JP3856739B2 - アースドリル用掘削バケット - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、アースドリルのケリーバに取り付けられて、玉石や転石等の掘削を行なうアースドリル用掘削バケットに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
アースドリル工法は、正方形断面のケリーバと呼ばれる回転力伝達軸の下端にドリルバケットを固定し、このドリルバケットを下方へ押圧しながら回転させ、底蓋に設けた掘削刃が地盤を掘削して土砂をバケット内に掻き込み、満杯になったところで、地上まで引き上げて土砂を排出し、再びドリルバケットを孔底に降ろしてこのサイクルを繰り返し、掘削する工法で、広く採用されている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、このアースドリル工法では、玉石や転石等を底蓋の開口部からドリルバケット内へ取り込むことができないことから、このような玉石や転石を含む転石層を掘削する際には、ハンマグラブバケット等への段取り替え作業が必要で、その作業が煩雑となるという問題があった。
【０００４】
本発明は、上記の問題点に鑑み、転石層を掘削する際に、ケリーバの下端に従来のドリルバケットに代えて簡単に取付けできて、段取り替えを容易に行なえ、しかも構造が簡単で製作コストを低減できるアースドリル用掘削バケットを提供することを目的とする。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
請求項１に係る発明は、ケリーバ９の下端に着脱自在に取り付けられるアースドリル用掘削バケットであって、下面が開口し、周壁部１５ａに開口部３６を形成した円筒状のバケット本体１５と、バケット本体１５の下端に設けられた掘削刃１６と、バケット本体１５に開閉自在に設けられた複数のバケット爪１７と、複数のバケット爪１７を開閉させる開閉駆動手段１９とを備え、前記複数のバケット爪１７は、その開放位置においてバケット本体１５の周壁部１５ａに形成した前記開口部３６を閉鎖するように設けられ、前記開閉駆動手段１９は、地上側に設けられる油圧源に接続され、前記複数のバケット爪１７に共通のリンク機構２０を介して連動連結された１基の油圧シリンダ２１からなることを特徴とする。
【０００６】
請求項２に係る発明は、ケリーバ９の下端に着脱自在に取り付けられるアースドリル用掘削バケットであって、下面が開口し、周壁部１５ａに開口部３６を形成した円筒状のバケット本体１５と、バケット本体１５の下端に設けられた掘削刃１６と、バケット本体１５に開閉自在に設けられた複数のバケット爪１７と、複数のバケット爪１７を開閉させる開閉駆動手段１９とを備え、前記複数のバケット爪１７は、その開放位置においてバケット本体１５の周壁部１５ａに形成した前記開口部３６を閉鎖するように設けられ、前記開閉駆動手段１９は、地上に設けられる油圧源１２に接続され、前記複数のバケット爪１７に夫々リンク機構３２を介して連動連結された複数基の油圧シリンダ２１からなることを特徴とする。
【０００９】
【発明の実施の形態】
図１は、本発明に係るアースドリル用掘削バケット４又は１４を備えた地盤掘削装置１を示す。この地盤掘削装置１は、地盤の掘削位置にケーシング２を回転させながら圧入するケーシング回転圧入装置３と、下端部に掘削用のアタッチメントとして本発明に係る掘削バケット４又は１４を着脱自在に取り付けたドリルユニット５とを備えている。
【００１０】
ケーシング回転圧入装置３は、通称オールケーシング機として知られている周知構造のものである。ドリルユニット５は、ケーシング２の上端部を保持するキャッチング手段６と、昇降操作用のワイヤー７によってクローラークレーン８の頂部からケーシング２と同軸状に垂下されるケリーバ９と、このケリーバ９を正方向と逆方向とに切り換え可能に回転駆動する回転駆動手段（図示省略）と、ケリーバ９を上下駆動する圧入引抜手段（図示省略）とを備えた周知構造のものである。
【００１１】
