JPH0525837A - 掘削装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 掘削および排土の作業能率を向上させる。 【構成】 バケット５２を支持するアームとしての機能
と，掘削した土を排土する排土管としての機能を兼ねた
アーム兼排土管２８を設ける。アーム兼排土管２８は固
定管５０とこの固定管５０に対して摺動する摺動管５１
とからなり，伸縮可能である。摺動管５１の下端の，掘
削した土を吸引する吸引口５１ａは，バケット５２内に
位置する。アーム兼排土管２８は，垂直な姿勢のまま水
平面内で縦横に移動可能である。バケット５２で掘削し
た土は，直ちにアーム兼排土管２８の下端５１ａから吸
引され，水平管７６を経て外部に排出される。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は，土砂礫の掘削装置に
関し，特に掘削深さの深い深礎基礎の掘削・排土作業に
用いて好適な掘削装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来，深礎基礎の掘削機械として主に図
９に示すアーム伸縮型掘削機１，および図１０，図１１
に示す坑内支持型掘削機２がある。前記アーム伸縮型掘
削機１は，ショベル系掘削機の一種であるクラムシェル
あるいはバックホーにおけるブーム２に取り付けたアー
ム３を伸縮可能にしたもので，この伸縮可能なアーム３
の先端にバケット４等を取り付ける。このアーム伸縮型
掘削機１で掘削する時は，アーム３を坑内に入れ，次い
でアーム３を図示のように伸ばし，バケット４で掘削す
る。掘削土を排出する時は，２点鎖線で示すように，ア
ーム３を縮めかつブーム２を起こし，バケット４を坑外
に出し，バケット４から掘削土を落下させる。

【０００３】前記坑内支持型掘削機２は，坑内のライナ
ープレート（土留め材）１０に固定し，掘削に伴って下
部へ移動できるようにした構造である。すなわち，バケ
ット１１を取り付けたアーム１２を持つ掘削機本体部１
３を，ライナープレート１０の直径方向に対向する壁面
部に垂直に設けたガイドレール１４に係合させた水平の
ビーム１５の下面に，回動機構部１６を介して取り付け
た構造であり，前記ビーム１５が掘削に伴ってガイドレ
ール１４に沿って下部へ移動できる。そして，排土につ
いては吸引式の排土装置を用い，排土装置のリザーバタ
ンク１７に接続される垂直な排土管１８を坑内に設け
る。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】図９に示したアーム伸
縮型掘削機１では，バケット４で掘削する毎にアーム３
を縮め，坑外に出して排土するものであるから，掘削深
さが深くなると，排土のためのアーム３の伸縮動作に多
くの時間がかかり，作業能率が低下するという問題があ
る。また，急峻な山岳地では，このアーム伸縮型掘削機
１の設置場所を確保することが困難なので，ほとんど使
用できないという問題もある。さらに，掘削土を保持し
てアーム３を伸縮させかつアーム全体を坑外に出す方式
であるから，アームの構造的な面等から掘削深さに限界
があり，現在では最大で約２０メートル程度である。

【０００５】前記坑内支持型掘削機２では，排土管１８
の下端すなわち排土口１８ａの位置が一定であるため，
バケット１１で掘削する度にアーム１２を作動させて掘
削土を排土口１８ａの近傍までその都度移動させなけれ
ばならず，作業能率が悪いという問題がある。

【０００６】本発明は上記従来の欠点を解消するために
なされたもので，掘削した土を直ちに排土することがで
き，掘削および排土の作業能率を向上させることができ
る掘削装置を提供することを目的とする。

【０００７】

【課題を解決するための手段】上記課題を解決する本発
明の掘削装置は，掘削部を支持するアームに，吸引口が
掘削部近傍に臨む吸引式の排土管を一体に設けたことを
特徴とする。

