JP2016121513A - Double-pipe rod exchange device of ground drilling device - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、地盤穿孔装置の二重管ロッド交換装置に関する。更に詳しくは、インナーロッドとアウターケーシングからなる二重管ロッドの接続と切り離し作業を、少ない労力で迅速に行うようにした地盤穿孔装置の二重管ロッド交換装置に関する。 The present invention relates to a double tube rod exchange device for a ground drilling device. More particularly, the present invention relates to a double tube rod exchange device for a ground drilling device, in which connection and disconnection work of a double tube rod composed of an inner rod and an outer casing is quickly performed with a small amount of labor.
地盤穿孔装置では、インナーロッドとアウターケーシングの先端に取り付けたビットで地盤を穿孔し、穿孔が終了した二重管ロッドの後端に、穿孔深さに応じた本数の二重管ロッドを順次接続し、逆に引き抜き時には、二重管ロッドは一本ずつ切り離される。このような二重管ロッドの接続と切り離し作業を作業者の人手で行うことは、二重管ロッドの重量が大きく長いため大きな労力と危険性が伴い、作業が大変であり、二重管ロッドの接続と切り離し作業を機械化した装置が種々提案されている。 In the ground drilling device, the ground is drilled with a bit attached to the tip of the inner rod and outer casing, and the number of double tube rods corresponding to the drilling depth is sequentially connected to the rear end of the double tube rod after drilling. On the contrary, when pulling out, the double tube rods are separated one by one. The connection and disconnection of such a double tube rod by the operator is very laborious and dangerous due to the large and long weight of the double tube rod. Various devices that mechanize the connection and disconnection work have been proposed.
特許文献1、特許文献2の二重管ロッド交換装置は、二重管ロッドを横に寝かせた状態でセットし、直立位置に二重管ロッドを起こして地盤穿孔装置の主軸に接続している。二重管ロッドを横に寝かせてセットすると、長い二重管ロッドでは、地盤穿孔装置の周囲に広いスペースが必要となる。また、直立位置に二重管ロッドを起こすためには、力の大きなアクチュエータが必要となるため、二重管ロッド交換装置が大きくて重くなる。
The double-tube rod exchanging device of
特許文献3、特許文献4の二重管ロッド交換装置は、地盤穿孔装置の主軸から横方向に離れた位置に二重管ロッドを直立位置にセットし、二重管ロッドを地盤穿孔装置の主軸の真下に搬入した後、主軸に接続している。長て重い二重管ロッドを主軸の真下に搬入するためには、二重管ロッド交換装置の剛性が必要となるため、二重管ロッド交換装置が大きくて重く、構造も複雑になるため価格も高くなる。また、直立位置に二重管ロッドをセットするのは、二重管ロッドを横に寝かせるよりも作業がやりにくい。
In the double tube rod exchanging device of
本発明の目的は、狭いスペースに設置可能で、軽量で安価な地盤穿孔装置の二重管ロッド交換装置を提供することにある。
本発明の他の目的は、ロッド交換の作業性が良い地盤穿孔装置の二重管ロッド交換装置を提供することにある。
An object of the present invention is to provide a double tube rod exchange device for a ground drilling device that can be installed in a narrow space and is light and inexpensive.
Another object of the present invention is to provide a double tube rod exchanging device for a ground drilling device having good workability for rod exchanging.
前記課題は以下の手段によって解決される。
即ち、本発明1の地盤穿孔装置の二重管ロッド交換装置は、直立位置に設置可能なフレームと、前記フレームに前記フレームの長手方向に移動可能に載置された走行フレームと、前記走行フレームに前記走行フレームの移動方向に直交する方向に移動可能に載置され、穿孔位置と二重管ロッド交換位置との間で移動可能なスライドベースと、前記スライドベースに載置され、前記走行フレームの移動方向に平行な中心軸線を有し、インナーロッドとアウターケーシングからなる二重管ロッドを回転させる主軸と、前記スライドベースに載置され前記主軸に回転力を付与する回転駆動装置と、前記フレームの下端近傍の前記二重管ロッド交換位置に配置された二重管ロッド交換装置と、前記二重管ロッド交換装置に取り付けられ、前記二重管ロッド交換位置で前記二重管ロッドを前記走行フレームの移動方向に平行に保持する二重管ロッド保持装置と、前記二重管ロッド交換装置に取り付けられ、前記インナーロッドの下端を押し上げて、前記インナーロッドの上端を前記アウターケーシングの上端から突出させるインナーロッド上昇装置と、前記二重管ロッド交換装置に取り付けられ、前記アウターケーシングの外周を把持して、前記アウターケーシングの上端を前記インナーロッドの上端から突出させるアウターケーシング上昇装置とを備えたことを特徴とする。
The said subject is solved by the following means.
