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(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】2024-12-11
(45)【発行日】2024-12-19
(54)【発明の名称】掘削機の使用方法
(51)【国際特許分類】
E02D 23/08 20060101AFI20241212BHJP
E02F 3/36 20060101ALI20241212BHJP
【ＦＩ】
E02D23/08 C
E02F3/36 A
【請求項の数】
3
(21)【出願番号】P 2022028873
(22)【出願日】2022-02-28
(65)【公開番号】P2023124979
(43)【公開日】2023-09-07
【審査請求日】2024-03-08
(73)【特許権者】
【識別番号】000207780
【氏名又は名称】大豊建設株式会社
(74)【代理人】
【識別番号】110001793
【氏名又は名称】弁理士法人パテントボックス
(72)【発明者】
【氏名】橋本 喜祐
(72)【発明者】
【氏名】内田 哲男
(72)【発明者】
【氏名】大久保 健治
(72)【発明者】
【氏名】長谷川 春生
【審査官】柿原 巧弥
(56)【参考文献】
【文献】特開２００５－２２６３８７（ＪＰ，Ａ）
【文献】特開平１０－３０６４５３（ＪＰ，Ａ）
【文献】特開昭５７－０８９０２５（ＪＰ，Ａ）
【文献】特開２０１８－１４５６８５（ＪＰ，Ａ）
【文献】特開平０８－２９６２３７（ＪＰ，Ａ）
【文献】米国特許出願公開第２０１８／０２２３４９９（ＵＳ，Ａ１）
(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)
Ｅ０２Ｄ ２３／０８
Ｅ０２Ｆ ３／３６
(57)【特許請求の範囲】
【請求項1】
ニューマチックケーソン工法で使用される掘削機であって、
作業室の天井に設置されたレールに沿って移動する走行体と、
前記走行体に対して旋回する旋回体と、
前記旋回体に対して起伏するブームと、
前記ブームの先端に着脱可能に取り付けられる掘削アタッチメントとしてのリッパ又はリッパバケットと、を備え、
前記ブームの先端は、前記ブームの軸線回りに回転できるように構成されている、掘削機の使用方法であって、
掘削機を刃先近傍まで移動させる工程と、
前記ブームの先端を回転させて、掘削アタッチメントとしての前記リッパ又は前記リッパバケットを寝かせる工程と、
掘削アタッチメントとしての前記リッパ又は前記リッパバケットによって、刃先下の地盤を掻き出す工程と、を備える、掘削機の使用方法。
【請求項2】
掘削アタッチメントとしての前記リッパ又は前記リッパバケットによって、刃先下の地盤を掻き出す工程を、複数回繰り返すようになっている、請求項１に記載された、掘削機の使用方法。
【請求項3】
ニューマチックケーソン工法で使用される掘削機であって、
作業室の天井に設置されたレールに沿って移動する走行体と、
前記走行体に対して旋回する旋回体と、
前記旋回体に対して起伏するブームと、
前記ブームの先端に着脱可能に取り付けられる掘削アタッチメントとしてのリッパ又はリッパバケットと、を備え、
前記ブームの先端は、前記ブームの軸線回りに回転できるように構成されている、掘削機の使用方法であって、
前記ブームの先端に、掘削アタッチメントとして前記リッパバケットを装着する工程と、
前記リッパバケットによって地盤を掘削する工程と、
前記リッパバケットによって掘削土砂を掬う工程と、
前記リッパバケットが排土バケツの上方に位置するように、前記掘削機を移動させる工程と、
前記リッパバケットを前記ブームの軸線回りに回転させて、前記排土バケツに掘削土砂を投入する工程と、を備える、掘削機の使用方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、ニューマチックケーソン工法で使用される掘削機に関するものである。
【背景技術】
【0002】
従来から、ニューマチックケーソン工法において、ケーソン最下部の作業室内で地盤を掘削するための、天井走行式の掘削機が知られている。この天井走行式の掘削機には、軟弱度から岩盤まで、様々な地盤に対応した掘削アタッチメントが開発されている。
【0003】