【０００８】

【作用】上記構成において，バケット等の掘削部で掘削
された土は，直ちに吸引式の排土管の吸引口から吸引さ
れ，排土される。

【０００９】

【実施例】以下，本発明の実施例を図１〜図８を参照し
て説明する。図１〜図７は第１の実施例を示すもので，
この実施例の掘削装置Ｓは，例えばライナープレート
（土留め材）２０を用いて深礎基礎を掘削する掘削作業
等に用いるもので，ライナープレート２０の周囲を囲む
架台２２を地上に据え付ける。架台２２はコンクリート
基礎とした複数の支柱２１上の上部を連結する上面から
見て四角形をなす梁２３，２４を持ち，対向する２辺の
梁２３はそれぞれ間隔をあけた上下２本からなり，横移
動用レールとして用いられる。この対向する２辺の梁す
なわち横移動用レール２３間に，間隔をあけたコ字形断
面の左右２本からなる縦移動用レール２５が渡されてい
る。前記縦移動用レール２５の両端は，横移動用レール
２３に沿って転動する横移動用コロ２６を取り付けた横
移動台２７に固定され，この２つの横移動台２７がそれ
ぞれ横移動用レール２３に沿って図２，図３において左
右方向につまり横方向に移動することで縦移動用レール
２５全体が横方向に移動するようになっている。後述す
るアーム兼排土管２８を垂直な姿勢で保持する管保持部
２９は図４にも拡大して示すように，アーム兼排土管２
８と一体に形成した縦長のガイド溝３０においてそれぞ
れアーム兼排土管２８に接触する回転防止機能を兼ねた
垂直保持用コロ３１を備え，かつ前後に前記縦移動用レ
ール２５に沿って転動する上下左右前後の合計８個の縦
移動用コロ３２を備えている。前記管保持部２９の前後
にワイヤロープ３３，３４の一端がそれぞれ連結され，
このワイヤロープ３３，３４の他端は後述する縦移動用
の滑車式ワイヤ駆動機構３５に接続されている。符号３
６は前記滑車式ワイヤ駆動機構３５を駆動する縦移動用
の油圧シリンダ，符号３７はこの油圧シリンダ３６用の
油圧ユニットである。また，前記横移動台２７の両端に
ワイヤロープ４０，４１の一端が連結され，かつワイヤ
ロープ４０，４１の他端は，ローラ４２，４３等を介し
て後述する横移動用の滑車式ワイヤ駆動機構４４に接続
されている。符号４５は前記滑車式ワイヤ駆動機構４４
を駆動する油圧シリンダ，符号４６はこの油圧シリンダ
４５用の油圧ユニットである。

【００１０】前記アーム兼排土管２８は，前記管保持部
２９で垂直に保持される固定管５０と，この固定管５０
内に摺動可能に嵌合する摺動管５１とからなっている。
前記摺動管５１には，下端の吸引口５１ａの近傍に掘削
部であるシェルバケット５２を取り付け，このバケット
５２を開閉するバケット開閉油圧シリンダ５３を装着
し，その上方位置にユニバーサル管継ぎ手５４を介在さ
せており，このユニバーサル管継ぎ手５４より下方部分
を若干首振り回動させることができるようになってい
る。なお，符号５５はバケット開閉油圧シリンダ５３に
圧油を供給する油圧ホースである。

【００１１】さらに，摺動管５１のユニバーサル管継ぎ
手５４の上部にフランジ５１ｂが固定され，このフラン
ジ５１ｂにワイヤロープ５７の一端が連結されるととも
に，図５に示すように摺動管５１の固定管５０内に嵌入
された適宜の箇所Ｐに他のワイヤロープ５８の一端が固
定され，このワイヤロープ５８は固定管５０の下端部に
間隔をあけて固定した２枚のフランジ５０ａ，５０ｂ間
に配置したローラ５９，６０に案内され，フランジ５０
ｂにあけた穴５０ｃを通って上部のローラ６１に案内さ
れ，伸縮駆動用の滑車式ワイヤ駆動機構６５に接続され
ている。また，前記ワイヤロープ５７はフランジ５０
ａ，５０ｂにあけた穴５０ｄ，５０ｅを通り，上部のロ
ーラ６２で案内されて，前記滑車式ワイヤ駆動機構６５
に接続されている。この滑車式ワイヤ駆動機構６５は，
アーム兼排土管２８の重量を支えるアーム兼排土管支持
機構としても機能している。

