JP3389184B2 - 地盤掘削機の掘削器駆動装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 【０００１】 【発明の属する技術分野】本発明は、地盤掘削機の掘削
器駆動装置に関するものであり、特に、ケリーバの下端
部に装着させたアースオーガや軸堀りバケット等の掘削
器を用いて地盤の地中掘削作業を実施する地盤掘削機に
於いて、該掘削器を地上に引き揚げた状態で行う掘削土
の排土処理後に、該掘削器に付着している残土の剥離除
去を効率良くなし得るようにした地盤掘削機の掘削器駆
動装置に関するものである。 【０００２】 【従来の技術】一般に、地盤の地中を穿孔掘削するため
の土木・建設用機械としては、アースオーガや軸掘りバ
ケット等の掘削器を用いたリーダ懸垂式又はブーム懸垂
式の地盤掘削機が知られている。 【０００３】従来の此種地盤掘削機を図４に従って説明
する。 図４に於いて、１は軸掘りバケットを用いたブ
ーム懸垂式の地盤掘削機を示し、該地盤掘削機１は、下
部走行体２に旋回可能に搭載した上部旋回体３の前部に
それぞれ俯仰自在に枢支されたブーム４と、該ブーム４
に連繋して動作されるフロントフレーム５とを有してお
り、該ブーム４の頂部からは、前記上部旋回体３側に設
けたウインチ６で巻上げ・巻下げ操作されるロープ７を
介してケリーバ８を吊下させ、該ケリーバ８の下端部に
は軸掘りバケット９を装着している。 【０００４】又、前記フロントフレーム５の先端部に揺
動可能に保持されたロータリーフレーム１０にはスラス
タシリンダ１１によって上下作動されるロータリテーブ
ル１２を設けると共に、該ロータリテーブル１２に前記
ケリーバ８を上下摺動可能に支持させてあり、該ケリー
バ８は、該ロータリテーブル１２に設けられた掘削用駆
動源としての油圧モータおよび変速装置を含む駆動部１
３によって回転駆動させるように構成されている。 【０００５】従って、前記地盤掘削機１では、公知の如
く、前記上部旋回体３に設けた前記ウインチ６を操作
し、前記ロープ７を繰り出して前記ケリーバ８をその自
重により下降させながら、前記駆動部１３による前記ケ
リーバ８及び軸掘りバケット９の回転駆動によって地中
の穿孔掘削作業を行う。 【０００６】而して、前記地盤掘削機１は、掘削作業に
伴う掘削土等を処理するために、前記軸掘りバケット９
を一旦地上に引き揚げた状態で該掘削土等の外部への排
土を行っているが、この場合、排出される掘削土等の土
質や粘着性のために、該軸掘りバケット９の内面に土塊
や泥土等が付着したままで残ってしまうことがあり、以
後、この付着残土等の累積によって掘削作業を効率的に
継続できなくなる虞がある。 【０００７】そこで、該軸掘りバケット９内面の付着残
土等を効果的に排除するため、地上に引き揚げられた該
軸掘りバケット９内から通常通りに掘削土等を排土した
後、引き続き、引き揚げた状態のままの該軸掘りバケッ
ト９を高速に回転させることにより、該軸掘りバケット
９に発生する遠心力でバケット内面への付着残土等の粘
着力を断ち切って該付着残土等を剥離させる手段が考え
られている。 【０００８】即ち、前記軸掘りバケット９の前記駆動部
１３に例えば高速回転と低速回転との２段階に切替えら
れる湿式多板クラッチ等を用いた変速装置（図示せず）
を付加させ、且つ、該変速装置の切替えに前記上部旋回
体３側の油圧回路に接続された変速用油圧回路（図示せ
ず）を用い、低速段側で地盤掘削のための低速度・高ト
ルクの回転駆動を行い、高速段側で残土等排除のための
高速度・低トルクの回転駆動を行っている。そして、こ
の場合、該変速装置の潤滑には前記上部旋回体３側の油
圧回路に用いられる作動油を共通に利用している。 【０００９】 【発明が解決しようとする課題】此種従来の地盤掘削機
では、変速装置の潤滑に上部旋回体側の油圧回路に用い
られる作動油を共通に用いているが、該変速装置に湿式
多板クラッチを利用する場合、該作動油で該湿式多板ク
ラッチを潤滑させるのは粘性や極圧性等の点で好ましく
