JP6329382B2 - Excavation bucket and excavation method - Google Patents
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Description
本発明は、地盤を掘削する掘削装置で使用される掘削バケット及び掘削バケットを用いた掘削方法に関するものであり、特に、掘削装置のケリーバに接続される中空状のバケット本体の下端に掘削刃を設けるとともに、バケット本体にバケット爪をバケット本体の内側に向けて開閉可能に設けた掘削バケットに関するものである。 The present invention relates to an excavation bucket used in an excavation apparatus for excavating the ground and an excavation method using the excavation bucket, and in particular, an excavation blade is provided at the lower end of a hollow bucket body connected to a kelly bar of the excavation apparatus. The present invention relates to an excavating bucket provided with a bucket claw that can be opened and closed on the inside of the bucket body.
従来より、場所打ち杭工法などにおいては、アースドリル機等の掘削装置の回転駆動軸(ケリーバ)の下端に掘削バケットを着脱自在に装着し、掘削バケットを用いて地盤の掘削を行っている。 Conventionally, in the cast-in-place pile method or the like, a drilling bucket is detachably attached to the lower end of a rotary drive shaft (kelly bar) of a drilling device such as an earth drill machine, and the ground is excavated using the drilling bucket.
この掘削バケットとしては、中空円筒状のバケット本体の下端に掘削刃を設けるとともに、バケット本体にバケット爪をバケット本体の内側に向けて開閉可能に設けた構成のものが知られている(たとえば、特許文献1参照。)。 As this excavation bucket, there is known a configuration in which an excavation blade is provided at the lower end of a hollow cylindrical bucket main body, and a bucket claw is provided on the bucket main body so as to be opened and closed toward the inside of the bucket main body (for example, (See Patent Document 1).
そして、従来においては、回転駆動軸を回転させることで掘削バケットの掘削刃で地盤を円筒状に掘削し、その後、バケット爪をバケット本体の内側に向けて閉塞することで円筒状に掘削した地盤をバケット本体の内側で保持し、その後、掘削バケットを地上に引き上げ、バケット爪を開放して掘削した地盤を排出する。これを繰り返し行うことで、地盤を所定深さまで掘削する。 And conventionally, the ground is excavated in a cylindrical shape by the excavating blade of the excavating bucket by rotating the rotary drive shaft, and then the ground excavated in a cylindrical shape by closing the bucket pawl toward the inside of the bucket body Is held inside the bucket body, and then the excavation bucket is lifted to the ground, and the excavated ground is discharged by opening the bucket pawl. By repeating this, the ground is excavated to a predetermined depth.
ところが、上記従来の掘削バケットでは、掘削バケットの掘削刃で円筒状に掘削するために、掘削した地盤が水平方向に分断されておらず、バケット爪を閉塞させても掘削した地盤を良好に保持して引き上げることが困難であった。 However, in the conventional excavation bucket, the excavated ground is excavated in a cylindrical shape by the excavation blade of the excavation bucket, so that the excavated ground is not divided in the horizontal direction, and the excavated ground is held well even if the bucket pawl is closed. It was difficult to raise.
そのため、従来の掘削バケットを用いた掘削方法では、地盤を円滑に掘削することができなかった。 Therefore, the conventional excavation method using an excavation bucket cannot excavate the ground smoothly.
そこで、請求項1に係る本発明では、掘削装置のケリーバに接続される中空状のバケット本体の下端に掘削刃を設けるとともに、バケット本体にバケット爪をバケット本体の内側に向けて開閉可能に設けた掘削バケットにおいて、掘削刃で周囲を掘削した円柱状の地盤を水平に切断するための切断手段を有することにした。
Therefore, in the present invention according to
また、請求項2に係る本発明では、前記請求項1に係る本発明において、前記切断手段は、バケット本体の中心部へ向けて水平に移動することで前記地盤を水平に切断するための切断刃を、バケット本体の外周端縁から中心部に向けて張り出させた掘削刃の範囲内に収容することにした。
Moreover, in this invention which concerns on
また、請求項3に係る本発明では、掘削装置のケリーバに接続したバケット本体の下端に設けた掘削刃で地盤を掘削した後に、バケット本体に開閉可能に設けたバケット爪で掘削した地盤を保持し、地上に排出する掘削方法において、掘削刃で地盤を掘削した後に、掘削刃で掘削した地盤をバケット本体に設けられた切断刃で切断することにした。
Moreover, in this invention which concerns on
そして、本発明では、以下に記載する効果を奏する。 And in this invention, there exists an effect described below.
