掘削装置
【課題】埋設物を損傷させることなく地山の掘削を容易に行い作業効率の向上を図る。
【解決手段】非接触掘削手段１と吸引搬送手段２とを備える。非接触掘削手段１は、噴流によって非接触で地山Ｇを崩すものであり、超音速空気を地山Ｇに向けた噴射部１Ａｃから噴射する。吸引搬送手段２は、非接触掘削手段１で掘削した土砂を空気吸引によって搬送する。これにより、非接触掘削手段１の噴流によって非接触で地山Ｇを崩すのでケーブル（通信線や電力線）ガス管などの埋設が予想される地山Ｇの掘削や試掘作業において、埋設物を損傷させることなく容易に掘削できる。さらに松杭などの地中障害物が埋設されている地山Ｇでの掘削能率を向上できる。また掘削した土砂は、吸引搬送手段２によって空かさず吸引されて圧送されるので、障害物周辺の狭隘な条件下での掘削能率を向上できる。
【解決手段】非接触掘削手段１と吸引搬送手段２とを備える。非接触掘削手段１は、噴流によって非接触で地山Ｇを崩すものであり、超音速空気を地山Ｇに向けた噴射部１Ａｃから噴射する。吸引搬送手段２は、非接触掘削手段１で掘削した土砂を空気吸引によって搬送する。これにより、非接触掘削手段１の噴流によって非接触で地山Ｇを崩すのでケーブル（通信線や電力線）ガス管などの埋設が予想される地山Ｇの掘削や試掘作業において、埋設物を損傷させることなく容易に掘削できる。さらに松杭などの地中障害物が埋設されている地山Ｇでの掘削能率を向上できる。また掘削した土砂は、吸引搬送手段２によって空かさず吸引されて圧送されるので、障害物周辺の狭隘な条件下での掘削能率を向上できる。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、地中障害物の存在や狭隘条件下での掘削および土砂搬送を行う掘削装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
松杭などの地中障害物が埋設されている場所や、狭隘な作業条件下での土砂の掘削作業は、通常の掘削作業で使用する機械では大きすぎて適用できないため、小型バックホウなどの小型機械しか使用することができない。しかし、小型機械であっても空頭制限や障害物により動作が制限されるため、制限のない一般の条件下での小型機械の作業と比較すると作業能率が大幅に低下することになる。このため、条件によっては、人力作業で掘削を行わなければならない。一方、上記箇所での掘削した土砂を搬送する際には、小型積込走行機械あるいはベルトコンベアなどの使用が一般的である。しかし、小型積込走行機械を使用する場合では、空頭制限があると積込に時間がかかり、さらに、障害物の存在や狭隘条件下では走行できないことがある。また、ベルトコンベアを使用する場合では、設置盛替に手間がかかる。
【０００３】
従来では、上記のごとく地中障害物の存在や狭隘条件下での掘削および土砂搬送を行う掘削装置として、バックホウに掘削した土砂を搬送する後方移送装置を設けたものがある。この掘削装置は、後方位相装置によってバックホウにおける旋回→土砂積込（排土）→旋回の動作を省略する（例えば、特許文献１参照）。
【０００４】
また、別の従来では、吸引ホースの先端部に吸引ダクトを設け、この吸引ダクトに沿って複数のブレーカを取り付けてあり、ブレーカの刃具を吸引ダクトの先端面よりも突出した掘削装置がある。この掘削装置は、ブレーカによって掘削した土砂を吸引ダクトで吸引する（例えば特許文献２参照）。
【０００５】
【特許文献１】特開２００３−１１９８２２号公報
【特許文献２】特開平１０−１０２５３３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、従来の掘削装置では、バックホウあるいはブレーカで直接地山を崩して掘削するものであるため、埋設物を損傷させるおそれがある。特に、通信線や電力線、ガス管などの埋設が予想される場所の掘削や、試掘作業では、埋設物を損傷させることなく掘削することが要求される。このため、バックホウあるいはブレーカなどを主体として掘削することはできず、結果的に作業員が手掘りで注意深く掘削する必要があるので作業能率が悪い。
【０００７】
本発明は、上記実情に鑑みて、埋設物を損傷させることなく地山の掘削を容易に行い作業効率の向上を図ることができる掘削装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記の目的を達成するために、本発明の請求項１に係る掘削装置は、噴流によって非接触で地山を崩す非接触掘削手段と、掘削した土砂を空気吸引によって搬送する吸引搬送手段とを備えたことを特徴とする。
【０００９】
本発明の請求項２に係る掘削装置は、上記請求項１において、前記非接触掘削手段は、空気噴流によって非接触で地山を崩す空気圧掘削手段からなることを特徴とする。
【００１０】
本発明の請求項３に係る掘削装置は、上記請求項１において、前記非接触掘削手段は、高圧水噴流によって非接触で地山を崩す高圧水掘削手段からなることを特徴とする。
【００１１】
本発明の請求項４に係る掘削装置は、上記請求項１において、前記非接触掘削手段は、空気噴流によって非接触で地山を崩す空気圧掘削手段と、高圧水噴流によって非接触で地山を崩す高圧水掘削手段とを共に備えてなることを特徴とする。
【００１２】
本発明の請求項５に係る掘削装置は、上記請求項１〜４のいずれか一つにおいて、接触によって地山を崩す掘削爪を前記非接触掘削手段および前記吸引搬送手段と共に備えたことを特徴とする。
【００１３】
本発明の請求項６に係る掘削装置は、上記請求項１〜４のいずれか一つにおいて、接触によって地山を崩すオーガーを前記非接触掘削手段および前記吸引搬送手段と共に備えたことを特徴とする。
【００１４】
本発明の請求項７に係る掘削装置は、上記請求項１〜４のいずれか一つにおいて、前記吸引搬送手段の吸引口側に地山の掘削面を覆う被覆部材を有し、前記非接触掘削手段は前記被覆部材に噴射ノズルを内装して当該噴射ノズルを前記掘削面に対して接離可能に設けてあり、前記噴射ノズルを前記掘削面に近接したときに前記被覆部材を前記掘削面に対して押圧付勢する弾性部材を備えたことを特徴とする。
【００１５】
本発明の請求項８に係る掘削装置は、上記請求項７において、前記非接触掘削手段の噴射ノズルを地山の掘削面に向けて旋回可能に設けたことを特徴とする。
【発明の効果】
【００１６】
本発明に係る掘削装置は、非接触掘削手段１の噴流によって非接触で地山を崩すことにより、ケーブル（通信線や電力線）、ガス管などの埋設が予想される地山の掘削や、試掘作業において、埋設物を損傷させることなく容易に掘削することができる。さらに、松杭などの地中障害物が埋設されている地山での掘削能率を向上することができる。
【００１７】
また、掘削した土砂は、吸引搬送手段によって空かさず吸引されて圧送される。これにより、例えばフーチング下など、障害物周辺の狭隘な条件下での掘削能率を向上することができる。特に、掘削した土砂が空かさず回収されるため、非接触掘削手段での掘削に関して崩した土砂に邪魔されず噴流が確実に地山に当たるので、掘削能率を向上することができる。さらに、非接触掘削手段での掘削に関して崩した土砂に邪魔されず非接触掘削手段の移動が容易に行えるので掘削能率を向上することができる。
【００１８】
非接触掘削手段としては、空気掘削手段あるいは高圧水掘削手段があり、それぞれを掘削条件に応じて選択的に用いることで掘削を容易に行うことができる。また、空気掘削手段と高圧水掘削手段とを共に用いることにより掘削力を組み合わせた相乗効果により掘削能率を高めることができる。
【００１９】
また、非接触掘削手段および吸引搬送手段に加えて掘削刃を設けたことにより、地中障害物がない掘削のときに非接触掘削手段と掘削刃との掘削力を組み合わせた相乗効果によって掘削能率を高めることができる。
【００２０】
また、非接触掘削手段および吸引搬送手段に加えてオーガーを設けたことにより、地中障害物がない掘削のときに非接触掘削手段とオーガーとの掘削力を組み合わせた相乗効果によって掘削能率を高めることができる。また、オーガーの機械的な掘削能力が高まるとともに、小型低出力なオーガー掘削装置の適用ができる。
【００２１】
