JPS6316555B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、地中に掘削孔を形成したり、掘削孔
中へセメントモルタルを注入する際等に使用され
る掘削機に関するものである。

従来よりこの種の掘削機では、リーダに昇降自
在に設けられたオーガマシンにスクリユなどのオ
ーガを直接連結するのが通例であつたため、当該
掘削機によつて掘削可能な掘削孔の深さの最大限
がオーガマシンの最大昇降ストロークによつて定
まり、したがつて、深い掘削孔を掘るときには、
その深さに見合うだけの高さをするリーダが必要
であつた。しかしながら、電動機や減速機その他
の各種部材を内蔵するオーガマシンはそれ自体が
相当の重量物であることから、掘削初期において
オーガマシンを背高のリーダの頂部に位置させる
と、掘削機の重心位置が高位置に設定されること
となつて不安定な状態での作業を余儀なくされる
という問題があつた。

上記の問題を解消することを目的としてなされ
た掘削機として、特公昭52―46404号公報に開示
されたものがある。これは、先端部にオーガを連
結した軸部材を設け、この軸部材を回転駆動させ
る駆動装置を、軸部材に摺動可能に設けると共
に、この駆動装置をリーダに昇降可能に支持さ
せ、更に軸部材に駆動装置を一体結合させるチヤ
ツク装置を設けて、駆動装置を危険性の少ない低
位置に位置させることができるようにしたもので
ある。ところが、この従来装置によれば、駆動装
置が、軸部材に対し昇降移動可能で且つ回転フリ
ーに外嵌される主動軸と、伝動機構を介して主動
軸を回転させるモータとにより構成され、またチ
ヤツク装置が、主動軸と、軸部材との間に配置さ
れ流体圧シリンダにより作動される楔（貫入用楔
及び引抜き用楔）とにより構成されていることか
ら、駆動装置のモータの回転力は主動軸からチヤ
ツク装置の楔を通じて軸部材に伝達されることに
なり、したがつて軸部材の貫入及び引抜きにあた
りこの軸部材を回転させるためには必ずチヤツク
装置を作動させて楔を主動軸と軸部材との間に係
合状態にしておく必要があると共に、特に掘削作
業中には下降した駆動装置を所定高さまで引上げ
る操作を繰り返し行うことからチヤツク装置によ
る楔の係脱操作をひんぱんに行う必要がある。こ
のため、特に楔の摩耗、破損がはげしくて再々取
換えを要し、またチヤツク装置自体構造的に強度
の大なるものが要求されて大掛かりなものになる
といつた問題があつた。

本考案は上記に鑑みてなされたもので、チヤツ
ク機構を必要時のみ作動させることができるよう
にしそれによつてチヤツク機構の部品の摩損を少
なくできると共にその構造の簡素化を図ることの
できる掘削装置を提供することを目的としてい
る。

以下、図面に従つて本発明の実施例としての掘
削機を説明する。

第１図及び第２図に示されたものは多軸掘削機
の一例である。即ち、図示例の多軸掘削機は一本
の撹拌スクリユ１ａとその左右にそれぞれ並設さ
れた各一本づつの撹拌ロツド１ｂ，１ｂとが組付
けられて、掘削孔を形成した後、引き続き掘削孔
（図示せず）中へコンクリートやセメントモルタ
ルなどを撹拌しながら打設するためのものであ
る。

同図において、ガイドレール２を有する垂直な
リーダ３には、その下端に比較的近い下半部また
は中間部にオーガマシン４が昇降自在に設けら
れ、その反対側にオーガマシン４を昇降させるた
めの昇降装置５が設けられている。また、リーダ
３の頂部に滑車ブロツク６を備えた吊支機構７が
設けられており、この吊支機構７に吊下状に支持
された三本の角筒状軸部材８が上記オーガマシン
４を貫通してその下方に至り、これらの角筒状軸
部材８の下端部に上記撹拌スクリユ１ａ及び撹拌
ロツド１ｂ，１ｂがレジユーサ９を介して連結さ
れている。なお、撹拌スクリユ１ａ及び撹拌ロツ
ド１ｂはオーガ１の一例であり、その他にも掘削
孔形成用のスクリユやスクリユ付トルクチユーブ
などを角筒状軸部材８に連結することも可能であ
る。