この地盤掘削装置１によって地盤を掘削する際には、図４に示すように、ケリーバ９の下端にアタッチメントとして、下端に円錐状の底蓋１０を有し、この底蓋１０に掘削刃（図示省略）を設けると共に掘削した土砂を内部へ導入するための開口部（図示省略）を形成した、周知構造のドリルバケット１１を取り付け、しかしてケーシング２を回転圧入しながらドリルバケット１１で掘削を行い、このドリルバケット１１が玉石や転石等を含む転石層Ｒにまで到達して、ドリルバケット１１による掘削が困難になった時に、図１に示すように、アタッチメントとしてドリルバケット１１に代えて、本発明に係る掘削バケット４又は１４を取り付けて掘進することになる。
【００１２】
本発明に係る掘削バケット４は、図２の（Ａ）及び（Ｂ）に示すように、下面が開口した円筒状のバケット本体１５と、このバケット本体１５の下端に周方向に所要間隔おきに設けられた掘削刃１６と、バケット本体１５に開閉自在に設けられた両側一対のバケット爪１７，１７と、バケット本体１５に同軸状に設けられ、ケリーバ９の回転力及び押圧力をバケット本体１５に伝達する軸部材１８と、両側一対のバケット爪１７，１７を開閉させる開閉駆動手段１９とを備えており、開閉駆動手段１９は、クローラクレーン８の機体１２側に設置された油圧ユニット（油圧源）に油圧ホース１３を介して接続されていて、一対のバケット爪１７，１７に共通のリンク機構２０を介して連動連結された１基の油圧シリンダ２１からなるものである。
【００１３】
バケット本体１５の上壁部には４つの開口部２２が形成され、この開口部２２からバケット本体１５内の空気や水を排出できるようになっている。また、このバケット本体１５の上壁部１５ｂの下面側には補強フレーム２３が略十文字状に配設され、この補強フレーム２３及び上壁部１５ｂの中央部には円筒状のガイドポスト２４がバケット本体１５と同心状に貫通固定されると共に、このガイドポスト２４を支持する略三角形の４枚の支持プレート２５が周方向９０度の間隔で夫々上壁部１５ｂとガイドポスト２４とに亘って固着され、そしてガイドポスト２４の上端に円板状の台座２６が水平に固定されている。
【００１４】
バケット本体１５の周壁部１５ａにはバケット爪１７よりも若干大きな２つの開口部３６が形成され、各バケット爪１７は、周壁部１５ａに沿うように開口部３６に嵌め込まれた開放位置（図２の（Ａ）の右側半分に示す）と、バケット本体１５の下面側を閉鎖するように下端を内側に回動させた閉鎖位置（図２の（Ａ）の左側半分に示す）とに亘って、開口部３６の上縁部に設けられた枢支ピン３７に開閉自在に支持されている。この場合、バケット爪１７は、バケット本体１５の周壁部１５ａに開口部３６を形成するために切り抜いた端材を利用してバケット爪１７を製作することもできる。
【００１６】
軸部材１８は、角筒状に形成されたもので、円板状台座２６上の中央部にガイドポスト２４と同心状に固着され、この角筒状軸部材１８にケリーバ９の下端部を嵌合させてピン孔１８ａよりピン（図示省略）を挿着させることにより、ケリーバ９に対して相対回転不能で且つ軸方向に相対移動不能に連結されるようになっている。
【００１７】
開閉駆動手段１９の油圧シリンダ２１は、ガイドポスト２４内に同心状に配置され、そのシリンダキャップ側端部が台座２６の下面側に取り付けられている。一対のバケット爪１７，１７に共通のリンク機構２０は、バケット本体１５の周壁部１５ａの内周面上端部に設けた両側一対のガイド部材２７，２７にスライド部材２８を軸方向上下にスライド自在に取り付け、このスライド部材２８と油圧シリンダ２１のピストンロッド２１ａとをリンク２９で枢支連結すると共に、両バケット爪１７，１７に夫々固着された山形の取付部材３０，３０と前記スライド部材２８とを両側一対のリンク３１，３１によって枢支連結してなるものである。
【００１８】
しかして、油圧シリンダ２１のピストンロッド２１ａが収縮作動すると、上記構成のリンク機構２０によって両側一対のバケット爪１７，１７が図２の（Ａ）の左側半分に示すように閉鎖位置側へ回動し、またピストンロッド２１ａが伸長作動すると、上記リンク機構２０によって両側一対のバケット爪１７，１７が図２の（Ａ）の右側半分に示すように開放位置側へ回動するようになっている。
【００１９】
