JP6144569B2 - 動力伝達装置 - Google Patents

Description

チュービング装置による回転、押し込みにより挿入されたケーシングチューブ内をケリーバと掘削バケットからなる内部掘削装置により掘削するときに、チュービング装置がケーシングチューブを回転させる力をケリーバと掘削バケットからなる内部掘削装置のケリーバを介して掘削バケットに伝達する動力伝達装置に関するものである。

オールケーシング工法において、ケーシングチューブ内を掘削する場合、または、ケーシングチューブの下方部に拡底杭を造成する場合に、アースドリル機による内部掘削が行われる。
この場合には、オールケーシング工法に用いられているチュービング装置の回転力を用いて、ケリーバを介して掘削バケットを回転させれば、ケリーバを回転させるためのケリードライブを別に必要としないため、コストダウンを実現できる。
そのため、従来、ケーシングチューブとケリーバとをダイレクトに連結して、チュービング装置の油圧モータにより、ケーシングチューブを回転させ、その回転トルクを直接ケリーバに伝達する動力伝達装置が考えられていた。例えば、オールケーシング工法によるものとして特許文献１に示すチュービング装置などが存在する。

特開２０１２−２３３３９２号公報

しかしながら、ケーシングチューブとケリーバとをダイレクトに連結して、チュービング装置の回転トルクを、ケリーバや掘削バケットに直接伝達する方法には、次の問題があった。
チュービング装置の油圧モータの定格トルクが、１０００〜２０００ｋＮ・ｍ程度である一方、ケリーバに回転トルクを与えるケリードライブの油圧モータの定格トルクは、１００ｋＮ・ｍ程度である。すなわち、ケリーバや掘削バケットの上限トルクは、一般的に言って、チュービング装置の油圧モータの定格トルクの１／１０程度なのである。
そのため、ケリーバにより掘削を行っている時に、掘削バケットが岩盤に突き当たると、上限トルク以上の過大なトルクがケリーバや掘削バケットに作用して、ケリーバあるいは掘削バケットが破損する問題があった。

他方、チュービング装置の油圧モータの定格油圧は３０ＭＰａであるので、使用する油圧を３ＭＰａ程度にしてケリーバに伝達する回転トルクを低下させることが考えられる。しかし、ケーシングチューブを回転させるだけで大きな回転トルクを必要とし、その回転トルクも機械損失等の影響により、大きく変動する。そのため、使用する油圧を３ＭＰａに低下させて、ケリーバを駆動制御することは技術的に困難である。

上記問題を解決するために、本出願人の一人は、特願２０１２−２２７９２６号により、動力伝達装置にトルクリミッタ機構を持たせることを提案した。すなわち、図１３に動力伝達装置９００の全体構成を示し、図１１に第１参考例の動力伝達装置のトルクリミッタ装置の構成を示す。
図１３に示すように、ケーシングチューブ９０１の上端にケーシング９０２がボルト９０２ａにより連結されている。ケーシング９０２の上端面には、トルクを伝達するための凸部９０３が２個形成されている。
一方、ケリーバ９０６は、図１１に示すように、トルクリミッタ装置９０４に、ケリーバガイドバー９０７により回転方向において連結されている。トルクリミッタ装置９０４の外周には、２本の延設部９０５が形成されている。延設部９０５は、凸部９０３と係合して、トルクを伝達する。
図１１に示すように、トルクリミッタ装置９０４は、内側ケース９１０と外側ケース９１１とを有する。内側ケース９１０の外周には、８カ所に三角凸部９１２が形成されている。外側ケース９１１の内周には、８カ所に凹部が形成され、皿バネ９０８に付勢された先端断面が三角形状の摺動部材９０９が、摺動可能に保持されている。

次に、第１参考例のトルクリミッタ装置の作用を説明する。
ケリーバ９０６の上限トルク内で作用している場合には、内側ケース９１０の三角凸部９１２と、外側ケース９１１の摺動部材９０９とが係合している。そのため、内側ケース９１０と外側ケース９１１とは、一体的に回転しており、ケーシングチューブ９０１の回転トルクが、そのままケリーバ９０６に伝達されている。
そして、ケリーバ９０６に上限トルクを越える過大なトルクが作用した場合、皿バネ９０８が圧縮されて、摺動部材９０９が皿バネ９０８方向に引き込められるため、摺動部材９０９と三角凸部９１２との係合状態が解除され、滑る状態となりケーシングチューブとケリーバ９０６との動力伝達が切断される。そのため、ケリーバ９０６の上限トルクを超える過大な回転トルクは、それ以上ケリーバ９０６に伝達されることがない。

