JP4003226B2 - 掘削機 - Google Patents

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Description

【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は掘削機に係り、特にマストが伸縮自在な掘削機に関する。
【0002】
【従来の技術】
たとえば、オーガスクリューを用いて地盤に縦孔を掘削する場合、オーガスクリューは、マストに昇降自在に設けられた回転駆動装置に取り付けられ、この回転駆動装置から回転力と推力とが与えられて地盤を縦方向に掘削する。したがって、深い縦孔を掘削する場合には、それに応じた高さのマストを用いなければならない。
【0003】
しかし、たとえば高架下のように高さ制限がある場所で掘削作業を行う場合には使用できるマストの高さに制限があり、このような場合は作業空間の高さに合わせてマストを交換して使用していた。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、作業のたびにマストの交換をすると、その交換作業に手間がかかり、作業効率が悪いという欠点がある。また、複数本のマストを用意しなければならないため、コストが高くなるという欠点もある。
【0005】
また、マストは一般に自走車両の上部に旋回自在に設けられたベースマシンに取り付けられるが、このベースマシンは掘削の鉛直精度を確保するために、ベースマシンの前後に設けられたアウトリガーで水平方向の高さ調整をする必要がある。
【0006】
しかしながら、ベースマシンに設けられたアウトリガーで水平方向の高さ調整を行うと、ベースマシンを旋回させるたびに、アウトリガーによる高さ調整を行わなければならず、極めて作業性が悪いという欠点があった。
【0007】
本発明は、このような事情に鑑みてなされたもので、作業性の高い掘削機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】
本発明は前記目的を達成するために、ベースマシンと、前記ベースマシンに保持された固定マストと、前記固定マストに沿って摺動し、前記固定マストの頂部から出没する可動マストと、前記可動マストを前記固定マストに対して固定する固定手段と、前記可動マストに沿って配設され、継ぎ足し可能なガイド部材と、前記ガイド部材にスライド自在に支持された回転駆動装置と、前記回転駆動装置に接続されて、該回転駆動装置から回転力が与えられるとともに、該回転駆動装置の移動により推力が与えられる掘削手段と、シリンダとロッドとで構成され、前記固定マストに沿って配設されるとともに、前記ロッドの先端部が前記固定マストの基端部に連結され、該ロッドを伸張させることにより、前記シリンダの頂部で前記可動マストを押圧して該可動マストを前記固定マストに沿って摺動させる第1シリンダと、シリンダとロッドとで構成され、前記可動マストに沿って配設され、前記ロッドの先端部が前記回転駆動装置に連結されるとともに、前記シリンダが前記第1シリンダのシリンダに連結された第2シリンダと、とからなり、前記第2シリンダのロッドを伸縮させると、前記回転駆動装置が前記ガイド部材に沿って摺動するとともに、前記可動マストを前記固定マストに固定した状態で前記第1シリンダを伸縮させると、前記第2シリンダを介して前記回転駆動装置が前記ガイド部材に沿って摺動することを特徴とする掘削機を提供する。
【0009】
本発明によれば、掘削手段は回転駆動装置に接続され、その回転駆動装置から回転力と推力を得て掘進する。この回転駆動装置は第2シリンダを駆動することにより、可動マストに配設されたガイド部材に沿って推進する。そして、この可動マストは、第1シリンダを駆動することにより、固定マストの頂部から出没し、これにより回転駆動装置の移動ストロークが変化する。
【0010】
【発明の実施の形態】
以下、添付図面に従って本発明に係る掘削機の好ましい実施の形態について詳説する。
【0011】
図1、図2は、それぞれ本発明に係る掘削機の一実施形態を示す正面図と側面図である。同図に示すように、掘削機10は、ベースマシン12と掘削装置14とで構成されている。
【0012】
ベースマシン12は、図1及び図2に示すように車体16と旋回体18とで構成されている。
