JP3158151B2 - 掘削機 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、地盤に対して穿
孔、削孔するための掘削機に関し、特に、回転掘削用の
棒状体を複数継ぎ足して用いる場合、継ぎ足し用の棒状
体を支柱の一部に保持するとともに、この棒状体を所定
位置まで容易かつ確実に移送させるようにしたものに関
する。

【０００２】

【従来の技術】基礎工事用機械として用いられる掘削機
（アースオーガ）は、クローラなどの台車に支柱（リー
ダ）が設けられるとともに、この支柱に沿って上下方向
に移動可能な駆動部を備えており、この駆動部に取り付
けられる棒状体を回転させて地盤を穿孔、削孔するもの
である。なお、駆動部としては、油圧によって回転駆動
するモータと、このモータからの出力を減速する減速機
とで構成される。また、棒状体としては、外周面にスク
リュー羽根が設けられたオーガスクリューや、セメント
ミルク、モルタル等の液剤を注入するための注入ロッド
が用いられる。これら棒状体の先端には、掘削用のオー
ガヘッドや攪拌ヘッド等が取り付けられる。

【０００３】ところで、このような掘削機で所望深さま
で掘削する場合、一本の棒状体（例えば１５ｍ）を用い
ると、この棒状体の長さに合わせて支柱を高くする必要
があり、これでは、重心位置が高いため掘削機の転倒が
生じやすく危険性が高いといった欠点がある。しかも、
掘削機の大型化や重量増加を招き、軟質地帯や、架線の
下等の低い場所での適応性に欠けるものとなる。

【０００４】従って、従来では、棒状体を複数に（例え
ば５ｍごとに）分割してこれらを継ぎ足すことができる
ようにした掘削機が提案されている。これは、先に地盤
を掘削している棒状体に、次の棒状体を継ぎ足していく
ことにより、棒状体全体が所定長となるようにしたもの
である。これにより、支柱の高さを低くでき、掘削機の
小型化、安定化を図るとともに、棒状体の継ぎ足し数に
応じて、所望する任意の掘削深さに対応することが可能
となる。

【０００５】ここで、上記した従来の掘削機において、
例えば継ぎ足し用の棒状体が支柱の側面に保持されてい
る場合、この棒状体の継ぎ足し作業を簡単に説明する。
先ず、最初の（先の）棒状体を地盤にたて込んだ後、こ
の棒状体から駆動部を切り離して支柱に沿って上方に移
動させる。次いで、この駆動部を支柱の上部部分におい
て回動させてから、継ぎ足し用の（次の）棒状体を吊り
上げる。そして、この状態で駆動部を元の位置に戻すこ
とにより棒状体を先の棒状体の上方に運び、棒状体同士
を連結する。なお、このように継ぎ足された棒状体は、
地盤から引き抜かれる際、上記と逆の手順で互いに切り
離される。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、従来の
掘削機は、継ぎ足し用の棒状体が支柱の側面等に単に保
持されているに過ぎないため、これら棒状体同士の継ぎ
足し作業もしくは切り離し作業に関し、種々の問題点を
有している。すなわち、従来の掘削機では、継ぎ足し用
の棒状体（切り離した棒状体）を駆動部によって吊り下
げて運んでいるため、駆動部自体が約７ｔの重量物であ
ることに鑑みると、この駆動部を支柱の上部部分で回動
させること、さらには駆動部に棒状体を吊り下げること
は、安定性を欠く結果となり、掘削機の転倒等を招きや
すく、危険である。

【０００７】また、継ぎ足し用の棒状体は、その端部が
駆動部に連結された状態で運ばれるため、棒状体の安定
性が悪くなり、先の棒状体との位置合わせが難しく、棒
状体の継ぎ足し作業が面倒になる。なお、このような継
ぎ足し用の棒状体を、掘削機とは別の他の搬送機等によ
って運ぶことも考えられるが、コストの面で不利であ
り、しかも搬送機等の設置スペースも必要となって、作
業現場におけるスペース効率が悪くなる。

