(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
水平方向の地中掘削を行うための掘削機であって、走行可能な台車と、該台車上に水平旋回可能に搭載された旋回デッキと、該旋回デッキに設けられたアームと、該アームの先端部に装着されたオーガとを具備し、前記アームと前記オーガとの間に、該オーガを上下方向に回動させるためのリンク機構と、該オーガを前後方向にスライドさせるためのスライド機構とを介装し、
前記スライド機構は、前記リンク機構を介して前記アームに連結されたベース板と、該ベース板の下面側において前後方向に移動可能に支持されてその下面側に前記オーガが取り付けられるスライド板と、該スライド板を前記ベース板に対して前後方向にスライド可能に支持しかつそのスライドを案内するためのガイド機構と、前記スライド板を前記ベース板に対してスライドさせるための油圧シリンダとからなり、
かつ、前記アームを前記旋回デッキに対して上下方向に旋回可能に設けるとともに、該アームを上方に旋回させることで該アームを前記オーガとともに前記台車の直上位置まで退避させるための油圧シリンダを具備してなることを特徴とする掘削機。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、建築、土木工事において用いる掘削機に係わり、特に水平方向の地中掘削を行うために用いて好適な小型の掘削機に関する。
【０００２】
【従来の技術】
建築、土木工事の分野においては種々の形態、規模の掘削機が使用されるが、比較的小規模の水平掘削を行うための小型の掘削機としては必ずしも有効適切なものはない。たとえば、既存建築物に対する改修工事に際して図５に示すように既存の基礎部に対する掘削、すなわちフーチングａの下部に設けられているラップルコンクリートｂのさらに下部の地盤を掘削する必要が生じることがあるが、そのような掘削作業は近接して設置されているラップルコンクリートｂの間のわずか数メートル程度の狭小空間において行わねばならず、したがって汎用の掘削機をそこに持込むことができないことが通常である。このため、そのような掘削作業はスコップによる人力作業に頼らざるを得ず、図示しているように作業員がしゃがみ込んでスコップをラップルコンクリートｂの下部に差込むことで掘削していることが実情である。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
上記のような人力作業によることでは当然に作業能率が良くなく、そのような掘削作業の効率改善と省力化を図るために、特に狭小な空間における水平掘削を行い得る有効な掘削機が必要とされていた。
【０００４】
【課題を解決するための手段】
上記事情に鑑み、本発明の掘削機は、走行可能な台車と、該台車上に水平旋回可能に搭載された旋回デッキと、該旋回デッキに設けられたアームと、該アームの先端部に装着されたオーガとを具備し、前記アームと前記オーガとの間に、該オーガを上下方向に回動させるためのリンク機構と、該オーガを前後方向にスライドさせるためのスライド機構とを介装し、前記スライド機構は、前記リンク機構を介して前記アームに連結されたベース板と、該ベース板の下面側において前後方向に移動可能に支持されてその下面側に前記オーガが取り付けられるスライド板と、該スライド板を前記ベース板に対して前後方向にスライド可能に支持しかつそのスライドを案内するためのガイド機構と、前記スライド板を前記ベース板に対してスライドさせるための油圧シリンダとからなり、かつ、前記アームを前記旋回デッキに対して上下方向に旋回可能に設けるとともに、該アームを上方に旋回させることで該アームを前記オーガとともに前記台車の直上位置まで退避させるための油圧シリンダを具備してなることを特徴とする。
【０００５】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の一実施形態を図１〜図４を参照して説明する。本実施形態の掘削機は、図１にその全体概略構成を示すように、水平掘削するためのオーガ１を備えるものであり、走行可能な台車２に水平旋回可能な旋回デッキ３を搭載し、該旋回デッキ３に設けたアーム４の先端部に上記オーガ１を装着したことを基本構成としている。
【０００６】
上記台車２はクローラ５等の走行機構により自走可能なもので、その全長はたとえば１．５ｍ程度、全幅は１．２ｍ程度、全高は１．６ｍ程度の小型のものとされ、狭小な作業空間においても使用可能なものである。旋回デッキ３は図示しない駆動源により鉛直軸線を中心に旋回することでアーム４を任意の方向に向けることができるものとされている。アーム４はその基端が旋回デッキ３に対して上下方向に旋回可能に軸支されており、油圧シリンダ６により必要に応じて上方に旋回させることでオーガ１を台車２の前方位置から図１に鎖線で示す如く台車２の直上位置まで旋回退避させることができるものとされている。なお、本掘削機は有線あるいは無線により遠隔操作するように構成することが好ましく、たとえば特開平４ー１７６９１７号公報に開示されている掘削積込ロボットの本体部分を好適に転用可能である。
【０００７】
本掘削機においては、図２に示すように、オーガ１とそれを装着する上記アーム４の先端部との間に、オーガ１をアーム４に対して上下方向に回動させるためのリンク機構７と、オーガ１をアーム４に対して前後進させるためのスライド機構８が介装されている。
【０００８】
まず、スライド機構８について図３および図４を参照して説明する。該スライド機構８は、上記リンク機構７（詳細は後述）を介して上記アーム４に連結されているベース板９と、その下面側において前後方向に移動可能に設けられたスライド板１０と、該スライド板１０のスライド駆動源たる油圧シリンダ１１を備える。ベース板９の両側（図３および図４は片側のみ図示しているが、中心線を挟んで対称に設けられている）にはガイド機構１２が設けられ、それらガイド機構１２によりスライド板１０の縁部が上下から挟み込まれかつスライド可能な状態で支持されている。なお、ガイド機構１２の内側にはスライドプレート１３およびローラ１４が取り付けられ、それらによりスライド板１０の前後方向のスライドを案内しかつ摺動抵抗を低減せしめている。
