JP7219257B2 - Rod rotary drive device and ground improvement machine - Google Patents
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Description
本発明は、ロッド回転駆動装置及び地盤改良機に関し、詳しくは、ベースマシンの前部に立設したリーダに沿って昇降可能に設けられるロッド回転駆動装置及び当該装置を備えた地盤改良機に関する。 TECHNICAL FIELD The present invention relates to a rod rotation drive device and a ground improvement machine, and more particularly, to a rod rotation drive device that can be moved up and down along a leader erected on the front part of a base machine, and a ground improvement machine equipped with the device.
従来から、地盤改良機に用いるロッド回転駆動装置(オーガ)では、油圧モータや減速機などの回転駆動源を備えた駆動装置本体に、ロッドに設けた角軸部を挿通して係合可能な角孔を有するロッド回転部(出力軸)と、前記角軸部の下部に設けた周方向の溝部に係合可能なチャック板とを一体回転可能に備えたロッド回転駆動装置が知られている。チャック板は、スプリングの力により係合してロッド回転部にロッドを固定し、この固定の解除は、円錐状のコーン形チャック解除部材をチャック板に設けたコーン形チャック解除部材の受部に圧入し、チャック板をスプリングの力に抗して押し拡げることにより行なう構造である(特許文献1参照)。 Conventionally, in a rod rotation drive device (auger) used in a ground improvement machine, a square shaft portion provided on a rod can be inserted and engaged with a drive device body equipped with a rotary drive source such as a hydraulic motor or a reduction gear. A rod rotation driving device is known that includes a rod rotating part (output shaft) having a square hole and a chuck plate that can be engaged with a circumferential groove part provided in the lower part of the square shaft part so as to rotate integrally therewith. . The chuck plate is engaged by the force of a spring to fix the rod to the rod rotating portion, and the release of this fixation is performed by a cone-shaped chuck release member receiving portion provided on the chuck plate. This structure is performed by press-fitting and expanding the chuck plate against the force of the spring (see Patent Document 1).
こうしたチャック板を有する係合溝構造は、その構造上、ロッドをチャックする位置が限られるという課題があった。このため、径方向に出没するクサビ部材によってロッドを任意の位置でチャックできる機構を備えたロッド回転駆動装置が開発されている。クサビ部材は、皿バネで締付力を発生させ、油圧シリンダで皿バネを撓ませてロッドを解放する構造である(特許文献2参照)。 The engagement groove structure having such a chuck plate has a problem that the position for chucking the rod is limited due to its structure. For this reason, a rod rotation drive device has been developed which has a mechanism for chucking a rod at an arbitrary position by means of a wedge member that protrudes and retracts in the radial direction. The wedge member has a structure in which a conical spring generates a clamping force and a hydraulic cylinder bends the conical spring to release the rod (see Patent Document 2).
近年、小型の地盤改良機では、高出力や掘削長の増大のニーズを受けて、ロッド回転駆動装置の回転トルクや推力を大きくすることが求められている。しかしながら、特許文献2に記載されたロッドチャック機構では、ロッドの把持位置に自由度があるものの、ロッドの外周面に泥が付着すると、ロッドとクサビ部材との摩擦力が落ち、十分な推力が得られないという問題があった。また、ロッドの長さがリーダより長いものになると、ロッド回転駆動装置の上方に突出したロッドが振れてみそすり運動が発生し、ロッドの耐久性が低下したり、駆動装置本体やその周辺部が損傷したりするおそれがあった。 In recent years, small-sized soil improvement machines are required to increase the rotational torque and thrust of the rod rotation drive device in response to the needs for high output and increased excavation length. However, in the rod chuck mechanism described in Patent Document 2, although there is a degree of freedom in the gripping position of the rod, when mud adheres to the outer peripheral surface of the rod, the frictional force between the rod and the wedge member decreases, resulting in insufficient thrust. The problem was that I didn't get it. In addition, if the length of the rod is longer than the leader, the rod that protrudes upward from the rod rotation driving device will swing and cause a whirling motion, which will reduce the durability of the rod and cause damage to the main body of the driving device and its surroundings. was likely to be damaged.
そこで本発明は、ロッドの把持が確実に行え、かつ、ロッド上部の振れを抑えることができるロッド回転駆動装置及びロッド回転駆動装置を備えた地盤改良機を提供することを目的としている。 Therefore, an object of the present invention is to provide a rod rotation drive device and a ground improvement machine equipped with the rod rotation drive device that can reliably grip the rod and suppress the shake of the upper part of the rod.
