JP7237277B2

JP7237277B2 - 掘削機に使用するスイベル装置の補修時期推定方法及びその装置

Info

Publication number: JP7237277B2
Application number: JP2019094082A
Authority: JP
Inventors: 昌彦荒井
Original assignee: Sanwa Kizai Co Ltd
Current assignee: Sanwa Kizai Co Ltd
Priority date: 2019-04-24
Filing date: 2019-04-24
Publication date: 2023-03-13
Anticipated expiration: 2039-04-24
Also published as: JP2020180536A

Description

本発明は、掘削ロッドにより地盤を掘削する掘削機に係り、特に掘削ロッドに水、セメントミルク等の液体や空気を供給するためのスイベル装置の補修時期推定方法及びその装置に関する。

上記のような掘削機において、その掘削ロッド内を通じ掘削ロッド先端地盤に水や、セメントミルク等の液体その他を供給するためにスイベル装置が用いられている。このスイベル装置のシール部が液体中の粒子やその他の供給物の進入に伴う回転摩擦により徐々に磨耗して、供給液その他の漏れが外部への流出した場合、周りの環境を汚染する他、装置自体を損傷することになるのでシール部を多段とし、シール間に圧入されているグリスの流出検出用プラグをシール間や最下段に設けていた。

このグリスの流出から液洩れを目視により簡単に検知できる方法として、シール最下段とその下に液体シールを設け、それらの間に目視用圧力検出器やシール最下段とその上のシール段に着脱自在の点検用キャップを設けるといった考案がなされている。（特許文献１、２参照）

しかしながら、特許文献１の方法では、最下段の液洩れ到達検出になり、液体等の供給作業を停止中断しなければならず、セメントミルクのような経時固化する物質が含まれる液体の場合、抜き取り洗浄等の問題を抱えていた。また、特許文献２の方法は、液洩れの傾向を把握することができるが、作業員が非液蜜性の点検用キャップの嵌合部からの洩れ発生状態を観察する必要があった。

公開実用昭６１－１７２２８７特開２０００－２４０３９０

本発明は、人為的に洩れ観察対処するのではなく、機械的に洩れの経時状態を知り、スイベル装置全体の液等の洩れを未然に防ぎ、周辺機器の損傷を防止するとともに、計画的に補修することにより、作業を中断することなく作業効率を上げることにある。

上記課題を解決する手段として本発明は、掘削機の駆動部に設けられ、該駆動部に連結された掘削ロッドに水、セメントミルク等の液体その他を供給するための装置であって、前記駆動部の出力軸の上端にスイベルパイプを接続し、このスイベルパイプの外周に前記駆動部に装着されたシールケースを相対的に回転自在に嵌合して前記スイベルパイプとシールケースとの間に上下方向複数段に設けられた止水用シールリングにより液密に封止し、前記シールケースの外周には、前記止水用シールリング間の各段または必要段に、グリスニップルと圧力センサーとを前記シールケースを貫通して設け、前記各圧力センサーの測定値を確認または及び記録することができるようにし、各シール段の液その他の洩れに要する時間を検出し、計画的にスイベル装置の補修又は交換時期の推定が行えるようにしたことを特徴とする。

本発明によれば、人為的に液その他の洩れ観察対処する必要はなく、機械的に液その他の洩れの経時状態を知ることができ、複数段シールの場合、上段のシール洩れに要する時間が次段のシール洩れに要する時間とほぼ同じであることから、作業の一段落時に計画的にスイベル装置の補修又は交換する時期の推定が行え、スイベル装置全体の液その他の洩れを未然に防ぎ、周辺機器の損傷を防止するとともに、作業を中断することなく作業効率を上げることができる。

また、圧力センサーの記録値や時間経過を地盤改良装置や、掘削機の施工管理器に共用させて一括管理させたり、更に、最下段の圧力センサー値にアラーム機能を持たせ警告したりすることもできる。

本発明によるスイベル装置の設置位置を示す掘削機駆動部の側面図図１のスイベル装置の上面図とグリスニップルと圧力センサーの拡大図図２のＡ縦断面図とグリスニップルと圧力センサーの配置図

以下、本発明を図面に示す実施の形態を参照して説明する。

図１は本発明によるスイベル装置１が設置される位置を示すための掘削機の駆動部２の周りの側面図を示すもので、この駆動部２は図示しない掘削機のリーダに沿って昇降自在に支持され、上部に設置されるモータ３と、このモータ３の回転を減速する減速歯車機構４と、この減速機構４により所定に減速比で減速されて回転する出力軸５とを有し、この出力軸下端は駆動部２の下部に突出されていて図示しない掘削ロッドが接続されるようになっている。

前記出力軸５の上端は駆動部の上面に露出して置かれ、この出力軸５上端に円筒状のスイベルパイプ６がその下端のフランジ６ａと出力軸５側とをボルト７で締結することにより立設されている。

前記スイベルパイプ６の外周部には円筒状のシールケース８が嵌合され、このシールケース８はその下部外周の一側に形成された凹状の係合部９が駆動部２に固設の周り止め部材１０の係合部１１に係合されて不回転状態に拘束されている。

前記スイベルパイプ６とシールケース８との間の上部域には複数段（図では４個）のＯリングなどからなる止水用シールリング１２ａ～１２ｄが介装されている。これらの止水用シールリング１２ａ～１２ｄは、前記シールケース８の内周形成された面に上下方向に略等間隔をおいて周方向にシールリング受部１２Ａ～１２Ｄに嵌合保持され、これらシールリング受部１２Ａ～１２Ｄ間はグリス溜め１８Ａ～１８Ｃとされている。