【０００８】本発明は、このような事情に鑑みてなされ
たもので、継ぎ足し用の棒状体（切り離した棒状体）を
保持する他、継ぎ足し用の棒状体を先の棒状体の上方ま
で容易かつ確実に運ぶことができ、継ぎ足し作業の容易
化、および作業時における安定性向上を図るとともに、
コストの面で有利な掘削機を提供することを目的をす
る。

【０００９】

【課題を解決するための手段】上記課題を解決して、か
かる目的を達成するために、請求項１に係る掘削機は、
台車に設けられた支柱に沿って案内される駆動部と、こ
の駆動部に着脱される回転掘削用の棒状体とを具備し、
当該棒状体を複数継ぎ足すことにより棒状体全体の所定
長を確保するようにした掘削機において、前記支柱の一
部には、継ぎ足し用の棒状体を保持するとともに、この
棒状体を、先に地盤を掘削している棒状体の上方まで移
送させる移送機構が設けられ、前記移送機構は、前記支
柱の背面側に軸支されて略水平方向に回動自在な腕部
と、この腕部に設けられて前記棒状体を把持する把持部
とで構成されることを特徴とする。請求項２に係る掘削
機では、請求項１記載の掘削機において、前記腕部が、
前記支柱を挟んだ両側に設けられることを特徴とする。
請求項３に係る掘削機では、請求項１または２記載の掘
削機において、前記腕部に対応する支柱の周面に、この
腕部の移動を許容する凹部が設けられることを特徴とす
る。

【００１０】このように、請求項１に係る掘削機では、
支柱の一部に棒状体の移送機構が設けられるため、継ぎ
足し用の棒状体を保持しつつ、この移送機構を操作する
ことにより、先の棒状体の上方まで容易かつ確実に次の
棒状体を運ぶことができ、支柱の高さを低く設定できる
ことと併せて、支柱の上部部分で駆動部を回動させるこ
とがないため、安定性を向上させることが可能となる。
さらに、継ぎ足し用の棒状体を移送機構で運ぶため、先
の棒状体との位置合わせを容易に行うことができ、駆動
部と棒状体との継ぎ足し作業は勿論、棒状体同士の継ぎ
足し作業が簡単になる。さらに、移送機構が腕部と把持
部とで構成されるため、簡単な構成で棒状体を保持しつ
つ、この棒状体を運ぶことができ、コストの低下を図る
ことが可能となる。また、腕部が支柱の背面側に軸支さ
れるため、棒状体を支柱の前面側まで運んだときに支柱
の前後におけるバランスを良くすることができる。 請求
項２に係る掘削機では、腕部が、支柱を挟んだ両側に設
けられるため、支柱の両側に棒状体を保持することがで
き、これにより、支柱の左右における重量バランスを良
くし、安定性を向上させることが可能となる。請求項３
に係る掘削機では、腕部に対応する支柱の周面に、この
腕部の移動を許容する凹部が設けられるため、腕部が左
右に張り出すことなく腕部の可動範囲を広くでき、棒状
体を効率よく運ぶことが可能となる。

【００１１】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を図１
〜図８を参照して説明する。図１は本発明に係る掘削機
の側面図、図２は掘削機の正面図である。図１及び図２
に示すように、クローネなどの台車１には、前面側の左
右にフロントジャッキ２が設けられ、背面側の左右にリ
ヤジャッキ３が設けられている。そして、台車１は、こ
れらフロントジャッキ２およびリヤジャッキ３により固
定され、掘削時の高トルクに対応できるようにしてい
る。

【００１２】支柱４は、シリンダ５の駆動により起立状
態から倒した状態の範囲で回動するように、台車３の前
面側に立設されている。この支柱４は、中空状の円形断
面に形成されるとともに、上端部にトップシーブ６が設
けられ、さらに、トップシーブ６の下方から、支柱４の
前面側の左右に、この支柱４と並行する２本のガイドパ
イプ７が設けられている。

