JP6627905B2

JP6627905B2 - 傾斜地削孔方法

Info

Publication number: JP6627905B2
Application number: JP2018059799A
Authority: JP
Inventors: 賢治酒井; 一也竜沢; 元気小林; 淳一遠藤; 厚名取
Original assignee: Sakatec
Current assignee: Sakatec
Priority date: 2018-03-27
Filing date: 2018-03-27
Publication date: 2020-01-08
Anticipated expiration: 2038-03-27
Also published as: JP2019173304A

Description

本発明は、傾斜地に対して鉛直方向に掘削孔を削孔するのに好適な傾斜地削孔作業車及び傾斜地削孔設備並びに傾斜地削孔方法に関する。

傾斜地に対して鉛直方向に掘削孔を削孔する傾斜地削孔設備として、自走式の作業車本体と、作業車本体のアームの先端部に着脱自在に設けた地質調査用ボーリング機械とを備えた削孔作業車と、削孔作業車と傾斜地の上部間に張設した昇降用ワイヤを用いて、斜面に沿って削孔作業車を昇降する昇降装置とを備えたものが提案されている（例えば、特許文献１参照。）

また、平地に対して鉛直方向に掘削孔を削孔する削孔作業車として、油圧モータとダウンザホールハンマとを上下に直列状に連結してなる削孔装置を、作業用トラックのクレーンアームの先端部に略鉛直方向に吊り下げた状態で設け、ダウンザホールハンマによる打撃力と油圧モータによる回転力とをダウンザホールハンマの下端の削孔ビットに作用させて、地盤に対して掘削孔を削孔するように構成した削孔作業車も提案されている（例えば、特許文献２参照。）。

特開２００７−３０３２３１号公報特開２００２−２９５１５９号公報

ところで、傾斜地に対して鉛直方向に掘削孔を削孔する場合には、削孔ビットによる削孔開始時に、傾斜地の斜面に載置した削孔ビットの回転中心が安定しないことから、削孔ビットが谷側へ位置ズレして、鉛直方向に精度良く掘削孔を削孔できないという問題がある。

このため、通常は、掘削孔を削孔する位置の斜面に人手によりベンチカットを施して、水平な座面を形成してから、該座面に削孔ビットを載置して掘削孔を削孔しているが、このベンチカットの施工作業が作業者に大きな負担になっていた。特に、山の斜面を有効活用して太陽電池パネルを設置する場合には、太陽電池パネルを支持するための支柱を斜面に施工するために、多数の掘削孔を精度良く斜面に施工する必要があり、しかも急勾配の斜面での作業となるので、作業者の負担が極めて大きくなるという問題があった。

また、削孔ビットが位置ズレした状態で削孔作業を行うと、削孔作業車のアームやブームに対して曲げ応力や捩じり応力が作用して、削孔作業車を構成する部品が破損したり、摩耗したりするという問題がある。特に、削孔効率を高めるため、削孔作業車の重量の一部を、アームを介して削孔装置に作用させて、削孔ビットを地盤に押し付けながら削孔する場合には、曲げ応力や捩じり応力が一層大きくなるので、削孔作業車を構成する部品が破損したり、摩耗したりするという問題が発生し易くなる。

本発明の目的は、削孔作業車を構成する部品の破損や摩耗を効果的に防止しつつ、削孔効率を向上し得る傾斜地削孔作業車及び傾斜地削孔設備並びに傾斜地削孔方法を提供することである。

本発明は、以下の発明を包含する。
（１）傾斜地を自走可能な作業車本体と、前記作業車本体のアームの先端部に支持された削孔装置とを備えた傾斜地削孔作業車であって、前記削孔装置は、中空パイプ状のボディと、前記ボディに内装したハンマピストンと、前記ボディの下端部に突出状に設けた削孔ビットとを有するダウンザホールハンマと、前記ダウンザホールハンマの基端部に連設されて、前記ダウンザホールハンマを回転駆動する回転駆動部と、を備え、前記アームの先端部と前記削孔装置間に、前記アームの上下方向への回動軸と略平行な第１軸と、前記第１軸と略直交する第２軸の２軸を中心として、前記削孔装置を回動自在に支持する継手部材を設けた、ことを特徴とする傾斜地削孔作業車。なお、第１軸と第２軸とは、同一平面内において略直交状に交差するように配置することもできるし、間隔をあけて立体的に略直交状に交差するように配置することもできる。

この傾斜地削孔作業車では、削孔装置が作業車本体のアームの先端部に、継手部材を介して、アームの上下方向への回動軸と略平行な第１軸と、第１軸と略直交する第２軸の２軸を中心として、回動自在に支持されているので、削孔ビットの位置ズレなどにより、削孔装置が鉛直方向に対して多少傾斜した場合であっても、曲げ応力や捩じり応力がアームやブームに作用することを低減できるとともに、削孔装置の姿勢を鉛直方向に立て直す場合でも、アームやブームに無理な曲げ応力や捩じり応力を作用させないように立て直すことができるので、作業車本体を構成する部品の破損や摩耗を効果的に防止できる。このため、作業車本体を構成する部品の破損や摩耗を効果的に防止しつつ、作業車本体の重量の一部を削孔装置に作用させながら、掘削孔を削孔することで、掘削孔の削孔効率を向上できる。