掘削アタッチメントとしては、例えば、（通常）バケット、ブレーカ、ドリフターが知られている。このうち、ブレーカは、チゼルによって岩盤を連続的に打撃することで、岩盤を破砕・掘削するようになっている（掘削機について、特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0004】
【文献】特開２０１５－１０８２４５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0005】
しかしながら、従来使用されていたブレーカは、繰り返しの振動によって掘削機への負担が大きくなるうえ、節理の方向によっては岩盤をうまく破砕できないこともあった。
【0006】
そこで、本発明は、振動を用いることなく静的に破砕することのできる掘削アタッチメントを備える掘削機を提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【0007】
前記目的を達成するために、本発明の掘削機は、ニューマチックケーソン工法で使用される掘削機であって、作業室の天井に設置されたレールに沿って移動する走行体と、前記走行体に対して旋回する旋回体と、前記旋回体に対して起伏するブームと、前記ブームの先端に着脱可能に取り付けられる掘削アタッチメントとしてのリッパ又はリッパバケットと、を備えている。
【発明の効果】
【0008】
このように、本発明の掘削機は、走行体と、旋回体と、ブームと、掘削アタッチメントとしてのリッパ又はリッパバケットと、を備えている。このため、振動を用いることなく静的に破砕することのできる掘削アタッチメントを備える掘削機となる。
【図面の簡単な説明】
【0009】
【図1】実施例１のリッパが装着された掘削機の側面図である。
【図2】リッパの説明図である。（ａ）は側面図であり、（ｂ）は正面図である。
【図3】実施例２のリッパバケットが装着された掘削機の側面図である。
【図4】リッパバケットの説明図である。（ａ）は側面図であり、（ｂ）は正面図である。
【図5】リッパを用いた刃先下を掘削している状態の掘削機の側面図である。
【図6】従来型の掘削機を使用して排土バケットへ土砂を投入している側面図である。
【図7】実施例の掘削機を使用して排土バケットへ土砂を投入している側面図である。
【図8】実施例３の実験の概要を説明する説明図である。（ａ）は側面図であり、（ｂ）は正面図である。
【図9】実施例３の実験の写真である。（ａ）は実験で用いた掘削機であり、（ｂ）はバケットによる掘削の様子であり、（ｃ）はリッパバケットによる掘削の様子であり、（ｄ）はリッパによる掘削の様子である。
【発明を実施するための形態】
【0010】
以下、本発明の実施の形態について図面を参照して説明する。ただし、以下の実施例に記載されている構成要素は例示であり、本発明の技術範囲をそれらのみに限定する趣旨のものではない。以下では、実施例１でリッパを有する掘削機について説明し、実施例２でリッパバケットを有する掘削機について説明する。さらに、実施例３では、掘削機の掘削性能の実証実験について説明する。
【実施例1】
【0011】
（構成）
まず、図１を用いて本実施例の掘削アタッチメントとしてリッパ２を有する掘削機１の全体構成を説明する。本実施例の掘削機１は、図１に示すように、ニューマチックケーソン工法で使用される天井走行式の掘削機１である。図示しないが、ニューマチックケーソンは、主として、側壁部、作業室天井スラブ、刃口（９２）等から構成されている。また、ニューマチックケーソンは、設備としてマテリアルシャフト、マテリアルロック、マンロック等を備えている。
まず、図１を用いて本実施例の掘削アタッチメントとしてリッパ２を有する掘削機１の全体構成を説明する。本実施例の掘削機１は、図１に示すように、ニューマチックケーソン工法で使用される天井走行式の掘削機１である。図示しないが、ニューマチックケーソンは、主として、側壁部、作業室天井スラブ、刃口（９２）等から構成されている。また、ニューマチックケーソンは、設備としてマテリアルシャフト、マテリアルロック、マンロック等を備えている。
【0012】
そして、本実施例の掘削機１は、図１に示すように、作業室９０の天井に設置されたレール９１に沿って移動する走行体１０と、走行体１０に対して旋回する旋回体１１と、旋回体１１に対して起伏するブーム１２と、ブーム１２の先端１２１に着脱可能に取り付けられる掘削アタッチメントとしてのリッパ２と、を備えている。このように、本実施例の掘削機１は天井走行式の掘削機であり、天井スラブ（ニューマチックケーソン自体）に反力をとって、下方にある地盤を掘削するようになっている。
