JP3733195B2 - Vertical hole drilling rig - Google Patents
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Description
【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、例えば建物の基礎杭を収容するための縦穴を掘削する掘削装置の改良に関する。
【0002】
【従来の技術】
従来から、ビル等の建築物の基礎杭を収容する等の目的で、縦穴を掘削し、この縦穴の内周にコンクリートの壁を形成する作業が行われることがある。
【0003】
このような縦穴掘削作業は、掘削対象である地盤が軟岩からなる軟岩掘削の場合には、昇降機構で昇降自在に支持された掘削装置を縦穴最深部において作業者が運転しつつ掘削作業が行われる一方で、地盤が硬岩からなる硬岩掘削の場合には、発破により縦穴最深部を破砕しながら行われるのが通常であった。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、このような従来の縦穴掘削では、縦穴最深部における掘削装置の運転は容易でないため、高い作業効率および高い掘削精度を得ることは難かしかった。また、作業場所である縦穴の最深部は作業者にとって良好な作業環境とは言えず、この意味でも容易に正確な自動運転を可能とする掘削装置が望まれていた。
【0005】
また、従来、縦穴掘削の結果生じた掘削屑(ズリ)は、掘削作業後にショベルやバケットで掻き出して処理するようになっていたので、これも作業効率の低下の原因となっていた。
【0006】
さらに、硬岩掘削と軟岩掘削において作業機械を変更しなければならず、非効率的であった。すなわち、従来の掘削機ではその出力が十分なものではなかったので、硬岩掘削においては発破施工が必要となってしまっていた。
【0007】
本発明は、このような問題点に着目してなされたもので、掘削作業の効率および精度を大幅に向上させるとともに、自動運転に適し、かつ種々の掘削対象に対して対応可能な縦穴掘削装置を提供することを目的とする。
【0008】
【課題を解決するための手段】
本発明は、掘削装置本体の下端側に設置され掘削装置本体の中心軸を中心に回転自在な作業機支持部と、作業機支持部を回転駆動する作業機支持部駆動手段と、作業機支持部の下方に上下方向に回動可能に設置されるとともに先端側に回転駆動可能なカッターヘッドを備えたカッター装置と、カッター装置の上下方向の回動を駆動するカッター装置上下回動駆動手段と、カッターヘッドを回転駆動させるカッターヘッド駆動手段と、掘削屑を吸込可能なバキューム装置と、バキューム装置から延びる掘削屑吸込用の吸込ホースと、吸込ホースの吸込口側を把持するとともに作業機支持部の下方に設置される吸込口操作手段と、を備え、バキューム装置は、メインバキューム装置とメインバキューム装置の下方に位置するサブバキューム装置とからなり、メインバキューム装置と吸込口との間の吸込ホースにサブバキューム装置を介装し、縦穴最深部において掘削作業を行う縦穴掘削装置において、サブバキューム装置の下方に設けられサブバキューム装置に吸い上げられた掘削屑が集積されるとともに掘削屑を前後両方向に搬送可能なコンベア装置と、このコンベア装置の前後に設けられコンベア装置からの掘削屑を受取可能な一対の廃棄箱と、この廃棄箱を引き上げる引き上げ手段とを備えた。
【0015】
【作用】
カッター装置上下回動駆動手段によりカッター装置を所定の上下回動角度を所定の角度に設定することにより、カッターヘッドを縦穴最深部の所定の位置に配置し、この状態で、作業機支持部を掘削装置本体に対して作業機支持部駆動手段により回転駆動しつつ、カッターヘッド駆動手段によりカッターヘッドを回転駆動させる。このような掘削作業をカッター装置の上下回動角度を順次変更しつつ行うことにより、縦穴最深部の全域にわたって掘削作業を行うことができる。この場合、カッターヘッドは所定の径の円周上を移動しながら掘削作業を行い、掘削作業は正確な円形状に均一かつ効率的に行われ、特に、縦穴の内周面を形成するときには、正確な円形掘削面を容易に形成できる。また、一旦カッター装置の上下回動角度を設定した後は、作業者による掘削装置の操作は不要となるので、自動運転とすることができ、作業者は掘削作業場所から退避していることができるので掘削作業の安全性が著しく向上する。
【0016】
カッターヘッド駆動手段はカッター装置の側面に固設されているので、カッター装置の長さを長くすることなく大型のカッターヘッド駆動手段を設けることができる。これにより、カッター装置を大出力とすることができ、硬岩に対してもカッター装置による掘削作業で対応することが可能となり、同一の装置で対応できる作業の幅が大幅に広がるとともに、発破の使用を最小限に低減できる。
【0017】
掘削屑はバキューム装置により吸い上げられて処理されるので、掘削屑をショベルやバケット等で掻き出す必要がなく、掘削屑処理が容易に行われる。また、作業機支持部の1回転とともに所定の円周上で行われるカッター装置による掘削作業中、カッター装置と同じく作業機支持部に設置された操作手段もカッター装置と同一の円周上を1回転し、この操作手段に把持される吸込ホースの吸込口は、カッター装置により掘削された場所について順次掘削屑の吸込作業を行い得るので、バキューム装置による掘削屑の処理は効率的に行われる。
