特許 6570184 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】6570184

(24)【登録日】2019年8月16日

(45)【発行日】2019年9月4日

(54)【発明の名称】掘削装置

(51)【国際特許分類】

   E21B 7/00 20060101AFI20190826BHJP

   E21B 3/02 20060101ALI20190826BHJP

【ＦＩ】

   E21B7/00 A

   E21B3/02 A

【請求項の数】2

【全頁数】7

(21)【出願番号】特願2016-188159(P2016-188159)

(22)【出願日】2016年9月27日

(65)【公開番号】特開2018-53478(P2018-53478A)

(43)【公開日】2018年4月5日

【審査請求日】2016年10月17日

【審判番号】不服2018-11985(P2018-11985/J1)

【審判請求日】2018年9月7日

(73)【特許権者】

【識別番号】502126921

【氏名又は名称】株式会社エムエルティーソイル

(74)【代理人】

【識別番号】100084102

【弁理士】

【氏名又は名称】近藤 彰

(72)【発明者】

【氏名】畠山 寛之

(72)【発明者】

【氏名】畠山 正樹

【合議体】

【審判長】 井上 博之

【審判官】 須永 聡

【審判官】 西田 秀彦

(56)【参考文献】

【文献】 特開平７−２３８７６７（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開平８−１６５８７６（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開昭６３−２８９１１５（ＪＰ，Ａ）

【文献】 実開昭５８−１１１２８０（ＪＰ，Ｕ）

【文献】 特開平８−１２８０３４（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００６−１１８１６８（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００２−２８５７７５（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開平２−８５４９５（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開平９−３２８９８５（ＪＰ，Ａ）

【文献】 中国特許出願公開第１０４８６３５１８（ＣＮ，Ａ）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

E21B 3/02, E21B 7/00, E21B 15/00, E21B 19/00, E02D 7/00

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

先端に掘削ビットを設けたボーリングロッドに、掘削土壌を上方に排出するスクリュー部、及びスクリュー部で押し上げられた排出土壌を孔壁に押し付ける圧密コテ板を設けて無排土削孔をなすオーガと、前記オーガを垂設したロッド駆動部とで構成した掘削機構を、走行可能な機体の前方に地上高４ｍ以下となるように設けたマストに、オーガ先端が接地可能な位置で上下動自在で且つ機体外に突出状態となるように装着すると共に、前記掘削機構をマスト装着最上位置からマスト最下装着位置までの間を上下動制御する油圧駆動の伸縮脚を、ロッド駆動部におけるオーガ外周面より外側位置に付設し、マスト最上位置で機体接地面からオーガが浮いた状態の掘削機構とマストとを連結固定する固定機構を設けてなることを特徴とする掘削装置。

【請求項2】

オーガをロッド駆動部に着脱自在に設けると共に、オーガとロッド駆動部の間を連結する延長ロッドを備えてなる請求項１記載の掘削機構。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、作業空間（特に上方空間）に制限がある箇所において削孔を行う掘削装置に関するものである。

【背景技術】

【0002】

ドリル削孔以上の大口径削は、先端にビットを設けたボーリングロッドを回転させながら掘進し、掘削土砂を水流又は泥水流を供給して排出するボーリングホール工法が知られており、前記の掘削機械はボーリングマシンと称される装置で、既存の掘削工法においてはコンパクトな装置とすることが可能である（特許文献１，２）。

【0003】

また無排土削孔を実現する装置としては、掘削ビットを設けたボーリングロッドに、掘削土壌を上方に排出すると共に、排出土壌を孔壁に押し付けて圧密孔壁を形成する圧密コテ板を設けたオーガを備えた装置が知られている（特許文献３，４）。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0004】

【特許文献1】特開平５−９８８７８号公報。

【特許文献2】特開平１１−１９０１８５号公報。

【特許文献3】特開平７−３０５５８７号公報。

【特許文献4】特開平９−３２８９８５号公報。

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0005】

ボーリングマシンによる削孔作業に際しては、掘削装置（ボーリングマシン）の他に排土のため水流ポンプ並びに排出泥水の濾過装置が必須であり、また作業能率（掘進速度）も遅いという課題もある。

