(57)【要約】      （修正有）【課題】掘削場所が狭い設置スペースであっても設置でき、また、小型のクレーンで作業できると共に、搬入・搬出を容易に行え、更に、作業能率及び加工精度の向上を図れる全周回転掘削機を提供する。【解決手段】掘削用ケーシングを把持し、この掘削用ケーシングに回転方向及び垂直方向の力を加えて掘削用ケーシングを地中に圧入する掘削機本体１と、掘削機本体１に設けられ、掘削用ケーシングの地中への圧入時に掘削機本体１に生じる回転反力及び押し込み反力を支持する反力装置２とを備えた全周回転掘削機において、反力装置２が金属製のウエイト２′から成り、ウエイト２′は、掘削機本体１の最下位に位置するベースプレート３の下面に取り付け手段を介して着脱自在に取り付けられている。【選択図】図１
2014181470.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
掘削用ケーシング（１３）を把持し、この掘削用ケーシング（１３）に回転方向及び垂直方向の力を加えて掘削用ケーシング（１３）を地中に圧入する掘削機本体（１）と、掘削機本体（１）に設けられ、掘削用ケーシング（１３）の地中への圧入時に掘削機本体（１）に生じる回転反力及び押し込み反力を支持する反力装置（２）とを備えた全周回転掘削機において、前記反力装置（２）が金属製のウエイト（２′）から成り、当該ウエイト（２′）は、掘削機本体（１）の最下位に位置するベースプレート（３）の下面に取り付け手段を介して着脱自在に取り付けられていることを特徴とする全周回転掘削機。
【請求項２】
ウエイト（２′）は、平面形状が掘削機本体（１）のベースプレート（３）と同じような形状を呈する厚みのある板状に形成されており、ウエイト（２′）の中心部には、掘削用ケーシング（１３）が挿通されるケーシング挿通穴（２ａ）が形成され、また、ウエイト（２′）の外周縁部には、掘削機本体（１）に設けられて掘削機本体（１）の水平を調整するレベルシリンダ（９）の支持盤（９ａ）が通過可能な複数の開口（３ｂ）が形成されていることを特徴とする請求項１に記載の全周回転掘削機。
【請求項３】
取り付け手段は、ウエイト（２′）の上面に埋設固定され、中心部に雌ネジを形成した複数の軸状の取り付け用ボス（１１）と、掘削機本体（１）のベースプレート（３）に上面側から挿通され、前記取り付け用ボス（１１の）雌ネジに着脱自在に螺着される複数の連結用ボルト（１２）とから成ることを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の全周回転掘削機。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、地中に埋設されている鉄筋コンクリート構造物等の障害物の撤去や場所打ち杭の施工等を行うオールケーシング工法に使用されるものであり、掘削用ケーシングを回転させながら地中に圧入する掘削機本体と、掘削用ケーシングの地中への圧入時に掘削機本体に生じる回転反力及び押し込み反力を支持する反力装置とを備えた全周回転掘削機に係り、特に、反力装置に改良を加えることによって、掘削場所が狭い設置スペースであっても設置でき、また、小型のクレーンで作業できると共に、搬入・搬出を容易に行え、更に、作業能率及び加工精度の向上を図れるようにした全周回転掘削機に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
近年、都市の再開発や鉄筋コンクリート構造物の老朽化に伴って、構造物の建て替えが頻繁に行われるようになって来ている。
【０００３】
ところで、この構造物の建て替えに際しては、新たに建造する構造物に応じた杭を構築するため、地中に埋設されている鉄筋コンクリート構造物や既存杭等の障害物を撤去した後、場所打ち杭の施工を行うようにしている。
