(57)【要約】      （修正有）【課題】立坑内に設置されるスカフォードに旋回機構を介して掘削機が取り付けられた立坑掘削装置において、簡単な構造で堅牢なものとしながら、立坑内全周の掘削を容易且つ効率的に行えるようにする。【解決手段】立坑内に設置するスカフォード２の下面に、旋回中心を立坑の中心軸Ｘに対して偏心させた軸Ｙとした旋回機構３を介して自在アーム７０を有する掘削機７が取り付けられた立坑掘削装置１Ａにおいて、旋回機構３に掘削機７を横方向にスライド移動させるスライド機構６を設けて、旋回動作にスライド動作を併用して掘削機７の掘削位置を移動させて掘削を行えるようにする。【選択図】図２
2005002591.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
立坑内に設置するスカフォードの下面に、旋回中心を立坑中心に対して偏心させた旋回機構を介して自在アームを有する掘削機が取り付けられた立坑掘削装置において、
前記旋回機構は、前記掘削機を横方向にスライド移動させるスライド機構を備えており、旋回動作にスライド動作を併用して前記掘削機の掘削位置を移動させて掘削を行うことを特徴とする立坑掘削装置。
【請求項２】
前記掘削機は、バケットシリンダにより駆動されて掘削を行うバケットが前記自在アーム先端に装着されている請求項１に記載の立坑掘削装置。
【請求項３】
前記掘削機のバケットシリンダは、前記自在アーム内に収納されている請求項２に記載の立坑掘削装置。
【請求項４】
前記自在アームは、スライド機構を備えて伸縮可能とされている請求項２または３に記載の立坑掘削装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、立坑内に吊り下げて設置したスカフォードの下面に掘削機が取り付けられた立坑掘削装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来より、図７に示すような立坑内に設置されるスカフォード２の下面に掘削機５が設けられた立坑掘削装置１Ｂにおいては、スカフォード２の一部に掘削した土石などを立坑外部に搬出するための搬出口２１を設ける必要があるため（図６参照）、掘削機５を旋回させるための旋回機構４がスカフォード２に対して偏心した位置を旋回中心として配置されている。そして、掘削機５をスカフォード２に取り付ける場合、スカフォード２に第一旋回体４ａを介して基台４ｃを取り付け、これに第二旋回体４ｂを介して掘削機５を取り付けて、二つの旋回体４ａ，４ｂを併用して掘削機５の方向・位置を操作することで立坑内全周を掘削可能としている。
【０００３】
ところが、立坑掘削装置１Ｂの両旋回体４ａ，４ｂの旋回中心の位置関係を示す図８の平面図に示すように、掘削の位置や方向、および第一旋回体４ａと第二旋回体４ｂそれぞれの回転軸の位置によっては、掘削反力の分力が第一旋回体４ａの回転方向の負荷として作用することがある。即ち、掘削機５の自在アーム５０の方向が、Ａ位置のように両旋回中心と同一直線上に位置する場合には問題ないが、例えばＢ位置の場合のように同一直線上にない場合、掘削反力により第一旋回体４ａを回転させてしまう。従って、このような場合に掘削反力が相殺されて掘削が困難とならないように、第一旋回体４ａによる基台４ｃの回転を静止させる必要が生じる。
【０００４】
そこで、このような第一旋回体の回転を静止させる方法として、例えば特開昭６２−１２１２９５号公報に開示されているように、第一旋回体４ａの旋回中心とほぼ同軸上に歯車を設け、その歯車の溝にロックアームを係合させることによって旋回体の動きを止める方法が提案されている。
【０００５】
しかし、この方法によると歯車の溝とロックアームとが係合される位置でしか静止させることができず、掘削不可個所が生じてしまうという問題があった。また、斯かる立坑掘削装置の操作においては二つの旋回を併用するため、掘削機５を掘削位置まで移動させて位置決めすることが容易ではなかった。