【００１２】前記滑車式ワイヤ駆動機構６５は，移動し
ない固定板６６と図５において左右方向に移動可能な可
動板６７との間に設けた２つの定滑車と２つの動滑車と
からなる第１の滑車群６８と，同じく移動しない固定板
６９と前記可動板６７との間に設けた同じく２つの定滑
車と２つの動滑車とからなる第２の滑車群７０とを備
え，前記ワイヤロープ５７は第１の滑車群６８に巻き掛
けて可動板６７に他端を連結し，前記ワイヤロープ５８
は第２の滑車群７０に巻き掛けて固定板６９に他端を連
結し，前記可動板６７を伸縮駆動用の油圧シリンダ７１
で図１，図５において左右方向に駆動する構造となって
いる。この滑車式ワイヤ駆動機構６５は，伸縮駆動用の
油圧シリンダ７１のストロークに対して図示の場合，５
倍の移動量をワイヤロープ５７または５８の他端側に発
生させる。したがって，油圧シリンダによるあまり大き
くないストロークによっても，摺動管５１に必要とされ
る十分大きな移動量を与えることができ，本発明におけ
る伸縮式のアーム兼排土管２８の伸縮駆動機構として好
適である。

【００１３】前述の縦移動用の滑車式ワイヤ駆動機構３
５および横移動用の滑車式ワイヤ駆動機構４４は，原理
的にはアーム兼排土管２８の伸縮駆動用の前記滑車式ワ
イヤ駆動機構６５と同じであり，縦移動用の油圧シリン
ダ３６あるいは横移動用の油圧シリンダ４５がそれぞれ
の可動板を移動させることで，ワイヤロープ３３，３４
あるいはワイヤロープ４０，４１を駆動し，これにより
管保持部２９を縦方向に走行駆動しあるいは横移動台２
７を横方向に走行駆動する。

【００１４】アーム兼排土管２８の固定管５０の上端
は，第１の水平管７６ａとこの第１の水平管７６ａ内に
摺動可能に嵌合する第２の水平管７６ｂとならなる伸縮
式の水平管７６の前記第２の水平管に接続され，前記第
１の水平管７６ａは，図示略の真空吸引装置にダクト７
７を介して連通するレシーバタンク７５に接続され，レ
シーバタンク７５の前記第１の水平管７６ａが接続され
る部分７５ａは，レシーバタンク７５の中心垂直軸の回
りを回動可能とされている。これにより，アーム兼排土
管２８が水平面内で縦横に移動しても，水平管７６が伸
縮しあるいは回動してこれに追随できるようになってい
る。

【００１５】次に上述の掘削装置Ｓによる掘削作業につ
いて説明する。掘削時にはバケット開閉油圧シリンダ５
３を作動させ，バケット５２を開閉駆動することで掘削
を行う。掘削面に凹凸面がありバケット５２の向きを傾
ける必要がある場合には，ユニバーサル管継ぎ手５４部
分を屈曲させバケット５２側を傾斜させて，これに対応
する。バケット５２で掘削された土は，図示略の真空吸
引装置による真空圧によってアーム兼排土管２８の下端
の吸引口５１ａから吸引され，アーム兼排土管２８内を
上昇し，引き続き水平管７６内を水平に移動し，レシー
バタンク７５内に取り込まれ，下部から排出される。こ
のように，この掘削・排土作業においては，バケット５
２が掘削した土は直ちにアーム兼排土管２８から吸引排
出され，したがって排土のために掘削土を移動させる必
要がなく，また排土のためにアーム兼排土管２８を伸縮
させる必要もなく，バケット５２は単に掘削に専念すれ
ばよいので，掘削作業が排土のために中断されることは
ほとんどなく，きわめて作業能率が高い。

【００１６】アーム兼排土管２８を例えば縮める場合，
すなわち摺動管５１を上昇させる場合，油圧シリンダ７
１を作動させて可動板６７を図１あるいは図５において
右方に移動させると，油圧シリンダ７１のストロークに
対して，ワイヤロープ５７のローラ６２より下側の部分
がストロ−クの５倍の長さ分短くなり，一方，ワイヤロ
ープ５８のローラ６１より下方の部分がストロ−クの５
倍の長さ分長くなるので，摺動管５１はストロ−クの５
倍の長さ分の高さまで上昇する。アーム兼排土管２８を
伸ばす場合，すなわち摺動管５１を下降させる場合は，
逆の動作を行う。

【００１７】ライナープレート２０内で掘削場所を変え
る場合，縦移動用の油圧シリンダ３６を作動させて，縦
移動用の滑車式ワイヤ駆動機構３５によりワイヤロープ
３３，３４を介して管保持部２９を縦移動用レール２５
に沿って走行させ，あるいは，横移動用の油圧シリンダ
４５を作動させて，横移動用の滑車式ワイヤ駆動機構４
４を作動させ，ワイヤロープ４０，４１を介して横移動
台２７とともに，横移動用レール２５全体を横方向に移
動させる。これにより，管保持部２９およびこれに保持
されたアーム兼排土管２８を水平面内で縦横に移動させ
ることができる。

