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JP7112122B2 - Underground drilling rig in all-casing construction method - Google Patents
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JP7112122B2 - Underground drilling rig in all-casing construction method - Google Patents

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JP7112122B2 JP2020189673A JP2020189673A JP7112122B2 JP 7112122 B2 JP7112122 B2 JP 7112122B2 JP 2020189673 A JP2020189673 A JP 2020189673A JP 2020189673 A JP2020189673 A JP 2020189673A JP 7112122 B2 JP7112122 B2 JP 7112122B2
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Description

本発明は、基礎杭としての場所打ち杭を打設するために、ケーシングを地中に圧入しながら、ケーシング内を掘削して地中孔を掘削するオールケーシング工法における地中孔掘削装置に関する。 BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an underground hole drilling apparatus in an all-casing construction method for drilling an underground hole by drilling the inside of a casing while press-fitting the casing into the ground in order to drive a cast-in-place pile as a foundation pile.

オールケーシング工法は、ケーシングドライバ装置で把持したケーシングを回転させながら地中に圧入し、ケーシング内の土砂を掘削装置で掘削して、地上に排土することによって地中孔を掘削している。そのため、杭の外周に土砂の混入が少なく、支持力の大きな場所打ち杭を施工することができ、場所打ち杭を打設する工法の中ではもっとも信頼性の高い工法といえる。 In the all-casing construction method, a casing held by a casing driver device is rotated and pressed into the ground, the earth and sand in the casing are excavated by an excavator, and the earth is discharged to the ground to excavate the underground hole. Therefore, it is possible to construct cast-in-place piles with less soil and sand around the perimeter of the pile and greater bearing capacity.

従来、オールケーシング工法における地中孔の掘削は、クレーンに吊支したハンマーグラブをケーシング内の掘削面に自重落下させて、その衝撃によって掘削したり、クレーンに吊支した回転力伝達手段であるケリーバに装備した掘削ドリルや掘削バケットをケーシング内の掘削面に挿入し、回転駆動させて掘削することにより行っていた。しかしながら、前者の掘削手段は、自重落下による振動や騒音の問題があり、又一度につかみ取ることが可能な土砂の量が少ないという問題点がある。後者の掘削手段もケリーバの回転駆動源が地上に存在するため、騒音の問題があり、しかも地中孔が深くなればなるほど掘削ドリルと回転駆動源との距離が遠くなるため、回転駆動装置が大型化してしまい、騒音も増幅することとなる。 Conventionally, the excavation of underground holes in the all-casing construction method is performed by dropping a hammer grab suspended from a crane onto the excavation surface in the casing by its own weight, and by the impact of the impact, the excavation is performed. The excavation drill and excavation bucket equipped in the casing are inserted into the excavation surface in the casing and driven to rotate to excavate. However, the former excavating means has the problem of vibration and noise due to the fall of its own weight, and also has the problem that the amount of earth and sand that can be grasped at one time is small. The latter drilling means also has a problem of noise because the rotary drive source of the kelly bar exists on the ground. It will become large-sized, and the noise will also be amplified.

そこで、本願出願人は振動や騒音の軽減を図り、装置を小型化・軽量化するために、特許文献1に示す、ケーシングの内壁に脱着自在に固定した地中孔掘削装置の掘削バケットを掘削面に押圧しながら回転させて掘削し、掘削バケット内に掘削した土砂を取り込む地中孔掘削装置(以下、「文献1発明」という)を既に提供している。 Therefore, in order to reduce vibration and noise, and to reduce the size and weight of the device, the applicant of the present application excavates a digging bucket of an underground hole drilling device that is detachably fixed to the inner wall of the casing, as shown in Patent Document 1. There has already been provided a underground hole drilling device (hereinafter referred to as the "Document 1 invention") that excavates by rotating while pressing against a surface and takes the excavated earth and sand into an excavating bucket.

特開2002-276273号公報JP-A-2002-276273

文献1発明では、掘削バケットを回転駆動するケリーバの回転駆動源としての回転用油圧モータや、掘削バケットを押圧する押圧用油圧シリンダを地中孔掘削装置に一体として装備してケーシング内に位置させているため、掘削時の騒音を緩和することができ、加えて掘削バケットを回転させて圧入するため、振動も少ない。 In the invention of Document 1, a rotary hydraulic motor as a rotary drive source for a kelly bar that drives an excavating bucket and a pressing hydraulic cylinder that presses the excavating bucket are integrally installed in the underground hole drilling apparatus and positioned in a casing. Therefore, noise during excavation can be reduced, and since the excavation bucket is rotated and press-fitted, there is little vibration.

地中孔の掘削に際しては、掘削精度を維持した上で、掘削作業におけるサイクルタイムを短縮させ、併せて掘削ピッチの改善を図ることにより単位時間内における掘削回数や掘削土量を増加させて作業効率を向上させることが求められる。作業効率の向上は地中孔の掘削径や掘削深さに関わりなく求められているものの、近時の場所打ち杭は、構築物の高層化,必要な耐震強度の増大等により、これまで主体となっていた杭径1200mmを超えて、杭径1500mm、更にはより大径の杭径2000mmに達するような場所打ち杭の打設が求められるようになっており、より作業効率の向上が喫緊の課題となっている。 When drilling underground holes, it is possible to shorten the cycle time of the drilling work while maintaining the drilling accuracy, and improve the drilling pitch to increase the number of drilling times and the amount of soil drilled per unit time. Efficiency needs to be improved. Improvement in work efficiency is required regardless of the diameter and depth of excavation of underground holes. Pile diameter of 1,200 mm, which had been the norm, has been exceeded, and there is a demand for cast-in-place piles with a pile diameter of 1,500 mm and even a larger pile diameter of 2,000 mm. It has become a challenge.

文献1発明等のケリーバを使用する地中孔掘削装置において、作業効率、中でも掘削ピッチの改善を図る直接的な手段は、掘削バケットの回転トルクを上げて掘削能力を上げることであり、そのためには回転用油圧モータの回転数を上げるとともに適切に減速して、回転用油圧モータからケリーバに高トルクの回転力を供給することが必要となる。また、掘削作業のサイクルタイムや掘削ピッチは掘削地盤の土質によっても大きな影響を受け、硬質地盤の場合にも、同様に高トルクの回転力をケリーバに供給する必要がある。一方、ケリーバには、高トルクに耐えて、変形や異常摩耗等による損傷を受けることなく掘削バケットに回転力を伝達し、産業機械として安定して使用可能な堅牢性・耐久性が求められる。 In the underground hole drilling apparatus using the kelly bar of the invention of Document 1, etc., a direct means of improving the work efficiency, particularly the drilling pitch, is to increase the rotary torque of the drilling bucket to increase the drilling capacity. It is necessary to increase the number of rotations of the hydraulic motor for rotation and appropriately decelerate it to supply high-torque rotational force from the hydraulic motor for rotation to the kelly bar. In addition, the excavation cycle time and excavation pitch are greatly affected by the soil quality of the excavated ground, and even in the case of hard ground, it is necessary to supply a high torque rotational force to the kelly bar. On the other hand, kelly bars are required to withstand high torque, transmit rotational force to excavation buckets without being damaged by deformation or abnormal wear, and be robust and durable enough to be used stably as industrial machinery.

文献1発明では、図12に示す従動軸となる断面矩形のケリーバ300の外周に、図14に示す駆動軸となる断面略矩形状であって、各面に円弧状の膨らみを形成した中空ドライブ軸310を嵌合し、回転用油圧モータによって回転駆動する中空ドライブ軸310の回転力をケリーバ300の外周面に伝達している。図13の矢印Aに示すように、中空ドライブ軸310から伝達される時計方向の回転力の駆動点320は、ケリーバ300の角部における4点となり、ケリーバ300の外周面と中空ドライブ軸310の内周面の一部から形成される回転力伝達面も4面となる。文献1発明にかかわらず、オールケーシング工法における地中孔掘削装置の回転力伝達機構として使用されているケリーバはいずれも断面矩形のものが使用されている。 In the invention of Document 1, a hollow drive is formed on each surface of a kelly bar 300 which has a rectangular cross section and which is a driven shaft shown in FIG. A shaft 310 is fitted to transmit the rotational force of a hollow drive shaft 310 that is rotationally driven by a rotary hydraulic motor to the outer peripheral surface of the kelly bar 300 . As shown by arrow A in FIG. Four rotational force transmission surfaces are formed from part of the inner peripheral surface. Regardless of the invention of Document 1, all the kelly bars used as the rotational force transmission mechanism of the underground hole drilling equipment in the all-casing construction method have a rectangular cross section.

