JP3250373B2 - 掘削装置及び掘削装置による掘削体の貫入方法 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、地中止水壁施工等を目
的として地中に掘削軸や溝掘削体等の掘削体を貫入する
ための掘削装置及びこれによる掘削体の貫入方法に関す
るものである。

【０００２】

【従来の技術】従来、地中止水壁施工等を目的として、
掘削軸の貫入により地盤に穴を掘削したり、溝掘削体を
用いて地盤に直線状の溝を連続的に掘削したりする技術
の開発が進められている。

【０００３】図１８〜２１は、従来の掘削装置の一例を
示したものである。図示のベースマシン１１０は、クロ
ーラ１１２等をもつ下部走行体１１３を備え、これに上
部旋回体１１４が旋回可能に設置されている。上部旋回
体１１４には上下に延びる円筒状のリーダ（昇降支持部
材）１１６が支持され、このリーダ１１６は上部旋回体
１１４から延びるステー１１８によって後方から支持さ
れている。

【０００４】上記リーダ１１６には、これに沿って左右
一対のレール１２０が固定され、これらのレール１２０
に沿って掘削軸駆動装置１２２が昇降可能に支持されて
いる。この掘削軸駆動装置１２２は、その下部に掘削軸
１２４を把持する把持部１２３を備えている。上記リー
ダ１１６の内側には、リーダ１１６に対して昇降する昇
降駆動軸１３４が収容されており、この昇降駆動軸１３
４の上端部には連結部１３５が前方（図１８〜２１では
左方）に突設されている。そして、この連結部１３５が
上下方向のロッド１３６を介して上記掘削軸駆動装置１
２２の上端に連結されており、上記昇降駆動軸１３４の
昇降によって掘削軸駆動装置１２２全体が昇降駆動され
るようになっている。

【０００５】なお、ベースマシン１１０の下部走行体１
１３には、リーダ１１６の下方において掘削軸１２４を
保持する状態と解放する状態とに適宜切換えられる掘削
軸保持装置１４０が設置されている。

【０００６】次に、この装置による掘削方法の一例を示
す。

【０００７】まず、図略のクレーン等を用いて、図１８
二点鎖線に示すように掘削軸駆動装置１２２をワイヤ１
３８で吊下げながら、リーダ１１６のレール１２０に装
着し、その後、この掘削軸駆動装置１２２をロッド１３
６を介して連結部１３５に連結する（同図実線の状
態）。

【０００８】次に、図１９に示すように、リーダ１１６
に対して昇降駆動軸１３４を上昇させて掘削軸駆動装置
１２２を最上位置まで引上げる。この状態で、上記ワイ
ヤ１３８で今度は掘削軸１２４を吊下げながら上記掘削
軸駆動装置１２２の下方の位置まで搬入し、この位置で
掘削軸保持装置１４０等により上記掘削軸１２４を立直
状態に保持する。

【０００９】次に、上記昇降駆動軸１３４及び掘削軸駆
動装置１２２を下降させてこの掘削軸駆動装置１２２の
把持部１２３と上記掘削軸１４０とを連結し、さらに、
この掘削軸駆動装置１２２で掘削軸１２４をその自軸回
りに回転駆動しながら掘削軸駆動装置１２２を下降させ
ることにより、図２０に示すように上記掘削軸１２４を
地中に貫入することができる。

【００１０】このようにして、掘削軸１２４を上記昇降
駆動軸１３４のストロークとほぼ等しい深さだけ貫入し
た後、この掘削軸１２４と掘削軸駆動装置１２２とを切
り離して掘削軸駆動装置１２２を引上げ、前記図１９と
同じ要領で継足し用の掘削軸１２４′を搬入し、貫入済
みの掘削軸１２４の上端に連結する。そして、上記掘削
軸駆動装置１２２を下降させて上記継足し用掘削軸１２
４′の上端に連結することにより、図２１に示すよう
に、掘削軸駆動装置１２２で両掘削軸１２４，１２４′
を回転駆動しながらさらに深く貫入を進めることができ
る。

【００１１】

【発明が解決しようとする課題】上記方法において、掘
削軸１２４を地中に貫入できる深さは、昇降駆動軸１３
４の昇降ストローク以下であり、いくら長い掘削軸１２
４を用いても、これを上記昇降ストローク以上の深さで
貫入することはできない。従って、この昇降ストローク
以上の深さで貫入を行いたい場合には、上述のように、
比較的短尺の掘削軸１２４を貫入した後、これに掘削軸
１２４′を継足して追加貫入を行う必要がある。逆に、
掘削軸引き抜き時には、掘削軸１２４，１２４′を切り
離しながら１本ずつ切離しを行う必要がある。

【００１２】このような、掘削軸１２４，１２４′同士
の連結、切離しには多大な手間と長い時間を要し、施工
サイクルタイム短縮の大きな妨げとなる。特に、掘削軸
１２４，１２４′を貫入あるいは引き抜きながら地中に
セメント、モルタル等の固化材を投入する場合には、掘
削軸の引き抜きに時間がかかると投入材が途中で固化
し、引き抜き作業に支障を来すおそれがある。

【００１３】さらに、掘削体として、上記のような掘削
軸１２４，１２４′でなく、上下方向に延びる掘削フレ
ームの両端にスプロケットを設けて両スプロケットの間
にカッタ付きのチェーンを掛け渡した溝掘削体を使用
し、この溝掘削体を貫入した状態で上記ベースマシン１
０を走行させて溝を掘削するような場合には、上記掘削
フレームを上下に複数分割して継足し貫入する必要があ
るだけでなく、この継足しを行う前に一旦チェーンを取
り外し、掘削フレームを継足した分だけチェーンも継足
してからこれを再び両スプロケット間に掛け渡すといっ
た作業が必要であり、掘削体の継足し、切離し作業はさ
らに面倒となる。

【００１４】本発明は、このような事情に鑑み、昇降部
材の昇降ストロークを延長することなく、掘削体の継足
しを行わずに貫入可能な深さを増大させることができる
掘削装置及び掘削体の貫入方法を提供することを目的と
する。