【００１３】駆動部８は、油圧によって回転駆動するモ
ータと、このモータからの出力を減速する減速機とで構
成され、下方に露出する駆動軸に、棒状体１０の端部と
連結するための連結機構９を備えている。また、駆動部
８は、台車１に設置された油圧ウインチ１１からトップ
シーブ６に掛け渡されるワイヤに吊り下げられており、
油圧ウインチ１１を駆動することによりガイドパイプ７
に沿って上下方向に移動可能に設置されている。

【００１４】移送機構１２は、支柱４の中腹部分に設け
られている。図３は図１に示す移送機構１２の拡大側面
図、図４は図１のＡ−Ａ線に沿った拡大断面図である。
この移送機構１２は、腕部１３と、把持部１４とで構成
されており、図４に示すように、支柱４の左右両側に設
けられている。ただし、図示のように、移送機構１２を
左右両側に設けることに限定されず、例えば左右何れか
一方に移送機構１２を設けるようにしてもよい。

【００１５】腕部１３は、湾曲形状に設けられるととも
に、支柱４の背面側に軸部１５によって回動自在に取り
付けられており、シリンダ１６が駆動することにより、
回動するように構成されている。把持部１４は、腕部１
３の先端に設けられ、固定部１７に対して回動自在に軸
支された可動部１８を備えている。そして、シリンダ１
９を駆動することにより可動部１８を回動させ、固定部
１７と可動部１８との間に棒状体１０ａを保持できるよ
うにしている。なお、把持部１４は、腕部１３先端の上
下にそれぞれ形成されている。

【００１６】このように、移送機構１２は、腕部１３を
回動させることにより、棒状体１０ａを支柱４の側面側
から前面側に運ぶことができる。ここで、支柱４は、移
送機構１２が設けられる部分に凹部４ａが設けられ、凹
部４ａ内に腕部１３の軸部１５が設定されている。な
お、凹部４ａ部分の断面形状は、軸部１５側を頂角とし
た扇状となるように形成されている。

【００１７】そして、腕部１３の回動時には、図示のよ
うに、腕部１３の一部が凹部４ａに入り込むため、軸部
１５を支柱４の背面側に設定しても、支柱４の周面が腕
部１３に干渉せず、腕部１３の回動範囲を広く設定する
ことができる。ただし、凹部４ａを設けるか否かは任意
であり、例えば、腕部１３の湾曲を大きくすることによ
り凹部４ａは不要となる。

【００１８】なお、腕部１３の形態や把持部１４の形態
は、図示のものに限定するものではない。例えば、腕部
１３として、複数の部材を互いに軸着して構成したもの
であってもよく、また、把持部１４として、電磁石を用
いるなど棒状体１０ａを保持、開放できる各種公知の構
造を用いることができる。

【００１９】

【００２０】図５及び図６は、図１に示す棒状体１０、
１０ａの例を示す正面図である。図５に示すものでは、
周面にスクリュー羽根２１を備え、かつ先端に攪拌ヘッ
ド２２を取り付けたスクリューロッド（棒状体）２０を
先頭に、注入ロッド（棒状体）２３、２３ａを順次継ぎ
足して構成されている。これは、混合攪拌による土質改
良を目的として用いられるものであり、掘削後に薬剤や
セメントミルク、モルタル等を注入するものである。な
お、スクリューロッド２０、注入ロッド２３、２３ａ
は、それぞれの全長が約５ｍに設定されている。

【００２１】なお、これら薬剤等は、車両１からトップ
シーブ６を介した供給パイプによって駆動部８に送ら
れ、この駆動部８と連結している注入ロッドから注入さ
れることにより、攪拌ヘッド２２やスクリューロッド２
０に設けられた孔部から適宜放出される。

