JP7166308B2 - 深礎掘削機 - Google Patents

Description

本開示は、立坑を掘削するのに好適に用いられる深礎掘削機に関する。

昨今の高層ビルの建設現場では、工期の短縮や、軟弱地盤でも地下工事を安定して行うことができるように、立坑を掘削する深礎掘削機が使用される。

深礎掘削機は、自走可能な車体に作業装置を有している。この作業装置は、車体に設けられたブームと、ブームの先端に設けられたアームと、アームに設けられたバケット昇降装置と、アームに対して昇降可能に設けられバケット昇降装置による昇降動作と開閉動作によって立坑を掘削するクラムシェルバケットとを備えている。

この上で、バケット昇降装置は、アームに設けられ昇降切換弁の動作によって伸長、縮小する昇降シリンダと、昇降シリンダの伸縮方向と並行してアームに設けられ昇降シリンダによって移動される複数枚の第１昇降用シーブと、アームに設けられ各第１昇降用シーブと一緒に昇降シリンダによって移動される複数枚の第１開閉用シーブと、各第１昇降用シーブに対し昇降シリンダの伸縮方向に間隔をもって配置されアームに設けられた複数枚の第２昇降用シーブと、各第１開閉用シーブに対し昇降シリンダの伸縮方向に間隔をもって配置されアームに設けられた複数枚の第２開閉用シーブと、アームに設けられ各第１開閉用シーブに対して各第２開閉用シーブを接近、離間させる開閉シリンダと、長さ方向の一端部がアームに取付けられ他端部がクラムシェルバケットに取付けられると共に中間部が各第１昇降用シーブと各第２昇降用シーブに交互に巻回された昇降ロープと、長さ方向の一端部がアームに取付けられ他端部がクラムシェルバケットに取付けられると共に中間部が各第１開閉用シーブと各第２開閉用シーブに交互に巻回された開閉ロープとを備えている（特許文献１－３）。

この種のバケット昇降装置を備えた深礎掘削機は、昇降シリンダを伸長、縮小させることにより、クラムシェルバケットを昇降させることができる。また、開閉シリンダを伸長、縮小させることにより、クラムシェルバケットを開閉させることができる。そして、クラムシェルバケットで土砂を掘削する場合には、地面に近い位置でクラムシェルバケットを開いた後に着地させる。この着地のタイミングで、オペレータは、クラムシェルバケットが地面（土砂）を抱え込むことができるように、クラムシェルバケットを地面に埋没させるように操作する。具体的には、オペレータは、クラムシェルバケットが着地した状態で、昇降ロープと開閉ロープに適度な緩みが生じるようにバケット昇降装置による下降動作を停止させる必要がある。

特公昭５３－７０４３号公報 特公昭５７－３６３７３号公報 特開２００３－１４７８００号公報

ところで、各特許文献による深礎掘削機を用いて掘削作業を行う場合には、オペレータは、クラムシェルバケットの着地の瞬間を見極めたり、着地のタイミングで昇降ロープと開閉ロープに適度な緩みを持たせたりしなくてはならない。このために、深礎掘削機の操作に熟練が必要になるという問題がある。

本発明の一実施形態の目的は、クラムシェルバケットによる掘削作業を熟練度に関係なく、容易に、かつ正確に操作できるようにした深礎掘削機を提供することにある。

本発明の一実施形態は、自走可能な車体と、前記車体に設けられた作業装置とからなり、前記作業装置は、前記車体に設けられたブームと、前記ブームの先端に設けられたアームと、前記アームに設けられたバケット昇降装置と、前記アームに対して昇降可能に設けられ前記バケット昇降装置による昇降動作と開閉動作によって立坑を掘削するクラムシェルバケットとを備え、前記バケット昇降装置は、前記アームに設けられ昇降切換弁の動作によって伸長、縮小する昇降シリンダと、前記昇降シリンダの伸縮方向と並行して前記アームに設けられ前記昇降シリンダによって移動される複数枚の第１昇降用シーブと、前記アームに設けられ前記各第１昇降用シーブと一緒に前記昇降シリンダによって移動される複数枚の第１開閉用シーブと、前記各第１昇降用シーブに対し前記昇降シリンダの伸縮方向に間隔をもって配置され前記アームに設けられた複数枚の第２昇降用シーブと、前記各第１開閉用シーブに対し前記昇降シリンダの伸縮方向に間隔をもって配置され前記アームに設けられた複数枚の第２開閉用シーブと、前記アームに設けられ前記各第１開閉用シーブに対して前記各第２開閉用シーブを接近、離間させる開閉シリンダと、長さ方向の一端部が前記アームに取付けられ他端部が前記クラムシェルバケットに取付けられると共に中間部が前記各第１昇降用シーブと前記各第２昇降用シーブに交互に巻回された昇降ロープと、長さ方向の一端部が前記アームに取付けられ他端部が前記クラムシェルバケットに取付けられると共に中間部が前記各第１開閉用シーブと前記各第２開閉用シーブに交互に巻回された開閉ロープとを備えてなる深礎掘削機において、前記クラムシェルバケットが着地したときに生じる前記昇降ロープの緩みを検出する検出器と、前記検出器からの検出信号によって前記昇降切換弁を閉弁位置に切換えて前記昇降シリンダを停止させる下降停止弁と、前記クラムシェルバケットが着地したときに前記昇降ロープと前記開閉ロープに前記クラムシェルバケットを地面に潜らせるための追加緩みを形成する緩み追加手段とを有している。

本発明の一実施形態によれば、クラムシェルバケットによる掘削作業を熟練度に関係なく、容易に、かつ正確に操作することができる。

本発明の第１の実施形態に係る深礎掘削機を示す左側面図である。 バケット昇降装置を模式的に示す構成図である。 バケット昇降装置の回路図である。 第２の実施形態に係るバケット昇降装置の回路図である。

以下、本発明の実施形態に係る深礎掘削機について添付図面に従って詳細に説明する。まず、図１ないし図３は本発明の第１の実施形態を示している。

図１において、深礎掘削機１は、例えばクローラ式の油圧ショベルをベースにして製造されている。深礎掘削機１は、自走可能なクローラ式の下部走行体２と、下部走行体２上に旋回動作が可能に搭載された上部旋回体３と、上部旋回体３に設けられた後述の作業装置５とにより構成されている。下部走行体２と上部旋回体３は、深礎掘削機１の車体を構成している。

上部旋回体３は、前側にキャブ４を備えている。このキャブ４には、下部走行体２、作業装置５等を操作するためにオペレータが搭乗する。そこで、キャブ４内には、オペレータが着座する運転席（図示せず）が設けられ、この運転席の周囲には、後述する操作装置３５，３６，３７、報知ランプ３８、ブザー３９等が配設されている。

作業装置５は、上部旋回体３に俯仰の動作が可能に設けられたブーム６と、ブーム６の先端に回動可能に設けられたアーム７と、アーム７に設けられた後述のバケット昇降装置１１と、アーム７に対して上昇、下降可能（昇降可能）に設けられたクラムシェルバケット８とを含んで構成されている。また、作業装置５には、上部旋回体３に対してブーム６を俯仰動させるブームシリンダ９と、ブーム６に対してアーム７を回動させるアームシリンダ１０とを有している。

アーム７は、例えば長尺な角筒体として形成され、その外周上には、バケット昇降装置１１が搭載されている。そして、バケット昇降装置１１を構成する昇降ロープ２７と開閉ロープ２８は、アーム７の先端部から下側に向けて延びている。

クラムシェルバケット８は、バケット支持部８Ａと、バケット支持部８Ａの下側に位置して開閉可能な一対のバケット８Ｂと、一対のバケット８Ｂが回動可能に連結された連結ブラケット８Ｃと、上側のバケット支持部８Ａに設けられた複数枚の上側シーブ８Ｄと、各上側シーブ８Ｄに対向して連結ブラケット８Ｃに設けられた複数枚の下側シーブ８Ｅとを含んで構成されている。連結ブラケット８Ｃは、例えば、クラムシェルバケット８を安定的に昇降させたり、地面に差込んだりするための重錘を兼ねている。

そして、クラムシェルバケット８のバケット支持部８Ａには、後述する昇降ロープ２７の他端部２７Ｂが取付けられている。また、クラムシェルバケット８には、後述の開閉ロープ２８が各シーブ８Ｄ，８Ｅに交互に巻回されつつ、開閉ロープ２８の他端部２８Ｂが取付けられている。

バケット昇降装置１１は、作業装置５のアーム７に設けられている。バケット昇降装置１１は、クラムシェルバケット８の昇降動作と開閉動作を含む各種動作を行うものである。図２に示すように、バケット昇降装置１１は、後述の昇降シリンダ１２、第１昇降用シーブ１３、第１開閉用シーブ１５、第２昇降用シーブ１６、第２開閉用シーブ１８、開閉シリンダ２０、昇降ロープ２７、開閉ロープ２８、検出装置２９を含んで構成されている。

