JP3019636B2 - アースドリル - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、ケリーバに軸掘バケッ
トと拡底バケットが付け替え可能に取付けられ、ケリー
ドライブ装置の下部に、ホ−スリ−ルを搭載したリ−ル
テ−ブルを設けたアースドリルに関する。

【０００２】

【従来の技術】アースドリルは、図８の側面図に示すよ
うに、本体５０がブーム５１を備えたクレーンにより構
成され、本体５０に搭載されたウインチ５２により巻取
り繰り出しされるワイヤロープ５３により、角筒状ケリ
ーバまたは円筒の外周に縦に回転力付与のための突条を
形成したケリーバ２５を支持し、該ケリーバ２５を、フ
ロントフレーム５４に取付けたケリードライブ装置１の
回転体の穴内に上下動自在にかつ相対回転不能に貫挿
し、該ケリーバ２５の下端に掘削バケット５６を取付
け、ケリーバ２５をケリードライブ装置１により回転さ
せて掘削を行うものである。そして、縦穴掘削（軸掘）
は、まず、軸掘バケット５６をケリーバ２５に取り付け
てバケット径の縦穴を形成し、次に、バケットを軸掘バ
ケット５６から拡底バケット（図示せず）に着け換えて
縦穴の底部の径を拡大して行う。

【０００３】該拡底バケットは、拡底用の拡大翼を有
し、該拡大翼を開閉するための油圧シリンダおよび該拡
大翼の開閉量を測定し地上にケーブルを介して伝達する
ポテンショメ−タを備えている。従って、拡底掘削時に
は翼開閉用の油圧シリンダへ作動油を供給する必要があ
り、また、ポテンショメータの信号を本体５０側に設け
た表示装置に伝達する必要がある。このため、ケリード
ライブ装置１の下部に、作動油、電気信号を非回転部
（外筒であるアウタハウジング）と回転部（内筒である
インナハウジング）との間で授受するセンタジョイント
６を取付け、そのインナハウジングの下部に、前記作動
油用油圧ホースを巻いたホースリール２８とケーブルを
巻いたケーブルリール２９を搭載したリールテーブル７
を取付け、ケリーバ２５はそのリールテーブル７の中心
穴に通し、拡底掘削時にはリールテーブル７はケリーバ
２５と共に回転するようにして油圧ホースやケーブルを
ケリーバ２５と共に回転させてこれらのケリーバ２５に
対する巻き付きを防止している。

【０００４】このようなリールテーブル７は、重量物で
あるから、拡底時のみにケリードライブ装置１に取付け
るわけにはいかず、常時取付けられているものである
が、軸掘バケット５６を使用する場合には、前記ホ−ス
およびケ−ブルは軸掘バケット５６に接続する必要がな
いので、ホ−スリ−ル２８およびケ−ブルリ−ル２９に
それぞれ巻き上げられ収納された状態で作業が行われ
る。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】このように、従来のも
のは、軸掘掘削時においても、リ−ルテ−ブル７を取付
けたセンタジョイント６のインナハウジングがケリ−バ
２５と共に常に回転している構造のため、リ−ルテ−ブ
ル７を回転させる必要がない軸掘作業時にも該センタジ
ョイント６のインナハウジングが回転して、センタジョ
イント６のアウタハウジングとインナハウジングとの間
のシール材の寿命が短くなり、また、シ−ル部の摩擦に
より回転トルクが損失するという問題点があった。

【０００６】本発明は、上記実情に鑑みてなされたもの
であり、センタジョイントのシ−ル材の寿命を長くし、
また、軸掘時の回転トルクの損失を少なくすることがで
きる構造のア−スドリルを提供することを目的とする。

【０００７】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、本発明は、アースドリルのフロント装置に設けたケ
リ−ドライブ装置のフレームまたは該フレームに組み付
けられる部材に、拡底掘削時に必要とされる少なくとも
油圧ホースを巻いたホースリールを搭載したリールテー
ブルを垂下状に設け、該リールテーブルと前記ケリード
ライブ装置との間に、拡底掘削時に必要とされる作動油
の授受を行うセンタジョイントを設け、該センタジョイ
ントは、前記フレーム側に取付けた非回転体であるアウ
タハウジングと、その中に回転自在に嵌合されかつ前記
リールテーブルを下部に取付けた筒形のインナハウジン
グとからなり、前記インナハウジング内に、前記ケリー
ドライブ装置により回転されるケリーバを貫挿してなる
アースドリルにおいて、前記インナハウジング内に前記
ケリーバを回転自在に貫挿し、前記センタジョイントの
上部に、前記ケリードライブ装置の回転力を前記インナ
ハウジングに伝達または非伝達として前記リールテーブ
ルをケリーバと共に回転するか否かを設定するクラッチ
装置を設けたことを特徴とする。