【０００４】
従来、地中に埋設されている障害物の撤去や場所打ち杭の施工には、地盤の性質に左右されずに高品質な杭を構築できるオールケーシング工法が用いられている。
【０００５】
前記オールケーシング工法は、円筒状の掘削用ケーシングを回転させながら地中に圧入しつつ、掘削用ケーシング内の土砂をハンマーグラブにより掘削、排土して縦孔を掘削し、縦孔が所定の深さの地盤に達したら孔底処理を行った後、鉄筋かごを建て込み、トレミーによりコンクリートを打ち込むと共に、コンクリートの打ち込みに伴い掘削用ケーシング及びトレミーを引き抜き回収することによって、杭を構築する方法である。
【０００６】
このオールケーシング工法を実施する際には、掘削用ケーシングの地中への圧入にかなりの力を要し、このような力を与えるものとして、定置式の全周回転掘削機が用いられている。
【０００７】
即ち、前記全周回転掘削機は、図６及び図７に示す如く、掘削用ケーシング２０を把持し、この掘削用ケーシング２０に回転方向及び垂直方向の力を加えて掘削用ケーシング２０を地中に圧入する掘削機本体２１と、掘削機本体２１に設けられ、掘削用ケーシング２０の地中への圧入時に掘削機本体２１に生じる回転反力及び押し込み反力を支持する反力装置２２とを備えている（例えば、特許文献１等参照）。
尚、掘削機本体２１が大型で重たいものは、反力装置２２を省略し、掘削機本体２１で掘削作業を行っている。
【０００８】
このような全周回転掘削機は、トレーラー等で作業現場まで運ばれてクレーンにより掘削場所に設置される。また、掘削用ケーシング２０から伝えられる反力を支持する力が不足しているときには、錘式又はスパイク式若しくは両方を併用した反力装置２２で支持力を増加させるようにしている。
【０００９】
前記反力装置２２には、図６に示す如く、掘削機本体２１の両側に連結ピン２３によりウエイト搭載フレーム２４を連結し、このウエイト搭載フレーム２４の上面にウエイト２５を搭載してウエイト搭載フレーム２４の下面に設けた突起を地面に接触させるようにしたものや、或いは、図７に示す如く、掘削機本体２１の両側に反力受け枠２６を取り付け、この反力受け枠２６に下端部に複数の杭２７を有する反力受け２８を嵌合すると共に、反力受け２８にウエイト２５を搭載して反力受け２８の杭２７を地面に貫入するようにしたものが知られている。
【００１０】
しかしながら、反力装置２２を備えた全周回転掘削機は、図６及び図７に示す如く、掘削機本体２１の両側に反力装置２２が外方向へ張り出した状態で取り付けられているため、全周回転掘削機を設置するために広いスペースが必要になり、掘削場所のスペースが狭い場合には、全周回転掘削機を設置できないと云う問題があった。
また、掘削機本体２１の両側に反力装置２２が取り付けられているため、全周回転掘削機を作業現場へ搬入する際や全周回転掘削機を作業現場から撤去する際には、大型のクレーンやトレーラーが必要になり、取扱性及び作業性が悪いと云う問題があった。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１１】
【特許文献１】特開２００２−２４２５７５６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１２】
本発明は、このような問題点に鑑みて為されたものであり、その目的は、反力装置に改良を加えることによって、掘削場所が狭い設置スペースであっても設置でき、また、小型のクレーンで作業できると共に、搬入・搬出を容易に行え、更に、作業能率及び加工精度の向上を図れるようにした全周回転掘削機を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
