JP6770733B2

JP6770733B2 - 掘削装置

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Publication number: JP6770733B2
Application number: JP2016125092A
Authority: JP
Inventors: 平川　悦雄; 悦雄平川; 知明嶌野
Original assignee: Sanwa Kizai Co Ltd
Current assignee: Sanwa Kizai Co Ltd
Priority date: 2016-06-24
Filing date: 2016-06-24
Publication date: 2020-10-21
Anticipated expiration: 2036-06-24
Also published as: JP2017227067A

Description

本発明は、掘削装置に係るものである。

従来、ケーシング回転圧入装置により地盤に圧入したケーシング内に、掘削装置を挿入してケーシングと共に一体回転させて掘削する構成は、公知である（特許文献１参照）。
また、従来、アースオーガーの掘削ヘッドにジャイロセンサを設け、アースオーガーの傾斜を修正する構成は、公知である（特許文献２参照）。

特許第４８１１６５４号公報特開２００１−２５４３８８号公報

前記公知例のうち前者のものは、所謂ＧＳＢ工法に使用する掘削装置であり、固定部から回転部に作動油を供給するため、スイベルを設けているが、スイベルは単に固定部に対して回転自在に設けられているだけであるので、掘削土砂の抵抗等に起因してスイベルの回転部の回転に支障が生じ、機器へ作動油を供給するホースが絡むという課題がある。
また、許容トルク以上の掘削抵抗が作用した場合、掘削装置のグリッパが滑り、回転圧入装置のトルクを伝えないようにするが、この滑りにスイベルが追従できず、ホースが絡むという課題がある。
また、油圧ホースの繰り出し長を検出して深度を計測する構成としているが、油圧ホースが絡むと、深度検出ができず、掘削作業を中断して掘削装置を吊り上げて絡みを直すことになり、掘削精度・施工効率が大きく低下するという課題もある。
前記公知例のうち後者のものは、アースオーガーの傾斜の修正を目的とし、ホースの絡みを防止できない。
本願は、スイベルの構成を工夫することにより、ホースの絡み発生を防止したものである。

請求項１の発明は、ワイヤー８により吊設される掘削装置１の、地盤を掘削する機器Ｔの駆動源Ｇに流体をホース５０により供給するスイベル２において、スイベル２は、掘削装置１の回転する機器Ｔの部位の上部に、内部に流路４８を有する縦軸４５を、回転する機器Ｔに対して同調して逆回転させる同調用モータ６０を有する同調機構５７を介して取付け、ジャイロセンサ７０により前記同調用モータ６０の回転制御することによって、スイベル２を機器Ｔに対して静止するように構成し、縦軸４５は、機器Ｔの部位の上部に設けた軸受部５５に軸装し、軸受部５５より上方部分の縦軸４５にホース５０とホース支持アーム５１を取付け、軸受部５５より下方部分の縦軸４５に分岐筒４７を取付け、ホース支持アーム５１と軸受部５５の間に同調機構５７を設けた構成とした掘削装置としたものである。
請求項２の発明は、前記同調機構５７は、縦軸４５に設けた回転体５８を同調用モータ６０により回転するように構成し、前記回転体５８には同調用モータ６０と該同調用モータ６０の出力歯車６１を設け、出力歯車６１に噛み合う受動歯車６２は機器Ｔ側に設け、前記縦軸４５は、掘削装置１に設けた軸受部５５に軸装し、前記同調用モータ６０と出力歯車６１は前記受動歯車６２の周囲を公転回転するように構成した掘削装置としたものである。
請求項３の発明は、前記同調機構５７の回転体５８は、上板６６と下板６７とを上下に所定間隔をおいて配置して厚みのあるケース形状に形成し、上板６６と下板６７の間に前記出力歯車６１と前記受動歯車６２を配置すると共に、前記同調用モータ６０は、回転体５８に設けた同調用モータ用ケース６５内に内蔵し、同調用モータ用ケース６５は前記下板６７の下面側に取付けた掘削装置としたものである。
請求項４の発明は、前記ホース５０はホース支持アーム５１の下方に位置させ、出力歯車６１および受動歯車６２はケース形状の回転体５８により包囲する構成とし、同調用モータ６０は同調用モータ用ケース６５により包囲して構成した掘削装置としたものである。
請求項５の発明は、前記軸受部５５の下方の分岐筒４７は軸受部５５と同心の上側筒部７５により包囲して構成した掘削装置としたものである。
請求項６の発明は、前記掘削装置１は、ケーシング回転圧入装置５により地盤に圧入したケーシングＫ内に挿入してケーシングＫと共に一体回転する構成とし、前記掘削装置１には、少なくとも、ケーシングＫに掘削装置１を固定して一体回転させ、前記機器Ｔを構成する保持固定装置１０と、該保持固定装置１０の保持固定フレーム１１側に取付軸１７により回動自在に取付けた、前記機器Ｔを構成する拡大翼１８とを有し、前記保持固定装置１０の当接体１２を放射方向に出入りさせる出入シリンダ１３と前拡大翼１８を拡縮させる拡縮用シリンダ１９との夫々を駆動源Ｇとし、この駆動源Ｇに前記スイベル２により流体を供給する構成とした掘削装置としたものである。