【００１５】

【課題を解決するための手段】本発明は、掘削体を保持
してこれを駆動する掘削体駆動装置と、この掘削体駆動
装置を昇降可能に支持する昇降支持部材と、この昇降支
持部材に昇降可能に設置され、上記掘削体駆動装置と結
合された状態でこれと一体に昇降する昇降部材とを備え
た掘削装置による掘削体の貫入方法であって、上記昇降
部材に掘削体駆動装置を直結し、かつこの掘削体駆動装
置によって掘削体を保持しかつ駆動しながら上記昇降部
材及び掘削体駆動装置を下降させて掘削体を地中に貫入
した後、上記昇降部材と掘削体駆動装置とを切離して昇
降部材を上昇させ、この昇降部材と上記掘削体駆動装置
との間に上下方向に延びる連結部材を介在させてから再
び昇降部材を下降させることにより上記掘削体をさらに
地中に貫入するものである（請求項１）。

【００１６】この方法では、上記昇降部材の上端に上記
掘削体駆動装置と結合される結合部を略水平方向に突出
させ、この結合部に掘削体駆動装置を直結した状態で掘
削体を貫入する前に、上記昇降支持部材において上記掘
削体が昇降可能に支持される位置と周方向に異なる位置
に上記連結部材を立直状態で予め保持しておき、上記掘
削体を貫入した後に上記昇降部材における少なくとも上
記結合部を昇降支持部材に対して旋回させ、この結合部
に上記昇降支持部材に保持されている連結部材の上端を
連結し、その後、昇降部材を上昇させ、かつ昇降部材に
おける少なくとも上記結合部を上記連結部材とともに昇
降支持部材に対して旋回させ、上記連結部材の下端を上
記掘削体駆動装置に連結し、この状態から再び昇降部材
を下降させることにより上記掘削体をさらに地中に貫入
することがより好ましい（請求項２）。

【００１７】また本発明は、掘削体を保持してこれを駆
動する掘削体駆動装置と、この掘削体駆動装置を昇降可
能に支持する昇降支持部材と、この昇降支持部材に昇降
可能に設置され、その上端に上記掘削体駆動装置と結合
される結合部が略水平方向に突設された昇降部材とを備
え、上記掘削体駆動装置によって掘削体を保持しかつ駆
動しながらこれらを上記昇降部材と一体に下降させるこ
とにより上記掘削体を地中に貫入するように構成された
掘削装置において、上記昇降部材の少なくとも上記結合
部を上記昇降支持部材に対して旋回可能に構成し、か
つ、この結合部と上記掘削体駆動装置とが切離し可能と
なるように構成するとともに、上記旋回可能部位を上記
昇降支持部材に対して旋回駆動する旋回駆動手段と、上
記掘削体駆動装置とこの掘削体駆動装置から切り離され
た結合部との間に介在可能な連結部材と、上記昇降支持
部材において上記掘削体が昇降可能に支持される位置と
周方向に異なる位置に設けられ、上記連結部材を立直状
態で保持する状態と解放する状態とに切換えられる連結
部材保持手段とを備えた装置である（請求項４）。

【００１８】上記方法及び装置は、上記掘削体として、
表面に掘削刃をもつ無端状体を上下の回転体の間に掛け
わたしてなる溝掘削体を備え、上記昇降支持部材を地盤
上を走行する走行機に設置した場合に、より効果的であ
る（請求項３，５）。

【００１９】上記掘削装置では、上記昇降支持部材に昇
降可能に係合された状態でこの昇降支持部材と上記掘削
体とを連結する掘削体拘束部材を備えることが、より好
ましい（請求項６）。

【００２０】この場合、上記掘削体拘束部材を、上記昇
降支持部材側に昇降可能に係合される昇降拘束部材と、
上記掘削体側に固定され、上記昇降拘束部材に対して昇
降方向にのみ係脱可能な固定拘束部材とに分離し、これ
ら昇降拘束部材と固定拘束部材とを両者が係合された状
態で相対的に昇降可能となるように構成するとともに、
上記昇降拘束部材を昇降駆動する拘束部材駆動手段を備
えることにより、後述のようなより優れた効果が得られ
る（請求項７）。

【００２１】さらに、上記拘束部材駆動手段として、上
記昇降拘束部材に接続されたワイヤの巻取り及び巻出し
を行うウインチを備えるとともに、上記昇降支持部材の
下部にその配設位置よりも下方への上記昇降拘束部材の
降下を阻止するストッパを設ければ（請求項８）、より
好ましいものとなる。

【００２２】

【作用】請求項１記載の方法では、掘削体駆動装置と結
合部材とを直結した状態で一旦掘削体を貫入した後、上
記掘削体駆動装置と結合部材との間に連結部材を介在さ
せて再び貫入しているので、掘削体を継ぎ足すことな
く、上記貫入作業２回分の貫入深さを得ることができ
る。

【００２３】また、請求項２記載の方法及び請求項４記
載の装置によれば、予め昇降支持部材に連結部材を立直
状態で保持しておくことにより、掘削体駆動装置と結合
部材とを直結した状態で一旦掘削体を貫入した後、上記
結合部材を旋回させ、かつ昇降部材を昇降させるだけ
で、上記掘削体駆動装置と結合部材との間に連結部材を
介在させることができる。

【００２４】請求項３，５記載の方法及び装置では、上
記方法により溝掘削体を地中に貫入した後、この溝掘削
体の無端状体を駆動しながら走行機を走行させることに
より、その走行方向に沿って溝を掘削することができ
る。

【００２５】上記掘削装置では、上記連結部材を導入す
る際、上記掘削体駆動装置を昇降支持部材よりも上方の
位置まで引き上げると、この掘削体駆動装置は全く拘束
されない状態となる。従って、この状態から掘削体駆動
装置を再び降下させて掘削体を貫入する際、上記掘削体
駆動装置が上記昇降支持部材に到達して再び拘束される
までの間は掘削体駆動装置や掘削体の上端が水平方向に
ふらつき易く、特に、硬い地質や地中障害物に掘削体が
当たると、この掘削体が前後方向や左右方向に逃げて掘
削体の貫入方向を鉛直に保つことが難しくなる。

【００２６】しかしながら、請求項６記載の装置では、
上記昇降支持部材に係合される掘削体拘束部材によって
上記掘削体が昇降支持部材側に拘束されるので、この掘
削体がふらついてその貫入方向がぶれることが防がれ
る。また、上記掘削体拘束部材は昇降支持部材に対して
昇降可能であるので、掘削体の貫入に支障を与えること
はない。