加えて、中空ドライブ軸310は、断面略矩形状であるものの円弧状の膨らみを有しており、一方ケリーバ300は断面矩形であるため、図13に示すように、両者を嵌合させた使用状態において、中空ドライブ軸310とケリーバ300との間に回転力の伝達に寄与しない間隙330が発生することとなる。 In addition, although the hollow drive shaft 310 has a substantially rectangular cross section, it has an arcuate bulge, while the kelly bar 300 has a rectangular cross section. In this state, a gap 330 is created between the hollow drive shaft 310 and the kelly bar 300 that does not contribute to the transmission of rotational force.

そのため、文献1発明等において使用しているケリーバ300や中空ドライブ軸310の回転力伝達面が4面の従来技術では、駆動点320が4点であり、間隙330も存在するため、中空ドライブ軸310とケリーバ300との一体感・密着性が十分とはいえなかった。従来の地中孔掘削で使用するトルクでは特に支障はなかったものの、回転力伝達の作業効率の向上や大径化に対応するために回転用油圧モータから供給する回転トルクを従来トルクより1.2倍程度以上、具体的には文献1発明で9ton/m~12ton/mに上げると、土質等によっては過大な負荷となったり、或いは長期使用をすると回転力伝達面にかかる繰り返しのねじり荷重等により、ケリーバの回転力伝達面が変形したり、異常摩耗等により損傷して、使用できなくなることがある。そのため、ケリーバの損傷による作業の中断を避けるため、日々の始業・終業時の点検作業を始め随時、変形や異常摩耗の有無を確認する必要があり、作業中に変形や異常摩耗が発生し、作業に異常を来した場合は、作業を中断してケリーバの交換やメンテナンスのために掘削作業の中断を生じてしまうことがあった。 Therefore, in the prior art in which the hollow drive shaft 310 has four rotational force transmission surfaces, the hollow drive shaft 310 has four drive points 320 and a gap 330 exists. The sense of unity and close contact between 310 and Keriba 300 was not sufficient. Although there was no particular problem with the torque used in conventional underground hole drilling, the rotational torque supplied from the rotary hydraulic motor was reduced by 1.0% from the conventional torque in order to improve the work efficiency of rotational force transmission and to cope with the increase in diameter. If the load is doubled or more, specifically, increased to 9 ton/m to 12 ton/m in the invention of Document 1, depending on the soil type, etc., excessive load may be applied, or repeated torsional load applied to the rotational force transmission surface during long-term use. As a result, the rotational force transmission surface of the kelly bar may be deformed or damaged due to abnormal wear, etc., and may become unusable. Therefore, in order to avoid interruption of work due to damage to the kelly bar, it is necessary to check for deformation and abnormal wear at any time, including daily inspections at the start and end of work. When an abnormality occurs in the work, the work may be interrupted and the excavation work interrupted for replacement of the kelly bar or maintenance.

そこで、本発明は、掘削バケットの回転トルクを上げることを実現するため、回転用油圧モータからケリーバに高トルクの回転力を供給するために、高トルクに耐えて、変形や異常摩耗等による損傷を受けることなく産業機械として要求される堅牢性・耐久性を発揮するケリーバを提供することにより、作業効率を向上させ、大径化に対応するオールケーシング工法における地中孔掘削装置を提供することを課題としている。 Therefore, in order to increase the rotational torque of the excavation bucket, the present invention aims to supply a high torque rotational force from the hydraulic motor for rotation to the kelly bar. By providing a kelly bar that exhibits the robustness and durability required as an industrial machine without being subjected to damage, it is possible to improve work efficiency and provide a underground hole drilling rig in the all-casing construction method that can handle large diameters. It is an issue.

本発明はその目的を達成するために、請求項1により、ケーシングの内壁に脱着自在に固定し、掘削バケットを掘削面に押圧しながら回転させて掘削し、掘削バケット内に掘削した土砂を取り込むオールケーシング工法における地中孔掘削装置であって、掘削バケットを押圧する押圧用油圧シリンダの外周に、掘削バケットに回転力を伝達するケリーバを摺動可能に配置し、回転用油圧モータによって回転駆動する中空ドライブ軸をケリーバの外周に嵌合してケリーバを回転させるとともに、ケリーバの外周面及び中空ドライブ軸の内周面からなる回転力伝達面を断面六角形とすることにより、回転用油圧モータから中空ドライブ軸を介してケリーバに高トルクの回転力を供給可能としたオールケーシング工法における地中孔掘削装置を基本として提供する。
In order to achieve the object of the present invention, according to claim 1, the excavation bucket is detachably fixed to the inner wall of the casing, the excavation bucket is pressed against the excavation surface and rotated to excavate, and the excavated earth and sand are taken into the excavation bucket. An underground hole drilling rig in an all-casing construction method, in which a kelly bar for transmitting rotational force to the drilling bucket is slidably arranged on the outer circumference of a pressing hydraulic cylinder for pressing the drilling bucket, and is rotationally driven by a rotating hydraulic motor. The hollow drive shaft is fitted to the outer periphery of the kelly bar to rotate the kelly bar, and the rotating force transmission surface, which is composed of the outer peripheral surface of the kelly bar and the inner peripheral surface of the hollow drive shaft, has a hexagonal cross section, thereby reducing the power from the rotary hydraulic motor. To provide a underground hole drilling apparatus based on an all-casing construction method capable of supplying high-torque rotational force to a kelly bar via a hollow drive shaft .

より具体的には、請求項2により、ケーシングの内壁に脱着自在に固定し、掘削バケットを掘削面に押圧しながら回転させて掘削し、掘削バケット内に掘削した土砂を取り込むオールケーシング工法における地中孔掘削装置であって、第1支持体と第2支持体を所定間隔離間させて支柱で連結し、第1支持体の下面に、第2支持体を貫通して掘削バケットを押圧する押圧用油圧シリンダを垂下させ、押圧用油圧シリンダの外周に、掘削バケットに回転力を伝達するケリーバを摺動可能に配置し、第2支持体に配置した回転用油圧モータによって回転駆動する中空ドライブ軸をケリーバの外周に嵌合してケリーバを回転させるとともに、支柱に水平方向に張出・張戻自在な固定プレートを装備してなり、ケリーバの外周面及び中空ドライブ軸の内周面からなる回転力伝達面を断面六角形とすることにより、回転用油圧モータから中空ドライブ軸を介してケリーバに高トルクの回転力を供給可能としたオールケーシング工法における地中孔掘削装置を提供する。
More specifically, according to claim 2, the earth in the all-casing construction method is detachably fixed to the inner wall of the casing, the excavation bucket is pressed against the excavation surface and rotated to excavate, and the excavated earth and sand are taken into the excavation bucket. A hole drilling apparatus, wherein a first support and a second support are separated by a predetermined distance and connected by a support column, and a pressing bucket is pressed against the lower surface of the first support through the second support. A hydraulic cylinder is suspended, a kelly bar for transmitting rotational force to the excavation bucket is slidably arranged on the outer periphery of the pressing hydraulic cylinder, and a hollow drive shaft is rotated by a rotary hydraulic motor arranged on the second support. Rotating force generated by the outer peripheral surface of the kelly bar and the inner peripheral surface of the hollow drive shaft. Provided is an underground hole drilling apparatus in an all-casing construction method, in which high-torque rotational force can be supplied from a hydraulic motor for rotation to a kelly bar via a hollow drive shaft by forming a transmission surface with a hexagonal cross section.