次に、第２の参考例のトルクリミッタ装置の構成を図１２に示す。第２の参考例では、トルクリミッタ装置は、図１３に示すケーシング９０２内に組み込まれている。ここで、ケリーバ９０６、トルクリミッタ装置９０４、延切部９０５は一体的に構成されている。
ケーシングチューブ９０１の上端は、外側に延設され、延設円板９０１ａが形成されている。延設円板９０１ａは、ケーシング９０２の内部に付設されている一対のブレーキパッド９２２，９２３により挟み込まれている。ブレーキパッド９２２には、油圧ブレーキ９２１により、所定の押圧力が付与されている。このような油圧ブレーキが複数個所に設けられている。
第２の参考例では、ケリーバ９０６は、延設部９０５と常に一体的に回転する。

次に、第２参考例のトルクリミッタ装置の作用を説明する。
ケリーバ９０６の上限トルク内で作用している場合には、ブレーキパッド９２２，９２３と、延設円板９０１ａとが係合しているため、ケーシング９０２と延設円板９０１ａとは、一体的に回転しており、ケーシングチューブ９０１の回転トルクが、そのままケリーバ９０６に伝達されている。
そして、ケリーバ９０６に上限トルクを越える過大なトルクが作用した場合、ブレーキパッド９２２、９２３と延設円板９０１ａとの間に滑りが発生しケーシングチューブとケリーバ９０６との動力伝達が切断される。そのため、ケリーバ９０６の上限トルクを超える過大な回転トルクは、それ以上ケリーバ９０６に伝達されることがない。

次に、上記第１及び第２参考例の問題点を説明する。
すなわち、ケリーバ９０６の先に取り付けられている図示しない掘削バケットは、大きさにより、例えば、１００ｋＮ・ｍ、７５ｋＮ・ｍ、５０ｋＮ・ｍ等、複数の許容トルクを定格としている。そのため、掘削バケットを交換するたびに、トルクリミッタ装置の上限トルクを変更しなければならない。第１の参考例では、８個の皿バネ９０８を交換する必要があり、手間と時間が係る問題があった。同様に、第２の参考例では、複数個所の油圧ブレーキを交換する必要があり、手間と時間が係る問題があった。また、機械的な摩耗による係合であるため、摩擦部での損耗は避けられない。

本発明は、上記問題点を解決するためになされたものであり、使用する掘削バケットを変更した時に、そのケリーバや掘削バケットの上限トルクに調整することの容易なトルクリミッタ装置を有する動力伝達装置を提供することを目的とする。

上記目的を達成するために、本発明に係る動力伝達装置は、以下の構成を有する。
（１）チュービング装置により回転・圧入されるケーシングチューブの内側を掘削する内部掘削装置に、前記ケーシングチューブと係合してトルクをケリーバに伝達する動力伝達装置であって、伝達するトルクが予め設定された上限トルクを超えたときに動力伝達を遮断するトルクリミッタを備え、前記トルクリミッタは油圧モータを有するとともに、前記油圧モータの出口ポート又は入口ポートの一方を、リリーフバルブを介して前記油圧モータの出口ポート又は入口ポートの他方と接続され、前記リリーフバルブは接続可能な複数のリリーフ圧設定バルブを有するとともに、選択した１のリリーフ圧設定バルブと接続することにより前記上限トルクを設定すること、を特徴とする。

それにより、トルクを油圧モータの油圧に変換して管理しているため、リリーフバルブと油圧設定バルブにより上限トルクを管理することができる。そのため、掘削バケットを変更した時に、リリーフバルブと油圧設定バルブとの接続を変更するだけで、トルクリミッタの上限トルクを変更することができるため、容易に掘削バケットの交換に対応することができる。

(２)（１）に記載する動力伝達装置において、前記リリーフ圧設定バルブの設定圧力が、複数の前記内部掘削装置に対応してそれぞれ予め調整されていること、が好ましい。

それにより、例えば、複数の第１油圧設定バルブ，第２油圧設定バルブ，第３油圧設定バルブの各々について、工事現場における工事作業工程において使用する複数の掘削バケットの上限トルクに対応する油圧値ａ１，ａ２，ａ３に調整しておけば、現場で調整する手間が省けるため、工事の効率化を図ることができる。

