JPH07138979A - 掘削機 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】油圧の圧力損失および油圧ホースの処理に関す
る問題を回避可能な掘削機を提供する。 【構成】本発明の掘削機は、電動機および電動機で駆動
される第１の油圧ポンプを所定の耐圧容器内に収容した
油圧ユニット２２と第１の油圧ポンプで駆動される掘削
機構２とを所定のフレーム１１に取り付けてある。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、水中で使用する掘削機
に係り、特に、大深度に適したハイドロフレーズ掘削機
に関する。

【０００２】

【従来の技術】ハイドロフレーズ掘削機は、１００ｍ程
度の大深度掘削や岩盤あるいは硬質地盤の掘削に適した
掘削機である。図４は、このようなハイドロフレーズ掘
削機１をクレーン４で吊り下げた状態で示した側面図で
あり、図５は、別の方向から見た詳細側面図である。

【０００３】これらの図でわかるように、ハイドロフレ
ーズ掘削機１は、フレーム１１の下端に油圧式のロータ
リーカッター２を設けてあり、ロータリーカッター２を
作動させるための油圧は、クレーン４に配置した油圧ユ
ニット３から油圧ホース５を介して供給するようになっ
ている。

【０００４】掘削の際は、クレーン４で掘削機１をトレ
ンチ６内に下げ降ろし、これを所定の深さに維持した状
態でかつ所定の安定液でトレンチ壁の崩壊を防ぎなが
ら、ロータリーカッター２を作動させ、トレンチ６の底
部を掘削していく。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、掘削深
度を大きく設定した場合、油圧ホース５の長さも長くな
って油圧の圧力損失が大きくなり、ロータリーカッター
２を十分に駆動することができないという問題を生じて
いた。

【０００６】また、油圧ホース５は、図４では便宜上１
本で示してあるが、実際には多くのホースからなってお
り、掘削機１の昇降に伴う処理が複雑であったが、油圧
ホースが長くなることによってさらにこれらの処理が複
雑かつ困難になってしまうという問題も生じていた。

【０００７】本発明は、上述した事情を考慮してなされ
たもので、油圧の圧力損失および油圧ホースの処理に関
する問題を回避可能な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】上記目的を達成するた
め、本発明の掘削機は請求項１に記載したように、電動
機および前記電動機で駆動される第１の油圧ポンプを所
定の耐圧容器内に収容した油圧ユニットと前記第１の油
圧ポンプで駆動される掘削機構とを所定のフレームに取
り付けたものである。

【０００９】また、本発明の掘削機は、前記フレームの
姿勢を修正する修正機構を駆動する第２の油圧ポンプを
前記耐圧容器内に備えるとともに、前記第２の油圧ポン
プを前記電動機で駆動するように請求項１の油圧ユニッ
トを構成したものである。

【００１０】また、本発明の掘削機は、請求項２の第２
の油圧ポンプを前記第１の油圧ポンプと同軸に配置した
ものである。

【００１１】また、本発明の掘削機は、請求項１の耐圧
容器にエアホースを連結し、前記耐圧容器内を大気と連
通させるようにしたものである。

【００１２】

【作用】本発明の掘削機を用いて地盤を掘削する際は、
まず、本発明の掘削機をクレーン等で吊り下げ、掘削機
と地上とを結ぶ電力ケーブルや制御ケーブルをリール等
で巻き出しながら掘削機をトレンチ内の所定の深さまで
降ろす。

【００１３】ここで、取扱いが複雑困難であった油圧ホ
ースは地上と掘削機との間に存在せず、したがってこれ
らを処理する手間は省略される。

【００１４】次いで、必要に応じて掘削機のフレームの
姿勢を修正する修正機構を作動させて掘削機のフレーム
の姿勢を調整する。

【００１５】ここで、修正機構を駆動する第２の油圧ポ
ンプを掘削機構用の第１のポンプとともに耐圧容器内に
設け、さらに第１の油圧ポンプを駆動する電動機でこれ
を駆動するようにした場合は、掘削機構を駆動する油圧
ポンプと修正機構を駆動する油圧ポンプとは同じ動力源
で駆動される。

【００１６】次いで、上述の電動機で第１の油圧ポンプ
を駆動する。第１の油圧ポンプは、電動機の作用によっ
て掘削機構に送油し、掘削機構は地盤を掘削する。

【００１７】ここで、送油は、油圧ユニットと掘削機構
との間で行われるが、かかる油圧ユニットは掘削機構と
ともに掘削機のフレームに取り付けてあり、両者は至近
距離にある。したがって、送油距離による圧力損失は非
常に小さくなる。

