JPH08326456A - 下方押込み式テレスコピックオーガ装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 （修正有） 【課題】 ケリーケーブル及びサービスケーブルが破断
したり緩むのを防止でき、かつ孔の底部でケリーケーブ
ルが弛緩するとケリーウインチのドラムの回転が阻止さ
れるオーガ装置を提供する。 【解決手段】 動力で操作されるブームを有する車両
と、前記ブームの末端に取り付けられているオーガー
と、さらに前記車両に搭載された車両用パワー及びコン
トロールシステムと、前記オーガに取付けられたオーガ
用パワーおよびコントロールシステムとより構成されて
おり、前記オーガは前記ビームの末端に回転可能に取付
けられているクレードルと、該クレードル内に滑動可能
に取りけられたケリー管と、該ケリー管内に抜きさし自
在に取付けられたケリー組立体と、前記クレードル上に
取付けられたケリーウインチと、前記クレードル上に取
付けられたサービスウインチとより構成されている。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は、地中に大口径の
孔を掘るための、地盤掘削装置に関し、更に特定する
と、時には下方押込み式テレスコピックオーガ装置また
はドリルリグと称されている種類の可動式重機械に関す
る。

【０００２】

【従来の技術】下方押込み式テレスコピックオーガ装置
は、1989年10月31日に Richard L.Howell,Jr. に与えら
れた米国特許第 4,877,091号で開示されており、参照例
として本発明にも組み込まれている。

【０００３】Howellの下方押込み式テレスコピックオー
ガ装置の形状は、Howellの市場で販売されているものよ
りも、相当に大型でありかつ大きなパワーを備えた下方
押込み式テレスコピックオーガ装置には十分適応するも
のではない。

【０００４】例えば、Howellの下方押込み式テレスコピ
ックオーガ装置は、例え大型化されるとしても、比較的
重いケリー管の頂部に取付けられている比較的重いケリ
ーウインチおよびウインチ駆動モーターによって、望ま
しい重心よりも高い重心位置を持つことが特徴であるの
で、この装置を運ぶ車両が荒地を移動するときには、安
定性について重大な問題をひき起こすに違いない。

【０００５】更に、Howellの装置の形状は、一般的に基
礎孔等の掘削に関連した共通の操作を行なうのに非常に
望ましいサービスウインチを組み込むのに不適当であ
る。

【０００６】しかも更に、Howellの装置は、例えその制
御システムを変更しないで、ケリーウインチをブームの
端部に再配置するよう変更しても、ケリーケーブルが緩
んで、ケーブルがケリーウインチのドラム上に積み重ね
られて、ケーブルの寿命が短くならないように、ケリー
ケーブルを常時チェックし、手動で制御装置をコントロ
ールする必要が生ずるので、オペレータに不当な負担が
加わることになる。

【０００７】より背が高くより強力な下方押込み式テレ
スコピックオーガ装置を提供するために、Howellの装置
をスケールアップすることは、下方押込み式テレスコピ
ックオーガ装置の運転中オペレータが繰り返しケリーウ
インチをチェック、監視しなければならなくなるので、
これは困難または不可能であろう。

【０００８】ここで使用されている“先行技術”あるい
は出願人または出願人の代理人による記述中に使用され
ている "先行技術" という用語は "先行技術" として引
用された書類または物件は単に、直接または推論によっ
て、本発明の有効出願日以前の日付であるということを
意味している。

【０００９】先行技術の調査が広く行なわれ、これ以上
の関連する情報はありえないという断言はできない。

【００１０】

【発明が解決しようとする課題】従って、本発明の目的
は、現にあるHowellの装置よりも物体のサイズが更に大
きくかつ、より強力であり、また、少なくともHowellの
装置のいくつかの好ましい特徴を残した、下方押込み式
テレスコピックオーガ装置を提供することである。

【００１１】本発明のもう一つの目的は、少なくともHo
wellの装置の望ましいいくつかの特徴を有しているが、
しかしHowellの装置のように、ケリーウインチがケリー
管の頂部に取付けられているのではなく、ケリーウイン
チがブーム先端の接続構造部またはクレードル上に取付
けられているオーガ装置を提供することである。

【００１２】本発明のさらなる目的は、少なくとも若干
のHowellの好ましい特徴を備えており、かつサービスウ
インチを組込んだオーガ装置を提供することである。

【００１３】さらなる本発明の目的は、Howellの装置の
いくつかの好ましい特徴を有し、かつ市場で販売されて
いるHowellの装置よりもより背が高くより強力であると
同時に、これを搭載した車両が荒地を走行する時にも、
市場で販売されているHowellの装置と同様に安定である
オーガ装置を提供することである。

【００１４】さらに本発明の目的は、少なくともHowell
の装置のいくつかの好ましい特徴を有し、市場で販売さ
れているHowellの装置よりもより背が高くより強力で、
かつ常時オペレータがケリーウインチをはっきりと視野
に入れることができるオーガ装置を提供することであ
る。

【００１５】本発明の他の目的は、少なくともHowellの
装置の好ましい特徴を有し、ブーム先端の結合部または
クレードル上にケリーウインチを搭載しており、かつケ
リー管がブーム先端の結合部またはクレードルに対して
下方に移動するときに常にケリーケーブルが緩まないよ
うに、オペレータが制御しなければならない負担からオ
ペレータを開放したウインチ制御システムを具えたオー
ガ装置を提供することである。

【００１６】更に他の本発明の目的は、少なくとも上述
の目的のいくつかを達成し、かつウインチブレーキが充
分に開放され従ってケリー管がブーム先端の結合部また
はクレードルに対して上方へ移動する場合は常にケーブ
ルに作用する荷重の制御を失うことなくケーブルがいず
れかのウインチから引っ張り出され得るオーガ装置を提
供することである。

【００１７】本発明の他の目的は、一部は明白であろう
が、一部は以下のように説明する。従って本発明は多く
のステップと、それらステップの一個または多数のステ
ップの、相互関係、および構造の諸特徴を具体化した装
置、各要素の組合せ、およびそれらステップを効果的と
するために採用されている部品類の配置とから構成され
ており、以下の開示で例示されているすべてから構成さ
れている。かつ本発明の範囲は前記の特許請求の範囲中
に指示されている。

【００１８】

【課題を解決するための手段】前記目的を達成するため
本発明は、動力で操作されるブームを有する車両と、前
記ブームの末端に取り付けられているオーガーと、さら
に前記車両に搭載された車両用パワー及びコントロール
システムと、前記オーガに取付けられたオーガ用パワー
およびコントロールシステムとより構成されており、前
記車両には内燃機関手段と、電源手段と、前記パワーお
よびコントロールシステムに電気動力と圧力油圧流体を
供給する油圧ポンプ手段とを備えており、前記オーガは
前記ビームの末端に回転可能に取付けられているクレー
ドルと、該クレードル内に滑動可能に取りけられたケリ
ー管と、該ケリー管内に抜きさし自在に取付けられたケ
リー組立体と、前記クレードル上に取付けられたケリー
ウインチと、前記クレードル上に取付けられたサービス
ウインチとより構成されていることを特徴とする。

【００１９】また、本発明の前記パワーおよびコントロ
ールシステムは、前記ケリー管が前記クレードルに対し
て動かされるときに、前記ケーブルが破損したり、緩む
ことを防止するために、自動的に前記ウインチを操作す
るためのウインチ操作システムを備えていることを特徴
とする。

【００２０】さらに、本発明は、前記ウインチ操作シス
テムが、ケリーケーブルが弛緩すると、“ケリーケーブ
ルの弛緩信号”を発生するために前記ケリーウインチ上
に取付けられた“ケリーケーブル弛緩信号発生手段”を
備えていることを特徴とする。

【００２１】また、本発明は、前記ウインチ操作システ
ムが、前記サービスウインチと離れたサービスケーブル
の端部に取付けられるようになっているアームと、前記
サービスケーブルが前記アームに取り付けられかつピン
と張っているときに信号を発生する前記アームによって
操作されるスイッチとを含む、“サービスケーブルが収
納されているという信号”を発生する手段を備えている
ことを特徴とする。

【００２２】また、本発明は、前記ウインチ操作手段
が、ケリーケーブルに加わっている荷重のコントロール
を失うことなく、ケーブルが前記ケリーウインチから引
き出され得るように前記ケリーウインチのブレーキを緩
める“部分的なケーブルウインチのブレーキの開放シス
テム”を備えていることを特徴とする。

【００２３】また、本発明は、前記ウインチ操作手段
が、追加の圧力油を前記ケリーウインチの駆動モーター
に供給し、それによって前記ケリー組立体の作動に影響
することなく前記ケリーケーブルの緩みを除去するよう
になっている“ケリーケーブルの緩み除去サブシステ
ム”を備えていることを特徴とする。

【００２４】また、本発明は、前記“ケリーケーブルの
緩み除去サブシステム”が、ケリーケーブルが緩んだと
きに、“ケリーケーブルが緩んでいるという信号”を発
生するための前記ケリーウインチ上に取り付けられてい
るケリーケーブルが緩んでいるという信号を発生する手
段を備えていることを特徴とする。

