(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
ベースマシンと、
前記ベースマシンに保持された固定マストと、
前記固定マストに沿って摺動し、前記固定マストの頂部から出没する可動マストと、
前記可動マストを前記固定マストに対して固定する固定手段と、
前記可動マストに沿って配設され、継ぎ足し可能なガイド部材と、
前記ガイド部材にスライド自在に支持された回転駆動装置と、
前記回転駆動装置に接続されて、該回転駆動装置から回転力が与えられるとともに、該回転駆動装置の移動により推力が与えられる掘削手段と、
シリンダとロッドとで構成され、前記固定マストに沿って配設されるとともに、前記ロッドの先端部が前記固定マストの基端部に連結され、該ロッドを伸張させることにより、前記シリンダの頂部で前記可動マストを押圧して、該可動マストを前記固定マストに沿って摺動させる第１シリンダと、
シリンダとロッドとで構成され、前記可動マストに沿って配設され、前記ロッドの先端部が前記回転駆動装置に連結されるとともに、前記シリンダが前記第１シリンダのシリンダに連結された第２シリンダと、
とからなり、前記第２シリンダのロッドを伸縮させると、前記回転駆動装置が前記ガイド部材に沿って摺動するとともに、前記可動マストを前記固定マストに固定した状態で前記第１シリンダを伸縮させると、前記第２シリンダを介して前記回転駆動装置が前記ガイド部材に沿って摺動することを特徴とする掘削機。
【請求項２】
前記ベースマシンは、自走可能な車体上に旋回体が旋回可能に設けられ、該旋回体に前記固定マストが保持されるとともに、前記車体にアウトリガーが取り付けられ、該アウトリガーで水平方向の位置調整が行われることを特徴とする請求項１に記載の掘削機。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は掘削機に係り、特にマストが伸縮自在な掘削機に関する。
【０００２】
【従来の技術】
たとえば、オーガスクリューを用いて地盤に縦孔を掘削する場合、オーガスクリューは、マストに昇降自在に設けられた回転駆動装置に取り付けられ、この回転駆動装置から回転力と推力とが与えられて地盤を縦方向に掘削する。したがって、深い縦孔を掘削する場合には、それに応じた高さのマストを用いなければならない。
【０００３】
しかし、たとえば高架下のように高さ制限がある場所で掘削作業を行う場合には使用できるマストの高さに制限があり、このような場合は作業空間の高さに合わせてマストを交換して使用していた。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、作業のたびにマストの交換をすると、その交換作業に手間がかかり、作業効率が悪いという欠点がある。また、複数本のマストを用意しなければならないため、コストが高くなるという欠点もある。
【０００５】
また、マストは一般に自走車両の上部に旋回自在に設けられたベースマシンに取り付けられるが、このベースマシンは掘削の鉛直精度を確保するために、ベースマシンの前後に設けられたアウトリガーで水平方向の高さ調整をする必要がある。
【０００６】
しかしながら、ベースマシンに設けられたアウトリガーで水平方向の高さ調整を行うと、ベースマシンを旋回させるたびに、アウトリガーによる高さ調整を行わなければならず、極めて作業性が悪いという欠点があった。
【０００７】
本発明は、このような事情に鑑みてなされたもので、作業性の高い掘削機を提供することを目的とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
本発明は前記目的を達成するために、ベースマシンと、前記ベースマシンに保持された固定マストと、前記固定マストに沿って摺動し、前記固定マストの頂部から出没する可動マストと、前記可動マストを前記固定マストに対して固定する固定手段と、前記可動マストに沿って配設され、継ぎ足し可能なガイド部材と、前記ガイド部材にスライド自在に支持された回転駆動装置と、前記回転駆動装置に接続されて、該回転駆動装置から回転力が与えられるとともに、該回転駆動装置の移動により推力が与えられる掘削手段と、シリンダとロッドとで構成され、前記固定マストに沿って配設されるとともに、前記ロッドの先端部が前記固定マストの基端部に連結され、該ロッドを伸張させることにより、前記シリンダの頂部で前記可動マストを押圧して、該可動マストを前記固定マストに沿って摺動させる第１シリンダと、シリンダとロッドとで構成され、前記可動マストに沿って配設され、前記ロッドの先端部が前記回転駆動装置に連結されるとともに、前記シリンダが前記第１シリンダのシリンダに連結された第２シリンダと、とからなり、前記第２シリンダのロッドを伸縮させると、前記回転駆動装置が前記ガイド部材に沿って摺動するとともに、前記可動マストを前記固定マストに固定した状態で前記第１シリンダを伸縮させると、前記第２シリンダを介して前記回転駆動装置が前記ガイド部材に沿って摺動することを特徴とする掘削機を提供する。
【０００９】
本発明によれば、掘削手段は回転駆動装置に接続され、その回転駆動装置から回転力と推力を得て掘進する。この回転駆動装置は第２シリンダを駆動することにより、可動マストに配設されたガイド部材に沿って推進する。そして、この可動マストは、第１シリンダを駆動することにより、固定マストの頂部から出没し、これにより回転駆動装置の移動ストロークが変化する。
【００１０】
【発明の実施の形態】
以下、添付図面に従って本発明に係る掘削機の好ましい実施の形態について詳説する。
【００１１】
図１、図２は、それぞれ本発明に係る掘削機の一実施形態を示す正面図と側面図である。同図に示すように、掘削機１０は、ベースマシン１２と掘削装置１４とで構成されている。
【００１２】
ベースマシン１２は、図１及び図２に示すように車体１６と旋回体１８とで構成されている。
【００１３】
車体１６は、車体本体２０と無限軌道２２、２２とアウトリガー２４、２４、…とで構成されている。無限軌道２２、２２は車体本体２０の両側部に設けられており、車体本体２０に内蔵された図示しない駆動装置に駆動されて回転する。車体１６は、この無限軌道２２、２２を回転させることにより走行する。アウトリガー２４、２４、…は、車体本体２０の前部と後部にそれぞれ２本ずつ設置されており、図示しない油圧機構に駆動されて伸縮する。車体本体２０は、この４本のアウトリガー２４、２４、…を個別に調整することにより、水平方向の位置調整が行われる。
【００１４】
旋回体１８は、車体本体２０上に設置されている。この旋回体１８の下部には旋回軸２８が連結されており、旋回軸２８は車体本体２０に内蔵された図示しない駆動装置に駆動されて回転する。旋回体１８は、この旋回軸２８を回転させることにより旋回する。
【００１５】
掘削装置１４は、図１及び図２に示すように、主としてマスト３２と、そのマスト３２に沿って摺動する回転駆動装置３４とで構成されている。
【００１６】
マスト３２は、固定マスト３６と可動マスト３８とで構成され、可動マスト３８が固定マスト３６の頂部から出没することにより全体の長さが伸縮する。
【００１７】
図１〜図３に示すように、固定マスト３６は、中空の角柱状に形成されており、その前面には長手方向に沿って開口部４０が形成されている。一方、この固定マスト３６の背面には、下端部と上端部にそれぞれ下端支持部４２と上端支持部４８とが形成されている。下端支持部４２は、車体本体２０に設けられた支持ブラケット４４に支軸４６を介して揺動自在に支持されている。一方、上端支持部４８は、車体本体２０に設けられた油圧シリンダ５０のロッド５２に連結されている。固定マスト３６は、この油圧シリンダ５０のロッド５２を伸縮させることにより、支軸４６を中心に揺動する。
【００１８】
可動マスト３８は、中空の角柱状に形成されており、固定マスト３６内を摺動自在に支持されている。この可動マスト３８の前面には、長手方向に沿ってガイドフレーム５４、５４が一体形成されている。ガイドフレーム５４、５４は、固定マスト３６に形成された開口部４０から突出して形成されており、その前端にはリーダ５６、５６が一体形成されている。回転駆動装置３４は、このリーダ５６、５６にスライドブロック５８を介してスライド自在に支持されている。
【００１９】
固定マスト３６の内側には、マストシリンダ６０が配設されており、可動マスト３８は、このマストシリンダ６０に駆動されて伸縮する。このマストシリンダ６０は、シリンダ６０Ａとロッド６０Ｂとで構成されている。ロッド６０Ｂは、その先端部が固定マスト３６の基端部に連結されており、このロッド６０Ｂを伸縮させることにより、シリンダ６０Ａが可動マスト３８に沿って昇降する。そして、このシリンダ６０Ａが上昇することにより、可動マスト３８の上端部に設けられた押圧パッド６２がシリンダ６０Ａの頂部に押されて、可動マスト３８が伸張する。
