JP2003064975A - 掘削用バケット - Google Patents

掘削用バケット

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JP2003064975A
JP2003064975A JP2001253277A JP2001253277A JP2003064975A JP 2003064975 A JP2003064975 A JP 2003064975A JP 2001253277 A JP2001253277 A JP 2001253277A JP 2001253277 A JP2001253277 A JP 2001253277A JP 2003064975 A JP2003064975 A JP 2003064975A
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excavated
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Seikichi Ohashi
清吉 大橋
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TOKI KOGYO KK
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Abstract

(57)【要約】 【課題】掘削作業効率を改善できる掘削用バケットを提
案する。 【解決手段】円筒状下部ケース41内に設けたシェル4
2及び43を開いた状態で地盤16及び障害物を掘削な
いし破砕し、その結果円筒状下部ケース41内に溜まっ
た障害物を掬い取って掘削孔17から排除するようにし
た。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、掘削用バケットに
関し、例えば建築用のコンクリート杭を打杭するための
掘削孔を形成する掘削用バケットに適用して好適なもの
である。
【0002】
【従来の技術】従来、この種の掘削用バケットにおいて
は、例えば特開平7−113390号に開示されているよう
に、外部から回転駆動力を受けることにより、底部に設
けられたビットにより掘削孔の土砂を掘削すると共に、
掘削した土砂をその底部に設けられた開口部からその内
部に取り込みながら掘進し、その内部が土砂で満たされ
ると、掘削孔より地上に引き上げられ、解放された底部
から土砂を排出するようにしたものが用いられている。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】ところで、掘削孔内に
掘削用バケットの底部の直径より大きなコンクリート破
片、以前に打杭された建築用の杭及び岩盤等の土砂より
も少し硬い障害物が現れることがあるが、この場合、掘
削用バケット内にこの障害物を取り込むことはできない
ため、この掘削用バケットではこれ以上掘削することが
できない。
【0004】そこでこのように掘削ができない状況で
は、掘削用バケットを一旦掘削孔から引き上げて、代わ
りに障害物破砕専用バケットを掘削孔内に降下させて、
障害物を破砕し、その後破砕された障害物排除専用クラ
ブバケットを掘削孔内に入れ直し障害物を排除し、障害
物排除専用クラブバケットを掘削孔から引き上げて、掘
削用バケットを入れ直すようにする。
【0005】このように従来は、掘削孔を掘削する際
に、掘削用バケット、障害物破砕専用バケット及び障害
物排除専用クラブバケットを交互に入れ換える面倒な作
業を必要とするため、掘削作業効率が悪いという問題が
あった。
【0006】本発明は以上の点を考慮してなされたもの
で、掘削孔に障害物が現れた場合にも、簡易に掘削作業
ができるようにした掘削用バケットを提案しようとする
ものである。
【0007】
【課題を解決するための手段】かかる課題を解決するた
め本発明においては、掘削用バケットにおいて、回転駆
動される円筒状ケースと、円筒状ケースの下端部に下方
に突出するように設けられ、円筒状ケースの下方にある
地盤及び障害物を掘削ないし破砕する掘削刃と、円筒状
ケース内に下方に向かって開閉自在に設けられ、掘削刃
により地盤及び障害物を掘削ないし破砕しているとき開
状態になり、掘削刃により地盤及び障害物を掘削ないし