（３）（１）又は（２）に記載する動力伝達装置において、前記リリーフ圧設定バルブの選択のための手動弁を有すること、が好ましい。

それにより、手動弁を操作するだけで、配管をつなぎ直す必要がないため、さらに工事の効率化を図ることができる。

本発明によれば、掘削バケットを変更した時に、リリーフバルブと油圧設定バルブとの接続を変更するだけで、トルクリミッタの上限トルクを変更することができる。

第１実施形態に係る動力伝達装置の正面図である。 第１実施形態に係る動力伝達装置の側面図である。 第１実施形態に係る動力伝達装置の主要部の断面図及び回路図（１）である。 第１実施形態に係る動力伝達装置のケリーバ設置前の状態の側面図である。 第２実施形態に係る動力伝達装置の回路図（２）である。 第１実施形態に係る掘削装置を用いた掘削工程図（１）である。 第１実施形態に係る掘削装置を用いた掘削工程図（２）である。 第１実施形態に係る掘削装置を用いた掘削工程図（３）である。 第１実施形態に係る掘削装置を用いた掘削工程図（４）である。 第１実施形態に係る掘削装置を用いた掘削工程図（５）である。 第１参考例に係る動力伝達装置（１）の断面図である。 第２参考例に係る動力伝達装置（２）の断面図である。 第１参考例及び第２参考例に係るチュービング装置の斜視図である。

以下、本発明の動力伝達装置の実施形態について図面を参照して説明する。図１は、第１実施形態に係る動力伝達装置の正面図を示す。図２は、動力伝達装置の側面図を示す。図３は、動力伝達装置の主要部の断面図及び回路図（１）を示す。図４は、動力伝達装置のケリーバ設置前の状態の側面図を示す。
（第１実施形態）
＜動力伝達装置の全体構成＞
動力伝達装置２は、後述するチュービング装置３の動力をケリーバ９に動力を伝達するための装置である。
図１に示すように、動力伝達装置２は、大きくは外筒のトルクリミッタ本体部２０と内筒のケリーバ回転体２９との二重構造である。

はじめに、トルクリミッタ本体部２０について説明する。トルクリミッタ本体部２０は、伝達するトルクが、予め設定された上限トルクを越えたときに、ケーシングチューブ４とケリーバ９との動力伝達を切断するものである。図１に示すように、円筒形状のトルクリミッタ本体部２０は、半径方向で外周に向かって４つの延設部２１が付設されている。図４に示すように、延設部２１の下面には、後述するケーシングチューブ４に固設されている係合凹部４５と係合する係合部２２が付設されている。
また、図１にトルクリミッタ本体部２０の上方には、油圧モータ１０、トルク調整部１７、及びリリーフバルブ１２１が取り付けられている。図３に示すように、油圧モータ１０には、出力軸１１が回転可能に保持され、出力軸１１には小歯車１２が付設されている。小歯車１２は、後述するケリーバ回転体２９の外周に形成された大歯車２８と噛合している。
油圧モータ１０は、本実施形態においてはアキシャルピストンモータを使用しているが、他の油圧モータを使用することもできる。油圧モータ１０の定格油圧は３０ＭＰａである。

次に、ケリーバ回転体２９について説明する。図３に示すように、ケリーバ回転体２９の中心には円筒形状のケリーバ貫通穴２３が形成されている。図３中ケリーバ９は省略している。また、図１に示すように、ケリーバ貫通穴２３の内周面には、ケリーバ９と係合させトルクを伝達するためのケリーバ用凹部２４が６箇所形成されている。ケリーバ９の先端には、ドリルバケット４１（図６）又は拡底バケット４２（図８）が取り付けられている。
図３に示すように、ケリーバ回転体２９の外周円盤部２９ａには大歯車２８が付設されている。外周円盤部２９ａの上下位置には、一対の軸受３０が取り付けられており、ケリーバ回転体２９はトルクリミッタ本体部２０に対して回転可能に保持されている。
また、ケリーバ回転体２９の上位置には上部ダンパ２５が付設され、下位置には下部ダンパ２６が付設されている。

続いて、油圧回路の構成について図３を用いて説明する。
図３に示すように、油圧モータ１０には、第１ポート１０１、第２ポート１０２、ドレンポート１０３が形成されている。
例えば、第１ポート１０１は、出力軸１１が右回転する場合には、第１ポート１０１が入口ポートとなり第２ポート１０２が出口ポートとなる。出力軸１１が左回転する場合には、第１ポート１０１が出口ポートとなり第２ポート１０２が入口ポートとなる。

第１ポート１０１と第２ポート１０２は、配管により連結され油圧回路１１０を形成する。
第１ポート１０１と連通する第１配管１５１は、第１逆止弁１４１を介して第３配管１５３と連通している。第３配管１５３は、第２逆止弁１４２を介して第２配管１５２と連通している。第２配管１５２は第２ポート１０２と連通している。
第１逆止弁１４１は、第１配管１５１からの流れは流し、第３配管１５３からの逆流を止める逆止弁である。第２逆止弁１４２は、第２配管１５２からの流れは流し、第３配管１５３からの逆流を止める逆止弁である。