すなわち、本発明では、掘削装置のケリーバに接続される中空状のバケット本体の下端に掘削刃を設けるとともに、バケット本体にバケット爪をバケット本体の内側に向けて開閉可能に設けた掘削バケットにおいて、掘削刃で掘削した地盤を切断するための切断手段を有することにしているために、切断手段を用いて地盤を切断することで掘削した地盤をバケット爪で良好に保持して引き上げることができ、地盤を円滑に掘削することができる。 That is, in the present invention, in the excavation bucket provided with the excavation blade at the lower end of the hollow bucket body connected to the kelly bar of the excavator, and provided in the bucket body so that the bucket pawl can be opened and closed toward the inside of the bucket body, Since it is supposed to have cutting means for cutting the ground excavated with the excavating blade, the ground excavated by cutting the ground using the cutting means can be held well with the bucket claws and pulled up, The ground can be excavated smoothly.
特に、ケリーバの押圧動作又は引張動作に連動して切断刃をバケット本体の中心側に向けて移動可能とした場合には、掘削装置が配置される地上と掘削バケットが配置される地中との間で切断刃を移動させるための油圧回路などを設ける必要が無くなり、故障等の発生を防止することができる。 In particular, when the cutting blade can be moved toward the center side of the bucket body in conjunction with the pressing operation or pulling operation of the kelly bar, between the ground where the excavator is disposed and the ground where the excavation bucket is disposed It is not necessary to provide a hydraulic circuit for moving the cutting blade between them, and the occurrence of a failure or the like can be prevented.
以下に、本発明に係る掘削バケットの具体的な構成について図面を参照しながら説明する。なお、本発明に係る掘削バケットは、従来より公知の場所打ち杭工法などにおいて用いられるアースドリル機等の掘削装置のケリーバ(回転駆動軸)の下端に着脱自在に装着されるものであり、ケリーバの回転とともに掘削バケットを回転させて地盤を掘削するものである。 Hereinafter, a specific configuration of the excavation bucket according to the present invention will be described with reference to the drawings. The excavation bucket according to the present invention is detachably attached to the lower end of a kelly bar (rotary drive shaft) of a drilling device such as an earth drill machine used in a conventionally known cast-in-place pile method. The excavation bucket is rotated together with the rotation of the excavator to excavate the ground.
図1〜図4に示すように、掘削バケット1は、正転(平面視で右回り)及び逆転(平面視で左回り)可能かつ押圧(下降)及び引張(上昇)可能なケリーバに接続される角柱状の駆動軸2に中空円筒状のバケット本体3を連動機構4を介して接続し、バケット本体3に地盤を掘削するための掘削手段5と掘削した地盤を切断する切断手段6と切断した地盤を保持する保持手段7とを設けている。
As shown in FIGS. 1 to 4, the
バケット本体3は、中空円筒状の胴体8の上部開口に円環板状の蓋体9を取付けている。胴体8には、下部に複数個(ここでは、4個)の内外に貫通する開口10を円周方向に間隔をあけて形成するとともに、下端部に掘削手段5を設けている。蓋体9には、上部に連動機構4を設けている。なお、バケット本体3は、掘削手段5で掘削した地盤を中空部に収容するようになっている。
The