（２）前記回転駆動部が、前記作業車に搭載されている油圧ポンプからの圧油にて回転する油圧モータで構成されている前記（１）記載の傾斜地削孔作業車。回転駆動部は、電動モータで構成することもできるが、次のような理由から、油圧モータで構成することが好ましい。即ち、本発明の傾斜地削孔作業車は、既存の油圧ショベルなどの作業車の構成を一部変更して製作されるが、既存の油圧ショベルにおいては、ショベルを回動操作するための油圧シリンダ及び油圧ポンプが設けられている。本発明では、このような既存の油圧ショベルのショベルと油圧シリンダに代えて油圧モータを設けることで、油圧ショベルに搭載されている油圧ポンプを活用して、削孔ビットを回転できるので、回転駆動部を油圧ポンプで構成することが好ましい。

（３）前記ボディの外周部に、一定深さの案内孔が削孔されたことを表示する表示部を設けた前記（１）又は（２）記載の傾斜地削孔作業車。この場合には、一定深さの案内孔が削孔されたことを表示部により把握できるので、例えば一定深さの案内孔が削孔されるまでは、ダウンザホールハンマの打撃力だけで削孔し、一定深さの案内孔が削孔された後は、ダウンザホールハンマの打撃力と、回転駆動部による回転力との協働により、掘削孔を削孔することができる。つまり、傾斜地に掘削孔を削孔する場合には、削孔開始時に、削孔ビットの下端部が谷側へ位置ズレすることがあるので、ダウンザホールハンマの打撃力だけで案内孔を削孔することで、削孔ビットの位置ズレを効果的に防止できる。また、一定深さまで案内孔を削孔してからは、削孔ビットの位置ズレが発生しないので、ダウンザホールハンマの打撃力と、回転駆動部による回転力との協働により、掘削孔を効率的に削孔することができる。本発明では、ボディの外周部に表示部を設けるという簡単な構成により、打撃力のみによる削孔作業と、打撃力と回転力との協働による削孔作業との切換えタイミングを、表示部を目視することにより、作業者が容易に且つ正確に把握することができるので、削孔ビットの位置ズレを効果的に防止しつつ、掘削孔の削孔効率を極力高めることができる。

（４）前記表示部では、１００ｍｍ〜５００ｍｍの深さの前記案内孔が削孔されたことを表示する前記（３）記載の傾斜地削孔作業車。この場合には、１００ｍｍ〜５００ｍｍの深さの案内孔が削孔されたときに、打撃力のみによる削孔作業から、打撃力と回転力との協働による削孔作業へ切換えることができるので、打撃力と回転力との協働により削孔を開始したときにおける、削孔ビットの位置ズレを確実に防止できる。また、案内孔の深さを５００ｍｍ以下に設定しているので、打撃力と回転力との協働により削孔される掘削孔の長さを十分に確保して、掘削孔の削孔効率を十分に確保できる。

（５）前記（１）〜（４）のいずれかに記載の傾斜地削孔作業車と、前記傾斜地削孔作業車を傾斜地における土木作業面に沿って昇降可能な昇降装置とを備え、前記昇降装置は、前記土木作業面よりも山側の傾斜地に相互に間隔をあけて設けた第１固定点及び第２固定点と、前記傾斜地の一側方に設置した昇降用ウィンチと、前記昇降用ウィンチ側の第１固定点に取り付けた定滑車と、前記昇降用ウィンチから繰り出されて前記定滑車に引っ掛けられ、端部が前記第２固定点に固定された昇降用ワイヤと、前記定滑車と第２固定点間の昇降用ワイヤの途中部に引っ掛けられて、前記傾斜地削孔作業車を支持する動滑車と、を備えている、ことを特徴とする傾斜地削孔設備。

この傾斜地削孔作業設備では、昇降装置により傾斜地削孔作業車を支持することで、傾斜地削孔作業車の斜面における滑落を防止しながら、該傾斜地削孔作業車を任意の方向へ走行できるので、傾斜地削孔作業車を所望の位置へ移動させて、必要な個数の掘削孔を斜面に対して容易に削孔できる。

（６）前記傾斜地削孔作業車よりも上方位置に配置される道路上に、前記第１固定点及び第２固定点を構成する２台の車両が相互に間隔をあけて設けられ、第１の車両に前記定滑車が固定され、第２の車両に前記ワイヤの一端部が固定されている前記（５）記載の傾斜地削孔設備。第１固定点及び第２固定点は、斜面に自生する樹木で構成したり、斜面に施工したアンカー材で構成したりすることもできるが、２台の車両を固定点として利用すると、２台の車両を移動させるという簡単な作業で、土木作業を実施する土木作業面を容易に移動できる。

（７）傾斜地を自走可能な作業車本体の重量の一部を、該作業車本体のアームに継手部材を介して、前記アームの上下方向への回動軸と略平行な第１軸と、前記第１軸と略直交する第２軸の２軸を中心に回動自在に支持した削孔装置に、前記アーム及び継手部材を介して作用させながら、前記削孔装置のダウンザホールハンマの打撃力と、前記削孔装置の回転駆動部による回転力の少なくとも一方を削孔ビットに作用させて、掘削孔を削孔することを特徴とする傾斜地削孔方法。