【０００８】

【作用】本発明において、クラッチ装置を投入状態にす
ると、センタジョイントのインナハウジングはケリーバ
と共回りし、釈放状態にするとインナハウジングは回転
しない。

【０００９】

【実施例】図１は本発明によるア−スドリルの一実施例
の要部を示す一部断面正面図であり、１はケリ−ドライ
ブ装置であり、該ケリードライブ装置１はそのフレーム
２の縦枠２ａに沿って軸掘時における押し下げ用油圧シ
リンダ（図示せず）によって昇降されるように取付けら
れている。４はケリ−バ２５の垂直姿勢を維持するため
に前記フレーム２の下枠２ｂに設けられたガイド装置で
あり、該ガイド装置４は、図３の平面図にも示されてい
るように、筒状をなすアウタハウジング４ａと、その中
に軸受４ｂを介して回転自在に嵌合され、かつケリーバ
２５の外周に上下に設けた係合用突条２５ａを上下動自
在に嵌める縦溝４ｄを有するインナハウジング４ｃと、
インナハウジング４ｃの上面に固定して取付けられ、周
方向に配設された３個以上のガイドローラ４ｆを有する
ブラケット４ｅとからなり、インナハウジング４ｃは、
前記ブラケット４ｅの縦溝４ｄにケリーバ２５の突条２
５ａが嵌合されることにより、ケリーバ２５と共に回転
する。

【００１０】６は前述のセンタジョイントであり、該セ
ンタジョイントは、前記フレーム２の下部に支持フレー
ム２ｃにより支持して垂下状に取付けた外筒としてのア
ウタハウジング６ａと、該アウタハウジング６ａ中に軸
受６ｂを介して回転自在に嵌合した内筒としてのインナ
ハウジング６ｃとからなる。インナハウジング６ｃの下
部には前記ホースリール２８およびケーブルリール２９
を搭載したリールテーブル７が取付けられる。

【００１１】図２に示すように、該センタジョイント６
のアウタハウジング６ａには半径方向に作動油を通す孔
６ｄと、内周面に形成した油溝６ｅとを有し、インナハ
ウジング６ｃには前記溝６ｅに連通し、かつ前記ホース
リール２８に巻かれる油圧ホースにつながる縦の油路６
ｆを設け、両ハウジング間にシール材６ｇを介在させた
ものである。なおケーブルリール２９の信号はリールテ
ーブル７上に載置した無線送信機からの信号を本体５０
側受信機で受信し、本体５０側で翼の拡大量を表示する
ようにしているが、センタジョイント６にブラシと接触
リングからなる有線式の信号伝送手段を用いてもよい。

【００１２】前記インナハウジング６ｃの上部にはリン
グ６ｈを同芯に固定し、一方前記ガイド装置４のインナ
ハウジング４ｃの下部にもリング４ｇを同芯に固定し、
これらのリング６ｈ、４ｇ間に、両インナハウジング６
ｃ、４ｃを相対回転自在に、かつ同芯をなすように結合
する軸受５を介在させている。また、インナハウジング
４ｇの回転をインナハウジング６ｃに伝達するクラッチ
装置３を設けている。

【００１３】該クラッチ装置３は、図３の平面図および
図４の側面図（図２のＺ矢視図）に示すように、前記リ
ング６ｈの上面に固定したブラケット３ａにピン３ｂを
中心として傾動自在に取付けたレバー３ｃと、該レバー
３ｃの先端の下面に設けた係合ブロック３ｄと、該係合
ブロック３ｄが係合脱離自在に嵌まるように、前記イン
ナハウジング４ｃの下部のリング４ｇの外周に設けた係
合プレート３ｅと、前記レバー３ｃの尾端を押し上げて
前記係合ブロック３ｄが係合プレート３ｅの噛み合い部
３ｍに嵌まる方向に付勢する押しばね３ｆと、前記ケリ
ードライブ装置１のフレーム２の下枠２ｂに固着したブ
ラケット３ｇを介して下向に取付けられた単動シリンダ
３ｈと、該単動シリンダ３ｈのピストンロッドに連結さ
れ、かつ前記下枠２ｂに固設した保持筒３ｉに摺動自在
に嵌挿したロッド３ｊと、該ロッド３ｊを押し上げ方向
に付勢する押しばね３ｋとからなる。