昇降シリンダ１２は、アーム７に設けられている。図３に示すように、昇降シリンダ１２は、後述の昇降用操作装置３５によって昇降切換弁４０を切換えることで、伸長または縮小する。昇降シリンダ１２は、基端部がアーム７に取付けられたチューブ１２Ａと、チューブ１２Ａ内に挿嵌されたピストン１２Ｂ（図３参照）と、基端部がチューブ１２Ａ内でピストン１２Ｂに取付けられ、先端側がチューブ１２Ａから伸縮可能に突出したロッド１２Ｃとを有している。ロッド１２Ｃの先端部は、第１昇降用シーブ１３と第１開閉用シーブ１５を支持している第１軸部材１４に連結されている。これにより、昇降シリンダ１２は、ロッド１２Ｃを伸長させたり、縮小させたりすることで、第１昇降用シーブ１３と第１開閉用シーブ１５をアーム７の長さ方向に移動することができる。

第１昇降用シーブ１３は、昇降シリンダ１２の伸縮方向、即ち、アーム７の長さ方向と交差する横方向（幅方向）に延びた第１軸部材１４を介してアーム７に回転可能に設けられている。第１昇降用シーブ１３は、昇降シリンダ１２の伸縮方向と並行して、具体的には、横方向に重なった状態で複数枚（図２では３枚を例示）設けられている。第１昇降用シーブ１３の枚数は、必要とされる垂直掘削深さに応じて設定される。また、複数枚の第１昇降用シーブ１３は、アーム７の長さ方向に移動可能となっている。

ここで、各第１昇降用シーブ１３を支持している第１軸部材１４は、昇降シリンダ１２のロッド１２Ｃの他端部に連結されている。これにより、各第１昇降用シーブ１３は、ロッド１２Ｃの伸長、縮小動作に応じてアーム７の長さ方向に移動される。

第１開閉用シーブ１５は、例えば、昇降シリンダ１２を挟んで各第１昇降用シーブ１３と反対側に位置し、第１軸部材１４を介してアーム７に回転可能に設けられている。第１開閉用シーブ１５は、第１昇降用シーブ１３と同様に、横方向に重なった状態で複数枚（図２では３枚を例示）設けられ、アーム７の長さ方向に移動可能となっている。即ち、各第１開閉用シーブ１５は、各第１昇降用シーブ１３と一緒に昇降シリンダ１２によってアーム７の長さ方向に移動される。

第２昇降用シーブ１６は、各第１昇降用シーブ１３に対し昇降シリンダ１２の伸縮方向に間隔をもって配置され、横方向に延びた第２軸部材１７を介してアーム７に回転可能に設けられている。第２昇降用シーブ１６は、横方向に重なった状態で複数枚（図２では３枚を例示）設けられ、アーム７に対して昇降シリンダ１２の伸縮方向に固定されている。

第２開閉用シーブ１８は、各第１開閉用シーブ１５に対し昇降シリンダ１２の伸縮方向に間隔をもって配置され、横方向に延びた第３軸部材１９を介してアーム７に回転可能に設けられている。第２開閉用シーブ１８は、横方向に重なった状態で複数枚（図２では２枚を例示）設けられ、アーム７の長さ方向に移動可能となっている。

ここで、各第２開閉用シーブ１８を支持している第３軸部材１９は、開閉シリンダ２０のロッド２０Ｃの先端部に連結されている。これにより、各第２開閉用シーブ１８は、ロッド２０Ｃの伸長、縮小動作に応じてアーム７の長さ方向に移動される。

開閉シリンダ２０は、昇降シリンダ１２と平行になるように、アーム７の長さ方向に延びて設けられている。開閉シリンダ２０は、後述の開閉用操作装置３６によって開閉切換弁４１を切換えることで、伸長または縮小する。開閉シリンダ２０は、昇降シリンダ１２と同様に、チューブ２０Ａ、ピストン２０Ｂおよびロッド２０Ｃからなり、ロッド２０Ｃの先端部は、第３軸部材１９に連結されている。これにより、開閉シリンダ２０は、ロッド２０Ｃを伸長させたり、縮小させたりすることで、各第２開閉用シーブ１８をアーム７の長さ方向に移動することができ、各第１開閉用シーブ１５に対して各第２開閉用シーブ１８を接近、離間させることができる。

緩み取り用シーブ２１は、各第１開閉用シーブ１５に対し昇降シリンダ１２の伸縮方向に間隔をもって配置され、横方向に延びた第４軸部材２２を介してアーム７に回転可能に設けられている。緩み取り用シーブ２１は、アーム７の長さ方向に移動可能となっている。そして、緩み取り用シーブ２１を支持している第４軸部材２２は、緩み取りシリンダ２３のロッド２３Ｃの先端部に連結されている。これにより、緩み取り用シーブ２１は、ロッド２３Ｃの伸長、縮小動作に応じてアーム７の長さ方向に移動される。

