JPH09144055A - 深掘り掘削機 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 深掘り掘削機で円形の穴を掘り取る際に問題
となっていた多くの労力の必要、作業の繁雑化、能率低
下、掘削穴の形状悪化等を解決する。 【解決手段】 車体１０と、この車体の上方に軸支され
て上下に揺動できるアーム１３と、このアームの先端に
取り付けられ、複数本のブームエレメントをテレスコピ
ック状に組み合わせてその長さ方向に伸縮ができる伸縮
ブーム２１と、この伸縮ブームの先端に取り付けられて
土砂を掴み取ることができるバケット２８とからなる深
掘り掘削機において、駆動源としてのシリンダー機構１
４１と、このシリンダー機構のシリンダーロッド１４３
に係合する回転変換手段としてのカム機構１４２とによ
り構成され、バケット２８を伸縮ブーム２１の先端との
間で垂直軸心周りに少なくとも９０度以上回転させるこ
とができるようにした。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明が属する技術分野】本発明は、例えば土木工事、
建設工事等においてその直径に比べ深さが際めて深い穴
を掘り取る場合に用いる深掘り掘削機に関し、特に伸縮
ブームの先端に取り付けられて土砂を掴み取るためのバ
ケットを垂直軸心周りで回転できるようにして、円形の
穴を容易に掘り取ることができるようにした深掘り掘削
機に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来より土木工事、建設工事等において
は直径に比べ深さが際めて深い穴を掘り取る作業工程が
存在した。例えば、鉄塔を支えるアンカー用の穴、浄化
槽の埋め込み用の穴、建築物の基礎工事、井戸掘り工事
等の作業があげられる。このような深掘り作業におい
て、穴の直径が５メートル程度であるのに対し、深さが
１５メートルないし２０メートルといった極めて深い穴
を掘らざるを得ないものであった。

【０００３】このような深掘り作業には、一般に伸縮す
る複数段のブームをテレスコピック状に組み立てた伸縮
ブームを用い、この伸縮ブームを掘削機のアームに取り
付けて、最下段のブームの先端にクラムシェルバケット
を連結した深掘り掘削機が用いられていた。この深掘り
掘削機の構造では、そのほとんどがブームの先端に取り
付けた伸縮できるアームによって構成されており、この
アームはテレスコピック状に組み合わされた２段以上の
複数段のアームによってバケットを深い穴の底まで吊り
下げるような構造となっているのが特徴であった。

【０００４】ところで、従来の深掘り掘削機では、伸縮
ブームを支持するアームが車体の上方に軸支されて上下
に揺動できるとともに、水平面上で旋回できるようにな
っている。しかし、このアームに支持された伸縮ブーム
の先端に対し、バケットは水平面上で回転することはで
きない構成となっている。つまり伸縮ブームの先端には
ブラケットを介して水平な一本の軸が設けられ、この一
本の軸にバケットが自重によって垂下する構成となって
おり、この軸を中心として一方向の首振り動作が行える
ようになっているに過ぎない。そしてクラムシェルバケ
ットの場合、１対のシェルバケットが常に一定の向きで
開閉するから、掘り取る穴の形状はやや四角形状とな
る。

【０００５】しかしながら、掘り取る穴の形状は穴の目
的によっても異なるが、例えば鉄塔を支えるアンカー用
の穴、浄化槽の埋め込み用の穴、建築物の基礎工事や井
戸掘り工事の穴など、多くの場合は円形の穴であること
が極めて多い。このような円形の穴を掘り取る場合にお
いて、従来の掘削機のバケットで掘り取る穴の形状はや
や四角形状にしかならないために、バケットによる掘削
位置を順次に横にずらして円形に近い形状の穴を掘削し
ているが、穴周縁の隅には角型の非掘削部分が残る。こ
のため従来では、角型に残った穴の隅の部分の土砂を、
穴の内部に降り立った作業員が手作業で掘り落として丸
く形成する作業が必要であった。

【０００６】このため従来、円形の穴を掘り取る必要が
ある場合には非常に多くの労力を要するとともに作業が
繁雑となって、それだけ能率が低下する一方で、必ずし
も良好な円形の穴が掘削できない等の問題があった。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】本発明は、このような
事情に鑑みてなされたものであり、従来の深掘り掘削機
で円形の穴を掘り取る際に問題となっていた多くの労力
の必要、作業の繁雑化、能率低下、掘削穴の形状悪化等
を解決しようとするものである。

【０００８】

【課題を解決するための手段】上述の問題を解決するた
めに本発明に係る深掘り掘削機は、車体と、この車体の
上方に軸支されて上下に揺動できるアームと、このアー
ムの先端に取り付けられ、複数本のブームエレメントを
テレスコピック状に組み合わせてその長さ方向に伸縮が
できる伸縮ブームと、この伸縮ブームの先端に取り付け
られて土砂を掴み取ることができるバケットとからなる
深掘り掘削機において、駆動源としてのシリンダー機構
と、このシリンダー機構のシリンダーロッドに係合する
回転変換手段としてのカム機構とにより構成され、前記
バケットを伸縮ブームの先端との間で垂直軸心周りに少
なくとも９０度以上回転させることができるバケット回
転機構を備えたものである。

【０００９】また、本発明は、車体と、この車体の上方
に軸支されて上下に揺動できるアームと、このアームの
先端に取り付けられ、複数本のブームエレメントをテレ
スコピック状に組み合わせてその長さ方向に伸縮ができ
る伸縮ブームと、この伸縮ブームの先端に取り付けられ
て土砂を掴み取ることができるバケットとからなる深掘
り掘削機において、前記バケットを伸縮ブームの先端と
の間で垂直軸心周りに回転させることができるバケット
回転機構を備え、このバケット回転機構は、伸縮ブーム
の先端に常に水平となる状態で取り付けられた固定基盤
と、この固定基盤に垂直軸心周りで回転自在に吊り下げ
られ、その下端部にバケットを垂直軸心周りで一体回転
可能に支持する回転ハウジングと、この回転ハウジング
内に軸心を垂直にして固定されたシリンダー、およびこ
のシリンダーから突出して上下方向に伸縮動作するシリ
ンダーロッドを有するシリンダー機構と、このシリンダ
ー機構のシリンダーロッドに一体的に連結されて上下動
する垂直な棒状カム、およびこの棒状カムの外周面に形
成された螺旋状のカム溝に一端側が係合するとともに固
定基盤に他端側が一体的に連結された係合ピンを有し、
この係合ピンで棒状カムの上下動作を棒状カムの周囲に
沿う回転動作に変換して取り出し、回転ハウジングに垂
直軸心周りの回転力を付与するカム機構と、を有する構
成としたものである。