前記シールケース８の下方部には上下に離間した２個の転がり軸受け１３，１３（ラジアルボールベアリング）が介装されており、これら転がり軸受け１３，１３は前記周り止め部材１０の係合部１１の位置と対応する箇所に設けられている。

これによりスイベルパイプ６はシールケース８に対して転がり軸受け１３，１３により安定して回転することができ、液洩れに対しては転がり軸受け１３，１３より上方に存在する複数段の止水用シールリング１２ａ～１２ｄが受け持つ。

前記シールケース８の上端には雌ネジ部１４が形成されており、この雌ネジ部１４に液体供給管１５（図１示）のプラグ１６が螺合締結されるようになっている。

前記シールケース８の外周には、前記止水用シールリング１２ａ～１２ｄ間に、取り付けられたグリスニップル１７ａ～１７ｃ出口側に圧力センサー１９ａ～１９ｃが、また、グリス排出口１８ａ～１８ｃが直径線上それらの対象位置でシールケース８を貫通してそれぞれ設けられている。

それぞれの圧力センサー１９ａ～１９ｃからの信号は、図示しない記録計に送られ記録される。

なお、圧力センサー１９ａ～１９ｃは一個でも良いが、複数段に複数個あると、止水用シールリング１２からの液洩れ時間差がどの程度であるかが判り、スイベル装置１の補修又は交換する時期の推定がより精度アップされる。

次に実施の形態の作用について、４段のシールリング１２ａ～１２ｄで三個の圧力センサー１９ａ～１９ｃを設けたときの事例について図１，２を用いて説明する。

掘削時にモータ３を回動させ、駆動部２の出力軸５を回転させた状態において液体供給管１５を通じスイベル装置１に水、セメントミルク等の液体を供給する。このとき出力軸５とともに回転するスイベルパイプ６とこれに外嵌されている不回転のシールケース８との間は止水用シールリング１２ａ～１２ｄによりシールされて液洩れが防がれている。

何度も繰り返される掘削や液体供給作業等が進むにつれ最上段の止水用シールリング１２ａ回転摩擦により徐々に磨耗し、液体が下方へ洩れ出す。この洩れ出した液体はその止水用リング１２ａ直下のグリス溜め１８ｂ内に貯留される。

こうして上方の止水用シールリング１２ａから順次下位の止水用シールリング１２ｂ、１２ｃが磨耗して液洩れが発生した場合、その洩れ量が増大するにつれて内部圧力が次第に高まる状態が圧力センサー１９ａ～１９ｃからの信号から読み取ることができる。

なお、第一段のシールリング１２ａの液洩れを検出した段階で、複数段シールの場合、上段のシール洩れに要する時間が次段のシール洩れに要する時間とほぼ同じであることから、本説明図では最終段のシールリング１２ｄが液洩れを起こす時期の目安が得られ、この段階から補修交換の時期を推定して対策を立てておくこともできる。

そして、第一段、第二段、第三段のシールリング１２ａ、１２ｂ、１２ｃの液洩れに要した時間差がどの程度であるかを勘案することで、より精度アップされた止水用シールリング１２ｄからの液洩れ時期の推定を行うことができる。

また、圧力センサー１９ａ～１９ｃからの信号を記録する記録装置に設定圧力変動値で起動するアラーム機能を付加しておくことで、液洩れを見落とすこともなくなる。

こうして、一時作業を中断することなく、最終段のシールリング１２ｄの耐用寿命を推定し、最下段のシールリング１２ｄからの液洩れが起こる前の作業一段落時に、スイベル装置１の補修又は交換を行うことができる。

１スイベル装置
２駆動部
３モータ
４減速歯車機構
５出力軸
６スイベルパイプ
７ボルト
８シールケース
８ａリング受部８ａ，８ａ
８ｂグリス溜め
９系合部
１０回り止め部材
１１系止部
１２ａ～１２ｄ止水用シールリング
１２Ａ～１２Ｄシールリング受部
１３転がり軸受
１４雌ネジ部
１５液体供給管
１６プラグ
１７ａ～１７ｃグリスニップル
１８Ａ～１８Ｃグリス溜め
１８ａ～１８ｃグリス排出口
１９ａ～１９ｃ圧力センサー

Claims

多段シールを有するスイベル装置において、全段のシール間または検出必要段のシール間グリス圧入部に圧力センサーを設け、作業時の液供給開始から前記圧力センサーの圧力変化を記録計にて計測記録しておき、最初のシールが液漏れするまでの時間を、または決められた液漏れしたシールから次のシールの液漏れするまでの時間の計測記録を基に、最終シールからの液洩れ時間を推定することを特徴とするスイベル装置補修時期推定方法。
多段シールを有するスイベル装置において、全段のシール間、または検出必要段のシール間グリス圧入部に圧力センサーとその圧力変化記録する機器を設け、作業時の液供給開始から前記圧力センサーの圧力変化を記録計にて計測記録しておき、最初のシールが液漏れするまでの時間を、または決められた液漏れしたシールから次のシールの液漏れするまでの時間の計測記録を基に、最終シールからの液洩れ時間を推定できるようにしたことを特徴とするスイベル装置。