【0013】
車体16は、車体本体20と無限軌道22、22とアウトリガー24、24、…とで構成されている。無限軌道22、22は車体本体20の両側部に設けられており、車体本体20に内蔵された図示しない駆動装置に駆動されて回転する。車体16は、この無限軌道22、22を回転させることにより走行する。アウトリガー24、24、…は、車体本体20の前部と後部にそれぞれ2本ずつ設置されており、図示しない油圧機構に駆動されて伸縮する。車体本体20は、この4本のアウトリガー24、24、…を個別に調整することにより、水平方向の位置調整が行われる。
【0014】
旋回体18は、車体本体20上に設置されている。この旋回体18の下部には旋回軸28が連結されており、旋回軸28は車体本体20に内蔵された図示しない駆動装置に駆動されて回転する。旋回体18は、この旋回軸28を回転させることにより旋回する。
【0015】
掘削装置14は、図1及び図2に示すように、主としてマスト32と、そのマスト32に沿って摺動する回転駆動装置34とで構成されている。
【0016】
マスト32は、固定マスト36と可動マスト38とで構成され、可動マスト38が固定マスト36の頂部から出没することにより全体の長さが伸縮する。
【0017】
図1〜図3に示すように、固定マスト36は、中空の角柱状に形成されており、その前面には長手方向に沿って開口部40が形成されている。一方、この固定マスト36の背面には、下端部と上端部にそれぞれ下端支持部42と上端支持部48とが形成されている。下端支持部42は、車体本体20に設けられた支持ブラケット44に支軸46を介して揺動自在に支持されている。一方、上端支持部48は、車体本体20に設けられた油圧シリンダ50のロッド52に連結されている。固定マスト36は、この油圧シリンダ50のロッド52を伸縮させることにより、支軸46を中心に揺動する。
【0018】
可動マスト38は、中空の角柱状に形成されており、固定マスト36内を摺動自在に支持されている。この可動マスト38の前面には、長手方向に沿ってガイドフレーム54、54が一体形成されている。ガイドフレーム54、54は、固定マスト36に形成された開口部40から突出して形成されており、その前端にはリーダ56、56が一体形成されている。回転駆動装置34は、このリーダ56、56にスライドブロック58を介してスライド自在に支持されている。
【0019】
固定マスト36の内側には、マストシリンダ60が配設されており、可動マスト38は、このマストシリンダ60に駆動されて伸縮する。このマストシリンダ60は、シリンダ60Aとロッド60Bとで構成されている。ロッド60Bは、その先端部が固定マスト36の基端部に連結されており、このロッド60Bを伸縮させることにより、シリンダ60Aが可動マスト38に沿って昇降する。そして、このシリンダ60Aが上昇することにより、可動マスト38の上端部に設けられた押圧パッド62がシリンダ60Aの頂部に押されて、可動マスト38が伸張する。
【0020】
可動マスト38の両側面には、下端部近傍に一対のピン穴64、64が形成されている。一方、固定マスト36の両側面には、上端部近傍と下端部近傍にそれぞれ上部ピン穴66、66と下部ピン穴68、68とが形成されている。可動マスト38は、伸張して上限に達すると、そのピン穴64の位置が上部ピン穴66の位置と一致する。この状態で上部ピン穴66にピン70を挿入すると、可動マスト38が伸張状態で固定マスト36に固定される。一方、可動マスト38が固定マスト36内に収容されると、そのピン穴64の位置が下部ピン穴68の位置と一致する。この状態で下部ピン穴68にピン70を挿入すると、可動マスト38が収縮状態で固定マスト36に固定される。
【0021】
また、可動マスト38の頂部にはブーム72が水平に取り付けられている。このブーム72にはシーブ74が回動自在に支持されており、シーブ74には図示しないウインチに接続されたワイヤーロープ76が巻きかけられている。ワイヤーロープ76には、滑車78が支持されており、この滑車78を利用して鋼管等の吊り込み等ができるようにされている。
【0022】
回転駆動装置34は、回転駆動装置本体80とパワースイベル82とで構成されている。
【0023】
回転駆動装置本体80は、スライドブロック58に取り付けられており、スライドブロック58とともに昇降する。