【0013】
また、本実施例の掘削機１では、ブーム１２の先端１２１が、ブーム１２の軸線回りに３６０度自在に回転できるように構成されている。すなわち、通常の地上走行の掘削機（バックホウ等）と異なり、ブーム１２の先端１２１が回転することで、先端１２１に装着された掘削アタッチメントも３６０度自在に回転できるようになっている。
【0014】
掘削アタッチメントとしてのリッパ２は、岩盤や玉石を、節理の方向・角度に応じて切り裂くことができるものであり、効果的な静的破砕（振動を利用しない破砕）が可能となる。具体的には、リッパ２は、固結した硬質地盤や軟岩Ｉなどを破砕して、バケットでの掘削を可能とするための掘削アタッチメントである。リッパ２は、ブレーカと比べて衝撃や振動が少なく、地盤条件によってはブレーカよりも破砕効率が高くなることが知られている。
【0015】
そして、本実施例のリッパ２は、図２（ａ）、（ｂ）に示すように、例えば鋼板を加工（切削・溶接等）して製作されるものであり、ヘの字状（浅いＪ字状；円弧状）に湾曲した本体部２０と；ヘの字状の本体部２０の一方の端部に連結される、本体部２０と一体の取付ブラケット部２１と；から構成されている。
【0016】
本体部２０は、所定の厚みの鋼板によって丸みを帯びたヘの字状（円弧状）に形成されており、尖った形状の最先端には取替式のチップ２０ａが取り付けられている。そして、リッパ２は、この湾曲する本体部２０の曲率中心が前寄りに位置する向きに（すなわち、前方に凹部を向けて開くように）ブーム１２の先端１２１に、取付ブラケット部２１を介して取り付けられている。つまり、本実施例のリッパ２は、バックホウと異なり、パワーショベルのような動作をする向き（手前側から向こう側に揺動する向き）になっている。
【0017】
取付ブラケット部２１は、１枚の底板と２枚の側板によってコ字状に形成されている。１枚の底板には本体部２０が接続されるとともに、２枚の側板にはそれぞれ２つの取付孔２１ａ、２１ｂが設けられている。そして、取付孔２１ａ、２１ｂに挿通されるボルトを介して、ブーム１２の先端１２１に装着（連結）されるようになっている。このブーム１２の先端１２１は、シリンダ１２２を伸縮することで揺動するように構成されているため、リッパ２も揺動（回動；首振動作）するようになっている。
【0018】
（使用方法）
次に、本実施例のリッパ２を備える掘削機１の使用方法について、図５を用いて、説明する。以下では、刃先下を掘削する場合について説明するが、通常の刃先下以外の位置を掘削することももちろん可能である。
次に、本実施例のリッパ２を備える掘削機１の使用方法について、図５を用いて、説明する。以下では、刃先下を掘削する場合について説明するが、通常の刃先下以外の位置を掘削することももちろん可能である。
【0019】
本実施例の掘削機１の使用方法は、
１）掘削機１を刃先近傍まで移動させる工程と、
２）ブーム１２の先端１２１を回転させて、掘削アタッチメントとしてのリッパ２を寝かせる工程と、
３）掘削アタッチメントとしてのリッパ２によって、図５に示すように、刃先下の地盤を横から薄く掻き出す工程と、
４）通常バケットが取り付けられた別の掘削機（１）によって、掻き出された掘削土を移動・積込（排土）する工程と、
を備えている。
１）掘削機１を刃先近傍まで移動させる工程と、
２）ブーム１２の先端１２１を回転させて、掘削アタッチメントとしてのリッパ２を寝かせる工程と、
３）掘削アタッチメントとしてのリッパ２によって、図５に示すように、刃先下の地盤を横から薄く掻き出す工程と、
４）通常バケットが取り付けられた別の掘削機（１）によって、掻き出された掘削土を移動・積込（排土）する工程と、
を備えている。
【0020】
このうち、３）掻き出す工程では、リッパ２を横に寝かせた状態で土を掻き出すことで、掘削される地盤の厚みはリッパ２の本体部２０の厚みとなるため、地盤を薄く掘削できる。つまり、刃先下を大きく下からシャクる動作は、法的にも深さを制限（５０ｃｍ以下）されているところ、リッパ２の厚み分だけ横からシャクることで、深さ方向にほとんど掘削しない掘削が可能となる。
【0021】
