JPH10317423A - 立坑掘削機 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 立坑掘削機において、土砂の掘削排出能力の
向上を図ると共に汎用性の向上を図る。 【解決手段】 ワイヤロープ２３によって吊り下げられ
て昇降自在であって、自由落下することによって地面に
貫入可能であるヘッド部３１と胴体部３２とシェル部３
３とバケット機構３４とからなる掘削バケット３０にお
いて、胴体部３２に上昇動作に同期して移動自在なピス
トン５１を設ける一方、胴体部３２の下部にシェルホル
ダ３５を固定してこのシェルホルダ３５に４枚のシェル
３８を回動自在に装着し、ピストン５１と各シェル３８
とをコネクティングロッド４１によって連結する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、立坑掘削や基礎杭
造成などにおける土砂や岩石や木材を排出する作業に用
いられる立坑掘削機に関する。

【０００２】

【従来の技術】オールケーシング掘削機は、例えば、立
坑掘削を行う場合などに使用されるものであって、ケー
シングチューブをクランプし、このケーシングチューブ
を旋回あるいは揺動させながら地中に押し込んで下端部
のカッタビットによって地盤をカットし、クレーンを操
作してグラブバケットによりケーシングチューブ内の土
砂を掘削排出することで立坑を形成していく。

【０００３】図８に一般的な定置型オールケーシング掘
削機の正面概略、図９に従来の掘削バケットの正面視、
図１０に従来のシェルの正面視を示す。

【０００４】図８に示すように、オールケーシング掘削
機において、掘削機本体１１は架台１２上に設置されて
おり、締付シリンダ１３によってケーシングチューブ１
４を締付けてクランプするクランプ体１５を有してい
る。掘削機本体１１の上部に設けられた駆動部ケース本
体１６内には旋回モータ１７によってクランプしたケー
シングチューブ１４を旋回させる図示しない旋回装置が
設けられている。この駆動部ケース本体１６は架台１２
に対して油圧シリンダ１８によって昇降自在であり、且
つ、レベル調整油圧シリンダ１９によって水平状態を維
持することができる。なお、２０は掘削機本体１１に装
着されたベースフレームである。また、この掘削機本体
１１に隣接して図示しないクレーンが設置されており、
このクレーンから引き出された主巻ワイヤロープ２１の
端部にクラウン２２が連結されると共に、補巻ワイヤロ
ープ２３の端部はクラウン２２内を通過してケーシング
チューブ１４内に下げられ、掘削バケット２４が連結さ
れている。

【０００５】従って、このオールケーシング掘削機を用
いて立坑掘削を行うには、締付シリンダ１３を作動して
クランプ体１５によりケーシングチューブ１４をクラン
プし、この状態で旋回モータ１７を作動して旋回装置に
よりケーシングチューブ１４を旋回させる。そして、こ
の状態で油圧シリンダ１８によりケーシングチューブ１
４を地中に押し込んで下端部のカッタビットによって地
盤Ｇをカットしていく。このとき、クレーンを操作して
掘削バケット２４によりケーシングチューブ１４内の掘
削土砂を排出して立坑を形成していく。その後、立坑が
所定の深さまで達すると、ケーシングチューブ１４内に
図示しない鉄筋かごを入れ、生のコンクリートを注入し
ながらこのケーシングチューブ１４を除々に引き抜いて
いくことで基礎杭を構築していく。

【０００６】このように構成されたオールケーシング掘
削機において、従来の掘削バケット２４は、図９に示す
ように、ヘッド部101と胴体部102とシェル部103とで構
成されている。このヘッド部101はクラウン２２に吊下
げ可能となっており、胴体部102の上部が固定されてい
る。この胴体部102は下部に装着されたシェル部103を開
閉させるための開閉機構を内蔵している。

