JPH0624467Y2 - 掘削機械 - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本考案は、効率的な掘削ができるボーリングマシン等の
掘削機械に関する。

〔従来の技術〕

土木工事の際、工事現場の掘削要求に応じて掘削機械が
使用されるが、その代表的なボーリングマシンについて
も多くの改良が加えられている。従来のボーリングマシ
ンにおいては、穿孔深さの増大に伴い、それに見合った
巨大なマストややぐらによるボーリングマシンを必要と
することは当然で、また、削孔のための駆動機構に関し
ても当然に長い削孔ロッド（ケリーロッド）の自重を持
って該削孔ロッドを回転駆動することからその出力を大
ならしめることが必要となる。

従来、ボーリングマシンとして、従来、第１３図に示す
ものが知られている。

図示のように、ボーリングマシンは、マシン本体部１０
１にマスト部１０２を設け、このマスト部１０２に油圧
シリンダ１０３により昇降される回転駆動体１０４を設
け、この回転駆動体１０４に先端に掘削具１０５Ａを取
り付けたケリーロッド１０５を設け、回転駆動体１０４
によってケリーロッド１０５に掘削のための回転力を伝
達する構造になっている。

〔考案が解決しようとする課題〕

従来のボーリングマシンにあっては、回転駆動体１０４
の回転駆動を効率良くケリーロッド１０５に伝達させる
ためには、掘削抵抗に打ち勝つため、ケリーロッド１０
５に回転駆動力のみでなく押込力を与えることが効率的
となる。この押込力は油圧シリンダ１０３により回転し
ているケリーロッド１０５に与えることにより得られ、
この押込力を受ける個所をケリーロッド１０５の上端部
及び中央部に設け、ケリーロッド１０５の押込力を受け
る個所を移動させることにより掘削深さを確保させるこ
とができる。

ところが、ケリーロッド１０５の途中の個所に回転駆動
力と同時に充分な軸方向の押込力を与えることは困難で
ある。

本考案は、上述の問題点を解決するためになされたもの
で、その目的は、削孔ロッド（ケリーロッド）の途中の
個所に回転駆動力と同時に充分な軸方向の押込力を与え
る掘削機械を提供することである。

〔課題を解決するための手段〕

上記目的を達成するために、本考案は、マシン本体部に
マスト部を設け、このマスト部に昇降自在の回転駆動体
を設け、この回転駆動体に先端に掘削具を取り付けたケ
リーロッドを設け、回転駆動体によってケリーロッドに
掘削のための回転力を伝達するようにした掘削機械にお
いて、ケリーロッドの外面に複数個の係合条を縦設する
とともに回転駆動体に各係合条と係合する嵌合部を形成
し、ケリーロッドの係合条のうちの少なくとも１つを途
切れない線条係合条に構成し、線条係合条以外の係合条
を、ケリーロッドの外面と同一面を構成するロックポケ
ットが軸方向に所定の長さで形成された途切れ係合条に
構成し、さらに、回転駆動体の軸方向の寸法を、ロック
ポケットの軸方向の寸法よりも短くし、ロックポケット
の間に移動・位置した回転駆動体が掘削回転方向に回転
する時ケリーロッドの途切れ係合条が回転駆動体の嵌合
部からずれるようにしたものである。

〔作用〕

本考案によれば、回転駆動体が掘削回転方向に回転する
時、回転駆動体はロックポケットの間に位置しており、
回転駆動体からケリーロッドに軸方向力を与えた時、ケ
リーロッドの途切れ係合条が回転駆動体の嵌合部からず
れているので、回転駆動体がケリーロッドの途切れ係合
条の軸方向の端面に当接する。従って、ケリーロッドの
ロックポケットに回転駆動体が軸方向に係止ロックされ
る。

そして、ケリーロッドの線条係合条が回転駆動体の嵌合
部に係合しているので、回転駆動体の嵌合部から、その
回転駆動力が、ケリーロッドの線条係合条に伝達され
る。

一方、回転駆動体が掘削回転方向の反対方向に回転する
時、回転駆動体は軸方向でケリーロッドのロックポケッ
ト以外の位置に位置してケリーロッドの途切れ係合条の
係止ロックが解除され、回転駆動体の嵌合部から、回転
駆動力が、ケリーロッドの線状係合条に伝達される。

〔実施例〕

以下、図面により本考案の実施例について説明する。

本考案に係る掘削機械をボーリングマシンに適用した場
合について、第７図によりボーリングマシンの全体的構
成を、第１図ないし第６図によりボーリングマシンの要
部を説明する。