さらに言えば、この「３）掻き出す工程」は、複数回繰り返すことで、少しずつ地盤を掘削することも好ましい。つまり、リッパ２によって１回に掻き出す動作では、リッパ２の厚み分だけ掘削するが、沈下の様子を確認しながら、掻き出す動作を繰り返すことで、より安全で精度の高い沈下制御が可能となる
【0022】
（効果）
次に、本実施例の掘削機１の奏する効果を列挙して説明する
次に、本実施例の掘削機１の奏する効果を列挙して説明する
【0023】
（１）上述してきたように、掘削機１は、作業室９０の天井に設置されたレール９１に沿って移動する走行体１０と、走行体１０に対して旋回する旋回体１１と、旋回体１１に対して起伏するブーム１２と、ブーム１２の先端１２１に着脱可能に取り付けられる掘削アタッチメントとしてのリッパ２と、を備えている。このため、振動を用いることなく静的に破砕することのできる掘削アタッチメントを備える掘削機１となる
【0024】
（２）また、掘削アタッチメントとしてのリッパ２は、湾曲する本体部２０を有し、本体部２０の曲率中心が前寄りに位置する向きに、ブーム１２の先端１２１に着脱可能に取り付けられている。このため、天井スラブに反力をとって、岩盤や玉石の節理にリッパ２を引っ掛けるようにして切り裂きやすくなる
【0025】
（３）さらに、ブーム１２の先端１２１は、ブーム１２の軸線回りに回転できるように構成されているため、岩盤や玉石の節理にリッパ２の向きを合わせやすくなり、岩盤や玉石を切り裂きやすくなる。また、ニューマチックケーソンの刃先下を横から掻き出す動作が可能となる。回転角度は、対象に合わせて自由に変えることができる。
【0026】
（４）そして、上述した掘削機１の使用方法は、掘削機１を刃先近傍まで移動させる工程と、ブーム１２の先端１２１を回転させて、掘削アタッチメントとしてのリッパ２を寝かせる工程と、掘削アタッチメントとしてのリッパ２によって、刃先下の地盤を掻き出す工程と、を備えている。このように掘削機１を使用すれば、リッパ２を寝かせて、刃先下の地盤を薄く掻き出すことができる
【0027】
（５）そして、掘削アタッチメントとしてのリッパ２によって、刃先下の地盤を掻き出す工程を、複数回繰り返すことで、沈下の様子を確認しながら、刃先下を少しずつ掘削することで、繊細な沈下制御が可能となる。
【実施例2】
【0028】
以下、図３、４、５を用いて、掘削アタッチメントとしてリッパバケット３を有する掘削機１について説明する。なお、実施例１で説明した内容と同一乃至均等な部分の説明については同一符号を付して説明する
【0029】
（構成）
本実施例の掘削機１は、図３に示すように、走行体１０と、旋回体１１と、ブーム１２と、ブーム１２の先端１２１に着脱可能に取り付けられる掘削アタッチメントとしてのリッパバケット３と、を備えている。そして、本実施例の掘削機１では、ブーム１２の先端１２１が、ブーム１２の軸線回りに３６０度自在に回転できるように構成されている。
本実施例の掘削機１は、図３に示すように、走行体１０と、旋回体１１と、ブーム１２と、ブーム１２の先端１２１に着脱可能に取り付けられる掘削アタッチメントとしてのリッパバケット３と、を備えている。そして、本実施例の掘削機１では、ブーム１２の先端１２１が、ブーム１２の軸線回りに３６０度自在に回転できるように構成されている。
【0030】
そして、本実施例の掘削アタッチメントとしてのリッパバケット３は、リッパ２と同様に、岩盤や玉石を、節理の方向・角度に応じて切り裂くことができるため、効果的な静的破砕（振動を利用しない破砕）が可能となる。このリッパバケット３は、リッパ（実施例１で説明した）と通常バケットの両方の機能を有する掘削アタッチメントである。つまり、リッパ２と同様に、固結した硬質地盤や軟岩Ｉなどをリッパ部（３１）で破砕し、その後、バケット部（３２）で移動・搬出できる。このように、掘削アタッチメントを交換することなく、破砕と掘削を実施できる。
【0031】
リッパバケット３は、図４（ａ）、（ｂ）に示すように、例えば鋼板を加工（切削・溶接等）して製作されるものであり、リッパ部３１とバケット部３２から構成される本体部３０と；バケット部３２に取付けられる、バケット部３２（本体部３０）と一体の、取付ブラケット部３３と；から構成されている。
【0032】
リッパ部３１は、所定の厚みの鋼板によって丸みを帯びたヘの字状（Ｃ字状；円弧状）に形成されており、尖った形状の最先端には取替式のチップ３１ａが取り付けられている。そして、リッパバケット３は、この湾曲するリッパ部３１の曲率中心が前寄りに位置する向きに（すなわち、前方に開くように）ブーム１２の先端１２１に、取付ブラケット部３３を介して取り付けられている。