そして、請求項3により、第1支持体に装備した固定用油圧シリンダの伸縮動作によって、固定プレートの張出・張戻を行い、ケーシングの内壁の所定の位置に脱着自在に固定する。更に、請求項4により、回転用油圧モータから中空ドライブ軸を介してケリーバに伝達する回転力を、回転力伝達面の六面にそれぞれ分散して伝達することにより、ケリーバの変形・異常摩耗を防止する。また、請求項5により、回転力伝達面の駆動点を6点とし、請求項6により、押圧用油圧シリンダのロッドに所定数の延長ロッドを介してロッドヘッドを連結し、ロッドヘッドにベアリングを介して掘削バケットを装着したツールジョイントを接続することによって、押圧用油圧シリンダの伸縮動作によって、掘削バケットを上下動可能とした。
Further, according to claim 3, the fixing plate is extended and retracted by extension and retraction of the fixing hydraulic cylinder mounted on the first support, and is detachably fixed at a predetermined position on the inner wall of the casing. Furthermore, according to claim 4, the rotational force transmitted from the rotary hydraulic motor to the kelly bar through the hollow drive shaft is dispersed and transmitted to the six surfaces of the rotational force transmission surface, respectively, thereby preventing deformation and abnormal wear of the kelly bar. To prevent. According to claim 5, there are six driving points for the rotational force transmission surface, and according to claim 6, the rod head is connected to the rod of the pressure hydraulic cylinder via a predetermined number of extension rods, and the rod head is provided with a bearing. By connecting the tool joint to which the excavation bucket is mounted through the joint, the excavation bucket can be moved up and down by the expansion and contraction of the pressing hydraulic cylinder.

更に、請求項7により、ケリーバの先端を、掘削バケットを装着したツールジョイントに固定することによって、押圧用油圧シリンダの伸縮動作に連動してケリーバを上下動可能とし、請求項8により、ケリーバの上下動に伴って、中空ドライブ軸内をケリーバが摺動する構成を提供する。
Further, according to claim 7, by fixing the tip of the kelly bar to a tool joint to which an excavation bucket is attached, the kelly bar can be moved up and down in conjunction with the expansion and contraction of the pressing hydraulic cylinder. To provide a structure in which a kelly bar slides in a hollow drive shaft as it moves up and down.

以上記載した本発明によれば、回転用油圧モータによって回転駆動する中空ドライブ軸をケリーバの外周に嵌合するとともに、ケリーバの外周面及び中空ドライブ軸の内周面からなる回転力伝達面を断面六角形としたことにより、中空ドライブ軸の内周面とケリーバの外周面が同一の断面形状となり、両者の間に不要な間隙を生じることなく密着性が高まるとともに、中空ドライブ軸からケリーバに伝達される回転力の駆動点が6点となる。よって、回転用油圧モータから中空ドライブ軸を介してケリーバに伝達する回転力を、回転力伝達面の六面にそれぞれ分散して伝達することにより、中空ドライブ軸やケリーバは、掘削バケットの回転トルクを上げるための回転用油圧モータからケリーバに供給する回転力の高トルク化に耐えることができる。具体的には文献1発明に比較して1.2倍~1.6倍程度のトルクに対応することが可能となる。そのため、中空ドライブ軸やケリーバが変形や異常摩耗等による損傷を受けることなく産業機械として要求される堅牢性・耐久性を発揮することができるとともに、長期使用も可能となる。 According to the present invention described above, the hollow drive shaft that is rotationally driven by the hydraulic motor for rotation is fitted to the outer periphery of the kelly bar, and the rotational force transmission surface formed by the outer peripheral surface of the kelly bar and the inner peripheral surface of the hollow drive shaft is shown in cross section. By using a hexagonal shape, the inner peripheral surface of the hollow drive shaft and the outer peripheral surface of the kelly bar have the same cross-sectional shape. There are six driving points for the rotational force applied. Therefore, by dispersing and transmitting the rotational force transmitted from the rotary hydraulic motor to the kelly bar through the hollow drive shaft to each of the six surfaces of the rotational force transmission surface, the hollow drive shaft and the kelly bar generate the rotational torque of the excavation bucket. It is possible to withstand the increase in the torque of the rotational force supplied to the kelly bar from the hydraulic motor for rotation for raising the torque. Specifically, it is possible to cope with a torque about 1.2 to 1.6 times higher than that of the invention of Document 1. As a result, the hollow drive shaft and kelly bars are not damaged by deformation or abnormal wear, and can exhibit the robustness and durability required for industrial machinery, and can be used for a long period of time.

その結果、掘削バケットの回転トルクを上げることが可能となって、掘削時間を短縮することや硬質地盤にも対応することが可能となり、オールケーシング工法における地中孔掘削の作業効率を向上させるとともに、地中孔の大径化にも対応することができる。 As a result, it becomes possible to increase the rotational torque of the excavation bucket, shortening the excavation time and making it possible to cope with hard ground. It is also possible to cope with an increase in the diameter of underground holes.

オールケーシング工法における地中孔掘削装置の全体配置図。Overall layout of the underground hole drilling equipment in the all-casing construction method. (A)(B)(C)(D)(E)オールケーシング工法の工程模式図。(A), (B), (C), (D), and (E) process schematic diagrams of the all-casing construction method. 地中孔掘削装置の全体斜視図。1 is an overall perspective view of a borehole drilling rig; FIG. 地中孔掘削装置の要部断面図。FIG. 2 is a cross-sectional view of the main part of the underground hole drilling rig. 支柱近傍の要部説明図。FIG. 2 is an explanatory diagram of a main part in the vicinity of a support; 中空ドライブ軸近傍の要部説明図。FIG. 4 is an explanatory diagram of the main part near the hollow drive shaft; (A)ケリーバの中央横断面図,(B)ケリーバの正面図。(A) Central cross-sectional view of Keri bar, (B) Front view of Keri bar. ケリーバの斜視図。A perspective view of a Keriba. ケリーバと中空ドライブ軸の嵌合状態を示す要部断面図。FIG. 4 is a cross-sectional view of a key part showing a fitting state between a kelly bar and a hollow drive shaft; (A)中空ドライブ軸の中央横断面図,(B)中空ドライブ軸の正面図。(A) Central cross-sectional view of the hollow drive shaft, (B) Front view of the hollow drive shaft. 中空ドライブ軸の斜視図。1 is a perspective view of a hollow drive shaft; FIG. (A)従来のケリーバの中央横断面図,(B)従来のケリーバの正面図。(A) Central cross-sectional view of a conventional kelly bar, (B) Front view of a conventional kelly bar. 従来のケリーバと中空ドライブ軸の嵌合状態を示す要部断面図。FIG. 4 is a cross-sectional view of a main part showing a fitting state between a conventional Kelly bar and a hollow drive shaft; (A)従来の中空ドライブ軸の中央縦断面図,(B)従来の中空ドライブ軸の底面図。(A) Central longitudinal sectional view of a conventional hollow drive shaft, (B) Bottom view of a conventional hollow drive shaft.

以下図面に基づいて本発明の実施形態を説明する。図1はオールケーシング工法における地中孔掘削装置の全体配置図、図2はその工程模式図である。図1に示すように、地中孔の掘削箇所に設置したケーシングドライバ装置200で、先端にビット5aを装備したケーシング5を把持して回転させながら地中に圧入し、ケーシング5内の土砂を地中孔掘削装置1で掘削し、地上に排土することにより地中孔を掘削する。 An embodiment of the present invention will be described below with reference to the drawings. FIG. 1 is an overall layout diagram of a underground hole drilling rig in the all-casing construction method, and FIG. 2 is a schematic diagram of the process. As shown in FIG. 1, a casing 5 having a bit 5a at its tip is gripped and rotated by a casing driver device 200 installed at a location where an underground hole is excavated, and is pressed into the ground to remove earth and sand from the casing 5. The underground hole is excavated by excavating with the underground hole drilling device 1 and discharging the earth to the ground.

地中孔掘削装置1は、クローラクレーン等の自走可能なベースマシン205に起伏自在に起立させたジブ210の先端に配置したシーブ215から垂下させたワイヤロープ等の支持索220にスイベルを介して吊支して、図1,図2(A)に示すようにケーシング5内に挿入し、図2(B)に示すように固定プレート55を張り出して、ケーシング5の内壁に脱着自在に固定する。地中孔掘削装置1には、地上から動力源としての作動油が、油圧ホースリール225に所定長さ巻回した油圧ホース230をベースマシン205に装備したシーブ235を介してケーシング5内に繰り出して供給する。同様に、地上から動力源としての電力が、キャブタイヤケーブルリール240に所定長さ巻回したキャブタイヤケーブル245をベースマシン205に装備したシーブ235を介してケーシング5内に繰り出して供給する。図1において、250は地中孔掘削装置1に所定の作動油を供給するための油圧ユニットである。 The underground hole drilling apparatus 1 has a support cable 220 such as a wire rope suspended from a sheave 215 arranged at the tip of a jib 210 erected on a self-propelled base machine 205 such as a crawler crane through a swivel through a swivel. 1 and 2(A), and is inserted into the casing 5 as shown in FIGS. 1 and 2(A). do. In the underground hole drilling rig 1, hydraulic oil as a power source is delivered from the ground into the casing 5 through a sheave 235 equipped on the base machine 205 with a hydraulic hose 230 wound around a hydraulic hose reel 225 to a predetermined length. supply. Similarly, electric power as a power source is supplied from the ground by feeding a cabtyre cable 245 wound around a cabtyre cable reel 240 to a predetermined length into the casing 5 through a sheave 235 provided on the base machine 205 . In FIG. 1, 250 is a hydraulic unit for supplying a predetermined working oil to the underground drilling rig 1 .

