JP3068473B2 - 減速機付掘削具 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、潤滑油が封入され
た減速機の出力側に設けた掘削刃を回転させながら地中
に挿入して掘削する減速機付掘削具に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来より、土木基礎工事等に用いられる
ものであって、地中に挿入して、回転する掘削刃により
掘削する掘削具が知られているが、このようなもので
は、掘削刃を回転するために減速機を備えている。減速
機は、その入力側に油圧モータ等のアクチュエータが接
続され、その出力側に掘削刃が設けられている。

【０００３】そして、掘削具による掘削の際には、孔壁
崩壊防止等のため泥水や安定液等が注入される。また、
掘削深さは数十メートル〜百メートルに達する場合もあ
り、減速機には大きな水圧が加わる。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、こうし
た従来のものでは、減速機内部への泥水や安定液等の侵
入を防止するため、高度なシール、例えば、多段シール
としたり、特殊な高耐圧シールを用いなければならない
という問題があった。

【０００５】本発明の課題は、構造が簡単で泥水等の侵
入をより確実に防止した減速機付掘削具を提供すること
にある。

【０００６】

【課題を解決するための手段】かかる課題を達成すべ
く、本発明は課題を解決するため次の手段を取った。即
ち、潤滑油が封入された減速機を介してアクチュエータ
により掘削刃を回転させながら地中掘削する減速機付掘
削具において、圧力伝達可能な隔壁により前記減速機内
部と外部とを仕切り、前記隔壁の外部側は前記地中の水
圧を導入可能に開放し、該水圧により前記減速機内部の
前記潤滑油を加圧することを特徴とする減速機付掘削具
がそれである。

【０００７】また、潤滑油が封入された減速機を介して
油圧モータにより掘削刃を回転させながら地中掘削する
減速機付掘削具において、圧力伝達可能な隔壁により加
圧室と導入室とに仕切られた加圧器を備え、前記加圧室
と前記減速機内とを連通し、かつ、前記導入室に深さに
比例した圧力を導入する低圧流路を連通したことを特徴
とする減速機付掘削具がそれである。

【０００８】前記加圧器は、シリンダで、前記隔壁はピ
ストンであってもよく、前記ピストンにはロッドが接続
されていてもよい。前記低圧流路は、前記油圧モータの
ドレン流路であってもよく、前記低圧流路は、油圧タン
クに接続されていてもよい。更に、前記隔壁はダイヤフ
ラムであってもよい。

【０００９】

【発明の実施の形態】以下本発明の実施の形態を図面に
基づいて詳細に説明する。図１に示すように、１は駆動
側のスプロケット、２は従動側のスプロケットで、共に
支持部材４上に配置されており、従動側のスプロケット
２は支持部材４に回転自在に支持されている。

【００１０】従動側のスプロケット２には、その両端に
それぞれ図示しない回転板が固定されており、この回転
板の外周には、地中掘削のための複数の掘削刃６が放射
状に取り付けられている。駆動側のスプロケット１と従
動側のスプロケット２との間にチェーン８が張設されて
おり、チェーン８には、外側に向かって掘削刃１０が所
定間隔で設けられている。

【００１１】駆動側のスプロケット１は、図２に示すよ
うに、中空の回転部材１２の外周に固定されており、回
転部材１２はその内周に挿着された一対のベアリング１
４，１６により固定部材１８に回転可能に支持されてい
る。そして、回転部材１２に取り付けられたベアリング
キャップ２０によりベアリング１４，１６の外輪が回転
部材１２に固定されている。また、固定部材１８とベア
リングキャップ２０との間には、リング状のシール２２
が設けられており、固定部材１８とベアリングキャップ
２０との間で封止するように構成されている。

【００１２】回転部材１２の内周には、内歯歯車２４が
形成されており、内歯歯車２４には、遊星歯車２６が噛
合されている。遊星歯車２６は固定部材１８に挿入され
た支持軸２８に一対のベアリング３０，３２を介して回
転可能に支持されている。遊星歯車２６には、太陽歯車
３４が噛合されており、太陽歯車３４は回転軸３５に取
り付けられている。

【００１３】回転軸３５は、一対のベアリング３６，３
８を介して固定部材１８に回転可能に支持されている。
一対のベアリング３６，３８の間にはリング状のシール
４０が設けられており、固定部材１８と回転軸３５との
間で封止するように構成されている。回転軸３５は、固
定部材１８に取り付けられた油圧モータ４１により回転
駆動されるように接続されている。

