JPH08151886A - アースドリルのクラッチ装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 リールテーブルの停止中にクラッチ部材が不
用意に噛み合うおそれがないクラッチ装置を提供する。 【構成】 付勢部材１３によりクラッチ部材１０，１４
を接続位置に付勢してケリーバ１側の第１の回転部材９
とリールテーブル４側の第２の回転部材１２とを接続
し、クラッチ駆動装置１５によりクラッチ部材１０，１
４を接続解除位置へ駆動して両回転部材９，１２の接続
を解除するクラッチ装置５において、クラッチ部材１
０，１４が接続解除位置まで駆動されたときクラッチ部
材１４の移動経路に拘束部材２４を突出させてクラッチ
部材１０，１４の接続位置への復帰を阻止する復帰阻止
機構２４，１９と、外部からの解除操作を受けて拘束部
材２４を上記移動経路から退避する方向に駆動する解除
機構２５，２６とを設ける。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、軸掘削と拡底の両者が
可能なアースドリルに付設されてケリーバとリールテー
ブルとの間の回転伝達の断接を行なうクラッチ装置に関
する。

【０００２】

【従来の技術】図７はアースドリルの概略を示し、５０
は自走式本体、５１は自走式本体５０に俯仰動可能に取
付けられたブーム、５２はウインチ、５３はウインチ５
２から繰り出されたワイヤロープ、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
ている。ケリーバ１はケリードライブ装置２に上下動自
在に挿通され、その下端に掘削バケット５６が装着され
ている。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。この状態でウインチ５２からワイヤ
ロープ５３が繰り出されて掘削バケット５６により軸掘
削が行なわれる。軸掘削の終了後は掘削バケット５６が
拡底用バケット（不図示）に交換され、拡底掘削が行な
われる。

【０００３】上述した拡底用バケットは、油圧駆動式の
拡底翼やその駆動量を検出するセンサ等を備えている。
このため、拡底掘削時には、地中で回転する掘削装置に
油圧ホースや電気ケーブルを接続する必要がある。そこ
で、従来は図７に示すように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３をアースドリルの非回転側と回転側との間に
配設し、その回転側にリールテーブル４を接続し、この
リールテーブル４の上面に油圧ホースや電気ケーブルが
巻き取られたリール４ａ，４ｂを搭載し、そこから繰り
出されたホース類を地中の掘削装置に接続している。上
述したセンタジョイント３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５６の装着時（軸掘削時）にリールテ
ーブル４を停止させてセンタジョイント３内の相対回転
を防ぐことが望ましい。このため、従来はリールテーブ
ル４とケリーバ１との間にクラッチ装置を設けている。

【０００４】図８は、上述したクラッチ装置の一例とし
て特開平６−１５８９７４号公報に開示されたものであ
る。なお、図７との共通部分には同一符号を付してあ
る。図８において３ａ，３ｂはそれぞれセンタジョイン
ト３のアウタハウジングおよびインナハウジングであ
り、インナハウジング３ｂの下端に上述したリールテー
ブル４が取り付けられている。インナハウジング３ｂの
上端にはクラッチプレート６０が取付けられ、その外周
にクラッチレバー６１が図の左右方向に延びる支点軸
（不図示）を中心として回動自在に装着されている。ケ
リードライブ装置２のフレーム２ａにはケリーバ１を軸
方向に案内するガイド筒６２が装着され、このガイド筒
６２は軸受６３で支持されてケリーバ１と一体に回転可
能である。ガイド筒６２の下端にクラッチプレート６４
が取付けられ、その外周にクラッチレバー６１の爪６１
ａと噛み合う切欠溝６４ａが形成されている。クラッチ
プレート６０，６４は軸受６５を介して互いに回転自在
に連結されている。