次に、図2(C)に示すように掘削バケット10を掘削面に押圧しながら回転させて掘削し、掘削バケット10内に掘削した土砂を取り込む。そして、掘削バケット10に所定量の土砂を取り込むと、図2(D)に示すように地中孔掘削装置1をケーシング5の内壁から開放して地上に取り出し、図2(E)に示すように、掘削バケット10から掘削した土砂を排土し、以後この作業を地中孔が所定の深さとなるまで繰り返して行う。なお、図2において図示した地中孔掘削装置1は本実施形態とは異なるタイプであるが、作業工程は共通であり、又文献1発明の作業工程とも共通である。 Next, as shown in FIG. 2(C), the excavation bucket 10 is pressed against the excavation surface and rotated to excavate, and the excavated soil is taken into the excavation bucket 10 . When a predetermined amount of earth and sand is taken into the excavating bucket 10, the underground hole drilling device 1 is released from the inner wall of the casing 5 as shown in FIG. Next, the excavated earth and sand are removed from the excavating bucket 10, and this operation is repeated until the underground hole reaches a predetermined depth. Although the underground hole drilling apparatus 1 shown in FIG. 2 is of a different type from the present embodiment, the work process is common, and the work process of the document 1 invention is also common.

図3は本発明にかかる地中孔掘削装置1の全体斜視図、図4はその要部断面図である。第1支持体20と第2支持体30は、共に内部に必要な機材を装備するために中空の円柱体であり、両者を所定間隔離間させて、所定本数の支柱40、本実施形態では、3本の支柱40を円周状に同間隔で配置して連結している。第1支持体20内には作動油や電力等を制御する所要の機器を装備している。なお、図では、構成の説明を判りやすくするために1本の支柱40のみを図示している。図5は支柱40近傍の要部説明図であり、支柱40は第2支持体30の上面に固定される支柱基板41上に所定面積の窓部42を有する支持枠43を立設し、支持枠43の上面に左右一対の棹部44を一定間隔離間させて立設している。棹部44の上端には第1連結孔45を穿設形成するとともに、上端近傍に地中孔掘削装置1の中心方向に向けて膨出片46を形成し、膨出片46に第2連結孔47を穿設している。 FIG. 3 is an overall perspective view of an underground hole drilling apparatus 1 according to the present invention, and FIG. 4 is a cross-sectional view of its essential parts. The first support 20 and the second support 30 are both hollow cylindrical bodies for installing necessary equipment inside. Three struts 40 are circumferentially arranged at equal intervals and connected. The first support 20 is equipped with necessary devices for controlling hydraulic oil, electric power, and the like. In addition, in the drawing, only one support column 40 is shown in order to facilitate the explanation of the configuration. FIG. 5 is an explanatory diagram of a main part near the column 40. The column 40 has a support frame 43 having a window portion 42 of a predetermined area provided upright on a column substrate 41 fixed to the upper surface of the second support 30 to support the column. A pair of left and right rods 44 are erected on the upper surface of the frame 43 with a certain interval therebetween. A first connecting hole 45 is formed in the upper end of the rod portion 44, and a bulging piece 46 is formed in the vicinity of the upper end toward the center of the underground hole drilling rig 1, and the bulging piece 46 is connected to a second connecting hole. A hole 47 is drilled.

第1支持体20の下面には、支持ブラケット21が垂下されている。支持ブラケット21は、中央部の軸部22と、軸部22から第1支持体20下面の縁部まで支柱40の配置に合わせて放射状に延設された所定本数の腕部23と、腕部23の先端に穿設形成した支柱用連結孔24を有している。本実施形態では3本の腕部23を有しており、左右一対の棹部44で腕部23の先端を挟持し、腕部23の支柱用連結孔24と棹部44の第1連結孔45の位置を合わせて、支柱用連結ピン25で固定することにより、第1支持体20と支柱40を連結している。 A support bracket 21 is suspended from the lower surface of the first support 20 . The support bracket 21 includes a central shaft portion 22, a predetermined number of arms 23 radially extending from the shaft portion 22 to the edge of the lower surface of the first support 20 in accordance with the arrangement of the support columns 40, and the arm portions 23 has a connecting hole 24 for a post formed at the tip thereof. In this embodiment, three arm portions 23 are provided. The first support 20 and the strut 40 are connected by aligning the positions of 45 and fixing with the strut connecting pin 25 .

そして、窓部42に地中孔掘削装置1をケーシング5の内壁に脱着自在に固定するための固定プレート55を水平方向に張出・張戻自在に装備している。この固定プレート55の裏面にはリンク56の一端を連結し、リンク56の他端を、固定用油圧シリンダ50のロッド(図示略)に装着した連結ロッド51に連結するとともに、リンク56の他端と連結ロッド51を一体として、張出同調治具60の外周に等間隔で配置した同調ブラケット61に同調用連結ピン62で固定している。そして、固定用油圧シリンダ50のヘッドを支柱40の棹部44の膨出片46に形成した第2連結孔47に固定用連結ピン52で固定している。よって、固定用油圧シリンダ50のロッドを伸長させることによって、リンク56及び張出同調治具60が押し下げられて(図4の仮想線参照)、リンク56に連結した固定プレート55が支柱40の窓部42から水平方向に張り出して、ケーシング5の内壁に圧接することにより、地中孔掘削装置1をケーシング5の内壁に固定する。また、固定用油圧シリンダ50のロッドを縮小させることによって、リンク56及び張出同調治具60が押し上げられて、リンク56に連結した固定プレート55を窓部42から第2支持体30の径内に張り戻して、地中孔掘削装置1をケーシング5の内壁から開放する。 A fixing plate 55 for detachably fixing the underground hole drilling device 1 to the inner wall of the casing 5 is provided in the window portion 42 so as to extend and retract in the horizontal direction. One end of the link 56 is connected to the back surface of the fixing plate 55, and the other end of the link 56 is connected to the connecting rod 51 attached to the rod (not shown) of the fixing hydraulic cylinder 50. and the connecting rod 51 are integrally fixed to the tuning brackets 61 arranged at equal intervals on the outer periphery of the overhanging tuning jig 60 with the connecting pins 62 for tuning. The head of the fixing hydraulic cylinder 50 is fixed by a fixing connecting pin 52 to the second connecting hole 47 formed in the protruding piece 46 of the rod portion 44 of the post 40 . Therefore, by extending the rod of the fixing hydraulic cylinder 50 , the link 56 and the overhang alignment jig 60 are pushed down (see the phantom line in FIG. 4 ), and the fixing plate 55 connected to the link 56 opens the window of the column 40 . The underground hole drilling device 1 is fixed to the inner wall of the casing 5 by projecting horizontally from the portion 42 and pressing against the inner wall of the casing 5 . Also, by contracting the rod of the fixing hydraulic cylinder 50 , the link 56 and the overhanging alignment jig 60 are pushed up, and the fixing plate 55 connected to the link 56 is moved from the window 42 to within the diameter of the second support 30 . to release the underground hole drilling device 1 from the inner wall of the casing 5.

第1支持体20の上面には、中央部が膨出した十字状の吊支ブラケット26が突設されており、中央部に穿設した吊支孔26aに支持索220を連結することにより、地中孔掘削装置1をベースマシン205のジブ210からケーシング5内に巻き出し・巻き戻し自在に吊支する。 A cross-shaped suspension support bracket 26 with a bulging central portion protrudes from the upper surface of the first support 20. By connecting a support cable 220 to a suspension support hole 26a drilled in the central portion, The underground hole drilling device 1 is suspended from the jib 210 of the base machine 205 in the casing 5 so as to be freely unwound and unwound.

