JP2836809B2 - ロータリーテーブル型掘削機における排土装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明はロータリーテーブル型
掘削機における排土装置に関する。さらに詳細には、ダ
ウンザホールドリルを使用して掘削する際の掘屑の飛散
を防止した排土装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】ロータリーテーブル型掘削機は、従来油
田やガス田の掘削に使用されているが、今日では土木工
事用としての大口径掘削や地下水、地熱開発の掘削にも
広く使用されている。一方、転石や玉石等が混在した難
地層のボーリング用として、ドリルロッドの先端に接続
されて使用されるダウンザホールドリルが開発されてい
る。そして、このダウンザホールドリルとロータリーテ
ーブルとを組合わせた掘削も近年行われるようになって
いる。

【０００３】ダウンザホールドリルはドリルロッドを通
して送られてくる圧縮空気によりピストンを駆動し、ビ
ッドに打撃運動を与える形式のドリルである。掘削によ
り生ずる掘屑は、ロッド先端から排出される駆動用の圧
縮空気によりドリルロッドと孔壁との間を経て地上に排
出される。

【０００４】ダウンザホールドリルに回転力を与えるロ
ータリーテーブルは、通常は仮設足場あるいは架台上に
設置され、したがってロータリーテーブルと掘削地表面
との間は開放された空間である。このため、圧縮空気に
より地上に運ばれた掘屑は、周囲に飛散し、このような
掘屑の飛散は周辺環境の悪化を招くことになる。しかる
に、掘屑の飛散に対し従来何らの対策も講じられていな
かった。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】この発明は上記のよう
な技術的背景に基づいてなされたものであって、次の目
的を達成するものである。

【０００６】この発明の目的は、ダウンザホールドリル
を使用して掘削するに際し、掘屑が飛散するのを防止し
たロータリーテーブル型掘削機における排土装置を提供
することにある。

【０００７】この発明の他の目的は、掘屑を効率良く一
定方向に排出することができるロータリーテーブル型掘
削機における排土装置を提供することにある。

【０００８】

【課題を解決するための手段】この発明は上記課題を達
成するために、次のような手段を採用している。

【０００９】すなわちこの発明は、ハウジング内にケリ
ーロッドを回転させるためのテーブルが回転自在に収容
されたロータリーテーブルを有するロータリーテーブル
型掘削機において、前記ハウジングの下部に設けられ、
上下部に前記ケリーロッドが通過可能な開口を有する集
土室と、前記集土室の前記下部開口と掘削孔周囲の地表
面との間を覆い、掘屑を前記集土室に導入するための導
入手段と、前記集土室の周壁の一部に設けられた排出口
とを備えてなることを特徴とするロータリーテーブル型
掘削機における排土装置にある。

【００１０】またこの発明は、前記導入手段が前記集土
室に着脱自在に取付けられていることを特徴とするロー
タリーテーブル型掘削機における排土装置にある。

【００１１】さらにこの発明は、前記集土室に前記掘屑
を前記排出口に向けて掻寄せるための掻寄せ手段が設け
られていることを特徴とするロータリーテーブル型掘削
機における排土装置にある。

【００１２】さらにこの発明は、前記掻寄せ手段が前記
集土室の周壁に回転自在に支持され、かつ前記ケリーロ
ッドが通過可能な環状のブレードプレートと、前記ブレ
ードプレートの下面に設けられたブレードと、前記ブレ
ードプレートを回転させるための駆動手段とを備えてな
ることを特徴とするロータリーテーブル型掘削機におけ
る排土装置にある。

【００１３】さらにこの発明は、前記駆動手段が前記テ
ーブルと、前記テーブルの下端に設けられた第１係合部
と、前記ブレードプレートに設けられ、前記第１係合部
に係合する第２係合部とを備えてなることを特徴とする
ロータリーテーブル型掘削機における排土装置にある。