【０００６】
即ち、オペレータがどちらの旋回を用いて位置決めを行うか迷うことが多いことに加え、操作席の複雑な回転でオペレータ自身の位置が把握しにくくなって、操作が困難となりやすかった。また、このような二軸式の旋回操作においては、旋回軸受けが二個所になって取り付け部のガタツキが大きくなりやすく作業効率を悪化させる原因となっていた。さらに、二つの旋回体を備えることに加え回転継ぎ手も二個所必要となり、且つブレーキ装置を設ける必要も生じて、装置の構造が複雑となってコストの高いものとなっていた。
【０００７】
一方、このような立坑掘削装置に用いる掘削機としては、自在アームの先端にバケットを設けたものを外付けのシリンダで操作可能としたバケット掘削機が、その操作性・汎用性から多用されているが、バケットを駆動させるバケットシリンダが立坑内壁に干渉して破損する場合があった。また、この自在アームは伸縮式とした方がより広範囲を掘削容易となって掘削作業の迅速化に有効であるが、バケットシリンダの基端部を取り付けたブラケットを伸縮にともなって移動可能とする必要があるためガイドフレームが開断面になって耐久性が低くなる、という問題があるため実用化が困難とされていた。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は、上記のような問題を解決しようとするものであり、立坑内に設置されるスカフォードに旋回機構を介して掘削機が取り付けられた立坑掘削装置において、簡単な構造で堅牢なものとしながら、立坑内全周の掘削を容易且つ効率的に行えるようにすることを課題とする。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
そこで、本発明は、立坑内に設置するスカフォードの下面に、旋回中心を立坑中心に対して偏心させた旋回機構を介して自在アームを有する掘削機が取り付けられた立坑掘削装置において、その旋回機構に掘削機を横方向にスライド移動させるスライド機構を設けて、旋回動作にスライド動作を併用して掘削機の掘削位置を移動させて掘削を行えるようにした。
【００１０】
このことにより、掘削機が立坑の中心軸に対し偏心した位置で旋回動作を行っても、これにスライド動作を加えることで従来の二軸式の旋回機構を有する立坑掘削装置と異なり、簡単な操作で掘削機を立坑内のあらゆる掘削位置に移動させることができるようになる。また、掘削反力により基台が回転してしまうこともないため、これを固定するロック機構やブレーキ機構を設ける必要がなくなる。加えて、回転軸が一個所であるため構造が簡単で製造コストが低廉になるとともに、旋回機構から生じるガタツキも最小限となって作業効率も向上する。
【００１１】
また、上述した立坑掘削装置に用いる掘削機を、バケットシリンダにより駆動されて掘削を行うバケットが自在アーム先端に装着されたものとすれば、汎用性が高くコストの低いものとなり、そのバケットシリンダを自在アーム内に収納させれば、これが立坑内壁に干渉して破損することを回避することができるようになり、全体として堅牢なものとなって装置のメンテナンスが極めて容易となる。
【００１２】
さらに、上述した立坑掘削装置に設けた掘削機の自在アームについて、スライド機構を備え伸縮可能なものとすれば、掘削機の位置を固定したまま広範囲を容易に掘削でき、殊に、スカフォードの深さをそのままにしてより深い位置を掘削できるようになって作業効率が向上する。尚、従来の立坑掘削装置においてスライド式の自在アームにする場合、バケットシリンダの基端部を取り付けるブラケットもスライドさせるため自在アームのガイドフレームを開断面にする必要が生じて強度の低下を招くという問題が生じるが、上述のようにバケットシリンダをアーム内に収納する場合は、ガイドフレームを箱断面にできるため、強度も充分なもとすることができる。
【００１３】
【発明の実施の形態】
本発明の実施の形態について、以下に図面に基づいて詳細に説明する。
