JP4638717B2 - 掘削作業ロッドの流体圧式作業具駆動装置における作業具最大進出確認装置 - Google Patents

Description

本発明は、撹拌ロッドにおけるヘッドロッド内に内装された水圧シリンダにより撹拌軸を進退させるもの、拡大掘削ロッドにおけるヘッドロッド内に内装された油圧シリンダにより拡大翼を縦断平面上で拡縮揺動させるもの、拡大掘削ロッドにおけるヘッドロッド内に内装された液圧式揺動アクチュエータにより拡大翼を横断平面上で拡縮揺動させるもの、等のように、撹拌ロッド、拡大掘削ロッド等の掘削作業ロッドにおいて、撹拌軸、拡大翼等の作業具を、油圧、水圧、空圧のシリンダ又は揺動アクチュエータ等の流体圧駆動手段により作動させる流体圧式作業具駆動装置における作業具の作業位置への作動完了を確認する装置に関する。

従来、例えば拡大掘削ロッドにおけるヘッドロッド内に内装された油圧シリンダによりヘッドロッド外部に支持された拡大翼をロッドの縦断平面上で拡縮揺動させる駆動装置において、上記拡大翼の拡開径を検出確認する方法として、地上に設置された油圧ポンプ、切換弁等を含む油圧回路と上記ヘッドロッド内の油圧シリンダとを接続する２本の油圧供給排管にそれぞれ油流量検出器を接続し、該流量検出器により上記油圧シリンダへ給排される油量を検出して拡大翼の拡開径を確認する装置が知られている。しかし、この従来装置は、油圧シリンダに給排される油量により間接的に拡大翼の拡開径を確認するものであるため、油漏れにより直ちに確認精度が低下する欠点があり、しかも流量検出器が高価につく難点があった。

これを改善するため、上記拡大掘削ロッドにおいて、拡大翼の後退位置及び進出作業位置、又は油圧シリンダの駆動体の始点及び終点に近接センサーやリミットスイッチを配置し、該近接センサー等により拡大翼等の上記２位置への移動を電気的に検出し、その電気信号を地上に送信して拡大翼の拡縮を直接確認する構造のものが提案された。しかしこの従来装置では、ヘッドロッドから掘削ロッドを通じて地上へ電気信号を送信するための配線が必要となり、その場合掘削ロッドの継ぎ足しに備えて電気配線の水密継ぎ足し構造も用意しなければならない難点があった。
特開２００２−３２２８９０ 特開平１１−１０７６６８

本発明は、拡大翼等の作業具が最大進出の作業位置に進出したことを直接確認することができると共に、圧力流体の漏れがあっても上記作業具の最大進出を正確に確認することができる安価で簡単な構成の作業具最大進出確認装置を提供することを課題とする。

上記課題達成の手段として、本発明は、
掘削作業ロッドの下端部に、所定の最大進出位置で作業を行うべき作業具を後退位置から所定の最大進出位置に往復動自在に取りつけ、
上記掘削作業ロッドの下端部内に、上記作業具駆動用の流体圧駆動手段を内装し、該流体圧駆動手段は、外部から供給路を通じて供給される圧力流体により始点から終点に駆動される駆動体を往復動自在に有し、
上記駆動体の始点から終点への往復動により、上記作業具を後退位置から最大進出位置へ往復作動させる連動機構を備え、
上記流体圧駆動手段に、上記駆動体が終点に至って上記作業具を最大進出位置に進出させた時、該圧力流体を系外へ放出する放出口を設けると共に、上記圧力流体供給路に、該供給路内の圧力低下を検出する圧力計を設けた、
掘削作業ロッドの流体圧式作業具駆動装置における作業具最大進出確認装置を提案する。

本発明の掘削作業ロッドの流体圧式作業具駆動装置における作業具作動確認装置によれば、作業具が進出作業位置に至ると、放出口から圧力流体が急激に放出され、それにより圧力流体供給路内の圧力低下が生じ、これが直ちに圧力計により検出されるから、流体圧系に流体漏れがあっても、上記作業具の作業位置への移動を確実に検知することができるのであり、しかも従来装置に比較し、安価な圧力計の設置のみで足りるばかりでなく、掘削作業ロッドの継ぎ足しに備えて特別の付加構造を設ける必要もなく、経済的に有利である。

