JP3605234B2 - 立坑掘削機 - Google Patents
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Description
【発明の属する技術分野】
本発明は、載荷桁に設置されたロータリーテーブルによりカッタ部を回転させる立坑掘削機に関する。
【0002】
【従来の技術】
従来の立坑掘削機としては、「建設の機械化」‘72年6月号63頁の「大口径ウェル掘削機の性能試験報告」に記載されているものがある。この公知例に記載の立坑掘削機は、拡開可能なカッタ及びこのカッタを拡開する空圧シリンダを備えたカッタ部と、このカッタ部に結合され上方に伸びたカッタ回転軸(ドリルパイプ、ケリーバー)と、地上の載荷桁に設置され、カッタ回転軸を回転させるロータリーテーブルと、このロータリーテーブルを回転させる原動機と、カッタで掘削した土砂を地上に排土する排土装置(ドリルパイプ、ケリーバー、スイベルジョイント、サクションホース)と、地上に設置され空圧シリンダを駆動するための空気圧を供給する空気圧源とを有し、原動機によりロータリーテーブル及びカッタ回転軸を介してカッタ部を回転させると共に、空圧シリンダによりカッタ部のカッタを拡開しながら下方に向けて掘削していた。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記従来技術においては、以下の問題点が存在する。
すなわち、地上の空気圧源から回転部であるカッタ部の空圧シリンダに空気圧を供給するのに、空気圧用のロータリージョイントをケリーバーに設ける必要がある。このような構造では、ロータリージョイントにも排土装置のスイベルジョイントと同等の吊り下げ荷重がかかるため、ロータリージョイントをそれなりの大きさにする必要があり、装置全体が高価になる。
【0004】
また、立坑掘削作業では、例えば空圧シリンダのストロークを計測するストロークセンサをカッタ部に設けるとともに、このストロークセンサで計測したストロークを表示するストローク表示装置を地上に設置し、作業者が地上で現在のカッタの掘削径を把握できるようにすることがある。しかし、この場合、回転部であるカッタ部のストロークセンサの計測値を電気信号で地上のストローク表示装置に送るためには、ケリーバーに信号線スリップリングを設ける必要があり、上記と同様に装置全体が高価になる。
【0005】
本発明の目的は、カッタ回転軸の上端部の構造を簡単化することにより装置全体を安価にすることができる立坑掘削機を提供することである。
【0006】
【課題を解決するための手段】
(1)上記の目的を達成するために、本発明は、拡開可能なカッタ及びこのカッタを拡開する油圧ジャッキを備えたカッタ部と、このカッタ部に結合され上方に伸びたカッタ回転軸と、載荷桁に設置され、前記カッタ回転軸を回転させるロータリーテーブルと、前記油圧ジャッキを駆動するジャッキ駆動源とを有する立坑掘削機において、前記ジャッキ駆動源を前記ロータリーテーブル上に設置した構成とする。
【0007】
以上のように構成した立坑掘削機においては、ジャッキ駆動源をロータリーテーブル上に設置することにより、地上からカッタ部の油圧ジャッキに動力を供給するためのロータリージョイントをカッタ回転軸の上端部に設置する必要がなくなり、装置全体を安価にすることができる。
【0008】
(2)上記(1)において、好ましくは、前記ジャッキ駆動源は、発電機と、この発電機からの電力により電動駆動される油圧ジャッキ用パワーユニットとで構成される。
【0009】
(3)前記カッタ部の状態を計測する計測手段と、地上に設置され、前記計測手段の計測値に基づいてカッタ部の状態を表示する表示手段とを有する上記(1)において、好ましくは、前記ロータリーテーブル上に設置され、前記計測手段の計測値を電気信号として電波で送信する送信手段と、地上に設置され、前記送信手段から送信された信号を受信して前記表示手段に送る受信手段とを有する。
【0011】
以上のように構成した立坑掘削機においては、ロータリーテーブル上に設置された送信手段によりストローク計測手段の計測値を電気信号として電波で送信し、地上に設置された受信手段により送信手段から送信された信号を受信することにより、カッタ部のストローク計測手段の計測値を地上に電気信号で送るための信号線スリップリングをカッタ回転軸の上端部に設置する必要がなくなり、装置全体を安価にすることができる。
【0012】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の一実施形態を図面により説明する。
