(58)【調査した分野】(Int.Cl.,DB名)
地盤中にて駆動回転する装置5の機器7に流体を供給するロータリージョイント10において、前記ロータリージョイント10は、前記機器7を駆動回転させる軸心が上下方向の回転軸と、回転軸に対して非回転のケース11と、該ケース11内にケース11に固定状態に設けた回転軸の外周に摺接するパッキン30を有するハウジング13とにより構成し、前記ケース11には前記機器7に流体を供給する複数の配管17を上下に並設させて接続し、該各配管17はケース11に設けた固定側流路20にそれぞれ接続し、各固定側流路20はハウジング13を支持する上下方向に所定厚さを有するケース11の受部21内に形成し、前記各固定側流路20には前記回転軸の回転側流路23を連通させ、前記各固定側流路20の上下両側のケース11内には前記ハウジング13を夫々設け、各ハウジング13の上下側には蓋部材18を着脱自在に夫々設け、前記蓋部材18と固定側流路20との間には複数のスペーサ32をハウジング13の軸心に沿って上下方向に位置変更自在であって着脱自在に夫々設け、複数のスペーサ32は前記蓋部材18と前記受部21により挟持した状態で止着具37の基部を蓋部材18に当接させ、止着具37の先端をケース11の受部21に螺合させて固定して構成したロータリージョイント。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0004】
前記公知例では、詳細は記載されていないが、従来、ハウジングの流路に対して上下一対のパッキンが設けられており、このパッキンとシャフトとの間に摺動筋が発生し、作業時間の経過により摺動筋が深くなり、流体が漏れるという課題がある。
また、公知例では、摺動筋が生じたシャフトのメンテナンスは容易でなく、また、シャフトを交換すると、多大な費用が発生するという課題がある。
本願は、回転軸の摺動筋のメンテナンスを不要にして、流体が漏れを防止したものである。
【課題を解決するための手段】
【0005】
請求項1の発明では、地盤中にて駆動回転する装置5の機器7に流体を供給するロータリージョイント10において、前記ロータリージョイント10は、前記機器7を駆動回転させる軸心が上下方向の回転軸と、回転軸に対して非回転のケース11と、該ケース11内にケース11に固定状態に設けた回転軸の外周に摺接するパッキン30を有するハウジング13とにより構成し、前記ケース11には前記機器7に流体を供給する
複数の配管17を
上下に並設させて接続し、該各配管17はケース11に設けた固定側流路20に
それぞれ接続し、
各固定側流路20はハウジング13を支持する上下方向に所定厚さを有するケース11の受部21内に形成し、前記各固定側流路20には前記回転軸の回転側流路23を連通させ、前記各固定側流路20の上下
両側のケース11内には前記ハウジング13を夫々設け、各ハウジング13の上下側には蓋部材18を
着脱自在に夫々設け、前記蓋部材18と固定側流路20との間には複数のスペーサ32をハウジング13の軸心に沿って上下方向に位置変更自在
であって着脱自在に夫々設け
、複数のスペーサ32は前記蓋部材18と前記受部21により挟持した状態で止着具37の基部を蓋部材18に当接させ、止着具37の先端をケース11の受部21に螺合させて固定して構成したロータリージョイントとしたものである。
請求項2の発明では、
前記ケース11の受部21と前記各蓋部材18との間
に、複数のスペーサ32を予め夫々設け、前記ケース11の上下何れか一側または両側にはフランジ部38を設け、各ケース11のフランジ部38を接合させて止着具39により着脱自在に固定し、複数のケース11を上下に並設して構成したロータリージョイントとしたものである。
請求項3の発明では、