破砕して得られる掘削物が円筒状ケースの内部に取り込
まれたときには閉状態になることにより掘削物を掬い取
る一対の掬い取り部材とを設けるようにした。
【0008】この結果この掘削用バケットにおいては、
円筒状ケースを回転駆動することによって掘削刃により
地盤及び障害物を掘削ないし破砕すると共に、掘削ない
し破砕した掘削物を円筒状ケース内において掬い取って
排除することができ、この結果、地盤の掘削、障害物の
破砕、及び掘削物の排出作業を1回の降下・引き上げ作
業で行い、従って掘削作業全体として一段と簡易化で
き、かくして高い効率で掘削作業ができる。
【0009】
【発明の実施の形態】以下図面について、本発明の一実
施の形態を詳述する。
【0010】(1)第1の実施の形態 (1−1)掘削装置10の全体構成 図1において、10は全体として掘削装置を示し、地盤
11に敷設した鉄板12上に運転駆動部13を配置し、
運転駆動部13のオペレータ室14における運転操作に
応じて、起伏用ワイヤ15によってブーム16を起伏す
ると共に、吊り用ワイヤ17によって吊り下げた掘削用
ツールである掘削用バケット18を地盤11の掘削孔1
9に対して降下、引き上げ操作することにより、掘削作
業をし得るようになされている。
【0011】運転駆動部13は、吊り用ワイヤ17をブ
ーム16の先端部に取り付けられた滑車20を介し掘削
孔19上に吊り下げ、吊り用ワイヤ17の下端に、ケリ
ーバ23の最内側の第4管状部材24Dに接続されたス
イベル21に接続されている。
【0012】ケリーバ23は、図2(A)、(B)及び
図3(A)、(B)に示すように、釣り竿状に伸縮自在
に配置された4本の第1〜第4管状部材24A〜24D
(口径:24A>24B>24C>24D)からなる。
【0013】第1管状部材24A、第2管状部材24B
及び第3管状部材24Cの内面には、90°の間隔を保っ
て設けられた4条の長溝25A、4条の長溝25B及び
4条の長溝25Cがそれぞれ長手方向に平行に設けられ
ていると共に、第2管状部材24B、第3管状部材24
C及び第4管状部材24Dの外面には、各長溝25Aに
係合する4個の突起部26B、各長溝25Bに係合する
4個の突起部26C、及び各長溝25Cに係合する4個
の突起部26Dがそれぞれ設けられており、ケリーバ2
3は、長溝25A及び突起部26Bの係合作用、長溝2
5B及び突起部26Cの係合作用、並びに長溝25C及
び突起部26Dの係合作用により、当該長手方向に平行
に引き出し・収納自在に可動すると共に、最外側の第1
管状部材14Aがケリーバ回転装置28によって回転駆
動されたとき、第2〜第4の管状部材14B〜14Dが
当該ケリーバ23の軸線を中心に一体に回転する。
【0014】第4の管状部材14Dの下端には掘削用バ
ケット18が取り付けられ、これにより第1〜第4の管
状部材14A〜14Dが回転駆動されたとき掘削用バケ
ット18を一体に回転駆動する。
【0015】運転駆動部13は、吊り用ワイヤ17を巻
き下げ又は巻き上げることにより、スイベル21を介し
て最内側の第4管状部材24Dを降下又は上昇動作さ
せ、これにより、第1〜第4管状部材24A〜24Dを
伸縮動作させることにより、掘削用バケット18の掘削
孔19を回転させながら掘削又は引上げ動作をさせる。
【0016】すなわち管状部材24A〜24Dは、地盤
11上にあるときは、図2(A)に示すように、第4管
状部材24Dの下端部に接続された掘削用バケット18
の上面によって縮小された状態で支えられている。
【0017】そして運転駆動部13が掘削用バケット1
8を地盤11上に下げると、第1管状部材24Aの上端
部に設けられたフランジ27は、ケリーバ23を回転さ
せるケリーバ回転装置28の上面に当接して停止する。
【0018】さらに運転駆動部13が掘削用バケット1
8を引き下げると、管状部材24Bの突起部24Bは、
図2(B)に示すように、第1管状部材24Aの長溝2
5Aの下端部に設けられた突起状の移動停止部29Aに
当接して停止し、ケリーバ23は2倍の長さになる。同
様にして、図3(A)及び(B)に示すように、ケリー
バ23は3倍及び4倍の長さになる。
【0019】かくして、第1〜第4管状部材24A〜2
4Dは、掘削用バケット18が自重で降下できるように
支持するのと同時に、ケリーバ回転装置28によって回