【０００５】クラッチレバー６１は、その爪６１ａが切
欠溝６４ａに噛み合うように付勢部材（例えばばね）６
６で付勢されている。この状態ではガイド筒６２の回転
がクラッチプレート６４、クラッチレバー６１、クラッ
チプレート６０、インナハウジング３ｂの順に伝わって
リールテーブル４（図７参照）がケリーバ１と一体に回
転する。クラッチレバー６１と対向配置された油圧シリ
ンダ６７が起動されるとロッド６７ａが降下してクラッ
チレバー６１が押圧され、爪６１ａが切欠溝６４ａから
外れるようにクラッチレバー６１が回動する。これによ
りクラッチプレート６０，６４間の接続が絶たれてリー
ルテーブル４が静止する。

【０００６】上記の装置において付勢部材６６によりク
ラッチレバー６１をクラッチプレート６４と噛み合う方
向に付勢し、噛み合い解除を油圧シリンダ６７で行なう
のは以下の理由による。すなわち、油圧シリンダ６７の
推力でロッド６７ａを押圧してクラッチレバー６１を噛
み合い位置に拘束した場合には、拡底掘削中に油圧シリ
ンダ６７の推力が失われるとクラッチの噛み合いが外れ
てリールテーブル４が停止し、ホース類が巻き付く不都
合が生じるからである。このようにクラッチの噛み合い
の解除操作には慎重を要するので、上述した装置ではリ
ールテーブル４が回転方向の特定位置にあるか否かをセ
ンサ（例えば近接スイッチ）で検出し、特定位置以外の
ときには作業者がクラッチの噛み合い解除の指令スイッ
チを操作しても油圧シリンダ６７が作動しないように安
全対策を講じている。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】ところが、上述したク
ラッチ装置では、油圧シリンダ６７の推力でクラッチレ
バー６１を押し続けてクラッチを噛み合い解除状態に保
つため、上述の安全対策に伴って次のような不都合が新
たに生じる。すなわち、クラッチの噛み合いを外してリ
ールテーブル４を静止させた状態で掘削振動の大きい地
層（礫層等）を掘削したとき、リールテーブル４が振動
で回転して上述したクラッチ解除操作を許容する特定位
置から外れる。このとき、クラッチの噛み合い解除操作
を禁止する信号がセンサから出力されるので、油圧シリ
ンダ６７のロッド６７ａが上方へ後退してクラッチレバ
ー６１が噛み合い側へ駆動されてしまう。

【０００８】本発明の目的は、クラッチの噛み合い解除
を油圧シリンダ等の駆動力で行なう構成であっても、リ
ールテーブルの停止中にクラッチ部材が不用意に噛み合
うおそれがないクラッチ装置を提供することにある。

【０００９】

【課題を解決するための手段】一実施例を示す図１〜図
３および図６に対応付けて説明すると、請求項１の発明
は、アースドリルのケリーバ１と一体に回転するよう設
けられた第１の回転部材９と、アースドリルのリールテ
ーブル４と一体に回転するよう設けられた第２の回転部
材１２と、第１の回転部材９と第２の回転部材１２とを
接続する接続位置（図１の位置）と、第１の回転部材９
と第２の回転部材１２との接続を解除する接続解除位置
（図３の位置）との間を移動可能なクラッチ部材１０，
１４と、クラッチ部材１０，１４を接続位置に向けて付
勢する付勢手段１３と、付勢手段１３に抗してクラッチ
部材１０，１４を接続解除位置へ駆動するクラッチ駆動
手段１５とを具備するアースドリルのクラッチ装置に適
用される。そして、クラッチ部材１０，１４が接続解除
位置まで駆動されたときクラッチ部材１４の移動経路に
拘束部材２４を突出させてクラッチ部材１０，１４の接
続位置への復帰を阻止する復帰阻止機構２４，１９，１
４と、外部からの解除操作を受けて拘束部材２４を上記
移動経路から退避する方向に駆動する解除機構２５，２
６とを備えて上述した目的を達成する。請求項２の発明
では、拘束部材２４を上記移動経路に突出させる弾性力
を発生する弾性部材１９と、接続解除位置へ向って駆動
されるクラッチ部材１４が拘束部材２４の拘束位置に達
するまでは弾性部材１９の弾性力に抗して拘束部材２４
を上記移動経路から退避させる拘束部材退避手段２０
ａ，１４とを復帰阻止機構が備えている。請求項３の発
明では、拘束部材退避手段２０ａ，１４の構成要素とし
て、接続解除位置へ向って駆動されるクラッチ部材１４
と当接してクラッチ部材１４の運動を拘束部材２４が上
記移動経路から退避する方向の運動に変換する運動変換
面２０ａが拘束部材２４に設けられる。請求項４の発明
では、解除機構２５，２６の解除操作の方向が下向きに
設定されている。