【００１４】
図１乃至図４は、立坑内に設置されたスカフォード２の下面に、立坑の中心軸Ｘに対し偏心した位置の軸Ｙに旋回中心を配置した旋回機構３の旋回体３ａを介して基台３ｃが旋回可能に設けられ、これにスライド機構６を介して自伸縮可能な自在アーム７３の先端に、バケット７３ｃを備えたバケット式の掘削機７が取り付けられている実施の形態の立坑掘削装置１Ａを示している。
【００１５】
スカフォード２は略円盤状であり、所定の作業機械により立坑内に吊り下げられ、立坑内壁の所定深さ位置において複数のグリッパー２２により固定される。また、スカフォード２の中心位置を避けた位置には、掘削された土石を立坑外部に排出するための略円形の排出口２１が設けられている。
【００１６】
スカフォード２の下面に設けられた旋回機構３は、立坑の中心軸Ｘに対して偏心した位置の軸Ｙを旋回中心とした旋回体３ａを備えており、これを介して基台３ｃが旋回可能に垂設されている。基台３ｃはその中央部より後方（操作部の運転席の向きを基準）寄りに旋回体３ａの旋回中心が位置するように旋回体３ａに取り付けられている。これにより、基台３ｃを回転させて突出している先端側を中心軸Ｘに対し反対向きになるようにすることで、基台３ｃおよび掘削機７が排出口２１を塞がなくなるため土石排出作業がスムースなものとなる。
【００１７】
図５の部分拡大図に示すように、基台３ｃの下面に設けられたスライド機構６は、基台３ｃに水平に垂設された角柱状のレール体６１に摺動可能に設けられたスライド体６２が、レール体６１内部に配置されたシリンダ６３により所定幅で水平且つ直線的にスライドさせられて、スライド体６２の下面に取り付けられた掘削機７が任意の位置で固定されるようになっている。尚、レール体６１の形状はスライド体６２が揺動しないものであれば角柱以外でもよく、例えば円柱を２本平行に配置したものでもよい。
【００１８】
また、図１に示すように掘削機７の基部７１には、操作部８が垂設され、これにオペレータが搭乗して操作を行うようになっている。操作は一般的なバックホー等の作業車両と同様であり、旋回部３で作業車両の上部旋回動作に代わってこれを行い、スライド機構６の前後スライド動作で作業車両の前進・後退動作に代わってこれを行うようになっている。
【００１９】
自在アーム７０の部分拡大図である図６のＡ，Ｂに示すように、自在アーム７０の前腕部７３は伸縮機能を有している。前腕部７３はガイドフレーム７３ａとその内側に摺動可能に設けられたインナフレーム７３ｂと、インナフレーム７３ｂ先端に取り付けられたバケット７３ｃとからなる。インナフレーム７３ｂはガイドフレーム７３ａの内側に設けられたシリンダ７３ｄによりガイドフレーム７３ａ内部から伸縮して前腕部７３の長さを調節できるようになっており、その内側にバケットシリンダ７３ｅが配置されバケット７３ｃの屈曲動作を行えるようになっている。尚、バケットシリンダ７３ｅおよびその基端部を取り付けたブラケット７３ｆが前腕部７３の内側に収装されていることにより、前腕部７３のガイドフレーム７３ａは箱形構造となっている。
【００２０】
以下、本実施の形態の動作について図１〜図４を用いて説明する。
図１は、立坑掘削装置１Ａについて、スカフォード２の下面に設けた旋回機構３で基台３ｃの前方部を排出口２１に対し反対方向に位置するように回して、排出口２１を遮るものをなくして掘削による土石を排出しやすいものとした状態を示している。この状態において掘削機７はスライド機構６により、基台３ｃの後方部寄りに配置されて自在アーム７０が立坑内壁に接触することなく屈曲されて掘削作業休止状態となっている。
【００２１】
そして、操作部８に搭乗したオペレータが種々の操作を行うが、立坑の底部を掘削しようとする場合、図２に示すように、先ず旋回機構３を用いて基台３ｃの前方部を排出口２１側に向け、スライド機構６を用いて掘削機７の基部７１を立坑の中心軸Ｘの位置まで移動させる。即ち、掘削作業においては掘削機７を立坑中心に配置した位置が基準位置とされている。