【0018】
掘削作業場所において掘削屑を吸い込む吸込口には、メインバキューム装置とサブバキューム装置を併せた十分な吸引力が作用し、重い掘削屑であってもサブバキューム装置まで吸い上げられる一方で、粉塵等の軽い掘削屑はさらにメインバキューム装置の吸引力のみでメインバキューム装置まで吸い上げられるので、さまざまな重さの掘削屑の吸い上げが効率的に行われる。
【0019】
サブバキューム装置まで吸い上げられた掘削屑を、前後両方向に反転可能なコンベア装置によりコンベア装置の前後両側に設けられた一対の廃棄箱に交互に搬送し、これらの廃棄箱を引き上げ手段で交互に引き上げて掘削屑を処分し、この一方の廃棄箱の引き上げ作業の間には他方の廃棄箱にコンベア装置からの掘削屑が搬送されるようにしたので、掘削屑の廃棄が連続的かつ効率的に行われる。
【0020】
カッター装置の代わりにブレーカが付け替え可能であるので、カッター装置では対応できない固い地盤に対してもブレーカによる破砕を行うことができる。
【0021】
掘削装置本体には削岩機が伸縮自在に収装されているので、ブレーカでも対応できないような固い地盤に対するときなど、必要に応じて、即座に削岩機を地盤側に伸び出させて、削岩作業により地盤に発破用の穴を形成し、発破により地盤を破砕することができる。
【0022】
【発明の実施の形態】
以下、添付図面に基づいて、本発明の実施の形態について説明する。
【0023】
図1〜図3に示すように、掘削機1の本体を構成する円柱状ののセンターフレーム2は、縦穴3内周に形成された壁面(コンクリート壁面)4に、支持手段である複数(3本)の本体グリッパ装置5と複数の(3本)のサブグリッパ装置6とで支持される。なお、このセンターフレーム2には、電磁制御盤およびパワーユニットを内蔵するコントロールユニット7が固設され、後述する各種ジャッキ類は、このコントロールユニット内のパワーユニットからの作動油の供給を受けて作動し、この作動油の供給は、クレーン装置9によって昇降自在の作業ゴンドラ8内の作業者からの例えば無線等による指示で、電磁制御盤を介して制御されるようになっている。
【0024】
伸縮自在のジャッキである本体グリッパ装置5は、基端側において、センターフレーム2の下端付近に固設されることにより、センターフレーム2から放射状に水平方向に延びて支持され、通常は、ロッド5aの先端部を壁面4に当接させている。この状態で、本体グリッパ装置5に伸張方向に伸び出そうとする押圧力を発生させ、ロッド5a先端部と壁面4との間に発生した摩擦力で、センターフレーム2が壁面4の所定の位置に支持される。
【0025】
一方、本体グリッパ装置5と同様に伸縮自在のジャッキであるサブグリッパ装置6は、本体グリッパ装置5の上方に、グリッパ上下ジャッキ10を介して固設される。すなわち、グリッパ上下ジャッキ10は、センターフレーム2(および本体グリッパ装置5)に対して固定されて、センターフレーム2の側方に垂直に立設するとともに、伸縮自在のロッド10aの先端側にサブグリッパ装置6の基端側を支持している。そして、サブグリッパ装置6は、本体グリッパ装置5と同様に、センターフレーム2側から放射状に水平方向に延びた状態で支持され、通常は、そのロッド5aの先端部を壁面4に当接させ、伸張方向に伸び出そうとする押圧力により、本体グリッパ装置5とともにセンターフレーム2を支持している。
【0026】
なお、後述するように、本体グリッパ装置5とサブグリッパ装置6は、いずれか一方が壁面4との連結を断たれた状態でグリッパ上下ジャッキ10を伸縮させることにより、センターフレーム2を昇降移動させるものであり、この場合、サブグリッパ装置6は、センターフレーム2側方に沿って延びる案内レール11にその基端側を案内されながら、センターフレーム2に対して安定的に相対移動できるようになっている。
【0027】
さて、このような掘削機1本体(センターフレーム2)下方には、本発明の特徴部分として、センターフレーム2の中心軸を中心に回転自在の作業機支持部12を備えている。すなわち、作業機支持部12は、センターフレーム2下端部を内周側に収装する環状ベアリング13の外周側に設置され、この環状ベアリング13の回りを回転自在となっている。なお、この作業機支持部12の回転は、センターフレーム2側に設置された減速機付きの油圧モータ20(図2参照)により駆動される。
【0028】
さらに、この作業機支持部12は、その下方の所定の位置に、ピン14を介して上下回動自在にカッター装置15を支持している。このカッター装置15と作業機支持部12との間には、伸縮自在のカッター上下ジャッキ16が介装され、このカッター上下ジャッキ16の伸縮によりカッター装置15の上下回動角度が可変とされて、カッター装置15先端に支持されるカッターヘッド17の位置を、縦穴底部(縦穴最深部)3aの中心側から外周側にわたって変更できるようになっている。
【0029】