【００１４】

【作用】掘屑はダウンザホールドリルを駆動する圧縮空
気によって、掘削孔壁とドリルロッドの間を通って地上
に排出され、地上部においては導入手段を介して集土室
に導入され、排出口から一定方向に排出される。したが
って、掘屑が飛散することがない。導入手段を集土室に
着脱自在に取付けるようにすることにより、種々の地表
面形状に対応できる。また、集土室に掘屑を掻寄せる掻
寄せ手段を設けることにより、掘屑が集土室内で滞留す
ることなく、効率よく排出される。

【００１５】

【実施例】この発明の実施例を図面を参照しながら以下
に説明する。図１はこの発明の一実施例を示す平面図、
図２は側面図、図３は背面図である。以下の実施例はこ
の発明の発明者らによって開発された、傾斜地用のロー
タリーテーブル型掘削機にこの発明の排土装置を適用し
た例である。ロータリーテーブル型掘削機はベースフレ
ーム１と、このベースフレーム１上に載置されたロータ
リーテーブル２とを備えている。ベースフレーム１は後
述するように、この発明の排土装置の一部を構成してい
る。

【００１６】ロータリーテーブル ロータリーテーブル２それ自体は従来とほぼ同様の構造
であるが、図４及び図５を併せて参照しながら、まずそ
の構造について簡単に説明する。図４はロータリーテー
ブル２の平面図、図５は部分的な断面展開図である。ロ
ータリーテーブル２はハウジング３を有し、このハウジ
ング３内に円筒形のテーブル４が回転自在に収容されて
いる。

【００１７】すなわち、外歯６が形成されたリングギヤ
５がテーブル４の外周に固定され、このリングギヤ５の
内周はハウジング３に固定された軸受７に回転自在に支
持されている。リングギヤ５の外歯６は図示しないピニ
オンに噛み合い、このピニオンが図示しないベベルギヤ
を介して油圧モータ８に駆動連結され、テーブル４が正
逆回転するようになっている。

【００１８】テーブル４の内周にはロータリブッシュ９
がキー１０を介して固定されている。ロータリブッシュ
９の内周にはスプライン溝１１が形成され、このスプラ
イン溝１１にドリルロッドを回転させるためのケリーロ
ッドが嵌合される。ハウジング３の上部に固定されたケ
ースカバー１２とテーブル４との間に、アッパシールリ
ング１３がテーブル４の上部に固定されて配置されてい
る。また、ハウジング３の下部とテーブル４との間に
も、ロワーシールリング１４がテーブル４の下部に固定
されて配置されている。

【００１９】テーブル４の下端には、テーブル４の回転
軸線と平行に延びる複数の係合片１５が等角度間隔を置
いて設けられている。これらの係合片１５は後述するブ
レードプレートに回転を伝達するためのものである。ハ
ウジング３の両側にはベースフレーム１への取付部１６
が形成されている。取付部１６は複数のボルト穴１７を
有し、ロータリーテーブル２はこれらのボルト穴１７に
挿通されるボルト１８を介してベースフレーム１に固定
される。図１〜図３はロータリーテーブル２をベースフ
レーム１に載置し、固定した状態を示している。

【００２０】ロッドホルダ ロータリーテーブル２の上部にはロッドホルダ１９が設
けられている（図１〜３参照）。ロッドホルダ１９はロ
ータリーテーブル２のケースカバー１２に固定されたベ
ースプレート２０を有している。このベースプレート２
０上にはホルダ本体２１がテーブルの回転軸線方向と直
角方向に摺動自在に設けられている。ガイド２２はホル
ダ本体２１を案内するための部材である。

【００２１】ベースプレート２０の端部に設けたブラケ
ット２３に油圧シリンダ２４が枢支されている。この油
圧シリンダ２４のピストンロッド（カバー８４で覆われ
ている）はホルダ本体２１にピン８３を介して枢支され
ている。ホルダ本体２１は油圧シリンダの作動によりテ
ーブル４の回転軸線側に向かう前進位置と回転軸線から
離間する後退位置との間を移動可能である。また、ホル
ダ本体２１はベースプレート２０に当接する水平位置と
ベースプレート２０から離間する起立位置との間を揺動
自在である。