ない。そのため、該変速装置に適する潤滑油、例えば、
ＡＴＦ（オートマチックトランスミッションフルード）
を用いて該変速装置を潤滑する手段として、該変速装置
のケーシング内を大量の該変速装置に適する潤滑油で満
たし、該潤滑油に浸して該変速装置の潤滑を行う手段が
考えられるが、該手段は該大量の潤滑油用スペースの他
に該潤滑油の熱膨張対策のために空気室スペースを大き
くとる必要があり、依って、該ケーシングの外寸が大き
くなり、該ケーシングをフロントフレーム又はロータリ
ーテーブルに配置するのは困難である。他方、該変速装
置に適する潤滑油を前記上部旋回体側から供給する手段
も考えられるが、該手段の場合は該上部旋回体に設けら
れている作動油供給機構とは別に潤滑油供給ユニットを
搭載しなければならない。このように潤滑油供給ユニッ
トを別に搭載するためには、該上部旋回体側に所定の搭
載スペースが必要である他、配管等も煩雑化するという
欠陥がある。 【００１０】そこで、地盤掘削機の掘削器駆動装置に設
けられた変速装置を適正な潤滑油を用いて潤滑する潤滑
機構をコンパクトに構成し、スペースの効率化を図るた
めに解決すべき技術的課題が生じてくるのであり、本発
明はこの課題を解決することを目的とする。 【００１１】 【課題を解決するための手段】本発明は、上記目的を達
成するために提案されたものであり、下部走行体に上部
旋回体を搭載し、該上部旋回体に頂部が変位可能な支持
構体を立設し、ウインチから繰り出されるロープを該支
持構体の頂部から垂下し、該ロープにケリーバを吊下
し、更に、該ケリーバは油圧モータにより変速装置を介
して駆動されるロータリーテーブルにて回転自在並びに
上下動自在に支持され、且つ、該ケリーバ下端部に軸掘
りバケット又はアースオーガ等を連結して成る地盤掘削
機に於いて、前記変速装置を該変速装置のケーシングの
上部に配設されたクラッチ機構部と、該クラッチ機構部
に連結され、且つ、該ケーシングの下部に設けられた変
速機構部とから構成し、更に、該変速装置の変速用油圧
回路は、前記上部旋回体側の主油圧回路と別回路すると
共に、該変速装置内の潤滑油を作動油として用い、且
つ、該変速用油圧回路内に介装されたレギュレータによ
って調圧された該作動油を該クラッチ機構部に作用させ
て該クラッチ機構部の切替えを行うと共に、該クラッチ
機構部に作用させた該作動油のドレン分を該クラッチ機
構部及び前記変速機構部に滴下させて該クラッチ機構部
及び該変速機構部の潤滑を行うように構成し、そして、
前記変速装置及び前記変速用油圧回路を前記ロータリー
テーブル又は該ロータリーテーブルを支持するロータリ
ーフレームに配設した地盤掘削機の掘削器駆動装置を提
供するものである。 【００１２】 【発明の実施の形態】以下、本発明の一実施の形態を図
１乃至図３に従って詳述する。図１に於いて、２１は本
発明の一実施の形態を示すアースオーガを用いたリーダ
懸垂式の地盤掘削機を示す。該地盤掘削機２１は、下部
走行体２２および該下部走行体２２上に旋回可能に設置
された上部旋回体２３を有しており、該上部旋回体２３
の前部には、上下方向に維持される支持構体としてのリ
ーダ２４を該リーダ２４の頂部を変位可能に装着してあ
る。又、該リーダ２４には、前面に沿って昇降可能に保
持されたロータリーフレーム２５を配備し、且つ、該ロ
ータリーフレーム２５には、前記上部旋回体２３側に設
けた主油圧ポンプ（図示せず）から供給される油圧で回
転駆動される油圧モータ２６と、該油圧モータ２６の回
転出力を切替え変速して高速回転と低速回転との２段階
の回転出力を得る変速装置２７と、該切替え変速された
回転出力をケリーバ２８に伝達する回転駆動出力部２９
とを配設して成るロータリーテーブル３０を設けてあ
る。 【００１３】一方、前記リーダ２４の頂部からは、前記
上部旋回体２３に設けたウインチ３１によって捲上げ・
捲下げ操作されるロープ３２を介して、前記ロータリー
テーブル３０で回転駆動される前記ケリーバ２８を吊下
させてあり、該ケリーバ２８の下端にはアースオーガ３
３を装着してある。尚、該アースオーガ３３に代えて軸