【００２５】また、本発明は、前記ウインチ操作システ
ムが、サービスケーブルに加わっている荷重のコントロ
ールを失うことなく、ケーブルを前記サービスウインチ
のドラムから効率よく引き出されるように前記サービス
ウインチのブレーキを開放するため、部分的なサービス
ウインチのブレーキを開放するシステムを含んでいるこ
とを特徴とする。

【００２６】また、本発明は、前記ウインチ操作システ
ムが、ケリーケーブルに加わっている荷重のコントロー
ルを失うことなく、ケーブルを前記ケリーウインチのド
ラムから効率よく引き出されるように前記ケリーウイン
チのブレーキを開放するため、部分的ケリーウインチ開
放システムを備えていることを特徴とする請求項８に記
載の下方押込み式テレスコピックオーガ装置。

【００２７】また、本発明は、前記ウインチ操作システ
ムが、追加の圧力油を前記ケリーウインチの駆動モータ
ーに供給し、それによって前記ケリー組立体の作動に影
響することなく前記ケリーケーブルの緩みを除去するよ
うになっている“ケリーケーブルの緩み除去システム”
を備えていることを特徴とする。

【００２８】また、本発明は、システムが、前記ケリー
ケーブル弛緩信号が発生する毎に、ケリーウインチドラ
ムの回転を避けるために、“孔の底でケリーケーブルを
阻止する手段をさらに備えていることを特徴とする。

【００２９】また、本発明は、更に前記ケリーウインチ
の作動をコントロールするためのフートコントロール手
段を備えており、さらにその手段の中に前記孔の底部
で、ケリーケーブルを阻止する手段がさらに前記ケリー
ケーブル弛緩信号が発生される都度、前記フートコント
ロール手段によって、ケーブルが前記ケリーウインチか
ら繰り出されることを防止する手段を備えていることを
特徴とする。

【００３０】本発明の主たる特徴は、Howell式の下方押
込み式テレスコピックオーガ装置と異なり、ケリーウイ
ンチがブーム先端のコネクタ又はケリー管およびケリー
組立体を取り囲んでいるクレードル上に搭載されてい
る。

【００３１】本発明の他の主なる特徴によれば、サービ
スウインチが前記ブーム先端のコネクタまたはクレード
ル上に搭載されている。

【００３２】さらに本発明のさらなる主なる特徴によれ
ば、Howell式の前記下方押込み式テレスコピックオーガ
装置は、ケリー管が前記クレードルに対し下方へ動かさ
れるたび毎にウインチケーブルが緩むのを防止するよう
にオペレータが操作する負担を解放するウインチ操作シ
ステムを含んでいる。

【００３３】本発明の更なる主要な特徴によれば、前記
のウインチ操作システムは自動の部分的ブレーキ開放手
段を備えており、これによって、ウインチブレーキが部
分的に解放される。従って、ケリー管が前記クレードル
に対して上方に動かされる都度、ケーブルを損傷した
り、ケーブルにかかる荷重の制御を失うことなく、十分
にケーブルが両ウインチのドラムから離れることができ
る。

【００３４】本発明の更なる主要な特徴によれば、前記
ウインチ操作システムは、サービスウインチが使用され
ていない時にはサービスケーブルのフックを取付けるこ
とが可能なアームよりなるサービスケーブル監視手段を
備えている。

【００３５】本発明の更なる主要な特徴によれば、前記
サービスケーブル監視手段は、前記アームが上げられ
て、そのフックが前記アームにかけられるときのサービ
スケーブルに生ずる張力によって第一の信号を発生す
る。

【００３６】本発明の更なる主要な特徴によれば、前記
サービスケーブル監視手段は、前記アームが下げられる
と、サービスケーブルのフックが前記アームから外れ
て、アームと係合しているサービスケーブルに緩みが発
生するので、第二の信号を発生する。

【００３７】本発明の更なる主要な特徴によれば、前記
ウインチ操作システムはオペレータのオーバーライドを
制御する手段を備えており、これによって、オペレータ
はケーブルの緩みを除去する機能および局部的なブレー
キの開放機能を除いて、ウインチ操作システムの操作を
中止することができる。

【００３８】本発明のもう一つの主要な特徴によれば、
前記ウインチ操作システムは、本発明によるオーガのビ
ットが掘削中の孔の底部に接触する都度、ケリーケーブ
ルの緩みが自動的に停止される、ケーブルの孔の底部と
の接触を防止するサブシステムを備えている。

【００３９】

【発明の実施の形態】さて図１を参照すると、いずれも
本発明にかかわるオーガ10を含めた、下方押込み式テレ
スコピックオーガ装置１が示されている。

【００４０】図１から判るように、オーガ10は総称して
参照番号12で示されている車両上に搭載されている。車
両12はトレッド14と動力回転式ターンテーブル16を備え
た無限軌道式車両であることが好ましい。ターンテーブ
ル16上にはオペレータのキャブ組立体18とブーム20とが
搭載されている。ブーム20は良く知られている形式の水
平なベースピン22によってオペレータのキャブ組立体18
に回転可能に取付けられている。ブーム20の末端の水平
位置は油圧シリンダ手段26，26' によって変化する。ブ
ーム20は主軸29を具えた端部の水平なメインピン28と、
長手方向に傾斜した油圧シリンダ手段30とを支持してい
る。

【００４１】図２を参照し、かつ図１を参照すると、ク
レードル32は、電弧溶接によるのが望ましいが、クレー
ドルに強固に結合されたメインボデー部材34より構成さ
れており、長手方向に傾斜したベアリング手段36，36'
と組み合わされていることが理解できる。ベアリング手
段36，36' はブーム20の端部を緊密に取り囲むように平
行していることが望ましい。クレードル32はメインピボ
ットピン28に回転可能に取付けられており、ブーム20の
他端24を通過して、ベアリングプレート36，36' の下部
イーヤの孔に入るピンによって回転可能に密着して取付
けられている。油圧シリンダ手段30のピストンロッド3
0' の外側端部40は回転可能にベアリング手段36，36'
の上部イーヤに水平ピン44によって連結されている。当
業界の通常の技術者にとっては、この開示に基いて、ク
レードル32のピン軸28周の回転は、油圧シリンダ手段30
のシリンダ30”から、ピストンロッド30' の対応する延
伸、またはシリンダ30”内へのピストンロッド30' の引
込によって行なわれることを理解できるであろう。

【００４２】（図１に示されている）ビット31が実質的
にブーム手段20の下方で水平になるように、即ちメイン
ボデー部材34がブーム20の他端24の下方に実質的に水平
に位置できるように、シリンダ手段30は充分に延伸でき
ることが望ましい。

【００４３】前述したような水平位置にあるビット31を
備えた、本発明の一つの好ましい実施の形態では、オー
ガ10および車両12を含めた全オーガ装置１は低床式のト
レーラに搭載して運搬されることが可能であり、約14フ
ィートを越えない組合せ高さを有する装置１とトレーラ
は、これにより輸送の際、大抵の橋梁または跨線橋の下
を通過することが可能となる。

【００４４】（図２に示されている）高負荷容量のベア
リング50の内側部材50' はメインボデー部材34内の孔に
挿入されており、その中に電弧溶接によって固着されて
いる。ベアリング50はメインボデー部材に垂直な軸54を
備えている。軸54は軸29に垂直であることが望ましい。

【００４５】図１および図２に示されているとおり、ク
レードル32は更にバックプレート60と、バックプレート
60に電弧溶接によって強固に取付けられたＵ形部材62と
から構成されている。

【００４６】ベアリング50は電弧溶接されてバックプレ
ート60に強固に固着された中空のボス50”を備えてお
り、その中で回転するように、ベアリング50の内側部分
50’を緊密に嵌合して受容している。（図示されていな
い）適当な保持手段が回転可能に外側部分50”内で内側
部分50’を保持するように設けられている。

【００４７】従って、クレードル32は、軸54上に回転可
能に支持されることにより、ブーム20上に回転可能に取
付けられている。ベアリング50は機能として、Howellの
（発明の）トラバースベアリング60に対応するものであ
る。

【００４８】図１および図２に示されているとおり、オ
ーガ装置10は一対の軸直角方向に傾斜した油圧シリンダ
手段70，70' を備えており、これらによって、オーガ装
置10は（図１に示されている）オペレータキャブ18内に
配置された手動制御装置の操作に対応して、（図２に示
されている）ベアリング50の軸54周りを軸直角方向に回
転できる。

【００４９】油圧で軸直角方向に傾斜するシリンダ70，
70' は実質的に、機能的にはHowellの（発明の）単一シ
リンダ90に対応するものである。

【００５０】図２に好適に示されているとおり、ドラム
76.1とパワーブレーキ76.2を有する油圧で駆動されるケ
リーウィンチ76は、バックプレート60の上端に固定され
ており、その側面はキャブ18に対面している。