また、吸引搬送手段の吸引口側に地山の掘削面を覆う被覆部材を有し、非接触掘削手段の噴射ノズルを被覆部材に内装し、当該噴射ノズルを掘削面に対して接離可能に設け、噴射ノズルを掘削面に近接したときに弾性部材によって被覆部材を掘削面に対して押圧付勢する。これにより、被覆部材の内部において、掘削した土砂を周囲に飛散させることなく回収することができる。また、弾性部材によって被覆部材を地山の掘削面に押し付けるので掘削した土砂を効率よく回収することができる。さらに、非接触掘削手段の噴射ノズルと地山の掘削面との距離を変化させながら掘削を行うことができる。さらに、非接触掘削手段の噴射ノズルを地山の掘削面に向けて旋回可能に設けたことにより、広い範囲の掘削を効率よく行うことができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２２】
以下に添付図面を参照して、本発明に係る掘削装置の好適な実施例を詳細に説明する。なお、この実施例によりこの発明が限定されるものではない。
【実施例１】
【００２３】
図１は本発明に係る掘削装置の実施例１の形態を示す側面図、図２は図１における掘削装置を示す斜視図、図３は図１における掘削装置を示す斜視図である。
【００２４】
図１に示すように実施例１における掘削装置は、非接触掘削手段１と、吸引搬送手段２とを備え、これら非接触掘削手段１および吸引搬送手段２を小型バックホウ１０に搭載したものである。
【００２５】
非接触掘削手段１は、噴流によって非接触で地山Ｇを崩すものであって、空気掘削手段１Ａからなる。空気掘削手段１Ａは、コンプレッサーなどの空気圧発生部１Ａａで圧縮空気を発生してホース１Ａｂを介して超音速空気として噴射部１Ａｃから噴射する。この空気掘削手段１Ａは、噴射部１Ａｃが小型バックホウ１０のアーム１０ａの先端側に取り付けてある。すなわち、空気掘削手段１Ａは、小型バックホウ１０のアーム１０ａの先端を地山Ｇに向けることによって超音速の空気噴流を地山Ｇに向けて噴射して非接触で地山Ｇを崩す。なお、本実施例における空気掘削手段１Ａの超音速空気としては、４〜５ｍ3／分としてある。
【００２６】
また、非接触掘削手段１は、高圧水掘削手段１Ｂからなる。高圧水掘削手段１Ｂは、高圧ポンプなどの高圧水発生部１Ｂａで高圧水を発生してホース１Ｂｂを介して噴射部１Ｂｃから噴射する。この高圧水掘削手段１Ｂは、噴射部１Ｂｃが小型バックホウ１０のアーム１０ａの先端側に取り付けてある。すなわち、高圧水掘削手段１Ｂは、小型バックホウ１０のアーム１０ａの先端を地山Ｇに向けることによって高圧水の噴流を地山Ｇに向けて噴射して非接触で地山Ｇを崩す。なお、本実施例における高圧水掘削手段１Ｂの高圧水としては、２００ｋｇ／ｃｍ2、１０リットル／分程度であり、この高圧水を連続または間欠的に噴射させる。
【００２７】
さらに、非接触掘削手段１は、空気掘削手段１Ａと高圧水掘削手段１Ｂとを共に備える構成であってもよい。
【００２８】
吸引搬送手段２は、上記非接触掘削手段１で掘削した土砂を空気吸引によって搬送するものである。吸引搬送手段２は、例えば内形をテーパー状に形成したテーパー管２ａの内部に垂直２方向より圧縮空気を送り込んで管内にジェット気流を生じさせることで吸引・圧送を行うものである。動力となる圧縮空気は、コンプレッサーなどから得られる。本実施例では、非接触掘削手段１としての空気掘削手段１Ａにおける空気圧発生部１Ａａからの圧縮空気を得ている。この吸引搬送手段２は、テーパー管２ａの吸引口２ａａ側が小型バックホウ１０のアーム１０ａの先端に取り付けてあり、圧送口２ａｂ側が搬送ホース２ｂを介して回収部２ｃに接続してある。すなわち、吸引搬送手段２は、小型バックホウ１０のアーム１０ａの先端を地山Ｇに向けることによって非接触掘削手段１で掘削した土砂を空気吸引によって搬送ホース２ｂを介して回収部２ｃに搬送する。なお、本実施例における吸引搬送手段２の吸引風量としては、例えばテーパー管２ａの全長を２８０ｍｍとし、吸引口２ａａ側の口径を０．２５インチ、圧送口２ａｂ側の口径を１．２５インチとして、風量１．５ｍ3／ｍｉｎの圧縮空気を送り込んだ場合に約１ｔ／ｈ以下の圧送能力が得られる。
【００２９】
ところで、一般的な空気搬送機は、構造が複雑な上に空気を噴射する突起物が内部に配置されているため吸引した土砂が詰まりやすく、吸引または搬送のいずれかが主流になってしまう。本実施例の吸引搬送手段２は、圧縮空気によってジェット気流を生じるものであるため、テーパー管２ａの内部に複雑な構造や突起物がなく、吸引から圧送までを直線処理することが可能であり圧力損失が少なく吸引圧送効率が高い。また、その他の空気搬送機としてバキューム吸引装置もあるが、バキューム吸引装置では土砂の回収用に真空容器が必要になる。さらに、バキューム吸引装置では粘性土砂などに対してホースが閉塞しやすいなどの問題がある。本実施例の吸引搬送手段２は、圧縮空気によってジェット気流を生じるものであるため、真空容器を必要とせず、ダンプの荷台などの開口した容器や地面に対して直接搬送した土砂を排出できる。さらに、本実施例の吸引搬送手段２は、土砂を空気圧送するため、弾力性に富む搬送ホース２ｂを使用することが可能である。弾力性に富む搬送ホース２ｂは、搬送物（エアー、土砂）の通過に伴い径方向に伸縮するため、搬送ホース２ｂの内面に土砂が付着して閉塞するおそれがない。また、弾力性に富む搬送ホース２ｂは、非常に軽量で設置撤去が容易である。
【００３０】
上述したように本実施例の掘削装置は、小型バックホウ１０に搭載してある。図１に示すように小型バックホウ１０のアーム１０ａの先端には、掘削刃１１が設けてある。図２に示すように掘削刃１１は、吸引搬送手段２におけるテーパー管２ａの吸引口２ａａ側が設けてある。この掘削刃１１は、筒状体の先端部を鋭角に形成してあり、当該筒状体の先端部の開口１１ａを吸引搬送手段２の吸引口としてある。すなわち、掘削刃１１は鋭角に形成した先端部が地山Ｇに接触することによって地山Ｇを崩す。そして、掘削して生じた土砂を、吸引搬送手段２によるジェット気流によって開口１１ａから吸引する。
【００３１】
図２および図３に示すように掘削刃１１の先端側には、上述した空気掘削手段１Ａの噴射部１Ａｃが噴射ノズル１Ａｄを地山Ｇ側に向ける態様で取り付けてある。さらに、高圧水掘削手段１Ｂの噴射部１Ｂｃは、噴射ノズル１Ｂｄを地山Ｇ側に向ける態様で小型バックホウ１０のアーム１０ａの先端に取り付けてある。なお、高圧水掘削手段１Ｂの噴射部１Ｂｃは、空気掘削手段１Ａの噴射部１Ａｃと同様に掘削刃１１の先端側に取り付けてあってもよい。すなわち、非接触掘削手段１による掘削と共に、掘削刃１１による直接的な地山Ｇの掘削を行える。
【００３２】
このように構成した実施例１における掘削装置は、非接触掘削手段１の噴流によって非接触で地山Ｇを崩すことにより、ケーブル（通信線や電力線）、ガス管などの埋設が予想される地山Ｇの掘削や、試掘作業において、埋設物を損傷させることなく容易に掘削することが可能になる。さらに、松杭などの地中障害物が埋設されている地山Ｇでの掘削能率を向上することが可能になる。特に、非接触掘削手段１としては、空気掘削手段１Ａあるいは高圧水掘削手段１Ｂがあり、それぞれを掘削条件に応じて選択的に用いることで掘削を容易に行うことができる。また、空気掘削手段１Ａと高圧水掘削手段１Ｂとを共に用いることにより掘削力を組み合わせた相乗効果により掘削能率を高めることが可能になる。
【００３３】
また、掘削した土砂は、吸引搬送手段２によって空かさず吸引されて圧送される。これにより、例えばフーチング下など、障害物周辺の狭隘な条件下での掘削能率を向上することが可能になる。特に、掘削した土砂が空かさず回収されるため、非接触掘削手段１での掘削に関して崩した土砂に邪魔されず噴流が確実に地山Ｇに当たるので、掘削能率を向上することが可能になる。さらに、非接触掘削手段１での掘削に関して崩した土砂に邪魔されず噴射部１Ａｃ，１Ｂｃの移動が容易に行えるので掘削能率を向上することが可能になる。
【００３４】
また、非接触掘削手段１および吸引搬送手段２に加えて掘削刃１１を設けたことにより、地中障害物がない掘削のときに非接触掘削手段１と掘削刃１１との掘削力を組み合わせた相乗効果によって掘削能率を高めることが可能になる。
【実施例２】
【００３５】
図４は本発明に係る掘削装置の実施例２の形態を示す側面図、図５は図４におけるオーガーを示す側面図である。
【００３６】
図４に示すように本実施例における掘削装置は、上述した実施例１と同様に非接触掘削手段１と吸引搬送手段２とを備え、これら非接触掘削手段１および吸引搬送手段２を小型バックホウ１０に搭載したものである。なお、非接触掘削手段１および吸引搬送手段２の主構成については、実施例１と同様であるため同一の符号を付してその説明を省略する。
【００３７】