【００１８】油圧ユニット内の各機器は、地上と掘削機
とを結ぶ電力ケーブル、制御ケーブルを介して地上から
駆動制御される。

【００１９】また、安定液による水圧は耐圧容器で支持
され、耐圧容器内に収容した電動機、油圧ポンプ等の各
機器には水圧は及ばない。

【００２０】耐圧容器にエアホースを連結し、耐圧容器
内を大気に連通させた場合は、耐圧容器内の各機器は地
上の環境とほぼ同じ環境に維持される。

【００２１】掘削完了後、掘削機と地上とを結ぶ電力ケ
ーブルや制御ケーブルをリール等に巻き取りながら掘削
機をトレンチ内から引き上げるが、引き上げに伴う油圧
ホースの処理は不要となる。

【００２２】

【実施例】以下、本発明の掘削機の実施例について、添
付図面を参照して説明する。なお、従来技術と実質的に
同一の部品等については同一の符号を付してその説明を
省略する。

【００２３】図１は、本実施例の掘削機を示した側面図
である。

【００２４】同図でわかるように、本実施例の掘削機２
１は、フレーム１１の下端に掘削機構としてのロータリ
ーカッター２を取り付けてあるとともに、二連の油圧ユ
ニット２２をフレーム１１に取り付けてある。

【００２５】また、フレーム１１には、フレームの上端
位置を修正する修正機構２６をはじめ、これに直交する
方向の修正を行う修正機構２７、フレームの下端位置を
修正する修正機構２８およびこれに直交する方向の修正
を行う修正機構２９を設けてあり、これらの修正機構２
６乃至２９を適宜駆動することによって、フレーム１１
の姿勢を修正できるようになっている。

【００２６】さらに、フレーム１１の下方には揚泥ポン
プ２３を設けてあり、ロータリーカッター２で掘削され
た土砂を安定液とともに揚泥パイプ２４を介して地上に
吸い上げるようになっている。

【００２７】図２は、油圧ユニット２２の内部構造を詳
細に示した図である。

【００２８】油圧ユニット２２は、同図でわかるように
電動機３１およびこれに駆動される第１のポンプとして
の油圧ポンプ３２を取付けフレーム３３によって耐圧容
器３４内に収容してある。

【００２９】耐圧容器３４はほぼ円筒形をなしており、
内部点検等のためのハッチ４６を上下２カ所に設けてあ
る。耐圧容器３４は、例えば深さ１００ｍの水圧に耐え
るように材料、厚み等を設計しておくのがよい。

【００３０】電動機３１および油圧ポンプ３２は、それ
らの回転シャフトをカップリング５１を介して連結して
あり、電動機３１が電力ケーブル４１を介して外部から
所定の電力を供給されたとき、その回転力を油圧ポンプ
３２のシャフトに伝達するようになっている。

【００３１】一方、油圧ポンプ３２は、メインポンプ５
３およびチャージポンプ５４からなり、メインポンプ５
３は、電動機３１から伝達された回転エネルギーを油圧
に変換し、管３５、マニホールド３６を介してロータリ
ーカッター２に送油するようになっているとともに、チ
ャージポンプ５４は、オイルタンク３７から随時、油を
補給するようになっている。

【００３２】耐圧容器３４内にはさらに制御部３９を設
けてある。制御部３９は、油圧ポンプ３２に取り付けた
油温計、油圧計等の計測機器３８から油温、油圧等の計
測データを受け取ってデジタルの計測データに変換し、
さらにこれらの計測データを制御ケーブル４０を介して
地上の制御盤（図示せず）に送るようになっている。一
方、地上では、かかる計測データを監視しながら制御盤
を操作することによって、電動機３１、油圧ポンプ３２
等を制御可能になっている。

【００３３】本実施例の掘削機は、修正機構２６乃至２
９を駆動する第２の油圧ポンプとしての油圧ポンプ４３
を油圧ポンプ３２と同軸に配置してあり、電動機３１の
回転力をカップリング５２を介して伝達された際にこれ
を油圧に変換して管４４、マニホールド４５を介して修
正機構２６乃至２９に送油するようになっている。