このようにカッターヘッド17の縦穴底部3aにおける位置を縦穴3中心から所定の距離に設定しておいて、油圧モータ20により作業機支持部12を回転駆動すれば、カッターヘッド17は縦穴底部3a上で所定の径の円を描きながら移動して、縦穴底部3aを掘削する。したがって、この円周上の掘削作業を順次カッター装置15の回動角度を変更させながら実行して行けば、縦穴底部3aの全域にわたって均等に掘削作業を進行させることができ、特に縦穴底部3aの最外周においては、所定の径の掘削面を精度良く形成することができる。
【0030】
また、カッター装置15の回動角度が設定された後の作業機支持部12の回動による掘削作業では作業者による支持は不要であり自動運転すればよく、この掘削作業中は、作業者はゴンドラ8を上昇させて縦穴3外部へと退避していればよい。したがって、本発明によれば、掘削作業の安全性は著しく向上する。
【0031】
なお、油圧モータ20は減速機を備えているので、掘削対象である地盤の状態に応じて、作業機支持部12の回転数および回転力を調整することが可能であり、種々の地盤状態に対応可能である。
【0032】
また、カッターヘッド17は、カッター装置15の側面に固設されたカッター用電動機21に駆動されて、それ自身回転可能で、この回転によりカッターヘッド17外周に備えられたカッターが縦穴底部3aの地盤を破砕するようになっている。
【0033】
このカッター用電動機21はカッター装置15の側面に固設されているので、カッター装置15の長さを長くすることなく大型のカッター用電動機21を設けることができる。これにより、カッター装置15を大出力とすることでき、硬岩に対してもカッター装置15による掘削作業で対応することが可能となり、発破の使用は最小限に抑えることができる。
【0034】
なお、カッター装置15は電動機21に対する減速機を内蔵し、カッターヘッド17の回転数および掘削力(回転力)が可変となっており、掘削対象である地盤の固さ等に自由に対応できるようになっている。
【0035】
また、作業機支持部12には、カッター装置15と交換して、図4に示すように、ブレーカ上下ジャッキ24により上下回動可能なブレーカ25を、ピン14を介して作業機支持部12に取り付けることも可能である。これにより、掘削すべき地盤がカッター装置15では対応できないほど固いときには、ブレーカ25により地盤を破砕することもできる。
【0036】
さらに、掘削機1はセンターフレーム2の内部に削岩機26を、縦穴底部3a側に向かって伸縮自在に収装している。これにより、ブレーカ25でも対応できないような固い地盤に対するときなど、必要に応じて、この削岩機26を縦穴底部3a側に伸び出させて、削岩作業により地盤に発破用の穴を形成し、発破により地盤を破砕できるようになっている。このように、発破施工に対しても即座に対応できる。
【0037】
さて、このような掘削作業で発生した掘削塊や粉塵等の掘削屑(ズリ)の処理機構として、掘削装置1は、メインバキューム装置30、サブバキューム装置31を備えている。メインバキューム装置30は、縦穴3外部の地上に設置されており、吸込ホース32を介してセンターフレーム2上方に載置されたサブバキューム装置31と連結している。このサブバキューム装置31からは、さらに吸込ホース33が延び出して、この吸込ホース33の先端側は縦穴底部3aにまで達している。
【0038】
図2によく示されるように、吸込ホース33先端の吸込口33aは、作業機支持部12のカッター装置15と反対側に固設された作業アーム34の先端に把持され、作業機支持部12の回転動作と作業アーム34の伸縮動作との組み合わせによって、吸込処理を行うべき任意の地点まで移動可能となっている。
【0039】
吸込口33aには、メインバキューム装置30とサブバキューム装置31を併せた大きさの吸い込み力が作用し、吸込口33aから吸い込まれた掘削屑は、サブバキューム装置31へと取り込まれる。このようにサブバキューム装置31内に導かれた掘削屑は、メインバキューム装置30だけの吸引力では上方に吸い上げられないので、サブバキューム装置31内に蓄積されるが、この掘削屑の蓄積が所定量以上に達したならば、サブバキューム装置31下方の排出口30aを開放し、掘削屑を自重により、サブバキューム装置31下方に位置してセンターフレーム2に設置されたコンベア35上へと落下させる。
【0040】
コンベア35は、コンベア35下方に位置してセンターフレーム2に設置された支持台38上に、コンベア35の前後両側(図1の左右両側)に位置して置かれた廃棄箱36、37へと交互に掘削屑を搬送すべく、前後両方向へと交互に作動する。
【0041】
このようにして例えば図1の左側の廃棄箱36内に集積した掘削屑は、廃棄箱36ごとにクレーン39により縦穴3の外部に運び出されて処分される。一方、この廃棄箱36側の掘削屑の処分時には、コンベア35は反転して図1の右側の廃棄箱37側へと掘削屑を搬送しており、この間に掘削屑の廃棄が終了した廃棄箱36をクレーン39により支持台38のコンベア35の左側の所定の位置へと戻すようにする。そして、今度は廃棄箱37内の掘削屑の処分を行うときには、再びコンベア35を反転させて廃棄箱36側へと新たな掘削屑を集積して行くようにする。このようにして、掘削屑の処分は、廃棄箱36、37を交互に使用することにより連続的に効率良く行うことができる。