また、オーガマシン４はその下部にチヤツク機
構１０を備えており、このチヤツク機構１０の係
合作用によつて上記軸部材８にオーガマシン４を
係合させて該オーガマシン４の軸方向移動を阻止
できる構成となつている。一方、角筒状軸部材８
は水平断面が略方形環状の角筒部材にて形成され
ており、その上端部がシーベル装置１１に連結さ
れている。

第３図及び第４図から明らかなように、オーガ
マシン４には電動機１２と、減速機１３と、角筒
状軸部材８が昇降移動のみ可能に貫通するローラ
式のガイドブロツク１４とが含まれ、これらの詳
細が第５図〜第７図に示されている。即ち、第５
図及び第６図において、減速機１３は、電動機１
２の回転軸に連結された入力歯車１５と、入力歯
車１５に噛合された中間歯車１６と、中間歯車１
６に噛合された出力歯車１７と、これらの歯車１
５，１６，１７を回転自在に支持するケーシング
１８とからなつている。この減速機１３における
出力歯車１７の回転軸１９は筒状部材にて構成さ
れ、その中空部１９ａに上記軸部材８が貫通され
ている。また、第５図及び第７図において、ガイ
ドブロツク１４は、平面視円形の枠体２０に四組
のブラケツト２１を設け、これら各組のブラケツ
ト２１にそれぞれガイドローラ２２を水平ピン２
３によつて支持し、こら四つのガイドローラ２２
が90度おきに位置するようにしたものである。か
かるガイドブロツク１４は上記減速機１３におけ
る回転軸１９をはさむように上下一対設けられて
おり、その枠体２０が該回転軸１９に連結されて
いる。そして、各ガイドブロツク１４における四
つのガイドローラ２２が、該ガイドブロツク１４
を貫通する角筒状軸部材８の平坦な四つの外側面
８ａに当接している。したがつて、ガイドブロツ
ク１４と角筒状軸部材８とが一体となつて回転す
る場合においても両者の相対的な昇降が可能であ
る。

次に、チヤツク機構１０は、第５図及び第８図
から明らかなように、角筒状軸部材８の左右両側
に配置される一対の爪部材２４，２４と、これら
爪部材２４，２４を取囲むように配置されるリン
グ体２５と、リング体２５を上下動させるための
油圧シリンダ２６とからなつている。そして、爪
部材２４はその上端部がピン２７によつて上記し
た下部側のガイドブロツク１４の枠体２０に支持
されると共に、角筒状軸部材８に対向する下端部
内面に多数の小突起２４ａを備え、その外面が下
拡がり傾斜面２４ｂとされている。また、リング
体２５は、外枠部材２８にベアリング２９を介し
て回転自在に支持されると共に、上記爪部材２４
の傾斜面２４ｂに対向する内面が下拡がりのテー
パ面２５ａとされている。さらに、油圧シリンダ
２６はそのシリンダチユーブ２６ａがピン３０ａ
によつて上記ケーシング１８に支持されると共
に、そのピストンロツド２６ｂがピン３０ｂ及び
ブラケツト３１を介して上記外枠部材２８に連結
されている。この場合、油圧シリンダ２６を収縮
させているときには、リング体２５のテーパ面２
５ａと爪部材２４の傾斜面２４との間に一定の間
隙Ｓが形成されることにより、爪部材２４が軸部
材８に対して上記間隙Ｓの大きさの範囲内で離反
勝手となる一方、油圧シリンダ２６を伸張させた
ときには、リング体２５の下動によつてそのテー
パ面２５ａが爪部材２４の傾斜面２４ｂに圧接
し、両者間のくさび作用によつて爪部材２４が軸
部材８側に強制的に回動せしめられてその小突起
２４ａが角筒状軸部材８に強く押圧されるようよ
なつている。したがつて油圧シリンダ２６の収縮
時には、角筒状軸部材８は一対の爪部材２４，２
４によつて挟持されないので昇降自在である。し
かし、油圧シリンダ２６の伸張時には、角筒状軸
部材８が一対の爪部材２４，２４によつて強く挟
持・係合されるからその昇降は不可能となる。な
お、この場合でも、ベアリング２９の作用により
回転は可能である。

