JP4693713B2

JP4693713B2 - アースドリル

Info

Publication number: JP4693713B2
Application number: JP2006186135A
Authority: JP
Inventors: 淳一樗沢; 昌則渡辺
Original assignee: Hitachi Sumitomo Heavy Industries Construction Crane Co Ltd
Current assignee: Sumitomo Heavy Industries Construction Crane Co Ltd
Priority date: 2006-07-05
Filing date: 2006-07-05
Publication date: 2011-06-01
Anticipated expiration: 2026-07-05
Also published as: JP2008014015A

Description

本発明は、走行体上に設置する旋回体にブームを起伏可能に取付けるとともに、ケリードライブ装置を上部に取付けたフロントフレームを備えたアースドリルに関する。

アースドリルにおいては、フロントフレームの上部にケリードライブ装置を取付け、このケリードライブ装置の回転駆動体の孔に上下動可能にかつ相対回転不能にケリーバを貫挿し、ケリーバの下端にアースドリルバケットを取付け、ケリーバは、旋回体に搭載した主巻ウインチから巻取り繰出しされてブームの頂部から垂下される主巻ロープにスイベルジョイント（回転ジョイント）を介して接続され、支持される。

そして、掘削時には、前記ケリードライブ装置に備えた液圧モータの作動により回転駆動体とともにケリーバを回転させ、ケリーバやバケットの自重あるいはさらに必要な場合には前記ケリードライブ装置に備えた加圧装置によりバケットに荷重を付加して掘削を行ない、バケット内に土砂が充満したら主巻ウインチによりバケットを地上に引き上げて排土するという作業を繰り返して、構築物の基礎としての主として場所打ち杭のための縦孔を掘削する。

従来のアースドリルにおいては、ケリードライブ装置を取付けるフロントフレームは、特許文献１の図１、図２、図３に示すように、走行体上に設置された旋回体上におけるブームの枢着軸より前方の部位に設けた枢着軸を中心として起伏可能に取付けられる。このような従来のアースドリルにおいては、フロントフレームを起伏させるための液圧シリンダをブームとフロントフレームとの間に設けたり、液圧シリンダの伸縮に伴って巻取り繰出しされるワイヤロープをブームとフロントフレームとの間で掛け回している。

このようなアースドリルにおいては、旋回体に搭載した補助ウインチを用いて補助吊作業を行なう。この補助吊作業は、一定径の軸掘バケットによる掘削が終了した後、拡底バケット（縦孔の底部に拡大されたテーパー形等の拡底部を掘削するバケット）を軸掘バケットの代わりに取付ける必要がある機種においては、このバケット付け換え作業を行なうためのバケットやその台等の運搬作業に用いたり、あるいは縦孔掘削が完了した後、縦孔内にコンクリートを流し込むためのトレミー管や鉄筋の吊り込み等を行なう作業である。

このような補助吊作業は、補助ウインチにより巻取り繰出しされ、ブームの頂部のシーブから垂下する補巻ロープにより対象物を吊り下げて行なう。この補助吊作業を行なう際には、ケリーバからバケットを取外し、フロントフレームはブーム側に抱き込みんでフロントフレームやケリードライブ装置が補助吊作業の邪魔にならないようにしておく。

前記従来のアースドリルは、前述のようにフロントフレームもブームにフロントフレーム起伏用の液圧シリンダやワイヤロープにより接続されているので、補助吊作業の際にブームを起伏させるとき、フロントフレームもこのブームの起伏に呼応して起伏する。このブーム起伏のとき、従来のアースドリルではフロントフレームの枢着部位を旋回体におけるブームの枢着部位の前方としているので、ブームを倒す方向に操作するとき、ブームの傾斜角が所定角度以下になると、ブームとフロントフレームとが干渉するという問題点がある。

このような問題点を解決するため、特許文献２においては、ブームの操作方向が倒す方向であるか起す方向であるかを検知するため、コントロール弁へのパイロット液圧の検知手段を設け、ブームが倒す方向に操作されるときにはフロントフレームのコントロール弁も倒す方向に自動的に操作し、ブームが起す方向に操作されるときはフロントフレームのコントロール弁も起す方向に自動的に操作する電気油圧回路（連動回路）を提案している。