【００１０】本発明において望ましくは、固定基盤は、
水平面上で互いに直交する上下配置の一対の支軸を有す
る自在継手部により、自重によって常に水平状態となる
ように、伸縮ブームの先端に吊り下げられていることで
ある。

【００１１】また、本発明において望ましくは、シリン
ダー機構のシリンダーは回転ハウジングの内部に水平な
シリンダー支持板を介して固定されるとともに、シリン
ダーロッドと棒状カムとは水平なカップリングを介して
互いに連結されており、かつ、このカップリングから垂
直に突出した複数本の回転伝達ピンがシリンダー支持板
の対応位置にあけた垂直な支持孔にそれぞれ摺動可能に
挿通され、これによりカップリングの上下動を許容しつ
つカップリングのシリンダー軸心周りでの回転を回転ハ
ウジングに伝達する回転伝達機構が構成されていること
である。

【００１２】さらに、本発明において望ましくは、カム
機構はシリンダー機構の上方に配設され、このカム機構
の係合ピンが、棒状カムの外周側に配置された下端が開
口する垂直な筒状のホルダーに保持されており、このホ
ルダーの上端が固定基盤の下面に一体的に連結されてい
ることである。

【００１３】

【発明の実施の形態】以下、本発明の一実施形態を図面
により説明する。図１は深掘り掘削機の外観を示す斜視
図であり、図２はバケットおよびバケット回転機構の全
体構成を示す斜視図であり、図３は図２で示すバケット
およびバケット回転機構を示す正面図であり、図４は図
３の側面図である。

【００１４】この実施の形態では、地表より下部方向に
向けて垂直な深い穴を掘り、構造物の基礎工事、埋設工
事に利用するための深掘り掘削機に本発明を応用した例
について説明する。

【００１５】この実施の形態では図１に示すように、車
体１０の左右にそれぞれクローラー１１が巻き付けてあ
り、このクローラー１１により車体は前後左右に自由に
移動することができる。この車体１０の上面には作業台
１２が水平方向に３６０度旋回できるように設置してあ
り、この作業台１２の上部前面にやや『く』の字形に折
り曲げたアーム１３が上下方向に揺動できるように軸支
してある。このアーム１３の中央と前記作業台１２の前
面との間には俯仰制御用の油圧シリンダー１４が介在さ
せてある。

【００１６】そしてアーム１３の先端には断面が四角形
をした中空の細長い外ブーム１５がブラケット１６およ
び支持ピン１７によって上下に揺動自在に連結してあ
り、アーム１４の内面中央と外ブーム１５の後部との間
には油圧シリンダー１８が介在させてある。この外ブー
ム１５は、例えば薄肉鋼板を折り曲げて形成した断面四
角形で内部中空の細長い形状をしており、その下端開口
からは薄肉鋼板を折り曲げて形成した断面四角形で、内
部中空の中ブーム１９が摺動自在に挿通してある。

【００１７】さらに、この中ブーム１９の下端開口から
は薄肉鋼板を折り曲げて形成した断面四角形で、内部中
空の細長い形状の内ブーム２０が摺動自在に挿入させて
ある。これら外ブーム１５、中ブーム１９、内ブーム２
０からなる３つのブームエレメントによって三段に伸縮
できるテレスコピック状に組み立てられた伸縮ブーム２
１が構成されている。

【００１８】そして、内ブーム２０の先端にはブラケッ
ト２５が取り付けられ、このブラケット２５に自在継手
部２６を介して、バケットを垂直な軸心の周りで回転さ
せるためのバケット回転機構２７が吊り下げられるとと
もに、このバケット回転機構２７には土砂を掘り取るた
めのバケット２８が保持されている。

【００１９】この自在継手部２６は、図２、図３および
図４に示すように、内ブーム２０の先端のブラケット２
５に回転自在に支持された水平な上側支軸３５と、この
上側支軸３５に両側部が回転自在に支持された上側が開
口する『コ』の字形の連結具３２と、この連結具３２の
底面から下向きに垂下する一対の対向した垂下片３３、
３４と、これらの垂下片３３、３４に回転自在に挿通さ
れ上側支軸３５の下方に位置して水平面上で互いに直交
するように配置された下側支軸３６とを有する構成であ
る。この下側支軸３６に、バケット回転機構２７の上端
から立ち上がる一対の起立片３７が回転自在に軸支して
あり、これによって上側支軸３５と下側支軸３６との相
互に直角に交差する２軸の回転自在な支持によりバケッ
ト回転機構２７およびバケット２８が自重によって常に
垂直な状態で支持されている。

【００２０】バケット回転機構２７は、後に図５〜図１
１を使用して詳述するが、ここで図２、図３および図４
を使用して主に外郭部のみ説明する。このバケット回転
機構２７は、自在継手部２６に吊り下げられる前記の起
立片３７の下側に一体に連設された水平な円形の固定基
盤４１と、この固定基盤４１に吊り下げられて垂直軸心
周りで回転自在な縦長な箱形の回転ハウジング４２とを
有する。この回転ハウジング４２内に、回転力を発生さ
せる後述のシリンダー機構およびカム機構（図５〜図１
１で詳細に示す）が設けられている。

