JPH0860973A - 掘削機及び掘削方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 ブームの長大化や重量増加を伴うことなく、
確実に深い縦穴を掘削することができ、しかも運搬時の
積み込み作業を困難なく行うことができる掘削機を提供
すること。 【構成】 移動手段であるクローラ２が備えるクレーン
ブーム７の先端部には、固定ブーム８が支持される。可
動ブーム１２は、ワイヤ２６によって吊下され、かつワ
イヤ２６を巻き上げたときに固定ブーム８と連結する。
ワイヤ巻き上げ手段としてのウィンチ２８は、ワイヤ２
６によって可動ブーム１２を鉛直方向に移動させる。バ
ケット１５等を備えた旋回掘削手段Ａは、可動ブーム１
２の先端部に設けられる。可動ブーム固定手段としての
パンタグラフＰ1 は、可動ブーム１２の側面から外側に
向かう方向へ伸長する。この伸長動作によって、掘削さ
れた縦穴Ｈの内壁面に対して可動ブーム１２が固定され
る。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、地盤を掘削して深い縦
穴を形成するための掘削機、及びその掘削機を用いた掘
削方法に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】通常、橋などの大型建造物を建設する場
合には、地盤に対して深礎杭が施工される。また、この
深礎杭の施工に先立っては、地盤の複数箇所を掘削する
ことにより、深い縦穴を形成することが必要になる。上
記のような掘削を行う場合、人力を主体とする伝統的な
方法であると、掘削作業の効率化を図ろうとしても一定
の限界がある。従って、最近では掘削機による掘削作業
の効率化に期待が寄せられている。

【０００３】図１７（ａ），図１７（ｂ），図１８に
は、従来例としてパイプクラム式重機と呼ばれる掘削機
１００が示されている。この掘削機１００は、主として
移動手段１０１、クレーンブーム１０２、固定ブーム１
０３と可動ブーム１０４とを備えた二段式ブーム１０
５、バケット１０６等によって構成されている。

【０００４】掘削作業を行う場合、まず移動手段１０１
によって掘削機１００を掘削位置まで移動する。次に、
図１７（ｂ）に示されるように、二段式ブーム１０５を
垂直な状態にセットし、バケット１０６を地盤のある方
向に向ける。この状態で、バケット１０６を旋回させな
がら地盤の比較的浅い部分を掘削する。地盤の深い部分
を掘削する場合には、固定ブーム１０３から可動ブーム
１０４を突出させた状態でバケット１０６を旋回させ
る。この方法によると、深さ２０ｍ程度の縦穴を形成す
ることができるようになっている。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】ところで、上記装置に
よって２０ｍよりも深い部分を掘削する場合、例えば以
下に示す２つの方法が考えられる。第１の方法は、固定
ブーム１０３及び可動ブーム１０４の長さを大きく確保
することである、第２の方法は、可動ブーム１０３を増
設することによって、三段式または四段式ブームを構成
することである。

【０００６】しかし、このような構成を採った場合、ブ
ーム全体の重量が増し、小型の移動手段１０１では移動
が困難になる。特に第１の方法のようにブーム全体を長
くすると、二段式ブーム１０５に大きなモーメントがか
かり、安定性が悪くなる。また、二段式ブーム１０５が
長いと、掘削機１００をトレーラ等に載せて運搬する際
に積み込み作業が煩雑になる。

【０００７】パイプクラム式重機のほかには、例えばク
レーンブームから延びるワイヤによってバケットを吊下
したタイプの掘削機（いわゆるクラムシェル重機）が知
られている。この掘削機の利点は、比較的深い縦穴であ
ってもワイヤを長く延ばすことによって掘削することが
できる点である。

【０００８】しかし、この掘削機の場合、硬い地盤の掘
削には不向きであることに加え、バケットが固定されて
いないため操作性にも劣るという欠点がある。また、バ
ケットとアームとが一体でないため、ダンプカー等への
積み込み作業が煩雑であるという問題がある。

【０００９】本発明は上記の課題を解消するためになさ
れたものであり、その目的は、ブームの長大化や重量増
加を伴うことなく、深い縦穴を確実に掘削することがで
きる掘削機を提供することにある。また、本発明の別の
目的は、運搬時の積み込み作業を困難なく行うことがで
きる掘削機を提供することにある。

【００１０】

【課題を解決するための手段】上記の課題を解決するた
めに、請求項１に記載の発明では、先端部に掘削手段を
備える可動ブームと、前記可動ブームの側面から外側に
向かう方向へ伸長することにより、掘削された縦穴の内
壁面に対して前記可動ブームを固定する可動ブーム固定
手段とを備えた掘削機をその要旨としている。

【００１１】請求項２に記載の発明では、請求項１にお
いて、前記可動ブーム固定手段は、押圧板を備えるとと
もに油圧シリンダによって駆動されるパンタグラフであ
るとしている。

【００１２】請求項３に記載の発明では、請求項２にお
いて、前記可動ブーム固定手段は、４方向に向かって放
射状に伸長するように配設された４基のパンタグラフで
あるとしている。

【００１３】請求項４に記載の発明では、請求項１乃至
３のいずれか１項において、前記可動ブームに、油圧機
器を駆動するための作動油を貯溜する油圧タンクと、そ
の油圧タンクから前記油圧機器へ作動油を供給する作動
油供給手段とを設けている。

【００１４】請求項５に記載の発明では、移動手段が備
えるクレーンブームの先端部に支持される固定ブーム
と、ワイヤによって吊下されるとともに、前記ワイヤを
巻き上げることにより前記固定ブームと連結する可動ブ
ームと、前記ワイヤの巻き上げ・巻き下げ動作によって
前記可動ブームを鉛直方向に移動させるワイヤ巻き上げ
手段と、前記可動ブームの先端部に設けられる掘削手段
と、前記可動ブームの側面から外側に向かう方向へ伸長
することにより、掘削された縦穴の内壁面に対して前記
可動ブームを固定する可動ブーム固定手段とを備えた掘
削機としている。

