JPH0371558B2

JPH0371558B2 -

Info

Publication number: JPH0371558B2
Application number: JP61140277A
Authority: JP
Inventors: Katsumi Kitanaka
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1986-06-18
Filing date: 1986-06-18
Publication date: 1991-11-13
Also published as: JPS63525A

Description

【発明の詳細な説明】（産業上の利用分野）この発明は、拡底坑を形成する掘削機の作業性
および掘削精度の向上を図るために、拡底坑の状
態を自動的に計測できるようにした拡底坑掘削機
用拡底坑計測装置に関する。

（従来の技術）従来、地盤内に場所打ち杭を施工する場合、そ
の杭の柱部の下端部が拡大した形状として支持力
を増大させる工夫がなされている。

そして、このような場所打ち杭を形成するため
の底部が拡開した坑井を掘るための機械として、
例えば、特公昭58−21079号公報に示されるよう
な、分割バケツト型回転掘削装置が提案されてい
る。

（発明が解決しようとする問題点）しかしながら、従来、拡底坑掘削機で拡底坑を
掘る場合、その深さや、拡底部の拡開量等を正確
に知る手段が無かつたため、通常は、作業員の勘
に頼つているのが殆どであつた。

このため、精度良く拡底坑を形成するには、熟
練した作業員を必要とする等、作業性や作業効率
を高めるには限界があつた。

（問題点を解決するための手段）上記問題点を解決するために、本発明は、前記
拡底坑掘削機のバケツトあるいは回転軸の適宜位
置に、バケツトに装着されている拡開・収縮可能
なカツターの拡開量を電気的に検出する拡開量検
出器を取付け、かつ、前記バケツトの降下量を検
出する降下量検出器および、前記拡開量検出器と
降下量検出器による検出信号を、電磁波信号によ
り、別体に設けられた受信機へ送信する送信機を
取付けてなるものである。

また、本発明は、上記送信機を、前記回転軸を
支持するロータリージヨイントの下方に位置する
ように回転軸に取付けられた回転台に装着すると
ともに、前記受信機を前記ロータリージヨイント
に取付け、かつ、前記送信機のアンテナを、前記
ロータリージヨイント外周に、同心円状かつ非接
触に配置したループアンテナとし、前記受信機の
アンテナを前記ループアンテナに近接配置したこ
とを特徴とする。

（作用）上記拡開量検出器と降下量検出器によつて、拡
底坑の拡開状態とその深さが自動的に検出でき、
受信機によつて、検出情報を受信して、その内容
を知ることができる。

従つて、作業員は、検出情報を確認しながら、
掘削作業を行うことで、精度の良い拡底坑を容易
に形成することができる。

また、拡開量検出器と降下量検出器をバケツト
あるいは回転軸等に取付ける必要があるため、こ
れらの検出信号を有線にて伝送するには、スリツ
プリング等の回転式コネクタを必要とし、ノイズ
混入や故障の原因となるため、本発明では、上述
のように、回転軸と一体回転する回転台にループ
アンテナを備えた送信機を取付けるとともに、ロ
ータリージヨイントに受信機を取付けて、無線信
号により、検出情報の伝送を行うことで、上記の
問題を解決している。

（実施例）本発明の一実施例の構成を第１図に示す。

拡開量検出器１は、第２図に示す拡底坑掘削機
１００のバケツト１０１に取付けられている。

バケツト１０１は、クローラクレーン１１０の
クレーンブーム１１１に昇降自在に吊り下げられ
たケリーバー１１２の下端に取付けられており、
アーム１１３に固定された回転駆動装置１１４に
より、ケリーバー１１２を回転させることで、バ
ケツト１０１はケリーバー１１２と一体に回転す
る。すなわち、ケリーバー１１２は、バケツト１
０１の回転軸になつている。

バケツト１０１は、複数のカツターユニツト１
０２を備えており、これらのカツターユニツト１
０２は、パンタグラフ機構を構成するアーム１０
３に連結されている。バケツト１０１上に油圧シ
リンダ１０９（第３図に示す）が装着されてお
り、この油圧シリンダ１０９が収縮することで、
パンタグラフ機構が開き、カツターユニツト１０
２が拡開するように構成されている。

そして、第２図に示すように、予めアースドリ
ル等により、地盤３００に、所望の深さの坑井２
００を形成しておき、この坑井２００内へ、上記
バケツト１０１を、カツターユニツト１０２を収
縮させた状態で下降させ、図中のA₁位置に設定
する。

この状態から、ケリーバー１１２の回転を行つ
てバケツト１０１回転させるとともに、徐々にカ
ツターユニツト１０２を拡開させて行き、かつ、
バケツト１０１の下降も行う。

この動作により、坑井２００の底部は、円錐状
に掘削されて、拡底坑２０１が形成される（バケ
ツト１０１はA₂位置の状態になる）。

そして、前記拡開量検出器１は、上記カツター
ユニツト１０２の拡開量を検出するものであり、
第１図に示すように、エンコーダー（ロータリー
エンコーダー）２を備えている。