緩み取りシリンダ２３は、昇降シリンダ１２と平行になるように、アーム７の長さ方向に延びて設けられている。緩み取りシリンダ２３は、後述の緩み取り用操作装置３７によって緩み取り切換弁４２を切換えることで、伸長または縮小する。緩み取りシリンダ２３は、昇降シリンダ１２と同様に、チューブ２３Ａ、ピストン２３Ｂおよびロッド２３Ｃからなり、ロッド２３Ｃの先端部は、第４軸部材２２に連結されている。これにより、緩み取りシリンダ２３は、ロッド２３Ｃを伸長させたり、縮小させたりすることで、緩み取り用シーブ２１をアーム７の長さ方向に移動することができ、各第１開閉用シーブ１５に対して緩み取り用シーブ２１を接近、離間させることができる。

昇降ガイドシーブ２４と開閉ガイドシーブ２５は、アーム７の先端部に設けられている。昇降ガイドシーブ２４と開閉ガイドシーブ２５は、アーム７の先端部に設けられた第５軸部材２６に回転可能に取付けられている。昇降ガイドシーブ２４は、アーム７（バケット昇降装置１１）からクラムシェルバケット８に向けて後述の昇降ロープ２７を案内している。一方、開閉ガイドシーブ２５は、アーム７からクラムシェルバケット８に向けて後述の開閉ロープ２８を案内している。

昇降ロープ２７は、アーム７にクラムシェルバケット８を上昇、下降可能に吊るしている。昇降ロープ２７は、長さ方向の一端部２７Ａが後述する検出装置２９を介してアーム７に取付けられている。また、昇降ロープ２７の他端部２７Ｂは、昇降ガイドシーブ２４から下向きに延びてクラムシェルバケット８のバケット支持部８Ａに取付けられている（図１参照）。さらに、昇降ロープ２７の中間部２７Ｃは、各第１昇降用シーブ１３と各第２昇降用シーブ１６に交互に巻回されている。

開閉ロープ２８は、アーム７から離れたクラムシェルバケット８を開閉させる。開閉ロープ２８は、長さ方向の一端部２８Ａがアーム７に取付けられている。また、開閉ロープ２８の他端部２８Ｂは、開閉ガイドシーブ２５から下向きに延びてクラムシェルバケット８の各シーブ８Ｄ，８Ｅに巻回された後にバケット支持部８Ａに取付けられている（図１参照）。さらに、開閉ロープ２８の中間部２８Ｃは、緩み取り用シーブ２１に巻回されつつ、各第１開閉用シーブ１５と各第２開閉用シーブ１８に交互に巻回されている。

次に、クラムシェルバケット８が着地したタイミングを検出するためにバケット昇降装置１１に設けられた検出装置２９の構成について説明する。

検出装置２９は、アーム７と昇降ロープ２７の一端部２７Ａとの間に設けられている。検出装置２９は、ばね部材３０と検出器３１とにより構成されている。ばね部材３０は、アーム７と昇降ロープ２７の一端部２７Ａとの間に挟まれた圧縮ばねとして形成されている。ばね部材３０は、アーム７に対してクラムシェルバケット８が吊るされている状態で、圧縮されるように荷重特性が設定されている。即ち、ばね部材３０は、クラムシェルバケット８の重量を受けて収縮する。一方、図１に示すように、クラムシェルバケット８が着地して昇降ロープ２７が緩んだときには、ばね部材３０が伸びる。

検出器３１は、クラムシェルバケット８が着地したときに生じる昇降ロープ２７の緩みを検出する。検出器３１は、レバー３１Ａの傾きでＯＮとＯＦＦとが切換わる接触式のセンサ（スイッチ）として形成されている。一方で、磁力や光源の変化でＯＮとＯＦＦとが切換わる非接触式のセンサを検出器として用いてもよい。

検出器３１は、ばね部材３０が圧縮されて昇降ロープ２７の一端部２７Ａがレバー３１Ａから離れる方向に移動し、レバー３１Ａが初期位置に戻るとＯＦＦになる。一方、検出器３１は、昇降ロープ２７が緩んでばね部材３０（一端部２７Ａ）によってレバー３１Ａが押されると、レバー３１Ａが傾いてＯＮに切換わる。そして、検出器３１は、クラムシェルバケット８が着地したタイミングでＯＮに切換わるから、このときの検出信号に基づいて後述する下降停止弁４３の電磁パイロット部４３Ａに給電する。また、検出器３１は、キャブ４内の報知ランプ３８、ブザー３９にも給電する。