【0042】
さて、このようにして掘削塊等の重量のある掘削屑は、サブバキューム装置31まで吸い上げられた地点で処分されるが、粉塵等の軽い掘削屑はさらにメインバキューム装置30まで吸い上げられ、このメインバキューム装置30から外部へと処分される。このように、本発明では、掘削屑を吸い上げるバキューム装置としてメインバキューム装置30とサブバキューム装置31を備え、重い掘削屑はメインバキューム装置30とサブバキューム装置31を併せた十分な吸引力で縦穴3下方の掘削作業場所から所定の集積場所まで吸い上げるとともに、粉塵等の軽い掘削屑はメインバキューム装置30の吸引力でさらに上方まで吸い上げて処理するので、掘削屑の処分を合理的かつ効率的に行うことができる。
【0043】
なお、掘削装置1は、掘削された縦穴3の内周に壁面4を形成するための機構として、コンクリート型枠42を備えている。このコンクリート型枠42は、センターフレーム2の下方に、支持装置41を介して昇降自在かつ縦穴3の内周面方向に移動可能に支持された複数の板状部材から構成され、これらの板状部材が縦穴3の内周方向に移動しつつ環状に連なって一つの型枠を形成するものである。
【0044】
このコンクリート型枠42は、掘削作業後に、壁面4の下方に新たに掘削された縦穴3内周面に対峙する位置へと下降する。そして、このコンクリート型枠42と縦穴3内周面との間へのコンクリート打設は、図4に示すように、コンクリートプラントからのコンクリートを、コンクリートホース43により搬送することで行われる。なお、このコンクリートホース43を通じてのコンクリート打設量は、コンクリートホース43の中間に設けた電動ピンチバルブ44をバルブ操作盤45で操作して制御されるようになっている。
【0045】
つぎに作用を説明する。
【0046】
掘削装置1を用いた掘削作業に際しては、まず図6(a)に示すように、カッター装置15を作業機支持部12に支持した掘削機1を、既に形成されている縦穴3の壁面4の所定の箇所、または掘削場所上方の地上に構成したやぐらの内周面の所定の箇所に、本体グリッパ装置5およびサブグリッパ装置6により支持する。なお、図6(a)においては、例えばパワーショベル等を用いて、縦穴3が地上からある程度の深さまで既に形成された状態から、掘削作業が開始されるようになっている。
【0047】
続いて、図6(b)に示すように、カッター装置15の回動角度を変更して、カッターヘッド17を縦穴3の底部3aの所定の場所に接触させる。
【0048】
さらに、図6(c)に示すように、作業機支持部12をセンターフレーム2に対して1回転させる間に、カッター装置15を駆動して掘削作業を行うとともに、作業機支持部12のカッター装置15の反対側では、作業アームにより移動可能な吸込ホース33の吸込口33aから掘削屑(ズリ)を吸い込んで、上方に吸い上げ、縦穴3の外部へと処分するようにする。
【0049】
この場合、カッターヘッド17は、一旦カッター装置15の回動角度が設定された後は、作業機支持部12の回転により所定の掘削場所を順次案内されるので、掘削作業の作業効率および掘削精度が高められるとともに、掘削作業を容易に自動化することができる。したがって、作業者は作業場所付近から退避していることができ、掘削作業の安全性も高められる。
【0050】
また、重い掘削屑はメインバキューム装置30およびサブバキューム装置31を併せた吸引力でサブバキューム装置31まで吸い上げられる一方、粉塵等の軽い掘削屑はさらにメインバキューム装置30までメインバキューム装置30のみの吸引力で吸い上げて処理するようになっているので、重い掘削屑に対しても十分な吸引力が確保されると同時に、粉塵等の処理も合理的に行われる。
【0051】
また、重い掘削屑は、正逆反転可能なコンベア35により、このコンベアの両側に設けられた一対の廃棄箱36、37に交互に搬送され、これらの廃棄箱36、37をクレーン39で交互に引き上げて、掘削屑を処分するようにしたので、掘削屑の廃棄が連続的かつ効率的に行われる。
【0052】
さて、このような掘削作業が終了したら、図7(d)に示すように、カッター装置15を上方に回動させて格納するとともに、作業アーム34および吸込ホース33の吸込口33aも上方に折り畳んで格納する。
【0053】
そして、図7(e)に示すように、本体グリッパ装置5を収縮させて壁面4に対する本体グリッパ装置5によるグリップを解除し、掘削装置1をサブグリッパ装置6のみで支持した状態で、収縮状態にあったグリッパ上下ジャッキ10を伸張させ、センターフレーム2をこの伸張量だけ下降させて、図7(f)に示すように、再び本体グリッパ装置5を伸張させて壁面4に対するグリップを行う。
【0054】
そして、図8(g)に示すように、サブグリッパ装置6を収縮させて壁面4へのグリップを解除し、グリッパ上下ジャッキ10を収縮させることにより、本体グリッパ装置5、サブグリッパ装置6およびグリッパ上下ジャッキ10の関係を初期状態に戻し、サブグリッパ装置6を伸張させて、掘削装置1を再び本体グリッパ装置5およびサブグリッパ装置6で支持する。
【0055】