【００２２】図６に示すものでは、周面にスクリュー羽
根２５を備え、かつ先端にオーガヘッド２６を取り付け
たスクリューロッド（棒状体）２４を先頭に、同様に周
面にスクリュー羽根２８、２８ａを備えたスクリューロ
ッド（棒状体）２７、２７ａを順次継ぎ足して構成され
ている。すなわち、スクリューロッド２４、２８、２８
ａを連結することにより、オーガスクリューを構成させ
るようにしている。これは、地盤に削孔する目的で用い
られる。なお、スクリューロッド２４、２８、２８ａ
は、図５に示すものと同様、それぞれの全長が約５ｍに
設定されている。

【００２３】なお、図６に示すスクリューロッド２７、
２７ａを把持部１４で保持するには、把持部１４として
固定部１７と可動部１８との間が広いタイプのものを用
い、スクリュー羽根２８、２８ａ部分を広く挟持するこ
とが必要である。従って、把持部１４を、図５に示す注
入ロッド２３、２３ａ用のタイプ（図４に示すタイプ）
と、上記した広いタイプのものとに交換可能に構成し、
適宜付け替えるようにしてもよい。また、把持部１４と
して上記広いタイプを用いるとともに、図５に示す注入
ロッド２３、２３ａを保持するときには、固定部１７と
可動部１８との間に所定厚さのスペーサを取り付けるよ
うにしてもよい。

【００２４】図７は、連結機構９の拡大断面図である。
この連結機構９は、駆動部８の出力軸２９と一体に回動
するものであり、駆動軸２９の下端に、棒状体の上端が
差し込まれるソケット３０を備えている。なお、棒状体
上端の断面形状は、六角形状に設けられており（図８の
棒状体１０参照）、これに対応してソケット３０の内壁
も六角形状に設けられている。

【００２５】また、ソケット３０の側壁には、貫通孔３
１が対向状態で設けられており、貫通孔３１のそれぞれ
には、スライド可能なチャック３２が設置されている。
このチャック３２の、ソケット３０内方側端面には、断
面が半円状の突起３２ａが設けられている。

【００２６】ソケット３０の外方には、油圧シリンダ３
３が対向配置されており、ピストンロッド３３ａをレバ
ー３４に軸着している。レバー３４は、固定軸３４ａに
よって回動自在に設けられ、一端にピストンロッド３３
ａを、他端にリンク３５を軸着している。さらにリンク
３５の他端は、チャック３２に取り付けられている。そ
して、油圧シリンダ３３を作動して、ピストンロッド３
３ａを伸縮させることにより、レバー３４及びリンク３
５を介してチャック３２を進退させるようにしている。

【００２７】また、棒状体上端の六角断面部分には、チ
ャック３２の突起３２ａがはまり込む溝部が設けられて
おり（図８の棒状体１０参照）、この棒状体の上端部分
をソケット３０に嵌め込んでから、油圧シリンダ３３を
駆動してチャック３２を前進させ、突起３２ａを溝部に
嵌め込むことにより、駆動軸２９と棒状体とを連結させ
るようにしている。

【００２８】なお、両者間の連結を解除する場合は、油
圧シリンダ３３を作動してチャック３２を後退させるこ
とにより、棒状体をソケット３０から抜き取るようにす
る。ただし、連結機構９として、図７のものに限定する
ものではなく、棒状体と駆動軸２９とを連結できるもの
であれば、他の公知の機構を用いることができる。

【００２９】図８は、棒状体同士の連結構造を説明する
斜視図である。棒状体１０の上端部分には、六角形断面
の接続部３６が設けられるとともに、この接続部３６の
側面には、一対の溝部３７が設けられており、これは他
の棒状体１０ａにおいても同様である（図示省略）。な
お、接続部３６が連結機構９のソケット３０にはまり込
む点、並びに溝部３７にチャック３２の突起３２ａがは
まり込む点は、上述のとおりである。