また、第１配管１５１は第３逆止弁１４３を介して第４配管１５４と連通している。第４配管１５４は第４逆止弁１４４を介して第２配管１５２と連通している。
第３逆止弁１４３は、第４配管１５４からの流れを流し、第１配管１５１からの逆流を止める逆止弁である。第４逆止弁１４４は、第４配管１５４からの流れは流し、第２配管１５２からの逆流を止める逆止弁である。
第３配管１５３には第５配管１５５が連通し、第５配管１５５はリリーフバルブ１２１を介して第６配管１５６と連通している。第６配管１５６と第４配管１５４は連通する。

図３に示すように、リリーフバルブ１２１のベントポート１２１ａはパイロット配管１５７と連通する。ベントポート１２１ａは、リリーフバルブ１２１が作用する上限トルクを変更するためのものである。パイロット配管１５７は、図１及び図３に示すように、任意に第１接続配管１１７、第２接続配管１１８、第３接続配管１１９に接続することができる。本実施形態においては、パイロット配管１５７は図３に示すように、第１接続配管１１７と接続している。第１接続配管１１７は、リリーフバルブ１２１の上限油圧２０ＭＰａに設定するための第１油圧設定バルブ１２２と連結し、第２接続配管１１８は、リリーフバルブ１２１の上限油圧１５ＭＰａに設定するための第２油圧設定バルブ１２３と連結し、第３接続配管１１９は、リリーフバルブ１２１の上限油圧１０ＭＰａに設定するための第３油圧設定バルブ１２４と連結している。
例えば、ケリーバ９の先端に取り付けられている上限トルクが１００ｋＮ・ｍのドリルバケット４１を使用する時には設定油圧２０ＭＰａ、上限トルクが７５ｋＮ・ｍの時には設定油圧１５ＭＰａ、上限トルクが５０ｋＮ・ｍの拡底バケット４２を使用する時には設定油圧１０ＭＰａになるように、リリーフバルブ１２１のパイロット配管１５７の接続先を変更することで、ケリーバ９に伝達される上限トルクを任意に変更することができる。

そのため、ケリーバ９の先端に取り付けられている掘削バケットを変更した時に、リリーフバルブ１２１と第１油圧設定バルブ１２２、第２油圧設定バルブ１２３、第３油圧設定バルブ１２４との接続先を変更するだけで、トルクリミッタの上限油圧を変更することができ、容易にドリルバケット４１、又は拡底バケット４２の交換に対応することができる。
また、複数の第１接続配管１１７につながる第１油圧設定バルブ１２２，第２接続配管１１８につながる第２油圧設定バルブ１２３，第３接続配管１１９につながる第３油圧設定バルブ１２４の各々について、工事現場における工事作業工程で使用する複数のケリーバに対応する設定油圧２０ＭＰａ，１５ＭＰａ，１０ＭＰａに調整しておけば、現場で調整する手間が省けるため、工事の効率化を図ることができる。
第１油圧設定バルブ１２２、第２油圧設定バルブ１２３、及び第３油圧設定バルブ１２４はともにリザーバタンク１２６と連結するリザーブ配管１１４と連結している。
図３に示すように、ドレンポート１０３はリザーバタンク１２６と連結するドレン配管１６０と連結している。

＜掘削装置の作用効果＞
次に、本動力伝達装置を用いたケリーバ９と掘削バケットによる掘削作業について、図６乃至図１０を用いて説明する。
動力伝達装置２には、ケーシングチューブ４から回転力が伝達される。
本実施形態では、図６に示すようにあらかじめチュービング装置３を地盤Ｊに固定する。その状態で、ケーシングチューブ４の外周を把持部材３５で把持してケーシングチューブ４を回転させながら軸方向に押し下げることによりケーシングチューブ４を地盤Ｊに掘削して押し込む。ケーシングチューブ４の最上部には、係合凹部４５が来るようにセットする。係合凹部４５は、ケーシングチューブ４の最上面の対角線上の４箇所に固設されている。チュービング装置３の作用効果は従来技術と異なるところがないため詳細な説明を割愛する。ケーシングチューブ４が挿入された後に、図６に示すように、動力伝達装置２をケーシングチューブ４の上方に位置させる。

