JP3323629B2 - クラムシェルバケット掘削装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、クラムシェルバケット
により掘削するクラムシェルバケット掘削装置に関する
ものである。

【０００２】

【従来の技術】従来より、クラムシェルバケットとして
は、図６に示すように、ブラケット１００をワイヤ１０
２により吊下げると共に、ブラケット１００に２本のリ
ンク１０４，１０６の一端を揺動可能に支持する。両リ
ンク１０４，１０６の他端にはそれぞれクラムシェル１
０８，１１０を揺動可能に支持し、両クラムシェル１０
８，１１０は連結部材１１２に揺動可能に支持されて開
閉できるように設けられている。そして、ブラケット１
１０と連結部材１１２とにそれぞれ回転可能に支承され
たプーリ１１４，１１６に補助ワイヤ１１８が巻掛けら
れると共に、補助ワイヤ１１８の一端は連結部材１１２
に止結されている。

【０００３】ワイヤ１０２を繰り出してクラムシェル１
０８，１１０を地面に降ろすと共に、補助ワイヤ１１８
を引き上げることにより、プーリ１１６を介して連結部
材１１２が引き上げられて、クラムシェル１０８，１１
０が閉じて土砂を取り込む。次に、ワイヤ１０２を巻き
上げてクラムシェル１０８，１１０を引き上げ、補助ワ
イヤ１１８を緩めて土砂を排出するものが知られてい
た。

【０００４】また、図７に示すように（図６と同じ部材
については同一番号を付して詳細な説明を省略す
る。）、ブラケット１００を支持アーム１２０の先端に
固定し、ブラケット１００に油圧シリンダ１２２の一端
を固定すると共に、油圧シリンダ１２２のロッド１２４
を連結部材１２２に接続している。支持アーム１２０に
よりクラムシェル１０８，１１０を地面に降ろし、油圧
シリンダ１２２を駆動して、連結部材１１２を引き上げ
てクラムシェル１０８，１１０を閉じて土砂を取り込
む。次に、支持アーム１２０を引き上げてクラムシェル
１０８，１１０を引き上げ、土砂を排出するものが知ら
れていた。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、こうし
た従来の図６に示すものでは、クラムシェル１０８，１
１０等の自重と補助ワイヤ１１８による張力とによる掘
削力で、クラムシェル１０８，１１０に土砂が取り込ま
れるが、自重と張力では十分な掘削力を得ることができ
ない。特に、クラムシェルを閉じる力は補助ワイヤ１１
８の張力によるため、十分な掘削力を得ることができ
ず、土質が硬い場合には適さず、また、一度の掘削で取
り込むことができる土砂の量が少ないという問題があっ
た。

【０００６】また、図７に示すものでは、掘削の際に
は、支持アーム１２０が繰り出されるが、連結部材１１
２は油圧シリンダ１２２により引き上げられるので、ク
ラムシェル１０８，１１０が連結部材１１２を中心に揺
動して閉じると共に、図７に二点鎖線で示すように、持
ち上がるため、一度に土砂を取り込む効率が必ずしも十
分でないという問題があった。

【０００７】そこで本発明は上記の課題を解決すること
を目的とし、一度に取り込める土砂の量を改善したクラ
ムシェルバケット掘削装置を提供することにある。

【０００８】

【課題を解決するための手段】かかる目的を達成すべ
く、本発明は課題を解決するための手段として次の構成
を取った。即ち、ケーシングチューブを回転させ地中に
押し込む回転押込機構を備えると共に、ワイヤロープに
より前記ケーシングチューブ内に吊下げられて前記ケー
シングチューブ内周に係合されるグリップ機構を備え、
また、地面に向かって延出された伸縮可能な柱の先端側
に前記柱の軸方向と直交して固定された連結部材の両端
に設けたピンの廻りに一組のクラムシェルを開閉可能に
設け、該クラムシェルと前記柱の後端側とをそれぞれ両
端が揺動可能に支持されたリンクにより連結すると共
に、前記グリップ機構に前記柱の後端側を連結したクラ
ムシェルバケットを有し、かつ、前記クラムシェルを開
閉状態で保持する保持機構を備え、 前記ケーシングチュ
ーブの押込みにより前記グリップ機構を介して前記柱の
後端側を押して前記連結部材を地面に当て前記柱の縮小
により前記リンクを介して前記クラムシェルを閉じさせ
て前記クラムシェル内に土砂を取り込むことを特徴とす
るクラムシェルバケット掘削装置の構成がそれである。

