JP2022150870A - Boring device - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は削孔装置に関する。更に詳しくは、内管と外管から成る二重管ツールスを継ぎ足しながら地盤を所定深度まで削孔する削孔装置において削孔側の内管に装置側の新たな内管を円滑に安定して接続することができる削孔装置に関するものである。 The present invention relates to a drilling device. More specifically, in a drilling device that drills the ground to a predetermined depth while adding double-pipe tools consisting of an inner pipe and an outer pipe, a new inner pipe on the device side is smoothly and stably attached to the inner pipe on the drilling side. It relates to a drilling device that can be connected.
従来、地盤に孔を穿設する方法として、回転力と打撃力とを与えながら削孔するロータリーパーカッション方式が広く知られている。このロータリーパーカッション方式は、打撃力によって硬質岩を破砕するため、砂層や転石層のみならず、岩盤などでも削孔が行える利点を有する。
そのため、ロータリーパーカッションは、例えば地すべり抑止工の一つであるグラウンドアンカー工または地すべり抑制工の一つである横ボーリング工等の斜面防災施工技術における削孔手段として、或いはトンネル工法における切羽安定保持工法の一つである薬液注入工法における削孔手段として幅広く利用されている。
Conventionally, as a method of drilling a hole in the ground, a rotary percussion method of drilling while applying a rotational force and a striking force is widely known. Since this rotary percussion method crushes hard rock by impact force, it has the advantage of being able to drill not only sand layers and boulder layers but also bedrock.
Therefore, rotary percussion is used as a drilling method in slope disaster prevention construction technology such as ground anchor work, which is one of landslide prevention work, or horizontal boring work, which is one of landslide prevention work, or as a face stability maintenance method in tunnel construction. It is widely used as a drilling means in the chemical injection method, which is one of the
ロータリーパーカッションによる削孔工程を簡単に説明すると、先ずアウターケーシング及びインナーロッドから成る二重管ツールス(又は「二重管ロッド」と言う。)を回転駆動装置(又はスイベルヘッド)に接続する。そして回転駆動装置によって二重管ツールスに打撃力を与えながら回転駆動装置によって回転力を与えながら地盤中を削孔する。そして二重管ツールスを補填しながら所定の深度まで削孔する。そして二重管ツールスが目標の深度に到達したら削孔を完了する。 To briefly explain the drilling process by rotary percussion, first, a double tube tool (or "double tube rod") consisting of an outer casing and an inner rod is connected to a rotary drive device (or swivel head). Then, the ground is drilled while applying an impact force to the double-pipe tools by the rotary drive device and applying a rotational force by the rotary drive device. Then, the hole is drilled to a predetermined depth while compensating for the double pipe tools. Drilling is completed when the double pipe tools reach the target depth.
削孔完了後、インナーロッドを全て抜管する。その後アウターケーシングを全て抜管して施工が完了する。 After drilling is completed, remove all the inner rods. After that, the outer casing is completely removed and the construction is completed.
これまで、上記二重管補填工程において二重管ツールスの回転駆動装置への接続は、リーダ装置を斜め(例えば地すべり抑止工のグランドアンカー工では二重管ツールスによる削孔方向の俯角が90°未満である一方、地すべり抑制工の横ボーリング工では二重管ツールスによる削孔方向の抑角は30°である。)にした状態で、作業者が人力で二重管ツールスを持ち上げ、二重管ツールスと回転駆動装置との軸芯合わせ及び接続作業を行っていた。二重管ツールスは重量が最低でも40kgと重く、且つ全長が最低でも1m以上と長い為、二重管ツールスと回転駆動装置への軸芯合わせ及び接続作業を人力で行う事は、大きな労力と回転駆動装置に巻き込まれる等の危険性が伴う。 Until now, in the double-pipe filling process, the connection of the double-pipe tools to the rotary drive device was performed by tilting the leader device (for example, in the ground anchor work of landslide prevention work, the depression angle of the drilling direction by the double-pipe tools was 90°. On the other hand, in the horizontal boring work for landslide control work, the depressing angle of the drilling direction by the double pipe tools is 30°.), the worker manually lifts the double pipe tools and I was doing work to align and connect the shafts of the pipe tools and the rotary drive. The double pipe tools are heavy at least 40kg and have a long total length of at least 1m. There is a danger of being caught in the rotary drive device.
また、地中に貫入した二重管ツールス(削孔側の二重管ツールス)に、回転駆動装置に取り付けられた二重管ツールス(回転駆動装置側の二重管ツールス)を接続する際、オペレータがリーダ装置によって回転駆動装置側のインナーロッドを下降させながら、削孔側のインナーロッドの軸芯に対する装置側のインナーロッドについての芯出し作業を行っていた。 Also, when connecting the double-pipe tools (dual-pipe tools on the drilling side) that have penetrated into the ground to the double-pipe tools attached to the rotary drive device (double-pipe tools on the rotary drive device side), While the operator lowers the inner rod on the side of the rotary drive device using a leader device, the operator performs centering work for the inner rod on the device side with respect to the axial center of the inner rod on the drilling side.
しかし、回転駆動装置側のインナーロッドは長手方向に長い為、重力の影響を受けることによって或いは装置側のインナーロッド自体の曲がりによって、装置側のインナーロッドの先端部の軸芯が、削孔側のインナーロッドの軸芯に対し大きく偏芯する場合が多々起こり得る。最悪の場合、装置側のインナーロッドを削孔側のインナーロッドの軸芯に合わすことができずに、装置側のインナーロッドを削孔側のインナーロッドに接続することができないことが起こり得る。 However, since the inner rod on the side of the rotary drive device is long in the longitudinal direction, the axial center of the tip of the inner rod on the side of the device may become dislocated from the drilling side due to the influence of gravity or the bending of the inner rod itself on the device side. There are many cases where the inner rod is largely eccentric with respect to the axis of the inner rod. In the worst case, the inner rod on the device side cannot be aligned with the inner rod on the drilling side, so that the inner rod on the device side cannot be connected to the inner rod on the drilling side.
このように、二重管ツールスを継ぎ足しながら地盤を所定深度まで削孔する従来の削孔装置では、回転駆動装置側のインナーロッドを削孔側のインナーロッドに円滑に安定して接続することができないという問題がある。 Thus, in the conventional drilling device that drills the ground to a predetermined depth while adding double pipe tools, it is possible to smoothly and stably connect the inner rod on the rotary drive device side to the inner rod on the drilling side. I have a problem that I can't.
そこで、本発明は上記従来技術の問題点に鑑み成されたものであり、その目的は、内管と外管から成る二重管ツールスを継ぎ足しながら地盤を所定深度まで削孔する削孔装置において削孔側の内管に装置側の新たな内管を円滑に安定して接続することができる削孔装置を提供することにある。 SUMMARY OF THE INVENTION Accordingly, the present invention has been made in view of the above-mentioned problems of the prior art. To provide a drilling device capable of smoothly and stably connecting a new inner pipe on the device side to an inner pipe on the drilling side.
