JPH10292385A - ケーソン掘削機 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】走行台車を固定した状態においても広い範囲の
掘削が可能であって、掘削能率の向上が図れ、ケーソン
のコーナー部の掘削も容易に行え、さらに一定深さの掘
削の操作も容易となる構成のケーソン掘削機を提供す
る。 【解決手段】ケーソンの作業室天井１ａに設置されるレ
ール３に沿って走行自在に装着する走行台車５の下部に
水平旋回装置６を介して掘削機本体７を取付ける。掘削
機本体７に支軸１１を中心に俯仰自在に伸縮式の第１ブ
ーム１３を取付ける。伸縮ブーム１３の先端に縦旋回装
置１４を取付ける。縦旋回装置１４の被旋回体１４ａに
第２ブーム１５を固定して取付ける。第２ブーム１５の
先端に回動自在にアーム１８を取付ける。アーム１８の
先端に掘削バケット２１を取付ける。縦旋回装置１４の
作動によってフェース型バケットの使用態様とバックホ
ウバケットの使用態様の選択を可能にする。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、ニューマチックケ
ーソン工法に使用するケーソン掘削機に係り、特に掘削
アタッチメントの構成に関する。

【０００２】

【従来の技術】ニューマチックケーソン工法は、図６に
示すように、鉄筋コンクリート製の断面円形または矩形
をなすケーソン１の底部の作業室２に圧搾空気を供給し
て作業室内への水の浸入を空気の圧力で防ぎながら、作
業室２の天井１ａのレール３に走行自在に支持された掘
削機５０によりケーソン底部の地盤４を掘削し、ケーソ
ン１内に設けた弁付きの中空シャフト５１を上下させる
排土用バケット５２により地上に排土する工法である。
地盤の掘削は、所定の深さ毎に行ない、ケーソンは自重
により沈下する。

【０００３】従来のケーソン掘削機５０は、例えば特公
平７−９６７８２号に開示されているように、レール３
に装着された走行台車５４に水平旋回装置５５を介して
掘削機本体５６を取付け、掘削機本体５６に俯仰自在に
伸縮アーム５７を取付け、該伸縮ブーム５７の先端に回
動自在にフェース型の掘削バケット５８を取付けてな
り、該掘削バケット５８により地盤４の掘削土砂を掬
い、掘削バケット５８を排土位置に移動させて排土す
る。このようなケーソン工法は、地盤掘削のみならず、
海底掘削にも用いられる。ケーソン掘削機５０の操縦
は、ケーソン掘削機５０に搭乗して人力により操作する
ものと、地上において遠隔操作するものとがある。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】上記のように、従来の
ケーソン掘削機５０は、フェース型掘削バケット５８に
より地盤４を掬いながら掘削する構成を有しているた
め、掘削機本体５６の下面は掘削することができず、掘
削範囲が狭く、また、掘削範囲が狭いため、地盤全体を
掘削するために走行を頻繁に行う必要があり、作業能率
が悪くなるという問題点がある。

【０００５】仮に、掘削機本体５６の下面の掘削を可能
にするため、一般に油圧ショベルに使用されているよう
な多関節アームにバックホウバケットを取付けた構造を
採用すると、ケーソンのコーナー部の掘削が困難とな
る。

【０００６】また、前記公報に記載のケーソン掘削機５
０により地盤４を一定深さごとに掘削するには、伸縮ア
ーム５７を伸長させながら伸縮アーム５７を起こすとい
う複雑な操作を必要とし、操作が困難であるという問題
点がある。

【０００７】本発明は、上述した問題点に鑑み、走行台
車を固定した状態においても広い範囲の掘削が可能であ
って、掘削能率の向上が図れ、ケーソンのコーナー部の
掘削も容易に行え、さらに一定深さの掘削の操作も容易
となる構成のケーソン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、本発明は、ケーソンの作業室天井に設置されるレー
ルに沿って走行自在に装着する走行台車の下部に水平旋
回装置を介して掘削機本体を取付け、該掘削機本体に支
軸を中心に俯仰自在に伸縮式の第１ブームを取付け、該
伸縮ブームの先端に該伸縮ブームの軸心を中心に旋回す
る被旋回体を有する縦旋回装置を取付け、該被旋回体に
第２ブームを固定して取付け、該第２ブームの先端に回
動自在にアームを取付け、該アームの先端に掘削バケッ
トを取付け、前記縦旋回装置の作動によって前記掘削バ
ケットの開口面を反転させることにより、フェース型バ
ケットの使用態様（バケット開口面が前向きとなり、バ
ケットを前方に回動させることにより掘削を行う態様）
とバックホウバケットの使用態様（バケット開口面が後
向きとなり、バケットを後方に回動させることにより掘
削を行う態様）の選択を可能にしたことを特徴とする
（請求項１）。

