JPS60253693A

JPS60253693A - 場所打杭用拡底掘削具の拡底量検出装置

Info

Publication number: JPS60253693A
Application number: JP10762784A
Authority: JP
Inventors: 網代　秀一
Original assignee: Hitachi Construction Machinery Co Ltd
Current assignee: Hitachi Construction Machinery Co Ltd
Priority date: 1984-05-29
Filing date: 1984-05-29
Publication date: 1985-12-14
Also published as: JPH0235837B2

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】（産業上の利用分野）本発明は、地上置形ロータリーテーブルを持ち、ドリル
パイプのＦ部に油圧シリンダにより拡底量が設定される
拡底ビットが取付けられるり／＜　−スサーキュレーシ
ョンドリルにおける前記拡底ピントの拡底量を検出する
検出装置に関する。

（従来の技術）リバースサーキュレーションドリルにおいては、トリル
パイプの下部に取付けられるビットを地上置形ロータリ
ーテーブルの回転部に設けた保合穴にケリーバを嵌挿し
、該ケリーバに掘削孔の深さに応した本数のドリルパイ
プを接続し、該ドリルパイプの下端に掘削用のピントを
取付け、該ビットを前記ロータリーテーブルにより、前
記ケリーバ、ドリルパイプを介して回転させ、がっ地Ｅ
に設置したサクションポンプにより掘削土砂を水と共に
吸上げながら掘削を行なうが、掘削の最終段階に至り、
ドリルパイプ下端に油圧シリンダにより拡底量を変化ご
せることができる拡底ビットを取付けて拡底部を掘削す
る場合、拡底量を地上にて掘削中に連続的にかつ確実に
把握する必要がある。

この拡底量を検出する場合、従来、前記油圧シリンダの
ストロークをポテンショメータによって電気信号に変換
することは常套手段として用いられ、該ポテンショメー
タによる信号をケーブルを介して地上に引出し、ケリー
八等の回転体の外周に取付けた横置き形ケーブルリール
に巻取り、ケーブルリール内のスリップリングを介して
回転体（ドリルストリング）から電気信号を取り出すこ
とが行なわれているが、この従来構造によると、ドリル
ストリングの外周にケーブルリールを設けるために、ド
ラムが大きくなり、またスイベルジヨイント部の最低高
さも高＜　（１ｍ程度）なるので、ＷＡ削孔に嵌合した
ケーシング内の水位からスイベルジヨイントまでの高さ
が高くなり、これにより、す／ヘースサーキュレーショ
ンドリルとして要求されるサクションポンプによる吸上
げが苦しくなり、リバースサクションおよびバキューム
効率が低下するという問題があった。

また、ケーブルリールには常にケーブルが巻いてあり１
段取替え時にスイベルジヨイントを切離した場合に、ケ
イプルリールと共にケーブルを移動する必要があり、ケ
ーブルが邪魔になり、ケーブルが切断するおそれがあっ
た。

また、ケーブルリールがスイベルジヨイントの位置より
も上部に位置するように位置を交換した場合には、ドリ
ルストリングと共まわりするケーブルをリールに巻取る
ために、スイベルジヨイントの回転部をケーブルが通過
しなくてはならず、ケーブルさばきが困難となる。即ち
、回転部を通過するための外径の小さな耐圧中継コネク
タが必要となり、また、スイベルジヨイント自身も特殊
型で、外径が大きくなるという問題があった。

（発明の目的）本発明は、上記した点に鑑み、拡底ビットにょる作業を
行なう場合のスイベルジヨイントの高さを低くすること
ができ、また、ケリーバ切離し時にケーブルを切断する
おそれがなく、さらに回転部と非回転部との間を電気的
に接続する回転ジゴイントが不要となって構造の簡略化
と長寿命化を達成できる拡底ビットの拡底量検出装置を
提供しようとするものである。

（発明の構成）本発明の拡底ビットの拡底量検出装置は、回転部と非回
転部との電気信号の授受を電波により行なえるようにし
たものである。即ち、本発明は、地上短形ロータリーテ
ーブルを持ち、ドリルパイプの下部に油圧シリンダによ
り拡底量が設定される払底ビットが取付けられるリバー
スサーキュレーションドリルにおいて、前記拡底ビット
には、前記油圧シリンダのストロークを電気信号に変換
するストローク検出計を取付け、一方前記ロータリーテ
ーブルの回転部には、前記ストローク検出計に接続され
かつドリルパイプにクランプ七幻＋斤−ゴＩｔ／　ｌｙ
異狗ス斤−ゴ１１７ＩＩ　−ＩＩ／　＞　貝ｈ♀ストロ
ーク検出計により検出され前記ケーブルを介して送られ
てくる前記油圧シリンダのストロークを電波の形で送信
するテレメータ送信器と、該テレメータ送信器および前
記ストローク検出計の電源とを設置し、該リバースサー
キュレーションドリルの静止部もしくは地上には、前記
テレメータ送信器からの電波信号を受信するテレメータ
受信器を設けたことを特徴とする。