図４に示すように小型バックホウ１０のアーム１０ａの先端側にはオーガー１２が設けてある。図５に示すようにオーガー１２は、アーム１０ａに固定する基台１２Ａａに設けた油圧モータ１２Ａｂの出力軸に対してロータリージョイント１２Ａｃを介して連結してある。また、オーガー１２は、基台１２Ａａに設けた軸受１２Ａｄに支持してある。これにより、オーガー１２は、油圧モータ１２Ａｂの駆動によって回転する。このオーガー１２は、先端に掘削刃１２ａを有したスクリュー型（あるいはスパイラル型）に構成してあり、その中心軸線に沿って先端に貫通する貫通穴１２ｂを設けてある。また、オーガー１２の先端には、非接触掘削手段１としての空気掘削手段１Ａの噴射ノズル１Ａｄが貫通穴１２ｂに連通して設けてある。一方、ロータリージョイント１２Ａｃには、非接触掘削手段１としての空気掘削手段１Ａのホース１Ａｂが接続してあり、このホース１Ａｂとオーガー１２の貫通穴１２ｂとを連通してある。さらに、ロータリージョイント１２Ａｃは、油圧モータ１２Ａｂの出力軸の回転に連れ周りしない態様で設けてある。
【００３８】
すなわち、非接触掘削手段１としての空気掘削手段１Ａは、オーガー１２に設けてあり、その噴射ノズル１Ａｄをオーガー１２の先端に有している。そして、空気掘削手段１Ａは、小型バックホウ１０のアーム１０ａの先端を地山Ｇに向けてオーガー１２の先端を地山Ｇに向けることによって超音速の空気噴流を地山Ｇに向けて噴射して非接触で地山Ｇを崩す。
【００３９】
図４に示すように吸引搬送手段２は、小型バックホウ１０のアーム１０ａの先端側に設けてある。すなわち、吸引搬送手段２は、小型バックホウ１０のアーム１０ａの先端を地山Ｇに向けることによって非接触掘削手段１で掘削した土砂を空気吸引によって搬送ホース２ｂを介して回収部２ｃに搬送する。
【００４０】
このように構成した実施例２における掘削装置は、非接触掘削手段１の噴流によって非接触で地山Ｇを崩すことにより、ケーブル（通信線や電力線）、ガス管などの埋設が予想される地山Ｇの掘削や、試掘作業において、埋設物を損傷させることなく容易に掘削することが可能になる。さらに、松杭などの地中障害物が埋設されている地山Ｇでの掘削能率を向上することが可能になる。
【００４１】
また、掘削した土砂は、吸引搬送手段２によって空かさず吸引されて圧送される。これにより、例えばフーチング下など、障害物周辺の狭隘な条件下での掘削能率を向上することが可能になる。特に、掘削した土砂が空かさず回収されるため、非接触掘削手段１での掘削に関して崩した土砂に邪魔されず噴流が確実に地山Ｇに当たるので、掘削能率を向上することが可能になる。さらに、非接触掘削手段１での掘削に関して崩した土砂に邪魔されず噴射部１Ａｃ，１Ｂｃの移動が容易に行えるので掘削能率を向上することが可能になる。
【００４２】
また、非接触掘削手段１および吸引搬送手段２に加えてオーガー１２を設けたことにより、地中障害物がない掘削のときに非接触掘削手段１とオーガー１２との掘削力を組み合わせた相乗効果によって掘削能率を高めることが可能になる。また、オーガー１２の機械的な掘削能力が高まるとともに、小型低出力なオーガー掘削装置の適用が可能になる。
【００４３】
なお、上述した実施例２では、オーガー１２に非接触掘削手段１として空気掘削手段１Ａを設けた構成であるが、実施例１で説明した高圧水掘削手段１Ｂを設けてもよい。また、空気掘削手段１Ａと高圧水掘削手段１Ｂとを共にオーガー１２設けてもよい。このように構成することにより、空気掘削手段１Ａおよび高圧水掘削手段１Ｂのそれぞれを掘削条件に応じて選択的に用いることで掘削を容易に行うことができる。また、空気掘削手段１Ａと高圧水掘削手段１Ｂとを共に用いることにより掘削力を組み合わせた相乗効果により掘削能率を高めることが可能になる。
【実施例３】
【００４４】
図６は本発明に係る掘削装置の実施例３の形態を示す側面図、図７は本発明に係る掘削装置の実施例３の形態を示す正面図、図８は本発明に係る掘削装置の実施例３の形態の動作を示す正面図である。
【００４５】
図６に示すように本実施例における掘削装置は、上述した実施例１と同様に非接触掘削手段１と吸引搬送手段２とを備えている。そして、本実施例では、これら非接触掘削手段１および吸引搬送手段２を手持ち作業用の手持掘削機１３に搭載したものである。なお、非接触掘削手段１および吸引搬送手段２の主構成については、実施例１と同様であるため同一の符号を付してその説明を省略する。
【００４６】
図６および図７に示すように吸引搬送手段２は、その吸引口２ａａを手持掘削機１３の吸引部１３Ａに搬送ホース２ｄを介して接続してある。吸引部１３Ａは、筒状に形成してあり、一端の開口に搬送ホース２ｄを接続し、他端の開口を吸引口側としてある。すなわち、吸引部１３Ａの吸引口側が吸引搬送手段２の吸引口２ａａに相当する。この吸引部１３Ａの吸引口側には、地山Ｇの掘削面を覆う被覆部材１３Ａａが設けてある。被覆部材１３Ａａは、地山Ｇに向けて末広がりに形成してある。
【００４７】
図６および図７に示すように非接触掘削手段１としての空気掘削手段１Ａは、長手管状に形成した噴射部１Ａｃを有している。この噴射部１Ａｃは、被覆部材１３Ａａに対して摺動可能に貫通してある。これにより、空気掘削手段１Ａは、噴射ノズル１Ａｄを被覆部材１３Ａａに内装しつつ、当該噴射ノズル１Ａｄを地山Ｇの掘削面に対して接離可能に設けてある。また、噴射部１Ａｃには、被覆部材１３Ａａの外部において弾性部材としてのコイルスプリング１４が巻装してある。このコイルスプリング１４は、噴射ノズル１Ａｄを地山Ｇの掘削面から離間する方向に付勢している。なお、本実施例では、図７に示すように噴射部１Ａｃが被覆部材１３Ａａ内で２つに分岐して形成してあり、それぞれの端部に噴射ノズル１Ａｄが設けてある。
【００４８】
すなわち、空気掘削手段１Ａは、図７に示すように被覆部材１３Ａａを地山Ｇの掘削面に当接しておき、空気掘削手段１Ａの噴射ノズル１Ａｄを地山Ｇに向けることによって超音速の空気噴流を地山Ｇに向けて噴射して非接触で地山Ｇを崩す。また、吸引搬送手段２は、被覆部材１３Ａａの内部において空気掘削手段１Ａで掘削した土砂を空気吸引によって搬送ホース２ｂを介して回収部２ｃに搬送する。
【００４９】
さらに、図８に示すように空気掘削手段１Ａによる掘削が進行して地山Ｇの掘削面が下がった場合に、噴射部１Ａｃをコイルスプリング１４の付勢力に抗して下降させる。これにより、噴射ノズル１Ａｄが下がった掘削面に近接するのでさらなる掘削を実施する。また、噴射ノズル１Ａｄを掘削面に近接したとき、コイルスプリング１４の付勢力によって被覆部材１３Ａａが掘削面に対して押圧付勢される。
【００５０】
このように構成した実施例３における掘削装置は、非接触掘削手段１の噴流によって非接触で地山Ｇを崩すことにより、ケーブル（通信線や電力線）、ガス管などの埋設が予想される地山Ｇの掘削や、試掘作業において、埋設物を損傷させることなく容易に掘削することが可能になる。さらに、松杭などの地中障害物が埋設されている地山Ｇでの掘削能率を向上することが可能になる。
【００５１】
また、掘削した土砂は、吸引搬送手段２によって空かさず吸引されて圧送される。これにより、例えばフーチング下など、障害物周辺の狭隘な条件下での掘削能率を向上することが可能になる。特に、掘削した土砂が空かさず回収されるため、非接触掘削手段１での掘削に関して崩した土砂に邪魔されず噴流が確実に地山Ｇに当たるので、掘削能率を向上することが可能になる。さらに、非接触掘削手段１での掘削に関して崩した土砂に邪魔されず噴射部１Ａｃ，１Ｂｃの移動が容易に行えるので掘削能率を向上することが可能になる。
【００５２】
特に、実施例３における掘削装置は、吸引搬送手段２の吸引口側に地山の掘削面を覆う被覆部材１３Ａａを有している。そして、非接触掘削手段１としての空気掘削手段１Ａの噴射ノズル１Ａｄを被覆部材１３Ａａに内装し、この噴射ノズル１Ａｄを掘削面に対して接離可能に設け、かつ、コイルスプリング１４によって噴射ノズル１Ａｄを掘削面に近接したときに被覆部材１３Ａａを掘削面に対して押圧付勢する。これにより、被覆部材１３Ａａの内部において、掘削した土砂を周囲に飛散させることなく回収することが可能になる。また、コイルスプリング１４によって被覆部材１３Ａａを地山Ｇの掘削面に押し付けるので掘削した土砂を効率よく回収することが可能になる。さらに、空気掘削手段１Ａの噴射ノズル１Ａｄと地山Ｇの掘削面との距離を変化させながら掘削を行うことが可能になる。
【００５３】