【００５１】図２，５および６を参照すると理解できる
ように、延長プレート60.1は、（キャブ18に対面する）
バックプレート60の背面と延長プレート60.1の背面とが
常時実質的に同一平面内となるように、バックプレート
60の上端に強固に固着されている。

【００５２】図２，５および６に示されているとおり、
ドラム78.1及びパワーブレーキ78.2を具えた油圧で駆動
されるサービスウインチ78が延長プレート60.1の背面に
取り付けられている。

【００５３】図２に示されているとおり、一端がケリー
ウインチ76のドラム76.1に巻き付けられているケーブル
80はケーブルガイド82のプーリーまたはシーブ198,196
経て、全体としてHowell（の発明）の延長されたプリン
パルボデー114 に対応するケリー管84の内部へ垂直下方
に延伸されている。

【００５４】後に説明されるが、ケーブル80は回転可能
にウインチ76から離れた端部で、全般的にHowell（の発
明）中で記述され図示されているような種類のケリー組
立体120 に連結されており、従って、ケーブル80は時に
よっては今後ケリーケーブルと呼ばれ、かつウインチ76
は今後時によってはケリーウインチと呼ばれる。

【００５５】また図２に示されているように、一端がウ
インチ78のドラム78.1に巻き付けられているケーブル85
は、ケーブルガイド90内に回転自在に取付けられたプー
リー86、88 上を通過している。

【００５６】ウインチ78から離れているケーブル85の端
部にはフック92が設けられている（図２参照）。フック
92はアイまたはスリング状のフック収納手段と係合する
ようになっており、そのフック収納手段は、図１に示さ
れているオーガ装置１によって吊り上げられまたは移動
させられる被移動物（荷重）に組み込まれまたは取付け
られており、このケーブル85は以後時によっては“サー
ビスケーブル”と呼ばれ、ウインチ78は時によっては今
後“サービウインチ”と呼ばれる。

【００５７】さらに図２に示されているようにサービス
ケーブル85およびサービスウインチ78が使用されないと
きには、このフック92はアーム96の外端の開口94と係合
され、サービスケーブル85の他端に固着されることが望
ましい。

【００５８】図２，３および４を参照することによって
理解できるように、フック収納アーム96は回転可能にピ
ボット100 によって、取付けプレート98上に搭載されて
おり、ストッププレート98′,98 ″がボルト97によって
取付けプレート98に固着されている。

【００５９】図３および図４に示されているように、取
付けプレート98には延長プレート98.1が備えられてお
り、その延長プレート98.1上に重荷重の産業用スナップ
アクションスイッチ102 が取付けられており、そのアク
チユエータは周知のような回転アーム102.1 である。ま
たよく知られている方法でローラ102.2 が回転可能にア
クチユエータのアーム102.1 上に取付けられている。

【００６０】また同じく図３および図４示されているよ
うにピン104 がアーム96の回転する端部から外側へ突出
しており、スイッチ102 のアクチユエータアーム102.1
のローラ102.2 と一緒に動くようになっている。

【００６１】スイッチ102 は今後時に応じて、“サービ
スケーブル監視スイッチ”と呼ばれる。（図３および図
４に示されている）スイッチ102 及びそれと協動して作
動する機構は今後時に応じて“サービスケーブル監視シ
ステム”ＳＣＭ（Service cable monitoring）システム
と呼ばれる。

【００６２】スイッチ102 は上記のように構成され配列
されかつアーム96とピン104 と協動するのでアーム96の
外端がその最低位置にあるとき、すなわちフック92が開
口94との係合が外れるときには開放され、すなわちター
ミナル102,3 および102,4 は電気的に相互に開放され
る。また、図４に示されているとおり、アーム96の外端
がサービスケーブル85およびフック92によってその最高
位置に引き上げられる時には、スイッチ102 は閉鎖され
る。すなわちターミナル102.3 と102.4 とは直接電気的
に結合される。

【００６３】従って、当業界の通常の技術を有するもの
にっては、この開示によって、図12に表示されている
“貯蔵されているサービスケーブルがピンと張ってい
る”というＳＳＣＴ（Stored service cable taut ）入
力信号が、説明を簡素にするための図２，３および４で
は省略されている絶縁されたコンダクターを経由して
“サービスケーブル監視スイッチ”102 のターミナル10
2,3 および102,4 から誘導されるだろうことは明白であ
る。

【００６４】図１および２を参照することによって、一
対の下方押込み式の油圧シリンダ手段110.1,110.2 がそ
れぞれケリー管84とクレードル32の下端と連結されてい
ることがわかる。

【００６５】ケリー管のクレードル32に対する制御され
た滑動はHowellの（明細書の）コラム９および10にまた
がったパラグラフ内で説明されているようにHowellのク
レードル手段66に対するハウジング手段112 の制御され
た滑動は、Howell（の発明）の下方押込み式油圧シリン
ダ手段122 によって行われる方法で、本発明では下方押
込み式油圧シリンダ手段110.1,110.2 によるものであ
る。

【００６６】更に図１および２を比較すると、一対のレ
ール112.1,112.2 が相互に重なり合っている直径部とは
反対の端部においてケリー管84に固着されていることが
理解される。

【００６７】レール112.1 および112.2 は実質的に同じ
目的で、Howell（の発明）の案内手段120 と実質的に同
様な方法で機能する。図1,2 および2Aを参照することに
より明白なように、一対のチャンネル116.1,116.2 が電
弧溶接によって、クレードル32のそれぞれのＵ字形部材
62の平行な側面の内面内の窪みに固着されている。チャ
ンネル116.1 および116.2 の底面は向き合っており、か
つＵ字形部材62の平行部の内面の前記窪み内に固着され
ており、かつチャンネル116.1 および116.2 の開放面は
相互に向き合っている。

【００６８】当業界の通常の技術を持っているものにっ
ては本開示により判るとおり、更に特に図2Aによって判
るとおり、チャンネル116.1 および116.2 はHowellのレ
セプタクル手段110 にその構造および作動が類似してお
り、従ってケリー管84はレール112.1,112.2 および共働
するチャンネル116.1 ,116.2によって、クレードル32に
長手方向に滑動可能に取付けられていることは明白であ
る。

【００６９】従って、ケリー管84はクレードル32内に垂
直に滑動可能に取付けられており、従ってHowell（の発
明）のプリンシパルボデー114 がHowell（の発明）の下
方押込み式の油圧シリンダ手段122 の作動によって上方
および下方に可動であるのと同様に、下方押込み式の油
圧シリンダ手段110.1,110.2 の作動によってクレードル
32内を上方および下方に動き得ることが理解される。

【００７０】さて図2Aおよび2Bを参照すると、ケリー管
84内に位置するケリー組立体120 は、簡単に説明できる
ものであり、下記に注目されている管84内に位置してい
るケリー組立体120 は、Howell（の発明）に示されてお
りかつ記載されている抜きさし自在のケリー手段160 と
実質的に似ているということを除いてこれは了解できる
ものである。

【００７１】（図2Aに示されている）ケリー組立体120
は抜きさし自在の複数の四角形状で中空のケリー断面か
ら構成されており、その最外側部は参照番号122.1 で指
定され、最内側部は参照番号122.4 で指定されてる。図
2Aおよび2Bを参照すると、もっとよく分かるように最内
側のケリーの断面は中実のコア122.5'であり、すべての
ケリーの断面は四角形の横断面である。

【００７２】Howell（の発明）で説明されているよう
に、隣接するケリーの断面には協働する一対の保持器即
ち（図９に示されている）122.2 ′と協働する（図2Bに
示されている）122.1 ″および122.3 ′と協働する122.
2 ″等が設けられており、この構造によりケリー組立体
120 が一杯に延長される場合にはこれらの保持器は抜き
さし自在の関係となる。

【００７３】各保持器は同じ参照番号を有するケリーの
断面に固着されており、各上部保持器はプライム符
合（′）付きの参照番号を、各下部保持器は二重プライ
ム符合（″）の付いた参照番号を持っている。リフトプ
レート128 が中実のケリー断面122.5 の下端に溶接によ
って強固に接着されている（図2B参照）

【００７４】ケリー組立体120 は抜きさし自在であるの
で、リフトプレート128 は連続的に他のケリー断面の下
方端部に接触し、外方に伸びてゆく順序に従って、他の
ケリー断面をケリー管84内に引上げる。中実のケリー部
のコア122.5 の下端と一体に、リフトプレート128 の下
部に、ビット31をケリー部のコア122.5 と連結する連結
手段130 が設けらている（図2B参照のこと）。

【００７５】図9 で良く判るようにコア122.5 は内部が
中空のケリー122.4 の上部に延びている。図9 で判ると
おり内側のクイル部材133 は外側のクイル部材132 とス
プラインで結合されており、外側のケリー部122.1 の上
端に固着されている。図9 により内側のクイル部材133
はケリー管84の軸回りを回転可能であるが、しかしケリ
ー管84に対し長手方向の移動は不可能であることが判
る。