上記目的を達成するため、本発明のロッド回転駆動装置は、ベースマシンの前部に立設したリーダに沿って昇降可能に設けられるロッド回転駆動装置であって、前記ロッド回転駆動装置は、ロッドが挿通される挿通孔を有する駆動シャフトを回転可能に備えた駆動装置本体と、前記駆動シャフトに一体回転可能に設けられた上下一対のロッドチャック機構とを備え、前記ロッドチャック機構は、前記ロッドの外周面に対向して配置された複数のクサビ部材と、該クサビ部材のロッド径方向外側に設けられ、前記クサビ部材の外面の傾斜面と接触するテーパ面とを備え、前記クサビ部材は、前記傾斜面と前記テーパ面とがロッド軸方向に押圧されることによりロッド径方向内側に移動可能に設けられ、前記上下一対のロッドチャック機構は、前記クサビ部材の外面の傾斜面を、一方が上向きに、他方が下向きになるように、上下対称に設けられ、前記上下一対のロッドチャック機構は、同時にロッドをチャックすることを特徴としている。 In order to achieve the above object, the rod rotation driving device of the present invention is a rod rotation driving device provided so as to be able to move up and down along a leader erected in front of a base machine, wherein the rod rotation driving device comprises a rod and a pair of upper and lower rod chuck mechanisms rotatably provided on the drive shaft , wherein the rod chuck mechanism includes the rod a plurality of wedge members arranged to face the outer peripheral surface of the wedge member; The inclined surface and the tapered surface are provided movably inward in the rod radial direction by being pressed in the axial direction of the rod. The pair of upper and lower rod chuck mechanisms are characterized in that they are vertically symmetrically provided so that one faces upward and the other faces downward, and chucks the rods at the same time .
また、前記上下一対のロッドチャック機構は、前記駆動シャフトの上下端部に設けられていることを特徴としている。さらに、前記駆動シャフトは、ロッド軸方向の中間部に回転駆動力を伝達する歯車を有し、前記上下一対のロッドチャック機構は、前記歯車から等間隔に近い間隔で離間して設けられていることを特徴としている。 Further, the pair of upper and lower rod chuck mechanisms are provided at the upper and lower ends of the drive shaft. Further, the drive shaft has a gear that transmits a rotational driving force to an intermediate portion in the axial direction of the rod, and the pair of upper and lower rod chuck mechanisms are spaced apart from the gear at a nearly equal interval. It is characterized by
また、本発明の地盤改良機は、前記ロッド回転駆動装置を備えていることを特徴とし、さらに、前記ロッドは、円形断面の外周を周方向等間隔に偶数箇所切り欠いて形成した平面部を全長に亘って有し、前記複数のクサビ部材は、前記平面部に対向して配置された前記平面部と同数のクサビ部材であることを特徴としている。
Further, the ground improvement machine of the present invention is characterized by comprising the rod rotation drive device, and further, the rod has a flat portion formed by notching the outer circumference of the circular cross section at even intervals in the circumferential direction. The plurality of wedge members are provided over the entire length, and the plurality of wedge members are the same number of wedge members as the flat portions arranged to face the flat portion.
本発明によれば、ロッド回転駆動装置が駆動シャフトと一体回転する上下一対のロッドチャック機構を備えているので、駆動装置本体上面からの突出量が大きい長尺ロッドであっても安定させて把持でき、ロッド上部の振れを抑えることができる。また、上下のロッドチャック機構を駆動シャフトの上下端部に設けているので、互いに最大限離した上下のロッドチャック機構により、長尺ロッドを安定させて確実に把持することができる。 According to the present invention, since the rod rotation drive device is provided with a pair of upper and lower rod chuck mechanisms that rotate integrally with the drive shaft, even long rods protruding from the upper surface of the main body of the drive device can be stably gripped. It is possible to suppress the swing of the upper part of the rod. In addition, since the upper and lower rod chuck mechanisms are provided at the upper and lower ends of the drive shaft, the long rod can be stably and reliably gripped by the upper and lower rod chuck mechanisms separated from each other as much as possible.
さらに、上下のロッドチャック機構を動力伝達用の歯車から等間隔に近い間隔で離しているので、回転トルクがロッドにバランスよく伝わるだけでなく、歯車を収容する軸受ハウジングなどに無理な負荷がかかることもないので、駆動装置本体の剛性や耐久性の向上に有利である。加えて、ロッドチャック機構がロッド径方向に移動する複数のクサビ部材を備えているので、特許文献2のロッド回転駆動装置と同様にロッドを長さ方向の任意の位置でチャックすることができる。 In addition, since the upper and lower rod chuck mechanisms are separated from the power transmission gears at nearly equal intervals, not only is the rotational torque transmitted to the rods in a well-balanced manner, but also the bearing housing that houses the gears is subjected to an unreasonable load. Therefore, it is advantageous for improving the rigidity and durability of the main body of the driving device. In addition, since the rod chuck mechanism has a plurality of wedge members that move in the rod radial direction, it is possible to chuck the rod at any position in the length direction as in the rod rotation drive device of Patent Document 2.