That is, the double tube rod exchanging device of the ground drilling device of the present invention includes a frame that can be installed in an upright position, a traveling frame that is mounted on the frame so as to be movable in the longitudinal direction of the frame, and the traveling frame The slide base is movably mounted in a direction perpendicular to the moving direction of the travel frame, and is movable between a drilling position and a double tube rod exchange position, and is mounted on the slide base and the travel frame. A main shaft that rotates a double tube rod composed of an inner rod and an outer casing, a rotation drive device that is placed on the slide base and applies a rotational force to the main shaft, and A double tube rod exchange device disposed at the double tube rod exchange position in the vicinity of the lower end of the frame; and the double tube rod exchange device attached to the double tube rod exchange device. A double tube rod holding device for holding the double tube rod in parallel with the moving direction of the traveling frame at a position to be exchanged, and a double tube rod exchange device, and the lower end of the inner rod is pushed up, An inner rod lifting device for projecting the upper end of the inner rod from the upper end of the outer casing, and the double tube rod exchange device, and gripping the outer periphery of the outer casing, the upper end of the outer casing is An outer casing raising device that protrudes from the upper end is provided.
本発明2の地盤穿孔装置の二重管ロッド交換装置は、本発明1において、前記二重管ロッド保持装置は、前記二重管ロッドの中心軸線が前記走行フレームの移動方向に対して傾斜した傾斜位置と、前記走行フレームの移動方向に平行な直立位置との間で前記二重管ロッドの姿勢を変更可能な二重管ロッド起倒装置を備えていることを特徴とする。
本発明3の地盤穿孔装置の二重管ロッド交換装置は、本発明2において、前記主軸の下端に取り付けられ、前記インナーロッドの上端の雄ねじに連結される雌ねじを有する内管カップリングと、前記内管カップリングの雌ねじの下端に形成され、前記インナーロッドの上端の雄ねじに向かって拡径する円錐状案内面とを備えたことを特徴とする。
The double tube rod exchanging device of the ground drilling device according to the second aspect of the present invention is the double tube rod holding device according to the first aspect of the present invention, wherein the central axis of the double tube rod is inclined with respect to the moving direction of the traveling frame. A double tube rod raising / lowering device capable of changing the posture of the double tube rod between an inclined position and an upright position parallel to the moving direction of the traveling frame is provided.
The double pipe rod exchanging device of the ground drilling device of the
本発明の地盤穿孔装置の二重管ロッド交換装置は、穿孔位置と二重管ロッド交換位置との間でスライドベースが移動し、傾斜位置にセットした二重管ロッドの姿勢を直立位置に立ててロッド交換を行うため、狭いスペースに設置可能で、構造が簡単で剛性も小さくて済むため、安価に製造することが可能となる。また、二重管ロッドの交換作業をロッドチャック等と干渉しない位置で行うので、作業効率が良くなる。 The double tube rod exchanging device of the ground drilling device according to the present invention moves the slide base between the drilling position and the double tube rod replacing position, and sets the posture of the double tube rod set in the inclined position to the upright position. Since the rod is exchanged, it can be installed in a narrow space, and since the structure is simple and the rigidity is small, it can be manufactured at low cost. Further, since the replacement work of the double tube rod is performed at a position where it does not interfere with the rod chuck or the like, the work efficiency is improved.