【００１０】

【作用】請求項１の発明では、クラッチ駆動手段１５に
よりクラッチ部材１０，１４が接続解除位置まで駆動さ
れると、クラッチ部材１４の移動経路に拘束部材２４が
突出してクラッチ部材１０，１４の接続位置への復帰が
阻止される。従って、クラッチ駆動手段１５の駆動力が
失われてもクラッチ部材１０，１４が接続解除位置に保
持される。解除機構２５，２６を操作すると拘束部材２
４が上記移動経路から退避するように復帰阻止機構２
４，１９が作動し、付勢手段１３によりクラッチ部材１
０，１４が接続位置へ戻される。請求項２の発明では、
接続解除位置へ向って駆動されるクラッチ部材１４が拘
束部材２４の拘束位置に達するまでは弾性部材１９の弾
性力に抗して拘束部材２４が上記移動経路から退避せし
められる。クラッチ部材１４が拘束部材２４の拘束位置
に達すると、弾性部材１９の弾性力で拘束部材２４が上
記移動経路に突出する。請求項３の発明では、接続解除
位置へ向って駆動されるクラッチ部材１４が拘束部材２
４の運動変換面２０ａに当接し、クラッチ部材１４の運
動が拘束部材２４の上記移動経路から退避する方向の運
動に変換される。クラッチ部材１４が運動変換面２０ａ
を越えて接続解除位置側へ入り込むと、拘束部材２４が
弾性部材１９の弾性力で上記移動経路に突出する。請求
項４の発明では、解除機構２５，２６に下向きの解除操
作を与えると、復帰阻止機構２４，１９によるクラッチ
部材１４の拘束が解除されてクラッチ部材１０，１４が
接続位置へ復帰する。図７に示すように、非掘削時のケ
リーバ１やリールテーブル４はブーム５１等の支持部材
によって高所に吊り上げられているため、クラッチ装置
に上向きの解除操作や水平方向の解除操作を地上から与
えることは難しい。これに対して、下向きの解除操作で
あれば図５に示すロック解除棒２７等を解除機構２５，
２６に掛止して下方へ引き寄せるだけでよく、クラッチ
装置が高所にあっても簡単に解除操作を行なうことがで
きる。

【００１１】なお、本発明の構成を説明する上記課題を
解決するための手段と作用の項では、本発明を分かり易
くするために実施例の図を用いたが、これにより本発明
が実施例に限定されるものではない。

【００１２】

【実施例】以下、図１〜図６を参照して本発明の一実施
例を説明する。なお、実施例の図において上述した図７
および図８と共通する部分には同一符号を付している。
図６は、本実施例に係るアースドリルのクラッチ装置５
およびその周辺部分の概略を示している。ケリードライ
ブ装置２のフレーム２ａの下端には一対の支持腕２ｂが
取付けられ、それらの内側にセンタジョイント３のアウ
タハウジング３ａが固定されている。インナハウジング
３ｂの下端はリールテーブル４と連結され、インナハウ
ジング３ｂの上端側はクラッチ装置５を介してケリーバ
１側と断接される。クラッチ装置５の詳細は図１〜図３
に示されている。なお、図１は図６のＩ部の拡大図、図
２は図１のＡ矢視図、図３は図１のＢ矢視図である。