【００２７】ここで、上記掘削体拘束部材は、昇降支持
部材と掘削体とを連結するものであるために比較的大き
く、従ってこの掘削体拘束部材を掘削体と一緒に地中へ
貫入することは困難であるが、請求項７記載の装置で
は、上記掘削体拘束部材が掘削体側の固定拘束部材と昇
降支持部材側の昇降拘束部材とに分離されているため、
比較的小さい固定拘束部材のみを掘削体とともに地中へ
貫入することにより、貫入時に掘削体から掘削体拘束部
材を取り外す必要がなくなる。また、掘削体駆動装置の
降下に伴って適宜昇降拘束部材も降下させることによ
り、この昇降拘束部材と掘削体駆動装置との干渉も避け
られる。

【００２８】ここで、請求項８記載の装置では、ウイン
チによるワイヤの巻取り及び巻出しだけで上記昇降拘束
部材を昇降させることができる。また、昇降支持部材に
設けられたストッパにより、その配設位置よりも下方へ
の昇降拘束部材の降下が阻止されるため、上記ウインチ
によるワイヤの巻出し時に昇降拘束部材がその自由落下
で誤って昇降支持部材から抜け落ちるおそれがない。

【００２９】

【実施例】本発明の第１実施例を図１〜図１４に基づい
て説明する。

【００３０】図１，２に示す掘削装置は、ベースマシン
１０を備えている。このベースマシン１０は、クローラ
１２が設けられた下部走行体１３と、この下部走行体１
３上に旋回可能に配置された上部旋回体１４とを備え、
上部旋回体１４にリーダ（昇降支持部材）１６が支持さ
れている。

【００３１】このリーダ１６は、上下に延びる円筒状を
なし、その上部に設けられたブラケット１９がステー１
８を介して上部旋回体１４の所定部位に連結されてい
る。このリーダ１６には、上下に延びる左右一対のロッ
ド状レール２０が固定され、これらのレール２０には、
両レール２０に沿ってスライド可能（すなわち昇降可
能）に溝掘削体駆動装置２２が装着されている。

【００３２】この溝掘削体駆動装置２２は、スプロケッ
ト２６と、これを回転駆動するモータ２５と、上側掘削
フレーム２３とを備え、その本体部分が被ガイド材３８
を介して上記レール２０に装着されるとともに、上記上
側掘削フレーム２３が被ガイド材４０を介して上記レー
ル２０に装着されている。そして、この上側掘削フレー
ム２３の下端には掘削フレーム本体２４が着脱可能に連
結されるようになっている。この掘削フレーム本体２４
の下端にはスプロケット２８が回転可能に装着され、こ
のスプロケット２８と上記スプロケット２６との間に、
表面に掘削刃３２をもつ無端状の掘削チェーン（無端状
体）３０が掛けわたされるようになっている。

【００３３】すなわち、この実施例では、上側掘削フレ
ーム２３、掘削フレーム本体２４、両スプロケット２
６，２８、及びチェーン３０により掘削体（溝掘削体）
が構成されており、その一部である上側掘削フレーム２
３及びスプロケット２６が溝掘削体駆動装置２２に組み
込まれた状態となっている。

【００３４】上記リーダ１６の内側には、リーダ１６に
対して昇降する昇降駆動軸（昇降部材本体）３４が収容
されている。この昇降駆動軸３４の上端には、昇降駆動
軸３４から水平方向に突出する結合部材３５が設けら
れ、この結合部材３５がロッド３６を介して上記掘削体
駆動装置２２の上端に連結されるようになっている。

【００３５】また、ベースマシン１０の下部走行体１３
には、その走行方向に沿ってスライド可能にスライダ４
４が設けられ、このスライダ４４に溝掘削体保持装置４
６が固定されている。この溝掘削体保持装置４６は、リ
ーダ１６よりも下方の位置で上記溝掘削体を保持する状
態と解放する状態とに切換えられるものであり、従来公
知のものと同様のものが用いられている。

【００３６】この装置の特徴として、上記結合部材３５
は昇降駆動軸３４に対して垂直軸回りに旋回可能に構成
されている。具体的に、この結合部材３５は、図３，４
に示すように、円筒状の外嵌部４８と、この外嵌部４８
の外周面から径方向外側に突出する一対の結合板５０と
を有している。昇降駆動軸３４の上部には、図４に示す
ような上下一対のフランジ部５１，５２が固定され、両
フランジ部５１，５２の間に上記外嵌部４８が昇降駆動
軸３４の周面上を摺動可能に（すなわち旋回可能に）外
嵌されている。これに対し、前記ロッド３６の上端に
は、水平方向のピン挿入穴５３ａをもつ円筒部５３が固
定されており、この円筒部５３がピン５４を介して上記
結合板５０に着脱可能に結合されるようになっている。

【００３７】図５は、上記着脱を行うための自動着脱装
置５６（図３では図示省略）を示したものである。図に
おいて、一方の結合板５０にはピン案内筒５７及び取付
板５８が固定されている。

【００３８】ピン案内筒５７は、両結合板５０に貫設さ
れた水平方向のピン挿入穴５０ａとつながる位置に設け
られ、このピン案内筒５７内に上記ピン５４が軸方向に
移動可能に挿入されている。

【００３９】上記取付板５８にはピン６２を介して回動
可能にＶ字リンク６０の中央部が連結されるとともに、
ピン６４を介して回動可能にシリンダ６５のヘッド側端
部が連結されている。上記Ｖ字リンク６０の一方の端部
は、ピン６３を介して回動可能に上記ピン５４の端部に
連結され、他端は、ピン６６を介して回動可能に上記シ
リンダ６５のロッド端部に連結されている。そして、両
結合板５０の間に上記円筒部５３が挿入された状態で、
上記シリンダ６５の伸縮に伴ってＶ字リンク６０が回動
し、この回動に伴って上記ピン５４が上記円筒部５３内
に挿通される位置とピン案内筒５７内に収容される位置
との間を移動するように、各部材が配置されている。

【００４０】また、図示はしないが、溝掘削体駆動装置
２２の上端にも上記円筒部５３と同等のものが固定され
ており、この溝掘削体駆動装置２２を直接上記結合板５
０に連結できるようになっている。