とりわけ、上下のロッドチャック機構におけるクサビ部材の外面の傾斜面を、一方が上向きに、他方が下向きになるように上下対称形状としているので、ロッドの押込方向や引抜方向のいずれにおいてもクサビ効果が高められ、ロッドと駆動シャフトとをより強固に一体化させることができる。 In particular, since the inclined surfaces of the outer surfaces of the wedge members in the upper and lower rod chuck mechanisms are vertically symmetrical so that one faces upward and the other faces downward, the wedge effect is achieved in both the pushing direction and the pulling out direction of the rod. and the rod and the drive shaft can be more strongly integrated.
また、ロッド回転駆動装置に装着されるロッドが円形断面の外周を周方向等間隔に4箇所切り欠いて形成した平面部を有しているので、4面幅の各平面に対向する4つのクサビ部材でロッドを安定的にチャックし、より大きな回転トルクや推力に対応することができる。しかも、ロッドの外周面に付着した泥の清掃作業が容易に行えることから、従来の六角断面構造では生じるおそれのあったロッドとクサビ部材との摩擦力の低下を防ぎ、必要な回転トルクや推力をロッドに確実に伝えることができる。 In addition, since the rod mounted on the rod rotation driving device has four planar portions formed by notching the outer circumference of the circular cross section at equal intervals in the circumferential direction, four wedges facing each of the four plane width planes are provided. The rod can be stably chucked by the member, and greater rotational torque and thrust can be handled. Moreover, since it is easy to clean the mud adhering to the outer peripheral surface of the rod, it prevents the reduction of the frictional force between the rod and the wedge member, which may occur in the conventional hexagonal cross-section structure, and the necessary rotational torque and thrust are prevented. can be reliably transmitted to the rod.
図1乃至図4は、本発明のロッド回転駆動装置を地盤改良機に適用した第1形態例を示している。図1に示すように、地盤改良機11は、履帯走行する走行部を備えたベースマシン12の前部にリーダ13を立設し、該リーダ13をバックステー14にて支持している。リーダ13の長手方向に沿って設けられた左右一対のガイドパイプ13aには、ロッド回転駆動装置(オーガ)15が、ガイドギブ16を介して連結されるとともに、リーダ13の長手方向に掛け渡したチェーン13bによって昇降可能に設けられている。また、リーダ13の下部には、ロッド回転駆動装置15により回転するロッド17をガイドする下部ガイド18が設けられている。
1 to 4 show a first embodiment in which the rod rotation drive device of the present invention is applied to a soil improvement machine. As shown in FIG. 1 , the
ロッド17は、内部に地盤改良剤の流路を備えたパイプ状のものであって、複数本連結してリーダ13よりも長尺に形成され、下端には掘削刃19aと撹拌羽根19bとを備えた掘削ヘッド19が設けられている。また、図4に示すように、ロッド17の外周には全長に亘り、円形断面の外周を周方向等間隔に4箇所切り欠いて形成した平面部17aが設けられており、該4箇所の平面部17aからなる4面幅寸法は、円形断面の円周部分の外径寸法よりも僅かに小さくなっている。これにより、ロッド17の外周面は、円弧曲面部17bからなる領域が大きく占められ、実質的に角張った箇所が生じることのない略曲面状に形成されている。
The
また、ロッド17の上端には、注入ホース(グラウトホース)20から地盤改良剤を導入するスイベルジョイント21が設けられ、該スイベルジョイント21の連れ回りを防止する回り止めロッド22の一端がロッド回転駆動装置15に固設され、他端がロッド17の上端に設けられた取付部材23に取り付けられている。
In addition, the upper end of the