【００２２】ホルダ本体２１は掘削中は、後退位置にも
たらされる。そして、ドリルロッドの接続あるいは切離
し時に、油圧シリンダ２４の作動により前進位置に移動
させられ、ドリルロッドを支承する。また、ホルダ本体
２１はロータリーブッシュ９の取付け、取外し時に後退
位置において起立位置にもたらされる（図２鎖線位
置）。把手６３はホルダ本体２１を揺動させる際に、掴
むためのものである。

【００２３】ベースフレーム 図６はベースフレーム１の平面図、図７は図６のＡ−Ａ
線に沿った断面図である。ベースフレーム１は上下が開
口した円筒形のケーシング２５を有し、このケーシング
２５の両側にブラケット２６、２６が設けられている。
穴２７はロータリーテーブル２を固定するためのボルト
１８を挿通するためのものである。

【００２４】ブラケット２６、２６には昇降手段を構成
するレベリングジャッキ２８、２９が、それぞれ２本ず
つ設けられている。レベリングジャッキ２８、２９はロ
ータリーテーブル２の回転軸線と平行になるように設け
られている。ベースフレーム１は図６において右側が山
側、左側が谷側となるように傾斜地に設置され、したが
ってレベリングジャッキ２８、２８は山側昇降昇降手段
を構成し、レベリングジャッキ２９、２９は谷側昇降手
段を構成している。

【００２５】図８はレベリングジャッキ２８の軸線方向
断面図である。レベリングジャッキ２８は角筒形のアウ
タケース３０を有し、その内部にインナケース３１が摺
動自在に収容されている。インナケース３１はアウタケ
ース３０の下端から出没自在であり、このインナケース
３１の下端にはペダル３２がピン３３を介して揺動自在
に設けられている。

【００２６】インナケース３１の内部には作動シリンダ
を構成する油圧シリンダ３４が収容されている。油圧シ
リンダ３４はピストンロッドの先端部３５が下方を向く
ように配置され、この先端部３５はインナケース３１の
中間部にピン３６を介して枢支されている。また、シリ
ンダヘッド３７はピン３８を介してアウタケース３０の
上端に枢支されている。ピストンロッドの先端部３５に
は、シリンダチューブ４０を覆うためのカバー３９が取
付けられている。上記構成により油圧シリンダ３４が作
動すると、インナケース３１がアウタケース３０から出
没するようになっている。このように昇降手段の外殻を
アウタケース３０及びインナケース３１で構成すること
により、油圧シリンダ３４のストロークが短くて済む。

【００２７】アウタケース３０の両側部には、レベリン
グジャッキ２８をベースフレーム１のブラケット２６、
２６に取付けるためのブラケット４１、４１が設けられ
ている。レベリングジャッキ２８は、ブラケット４１に
設けたボルト穴４２に挿通されるボルト４３を介してベ
ースフレーム１のブラケット２６、２６に固定される。

【００２８】上述のレベリングジャッキ２８の構造は、
全体長さを含めてレベリングジャッキ２９の構造とほぼ
同様である。ただ、ブラケット４１の取付位置がレベリ
ングジャッキ２８ではアウタケース３０の下部側である
のに対し、レベリングジャッキ２９ではアウタケース３
０の上部側である点で、両レベリングジャッキ２８、２
９は異なっている。すなわち、山側昇降手段であるレベ
リングジャッキ２８は、谷側昇降手段であるレベリング
ジャッキ２９よりも上方位置に配置されている。なお、
レベリングジャッキ２９、２９はステー４４を介して互
いに連結されている。

【００２９】レベリングジャッキ２８、２９の各油圧シ
リンダ３４は、各々図示しない方向切換弁に接続され、
レベリングジャッキ２８、２９は各々独立して動作可能
である。図３に各レベリングジャッキ２８、２９に対応
する操作レバー６４と、ロッドホルダ１９の操作レバー
６５とが示され、これらの操作レバーのボックスは例え
ばレベリングジャッキ２８に取付けることができる。