連動機構4は、駆動軸2の下端部に水平方向へ向けて張り出した円板状の押圧板11を取付けるとともに、駆動軸2の下端部に円柱状の内軸12を押圧板11を介して取付けている。また、連動機構4は、内軸12の外周部に円筒状の中軸13を回動及び昇降可能に設け、中軸13の外周部に円筒状の外軸14を回動及び昇降可能に設けている。押圧板11には、切断手段6が連動連結されている。内軸12及び中軸13は、バケット本体3の円環状の蓋体9の中心部に貫通させている。中軸13の下端部には、バケット本体3の内周部に沿って昇降する円板状の昇降板15が取付けられている。外軸14の下端部には、バケット本体3の蓋体9の上部が取付けられている。
The interlocking mechanism 4 attaches a disk-shaped
この連動機構4は、掘削時にバケット本体3が地中で静止している状態において、駆動軸2(ケリーバ)の回転(正転又は逆転)及び昇降(押圧又は引張)に連動して、次のように内軸12や中軸13や外軸14を動作させるように構成している。
This interlocking mechanism 4 interlocks with the rotation (forward rotation or reverse rotation) and the elevation (pressing or pulling) of the drive shaft 2 (Keriba) in a state where the
すなわち、連動機構4は、駆動軸2の正転に伴って内軸12を正転させた場合、内軸12の正転に連動して中軸13及び外軸14も正転し、外軸14の正転に伴ってバケット本体3が正転するようにしている。
That is, when the
一方、連動機構4は、駆動軸2の逆転に伴って内軸12を逆転させた場合、内軸12が基準となる角度から第1の所定角度(たとえば、0度〜30度)まで逆転する間では、駆動軸2の押圧又は引張に連動して内軸12と中軸13と外軸14とが一体となって下降又は上昇し、それに伴ってバケット本体3も下降又は上昇するようにしている。また、内軸12が第1の所定角度から第2の所定角度(たとえば、30度〜60度)まで逆転する間では、駆動軸2の引張に連動して内軸12と中軸13と外軸14とが一体となって上昇し、それに伴ってバケット本体3も上昇するようにしているが、駆動軸2の押圧に連動して内軸12だけが下降し、それに伴って押圧板11が静止状態のバケット本体3に対して下降するようにしている。この駆動軸2を押圧した状態では、駆動軸2の正転又は逆転に連動して内軸12と中軸13と外軸14が正転又は逆転し、バケット本体3が正転又は逆転するようにしている。さらに、内軸12が第2の所定角度から第3の所定角度(たとえば、60度〜90度)まで(押圧も引張もされない状態で)逆転する間では、駆動軸2の引張に連動して内軸12と中軸13だけが上昇し、それに伴って昇降板15が静止状態のバケット本体3に対して上昇するようにしている。なお、内軸12が第2の所定角度から第3の所定角度まで逆転する間では、駆動軸2の上昇に連動して、内軸12だけが下降するようにしてもよく、また、内軸12と中軸13と外軸14とが一体となって下降するようにしてもよい。内軸12を第3の所定角度以上に逆転させた場合には、内軸12の逆転に連動して中軸13及び外軸14も逆転し、外軸14の逆転に伴ってバケット本体3が逆転するようにしている。上記の説明において、バケット本体3を下降させた場合、地中においてバケット本体3に上向きの反力がかかるために実際にはバケット本体3が地中で下降していくわけではなく地中でバケット本体3が下降する方向に力が作用するだけで静止した状態が保持される。
On the other hand, when the
この連動機構4は、たとえば、内軸12の外周部に設けた矩形凸状のキー16を中軸13の内周部に形成した所定凹形状のキー溝17に収容して内軸12と中軸13とをキー嵌合させるとともに、中軸13の外周部に設けた矩形凸状のキー18を外軸14の内周部に形成した所定凹形状のキー溝19に収容して中軸13と外軸14とをキー嵌合させることで適宜形成することができる。
In this interlock mechanism 4, for example, a
掘削手段5は、バケット本体3の胴体8の下端部に複数個(ここでは、24個)の掘削刃20を円周方向に間隔をあけて取付けている。掘削刃20は、胴体8の外周端縁から中心部に向けて半径方向(逆向き)に張り出させている。掘削手段5は、掘削刃20で地盤を円筒状に掘削する。掘削刃20で周囲が掘削された円柱状の地盤は、バケット本体3の中空部に収容される。
The excavating means 5 has a plurality (24 in this case) of
切断手段6は、バケット本体3の胴体8の下端内周部に胴体8の内周面に沿った円弧形状の切断刃21をバケット本体3の中心部へ向けて移動(回動)自在に配設している。この切断刃21は、押圧板11に駆動機構22を介して連動連結されている。
The cutting means 6 is arranged on the inner peripheral portion of the lower end of the