上記目的を達成するための本発明に係る削孔装置は、内管(1a)及び外管(1b)から成る二重管(1)を少なくとも地中・岩盤・構造物中に回転貫入させる回転駆動装置(40)と、前記回転駆動装置(40)を支持しながら鋼管(1)を任意の施工方向に誘導するリーダ装置(30)と、前記リーダ装置(30)の下方に設けられて内管(1a)を把持すると共に内管(1a)同士または外管(1b)同士のネジ締結を緩める第1把持機構(71)と、前記第1把持機構(71)の下方に設けられて内管(1a)を把持する第2把持機構(72)と、前記第2把持機構(72)の下方に設けられて外管(1b)を把持する第3把持機構(73)とを備えた、二重管(1)を逐次継ぎ足しながら地盤を削孔する削孔装置であって、前記第1把持機構(71)の上方には、内管(1a)と外管(1b)を選択的に通過させる開口(62b)を有し且つ前記開口(62b)の縁部が中心に向かって斜め下方に傾斜したテーパ面(62La、62Ra)に成形されているガイド機構(60)が設けられていることを特徴とする。 A drilling apparatus according to the present invention for achieving the above object is a rotary drilling device that rotates a double pipe (1) consisting of an inner pipe (1a) and an outer pipe (1b) and penetrates at least into the ground, bedrock, or structure. a driving device (40), a leader device (30) for guiding the steel pipe (1) in an arbitrary construction direction while supporting the rotation driving device (40), and an internal a first gripping mechanism (71) for gripping the pipe (1a) and loosening screw fastening between the inner pipes (1a) or between the outer pipes (1b); A second gripping mechanism (72) for gripping the tube (1a), and a third gripping mechanism (73) provided below the second gripping mechanism (72) for gripping the outer tube (1b), A drilling device for drilling ground while successively adding double pipes (1), wherein an inner pipe (1a) and an outer pipe (1b) are selectively placed above the first gripping mechanism (71). A guide mechanism (60) is provided which has an opening (62b) for passage and the edges of the opening (62b) are formed into tapered surfaces (62La, 62Ra) inclined downward toward the center. It is characterized by
上記構成では、開口(62b)の縁部が中心に向かって斜め下方に傾斜したテーパ面(62La、62Ra)によって、回転駆動装置側の内管(1a)の先端部は開口(62b)にスムーズに誘導されて、開口(62b)を通過し削孔側の内管(1a)に接続することになる。また、開口(62b)は外管(1b)を選択的に通過させることができるため、回転駆動装置側の外管(1b)と削孔側の外管(1b)を接続する際には、回転駆動装置側の外管(1b)の先端部が開口(62b)を通過して削孔側の外管(1b)にスムーズに接続することになる。 In the above configuration, the edge of the opening (62b) tapers (62La, 62Ra) inclined downward toward the center so that the tip of the inner tube (1a) on the side of the rotary drive device smoothly fits into the opening (62b). , it passes through the opening (62b) and connects to the inner pipe (1a) on the drilling side. In addition, since the opening (62b) can selectively pass the outer tube (1b), when connecting the outer tube (1b) on the side of the rotary drive device and the outer tube (1b) on the drilling side, The tip of the outer tube (1b) on the rotation drive side passes through the opening (62b) and smoothly connects to the outer tube (1b) on the drilling side.
本発明に係る削孔装置の第2の特徴は、前記テーパ面(62La、62Ra)が形成された部材(62)は二つの部材(62L、62R)に分割され、各部材(62L、62R)が互いに水平逆向きに移動可能に構成されていることである。 A second feature of the drilling device according to the present invention is that the member (62) formed with the tapered surfaces (62La, 62Ra) is divided into two members (62L, 62R), each member (62L, 62R) are configured so as to be able to move horizontally in opposite directions to each other.
上記構成では、例えば往復運動を行うシリンダ(63L,63R)の先端に上記テーパ面(62La、62Ra)が形成された各部材(62L、62R)を取り付けることによって、内管(1a)と外管(1b)を選択的に通過させることが可能になる。 In the above configuration, for example, by attaching the members (62L, 62R) having the tapered surfaces (62La, 62Ra) to the tips of the cylinders (63L, 63R) that perform reciprocating motion, the inner tube (1a) and the outer tube (1b) can be selectively passed through.
本発明に係る削孔装置の第3の特徴は、前記開口(62b)の中心は、前記回転駆動装置(40)において内管(1a)が接続されるインナーエンド(40a)の軸芯に一致するように設定されていることである。 A third feature of the drilling device according to the present invention is that the center of the opening (62b) coincides with the axial center of the inner end (40a) to which the inner pipe (1a) is connected in the rotary drive device (40). is set to
上記構成では、装置側の内管(1a)の先端部が開口(62b)を通過することにより、装置側の内管(1a)の先端部の軸芯が自動的に装置側のインナーエンド(40a)の軸芯に調整されることになる。 In the above configuration, the tip of the inner tube (1a) on the device side passes through the opening (62b), so that the axial center of the tip of the inner tube (1a) on the device side is automatically aligned with the inner end (1a) on the device side. 40a).
本発明に係る削孔装置の第4の特徴は、前記ガイド機構(60)は、外管(1b)を前記開口(62b)に誘導するための縁部が中心に向かって斜め下方に傾斜したテーパ面(61b)に成形された他の開口(61a)を有することである。 A fourth feature of the drilling apparatus according to the present invention is that the guide mechanism (60) has an edge portion inclined downward toward the center for guiding the outer tube (1b) to the opening (62b). It has another opening (61a) molded into the tapered surface (61b).
上記構成では、装置側の内管(1a)の先端部の軸芯が大きく偏芯している場合であっても、他の開口(61a)のテーパ面(61b)によって装置側の内管(1a)の先端部は開口(62b)に誘導され、削孔側の内管(1a)に円滑に誘導されることになる。同様に、装置側の外管(1b)の先端部についても他の開口(61a)のテーパ面(61b)によって削孔側の外管(1b)に円滑に誘導されることになる。 In the above configuration, even if the axial center of the tip of the inner tube (1a) on the device side is greatly eccentric, the tapered surface (61b) of the other opening (61a) allows the inner tube (1a) on the device side to The tip of 1a) is guided to the opening (62b) and smoothly guided to the inner tube (1a) on the drilling side. Similarly, the tip of the device-side outer tube (1b) is smoothly guided to the drilling-side outer tube (1b) by the tapered surface (61b) of the other opening (61a).
本発明に係る削孔装置の第5の特徴は、前記他の開口(61a)の中心は、前記回転駆動装置(40)において外管(1b)が接続されるアウターエンド(40b)の軸芯に一致するように設定されていることである。 A fifth feature of the drilling device according to the present invention is that the center of the other opening (61a) is the axial center of the outer end (40b) to which the outer pipe (1b) is connected in the rotary drive device (40). is set to match
上記構成では、装置側の外管(1b)の先端部が他の開口(61a)を通過することにより、装置側の外管(1b)の先端部の軸芯が自動的に装置側のアウターエンド(40b)の軸芯に調整されることになる。 In the above configuration, the tip of the device-side outer tube (1b) passes through the other opening (61a), so that the axial center of the tip of the device-side outer tube (1b) automatically aligns with the device-side outer tube. It will be adjusted to the axial center of the end (40b).
本発明に係る削孔装置の第6の特徴は、前記回転駆動装置(40)は、二重管(1)に衝撃力を印加する衝撃装置を有することである。 A sixth feature of the drilling device according to the present invention is that the rotary drive device (40) has an impact device for applying impact force to the double pipe (1).
上記構成では、本発明はロータリーパーカッション装置に対しても適用され得る。 With the configuration described above, the present invention can also be applied to a rotary percussion device.
本発明に係る削孔装置の第7の特徴は、二重管(1)の軸芯を所定の方向に調整する軸芯調整装置(20)が前記リーダ装置(30)の隣に並行して設けられると共に、二重管(1)を蓄える二重管ストック装置(10)が前記軸芯調整装置(20)の隣に並行して設けられ、前記二重管ストック装置(10)と前記軸芯調整装置(20)は、前記リーダ装置(30)に連動して起倒するように構成されていることである。 A seventh feature of the drilling device according to the present invention is that an axial center adjusting device (20) for adjusting the axial center of the double pipe (1) in a predetermined direction is arranged next to the leader device (30). A double pipe stock device (10) for storing the double pipe (1) is provided in parallel next to the shaft center adjustment device (20), and the double pipe stock device (10) and the shaft The core adjustment device (20) is configured to be raised and lowered in conjunction with the leader device (30).
本発明に係る削孔装置の第8の特徴は、前記二重管ストック装置(10)は、二重管(1)を前記軸芯調整装置(20)に移送する移送手段(11)を有しながら所定の位置(17b)を支点として起倒可能に構成される一方、前記軸芯調整装置(20)は、前記二重管ストック装置(10)側に二重管(1)が通過可能な開口を常時形成した把持機構(22、23U、23L)と、軸芯が調整された二重管(1)を前記リーダ装置(30)の側に旋回させる旋回機構(26、27)を備え、前記リーダ装置(30)は回転駆動装置(40)を横方向に移動させるスライド機構(32)を備えることである。 The eighth feature of the drilling apparatus according to the present invention is that the double pipe stock device (10) has transfer means (11) for transferring the double pipe (1) to the axial center adjustment device (20). While the shaft center adjusting device (20) allows the double pipe (1) to pass through to the double pipe stock device (10) side, gripping mechanisms (22, 23U, 23L) that always form a wide opening, and turning mechanisms (26, 27) that turn the double tube (1) whose axis is adjusted to the side of the reader device (30). , the reader device (30) comprises a slide mechanism (32) for laterally moving the rotary drive device (40).