【００３０】ベースフレーム１には適宜位置に傾斜セン
サ４５が設けられている（図７参照）。傾斜センサ４５
としては、例えば周知のトルクバランス式のものが用い
られる。傾斜センサ４５の計測値は、例えばレベリング
ジャッキ２８に取付けた表示器６６に表示される（図３
参照）。表示器６６は前後傾斜表示部６７及び左右傾斜
表示部６８を有し、傾斜角度が±で表示される。

【００３１】排土装置 この発明の排土装置は、ベースフレーム１によって一部
が構成されている。すなわち、ケーシング２５は集土室
４６を区画している。集土室４６は前述のように上部開
口４７及び下部開口４８を有し、これらの開口を図示し
ないケリーロッドが通過可能となっている。

【００３２】集土室４６の側壁及び底壁には掘屑を排出
するための複数の排出口４９、８５、８６が設けられて
いる。これらの排出口４９、８５、８６は通常はそれぞ
れカバー５０、８７、８８で閉鎖されているが、掘削時
には周辺の状況に応じて適宜の排出口が開放される。図
９は開放状態の排出口４９の正面図である。集土室４６
の下部開口４８の周縁には主導入管５１が固定され、こ
の主導入管５１に補助導入管５２が着脱自在に取付けら
れるようになっている。導入手段は主導入管５１及び補
助導入管５２によって構成されている。

【００３３】補助導入管５２は図１０に示すように、そ
の上端は管軸線と直角な切り口を有しているが、下端は
管軸線に対して傾斜した傾斜切り口５３を有している。
この傾斜切り口５３の傾斜角度は、掘削機が設置される
傾斜地の傾斜角度にほぼ一致している。これにより、掘
削孔の周囲をほぼ密封状態で覆うことができる。補助導
入管５２は主導入管５１の外周に嵌合される。そして、
両導入管５１、５２に設けたブラケット５４ａ、５４ｂ
間に配置されたターンバックル８１により両導入管５
１、５２が互いに固定される（図１１参照）。

【００３４】再び図６、図７を参照して、排土装置は掘
屑の掻寄せ手段５５を有している。この掻寄せ手段５５
は環状のブレードプレート５６と、このブレードプレー
ト５６の下面に設けられたブレード５７と、ブレードプ
レート５６を回転させるための駆動手段とからなってい
る。図１２はブレードプレート５６の下面図、図１３は
断面図である。ブレードプレート５６の外周には段部５
８が形成され、ブレードプレート５６はこの段部５８を
介して集土室４６の上部開口４７の周縁に回転自在に支
持されている。ケリーロッドはブレードプレート５６の
中央を通過可能である。

【００３５】ブレードプレート５６の下面に１８０度の
角度間隔を置いたＬ字形の２枚のブラケット５９が垂下
して設けられ、ブレード５７はこのブラケット５９に固
定されている。また、ブレードプレート５６の内周には
複数の係合溝６０が等角度間隔を置いて設けられ、これ
らの係合溝６０には前記テーブル４の係合片１５が係合
している。係合片１５及び係合溝６０は、それぞれ第１
及び第２係合部を構成している。

【００３６】このような構造により、ブレードプレート
５６にはテーブル４からトルクが伝達され、ブレードプ
レート５６が回転する。すなわち、テーブル４、係合片
１５及び係合溝６０はブレードプレート５６の駆動手段
を構成している。ブレードプレート５６の上面に設けた
環状溝６１にはパッキン６２が嵌め込まれ、ブレードプ
レート５６とロワーシールリング１４との間の気密が保
持されている。

【００３７】使用態様 上記実施例の使用態様を図１４を併せて参照しながら説
明する。図１４は、ロータリーテーブルを含む掘削機全
体の配置図である。傾斜地上部の平坦地には、パワーユ
ニット６９、コントロールユニット７０、コンプレッサ
ー７１、レシーバタンク７２が設置されている。油圧ホ
ース７３は油圧モータ８、レベリングジャッキ２８、２
９等に圧油を送るためのものである。信号ケーブル７４
はテーブル４の回転動作を遠隔操作する信号を送るため
のものである。