続いて、図8(h)に示すように、コンクリート型枠42をセットしてコンクリート打設を行い、コンクリート打設終了後には、図8(i)に示すように、コンクリート型枠42を格納して、図6(a)の状態へと戻り、この図6〜図8までの掘削工程が繰り返されて、掘削作業が進行する。
【0056】
【発明の効果】
以上のように第1の発明によれば、カッター装置上下回動駆動手段によりカッター装置を所定の上下回動角度を所定の角度に設定することにより、カッターヘッドを縦穴最深部の所定の位置に配置し、この状態で、作業機支持部を掘削装置本体に対して作業機支持部駆動手段により回転駆動しつつ、カッターヘッド駆動手段によりカッターヘッドを回転駆動させる。このような掘削作業をカッター装置の上下回動角度を順次変更しつつ行うことにより、縦穴最深部の全域にわたって掘削作業を行うことができる。この場合、カッターヘッドは所定の径の円周上を移動しながら掘削作業を行い、掘削作業は正確な円形状に均一かつ効率的に行われ、特に、縦穴の内周面を形成するときには、正確な円形掘削面を容易に形成できる。また、一旦カッター装置の上下回動角度を設定した後は、作業者による掘削装置の操作は不要となるので、自動運転とすることができ、作業者は掘削作業場所から退避していることができるので掘削作業の安全性が著しく向上する。
【0057】
第2の発明によれば、カッターヘッド駆動手段はカッター装置の側面に固設されているので、カッター装置の長さを長くすることなく大型のカッターヘッド駆動手段を設けることができる。これにより、カッター装置を大出力とすることができ、硬岩に対してもカッター装置による掘削作業で対応することが可能となり、同一の装置で対応できる作業の幅が大幅に広がるとともに、発破の使用を最小限に低減できる。
【0058】
第3の発明によれば、掘削屑はバキューム装置により吸い上げられて処理されるので、掘削屑をショベルやバケット等で掻き出す必要がなく、掘削屑処理が容易に行われる。また、作業機支持部の1回転とともに所定の円周上で行われるカッター装置による掘削作業中、カッター装置と同じく作業機支持部に設置された操作手段もカッター装置と同一の円周上を1回転し、この操作手段に把持される吸込ホースの吸込口は、カッター装置により掘削された場所について順次掘削屑の吸込作業を行い得るので、バキューム装置による掘削屑の処理は効率的に行われる。
【0059】
第4の発明によれば、掘削作業場所において掘削屑を吸い込む吸込口には、メインバキューム装置とサブバキューム装置を併せた十分な吸引力が作用し、重い掘削屑であってもサブバキューム装置まで吸い上げられる一方で、粉塵等の軽い掘削屑はさらにメインバキューム装置の吸引力のみでメインバキューム装置まで吸い上げられるので、さまざまな重さの掘削屑の吸い上げが効率的に行われる。
【0060】
第5の発明によれば、サブバキューム装置まで吸い上げられた掘削屑を、前後両方向に反転可能なコンベア装置によりコンベア装置の前後両側に設けられた一対の廃棄箱に交互に搬送し、これらの廃棄箱を引き上げ手段で交互に引き上げて掘削屑を処分し、この一方の廃棄箱の引き上げ作業の間には他方の廃棄箱にコンベア装置からの掘削屑が搬送されるようにしたので、掘削屑の廃棄が連続的かつ効率的に行われる。
【0061】
第6の発明によれば、カッター装置の代わりにブレーカが付け替え可能であるので、カッター装置では対応できない固い地盤に対してもブレーカによる破砕を行うことができる。
【0062】
第7の発明によれば、掘削装置本体には削岩機が伸縮自在に収装されているので、ブレーカでも対応できないような固い地盤に対するときなど、必要に応じて、即座に削岩機を地盤側に伸び出させて、削岩作業により地盤に発破用の穴を形成し、発破により地盤を破砕することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の実施の形態を示す正面図である。
【図2】同じく側面図である。
【図3】同じく平面図である。
【図4】同じく正面図である。
【図5】同じくコンクリート打設の様子を示す正面図である。
【図6】同じく掘削作業の履行手順を示す説明図である。
【図7】同じく説明図である。
【図8】同じく説明図である。
【符号の説明】
1 掘削装置
2 センターフレーム
3 縦穴
4 壁面
5 本体グリッパ装置
6 サブグリッパ装置
7 コントロールユニット
10 グリッパ上下ジャッキ
12 作業機支持部
15 カッター装置
16 カッター上下ジャッキ
17 カッターヘッド
20 油圧モータ
21 カッター用電動機
26 削岩機
30 メインバキューム装置
31 サブバキューム装置
32 吸込ホース
33 吸込ホース
33a 吸込口
34 作業アーム
35 コンベア
36 廃棄箱
37 廃棄箱
39 クレーン[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to an improvement of a drilling device for drilling a vertical hole for accommodating a foundation pile of a building, for example.