地盤改良機11を使用して地盤改良作業を行うには、ロッド17の中間部をロッド回転駆動装置15に把持させた状態で、下部ガイド18によってロッド17が回転可能かつ上下動可能に保持され、ロッド17の上端部においてスイベルジョイント21に注入ホース20が接続される(図1)。この作業開始状態で、ロッド17を回転駆動しながらリーダ13に沿って下降させるとともに、ロッド17を通って送られた地盤改良剤を掘削ヘッド19の先端から掘削孔に噴射することにより、掘削ヘッド19の掘削刃19aで掘削した土砂と地盤改良剤とを撹拌羽根19bで混合する。
In order to perform ground improvement work using the
ロッド回転駆動装置15がリーダ13の下端部に到達すると、中間部の把持を解除したロッド回転駆動装置15を上昇させ、上部を把持させる掴み替えを行う。このとき、ロッド17をその位置に固定しておくために、下部ガイド18の固定手段によってロッド17が把持される。ロッド回転駆動装置15の移動によってロッド17の把持位置を上部側に切り替えたら、再びロッド17を回転駆動しながら下降させて、掘削刃19aで掘削した土砂と地盤改良剤とを撹拌羽根19bで混合する。そして、所定深度まで掘削ヘッド19を下降させた後、逆の手順で掘削ヘッド19を引上げることによって地盤改良作業が終了する。
When the rod
こうした地盤改良作業を円滑に進めるために、ロッド回転駆動装置15には必要な回転トルクや推力をロッド17に確実に伝える構造が求められる。以下では、ロッド回転駆動装置15の具体的な構成について、図2乃至図4を参照しながら説明する。
In order to smoothly proceed with such ground improvement work, the rod
ロッド回転駆動装置15は、円形のロッド挿通孔24aを有する駆動シャフト24を回転可能に備えた駆動装置本体25と、駆動シャフト24に回転可能に設けられた上下一対のロッドチャック機構26,26と、該ロッドチャック機構26,26に対応する上下一対のチャック解除機構27,27と、駆動装置本体25内の減速機構28に接続される2台の回転駆動用油圧モータ29,29とを備えている。また、図示は省略するが、各機構は、防塵・防水性を有するシール構造や、メンテナンス性を考慮した給脂構造などを備えている。
The rod
駆動シャフト24は、ロッド回転駆動装置15の取付部30の高さ(全高)と同程度の長さを有し、厚肉な中間部を挟んで両端部(上下端部)が対称形状をなす筒状に形成され、駆動装置本体25のハウジング(ギヤケース)25a内において、上下の軸受31,31を介して回転可能に設けられている。ロッド挿通孔24aにロッド17を挿通し、上下のロッドチャック機構26,26を作動してロッド17の外周を把持した状態で、駆動シャフト24の中間部外周に取り付けられた歯車32と、回転駆動用油圧モータ29の回転軸33によって駆動される歯車34とが噛合することにより、回転駆動用油圧モータ29の回転が駆動シャフト24に伝達されてロッド17を回転させる。
The
上下一対のロッドチャック機構26,26は、駆動シャフト24の上端部及び下端部において、駆動シャフト24に無理な負荷が掛からないよう中間部の歯車32から等間隔に近い間隔で上下に離間して設けられており、構成部品は同一であるが、互いの取付向きがロッド軸方向に180度異なる上下対称形状をなしている。これに対応する上下一対のチャック解除機構27,27についても構成部品は同一であるが、互いの取付向きがロッド軸方向に180度異なる上下対称形状をなしている。したがって、上下で部品共通化が図られている各機構26,27の具体的な構成や作用については、下端部側をとりあげて説明する。
The pair of upper and lower
ロッドチャック機構26は、図3及び図4にも示すように、駆動シャフト24の下端部である円筒体24bと、該円筒体24bに設けられたガイド孔24cに支持される4つのクサビ部材35と、該クサビ部材35のロッド径方向外側に設けられ、クサビ部材35の外面と接触してクサビ部材35をロッド径方向内側にガイドする円筒状のスライド部材36と、該スライド部材36をロッド軸方向上方に付勢するバネ部材37とで構成されている。
As shown in FIGS. 3 and 4, the
円筒体24bは、内部にロッド挿通孔24aを有し、側壁には前記クサビ部材35をロッド径方向に移動可能に支持する角形のガイド孔24cが等間隔に4つ形成されている。各クサビ部材35は、ロッド側の内面がロッド17の外周面に対向して配置されており、反ロッド側の外面に、側面視において上端から下端に向かってロッド径方向内側に傾斜する下向きの傾斜面35aを有する略断面台形状のものである。さらに、クサビ部材35の上端と円筒体24bの外壁との間には、クサビ部材35をロッド径方向外側に付勢する付勢手段としてスプリング(図示せず)が設けられている。
The
スライド部材36は、中央部に前記円筒体24bを挿通するシャフト挿通孔36aが設けられ(図2)、該シャフト挿通孔36aには、各クサビ部材35の配置に合わせて該クサビ部材35の傾斜面35aと接触する該傾斜面35aと略同じ勾配のテーパ面36bが部分的に形成されている。
The
バネ部材37は、ロッド軸方向に重ねられた6枚の皿バネ37aで構成され、円筒体24bの下端に設けられたリング状の支持部材38とスライド部材36の下端との間に配置されることで、スライド部材36をロッド軸方向上側へ付勢している。また、スライド部材36の下部外周には、後述する押えプレート42によって押されるリング状の受けプレート40が設けられ、受けプレート40の周縁部の下部側に、バネ部材37をカバーするカバー筒41が設けられている。
The