請求項１の発明では、機器Ｔに対して回転と回転方向を検出するジャイロセンサ７０により、スイベル２の縦軸４５を同調機構５７により回転させる同調用モータ６０を回転制御しているので、スイベル２の同調回転精度を向上させることができ、これにより、ホース５０の絡み発生が防止でき、また、スイベル２を、軸受部５５より上方部分の縦軸４５にホース５０とホース支持アーム５１を取付け、軸受部５５より下方部分の縦軸４５に分岐筒４７を取付け、ホース支持アーム５１と軸受部５５の間に同調機構５７を設けているので、スイベル２および同調機構５７をコンパクトに構成でき、この点でも、ホース５０の絡み発生を防止できる。
請求項２の発明では、縦軸４５に設けた回転体５８を同調用モータ６０により掘削装置１の回転に対して反対方向に同調駆動回転させるので、ホース５０の絡み発生を防止でき、回転体５８は同調用モータ６０と出力歯車６１を受動歯車６２の周囲を公転回転させて反対方向に同調回転させるので、同調機構５７をコンパクトに構成できる。
請求項３の発明では、上板６６と下板６７とによりケース形状に形成した回転体５８内に出力歯車６１と受動歯車６２を配置し、同調用モータ６０を同調用モータ用ケース６５内に内蔵しているので、同調機構５７の回転部分は回転体５８で包囲され、土砂の影響から回避でき、同調回転精度を向上させることができる。
請求項４の発明では、同調機構５７の作動部分は包囲されて掘削中の土砂の影響を受けずに、安定してホース５０の捻れを防止できる。
請求項５の発明では、分岐筒４７を上側筒部７５により包囲しているので、スイベル２の分岐筒４７を土砂の影響から回避させることができる。
請求項６の発明では、保持固定装置１０と拡大翼１８を有する掘削装置１のホース５０の絡み発生を防止できる。

ケーシング回転圧入装置と流体供給ユニットと掘削装置の配置模式図。ケーシング回転圧入装置と拡大翼が格納状態の掘削装置の正面図。拡大翼が拡開状態の掘削装置の一部を省略した正面図。スイベル付近の断面図。拡大翼が格納状態の掘削装置の正面図。スイベルの平面図。保持固定装置の断面図。

本発明の一実施形態を図により説明する。
１はスイベル２を有する掘削装置であり（図１、図２）、スイベル２は地上に設置した流体供給ユニット３からの流体を掘削装置１に設けた各種の機器Ｔまたは機器Ｔの駆動源Ｇに供給するものである。
この場合、スイベル２に供給される流体は水や作動油あるいは土壌改良剤等が想定され、流体の供給先は任意であるが、以下、作動油の例にて説明している。
また、掘削装置１および掘削装置１の各種機器Ｔの構成は任意であるが、本例ではケーシング全周旋回型のオールケーシング工法の例にて、以下説明する。

５は、前記掘削装置１を挿入するケーシングＫを地盤に圧入するケーシング回転圧入装置であり（図１、図２）、ケーシング回転圧入装置５は地盤Ｗ上に設置してケーシングＫを地盤Ｗに圧入できればよく、構成は任意であり、図示は省略するが、ベースフレームとベースフレームに対して昇降する昇降フレームとケーシングＫを固定状態に保持するケーシング固定機構と、ケーシング固定機構により固定したケーシングＫを駆動回転させるケーシング駆動回転機構を設けて構成し、ケーシング固定機構により固定したケーシングＫをケーシング駆動回転機構により駆動回転させながら地盤Ｗに圧入する。

