JPH11324548A - アースドリルのクラッチ装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】クラッチの噛み合い位置の確認が不要であっ
て、操作が容易になる共に、噛み合い位置確認のための
インジケータも不要となり、動作上の信頼性も向上した
アースドリルのクラッチ装置を提供する。 【解決手段】アースドリルのケリーバ１と一体に回転す
るように設けられた第１の回転部材８と、アースドリル
のリールテーブルと一体に回転するように設けられた第
２の回転部材３ｂとを備える。第１の回転部材８と第２
の回転部材３ｂとの間にクラッチ２４を設ける。クラッ
チ２４を摩擦クラッチにより構成する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、ケリーバに軸掘バ
ケットと拡底バケットとが付け替え可能に取付けられ、
ケリードライブ装置の下部にホース類を巻くリールを搭
載したリールテーブルをセンタジョイントを介して設け
たアースドリルにおいて、センタジョイントのインナハ
ウジングのケリーバとの同時回転あるいは停止を制御す
るクラッチ装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】ケリーバに軸掘バケットと拡底バケット
とが付け替え可能に取付けられ、ケリードライブ装置の
下部にホース類を巻くリールを搭載したリールテーブル
をセンタジョイントを介して設けたアースドリルにおい
ては、回転側（ケリーバ側）と非回転側（ケリードライ
ブ装置側）との間で相対回転可能な一対の部材間におけ
る油圧接続や電気的接続を可能とするセンタジョイント
をケリードライブ装置の下部に配設し、センタジョイン
トの回転側にリールテーブルを結合し、このリールテー
ブルに前記油圧ホースや電気ケーブルが巻き付けられた
リールを搭載し、そこからホース類を地中の掘削装置に
接続している。

【０００３】前記センタジョイントには、油圧シールが
内蔵されており、その摩耗の進行を抑えるにはホース類
の接続が不要な掘削バケットの装着時（軸掘削時）には
リールテーブルを停止させてセンタジョイントの回転を
防ぐことが望ましい。このため、従来はリールテーブル
とケリーバとの間にクラッチ装置を設けている。

【０００４】従来のクラッチ装置は、例えば特開平８−
１５１８８６号に開示されているように、ケリードライ
ブ装置によって回転される第１の回転部材と、前記セン
タジョイントのインナハウジング（第２の回転部材）と
を軸受を介して相対回転自在に結合し、第１の回転部材
の外周に固定したリングの所定箇所に溝を設け、第２の
回転部材に、前記溝に嵌合するクラッチレバーを設け、
該クラッチレバーを油圧シリンダ等のクラッチ駆動手段
によって駆動することにより、クラッチレバーの前記溝
への嵌合あるいは離脱を行わさせて第１の回転部材の回
転を第２の回転部材に伝達あるいは解除するように構成
している。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】従来のクラッチ装置は
前述のようにクラッチレバーと溝との噛み合いによって
回転力の伝達、解除を行うカムクラッチで構成されてい
るため、クラッチを投入する際には予め噛み合い位置を
合わせる作業や位置が合致したことを確認することが必
要であり、面倒であり上、確認位置のインジケータも必
要であった。また、クラッチレバー等のリンク機構等が
必要となり、構造が複雑となり、動作上の信頼性が低下
するという問題点があった。

【０００６】本発明は、上述のような問題点に鑑み、ク
ラッチの噛み合い位置の確認が不要であって、操作が容
易になる共に、噛み合い位置確認のためのインジケータ
も不要となり、動作上の信頼性も向上したアースドリル
のクラッチ装置を提供することを目的とする。

【０００７】

【課題を解決するための手段】請求項１の発明は、アー
スドリルのケリーバと一体に回転するように設けられた
第１の回転部材と、前記アースドリルのリールテーブル
と一体に回転するように設けられた第２の回転部材と、
前記第１の回転部材と第２の回転部材との間に介在して
第１の回転部材の回転を第２の回転部材に伝達あるいは
解除するクラッチと前記クラッチを駆動するクラッチ駆
動手段とを備えたアースドリルのクラッチ装置におい
て、前記クラッチ部材のクラッチ駆動手段との接触部の
形状を、ケリーバを中心とする円環状に構成した前記ク
ラッチを摩擦クラッチにより構成したことを特徴とす
る。