続いて、図７に示すように、ケーシングチューブ４の上端に付設されている係合凹部４５と動力伝達装置２の係合部２２を係合させる。それにより、ケーシングチューブ４の動力をケリーバ軸９０に伝達することができる。
動力伝達装置２により、ケリーバ９を回転させその先端のドリルバケット４１によりケーシングチューブ４内の土砂を掘削する。目標まで土砂を掘削したときに掘削を終了する。
図８に示すように、動力伝達装置２を地上にもち上げ、ケリーバ９先端に取り付けられたドリルバケット４１を拡底バケット４２に付け替える。
図９に示すように、ケーシングチューブ４の上端に付設されている係合凹部４５と動力伝達装置２の係合部２２を係合させる。それにより、ケーシングチューブ４の動力をケリーバ９に伝達することができる。
次いで、図１０に示すよう、動力伝達装置２により、ケリーバ９を回転させその先端の拡底バケット４２を拡径させ、底部を拡大する。それにより拡底杭を造成することができる。
以上により掘削作業を終了する。

＜動力伝達装置の作用効果＞
・通常時の使用状態
本実施形態では、図３に示す第１ポート１０１が出口ポートであり、第２ポート１０２が入口ポートである。
通常時は、第１ポート１０１へと流出する油が第１配管１５１及び第１逆止弁１４１を介し第３配管１５３内の圧力を高める。第３配管１５３に流出しようとする油は第２逆止弁１４２により第２配管１５２へ流出することはない。

通常時には、ドリルバケット４１により土砂を掘削作業している時には上限トルク内で回転しているため、ケリーバ９の先端に取り付けられたドリルバケット４１の上限トルク１００ｋＮ・ｍを超えた過大なトルクが小歯車１２を介し出力軸１１にかかることはない。ケリーバ９の回転トルクを、大歯車２８、小歯車１２を介し出力軸１１が受ける。しかし、ケリーバ９は通常回転をしているための上限トルク１００ｋＮ・ｍ以上の過大トルクが出力軸１１にかかることはない。そのため、油が第３配管１５３へと流出しようとするため第３配管１５３内の圧力は高まるが、通常時においては、第３配管１５３内の圧力は上限油圧である２０ＭＰａを超えることがない。そのため、上限油圧の２０ＭＰａ以上にならなければ作動しないリリーフバルブ１２１は作動しない。
リリーフバルブ１２１が作動しないことにより、第１ポート１０１と第２ポート１０２は非連通状態にあり、出力軸１１は回転しない。そのため、出力軸１１は常に大歯車２８と一体化して回転する。

以上から、通常時においては、ケーシングチューブ４が回転すると、係合部２２を介して係合するトルクリミッタ本体部２０が回転する。出力軸１１と大歯車２８が一体化して回転しているため、トルクリミッタ本体部２０と係合するケリーバ回転体２９が同様に回転し、ケリーバ回転体２９内に固定されたケリーバ９が回転する。

・上限トルクを超える過大なトルクがケリーバに作用した使用状態
例えば、チュービング装置３の油圧モータの定格トルクが、１０００〜２０００ｋＮ・ｍ程度である一方、ケリーバ９に回転トルクを与える油圧モータ１０の定格トルクは、１００ｋＮ・ｍ程度である。すなわち、ケリーバ９や、その先端に取り付けられた掘削バケットの上限トルクは、一般的に言って、チュービング装置３の油圧モータの定格トルクの１／１０程度である。
そのため、ケリーバ９と掘削バケットにより掘削を行っている時に、掘削バケットが岩盤に突き当たると、上限トルク以上の過大なトルクがケリーバ９と掘削バケットに作用して、ケリーバ９又は掘削バケットが破損する可能性がある。
本実施形態においては、掘削バケットが岩盤等に突き当たり伝達するトルクが、予め設定された上限トルクを越えたときに、油圧モータ１０がケーシングチューブ４とケリーバ９との動力伝達を切断する。そのため、上限トルク以上の過大なトルクがケリーバ９に作用して、ケリーバ９又は掘削バケットが破損することがない。

具体的には、第１ポート１０１へと流出しようとする油が第１配管１５１及び第１逆止弁１４１を介し第３配管１５３へと流出する。第３配管１５３へと流出した油は第２逆止弁１４２により第２配管１５２へ流出することはない。
上限トルクを超えた過大なトルクがケリーバ９にかかった時には、過大なトルクが小歯車１２を介し出力軸１１が受ける。そのため、出力軸１１に過大なトルクがかかることで第３配管１５３内に流出している油の圧力が高まり上限油圧の２０ＭＰａを超える。したがって、第３配管１５３内の圧力が上限油圧の２０ＭＰａを超えて高まり、リリーフバルブ１２１が作動し、開弁状態となる。

