JPH0448905B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、地面より地中に垂直方向の穴を掘り
取ることができ、然も掘り取る穴の幅を自由に変
動することができる掘削機に関するものである。

〔従来の技術〕

建設現場や土木作業においては、地面の表面よ
り垂直に向けて深い穴を掘り取る作業が多いもの
である。例えば、電柱や杭を立てるための穴や、
上下水道の本菅に接続するためのマンホールの穴
を掘り取る作業は極めて多いものである。

従来、この様な穴を掘り取る作業には、人力に
よりスコツプ等で掘り取ることが多いのである
が、極めて効率の悪いものであつた。

また、機械化のため、近年では、バツクフオー
と呼ばれるアームの先端にバケツトを取りつけら
れた掘削機も盛んに用いられてきている。さら
に、機械化のため、パワーシヤベルを利用し、ア
ーム先端にグラブバケツト装置を吊り下げ、これ
により孔掘り作業をできるようにしたもの（実公
昭50年8882号）、あるいは上下水平にバケツトを
移動させることができるようにした掘削装置（実
開昭56年55055号）が提案されている。

〔発明が解決しようとする問題点〕

しかしながら、これらのバツクフオーの機構や
パワーシヤベルを利用した掘削機等の機構では、
その位置が極めて大掛かりとなり、重量も嵩むる
物であつた。このため、例えば、送電線の鉄柱を
建設するために、その基礎工事となる穴を掘り取
る作業する上で、山中にバツクフオー等を移動す
る場合には、バツクフオーを分解して軽量化し、
ヘリコプター等を利用して移動することが多かつ
た。従つて、山が深くて掘削機を運び難い場所に
おいては、相変わらず人力で掘削作業が行われて
おり、極めて効率の悪いものであつた。

また、市街地等に置いてもバツクフオーを使用
するとなれば、その車体が移動できる程度の幅が
ある道路を必要とし、奥まつた場所や極めて狭い
場所等においてはバツクフオー等を使用すること
はできず、作業効率を向上することができにくい
ものであつた。

このため、バケツトを取りつけたブームを二関
節で揺動させ、簡略化した構造の掘削装置も考え
られている。しかしながら、単にバケツトを上下
に降下させるだけであつては、そのバケツトの形
状をした穴しか掘り取ることができないものであ
る。現実の掘削作業においては、種々の大きさの
穴が必要とされ、穴の幅を自由に設定することが
望まれていた。

さらに、上下水平にバケツトを移動させること
ができるようにした掘削装置の場合、上下水平に
バケツトを移動させるため、水平方向及び高さ方
向に相当にスペースを要し、機械が大型化してし
まうという欠点があつた。

本発明の目的は、上述のような土砂を掘り取る
掘削作業において、人力でしか出来なかつた作業
を機械化することで掘削作業の効率化を図り、か
つ構造を簡略化することにより、従来ではある程
度の広さを必要とする場所でなければ発揮できな
かつた機械力を、極めて狭い場所で実現させるこ
とができ、しかもブームを前後方向ばかりでなく
左右方向にも移動できる様にし、掘削する穴の幅
を自由に設定することができる掘削機を提供する
ものである。

〔発明を解決するための手段〕

上記目的を達成するために、本発明の掘削装置
は、地面上に載置され、前方に向かつて開口した
コの字形状のフレームと、このフレームの対向す
る二つの辺の上部中央付近において揺動自在に軸
支された一対の支柱と、これら支柱と前記フレー
ム上部の後方位置との間に介在させた油圧シリン
ダと、前記各支柱の上端の間を連結し、これら支
柱に回転自在に保持されている支軸と、この支軸
に対して横方向に移動できるように前記支軸に装
着され、長さ方向に伸縮できるブーム体と、前記
ブーム体を含む前記支軸を回転させる油圧モータ
ーと、このブーム体の先端に取り付けられたバケ
ツトとから構成されたことを特徴とするものであ
る。

〔作用〕

本発明では、フレームの上部で支柱を揺動する
ことができるとともに、ブームを支軸に対して回
転させることができ、二関節によつてブームを揺
動させることができる。このため長いブームをタ
イミング良く回動させることで、掘削しようとす
る穴の中にバケツトを挿入することができる。そ
して、簡易な構成でありながら掘り取つた土砂等
を排除する作業をすることができ、従来のように
大型の機構を必要としないものである。そして、
バケツトを含むブームは支軸に対して横方向に移
動させることができるので、掘り取る穴の幅を自
由に設定することができ、作業の応用性を高める
ことができるものである。