転駆動される第1管状部材24Aの回転駆動力が掘削用
バケット18に与えられ、これにより掘削用バケット1
8が地盤11を掘削して掘削孔29を掘削して行く。
【0020】これに対して、運転駆動部13が吊り用ワ
イヤ17を巻き上げることにより掘削用バケット18を
引き上げると、ケリーバ23は、上述の逆の工程(図2
(B)→図3(A)→図2(B)→図2(A))を辿っ
て、第1〜第4管状部材24A〜24Dを順次収納す
る。
【0021】このとき、掘削用バケット18は第4管状
部材24Dと共に回転しながら掘削孔19内から地盤1
1の上方に引き上げられる。
【0022】この実施の形態の場合、運転駆動部13
は、その前面にケリーバ回転装置28をフロント66に
より保持し、最外側の第1管状部材24Aの外面に当該
長手方向に平行に設けられた尾根部(図示せず)と係合
するケリーバ回転装置28の溝部(図示せず)をフロン
ト66を介して回転させることにより、内側の管状部材
24B〜24Dを順次介し掘削用バケット18を回転駆
動する。
【0023】また、運転駆動部13は、掘削用バケット
18を当該掘削用バケット18及びケリーバ23の重さ
で下降させながら回転駆動することによって、掘削用バ
ケット18の下端より下方に突出して設けられた掘削刃
としてのビット67により、掘削孔19の土砂を掘削し
て、掘削した土砂を掘削用バケット18の内部に取り込
み保持する。
【0024】このとき運転駆動部13は、掘削した土砂
を保持する掘削用バケット18を地表に引き上げ、オペ
レータ室14を90°回転させて、掘削した土砂を掘削用
バケット18から排出し、再び掘削用バケット18を掘
削孔19内に降下させる。
【0025】スイベル21は、第2の吊り用ワイヤ22
をスリップさせながら吊り用ワイヤ17に接続している
ことから、最内側の第4管状部材24Dが回転しても、
第4管状部材24Dに接続された第2の吊り用ワイヤ6
7のねじれを防ぐ。
【0026】(1−2)掘削用バケット18の構成 掘削用バケット18は、図3及び図4に示すように、上
部バケット半部30と下部バケット半部31とを有す
る。
【0027】上部バケット半部30は、円筒状上部ケー
ス32を有し、この円筒状上部ケース32の上端側開口
部に設けられた方形筒状のケリーバジョイントボックス
33を介してケリーバ23(図1)と接続されることに
より、ケリーバ23から回転駆動力が与えられる。
【0028】ケリーバジョイントボックス33は、水平
方向に互いに直交する貫通孔を有する。このケリーバジ
ョイントボックス33の上端開口部より最内側の第4管
状部材24Dを挿入し、第4管状部材24Dの下端部に
設けられた貫通孔と、ケリーバジョイントボックス33
の貫通孔にピンを差し込むことにより、ケリーバジョイ
ントボックス33とケリーバ23とを接続する。
【0029】図5及び図6に示すように、円筒状上部ケ
ース32の内面側上端に取り付けられた十字状の取付台
35は、L1方向に延長するボックス状の主要部材36
と、L1方向と直交するL2方向に延長して主要部材3
6を挟持する一対の断面コ字状の補強部材37とから構
成される。
【0030】主要部材36の両端部36Aは、円筒状上
部ケース32の内面に固定された円環状の補強板34に
L1方向に固定されている。また補強部材37の端部3
7Aは、補強板34にL2方向に固定されている。
【0031】これにより主要部材36の上面中央部に固
定されたケリーバジョイントボックス33から回転駆動
力が、取付台35を介して円筒状上部ケース32に与え
られる。
【0032】主要部材36の上面に固定されたリーマナ
イフ取付台63には、必要に応じてリーマナイフ(図示
せず)が取り付けられ、リーマナイフによって掘削孔1
9の直径がより広げられる。
【0033】一方下部バケット半部31は、円筒状上部
ケース32と同一直径の円筒状下部ケース39を有し、
上部バケット半部30の上部ジョイントフランジ40と
当該下部バケット半部31の下部ジョイントフランジ4
1を介して、ボルト42及びナット43により円筒状上
部ケース40と接続され、これにより円筒状上部ケース
32と共に一体に回転する。
【0034】円筒状上部ケース32の下端に固定された
上部ジョイントフランジ40には、図7に示すように、
