(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】
(24)【登録日】2022-01-07
(45)【発行日】2022-01-21
(54)【発明の名称】掘削装置および掘削方法
(51)【国際特許分類】
E21B 7/00 20060101AFI20220114BHJP
【FI】
E21B7/00 E
(21)【出願番号】P 2018018962
(22)【出願日】2018-02-06
【審査請求日】2020-10-28
(73)【特許権者】
【識別番号】509199018
【氏名又は名称】成幸利根株式会社
(73)【特許権者】
【識別番号】000177416
【氏名又は名称】三和機材株式会社
(74)【代理人】
【識別番号】100061619
【氏名又は名称】田中 武文
(74)【代理人】
【識別番号】100089934
【氏名又は名称】新関 淳一郎
(74)【代理人】
【識別番号】100092945
【氏名又は名称】新関 千秋
(72)【発明者】
【氏名】榎本 二郎
(72)【発明者】
【氏名】田中 祐介
(72)【発明者】
【氏名】林 諭一
【審査官】山崎 仁之
(56)【参考文献】
【文献】特開2008-111240(JP,A)
【文献】特開昭61-204494(JP,A)
【文献】実開昭59-147744(JP,U)
【文献】特開2010-196371(JP,A)
【文献】特許第5078511(JP,B2)
【文献】米国特許出願公開第2016/0348437(US,A1)
(58)【調査した分野】(Int.Cl.,DB名)
E21B 7/00
(57)【特許請求の範囲】
【請求項1】
リーダ4に掘削機構10を上下自在に設け、掘削機構10を上下させるワイヤー機構Yを掛け回すワイヤーシーブ5を有するトップシーブブロック6をリーダ4の上部に設け、前記ワイヤー機構Yは、単独の掘削機構10により構成した一系統タイプOを上下させる一系統用ワイヤー20およびオーガ用ウインチ31とにより構成した一系統用ワイヤー機構21と、ケリーバロッド15と回転駆動部16の二つの部材により構成した二系統タイプKの、前記ケリーバロッド15と前記回転駆動部16とをそれぞれ個別に上下させる二系統用一方ワイヤー20Aとオーガ用ウインチ31および二系統用他方ワイヤー22とケリーバ用ウインチ29とにより構成した二系統用ワイヤー機構23とを設けた構成とし、前記一系統タイプOと前記二系統タイプKとは互いに交換使用可能に構成し、前記一系統タイプOの使用に際し、前記二系統用ワイヤー機構23の二系統用他方ワイヤー22を係止する昇降ウエイト30を前記リーダ4に上下動自在であって着脱自在に設けた掘削装置。
【請求項2】
リーダ4に掘削機構10を上下自在に設け、掘削機構10を上下させるワイヤー機構Yを掛け回すワイヤーシーブ5を有するトップシーブブロック6をリーダ4の上部に設け、前記ワイヤー機構Yは単独の掘削機構10により構成した一系統タイプOを上下させる一系統用ワイヤー20およびオーガ用ウインチ31とにより構成した一系統用ワイヤー機構21と、ケリーバロッド15と回転駆動部16の二つの構成部材により構成した二系統タイプKの、前記ケリーバロッド15と前記回転駆動部16をそれぞれ個別に上下させる二系統用一方ワイヤー20Aとオーガ用ウインチ31および二系統用他方ワイヤー22とケリーバ用ウインチ29とにより構成した二系統用ワイヤー機構23とを設け、前記二系統タイプKを使用するときは、ケリーバ用ウインチ29を作動させて二系統用他方ワイヤー22を緩めて昇降ウエイト30を下降させ、昇降ウエイト30を外した二系統用他方ワイヤー22にケリーバロッド15を取付け、次に、二系統タイプKの回転駆動部16を二系統用一方ワイヤー20Aに取付け、二系統用一方ワイヤー20Aにより二系統タイプKの回転駆動部16を上昇させてリーダ4に装着し、この状態で、二系統用他方ワイヤー22に取付けたこのケリーバロッド15を回転駆動部16の装着孔