【００２１】この回転ハウジング４２の外側面には、垂
直な軸心周りの回転時に生じる捩じれモーメントに対処
するために、縦方向に沿う各隅角縁部から前後方向に向
かって末広がり状に突出する幅広な前後縦リブ４３、４
４と、左右方向に向かって比較的小幅に突出する左右縦
リブ４５、４６とが突設されている。また、回転ハウジ
ング４２の天井壁４７は、側壁４８および固定基盤４１
よりも面積が大きい四角形状に構成されて、この天井壁
４７の下面には前後縦リブ４３、４４および左右縦リブ
４５、４６の各上端部が溶接されている。なお、左右縦
リブ４５、４６は回転ハウジング４２の側壁４８の前後
部分と一体で構成され、回転ハウジング４２の側壁４８
の左右部分よりも横長に形成したものである。

【００２２】また、回転ハウジング４２の側壁４８の左
右側上部には、それぞれ左右方向に突出する対向片から
なる一対ずつのシリンダー支持ブラケット４９、５０が
設けられている。一対の右側シリンダー支持ブラケット
４９、４９の先端には、それぞれ軸受５５、５５が設け
られ、これらの軸受５５、５５に回転ハウジング４２の
前後方向に沿う水平な軸５６が挿通されている。そし
て、この軸５６にバケット開閉駆動用の縦長な油圧シリ
ンダー５７が回転自在に支持され、この油圧シリンダー
５７の下向きの駆動ロッド５８がバケット２８の右側の
シェル（下記で説明する）を開閉駆動するようになって
いる。また、一対の左側シリンダー支持ブラケット５
０、５０の先端にも同様に、それぞれ軸受５８、５８が
設けられ、これらの軸受５８、５８に回転ハウジング４
２の前後方向に沿う水平な軸５９が挿通されている。そ
して、この軸５９にバケット開閉駆動用の縦長な油圧シ
リンダー６０が回転自在に支持され、この油圧シリンダ
ー６０の下向きの駆動ロッド６１がバケット２８の左側
のシェル（下記で説明する）を開閉駆動するようになっ
ている。

【００２３】バケット２８は図２、図３および図４に示
すように、クラムシェルバケットとされており、それぞ
れ先端に爪部７１、７２を有する左右一対のシェル７
３、７４を開閉可能に組み合わせて構成されている。こ
のバケット２８の右側シェル７３は、上端部に前後方向
に沿うピン７５を有し、このピン７５の前後端部には、
それぞれ平行リンク７６、７７が一体に取り付けられて
いる。これらの平行リンク７６、７７は、その上側に配
置した支点軸７８、７９を中心として、右側で上下方向
に回動できるようになっている。両支点軸７８、７９
は、回転ハウジング４２の下端に設けた１本の母軸８０
に支持されている。すなわち、この母軸８０は回転ハウ
ジング４２の下端中央部に前後方向に沿って挿着固定さ
れており、この母軸８０の前後端部が回転ハウジング４
２から前後方向に突出している。この母軸８０の前後端
部の位置に、それぞれやや三角形の平行ブラケット８
１、８２が、母軸８０の左右にそれぞれ突出するように
取り付けられており、これらの平行ブラケット８１、８
２の右側への突出部に両支点軸７８、７９がそれぞれ支
持されている。このようにして、右側シェル７３がピン
７５を介して支点軸７８、７９の周りで右側に回動可能
に支持されており、このピン７５のさらに中央位置に、
前述した右側の油圧シリンダー５７の駆動ロッド５８の
下端が軸受８３、連結ピン８４および平行リンク８５、
８５を介して軸心周りに回動できるようになっていて、
この駆動ロッド５８の昇降作用によってピン７５を介し
て右側シェル７３が支点軸７８、７９を中心として右側
で上下方向に回転して開閉できるようになっている。

【００２４】また、バケット２８の左側シェル７４は、
上端部に前後方向に沿うピン８６を有し、このピン８６
の前後端部には、それぞれ平行リンク８７、８８が一体
に取り付けられている。これらの平行リンク８７、８８
は、その上側に配置した支点軸８９、９０を中心とし
て、左側で上下方向に回動できるようになっている。両
支点軸８９、９０は、右側シェル７３の場合と同様に、
回転ハウジング４２に設けた前記の１本の母軸８０の前
後端部の位置に設けた三角形の平行ブラケット８１、８
１、８２、８２の、左側への突出部にそれぞれ支持され
ている。このようにして、左側シェル７４がピン８６を
介して支点軸８９、９０の周りで左側に回動可能に支持
されており、このピン８６のさらに中央位置に、前述し
た左側の油圧シリンダー６０の駆動ロッド６１の下端が
軸受９２、連結ピン９３および平行リンク９４、９４を
介して軸心周りに回動できるようになっていて、この駆
動ロッド６１の昇降作用によってピン８６を介して左側
シェル７４が支点軸８９、９０を中心として左側で上下
方向に回転して開閉できるようになっている。

【００２５】なお、右側シェル７３の前後端部には、ピ
ン７５の上側に位置して内側に湾曲したストッパー９
５、９６が設けられ、またこれらのストッパー９５、９
６と対向して、左側シェル７４の前後端部にも、ピン８
６の上側に位置して内側に湾曲したストッパー９７、９
８が設けられている。そして、右側シェル７３と左側シ
ェル７４とは油圧シリンダー５７、６０の作用で同時に
左右に開閉回動するように設定されていて、両シェル７
３、７４が同時に開動作した場合、最大開動位置で前端
側のストッパー９５、９７および後端側のストッパー９
６、９８同士の各上端がそれぞれ互いに当接して、両シ
ェル７３、７４が停止するようになっている。

【００２６】次に、バケット回転機構２７の詳細を図５
〜図１１によって説明する。

【００２７】図５はバケット回転機構２７を上下に切断
して正面側から見た状態を示す縦断面図であり、図７は
図６のバケット回転機構２７を左側面から見た状態を示
す縦断面図である。また、図７は図５および図６に示し
たバケット回転機構２７のうち上部機構、すなわち固定
基盤４１と回転ハウジング４２との連結部を構成する部
品を分解して示す斜視図である。