8個の上部結合用穴部44と、180°離間して互いに対向
する2個の位置止用穴部45とが設けられている。
【0035】また円筒状下部ケース39の上端に固定さ
れた下部ジョイントフランジ41には、図8に示すよう
に、各上部結合用穴部44に対応する下部結合用穴部4
6と各位置止用穴部45に対応するノックピン47とが
設けられている。
【0036】各ノックピン47を対応する位置止用穴部
45に嵌合することにより、下部ジョイントフランジ4
1に対して上部ジョイントフランジ40を水平方向に位
置止めし、シェル48及び49に設けられたシリンダ取
付台52とシリンダ53との接続を可能にする。次いで
上部結合用穴部44及び下部結合用穴部46にボルト4
2を差し込んでナット43で固定することにより、上部
バケット半部30及び下部バケット半部31を一体化す
る。
【0037】この円筒状下部ケース39の下端部には、
図9に示すように、下方に向かって突出して等間隔で配
列して設けられた複数のビット67が設けられ、円筒状
下部ケース39と共に一体に回転することにより、掘削
孔19内の土砂を掘削し、掘削孔19内に障害物があっ
た場合には、この障害物を破砕する。
【0038】円筒状下部ケース39の内部には、掬い取
り部材としての一対のシェル48及び49が設けられて
いる。
【0039】シェル48及び49は、図10に示すよう
に、これらの湾曲部48B及び49Bの凹面側をL1方
向に互いに向き合うようにして、これらの側端部48A
及び49Aの上端部にそれぞれ設けられた軸受48C及
び49Cにおいて、円筒状下部ケース39のL2方向に
設けられた軸受57に枢支され、これによりL1方向に
回動できる。
【0040】シェル49の側端部49Aは、シェル48
の側端部48Aよりも円筒状下部ケース39寄りに配置
されるが、シェル48の両側端部48Aの凸面間に溶接
された湾曲部48Bの形状は、シェル49の湾曲部49
Bの形状と同一である。
【0041】シリンダ53のアーム部53Bは、シェル
48及び49の湾曲部48B及び49Bの中央上端部に
取り付けられたシリンダ取付台52と枢支されていると
共に、シリンダ53の本体53Aは、主要部材36に取
り付けられたシリンダ取付台54に枢支される。
【0042】オペレータ室14(図1)のオペレータ
は、運転駆動部13に取り付けられた油圧ポンプ(図示
せず)、油圧ホース64、油圧ホース64から油圧流体
を受けて、油圧をケリーバ23と一体に回転するホース
リール61に巻き取られた油圧ホース56に伝えるジョ
イント部65、及び補強部材37(図5)に取り付けら
れたカップリング取付台55を通って円筒状上部ケース
32内に導入された油圧ホース56を順次介して、シリ
ンダ53内の油圧を調整し、当該シリンダ53を互いに
同じく伸縮する。
【0043】これによりシェル48及び49は、図11
及び図12に示すように、円筒状下部ケース39の下方
に向かって開閉する。
【0044】全開状態では、湾曲部48B及び49Bの
凸面側が円筒状下部ケース39の内周面に沿って平行と
なることから、掘削物を開口下端部より取り込む際に邪
魔にならない。また全閉状態では、側端部48A及び4
9Aが互いに隙間なく当接することから、掘削物を確実
に掬い取ることができる。
【0045】図13に示すように、シェル48の両側端
部48Aの軸受48C、シェル49の両側端部49Aの
軸受49C及び円筒状下部ケース39の軸受57にはそ
れぞれ挿入された第1のブッシュ58、第2のブッシュ
59及び第3のブッシュ60は、ピン50と各軸受との
摩擦を低減させる。
【0046】これら第1のブッシュ58、第2のブッシ
ュ59及び第3のブッシュ60に設けられた軸受に、ピ
ン50が挿入されピン止め部材51によって接着される
が、円筒状下部ケース39の内面側に突き出た第1のブ
ッシュ59と、シェル49の外面側に突き出た第2のブ
ッシュ59との当接作用によって、円筒状下部ケース3
9の内面に接触することなく回動し、その結果シェル4
8及び49の開閉操作を円滑に行うことができる。
【0047】円筒状下部ケース39の下端部の外周面に
固定されたサイドカッタ62は、外径方向に突出して設
けられており、ビット67と同様に掘削用バケット18
と一体に回転することにより、掘削孔を所定の口径にま