【００３０】一方、棒状体１０ａの下端部分には、接続
部３６を嵌め込むために内壁を六角形状とした凹部３８
が設けられており、さらに、棒状体１０ａの外側から二
本のピン４０をそれぞれ差し込むための孔部３９が形成
されている。これら凹部３８等は、継ぎ足し用の他の棒
状体１０ａにも設けられる。また、ピン４０としては、
接続部３６の溝部３７に入り込む寸法のものが用いられ
る。さらに、孔部４０は、接続部３６を凹部３８に嵌め
込んだときに、各溝部３７と連通状態となるように形成
されている。

【００３１】そして、棒状体１０ａの凹部３８に棒状体
１０の接続部３６を嵌め込むとともに、ピン４０を孔部
３９に差し込むことにより、棒状体１０と棒状体１０ａ
とは一体となり、駆動部８の出力が棒状体１０に伝達さ
れる。なお、棒状体１０、１０ａを分離するときには、
ピン４０を孔部３９が抜き取ることにより、接続部３６
を凹部３８から外すことができる。ただし、棒状体同士
の連結構造として、図８に示すものに限定するものでは
なく、両者を一体化できるものであれば、他の公知の構
造を用いることができる。なお、接続部３６の形状は、
連結機構９との接続も考慮する必要がある。

【００３２】なお、図１及び図２に示すように、支柱４
の前面側下方（台車１の前方側）には、地盤を掘削する
棒状体をガイドする環状の振れ止め４１が設けられてい
る。この振れ止め４１は、地盤に対して上下に移動可能
に設けられており、例えば、振れ止め４１と棒状体とを
ワイヤなどで連結し、駆動部８を上方に移動させること
により吊り上げられ、さらに、六角ボルト等によって台
車１に取り付けられることにより、所定高さに保持され
る。

【００３３】次に、図１及び図２に係る掘削機の使用状
態について説明する。なお、棒状体としては、図５に示
す棒状体を用いることとする。先ず、駆動部８にスクリ
ューロッド２０を連結するとともに、このスクリューロ
ッド２０を掘削位置にセットする。次いで、駆動部８を
作動してスクリューロッド２０を回転させるとともに、
油圧ウインチ１１による駆動部８の保持を開放し、駆動
部８を自重によって下方に移動させる。なお、左右の移
送機構１２には、予め継ぎ足し用の注入ロッド２３、２
３ａがそれぞれ保持されている。

【００３４】そして、スクリューロッド２０が所定深さ
まで掘削したとき、駆動部８の作動を停止し、スクリュ
ーロッド２０を連結機構９から取り外す。次いで、油圧
ウインチ１１を作動して駆動部８を所定高さまで吊り上
げる。この状態で、例えば図２左側の移送機構１２のシ
リンダ１５を駆動して腕部１３を回動させ、スクリュー
ロッド２０の上方に（駆動部８の下方に）注入ロッド２
３を運ぶ。

【００３５】続いて、駆動部８を下方に移動させて連結
機構９により注入ロッド２３と駆動部８とを連結した
後、把持部１４のシリンダ１９を駆動して可動部１８を
回動させ、注入ロッド２３を開放してから、シリンダ１
５を駆動して腕部１３を元の位置に戻す。なお、この移
送機構１２の把持部１４には、次の作業と並行して、改
めて継ぎ足し用の注入ロッドを保持させるようにしても
よい。

【００３６】次いで、駆動部８を下方に移動させて、ス
クリューロッド２０上端の接続部３６を注入ロッド２３
の凹部３８に嵌め込むとともに、ピン４０を孔部３９に
差し込んで両者を連結し、駆動部８を再び作動させる。
この注入ロッド２３がたて込まれた後は、上記と同様に
して、例えば図２右側の移送機構１２により、次の注入
ロッド２３ａが継ぎ足される。

【００３７】このようにして、所定の注入ロッド２３、
２３ａを継ぎ足すことにより、所定掘削深さが確保され
る。その後、薬剤やセメントミルクを攪拌ヘッド２２か
ら注入し、掘削土砂の攪拌後、注入ロッド２３等を引き
抜く。なお、これら注入ロッド２３等を引き抜くとき
は、順次注入ロッド２３を切り離して移送機構１２によ
り一本づつ支柱４の側方に運ばれる。