上記目的を達成するために、本発明の請求項１の発明は、掘削用ケーシングを把持し、この掘削用ケーシングに回転方向及び垂直方向の力を加えて掘削用ケーシングを地中に圧入する掘削機本体と、掘削機本体に設けられ、掘削用ケーシングの地中への圧入時に掘削機本体に生じる回転反力及び押し込み反力を支持する反力装置とを備えた全周回転掘削機において、前記反力装置が金属製のウエイトから成り、当該ウエイトは、掘削機本体の最下位に位置するベースプレートの下面に取り付け手段を介して着脱自在に取り付けられていることに特徴がある。
【００１４】
本発明の請求項２の発明は、請求項１に記載の発明に於いて、ウエイトは、平面形状が掘削機本体のベースプレートと同じような形状を呈する厚みのある板状に形成されており、ウエイトの中心部には、掘削用ケーシングが挿通されるケーシング挿通穴が形成され、また、ウエイトの外周縁部には、掘削機本体に設けられて掘削機本体の水平を調整するレベルシリンダの支持盤が通過可能な複数の開口が形成されていることに特徴がある。
【００１５】
本発明の請求項３の発明は、請求項１又は請求項２に記載の発明に於いて、取り付け手段が、ウエイトの上面に埋設固定され、中心部に雌ネジを形成した複数の軸状の取り付け用ボスと、掘削機本体のベースプレートに上面側から挿通され、前記取り付け用ボスの雌ネジに着脱自在に螺着される複数の連結用ボルトとから成ることに特徴がある。
【発明の効果】
【００１６】
本発明の全周回転掘削機は、掘削機本体のベースプレートの下面に反力装置であるウエイトを取り付け手段により着脱自在に取り付けているため、掘削機本体にウエイトを取り付けても、ウエイトが掘削機本体の外方へ張り出すことがないので、設置場所が狭い場所であっても確実且つ良好に設置することができる。
特に、本発明の全周回転掘削機は、ウエイトを平面形状が掘削機本体のベースプレートと同じような形状を呈する厚みのある板状に形成しているため、ウエイトが掘削機本体の外方へ張り出すことが無く、前記効果がより顕著に現れることになる。
しかも、本発明の全周回転掘削機は、ウエイトの中心部に掘削用ケーシングが挿通されるケーシング挿通穴を形成すると共に、ウエイトの外周縁部に掘削機本体の水平を調整するレベルシリンダの支持盤が通過可能な複数の開口を形成しているため、掘削機本体の下面にウエイトを取り付けても、ウエイトが邪魔になると云うことが無く、掘削作業を円滑且つ良好に行うことができる。
【００１７】
また、本発明の全周回転掘削機は、掘削機本体の真下にウエイトを取り付けているため、重心が低くなって安定度が上がり、その結果、掘削作業の加工精度も向上することになる。
【００１８】
更に、本発明の全周回転掘削機は、掘削機本体にウエイトを取り付けているため、掘削機本体が１５ｔｏｎ程度の軽量であっても、押し込み力が上がり、掘削作業の能率アップを図ることができる。
【００１９】
更に、本発明の全周回転掘削機は、ウエイトが掘削機本体に着脱自在に取り付けられているため、全周回転掘削機を掘削機本体とウエイトに二分割することができ、全周回転掘削機の設置作業や撤去作業を小型のクレーンで行うことができ、取扱性及び作業性に優れたものとなる。
【００２０】
更に、本発明の全周回転掘削機は、掘削機本体とウエイトに二分割することができるので、通常トレーラーで搬入・搬出していたものを大型車で搬入・搬出が可能となり、比較的狭い道路でも運搬することができる。
【００２１】
更に、本発明の全周回転掘削機は、ウエイトを掘削機本体に取り付ける取り付け手段が、ウエイトの上面に埋設固定した雌ネジを形成した取り付け用ボスと、掘削機本体のベースプレートに上面側から挿通され、前記取り付け用ボスの雌ネジに着脱自在に螺着される連結用ボルトとから成るため、掘削機本体へのウエイトの取り付けや掘削機本体からのウエイトの取り外しの際には、連結ボルトを回転操作するだけで良く、掘削機本体へのウエイトの着脱を簡単且つ容易に行え、作業能率の向上を図ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００２２】