【００１５】請求項６に記載の発明では、請求項５にお
いて、前記掘削手段は、前記可動ブーム内に設けられた
アーム収容用ブームと、そのアーム収容用ブーム内に旋
回可能に収容された中空状の旋回アームホルダと、前記
旋回アームホルダ内に摺動可能に収容された旋回アーム
と、その旋回アームの先端部に設けられたバケットと、
前記旋回アームの偏心量を調整するためのシリンダとを
備え、前記シリンダは前記旋回アームの基端部かつ前記
アーム収容用ブームの内側に収容されていることをその
要旨としている。

【００１６】請求項７に記載の発明では、請求項５また
は６に記載の掘削機を用いる掘削方法であって、前記固
定ブームと前記可動ブームとが連結状態のとき、前記可
動ブーム固定手段を伸長させることなく掘削手段による
掘削を行い、前記固定ブームと前記可動ブームとが非連
結状態のとき、前記可動ブーム固定手段を伸長させて、
掘削された縦穴の内壁面に前記可動ブームを固定したう
えで掘削手段による掘削を行う掘削方法をその要旨とし
ている。

【００１７】請求項８に記載の発明では、請求項７にお
いて、前記固定ブームと前記可動ブームとを非連結状態
にして掘削手段による掘削を行う場合、前記掘削手段に
よって土砂等を保持したまま前記可動ブーム固定手段を
非伸長状態にし、次いで前記ワイヤ巻き上げ手段によっ
て前記ワイヤを巻き上げることにより前記固定ブームと
前記可動ブームとを連結状態にした後、前記掘削手段が
保持していた土砂等を所定位置に釈放することとしてい
る。

【００１８】

【作用】請求項１に記載の発明によると、掘削時に縦穴
の内壁面に可動ブーム固定手段が当接し、その結果とし
て可動ブームが縦穴内部の所定位置に固定される。この
状態で掘削手段が駆動されるため、掘削手段の操作がよ
り確実なものとなる。

【００１９】請求項２，３に記載の発明によると、パン
タグラフを伸長させたときに押圧板が縦穴の内壁面に対
して面接触し、その結果として可動ブームが縦穴内部の
所定位置に確実に固定される。

【００２０】請求項４に記載の発明によると、可動ブー
ムに油圧タンクと作動油供給手段とが設けられているた
め、油圧シリンダ等といった油圧機器を駆動するための
作動油を外部から供給する必要がない。このため、作動
油を供給するときの供給経路が短くなり、油圧降下が防
止される。

【００２１】請求項５〜８に記載の発明によると、比較
的浅い部分を掘削するときには、固定ブームと可動ブー
ムとを連結状態にしかつ可動ブーム固定手段を非伸長状
態にして、掘削手段を駆動させる。これに対して深い部
分を掘削するときには、固定ブームと可動ブームとを非
連結状態にし、かつ可動ブーム固定手段を伸長させる。
すると、掘削された縦穴の内壁面に可動ブーム固定手段
が当接し、可動ブームが確実に固定される。この状態で
掘削手段が駆動されるため、掘削手段が確実に操作され
る。

【００２２】請求項６に記載の発明によると、シリンダ
がアーム収容用ブーム内に収容されるているため、地盤
との接触によるシリンダの傷付きが防止される。請求項
８に記載の発明によると、掘削手段によって土砂等を保
持した後に可動ブーム固定手段を非伸長状態にすること
によって、まず可動ブームの固定が解除される。次にワ
イヤを巻き上げることによって、固定ブームと可動ブー
ムとが連結する。このように固定ブームと可動ブームと
を一体化させた状態で掘削手段が動かされるため、掘削
手段の揺れ等が確実に回避される。

【００２３】

【実施例】以下、本発明を具体化した実施例を図１〜図
１０に基づき詳細に説明する。この掘削機１は、構成
上、自身を移動させるための部分、掘削を行うための部
分という２つの部分に大別される。

【００２４】最初に自身を移動させるための部分の構成
について説明する。図１に示されるように、移動手段と
してのクローラ２の上部には、車両本体３が所定角度だ
け旋回可能に設けられている。車両本体３の前部には運
転室４が設けられており、その後部にはエンジン５とカ
ウンタウェイト６とが設けられている。前記エンジン５
は、図示しない油圧ポンプを駆動し、後述する各種油圧
機器に作動油を供給するようになっている。

【００２５】運転室４の側部上面には、中央部が屈曲し
た略く字状のクレーンブーム７が立設されている。クレ
ーンブーム７の先端には、掘削モジュールＭを構成する
固定ブーム８が軸支されている。掘削モジュールＭは、
軸９を中心として回動可能になっている。

【００２６】このクレーンブーム７の基端側部分には、
第１の油圧シリンダ１０が配設されている。より詳細に
いうと、第１の油圧シリンダ１０の基端部は運転室４の
側部上面に固定され、第１の油圧シリンダ１０から延び
るピストンロッド１０ａの先端部はクレーンブーム７の
屈曲部７ａの側面に連結されている。従って、作動油の
供給により第１の油圧シリンダ１０が伸縮すると、クレ
ーンブーム７全体が前後方向に所定量だけ回動するよう
になっている。

【００２７】クレーンブーム７の先端側部分には、前記
クレーンブーム７とほぼ平行な状態に第２の油圧シリン
ダ１１が配設されている。より詳細にいうと、第２の油
圧シリンダ１１の基端部は屈曲部の上面に固定されてい
る。一方、第２の油圧シリンダ１１から延びるピストン
ロッド１１ａの先端部は、前記固定ブーム８に連結され
ている。従って、作動油の供給により第２の油圧シリン
ダ１１が伸縮すると、掘削モジュールＭ全体が前後方向
に所定量だけ回動するようになっている。

【００２８】次に、掘削を行うための部分の構成につい
て説明する。図１〜図６に示されるように、この掘削モ
ジュールＭは、主として固定ブーム８、可動ブーム１
２、アーム収容用ブーム１３、旋回アーム１４、バケッ
ト１５、旋回アームホルダ１６、可動ブーム固定手段等
によって構成されている。