第1支持体20の下面中央部には、第2支持体30を貫通して掘削バケット10を上下動作させる押圧用油圧シリンダ70を垂下している。即ち、第1支持体20の下面に垂下させた支持ブラケット21の中央部の軸部22に形成した連結雌部22aに、押圧用油圧シリンダ70のヘッドに形成した連結雄部71を挿入して押圧用連結ピン72で固定して、第1支持体20に吊支している。そして、ケリーバ80内に押圧用油圧シリンダ70を挿通するとともに、押圧用油圧シリンダ70とケリーバ80を一体として、張出同調治具60の中央部に形成した貫通孔63を貫通するとともに、更に第2支持体30を貫通している。よって、ケリーバ80は、押圧用油圧シリンダ70のシリンダチューブ78の外周において軸方向に摺動可能であり、押圧用油圧シリンダ70の伸縮動作に連動して上下動可能である。 A pressure hydraulic cylinder 70 for vertically moving the excavation bucket 10 penetrates through the second support 30 and hangs from the center of the lower surface of the first support 20 . That is, a connecting male portion 71 formed on the head of a pressure hydraulic cylinder 70 is inserted into a connecting female portion 22a formed on the shaft portion 22 at the central portion of the support bracket 21 suspended from the lower surface of the first support 20. It is fixed by a connecting pin 72 for pressing and suspended from the first support 20 . Then, the pressure hydraulic cylinder 70 is inserted into the kelly bar 80, and the pressure hydraulic cylinder 70 and the kelly bar 80 are integrally penetrated through the through hole 63 formed in the central portion of the overhanging alignment jig 60. 2 through the support 30 . Therefore, the Kelly bar 80 can slide in the axial direction on the outer periphery of the cylinder tube 78 of the pressing hydraulic cylinder 70 and can move up and down in conjunction with the expansion and contraction of the pressing hydraulic cylinder 70 .

第2支持体30を貫通したケリーバ80の先端に、ケリーバ80より径大の拡径ハット部81を連設し、該拡径ハット部81の先端外周には水平方向に張り出したケリーバフランジ81aを形成している。拡径ハット部81内には、ベアリング92を装備したベアリングケース90が収納されており、その下端外周には水平方向に張り出したベアリングケースフランジ90aを形成している。なお、91はベアリングケース90のシールプレートである。15は、掘削バケット10を連結するためのツールジョイントであり、その上端外周には水平方向に張り出したツールジョイントフランジ15aを形成している。これらのケリーバフランジ81a,ベアリングケースフランジ90a,ツールジョイントフランジ15aは同径であって、これらを密接させて連結ボルト95で一体に固定する。よって、ケリーバ80の回転に連動して、ベアリングケース90及びツールジョイント15が一体として回転し、その回転力をツールジョイント15に装着した掘削バケット10に伝達して回転駆動させる。 An enlarged diameter hat portion 81 having a diameter larger than that of the Kelly bar 80 is continuously provided at the tip of the Kelly bar 80 penetrating the second support 30, and a Kelly bar flange 81a projecting horizontally is provided on the outer periphery of the tip end of the enlarged diameter hat portion 81. forming. A bearing case 90 equipped with a bearing 92 is accommodated in the enlarged diameter hat portion 81, and a bearing case flange 90a projecting horizontally is formed on the outer periphery of the lower end thereof. In addition, 91 is a seal plate of the bearing case 90 . Reference numeral 15 denotes a tool joint for connecting the excavating bucket 10, and a tool joint flange 15a projecting horizontally is formed on the outer periphery of the upper end of the tool joint. The kelly bar flange 81a, the bearing case flange 90a, and the tool joint flange 15a have the same diameter, and are brought into close contact with each other and fixed integrally with connecting bolts 95. As shown in FIG. Therefore, the bearing case 90 and the tool joint 15 rotate integrally in conjunction with the rotation of the kelly bar 80, and the rotational force thereof is transmitted to the excavation bucket 10 attached to the tool joint 15 to rotate it.

ケリーバ80内に挿通した押圧用油圧シリンダ70のロッド73は、ケリーバ80内に侵入し、先端に所定長さの延長ロッド74を所定数だけ連結して延長ロッド固定ピン75で固着するとともに、延長ロッド74の先端に所定長さのロッドヘッド76を連結し、挿通孔84からロッドヘッド固定ピン77を挿通して固着する。ロッドヘッド76の先端はベアリングケース90内に侵入して、シールプレート91で覆蓋してシールしている。ケリーバ80とシリンダチューブ78との間には間隙があるため、ケリーバ80の回転に連動してシリンダチューブ78が回転することはない。しかしながら、ロッドヘッド76を直接ツールジョイント15側に固定すると、ロッドヘッド76,延長ロッド74及びロッド73は、ケリーバ80と同回転することになって、ロッド73を伸縮動作させるためのピストン部材等の損傷に繋がる怖れがある。そこで、ロッドヘッド76とケリーバ80の間にベアリング92を介在させることによって、ケリーバ80の回転時には常にベアリング92を回転させてケリーバ80の回転を吸収し、ケリーバ80の回転が押圧用油圧シリンダ70のロッド73に伝わらないようにしている。 The rod 73 of the pressing hydraulic cylinder 70 inserted into the kelly bar 80 enters the kelly bar 80, and a predetermined number of extension rods 74 of a predetermined length are connected to the distal end thereof and fixed with an extension rod fixing pin 75. A rod head 76 having a predetermined length is connected to the tip of the rod 74, and a rod head fixing pin 77 is inserted through the insertion hole 84 and fixed. The tip of the rod head 76 enters the bearing case 90 and is covered with a seal plate 91 for sealing. Since there is a gap between the kelly bar 80 and the cylinder tube 78 , the cylinder tube 78 does not rotate in conjunction with the rotation of the kelly bar 80 . However, if the rod head 76 is directly fixed to the tool joint 15 side, the rod head 76, the extension rod 74 and the rod 73 will rotate together with the keliver 80, and a piston member or the like for extending and retracting the rod 73 will be used. There is a risk of injury. Therefore, by interposing the bearing 92 between the rod head 76 and the kelly bar 80, the bearing 92 is always rotated when the kelly bar 80 rotates, absorbing the rotation of the kelly bar 80. It is kept from being transmitted to the rod 73 .

掘削バケット10は、所定容量の中空部を有するとともに、先端にビット11aを有して開閉軸12を支点として開閉自在な開閉蓋11を装備しており、ケリーバ80からの回転力によって回転駆動し、ビット11aでケーシング5の底部の掘削面を掘削し、掘削した土砂を中空部に取り込むことができる。なお、この掘削バケット10の構成は公知である。 The excavation bucket 10 has a hollow portion with a predetermined capacity, and is equipped with an opening/closing lid 11 that has a bit 11a at its tip and can be opened and closed with an opening/closing shaft 12 as a fulcrum. , the bit 11a excavates the excavated surface at the bottom of the casing 5, and the excavated earth and sand can be taken into the hollow portion. The construction of this excavation bucket 10 is known.

第2支持体30の上面には3個の回転用油圧モータ31が円周状に等間隔で配置されており、出力された回転力は、図4,図6に示すように、各出力軸に装着したピニオンギヤ36から、中空ドライブ軸35の外周面にニードルベアリング34を軸受けとして嵌合した上部サンギヤ37及び下部サンギヤ38に伝達されて、適切に減速されて中空ドライブ軸35に供給される(図4,図6参照)。 Three rotary hydraulic motors 31 are circumferentially arranged on the upper surface of the second support 30 at regular intervals. is transmitted from the pinion gear 36 mounted on the hollow drive shaft 35 to the upper sun gear 37 and the lower sun gear 38 fitted with the needle bearing 34 as a bearing on the outer peripheral surface of the hollow drive shaft 35, and is appropriately decelerated and supplied to the hollow drive shaft 35 ( 4 and 6).

また、中空ドライブ軸35の中央部に付設した中空ドライブ軸フランジ35bの上面には4個の遊星ギヤ39が円周状に等間隔で配置されて、下部サンギヤ38に噛合するとともに、第2支持体30を構成する環状枠体32の内周面に配置したインターナルギヤ33に噛合している。この遊星ギヤ39は、下部サンギヤ38から伝達される回転力によって自転するとともに、中空ドライブ軸35の回転に連動してインターナルギヤ33に沿って、公転する。 Four planetary gears 39 are circumferentially arranged at equal intervals on the upper surface of a hollow drive shaft flange 35b attached to the central portion of the hollow drive shaft 35, and mesh with the lower sun gear 38, and also serve as a second support. It meshes with an internal gear 33 arranged on the inner peripheral surface of an annular frame 32 that constitutes the body 30 . The planetary gear 39 is rotated by the torque transmitted from the lower sun gear 38 and revolves along the internal gear 33 in conjunction with the rotation of the hollow drive shaft 35 .