[0002]
[Prior art]
Conventionally, there is a case where a vertical hole is excavated and a concrete wall is formed on the inner periphery of the vertical hole in order to accommodate a foundation pile of a building such as a building.
[0003]
In the case of soft rock excavation where the ground to be excavated is soft rock, such vertical hole excavation work is performed while the operator operates the excavator supported by the lifting mechanism so as to be movable up and down in the deepest part of the vertical hole. On the other hand, in the case of hard rock excavation where the ground is composed of hard rock, it was usually performed while crushing the deepest part of the vertical hole by blasting.
[0004]
[Problems to be solved by the invention]
However, in such conventional vertical hole excavation, it is difficult to obtain a high working efficiency and high excavation accuracy because it is not easy to operate the excavator in the deepest part of the vertical hole. Further, the deepest part of the vertical hole, which is a work place, is not a good working environment for the worker, and in this sense, an excavator that can easily perform an accurate automatic operation has been desired.
[0005]
Conventionally, excavation scraps generated as a result of vertical hole excavation have been scraped and processed by excavators and buckets after excavation work, which has also caused a reduction in work efficiency.
[0006]
Furthermore, the work machine had to be changed in hard rock drilling and soft rock drilling, which was inefficient. That is, since the output of conventional excavators was not sufficient, blasting work was required for hard rock excavation.
[0007]
The present invention has been made by paying attention to such problems, and while greatly improving the efficiency and accuracy of excavation work, it is suitable for automatic operation and can be used for various excavation objects. The purpose is to provide.
[0008]
[Means for Solving the Problems]
The present inventionA work implement support that is installed on the lower end side of the excavator main body and is rotatable about the central axis of the excavator main body, a work implement support drive means for rotationally driving the work implement support, and a lower portion of the work implement support A cutter device provided with a cutter head that is rotatably installed in the vertical direction and that can be driven to rotate at the tip side, a cutter device vertical rotation drive means for driving the vertical rotation of the cutter device, and a cutter head Cutter head driving means for rotationally driving;A vacuum device capable of sucking drilling debris, a suction hose for sucking drilling debris extending from the vacuum device, and a suction port operating means which holds the suction port side of the suction hose and which is installed below the work implement support part. The vacuum device comprises a main vacuum device and a sub-vacuum device located below the main vacuum device, a sub-vacuum device is interposed in the suction hose between the main vacuum device and the suction port, and at the deepest part of the vertical hole. In a vertical hole excavator that performs excavation work, a conveyor device that is provided below the sub-vacuum device and collects excavated waste sucked into the sub-vacuum device and can convey the excavated waste in both the front and rear directions, and before and after the conveyor device A pair of waste bins that are provided and can receive excavation waste from the conveyor device, and a puller that raises the waste bins And a raising means.
[0015]
[Action]
MosquitoBy setting the predetermined vertical rotation angle of the cutter device to a predetermined angle by the vertical rotation driving means of the cutter device, the cutter head is arranged at a predetermined position of the deepest part of the vertical hole, and in this state, the work implement support unit is The cutter head is rotated by the cutter head driving means while being driven to rotate by the work implement support unit driving means with respect to the excavator body. By performing such excavation work while sequentially changing the vertical rotation angle of the cutter device, the excavation work can be performed over the entire deepest portion of the vertical hole. In this case, the cutter head performs excavation work while moving on the circumference of a predetermined diameter, the excavation work is performed uniformly and efficiently in an accurate circular shape, and particularly when forming the inner peripheral surface of the vertical hole, An accurate circular excavation surface can be easily formed. Moreover, once the vertical rotation angle of the cutter device is set, it is not necessary for the operator to operate the excavator, so automatic operation can be performed, and the operator must have retreated from the excavation work site. This can significantly improve the safety of excavation work.
[0016]
MosquitoSince the utter head driving means is fixed to the side surface of the cutter device, a large cutter head driving means can be provided without increasing the length of the cutter device. As a result, it is possible to increase the output of the cutter device, it is possible to cope with hard rocks by excavation work with the cutter device, the range of work that can be handled with the same device is greatly expanded, and blasting Use can be reduced to a minimum.
[0017]
DiggingSince the shavings are sucked up and processed by the vacuum device, it is not necessary to scrape the excavating scraps with an excavator, a bucket or the like, and the excavating scraps are easily processed. Further, during excavation work by the cutter device that is performed on a predetermined circumference with one rotation of the work implement support portion, the operation means installed on the work implement support portion as well as the cutter device is 1 on the same circumference as the cutter device. Since the suction port of the suction hose that is rotated and gripped by the operating means can sequentially perform the work of sucking excavated waste at a place excavated by the cutter device, the processing of the excavated waste by the vacuum device is performed efficiently.