６はケーシング回転圧入装置５が地盤Ｗに圧入しているケーシングＫ内に掘削装置１を吊設しながら挿入するベースマシンのブーム、８はブーム６から垂下するワイヤーであり、掘削装置１はワイヤー８により吊設する。
前記掘削装置（拡大掘削装置）１には、掘削装置１をケーシングＫと共に一体回転させる保持固定装置１０を設ける。保持固定装置１０は、保持固定フレーム１１に、該保持固定フレーム１１に対して放射方向に出入自在に当接体（スタビライザ）１２を周方向に複数設け、当接体１２と保持固定フレーム１１との間に当接体１２を出入りさせる出入シリンダ１３（図４、図７）を設けて構成し、保持固定装置１０が掘削装置１の機器Ｔとなり、出入シリンダ１３が駆動源Ｇとなる。

保持固定装置１０は出入シリンダ１３により当接体１２をケーシングＫの内面に当接させて掘削装置１をケーシングＫと一体駆動回転させる。
保持固定装置１０の保持固定フレーム１１には、後述する案内ガイド機構１５を介して上下移動フレーム１６の上部を、保持固定フレーム１１に対して上下動自在に取付ける。上下移動フレーム１６には取付軸１７により拡大翼１８の上部を回動自在に取付ける。拡大翼１８は上下方向に所定長さを有して形成し、地盤を掘削しながら横軸回動して地盤に拡大穴を掘削する。

そのため、拡大翼１８が掘削装置１の機器Ｔとなり、拡大翼１８を拡縮させる拡縮用シリンダ１９が駆動源Ｇとなる。
拡縮用シリンダ１９の一端は拡大翼１８の上下中間所定位置に取付け、拡縮用シリンダ１９の他端は上下移動フレーム１６側に取付軸２０により取付ける。
拡縮用シリンダ１９は伸長すると、拡大翼１８を取付軸１７を中心に外回動させて、拡大翼１８をケーシングＫの外径より外側に位置する下広がり状態に傾斜拡大させる。拡縮用シリンダ１９を縮小させると、拡大翼１８をケーシングＫ内に格納させる。

また、拡大翼１８の拡翼部１８Ａの下部には取付軸２１により拡大翼１８の一部を構成する縦状掘削部２２を回動自在に取付ける（図３）。縦状掘削部２２は、取付軸１７を中心に回動した拡大翼１８が斜めに掘削した拡大穴２３の斜面２３Ａの下方に略垂直状の円柱状に拡大円柱孔部２３Ｂを掘削するものである。
縦状掘削部２２と拡大翼１８との間には縦状掘削部２２の角度を変更調節する角度調整シリンダ２５を設ける。角度調整シリンダ２５の一端は拡大翼１８に回動自在に取付け、角度調整シリンダ２５の他端は縦状掘削部２２側に取付ける。
前記角度調整シリンダ２５が縮小すると、拡大翼１８の上部と縦状掘削部２２との角度は小となり、拡大翼１８の上部と縦状掘削部２２との角度が小になると、拡大穴２３の拡大径が大きくなる。

そのため、拡大翼１８が掘削する最大拡大径に応じて角度調整シリンダ２５を伸縮させて拡大翼１８と縦状掘削部２２との角度を予め設定し、一旦、角度を設定すると、拡大穴２３の掘削施工中は角度調整シリンダ２５の伸縮を停止させる。
なお、角度調整シリンダ２５の伸縮設定は、掘削装置１が地上にある状態で行う。
しかして、保持固定装置１０の保持固定フレーム１１の平面視における中央位置にはシリンダ取付部材２７を設け、シリンダ取付部材２７に昇降シリンダ２８の一端側（上端側）を取付け（図３）、昇降シリンダ２８の他端側（下端側）には取付部材２９を設け、取付部材２９を前記上下移動フレーム１６に取付ける（図３）。

即ち、取付部材２９は横軸心の軸棒形状に形成し、取付部材２９の中間部を昇降シリンダ２８の他端側に取付け、取付部材２９の両端を上下移動フレーム１６側に夫々に取付ける。
昇降シリンダ２８は、伸長すると、保持固定フレーム１１に対して取付部材２９を下降させ、これにより、上下移動フレーム１６を下降させ、上下移動フレーム１６の下降で取付軸１７の下降により、その結果、拡大翼１８の基部が下降して、縦状掘削部２２の下端が下降する。