【００１４】そして、単動シリンダ３ｈに圧油を供給し
ていない状態においては、ロッド３ｊは押しばね３ｋに
より上げられており、前記レバー３ｃの尾端は押しばね
３ｆにより押し上げられるので、該レバー３ｃの前端は
下がり、係合ブロック３ｄは係合プレート３ｅの噛み合
い部３ｍに係合され、センタジョイント６のインナハウ
ジング６ｃはガイド装置４のインナハウジング４ｃと一
体に連動する状態となる。反対に、単動シリンダ３ｈに
圧油を供給した状態においては、ロッド３ｊは押しばね
３ｋに抗して押し下げられ、これによりロッド３ｊが前
記レバー３ｃの尾端を押しばね３ｆに抗して押し下げ、
係合ブロック３ｄは係合プレート３ｅの噛み合い部３ｍ
から外れ、ガイド装置４のインナハウジング４ｃの回転
はセンタジョイント６のインナハウジング６ｃに伝達さ
れず、ケリーバ２５が回転している状態でもインナハウ
ジング６ｃは回転しない。

【００１５】次に、前記単動シリンダ３ｈを作動させる
回路について説明する。図５、図６は前記クラッチ切換
用の単動シリンダ３ｈの駆動油圧回路を、それぞれクラ
ッチ釈放状態、クラッチ投入状態で示す油圧回路図であ
る。図５、図６において、１５は前記本体５０に搭載さ
れた油圧ポンプ、１６はホースリ−ル２８巻き取り用ト
ルクモ−タ、１７はトルクモ−タ１６のモ−タトルクを
規制するリリ−フ弁、１９は電磁操作式クラッチ切換
弁、２０は前記単動シリンダ３ｈ用のリリ−フ弁をそれ
ぞれ示し、トルクモータ１６用リリーフ弁１７の設定圧
はシリンダ３ｈ用リリーフ弁２０の設定圧より高く設定
されている。

【００１６】図５は、クラッチ切換弁１９のソレノイド
１９ａが励磁された状態を示し、油圧ポンプ１５からの
圧油は切換弁１９を経て単動シリンダ３ｈに供給されて
これを伸長させ、これにより、前述のように、クラッチ
釈放の状態となる。

【００１７】一方、図６の状態は前記ソレノイド１９ａ
が励磁されていない状態であり、油圧ポンプ１５からの
圧油は切換弁１９で遮断され、シリンダ３ｈのボア側の
油はばね３ｋによりタンクに戻され、シリンダ３ｈは収
縮するとともに、レバー３ｃの尾端はばね３ｆにより押
し上げられるので、クラッチ投入の状態となる。

【００１８】この回路において、軸掘作業時にはクラッ
チ切換弁１９のソレノイド１９ａへの通電をスイッチ
（図示せず）の操作でオフすることにより、アウタハウ
ジング６ａは回転しない状態になり、アウタハウジング
６ａとインナハウジング６ｃとの間のシ−ル材６ｇの寿
命を延ばすことができる。具体的には、従来は約１年毎
の交換期間を２〜３年に延長できる。また、アウタハウ
ジング６ａとインナハウジング６ｃとの間のシ−ル部の
摩擦抵抗がなくなるため、ケリ−バ２５の回転トルクを
０．３〜０．４ｔ−ｍ程度向上させることができる。

【００１９】また、このような油圧回路は、トルクモー
タ１６への油圧回路１３から分岐した回路１４を用いる
ことができるので、特別の油圧回路を別系統で設ける必
要がないという利点がある。

