(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
直立位置に設置可能なフレームと、
前記フレームに前記フレームの長手方向に移動可能に載置された走行フレームと、
前記走行フレームに前記走行フレームの移動方向に直交する方向に移動可能に載置され、穿孔位置と二重管ロッド交換位置との間で移動可能なスライドベースと、
前記スライドベースに載置され、前記走行フレームの移動方向に平行な中心軸線を有し、インナーロッドとアウターケーシングからなる二重管ロッドを回転させる主軸と、
前記スライドベースに載置され前記主軸に回転力を付与する回転駆動装置と、
前記フレームの下端近傍の前記二重管ロッド交換位置に配置された二重管ロッド交換装置と、
前記二重管ロッド交換装置に取り付けられ、前記二重管ロッド交換位置で前記二重管ロッドを前記走行フレームの移動方向に平行に保持する二重管ロッド保持装置と、
前記二重管ロッド交換装置に取り付けられ、前記インナーロッドの下端を押し上げて、前記インナーロッドの上端を前記アウターケーシングの上端から突出させるインナーロッド上昇装置と、
前記二重管ロッド交換装置に取り付けられ、前記アウターケーシングの外周を把持して、前記アウターケーシングの上端を前記インナーロッドの上端から突出させるアウターケーシング上昇装置と
を備えたことを特徴とする地盤穿孔装置の二重管ロッド交換装置。
【請求項２】
請求項１に記載の地盤穿孔装置の二重管ロッド交換装置において、
前記二重管ロッド保持装置は、
前記二重管ロッドの中心軸線が前記走行フレームの移動方向に対して傾斜した傾斜位置と、前記走行フレームの移動方向に平行な直立位置との間で前記二重管ロッドの姿勢を変更可能な二重管ロッド起倒装置を備えている
ことを特徴とする地盤穿孔装置の二重管ロッド交換装置。
【請求項３】
請求項２に記載の地盤穿孔装置の二重管ロッド交換装置において、
前記主軸の下端に取り付けられ、前記インナーロッドの上端の雄ねじに連結される雌ねじを有する内管カップリングと、
前記内管カップリングの雌ねじの下端に形成され、前記インナーロッドの上端の雄ねじに向かって拡径する円錐状案内面とを備えた
ことを特徴とする地盤穿孔装置の二重管ロッド交換装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、地盤穿孔装置の二重管ロッド交換装置に関する。更に詳しくは、インナーロッドとアウターケーシングからなる二重管ロッドの接続と切り離し作業を、少ない労力で迅速に行うようにした地盤穿孔装置の二重管ロッド交換装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
地盤穿孔装置では、インナーロッドとアウターケーシングの先端に取り付けたビットで地盤を穿孔し、穿孔が終了した二重管ロッドの後端に、穿孔深さに応じた本数の二重管ロッドを順次接続し、逆に引き抜き時には、二重管ロッドは一本ずつ切り離される。このような二重管ロッドの接続と切り離し作業を作業者の人手で行うことは、二重管ロッドの重量が大きく長いため大きな労力と危険性が伴い、作業が大変であり、二重管ロッドの接続と切り離し作業を機械化した装置が種々提案されている。
【０００３】
特許文献１、特許文献２の二重管ロッド交換装置は、二重管ロッドを横に寝かせた状態でセットし、直立位置に二重管ロッドを起こして地盤穿孔装置の主軸に接続している。二重管ロッドを横に寝かせてセットすると、長い二重管ロッドでは、地盤穿孔装置の周囲に広いスペースが必要となる。また、直立位置に二重管ロッドを起こすためには、力の大きなアクチュエータが必要となるため、二重管ロッド交換装置が大きくて重くなる。
【０００４】
特許文献３、特許文献４の二重管ロッド交換装置は、地盤穿孔装置の主軸から横方向に離れた位置に二重管ロッドを直立位置にセットし、二重管ロッドを地盤穿孔装置の主軸の真下に搬入した後、主軸に接続している。長て重い二重管ロッドを主軸の真下に搬入するためには、二重管ロッド交換装置の剛性が必要となるため、二重管ロッド交換装置が大きくて重く、構造も複雑になるため価格も高くなる。また、直立位置に二重管ロッドをセットするのは、二重管ロッドを横に寝かせるよりも作業がやりにくい。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開平６−３４１２８４号公報