以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。図1は、本発明の地盤穿孔装置の二重管ロッド交換装置を示す全体正面図、図2は図1の左側面図である。図1、図2に示すように、本発明の地盤穿孔装置1の柱状のフレーム11は、地面に設置された厚肉で板状のベース12上に立設され、旋回油圧シリンダ13によって、垂直面内で立設角度が調整可能に取り付けられている。本発明の実施の形態では、フレーム11はベース12を介して地面に直立位置に立設されている。フレーム11は、自走式のクローラ等に取り付けて、所定の場所に容易に移動可能な構成にしてもよい。フレーム11には、フレーム11の長手方向に沿って垂直方向に移動可能に走行フレーム14が載置されている。走行フレーム14は、図示しない油圧シリンダによって駆動されて垂直方向に移動する。なお、走行フレーム14の駆動手段は、電動機、又は油圧回転モータによるチェーン駆動、油圧シリンダとチェーン併用であっても良い。
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. FIG. 1 is an overall front view showing a double tube rod exchange device of a ground drilling device of the present invention, and FIG. 2 is a left side view of FIG. As shown in FIGS. 1 and 2, the
走行フレーム14には、走行フレーム14の移動方向に直交する方向(水平方向)に移動可能にスライドベース15が移動可能に載置されている。スライドベース15は、スライド油圧シリンダ19によって駆動されて水平方向に移動する。スライドベース15には、垂直方向の中心軸線を有する主軸16が回転可能に軸支されている。主軸16には、回転駆動装置17による回転力と、起振装置18による中心軸線方向の起振力とが付与される。主軸16の下端には、中空円筒状の外管カップリング2と、外管カップリング2よりも小径で軸方向に長い内管カップリング3が固定され、主軸16の回転で外管カップリング2と内管カップリング3が回転する。内管カップリング3は外管カップリング2内に貫入され、外管カップリング2の下端から下方に突出して取り付けられる。
A
フレーム11の下端近傍の地面には、二重管ロッド交換装置4が設置され、主軸16に接続される二重管ロッド5がセットされる。外管カップリング2は二重管ロッド5のアウターケーシング51にねじ込まれ、内管カップリング3は二重管ロッド5のインナーロッド52にねじ込まれる。スライドベース15は、図1に実線で示す穿孔位置Aと、二点鎖線で示す二重管ロッド交換位置B(図1の二重管ロッド交換装置4の真上)との間で水平方向に移動する。
On the ground near the lower end of the
図3は、図1の二重管ロッド交換装置4の一部を破断して示す全体斜視図、図4は、図3の二重管ロッド交換装置4の縦断面図を示し、二重管ロッド5を傾斜位置にセットした状態を示す動作説明図である。図5(a)は、図4の後工程を示し、二重管ロッド5を直立位置に起こし、インナーロッド52の上端をアウターケーシング51の上端から突出させ、インナーロッド52の上端に内管カップリング3をねじ込む動作を示す動作説明図であり、図5(b)は図5(a)の上端の拡大断面図である。図3から図5に示すように、二重管ロッド交換装置4は、箱形のハウジング41に取り付けられた二重管ロッド保持装置6、インナーロッド上昇装置7、アウターケーシング上昇装置8で構成されている。
3 is an overall perspective view showing a part of the double tube
二重管ロッド保持装置6は、二重管ロッド5を垂直方向(走行フレーム14の移動方向)に対して傾斜した傾斜位置にセットする傾斜ガイド61と、二重管ロッド5の姿勢を傾斜位置と直立位置との間で変更可能な二重管ロッド起倒装置62を備えている。二重管ロッド起倒装置62は、Vブロック621、起倒油圧シリンダ622で構成されている。Vブロック621はピン623を支点にして傾斜ガイド61に揺動可能に軸支されている。油圧シリンダ622は、傾斜ガイド61の背面に固定されたブラケット624に、ピン625を支点にして揺動可能に軸支されている。起倒油圧シリンダ622のピストンロッド626の先端は、Vブロック621の背面にピン627を支点にして揺動可能に軸支されている。図4に示すように、二重管ロッド5をワイヤ63で吊り上げてVブロック621のV面に降ろせば、二重管ロッド5を傾斜位置に楽にセットすることができる。
The double tube
インナーロッド上昇装置7は、押圧油圧シリンダ71と押し板72で構成されている。押圧油圧シリンダ71は、ハウジング41の内部に形成された水平な仕切り板42に直立して固定され、押圧油圧シリンダ71のピストンロッド73の上端に押し板72が取り付けられている。図5に示すように、起倒油圧シリンダ622を作動してVブロック621で二重管ロッド5を直立位置に起こす。その後、押圧油圧シリンダ71を作動してインナーロッド52の下端を押し板72で押し上げて、インナーロッド52の上端をアウターケーシング51の上端から突出させる。