なお、上述した実施例３では、非接触掘削手段１として空気掘削手段１Ａを設けた構成であるが、実施例１で説明した高圧水掘削手段１Ｂを設けてもよい。また、空気掘削手段１Ａと高圧水掘削手段１Ｂとを共に設けてもよい。このように構成することにより、空気掘削手段１Ａおよび高圧水掘削手段１Ｂのそれぞれを掘削条件に応じて選択的に用いることで掘削を容易に行うことができる。また、空気掘削手段１Ａと高圧水掘削手段１Ｂとを共に用いることにより掘削力を組み合わせた相乗効果により掘削能率を高めることが可能になる。
【実施例４】
【００５４】
図９は本発明に係る掘削装置の実施例４の形態を示す側面図である。図９に示すように本実施例における掘削装置は、上述した実施例３と同様に非接触掘削手段１と吸引搬送手段２とを備え、これら非接触掘削手段１および吸引搬送手段２を手持ち作業用の手持掘削機１３に搭載したものである。なお、非接触掘削手段１、吸引搬送手段２および手持掘削機１３の主構成については、実施例３と同様であるため同一の符号を付してその説明を省略する。
【００５５】
図９に示すように非接触掘削手段１としての空気掘削手段１Ａは、長手管状に形成した噴射部１Ａｃを有している。この噴射部１Ａｃは、被覆部材１３Ａａに対して摺動可能に貫通してある。これにより、空気掘削手段１Ａは、噴射ノズル１Ａｄを被覆部材１３Ａａに内装しつつ、当該噴射ノズル１Ａｄを地山Ｇの掘削面に対して接離可能に設けてある。また、噴射部１Ａｃには、被覆部材１３Ａａの外部において弾性部材としてのコイルスプリング１４が巻装してある。このコイルスプリング１４は、噴射ノズル１Ａｄを地山Ｇの掘削面から離間する方向に付勢している。
【００５６】
また、被覆部材１３Ａａ内に設けた噴射ノズル１Ａｄは、噴射部１Ａｃに対してロータリージョイント１５を介して回転可能に設けてある。これにより、噴射ノズル１Ａｄは、超音速の空気噴流を地山Ｇに向けて噴射するときの空気の噴射反力により旋回する。
【００５７】
すなわち、空気掘削手段１Ａは、図９（ａ）に示すように被覆部材１３Ａａを地山Ｇの掘削面に当接しておき、空気掘削手段１Ａの噴射ノズル１Ａｄを地山Ｇに向けることによって超音速の空気噴流を地山Ｇに向けて噴射して非接触で地山Ｇを崩す。このとき、噴射ノズル１Ａｄが地山の掘削面に向けて旋回する。また、吸引搬送手段２は、被覆部材１３Ａａの内部において空気掘削手段１Ａで掘削した土砂を空気吸引によって搬送ホース２ｂを介して回収部２ｃに搬送する。
【００５８】
さらに、図９（ｂ）に示すように空気掘削手段１Ａによる掘削が進行して地山Ｇの掘削面が下がった場合に、噴射部１Ａｃをコイルスプリング１４の付勢力に抗して下降させる。これにより、噴射ノズル１Ａｄが下がった掘削面に近接するのでさらなる掘削を実施する。また、噴射ノズル１Ａｄを掘削面に近接したとき、コイルスプリング１４の付勢力によって被覆部材１３Ａａが掘削面に対して押圧付勢される。
【００５９】
このように構成した実施例４における掘削装置は、非接触掘削手段１の噴流によって非接触で地山Ｇを崩すことにより、ケーブル（通信線や電力線）、ガス管などの埋設が予想される地山Ｇの掘削や、試掘作業において、埋設物を損傷させることなく容易に掘削することが可能になる。さらに、松杭などの地中障害物が埋設されている地山Ｇでの掘削能率を向上することが可能になる。
【００６０】
また、掘削した土砂は、吸引搬送手段２によって空かさず吸引されて圧送される。これにより、例えばフーチング下など、障害物周辺の狭隘な条件下での掘削能率を向上することが可能になる。特に、掘削した土砂が空かさず回収されるため、非接触掘削手段１での掘削に関して崩した土砂に邪魔されず噴流が確実に地山Ｇに当たるので、掘削能率を向上することが可能になる。さらに、非接触掘削手段１での掘削に関して崩した土砂に邪魔されず噴射部１Ａｃ，１Ｂｃの移動が容易に行えるので掘削能率を向上することが可能になる。
【００６１】
特に、実施例４における掘削装置は、吸引搬送手段２の吸引口側に地山の掘削面を覆う被覆部材１３Ａａを有している。そして、非接触掘削手段１としての空気掘削手段１Ａの噴射ノズル１Ａｄを被覆部材１３Ａａに内装し、この噴射ノズル１Ａｄを掘削面に対して接離可能に設け、かつ、コイルスプリング１４によって噴射ノズル１Ａｄを掘削面に近接したときに被覆部材１３Ａａを掘削面に対して押圧付勢する。これにより、被覆部材１３Ａａの内部において、掘削した土砂を周囲に飛散させることなく回収することが可能になる。また、コイルスプリング１４によって被覆部材１３Ａａを地山Ｇの掘削面に押し付けるので掘削した土砂を効率よく回収することが可能になる。さらに、空気掘削手段１Ａの噴射ノズル１Ａｄと地山Ｇの掘削面との距離を変化させながら掘削を行うことが可能になる。
【００６２】
さらに、実施例４における掘削装置は、空気掘削手段１Ａの噴射ノズル１Ａｄを地山Ｇの掘削面に向けて旋回可能に設けてある。これにより、広い範囲の掘削を効率よく行うことが可能になる。
【００６３】
なお、上述した実施例４では、非接触掘削手段１として空気掘削手段１Ａを設けた構成であるが、実施例１で説明した高圧水掘削手段１Ｂを設けてもよい。また、空気掘削手段１Ａと高圧水掘削手段１Ｂとを共に設けてもよい。このように構成することにより、空気掘削手段１Ａおよび高圧水掘削手段１Ｂのそれぞれを掘削条件に応じて選択的に用いることで掘削を容易に行うことができる。また、空気掘削手段１Ａと高圧水掘削手段１Ｂとを共に用いることにより掘削力を組み合わせた相乗効果により掘削能率を高めることが可能になる。
【産業上の利用可能性】
【００６４】
以上のように、本発明に係る掘削装置は、地中障害物の存在や狭隘条件下での掘削および土砂搬送を行うことに有用であり、特に、埋設物を損傷させることなく地山の掘削を容易に行い作業効率の向上を図ることに適している。
【図面の簡単な説明】
【００６５】
【図１】本発明に係る掘削装置の実施例１の形態を示す側面図である。
【図２】図１における掘削装置を示す斜視図である。
【図３】図１における掘削装置を示す斜視図である。
【図４】本発明に係る掘削装置の実施例２の形態を示す側面図である。
【図５】図４におけるオーガーを示す側面図である。
【図６】本発明に係る掘削装置の実施例３の形態を示す側面図である。
【図７】本発明に係る掘削装置の実施例３の形態を示す正面図である。
【図８】本発明に係る掘削装置の実施例３の形態の動作を示す正面図である。
【図９】本発明に係る掘削装置の実施例４の形態を示す側面図である。
【符号の説明】
【００６６】
１ 非接触掘削手段
１Ａ 空気掘削手段
１Ａａ 空気圧発生部
１Ａｂ ホース
１Ａｃ 噴射部
１Ａｄ 噴射ノズル
１Ｂ 高圧水掘削手段
１Ｂａ 高圧水発生部
１Ｂｂ ホース
１Ｂｃ 噴射部
１Ｂｄ 噴射ノズル
２ 吸引搬送手段
２ａ テーパー管
２ａａ 吸引口
２ａｂ 圧送口
２ｂ 搬送ホース
２ｃ 回収部
２ｄ 搬送ホース
１０ 小型バックホウ
１０ａ アーム
１１ 掘削刃
１１ａ 開口
１２ オーガー
１２ａ 掘削刃
１２ｂ 貫通穴
１２Ａａ 基台
１２Ａｂ 油圧モータ
１２Ａｃ ロータリージョイント
１２Ａｄ 軸受
１３ 手持掘削機
１３Ａ 吸引部
１３Ａａ 被覆部材
１４ コイルスプリング
１５ ロータリージョイント
Ｇ 地山
【技術分野】
【０００１】
本発明は、地中障害物の存在や狭隘条件下での掘削および土砂搬送を行う掘削装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
松杭などの地中障害物が埋設されている場所や、狭隘な作業条件下での土砂の掘削作業は、通常の掘削作業で使用する機械では大きすぎて適用できないため、小型バックホウなどの小型機械しか使用することができない。しかし、小型機械であっても空頭制限や障害物により動作が制限されるため、制限のない一般の条件下での小型機械の作業と比較すると作業能率が大幅に低下することになる。このため、条件によっては、人力作業で掘削を行わなければならない。一方、上記箇所での掘削した土砂を搬送する際には、小型積込走行機械あるいはベルトコンベアなどの使用が一般的である。しかし、小型積込走行機械を使用する場合では、空頭制限があると積込に時間がかかり、さらに、障害物の存在や狭隘条件下では走行できないことがある。また、ベルトコンベアを使用する場合では、設置盛替に手間がかかる。
【０００３】
従来では、上記のごとく地中障害物の存在や狭隘条件下での掘削および土砂搬送を行う掘削装置として、バックホウに掘削した土砂を搬送する後方移送装置を設けたものがある。この掘削装置は、後方位相装置によってバックホウにおける旋回→土砂積込（排土）→旋回の動作を省略する（例えば、特許文献１参照）。