チャック解除機構27は、駆動装置本体25の下端面に対向配置される2つで一組のチャックシリンダ(反対側は図示せず)39と、該チャックシリンダ39のピストンロッド39aの先端部に取り付けられる押えプレート42と、前記受けプレート40とで構成される。押えプレート42は、チャックシリンダ39のピストンロッド39aの伸縮によって、ロッド軸方向に昇降可能に設けられており、中央にスライド部材36を挿通可能なリング状に形成されている。チャックシリンダ39の縮小状態では、押えプレート42と受けプレート40とは上下に離間して配置されている。チャックシリンダ39のピストンロッド39aが伸長すると、バネ部材37の付勢力(弾性力)に抗しながら、押えプレート42が受けプレート40の上面に当接し、受けプレート40をロッド軸方向下方へ押し付ける。
The
このように構成されたロッド回転駆動装置15は、駆動シャフト24の上下端部に2つ一組で設けた合計4本のチャックシリンダ39を同時に伸長又は縮小させて、駆動シャフト24に挿通したロッド17のチャックとその解除とが行われる。
The rod
ロッドチャック時には、ロッド17の平面部17aとクサビ部材35とが、ロッド17の挿通に従って回転方向に整合した後、互いに面接触でチャックされる。具体的には、図3(A)及び図4(A)に示すように、チャックシリンダ39を縮小させ、バネ部材37によってロッド軸方向上側へ付勢されたスライド部材36が上方に移動し、スライド部材36のテーパ面36bがクサビ部材35の下向きの傾斜面35aをロッド軸方向に押圧する。これにより、ロッド17の平面部17aに対向配置された4つのクサビ部材35が同時にロッド径方向内側に移動し、ロッド17をチャックする。
During rod chucking, the
ここで、上端部側の構成は、下端部側の構成を上下反転させた対称形状であるため、バネ部材37によってロッド軸方向下側へ付勢されたスライド部材36が下方に移動し、スライド部材36のテーパ面36bがクサビ部材35の上向きの傾斜面35aをロッド軸方向に押圧する。これにより、ロッド17の平面部17aに対向配置された4つのクサビ部材35が同時にロッド径方向内側に移動し、ロッド17をチャックする。
Here, since the configuration on the upper end side has a symmetrical shape obtained by vertically inverting the configuration on the lower end side, the
一方、チャックシリンダ39を伸長させたチャック解除時には、図3(B)及び図4(B)に示すように、スライド部材36がロッド軸方向下方へ移動し、クサビ部材35に対するスライド部材36の押し付けが弱まる。その結果、前記付勢手段の付勢力で4つのクサビ部材35が同時にロッド径方向外側に移動し、ロッド17のチャックが解除される。こうした作用は上端部側の構成についても同様である。
On the other hand, when the chuck is released by extending the
このような上下対称形状のロッドチャック機構26,26では、施工中にロッド17の回転を受けてロッドチャック機構26,26も一体に回転し、ロッドチャック機構26,26には押込力及び引抜力がかかる。そして、押込方向に対しては、上向きの力(反力)が作用し、スライド部材36のテーパ面36bとクサビ部材35の上向きの傾斜面35aとの摩擦力が大きくなり、上端部側のクサビ部材35の押し付けが強まる。すなわち、上端部側の構成におけるクサビ効果が顕著に得られ、ロッド17の平面部17aに作用する面圧が高まる。一方、引抜方向に対しては、下向きの力(反力)が作用し、スライド部材36のテーパ面36bとクサビ部材35の下向きの傾斜面35aとの摩擦力が大きくなり、下端部側のクサビ部材35の押し付けが強まる。すなわち、下端部側の構成におけるクサビ効果が顕著に得られ、ロッド17の平面部17aに作用する面圧が高まる。
In such vertically symmetrical
このように、本発明の第1の構成によれば、ロッド回転駆動装置15が駆動シャフト24と一体回転する上下一対のロッドチャック機構26,26を備えているので、駆動装置本体25上面からの突出量が大きい長尺ロッドであっても安定させて把持でき、ロッド上部の振れを抑えることができる。また、上下のロッドチャック機構26,26を駆動シャフト24の上下端部に設けているので、互いに最大限離した上下のロッドチャック機構26,26により、長尺ロッドを安定させて確実に把持することができる。
Thus, according to the first configuration of the present invention, since the rod
さらに、上下のロッドチャック機構26,26を動力伝達用の歯車32から等間隔に近い間隔で離しているので、回転トルクがロッド17にバランスよく伝わるだけでなく、歯車32を収容する軸受ハウジングなどに無理な負荷がかかることもないので、駆動装置本体25の剛性や耐久性の向上に有利である。加えて、ロッドチャック機構26がロッド径方向に移動する複数のクサビ部材35を備えているので、特許文献2のロッド回転駆動装置と同様にロッド17を長さ方向の任意の位置でチャックすることができる。
Furthermore, since the upper and lower
とりわけ、上下のロッドチャック機構26,26におけるクサビ部材35の外面の傾斜面35aを、一方が上向きに、他方が下向きになるように上下対称形状としているので、ロッド17の押込方向や引抜方向のいずれにおいてもクサビ効果が高められ、ロッド17と駆動シャフト24とをより強固に一体化させることができる。
In particular, the