【００４１】さらに、この掘削装置では、図３，４に示
すように、上記結合部材３５を旋回駆動するための旋回
駆動装置７０が設けられている。

【００４２】具体的に、上記昇降駆動軸３４において下
側フランジ部５２の直下方の部位には、取付板７２が固
定され、この取付板７２には、ピン７３を介してシリン
ダ７４が回動可能に取付けられるとともに、円弧状のリ
ンク７６の一端がピン７５を介して回動可能に連結され
ている。リンク７６の他端は、ピン７７を介して回動可
能に円弧状のリンク７８の一端に連結され、このリンク
７８の他端は、上記外嵌部４８の外周面から突出するブ
ラケット４８ａにピン７９を介して回動可能に連結され
ている。

【００４３】そして、上記リンク７６の略中間部に上記
シリンダ７４のロッド端部がピン７１を介して回動可能
に連結されており、このシリンダ７４の伸縮でリンク７
６が回動することにより、リンク７６，７８が図３実線
の収縮状態と同図二点鎖線の伸長状態とに切換えられ、
これらリンク７６，７８の伸縮に伴って結合部材３５が
略９０°旋回するように各部材が配置されている。詳し
くは、上記結合板５０が前方に突出する旋回位置（図３
実線位置）と、側方に逃げる旋回位置（図３二点鎖線位
置）との間で結合部材３５が旋回するようになってい
る。

【００４４】図１に示すように、前記リーダ１６の側部
には、前記ロッド３６を保持するための上下一対のロッ
ド保持装置８０が配設されている。その具体的な構造を
図６（ａ）（ｂ）に示す。

【００４５】リーダ１６の外周面には、水平な支持板８
１が固定され、この支持板８１には、前記ロッド３６よ
りも大径の円弧状切欠８１ａが前方（図６では左方）に
開口する向きで形成されている。この支持板８１上にお
いて、上記円弧状切欠８１ａの縁部には、左右一対のピ
ン挿入ブロック８２が立設され、両ピン挿入ブロック８
２には互いに合致する位置にピン挿入穴８２ａが貫設さ
れている。

【００４６】上記支持板８１には、垂直方向のピン８３
を介して回動可能にレバー８４の中央部が装着されてい
る。このレバー８４の一端には、ピン８５を介して回動
可能にピン８６の一端が連結され、他端が上記ピン挿入
ブロック８２のピン挿通穴８２ａ内に挿入されている。
また、同じ支持板８１にはピン８７を介して回動可能に
シリンダ８８のヘッド側端部が装着され、このシリンダ
８８のロッド端部がピン８９を介して回動可能に上記レ
バー８４の他端に連結されている。

【００４７】一方、ロッド３６の外周面には、両ピン挿
入ブロック８２の間に挿入可能なピン貫通部４１が突設
され、このピン貫通部４１に、同ピン貫通部４１が両ピ
ン挿入ブロック８２間に挿入された状態で両ピン挿入ブ
ロック８２のピン挿通穴８２ａと合致するピン挿通穴４
１ａが貫設されている。

【００４８】そして、この状態で上記シリンダ８８が伸
縮することにより、この伸縮に伴って上記レバー８４が
回動し、このレバー８４の回動に伴って上記ピン８６
が、手前側（図６（ａ）（ｂ）では上側）のピン挿通穴
８２ａのみに挿入される位置（図の実線位置）と、両ピ
ン挿通穴８２ａ及びピン挿通穴４１ａを貫く位置（同図
二点鎖線位置）との間を移動するように、各部材が配置
されている。

【００４９】次に、この装置による溝掘削体の貫入手順
を図７〜図１４も併せて参照しながら説明する。

【００５０】１）リーダ１６への溝掘削体駆動装置２２
の装着（図７） まず、リーダ１６へ溝掘削体駆動装置２２を装着する前
に、昇降駆動軸３４をある程度伸長した状態で、予め係
合部材３５を同係合部材３５が前方に突出する位置（図
３，４の実線位置）から側方に突出する位置（図３二点
鎖線位置）へ旋回方向に退避させておく。具体的には、
図３に示すシリンダ７４を同図実線の収縮状態から伸長
させればよい。このシリンダ７４の伸長により、リンク
７６が昇降駆動軸３４に近づく方向に回動しながら両リ
ンク７６，７８が伸長する方向に運動し、最終的には図
３二点鎖線に示すように上記昇降駆動軸３４の外周面に
沿う一円弧状に伸長する。これにより、上記リンク７８
に連結されている結合部材３５は、その結合板５０が前
方へ突出する位置（図３実線位置）から側方へ突出する
位置（同図二点鎖線位置）まで略９０°旋回する。

【００５１】この状態で、図７二点鎖線に示すように、
上部掘削フレーム２３が付いた溝掘削体駆動装置２２を
ワイヤ９０で図略のクレーンにより吊下げ、リーダ１６
のレール２０（図１，２参照）に装着する。この時、上
述のように結合部材３５は前方ではなく側方に突出する
向きに退避しているので、従来のように結合部材３５と
上記ワイヤ９０とが干渉することがなく、上記装着作業
を円滑に行うことができる。

【００５２】装着後は、上記と逆の方向に結合部材３５
を旋回させ、上記昇降駆動軸３４を下降させて、結合部
材３５の結合板５０とロッド３６上端の円筒部５３とを
ピン５４を介して連結し、かつロッド３６下端を上記溝
掘削体駆動装置２２の上端に連結する。すなわち、結合
部材３５と溝掘削体駆動装置２２とをロッド３６を介し
て連結する。これにより、図７の状態となる。

【００５３】２）溝掘削体駆動装置２２の上昇及び固定
（図８） 上記状態から昇降駆動軸３４を上昇させる。この昇降駆
動軸３４には、結合部材３５及びロッド３６を介して上
記溝掘削体駆動装置２２も連結されているため、この溝
掘削体駆動装置２２及び上部掘削フレーム２３もレール
２０に沿って上昇する。そして、これらが図８に示す最
上位置に到達したところで、ピンやボルト等の手段を用
いて溝掘削体駆動装置２２を下降不能に固定する。

