JPS6218711B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、ガイドリーダを有し、回転式バケツ
トにより穴を掘削する自走式掘削機に係り、特に
大口径の穴を掘削する大口径掘削機に関するもの
である。

〔従来の技術〕

大口径基礎杭を打設する場所打ち杭工法には、
アースドリル工法、オールケーシング工法、リバ
ース工法がある。この中で、アースドリル工法と
リバース工法では素掘りの穴を掘削してコンクリ
ートを打設する。これに対して、オールケーシン
グ工法は、素掘りの穴を掘るのに困難な軟弱地盤
や礫地盤において、ケーシングチユーブを建て込
みながら、ハンマグラブバケツトでパイプの中を
掘削し、コンクリートを打設した後ケーシングチ
ユーブを引き抜いて杭とするものである。

このオールケーシング工法では、ハンマグラブ
バケツトで掘削するため、バケツトを穴底に落下
させた際の振動やバケツトの土砂を排出する際に
地上部に設置したクラウン部との接触管が公害と
して問題になつているほか、硬土質での掘削にお
いては、著しく能率が低下するなどの問題があつ
た。

この問題を解決するため、オールケーシング工
法とアースドリル工法との組合わせ工法、すなわ
ちケーシングチユーブの揺動圧入と回転式バケツ
トによる掘削との組合わせ工法が考え出された。

しかし、この組合わせ工法に使用する掘削機
は、あくまでアースドリル工法用のクレーンブー
ムに取付けられた掘削機であり、この掘削機の回
転駆動装置の下方位置にケーシングチユーブを支
持し、且つ揺動圧入する装置を据付けたものであ
る。したがつて、アースドリル工法で使われてい
る掘削機を何の改造もなしにそのまま適用できる
利点がある反面、クレーンブームの前面に回転駆
動装置が上下方向に固定されているため、地上と
の間隔が小さく、回転駆動装置の下方に取り込む
ケーシングチユーブは短いものしか使用すること
ができない欠点があつた。また、特別に高い位置
に回転駆動装置を取付けた場合には、ケーシング
チユーブは長いものが使用できる反面、回転駆動
装置を高くした分だけケリーバの長さが掘削深さ
に生かされないため、穴の掘削できる最大深さが
浅くなる欠点もあつた。

これらの欠点を解決するものとして、出願人は
実開昭54―174202号公報に記載した装置を開示し
た。この提案された考案は、水平に取付けた油圧
シリンダによりロツクピンをロツク用穴に挿入し
て回転駆動装置の支持枠体をリーダに固定し、垂
直に取付けた油圧シリンダを伸長させて回転駆動
装置を支持枠体に対して降下させる構成としたも
のである。このような構成によつて、ケリーバは
角穴部で回転反力による摩擦力により回転駆動装
置と一体になつて降下することになるので、掘削
バケツトの歯先には単にケリーバの重量だけでな
く、垂直に取付けた油圧シリンダの作動力も負荷
され、より大きな推力を掘削バケツトの歯先に与
えることができる。

〔発明が解決しようとする問題点〕

しかし、垂直に取付けた油圧シリンダがストロ
ークエンドに達した後は再び縮小させなければな
らず、したがつて掘削作業が間欠的になる欠点が
あつた。

さらに、アースドリルでは大口径穴を掘削する
ためバケツトが大きくなることから、このバケツ
トをリーダに対し大きくオーバハングさせねばな
らない。したがつて、ガイドパイプ上をスムーズ
に摺動させるには回転駆動装置の支持枠体のガイ
ド部を大大きくする必要があり、これに加えて、
回転駆動させながら支持枠体を下降させた場合、
ひつかかりやすく間欠的な下降になつてしまうと
いう問題もあつた。

本発明は、実開昭54―174202号公報に記載され
た掘削機の改良に関するもので、その目的とする
ところは、バケツトによる掘削作業を連続的に行
うことによつて作業効率の向上が図れ、ケリーバ
の重量に加えて大きな推力を掘削バケツトの歯先
に与えることによつて掘削力を増大でき、且つケ
リーバの振れを規制して掘削精度を大きく向上さ
せることができる装置を提供することにある。