【００３８】ケリーロッド７５は傾斜地上部に設置され
たクレーン７６にワイヤロープ７７を介して懸吊されて
いる。ケリーロッド７５に接続されるドリルロッドの先
端には周知のダウンザホールドリル７８が接続され、こ
のダウンザホールドリル７８にレシーバタンク７２から
圧縮空気を送るためのエアーホース７９がエアースイベ
ル８０を介してケリーロッド７５の上端に連結されてい
る。

【００３９】ロータリーテーブル４の設置に際しては、
図７に示すように、レベリングジャッキ２８、２９が接
地することとなる傾斜地８９の一部を切取り、平坦な切
取部９０を形成しておく。図７においてレベリングジャ
ッキ２８のペダル３２を鎖線で示した状態が、傾斜地８
９に設置した状態である。この状態で傾斜センサ４５が
ロータリーテーブル４の傾きを常時検出し、傾斜角が傾
斜表示器６６に表示される。そして、この表示器６６を
目視しながら、レベリングジャッキ２８、２９を作動さ
せ、傾斜を修正する。

【００４０】このように、ロータリーテーブル４はレベ
リングジャッキを介して傾斜地に設置されるので、足場
の設置工事は不要である。また、ロータリーテーブル４
の傾斜をレベリングジャッキ２８、２９の作動によって
修正し、水平に位置決めすることができる。さらに、山
側のレベリングジャッキ２８を谷側のレベリングジャッ
キ２９よりも上方に配置することにより、ジャッキスト
ロークを短くすることができる。言い換えれば、短いジ
ャッキストロークで大きな傾斜角度に対応できる。因み
に、この実施例の場合、０度から６０度までの傾斜角度
範囲に対応できる。

【００４１】主導入管５１に補助導入管５２がターンバ
ックル８１を介して連結され、これらの導入管５１、５
２により掘削孔９１周囲の地表面と集土室４６の下部開
口４８との間が覆われる。掘屑はダウンザホールドリル
を駆動する圧縮空気によって、掘削孔９１の孔壁とドリ
ルロッドの間を通って地上に排出されるが、地上部にお
いては導入管５１、５２を介して集土室４６に導入され
る。

【００４２】集土室４６ではテーブル４の回転に伴っ
て、ブレードプレート５６が回転し、ブレード５７がテ
ーブル４の回転軸線の回りを旋回している。ここで集土
室４６の側壁の排出口４９が開放している場合、掘屑は
このブレード５７によって常時排出口４９に向けて掻き
寄せられ、一定の方向に排出される。なお、排出口４９
には逆Ｌ字形のダクト８２を連結してもよい。また、必
要に応じて排出口４９に代えて、集土室４６の底壁の排
出口８５、８６の一方又は双方を開放して、掘屑を排出
するようにしてもよい。

【００４３】このような排土装置を具備することによ
り、掘屑が飛散することなく一定の方向に排出され、周
辺環境の悪化を防止できる。導入管の一部、具体的には
補助導入管５２を集土室４６に着脱自在に取付けるよう
にし、その傾斜切り口５３の傾斜角度を変えることによ
り、種々の地表面形状に対応できる。また、集土室４６
に掘屑を掻寄せるブレード５７を設けることにより、掘
屑が集土室内で滞留することなく、効率よく排出され
る。さらに、ブレードプレート５６とテーブル４とを係
合させることにより、ブレードプレート５６がテーブル
４の回転に伴って回転し、ブレードプレート専用の駆動
手段が不要である。

【００４４】上記実施例は単なる例示にすぎず、この発
明は例えば以下に記すような種々の変形が可能である。

【００４５】（１）上記実施例はこの発明の排土装置を
この発明の発明者らによって特に開発された傾斜地用の
ロータリーテーブル型掘削機に適用したものであるが、
これに限らず一般的なロータリーテーブル型掘削機にも
適用できる。