【００７６】また図9 で判るとおり外側のクイル部材13
2 はスプロケット136 にボルト付けされており、かつ中
央の孔137 はその端部からその端部まで完全に部材133
内を貫通しておりコア122.5 の上端の縮径された直径を
受け入れている。ケリーケーブル80の外側端部は前記中
実のケリーのコア122.5 の上端に回転可能に連結された
スイベル組立体138 に連結されている。

【００７７】図2 および図9 を参照すると判るように、
ヘッドプレート150 が複数個のボルト152 によってケリ
ー管上に取付けられているハウジング164 をカバーして
いる。ヘットプレート150 はスプロケット136 上に位置
している（図9 参照のこと）。円形の開口154 がヘット
プレート150 を貫通しており、外側のクイル部材132と
緩くはめあわさっている。

【００７８】分割されたカラー155 が部材133 の上端の
溝内に挿入されて、回転可能に部材132 の上端上に取り
付けられているケリーケーブル案内82によって、ベアリ
ング156 上に搭載されている。

【００７９】ケリーケーブル案内82の外側端部は、（図
10の）アーク状の硬化されたプレート160 上に搭載され
ている（図10の）二個のローラー160',160" によって可
動に支持されている。同様に図2 に示されているとお
り、サービスウインチのケーブル案内90はハウジング16
4 に固着されている。

【００８０】図1,2 および 9を参照すると判るように、
油圧駆動モータ168 がハウジング164 の下方に配置され
ており、その出力軸168.1 がハウジング164 内に配置さ
れている。油圧駆動モータ168 は、ボルト168'によって
ハウジング164 に固着されている。図9Aによると、油圧
モータ168 の出力軸168.1 はキー170 によってスプロケ
ット172 に連結されている。

【００８１】図９より判るとおり、スプロケット136 お
よび172 を同期回転させるために、公知の多條式駆動チ
エイン174 がスプロケット136 および172 の複数個の歯
形と共働している。図9Aから判るように、相互に結合さ
れている歯車または一個の歯車178 は自由に回転可能に
中空の円筒形カラー180 に取付けられており、各歯車ま
たは同一平面上にある歯形178 はチエイン174 の一つの
條と連動している。カラー180 のカップ状の下端には、
ボルト184 の軸上に取付けられている偏心した開口部が
設けられている。

【００８２】従って、当業界で通常の技術を有する者に
とっては、この開示によって、ボルト184 が緩められる
と、カラー180 は前記偏心した開口の軸周りを回転で
き、それによりチエイン174 に張力が加わり、かつボル
ト184 を締めつけることにより任意の張力が加えられた
状態に維持されるということは了解できるであろう。

【００８３】図9Bはスプロケット136,内側クイル部材13
3 および外側クイル部材132 の相互的な配置を示すもの
である。ここで図10を参照すると、ボルト付けされたサ
ービスプレート190 で覆われている開口部を通過するヘ
ッドプレート150 の上面が示されている。サービスプレ
ート190 は、上記説明された方法で、アイドルギヤセッ
トまたは歯形178 を調整するために、（図9Aに示されて
いる）カラー180 およびボルト184 に接近できるように
設けられている。

【００８４】図10より判るとおり、ウインチケーブル案
内用のシーブまたはプーリー86,88を通して結びつけら
れているサービスケーブル85を案内するサービスウイン
チケーブル案内90はハウジング16に固着されている。図
10より判るとおり、ケリーケーブル80はケリーケーブル
案内82のシーブまたはプーリー196 および198 に懸回さ
れている。

【００８５】さらに図10より判るとおり、ケリーケーブ
ル案内82は軸156'周りを回転可能である。このケリーケ
ーブル案内82の回転は、固着されたアーク状の強化され
たプレート160 上に搭載されたローラー160'および160"
によって補強されている。

【００８６】本発明の好ましい実施の形態であるウイン
チ操作システム200 は図11〜図15に示されており、かつ
図11〜図15と関連させて以下に説明する。本発明の好ま
しい実施の形態であるウインチ操作システムを詳細に説
明するに先立って、このウインチ操作システムを設ける
理由を論議することが望ましい。

【００８７】上記指摘のとおり、Howellの発明と異なり
ケリーウインチ76はケリー管84の上部に設けられるので
はなく、クレードル32上に設けられていることが、本発
明での主要な特徴である。

【００８８】しかしながら、本発明の主要な特徴である
ケリーウインチをクレードル上に取付けることは、図11
〜図15と関連付け、かつ特にそのケーブル保護サブシス
テムに関連付けて、以下に説明するウインチ操作システ
ム200 を設けることを必要とするものである。

【００８９】また、ウインチ操作システム200 のケーブ
ル保護サブシステムは、本発明の主要な特徴であるサー
ビスウインチを設けることを可能とすることについて注
目すべきである。換言すると、ケリーウインチ76および
サービスウインチ78をクレードル32上に取付けることは
安定性、視認性等の多くの問題を解決するものであるに
も拘らず、本発明のウインチ操作システム200 のケーブ
ル保護サブシステムを設けることが必要となる。

【００９０】ウインチ操作システム200 、および特にケ
ーブル保護サブシステム200.1 は、本発明の特徴によれ
ば、ケリー管84とクレードル32との間の相対的な運動に
よって引き起こされる問題を処理するために必要となる
ものである。これらの諸問題の中には、ここでケリーウ
インチに関して論議される次のような主要な諸問題があ
り、同様な諸問題はサービスウインチに関しても発生す
ることが判る。

【００９１】ビット31が（図2Bに示されている）ホーム
ポジションに位置している時に、下方押込み式のシリン
ダー110.1,110.2 の作動によりケリー管84が上方に移動
するにつれ、ケリーケーブル80が対応してくり出される
かまたはケリーウインチブレーキ76.2( 図2 ) が緩めら
れ、かつできるならば部分的に緩められてケリーケーブ
ル80が自由にくり出されるのではなく、ケリーウインチ
ドラム76.1( 図2)から繰り出されないと、ケリーケーブ
ル80は張力が加わって破断されることになる（図8)。ケ
リー管84は一日に数百回上下に移動させられるので、ケ
リー管84が上昇する毎に、ケリーケーブル80を繰り出し
たり、または部分的にケリーウインチのブレーキ76.2を
緩めることをオペレータに要求することは全く不可能で
ある。

【００９２】このようにオペレータが介入することを不
必要とする為に、ケーブルがケリーウインチドラム76.1
からケリー組立体120 の制御を失うことなく引き出され
るのに充分に、自動的にケリーウインチブレーキ76.2を
ゆるめるサブシステム（PBR/K ）を用意することが本発
明の一部として思いつかれた。このPBR/K サブシステム
は、下方押込み式のシリンダ 110.1，110.2 を延伸させ
る油圧サブ回路からの少量の油圧油を圧力調整弁100.4
を介してケリーウインチ上の外部ブレーキ開放ポート7
6.3へ導入させるものである。外部ブレーキ開放ポート7
6.3に供給される圧力は極めて正確に維持され、従って
ケリーウインチブレーキは充分に開放され、ケーブルは
ケリーケーブルを損傷することなく、ケリーウインチド
ラムからくり出されるが、ケリーウインチブレーキはケ
ーブル組立体120 の制御を失うほど充分には開放されな
い。前記少量の油、すなわちPBR/K の信号は油圧ライン
100.5 を経由して、（図３）の弁100.4 から導き出され
る（PBR 信号ライン）。

【００９３】他方、ケリー管84が下方押し込みシリンダ
110.1,110.2 によって下方へ移動されるときは、ケリー
ケーブルはサブシステムPBR/K を使用しないで、緩むこ
とになる（図７）。このケリーケーブルの緩み状態は、
ケリーケーブル80がケリーウインチブレーキ76.1に均一
に巻つけられた状態を維持できなくなり、むしろ無秩序
となる（図７）ことが生ずるので、異論がある。当業界
の通常の技術を有する者にとっては、そのようなケーブ
ルの無秩序を防止することはケーブルの寿命を延長する
ことに対して重要であることがよく知られている。

【００９４】従って、本発明は、ケリー管84が下方へ動
かされるときに、ケリーケーブルに適当な張力を維持す
るために、ケリー管84を降下させる、すなわち下方押し
込みシリンダ110.1,110.2 を引き込めさせる分岐回路か
らの少量の圧力油が、別個の圧力調整弁より構成されて
いる本発明の（RI/K）サブシステムのケリーケーブルの
リールによって、ケリーウインチモータの吊り上げポー
トへ送られる。

【００９５】ケリーウインチモータの吊り上げポートが
受ける圧力は、ケリーウインチがケリーケーブルの緩み
を除去するだけであって、ケリー組立体120 には他の影
響を与えないようにするために、工場で厳密に設定され
る。

