JP3167247B2 - 地盤硬度測定装置を備えた油圧ショベル - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、宅地等の地盤の硬度を
測定するための地盤硬度測定装置を備えた油圧ショベル
に関する。

【０００２】

【従来の技術および発明が解決しようとする課題】従
来、宅地等の地盤の硬度測定装置は、縦形ガイド枠の下
部に車輪を取付けて移動可能な構造としたもので、作業
者が人力により測定箇所に移動させて測定を行ってい
た。

【０００３】しかし、硬度測定装置は、地盤を穿孔する
ボーリングロッドや該ボーリングロッド回転用モータの
他に、これらを搭載した昇降体および該昇降体をガイド
枠に沿って昇降させる昇降手段等から構成されているの
で、装置全体の重量が非常に重く、このため、該硬度測
定装置を移動させるために大きな労苦を伴うという問題
点があった。

【０００４】この問題を解決するため、実開平４−１０
８６１８号公報においては、自走式の測定機が提案され
ている。該自走式測定機は、クローラ式の走行体に硬度
測定装置を設けたものであり、走行体の前部に縦形のガ
イド枠を立設し、該ガイド枠に昇降枠を昇降自在に取付
け、該昇降枠に錘とボーリングロッド回転用モータを搭
載し、該モータの下向きに突出させた出力シャフトにボ
ーリングロッドを接続する構造を有する。そして、昇降
枠に錘により荷重がかけた状態でボーリングロッドをモ
ータにより回転させながら前記昇降枠を降下させて地盤
に貫入し、ロッド回転数当たりのロッドの貫入量を測定
することにより、地盤の硬度測定を行うものである。

【０００５】しかし、該自走式測定機においては、走行
体の移動時に前記ガイド枠の下端が地面に当たらないよ
うに、ガイド枠を地面から所定の高さを持って車体に取
付けているので、地面からガイド枠下端までの高さがボ
ーリングロッドのデッドストロークとなる。このため、
ボーリングロッドの昇降枠に把持されている部分から下
端ビットまでの長さが長くなり、このため、ボーリング
ロッドの貫入開始時において、岩等にボーリングロッド
の下端ビットが当たるとボーリングロッドが曲がり易く
なるという問題点がある。また、前記ガイド枠が地面か
ら浮いているので、モータの回転振動等によりガイド枠
が位置ずれして安定した状態で測定ができないという問
題点がある。また、前記モータの下向きの出力シャフト
とボーリングロッドの上端とを結合しているので、ボー
リングロッドを継ぎ足すことが困難であり、地盤の深い
位置の硬度測定を行うことが困難であるという問題点が
ある。

【０００６】本発明は、上述のような問題点に鑑み、岩
等にボーリングロッドが遭遇した場合においてもボーリ
ングロッドが曲がりにくく、地盤の硬度測定を安定した
状態で行うことができ、かつ、深い位置の地盤の硬度測
定を容易に行うことができる地盤硬度測定装置を備えた
油圧ショベル提供することを目的とする。

【０００７】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、請求項１の地盤硬度測定装置を備えた油圧ショベル
は、油圧ショベルの後部に、左右に縦レールを備えた矩
形状のガイド枠を平行リンク機構により垂直姿勢を保持
した状態で、地面に設置する状態から浮上する状態に移
動可能に設け、前記ガイド枠に昇降手段により前記縦レ
ールに沿って昇降される昇降枠を設け、前記昇降手段
は、前記縦レールに取付けられた油圧シリンダと、前記
ガイド枠に取付けられたシーブと、前記油圧シリンダに
より昇降されるシーブと、前記各シーブに掛け回されて
前記昇降枠に接続されるワイヤとからなり、前記昇降枠
に、ボーリングロッドを貫挿する円筒形の駆動軸と、該
駆動軸の側方に位置して該駆動軸を回転させるモータと
を搭載し、前記駆動軸にボーリングロッドを把持するチ
ャッキング装置を設け、前記ボーリングロッドは継ぎ足
しロッドを接続可能な構造としたことを特徴とする。請
求項２の地盤硬度測定装置を備えた油圧ショベルは、請
求項１において、前記チャッキング装置は、前記駆動軸
に固定され、かつボーリングロッドを貫挿する下方拡大
形のテーパー状をなす貫通穴を有するコッタガイドと、
該コッタガイドの前記貫通穴のテーパー状の内面に沿っ
て上下方向に設けられる複数本のガイド溝と、該各ガイ
ド溝にそれぞれ摺動自在に嵌合されるコッタと、該コッ
タを前記貫通穴のテーパー状の内面に沿って上げ下し、
前記コッタによるボーリングロッドの把持、解放を行う
操作手段とからなり、前記コッタのボーリングロッド把
持面には、ボーリング時の回転方向の向きに鋭角状の突
起を形成し、チャック時に該突起をボーリングロッドの
外周面に噛み込ませる構成としたことを特徴とする。

