JPH0552732U - 削孔装置における回転ケーシングの掘削トルク検出装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 回転ケーシングの先端に加わる掘削トルクを
正確に検出し、先端地盤の状態変化に対し即応して適確
な掘削作業を可能とする。 【構成】 地中に削孔するための回転ケーシング１を有
し、この回転ケーシング１の先端の掘削ビット１６によ
り地盤を掘削して削孔する削孔装置において、回転ケー
シング１の先端近傍位置の周面にトルク検出体（例えば
歪ゲージ１７，１８）を回転ケーシング１の軸方向に間
隔をおいて２箇所に固着し、このトルク検出体によるト
ルク検出結果に基づいて先端の掘削トルクを算出する演
算装置２６を有することを特徴とする。

Description

【考案の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】

本考案は地中に孔を掘削する削孔装置にかゝり、特に大口径竪孔掘削等に用い られる回転ケーシングの先端の掘削トルクを検出する検出装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】

地中に大口径の竪孔を掘削する場合、掘削しようとする孔の内径に相当する外 径を有する回転ケーシングの先端に掘削ビットを設け、この回転ケーシングを回 転させながら地中に押入し、掘削ビットにより掘削された土砂を上方へ排出して 竪孔を削孔するようになされている。

【０００３】 このような削孔装置は、地盤の性状に応じて回転トルクが変動し、そのため回 転ケーシングの回転トルクを検出してそのトルクに応じ回転ケーシングの圧入速 度、注水の要否等を判断し、掘削作業の管理を行なうようにしている。

【０００４】 従来の回転ケーシングのトルク検出手段は、回転ケーシングを回転駆動する回 転駆動装置のモータの電流値を測定し、この電流値からトルクを換算して得るよ うにしている。

【０００５】

【考案が解決しようとする課題】

しかるに上記従来の検出手段では、算出される回転トルクは回転ケーシングの 回転による周面摩擦トルクと先端地盤を掘削するに要する掘削トルクとの総和で あり、両者の区別がつかず、そのため先端の掘削トルクのみを知ることができな いという問題があった。

【０００６】 本考案はこれに鑑み、回転ケーシングの先端に加わる掘削トルクを正確に検出 することができ、先端地盤の状態変化に応じ即応して適格な掘削作業を可能とす ることができる削孔装置における回転ケーシングの掘削トルク検出装置を提供す ることを目的としてなされたものである。

【０００７】

【課題を解決するための手段】

上記従来の技術が有する問題点を解決するため、本考案は、地中に削孔するた めの回転ケーシングを有し、この回転ケーシングの先端の掘削ビットにより地盤 を掘削して削孔する削孔装置において、回転ケーシングの先端近傍位置の周面に トルク検出体を回転ケーシングの軸方向に間隔をおいて２箇所に固着し、このト ルク検出体によるトルク検出結果に基づいて先端の掘削トルクを算出する演算装 置を有することを特徴とするものである。

【０００８】

【作用】

回転ケーシングを回転駆動して地中に圧入し、その先端の掘削ビットにより地 盤を掘削し回転ケーシング内から掘削土砂を排出させて掘削を行なう。このとき 回転ケーシングの先端に加わる抵抗により回転ケーシングに捩り方向の歪が発生 し、この歪をトルク検出体により検出してその検出値に基づき演算装置により掘 削トルクを算出する。この算出結果により回転ケーシングの先端の掘削トルクの みを知ることができ、この値が設定値を超えたとき警報ランプ等により警報を発 するようにすることにより地盤の変化を知らしめることができ、これに従って爾 後の対策を速やかにとることができる。

【０００９】

【実施例】

以下、本考案を図面に示す実施例を参照して説明する。

【００１０】 図に示す実施例は、回転ケーシング１を用いて地中に竪孔を掘削する削孔装置 に本考案を適用した場合を示しており、図１にその全体図を、図２に回転ケーシ ング１の先端部の断面図を示している。

【００１１】 削孔装置は、削孔すべき箇所の地上に、回転ケーシング１に回転を与えるとと もにこれを圧入させる駆動部２が設置され、この駆動部２に回転ケーシング１が クレーン等により吊り込まれて保持される。この駆動部２自体の構成は概ね公知 に属するもので、地面３に設置される基台４と、この基台４に設立される左右の 押込みシリンダ５，５と、この押込みシリンダ５，５により上下動し回転ケーシ ング１を把持する把持装置６とで構成され、この把持装置は図３に仮想線で示す ように回転ケーシング１に外嵌されるリング部材７の内周複数箇所に押圧機構８ ，８…を有し、この押圧機構により回転ケーシング１の周面を把持し、このリン グ部材７の外周のギヤ９に図示しないモータにより回動されるギヤ１０が噛合さ れていて、リング部材７を介し回転ケーシング１に回転を与えるようになってい る。