【００５４】３）ロッド３６の除去及び保持（図９） 上記状態からロッド３６の下端と溝掘削体駆動装置２２
とを切離し、この位置から少し昇降駆動軸３４を上昇さ
せる。その後、前記図３に示した旋回駆動装置７０を作
動させて結合部材３５を同図実線位置から二点鎖線位置
へ旋回させ、次いで、昇降駆動軸３４を下降させる。こ
れにより、ロッド３６は図６（ａ）に実線で示す位置、
すなわちこのロッド３６に突設されたピン貫通部４１が
上下各ロッド保持装置８０における両ピン挿入ブロック
８２の間に挿入される位置に到達する。この位置でシリ
ンダ８８を収縮状態から伸長させてピン８６を図６
（ｂ）の実線位置から二点鎖線位置へ移動させる（すな
わちピン８６を上記ピン貫通部４１のピン挿通穴４１ａ
に挿通する。）。これにより、ロッド３６は、その上下
部がロッド保持装置８０によってリーダ１６の側部に保
持された状態となる。

【００５５】その後、再び結合部材３５を図３の実線位
置側に旋回させる。この位置で結合部材３５の結合板５
０にピン５４を介して溝掘削体駆動装置２２の上端部を
直接連結する（図９の状態）。

【００５６】４）溝掘削体駆動装置２２の引上げ及び退
避（図１０） 図９の状態から昇降駆動軸３４を上昇させることによ
り、溝掘削体駆動装置２２をレール２０から上方に引き
抜いて図１０の状態にする。さらに、この状態から旋回
駆動装置７０を作動させて結合部材３５を図３実線位置
から二点鎖線位置へ旋回させる。この結合部材３５に
は、上記溝掘削体駆動装置２２が連結されているため、
この溝掘削体駆動装置２２も旋回し、上記レール２０の
上方の空間から旋回方向に退避することとなる。

【００５７】５）掘削フレーム本体２４の連結及び溝掘
削体の貫入（図１１，１２） 上記のように溝掘削体駆動装置２２を退避させた状態
で、図１１二点鎖線に示すように、長尺の（この実施例
では昇降駆動軸３４の昇降ストロークの２倍近い上下長
さをもつ）掘削フレーム本体２４をワイヤ９０で吊下げ
ながらリーダ１６の直前方の位置まで搬送し、この位置
でベースマシン１０の溝掘削体保持装置４６等により掘
削フレーム本体２４を立直状態に保持する。この掘削フ
レーム本体２４は、全体が一体に形成されたものであっ
ても良いし、上下に複数分割されたユニット同士を組み
立てて長尺体としたものでもよい。

【００５８】ここでも、上記掘削フレーム本体２４の搬
入の際、結合部材３５及び溝掘削体駆動装置２２はリー
ダ１６側方の位置に旋回、退避しているため、これらと
上記ワイヤ９０とを干渉させることなく円滑に掘削フレ
ーム本体２４を吊り込むことができる。

【００５９】その後、旋回駆動装置７０を作動させて結
合部材３５及び溝掘削体駆動装置２２をリーダ１６前方
の位置に戻す。この状態から昇降駆動軸３４及び溝掘削
体駆動装置２２を下降させ、その上部掘削フレーム２３
に上記掘削フレーム本体２４の上端を連結する。その
後、この掘削フレーム本体２４の保持を解除して図１１
の状態にする。

【００６０】この状態で両スプロケット２６，２８の間
にチェーン３０を掛け渡し、その後、溝掘削体駆動装置
２２を作動させてチェーン３０を駆動しながら昇降駆動
軸３４を下降させることにより、図１２に示すように溝
掘削体を地中に貫入することができる。

【００６１】６）ロッド３６の継足しによる貫入（図１
３，１４） 上記貫入を昇降駆動軸３４の下降ストローク分だけ行っ
た後、結合部材３５と溝掘削体駆動装置２２の上端とを
切り離して結合部材３５及び昇降駆動軸３４を少し上昇
させ、旋回駆動装置７０を作動させて結合部材３５を図
３の実線位置から二点鎖線位置に旋回させる。旋回後、
結合部材３５及び昇降駆動軸３４を下降させて結合部材
３５の結合板５０にロッド３６上端の円筒部５３をピン
５４を介して連結する。この連結後に各ロッド保持装置
８０のシリンダ８８を収縮させてピン８６をロッド３６
におけるピン貫通部４１のピン挿通穴４１ａから抜く。
このようにしてロッド３６の保持を解除した後、昇降駆
動軸３４及び結合部材３５を再び上昇させ、かつ旋回駆
動装置７０で図３の二点鎖線位置から実線位置に戻し、
ロッド３６の下端を溝掘削体駆動装置２２の上端に連結
する（図１３の状態）。

【００６２】この状態から再び溝掘削体駆動装置２２に
よりチェーン３０を駆動し、昇降駆動軸３４及び結合部
材３５を下降させることにより、図１４に示すように溝
掘削体をさらに深く（昇降駆動軸３４の昇降ストローク
よりも大きな深さで）地中へ貫入することができる。

【００６３】なお、貫入後は、溝掘削体を駆動したま
ま、溝掘削体保持装置４６で掘削フレーム２４の所定部
位を保持しながらベースマシン１０を走行させることに
より、この走行方向に沿って溝を掘削することができ
る。

【００６４】次に、第２実施例を図１５〜図１７に基づ
いて説明する。

【００６５】前記第１実施例において、図１０に示すよ
うに溝掘削体駆動装置２２をリーダ１６のロッド状レー
ル２０から上方へ完全に引き抜いた状態では、この溝掘
削体駆動装置２２はリーダ１６からフリーであって全く
拘束を受けない。従って、この状態から図１１に示すよ
うに上記溝掘削体駆動装置２２に溝掘削体の本体フレー
ム２４を連結して貫入する際、溝掘削体駆動装置２２や
本体フレーム２４の上端部が水平方向にふらつき易く、
特に、硬い地質や地中障害物に溝掘削体が当たると、こ
の溝掘削体が前後方向や左右方向に逃げて溝掘削体の貫
入方向を鉛直に保つことが難しくなる。

【００６６】そこで、この実施例では、上記本体フレー
ム２４とリーダ１６とを掘削体拘束部材を介して連結
し、溝掘削体駆動装置２２がリーダ１６より上方にある
場合にも溝掘削体本体フレーム２４をリーダ１６側に拘
束するようにしている。