【００２８】前述したように、バケット回転機構２７
は、伸縮ブーム２１の先端に常に水平となる状態で取り
付けられた固定基盤４１に、バケット２８を垂直な軸心
周りで一体に回転可能に支持する回転ハウジング４２を
設けたものである。まず、図５、図６および図７によっ
て、これら固定基盤４１と回転ハウジング４２との連結
部の構成を説明する。

【００２９】固定基盤４１は円盤形状の平板状に形成さ
れており、その上面にやや三角形状の対向する起立片３
７、３７が一体に突設され、これらの起立片３７、３７
の各頂部の対向位置に、下側支軸３６を挿通するための
軸孔１１１、１１１を有する筒状の軸支部１１２、１１
２がそれぞれ設けられている。起立片３７、３７の前後
部および左右側部には、それぞれ補強リブ１１３、１１
４が設けられている。固定基盤４１の周縁部近傍には上
下方向に貫通した複数のボルト挿通孔１１５が穿設され
ており、このボルト挿通孔１１５に上方からボルト１１
６がそれぞれ下方に向かって挿通されるようになってい
る。

【００３０】固定基盤４１の下面周囲部には、２つ割り
のリングエレメント１１７、１１８からなる回転支持リ
ング１１９が合併した状態で接合されている。これらの
リングエレメント１１７、１１８には、固定基盤４１の
周縁部の近傍のボルト挿通孔１１５に対応した配置で複
数のねじ孔１２０が形成されており、固定基盤４１の上
方からボルト挿通孔１１５に挿通したボルト１１６が各
リングエレメント１１７、１１８のねじ孔１２０にそれ
ぞれねじ込まれ、これによりリングエレメント１１７、
１１８が固定基盤４１の下面に固定されている。回転支
持リング１１９の内周面には、上側が大径となる段部１
２１が形成されており、この段部に回転リング１２２が
垂直軸心周りで回転自在に嵌合されている。

【００３１】すなわち、回転リング１２２は、各リング
エレメント１１７、１１８の段部１２１上に嵌合状態で
搭載されるフランジ部１２３と、このフランジ部１２３
の下部に一体に連設された外周面が段状に小径となった
小径筒部１２４とからなるもので、この回転リング１２
２の内周面は上下端に亘って同一径とされている。な
お、この回転リング１２２は、回転支持リング１１９の
２つ割りのリングエレメント１１７、１１８が合併する
前に段部１２１上に嵌合状態で搭載して取り付けられ
る。この取り付けの際、回転支持リング１１９の段部１
２１の上部に縦リング１２５が、また同段部１２１の下
部に横リング１２６がそれぞれ予め嵌め込まれる。これ
らの縦リング１２５および横リング１２６は、回転支持
リング１１９および回転リング１２２と異なる摩擦係数
を有するもので、回転支持リング１１９の段部１２１と
これに嵌合する回転リング１２２の段状の外周面との間
に介在することによって、回転リング１２２と回転支持
リング１１９との間のかじり等を防止し、回転リング１
２２を円滑に回転させる機能を果たす。

【００３２】そして、回転支持リング１１９の下方に突
出した回転リング１２２の小径筒部１２４には、その下
側から回転ハウジング４２の天井壁４７が嵌合固着され
る。すなわち、天井壁４７の中心部には回転リング１２
２の小径筒部１２４の外径とやや等しい円形孔１２７が
穿設してあり、この円形孔１２７が回転リング１２２の
小径筒部１２４に嵌合された後、天井壁４７の下面側に
当金１２８が添付されて、これら小径筒部１２４、天井
壁４７および当金１２８が溶接によって一体に固着され
る。このような構成によって、固定基盤４１の下面に回
転ハウジング４２が回転リング１２２を介して垂直な軸
心周りで回転自在に支持される。

【００３３】次に、バケット回転機構２７の回転ハウジ
ング４２を回転駆動するための駆動機構を図５、図６、
図８〜図１１によって説明する。

【００３４】図８はバケット回転機構２７のうち下部に
設けられるシリンダー機構１４１の部品を分解して示す
斜視図であり、図９は図８に示したシリンダー機構１４
１を拡大して示す縦断面図であり、図１０はシリンダー
機構１４１を組み立て、さらにカム機構１４２を連結し
た状態を示す斜視図である。図１１はバケット回転機構
２７のうち上部内側に設けられるカム機構１４２を分解
して示す斜視図である。

【００３５】前述したように、バケット回転機構２７
は、回転ハウジング４２の内部下側に設けられた駆動源
としてのシリンダー機構１４１と、回転ハウジング４２
の内部の上側に設けられてシリンダー機構１４１のシリ
ンダーロッド１４３に係合する回転変換手段としてのカ
ム機構１４２とを備えたものである。

【００３６】まず、駆動源としてのシリンダー機構１４
１は図５および図６に示すように、回転ハウジング４２
内の底部に軸心を垂直にして固定された油圧シリンダー
などのシリンダー１４４と、このシリンダー１４４から
上方に突出して上下方向に伸縮動作するシリンダーロッ
ド１４３とを有する。

【００３７】シリンダー１４４は、回転ハウジング４２
の内底部に水平なシリンダー支持板１４５を介して固定
されている。このシリンダー支持板１４５は、回転ハウ
ジング４２の横断面に対応して四角形とされており、そ
の周縁部が回転ハウジング４２の側壁４８に溶接によっ
て固着されている。このシリンダー支持板１４５の中央
部には図８に示すように、ややΩ形のシリンダー挿通孔
１４６が穿設されており、このシリンダー挿通孔１４６
の周囲には複数（４個）のねじ孔１４７と、この各ねじ
孔１４７間に位置して大径な複数（３個）の貫通孔とし
ての支持孔１４８とが穿設されている。