（作用）本発明においては、拡底ビットの拡底用油圧シリンダの
ストローク、即ち拡底量がストローク検出計により電気
信号に変換され、該電気信号はドリルパイプにクランプ
され、かつロータリーテーブルの回転部に設置されたケ
ーブルリールに巻取られるケーブルを介してテレメータ
送信器に送られ、該テレメータ送信器は拡底量を電波の
形で発信し、該リバースサーキュレーションドリルノ静
止部もしくは地上に設置したテレメータ受信器で該電波
信号を受信する。即ち、テレメータ送信器がドリルスト
リングと共に回転し、テレメータ送信器から電波の形で
発信される拡底ビットの拡底量信号は静止しているテレ
メータ受信器で受信されるから、回転部と非回転部間の
信号の授受に回転ジヨイントを設ける必要はなくなる。

（実施例）以下本発明の一実施例を図面により説明する。

第１図は本発明の拡底ビットの拡底量検出装置を装備し
たリバースサーキュレーションドリルの全体を示してお
り、１は基台２５上に取付けたマストであり、該マスト
ｌにはスイベルジヨイント２以下のドリルストリングを
上下動させる油圧ウィンチ２０と、該油圧ウィンチ２０
に連動して掘削孔の深さを検出する深度計２１と、サク
シせンポンプ２２に接続されるサクションホース２３を
支持する電動ウィンチ２４等を搭載する。スイベルジヨ
イント２は、前記サクションホース２３とケリーバ４と
を接続する役目を果たし、内部に泥水が通過する回転ジ
ヨイントであり、ドリルストリングの降下時に後述のケ
ーブルリール６に当たらないように、ベント部に水平部
２ａか設けである。３は後述の拡底ビット１２の油圧シ
リンダ３５ａ、３５’ｂに作動油を供給する油圧配管４
２（第２図参照）に油圧源側油圧配管（図示せず）を接
続する油圧ジヨイントであり、内部に泥水が通過するも
のである。

ケリーバ４は、第２図に示すように断面矩形をなし、前
記基台２５上に設置したロータリーテーブル８の回転部
８ａに設けた矩形をなす貫通穴８ｂに上下動自在に嵌挿
し、ロータリーテーブル８の駆動用油圧モータ２６（第
３図参照）により回転部８ａを回転させることにより、
ケリーバ４を回転させ、ケリー／へ４に接続されるドリ
ルパイプ９、拡底ビット１２を回転させるように構成さ
れる。１０は掘削孔の曲がりを防止するスタビライザで
ある。

拡底ビット１２は、第４図に示すように、筒状をなす拡
底ビット本体２７の下端に固定ビット２８を取付けると
共に、複数個のビット取付は台３０ａ、３０ｂをそれぞ
れピン２９ａ、２９ｂを中心として傾動自在に取付け、
該ビット取付は台３Ｏａ、３０ｂにそれぞれ先端ビット
３１ａ、３１ｂを装着する。一方該本体２７にはスライ
ドブロック３２を上下動自在に嵌合し、該スライドブロ
ック３２は、チューブをそれぞれピン３４ａ。

３４ｂにより本体２７に連結した開閉用油圧シリンダ３
５ａ、３５ｂのピストンロッドにそれぞれピン３３ａ、
３３ｂにより連結され、かつ該スライドブロック３２は
、前記ビット取付は台３０ａ　、　３．Ｏｂに対し、そ
れぞれロッド３６ａ、３６ｂと、その各両端のピン３７
ａ、３８ａ、３７ｂ、３８ｂにより連結されている。こ
の構成により、開閉用油圧シリンダ３５ａ、３５ｂを伸
縮させることにより、ビット取付は台３０ａ、３０ｂの
本体２７に対する角度を９０度以下の範囲で変化させる
ことができるようになっている。

また、本体２７には、開閉用油圧シリンダ３５ａ、３５
ｂのストローク検出計１１が取付けられており、該実施
例のストローク検出計１−１はワイヤリール式ストロー
ク検出計であり、そのドラムに巻取られるワイヤ４０の
先端は前記スライドブロック３２に接続され、スライド
ブロック３２の上下動に応じて密閉箱内のポテンショメ
ータが回転してスライドブロック３２の位置、即ち開閉
用油圧シリンダ３５ａ　、３５ｂの伸縮量が゛電圧に変
換されるように構成されている。

前記ストローク検出計１１に接続されるケーブル１６は
、第１図に示すように、ドリルパイプ９に固定具４１に
よりクランプし、第２図に示すようにロータリーテーブ
ル８の回転部８ａに設ケタ開口部１９に通し、回転部８
ａに固定したケーブルリール６にガイドローラ１７を介
して巻取る。

１３は該回転部８ａ上に固定されたテレメータ送信器で
あり、該テレメータ送信器１３内には電源（バッテリー
）が内蔵され、前記ケーブルリール６に設けたスリップ
リング（図示せず）を介して前記ポテンショメータから
の電圧信号を受信し、その電圧信号の大きさに応じたＦ
Ｍ信号をアンテナ１５から発信するようになっている。