【００１３】図１において６，８はガイド筒、７はガイ
ドローラである。これらはケリーバ１を上下方向に案内
するものである。図２に示すように、ガイド筒８の内周
には軸方向に延びる溝８ａが設けられ、これらの溝８ａ
がケリーバ１の突条部分（不図示）と噛合してガイド筒
８とケリーバ１が一体に回転する。図１に示すように、
ガイド筒８の下端にはクラッチプレート９がボルト９ａ
を用いて固定され、その外周にはウエッジ１０と噛み合
う切欠溝９ｂが設けられている。クラッチプレート９の
下面側には軸受１１の内輪１１ａがボルト９ｃを用いて
固定されている。軸受１１の外輪１１ｂはクラッチプレ
ート１２と嵌合する。クラッチプレート１２の下面側
は、ボルト１２ａによりセンタジョイト３のインナハウ
ジング３ｂと連結されている。

【００１４】図２にも示すように、クラッチプレート１
２の上面には支持板１７が固定されている。支持板１７
にはウエッジ１０を挟み込むように一対の立壁１７ａが
形成され、それらの間にはクラッチレバー１４が配置さ
れている。クラッチレバー１４と立壁１７ａとの間には
ピン１８が挿通され、クラッチレバー１４はピン１８の
軸線回りに回動可能に支持されている。クラッチレバー
１４の出力端１４ａはピン１４ｂを介してウエッジ１０
と回動自在に連結されている。クラッチレバー１４の回
動によりウエッジ１０が切欠溝９ｂに対して進退する。
クラッチレバー１４の入力端１４ｃは、支持板１７と一
体のハウジング３２に上下動自在に収容された受けばね
１３と当接する（図３参照）。この受けばね１３の弾発
力により、クラッチレバー１４はウエッジ１０が切欠溝
９ｂに入る方向（図１のピン１８を中心とした時計方
向）に常時回転付勢されている。

【００１５】ケリードライブ装置２のフレーム２ａには
単動型の油圧シリンダ１５が取付けられている。油圧シ
リンダ１５の油室に駆動圧が作用すると、ロッド１６が
下方へ伸びてクラッチレバー１４の入力端１４ｃ側が下
方へ押込まれる。なお、１５ａはロッド１６を上方へ復
帰させるコイルばねである。図３に示すように、レバー
入力端１４ｃの最下端位置は支持板１７に取付けられた
ストッパボルト１７ｂにより規定される。上述したハウ
ジング３２の両側にはピン３１を介して拘束レバー２４
が回転自在に連結されている。なお、拘束レバー２４は
左右対称なため、図２〜図５では対称部分の一方に参照
符号を付し、他方の参照符号を省略している。

【００１６】拘束レバー２４の上端側には、クラッチレ
バー１４の入力端１４ｂの上面側と係合可能な爪部２０
が形成され、それらの上部にはクラッチレバー１４の幅
方向中心に向って下り勾配となる傾斜面２０ａが形成さ
れている。拘束レバー２４と一体のブラケット２１には
フック２２が取付けられ、フック２２の間には引張りば
ね１９が張設されている。この引張りばね１９の力によ
り左右の爪部２０ａが接近するように拘束レバー２４が
回動する。拘束レバー２４の下端にはワイヤ２５が１本
ずつ掛止され、それらの下端はリンク２６で連結されて
いる。

【００１７】以上の構成のクラッチ装置においては、図
１に示すようにロッド１６がクラッチレバー１４の上方
へ退避してウエッジ１０が切欠溝９ｂに嵌合していると
き、ケリーバ１の回転がガイド筒８、クラッチプレート
９、ウエッジ１０、支持板１７、クラッチプレート１
２、インナハウジング３ｂの順に伝わってリールテーブ
ル４（図６）がケリーバ１と一体に回転する。このと
き、クラッチレバー１４が受けばね１３で押されている
ので、振動等でクラッチレバー１４が回動してウエッジ
１０が切欠溝９ｂから外れるおそれはない。

