(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の上下動手段の間に支持されて中空ロッドを把持しながら強制的に回転かつ下降されるボーリング用チャック装置において、
前記複数の上下動手段の間に連結部を介して一体的に設けられた筒形の油圧シリンダ本体と、
この油圧シリンダ本体の内部に軸方向移動自在に液密嵌合された筒形の中空ピストンと、
この中空ピストンの内部に回転自在かつ軸方向一体移動可能に設けられ軸方向変位を径方向変位に変換する斜面を持つ筒形の把持力発生体と、
この把持力発生体を貫通して前記油圧シリンダ本体の中心部にて回転自在かつ軸方向一体移動可能に嵌着された中空ロッド挿通孔を有する駆動軸体と、
この駆動軸体の半径方向に摺動自在に嵌着され前記把持力発生体の斜面と係合する斜面を持つ中空ロッド把持用の複数の把持体と、
これらの各把持体の把持面に設けられた各凹溝内に嵌着され各把持体を拡径方向に復帰させるリング形リターンスプリングと
を具備したことを特徴とするボーリング用チャック装置。
【請求項２】
油圧シリンダ本体の中間部より内周面側に環状に小径部が突設され、この小径部に中空ピストンの外周面が摺動自在に嵌合され、この中空ピストンの両端部に前記小径部の一側および他側にて油圧シリンダ本体の内周面で摺動する大径部が設けられ、その一方の大径部と小径部との間および他方の大径部と小径部との間に対し作動油をそれぞれ給排する油口が設けられ、前記中空ピストンおよび把持力発生体の一端部および他端部に面して容積変化する油圧シリンダ本体内に対しグリスを吸入および排出するグリス吸排孔がそれぞれ連通されたことを特徴とする請求項１記載のボーリング用チャック装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】
本発明は、地中削孔、地質調査などのために中空ロッドを把持して、この中空ロッドに回転力および軸方向力を伝達するボーリング用チャック装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
図４に示されるように、従来のボーリング用チャック装置は、一対の上下動用シリンダ装置11の間に連結部12を介して、所謂クロスヘッドと呼称されている装置本体13が一体的に設けられ、この装置本体13に取付板14を介し複数のピストンロッド15が設けられ、この各ロッド15の先端に固定ピストン16が取付けられ、この各固定ピストン16に対し複数の油圧シリンダ17が上下動自在に設けられている。
【０００３】
一方、これらの各油圧シリンダ17を周囲に一体に取付けてなるチャック本体筒21が装置本体13に対し上下動自在に設けられ、このチャック本体筒21の内部に軸受22を介し筒形の把持力発生体23が回転自在かつ軸方向一体移動可能に設けられている。この把持力発生体23は、軸方向変位を径方向変位に変換する斜面24を有している。
【０００４】
この把持力発生体23を貫通した駆動軸体25が前記装置本体13の中心部にて軸受26により回転自在かつ軸方向一体移動可能に嵌着され、この駆動軸体25の半径方向に中空ロッド把持用の複数の把持体27が摺動自在に嵌着されている。
【０００５】
この把持体27は、前記把持力発生体23の斜面24と係合する斜面28を持ち、反対の内面側に駆動軸体25の中空ロッド挿通孔25a に挿入された中空ロッドＲに対し進退される把持面29を持つ。
【０００６】
そして、この従来のチャック装置は、油圧シリンダ17の上部油口17a に作動油を加圧供給するとともに下部油口17b から作動油を排出することにより、油圧シリンダ17を強制的に上昇させ、同時にチャック本体筒21および把持力発生体23を上昇させ、斜面24，28の作用により把持体27を内方へ移動して中空ロッドＲを把持する。
【０００７】