【０００４】
また、別の従来では、吸引ホースの先端部に吸引ダクトを設け、この吸引ダクトに沿って複数のブレーカを取り付けてあり、ブレーカの刃具を吸引ダクトの先端面よりも突出した掘削装置がある。この掘削装置は、ブレーカによって掘削した土砂を吸引ダクトで吸引する（例えば特許文献２参照）。
【０００５】
【特許文献１】特開２００３−１１９８２２号公報
【特許文献２】特開平１０−１０２５３３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、従来の掘削装置では、バックホウあるいはブレーカで直接地山を崩して掘削するものであるため、埋設物を損傷させるおそれがある。特に、通信線や電力線、ガス管などの埋設が予想される場所の掘削や、試掘作業では、埋設物を損傷させることなく掘削することが要求される。このため、バックホウあるいはブレーカなどを主体として掘削することはできず、結果的に作業員が手掘りで注意深く掘削する必要があるので作業能率が悪い。
【０００７】
本発明は、上記実情に鑑みて、埋設物を損傷させることなく地山の掘削を容易に行い作業効率の向上を図ることができる掘削装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記の目的を達成するために、本発明の請求項１に係る掘削装置は、噴流によって非接触で地山を崩す非接触掘削手段と、掘削した土砂を空気吸引によって搬送する吸引搬送手段とを備えたことを特徴とする。
【０００９】
本発明の請求項２に係る掘削装置は、上記請求項１において、前記非接触掘削手段は、空気噴流によって非接触で地山を崩す空気圧掘削手段からなることを特徴とする。
【００１０】
本発明の請求項３に係る掘削装置は、上記請求項１において、前記非接触掘削手段は、高圧水噴流によって非接触で地山を崩す高圧水掘削手段からなることを特徴とする。
【００１１】
本発明の請求項４に係る掘削装置は、上記請求項１において、前記非接触掘削手段は、空気噴流によって非接触で地山を崩す空気圧掘削手段と、高圧水噴流によって非接触で地山を崩す高圧水掘削手段とを共に備えてなることを特徴とする。
【００１２】
本発明の請求項５に係る掘削装置は、上記請求項１〜４のいずれか一つにおいて、接触によって地山を崩す掘削爪を前記非接触掘削手段および前記吸引搬送手段と共に備えたことを特徴とする。
【００１３】
本発明の請求項６に係る掘削装置は、上記請求項１〜４のいずれか一つにおいて、接触によって地山を崩すオーガーを前記非接触掘削手段および前記吸引搬送手段と共に備えたことを特徴とする。
【００１４】
本発明の請求項７に係る掘削装置は、上記請求項１〜４のいずれか一つにおいて、前記吸引搬送手段の吸引口側に地山の掘削面を覆う被覆部材を有し、前記非接触掘削手段は前記被覆部材に噴射ノズルを内装して当該噴射ノズルを前記掘削面に対して接離可能に設けてあり、前記噴射ノズルを前記掘削面に近接したときに前記被覆部材を前記掘削面に対して押圧付勢する弾性部材を備えたことを特徴とする。
【００１５】
本発明の請求項８に係る掘削装置は、上記請求項７において、前記非接触掘削手段の噴射ノズルを地山の掘削面に向けて旋回可能に設けたことを特徴とする。
【発明の効果】
【００１６】
本発明に係る掘削装置は、非接触掘削手段１の噴流によって非接触で地山を崩すことにより、ケーブル（通信線や電力線）、ガス管などの埋設が予想される地山の掘削や、試掘作業において、埋設物を損傷させることなく容易に掘削することができる。さらに、松杭などの地中障害物が埋設されている地山での掘削能率を向上することができる。
【００１７】
また、掘削した土砂は、吸引搬送手段によって空かさず吸引されて圧送される。これにより、例えばフーチング下など、障害物周辺の狭隘な条件下での掘削能率を向上することができる。特に、掘削した土砂が空かさず回収されるため、非接触掘削手段での掘削に関して崩した土砂に邪魔されず噴流が確実に地山に当たるので、掘削能率を向上することができる。さらに、非接触掘削手段での掘削に関して崩した土砂に邪魔されず非接触掘削手段の移動が容易に行えるので掘削能率を向上することができる。
【００１８】
非接触掘削手段としては、空気掘削手段あるいは高圧水掘削手段があり、それぞれを掘削条件に応じて選択的に用いることで掘削を容易に行うことができる。また、空気掘削手段と高圧水掘削手段とを共に用いることにより掘削力を組み合わせた相乗効果により掘削能率を高めることができる。
【００１９】
また、非接触掘削手段および吸引搬送手段に加えて掘削刃を設けたことにより、地中障害物がない掘削のときに非接触掘削手段と掘削刃との掘削力を組み合わせた相乗効果によって掘削能率を高めることができる。
【００２０】
また、非接触掘削手段および吸引搬送手段に加えてオーガーを設けたことにより、地中障害物がない掘削のときに非接触掘削手段とオーガーとの掘削力を組み合わせた相乗効果によって掘削能率を高めることができる。また、オーガーの機械的な掘削能力が高まるとともに、小型低出力なオーガー掘削装置の適用ができる。
【００２１】
また、吸引搬送手段の吸引口側に地山の掘削面を覆う被覆部材を有し、非接触掘削手段の噴射ノズルを被覆部材に内装し、当該噴射ノズルを掘削面に対して接離可能に設け、噴射ノズルを掘削面に近接したときに弾性部材によって被覆部材を掘削面に対して押圧付勢する。これにより、被覆部材の内部において、掘削した土砂を周囲に飛散させることなく回収することができる。また、弾性部材によって被覆部材を地山の掘削面に押し付けるので掘削した土砂を効率よく回収することができる。さらに、非接触掘削手段の噴射ノズルと地山の掘削面との距離を変化させながら掘削を行うことができる。さらに、非接触掘削手段の噴射ノズルを地山の掘削面に向けて旋回可能に設けたことにより、広い範囲の掘削を効率よく行うことができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２２】
以下に添付図面を参照して、本発明に係る掘削装置の好適な実施例を詳細に説明する。なお、この実施例によりこの発明が限定されるものではない。
【実施例１】
【００２３】
図１は本発明に係る掘削装置の実施例１の形態を示す側面図、図２は図１における掘削装置を示す斜視図、図３は図１における掘削装置を示す斜視図である。
【００２４】
図１に示すように実施例１における掘削装置は、非接触掘削手段１と、吸引搬送手段２とを備え、これら非接触掘削手段１および吸引搬送手段２を小型バックホウ１０に搭載したものである。
【００２５】
非接触掘削手段１は、噴流によって非接触で地山Ｇを崩すものであって、空気掘削手段１Ａからなる。空気掘削手段１Ａは、コンプレッサーなどの空気圧発生部１Ａａで圧縮空気を発生してホース１Ａｂを介して超音速空気として噴射部１Ａｃから噴射する。この空気掘削手段１Ａは、噴射部１Ａｃが小型バックホウ１０のアーム１０ａの先端側に取り付けてある。すなわち、空気掘削手段１Ａは、小型バックホウ１０のアーム１０ａの先端を地山Ｇに向けることによって超音速の空気噴流を地山Ｇに向けて噴射して非接触で地山Ｇを崩す。なお、本実施例における空気掘削手段１Ａの超音速空気としては、４〜５ｍ3／分としてある。
【００２６】
また、非接触掘削手段１は、高圧水掘削手段１Ｂからなる。高圧水掘削手段１Ｂは、高圧ポンプなどの高圧水発生部１Ｂａで高圧水を発生してホース１Ｂｂを介して噴射部１Ｂｃから噴射する。この高圧水掘削手段１Ｂは、噴射部１Ｂｃが小型バックホウ１０のアーム１０ａの先端側に取り付けてある。すなわち、高圧水掘削手段１Ｂは、小型バックホウ１０のアーム１０ａの先端を地山Ｇに向けることによって高圧水の噴流を地山Ｇに向けて噴射して非接触で地山Ｇを崩す。なお、本実施例における高圧水掘削手段１Ｂの高圧水としては、２００ｋｇ／ｃｍ2、１０リットル／分程度であり、この高圧水を連続または間欠的に噴射させる。
【００２７】
さらに、非接触掘削手段１は、空気掘削手段１Ａと高圧水掘削手段１Ｂとを共に備える構成であってもよい。
【００２８】