また、特許文献３においては、特許文献２と同様の目的をもって、ブームの起伏シリンダ以外に、ブームと旋回体との間に連動シリンダを設け、この連動シリンダとフロントフレーム起伏シリンダ（このシリンダはブームとフロントフレームとの間に設けられる。）とを連動させ、ブームの起伏にフロントフレームの起伏を連動させたものを開示している。

また、特許文献１の図４には、ブームにフロントフレームの枢着部を設けたものが開示されている。

特開２００１−１６４８６５号公報特開２００２−３２７５８７号公報特開２００２−２８５７７６号公報

特許文献２、３に記載のように補助吊作業においてブームの起伏にフロントフレームの起伏を連動させるものにおいては、第１に、連動のための制御回路の付加が必要となったり、余分な液圧シリンダが必要になったりするという問題点がある。第２に、補助吊作業以外の場合にはフロントフレームをブームと連動させずに単独で起伏させる必要があるので、補助吊作業であるか否かによって連動回路を不動作状態としたり動作状態とする切換え手段も必要になり、さらなる装置の付加と操作が必要になるという問題点がある。

一方、フロントフレームをブームに起伏可能に取付けた従来のアースドリルにおいては、ブームにフロントフレームを担持させるため、アースドリルバケットの回転により掘削を行なう際に、掘削反力をブームで受けることになるので、ブームの剛性を高める必要が生じ、このため、ブームの重量が大となり、吊り上げ可能な荷重が小さくなるとともに、アースドリルの安定度が低下するという問題点がある。

本発明は、上記問題点に鑑み、補助吊作業におけるブームとフロントフレームとの干渉を簡単な構造で防止しえるとともに、ブームが軽量のものですむアースドリルを提供することを目的とする。

本発明のアースドリルは、走行体上に設置した旋回体に起伏可能に取付けたブームと、
ケリードライブ装置のフレームを頂部に取付けたフロントフレームと、
前記ケリードライブ装置の回転駆動体に貫挿しかつ下端に掘削具を取付けたケリーバと、
前記旋回体に搭載した主巻ウインチおよび補助ウインチとを備え、
前記主巻ウインチにより巻取り繰出しされる主巻ロープを前記ブームの頂部より垂下してケリーバにスイベルジョイントを介して接続し、
前記補助ウインチにより巻取り繰出しされる補巻ロープを前記ブームの頂部より垂下して補助吊作業を行ない、
前記補助吊作業の際には前記フロントフレームをブーム側に抱き込むアームドリルにおいて、
前記フロントフレームを、その基端部が前記ブームを両側から挟むように二股状に形成すると共に、前記旋回体に前記ブームの枢着軸と同軸に前記フロントフレームを起伏可能に取付ける構成とし、
前記ブームの枢着軸と前記フロントフレームの枢着軸とを別体とし、
前記ブームの枢着軸を挿着する一対の第１のブラケットの両側に、前記フロントフレームの枢着軸を挿着する第２のブラケットを設け、
前記第２のブラケットの枢着軸挿着孔は、前記第１のブラケットの枢着軸挿着孔と同軸上にあり、かつ第１のブラケットの枢着軸挿着孔より大きくしたことを特徴とする。

本発明においては、補助吊作業の際にブームを起伏させるとき、ブームと液圧シリンダまたはワイヤロープ等により接続されているフロントフレームも同時に起伏するが、ブームとフロントフレームとが同軸に枢着されているので、ブームの傾斜角度の如何に拘らず、ブームとフロントフレームとの相対的位置関係に変化はないので、ブームとフロントフレームが干渉することはない。また、ブームの起伏とフロントフレームの起伏とを連動させるための連動回路を設ける必要がないため、補助吊作業以外の掘削作業において、この連動回路を切換える操作も不要となる。