【０００７】このシェル部103において、図１０に詳細
に示すように、筒状の胴体部102の下部にはシェルホル
ダ111が固定されており、このシェルホルダ111には２つ
のシェル112a，112bが装着されている。即ち、シェルホ
ルダ111の両側部には取付部113a，113bが形成され、こ
の取付部113a，113bには取付軸114a，114bによってそれ
ぞれシェル112a，112bの中間部が回動自在に取付けられ
ている。このシェル112a，112bは下端部が土砂を掴み取
れるような弧状をなしており、内方に突出した各支持部
115a，115bにはそれぞれコネクティングロッド116a，11
6bが連結されている。

【０００８】従って、まず、シェル112a，112bを開いた
状態で、ケーシングチューブ１４内に掘削バケット２４
を自由落下させ、シェル112a，112bを掘削地盤に貫入さ
せる。そして、クレーンを操作して掘削バケット２４を
吊り上げると、開閉機構によってこのシェル112a，112b
が閉じられ、掘削土砂を掴むことができる。その後、そ
のまま掘削バケット２４を上昇させて掴んだ土砂を外部
に排出する。

【０００９】

【発明が解決しようとする課題】このように上述した従
来の掘削バケット２４において、掘削バケット２４を自
由落下させてシェル112a，112bを掘削地盤に貫入させる
場合、この掘削地盤が軟弱な土砂であれば、シェル112
a，112bをこの軟弱な掘削地盤に確実に貫入させること
ができる。ところが、掘削地盤が硬質であれば、従来の
掘削バケット２４では、シェル112a，112bの刃先面積が
大きいために貫入能力が乏しく、掘削地盤にシェル112
a，112bを確実に貫入させることができず、掘削土砂の
排出能力が低下してしまうという問題があった。また、
掘削地盤が水中であっても、水面に対するシェル112a，
112bの刃先面積が大きく、且つ、浮力が作用するため、
硬質地盤と同様に、従来の掘削バケット２４では、シェ
ル112a，112bを確実に貫入させることができなかった。
そのため、掘削バケット２４をより高い位置から自由落
下させなければならず、騒音や振動が大きくなり、作業
環境が悪化してしまうという新たな問題が発生してしま
う。

【００１０】本発明はこのような問題を解決するもので
あって、土砂掘削排出能力の向上を図ると共に汎用性の
高い立坑掘削機を提供することを目的とする。

【００１１】

【課題を解決するための手段】上述の目的を達成するた
めの請求項１の発明の立坑掘削機は、昇降手段によって
吊り下げられて昇降自在であり、自由落下することによ
って地面に貫入可能であると共に、上昇時に排土するバ
ケット機構を有する立坑掘削機において、前記バケット
機構は、前記昇降手段によって昇降するホルダと、該ホ
ルダに回動することにより開閉自在に装着された４枚の
シェルと、前記ホルダに移動自在に支持されて上昇動作
に同期して前記４枚のシェルを同時に回動するピストン
とを具えたことを特徴とするものである。

【００１２】また、請求項２の発明の立坑掘削機におい
て、前記ホルダは、前記４枚のシェルあるいは２枚のシ
ェルを選択的に装着可能であり、前記ピストンは上昇動
作に同期して前記４枚のシェルあるいは２枚のシェルを
同時に回動可能であることを特徴とするものである。

【００１３】

【発明の実施の形態】以下、図面に基づいて本発明の実
施の形態を詳細に説明する。

【００１４】図１に本発明の一実施形態に係る立坑掘削
機に適用される掘削バケットの正面視、図２に本実施形
態のシェル部の一部切欠正面視、図３にバケット機構を
表す掘削バケットの断面、図４に図３のIV−IV断面、図
５に図３のＶ−Ｖ断面、図６に別のシェルを装着した掘
削バケットの正面視、図７に掘削バケットに装着した別
のシェルの一部切欠正面視を示す。

【００１５】本発明の立坑掘削機としてのオールケーシ
ング掘削機は、クランプしたケーシングチューブを旋回
あるいは揺動させながら地中に押し込むことで、下端部
のカッタビットによって地盤をカットし、クレーンを操
作してグラブバケットによってケーシングチューブ内の
土砂を掘削排出することで立坑を形成していくものであ
る。

