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(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】公開特許公報(A)
(11)【公開番号】P2022150951
(43)【公開日】2022-10-07
(54)【発明の名称】削孔装置
(51)【国際特許分類】
   E21B 19/20 20060101AFI20220929BHJP
   E21B 19/24 20060101ALI20220929BHJP
   E21B 17/10 20060101ALI20220929BHJP
   E21B 19/086 20060101ALI20220929BHJP
   E21B 19/087 20060101ALI20220929BHJP
【FI】
E21B19/20
E21B19/24
E21B17/10
E21B19/086
E21B19/087
【審査請求】未請求
【請求項の数】23
【出願形態】OL
(21)【出願番号】P 2021053789
(22)【出願日】2021-03-26
(71)【出願人】
【識別番号】000230788
【氏名又は名称】日本基礎技術株式会社
(71)【出願人】
【識別番号】390025759
【氏名又は名称】株式会社ワイビーエム
(74)【代理人】
【識別番号】100093687
【弁理士】
【氏名又は名称】富崎 元成
(74)【代理人】
【識別番号】100168468
【弁理士】
【氏名又は名称】富崎 曜
(72)【発明者】
【氏名】新町 修一
(72)【発明者】
【氏名】松井 弘
(72)【発明者】
【氏名】日高 竜樹
(72)【発明者】
【氏名】眞崎 新司
【テーマコード(参考)】
2D129
【Fターム(参考)】
2D129AA03
2D129AA04
2D129AB05
2D129AB08
2D129AB20
2D129BA03
2D129BA14
2D129CA02
2D129CA04
2D129DA22
2D129DA28
2D129DB01
2D129DC02
2D129DC32
2D129DC43
2D129DC53
2D129EB29
2D129EC06
2D129EC22
2D129EC23
2D129EC32
2D129EC33
2D129EC34
2D129EC35
2D129GA14
(57)【要約】      (修正有)
【課題】任意の施工角度において二重管ツールスの軸芯調整、回転駆動装置への接続および回転駆動装置からの切り離しを自動的に行うことができる削孔装置を提供する。
【解決手段】二重管ロッドを支える支柱17を、支柱ブラケット18を介してロッドチェンジャー20の旋回ブラケット26に対し平行に配設する。支柱17は、油圧シリンダ19によって支柱ブラケット18に対し揺動可能に構成する。また、支柱17の両側に回転軸12a,12bを平行に配設し、移送用チェーン11,11を回転軸12a,12bに巻き掛ける。他方、二重管ロッド1が通過可能な開口を有し、先端にV字状テーパ機構が取り付けられたシリンダを点対称に2個有するクランプ22,23U,23Lと、並びに軸芯がインナーガイド21の軸芯と一致したインナー芯出し用シリンダ25と、開閉可能なインナーガイド21と、を旋回ブラケット26にそれぞれ配設する。
【選択図】図2
【特許請求の範囲】
【請求項1】
鋼管(1)を少なくとも地中・岩盤・構造物等に回転貫入させる回転駆動装置(40)と、
前記回転駆動装置(40)を支持しながら鋼管(1)を任意の施工方向に誘導するリーダ装置(30)と、
鋼管(1)を蓄える鋼管ストック装置(10)と、
鋼管(1)の軸芯を所定の方向に調整する軸芯調整装置(20)とを備えた削孔装置であって、
前記鋼管ストック装置(10)と前記軸芯調整装置(20)は、前記リーダ装置(30)に連動して起倒するように構成されており、
前記鋼管ストック装置(10)は、鋼管(1)を前記軸芯調整装置(20)に移送する移送手段(11)を有しながら所定の位置(17b)を支点として起倒可能に構成され、
前記軸芯調整装置(20)は、前記鋼管ストック装置(10)側に鋼管(1)が通過可能な開口を常時形成した把持機構(22、23U、23L)と、先端がテーパ外周面(25b)に成形された伸縮可能なロッド(25a)と、前記ロッド(25a)の軸芯が通過する貫通穴(21b)を形成可能なテーパ内周面(21a)を備える
ことを特徴とする削孔装置。
【請求項2】
請求項1に記載の削孔装置において、
前記鋼管ストック装置(10)は、鋼管(1)を載置する支柱(17)と、長手方向が前記支柱(17)に平行で前記支柱(17)の両側に配置された互いに平行な2つの回転軸(12a、12b)と、一の前記回転軸(12a)に連結されたモータ(12)と、前記2つの回転軸(12a、12b)に巻き掛けられた無端動力伝達手段(11)とを備える
ことを特徴とする削孔装置。
【請求項3】
請求項2に記載の削孔装置において、
前記鋼管ストック装置(10)は、前記軸芯調整装置(20)に一体化されながら前記支柱(17)を起倒可能に支持する支持ブラケット(18)と、前記支持ブラケット(18)に支持されながら前記支柱(17)に係合するシリンダアクチュエータ(19)とを有する
ことを特徴とする削孔装置。
【請求項4】
請求項3に記載の削孔装置において、
前記鋼管ストック装置(10)は、前記モータ(12)及び前記シリンダアクチュエータ(19)が前記支柱(17)に関して前記軸芯調整装置(20)の反対側に配置されている
ことを特徴とする削孔装置。
【請求項5】
請求項2から4の何れか1項に記載の削孔装置において、
前記無端動力伝達手段(11)は、表面に鋼管(1)の脱落を防止するためのストッパ部材(13)と、鋼管(1)を押して所定の方向に移送させる押し部材(14)が立設している
ことを特徴とする削孔装置。
【請求項6】
請求項2から5の何れか1項に記載の削孔装置において、
前記鋼管ストック装置(10)は、前記2つの回転軸(12a、12b)を挟み込む形態で前記支柱(17)の長手方向と直交する方向に伸びて形成された、鋼管(1)を支持するための管支持ブラケット(15U、15L)を有する
ことを特徴とする削孔装置。
【請求項7】
請求項6に記載の削孔装置において、
前記管支持ブラケット(15U、15L)は、前記支柱(17)と反対側の端部に鋼管(1)の脱落を防止するための突起(15U1、15L1)を有し、
前記突起(15U1、15L1)の上面は前記支柱(17)に向かって下ったテーパ面を成している
ことを特徴とする削孔装置。
【請求項8】
請求項6又は7に記載の削孔装置において、
前記鋼管ストック装置(10)は、前記管支持ブラケット(15U、15L)を挟み込む形態で前記支柱(17)の長手方向と直交する方向に沿って形成された、鋼管(1)の長手方向に沿った移動を規制するための上・下移動規制板(16U、16L)を有する
ことを特徴とする削孔装置。
【請求項9】
請求項8に記載の削孔装置において、
前記上・下移動規制板(16U、16L)は、前記支柱(17)に対向する形態で長手方向に沿って折り曲がった上・下折曲げ部(16U1、16L1)を有する
ことを特徴とする削孔装置。
【請求項10】
請求項2から9の何れか1項に記載の削孔装置において、
前記無端動力伝達手段(11)は無端チェーンであり、前記支柱(17)は前記無端チェーンの内側を交差・貫通している
ことを特徴とする削孔装置。
【請求項11】
請求項1から10の何れか1項に記載の削孔装置において、
前記軸芯調整装置(20)は、前記鋼管ストック装置(10)側から移送されて来る鋼管(1)が通過可能な開口を常時形成し、点対称に配置されたシリンダ(23Ub、23Lb)によって鋼管(1)を上下方向から把持する第1把持機構(23U、23L)を備える