【００１４】また、回転部材１２の他端には、蓋部材４
２が固定されており、回転部材１２、固定部材１８、蓋
部材４２により囲まれて、内歯歯車２４、遊星歯車２
６、太陽歯車３４、ベアリング１４，１６，３６が収納
された潤滑油室４４が形成されている。そして、潤滑油
室４４は、両シール２２，４０により封止されて、潤滑
油で満たされている。

【００１５】固定部材１８には、潤滑油室４４に連通し
た接続孔４６が形成されており、図３に示すように、接
続孔４６は加圧器４８に接続されている。加圧器４８に
はシリンダが用いられており、摺動可能な隔壁としての
ピストン５８により加圧室４８ａと導入室４８ｂとに仕
切られている。ピストン５８に取り付けられたピストン
ロッド６０は、導入室４８ｂを貫通して外部に突出され
ている。

【００１６】また、加圧室４８ａに連通したヘッド側ポ
ート５０に接続孔４６が接続されており、導入室４８ｂ
に連通したロッド側ポート５２は、油圧モータ４１のド
レン流路５４に接続されており、低圧流路としてのドレ
ン流路５４は、地上の図示しない掘削機上に置かれた油
圧タンク５６に接続されている。

【００１７】尚、回転部材１２，固定部材１８、ベアリ
ングキャップ２０、内歯歯車２４、遊星歯車２６、支持
軸２８、太陽歯車３４、回転軸３５，ベアリング１４，
１６，３０，３２，３６，３８、シール２２，４０、蓋
部材４２により減速機６２が構成されている。

【００１８】次に、前述した本実施形態の減速機付掘削
具の作動について説明する。まず、図示しない油圧源か
ら油圧モータ４１に高圧作動油が供給されると、油圧モ
ータ４１が回転駆動される。油圧モータ４１の回転によ
り、回転軸３５を介して太陽歯車３４が回転し、それに
より遊星歯車２６が回転する。そして、内歯歯車２４を
介して回転部材１２が回転されて、スプロケット１が回
転する。

【００１９】よって、チェーン８を介して従動側のスプ
ロケット２が回転されて、掘削刃６が回転されると共
に、チェーン８の掘削刃１０も回転される。従って、図
１に矢印で示すように、支持部材４を地中に挿入するこ
とにより、掘削刃６，１０により掘削が行われる。

【００２０】掘削が進行するに従って、孔壁崩壊防止の
ため水や泥水が注入され、この中で掘削が行われる。従
って、この水中での圧力を受けることとなり、その圧力
Ｐ3は、水面からの深さＨと水の密度γ3 に比例する。
この圧力Ｐ3 （＝γ3 ×Ｈ）がシール２２，４０に外側
から作用する。

【００２１】一方、地中に挿入されることにより、ドレ
ン流路５４も長くなり、油圧タンク５６の水面からの高
さｈと水面からの深さＨとを加えた長さになり、加圧器
４８の導入室４８ｂでの圧力Ｐ1 は、作動油の密度γ1
と深さ（ｈ＋Ｈ）に比例する。その圧力Ｐ1 （＝γ1 ×
（ｈ＋Ｈ））がピストン５８の導入室４８ｂ側に作用す
る。

【００２２】よって、ピストン５８を介して、加圧室４
８ａ内の潤滑油が加圧され、潤滑油室４４内にこの圧力
Ｐ1 が作用し、潤滑油室４４内の潤滑油圧力Ｐ2 は、導
入室４８ｂの圧力Ｐ1 と同じになる。シール２２，４０
には、潤滑油室４４側からこの圧力Ｐ1 が作用する。

【００２３】例えば、作動油の密度γ1 を０．０００８
７ｋｇ／ｃｍ3 、水の密度を０．００１ｋｇ／ｃｍ3 、
油圧タンク５６の水面からの高さｈを２００ｃｍ、水面
下の深さＨを１００００ｃｍとすると、シール２２，４
０の内外圧力差△Ｐ（＝Ｐ3−Ｐ1 ）は１．１３ｋｇ／
ｃｍ2 となる。潤滑油室４４が加圧器４８に接続される
ことなく、単に密閉された構造であるとすると、潤滑油
室４４内の圧力は、大気圧と同じであり、シール２２，
４０の内外圧力差△Ｐ（＝Ｐ3 −Ｐ1 ）は１０ｋｇ／ｃ
ｍ2 となる。