【００１６】このオールケーシング掘削機において、図
１及び図２に示すように、掘削バケット３０は、ヘッド
部３１と胴体部３２とシェル部３３とで構成されてお
り、ヘッド部３１は図示しないクラウンに吊下げ可能と
なっている。胴体部３２は円筒形状をなし、内部に後述
するバケット機構３４を内蔵している。そして、胴体部
３２の下部にはシェルホルダ３５が固定されており、こ
のシェルホルダ３５の外周部には４つの取付部３６が形
成され、各取付部３６には取付軸３７によってそれぞれ
シェル３８の中間部が回動自在に取付けられている。こ
のシェル３８は下端部が掘削地盤に貫入しやすい鋭利な
形状をなすと共に、掘削土砂を掴み取れるように弧状を
なしている。そして、シェル３８の内側には補強材３９
から内方に突出した支持部４０が一体に形成され、この
支持部４０にはバケット機構３４に連結したコネクティ
ングロッド４１の下端部が連結軸４２によって連結され
ている。

【００１７】ここで、バケット機構３５について説明す
る。図３乃至図５に示すように、胴体部３２におけるハ
ウジング４３は円筒形状をなし、上端部の連結板４４に
はヘッド部３１が固定されている。このハウジング４３
内の上部には垂直で互いに平行をなす一対の取付板４５
が固定されており、この一対の取付板４５には２本の水
平方向に傾斜した支持軸４６，４７が取付けられ、各支
持軸４６，４７にはそれぞれ滑車４８，４９が回転自在
に支持されている。また、ハウジング４３内の下部には
矩形状をなす枠体５０が固定されており、この枠体５０
内には中空のピストン５１が上下移動自在に支持されて
いる。そして、このピストン５１には２本の水平な支持
軸５２，５３が取付けられ、各支持軸５２，５３にはそ
れぞれ滑車５４，５５，５６が回転自在に支持されてい
る。

【００１８】更に、ハウジング４３の上部には一対のス
プリング受板５７が固定される一方、ピストン５１には
一対のスプリング受台５８が固定されており、各スプリ
ング受板５７とスプリング受台５８との間にはそれぞれ
圧縮スプリング５９が介装されている。ヘッド部３１か
らはワイヤロープ２３が垂下しており、このワイヤロー
プ２３はハウジング４３内の中央部を通って降下し、ピ
ストン５１の滑車５６に掛け回されて上昇し、滑車４９
に掛け回されてほぼ中央部を通って降下し、ピストン５
１の滑車５４に掛け回されて上昇し、滑車４８に掛け回
されてほぼ中央部を通って降下し、ピストン５１の滑車
５５を掛け回されて上昇し、端部がハウジング４３の上
部に係止ピン６０によって係止されている。そして、ピ
ストン５１の下部にはコネクティングロッド４１の上端
部が連結軸６１によって連結されている。

【００１９】従って、ピストン５１は自重及び圧縮スプ
リング５９の付勢力により、ハウジング４３に対して下
方に付勢され、最下端位置に位置しており、ワイヤロー
プ２３を上方に引き上げると滑車５４，５５，５６を介
してピストン５１が自重及び圧縮スプリング５９の付勢
力に抗して上方に移動する。すると、ピストン５１の上
昇によってコネクティングロッド４１を介して４つのシ
ェル３８が内方に回動し、開放状態から閉止状態へ移行
することができる。そして、このピストン５１が所定の
規制位置まで上昇すると、このピストン５１はハウジン
グ４３が一体となり、ヘッド部３１と胴体部３２とシェ
ル部３３からなる掘削バケット３０が上昇する。