次に、バケット昇降装置１１の昇降シリンダ１２、開閉シリンダ２０、緩み取りシリンダ２３を動作させるための油圧回路について説明する。

上部旋回体３には、メインポンプ３２、パイロットポンプ３３および作動油タンク３４を有している。また、キャブ４には、操作レバー、操作ペダル等からなる昇降用操作装置３５、開閉用操作装置３６、緩み取り用操作装置３７、報知ランプ３８、ブザー３９が設けられている。報知ランプ３８とブザー３９は、クラムシェルバケット８が着地したことをオペレータに報知する報知手段を構成している。

昇降用操作装置３５は、昇降シリンダ１２を操作する。昇降用操作装置３５は、第１パイロット管路３５Ａ、第２パイロット管路３５Ｂが昇降切換弁４０に接続されている。この昇降切換弁４０は、昇降用操作装置３５からの指令に応じて昇降シリンダ１２の動作方向を切換える。昇降切換弁４０は、昇降シリンダ１２の伸縮動作を停止させる閉弁位置と、昇降シリンダ１２のロッド１２Ｃを伸長させる伸長位置と、昇降シリンダ１２のロッド１２Ｃを縮小させる縮小位置との３位置を有している。昇降切換弁４０は、この３位置が昇降用操作装置３５によって切換操作される。ここで、昇降用操作装置３５をロッド１２Ｃの縮小側に切換えるための第２パイロット管路３５Ｂ上には、下降停止弁４３と非常下降弁４６が並列に設けられている。

開閉用操作装置３６は、第１パイロット管路３６Ａ、第２パイロット管路３６Ｂが開閉切換弁４１に接続されている。この開閉切換弁４１は、昇降切換弁４０と同様に構成され、開閉用操作装置３６によって切換操作される。

緩み取り用操作装置３７は、第１パイロット管路３７Ａ、第２パイロット管路３７Ｂが緩み取り切換弁４２に接続されている。この緩み取り切換弁４２は、昇降切換弁４０と同様に構成され、緩み取り用操作装置３７によって切換操作される。

下降停止弁４３は、昇降用操作装置３５の第２パイロット管路３５Ｂの途中に設けられている。この下降停止弁４３は、第２パイロット管路３５Ｂを通じて昇降切換弁４０にパイロット圧（油液）を供給することができる切換位置（ａ）と、戻し管路４４を通じて昇降切換弁４０を縮小側に切換えていたパイロット圧を作動油タンク３４に戻す切換位置（ｂ）との２位置を有している。また、下降停止弁４３は、電磁パイロット部４３Ａがバケット昇降装置１１の検出器３１に接続されている。これにより、下降停止弁４３は、検出器３１がＯＮになったときに、電磁パイロット部４３Ａが給電されることで切換位置（ｂ）に切換えられる。

絞り部４５は、戻し管路４４に設けられている。絞り部４５は、クラムシェルバケット８が着地したときに、昇降ロープ２７と開閉ロープ２８にクラムシェルバケット８を地面に潜らせるための追加緩みを形成する緩み追加手段を構成している。具体的には、緩み追加手段としての絞り部４５は、昇降切換弁４０を閉弁位置に切換えるために、昇降用操作装置３５の第２パイロット管路３５Ｂを作動油タンク３４に向けて流れる（戻される）油液の流量を制限している。従って、クラムシェルバケット８が着地してから実際に昇降シリンダ１２の縮小動作（昇降ロープ２７および開閉ロープ２８の送り出し）が停止するまでには、絞り部４５によって時間差が生じる。これにより、昇降ロープ２７と開閉ロープ２８には、追加緩みを形成することができ、この追加緩みの分だけクラムシェルバケット８を地面に潜らせることができる。

非常下降弁４６は、下降停止弁４３をバイパスした状態（並列状態）で昇降用操作装置３５の第２パイロット管路３５Ｂ上に設けられている。非常下降弁４６は、昇降用操作装置３５からの操作信号を遮断する。具体的には、非常下降弁４６は、常閉の手動弁として構成され、昇降用操作装置３５からの操作信号と関係なく、手動レバー４６Ａを操作することにより、開弁位置に切換えることができる。この開弁位置では、下降停止弁４３が閉弁状態であっても、昇降用操作装置３５からのパイロット圧を昇降切換弁４０に供給することができる。即ち、下降停止弁４３の不具合によってクラムシェルバケット８を下降できない状態になっても、非常下降弁４６の手動レバー４６Ａを操作することによってクラムシェルバケット８を下降させることができる。