【００２２】
次に、旋回機構３の旋回中心から最も遠い位置の立坑周壁下部を掘削しようとする場合、図３に示すようにスライド機構６を用いて掘削機７を基台３ｃの前方先端位置まで移動させる。これにより、旋回中心が偏心したことにより最も遠くなった部分も容易に掘削することができる。また、旋回動作とスライド動作を併用することで二軸式の旋回機構を備えた立坑掘削装置と比較して、操作者が自身の位置を把握しやすくなって掘削機７の位置決めが容易となる。さらに、装置全体としても簡易な構成となり、例えば複雑な構成の回転継手も一つで済む等、製造コストが低いものとなる。さらに、旋回部分の旋回軸受けから生じるガタツキも最小限となって掘削が容易になり、しかも旋回体３ａにブレーキ機構を設けなくても掘削反力による位置ズレ・掘削困難の問題が解消される。
【００２３】
一方、立坑底部をより深く掘削しようとする場合、図４に示すように自在アーム７０のインナフレーム７３ｂを伸長させれば、スカフォード２の深さ位置を変えることなくある程度の深さまで掘削を進めることもでき、作業が効率的なものとなる。しかも、掘削機７のバケット７３ｃを屈曲駆動させるバケットシリンダ７３ｅはインナフレーム７３ｂ内に収装されているため、これが立坑内壁に干渉することで生じる破損等の心配がない。
【００２４】
さらに、斯かるバケットシリンダ７３ｅは内装式であるからその基部を取り付けたブラケット７３ｆも内装されているため、ガイドフレーム７３ａを開断面ではなく箱断面にすることができ、強度的に有利なものとなっている。一方、内装式のバケットシリンダはメンテナンス作業の手間が問題となるが、バケットシリンダをカートリッジ式にすれば、これも比較的容易となる。
【００２５】
尚、本発明を実施するための最良の形態は以上の説明で十分に説明したが、本発明はこれらに限定されるものではない。例えば掘削機はバケット式以外のものでもよく、スライド機構の動力は電動モータでもよい。また、操作部はスカフォードの上側または立坑外に設けてもよく、この場合テレビカメラ等でスカフォード下側を目視しながら操作することが可能である。
【００２６】
【発明の効果】
以上述べたように、本発明により、立坑掘削装置を簡易な構成として製造コストを低廉としながら故障の少ない堅牢なものとすることができた。また、これにより立坑内における広範囲の掘削を容易且つ効率的に行えるようになった。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態の側面図。
【図２】本発明の実施の形態の側面図。
【図３】本発明の実施の形態の側面図。
【図４】本発明の実施の形態の側面図。
【図５】図１の立坑掘削装置のスライド機構の部分拡大図。
【図６】（Ａ）および（Ｂ）は図１の立坑掘削装置の掘削機の部分拡大図。
【図７】従来例を示す側面図。
【図８】図７の立坑掘削装置の平面図。
【符号の説明】
１Ａ，１Ｂ  立坑掘削装置、２  スカフォード、３，４  旋回機構、３ａ  旋回体、３ｃ，４ｃ  基台、４ａ  第一旋回体、４ｂ  第二旋回体、５，７掘削機、６  スライド機構、８  操作部、２１  排出口、２２  グリッパー、５０，７０  自在アーム、５１，７１  基部、６１  レール体、６２  スライド体、６１，７３ｄ，７３ｅ  シリンダ、７３  前腕部、７３ａ  ガイドフレーム、７３ｂインナフレーム、７３ｃ  バケット、７３ｆ  ブラケット
【図１】
2005002591.tif 000003
【図２】
2005002591.tif 000004
【図３】
2005002591.tif 000005
【図４】
2005002591.tif 000006
【図５】
2005002591.tif 000007
【図６】
2005002591.tif 000008
【図７】
2005002591.tif 000009
【図８】
2005002591.tif 000010