【0024】
パワースイベル82は、回転駆動装置本体80に設置されており、モータ84に駆動されて回転する。地盤を掘削する掘削手段( たとえば、スクリューオーガ)は、このパワースイベル82に接続され、このパワースイベル82から回転力を得て回転する。
【0025】
回転駆動装置本体80が取り付けられたスライドブロック58は、フィードシリンダ86に駆動されてリーダ56上を摺動する。このフィードシリンダ86は、シリンダ86Aとロッド86Bとで構成されている。シリンダ86Aは、連結部材88を介してマストシリンダ60のシリンダ60Aに連結されている。一方、ロッド86Bは、その先端部がスライドブロック58に連結されている。スライドブロック58は、このロッド86Bを伸縮させることによりリーダ56に沿って昇降する。そして、このスライドブロック58が下降することにより、回転駆動装置34を介して掘削手段に推力が与えられる。
【0026】
前記のごとく構成された本実施の形態の掘削機10の作用は、次のとおりである。
【0027】
まず、ベースマシン12を所望の掘削位置まで移動させる。そして、アウトリガー24、24、…でベースマシン12を固定する。このとき、同時にベースマシン12の水平方向の位置合わせをアウトリガー24、24、…で行う。
【0028】
次に、パワースイベル82に掘削手段を接続する。この際、必要に応じて可動マスト38を伸張させる。すなわち、掘削作業を行う場所に高さ制限があるような場合、あるいは掘削する孔の深さが浅いような場合は、可動マスト38を収縮させた状態で掘削手段を接続し、掘削作業を行う。一方、高さ制限がない場合は、可動マスト38を伸張させて掘削手段を接続し、掘削作業を行う。
【0029】
可動マスト38を収縮させた状態で掘削する場合は、まず、図4(a)及び図5(a)に示すように、回転駆動装置34がリーダ56の下端に位置した状態において、固定マスト36に形成された下部ピン穴68にピン70を挿入し、可動マスト38を固定マスト36に固定する。
【0030】
次に、フィードシリンダ86を駆動し、ロッド86Bを伸張させる。これにより、図4(d)及び図5(d)に示すように、回転駆動装置34が、マスト32の上端まで上昇する。この状態でパワースイベル82に掘削手段( 図示せず)を接続する。
【0031】
次に、モータ84を駆動してパワースイベル82を回転させる。これにより、掘削手段( 図示せず)が回転する。次に、フィードシリンダ86を駆動し、ロッド86Bを徐々に収縮させる。これにより、回転駆動装置34がリーダ56に沿って下降する。この結果、掘削手段に推力が与えられ、地盤が掘削手段に掘削される。
【0032】
これに対して、可動マスト38を伸張させて掘削する場合は、まず、図4(a)及び図5(a)に示すように、可動マスト38が固定マスト36に収容された状態から、マストシリンダ60を駆動し、そのロッド60Bを伸張させる。これにより、図4(b)及び図5(b)に示すように、シリンダ60Aが上昇し、このシリンダ60Aの頂部に押圧パッド62が押し上げられて、可動マスト38が固定マスト36の頂部から突出する。
【0033】
ここで、マストシリンダ60のシリンダ60Aにはフィードシリンダ86のシリンダ86Aが接続されているので、シリンダ60Aの上昇とともにシリンダ86Aも上昇し、この結果、回転駆動装置34も所定高さの位置まで上昇する。
【0034】
次に、フィードシリンダ86を駆動し、ロッド86Bを伸張させる。これにより、図4(c)及び図5(c)に示すように、回転駆動装置34が、伸張したマスト32の上端まで上昇する。この状態でパワースイベル82に掘削手段( 図示せず)を接続する。
【0035】
次に、モータ84を駆動してパワースイベル82を回転させる。これにより、掘削手段( 図示せず)が回転する。次に、マストシリンダ60を駆動し、ロッド60Bを徐々に収縮させる。これにより、可動マスト38が収縮し、この結果、掘削手段に推力が与えられて、地盤が掘削手段に掘削される。
【0036】
収縮した可動マスト38が、図4(d)及び図5(d)に示すように、固定マスト36内に完全に収容されたら、次に、フィードシリンダ86を駆動し、ロッド86Bを徐々に収縮させる。これにより、回転駆動装置34がリーダ56に沿って下降する。この結果、更に地盤が掘削される。