上記構成では、リーダ装置(30)の施工角度が斜めの場合であっても、二重管ストック装置(10)は二重管(1)を受け取り、受け取った二重管(1)を軸芯調整装置(20)に移送することができるようになる。さらに、軸芯調整装置(20)は軸芯調整済みの二重管(1)を回転駆動装置(40)の軸芯上に位置決めすることができると共に、リーダ装置(30)は軸芯調整済みの二重管(1)を回転駆動装置(40)に接続し、削孔側の二重管(1)に継ぎ足すことができるようになる。 In the above configuration, even if the construction angle of the leader device (30) is oblique, the double pipe stock device (10) receives the double pipe (1) and places the received double pipe (1) on the axis. It can now be transferred to the conditioning device (20). Further, the axial center adjusting device (20) can position the double tube (1) with the axial center adjusted on the axial center of the rotary drive device (40), and the reader device (30) has the axial center adjusted. The double pipe (1) on the drilling side can be connected to the rotary drive device (40) to add to the double pipe (1) on the drilling side.
本発明に係る削孔装置によれば、内管と外管から成る二重管ツールスを継ぎ足しながら地盤を所定深度まで削孔する削孔装置において削孔側の内管に装置側の新たな内管を円滑に安定して接続することが可能となる。 According to the drilling device according to the present invention, in the drilling device for drilling the ground to a predetermined depth while adding the double-pipe tool consisting of the inner pipe and the outer pipe, the new inner pipe on the drilling side is attached to the inner pipe on the drilling side. It becomes possible to connect pipes smoothly and stably.
以下、添付図面を参照して本発明の実施形態を詳細に説明する。 BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
図1は、本発明の一実施形態に係る削孔装置100を示す説明図である。なお、説明の都合上図1はリーダ装置30が起立した状態を表している。
FIG. 1 is an explanatory diagram showing a drilling device 100 according to one embodiment of the present invention. For convenience of explanation, FIG. 1 shows a state in which the
この削孔装置100は、二重管ロッド1の任意の施工角度においてリーダ装置30の傾斜角度をそのまま維持した状態で二重管ロッド1の軸芯調整、二重管ロッド1と回転駆動装置40への接続および回転駆動装置40からの切り離しを自動的に行うことができるように構成されている。
This drilling device 100 is capable of adjusting the axial center of the double-
そのため、この削孔装置100は、二重管ロッド1を蓄えるためのロッドストッカー10と、二重管ロッド1の芯出しを行うと共に芯出しを完了した二重管ロッド1を回転駆動装置40の芯上(軸芯上)に位置決めするロッドチェンジャー20と、回転駆動装置40を所定の方向に沿って昇降させるリーダ装置30と、回転駆動装置40に取り付けられた二重管ロッド1に回転力、給推力及び衝撃力を与える回転駆動装置40と、各要素が取り付けられる構体50と、回転駆動装置40に取り付けられた二重管ロッド1の軸芯を所定範囲内に入るように位置決めするセントラライザー60とを具備して構成されている。
Therefore, this drilling device 100 includes a
なお、ここで言う「芯出し」とは「二重管ロッド1の軸芯を所定範囲内に入るように二重管ロッド1を位置決めすること」を意味している。また、本実施形態で使用される二重管ロッド1は、アウターケーシング1bと、アウターケーシング1b内にフリー状態で置かれたインナーロッド1a(図4)とから成る二重管ツールスである。また、ロッドストッカー10については図2及び図3にて詳細に説明する。ロッドチェンジャー20については図2、図4及び図5にて詳細に説明する。
Here, "centering" means "positioning the
因みに、ロッドストッカー10は、油圧シリンダ19によって起倒自在に支柱ブラケット18及びロッドチェンジャー支柱29を介してロッドチェンジャー20に一体化されている。ロッドチェンジャー20は、上連結部材28Uおよび下連結部材28Lによってリーダ装置30に一体化されている。リーダ装置30は構体50に起倒自在に取り付けられている。従って、本実施形態では、ロッドストッカー10はロッドチェンジャー20を介してリーダ装置30に一体化されている。ロッドチェンジャー20は直接リーダ装置30に一体化されている。すなわち、ロッドストッカー10及びロッドチェンジャー20はリーダ装置30に連動して起倒するように構成されている。以下、各構成について説明する。
Incidentally, the
リーダ装置30は、回転駆動装置40をチェーン31によって上下に昇降させる。チェーン31はリーダ装置30の両端部に設けられた駆動スプロケット(図示せず)と被動スプロケット(図示せず)との間に巻き掛けられて、チェーン用油圧モータ33によって回転駆動される。また、回転駆動装置40をロッドチェンジャー20側の横方向にオフセットさせるヘッドスライド機構32を備えている。
The
リーダ装置30は、起倒シリンダ(図示せず)によって前後リーダ支点(図示せず)を中心として前後方向に起立・傾倒可能に構成されている。
The
回転駆動装置40は、二重管ロッド1のインナーロッド1aに接続されるインナーエンド40aと、同アウターケーシング1bに接続されるアウターエンド40bと、二重管ロッド1を回転させる2個の油圧モータ40c,40cと、二重管ロッド1に衝撃力を与える油圧打撃装置40dとを備えている。
The
図2は、本発明に係るロッドストッカー10及びロッドチェンジャー20を示す説明図である。
図2に示されるように、ロッドストッカー10は、移送用チェーン11,11と、移送用チェーン11,11を駆動する油圧モータ12と、移送用チェーン11,11上に設けられ移送時の二重管ロッド1の脱落を防止するストッパーピン13,13と、二重管ロッド1を移送方向に後方から押すバックフレーム14と、二重管ロッド1の側面上部を支える上管支持ブラケット15Uと、二重管ロッド1の側面下部を支える下管支持ブラケット15Lと、二重管ロッド1の長手方向上方への移動を規制する上移動規制板16Uと、二重管ロッド1の長手方向下方への移動を規制する下移動規制板16Lと、各要素が取り付けられた支柱17と、支柱17を起倒(揺動)可能に支持すると共に油圧シリンダ19を支持する支柱ブラケット18と、支柱17を起倒させる油圧シリンダ19とを備えている。
FIG. 2 is an explanatory diagram showing the
As shown in FIG. 2, the
支柱17は、ロッドチェンジャー20の旋回ブラケット26に対し平行可能に配置され支持ブラケット18に対し起倒(揺動)可能に取り付けられている。支柱17の両側に互いに平行に回転軸12a,12bが配設されている。外側の回転軸12aの両端に駆動スプロケット12cがそれぞれ配置され、内側の回転軸12bの両端に被動スプロケット12dがそれぞれ配置されている。移送用チェーン11は支柱17を跨ぐ形態で駆動スプロケット12c及び被動スプロケット12dにそれぞれ巻き掛けられている。これにより、二重管ロッド1をロッドチェンジャー20に移送する無端チェーン式の移送手段が支柱17に構築されることになる。
The
また、油圧モータ12及び油圧シリンダ19は、支柱17の外側に配置されている。更に、二重管ロッド1が通過可能な開口を常時形成したロッドチェンジャー20のクランプ22,23U,23Lを、ロッドストッカー10の移送用チェーン11及び回転軸12bに干渉しない位置に配置することにより、ロッドストッカー10とロッドチェンジャー20との間の距離を短くすることが可能となる。これにより、二重管ロッド1は、移送用チェーン11,11によってロッドチェンジャー20のクランプ22,23U,23Lにスムーズに移送することが可能となる。
Also, the
上・下管支持ブラケット15U,15Lは、ロッドチェンジャー20側と反対の端部には上方に向かって突出した突起15U1,15L1がそれぞれ設けられている。この突起15U1,15L1により、ロッドストッカー10が水平状態に置かれたときに、二重管ロッド1が上下管支持ブラケット15U,15Lから脱落することを防止することが可能となる。
