JP3168369U

JP3168369U - 全周回転掘削機のバンド式チャック装置

Info

Publication number: JP3168369U
Application number: JP2011001708U
Authority: JP
Inventors: 時宗　章; 章時宗
Original assignee: 三和機工株式会社
Priority date: 2011-03-29
Filing date: 2011-03-29
Publication date: 2011-06-09
Anticipated expiration: 2021-03-29

Abstract

【課題】全高を十分低くできると共に、構造が簡単で、メンテナンス性を向上できる全周回転掘削機のチャック装置を提供する。【解決手段】昇降フレーム３と、昇降フレーム３に回転可能に支持された回転フレーム２と、昇降フレーム３に設けられた回転フレーム駆動用のメインモータ４と、回転フレーム２上に設けられたケーシング把持用バンドと、このバンドを開閉駆動するバンド開閉用シリンダ１３とからなる全周回転掘削機のバンド式チャック装置であって、油圧ポンプ７を回転フレーム２に設け、回転フレーム２の外周部に近接して回転する内外歯８，９付き旋回リング１５を昇降フレーム３の上側に軸支し、旋回リング１５の内歯８を油圧ポンプ７の入力ギヤ１７に噛合させ、旋回リング１５の外歯９にアイドラーギヤ２０を介して噛合する出力ギア１９を有するポンプ駆動用モータ１８を昇降フレーム３上に設ける。【選択図】図４

Description

本考案は、建築・土木等の基礎工事に使用する大口径ケーシングの押込み・引抜きを行う全周回転掘削機のバンド式チャック装置に関する。

近年、阪神・淡路大震災以降、既存構造物の機能強化や更新において、耐震性強化のための地盤改良や構造物の強化再生が盛んに行われるようになり、地中の障害物撤去の需要も増加してきている。特に高架下や建物内部での作業も多くなり、機械や装置の全高が制限されることが多く、そのために低空頭仕様の機械や装置の開発が望まれている。

ところで、全周回転掘削機のチャック装置には、回転中心に向かって収束するテーパ面に楔状のチャック部材を摺動させてケーシングを把持する楔式チャック装置と、回転体側にチャック用の油圧シリンダを設け、この油圧シリンダで一対のバンド部材を開閉駆動して、両バンド部材の閉動によってケーシングを把持するバンド式チャック装置とがあり、両方式とも長所と短所を有するが、全周回転掘削機の低空頭化を図る点からは、両者の機構上の差異によりバンド式のものが好ましい。

しかし、バンド式チャック装置は回転体側にチャック用の油圧装置があるため、従前のチャック装置では、作動油を供給する油圧ホースの着脱を頻繁に行わなければならないうえに、作動油供給装置の配置の関係で任意の位置で回転体を停止させた状態ではチャックを開閉作動させることができず、このため作業の能率向上及び安全性向上の障害となっていた。

そこで、上記のようにバンド式チャック装置の問題点を解消し、油圧ホースの着脱を行う必要がなく、回転体を停止させた状態でチャックを開閉作動させることができるバンド式チャック装置が提案されている。

上記のように回転体を停止させた状態でチャックを開閉させることができる従来のバンド式チャック装置として、特許公報などの具体的な公知文献を挙げることはできないが、そのようなバンド式チャック装置は、油圧ポンプを含むチャック用の油圧装置が、昇降フレームに回転可能に支持された回転体にその下方へ突出するように設けられているため、昇降フレームの下限位置がベースフレームからかなり高い位置に設定され、それがために全周回転掘削機の高さを十分低くすることができない上に、構造が複雑化し、メンテナンス性が悪いという難点がある。

本考案は、上記の事情に鑑み、昇降フレームの下限位置をベースフレームにできるだけ近い位置に設定できて、全高を十分低くできると共に、構造が簡単で、メンテナンス性を向上できる全周回転掘削機のチャック装置を提供することを目的としている。