The inner
アウターケーシング上昇装置8は、ガイドポスト81、昇降板82、把持爪83、83、昇降シリンダ84、開閉油圧シリンダ85、85で構成されている。ガイドポスト81は、ハウジング41の上面に形成された天板43に直立して固定され、ガイドポスト81前面の案内面811に沿って、昇降板82が垂直方向に移動可能に取り付けられている。昇降油圧シリンダ84のピストンロッド841の上端が昇降板82に取り付けられ、昇降油圧シリンダ84を作動して、昇降板82を垂直方向に移動する。昇降板82に水平面内で開閉可能に支持された一対の把持爪83、83は、V型の把持面を有し、一対の開閉油圧シリンダ85、85の作動で平行に開閉し、アウターケーシング51の外周を把持したり、把持状態を解除する。
The outer
次に、上記した本発明の地盤穿孔装置の二重管ロッド交換装置の二重管ロッド交換動作を説明する。図5に示すように、起倒油圧シリンダ622を作動してVブロック621で二重管ロッド5を直立位置に起こす。その後、押圧油圧シリンダ71を作動してインナーロッド52の下端を押し板72で押し上げて、インナーロッド52の上端をアウターケーシング51の上端から突出させる。図7に示すように、スライドベース15を二重管ロッド交換位置Bに水平方向(図7の左方向)に移動し、主軸16の中心軸線を二重管ロッド5の中心軸線と一致させる。その後、走行フレーム14を垂直方向下方に移動する。
Next, the double tube rod replacement operation of the double tube rod replacement device of the above-described ground drilling device of the present invention will be described. As shown in FIG. 5, the vertical
図5に示すように、インナーロッド52の上端には雄ねじ521が形成され、内管カップリング3の下端には雄ねじ521にねじ込まれて連結される雌ねじ31が形成されている。また、内管カップリング3の雌ねじ31の下端(開口部)には、雄ねじ521に向かって拡径する円錐状案内面32が形成されている。従って、内管カップリング3の円錐状案内面32がインナーロッド52の上端に当接すると、内管カップリング3の中心軸線にインナーロッド52の中心軸線を容易に一致させることができる。主軸16を回転させて、内管カップリング3と外管カップリング2を回転させると、インナーロッド52の雄ねじ521に内管カップリング3の雌ねじ31が容易にねじ込まれて、インナーロッド52に内管カップリング3が連結される。
As shown in FIG. 5, a
図6に示すように、一対の開閉油圧シリンダ85、85を作動して、一対の把持爪83、83を閉じ、アウターケーシング51の外周を一対の把持爪83、83で把持する。その後、昇降油圧シリンダ84を作動して昇降板82を垂直方向上方に移動し、アウターケーシング51の上端をインナーロッド52の上端から突出させる。押圧油圧シリンダ71を作動して押し板72を下降させて、インナーロッド52の下端から押し板72を離間させる。図5、図6に示すように、アウターケーシング51の上端には雌ねじ511が形成され、外管カップリング2の下端には雌ねじ511にねじ込まれて連結される雄ねじ21が形成されている。図8に示すように、主軸16を回転させて、内管カップリング3と外管カップリング2を回転させながら、走行フレーム14を垂直方向下方に移動すると、アウターケーシング51に外管カップリング2がねじ込まれて連結される。
As shown in FIG. 6, the pair of opening and closing
図9に示すように、一対の開閉油圧シリンダ85、85を作動して、一対の把持爪83、83を開き、一対の把持爪83、83の把持動作を解除する。その後、昇降油圧シリンダ84を作動して昇降板82を垂直方向下方に移動する。走行フレーム14を垂直方向上方に移動すると、二重管ロッド交換装置4から二重管ロッド5が抜き出される。
As shown in FIG. 9, the pair of opening / closing
図10に示すように、スライドベース15を水平方向右側(図示上)に移動し、二重管ロッド5を穿孔位置Aに位置決めする。その後、走行フレーム14を垂直方向下方に移動し、搬入した二重管ロッド5の下端を、先行して地盤に打ち込まれた二重管ロッドの上端に接続し、穿孔作業を継続する。二重管ロッド5の引き抜き時には、上記した二重管ロッド交換動作の逆の動作を行い、二重管ロッド交換装置4に二重管ロッド5を戻す。
As shown in FIG. 10, the
