特許 7523176 掘削機

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B1)

(11)【特許番号】

(24)【登録日】2024-07-18

(45)【発行日】2024-07-26

(54)【発明の名称】掘削機

(51)【国際特許分類】

   E21B 15/00 20060101AFI20240719BHJP

【ＦＩ】

E21B15/00

【請求項の数】 1

(21)【出願番号】P 2023207999

(22)【出願日】2023-12-08

【審査請求日】2023-12-08

(73)【特許権者】

【識別番号】591278116

【氏名又は名称】諸木 一義

(74)【代理人】

【識別番号】100114557

【弁理士】

【氏名又は名称】河野 英仁

(74)【代理人】

【識別番号】100078868

【弁理士】

【氏名又は名称】河野 登夫

(72)【発明者】

【氏名】諸木 一義

【審査官】柿原 巧弥

(56)【参考文献】

【文献】特開平１１－２７０２６７（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１５－１１３５７７（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２００１－１６４８６５（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開平０４－０６４６８６（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開平０４－２０３１９４（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｅ２１Ｂ １５／００

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

長手方向に交差する第１方向に延びる軸回りに回転可能であり、前記長手方向に伸縮可能なブームと、
前記ブームに吊り下げられる掘削装置と、
前記掘削装置及び前記ブームを連結し、前記第１方向に延びる軸回りに回転可能であり、前記長手方向及び前記第１方向に交差する第２方向に移動可能な連結シャフトと、
前記ブーム及び前記掘削装置の一方に取り付けられ、前記連結シャフトを前記第１方向に延びる軸回りに回転可能に且つ前記第２方向に移動可能に支持する第１支持装置と、
前記ブーム及び前記掘削装置の他方に取り付けられ、前記連結シャフトを前記第１方向に延びる軸回りに回転可能に支持する第２支持装置と
を備え、
前記第１支持装置は、
前記連結シャフトが挿入され、前記連結シャフトを前記第２方向に移動可能に支持する支持筒と、
前記支持筒を前記第１方向に延びる軸回りに回転可能に支持する支持機構と
を備える掘削機。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本技術は、掘削装置を地中に埋め込んで掘削する掘削機に関する。

【背景技術】

【0002】

クレーン本体とリーダとを、バックステー及び支持シリンダによって連結したアースオーガが提案されている。リーダは、上下に延び、地中に埋め込まれる筒状外軸と、筒状外軸の内側に挿入された内軸とを昇降可能に支持する（特許文献１参照）。バックステー及び支持シリンダによってリーダが支持され、リーダの姿勢が調整される。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【文献】実開平６－７９８８９号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

支持シリンダには、油圧シリンダが使用されることがある。油圧シリンダは複雑になりやすい。

【0005】

本開示は斯かる事情に鑑みてなされたものであり、簡素な構成にて掘削装置の姿勢を調整することができる掘削機を提供することを目的とする。

【課題を解決するための手段】

【0006】

本開示の一実施形態に係る掘削機は、長手方向に交差する第１方向に延びる軸回りに回転可能であり、前記長手方向に伸縮可能なブームと、前記ブームに吊り下げられる掘削装置と、前記掘削装置及び前記ブームを連結し、前記第１方向に延びる軸回りに回転可能であり、前記長手方向及び前記第１方向に交差する第２方向に移動可能な連結シャフトとを備える。

【発明の効果】

【0007】

本開示の一実施形態に係る掘削機にあっては、連結シャフトは、ブームの回転又は伸縮に従って、回転又は移動し、掘削装置を所望の姿勢、例えば地面に垂直な姿勢を保つことができる。