上記課題を解決するための手段を、後述する実施形態の参照符号を付して説明すると、請求項１に係る考案は、ベースフレーム６に昇降駆動用シリンダ５によって昇降可能に設けられた昇降フレーム３と、昇降フレーム３に回転可能に支持された回転フレーム２と、昇降フレーム３に設けられた回転フレーム駆動用のメインモータ４と、回転フレーム２の上側に設けられたケーシング把持用バンド１１，１２，１２と、このバンド１１，１２，１２を開閉駆動するバンド開閉用シリンダ１３とからなる全周回転掘削機のバンド式チャック装置であって、バンド開閉用シリンダ１３に圧油を供給する油圧ポンプ７を回転フレーム２に設け、回転フレーム２の外周部に近接して回転する内外歯８，９付き旋回リング１５を、昇降フレーム３の上側に回転フレーム２と同心状に軸支し、旋回リング１５の内歯８を前記油圧ポンプ７の入力ギヤ１７に噛合させると共に、旋回リング１５の外歯９にアイドラーギヤ２０を介して噛合する出力ギア１９を有するポンプ駆動用モータ１８を昇降フレーム３の上側に設け、このポンプ駆動用モータ１８で旋回リング１５を旋回させて前記油圧ポンプ７を駆動することにより、バンド開閉用シリンダ１３を作動させるようにしたことを特徴とする。

請求２は、請求項１に記載の全周回転掘削機のバンド式チャック装置において、回転フレーム２の回転時はバンド開閉用シリンダ１３の作動を停止させるシリンダ制御装置２５を設けてなることを特徴とする。

請求項３は、請求項２に記載の全周回転掘削機のバンド式チャック装置において、シリンダ制御装置２５は、回転フレーム２の回転の有無を検出する第１回転センサー２６と、旋回リング１５の回転の有無を検出する第２回転センサー２７と、第１回転センサー２６により回転フレーム２が回転していないことを検知し且つ第２回転センサー２７により旋回リング１５が回転していることを検知した時にバンド開閉用シリンダ１３を作動させ、それ以外では作動を停止させるように制御する制御部２８とからなることを特徴としている。

上記解決手段による考案の効果を、後述する実施形態の参照符号を付して説明すると、請求項１に係る考案の全周回転掘削機のバンド式チャック装置によれば、油圧ポンプ７を回転フレーム２上に設け、回転フレーム２の外周部に近接して回転する内外歯８，９付き旋回リング１５を、昇降フレーム３上に回転フレーム２と同心状に軸支し、旋回リング１５の内歯８を油圧ポンプ７の入力ギヤ１７に噛合させ、その外歯９にアイドラーギヤ２０を介して噛合する出力ギア１９を有するポンプ駆動用モータ１８を昇降フレーム３上に設け、このモータ１８で旋回リング１５を旋回させて油圧ポンプ７を駆動する構成であるから、回転フレーム２の回転状態に係わらず、油圧ポンプ７を駆動して、バンド開閉用シリンダ１３を作動させることができる。そして特にこのチャック装置１では、油圧ポンプ７を含む油圧装置が、昇降フレーム３に回転可能に支持された回転フレーム２の上方へ突出するように設けられているため、昇降フレーム３の下限位置をベースフレーム６の上面すれすれの位置まで低く設定することができ、それによって全周回転掘削機の低空頭化を図ることができると共に、メンテナンス性の向上を図ることができる。

請求項２に係る考案によれば、回転フレーム２の回転時はバンド開閉用シリンダ１３の作動を停止させるシリンダ制御装置２５を設けているため、回転フレーム２の回転中にケーシング１０を把持することがなく、従って可動バンド１２が破損するなどの不都合がない。

請求項３に係る考案によれば、シリンダ制御装置２５は、回転フレーム２の回転の有無を検出する第１回転センサー２６と、旋回リング１５の回転の有無を検出する第２回転センサー２７と、第１回転センサー２６により回転フレーム２が回転していないことを検知し且つ第２回転センサー２７により旋回リング１５が回転していることを検知した時にバンド開閉用シリンダ１３を作動させ、それ以外では作動を停止させるように制御する制御部２８とからなるため、バンド開閉用シリンダ１３を確実にして且つ安全に作動させることができる。

本考案に係る全周回転掘削機の斜視図である。全周回転掘削機の正面図である。全周回転掘削機の平面図である。全周回転掘削機の昇降フレーム及び回転フレーム部分の縦断面図である。全周回転掘削機のベースフレーム及び昇降駆動用シリンダ部分の縦断面図である。 (a) はシリンダ制御装置を示す説明図、(b) は(a) の矢印Ｘから見た部分の図面である。バンド式チャック装置の油圧回路である。

