JP2022135659A - アースドリル機 - Google Patents

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Abstract

Figure 2022135659000001
【課題】吊作業の作業半径を大きくすると共に、掘削作業における壁際施工を容易にしたリーダ式のアースドリル機を提供する。
【解決手段】アースドリル機は、本体と、本体に取り付けられるリーダと、掘削ツールが吊り下げられる主巻ロープと、吊り具(22)が吊り下げられる補巻ロープと、主巻ロープが巻き掛けられる主巻ポイントシーブ(14b)と、補巻ロープが巻き掛けられる補巻ポイントシーブ(15b)と、掘削ツールを駆動させるドライブ装置(20)とを備え、補巻ポイントシーブ(15b)の前端は、アースドリル機を側方から見て、主巻ポイントシーブ(14b)の前端よりも前方に設けられ、アースドリル機を上方から見て、ドライブ装置(20)の外形よりも外側に設けられる。
【選択図】図3

Description

本発明は、アースドリル機に関する。
従来より、本体に起伏可能に支持されたリーダと、リーダの先端に取り付けられた主巻ポイントシーブおよび補巻ポイントシーブと、主巻ポイントシーブに巻き掛けられた主巻ロープに取り付けられた掘削ツールと、補巻ポイントシーブに巻き掛けられた補巻ロープに取り付けられたフックとを備えるアースドリル機が知られている(例えば、特許文献1を参照)。
上記構成のアースドリル機は、リーダをほぼ垂直な掘削姿勢にすることで、掘削ツールで地面を掘削する掘削作業を行うことができる。また、アースドリル機は、リーダを掘削姿勢より前傾した前傾姿勢にすることで、フックに係止した荷物を昇降させる吊作業を行うことができる。
特開平9-328750号公報
しかしながら、特許文献1に記載のアースドリル機は、補巻ポイントシーブが主巻シーブより後方に配置されているので、吊作業の作業半径が小さいという課題がある。一方、吊作業の作業半径を大きくするために補巻ポイントシーブを前方に移動させると、壁際で掘削作業を行う(以下、「壁際施工」と表記する。)のが困難になるという別の課題を生じる。
本発明の目的は、リーダ式のアースドリル機において、吊作業の作業半径を大きくすると共に、掘削作業における壁際施工を容易にする技術を提供することにある。
上記目的を達成するために、代表的な本発明は、本体と、本体に取り付けられるリーダと、掘削ツールが吊り下げられる主巻ロープと、吊り具が吊り下げられる補巻ロープと、前記主巻ロープが巻き掛けられる主巻ポイントシーブと、前記補巻ロープが巻き掛けられる補巻ポイントシーブと、前記掘削ツールを駆動させるドライブ装置とを備えたアースドリル機であって、前記補巻ポイントシーブの前端は、前記アースドリル機を側方から見て、前記主巻ポイントシーブの前端よりも前方に設けられ、前記アースドリル機を上方から見て、前記ドライブ装置の外形よりも外側に設けられることを特徴とする。
本発明によれば、リーダ式のアースドリル機において、吊作業の作業半径を大きくすると共に、掘削作業における壁際施工を容易にすることができる。なお、上記した以外の課題、構成および効果は、以下の実施形態の説明により明らかにされる。
リーダが掘削姿勢のアースドリル機の側面図である。 リーダが前傾姿勢のアースドリル機の側面図である。 リーダヘッドの平面図である。 リーダヘッドの左側面図である。 リーダヘッドの右側面図である。
以下図面を参照して、本発明の実施形態について説明する。図1は、リーダ11が掘削姿勢のアースドリル機1の側面図である。図2は、リーダ11が前傾姿勢のアースドリル機1の側面図である。
本実施形態に係るアースドリル機1は、走行体2と、走行体2上に旋回可能に支持された旋回体3と、旋回体3に支持されたフロントアタッチメント10とを主に備える。走行体2および旋回体3は、本体の一例を構成する。但し、本体は、フロントアタッチメント10を支持可能であれば、走行体2および旋回体3の組み合わせに限定されない。
走行体2は、走行モータ(図示省略)が回転駆動することによって走行する。旋回体3は、旋回モータ(図示省略)が回転駆動することによって、走行体2に対して旋回する。また、旋回体3は、キャブ4と、カウンタウェイト5と、主巻ウインチ6と、補巻ウインチ7とを主に備える。