ことを特徴とする削孔装置。
【請求項12】
請求項11に記載の削孔装置において、
前記第1把持機構(23L)は、前記シリンダ(23Lb)のロッド先端に傾斜部が横方向に折り返されたV字状テーパ機構(23La)を有する
ことを特徴とする削孔装置。
【請求項13】
請求項11に記載の削孔装置において、
前記第1把持機構(23U)は、前記シリンダ(23Ub)のロッド先端に転動傾斜部が横方向に折り返されたV字状ローラーテーパ機構(23Ua)を有する
ことを特徴とする削孔装置。
【請求項14】
請求項11から13の何れか1項に記載の削孔装置において、
前記軸芯調整装置(20)は、鋼管(1)が外管(1b)と、前記外管(1b)の内部に自由状態で収納された内管(1a)とから成る場合、前記内管(1a)を受ける開口を常時形成し、点対称に配置されたシリンダ(22b)とによって前記内管(1a)を把持する第2把持機構(22)を有する
ことを特徴とする削孔装置。
【請求項15】
請求項11から14の何れか1項に記載の削孔装置において、
前記軸芯調整装置(20)は、内周面が頂点に向かって縮径した半円錐形状のテーパ面(21a)と穴芯が所定の位置に位置決めされた貫通穴(21b)を備えたインナーガイド(21)を有する
ことを特徴とする削孔装置。
【請求項16】
請求項15に記載の削孔装置において、
前記インナーガイド(22)は前記テーパ面(21a)と前記貫通穴(21b)が二分割開閉可能に構成されている
ことを特徴とする削孔装置。
【請求項17】
請求項15又は16に記載の削孔装置において、
前記軸芯調整装置(20)は、前記内管(1a)を押して前記インナーガイド(21)の前記貫通穴(21b)に嵌める、ロッド(25a)の先端がコーン形状(25b)に成形されている軸芯調整用シリンダ(25)を有する
ことを特徴とする削孔装置。
【請求項18】
請求項17に記載の削孔装置において、
前記シリンダ(25)のロッド(25a)の軸芯は、前記インナーガイド(21)の前記貫通穴(21b)の穴芯を中心とした所定範囲内を通過するように調整されている
ことを特徴とする削孔装置。
【請求項19】
請求項11から18の何れか1項に記載の削孔装置において、
前記軸芯調整装置(20)は、前記第1把持機構(23L)をスライドさせるクランプスライド機構(24)を有する
ことを特徴とする削孔装置。
【請求項20】
請求項11から19の何れか1項に記載の削孔装置において、
前記軸芯調整装置(20)は、前記第1把持機構(23U、23L)によって把持された鋼管(1)を前記鋼管ストック装置(10)側から前記リーダ装置(30)側へ旋回軸(26)を中心として旋回させる
ことを特徴とする削孔装置。
【請求項21】
請求項1から20の何れか1項に記載の削孔装置において、
前記リーダ装置(30)は、前記回転駆動装置(40)を横方向に移動させるスライド機構(32)を有する
ことを特徴とする削孔装置。
【請求項22】
請求項21に記載の削孔装置において、
前記軸芯調整装置(20)によって旋回させられた前記鋼管(1)の軸芯は、前記スライド機構(32)によってスライドされた前記回転駆動装置(40)の軸芯又は該軸芯を中心とした所定範囲内に位置する
ことを特徴とする削孔装置。
【請求項23】
請求項1から22の何れか1項に記載の削孔装置において、
前記回転駆動装置(40)は、鋼管(1)に衝撃力を印加する衝撃装置を有する
ことを特徴とする削孔装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は削孔装置に関する。更に詳しくは、二重管ツールスの任意の施工角度においてリーダ装置の傾斜角度をそのまま維持した状態で二重管ツールスの軸芯調整、二重管ツールスと回転駆動装置への接続および回転駆動装置からの切り離しを自動的に行うことができる削孔装置に関するものである。
【背景技術】
【0002】
従来、地盤に孔を穿設する方法として、回転力と打撃力とを与えながら削孔するロータリーパーカッション方式が広く知られている。このロータリーパーカッション方式は、打撃力によって硬質岩を破砕するため、砂層や転石層のみならず、岩盤などでも削孔が行える利点を有する。
そのため、ロータリーパーカッションは、例えば地すべり抑止工の一つであるグラウンドアンカー工または地すべり抑制工の一つである横ボーリング工等の斜面防災施工技術における削孔手段として、或いはトンネル工法における切羽安定保持工法の一つである薬液注入工法における削孔手段として幅広く利用されている。
【0003】
ロータリーパーカッションによる削孔工程を簡単に説明すると、先ずアウターケーシング及びインナーロッドから成る二重管ツールス(又は「二重管ロッド」と言う。)を回転駆動装置(又はスイベルヘッド)に接続する。そして回転駆動装置によって二重管ツールスに打撃力を与えながら回転駆動装置によって回転力を与えながら地盤中を削孔する。そして二重管ツールスを補填しながら所定の深度まで削孔する。そして二重管ツールスが目標の深度に到達したら削孔を完了する。
【0004】
削孔完了後、インナーロッドを全て抜管する。その後アウターケーシングを全て抜管して施工が完了する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0005】
【特許文献1】特開平9-78976号公報
【特許文献2】特開平5-263581号公報
【特許文献3】実開平6-20592号公報
【特許文献4】特開2000-337074号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0006】
これまで、上記二重管補填工程において二重管ツールスの回転駆動装置への接続は、リーダ装置を斜め(例えば地すべり抑止工のグランドアンカー工では二重管ツールスによる削孔方向の俯角が90°未満である一方、地すべり抑制工の横ボーリング工では二重管ツールスによる削孔方向の抑角は30°である。)にした状態で、作業者が人力で二重管ツールスを持ち上げ、二重管ツールスと回転駆動装置との軸芯合わせ及び接続作業を行っていた。二重管ツールスは重量が最低でも40kgと重く、且つ全長が最低でも1m以上と長い為、二重管ツールスと回転駆動装置への軸芯合わせ及び接続作業を人力で行う事は、大きな労力と回転駆動装置に巻き込まれる等の危険性が伴う。
【0007】
そこで、本発明は上記従来技術の問題点に鑑み成されたものであり、その目的は、二重管ツールスの任意の施工角度においてリーダ装置の傾斜角度をそのまま維持した状態で二重管ツールスの軸芯調整、二重管ツールスと回転駆動装置への接続および回転駆動装置からの切り離しを自動的に行うことができる削孔装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【0008】
上記目的を達成するための本発明に係る削孔装置は、鋼管(1)を少なくとも地中・岩盤・構造物等に回転貫入させる回転駆動装置(40)と、前記回転駆動装置(40)を支持しながら鋼管(1)を任意の施工方向に誘導するリーダ装置(30)と、鋼管(1)を蓄える鋼管ストック装置(10)と、鋼管(1)の軸芯を所定の方向に調整する軸芯調整装置(20)とを備えた削孔装置であって、前記鋼管ストック装置(10)と前記軸芯調整装置(20)は、前記リーダ装置(30)に連動して起倒するように構成されており、前記鋼管ストック装置(10)は、鋼管(1)を前記軸芯調整装置(20)に移送する移送手段(11)を有しながら所定の位置(17b)を支点として起倒可能に構成され、前記軸芯調整装置(20)は、前記鋼管ストック装置(10)側に鋼管(1)が通過可能な開口を常時形成した把持機構(22、23U、23L)と、先端がテーパ外周面(25b)に成形された伸縮可能なロッド(25a)と、前記ロッド(25a)の軸芯が通過する貫通穴(21b)を形成可能なテーパ内周面(21a)を備えることを特徴とする。