〔実施例〕

以下、本発明について図示の実施例を参照しな
がら説明する。

第１図は、本発明の深穴掘削装置の実施例を示
す斜視図である。

第１図において、地面上に載置されるフレーム
１はコの字形状に下り曲げられており、その四角
の下面にはそれぞれローラー２が軸支してあり、
フレーム１を自由に移動させることができる。こ
のフレーム１は前方に向けて開口したコの字形を
しており、対向する二つの辺の上面にはそれぞれ
支柱３，４が平行となる様に位置させてあり、支
柱３はピン４により、支柱５はピン６により前後
方向に揺動させる様に軸支されている。

この両支柱３，４の上部にはそれぞれ軸受７，
８が固定されており、軸受７，８の間には支軸９
が回転自在に保持させてある。この支軸９はその
断面形状を四角形としたものであり、この支軸９
には軸受７の外側に固定した油圧モーター１０に
よつて回転される。

また前記フレーム１の上面の両隅には油圧シリ
ンダー１１，１２の基部が連結してあり、油圧シ
リンダー１２のシリンダーロツドは支柱３の中央
付近に連結されており、油圧シリンダー１２のシ
リンダーロツドは支柱４の中間に連結されてい
る。

次に、前記支軸９には四角形の貫通口を形成し
たスライダー１３が支軸９の長さ方向に移動でき
るように挿通してあり、このスライダー１３には
ブーム体１４が装着してある。このブーム体１４
は支軸９の回転により従動して上下に揺動できる
様に保持されている。このブーム体１４は三つの
元ブーム１５、中ブーム１６、先ブーム１７より
構成されており、それぞれの断面が四角形状をし
ていてテレスコピツク状に挿入されており、その
長さ方向に伸縮できる構成となつている。そし
て、元ブーム１５の内部には油圧シリンダー１８
が挿入してあり、この油圧シリンダー１８の伸縮
力によつて中ブーム１６、先ブーム１７はそれぞ
れ元ブーム１５に対して摺動させることができる
ものである。

また前記支軸９一辺にはその長さ方向にラツク
１９が形成してあり、元ブーム１５の側面に固定
してある移動用の油圧モーター２０に取りつけた
ピニオン２１はこのラツク１９に噛み合わされて
いる。そして、前記先ブーム１７の先端には、土
砂を堀り取るためのバケツト２２がピン２３によ
つて回動自在に連結してある。

次に、第２図は本実施例における油圧系統の配
管を示す系統図である。

第２図において、圧力油を貯蔵する油タンク３
０は油圧ポンプ３１の吸引側に連通してあり、こ
の油圧ポンプ３２によつて作動されている。この
油圧ポンプ３１の吐出側はそれぞれ切換弁回路３
３，３４，３５，３６に連結されており、各切換
弁回路３３，３４，３５，３６の排出側は前記油
タンク３０に回収されている。この切換弁回路３
３には前記油圧モーター２０が接続されており、
切換弁回路３４には前記油圧シリンダー１８が接
続されており、切換弁回路３５には前記油圧シリ
ンダー１１，１２が並列に接続されており、切換
弁回路３６には前記油圧モーター１０が接続され
ている。そして、マイコン等を収納した中央制御
回路３７の出力はそれぞれ切換弁回路３３，３
４，３５，３６に独立して制御信号が伝えられて
いる。また、この掘削機全体を制御するための操
作器３８には、ブーム体１４を掘り取る穴に挿入
したり、また引き上げたりするための上下のスイ
ツチ、ブーム体１４を伸縮させるための伸縮のボ
タン及びブーム体１４を支軸９に対して横方向に
移動させるための左右のボタンがそれぞれ独立し
て設けてあり、この操作器３８の出力は前記中央
制御回路３７に伝えられている。

次に、本実施例の作用を第１図及び第２図に基
づいて第３図及び第４図を参照しながら説明する
ことにする。

ここで、第３図イ〜同図ハは本発明の実施例の
掘削作業を説明するための図であり、第４図は同
実施例の横方向の掘り取り作業を説明するための
図である。

原動機３２によつて油圧ポンプ３１が作動され
ると、油タンク３０より吸引された圧力油は各切
換弁回路３３，３４，３５，３６に伝えられる。
ここにおいて、操作器３８を操作して、ブーム体
１４を伸縮させたり揺動させたりまた左右に移動
させる事によつて地面の下方にむけて必要とする
大きさの穴を掘削させることができる。