キャブ4は、旋回体3の前端に設けられている。キャブ4には、アースドリル機1のオペレータが搭乗する内部空間が形成されている。また、キャブ4の内部空間には、アースドリル機1を操作する操作装置(図示省略)が設けられている。そして、キャブ4の内部空間に搭乗したオペレータが操作装置を操作することによって、走行体2が走行し、旋回体3が旋回し、フロントアタッチメント10が動作する。
カウンタウェイト5は、旋回体3の後端に設けられている。カウンタウェイト5は、フロントアタッチメント10および荷物Mの重量とのバランスをとる重量物である。主巻ウインチ6は、主巻用油圧モータ(図示省略)によって回転駆動されて、主巻ロープ16を巻き上げ或いは巻き下げる。補巻ウインチ7は、補巻用油圧モータ(図示省略)によって回転駆動されて、補巻ロープ17を巻き上げ或いは巻き下げる。
フロントアタッチメント10は、旋回体3に取り付けられている。フロントアタッチメント10は、操作装置の操作に従って作業を行う。フロントアタッチメント10の作業とは、掘削ツール21を用いて地面を掘削する掘削作業と、フック22に係止した荷物Mを昇降させる吊作業とを含む。
フロントアタッチメント10は、リーダ11と、フロントフレーム12と、リーダヘッド13と、主巻シーブ14と、補巻シーブ15と、主巻ロープ16と、補巻ロープ17と、ケリーバ18と、ケリートップガイド19と、ロータリドライブ20と、掘削ツール21と、フック22(吊り具)とを主に備える。
リーダ11は、長尺な管状の部材である。リーダ11は、下方部がフロントフレーム12に起伏可能に支持されている。より詳細には、リーダ11は、図1に示す掘削姿勢と、図2に示す前傾姿勢とに姿勢変化(起伏)可能に構成されている。また、リーダ11の上端部には、リーダヘッド13が取り付けられている。さらに、リーダ11は、ケリートップガイド19およびロータリドライブ20を、延設方向に沿って昇降可能に支持する。
掘削姿勢は、リーダ11が地面に対して鉛直方向に沿って延設されている姿勢である。また、掘削姿勢は、掘削ツール21を用いて地面を掘削するときのリーダ11の姿勢である。一方、前傾姿勢は、掘削姿勢より前傾(リーダ11の上端が前方に変位)したリーダ11の姿勢である。また、前傾姿勢は、フック22に係止した荷物Mを昇降させるときのリーダ11の姿勢である。なお、掘削姿勢におけるリーダ11の延設方向は、前傾姿勢におけるリーダ11の延設方向(例えば、鉛直方向に対して7°)より鉛直方向に近ければ、厳密に鉛直方向であることに限定されない。
フロントフレーム12は、旋回体3に起伏可能に支持されていると共に、リーダ11を起伏可能に支持する。より詳細には、フロントフレーム12は、左右方向に延びるピン23によってリーダ11を起伏可能に支持している。また、リーダ11とフロントフレーム12とは、油圧シリンダ24によって接続されている。そして、油圧シリンダ24が伸長することによってリーダ11が倒伏し、油圧シリンダ24が縮小することによってリーダ11が起立する。
リーダヘッド13は、リーダ11の上端に取り付けられている。リーダヘッド13は、主巻ガイドシーブ14aおよび主巻ポイントシーブ14b(これらを総称して、「主巻シーブ14」と表記することがある。)と、補巻ガイドシーブ15aおよび補巻ポイントシーブ15b(これらを総称して、「補巻シーブ15」と表記することがある。)とを回転可能に支持する。リーダヘッド13の詳細な構成は、図3~図5を参照して後述する。
主巻ロープ16は、主巻ウインチ6から延出され、主巻ガイドシーブ14aおよび主巻ポイントシーブ14bに巻き掛けられて、主巻ポイントシーブ14bの前端から下方に垂下されている。補巻ロープ17は、補巻ウインチ7から延出され、補巻ガイドシーブ15aおよび補巻ポイントシーブ15bに巻き掛けられて、補巻ポイントシーブ15bの前端から下方に垂下されている。また、主巻ロープ16および補巻ロープ17には、背面ガイドシーブ25によって所定のテンションが付与されている。