The upper and lower
上移動規制板16Uおよび下移動規制板16Lは、折曲げ部16U1,16L1をそれぞれ有している。これにより、二重管ロッド1を支持した支柱17が垂直状態または傾斜状態になる場合に、二重管ロッド1が支柱17から分離することを防止することが可能となる。
The upper
従って、二重管ロッド1が上管支持ブラケット15U及び下管支持ブラケット15Lに置かれると、移送用チェーン11,11は二重管ロッド1を所定の位置まで移動させる。この「所定の位置」とは、ロッドストッカー10が任意の傾斜角度を取る場合であっても二重管ロッド1がロッドストッカー10から脱落することがない位置を意味しており、例えば二重管ロッド1の両端が、上・下折曲げ部16U1,16L1の下側に一致する位置を意味している。この場合、二重管ロッド1は軸方向(長手方向)については上・下移動規制板16U,16Lによって制止され、径方向(横方向)についてはストッパーピン13,13とバックフレーム14によって制止されている。また、二重管ロッド1の面外方向については上・下折曲げ部16U1,16L1によって制止されている。
Therefore, when the
また、移送用チェーン11の移動量については、油圧モータ12の回転軸12aに取り付けられたエンコーダ(図示せず)によって検出されるように構成されている。従って、二重管ロッド1が上記「所定の位置」に到着したか否かについてはこのエンコーダによって検出されることになる。
Further, the movement amount of the
図3は、本発明に係るロッドストッカー10の起倒構造を示す説明図である。
ロッドストッカー10は、油圧シリンダ19を用いた起倒構造により、二重管ロッド1の施工角度(リーダ装置30の傾斜角度)に関わらず、リーダ装置30の傾斜角度を維持したまま支柱17を水平状態にし、新たな二重管ロッド1を受け取ると共に、受け取った後に支柱17の傾斜角度をリーダ装置30(ロッドチェンジャー20)の傾斜角度に戻すことが可能となる。これにより、二重管ロッド1の施工角度(リーダ装置30の傾斜角度)に関わらず、後続の二重管ロッド1の芯出しを行うことが可能となると共に、芯出しが完了した二重管ロッド1を回転駆動装置40に接続することが可能となる。なお、ここで言う「二重管ロッド1の芯出し」とは、内側の「インナーロッド1aの軸芯の位置決め」と、外側の「アウターケーシング1bの軸芯の位置決め」の双方の位置決めを意味している。
3A and 3B are explanatory diagrams showing the tilting structure of the
The
支柱17の後部(下移動規制板16Lの近傍)下側には、垂直リブ板17aが設けられている。この垂直リブ板17aには支柱17を支柱ブラケット18に対し揺動可能に一体化する連結ピン17bが設けられている。他方、支柱ブラケット18には垂直リブ板17aが嵌合する凹部18aが設けられている。この凹部18aは、油圧シリンダ19が作動する際、垂直リブ板17aが凹部18aに嵌合することにより、支柱17の横振れを防止する。これにより、二重管ロッド1が置かれた支柱17を安定に起倒することができるようになる。
A
油圧シリンダ19は、ロッド19aがロッド用連結ピン19cによって垂直リブ板17aに揺動可能に取り付けられている。一方、シリンダ本体19bは本体用連結ピン19dによって支柱ブラケット18に揺動可能に取り付けられている。従って、油圧シリンダ19のロッド19aが伸びる場合、支柱17は連結ピン17bを支点として図上上方へ揺動する(起立する)。一方、油圧シリンダ19のロッド19aが収縮する場合、支柱17は連結ピン17bを支点として図上下方へ揺動する(傾倒する)。従って、ロッドストッカー10が二重管ロッド1を受け取る場合、油圧シリンダ19はロッド19aを収縮させることになる。一方、ロッドストッカー10が二重管ロッド1を傾斜したロッドチェンジャー20に移送する場合は、油圧シリンダ19はロッド19aを伸ばすことになる。
The
再び図2に戻って、ロッドチェンジャー20は、二重管ロッド1のインナーロッド1aの芯出しを行うインナーガイド21と、インナーロッド1aを把持するインナークランプ22と、二重管ロッド1のアウターケーシング1bの側面上部を把持する上アウタークランプ23Uと、アウターケーシング1bの側面下部を把持する下アウタークランプ23Lと、下アウタークランプ23Lを旋回ブラケット26の長手方向に沿って昇降させるクランプスライド機構24と、インナーロッド1aの芯出しを行うインナー芯出し用シリンダ25と、芯出しが完了した二重管ロッド1を回転駆動装置40の軸芯上に移動させる旋回ブラケット26と、旋回ブラケット26を旋回させる旋回用アクチュエータ27と、旋回ブラケット26をリーダ装置30と一体化する上連結部材28Uおよび下連結部材28Lと、ロッドストッカー10を支持するためのロッドチェンジャー支柱29とを備えている。なお、インナーガイド21、インナークランプ22及び上・下アウタークランプ23U,23Lについては図4を参照しながら後述する。
Returning again to FIG. An upper
ロッドチェンジャー支柱29は、上連結部材28U及び下連結部材28Lを支持している。上連結部材28Uと下連結部材28Lとの間に旋回ブラケット26が旋回自在に取り付けられている。インナーガイド21、インナークランプ22及び上・下アウタークランプ23U,23L、クランプスライド機構24、インナー芯出し用シリンダ25は、所定のブラケットを介して旋回ブラケット26に一体化されている。また、旋回ブラケット26は、旋回用アクチュエータ27によって旋回させられる。
The
図4は、本発明に係るロッドチェンジャ-20の把持機構を示す説明図である。なお、図4は、旋回ブラケット26がリーダ装置30側に旋回したときのロッドチェンジャー20の要部を表している。
FIG. 4 is an explanatory diagram showing the gripping mechanism of the rod changer 20 according to the present invention. 4 shows the essential parts of the rod changer 20 when the
インナーガイド21は、上アーム21cと下アーム21dがそれぞれ揺動可能に構成されている。従って、インナーガイド21が開く際は、二重管ロッド1のアウターケーシング1bはインナーガイド21を通過することができるようになる。他方、インナーガイド21が閉じる際は、中央に貫通穴21b(図5)が形成される。従って、二重管ロッド1のインナーロッド1aのみが通過可能となる。
The
インナーガイド21が閉じる場合、インナーロッド1aは、インナー芯出し用シリンダ25に押されて貫通穴21b(図5)を通される。その貫通穴21bの穴芯は、旋回ブラケット26を支点として所定角度だけ旋回させた場合に、回転駆動装置40のインナーエンド40aの軸芯を中心とした所定範囲内(公差範囲内)を通過するように予め設定されている。従って、インナーロッド1aを、半円錐形状(テーパ面21a)の中央に形成される貫通穴21bを通過させることによりインナーロッド1aの軸芯が回転駆動装置40のインナーエンド40aの軸芯を中心とした所定範囲内(公差範囲内)を通過することになる。
When the
また、インナーガイド21が閉じた際に、内周面が半円錐形状のテーパ面21a(図5)を成すことにより、二重管ロッド1が傾斜している場合であっても、インナー芯出し用シリンダ25がインナーロッド1aの後端を押したときに、インナーロッド1aの先端がスムーズに貫通穴21b(図5)に案内されることになる。
In addition, when the
インナークランプ22の内周面(インナーロッド1aの側面に対向する面)には、先端にV字状テーパ機構22a(図5)が取り付けられたシリンダ22b,22bが上下点対称に配置されている。従って、シリンダ22b,22bが上下方向からインナーロッド1aを把持したときに、インナーロッド1aの軸芯を所定の位置に位置決めすることになる。なお、この「所定の位置」とは、インナーロッド1aの軸芯を、旋回ブラケット26を支点として所定角度だけ旋回させた場合に、インナーロッド1aの軸芯が回転駆動装置40のインナーエンド40aの軸芯を中心とした所定範囲内(公差範囲内)を通過するような位置である。
On the inner peripheral surface of the inner clamp 22 (the surface facing the side surface of the
なお、インナークランプ22の上・下クランプアーム22c,22dは可動不能で常時固定されている。その結果、インナークランプ22のロッドストッカー10側には二重管ロッド1(アウターケーシング1b)が通過可能な開口が常時形成されている。
The upper and
また、上アウタークランプ23Uの内周面(アウターケーシング1bの側面に対向する面)には、先端にV字状ローラーテーパ機構23Ua(図17)が取り付けられた上アウタークランプシリンダ23Ub,23Ubが上下点対称に配置されている。従って、上アウタークランプシリンダ23Ub,23Ubが上下方向からアウターケーシング1bを把持したときに、アウターケーシング1bの軸芯を所定の位置に位置決めすることになる。なお、この「所定の位置」とは、アウターケーシング1bの軸芯を、旋回ブラケット26を支点として所定角度だけ旋回させた場合に、アウターケーシング1bの軸芯が回転駆動装置40のアウターエンド40bの軸芯を中心とした所定範囲内(公差範囲内)を通過するような位置である。また、このV字状ローラーテーパ機構23Uaによって、アウターケーシング1bは軸芯位置を保持した状態で、軸方向(長手方向)に沿って上アウタークランプ23Uに対し相対移動することが可能となる。