【００９６】（図３に示されている）部分的なサービス
ウインチのブレーキを開放するサブシステム（PBR/S ）
は、サービスウインチに関して実質的に同一の機能を実
施するようにサービスウインチ78についても備えられて
いる。適正にサービスウインチ78を制御するにはケリー
ウインチに関しては必要ではない補助的なウインチ操作
サブシステムを用意することが必要である。

【００９７】上述の説明のとおり、サービスウインチ78
は、そのケーブル85およびフック92によって、オーガを
操作するについて、吊り上げられなければならない各種
の荷重を吊り上げるように構成され配列されている。

【００９８】当業界の通常の技術を有する者にとっては
よく知られているとおり、ケリー管84が引きあげられて
いる間に、同時にある荷重を保持するためにサービスウ
インチ78を使用することが必要であり、または望ましい
ことが度々ある。この場合には、サービスウインチの局
部的なブレーキ開放システム（PBR/S ）は、サービスウ
インチのケーブル85のフック92によって支持されている
荷重の制御を失う可能性を避けるために、作動しないよ
うにされなければならない。

【００９９】以上の開示によって、当業界の通常の技術
を有する者にとっては、本発明のサービスウインチのケ
ーブル巻き込みサブシステム（RI/S）は、サービスウイ
ンチの荷重支持ないしは負担能力に何等影響を与えるも
のではないことは明白である。

【０１００】本発明の主な特徴によれば、本発明のサー
ビスケーブル巻き込みサブシステム（RI/S）は、図２，
３および４に示されており、かつこれに関して上記のと
おり記述されているスイッチ 102とフック収納アーム96
とから構成されている。

【０１０１】サービスケーブル85に取付けられているフ
ック92がフック収納アーム96内の孔94と係合し、さらに
サービスケーブル85が巻き込まれると、フック収納アー
ム96が上方へ引っ張りあげられ、そしてフック収納アー
ム96が図４に示されているように、最上の位置へ引き入
れられ、かつ関連するスイッチ 102が閉鎖される。

【０１０２】図４に示されているとおり、フック収納ア
ーム96が最上位置にあると、（閉鎖された）スイッチ10
2 はサービスウインチの部分的ブレーキ開放システム
（PBR/S ）を作動させるように作動する。もしもサービ
スケーブル85がアーム96の孔94と係合していないとき、
すなわちサービスケーブル85が荷重を持ちあげるように
展開されると、アーム96は（図３に示されている）最低
位置になり、スイッチ102 は開放され、かつサービスウ
インチの局部ブレーキ開放システム（PBR/S ）は作動し
ない。

【０１０３】サービスケーブル85がこのように展開され
ると、ケリーウインチ76はかかる荷重、すなわちケリー
組立体120 および図１に示されているオーガ31のような
ドリル工具を受けているのでPBR/K サブシステムを作動
しないようにすることは必要ない。従って、PBR/K サブ
システムは、ケリーウインチ76およびケリーケーブル80
に作用するであろう全荷重の範囲にわたって適正に作動
するように工場において設定される。

【０１０４】一方、サービスウインチ78およびサービス
ケーブル85は、異なった時点で広範囲にわたる荷重、す
なわち使用されていないときの無荷重から、全容量荷重
に至るまで、その中間では任意の荷重を負荷されるもの
である。

【０１０５】本開示を知った、当業界の通常の技術を有
する者にとっては自明であるように、サービスウインチ
78が何等かの荷重をうけている間に、サービスウインチ
78のブレーキ操作を変更することは望ましくない。従っ
て、本発明によれば、（図２，３および４に示されてい
る）スイッチ102 を含めてPBR/D/S サブシステムは、ア
ーム96がその最高位置にあり、かつスイッチ102 が第一
の閉鎖された状態にある時には、サービスウインチ78の
ブレーキ78.2の部分的な開放は、サービスウインチ78が
作動していない状態のときにのみ生ずることを保証する
ものである。

【０１０６】上記を考慮すると、この開示を知り得る当
業界の通常の技術を有する者にとっては、本発明の第一
の好ましい実施の形態である下方押込式テレスコピック
オーガ装置に設けられたオペレータの制御が容易なパワ
ーおよび制御システム（PCS）は、本発明の主な特徴で
あるウインチ操作システム（WMS ）から構成されている
ことをここで理解できるであろう。

【０１０７】前記ウインチ操作システム（WMS ）はここ
では別個にそのように名称付られているが、実際には前
記パワーおよびコントロールシステムと一体（サブシス
テム）であり、その機能をそれらとは独立して果たすも
のではないことがさらに理解できるであろう。

【０１０８】前記ウインチ操作システムおよび以下に説
明されているその有用なサブシステムはPCS システムと
一体の部分であり、かつそれらの機能はそれらと独立に
機能するものではないことも、更に理解されるであろ
う。

【０１０９】PCS システムのウインチ取扱サブシステム
（WMS ）は、２個のPBR すなわち部分ブレーキ開放サブ
システム、換言するとケリーウインチの部分ブレーキ開
放サブシステム（PBR/K ）およびサービスウインチの部
分ブレーキ開放サブシステム（PBR/S ）とから構成され
ている。

【０１１０】これら両者のサブシステム、PBR/K および
PBR/S は図13に図式的に示されている。PBR/K は直接ケ
リーウインチ76の外部ブレーキ開放ポート76.3に連結さ
れており、さらにPBR/S はサービスウインチ78の外部ブ
レーキ開放ポート78.3に直接連結されている。この両者
のサブシステムへの入力信号（PBR ）は、（図13に示さ
れている）油圧系 100.5から導入される。PBR 信号の圧
力は代表的には400Lb/in² であって、本発明の各オーガ
装置が製造される時に工場において設定される。

【０１１１】PCS システムの WMSサブシステムは更に、
２組のRIすなわちサブシステム中のケーブルリール、す
なわちサブシステム（RI/K）のケリーケーブルリールと
サブシステム（RI/S）のサービスケーブルリールとから
構成されている。

【０１１２】これらのサブシステムの両者、RI/Sおよび
RI/Kは図式的に図13に示されている。RI/Sはチェック弁
78.4を備えており、RI/Kはチェック弁76.4を備えてい
る。RI/SおよびRI/Kの信号圧力（RI）は油圧系 100.6か
ら供給される。PBR 信号圧力は代表的に300 から400 ps
i の間であって、本発明のそれぞれのオーガ装置が製造
される時点で設定される。

【０１１３】PCS システムのWMS サブシステムは更に、
サブシステム（PBR/D/S ）を使用不能または作動しなく
なるようにするサービスウインチのブレーキの一部を開
放するサブシステムから構成されている。

【０１１４】本開示を知った当業界の通常の技術を有す
る者にとっては、理解し得るように、以上の通り定義さ
れた機能をあらわす用語PBR/K ，PBR/S ，RI/K，RI/Sお
よびPBR/D/S は、それぞれが独立のサブシステムである
ことを意味していると取ってはならない。これとは反対
に、例えば、当業界の通常の技術を有する者にとっては
PBR/D/S サブシステムはPBR/S サブシステムの一部であ
ることは明白になるであろう。

【０１１５】図１に示されているような本発明の第一の
好ましい実施の形態である下方押込み式テレスコピック
オーガ装置１のパワーおよびコントロールシステムPCS
は、車両12の電気および油圧システムと、（図１に示さ
れている）本発明によるオーガ10の電気および油圧シス
テムとから構成されている。

【０１１６】これらのうち最初のものは、今後時によっ
ては車両のパワーおよびコントロールシステム（VPCS）
と呼ばれ、後者は今後時によっては、オーガーのパワー
およびコントロールシステム（APCS）と呼ばれる。

【０１１７】このAPCSはオーガ10の電気および油圧要
素、（すなわちスイッチ77および102、ケリー組立体120
を回転させる油圧駆動モータ 168、下向きに押し込ま
れるシリンダ110.1,110.2 ）を、車両12の電気および油
圧システム（VPCS）と一体化させるものであり、それに
よってオーガ10の作動に動力を付与しかつコントロール
するものである。

【０１１８】オーガのパワーおよびコントロールシステ
ム（APCS）は、全体として今後参照番号 210によって示
される。車両のパワーおよびコントロールシステム（VP
CS）は、この種のシステムは当業界の通常の技術を有す
る者にとってはよく知られているので、ここでは詳細に
説明されてはいない。

【０１１９】車両12として使用し得る車両は、例えばキ
ャタピラ社の掘削機モデル 225である。ブーム取付シリ
ンダ30,30',30"と同様に、ブーム20は車両12の一部とし
て考慮されるべきである。

【０１２０】回転するベアリング手段36,36'、水平なメ
インピン28、水平ピン44およびメインボデー部材34は搭
載されているすべての組立体を含むメインボデー部材34
は、本発明によるオーガ10に属するものであると理解す
べきである。

【０１２１】図13は破線で囲まれている掘削機または車
両12、ウインチ76および78、ドリルモータ 168を除い
た、本発明のウインチ操作システム（WMS ） 200を示す
ものである。