本発明の地盤穿孔装置の二重管ロッド交換装置は、二重管ロッドを傾斜位置にセットするため、二重管ロッドを横に寝かせてセットしたり、直立位置にセットするよりも、楽に二重管ロッドをセットすることができる。また、傾斜位置から直立位置に二重管ロッドを起こすため、二重管ロッド交換装置を設置するのに必要なスペースが狭くて済み、二重管ロッドを直立させるためのアクチュエータの力が小さくできるため、二重管ロッド交換装置を小さく軽くできる。 The double tube rod exchanging device of the ground drilling device of the present invention sets the double tube rod in the inclined position, so it is easier to set the double tube rod than lying down or set it upright. A heavy tube rod can be set. In addition, since the double tube rod is raised from the inclined position to the upright position, the space required for installing the double tube rod changer is small, and the actuator force to erect the double tube rod can be reduced. Therefore, the double tube rod exchange device can be made small and light.
更に、本発明の地盤穿孔装置の二重管ロッド交換装置には、二重管ロッドを主軸の真下に搬入するための機構が不要となるため、二重管ロッド交換装置の構造が簡単で剛性も小さくて済むため、二重管ロッド交換装置を安価に製造することが可能となる。本発明の地盤穿孔装置の二重管ロッド交換装置は、二重管ロッドを二重管ロッド交換装置から受け取るために、スライドベースを二重管ロッド交換位置の真上に移動する機構が必要となるが、スライドベースを移動して穿孔位置Aの上部空間を空けることにより、ロッドチャック等との干渉を防ぎ、かつ単管掘削作業やUチューブ挿入等の作業を行う時の作業性を向上させる効果が生じる。 Furthermore, since the double tube rod exchanging device of the ground drilling device of the present invention does not require a mechanism for carrying the double tube rod directly under the main shaft, the structure of the double tube rod exchanging device is simple and rigid. Therefore, the double tube rod exchanging device can be manufactured at low cost. In order to receive the double tube rod from the double tube rod exchange device, the double tube rod exchange device of the ground drilling device of the present invention requires a mechanism for moving the slide base directly above the double tube rod exchange position. However, by moving the slide base to open the upper space of the drilling position A, it is possible to prevent interference with the rod chuck and improve workability when performing single tube excavation work or U tube insertion work. An effect is produced.
1…地盤穿孔装置1
11…フレーム
12…ベース
13…旋回油圧シリンダ
14…走行フレーム
15…スライドベース
16…主軸
17…回転駆動装置
18…起振装置
19…スライド油圧シリンダ
2…外管カップリング
21…雄ねじ
3…内管カップリング
31…雌ねじ
32…円錐状案内面
4…二重管ロッド交換装置
41…ハウジング
42…仕切り板
43…天板
5…二重管ロッド
51…アウターケーシング
511…雌ねじ
52…インナーロッド
521…雄ねじ
6…二重管ロッド保持装置
61…傾斜ガイド
62…二重管ロッド起倒装置
621…Vブロック
622…起倒油圧シリンダ
623…ピン
624…ブラケット
625…ピン
626…ピストンロッド
627…ピン
63…ワイヤ
7…インナーロッド上昇装置
71…押圧油圧シリンダ
72…押し板72
73…ピストンロッド
8…アウターケーシング上昇装置
81…ガイドポスト
811…案内面
82…昇降板
83…把持爪
84…昇降シリンダ
841…ピストンロッド
85…開閉油圧シリンダ
A…穿孔位置
B…二重管ロッド交換位置
1 ...