この傾斜地削孔方法では、削孔装置が作業車本体のアームの先端部に、継手部材を介して、アームの上下方向への回動軸と略平行な第１軸と、第１軸と略直交する第２軸の２軸を中心として回動自在に支持されているので、削孔ビットの位置ズレなどにより、削孔装置が鉛直方向に対して多少傾斜した場合であっても、曲げ応力や捩じり応力がアームやブームに作用することを低減できるとともに、削孔装置の姿勢を鉛直方向に立て直す場合でも、アームやブームに無理な曲げ応力や捩じり応力を作用させないように立て直すことができるので、作業車本体を構成する部品の破損や摩耗を効果的に防止できる。このため、作業車本体を構成する部品の破損や摩耗を効果的に防止しつつ、作業車本体の重量の一部を削孔装置に作用させながら、掘削孔を削孔することで、掘削孔の削孔効率を向上できる

（８）前記作業車本体の重量の一部を前記削孔装置に作用させながら、前記ダウンザホールハンマの打撃力だけで、一定深さの案内孔を傾斜地の斜面に対して削孔した後、前記ダウンザホールハンマの下端部を前記案内孔に嵌合させた状態で、前記ダウンザホールハンマの打撃力と、前記回転駆動部による回転力とで、所望深さの掘削孔を削孔する前記（７）記載の傾斜地削孔方法。この場合には、ダウンザホールハンマの打撃力だけで一定深さの案内孔を削孔するので、案内孔の削孔開始時に、削孔ビットが谷側へ位置ズレするという不具合を効果的に防止できる。また、一定深さの案内孔を削孔した後は、ダウンザホールハンマの打撃力と、回転駆動部からの回転力とで、所望深さまで掘削孔を削孔することになるが、回転駆動部による削孔ビットの回転初期は、案内孔内において削孔ビットが回転することになるので、削孔ビットが谷側へ位置ズレするという不具合を確実に防止しつつ、打撃力と回転力とで効率的に掘削孔を削孔できる。

（９）略鉛直方向に支持した前記ダウンザホールハンマの下端部を斜面に設置させた状態で、前記ダウンザホールハンマの傾斜角度が斜面に対して垂直に近づくように角度調整した後、前記作業車本体の重量の一部を前記削孔装置に作用させながら、前記ダウンザホールハンマの打撃力だけで、前記斜面に対して一定深さの案内孔を削孔し、次に前記ダウンザホールハンマを略鉛直方向に角度調整した後、前記ダウンザホールハンマの下端部を前記案内孔に嵌合させた状態で、前記作業車本体の重量の一部を前記削孔装置に作用させながら、前記ダウンザホールハンマの打撃力と、前記回転駆動部による回転力とで、前記斜面に対して略鉛直方向に所望深さの掘削孔を削孔する前記（７）記載の傾斜地削孔方法。この場合には、ダウンザホールハンマの傾斜角度が斜面に対して垂直に近づくように角度調整した状態で、ダウンザホールハンマの打撃力だけで一定深さの案内孔を削孔するので、案内孔の削孔開始時に、削孔ビットが谷側へ位置ズレするという不具合を一層効果的に防止できる。また、一定深さの案内孔を削孔した後は、ダウンザホールハンマを略鉛直方向に角度調整してから、ダウンザホールハンマの打撃力と、回転駆動部からの回転力とで、所望深さまで掘削孔を削孔することになるが、回転駆動部による削孔ビットの回転初期は、案内孔内において削孔ビットが回転することになるので、削孔ビットが谷側へ位置ズレするという不具合を確実に防止しつつ、打撃力と回転力とで効率的に掘削孔を削孔することができる。

（１０）前記斜面からの前記案内孔の深さを１００ｍｍ〜５００ｍｍに設定した前記（８）又は（９）記載の傾斜地削孔方法。このように、案内孔の深さを１００ｍｍ以上に設定すると、打撃力と回転力により掘削孔を削孔するときにおける、削孔ビットの位置ズレを確実に防止できる。また、案内孔の深さを５００ｍｍ以下に設定しているので、打撃力と回転力により削孔される掘削孔の長さを十分に確保して、掘削孔の削孔効率を十分に確保できる。

本発明に係る傾斜地削孔作業車及び傾斜地削孔設備並びに傾斜地削孔方法によれば、削孔装置が作業車本体のアームの先端部に、継手部材を介して鉛直方向と略直交する２軸を中心として回動自在に支持されているので、削孔ビットの位置ズレなどにより、削孔装置が鉛直方向に対して多少傾斜した場合であっても、曲げ応力や捩じり応力がアームやブームに作用することを低減できるとともに、削孔装置の姿勢を鉛直方向に立て直す場合でも、アームやブームに無理な曲げ応力や捩じり応力を作用させないように立て直すことができるので、作業車本体を構成する部品の破損や摩耗を効果的に防止できる。このため、作業車本体を構成する部品の破損や摩耗を効果的に防止しつつ、作業車本体の重量の一部を削孔装置に作用させながら、掘削孔を削孔することで、掘削孔の削孔効率を向上できる

図１は、傾斜地作業設備の全体構成を示す説明図である。図２は、傾斜地削孔作業車の側面図である。図３は、動滑車及び連結手段の平面図である図４Ａは、動滑車の平面図である。図４Ｂは、動滑車の側面図である。図５は、削孔装置とアームとの連結部分の側面図である。図６は、ダウンザホールハンマの下端部付近の縦断面図である。図７は、第２の実施形態の削孔工程の説明図である。図８は、第３実施の形態の削孔工程の説明図であり、削孔ビットを設置した状態での傾斜地削孔作業車の側面図である。図９Ａ〜９Ｃは、第３実施の形態の削孔工程の説明図であり、図９Ａは、削孔ビットを設置した状態の説明図である。図９Ａ〜９Ｃは、第３実施の形態の削孔工程の説明図であり、図９Ｂは、斜面に対する傾斜角度を垂直に接近するように角度調整したときの説明図である。図９Ａ〜９Ｃは、第３実施の形態の削孔工程の説明図であり、図９Ｃは、案内孔の施工後にダウンザホールハンマを略鉛直方向に角度調整したときの説明図である。