【0033】
バケット部３２は、鋼板によって開口した箱状に形成されており、左右の中央にリッパ部３１が取付けられている。すなわち、バケット部３２は、リッパ部３１によって体積が１／２ずつに分割されている。したがって、バケット部３２には、リッパ部３１の体積を除いて、その内容積分だけの掘削土砂を収容できるようになっている。さらに、バケット部３２の開口部の左右両端には、リッパ部３１と同様の爪が取付けられており、地盤を掘削できるようになっている。ただし、バケット部３２の両端の爪よりも、リッパ部３１の先端のチップ３１ａの方が長く突出しており、リッパ部３１の切り裂き作用を発揮しやすくなっている。
【0034】
取付ブラケット部３３は、平行な２枚の側板によって形成されている。２枚の側板にはそれぞれ２つの取付孔３３ａ、３３ｂが設けられている。そして、取付孔３３ａ、３３ｂに挿通されるボルトを介して、ブーム１２の先端１２１に装着（連結）されるようになっている。このブーム１２の先端１２１は、シリンダ１２２を伸縮することで揺動するように構成されているため、リッパバケット３も揺動（回動；首振動作）するようになっている。
【0035】
（使用方法）
次に、本実施例のリッパバケット３を備える掘削機１の使用方法について図５を参照しながら説明する。以下では、まず、刃先下を掘削する場合について説明するが、通常の刃先下以外の位置を掘削することももちろん可能である。
次に、本実施例のリッパバケット３を備える掘削機１の使用方法について図５を参照しながら説明する。以下では、まず、刃先下を掘削する場合について説明するが、通常の刃先下以外の位置を掘削することももちろん可能である。
【0036】
本実施例の刃先下を掘削する際の掘削機１の使用方法は、
１）掘削機１を刃先近傍まで移動させる工程と、
２）ブーム１２の先端１２１を回転させて、掘削アタッチメントとしてのリッパバケット３を寝かせる工程と、
３）掘削アタッチメントとしてのリッパバケット３によって、図５に示すように、刃先下の地盤を横から薄く掻き出す工程と、
４）同じリッパバケット３によって、掻き出された掘削土を移動・積込（排土）する工程と、
を備えている。
１）掘削機１を刃先近傍まで移動させる工程と、
２）ブーム１２の先端１２１を回転させて、掘削アタッチメントとしてのリッパバケット３を寝かせる工程と、
３）掘削アタッチメントとしてのリッパバケット３によって、図５に示すように、刃先下の地盤を横から薄く掻き出す工程と、
４）同じリッパバケット３によって、掻き出された掘削土を移動・積込（排土）する工程と、
を備えている。
【0037】
このように、リッパバケット３を用いることで、リッパと通常バケットの両方の作業を同一の掘削機１によって実行できる。
【0038】
次に、実施例のリッパバケット３を搭載し、かつ、ブーム１２が軸線回りに回転するようになっている掘削機１を使用して、排土バケツ８０へ土砂を投入する際の、掘削機の使用方法について説明する。
【0039】
はじめに、比較のため、図６を用いて、ブーム１２が軸線回りに回転しない、従来型の掘削機１を使用して排土バケツ８０へ土砂を投入する方法について説明する。この従来側の掘削機１は、ブーム１２が走行体１０に対して起伏するが、軸線回りに回転できない構成となっている。
【0040】
したがって、図６に示すように、バケット４から排土バケツ８０へ土砂を投入する際には、ブーム１２の起伏とバケット４の開方向への回動によって、投入を実行する必要がある。この場合、排土バケツ８０が置かれた高さと掘削機１の高さの関係から、ブーム１２の先端を上げつつ、バケットシリンダを縮めてバケット４を開くように動作させる必要がある。
【0041】
これらの動作を実施しようとしても、排土バケツ８０と掘削機１のバケット４が互いに干渉するおそれがあるため、掘削土砂をうまく投入することが難しい。特に、高さの限定された作業室９０の空間内で、このような投入動作を実行することは困難となる。
【0042】
これに対して、本実施例の掘削機の使用方法は、図７に示すように、
１）ブーム１２の先端１２１に、掘削アタッチメントとしてリッパバケット３を装着する工程と、
２）リッパバケット３によって地盤を掘削する工程と、