【００２９】図１〜図３に示されるように、固定ブーム
８の先端には可動ブーム１２が配置され、可動ブーム１
２の先端にはアーム収容用ブーム１３が配置されてい
る。中空状の固定ブーム８の先端部には、図２（ａ）〜
図２（ｃ）に示されるように、一対の第１のシーブ固定
金具１８が固着されている。このシーブ固定金具１８の
下面側には、係合凹部１８ａが形成されている。この係
合凹部１８ａの表面には、合成樹脂製のクッション材１
８ｂが設けられている。第１のシーブ固定金具１８に
は、それぞれ第１のシーブ１７が回転可能に設けられて
いる。

【００３０】同じく中空状をした可動ブーム１２の基端
部及び中央部には、それぞれつば部１９，２０が形成さ
れている。可動ブーム１２において上側つば部１９の下
側には、第２のシーブ固定金具２１が嵌合されている。
このシーブ固定金具２１は、可動ブーム１２に沿って上
側つば部１９と下側つば部２０との間を摺動することが
できる。

【００３１】第２のシーブ固定金具２１には、第２のシ
ーブ２２及び第３のシーブ２３が２個ずつ回転可能に設
けられている。シーブ固定金具２１の上面側には、前記
第１のシーブ固定金具１８の係合凹部１８ａに係合しう
る形状の係合凸部２１ａが形成されている。この係合凸
部２１ａの表面には、係合凹部１８ａと同じく合成樹脂
製のクッション材２１ｂが設けられている。また、可動
ブーム１２において下側つば部２０の下側には、一対の
第３のシーブ固定金具２４が固着されている。第３のシ
ーブ固定金具２４には、それぞれ第４のシーブ２５が回
転可能に設けられている。

【００３２】前記可動ブーム１２は、２本のワイヤ２６
によって吊下されるようになっている。各ワイヤ２６の
先端は、第２のクッション材２１に固定されている。こ
れらのワイヤ２６は、第４のシーブ２５によって反転さ
れ、かつ第１〜第３のシーブ１７，２２，２３を経て固
定ブーム８の基端側に到っている。前記ワイヤ２６は、
さらに固定ブーム８の基端部両側面に回転可能に設けら
れた第５のシーブ２７によって屈曲され、最終的にはク
レーンブーム７側に到っている。クレーンブーム７の屈
曲部７ａよりも少し上部には、ワイヤ巻き上げ手段して
のウィンチ２８が配設されている。前記ワイヤ２６の基
端は、このウィンチ２８に連結されている。

【００３３】図３に示されるように、可動ブーム１２の
下部側面には、可動ブーム固定手段としてのパンタグラ
フＰ1 が２基かつ左右対称に固定されている。パンタグ
ラフＰ1 は、第３の油圧シリンダ３０と、Ｘ字状に連結
された２種の伸縮アーム３１，３２と、押圧板３３と、
スライダ３４とによって構成されている。

【００３４】斜め上方に向かって延びる伸縮アーム３１
と、斜め下方に向かって延びる伸縮アーム３２とは、軸
３５を介してＸ字状にかつ回動可能に連結されている。
第３の油圧シリンダ３０は、可動ブーム１２側に軸支さ
れている。第３の油圧シリンダ３０から突出するピスト
ンロッド３０ａの先端は、伸縮アーム３１の中央部より
も若干先端側の位置に軸支されている。伸縮アーム３１
の先端は押圧板３３の上端部に対して軸支され、伸縮ア
ーム３２の先端は押圧板３３の下端部に対して軸支され
ている。押圧板３３は長手方向に沿って伸縮可能になっ
ている。スライダ３４は、可動ブーム１２の下端部に固
着されている。これらのスライダ３４は、伸縮アーム３
１の基端を可動ブーム１２の長手方向に沿って摺動可能
にガイドしている。

【００３５】前記各油圧シリンダ３０には、油圧供給パ
イプ３６を介してエンジン５側から作動油が供給される
ようになっている。油圧供給パイプ３６は、図１に示さ
れるように、可動ブーム１２及び固定ブーム８の内部を
通り、第６のシーブ３７及び第７のシーブ３８を経て、
エンジン５の上部に設けられたパイプ巻き取り手段３９
に巻き取られる。

【００３６】第３の油圧シリンダ３０に作動油を供給す
ると、図３（ｂ）に示されるように、油圧シリンダ３０
が伸長し、それに基づいて押圧板３３が可動シーブ１２
の外側方向に向かって伸長するようになっている。な
お、伸縮時においても、両押圧板３３は常に可動シーブ
１２の長手方向に対してほぼ平行な関係を維持する。

【００３７】図４〜図６に示されるように、可動ブーム
１２の先端には旋回掘削手段Ａが配設されている。旋回
掘削手段Ａは、アーム収容用ブーム１３、旋回アーム１
４、バケット１５、旋回アームホルダ１６、２つの油圧
モータ４５，４６からなる駆動手段、第４の油圧シリン
ダ４７などを備えている。

【００３８】断面正方形状かつ中空状のアーム収容ブー
ム１３は、可動ブーム１２内において摺動可能に設けら
れている。中空状の旋回アームホルダ１６は、アーム収
容ブーム１３内において旋回可能に設けられている。そ
して、旋回アーム１４は、旋回アームホルダ１６内にお
いて摺動可能に、かつ旋回アームホルダ１６と一体旋回
可能に設けられている。

【００３９】旋回アーム１４の先端部には、連結アーム
４８を介してバケット１５が取り付けられている。連結
アーム４８の基端は、軸４９によって回動可能に軸支さ
れている。連結アーム４８の先端は、軸５０によって回
動可能に軸支されている。旋回アームホルダ１６の先端
部に形成された軸５１には、リンク部材５２の基端が回
動可能に軸支されている。リンク部材５２の先端は、連
結アーム４８の中央部に設けられた軸５３に回動可能に
軸支されている。

【００４０】旋回アーム１４の偏心量を調整するための
第４の油圧シリンダ４７は、旋回アーム１４の基端部か
つ旋回アームホルダ１６の内側に収容されている。この
油圧シリンダ４７には、油圧供給パイプ３６を介して作
動油が供給される。作動油の供給によって油圧シリンダ
４７が伸長すると、リンク部材５２の作用によって連結
アーム４８が軸４９を中心として回動する。よって、図
４（ａ）に示されるように、旋回アーム１４が所定角度
だけ偏心するようになっている。