この昇降シリンダ２８の伸長量と拡縮用シリンダ１９の伸長量とを同調させることにより、縦状掘削部２２の下端は水平に移動し、前記したように、拡大穴２３の円柱孔底面２３Ｃを略水平に掘削する。
即ち、拡大翼１８を、単に取付軸１７を中心に横軸回動させて拡大掘削させると、縦状掘削部２２の下端が移動する移動軌跡は円弧面になるが、拡縮用シリンダ１９の伸長に応じて昇降シリンダ２８により拡大翼１８および縦状掘削部２２を下降させて、縦状掘削部２２の下端の移動軌跡を水平にする（図３）。

そのため、縦穴２３Ｅの縦穴底面２３Ｆと拡大円柱孔部２３Ｂの円柱孔底面２３Ｃが略水平になり、拡大球根の下面を水平にして縦杭および拡大球根の支持力向上および引き抜き抵抗力の増大を安定させる。
この場合、拡大翼１８の昇降機構が掘削装置１の機器Ｔとなり、昇降シリンダ２８が駆動源Ｇとなる。
縦状掘削部２２にはスクレーパー３０を設ける。スクレーパー３０は縦状掘削部２２の回転方向の側面側に円周方向に突出するように設け、スクレーパー３０の下方にはスクレーパー３０が掻き寄せる土砂を回収する土砂受３１を設ける。３２は土砂受３１の下面に設けた開閉蓋、３３は開閉蓋３２の開閉操作用の操作レバーである。

しかして、保持固定装置１０の保持固定フレーム１１と、上下移動フレーム１６との間には、上下移動フレーム１６の上下を案内する前記案内ガイド機構１５を設ける。
図３に示したように、保持固定フレーム１１の中央下面には、下方に突出する固定側筒部３５を設け、固定側筒部３５の上部の取付孔（図示省略）に軸形状の前記シリンダ取付部材２７を挿入して昇降シリンダ２８の上端を取付ける。固定側筒部３５の上部には固定側筒部３５より大径の外側筒部３６を固定状態に取付ける。外側筒部３６の内側には内側筒部３７を上下動のみ自在で嵌合状態に設ける。内側筒部３７には底板３８を固定し、底板３８の中央には移動側筒部３９の中間部を固定状態に設け、移動側筒部３９は前記固定側筒部３５の外周に上下自在に嵌合状態に取付ける。

前記底板３８に上下移動フレーム１６の上部を固定状態に取付ける。
外側筒部３６と内側筒部３７の何れか一方には、外側筒部３６と内側筒部３７の軸心に対する放射方向に凹む係合凹部４０を設け、何れか他方には係合凹部４０に係合する係合凸部４１を設け、係合凹部４０と係合凸部４１の作用と、外側筒部３６と内側筒部３７の嵌合構成により上下移動フレーム１６の昇降を案内する。
前記固定側筒部３５の下部には、支持部材４２の上部を固定状態に取付け、支持部材４２の下部に前記土砂受３１の取付部４３を取付ける。

そのため、固定側筒部３５および支持部材４２に対して、案内ガイド機構１５の内側筒部３７と底板３８と移動側筒部３９とが下降し、底板３８の下降により上下移動フレーム１６が下降する。
しかして、掘削装置１の上部には前記スイベル２を設ける。スイベル２は、保持固定フレーム１１の中心位置に縦軸４５を回転自在に軸装し、縦軸４５の下部に接続ノズル４６を有する分岐筒４７を回転自在に取付けて構成する。
即ち、縦軸４５には内部に作動油の流路４８を形成し、スイベル２は位置不動状態の縦軸４５の流路４８から回転する配管分岐筒４７に作動油を供給し、分岐筒４７の接続ノズル４６に接続した回転側配管４９により上記した各機器Ｔの駆動源Ｇに作動油を供給する。