【0006】

一方無排土削孔工法では、排出土の処理の必要が無く、簡易な構成で削孔作業を行うことができるが、掘削装置を構成するボーリングロッド及び駆動機構が相応の重量を備えている。前記の掘削装置の掘進構成は、走行機体に設けたマストに上下動可能に装着すると共に、クレーンや走行機体に装着した吊下げ機構で上下動制御を行っているので、作業空間が前記の吊下げ機構による上下動制御可能な範囲に限定されてしまう。即ち吊り上げ機構を必要とする高さ範囲分が最低必要とする余剰高さ（有効な掘削作業高さに加える必要がある高さ）が必要となり、このため橋梁下作業や地下空間での作業のように使用する装置の作動高さに制限を受ける場合に、従前の吊下げ制御を採用した無排土削孔形成用の掘削装置を効率的に使用することができない。

【0007】

そこで本発明は、作業空間（作業許容高さ）に制限があっても無排土削孔作業を効率的に実施できる新規な掘削装置を提案したものである。

【課題を解決するための手段】

【0008】

本発明の請求項１記載に係る掘削装置は、先端に掘削ビットを設けたボーリングロッドに、掘削土壌を上方に排出するスクリュー部、及びスクリュー部で押し上げられた排出土壌を孔壁に押し付ける圧密コテ板を設けて無排土削孔をなすオーガと、前記オーガを垂設したロッド駆動部とで構成した掘削機構を、走行可能な機体の前方に地上高４ｍ以下となるように設けたマストに、オーガ先端が接地可能な位置で上下動自在で且つ機体外に突出状態となるように装着すると共に、前記掘削機構をマスト装着最上位置からマスト最下装着位置までの間を上下動制御する油圧駆動の伸縮脚を、ロッド駆動部におけるオーガ外周面より外側位置に付設し、マスト最上位置で機体接地面からオーガが浮いた状態の掘削機構とマストとを連結固定する固定機構を設けてなることを特徴とする。

【0009】

而して、伸縮脚で掘削機構を最上位置に支持した状態で削孔箇所に掘削機構を配置し、掘削機構を回転駆動させながら支持脚を動作させて掘削機構の上下動を制御することで、掘削機構による無排土削孔がなされる。

【0010】

従って掘削装置は掘削機構の上下駆動のための構造部材をマスト上方に設ける必要が無く、マストの最上位置が作業空間の高さ限界となるものであるから、作業空間の高さに応じたマスト高を備えた掘削装置を使用することで効率的に無排土削孔作業を実施できる。

【0012】

また支持脚を伸長して掘削機構をマスト最上位置まで持ち上げ、掘削機構をマストに固定した後に、接地型支持脚の場合は支持脚を短縮して非接地状態とすることで掘削装置の自走移動が可能となり、近接位置での掘孔作業を連続して行うことができる。

【0013】

また本発明の請求項２記載の掘削装置は、前記装置において、オーガをロッド駆動部に着脱自在に設けると共に、オーガとロッド駆動部の間を連結する延長ロッドを備えてなるもので、掘削機構の駆動ストローク（オーガ単体による削孔深さ）が施工削孔深さより短い場合には、オーガとロッド駆動部の連結を解除し、ロッド駆動部を上昇させて固定して延長ロッドをロッド駆動部に連結した後、オーガと延長ロッドを連結して削孔作業を行うことで、所望深さの削孔を穿つことができる。

【発明の効果】

【0014】

本発明の構成は上記のとおりで、無排土削孔作業を実施する掘削機構の上下動制御を、掘削機構に付設した伸縮脚で行うようにしたもので、掘削機構を装着するマストの上方に吊り上げ機構のような動作構造物を必要しない構成となり、高さ制限のある作業空間においても無排土削孔作業を効率的に実施できるようにしたものである。

【図面の簡単な説明】

【0015】

【図1】本発明の実施形態の全体図（側面図）。

【図2】同削孔作業の説明側面図で（イ）は掘削開始時、（ロ）は掘削時を示す。

【図3】同正面図で機体走行時を示す。

【図4】同図で（イ）は掘削開始時、（ロ）は掘削時を示す。

【発明を実施するための形態】

【0016】

次に本発明の実施形態について説明する。実施形態に示した掘削装置は、機体１と、機体１に装着した掘削機構２と、掘削機構２に付設した伸縮脚３とで構成される。

【0017】

機体１は、走行部１１を備えて走行可能とし且つ支持脚１２を備えて安定設置可能としたもので、機体本体１３の前方に縦レール１４を付設したマスト１５を立設したものである。