〔問題点を解決するための手段及び作用〕

本発明は、以上の目的を達成するために、自走
式クレーン本体にガイドリーダを鉛直方向に設置
した大口径掘削機において、ワイヤロープで吊支
したケリーバを、多重に嵌挿した多重管構造と
し、前記ガイドリーダに固定したガイドパイプに
沿つて転動するローラ手段、及び前記ケリーバの
断面に対応したケリーバ回転駆動用穴部を備えた
ケリードライブ装置を、ワイヤロープで吊支する
と共に、前記ガイドパイプに対して昇降自在に設
け、且つ前記ケリーバの上端を回転可能に支持す
るスライドサポートを、前記ガイドパイプに対し
て昇降自在に設けたことを特徴とする。

下端に掘削用のバケツトを装着するケリーバ
は、スライドサポートによつてその上端を回転可
能に保持され且つケリードライブ装置によつて回
転駆動力を負荷されながら支持され、２点支持に
よつて鉛直方向に維持される。そして、このケリ
ーバ及びケリードライブ装置は、ガイドリーダの
頂部を経過させたそれぞれ別のワイヤロープで吊
支され、且つスライドサポートはガイドパイプに
昇降自在に取付けられている。したがつて、ケリ
ーバ及びケリードライブ装置のワイヤロープの操
作により、連続的に掘削作業ができると共に、ケ
リーバの重量にケリードライブ装置の重量が加え
られた大きな掘削推力が掘削バケツトの歯先に与
えられる。更に、スライドサポートによつて、ケ
リーバは揺動を拘束され、常に設定された掘進方
向を指向してケリーバを保持することになる。

〔実施例〕

以下、図面に示す実施例に基づいて本発明を具
体的に説明する。

第１図は本発明に係る掘削機本体１の側面図で
あり、図中、２は掘削作業の各種制御装置を備え
て自在に走行可能な走行車、３は走行車２の前方
に下端を枢支して垂設されたガイドリーダ、４は
走行車２の両側部後方に球面軸受を介して基端を
それぞれ連結され上端をガイドリーダ３の中途に
連結して左右に一対配置したステーで、その内部
には油圧シリンダが組み込んでいる。

第２図と第３図はガイドリーダ３の下端の枢支
構造を示し、ガイドリーダ３の長手方向に長孔５
を開設し、同長孔５を貫通して走行車２の前部に
固着される枢支ピン６がガイドリーダ３と走行車
２を所望の自由度にて連結している。この構成に
よつて、ガイドリーダ３を、左右一対のステー４
に取付けた油圧シリンダの伸縮量を適宜変えれ
ば、走行車２に対し前後左右に傾斜させることが
でき、走行車２の載置面の状態に拘らず、ガイド
リーダ３を常に鉛直状態に設定できる。

７はガイドリーダ３の一面に長手方向に取付け
たガイドパイプ、８はガイドパイプ７にローラ９
を介してガイドされ鉛直状態のガイドリーダ３に
沿つて昇降し且つ上端をワイヤロープ１０に吊支
されたケリードライブ装置、１１はガイドリーダ
３と平行間隔をおいて鉛直状態に配置され中途を
ケリードライブ装置８により支持され且つ回転駆
動されるケリーバである。ケリーバ１１は図示の
実施例では三重管構造をなし、図示しないスイベ
ルジヨイントを介してワイヤロープ１２により昇
降自在に吊支される。

ケリーバ１１の鉛直方向の移動をより確実なも
のとするため、ケリーバ１１の上端にはガイドリ
ーダ３に固定したガイドパイプ７に沿つて走行す
るローラ１３を備えて昇降するスライドサポート
１４を備えている。このスライドサポート１４
は、例えば図示のようにケリーバ１１の上端を被
せるようなスカート部を下端に備えた筒体状であ
り、ケリーバ１１の回転に支障なく常にケリーバ
１１がその軸線周りに揺動運動を起こさないよう
にこれを規制する構造をもつものである。なお、
このような構成の他に、回転するケリーバ１１の
内周または外周に遊嵌してケリーバ１１をガイド
するようにしてもよい。また、ケリーバ１１上端
をスライドサポート１４に当接状態とし且つワイ
ヤロープ１２がスライドサポート１４を挿通する
部分の長さを大きくし、挿通する部分のワイヤロ
ープ１２周面を利用してガイド保持する構成とす
ることもできる。