In addition, upper outer clamp cylinders 23Ub, 23Ub having a V-shaped roller taper mechanism 23Ua (FIG. 17) attached to their tips are mounted on the inner peripheral surface of the upper
なお、上アウタークランプ23Uの上・下クランプアーム23Uc,23Udは可動不能で常時固定されている。その結果、上アウタークランプ23Uのロッドストッカー10側には二重管ロッド1(アウターケーシング1b)が通過可能な開口が常時形成されている。
The upper and lower clamp arms 23Uc, 23Ud of the upper
他方、下アウタークランプ23Lの内周面(アウターケーシング1bの側面に対向する面)には、先端にV字状テーパ機構23Laが取り付けられた下アウタークランプシリンダ23Lb,23Lbが上下点対称に配置されている。従って、下アウタークランプシリンダ23Lb,23Lbが上下方向からアウターケーシング1bを把持したときに、アウターケーシング1bの軸芯を所定の位置に位置決めすることになる。なお、この「所定の位置」とは、アウターケーシング1bの軸芯を、旋回ブラケット26を支点として所定角度だけ旋回させた場合に、アウターケーシング1bの軸芯が回転駆動装置40のアウターエンド40bの軸芯を中心とした所定範囲内(公差範囲内)を通過するような位置である。
On the other hand, on the inner peripheral surface of the lower
なお、下アウタークランプ23Lの上・下クランプアーム23Lc,23Ldは可動不能で常時固定されている。その結果、下アウタークランプ23Lはロッドストッカー10側に二重管ロッド1(アウターケーシング1b)が通過可能な開口が常時形成されている。
The upper and lower clamp arms 23Lc, 23Ld of the lower
このように、下アウタークランプ23L及び上アウタークランプ23Uが、アウターケーシング1bを把持することにより、アウターケーシング1bについての芯出しは完了することになる。
In this manner, the lower
また、詳細については図15を参照しながら後述するが、下アウタークランプ23Lはクランプスライド機構24によって旋回ブラケット26の軸方向(長手方向)に沿って移動することができるように構成されている。これにより、上アウタークランプ23U及び下アウタークランプ23Lがアウターケーシング1bを把持した状態、つまりアウターケーシング1bの軸芯位置を保持した状態で、アウターケーシング1bを回転駆動装置40に近接させることが可能になる。その結果、二重管ロッド1のアウターケーシング1bを回転駆動装置40に接続するに際し、回転駆動装置40を下降/上昇させる必要がなくなる。これにより、二重管ロッド1と回転駆動装置40の接続作業において回転駆動装置40の昇降回数を最小限にすることが可能となる。
Further, although the details will be described later with reference to FIG. 15 , the lower
図5は、本発明に係るロッドチェンジャーのインナーロッドに対する軸心調整構造を示す説明図である。
インナー芯出し用シリンダ25のロッド25aの先端は、インナーガイド21に向かって外周面が縮径した円錐形のコーン形状25bを成している。一方、インナーガイド21は、内周面が中心に向かって縮径した半円錐形のテーパ面21aと、テーパ面21aの中心に形成される貫通穴21bとを有している。なお、インナーガイド21は二分割されて構成されているため、テーパ面21a及び貫通穴21bも二分割されて構成されている。
FIG. 5 is an explanatory view showing the axial center adjustment structure for the inner rod of the rod changer according to the present invention.
The tip of the
先ず、二重管ロッド1のインナーロッド1aは、インナー芯出し用シリンダ25によってアウターケーシング1b内部を通ってインナーガイド21のテーパ面21aに当接する。インナーガイド21のテーパ面21aによって、インナーロッド1aの先端が貫通穴21bに案内され、貫通穴21bに嵌まることにより先端において軸芯が合わされる。次に、インナー芯出し用シリンダ25のロッド25aをストロークエンドまで伸ばすことにより、ロッド25a先端のコーン形状25bがインナーロッド1aの後端にはまり込む。これにより、後端においても軸芯が合わされ、インナーロッド1aの芯出しが完了する。その状態のインナーロッド1aをインナークランプ22で把持することにより、インナーロッド1aの芯出し状態が保持されることになる。
First, the
図6はアウターケーシング1bの軸芯位置を保持した状態で回転駆動装置40に接続しようと近接する状態を示す説明図である。なお、インナーガイド21及びインナークランプ22は開状態である。
FIG. 6 is an explanatory diagram showing a state in which the
図6に示されるように、ヘッドスライド機構32が回転駆動装置40を横方向にスライドさせる。その後、クランプスライド機構24が下アウタークランプ23Lを上方へスライドさせて、アウターケーシング1bは軸芯が保持された状態で上方の所定位置まで移動することになる。その後、リーダ装置30が回転駆動装置40を下降させて、回転駆動装置40のアウターエンド40bとアウターケーシング1bを接続する。このように、クランプスライド機構24を用いて下アウタークランプ23Lを移動させることにより、回転駆動装置40の移動工程が少なくなる為、回転駆動装置40とアウターケーシング1bとの接続作業を効率良く行うことができるようになる。以下に、二重管ロッド1がロッドストッカー10に載置されてから、回転駆動装置40に接続されるまでの一連のプロセスについて説明する。
As shown in FIG. 6, the
図7は、二重管ロッド1がロッドストッカー10に載置されてから回転駆動装置40に接続されるまでの一連のロッド交換プロセスを示すフロー図である。
FIG. 7 is a flow chart showing a series of rod replacement processes from when the
先ずプロセスP1では、図8に示されるように、ロッドストッカー10に二重管ロッド1をセットする。二重管ロッド1のセットは、例えばクレーン等の釣り上げ旋回装置を使用して行われる。この場合、ロッドストッカー10の支柱17は、油圧シリンダ19によって傾斜状態から水平状態になっている。なお、ロッドストッカー10の支柱17の倒れ角度については、油圧シリンダ19のストローク量を基にして算出することができる。
First, in process P1, the
その後、二重管ロッド1を移送用チェーン11によって上・下折曲げ部16U1,16L1の位置まで移送する。これにより、二重管ロッド1は、上・下折曲げ部16U1,16L1、支柱17、ストッパーピン13,13及びバックフレーム14によって脱落することなく安定に支持されることになる。なお、二重管ロッド1の移送量については、例えば油圧モータ12に取り付けられたエンコーダ(図示せず)の回転量を基にして算出することができる。
After that, the
次にプロセスP2では、図9に示されるように、二重管ロッド1を所定位置まで起立させる。ロッドストッカー10の支柱17をロッドチェンジャー20の旋回ブラケット26に対し平行になる位置まで油圧シリンダ19によって起立させる。その後、移送用チェーン11を使用して二重管ロッド1をロッドチェンジャー20に移送する。二重管ロッド1のアウターケーシング1bは、上・下アウタークランプ23U,23Lの各内周面に嵌合する。
Next, in process P2, as shown in FIG. 9, the
次にプロセスP3では、図10に示されるように、アウターロッド1bの芯出しを行う。上・下アウタークランプ23U,23Lでアウターケーシング1bを把持することにより、アウターケーシング1bの芯出しが自動的に行われる。
Next, in process P3, as shown in FIG. 10, the
次にプロセスP4では、図11に示されるように、インナーロッド1aの芯出しを行う。先ず、先端に雄型のコーン形状25bが取り付けられたインナー芯出し用シリンダ25のロッド25aが、中空円筒状のインナーロッド1aの後端に係合する(図11(a))。ロッド25aが伸びることにより、インナーロッド1aはアウターケーシング1bの内周面に接しながらインナーガイド21の方へ押し出される。
Next, in process P4, as shown in FIG. 11, the
ロッド25aが更に伸びることにより、インナーロッド1aの先端がインナーガイド21のテーパ面21aに当接し、テーパ面21aに案内され、貫通穴21bに嵌まることになる。ロッド25aが更に伸びることにより、ロッド25aのコーン形状25bがインナーロッド1aの後端に嵌合することになる(図11(b))。これにより、インナーロッド1aの芯出しが行われる。この場合、インナーロッド1aは、インナーガイド21の上・下アーム21c,21dに阻まれて貫通穴21bを通過することはできない。すなわち、インナーロッド1aは、後端をインナー芯出し用シリンダ25のロッド25aによって付勢された状態で、先端をインナーガイド21の上・下アーム21c,21dによって行く手を阻まれている。
As the