【０００８】このように、クラッチを摩擦クラッチによ
り構成すれば、摩擦面（動力伝達面）の当接、離間によ
り、クラッチの接続、解除が行えるため、従来のような
溝とクラッチレバーの噛み合い位置の確認作業が不要と
なる。

【０００９】請求項２の発明は、請求項１において、前
記摩擦クラッチが円錐クラッチからなることを特徴とす
る。

【００１０】このように円錐クラッチとすれば、動力伝
達面が傾斜しているため、ケリーバに付着した土砂が動
力伝達面に付いたとしても、傾斜面にそって落下しやす
くなる。また、動力伝達面の面積が確保しやすく、半径
方向のサイズを小さくすることができる。

【００１１】請求項３の発明は、請求項２において、前
記円錐クラッチの動力伝達面を、下方が拡大されたテー
パー面に形成したことを特徴とする。

【００１２】このように、動力伝達面を下方が拡大され
たテーパー面に形成すれば、クラッチ面に付着した土砂
が、下方のクラッチ部材のテーパー面に沿ってセンタジ
ョイントの外方に落下させることができ、ケリーバとク
ラッチとの間に残留することが回避される。

【００１３】請求項４の発明は、請求項１から３までの
いずれかにおいて、前記クラッチの互いに当接される動
力伝達面の少なくともいずれか一方に、交換可能に耐摩
耗材を設けたことを特徴とする。

【００１４】このように、耐摩耗材を動力伝達面に取付
ければ、この上下クラッチ面の対向面の摩耗が防止さ
れ、また、耐摩耗材が摩耗または損傷すれば交換すれば
よいため、クラッチ材自体の寿命を長くすることができ
る。

【００１５】請求項５の発明は、請求項１から４までの
いずれかにおいて、前記クラッチ駆動手段が２本の油圧
シリンダからなり、該油圧シリンダを、前記第１、第２
の回転部材の回転中心に対して対称位置に配置したこと
を特徴とする。

【００１６】このように、油圧シリンダを回転部材の回
転中心に対して対称位置に配置することにより、各油圧
シリンダに均等に負荷がかけられる。

【００１７】請求項６の発明は、請求項１から５までの
いずれかにおいて、前記第１の回転部材を支持するフレ
ームと、前記第２の回転部材であるインナハウジングを
支持するアウタハウジングとの間に昇降ガイドを介在さ
せ、該昇降ガイドを、前記第１、第２の回転部材の回転
中心に対して対称位置に配置したことを特徴とする。

【００１８】このように、昇降ガイドを設けることによ
り、第２の回転部材を支持するセンタジョイントのアウ
タハウジングが回り止めされる。また、昇降ガイドを回
転中心に対して対称位置に配置することにより、各昇降
ガイドに均等に力が分散される。

【００１９】請求項７の発明は、請求項６において、前
記昇降ガイド内に、クラッチ駆動手段としての油圧シリ
ンダを内蔵したことを特徴とするこのように、油圧シリ
ンダを昇降ガイドに内蔵することにより、昇降ガイドと
油圧シリンダを分散配置する場合に比較し、構成が簡略
化される。

【００２０】

【発明の実施の態様】まず本発明を適用するアースドリ
ルの一例を図５により説明する。図５において、５０は
自走式本体、５１は自走式本体に俯仰自在に取付けられ
たブーム、５２はウインチ、５３はウインチから繰り出
されるワイヤロープ、５４は本体５０の前面に装着され
たフロントフレームである。ワイヤロープ５３の先端か
らはスイベルジョイント６０を介してケリーバ１が垂下
され、フロントフレーム５４の上端にはケリードライブ
装置２が取付けられる。ケリーバ１はケリードライブ装
置２の回転駆動板の孔に上下動自在に挿通され、その下
端に掘削バケット５６（図示例は拡大翼６１を有する拡
底バケットについて示す）が取付けられる。ケリードラ
イブ装置２が起動されると、ケリーバ１が軸線回りに回
転駆動され、その回転が掘削バケット５６に伝達され
る。この状態でワイヤロープ５３が繰り出されて掘削バ
ケット５６により掘削が行われる。なお、拡底バケット
５６による掘削に先だって、軸掘バケット（図示せず）
により縦穴全長にわたる掘削を行った後、軸掘バケット
を取外し、代わりに拡底用バケット５６をケリーバ１に
取付けて拡底掘削を行う。