で広げる。サイドカッタ62に広げられた掘削孔の口径
は、円筒状下部ケース39の口径より少し大きくなるこ
とから、掘削孔19の内壁との摩擦による円筒状下部ケ
ース39の破損を防止することができる。
【0048】(1−3)掘削動作 オペレータ室14のオペレータは、シェル48及び49
を全開状態に設定して、掘削用バケット18を回転駆動
しながら降下させて、ビット67によって地盤11を掘
削し、掘削して得た掘削物を掘削用バケット18内に取
り込む。
【0049】オペレータ室14のオペレータは、掘削物
が円筒状下部ケース39のおおそそ半ば程まで溜められ
たと判断したときは、シェル48及び49を閉じて全閉
状態とし掘削物を掬い取り、続いて掘削用バケット18
を地表に引き上げ、掘削物を掘削用バケット18から排
出する。
【0050】オペレータ室14のオペレータは、再びシ
ェル48及び49を全開状態にして、掘削用バケット1
8を掘削孔19内に降下させ、地盤11の掘削から掘削
物の排出に至る掘削作業を繰り返す。
【0051】オペレータ室14のオペレータは、地盤1
1の中に障害物が出てきた場合には、ビット67によっ
て障害物を破砕し、破砕して得た掘削物を掘削用バケッ
ト18内に取り込み、地盤11の掘削作業と同様に、取
り込んだ掘削物を掬い取り、地表で排出することができ
る。
【0052】(1−4)第1の実施の形態の動作及び効
果 第1の実施の形態による構成によれば、掘削用バケット
18は、回転駆動することによってビット67により地
盤17及び障害物を掘削ないし破砕すると共に、破砕な
いし破砕した掘削物を円筒状ケース内において掬い取っ
て排除することができ、この結果、地盤11の掘削、障
害物の破砕及び掘削物の排出作業を1回の降下・引き上
げ作業で行い、従って掘削作業全体として一段と簡易化
でき、かくして高い効率で掘削作業ができる。
【0053】(2)第2の実施の形態 第2の実施の形態による掘削用バケット70は、図14
及び図15に示すように、第1の実施の形態である上部
バケット半部30を共通にして、この上部バケット半部
30と、第1の実施の形態より口径が大きく、第1の実
施の形態より大きなシェル74及び75を収納する下部
バケット半部71とを接続している。
【0054】下部バケット半部71の下部ジョイントフ
ランジ72(図16)は、第1の実施の形態による下部
ジョイントフランジ41(図8)より表面積が大きい
が、下部結合用穴部46及びノックピン47の位置は、
下部ジョイントフランジ41と同様である。
【0055】第2の実施の形態による構成によれば、掘
削用バケット70は、共通の上部バケット半部30に対
して、掘削孔19の口径に応じて下部バケット半部71
を容易に交換することができ、この結果掘削装置10全
体の設備の簡略化をすることができる。
【0056】(3)第3の実施の形態 第3の実施の形態による掘削用バケット80は、図17
〜図20に示すように、一対のシェル81及び82の側
端部81A及び82Aが、互いに同一形状のシェル81
及び82の回動方向に対して垂直であってかつ掘削用バ
ケット18の回転中心軸Pを含む面に対して互いに対称
的な軸受83に枢支され、シェル81及び82を開閉自
在に動作させる。
【0057】シェル81及び82の形状は何れも、側端
部48A及び湾曲部48Bの溶接を要する第1の実施の
形態であるシェル48(図3及び図4)と異なり溶接不
要であり、しかもその形状が同一であることから、シェ
ル81及び82を容易に製造することができる。
【0058】第3の実施の形態による構成によれば、掘
削用バケット80は、シェル81及び82の製造の簡略
化をすることができる。
【0059】(4)他の実施の形態 なお上述の第1〜第3の実施の形態においては、円筒状
上部ケース32及び円筒状下部ケース39を着脱自在に
接続するようにした場合について述べたが、本発明はこ
れに限らず、円筒状上部ケース32及び円筒状下部ケー
ス39を一体形成又は溶接固定するようにしても良い。
【0060】
【発明の効果】上述のように本発明によれば、掘削用バ
ケットにおいて、円筒状ケースの下端部に、地盤の掘削
と同様に障害物を破砕する掘削刃を設け、円筒状ケース
の内部に取り込まれた掘削ないし破砕して得られる障害
物を一対の掬い取り部材で掬い取るようにしたことによ