第７図において、マシン本体部１は、バックホー様のク
ローラ２上に旋回機構部３を介して上部架台４を設け、
この上部架台４に駆動機構部５と運転室６とが設けら
れ、しかもこの運転室６の側方に主アーム７が枢着部７
ａにより取り付けられ、この主アーム７と上部架台４と
の間にはシリンダ部体８が設けられたものである。

９はマスト部で、前記クローラ２の前方に基端を取り付
けたマスト１０を主体としている。このマスト１０の中
間部下方に設けた枢着座１０ａと前記した主アーム７と
の間には連結リンク１１が介装され、マスト１０の中間
部と主アーム７とにはそれぞれウインチのような巻上機
構１２，１３が取り付けられ、さらに、マスト１０の上
端側から下向きに後述のロータリヘッド１７を昇降操作
するための油圧シリンダ１４が設けられ、また、マスト
１０の上端に前方に向けて屈曲された腕部１０ｂを形成
し、この腕部１０ｂには滑車１５を配設し、前記した巻
上機構１２，１３から引き出されたワイヤはその滑車１
５を介してケリーロッド１６に連結している。

１７はロータリーヘッド（回転駆動体）で、このロータ
リーヘッド１７は三角形状をなしたブラケット１８を介
してマスト１０に昇降自在に設けられ、ブラケット１８
の上端は油圧シリンダ１４に連結されている。

そして、ケリーロッド１６の先端には掘削具１６ａが取
り付けられ、基端には巻上機構１２からのワイヤに対す
る吊止部１６ｂが設けられている。もう１つの巻上機構
１３からのワイヤは杭部材その他の施工に必要な部材類
や機器などを適宜に吊持してケリーロッド１６による作
業を補助する。

次に、第１図ないし第６図により本考案の要部について
説明する。

第１図ないし第４図において、ケリーロッド１６は中空
円筒状に構成され、このケリーロッド１６の外面に線条
係合条２１，２２及び途切れ係合条２３，２４が縦設さ
れている。線条係合条２１は線条係合条２２と対向し、
途切れ係合条２３は途切れ係合条２４と対向しており、
線条係合条２１，２２を結ぶ中心線Ｃと途切れ係合条２
３，２４を結ぶ中心線Ｄとのなす角度θは、直角よりも
若干小さい角度になっている。途切れ係合条２３，２４
には、ケリーロッド１６の中央部及び上端部にそれぞれ
ロックポケット２５が形成され（図面ではケリーロッド
１６の中央部のみを示す）、このロックポケット２５は
ケリーロッド１６の外面と同一面を構成し、軸方向に所
定の長さを有している。このロックポケット２５の軸方
向の寸法は、前記のロータリーヘッド１７の軸方向の寸
法より長くなっている。

そして、第１図，第５図に示すように、ロータリーヘッ
ド１７には、線条係合条２１，２２に係合する嵌合部２
６，２７が、途切れ係合条２３，２４に係合する嵌合部
２８，２９が形成されている。嵌合部２６と嵌合部２７
とを結ぶ中心線Ｅと、嵌合部２８と嵌合部２９とを結ぶ
中心線Ｆの交差する角度は、直角になっており、各嵌合
部２６，２７，２８，２９の幅は、それぞれ線条係合条
２１，２２、途切れ係合条２３，２４の幅の約２倍にな
っている。

しかして、上述のロータリーヘッド１７をケリーロッド
１６に組み付けた状態の各係合条と各嵌合部の相対関係
を、第５図により説明する。即ち、ロータリーヘッド１
７を掘削回転方向の反対方向に回転させた場合（ケリー
ロッド１６をロータリーヘッド１７に対して反時計方向
に回転した場合）において、嵌合部２６の内歯面２６ａ
は線条係合条２１の外歯面２１ａに当接し、同様に、嵌
合部２７の内歯面２７ａは線条係合条２２の外歯面２２
ａに当接している。一方、嵌合部２８の内歯面２８ａに
途切れ係合条２３の外歯面２３ａが当接し、嵌合部２９
の内歯面２９ａに途切れ係合条２４の外歯面２４ａが当
接する関係となっている。