【００６７】上記掘削体拘束部材は、図１６に示すよう
な固定拘束部材９２と昇降拘束部材９４とで構成されて
いる。固定拘束部材９２は、本体フレーム２４のほぼ全
長にわたって延び、この本体フレーム２４の背面に溶接
やボルト等の手段で固定されており、先端面の左右には
突条９２ａが形成されている。昇降拘束部材９４は、上
記本体フレーム２４側に近いフレーム側部材９５と、上
記リーダ１６側に近い左右一対のリーダ側部材９６とが
連結されたものであり、フレーム側部材９５には上記突
条９２ａが昇降方向に嵌入可能な溝９５ａが形成され、
リーダ側部材９６の先端には上記ロッド状レール２０を
両外側から抱き込む形状の摺動部９６ａが形成されてい
る。従って、このリーダ側部材９６はその摺動部９６ａ
がロッド状レール２０と摺動するようにしながらこのロ
ッド状レール２０に対して昇降できるようになってお
り、このリーダ側部材９６とフレーム側部材９５とは昇
降方向に相対移動可能でかつ同方向に抜き差しできるよ
うになっている。

【００６８】一方、上部旋回体１４には油圧ウインチ１
５が搭載され、そのウインチドラム１５ａから引き出さ
れたワイヤ９８が、上側掘削フレーム２３の上部に設け
られたシーブ３１に掛けられた状態で、このワイヤ９８
の端部が上記昇降拘束部材９４に固定されており、上記
油圧ウインチ１５によるワイヤ９８の巻取り及び巻出し
によって昇降拘束部材９４が昇降駆動されるようになっ
ている。また、リーダ１６の下端部にはストッパ９９が
固定され、このストッパ９９と上記昇降拘束部材９４と
の当接により、このストッパ９９の配設位置よりも下方
への昇降拘束部材９４の降下が阻止されるようになって
いる。

【００６９】このような装置によれば、前記第１実施例
において上記図１０に示したように溝掘削体駆動装置２
２がリーダ１６よりも上方にある状態で、昇降拘束部材
９４をほぼ最下端の位置まで下げておき、この状態から
上記図１１に示すように溝掘削体の本体フレーム２４を
溝掘削体駆動装置２２側の上部掘削フレーム２３に連結
した後、油圧ウインチ１５のワイヤ巻取りによって昇降
駆動部材９４を上昇させ、その溝９５ａ内に本体フレー
ム２４側の固定拘束部材９２の突条９２ａを嵌入しなが
ら上記昇降駆動部材９４をほぼ最上端の位置まで引き上
げることにより、図１７に示すように本体フレーム２４
の上部を上記固定拘束部材９２及び昇降駆動部材９４を
介してリーダ１６側に拘束することができる。従って、
たとえこの状態で溝掘削体駆動装置２２がリーダ１６か
らフリーであっても、溝掘削体の貫入時にその本体フレ
ーム２４の上部がふらつくことがなく、この溝掘削体を
正確に鉛直に貫入することができる。

【００７０】この貫入の際、溝掘削体駆動装置２２は次
第に下降することになるが、これに伴い油圧ウインチ１
５によるワイヤ巻出し動作を行って昇降拘束部材９４を
適宜下降させることにより、この昇降拘束部材９４と溝
掘削体駆動装置２２との干渉を避けることができる。ま
た、ワイヤ９８を過剰に巻出しても、これに伴う昇降拘
束部材９４の落下はストッパ９９で阻止されるため、誤
って昇降拘束部材９４がロッド状レール２０から抜け落
ちるおそれがなく、よって作業者は安心して昇降拘束部
材９４の下降を行わせることができる。

【００７１】なお、本願請求項６記載の発明における掘
削体拘束部材は、例えば上記固定拘束部材９２と昇降拘
束部材９４とが一体化されて両部材９２，９４がともに
本体フレーム２４側に固定されたものであってもよい。
ただし、この場合には、掘削体拘束部材全体が比較的大
きくなるため、この掘削体拘束部材を溝掘削体と一緒に
地中へ貫入することができず、従って溝掘削体を完全に
貫入する前にこの溝掘削体の本体フレーム２４から掘削
体拘束部材を取り外さなければならない不便があるが、
上記実施例のように掘削体拘束部材を固定拘束部材９２
と昇降拘束部材９４とに分離可能に構成しておけば、昇
降拘束部材９４はリーダ１６側に残して比較的小さい固
定拘束部材９２のみを溝掘削体と一緒に地中へ貫入する
ことにより、この溝掘削体の本体フレームから掘削体拘
束部材を取り外す手間を省いて作業性をさらに高めるこ
とができる利点がある。

【００７２】また、本発明は以上のような実施例に限定
されるものではなく、例として次のような態様を採るこ
とも可能である。

【００７３】(1) 上記第１実施例では、溝を掘削するた
めの溝掘削体を貫入する装置を示したが、本発明はこれ
に限らず、前記図１８〜２１に示したように掘削軸を回
転させながら地中に貫入する装置等にも適用が可能であ
る。第２実施例も、上記溝掘削体ではなく自転しながら
地中に貫入される掘削軸に適用することが可能であり、
この場合には、上記掘削軸を回転可能に保持する軸受を
当該掘削軸の外周に設け、この軸受を掘削体拘束部材を
介してリーダ１６側に拘束するようにすればよい。ただ
し、前記実施例に示したような溝掘削体を用いる場合、
その継足しを行うには、まず両スプロケット２６，２８
からチェーン３０を外し、上下両端の掘削フレーム２
３，２４の間に新たなフレームユニットを介在させると
ともに、このフレーム継足しを行った分だけチェーン３
０も継足しを行い、その後にこのチェーン３０を再び上
記両スプロケット２６，２８に掛け渡すといった極めて
面倒な作業を行わなければならないので、このような溝
掘削体の継足しを省略しあるいは継足し回数を削減する
ことによる効果はより顕著となる。

【００７４】(2) 上記実施例では、ロッド３６を一旦リ
ーダ１６の側部に保持するものを示したが、このロッド
３６は別に設置した保持装置に保持しておくようにして
もよい。ただし、上記実施例のように、リーダ１６の側
部にロッド３６を立直状態で保持するロッド保持装置８
０を設ければ、結合部材３５の旋回操作と昇降操作だけ
で上記ロッド３６を結合部材３５と溝掘削体駆動装置２
２との間に介在させることができる利点がある。