このように、本発明によれば、補助吊作業におけるブームとフロントフレームとを連動させるための検知手段や連動回路あるいは連動シリンダが不要となる上、連動回路を動作状態にしたり不動作状態にするための切換手段も不要となり、簡単な構造でブームとフロントフレームとの干渉の問題を解決できる。また、切換手段の操作も不要になり、構造の簡単化と相俟って、信頼性の高いアースドリルが提供できる。

また、従来のブームにフロントフレームを担持させたアースドリルに比較して、ブームを軽量化することができ、吊り上げ荷重を増大させ、かつ安定度を向上させることができる。

また、本発明においては、前記フロントフレームはその基端部で前記ブームを両側から挟むように二股状に形成したので、ブームそのものは従来のものから改変することなく実施できるという利点がある。

また、本発明においては、ブームとフロントフレームの枢着軸と枢着用ブラケットを別々に設けたので、ブームの枢着後にフロントフレームの枢着を行なうことができるため、各フート部の孔をブラケットの枢着軸挿着孔に同時に位置合わせする必要がなく、ブームとフロントフレームの枢着作業が容易となる。また、第２のブラケットの枢着軸挿着孔を第１のブラケットの枢着軸挿着孔より大きくしたので、第１のブラケットの枢着軸挿着孔へのブーム用枢着軸の挿入を第２のブラケットの枢着軸挿着孔を通して容易に行なうことができる。

図１は本発明を適用するアースドリルの一例を地面の掘削が可能な構成で示す側面図、図２はこのアースドリルを補助吊作業が可能な構成で示す側面図である。図１、図２において、１はクローラ式走行体、２はこの走行体１上に旋回装置３を介して設置した旋回体である。この旋回体３上には、後述の各部の液圧シリンダおよび液圧モータ等のアクチュエータの液圧源と電源となる発電機を備えたパワーユニット４や運転室５等が搭載される。

６はブーム、７はフロントフレーム、９はフロントフレーム７の上部にフレーム９ａを介して取付けたケリードライブ装置でこのケリードライブ装置９は公知のものである。本実施の形態においてはブーム６が多段伸縮型である場合について示しているが、非伸縮式のブームを用いる場合もある。１０はケリードライブ装置９の回転駆動体（図示せず）に上下動可能に、かつ相対回動不能に貫挿するケリーバ、１１はケリーバ１０の下端に取付けた軸掘バケットであり、底部に土砂の掘削爪や土砂の取り込み口を有する円錐形の開閉可能な底蓋１１ａを有するものである。

１２、１３は旋回体２上に搭載した主巻ウインチおよび補助ウインチ、１４、１５はそれぞれ主巻ウインチ１２、補助ウインチ１３により巻取り繰出しされるワイヤロープでなる主巻ロープ、補巻ロープである。主巻ロープ１４はブーム６の頂部のシーブ１６より垂下され、スイベルジョイント（回転ジョイント）１７を介してケリーバ１０に接続される。通常はケリーバ１０は相対的に上下動可能でかつ相対的に回動不能な複数本のサイズの異なるケリーバを伸縮可能に嵌合してなるもので、最も内側のケリーバにスイベルジョイント１７を介して主巻ロープ１４が接続される。補巻ロープ１５はブーム６の頂部のシーブ１８から垂下され、フック１５ａにより対象物１９を吊り上げて補助吊作業を行なうものである。

図３に示すように、ブーム６およびフロントフレーム７は、旋回体２に設けたブラケット２ａに設けた同一の枢着軸２０を中心として起伏可能に取付けられる。２１はブーム起伏シリンダであり、このシリンダ２１は、その一端を前記ブラケット２ａにピン２２により連結し、他端をブーム６の前面に設けたブラケット２３にピン２４により連結して取付けられる。

前記フロントフレーム７は、図３、図４に示すように、ブーム６の両側に枢着軸２０を中心に起伏可能に取付けられた基端部７ａと、この基端部７ａの上部に一体的に設けられた上部７ｂとからなる。フロントフレーム７の基端部７ａは、この基端部７ａでブーム６を両側から挟むように二股状に形成されている。