【特許文献２】特開平５−２６３５８１号公報
【特許文献３】特開平５−３０２４８８号公報
【特許文献４】特開平６−２９４１２８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
本発明の目的は、狭いスペースに設置可能で、軽量で安価な地盤穿孔装置の二重管ロッド交換装置を提供することにある。
本発明の他の目的は、ロッド交換の作業性が良い地盤穿孔装置の二重管ロッド交換装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
前記課題は以下の手段によって解決される。
即ち、本発明１の地盤穿孔装置の二重管ロッド交換装置は、直立位置に設置可能なフレームと、前記フレームに前記フレームの長手方向に移動可能に載置された走行フレームと、前記走行フレームに前記走行フレームの移動方向に直交する方向に移動可能に載置され、穿孔位置と二重管ロッド交換位置との間で移動可能なスライドベースと、前記スライドベースに載置され、前記走行フレームの移動方向に平行な中心軸線を有し、インナーロッドとアウターケーシングからなる二重管ロッドを回転させる主軸と、前記スライドベースに載置され前記主軸に回転力を付与する回転駆動装置と、前記フレームの下端近傍の前記二重管ロッド交換位置に配置された二重管ロッド交換装置と、前記二重管ロッド交換装置に取り付けられ、前記二重管ロッド交換位置で前記二重管ロッドを前記走行フレームの移動方向に平行に保持する二重管ロッド保持装置と、前記二重管ロッド交換装置に取り付けられ、前記インナーロッドの下端を押し上げて、前記インナーロッドの上端を前記アウターケーシングの上端から突出させるインナーロッド上昇装置と、前記二重管ロッド交換装置に取り付けられ、前記アウターケーシングの外周を把持して、前記アウターケーシングの上端を前記インナーロッドの上端から突出させるアウターケーシング上昇装置とを備えたことを特徴とする。
【０００８】
本発明２の地盤穿孔装置の二重管ロッド交換装置は、本発明１において、前記二重管ロッド保持装置は、前記二重管ロッドの中心軸線が前記走行フレームの移動方向に対して傾斜した傾斜位置と、前記走行フレームの移動方向に平行な直立位置との間で前記二重管ロッドの姿勢を変更可能な二重管ロッド起倒装置を備えていることを特徴とする。
本発明３の地盤穿孔装置の二重管ロッド交換装置は、本発明２において、前記主軸の下端に取り付けられ、前記インナーロッドの上端の雄ねじに連結される雌ねじを有する内管カップリングと、前記内管カップリングの雌ねじの下端に形成され、前記インナーロッドの上端の雄ねじに向かって拡径する円錐状案内面とを備えたことを特徴とする。
【発明の効果】
【０００９】
本発明の地盤穿孔装置の二重管ロッド交換装置は、穿孔位置と二重管ロッド交換位置との間でスライドベースが移動し、傾斜位置にセットした二重管ロッドの姿勢を直立位置に立ててロッド交換を行うため、狭いスペースに設置可能で、構造が簡単で剛性も小さくて済むため、安価に製造することが可能となる。また、二重管ロッドの交換作業をロッドチャック等と干渉しない位置で行うので、作業効率が良くなる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】図１は、本発明の地盤穿孔装置の二重管ロッド交換装置を示す全体正面図である。
【図２】図２は、図１の左側面図である。
【図３】図３は、図１の二重管ロッド交換装置の一部を破断して示す全体斜視図である。
【図４】図４は、図３の二重管ロッド交換装置の縦断面図を示し、二重管ロッドを傾斜位置にセットした状態を示す動作説明図である。
【図５】図５（ａ）は、図４の後工程を示し、二重管ロッドを直立位置に起こし、インナーロッドの上端をアウターケーシングの上端から突出させ、インナーロッドの上端に内管カップリングをねじ込む動作を示す動作説明図であり、図５（ｂ）は図５（ａ）の上端の拡大断面図である。