【０００９】また、前記保持機構が、前記柱の後端側に
ヘッド側を前記柱の先端側にロッド側を連結されたシリ
ンダを備え、該シリンダのロッド側作用室に蓄圧器を接
続すると共に、前記シリンダの両作用室をヘッド側作用
室からロッド側作用室への流れを許容するチェック弁を
介して接続し、かつ、該チェック弁を迂回する開閉弁を
備えた構成としてもよい。

【００１０】

【作用】前記構成を有するクラムシェルバケット掘削装
置は、回転押込機構がケーシングチューブを回転させ地
中に押し込み、グリップ機構がワイヤロープによりケー
シングチューブ内に吊下られてケーシングチューブ内周
に係合する。回転押込機構がケーシングチューブを押し
込み、グリップ機構を介して柱の後端側を押す。

【００１１】柱の後端を押して連結部材を地面に当て、
柱の縮小によりリンクを介してクラムシェルを柱の先端
側の連結部材の両端に設けたピンを中心として閉じさせ
クラムシェル内に土砂を取り込む。そして、保持機構が
クラムシェルを開閉状態で保持する。

【００１２】また、保持機構が、シリンダを備えたもの
では、柱の縮小によりシリンダが縮小し、チェック弁を
介してヘッド側作用室からロッド側作用室に流体が流入
すると共に、蓄圧器に流体が蓄えられる。そして、クラ
ムシェルが閉じられると、チェック弁がロッド側作用室
からヘッド側作用室への流体の流入を規制して、クラム
シェルを閉じた状態に保持する。

【００１３】一方、開閉弁が開かれると、開閉弁を介し
て蓄圧器に蓄えられた流体がヘッド側作用室に流入し、
柱を伸ばしてクラムシェルを開き、土砂を排出させる。
開閉弁が閉じられると、クラムシェルを開いた状態で保
持する。

【００１４】

【実施例】以下本発明の実施例を図面に基づいて詳細に
説明する。図１に示すように、１は回転押込機構で、水
平状態に保持されるベースフレーム２に、昇降フレーム
３を昇降する昇降シリンダ４を１組立設し、昇降フレー
ム３に軸受け５を介してリング状の回転部材６を回転可
能に支持している。回転部材６の外周にはギヤ７が形成
されており、昇降フレーム３に設けた油圧モータ８の回
転軸に固着した駆動ギヤ８ａとギヤ７とをアイドルギヤ
９を介して噛合させ、油圧モータ８の回転により回転部
材６を回転するように構成されている。

【００１５】回転部材６の内周には、ケーシングチュー
ブ１０を挿通可能なテーパ孔１１が形成されており、テ
ーパ孔１１は下方に向かって縮径するように形成されて
いる。回転部材６の上方には、昇降フレーム３に配置さ
れたチャックシリンダ１２により昇降されるブラケット
１３ａが設けられており、ブラケット１３ａと回転部材
６との間に、ベアリング１３ｂを介して回転フレーム１
３ｃがブラケット１３ａと共に昇降するように支持され
て配設されている。回転フレーム１３ｃから吊下られた
楔状のチャック部材１４が、テーパ孔１１とケーシング
チューブ１０との間に挿入されている。

【００１６】ケーシングチューブ１０内には、グリップ
機構１５がクレーン１６により吊下られており、グリッ
プ機構１５は、スイベルジョイント１７を介してクレー
ン１６のワイヤロープ１８に吊下られたシャフト１９
と、シャフト１９に上下方向に摺動可能に装着された筒
部材２０と、ケーシングチューブ１０の内周に沿って配
置された複数のグリップ部材２２とを備えている。

【００１７】シャフト１９に固定された上部フランジ１
９ａ上にウエイト２３が搭載されており、シャフト１９
と筒部材２０との間にスプリング２４が圧縮されて介装
されている。上部フランジ１９ａとグリップ部材２２と
は、上部フランジ１９ａの下方への移動でグリップ部材
２２が拡開されるように、両端が揺動可能に支持された
リンク２５で連結されている。また、筒部材２０とグリ
ップ部材２２との間は、筒部材２０の上方への移動でグ
リップ部材２２が拡開されるように、上下一組のリンク
２６，２７で連結されている。尚、本実施例では、回転
押込機構１とグリップ機構１５とにより掘削機構２８が
構成されている。