駆動機構22は、バケット本体3の蓋体9の上部に上下に伸延する油圧式の駆動ピストン23を取付けている。この駆動ピストン23は、上下に昇降するピストンロッド24の上端を押圧板11の下面に接離自在に当接させ、スプリング25で上方に付勢させている。これにより、押圧板11の下降に伴ってピストンロッド24が下降して作動油を押圧し、その後、押圧板11の上昇に伴ってピストンロッド24が上昇(所定位置まで復帰)して作動油を引張する。この駆動ピストン23には、蓋体9の上部に基端部を回動自在に取付けた左右に伸延する油圧式のシリンダー26が油圧ホース等を介して接続されている。このシリンダー26は、駆動ピストン23で押圧又は引張される作動油で伸縮動作する。シリンダー26の左右に伸縮するシリンダーロッド27の先端には、バケット本体3の胴体8に中空状のカバー28で回動自在に支持される駆動軸29の上端部がアーム30を介して接続されている。また、駆動軸29の下端部には、切断刃21の基端部が接続されている。これにより、図5に示すように、駆動ピストン23でシリンダー26を伸長させると、駆動軸29が回転して切断刃21の先端をバケット本体3の中心部へ向けて移動させ、一方、駆動ピストン23でシリンダー26を収縮させると、駆動軸29が逆向きに回転して切断刃21の先端をバケット本体3の中心部から内周部へ向けて移動させる。なお、切断刃21や駆動軸29は、胴体8の外周端縁から中心部に向けて半径方向(逆向き)に張り出させた掘削刃20の範囲内において胴体8の内周部に収容しており、掘削時に地盤が直接衝突して破損するのを防止している。
The
切断手段6は、バケット本体3を回転させるとともに切断刃21の先端をバケット本体3の中心部へ向けて移動させることによって、掘削刃20で周囲が掘削された円柱状の地盤を切断刃21によって水平に切断することができる。
The cutting means 6 rotates the
保持手段7は、バケット本体3の胴体8に形成した各開口10にバケット爪31の上端部を回動自在に取付けている。このバケット爪31は、昇降板15に駆動機構32を介して連動連結されている。
The holding means 7 rotatably attaches the upper end portion of the
駆動機構32は、昇降板15の下面外周部に駆動ロッド33の上端部を回動自在に取付けるとともに、駆動ロッド33の下端部をバケット爪31の内周先端部に回動自在に取付けている。これにより、図6に示すように、昇降板15の昇降に伴って駆動ロッド33が昇降することで、各バケット爪31がバケット本体3の内側に開閉するようにしている。なお、閉塞状態においてバケット爪31や駆動ロッド33は、胴体8の外周端縁から中心部に向けて半径方向(逆向き)に張り出させた掘削刃20の範囲内において胴体8の内周部に収容しており、掘削時に地盤が直接衝突して破損するのを防止している。
The
保持手段7は、バケット爪31をバケット本体3の内側へ向けて閉塞させることによって、掘削刃20で周囲が掘削された円柱状の地盤の外周をバケット爪31で保持することができる。
The holding means 7 can hold the outer periphery of the columnar ground whose periphery is excavated by the excavating
掘削バケット1は、以上に説明したように構成しており、以下に説明するようにして地盤を掘削する。
The
まず、掘削装置を用いてケリーバを正転させることによって掘削バケット1を正転させる。これにより、所定の深さまで掘削バケット1の掘削刃20で地盤を円筒状に掘削する。
First, the excavating
その後、ケリーバを上記第1の所定角度から第2の所定角度までの範囲に逆転させる。その状態で、ケリーバを押圧(下降)させながら正転させる。これにより、ケリーバの押圧に伴って押圧板11が下降して、切断刃21がバケット本体3の中心部へ向けて移動するとともに、ケリーバの正転に伴ってバケット本体3が正転する。このように、バケット本体3を回転させるとともに切断刃21の先端をバケット本体3の中心部へ向けて移動させることによって、掘削刃20で周囲が掘削された円柱状の地盤を切断刃21によって水平に切断する。
Thereafter, the Keriba is reversed in the range from the first predetermined angle to the second predetermined angle. In this state, the Keriba is rotated forward while being pressed (lowered). As a result, the
その後、ケリーバを上記第2の所定角度から第3の所定角度までの範囲に逆転させる。その状態でケリーバを引張(上昇)させながら逆転させる。これにより、ケリーバの引張に伴って昇降板15が上昇して、バケット爪31がバケット本体3の内側に向けて閉塞する。このように、バケット爪31をバケット本体3の内側へ向けて閉塞させることによって、掘削刃20で周囲が掘削された後に切断刃21で水平に切断された円柱状の地盤をバケット本体3の中空部内においてバケット爪31で保持する。そして、ケリーバを逆転しながら上昇させることで、バケット爪31で保持した地盤を地上に排出する。