地盤中にて駆動回転する装置5の機器7に流体を供給するロータリージョイント10のケース11の固定側流路20に前記機器7に流体を供給する配管17を接続し、前記固定側流路20の上下両側にパッキン30を有するハウジング13を嵌合させ、固定側流路20の上下両側のケース11の受部21と蓋部材18との間に、予め、複数枚のドーナッツ形状のスペーサ32と前記パッキン30を嵌合させ、蓋部材18の受部21の反対側から止着具37を挿入して複数のスペーサ32とパッキン30とを蓋部材18と受部21とにより挟持させ、この状態で、止着具37の先端を受部21に螺合させ、この状態で、装置5の機器7により地盤内作業を行い、作業開始から所定時間経過すると、ケース11の受部21と蓋部材18との間の複数のスペーサ32のうちの一つのスペーサ32を取り出し、取り出したスペーサ32を元の位置からハウジング13の軸心に沿って上下方向に他のスペーサー32との位置を変更させて取付けて前記地盤内作業を再開し、再開作業開始から所定時間経過すると、再び、蓋部材18と受部21との間に残った複数のスペーサ32のうちの一つのスペーサ32を取り出して、取り出したスペーサ32を元の位置から上下方向に位置変更させて取付け、スペーサ32の数だけスペーサ32の位置変更を順次行って作業するロータリージョイントの使用方法としたものである。
【発明の効果】
【0006】
請求項1の発明では、蓋部材18と
ケース11の受部21との間の複数のスペーサ32をハウジング13の軸心に沿って上下方向に位置変更自在に設けているので、スペーサ32の位置を変更すると、回転軸の摺動筋のメンテナンスや回転軸の交換をすることなく、ハウジング13のパッキン30を摺動筋の無い回転軸4の外周面に摺接させることができ、流体の漏れを防止できる。
請求項2の発明では、
ケース11の受部21と各蓋部材18との間に複数のスペーサ32を設けているので、スペーサ32の位置変更作業を容易にでき、また、ケース11をフランジ部38により上下に並設できるので、数種類の流体の供給を可能にできる。
請求項3の発明では、
スペーサ32の位置変更作業を容易にでき、回転軸の摺動筋のメンテナンスや回転軸の交換することなく、ハウジング13のパッキン30は摺動筋の無い回転軸の外周面に摺接させることができ、流体の漏れを防止できる。
【発明を実施するための形態】
【0008】
本発明の一実施形態を図により説明する。1はベースマシン、2はベースマシン1に設けたリーダーであり、リーダー2には地盤改良装置や掘削装置等の装置5の回転駆動部3を昇降自在に取付け、回転駆動部3には回転軸4の上部を取付ける(
図1)。
回転軸4には、ロータリージョイント10を介して、装置5の回転軸6の上部を取付ける。回転軸6には、装置5の機器7を取付ける(
図1)。
即ち、装置5は、回転駆動部3の下方の回転軸4の下部と回転軸6の上部との間にはロータリージョイント10を設けて構成し、ロータリージョイント10は装置5の機器7に流体を供給するものである。この流体は、水・固化液(セメントミルク)等の液体、油圧機器を作動させる作動油、また、前記液体の撹拌に使用するエアー(空気)等の何れでもよく、装置5の機器7によって、種々組み合わせて供給する。
【0009】
ロータリージョイント10は、筒状のケース11を有し、ケース11内には筒状のハウジング13を密に嵌合させ、ハウジング13の内周に回転軸(シャフト)14を回転のみ自在かつ着脱自在に挿入して取付ける(
図2)。
回転軸14の上部は前記回転軸4の下部に着脱自在に取付け、回転軸14の下部には前記回転軸6の上部を着脱自在に取付ける。
この場合、ロータリージョイント10は、ケース11が非回転状態となるように、ケース11とリーダー2との間に取付腕12を介在させ、かつ、前記リーダー2に対して昇降自在に構成している。(
図1)。
ハウジング13とケース11は、リーダー2に対して非回転状態となり、ハウジング13に対して回転軸14が回転し、この回転中の回転軸14に非回転のケース11およびハウジング13から流体を供給する。
前記ケース11には、回転軸14に供給する流体の流入口15を形成し、流入口15には接続ノズル16を設け、接続ノズル16に前記流体を移送する配管17の先端を接続する。