図1において、本実施形態の立坑掘削機は、カッタ部40と、カッタ回転軸45とを有している。カッタ部40はケーソン50の内側及び下側の地山を掘削する拡開カッタ1を有し、この拡開カッタ1はカッタシャフト30の下部に放射状に取り付けられた4本のリブ32を有し、各リブ32の先端にはカッタビットを持つカッタスポーク33がピン34を介して折り曲げ可能に結合されている。各カッタスポーク33にはアーム36が連結され、各アーム36とカッタシャフト30との間には油圧ジャッキ11が取り付けられ、それら油圧ジャッキ11を伸縮することによって拡開カッタ1を開閉させる。
【0013】
カッタシャフト30の下端には排泥口37が設けられ、この排泥口37は後述するサクションポンプ8により拡開カッタ1で掘削した土砂を立坑内に満たされた水とともに泥水として吸い込む。また、カッタシャフト30の上端には、拡開カッタ1で地山を掘削する際に掘削方向が振れるのを防止するスタビライザ2が設置されている。
【0014】
カッタ回転軸45は、スタビライザ2の上部に設置され、順次付け足していくことにより拡開カッタ1を深い位置まで降下させるドリルパイプ3と、最上部のドリルパイプ3に結合されるケリーバー5とを有している。
【0015】
地上Aには載荷桁27が固定して設置されており、その載荷桁27上には、図2及び図3に示すように、支持フレーム28が取り付けられ、この支持フレーム28上にはロータリーテーブル4が設置されている。ロータリーテーブル4は、支持フレーム28に環状のベアリング24を介して回転可能に支持された環状の回転フレーム29と、この回転フレーム29の内周側に配置された8角形状のマスターブッシュ23と、このマスターブッシュ23の内周側に配置され、中心部に断面形状が四角形であるケリーバー5が通るための四角い穴22aを持つ四角形状のロータリーブッシュ22とで構成されている。回転フレーム29には4つの抜け止め29aが設けられており、これによりマスターブッシュ23が回転フレーム29から抜けないようになっている。また、ロータリーブッシュ22はケリーバー5に対して上下方向(軸方向)に摺動可能になっており、通常はマスターブッシュ23とケリーバー5との間に収められ、後述するドリルパイプ3の付け足し時にはケリーバー5に対して上方向に摺動させて引き抜かれる。
【0016】
また、支持フレーム28には油圧モータ25が取り付けられ、この油圧モータ25は地上Aに設置された油圧ユニット7により動力を得ている。また、図4に示すように、ベアリング24の外周輪には旋回ギヤ24aが設けられ、油圧モータ25の出力軸にはその旋回ギヤ24aとかみ合うピニオン25aが取り付けられている。油圧モータ25を回転させると、ピニオン25a及び旋回ギヤ24aによりロータリーテーブル4が回転駆動され、その回転力がケリーバー5、ドリルパイプ3、スタビライザ2、カッタシャフト30を介して拡開カッタ1に伝えられ、拡開カッタ1が回転する。ここで、油圧モータ25を回転させたときに回転するロータリーテーブル4、カッタ回転軸45、カッタ部40を回転部Bとする。
【0017】
ロータリーテーブル4の回転フレーム29上には、発電機26と、この発電機26からの電力で作動する電動モータ、及びこの電動モータにより駆動され前記拡開ジャッキに作動油を供給する油圧ポンプを含む油圧ジャッキ用パワーユニット17とが設置され、パワーユニット17と油圧ジャッキ11は油圧ホース18でつながれている。なお、パワーユニット17は、図4に示すように、ボルト57で取付台58の上フランジ部58aに固定され、取付台58の下フランジ部58bがボルト59で回転フレーム29に固定されている。また、図示はしないが、発電機26の設置構造も上記と同様である。
【0018】
図1に戻り、ケリーバー5の上にはスイベルジョイント6が設置され、地上Aにはサクションポンプ8が設置され、スイベルジョイント6とサクションポンプ8とはサクションホース12でつながれている。サクションポンプ8により排泥口37から吸い込まれた泥水は、カッタシャフト30、スタビライザ2、ドリルパイプ3、ケリーバー5の内部を通過して地上Aに吸い上げられるが、スイベルジョイント6は、回転部Bであるケリーバー5より地上Aのサクションポンプ8に泥水を送ることを可能にするものである。
【0019】
また、スイベルジョイント6には、カッタ部40及びカッタ回転軸45を吊り下げるクレーン9が取り付けられている。拡開カッタ1を地山に押し付ける力はカッタ部40及びカッタ回転軸45の自重であり、クレーン9の引き上げ力によってその押付力の調整を行う。
【0020】
また、カッタ部40の油圧ジャッキ11とスタビライザ2との間にはストロークセンサ(計測手段)13が設けられ、パワーユニット17上には送信機(送信手段)14が設置され、ストロークセンサ13と送信機14とはケーブル19で接続されている。ストロークセンサ13は油圧ジャッキ11のストロークを計測し、その検出値を電気信号として送信機14に送り、この送信機14はその電気信号を電波で送信する。地上Aには受信機(受信手段)15及びストローク表示計(表示手段)16が設置されており、受信機15は送信機14によって送信された信号を受信してストローク表示計16に送り、ストローク表示計16はその信号に基づいて現在の油圧ジャッキ11のストロークを表示する。