【００１８】図１の状態から油圧シリンダ１５に油圧を
導いてロッド１６を降下させると、図４に示すようにク
ラッチレバー１４の入力端１４ｃが受けばね１３に抗し
て下方に押込まれ、クラッチレバー１４が図１の反時計
方向に回動してウエッジ１０が切欠溝９ｂから後退す
る。従って、クラッチプレート９，１２間の回転伝達が
絶たれてリールテーブル４が静止する。このクラッチの
噛み合い解除過程では、クラッチレバー１４が拘束レバ
ー２４の傾斜面２０ａを滑りつつ下方へ移動するので、
ロッド１６の押込み力で拘束レバー２４が引張りばね１
９に抗して押し開かれる。そして、傾斜面２０ａよりも
下方へクラッチレバー１４が入ったとき、図３に示すよ
うに引張りばね１９の力で拘束レバー２４が閉じて爪部
２０がクラッチレバー１４と係合する。なお、図３およ
び図４に示したように、クラッチレバー１４が傾斜面２
０ａを円滑に移動するようにレバー１４側にも傾斜面２
３が設けられている。

【００１９】図３の状態では受けばね１３の力により拘
束レバー２４を押し開く方向のモーメントが発生する
が、引張りばね１９の力によって発生する反対方向のモ
ーメントの方が大きくなるようにばね１３，１９の力や
それらの作用点とピン３１との距離が設定されている。
従って、油圧シリンダ１５の駆動圧を抜いてロッド１６
を上方へ後退させてもクラッチレバー１４は拘束レバー
２４と係合した状態に保持される。このため、クラッチ
の解除操作に対して上述の安全対策を施した場合におい
て、軸掘削時の振動でリールテーブル４が回転して特定
位置から外れてもウエッジ１０が切欠溝９ｂに噛み合っ
てリールテーブル４が回転を始めるおそれはない。

【００２０】拘束レバー２４によるクラッチレバー１４
の拘束を解除するには、図５に示すようにロック解除棒
２７の上端のフック２７ａをリンク２６に掛止し、この
後、ロック解除棒２７を地上から下方に引き寄せる。こ
れにより拘束レバー２４が開いて受けばね１３の力でク
ラッチレバー１４の入力端１４ｃ側が上方へ跳ね上げら
れ、図１に示すようにウエッジ１０が切欠溝９ｂに入り
込んでクラッチプレート９，１２が接続される。なお、
図５に示したように、拘束レバー２４の移動範囲はスト
ッパ２８，２９にて規定される。ストッパピン３０は拘
束レバー２４を使用しないときに使用するものである。

【００２１】本実施例では、引張りばね１９の力によっ
て拘束レバー２４をクラッチレバー１４と係合する位置
に保持するので、油圧シリンダ等のアクチュエータによ
って拘束レバー２４を図３の位置に拘束する場合と比べ
てクラッチレバー１４の保持に対する信頼性が高い。し
かもクラッチレバー１４の駆動力を利用して拘束レバー
２４を押し開くので、拘束レバー２４の駆動用のアクチ
ュエータを追加する必要がなく、機構が簡素化される。

【００２２】以上の実施例では、クラッチプレート９が
第１の回転部材を、クラッチプレート１２が第２の回転
部材を、ウエッジ１０およびクラッチレバー１４がクラ
ッチ部材を、受けばね１３が付勢手段を、油圧シリンダ
１５がクラッチ駆動手段を、拘束レバー２４、引張りば
ね１９およびクラッチ部材１４が復帰阻止機構を、拘束
レバー２４が拘束部材を、引張りばね１９が復帰阻止機
構の弾性部材を、拘束レバー２４の傾斜面２０ａおよび
クラッチレバー１４が拘束部材退避手段を、傾斜面２０
ａが運動変換面を、ワイヤ２５およびリンク２６が解除
機構をそれぞれ構成する。また、クラッチレバー１４の
図１の位置が接続位置に、図３の位置が接続解除位置に
相当する。