３）リッパバケット３によって掘削土砂を掬う工程と、
４）リッパバケット３が排土バケツ８０の上方に位置するように、掘削機１を移動させる工程と、
５）リッパバケット３をブーム１２の軸線回りに回転させて、排土バケツ８０に掘削土砂を投入する工程と、
を備えている。
１）ブーム１２の先端１２１に、掘削アタッチメントとしてリッパバケット３を装着する工程と、
２）リッパバケット３によって地盤を掘削する工程と、
３）リッパバケット３によって掘削土砂を掬う工程と、
４）リッパバケット３が排土バケツ８０の上方に位置するように、掘削機１を移動させる工程と、
５）リッパバケット３をブーム１２の軸線回りに回転させて、排土バケツ８０に掘削土砂を投入する工程と、
を備えている。
【0043】
特に、上述した工程 ２）及び工程 ３） において、リッパバケット３によって地盤を掘削し、そのまま掘削土砂を掬い、さらに続けて、工程 ５） において、リッパバケット３をブーム１２の軸線回りに回転させて、排土バケツ８０に掘削土砂を投入する点が、この使用方法において重要である。
【0044】
すなわち、本実施例の掘削機１は、リッパバケット３を搭載し、かつ、ブーム１２が軸線回りに回転するようになっているため、高さのない狭い作業室９０内においても、排土バケツ８０への土砂の投入を迅速・容易に実行することができるのである。このように、従来型と比較すると、必要以上にブーム１２を起伏させる必要がないうえ、バケットシリンダを縮めてリッパバケット３を開く必要もない。
【0045】
さらに言えば、本実施例の掘削機１であれば、掘削－掬い－投入の一連の３工程を同一の掘削機１を用いて実行できる点はきわめて重要である。すなわち、作業室９０内の掘削機１の台数は限定されているところ、３工程を１台の掘削機１を用いて実行することで、役割の異なる複数台の掘削機を使用する場合と比較して、工期の短縮に大きく寄与することができる。
【0046】
（作用・効果）
次に、本実施例の掘削機１の奏する効果を列挙して説明する
次に、本実施例の掘削機１の奏する効果を列挙して説明する
【0047】
（１）上述してきたように、掘削機１は、作業室９０の天井に設置されたレール９１に沿って移動する走行体１０と、走行体１０に対して旋回する旋回体１１と、旋回体１１に対して起伏するブーム１２と、ブーム１２の先端１２１に着脱可能に取り付けられる掘削アタッチメントとしてのリッパバケット３と、を備えている。このため、振動を用いることなく静的に破砕することのできる掘削アタッチメントを備える掘削機１となる
【0048】
したがって、ブレーカやロードヘッダのような、様々な繰り返し振動による本体機への負担が削減されるため、故障を防止できる。さらに、高気圧作業を削減することもできる。加えて、ブレーカなど振動破砕機等と比べると発生する騒音がない。これは、ニューマチックケーソンの作業室内は高気圧かつ閉塞空間であり、特に耳や三半規管への負担を最大限防止する必要があるためである。さらに言うと、アタッチメントとして、ドリフターを使用する場合は、削孔箇所に装薬し発破をかけるため振動が生じるが、本実施例のようにリッパバケット３を使用すれば振動が生じることもない。
【0049】
（２）さらに、ブーム１２の先端１２１は、ブーム１２の軸線回りに回転できるように構成されているため、岩盤や玉石の節理にリッパバケット３の向きを合わせやすくなり、岩盤や玉石を切り裂きやすくなる。また、ニューマチックケーソンの刃先下を横から掻き出す動作が可能となる。
【0050】
掘削機１は、レール９１に沿って移動するため、その位置が規定されるところ、従来のブレーカでは岩盤の『節理』の方向に合わせることが難しかった。一方で、本発明であれば、回転させることで、節理の方向に合わせることができる。
【0051】
通常のバケットは、縦と横の寸法が略同一なので、寝かせてシャクっても掘削される高さは変わらない。一方、本実施例のリッパ２やリッパバケット３であれば、横幅が狭いので、寝かせてシャクると、掘削高さを低くできる。
【0052】
さらに、リッパバケット３が回転することによって、排土バケツへの土砂投入が容易となる。これは、リッパバケット３の中央のリッパ部３１は大きく突起しているところ、排土バケツに土砂を投入する際に、全旋回バケットであれば、これを反転することによりリッパ部３１と排土バケツの上部が干渉することなく土砂を投入できるようになる。
【0053】