２５はフロントフレーム起伏シリンダであり、このシリンダ２５はブーム６の左右に設けられ、図３、図５、図６に示すように、一端をブーム６に設けたブラケット２６にピン２７により連結し、他端をフロントフレーム７の上面に設けたブラケット２９にピン３０により連結して取付ける。

ケリードライブ装置９のフレーム９ａは、図３、図７に示すように、左右のピン３２を中心として上部フレーム７ｂの上部に回動可能に取付けられる。３３はフレーム９ａを回動させるシリンダであり、このシリンダ３３はフレーム９ａの一部を構成する左右のガイド支柱９ｂと上部フレーム７ｂの頂部との間に設けられる。

ケリードライブ装置９は前記ガイド支柱９ｂに沿って上下動可能に取付けられる。３４はケリードライブ装置９を上下動させるシリンダである。

なお、図３において、ケリードライブ装置９の下部に２点鎖線で示す符号３５と３６はそれぞれ拡底バケット（図示せず）を軸掘バケット１１の代わりに取付けて縦孔の底部を拡大掘削する場合に使用するセンタージョイントおよびターンテーブルである。センタージョイント３５やターンテーブル３６はケリードライブ装置のフレーム９ａに設けたピン３９（図７参照）により支持されて取付けられる。

拡底バケットは開閉可能な拡大翼を有し、拡大翼を徐々に拡大しながら拡底部を掘削するもので、この拡大翼の開閉のために液圧シリンダが使用され、また、拡大翼の開閉角度を検出するためのポテンショメータ等の電気信号を得る機器を搭載する場合がある。このため、ターンテーブル３６上には前記拡大翼開閉用液圧シリンダに作動液を供給するホースを巻取り繰出しするホースリール３８やケーブルを巻取り繰出しするためのケーブルリール３７等を搭載する。一方、センタージョイント３５は、非回転部内にターンテーブル３６およびケリーバ１０とともに回転する回転部を液密に嵌合して作動液連絡部を構成し、旋回体２上の液圧装置とホースリール３８に巻かれるホースとを連絡する。また、センタージョイント３５は旋回体２上の電気回路とケーブルリール３７に巻かれたケーブルとの接続を行なう機能を持つ場合がある。また、ターンテーブル３６上には無線機を搭載し、旋回体２上等に設置した無線機との間で電気信号の送受を行なう場合がある。また、センタージョイント３５の回転部およびターンテーブル３６は拡底バケット使用時のみに回転させ、軸掘バケット１１を使用する際にはセンタージョイント３５の回転部およびターンテーブル３６は回転させないようにするためのクラッチ装置を設ける場合もある。また、バケットとしては、拡底バケットに軸掘バケットの機能を持たせてケリーバ１０に対してバケットの交換を行なわないものもある。

この例の軸掘バケット１１により軸掘を行なう場合は、図１に示すように、フロントフレーム起伏シリンダ２５の伸縮度合の調整によりフロントフレーム７の起伏角を調整し、かつフロントフレーム７の頂部とケリードライブ装置のフレーム９ａとの間に設けた液圧シリンダ３３の伸縮度合の調整により、ケリードライブ装置９の回転駆動体の孔に貫挿したケリーバ１０を垂直とし、ケリードライブ装置９に備える液圧モータの作動により回転駆動体を回動させてケリーバ１０と共にバケット１１を回動させ、主巻ウインチ１２の作動により主巻ロープ１４を繰り出しながら掘削を行なう。このとき、液圧シリンダ３４を伸長させてバケット１１を縦孔底面に押しつけることにより、掘削能率を上げることができる。

このような掘削動作によりバケット１１内に土砂が充満したら、主巻ウインチ１２を巻取り方向に作動させてケリーバ１０と共にバケット１１を地上に引き上げ、旋回体２を旋回させ、底蓋１１ａを開いてバケット１１内の土砂を地上に排土する。このような作業を繰り返して縦孔の掘削を行なう。