掘りバケット（図示せず）を使用することも可能であ
る。 【００１４】次に、図２は、前記ロータリーテーブル３
０に於ける変速装置２７および回転駆動出力部２９の構
成を示す断面模式図である。 図に於いて、該変速装置
２７は、前記油圧モータ２６の前記モータ出力軸３４と
同一軸線上で、且つ、ケーシング３５内に順次下方に軸
装したクラッチ機構部３６及び上段変速機構部３７並び
に下段変速機構部３８とで構成されている。そして、該
クラッチ機構部３６は、前記油圧モータ２６のモータ出
力軸３４側に止着した内周部の高速回転伝達側の第１の
湿式多板クラッチ３６ａの各固定側クラッチ板と、前記
ケーシング３５側に止着した外周部の低速回転伝達側の
第２の湿式多板クラッチ３６ｂの各固定側クラッチ板と
を有し、且つ、各該固定側クラッチ板間に組み合わされ
て、クラッチ結合可能な各可動側クラッチ板を有するク
ラッチ動作部材３９を配して構成し、且つ、該クラッチ
動作部材３９の出力側端部内周面に前記上段変速機構部
３７の一部となる上段インターナル歯車３７ａを形成し
てある。 【００１５】又、該上段変速機構部３７は、同様に前記
モータ出力軸３４側に止着した上段サン歯車３７ｂと前
記クラッチ動作部材３９の上段インターナル歯車３７ａ
との双方に噛合する上段プラネタリ歯車３７ｃを保持さ
せた上段出力軸４０を配して構成し、且つ、該上段出力
軸４０の出力側軸端部に前記下段変速機構部３８の一部
となる下段サン歯車３８ａを設けてある。 【００１６】一方、前記下段変速機構部３８は、前記上
段出力軸４０の下段サン歯車３８ａと前記ケーシング３
５側に止着した下段インターナル歯車３８ｂとの双方に
噛合する下段プラネタリ歯車３８ｃを保持させた下段出
力軸４１を配して構成し、且つ、該下段出力軸４１の出
力側軸端部に比較的小径・小歯数の第１の伝動歯車２９
ａを設けてある。 【００１７】そして、前記回転駆動出力部２９には、前
記第１の伝動歯車２９ａに噛合する比較的大径・大歯数
の第２の伝動歯車２９ｂを設け、該第２の伝動歯車２９
ｂを介して前記油圧モータ２６のモータ出力は更に減速
され、最終的に前記ケリーバ２８を介して前記アースオ
ーガ３３を所定の高速または低速の回転力で回転駆動さ
せるようになっている。 【００１８】図３は、前記変速装置２７に対する回転駆
動入力及びクラッチ選択操作のための油圧回路図であ
る。図に於いて、前記上部旋回体（図１に於いて２３）
に設けた主油圧ポンプ（図示せず）から供給される圧油
はマニホールド４２を介して分岐され、一方は前記油圧
モータ２６に接続される掘削用管路４３に供給され、他
方は後述の変速用本体側油圧モータ４４に接続される変
速用本体側管路４５に供給されている。該変速用本体側
油圧モータ４４は前記変速装置２７の変速を行うための
変速用油圧ポンプ４６にカップリング４７接続され、該
カップリング４７を介して該変速用油圧ポンプ４６を駆
動するように構成されている。従って、該変速用油圧ポ
ンプ４６は該変速用本体側管路４５とは別回路に構成さ
れ、且つ、前記変速装置２７の変速を行うための変速用
油圧回路４８内に作動油を圧送する。更に、該変速用油
圧回路４８内を循環する作動油には、前記変速装置２７
の前記ケーシング３５内で該変速装置２７の潤滑に使用
され、且つ、該変速装置２７の潤滑に適した潤滑油であ
る、例えばＡＴＦ（オートマチックトランスミッション
フルード）が用いられる。 【００１９】そして、前記変速用本体側油圧モータ４４
で駆動される該変速用油圧ポンプ４６は、前記変速用油
圧回路４８内に於いて、吸込管路４９から前記ケーシン
グ３５に貯留されている前記潤滑油を吸込んで吐出管路
５０に圧油を吐出し、該吐出圧油は、潤滑油フィルタ５
１を経た上で、吐出圧調整管路５２と吐出圧供給管路５
３との２系統に分流される。 【００２０】前記吐出圧調整管路５２側では、レギュレ
ータ５４を用いて吐出油圧を前記クラッチ結合操作のた
めの適切な供給油圧に調圧した後、排出管路５５から再
度前記ケーシング３５に排出させる。 【００２１】前記吐出圧供給管路５３側では、電磁切替