よって、中空ドライブ軸35は第2支持体30内において、回転用油圧モータ31からの回転力をピニオンギヤ36から受ける上部サンギヤ37及び下部サンギヤ38によって所定のトルクで回転駆動する。また、下部サンギヤ38と環状枠体32のインターナルギヤ33の双方に遊星ギヤ39が噛合しているため、中空ドライブ軸35は、鉛直方向に支持された状態で安定して回転駆動する。なお、回転用油圧モータ31及び遊星ギヤ39はそれぞれ3個,4個に限ることなく、適宜の数を設置することが可能である。 Therefore, the hollow drive shaft 35 is rotationally driven within the second support 30 with a predetermined torque by the upper sun gear 37 and the lower sun gear 38 which receive the rotational force from the rotary hydraulic motor 31 from the pinion gear 36 . Since the planetary gear 39 is meshed with both the lower sun gear 38 and the internal gear 33 of the annular frame 32, the hollow drive shaft 35 is stably rotationally driven while being vertically supported. Incidentally, the numbers of the rotary hydraulic motor 31 and the number of the planetary gears 39 are not limited to 3 and 4, respectively, and an appropriate number can be installed.

中空ドライブ軸35は、ケリーバ80の外周に嵌合しており、中空ドライブ軸35が回転用油圧モータ31で回転駆動されることによって駆動軸となり、従動軸としてのケリーバ80を回転させる。そのため、ケリーバ80の回転に連動して、ケリーバ80の先端に固着したツールジョイント15に装着した掘削バケット10が回転駆動し、ケーシング5の底面における掘削面で土砂を掘削する。 The hollow drive shaft 35 is fitted to the outer periphery of the kelly bar 80, and when the hollow drive shaft 35 is rotationally driven by the rotary hydraulic motor 31, it becomes a drive shaft and rotates the kelly bar 80 as a driven shaft. Therefore, in conjunction with the rotation of the kelly bar 80 , the excavating bucket 10 attached to the tool joint 15 fixed to the tip of the kelly bar 80 is rotationally driven, and the earth and sand are excavated on the bottom surface of the casing 5 .

押圧用油圧シリンダ70のロッドヘッド76とケリーバ80の間にベアリング92を介在させているため、ケリーバ80が回転駆動してもその回転力はベアリング92で吸収され、ロッドヘッド76に伝わることはない。そのため、ケリーバ80が回転しても押圧用油圧シリンダ70は回転することがない。 Since the bearing 92 is interposed between the rod head 76 of the pressing hydraulic cylinder 70 and the kelly bar 80, even if the kelly bar 80 is rotationally driven, the rotational force is absorbed by the bearing 92 and is not transmitted to the rod head 76. . Therefore, even if the kelly bar 80 rotates, the pressing hydraulic cylinder 70 does not rotate.

よって、地中孔の掘削に際しては、押圧用油圧シリンダ70のロッド73を伸長させて、掘削バケット10を常に掘削面に押圧しながら、回転用油圧モータ31を駆動させて、その回転力を減速して中空ドライブ軸35に伝達してケリーバ80を回転させることにより掘削バケット10を回転させて、土砂を掘削し、掘削した土砂を掘削バケット10の内部に取り込む。 Therefore, when the underground hole is excavated, the rod 73 of the pressing hydraulic cylinder 70 is extended to constantly press the excavation bucket 10 against the excavation surface, and the rotating hydraulic motor 31 is driven to reduce the rotational force. The excavation bucket 10 is rotated by transmitting the force to the hollow drive shaft 35 to rotate the kelly bar 80 , excavate the earth and sand, and take the excavated earth and sand into the excavation bucket 10 .

本発明の課題は、掘削バケット10の回転トルクを上げることを実現するために、掘削バケット10への新規な回転力伝達機構を提供することにある。そのための特徴的構成として本発明では、中空ドライブ軸35からケリーバ80への回転力伝達面を断面六角形としている。この特徴的構成を図7~図11に基づいて説明する。図7(A)はケリーバ80の中央横断面図、(B)はその正面図、図8はその斜視図である。図10(A)は中空ドライブ軸35の中央横断面図、(B)はその正面図で、図11はその斜視図である。 An object of the present invention is to provide a novel torque transmission mechanism to the excavating bucket 10 in order to increase the torque of the excavating bucket 10 . As a characteristic configuration for this purpose, in the present invention, the rotational force transmission surface from the hollow drive shaft 35 to the kelly bar 80 has a hexagonal cross section. This characteristic configuration will be described with reference to FIGS. 7 to 11. FIG. FIG. 7(A) is a central cross-sectional view of the kelly bar 80, (B) is its front view, and FIG. 8 is its perspective view. 10(A) is a central cross-sectional view of the hollow drive shaft 35, (B) is its front view, and FIG. 11 is its perspective view.

図7,図8に示すように、ケリーバ80は所定長さの中空筒状体であり、その内周面82は、押圧用油圧シリンダ70のシリンダチューブ78の外周面に摺動可能に配置するため、シリンダチューブ78の外周面の断面形状と同様に、断面円形としている。一方、中空ドライブ軸35からケリーバ80への回転力伝達面となるケリーバ80の外周面83及び中空ドライブ軸35の内周面35aは、断面形状をともに断面六角形としている。 As shown in FIGS. 7 and 8, the kelly bar 80 is a hollow cylindrical body having a predetermined length, and its inner peripheral surface 82 is slidably arranged on the outer peripheral surface of the cylinder tube 78 of the pressing hydraulic cylinder 70. Therefore, like the cross-sectional shape of the outer peripheral surface of the cylinder tube 78, it has a circular cross-section. On the other hand, the outer peripheral surface 83 of the kelly bar 80 and the inner peripheral surface 35a of the hollow drive shaft 35, which serve as surfaces for transmitting torque from the hollow drive shaft 35 to the kelly bar 80, both have a hexagonal cross-sectional shape.

図9に示すように、中空ドライブ軸35の内周面35aに嵌合したケリーバ80は、その回転力伝達面が従来の四面から六面に増加するため、回転用油圧モータ31から中空ドライブ軸35を介してケリーバ80に伝達する回転力を、回転力伝達面の六面にそれぞれ分散して伝達することができる。即ち、図9の矢印Aに示すように、中空ドライブ軸35から伝達される時計方向の回転力の駆動点85は、ケリーバ80の角部における6点となり、ケリーバ80の外周面83と中空ドライブ軸35の内周面35aから形成される回転力伝達面も6面となる。これにより、従来に比較して高トルクに耐えて、ケリーバ80の変形や異常摩耗等による損傷を受けることなく産業機械として要求される堅牢性・耐久性を発揮することが可能となる。そのため、図12に示す断面矩形のケリーバ300を使用して掘削バケット10に回転力を伝達する従来例に比較して、掘削バケット10の回転トルクを上げることが可能となり、単位時間内における掘削回数や掘削土量を増加させて作業効率を向上させることが可能となるとともに、近時要求されている地中孔の大径化にも対応することが可能となる。 As shown in FIG. 9, the kelly bar 80 fitted to the inner peripheral surface 35a of the hollow drive shaft 35 increases the rotational force transmission surface from the conventional four surfaces to six surfaces. The rotational force transmitted to the Kelly bar 80 via 35 can be distributed and transmitted to each of the six rotational force transmission surfaces. That is, as shown by arrow A in FIG. 9, the driving points 85 of the clockwise rotational force transmitted from the hollow drive shaft 35 are six points at the corners of the kelly bar 80. Six rotational force transmission surfaces are formed from the inner peripheral surface 35a of the shaft 35 as well. As a result, it is possible to withstand higher torque than in the past, and to exhibit the robustness and durability required for industrial machinery without being damaged by deformation of the kelly bar 80 or abnormal wear. Therefore, compared to the conventional example in which the torque is transmitted to the excavating bucket 10 using a kelly bar 300 having a rectangular cross section shown in FIG. It is possible to improve work efficiency by increasing the amount of soil excavated and the amount of soil excavated, and it is also possible to respond to the recent demand for large diameter underground holes.