【００２０】
可動マスト３８の両側面には、下端部近傍に一対のピン穴６４、６４が形成されている。一方、固定マスト３６の両側面には、上端部近傍と下端部近傍にそれぞれ上部ピン穴６６、６６と下部ピン穴６８、６８とが形成されている。可動マスト３８は、伸張して上限に達すると、そのピン穴６４の位置が上部ピン穴６６の位置と一致する。この状態で上部ピン穴６６にピン７０を挿入すると、可動マスト３８が伸張状態で固定マスト３６に固定される。一方、可動マスト３８が固定マスト３６内に収容されると、そのピン穴６４の位置が下部ピン穴６８の位置と一致する。この状態で下部ピン穴６８にピン７０を挿入すると、可動マスト３８が収縮状態で固定マスト３６に固定される。
【００２１】
また、可動マスト３８の頂部にはブーム７２が水平に取り付けられている。このブーム７２にはシーブ７４が回動自在に支持されており、シーブ７４には図示しないウインチに接続されたワイヤーロープ７６が巻きかけられている。ワイヤーロープ７６には、滑車７８が支持されており、この滑車７８を利用して鋼管等の吊り込み等ができるようにされている。
【００２２】
回転駆動装置３４は、回転駆動装置本体８０とパワースイベル８２とで構成されている。
【００２３】
回転駆動装置本体８０は、スライドブロック５８に取り付けられており、スライドブロック５８とともに昇降する。
【００２４】
パワースイベル８２は、回転駆動装置本体８０に設置されており、モータ８４に駆動されて回転する。地盤を掘削する掘削手段( たとえば、スクリューオーガ）は、このパワースイベル８２に接続され、このパワースイベル８２から回転力を得て回転する。
【００２５】
回転駆動装置本体８０が取り付けられたスライドブロック５８は、フィードシリンダ８６に駆動されてリーダ５６上を摺動する。このフィードシリンダ８６は、シリンダ８６Ａとロッド８６Ｂとで構成されている。シリンダ８６Ａは、連結部材８８を介してマストシリンダ６０のシリンダ６０Ａに連結されている。一方、ロッド８６Ｂは、その先端部がスライドブロック５８に連結されている。スライドブロック５８は、このロッド８６Ｂを伸縮させることによりリーダ５６に沿って昇降する。そして、このスライドブロック５８が下降することにより、回転駆動装置３４を介して掘削手段に推力が与えられる。
【００２６】
前記のごとく構成された本実施の形態の掘削機１０の作用は、次のとおりである。
【００２７】
まず、ベースマシン１２を所望の掘削位置まで移動させる。そして、アウトリガー２４、２４、…でベースマシン１２を固定する。このとき、同時にベースマシン１２の水平方向の位置合わせをアウトリガー２４、２４、…で行う。
【００２８】
次に、パワースイベル８２に掘削手段を接続する。この際、必要に応じて可動マスト３８を伸張させる。すなわち、掘削作業を行う場所に高さ制限があるような場合、あるいは掘削する孔の深さが浅いような場合は、可動マスト３８を収縮させた状態で掘削手段を接続し、掘削作業を行う。一方、高さ制限がない場合は、可動マスト３８を伸張させて掘削手段を接続し、掘削作業を行う。
【００２９】
可動マスト３８を収縮させた状態で掘削する場合は、まず、図４（ａ）及び図５（ａ）に示すように、回転駆動装置３４がリーダ５６の下端に位置した状態において、固定マスト３６に形成された下部ピン穴６８にピン７０を挿入し、可動マスト３８を固定マスト３６に固定する。
【００３０】
次に、フィードシリンダ８６を駆動し、ロッド８６Ｂを伸張させる。これにより、図４（ｄ）及び図５（ｄ）に示すように、回転駆動装置３４が、マスト３２の上端まで上昇する。この状態でパワースイベル８２に掘削手段( 図示せず）を接続する。
【００３１】
次に、モータ８４を駆動してパワースイベル８２を回転させる。これにより、掘削手段( 図示せず）が回転する。次に、フィードシリンダ８６を駆動し、ロッド８６Ｂを徐々に収縮させる。これにより、回転駆動装置３４がリーダ５６に沿って下降する。この結果、掘削手段に推力が与えられ、地盤が掘削手段に掘削される。