次に、本実施例の作用を説明する。

上記のボーリングマシンによる地面の掘削の工程は第８
図に示され、（ａ）→（ｂ）→（ｃ）→（ｄ）の工程の
順序で掘削が行なわれる。

（ａ）工程においては、巻上機構１２によりケリーロッ
ド１６がマスト１０に対して上方に持ち上げられ、ケリ
ーロッド１６の中央部のロックポケット２５にロータリ
ーヘッド１７が位置してセットしてあり、油圧シリンダ
１４は縮んだ状態となっている。

（ｂ）工程において、ロータリーヘッド１７を掘削回転
方向に回転しながら油圧シリンダ１４を適当な速度で伸
長させると、油圧シリンダ１４の押込力を利用した掘削
が行なわれる。

この掘削時におけるロータリーヘッド１７とケリーロッ
ド１６との相対関係は第２図，第６図に示される。

図示のように、ロータリーヘッド１７はケリーロッド１
６の中央部のロックポケット２５の間に位置しており、
この状態でロータリーヘッド１７を掘削回転方向に回転
させる（ケリーロッド１６をロータリーヘッド１７に対
して時計方向に回転した場合）と、ケリーロッド１６の
線条係合条２１，２２がロータリーヘッド１７の嵌合部
２６，２７の内歯面２６ｂ，２７ｂに当接した状態で係
合して、ロータリーヘッド１７の嵌合部２６，２７か
ら、その回転駆動力が、ケリーロッド１７の線条係合条
２１，２２に伝達される。

そして、ロータリーヘッド１７を掘削回転方向に回転す
る時、ロータリーヘッド１７の嵌合部２８，２９に隣接
する内周部１７ａが途切れ係合条２３，２４の各ロック
ポケット２５に位置し、途切れ係合条２３，２４が嵌合
部２７，２９からずれている。従って、油圧シリンダ１
４によりロータリーヘッド１７からケリーロッド１６に
軸方向力を与えた時、ケリーロッド１６の途切れ係合条
２３，２４の軸方向端面３０がロータリーヘッド１７の
軸方向端面１７ａに当接する。従って、ケリーロッド１
６のロックポケット２５にロータリーヘッド１７が軸方
向に係止ロックされ、ロータリーヘッド１７からケリー
ロッド１６に軸方向力が与えられる。

（ｃ）工程において、ケリーロッド１６を下げた状態の
まま、油圧シリンダ１４を縮め、ロータリーヘッド１７
をケリーロッド１６の上端部のロックポケットに移動・
位置させる。

（ｄ）工程において、再びロータリーヘッド１７を掘削
回転方向に回転しながら油圧シリンダ１４を伸長させる
と、（ｂ）工程と同様に掘削が行われ、さらに深く掘削
が行なわれる。

そして、掘削を完了した後、掘削具１６ａを地面から抜
くが、その場合、ロータリーヘッド１７を掘削方向の反
対方向に回転させる。その時のロータリーヘッド１７と
ケリーロッド１６の相対関係は第５図に示されている。
この場合、ロータリーヘッド１７は、軸方向でケリーロ
ッド１６のロックポケット２５以外の位置に位置し、従
って、ケリーロッド１６の途切れ係合条２３，２４の係
止ロックが解除されるとともに、ケリーロッド１６の途
切れ係合条２３，２４及び線条係合条２１，２２がロー
タリーヘッド１７の嵌合部２６，２７，２８，２９に係
合し、ロータリーヘッド１７の嵌合部２６，２７から、
回転駆動力が、ケリーロッド１６の線状係合条２１，２
２に伝達される。

以上の如き構成によれば、ロータリーヘッド１７が掘削
回転方向に回転する時、ロータリーヘッド１７からケリ
ーロッド１６に回転力が伝達されるとともに、軸方向の
押込力が伝達される。この結果、押込み力を利用した効
率的な掘削を行なうことができる。

また、ロックポケット２５をケリーロッド１６の軸方向
の異なった位置に２個所設けることにより、ケリーロッ
ド１６を全長に亘って掘削に供し、コンパクトなマスト
１０で充分な掘削深さに達することができる。

なお、本実施例においては、掘削機械をボーリングマシ
ンに適用した例について説明したが、かかる場合に限定
されず、例えば他にアースドリルにも適用することがで
きる。

第９図，第１０図は本考案の他の実施例に係るボーリン
グマシンの要部断面図を示すもので、本実施例では基本
的な構成は前記実施例と同様であり、相違する点を述べ
ると、ケリーロッド３１に、１本の線条係合条３２と１
本の途切れ係合条３３が形成されており、これら線条係
合条３２及び途切れ係合条３３に係合する嵌合部３４，
３５がロータリーヘッド３６に形成されている。途切れ
係合条３３には軸方向にケリーロッド１６の外面と同一
面のロックポケット３７が形成されている。