本発明における、「放出口」は、流体圧駆動手段が流体圧シリンダの場合は該シリンダチューブに、揺動アクチュエータの場合は、カバーチューブに設けるとよい。

図１において、ベースマシン（１）の前端部にマスト（２）を垂直に保持し、該マスト（２）の前面がわに長手方向全長にわたって敷設された一対のガイドレール（３）、（３）に、モータ及び減速機を含む回転駆動部（４）を上下摺動自在に係合させると共に、トップシーブ（５）から垂下したワイヤロープ（６）により昇降自在に吊支してあり、この駆動部（４）の出力軸に、掘削作業ロッドとして、撹拌ロッド（７）を接続してある。

本例の撹拌ロッド（７）は、らせん羽根を外周面全長に突設した中空ロッド（９）の下端にヘッドロッド（１０）を同一軸心線上に接続し、該ヘッドロッド（１０）の下端部に、作業具として、図２に示すように掘削刃（１２）…つきの一対の撹拌翼（１３）、（１３）を一端に放射状に有する撹拌軸（１１）を、該ヘッドロッド（１０）下端面から進退自在に支持させると共に、ヘッドロッド（１０）内に、上記撹拌軸（１１）の進出駆動用流体圧駆動手段として水圧シリンダを内装してある。

上記水圧シリンダは次のようである。上記ヘッドロッド（１０）の下部内に、図２に示すように円筒状水圧シリンダ（１４）、及びそれより狭小で、該シリンダ（１４）下端からヘッドロッド（１０）下端に開通するシリンダ開口底部（１５）をそれぞれヘッドロッド（１０）と同心的に形成してある。

上記シリンダ（１４）の駆動体は、本例ではピストン（１６）であり、これが上記撹拌軸（１１）をピストンロッドとして、その上端に一体的に連結されており、このピストン（１６）を上記シリンダ（１４）内に挿入すると共に、撹拌軸（１１）を上記シリンダ開口底部（１５）から外部に突出させてある。ここで、上記シリンダ開口底部（１５）を正六角筒に、上記撹拌軸（１１）をそれに対応する正六角柱にそれぞれ形成し、それにより撹拌ロッド（７）の回転が撹拌軸（１１）に伝達できるようにしてある。

この場合、上記ピストン（１６）が最上位の始点にあるとき、上記撹拌軸（１１）の撹拌翼（１３）、（１３）が図２（イ）のようにヘッドロッド（１０）下端に接する後退位置にあり、上記ピストン（１６）が最下位の終点に駆動したとき、上記撹拌翼（１３）、（１３）が同図（ロ）のようにヘッドロッド（１０）下端から適宜降下した進出作業位置に至る。

上記のような水圧シリンダにおいて、上記ピストン（１６）の上端面から該ピストン軸心についで撹拌軸（１１）軸心を適宜長縦通して撹拌軸（１１）外側面に開口する案内通孔（１７）を設けると共に、上記シリンダ開口底部（１５）の周壁に、内側面からヘッドロッド外部に開口する圧力水放出口（１８）を開設してある。この場合、上記ピストン（１６）が始点にあるとき上記案内孔（１７）はシリンダ（１４）内に開口しているが、ピストン（１６）が終点に至ったとき上記案内孔（１７）の開口が上記放出口（１８）と合致する位置関係にある。

上記ヘッドロッド（１０）の上部内には、二重供給路を縦通し、その外側の圧力水供給路（１９）の下端を接続路（２１）を介して上記シリンダ（１４）のピストン（１６）側スペースと接続し、その内側のグラウト供給路（２０）の下端をさらに半径方向に延長してヘッドロッド外方へ開口し、該開口端に一端を接続された管（２２）の他端を下方へ延長し、ヘッドロッド（１０）下端の位置で下向きのグラウト放射口（２３）を開口している。