【００２４】ここで、ピストン５８の加圧室４８ａ側と
導入室４８ｂ側の受圧面積は等しいとして算出している
が、ピストンロッド６０がある場合には、その分を考慮
すればよく、あるいは、加圧室４８ａ側と導入室４８ｂ
側とでピストン５８の受圧面積が異なる構造であっても
よい。

【００２５】よって、加圧器４８を用いることにより、
シール２２，４０の内外圧力差△Ｐが小さくなるので、
シール２２，４０から潤滑油室４４に外部の水や泥水の
侵入を容易に防止できる。従って、シール２２，４０を
高度なシールとしたり、多段シールとしたりすることな
く、簡単な構造で水や泥水の侵入を容易に防止できる。

【００２６】加圧器４８にピストンロッド６０を備える
ことにより、潤滑油室４４内の潤滑油量が減少に応じて
ピストンロッド６０の突出量が異なり、これにより潤滑
油の減少を知ることができる。また、ピストンロッド６
０は加圧室４８ａ側に突出させた構造としてもよい。

【００２７】ピストン５８に代えてダイヤフラムを隔壁
として用いても実施可能であり、加圧器４８の導入室４
８ｂは、ドレン流路５４に接続する場合に限らず、ドレ
ン流路５４を介することなく油圧タンク５６と流路を介
して接続するようにしてもよい。

【００２８】また、導入室４８ｂに外部の水や泥水によ
る水圧を直接導入するようにしても実施可能であり、そ
の場合には、内外圧力差△Ｐはほぼ零となる。その場
合、隔壁にダイヤフラムを用いると、構造がより簡単に
なる。以上本発明はこの様な実施形態に何等限定される
ものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲において
種々なる態様で実施し得る。

【００２９】

【発明の効果】以上詳述したように本発明の減速機付掘
削具は、水圧により減速機内部の潤滑油を加圧すること
により、内外の圧力差を小さくでき、簡単な構造で減速
機内部への水や泥水の浸入を容易に防止できるという効
果を奏する。また、加圧器を用いることにより、油圧モ
ータ等に用いられる低圧流路からの圧力を導入して、減
速機内部の内外圧力差を小さくでき、簡単な構造で水や
泥水の侵入を容易に防止できる。

【００３０】また、加圧器にシリンダを用いることによ
り、簡単に構成でき、ピストンロッドを設けることによ
り、潤滑油の減少をも検出できる。更に、低圧流路とし
てドレン流路を用いることにより、特別に流路を構成す
る必要がない。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施形態としての減速機付掘削具の
一部を断面で示す正面図である。

【図２】本実施形態の減速機の拡大断面図である。

【図３】本実施形態の掘削中の状態を示す説明図であ
る。

【符号の説明】 １…駆動側のスプロケット ２…従動側のスプロケット ４…支持部材 ６，１０…掘削刃 ８…チェーン ２２，４０…シール ４１…油圧モータ ４４…潤滑油室 ４８…加圧器 ５４…ドレン流路 ５６…油圧タンク

Claims (7)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 潤滑油が封入された減速機を介してアク
   チュエータにより掘削刃を回転させながら地中掘削する
   減速機付掘削具において、 圧力伝達可能な隔壁により前記減速機内部と外部とを仕
   切り、前記隔壁の外部側は前記地中の水圧を導入可能に
   開放し、該水圧により前記減速機内部の前記潤滑油を加
   圧することを特徴とする減速機付掘削具。
2. 【請求項２】 潤滑油が封入された減速機を介して油圧
   モータにより掘削刃を回転させながら地中掘削する減速
   機付掘削具において、 圧力伝達可能な隔壁により加圧室と導入室とに仕切られ
   た加圧器を備え、前記加圧室と前記減速機内とを連通
   し、かつ、前記導入室に深さに比例した圧力を導入する
   低圧流路を連通したことを特徴とする減速機付掘削具。
3. 【請求項３】 前記加圧器は、シリンダで、前記隔壁は
   ピストンであることを特徴とする請求項２記載の減速機
   付掘削具。
4. 【請求項４】 前記ピストンにはロッドが接続されてい
   ることを特徴とする請求項３記載の減速機付掘削具。
5. 【請求項５】 前記低圧流路は、前記油圧モータのドレ
   ン流路であることを特徴とする請求項２ないし請求項４
   記載の減速機付掘削具。
6. 【請求項６】 前記低圧流路は、油圧タンクに接続され
   ていることを特徴とする請求項２ないし請求項４記載の
   減速機付掘削具。
7. 【請求項７】 前記隔壁はダイヤフラムであることを特
   徴とする請求項１又は請求項２記載の減速機付掘削具。