Thereafter, the Keriba is reversed in the range from the second predetermined angle to the third predetermined angle. In that state, reverse the Kerryba while pulling (raising) it. As a result, the lifting
以上の作業を繰り返して行うことで、掘削バケット1を用いて地盤を所定の深さまで掘削することができる。
By repeating the above operations, the ground can be excavated to a predetermined depth using the
なお、掘削バケット1の下端部に従来のドリリングバケットの円錐状の掘削部を着脱自在に装着できるようにして、土砂等からなる比較的軟弱な地盤は掘削バケット1の下端に取付けた円錐状の掘削部で掘削しながらバケット本体3の中空部に収容するようにし、岩盤等からなる比較的強固な地盤は上述したように掘削バケット1で掘削するようにしてもよい。
A conical excavation portion of a conventional drilling bucket can be detachably attached to the lower end portion of the
以上に説明したように、上記掘削バケット1では、掘削刃20で掘削した地盤を切断するための切断手段6を有しているために、切断手段6を用いて地盤を切断することで掘削した地盤をバケット爪31で良好に保持して引き上げることができ、地盤を円滑に掘削することができる。
As described above, since the
また、上記掘削バケット1では、ケリーバの押圧動作又は引張動作に連動して切断刃21をバケット本体3の中心側に向けて移動可能としているために、掘削装置が配置される地上と掘削バケット1が配置される地中との間で切断刃21を移動させるための油圧回路などを設ける必要が無くなり、故障等の発生を防止することができる。
In the
なお、上記掘削バケット1では、保持手段7とは別個に切断手段6を設ける構成としているが、これに限られず、保持手段7のバケット爪31をバケット本体3の中心部に向けて水平に閉塞するようにし、バケット爪31の先端部に切断刃21を形成して、地盤を水平に切断できるようにしてもよい。
In the
1 掘削バケット 2 駆動軸
3 バケット本体 4 連動機構
5 掘削手段 6 切断手段
7 保持手段 8 胴体
9 蓋体 10 開口
11 押圧板 12 内軸
13 中軸 14 外軸
15 昇降板 16 キー
17 キー溝 18 キー
19 キー溝 20 掘削刃
21 切断刃 22 駆動機構
23 駆動ピストン 24 ピストンロッド
25 スプリング 26 シリンダー
27 シリンダーロッド 28 カバー
29 駆動軸 30 アーム
31 バケット爪 32 駆動機構
33 駆動ロッド
DESCRIPTION OF
13
15
17
19
21
23
25
27
29
31
33 Drive rod
Claims (3)
掘削刃で周囲を掘削した円柱状の地盤を水平に切断するための切断手段を有することを特徴とする掘削バケット。 In the excavation bucket provided with a excavating blade at the lower end of the hollow bucket body connected to the kelly bar of the excavator, and provided in the bucket body so that the bucket claw can be opened and closed toward the inside of the bucket body,
Bucket, characterized in that it comprises a cutting means for cutting the cylindrical Ground drilled around drilling blade horizontally.
掘削刃で地盤を掘削した後に、掘削刃で掘削した地盤をバケット本体に設けられた切断刃で切断することを特徴とする掘削方法。
In the excavation method of holding the ground excavated with bucket claws provided in the bucket body so that it can be opened and closed after excavating the ground with the excavating blade provided at the lower end of the bucket main body connected to the kelly bar of the excavator,
An excavation method characterized in that after excavating the ground with an excavating blade, the ground excavated with the excavating blade is cut with a cutting blade provided on the bucket body.
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