【図面の簡単な説明】

【0008】

【図1】掘削機の略示右側面図である。

【図2】第１支持装置の構成を略示する部分拡大右側面図である。

【図3】第１支持装置の構成を略示する部分拡大斜視図である。

【図4】第１支持装置の構成を略示する部分拡大背面断面図である。

【図5】掘削装置によって掘削する場合における掘削機の略示右側面図である。

【図6】構成を一部変更した掘削機の略示右側面図である。

【発明を実施するための形態】

【0009】

以下本発明を、掘削機１を示す図面に基づいて説明する。以下の説明では、図に示す上下前後左右を使用する。なお図に示す上下前後左右は発明の理解容易化のためのものに過ぎず、権利範囲を限定するものではない。図１は、掘削機１の略示右側面図である。掘削機１は、車体２と、ブーム３と、掘削装置５と、２つの連結シャフト３３とを備える。ブーム３はテレスコピック構造を有し、長手方向に伸縮可能に構成される。ブーム３は１段目ブーム３ａ～４段目ブーム３ｄを有する。１段目ブーム３ａは最も下に位置するブームであり、４段目ブーム３ｄは最も上に位置するブームである。車体２の後部に、左右方向を軸方向とした回転軸４が設けられ、回転軸４に１段目ブーム３ａの下端部が連結される。２段目ブーム３ｂの上端部に取付具１１が設けられる。

【0010】

掘削装置５は、リーダ６と、駆動部１２と、ケーシング１４とを備える。リーダ６は、上下に延びるフレーム７を有し、フレーム７の前面に上下に延びるレール８が設けられる。フレーム７の背面に複数の第２支持装置９が設けられる。第２支持装置９は左右一対に設けられ、本実施の形態においては、３対の第２支持装置９が上下に並ぶ。対を構成する第２支持装置９それぞれの上下位置は略同じである。第２支持装置９は、左右方向を軸方向とした枢軸（図示略）を備える。フレーム７の上端部に連結具１０が設けられる。連結具１０は、左右方向を軸方向とした枢軸１０ａを介して、取付具１１に連結される。取付具１１は２段目ブーム３ｂの上端部に設けられる。

【0011】

駆動部１２は、複数のスライダ１３を介してレール８に取り付けられている。スライダ１３はレール８上を摺動することができる。駆動部１２の下側にケーシング１４が配置される。ケーシング１４は円筒状をなし、上下方向に延びる。ケーシング１４の上端部には駆動部１２の下端部が連結される。ケーシング１４と駆動部１２との連結は解除することができる。ケーシング１４の下縁部に、複数の刃１５がケーシング１４の周方向に並設される。図１において、ケーシング１４は地面５０の所定位置５１の略真上に配置される。駆動部１２の駆動によって、ケーシング１４は周方向に回転することができる。また駆動部１２及びケーシング１４はスライダ１３を介して、レール８に沿って上下方向に移動することができる。掘削装置５は取付具１１及び連結具１０を介して２段目ブーム３ｂに吊り下げられ、枢軸１０ａを介して回転可能に吊り下げられる。

【0012】

２段目ブーム３ｂにおける取付具１１よりも下側部分に、第１支持装置２０が取り付けられる。円柱状の２つの連結シャフト３３それぞれが、第１支持装置２０及び第２支持装置９に支持される。本実施の形態においては、２つの連結シャフト３３の一端部は、最も上に位置する一対の第２支持装置９の枢軸にそれぞれ連結され、２つの連結シャフト３３の中途部は第１支持装置２０に支持される。なお連結シャフト３３は、最も下に位置する一対の第２支持装置９又は上下方向中央に位置する一対の第２支持装置９に連結されてもよい。第２支持装置９は、連結シャフト３３を左右方向（ブーム３の長手方向に交差する第１方向）に延びる軸回りに回転可能に支持する。

【0013】

車体２にワイヤーロープ１６の巻上装置が設けられる。巻上装置はドラムを備え、ドラムにワイヤーロープ１６が巻き付けられる。ドラムからブーム３の上端部まで、複数の滑車を介してワイヤーロープ１６は案内される。ブーム３の上端部からワイヤーロープ１６は垂下され、ワイヤーロープ１６の下端部にフック１７が設けられる。フック１７は、例えば駆動部１２の上端部に掛けられる。巻上装置を駆動させて、ワイヤーロープ１６の巻き上げ量を調整することによって、駆動部１２及びケーシング１４をレール８に沿って上下に移動させることができる。

【0014】

図２は、第１支持装置２０の構成を略示する部分拡大右側面図、図３は、第１支持装置２０の構成を略示する部分拡大斜視図、図４は、第１支持装置２０の構成を略示する部分拡大背面断面図である。