一方、補助吊作業を行なう場合には、図２に示すように、バケット１１をケリーバ１０から外し、フロントフレーム起伏シリンダ２５を収縮させてフロントフレーム７をブーム６側に抱き込み、ケリードライブ装置９やケリーバ１０等が補助吊作業の邪魔にならないようにして作業を行なう。

前述のように、ブーム６とフロントフレーム７とが同軸に枢着されているので、補助吊作業の際にブーム起伏シリンダ２１の伸縮によりブーム６を起伏させても、ブーム６とフロントフレーム７との相対的位置が変化しないため、ブーム６とフロントフレーム７とが干渉するおそれがない。

また、ブーム６とフロントフレーム７との枢着を同じ枢着軸２０により行なうことによってブーム６とフロントフレーム７との干渉を防止しているので、従来のアースドリルで必要とした補助吊作業におけるブームとフロントフレームとを連動させるための検知手段や連動回路あるいは連動シリンダが不要となる。その上、連動回路を動作状態にしたり不動作状態にするための切換手段も不要となり、簡単な構造でブームとフロントフレームとの干渉の問題を解決できる。また、切換手段の操作も不要になり、構造の簡単化と相俟って、信頼性の高いアースドリルが提供できる。

また、ブーム６とフロントフレーム７とが旋回体２に支持されるため、従来のブームにフロントフレームを担持させたアースドリルに比較して、ブーム６を軽量化することができ、これにより吊り上げ荷重を増大させ、かつ安定度を向上させることができる。

また、フロントフレーム７の基端部７ａをこの基端部７ａでブーム６を両側から挟むように二股状に形成したので、ブームそのものは従来のものから改変することなく実施できるという利点がある。

また、フロントフレーム７の頂部とケリードライブ装置のフレーム９ａとの間にケリードライブ装置の傾斜角度を調整する液圧シリンダ３３を設けたので、フロントフレーム７の背面とケリードライブ装置のフレーム９ａとの間に前記液圧シリンダを設ける場合に比較して、液圧シリンダ３３がブーム６側にせり出すことがなく、フロントフレーム７をブーム６側により近接させることができる。

図８は本発明の一実施の形態を示す図４相当断面図である。この実施の形態においては、ブーム６の枢着軸４１とフロントフレーム７の枢着軸４２とを別体とする。また、ブーム６の枢着軸４１を挿着する一対の第１のブラケット４３の両側に、フロントフレーム７の枢着軸４２を挿着する第２のブラケット４４をそれぞれ設ける。また、第２のブラケット４４の枢着軸挿着孔４４ａは、第１のブラケット４３の枢着軸挿着孔４３ａと同軸上にある。また、第２のブラケット４４の枢着軸挿着孔４４ａは、第１のブラケット４３の枢着軸挿着孔４３ａより大きく形成する。

図８の実施の形態においては、中央側にある一対の第１のブラケット４３間にブーム６のフート部をセットし、一方の第２のブラケット４４の枢着軸挿着孔４４ａよりブーム枢着用の枢着軸４１を通して第１のブラケット４３の枢着軸挿着孔４３ａおよびブームフート部に固定されたボス６ｂの孔６ａに挿着してブーム６を第１のブラケット４３に枢着する。その後、フロントフレーム７のフート部をブーム６の両側の各第２のブラケット４４にセットし、フロントフレーム７の枢着軸４２を第２のブラケット４４の枢着軸挿着孔４４ａおよびフロントフレーム７のフート部の孔７ｃに通してフロントフレーム７を第２のブラケット４４に枢着することができる。なお、ボス６ｂの端部には鍔（または円筒体）６ｃを固着し、この鍔（または円筒体）６ｃと枢着軸４１にそれぞれ設けた孔にボルト４５を貫挿し、このボルト４５にナット４６を螺合して締結することにより、ボス６ｂ（ブーム６）と枢着軸４１とが回り止めされ、かつ軸方向の相対移動が防止される。