（３）そして、上述した掘削機１の使用方法は、掘削機１を刃先近傍まで移動させる工程と、ブーム１２の先端１２１を回転させて、掘削アタッチメントとしてのリッパバケット３を寝かせる工程と、掘削アタッチメントとしてのリッパバケット３によって、刃先下の地盤を掻き出す工程と、を備えている。このように掘削機１を使用すれば、リッパバケット３を寝かせて、刃先下の地盤を薄く掻き出すことができる。さらに、固結した硬質地盤や軟岩Ｉなどをリッパ部３１で破砕し、その後、バケット部３２で掘削できる。このように、掘削アタッチメントを交換することなく、破砕と掘削を実施できる。
【0054】
このように、特に刃口近傍（刃先下）の掘削では、リッパバケット３のリッパ部３１を用いた寝かせた状態での刃口下のシャクリ動作と、リッパバケット３のバケット部３２を用いた掘削土の掻き寄せ動作によって、きわめて繊細で、かつ効率のよい、沈下作業が可能となる。
【0055】
さらに、ニューマチックケーソン工法による掘削では、掘削機１が少ない台数に限定されるため、リッパバケット３が一台で二役こなせる意味は大きい。加えて、高気圧作業となる、掘削アタッチメントの交換作業も少なくできるという効果もある。
【0056】
（４）さらに、本実施例の掘削機の使用方法は、
・ブームの先端に、掘削アタッチメントとしてリッパバケット３を装着する工程と、
・リッパバケット３によって地盤を掘削する工程と、
・リッパバケット３によって掘削土砂を掬う工程と、
・リッパバケット３が排土バケツの上方に位置するように、掘削機１を移動させる工程と、
・リッパバケット３をブーム１２の軸線回りに回転させて、排土バケツに掘削土砂を投入する工程と、を備えている。このように掘削機１を使用すれば、排土バケツに掘削土砂を積み込む際に、排土バケツ上でリッパバケット３を回転させることで積込動作を実行できる。
・ブームの先端に、掘削アタッチメントとしてリッパバケット３を装着する工程と、
・リッパバケット３によって地盤を掘削する工程と、
・リッパバケット３によって掘削土砂を掬う工程と、
・リッパバケット３が排土バケツの上方に位置するように、掘削機１を移動させる工程と、
・リッパバケット３をブーム１２の軸線回りに回転させて、排土バケツに掘削土砂を投入する工程と、を備えている。このように掘削機１を使用すれば、排土バケツに掘削土砂を積み込む際に、排土バケツ上でリッパバケット３を回転させることで積込動作を実行できる。
【0057】
なお、この他の構成および作用効果については、実施例１と略同様であるため説明を省略する。
【実施例3】
【0058】
以下、図８～図９を用いて、実施例１、２で説明した掘削機１の掘削性能の実証実験について説明する。なお、実施例１、２で説明した内容と同一乃至均等な部分の説明については同一符号を付して説明する。
1.1 実験実施場所
性能実験は、茨城県にある大豊建設株式会社の中央機材センター敷地北東部の技術研究所建設予定地の北側用地を利用して実施した。
1.2 実施時期
2019 年 6 月 24 日～9 月 13 日
1.3 掘削性能検証方法
岩掘削装置の性能実験は、実際の DREAM ＩＩを利用して試験地盤を掘削することで検証した。性能実験結果より装置の形状、取り付け方法、操作運用方法を検討し必要に応じて改良を行う（図８参照）。
2. 試験地盤
試験地盤は対象岩盤と近似したものとするため、割栗石を主体としてエアモルタルにより固結させて作成する。
・目標強度の設定
土質調査結果より礫岩の一軸圧縮強さは、0.08MN／m2～3.6MN／m2
平均値 0.78 MN／m2（No.3）、0.82 MN／m2（No.8）
最大値は 3.6 MN／m2。そこで、目標強度は、3.6 MN／m2（3.6N／mm2）を基本とした。
3. 掘削装置
掘削装置は、DREAM ＩＩのアタッチメントとしてバケットの代わりに装着する形式のものとする。装置の種類は岩の性質、掘削効率や DREAM 本体への負荷等を考慮してリッパ及びリッパバケットを用いた。
4. 計測
(1) 破砕状況確認1
バケット、リッパバケット、リッパで各試験地盤の同位置を掘削し、掘削形状（幅、深さ、長さ、面積）を測定する。掘削は 1 動作とし、位置をずらして 2 回実施する。
掘削形状を写真撮影し、3 次元写真応用計測システムで 3 次元化する。
(2) 破砕状況確認2
バケット、リッパバケット、リッパで各試験地盤における所定の範囲を連続的（5 分×2）に掘削し、掘削状況を確認する。