【０００８】

【作用】本発明においては、地盤硬度測定装置のガイド
枠の下端を地面に押し付けた状態で地盤の硬度測定を行
う。この時、該ガイド枠に沿って昇降枠が地面近くまで
降下するので、駆動軸のボーリングロッドを把持するチ
ャッキング装置が地面近くまで降下し、ボーリングロッ
ドのデッドストロークが殆どなくなる。また、駆動軸の
側方に駆動用モータを設けると共に、ボーリングロッド
は継ぎ足し用ロッドを接続可能な構造とすることによ
り、ボーリングロッドの先端部が地盤の深い位置まで貫
入できる。

【０００９】

【実施例】図１は本発明による地盤硬度測定装置を備え
た油圧ショベルの一実施例を示す左側面図、図２は該実
施例の油圧ショベルの平面図、図３は該実施例の地盤硬
度測定装置を示す右側面図、図４は該実施例の地盤硬度
測定装置の背面図である。図１ないし図３に示すよう
に、本実施例の油圧ショベルは、下部走行体１Ａ上に旋
回装置１Ｂを介して設置された上部旋回体１Ｃの後部の
カウンタウェイト４０の少なくとも一部を取外し、代わ
りに地盤硬度測定装置３を設けたものである。本例は、
左右のメインフレーム１ｄ、１ｄに地盤硬度測定装置３
の支持部材２の取付けのために、それぞれ補強プレート
１ｅ、１ｅを後方に突出させて溶接すると共に、これら
の補強プレート１ｅ、１ｅ間に横プレート１ｆを溶接し
て補強している。また、メインフレーム１ｄ、１ｄ間に
溶接された横フレーム１ｇの中央にブラケット１ｈを立
ち上り状に溶接している。

【００１０】前記地盤硬度測定装置３の支持部材２は、
その縦形基板２ａの背面の左右に溶接したＬ字形サイド
プレート２ｅ、２ｅを前記補強プレート１ｅ、１ｅに溶
接すると共に、基板２ａの背面中央に溶接した板状ブラ
ケット２ｆを前記ブラケット１ｈに溶接することによ
り、上部旋回体１Ｃの後方に地面に対して垂直に取付け
られている。

【００１１】前記地盤硬度測定装置３は、図４に示すよ
うに、左右の縦レール４ａ、４ａと上枠４ｂおよび下枠
４ｃとを溶接あるいはボルトにより固定してなる矩形の
ガイド枠４を有し、図１〜図３に示すように、該ガイド
枠４と前記支持部材２の基板２ａとを、リンク６Ａ〜６
Ｄおよびこれらのリンクの両端の水平ピンａ〜ｈにより
連結することによって支持部材２に取付けられており、
ピンａ〜ｄ（左側面）およびピンｅ〜ｈ（右側面）が平
行四辺形をなす平行リンクを構成している。

【００１２】７は該地盤硬度測定装置３の上下動手段と
して設けられた油圧シリンダであり、該油圧シリンダ７
はその下端を支持部材２の前記基板２ａの下部にピン２
ｂにより連結し、上端を前記ガイド枠４に固定された補
強部材５にピン５ａにより連結している。従って、該油
圧シリンダ７を伸縮させると、前記リンク６Ａ〜６Ｄか
らなる平行リンクにより、前記地盤硬度測定装置３が垂
直姿勢を保持した状態で上下動する。