【0018】

尚マスト１５の地上高は４ｍに設定したもので、この高さに抑えると橋梁下や地中空間での一般的な土木作業に適応できる。

【0019】

掘削機構２は、オーガ２１とロッド駆動部２２からなり、オーガ２１はロッド駆動部２２に着脱自在に設けられるボーリングロッド２１１の先端に掘削ビッド２１２を設けると共に、掘削ビット２１２から連続する螺旋板状のスクリュー部２１３ａ及びボーリングロッド２１１に設けた螺旋板状のスクリュー部２１３ｂを設け、前記スクリュー部２１３ｂの上方に、排出土壌を孔壁に押し付ける圧密コテ板２１４を設けたものである。

【0020】

ロッド駆動部２２は、ボーリングロッド２１１を回転駆動させる駆動部２２１と、レール１４に装着して駆動部２２１をレール１４に添って上下動自在とするガイド部２２２と、駆動部２２１をマスト１５に固定する固定機構２２３を設けてなる。前記固定機構２２３は、例えばマスト１５側に設けた受筒と前記受筒内に進出する油圧シリンダーで形成する等の連結固定手段であれば任意構造を採用できる。

【0021】

伸縮脚３は、ロッド駆動部２２の両側に付設したもので、下方に向かって出没する１段又は二段方式のピストンロッド３１を備えた油圧シリンダー（図示例１段）で構成され、伸縮長がロッド駆動部２２の可動ストローク長と一致させたものである。更なピストンロッド３１の最下端には、安定して接地可能とした接地足板３２を設けてなる。

【0022】

而して前記実施形態に示した自走式の掘削装置は、ロッド駆動部２２をマスト最上位置に固定機構２２３で固定状態として作業空間まで走行し、作業箇所（削孔箇所）で機体本体１３を支持脚１２で安定停止させ、オーガ２１をロッド駆動部２２に連結固定する。勿論オーガ２１を装着した状態で機体１を走行させても良い、

【0023】

前記状態から当該箇所での削孔作業を行うもので、最初に伸縮脚３のピストンロッド３１を伸長して、接地足板３２を削孔範囲外に設置させてロッド駆動部２２を持ち上げ状態（固定位置での固定機構２２３の作動可能状態）として、固定機構２２３の固定を解除する。

【0024】

そしてロッド駆動部２２を作動させてオーガ２１を回転させながら伸縮脚３のピストンロッド３１を短縮させると、掘削機構２の全体が削孔Ａの掘削進行に伴って下降し、ロッド駆動部２２の最下位置で削孔作業を終了する。特に前記の削孔作業は、従前の無排土削孔と同様に、掘削ビット２１２によって地盤掘削がなされ、掘削排土がスクリュー部２１３ａ，ｂで上方に送られ、圧密コテ板２１４で孔壁に押し付けられ、圧密孔壁が形成されることで、無排出削孔を実現するものである。

【0025】

ロッド駆動部２２が最下位置に達すると削孔作業は終了するが、更に深く削孔Ａを形成する場合には、図示していないがオーガ２１とロッド駆動部２２の連結を解いて、伸縮脚３の伸長でロッド駆動部２２を持ち上げ、延長ロッドを介装して削孔作業を継続する。

【0026】

削孔作業を終了すると伸縮脚３を伸長してロッド駆動部２２を持ち上げ、最上位置で固定機構２２３を動作させてロッド機構部２２を固定状態とした後、伸縮脚３のピストンロッド３１をシリンダー内に納め、次の削孔箇所に移動して再度作業を実施するか、或いはオーガ２１を外して機体１を走行させ、別の作業場所に移動するものである。

【符号の説明】

【0027】

１ 機体
１１ 走行部
１２ 支持脚
１３ 機体本体
１４ レール
１５ マスト
２ 掘削機構
２１ オーガ
２１１ ボーリングロッド
２１２ 掘削ビッド
２１３ａ，２１３ｂ スクリュー部
２１４ 圧密コテ板
２２ ロッド駆動部
２２１ 駆動部
２２２ ガイド部
２２３ 固定機構
３ 伸縮脚
３１ ピストンロッド
３２ 接地足板

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】