以下、本発明の実施の形態について図面を参照しながら説明する。
図１に示すように、傾斜地削孔設備１は、自走式の傾斜地削孔作業車２と、傾斜地削孔作業車２を傾斜地の土木作業面Ｓに沿って昇降可能な昇降装置３とを備えている。

昇降装置３は、削孔作業を実施する土木作業面Ｓよりも山側の傾斜地に相互に間隔をあけて設けた第１固定点１０及び第２固定点１１と、傾斜地の一側方に設置した昇降用ウィンチ１２と、昇降用ウィンチ１２側の第１固定点１０に取り付けた定滑車１３と、昇降用ウィンチ１２から繰り出されて定滑車１３に引っ掛けられ、端部が第２固定点１１に固定された昇降用ロープ１４と、定滑車１３と第２固定点１１間の昇降用ロープ１４の途中部に引っ掛けられて、傾斜地削孔作業車２を支持する動滑車１５とを備えている。

第１固定点１０及び第２固定点１１は、土木作業面Ｓよりも山側の道路Ｒに設置した２台の車両１６、１７で構成され、土木作業面Ｓに対して必要な土木作業を行った後、２台の車両１６、１７を移動させて、隣の土木作業面Ｓへの土木作業を実施できるように構成されている。車両１６、１７としては、昇降用ロープ１４からの引張力を受け止め可能な重量の油圧ショベル、ブルドーザー、クレーンなどの重機や、ダンプカーなどの車両を採用できる。また、車両１６、１７に代えて、土木作業面Ｓよりも山側に自生する１乃至複数本の樹木を固定点として活用したり、土木作業面Ｓよりも山側にアンカー材を施工して、これを固定点として利用したりすることもできる。

昇降用ウィンチ１２は、図１に示すように、昇降用ロープ１４を巻装したドラム１８と、ドラム１８を正方向と逆方向とに切り替え可能に回転駆動する駆動手段１９とを備え、昇降用ロープ１４をドラム１８から繰り出したり、ドラム１８に巻き取ったりできるようになした周知の構成のものである。昇降用ロープ１４は、十分な引張強度を確保するためワイヤロープで構成することが好ましいが、昇降用ロープ１４に作用する荷重に耐え得る構成のものであれば、繊維ロープなどを採用することもできる。

動滑車１５及び定滑車１３は同じ構成のものなので、動滑車１５についてのみ説明し、定滑車１３に関しては、動滑車１５と同一部材には同一符号を付して、その詳細な説明を省略する。また、ここでは、動滑車１５における傾斜地削孔作業車２側を前端側、遊端側を後端側として、前後方向を定義して説明する。

動滑車１５について説明すると、図２、図３、図４Ａ、図４Ｂに示すように、昇降用ロープ１４が掛けられる滑車本体２０が設けられ、滑車本体２０の上下両側には上面板２１と下面板２２とが設けられている。上面板２１及び下面板２２は、滑車本体２０よりもやや大きな平面サイズの取付板２３と、それを補強する前後方向に細長い補強板２４とでそれぞれ構成され、上面板２１及び下面板２２はその後端部間に設けたスペーサ板２５で連結されている。上面板２１及び下面板２２の略中央部には回転軸２６が架設状に設けられ、滑車本体２０は上面板２１及び下面板２２間において回転軸２６に回転自在に支持されている。

上面板２１は本体部２１ａとその前側の開閉体２１ｂとに分割構成され、開閉体２１ｂは、本体部２１ａの端部に設けた枢支ピン２７を中心に、図４Ｂに実線で図示の閉鎖位置と、図４Ｂに仮想線で図示の開放位置とにわたって回動自在に支持され、開閉体２１ｂを開放位置に回動させた状態で、滑車本体２０に対して昇降用ロープ１４を着脱できるように構成されている。開閉体２１ｂを閉鎖位置に保持するため、下側の取付板２３の前端部には連結ブロック２８が固定され、連結ブロック２８には上方へ突出する連結ピン２９が一体的に設けられ、開閉体２１ｂの後端部には連結ピン２９が挿通可能なピン孔３０が形成され、開閉体２１ｂを閉鎖位置に回動させて、連結ピン２９をピン孔３０に装着した状態で、連結ピン２９の先端部に図示外のピン部材を装着することで、開閉体２１ｂを閉鎖位置に保持できるように構成されている。連結ブロック２８には前方へ延びる連結具３２が取り付けられ、定滑車１３及び動滑車１５は、連結具３２の後端部に着脱自在に取り付けたシャックル３３を介して、定滑車１３は第１固定点１０に接続された連結ワイヤ３４に連結され、動滑車１５は傾斜地削孔作業車２の連結手段５０と連結されている。ただし、動滑車１５と定滑車１３とは、異なる構成のものを採用することも可能であるし、上述した以外の周知の構成のものを採用することもできる。