【００２１】前記拡底掘削を行う拡底用バケット５６
は、油圧駆動式に拡底翼を油圧装置により開閉する方式
であるため、拡底掘削時には地中で回転する掘削装置に
圧油を供給するための油圧ホースを接続する必要があ
る。拡底翼の拡底量をポテンショメータにより測定する
方式を採用する場合には、前記掘削装置にさらに電気ケ
ーブルを接続する必要がある。

【００２２】図１は本発明のクラッチ装置の一実施の形
態を示す正面図、図２はその要部を示す断面図である。
ケリードライブ装置２は、フレーム２ａに対し、昇降装
置（図示せず）により昇降されるように装着される。フ
レーム２ａの下部には、軸受１０を介して円筒状をなす
ガイド筒（第１の回転部材）８が回転自在に取付けられ
る。該ガイド筒８とケリードライブ装置２にはケリーバ
１が上下動自在に貫挿され、ガイド筒８はケリードライ
ブ装置２との間でケリーバ１を保持することにより、ケ
リーバ１を垂直に保持する役目を果たす。ガイド筒８の
上部には、ケリーバ１の上下動を円滑に行わせるガイド
ローラ７を有するガイドフレーム６が固定される。ガイ
ド筒８はケリーバ１は一体に回転する。

【００２３】フレーム２ａの下面には互いに摺動自在に
嵌合される内筒11aと外筒11bからなる２本の昇降ガイド
１１およびその中に内蔵された油圧シリンダ１２を介し
て、非回転部と回転部との間の油圧回路を接続するため
のセンタジョイント３が支持される。センタジョイント
３はアウタハウジング３ａとインナハウジング（第２の
回転部材）３ｂと両者を回転自在にかつ上下動不能に結
合する軸受１３、１４とからなる。インナハウジング３
ｂに前記ホース類を巻き付けるリール４ａ、４ｂを搭載
したリールテーブル４が結合される。

【００２４】図２に示すように、前記アウタハウジング
３aの上面には、前記軸受１３の外輪１３aが、円板１５
と共にボルト１６により固定される。前記昇降ガイド１
１の内筒１１aの下端は、図２に示すように、前記円板
１５に固定したブラケット１７に、前記油圧シリンダ１
２の一端と共に、ピン１８により結合される。また、昇
降ガイド１１の外筒１１bの上端は、前記フレーム２aの
下面に固定した円板２０に固定したブラケット２１に、
ピン２２により、油圧シリンダ１２の上端と共に結合し
ている。

【００２５】このように、伸縮筒からなる昇降ガイド１
１を設けることにより、フレーム２aに対してアウタハ
ウジング３aを回り止めする。この場合図３（A）に示す
ように、２本の昇降ガイド１１や油圧シリンダ１２を、
回転部材であるガイド筒８やセンタジョイント３のイン
ナハウジング３bの回転中心Oに対して対称位置に配置す
ることにより、該昇降ガイド１１や油圧シリンダ１２に
均等に負荷がかけられる。また、油圧シリンダ１２を昇
降ガイド１１に内蔵することにより、昇降ガイド１１と
油圧シリンダ１２を分散配置する場合に比較し、構成が
簡略化される。また、油圧シリンダ１２をブラケット２
１、２２に取付けるピン１８、２２は回転部材８、３b
の半径方向に取付けることにより、着脱が容易となる。

【００２６】２４は前記ガイド筒８と前記インナハウジ
ング３ｂとの間に介在させた摩擦クラッチであり、本実
施の形態においては、該クラッチが円錐クラッチでなる
場合について示す。すなわち、該クラッチは、内面を動
力伝達面として該動力伝達面を下拡がりのテーパー面と
した円錐形の上部クラッチ部材２５と、外面を動力伝達
面として該動力伝達面を下拡がりのテーパー面とした下
部クラッチ部材２６とからなる。上部クラッチ部材２５
はボルト２８により前記軸受１０の内輪１０aと共に前
記ガイド筒８に同心に固定され、下部クラッチ部材２６
は前記インナハウジング３bに軸受１３の内輪１３aと共
にボルト３０によりこれらと同心に固定される。

