特許 6035133 油圧シリンダ式拡大ヘッド

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】6035133

(24)【登録日】2016年11月4日

(45)【発行日】2016年11月30日

(54)【発明の名称】油圧シリンダ式拡大ヘッド

(51)【国際特許分類】

   E21B 10/32 20060101AFI20161121BHJP

   E21B 10/44 20060101ALI20161121BHJP

【ＦＩ】

   E21B10/32

   E21B10/44

【請求項の数】4

【全頁数】9

(21)【出願番号】特願2012-269192(P2012-269192)

(22)【出願日】2012年12月10日

(65)【公開番号】特開2014-114587(P2014-114587A)

(43)【公開日】2014年6月26日

【審査請求日】2015年10月2日

(73)【特許権者】

【識別番号】594014580

【氏名又は名称】大和基工株式会社

(73)【特許権者】

【識別番号】000177416

【氏名又は名称】三和機材株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100061619

【弁理士】

【氏名又は名称】田中 武文

(74)【代理人】

【識別番号】100092945

【弁理士】

【氏名又は名称】新関 千秋

(72)【発明者】

【氏名】安達 勝

(72)【発明者】

【氏名】山崎 一雄

【審査官】 須永 聡

(56)【参考文献】

【文献】 特開２００４−３３２２５３（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開昭５７−１４０４９１（ＪＰ，Ａ）

【文献】 米国特許出願公開第２０１０／０１９３２５０（ＵＳ，Ａ１）

【文献】 特開２００８−０４５３５０（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００５−３１５０５３（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００６−１９４０２２（ＪＰ，Ａ）

【文献】 米国特許第０２１１６９０３（ＵＳ，Ａ）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｅ２１Ｂ １／００−１９／２４

Ｅ２１Ｂ ４４／００−４４／１０

Ｆ１５Ｂ １５／００−１５／２８

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

下端に掘削用ヘッド４を有するヘッド本体１の外筒２に、油圧シリンダ１０により拡縮する拡大翼５を設け、前記油圧シリンダ１０のシリンダチューブ１２は前記外筒２内に上下に分割した状態で内装し、該シリンダチューブ１２内には前記拡大翼５を拡縮させるピストン１１を設けた油圧シリンダ式拡大ヘッド。

【請求項2】

請求項１において、前記油圧シリンダ１０のシリンダチューブ１２は、上側チューブ１３と下側チューブ１４とに上下に分割して構成し、上側チューブ１３と下側チューブ１４内に単体のピストン１１を上下動のみ自在に嵌合させ、上側チューブ１３と下側チューブ１４との間を、前記拡大翼５を拡縮させるピストン１１の係合溝３１が移動する構成とした油圧シリンダ式拡大ヘッド。

【請求項3】

請求項１または請求項２において、前記外筒２は、上側チューブ１３の上方所定位置で、上部部材３５と下部部材３６とに上下に分割する分割部３７を設け、下部部材３６内に上側チューブ１３と下側チューブ１４を設けた油圧シリンダ式拡大ヘッド。

【請求項4】

請求項１または請求項２または請求項３において、前記シリンダチューブ１２は、上側チューブ１３と下側チューブ１４の何れか一方から何れか他方へピストン１１が移動しても、ピストン１１は上側チューブ１３と下側チューブ１４の両者に跨って嵌合する構成とした油圧シリンダ式拡大ヘッド。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、掘削作業ロッドの下端部に接続される、油圧シリンダのピストンの移動により拡大翼を拡開、閉縮させる油圧シリンダ式拡大ヘッドに係るものである。

【背景技術】

【0002】

従来、ヘッド本体の内側部分を、油圧シリンダ構造のシリンダチューブとし、シリンダチューブ内に設けたピストンの移動により、拡大翼を拡開させる構成は、公知である(特許文献１参照)。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【特許文献1】特開昭５７−１４０４９１号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

前記公知例は、油圧シリンダの油密構造の重要部分であるピストンの摺動面への土砂の進入を防止することは構造上不可能であり、摺動面が傷つく大きな要因となる。
ピストンの摺動面の損傷により、油密構造に齟齬が生じた場合、ヘッド本体を廃棄することになり、不経済である。
また、損傷部分の修正加工する場合には、スクリュー羽根と掘削用ヘッドと一体のヘッド本体の内面を再加工しなければならず、特殊な大型加工機械が必要になる等、長期間使用する際の整備・修理コストが多大に掛かり不経済であるという課題がある。
本願は、拡大翼の油圧シリンダの構成を工夫し、油圧シリンダのメンテナンスおよび交換を容易にして整備・修理コストの低減を図ったものである。

