特許 6091761 掘削装置

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】6091761

(24)【登録日】2017年2月17日

(45)【発行日】2017年3月8日

(54)【発明の名称】掘削装置

(51)【国際特許分類】

   E21B 19/084 20060101AFI20170227BHJP

   E21B 7/00 20060101ALI20170227BHJP

   E02D 7/20 20060101ALI20170227BHJP

【ＦＩ】

   E21B19/084

   E21B7/00 A

   E02D7/20

【請求項の数】1

【全頁数】9

(21)【出願番号】特願2012-60264(P2012-60264)

(22)【出願日】2012年3月16日

(65)【公開番号】特開2013-194375(P2013-194375A)

(43)【公開日】2013年9月30日

【審査請求日】2014年12月22日

(73)【特許権者】

【識別番号】000206211

【氏名又は名称】大成建設株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】110001807

【氏名又は名称】特許業務法人磯野国際特許商標事務所

(74)【代理人】

【識別番号】100064414

【弁理士】

【氏名又は名称】磯野 道造

(74)【代理人】

【識別番号】100111545

【弁理士】

【氏名又は名称】多田 悦夫

(74)【代理人】

【識別番号】100129067

【弁理士】

【氏名又は名称】町田 能章

(72)【発明者】

【氏名】浜田 達雄

(72)【発明者】

【氏名】野呂 克良

(72)【発明者】

【氏名】平山 哲也

(72)【発明者】

【氏名】悦田 市郎

(72)【発明者】

【氏名】加納 稔教

【審査官】 石川 信也

(56)【参考文献】

【文献】 実開昭６２−００３８４７（ＪＰ，Ｕ）

【文献】 実開昭５４−１６７５１０（ＪＰ，Ｕ）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｅ２１Ｂ １９／０８４

Ｅ０２Ｄ ７／２０

Ｅ２１Ｂ ７／００

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

ベースマシンと、
前記ベースマシンに支持されたリーダと、
前記リーダに沿って昇降する駆動装置と、
下端部に先端ビットを有し、上端部が前記駆動装置に連結される掘削軸と、
前記先端ビットへの荷重を増加させる絞り込み機構と、を備え、
前記ベースマシンの本体装置には、支持部材が立設されており、
前記絞り込み機構は、
前記リーダの頂部よりも下方で前記支持部材に設けられた第一ガイド部材と、
前記本体装置に設けられた第二ガイド部材と、
前記駆動装置の上面に設けられた二つの第三ガイド部材と、
前記本体装置に設けられたワイヤ固定部と、を有し、
前記本体装置のウィンチから上方に延ばされたワイヤが、前記第一ガイド部材によって下方にガイドされ、
前記第一ガイド部材から延ばされた前記ワイヤが、前記第二ガイド部材によって上方にガイドされ、
前記第二ガイド部材から前記駆動装置の一方側に延ばされた前記ワイヤが、一方の前記第三ガイド部材によって前記駆動装置の上面の上方にガイドされ、
一方の前記第三ガイド部材から前記駆動装置の上面の上方に延ばされた前記ワイヤが、他方の前記第三ガイド部材によって前記駆動装置の他方側から下方にガイドされ、
他方の前記第三ガイド部材から延ばされた前記ワイヤが、前記ワイヤ固定部に固定されることを特徴とする掘削装置。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、地盤に縦穴を掘削するための掘削装置に関する。

【背景技術】

【0002】

地盤に縦穴を掘削するための掘削装置は、ベースマシンと、ベースマシンに支持されたリーダと、リーダに沿って昇降する駆動装置と、駆動装置に連結される掘削軸と、を備えている。このような掘削装置では、駆動装置および掘削軸の重量を先端ビットに付与しながら地盤を掘削するが、硬質の地層を掘削したときに先端ビットへの荷重が不足し、掘削効率が大きく低下する場合がある。

