JPH03290589A - ボーリング装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本発明は地盤に穿孔するボーリング装置に関するもので
ある。

［従来の技術］ 従来のボーリング装置、特に硬質地盤に穿孔するためド
リルロッドに回転と共に打撃を与えるロータリーパーカ
ッションドリルはトップドライブ式であった。トップド
ライブ式とは第５図に示すようにドリルヘッド１の先端
にウォータースイベル３を介してドリルロッド５を取り
付け、前記ドリルヘッド１でドリルロッド５に回転と打
撃を与えつつドリルヘッド１を給進して穿孔する構造で
あった。

［発明が解決しようとする課題］ しかるに、ドリルロッド５はドリルヘッド１の穿孔側に
しか継ぎ足すことができないので、ドリルロッド５（通
常１．５＋ｎ、　２゜Ｏｍ、　３．０ｍ、　５．０ｍ長
）の長さによってドリルヘッド１のストロークを変えな
くてはならない、即ち、ドリルロッド５の長さが例えば
３ｍの場合、ドリルヘッド１のストロークはそれより長
くする（例えば３ｍ＋α）必要がある。

また、穿孔時にはドリルロッド５の接続ねじが強く締ま
るので穿孔後ドリルロッド５を引抜く場合、２箇所のね
じ接手５ａ、５ｂをゆるめるためには、ドリルヘッド１
とロッドブレーカ−８の併用による逆転切り離しを行う
必要があった。

即ち、ドリルヘッドによる逆回転でねじ接手５ａを、ロ
ッドブレーカ−によりねじ接手５ｂをゆるめる必要があ
る。

従って、トンネル内の挾い場所や法面などの高所への移
動接地を考慮するとドリルロッドの長さを短くしてボー
リング装置の寸法９重量を小さくする必要がある。

また、穿孔完了後ドリルロッドを引き抜く場合、常にロ
ッドブレーカ−を必要とする欠点があった。

本発明は上述した事情に鑑みてなされたもので、ドリル
ロッドの長さが長くても装置の長さが短くでき、しかも
、ロッドブレーカ−を不必要とし、しかもドリルロッド
に回転と打撃が与えられるボーリング装置を提供するも
のである。

［課題を解決するための手段］ 本発明のボーリング装置は、ロータリーパーカッション
ドリルにおいて、先端に回転発生部と、これに連設され
た打撃発生部とを具備したドリルヘッドと、該ドリルヘ
ッド基端に設けたチャックとより成り、前記ドリルヘッ
ドとチャックを貫通して中空のスピンドルが配設され、
前記回転発生部は、前記スピンドル外周に刻設されたス
プラインキーにキー止めされて配設された歯車と、該歯
車に噛合うピニオンギヤーを有するモータとより成り、
前記打撃発生部は前記スピンドル外周に軸方向摺動自在
に嵌め込まれ、スピンドル外周に、これと直角に設けら
れた衝突面を軸方向に打撃する中空ピストンと、その外
周に配設され、シリンダー内に配設されたシリンダーラ
イナーと、前記中空ピストンとシリンダーライナーの間
に配設されたバルブとより成り、前記チャックは前記ス
ピンドル外周を円周方向から中心に向って把持・解放す
るよう構成したことを特徴とする第１の請求項と、 第１の請求項において、チャックは、内側に円錐面を有
するテーパリングを軸方向に前後進させることにより、
前記円錐面に接触した傾斜面を有する打撃給進用ピース
を半径方向に移動させ、内側に円錐面を有する他のテー
パリングを軸方向に移動させることにより、前記円錐面
に接触した傾斜面を有する回転伝達用ラバーブロックを
半径方向に圧縮することを特徴とする第２の請求項とよ
り戊る。

［作　用］ 第１の請求項では、ドリルヘッドとチャックを貫通して
中空のスピンドルが配設されているので、ドリルロッド
は前記スピンドル内を貫通する。従って、数回に分けて
１本のドリルロッドを給進または引抜きできる。

第２の請求項では、チャックが打撃給進用ピースの位置
とラバーブロックの位置の２箇所でドリルロッドを把持
し、打撃給進用ピースで軸方向の打撃力と求心力を、弾
性体のラバーブロックで円周方向の回転力をドリルロッ
ドに伝達する。

［実施例］ 以下、添付図面に基づいて本発明の一実施例を説明する
。

第１ａ図は本発明のボーリング装置の一実施例を示す一
部切断した正面図で、■の鎖線で示すチャックの部分は
第１ｂ図に示す。

第１ａ図に工で示す部分は、回転発生部で、中空のスピ
ンドル１１が貫通している。このスピンドル１１は打撃
発生部■、チャック■も貫通している。

オイルモータ１２の回転は、ピニオンギヤー１３−リン
グギヤー１４−ロータリーブツシュ１５と伝わる。

ロータリーブツシュ１５はスプラインキー１６でスピン
ドル１１とキー止めされているので、オイルモータ１２
が回転するとスピンドル１１が回転するように成ってい
る。ロータリーブツシュ１５はリングギヤー１４にキー
１７で固定されている。