【００３８】次に、棒状体として図６に示すオーガスク
リューを用いた場合でも、上述と同様にしてに地盤を掘
削する。ただし、継ぎ足し用のスクリューロッド２７、
２７ａの周面にもスクリュー羽根２８、２８ａが設けら
れているため、掘削土砂は、地上に排出されることにな
る。このとき、振れ止め４１が土砂排出の妨げとなるた
め、この振れ止め４１を適宜持ち上げるようにする。

【００３９】

【発明の効果】以上説明したとおり、請求項１に係る掘
削機では、支柱の一部に棒状体の移送機構が設けられる
ため、継ぎ足し用の棒状体を保持しつつ、この移送機構
を操作することにより、先の棒状体の上方まで容易かつ
確実に次の棒状体を運ぶことができる。また、支柱の高
さを低く設定できることと併せて、支柱の上部部分で駆
動部を回動させることがないため、安定性を向上させる
ことができる。さらに、継ぎ足し用の棒状体を移送機構
で運ぶため、先の棒状体との位置合わせを容易に行うこ
とができ、駆動部と棒状体との継ぎ足し作業は勿論、棒
状体同士の継ぎ足し作業が簡単になる。さらに、移送機
構が腕部と把持部とで構成されるため、簡単な構成で棒
状体を保持しつつ、この棒状体を運ぶことができ、コス
トの低下を図ることができる。また、腕部が支柱の背面
側に軸支されるため、棒状体を支柱の前面側まで運んだ
ときに支柱の前後におけるバランスを良くすることがで
きる。 請求項２に係る掘削機では、腕部が、支柱を挟ん
だ両側に設けられるため、支柱の両側に棒状体を保持す
ることができ、これにより、支柱の左右における重量バ
ランスを良くし、安定性を向上させることができる。請
求項３に係る掘削機では、腕部に対応する支柱の周面
に、この腕部の移動を許容する凹部が設けられるため、
腕部が左右に張り出すことなく腕部の可動範囲を広くで
き、棒状体を効率よく運ぶことができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】 本発明に係る掘削機の実施の形態を示す側面
図である。

【図２】 図１に示す掘削機の正面図である。

【図３】 図１に示す掘削機の移送機構を示す拡大側面
図である。

【図４】 図１に示す掘削機の移送機構を示す拡大断面
図である。

【図５】 棒状体の例を示す正面図である。

【図６】 棒状体の他の例を示す正面図である。

【図７】 図１に示す掘削機の連結機構を示す拡大断面
図である。

【図８】 棒状体の連結構造を示す斜視図である。

【符号の説明】

１ 台車 ４ 支柱 ８ 駆動部 １０、１０ａ 棒状体 １２ 移送機構 １３ 腕部 １４ 把持部 ２０ スクリューロッド（棒状体） ２３、２３ａ 注入ロッド（棒状体） ２４、２７、２７ａ スクリューロッド（棒状体）

Claims (3)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 台車に設けられた支柱に沿って案内され
   る駆動部と、この駆動部に着脱される回転掘削用の棒状
   体とを具備し、当該棒状体を複数継ぎ足すことにより所
   定掘削深さを確保するようにした掘削機において、 前記支柱の一部には、継ぎ足し用の棒状体を保持すると
   ともに、この棒状体を、先に地盤を掘削している棒状体
   の上方まで移送させる移送機構が設けられ、 前記移送機構は、前記支柱の背面側に軸支されて略水平
   方向に回動自在な腕部と、この腕部に設けられて前記棒
   状体を把持する把持部とで構成される ことを特徴とする
   掘削機。
2. 【請求項２】 前記腕部は、前記支柱を挟んだ両側に設
   けられることを特徴とする請求項１記載の掘削機。
3. 【請求項３】 前記腕部に対応する支柱の周面に、この
   腕部の移動を許容する凹部が設けられることを特徴とす
   る請求項１または２記載の掘削機。