このようにして、把持体27を介し中空ロッドＲと一体となった駆動軸体25に対し、図示されない回転駆動手段から強制的に回転力を与えるとともに、上下動用シリンダ装置11により下方への軸方向力を与え、中空ロッドＲを回転させながら地中へ圧入する。
【０００８】
上下動用シリンダ装置11による１ストローク分の圧入が完了したら、油圧シリンダ17の下部油口17b に作動油を加圧供給するとともに上部油口17a から作動油を排出することにより、油圧シリンダ17を強制的に下降させ、同時にチャック本体筒21および把持力発生体23を下降させ、この把持力発生体23の斜面24による押圧力を解除して、複数の把持体27の内側凹溝間に嵌着されたリング形のリターンスプリング（図示せず）により各把持体27を外方へ移動させ、中空ロッドＲの把持を解除する。
【０００９】
この把持解除状態で上下動用シリンダ装置11により本チャック装置を上昇復帰させた後、再度、中空ロッドＲを把持して地中への圧入を繰返す。そして、１本の中空ロッドの圧入を完了したら、次の中空ロッドを継足して同様の回転圧入を繰返し行う。
【００１０】
【発明が解決しようとする課題】
この従来のチャック装置は、装置本体13の上部にチャック本体筒21が上下動自在に設けられた構成であり、上下動用シリンダ装置11との連結部12を基準にしてチャック本体筒21および駆動軸体25の上方への突出量が大きいので、すなわち、連結部12から駆動軸体25の上端開口までの高さが構造上大きくならざるを得ないので、この駆動軸体25の上端開口における中空ロッドの継足しが困難となっている。
【００１１】
本発明は、このような点に鑑みなされたもので、コンパクトで中空ロッドの継足しを容易に行い得る構造のボーリング用チャック装置を提供することを目的とするものである。
【００１２】
【課題を解決するための手段】
請求項１に記載された発明は、複数の上下動手段の間に支持されて中空ロッドを把持しながら強制的に回転かつ下降されるボーリング用チャック装置において、前記複数の上下動手段の間に連結部を介して一体的に設けられた筒形の油圧シリンダ本体と、この油圧シリンダ本体の内部に軸方向移動自在に液密嵌合された筒形の中空ピストンと、この中空ピストンの内部に回転自在かつ軸方向一体移動可能に設けられ軸方向変位を径方向変位に変換する斜面を持つ筒形の把持力発生体と、この把持力発生体を貫通して前記油圧シリンダ本体の中心部にて回転自在かつ軸方向一体移動可能に嵌着された中空ロッド挿通孔を有する駆動軸体と、この駆動軸体の半径方向に摺動自在に嵌着され前記把持力発生体の斜面と係合する斜面を持つ中空ロッド把持用の複数の把持体と、これらの各把持体の把持面に設けられた各凹溝内に嵌着され各把持体を拡径方向に復帰させるリング形リターンスプリングとを具備した構成のボーリング用チャック装置である。
【００１３】
請求項２に記載された発明は、請求項１記載のボーリング用チャック装置において、油圧シリンダ本体の中間部より内周面側に環状に小径部が突設され、この小径部に中空ピストンの外周面が摺動自在に嵌合され、この中空ピストンの両端部に前記小径部の一側および他側にて油圧シリンダ本体の内周面で摺動する大径部が設けられ、その一方の大径部と小径部との間および他方の大径部と小径部との間に対し作動油をそれぞれ給排する油口が設けられ、前記中空ピストンおよび把持力発生体の一端部および他端部に面して容積変化する油圧シリンダ本体内に対しグリスを吸入および排出するグリス吸排孔がそれぞれ連通された構成のものである。
【００１４】
【作用】
請求項１に記載された発明は、油圧シリンダ本体内の中空ピストンを油圧により軸方向に駆動して、この中空ピストン内に組込まれた把持力発生体を把持体側へ押付け、両者の斜面間の作用により把持体を内方へ移動して、駆動軸体内の中空ロッドを把持する。このようにして、把持体を介し中空ロッドと一体となった駆動軸体に対し強制的に回転力を与えるとともに、上下動手段により下方への軸方向力を与え、中空ロッドを回転させながら地中へ圧入する。把持力発生体の斜面による押圧力を解除すると、各把持体をその把持面の各凹溝内に嵌着されたリング形リターンスプリングにより拡径方向へ移動復帰させ、中空ロッドの把持を解除する。