掘削形状を写真撮影し、3 次元写真応用計測システムで 3 次元化する。
(3) 掘削性能確認
リッパバケット、リッパを用いて試験地盤全体を破砕する。破砕後、リッパバケット、バケットを用いて破砕した試験地盤ガラの積み込み動作を行う。両作業にかかる時間を計測する（図９参照）。
5. 結果
結果は、以下に示す通りである。
1.1 実験実施場所
性能実験は、茨城県にある大豊建設株式会社の中央機材センター敷地北東部の技術研究所建設予定地の北側用地を利用して実施した。
1.2 実施時期
2019 年 6 月 24 日～9 月 13 日
1.3 掘削性能検証方法
岩掘削装置の性能実験は、実際の DREAM ＩＩを利用して試験地盤を掘削することで検証した。性能実験結果より装置の形状、取り付け方法、操作運用方法を検討し必要に応じて改良を行う（図８参照）。
2. 試験地盤
試験地盤は対象岩盤と近似したものとするため、割栗石を主体としてエアモルタルにより固結させて作成する。
・目標強度の設定
土質調査結果より礫岩の一軸圧縮強さは、0.08MN／m2～3.6MN／m2
平均値 0.78 MN／m2（No.3）、0.82 MN／m2（No.8）
最大値は 3.6 MN／m2。そこで、目標強度は、3.6 MN／m2（3.6N／mm2）を基本とした。
3. 掘削装置
掘削装置は、DREAM ＩＩのアタッチメントとしてバケットの代わりに装着する形式のものとする。装置の種類は岩の性質、掘削効率や DREAM 本体への負荷等を考慮してリッパ及びリッパバケットを用いた。
4. 計測
(1) 破砕状況確認1
バケット、リッパバケット、リッパで各試験地盤の同位置を掘削し、掘削形状（幅、深さ、長さ、面積）を測定する。掘削は 1 動作とし、位置をずらして 2 回実施する。
掘削形状を写真撮影し、3 次元写真応用計測システムで 3 次元化する。
(2) 破砕状況確認2
バケット、リッパバケット、リッパで各試験地盤における所定の範囲を連続的（5 分×2）に掘削し、掘削状況を確認する。
掘削形状を写真撮影し、3 次元写真応用計測システムで 3 次元化する。
(3) 掘削性能確認
リッパバケット、リッパを用いて試験地盤全体を破砕する。破砕後、リッパバケット、バケットを用いて破砕した試験地盤ガラの積み込み動作を行う。両作業にかかる時間を計測する（図９参照）。
5. 結果
結果は、以下に示す通りである。
【0059】
破砕状況は、（通常）バケットよりも、リッパやリッパバケットを使用した場合の掘削体積の方が大きくなった。リッパとリッパバケットの掘削体積は、略同様であるが、リッパバケットの方がやや大きくなった。
【0060】
１時間当りの破砕量は、（通常）バケットよりもリッパやリッパバケットの方が約７倍大きくなった。リッパとリッパバケットの破砕量（破砕効率）は、略同様であるが、リッパの方がやや大きくなった。
【0061】
一方、１時間当りの積込み量は、（通常）バケットの方がリッパバケットよりも大きくなった。（通常）バケットの積込み量（積込み効率）は、リッパバケットの積込み量の約１．５倍となった。
【0062】
なお、この他の構成および作用効果については、前述した実施例と略同様であるため説明を省略する。
【0063】
以上、図面を参照して、本発明の実施例を詳述してきたが、具体的な構成は、これらの実施例に限らず、本発明の要旨を逸脱しない程度の設計的変更は、本発明に含まれる。
【符号の説明】
【0064】
１ 掘削機
１０ 走行体
１１ 旋回体
１２ ブーム
１２１ 先端
２ リッパ
２０ 本体部
２０ａ チップ
２１ 取付ブラケット部
２１ａ 取付孔
２１ｂ 取付孔
３ リッパバケット
３０ 本体部
３１ リッパ部
３１ａ チップ
３２ バケット部
３３ 取付ブラケット部
４ バケット（従来）
８０ 排土バケツ
９０ 作業室
９１ レール
９２ 刃口
１０ 走行体
１１ 旋回体
１２ ブーム
１２１ 先端
２ リッパ
２０ 本体部
２０ａ チップ
２１ 取付ブラケット部
２１ａ 取付孔
２１ｂ 取付孔
３ リッパバケット
３０ 本体部
３１ リッパ部
３１ａ チップ
３２ バケット部
３３ 取付ブラケット部
４ バケット（従来）
８０ 排土バケツ
９０ 作業室
９１ レール
９２ 刃口
【図1】
【図2】
【図3】
【図4】
【図5】
【図6】
【図7】
【図8】
【図9】