吸引搬送手段２は、上記非接触掘削手段１で掘削した土砂を空気吸引によって搬送するものである。吸引搬送手段２は、例えば内形をテーパー状に形成したテーパー管２ａの内部に垂直２方向より圧縮空気を送り込んで管内にジェット気流を生じさせることで吸引・圧送を行うものである。動力となる圧縮空気は、コンプレッサーなどから得られる。本実施例では、非接触掘削手段１としての空気掘削手段１Ａにおける空気圧発生部１Ａａからの圧縮空気を得ている。この吸引搬送手段２は、テーパー管２ａの吸引口２ａａ側が小型バックホウ１０のアーム１０ａの先端に取り付けてあり、圧送口２ａｂ側が搬送ホース２ｂを介して回収部２ｃに接続してある。すなわち、吸引搬送手段２は、小型バックホウ１０のアーム１０ａの先端を地山Ｇに向けることによって非接触掘削手段１で掘削した土砂を空気吸引によって搬送ホース２ｂを介して回収部２ｃに搬送する。なお、本実施例における吸引搬送手段２の吸引風量としては、例えばテーパー管２ａの全長を２８０ｍｍとし、吸引口２ａａ側の口径を０．２５インチ、圧送口２ａｂ側の口径を１．２５インチとして、風量１．５ｍ3／ｍｉｎの圧縮空気を送り込んだ場合に約１ｔ／ｈ以下の圧送能力が得られる。
【００２９】
ところで、一般的な空気搬送機は、構造が複雑な上に空気を噴射する突起物が内部に配置されているため吸引した土砂が詰まりやすく、吸引または搬送のいずれかが主流になってしまう。本実施例の吸引搬送手段２は、圧縮空気によってジェット気流を生じるものであるため、テーパー管２ａの内部に複雑な構造や突起物がなく、吸引から圧送までを直線処理することが可能であり圧力損失が少なく吸引圧送効率が高い。また、その他の空気搬送機としてバキューム吸引装置もあるが、バキューム吸引装置では土砂の回収用に真空容器が必要になる。さらに、バキューム吸引装置では粘性土砂などに対してホースが閉塞しやすいなどの問題がある。本実施例の吸引搬送手段２は、圧縮空気によってジェット気流を生じるものであるため、真空容器を必要とせず、ダンプの荷台などの開口した容器や地面に対して直接搬送した土砂を排出できる。さらに、本実施例の吸引搬送手段２は、土砂を空気圧送するため、弾力性に富む搬送ホース２ｂを使用することが可能である。弾力性に富む搬送ホース２ｂは、搬送物（エアー、土砂）の通過に伴い径方向に伸縮するため、搬送ホース２ｂの内面に土砂が付着して閉塞するおそれがない。また、弾力性に富む搬送ホース２ｂは、非常に軽量で設置撤去が容易である。
【００３０】
上述したように本実施例の掘削装置は、小型バックホウ１０に搭載してある。図１に示すように小型バックホウ１０のアーム１０ａの先端には、掘削刃１１が設けてある。図２に示すように掘削刃１１は、吸引搬送手段２におけるテーパー管２ａの吸引口２ａａ側が設けてある。この掘削刃１１は、筒状体の先端部を鋭角に形成してあり、当該筒状体の先端部の開口１１ａを吸引搬送手段２の吸引口としてある。すなわち、掘削刃１１は鋭角に形成した先端部が地山Ｇに接触することによって地山Ｇを崩す。そして、掘削して生じた土砂を、吸引搬送手段２によるジェット気流によって開口１１ａから吸引する。
【００３１】
図２および図３に示すように掘削刃１１の先端側には、上述した空気掘削手段１Ａの噴射部１Ａｃが噴射ノズル１Ａｄを地山Ｇ側に向ける態様で取り付けてある。さらに、高圧水掘削手段１Ｂの噴射部１Ｂｃは、噴射ノズル１Ｂｄを地山Ｇ側に向ける態様で小型バックホウ１０のアーム１０ａの先端に取り付けてある。なお、高圧水掘削手段１Ｂの噴射部１Ｂｃは、空気掘削手段１Ａの噴射部１Ａｃと同様に掘削刃１１の先端側に取り付けてあってもよい。すなわち、非接触掘削手段１による掘削と共に、掘削刃１１による直接的な地山Ｇの掘削を行える。
【００３２】
このように構成した実施例１における掘削装置は、非接触掘削手段１の噴流によって非接触で地山Ｇを崩すことにより、ケーブル（通信線や電力線）、ガス管などの埋設が予想される地山Ｇの掘削や、試掘作業において、埋設物を損傷させることなく容易に掘削することが可能になる。さらに、松杭などの地中障害物が埋設されている地山Ｇでの掘削能率を向上することが可能になる。特に、非接触掘削手段１としては、空気掘削手段１Ａあるいは高圧水掘削手段１Ｂがあり、それぞれを掘削条件に応じて選択的に用いることで掘削を容易に行うことができる。また、空気掘削手段１Ａと高圧水掘削手段１Ｂとを共に用いることにより掘削力を組み合わせた相乗効果により掘削能率を高めることが可能になる。
【００３３】
また、掘削した土砂は、吸引搬送手段２によって空かさず吸引されて圧送される。これにより、例えばフーチング下など、障害物周辺の狭隘な条件下での掘削能率を向上することが可能になる。特に、掘削した土砂が空かさず回収されるため、非接触掘削手段１での掘削に関して崩した土砂に邪魔されず噴流が確実に地山Ｇに当たるので、掘削能率を向上することが可能になる。さらに、非接触掘削手段１での掘削に関して崩した土砂に邪魔されず噴射部１Ａｃ，１Ｂｃの移動が容易に行えるので掘削能率を向上することが可能になる。
【００３４】
また、非接触掘削手段１および吸引搬送手段２に加えて掘削刃１１を設けたことにより、地中障害物がない掘削のときに非接触掘削手段１と掘削刃１１との掘削力を組み合わせた相乗効果によって掘削能率を高めることが可能になる。
【実施例２】
【００３５】
図４は本発明に係る掘削装置の実施例２の形態を示す側面図、図５は図４におけるオーガーを示す側面図である。
【００３６】
図４に示すように本実施例における掘削装置は、上述した実施例１と同様に非接触掘削手段１と吸引搬送手段２とを備え、これら非接触掘削手段１および吸引搬送手段２を小型バックホウ１０に搭載したものである。なお、非接触掘削手段１および吸引搬送手段２の主構成については、実施例１と同様であるため同一の符号を付してその説明を省略する。
【００３７】
図４に示すように小型バックホウ１０のアーム１０ａの先端側にはオーガー１２が設けてある。図５に示すようにオーガー１２は、アーム１０ａに固定する基台１２Ａａに設けた油圧モータ１２Ａｂの出力軸に対してロータリージョイント１２Ａｃを介して連結してある。また、オーガー１２は、基台１２Ａａに設けた軸受１２Ａｄに支持してある。これにより、オーガー１２は、油圧モータ１２Ａｂの駆動によって回転する。このオーガー１２は、先端に掘削刃１２ａを有したスクリュー型（あるいはスパイラル型）に構成してあり、その中心軸線に沿って先端に貫通する貫通穴１２ｂを設けてある。また、オーガー１２の先端には、非接触掘削手段１としての空気掘削手段１Ａの噴射ノズル１Ａｄが貫通穴１２ｂに連通して設けてある。一方、ロータリージョイント１２Ａｃには、非接触掘削手段１としての空気掘削手段１Ａのホース１Ａｂが接続してあり、このホース１Ａｂとオーガー１２の貫通穴１２ｂとを連通してある。さらに、ロータリージョイント１２Ａｃは、油圧モータ１２Ａｂの出力軸の回転に連れ周りしない態様で設けてある。
【００３８】
すなわち、非接触掘削手段１としての空気掘削手段１Ａは、オーガー１２に設けてあり、その噴射ノズル１Ａｄをオーガー１２の先端に有している。そして、空気掘削手段１Ａは、小型バックホウ１０のアーム１０ａの先端を地山Ｇに向けてオーガー１２の先端を地山Ｇに向けることによって超音速の空気噴流を地山Ｇに向けて噴射して非接触で地山Ｇを崩す。
【００３９】
図４に示すように吸引搬送手段２は、小型バックホウ１０のアーム１０ａの先端側に設けてある。すなわち、吸引搬送手段２は、小型バックホウ１０のアーム１０ａの先端を地山Ｇに向けることによって非接触掘削手段１で掘削した土砂を空気吸引によって搬送ホース２ｂを介して回収部２ｃに搬送する。
【００４０】
このように構成した実施例２における掘削装置は、非接触掘削手段１の噴流によって非接触で地山Ｇを崩すことにより、ケーブル（通信線や電力線）、ガス管などの埋設が予想される地山Ｇの掘削や、試掘作業において、埋設物を損傷させることなく容易に掘削することが可能になる。さらに、松杭などの地中障害物が埋設されている地山Ｇでの掘削能率を向上することが可能になる。
【００４１】
また、掘削した土砂は、吸引搬送手段２によって空かさず吸引されて圧送される。これにより、例えばフーチング下など、障害物周辺の狭隘な条件下での掘削能率を向上することが可能になる。特に、掘削した土砂が空かさず回収されるため、非接触掘削手段１での掘削に関して崩した土砂に邪魔されず噴流が確実に地山Ｇに当たるので、掘削能率を向上することが可能になる。さらに、非接触掘削手段１での掘削に関して崩した土砂に邪魔されず噴射部１Ａｃ，１Ｂｃの移動が容易に行えるので掘削能率を向上することが可能になる。
【００４２】
また、非接触掘削手段１および吸引搬送手段２に加えてオーガー１２を設けたことにより、地中障害物がない掘削のときに非接触掘削手段１とオーガー１２との掘削力を組み合わせた相乗効果によって掘削能率を高めることが可能になる。また、オーガー１２の機械的な掘削能力が高まるとともに、小型低出力なオーガー掘削装置の適用が可能になる。