縦軸４５の流路４８の上部に流体供給ユニット３から送られる作動油のホース（油圧ホース（配管））５０の先端を接続する。縦軸４５の上部にはホース支持アーム５１の基部を取付け、ホース支持アーム５１の下面側に前記ホース５０の中間部を位置させると共に、ホース支持アーム５１はホース５０の中間部の繰り出しと繰り入れ自在に支持する。
前記縦軸４５を軸装する軸受部５５は、前記保持固定装置１０の保持固定フレーム１１の上部中心に設け、軸受部５５より下方に突出する縦軸４５の下部外周部分に前記配管分岐筒４７を回転自在に嵌合させる。分岐筒４７の接続ノズル４６は分岐筒４７の上下方向および回転方向に複数並設し、各接続ノズル４６には前記各機器Ｔに先端を接続した回転側配管４９の基部を接続する。

スイベル２はケーシングＫと一体回転する掘削装置１の保持固定フレーム１１に対して逆回転させる同調機構５７を介して前記保持固定フレーム１１の軸受部５５に取付け、相対的にホース５０を常時所定の一定位置に位置させて、流体供給ユニット３からのホース５０が捻れたり絡んだりするのを防止する。
同調機構５７は、前記縦軸４５に設けた回転体５８を同調用モータ６０により回転させ、回転体５８の回転により縦軸４５を保持固定フレーム１１とは反対方向に同調回転させ、縦軸４５の同調反対回転によりスイベル２（縦軸４５、ホース支持アーム５１、回転体５８）およびホース５０が、あたかも、回転する保持固定フレーム１１（掘削装置１）に対して静止状態にさせて、ホース５０の捻れを防止する。

前記回転体５８には同調用モータ６０の出力歯車６１を取付け、出力歯車６１には受動歯車６２を噛み合わせ、受動歯車６２は保持固定フレーム１１側に取付ける。
理解を容易にするため、保持固定フレーム１１が回転停止状態として説明すると、同調用モータ６０により出力歯車６１を回転させると、出力歯車６１は自転回転しながら保持固定フレーム１１側の受動歯車６２の周囲を公転回転し、これにより、同調機構５７は縦軸４５を保持固定フレーム１１に対して回転させることになるので、実際では、保持固定フレーム１１の回転方向と反対方向に出力歯車６１が公転回転し、保持固定フレーム１１の回転数と縦軸４５および回転体５８の回転数とが同調することにより、スイベル２（縦軸４５、ホース支持アーム５１、回転体５８）およびホース５０は回転する保持固定フレーム１１（掘削装置１）に対して静止する。

しかして、同調用モータ６０は、回転体５８に設けた同調用モータ用ケース６５内に内蔵し、同調用モータ用ケース６５と回転体５８との上下間に出力歯車６１を位置させる。本例では、同調用モータ６０は回転体５８の下面側に位置させてホース５０およびホース支持アーム５１との干渉を防止している。
また、回転体５８は、上板６６と下板６７とを上下に所定間隔をおいて配置して厚みのあるケース（箱）形状に形成し、上板６６と下板６７との間に出力歯車６１を位置させている。
また、出力歯車６１に噛み合う受動歯車６２は前記軸受部５５に固定すると共に、回転体５８内に配置し、回転体５８の下板６７の中心には下側筒部６８を設け、下側筒部６８を前記軸受部５５の外周に回転自在に嵌合させる。

しかして、スイベル２の回転体５８側にジャイロセンサ７０を設ける。ジャイロセンサ７０は回転体５８の回転と回転方向を検出する構成とし、ジャイロセンサ７０の検出信号は制御装置（図示省略）に送られて演算処理され、その結果、前記同調用モータ６０の回転を保持固定フレーム１１の回転に同調するように制御する。
なお、掘削装置１（ケーシングＫ）は正逆両方向に回転する構成とし、これに対応して同調用モータ６０も正逆転する所謂サーボモータにより構成している。
また、ジャイロセンサ７０は、同調用モータ６０と一緒に同調用モータ用ケース６５内に設ける。

しかして、前記軸受部５５は、軸受部５５の下部を軸受部５５と同心の上側筒部７５の上部に固定し、上側筒部７５は保持固定フレーム１１の天板７６に固定する。上側筒部７５の下部は前記固定側筒部３５に固定している。
天板７６には保持固定フレーム１１の軸心に対して放射方向に突出するシリンダケース７７を円周（回転）方向に複数並設し、各シリンダケース７７内に当接体１２を出入りさせる出入シリンダ１３を夫々内蔵し、各シリンダケース７７の固定部に出入シリンダ１３の内端を取付け、出入シリンダ１３の外端側に当接体１２を夫々取付ける（図６）。
当接体１２は出入シリンダ１３の伸縮をシリンダケース７７により案内されて出入りする構成としている。