【００３４】油圧ポンプ４３は例えば歯車ポンプで構成
するのがよい。

【００３５】また、本実施例の掘削機は、油圧ユニット
２２にエアホース４２を連結してあり、油圧ユニット２
２の耐圧容器３４内を大気に連通させてある。

【００３６】図３は、油圧ユニット２２内の各油圧機器
およびその周辺機器を油圧回路で示したものである。

【００３７】同図でわかるように、メインポンプ５３お
よびチャージポンプ５４からなる油圧ポンプ３２は、修
正機構２６乃至２９に送油する油圧ポンプ４３と同軸に
配置してあり、これらを電動機３１で駆動するようにな
っている。

【００３８】メインポンプ５３は、管３５を介してロー
タリーカッター２に接続してある。また、メインポンプ
５３は可変容量ポンプとして構成してあり、シリンダー
６１およびこのシリンダー６１のパイロット弁である切
換弁６２によってメインポンプ５３からロータリーカッ
ター２に送る油の流量や方向を制御可能になっている。

【００３９】一方、チャージポンプ５４は、メインポン
プ５３に接続される系統の油圧が所定の値以下になった
とき、オイルタンク３７からフィルター６３を介して吸
い上げた油をフィルター６４およびリリーフ弁６５を介
して補給するようになっている。

【００４０】本実施例の掘削機を用いて地盤を掘削する
際は、まず、掘削機２１をクレーン４で吊り下げ、掘削
機２１と地上とを結ぶ電力ケーブル４１、制御ケーブル
４０およびエアホース４２をリール等から巻き出しなが
ら掘削機２１をトレンチ６内の所定の深さまで降ろす。

【００４１】ここで、取扱いがめんどうであった油圧ホ
ースは地上と掘削機との間に存在せず、したがってこれ
らを処理する手間は省略される。

【００４２】次いで、必要に応じて掘削機２１のフレー
ム１１の姿勢を修正する修正機構２６乃至２９を作動さ
せてフレーム１１の姿勢を調整する。

【００４３】修正機構２６乃至２９を駆動するには、電
力ケーブル４１を介して電動機３１に所定の電力を供給
し、電動機３１を回転させる。チャージポンプ４３は、
この電動機３１の回転エネルギーを油圧に変換して修正
機構２６乃至２９に油圧を供給する。

【００４４】フレーム１１の位置決め終了後、シリンダ
ー６１および切換弁６２で流量等を制御しながら電動機
３１でメインポンプ５３を駆動し、ロータリーカッター
２に送油する。なお、切換弁６２の切換作動は、チャー
ジポンプ５４で行う。

【００４５】ここで、送油は、油圧ユニット２２とロー
タリーカッター２との間で行われるが、かかる油圧ユニ
ット２２はロータリーカッター２とともにフレーム１１
に取り付けてあり、両者は至近距離にある。したがっ
て、送油距離による圧力損失は非常に小さくなる。

【００４６】また、安定液による水圧は耐圧容器３４で
支持され、耐圧容器３４内に収容した電動機３１、油圧
ポンプ３２、４３等の各機器には水圧は及ばない。

【００４７】また、耐圧容器３４にエアホース４２を連
結し、耐圧容器３４内を大気に連通させてあり、耐圧容
器３４内の各機器は地上の環境とほぼ同じ環境に維持さ
れる。

【００４８】また、電動機３１、油圧ポンプ３２等は、
耐圧容器の外側にある安定液によって冷却される。

【００４９】掘削完了後、掘削機２２と地上とを結ぶ電
力ケーブル４１、制御ケーブル４０およびエアホース４
２をリール等に巻き取りながら掘削機２２をトレンチ６
から引き上げる。なお、掘削機２２と地上との間に油圧
ホースが存在しないため、油圧ホースを処理する手間は
省略される。

【００５０】以上説明したように、本実施例の掘削機
は、ロータリーカッターを駆動する油圧ポンプを油圧ポ
ンプ駆動用の電動機とともに耐圧容器内に収容して油圧
ユニットとし、この油圧ユニットをロータリーカッター
とともにフレームに取り付けたので、従来、地上に設置
した油圧ユニットから掘削機のロータリーカッターに接
続していた油圧ホースが不要となる。

【００５１】したがって、特に大深度で問題となってい
た油圧損失の問題は回避され、従来よりも小型の油圧ポ
ンプでロータリーカッターを駆動することができる。

【００５２】また、掘削機の昇降に伴って油圧ホースを
処理する手間が省け、比較的軽量の制御ケーブル、電力
ケーブルおよびエアホースをリールで処理することがで
きる。

【００５３】また、フレームの姿勢を修正する修正機構
用の油圧ポンプをロータリーカッター駆動用の油圧ポン
プと同じ電動機で駆動するようにしたので、油圧ユニッ
トがコンパクトになり、フレームへの取付けが容易にな
る。ここで、電動機および２つの油圧ポンプを同軸に配
置しこれを鉛直支持したので、油圧ユニットのコンパク
ト化をさらに向上させることができる。

【００５４】また、油圧ユニットの容器を耐圧容器とし
安定液による水圧を耐圧容器で支持するようにしたの
で、油圧ユニットの各機器は水圧の影響を受けずに済
む。

【００５５】また、エアホースを耐圧容器に接続して耐
圧容器内を大気に連通させるようにしたので、耐圧容器
内の各機器を地上の環境条件に維持することができる。

【００５６】このため、油圧ポンプ、電動機等は、地上
で使用されているものをそのまま使用することができ、
水中用として特別に設計する必要がなくなる。

【００５７】また、電動機、油圧ポンプ等の発生熱を耐
圧容器の周囲にある安定液、地下水等によって自然冷却
するようにしたので、電力負荷を大幅に軽減することが
できる。

【００５８】本実施例では、油圧ユニットを２連で構成
したが、かかる数量に限定されるものではないことは言
うまでもない。

【００５９】また、本実施例では、一つの電動機で２つ
の油圧ポンプ、すなわち修正機構駆動用ポンプおよび掘
削機構駆動用ポンプの両方を駆動するようにしたが、修
正機構用油圧ポンプを省略して掘削機構用油圧ポンプだ
けを油圧ユニット内に設けてもよいし、これらを別々の
電動機で駆動するようにし、さらに別々の油圧ユニット
としてもよい。

【００６０】また、本実施例では、耐圧容器にエアホー
スを連結し、耐圧容器内を大気に連通させるようにした
が、場合によってこれを省略してもよい。

【００６１】また、本実施例では、掘削機構としてロー
タリーカッターを想定したが、油圧で駆動されるいわゆ
る油圧モータであればどんな形式のものでもよい。

【００６２】

【発明の効果】以上述べたように、本発明の掘削機は、
電動機および前記電動機で駆動される第１の油圧ポンプ
を所定の耐圧容器内に収容した油圧ユニットと前記第１
の油圧ポンプで駆動される掘削機構とを所定のフレーム
に取り付けたので、油圧の圧力損失および油圧ホースの
処理に関する問題を回避することができる。

【００６３】

【図面の簡単な説明】

【図１】本実施例に係る掘削機の側面図。

【図２】油圧ユニットの内部構造を示す断面図。

【図３】油圧ユニットおよびその周辺機器の油圧回路
図。

【図４】従来の掘削機をクレーンで吊り下げた状態で示
した側面図。

【図５】従来の掘削機を別の方向から示した側面図。

【符号の説明】 ２ ロータリーカッター（掘削機構） １１ フレーム ２１ 掘削機 ２２ 油圧ユニット ２６、２７、２８、２９ 修正機構 ３１ 電動機 ３２ 油圧ポンプ（第１の油圧ポンプ） ３４ 耐圧容器 ３７ オイルタンク ４３ 油圧ポンプ（第２の油圧ポンプ） ５３ メインポンプ ５４ チャージポンプ

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 電動機および前記電動機で駆動される第
   １の油圧ポンプを所定の耐圧容器内に収容した油圧ユニ
   ットと前記第１の油圧ポンプで駆動される掘削機構とを
   所定のフレームに取り付けたことを特徴とする掘削機。
2. 【請求項２】 前記油圧ユニットは、前記フレームの姿
   勢を修正する修正機構を駆動する第２の油圧ポンプを前
   記耐圧容器内に備えるとともに、前記第２の油圧ポンプ
   を前記電動機で駆動するようにした請求項１記載の掘削
   機。
3. 【請求項３】 前記第２の油圧ポンプを前記第１の油圧
   ポンプと同軸に配置した請求項２記載の掘削機。
4. 【請求項４】 前記耐圧容器にエアホースを連結し、前
   記耐圧容器内を大気と連通させるようにした請求項１記
   載の掘削機。