【００３８】ややΩ形のシリンダー挿通孔１４６は、シ
リンダー１４４を挿通するための円形部分１４９と、そ
のシリンダー１４４の上下端部に設けられる給排油管１
５０、１５１を挿通するための角形部分１５２とからな
るものである。ねじ孔１４７はシリンダー１４４の上端
部に設けられるフランジ１５３と、このフランジ１５３
を支持する支持リング１５４とを、一括してシリンダー
支持板１４５に締め付けるために、上方からねじ１５５
を螺合するためのものである。したがって、フランジ１
５３および支持リング１５４には、ねじ１５５を挿通す
るためのねじ挿通孔１５６、１５７が、それぞれねじ孔
１４７の位置に対応して穿設されている。また、支持孔
１４８は、後述する回転伝達機構の回転伝達ピン２２２
を挿通するためのもので、この支持孔１４８に対応し
て、フランジ１５３および支持リング１５４にも同数の
支持孔１１５８、１５９がそれぞれ穿設されている。な
お、上述した支持リング１５４の下面には、内周縁側に
沿って下向きの凸部１６０が一体に形成されており、こ
の凸部１６０をややΩ形のシリンダー挿通孔１４６に嵌
合して位置決め固定されるようになっている。また、こ
の支持リング１５４にもシリンダー１４４の上下端部に
設けられる給排油管１５０、１５１を挿通するための溝
孔１６１が形成されている。

【００３９】ここで、図９によってシリンダー機構１４
１の詳細な構造を説明する。シリンダー１４４は軸方向
の両端が開口した円筒部１６５と、この円筒部１６５の
上下端部を塞ぐ上キャップ１６６、下キャップ１６７と
によって構成されている。このシリンダー１４３の上端
部近傍には、開口部が下向きの上部給排油管１５０が設
けられ、下端部近傍には開口部が上向きの下部給排油管
１５１が設けられている。シリンダー１４３の内部には
ピストン１６８が上下方向に摺動可能に挿入されてお
り、このピストン１６８にシリンダーロッド１４３が挿
通され、ナット１６９で固定されている。シリンダーロ
ッド１４３は上方に伸び、その上端は上キャップ１６６
の中心部に穿設した孔１７０を介して上キャップ１６６
の上方に突出し、その突出部分には雄ねじ１７１が形成
されている。また、シリンダー１４３の上端部外側に
は、前述したフランジ１５３が一体的に固定されてい
る。そして、図９および図１０に示すように、フランジ
１５３、支持リング１５４が互いにねじ挿通孔１５６、
１５７を連通させた状態で上下に積ね合わされ、さらに
シリンダー支持板１４５上にねじ孔１４７を連通させる
配置で載置されて、ねじ挿通孔１５６、１５７およびね
じ孔１４７にねじ込んだねじ１５５によって固定されて
いる。

【００４０】次に、回転変換手段としてのカム機構１４
２を、図６、図１０および図１１によって説明する。こ
れらの図に示すように、カム機構１４２は基本的に、シ
リンダー機構１４１のシリンダーロッド１４３の上端に
上カップリング１８１、下カップリング１８２を介して
一体的に連結されて上下動する垂直な棒状カム１８３
と、この棒状カム１８３の外周面に形成された一対の螺
旋状のカム溝１８４、１８５に一端側がそれぞれ係合す
る一対の係合ピン１８６、１８７と、棒状カム１８３の
外周側に配置されて下端が開口し、各係合ピン１８６、
１８７の他端側を保持した状態で固定基盤４１に一体的
に連結された垂直な筒状のホルダー１８８とを有する構
成となっている。そして、各係合ピン１８６、１８７で
棒状カム１８３の上下動作を棒状カム１８３の周囲に沿
う回転動作に変換して取り出し、回転ハウジング４２に
垂直軸心周りの回転力を付与するようになっている。

【００４１】詳述すると、下カップリング１８２は図６
８および図１０に示すように、上下面とも平坦な円板状
に形成されており、中心部にシリンダー機構１４１のシ
リンダーロッド１４３の雄ねじ１７１と螺合する雌ねじ
１９１（図８を参照）が形成されている。この雌ねじ１
９１を囲む配置で、下カップリング１８２の外周側に上
下面を貫通する複数（４個）のねじ孔１９２が形成され
るとともに、後述する回転伝達ピン２２２の挿着および
係止用の支持孔１９３が、シリンダー機構１４１のフラ
ンジ１５３の支持孔１５８に対応する配置で複数（３
個）形成されている。なお、この各支持孔１９３は、そ
れぞれ上側の内径が下側よりも大きい段部を有する断面
形状となっており、その各支持孔１９３の大径な上側部
分には回転伝達ピン２２２を係止するナット１８９がそ
れぞれ挿入係止し得るようになっている。また、この各
支持孔１９３の下方に位置して、下カップリング１８２
の下面にそれぞれ回転伝達ピン２２２を挿通保持するた
めの所定縦長さの回転伝達ピン２２２と保持管１９０が
溶接等によって強固に固定されている。

【００４２】一方、上カップリング１８１は図６および
図１１に示すように、上下面ともやや平坦な円板状であ
るが、上面中心部に棒状カム１８３の径とやや同径の円
形窪み１９４が形成されている。そして、この上カップ
リング１８１の円形窪み１９４に棒状カム１８３の下端
を嵌合するようにしてあるとともに、その円形窪み１９
４部分に棒状カム１８３を締結するねじ１９５を挿通す
るための複数（４個）のねじ挿通孔１９６が穿設されて
いる。また、円形窪み１９４の外周側には、下カップリ
ング１８２のねじ孔１９２に対応する配置で、ねじ１９
７を上側から挿入するためのねじ挿通孔１９８が穿設さ
れている。

【００４３】さらに棒状カム１８３は螺旋状の一対のカ
ム溝１８４、１８５を外周面の対称部位に有しており、
下端面には複数（４個）のねじ穴２０１が、上カップリ
ング１８１の円形窪み１９４内のねじ挿通孔１９６に対
応して形成されている。