上記二重供給路（１９）、（２０）の上端には、ロッド（７）に縦通された二重管を接続し、その外側の圧力水供給路（２４）及び内側のグラウト供給路（２５）の各上端に、駆動部（４）において地上からポンプにより圧力水を供給される圧力水供給ホース（２６）及びグラウト供給ホースをスイベル継手を介してそれぞれ接続され、そのうち本例では図１のように圧力水供給ホース（２６）に圧力計（２７）を接続してある。

上例の撹拌ロッドを地盤改良に使用した例とともに、その作用を説明する。撹拌軸（１１）を上昇後退させた図２（イ）の状態で、駆動部（４）の始動により撹拌ロッド（７）を回転させると、撹拌軸（１１）、撹拌翼（１３）、（１３）も同方向に回転し、その掘削刃（１２）…による軟弱地盤の掘削と、撹拌翼（１３）、（１３）による撹拌とを行いつつ掘進を開始し、そこで、まずグラウト放射口（２３）からグラウトの下向き放射を行う。所定長掘進後ピストン（１６）の１ストローク分撹拌ロッド（７）全体を引き上げ、その位置で、圧力水を供給ホース（２６）、供給路（２４）、（１９）を経てシリンダ（１４）のピストンがわスペースに圧送し、ピストン（１６）を降下させて撹拌軸（１１）、撹拌翼（１３）、（１３）をヘッドロッド（１０）下端から徐々に降下突出させ、その際、撹拌翼（１３）、（１３）がグラウト放射口（２３）から下方へ離間しつつ掘削撹拌することにより、該放射口（２３）から放射されるグラウトを掘削土砂と広範囲にわたって撹拌混合する。

上記ピストン（１６）が最下端（終点）まで降下し、案内通孔（１７）の開口と圧力水放出口（１８）が合致すると、シリンダ（１４）内に圧送される圧力水が該案内通孔（１７）、放出口（１８）を経て外部に放出され、それにより上記供給ホース（２６）、供給路（２４）、（１９）内の圧力が低下し、それは地上の圧力計（２７）に直ちに表示され、それにより撹拌翼（１３）、（１３）が最大突出位置（進出作業位置）に降下突出したことを確認する。

上記の確認に基づき、圧力水の回路を開放し、ピストン（１６）を無負荷のフリー状態におくと、撹拌ロッド（７）の掘進に伴い、撹拌翼（１３）、（１３）が土圧により上方へ押されて元の後退位置に押し戻され、それに伴いピストン（１６）が始点に戻る。そこで圧力水の回路を閉成し、シリンダ（１４）内への圧力水の圧送とグラウトの放射口（２３）からの放射を再開し、以下上記と同様の操作を繰り返して所要深さの地盤改良を行う。

掘削撹拌機の全体側面図である。 （イ）ヘッドロッド部分の拡大縦断側面図である。（ロ）撹拌軸降下突出状態の同上拡大縦断側面図である。

符号の説明

７ 撹拌ロッド
１１ 撹拌軸
１４ 水圧シリンダ
１６ ピストン
１８ 圧力水放出口
２７ 圧力計

Claims (1)

1. 掘削作業ロッドの下端部に、所定の最大進出位置で作業を行うべき作業具を後退位置から所定の最大進出位置に往復動自在に取りつけ、
   上記掘削作業ロッドの下端部内に、上記作業具駆動用の流体圧駆動手段を内装し、該流体圧駆動手段は、外部から供給路を通じて供給される圧力流体により始点から終点に駆動される駆動体を往復動自在に有し、
   上記駆動体の始点から終点への往復動により、上記作業具を後退位置から最大進出位置へ往復作動させる連動機構を備え、
   上記流体圧駆動手段に、上記駆動体が終点に至って上記作業具を最大進出位置に進出させた時、該圧力流体を系外へ放出する放出口を設けると共に、上記圧力流体供給路に、該供給路内の圧力低下を検出する圧力計を設けた、
   掘削作業ロッドの流体圧式作業具駆動装置における作業具最大進出確認装置。

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