【図６】図６は、図５の後工程を示し、アウターケーシングの外周を把持して、アウターケーシングの上端をインナーロッドの上端から突出させ、アウターケーシングの上端に外管カップリングをねじ込む動作を示す動作説明図である。
【図７】図７は、スライドベースを二重管ロッド交換位置に移動し、走行フレームを下降して、インナーロッドの上端に内管カップリングをねじ込む動作を示す動作説明図である。
【図８】図８は、図７の後工程を示し、アウターケーシングの上端をインナーロッドの上端から突出させた後、走行フレームを下降して、アウターケーシングの上端に外管カップリングをねじ込む動作を示す動作説明図である。
【図９】図９は、図８の後工程を示し、走行フレームを上昇させて、二重管ロッド交換装置から二重管ロッドを抜き出した状態を示す動作説明図である。
【図１０】図１０は、図９の後工程を示し、スライドベースを穿孔位置に移動し、走行フレームを下降して、搬入した二重管ロッドの下端を、地盤に貫入済みの二重管ロッドの上端に継ぎ足す動作を示す動作説明図である。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。図１は、本発明の地盤穿孔装置の二重管ロッド交換装置を示す全体正面図、図２は図１の左側面図である。図１、図２に示すように、本発明の地盤穿孔装置１の柱状のフレーム１１は、地面に設置された厚肉で板状のベース１２上に立設され、旋回油圧シリンダ１３によって、垂直面内で立設角度が調整可能に取り付けられている。本発明の実施の形態では、フレーム１１はベース１２を介して地面に直立位置に立設されている。フレーム１１は、自走式のクローラ等に取り付けて、所定の場所に容易に移動可能な構成にしてもよい。フレーム１１には、フレーム１１の長手方向に沿って垂直方向に移動可能に走行フレーム１４が載置されている。走行フレーム１４は、図示しない油圧シリンダによって駆動されて垂直方向に移動する。なお、走行フレーム１４の駆動手段は、電動機、又は油圧回転モータによるチェーン駆動、油圧シリンダとチェーン併用であっても良い。
【００１２】
走行フレーム１４には、走行フレーム１４の移動方向に直交する方向（水平方向）に移動可能にスライドベース１５が移動可能に載置されている。スライドベース１５は、スライド油圧シリンダ１９によって駆動されて水平方向に移動する。スライドベース１５には、垂直方向の中心軸線を有する主軸１６が回転可能に軸支されている。主軸１６には、回転駆動装置１７による回転力と、起振装置１８による中心軸線方向の起振力とが付与される。主軸１６の下端には、中空円筒状の外管カップリング２と、外管カップリング２よりも小径で軸方向に長い内管カップリング３が固定され、主軸１６の回転で外管カップリング２と内管カップリング３が回転する。内管カップリング３は外管カップリング２内に貫入され、外管カップリング２の下端から下方に突出して取り付けられる。
【００１３】
フレーム１１の下端近傍の地面には、二重管ロッド交換装置４が設置され、主軸１６に接続される二重管ロッド５がセットされる。外管カップリング２は二重管ロッド５のアウターケーシング５１にねじ込まれ、内管カップリング３は二重管ロッド５のインナーロッド５２にねじ込まれる。スライドベース１５は、図１に実線で示す穿孔位置Ａと、二点鎖線で示す二重管ロッド交換位置Ｂ（図１の二重管ロッド交換装置４の真上）との間で水平方向に移動する。
【００１４】
図３は、図１の二重管ロッド交換装置４の一部を破断して示す全体斜視図、図４は、図３の二重管ロッド交換装置４の縦断面図を示し、二重管ロッド５を傾斜位置にセットした状態を示す動作説明図である。図５（ａ）は、図４の後工程を示し、二重管ロッド５を直立位置に起こし、インナーロッド５２の上端をアウターケーシング５１の上端から突出させ、インナーロッド５２の上端に内管カップリング３をねじ込む動作を示す動作説明図であり、図５（ｂ）は図５（ａ）の上端の拡大断面図である。図３から図５に示すように、二重管ロッド交換装置４は、箱形のハウジング４１に取り付けられた二重管ロッド保持装置６、インナーロッド上昇装置７、アウターケーシング上昇装置８で構成されている。
【００１５】