なお、上述した電動機１２、減速機１３、ガイ
ドブロツク１４およびチヤツク機構１０は三本の
軸部材８に対して各別に一組づつ設けられるもの
であるがチヤツク機構１０については三本の各軸
部材８に対するものが同時に同一作動するよう
に、それぞれのリング体２５が共通の外枠部材２
８に支持され、しかも、６基の油圧シリンダ２６
が外枠部材２８に連結されている（第３図、第４
図、第５図および第８図参照）。

第９図及び第１０図に示されるように、昇降装
置５は、支持枠３２を介してリーダ３に取付けら
れた上部滑車群３３と、シリンダチユーブ３４ａ
がリーダ３に取付けられた油圧シリンダ３４と、
油圧シリンダ３４のピストンロツド３４ｂに連結
された下部滑車群３５と、下部滑車群３５の昇降
を案内するガイドレール３６と、上部滑車群３３
及び下部滑車群３５の相互間に巻回された索体３
７とからなる。上記上部滑車群３３は二つの定滑
車３３ａ，３３ａと一つの案内滑車３３ｂを備
え、また、上記下部滑車群３５は二つの動滑車３
５ａ，３５ａを備え、これらの間に亘つて、第１
１図のように索体３７が巻回され、この索体３７
の一端が支持枠３２に固着されると共に、他端が
オーガマシン４に連結されている。これは、いわ
ゆる倍力機構である。したがつて、油圧シリンダ
３４を伸張させて下部滑車群３５を押し下げるこ
とによつてオーガマシン４が引き上げられること
になる。そのときのオーガマシン４の移動量は油
圧シリンダ３４のストローク、即ち下部滑車群３
５の移動量Ｌの数倍（図示例では四倍）になる。
また、油圧シリンダ３４を収縮させるとオーガマ
シン４が下降し、該オーガマシンにつながれる撹
拌スクリユ１ａや撹拌ロツド１ｂ，１ｃが回転し
ながらこれら先端部オーガヘツドによつて掘削さ
れる。なお、図示例では、オーガマシン４の昇降
が円滑に行われるようにするために、上部滑車群
３３、下部滑車群３５および索体３７を油圧シリ
ンダ２６の左右に一対設けたものが使用されてい
る。

昇降装置５としては上記のものに限らず、第１
２図に示されたものを使用することも可能であ
る。

即ちこの装置は、オーガマシン４の上端面に互
いに直交するそれぞれ一対の動滑車３８ａ〜３８
ｄを軸架し、これに対応してリーダ３の支持枠３
２にも、四個の定滑車３９ａ〜３９ｄ軸架し、一
端３７ａを支持枠３２に固着した索体３７を動滑
車３８ａ→定滑車３９ａ→動滑車３８ｃ→動滑車
３８ｄ→定滑車３９ｂ→動滑車３８ｂ→定滑車３
９ｃ→定滑車３９ｄに順次経由させてその他端３
７ｂをクレーン本体に装備したウインチに巻きつ
け、該ウインチの正逆転によつて索体３７を引き
寄せ、あるいは繰り出すことによつてオーガマシ
ン４を昇降させるようにしたものである。この昇
際装置によれば、前記実施例のように油圧シリン
ダを設ける必要がなく、既設のウインチを用いる
ことができるから設備費用が安い利点がある。