図１において、８０は操作盤、８１はホースリール、８２は深度検出器、８３は深度検出用ワイヤーであり、深度検出用ワイヤー８３はホース５０と共にホース支持アーム５１に繰り出しと繰り入れ自在に支持されている。
なお、ケーシングの下端に掘削ビットを形成し、このケーシングをケーシング回転圧入装置により圧入しながら、ホース５０により流体をケーシング内に供給して行う工法では、このケーシング上部に、図示は省略するが、回転側の軸受部５５を設け、軸受部５５にスイベル２のホース支持アーム５１を設けた縦軸４５を軸装すると共に同調機構５７を設け、スイベル２を同調機構５７によりケーシングに対して逆回転させて静止させながら、水等の流体をスイベル２によりケーシング内に供給する構成としてもよい。

また、ベースマシン７のブーム６から垂下するワイヤー８により掘削装置１の上部に設けた駆動部を吊設し、駆動部に掘削作業用のロッドを設けた、宙吊りの掘削装置１の場合では、掘削装置１の駆動部等の任意の回転部分に回転側の軸受部５５を設け、軸受部５５にスイベル２のホース支持アーム５１を設けた縦軸４５を軸装すると共に同調機構５７を設け、宙吊りの掘削装置１に対してスイベル２を同調機構５７により逆回転させて静止させる構成としてもよく、また、このスイベル２と同調機構５７を設けた掘削装置１を、宙吊りの状態でケーシング回転圧入装置が回転圧入しているケーシングに挿入する構成とすることも可能である。

（実施形態の作用）
本発明は上記構成であり、掘削作業の一例を示すと、ケーシング回転圧入装置５およびアースドリル等の掘削装置（図示省略）により、地盤Ｗに予め所定径であって所定深度の縦杭用の縦穴２３Ｅを掘削し、次に、縦穴２３Ｅに、拡大翼１８を閉縮させた状態で、掘削装置１を挿入し、所定位置にて保持固定装置１０により掘削装置１をケーシングＫに固定保持する。
機器Ｔの一つである保持固定装置１０は出入シリンダ１３を駆動源Ｇの一つである出入シリンダ１３にスイベル２から作動油を送ってケーシングＫに掘削装置１を固定する。この状態でケーシングＫの回転を掘削装置１に伝達して駆動回転させながら、機器Ｔの一つである拡大翼１８を駆動源Ｇの一つである拡縮用シリンダ１９により、ケーシングＫの外径より外側に拡開させて、拡大穴２３を掘削する。

掘削装置１の回転中に、拡大翼１８が取付軸１７の横軸心で掘削装置１の回転軸心に対して交差方向に回動して拡大穴２３の斜面２３Ａを掘削する。
このとき、機器Ｔの一つである拡翼部１８Ａの下方の縦状掘削部２２は、角度調整シリンダ２５により拡翼部１８Ａに対して所定角度を保持したまま回転し、拡翼部１８Ａが最大傾斜状態に外側回動すると、縦状掘削部２２は略垂直状態で回転して拡大穴２３の斜面２３Ａの下方に円柱状の拡大円柱孔部２３Ｂを掘削する。

この場合、縦状掘削部２２を取付軸１７の中心に回動させると、円柱孔底面２３Ｃは円弧面になるが、拡大翼１８を取付軸１７の中心に上方回動させながら駆動回転させて掘削するのと、同時に、機器Ｔの一つである拡大翼１８を、拡大翼１８の回動に同調させて駆動源Ｇの一つである昇降シリンダ２８により下降させると、縦状掘削部２２の下端が移動する移動軌跡が水平状態になるように、拡大掘削できる。
そのため、縦穴２３Ｅの縦穴底面２３Ｆと拡大円柱孔部２３Ｂの円柱孔底面２３Ｃとが略水平になり、製造される拡大球根の下面を水平にして縦杭および拡大球根の支持力向上および引き抜き抵抗力の増大を安定させる。