【００４１】駆動手段を構成する第１の油圧モータ４５
及び第２の油圧モータ４６は、可動ブーム１２の外側面
に固定されている。第１の油圧モータ４５は、アーム収
容用ブーム１３を摺動させるためのモータである。一
方、第２の油圧モータ４６は、旋回アームホルダ１６と
旋回アーム１４とを旋回させるためのモータである。な
お、これらの油圧モータ４５，４６に対しても、前記油
圧供給パイプ３６を介してエンジン５側から作動油が供
給されるようになっている。

【００４２】図５に示されるように、第１の油圧モータ
４５の駆動力は、第１のギア５４、第１の駆動チェーン
５５、第２のギア５６、第３のギア５７、第２の駆動チ
ェーン５８及び第４のギア５９を介して、第４のギア５
９の両側に配置された一対の第５のギア６０に伝達され
る。アーム収容用ブーム１３には長手方向に沿ってチェ
ーン６１が２本設けられており、その両端は同アーム収
容用ブーム１３に連結されている。そして、これらのチ
ェーン６１は、前記第５のギア６０及びガイドギア６２
に介装されている。従って、第１の油圧モータ４５を駆
動させると、チェーン６１に駆動力が伝達され、それに
伴いアーム収容用ブーム１３及び旋回アームホルダ１６
等が可動ブーム１２の長手方向に沿って摺動する。

【００４３】図５，図６に示されるように、旋回アーム
ホルダ１６の基端部には、断面略正方形状の挿通孔６３
を有する従動スプロケット６４が嵌合されている。この
従動スプロケット６４は、旋回アームホルダ１６の外周
面に対して相対的に摺動可能になっている。従動スプロ
ケット６４の両側には、一対のスプロケット止め６５が
配置されている。従動スプロケット止め６５は、旋回ア
ームホルダ１６の長手方向への従動スプロケット６４の
移動を規制している。なお、旋回アームホルダ１６は、
アーム収容用ブーム１３の先端部内周面に形成された図
示しない軸受によって回転可能に支持されている。

【００４４】第２の油圧モータ４６の駆動力は、駆動ス
プロケット６６及び第３の駆動チェーン６７を介して従
動スプロケット６４に伝達される。従って、第２の油圧
モータ４６を駆動させると、旋回アームホルダ１６と旋
回アーム１４とが一体的に旋回する。

【００４５】次に、図７〜図１０に従って上記掘削機１
による掘削作業の手順を示す。まず、クローラ２によっ
て掘削機１を所定の掘削位置まで移動させる。この後、
図１に示されるように、第２の油圧シリンダ１１を伸長
させることによって、ほぼ水平な状態であった掘削モジ
ュールＭを垂直な状態にする。このとき、バケット１５
は地盤Ｇ側に向けられる。この時点においては、まだパ
ンタグラフＰ1は折り畳まれた状態にある。

【００４６】地盤Ｇの比較的浅い部分を掘削する場合に
は、固定ブーム８と可動ブーム１２とを図２（ｃ）に示
すように連結した状態でバケット１５を旋回させる。図
７においては、固定ブーム８から可動ブーム１２を突出
させた状態が示されている。より深い部分に掘り進むに
従って、図８に示されるように可動ブーム１２からアー
ム収容ブーム１３を徐々に突出させる。このようにして
ある程度の深さまで地盤Ｇを掘り進む。その結果、バケ
ット１５の旋回径にほぼ等しい縦穴Ｈが形成される。な
お、土砂やずり等を把持したバケット１５は、掘削モジ
ュールＭ全体を所定位置に動かすことによって、図示し
ないダンプカー等の上部に移動される。そこでバケット
１５を開けて土砂等を釈放することにより、ダンプカー
に土砂等が積み込まれる。

【００４７】連結した固定ブーム８及び可動ブーム１２
の上げ下げで掘り進むことが不能となったときは、巻き
上げていたワイヤ２６を巻き下げる方向にウィンチ２８
を駆動させる。すると、図９に示されるように、可動ブ
ーム１２に働く重力の作用によって可動ブーム１２が下
方向に引っ張られ、固定ブーム８が可動ブーム１２から
離間する。このとき、可動ブーム１２よりも先端側の部
分は、ワイヤ２６を巻き下げた分だけ下方向に移動す
る。その結果、バケット１５は地盤Ｇのより深い部分に
到達する。

【００４８】次に、第３の油圧シリンダ３０を駆動させ
ることによって、図１０に示されるようにパンタグラフ
Ｐ1 を水平方向へ伸長させる。すると、掘削された縦穴
Ｈの内壁面に両方の押圧板３３が面接触し、可動ブーム
１２が縦穴Ｈ内の所定位置において移動不能になる。こ
のように可動ブーム１２を確実に固定した後、バケット
１５を旋回させて掘削を行う。

【００４９】バケット１５に土砂等を把持させた後、そ
の状態でいったんパンタグラフＰ1を折り畳み、可動ブ
ーム１２の固定を解除する。次いで、ウィンチ２８を駆
動させることによってワイヤ２６を巻き上げ、固定ブー
ム８と可動ブーム１２とを再び連結させる。固定ブーム
８と可動ブーム１２とを一体化した後、土砂等を把持し
たバケット１５をダンプカー等の上部に移動させ、そこ
でバケット１５を開けて土砂等を釈放する。その結果、
土砂等がダンプカーに積み込まれる。そして、縦穴Ｈが
所定の深さに到達するまで、上記の一連の動作を繰り返
す。

【００５０】掘削が終了した場合には、パンタグラフＰ
1 を折り畳み、ウィンチ２８によってワイヤ２６を完全
に巻き上げる。すると、図１に示されるように、再び固
定ブーム８と可動ブーム１２とが連結される。この後、
クローラ２によって次の掘削位置まで移動した後、上述
した手順を繰り返す。