第１ａ図に■に示す部分は打撃発生部で、高圧ボート１
８から入った圧油は高圧アキュムレータ１９に蓄積され
る。高圧油が中空ピストン２０の受圧部２０ａに作用す
ると中空ピストン２０は上昇（図で右側へ動く）する、
そして、高圧油が受圧部２０ｂに作用すると中空ピスト
ン２０は下降（図で左側へ動く）シ、スピンドル１１の
衝突面１１ａに当り、スピンドル１１を打撃する。前記
受圧部２０ａ、２０ｂへの圧油の流れはバルブ２１によ
り切換えられる。２２は低圧アキュムレータで、中空ピ
ストン２０を左右に作動さした後の低圧油は低圧アキュ
ムレータ２２に蓄積され、図示しない低圧ボートから図
示しない油槽に戻る。

スピンドル１１に伝達された回転力と打撃力はスピンド
ル１１の後部に刻設されたスプライン２３とロックナツ
ト２４によりチャック４の中空のスピンドル４０に伝達
される。

チャック４は打撃力と給進力をドリルロッド３１に伝達
するための打撃・給進用ピース３ｏが装着された打撃伝
達部と、回転力をドリルロッド３１に伝達する回転伝達
用ラバーブロック３８が装着された回転伝達部から成っ
ている。

前記打撃伝達部は油圧ボート２６から流入した圧油がピ
ストン２７を右方向に押し上げ、ベアリング２８．２８
を介してテーパリング２９を右方向へ押しあげる。テー
パリング２９の内側は円錐面２９ａ（図ではテーパ面）
を成しているので、該円錐面２９ａにそって、これに接
触する傾斜面を有する複数個の打撃・給進用ピース３０
は半径方向に押し出され、第３図に示すドリルロッド３
１に設けられたテーパ溝３１ａに噛み込み、ドリルロッ
ド３１に打撃力と給進力とを伝達する。

前記噛み込みの解放は、図示しない油圧源からの圧油の
経路をバルブで切換えることによりボート３２から圧油
が流入し、ピストン２７を左方向に押し下げるのでピー
ス３０は復帰する。

但し、第３図に示すドリルロッド３１のテーパー溝３１
ａの形状を角溝とし、これに噛み込む前記ピース３０の
内側の形状を前記角溝に嵌合する角形としても良い。

回転伝達部は油圧ボート３３から流入した圧油がピスト
ン３４を左方向に押し下げ、ベアリング３５．３６を介
してテーパリング３７を左方向へ押し下げる。テーパリ
ング３７の内側は円錐面３７ａ（図ではテーパ面）を成
しているので、該円錐面３７ａにそって、これに接触す
る傾斜面を有する弾性材で形成されたラバーブロック３
８は内側にふくらみ、第３図に示すドリルロッド３１の
ストレート部３１ｂの外周を把持し、ドリルロッド３１
に回転力を伝達する。前記ドリルロッド３１の把持を解
放するには、図示しない油圧源からの圧油の経路をバル
ブで切換えることによりボート３９から圧油が流入し、
ピストン３４を右方向に押しあげるのでラバーブロック
３８の内側のふくらみがなくなり、ドリルロッド３１の
把持は解放される。

以上のようにチャック４４はドリルロッド３１に打撃力
と給進力及び回転力を同時に伝達することができるが、
それぞれを単独に伝達することもできる。

次に本発明のボーリング装置の作動を説明する。

第４図に示すように、ドリルヘッド２の中空のスピンド
ル４０．１１（第１ｂ図、第１ａ図）を通り、上方から
ドリルロッド３１を貫通させる。

この時、前述した打撃伝達部のピース３０及び回転伝達
部のラバーブロック３８は解放状態になるよう図示しな
い切換弁を操作しておく０次にチャック４を作動させて
ドリルロッド３１を把持する０次にビット７を地盤にあ
てて、オイルモータ１２，１２を駆動するとラバーブロ
ック３８で把持されたドリルロッド３１は回転する。こ
の状態でベツド４１に設けられた図示しない油圧シリン
ダー等の給進装置でドリルヘッド２を下方へ給進すると
、ドリルロッド３１先端のビット７が地盤を穿孔する。

前記給進力はドリルロッド３１に設けたテーパ溝３１ａ
に噛み込んだピース３０により与えられる。

穿孔中に地盤が固い場合は、打撃発生部■を駆動するこ
とにより、中空ピストン２０がスピンドル１１の衝突面
１１ａ（第１ａ図）を打撃することにより、前記ドリル
ロッド３１にもうけたテーパー溝３１ａに噛み込んだピ
ース３０を介してドリルロッド３１に打撃力が与えられ
る。