この拡開量検出器１は、第３図に示すように、
油圧シリンダ１０９の伸縮に伴つて昇降する丸ラ
ツクギヤ１０７に、エンコーダ２のシヤフト３に
軸着されたピニオンギヤ１０４が噛合うように配
置されてなるものである。

従つて、油圧シリンダ１０９の収縮に伴つてバ
ケツト１０１が拡開すると、丸ラツクギヤ１０７
が下降し、この丸ラツクギヤ１０７の下降量がバ
ケツト１０１の拡開量に比例することから、エン
コーダー２の出力は、バケツト１０１の拡開量を
表す信号となる。

拡開量検出器１の検出信号S₁は、コード５を介
して送信機２０へ送られる。上記コード５は、バ
ケツト１０１の適宜位置に固定されたシヤツクル
７を通り、コードリール６に巻かれた後、送信機
２０へ接続されており、リール６の働きにより、
バケツトの昇降に伴つて、コード５の長さを伸縮
させることができる。

また、第１図に示す原点スイツチ４は、拡開量
検出器１の検出値をリセツトするためのもので、
カツターユニツト１０２が予め設定された最収縮
位置まで収縮したときに、機械的な力でONされ
て、上記検出値をリセツトする。

前記送信機２０は、例えば、第３図に示すよう
に、アーム１０３に取付けられて、ケリーバー１
１４を支持するロータリージヨイント１０６の下
方に、ケリーバー１１４と一体に回転する回転台
２３上に設置されている。この回転台２３は、ケ
リーバー１１４と一体回転するけれども、ケリー
バー１１４が下降しても、一定位置に留まつてい
るように、固定ベアリング等を用いて、支持され
ている。

回転台２３の下面には、降下量検出器１０が取
付けられている。この降下量検出器１０は、先端
がバケツト１０１に固定されたワイヤ１１を巻取
るリール１２の回転量を検出するロータリーエン
コーダーで構成されており、バケツト１０１の降
下に伴つてワイヤ１１が伸長すると、リール１２
が回転し、バケツト降下量に対応する検出信号S₂
が出力される。

また、第１図に示す原点スイツチ２１は、上記
降下量検出器１０の検出値をリセツトするための
もので、バケツト１０１が予め設定された最上位
置まで上昇したときに、機械的な力でONされ
て、上記検出値のリセツトを行う。

送信機２０は、上記拡開量検出器１で検出され
るカツターユニツト１０２の拡開量の検出信号S₁
と、上記降下量検出器１０で検出されるバケツト
１０１の降下量の検出信号S₂を、電磁波信号に変
換して、送信アンテナ２２から送信する。

この送信アンテナ２２は、ロータリージヨイン
ト１０６の外周に、同心円状かつ非接触に配置さ
れたループアンテナである。

そして、ロータリージヨイント１０６の側面に
は、先端が上記送信アンテナ２２が作るループ内
に入るように、バーアンテナを用いた受信アンテ
ナ３１が取付けられており、この受信アンテナ３
１は、可能な限り、送信アンテナ２２に近接する
ように配置されている。この受信アンテナ２２
は、同じくロータリージヨイント１０６に固定さ
れた受信機３０に接続されている。

このように、ループアンテナを用いた送信アン
テナ２２と、これに近接配置した受信アンテナ３
１の組合せによつて、ケリーバー１１２が回転し
ても、常に送信アンテナ２２と受信アンテナ３１
の間隔は変わらないため、受信信号レベルが変動
することがなく、感度の良い信号伝達が行える。

また、送信アンテナ２２がループアンテナであ
るため、指向性および伝播距離が限定でき、か
つ、減衰率も高いため、外部機器へ雑音電波とし
て影響を与えることも殆ど無い。

受信アンテナ３１で受信された受信信号は、受
信機３０で検波・増幅等がなされた後、前記カツ
ターユニツトの拡開量の検出信号S₁とバケツトの
降下量の検出信号S₂が抽出されて、コンピユータ
ユニツト４０へ入力される。

コンピユータユニツト４０は、カラーCRT７
０、DC／ACコンバータ５０、スイツチボツクス
８０とともに、クローラクレーン１１０の操縦席
に設置されている。

DC／ACコンバータ５０は、クローラクレーン
１１０に搭載されているバツテリー６０の直流電
源を交流に変換して、上記コンピユータユニツト
４０、カラーCRT７０、受信機３０の電源とし
て供給している。

コンピユータユニツト４０では、入力されるカ
ツターユニツトの拡開量の検出信号S₁と、バケツ
トの降下量の検出信号S₂とを、カラーCRT７０
に表示するための処理を行う。

カラーCRT７０には、第４図に示すような画
面が表示される。この表示は、バケツト１０１を
坑井２００の底へ降下させた後に、スイツチボツ
クス８０の基準セツトボタン８１をON操作する
ことにより表示される。