【００１３】次に地盤硬度測定装置３の詳細について説
明する。図４において、８は前記ガイド枠４に沿って上
下動自在に取付けられた昇降枠であり、該昇降枠８は矩
形をなし、四隅に設けた車輪８ａをガイド枠４の前記左
右の縦レール４ａ、４ａに転動自在に係合している。

【００１４】９は該昇降枠８を昇降させる手段としてガ
イド枠４の側面に設けた油圧シリンダであり、図３に示
すように、該油圧シリンダ９はその下端を前記縦レール
４ａの下部側面に設けたブラケットにピン４ｄにより連
結し、上端を一対のシーブ１０ａ、１０ａを取付けたシ
ーブブロック１１にピン１１ａにより連結している。該
シーブ１０ａを取付けた軸ｊには２本のロープ１２、１
３の一端がそれぞれ接続されており、これらのロープ１
２、１３は、前記ガイド枠４の上枠４ｂの側面に設けら
れたシーブ１０ｂ、１０ｂと、前記シーブ１０ａ、１０
ａと、上枠４ｂの側面に設けられたシーブ１０ｃ、１０
ｃと、上枠４ｂの上面に設けられたシーブ１０ｄ、１０
ｅに順次掛回され、上枠４ｂに設けられた穴４ｆ、４ｆ
を通して、ロープ１２、１３の他端が前記ケ−ス部材１
４に溶接された接続部８ｃ、８ｄに接続されている。従
って、前記油圧シリンダ９を収縮させることにより、ロ
ープ１２、１３を介して前記昇降枠８が吊上げられ、油
圧シリンダ９を伸長させることにより、前記シーブ１０
ａが最高２鎖線位置（図４参照）まで上昇して昇降枠８
がその自重により油圧シリンダ９のシリンダストローク
の２倍のストロークで昇降する。

【００１５】図５に示すように、駆動軸１８のケース部
材１４は、減速機ケース１４ａと、その上面に溶接され
た円筒部材１４ｂと、該円筒部材１４ｂの上端に溶接さ
れたフランジ１４ｃと、また、減速機ケース１４ａの下
面の開口部にボルト４３により取付けられたエンドカバ
ー１６とからなる。該ケース部材１４は、図４に示すよ
うに、昇降枠８の下枠８ｂに前記エンドカバー１６を溶
接等により固定すると共に、昇降枠８の上枠８ｃに前記
フランジ１４ｃをボルト付けして取付ける。

【００１６】前記円筒部材１４ｂの内側と前記エンドカ
バー１６にそれぞれ軸受１５、１７を設け、これらの軸
受１５、１７に駆動軸１８を回転自在に支承している。
駆動軸１８にはギヤ２０を回り止めして嵌着し、一方、
前記減速機ケース１４ａ上に駆動軸１８の側方に位置す
るように油圧モータ２３を搭載し、該油圧モータ２３の
出力軸２３ａに嵌着したピニオン２４を前記ギヤ２０に
噛合させている。２２はカラー軸受１５とギヤ２０との
間に介在させてギヤ２０を位置決めするデスタントカラ
ーである。駆動軸１８の上端にはロッドガイド３３を取
付け、その孔３３ａにボーリングロッド１９を上下動自
在に貫挿してチャッキング装置２５と共にボーリングロ
ッド１９を垂直に保持する。

【００１７】駆動軸１８の下端には、カップリング２１
を介して、ボーリングロッド１９を把持するチャッキン
グ装置２５を取付けている。該チャッキング装置２５
は、そのケース２５ａの上部フランジ２５ｂがコッタガ
イド２６と一体のフランジ２６ａと共に前記駆動軸１８
の下端のカップリング２１にボルト４１により固定され
ている。