[0018]
DiggingSufficient suction force that combines the main vacuum device and sub-vacuum device acts on the suction port for sucking excavation waste at the cutting work site, and even heavy excavation debris is sucked up to the sub-vacuum device. Since light drilling waste is further sucked up to the main vacuum device only by the suction force of the main vacuum device, various weights of drilling waste are efficiently sucked up.
[0019]
SThe excavated waste sucked up to the vacuum device is alternately conveyed to a pair of waste boxes provided on both front and rear sides of the conveyor device by a conveyor device that can be reversed in both the front and rear directions, and these waste boxes are alternately lifted by the lifting means. Since the excavation waste is disposed of and the excavation waste from the conveyor device is conveyed to the other waste bin during the lifting operation of the one waste bin, the excavation waste is continuously and efficiently discarded. Done.
[0020]
MosquitoSince the breaker can be replaced in place of the cutter device, even the hard ground that cannot be handled by the cutter device can be crushed by the breaker.
[0021]
DiggingSince the rock drilling machine is telescopically housed in the main body of the rock drilling device, the rock drilling machine can be immediately extended to the ground side as needed, such as when working on hard ground that cannot be handled by a breaker. Holes for blasting can be formed in the ground by rock drilling, and the ground can be crushed by blasting.
[0022]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the accompanying drawings.
[0023]
As shown in FIGS. 1 to 3, the
[0024]
The main
[0025]
On the other hand, the
[0026]
As will be described later, the main
[0027]
Now, below
[0028]
Further, the work
[0029]
When the position of the
[0030]
Further, in the excavation work by the rotation of the work
[0031]
In addition, since the
[0032]
Further, the
[0033]
Since the
[0034]
The
[0035]
In addition, a
[0036]
Further, the
[0037]
The
[0038]
As shown well in FIG. 2, the
[0039]
The suction force of the magnitude | size which combined the
[0040]
The
[0041]
In this way, for example, the excavation waste accumulated in the
[0042]
Now, heavy excavation debris such as excavated lump is disposed of at the point where it is sucked up to the
[0043]
The
[0044]
After the excavation work, the
[0045]
Next, the operation will be described.
[0046]
In excavation work using the
[0047]
Subsequently, as shown in FIG. 6B, the rotation angle of the
[0048]
Further, as shown in FIG. 6C, while the work implement
[0049]
In this case, once the rotation angle of the
[0050]
In addition, heavy drilling debris is sucked up to the
[0051]
In addition, heavy excavation scraps are alternately conveyed to a pair of
[0052]
When such excavation work is completed, as shown in FIG. 7 (d), the
[0053]
Then, as shown in FIG. 7 (e), the main
[0054]
Then, as shown in FIG. 8 (g), the
[0055]
Subsequently, as shown in FIG. 8 (h), the
[0056]
【The invention's effect】
As described above, according to the first invention, the cutter head is set to a predetermined position in the deepest part of the vertical hole by setting the predetermined vertical rotation angle of the cutter device to a predetermined angle by the cutter device vertical rotation driving means. In this state, the cutter head is rotated and driven by the cutter head driver while the operator is supported by the cutter for driving the excavator. By performing such excavation work while sequentially changing the vertical rotation angle of the cutter device, the excavation work can be performed over the entire deepest portion of the vertical hole. In this case, the cutter head performs excavation work while moving on the circumference of a predetermined diameter, the excavation work is performed uniformly and efficiently in an accurate circular shape, and particularly when forming the inner peripheral surface of the vertical hole, An accurate circular excavation surface can be easily formed. Moreover, once the vertical rotation angle of the cutter device is set, it is not necessary for the operator to operate the excavator, so automatic operation can be performed, and the operator must have retreated from the excavation work site. This can significantly improve the safety of excavation work.
[0057]
According to the second invention, since the cutter head driving means is fixed to the side surface of the cutter device, a large cutter head driving means can be provided without increasing the length of the cutter device. As a result, it is possible to increase the output of the cutter device, it is possible to cope with hard rocks by excavation work with the cutter device, the range of work that can be handled with the same device is greatly expanded, and blasting Use can be reduced to a minimum.
[0058]
According to the third aspect, since the excavation waste is sucked up and processed by the vacuum device, it is not necessary to scrape the excavation waste with an excavator, a bucket or the like, and the excavation waste treatment is easily performed. Further, during excavation work by the cutter device that is performed on a predetermined circumference with one rotation of the work implement support portion, the operation means installed on the work implement support portion as well as the cutter device is 1 on the same circumference as the cutter device. Since the suction port of the suction hose that is rotated and gripped by the operating means can sequentially perform the work of sucking excavated waste at a place excavated by the cutter device, the processing of the excavated waste by the vacuum device is performed efficiently.