以下に本考案の好適な一実施形態を図面に基づいて説明する。全周回転掘削機は、図１〜図３に示すように、４本のジャッキシリンダ３１によって水平に保持されるベースフレーム６の四隅部に、昇降フレーム３を昇降させる昇降駆動用シリンダ５を立設している。昇降フレーム３には、図４に示すように、バンド式チャック装置１を一体に装備した略々ホイール形の回転フレーム２が旋回ベアリング２１によって回転可能に支持されている。旋回ベアリング２１は、昇降フレーム３側にボルト止めされた内輪２１ａと、回転フレーム２側にボルト止めされた外歯２２付き外輪２１ｂとからなるもので、その外輪２１ｂの外歯２２には、昇降フレーム３上に設けた回転フレーム駆動用の３台のメインモータ４の出力ギヤ２３が、昇降フレーム３に軸支したアイドラーギヤ２４を介して噛合している。従って、メインモータ４を回転させると、アイドラーギヤ２４を介して旋回ベアリング２１の外輪２１ｂが回転することにより回転フレーム２が回転する。メインモータ４は油圧モータからなる。

この全周回転掘削機のバンド式チャック装置１は、図３及び図４に示すように、回転フレーム２の上側にあって回転フレーム２の内周の一部分に沿うような位置で回転フレーム２に固定された円弧状固定バンド１１と、夫々の一端部が円弧状固定バンド１１の端部に枢軸１４により枢支連結され、回転フレーム２の内周の他の部分に沿うように配設された一対の円弧状可動バンド１２，１２と、両可動バンド１２，１２の他端部間に介装されたバンド開閉用シリンダ１３とによって構成されるもので、バンド開閉用シリンダ１３の収縮作動により両可動バンド１２，１２が閉動してケーシング１０を把持し、バンド開閉用シリンダ１３の伸張作動により両可動バンド１２，１２が開動してケーシング１０を解放するようになっている。

また図４に示すように、バンド開閉用シリンダ１３に圧油を供給する油圧ポンプ７が回転フレーム２上に設けられ、この回転フレーム２の外周部に近接して回転する内外歯８，９付きの旋回リング１５が、昇降フレーム３の上側に旋回ベアリング１６を介して回転フレーム２と同心状に軸支されている。旋回ベアリング１６は、昇降フレーム３にボルト止めされた内輪１６ａと、旋回リング１５と一体に形成された外歯９付き外輪１６ｂとからなり、その外輪１６ｂの内歯８には前記油圧ポンプ７の入力ギヤ１７が噛合し、また外輪１６ｂの外歯９には、図４の左端に示すように昇降フレーム３の上側に設けたポンプ駆動用モータ１８の出力ギヤ１９が、昇降フレーム３に軸支したアイドラーギヤ２０を介して噛合している。尚、図示は省略するが、油圧ポンプ７とバンド開閉用シリンダ１３とをつなぐ油圧配管は、回転フレーム２上に設けられる。ポンプ駆動用モータ１８は油圧モータからなる。

従って、ポンプ駆動用モータ１８を起動して出力ギヤ１９を回転させると、アイドラーギヤ２０を介して旋回リング１５が回転し、この旋回リング１５の回転により、旋回リング１５の内歯８と噛合している油圧ポンプ７の入力ギヤ１７が回転して、油圧ポンプ７を駆動し、このポンプ７で発生した圧油をバンド開閉用シリンダ１３に送って、チャック装置１の両可動バンド１２，１２を開閉作動させるようになっている。この油圧回路を図７に示す。

上記のようなバンド式チャック装置１によれば、バンド開閉用シリンダ１３に圧油を供給する油圧ポンプ７を回転フレーム２に設け、回転フレーム２の外周部に近接して回転する内外歯８，９付き旋回リング１５を、昇降フレーム３上に回転フレーム２と同心状に軸支し、旋回リング１５の内歯８を油圧ポンプ７の入力ギヤ１７に噛合し、その外歯９にアイドラーギヤ２０を介して噛合する出力ギア１９を有するポンプ駆動用モータ１８を昇降フレーム３上に設け、このモータ１８で旋回リング１５を旋回させて油圧ポンプ７を駆動するようにしているから、回転フレーム２が回転している、していないに係わらず、油圧ポンプ７を駆動して、バンド開閉用シリンダ１３を作動させることができるが、回転フレーム２の回転中に可動バンド１２，１２を開閉作動させてケーシング１０を把持すると、可動バンド１２が破損するなどの不都合があるため、回転フレーム２の回転時にはバンド開閉用シリンダ１３の作動を停止させるシリンダ制御装置２５を設けている。