【0009】
上記構成では、鋼管(1)が斜めに傾斜している場合であっても、鋼管ストック装置(10)は傾斜状態から水平状態になり、後続の新たな鋼管(1)を受け取ることが可能となる。また、受け取った鋼管(1)は移送手段(11)によって軸芯調整装置(20)に移送され、外管(1b)の軸心調整については把持機構(23U、23L)によって行われることになる。特に、傾斜した鋼管(1)が内管(1a)を有する場合であっても、上記ロッド(25a)が内管(1a)を押して貫通穴(21b)をスムーズに嵌合させ、内管(1a)の軸芯を調整することが可能となる。
【0010】
本発明に係る削孔装置の第2の特徴は、前記鋼管ストック装置(10)は、鋼管(1)を載置する支柱(17)と、前記支柱(17)の両側に前記支柱(17)に平行に配置された2つの回転軸(12a、12b)と、一の前記回転軸(12a)に連結されたモータ(12)と、前記2つの回転軸(12a、12b)に巻き掛けられた無端動力伝達手段(11)とを備えることである。
【0011】
上記構成では、鋼管(1)を移送する無端動力伝達手段(11)が支柱(17)に対し直交して配設されることになる。これにより、鋼管ストック装置(10)が軸芯調整装置(20)に並行になるときに、鋼管(1)を横方向から軸芯調整装置(20)に移送することが可能となる。
【0012】
また、2つの回転軸(12a、12b)は支柱(17)の両側に支柱(17)に平行に配置されることになる。これにより、無端動力伝達手段(11)の長さ・幅を短くすることが可能となる。その結果、鋼管(1)を軸芯調整装置(20)へ移送する移送手段を短い全長・全幅でコンパクトに構築することができるようになる。
【0013】
本発明に係る削孔装置の第3の特徴は、前記鋼管ストック装置(10)は、前記軸芯調整装置(20)に一体化されながら前記支柱(17)を起倒可能に支持する支持ブラケット(18)と、前記支持ブラケット(18)に支持されながら前記支柱(17)に係合するシリンダアクチュエータ(19)とを有することである。
【0014】
上記構成では、支柱ブラケット(18)を固定アームとし、支柱(17)を可動アームとすることが可能となる。支柱ブラケット(18)はシリンダアクチュエータ(19)を有しているため、シリンダアクチュエータの伸縮に応じて、支柱(17)がスムーズに起倒するようになる。
【0015】
また、重量物が支柱(17)と支柱ブラケット(18)に沿って集中するため、鋼管ストック装置(10)の全幅が短くなる。これにより、鋼管ストック装置(10)と軸芯調整装置(20)との間の距離が短くなる。
【0016】
本発明に係る削孔装置の第4の特徴は、前記鋼管ストック装置(10)は、前記モータ(12)及び前記シリンダアクチュエータ(19)が前記支柱(17)に関して前記軸芯調整装置(20)の反対側に配置されていることである。
【0017】
上記構成では、鋼管ストック装置(10)と軸芯調整装置(20)との間にモータ(12)とシリンダアクチュエータ(19)が存在しなくなり、鋼管ストック装置(10)と軸芯調整装置(20)との間の距離が短くなる。これにより、鋼管(1)が鋼管ストック装置(10)から軸芯調整装置(20)にスムーズに移動するようになる。
【0018】
本発明に係る削孔装置の第5の特徴は、前記無端動力伝達手段(11)は、表面に鋼管(1)の脱落を防止するためのストッパ部材(13)と、鋼管(1)を押して所定の方向に移送させる押し部材(14)が立設していることである。
【0019】
上記構成では、押し部材(14)が鋼管(1)を押してストッパ部材(13)が鋼管(1)を受けながら鋼管(1)を鋼管ストック装置(10)から軸芯調整装置(20)に移送することになる。
【0020】
本発明に係る削孔装置の第6の特徴は、前記鋼管ストック装置(10)は、前記2つの回転軸(12a、12b)を挟み込む形態で前記支柱(17)の長手方向と直交する方向に伸びて形成された、鋼管(1)を支持するための少なくとも2つの管支持ブラケット(15U、15L)を有することである。
【0021】
上記構成では、管支持ブラケット(15U、15L)の間に、鋼管(1)を軸芯調整装置(20)へ移送する移送手段が配置される。これにより、鋼管ストック装置(10)の全長が短くなる。
【0022】
本発明に係る削孔装置の第7の特徴は、前記管支持ブラケット(15U、15L)は、前記支柱(17)と反対側の端部に鋼管(1)の脱落を防止するための突起(15U1、15L1)を有し、前記突起(15U1、15L1)の上面は前記支柱(17)に向かって下ったテーパ面を成していることである。
【0023】
上記構成では、突起(15U1、15L1)のテーパ面は、例えばクレーンによって釣り上げられた鋼管(1)を管支持ブラケット(15U、15L)にスムーズに案内することになる。
【0024】
本発明に係る削孔装置の第8の特徴は、前記鋼管ストック装置(10)は、前記管支持ブラケット(15U、15L)を挟み込む形態で前記支柱(17)の長手方向と直交する方向に沿って形成された、鋼管(1)の長手方向に沿った移動を規制するための上・下移動規制板(16U、16L)を有することである。
【0025】
上記構成では、上・下移動規制板(16U、16L)は、鋼管(1)が管支持ブラケット(15U、15L)又は支柱(17)によって支持されているとき、鋼管(1)の長手方向に沿った移動を規制することになる。
【0026】
本発明に係る削孔装置の第9の特徴は、前記上・下移動規制板(16U、16L)は、前記支柱(17)に対向する形態で長手方向に沿って折り曲がった上・下折曲げ部(16U1、16L1)を有することである。
【0027】
上記構成では、上・下折曲げ部(16U1、16L1)は、鋼管ストック装置(10)が傾斜するとき、鋼管(1)の鋼管ストック装置(10)からの分離を防止することになる。
【0028】
本発明に係る削孔装置の第10の特徴は、前記無端動力伝達手段(11)は無端チェーンであることである。
【0029】
上記構成では、無端チェーン(11)によって油圧モータ(12)の回転力を効率良く被動側の回転軸(12b)に伝達することができるようになる。
【0030】
本発明に係る削孔装置の第11の特徴は、前記軸芯調整装置(20)は、前記鋼管ストック装置(10)側から移送されて来る鋼管(1)が通過可能な開口を常時形成し、点対称に配置されたシリンダ(23Ub、23Lb)によって鋼管(1)を上下方向から把持する第1把持機構(23U、23L)を備えることである。
【0031】
上記構成では、鋼管(1)は鋼管ストック装置(10)の無端動力伝達手段(11)から送り出された後に連続して第1把持機構(23U、23L)の開口を通過することになる。開口を通過した鋼管(1)は、シリンダ(23Ub、23Lb)によって上下方向から安定に把持されることになる。
【0032】
本発明に係る削孔装置の第12の特徴は、前記第1把持機構(23L)は、前記シリンダ(23Lb)のロッド先端に傾斜部が横方向に折り返されたV字状テーパ機構(23La)を有することである。
【0033】
上記構成では、鋼管(1)は、V字状テーパ機構(23La)によって鋼管(1)の軸芯が所定の位置に位置決めされながら、軸芯状態が安定に保持されることになる。
【0034】
本発明に係る削孔装置の第13の特徴は、前記第1把持機構(23U)は、前記シリンダ(23Ub)のロッド先端に転動傾斜部が横方向に折り返されたV字状ローラーテーパ機構(23Ua)を有することである。