掘削バケット１４は、上記の掘削バケット４とほとんど同様な構成であるが、開閉駆動手段１９の構成が少し異なる。即ち、この掘削バケット１４の開閉駆動手段１９は、クローラクレーン８の機体１２側（地上側）に設置された油圧ユニット（油圧源）に油圧ホース１３を介して接続されていて、一対のバケット爪１７，１７に夫々リンク機構３２，３２を介して連動連結された２基の油圧シリンダ２１，２１からなるものである。
【００２０】
この掘削バケット１４では、バケット本体上壁部１５ｂ及び補強フレーム２３の中央部に円筒状のガイドポスト２４が固定されると共に、このガイドポスト２４を支持する４枚の矩形状の支持プレート２５が周方向に９０度の間隔で夫々上壁部１５ｂとガイドポスト２４とに亘って固着され、ガイドポスト２４の上端に円板状の台座２６が水平に固定され、この台座２６上に角筒状の軸部材１８がガイドポスト２４と同心状に固着されている。また、ガイドポスト２４を挟んでその両側位置には、上壁部１５ｂ及び補強フレーム２３を貫通する貫通孔３３，３３が設けられ、両貫通孔３３，３３に２基の油圧シリンダ２１，２１が夫々挿入配置され、各油圧シリンダ２１は、上壁部１５ｂ上に設けられたブラケット３４に枢着されている。各リンク機構３２は、各油圧シリンダ２１のピストンロッド２１ａと、各バケット爪１７に固着された山形の取付部材３０とをリンク３５で枢支連結してなるものである。
【００２１】
しかして、２基の油圧シリンダ２１，２１のピストンロッド２１ａ，２１ａを夫々収縮作動させると、リンク機構３２，３２によって両側のバケット爪１７，１７が夫々図３の（Ａ）の左側半分に示すように閉鎖位置側へ回動し、また両油圧シリンダ２１，２１のピストンロッド２１ａ，２１ａを伸長作動させると、リンク機構３２，３２によって両側のバケット爪１７，１７が図３の（Ａ）の右側半分に示すように開放位置側へ回動するようになっている。
【００２２】
上記のように２基の油圧シリンダ２１，２１からなる開閉駆動手段１９では、両方の油圧シリンダ２１，２１を同期させてバケット爪１７，１７の開閉を行わせるのが好ましいが、両油圧シリンダ２１，２１の同期作動に多少のズレがあっても、実際の掘削作業に支障を来すことはほとんどない。
【００２３】
次に、上述した地盤掘削装置１の使用による掘削方法について説明する。この地盤掘削装置１を使用して地盤を掘削する際には、先ず、図４に示すように、ケーシング回転圧入装置３にケーシング２をセットし、この回転圧入装置３によりケーシング２を回転しながら地盤に圧入する。それから、ドリルユニット５のケリーバ９の下端に周知構造のドリルバケット１１を取り付けて、クレーン８によりドリルユニット５を吊り上げ、ドリルバケット１１をケーシング２に挿入すると共に、ドリルユニット５のチャッキング手段６によりケーシング２の上端を保持して、ケーシング２にドリルユニット５を組み付け、ドリルユニット５によりケリーバ９を介してドリルバケット１１を回転させながら下方へ移動させ、ドリルバケット１１によって地盤を掘削する。
【００２４】
しかして、ドリルバケット１１が土砂で満杯になった時に、ドリルバケット１１をドリルユニット５と共にクレーン８で上方へ移動させて、ケーシング２から抜き取り、ドリルバケット１１内の土砂を所定の場所へ排出する。
【００２５】
このようにしてケーシング２を順次圧入しながらドリルバケット１１により地盤を掘進し、ドリルバケット１１の下端が転石層Ｒに達すると、ドリルユニット５及びドリルバケット１１をケーシング２から抜き取って、図１に示すように、ドリルバケット１１に代えて掘削バケット４又は１４をケリーバ９の下端に取り付け、そして掘削バケット４又は１４をケーシング２に挿入して、ドリルユニット５をケーシング２に固定し、バケット本体１５を回転させながら下方へ移動させて、バケット本体１５の下端に設けた掘削刃１６によって地盤を掘削する。
【００２６】
掘削バケット４を使用する場合には、バケット本体１５を回転させながら下動させる時に開閉駆動手段１９の油圧シリンダ２１を伸長作動させることにより、リンク機構２０を介してバケット爪１７，１７を開放し、こうしてバケット爪１７，１７を開放した状態で掘削刃１６によって転石層Ｒの掘削を行い、掘削した玉石や転石等をバケット本体１５内に収容する。そして、バケット本体１５内が掘削した玉石や転石等で満杯状態になった時に、油圧シリンダ２１を収縮作動させることにより、リンク機構２０を介してバケット爪１７，１７を閉鎖し、これによって掘削した玉石や転石等をバケット本体１５内に保持する。