インナークランプ22のシリンダ22b,22bによって上下方向から把持することにより、インナーロッド1aの軸芯位置が保持されることになる。
By gripping from above and below with the
次にプロセスP5では、図12に示されるように、回転駆動装置40を所定の位置まで上昇させる。
Next, in process P5, as shown in FIG. 12, the
次にプロセスP6では、図12に示されるように、インナーガイド21、インナークランプ22及び上・下アウタークランプ23U,Lをロッドストッカー10側からリーダ側30へ旋回させる。
Next, in process P6, the
次にプロセスP7では、図13に示されるように、インナーガイド21を開く。
Next, in process P7, as shown in FIG. 13, the
次にプロセスP8では、図13に示されるように、回転駆動装置40をロッドチェンジャー20側にスライドさせる。これにより、二重管ロッド1のインナーロッド1aとアウターケーシング1bの各軸芯が、回転駆動装置40のインナーエンド40a又はアウターエンド40b各軸芯上にそれぞれ位置するようになる。
Next, in process P8, as shown in FIG. 13, the
次にプロセスP9では、図14に示されるように、回転駆動装置40のインナーエンド40aをインナーロッド1aに接続する。回転駆動装置40が下降して回転駆動装置40のインナーエンド40aの雌ネジ(図示せず)がインナーロッド1aの雄ネジ(図示せず)にネジ結合することにより、回転駆動装置40とインナーロッド1aが接続される。
Next, in process P9, as shown in FIG. 14, the
次にプロセスP10では、図14に示されるように、インナークランプ22を開く。シリンダ22b,22bによる上下方向からの把持を解除する。
Next, in process P10, the inner clamp 22 is opened as shown in FIG. The gripping from the vertical direction by the
次にプロセスP11では、図14に示されるように、インナー芯出し用シリンダ25を縮める。
Next, in process P11, as shown in FIG. 14, the inner centering
次にプロセスP12では、図15に示されるように、クランプスライド機構24によって下アウタークランプ23Lによって把持されたアウターケーシング1bを上昇させる。
Next, in process P12, as shown in FIG. 15, the
次にプロセスP13では、図16に示されるように、アウターケーシング1bを回転駆動装置40のアウターエンド40bに接続する。回転駆動装置40が下降してアウターエンド40bの雄ネジ(図示せず)がアウターケーシング1bの雌ネジ(図示せず)にネジ結合することにより、回転駆動装置40とアウターケーシング1bが接続される。これにより、二重管ロッド1と回転駆動装置40の接続が完了する。
Next, in process P13, the
次にプロセスP14では、図16に示されるように、上アウタークランプ23U及び下アウタークランプ23Lをそれぞれ開く。上アウタークランプシリンダ23Ub,23Ubによる上下方向からの把持を解除する。また、下アウタークランプシリンダ23Lb,23Lbによる上下方向からの把持を解除する。
Next, in process P14, as shown in FIG. 16, the upper
次にプロセスP15では、図16に示されるように、二重管ロッド1が接続された回転駆動装置40をヘッドスライド機構32によってリーダ装置30側に戻す。
Next, in process P15, as shown in FIG. 16, the
以上の通り、本発明の削孔装置100によれば、二重管ロッド1の任意の施工角度においてリーダ装置30の傾斜角度をそのまま維持した状態で二重管ロッド1の軸芯調整、二重管ロッド1と回転駆動装置40への接続および回転駆動装置40からの切り離しを自動的に行うことが可能となる。
As described above, according to the drilling apparatus 100 of the present invention, the axial center adjustment of the double-
図17は、本発明に係る上アウタークランプシリンダ23Ubの先端に取り付けられたV字状ローラーテーパ機構23Uaを示す説明図である。図17(a)は上アウタークランプ23Uの要部断面図であり、図17(b)はV字状ローラーテーパ機構23Uaの要部斜視図である。
FIG. 17 is an explanatory diagram showing the V-shaped roller taper mechanism 23Ua attached to the tip of the upper outer clamp cylinder 23Ub according to the present invention. FIG. 17(a) is a cross-sectional view of the upper
図17(a)に示されるように、傾斜したローラが横方向に対称に折り返されたV字状ローラーテーパ機構23Uaが、上下に点対称に配置されている。従って、アウターケーシング1bがV字状ローラーテーパ機構23Ua,23Uaによって上下から把持される場合、アウターケーシング1bの軸芯C1bの位置は、V字状ローラーテーパ機構23Ua,23Uaが形成する所定位置に位置決めされることになる。なお、この「所定位置」とは「上側の接点P1と下側の接点P2を結ぶ線分」と「上側の接点P2と下側の接点P1を結ぶ線分」との交点である。
As shown in FIG. 17(a), V-shaped roller taper mechanisms 23Ua, in which inclined rollers are symmetrically folded back in the horizontal direction, are vertically arranged point-symmetrically. Therefore, when the
なお、インナークランプ22は、傾斜した粗面板が横方向に対称に折り返されたV字状テーパ機構22a,22aが形成する所定位置に、インナーロッド1aの軸芯が位置決めされることになる。同様に、下アウタークランプ23Lは、傾斜した粗面板が横方向に対称に折り返されたV字状テーパ機構23La,23Laが形成する所定位置に、アウターケーシング1bの軸芯C1bが位置決めされることになる。
In the inner clamp 22, the axial center of the
図18から図21は、本発明に係るセントラライザー60を示す説明図である。図18はインナーガイド62が閉じた状態におけるセントラライザー60の近傍に係る削孔装置100を表し、図19はインナーガイド62が開いた状態におけるセントラライザー60の近傍に係る削孔装置100を表している。図20はインナーガイド62が閉じたときのセントラライザー60についての要部断面を表している。図21はインナーガイド62が開いたときのセントラライザー60についての要部断面を表している。なお、図18及び図19ではセントラライザー60の一部が断面図にて表されている。
18 to 21 are explanatory diagrams showing the
セントラライザー60は、削孔側の二重管ロッド1に接続される、回転駆動装置40に取り付けられた二重管ロッド1の先端の軸芯を所定範囲内に入るように位置決めする芯出し装置である。ここでいう「所定範囲」とは、二重管ロッド1のインナーロッド1aについては回転駆動装置40のインナーエンド40aの軸芯であり、同アウターケーシング1bについては回転駆動装置40のアウターエンド40bの軸芯である。
The
セントラライザー60は、リーダ装置30の下部に設けられた第1クランプ71の上面に例えばボルト65によって固定されている。なお、第1クランプ71は、把持機構の他に、インナーロッド同士1a,1aまたはアウターケーシング1b,1b同士のネジ締結部を40°程度回転させる回転機構を備えている。従って、第1クランプ71は、回転駆動装置40の回転力(トルク)だけではネジ締結されたインナーロッド同士1a,1aまたはアウターケーシング1b,1b同士を緩めることが困難な場合に使用される。
The
第2クランプ72はインナーロッド1aをクランプするための把持機構であり、第3クランプ73はアウターケーシング1bをクランプするための把持機構である。
The
セントラライザー60の構成としては、回転駆動装置40に取り付けられたアウターケーシング1bの先端の軸芯を、回転駆動装置40のアウターエンド40bの軸芯(削孔側のアウターケーシング1bの軸芯)に一致するように位置決めするアウターガイド61と、回転駆動装置40側に取り付けられたインナーロッド1aの先端の軸芯を、回転駆動装置40のインナーエンド40aの軸芯(削孔側のインナーロッド1aの軸芯)に一致するように位置決めする左インナーガイド62L及び右インナーガイド62Rと、左インナーガイド62Lを水平方向に移動させる左シリンダ63Lと、右インナーガイド62Rを水平方向に移動させる右シリンダ63Rと、左・右インナーガイド62L,62Rを水平移動可能に収容する収容ブラケット64とを具備してセントラライザー60は構成されている。以下、各構成について更に説明する。
As for the configuration of the