ケリーバ18は、長尺な管状の部材である。ケリーバ18は、主巻ポイントシーブ14bの前端から垂下された主巻ロープ16の下端に吊下されている。ケリーバ18の上端は、ケリートップガイド19に固定されている。また、ケリーバ18の下端部は、ロータリドライブ20に挿入されている。さらに、ロータリドライブ20を通過したケリーバ18の下端には、掘削ツール21が着脱可能に取り付けられる。
ケリートップガイド19は、ロータリドライブ20より上方において、リーダ11に昇降可能に支持されている。また、ケリートップガイド19は、ケリーバ18を回転可能に支持している。なお、「ケリーバ18の回転」とは、ケリーバ18の延設方向に延びる回転軸線回りの回転を指す(以下同じ)。
ロータリドライブ20は、ケリートップガイド19より下方において、リーダ11に昇降可能に支持されている。また、ロータリドライブ20は、ケリーバ18を回転可能に支持している。また、ロータリドライブ20は、スラストシリンダ26の伸縮によって昇降する。さらに、ロータリドライブ20は、ケリーバ18を回転駆動する油圧モータ(図示省略)を搭載している。
これにより、ケリーバ18は、リーダ11が掘削姿勢のときに、ケリートップガイド19およびロータリドライブ20によって鉛直方向に延設される。そして、主巻ウインチ6で主巻ロープ16を巻き上げると、ケリーバ18が上昇する。また、主巻ウインチ6で主巻ロープ16を巻き下げると、ケリーバ18が下降する。これにより、ケリーバ18の下端に装着された掘削ツール21が昇降する。また、ケリートップガイド19は、ケリーバ18と一体になって昇降する。
また、ロータリドライブ20に搭載された油圧モータを駆動させることによって、ケリーバ18と、ケリーバ18に装着された掘削ツール21とが回転する。ロータリドライブ20は、ケリーバ18および掘削ツール21を駆動させるドライブ装置の一例である。
掘削ツール21は、ケリーバ18及びロータリドライブ20を介して主巻ロープ16に吊り下げられている。掘削ツール21は、例えば、スラストシリンダ26を伸ばして地面に押圧された状態で回転することによって、地面を掘削するオーガである。但し、掘削ツール21の具体例は地面を掘削する機能を有するものであればオーガに限定されず、ドリリングバケット等でもよい。
フック22は、補巻ポイントシーブ15bの前端から垂下された補巻ロープ17の下端に吊り下げられている。フック22は、荷物Mを係止可能に構成されている。そして、補巻ウインチ7で補巻ロープ17を巻き上げると、フック22が上昇する。また、補巻ウインチ7で補巻ロープ17を巻き下げると、フック22が下降する。これにより、フック22に係止された荷物Mが昇降する。また、旋回体3の旋回中心と補巻ポイントシーブ15bとの間の水平方向の距離を、アースドリル機1の吊作業の作業半径Rと定義する。なお、吊り具の具体例はフック22に限定されず、シャックル等でもよい。
そして、補巻ポイントシーブ15bは、図2に示すようにリーダ11を前傾姿勢にして、フック22に係止した荷物Mを昇降させる際に、荷物Mがロータリドライブ20に干渉(接触)しない位置に設けられている。なお、フック22には任意の荷物Mを係止することができるが、荷物Mの典型例としては、掘削ツール21で掘削した穴に挿入する鉄筋カゴ等が挙げられる。すなわち、補巻ポイントシーブ15bは、アースドリル機1を上方から見たときに掘削ツール21の外形と同一か僅かに小さい荷物Mがロータリドライブ20に干渉しない位置に配置される。
次に、図3~図5を参照して、リーダヘッド13の構造と、リーダヘッド13に支持された主巻シーブ14および補巻シーブ15の位置関係を説明する。図3は、リーダヘッド13の平面図である。図4は、リーダヘッド13の左側面図である。図5は、リーダヘッド13の右側面図である。
リーダヘッド13は、リーダ11の上端に取り付けられている。リーダヘッド13は、主巻ガイドシーブ14a、主巻ポイントシーブ14b、補巻ガイドシーブ15a、および補巻ポイントシーブ15bを、左右方向に延びる支軸周りに回転可能に支持する。リーダヘッド13は、ベースプレート30と、主巻シーブ14を回転可能に支持する一対の支持プレート31a、31bと、補巻シーブ15を回転可能に支持する一対の支持プレート32a、32bとを主に備える。但し、リーダヘッド13はシーブ14a、14b、15a、15bを支持することができれば、具体的な構造は以下の例に限定されない。