【００１８】筒部材２０の下端フランジ２０ａには、ケ
ーシングチューブ１０の底の地面に向かって延出された
柱３０の後端に固定されたフランジ３１が着脱可能に固
定されている。柱３０は、図３から図５に示すように、
フランジ３１に後端が固定された筒状の第１柱部材３２
とこの第１柱部材３２内に摺動可能に挿入された筒状の
第２柱部材３３とを備えている。

【００１９】第２柱部材３３の先端側に固定されたフラ
ンジ３４には、柱３０の軸方向と直交する連結部材３５
が固定されており、連結部材３５の両端にはブラケット
３６，３７が固定されている。このブラケット３６，３
７に一組のクラムシェル３８，３９が柱３０の軸方向と
直交するピン４０，４１により揺動可能に支持されて一
組のクラムシェル３８，３９が開閉できるように構成さ
れている。

【００２０】また、第１柱部材３２の後端側には、一組
のリンク４２，４３の一端が揺動可能に支持されてお
り、リンク４２，４３の他端は、それぞれ両クラムシェ
ル３８，３９に揺動可能に支持されている。一方、柱３
０内には、油圧シリンダ４４が収納されており、油圧シ
リンダ４４のヘッド側はピン４５により第１柱部材３２
の後端側に揺動可能に支持されている。また、油圧シリ
ンダ４４のロッド４６の先端は、ピン４６ｂにより第２
柱部材３３の先端側に連結されている。

【００２１】油圧シリンダ４４は、ロッド４６と一体の
ピストン４６ａによりロッド側作用室４７とヘッド側作
用室４９とに区画されており、ロッド側作用室４７に
は、蓄圧器４８が接続されている。蓄圧器４８は、封入
された気体やばね等により、作動油等の流体を加圧状態
で蓄えることができる周知のものである。流体は、作動
油でも空気であっても実施可能である。

【００２２】また、ヘッド側作用室４９とロッド側作用
室４７とがヘッド側作用室４９からロッド側作用室４７
への流体の流れを許容するチェック弁５０を介して接続
されている。更に、チェック弁５０と並列に手動開閉弁
５１が設けられており、手動開閉弁５１はフランジ３１
に揺動可能に支承されたレバー５２の操作によって開閉
されるように接続されている。手動開閉弁５１に代えて
電磁開閉弁でも実施可能である。

【００２３】尚、本実施例では、油圧シリンダ４４、蓄
圧器４８、チェック弁５０、手動開閉弁５１により保持
機構５３を構成し、柱３０、フランジ３１，３４、連結
部材３５、ブラケット３６，３７、クラムシェル３８，
３９、ピン４０，４１、リンク４２，４３によりクラム
シェルバケット５４を構成している。

【００２４】次に、前述した本実施例のクラムシェルバ
ケット掘削装置の作動について説明する。まず、ケーシ
ングチューブ１０が挿入され、チャックシリンダ１２が
駆動されてブラケット１３ａを下降させる。これによ
り、ベアリング１３ｂ、回転フレーム１３ｃを介してチ
ャック部材１４がテーパ孔１１とケーシングチューブ１
０との間に挿入され、チャック部材１４により回転部材
６とケーシングチューブ１０とが締結される。

【００２５】次に、油圧モータ８が回転駆動されて、駆
動ギヤ８ａ、アイドルギヤ９を介して回転部材６が回転
され、回転部材６の回転と共にケーシングチューブ１０
が回転される。また、昇降シリンダ４を駆動して昇降フ
レーム３を下降させ、回転部材６、チャック部材１４等
を介してケーシングチューブ１０を地中に押し込む。ケ
ーシングチューブ１０を回転させ地中に押し込むと、内
側には土砂が残る。