リリーフバルブ１２１が開弁することにより、第３配管１５３と第６配管１５６は連通する。第６配管１５６に流出した油は第４配管１５４、第４逆止弁１４４を介して第２配管１５２に流出し、第２ポート１０２へと流出する。すなわち、第１ポート１０１と第２ポート１０２が連通される。
第１ポート１０１と第２ポート１０２が連通することにより、出力軸１１は回転し、出力軸１１と大歯車２８は一体化状態から解放されフリーな状態となる。

さらに、例えば、本実施形態においては、ドリルバケット４１は上限トルクが１００ｋＮ・ｍと拡底バケット４２は上限トルクが５０ｋＮ・ｍで異なる。その理由は、下方向に掘削をするドリルバケット４１に比べて、拡底バケット４２は拡径するため形状が複雑である。そのため、拡底バケット４２の方が複雑であるため、故障頻度が高く上限トルクを小さくする必要があるためである。
例えば、図６に示すように、ドリルバケット４１を使用する際には上限油圧を２０ＭＰａとするためパイロット配管１５７を第１接続配管１１７と接続する。それに対して、図９及び図１０に示すように、拡底バケット４２を使用する際には上限油圧を１０ＭＰａとするためパイロット配管１５７を第３接続配管１１９と接続する。本実施形態においては、リリーフバルブ１２１のパイロット配管１５７の接続先を変更することで、上限トルクを容易に変更することができる。

パイロット配管１５７を第３接続配管１１９に接続した場合には、圧力設定バルブ１２４と連結し、上限油圧が１０ＭＰａとなる。
上限トルクを超えた過大なトルクがケリーバ９にかかった時には、過大なトルクが小歯車１２を介し出力軸１１が受ける。そのため、出力軸１１に過大なトルクがかかることで第３配管１５３内に流出している油の圧力が高まり上限油圧の１０ＭＰａを超える。したがって、第３配管１５３内の圧力が上限油圧の１０ＭＰａを超えて高まり、リリーフバルブ１２１が作動し、開弁状態となる。

リリーフバルブ１２１が開弁することにより、第３配管１５３と第６配管１５６は連通する。第６配管１５６に流出した油は第４配管１５４、第４逆止弁１４４を介して第２配管１５２に流出し、第２ポート１０２へと流出する。すなわち、第１ポート１０１と第２ポート１０２が連通される。
第１ポート１０１と第２ポート１０２が連通することにより、出力軸１１は回転し、出力軸１１と大歯車２８は一体化状態から解放されフリーな状態となる。

以上から、ケリーバ９の先端に取り付けられた掘削バケットの上限トルクを超えた過大トルクがケリーバ９に作用した時においては、ケーシングチューブ４が回転すると、係合部２２を介して係合するトルクリミッタ本体部２０が回転する。出力軸１１と大歯車２８の一体化が解除されるため、トルクリミッタ本体部２０と係合するケリーバ回転体２９は別々に回転し、ケリーバ回転体２９内に固定されたケリーバ９に過大なトルクがかかることがない。そのため、ケリーバ９又は掘削バケットが破損することがない。

本実施形態においては、伝達するトルクが、予め設定された上限油圧２０ＭＰａを越えたときに、ケーシングチューブ４とケリーバ９との動力伝達を切断する油圧モータ１０を有する。また、油圧モータ１０の出口ポートである第１ポート１０１を、リリーフバルブ１２１を介して、入口ポートである第２ポート１０２と接続している。そのため、リリーフバルブ１２１の油圧を調整することだけで過大トルクをケリーバ９に伝達することを防止することができる。