【００２３】

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
接続解除位置に駆動されたクラッチ部材が拘束部材と係
合してその接続位置への復帰が阻止されるので、クラッ
チ駆動手段の駆動力が失われてもクラッチ部材が接続解
除位置に保持されてリールテーブル停止中のクラッチ部
材の不用意な噛み合いが確実に防がれる。特に、請求項
２の発明では、弾性部材の弾性力により拘束部材をクラ
ッチ部材の移動経路に突出させるので、油圧シリンダの
ようなアクチュエータを用いて拘束部材を保持する場合
と比較したときに拘束部材がクラッチ部材の移動経路か
ら誤って退避するおそれが少なく、復帰阻止機構の信頼
性が高い。請求項３の発明では、クラッチ部材の駆動力
を利用して拘束部材を一時的に退避させることができる
ので、拘束部材の駆動源を別に用意する必要がなく、部
品点数が少ない簡素な構成の復帰阻止機構を提供でき
る。請求項４の発明では、クラッチ装置が高所に吊り上
げられた状態でも簡単に解除操作を行なうことができる
ので、復帰阻止機構の解除操作の都度、クラッチ装置を
作業者の高さまで降ろす必要がなく、掘削装置の段取替
えの作業効率を向上させることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施例に係るクラッチ装置の構成を示
す図。

【図２】図１のＡ矢視図。

【図３】図１のＢ矢視図。

【図４】図３の状態からクラッチを解除するときの途中
の状態を示す図。

【図５】実施例においてクラッチを接続するため、解除
機構に解除操作を与える状態を示す図。

【図６】実施例に係るアースドリルのクラッチ装置およ
びその周辺部分の概略を示す図。

【図７】アースドリル装置の概略を示す図。

【図８】従来のクラッチ装置を示す図。

【符号の説明】

１ ケリーバ ２ ケリードライブ装置 ３ センタジョイント ４ リールテーブル ５ クラッチ装置 ９，１２ クラッチプレート １０ ウエッジ １３ 受けばね １４ クラッチレバー １５ 油圧シリンダ １６ ロッド ２０ 爪部 ２０ａ 傾斜面 ２２ 引張りばね ２４ 拘束レバー ２５ ワイヤ ２６ リンク ２７ ロック解除棒

Claims (4)

【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
   う設けられた第２の回転部材と、 前記第１の回転部材と前記第２の回転部材とを接続する
   接続位置と、前記第１の回転部材と前記第２の回転部材
   との接続を解除する接続解除位置との間を移動可能なク
   ラッチ部材と、 前記クラッチ部材を前記接続位置に向けて付勢する付勢
   手段と、 前記付勢手段に抗して前記クラッチ部材を前記接続解除
   位置へ駆動するクラッチ駆動手段とを具備するアースド
   リルのクラッチ装置において、 前記クラッチ部材が前記接続解除位置まで駆動されたと
   き、当該クラッチ部材の移動経路に拘束部材を突出させ
   て前記クラッチ部材の前記接続位置への復帰を阻止する
   復帰阻止機構と、 外部からの解除操作を受けて前記拘束部材を前記移動経
   路から退避する方向に駆動する解除機構と、を備えたこ
   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】 前記復帰阻止機構は、前記拘束部材を前
   記移動経路に突出させる弾性力を発生する弾性部材と、
   前記接続解除位置へ向って駆動される前記クラッチ部材
   が前記拘束部材の拘束位置に達するまでは前記弾性部材
   の弾性力に抗して前記拘束部材を前記拘束部材を前記移
   動経路から退避させる拘束部材退避手段と、を備えるこ
   とを特徴とする請求項１記載のアースドリルのクラッチ
   装置。
3. 【請求項３】 前記拘束部材退避手段の構成要素とし
   て、前記接続解除位置へ向って駆動される前記クラッチ
   部材と当接して該クラッチ部材の運動を前記拘束部材が
   前記移動経路から退避する方向の運動に変換する運動変
   換面が前記拘束部材に設けられたことを特徴とする請求
   項２記載のアースドリルのクラッチ装置。
4. 【請求項４】 前記解除機構の解除操作の方向が下向き
   に設定されていることを特徴とする請求項１記載のアー
   スドリルのクラッチ装置。