特許 6231366 アースドリル機

(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】6231366

(24)【登録日】2017年10月27日

(45)【発行日】2017年11月15日

(54)【発明の名称】アースドリル機

(51)【国際特許分類】

   E21B 15/00 20060101AFI20171106BHJP

   E21B 7/00 20060101ALI20171106BHJP

【ＦＩ】

   E21B15/00

   E21B7/00 E

【請求項の数】2

【全頁数】10

(21)【出願番号】特願2013-254339(P2013-254339)

(22)【出願日】2013年12月9日

(65)【公開番号】特開2015-113577(P2015-113577A)

(43)【公開日】2015年6月22日

【審査請求日】2016年11月15日

(73)【特許権者】

【識別番号】000004617

【氏名又は名称】日本車輌製造株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】110000291

【氏名又は名称】特許業務法人コスモス特許事務所

(72)【発明者】

【氏名】村手 徳夫

(72)【発明者】

【氏名】高山 浩司

【審査官】 袴田 知弘

(56)【参考文献】

【文献】 実開平０４−０２２５８４（ＪＰ，Ｕ）

【文献】 特開２００８−０１４０１５（ＪＰ，Ａ）

【文献】 実開昭５０−１０９４０５（ＪＰ，Ｕ）

【文献】 特開２００２−３２７５８８（ＪＰ，Ａ）

【文献】 米国特許出願公開第２００８／００７５５７１（ＵＳ，Ａ１）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｅ２１Ｂ １５／００

Ｅ２１Ｂ ７／００

Ｅ０２Ｆ ９／１４

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

ベースマシンと、前記ベースマシンに基端が起伏可能に装着され、長さが伸縮されるテレスコブームと、前記テレスコブームの先端から垂下した昇降ロープに吊るして保持されるケリーバと、を有するアースドリル機において、
一端がフロントフレームに連結され、他端が前記テレスコブームの前記基端に連結されたフロントフレーム支持用油圧シリンダを有すること、
前記テレスコブームの前記基端は板状基端部材として構成され、前記板状基端部材は、前記テレスコブームの前記ケリーバが位置する方向に直交する方向に延設された基端延設部を有すること、
前記フロントフレーム支持用油圧シリンダの前記他端が、前記基端延設部に連結されていること、
を特徴とするアースドリル機。

【請求項2】

請求項１に記載するアースドリル機において、
前記テレスコブームが、ロアブーム、前記ロアブーム内に収納されるミドルブームを有すること、
前記板状基端部材が、前記ロアブームの前記ミドルブームを収納する空間に進入していないこと、
を特徴とするアースドリル機。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、ベースマシンと、ベースマシンに基端が起伏可能に装着され、伸縮シリンダにより長さが伸縮されるテレスコブームと、テレスコブームの先端から垂下した昇降ロープに吊るして保持されるケリーバと、を有するアースドリル機に関するものである。

【背景技術】

【0002】

アースドリル機には、特許文献１に示すように、コンパクトでかつ強度が強いため、テレスコブームを伸縮ブームとして用いたものが使われている。
図５に、従来のテレスコブームを用いたアースドリル機の、ロアブーム１１１、フロントフレーム１１０、フロントフレーム１１０を支持する油圧シリンダ１１４等の構造を示す。また、図６に、図５の右側面図を示す。
テレスコブームは、ロアブーム１１１内に収納されるミドルブーム１１２を有している。ロアブーム１１１の下端には、基端部材１１９が固設されている。基端部材１１９の下面には、一対の回転支持部１２０が固設されている。ロアブーム１１１は、回転支持部１２０のブームフートピン孔１２０ａにおいて、フートピンにより、ベースマシンと回転可能に連結されている。
また、基端部材１１９の右端は、ケリーバが位置する方向（図５における右方向）に延設された、一対の油圧シリンダ支持部１１９ａが固設されている。また、ロアブーム１１１の中央付近の両側には、一対のブラケット１２２が延設されている。ブラケット１２２には、支持軸１２１が固設されている。