このように、拡大翼１８が拡大穴２３を掘削すると、掘削した土砂をスクレーパー３０が掘削装置１の中心に向かって掻き寄せ、掻き寄せられた土砂は土砂受３１に回収される。土砂受３１に土砂が回収されると、拡縮用シリンダ１９および昇降シリンダ２８を縮小させて、拡大翼１８を格納し、この状態で、掘削装置１を縦穴２３Ｅから一旦引き上げ、土砂受３１内の土砂を土砂受３１の開閉蓋３２を開放して放擲し、土砂受３１内が空になると、再び、掘削装置１を縦穴２３Ｅに挿入して、前記作業を反復する。

しかして、掘削装置１に設けた各種の機器Ｔの駆動源Ｇに作動油を供給するスイベル２は、スイベル２の回転体５８側に回転体５８の回転（回転数）と回転方向を検出するジャイロセンサ７０により回転制御する構成としているので、ケーシングＫが回転停止していると、スイベル２も回転停止しており、ケーシング回転圧入装置５によりケーシングＫと掘削装置１の回転が開始すると、ジャイロセンサ７０はこれを検知して同調機構５７を作動させて、スイベル２を掘削装置１に対して相対的に常時所定位置に位置させ、流体供給ユニット３からのホース５０が捻れたり絡んだりするのを防止する。

同調機構５７は、スイベル２の縦軸４５に設けた回転体５８を同調用モータ６０により駆動同調回転するように構成しているので、ジャイロセンサ７０の信号により制御部（図示省略）が同調用モータ６０に通電して回転体５８を回転させ、回転体５８の回転により縦軸４５を保持固定フレーム１１と反対方向に同調回転させ、縦軸４５の同調反対回転によりスイベル２のホース支持アーム５１およびホース５０が、あたかも、回転する保持固定フレーム１１に対して静止させ、ホース５０の捻れを防止する。

回転体５８には同調用モータ６０の出力歯車６１を取付け、出力歯車６１には受動歯車６２を噛み合わせ、受動歯車６２は保持固定フレーム１１側に取付けているので、同調用モータ６０により出力歯車６１を保持固定フレーム１１と反対方向に回転させると、出力歯車６１は自転回転しながら保持固定フレーム１１側の受動歯車６２の周囲を公転回転するようになり、相対的に同調機構５７は縦軸４５を保持固定フレーム１１に対して位置不動状態にさせて、保持固定フレーム１１（拡大翼１８）に対して静止させる。

しかして、スイベル２は、軸受部５５より上方部分の縦軸４５にホース５０とホース支持アーム５１を取付け、軸受部５５より下方部分の縦軸４５に分岐筒４７を取付け、ホース支持アーム５１と軸受部５５の間に同調機構５７を設けているので、掘削装置１の保持固定装置１０の空間を有効利用して、スイベル２および同調機構５７をコンパクトに設けることができる。

また、深度検出用ワイヤー８３はホース５０と共にホース支持アーム５１に繰り出しと繰り入れ自在に支持されているので、深度検出用ワイヤー８３もスイベル２により捻れが防止され、深度検出器８２による深度検出精度を向上させることができる。
同調機構５７の同調用モータ６０は、回転体５８に設けた同調用モータ用ケース６５内に内蔵し、同調用モータ用ケース６５と回転体５８との上下方向の間に出力歯車６１を位置させているので、同調用モータ６０とホース５０およびホース支持アーム５１との干渉を防止でき、ホース５０の捻れを防止できる。

同調機構５７の回転体５８は、上板６６と下板６７とを上下に所定間隔をおいて配置して厚みのあるケース（箱）形状に形成し、上板６６と下板６７の間に出力歯車６１と受動歯車６２を配置しているので、同調機構５７の作動部分である出力歯車６１と受動歯車６２は回転体５８により包囲されて、掘削中の土砂の影響を受けず、それゆえ、同調機構５７はホース５０の捻れを安定して防止できる。
即ち、ホース５０はホース支持アーム５１の下方に位置し、出力歯車６１および受動歯車６２はケース（箱）形状の回転体５８により包囲され、同調用モータ６０は同調用モータ用ケース６５により包囲されているので、この点でも、同調機構５７の作動部分は包囲されて掘削中の土砂の影響を受けずに、安定してホース５０の捻れを防止できる。

