JPH0454006B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は溝孔掘削機に係り、特に地中連続壁に
適した矩形断面状溝孔を形成する掘削機に関す
る。

〔従来の技術〕

地中連続壁は、ケーソンに代わる地下構築物、
高層ビル等の剛体基礎、塔状建物の基礎、地下タ
ンク壁等の用途で形成される。このような地中連
続壁は、先ず溝孔掘削機を用いて地中に壁状の溝
を掘る。次に掘削された溝の中に鉄筋を建て込
み、地上よりコンクリートを打設して１エレメン
トの壁を形成し、このようなエレメントを繋ぎ合
わせて全体として連続した壁体を地中に形成す
る。

このような地中連続壁に適した溝孔掘削機とし
て従来から種々の溝孔掘削機が提案されている。
例えば複数本の垂直軸を並列配置し、この垂直軸
の下端部に互い違いにカツタをオーバラツプさせ
て配置し、これにより溝孔を掘削する掘削機が提
案されている。しかしながらこのような垂直回転
軸を持つ溝孔掘削機に於いては、ビツトが水平面
で回転する為溝孔の両端部が円弧状に形成される
不具合がある。更にロツキングパイプを使わない
場合の地中連続壁工法ではコンクリート打設後既
設のコンクリート基礎の端面を掘削しながら隣接
する溝孔を掘削するが、カツタが水平面で回転す
る為、掘削機本体が振れ、所定の形状並びに位置
に溝孔を掘削できない不具合がある。

この種の垂直回転軸を持つ溝孔掘削機では、前
記したように、矩形断面の溝孔ができない為、水
平回転軸の両端に一対のドラムカツタを固着した
溝孔掘削機が提案されている。例えば、実公昭50
−2242号公報、特公昭56−4692号公報等の掘削機
がこれに該当する。しかしながら、これらの公報
に開示されている溝孔掘削機は、一対のドラムカ
ツタ間の部分が未堀削部となる。この掘残し部分
が掘削時の抵抗となる上に、リバース吸込口が一
対のドラムカツタの上部に存在する構造になるの
で、排土効率が悪くスライムが孔底に残るという
不具合がある。即ち、一対のドラムカツタは、水
平回転軸の支持部材の両側に固着されるので、水
平回転軸を回転させる動力伝達手段を一対のドラ
ムカツタ内に配設しなければならず、この支持部
材とドラムカツタの干渉を防ぐ為に、最小限支持
部材のスペース分だけ一対のドラムカツタ間の間
隙を確保する必要がある。従つて、堀残し部を少
なくするためにカツタ間の間隔を狭くすると動力
伝達手段の為のスペースが狭くなり、充分な動力
伝達が出来ず、また支持部材の強度が低下する。
逆に、充分な動力伝達を行おうとすれば、それに
見合うスペースをカツタ間に設けなければなら
ず、掘残し部分が大きくなるという不具合があ
る。この掘残し部分は、溝孔掘削作業自体が円滑
に実施できない上にリバース吸込口がドラムカツ
タの上部に位置しているので排土能率が悪く、更
に、溝孔底面にスライムが残留し、地中連続壁自
体の強度の問題も生じてくる。

この堀残し部分の問題を解決した溝孔掘削機が
特開昭61−211424号公報に開示されている。開示
された溝孔掘削機は水平回転軸に所定間隔をおい
て一対のドラムカツタを配置し、一対のドラムカ
ツタ間にリングカツタと、ウイングビツトとを回
転自在に支持している。リングカツタは、水平回
転軸に固着され、ドラムカツタを回転させる回転
駆動面からの回転伝達機構を併用して回転する。
また、ウイングビツトは、垂直回転軸に固着さ
れ、ウイングビツト専用の回転伝達機構で回転す
る。従つて、一対のドラムカツタ間のスペース
は、リングカツタとウイングカツタとで掘削する
ことができるので、従来生じていた堀残し部分が
生じないと共に孔底が平坦状になり、安定した壁
体を形成できるメリツトがある。