【００５１】次の掘削位置が遠距離であってクローラ２
では移動不能な場合、掘削機１は例えばダンプカー等の
大型の搬送手段によって搬送される。掘削機１を搬送手
段に積み込む際、ワイヤ２６を完全に巻き上げて、可動
ブーム１２と固定ブーム８とを確実に連結し、一体化さ
せておく。

【００５２】さて、以上詳述したこの実施例の構成によ
ると、巻き上げていたワイヤ２６を巻き下げることによ
って、固定ブーム８と可動ブーム１２とを非連結状態に
することができるという特徴がある。従って、固定ブー
ム８、可動ブーム１２及びアーム収容用ブーム１３を足
した長さよりも深い部分に、確実にかつ容易にバケット
１５を到達させることができる。よって、従来のパイプ
クラム式重機とは異なり、掘削モジュールＭの長大化や
重量増加を伴うことなく、２０ｍ以上の深い縦穴Ｈを確
実に掘削することができる。また、全体の重量増が防止
されることに付随して、クローラ２の小型化を図ること
ができる。さらに、掘削モジュールＭが比較的短くなる
ことから、掘削機１の安定性の向上も図ることができ
る。

【００５３】また、本実施例の構成であると、ワイヤ２
６を巻き下げて深い部分の掘削を行うときでも、可動ブ
ーム１２を確実に固定することができる。従って、バケ
ット１５を駆動して地盤Ｇを掘り進むときに、バケット
１５を確実に操作することができる。ゆえに、バケット
１５を単に吊下しただけの従来のクラムシェル重機とは
大きく異なり、操作性に極めて優れている。しかも、こ
の実施例の掘削機１であると、地盤Ｇに対して確実にか
つ効率よく掘削を行うことができるというメリットがあ
る。勿論、浅い部分の掘削を行うときには、可動ブーム
１２と固定ブーム８とが連結状態にあるため、確実にバ
ケット１５を操作することができる。即ち、上記のこと
を鑑みると、操作性に優れるこの実施例の掘削機１は、
従来のクラムシェル重機に比較して、効率のよい掘削作
業を行うことができることがわかる。

【００５４】さらに、この構成であると不使用時に掘削
モジュールＭをコンパクトにすることができるため、遠
距離に搬送するときでも、トレーラ等への積み込み作業
が容易になる。また、掘削モジュールＭを構成する各部
分が確実に連結していることから、搬送時における不都
合（振動等による各部材の揺れやバケット１５等の外れ
など）も防止される。従って、掘削機１を目的地まで安
全に搬送することができる。

【００５５】また、この掘削機１においては、固定ブー
ム８と可動ブーム１２とが連結する部分である第１のシ
ーブ固定金具１８，２１に、それぞれクッション材１８
ｂ，２１ｂが配置されている。従って、ワイヤ２６を高
速度で巻き上げたような場合等であっても、連結部分に
対する振動や衝撃を緩和することができる。ゆえに、連
結部分の故障等が回避され、装置の耐久性も確実に向上
する。また、第１及び第２のシーブ固定金具１８，２１
には、係合凹部１８ａと係合凸部２１ａとが形成されて
いるため、連結時に固定ブーム８と可動ブーム１２との
間で位置ずれが起こりにくい。

【００５６】さらに、実施例によると第４の油圧シリン
ダ４７がアーム収容用ブーム１３内に収容されているた
め、掘削時において油圧シリンダ４７が地盤Ｇと接触す
ることがない。従って、接触による油圧シリンダ４７の
傷付き等が防止され、装置の耐久性が向上する。

【００５７】そして、両側に同じ長さだけ伸長するパン
タグラフＰ1 を可動ブーム固定手段として使用している
ため、旋回アーム１４の軸を常に縦穴Ｈの中心付近に位
置させることができる。よって、深い縦穴Ｈを掘り進む
場合であっても、その方向を正しく維持することができ
る。従って、形成精度に優れた縦穴Ｈを得ることができ
る。

【００５８】また、この実施例の場合、土砂等を把持し
たバケット１５を、固定ブーム８と可動ブーム１２とを
一体化した状態でダンプカー等の上部へ移動させること
ができる。このため、移動時におけるバケット１５の揺
れ等を確実に回避することができる。そして、バケット
１５の揺れが回避されることで、ダンプカーへの土砂等
の積み込み作業を従来に比して効率よく、しかも安全に
行うことが可能となる。 〔実施例２〕図１１〜図１４には実施例２の掘削機７０
が示されている。

【００５９】この実施例では、軌索式ケーブルクレーン
７１に掘削モジュールＭを吊り下げることによって掘削
機７０が構成されている。軌索式ケーブルクレーン７１
は、主索７２、横行索７３及び巻上索７４の３種の索
と、略Ｈ字状をしたトロリー７５とを備えている。主索
７２の両端は、例えば岸壁や支持塔などのようなものに
対して固定されている。ほぼ水平方向に延びる主索７２
には、一対の上側シーブ７６を引っ掛けることによっ
て、前記トロリー７５が横行可能に吊り下げられてい
る。

【００６０】横行索７３の両端は、横行索７３が全体と
して無端状となるように、前記トロリー７５の両側に固
定されている。そして、この横行索７３は、横行用モー
タ７７によって駆動されるようになっている。

【００６１】巻上索７４は、種索７２及び横行索７３の
下側に位置している。巻上索７４の一端は岸壁や支持塔
などに固定されており、他端は巻上用モータ７８に連結
されている。巻上索７４のうち、トロリー７５の持つ一
対の下側シーブ７９間に位置する部分には、クレーン８
０が吊り下げられている。

【００６２】クレーン８０には、図１２，図１３に示さ
れるような掘削モジュールＭが吊り下げられている。本
実施例の掘削モジュールＭは、主として可動ブーム１
２、アーム収容用ブーム１３、旋回アーム１４、バケッ
ト１５、旋回アームホルダ１６、可動ブーム固定手段等
によって構成されている。即ち、固定ブーム８がない点
が前記実施例１と相違している。なお、実施例１と同じ
部材番号を付したものについては、ここでは詳細な説明
を省略する。