り、地盤及び障害物の掘削ないし破砕、及び掘削物の排
出作業を1回の降下・引き上げ作業で行うことができ、
従って掘削作業全体として一段と簡易化でき、かくして
高い効率で掘削作業ができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】掘削装置の全体構成を示す側面図である。
【図2】ケリーバの伸縮動作の説明に供する概念的断面
図である。
【図3】(A)及び(B)は、ケリーバの伸縮動作の説
明に供する概念的断面図である。
【図4】第1の実施の形態による掘削用バケットの内部
を透視した側面図(シェル開時)である。
【図5】第1の実施の形態による掘削用バケットの内部
を透視した側面図(シェル閉時)である。
【図6】第1の実施の形態による上部バケット半部を示
す平面図である。
【図7】第1の実施の形態による上部バケット半部の要
部を示す断面図である。
【図8】第1の実施の形態による上部バケット半部を示
す底面図である。
【図9】第1の実施の形態による下部バケット半部を示
す平面図である。
【図10】第1の実施の形態による下部バケット半部を
示す底面図である。
【図11】第1の実施の形態による下部バケット半部を
示す横断面図である。
【図12】第1の実施の形態によるシェルの開閉動作の
説明に供する斜視図(シェル開時)である。
【図13】第1の実施の形態によるシェルの開閉動作の
説明に供する斜視図(シェル閉時)である。
【図14】第1の実施の形態による軸受の要部を示す断
面図である。
【図15】第2の実施の形態による掘削用バケットの内
部を透視した側面図(シェル開時)である。
【図16】第2の実施の形態による下部バケット半部交
換後の掘削用バケットの内部を透視した側面図(シェル
閉時)である。
【図17】第2の実施の形態による下部バケット半部を
示す平面図である。
【図18】第3の実施の形態による掘削用バケット半部
の内部を透視した側面図(シェル開時)である。
【図19】第3の実施の形態による掘削用バケットの内
部を透視した側面図(シェル閉時)である。
【図20】第3の実施の形態によるシェルの開閉動作の
説明に供する斜視図(シェル開時)である。
【図21】第3の実施の形態によるシェルの開閉動作の
説明に供する斜視図(シェル閉時)である。
【符号の説明】
18、70、80……掘削用バケット、29……ビッ
ト、32……円筒状上部ケース、39、73……円筒状
下部ケース、48、49、74、75、81、82……
シェル。

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】回転駆動される円筒状ケースと、 上記円筒状ケースの下端部に下方に突出するように設け
    られ、上記円筒状ケースの下方にある地盤及び障害物を
    掘削ないし破砕する掘削刃と、 上記円筒状ケース内に下方に向かって開閉自在に設けら
    れ、上記掘削刃により上記地盤及び上記障害物を掘削な
    いし破砕しているとき開状態になり、上記掘削刃により
    上記地盤及び上記障害物を掘削ないし破砕して得られる
    掘削物が上記円筒状ケースの内部に取り込まれたときに
    は閉状態になることにより上記掘削物を掬い取る一対の
    掬い取り部材とを具えることを特徴とする掘削用バケッ
    ト。
  2. 【請求項2】上記円筒状ケースは、 着脱自在な、外部より回転駆動力を受ける上部ケース半
    部と、上記掬い取り部材を収納する下部ケース半部とか
    らなり、共通の上記上部ケース半部に対して、穴径に応
    じて異なる大きさの上記掬い取り部材を収納する上記下
    部ケース半部を着脱されることができることを特徴とす
    る請求項1に記載の掘削用バケット。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN103967419A (zh) * 2014-04-24 2014-08-06 北京市三一重机有限公司 钻斗和旋挖钻机
JP2019124092A (ja) * 2018-01-19 2019-07-25 日本基礎技術株式会社 地中構造物撤去装置及びこれを用いた地中構造物撤去方法

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