また、機械的な摩擦係合部がないため、摩擦による損耗に対しての補修が必要ないため、メンテナンスコストを低減することができる。

以上詳細に説明したように、本発明に係る動力伝達装置は、以下の構成及び作用効果を有する。
（１）チュービング装置３により回転、押し込みにより挿入されたケーシングチューブ４内をケリーバ９と掘削バケットからなる内部掘削装置により内部掘削するときに、チュービング装置３がケーシングチューブ４を回転させる力をケリーバ９と掘削バケットからなる内部掘削装置のケリーバ９に伝達する動力伝達装置２である。また、伝達するトルクが、予め設定された上限トルクを越えたときに、ケーシングチューブ４とケリーバ９との動力伝達を切断するトルクリミッタ本体部２０を有する。また、トルクリミッタ本体部２０は油圧モータ１０を有し、油圧モータ１０の出口ポートを、リリーフバルブ１２１を介して、入口ポートと接続することにより、上限トルクを設定する。さらに、リリーフバルブ１２１に接続可能な複数の第１油圧設定バルブ１２２、第２油圧設定バルブ１２３、第３油圧設定バルブ１２４を有し、リリーフバルブ１２１との接続を変更することにより、上限トルクを変更することができる。
それにより、トルクを油圧モータ１０の油圧に変換して管理しているため、例えばドリルバケット４１を使用するときにはリリーフバルブ１２１と第１油圧設定バルブ１２２を接続し、拡底バケット４２を使用するときにはリリーフバルブ１２１と第３油圧設定バルブ１２４を接続することによりトルクを管理することができる。そのため、ドリルバケット４１及び拡底バケット４２を変更した時に、リリーフバルブ１２１と第１油圧設定バルブ１２２、第２油圧設定バルブ１２３、第３油圧設定バルブ１２４との接続を変更するだけで、トルクリミッタ本体部２０の上限トルクを変更することができるため、容易にドリルバケット４１及び拡底バケット４２の交換に対応することができる。

さらに、（１）に記載する動力伝達装置２において第１油圧設定バルブ１２２、第２油圧設定バルブ１２３、第３油圧設定バルブ１２４が作用する油圧が、予め調整済みであることにより、工事現場における工事作業工程において使用する複数の掘削バケットに対応する油圧値ａ１，ａ２，ａ３に調整しておけば、現場で調整する手間が省けるため、工事の効率化を図ることができる。

（第２実施形態）
第２実施形態は、第１実施形態と油圧回路の構成が異なるのみで、その他は同様の構成を取るため、異なる構成の油圧回路を説明する。
図５に油圧回路２１０を示す。図５のうち図３に示す第１実施形態にかかる油圧回路１１０と同様の部分については同様の符号を示す。
図５に示すように、リリーフバルブ１２１はパイロット配管１５７と連通する。パイロット配管１５７は、第１手動弁２１１を介して連結配管２１３及び第１接続配管１１７と連通している。連結配管２１３は、第２手動弁２１２を介して第２接続配管１１８及び第３接続配管１１９と連結している。

本実施形態においては、パイロット配管１５７は図５に示すように、第１手動弁２１１がＯＮ状態にあるため、第１手動弁２１１を介して第１接続配管１１７と接続している。第１接続配管１１７は、上限油圧２０ＭＰａの第１油圧設定バルブ１２２と連結している。また、パイロット配管１５７は、連結配管２１３、第２手動弁２１２を介して第２接続配管１１８と連結している、第２接続配管１１８は、上限油圧１５ＭＰａの第２油圧設定バルブ１２３と連結している。また、パイロット配管１５７は、連結配管２１３、第２手動弁２１２を介して第３接続配管１１９と連結している、第３接続配管１１９は、上限油圧１０ＭＰａの第３油圧設定バルブ１２４と連結している。
リリーフバルブ１２１は、第１手動弁２１１及び第２手動弁２１２のＯＮ/ＯＦＦの切り替えにより、接続先を第１油圧設定バルブ１２２、第２油圧設定バルブ１２３、第３油圧設定バルブ１２４に変更することができ上限トルクを調整することができる。

＜動力伝達装置の作用効果＞
・上限トルクを超える過大なトルクがケリーバに作用した使用状態
第２実施形態の動力伝達装置の作用効果も第１実施形態の動力伝達装置の作用効果と同一である。異なる作用効果についてのみ以下説明する。
例えば、本実施形態においては、ドリルバケット４１と拡底バケット４２では、上限トルクが異なる。その理由は、下方向に掘削をするドリルバケット４１に比べて、拡底バケット４２は拡径するため形状が複雑である。そのため、拡底バケット４２の方が故障頻度が高いため上限トルクが小さい必要がある。
例えば、図１に示すように、ドリルバケット４１を使用する際には上限油圧を２０ＭＰａとするため第１手動弁２１１をＯＮ状態にする。それに対して、図９及び図１０に示すように、拡底バケット４２を使用する際には上限油圧を１０ＭＰａとするため第１手動弁
２１１をＯＦＦ状態にし、第２手動弁２１２をＯＦＦ状態にする。本実施形態においては、第１手動弁２１１及び第２手動弁２１２のＯＮ/ＯＦＦの切り替えにより、リリーフ
バルブ１２１の接続先を変更することができ上限トルクを調整することができる。そのため、第１実施形態と比較してパイロット配管１５７を接続変更することなく上限トルクを調整することができるため、作業性がよい。

