JP2524940B2 - 掘削装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は掘削装置に係り、特に地
面を垂直に掘り下げする作業に好適な構造とした掘削装
置に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、地面の穴掘り作業はパワーショベ
ル等を用い、機械力により掘削する作業が一般的に行わ
れている。このような作業機械は台車に取り付けたブー
ムおよびブームの先端に取り付けたアームを任意に駆動
して垂直旋回動作を行わせ、アーム先端に取り付けたバ
ケットにより地面を掘削する作業となっている。また、
掘削径が小さい場合や掘削予定領域の近傍に障害物があ
るような場合にはパワーショベルによる掘削作業が困難
であるため、手作業による掘削が行われ、これはスコッ
プ等を用いて行われている。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】ところが、パワーショ
ベルによる掘削作業では、上記したようにブームやアー
ムの駆動により掘削を行うため、単純垂直掘削ができ
ず、したがって予定掘削領域を越えて掘削し、所定の深
さに達したら予定領域外を埋め戻す作業を必要とする問
題があった。予定領域外の掘削が禁止される場合にはス
コップによる手作業に依存せざるを得ず、作業効率の大
幅な低下をきたしている。また、従来のパワーショベル
等により強制的に垂直掘削を行わせようとすると、地面
に対して台車本体を上下操作させることによりバケット
に代るショベルなどを突刺すように駆動する必要があ
り、このような操作は実質上無理であり、機械の損傷の
みならず騒音発生の原因ともなってしまう。

【０００４】これに対してオーガ等の使用も考えられる
が、掘削径が一定以上大きい場合には使用設備が大掛か
りになっていしまい、浅掘り作業には不向きであるのみ
ならず、特に農作業における大根やごぼうといった根野
菜の取入れ作業では取入れ野菜を損傷してしまう。パワ
ーショベルの使用もこの種の作業では根野菜が隣接して
いるため機械作業による掘削が困難であり、手作業に依
存せざるを得ないという問題があった。

【０００５】本発明は、上記従来の問題点に着目し、大
幅に予定掘削領域を越えることなく垂直穴掘りを簡単に
実現でき、土木作業のみならず農作業の掘削取入れ作業
にも有効な掘削装置を提供することを目的とする。

【０００６】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明に係る掘削装置は、支持フレームに回転駆動
機構を介して吊り下げられたシャフトに開閉シリンダに
より開閉駆動可能とされ開脚時に真円線に一致するとと
もに閉脚時に凸レンズ形開口が形成される円弧断面の開
閉ショベルを取り付けてなる掘削ユニットを有し、前記
開閉ショベルの開脚状態で前記シャフトを往復回動させ
て前記開閉ショベルによる円切り可能とし、この掘削ユ
ニットには前記シャフトを挟んで一対の水平クランクバ
ランサを平行かつ対称に配設するとともに、この一対の
水平クランクバランサを互いに反対方向に回転させる回
転伝達機構を設けて両者の回転接線合力方向を前記シャ
フトの軸方向に一致させつつ同期回転させる回転駆動手
段を備えた起振装置を取り付けた構成としたものであ
る。

【０００７】この場合において、前記ショベルはその閉
脚動作時に中央が開口するように形状を設定するととも
に、掘削時には掘削先端が真円となるように設定してお
けばよい。

【０００８】

【作用】上記構成によれば、支持フレームを移動して掘
削箇所に開閉ショベルを突き当て、起振装置を起動すれ
ばよい。起振装置は一対のクランクバランサを回転する
が、このバランサは平行かつ対称に配置されて回転する
ため、シャフトに対してその軸方向のみの振動を付与す
る。この振動はショベルを地面に突刺す動力となり、し
たがって、ショベルは起振装置によって地面内に突き刺
さって進行するのである。所定の深さに達したら開閉シ
リンダを駆動して一対のショベルを閉脚させ、上方に持
上げることによりショベルによって圧着された土砂を取
除くことができる。