次に、本実施形態のバケット昇降装置１１およびクラムシェルバケット８を用いて立坑を掘削するときの操作手順について説明する。

キャブ４に搭乗したオペレータの操作により、掘削位置の上方にクラムシェルバケット８を閉じた状態で配置する。このクラムシェルバケット８の吊り下げ状態では、クラムシェルバケット８の重量を受けてばね部材３０が圧縮されているから、検出装置２９の検出器３１はＯＦＦになっている。クラムシェルバケット８を掘削位置の上方に配置したら、昇降用操作装置３５を下降側に操作する。これにより、昇降切換弁４０が第２パイロット管路３５Ｂからのパイロット圧によって縮小位置に切換えられて昇降シリンダ１２が縮小される。昇降シリンダ１２が縮小されると、各第１昇降用シーブ１３が各第２昇降用シーブ１６側に移動し、各第１開閉用シーブ１５が各第２開閉用シーブ１８側に移動するから、昇降ロープ２７と開閉ロープ２８がアーム７から送り出されてクラムシェルバケット８が下降する。

クラムシェルバケット８の下降動作が進み、クラムシェルバケット８が地面から数メートル（例えば２～３メートル）の位置に達したら、オペレータは、開閉用操作装置３６を開き側に操作してクラムシェルバケット８の各バケット８Ｂを全開にする。クラムシェルバケット８を全開にしたら、再び昇降用操作装置３５を下降側に操作してクラムシェルバケット８を下降させる。

図１に示すように、クラムシェルバケット８が地面に着地すると、昇降ロープ２７が緩むから、ばね部材３０が伸びて検出装置２９の検出器３１をＯＮに切換える。検出器３１がＯＮに切換えられたときには、報知ランプ３８、ブザー３９、下降停止弁４３の電磁パイロット部４３Ａに給電される。報知ランプ３８の点灯とブザー３９の鳴動によってクラムシェルバケット８が着地したことを認識したオペレータは、昇降用操作装置３５の下降操作を停止する。

一方、クラムシェルバケット８が着地したときには、下降停止弁４３が切換位置（ｂ）に切換わる。下降停止弁４３の切換位置（ｂ）では、昇降用操作装置３５と昇降切換弁４０との間が遮断される。また、切換位置（ｂ）では、戻し管路４４を通じて昇降切換弁４０側の第２パイロット管路３５Ｂが作動油タンク３４に接続されることにより、昇降切換弁４０を縮小位置に切換えていたパイロット圧（油液）が作動油タンク３４に戻されるから、昇降切換弁４０が閉弁位置に切換えられる。これにより、報知ランプ３８やブザー３９に反応して昇降用操作装置３５の下降操作を停止するよりも早く、自動的に昇降シリンダ１２の縮小（クラムシェルバケット８の下降）を停止させる動作を開始することができる。

ここで、昇降切換弁４０から作動油タンク３４に戻される油液は、戻し管路４４に設けた絞り部４５によって流量が制限されているから、昇降切換弁４０が縮小位置から閉弁位置に切換わるのに時間を要する。従って、クラムシェルバケット８が着地してから実際に昇降シリンダ１２の縮小動作が停止するまでに時間差が生じる。即ち、クラムシェルバケット８の着地後にも、昇降ロープ２７と開閉ロープ２８を時間差の分だけ送り出すことができる。これにより、昇降ロープ２７と開閉ロープ２８には、追加緩みを形成することができ、この追加緩みの分だけクラムシェルバケット８を地面に潜らせることができる。

次に、オペレータは、緩み取り用操作装置３７を操作して緩み取りシリンダ２３を伸長させ、開閉ロープ２８の緩みを取る。開閉ロープ２８の緩みを取ったら、開閉用操作装置３６を閉じ側に操作する。これにより、クラムシェルバケット８は、地面に潜りながら土砂を掘削して閉じられる（全閉）。

クラムシェルバケット８で土砂を掘削したら、オペレータは、昇降用操作装置３５と緩み取り用操作装置３７とを操作し、昇降ロープ２７と開閉ロープ２８のテンションを合わせながら、クラムシェルバケット８を上昇させて地切りする。クラムシェルバケット８の地切り時には、緩み取りシリンダ２３は、最も縮小された状態にする。

続いて、オペレータは、昇降用操作装置３５を上昇側に操作し、クラムシェルバケット８を立坑の外部まで上昇させる。そして、地上に待機したダンプトラック（図示せず）の荷台の上方までクラムシェルバケット８を移動した後、開閉用操作装置３６を開き側に操作してクラムシェルバケット８を開き、ダンプトラックの荷台に土砂を載せる。