【００７５】(3) 本願請求項２，４記載の発明では、少
なくとも結合部がリーダ１６等の昇降支持部材に対して
旋回すれば良く、例えば昇降部材全体を昇降支持部材に
対して旋回させるようにしてもよい。ただし、上記実施
例のように、昇降駆動軸３４は旋回させないで結合部材
３５のみを旋回させるようにすれば、この旋回に要する
駆動エネルギを削減し、また旋回駆動装置７０をより小
型化することができる利点がある。

【００７６】(4) 本発明では、旋回駆動手段の具体的な
構造を問わず、例えば昇降部材の旋回可能部位に歯車を
固定し、この歯車に噛み合う歯車をモータ等の回転駆動
源に連結して両歯車を回転駆動するようにしても、上記
旋回可能部位を旋回させることが可能である。

【００７７】(5) 第２実施例において、固定拘束部材９
２の上下寸法及び本体フレーム２４への固定箇所は、こ
の固定拘束部材９２と昇降拘束部材９４とで溝掘削体を
リーダ１６側に拘束できる範囲で適宜設定すれば良い。
また、固定拘束部材９２と昇降拘束部材９４の形状につ
いても、両拘束部材９２，９４が昇降方向にのみ係脱可
能でかつ係合状態で相対的に昇降できる範囲内で自由に
設定すればよい。

【００７８】

【発明の効果】以上のように本発明は、掘削体駆動装置
と結合部材とを直結した状態で昇降部材を下降させるこ
とにより一旦掘削体を貫入した後、上記掘削体駆動装置
と結合部材との間に連結部材を介在させて再び昇降部材
を下降させて貫入するようにしたものであるので、昇降
部材の昇降ストロークを増大させることなく、掘削体を
継ぎ足さずに貫入可能な掘削体の貫入深さを増大させる
ことができる。従って、上記掘削体の継足し貫入を不要
にし、あるいは継足し回数を削減することができ、これ
によって施工サイクルタイムを短縮することができる効
果がある。

【００７９】特に、請求項３，５記載の方法及び装置で
は、上記掘削体として、表面に掘削刃をもつ無端状体を
上下の回転体の間に掛けわたしてなる溝掘削体を用いて
おり、この溝掘削体の継足しには多大な手間を要するの
で、この溝掘削体の継足しを不要にし、あるいは継足し
必要回数を削減することにより、施工サイクルタイムを
より顕著に短縮することができる。

【００８０】また、請求項２記載の方法及び請求項４記
載の装置では、上記連結部材を予め昇降支持部材におい
て上記掘削体駆動装置の支持部分と周方向に異なる位置
に連結部材を立直状態で保持するようにしたものである
ので、掘削体駆動装置と結合部材とを直結した状態で一
旦掘削体を貫入した後、上記結合部材を旋回、昇降させ
るだけの操作で、上記掘削体駆動装置と結合部材との間
に連結部材を介在させることができる効果がある。

【００８１】上記請求項４，５記載の装置において、さ
らに、請求項６記載の装置によれば、上記昇降支持部材
に係合される掘削体拘束部材によって上記掘削体を昇降
支持部材側に拘束するようにしているので、この掘削体
がふらついてその貫入方向がぶれることを防ぎ、より精
度の高い掘削体の貫入を行うことができる効果がある。
しかも、上記掘削体拘束部材は昇降支持部材に対して昇
降可能であるので、掘削体の貫入に支障を与えることは
ない。

【００８２】さらに、請求項７記載の装置では、上記掘
削体拘束部材を掘削体側の固定拘束部材と、昇降支持部
材側の昇降拘束部材とに分離し、昇降拘束部材を残して
比較的小さい固定拘束部材のみを掘削体とともに地中へ
貫入できるようにしているので、貫入時に掘削体から掘
削体拘束部材全体を取り外す手間を省き、作業性をより
高めることができる効果がある。また、掘削体駆動装置
の降下に伴って適宜昇降拘束部材も降下させることによ
り、この昇降拘束部材と掘削体駆動装置との干渉も避け
ることができる。

【００８３】ここで、請求項８記載の装置では、ウイン
チによるワイヤの巻取り及び巻出し動作のみによって上
記昇降拘束部材を昇降させることができるとともに、昇
降支持部材に設けられたストッパによってその配設位置
よりも下方への昇降拘束部材の降下を阻止することによ
り、上記ウインチによるワイヤの過剰の巻出しによって
昇降拘束部材が誤って昇降支持部材から抜け落ちるのを
確実に防ぐことができ、作業者は安心して昇降拘束部材
の下降を行わせることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１実施例における掘削装置の全体正
面図である。

【図２】上記掘削装置の全体側面図である。

【図３】上記掘削装置の平面図である。

【図４】上記掘削装置の上端部の一部断面正面図であ
る。

【図５】図４のＢ−Ｂ線断面図である。

【図６】（ａ）は図１のＡ−Ａ線断面図、（ｂ）は
（ａ）の一部拡大図である。

【図７】上記掘削装置による溝掘削体の貫入手順を示す
概略正面図である。

【図８】上記掘削装置による溝掘削体の貫入手順を示す
概略正面図である。

【図９】上記掘削装置による溝掘削体の貫入手順を示す
概略正面図である。

【図１０】上記掘削装置による溝掘削体の貫入手順を示
す概略正面図である。

【図１１】上記掘削装置による溝掘削体の貫入手順を示
す概略正面図である。

【図１２】上記掘削装置による溝掘削体の貫入手順を示
す概略正面図である。

【図１３】上記掘削装置による溝掘削体の貫入手順を示
す概略正面図である。

【図１４】上記掘削装置による溝掘削体の貫入手順を示
す概略正面図である。

【図１５】本発明の第２実施例における掘削装置の全体
正面図である。

【図１６】上記掘削装置の要部を示す断面平面図であ
る。

【図１７】上記掘削装置において掘削体拘束部材により
溝掘削体を拘束している状態をを示す概略正面図であ
る。

【図１８】従来の掘削装置による掘削軸の貫入手順を示
す概略正面図である。

【図１９】従来の掘削装置による掘削軸の貫入手順を示
す概略正面図である。

【図２０】従来の掘削装置による掘削軸の貫入手順を示
す概略正面図である。

【図２１】従来の掘削装置による掘削軸の貫入手順を示
す概略正面図である。

【符号の説明】

１０ ベースマシン １５ 油圧ウインチ １６ リーダ（昇降支持部材） ２２ 溝掘削体駆動装置 ２４ 本体フレーム ２５，２６ スプロケット（回転体） ３０ 掘削チェーン（無端状体） ３４ 昇降駆動軸（昇降部材） ３５ 結合部材（結合部） ３６ ロッド（連結部材） ７０ 旋回駆動装置 ８０ ロッド保持装置（連結部材保持手段） ９２ 固定拘束部材 ９４ 昇降拘束部材 ９８ ワイヤ ９９ ストッパ