なお、この場合の発信周波数は、外部妨害電波の影響を
受けにくい周波数を選択する。

ｌ４は前記回転部８ａ以外のリバースサーキュレーショ
ンドリルの静止部もしくは地上に設置され、前記テレメ
ータ送信器１３からの電波を受信するテレメータ受信器
であり、該テレメータ受信器１４の受信用アンテナ１５
’は、回転部８ａの回転に伴なって送信側と受信側との
間にケリーバ４やケーブルリール６等の障害物が介在し
ても安定した受信ができるように、複数個設けてあり、
各アンテナ１５′からの信号が分配器１８を介して該テ
レメータ受信器１４に入力される。

この構成において、掘削孔５０の拡底部５０ａを掘削す
る場合には、油圧ウィンチ２０をドリルストリングが下
降する方向に作動させ、ロータリーテーブル８の回転部
８ａを油圧モータ２６により回転させてドリルストリン
グを回転させると同時に、拡底ビット１２の油圧シリン
ダ３５ａ。

３５ｂを徐々に伸長させることにより、拡底ビット１２
のビット取付は台３０ａ、３０ｂが第４図に仮想線で示
す位置および姿勢から実線で示す位置および姿勢になる
ようにして掘削する。

この場合掘削深さは油圧ウィンチ２０に連動する深度計
２１で検出される。

また、ストローク検出計１１においては、拡底ビット１
２の油圧シリンダ３５ａ、３５ｂの動きに連動して該ス
トローク検出計１１内のポテンショメータが回転し、連
続した拡底量信号をケーブル１６を介してテレメータ送
信器１３に送る。

該テレメータ送信器１３は拡底量信号をＦＭ電波の形で
発信し、テレメータ受信器１４で該電波信号を受信する
。

該テレメータ受信器１４で受信された拡底量および前記
深度計２１で検出された深度は、操作盤（図示せず）に
表示され、オペレータはその各値を監視しながら油圧ウ
ィンチ２０と拡底ビット１２の油圧シリンダ３５ａ、３
５ｂを交互に作動させながら目的とする形状の拡底部５
０ａを掘削する。

なお上記実施例においては、拡底ビット１２を降下させ
ながら拡底部５０ａを掘削する例について示したが、底
面に゛カッタを有せず、ドア式に開閉される拡底翼な有
し、その拡底翼の側面部先端に上下方向に配設したカッ
タを有し、ドリルストリングを実質的に降下させないで
拡底部を掘削する場合にも本発明を適用しうる。

（発明の効果）本発明によれば、従来の横置き型ケーブルリールが必要
でなくなるので、スイベルジヨイントの最低限の高さを
低くすることができ、リバースサクションおよびバキュ
ーム効率を上げることができる。また、従来の拡底量信
号授受用の回転ジヨイントが不要となり、かつスイベル
ジヨイントが特殊型ではなく標準型ですむため、コスト
が安価となる。また、回転ジヨイント部における摺動接
触抵抗の経時変化等による信号の乱れがなく、安定した
連続信号を得ることができるので、拡底ビットの油圧シ
リンダのストロークを正確に把握することができ、杭の
形状精度を向上させることができ、拡底部掘削の自動制
御も容易となる。また、ケリー八切離し時（段取り時）
にケリーバとケーブルとが切離されるので、ケーブル切
断等のおそれが無い。なお、実施例のようにアナログ信
号を用いることにより、停電等のトラブル発生時にも再
スタート可能である。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明による拡底量検出装置の一実施例を示す
リバースサーキュレーションドリルの側面図、第２図は
第１図のＡ−Ａ断面図、第３図は該実施例におけるロー
タリーテーブル部の正面図、第４図は該実施例における
拡底ビットの側面図である。４・・・ケリーバ、６・・・ケーブルリール、８・・・
ロータリーテーブル、８ａ・・・回転部、９・・・ドリ
ルパイプ、１１・・・ストローク検出計、１２・・・拡
底ビット、１３・・・テレメータ送信器、１４・・・テ
レメータ受信器、１５．１５’・・・アンテナ、１６・
・・ケーブル、２０・・・油圧ウィンチ、２１・・・深
度計、３５ａ、３５ｂ・・・油圧シリンダ特許出願人　日立建機株式会社代理人　弁理士　秋本正実代理人　弁理士　若田勝− 第１図第２図第３図５

Claims

【特許請求の範囲】

地上置形ロータリーテーブルを持ち、ドリルパイプの下
部に油圧シリンダにより拡底量が設定される拡底ビット
が取付けられるリバースサーキュレーションドリルにお
いて、前記拡底ビットには、前記油圧シリンダのストロ
ークを電気信号に変換するストローク検出計を取付け、
一方前記ロータリーテーブルの回転部には、前記ストロ
ーク検出計に接続されかつドリルパイプにクランプされ
たケーブルを巻取るケーブルリールと、前記ストローク
検出計により検出され前記ケーブルを介して送られてく
る前記油圧シリンダのストローク信号を電波の形で送信
するテレメータ送信器と、該テレメータ送信器および前
記ストローク検出計の電源とを設置し、該リバースサー
キュレーションドリルの静止部もしくは地上には、前記
テレメータ送信器からの電波信号を受信するテレメータ
受信器を設けたことを特徴とする拡底ビットの拡底量検
出装置。