図２に示すように、傾斜地削孔作業車２は、クローラ式の下部走行部４０と、下部走行部４０に旋回可能に設けた上部旋回部４１と、上部旋回部４１に設けた作業装置４２とを有する、傾斜地を自走可能な作業車本体４３と、作業車本体４３に対して回動自在に動滑車１５を連結するための連結手段５０と、作業装置４２のアーム４５の先端部に継手部材６０を介して回動自在に支持された削孔装置７０とを備えている。作業車本体４３は、例えばショベルとそれを回動操作するショベルシリンダとを省略した周知の油圧ショベルで構成できる。

作業装置４２は、作業車本体４３にブーム軸４４ａを介して回動自在に支持されたブーム４４と、ブーム４４の先端部にアーム軸４５ａを介して回動自在に連結されたアーム４５と、ブーム４４を回動操作するためのブームシリンダ４４ｂと、アーム４５を回動操作するための１対のアームシリンダ４５ｂと、両シリンダ４４ｂ、４５ｂへ圧油を供給するための図示外の油圧ポンプとを備えている。

連結手段５０について説明すると、図２、図３に示すように、作業車本体４３の下部走行部４０と上部旋回部４１間において下部走行部４０には円板状の支持板５１が略水平に設けられ、支持板５１の外周部にはリング状部材５２が全周にわたって設けられ、リング状部材５２には支持板５１の上下両側へ突出する案内部５２ａが形成されている。支持板５１の外周部には側面視コ字状の可動部材５３が外嵌状に設けられ、可動部材５３にはリング状部材５２の案内部５２ａの内周面及び外周面に当接する複数のローラ５４と、リング状部材５２の上面及び下面に当接する複数のローラ５５が設けられ、可動部材５３は、これら複数のローラ５４、５５により、リング状部材５２に沿った方向にのみ回動自在に案内されている。可動部材５３の後面には左右１対のブラケット５６が縦向きに固定され、両ブラケット５６には略水平な軸部材５７を中心に連結部材５８が回動自在に支持され、連結部材５８の後部には上下１対の連結板５８ａが略水平に設けられ、上下の連結板５８ａには連結軸５９が略鉛直方向に設けられ、動滑車１５はシャックル３３により連結軸５９に掛け止めされて、可動部材５３とともにリング状部材５２に沿って回動自在に作業車２に取り付けられている。また、動滑車１５を、軸部材５７を中心に上下方向に回動自在に支持するとともに、連結軸５９を中心に左右方向に回動自在に支持することで、凸凹な土木作業面Ｓでの土木作業時における傾斜地削孔作業車２の揺動等を吸収して、動滑車１５と昇降用ロープ１４とが常時適正な位置関係に維持できるように構成されている。

継手部材６０は、図２、図５に示すように、アーム４５の先端部に第１軸６１を介して回動自在に連結された上部構成部材６２と、削孔装置７０の油圧モータ７５の上端部に固定された下部構成部材６３と、両構成部材６２、６３を回動自在に連結する第２軸６４とを備えている。

より具体的には、上部構成部材６２にはアーム４５の先端部４５ｃの両側に配置される１対の上部枢支部６２ａが設けられ、先端部４５ｃ及び両上部枢支部６２ａを挿通する第１軸６１がアーム軸４５ａと略平行に設けられ、上部構成部材６２は第１軸６１を介してアーム４５の先端部に回動自在に枢支されている。削孔装置７０の油圧モータ７５には１対の支持部６３ａを有する略Ｕ字状の下部構成部材６３が設けられ、下部構成部材６３の両支持部６３ａ間には上部構成部材６２の下部枢支部６２ｂが配置され、下部構成部材６３は下部枢支部６２ｂを回転自在に挿通する第２軸６４が第１軸６１と略直交状に設けられ、下部構成部材６３は第２軸６４を中心に上部構成部材６２に回動自在に枢支されている。なお、継手部材６０に代えて、自在継手を設けることもできる。例えば、上部構成部材６２を省略して、アームの先端部を二股状に分岐させるとともに、第１軸６１及び第２軸６４に代えて十文字状の軸部材を設け、該軸部材のうちの一方の軸部を二股状のアーム４５の先端部に回動自在に連結し、他方の軸部を下部構成部材６３の両支持部６３ａに回動自在に連結することもできる。

削孔装置７０は、図２、図５〜図７に示すように、中空パイプ状のボディ７１と、ボディ７１に内装したハンマピストン７２と、ボディ７１の下端部に突出状に設けた削孔ビット７３とを有する周知の構成のダウンザホールハンマ７４と、ダウンザホールハンマ７４の上端部に連設されて、ダウンザホールハンマ７４を回転駆動する回転駆動部としての油圧モータ７５と、油圧モータ７５の出力軸７５ａとダウンザホールハンマ７４のボディ７１とを相対回転不能に連結する中空の連結部材７６と、連結部材７６の上部に回転自在に外装した筒状のスイベル７７とを備えている。

スイベル７７には図示外の加圧エア供給源に接続された加圧エア供給管７７ａが接続され、スイベル７７に供給された加圧エアは、連結部材７６を通ってダウンザホールハンマ７４へ供給されるように構成されている。

油圧モータ７５には、作業装置４２の油圧ポンプに接続された配管４６が接続され、該配管４６を通じて圧油を供給できるように構成されている。本実施の形態では、ショベルシリンダへの配管４６及び油圧回路を利用して、油圧モータ７５へ圧油を供給できるように構成されている。ただし、油圧モータ７５に代えて電動モータを設けることも可能である。