えバルブ５６の切替え選択により、前記調圧された圧油
を前記クラッチ機構部３６の第１の湿式多板クラッチ３
６ａの作動（前記ケリーバ２８の高速回転駆動による前
記アースオーガ３３からの残土剥離時）又は第２の湿式
多板クラッチ３６ｂの作動（前記ケリーバ２８の低速回
転駆動による前記アースオーガ３３の掘削作業時）のた
め、これらの何れか一方に選択的に供給し、例えば、油
圧アクチュエータ等を用いることにより、そのクラッチ
接・断操作を行い得るようになっている。そして、該ク
ラッチ機構部３６に供給された圧油のドレイン分は下方
に滴下させ、該クラッチ機構部３６及び該クラッチ機構
部３６の下方に位置する前記上段変速機構部３７並びに
前記下段変速機構部３８を潤滑させると共に、該潤滑後
の作動油は前記ケーシング３５の内底部３５ａに貯留さ
せて更に循環使用するように構成される。 【００２２】而して、前記変速装置２７及び回転駆動出
力部２９並びに変速用油圧回路４８の構成によれば、前
記電磁切替えバルブ５６の切替え選択操作により以下の
ように作用する。即ち、該電磁切替えバルブ５６の切替
え選択操作で前記クラッチ機構部３６に設けた前記第１
の湿式多板クラッチ３６ａ側を前記クラッチ動作部材３
９にクラッチ結合させるときは、該クラッチ動作部材３
９が前記油圧モータ２６の前記モータ出力軸３４に一体
化されて前記上段変速機構部３７と共に回転されるため
に、ここでは前記下段変速機構部３８による減速作動の
みがなされ、前記回転駆動出力部２９を経て、前記アー
スオーガ３３を残土等排除のための比較的高速度・低ト
ルクで回転駆動させることができる。 【００２３】又、該電磁切替えバルブ５６の切替え選択
操作で該クラッチ機構部３６の前記第２の湿式多板クラ
ッチ３６ｂ側を該クラッチ動作部材３９にクラッチ結合
させるときは、該クラッチ動作部材３９が前記ケーシン
グ１４に固定されるために、ここでは該上段変速機構部
３７による減速作動と前記下段変速機構部３８による減
速作動とが順次に行われ、該回転駆動出力部２９を経
て、該アースオーガ３３を地盤掘削のための比較的低速
度・高トルクで回転駆動させることができる。 【００２４】尚、前記クラッチ機構部３６に於けるクラ
ッチ結合を行わなければ、該上段変速機構部３７が空転
状態のまま維持されることになって回転駆動力の出力は
ない。 【００２５】前述の如く、該変速用油圧回路４８の作動
油を該クラッチ変速機構部３６に供給した後、該作動油
のドレイン分を下方に滴下させ、該クラッチ変速機構部
３６及び前記上段変速機構部３７並びに前記下段変速機
構部３８を潤滑し、この潤滑した作動油を前記ケーシン
グ３５に貯留し更に循環使用するように構成したから、
これにより充分な潤滑が行われ、従って、該ケーシング
３５内に大量の潤滑油を貯留させる必要がなくなり、該
ケーシング３５をコンパクトに構成することができる。
又、該変速用油圧回路４８の作動油のためのタンクを別
に備える必要もない。 【００２６】斯くして、前記変速装置２７が内装された
前記ケーシング３５及び前記回転駆動出力部２９と、前
記油圧モータ２６及び前記変速用本体側油圧モータ４４
と、前記変速用油圧ポンプ４６及び前記変速用油圧回路
４８とを、前記ロータリーフレーム２５又は前記ロータ
リーテーブル３０に設置させることができる。又、前記
変速用油圧回路４８により潤滑油を循環させることにな
るため潤滑油の冷却効果も期待できる。 【００２７】更に、前記変速用油圧回路４８は、前記上
部旋回体２３と別回路であるため配管等が複雑になるこ
ともなく、又、前記上部旋回体２３上に潤滑油ユニット
の設置の必要もない。 【００２８】ここで、上記一実施の形態に於いては、本
発明の掘削器駆動装置をリーダ懸垂式の地盤掘削機に適
用する場合について説明したが、先に従来構成で述べた
ブーム懸垂式の地盤掘削機に適用しても同様な作用効果
が得られる。更に、上記構成では、１台の油圧モータと
変速装置および回転駆動出力部との組み合せを用いてい
るが、その複数台を並列に組み合わせて用いてもよい。