35に装着して掘削作業を行い、一方、一系統タイプOを使用するときは、ケリーバロッド15を外した二系統用他方ワイヤー22に昇降ウエイト30を取付け、この昇降ウエイト30をリーダ4に装着して所定高さにまで上昇させて待機させ、この状態で、一系統用ワイヤー20のシーブブロック32に取付けた一系統タイプOのオーガ12をリーダ4に装着して掘削作業を行うようにし、二系統タイプKと一系統タイプOとを交換して掘削作業可能にした掘削方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、リーダに装着する掘削機構を交換可能な掘削装置および掘削方法に係るものである。
【背景技術】
【0002】
従来、リーダにオーガと掘削軸をワイヤー機構により上下自在に設けた構成は、公知である(特許文献1参照)。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0003】
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0004】
一般的な単独オーガタイプによる掘削の施工のうち複数軸の場合、礫などの障害に出くわした時、より大トルクのオーガに組み替えることが必要になる。この際、従来はケリーバタイプのオーガは使用されていなかったが、ケリーバタイプのオーガを使用することによって、穿孔の底ざらいが行い易くなるが、吊りワイヤー二系統が必要になるため実施されてこなかった。
また、実施するために通常考えられていた方式は、リーダを一旦寝かせ、ワイヤーリングを実施し通すことであるが、多くの時間を要するため、現実的ではなかった。
さらに、オーガタイプとケリーバタイプの2つの施工を想定し、予め二系統の吊りワイヤーを仕込んでおき、オーガタイプのみで施工する場合、ケリーバ吊りワイヤーをトップシーブブロックに掛けておくと、リーダを境にして前後方向それぞれに垂れ下がるワイヤーの長差による質量差が生じ、一系統タイプから二系統タイプの施工に組み替える際、ケリーバ吊りワイヤーが下方に降りてこない問題がある。
そのため、高所であるトップシーブブロックまで吊りワイヤーを取りに行く必要があるのだが、高所作業であるのと人力でリーダの後方に下がるワイヤーを前方に引張る作業のため重労働であるのと同時に、危険な作業となる。
本願は、簡単な構成で掘削方法の相違する掘削機構を交換使用できる掘削装置および掘削方法を提供するものである。
【課題を解決するための手段】
【0005】
請求項1の発明は、リーダ4に掘削機構10を上下自在に設け、掘削機構10を上下させるワイヤー機構Yを掛け回すワイヤーシーブ5を有するトップシーブブロック6をリーダ4の上部に設け、前記ワイヤー機構Yは、単独の掘削機構10により構成した一系統タイプOを上下させる一系統用ワイヤー20およびオーガ用ウインチ31とにより構成した一系統用ワイヤー機構21と、ケリーバロッド15と回転駆動部16の二つの部材により構成した二系統タイプKの、前記ケリーバロッド15と前記回転駆動部16とをそれぞれ個別に上下させる二系統用一方ワイヤー20Aとオーガ用ウインチ31および二系統用他方ワイヤー22とケリーバ用ウインチ29とにより構成した二系統用ワイヤー機構23とを設けた構成とし、前記一系統タイプOと前記二系統タイプKとは互いに交換使用可能に構成し、前記一系統タイプOの使用に際し、前記二系統用ワイヤー機構23の二系統用他方ワイヤー22を係止する昇降ウエイト30を前記リーダ4に上下動自在であって着脱自在に設けた掘削装置としたものである。