【０１２２】図13に図式的に示されているように、車両
12は車両12の内燃機関によって駆動される３基の油圧ポ
ンプP1,P2,P3を備えている。ポンプP3によって供給され
る低圧油圧コントロールシステムを含めて、ポンプP1,P
2,P3は、オーガのパワーおよびコントロールシステム 2
10の油圧要素を作動させるのに使用される圧力が加えら
れた油圧油のすべてを供給する。

【０１２３】図13において、ボックス212,212.1 は掘削
機または車両12の部品であるバルブを示している。APCS
210の電気コントロール部分に使用される電力は車両12
の電気システムから供給される。

【０１２４】三組のそれぞれのポンプP1,P2,P3の出力側
ポートは車両12に搭載されているオーガのコントロール
パネル210.1 に接続されている。図13から判るとおり、
APCS 210はＺセクションよりなるパワービヨンドコント
ロールバルブ 211から構成されており、このコントロー
ルバルブ 211は S.Giovanni 1480 を経由して、イタリ
ヤのボロナの Ostevid Grande 40060 の Hydrocontrol
S.v.I (Boloqna) 社から購入し得る。HC-D20/2E2(310)
R5S4C17R3VA1(210) VB1(210) S4C17R3VA1(140)VB1(140)
U2R26 型のバルブでよい。

【０１２５】上記メーカーのバルブ型式命名法に示され
ているように、バルブ 211は安全弁が4500psi で開放さ
れ、STねじが切られたポート211.2 を有する入口セクシ
ョン211.1 と、モータスプール211.4 と3,000 Psi にセ
ットされたリリーフ弁を具えたワークポート211.5 と、
STねじが切られたポート211.6 および油圧リモート211.
7 を有する第１のセクション 211.3と、そのリリーフ側
が2000psi に設定されたワーキングポート付きのモータ
スプール211.9 と、STねじの切られたポート211.10と、
油圧リモート211.11と、STねじ付きのポート211.14を有
するパワービヨンドバルブ211.13を含めた出口セクショ
ン211.12、とから構成されている。

【０１２６】バルブ 211の出口側セクション211.2 のpo
wer-beyond port of valve 211.13は車両12のコントロ
ールバルブのバンク212 に連結されている。

【０１２７】バルブ 211の第１のセクション211.3 のス
プールが、いづれかの流体の流れ方向に油圧流体を導入
するように位置すると、ポンプP1からの油はケリーセク
ション 120を対応する方向に回転させるために、油圧モ
ータ 168へ供給される。バルブ 211の第２のセクション
211.2 はケリーウインチ76を制御する。

【０１２８】ポンプP2によって供給される油の流れは H
ow divider 214（図３参照）を経由して流れる。

【０１２９】How divider 214の出口接続部214.1,214.2
はそれぞれfoursection mid inlet power-beyond valv
e 215の inlet section 215.1,215.2に連結されてい
る。バルブ 215は、HC-D20/4E2(310)R55S4C17R3VA1(10
5)VB1(105)S4C17R3VA1(140)VB1(140)1E2(310)R3S1C17R3
VA1(210)VB1(210)S1C17RCVA1(140)VB1(140)U2R26 バル
ブであればよく、このバルブは同じバルブの製造者すな
わちイタリーのボロニアにある Hydrocontrol s.v.1 か
ら購入できる。

【０１３０】このバルブ 215の構造的配置は、前記のコ
ントロールバルブ 211の説明に関連して用いられた同メ
ーカのバルブ形式命名コードを参照することにより、油
圧バルブ業界の通常の技術を有する者にとっては理解す
ることが可能である。

【０１３１】バルブ 215（図３参照）のセクション215.
1 は主としてシリンダ110.1 および110.2 （図２参照）
よりなる下方押込み組立体をコントロールする。

【０１３２】本開示、そして特に図13の開示から当業界
の通常の技術を有する者にとっては理解できるように、
バルブ215 のセクション215.2 はサービスウインチ78を
コントロールするものである。同様に本開示そして特に
図13の開示から当業界の通常の技術を有する者にとって
はよく理解できるように、バルブ215 のセクション215.
3 は How divider 214からの分流をオーガ回路213 へ加
えるものである。

【０１３３】同様に、本開示そして特に図13の開示を受
ける当業界の通常の技術を有する者にとってはよく理解
できるように、バルブ215 のセクション215.4 はポンプ
P2からの流れを、ケリーウインチ76の速度を増加させる
ために、ケリーウインチ76を駆動する流体の流れに加え
るものである。

【０１３４】同様に図13から判るように、油が下方押込
のシリンダ110.1,110.2 を後退させるように流される
と、この油の一部は減圧弁100.3 を介してケリーウイン
チ及びサービスウインチの方へ流され、各ウインチはそ
れぞれケーブルを巻き込むことになる（RI機能）。

【０１３５】下方押込シリンダ110.1,110.2 が延伸され
ているときは、油は減圧弁110.4 を介してウインチのブ
レーキ回路へ流され、ウインチケーブルが破損されない
でウインチドラムから引張り出され得るように充分な圧
力がウインチブレーキに加えられる（PBR 機能）。

【０１３６】同様に図13から判るように、キャブ18内の
フートペダル217 であるウインチコントローラがバルブ
211 および215 のケリーウインチ側211.2 および215.4
を同時に作動させるので、従ってケリーウインチは常に
ポンプP1及びP2からの油の流れによって操作される。

【０１３７】サービスウインチ78も同様にフートペダル
217 によってコントロールされる。コントロールペデス
タル230 の右前方に位置するセレクタスイッチ220 は、
フートペダル217 のコントロール機能を、ケリーウイン
チバルブからサービスウインチバルブへ切り替えるセレ
クタスイッチ221 をコントロールする。

【０１３８】ドリルパワーおよびコントロールサブシス
テム（DPCS）（図17参照）は、ポンプP1に連結され、更
に２個のソレノイドバルブ 225,226（図17参照）によっ
てポンプP2に連結されたドリルバルブ215.3 に連結され
ているドリルバルブ211.1 を直接にコントロールしてい
る。

【０１３９】ジョイステック228 上のロッカースイッチ
227 とぺデスタル230 の右後方のトッグルスイッチ229
（図13Ａ参照）がソレノイドバルブ 225,226を制御す
る。

【０１４０】トッグルスイッチ229 が後方位置にあると
きには、ドリルコントローラ228 （図17参照）がポンプ
P1によってドリルバルブ211 のみを作動させる。これに
よりオーガ31を低速度で回転させることになる。トッグ
ルスイッチ229 が前方位置にあるときには、ソレノイド
バルブ 225,226（図17参照）は、ドリルコントローラ22
8 （図17参照）を、双方のバルブ211 および215 （図13
参照）のドリルセクションを作動させるので、オーガ31
は高速で回転することになる。

【０１４１】（図13Ａ，ＢおよびＣ）のジョイステック
228 上に取付けられているロッカースイッチ227 が、そ
のばねで付勢されて通常位置する中央位置から完全に後
方または前方へ揺り動かされることによって閉鎖される
と、（図17に示されている）ソレノイドバルブ 225,226
が励磁され、かつ（図17の）ドリルモータ168 の変位パ
イロットをコントロールするソレノイドバルブ231 が励
磁される。これによりオーガ31はスピン−オフモードと
なる。

【０１４２】回転および下方押込みの機能はオペレータ
の直前に配置されている（図13Ａおよび図13Ｂに示され
ている）コントロールペデスタル230 上に取付けられて
いるジョイステックコントローラ228 によってコントロ
ールされる。ウインチ76,78 は（図1 の）キャブ18の床
面18.1に取付けられているフートコントローラーすなわ
ちフートコントロールペダル217 （図13Ａおよび16参
照）によってコントロールされる。

【０１４３】改良前の変更されていない225 型の掘削機
に見受けられる掘削機のコントロール棒は、改良後は前
後の傾斜コントロール装置となり、改良前の225 型掘削
機のバケットコントロール装置は改良後は側方への傾斜
をコントロールする装置となっている。換言すると、改
良されていない225 型掘削機のバケットを操作していた
コントロールハンドルまたはコントロールバルブのサブ
システムは、改良後はオーガ装置10の側方傾斜をコント
ロールし、改良されていない225 型掘削機のコントロー
ル棒を操作するコントロールハンドルまたはコントロー
ルバルブのサブシステムは改良後はオーガ装置の前後傾
斜をコントロールすることになる。

【０１４４】図11を参照すると、本発明によるウインチ
操作システム（WMS ）200 の操作モードを示す論理図が
示されている。図12は、図13に示されている本発明のウ
インチ操作システム200 が受信しかつ発信する入力およ
び出力信号に関する表示キーである。

【０１４５】図11の論理回路は単にウインチ操作システ
ム200 の動作を図式的に表したものに過ぎず、かつ図11
に示されているゲート類と、本発明の第一の好ましい実
施の形態であるパワーおよびコントロールシステム（PC
S ）の一部であるウインチ操作システム200 の特定の電
気および油圧要素とを関連させる必要がないことが理解
される。図11から判るように、ウインチ操作システム20
0 の動作は三個のAND ゲート 302,304,306と、図11に示
されている論理回路 300の入力端子Ｅ（310 ）で受信す
る信号をその補数に変更するインバータ 308によって示
されており、その補数はゲート 302の入力端子 312に供
給される。