【図１】本発明の実施の形態に係る全周回転掘削機の正面図である。
【図２】同じく全周回転掘削機の一部省略平面図である。
【図３】反力装置であるウエイトの平面図である。
【図４】掘削機本体のベースプレートの下面にウエイトを取り付け手段により取り付けた状態の要部の拡大縦断面図である。
【図５】全周回転掘削機を用いて掘削用ケーシングを地中へ回転圧入する状態を示す正面図である。
【図６】従来の全周回転掘削機の一例を示す概略正面図である。
【図７】従来の全周回転掘削機の他の例を示す概略正面図である。
【発明を実施するための形態】
【００２３】
以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて詳細に説明する。
図１及び図２は本発明の実施の形態に係る全周回転掘削機を示し、当該全周回転掘削機は、地中に埋設されている鉄筋コンクリート構造物等の障害物の撤去や場所打ち杭の施工等を行うオールケーシング工法に使用するものであり、掘削用ケーシング１３を把持し、この掘削用ケーシング１３に回転方向及び垂直方向の力を加えて掘削用ケーシング１３を地中に圧入する掘削機本体１と、掘削機本体１の下面側に着脱自在に取り付けられ、掘削用ケーシング１３の地中への圧入時に掘削機本体１に生じる回転反力及び押し込み反力を支持する反力装置２とを備えている。
【００２４】
尚、掘削用ケーシング１３は、図５に示す如く、下端に複数の掘削ビットを備えた筒状の先端部ケーシング１３ａと、先端部ケーシング１３ａの上端部に順次連結される複数の筒状の継ぎ足し用ケーシング１３ｂとから成る。
【００２５】
前記掘削機本体１は、図１及び図２に示す如く、水平姿勢のベースプレート３と、ベースプレート３に立設され、複数本の油圧シリンダ４ａから成る昇降駆動装置４と、ベースプレート３の上方に位置して昇降駆動装置４の複数の油圧シリンダ４ａに水平姿勢で支持され、昇降駆動装置４により昇降する昇降フレーム５と、昇降フレーム５に回転自在に支持された回転フレーム６と、回転フレーム６に設けられ、掘削用ケーシング１３を把持する複数のクランプ爪７ａ及びクランプ用シリンダ７ｂ等から成るメインチャック装置７と、昇降フレーム５に設けられ、回転フレーム６を回転させる複数の油圧モータ８ａ及び歯車減速装置８ｂから成る回転駆動装置８と、ベースプレート３の四隅に設けられ、地面に接地する支持盤９ａを有すると共に、掘削機本体１の水平を調整する複数のレベルシリンダ９と、ベースプレート３に設けられ、メインチャック装置７による掘削用ケーシング１３の把持解放時に掘削用ケーシング１３を把持するサブチャック装置（図示省略）と、回転フレーム６の上方に位置して昇降フレーム５に設けた作業台１０等を備えており、従来公知のものと同様構造に構成されている。
【００２６】
また、ベースプレート３は、鋼板により矩形状に形成されており、ベースプレート３の中心部には、掘削用ケーシング１３が挿通されるケーシング挿通穴３ａが形成され、また、ベースプレート３の四隅には、レベルシリンダ９の支持盤９ａが通過可能な複数の開口３ｂが形成されている。
【００２７】
一方、反力装置２は、金属製のウエイト２′から成り、当該ウエイト２′は、掘削機本体１のベースプレート３の下面に後述する取り付け手段を介して着脱自在に取り付けられている。
このウエイト２′は、図３に示す如く、鉄材により平面形状が掘削機本体１のベースプレート３と同じような形状を呈する厚みのある矩形の板状に形成されており、ウエイト２′の中心部には、ベースプレート３のケーシング挿通穴３ａに合致して掘削用ケーシング１３が挿通されるケーシング挿通穴２ａが形成され、また、ウエイト２′の四隅には、ベースプレート３の開口３ｂに合致してレベルシリンダ９の支持盤９ａが通過可能な複数の開口２ｂが形成されている。