【0003】

そこで、従来の掘削装置としては、硬質の地層を掘削するときに、先端ビットへの荷重を増加させる絞り込み機構を有しているものがある。絞り込み機構では、ベースマシンに設けられたウィンチから延ばされた絞り込み用ワイヤを、リーダの頂部およびベースマシンに設けられた滑車を介して、駆動装置に設けられた滑車に掛け回し、その絞り込み用ワイヤの端部をベースマシンに固定している（例えば、特許文献１参照）。
この構成では、ウィンチによって絞り込み用ワイヤを巻き取ると、絞り込み用ワイヤによって駆動装置に下向きの力が付与されるため、先端ビットへの荷重を増加させることができる。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0004】

【特許文献1】特開２０１０−１９６３７１号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0005】

前記した絞り込み機構を有する掘削装置では、先端ビットへの荷重を増加させていない状態、つまり、絞り込み用ワイヤに張力が作用していない状態において、駆動装置の昇降に同調させて絞り込み用ワイヤをウィンチによって巻き取りまたは繰り出すことが難しい。そして、掘削作業時に先端ビットへの荷重増加が必要な場合が少ないにも係わらず、常に駆動装置の昇降に同調させて、絞り込み用のウィンチを制御する必要がある。

【0006】

したがって、通常時は絞り込み用ワイヤを掘削装置から取り外しておき、先端ビットへの荷重増加が必要なときに、絞り込み用ワイヤを掘削装置に組み付けることが望ましいが、前記した従来の掘削装置では、絞り込み用ワイヤをリーダの頂部に掛け回しているため、ワイヤの取り回し作業が煩雑になるという問題がある。

【0007】

本発明は、前記した問題を解決し、先端ビットの荷重を増加させるためのワイヤを簡単に組み付けることができ、施工効率を高めることができる掘削装置を提供することを課題とする。

【課題を解決するための手段】

【0008】

前記課題を解決するため、本発明は、掘削装置であって、ベースマシンと、前記ベースマシンに支持されたリーダと、前記リーダに沿って昇降する駆動装置と、下端部に先端ビットを有し、上端部が前記駆動装置に連結される掘削軸と、前記先端ビットへの荷重を増加させる絞り込み機構と、を備え、前記ベースマシンの本体装置には、支持部材が立設されている。前記絞り込み機構は、前記リーダの頂部よりも下方で前記支持部材に設けられた第一ガイド部材と、前記本体装置に設けられた第二ガイド部材と、前記駆動装置の上面に設けられた二つの第三ガイド部材と、前記本体装置に設けられたワイヤ固定部と、を有している。そして、前記本体装置のウィンチから上方に延ばされたワイヤが、前記第一ガイド部材によって下方にガイドされ、前記第一ガイド部材から延ばされた前記ワイヤが、前記第二ガイド部材によって上方にガイドされ、前記第二ガイド部材から前記駆動装置の一方側に延ばされた前記ワイヤが、一方の前記第三ガイド部材によって前記駆動装置の上面の上方にガイドされ、一方の前記第三ガイド部材から前記駆動装置の上面の上方に延ばされた前記ワイヤが、他方の前記第三ガイド部材によって前記駆動装置の他方側から下方にガイドされ、前記第三ガイド部材から延ばされた前記ワイヤが、前記ワイヤ固定部に固定される。

【0009】

この構成では、絞り込み機構に組み付けたワイヤをウィンチによって巻き取ると、ワイヤによって駆動装置に下向きの力が付与されるため、先端ビットへの荷重を増加させることができる。
本発明では、第一ガイド部材がリーダの頂部よりも低い位置に配置されているため、先端ビットへの荷重を増加させるためのワイヤを、リーダの頂部に掛け回すことなく、低い位置で簡単に絞り込み機構に組み付けることができ、作業性を高めることができる。