【００３２】
これに対して、可動マスト３８を伸張させて掘削する場合は、まず、図４（ａ）及び図５（ａ）に示すように、可動マスト３８が固定マスト３６に収容された状態から、マストシリンダ６０を駆動し、そのロッド６０Ｂを伸張させる。これにより、図４（ｂ）及び図５（ｂ）に示すように、シリンダ６０Ａが上昇し、このシリンダ６０Ａの頂部に押圧パッド６２が押し上げられて、可動マスト３８が固定マスト３６の頂部から突出する。
【００３３】
ここで、マストシリンダ６０のシリンダ６０Ａにはフィードシリンダ８６のシリンダ８６Ａが接続されているので、シリンダ６０Ａの上昇とともにシリンダ８６Ａも上昇し、この結果、回転駆動装置３４も所定高さの位置まで上昇する。
【００３４】
次に、フィードシリンダ８６を駆動し、ロッド８６Ｂを伸張させる。これにより、図４（ｃ）及び図５（ｃ）に示すように、回転駆動装置３４が、伸張したマスト３２の上端まで上昇する。この状態でパワースイベル８２に掘削手段( 図示せず）を接続する。
【００３５】
次に、モータ８４を駆動してパワースイベル８２を回転させる。これにより、掘削手段( 図示せず）が回転する。次に、マストシリンダ６０を駆動し、ロッド６０Ｂを徐々に収縮させる。これにより、可動マスト３８が収縮し、この結果、掘削手段に推力が与えられて、地盤が掘削手段に掘削される。
【００３６】
収縮した可動マスト３８が、図４（ｄ）及び図５（ｄ）に示すように、固定マスト３６内に完全に収容されたら、次に、フィードシリンダ８６を駆動し、ロッド８６Ｂを徐々に収縮させる。これにより、回転駆動装置３４がリーダ５６に沿って下降する。この結果、更に地盤が掘削される。
【００３７】
このように、本実施の形態の掘削機１０では、マスト３２が伸縮可能に形成されているため、必要に応じてマスト３２の高さを変えて掘削作業を行うことができる。また、このマスト３２の高さ調整は、マストシリンダ６０を駆動するだけで簡単に行うことができるので、高さ調整に手間がかからず、短時間で簡単に行うことができる。
【００３８】
なお、本実施の形態では、マストシリンダ６０を構成するシリンダ６０Ａの上端部がフリーになっており、このシリンダ６０Ａの上端部で可動マスト３８を押し上げる構成となっているが、シリンダ６０Ａの上端部を固定マスト３８の上端部に固定しておいてもよい。
【００３９】
次に、本発明に係る掘削機の第２の実施の形態について説明する。
【００４０】
第２の実施の形態の掘削機は、上述した第１の実施の形態の掘削機１０において、リーダ５６を継ぎ足し可能に形成したものである。すなわち、図６及び図７に示すように、リーダ５６は、その下端部に継ぎ足し用のリーダ５６Ａが接続できるようになっており、その長さが延長できるようになっている。この継ぎ足し用のリーダ５６Ａは、ガイドフレーム５４Ａを図示しないボルトで固定マスト３８に取り付けることにより、その上端部がリーダ５６の下端部に接続される。この第２の実施の形態の掘削機の作用は、次のとおりである。
【００４１】
まず、ベースマシン１２を所望の掘削位置まで移動させる。そして、アウトリガー２４、２４、…でベースマシン１２を固定する。このとき、同時にベースマシン１２の水平方向の位置合わせをアウトリガー２４、２４、…で行う。
【００４２】
次に、図６（ａ）及び図７（ａ）に示すように、可動マスト３８が固定マスト３６に収容された状態から、マストシリンダ６０を駆動し、そのロッド６０Ｂを伸張させる。これにより、図６（ｂ）及び図７（ｂ）に示すように、シリンダ６０Ａが上昇し、このシリンダ６０Ａの頂部に押圧パッド６２が押されて、可動マスト３８が固定マスト３６の頂部から突出する。
【００４３】
ここで、マストシリンダ６０のシリンダ６０Ａにはフィードシリンダ８６のシリンダ８６Ａが接続されているので、シリンダ６０Ａの上昇とともにシリンダ８６Ａも上昇し、この結果、回転駆動装置３４も所定高さの位置まで上昇する。
【００４４】
次に、固定マスト３６に形成された上部ピン穴６６にピン７０を挿入し、可動マスト３８を固定マスト３６に固定する。
【００４５】
次に、リーダ５６の下部に継ぎ足し用のリーダ５６Ａを接続する。すなわち、継ぎ足し用のガイドフレーム５４Ａを図示しないボルトで固定マスト３８に取り付け、リーダ５６の下端部に継ぎ足し用のリーダ５６Ａを接続する。これにより、リーダ５６の長さが延長する。