【００２８】
ここで、厚みのある板とは、掘削用ケーシング１３の地中への圧入時に生じる回転反力及び押し込み反力を支持できる程度の重さになる厚みに形成された板のことを云う。
また、ウエイト２′の重さは、掘削用ケーシング１３の地中への圧入時に掘削機本体１に生じる回転反力及び押込み反力を支持できる程度に設定されており、掘削機本体１の重さや圧入力等により決められている。
【００２９】
尚、この実施の形態では、掘削機本体１には、質量が１４ｔｏｎ、圧入力が１４４０．６ｋＮ、引抜力が２３６３．７ｋＮ、回転トルク（１速、２速、３速、４速）が１１７０．６ｋＮ・ｍ、８７７．４ｋＮ・ｍ、５８５．０ｋＮ・ｍ、４３８．７ｋＮ・ｍ、回転数（１速、２速、３速、４速）が０．９１ｍｉｎ−１、１．２１ｍｉｎ−２、１．８２ｍｉｎ−１、２．４２ｍｉｎ−１、掘削用ケーシング１３のクランプ力が５００５ｋＮの掘削機本体１が使用されている。
また、ウエイト２′には、長さが３７００ｍｍ、幅が２０００ｍｍ、厚みが２５０ｍｍ、重さが１０ｔｏｎの鉄製のウエイト２′が使用されている。
【００３０】
そして、前記ウエイト２′を掘削機本体１のベースプレート３に取り付ける取り付け手段は、図３及び図４に示す如く、上端面がウエイト２′の上面と面一になるようにウエイト２′の上面に埋設固定され、中心部に雌ネジを形成した複数の軸状の取り付け用ボス１１と、掘削機本体１のベースプレート３に形成したボルト挿通孔３ｃに上面側から挿通され、前記取り付け用ボス１１の雌ネジに着脱自在に螺着される複数の連結用ボルト１２とから成る。
尚、この実施の形態では、取り付け用ボス１１は、八つ使用されており、ウエイト２′に溶接により固着されている。また、ウエイト２′に取り付けた複数の取り付け用ボス１１は、ベースプレート３に形成した複数のボルト挿通孔３ｃにそれぞれ合致するようになっている。
【００３１】
而して、上述した全周回転掘削機は、掘削機本体１と反力装置２であるウエイト２′とを分割した状態で車で作業現場に搬入される。
【００３２】
このとき、全周回転掘削機を掘削機本体１とウエイト２′に二分割しているため、トレーラーを使用しなくても大型車で搬入（又は搬出）が可能となり、比較的狭い道路でも運搬することができる。
また、大型車への積み込みも小型のクレーンで行うことができ、取扱性及び作業性に優れたものとなる。
【００３３】
全周回転掘削機を作業現場へ搬入したら、大型車から掘削機本体１及びウエイト２′をクレーンを用いて降ろす。
【００３４】
このときにも、全周回転掘削機を掘削機本体１とウエイト２′に二分割しているため、小型のクレーンで降ろすことができ、取扱性及び作業性に優れたものとなる。
【００３５】
全周回転掘削機を作業現場へ降ろしたら、全周回転掘削機を掘削場所に設置する。
先ず、クレーンでウエイト２′を掘削場所に設置し、次に、クレーンを用いてウエイト２′の上面に掘削機本体１のベースプレート３を載せると共に、ベースプレート３の各ボルト挿通孔３ｃをウエイト２′に設けた各取り付け用ボス１１にそれぞれ合致させ、その後、ベースプレート３の各ボルト挿通孔３ｃに連結用ボルト１２をそれぞれ挿通して各取り付け用ボス１１にねじ込み固定する。これにより、掘削機本体１のベースプレート３の下面にウエイト２′が取り付け固定される。
【００３６】
このとき、連結用ボルト１２を回転操作するだけでウエイト２′を掘削機本体１のベースプレート３に取り付けることができ、掘削機本体１へのウエイト２′の取り付けを簡単且つ容易に行え、作業能率の向上を図ることができる。
また、ウエイト２′が掘削機本体１の外方へ張り出していないので、設置場所が狭い場所であっても、全周回転掘削機を確実且つ良好に設置することができる。