【０１４６】図11と図12とを参照することにより判ると
おり、論理回路300 の入力端子Ａで受信する信号は、図
６に示されているスイッチ77から導出されたKCS 、すな
わちケリーケーブルが緩んでいるという信号であり、こ
の信号はケリーケーブル80が緩んでいるときには常にそ
の論理的な価値すなわち重要な価値を持つものである。

【０１４７】また図11及び図12を参照することにより判
るとおり、論理回路 300の入力端子Ｅで受信される信号
はOOA 信号であり、図14に示されているスイッチ340 か
ら導出されるものである。

【０１４８】更に図11および図12を参照することにより
判るとおり、論理回路 300の出力端子１に発生する信号
はSKW すなわちケリーウインチを停止させる信号であ
る。

【０１４９】ウインチ操作システム200 のこの動作は時
によっては、“孔の底部でケリーケーブルを阻止する機
能（bottom hole Kelly cable arrest function ）と呼
ばれる。

【０１５０】更に図11と図12とを参照すると、ゲート 3
04の２個の入力端子はそれぞれSCST信号およびKTR すな
わち“ケリー管が吊りあげられていることを示す信号”
とを受信することが判る。

【０１５１】さらに図11および図12より判るように、SC
ST信号が入力端子Ｂに加えられ、KTR 信号が入力端子Ｃ
に加えられるときには常に発生するゲート 304の出力信
号はPBR/S 信号すなわち先に説明された“サービスウイ
ンチの部分的なブレーキを開放する信号”である。従っ
て、サービスケーブルが収納され、かつケリー管84が上
昇している時には、常にウインチ操作システム200 はサ
ービスウインチのブレーキ78.2を部分的に開放するよう
に機能する（図２参照）。

【０１５２】また図11および図12より判るとおり、KTR
信号およびPBR/K 信号は同一のものであって、従って、
ケリー管84が吊り上げられているときには、常に、ケリ
ーウインチのブレーキ76.2は部分的に開放されている。

【０１５３】同様に図11及び12より判るとおり、ゲート
306 の入力端子は、それぞれSCST信号およびKTL 信号す
なわち“ケリー管が下降されているという信号”を受信
し、ゲート306 の出力信号はRI/S信号すなわち“サービ
スケーブルは巻き込まれているという信号”である。
従って、サービスケーブル85が巻き込まれており、ケリ
ー管84が下降しているときには常に、ウインチ操作シス
テム200 はサービスケーブル85を巻き取るように機能す
る（図２参照）。

【０１５４】また図11および12から判るように、KTL 信
号すなわち“ケリー管が下降されているという信号”は
RI/K信号すなわち“ケリーケーブルは巻き取られている
という信号”と同一であって、従ってケリー管84が下降
しているときには常にケリーケーブル84は巻き取られて
いる。

【０１５５】ここで図14を参照すると、本発明による
“孔の底部でケリーケーブルを阻止するサブシステム”
BKCAサブシステムが図示的に示されている。図14から判
るように、（図５および６に示されている）スイッチ77
からの“ケリーケーブルが緩んでいるという信号”KCS
信号は、ソレノイドで操作されるバルブ330 を作動さ
せ、かつこれによってケリーケーブル80がゆるんだとき
（図６参照）、すなわちオーガ31がスピンオフした後に
孔の中へ下降し、孔の底部に接触するときに、（図13Ａ
に示されている）フートコントロール217 を、バルブ21
1 のセクション211.2 から切り離す。

【０１５６】従って、この開示を知った当業界の通常の
技術を有する者にとっては、オーガ31が部分的に掘削さ
れた孔の底部と接触することによって、ケリーケーブル
80がゆるんだときに、フートコントロール217 が、オー
ガ31が土中に侵入することによってスイッチ77が開放さ
れるまでケリーケーブル80を更にゆるめて繰り出すこと
を防止することを理解できる。

【０１５７】さらに図14から判るように、手で操作され
るウインチのオーバーライドスイッチ340 はスイッチ77
とソレノイドで操作されるスイッチ330 とに、24ボルト
の電源と接地との間で、直列に連結されている。従って
この開示を知った当業界の通常の技術を有する者にとっ
ては、（図13Ａおよび13Ｂに示されているようにオペレ
ータがアクセスし得る）ウインチオーバーライドスイッ
チ340 の手動による操作は、オペレータによってケリー
ケーブルの緩み（KCS)、スイッチ77の影響を直接克服
し、これによって、フートコントロール217 でケリーウ
インチ76のコントロールを直ちに復活させ得ることを理
解できるであろう。

【０１５８】次に図15を参照すると、本発明の第一の好
ましい実施の形態であるウインチ操作システムのサービ
スケーブル監視サブシステムが示されている。

【０１５９】ここに説明されているように、（図３およ
び４に示されている）スイッチ102は、サービスケーブ
ル85が収納されているときは閉鎖されている。図15で判
るとおり、スイッチ102 はソレノイドで操作されるバル
ブ350 の作動をコントロールする。

【０１６０】ソレノイドで操作されるバルブ350 が脱磁
されると、（サービスケーブル85が展張され、スイッチ
102 が開放されている）外部グレーキ開放ポート78.3は
システムの油溜めサンプへ連通され、そこでサービスケ
ーブルウインチ78のドラムの操作は直接フートコントロ
ール217 によってコントロールされることになる。

【０１６１】しかしながらサービスケーブル85が格納さ
れ（図４参照）、その結果スイッチ102 が閉鎖される
と、外部のブレーキ開放ポート78.3がソレノイドで操作
されるバルブ350 を介して、部分ブレーキ開放ライン 3
52に接続され、外部ブレーキ開放ポート78.3へ運ばれる
そのラインの流体圧はサービスウインチ78に部分的にブ
レーキをかけることになる。これにより上述したよう
に、ケーブルはチューブ84の上向き運動に対応してサー
ビスウインチ78のドラムから引き離される（図１参
照）。

【０１６２】これまでの説明によって、上記のように説
明された目的は効率よく達成できるといること、および
上述の構造およびそれにより実施される方法について或
る種の変更は本発明の範囲から逸脱することなく実施し
得るものであるので、上記の説明に含まれており、或い
は添付した図面中に示されているすべての事項は単に説
明のためであると解決されるべきであって限定する意味
ではないということは理解すべきである。

【０１６３】さらに下記のクレームはここに記述されて
いる本発明の包括的かつ特定された特徴のすべてを含
み、かつ用語の問題になると考えられる本発明の範囲に
関するすべての記述を含むことを意図したものであると
理解するべきである。

【０１６４】

【発明の効果】以上詳細に説明した通り、本発明は、市
場で販売されている従来の装置より背が高く、より強力
であっても、これを搭載した車両は安定して走行でき
る。特に、荒地を走行する時でも安定して走行できる。

【０１６５】本発明は、サービスウインチがブーム先端
のコネクタまたはクレードル上に搭載されていると共
に、ケリー管が前記クレードルに対し下方へ動かされる
たび毎にウインチケーブルが緩むのを防止するようにオ
ペレータが操作する負担を解放するウインチ操作システ
ムを有する。前記のウインチ操作システムは自動の部分
的ブレーキ開放手段を備えており、これによって、ウイ
ンチブレーキが部分的に解放される。従って、ケリー管
が前記クレードルに対して上方に動かされる都度、ケー
ブルを損傷したり、ケーブルにかかる荷重の制御を失う
ことなく、十分にケーブルが両ウインチのドラムから離
れることができる。

【０１６６】また、前記ウインチ操作システムは、サー
ビスウインチが使用されていない時にはサービスケーブ
ルのフックを取付けることが可能なアームよりなるサー
ビスケーブル監視手段を備えている。前記サービスケー
ブル監視手段は、前記アームが上げられて、そのフック
が前記アームにかけられるときのサービスケーブルに生
ずる張力によって第一の信号を発生する。前記サービス
ケーブル監視手段は、前記アームが下げられると、サー
ビスケーブルのフックが前記アームから外れて、アーム
と係合しているサービスケーブルに緩みが発生するの
で、第二の信号を発生する。

【０１６７】前記ウインチ操作システムはオペレータの
オーバライドを制御する手段を備えており、これによっ
て、オペレータはケーブルの緩みを除去する機能および
局部的なブレーキの開放機能を除いて、ウインチ操作シ
ステムの操作を中止することができる。

【０１６８】前記ウインチ操作システムは、本発明によ
るオーガのビットが掘削中の孔の底部に接触する都度、
ケリーケーブルの緩みが自動的に停止される、ケーブル
の孔の底部との接触を防止するサブシステムを備えてい
る。