【００１８】上記の掘削装置Ｓによれば，吸引力の限界
の掘削深さの掘削を行うことができることは勿論である
が，さらにそれ以上の掘削深さの掘削を行うことができ
る。すなわち，バケット５２で掘削した後，バケット５
２内に掘削土を保持したままアーム兼排土管２８を縮ま
せると，バケット５２が吸引可能な深さ位置まで上昇し
た時に，バケット５２内の掘削土がアーム兼排土管２８
内に吸引され，排土される。

【００１９】アーム兼排土管２８には，前記のバケット
５２に代えて，図６に示す削岩機７８を取り付けること
もでき，また図７に示す削孔機７９を取り付けることも
できる。これにより，土砂礫の掘削作業以外に岩の削岩
あるいは削孔作業を行うことができる。

【００２０】上述の実施例は，アーム兼排土管２８が１
本の固定管５０と１本の摺動管５１とからなる２段式で
あるが，これを３段式とした実施例を図８に示す。すな
わち，アーム兼排土管２８Ａは，固定管５０Ａと，この
固定管５０Ａ内に摺動可能に嵌合する第１の摺動管５１
Ａと，この第１の摺動管５１Ａ内に摺動可能に嵌合する
第２の摺動管５１Ｂとからなる。この場合，第１の摺動
管５１Ａを固定管５０Ａに対して摺動させる伸縮駆動機
構と，第２の摺動管５１Ｂを第１の摺動管５１Ａに対し
て摺動させる伸縮駆動機構とが必要であるが，これに前
述の滑車式ワイヤ駆動機構６５の原理を用いた滑車式ワ
イヤ駆動機構８０を用いている。すなわち，第２の摺動
管５１Ｂのフランジ部５１ｂに一端を連結したワイヤロ
ープ８１と，第２の摺動管５１Ｂの第１の摺動管５１Ａ
の内部に嵌入された箇所に一端を連結したワイヤロープ
８２と，第１の摺動管５１Ａの固定管５０Ａ内に嵌入さ
れた箇所に一端を連結したワイヤロープ８３とを設け，
各ワイヤロープ８１，８２，８３の他端を滑車式ワイヤ
駆動機構８０に接続している。

【００２１】なお，実施例ではアーム兼排土管２８を縦
移動と横移動との組み合わせで平面内の移動をする構成
としたが，これに限らず，アーム兼排土管を水平面内で
回転するビームにこのビームに沿って移動可能に設ける
構成とすることもできる。

【００２２】また，アーム兼排土管は，伸縮する構造に
限定されるものではなく，伸縮しない構造とすることも
可能である。

【００２３】また，排土管はバケット等の掘削部を取り
付けるアームを兼ねていることが好ましいが，排土管を
アームと別個に設けることも可能である。

【００２４】

【発明の効果】本発明によれば，掘削部を支持するアー
ムに，吸引口が掘削部近傍に臨む吸引式の排土管を一体
に設けたので，掘削した土を直ちに吸引して坑外に排土
することができ，掘削および排土の作業能率が著しく向
上する。

【００２５】排土管が掘削部を支持するアームを兼ねた
構造とすれば，専用のアームを省略できて構造的に効率
的であり，かつ掘削装置の構造が簡略化される。

【００２６】アームと排土管とを兼ねたアーム兼排土管
を伸縮可能にすれば，深礎基礎の掘削時に掘削深さに容
易に対応することができる。

【００２７】アーム兼排土管を垂直に設け，このアーム
兼排土管を垂直な姿勢のままで水平移動させる水平移動
駆動装置を設けた構造では，掘削深さの深い深礎基礎の
掘削に好適であるとともに，掘削部の移動が平面的な動
きであるため，自動掘削装置として自動掘削させる場合
に，制御が簡単になる。

【００２８】前記の水平移動駆動装置を地上に組み立て
た架台上に設ける構造とすれば，架台は傾斜地でも地山
を削らずに容易に設置できるので，傾斜地でも地山を削
らずに掘削装置を使用することができる。

【００２９】請求項６のように，アーム兼排土管を支持
する管保持部を縦方向の移動と横方向の移動との組み合
わせで水平面内で移動させる構造とすれば，縦移動およ
び横移動は単純な動きなので，自動掘削装置として自動
掘削させる場合に，さらに制御が簡単になる。