【0037】
このように、本実施の形態の掘削機10では、マスト32が伸縮可能に形成されているため、必要に応じてマスト32の高さを変えて掘削作業を行うことができる。また、このマスト32の高さ調整は、マストシリンダ60を駆動するだけで簡単に行うことができるので、高さ調整に手間がかからず、短時間で簡単に行うことができる。
【0038】
なお、本実施の形態では、マストシリンダ60を構成するシリンダ60Aの上端部がフリーになっており、このシリンダ60Aの上端部で可動マスト38を押し上げる構成となっているが、シリンダ60Aの上端部を固定マスト38の上端部に固定しておいてもよい。
【0039】
次に、本発明に係る掘削機の第2の実施の形態について説明する。
【0040】
第2の実施の形態の掘削機は、上述した第1の実施の形態の掘削機10において、リーダ56を継ぎ足し可能に形成したものである。すなわち、図6及び図7に示すように、リーダ56は、その下端部に継ぎ足し用のリーダ56Aが接続できるようになっており、その長さが延長できるようになっている。この継ぎ足し用のリーダ56Aは、ガイドフレーム54Aを図示しないボルトで固定マスト38に取り付けることにより、その上端部がリーダ56の下端部に接続される。この第2の実施の形態の掘削機の作用は、次のとおりである。
【0041】
まず、ベースマシン12を所望の掘削位置まで移動させる。そして、アウトリガー24、24、…でベースマシン12を固定する。このとき、同時にベースマシン12の水平方向の位置合わせをアウトリガー24、24、…で行う。
【0042】
次に、図6(a)及び図7(a)に示すように、可動マスト38が固定マスト36に収容された状態から、マストシリンダ60を駆動し、そのロッド60Bを伸張させる。これにより、図6(b)及び図7(b)に示すように、シリンダ60Aが上昇し、このシリンダ60Aの頂部に押圧パッド62が押されて、可動マスト38が固定マスト36の頂部から突出する。
【0043】
ここで、マストシリンダ60のシリンダ60Aにはフィードシリンダ86のシリンダ86Aが接続されているので、シリンダ60Aの上昇とともにシリンダ86Aも上昇し、この結果、回転駆動装置34も所定高さの位置まで上昇する。
【0044】
次に、固定マスト36に形成された上部ピン穴66にピン70を挿入し、可動マスト38を固定マスト36に固定する。
【0045】
次に、リーダ56の下部に継ぎ足し用のリーダ56Aを接続する。すなわち、継ぎ足し用のガイドフレーム54Aを図示しないボルトで固定マスト38に取り付け、リーダ56の下端部に継ぎ足し用のリーダ56Aを接続する。これにより、リーダ56の長さが延長する。
【0046】
次に、フィードシリンダ86を駆動し、ロッド86Bを伸張させる。これにより、図6(c)及び図7(c)に示すように、回転駆動装置34が、伸張したマスト32の上端まで上昇する。この状態でパワースイベル82に掘削手段( 図示せず)を接続する。
【0047】
次に、モータ84を駆動してパワースイベル82を回転させる。これにより、掘削手段( 図示せず)が回転する。次に、マストシリンダ60を駆動し、ロッド60Bを徐々に収縮させる。これにより、回転駆動装置34がリーダ56に沿って下降する。この結果、掘削手段に推力が与えられて、地盤が掘削手段に掘削される。
【0048】
マストシリンダ60のロッド60Bが完全にシリンダ60A内に収容されたら、次に、フィードシリンダ86を駆動し、ロッド86Bを徐々に収縮させる。これにより、回転駆動装置34が継ぎ足したリーダ56Aに沿って下降する。この結果、更に地盤が掘削される。
【0049】
そして、図7(d)に示すように、フィードシリンダ86のロッド86Bが完全にシリンダ86A内に収容されたところで、掘削作業を一時中断する。この後、更に地盤を掘削する場合は、掘削手段とパワースイベル82の接続を一旦切り離し、フィードシリンダ86及びマストシリンダ60を駆動して、回転駆動装置34をマスト32の上端部まで引き上げる。そして、掘削手段を継ぎ足し、再びパワースイベル82に接続したのち、掘削作業を再開する。すなわち、パワースイベル82を回転させながら下降させて、掘削手段で地盤を掘削する。
【0050】