ダウンザホールハンマ７４のボディ７１の外周部には、斜面に対して一定深さの案内孔ＤＨａが削孔されたことを表示する表示部７８が形成されている。表示部７８としては、案内孔ＤＨａの口縁の下端部から案内孔ＤＨａの底面までの深さＨが、１００ｍｍ〜５００ｍｍの範囲内の案内孔ＤＨａが削孔されたことを、作業者が目視にて把握し得るものであれば、任意の構成のものを採用できる。例えば、ボディ７１の外周部における、削孔ビット７３の下端部から１００ｍｍ〜５００ｍｍの間隔をあけた位置に上縁を有する、１本の環状の表示部７８を設けたり、削孔ビット７３の下端部から１００ｍｍの位置と５００ｍｍの位置に上縁を有する２本の環状の表示部を上下に間隔をあけて設けたり、削孔ビット７３の下端部からの距離をボディ７１の外周部に目盛りや数字にて表示したりすることができる。また、表示部７８は、塗装により形成したり、ボディ７１に対して切削加工や刻印などにより形成したり、ボディ７１に対して溶射などにより金属材料を肉盛りして形成できる。ただし、この表示部７８は省略することも可能である。

次に、前記傾斜地削孔設備１を用いた土木作業方法について説明する。
先ず、設置工程において、図１に示すように、削孔作業を実施する土木作業面Ｓよりも山側の傾斜地に相互に間隔をあけて２台の車両１６、１７を設置し、第１車両１６の第１固定点１０に定滑車１３を取り付けるとともに、定滑車１３を設けた側の土木作業面Ｓの側方に昇降用ウィンチ１２を設置する。次に、昇降用ウィンチ１２から繰り出した昇降用ロープ１４を定滑車１３に巻き掛けて、第２車両１７の第１固定点１１に固定するとともに、定滑車１３と第２固定点１１間の昇降用ロープ１４の途中部を傾斜地削孔作業車２の動滑車１５に巻き掛けて、傾斜地削孔設備１を土木作業面Ｓに設置する。

次に、移動工程において、傾斜地削孔作業車２を目視可能で、しかも足場の良い安全な場所において、昇降用ウィンチ１２及び傾斜地削孔作業車２を遠隔操作して、昇降用ロープ１４が弛まないように昇降用ウィンチ１２を操作しながら、削孔作業位置の上側へ傾斜地削孔作業車２を移動させる。このとき、傾斜地削孔作業車２の土木作業面Ｓの上下方向への移動は、傾斜地削孔作業車２のクローラ式の下部走行部４０による走行と、昇降用ウィンチ１２により昇降用ロープ１４を巻き上げたり繰り出したりすることよりなされ、また左右方向への移動は、昇降用ロープ１４に一定の張力を作用させて傾斜地削孔作業車２の横転を防止しつつ、平地での移動と同様に、下部走行部４０により、進む方向へ傾斜地削孔作業車２を旋回させて、走行することになる。

次に、位置合わせ工程において、傾斜地削孔作業車２のブーム４４とアーム４５を遠隔操作して、図７に示すように、ダウンザホールハンマ７４の削孔ビッドの下端部を削孔作業位置に位置合わせし、削孔装置７０を削孔作業位置に載置する。なお、この位置合わせ作業は、削孔ビット７３の下端部を、ブーム４４とアーム４５により概ね位置合わせした後、作業者の手作業で精度良く位置合わせすることになる。

次に、削孔工程において、傾斜地削孔作業車２のブーム４４とアーム４５を遠隔操作して、削孔装置７０が略鉛直方向となるように、削孔装置７０の姿勢を調整しつつ、ブーム４４及びアーム４５と継手部材６０とを介して、作業車本体４３の重量の一部を削孔装置７０に作用させながら、削孔装置７０により略鉛直方向の掘削孔ＤＨを削孔する。このとき、削孔装置７０は、作業車本体４３のアーム４５の先端部に、継手部材６０を介して、アーム４５の回動軸と略平行な第１軸６１と、第１軸６１と略直交する第２軸６４の２軸を中心として、回動自在に支持されているので、削孔ビット７３の位置ズレなどにより、削孔装置７０が鉛直方向に対して多少傾斜した場合であっても、曲げ応力や捩じり応力がアーム４５やブーム４４に作用することを低減できるとともに、削孔装置７０の姿勢を鉛直方向に立て直す場合でも、アーム４５やブーム４４に無理な曲げ応力や捩じり応力を作用させないように立て直すことができるので、作業車本体４３を構成する部品の破損や摩耗を効果的に防止できる。このため、作業車本体４３を構成する部品の破損や摩耗を効果的に防止しつつ、作業車本体４３の重量の一部を削孔装置７０に作用させながら、掘削孔ＤＨを削孔することで、掘削孔ＤＨの削孔効率を向上できる。

こうして、一定深さの掘削孔ＤＨを削孔した後、傾斜地削孔作業車２を遠操作して、削孔装置７０を掘削孔ＤＨから上方へ引き抜いてから、次の掘削孔ＤＨを掘削すべく、移動工程において、昇降用ウィンチ１２及び傾斜地削孔作業車２を遠隔操作して、削孔作業位置の上側へ傾斜地削孔作業車２を移動させ、次の掘削孔ＤＨを削孔するという作業を繰り返し行って、土木作業斜面に対して複数の掘削孔ＤＨを順次形成することになる。なお、太陽電池パネルを施工する場合には、掘削孔ＤＨに対して鉛直方向に縦フレームをセットした状態で、セメントミルクを掘削孔ＤＨに充填して、縦フレームを施工し、その後、隣接する複数の縦フレームの上端部にわたって枠状のフレームを固定し、枠状フレームの上面に太陽電池パネルを組付けて、太陽電池パネルを斜面に施工することになる。