[0059]
According to the fourth aspect of the invention, a sufficient suction force that combines the main vacuum device and the sub-vacuum device acts on the suction port for sucking the excavation waste at the excavation work site, and even the heavy excavation waste reaches the sub-vacuum device. On the other hand, light excavation debris such as dust is further sucked up to the main vacuum device only by the suction force of the main vacuum device, so that excavation debris of various weights is efficiently sucked up.
[0060]
According to the fifth invention, the excavation waste sucked up to the sub-vacuum device is alternately conveyed to a pair of disposal boxes provided on both front and rear sides of the conveyor device by a conveyor device that can be reversed in both front and rear directions, The boxes are alternately lifted by the lifting means to dispose of the excavation waste, and during the lifting operation of one of the waste bins, the excavation waste from the conveyor device is transported to the other waste bin. Disposal is done continuously and efficiently.
[0061]
According to the sixth aspect of the invention, since the breaker can be replaced instead of the cutter device, the breaker can be crushed even on hard ground that cannot be handled by the cutter device.
[0062]
According to the seventh aspect of the invention, the rock drill is housed in the main body of the excavator so that it can be extended and retracted. It can be extended to the ground side, a hole for blasting can be formed in the ground by rock drilling, and the ground can be crushed by blasting.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a front view showing an embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a side view of the same.
FIG. 3 is a plan view of the same.
FIG. 4 is a front view of the same.
FIG. 5 is a front view showing the state of concrete placement.
FIG. 6 is an explanatory view showing a procedure for performing excavation work in the same manner.
FIG. 7 is also an explanatory diagram.
FIG. 8 is also an explanatory diagram.
[Explanation of symbols]
1 Drilling rig
2 Center frame
3 vertical holes
4 Wall surfaces
5 Main body gripper device
6 Sub gripper device
7 Control unit
10 Gripper upper and lower jacks
12 Working machine support
15 Cutter device
16 Cutter upper and lower jacks
17 Cutter head
20 Hydraulic motor
21 Electric motor for cutter
26 Jackhammer
30 Main vacuum device
31 Sub-vacuum device
32 Suction hose
33 Suction hose
33a Suction port
34 Working arm
35 Conveyor
36 Waste box
37 Waste box
39 crane
Claims (1)
掘削装置本体の下端側に設置され掘削装置本体の中心軸を中心に回転自在な作業機支持部と、
前記作業機支持部を回転駆動する作業機支持部駆動手段と、
前記作業機支持部の下方に上下方向に回動可能に設置されるとともに先端側に回転駆動可能なカッターヘッドを備えたカッター装置と、
前記カッター装置の上下方向の回動を駆動するカッター装置上下回動駆動手段と、
前記カッターヘッドを回転駆動させるカッターヘッド駆動手段と、
掘削屑を吸込可能なバキューム装置と、
前記バキューム装置から延びる掘削屑吸込用の吸込ホースと、
前記吸込ホースの吸込口側を把持するとともに前記作業機支持部の下方に設置される吸込口操作手段と、を備え、
前記バキューム装置は、メインバキューム装置と前記メインバキューム装置の下方に位置するサブバキューム装置とからなり、前記メインバキューム装置と前記吸込口との間の前記吸込ホースにサブバキューム装置を介装し、
縦穴最深部において掘削作業を行う縦穴掘削装置において、
前記サブバキューム装置の下方に設けられサブバキューム装置に吸い上げられた掘削屑が集積されるとともに掘削屑を前後両方向に搬送可能なコンベア装置と、このコンベア装置の前後に設けられコンベア装置からの掘削屑を受取可能な一対の廃棄箱と、この廃棄箱を引き上げる引き上げ手段とを備えたことを特徴とする縦穴掘削装置。 A supporting means for supporting the body up and down freely on the wall surface of the inner periphery of the vertical hole ;
A work implement support that is installed on the lower end side of the excavator body and is rotatable about the central axis of the excavator body;
A working machine supporting part driving means for rotationally driving the working machine supporting portion,
A cutter device with a rotating drivable cutter head to the distal end side while being installed rotatably in the vertical direction below the working machine supporting portion,
A cutter unit vertical rotation driving means for driving the vertical rotation of the cutter device,
Cutter head driving means for rotationally driving the cutter head;
A vacuum device capable of sucking drilling waste;
A suction hose for digging waste suction extending from the vacuum device;
A suction port operating means for gripping the suction port side of the suction hose and installed below the work implement support part, and
The vacuum device comprises a main vacuum device and a sub vacuum device located below the main vacuum device, and a sub vacuum device is interposed in the suction hose between the main vacuum device and the suction port,
In the vertical hole drilling device that performs excavation work in the deepest part of the vertical hole,
A conveyor device that is provided below the sub-vacuum device and that collects the excavation waste sucked up by the sub-vacuum device and can convey the excavation waste in both the front and rear directions, and excavation waste from the conveyor device that is provided before and after the conveyor device. A vertical hole excavating apparatus comprising a pair of disposal boxes capable of receiving the waste and a lifting means for lifting the disposal boxes.
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