【0003】

ロアブーム１１１の右側（前方）には、ケリーバを回転させるためのケリードライブ１１８が、保持されている。その保持方法を説明する。ケリードライブ１１８には、バケットが取り付けられるケリーバ１１７が保持されている。
ケリードライブ１１８は、四角形状の支持部材１１６により保持されている。支持部材１１６の両側下端付近には、一対のフロントフレーム１１０の一端が回転可能に連結されている。一対のフロントフレーム１１０の他端は、一対のブラケット１２２の支持軸１２１に回転可能に保持されている。また、一対のアッパロッド１１５がフロントフレーム１１０と平行に取り付けられている。すなわち、一対のアッパロッド１１５の一端は、支持部材１１６の両側上端付近に回転可能に連結されている。一対のアッパロッド１１５の他端は、ロアブーム１１１に回転可能に連結されている。
一対のフロントフレーム１１０の各々には、フロントフレーム１１０を支持するための油圧シリンダ１１４のロッド先端が、回転可能に連結されている。油圧シリンダ１１４のシリンダ後端１１４ａは、油圧シリンダ支持部１１９ａに回転可能に連結されている。

【0004】

ケリーバ等を含むフロント全体の荷重は、ミドルブーム先端から支持されているペンダントロープによって支えられている。また、フックによる吊り下げ物の荷重は、吊り下げ用の補巻ロープのブーム側に作用する成分力とペンダントロープの成分力によって支える。
ブームが起きている場合は、ケリーバの自重からブームへ作用する力は、軸力が大きくてブームへの曲げモーメントは小さい。
これに対して、ブーム角度が小さい、伏した状態では、ブームへ作用する力は、軸力が小さくてブームへの曲げモーメントは大きい。
このケリーバによる曲げモーメントは、ロアブーム１１１に組付けられたフロントフレーム１１０、アッパロッド１１５、及び油圧シリンダ１１４で支えられている。
一対の油圧シリンダ１１４のシリンダ後端の連結位置は、図５に示すように、ロアブーム１１１の前面で、油圧シリンダ１１４がロアブーム１１１と干渉しない位置としている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0005】

【特許文献1】実開平4-22584号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0006】

しかし、従来のアースドリル機には次のような問題があった。
すなわち、一対の油圧シリンダ１１４のシリンダ後端１１４ａの連結位置を、図５に示すように、ロアブーム１１１の前面で、油圧シリンダ１１４がロアブーム１１１と干渉しない位置とすると、油圧シリンダ１１４の後端１１４ａの連結位置が、ロアブーム１１１の回転中心であるフートピンと、図中ＬＡで示す距離だけ離れてしまい、油圧シリンダ１１４が受ける力により発生するテレスコブームに作用する曲げモーメントが大きくなる問題がある。
テレスコブームに作用する曲げモーメントが大きくなると、それを受けている基端部材１１９の強度を強くする必要があり、そのため、基端部材１１９が大型化する問題があった。
そして、基端部材１１９が大型化すると、基端部材１１９の一部がロアブーム１１１の下端に進入することとなる。そうすると、ミドルブーム１１２を収納するロアブームは、基端部材１１９が進入した分だけ、長くしなければならないという問題があった。
一方、アースドリル機を搬送する場合、法定された搬送重量の関係で、ベースマシンとテレスコブームとを分離して搬送する場合がある。ロアブーム１１１が長くなると、搬送トレーラーを大型化する必要等の問題が発生していた。

【0007】

本発明は、上記問題点を解決するためになされたものであり、ロアブームの基端部材を小型化して、かつロアブームの長さを短くすることのできるアースドリル機を提供することを目的とする。

【課題を解決するための手段】

【0008】

上記目的を達成するために、本発明のアースドリル機は、次の構成を有する。
（１）ベースマシンと、ベースマシンに基端が起伏可能に装着され、長さが伸縮されるテレスコブームと、テレスコブームの先端から垂下した昇降ロープに吊るして保持されるケリーバと、を有するアースドリル機において、一端がフロントフレームに連結され、他端がテレスコブームの基端に連結されたフロントフレーム支持用油圧シリンダを有すること、テレスコブームの基端は板状基端部材として構成され、板状基端部材は、テレスコブームのケリーバが位置する方向に直交する方向に延設された基端延設部を有すること、フロントフレーム支持用油圧シリンダの他端が、基端延設部に連結されていること、を特徴とする。