【0010】
前記流入口15は、ケース11に形成した固定側流路20の外端側に形成する。固定側流路20はケース11に設けた受部21の上下中間位置に形成する。受部21は、所定の厚さを有する所謂ドーナッツ形状に形成し、前記ハウジング13を支持するものである。
固定側流路20の内端には、受部21の内周にリング状の凹部に形成した連通溝22を設ける。連通溝22には前記回転軸14に形成した回転側流路23の外端を連通状態に臨ませる。
そのため、連通溝22に回転側流路23の外端が常時開口して、回転側流路23には連通溝22から流体が流入する。
【0011】
回転側流路23の下部は、図示は省略するが、回転軸6に形成した回転側流路に一体状に連通させ、装置5の機器7に接続する。
したがって、例えば、流体が「水」の場合は、回転側流路23により装置5の機器7の吐出口(図示省略)から地盤中に吐出し、また、例えば、流体が「固化液等の液体」の場合は、装置5の機器7の吐出口(図示省略)から地盤中に吐出して地盤を改良し、また、例えば、流体が「作動油」の場合は、機器7の拡大翼24(
図1)を拡縮させるシリンダ等の油圧機器に送られる。
【0012】
なお、ロータリージョイント10のハウジング13に軸装する回転軸14は、装置5の機器7に流体を供給できればよく、回転駆動部3の下方の回転軸4あるいは装置5の回転軸6と兼用構成であってもよい。
しかして、ハウジング13は円筒形状に形成し、ケース11に設けた受部21と後述する蓋部材18とにより上下に挾持される。ハウジング13の内周側にはパッキン30を設ける。受部(固定側流路20)21と蓋部材18との間には複数のスペーサ32を回転軸14の軸心に沿って上下方向に位置変更自在に夫々設ける。
なお、本実施形態では、受部21(固定側流路20)の上下側にハウジング13を夫々設けている。
【0013】
パッキン30は回転軸14の外周面に摺接するため、パッキン30との摺動部分の回転軸14の外周面には摩耗による摺動筋が発生し、長期間使用すると、摺動筋が深くなることとパッキン30が劣化することによりシール性能が低下して、ロータリージョイント10から流体が洩れることがあるが、本願は、受部(固定側流路20)21と蓋部材18との間には複数のスペーサ32を上下方向に位置変更自在に設けているので、ロータリージョイント10を分解し、ハウジング13を取り外し、複数のスペーサ32のうちの何れかのスペーサ32の上下位置を変更して、摺動ラインの位置を変更する。
【0014】
即ち、受部(固定側流路20)21と上下の蓋部材18との間の夫々に複数のスペーサ32を設けているが、理解を容易にするために、受部21の上側のパッキン30(ハウジング13)と複数のスペーサ32との位置関係について説明すると、
図5のように、初期状態では、固定側流路20に対して上側のパッキン30のある位置の摺動ラインL1(理解を容易にするため、作業開始前の摺動筋ができるであろう箇所を示したものであり、実際の摺動筋の有無は問わない)に対し、作業開始後の時間経過によりパッキン30から流体が洩れる兆候(劣化)が見られると、ロータリージョイント10を回転軸4と回転軸6から外し、ロータリージョイント10から回転軸14を外し、ロータリージョイント10のケース11からハウジング13を取り外す。
【0015】
次に、上下に積層させた複数のスペーサ32のうちの上側のひとつのスペーサ32を外し、次に、残ったスペーサ32の上にハウジング13を戻し、この戻したハウジング13上に外したスペーサ32を重ねると、
図6のように、一枚のスペーサ32の厚み分だけパッキン30の高さが下がり、摺動ラインL1の下に次にできるであろう摺動筋の摺動ラインL2が位置する。
そして、上記の複数枚のスペーサ32のケース11内の位置変更作業を反復すると、例えば、2枚のスペーサ32を装着している場合では、摺動ラインL1〜摺動ラインL3の全てが重ならない状態となり(