【００２６】そして、グリップ機構１５がクレーン１６
のワイヤロープ１８に吊下られて、クラムシェル３８，
３９がケーシングチューブ１０内に挿入される。連結部
材３５が底に当たると、ウエイト２３の自重とスプリン
グ２４の付勢力によりシャフト１９が上部フランジ１９
ａと共に下降する。これにより、リンク２５を介してグ
リップ部材２２が拡開されて、グリップ部材２２がケー
シングチューブ１０の内周に押し付けられて、グリップ
機構１５とケーシングチューブ１０とが係合される。

【００２７】次に、昇降シリンダ４が駆動されて、ケー
シングチューブ１０に押込力が付与されると、グリップ
機構１５を介して柱３０の後端が押される。これによ
り、第１柱部材３２内に第２柱部材３３が入り込み柱３
０が縮小し、リンク４２，４３を介してクラムシェル３
８，３９をピン４０，４１を中心にして揺動させて、両
クラムシェル３８，３９を閉じる。

【００２８】クラムシェル３８，３９は、連結部材３５
が地面に当たったままの状態で、昇降シリンダ４により
ケーシングチューブ１０を介して大きな押込力で押し込
まれるので、図３に二点鎖線で示すように、ピン４０，
４１を中心にして揺動し、地中に深く入り込み、一度の
掘削で取り込む土砂の量が多い。

【００２９】また、柱３０の縮小によりロッド４６が引
込み、ヘッド側作用室４９内の流体はチェック弁５０を
介してロッド側作用室４７に流入する。このときのロッ
ド側作用室４７の体積の増加はロッド４６の体積の分、
ヘッド側作用室４９の減少よりも小さいので、余分な流
体は蓄圧器４８に流入し、加圧状態で蓄えられる。そし
て、クラムシェル３８，３９が閉じたときには、チェッ
ク弁５０がロッド側作用室４７からヘッド側作用室４９
への流体の流れを規制して、クラムシェル３８，３９が
開かないように保持する。

【００３０】尚、クラムシェル３８，３９が閉じるとき
に、グリップ機構１５は大きな反力を受け、筒部材２０
が押し上げられる。これにより、リンク２６，２７を介
してグリップ部材２２が拡開されてケーシングチューブ
１０の内周により強く押し付けられ、より強固に係合さ
れる。

【００３１】そして、ワイヤロープ１８を巻き上げて、
グリップ機構１５が引き上げられると、リンク２５を介
してグリップ部材２２がケーシングチューブ１０の内周
から離間されて係合が解除される。グリップ機構１５と
共に、クラムシェル３８，３９がケーシングチューブ１
０内から地上に引き出され、レバー５２が操作されて手
動開閉弁５１が開かれる。

【００３２】これにより、ロッド側作用室４７とヘッド
側作用室４９とが連通され、蓄圧器４８に蓄圧された流
体圧が、ピストン４６ａの両側に作用する。図５に示す
ように、ロッド側作用室４７に面したピストン４６ａの
受圧面積は、ヘッド側作用室４９に面したピストン４６
ａの受圧面積よりも、ロッド４６の断面積の分、小さ
い。従って、ピストン４６ａの両側に同じ圧力が作用し
た場合には、ロッド４６を突き出す作用力の方が大き
く、柱３０が伸張されて、クラムシェル３８，３９がピ
ン４０，４１を中心として揺動し、クラムシェル３８，
３９が開き、内部の土砂を排出する。

【００３３】次に、手動開閉弁５１を閉じると、チェッ
ク弁５０により、ロッド側作用室４７からヘッド側作用
室４９には流体の流れが規制されるので、クラムシェル
３８，３９は開いた状態で保持され、再びクラムシェル
３８，３９を開いた状態でケーシングチューブ１０内に
挿入して、前記の作業を繰り返して掘削する。

【００３４】尚、保持機構５３は、前述した油圧シリン
ダ４４、蓄圧器４８、チェック弁５０等を用いたものに
限らず、クラムシェル３８，３９を開閉状態で保持でき
るもの、例えば、単に油圧シリンダに油圧ホースを介し
て作動油を供給して開閉状態を保持する、あるいはワイ
ヤによりクラムシェル３８，３９の開閉状態を保持する
構成のものでもよいが、前述した構成とすることによ
り、ワイヤや油圧ホースを外部からケーシングチューブ
１０内の底にまで引き込むことなく、開閉状態を保持で
きるので、ワイヤや油圧ホースが邪魔になることがな
く、掘削作業がし易い。