そして、ダンプトラックの荷台に土砂を載せたら、クラムシェルバケット８を立坑の上方に戻し、前述した作業（操作）を繰り返すことにより、立坑を掘削することができる。

かくして、本実施形態によれば、クラムシェルバケット８が着地したときに生じる昇降ロープ２７の緩みを検出する検出器３１と、検出器３１からの検出信号によって昇降切換弁４０を閉弁位置に切換えて昇降シリンダ１２を停止させる下降停止弁４３と、クラムシェルバケット８が着地したときに昇降ロープ２７と開閉ロープ２８にクラムシェルバケット８を地面に潜らせるための追加緩みを形成する緩み追加手段としての絞り部４５とを有する構成としている。

従って、クラムシェルバケット８が着地したときには、この着地を検出器３１によって検出することにより、下降停止弁４３によって昇降シリンダ１２を停止させることができる。これにより、クラムシェルバケット８を下降させたときには、クラムシェルバケット８が着地したタイミングでクラムシェルバケット８の下降動作を自動的に停止させることができる。また、クラムシェルバケット８が着地したときには、緩み追加手段としての絞り部４５が昇降ロープ２７と開閉ロープ２８に追加緩みを形成するから、それぞれの追加緩みによってクラムシェルバケット８を地面に潜らせることができる。

この結果、立坑の掘削作業を行う場合、クラムシェルバケット８の着地の瞬間を見極めたり、着地のタイミングで昇降ロープ２７と開閉ロープ２８に適度な緩みを持たせたりする必要がなくなるから、熟練度に関係なく、容易に、かつ正確にクラムシェルバケット８を操作することができ、作業性を向上することができる。

また、上部旋回体３には、キャブ４が設けられている。このキャブ４内には、クラムシェルバケット８が着地したことを報知する報知手段としての報知ランプ３８、ブザー３９が設けられている。これにより、クラムシェルバケット８が着地したタイミングで昇降用操作装置３５の操作を止めさせることができる。

昇降用操作装置３５と昇降切換弁４０との間の第２パイロット管路３５Ｂ上には、下降停止弁４３と並列に接続され、操作信号を遮断する非常下降弁４６を備えている。従って、下降停止弁４３の不具合によってクラムシェルバケット８を下降できない状態になっても、非常下降弁４６の手動レバー４６Ａを操作することによってクラムシェルバケット８を下降させることができる。

次に、図４は本発明の第２の実施形態を示している。本実施形態の特徴は、緩み追加手段は、追加緩みの大きさを調整する調整部を備えていることにある。なお、第２の実施形態では、前述した第１の実施形態と同一の構成要素に同一符号を付し、その説明を省略するものとする。

図４において、第２の実施形態による絞り部５１は、第１の実施形態による絞り部４５と同様に、戻し管路４４に設けられている。しかし、第２の実施形態による絞り部５１は、調整部５１Ａを備えている点で、第１の実施形態による絞り部４５と相違している。絞り部５１の調整部５１Ａは、油液が流通する開口面積を調整する。この開口面積の調整手段としては、例えばダイヤル等のスイッチが挙げられる。

そして、絞り部５１は、クラムシェルバケット８が着地してから実際に昇降シリンダ１２の縮小動作が停止するまでの時間差を、調整部５１Ａによって任意の値に調整することできる。

かくして、このように構成された第２の実施形態においても、前述した第１の実施形態とほぼ同様の作用、効果を得ることができる。特に、第２の実施形態によれば、緩み追加手段としての絞り部５１は、追加緩みの大きさを調整する調整部５１Ａを備えている。従って、掘削対象が土、砂、岩石、コンクリート片のように性状が異なる場合でも、調整部５１Ａによって追加緩みの大きさを調整することで、クラムシェルバケット８が潜る深さを掘削対象物に合わせることができる。

なお、第１の実施形態では、アーム７を水平姿勢に保持した状態で立坑の掘削作業を行っている状態を図１に示している。しかし、本発明はこれに限らず、例えば、アーム７を垂直姿勢、傾斜姿勢等の他の姿勢で立坑の掘削作業を行うようにしてもよい。この構成は、第２の実施形態にも同様に適用することができる。

また、第１の実施形態では、昇降シリンダ１２のロッド１２Ｃを縮小させたときにクラムシェルバケット８が下降し、伸長させたときにクラムシェルバケット８が上昇するように構成している。しかし、本発明はこれに限らず、昇降シリンダ１２のロッド１２Ｃを縮小させたときにクラムシェルバケット８が上昇し、伸長させたときにクラムシェルバケット８が下降するように構成してもよい。同様に、開閉シリンダ２０の伸縮動作とクラムシェルバケット８の開閉動作を逆にしてもよい。さらに、緩み取りシリンダ２３の伸縮動作と緩み取り用シーブ２１による緩み取り動作を逆にしてもよい。これらの構成は、第２の実施形態にも同様に適用することができる。