【0009】

（２）（１）に記載するアースドリル機において、前記テレスコブームが、ロアブーム、前記ロアブーム内に収納されるミドルブームを有すること、前記板状基端部材が、前記ロアブームの前記ミドルブームを収納する空間に進入していないこと、を特徴とする。

【発明の効果】

【0010】

本発明のアースドリル機の作用・効果を説明する。
（１）ベースマシンと、ベースマシンに基端が起伏可能に装着され、長さが伸縮されるテレスコブームと、テレスコブームの先端から垂下した昇降ロープに吊るして保持されるケリーバと、を有するアースドリル機において、一端がフロントフレームに連結され、他端がテレスコブームの基端に連結されたフロントフレーム支持用油圧シリンダを有すること、テレスコブームの基端は板状基端部材として構成され、板状基端部材は、テレスコブームのケリーバが位置する方向に直交する方向に延設された基端延設部を有すること、フロントフレーム支持用油圧シリンダの他端が、基端延設部に連結されていること、を特徴とするので、フロントフレーム支持用油圧シリンダの他端が、基端延設部のロアブームの両側面に連結される。このため、フロントフレーム支持用油圧シリンダの他端が、ロアブームの基端がベースマシンに回転可能に取り付けられている支点（ブームフートピン）に近づくため、板状基端部材が受ける回転モーメントを、著しく減少させることができる。これにより、板状基端部材の構造を小型化・単純化することができる。

【0011】

（２）（１）に記載するアースドリル機において、前記テレスコブームが、ロアブーム、前記ロアブーム内に収納されるミドルブームを有すること、前記板状基端部材が、前記ロアブームの前記ミドルブームを収納する空間に進入していないこと、を特徴とするので、板状基端部材が受ける回転モーメントを、著しく減少させることができ、板状基端部材の構造を単純化することができるため、ミドルブームをロアブームの端の位置まで収納することができ、ロアブームの長さを短くすることができる。
テレスコブームは、ベースマシンから解体されて別途搬送されることが多いが、搬送の時に、小型の搬送トレーラーを使用できる経済的な利点がある。

【図面の簡単な説明】

【0012】

【図1】本発明の一実施の形態であるアースドリル機１の主要部を示す図である。

【図2】図１の右側面図である。

【図3】アースドリル機１の全体構成を示す図である。

【図4】解体したテレスコブームを搬送トレーラーで搬送する様子を示す図である。

【図5】従来のアースドリル機の主要部を示す図である。

【図6】図５の右側面図である。

【図7】本発明のロアブーム１１と従来のロアブーム１１１との長さを比較するための図である。

【発明を実施するための形態】

【0013】

本発明のアースドリル機の１実施の形態について、図面を参照しながら、詳細に説明する。図３に、アースドリル機１の全体構成を示す。ベースマシン２は、駆動体であるクローラ４と、クローラ４の上部に旋回可能に保持される上部旋回体３を有している。
上部旋回体３の前部（図中右側）には、三段式のテレスコピック型であるテレスコブーム（ロアブーム１１、ミドルブーム１２、及びアッパブーム１３を有する。）が回転可能に付設されている。具体的には、上部旋回体３の前部のブーム取付ブラケット（図示せず。）と、ロアブーム１１の下端にある回転支持部２０のブームフートピン孔２０ａとに、フートピンが係合されている。
上部旋回体３の後部には、折りたたみ可能なガントリ４１が設けられている。ロアブーム１１とガントリ４１の間の上部旋回体の上面には、前方から、ケリーバ１７を吊り下げる主巻ロープ５２を卷回する主巻ウインチ４８、先端にフック５５が取り付けられた補巻ロープ５３を卷回する補巻ウインチ４７、及びブーム起伏用の起伏ロープ４５を卷回する起伏ウインチ４６が配置されている。

【0014】

アッパブーム１３の先端には、主巻ロープ５２、及び補巻ロープ５３が掛け回される第１トップシープ４９が設けられている。
ミドルブーム１２の先端部後面には、起伏用ブラケット４２が固設されている。起伏用ブラケット４２には、２本のペンダントロープ４３の一端が固定されている。２本のペンダントロープ４３は、ミドルシープ集合体４４を介して、起伏ロープ４５に連結されている。起伏ロープ４５の他端は、起伏ウインチ４６に卷回されている。