【００２７】
掘削バケット１４を使用する場合も同様で、バケット本体１５を回転させつつ下動させる時に開閉駆動手段１９の２基の油圧シリンダ２１，２１を夫々伸長作動させることにより、リンク機構３２，３２を介してバケット爪１７，１７を夫々開放し、こうしてバケット爪１７，１７を開放した状態で掘削刃１６により転石層Ｒの掘削を行い、掘削した玉石や転石等をバケット本体１５内に収容する。そして、バケット本体１５内が満杯状態になった時、両油圧シリンダ２１，２１を夫々収縮作動させることにより、リンク機構２０，２０を介してバケット爪１７，１７を夫々閉鎖し、これによって掘削した玉石や転石等をバケット本体１５内に保持する。
【００２８】
上記のようにバケット本体１５内に掘削した玉石や転石等を保持した状態で、このバケット本体１５を吊り上げて、クレーン８により現場の排土場所まで旋回移動し、そこで開閉駆動手段１９による開放操作によってバケット爪１７，１７を開放させ、バケット本体１５内に収容されている玉石や転石等を排出する。
【００２９】
以上説明したように、ケリーバ９に取り付けたドリルバケット１１の下端が転石層Ｒに達した時に、そのドリルバケット１１に代えて本発明に係るアースドリル用掘削バケット４又は１４をケリーバ９に組み付けることによって、玉石や転石をバケット本体１５内に導入して外部へ排出できるから、アースドリルやハンマグラブバケット等に交換して掘削する場合のように、煩雑な段取り替え作業を行うことなく容易に転石層を掘削できる。
【００３０】
そして、この発明に係る掘削バケット４又は１４によれば、バケット爪１７，１７を開閉させる開閉駆動手段１９が油圧シリンダ２１からなるため、強力な開閉駆動力が得られることになり、特に、バケット爪１７，１７を開放した状態で転石層Ｒの掘削を行った後、バケット本体１５が掘削した玉石や転石等で一杯になってバケット爪１７，１７を閉鎖する時に、その強力な開閉駆動力によりバケット爪１７，１７を的確に閉鎖することができて、掘削した玉石や転石等を確実に保持することができる。また開閉駆動手段１９の油圧シリンダ２１は、地上側に設けられる油圧ユニット（油圧源）に接続されるようになっているため、掘削バケット４又は１４の構造が簡単で製作が容易になると共に、メンテナンスも容易となる。
【００３１】
また、掘削バケット４の場合には、開閉駆動手段１９が両側一対のバケット爪１７，１７に共通のリンク機構２０を介して連動連結された１基の油圧シリンダ２１からなるため、駆動用の油圧シリンダ２１が１基で済み、製作コストを一層低減できる。また、掘削バケット１４の場合には、開閉駆動手段１９が両側一対のバケット爪１７，１７に夫々リンク機構３２を介して連動連結された２基の油圧シリンダ２１，２１からなるもので、１つのバケット爪１７を１基の油圧シリンダ２１で駆動するため、より一層強力な駆動力が得られることになる。
【００３２】
さらに、掘削バケット４又は１４では、バケット本体１５の周壁部１５ａに開口部３６を形成し、バケット爪１７の開放位置においてその開口部３６を閉鎖するようにバケット爪１７を設けるようにした場合には、バケット本体１５に開口部３６を形成するために切り抜いた端材を利用してバケット爪１７を形成することも可能であり、掘削バケット４又は１４の製作コストを一層低減できる一方、バケット爪１７をバケット本体１５の板厚内に配置できるので、掘削時にバケット爪１７の下端が地盤に引っ掛かってバケット爪１７が破損するようなことがなくなる。
【００３４】
以上説明した実施形態では、バケット本体１５にバケット爪１７を両側一対設けたが、バケット爪１７の個数は二つに限るものではなく、二つ以上設けることも可能である。
【００３５】
【発明の効果】