【0010】

前記した掘削装置では、前記絞り込み機構が、前記駆動装置に設けられた第三ガイド部材と、前記本体装置に設けられたワイヤ固定部と、を有し、前記第二ガイド部材から延ばされた前記ワイヤを、前記第三ガイド部材によって下方にガイドし、前記第三ガイド部材から延ばされた前記ワイヤを、前記ワイヤ固定部に固定するように構成されているため、ワイヤから駆動装置に対して下向きの力をバランスよく付与することができる。

【発明の効果】

【0011】

本発明の掘削装置では、先端ビットへの荷重を増加させるためのワイヤを低い位置で簡単に絞り込み機構に組み付けることができるため、作業性を高めることができ、施工効率を高めることができる。

【図面の簡単な説明】

【0012】

【図1】本実施形態の掘削装置に絞り込み用ワイヤを組み付けた状態の右側面図である。

【図2】本実施形態の掘削装置に絞り込み用ワイヤを組み付けた状態の左側面図である。

【図3】本実施形態の掘削装置を示した右側面図である。

【図4】本実施形態の駆動装置を示した図で、（ａ）は正面図、（ｂ）は左側面図である。

【図5】本実施形態の絞り込み機構における絞り込み用ワイヤの取り回しを示した説明図である。

【発明を実施するための形態】

【0013】

本発明の実施形態について、適宜図面を参照しながら詳細に説明する。
掘削装置１は、図３に示すように、地盤に縦穴を掘削するものであり、ベースマシン１０と、ベースマシン１０に支持されたリーダ２０と、リーダ２０に沿って昇降する駆動装置３０と、駆動装置３０に連結される掘削軸４０と、掘削軸４０の先端ビット４１への荷重を増加させる絞り込み機構５０と、を備えている。

【0014】

ベースマシン１０は、履帯を有する走行装置１１と、走行装置１１の上方に配置された本体装置１２と、を備えた車両である。本体装置１２は、走行装置１１に対して旋回可能に連結されている。

【0015】

本体装置１２の前部には、運転室１２ａと、リーダ２０を支持するリーダ支持部１２ｂとが設けられている。また、本体装置１２の後部には、昇降用ウィンチ１３および絞り込み用ウィンチ１４が設けられている。
また、本体装置１２の後部には、上端部がリーダ２０の上部に連結され、リーダ２０に対して傾斜した左右二つの支柱１５が立設されている。

【0016】

本体装置１２の上面には、支持部材１６が立設されている。支持部材１６は、本体装置１２の後部に略鉛直に立設された左右二つの後部フレーム１６ａと、両後部フレーム１６ａの頂部に支持され、左右水平方向に延ばされた頂部フレーム１６ｂと、本体装置１６の前部に立設され、下端部から上端部に向かうに従って後方に傾斜し、上端部が頂部フレーム１６ｂに連結されている左右二つの前部フレーム１６ｃと、を備えている。
本実施形態の支持部材１６は、本体装置１２に傾動自在なブームを設けた場合には、そのブームを傾動させるためのワイヤを掛け回すための所謂Ａフレームである。
支持部材１６の頂部フレーム１６ｂは、リーダ２０の頂部よりも低い位置に配置されている。

【0017】

リーダ２０は、下端部が本体装置１２のリーダ支持部１２ｂに支持され、円形断面の支柱１５によって上部が支持された矩形断面の柱であり、軸方向が地面に対して垂直に配置されている。リーダ２０は、複数のリーダを上下方向に連結することで構成されている。
リーダ２０の頂部には、リーダ側滑車群２１が設けられている。また、リーダ２０の前側面の左右角部に沿ってガイドレール２２が取り付けられている。

【0018】

駆動装置３０は、鉛直下方に突出した回転軸３１を有する駆動モータであり、リーダ２０のガイドレール２２に上下方向にスライド自在に取り付けられている。駆動装置３０の上面には、駆動側滑車群３２が設けられている。

【0019】

掘削軸４０は、下端部４０ｂに先端ビット４１が設けられた円柱状の部材であり、上端部４０ａは駆動装置３０の回転軸３１に連結されている。また、掘削軸４０の外周面にはスクリュ４３が設けられている。