また、ロッド回転駆動装置15に装着されるロッド17が円形断面の外周を周方向等間隔に4箇所切り欠いて形成した平面部17aを有しているので、4面幅の各平面に対向する4つのクサビ部材35でロッド17を安定的にチャックし、より大きな回転トルクや推力に対応することができる。しかも、ロッド17の外周面に付着した泥の清掃作業が容易に行えることから、従来の六角断面構造では生じるおそれのあったロッド17とクサビ部材35との摩擦力の低下を防ぎ、必要な回転トルクや推力をロッドに確実に伝えることができる。
In addition, since the
図5及び図6は、本発明のロッド回転駆動装置の第2形態例を示している。図5はロッドチャック機構を備えたロッド回転駆動装置の正面図、図6はチャックシリンダを作動させる油圧回路図である。なお、以下の説明において、前記形態例に示した構成要素と同一の構成要素には同一の符号を付して詳細な説明は省略する。 5 and 6 show a second embodiment of the rod rotation driving device of the present invention. FIG. 5 is a front view of a rod rotation driving device having a rod chuck mechanism, and FIG. 6 is a hydraulic circuit diagram for operating a chuck cylinder. In the following description, the same reference numerals are given to the same components as those shown in the above-described embodiment, and detailed description thereof will be omitted.
本形態例におけるロッド回転駆動装置50では、前記形態例と同様に、駆動シャフト51の上下端部に、複数のクサビ部材52を備えた上下一対のロッドチャック機構53,53を一体回転可能に設けたもので、特に、ロッド17のチャック状態をバネ部材の弾性力に替えて、チャックシリンダ54の油圧で保持する油圧方式を採用している。
In the rod
駆動シャフト51は、ロッド回転駆動装置50の駆動装置本体25を貫通できる程度の長さを有し、中間部を挟んで両端部(上下端部)が対称形状をなす筒状に形成され、駆動装置本体25のハウジング25a内において、上下の軸受31,31を介して回転可能に設けられている。上下一対のロッドチャック機構53,53は、駆動シャフト51の上端部及び下端部において上下に離間して設けられており、構成部品は同一であるが、互いの取付向きがロッド軸方向に180度異なる上下対称形状をなしている。したがって、上下で部品共通化が図られているロッドチャック機構53の具体的な構成や作用については、下端部側をとりあげて説明する。
The
ロッドチャック機構53は、ロッド17の外周面に対向して配置された4つのクサビ部材52と、該クサビ部材52のロッド径方向外側、具体的には、駆動シャフト51の下端部内周側に設けられ、クサビ部材52の外面の傾斜面52aと接触するテーパ面51aとを備えている。各クサビ部材52は、ロッド側の内面がロッド17の平面部17aに対向して配置されており、反ロッド側の外面に、側面視において上端から下端に向かってロッド径方向外側に傾斜する上向きの傾斜面52aを有する略断面三角形状のものである。また、テーパ面51aは、上端がロッド挿通孔51bの下端に連続しており、各クサビ部材52の傾斜面52aと接触する該傾斜面52aと略同じ勾配を有している。
The
また、各クサビ部材52は、リンク部材55の一端(上端)が支持ピン56を介して回動可能に連結されており、リンク部材55の他端(下端)は支持ピン57を介して内枠部材58に回動可能に連結されている。内枠部材58は、中央にロッド17を挿通可能なリング状に形成され、これと同心の外枠部材59に軸受60を介して回転可能に設けられている。
One end (upper end) of a
外枠部材59と駆動装置本体25との間は、左右一対のチャックシリンダ54,54と、該チャックシリンダ54,54の前後に配置された合計4本のガイド筒61とを介して連結されている。チャックシリンダ54は、作動油をピストンの両側に供給可能な復動油圧シリンダであり、シリンダチューブ54aの底部が駆動装置本体25のハウジング25aの下面に固着(直付け)され、ピストンロッド54bの先端部が支持ピン62を介して外枠部材59に連結されている。
The
こうしたリンク方式のロッドチャック機構53では、チャックシリンダ54の最大伸長時においても、クサビ部材52の傾斜面52aと駆動シャフト51のテーパ面51aとが上下方向に重なり合い、リンク部材55に組み込まれたスプリング(図示せず)により、クサビ部材52をロッド径方向外側に付勢している。これにより、クサビ部材52は、チャックシリンダ54の伸縮によってテーパ面51aを摺動し、最大伸長時において、テーパ面51aとの係合状態を維持したまま、ロッド挿通孔51bに挿通したロッド17の外周面から離れて位置される。
In such a link type
このように構成されたロッドチャック機構53は、チャックシリンダ54を縮小させたチャック時には、上方移動したクサビ部材52が駆動シャフト51のテーパ面51aとロッド17の平面部17aとの間に挿入され、テーパ面51aがクサビ部材52の上向きの傾斜面52aをロッド軸方向に押圧する。これにより、4つのクサビ部材52が同時にロッド径方向内側に移動し、ロッド17をチャックする(図5)。一方、チャックシリンダ54を伸長させたチャック解除時には、クサビ部材52がロッド軸方向下方へ移動し、クサビ部材52に対するロッド径方向の押し付けが弱まる。その結果、4つのクサビ部材52が同時にロッド径方向外側に移動し、ロッド17のチャックが解除される。こうした作用は上端部側の構成についても同様である。