請求項１に係る発明によれば、地盤の掘削に際し、最初にケリーバに取り付けた従来のドリルバケットの下端が転石層に達した時に、そのドリルバケットに代えて、この発明に係る掘削バケットをケリーバに組み付けることによって、玉石や転石をバケット本体内に導入して外部へ排出できるから、ドリルバケットをハンマグラブバケット等に交換して掘削する場合のように、煩雑な段取り替え作業を行うことなく容易に転石層を掘削することができる。しかも、この掘削バケットでは、バケット本体の周壁部に開口部を形成し、バケット爪が開放位置でその開口部を閉鎖する構成であるため、バケット本体に開口部を形成するために切り抜いた端材を利用してバケット爪を形成することも可能であり、掘削バケットの製作コストを一層低減できる一方、バケット爪をバケット本体の板厚内に配置できるので、掘削時にバケット爪の下端が地盤に引っ掛かってバケット爪が破損することがない。
【００３６】
また、この掘削バケットによれば、バケット爪を開閉させる開閉駆動手段が油圧シリンダからなるため、強力な開閉駆動力が得られることになり、特に、バケット爪を開放した状態で転石層を掘削し、バケット本体が掘削した玉石や転石等で一杯になってバケット爪を閉鎖する時に、その強力な開閉駆動力によりバケット爪を的確に閉鎖することができて、掘削した玉石や転石等を確実に保持することができる。また、この油圧シリンダは、地上側に設けられる油圧源に接続されるようになっているため、掘削バケットの構造が簡単で製作が容易となると共に、メンテナンスも容易となる。更に、この掘削バケットでは、開閉駆動手段が、複数のバケット爪に共通のリンク機構を介して連動連結された１基の油圧シリンダからなるため、駆動用の油圧シリンダが１基で済み、製作コストを一層低減できる。
【００３７】
請求項２に係る発明の掘削バケットは、上記のような請求項１の発明の効果と同様の効果を奏すると共に、開閉駆動手段が、複数のバケット爪に夫々リンク機構を介して連動連結された複数基の油圧シリンダからなるもので、１つのバケット爪を１基の油圧シリンダによって駆動することになるから、より一層強力な駆動力が得られる。
【図面の簡単な説明】
【図１】 本発明に係るアースドリル用掘削バケットを備えた地盤掘削装置の側面図である。
【図２】 （Ａ）は本発明の掘削バケットを示す拡大詳細縦断面図、（Ｂ）は平面図である。
【図３】 （Ａ）は本発明に係る他の掘削バケットを示す拡大詳細縦断面図、（Ｂ）は平面図である。
【図４】 従来のドリルバケットを使用した地盤掘削方法を示す図１と同様な側面図である。
【符号の説明】
１ 地盤掘削装置
２ ケーシング
３ ケーシング回転圧入装置
４ 掘削バケット
５ ドリルユニット
６ チャッキング手段
７ 昇降操作用ワイヤー
８ クローラークレーン
９ ケリーバ
１１ ドリルバケット
１２ 油圧ユニット（油圧源）
１３ 油圧ホース
１４ 掘削バケット
１５ バケット本体
１６ 掘削刃
１７ バケット爪
１９ 開閉駆動手段
２０ リンク機構
２１ 油圧シリンダ
３２ リンク機構

Claims (2)

1. ケリーバの下端に着脱自在に取り付けられるアースドリル用掘削バケットであって、
   下面が開口し、周壁部に開口部を形成した円筒状のバケット本体と、バケット本体の下端に設けられた掘削刃と、バケット本体に開閉自在に設けられた複数のバケット爪と、複数のバケット爪を開閉させる開閉駆動手段とを備え、
   前記複数のバケット爪は、その開放位置においてバケット本体の周壁部に形成した前記開口部を閉鎖するように設けられ、
   前記開閉駆動手段は、地上側に設けられる油圧源に接続され、前記複数のバケット爪に共通のリンク機構を介して連動連結された１基の油圧シリンダからなることを特徴とするアースドリル用掘削バケット。
2. ケリーバの下端に着脱自在に取り付けられるアースドリル用掘削バケットであって、
   下面が開口し、周壁部に開口部を形成した円筒状のバケット本体と、バケット本体の下端に設けられた掘削刃と、バケット本体に開閉自在に設けられた複数のバケット爪と、複数のバケット爪を開閉させる開閉駆動手段とを備え、
   前記複数のバケット爪は、その開放位置においてバケット本体の周壁部に形成した前記開口部を閉鎖するように設けられ、
   前記開閉駆動手段は、地上側に設けられる油圧源に接続され、前記複数のバケット爪に夫々リンク機構を介して連動連結された複数基の油圧シリンダからなることを特徴とするアースドリル用掘削バケット。

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