【００４３】
なお、上述した実施例２では、オーガー１２に非接触掘削手段１として空気掘削手段１Ａを設けた構成であるが、実施例１で説明した高圧水掘削手段１Ｂを設けてもよい。また、空気掘削手段１Ａと高圧水掘削手段１Ｂとを共にオーガー１２設けてもよい。このように構成することにより、空気掘削手段１Ａおよび高圧水掘削手段１Ｂのそれぞれを掘削条件に応じて選択的に用いることで掘削を容易に行うことができる。また、空気掘削手段１Ａと高圧水掘削手段１Ｂとを共に用いることにより掘削力を組み合わせた相乗効果により掘削能率を高めることが可能になる。
【実施例３】
【００４４】
図６は本発明に係る掘削装置の実施例３の形態を示す側面図、図７は本発明に係る掘削装置の実施例３の形態を示す正面図、図８は本発明に係る掘削装置の実施例３の形態の動作を示す正面図である。
【００４５】
図６に示すように本実施例における掘削装置は、上述した実施例１と同様に非接触掘削手段１と吸引搬送手段２とを備えている。そして、本実施例では、これら非接触掘削手段１および吸引搬送手段２を手持ち作業用の手持掘削機１３に搭載したものである。なお、非接触掘削手段１および吸引搬送手段２の主構成については、実施例１と同様であるため同一の符号を付してその説明を省略する。
【００４６】
図６および図７に示すように吸引搬送手段２は、その吸引口２ａａを手持掘削機１３の吸引部１３Ａに搬送ホース２ｄを介して接続してある。吸引部１３Ａは、筒状に形成してあり、一端の開口に搬送ホース２ｄを接続し、他端の開口を吸引口側としてある。すなわち、吸引部１３Ａの吸引口側が吸引搬送手段２の吸引口２ａａに相当する。この吸引部１３Ａの吸引口側には、地山Ｇの掘削面を覆う被覆部材１３Ａａが設けてある。被覆部材１３Ａａは、地山Ｇに向けて末広がりに形成してある。
【００４７】
図６および図７に示すように非接触掘削手段１としての空気掘削手段１Ａは、長手管状に形成した噴射部１Ａｃを有している。この噴射部１Ａｃは、被覆部材１３Ａａに対して摺動可能に貫通してある。これにより、空気掘削手段１Ａは、噴射ノズル１Ａｄを被覆部材１３Ａａに内装しつつ、当該噴射ノズル１Ａｄを地山Ｇの掘削面に対して接離可能に設けてある。また、噴射部１Ａｃには、被覆部材１３Ａａの外部において弾性部材としてのコイルスプリング１４が巻装してある。このコイルスプリング１４は、噴射ノズル１Ａｄを地山Ｇの掘削面から離間する方向に付勢している。なお、本実施例では、図７に示すように噴射部１Ａｃが被覆部材１３Ａａ内で２つに分岐して形成してあり、それぞれの端部に噴射ノズル１Ａｄが設けてある。
【００４８】
すなわち、空気掘削手段１Ａは、図７に示すように被覆部材１３Ａａを地山Ｇの掘削面に当接しておき、空気掘削手段１Ａの噴射ノズル１Ａｄを地山Ｇに向けることによって超音速の空気噴流を地山Ｇに向けて噴射して非接触で地山Ｇを崩す。また、吸引搬送手段２は、被覆部材１３Ａａの内部において空気掘削手段１Ａで掘削した土砂を空気吸引によって搬送ホース２ｂを介して回収部２ｃに搬送する。
【００４９】
さらに、図８に示すように空気掘削手段１Ａによる掘削が進行して地山Ｇの掘削面が下がった場合に、噴射部１Ａｃをコイルスプリング１４の付勢力に抗して下降させる。これにより、噴射ノズル１Ａｄが下がった掘削面に近接するのでさらなる掘削を実施する。また、噴射ノズル１Ａｄを掘削面に近接したとき、コイルスプリング１４の付勢力によって被覆部材１３Ａａが掘削面に対して押圧付勢される。
【００５０】
このように構成した実施例３における掘削装置は、非接触掘削手段１の噴流によって非接触で地山Ｇを崩すことにより、ケーブル（通信線や電力線）、ガス管などの埋設が予想される地山Ｇの掘削や、試掘作業において、埋設物を損傷させることなく容易に掘削することが可能になる。さらに、松杭などの地中障害物が埋設されている地山Ｇでの掘削能率を向上することが可能になる。
【００５１】
また、掘削した土砂は、吸引搬送手段２によって空かさず吸引されて圧送される。これにより、例えばフーチング下など、障害物周辺の狭隘な条件下での掘削能率を向上することが可能になる。特に、掘削した土砂が空かさず回収されるため、非接触掘削手段１での掘削に関して崩した土砂に邪魔されず噴流が確実に地山Ｇに当たるので、掘削能率を向上することが可能になる。さらに、非接触掘削手段１での掘削に関して崩した土砂に邪魔されず噴射部１Ａｃ，１Ｂｃの移動が容易に行えるので掘削能率を向上することが可能になる。
【００５２】
特に、実施例３における掘削装置は、吸引搬送手段２の吸引口側に地山の掘削面を覆う被覆部材１３Ａａを有している。そして、非接触掘削手段１としての空気掘削手段１Ａの噴射ノズル１Ａｄを被覆部材１３Ａａに内装し、この噴射ノズル１Ａｄを掘削面に対して接離可能に設け、かつ、コイルスプリング１４によって噴射ノズル１Ａｄを掘削面に近接したときに被覆部材１３Ａａを掘削面に対して押圧付勢する。これにより、被覆部材１３Ａａの内部において、掘削した土砂を周囲に飛散させることなく回収することが可能になる。また、コイルスプリング１４によって被覆部材１３Ａａを地山Ｇの掘削面に押し付けるので掘削した土砂を効率よく回収することが可能になる。さらに、空気掘削手段１Ａの噴射ノズル１Ａｄと地山Ｇの掘削面との距離を変化させながら掘削を行うことが可能になる。
【００５３】
なお、上述した実施例３では、非接触掘削手段１として空気掘削手段１Ａを設けた構成であるが、実施例１で説明した高圧水掘削手段１Ｂを設けてもよい。また、空気掘削手段１Ａと高圧水掘削手段１Ｂとを共に設けてもよい。このように構成することにより、空気掘削手段１Ａおよび高圧水掘削手段１Ｂのそれぞれを掘削条件に応じて選択的に用いることで掘削を容易に行うことができる。また、空気掘削手段１Ａと高圧水掘削手段１Ｂとを共に用いることにより掘削力を組み合わせた相乗効果により掘削能率を高めることが可能になる。
【実施例４】
【００５４】
図９は本発明に係る掘削装置の実施例４の形態を示す側面図である。図９に示すように本実施例における掘削装置は、上述した実施例３と同様に非接触掘削手段１と吸引搬送手段２とを備え、これら非接触掘削手段１および吸引搬送手段２を手持ち作業用の手持掘削機１３に搭載したものである。なお、非接触掘削手段１、吸引搬送手段２および手持掘削機１３の主構成については、実施例３と同様であるため同一の符号を付してその説明を省略する。
【００５５】
図９に示すように非接触掘削手段１としての空気掘削手段１Ａは、長手管状に形成した噴射部１Ａｃを有している。この噴射部１Ａｃは、被覆部材１３Ａａに対して摺動可能に貫通してある。これにより、空気掘削手段１Ａは、噴射ノズル１Ａｄを被覆部材１３Ａａに内装しつつ、当該噴射ノズル１Ａｄを地山Ｇの掘削面に対して接離可能に設けてある。また、噴射部１Ａｃには、被覆部材１３Ａａの外部において弾性部材としてのコイルスプリング１４が巻装してある。このコイルスプリング１４は、噴射ノズル１Ａｄを地山Ｇの掘削面から離間する方向に付勢している。
【００５６】
また、被覆部材１３Ａａ内に設けた噴射ノズル１Ａｄは、噴射部１Ａｃに対してロータリージョイント１５を介して回転可能に設けてある。これにより、噴射ノズル１Ａｄは、超音速の空気噴流を地山Ｇに向けて噴射するときの空気の噴射反力により旋回する。
【００５７】
すなわち、空気掘削手段１Ａは、図９（ａ）に示すように被覆部材１３Ａａを地山Ｇの掘削面に当接しておき、空気掘削手段１Ａの噴射ノズル１Ａｄを地山Ｇに向けることによって超音速の空気噴流を地山Ｇに向けて噴射して非接触で地山Ｇを崩す。このとき、噴射ノズル１Ａｄが地山の掘削面に向けて旋回する。また、吸引搬送手段２は、被覆部材１３Ａａの内部において空気掘削手段１Ａで掘削した土砂を空気吸引によって搬送ホース２ｂを介して回収部２ｃに搬送する。
【００５８】
さらに、図９（ｂ）に示すように空気掘削手段１Ａによる掘削が進行して地山Ｇの掘削面が下がった場合に、噴射部１Ａｃをコイルスプリング１４の付勢力に抗して下降させる。これにより、噴射ノズル１Ａｄが下がった掘削面に近接するのでさらなる掘削を実施する。また、噴射ノズル１Ａｄを掘削面に近接したとき、コイルスプリング１４の付勢力によって被覆部材１３Ａａが掘削面に対して押圧付勢される。
【００５９】