【００１８】前記コッタガイド２６はボーリングロッド
１９を貫挿する下方拡大形のテーパー状の貫通穴２６ｃ
を有し、該貫通穴２６ｃの内面の３箇所以上に、テーパ
ー状のガイド溝２６ｂを周方向に等間隔に設けた円柱状
をなすもので、該ガイド溝２６ｂにそれぞれコッタ２７
を摺動自在に嵌合させている。図６（Ａ）の横断面図に
示すように、該コッタ２７のボーリングロッド１９の把
持面２７ａには、先端をボーリング時の回転方向Ｒに向
けた鋭角状の突起２７ｂを設け、該突起２７ｂを該ロッ
ド１９の外周面に噛み込ませて滑りを防止する構造とな
っている。

【００１９】また、該コッタ２７の操作手段は、ケース
２５ａの下端フランジ２５ｄにボルト４２により固定し
た底板３１と、該底板３１の穴３１ａに回動自在に嵌合
した雌ねじ筒でなるレリーズスリーブ３０と、該レリー
ズスリーブ３０に固定して取付けたハンドル３２と、レ
リーズスリーブ３０の内面の雌ねじに螺合する雄ねじを
外周に形成した円筒形のプッシュロッド２９と、プッシ
ュロッド２９のフランジ２９ａとコッタ２７との間に両
端をピン付けして設けたスライダリンク２８とからな
る。

【００２０】また、図１〜図４において、３４は縦レー
ル４ａの側面に取付けられた操作盤であり、該操作盤３
４は、前記地盤硬度測定装置３の上下動操作用油圧シリ
ンダ７、昇降枠８の昇降操作用油圧シリンダ９、および
駆動軸１８回転用油圧モータ２３をそれぞれ制御する各
コントロ−ル弁を備え、レバー３４ａにより地盤硬度測
定装置３の上下位置、レバー３４ｂにより昇降枠８の昇
降、レバー３４ｃによりボーリングロッド１９の回転を
それぞれ操作することができ、また、表示部３４ｄに該
回転数が表示されるように構成されている。

【００２１】本例の地盤硬度測定装置を用いて測定を行
う場合、前記油圧シリンダ７を伸長させて地盤硬度測定
装置３を地面から浮かせた状態にして油圧ショベルを移
動させ、地盤硬度測定装置３を測定位置に位置させる。
そして、前記油圧シリンダ７を短縮させてガイド枠４の
下枠４ｃを地面に押し付ける。駆動軸１８およびチャッ
キング装置２５に貫挿したボーリングロッド１９のチャ
ックは、ハンドル３２を一方向に回してコッタ２７をガ
イド溝２６ｂに沿って押し上げることにより、コッタ２
７の把持面の突起２７ｂをボーリングロッド１９の外周
面に噛み込ませ、これによってボーリングロッド１９を
把持した状態で、かつ油圧シリンダ９を収縮させて昇降
枠８を最上位置に引き上げた状態から、前記油圧モータ
２３を作動させてボーリングロッド１９を回転させると
共に、前記油圧シリンダ９を伸長させて前記昇降枠８を
フリー降下させ、ボーリングロッド１９の地盤への回転
貫入を行う。そして、ボーリングロッド１９の１回転当
りの打込み量（地盤への貫入深さ）を測定することによ
り、地盤の硬度が算出される。

【００２２】このように、この装置は、油圧シリンダ７
を収縮させることにより、油圧ショベルの自重を利用し
て硬度測定装置３のガイド枠４を地面に押し付けた状態
で測定を行うので、モータ２３の回転振動等によるガイ
ド枠４のずれを防止でき、地盤硬度測定装置３を安定さ
せた状態で測定を行うことができる。また、昇降枠８、
すなわちチャッキング装置２５を地面近くまで降下させ
ることができるので、ボーリングロッド１９の把持部が
地面近くまで降下し、ボーリングロッド１９のデッドス
トロークを殆どなくすことができる。従って、測定深さ
に対するボーリングロッド１９の把持部から先端のビッ
ト１９ａまでの長さを従来例と比較して短くでき、地盤
貫入時のボーリングロッド１９が曲がりを防止できる。
また、油圧シリンダ７を伸長させて地盤硬度測定装置３
を浮上させ、掘削フロント５０を用いて掘削を行う場
合、地盤硬度測定装置３がカウンタバランスの代わりに
なり、カウンタバランスの役目を果たすことができる。