次に、前記実施の形態における削孔工程の構成を部分的に変更した、他の実施の形態について説明する。

（１）前記実施形態（第１の実施形態）の削孔工程では、削孔ビット７３による削孔初期から、ダウンザホールハンマ７４による打撃力と油圧モータ７５による回転力とを削孔ビット７３に作用させて、斜面を掘削したが、削孔初期から削孔ビット７３に回転力を作用させると、削孔ビット７３が谷側へ位置ズレし易くなる。そこで、第２の実施形態の削孔工程では、これを防止するため、削孔初期において、削孔装置７０の姿勢を略鉛直方向に調整しつつ、作業車本体４３の重量の一部を削孔装置７０に作用させながら、図７に仮想線で示すように、ダウンザホールハンマ７４の打撃力だけで、一定深さの案内孔ＤＨａを傾斜地の斜面に対して削孔した後、ダウンザホールハンマ７４の下端部を案内孔ＤＨａに嵌合させた状態で、削孔装置７０の姿勢を略鉛直方向に調整しつつ、作業車本体４３の重量の一部を削孔装置７０に作用させながら、ダウンザホールハンマ７４の打撃力と回転駆動部による回転力とで、所望深さの掘削孔ＤＨを削孔することができる。より具体的には、削孔装置７０を操縦する作業者が、ダウンザホールハンマ７４のボディ７１の外周部に設けた表示部７８を目視しながら、ダウンザホールハンマ７４による打撃力だけで一定深さの案内孔ＤＨａを削孔して、例えば表示部７８が見えなくなったときに、ダウンザホールハンマ７４による打撃力と油圧ポンプによる回転力とで案内孔ＤＨａに連ねて掘削孔ＤＨを削孔することになる。

案内孔ＤＨａの深さＨは、例えば１００ｍｍ〜５００ｍｍの深さに設定できる。このように、案内孔ＤＨａの深さを１００ｍｍ以上に設定しているので、打撃力と回転力との協働により削孔を開始したときにおける、削孔ビット７３の位置ズレを確実に防止できる。また、案内孔ＤＨａの深さを５００ｍｍ以下に設定しているので、打撃力と回転力との協働により削孔される掘削孔ＤＨの長さを十分に確保して、掘削孔ＤＨの削孔効率を十分に確保できる。なお、表示部７８は、前述のように、一定深さの案内孔ＤＨａが削孔されたことを作業者が把握できるように構成されていれば、任意の構成のものを採用できる。

この削孔工程のように、ダウンザホールハンマ７４の打撃力だけで一定深さの案内孔ＤＨａを削孔すると、案内孔ＤＨａの削孔開始時に、削孔ビット７３が谷側へ位置ズレするという不具合を効果的に防止できる。また、一定深さの案内孔ＤＨａを削孔した後は、ダウンザホールハンマ７４の打撃力と、回転駆動部からの回転力とで、所望深さまで掘削孔ＤＨを削孔することになるが、回転駆動部による削孔ビット７３の回転初期は、案内孔ＤＨａ内において削孔ビット７３が回転することになるので、削孔ビット７３が谷側へ位置ズレするという不具合を確実に防止しつつ、打撃力と回転力とで効率的に掘削孔ＤＨを削孔できる。

（２）前記第１及び第２の実施形態の削孔工程では、ダウンザホールハンマ７４を鉛直方向Ｖに支持した状態で掘削孔ＤＨの削孔を開始するので、削孔開始時に削孔ビット７３が谷側へ位置ズレすることがある。そこで、第３の実施形態の削孔工程では、このような位置ズレを一層防止するため、位置合わせ工程において、図８、図９Ａに示すように、削孔ビッドの下端部を削孔作業位置に位置合わせして、削孔作業位置に載置した後、図８に仮想線で示すように、アーム４５及びブーム４４を操作して、略鉛直姿勢のダウンザホールハンマ７４の下端部を中心に、ダウンザホールハンマ７４を図９Ａに矢印Ａの方向へ回動させて、ダウンザホールハンマ７４の斜面に対する傾斜角度θが９０°に近づくように、図９Ｂに示すように、例えば角度θ１だけ垂直方向Ｐへ角度調整する。次に、図９Ｂに仮想線で示すように示すように、作業車本体４３の重量の一部をダウンザホールハンマ７４の傾斜方向Ｌに沿って削孔装置７０に対して作用させながら、ダウンザホールハンマ７４の打撃力だけで、斜面に対して一定深さの案内孔ＤＨａを削孔し、次に図９Ｃに示すように、ダウンザホールハンマ７４を略鉛直方向Ｖに角度θ１だけ戻した後、ダウンザホールハンマ７４の下端部を前記案内孔ＤＨａに嵌合させた状態で、作業車本体４３の重量の一部を削孔装置７０に対して略鉛直方向Ｖに作用させながら、ダウンザホールハンマ７４の打撃力と、回転駆動部による回転力とで、斜面に対して略鉛直方向に所望深さの掘削孔ＤＨを削孔することができる。