請求項2の発明は、リーダ4に掘削機構10を上下自在に設け、掘削機構10を上下させるワイヤー機構Yを掛け回すワイヤーシーブ5を有するトップシーブブロック6をリーダ4の上部に設け、前記ワイヤー機構Yは単独の掘削機構10により構成した一系統タイプOを上下させる一系統用ワイヤー20およびオーガ用ウインチ31とにより構成した一系統用ワイヤー機構21と、ケリーバロッド15と回転駆動部16の二つの構成部材により構成した二系統タイプKの、前記ケリーバロッド15と前記回転駆動部16をそれぞれ個別に上下させる二系統用一方ワイヤー20Aとオーガ用ウインチ31および二系統用他方ワイヤー22とケリーバ用ウインチ29とにより構成した二系統用ワイヤー機構23とを設け、前記二系統タイプKを使用するときは、ケリーバ用ウインチ29を作動させて二系統用他方ワイヤー22を緩めて昇降ウエイト30を下降させ、昇降ウエイト30を外した二系統用他方ワイヤー22にケリーバロッド15を取付け、次に、二系統タイプKの回転駆動部16を二系統用一方ワイヤー20Aに取付け、二系統用一方ワイヤー20Aにより二系統タイプKの回転駆動部16を上昇させてリーダ4に装着し、この状態で、二系統用他方ワイヤー22に取付けたこのケリーバロッド15を回転駆動部16の装着孔35に装着して掘削作業を行い、一方、一系統タイプOを使用するときは、ケリーバロッド15を外した二系統用他方ワイヤー22に昇降ウエイト30を取付け、この昇降ウエイト30をリーダ4に装着して所定高さにまで上昇させて待機させ、この状態で、一系統用ワイヤー20のシーブブロック32に取付けた一系統タイプOのオーガ12をリーダ4に装着して掘削作業を行うようにし、二系統タイプKと一系統タイプOとを交換して掘削作業可能にした掘削方法としたものである。
【発明の効果】
【0006】
請求項1の発明では、昇降ウェイト30を設けているので、二本のワイヤーを有する二系統用ワイヤー機構23であっても、使用しないワイヤーを安全な下方位置まで下げてから交換でき、安全に作業ができる。一系統タイプOと二系統タイプKとは互いに交換使用でき、施工現場に適した掘削機構10を選択使用でき、掘削装置の汎用性を向上させることができる。
請求項2の発明では、一系統タイプOと二系統タイプKとを交換使用することにより、施工現場に適した掘削方法を選択でき、掘削効率を向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【0007】
【
図1】一系統タイプの掘削機構の掘削装置の側面図。
【
図2】二系統タイプの掘削機構の掘削装置の側面図。
【
図4】一系統タイプの掘削機構の取り外し状態側面図。
【
図5】二系統タイプへの掘削機構の交換状態側面図。
【発明を実施するための形態】
【0008】
本発明の一実施形態を図により説明する。1は掘削装置2の地上走行車であり、地上走行車1の支持フレーム3にはリーダ4の基部を取付ける。リーダ4の上部にはトップシーブブロック6を設ける。リーダ4の前面側にはガイド部材7を設け、ガイド部材7には掘削装置2の掘削機構10を上下動自在に取付け、この掘削機構10をトップシーブブロック6に掛け回したワイヤー機構Yにより吊り下げる。
掘削機構10の構成は任意であるが、例えば、掘削機構10は掘削軸11を設けたオーガ12により構成する一系統タイプOと、例えば、ケリーバロッド15とこのケリーバロッド15を駆動する回転駆動部16との二つの構成部材により構成する二系統タイプKとがある。
【0009】
従来は、一系統タイプOと二系統タイプKのそれぞれを個別に有する地上走行車1の2台を施工現場に用意していた。
本発明は、例えば、掘削機構10を単独部材により構成した一系統タイプOと、複数部材により構成した二系統タイプKとを予め用意し、この一系統タイプOと二系統タイプKとを交換使用可能な掘削装置2を提供するものである。
そのため、リーダ4には、一系統タイプOと二系統タイプKとに対応可能に前記ワイヤー機構Yを構成する。
【0010】
ワイヤー機構Yは、単独部材の一系統タイプOを吊り下げる一系統用ワイヤー20により構成した一系統用ワイヤー機構21と、二つの部材をそれぞれ独立して吊り下げるための二系統用一方ワイヤー20A(一系統用ワイヤー20)と二系統用他方ワイヤー22との一対で構成する二系統用ワイヤー機構23とを設けて構成する。