【0015】

次に、テレスコブームに発生するモーメントを受ける機構について説明する。図１に、本発明のテレスコブームを用いたアースドリル機１の、ロアブーム１１、フロントフレーム１０、フロントフレーム１０を支持する油圧シリンダ１４等の構造を示す。また、図２に、図１の右側面図を示す。
テレスコブームは、ロアブーム１１内に収納されるミドルブーム１２、ミドルブーム１２内に収納されるアッパブーム１３を有している。ロアブーム１１の下端には、板状基端部材１９が固設されている。
板状基端部材１９は、板状基端として構成されており、板状基端部材１９は、ケリードライブ１８が位置する方向に直交する方向、すなわち左右方向に延設された一対の基端延設部１９ａを有する。板状基端部材１９の下面には、一対の回転支持部２０が固設されている。
板状基端部材１９の基端延設部１９ａの各々の上面には、油圧シリンダ１４を支持するための支持ブラケット１９ｂが立設されている。

【0016】

一方、ロアブーム１１の右側（前方）には、ケリードライブ１８が、保持されている。その保持方法を説明する。ケリードライブ１８には、バケット３０を取り付けるためのケリーバ１７が保持されている。
ケリードライブ１８は、四角形状の支持部材１６により保持されている。支持部材１６の両側下端付近には、一対のフロントフレーム１０の一端が回転可能に連結されている。一対のフロントフレーム１０の他端は、一対のブラケット２２の支持軸２１に回転可能に保持されている。また、一対のアッパロッド１５がフロントフレーム１０と平行に取り付けられている。すなわち、一対のアッパロッド１５の一端は、支持部材１６の両側上端付近に回転可能に連結されている。一対のアッパロッド１５の他端は、ロアブーム１２に回転可能に連結されている。
一対のフロントフレーム１０の各々には、フロントフレーム１０を支持するための油圧シリンダ１４のロッド先端が、回転可能に連結されている。油圧シリンダ１４のシリンダ後端１４ａは、支持ブラケット１９ｂに回転可能に連結されている。

【0017】

ケリーバ等を含むフロント全体の荷重は、ブーム先端から支持されているペンダントロープ４３によって支えられている。また、フック５５による吊り下げ物の荷重は、補巻ロープ５３のブーム側に作用する成分力とペンダントロープ４３の成分力によって支える。
テレスコブームが起きている場合は、ケリーバ１７の自重からテレスコブームへ作用する力は、軸力が大きくてブームへの曲げモーメントは小さい。
これに対して、ブーム角度が小さい、テレスコブームが伏した状態では、テレスコブームへ作用する力は、軸力が小さくてテレスコブームへの曲げモーメントは大きい。
このケリーバ１７による曲げモーメントは、ロアブーム１１に組付けられたフロントフレーム１０、アッパロッド１５、及び油圧シリンダ１４で支えられている。
一対の油圧シリンダ１４のシリンダ後端の連結位置は、図１に示すように、板状基端部材１９の基端延設部１９ａの各々の上面に立設された支持ブラケット１９ｂにある。支持ブラケット１９ｂの位置と、ブームフートピン孔２０ａの距離は、ＬＢであり、図５のＬＡと比較して、約１/３程度に短くなっている。

【0018】

図４は、図３のアースドリル機１を分解して搬送する場合のうち、解体されたテレスコブームが搬送トレーラー６０に搭載されている様子を示す図である。
図７に、図１に示すアースドリル機１のテレスコブームと、図５に示す従来のアースドリル機のテレスコブームの長さの比較を示す。図７の（１）、（２）が図１の本発明のテレスコブームに対応し、（３）、（４）が図５の従来のテレスコブームに対応している。
（１）及び（４）に示すように、最大長さに伸ばした時のテレスコブームの全長は、共にＬ１であり、同じ長さである。従来のテレスコブームでは、（３）に示すように、ロアブーム１１１の全長は、Ｌ３である。これに対して、本発明のアースドリル機１のテレスコブームでは、（２）に示すように、ロアブーム１１の全長は、Ｌ２である。ここで、Ｌ３−Ｌ２＝約３００ｍｍであり、ロアブームの長さとしては、３００ｍｍ（ロアブーム１１の長さの４〜５％程度）短くすることができた。
これは、後で詳述するように、板状基端部材１９が受ける回転モーメントを、著しく減少させることにより、板状基端部材１９の構造を小型化・単純化することができ、ミドルブーム１２をロアブーム１１の板状基端部材１９の位置まで収納することができたためである。