【００１２】 図１において１１は回転ケーシング１で掘削された土砂を地上に排出する手段 として用いられるバケット昇降機を示し、このバケット昇降機１１のブーム１２ によりワイヤ１３を介して吊持される開閉式のバケット１４が回転ケーシング１ の上端から吊込まれて回転ケーシング１内の土砂をすくい取り、上方へ引上げて 適所へ排出するようになっている。

【００１３】 回転ケーシング１は図２、図３のように外管１Ａと内管１Ｂとの２重管構造と され、先端にはリングヘッド１５が固着され、このリングヘッド１５の先端には 掘削ビット１６，１６…が周設されている。

【００１４】 このリングヘッド１５に近い位置の回転ケーシング１の外管１Ａの内周面にト ルク検出体としての所要数個（図では４個）の歪ゲージ１７，１８…が回転ケー シング１の軸方向に間隔をおいて２箇所に軸線に対し４５°程度傾斜した状態に 固着され、各歪ゲージが外管１Ａの捩れ方向の歪を検出するように配設されてい る。図中１９，２０は歪ゲージ１７，１８…の取付位置に対応する内管１Ｂに設 けられた歪ゲージ取付用の孔であり、この孔１９，２０は歪ゲージ取付後プラグ ２１，２２により閉塞される。

【００１５】 歪ゲージ１９，２０の配線２３は、外管１Ａと内管１Ｂとの間に通して回転ケ ーシング１の上端に導かれ、回転ケーシング１の上端付近に設けられた発信器２ ４を通じて受信器２５へ無線で送信し、図５のように演算装置２６へ接続され、 この演算装置２６からの演算結果が設定値を超えた場合、警告ランプ２７、表示 装置２８、記録装置２９へ入力され、警報するとともにその状態を記録するよう になされる。

【００１６】 図中３０は回転ケーシング１の継手で、下位の回転ケーシング１の上端の継手 管１Ｃが上位の回転ケーシング１の下端の継手管１Ｄに嵌合することにより接続 され、その周面から複数のテーパーピン３１，３１…を打って固定されている。

【００１７】 上記歪ゲージ１７，１８による回転ケーシング１の歪の検出結果から回転トル クに換算し、これに基づく先端の掘削トルクを算出する演算装置２６による計算 式は下記の通りである。なお便宜上図２に示すように２つの歪ゲージ１７，１８ に基づいて算出する場合を示す。

【００１８】 Ｔ_A …歪ゲージ１７により検出される回転トルク Ｔ_B …歪ゲージ１８により検出される回転トルク Ｘ …歪ゲージ１７，１８間の距離 ｌ₁ …先端から歪ゲージ１８までの距離 ｌ₂ …先端から歪ゲージ１７までの距離 とするとき、 Ｔ_B ＝Ｔ₁ ＋ｌ₂ 長さＸの周面抵抗はＴ_X ＝Ｔ_B −Ｔ_A 単位長さ当りの周面抵抗ｔは、ｔ＝Ｔ_X ／Ｘ＝（Ｔ_B −Ｔ_A ）／Ｘ 先端の掘削トルクＴ₁ は、 Ｔ₁ ＝Ｔ_A −ｌ・ｔ＝Ｔ_A ｌ₁ ／Ｘ（Ｔ_B −Ｔ_A ） となって先端掘削トルクＴ₁ が算出される。

【００１９】 したがって掘削時における回転ケーシング１の先端の掘削部分のみの掘削トル クを検出することができ、その掘削状況の変化に対し適確な対応が可能となる。

【００２０】

【考案の効果】

以上説明したように本考案によれば、掘削作業中においても回転ケーシングの 先端の掘削トルクを正確に測定することができるのでその掘削トルクの変化によ り先端地盤の状況変化を推測することができ、その状況に応じての回転ケーシン グ圧入速度の調整、注水の要否等の対策を即座に行なえ、掘削作業の管理上きわ めて有効である。

【図面の簡単な説明】

【図１】本考案を適用する削孔装置の一例を示す側面図

【図２】本考案の一実施例を示す回転ケーシングの先端
部分の断面図

【図３】図２のＡ視断面図

【図４】図２のＢ部の拡大断面図

【図５】制御ブロック図

【符号の説明】 １ 回転ケーシング ２ 駆動部 ４ 基台 ５ 押込みシリンダ ６ 把持装置 ７ リング部材 ８ 押圧機構 １１ バケット昇降機 １４ バケット １５ リングヘッド １６ 掘削ビット １７，１８ トルク検出体の一例としての歪ゲージ ２４ 発信器 ２５ 受信器 ２６ 演算装置 ３０ 継手

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】地中に削孔するための回転ケーシングを有
   し、この回転ケーシングの先端の掘削ビットにより地盤
   を掘削して削孔する削孔装置において、回転ケーシング
   の先端近傍位置の周面にトルク検出体を回転ケーシング
   の軸方向に間隔をおいて２箇所に固着し、このトルク検
   出体によるトルク検出結果に基づいて先端の掘削トルク
   を算出する演算装置を有することを特徴とする削孔装置
   における回転ケーシングの掘削トルク検出装置。