【0035】
上記構成では、鋼管(1)は、V字状ローラーテーパ機構(23Ua)によって、鋼管(1)の軸芯が所定の位置に位置決めされながら、軸芯状態が安定に保持された状態でシリンダ(23Ub)に対し相対移動することが可能となる。
【0036】
本発明に係る削孔装置の第14の特徴は、前記軸芯調整装置(20)は、鋼管(1)が外管(1b)と、前記外管(1b)の内部に自由状態で収納された内管(1a)とから成る場合、前記内管(1a)を受ける開口を常時形成し、点対称に配置されたシリンダ(22b)とによって前記内管(1a)を把持する第2把持機構(22)を有することである。
【0037】
上記構成では、鋼管(1)に含まれる内管(1a)はシリンダ(22b)によって上下方向から安定に把持され、軸芯の位置決め状態が保持されることになる。
【0038】
本発明に係る削孔装置の第15の特徴は、前記軸芯調整装置(20)は、内周面が頂点に向かって縮径した半円錐形状のテーパ面(21a)と穴芯が所定の位置に位置決めされた貫通穴(21b)を備えたインナーガイド(21)を有することである。
【0039】
上記構成では、鋼管(1)に含まれる内管(1a)は前方に押された場合に半円錐形状のテーパ面(21a)によって貫通穴(21b)に嵌合され、内管(1a)の軸芯が貫通穴(21b)の穴芯に位置決めされることになる。
【0040】
本発明に係る削孔装置の第16の特徴は、前記インナーガイド(21)は前記テーパ面(21a)と前記貫通穴(21b)が二分割開閉可能に構成されていることである。
【0041】
上記構成では、テーパ面(21a)と貫通穴(21b)が開く場合、鋼管(1)がインナーガイド(21)を通過して回転駆動装置(40)に近接することができることになる。
【0042】
本発明に係る削孔装置の第17の特徴は、前記軸芯調整装置(20)は、前記内管(1a)を押して前記インナーガイド(21)の前記貫通穴(21b)に嵌める、ロッド(25a)の先端がテーパ外周面(25b)に成形されている軸芯調整用シリンダ(25)を有することである。
【0043】
上記構成では、内管(1a)はシリンダ(25)のロッド(25a)によって押されて貫通穴(21b)を嵌合させられることになる。その結果、内管(1a)の軸芯が貫通穴(21b)の穴芯に位置決めされることになる。
【0044】
本発明に係る削孔装置の第18の特徴は、前記シリンダ(25)のロッド(25a)の軸芯は、前記インナーガイド(21)の前記貫通穴(21b)の穴芯を中心とした所定範囲内を通過するように調整されていることである。
【0045】
上記構成では、内管(1a)が外管(1b)の内側底部に位置する場合であっても、ロッド(25a)が内管(1a)の後端の開口に容易に嵌まることになる。これにより、内管(1a)がロッド(25a)に押されてインナーガイド(21)の貫通穴(21b)を嵌合させられることになる。
【0046】
本発明に係る削孔装置の第19の特徴は、前記軸芯調整装置(20)は、前記第1把持機構(23L)をスライドさせるクランプスライド機構(24)を有することである。
【0047】
上記構成では、第1把持機構(23L、23U)によって軸芯が保持された鋼管(1)を、静止した回転駆動装置(40)に近接させることが可能となる。これにより、鋼管(1)を回転駆動装置(40)に接続するに際しリーダ装置(30)による回転駆動装置(40)の昇降回数を減らすことが可能となる。
【0048】
本発明に係る削孔装置の第20の特徴は、前記軸芯調整装置(20)は、前記第1把持機構(23U、23L)によって把持された鋼管(1)を前記鋼管ストック装置(10)側から前記リーダ装置(30)側へ旋回軸(26)を中心として旋回させることである。
【0049】
上記構成では、軸芯の調整が鋼管ストック装置(10)側で行われ、軸芯の調整が完了した鋼管(1)は旋回軸(26)を中心としてリーダ装置(30)側へ旋回させられることになる。これにより、回転駆動装置(40)及びリーダ装置(30)の作動を妨げずに、次の鋼管(1)の軸芯の調整を行うことができるようになる。
【0050】
本発明に係る削孔装置の第21の特徴は、前記リーダ装置(30)は、前記回転駆動装置(40)を横方向に移動させるスライド機構(32)を有することである。
【0051】
上記構成では、軸芯が調整された鋼管(1)は、リーダ装置(30)と軸芯調整装置(20)との間において回転駆動装置(40)と接続されることになる。これにより、旋回された第1把持機構(23U、23L)、第2把持機構(22)及びインナーガイド(21)がリーダ装置(30)に干渉しなくなる。なお、鋼管(1)が接続された回転駆動装置(40)はその後、スライド機構(32)によってリーダ装置(30)上に戻される。
【0052】
本発明に係る削孔装置の第22の特徴は、前記軸芯調整装置(20)によって旋回させられた前記鋼管(1)の軸芯は、前記スライド機構(32)によってスライドされた前記回転駆動装置(40)の軸芯又は該軸芯を中心とした所定範囲内に位置することである。
【0053】
上記構成では、鋼管(1)を単に上昇させることにより、鋼管(1)は回転駆動装置(40)にスムーズに接続されることになる。
【0054】
本発明に係る削孔装置の第23の特徴は、前記回転駆動装置(40)は、鋼管(1)に衝撃力を印加する衝撃装置を有することである。
【0055】
上記構成では、本発明はロータリーパーカッション装置に対しても適用され得る。
【発明の効果】
【0056】
本発明に係る削孔装置によれば、二重管ツールスの任意の施工角度においてリーダ装置の傾斜角度をそのまま維持した状態で二重管ツールスの軸芯調整、二重管ツールスと回転駆動装置への接続および回転駆動装置からの切り離しを自動的に行うことが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【0057】
図1】本発明の一実施形態に係る削孔装置を示す説明図である。
図2】本発明に係るロッドストッカー及びロッドチェンジャーを示す説明図である。
図3】本発明に係るロッドストッカーの起倒構造を示す説明図である。
図4】本発明に係るロッドチェンジャ-の把持機構を示す説明図である。
図5】本発明に係るロッドチェンジャーのインナーロッドに対する軸心調整構造を示す説明図である。
図6】回転駆動装置とアウターケーシングの接続構造を示す説明図である。
図7】二重管ロッドがロッドストッカーに載置されてから回転駆動装置に接続されるまでの一連のロッド交換プロセスを示すフロー図である。
図8】ロッドストッカーに二重管ロッドをセットした状態を示す説明図である。
図9】ロッドストッカーを所定位置まで起立させた状態を示す説明図である。
図10】上・下アウタークランプでアウターケーシングを把持した状態を示す説明図である。
図11】インナーロッドの軸心調整を示す説明図である。
図12】ロッドチェンジャーの旋回ブラケットをロッドストッカー側からリーダ装置側へ旋回させた状態を示す説明図である。
図13】インナーガイドを開いて回転駆動装置をロッドチェンジャー側にスライドさせた状態を示す説明図である。
図14】回転駆動装置のインナーエンドと二重管ロッドのインナーロッドとの接続を示す説明図である。
図15】上・下アウタークランプでアウターケーシングを把持しながらアウターケーシングを上昇させた状態を示す説明図である。
図16】回転駆動装置のアウターエンドと二重管ロッドのアウターケーシングとの接続を示す説明図である。
図17】上アウタークランプシリンダの先端に取り付けられたV字状ローラーテーパ機構を示す説明図である。
【発明を実施するための形態】
【0058】
以下、添付図面を参照して本発明の実施形態を詳細に説明する。
【0059】