ベースプレート30は、リーダ11に取り付けられると共に、支持プレート31a、31b、32a、32bを支持する板状の部材である。ベースプレート30の下面には、ピン孔33、34、35、36が設けられている。ピン孔33、34、35、36は、ベースプレート30の下面において、前後方向および左右方向に離間して配置されている。そして、ピン孔33、34、35、36には、リーダヘッド13をリーダ11に固定するためのピンが挿入される。すなわち、リーダヘッド13は、前後方向および左右方向に離間した4か所の固定位置において、リーダ11に固定される。
一対の支持プレート31a、31bは、左右方向に離間した位置において、ベースプレート30の上面に立設されている。また、一対の支持プレート31a、31bは、上下方向および前後方向において、互いに平行に配置されている。そして、一対の支持プレート31a、31bは、その後端で主巻ガイドシーブ14aを回転可能に支持し、その前端で主巻ポイントシーブ14bを回転自在に支持している。
さらに、一対の支持プレート31a、31bは、左側のピン孔33、35と、右側のピン孔34、36との間に配置されている。すなわち、主巻ガイドシーブ14aおよび主巻ポイントシーブ14bは、左右方向において、リーダ11に対するリーダヘッド13の左右の固定位置の間に配置されている。
主巻ガイドシーブ14aおよび主巻ポイントシーブ14bは、前後方向に延びる直線Lm上に配置されている。また、主巻ガイドシーブ14aおよび主巻ポイントシーブ14bは、前後方向に距離Dmだけ離間して配置されている。さらに、主巻ガイドシーブ14aおよび主巻ポイントシーブ14bは、上下方向に距離Hmだけ離間して配置されている。
一対の支持プレート32a、32bは、左右方向に離間した位置において、ベースプレート30の上面に立設されている。また、一対の支持プレート32a、32bは、上下方向および前後方向において、互いに平行に配置されている。そして、一対の支持プレート32a、32bは、その後端で補巻ガイドシーブ15aを回転可能に支持し、その前端で補巻ポイントシーブ15bを回転自在に支持している。
さらに、一対の支持プレート32a、32bは、4か所のピン孔34~36のうち、右側のピン孔34、36からさらに右方にオフセットした位置において、ベースプレート30から上方に突出している。すなわち、補巻ガイドシーブ15aおよび補巻ポイントシーブ15bは、左右方向において、リーダ11に対するリーダヘッド13の固定位置から右方向にオフセットして配置されている。
但し、一対の支持プレート32a、32bの位置は、リーダ11に対するリーダヘッド13の固定位置から左右方向にオフセットしていれば、図3の位置に限定されない。すなわち、一対の支持プレート32a、32bは、左側のピン孔33、35よりさらに左方にオフセットして配置されていてもよい。
補巻ガイドシーブ15aおよび補巻ポイントシーブ15bは、前後方向に延びる直線Ls上に配置されている。また、補巻ガイドシーブ15aおよび補巻ポイントシーブ15bは、前後方向に距離Dsだけ離間して配置されている。さらに、補巻ガイドシーブ15aおよび補巻ポイントシーブ15bは、上下方向に距離Hsだけ離間して配置されている。
本実施形態に係るシーブ14a、14b、15a、15bは、直径が同一である。また、主巻ガイドシーブ14aおよび補巻ガイドシーブ15aは、リーダヘッド13を側方から見たときに、互いに重なる位置(すなわち、上下方向および前後方向の同一位置)に配置されている。
そして、本実施形態では、Dm<Dsに設定されている。これにより、アースドリル機1を側方から見て、補巻ポイントシーブ15bの前端は、主巻ポイントシーブ14bの前端より前方に設けられている。また、本実施形態では、Hm<Hsに設定されている。これにより、アースドリル機1を側方から見て、補巻ポイントシーブ15bは、主巻ポイントシーブ14bより高い位置に配置されている。