【００３０】アーム兼排土管の掘削部の近傍にユニバー
サル管継ぎ手を介在させると，掘削面の凹凸に容易に対
応することができる。

【００３１】吸引力の限界による限界排土深さ以上の深
さで掘削したい場合には，バケットで掘削した土を保持
したまま，アーム兼排土管を縮めてバケットを吸引可能
な深さ位置まで持ち上げることで，従来のアーム伸縮型
掘削機あるいは坑内支持型掘削機では不可能であった深
い深礎基礎の掘削が可能となる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例の掘削装置を示す正面図であ
る。

【図２】同平面図である。

【図３】同地上部分の正面図である。

【図４】図１におけるＡ−Ａ矢視の要部拡大図である。

【図５】図１におけるＢ部の拡大断面図である。

【図６】図１におけるバケットに代えてアーム兼排土管
に取り付ける削岩機の正面図で，同図の（イ）は削岩機
の使用時，同図の（ロ）は不使用時を示す。

【図７】図１におけるバケットに代えてアーム兼排土管
に取り付ける削孔機の正面図である。

【図８】本発明の他の実施例を示す掘削装置の正面図で
ある。

【図９】従来の掘削装置の一例を示すもので，アーム伸
縮型掘削機の正面図である。

【図１０】従来の掘削装置の他の例を示すもので，坑内
支持型掘削機の斜視図である。

【図１１】図１０の坑内支持型掘削機の概略の平面図で
ある。

【符号の説明】

２２ 架台 ２３ 横移動用レール ２５ 縦移動用レール ２６ 横移動用コロ ２７ 横移動台 ２８，２８Ａ アーム兼排土管 ２９ 管保持部 ３１ 垂直保持用コロ ３２ 縦移動用コロ ３５ 縦移動用の滑車式ワイヤ駆動機構（縦移動駆動装
置） ４４ 横移動用の滑車式ワイヤ駆動機構（横移動駆動装
置） ５０，５０Ａ 固定管 ５１ 摺動管 ５１Ａ 第１の摺動管 ５１Ｂ 第２の摺動管 ５２ バケット（掘削部） ５４ ユニバーサル管継ぎ手 ６５ 伸縮駆動用の滑車式ワイヤ駆動機構

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 大場 栄 東京都江東区木場１丁目５番１号 藤倉電 線株式会社内 (72)発明者 板垣 広美 東京都江東区木場１丁目５番１号 藤倉電 線株式会社内

Claims (7)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 掘削部（５２）を支持するアームに，吸
   引口（５１ａ）が掘削部近傍に臨む吸引式の排土管（２
   ８）を一体に設けたことを特徴とする掘削装置。
2. 【請求項２】 前記排土管（２８）は，掘削部を支持す
   るアームを兼ねていることを特徴とする請求項１記載の
   掘削装置。
3. 【請求項３】 前記排土管と掘削部を支持するアームと
   を兼ねたアーム兼排土管（２８）が互いに摺動可能に嵌
   合する複数の管（５０，５１）からなり伸縮可能である
   ことを特徴とする請求項２記載の掘削装置。
4. 【請求項４】 前記アーム兼排土管（２８）を垂直に設
   け，このアーム兼排土管（２８）を垂直な姿勢のままで
   水平移動させる水平移動駆動装置を設けたことを特徴と
   する請求項３記載の掘削装置。
5. 【請求項５】 前記水平移動駆動装置を，地上に組み立
   てた架台（２２）上に設けたことを特徴とする請求項４
   記載の掘削装置。
6. 【請求項６】 前記水平移動駆動装置は，前記アーム兼
   排土管（２８）を垂直な姿勢で保持する管保持部（２
   ９）を縦方向に案内する縦移動用レール（２５）と，前
   記管保持部を縦方向に駆動する縦移動駆動装置（３５）
   と，前記縦移動用レール（２５）を横方向に案内する横
   移動用レール（２３）と，この横移動用レール（２３）
   を横方向に駆動する横移動駆動装置（４４）とを備えた
   ことを特徴とする請求項５記載の掘削装置。
7. 【請求項７】 前記アーム兼排土管（２８）の掘削部
   （５２）の近傍に，掘削部（５２）の向きを可変にする
   ためのユニバーサル管継ぎ手（５４）を介在させたこと
   を特徴とする請求項６記載の掘削装置。