図20に示されるように、アウターガイド61は中央部にアウターケーシング1bを通す円形の開口61bが形成された環状体を成し、収容ブラケット64の上部に取り付けられている。なお、収容ブラケット64は例えば上面が開口した無底中空箱形を成している。上面の開口64aはアウターケーシング1bが通過可能な内径を有している。
As shown in FIG. 20, the
アウターガイド61の外周縁部は、中心に向かって斜め下方に傾斜したテーパ面61aを成している。このテーパ面61aは、回転駆動装置40側のアウターケーシング1bの先端部を開口61bにスムーズに誘導する(サソイ込む)ように機能する。
The outer peripheral edge of the
また、開口61bの中心(穴芯)は回転駆動装置40のアウターエンド40bの軸芯と一致する位置に設定されている。さらに開口61bの内径ΦAは、アウターケーシング1bの最大外径より若干大きくなるように設定されている。
Further, the center (hole center) of the
従って、削孔側のアウターケーシング1bの軸芯は、回転駆動装置40のアウターエンド40bの軸芯に一致している場合、回転駆動装置40側のアウターケーシング1bについて開口61bを通すことにより、回転駆動装置40側のアウターケーシング1bと削孔側のアウターケーシング1bとの芯出しが自動的に行われることになる。
Therefore, when the axial center of the
アウターガイド61の下方には、回転駆動装置40に取り付けられたインナーロッド1aの先端の軸芯を位置決めするインナーガイド62が設けられている。インナーガイド62は、環状体を2等分したときの片方の半環状体に相当する左インナーガイド62Lと右インナーガイド62Rから構成されている。従って、左インナーガイド62Lと右インナーガイド62Rが接合した形状は、アウターガイド61と同様に、中央部にインナーロッド1aを通す円形の開口62bが形成された環状体を成している。
Below the
左インナーガイド62Lの上部外周縁部は、開口62bの中心に向かって斜め下方に傾斜した左テーパ面62Laを形成している。同様に、右インナーガイド62Rの上部外周縁部は、開口62bの中心に向かって斜め下方に傾斜した右テーパ面62Raを形成している。これら左・右テーパ面62La,62Raは、回転駆動装置40側のインナーロッド1aの先端部を開口62bにスムーズに誘導する(サソイ込む)ように機能する。
An upper peripheral edge portion of the left inner guide 62L forms a left tapered surface 62La inclined obliquely downward toward the center of the
また、この開口62bの中心(穴芯)は、回転駆動装置40のインナーエンド40aの軸芯と一致する位置に設定されている。さらに開口62bの内径ΦBはインナーロッド1aの最大外径より若干大きくなるように設定されている。
The center (hole center) of the
従って、削孔側のインナーロッド1aの軸芯は、回転駆動装置40のインナーエンド40aの軸芯に一致している場合、回転駆動装置40側のインナーロッド1aについて開口62bを通すことにより、回転駆動装置40側のインナーロッド1aと削孔側のインナーロッド1aとの芯出しが自動的に行われることになる。
Therefore, when the axial center of the
また、左インナーガイド62Lは、左シリンダ63Lによって収容ブラケット64内を水平方向に移動可能に構成されている。同様に、右インナーガイド62Rも右シリンダ63Rによって収容ブラケット64内を水平方向に移動可能に構成されている。
Also, the left inner guide 62L is configured to be horizontally movable within the
従って、図21に示されるように、アウターケーシング1bがアウターガイド61の開口61bを通るときには、左インナーガイド62Lは図上左側に、右インナーガイド62Rは図上右側にそれぞれ移動することにより、アウターケーシング1bの通過の妨げにならないようにする。
Therefore, as shown in FIG. 21, when the
左・右シリンダ63L,63Rについては、例えば油圧式シリンダによって構成することが可能であるが、電動式シリンダによって構成することも可能である。以下に、セントラライザー60によるインナーロッド1aに対する開口62bへの誘導(サソイ)機能について説明する。
The left and
図22は、セントラライザー60によるインナーロッド1aに対する開口62bへの誘導(サソイ)機能を示す説明図である。なお、説明の都合上、インナーガイドが閉じたときに生じる開口62bの中心を通る軸線のことを「基準軸線」ということにする。
FIG. 22 is an explanatory view showing the function of the
図22(a)に示されるように、インナーロッド1aの軸線が基準軸芯から大きく偏芯してアウターガイド61のテーパ面61aに当接する場合、テーパ面61aによってインナーロッド1aは開口61bの中心に誘導される。
As shown in FIG. 22(a), when the axis of the
図22(b)に示されるように、インナーロッド1aはアウターガイド61からインナーガイド62の上面62cに落下する。
As shown in FIG. 22(b), the
図22(c)に示されるように、インナーロッド1aは、リーダ装置30の給進力によって上面62cから左・右テーパ面62La,62Raに移動させられる。
As shown in FIG. 22(c), the
図22(d)に示されるように、左・右テーパ面62La,62Raは中心に向かって斜め下方に傾斜しているため、左・右テーパ面62La,62Raによって装置側のインナーロッド1aの先端部がスムーズに開口62bに誘導され、そして開口62bを通過することにより、削孔側のインナーロッド1aの軸芯に自動的に合わされることになる。
As shown in FIG. 22(d), the left and right tapered surfaces 62La and 62Ra are inclined downward toward the center. When the part is smoothly guided to the
このように、回転駆動装置側のインナーロッド1aの先端部の軸線が、削孔側の基準軸線から大きく偏芯している場合であっても、アウターガイド61のテーパ面61aによってインナーガイド62の左・右テーパ面62La,62Raに誘導される。左・右テーパ面62La,62Raによって装置側のインナーロッド1aの先端部は、開口62bに誘導され、そして開口62bを通過することにより削孔側の基準軸線に円滑に合わされることになる。
As described above, even when the axis of the tip of the
ところで、削孔側のインナーロッド1aがインナーガイドの上面62cから突出している場合において、削孔側のインナーロッド1aの軸芯を回転駆動装置側のインナーエンド40aの軸芯に位置決めする場合は、左・右インナーガイド62L,62Rを閉じて第1クランプ71又は第2クランプ72を閉じることにより、削孔側のインナーロッド1aの軸芯を回転駆動装置側のインナーエンド40aの軸芯に位置決めすることが可能になる。
By the way, in the case where the
以上、図面を参照しながら本発明の一実施形態である削孔装置100について説明したが、本発明の実施形態は上記に限定されることはない。すなわち、本発明の技術的範囲内において種々の修正・変更をすることが可能である。例えば、ロッドチェンジャー20を起倒させる起倒シリンダを別途設けて、その起倒シリンダによってロッドチェンジャー20をリーダ装置30と連動させるようにすることも可能である。
Although the drilling apparatus 100 that is one embodiment of the present invention has been described above with reference to the drawings, the embodiments of the present invention are not limited to the above. That is, various modifications and changes are possible within the technical scope of the present invention. For example, it is possible to separately provide a tilting cylinder for tilting the rod changer 20 and to link the rod changer 20 with the
また、ロッドストッカー10の移送用チェーン11を回転駆動する油圧モータ12に代えて電動モータを使用することも可能である。同様に、支柱17を起倒させる油圧シリンダ19についても電動シリンダを使用することも可能である。
It is also possible to use an electric motor instead of the
また、ロッドチェンジャー20で使用されるアクチュエータのタイプは、電動式、油圧式のどちらでも良い。 Also, the type of actuator used in the rod changer 20 may be either electric or hydraulic.
また、油圧打撃装置40dを省略することも可能である。 It is also possible to omit the hydraulic impact device 40d.