但し、補巻ポイントシーブ15bの前端が主巻ポイントシーブ14bの前端より前方に配置され、補巻ポイントシーブ15bが主巻ポイントシーブ14bより高い位置に配置されていれば、シーブ14a、14b、15a、15bの直径が異なっていてもよいし、主巻ガイドシーブ14aおよび補巻ガイドシーブ15aが上下方向および前後方向の異なる位置に配置されていてもよい。
また、図3に一点鎖線で示すように、ロータリドライブ20を上方から見ると、ケリーバ18が挿入される部分の外形輪郭線は、半径rの円形である。また、ロータリドライブ20の円形部分の中心O1は、左右方向において、主巻ポイントシーブ14bに重なる位置に配置される。さらに、主巻ガイドシーブ14aおよび主巻ポイントシーブ14bと、補巻ガイドシーブ15aおよび補巻ポイントシーブ15bとは、左右方向に間隔Gだけ離間して配置されている。そして、間隔Gは、半径rより大きく設定される。
すなわち、アースドリル機1を上方から見て、補巻ポイントシーブ15bの前端及びフック22の外形(図3の破線の円)は、ロータリドライブ20の外形の外側に配置されている。なお、「補巻ポイントシーブ15bの前端」とは、見た目上の最前端であるシーブの縁ではなく、補巻ポイントシーブ15bに巻回された補巻ロープ17の中心O2(図2参照)の位置を指す。すなわち、補巻ポイントシーブ15bの前端は、補巻ポイントシーブ15b側のリーダヘッド13の前端13Fと異なる位置(前端13Fより後方)である。
また、アースドリル機1を側方から見て、補巻ポイントシーブ15b側のリーダヘッド13の前端13F及びフック22の外形は、ロータリドライブ20の前端よりも後方に配置されるのが望ましい。換言すれば、図1に示すように、アースドリル機1を側方から見て、補巻ポイントシーブ15b側のリーダヘッド13の前端13F及びフック22の外形は、ロータリドライブ20の前端を通り且つ鉛直方向に延びる直線Lと同一位置か、または直線Lより後方に配置されるのが望ましい。
さらに、主巻ガイドシーブ14aおよび主巻ポイントシーブ14bと、補巻ガイドシーブ15aおよび補巻ポイントシーブ15bとは、互いに平行に配置されている。換言すれば、主巻ガイドシーブ14aおよび主巻ポイントシーブ14bを通る直線Lmと、補巻ガイドシーブ15aおよび補巻ポイントシーブ15bを通る直線Lsとは、互いに平行である。さらに換言すれば、各シーブ14a、14b、15a、15bの回転軸は、同一方向(本実施形態では、左右方向)を向いている。
但し、主巻ガイドシーブ14aおよび主巻ポイントシーブ14bと、補巻ガイドシーブ15aおよび補巻ポイントシーブ15bとは、平行でなくてもよい。他の例として、補巻ガイドシーブ15aおよび補巻ポイントシーブ15bを通る直線Lsは、直線Lm、Lsの距離が前方に向かって徐々に広がるように傾斜していてもよい。
上記の実施形態によれば、アースドリル機1を側方から見たときに、補巻ポイントシーブ15bの前端を主巻ポイントシーブ14bの前端より前方に配置することによって、アースドリル機1の作業半径Rを大きくすることができる。これにより、本体から離れた位置で荷物Mを昇降することができる。
また、上記の実施形態によれば、補巻ポイントシーブ15bを主巻ポイントシーブ14bより高い位置に配置することによって、リーダ11を前傾姿勢にしたときに、アースドリル機1の作業半径Rをさらに大きくすることができる。なお、補巻ポイントシーブ15bは、少なくともリーダ11が掘削姿勢のときに、主巻ポイントシーブ14bより高い位置に配置されていればよい。
また、上記の実施形態によれば、アースドリル機1を上方から見たときに、補巻ポイントシーブ15bの前端及びフック22の外形をロータリドライブ20の外形よりも外側に設けることによって、フック22の昇降時にロータリドライブ20に干渉するのを防止できる。さらに、アースドリル機1を側方から見たときに、補巻ポイントシーブ15b側のリーダヘッド13の前端13F及びフック22の外形をロータリドライブ20の前端より後方に配置することによって、壁際施工が容易になる。
また、上記の実施形態によれば、主巻ポイントシーブ14bおよび補巻ポイントシーブ15bの左右方向の間隔Gを、ロータリドライブ20の半径rより大きくすることによって、昇降するフック22がロータリドライブ20に干渉するのを防止することができる。