このように構成した実施例４における掘削装置は、非接触掘削手段１の噴流によって非接触で地山Ｇを崩すことにより、ケーブル（通信線や電力線）、ガス管などの埋設が予想される地山Ｇの掘削や、試掘作業において、埋設物を損傷させることなく容易に掘削することが可能になる。さらに、松杭などの地中障害物が埋設されている地山Ｇでの掘削能率を向上することが可能になる。
【００６０】
また、掘削した土砂は、吸引搬送手段２によって空かさず吸引されて圧送される。これにより、例えばフーチング下など、障害物周辺の狭隘な条件下での掘削能率を向上することが可能になる。特に、掘削した土砂が空かさず回収されるため、非接触掘削手段１での掘削に関して崩した土砂に邪魔されず噴流が確実に地山Ｇに当たるので、掘削能率を向上することが可能になる。さらに、非接触掘削手段１での掘削に関して崩した土砂に邪魔されず噴射部１Ａｃ，１Ｂｃの移動が容易に行えるので掘削能率を向上することが可能になる。
【００６１】
特に、実施例４における掘削装置は、吸引搬送手段２の吸引口側に地山の掘削面を覆う被覆部材１３Ａａを有している。そして、非接触掘削手段１としての空気掘削手段１Ａの噴射ノズル１Ａｄを被覆部材１３Ａａに内装し、この噴射ノズル１Ａｄを掘削面に対して接離可能に設け、かつ、コイルスプリング１４によって噴射ノズル１Ａｄを掘削面に近接したときに被覆部材１３Ａａを掘削面に対して押圧付勢する。これにより、被覆部材１３Ａａの内部において、掘削した土砂を周囲に飛散させることなく回収することが可能になる。また、コイルスプリング１４によって被覆部材１３Ａａを地山Ｇの掘削面に押し付けるので掘削した土砂を効率よく回収することが可能になる。さらに、空気掘削手段１Ａの噴射ノズル１Ａｄと地山Ｇの掘削面との距離を変化させながら掘削を行うことが可能になる。
【００６２】
さらに、実施例４における掘削装置は、空気掘削手段１Ａの噴射ノズル１Ａｄを地山Ｇの掘削面に向けて旋回可能に設けてある。これにより、広い範囲の掘削を効率よく行うことが可能になる。
【００６３】
なお、上述した実施例４では、非接触掘削手段１として空気掘削手段１Ａを設けた構成であるが、実施例１で説明した高圧水掘削手段１Ｂを設けてもよい。また、空気掘削手段１Ａと高圧水掘削手段１Ｂとを共に設けてもよい。このように構成することにより、空気掘削手段１Ａおよび高圧水掘削手段１Ｂのそれぞれを掘削条件に応じて選択的に用いることで掘削を容易に行うことができる。また、空気掘削手段１Ａと高圧水掘削手段１Ｂとを共に用いることにより掘削力を組み合わせた相乗効果により掘削能率を高めることが可能になる。
【産業上の利用可能性】
【００６４】
以上のように、本発明に係る掘削装置は、地中障害物の存在や狭隘条件下での掘削および土砂搬送を行うことに有用であり、特に、埋設物を損傷させることなく地山の掘削を容易に行い作業効率の向上を図ることに適している。
【図面の簡単な説明】
【００６５】
【図１】本発明に係る掘削装置の実施例１の形態を示す側面図である。
【図２】図１における掘削装置を示す斜視図である。
【図３】図１における掘削装置を示す斜視図である。
【図４】本発明に係る掘削装置の実施例２の形態を示す側面図である。
【図５】図４におけるオーガーを示す側面図である。
【図６】本発明に係る掘削装置の実施例３の形態を示す側面図である。
【図７】本発明に係る掘削装置の実施例３の形態を示す正面図である。
【図８】本発明に係る掘削装置の実施例３の形態の動作を示す正面図である。
【図９】本発明に係る掘削装置の実施例４の形態を示す側面図である。
【符号の説明】
【００６６】
１ 非接触掘削手段
１Ａ 空気掘削手段
１Ａａ 空気圧発生部
１Ａｂ ホース
１Ａｃ 噴射部
１Ａｄ 噴射ノズル
１Ｂ 高圧水掘削手段
１Ｂａ 高圧水発生部
１Ｂｂ ホース
１Ｂｃ 噴射部
１Ｂｄ 噴射ノズル
２ 吸引搬送手段
２ａ テーパー管
２ａａ 吸引口
２ａｂ 圧送口
２ｂ 搬送ホース
２ｃ 回収部
２ｄ 搬送ホース
１０ 小型バックホウ
１０ａ アーム
１１ 掘削刃
１１ａ 開口
１２ オーガー
１２ａ 掘削刃
１２ｂ 貫通穴
１２Ａａ 基台
１２Ａｂ 油圧モータ
１２Ａｃ ロータリージョイント
１２Ａｄ 軸受
１３ 手持掘削機
１３Ａ 吸引部
１３Ａａ 被覆部材
１４ コイルスプリング
１５ ロータリージョイント
Ｇ 地山
【特許請求の範囲】
【請求項１】
噴流によって非接触で地山を崩す非接触掘削手段と、
掘削した土砂を空気吸引によって搬送する吸引搬送手段と
を備えたことを特徴とする掘削装置。
【請求項２】
前記非接触掘削手段は、空気噴流によって非接触で地山を崩す空気圧掘削手段からなることを特徴とする請求項１に記載の掘削装置。
【請求項３】
前記非接触掘削手段は、高圧水噴流によって非接触で地山を崩す高圧水掘削手段からなることを特徴とする請求項１に記載の掘削装置。
【請求項４】
前記非接触掘削手段は、空気噴流によって非接触で地山を崩す空気圧掘削手段と、高圧水噴流によって非接触で地山を崩す高圧水掘削手段とを共に備えてなることを特徴とする請求項１に記載の掘削装置。
【請求項５】
接触によって地山を崩す掘削爪を前記非接触掘削手段および前記吸引搬送手段と共に備えたことを特徴とする請求項１〜４のいずれか一つに記載の掘削装置。
【請求項６】
接触によって地山を崩すオーガーを前記非接触掘削手段および前記吸引搬送手段と共に備えたことを特徴とする請求項１〜４のいずれか一つに記載の掘削装置。
【請求項７】
前記吸引搬送手段の吸引口側に地山の掘削面を覆う被覆部材を有し、前記非接触掘削手段は前記被覆部材に噴射ノズルを内装して当該噴射ノズルを前記掘削面に対して接離可能に設けてあり、前記噴射ノズルを前記掘削面に近接したときに前記被覆部材を前記掘削面に対して押圧付勢する弾性部材を備えたことを特徴とする請求項１〜４のいずれか一つに記載の掘削装置。
【請求項８】
前記非接触掘削手段の噴射ノズルを地山の掘削面に向けて旋回可能に設けたことを特徴とする請求項７に記載の掘削装置。
【請求項１】
噴流によって非接触で地山を崩す非接触掘削手段と、
掘削した土砂を空気吸引によって搬送する吸引搬送手段と
を備えたことを特徴とする掘削装置。
【請求項２】
前記非接触掘削手段は、空気噴流によって非接触で地山を崩す空気圧掘削手段からなることを特徴とする請求項１に記載の掘削装置。
【請求項３】
前記非接触掘削手段は、高圧水噴流によって非接触で地山を崩す高圧水掘削手段からなることを特徴とする請求項１に記載の掘削装置。
【請求項４】
前記非接触掘削手段は、空気噴流によって非接触で地山を崩す空気圧掘削手段と、高圧水噴流によって非接触で地山を崩す高圧水掘削手段とを共に備えてなることを特徴とする請求項１に記載の掘削装置。
【請求項５】
接触によって地山を崩す掘削爪を前記非接触掘削手段および前記吸引搬送手段と共に備えたことを特徴とする請求項１〜４のいずれか一つに記載の掘削装置。
【請求項６】
接触によって地山を崩すオーガーを前記非接触掘削手段および前記吸引搬送手段と共に備えたことを特徴とする請求項１〜４のいずれか一つに記載の掘削装置。
【請求項７】
前記吸引搬送手段の吸引口側に地山の掘削面を覆う被覆部材を有し、前記非接触掘削手段は前記被覆部材に噴射ノズルを内装して当該噴射ノズルを前記掘削面に対して接離可能に設けてあり、前記噴射ノズルを前記掘削面に近接したときに前記被覆部材を前記掘削面に対して押圧付勢する弾性部材を備えたことを特徴とする請求項１〜４のいずれか一つに記載の掘削装置。
【請求項８】
前記非接触掘削手段の噴射ノズルを地山の掘削面に向けて旋回可能に設けたことを特徴とする請求項７に記載の掘削装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【公開番号】特開２００６−１９３９１２（Ｐ２００６−１９３９１２Ａ）
【公開日】平成１８年７月２７日（２００６．７．２７）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００５−４１０６（Ｐ２００５−４１０６）
【出願日】平成１７年１月１１日（２００５．１．１１）
【出願人】（０００００２２９９）清水建設株式会社 (2,433)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成１８年７月２７日（２００６．７．２７）
【国際特許分類】
【出願日】平成１７年１月１１日（２００５．１．１１）
【出願人】（０００００２２９９）清水建設株式会社 (2,433)
【Ｆターム（参考）】
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