【００２７】上部クラッチ部材２５の動力伝達面には、
合成樹脂製の耐摩耗材３２がボルト（図示せず）により
着脱自在に取付けられ、これにより、金属製のクラッチ
部材２５、２６どうしの直接接触を防いでこれらの摩耗
や異音発生を防止すると共に、これらの耐摩耗材３２が
摩耗または損傷した場合にはこれらを交換することによ
り、クラッチ部材２５、２６の長期寿命を確保する。

【００２８】この構成において、軸掘掘削の場合、上部
クラッチ部材２５と下部クラッチ部材２６の各動力伝達
面どうしは油圧シリンダ１２の伸長によって離れてお
り、この場合には、ケリーバ１と共に回転するガイド筒
８の回転はインナハウジング３bには伝達されず、イン
ナハウジング３bやリールテーブル４は回転しない。拡
底掘削の際には、油圧シリンダ１２を収縮させることに
より、同時に昇降ガイド１１も収縮し、上部クラッチ部
材２５の耐摩耗材３２に下部クラッチ部材２６の動力伝
達面が接触するので、ガイド筒８と共に回転する上部ク
ラッチ部材２５の回転が下部クラッチ部材２６を介して
インナハウジング３bに伝達され、インナハウジング３b
やリールテーブル４もケリーバ１と共に回転する。

【００２９】このように、クラッチを摩擦クラッチとす
ることにより、従来のカムクラッチの場合のような噛み
合い位置の確認作業が不要となり、クラッチ接続、解除
作業が容易に行える。本発明の摩擦クラッチは、図４に
示すように、上部クラッチ部材２５A、下部クラッチ部
材２６Aとして円板を用いたもの（なお本例においては
これらのクラッチ部材２５Ａ、２６Ａにそれぞれ耐摩耗
材３２を取付けた例を示す。）によっても実現できる。
たたし、図１、図２に示すような円錐クラッチとすれ
ば、動力伝達面を広くとることができるので、クラッチ
部材２５、２６の半径方向のサイズを小さくすることが
でき、クラッチの小型に構成できると共に、確実な動力
伝達作用が期待できるという利点がある。

【００３０】また、図３（B）に示すように、クラッチ
部材２６の外面に土砂受け用の溝３３を設ければ、溝３
３に沿って土砂をセンタジョイント３の外部に落下させ
ることができ、動力伝達面に土砂が残留することを防止
することができ、より確実な動力伝達作用を期待するこ
とができる。

【００３１】本発明を実施する場合、クラッチ駆動手段
としては、油圧シリンダ１２の代わりに電磁石や空気圧
シリンダあるいは電動シリンダを用いることも可能であ
る。

【００３２】

【発明の効果】請求項１によれば、ケリーバの回転をリ
ールテーブル側回転部材に伝達する前記クラッチを摩擦
クラッチにより構成したので、摩擦面（動力伝達面）の
当接、離間により、クラッチの接続、解除が行えるた
め、従来のカムクラッチの噛み合い位置の確認作業が不
要となり、これによりクラッチ操作が容易になると共
に、クラッチ動作上の信頼性が高まる。また、噛み合い
確認のためのインジケータが不要となる請求項２によれ
ば、前記摩擦クラッチが円錐クラッチからなるため、動
力伝達面が傾斜し、ケリーバに付着した土砂が動力伝達
面に付いたとしても、傾斜面にそって落下しやすくな
る。また、動力伝達面の面積が確保しやすいため、半径
方向のサイズが小さな小型のクラッチを構成することが
できる請求項３によれば、円錐クラッチの動力伝達面
を、下方が拡大されたテーパー面に形成したので、クラ
ッチ面に付着した土砂が、下方のクラッチ部材のテーパ
ー面に沿ってセンタジョイントの外方に落下させること
ができ、ケリーバとクラッチとの間に残留することが回
避され、クラッチ作用が確保される。

【００３３】請求項４によれば、クラッチの互いに当接
される動力伝達面の少なくともいずれか一方に、交換可
能に耐摩耗材を設けたので、この上下クラッチ面の対向
面の摩耗が防止され、また、耐摩耗材が摩耗または損傷
すれば交換すればよいため、クラッチ材自体の寿命を長
くすることができる。