表示内容は、坑井２００とバケツト１０１の絵
表示、および、バケツト１０１の降下量、すなわ
ち深さ位置の数値表示（図中では「フカサ」で表
示されている）、拡底坑の径の数値表示（図中で
は「カクテイケイ」で表示されている）、バケツ
トの径の数値表示（図中では「バケツト」で表示
されている）、および「フカサ」の目盛の表示
（図中左側に表示されている）である。

そして、拡底坑２０１の掘削作業が開始される
と、上記検出信号S₁，S₂に基づいて、「フカサ」、
「バケツト」、「カクテイケイ」の表示が変更され
るとともに、バケツトの絵表示１０１ａの位置お
よび大きさが変化する。また、拡底坑２０１の絵
表示２０１ａもバケツトの拡大に伴つて膨らむ。

従つて、作業員は、上記画面を見ながら、拡底
坑の絵表示２０１ａの周囲が、設定ライン２０１
ｂに一致するようになるまで掘削を行うことで、
設計どおりの拡底坑２０１を形成することができ
る。

作業が終了した後は、スイツチボツクス８０の
終了ボタン８２をON操作すれば、カラーCRT７
０の画面表示はクリアされる。

なお、上記カツターユニツト１０２の拡開量か
ら、坑井２００内でのバケツト１０１の位置（坑
井の中心に対する偏心量）を検出することも可能
である。

（発明の効果）以上詳細に説明したように、本発明は、拡底坑
掘削機のバケツトの降下量と、カツターの拡開量
を電気的に検出する検出器を設け、かつ、これら
の検出器の検出信号を電磁波信号で送信する送信
機を設けたことにより、拡底坑の拡開状態とその
深さが自動的に検出でき、受信機によつて、検出
信号を受信して、その内容を知ることができる。

また、拡開量検出器と降下量検出器をバケツト
あるいは回転軸等に取付ける必要があるため、こ
れらの検出信号を有線にて伝送するためには、ス
リツプリング等の回転式コネクタを必要とするた
め、ノイズ混入や故障の原因となるが、本発明で
は、回転軸と一体回転する回転台にループアンテ
ナを備えた送信機を取付けるとともに、ロータリ
ージヨイントに受信機を取付けて、受信アンテナ
を上記ループアンテナに近接配置したことで、無
線信号により、検出信号の伝達ができ、上記の問
題を解決することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例の構成図、第２図は
第１図に示す実施例が適用される拡底坑掘削機の
一例を示す側面図、第３図は同拡底坑掘削機にお
けるバケツト付近の拡大図、第４図は第１図に示
すカラーCRTに表示される画面の内容の一例を
示す図である。１……拡開量検出器、２……エンコーダー、４
……原点スイツチ、５……コード、１０……降下
量検出器、２０……送信機、２１……原点スイツ
チ、２２……送信アンテナ、２３……回転台、３
０……受信機、３１……受信アンテナ、４０……
コンピユータユニツト、５０……DC／ACコンバ
ータ、７０……カラーCRT、８０……スイツチ
ボツクス、１００……拡底坑掘削機、１０１……
バケツト、１０２……カツターユニツト、１０３
……アーム、１０６……ロータリージヨイント、
１０９……油圧シリンダ、１１０……クローラク
レーン、１１２……ケリーバー（回転軸）、１１
４……回転駆動装置、S₁……（カツターユニツト
の）拡開量検出信号、S₂……（バケツトの）降下
量検出信号。

Claims

【特許請求の範囲】１回転軸先端に支持されて、拡開・収縮可能な
カツターを備えるバケツトを、地盤に堀込形成さ
れた坑井内へ降下させ、前記カツターを拡開しつ
つバケツトを回転させることにより、前記坑井の
底部周囲を掘削して拡底坑を形成する拡底坑掘削
機に設けられて、前記拡底坑の状態を計測する装
置において、前記バケツトあるいは回転軸の適宜位置に設け
られて、前記カツターの拡開量を電気的に検出す
る拡開量検出器と、前記回転軸を含む回転部分に取付けられ、前記
バケツトの降下量を電気的に検出する降下量検出
器と、前記回転軸を支持するロータリージヨイントの
下方に位置するように回転軸に取付けられて、該
回転軸と一体に回転する回転台と、該回転台に取付けられて、前記拡開量検出器と
降下量検出器による検出信号を、電磁波信号によ
り、送信する検出信号送信機と、前記ロータリージヨイントに取付けられて、前
記検出信号送信機からの送信信号を受信し、前記
拡底坑掘削機の操縦席に設けられた信号処理装置
へ受信信号を送る受信機とを備えるとともに、前記検出信号送信機のアンテナは、前記ロータ
リージヨイント外周に、同心円状かつ非接触に配
置されたループアンテナであり、前記受信機のア
ンテナは、前記ループアンテナに近接して配置さ
れていることを特徴とする拡底坑掘削機用拡底坑
計測装置。