【０００９】
上記ベース板９の基端部にはシリンダブラケット１５が取り付けられてそこに上記油圧シリンダ１１の基端が連結されている。一方、ベース板９の先端部には切欠部９ａが形成されてそこでは下面側に重ねられているスライド板１０が露出しており、その露出しているスライド板１０の先端部にはシリンダブラケット１６が取り付けられ、そこに油圧シリンダ１１のロッド１１ａの先端が連結されている。したがって油圧シリンダ１１を作動させてロッド１１ａを伸張させると、スライド板１０はベース板９に対して前方にスライドし、ロッド１１ａを縮退させるとスライド板１０はベース板９の下面側に引き込まれるようになっている。
【００１０】
そして、図２および図４に示すように上記スライド板１０の下面側に上記オーガ１がオーガブラケット１７を介して取り付けられており、駆動モータ１８によりギアボックス１９を介してオーガ１を作動させ、かつ上記の油圧シリンダ１１を作動させてスライド機構８によりオーガ１を徐々に前進させることにより、オーガ１による水平方向の掘削を行い得るものとされている。なお、本例におけるオーガ１はたとえばその径が１５０ｍｍ程度、全長が５００ｍｍ〜７００ｍｍ程度のミニオーガといわれる小型のもので、スライド機構８により与えられる掘削時の前進ストロークは３５０ｍｍ程度に設定されている。
【００１１】
次に、上記のリンク機構７について説明する。リンク機構７は上記スライド機構８およびそれに取り付けられるオーガ１の全体をアーム４に対して上下方向に回動可能に支持するもので、図２および図３に示すように上記ベース板９の基端側に取り付けたリンクブラケット２０をアーム４の下部に対して軸２１により上下方向に回動可能に軸支するとともに、アーム４の上部とリンクブラケット２０の間には直状リンク２２および円弧状リンク２３を連結し、それら直状リンク２２と円弧状リンク２３の連結点には油圧シリンダ２４（図１参照）のロッド２４ａの先端を連結した構成とされている。
【００１２】
このリンク機構７は、掘削に際しては油圧シリンダ２４のロッド２４ａを伸張せしめておくことでオーガ１を前方に向けておき、かつ、ロッド２４ａのストローク調整によりオーガ１の上下方向の向きすなわち掘進方向を上下方向に微調整可能であるとともに、必要に応じて油圧シリンダ２４のロッド２４ａを大きく縮退させることにより、図１に鎖線で示しているようにスライド機構８およびオーガ１の全体を軸２１を中心として上方に回動せしめて引き上げることができるものである。
【００１３】
上記構成の掘削機は、小型の走行台車２を用い、それに小型のオーガ１いわゆるミニオーガを搭載し、そのオーガ１をスライド機構８により前進させることで水平掘削を行う構成としたものであるから、たとえば図５に示したような既存建築物の基礎の下部地盤に対して水平掘削を行う場合のように十分な作業空間を確保できないような場合であっても適用可能であり、このため従来においては人力に頼っていた作業の機械化を図ることができ、省力化および作業効率改善を実現し得る。
【００１４】
特に、上記掘削機は、旋回デッキ３によりオーガ１を任意の水平方向に向けることができることは勿論のこと、リンク機構７によりオーガ１を上下方向に回動可能としているので、水平掘削を行うに際してその掘削方向を上下方向に微調整できることは言うに及ばず、リンク機構７によりオーガ１およびスライド機構８の全体を掘削機の前部において立てた姿勢とすることによって全長がより小さくなるから、狭小な作業場所への搬入やそこからの搬出が容易となり、しかもアーム４を上方へ旋回させてリンク機構７，スライド機構８、オーガ１の全体を掘削機の上部に退避させてしまえばさらにコンパクトになり、この点においても狭小な作業空間において用いるものとして好適である。
【００１５】
なお、上記の掘削機からスライド機構８およびオーガ１を取り外し、アーム４の先端にリンク機構７を介して他の適宜の器具、たとえば垂直掘削用のオーガ等、を取り付けることで、上記のオーガ１による水平掘削作業以外の他の作業を行うものとして使用することも可能である。
【００１６】
【発明の効果】
以上のように、本発明の掘削機は、走行可能な台車に設けたアームの先端部にリンク機構とスライド機構を介してオーガを取り付けた構成であり、リンク機構によりオーガの向きを上下方向に調節し、かつスライド機構によりオーガを前進させることにより、オーガによる水平掘削作業を機械的に行い得るものである。特に、オーガを前進させるためのスライド機構として、スライド板をベース板に対してスライド可能に設けて、そのスライド板をガイド機構により支持案内しつつ油圧シリンダによってスライドさせる構成としたので、特に狭小な作業空間における水平掘削作業の省力化、効率向上を実現し得る。また、リンク機構によりオーガを上方へ回動させ、かつ油圧シリンダによってアーム全体をオーガとともに台車の直上位置へ旋回退避させることで掘削機全体をコンパクトに収納し得る。
【図面の簡単な説明】
【図１】  本発明の一実施形態である掘削機の全体概略構成を示す側面図である。
【図２】  同掘削機の要部拡大側面図である。
【図３】  同掘削機の要部拡大平面図である。
【図４】  図３におけるIV−IV線矢視図である。、
【図５】  既存建築物の基礎部に対する従来の掘削作業状況を示す図である。
【符号の説明】
１  オーガ
２  台車
３  旋回デッキ
４  アーム
６  油圧シリンダ
７  リンク機構
８  スライド機構
９  ベース板
１０  スライド板
１１  油圧シリンダ
１２  ガイド機構
２２，２３  リンク
２４  油圧シリンダ
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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