【0020】

掘削装置１では、昇降用ウィンチ１３から延ばされた昇降用ワイヤ１３ａを、リーダ側滑車群２１を介して駆動側滑車群３２に掛け回した後に、その端部をリーダ２０の頂部に固定している。これにより、昇降用ウィンチ１３によって昇降用ワイヤ１３ａを巻き取りまたは繰り出すことで、駆動装置３０がリーダ２０に沿って昇降する。

【0021】

そして、掘削装置１では、回転軸３１とともに掘削軸４０を回転させながら、駆動装置３０を下降させて先端ビット４１を地盤に当接させることで、地盤に縦穴を掘削することができる。なお、掘削時には駆動装置３０および掘削軸４０の重量が先端ビット４１に付与されるように、昇降用ワイヤ１３ａの繰り出し量を調整している。

【0022】

絞り込み機構５０は、図１および図２に示すように、絞り込み用ウィンチ１４の回転ドラムに巻回された絞り込み用ワイヤ１４ａによって、先端ビット４１への荷重を増加させるように構成されている。
絞り込み機構５０は、支持部材１６に設けられた第一ガイド部材５１と、本体装置１２に設けられた第二ガイド部材５２と、駆動装置３０に設けられた第三ガイド部材５３と、本体装置１２に設けられたワイヤ固定部５４と、を備えている。

【0023】

第一ガイド部材５１は、絞り込み用ウィンチ１４から上方に延ばされた絞り込み用ワイヤ１４ａを、本体装置１２の前部に向けて斜め下方にガイドする滑車である（図５参照）。
第一ガイド部材５１は、支持部材１６の頂部フレーム１６ｂに設けられており、リーダ２０の頂部よりも低い位置に配置されている。

【0024】

第二ガイド部材５２は、第一ガイド部材５１から下方に延ばされた絞り込み用ワイヤ１４ａを、リーダ２０に沿って鉛直上方にガイドする滑車である（図５参照）。
第二ガイド部材５２は、本体装置１２の前端部において、リーダ２０の右側に配置されている。

【0025】

第三ガイド部材５３は、図４（ａ）に示すように、駆動装置３０の上面に設けられており、第二ガイド部材５２から上方に延ばされた絞り込み用ワイヤ１４ａを、リーダ２０（図２参照）に沿って鉛直下方にガイドするものである。
第三ガイド部材５３は、右側の滑車５３ａと左側の滑車５３ｂとから構成され、左右の滑車５３ａ，５３ｂは駆動装置３０の上面後部に左右に間隔を空けて取り付けられている（図４（ｂ）参照）。
そして、第二ガイド部材５２から上方に延ばされた絞り込み用ワイヤ１４ａは、右側の滑車５３ａによって水平左方にガイドされ、右側の滑車５３ａから水平左方に延ばされた絞り込み用ワイヤ１４ａは、左側の滑車５３ｂによって鉛直下方にガイドされる（図５参照）。

【0026】

ワイヤ固定部５４は、図２に示すように、本体装置１２の前端部において、リーダ２０の左側に配置された既存のコッタソケットによって構成されている。ワイヤ固定部５４には、第三ガイド部材５３から下方に延ばされた絞り込み用ワイヤ１４ａの端部が固定されている（図５参照）。

【0027】

次に、前記した掘削装置１を用いた掘削方法について説明する。
掘削装置１によって地盤を掘削する場合には、通常時は、図３に示すように、絞り込み機構５０に絞り込み用ワイヤ１４ａを組み付けることなく、駆動装置３０および掘削軸４０の重量を先端ビット４１に付与しながら、掘削軸４０を回転させるとともに、駆動装置３０を下降させることで、先端ビット４１によって地盤に縦穴を掘削することができる。