１…掘削装置、２…スイベル、３…流体供給ユニット、５…ケーシング回転圧入装置、６…ブーム、７…ベースマシン、８…ワイヤー、９…シーブブロック、１０…保持固定装置、１１…保持固定フレーム、１２…当接体、１３…出入シリンダ、１５…案内ガイド機構、１６…上下移動フレーム、１７…取付軸、１８…拡大翼、１８Ａ…拡翼部、１９…拡縮用シリンダ、２０…取付軸、２１…取付軸、２２…縦状掘削部、２３…拡大穴、２３Ｅ…縦穴、２５…角度調整シリンダ、２７…シリンダ取付部材、２８…昇降シリンダ、２９…取付部材、３０…スクレーパー、３１…土砂受、３２…開閉蓋、３３…操作レバー、３５…固定側筒部、３６…外側筒部、３７…内側筒部、３８…底板、３９…移動側筒部、４０…係合凹部、４１…係合凸部、４２…支持部材、４３…取付部、４５…縦軸、４６…接続ノズル、４７…分岐筒、４８…流路、４９…回転側配管、５０…ホース、５１…ホース支持アーム、５５…軸受部、５７…同調機構、５８…回転体、６０…同調用モータ、６１…出力歯車、６２…受動歯車、６５…同調用モータ用ケース、６６…上板、６７…下板、６８…下側筒部、７０…ジャイロセンサ、７５…上側筒部、７６…天板、７７…シリンダケース、８０…操作盤、８１…ホースリール、８２…深度検出器、８３…深度検出用ワイヤー。

Claims

ワイヤー８により吊設される掘削装置１の、地盤を掘削する機器Ｔの駆動源Ｇに流体をホース５０により供給するスイベル２において、スイベル２は、掘削装置１の回転する機器Ｔの部位の上部に、内部に流路４８を有する縦軸４５を、回転する機器Ｔに対して同調して逆回転させる同調用モータ６０を有する同調機構５７を介して取付け、ジャイロセンサ７０により前記同調用モータ６０の回転制御することによって、スイベル２を機器Ｔに対して静止するように構成し、縦軸４５は、機器Ｔの部位の上部に設けた軸受部５５に軸装し、軸受部５５より上方部分の縦軸４５にホース５０とホース支持アーム５１を取付け、軸受部５５より下方部分の縦軸４５に分岐筒４７を取付け、ホース支持アーム５１と軸受部５５の間に同調機構５７を設けた構成とした掘削装置。
請求項１において、前記同調機構５７は、縦軸４５に設けた回転体５８を同調用モータ６０により回転するように構成し、前記回転体５８には同調用モータ６０と該同調用モータ６０の出力歯車６１を設け、出力歯車６１に噛み合う受動歯車６２は機器Ｔ側に設け、前記縦軸４５は、掘削装置１に設けた軸受部５５に軸装し、前記同調用モータ６０と出力歯車６１は前記受動歯車６２の周囲を公転回転するように構成した掘削装置。
請求項２において、前記同調機構５７の回転体５８は、上板６６と下板６７とを上下に所定間隔をおいて配置して厚みのあるケース形状に形成し、上板６６と下板６７の間に前記出力歯車６１と前記受動歯車６２を配置すると共に、前記同調用モータ６０は、回転体５８に設けた同調用モータ用ケース６５内に内蔵し、同調用モータ用ケース６５は前記下板６７の下面側に取付けた掘削装置。
請求項３において、前記ホース５０はホース支持アーム５１の下方に位置させ、出力歯車６１および受動歯車６２はケース形状の回転体５８により包囲する構成とし、同調用モータ６０は同調用モータ用ケース６５により包囲して構成した掘削装置。
請求項４において、前記軸受部５５の下方の分岐筒４７は軸受部５５と同心の上側筒部７５により包囲して構成した掘削装置。
請求項１〜請求項５の何れかの請求項において、前記掘削装置１は、ケーシング回転圧入装置５により地盤に圧入したケーシングＫ内に挿入してケーシングＫと共に一体回転する構成とし、前記掘削装置１には、少なくとも、ケーシングＫに掘削装置１を固定して一体回転させ、前記機器Ｔを構成する保持固定装置１０と、該保持固定装置１０の保持固定フレーム１１側に取付軸１７により回動自在に取付けた、前記機器Ｔを構成する拡大翼１８とを有し、前記保持固定装置１０の当接体１２を放射方向に出入りさせる出入シリンダ１３と前拡大翼１８を拡縮させる拡縮用シリンダ１９との夫々を駆動源Ｇとし、この駆動源Ｇに前記スイベル２により流体を供給する構成とした掘削装置。