長させたロアブーム16aとセカンドブーム16bとをセカンドブーム固定手段26で固定した状態で、セカンドブーム16bの先端部に連結したブーム起伏用のペンダントロープ22a及び起伏ロープ22により、上部旋回体15の前部を中心としてあらかじめ設定された角度に起立させた状態に保持される。
As shown in FIG. 1, the
前記第1ウインチ19からの主巻ロープ18は、トップシーブ27に掛け回されて伸縮ブーム16の先端から垂下し、スイベルジョイント43を介してケリーバ44を昇降可能かつ回転可能に吊持する。ケリーバ駆動装置28の回転駆動部を貫通したケリーバ44の下端部には、掘削バケットや拡底バケット45が取り付けられる。また、第2ウインチ21からの補巻ロープ20は、使用時以外は、適宜な位置に止着されている。
The main winding
アースドリル11によって地中に拡底孔を掘削する際には、まず、ケリーバ44の先端に円筒状の掘削バケット(図示せず)を装着し、ケリーバ駆動装置28でケリーバ44を回転させながら第1ウインチ19から主巻ロープ18を繰り出し、回転しながら下降する掘削バケットにより地中に竪穴を掘削する。掘削バケットの大きさに応じて主巻ロープ18を所定長さ繰り出して掘削バケットによる掘削を行った後、主巻ロープ18を巻き上げ、バケット内が土砂で満たされた状態の掘削バケットを地中から引き抜いて所定高さまで上昇させ、上部旋回体15を所定位置に回転させてからバケット内の土砂を排出する。掘削バケットによる掘削作業を所定回数行って所定深さの竪穴を形成した後、掘削バケットを図1に示す拡底バケット45に交換し、竪穴の底部を拡げる拡底作業を行う。
When excavating a bottom expansion hole in the ground by the
このように、掘削バケットによる竪穴の掘削作業及び拡底バケット45による拡底作業では、掘削バケットを地中から引き抜く際に大きな荷重が作用するため、通常のクレーンに比べて大きな能力を有するウインチが必要になるが、前述のように、伸縮ブーム16を上部旋回体15の前部に起伏可能に設けるとともに、伸縮ブーム16の起伏を、起伏シリンダに代えて第3ウインチ23からの起伏ロープ22によって行うように形成したことにより、陸上輸送制限を考慮しながら、上部旋回体15の中央部に大型のウインチを配置するスペースを確保することができ、大きな荷重が作用するアースドリル11の第1ウインチ19に十分な吊り上げ能力を有するウインチを使用することができ、竪穴の掘削作業を確実に行うことができる。
In this way, in the excavation work of the dredging hole by the excavation bucket and the expansion work by the
さらに、作業時には、ロアブーム16aとセカンドブーム16bとをセカンドブーム固定手段26で固定しておくことにより、ロアブーム16aに対してセカンドブーム16bを伸縮させる伸縮シリンダに作業中の負荷が作用することがなくなるので、ロアブーム16aとセカンドブーム16bとの間に設ける伸縮シリンダとして、小型軽量のシリンダを用いることができる。加えて、セカンドブーム16bの先端部がペンダントロープ22aによって支持されるため、ロアブーム16a及びセカンドブーム16bには、大きな曲げモーメントが発生せず、圧縮荷重が主となるので、ロアブーム16a及びセカンドブーム16bの剛性を従来のように高める必要がなくなり、ロアブーム16a及びセカンドブーム16bの軽量化を図ることができる。
Further, when the work is performed, the
これにより、伸縮ブーム16の全体の重量を軽減することが可能となり、上部旋回体15や、これを支持する旋回ベアリング14及び下部走行体13への負荷も軽減することができ、伸縮ブーム16を含めたベースマシン12の小型軽量化を図ることができる。さらに、上部旋回体の機器や構成部材の大部分を、従来のラチスブームを用いた上部旋回体のものと共通化とすることも可能となる。
As a result, the overall weight of the
また、伸縮ブーム16が上部旋回体15の前部に設けられるとともに、従来の起伏シリンダが存在しないため、フロントフレーム29やフレームシリンダ30を短くしながら、フロントフレーム29の上下方向の移動範囲を大きくすることが可能となる。さらに、フレームシリンダ30は、フロントフレーム29を下から支持する状態にできるので、フレームシリンダ30の耐力を向上させることができる。
In addition, since the
なお、伸縮ブームにおける伸縮段数は任意であり、伸長状態で全てのブームを固定することも可能である。また、アースドリルとして使用しないときには、自走式のクレーンとして用いることができ、本形態例に示すように、最上部のアッパーブームを伸縮可能に形成することにより、クレーンとして使用したときのブームの長さ調節を容易に行うことができ、クレーン作業の効率を向上させることができる。さらに、ロアブームの基端をベースマシンの前部に装着しなくてもよく、ガントリを設けなくてもよい。 In addition, the number of expansion / contraction steps in the telescopic boom is arbitrary, and it is possible to fix all the booms in the extended state. Further, when not used as an earth drill, it can be used as a self-propelled crane, and as shown in this embodiment, the uppermost upper boom is formed to be extendable so that the boom when used as a crane can be used. The length can be easily adjusted, and the efficiency of crane work can be improved. Furthermore, the base end of the lower boom may not be attached to the front portion of the base machine, and the gantry may not be provided.
11…アースドリル、12…ベースマシン、13…下部走行体、13a…クローラ、14…旋回ベアリング、15…上部旋回体、15a…運手席、15b…機器室、16…伸縮ブーム、16a…ロアブーム、16b…セカンドブーム、16c…アッパーブーム、17…ガントリ、18…主巻ロープ、19…第1ウインチ、20…補巻ロープ、21…第2ウインチ、22…起伏ロープ、22a…ペンダントロープ、23…第3ウインチ、24a…ブームブラケット、24b…取付ブラケット、25…カウンタウエイト、26…セカンドブーム固定手段、27…トップシーブ、28…ケリーバ駆動装置、29…フロントフレーム、30…フレームシリンダ、31…第1固定部材、32…固定ピン収納筒、33…ピン引抜用油圧シリンダ、34…第2固定部材、35…スプリング、36…固定ピン、37…ストッパ、38…リミットスイッチ、39…支持台、41…ガントリシーブ、42…ミドルシーブ、43…スイベルジョイント、44…ケリーバ、45…拡底バケット
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