図1は、本発明の一実施形態に係る削孔装置100を示す説明図である。なお、説明の都合上図1はリーダ装置30が起立した状態を表している。
【0060】
この削孔装置100は、二重管ロッド1の任意の施工角度においてリーダ装置30の傾斜角度をそのまま維持した状態で二重管ロッド1の軸芯調整、二重管ロッド1と回転駆動装置40への接続および回転駆動装置40からの切り離しを自動的に行うことができるように構成されている。
【0061】
そのため、この削孔装置100は、二重管ロッド1を蓄えるためのロッドストッカー10と、二重管ロッド1の芯出しを行うと共に芯出しを完了した二重管ロッド1を回転駆動装置40の芯上(軸芯上)に位置決めするロッドチェンジャー20と、回転駆動装置40を所定の方向に沿って昇降させるリーダ装置30と、回転駆動装置40に取り付けられた二重管ロッド1に回転力、給推力及び衝撃力を与える回転駆動装置40と、各要素が取り付けられる構体50と、回転駆動装置40に取り付けられた二重管ロッド1の軸芯を所定範囲内に入るように位置決めするセントラライザー60とを具備して構成されている。
【0062】
なお、ここで言う「芯出し」とは「二重管ロッド1の軸芯を所定範囲内に入るように二重管ロッド1を位置決めすること」を意味している。また、本実施形態で使用される二重管ロッド1は、アウターケーシング1bと、アウターケーシング1b内にフリー状態で置かれたインナーロッド1a(図4)とから成る二重管ツールスである。また、ロッドストッカー10については図2及び図3にて詳細に説明する。ロッドチェンジャー20については図2図4及び図5にて詳細に説明する。
【0063】
因みに、ロッドストッカー10は、油圧シリンダ19によって起倒自在に支柱ブラケット18及びロッドチェンジャー支柱29を介してロッドチェンジャー20に一体化されている。ロッドチェンジャー20は、上連結部材28Uおよび下連結部材28Lによってリーダ装置30に一体化されている。リーダ装置30は構体50に起倒自在に取り付けられている。従って、本実施形態では、ロッドストッカー10はロッドチェンジャー20を介してリーダ装置30に一体化されている。ロッドチェンジャー20は直接リーダ装置30に一体化されている。すなわち、ロッドストッカー10及びロッドチェンジャー20はリーダ装置30に連動して起倒するように構成されている。以下、各構成について説明する。
【0064】
リーダ装置30は、回転駆動装置40をチェーン31によって上下に昇降させる。チェーン31はリーダ装置30の両端部に設けられた駆動スプロケット(図示せず)と被動スプロケット(図示せず)との間に巻き掛けられて、チェーン用油圧モータ33によって回転駆動される。また、回転駆動装置40をロッドチェンジャー20側の横方向にオフセットさせるヘッドスライド機構32を備えている。
【0065】
リーダ装置30は、起倒シリンダ(図示せず)によって前後リーダ支点(図示せず)を中心として前後方向に起立・傾倒可能に構成されている。
【0066】
回転駆動装置40は、二重管ロッド1のインナーロッド1aに接続されるインナーエンド40aと、同アウターケーシング1bに接続されるアウターエンド40bと、二重管ロッド1を回転させる2個の油圧モータ40c,40cと、二重管ロッド1に衝撃力を与える油圧打撃装置40dとを備えている。
【0067】
図2は、本発明に係るロッドストッカー10及びロッドチェンジャー20を示す説明図である。
図2に示されるように、ロッドストッカー10は、移送用チェーン11,11と、移送用チェーン11,11を駆動する油圧モータ12と、移送用チェーン11,11上に設けられ移送時の二重管ロッド1の脱落を防止するストッパーピン13,13と、二重管ロッド1を移送方向に後方から押すバックフレーム14と、二重管ロッド1の側面上部を支える上管支持ブラケット15Uと、二重管ロッド1の側面下部を支える下管支持ブラケット15Lと、二重管ロッド1の長手方向上方への移動を規制する上移動規制板16Uと、二重管ロッド1の長手方向下方への移動を規制する下移動規制板16Lと、各要素が取り付けられた支柱17と、支柱17を起倒(揺動)可能に支持すると共に油圧シリンダ19を支持する支柱ブラケット18と、支柱17を起倒させる油圧シリンダ19とを備えている。
【0068】
支柱17は、ロッドチェンジャー20の旋回ブラケット26に対し平行可能に配置され支持ブラケット18に対し起倒(揺動)可能に取り付けられている。支柱17の両側に互いに平行に回転軸12a,12bが配設されている。外側の回転軸12aの両端に駆動スプロケット12cがそれぞれ配置され、内側の回転軸12bの両端に被動スプロケット12dがそれぞれ配置されている。移送用チェーン11は支柱17を跨ぐ形態で駆動スプロケット12c及び被動スプロケット12dにそれぞれ巻き掛けられている。これにより、二重管ロッド1をロッドチェンジャー20に移送する無端チェーン式の移送手段が支柱17に構築されることになる。
【0069】
また、油圧モータ12及び油圧シリンダ19は、支柱17の外側に配置されている。更に、二重管ロッド1が通過可能な開口を常時形成したロッドチェンジャー20のクランプ22,23U,23Lを、ロッドストッカー10の移送用チェーン11及び回転軸12bに干渉しない位置に配置することにより、ロッドストッカー10とロッドチェンジャー20との間の距離を短くすることが可能となる。これにより、二重管ロッド1は、移送用チェーン11,11によってロッドチェンジャー20のクランプ22,23U,23Lにスムーズに移送することが可能となる。
【0070】
上・下管支持ブラケット15U,15Lは、ロッドチェンジャー20側と反対の端部には上方に向かって突出した突起15U1,15L1がそれぞれ設けられている。この突起15U1,15L1により、ロッドストッカー10が水平状態に置かれたときに、二重管ロッド1が上下管支持ブラケット15U,15Lから脱落することを防止することが可能となる。
【0071】
上移動規制板16Uおよび下移動規制板16Lは、折曲げ部16U1,16L1をそれぞれ有している。これにより、二重管ロッド1を支持した支柱17が垂直状態または傾斜状態になる場合に、二重管ロッド1が支柱17から分離することを防止することが可能となる。
【0072】
従って、二重管ロッド1が上管支持ブラケット15U及び下管支持ブラケット15Lに置かれると、移送用チェーン11,11は二重管ロッド1を所定の位置まで移動させる。この「所定の位置」とは、ロッドストッカー10が任意の傾斜角度を取る場合であっても二重管ロッド1がロッドストッカー10から脱落することがない位置を意味しており、例えば二重管ロッド1の両端が、上・下折曲げ部16U1,16L1の下側に一致する位置を意味している。この場合、二重管ロッド1は軸方向(長手方向)については上・下移動規制板16U,16Lによって制止され、径方向(横方向)についてはストッパーピン13,13とバックフレーム14によって制止されている。また、二重管ロッド1の面外方向については上・下折曲げ部16U1,16L1によって制止されている。
【0073】
また、移送用チェーン11の移動量については、油圧モータ12の回転軸12aに取り付けられたエンコーダ(図示せず)によって検出されるように構成されている。従って、二重管ロッド1が上記「所定の位置」に到着したか否かについてはこのエンコーダによって検出されることになる。
【0074】
図3は、本発明に係るロッドストッカー10の起倒構造を示す説明図である。