【課題を解決するための手段】

【0005】

請求項１の発明は、下端に掘削用ヘッド４を有するヘッド本体１の外筒２に、油圧シリンダ１０により拡縮する拡大翼５を設け、前記油圧シリンダ１０のシリンダチューブ１２は前記外筒２内に上下に分割した状態で内装し、該シリンダチューブ１２内には前記拡大翼５を拡縮させるピストン１１を設けた油圧シリンダ式拡大ヘッドとしたものである。
請求項２の発明は、前記油圧シリンダ１０のシリンダチューブ１２は、上側チューブ１３と下側チューブ１４とに上下に分割して構成し、上側チューブ１３と下側チューブ１４内に単体のピストン１１を上下動のみ自在に嵌合させ、上側チューブ１３と下側チューブ１４との間を、前記拡大翼５を拡縮させるピストン１１の係合溝３１が移動する構成とした油圧シリンダ式拡大ヘッドとしたものである。
請求項３の発明は、前記外筒２は、上側チューブ１３の上方所定位置で、上部部材３５と下部部材３６とに上下に分割する分割部３７を設け、下部部材３６内に上側チューブ１３と下側チューブ１４を設けた油圧シリンダ式拡大ヘッドとしたものである。
請求項４の発明は、前記シリンダチューブ１２は、上側チューブ１３と下側チューブ１４の何れか一方から何れか他方へピストン１１が移動しても、ピストン１１は上側チューブ１３と下側チューブ１４の両者に跨って嵌合する構成とした油圧シリンダ式拡大ヘッドとしたものである。

【発明の効果】

【0006】

請求項１の発明では、上下に分割したシリンダチューブ１２のうち、損傷した部分のシリンダチューブ１２を分割した状態で取り外し、メンテナンスまたは交換すればよく、作業コストの上昇を抑制することができ、また、シリンダチューブ１２を上下に分割できるので、旋盤加工機等の汎用加工機械を使用でき、より安価な修正加工が可能になる。
請求項２の発明では、油圧シリンダ１０のシリンダチューブ１２を、上側チューブ１３と下側チューブ１４とに上下に分割して構成しているので、シリンダチューブ１２の分割構成を簡素に実現でき、また、上側チューブ１３と下側チューブ１４との間を拡大翼５を拡縮させるピストン１１の係合溝３１が移動する構成としているので、シリンダチューブ１２を軽量にし、ヘッド本体１全体の軽量化を図ることができる。
請求項３の発明では、外筒２の上側チューブ１３の上方所定位置で、上部部材３５と下部部材３６とに上下に分割する分割部３７を設けているので、上側チューブ１３と下側チューブ１４との選択的な着脱作業を容易にできる。
請求項４の発明では、シリンダチューブ１２を上下に分割した構成でありながら、油圧シリンダ１０の作動を安定させることができる。

【図面の簡単な説明】

【0007】

【図1】拡大翼が閉縮状態のヘッド本体の縦断側面図。

【図2】拡大翼が拡開状態のヘッド本体の縦断側面図。

【図3】拡大翼が最大拡開状態のヘッド本体の縦断側面図。

【図4】Ａ−Ａ断面図。

【図5】拡大翼が閉縮状態の外筒の縦断側面図。

【図6】拡大翼が拡開状態の外筒の縦断側面図。

【図7】拡大翼が最大拡開状態の外筒の縦断側面図。

【図8】ヘッド本体の他の実施例の縦断側面図。

【発明を実施するための形態】

【0008】

本発明の一実施例を図により説明する。１は、掘削スクリューロッド、掘削撹拌ロッド等の掘削作業ロッドの下端部に接続される拡大ヘッドのヘッド本体であり、拡大球根の造成に使用され、中空の外筒２を有する。外筒２の外周にはスクリュー羽根３を設ける。外筒２の下端に掘削用ヘッド４を設ける。

【0009】

前記掘削用ヘッド４の上方の外筒２には一対の拡大翼５を設ける。拡大翼５は外筒２の外周面に設けたブラケット６に軸７により回動自在に取付ける。拡大翼５は、前記掘削用ヘッド４の外径より内側で前記外筒２に沿った位置に位置する閉縮位置と掘削用ヘッド４の外径より外側に位置する拡開位置の間前記軸７を中心に回動する構成とする。
前記拡大翼５は、前記外筒２内に設けた油圧シリンダ１０により拡開位置と閉縮位置の間移動する。