まず、バケツト２２による掘削の連続動作を第
３図イ，ロ，ハ，ニの順で説明する。

まず第３図イでは掘削機が停止した状態を示す
ものであり、その状態において掘削機自体をロー
ラー２によつて移動させることにより、掘削機全
体を道路または地面の上を転動させて移動させる
ことができる。このイの状態において掘り取ろう
とする穴Ｘの上部にフレーム１を固定する。そし
て、操作器３８のボタンの内ブーム体１４を下方
に向けるためのボタンを押すと、中央制御回路３
７はその制御信号を検知し、切換弁回路３５，３
６をそれぞれ適当なタイミングで制御し、油圧ポ
ンプ３１からの油圧油を油圧シリンダー１１，１
２及び油圧モーター１０に供給する。するとまず
油圧シリンダー１１，１２がその長さを縮小し、
支柱３，４をピン５，６を中心として回転する様
に傾ける。このため支柱３，４は第３図イ中にお
いてＡ方向に傾くことになり、支柱３，４によつ
て保持されているブーム１４はその全体が掘削機
の後方に少し移動することになる。同時に油圧モ
ーター１０が作動することで支軸９は図中Ｂ方向
に回転し、ブーム体１４の先端が地面の方に向く
ように傾斜させる。

この様にして油圧シリンダー１１，１２、油圧
モータ１０が協同して作動し、ブーム体１４を傾
斜させた状態が第３図ロで示す状態である。

次に、この第３図ロの状態ではブーム体１４の
全体が傾斜し、しかも後方に移動した状態となる
のでバケツト２２には穴Ｘの開口部上方に位置す
ることになる。そして、この状態の時に中央制御
回路３６はその状態を検出し、油圧モーター１０
の回転方向を同一とさせたまま油圧シリンダ１
１，１２をそれぞれ伸張させ、支柱３，４をそれ
ぞれ元の状態に戻す様第３図ロでＣ方向に回動さ
せる。このため支柱３，４の回転方向Ｃとブーム
体１４の回転方向Ｂが一致し、両者の回転速度を
調整するべく中央制御回路３７が切換弁回路３
５，３６を制御することで、バケツト２０が常時
穴Ｘの上方に保持させながらブーム体１４全体を
垂直に向けて起立させる。

そして、油圧モーター１０の作用と油圧シリン
ダー１１，１２の押し上げる力によつて、支柱
３，４が垂直となつた時にブーム体１４は地面に
対して垂直に起立し、第３図ハで示す状態とな
る。この状態においてはバケツト２２は穴Ｘの開
口部中央に位置し、ブーム体１４はこの穴Ｘの掘
り取られている方向に垂直となつて位置すること
になる。この様にして支柱３，４がフレーム１に
対して垂直に復帰し、プーム体１４がフレーム１
に対して垂直に位置した時において中央制御回路
３７は切換弁回路３５，３６の制御を停止する。

次に、バケツト２２を穴Ｘの内部に挿入するた
めには、操作器３７の内でブーム体１４を伸ばす
ためのボタンを押し、その制御信号を中央制御回
路３７に伝える。中央制御回路３７ではその信号
により切換弁回路３４にその制御信号を伝え、油
圧シリンダー１８に油圧を供給する。これにより
ブーム体１４を構成している中ブーム１６、先ブ
ーム１７は元ブーム１５より押し出され、先ブー
ム１７の先端に連結してあるバケツト２２は第３
図ハ中のＤ方向に向けて押し出されることにな
る。そして第３図ニで示す様にバケツト２２が穴
Ｘの底にまで達し、押しつけられたバケツトが穴
Ｘの底になる土砂をつかみ取る直前の状態を示す
ものである。そしてバケツト２２が穴Ｘの底に接
した時、図示しない油圧機構により、バケツド２
２を拡げると同時に土砂を掘り取り、バケツト２
２で土砂を掴み取る作業をさせる。

この後、バケツト２２を穴Ｘより引き上げ地面
に掘り取つた土砂を排除させることにより、穴Ｘ
をより深く掘り進むことができる。そしてバケツ
ト２２を第３図イで示す状態まで戻す作用は、前
述とは逆にブーム体１４を縮小させ、支柱３，４
を揺動させると共に支軸９を回転させ、バケツト
２２が穴Ｘの側面や開口部分に接触しないように
して持ち上げることができるものである。