【００１５】
請求項２に記載された発明は、油圧シリンダ本体の小径部を介して一側および他側に設けられた油口より作動油を加圧供給および排出すると、中空ピストンにて作動油供給側の大径部に対し軸方向押圧力が発生して、中空ピストンおよび把持力発生体が軸方向移動する。そのとき、中空ピストンおよび把持力発生体の一端部および他端部に面する油圧シリンダ本体内が容積変化し、その容積拡大側にグリス吸排孔よりグリスが吸入される。このグリスは、中空ピストンと把持力発生体との間、把持力発生体と把持体との斜面間などを潤滑する。
【００１６】
【実施例】
以下、本発明を図１乃至図３に示される一実施例を参照しながら詳細に説明する。なお、図４に示された従来例と同様の部分には同一符号を付する。
【００１７】
図３に示されるように、ベース31上に駆動ユニット本体32が設けられ、この駆動ユニット本体32の前面に回転伝達装置33が支持され、この回転伝達装置33の左右側面に一対のブラケット34を介して上下動手段としての一対の上下動用シリンダ装置11が取付けられ、これらの上下動用シリンダ装置11の油圧により昇降駆動されるピストンロッド11a の上部間に一対の連結部12を介して本チャック装置Ａが支持されている。
【００１８】
前記ピストンロッド11a と連結部12はダブルナット35により固定されている。また、前記回転伝達装置33と本チャック装置Ａとの間は、前記上下動用シリンダ装置11による本チャック装置Ａの上下動に対応して伸縮される蛇腹36によりカバーされている。
【００１９】
次に、図１および図２は前記チャック装置Ａを拡大して示したものであり、一対の上下動用シリンダ装置11の間に連結部12を介して筒形の油圧シリンダ本体41が一体的に設けられている。
【００２０】
この油圧シリンダ本体41は、前記連結部12を一体成形した従来の所謂クロスヘッドに相当する下部筒体41a と、この下部筒体41a と同一の内径に成形された上部筒体41b とが、それらのフランジに設けられた結合ボルト42により一体化され、下部筒体41a にボルト43により軸受ケース41c が一体化され、上部筒体41b にボルト44により蓋板41d が一体化されたものである。
【００２１】
この油圧シリンダ本体41の内部に筒形の中空ピストン45が軸方向移動自在に液密嵌合されている。この中空ピストン45は、上部に大径部45a の設けられた円筒部45b と、この円筒部45b の下部に螺合された大径部45c と、前記円筒部45b の下部内側に突設された係止凸部45d と、円筒部45b の上部内側に嵌着された係止環45e とからなる。この係止環45e は、円筒部45b の上面にボルト45f により固定されたストッパ45g により係止されている。
【００２２】
ここで、前記油圧シリンダ本体41の中間部であって上部筒体41b の下部内周面より下側に円環状の小径部41e が突設され、この小径部41e の外周面にＯリング41f が嵌着され、このＯリング41f を介して下部筒体41a の内周面との液密が保たれている。
【００２３】
一方、前記小径部41e の内周面にＯリング41g が嵌着され、このＯリング41g を介して中空ピストン45の外周面が摺動自在に嵌合され、また、中空ピストン45の両端部に設けられた大径部45a ，45c は、前記小径部41e の上側および下側にて油圧シリンダ本体41の内周面とＯリング45h ，45i を介し摺動自在に嵌合されている。
【００２４】
前記油圧シリンダ本体41には、前記一方の大径部45a と小径部41e との間の油圧作動室46および他方の大径部45c と小径部41e との間の油圧作動室47に対しそれぞれ作動油を給排する油口48，49が設けられている。
【００２５】