図7)、摺動ラインL3の深さが所定以上になって流体が洩れると、回転軸14の交換となるが、それまでの交換は不要となる。
【0016】
同様に、受部(固定側流路20)21の下側に設けたパッキン30では、
図8のように、初期状態では、受部(固定側流路20)21に対して下側のパッキン30のある位置の摺動ラインL4に対し、複数のスペーサ32のうちの下側のひとつのスペーサ32を外し、次に、残ったスペーサ32の下にハウジング13を戻し、この戻したハウジング13の下に外したスペーサ32を重ねると、
図9のように、一枚のスペーサ32の高さ分だけ、パッキン30の位置を上げて摺動ラインL4の上に摺動筋の摺動ラインL5を位置させられ、上側のパッキン30の場合と同様に、上記の複数枚のスペーサ32のケース11内の位置の変更作業を反復すると、例えば、2枚のスペーサ32を装着している場合では、摺動ラインL4〜摺動ラインL6の全てが重ならない状態となる(
図10)。
【0017】
しかして、複数枚のスペーサ32の装着方法および位置変更方法は任意であるが、一例を示すと、受部21に対して上下両側に夫々上下方向に複数枚のスペーサ32を夫々介在させてハウジング13をケース11内に挿入し、上下のハウジング13の夫々を蓋部材18によりケース11にハウジング13およびスペーサ32を固定状態に取付ける。37は蓋部材18を固定する止着具であり、止着具37の先端をケース11の受部21に螺合させて固定する。
したがって、スペーサ32の位置を変更するだけで、上下のパッキン30(摺動ライン)の位置がスペーサ32の位置変更前の位置と重ならず、回転軸14の摩耗に起因するパッキン30から流体の洩れを防止できる。
【0018】
これにより、回転軸14の交換・修理をすることなく、流体の洩れを防止でき、メンテナンス費用を低くできる。
また、上記スペーサ32の位置変更する順序は変更可能である。
即ち、
図3、
図5〜
図10では、当初、ハウジング13と受部(固定側流路20)21との間に複数のスペーサ32を予め夫々設けているが、
図11、
図12のように、当初各ハウジング13と各蓋部材18との間に複数のスペーサ32を予め夫々設けると、スペーサ32の位置変更する順序が反対になるが、全ての摺動ラインLが重ならない状態とすることができる。
【0019】
なお、理解を容易にするため、
図5〜
図7では受部21の下側に位置変更させていないスペーサ32を、
図8〜
図10では受部21の上側に位置変更させていないスペーサ32を、夫々図示しているが、これにより本発明の構成が限定されることはない。
また、前記ケース11の受部21に形成した流入口15の上下側にハウジング13を設けているので、
図3のように、配管17の数に応じてケース11を上下に複数分割形成し、分割したケース11にフランジ部38を夫々設け、上下のフランジ部38をボルト39により固定する構成とし、例えば、「土壌改良剤」と「作動油」のように種類の異なる流体の供給を可能にする。
【0020】
また、「固化液等の液体」と「水」と「エアー」と「作動油」の流体を装置5の機器7に供給する場合、4本の配管17が必要になるが、
図13のように、4本の配管17に対応する上下に複数分割形成した各ケース11を、夫々のケース11のフランジ部38をボルト39により固定して上下に並設するとよい。
図2のように、最上部のケース11と最下部のケース11の夫々の上下面にケースカバー40をボルト41により夫々取付け、ケースカバー40によりケース11と回転軸14とハウジング13とを一体状に組み立てている。
【0021】
(実施形態の作用)
本発明は上記構成であり、ロータリージョイント10の回転軸14の上部を回転駆動部3の回転軸4の下部に連結し、回転軸14の下部に機器7を有する回転軸6の上部を取付け、装置5の装着が完了する。
次に、回転駆動部3により回転軸4と回転軸14と回転軸6とを回転させ、装置5の機器7を作動させて作業を行う。