【０００９】

【実施例】以下に、本発明に係る掘削装置の具体的実施
例を図面を参照して詳細に説明する。

【００１０】図１は実施例に係る掘削装置の全体正面図
である。この図に示すように、当該掘削装置は建設機械
等に取り付けられる支持フレーム１０を備え、この支持
フレーム１０には回転可能に保持されたシャフト１２が
吊り下げ支持されている。支持フレーム１０から垂下さ
れたシャフト１２の下端部には一対のショベル１４が開
閉可能に取り付けられており、両ショベル１４はシャフ
ト１２の途中に設けたホルダ１６との間に介装された一
対の油圧シリンダ１８に連結され、開閉駆動されるよう
になっている。各ショベル１４は断面円弧に形成された
樋状のもので、開脚状態では図１（２）想像線に示すよ
うに真円線に一致するように形成されるとともに、閉脚
状態では同図実線に示すように中央部に開口を形成可能
とされている。そして、特に開脚状態ではショベル先端
が地面に対して垂直になるように設定されているのであ
る。

【００１１】このように開閉ショベル１４を備えたシャ
フト１２は前述したように支持フレーム１０に対し回転
可能に取り付けられているが、支持フレーム１０内には
シャフト１２を回転駆動する装置が組込まれている。こ
れを図２〜３に示す。支持フレーム１０は天板プレート
１０Ａと底板ブレート１０Ｂを有し、両ブレート１０
Ａ、１０Ｂの間には回転スリーブ２０を設け、これにシ
ャフト１２を貫通固定している。回転スリーブ２０には
上下一対の平行フランジ２２が形成されており、この平
行フランジ２２にスリーブ２０と平行にピン２４を取り
付けている。したがって、ピン２４を水平回転させるこ
とによりスリーブ２０が回転され、もってシャフト１２
が回転されるようになっている。ピン２４に回転操作を
与えるために、その側部には天板プレート１０Ａから垂
下されているブラケット２６に取り付けられたベルクラ
ンクレバー２８が配置され、これを支持フレーム１０の
上部に取り付けた油圧シリンダ３０によって前記ピン２
４の回転接線方向に沿った垂直面内で回動させるように
している。そして、ベルクランクレバー２８の一端を前
記ピン２４に連結することでベルクランクレバー２８の
揺動運動をピン回転運動に変換するが、ベルクランクレ
バー２８とピン２４の距離および高さ位置が変動するた
め両者の連結部に連結駒３２が用いられている。連結駒
３２は筒部３２Ａと、この筒部３２Ａの外側面から突出
されたロッド３２Ｂとによって外観Ｔ字状に形成された
もので、前記筒部３２Ａをピン２４に嵌挿して上下摺動
可能に連結するとともに、前記ロッド３２Ｂをベルクラ
ンクレバー２８に摺動可能に貫通させている。これによ
ってベルクランクレバー２８の揺動運動を回転操作ピン
２４の円運動に円滑に変換するものとしている。この実
施例では回転装置による回転スリーブ２０ひいてはシャ
フト１２の回転範囲は約９０度の範囲とし、これによっ
て前記一対のショベル１４による掘削範囲が円形断面に
なるように設定している。

【００１２】このような回転装置を組込んだ掘削ユニッ
トに対し、更に起振装置が組込まれている。この具体的
構成を図４に示す。この起振装置は前記支持フレーム１
０の下面部に配置されシャフト１２に一体的に固定され
たボックス容器３４を備えている。この容器３４の内部
にはシャフト１２を挟んで両側に水平クランクバランサ
３６を回転可能に取り付けている。すなわち、クランク
バランサ３６は両端の回転支軸を軸受プレート３８に取
り付けて回転可能となっているが、この回転中心から偏
心して錘となる偏心ブロック４０を一体的に形成するこ
とによりクランク状に形成したもので、回転支軸を回転
駆動することにより偏心ブロック４０がシャフト１２の
両側で偏心回転してシャフト１２を起振させるようにし
ている。起振作用がシャフト１２の軸方向にのみ作用さ
せるべく、この一対のクランクバランサ３６は平行かつ
対称に配置され、同期して回転させるようにしている。
このため、両クランクバランサ３６の回転支軸相互を歯
車４２にて噛み合わせ、一方のクランクバランサ３６の
回転支軸には傘歯車４４を介してモータ４６に連結し、
回転伝達させている。これにより、モータ４６の起動に
より一対のクランクバランサ３６が同時に反対方向に回
転され、一対の偏心ブロック４０による慣性力はシャフ
ト１２の軸方向にて合成されて大きな起振力を発生する
が、シャフト１２と直交する方向への慣性力は相互に打
消し合い、シャフト１２が左右に振動する等の影響は受
けないものとなっている。したがって、掘削ユニットの
ショベル１４を地面に突き当てるとともに、起振装置を
駆動することでシャフト１２が上下振動し、ショベル１
４を地面に突刺す力が発生するのである。