【００２３】また、本実施例においては、チャッキング
装置２５のコッタ２７のボーリングロッド把持面２７ａ
に鋭角状の突起２７ｂを設けているので、ボーリングロ
ッド１９をチャックした状態において、コッタ２７の突
起２７ｂがボーリングロッド１９の外周面に強制的に噛
み込まれ、スリップが防止される。また、ボーリングロ
ッド１９の掘進方向に負荷が加わると、テーパー状のガ
イド溝２６ｂに沿ってコッタ２７がさらに上方に押し込
まれて比例的に締付力が増大し、かつ鋭角状の突起２７
ｂは一層噛み込みを深くするので、ロスのない回転をボ
ーリングロッド１９を伝達することができる。

【００２４】本実施例を使用してさらに深い位置の硬度
を測定する場合は、図６（Ｃ）に示すように、継ぎ足し
用ロッド３５をボーリングロッド１９の上端に継ぎ足し
て打込みを行う。該継ぎ足し用ロッド３５は一端にめね
じ３５ａを形成し、他端におねじ３５ｂを形成してあ
り、該めねじ３５ａをボーリングロッド１９の上端に形
成されたおねじ１９ｂに螺合させることにより、ボーリ
ングロッド１９の上端に接続することができる。該継ぎ
足し用ロッド３５を接続した後、ボーリングロッド１９
のチャッキング装置２５による把持状態を一度解き、昇
降枠８を引上げて該継ぎ足し用ロッド３５を前記チャッ
キング装置２５に把持する。そして、前記同様に昇降枠
８を降下させてボーリングロッド１９の地盤への打込み
を行う。

【００２５】このように、該継ぎ足し用ロッド３５を１
本以上継ぎ足していくことにより、ボーリングロッド１
９の先端のビット１９ａを地盤深く貫入させて深い位置
の硬度測定を行うことができる。

【００２６】本装置は、さらに、前記地盤硬度測定装置
３の上下操作用油圧シリンダ７、昇降枠８の昇降操作用
油圧シリンダ９、およびボーリングロッド１９回転用の
油圧モータ２３の油圧源として油圧ショベルに既設の油
圧ポンプを利用できるので、地盤硬度測定装置３用とし
ての油圧源を特別に搭載する必要がないという利点があ
る。

【００２７】

【発明の効果】請求項１によれば、地盤硬度測定装置の
ガイド枠の下端を地面に押し付けた状態で地盤の硬度測
定を行うので、モータの回転振動等によるガイド枠のず
れを防止でき、該地盤硬度測定装置を安定させた状態で
測定を行うことができる。また、この時、該ガイド枠に
沿って昇降する昇降枠を地面近くまで降下させて駆動軸
のボーリングロッド把持部を地面近くまで降下させるこ
とができる。従って、ボーリングロッドのデッドストロ
ークが殆どなくなり、従来例と比較してボーリングロッ
ドの把持部から先端までの長さを短くでき、ボーリング
ロッドの地盤貫入時における曲がりを防止できる。ま
た、該地盤硬度測定装置がカウンタウェイトの代わりと
なるため、安定した掘削作業を行うことができる。

【００２８】また、駆動軸の開口端から挿通させた継ぎ
足し用ロッドを前記ボーリングロッドに継ぎ足すことに
より、ボーリングロッドを地盤の深くまで貫入させるこ
とができ、地盤の深い位置の硬度測定を行うことができ
る。