【００４６】（２）上記実施例では掘屑の導入手段を２
つの導入管で構成したが、１つの導入管で構成し、これ
を集土室に着脱自在に取付けるようにしてもよい。

【００４７】（３）上記実施例ではブレードプレートが
テーブルによって駆動されるようにしたが、ブレードプ
レートをテーブルとは別個にギヤを介して油圧モータに
駆動連結するようにしてもよい。

【００４８】

【発明の効果】以上のようにこの発明によれば、掘屑が
集土室に集められ一定の方向に排出されるので、掘屑が
飛散することなく周辺環境の悪化を防止できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】図１はこの発明の一実施例を示す平面図であ
る。

【図２】図２は同実施例の側面図である。

【図３】図３は同実施例の背面図である。

【図４】図４はロータリーテーブルの平面図である。

【図５】図５はロータリーテーブル部分的な断面展開図
である。

【図６】図６はベースフレームの平面図である。

【図７】図７は図６のＡ−Ａ線に沿った断面図である。

【図８】図８は山側レベリングジャッキの軸線方向断面
図である。

【図９】図９は集土室の側壁の排出口の正面図である。

【図１０】図１１は補助導入管の一例を示す斜視図であ
る。

【図１１】図１１は主導入管と補助導入管との連結状態
を示す断面図である。

【図１２】図１２はブレードプレートの下面図である。

【図１３】図１３は同ブレードプレートの断面図であ
る。

【図１４】図１４は掘削機全体の配置を示す概略図であ
る。

【符号の説明】

１…ベースフレーム ２…ロータリーテーブル ３…ハウジング ４…テーブル ８…油圧モータ １５…係合片 ２５…ケーシング ４６…集土室 ４７…上部開口 ４８…下部開口 ５１…主導入管 ５２…補助導入管 ５５…掻寄せ手段 ５６…ブレードプレート ５７…ブレード ５８…段部 ６０…係合溝 ８０…掘削孔 ８１…ターンバックル

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 外山 洋 東京都中野区中央１丁目29番15号 鉱研 工業株式会社内 (72)発明者 新庄 潤 東京都中野区中央１丁目29番15号 鉱研 工業株式会社内 (58)調査した分野(Int.Cl.⁶，ＤＢ名) E21B 3/04

Claims (5)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】ハウジング内にケリーロッドを回転させる
   ためのテーブルが回転自在に収容されたロータリーテー
   ブルを有するロータリーテーブル型掘削機において、 前記ハウジングの下部に設けられ、上下部に前記ケリー
   ロッドが通過可能な開口を有する集土室と、 前記集土室の前記下部開口と掘削孔周囲の地表面との間
   を覆い、堀屑を前記集土室に導入するための導入手段
   と、 前記集土室の周壁の一部に設けられた排出口とを備えて
   なることを特徴とするロータリーテーブル型掘削機にお
   ける排土装置。
2. 【請求項２】前記導入手段が前記集土室に着脱自在に取
   付けられていることを特徴とする請求項１記載のロータ
   リーテーブル型掘削機における排土装置。
3. 【請求項３】前記集土室に前記堀屑を前記排出口に向け
   て掻寄せるための掻寄せ手段が設けられていることを特
   徴とする請求項１又は２記載のロータリーテーブル型掘
   削機における排土装置。
4. 【請求項４】前記掻寄せ手段が前記集土室の周壁に回転
   自在に支持され、かつ前記ケリーロッドが通過可能な環
   状のブレードプレートと、 前記ブレードプレートの下面に設けられたブレードと、 前記ブレードプレートを回転させるための駆動手段とを
   備えてなることを特徴とする請求項３記載のロータリー
   テーブル型掘削機における排土装置。
5. 【請求項５】前記駆動手段が前記テーブルと、 前記テーブルの下端に設けられた第１係合部と、 前記ブレードプレートに設けられ、前記第１係合部に係
   合する第２係合部とを備えてなることを特徴とする請求
   項４記載のロータリーテーブル型掘削機における排土装
   置。