傾斜角度θは、斜面に対して極力垂直となるように近づけることが好ましいが、斜面に対して垂直±２０°の範囲内、好ましくは±１５°の範囲内、更に好ましくは±１０°の範囲内であれば、削孔ビット７３の位置ズレを効果的に防止できる。

このように、ダウンザホールハンマ７４が斜面に対して垂直方向Ｐに近づくように角度調整した状態で、ダウンザホールハンマ７４の傾斜方向Ｌに沿って、ダウンザホールハンマ７４の打撃力だけで一定深さの案内孔ＤＨａを削孔すると、案内孔ＤＨａの削孔開始時に、削孔ビット７３が谷側へ位置ズレするという不具合を一層効果的に防止できる。また、一定深さの案内孔ＤＨａを削孔した後は、ダウンザホールハンマ７４を略鉛直方向Ｖに角度調整してから、ダウンザホールハンマ７４の打撃力と、回転駆動部からの回転力とで、所望深さまで掘削孔ＤＨを削孔することになるが、回転駆動部による削孔ビット７３の回転初期は、案内孔ＤＨａ内において削孔ビット７３が回転することになるので、削孔ビット７３が谷側へ位置ズレするという不具合を確実に防止しつつ、打撃力と回転力とで効率的に掘削孔ＤＨを削孔することができる。

以上、本発明の実施形態について説明したが、本発明は前述した実施形態に何ら限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲においてその構成を変更し得ることは勿論である。

１傾斜地削孔設備
２傾斜地削孔作業車
３昇降装置
１０第１固定点
１１第２固定点
１２昇降用ウィンチ
１３定滑車
１４昇降用ロープ
１５動滑車
１６車両
１８ドラム
１９駆動手段
２０滑車本体
２１上面板
２１ａ本体部
２１ｂ開閉体
２２下面板
２３取付板
２４補強板
２５スペーサ板
２６回転軸
２７枢支ピン
２８連結ブロック
２９連結ピン
３０ピン孔
３２連結具
３３シャックル
４０下部走行部
４１上部旋回部
４２作業装置
４３作業車本体
４４ブーム
４４ａブーム軸
４４ｂブームシリンダ
４５アーム
４５ａアーム軸
４５ｂアームシリンダ
４５ｃ先端部
４６配管
５０連結手段
５１支持板
５２リング状部材
５２ａ案内部
５３可動部材
５４ローラ
５５ローラ
５６ブラケット
５７軸部材
５８連結部材
５８ａ連結板
５９連結軸
６０継手部材
６１第１軸
６２上部構成部材
６２ａ上部枢支部
６２ｂ下部枢支部
６３下部構成部材
６３ａ支持部
６４第２軸
７０削孔装置
７１ボディ
７２ハンマピストン
７３削孔ビット
７４ダウンザホールハンマ
７５油圧モータ
７５ａ出力軸
７６連結部材
７７スイベル
７７ａ加圧エア供給管
７８表示部
ＤＨ掘削孔
ＤＨａ案内孔
Ｌ傾斜方向
Ｐ垂直方向
Ｒ道路
Ｓ土木作業面
Ｖ鉛直方向
θ 傾斜角度
θ１角度

Claims

傾斜地を自走可能な作業車本体のアームに継手部材を介して、前記アームの上下方向への回動軸と略平行な第１軸と、前記第１軸と略直交する第２軸の２軸を中心に回動自在に削孔装置を支持し、前記削孔装置のダウンザホールハンマの打撃力と、前記削孔装置の回転駆動部による回転力の少なくとも一方を削孔ビットに作用させて、掘削孔を削孔する傾斜地削孔方法において、
前記作業車本体の重量の一部を前記削孔装置に作用させながら、前記ダウンザホールハンマの打撃力だけで、一定深さの案内孔を傾斜地の斜面に対して削孔した後、前記ダウンザホールハンマの下端部を前記案内孔に嵌合させた状態で、前記作業車本体の重量の一部を前記削孔装置に作用させながら、前記ダウンザホールハンマの打撃力と、前記回転駆動部による回転力とで、所望深さの掘削孔を削孔する、
ことを特徴とする傾斜地削孔方法。
傾斜地を自走可能な作業車本体のアームに継手部材を介して、前記アームの上下方向への回動軸と略平行な第１軸と、前記第１軸と略直交する第２軸の２軸を中心に回動自在に削孔装置を支持し、前記削孔装置のダウンザホールハンマの打撃力と、前記削孔装置の回転駆動部による回転力の少なくとも一方を削孔ビットに作用させて、掘削孔を削孔する傾斜地削孔方法において、
略鉛直方向に支持した前記ダウンザホールハンマの下端部を斜面に設置させた状態で、前記ダウンザホールハンマの傾斜角度が斜面に対して垂直に近づくように角度調整した後、前記作業車本体の重量の一部を前記削孔装置に作用させながら、前記ダウンザホールハンマの打撃力だけで、前記斜面に対して一定深さの案内孔を削孔し、次に前記ダウンザホールハンマを略鉛直方向に角度調整した後、前記ダウンザホールハンマの下端部を前記案内孔に嵌合させた状態で、前記作業車本体の重量の一部を前記削孔装置に作用させながら、前記ダウンザホールハンマの打撃力と、前記回転駆動部による回転力とで、前記斜面に対して略鉛直方向に所望深さの掘削孔を削孔する、
ことを特徴とする傾斜地削孔方法。
前記案内孔の深さを１００ｍｍ〜５００ｍｍに設定した請求項１又は２記載の傾斜地削孔方法。