フロントページの続き (72)発明者 中島 雄治 兵庫県明石市大久保町八木740番地 株 式会社神戸製鋼所 大久保建設機械工場 内 (72)発明者 西嶋 義治 兵庫県明石市大久保町八木740番地 株 式会社神戸製鋼所 大久保建設機械工場 内 (56)参考文献 特開 平５−156638（ＪＰ，Ａ) 特開 平３−158590（ＪＰ，Ａ) 特開 平５−118037（ＪＰ，Ａ) 特開 昭59−4793（ＪＰ，Ａ) 実開 平６−76429（ＪＰ，Ｕ) 実開 平３−29533（ＪＰ，Ｕ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) E02F 5/02 E21B 15/00

Claims (8)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 掘削体を保持してこれを駆動する掘削体
   駆動装置と、この掘削体駆動装置を昇降可能に支持する
   昇降支持部材と、この昇降支持部材に昇降可能に設置さ
   れ、上記掘削体駆動装置と結合された状態でこれと一体
   に昇降する昇降部材とを備えた掘削装置による掘削体の
   貫入方法であって、上記昇降部材に掘削体駆動装置を直
   結し、かつこの掘削体駆動装置によって掘削体を保持し
   かつ駆動しながら上記昇降部材及び掘削体駆動装置を下
   降させて掘削体を地中に貫入した後、上記昇降部材と掘
   削体駆動装置とを切離して昇降部材を上昇させ、この昇
   降部材と上記掘削体駆動装置との間に上下方向に延びる
   連結部材を介在させてから再び昇降部材を下降させるこ
   とにより上記掘削体をさらに地中に貫入することを特徴
   とする掘削装置による掘削体の貫入方法。
2. 【請求項２】 請求項１記載の掘削装置による掘削体の
   貫入方法において、上記昇降部材の上端に上記掘削体駆
   動装置と結合される結合部を略水平方向に突出させ、こ
   の結合部に掘削体駆動装置を直結した状態で掘削体を貫
   入する前に、上記昇降支持部材において上記掘削体が昇
   降可能に支持される位置と周方向に異なる位置に上記連
   結部材を立直状態で予め保持しておき、上記掘削体を貫
   入した後に上記昇降部材における少なくとも上記結合部
   を昇降支持部材に対して旋回させ、この結合部に上記昇
   降支持部材に保持されている連結部材の上端を連結し、
   その後、昇降部材を上昇させ、かつ昇降部材における少
   なくとも上記結合部を上記連結部材とともに昇降支持部
   材に対して旋回させ、上記連結部材の下端を上記掘削体
   駆動装置に連結し、この状態から再び昇降部材を下降さ
   せることにより上記掘削体をさらに地中に貫入すること
   を特徴とする掘削装置による掘削体の貫入方法。
3. 【請求項３】 請求項１または２記載の掘削装置による
   掘削体の貫入方法において、上記掘削体として、表面に
   掘削刃をもつ無端状体を上下の回転体の間に掛けわたし
   てなる溝掘削体を用い、上記昇降支持部材を地盤上を走
   行する走行機に設置したことを特徴とする掘削装置によ
   る掘削体の貫入方法。
4. 【請求項４】 掘削体を保持してこれを駆動する掘削体
   駆動装置と、この掘削体駆動装置を昇降可能に支持する
   昇降支持部材と、この昇降支持部材に昇降可能に設置さ
   れ、その上端に上記掘削体駆動装置と結合される結合部
   が略水平方向に突設された昇降部材とを備え、上記掘削
   体駆動装置によって掘削体を保持しかつ駆動しながらこ
   れらを上記昇降部材と一体に下降させることにより上記
   掘削体を地中に貫入するように構成された掘削装置にお
   いて、上記昇降部材の少なくとも上記結合部を上記昇降
   支持部材に対して旋回可能に構成し、かつ、この結合部
   と上記掘削体駆動装置とが切離し可能となるように構成
   するとともに、上記旋回可能部位を上記昇降支持部材に
   対して旋回駆動する旋回駆動手段と、上記掘削体駆動装
   置とこの掘削体駆動装置から切り離された結合部との間
   に介在可能な連結部材と、上記昇降支持部材において上
   記掘削体が昇降可能に支持される位置と周方向に異なる
   位置に設けられ、上記連結部材を立直状態で保持する状
   態と解放する状態とに切換えられる連結部材保持手段と
   を備えたことを特徴とする掘削装置。
5. 【請求項５】 請求項４記載の掘削装置において、上記
   掘削体として、上下に配された回転体の間に表面に掘削
   刃をもつ無端状体を掛けわたしてなる溝掘削体を備え、
   上記昇降支持部材を地盤上を走行する走行機に設置した
   ことを特徴とする掘削装置。
6. 【請求項６】 請求項４または５記載の掘削装置におい
   て、上記昇降支持部材に昇降可能に係合された状態でこ
   の昇降支持部材と上記掘削体とを連結する掘削体拘束部
   材を備えたことを特徴とする掘削装置。
7. 【請求項７】 請求項６記載の掘削装置において、上記
   掘削体拘束部材を、上記昇降支持部材側に昇降可能に係
   合される昇降拘束部材と、上記掘削体側に固定され、上
   記昇降拘束部材に対して昇降方向にのみ係脱可能な固定
   拘束部材とに分離し、これら昇降拘束部材と固定拘束部
   材とを両者が係合された状態で相対的に昇降可能となる
   ように構成するとともに、上記昇降拘束部材を昇降駆動
   する拘束部材駆動手段を備えたことを特徴とする掘削装
   置。
8. 【請求項８】 請求項７記載の掘削装置において、上記
   拘束部材駆動手段として、上記昇降拘束部材に接続され
   たワイヤの巻取り及び巻出しを行うウインチを備えると
   ともに、上記昇降支持部材の下部にその配設位置よりも
   下方への上記昇降拘束部材の降下を阻止するストッパを
   設けたことを特徴とする掘削装置。