１５はケリーバ１１の下端に取付けた掘削用の
バケツト、１６はワイヤロープ１０，１２を吊支
し、走行車２中のウインチドラムとの中継ぎを行
うシーブである。

第４図はケリーバ１１の縦断面図、第５図は同
第４図の―線による横断面図で、図中、１７
は角鋼管構造の第１のケリーバ、１８は第１のケ
リーバ１７内にて昇降自在に内蔵される角鋼管構
造の第２のケリーバ、１９は第２のケリーバ１８
内にて昇降自在に内蔵され、先端にバケツト１５
の装着部を有する第３のケリーバである。さら
に、上記３つのケリーバにおいて、第１のケリー
バ１７の下端にて内方に突出する係止部１７′、
第２のケリーバ１８の上端にて外方に突出し第１
のケリーバ１７の係止部１７′と係合する係止部
１８′さらに下端にて内方に突出する係止部１
８″、そして第３のケリーバ１９の上端にて外方
に突出し第２のケリーバ１８の下端部の係止部１
８″と係合する係止部１９′をそれぞれ有するもの
である。これらの各係止部は内蔵するまたは内蔵
される各ケリーバの筒体の内外壁面と若干の間隙
を有するように構成することにより、各々のケリ
ーバが相互に昇降可能となり、また掘削時におい
て第２または第３のケリーバ１８，１９の脱落を
防止できる。なお、第４図中の２０は第３のケリ
ーバ１９の先端部に設けられた掘削時の衝撃を低
減するスプリングである。

上記構成の大口径掘削機を用いて掘削作業を行
う手順と機械の作動について以下に述べる。

まず、作業現場において長尺杭を要する位置に
走行車２を移動させ、杭芯を確認した上で掘削を
開始する。この開始時点では、作業現場は大概足
場が悪く平坦ではないので走行車２が傾斜し、ガ
イドリーダ３も地表面に対し鉛直度を保てなくな
る。これに対し、本発明の大口径掘削機において
は、ガイドリーダ３はその下端の長孔５内を挿通
して走行車２に枢支ピン６によつて連結されてお
り、ステー４に取付けられた油圧シリンダの伸縮
量を適宜調節することにより、走行車２に対し前
後方向の傾斜は無論のこと左右方向の傾斜に対し
ても枢支ピンを嵌挿するガイドリーダ３の長孔５
により容易に修正することができ、掘削方向の鉛
直度を即時に得ることができる。このように、杭
芯及び掘削方向を確認した後、ケリードライブ装
置８を駆動させケリーバ１１とそれに続くバケツ
ト１５を回転させながら、ワイヤロープ１０，１
２を漸次緩めながらケリードライブ装置８及びケ
リーバ１１を下方へ移動させる。

第６図はケリードライブ装置８によるケリーバ
１１の回転駆動原理を示す断面図で、図中、２１
は第１のケリーバ１７の角形断面形状に対応して
これを嵌挿する四辺形状の回転駆動用の角穴部
で、その大きさは第１のケリーバ１７が容易に摺
動自在となる程度に形成する。そして、ケリード
ライブ装置８を駆動させれば、まず第１のケリー
バ１７へ角穴部２１の内壁から回転駆動力が伝達
され、第２，第３のケリーバ１８，１９へと互い
の係止部と壁面とを介して回転力が伝達される。
また、前述のようにケリーバ１１の各係止部と各
ケリーバ１７〜１９の内外壁面間には若干の間隙
を有するように構成しているため、同第６図の矢
印方向へケリードライブ装置８が回転し始める
と、３つのケリーバ１７，１８，１９は回転方向
と逆向きに且つ各々の回転位相角が異なる配置と
なつて各係止部が外側のケリーバ内壁面に当接し
て第３のケリーバ１９へと回転が伝えられる。