また、上記の実施形態によれば、主巻ガイドシーブ14aおよび主巻ポイントシーブ14bと、補巻ガイドシーブ15aおよび補巻ポイントシーブ15bとを、左右方向に間隔Gを隔てて平行に配置することによって、ベースプレート30に対して支持プレート31a、31b、32a、32bを溶接する作業が容易になる。
さらに、上記の実施形態によれば、リーダ11に対するベースプレート30の左右の固定位置の間に支持プレート31a、31bを配置することによって、相対的に重量の大きいケリーバ18および掘削ツール21を適切に支持することができる。一方、固定位置から左右にオフセットした位置に支持プレート32a、32bを配置することによって、相対的に重量の小さい荷物Mを適切に支持できると共に、ロータリドライブ20との干渉を防止することができる。
なお、本発明は前述した実施形態に限定されず、本発明の要旨を逸脱しない範囲で種々の変形が可能であり、特許請求の範囲に記載された技術思想に含まれる技術的事項の全てが本発明の対象となる。前記実施形態は、好適な例を示したものであるが、当業者ならば、本明細書に開示の内容から、各種の代替例、修正例、変形例あるいは改良例を実現することができ、これらは添付の特許請求の範囲に記載された技術的範囲に含まれる。
1 アースドリル機
2 走行体
3 旋回体
4 キャブ
5 カウンタウェイト
6 主巻ウインチ
7 補巻ウインチ
10 フロントアタッチメント
11 リーダ
12 フロントフレーム
13 リーダヘッド
14 主巻シーブ
14a 主巻ガイドシーブ
14b 主巻ポイントシーブ
15 補巻シーブ
15a 補巻ガイドシーブ
15b 補巻ポイントシーブ
16 主巻ロープ
17 補巻ロープ
18 ケリーバ
19 ケリートップガイド
20 ロータリドライブ
21 掘削ツール
22 フック
23 ピン
24 油圧シリンダ
25 背面ガイドシーブ
26 スラストシリンダ
30 ベースプレート
31a,31b,32a,32b 支持プレート
33,34,35,36 ピン孔

Claims (5)

  1. 本体と、
    本体に取り付けられるリーダと、
    掘削ツールが吊り下げられる主巻ロープと、
    吊り具が吊り下げられる補巻ロープと、
    前記主巻ロープが巻き掛けられる主巻ポイントシーブと、
    前記補巻ロープが巻き掛けられる補巻ポイントシーブと、
    前記掘削ツールを駆動させるドライブ装置とを備えたアースドリル機であって、
    前記補巻ポイントシーブの前端は、
    前記アースドリル機を側方から見て、前記主巻ポイントシーブの前端よりも前方に設けられ、
    前記アースドリル機を上方から見て、前記ドライブ装置の外形よりも外側に設けられることを特徴とするアースドリル機。
  2. 請求項1に記載のアースドリル機において、
    前記補巻ポイントシーブは、前記主巻ポイントシーブより高い位置に設けられていることを特徴とするアースドリル機。
  3. 請求項1または2に記載のアースドリル機において、
    前記主巻ポイントシーブおよび前記補巻ポイントシーブは、左右方向に所定の間隔を隔てて、互いに平行に配置されていることを特徴とするアースドリル機。
  4. 請求項3に記載のアースドリル機において、
    前記アースドリル機を上方から見て、
    前記主巻ポイントシーブは、左右方向において前記ドライブ装置の中心に重なり、
    前記主巻ポイントシーブおよび前記補巻ポイントシーブの左右方向の間隔は、前記ドライブ装置の半径より大きいことを特徴とするアースドリル機。
  5. 請求項1~4のいずれか1項に記載のアースドリル機において、
    前記リーダは、前記掘削ツールを駆動する掘削姿勢と、前記掘削姿勢より前傾した前傾姿勢とに姿勢変化可能に前記本体に支持され、
    前記補巻ポイントシーブは、前記リーダを前記前傾姿勢にして、前記補巻ロープに取り付けられた前記吊り具に係止した荷物を昇降させる際に、当該荷物が前記ドライブ装置に干渉しない位置に設けられていることを特徴とするアースドリル機。
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