【００４４】そして、図５、図６および図１０に示す状
態で前記各部材が組み立てられている。すなわち、まず
上カップリング１８１の上面の円形窪み１９４に棒状カ
ム１８３の下端を嵌合した状態で、これらをねじ１９５
によって締結して一体化する。次いで、上カップリング
１８１の下に下カップリング１８２を同軸的に合致さ
せ、これら両カップリング１８１、１８２を互いにねじ
１９７で上方から締め付けて一体化するる。さらに、シ
リンダー機構１４１のシリンダーロッド１４３の雄ねじ
１７１の先端を下カップリング１８２の雌ねじ１９１に
螺合させるとともに、その雄ねじ１７１に螺合した押え
ナット２０６を下カップリング１８２の下面に圧接する
ことで、シリンダーロッド１４３と下カップリング１８
２とを一体化するものである。これにより、シリンダー
ロッド１４３の上下動がカップリング１８１、１８２を
介して棒状カム１８３に伝達され、棒状カム１８３が昇
降することができる。

【００４５】一方、棒状カム１８３のカム溝１８４、１
８５に係合する係合ピン１８６、１８７は、それぞれ短
円柱状のもので、ホルダー１８８に水平に保持されてい
る。すなわち図６および図１１に示すように、ホルダー
１８８は縦長な円柱状のもので、下端側周壁の対向位置
に各係合ピン１８６、１８７をそれぞれ挿通するための
保持孔２１１、２１２を有するとともに、上端面に複数
（４個）のねじ穴２１３（図１１を参照）を有してい
る。そして、棒状カム１８３のカム溝１８４、１８５に
それぞれ一端側を係合させた各係合ピン１８６、１８７
の他端側を、ホルダー１８８の保持孔２１１、２１２に
挿入して保持するとともに、ホルダー１８８の上端を固
定基盤４１の下面に当接し、その固定基盤４１に形成し
たねじ挿通孔２１７を介して固定基盤４１の上方から挿
入したねじ２１８を、ホルダー１８８の上端面のねじ穴
２１３に螺合することで、ホルダー１８８を固定基盤４
１に非回転の状態で固定する。これにより、各係合ピン
１８６、１８７もホルダー１８８に保持されて固定状態
となり、棒状カム１８３が昇降すると各カム溝１８４、
１８５の位置が各係合ピン１８６、１８７で固定状態と
なるため、棒状カム１８３と、その下端に連結されてい
るカップリング１８１、１８２とが、ホルダー１８８に
対して相対的に垂直な軸周りで回転することになる。

【００４６】そして本実施の形態では、カップリング１
８１、１８２の上下動を許容しつつカップリング１８
１、１８２のシリンダー軸心の周りでの回転を回転ハウ
ジング４２に伝達する回転伝達機構２２１が構成されて
いる。この回転伝達機構２２１は複数本（３本）の垂直
な回転伝達ピン２２２によって構成されている。すなわ
ち、各回転伝達ピン２２２は、図６および図８に示すよ
うに、上端のねじ部２２３が下側カップリング１８２の
支持孔１９３内でそれぞれナット１８９で保持され、回
転伝達ピン保持管１９０の部分で強固に固定された状態
で、そこから下方に垂直に突出している。この各回転伝
達ピン２２２の下端部が、フランジ１５３、支持リング
１５４およびシリンダー支持板１４５の対応位置にあけ
た垂直な各支持孔１４８、１５８、１９３にそれぞれ上
下方向には摺動可能に、かつ垂直な軸心周りには一体回
転可能に挿通されている。これによりシリンダー支持板
１４５を介して回転ハウジング４２が垂直な軸心周りに
回転するものである。

【００４７】次に、例えば鉄塔を支えるアンカー用の
穴、浄化槽の埋め込み用の穴、建築物の基礎工事、井戸
掘り工事等の際に、円形穴を掘り取る場合の作業につい
て、前記構成による作用を説明する。

【００４８】本実施の形態では、作業台１２においてア
ーム１３の角度を調整して、伸縮ブーム２１を所定の穴
掘り取り位置に向けて傾ける。アーム１３の先端に設け
られたバケット２８は、自在継手部２６により常時垂直
状態に保持されているから、油圧シリンダー６０を操作
して駆動ロッド６１を伸縮し、これによりバケット２８
を開閉させるとともに、伸縮ブーム２１の操作でバケッ
ト２８を上げ下げすることで土砂の掘り取りが行えるも
のである。

【００４９】この際、穴を円形に掘り取る必要が生じた
場合には、バケット回転機構２７のシリンダー機構１４
１に油圧等をかけ、シリンダーロッド１４３の伸縮動作
を行わせる。例えば、最初のバケット２８の向きに対し
てシリンダーロッド１４３が収縮状態にある場合には、
シリンダーロッド１４３を伸長状態に移行させる。この
シリンダーロッド１４３の伸長によって、棒状カム１８
３も一体的に上昇すると、この棒状カム１８３のカム溝
１８４、１８５に係合している係合ピン１８６、１８７
が固定基盤４１によって固定されているので、前述した
ように、棒状カム１８３が相対的に垂直な軸心周りで回
転する。

【００５０】この回転力は、上下カップリング１８１、
１８２を介して回転伝達ピン２２２の回転を惹起し、こ
の回転伝達ピン２２２の下端部が挿通されているフラン
ジ１５３、支持リング１５４およびシリンダー支持板１
４５の対応位置にあけた垂直な各支持孔１４８、１５
８、１９３を介して、シリンダー支持板１４５が回転
し、回転ハウジング４２が垂直軸心周りに回転すること
になる。したがって、回転ハウジング４２の下部に連結
されているバケット２８は、回転ハウジング４２ととも
に垂直な軸心周りで回転する。この回転角度は、シリン
ダーロッド１４３の伸長距離で任意に設定することがで
きる。

【００５１】したがって、それまでバケット２８を一定
の向きにして掘り取って深穴の周縁の隅に角型の非掘削
部分が残っている場合、その非掘削部分の位置および量
に応じてシリンダーロッド１４３の伸長量を設定し、バ
ケット２８を必要な角度で回転させることで、穴を円形
に形成することができる。よって本実施の形態による
と、従来の深掘り掘削機で円形の穴を掘り取る際に問題
となっていた多くの労力の必要、作業の繁雑化、能率低
下、掘削穴の形状悪化等を解決することができる。