【０００９】また、本発明は、前記第２ブームに対する
アームの回動中心を、ほぼ前記縦旋回装置の旋回中心線
上に設定すると共に、前記アームの回動における掘削バ
ケットの回動中心の軌跡を、前記縦旋回装置の旋回中心
線と交差可能に構成したことを特徴とする（請求項
２）。

【００１０】

【作用】本発明においては、伸縮ブームの先端の縦旋回
装置を１８０度旋回させることにより、アームの先端の
掘削バケットをバックホウバケットとして用いる使用態
様と、フェース型バケットとしての使用態様とがとれ
る。バックホウバケットとしての使用態様をとれば、伸
縮ブームを縮めた状態でアームを第２ブームに対して回
動させ、かつバケットを回動させることにより掘削機本
体の直下の地面の掘削が可能となる。また、フェース型
バケットの使用態様をとれば、ケーソンのコーナー部の
掘削が可能となる。また、バックホウバケットとしての
使用態様を採用し、伸縮ブームを水平にし、アームを下
方に曲げ、バケットを地盤に食い込ませ、伸縮ブームを
伸ばした状態から縮めることにより、地盤を一定の深さ
で掘削することが可能となる。

【００１１】

【発明の実施の形態】図１は本発明によるケーソン掘削
機の一実施例を示す側面図である。図１において、１ａ
はケーソン１の底部に形成される作業室２の天井、３は
天井２に固定されたレール、５はレール３に沿って走行
自在に装着された走行台車、６は該走行台車５の下面に
取付けられた水平旋回装置、７は該水平旋回装置６に取
付けられた掘削機本体である。

【００１２】掘削機本体７には、図２の平面図にも示す
ように、ケーブル（図示せず）を介して地上から供給さ
れる電源により作動する電動モータ駆動の油圧源装置８
や運転席９が設置される。勿論本発明の掘削機は、運転
席９上にオペレータが搭乗して操縦する場合のみなら
ず、地上において遠隔操作する構成も採用できる。

【００１３】掘削機本体７には、支軸１１を中心とし
て、油圧シリンダ１２により俯仰自在に、油圧シリンダ
内蔵の伸縮式の第１ブーム１３が取付けられる。該伸縮
ブーム１３の先端には、該伸縮ブーム１３の軸心Ｓを中
心に旋回する被旋回体１４ａを有する縦旋回装置１４を
取付ける。該被旋回体１４ａに第２ブーム１５を固定し
て取付ける。

【００１４】該第２ブーム１５の先端に、ピン１６を中
心として、油圧シリンダ１７により回動されるアーム１
８を取付ける。該アーム１８の先端に、ピン１９を中心
として油圧シリンダ２０により回動される掘削バケット
２１を取付ける。

【００１５】本実施例においては、前記第２ブーム１５
に対するアーム１８の回動中心、すなわちピン１６を、
ほぼ前記縦旋回装置１４の旋回中心線Ｓ上に設定する。
また、前記アーム１８の回動における掘削バケット２１
の回動中心、すなわちピン１９の軌跡を、前記縦旋回装
置１４の旋回中心線Ｓと交差可能に構成する。また、図
１に示すように、ピン１９が旋回中心線Ｓ上にある時に
掘削バケット２１の先端の爪２１ａもその回動軌跡が旋
回中心線Ｓと交差しうるように構成する。

【００１６】図１に示すように、前記アーム１８は、実
線に示すように掘削バケット２１の取付用ピン１９が旋
回中心線Ｓにある状態から、油圧シリンダ１７の伸長に
より、掘削バケット２１の開口面側の方向に、二点鎖線
ａに示すように折り曲げることができる。

【００１７】この構成によれば、図３に示すように、第
１ブーム１３を縮めた状態とし、俯仰用の油圧シリンダ
１２の作動により第１ブーム１３を傾斜させ、油圧シリ
ンダ１７を伸長させてアーム１８を下側に折り曲げ、掘
削バケット２１を油圧シリンダ２０の伸長によって回動
させることにより、掘削機本体７の下面を掘削すること
ができ、前記第１ブーム１３、第２ブーム１５、アーム
１８等の構成により、水平旋回装置６の旋回中心線Ｔ上
の箇所の掘削が可能となる。