【００３４】請求項５によれば、クラッチ駆動手段とし
ての油圧シリンダを、前記第１、第２の回転部材の回転
中心に対して対称位置に配置したので各油圧シリンダに
均等に負荷がかけられる。

【００３５】請求項６によれば、前記第１の回転部材を
支持するフレームと、前記第２の回転部材としてのイン
ナハウジングを支持するアウタハウジングとの間に昇降
ガイドを介在させ、該昇降ガイドを、前記第１、第２の
回転部材の回転中心に対して対称位置に配置したので、
第２の回転部材を支持するセンタジョイントのアウタハ
ウジングが回り止めされ、また、昇降ガイドを回転中心
に対して対称位置に配置することにより、各昇降ガイド
に均等に力が分散される。

【００３６】請求項７によれば、昇降ガイド内に、クラ
ッチ駆動手段としての油圧シリンダを内蔵したので、昇
降ガイドと油圧シリンダを分散配置する場合に比較し、
構成が簡略化される。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明のクラッチ装置の一実施の形態を示す正
面図である。

【図２】図１の要部拡大断面図である。

【図３】（A）は本実施の形態のクラッチ装置の昇降ガ
イドおよび油圧シリンダの配置を示す平面図、（B）は
下部クラッチ部材の一例を示す斜視図である。

【図４】本発明のクラッチ装置の他の実施の形態を示す
縦断面図である。

【図５】本発明を適用するアースドリルの一例を示す側
面図である。

【符号の説明】

１：ケリーバ、２：ケリードライブ装置、２ａ：ケリー
ドライブ装置のフレーム、３：センタジョイント、３
ａ：アウタハウジング、３ｂ：インナハウジング（第２
の回転部材）、４：リールテーブル、８：ガイド筒（第
１の回転部材）、１１：昇降ガイド、１２：油圧シリン
ダ、１３、１４：軸受、１７、２１：ブラケット、１
８、２２：ピン、２４：クラッチ、２５、２５A、２
６、２６A：クラッチ部材、３２：耐摩耗材

Claims (7)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】アースドリルのケリーバと一体に回転する
   ように設けられた第１の回転部材と、 前記アースドリルのリールテーブルと一体に回転するよ
   うに設けられた第２の回転部材と、 前記第１の回転部材と第２の回転部材との間に介在して
   第１の回転部材の回転を第２の回転部材に伝達あるいは
   解除するクラッチと前記クラッチを駆動するクラッチ駆
   動手段とを備えたアースドリルのクラッチ装置におい
   て、 前記クラッチを摩擦クラッチにより構成したことを特徴
   とするアースドリルのクラッチ装置。
2. 【請求項２】請求項１において、 前記摩擦クラッチが円錐クラッチからなることを特徴と
   するアースドリルのクラッチ装置。
3. 【請求項３】請求項２において、 前記円錐クラッチの動力伝達面を、下方が拡大されたテ
   ーパー面に形成したことを特徴とするアースドリルのク
   ラッチ装置。
4. 【請求項４】請求項１から３までのいずれかにおいて、 前記クラッチの互いに当接される動力伝達面の少なくと
   もいずれか一方に、交換可能に耐摩耗材を設けたことを
   特徴とするアースドリルのクラッチ装置。
5. 【請求項５】請求項１から４までのいずれかにおいて、 前記クラッチ駆動手段が２本の油圧シリンダからなり、
   該油圧シリンダを、前記第１、第２の回転部材の回転中
   心に対して対称位置に配置したことを特徴とするアース
   ドリルのクラッチ装置。
6. 【請求項６】請求項１から５までのいずれかにおいて、 前記第１の回転部材を支持するフレームと、前記第２の
   回転部材であるインナハウジングを支持するアウタハウ
   ジングとの間に昇降ガイドを介在させ、該昇降ガイド
   を、前記第１、第２の回転部材の回転中心に対して対称
   位置に配置したことを特徴とするアースドリルのクラッ
   チ装置。
7. 【請求項７】請求項６において、 前記昇降ガイド内に、クラッチ駆動手段としての油圧シ
   リンダを内蔵したことを特徴とするアースドリルのクラ
   ッチ装置。