次に、角筒状軸部材８を吊下げ状に支持する吊
支機構７は、第１図、第１３図及び第１４図から
明らかなように、リーダ３に昇降自在に設けられ
た台枠４３に設けられた動滑車群４４と、リーダ
３の頂部の滑車ブロツク６に設けられた定滑車群
４６および転向滑車４７と、これらの滑車群４
４，４６に巻回され、かつ転向滑車４７を経てク
レーン側のウインチ（図示せず）に導設される索
体４８とからなる。この吊支機構７によれば、索
体４８が繰り出されると台枠４３が下降し、逆
に、索体４８がウインチに巻き込まれると台枠４
３が上昇する。

第１３図〜第１５図において、シーベル装置１
１は、上記台枠４３側に固定されたケーシング５
０にベアリング５１を介して筒状の回転軸５２を
支持させ、この回転軸５２の上端部にグランドパ
ツキン５３を介して連結されたホース接続用継手
５４を設けたものである。そして、回転軸５２の
下端部にカツプリング５５が設けられており、こ
のカツプリング５５に軸部材８が継足される構成
となつている。また、継手５４に接続されるホー
ス５６は、その中間部が上記台枠４３に設けられ
たドラム５７に巻掛けられることによつて該ドラ
ム５７と継手５４に対する接続端５６ａとの間の
部分５７ｂがＵ字状に弛まされる。なお、ドラム
５７は台枠４３に対してその側方へ引き出すこと
が可能であり、これによつて掘削作業中にホース
５６がリーダ３やその他の部材に干渉して損傷す
るというような事態が未然に防止される構成とな
つている。

上記した掘削機を使用して地中に掘削孔を形成
するときは、まずチヤツク機構１０を非作動状態
でオーガマシン４を駆動して角筒状軸部材８及び
オーガスクリユに回転トルクを付与し、この状態
から、昇降装置５及びクレーン側のウインチなど
の作用でオーガマシン４と台枠４３とを同調して
下降させる。これにより、オーガスクリユ及び角
筒状軸部材が一定深さまで地中に挿入されるが、
途中で地盤が挿入困難な場合チヤツク機構１０を
作動させてオーガマシン４を角筒状軸部材８に係
合し、この状態からオーガマシン４を下降させて
オーガスクリユによる掘削を継続する。以下、同
様の操作を繰り返して行い、所要深さの掘削孔を
形成する。

従つて本発明によれば大重量物であるオーガマ
シン４が、掘削中、常にリーダ３の下半部に位置
しているので、掘削機の重心が常時低位置に設定
されたものとなつて、安定した作業が行われる。

上記のようにして形成された掘削孔内へコンク
リートやセメントモルタルなどの基礎杭材料を打
設するには、掘削終了後オーガスクリユを引き上
げずにその先端が掘削孔底部に位置させた状態か
ら、オーガマシン４を駆動して角筒状軸部材８及
びオーガスクリユに回転力を付与させてホース５
６、シーベル装置１１及び角筒状軸部材８を通じ
てオーガスクリユの下端から基礎杭材料を掘削孔
内へ打設しつつ、オーガマシン４及び台枠４３を
上昇させてオーガスクリユを掘削孔から引き抜く
のである。

上記において、オーガマシン４を駆動した場合
には、第５図及び第６図から明らかなように、電
動機１２の回転出力が減速機１３の入力歯車１
５、中間歯車１６及び出力歯車１７にこの順に伝
達され、その出力歯車１７から回転軸１９を経て
ガイドブロツク１４に伝達される。したがつて、
四つのガイドローラ２２に挟持されている角筒状
軸部材８がガイドブロツク１４と一体となつて回
転し、その回転トルクがオーガ１に伝達される。
この場合、チヤツク機構１０の爪部材２４はガイ
ドブロツク１４と共に回転するので、チヤツク機
構１０が非作動状態（第５図参照）となつている
ときには、角筒状軸部材８のオーガマシン４に対
する相対昇降移動が可能である。また、チヤツク
機構１０のリンク体２５は外枠部材２８にベアリ
ング２９を介して支持されているので、チヤツク
機構１０が作動状態となつているときには、爪部
材２４とリング体２５とが一体回転する。したが
つて、この場合も、角筒状軸部材８の回転を継続
させることができる。