【００１８】また、図４に示すように、縦旋回装置１４
を作動させて掘削バケット２１の開口側を上向きにし、
図６に示した従来例と同様のフェース側バケットとして
使用することができ、第１ブーム１３を伸長させること
により、ケーソン１の下端のコーナー部２２の掘削を行
うことができる。このように、本実施例によれば、走行
台車５を固定した状態において、水平旋回装置６の旋回
中心線Ｔから掘削バケット２１の到達できる範囲の掘削
を行うことができ、広範囲の掘削が可能となる。

【００１９】また、図５に示すように、第１ブーム１３
を水平にし、かつ伸長させた状態にしておき、同時にア
ーム１８を下方に折り曲げたバックホウバケットの使用
態様としておき、第１ブーム１３を収縮させて掘削バケ
ット２１を地盤４に食い込ませて矢印ｂに示すように、
引き寄せることにより、地盤４を一定の深さに掘削する
ことが可能であり、一定の深さごとに掘削することによ
り、地盤４が平滑に掘削され、地盤４上で作業員が作業
する場合に歩行がし易くなる。

【００２０】なお、遠隔操作する場合は、図２に示すよ
うに、掘削機本体７の左側に前方やや右斜め向きに設置
したカメラ２５と、掘削機本体７の右側に前方やや左斜
め向きに設置したカメラ２６と、掘削バケット２１を撮
像するカメラ２７とを設置しておき、各カメラ２５〜２
７で撮像した像を地上の管制室で監視することにより、
掘削部の確認が容易に行え、遠隔操作が容易となる。

【００２１】本発明を実施する場合、前記第２ブーム１
５に対するアーム１８の回動中心、すなわちピン１６
を、前記縦旋回装置１４の旋回中心線Ｓ上に必ずしも設
定する必要はなく、また、前記アーム１８の回動におけ
る掘削バケット２１の回動中心、すなわちピン１９の軌
跡を、前記縦旋回装置１４の旋回中心線Ｓと交差可能に
構成する必要はないが、このように、ピン１６、１９が
旋回中心線Ｓ上に存在するかあるいは存在することが可
能となるように構成することにより、図４に示すように
フェース型バケットとして使用する場合に、掘削バケッ
ト２１の位置を下げ、掘削バケット２１を地盤４に容易
に食い込ませて掘削することができる。

【００２２】また、油圧シリンダ２０を収縮させて掘削
バケット２１の背面をアーム１８側に引き寄せた状態に
おいて、アーム１８の取付けピン１６と掘削バケット２
１の取付けピン１９を結ぶ線と、該ピン１９と爪２１ａ
とを結ぶ線とのなす最大開き角θが１８０度を超えるよ
うに設定することにより、掘削バケット２１の地盤４へ
の食い込みが容易となる。

【００２３】なお、上記実施例においては、アーム１８
の回動における掘削バケットの回動中心、すなわちピン
１９の軌跡を前記縦旋回装置１４の旋回中心線Ｓと交差
しうるように構成し、ピン１９が旋回中心線Ｓ上にある
時に掘削バケット２１の先端の爪２１ａもその回動軌跡
が旋回中心線Ｓと交差しうるように構成することによ
り、縦旋回装置１４によってバケット２１の開口部の方
向を変えてもバケット２１の爪先を同じ位置に配置する
ことができるため、バケット２１の開口部の向きを変え
ても同じ位置からの掘削が行え、実質上作業範囲を拡大
できるようにしているが、第２ブーム１５に対するアー
ム１８の回動中心であるピン１６、アーム１８に対する
バケットの回動中心であるピン１９およびバケット２１
の爪２１ａの先端とが、縦旋回装置１４の旋回中心線Ｓ
と同一軸線上となるように配置できれば良い。

【００２４】また、上記実施例においては、アーム１８
の先端にバケット２１を取付けた例について説明した
が、ブレーカ等の破砕具を取付けた場合には、そのチゼ
ルの先端をバケット２１の爪２１ａの先端と同じように
配置すれば良い。