【００４６】
次に、フィードシリンダ８６を駆動し、ロッド８６Ｂを伸張させる。これにより、図６（ｃ）及び図７（ｃ）に示すように、回転駆動装置３４が、伸張したマスト３２の上端まで上昇する。この状態でパワースイベル８２に掘削手段( 図示せず）を接続する。
【００４７】
次に、モータ８４を駆動してパワースイベル８２を回転させる。これにより、掘削手段( 図示せず）が回転する。次に、マストシリンダ６０を駆動し、ロッド６０Ｂを徐々に収縮させる。これにより、回転駆動装置３４がリーダ５６に沿って下降する。この結果、掘削手段に推力が与えられて、地盤が掘削手段に掘削される。
【００４８】
マストシリンダ６０のロッド６０Ｂが完全にシリンダ６０Ａ内に収容されたら、次に、フィードシリンダ８６を駆動し、ロッド８６Ｂを徐々に収縮させる。これにより、回転駆動装置３４が継ぎ足したリーダ５６Ａに沿って下降する。この結果、更に地盤が掘削される。
【００４９】
そして、図７（ｄ）に示すように、フィードシリンダ８６のロッド８６Ｂが完全にシリンダ８６Ａ内に収容されたところで、掘削作業を一時中断する。この後、更に地盤を掘削する場合は、掘削手段とパワースイベル８２の接続を一旦切り離し、フィードシリンダ８６及びマストシリンダ６０を駆動して、回転駆動装置３４をマスト３２の上端部まで引き上げる。そして、掘削手段を継ぎ足し、再びパワースイベル８２に接続したのち、掘削作業を再開する。すなわち、パワースイベル８２を回転させながら下降させて、掘削手段で地盤を掘削する。
【００５０】
このように、本実施の形態の掘削機においても必要に応じてマスト３２の高さを変えて掘削作業を行うことができる。また、本実施の形態の掘削機を可動マスト３８を伸張させたまま、回転駆動装置３４をマスト３２の上端部から下端部まで移動させることができる。
【００５１】
なお、本実施の形態の掘削機１０で掘削孔を掘削した後、その掘削孔に鋼管などを建て込む場合は、ブーム７２に設けられた滑車７８を利用して建て込み作業を行う。この際、滑車７８は、旋回体１８を所定角度旋回させるだけで、掘削孔の上部に移動させることができる。
【００５２】
また、本実施の形態の掘削機１０では、車体本体２０にアウトリガー２４、２４、…が設けられているため、旋回作業のたびにアウトリガー２４、２４、…を外す必要がなく、効率よく建て込み作業等を行うことができる。
【００５３】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、必要に応じてマストの高さを調整することができる。また、マストはシリンダを駆動するだけで簡単に伸縮させることができるので、効率よく掘削作業を進めることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る掘削機の一実施形態を示す正面図
【図２】本発明に係る掘削機の一実施形態を示す側面図
【図３】掘削装置１４の要部の構成を拡大した平面部分断面図
【図４】掘削機の作用の説明図
【図５】掘削機の作用の説明図
【図６】第２の実施の形態の掘削機の作用の説明図
【図７】第２の実施の形態の掘削機の作用の説明図
【符号の説明】
１０…掘削機、１２…ベースマシン、１４…掘削装置、１６…車体、１８…旋回体、２０…車体本体、２２…無限軌道、２４…アウトリガー、２６…ブラケット、２８…旋回軸、３２…マスト、３４…回転駆動装置、３６…固定マスト、３８…可動マスト、４０…開口部、４２…下端支持部、４４…ブラケット、４６…支軸、４８…上端支持部、５０…油圧シリンダ、５２…ロッド、５４…ガイドフレーム、５６…リーダ、５６Ａ…継ぎ足し用のリーダ、５８…スライドブロック、６０…マストシリンダ、６０Ａ…シリンダ、６０Ｂ…ロッド、６２…押圧パッド、６４…ピン穴、６６…上部ピン穴、６８…下部ピン穴、７０…ピン、７２…ブーム、７４…シーブ、７６…ワイヤーロープ、７８…滑車、８０…回転駆動装置本体、８２…パワースイベル、８４…モータ、８６…フィードシリンダ、８６Ａ…シリンダ、８６Ｂ…ロッド、８８…連結部材
【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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