【００１３】このような構成に係る掘削装置は、図５に
示したように、建設機械に取り付けて使用すればよく、
機械本体５０のアーム５２先端に支持フレーム１０を取
り付けて装着する。そして、一対のショベル１４を開脚
して地面に垂直に突き立てる。かかる状態で起振装置を
起動し、クランクバランサ３６を回転する。この回転に
よりショベル１４には上下振動が発生し、建設機械本体
５０による掘り下げ力を与えることなく掘削ユニット単
独で垂直に掘り下げることができるのである。これによ
りショベル１４は開脚円弧に沿って垂直に掘り下げられ
るので、所定の深さに達した後、図５（２）に示すよう
にショベル１４を閉脚する。掘削された土砂はショベル
１４の締付圧で挟まれるため落下することがなく、容易
に掘削土砂を取除くことができる。

【００１４】上述のような掘削装置によれば、小断面の
垂直穴を建設機械による駆動を要することなく単純な起
振装置によりショベル１４を地面に突刺し力を得て掘削
させることができる。また、予定掘削領域外の掘削も生
じないので、埋め戻しといった作業もなくなり作業性を
大幅に向上させることができる。更に、一対のショベル
１４は閉脚状態で中央に隙間を形成するようになってい
るので、農作業における根野菜などの取入れ作業にも適
用することができ、取入れ時に野菜などを損傷すること
がないので、非常に有効となる。

【００１５】

【発明の効果】以上説明したように、本発明に係る掘削
装置は、支持フレームに回転駆動機構を介して吊り下げ
られたシャフトに開閉シリンダにより開閉駆動可能とさ
れ開脚時に真円線に一致するとともに閉脚時に凸レンズ
形開口が形成される円弧断面の開閉ショベルを取り付け
てなる掘削ユニットを有し、前記開閉ショベルの開脚状
態で前記シャフトを往復回動させて前記開閉ショベルに
よる円切り可能とし、この掘削ユニットには前記シャフ
トを挟んで一対の水平クランクバランサを平行かつ対称
に配設するとともに、この一対の水平クランクバランサ
を互いに反対方向に回転させる回転伝達機構を設けて両
者の回転接線合力方向を前記シャフトの軸方向に一致さ
せつつ同期回転させる回転駆動手段を備えた起振装置を
取り付けた構成としたので、予定掘削領域を越えること
なく垂直穴掘りを簡単に実現でき、土木作業のみならず
農作業の掘削取入れ作業にも有効な掘削作業を行うこと
ができるという優れた効果が得られる。

【図面の簡単な説明】

【図１】実施例に係る掘削装置の正面図である。

【図２】同掘削装置の回転機構部の平面図および側面図
である。

【図３】図２の左側面図および縦断面図である。

【図４】起振装置の平面図および側面図である。

【図５】実施例に係る掘削装置を建設機械に取り付けた
掘削作業状態の説明図である。

【符号の説明】

１０ 支持フレーム １２ シャフト １４ ショベル １６ ホルダ １８ 油圧シリンダ ２０ スリーブ ２２ 平行フランジ ２４ ピン ２６ ブラケット ２８ ベルクランクレバー ３０ 油圧シリンダ ３２ 連結駒 ３２Ａ 筒部 ３２Ｂ ロッド ３４ ボックス容器 ３６ 水平クランクバランサ ３８ 軸受プレート ４０ 偏心ブロック ４２ 歯車 ４４ 傘歯車 ４６ モータ ５０ 建設機械本体 ５２ アーム

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 支持フレームに回転駆動機構を介して吊
   り下げられたシャフトに開閉シリンダにより開閉駆動可
   能とされ開脚時に真円線に一致するとともに閉脚時に凸
   レンズ形開口が形成される円弧断面の開閉ショベルを取
   り付けてなる掘削ユニットを有し、前記開閉ショベルの
   開脚状態で前記シャフトを往復回動させて前記開閉ショ
   ベルによる円切り可能とし、この掘削ユニットには前記
   シャフトを挟んで一対の水平クランクバランサを平行か
   つ対称に配設するとともに、この一対の水平クランクバ
   ランサを互いに反対方向に回転させる回転伝達機構を設
   けて両者の回転接線合力方向を前記シャフトの軸方向に
   一致させつつ同期回転させる回転駆動手段を備えた起振
   装置を取り付けてなることを特徴とする掘削装置。