【0010】

油圧シリンダ１０は、ピストン１１を収容するシリンダチューブ１２を有して構成する。シリンダチューブ１２は上側チューブ１３と下側チューブ１４との上下に分割して構成し、上側チューブ１３と下側チューブ１４内を単体のピストン１１が摺動のみ自在にヘッド本体１の軸心方向に移動する構成とする。
１５は上側チューブ１３の上側シリンダ室、１６は下側チューブ１４の下側シリンダ室、１７は上側シリンダ室１５に送油する送油管、１８は同下側シリンダ室１６に送油する送油管、１９はピストン１１に設けた下側シリンダ室１６に送油するピストン内送油管、２０は地盤固化液の供給管、２１は外筒２の下部に設けた下部閉塞部材、２５は下部閉塞部材２１を固定するボルトである。

【0011】

前記上側チューブ１３と下側チューブ１４とは互いに分割して着脱可能に構成する。
そのため、油圧シリンダ１０は、上側チューブ１３と下側チューブ１４の何れか一方または両方が損傷したときには、分割した状態で取り外し、メンテナンスまたは交換する。
前記外筒２の上下方向における前記ブラケット６の近傍所定位置には、開口部３０を形成する。開口部３０には、前記ピストン１１の外周に設けた係合溝３１を臨ませる。係合溝３１には係合アーム３２の先端を係合させ、係合アーム３２の基部は前記軸７に固定する。

【0012】

したがって、ピストン１１がシリンダチューブ１２内を下降すると、係合アーム３２が軸７中心に下方回動し、係合アーム３２の回動により、拡大翼５は拡開する。
反対に、ピストン１１をシリンダチューブ１２内で上動させると、係合アーム３２が軸７中心に上方回動し、係合アーム３２の回動により、拡大翼５は閉縮する。
それゆえ、外筒２の開口部３０内を、係合アーム３２が軸方向に移動して拡大翼５を拡縮させる構成となる。
また、前記シリンダチューブ１２は、上側チューブ１３と下側チューブ１４の何れか一方から何れか他方へピストン１１が移動しても、ピストン１１は上側チューブ１３と下側チューブ１４の両者に跨って嵌合する構成とする。

【0013】

なお、図示は省略するが、前記係合アーム３２の基部を拡大翼５の中間部に取付けてリンク機構を構成し、このリンク機構によりピストン１１の移動を伝達させて、拡大翼５を拡開と閉縮させる構成でもよい。
図８は、ヘッド本体１の他の実施例を示し、前記外筒２は、前記上側チューブ１３の上方所定位置で、上部部材３５と下部部材３６とに上下に分割する分割部３７を設け、下部部材３６内に上側チューブ１３と下側チューブ１４を設ける構成とする。
即ち、上側チューブ１３は上部部材３５と下部部材３６との分割部３７から着脱可能な構成とし、下側チューブ１４は外筒２の下部部材３６の下部閉塞部材２１を外して着脱可能な構成とする。

【0014】

換言すると、外筒２の下部部材３６の上側に上側チューブ１３を、下部部材３６の下側に下側チューブ１４を夫々設け、下部部材３６の上下側から上側チューブ１３と下側チューブ１４とを着脱する構成としている。
そのため、上側チューブ１３と下側チューブ１４との一方の着脱作業を一層容易にしている。
４０は分割部３７のフランジ、４１は上部部材３５のフランジ４０と下部部材３６のフランジ４０とを固定するボルトである。
前記上部部材３５と下部部材３６との分割部３７の分割方法の一例を示すと、前記上側シリンダ室１５に送油する送油管１７および下側シリンダ室１６に送油する送油管１８を設けた閉塞ブロック４２を上側チューブ１３の上方に設け、この閉塞ブロック４２の上方部分の外筒２に前記分割部３７を形成している。

【0015】

(作用)
本発明は上記構成のため、拡大翼５を閉縮した状態で、ヘッド本体１を正回転させ、その下端の掘削用ヘッド４により地盤に縦孔掘削を開始する。
所定深さまで掘削し、そこで拡大掘削を行う場合は、送油管１７から上側シリンダ室１５に送油して油圧シリンダ１０のピストン１１を下降させ、ピストン１１の係合溝３１に係合している係合アーム３２を軸７中心に回動させ、係合アーム３２の回動により軸７が回転して拡大翼５を拡開させる。

【0016】

拡大翼５が拡開した状態で、ヘッド本体１の正回転により拡大掘削を行い、拡大掘削孔へ供給管２０により地盤固化液を注入して、撹拌することにより拡大球根の造成を行う。
拡大翼５を閉縮してヘッド本体１を引き抜く場合は、送油管１８とピストン１１のピストン内送油管１９からシリンダチューブ１２の下側シリンダ室１６に送油し、ピストン１１を上昇させ、ピストン１１の上昇により係合アーム３２を介して拡大翼５を閉縮する。拡大翼５が所定位置に閉縮したらヘッド本体１を地上に引き上げる。
拡大翼５は、油圧シリンダ１０のピストン１１の移動により拡開位置と閉縮位置との間移動する。