ロッドストッカー10は、油圧シリンダ19を用いた起倒構造により、二重管ロッド1の施工角度(リーダ装置30の傾斜角度)に関わらず、リーダ装置30の傾斜角度を維持したまま支柱17を水平状態にし、新たな二重管ロッド1を受け取ると共に、受け取った後に支柱17の傾斜角度をリーダ装置30(ロッドチェンジャー20)の傾斜角度に戻すことが可能となる。これにより、二重管ロッド1の施工角度(リーダ装置30の傾斜角度)に関わらず、後続の二重管ロッド1の芯出しを行うことが可能となると共に、芯出しが完了した二重管ロッド1を回転駆動装置40に接続することが可能となる。なお、ここで言う「二重管ロッド1の芯出し」とは、内側の「インナーロッド1aの軸芯の位置決め」と、外側の「アウターケーシング1bの軸芯の位置決め」の双方の位置決めを意味している。
【0075】
支柱17の後部(下移動規制板16Lの近傍)下側には、垂直リブ板17aが設けられている。この垂直リブ板17aには支柱17を支柱ブラケット18に対し揺動可能に一体化する連結ピン17bが設けられている。他方、支柱ブラケット18には垂直リブ板17aが嵌合する凹部18aが設けられている。この凹部18aは、油圧シリンダ19が作動する際、垂直リブ板17aが凹部18aに嵌合することにより、支柱17の横振れを防止する。これにより、二重管ロッド1が置かれた支柱17を安定に起倒することができるようになる。
【0076】
油圧シリンダ19は、ロッド19aがロッド用連結ピン19cによって垂直リブ板17aに揺動可能に取り付けられている。一方、シリンダ本体19bは本体用連結ピン19dによって支柱ブラケット18に揺動可能に取り付けられている。従って、油圧シリンダ19のロッド19aが伸びる場合、支柱17は連結ピン17bを支点として図上上方へ揺動する(起立する)。一方、油圧シリンダ19のロッド19aが収縮する場合、支柱17は連結ピン17bを支点として図上下方へ揺動する(傾倒する)。従って、ロッドストッカー10が二重管ロッド1を受け取る場合、油圧シリンダ19はロッド19aを収縮させることになる。一方、ロッドストッカー10が二重管ロッド1を傾斜したロッドチェンジャー20に移送する場合は、油圧シリンダ19はロッド19aを伸ばすことになる。
【0077】
再び図2に戻って、ロッドチェンジャー20は、二重管ロッド1のインナーロッド1aの芯出しを行うインナーガイド21と、インナーロッド1aを把持するインナークランプ22と、二重管ロッド1のアウターケーシング1bの側面上部を把持する上アウタークランプ23Uと、アウターケーシング1bの側面下部を把持する下アウタークランプ23Lと、下アウタークランプ23Lを旋回ブラケット26の長手方向に沿って昇降させるクランプスライド機構24と、インナーロッド1aの芯出しを行うインナー芯出し用シリンダ25と、芯出しが完了した二重管ロッド1を回転駆動装置40の軸芯上に移動させる旋回ブラケット26と、旋回ブラケット26を旋回させる旋回用アクチュエータ27と、旋回ブラケット26をリーダ装置30と一体化する上連結部材28Uおよび下連結部材28Lと、ロッドストッカー10を支持するためのロッドチェンジャー支柱29とを備えている。なお、インナーガイド21、インナークランプ22及び上・下アウタークランプ23U,23Lについては図4を参照しながら後述する。
【0078】
ロッドチェンジャー支柱29は、上連結部材28U及び下連結部材28Lを支持している。上連結部材28Uと下連結部材28Lとの間に旋回ブラケット26が旋回自在に取り付けられている。インナーガイド21、インナークランプ22及び上・下アウタークランプ23U,23L、クランプスライド機構24、インナー芯出し用シリンダ25は、所定のブラケットを介して旋回ブラケット26に一体化されている。また、旋回ブラケット26は、旋回用アクチュエータ27によって旋回させられる。
【0079】
図4は、本発明に係るロッドチェンジャ-20の把持機構を示す説明図である。なお、図4は、旋回ブラケット26がリーダ装置30側に旋回したときのロッドチェンジャー20の要部を表している。
【0080】
インナーガイド21は、上アーム21cと下アーム21dがそれぞれ揺動可能に構成されている。従って、インナーガイド21が開く際は、二重管ロッド1のアウターケーシング1bはインナーガイド21を通過することができるようになる。他方、インナーガイド21が閉じる際は、中央に貫通穴21b(図5)が形成される。従って、二重管ロッド1のインナーロッド1aのみが通過可能となる。
【0081】
インナーガイド21が閉じる場合、インナーロッド1aは、インナー芯出し用シリンダ25に押されて貫通穴21b(図5)を通される。その貫通穴21bの穴芯は、旋回ブラケット26を支点として所定角度だけ旋回させた場合に、回転駆動装置40のインナーエンド40aの軸芯を中心とした所定範囲内(公差範囲内)を通過するように予め設定されている。従って、インナーロッド1aを、半円錐形状(テーパ面21a)の中央に形成される貫通穴21bを通過させることによりインナーロッド1aの軸芯が回転駆動装置40のインナーエンド40aの軸芯を中心とした所定範囲内(公差範囲内)を通過することになる。
【0082】
また、インナーガイド21が閉じた際に、内周面が半円錐形状のテーパ面21a(図5)を成すことにより、二重管ロッド1が傾斜している場合であっても、インナー芯出し用シリンダ25がインナーロッド1aの後端を押したときに、インナーロッド1aの先端がスムーズに貫通穴21b(図5)に案内されることになる。
【0083】
インナークランプ22の内周面(インナーロッド1aの側面に対向する面)には、先端にV字状テーパ機構22a(図5)が取り付けられたシリンダ22b,22bが上下点対称に配置されている。従って、シリンダ22b,22bが上下方向からインナーロッド1aを把持したときに、インナーロッド1aの軸芯を所定の位置に位置決めすることになる。なお、この「所定の位置」とは、インナーロッド1aの軸芯を旋回ブラケット26を支点として所定角度だけ旋回させた場合に、インナーロッド1aの軸芯が回転駆動装置40のインナーエンド40aの軸芯を中心とした所定範囲内(公差範囲内)を通過するような位置である。
【0084】
なお、インナークランプ22の上・下クランプアーム22c,22dは可動不能で常時固定されている。その結果、インナークランプ22のロッドストッカー10側には二重管ロッド1(アウターケーシング1b)が通過可能な開口が常時形成されている。
【0085】
また、上アウタークランプ23Uの内周面(アウターケーシング1bの側面に対向する面)には、先端にV字状ローラーテーパ機構23Ua(図17)が取り付けられた上アウタークランプシリンダ23Ub,23Ubが上下点対称に配置されている。従って、上アウタークランプシリンダ23Ub,23Ubが上下方向からアウターケーシング1bを把持したときに、アウターケーシング1bの軸芯を所定の位置に位置決めすることになる。なお、この「所定の位置」とは、アウターケーシング1bの軸芯を旋回ブラケット26を支点として所定角度だけ旋回させた場合に、アウターケーシング1bの軸芯が回転駆動装置40のアウターエンド40bの軸芯を中心とした所定範囲内(公差範囲内)を通過するような位置である。また、このV字状ローラーテーパ機構23Uaによって、アウターケーシング1bは軸芯位置を保持した状態で、軸方向(長手方向)に沿って上アウタークランプ23Uに対し相対移動することが可能となる。
【0086】
なお、上アウタークランプ23Uの上・下クランプアーム23Uc,23Udは可動不能で常時固定されている。その結果、上アウタークランプ23Uのロッドストッカー10側には二重管ロッド1(アウターケーシング1b)が通過可能な開口が常時形成されている。
【0087】