【0015】

第１支持装置２０は右固定板２１、右取付板２２、右支持板２３及び右支持筒２４を備える。右固定板２１は、２段目ブーム３ｂの右側面に対向する固定板部２１ａを有する。固定板部２１ａはブーム３の右側面に、図示しない固定部、例えばボルト又は溶接によって固定される。固定板部２１ａは、例えば右側面視にて四角形状をなす。固定板部２１ａの上縁から右側に上板部２１ｃが突出する。固定板部２１ａの下縁から右側に下板部２１ｂが突出する。

【0016】

右固定板２１の右側に右取付板２２が配置される。右取付板２２は、固定板部２１ａに対向する取付板部２２ａを有する。取付板部２２ａは、例えば右側面視にて四角形状をなす。取付板部２２ａの上縁は固定板部２１ａの上縁よりも上側に位置する。取付板部２２ａの下縁は固定板部２１ａの下縁よりも下側に位置する。取付板部２２ａの上縁から左側に上板部２２ｃが突出する。取付板部２２ａの下縁から左側に下板部２２ｂが突出する。右固定板２１の上板部２１ｃと、右取付板２２の上板部２２ｃとはボルト３５ａ及びナット３５ｂによって連結される。右固定板２１の下板部２１ｂと、右取付板２２の下板部２２ｂとはボルト３５ａ及びナット３５ｂによって連結される。右固定板２１と、右取付板２２とは溶接によって連結してもよい。

【0017】

取付板部２２ａの前部分は前側に突出するように湾曲し、固定板部２１ａの前縁よりも前側に位置する。取付板部２２ａにおける前部分の右側面に凹部（図示略）が形成され、前記凹部に左右方向を軸方向としたベアリング２９が嵌め込まれる。ベアリング２９の内輪から回転軸２９ａが右側に突出する。

【0018】

右取付板２２の右側に右支持板２３が配置される。右支持板２３は取付板部２２ａに対向する右板部２３ａを備える。右板部２３ａは、右側面視にて、先端が丸いホームベース形状をなす。右板部２３ａの先端部は、ベアリング２９の回転軸２９ａに連結される。右板部２３ａの底辺（先端の反対側に位置する辺、図２参照）から左方向に支持板部２３ｂが突出する。支持板部２３ｂの外面（回転軸２９ａの反対側に位置する面）に右支持筒２４が支持される。右支持筒２４は、例えば溶接によって支持板部２３ｂに固定される。右固定板２１、右取付板２２、右支持板２３及びベアリング２９は支持機構を構成する。

【0019】

第１支持装置２０は左固定板２５、左取付板２６、左支持板２７及び左支持筒２８を備える。左固定板２５は、２段目ブーム３ｂの左側面に対向する固定板部２５ａを有する。固定板部２５ａはブーム３の左側面に、図示しない固定部、例えばボルト又は溶接によって固定される。固定板部２５ａは、例えば左側面視にて四角形状をなす。固定板部２５ａの上縁から左側に上板部２５ｃが突出する。固定板部２５ａの下縁から左側に下板部２５ｂが突出する。

【0020】

左固定板２５の左側に左取付板２６が配置される。左取付板２６は、固定板部２５ａに対向する取付板部２６ａを有する。取付板部２６ａは、例えば左側面視にて四角形状をなす。取付板部２６ａの上縁は固定板部２５ａの上縁よりも上側に位置する。取付板部２６ａの下縁は固定板部２５ａの下縁よりも下側に位置する。取付板部２６ａの上縁から右側に上板部２６ｃが突出する。取付板部２６ａの下縁から右側に下板部２２ｂが突出する。左固定板２５の上板部２５ｃと、左取付板２６の上板部２６ｃとはボルト３５ａ及びナット３５ｂによって連結される。左固定板２５の下板部２５ｂと、左取付板２６の下板部２６ｂとはボルト３５ａ及びナット３５ｂによって連結される。左固定板２５と、左取付板２６とは溶接によって連結してもよい。

【0021】

取付板部２６ａの前部分は前側に突出するように湾曲し、固定板部２５ａの前縁よりも前側に位置する。取付板部２６ａにおける前部分の左側面に凹部（図示略）が形成され、前記凹部に左右方向を軸方向としたベアリング（図示略）が嵌め込まれる。ベアリングの内輪から回転軸３０ａが左側に突出する。