DESCRIPTION OF
73 ...
Claims (3)
前記フレームに前記フレームの長手方向に移動可能に載置された走行フレームと、
前記走行フレームに前記走行フレームの移動方向に直交する方向に移動可能に載置され、穿孔位置と二重管ロッド交換位置との間で移動可能なスライドベースと、
前記スライドベースに載置され、前記走行フレームの移動方向に平行な中心軸線を有し、インナーロッドとアウターケーシングからなる二重管ロッドを回転させる主軸と、
前記スライドベースに載置され前記主軸に回転力を付与する回転駆動装置と、
前記フレームの下端近傍の前記二重管ロッド交換位置に配置された二重管ロッド交換装置と、
前記二重管ロッド交換装置に取り付けられ、前記二重管ロッド交換位置で前記二重管ロッドを前記走行フレームの移動方向に平行に保持する二重管ロッド保持装置と、
前記二重管ロッド交換装置に取り付けられ、前記インナーロッドの下端を押し上げて、前記インナーロッドの上端を前記アウターケーシングの上端から突出させるインナーロッド上昇装置と、
前記二重管ロッド交換装置に取り付けられ、前記アウターケーシングの外周を把持して、前記アウターケーシングの上端を前記インナーロッドの上端から突出させるアウターケーシング上昇装置と
を備えたことを特徴とする地盤穿孔装置の二重管ロッド交換装置。 A frame that can be installed in an upright position;
A traveling frame mounted on the frame so as to be movable in the longitudinal direction of the frame;
A slide base mounted on the traveling frame so as to be movable in a direction orthogonal to the moving direction of the traveling frame, and movable between a drilling position and a double tube rod exchange position;
A main shaft mounted on the slide base, having a central axis parallel to the moving direction of the traveling frame, and rotating a double tube rod composed of an inner rod and an outer casing;
A rotation drive device mounted on the slide base and applying a rotational force to the main shaft;
A double tube rod exchange device disposed at the double tube rod exchange position near the lower end of the frame;
A double tube rod holding device attached to the double tube rod exchange device, and holding the double tube rod in parallel with the moving direction of the traveling frame at the double tube rod exchange position;
An inner rod lifting device that is attached to the double tube rod exchange device, pushes up the lower end of the inner rod, and projects the upper end of the inner rod from the upper end of the outer casing;
An outer casing lifting device that is attached to the double tube rod exchanging device, grips the outer periphery of the outer casing, and projects the upper end of the outer casing from the upper end of the inner rod. Double tube rod changer for equipment.
前記二重管ロッド保持装置は、
前記二重管ロッドの中心軸線が前記走行フレームの移動方向に対して傾斜した傾斜位置と、前記走行フレームの移動方向に平行な直立位置との間で前記二重管ロッドの姿勢を変更可能な二重管ロッド起倒装置を備えている
ことを特徴とする地盤穿孔装置の二重管ロッド交換装置。 In the double tube rod exchange device of the ground drilling device according to claim 1,
The double tube rod holding device is
The posture of the double tube rod can be changed between an inclined position where the center axis of the double tube rod is inclined with respect to the moving direction of the traveling frame and an upright position parallel to the moving direction of the traveling frame. A double tube rod exchanging device for a ground drilling device, comprising a double tube rod tilting device.
前記主軸の下端に取り付けられ、前記インナーロッドの上端の雄ねじに連結される雌ねじを有する内管カップリングと、
前記内管カップリングの雌ねじの下端に形成され、前記インナーロッドの上端の雄ねじに向かって拡径する円錐状案内面とを備えた
ことを特徴とする地盤穿孔装置の二重管ロッド交換装置。 In the double tube rod exchange device of the ground drilling device according to claim 2,
An inner pipe coupling attached to the lower end of the main shaft and having an internal thread connected to the external thread at the upper end of the inner rod;
A double tube rod exchanging device for a ground drilling device, comprising: a conical guide surface formed at a lower end of an internal thread of the inner tube coupling and expanding toward an external thread at an upper end of the inner rod.
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