他方、下アウタークランプ23Lの内周面(アウターケーシング1bの側面に対向する面)には、先端にV字状テーパ機構23Laが取り付けられた下アウタークランプシリンダ23Lb,23Lbが上下点対称に配置されている。従って、下アウタークランプシリンダ23Lb,23Lbが上下方向からアウターケーシング1bを把持したときに、アウターケーシング1bの軸芯を所定の位置に位置決めすることになる。なお、この「所定の位置」とは、アウターケーシング1bの軸芯を旋回ブラケット26を支点として所定角度だけ旋回させた場合に、アウターケーシング1bの軸芯が回転駆動装置40のアウターエンド40bの軸芯を中心とした所定範囲内(公差範囲内)を通過するような位置である。
【0088】
なお、下アウタークランプ23Lの上・下クランプアーム23Lc,23Ldは可動不能で常時固定されている。その結果、下アウタークランプ23Lはロッドストッカー10側に二重管ロッド1(アウターケーシング1b)が通過可能な開口が常時形成されている。
【0089】
このように、下アウタークランプ23L及び上アウタークランプ23Uが、アウターケーシング1bを把持することにより、アウターケーシング1bについての芯出しは完了することになる。
【0090】
また、詳細については図15を参照しながら後述するが、下アウタークランプ23Lはクランプスライド機構24によって旋回ブラケット26の軸方向(長手方向)に沿って移動することができるように構成されている。これにより、上アウタークランプ23U及び下アウタークランプ23Lがアウターケーシング1bを把持した状態、つまりアウターケーシング1bの軸芯位置を保持した状態で、アウターケーシング1bを回転駆動装置40に近接させることが可能になる。その結果、二重管ロッド1のアウターケーシング1bを回転駆動装置40に接続するに際し、回転駆動装置40を下降/上昇させる必要がなくなる。これにより、二重管ロッド1と回転駆動装置40の接続作業において回転駆動装置40の昇降回数を最小限にすることが可能となる。
【0091】
図5は、本発明に係るロッドチェンジャーのインナーロッドに対する軸心調整構造を示す説明図である。
インナー芯出し用シリンダ25のロッド25aの先端は、インナーガイド21に向かって外周面が縮径した円錐形のコーン形状25bを成している。一方、インナーガイド21は、内周面が中心に向かって縮径した半円錐形のテーパ面21aと、テーパ面21aの中心に形成される貫通穴21bとを有している。なお、インナーガイド21は二分割されて構成されているため、テーパ面21a及び貫通穴21bも二分割されて構成されている。
【0092】
先ず、二重管ロッド1のインナーロッド1aは、インナー芯出し用シリンダ25によってアウターケーシング1b内部を通ってインナーガイド21のテーパ面21aに当接する。インナーガイド21のテーパ面21aによって、インナーロッド1aの先端が貫通穴21bに案内され、貫通穴21bに嵌まることにより先端において軸芯が合わされる。次に、インナー芯出し用シリンダ25のロッド25aをストロークエンドまで伸ばすことにより、ロッド25a先端のコーン形状25bがインナーロッド1aの後端にはまり込む。これにより、後端においても軸芯が合わされ、インナーロッド1aの芯出しが完了する。その状態のインナーロッド1aをインナークランプ22で把持することにより、インナーロッド1aの芯出し状態が保持されることになる。
【0093】
図6はアウターケーシング1bの軸芯位置を保持した状態で回転駆動装置40に接続しようと近接する状態を示す説明図である。なお、インナーガイド21及びインナークランプ22は開状態である。
【0094】
図6に示されるように、ヘッドスライド機構32が回転駆動装置40を横方向にスライドさせる。その後、クランプスライド機構24が下アウタークランプ23Lを上方へスライドさせて、アウターケーシング1bは軸芯が保持された状態で上方の所定位置まで移動することになる。その後、リーダ装置30が回転駆動装置40を下降させて、回転駆動装置40のアウターエンド40bとアウターケーシング1bを接続する。このように、クランプスライド機構24を用いて下アウタークランプ23Lを移動させることにより、回転駆動装置40の移動工程が少なくなる為、回転駆動装置40とアウターケーシング1bとの接続作業を効率良く行うことができるようになる。以下に、二重管ロッド1がロッドストッカー10に載置されてから、回転駆動装置40に接続されるまでの一連のプロセスについて説明する。
【0095】
図7は、二重管ロッド1がロッドストッカー10に載置されてから回転駆動装置40に接続されるまでの一連のロッド交換プロセスを示すフロー図である。
【0096】
先ずプロセスP1では、図8に示されるように、ロッドストッカー10に二重管ロッド1をセットする。二重管ロッド1のセットは、例えばクレーン等の釣り上げ旋回装置を使用して行われる。この場合、ロッドストッカー10の支柱17は、油圧シリンダ19によって傾斜状態から水平状態になっている。なお、ロッドストッカー10の支柱17の倒れ角度については、油圧シリンダ19のストローク量を基にして算出することができる。
【0097】
その後、二重管ロッド1を移送用チェーン11によって上・下折曲げ部16U1,16L1の位置まで移送する。これにより、二重管ロッド1は、上・下折曲げ部16U1,16L1、支柱17、ストッパーピン13,13及びバックフレーム14によって脱落することなく安定に支持されることになる。なお、二重管ロッド1の移送量については、例えば油圧モータ12に取り付けられたエンコーダ(図示せず)の回転量を基にして算出することができる。
【0098】
次にプロセスP2では、図9に示されるように、二重管ロッド1を所定位置まで起立させる。ロッドストッカー10の支柱17をロッドチェンジャー20の旋回ブラケット26に対し平行になる位置まで油圧シリンダ19によって起立させる。その後、移送用チェーン11を使用して二重管ロッド1をロッドチェンジャー20に移送する。二重管ロッド1のアウターケーシング1bは、上・下アウタークランプ23U,23Lの各内周面に嵌合する。
【0099】
次にプロセスP3では、図10に示されるように、アウターロッド1bの芯出しを行う。上・下アウタークランプ23U,23Lでアウターケーシング1bを把持することにより、アウターケーシング1bの芯出しが自動的に行われる。
【0100】
次にプロセスP4では、図11に示されるように、インナーロッド1aの芯出しを行う。先ず、先端に雄型のコーン形状25bが取り付けられたインナー芯出し用シリンダ25のロッド25aが、中空円筒状のインナーロッド1aの後端に係合する(図11(a))。ロッド25aが伸びることにより、インナーロッド1aはアウターケーシング1bの内周面に接しながらインナーガイド21の方へ押し出される。
【0101】
ロッド25aが更に伸びることにより、インナーロッド1aの先端がインナーガイド21のテーパ面21aに当接し、テーパ面21aに案内され、貫通穴21bに嵌まることになる。ロッド25aが更に伸びることにより、ロッド25aのコーン形状25bがインナーロッド1aの後端に嵌合することになる(図11(b))。これにより、インナーロッド1aの芯出しが行われる。この場合、インナーロッド1aは、インナーガイド21の上・下アーム21c,21dに阻まれて貫通穴21bを通過することはできない。すなわち、インナーロッド1aは、後端をインナー芯出し用シリンダ25のロッド25aによって付勢された状態で、先端をインナーガイド21の上・下アーム21c,21dによって行く手を阻まれている。
【0102】
インナークランプ22のシリンダ22b,22bによって上下方向から把持することにより、インナーロッド1aの軸芯位置が保持されることになる。
【0103】
次にプロセスP5では、図12に示されるように、回転駆動装置40を所定の位置まで上昇させる。