本発明は、ケリーバ80の外周面83及び中空ドライブ軸35の内周面35aを断面六角形とすることによって回転力伝達面を六面としたことを特徴的構成としている。これは、作業効率の向上や大径の地中孔に対応するために、従来の地中孔掘削装置よりも高トルクでケリーバを回転させることが求められているが、文献1発明等に示す従来の四面からなる回転力伝達面では、長期間の使用や負荷が過大となった場合に、回転力伝達面の変形や異常摩耗が生じ、掘削を中断してメンテナンスを必要としたり、場合によっては地中孔掘削装置の交換をせざるを得ない場合もあって高トルク化を実現することが困難であった。そこで、ケリーバ80に供給される回転力を受ける回転力伝達面を四面から六面に分散させて、個々の回転力伝達面が受ける回転力を軽減することによって、ケリーバ80の変形や異常摩耗を防いで高トルク化に対応可能としたものである。具体的には、文献1発明では最大トルク12ton/m程度であったが、本発明を採用することによって、摩耗や損傷を生じることなく、15.35ton/mに増加させることができた。 The present invention is characterized in that the outer peripheral surface 83 of the kelly bar 80 and the inner peripheral surface 35a of the hollow drive shaft 35 have a hexagonal cross-section, thereby forming a six-sided rotational force transmission surface. In order to improve work efficiency and cope with large-diameter underground holes, it is required to rotate the kelly bar with a torque higher than that of conventional underground hole drilling equipment. With the conventional four-sided rotational force transmission surface, deformation and abnormal wear of the rotational force transmission surface occur when used for a long period of time or when the load becomes excessive. However, it was difficult to achieve high torque because sometimes the underground drilling equipment had to be replaced. Therefore, by dispersing the rotational force transmission surfaces that receive the rotational force supplied to the Kelly bar 80 from four to six surfaces to reduce the rotational force received by each rotational force transmission surface, deformation and abnormal wear of the Kelly bar 80 can be prevented. It is possible to prevent it and respond to high torque. Specifically, the maximum torque was about 12 tons/m in the invention of Document 1, but by adopting the present invention, it was possible to increase it to 15.35 tons/m without causing wear or damage.

なお、回転力を分散させるのであれば、六面よりも八面,十面等と回転力伝達面を増やすことも考えられるが、八面以上に回転力伝達面を増加させることは円に近づくこととなり、トルク伝達方向と伝達面の角度が小さくなって回転ロック時のトルク伝達面の滑り力が増大し、空回りが発生することから、返って伝達する回転力を損失することとなる。そのため、試行錯誤の結果、六面に想到したものである。六面とすれば従来と同一の素材で、回転力のトルクを倍増することを実現できた。また、回転力伝達面を五面や七面の奇数とすることは、ケリーバ内部に配置する各種部材を直交させることができず、又回転力伝達の効率が悪く、変形や異常摩耗を生じるため、採用しなかった。 In addition, if the rotational force is to be dispersed, it is conceivable to increase the number of rotational force transmission surfaces to eight, ten, etc., rather than six, but increasing the number of rotational force transmission surfaces to eight or more is closer to a circle. As a result, the angle between the torque transmission direction and the transmission surface becomes smaller, the slipping force on the torque transmission surface increases when the rotation is locked, and idling occurs, resulting in loss of torque to be transmitted. Therefore, as a result of trial and error, we came up with six aspects. With six faces, it was possible to double the torque of the rotational force with the same material as the conventional one. In addition, if the rotational force transmission surface is an odd number of five or seven surfaces, the various members arranged inside the kelly bar cannot be perpendicular to each other, and the efficiency of rotational force transmission is poor, resulting in deformation and abnormal wear. , did not adopt.

以上記載した本発明によれば、回転用油圧モータによって回転駆動する中空ドライブ軸をケリーバの外周に嵌合するとともに、ケリーバの外周面及び中空ドライブ軸の内周面からなる回転力伝達面を断面六角形としたことにより、中空ドライブ軸の内周面とケリーバの外周面が同一の断面形状となり、両者の間に不要な間隙を生じることなく密着性が高まるとともに、中空ドライブ軸からケリーバに伝達される回転力の駆動点が6点となる。よって、回転用油圧モータから中空ドライブ軸を介してケリーバに伝達する回転力を、回転力伝達面の六面にそれぞれ分散して伝達することにより、中空ドライブ軸やケリーバは、掘削バケットの回転トルクを上げるための回転用油圧モータからケリーバに供給する回転力の高トルク化に耐えることができる。具体的には文献1発明に比較して1.2倍~1.6倍程度のトルクに対応することが可能となる。そのため、中空ドライブ軸やケリーバが変形や異常摩耗等による損傷を受けることなく産業機械として要求される堅牢性・耐久性を発揮することができるとともに、長期使用も可能となる。 According to the present invention described above, the hollow drive shaft that is rotationally driven by the hydraulic motor for rotation is fitted to the outer periphery of the kelly bar, and the rotational force transmission surface formed by the outer peripheral surface of the kelly bar and the inner peripheral surface of the hollow drive shaft is shown in cross section. By using a hexagonal shape, the inner peripheral surface of the hollow drive shaft and the outer peripheral surface of the kelly bar have the same cross-sectional shape. There are six driving points for the rotational force applied. Therefore, by dispersing and transmitting the rotational force transmitted from the rotary hydraulic motor to the kelly bar through the hollow drive shaft to each of the six surfaces of the rotational force transmission surface, the hollow drive shaft and the kelly bar generate the rotational torque of the excavation bucket. It is possible to withstand the increase in the torque of the rotational force supplied to the kelly bar from the hydraulic motor for rotation for raising the torque. Specifically, it is possible to cope with a torque about 1.2 to 1.6 times higher than that of the invention of Document 1. As a result, the hollow drive shaft and kelly bars are not damaged by deformation or abnormal wear, and can exhibit the robustness and durability required for industrial machinery, and can be used for a long period of time.

その結果、掘削バケットの回転トルクを上げることが可能となって、掘削時間を短縮することや硬質地盤にも対応することが可能となり、オールケーシング工法における地中孔掘削の作業効率を向上させるとともに、地中孔の大径化にも対応することができる。 As a result, it becomes possible to increase the rotational torque of the excavation bucket, shortening the excavation time and making it possible to cope with hard ground. It is also possible to cope with an increase in the diameter of underground holes.

1…地中孔掘削装置
5…ケーシング
5a…ビット
10…掘削バケット
11…開閉蓋
11a…ビット
12…開閉軸
15…ツールジョイント
15a…ツールジョイントフランジ
20…第1支持体
21…支持ブラケット
22…軸部
22a…連結雌部
23…腕部
24…支柱用連結孔
25…支柱用連結ピン
26…吊支ブラケット
26a…吊支孔
30…第2支持体
31…回転用油圧モータ
32…環状枠体
33…インターナルギヤ
34…ニードルベアリング
35…中空ドライブ軸
35a…内周面
35b…中空ドライブ軸フランジ
36…ピニオンギヤ
37…上部サンギヤ
38…下部サンギヤ
39…遊星ギヤ
40…支柱
41…支柱基板
42…窓部
43…支持枠
44…棹部
45…第1連結孔
46…膨出片
47…第2連結孔
50…固定用油圧シリンダ
51…連結ロッド
52…固定用連結ピン
55…固定プレート
56…リンク
60…張出同調治具
61…同調ブラケット
62…同調用連結ピン
63…貫通孔
70…押圧用油圧シリンダ
71…連結雄部
72…押圧用連結ピン
73…ロッド
74…延長ロッド
75…延長ロッド固定ピン
76…ロッドヘッド
77…ロッドヘッド固定ピン
78…シリンダチューブ
80…ケリーバ
81…拡径ハット部
81a…ケリーバフランジ
82…内周面
83…外周面
85…駆動点
90…ベアリングケース
90a…ベアリングケースフランジ
91…シールプレート
92…ベアリング
200…ケーシングドライバ装置
205…ベースマシン
210…ジブ
215,235…シーブ
220…支持索
225…油圧ホースリール
230…油圧ホース
240…キャブタイヤケーブルリール
245…キャブタイヤケーブル
250…油圧ユニット
REFERENCE SIGNS LIST 1 underground hole drilling device 5 casing 5a bit 10 excavation bucket 11 opening/closing lid 11a bit 12 opening/closing shaft 15 tool joint 15a tool joint flange 20 first support 21 support bracket 22 shaft Portion 22a Connecting female portion 23 Arm 24 Post connection hole 25 Support post connection pin 26 Suspension support bracket 26a Suspension support hole 30 Second support 31 Hydraulic motor for rotation 32 Annular frame 33 Internal gear 34 Needle bearing 35 Hollow drive shaft 35a Inner peripheral surface 35b Hollow drive shaft flange 36 Pinion gear 37 Upper sun gear 38 Lower sun gear 39 Planetary gear 40 Strut 41 Strut substrate 42 Window 43... Support frame 44... Rod portion 45... First connecting hole 46... Swelling piece 47... Second connecting hole 50... Hydraulic cylinder for fixing 51... Connecting rod 52... Connecting pin for fixing 55... Fixing plate 56... Link 60... Projection tuning jig 61 tuning bracket 62 tuning connecting pin 63 through hole 70 pressing hydraulic cylinder 71 connecting male part 72 pressing connecting pin 73 rod 74 extension rod 75 extension rod fixing pin 76 Rod head 77 Rod head fixing pin 78 Cylinder tube 80 Kelly bar 81 Expanded hat portion 81a Kelly bar flange 82 Inner peripheral surface 83 Outer peripheral surface 85 Driving point 90 Bearing case 90a Bearing case flange 91 Seal plate 92 Bearing 200 Casing driver device 205 Base machine 210 Jib 215, 235 Sheave 220 Support rope 225 Hydraulic hose reel 230 Hydraulic hose 240 Cabtire cable reel 245 Cabtire cable 250 Hydraulic unit