【００２０】図５、図６に示した回路において、前記ク
ラッチ切換弁１９の切換は、前述のように、独立に設け
たスイッチの操作でソレノイド１９ａへの通電を制御す
ることにより行うようにしてもよいが、図７のような回
路構成により、掘削段階によってクラッチ装置３の投
入、釈放を行えば、クラッチ切換のためのスイッチ操作
をわざわざ行う必要がない。図７において、１９ａは図
５、６で示した前記ソレノイド、３３は前記本体５０に
搭載したバッテリー、２６は本体５０に搭載したエンジ
ン、２７はエンジン２６の始動により閉じる接点、２２
は拡底バケットを使用する場合に操作するスイッチであ
り、軸掘の場合には連動接触片２２ａ、２２ｂが中立状
態とされ、拡底掘削時には接触片２２ａ、２２ｂがそれ
ぞれ固定接点ｄ、ｃ側（バケットが４ｔ−ｍのトルクを
要求するものである場合）、またはそれぞれ固定接点
ｃ、ｂ側（バケットが６ｔ−ｍのトルクを要求するもの
である場合）に接続されるもので、接触片２２ａ、２２
ｂがそれぞれ固定接点ｄ、ｃ側に接続された場合には、
切換弁のソレノイド２４が励磁されて油圧シリンダに供
給する油圧として４ｔ−ｍの拡底バケットの翼開閉用油
圧シリンダの規模と必要とされる翼押し出し力に応じた
所定のシリーフ圧が設定され、接触片２２ａ、２２ｂが
それぞれ固定接点ｃ、ｂ側に接続された場合には、切換
弁のソレノイド２４が励磁されず、翼開閉用油圧シリン
ダに供給する油圧として６ｔ−ｍの拡底バケットの翼開
閉用シリンダの規模と必要とされる翼押し出し力に応じ
た所定のシリーフ圧が設定されるものである。２１は前
記拡底スイッチ２２が拡底時に操作された時に励磁され
るリレ−、２１ｂはそのｂ接点である。

【００２１】図７の回路の動作を説明すると、作業を開
始するためエンジン２６を始動させるとスイッチ２７が
閉じた状態になる。軸掘作業を開始する場合には、拡底
用スイッチ２２が図示の中立位置にあり、リレ−２１は
励磁されていないので、ソレノイド１９ａが励磁され、
図５の状態となり、クラッチ釈放の状態となるから、セ
ンタジョイント６のインナハウジング６ｃは回転しな
い。一方、バケットを拡底バケットに交換し、拡底作業
を行うため拡底用スイッチ２２を操作すると、接触片２
２ａ、２２ｂを固定接点ｂ、ｃに接続され、リレ−２１
に通電されるので、ｂ接点２１ｂが開き、ソレノイド１
９ａへの通電が遮断され、図６のクラッチ投入状態とな
り、センタジョイント６のインナハウジング６ｃはケリ
ーバ２５と共に回転する。

【００２２】このように、エンジン始動と同時に自動的
にクラッチ釈放となる構成とすれば、エンジン始動の状
態では通常軸掘の状態になることから、軸掘作業開始時
にクラッチ釈放について何ら注意をする必要がないから
作業上の煩わしさがない。また、拡底スイッチを操作し
たときには、自動的にクラッチが投入されるので、クラ
ッチの操作忘れによるホースのケリーバへの絡みつきに
よる損傷を防止できる。

【００２３】また、図７に示すように、入力装置として
のキーボード３４からのバケット型式の入力により、演
算装置３５でバケットを駆動すべきトルク（前記４ｔ−
ｍ、６ｔ−ｍ等）を判定し、リリーフ弁選別回路３８を
作動させてケリードライブ装置１の作動設定圧を選定す
るリリーフ弁を選定する構成を採用した場合において、
バケット入力型式が拡底バケットに相当するものである
場合には、演算装置３５の出力によりリレードライバ３
６を介してリレー３７を付勢し、これにより、リレー３
７のａ接点３７ａを閉じて前記リレー２１を付勢するこ
ととすれば、バケット型式の演算装置３５への入力のみ
でクラッチの投入ができ、リリーフ圧の設定とクラッチ
投入が確実かつ容易に行える。

【００２４】上記実施例においては、ケリードライブ装
置１のフレーム２に設けたガイド装置４のインナハウジ
ング４ｃとセンタジョイント６のインナハウジング６ｃ
との間にクラッチ装置３を設けることにより、ケリード
ライブ装置１の回転力をケリーバ２５を介してインナハ
ウジング６ｃに伝達する例を示したが、ガイド装置４を
有しないものにおいては、ケリードライブ装置１の回転
体の回転力を前記インナハウジング６ｃにクラッチ装置
を介して直接伝達する構成としてもよい。また本発明
は、拡底翼の開き度合いを検出する手段がないかあるい
は電気以外の油圧式検出手段を用いた場合にも適用でき
る。