【００２０】ところで、本実施形態にあっては、オール
ケーシング掘削機による掘削地盤に応じて掘削バケット
３０の下部に取付けられたシェル３８が交換可能となっ
ている。即ち、硬質な掘削地盤に対しては、図１及び図
２に示すように、下端部が掘削地盤に貫入しやすい鋭利
な形状をなすシェル３８を用い、その取付個数も４個と
なっている。一方、軟弱な掘削地盤に対しては、図６及
び図７に示すように、掘削土砂を大量に掴み取れるよう
に弧状をなすシェル６２を用い、その取付個数は２個と
なっている。

【００２１】このシェル６２は、シェルホルダ３５の４
つの取付部３６のうちの対向する２つの取付部３６に取
付軸３７によって中間部が回動自在に取付けられてい
る。そして、このシェル６２は、シェル３８と同様に、
内側に固定された補強材６３から内方に突出した支持部
６４が一体に形成され、この支持部６４にバケット機構
３４に連結したコネクティングロッド４１の下端部が連
結軸４２によって連結されている。

【００２２】このように構成された本実施形態のオール
ケーシング掘削機による立坑の掘削作業について説明す
る。

【００２３】まず、掘削バケット３０の下部に掘削地盤
に適合するシェル３８，６２を装着する。つまり、掘削
地盤が硬質であれば、シェルホルダ３５に４つのシェル
３８を装着し、掘削地盤が軟弱であれば、シェルホルダ
３５に２つのシェル６２を装着する。ここでは、硬質な
掘削地盤に対してシェルホルダ３５に４つのシェル３８
を装着したときの掘削作業について説明する。

【００２４】図示しないケーシングチューブを旋回させ
ながら地中に押し込んで下端部のカッタビットによって
地盤をカットしながら、クレーンを操作してシェル３８
を装着された掘削バケット３０によりケーシングチュー
ブ内の掘削土砂を排出して立坑を形成していく。即ち、
図示しないクレーンを操作してケーシングチューブ内の
掘削地盤に対して掘削バケット３０を自由落下させ、シ
ェル３８の下端部を掘削地盤に貫入させる。このとき、
ピストン５１は自重及び圧縮スプリング５９の付勢力に
よって下端位置に位置し、４つのシェル３８は開放して
ほぼ垂直状態となっている。そのため、４つのシェル３
８の鋭利な下端部は容易に硬質な地盤に貫入することが
できる。

【００２５】そして、クレーンを操作してワイヤロープ
２３を上方に牽引すると、各滑車４８，４９，５４，５
５，５６を介してピストン５１が自重及び圧縮スプリン
グ５９の付勢力に抗して上方に移動する。このピストン
５１が上昇すると、コネクティングロッド４１を介して
４つのシェル３８が内方に回動し、開放状態から閉止状
態へ移行することとなり、各シェル３８内に掘削土砂が
掴みこまれる。そして、このピストン５１が所定の位置
まで上昇すると、その移動が規制され、ピストン５１と
ハウジング４３が一体となって上方に移動する。即ち、
ワイヤロープ２３を上方に牽引すると、ヘッド部３１と
胴体部３２とシェル部３３からなる掘削バケット３０が
掘削土砂を保持した状態で上昇することとなる。その
後、そのまま掘削バケット３０を上昇させ、保持した土
砂をケーシングチューブの外方に排出する。この繰り返
し作業によって立坑を掘削していく。

【００２６】一方、掘削地盤が軟弱であった場合には、
シェルホルダ３５に２つのシェル６２を装着し、前述と
同様に、軟弱な掘削地盤に対して掘削作業を行う。この
場合、ケーシングチューブ内の掘削地盤に対してシェル
６２が装着された掘削バケット３０を自由落下させる
が、掘削地盤が軟弱であるため、先端部がそれぼど鋭利
でないシェル３８であっても、下端部を掘削地盤に容易
に貫入させることができる。そして、ワイヤロープ２３
を上方に牽引すると、ピストン５１を上方に移動する
と、コネクティングロッド４１を介して２つのシェル６
２が内方に回動して閉止状態へ移行することとなり、各
シェル６２内に掘削土砂が掴みこまれる。この場合、シ
ェル６２の刃先面積が大きいため、一度に大量の土砂を
掴むことができる。そして、ワイヤロープ２３を更に上
方に牽引することで、掘削土砂を保持した掘削バケット
３０を上昇させ、ケーシングチューブの外方に排出す
る。