【００３７】
そして、全周回転掘削機を掘削場所に設置したら、昇降フレーム５を昇降駆動装置４により上昇させ、その位置で掘削用ケーシング１３をメインチャック装置７により把持し、この状態で回転駆動装置８により回転フレーム６をさせつつ、昇降フレーム５を昇降駆動装置４により下降させて掘削用ケーシング１３を地中に回転圧入して行く。
また、クレーンに吊り下げられたハンマーグラブにより地中に回転圧入された掘削用ケーシング１３内の土砂を掘削して排土し、掘削用ケーシング１３と同じ径の縦孔を形成して行く。
【００３８】
このとき、掘削機本体１にウエイト２′を取り付けているため、掘削機本体１が軽量であっても、押し込み力が上がり、掘削作業の能率アップを図ることができる。
また、掘削機本体１の真下にウエイト２′を取り付けているため、重心が低くなって安定度が上がり、その結果、掘削作業の加工精度も向上することになる。
【００３９】
掘削用ケーシング１３が所定の深さまで地中に圧入されたら、引き続き継ぎ足し用ケーシング１３ｂを連結しながら掘削用ケーシング１３を地中へ回転圧入して行くと共に、掘削用ケーシング１３内の土砂をハンマーグラブにより掘削して排土する。
【００４０】
所定の深さの縦孔が形成されると、孔底処理を行った後、掘削用ケーシング１３内に鉄筋かごを建て込み、トレミーによりコンクリートを打ち込むと共に、コンクリートの打ち込みに伴い掘削用ケーシング１３及びトレミーを引き抜き回収することによって、杭を構築して行く。
【００４１】
このように、上述した全周回転掘削機は、掘削機本体１のベースプレート３の下面にウエイト２′から成る反力装置２を着脱自在に取り付ける構成としているため、掘削場所が狭い設置スペースであっても設置でき、また、小型のクレーンで作業できると共に、搬入・搬出を容易に行え、更に、作業能率及び加工精度の向上を図れる。
【００４２】
尚、上記の実施の形態においては、ウエイト２′を厚みのある矩形の板状としたが、ウエイト２′の形状は、上記の実施の形態に限定されるものではなく、ベースプレート３の下面に取り付けられて掘削用ケーシング１３の地中への圧入時に掘削機本体１に生じる回転反力及び押し込み反力を支持することができれば、如何なる形状であっても良い。
【００４３】
また、上記の実施の形態においては、取り付け手段を取り付け用ボス１１と連結用ボルト１２とから構成したが、取り付け手段の構成は、上記の実施の形態に限定されるものではなく、ベースプレート３の下面にウエイト２′を簡単且つ容易に取り付けることができれば、如何なる構造のものであっても良い。
【符号の説明】
【００４４】
１は掘削機本体、２は反力装置、２′はウエイト、２ａはウエイトのケーシング挿通穴、２ｂはウエイトの開口、３はベースプレート、３ａはベースプレートのケーシング挿通穴、３ｂはベースプレートの開口、３ｃはベースプレートのボルト挿通孔、４は昇降駆動装置、４ａは昇降駆動装置の油圧シリンダ、５は昇降フレーム、６は回転フレーム、７はメインチャック装置、７ａはクランプ爪、７ｂはクランプ用シリンダ、８は回転駆動装置、８ａは油圧モータ、８ｂは歯車減速装置、９はレベルシリンダ、９ａは支持盤、１０は作業台、１１は取り付け用ボス、１２は連結用ボルト、１３は掘削用ケーシング、１３ａは先端部ケーシング、１３ｂは継ぎ足し用ケーシング。
【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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【図６】
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【図７】
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