In the
ところで、チャックシリンダ54の作動によりロッド17を長時間チャックする場合、時間経過に伴って油圧回路の弁などから作動油が徐々に漏れ、チャックシリンダ54の保持圧が低下することがある。そこで、図6に示すように、チャックシリンダ54を作動させる油圧回路63にアキュムレータ(蓄圧器)64を備えることにより、チャック時の圧力保持を支援している。
When the
油圧回路63は、操作弁(図示せず)とチャックシリンダ54との間の流路を開閉可能なパイロットチェック弁65を備えており、該パイロットチェック弁65とチャックシリンダ54とを接続する流路には、所定圧力の作動油によってロッド17をチャックする方向にチャックシリンダ54を作動(縮小)させるチャックシリンダ把持流路66と、チャックを解除する方向にチャックシリンダ54を作動(伸長)させるチャックシリンダ開放流路67とを備えている。前記アキュムレータ64は、油圧の圧力エネルギーを窒素ガスなどの気体の圧力エネルギーに変換して蓄圧する機器であり、チャックシリンダ把持流路66に設けられている。
The
チャックシリンダ把持流路66を通じてチャックシリンダ54のロッド側油室に作動油を供給すると、ピストンロッド54bが縮小し、これに伴うクサビ部材52の移動でロッド17がチャックされる。このとき、アキュムレータ64内にも作動油の一部が流入して貯留される。そして、操作弁を中立に戻すと、チャックシリンダ54内の作動油はパイロットチェック弁65の閉塞作用によって封止されるとともに、アキュムレータ64の蓄圧作用(油圧放出)によってチャックシリンダ54のロッド側油室が所定圧力で保持される。この場合、チャックシリンダ開放流路67は、チャックシリンダ54の作動を受けて戻り流路として機能し、ボトム側油室からの排出油がタンクに戻される。
When hydraulic oil is supplied to the rod-side oil chamber of the
一方、チャックシリンダ開放流路67を通じてチャックシリンダ54のボトム側油室に作動油を供給すると、ピストンロッド54bが伸長し、これに伴うクサビ部材52の移動でロッド17のチャックが解除される。そして、操作弁を中立に戻すと、チャックシリンダ54内の作動油はパイロットチェック弁65の閉塞作用によって封止される。この場合、チャックシリンダ把持流路66は、チャックシリンダ54の作動を受けて戻り流路として機能し、ロッド側油室からの排出油がタンクに戻される。
On the other hand, when hydraulic oil is supplied to the bottom-side oil chamber of the
このような第2の構成においても、第1の構成のバネ部材37を用いた場合と同様の効果が発揮でき、さらに、本形態例の場合には、ロッド17のチャックを油圧で直接的に行うので、ロッド17を強力にチャックすることができる。しかも、アキュムレータ64の蓄圧作用により、チャックシリンダ54のロッド側油室はチャック時の圧力に保持され、ロッド17のチャック状態が弛むことはない。また、チャック解除時には、チャックシリンダ54のボトム側油室に油圧供給がなされるので、チャック時よりも大きなシリンダ推進力を得てチャックの解除が行える。したがって、押込力や引抜力が作用してクサビ部材52が強く食い込んだ状態でも、その解除が容易なものとなる。
In the second configuration as described above, the same effect as in the case of using the
なお、本発明は、前記各形態例に限定されるものではなく、ロッド回転駆動装置は、駆動シャフトの上下端部にロッドチャック機構を設けてロッドの支持点を増やした構成であればよく、支持点同士の間隔も適宜変更することができる。また、ロッドの断面形状について、本形態例では製作が容易な円形断面を基本に形成しているが、従来からの多角断面形状とした場合は、これに応じてクサビ部材の数を増減させることができる。さらに、チャック時の圧力保持を支援する構成には、油圧回路にアキュムレータ以外の補給回路を設けることができる。 In addition, the present invention is not limited to the above embodiments, and the rod rotation drive device may have a structure in which rod chuck mechanisms are provided at the upper and lower ends of the drive shaft to increase the number of support points for the rod. The spacing between the supporting points can also be changed as appropriate. In addition, regarding the cross-sectional shape of the rod, in this embodiment, a circular cross-section is formed, which is easy to manufacture. can be done. Furthermore, in the structure for supporting pressure retention during chucking, a replenishment circuit other than the accumulator can be provided in the hydraulic circuit.