【００６３】また、図１２に示されるように、この掘削
モジュールＭは、４方向に向かって放射状に伸長するよ
うに配設された４基のパンタグラフＰ1 を、可動ブーム
固定手段として備えている。さらに、可動ブーム１２の
外側面には、油圧タンク８１、操作ユニット８２、作動
油供給手段としての電動機８３が備え付けられている。
油圧タンク８１は、油圧機器（パンタグラフＰ1 を伸縮
させる油圧シリンダや、旋回アーム１４を旋回させる油
圧モータ等）を駆動するための作動油を貯溜している。
電動機８３は、油圧タンク８１から油圧機器へ作動油を
供給する。つまり、この実施例の場合、掘削モジュール
Ｍはユニット化されたものとなっている。そして、上記
のような掘削モジュールＭには、コード（電線や信号
線）８４の一端が接続されている。前記コード８４の他
端は、巻き上げ用のドラム８５に巻回されている。掘削
モジュールＭには、このコード８４を介して操作盤から
の信号や発電機からの電気が送られる。

【００６４】次に、本実施例の掘削機７０による掘削作
業の手順を説明する。まず、横行用モータ７７を駆動さ
せることにより横行索７３を動かし、トロリー７５を掘
削位置の上方に移動させる。次いで、巻上用モータ７８
を駆動することにより巻上索７４を巻き下げ、クレーン
８０を下降させる。そして、掘削モジュールＭのバケッ
ト１５によって、地盤Ｇの比較的浅い部分を掘削する。
掘削によって生じた土砂等は、バケット１５によって把
持・排出された後にダンプカー等に積み込まれる。以上
のような浅い部分の掘削作業においては、パンタグラフ
Ｐ1 はまだ折り畳まれた状態にある。

【００６５】そして、ある程度（即ち、掘削モジュール
Ｍの長さ程度）まで地盤Ｇを掘り進んだ時点で、各パン
タグラフＰ1 を水平方向へ伸長させる。すると、掘削さ
れた縦穴Ｈの内壁面に４つの押圧板３３が面接触し、可
動ブーム１２が移動不能になる。このように可動ブーム
１２を確実に固定した後、バケット１５を旋回させて掘
削を行う。バケット１５に土砂等を把持させた後、その
状態でいったんパンタグラフＰ1 を折り畳み、可動ブー
ム１２の固定を解除する。次いで、巻上用モータ７８の
駆動によってクレーン８０を上昇させ、かつ横行用モー
タ７７の駆動によってクレーン８０をダンプカー等の上
部に移動させる。そこでバケット１５を開けて土砂等を
釈放する。その結果、土砂等がダンプカーに積み込まれ
る。そして、縦穴Ｈが所定の深さに到達するまで、上記
の一連の動作を繰り返す。

【００６６】さて、以上詳述した実施例２の構成による
と、地盤Ｇの深い部分を掘削するときに縦穴Ｈの内壁面
に４つのパンタグラフＰ1 が面接触し、その結果として
可動ブーム１２が縦穴Ｈ内部の所定位置に確実に固定さ
れる。この状態でバケット１５が駆動されるため、バケ
ット１５が揺れにくくなり、操作がより確実なものとな
る。特に本実施例では４つのパンタグラフＰ1 を使用し
ているため、実施例１のときよりも固定が確実なものと
なる。

【００６７】また、ユニット化したこの掘削モジュール
Ｍの場合、可動ブーム１２に油圧タンク８１と電動機８
３とが設けられているため、油圧機器を駆動するための
作動油を外部から供給する必要がない。従って、従来必
要とされていた油圧供給パイプが不要になる。また、作
動油を供給するときの供給経路が短くなることによって
油圧降下が防止されるため、油圧供給パイプが必要なタ
イプよりも深い部分を掘削することができる。しかも、
この構成であると、重機等が立ち入れない場所でも掘削
することができるというメリットがある。

【００６８】さらに、本実施例の掘削モジュールＭを、
例えば図１４のような門型クレーン８７に吊り下げるこ
とによって掘削機８６を構成することも可能である。勿
論、前記掘削モジュールＭを一般的なジブクレーン等に
吊り下げることも可能である。即ち、ユニット化された
この掘削モジュールＭであると、上記のように多様な施
工手段を採ることができる。 〔実施例３〕次に、図１５（ａ），図１５（ｂ）に基づ
いて実施例３を説明する。実施例３では、実施例１，２
のパンタグラフＰ1 とは異なる構造の可動ブーム固定手
段として、開閉アーム機構Ｐ2 が採用されている。その
他の部分の構成については実施例１と同様であるため、
ここでは詳細な説明を省略する。

【００６９】可動ブーム１２の上部側面に設けられた２
つの軸９０には、上記の機構を構成する開閉アーム９１
が左右一対かつ回動可能に軸支されている。軸９０の下
方には、さらに別の軸９２が設けられている。その軸９
２には油圧シリンダ９３の基端部が回動可能に軸支され
ている。油圧シリンダ９３から突出するピストンロッド
９３ａの先端は、開閉アーム９１の中央部よりも先端側
の位置に軸支されている。開閉アーム９１の先端に設け
られた軸９４には、曲面状の押圧面９５ａを有する断面
扇形状の押圧体９５が回動可能に軸支されている。従っ
て、油圧シリンダ９３に作動油を供給すると、図１５
（ｂ）に示されるように、開閉アーム９１が所定角度だ
け開閉駆動されるようになっている。このように開閉ア
ーム９１がいわば水平方向に伸長することによって、押
圧体９５の押圧面９５ａが縦穴Ｈの内壁面に当接し、可
動ブーム１２が移動不能になる。以上のような実施例３
の利点としては、パンタグラフＰ1 を採用したときに比
べて、構成簡略化及び軽量化を達成できることである。 〔実施例４〕次に、図１６（ａ），図１６（ｂ）に基づ
いて実施例４を説明する。実施例４では、実施例３とは
若干形状の異なる押圧面９６ａを有する押圧体９６が使
用されている。即ち、この押圧体９６の場合、押圧面９
６ａの一部が緩曲面９６ｃになっている。