装置5は地盤改良装置や掘削装置等により構成されており、ベースマシン1または地上に設置したポンプやコンプレッサーと、これらとロータリージョイント10とをつなぐホース等により構成する流体供給装置(図示省略)により、ロータリージョイント10に流体を供給し、ロータリージョイント10は装置5の機器7を回転させる回転軸6に流体を供給する。
【0022】
ロータリージョイント10は、リーダー2側に対して非回転のケース11と、ケース11に取付けたハウジング13と、ハウジング13内に回転自在に軸装した回転軸14とを有して構成し、回転軸14の回転側流路23に連通する、ケース11に設けた受部(固定側流路20)21の上下側にパッキン30を有するハウジング13を上下一対設け、各ハウジング13の上下側に夫々設けた蓋部材18と受部(固定側流路20)21との間に、回転軸14の軸心に沿って上下方向に位置変更自在に複数のスペーサ32を夫々設けているので、ロータリージョイント10を分解し、ハウジング13を取り外し、複数のスペーサ32のうちの何れかのスペーサ32の上下位置を変更して、パッキン30の当接(摺動ライン)位置を変更する。
【0023】
したがって、スペーサ32の位置を変更するだけで、上下のパッキン30(摺動ライン)の位置がスペーサ32の位置変更前の位置と重ならず、これにより、回転軸14を交換することなく、回転軸14の摩耗に起因するパッキン30から流体の洩れを低コストにて防止できる。
【0024】
即ち、受部(固定側流路20)21の上下側に夫々ハウジング13および複数のスペーサ32を設けているが、理解を容易にするために、受部(固定側流路20)21の上側に設けたパッキン30とスペーサ32との位置関係について説明すると、
図5のように、初期状態では、受部(固定側流路20)21に対して上側のパッキン30のある位置の摺動ラインL1に対し、ハウジング13を一旦外し、複数のスペーサ32のうちの最上位置のスペーサ32を外し、次に、残ったスペーサ32の上にハウジング13を重ね戻し、この戻したハウジング13上に外したスペーサ32を重ねると、
図6のように、一枚のスペーサ32の厚み分だけパッキン30の高さが下がるので、既にある摺動ラインL1の下に次にできるであろう摺動筋の摺動ラインL2が位置する。
【0025】
したがって、スペーサ32の位置を変更するだけで、摺動ラインの位置を変更でき、流体の洩れを防止できる。
そして、上記の複数枚のスペーサ32のケース11内の位置を変更作業を反復すると、例えば、2枚のスペーサ32を装着している場合では、摺動ラインL1〜摺動ラインL3の全てが重ならない状態となるので(
図7)、長期間回転軸4のメンテナンス作業をしなくても、流体の洩れを防止して掘削作業等を行える。
【0026】
同様に、
図8のように、初期状態では、受部(固定側流路20)21に対して下側のパッキン30のある位置の摺動ラインL4に対し、複数のスペーサ32のうちの最下位置のスペーサ32を外し、ハウジング13を一旦外し、残ったスペーサ32の下にハウジング13を戻し、この戻したハウジング13下に外したスペーサ32を重ねると、
図6のように、一枚のスペーサ32の高さ(厚み)分だけ、パッキン30の位置を上げるので、既にある摺動ラインL4の上に次にできるであろう摺動筋の摺動ラインL5を位置させ、上記の複数枚のスペーサ32のケース11内の位置を変更作業を反復すると、例えば、2枚のスペーサ32を装着している場合では、摺動ラインL4〜摺動ラインL6の全てが重ならない状態となる。
【0027】
しかして、複数枚のスペーサ32の装着方法および位置変更方法は任意であるが、受部(固定側流路20)21に対して上下方向に複数枚のスペーサ32を夫々介在させてハウジング13をケース11内に挿入し、上下のハウジング13の夫々を蓋部材18によりケース11にハウジング13およびスペーサ32を固定状態に取付けているので、ハウジング13とスペーサ32は蓋部材18と受部21により挟持される。
したがって、蓋部材18を着脱するだけで、スペーサ32の位置変更でき、流体漏れ防止作業を容易にする。