このシリンダ制御装置２５は、図６に示すように、回転フレーム２の回転の有無を検出する第１回転センサー２６と、旋回リング１５の回転の有無を検出する第２回転センサー２７と、第１回転センサー２６により回転フレーム２が回転していないことを検出し且つ第２回転センサー２７により旋回リング１５が回転していることを検出した時にのみバンド開閉用シリンダ１３を作動させ、それ以外では作動を停止させるように制御する制御部２８とにより構成される。

図６の(a) ，(b) に示すように、第１回転センサー２６は、電磁式の回転センサーで、回転フレーム２の外周縁部に設けられていて、このセンサー２６が対向する昇降フレーム３の筒状部上端面には凸部ａと凹部ｂとが周方向一定ピッチで形成されており、回転フレーム２が実際に回転している状態をパルス信号により得るようになっており、第２回転センサー２７も同様な電磁式回転センサーで、回転フレーム２外周縁部の第１回転センサー２６よりも内側にあって、旋回リング１５の内歯８の上端面と対向するように設けられ、旋回リング１５の実際の回転状態をパルス信号により得るようになっている。

しかして、第１回転センサー２６から回転フレーム２が回転していないことを検出した信号及び第２回転センサー２７から旋回リング１５が回転していることを検出した信号が制御部２８に送出されると、この制御部２８での制御により、図７の油圧回路に示す切換弁２９，３０が夫々図示の状態から切り替わって、油圧ポンプ７からの圧油はバンド開閉用シリンダ１３に供給され、チャック装置１の可動バンド１２，１２が開閉作動可能な状態となる。この場合、ポンプ駆動用モータ１８の回転方向が例えば図７に示す矢印Ａ方向に指定される時は、切換弁２９，３０は夫々図示の位置から右側へ移動し、ポンプ７からの圧油は油圧シリンダ１３のピストン側室に供給され、それによりシリンダ１３が伸張作動してチャック装置１を開動させ、ロッド側室の圧油はタンク３１に戻る。また、モータ１８の回転方向が矢印Ｂ方向に指定される時は、切換弁２９は図示の位置から右側へ移動し、切換弁３０は図示の位置から左側へ移動し、ポンプ７からの圧油は油圧シリンダ１３のロッド側室に供給され、それによりシリンダ１３が収縮作動してチャック装置１を閉動させ、ピストン側室の圧油はタンク３１に戻る。

また、第１回転センサー２６が、回転フレーム２が回転していることを検出し且つ第２回転センサー２７が、旋回リング１５が回転していることを検出して、それらの信号がインターロック制御部２８に送出されると、図７の油圧回路に示す切換弁２９，３０は夫々同図に示すような状態に切り替わって、油圧ポンプ７の吐出部からの圧油は、ポンプ７の吸込部側に戻され、ポンプ７の吐出部側から吸込部側への回路を循環することになって、油圧シリンダ１３の作動が停止される。また、第１回転センサー２６が回転フレーム２の回転していないことを検出し且つ第２回転センサー２７が旋回リング１５の回転していないことを検出した場合も、これと同じ状態となって、油圧シリンダ１３の作動が停止される。

尚、図１及び図５に示すように、昇降フレーム３を昇降させる昇降駆動用シリンダ５は、ベースフレーム６の四隅部に夫々立設された基筒部材３２内に挿入されていて、そのピストンロッド５ａの先端部（下端部）が基筒部材３２の底部に枢着され、シリンダチューブ５ｂの基端部（上端部）が、基筒部材３２に上方よりスライド自在に嵌合された昇降部材３３の上部閉塞板３３ａに枢着されている。昇降部材３３は、昇降フレーム３に固定されている。従って、図５に示すように昇降部材３３及び昇降フレーム３が下降限位置にある状態からシリンダ５が伸張作動すると、昇降部材３３が基筒部材３２に沿って上昇し、それに伴って昇降フレーム３が図１に示すように上昇する。また、シリンダ５が収縮作動すると、昇降部材３３が下降し、昇降フレーム３が下降して、図５に示すような下降限位置となる。尚、図３及び図５において、３４は作業用足場プレートを示す。

上記のように構成された全周回転掘削機は、バンド式のチャック装置１により把持したケーシング１０を、回転フレーム駆動用のメインモータ４によって回転させながら、昇降駆動用シリンダ５により昇降フレーム３を下降させて地盤中に押込みつつケーシング１０内の土砂の掘削を行い、所定深さに達するまで複数本のケーシング１０を連結して、ケーシング１０の押込みとケーシング１０内の土砂の掘削を繰り返した後、メインチャック装置１で把持したケーシング１０を、昇降駆動用シリンダ５にて徐々に引き抜いていく。