【００２７】このように本実施形態にあっては、掘削バ
ケット３０のシェルホルダ３５に、掘削地盤に合わせて
異なる形状のシェル３８，６２を選択的に装着すること
ができる。この場合、硬質の掘削地盤には先端部が鋭利
な４つのシェル３８を使用することで、掘削効率が向上
し、また、軟弱な掘削地盤には刃先面積の大きな２つの
シェル６２を使用することで、土砂排出効率が向上す
る。

【００２８】

【発明の効果】以上、実施形態において詳細に説明した
ように請求項１の発明の立坑掘削機によれば、昇降手段
によって吊り下げられて昇降自在であり、自由落下する
ことによって地面に貫入可能であると共に、上昇時に排
土するバケット機構を有し、このバケット機構を、昇降
手段によって昇降するホルダに回動することにより開閉
自在な４枚のシェルを装着し、ホルダに移動自在に支持
されたピストンの上昇動作によって同期して４枚のシェ
ルを同時に回動可能としたので、シェルを４枚とするこ
とで先端が鋭利となり、掘削地盤が硬質や水中であって
もシェルを地盤に容易に貫入させることができ、土砂の
掘削排出能力の向上を図ることができると共に、掘削バ
ケットをより高い位置から自由落下させる必要もなくな
り、騒音や振動による作業環境の悪化を防止することが
できる。

【００２９】また、請求項２の発明の立坑掘削機によれ
ば、ホルダに４枚のシェルあるいは２枚のシェルを選択
的に装着可能とし、ピストンの上昇動作に同期して４枚
のシェルあるいは２枚のシェルを同時に回動可能とした
ので、例えば、掘削地盤に合わせてシェルを交換するこ
とで、土砂の掘削排出能力の向上を図ることかせてせき
ると共に、汎用性の高い立坑掘削機とすることができ
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施形態に係る立坑掘削機に適用さ
れる掘削バケットの正面図である。

【図２】本実施形態のシェル部の一部切欠正面図であ
る。

【図３】バケット機構を表す掘削バケットの断面図であ
る。

【図４】図３のIV−IV断面図である。

【図５】図３のＶ−Ｖ断面図である。

【図６】別のシェルを装着した掘削バケットの正面図で
ある。

【図７】掘削バケットに装着した別のシェルの一部切欠
正面図である。

【図８】一般的な定置型オールケーシング掘削機の正面
概略図である。

【図９】従来の掘削バケットの正面図である。

【図１０】従来のシェルの正面図である。

【符号の説明】

２３ ワイヤロープ ３０ 掘削バケット ３１ ヘッド部 ３２ 胴体部 ３３ シェル部 ３４ バケット機構 ３５ シェルホルダ ３８ シェル ４１ コネクティングロッド ４３ ハウジング ４８，４９ 滑車 ５１ ピストン ５４，５５，５６ 滑車 ５９ 圧縮スプリング ６２ シェル

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 昇降手段によって吊り下げられて昇降自
   在であり、自由落下することによって地面に貫入可能で
   あると共に、上昇時に排土するバケット機構を有する立
   坑掘削機において、前記バケット機構は、前記昇降手段
   によって昇降するホルダと、該ホルダに回動することに
   より開閉自在に装着された４枚のシェルと、前記ホルダ
   に移動自在に支持されて上昇動作に同期して前記４枚の
   シェルを同時に回動するピストンとを具えたことを特徴
   とする立坑掘削機。
2. 【請求項２】 請求項１記載の立坑掘削機において、前
   記ホルダは、前記４枚のシェルあるいは２枚のシェルを
   選択的に装着可能であり、前記ピストンは上昇動作に同
   期して前記４枚のシェルあるいは２枚のシェルを同時に
   回動可能であることを特徴とする立坑掘削機。