【００２５】

【発明の効果】請求項１によれば、ケーソンの作業室天
井に設置されるレールに沿って走行自在に装着する走行
台車の下部に水平旋回装置を介して掘削機本体を取付
け、該掘削機本体に支軸を中心に俯仰自在に伸縮式の第
１ブームを取付け、該伸縮ブームの先端に該伸縮ブーム
の軸心を中心に旋回する被旋回体を有する縦旋回装置を
取付け、該被旋回体に第２ブームを固定して取付け、該
第２ブームの先端に回動自在にアームを取付け、該アー
ムの先端に掘削バケットを取付け、前記縦旋回装置の作
動により、前記掘削バケットの開口面を反転させること
により、フェース型バケットの使用態様とバックホウバ
ケットの使用態様の選択を可能にしたので、バックホウ
バケットとしての使用態様をとることにより、伸縮ブー
ムを縮めた状態でアームを第２ブームに対して回動さ
せ、かつバケットを回動させることにより掘削機本体の
直下の地面の掘削が可能となり、反対に、フェース型バ
ケットの使用態様をとれば、ケーソンのコーナー部の掘
削が可能となる。

【００２６】従って、従来構成によっては得られない広
範囲の掘削が可能となり、その結果、走行台車により頻
繁に位置変えすることなく掘削を進行することができ、
掘削能率を向上させることができる。

【００２７】また、バックホウバケットとしての使用態
様を採用し、伸縮ブームを水平にし、アームを下方に折
り曲げ、バケットを地盤に食い込ませ、伸縮ブームを伸
ばした状態から縮めることにより、地盤を一定の深さで
掘削することが可能となり、平滑な掘削面を得ることが
でき、作業室内に作業員が入る場合に作業員が歩行しや
すい平滑地盤が形成できる。

【００２８】請求項２によれば、前記第２ブームに対す
るアームの回動中心を、前記縦旋回装置の旋回中心線上
に設定すると共に、前記アームの回動における掘削バケ
ットの回動中心の軌跡を、前記縦旋回装置の旋回中心線
と交差可能に構成したので、フェース型バケットとして
使用する場合、地盤へのバケットの食い込みが容易とな
り、掘削が容易となる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明によるケーソン掘削機の一実施例を示す
側面図である。

【図２】本実施例のケーソン掘削機を示す平面図であ
る。

【図３】本実施例のケーソン掘削機において、バックホ
ウバケットの使用態様による掘削を行っている状態を示
す側面図である。

【図４】本実施例のケーソン掘削機において、フェース
型バケットの使用態様による掘削を行っている状態を示
す側面図である。

【図５】本実施例のケーソン掘削機において、バックホ
ウバケットの使用態様により一定深さの掘削を行ってい
る状態を示す側面図である。

【図６】従来のケーソン工法の概略を説明する縦断面図
である。

【符号の説明】

１：ケーソン、１ａ：天井、２：作業室、３：レール、
４：地盤、５：走行台車、６：水平旋回装置、７：掘削
機本体、８：油圧源装置、９：運転席、１１：支軸、１
２、１７、２０：油圧シリンダ、１３：第１ブーム（伸
縮ブーム）、１４：縦旋回装置、１５：第２ブーム、１
６、１９：ピン、１７、２０：油圧シリンダ、１８：ア
ーム、２１：掘削バケット、２５〜２７：カメラ

フロントページの続き (72)発明者 神田 浩志 岡山県岡山市内山下一丁目１番13号 株式 会社大本組内 (72)発明者 板谷 広喜 東京都千代田区大手町二丁目６番２号 日 立建機株式会社内 (72)発明者 新井 研一 東京都千代田区大手町二丁目６番２号 日 立建機株式会社内 (72)発明者 澤 一雅 東京都千代田区大手町二丁目６番２号 日 立建機株式会社内 (72)発明者 黒江 冊旨 東京都千代田区大手町二丁目６番２号 日 立建機株式会社内

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】ケーソンの作業室天井に設置されるレール
   に沿って走行自在に装着する走行台車の下部に水平旋回
   装置を介して掘削機本体を取付け、 該掘削機本体に支軸を中心に俯仰自在に伸縮式の第１ブ
   ームを取付け、 該伸縮ブームの先端に該伸縮ブームの軸心を中心に旋回
   する被旋回体を有する縦旋回装置を取付け、 該被旋回体に第２ブームを固定して取付け、 該第２ブームの先端に回動自在にアームを取付け、 該アームの先端に掘削バケットを取付け、 前記縦旋回装置の作動によって前記掘削バケットの開口
   面を反転させることにより、フェース型バケットの使用
   態様とバックホウバケットの使用態様の選択を可能にし
   たことを特徴とするケーソン掘削機。
2. 【請求項２】請求項１において、 前記第２ブームに対するアームの回動中心を、ほぼ前記
   縦旋回装置の旋回中心線上に設定すると共に、 前記アームの回動における掘削バケットの回動中心の軌
   跡を、前記縦旋回装置の旋回中心線と交差可能に構成し
   たことを特徴とするケーソン掘削機。