【0022】

左取付板２６の左側に左支持板２７が配置される。左支持板２７は取付板部２６ａに対向する左板部２７ａを備える。左板部２７ａは、左側面視にて、先端が丸いホームベース形状をなす。左板部２７ａの先端部は、ベアリングの回転軸３０ａに連結される。左板部２７ａの底辺（先端の反対側に位置する辺）から右方向に支持板部２７ｂが突出する。支持板部２７ｂの外面（回転軸３０ａの反対側に位置する面）に左支持筒２８が支持される。左支持筒２８は、例えば溶接によって支持板部２７ｂに固定される。左固定板２５、左取付板２６、左支持板２７及びベアリングは支持機構を構成する。

【0023】

右取付板２２及び左取付板２６の後端部は後板３１によって連結される。右取付板２２及び左取付板２６と、後板３１とはボルト３５ａ及びナット３５ｂによって連結される。右取付板２２及び左取付板２６と、後板３１とは溶接によって連結してもよい。

【0024】

連結シャフト３３は右支持筒２４及び左支持筒２８に挿入される。右支持筒２４及び左支持筒２８は、右支持筒２４及び左支持筒２８の軸方向（ブーム３の長手方向及び第１方向に交差する第２方向）に移動可能に連結シャフト３３を支持し、また右支持板２３、左支持板２７及びベアリング２９等は、連結シャフト３３を左右方向（第１方向）に延びる軸回りに回転可能に支持する。即ち、第１支持装置は連結シャフトを、第１方向に延びる軸回りに回転可能に且つ第２方向に移動可能に支持する。

【0025】

図１～図４には、右支持筒２４及び左支持筒２８が上側に位置する右支持板２３及び左支持板２７が表されている。図１～図４は掘削開始前の状態を示す。掘削開始前において、２段目ブーム３ｂは延びており、３段目ブーム３ｃ及び４段目ブーム３ｄは縮んでいる。

【0026】

図５は、掘削装置５によって掘削する場合における掘削機１の略示右側面図である。掘削する場合、ケーシング１４の下端部が地面５０に近づくように、回転軸４を回転中心にしてブーム３は回転する。図５に示すように、２段目ブーム３ｂは縮まり、ケーシング１４の下端部が所定位置５１に接触する。駆動部１２の駆動によって、ケーシング１４は回転し、所定位置５１が掘削される。掘削が進むに従って、ワイヤーロープ１６の送り量を増加させて、ケーシング１４を下側に移動させ、より深い掘削を行う。なおワイヤーロープ１６の送りを行わずに、ブーム３の回転及び伸縮のみによって、掘削を進めてもよい。

【0027】

２段目ブーム３ｂの短縮によって、ケーシング１４は地面５０に近づき、且つ、所定位置５１の略真上に位置するように、ケーシング１４の位置は調整される。ブーム３の回転によって、ケーシング１４の位置は所定位置５１の略真上からずれるが、２段目ブーム３ｂの短縮によって調整することができる。

【0028】

図５に示すように、ブーム３の回転及び２段目ブーム３ｂの短縮によって、２つの連結シャフト３３は右支持筒２４及び左支持筒２８の内側を移動し、またベアリング２９の軸回りに回転する。連結シャフト３３の移動及び回転によって、ケーシング１４の揺れが防止され、ケーシング１４は地面５０に対して略垂直な姿勢を保ちやすくなる。即ち、連結シャフト３３はブーム３の回転及び伸縮に応じて、右支持筒２４及び左支持筒２８の内側を移動し、また回転する。

【0029】

なおケーシング１４の上端部が地面５０に埋まり、更に掘削を続ける場合、例えばケーシング１４の上端部と駆動部１２との連結を解除し、新たなケーシング１４の下端部と、地面５０に埋まったケーシング１４の上端部とを、例えば溶接によって接合し、新たなケーシング１４の上端部と駆動部１２とを連結する。そして連結された複数のケーシング１４を回転させる。例えば、地中に打ち込まれた杭を撤去する場合に、杭の長さに応じて複数のケーシング１４を接合し、杭の周囲を掘削する。なお地面５０に埋まったケーシング１４のうち、地面５０から地上に出ている部分を切断し、駆動部１２に新たなケーシング１４を連結し、地面５０に埋まったケーシング１４の切断箇所、即ち上端部と、新たなケーシング１４の下端部とを例えば溶接によって接合してもよい。