このように、この実施の形態においては、ブーム６の枢着後にフロントフレーム７の枢着を行なうことができるため、各フート部の孔６ａ、７ｃをブラケットの枢着軸挿着孔に同時に位置合わせする必要がなく、ブーム６とフロントフレーム７の枢着作業が容易となる。また、第２のブラケット４４の枢着軸挿着孔４４ａを第１のブラケット４３の枢着軸挿着孔４３ａより大きくしたので、第１のブラケット４３の枢着軸挿着孔４３ａへのブーム用枢着軸４１の挿入を第２のブラケット４４の枢着軸挿着孔４４ａを通して容易に行なうことができる。

本発明を実施する場合、フロントフレーム７を起伏させる手段として、液圧シリンダやウインチにより引込み繰出しされるワイヤロープをブーム６とフロントフレーム７との間に掛け回したものを使用することができる。また、ブーム６を起伏する手段としてウインチを用いたアースドリルにも本発明を適用できる。また、ケリーバ１０にアースドリルバケット以外の他の掘削具を取付けて掘削作業を行なう場合もある。

本発明を適用するアースドリルの一例を掘削のための構成で示す側面図である。図１のアースドリルを補助吊作業のための構成で示す側面図である。図１のアースドリルの要部拡大側面図である。図１のアースドリルのブームおよびフロントフレームの枢着部を示す縦断面図である。図１のアースドリルのフロントフレーム起伏シリンダのブーム側連結部の構造を示す縦断面図である。図１のアースドリルのフロントフレーム起伏シリンダのフロントフレーム側連結部の構造を示す縦断面図である。図１のアースドリルのケリードライブ装置のフロントフレームに対する取付け構造を示す横断面図である。本発明のアースドリルの一実施の形態であるブームおよびフロントフレームの枢着構造を示す縦断面図である。

１：走行体、２：旋回体、３：旋回装置、４：パワーユニット、５：運転室、６：ブーム、６ａ：孔、７：フロントフレーム、７ａ：基端部、７ｂ：、７ｃ：孔、９：ケリードライブ装置、９ａ：フレーム、９ｂ：ガイド支柱、１０：ケリーバ、１１：アースドリルバケット、１２：主巻ウインチ、１３：補巻ウインチ、１４：主巻ロープ、１５：補巻ロープ、１６、１８：シーブ、１７：スイベルジョイント、１９：対象物、２０：枢着軸、２１：ブーム起伏シリンダ、２５：フロントフレーム起伏シリンダ、３３：フレーム回動シリンダ、３４：ケリードライブ装置上下動シリンダ、３５：センタージョイント、３６：ターンテーブル、３７：ホースリール、３８：ケーブルリール、４１、４２：枢着軸、４３：第１のブラケット、４３ａ：枢着軸挿着孔、４４：第２のブラケット、４４ａ：枢着軸挿着孔

Claims

走行体上に設置した旋回体に起伏可能に取付けたブームと、
ケリードライブ装置のフレームを頂部に取付けたフロントフレームと、
前記ケリードライブ装置の回転駆動体に貫挿しかつ下端に掘削具を取付けたケリーバと、
前記旋回体に搭載した主巻ウインチおよび補助ウインチとを備え、
前記主巻ウインチにより巻取り繰出しされる主巻ロープを前記ブームの頂部より垂下してケリーバにスイベルジョイントを介して接続し、
前記補助ウインチにより巻取り繰出しされる補巻ロープを前記ブームの頂部より垂下して補助吊作業を行ない、
前記補助吊作業の際には前記フロントフレームをブーム側に抱き込むアームドリルにおいて、
前記フロントフレームを、その基端部が前記ブームを両側から挟むように二股状に形成すると共に、前記旋回体に前記ブームの枢着軸と同軸に前記フロントフレームを起伏可能に取付ける構成とし、
前記ブームの枢着軸と前記フロントフレームの枢着軸とを別体とし、
前記ブームの枢着軸を挿着する一対の第１のブラケットの両側に、前記フロントフレームの枢着軸を挿着する第２のブラケットを設け、
前記第２のブラケットの枢着軸挿着孔は、前記第１のブラケットの枢着軸挿着孔と同軸上にあり、かつ第１のブラケットの枢着軸挿着孔より大きくしたことを特徴とするアースドリル。