Claims (8)

ケーシングの内壁に脱着自在に固定し、掘削バケットを掘削面に押圧しながら回転させて掘削し、掘削バケット内に掘削した土砂を取り込むオールケーシング工法における地中孔掘削装置であって、
掘削バケットを押圧する押圧用油圧シリンダの外周に、掘削バケットに回転力を伝達するケリーバを摺動可能に配置し、
回転用油圧モータによって回転駆動する中空ドライブ軸をケリーバの外周に嵌合してケリーバを回転させるとともに
ケリーバの外周面及び中空ドライブ軸の内周面からなる回転力伝達面を断面六角形とすることにより、
回転用油圧モータから中空ドライブ軸を介してケリーバに高トルクの回転力を供給可能としたことを特徴とするオールケーシング工法における地中孔掘削装置。
A underground hole drilling apparatus in an all-casing construction method in which the drilling bucket is detachably fixed to the inner wall of the casing, the drilling bucket is pressed against the drilling surface and rotated to drill, and the drilling bucket is loaded with the excavated earth and sand,
a kelly bar for transmitting rotational force to the excavation bucket is slidably arranged on the outer periphery of the pressing hydraulic cylinder that presses the excavation bucket;
A hollow drive shaft that is rotationally driven by a rotating hydraulic motor is fitted to the outer circumference of the kelly bar to rotate the kelly bar ,
By making the rotational force transmission surface consisting of the outer peripheral surface of the kelly bar and the inner peripheral surface of the hollow drive shaft a hexagonal cross section ,
An underground hole drilling apparatus in an all-casing construction method, characterized in that high-torque rotational force can be supplied to the kelly bar from a rotary hydraulic motor through a hollow drive shaft .
ケーシングの内壁に脱着自在に固定し、掘削バケットを掘削面に押圧しながら回転させて掘削し、掘削バケット内に掘削した土砂を取り込むオールケーシング工法における地中孔掘削装置であって、
第1支持体と第2支持体を所定間隔離間させて支柱で連結し、
第1支持体の下面に、第2支持体を貫通して掘削バケットを押圧する押圧用油圧シリンダを垂下させ、
押圧用油圧シリンダの外周に、掘削バケットに回転力を伝達するケリーバを摺動可能に配置し、
第2支持体に配置した回転用油圧モータによって回転駆動する中空ドライブ軸をケリーバの外周に嵌合してケリーバを回転させるとともに、
支柱に水平方向に張出・張戻自在な固定プレートを装備してなり、
ケリーバの外周面及び中空ドライブ軸の内周面からなる回転力伝達面を断面六角形とすることにより、
回転用油圧モータから中空ドライブ軸を介してケリーバに高トルクの回転力を供給可能としたことを特徴とするオールケーシング工法における地中孔掘削装置。
A underground hole drilling apparatus in an all-casing construction method in which the drilling bucket is detachably fixed to the inner wall of the casing, the drilling bucket is pressed against the drilling surface and rotated to drill, and the drilling bucket is loaded with the excavated earth and sand,
The first support and the second support are separated by a predetermined distance and connected with a support,
A pressing hydraulic cylinder that penetrates the second support and presses the excavation bucket is suspended from the lower surface of the first support,
A kelly bar for transmitting rotational force to the excavation bucket is slidably arranged on the outer circumference of the pressing hydraulic cylinder,
A hollow drive shaft that is rotationally driven by a rotary hydraulic motor disposed on the second support is fitted to the outer periphery of the kelly bar to rotate the kelly bar,
The post is equipped with a fixing plate that can be extended and retracted horizontally,
By making the rotational force transmission surface consisting of the outer peripheral surface of the kelly bar and the inner peripheral surface of the hollow drive shaft a hexagonal cross section ,
An underground hole drilling apparatus in an all-casing construction method, characterized in that high-torque rotational force can be supplied to the kelly bar from a rotary hydraulic motor through a hollow drive shaft .
第1支持体に装備した固定用油圧シリンダの伸縮動作によって、固定プレートの張出・張戻を行い、ケーシングの内壁の所定の位置に脱着自在に固定する請求項2記載のオールケーシング工法における地中孔掘削装置。 3. Underground in the all-casing construction method according to claim 2, wherein the fixing plate is extended and retracted by expansion and contraction of a fixing hydraulic cylinder mounted on the first support, and is detachably fixed to a predetermined position on the inner wall of the casing. hole drilling equipment. 回転用油圧モータから中空ドライブ軸を介してケリーバに伝達する回転力を、回転力伝達面の六面にそれぞれ分散して伝達することにより、ケリーバの変形・異常摩耗を防止する請求項1,2又は3記載のオールケーシング工法における地中孔掘削装置。 Claims 1 and 2 for preventing deformation and abnormal wear of the kelly bar by dispersing and transmitting the rotational force transmitted from the hydraulic motor for rotation to the kelly bar through the hollow drive shaft to the six surfaces of the rotational force transmission surface. Or the underground hole drilling apparatus in the all-casing construction method according to 3. 回転力伝達面の駆動点が6点となる請求項1,2,3又は4記載のオールケーシング工法における地中孔掘削装置。 5. The underground hole drilling apparatus in the all-casing construction method according to claim 1, 2, 3 or 4, wherein the rotational force transmission surface has six driving points. 押圧用油圧シリンダのロッドに所定数の延長ロッドを介してロッドヘッドを連結し、ロッドヘッドにベアリングを介して掘削バケットを装着したツールジョイントを接続することによって、押圧用油圧シリンダの伸縮動作によって、掘削バケットを上下動可能とした請求項1,2,3,4又は5記載のオールケーシング工法における地中孔掘削装置。 A rod head is connected to the rod of the pressing hydraulic cylinder via a predetermined number of extension rods, and a tool joint to which the excavation bucket is mounted is connected to the rod head via a bearing. 6. The underground hole drilling apparatus in the all-casing construction method according to claim 1, 2, 3, 4 or 5, wherein the drilling bucket is vertically movable . ケリーバの先端を、掘削バケットを装着したツールジョイントに固定することによって、押圧用油圧シリンダの伸縮動作に連動してケリーバを上下動可能とした請求項6記載のオールケーシング工法における地中孔掘削装置。 7. The underground hole drilling apparatus according to claim 6, wherein the tip of the kelly bar is fixed to a tool joint to which an excavating bucket is attached, so that the kelly bar can be moved up and down in conjunction with the expansion and contraction of the pressing hydraulic cylinder. ケリーバの上下動に伴って、中空ドライブ軸内をケリーバが摺動する請求項7記載のオールケーシング工法における地中孔掘削装置。 8. The underground hole drilling apparatus according to claim 7, wherein the kelly bar slides within the hollow drive shaft as the kelly bar moves up and down.
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