【００３５】また、グリップ機構１５によりケーシング
チューブ１０の押込力をクラムシェルバケット５４に伝
達するので、大きな押込力が得られ、また、深い孔であ
っても掘削することができる。尚、掘削機構２８は、前
述したケーシングチューブ１０を回転させ地中に押し込
む回転押込機構１とグリップ機構１５とを用いたものに
限らず、浅い孔やビルの地下部分を掘削する場合のよう
に広い面積を掘る場合には、シリンダのロッドの先端に
前記フランジ３１を連結し、柱３０の後端側を押し込む
構成のものであっても実施可能である。

【００３６】以上本発明はこの様な実施例に何等限定さ
れるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲にお
いて種々なる態様で実施し得る。

【００３７】

【発明の効果】以上詳述したように本発明のクラムシェ
ルバケット掘削装置は、柱の後端側を押して柱の先端側
を地面に当て、柱を縮小させてリンクを介してクラムシ
ェルを閉じて掘削するので、一度の掘削で取り込む土砂
の量が多く、効率が改善されるという効果を奏する。ま
た、保持機構が、柱に連結されたシリンダ、蓄圧器、チ
ェック弁を備えた構成とすることにより、油圧ホース等
を外部から引き込まなくても、クラムシェルを閉じた状
態に保持できる。更に、掘削機構が、回転押込機構とグ
リップ機構とを備えることにより、ケーシングチューブ
内の土砂を効率よく掘削でき、しかも、回転押込機構を
ケーシングチューブの回転・押込と兼用することができ
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例としてのクラムシェルバケッ
ト掘削装置の断面図である。

【図２】本実施例のクラムシェルバケット掘削装置の概
略全体図である。

【図３】本実施例のクラムシェルバケットの拡大正面図
である。

【図４】図３のＡＡ断面図である。

【図５】本実施例のクラムシェルバケットが閉じた状態
の断面図である。

【図６】従来のワイヤを用いたクラムシェルバケットの
拡大正面図である。

【図７】従来の油圧シリンダを用いたクラムシェルバケ
ットの拡大正面図である。

【符号の説明】

１…回転押込機構 ４…昇降シリンダ
６…回転部材 １０…ケーシングチューブ １５…グリップ機構
１６…クレーン １８…ワイヤロープ ２８…掘削機構
３０…柱 ３８，３９，１０８，１１０…クラムシェル
４４…油圧シリンダ ４７…ロッド側作用室 ４９…ヘッド側作用室
５０…チェック弁 ５１…手動開閉弁

Claims (2)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 ケーシングチューブを回転させ地中に押
   し込む回転押込機構を備えると共に、ワイヤロープによ
   り前記ケーシングチューブ内に吊下げられて前記ケーシ
   ングチューブ内周に係合されるグリップ機構を備え、 また、 地面に向かって延出された伸縮可能な柱の先端側
   に前記柱の軸方向と直交して固定された連結部材の両端
   に設けたピンの廻りに一組のクラムシェルを開閉可能に
   設け、該クラムシェルと前記柱の後端側とをそれぞれ両
   端が揺動可能に支持されたリンクにより連結すると共
   に、前記グリップ機構に前記柱の後端側を連結したクラ
   ムシェルバケットを有し、 かつ、 前記クラムシェルを開閉状態で保持する保持機構
   を備え、 前記ケーシングチューブの押込みにより前記グリップ機
   構を介して前記柱の後端側を押して前記連結部材を地面
   に当て前記柱の縮小により前記リンクを介して前記クラ
   ムシェルを閉じさせて前記クラムシェル内に土砂を取り
   込む ことを特徴とするクラムシェルバケット掘削装置。
2. 【請求項２】 前記保持機構が、前記柱の後端側にヘッ
   ド側を前記柱の先端側にロッド側を連結されたシリンダ
   を備え、該シリンダのロッド側作用室に蓄圧器を接続す
   ると共に、前記シリンダの両作用室をヘッド側作用室か
   らロッド側作用室への流れを許容するチェック弁を介し
   て接続し、かつ、該チェック弁を迂回する開閉弁を備え
   たことを特徴とする請求項１記載のクラムシェルバケッ
   ト掘削装置。