【００７０】押圧体９６における上側端部９６ｂにはワ
イヤ９７の一端が固定されており、ワイヤ９７の他端に
は重り９８が設けられている。また、このワイヤ９７
は、前記軸９４に引っ掛けられている。従って、押圧体
９６は常に上方向に引っ張られた状態にあり、前記緩曲
面９６ｃは下方向ではなく横方向を向くようになってい
る。

【００７１】このような構成であると、開閉アーム９１
を伸長させたときに、縦穴Ｈの内壁面に対して緩曲面９
６ｃが当接しやすくなる。つまり、内壁面に対して当接
する面積が大きくなるため、実施例３のときよりも確実
に可動ブーム１２を固定できるというメリットがある。
勿論、押圧体９６における当接部分を、緩曲面９６ｃで
はなく平面にしてもよい。また、ワイヤ９７と重り９８
とを用いる代わりに、例えばスプリング等を用いて押圧
体９６を上方向に引っ張ることも可能である。

【００７２】なお、本発明は上記実施例のみに限定され
ることはなく、例えば次のように変更することが可能で
ある。 （１） 実施例３，４の開閉アーム機構Ｐ2 とは異なる
構造を可動ブーム固定手段として採用してもよい。例え
ば、可動ブーム１２の外側面に複数本の油圧シリンダを
設け、その油圧シリンダから延びるピストンロッドの先
端部に直接押圧板３３を設けたものとしてもよい。この
場合、押圧板３３を省略してピストンロッドの先端部自
体を縦穴Ｈの内壁面に当接させてもよい。上記のように
すると、開閉アーム機構Ｐ2 の構成をより簡略化するこ
とができる。

【００７３】（２） 移動手段の走行形式は、実施例に
示したようなクローラ式のみに限定されることはなく、
例えばホイール式やトラック式等でもよい。 （３） 実施例において旋回掘削手段Ａの先端に設けた
バケット１５に代えて、例えばドリル等のようなバケッ
ト１５以外の掘削具を使用しても勿論よい。また、必ず
しも掘削手段を旋回させなくてもよい。

【００７４】（４） アーム収容用ブーム１３を伸縮さ
せる駆動手段は、前記実施例のようなものに限定される
ことはない。例えば、油圧モータ４５の駆動力を複数の
ギヤのみによって伝達してもよい。また、油圧モータ４
５を減速モータにしてもよい。さらに、駆動手段として
油圧シリンダ等を使用してもよい。さらに、油圧シリン
ダとチェーンとを組合わせたものや、油圧シリンダとワ
イヤとを組合せたもの等を駆動手段としてもよい。

【００７５】（５） アーム収容用ブーム１３のチェー
ン６１を廃止する代わりに、アーム収容用ブーム１３の
外周面にギアと係合しうるギア面を形成してもよい。 （６） 旋回アームホルダ１６及び旋回アーム１４を旋
回させる駆動手段についても同じく、油圧モータ４６の
駆動力をギアのみによって伝達することとしてもよい。
また、アーム収容用ブーム１３内かつ旋回アーム１４等
と同軸に、油圧モータ４６を配置することとしてもよ
い。

【００７６】（７） 掘削モジュールＭが重くならない
範囲内で可動ブーム１２等の段数を２段または３段に変
更してもよい。 （８） 旋回アーム１４の偏心量を調整するための第４
の油圧シリンダ４７を、アーム収容用ブーム１３の外部
に設けてもよい。 （９） 掘削モジュールＭを陸上移動手段に搭載するば
かりでなく、例えば船等の水上移動手段に搭載して水面
下の地盤Ｇの掘削を行わせても勿論よい。つまり、掘削
モジュールＭを用いて浚渫を行うことも可能である。

【００７７】（１０） 可動アーム固定手段は必ずしも
厳密に水平方向に伸縮するものでなくてもよく、全体と
して水平方向であれば足りる。 （１１） 実施例２において、可動ブーム１２に電源を
内蔵しかつワイヤレスで遠隔操作するという構成にして
もよい。この構成であると、コード８４及びドラム８５
を省略することできる。

【００７８】ここで、特許請求の範囲に記載された技術
的思想のほかに、前述した実施例及び別例によって把握
される技術的思想をその効果とともに以下に列挙する。 （１） 請求項５，６の掘削機を搬送手段によって搬送
する方法であって、搬送手段に積み込む際、ワイヤを巻
き上げることによって可動ブームと固定ブームとを連結
させておく搬送方法。この方法であると、掘削アタッチ
メントがコンパクトになり、かつ可動ブーム等が確実に
固定される。

【００７９】（２） 請求項５，６において、移動手段
はクローラ式であること。この構成であると、設地圧が
小さいため軟弱地盤であっても使用できる。 （３） 請求項５，６において、固定ブームと可動ブー
ムとが連結する部分にクッション材を配置すること。こ
の構成であると、衝撃が緩和されて装置の耐久性が向上
する。

【００８０】なお、本明細書中において使用した技術用
語を次のように定義する。 「移動手段： クローラ式、トラック式、ホイール式等
の陸上移動手段をいうほか、例えば船等の水上移動手段
等も意味する。」

【００８１】

【発明の効果】以上詳述したように、請求項１〜４に記
載の発明によれば、ブームの長大化や重量増加を伴うこ
となく、深い縦穴を確実に掘削することができる。

【００８２】特に請求項２，３に記載の発明によると、
押圧面を有するパンタグラフの使用によって可動ブーム
が確実に固定されるため、掘削手段の操作性を向上させ
ることができる。

【００８３】請求項４に記載の発明によれば、ユニット
化による作動油供給経路の短縮化によって油圧降下が確
実に防止されるため、深い部分の掘削に好適なものとな
る。また、ユニット化したことによって、軌索式ケーブ
ルクレーンや門型クレーン等の多様な施工手段を採るこ
とができる。

【００８４】請求項５〜８によれば、ブームの長大化や
重量増加を伴うことなく、深い縦穴を確実に掘削するこ
とができ、しかも運搬時の積み込み作業を困難なく行う
ことができる。