この全周回転掘削機のチャック装置１では、油圧ポンプ７を回転フレーム２上に設け、回転フレーム２の外周部に近接して回転する内外歯８，９付き旋回リング１５を、昇降フレーム３上に回転フレーム２と同心状に軸支し、旋回リング１５の内歯８を油圧ポンプ７の入力ギヤ１７に噛合させ、その外歯９にアイドラーギヤ２０を介して噛合する出力ギア１９を有するポンプ駆動用モータ１８を昇降フレーム３上に設け、このモータ１８で旋回リング１５を旋回させて油圧ポンプ７を駆動する構成であるから、回転フレーム２の回転状態に係わらず、油圧ポンプ７を駆動して、バンド開閉用シリンダ１３を作動させることができるが、回転フレーム２の回転時はバンド開閉用シリンダ１３の作動を停止させるシリンダ制御装置２５を設けているため、回転フレーム２の回転中にケーシング１０を把持することがなく、従って可動バンド１２が破損するなどの不都合がない。

そして特に、このチャック装置１によれば、油圧ポンプ７を含む油圧装置が、昇降フレーム３に回転可能に支持された回転フレーム２の上方へ突出するように設けられているため、図５から分かるように、昇降フレーム３の下限位置をベースフレーム６の上面すれすれの位置まで低く設定することができ、それにより全周回転掘削機の低空頭化を図ることができ、それによってまたメンテナンス性が向上される。

また、回転フレーム２の回転時にバンド開閉用シリンダ１３の作動を停止させるシリンダ制御装置２５は、回転フレーム２の回転の有無を検出する第１回転センサー２６と、旋回リング１５の回転の有無を検出する第２回転センサー２７と、第１回転センサー２６により回転フレーム２が回転していないことを検知し且つ第２回転センサー２７により旋回リング１５が回転していることを検知した時にバンド開閉用シリンダ１３を作動させ、それ以外では作動を停止させるように制御する制御部２８とからなるため、バンド開閉用シリンダ１３を確実にして且つ安全に作動させることができる。

１バンド式チャック装置
２回転フレーム
３昇降フレーム
４回転フレーム駆動用のメインモータ
５昇降駆動用シリンダ
６ベースフレーム
７油圧ポンプ
８旋回リングの内歯
９旋回リングの外歯
１０ケーシング
１１ケーシング把持用の固定バンド
１２ケーシング把持用の可動バンド
１３バンド開閉用シリンダ
１４枢軸
１５旋回リング
１７油圧ポンプの入力ギヤ
１８ポンプ駆動用モータ
２５シリンダ制御装置
２６第１回転センサー
２７第２回転センサー
２８制御部

Claims

ベースフレームに昇降駆動用シリンダによって昇降可能に設けられた昇降フレームと、昇降フレームに回転可能に支持された回転フレームと、昇降フレームに設けられた回転フレーム駆動用のメインモータと、回転フレームの上側に設けられたケーシング把持用バンドと、このバンドを開閉駆動するバンド開閉用シリンダとからなる全周回転掘削機のバンド式チャック装置であって、バンド開閉用シリンダに圧油を供給する油圧ポンプを回転フレームに設け、回転フレームの外周部に近接して回転する内外歯付き旋回リングを、昇降フレームの上側に回転フレームと同心状に軸支し、旋回リングの内歯を前記油圧ポンプの入力ギヤに噛合させると共に、旋回リングの外歯にアイドラーギヤを介して噛合する出力ギアを有するポンプ駆動用モータを昇降フレームの上側に設け、このポンプ駆動用モータで旋回リングを旋回させて前記油圧ポンプを駆動することにより、バンド開閉用シリンダを作動させるようにした全周回転掘削機のバンド式チャック装置。
回転フレームの回転時はバンド開閉用シリンダの作動を停止させるシリンダ制御装置を設けてなる請求項１に記載の全周回転掘削機のバンド式チャック装置。
シリンダ制御装置は、回転フレームの回転の有無を検出する第１回転センサーと、旋回リングの回転の有無を検出する第２回転センサーと、第１回転センサーにより回転フレームが回転していないことを検知し且つ第２回転センサーにより旋回リングが回転していることを検知した時にバンド開閉用シリンダを作動させ、それ以外では作動を停止させるように制御する制御部とからなる請求項２に記載の全周回転掘削機のバンド式チャック装置。