【0104】
次にプロセスP6では、図12に示されるように、インナーガイド21、インナークランプ22及び上・下アウタークランプ23U,Lをロッドストッカー10側からリーダ側30へ旋回させる。
【0105】
次にプロセスP7では、図13に示されるように、インナーガイド21を開く。
【0106】
次にプロセスP8では、図13に示されるように、回転駆動装置40をロッドチェンジャー20側にスライドさせる。これにより、二重管ロッド1のインナーロッド1aとアウターケーシング1bの各軸芯が、回転駆動装置40のインナーエンド40a又はアウターエンド40b各軸芯上にそれぞれ位置するようになる。
【0107】
次にプロセスP9では、図14に示されるように、回転駆動装置40のインナーエンド40aをインナーロッド1aに接続する。回転駆動装置40が下降して回転駆動装置40のインナーエンド40aの雌ネジ(図示せず)がインナーロッド1aの雄ネジ(図示せず)にネジ結合することにより、回転駆動装置40とインナーロッド1aが接続される。
【0108】
次にプロセスP10では、図14に示されるように、インナークランプ22を開く。シリンダ22b,22bによる上下方向からの把持を解除する。
【0109】
次にプロセスP11では、図14に示されるように、インナー芯出し用シリンダ25を縮める。
【0110】
次にプロセスP12では、図15に示されるように、クランプスライド機構24によって下アウタークランプ23Lによって把持されたアウターケーシング1bを上昇させる。
【0111】
次にプロセスP13では、図16に示されるように、アウターケーシング1bを回転駆動装置40のアウターエンド40bに接続する。回転駆動装置40が下降してアウターエンド40bの雄ネジ(図示せず)がアウターケーシング1bの雌ネジ(図示せず)にネジ結合することにより、回転駆動装置40とアウターケーシング1bが接続される。これにより、二重管ロッド1と回転駆動装置40の接続が完了する。
【0112】
次にプロセスP14では、図16に示されるように、上アウタークランプ23U及び下アウタークランプ23Lをそれぞれ開く。上アウタークランプシリンダ23Ub,23Ubによる上下方向からの把持を解除する。また、下アウタークランプシリンダ23Lb,23Lbによる上下方向からの把持を解除する。
【0113】
次にプロセスP15では、図16に示されるように、二重管ロッド1が接続された回転駆動装置40をヘッドスライド機構32によってリーダ装置30側に戻す。
【0114】
以上の通り、本発明の削孔装置100によれば、二重管ロッド1の任意の施工角度においてリーダ装置30の傾斜角度をそのまま維持した状態で二重管ロッド1の軸芯調整、二重管ロッド1と回転駆動装置40への接続および回転駆動装置40からの切り離しを自動的に行うことが可能となる。
【0115】
図17は、本発明に係る上アウタークランプシリンダ23Ubの先端に取り付けられたV字状ローラーテーパ機構23Uaを示す説明図である。図17(a)は上アウタークランプ23Uの要部断面図であり、図17(b)はV字状ローラーテーパ機構23Uaの要部斜視図である。
【0116】
図17(a)に示されるように、傾斜したローラが横方向に対称に折り返されたV字状ローラーテーパ機構23Uaが、上下に点対称に配置されている。従って、アウターケーシング1bがV字状ローラーテーパ機構23Ua,23Uaによって上下から把持される場合、アウターケーシング1bの軸芯C1bの位置は、V字状ローラーテーパ機構23Ua,23Uaが形成する所定位置に位置決めされることになる。なお、この「所定位置」とは「上側の接点P1と下側の接点P2を結ぶ線分」と「上側の接点P2と下側の接点P1を結ぶ線分」との交点である。
【0117】
なお、インナークランプ22は、傾斜した粗面板が横方向に対称に折り返されたV字状テーパ機構22a,22aが形成する所定位置に、インナーロッド1aの軸芯が位置決めされることになる。同様に、下アウタークランプ23Lは、傾斜した粗面板が横方向に対称に折り返されたV字状テーパ機構23La,23Laが形成する所定位置に、アウターケーシング1bの軸芯C1bが位置決めされることになる。
【0118】
以上、図面を参照しながら本発明の一実施形態である削孔装置100について説明したが、本発明の実施形態は上記に限定されることはない。すなわち、本発明の技術的範囲内において種々の修正・変更をすることが可能である。例えば、ロッドチェンジャー20を起倒させる起倒シリンダを別途設けて、その起倒シリンダによってロッドチェンジャー20をリーダ装置30と連動させるようにすることも可能である。
【0119】
また、ロッドストッカー10の移送用チェーン11を回転駆動する油圧モータ12に代えて電動モータを使用することも可能である。同様に、支柱17を起倒させる油圧シリンダ19についても電動シリンダを使用することも可能である。
【0120】
また、ロッドチェンジャー20で使用されるアクチュエータのタイプは、電動式、油圧式のどちらでも良い。
【0121】
また、本発明は、二重管ロッド1だけでなく単管ロッド(シングルロッド)に対しても適用可能である。油圧打撃装置40dを省略することも可能である。
【0122】
また、本発明は、二重管ロッド1の施工方向(施工角度)について、鉛直下向き、鉛直斜め下向き、鉛直上向き又は鉛直斜め上向きを取ることが可能である。すなわち、削孔対象物と削孔方向との成す角度θは、0°から360°の範囲内で任意に設定することが可能である。
【符号の説明】
【0123】
1 二重管ロッド(鋼管)
1a インナーロッド
1b アウターケーシング
10 ロッドストッカー(鋼管ストック装置)
11 移送用チェーン(移送手段、無端動力伝達手段)
12 油圧モータ(モータ)
12a 回転軸
12b 回転軸
13 ストッパーピン(ストッパ部材)
14 バックフレーム(押し部材)
15U 上管支持ブラケット
15U1 突起
15L 下管支持ブラケット
15L1 突起
16U 上移動規制板
16U1 上折曲げ部
16L 下移動規制板
16L1 下折曲げ部
17 支柱
17a 垂直リブ板
17b 連結ピン
18 支柱ブラケット
18a 凹部
19 油圧シリンダ(シリンダアクチュエータ)
19a ロッド
19b シリンダ本体
19c ロッド用連結ピン
19d 本体用連結ピン
20 ロッドチェンジャー(軸芯調整装置)
21 インナーガイド
21a テーパ面(テーパ内周面)
21b 貫通穴
21c 上アーム
21d 下アーム
22 インナークランプ
22a V字状テーパ機構
22b シリンダ
22c 上クランプアーム
22d 下クランプアーム
23U 上アウタークランプ(第1把持機構)
23Ua V字状ローラーテーパ機構
23Ub 上アウタークランプシリンダ
23Uc 上クランプアーム
23Ud 下クランプアーム
23L 下アウタークランプ(第1把持機構)
23La V字状テーパ機構
23Lb 下アウタークランプシリンダ
23Lc 上クランプアーム
23Ld 下クランプアーム
24 クランプスライド機構
25 インナー芯出し用シリンダ
25a ロッド
25b コーン形状(テーパ外周面)
26 旋回ブラケット
27 旋回用アクチュエータ
28U 上連結部材
28L 下連結部材
29 ロッドチェンジャー支柱
30 リーダ装置
31 チェーン
32 ヘッドスライド機構
33 チェーン用油圧モータ
40 回転駆動装置
40a インナーエンド
40b アウターエンド
40c 油圧モータ
40d 油圧打撃装置
50 構体
60 セントラライザー
100 削孔装置
図1
図2
図3
図4
図5
図6
図7
図8
図9
図10
図11
図12
図13
図14
図15
図16
図17