また、本発明は、二重管ロッド1の施工方向(施工角度)について、鉛直下向き、鉛直斜め下向き、鉛直上向き又は鉛直斜め上向きを取ることが可能である。すなわち、削孔対象物と削孔方向との成す角度θは、0°から360°の範囲内で任意に設定することが可能である。
Further, in the present invention, the construction direction (construction angle) of the
1 二重管ロッド(鋼管)
1a インナーロッド
1b アウターケーシング
10 ロッドストッカー(鋼管ストック装置)
11 移送用チェーン(移送手段、無端動力伝達手段)
12 油圧モータ(モータ)
12a 回転軸
12b 回転軸
13 ストッパーピン(ストッパ部材)
14 バックフレーム(押し部材)
15U 上管支持ブラケット
15U1 突起
15L 下管支持ブラケット
15L1 突起
16U 上移動規制板
16U1 上折曲げ部
16L 下移動規制板
16L1 下折曲げ部
17 支柱
17a 垂直リブ板
17b 連結ピン
18 支柱ブラケット
18a 凹部
19 油圧シリンダ(シリンダアクチュエータ)
19a ロッド
19b シリンダ本体
19c ロッド用連結ピン
19d 本体用連結ピン
20 ロッドチェンジャー(軸芯調整装置)
21 インナーガイド
21a テーパ面(テーパ内周面)
21b 貫通穴
21c 上アーム
21d 下アーム
22 インナークランプ
22a V字状テーパ機構
22b シリンダ
22c 上クランプアーム
22d 下クランプアーム
23U 上アウタークランプ(第1把持機構)
23Ua V字状ローラーテーパ機構
23Ub 上アウタークランプシリンダ
23Uc 上クランプアーム
23Ud 下クランプアーム
23L 下アウタークランプ(第1把持機構)
23La V字状テーパ機構
23Lb 下アウタークランプシリンダ
23Lc 上クランプアーム
23Ld 下クランプアーム
24 クランプスライド機構
25 インナー芯出し用シリンダ
25a ロッド
25b コーン形状(テーパ外周面)
26 旋回ブラケット
27 旋回用アクチュエータ
28U 上連結部材
28L 下連結部材
29 ロッドチェンジャー支柱
30 リーダ装置
31 チェーン
32 ヘッドスライド機構
33 チェーン用油圧モータ
40 回転駆動装置
40a インナーエンド
40b アウターエンド
40c 油圧モータ
40d 油圧打撃装置
50 構体
60 セントラライザー(ガイド機構)
61 アウターガイド
61a テーパ面
61b 開口(他の開口)
62b 開口
62c 上面
62L 左インナーガイド
62La 左テーパ面(テーパ面)
62R 右インナーガイド
62Ra 右テーパ面(テーパ面)
63L 左シリンダ
63R 右シリンダ
64 収容ブラケット
65 ボルト
71 第1クランプ(第1把持機構)
72 第2クランプ(第2把持機構)
73 第3クランプ(第3把持機構)
100 削孔装置
1 double pipe rod (steel pipe)
1a
11 transfer chain (transfer means, endless power transmission means)
12 hydraulic motor (motor)
12a rotating shaft
14 back frame (push member)
15U Upper tube support
21
21b Through
23Ua V-shaped roller taper mechanism 23Ub Upper outer clamp cylinder 23Uc Upper clamp arm 23Ud
23La V-shaped taper mechanism 23Lb Lower outer clamp cylinder 23Lc Upper clamp arm 23Ld
26 Turning bracket 27
61 outer guide 61a tapered
62R Right inner guide 62Ra Right tapered surface (tapered surface)
63L left cylinder 63R
72 second clamp (second gripping mechanism)
73 third clamp (third gripping mechanism)
100 drilling device
Claims (8)
前記回転駆動装置(40)を支持しながら鋼管(1)を任意の施工方向に誘導するリーダ装置(30)と、
前記リーダ装置(30)の下方に設けられて内管(1a)を把持すると共に内管(1a)同士または外管(1b)同士のネジ締結を緩める第1把持機構(71)と、
前記第1把持機構(71)の下方に設けられて内管(1a)を把持する第2把持機構(72)と、
前記第2把持機構(72)の下方に設けられて外管(1b)を把持する第3把持機構(73)とを備えた、
二重管(1)を逐次継ぎ足しながら地盤を削孔する削孔装置であって、
前記第1把持機構(71)の上方には、
内管(1a)と外管(1b)を選択的に通過させる開口(62b)を有し且つ
前記開口(62b)の縁部が中心に向かって斜め下方に傾斜したテーパ面(62La、62Ra)に成形されている
ガイド機構(60)が設けられている
ことを特徴とする削孔装置。 a rotary drive device (40) for rotating and penetrating a double pipe (1) consisting of an inner pipe (1a) and an outer pipe (1b) into at least the ground/rock/structure;
a leader device (30) for guiding the steel pipe (1) in an arbitrary construction direction while supporting the rotary drive device (40);
a first gripping mechanism (71) provided below the reader device (30) for gripping the inner tube (1a) and loosening screw fastening between the inner tubes (1a) or the outer tubes (1b);
a second gripping mechanism (72) provided below the first gripping mechanism (71) for gripping the inner tube (1a);
A third gripping mechanism (73) that is provided below the second gripping mechanism (72) and grips the outer tube (1b),
A drilling device for drilling the ground while successively adding double pipes (1),
Above the first gripping mechanism (71),
Taper surfaces (62La, 62Ra) having an opening (62b) for selectively passing the inner tube (1a) and the outer tube (1b), and the edges of the opening (62b) being inclined obliquely downward toward the center A drilling device, characterized in that it is provided with a guide mechanism (60) that is formed in a shape.
前記テーパ面(62La、62Ra)が形成された部材(62)は二つの部材(62L、62R)に分割され、各部材(62L、62R)が互いに水平逆向きに移動可能に構成されている
ことを特徴とする削孔装置。 The drilling device according to claim 1,
The member (62) on which the tapered surfaces (62La, 62Ra) are formed is divided into two members (62L, 62R), and each member (62L, 62R) is configured to be movable horizontally and in opposite directions to each other. A drilling device characterized by:
前記開口(62b)の中心は、前記回転駆動装置(40)において内管(1a)が接続されるインナーエンド(40a)の軸芯に一致するように設定されている
ことを特徴とする削孔装置。 In the drilling device according to claim 1 or 2,
A hole drilling characterized in that the center of the opening (62b) is set to coincide with the axis of an inner end (40a) to which the inner pipe (1a) is connected in the rotary drive device (40). Device.
前記ガイド機構(60)は、外管(1b)を前記開口(62b)に誘導するための縁部が中心に向かって斜め下方に傾斜したテーパ面(61b)に成形された他の開口(61a)を有する
ことを特徴とする削孔装置。 In the drilling device according to any one of claims 1 to 3,
The guide mechanism (60) includes another opening (61a) formed on a tapered surface (61b) whose edge is inclined downward toward the center for guiding the outer tube (1b) to the opening (62b). ).
前記他の開口(61a)の中心は、前記回転駆動装置(40)において外管(1b)が接続されるアウターエンド(40b)の軸芯に一致するように設定されている
ことを特徴とする削孔装置。 In the drilling device according to claim 4,
The center of the other opening (61a) is set to coincide with the axis of the outer end (40b) to which the outer tube (1b) is connected in the rotary drive device (40). drilling equipment.
前記回転駆動装置(40)は、二重管(1)に衝撃力を印加する衝撃装置を有する
ことを特徴とする削孔装置。 In the drilling device according to any one of claims 1 to 5,
A drilling device, wherein the rotary drive device (40) has an impact device that applies an impact force to the double pipe (1).
二重管(1)の軸芯を所定の方向に調整する軸芯調整装置(20)が前記リーダ装置(30)の隣に並行して設けられると共に、
二重管(1)を蓄える二重管ストック装置(10)が前記軸芯調整装置(20)の隣に並行して設けられ、
前記二重管ストック装置(10)と前記軸芯調整装置(20)は、前記リーダ装置(30)に連動して起倒するように構成されている
ことを特徴とする削孔装置 In the drilling device according to any one of claims 1 to 6,
An axial center adjustment device (20) for adjusting the axial center of the double tube (1) in a predetermined direction is provided in parallel next to the leader device (30),
A double pipe stock device (10) for storing the double pipe (1) is provided in parallel next to the axial center adjustment device (20),
A drilling apparatus characterized in that the double pipe stock device (10) and the axial center adjustment device (20) are configured to be raised and lowered in conjunction with the leader device (30).
前記二重管ストック装置(10)は、二重管(1)を前記軸芯調整装置(20)に移送する移送手段(11)を有しながら所定の位置(17b)を支点として起倒可能に構成され、
前記軸芯調整装置(20)は、前記二重管ストック装置(10)側に二重管(1)が通過可能な開口を常時形成した把持機構(22、23U、23L)と、軸芯が調整された二重管(1)を前記リーダ装置(30)の側に旋回させる旋回機構(26、27)を備え、
前記リーダ装置(30)は回転駆動装置(40)を横方向に移動させるスライド機構(32)を備える
ことを特徴とする削孔装置。 In the drilling device according to claim 7,
The double pipe stock device (10) has transfer means (11) for transferring the double pipe (1) to the axial center adjusting device (20) and can be tilted at a predetermined position (17b) as a fulcrum. configured to
The shaft center adjustment device (20) includes gripping mechanisms (22, 23U, 23L) which always form an opening through which the double pipe (1) can pass on the side of the double pipe stock device (10), A turning mechanism (26, 27) for turning the adjusted double tube (1) to the side of the leader device (30),
A drilling device, wherein the leader device (30) comprises a slide mechanism (32) for laterally moving a rotary drive device (40).
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