以上のようにしてバケツト１５に回転が与えら
れながらバケツト先端が地表面上に達して掘削を
開始すると、掘削抵抗がケリードライブ装置８の
回転方向と逆向きのトルクを生ずるように働く。
このため、ケリーバ１１の各係止部と各ケリーバ
１７〜１９の内外壁面との押圧度及び摩擦力が増
大し始め、次第に第１のケリーバ１７とケリード
ライブ装置８の角穴部２１との係合も強くなる。
したがつて、第３のケリーバ１９を保持している
ワイヤロープ１２の繰出し速度に対し、ケリード
ライブ装置８を吊支するワイヤロープ１０の繰出
し速度を等しいか、もしくは速くすれば、ケリー
ドライブ装置８の自重がケリーバ１１に付加さ
れ、バケツト１５の歯先にはケリーバ１１の自重
よりも大きな推力を与えることができる。

なお、掘削口径や掘削土質によつて推力が足り
ない場合には、ケリードライブ装置８上にウエイ
トを載せてもよい。ただし、ウエイトを載せ過ぎ
るとケリーバ１１がたわみ現象を起こし、孔曲が
りの原因となるので、過度のウエイトを載せるこ
とは掘削精度の点で好ましくない。

また、ワイヤロープ１２の繰出し速度よりもワ
イヤロープ１０の繰出し速度を速くすれば、ワイ
ヤロープ１２によつてケリーバ１１を上方に吊り
上げる状態となり、バケツト１５の歯先に与える
推力を減ずることができる。したがつて、掘削口
径や掘削土質に合わせた推力の調整が可能とな
る。

ここで、実開昭54―174202号公報で開示したよ
うな垂直に設けた油圧シリンダでバケツトに推力
を与える方法では、掘削中にガイドパイプ７をケ
リードライブ装置８が摺動することはないので問
題はない。ところが、本願のように掘削中にケリ
ードライブ装置８を下降させる場合、実開昭54―
174202号公報で開示したようなガイドパイプ７を
円弧状の長手部材を有する抱持部で摺動させる方
式にすると、掘削中の回転反力がこの抱持部に作
用するため摺動抵抗が大となり、ケリードライブ
装置８の下降が不可能となる恐れがあると共に、
ガイドパイプ７、抱持部の摩耗が大きくなる問題
がある。したがつて、本発明では、ケリードライ
ブ装置８にローラ９を取付け、上下移動抵抗を小
さくすることによつて、このような点に関する問
題の解決を図つたものである。

さらに、スライドサポート１４はケリーバ１１
の頂部に被さつてこのケリーバ１１を回転可能に
支持すると共に、その頂部を定位置に保持してい
る。そして、ケリーバ１１を支持しているロープ
１２を巻上巻下すれば、これに伴つて一緒にスラ
イドサポート１４も上下する。したがつて、スラ
イドサポート１４を支持するワイヤロープが不要
である。

また、ケリーバ１１をその頂部をスライドサポ
ート１４により保持し且つケリードライブ装置８
の角穴部２１により中途部を支持し、ケリーバ１
１は２点支持状態となり、ケリーバ１１の振れを
規制できる。すなわち、ケリードライブ装置８で
ケリーバ１１を回転駆動すると、バケツト１５に
かかる水平力によつてケリーバ１１の頂部が振れ
るが、スライドサポート１４のローラ１３がガイ
ドパイプ７を抱持している点がこの振れによる反
力を受け止め、これによつてケリーバ１１の振れ
を規制できる。

このように、ケリーバ１１の上端を支持するス
ライドサポート１４を設けたことによつて、ケリ
ーバ１１の姿勢を掘削抵抗の水平方向分力やその
他の外力が作用しても一定に保つことができる。
したがつて、回転力を伝達するケリードライブ装
置８の角穴部２１に対して同軸上にケリーバ１１
を設定でき、トルク伝達に最適な状態に維持で
き、掘削時のトルク変動等を伴うことなく作業で
きる。

掘削開始後に、ワイヤロープ１２を巻下げる
と、ケリーバ１１の頂部に載つた状態でスライド
サポート１４は、ついにはケリードライブ装置８
の上端に接触する位置まで下降する。そして、ワ
イヤロープ１２をさらに巻下げると、スライドサ
ポート１４からケリーバ１１の頂部がはずれ、そ
の後ケリードライブ装置８の上に第１のケリーバ
１７が係合し、なおもワイヤロープ１２を巻下げ
ると、第２のケリーバ１８、第３のケリーバ１９
が一体となつて下降する。そして、係止部１
８′，１７′が係合するまで掘削を継続し、さらに
第３のケリーバが伸出して、第７図に示すように
係止部１９′と１８″が係合する深さまでケリード
ライブ装置８の全重量を常時付加しながら掘削し
ていく。