なお、二系統用ワイヤー機構23のうちの二系統用一方ワイヤー20Aは、一系統用ワイヤー機構21の一系統用ワイヤー20と同じ構成の部材(兼用可能)であるが、理解を容易にするため、一系統用ワイヤー機構21と二系統用ワイヤー機構23とを同じ部材の構成部品名称を相違させて説明しているが、これにより、本発明の構成は限定されない。
【0011】
トップシーブブロック6の先端側には、二系統タイプKのケリーバロッド15を吊り下げる二系統用他方ワイヤー(ケリーバ吊りワイヤー)22を掛け回す前側ワイヤシーブ25を設け、前側ワイヤシーブ25の後側のトップシーブブロック6に一系統用ワイヤー20(二系統用一方ワイヤー20A)を掛け回す後側ワイヤシーブ26を設ける。
二系統用他方ワイヤー22の基部はケリーバ用ウインチ29に係止し、この二系統用他方ワイヤー22を使用しない場合の先端は昇降ウエイト30に係止し、昇降ウエイト30はリーダ4のガイド部材7に上下動自在に取付ける。昇降ウエイト30はケリーバ用ウインチ29が二系統用他方ワイヤー22を緩めると、昇降ウエイト30の自重で下降するように構成する。
【0012】
また、後側ワイヤシーブ26に掛け回した一系統用ワイヤー20の一端はオーガ用ウインチ31に係止し、一系統用ワイヤー20(二系統用一方ワイヤー20A)の途中部分にはシーブブロック32を吊り下げ、一系統用ワイヤー20の他端は任意の固定部に係止する。
一系統タイプOと二系統タイプKとの交換作業の作業順序は任意であるが、一例として、先ず、一系統タイプOの吊り下げ方法を説明すると、予め、二系統用他方ワイヤー22に昇降ウエイト30を取付け、この昇降ウエイト30をケリーバ用ウインチ29により牽引した二系統用他方ワイヤー22でリーダ4の所定高さ位置に待機させる。
【0013】
次に、一系統用ワイヤー20のシーブブロック32に一系統タイプOのオーガ12を吊り下げ、この状態のオーガ12をリーダ4のガイド部材7に装着し、一系統タイプOにより掘削作業を行う(
図1)。
このとき、二系統用他方ワイヤー22の先端を係止した昇降ウエイト30は、一系統タイプOのオーガ12の上昇上限位置よりも上方に位置させているので、一系統タイプOによる掘削作業に影響しない。
オーガ用ウインチ31により一系統用ワイヤー20を牽引してオーガ12を上昇させ、オーガ12から掘削軸11を外し、掘削軸11を外したオーガ12を一系統用ワイヤー20を緩めて地上面に降ろし、シーブブロック32からオーガ12を外して、一系統タイプOの取り外しが完了する(
図4B)。
【0014】
次に、ケリーバ用ウインチ29を作動させて二系統用他方ワイヤー22を緩めて昇降ウエイト30を下降させ、地上面に降ろす(
図4C)。
この場合、昇降ウエイト30は二系統用他方ワイヤー22を下降させるために必要な所定の重量を有して構成しているので、ケリーバ用ウインチ29を逆回転させるだけで、昇降ウエイト30を下降させられる。
次に、トップシーブブロック6の下方位置から昇降ウエイト30を移動させ(
図5A)、二系統タイプKの回転駆動部16を二系統用一方ワイヤー20A(一系統用ワイヤー20)のシーブブロック32に取付け(
図5A)、二系統用一方ワイヤー20Aを牽引して二系統タイプKの回転駆動部16をリーダ4のガイド部材7に装着する(
図5B)。
【0015】
次に、
図5Aの昇降ウエイト30から二系統用他方ワイヤー22を外し、外した二系統用他方ワイヤー22にケリーバロッド15を取付け(
図5B)、二系統用他方ワイヤー22を牽引して一旦ケリーバロッド15を回転駆動部16よりも上方に位置させ、ケリーバロッド15を回転駆動部16の装着孔35の上方に位置させ、この状態で二系統用他方ワイヤー22を緩めてケリーバロッド15を回転駆動部16の装着孔35に装着し(
図5C)、二系統タイプKのリーダ4への装着が完了し、一系統タイプOとの交換作業が終了し、二系統タイプKにより掘削作業を行う。
【0016】