二重管ロッド保持装置６は、二重管ロッド５を垂直方向（走行フレーム１４の移動方向）に対して傾斜した傾斜位置にセットする傾斜ガイド６１と、二重管ロッド５の姿勢を傾斜位置と直立位置との間で変更可能な二重管ロッド起倒装置６２を備えている。二重管ロッド起倒装置６２は、Ｖブロック６２１、起倒油圧シリンダ６２２で構成されている。Ｖブロック６２１はピン６２３を支点にして傾斜ガイド６１に揺動可能に軸支されている。油圧シリンダ６２２は、傾斜ガイド６１の背面に固定されたブラケット６２４に、ピン６２５を支点にして揺動可能に軸支されている。起倒油圧シリンダ６２２のピストンロッド６２６の先端は、Ｖブロック６２１の背面にピン６２７を支点にして揺動可能に軸支されている。図４に示すように、二重管ロッド５をワイヤ６３で吊り上げてＶブロック６２１のＶ面に降ろせば、二重管ロッド５を傾斜位置に楽にセットすることができる。
【００１６】
インナーロッド上昇装置７は、押圧油圧シリンダ７１と押し板７２で構成されている。押圧油圧シリンダ７１は、ハウジング４１の内部に形成された水平な仕切り板４２に直立して固定され、押圧油圧シリンダ７１のピストンロッド７３の上端に押し板７２が取り付けられている。図５に示すように、起倒油圧シリンダ６２２を作動してＶブロック６２１で二重管ロッド５を直立位置に起こす。その後、押圧油圧シリンダ７１を作動してインナーロッド５２の下端を押し板７２で押し上げて、インナーロッド５２の上端をアウターケーシング５１の上端から突出させる。
【００１７】
アウターケーシング上昇装置８は、ガイドポスト８１、昇降板８２、把持爪８３、８３、昇降シリンダ８４、開閉油圧シリンダ８５、８５で構成されている。ガイドポスト８１は、ハウジング４１の上面に形成された天板４３に直立して固定され、ガイドポスト８１前面の案内面８１１に沿って、昇降板８２が垂直方向に移動可能に取り付けられている。昇降油圧シリンダ８４のピストンロッド８４１の上端が昇降板８２に取り付けられ、昇降油圧シリンダ８４を作動して、昇降板８２を垂直方向に移動する。昇降板８２に水平面内で開閉可能に支持された一対の把持爪８３、８３は、Ｖ型の把持面を有し、一対の開閉油圧シリンダ８５、８５の作動で平行に開閉し、アウターケーシング５１の外周を把持したり、把持状態を解除する。
【００１８】
次に、上記した本発明の地盤穿孔装置の二重管ロッド交換装置の二重管ロッド交換動作を説明する。図５に示すように、起倒油圧シリンダ６２２を作動してＶブロック６２１で二重管ロッド５を直立位置に起こす。その後、押圧油圧シリンダ７１を作動してインナーロッド５２の下端を押し板７２で押し上げて、インナーロッド５２の上端をアウターケーシング５１の上端から突出させる。図７に示すように、スライドベース１５を二重管ロッド交換位置Ｂに水平方向（図７の左方向）に移動し、主軸１６の中心軸線を二重管ロッド５の中心軸線と一致させる。その後、走行フレーム１４を垂直方向下方に移動する。
【００１９】
図５に示すように、インナーロッド５２の上端には雄ねじ５２１が形成され、内管カップリング３の下端には雄ねじ５２１にねじ込まれて連結される雌ねじ３１が形成されている。また、内管カップリング３の雌ねじ３１の下端（開口部）には、雄ねじ５２１に向かって拡径する円錐状案内面３２が形成されている。従って、内管カップリング３の円錐状案内面３２がインナーロッド５２の上端に当接すると、内管カップリング３の中心軸線にインナーロッド５２の中心軸線を容易に一致させることができる。主軸１６を回転させて、内管カップリング３と外管カップリング２を回転させると、インナーロッド５２の雄ねじ５２１に内管カップリング３の雌ねじ３１が容易にねじ込まれて、インナーロッド５２に内管カップリング３が連結される。
【００２０】
図６に示すように、一対の開閉油圧シリンダ８５、８５を作動して、一対の把持爪８３、８３を閉じ、アウターケーシング５１の外周を一対の把持爪８３、８３で把持する。その後、昇降油圧シリンダ８４を作動して昇降板８２を垂直方向上方に移動し、アウターケーシング５１の上端をインナーロッド５２の上端から突出させる。押圧油圧シリンダ７１を作動して押し板７２を下降させて、インナーロッド５２の下端から押し板７２を離間させる。図５、図６に示すように、アウターケーシング５１の上端には雌ねじ５１１が形成され、外管カップリング２の下端には雌ねじ５１１にねじ込まれて連結される雄ねじ２１が形成されている。図８に示すように、主軸１６を回転させて、内管カップリング３と外管カップリング２を回転させながら、走行フレーム１４を垂直方向下方に移動すると、アウターケーシング５１に外管カップリング２がねじ込まれて連結される。