11…地盤改良機、12…ベースマシン、13…リーダ、13a…ガイドパイプ、13b…チェーン、14…バックステー、15…ロッド回転駆動装置、16…ガイドギブ、17…ロッド、17a…平面部、17b…円弧曲面部、18…下部ガイド、19…掘削ヘッド、19a…掘削刃、19b…撹拌羽根、20…注入ホース、21…スイベルジョイント、22…回り止めロッド、23…取付部材、24…駆動シャフト、24a…ロッド挿通孔、24b…円筒体、24c…ガイド孔、25…駆動装置本体、25a…ハウジング、26…ロッドチャック機構、27…チャック解除機構、28…減速機構、29…回転駆動用油圧モータ、30…取付部、31…軸受、32…歯車、33…回転軸、34…歯車、35…クサビ部材、35a…傾斜面、36…スライド部材、36a…シャフト挿通孔、36b…テーパ面、37…バネ部材、37a…皿バネ、38…支持部材、39…チャックシリンダ、39a…ピストンロッド、40…受けプレート、41…カバー筒、42…押えプレート、50…ロッド回転駆動装置、51…駆動シャフト、51a…テーパ面、51b…ロッド挿通孔、52…クサビ部材、52a…傾斜面、53…ロッドチャック機構、54…チャックシリンダ、54a…シリンダチューブ、54b…ピストンロッド、55…リンク部材、56,57…支持ピン、58…内枠部材、59…外枠部材、60…軸受、61…ガイド筒、62…支持ピン、63…油圧回路、64…アキュムレータ、65…パイロットチェック弁、66…チャックシリンダ把持流路、67…チャックシリンダ開放流路
DESCRIPTION OF
Claims (4)
前記ロッド回転駆動装置は、ロッドが挿通される挿通孔を有する駆動シャフトを回転可能に備えた駆動装置本体と、前記駆動シャフトに一体回転可能に設けられた上下一対のロッドチャック機構とを備え、
前記ロッドチャック機構は、前記ロッドの外周面に対向して配置された複数のクサビ部材と、該クサビ部材のロッド径方向外側に設けられ、前記クサビ部材の外面の傾斜面と接触するテーパ面とを備え、
前記クサビ部材は、前記傾斜面と前記テーパ面とがロッド軸方向に押圧されることによりロッド径方向内側に移動可能に設けられ、
前記上下一対のロッドチャック機構は、前記クサビ部材の外面の傾斜面を、一方が上向きに、他方が下向きになるように、上下対称に設けられ、
前記上下一対のロッドチャック機構は、同時にロッドをチャックする
ことを特徴とするロッド回転駆動装置。 A rod rotation driving device provided so as to be able to move up and down along a leader erected in front of a base machine,
The rod rotation drive device includes a drive device main body rotatably provided with a drive shaft having an insertion hole through which a rod is inserted, and a pair of upper and lower rod chuck mechanisms provided rotatably integrally with the drive shaft ,
The rod chuck mechanism includes a plurality of wedge members arranged to face the outer peripheral surface of the rod, and a tapered surface provided outside the wedge member in the rod radial direction and in contact with the inclined surface of the outer surface of the wedge member. with
The wedge member is provided movably inward in the rod radial direction by pressing the inclined surface and the tapered surface in the axial direction of the rod,
The pair of upper and lower rod chuck mechanisms are vertically symmetrically provided so that one inclined surface of the outer surface of the wedge member faces upward and the other slopes downward,
The pair of upper and lower rod chuck mechanisms simultaneously chuck the rods.
A rod rotation drive device characterized by:
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