【0019】

図５に示す従来のテレスコブームの場合、ロアブーム１１１の下端部には、シリンダ支持部１１９ａが突出しているため、ロアブーム１１１を直接支持して搭載するためには、搬送トレーラー９０の荷台の上面とロアブーム１１１との間に枕木を置く必要があった。そのため、搭載作業に時間がかかり作業効率を悪くしていた。ここで、シリンダ支持部１１９ａは、テレスコブーム全体の重量を支えるほどの強度を有していない。
本実施の形態のアースドリル機１によれば、支持ブラケット１９ｂは、図４に示すように、テレスコブームを搬送トレーラー９０に搭載した時に、ロアブーム１１の上側に位置しているため、ロアブーム１１の下端部が直接荷台の上面に当接し、枕木を必要としない。そのため、搭載に当たり、特別な作業を必要とせず、作業効率を良くすることができる。

【0020】

以上詳細に説明したように、本実施例のアースドリル機１によれば、ベースマシン２と、ベースマシン２の上部旋回体３に基端が起伏可能に装着され、長さが伸縮されるテレスコブーム１１、１２、１３と、テレスコブームの先端から垂下した主巻ロープ５２に吊るして保持されるケリーバ１７と、を有するアースドリル機１において、一端がフロントフレーム１０に連結され、他端がロアブーム１１の基端に連結されたフロントフレーム１０を支持するための油圧シリンダ１４を有すること、ロアブーム１１の板状基端部材１９は、板状基端として構成され、板状基端部材１９は、ケリーバ１７が位置する方向に直交する方向に延設された一対の基端延設部１９ａを有すること、一対の油圧シリンダ１４の他端が、基端延設部１９ａに立設された支持ブラケット１９ｂに各々回転可能に連結されていること、を特徴とするので、一対の油圧シリンダ１４の他端が、基端延設部１９ａのロアブーム１１の両側面に連結される。
このため、一対の油圧シリンダ１４の他端が、ロアブーム１１の基端が上部旋回体３に回転可能に取り付けられている支点（ブームフートピン）に近づいて距離がＬＢとなるため、板状基端部材１９が受ける回転モーメントを、著しく減少させることができる。これにより、板状基端部材１９の構造を小型化・単純化することができる。
また、ロアブーム１１（テレスコブーム）をベースマシン２に取り付けるときに、油圧シリンダ１４の取付位置が、ロアブーム１１の側面に出ているのみなので、ベースマシン２から出ている油圧配管との干渉がなくなるため、配管作業を短縮化することができる。

【0021】

（２）（１）に記載するアースドリル機１において、テレスコブームが、ロアブーム１１、ロアブーム１１内に収納されるミドルブーム１２を有すること、板状基端部材１９が、ロアブーム１１のミドルブーム１２を収納する空間に侵入していないこと、を特徴とするので、板状基端部材１９が受ける回転モーメントを、著しく減少させることができ、板状基端部材１９の構造を単純化することができるため、ミドルブーム１２をロアブーム１１の端の位置まで収納することができ、ロアブーム１１の長さを短くすることができる。
テレスコブームは、ベースマシンから解体されて別途搬送されることが多いが、搬送の時に、小型の搬送トレーラーを使用できる経済的な利点がある。

【0022】

以上本発明の具体的な実施例について詳細に説明したが、本発明は上記実施例に限定されることなく、色々な応用が可能である。
例えば、本実施の形態では、テレスコブームを三段としているが、二段または四段でも同様である。

【符号の説明】

【0023】

３ 上部旋回体
１０ フロントフレーム
１１ ロアブーム
１２ ミドルブーム
１３ アッパブーム
１４ 油圧シリンダ
１７ ケリーバ
１９ 板状基端部材
３０ バケット

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】