【００５２】また、上述した本実施の形態によると、バ
ケット回転機構２７は、回転ハウジング４２の内部下側
に設けられた駆動源としてのシリンダー機構１４１と、
回転ハウジング４２の内部上側に設けられてシリンダー
機構１４１のシリンダーロッド１４３に係合する回転変
換手段としてのカム機構１４２とを備えたものであるか
ら、構成が比較的簡単であるとともに、回転作用を大き
い力で十分に、円滑かつ確実に、しかも迅速に行えるの
で、実際作業用の設備として、また各種大型な穴の掘り
取り作業にとって、極めて有用なものとなる。

【００５３】また、本実施の形態ではカム機構１４２
が、シリンダー機構１４１のシリンダーロッド１４３の
上端に上下カップリング１８１、１８２を介して一体的
に連結されて上下動する垂直な棒状カム１８３と、この
棒状カム１８３の外周面に形成された一対の螺旋状のカ
ム溝１８４、１８５に一端側がそれぞれ係合する一対の
係合ピン１８６、１８７と、棒状カム１８３の外周側に
配置されて下端が開口し、各係合ピン１８６、１８７の
他端側を保持した状態で固定基盤４１に一体的に連結さ
れた垂直な筒状のホルダー１８８とを有する構成とされ
ている。そして、各係合ピン１８６、１８７で棒状カム
１８３の上下動作を棒状カム１８３の周囲に沿う回転動
作に変換して取り出し、回転ハウジング４２に垂直な軸
心周りの回転力を付与するようになっているので、回転
変換手段が容易かつ確実である。

【００５４】しかも、本実施の形態では、カップリング
１８１、１８２の上下動を許容しつつカップリング１８
１、１８２のシリンダー軸心周りでの回転を回転ハウジ
ング４２に伝達する回転伝達機構２２１を構成し、この
回転伝達機構２２１は複数本の垂直な回転伝達ピン２２
２によってフランジ１５３、支持リング１５４およびシ
リンダー支持板１４５の対応位置にあけた垂直な各支持
孔１４８、１５８、１９３にそれぞれ上下方向には摺動
可能に、かつ垂直軸心周りに一体回転可能に挿通してシ
リンダー支持板１４５を介して回転ハウジング４２を垂
直軸心周りに回転させるようにしたので、シリンダー機
構１４１に捩じれ等が発生することもなく、機械的な損
傷等も生じないで長期間の使用に十分耐え得るものであ
る。特に、各回転伝達ピン２２２は回転伝達ピン保持管
１９０の部分で強固に固定された状態で、そこから下方
に垂直に突出しているので、この各回転伝達ピン２２２
の強度は極めて大きくなるものである。

【００５５】

【発明の効果】以上で詳述したように、本発明に係る深
掘り掘削機によれば、従来の深掘り掘削機で円形の穴を
掘り取る際に問題となっていた多くの労力の必要、作業
の繁雑化、能率低下、掘削穴の形状悪化等を解決し、労
力軽減、作業の簡易化、高能率化、掘削穴の形状改善
等、円形穴の掘り取り作業について極めて多くの効果を
奏することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施の形態による深掘り掘削機の外
観を示す斜視図である。