【００２１】
図９に示すように、一対の開閉油圧シリンダ８５、８５を作動して、一対の把持爪８３、８３を開き、一対の把持爪８３、８３の把持動作を解除する。その後、昇降油圧シリンダ８４を作動して昇降板８２を垂直方向下方に移動する。走行フレーム１４を垂直方向上方に移動すると、二重管ロッド交換装置４から二重管ロッド５が抜き出される。
【００２２】
図１０に示すように、スライドベース１５を水平方向右側（図示上）に移動し、二重管ロッド５を穿孔位置Ａに位置決めする。その後、走行フレーム１４を垂直方向下方に移動し、搬入した二重管ロッド５の下端を、先行して地盤に打ち込まれた二重管ロッドの上端に接続し、穿孔作業を継続する。二重管ロッド５の引き抜き時には、上記した二重管ロッド交換動作の逆の動作を行い、二重管ロッド交換装置４に二重管ロッド５を戻す。
【００２３】
本発明の地盤穿孔装置の二重管ロッド交換装置は、二重管ロッドを傾斜位置にセットするため、二重管ロッドを横に寝かせてセットしたり、直立位置にセットするよりも、楽に二重管ロッドをセットすることができる。また、傾斜位置から直立位置に二重管ロッドを起こすため、二重管ロッド交換装置を設置するのに必要なスペースが狭くて済み、二重管ロッドを直立させるためのアクチュエータの力が小さくできるため、二重管ロッド交換装置を小さく軽くできる。
【００２４】
更に、本発明の地盤穿孔装置の二重管ロッド交換装置には、二重管ロッドを主軸の真下に搬入するための機構が不要となるため、二重管ロッド交換装置の構造が簡単で剛性も小さくて済むため、二重管ロッド交換装置を安価に製造することが可能となる。本発明の地盤穿孔装置の二重管ロッド交換装置は、二重管ロッドを二重管ロッド交換装置から受け取るために、スライドベースを二重管ロッド交換位置の真上に移動する機構が必要となるが、スライドベースを移動して穿孔位置Ａの上部空間を空けることにより、ロッドチャック等との干渉を防ぎ、かつ単管掘削作業やＵチューブ挿入等の作業を行う時の作業性を向上させる効果が生じる。
【符号の説明】
【００２５】
１…地盤穿孔装置１
１１…フレーム
１２…ベース
１３…旋回油圧シリンダ
１４…走行フレーム
１５…スライドベース
１６…主軸
１７…回転駆動装置
１８…起振装置
１９…スライド油圧シリンダ
２…外管カップリング
２１…雄ねじ
３…内管カップリング
３１…雌ねじ
３２…円錐状案内面
４…二重管ロッド交換装置
４１…ハウジング
４２…仕切り板
４３…天板
５…二重管ロッド
５１…アウターケーシング
５１１…雌ねじ
５２…インナーロッド
５２１…雄ねじ
６…二重管ロッド保持装置
６１…傾斜ガイド
６２…二重管ロッド起倒装置
６２１…Ｖブロック
６２２…起倒油圧シリンダ
６２３…ピン
６２４…ブラケット
６２５…ピン
６２６…ピストンロッド
６２７…ピン
６３…ワイヤ
７…インナーロッド上昇装置
７１…押圧油圧シリンダ
７２…押し板７２
７３…ピストンロッド
８…アウターケーシング上昇装置
８１…ガイドポスト
８１１…案内面
８２…昇降板
８３…把持爪
８４…昇降シリンダ
８４１…ピストンロッド
８５…開閉油圧シリンダ
Ａ…穿孔位置
Ｂ…二重管ロッド交換位置
【図１】
0006423715.tif 000002
【図２】
0006423715.tif 000003
【図３】
0006423715.tif 000004
【図４】
0006423715.tif 000005
【図５】
0006423715.tif 000006
【図６】
0006423715.tif 000007
【図７】
0006423715.tif 000008
【図８】
0006423715.tif 000009
【図９】
0006423715.tif 000010
【図１０】
0006423715.tif 000011