具体的には、図５に示すように第１手動弁２１１がＯＮ状態にある場合には、パイロット配管１５７は、第１手動弁２１１を介し第１接続配管１１７に連通する。さらに、第１油圧設定バルブ１２２と連通するため定格油圧２０ＭＰａ以上となるとリリーフバルブ１２１が開弁する。
また、第１手動弁２１１がＯＦＦ状態で、第２手動弁２１２がＯＮ状態にある場合には、パイロット配管１５７は、第１手動弁２１１、第１連結配管２１３、第２手動弁２１２を介し第２接続配管１１８に連通する。さらに、第２リリーフバルブ１２３と連通するため定格油圧１５ＭＰａ以上となるとリリーフバルブ１２１が開弁する。
また、第１手動弁２１１がＯＦＦ状態で、第２手動弁２１２がＯＦＦ状態にある場合には、パイロット配管１５７は、第１手動弁２１１、第１連結配管２１３、第２手動弁２１２を介し第３接続配管１１９に連通する。さらに、第３リリーフバルブ１２４と連通するため定格油圧１０ＭＰａ以上となるとリリーフバルブ１２１が開弁する。
また、第１手動弁２１１及び第２手動弁２１２を操作するだけで、配管をつなぎ直す必要がないため、さらに工事の効率化を図ることができる

本実施形態においては、手動弁２１３のＯＮ/ＯＦＦによりリリーフバルブの使用を選択することができる。

本実施形態は（１）又は（２）において、第１油圧設定バルブ１２２、第２油圧設定バルブ１２３、第３油圧設定バルブ１２４との接続を変更するための第１手動弁２１１及び第２手動弁２１２を有することにより第１手動弁２１１及び第２手動弁２１２を操作するだけで、配管をつなぎ直す必要がないため、さらに工事の効率化を図ることができる。

＜変形例＞
尚、本発明は、上記実施の形態に限定されることなく、発明の趣旨を逸脱することのない範囲で色々な応用が可能である。
例えば、本実施形態においては設定油圧の異なる油圧設定バルブを３つ設置することとしたが、４つ以上設置することもできる。４つ以上設置することにより上限トルクを４つ以上に変更することができる。また、油圧設定バルブが２つである場合には油圧設定を変更することができる。
例えば、本実施形態においては延設部２１の下面には、ケーシングチューブ４に固設されている係合凹部４５と係合する係合部２２が付設することとしたが、延切部２１の下面に係合凹部を付設し、ケーシングチューブ４に係合凸部を付設することもできる。

１ 掘削装置
２ 動力伝達装置
３ チュービング装置
４ ケーシングチューブ
９ ケリーバ
１０ 油圧モータ
１２１ リリーフバルブ
１２２ 第１油圧設定バルブ
１２３ 第２油圧設定バルブ
１２４ 第３油圧設定バルブ

Claims (4)

1. チュービング装置により回転・圧入されるケーシングチューブの内側を掘削する内部掘削装置に、前記ケーシングチューブと係合し、前記ケーシングチューブからのトルクをケリーバに伝達する動力伝達装置であって、
   伝達するトルクが予め設定された上限トルクを超えたときに動力伝達を遮断するトルクリミッタを備え、
   前記トルクリミッタは油圧モータを有するとともに、前記油圧モータの出口ポート又は入口ポートの一方を、リリーフバルブを介して前記油圧モータの出口ポート又は入口ポートの他方と接続され、
   前記リリーフバルブは接続可能な複数のリリーフ圧設定バルブを有するとともに、選択した１のリリーフ圧設定バルブと接続することにより前記上限トルクを設定すること、
   を特徴とする動力伝達装置。
2. 前記ケリーバと係合するケリーバ回転体と、該ケリーバ回転体の外周に付設された大歯車と、前記油圧モータの出力軸に備えられる小歯車を有し、
   前記上限トルク未満では、
   前記油圧モータの前記入口ポートと前記出口ポートが非連通状態にあるため前記大歯車と前記小歯車が一体的に係合し、
   前記上限トルク以上では、
   前記油圧モータの前記入口ポートと前記出口ポートが連通状態となり前記小歯車がフリーな状態となること、
   を特徴とする請求項１に記載の動力伝達装置。
3. 前記リリーフ圧設定バルブの設定圧力が、複数の前記内部掘削装置に対してそれぞれ予め調整されていること
   を特徴とする請求項１に記載の動力伝達装置。
4. 前記リリーフ圧設定バルブの選択のための手動弁を有すること
   を特徴とする請求項１又は請求項３に記載の動力伝達装置。

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