第９図は掘削回転方向にロータリーヘッド３６が回転す
る時の状態を示し、ロータリーヘッド３６からの回転駆
動力を線条係合条３２の外歯面３２ａが受けるととも
に、軸方向力をケリーロッド３１の軸方向端面（図示せ
ず）が受けている。

第１０図は、掘削回転方向と反対方向にロータリーヘッ
ド３６が回転する時の状態を示し、ロータリーヘッド３
６からの回転駆動力を、線条係合条３２の外歯面３２ｂ
が受けている。

本実施例によれば、前記実施例と同様な効果を奏する。

第１１図，第１２図は本考案のさらに他の実施例に係る
ボーリングマシンの要部断面図，側面図を示すもので、
上記実施例では回転駆動体の例としてロータリーヘッド
を例に挙げて説明したが、かかる場合に限定されず、ケ
リーロッド４１をテレスコピック状に構成し、最内側ケ
リーロッド４２の外側を摺動する中間ケリーロッド４３
の下端部４３ａ、及び、中間ケリーロッド４３の外側を
摺動する外側ケリーロッド４４の下端部４４ａを回転駆
動体として構成することもできる。

本実施例では、ロータリーヘッド４５の回転駆動力及び
軸方向力は、ロータリーヘッド４５→外側ケリーロッド
４４→中間ケリーロッド４３→最内側ケリーロッド４２
の順序で伝達され、前記実施例と同様の効果を奏する。

〔考案の効果〕

以上述べたように、本考案によれば、回転駆動体が掘削
方向に回転する時、回転駆動体からケリーロッドに回転
力が伝達されるとともに、軸方向の押込力が伝達され
る。この結果、押込み力を利用した効率的な掘削を行な
うことができる。

また、ロックポケットをケリーロッドの軸方向の異なっ
た位置に複数個所設けることにより、ケリーロッドを全
長に亘って掘削に供し、コンパクトなマストで充分な掘
削深さに達することができる効果を奏する。

【図面の簡単な説明】

第１図は本考案の実施例に係るボーリングマシンの要部
斜視図である。 第２図は第１図のケリーロッドの側面図である。 第３図は第２図のＡ−Ａ断面図である。 第４図は第２図のＢ−Ｂ断面図である。 第５図は回転駆動体が第２図のＡ−Ａ断面に位置してい
る時の要部断面図である。 第６図は回転駆動体が第２図のＢ−Ｂ断面に位置してい
る時の要部断面図である。 第７図は本考案の第１実施例に係るボーリングマシンの
全体構成図である。 第８図は同ボーリングマシンの使用状態説明図である。 第９図，第１０図は本考案の他の実施例に係るボーリン
グマシンの要部断面図である。 第１１図，第１２図は本考案のさらに他の実施例に係る
ボーリングマシンの要部断面図，側面図である。 第１３図は従来におけるボーリングマシンの全体構成図
である。 〔主要な部品の符号の説明〕 １……マシン本体部 ９……マスト部 １６……ケリーロッド １６ａ……掘削具 １７……ロータリーヘッド ２１，２２……線条係合条 ２３，２４……途切れ係合条 ２６，２６，２８，２９……嵌合部。

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】マシン本体部にマスト部を設け、このマス
   ト部に昇降自在の回転駆動体を設け、この回転駆動体に
   先端に掘削具を取り付けたケリーロッドを設け、回転駆
   動体によってケリーロッドに掘削のための回転力を伝達
   するようにした掘削機械において、ケリーロッドの外面
   に複数個の係合条を縦設するとともに回転駆動体に各係
   合条と係合する嵌合部を形成し、ケリーロッドの係合条
   のうちの少なくとも１つを途切れない線条係合条に構成
   し、線条係合条以外の係合条を、ケリーロッドの外面と
   同一面を構成するロックポケットが軸方向に所定の長さ
   で形成された途切れ係合条に構成し、さらに、回転駆動
   体の軸方向の寸法を、ロックポケットの軸方向の寸法よ
   りも短くし、ロックポケットの間に移動・位置した回転
   駆動体が掘削回転方向に回転する時ケリーロッドの途切
   れ係合条が回転駆動体の嵌合部からずれるようにしたこ
   とを特徴とする掘削機械。