斯くすることにより、より一層の強力な出力トルクが得
られる。 【００２９】尚、本発明は、本発明の精神を逸脱しない
限り種々の改変を為すことができ、、そして、本発明が
該改変されたものに及ぶことは当然である。 【００３０】 【発明の効果】本発明は、上記一実施の形態に詳述した
ように、地盤掘削機の掘削器駆動装置に配設された変速
装置の変速用油圧回路を上部旋回体側の油圧回路と別回
路にすると共に、該変速装置内の潤滑油を作動油として
用いるようにしたので、該潤滑油として前記変速装置に
適正な潤滑油、例えば、ＡＴＦ（オートマチックトラン
スミッションフルード）を使用することができる。 【００３１】又、該変速装置のクラッチ機構部に作用さ
せた該作動油のドレン分を該変速装置の該クラッチ機構
部及び変速機構部に滴下させて該クラッチ機構部及び該
変速機構部の潤滑を行うように構成したから、該クラッ
チ機構部及び該変速機構部は充分な潤滑が行われ、従っ
て、該変速装置のケーシング内に大量の潤滑油を貯留さ
せて該変速装置を浸潤して潤滑する必要がなくなり、該
ケーシングをコンパクトに構成することができる。依っ
て、該ケーシング内に内装された前記変速装置及び前記
変速用油圧回路は全体として小型化され、該変速装置及
び該変速用油圧回路を前記掘削器駆動装置に配設された
ロータリーテーブル又は該ロータリーテーブルを支持す
るロータリーフレームに設置することができる。 【００３２】斯くして、本発明は地盤掘削機の掘削器駆
動装置に設けられた変速装置を適正な潤滑油を用いて潤
滑する潤滑機構をコンパクトに構成し、スペースの効率
化を図る等、正に著大なる効果を奏する発明である。

【図面の簡単な説明】 【図１】本発明の一実施の形態を示し、オーガを用いた
リーダ懸垂式地盤掘削機の側面図。 【図２】図１の掘削器駆動装置の変速装置及び回転駆動
出力部の構成を示す断面模式図。 【図３】図１の掘削器駆動装置の変速装置及び回転駆動
出力部並びに該変速装置に対する油圧回路を示す模式
図。 【図４】従来例を示し、軸掘りバケットを用いたブーム
懸垂式地盤掘削機の側面図。 【符号の説明】 ２１ 地盤掘削機 ２２ 下部走行体 ２３ 上部旋回体 ２４ リーダ ２５ ロータリーフレーム ２６ 油圧モータ ２７ 変速装置 ２８ ケリーバ ３０ ロータリーテーブル ３１ ウインチ ３２ ロープ ３３ アースオーガ ３５ ケーシング ３６ クラッチ機構部 ４８ 変速用油圧回路 ５４ レギュレータ

Claims (1)

1. (57)【特許請求の範囲】 【請求項１】 下部走行体に上部旋回体を搭載し、該上
   部旋回体に頂部が変位可能な支持構体を立設し、ウイン
   チから繰り出されるロープを該支持構体の頂部から垂下
   し、該ロープにケリーバを吊下し、更に、該ケリーバは
   油圧モータにより変速装置を介して駆動されるロータリ
   ーテーブルにて回転自在並びに上下動自在に支持され、
   且つ、該ケリーバ下端部に軸掘りバケット又はアースオ
   ーガ等を連結して成る地盤掘削機に於いて、前記変速装
   置を該変速装置のケーシングの上部に配設されたクラッ
   チ機構部と、該クラッチ機構部に連結され、且つ、該ク
   ラッチ機構部の下部に設けられた変速機構部とから構成
   し、更に、該変速装置の変速用油圧回路は、前記上部旋
   回体側の主油圧回路と別回路すると共に、該変速装置内
   の潤滑油を作動油として用い、且つ、該変速用油圧回路
   内に介装されたレギュレータによって調圧された該作動
   油を該クラッチ機構部に作用させて該クラッチ機構部の
   切替えを行うと共に、該クラッチ機構部に作用させた該
   作動油のドレン分を該クラッチ機構部及び前記変速機構
   部に滴下させて該クラッチ機構部及び該変速機構部の潤
   滑を行うように構成し、そして、前記変速装置及び前記
   変速用油圧回路を前記ロータリーテーブル又は該ロータ
   リーテーブルを支持するロータリーフレームに配設した
   ことを特徴とする地盤掘削機の掘削器駆動装置。