【0017】

ピストン１１の移動力を伝達して拡大翼５を移動させるので、シリンダチューブ１２内をピストン１１が移動する際に、ピストン１１と拡大翼５との間にある連動機構を介してピストン１１とシリンダチューブ１２の間の油密構造部分に土砂が進入することがあり、土砂の進入は、油密構造部分に損傷を与える大きな要因になる。
本願は、油圧シリンダ１０のシリンダチューブ１２を上下に分割した状態で外筒２内に内装し、該シリンダチューブ１２内には前記拡大翼５を拡縮させるピストン１１を設けているので、上下に分割したシリンダチューブ１２のうち、損傷したシリンダチューブ１２を取り外し、メンテナンスまたは交換すればよい。

【0018】

そのため、シリンダチューブ１２のメンテナンスおよび交換の作業コストの上昇を抑制する。
本願では、シリンダチューブ１２を上下に分割できるので、旋盤加工機等の汎用加工機械を使用でき、より安価な修正加工が可能になる。
具体的には、油圧シリンダ１０のシリンダチューブ１２は、上側チューブ１３と下側チューブ１４とに上下に分割して構成し、上側チューブ１３と下側チューブ１４内に単体のピストン１１を上下動のみ自在に嵌合させ、上側チューブ１３と下側チューブ１４との間を、前記拡大翼５を拡縮させるピストン１１の係合溝３１が移動する構成としているので、上側チューブ１３と下側チューブ１４とは互いに分割して着脱可能な構成となる。

【0019】

なお、油圧シリンダ１０のピストン１１の外周の係合溝３１に、係合アーム３２の先端を係合させているので、係合アーム３２をブラケット６から外してピストン１１の係合溝３１から外し、外筒２の下部の下部閉塞部材２１を外して、シリンダチューブ１２を取り外し、上下に分割したシリンダチューブ１２のうち、損傷したシリンダチューブ１２を取り外し、メンテナンスまたは交換すればよい。
また、油圧シリンダ１０のシリンダチューブ１２は、上側チューブ１３と下側チューブ１４との間を、前記拡大翼５を拡縮させるピストン１１の係合溝３１が移動する構成としているので、上側チューブ１３と下側チューブ１４との間に間隔を設けることができ、シリンダチューブ１２を軽量にし、ヘッド本体１全体の軽量化を図れる。

【0020】

また、シリンダチューブ１２は、上側チューブ１３と下側チューブ１４の何れか一方から何れか他方へピストン１１が移動しても、ピストン１１は上側チューブ１３と下側チューブ１４の両者に跨って嵌合する構成としているので、油圧シリンダ１０の作動を安定させられる。

【0021】

図８のヘッド本体１の他の実施例では、油圧シリンダ１０を内装した外筒２を、上側チューブ１３より上方の所定位置で、上部部材３５と下部部材３６とに上下に分割する分割部３７を設けているので、上側チューブ１３は外筒２の分割部３７から着脱し、下側チューブ１４は外筒２の下部部材３６の下部閉塞部材２１を外して着脱でき、上側チューブ１３と下側チューブ１４の着脱作業を容易にしている。
即ち、上側チューブ１３が損傷した場合には、上部部材３５を分割部３７で分割し、下部部材３６の上側から上側チューブ１３を着脱すればよく、下側チューブ１４が損傷した場合には、外筒２の分割部３７で分割することなく、下部部材３６の下部閉塞部材２１を外して下側チューブ１４を着脱すればよく、上側チューブ１３と下側チューブ１４の何れか一方の着脱が可能となる。

【0022】

また、上側チューブ１３の上方に位置する、上側シリンダ室１５に送油する送油管１７を設けた閉塞ブロック４２の、上方に分割部３７を設けているので、油圧シリンダ１０へ送油する油圧回路機構に与える影響を最小限にして、外筒２を上下に分割できる。

【符号の説明】

【0023】

１…ヘッド本体、２…外筒、３…スクリュー羽根、４…掘削用ヘッド、５…拡大翼、６…ブラケット、７…軸、１０…油圧シリンダ、１１…ピストン、１２…シリンダチューブ、１３…上側チューブ、１４…下側チューブ、１５…上側シリンダ室、１６…下側シリンダ室、１７…送油管、１８…送油管、１９…ピストン内送油管、２０…供給管、２１…下部閉塞部材２１、３０…開口部、３１…係合溝、３２…係合アーム、３５…上部部材、３６…下部部材、３７…分割部、４０…フランジ、４２…閉塞ブロック。

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】