【００２９】請求項２によれば、チャッキング装置のコ
ッタのボーリングロッド把持面にボーリング時の回転方
向に向けて鋭角状の突起を設けたので、ボーリングロッ
ドをチャックした状態において、コッタの突起がボーリ
ングロッドの外周面に強制的に噛み込まれ、スリップが
防止される。また、ボーリングロッドの掘進方向に負荷
が加わると、テーパー状のガイド溝に沿ってコッタがさ
らに上方に押し込まれて比例的に締付力が増大し、かつ
鋭角状の突起は一層噛み込みを深くするので、ロスのな
い回転をボーリングロッドを伝達することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明による地盤硬度測定装置を備えた油圧シ
ョベルの一実施例を示す左側面図である。

【図２】該実施例の油圧ショベルの平面図である。

【図３】該実施例の地盤硬度測定装置を示す右側面図で
ある。

【図４】該実施例の地盤硬度測定装置を示す背面図であ
る。

【図５】該実施例の地盤硬度測定装置の昇降枠部分を拡
大して示す一部切断した正面図である。

【図６】（Ａ）は本実施例におけるチャッキング装置の
コッタの横断面図、（Ｂ）はチャッキング装置によりボ
ーリングロッドを把持した状態を示す縦断面図、（Ｃ）
は継ぎ足し用ロッドの側面図である。

【符号の説明】

２：支持部材、３：地盤硬度測定装置、４：ガイド枠、
５：補強部材、６Ａ〜６Ｂ：リンク、７，９：油圧シリ
ンダ、８：昇降枠、１０ａ〜１０ｅ：シーブ、１２，１
３：ロープ、１４：ケース部材、１５，１７：軸受、１
８：駆動軸、１９：ボーリングロッド、１９ｂ：おねじ
部、２３：油圧モータ、２５：チャッキング装置、２
６：コッタガイド、２６ｂ：ガイド穴、２６ｃ：貫通
穴、２７：コッタ、２７ｂ：突起、３４：操作盤、３
５：継ぎ足し用ロッド、４０：カウンターウェイト

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 平６−272235（ＪＰ，Ａ) 特開 平７−259112（ＪＰ，Ａ) 実開 平４−127559（ＪＰ，Ｕ) 実開 昭57−187831（ＪＰ，Ｕ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) E02D 1/00 - 1/04 E02F 9/00 G01N 3/40

Claims (2)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】油圧ショベルの後部に、左右に縦レールを
   備えた矩形状のガイド枠を平行リンク機構により垂直姿
   勢を保持した状態で、地面に設置する状態から浮上する
   状態に移動可能に設け、 前記ガイド枠に昇降手段により前記縦レールに沿って昇
   降される昇降枠を設け、前記昇降手段は、前記縦レールに取付けられた油圧シリ
   ンダと、前記ガイド枠に取付けられたシーブと、前記油
   圧シリンダにより昇降されるシーブと、前記各シーブに
   掛け回されて前記昇降枠に接続されるワイヤとからな
   り、 前記昇降枠に、ボーリングロッドを貫挿する円筒形の駆
   動軸と、該駆動軸の側方に位置して該駆動軸を回転させ
   るモータとを搭載し、 前記駆動軸にボーリングロッドを把持するチャッキング
   装置を設け、前記ボーリングロッドは継ぎ足しロッドを
   接続可能な構造としたことを特徴とする地盤硬度測定装
   置を備えた油圧ショベル。
2. 【請求項２】請求項１において、前記チャッキング装置
   は、前記駆動軸に固定され、かつボーリングロッドを貫
   挿する下方拡大形のテーパー状をなす貫通穴を有するコ
   ッタガイドと、 該コッタガイドの前記貫通穴のテーパー状の内面に沿っ
   て上下方向に設けられる複数本のガイド溝と、 該各ガイド溝にそれぞれ摺動自在に嵌合されるコッタ
   と、 該コッタを前記貫通穴のテーパー状の内面に沿って上げ
   下し、前記コッタによるボーリングロッドの把持、解放
   を行う操作手段とからなり、 前記コッタのボーリングロッド把持面には、ボーリング
   時の回転方向の向きに鋭角状の突起を形成し、チャック
   時に該突起をボーリングロッドの外周面に噛み込ませる
   構成としたことを特徴とする地盤硬度測定装置を備えた
   油圧ショベル。