さらに、第１の実施形態では、アーム７を長尺な角筒体として形成し、その内部にバケット昇降装置１１を収容した場合を例示している。しかし、本発明はこれに限らず、例えば、アーム７を長尺な板状体として形成し、その上部にバケット昇降装置１１を設ける構成としてもよい。この構成は、第２の実施形態にも同様に適用することができる。

１ 深礎掘削機（建設機械）
２ 下部走行体（車体）
３ 上部旋回体（車体）
４ キャブ
５ 作業装置
６ ブーム
７ アーム
８ クラムシェルバケット
１１ バケット昇降装置
１２ 昇降シリンダ
１３ 第１昇降用シーブ
１５ 第１開閉用シーブ
１６ 第２昇降用シーブ
１８ 第２開閉用シーブ
２０ 開閉シリンダ
２７ 昇降ロープ
２８ 開閉ロープ
３１ 検出器
３５ 昇降用操作装置
３５Ｂ 第２パイロット管路
３８ 報知ランプ（報知手段）
３９ ブザー（報知手段）
４０ 昇降切換弁
４３ 下降停止弁
４５，５１ 絞り弁（緩み追加手段）
４６ 非常下降弁
５１Ａ 調整部

Claims (4)

1. 自走可能な車体と、前記車体に設けられた作業装置とからなり、
   前記作業装置は、前記車体に設けられたブームと、前記ブームの先端に設けられたアームと、前記アームに設けられたバケット昇降装置と、前記アームに対して昇降可能に設けられ前記バケット昇降装置による昇降動作と開閉動作によって立坑を掘削するクラムシェルバケットとを備え、
   前記バケット昇降装置は、
   前記アームに設けられ昇降切換弁の動作によって伸長、縮小する昇降シリンダと、
   前記昇降シリンダの伸縮方向と並行して前記アームに設けられ前記昇降シリンダによって移動される複数枚の第１昇降用シーブと、
   前記アームに設けられ前記各第１昇降用シーブと一緒に前記昇降シリンダによって移動される複数枚の第１開閉用シーブと、
   前記各第１昇降用シーブに対し前記昇降シリンダの伸縮方向に間隔をもって配置され前記アームに設けられた複数枚の第２昇降用シーブと、
   前記各第１開閉用シーブに対し前記昇降シリンダの伸縮方向に間隔をもって配置され前記アームに設けられた複数枚の第２開閉用シーブと、
   前記アームに設けられ前記各第１開閉用シーブに対して前記各第２開閉用シーブを接近、離間させる開閉シリンダと、
   長さ方向の一端部が前記アームに取付けられ他端部が前記クラムシェルバケットに取付けられると共に中間部が前記各第１昇降用シーブと前記各第２昇降用シーブに交互に巻回された昇降ロープと、
   長さ方向の一端部が前記アームに取付けられ他端部が前記クラムシェルバケットに取付けられると共に中間部が前記各第１開閉用シーブと前記各第２開閉用シーブに交互に巻回された開閉ロープとを備えてなる深礎掘削機において、
   前記クラムシェルバケットが着地したときに生じる前記昇降ロープの緩みを検出する検出器と、
   前記検出器からの検出信号によって前記昇降切換弁を閉弁位置に切換えて前記昇降シリンダを停止させる下降停止弁と、
   前記クラムシェルバケットが着地したときに前記昇降ロープと前記開閉ロープに前記クラムシェルバケットを地面に潜らせるための追加緩みを形成する緩み追加手段とを有していることを特徴とする深礎掘削機。
2. 前記緩み追加手段は、前記追加緩みの大きさを調整する調整部を備えていることを特徴とする請求項１に記載の深礎掘削機。
3. 前記車体には、キャブが設けられ、
   前記キャブ内には、前記クラムシェルバケットが着地したことを報知する報知手段が設けられていることを特徴とする請求項１に記載の深礎掘削機。
4. 前記昇降シリンダを操作する昇降用操作装置が設けられ、
   前記昇降切換弁は、前記昇降用操作装置からの指令に応じて前記昇降シリンダの動作方向を切換える構成とし、
   前記昇降用操作装置と前記昇降切換弁との間のパイロット管路上には、前記下降停止弁と並列に接続され操作信号を遮断する非常下降弁を備えていることを特徴とする請求項１に記載の深礎掘削機。

Images