次に、第９図〜第１１図に示した昇降装置５を
使用した場合、掘削時におけるオーガスクリユの
地中への挿入力は、該オーガスクリユ、軸部材８
および台枠４３等の自重によつて生じ、オーガス
クリユの回転に伴なう地中へのくい込み力と相俟
つて好適な掘削が可能となる。しかし、地盤が硬
い場合などにおいては、上記自重をかけるだけで
は不十分な事態も起こり得る。この場合は、昇降
装置５の自重を利用することによつて、オーガス
クリユにより強力な挿入力を付与させることがで
きるようになり、オーガスクリユをより強力に地
中へ挿入できる。

以上説明したように本発明の掘削機は、下端部
にオーガを連結した軸部材を角筒状と成し、この
角筒状軸部材を回転させるためのオーガマシン
を、角筒状軸部材が昇降移動のみ可能に貫通する
ガイドブロツクとこのガイドブロツクを回転駆動
する電動機とで構成し、このオーガマシンをリー
ダに昇降可能に支持させると共に、電動機の回転
がガイドブロツクを介して軸部材に伝動可能な状
態でオーガマシンを軸部材に対して係脱させるチ
ヤツク機構を設けてなるものであつて、チヤツク
機構が非作動状態であつても電動機の回転を軸部
材に伝えることができるようになつているため、
チヤツク機構は常時作動させる必要がなく必要時
のみ作動させればよく、したがつてチヤツク機構
の部品の摩耗、破損を最小限に抑えることができ
る。また、軸部材はリーダ頂部より吊支機構によ
つて昇降可能に吊支され、チヤツク機構は上記の
ように軸部材に回転を伝達する機能を有するもの
ではなくこの軸部材に係合してオーガマシンの昇
降移動を阻止するものであるから、チヤツク機構
自体に大きな負荷がかかることはなく、このため
チヤツク機構には然程大きな強度は要求されず、
したがつてチヤツク機構の構造の簡素化を図るこ
とができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の実施例による掘削機の一部を
切欠いた全体側面図、第２図は同全体正面図、第
３図はオーガマシンの側面図、第４図は同概略平
面図、第５図はオーガマシンの要部の一部を切欠
いた部分断面図、第６図は第５図における―
線に沿う断面矢視図、第７図は第５図の―線
に沿う断面矢視図、第８図は第６図の―線に
沿う断面矢視図、第９図は昇降装置の側面図、第
１０図は同背面図、第１１図は説明図、第１２図
は昇降装置の他の実施例を示す説明図、第１３図
はシーベル装置の側面図、第１４図は同平面図、
第１５図は同断面図である。 ３…リーダ、４…オーガマシン、５…昇降装
置、７…吊支機構、８…角筒状軸部材、１０…チ
ヤツク機構、１２…電動機、１４…ガイドブロツ
ク。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ 吊支機構を介してリーダ頂部より昇降可能に
   吊支され下端部にオーガを連結した角筒状の軸部
   材が昇降移動のみ可能に貫通するガイドブロツ
   ク、及びこのガイドブロツクを回転駆動する電動
   機を備えたオーガマシンを、前記リーダの中間部
   または下方部に昇降可能に支持させると共に、こ
   のオーガマシンには、前記電動機の回転がガイド
   ブロツクを介して軸部材に伝動可能な状態で該オ
   ーガマシンを軸部材に対して係脱させるチヤツク
   機構を設けてなる掘削機。