【0021】
立坑掘削機の掘削工程を図5により説明する。
油圧ジャッキ11により拡開カッタ1を所定の掘削径に設定した状態((a)参照)で、油圧モータ25を駆動すると、ロータリーテーブル4が回転し、その回転力がケリーバー5、ドリルパイプ13、スタビライザ2、カッタシャフト30を介して拡開カッタ1に伝達され、拡開カッタ1により下方に向かって掘削していく((b)参照)。
【0022】
拡開カッタ1で掘削した土砂は立坑内に満たされた水とともに泥水としてサクションポンプ8の吸い込み力で排泥口37より吸い込まれる。吸い込まれた泥水はカッタシャフト30、スタビライザ2、ドリルパイプ3、ケリーバー5、スイベルジョイント6、サクションホース12を通してサクションポンプ8に到達し、図示しない泥水処理施設に送られる。泥水処理施設では土砂と水を分離して水だけを立坑内に送り返す。
【0023】
また、必要に応じて油圧ジャッキ11を伸長することによって拡開カッタ1の掘削径を変えて掘削を行う((c)参照)。このときの油圧ジャッキ11のストロークはストロークセンサ13によって計測され、その検出値は電気信号としてケーブル19を介して送信機14に送られ、送信機14はその電気信号を電波で送信する。送信機14からの送信信号は地上Aの受信機15で受信され、ストローク表示計16はその受信信号に基づいて油圧ジャッキ11のストロークを表示する。したがって、作業者は地上Aにいながら現在の拡開カッタ1の掘削径を把握できる。
【0024】
そして、ケリーバー5の長さ分の深さの掘削が終わったら、カッタ部40及びカッタ回転軸45をクレーン9で引き上げ、ロータリーブッシュ22をケリーバー5に対して上方向に摺動させてケリーバー5とマスターブッシュ23との間から引き抜き、最上部のドリルパイプ3の結合部をマスターブッシュ23上にあずけた後、ケリーバー5と最上部のドリルパイプ3の間に新たなドリルパイプ3をつなぐ。その後、クレーン9でカッタ部40及びカッタ回転軸45を降ろすとともに、ロータリーブッシュ22をケリーバー5に対して下方向に摺動させてケリーバー5とマスターブッシュ23との間に収め、その後さらに掘削して行く。
【0025】
図6に従来による立坑掘削機を示す。
この図において、油圧ジャッキ用パワーユニット17は地上Aに設置されている。また、ケリーバー5の上部には油圧ロータリージョイント(油圧ジョイント)20及びスリップリング21が設置されている。油圧ジョイント20は地上Aの油圧ジャッキ用パワーユニット17からの作動油を油圧ホース61を介して回転部Bであるカッタ部40の油圧ジャッキ11に送るためのものであり、スリップリング21は回転部Bであるカッタ部40のストロークセンサ13の計測値を電気信号として地上Aのストローク表示計16にケーブル62を介して送るためのものである。このような構造では、油圧ジョイント20及びスリップリング21にはスイベルジョイント6と同等の吊り下げ荷重がかかるため、油圧ジョイント20及びスリップリング21をそれなりの大きさにする必要があり、装置全体が高価になる。また、油圧ジョイント20及びスリップリング21を設けた分だけクレーン9の位置を高くする必要があり、そのため、例えばその位置に障害物がある場合には掘削作業ができなくなるという事態が生じる。
【0026】
これに対し本実施形態においては、油圧ジャッキ用パワーユニット17及び発電機26をロータリーテーブル4上に設置し、これらをカッタ部40と共に回転するようにしたので、地上Aから油圧ジャッキ11に作動油を供給するための油圧ジョイントをケリーバー5に設ける必要がなくなる。また、ロータリーテーブル4上に送信機14を設置するとともに地上Aに受信機15を設置し、ストロークセンサ13の計測値を電気信号として電波で飛ばしてストローク表示計16に送るようにしたので、ストロークセンサ13から地上Aに電気信号を送るためのスリップリングをケリーバー5に設ける必要もなくなる。以上により装置全体を安価にすることができる。
【0027】
また、本実施形態ではクレーン9によりカッタ部40及びカッタ回転軸45を吊り下げているが、油圧ジョイント及びスリップリングを設けなくて済むので、クレーン9の吊り下げ高さが低く抑えられ、これにより障害物により掘削作業ができなくなることはない。
【0028】
なお、本実施形態においては、油圧ジャッキ用パワーユニット17及び発電機26と、送信機14とをロータリーテーブル4上に設置する構成としたが、特にこれに限らず、油圧ジャッキ用パワーユニット17及び発電機26だけをロータリーテーブル4上に設置してもよい。また、クレーン9によりカッタ部40及びカッタ回転軸45を吊り下げる構成としたが、カッタ部40及びカッタ回転軸45を吊り下げる手段は、それ以外にも例えばジャッキやウインチとしてもよい。
【0029】