そして、二系統タイプKによる掘削作業が終了すると、上記の二系統タイプKの装着手順と反対の順序で二系統タイプKの取り外し作業を行って、二系統タイプKの取り外した後で二系統用他方ワイヤー22に昇降ウエイト30を取付け、この昇降ウエイト30をケリーバ用ウインチ29によりリーダ4の所定高さ位置に位置させる。
なお、一系統タイプOと二系統タイプKとの作業開始順序は任意であり、先に、二系統タイプKによる掘削作業を行ってから、二系統タイプKを外して一系統タイプOをリーダ4に交換装着して掘削作業を行ってもよい。
【0017】
(実施形態の作用)
本発明は上記構成であり、トップシーブブロック6に前側ワイヤシーブ25と後側ワイヤシーブ26とを設け、一系統用ワイヤー20(二系統用一方ワイヤー20A)と二系統用他方ワイヤー22とにより二系統のワイヤー機構Yを構成し、二系統用他方ワイヤー22はリーダ4に上下自在に設けた昇降ウエイト30に係止しているので、ケリーバ用ウインチ29を作動させて二系統用他方ワイヤー22を緩めて昇降ウエイト30を下降させ、地上面に降ろす。
したがって、リーダ4の上部のトップシーブブロック6近傍にある二系統用他方ワイヤー22の端部を、ケリーバ用ウインチ29を逆回転させて二系統用他方ワイヤー22を緩めるだけで二系統用他方ワイヤー22の端部を降ろすことができ、その結果、手作業となる、高所にある二系統用他方ワイヤー22の端部の引き降ろし作業を回避できて、作業の安全性向上に貢献する。
【0018】
次に、トップシーブブロック6の下方位置から昇降ウエイト30を移動させ、二系統タイプKの回転駆動部16を二系統用一方ワイヤー20Aのシーブブロック32に取付け、二系統用一方ワイヤー20Aを牽引して二系統タイプKの回転駆動部16をリーダ4のガイド部材7に装着する。
次に、昇降ウエイト30から二系統用他方ワイヤー22を外し、外した二系統用他方ワイヤー22にケリーバロッド15を取付け、二系統用他方ワイヤー22を牽引して一旦ケリーバロッド15を回転駆動部16よりも上方に位置させ、ケリーバロッド15を回転駆動部16の装着孔35の上方に位置させ、この状態で二系統用他方ワイヤー22を緩めてケリーバロッド15を回転駆動部16の装着孔35に装着し、二系統タイプKのリーダ4への装着が完了し、一系統タイプOとの交換作業が終了し、二系統タイプKにより掘削作業を行う。
【0019】
そして、二系統タイプKによる掘削作業が終了すると、二系統用他方ワイヤー22を牽引して、ケリーバロッド15をオーガ12より上昇させて回転駆動部16の装着孔35からケリーバロッド15を引き抜き、この状態で二系統用他方ワイヤー22を緩めてケリーバロッド15を地上に降ろし、二系統用他方ワイヤー22からケリーバロッド15を外し、次に、回転駆動部16を地上に降ろし、二系統用他方ワイヤー22に昇降ウエイト30を取付け、昇降ウエイト30をリーダ4のガイド部材7に装着して、所定高さに上昇させる。
【0020】
次に、二系統用一方ワイヤー20Aを緩めて回転駆動部16を地上に降ろし、二系統用一方ワイヤー20Aから回転駆動部16を外すと、二系統タイプKの取り外しが完了する。
この回転駆動部16を外した一系統用ワイヤー20に、一系統タイプOのオーガ12を取付け、このオーガ12をリーダ4のガイド部材7に装着し、このオーガ12に掘削軸11を装着すると、二系統タイプKから一系統タイプOへの交換作業が終了し、一系統タイプOにより掘削作業を行う。
【符号の説明】
【0021】
1…地上走行車、2…掘削装置、3…支持フレーム、4…リーダ、6…トップシーブブロック、7…ガイド部材、10…掘削機構、11…掘削軸、12…オーガ、15…ケリーバロッド、16…回転駆動部、20…一系統用ワイヤー、20A…二系統用一方ワイヤー、21…一系統用ワイヤー機構、22…二系統用他方ワイヤー、23…二系統用ワイヤー機構、25…前側ワイヤシーブ、26…後側ワイヤシーブ、29…ケリーバ用ウインチ、30…昇降ウエイト、31…オーガ用ウインチ、32…シーブブロック、35…装着孔、K…二系統タイプ、O…一系統タイプ、Y…ワイヤー機構。