新しいドリルロッド３１の継足しはチャック４の上方で
行われる。

穿孔が完了してドリルロッド３１を引揚げるには、ドリ
ルロッド３１をチャック４での把持状態でドリルヘッド
２を上昇させ、次にパイプホルダー６でドリルロッド３
１を把持してチャック４を解放し、ドリルヘッド２を下
方に移動させ、次にチャック４でドリルロッド３１を把
持してパイプホルダー６を解放し、ドリルヘッド２を上
昇させる。この動作を繰り返すことによりドリルロッド
３１は引揚げられるが、ドリルロッド３１を互に接続し
たねじ接手部分のねじを緩めるには、ねじ接手部分をド
リルヘッド２とパイプホルダー６の間に位置せしめた状
態で、パイプホルダー６を閉めて下方のドリルロッドを
固定した状態で、チャック４で上方のドリルロッドな閉
めた状態でドリルヘッド２をねじのゆるむ方向に回転さ
せて接手部分のねじを緩め、この状態で先に説明したよ
うな動作でドリルロッド３１の先に緩めた接手部分をチ
ャック４の上方に持って来た後、人力でドリルパイプを
外す、この動作を繰り返して順次ドリルバイブ３１を取
り外すものである。

［発明の効果］ 以上詳細に説明した本発明によれば、以下の如き効果を
奏する。

■本発明のボーリング装置はドリルロッドがドリルヘッ
ドを貫通するので、ドリルロン１１本の長さに関係なく
、ドリルヘッドのストロークを短い構造にしても、ドリ
ルロッドをチャックで把持し、回転と打撃を与えること
ができるので、小形で軽量である。

従って、トンネル内等の挾い場所にも設置できると共に
、法面等の穿孔のための高所への移動、設置が安全かつ
容易にできる。

■さらに貫通形ドリルヘッドの構造上から、ドリルロッ
ドの引抜時に、ドリルロッドのねじ接手の切り離しが、
１個所であるためロッドブレーカ−がなくても、ドリル
ヘッドのみの操作でできる。

【図面の簡単な説明】

第１ａ図は本発明のボーリング装置の一実施例を示す一
部破断した正面図、第１ｂ図は同チャック部分の一部破
断した正面図、第２図は本発明の打撃伝達部のピースが
ドリルロッドのテーパー溝に噛み込んだ時の状態を示す
拡大縦断面図、第３図は本発明のボーリング装置に使用
するドリルロッドの局を破断した正面図、第４図は本発
明のボーリング装置による穿孔状態を示す正面図、第５
図は従来のボーリング装置による穿孔状態を示す正面図
である。 Ｉ・・・回転発生部、ｎ−・・打撃発生部、４・・・チ
ャック、１．２−・・ドリルヘッド、１１．４０・・・
スピンドル、ｌｌａ・・・衝突面、１２・・・オイルモ
ータ、１３・・・ピニオンギヤー１４・・・リングギヤ
ー １５・・・ロータリーブツシュ、 １６．２３．４５・・・スプラインキー２０・・・中空
ピストン、２１・・・バルブ、２７．２９−・・テーパ
ーリング、 ２９ａ、３７ａ−−−円錐面、３０・・・ピース、３８
・・・ラバーブロック。 特 許 出 願 人 株式会社カノボーリング

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）ロータリーパーカッシヨンドリルにおいて、 先端に回転発生部と、これに連設された打撃発生部とを
   具備したドリルヘッドと、 該ドリルヘッド基端に設けたチャックとより成り、 前記ドリルヘッドとチャックを貫通して中空のスピンド
   ルが配設され、 前記回転発生部は、前記スピンドル外周に刻設されたス
   プラインキーにキー止めされて配設された歯車と、該歯
   車に噛合うピニオンギヤーを有するモータとより成り、 前記打撃発生部は前記スピンドル外周に軸方向摺動自在
   に嵌め込まれ、スピンドル外周に、これと直角に設けら
   れた衝突面を軸方向に打撃する中空ピストンと、その外
   周に配設され、シリンダー内に配設されたシリンダーラ
   イナーと、前記中空ピストンとシリンダーライナーの間
   に配設されたバルブとより成り、 前記チャックは前記スピンドル外周を円周方向から中心
   に向って把持・解放するよう構成したことを特徴とする
   ボーリング装置。
2. （２）第１の請求項において、チャックは、内側に円錐
   面を有するテーパリングを軸方向に前後進させることに
   より、前記円錐面に接触した傾斜面を有する打撃給進用
   ピースを半径方向に移動させ、内側に円錐面を有する他
   のテーパリングを軸方向に移動させることにより、前記
   円錐面に接触した傾斜面を有する回転伝達用ラバーブロ
   ックを半径方向に圧縮することを特徴とするボーリング
   装置。