【０１６９】ウインチ操作システムがそのウインチの作
動を監視するため、ケリー管がケーブルに対して移動す
る時にケリーケーブル及びサービスケーブルが破断した
り緩むことを防止できる。

【０１７０】削孔の底部でケリーテーブルを阻止するシ
ステムが、ケリーテーブルが弛緩すると、ケリーウイン
チのドラムの回転を阻止する。

【図面の簡単な説明】

【図１】公知の形状を備えた無限軌道式の車両に搭載さ
れた本発明による下方押込み式テレスコピックオーガ装
置の斜視図を示す。

【図２】本発明の第一の好ましい実施の形態のオーガの
斜視図を示す。図2Aは前記オーガの断面を示す平面図で
ある。図2Bは前記オーガの部分的な断面を示す正面図で
ある。

【図３】作動状態を示す前記サービスケーブルの正面図
を示すものである。

【図４】前記と異なった作動状態を示す前記サービスケ
ーブルの正面図を示すものである。

【図５】前記ケリーウインチおよびサービスウインチの
斜視図であって、それぞれ二種の異なった作動状態にあ
る本発明によるケリーケーブル監視手段を示すものであ
る。

【図６】前記ケリーウインチおよびサービスウインチの
斜視図であって、それぞれ二種の異なった作動状態にあ
る本発明によるケリーケーブル監視手段を示すものであ
る。

【図７】本発明によるウインチ操作システムが使用され
ていない状態を示すケリーウインチを示すものである。

【図８】本発明によるウインチ操作システムが使用され
ていない異なった状態を示すケリーウインチを示すもの
である。

【図９】ケリー組立体を回転させる駆動モーターおよび
その出力軸をケリー組立体のクイル手段と係合させるカ
ップリング手段とを含めたケリー管の上端部の部分的な
縦断面図である。図9Aは図９の9A-9A 線断面で示される
チエイン駆動機構の横断面図である。図9Bは図９の9B-9
B 線断面で示されている装置の部分横断面図である。

【図１０】図９に示された装置の平面図である。

【図１１】本発明による好ましい実施の形態のウインチ
操作システムの図式ダイヤグラムである。

【図１２】図11の図式ダイヤグラムに対する表示キーで
ある。

【図１３】本発明の第一の好ましい実施の形態における
ウインチ操作システムの図表である。 図13A,13B,13C
は本発明によるオペレータが操作する制御を示すもので
ある。

【図１４】本発明の第一の好ましい実施の形態における
ウインチ操作システムの孔の底部でのケリーテーブルの
防止サブシステムの図表である。

【図１５】本発明の第一の好ましい実施の形態における
ウインチ操作システムのサービスケーブル監視サブシス
テムの図表である。

【図１６】本発明の第一の好ましい実施の形態における
ウインチ操作システムのウインチ選択サブシステムを示
す図表である。

【図１７】本発明の第一の好ましい実施の形態による抜
き差し自在のオーガ装置のパワーおよびコントロールシ
ステムのオーガコントロールサブシステムを示す図表で
ある。

【符号の説明】

１ 下方押込み式テレスコピックオーガ装置 １０ オーガ １２ 車両 １６ ターンテーブル ２０ ブーム ３０ 油圧シリンダ手段 ３１ ビット ３２ クレードル ７６ ケリーウインチ ７８ サービスウインチ ８４ ケリー管 ８５ ケーブル ９２ フック １０２ スイッチ １２０ ケリー組立体

Claims (12)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 動力で操作されるブームを有する車両
   と、前記ブームの末端に取り付けられているオーガー
   と、さらに前記車両に搭載された車両用パワー及びコン
   トロールシステムと、前記オーガに取付けられたオーガ
   用パワーおよびコントロールシステムとより構成されて
   おり、前記車両には内燃機関手段と、電源手段と、前記
   パワーおよびコントロールシステムに電気動力と圧力油
   圧流体を供給する油圧ポンプ手段とを備えており、 前記オーガは前記ビームの末端に回転可能に取付けられ
   ているクレードルと、該クレードル内に滑動可能に取り
   けられたケリー管と、該ケリー管内に抜きさし自在に取
   付けられたケリー組立体と、前記クレードル上に取付け
   られたケリーウインチと、前記クレードル上に取付けら
   れたサービスウインチとより構成されている、 ことを特徴とする下方押込み式テレスコピックオーガ装
   置。
2. 【請求項２】 前記パワーおよびコントロールシステム
   は、前記ケリー管が前記クレードルに対して動かされる
   ときに、前記ケーブルが破損したり、緩むことを防止す
   るために、自動的に前記ウインチを操作するためのウイ
   ンチ操作システムを備えていることを特徴とする請求項
   １に記載の下方押込み式テレスコピックオーガ装置。
3. 【請求項３】 前記ウインチ操作システムが、ケリーケ
   ーブルが弛緩すると、“ケリーケーブルの弛緩信号”を
   発生するために前記ケリーウインチ上に取付けられた
   “ケリーケーブル弛緩信号発生手段”を備えていること
   を特徴とする請求項２に記載の下方押し込み式テレスコ
   ピックオーガ装置。
4. 【請求項４】 前記ウインチ操作システムが、前記サー
   ビスウインチと離れたサービスケーブルの端部に取付け
   られるようになっているアームと、前記サービスケーブ
   ルが前記アームに取り付けられかつピンと張っていると
   きに信号を発生する前記アームによって操作されるスイ
   ッチとを含む、“サービスケーブルが収納されていると
   いう信号”を発生する手段を備えていることを特徴とす
   る請求項２に記載の下方押込み式テレスコピックオーガ
   装置。
5. 【請求項５】 前記ウインチ操作手段が、ケリーケーブ
   ルに加わっている荷重のコントロールを失うことなく、
   ケーブルが前記ケリーウインチから引き出され得るよう
   に前記ケリーウインチのブレーキを緩める“部分的なケ
   ーブルウインチのブレーキの開放システム”を備えてい
   ることを特徴とする請求項２記載の下方押込み式テレス
   コピックオーガ装置。
6. 【請求項６】 前記ウインチ操作手段が、追加の圧力油
   を前記ケリーウインチの駆動モーターに供給し、それに
   よって前記ケリー組立体の作動に影響することなく前記
   ケリーケーブルの緩みを除去するようになっている“ケ
   リーケーブルの緩み除去サブシステム”を備えているこ
   とを特徴とする請求項２に記載の下方押込み式テレスコ
   ピックオーガ装置。
7. 【請求項７】 前記“ケリーケーブルの緩み除去サブシ
   ステム”が、ケリーケーブルが緩んだときに、“ケリー
   ケーブルが緩んでいるという信号”を発生するための前
   記ケリーウインチ上に取り付けられているケリーケーブ
   ルが緩んでいるという信号を発生する手段を備えている
   ことを特徴とする請求項６に記載の下方押込み式テレス
   コピックオーガ装置。
8. 【請求項８】 前記ウインチ操作システムが、サービス
   ケーブルに加わっている荷重のコントロールを失うこと
   なく、ケーブルを前記サービスウインチのドラムから効
   率よく引き出されるように前記サービスウインチのブレ
   ーキを開放するため、部分的なサービスウインチのブレ
   ーキを開放するシステムを含んでいることを特徴とする
   請求項４に記載の下方押込み式テレスコピックオーガ装
   置。
9. 【請求項９】 前記ウインチ操作システムが、ケリーケ
   ーブルに加わっている荷重のコントロールを失うことな
   く、ケーブルを前記ケリーウインチのドラムから効率よ
   く引き出されるように前記ケリーウインチのブレーキを
   開放するため、部分的ケリーウインチ開放システムを備
   えていることを特徴とする請求項８に記載の下方押込み
   式テレスコピックオーガ装置。
10. 【請求項１０】 前記ウインチ操作システムが、追加の
    圧力油を前記ケリーウインチの駆動モーターに供給し、
    それによって前記ケリー組立体の作動に影響することな
    く前記ケリーケーブルの緩みを除去するようになってい
    る“ケリーケーブルの緩み除去システム”を備えている
    ことを特徴とする請求項９に記載の下方押込み式テレス
    コピックオーガ装置。
11. 【請求項１１】 前記ウインチ操作システムが、前記ケ
    リーケーブル弛緩信号が発生する毎に、ケリーウインチ
    ドラムの回転を避けるために、“孔の底でケリーケーブ
    ルを阻止する手段をさらに備えていることを特徴とする
    請求項３に記載の下方押込み式テレスコピックオーガ装
    置。
12. 【請求項１２】 更に前記ケリーウインチの作動をコン
    トロールするためのフートコントロール手段を備えてお
    り、さらにその手段の中に前記孔の底部で、ケリーケー
    ブルを阻止する手段がさらに前記ケリーケーブル弛緩信
    号が発生される都度、前記フートコントロール手段によ
    って、ケーブルが前記ケリーウインチから繰り出される
    ことを防止する手段を備えていることを特徴とする請求
    項11記載の下方押込み式テレスコピックオーガ装置。