一方、前記中空ピストン45およびこの中空ピストン45内に設けられた把持力発生体23の上端部および下端部に面して容積変化する上側および下側のグリス室51，52が、油圧シリンダ本体41内に設けられている。
【００２６】
上側のグリス室51にはグリスニップル53よりグリスを供給する孔54が連通され、さらに、上側のグリス室51と下側のグリス室52は、油圧シリンダ本体41の上下部にそれぞれ設けられたグリス吸排孔55，56および連通管57により相互に連通されている。このため、グリスニップル53より充填されたグリスは、中空ピストン45の上下動に伴って連通管57により上下のグリス室51，52間で移動を繰返す。
【００２７】
また、前記中空ピストン45の内部に、軸受22を介し回転自在かつ前記係止凸部45d および係止環45e により軸方向一体移動可能に筒形の把持力発生体23が設けられている。この把持力発生体23の内周面の３等分位置には、軸方向変位を径方向変位に変換する斜面24を持った把持体嵌合溝がそれぞれ形成されている。
【００２８】
この把持力発生体23を貫通して、前記油圧シリンダ本体41の中心部にて中空ロッド挿通孔25a を有する駆動軸体25が嵌合されている。この駆動軸体25は、上部軸受61および下部軸受62によって油圧シリンダ本体41に対し回転自在かつ軸方向一体移動可能に嵌着されている。駆動軸体25の上端面には、ボルト63によりキャップ64が固定されている。
【００２９】
前記上部軸受61は、その上側に装着されたオイルシール65との間に設けられたグリスニップル66よりグリスを供給される。
【００３０】
また、下部軸受62の上側には、把持力発生体23の下部に突出された円筒部71と、前記油圧シリンダ本体41の下部筒体41a に同心状に突出された円筒部72とにより、グリス溜73が形成され、このグリス溜73の上部に装着されたオイルシール74と、下部の軸受ケース41c に装着されたオイルシール75とによりグリス溜73が密封され、このグリス溜73に対しグリスニップル76よりグリスを供給する孔77が設けられている。
【００３１】
前記駆動軸体25において把持力発生体23の把持体嵌合溝81と対応する３等分位置には、半径方向に把持体嵌合穴82がそれぞれ設けられ、この各把持体嵌合穴82に中空ロッド把持用の把持体27がそれぞれ摺動自在に嵌着されている。
【００３２】
この把持体27は、チャックジョーなどと呼称されており、前記把持力発生体23の斜面24と係合して軸方向変位を径方向変位に変換する斜面28を持ち、反対の内面側に駆動軸体25の中空ロッド挿通孔25a に挿入された中空ロッドＲに対し進退される把持面29を持つ。
【００３３】
各把持体27の斜面28には前記グリス室51からグリス供給孔83が周溝84を経て連通されている。また、各把持体27の内側把持面29の中央には凹溝85が設けられ、その各凹溝85内に各把持体27を拡径方向に復帰させるためのリング形リターンスプリング86が嵌着されている。
【００３４】
前記駆動軸体25は、前記回転伝達装置33に設けられた回転駆動筒（図示されず）とキーおよびキー溝またはスプラインおよびスプライン溝により上下動自在に嵌合して、どの上下動位置でも駆動ユニット本体32から与えられた回転力により回転駆動される。
【００３５】
次に、図１乃至図３に示された実施例の作用を説明する。
【００３６】
油圧シリンダ本体41の小径部41e を介して上側に設けられた油口48より油圧作動室46に作動油を加圧供給するとともに下側に設けられた油圧作動室47より油口49を経て作動油を排出することにより、中空ピストン45は上側の大径部45a に軸方向押圧力を受けて上昇する。
【００３７】
このとき、中空ピストン45内に組込まれた把持力発生体23も上方へ強制移動される。この把持力発生体23が上昇すると、斜面24，28間の作用により軸方向力が径方向力に変換されて、３箇所の把持体27は等しく内方へ押動され、駆動軸体25に挿入された中空ロッドＲを駆動軸体25と同心位置で把持する。