このように、本実施の形態の掘削機においても必要に応じてマスト32の高さを変えて掘削作業を行うことができる。また、本実施の形態の掘削機を可動マスト38を伸張させたまま、回転駆動装置34をマスト32の上端部から下端部まで移動させることができる。
【0051】
なお、本実施の形態の掘削機10で掘削孔を掘削した後、その掘削孔に鋼管などを建て込む場合は、ブーム72に設けられた滑車78を利用して建て込み作業を行う。この際、滑車78は、旋回体18を所定角度旋回させるだけで、掘削孔の上部に移動させることができる。
【0052】
また、本実施の形態の掘削機10では、車体本体20にアウトリガー24、24、…が設けられているため、旋回作業のたびにアウトリガー24、24、…を外す必要がなく、効率よく建て込み作業等を行うことができる。
【0053】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、必要に応じてマストの高さを調整することができる。また、マストはシリンダを駆動するだけで簡単に伸縮させることができるので、効率よく掘削作業を進めることができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明に係る掘削機の一実施形態を示す正面図
【図2】本発明に係る掘削機の一実施形態を示す側面図
【図3】掘削装置14の要部の構成を拡大した平面部分断面図
【図4】掘削機の作用の説明図
【図5】掘削機の作用の説明図
【図6】第2の実施の形態の掘削機の作用の説明図
【図7】第2の実施の形態の掘削機の作用の説明図
【符号の説明】
10…掘削機、12…ベースマシン、14…掘削装置、16…車体、18…旋回体、20…車体本体、22…無限軌道、24…アウトリガー、26…ブラケット、28…旋回軸、32…マスト、34…回転駆動装置、36…固定マスト、38…可動マスト、40…開口部、42…下端支持部、44…ブラケット、46…支軸、48…上端支持部、50…油圧シリンダ、52…ロッド、54…ガイドフレーム、56…リーダ、56A…継ぎ足し用のリーダ、58…スライドブロック、60…マストシリンダ、60A…シリンダ、60B…ロッド、62…押圧パッド、64…ピン穴、66…上部ピン穴、68…下部ピン穴、70…ピン、72…ブーム、74…シーブ、76…ワイヤーロープ、78…滑車、80…回転駆動装置本体、82…パワースイベル、84…モータ、86…フィードシリンダ、86A…シリンダ、86B…ロッド、88…連結部材

Claims (2)

  1. ベースマシンと、
    前記ベースマシンに保持された固定マストと、
    前記固定マストに沿って摺動し、前記固定マストの頂部から出没する可動マストと、
    前記可動マストを前記固定マストに対して固定する固定手段と、
    前記可動マストに沿って配設され、継ぎ足し可能なガイド部材と、
    前記ガイド部材にスライド自在に支持された回転駆動装置と、
    前記回転駆動装置に接続されて、該回転駆動装置から回転力が与えられるとともに、該回転駆動装置の移動により推力が与えられる掘削手段と、
    シリンダとロッドとで構成され、前記固定マストに沿って配設されるとともに、前記ロッドの先端部が前記固定マストの基端部に連結され、該ロッドを伸張させることにより、前記シリンダの頂部で前記可動マストを押圧して該可動マストを前記固定マストに沿って摺動させる第1シリンダと、
    シリンダとロッドとで構成され、前記可動マストに沿って配設され、前記ロッドの先端部が前記回転駆動装置に連結されるとともに、前記シリンダが前記第1シリンダのシリンダに連結された第2シリンダと、
    とからなり、前記第2シリンダのロッドを伸縮させると、前記回転駆動装置が前記ガイド部材に沿って摺動するとともに、前記可動マストを前記固定マストに固定した状態で前記第1シリンダを伸縮させると、前記第2シリンダを介して前記回転駆動装置が前記ガイド部材に沿って摺動することを特徴とする掘削機。
  2. 前記ベースマシンは、自走可能な車体上に旋回体が旋回可能に設けられ、該旋回体に前記固定マストが保持されるとともに、前記車体にアウトリガーが取り付けられ、該アウトリガーで水平方向の位置調整が行われることを特徴とする請求項1に記載の掘削機。
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