必要とする掘削深度までの作業を完了すると、
ワイヤロープ１２を巻上げれば、第２ケリーバ１
８と第３のケリーバ１９が一体となつて上昇し、
スプリング２０の上に第１のケリーバ１７が載つ
て上方に押し上げられる。そして、第１のケリー
バ１７の頂部はスライドサポート１４の下向きに
開いたスカート部分に案内されてその内部に入り
込み、ケリーバ１１の上昇に伴つてこのスライド
サポート１４も上昇して作業を完了する。

なお、ケリーバ１１は角形断面のものに限ら
ず、ケリードライブ装置８からのトルク伝達を行
えるものであれがよい。たとえば、製作を簡単に
するために径の異なるパイプを多重管状に配置
し、各パイプの周面にトルク伝達用としての角材
を突出状態に溶接したもの等を使用できる。

〔発明の効果〕

本発明に係る大口径掘削機はその構成により以
下の効果を奏する。

(1) ケリードライブ装置にガイドリーダのガイド
パイプ上を転動するローラ手段を設けたので、
ケリードライブ装置はケリーバに回転力を与え
ながらそれ自身も連続的に下降できる。これに
より、ケリーバの重量とケリードライブ装置の
重量との合計重量による推力を連続的にバケツ
トの歯先に与えながら、掘削作業を行うことが
できる。

(2) ケリーバ及びケリードライブ装置は、それぞ
れ別個のワイヤロープで吊支されている。した
がつて、これらのワイヤロープを適切に操作す
ることによつて、上記(1)で述べたようにケリー
バ及びケリードライブ装置の合計重量に基づく
バケツトの掘削推力を任意に調整することがで
きる。すなわち、土質に合わせた掘削作業を効
率的に行うことができる。

(3) ケリーバ頂部の振れを押えるため、スライド
サポートを設けているので、ケリーバを常に定
位置に保持できる。特に、掘削開始時点におい
てケリードライブ装置の回転駆動用角穴部に対
する回転伝達を、最適な状態で行うことができ
る。

また、ケリーバは角穴部及びスライドサポー
トにより２点支持されているので、設定された
掘進方向を指向した作業が可能となる。そのた
め、掘削精度を大きく向上させることができ
る。

(4) スライドサポートはガイドパイプに沿つて自
由に昇降でき且つケリーバの回転に支障がない
ようにこのケリーバの上端を支持する構成とし
たので、ケリーバの昇降に伴つてスライドサポ
ートは自在に昇降でき、ケリーバの揺動を防止
するためのスライドサポートを吊支するロープ
を必要とせず、簡単な構造でケリーバを最適な
位置に保持できる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明に係る掘削機本体の側面図、第
２図は走行車先端及びガイドリーダ下端の側面
図、第３図は第２図の―線矢視図、第４図は
ケリーバの縦断面図、第５図は同第４図の―
線矢視による横断面図、第６図はケリーバの駆動
状態を示す説明図、第７図はケリーバの伸出状態
を示す縦断面図である。 １：掘削機本体、２：走行車、３：ガイドリー
ダ、４：ステー、７：ガイドパイプ、８：ケリー
ドライブ装置、９：ローラ、１１：ケリーバ、１
３：ローラ、１４：スライドサポート。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 自走式クレーン本体にガイドリーダ鉛直方向
   に設置した大口径掘削機において、 ワイヤロープで吊支したケリーバを、多重に嵌
   挿した多重管構造とし、 前記ガイドリーダに固定したガイドパイプに沿
   つて転動するローラ手段、及び前記ケリーバの断
   面に対応したケリーバ回転駆動用穴部を備えたケ
   リードライブ装置を、ワイヤロープで吊支すると
   共に、前記ガイドパイプに対して昇降自在に設
   け、 且つ前記ケリーバの上端を回転可能に支持する
   スライドサポートを、前記ガイドパイプに対して
   昇降自在に設けたことを特徴とする大口径掘削
   機。