【００３８】
このようにして、把持体27を介し中空ロッドＲと一体となった駆動軸体25に対し、回転伝達装置33から強制的に回転力を与えるとともに、上下動用シリンダ装置11により下方への軸方向力を与え、中空ロッドＲを回転させながら地中へ圧入する。
【００３９】
そして、上下動用シリンダ装置11による１ストローク分の圧入が完了したら、油圧シリンダ本体41の下部油口49に作動油を加圧供給するとともに上部油口48から作動油を排出することにより、中空ピストン45を強制的に下降させ、同時に把持力発生体23を下降させ、この把持力発生体23の斜面24による押圧力を解除して、各把持体27をその把持面29の中央凹溝85に嵌着されたリング形リターンスプリング86により拡径方向へ移動復帰させ、中空ロッドＲの把持を解除する。
【００４０】
この把持解除状態で上下動用シリンダ装置11により本チャック装置Ａを上昇復帰させた後、再度、中空ロッドＲを把持して地中への圧入を繰返す。そして、１本の中空ロッドの圧入を完了したら、次の中空ロッドを継足して同様の回転圧入を繰返し行う。
【００４１】
なお、前記中空ピストン45が上下動されるときに、この中空ピストン45および把持力発生体23の一端部および他端部に面するグリス室51，52が容積変化し、その容積縮小側から拡大側に連通管57等を経てグリスが移動される。このグリスは、中空ピストン45と把持力発生体23との間、把持力発生体23と把持体27との斜面24，28間などを潤滑する。
【００４２】
【発明の効果】
請求項１記載の発明によれば、複数の上下動手段の間に連結部を介して筒形の油圧シリンダ本体を一体的に設け、この油圧シリンダ本体の内部に中空ピストン、把持力発生体、駆動軸体を順次嵌合する構造により、全体をコンパクトに構成できるとともに、上下動手段との連結部を基準にして駆動軸体の上方への突出量を小さくでき、この駆動軸体の上端を従来のものに比べて十分低いレベルで開口でき、この駆動軸体の上端開口における中空ロッドの挿入、継足し作業を容易に行える。また、把持力発生体の斜面による押圧力を解除すると、各把持体をその把持面の各凹溝内に嵌着されたリング形リターンスプリングにより拡径方向へ移動復帰させて、中空ロッドの把持を解除できる。
【００４３】
請求項２記載の発明によれば、油圧シリンダ本体の中間部の小径部と中空ピストンの両端部の大径部とにより、中空ピストンの外周面側に油圧作動室を設け、中空ピストンおよび把持力発生体の端面側にグリスの吸入される室を分離し得る構造にしたから、油圧シリンダ本体内にある中空ピストンと把持力発生体との間、把持力発生体と把持体との斜面間などもグリスにより潤滑することが可能となった。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係るボーリング用チャック装置の一実施例を示す断面図である。
【図２】同上チャック装置の平面図である。
【図３】同上チャック装置を備えたボーリングマシンの全体を示す正面図である。
【図４】従来のボーリング用チャック装置を示す断面図である。
【符号の説明】
Ｒ    中空ロッド
11    上下動手段としての上下動用シリンダ装置
12    連結部
23    把持力発生体
24，28    斜面
25    駆動軸体
25a   中空ロッド挿通孔
27    把持体
29 把持面
41    油圧シリンダ本体
41e   小径部
45    中空ピストン
45a ，45c     大径部
48，49    油口
55，56    グリス吸排孔
85 凹溝
86 リング形リターンスプリング
【図１】
0003655942.tif 000002
【図２】
0003655942.tif 000003
【図３】
0003655942.tif 000004
【図４】
0003655942.tif 000005