【0030】

実施の形態に係る掘削機１にあっては、連結シャフト３３は、ブーム３の回転又は伸長に従って、回転又は移動し、掘削装置５を所望の姿勢、例えば地面５０に垂直な姿勢を保つことができる。

【0031】

また第１支持装置２０及び第２支持装置９を介して、連結シャフト３３はブーム３及び掘削装置５を連結し、掘削装置５を所望の姿勢に保つことを実現する。なお実施の形態において、第１支持装置２０をブーム３に設け、第２支持装置９を掘削装置５に設けているが、第１支持装置２０を掘削装置５に設け、第２支持装置９をブーム３に設けてもよい。

【0032】

また右支持筒２４及び左支持筒２８によって、連結シャフト３３の移動を実現し、右支持板２３、左支持板２７及びベアリング２９等（支持機構）によって連結シャフト３３の回転を実現する。

【0033】

（変更例）
図６は、構成を一部変更した掘削機１の略示右側面図である。上述した実施の形態においては、フック１７を駆動部１２の上端部に掛け、巻上装置を駆動させて、ワイヤーロープ１６の巻き上げ量を調整することによって、駆動部１２及びケーシング１４をレール８に沿って上下に移動させているが、変更例では、車体２にワイヤーロープ１６ａの巻上装置を設け、フック１７に代えて、複数の滑車１７ａを駆動部１２及びブーム３の上端部などに設けている。

【0034】

変更例においては、巻上装置を駆動させて、ワイヤーロープ１６ａの巻き上げ量を調整することによって、駆動部１２及びケーシング１４をレール８に沿って上下に移動させることができる。複数の滑車１７ａを使用することによって、ワイヤーロープ１６ａの巻き上げ時に必要な力を小さくすることができる。

【0035】

今回開示した実施の形態は、全ての点で例示であって、制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は、特許請求の範囲内での全ての変更及び特許請求の範囲と均等の範囲が含まれることが意図される。各実施形態に記載した事項は相互に組み合わせることが可能である。また、特許請求の範囲に記載した独立請求項及び従属請求項は、引用形式に関わらず全てのあらゆる組み合わせにおいて、相互に組み合わせることが可能である。さらに、特許請求の範囲には他の２以上のクレームを引用するクレームを記載する形式（マルチクレーム形式）を用いているが、これに限るものではない。マルチクレームを少なくとも一つ引用するマルチクレーム（マルチマルチクレーム）を記載する形式を用いて記載してもよい。

【符号の説明】

【0036】

１ 掘削機
３ ブーム
３ａ～３ｄ １段目ブーム～４段目ブーム
５ 掘削装置
９ 第２支持装置
２０ 第１支持装置
２４ 右支持筒（支持筒）
２８ 左支持筒（支持筒）
２１ 右固定板（支持機構）
２２ 右取付板（支持機構）
２３ 右支持板（支持機構）
２５ 左固定板（支持機構）
２６ 左取付板（支持機構）
２７ 左支持板（支持機構）
２９ ベアリング（支持機構）
３３ 連結シャフト

【要約】

【課題】簡素な構成にて掘削装置の姿勢を調整することができる掘削機を提供する。
【解決手段】掘削機は、長手方向に交差する第１方向に延びる軸回りに回転可能であり、前記長手方向に伸縮可能なブームと、前記ブームに吊り下げられる掘削装置と、前記掘削装置及び前記ブームを連結し、前記第１方向に延びる軸回りに回転可能であり、前記長手方向及び前記第１方向に交差する第２方向に移動可能な連結シャフトとを備える。好ましくは、前記ブーム及び前記掘削機の一方に取り付けられ、前記連結シャフトを前記第１方向に延びる軸回りに回転可能に且つ前記第２方向に移動可能に支持する第１支持装置と、前記ブーム及び前記掘削機の他方に取り付けられ、前記連結シャフトを前記第１方向に延びる軸回りに回転可能に持する第２支持装置とを更に備える。
【選択図】図１

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】