また、油圧ジャッキ11のストロークを計測するストロークセンサ13をカッタ部40に設け、その計測値を電気信号として送信機14より電波で送信するものとしているが、その油圧ジャッキ11のストローク以外のカッタ部40の状態、例えば拡開カッタ1とケーソン50との位置関係などを計測する手段を設け、その計測値を電気信号として送信機14より電波で送信してもよい。
【0030】
【発明の効果】
本発明によれば、拡開ジャッキを駆動するジャッキ駆動源をロータリーテーブル上に設置したので、ロータリージョイントをカッタ回転軸の上端部に設置する必要が無くなり、装置全体を安価にすることができる。
【0031】
またさらに、ロータリーテーブル上に送信手段を設置するとともに地上に受信手段を設置し、ストローク計測手段の計測値を電気信号として電波で飛ばすようにしたので、信号線スリップリングをカッタ回転軸の上端部に設置する必要が無くなり、装置全体を安価にすることができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の一実施例による立坑掘削機の断面図である。
【図2】図1に示すロータリーテーブルの詳細図である。
【図3】図2のIII−III線矢視図である。
【図4】図2の拡大図である。
【図5】図1に示す立坑掘削機による立坑の掘削工程を示す図である。
【図6】従来による立坑掘削機の断面図である。
【符号の説明】
1 拡開カッタ
3 ドリルパイプ
4 ロータリーテーブル
5 ケリーバー
11 油圧ジャッキ
13 ストロークセンサ
14 送信機
15 受信機
16 ストローク表示計
17 油圧ジャッキ用パワーユニット(ジャッキ駆動源)
22 ロータリーブッシュ
23 マスターブッシュ
26 発電機(ジャッキ駆動源)
29 回転フレーム
40 カッタ部
45 カッタ回転軸
Claims (3)
- 拡開可能なカッタ及びこのカッタを拡開する油圧ジャッキを備えたカッタ部と、このカッタ部に結合され上方に伸びたカッタ回転軸と、載荷桁に設置され、前記カッタ回転軸を回転させるロータリーテーブルと、前記油圧ジャッキを駆動するジャッキ駆動源とを有する立坑掘削機において、
前記ジャッキ駆動源を前記ロータリーテーブル上に設置したことを特徴とする立坑掘削機。 - 請求項1記載の立坑掘削機において、前記ジャッキ駆動源は、発電機と、この発電機からの電力により電動駆動される油圧ジャッキ用パワーユニットとで構成されることを特徴とする立坑掘削機。
- 前記カッタ部の状態を計測する計測手段と、地上に設置され、前記計測手段の計測値に基づいてカッタ部の状態を表示する表示手段とを有する請求項1記載の立坑掘削機において、前記ロータリーテーブル上に設置され、前記計測手段の計測値を電気信号として電波で送信する送信手段と、地上に設置され、前記送信手段から送信された信号を受信して前記表示手段に送る受信手段とを有することを特徴とする立坑掘削機。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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JP24064996A JP3605234B2 (ja) | 1996-09-11 | 1996-09-11 | 立坑掘削機 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP24064996A JP3605234B2 (ja) | 1996-09-11 | 1996-09-11 | 立坑掘削機 |
Publications (2)
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JPH1088961A JPH1088961A (ja) | 1998-04-07 |
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Family
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Family Applications (1)
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JP24064996A Expired - Fee Related JP3605234B2 (ja) | 1996-09-11 | 1996-09-11 | 立坑掘削機 |
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1996
- 1996-09-11 JP JP24064996A patent/JP3605234B2/ja not_active Expired - Fee Related
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