【００８５】特に請求項６に記載の発明によれば、地盤
との接触によるシリンダの傷付きが防止されるため、装
置全体の耐久性を向上させることができる。請求項７に
記載の発明によると、例えば従来のクラムシェル重機等
では掘削不能であった地盤に対しても、深い縦穴を効率
よく掘削することができる。

【００８６】請求項８に記載の発明によると、移動時に
おける掘削手段の揺れ等を確実に回避することができる
ため、ダンプカーへの土砂等の積み込み作業を効率よ
く、しかも安全に行うことができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】 実施例１の掘削機を示す全体概略側面図であ
る。

【図２】 （ａ）〜（ｃ）は可動ブームと固定ブームと
の連結関係を説明するための部分側面図である。

【図３】 （ａ）は可動ブームの収縮状態を示す側面
図、（ｂ）はその伸長状態を示す側面図である。

【図４】 （ａ）は旋回掘削手段を示す平面図、（ｂ）
はその側面図である。

【図５】 図６のＢ−Ｂ線における概略断面図である。

【図６】 図５のＡ−Ａ線における概略断面図である。

【図７】 実施例１の掘削機による掘削の手順を説明す
るための全体概略側面図である。

【図８】 同じく掘削の手順を説明するための全体概略
側面図である。

【図９】 同じく掘削の手順を説明するための全体概略
側面図である。

【図１０】 同じく掘削の手順を説明するための全体概
略側面図である。

【図１１】 実施例２の掘削機を示す全体概略側面図で
ある。

【図１２】 同じくその掘削機の可動ブームを示す概略
平面図である。

【図１３】 （ａ）〜（ｄ）は前記可動ブームを４つの
方向から見たときの概略側面図である。

【図１４】 実施例２の掘削機の変形例を示す全体概略
側面図である。

【図１５】 （ａ），（ｂ）は実施例３の掘削機の可動
ブーム固定手段を示す部分概略側面図である。

【図１６】 （ａ），（ｂ）は実施例４の掘削機の可動
ブーム固定手段を示す部分概略側面図である。

【図１７】 （ａ），（ｂ）は従来における掘削機を示
す全体概略側面図である。

【図１８】 従来の掘削機における多段式ブームとバケ
ットとを示す側面図である。

【符号の説明】

１，７０，８６…掘削機、２…移動手段としてのクロー
ラ、７…クレーンブーム、８…固定ブーム、１２…可動
ブーム、１３…アーム収容用ブーム、１４…旋回アー
ム、１５…バケット、１６…旋回アームホルダ、２６…
ワイヤ、２８…ワイヤ巻き上げ手段としてのウィンチ、
４７…（第４の）油圧シリンダ、８１…油圧タンク、８
３…作動油供給手段としての電動機、Ａ…（旋回）掘削
手段、Ｐ1…可動ブーム固定手段としてのパンタグラ
フ、Ｐ2 …可動ブーム固定手段としての開閉アーム機
構、Ｈ…縦穴。

Claims (8)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】先端部に掘削手段を備える可動ブームと、 前記可動ブームの側面から外側に向かう方向へ伸長する
   ことにより、掘削された縦穴の内壁面に対して前記可動
   ブームを固定する可動ブーム固定手段とを備えた掘削
   機。
2. 【請求項２】前記可動ブーム固定手段は、押圧板を備え
   るとともに油圧シリンダによって駆動されるパンタグラ
   フである請求項１に記載の掘削機。
3. 【請求項３】前記可動ブーム固定手段は、４方向に向か
   って放射状に伸長するように配設された４基のパンタグ
   ラフである請求項２に記載の掘削機。
4. 【請求項４】前記可動ブームに、油圧機器を駆動するた
   めの作動油を貯溜する油圧タンクと、その油圧タンクか
   ら前記油圧機器へ作動油を供給する作動油供給手段とを
   設けた請求項１乃至３のいずれか１項に記載の掘削機。
5. 【請求項５】移動手段が備えるクレーンブームの先端部
   に支持される固定ブームと、 ワイヤによって吊下されるとともに、前記ワイヤを巻き
   上げることにより前記固定ブームと連結する可動ブーム
   と、 前記ワイヤの巻き上げ・巻き下げ動作によって前記可動
   ブームを鉛直方向に移動させるワイヤ巻き上げ手段と、 前記可動ブームの先端部に設けられる掘削手段と、 前記可動ブームの側面から外側に向かう方向へ伸長する
   ことにより、掘削された縦穴の内壁面に対して前記可動
   ブームを固定する可動ブーム固定手段とを備えた掘削
   機。
6. 【請求項６】前記掘削手段は、前記可動ブーム内に設け
   られたアーム収容用ブームと、そのアーム収容用ブーム
   内に旋回可能に収容された中空状の旋回アームホルダ
   と、前記旋回アームホルダ内に摺動可能に収容された旋
   回アームと、その旋回アームの先端部に設けられたバケ
   ットと、前記旋回アームの偏心量を調整するためのシリ
   ンダとを備え、前記シリンダは前記旋回アームの基端部
   かつ前記アーム収容用ブームの内側に収容されている請
   求項５に記載の掘削機。
7. 【請求項７】請求項５または６に記載の掘削機を用いる
   掘削方法であって、前記固定ブームと前記可動ブームと
   が連結状態のとき、前記可動ブーム固定手段を伸長させ
   ることなく掘削手段による掘削を行い、前記固定ブーム
   と前記可動ブームとが非連結状態のとき、前記可動ブー
   ム固定手段を伸長させて、掘削された縦穴の内壁面に前
   記可動ブームを固定したうえで掘削手段による掘削を行
   う掘削方法。
8. 【請求項８】前記固定ブームと前記可動ブームとを非連
   結状態にして掘削手段による掘削を行う場合、前記掘削
   手段によって土砂等を保持したまま前記可動ブーム固定
   手段を非伸長状態にし、次いで前記ワイヤ巻き上げ手段
   によって前記ワイヤを巻き上げることにより前記固定ブ
   ームと前記可動ブームとを連結状態にした後、前記掘削
   手段が保持していた土砂等を所定位置に釈放する掘削方
   法。