【0028】

そして、硬質の地層を掘削する場合には、掘削軸４０の回転を停止した後に、図５に示すように、絞り込み用ウィンチ１４から延ばされた絞込み用ワイヤ１４ａを、第一ガイド部材５１、第二ガイド部材５２、第三ガイド部材５３を介してワイヤ固定部５４に固定する。

【0029】

このようにして、絞り込み機構５０に絞り込み用ワイヤ１４ａを組み付け、絞り込み用ウィンチ１４によって絞り込み用ワイヤ１４ａを巻き取ると、絞り込み用ワイヤ１４ａによって駆動装置３０に下向きの力が付与される。これにより、先端ビット４１（図１参照）への荷重が増加される。この状態で、図１および図２に示すように、掘削軸４０を回転させるとともに、駆動装置３０を下降させることで、先端ビット４１によって硬質の地層を掘削することができる。

【0030】

また、先端ビット４１が、硬質の地層を通過して、先端ビット４１への荷重増加が不要になった場合には、掘削軸４０の回転を停止した後に、絞り込み用ワイヤ１４ａを絞り込み機構５０から取り外し、駆動装置３０および掘削軸４０の重量を先端ビット４１に付与しながら、掘削軸４０を回転させて、先端ビット４１によって地盤を掘削する。

【0031】

以上のような掘削装置１では、図３に示すように、通常時は絞り込み用ワイヤ１４ａを絞り込み機構５０から取り外しておき、先端ビット４１への荷重増加が必要なときに、絞り込み用ワイヤ１４ａを絞り込み機構５０に組み付けることができる。
また、絞り込み機構５０の第一ガイド部材５１、第二ガイド部材５２、第三ガイド部材５３およびワイヤ固定部５４が、リーダ２０の頂部よりも低い位置に配置されており、絞り込み用ワイヤ１４ａを低い位置で簡単に絞り込み機構５０に組み付けることができるため、作業性を高めることができ、施工効率を高めることができる。

【0032】

また、本体装置１２の第二ガイド部材５２から上方に延ばされた絞り込み用ワイヤ１４ａを、駆動装置３０の上面に設けられた第三ガイド部材５３を介して、本体装置１２のワイヤ固定部５４に固定しているため、絞り込み用ワイヤ１４ａから駆動装置３０に対して下向きの力をバランスよく付与することができる。

【0033】

以上、本発明の実施形態について説明したが、本発明は前記実施形態に限定されることなく、その趣旨を逸脱しない範囲で適宜に変更が可能である。
本実施形態では、本体装置１２の上面に設けられた支持部材１６が、後部フレーム１６ａ、頂部フレーム１６ｂおよび前部フレーム１６ｃによって構成されているが、支持部材の構成は限定されるものではなく、例えば、一本の柱状の支持部材を本体装置１２の上面に立設させ、この支持部材に第一ガイド部材５１を設けてもよい。

【0036】

また、本実施形態では、第一ガイド部材５１、第二ガイド部材５２および第三ガイド部材５３を滑車によって構成しているが、曲面を有する部材によってガイド部材を構成し、その曲面によって絞り込み用ワイヤ１４ａをガイドするように構成してもよい。
さらに、ワイヤ固定部５４の構成も限定されるものではなく、各種の固定方法を用いることができる。

【符号の説明】

【0037】

１ 掘削装置
１０ ベースマシン
１１ 走行装置
１２ 本体装置
１２ｂ リーダ支持部
１３ 昇降用ウィンチ
１３ａ 昇降用ワイヤ
１４ 絞り込み用ウィンチ
１４ａ 絞り込み用ワイヤ
１６ 支持部材
１６ｂ 頂部フレーム
２０ リーダ
２２ ガイドレール
３０ 駆動装置
３１ 回転軸
４０ 掘削軸
４１ 先端ビット
５０ 絞り込み機構
５１ 第一ガイド部材
５２ 第二ガイド部材
５３ 第三ガイド部材
５３ａ 右側の滑車（第三ガイド部材）
５３ｂ 左側の滑車（第三ガイド部材）
５４ ワイヤ固定部

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】