上述の様に支柱３，４とブーム体１４を揺動さ
せることによつてバケツト２２を穴Ｘに挿入して
土砂を掘り取ることが出来ても、その掘り取つた
穴Ｘの形状はバケツト２２の大きさに限定され
る。しかしながら掘り取る穴の幅を広くしたい場
合には、第３図で示す堀取りの作用だけでは不可
能である。このため穴Ｘの幅を広げるために、操
作器３８のブーム体１４を左右に移動させるため
のボタンを押すと、その信号は中央演算回路３７
に伝えられ、その制御信号は切換弁回路３３に伝
えられる。そして切換弁回路３３によつて圧力油
が油圧モーター２０に伝えられ、油圧モーター２
０に固定してあるピニオン２１を回転させる。こ
のためピニオン２１に噛み合わせてあるラツク１
９が支軸９に固定してあることから、スライダー
１４は支軸９の長さ方向に沿つて摺動し、ブーム
体１４を第４図Ｅ方向またはＦ方向に移動させる
ことが可能となる。このためバケツト２２は基台
に対して左右方向に移動し、穴Ｘの幅を広げる様
に掘り取ることができるものである。なおこの油
圧モモーター２０によつてブーム体１４を支軸９
に対して移動させた場合においても、前述の第３
図におけるバケツト２０を釣り上げる動作は同じ
である。

次に、第５図は本発明の他の実施例の要部を示
す斜視図である。

第５図に示す実施例では、前記軸受７，８に
は、それぞれ円盤形をした保持板４０，４１がそ
れぞれそれぞれ回転自在に軸支されており、この
保持板４０，４１の間には平行となる様に支軸４
２，４３が連結してある。そして、保持板４０は
油圧モータ１０によつて回転させられる。各支軸
４２，４３にはそれぞれスライダー４４，４５が
摺動自在に挿通してあり、スライダー４４，４５
の間にはブーム体１４の元ブーム１５の両側面が
固着してある。これによりブーム体１４はスライ
ダ４４，４５に支えられて、支軸４２，４３の長
さ方向に移動できる様になつている。また、前記
支軸４２の側面にはその長さ方向に沿つてラツク
４６が形成してあり、元ブーム１５の側面に固定
した油圧モーター４７によつて回転されるピニオ
ン４８はこのラツク４６に噛み合わされている。

２の実施例において油圧モーター４７を回転さ
せることにより、ピニオン４８は噛み合つたラツ
ク４６上を転動し、これによりスライダー４４，
４５を支軸４２，４３の長さ方向にわたつて移動
させることができる。従つて、掘削するバケツト
２２によつて掘削する穴の幅を変更する場合に
は、油圧モーター４７を作動させて、スライダー
４４，４５によつてブーム体１４を支軸４２，４
３の長さ方向に移動させることで可能となる。こ
の実施例ではブーム体１４は二つ支軸４２，４３
の間に保持されており、安定してブーム体１４を
保持させることが出来るものである。

〔発明の効果〕

本発明は上述の様に構成したので、極めて簡易
な構成でありながら、バケツトを地面より穴に挿
入し、深い穴の土砂を掘り取らせることができ、
掘削の作業を効率化させることができるものであ
る効果がある。

また、本発明によれば、従来の様なバツクフオ
ー等の大掛かりな機構を必要としないため、極め
て狭い場所や大型機械を持ち運ぶことができない
ような辺鄙な場所においても穴を堀り取る作業を
可能とすることができ、作業効率の向上を図るこ
とができる。

さらに、本発明では、ブーム体を左右に移動さ
せることによつてバケツトを偏位させ、これによ
りバケツトが掘り取る穴の幅を変動させることが
でき、自由な開口断面積を持つ穴を形成させるこ
とができる効果がある。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例である掘削機の全体
を示す斜視図、第２図は同上の油圧回路を示す回
路図、第３図は本実施例の各部の動作を示す説明
図、第４図はブーム体を左右方向に移動させる状
態を示す説明図、第５図は本発明の他の実施例を
示す斜視図である。 １……フレーム、３，４……支柱、９，４２，
４３……支軸、１０……油圧モータ、１１，１
２，１８，２０……油圧シリンダー、１３，４
４，４５……スライダー、１４……ブーム体、１
９，４６……ラツク、２１，４８……ピニオン、
２２……バケツト。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ 地面上に載置され、前方に向かつて開口した
   コの字形状のフレームと、このフレームの対向す
   る二つの辺の上部中央付近において揺動自在に軸
   支された一対の支柱と、これら支柱と前記フレー
   ム上部の後方位置との間に介在させた油圧シリン
   ダと、前記各支柱の上端の間を連結し、これら支
   柱に回転自在に保持されている支軸と、この支軸
   に対して横方向に移動できるように前記支軸に装
   着され、長さ方向に伸縮できるブーム体と、前記
   ブーム体を含む前記支軸を回転させる油圧モータ
   ーと、このブーム体の先端に取り付けられたバケ
   ツトから構成されたことを特徴とする掘削機。