【図２】本発明の一実施の形態による深掘り掘削機のバ
ケットおよびバケット回転機構の全体構成を示す斜視図
である。

【図３】本発明の一実施の形態による深掘り掘削機のバ
ケットおよびバケット回転機構を示す正面図である。

【図４】図３の側面図である。

【図５】本発明の一実施の形態による深掘り掘削機のバ
ケット回転機構を拡大して正面側から見た状態を示す縦
断面である。

【図６】本発明の一実施の形態による深掘り掘削機のバ
ケット回転機構を側面から見た状態を示す縦断面図であ
る。

【図７】本発明の一実施の形態による深掘り掘削機のバ
ケット回転機構のうち上部機構を構成する部品を分解し
て示す斜視図である。

【図８】本発明の一実施の形態による深掘り掘削機のバ
ケット回転機構のうち下部に設けられるシリンダー機構
の部品を分解して示す斜視図である。

【図９】本発明の一実施の形態による深掘り掘削機のシ
リンダー機構を拡大して示す縦断面図である。

【図１０】本発明の一実施の形態による深掘り掘削機の
シリンダー機構を組み立て、さらにカム機構連結した状
態を示す斜視図である。

【図１１】本発明の一実施の形態による深掘り掘削機の
バケット回転機構のうち上部内側に設けられるカム機構
を分解して示す斜視図である。

【符号の説明】

１０ 車体 １１ クローラー １２ 作業台 １３ アーム １４ 油圧シリンダー １５ 外ブーム １６ ブラケット １７ 支持ピン １８ 油圧シリンダー １９ 中ブーム ２０ 内ブーム ２１ 伸縮ブーム ２５ ブラケット ２６ 自在継手部 ２７ バケット回転機構 ２８ バケット ３２ 連結具 ３３ 垂下片 ３４ 垂下片 ３５ 上側支軸 ３６ 下側支軸 ３７ 起立片 ４１ 固定基盤 ４２ 回転ハウジング ４３ 前後縦リブ ４４ 前後縦リブ ４５ 左右縦リブ ４６ 左右縦リブ ４７ 天井壁 ４８ 側壁 ４９ 右側シリンダー支持ブラケット ５０ 左側シリンダー支持ブラケット ５５ 軸受け ５６ 軸 ５７ 油圧シリンダー ５８ 駆動ロッド ５９ 軸受 ６０ 油圧シリンダー ６１ 駆動ロッド ７１ 爪部 ７２ 爪部 ７３ 右側シェル ７４ 左側シェル ７５ ピン ７６ 平行リンク ７７ 平行リンク ７８ 支点軸 ７９ 支点軸 ８０ 母軸 ８１ 平行ブラケット ８２ 平行ブラケット ８３ 軸受 ８４ 連結ピン ８５ 平行リンク ８６ ピン ８７ 平行リンク ８８ 平行リンク ８９ 支点軸 ９０ 支点軸 ９２ 軸受 ９３ 連結ピン ９４ 平行リンク ９５ ストッパー ９６ ストッパー ９７ ストッパー ９８ ストッパー １１１ 軸孔 １１２ 軸支部 １１３ 補強リブ １１４ 補強リブ １１５ ボルト挿通孔 １１６ ボルト １１７ リングエレメント １１８ リングエレメント １１９ 回転支持リング １２０ ねじ孔 １２１ 段部 １２２ 回転リング １２３ フランジ部 １２４ 小径筒部 １２５ 縦リング １２６ 横リング １２７ 円形孔 １４１ シリンダー機構 １４２ カム機構 １４３ シリンダーロッド １４４ シリンダー １４５ シリンダー支持板 １４６ シリンダー挿通孔 １４７ ねじ孔 １４８ 支持孔 １４９ 円形部分 １５０ 給排油管 １５１ 給排油管 １５２ 角形部分 １５３ フランジ １５４ 支持リング １５５ ねじ １５６ ねじ挿通孔 １５７ ねじ挿通孔 １５８ 支持孔 １５９ 支持孔 １６０ 凸部 １６１ 溝孔 １６５ 円筒部 １６６ 上キャップ １６７ 下キャップ １６８ ピストン １６９ ナット １７０ 孔 １７１ 雄ねじ １８１ 上カップリング １８２ 下カップリング １８３ 棒状カム １８４ カム溝 １８５ カム溝 １８６ 係合ピン １８７ 係合ピン １８８ ホルダー １８９ ナット １９０ 回転伝達ピン保持管 １９１ 雌ねじ １９２ ねじ孔 １９３ 支持孔 １９４ 円形窪み １９５ ねじ １９６ ねじ挿通孔 １９７ ねじ １９８ ねじ挿通孔 ２０１ ねじ穴 ２０６ 押えナット ２１１ 保持孔 ２１２ 保持孔 ２１３ ねじ穴 ２１７ ねじ挿通孔 ２１８ ねじ ２２１ 回転伝達機構 ２２２ 回転伝達ピン ２２３ ねじ部

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 車体と、この車体の上方に軸支されて上
   下に揺動できるアームと、このアームの先端に取り付け
   られ、複数本のブームエレメントをテレスコピック状に
   組み合わせてその長さ方向に伸縮ができる伸縮ブーム
   と、この伸縮ブームの先端に取り付けられて土砂を掴み
   取ることができるバケットとからなる深掘り掘削機にお
   いて、駆動源としてのシリンダー機構と、このシリンダ
   ー機構のシリンダーロッドに係合する回転変換手段とし
   てのカム機構とにより構成され、前記バケットを伸縮ブ
   ームの先端との間で垂直軸心周りに少なくとも９０度以
   上回転させることができるバケット回転機構を備えたこ
   とを特徴とする深掘り掘削機。
2. 【請求項２】 車体と、この車体の上方に軸支されて上
   下に揺動できるアームと、このアームの先端に取り付け
   られ、複数本のブームエレメントをテレスコピック状に
   組み合わせてその長さ方向に伸縮ができる伸縮ブーム
   と、この伸縮ブームの先端に取り付けられて土砂を掴み
   取ることができるバケットとからなる深掘り掘削機にお
   いて、前記バケットを伸縮ブームの先端との間で垂直軸
   心周りに回転させることができるバケット回転機構を備
   え、 このバケット回転機構は、 伸縮ブームの先端に常に水平となる状態で取り付けられ
   た固定基盤と、 この固定基盤に垂直軸心周りで回転自在に吊り下げら
   れ、その下端部にバケットを垂直軸心周りで一体回転可
   能に支持する回転ハウジングと、 この回転ハウジング内に軸心を垂直にして固定されたシ
   リンダー、およびこのシリンダーから突出して上下方向
   に伸縮動作するシリンダーロッドを有するシリンダー機
   構と、 このシリンダー機構のシリンダーロッドに一体的に連結
   されて上下動する垂直な棒状カム、およびこの棒状カム
   の外周面に形成された螺旋状のカム溝に一端側が係合す
   るとともに固定基盤に他端側が一体的に連結された係合
   ピンを有し、この係合ピンで棒状カムの上下動作を棒状
   カムの周囲に沿う回転動作に変換して取り出し、回転ハ
   ウジングに垂直軸心周りの回転力を付与するカム機構
   と、 を有する構成としたことを特徴とする深掘り掘削機。
3. 【請求項３】 請求項２記載の深掘り掘削機において、
   固定基盤は、水平面上で互いに直交する上下配置の一対
   の支軸を有する自在継手部により、自重によって常に水
   平状態となるように、伸縮ブームの先端に吊り下げられ
   ていることを特徴とする深掘り掘削機。
4. 【請求項４】 請求項２または３記載の深掘り掘削機に
   おいて、シリンダー機構のシリンダーは回転ハウジング
   の内部に水平なシリンダー支持板を介して固定されると
   ともに、シリンダーロッドと棒状カムとは水平なカップ
   リングを介して互いに連結されており、かつ、このカッ
   プリングから垂直に突出した複数本の回転伝達ピンがシ
   リンダー支持板の対応位置にあけた垂直な支持孔にそれ
   ぞれ摺動可能に挿通され、これによりカップリングの上
   下動を許容しつつカップリングのシリンダー軸心周りで
   の回転を回転ハウジングに伝達する回転伝達機構が構成
   されていることを特徴とする深掘り掘削機。
5. 【請求項５】 請求項２，３または４記載の深掘り掘削
   機において、カム機構はシリンダー機構の上方に配設さ
   れ、このカム機構の係合ピンが、棒状カムの外周側に配
   置された下端が開口する垂直な筒状のホルダーに保持さ
   れており、このホルダーの上端が固定基盤の下面に一体
   的に連結されていることを特徴とする深掘り掘削機。