【００２５】

【発明の効果】請求項１によれば、軸掘作業時にはセン
タジョイントのインナハウジングを非回転状態としてお
くことができるので、センタジョイントのシ−ル材の寿
命を延ばすことができる。また、軸掘作業時には、バケ
ット回転駆動力がセンタジョイントのインナハウジング
を回転させる動力に消費されることがないため、ケリ−
バの回転トルクを向上させることができる。

【００２６】請求項２によれば、エンジン始動の状態で
は通常軸掘の状態になることから、軸掘作業開始時にク
ラッチ釈放操作を必要としない。

【００２７】請求項３によれば、拡底スイッチを操作し
たときには、自動的にクラッチが投入されるので、クラ
ッチの操作忘れによるホースのケリーバへの絡みつきに
よる損傷を防止できる。

【００２８】請求項４によれば、バケット型式を演算装
置に入力するだけで、自動的にクラッチが投入、釈放が
なされるので、クラッチの操作を特別に行う必要がなく
なる上、操作忘れによるホースのケリーバへの絡みつき
による損傷を防止できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明によるア−スドリルの一実施例の要部を
一部断面で示す正面図である。

【図２】図１の部分拡大図である。

【図３】本実施例のクラッチの構成を示す平面図であ
る。

【図４】図２のＺ矢視図である。

【図５】該実施例のクラッチ切換え用油圧回路をクラッ
チ釈放状態で示す図である。

【図６】該実施例のクラッチ切換え用油圧回路をクラッ
チ投入状態で示す図である。

【図７】該実施例のクラッチ切換用の電気回路図であ
る。

【図８】従来のアースドリルの一例を示す側面図であ
る。

【符号の説明】

１ ケリ−ドライブ装置 ２ フレーム ３ クラッチ装置 ４ ガイド装置 ４ａ アウタハウジング ４ｃ インナハウジング ５ 軸受 ６ センタジョイント ６ａ アウタハウジング ６ｃ インナハウジング ７ リールテーブル １６ ホースリール用トルクモータ １９ クラッチ切換弁 １９ａ ソレノイド ２５ ケリ−バ ２６ エンジン ２７ スイッチ ２８ ホースリール ２９ ケーブルリール ３４ 入力装置 ３５ 演算装置 ３６ リレードライバ ３７ リレー ３８ リリーフ弁選別回路 ５６ 軸掘バケット

Claims (4)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】アースドリルのフロント装置に設けたケリ
   −ドライブ装置のフレームまたは該フレームに組み付け
   られる部材に、拡底掘削時に必要とされる少なくとも油
   圧ホースを巻いたホースリールを搭載したリールテーブ
   ルを垂下状に設け、 該リールテーブルと前記ケリードライブ装置との間に、
   拡底掘削時に必要とされる作動油の授受を非回転部と回
   転部との間で行うセンタジョイントを設け、 該センタジョイントは、前記フレーム側に取付けた非回
   転体であるアウタハウジングと、その中に回転自在に嵌
   合されかつ前記リールテーブルを下部に取付けた筒形の
   インナハウジングとからなり、 前記インナハウジング内に、前記ケリードライブ装置に
   より回転されるケリーバを貫挿してなるアースドリルに
   おいて、 前記インナハウジング内に前記ケリーバを回転自在に貫
   挿し、 前記センタジョイントの上部に、前記ケリードライブ装
   置の回転力を前記インナハウジングに伝達または非伝達
   として前記リールテーブルをケリーバと共に回転するか
   否かを設定するクラッチ装置を設けたことを特徴とする
   アースドリル。
2. 【請求項２】請求項１において、アースドリル本体に搭
   載されたエンジンの始動により作動するスイッチと、該
   スイッチが作動状態にある場合に前記クラッチ装置を釈
   放側に切換える回路とを有することを特徴とするア−ス
   ドリル。
3. 【請求項３】請求項２において、拡底作業時に操作され
   る拡底用スイッチが操作状態にある時に前記クラッチ装
   置が投入側に切換わる回路を有することを特徴とするア
   −スドリル。
4. 【請求項４】請求項１ないし３のいずれかにおいて、ケ
   リーバに取付けるバケット型式を入力する演算装置と、
   該演算装置に入力されるバケット型式が拡底バケットを
   表示するものである時に前記クラッチ装置を投入側に切
   換える回路とを有することを特徴とするア−スドリル。