〔発明が解決しようとする問題点〕

しかしながら、ウイングビツトは先端に位置し
ドラムカツタやリングカツタと比較して硬岩掘削
での抵抗を受けやすく、ウイングビツトの掘削ス
ピードがブレーキになり作業効率が低下するとい
う問題がある。また、ウイングビツトは専用の回
転伝達機構を必要とするので、構成が複雑になり
コストが高くなるという問題がある。

この問題を解決するために特開昭61−225424号
公報に開示されている溝孔掘削機が考案された。
この溝孔掘削機はドラムカツタの径と略同一径の
リングカツタが一対のドラムカツタの間に、ドラ
ムカツタの回転軸芯に対して上方に偏心して配置
されている。従つて、一対のドラムカツタの間の
スペースをリングカツタのみで掘削することがで
きるので、ウイングビツトを除去することができ
る。

しかしながら、この溝孔掘削機はドラムカツタ
の径と略同一径のリングカツタをドラムカツタの
回転軸芯に対して上方に偏心して配置したので、
リングカツタの下端部がドラムカツタの下端部か
ら離れていて、リングカツタとドラムカツタとで
掘削される溝孔の底部の段差が大きくなるという
問題がある。

また、この溝孔掘削機は動力伝達機構をドラム
カツタの上方に突出したリングカツタ上端部から
リングカツタ内の空間に設けて、回転駆動源から
の動力をドラムカツタ及びリングカツタに伝える
ように構成されているので、リングカツタのリン
グ内周をシールする必要があり、リングカツタの
シール構造が複雑になるという問題がある。

本発明は、このような事情に鑑みて成されたも
ので堀り残し部分が残らず、強度的にも安定し
た。更に、掘削効率の向上を図り、構成を簡素化
してコスト低減を図ると共に溝孔の底部の段差を
小さくすることができる溝孔掘削機を提供するこ
とを目的としている。

〔問題点を解決するための手段〕

本発明は、前記目的を達成する為に、装置本体
と、装置本体に搭載される駆動源と、装置本体先
端部に所定の間隔を保つて同軸配置されると共に
水平方向の回転軸芯を持つ一対のドラムカツタ
と、一対のドラムカツタの間に、ドラムカツタの
回転軸芯に対して偏芯配置され、ドラムカツタの
掘削幅と略同一幅を掘削可能な一つ又は二つのリ
ングカツタと、一対のドラムカツタの上部対向面
に形成される空間を通つて回転駆動源からの動力
を伝える動力伝達機構とを有することを特徴とし
ている。

また、本発明は、前記目的を達成する為に、前
記一対のドラムカツタ並びに該一対のドラムカツ
タ間に配置される１つ又は２つのリングカツタか
ら成る掘削ユニツトは、装置本体下部に複数並列
配置されることを特徴としている。

〔作用〕

本発明によれば、一対のドラムカツタ間に、ド
ラムカツタの掘削幅と略同一幅を掘削可能な１つ
又は２つのリングカツタを回転自在に支持したの
で、ドラムカツタとドラムカツタとの間の岩盤等
をドラムカツタの掘削スピードと同じスピードで
掘削することが出来ると共に、ドラムカツタ間に
リバース管を設けることができるので、リバース
吸込口を低部に配置できるためスライムの排出効
果がよい。従つて、掘削効率の向上を図ることが
出来る。

また、リングカツタの水平回転軸は、ドラムカ
ツタの回転伝達機構を利用して回転するので、伝
達機構を簡素化出来、コスト低減を図ることが出
来る。

〔実施例〕

以下添付図面に従つて本発明に係る溝孔掘削機
の好ましい実施例を詳説する。

第１図に示すように、装置本体１０は、ロープ
１１，１１を介して吊り具１２に、吊り下げら
れ、吊り具１２は、ロープ１３，１３で地上から
吊下げられている。装置本体１０の正面並びに側
面には複数の固定ガイド１４Ａ，１４Ａ，…が長
辺を上下方向に向けて配設され、また、固定ガイ
ド１４Ａの上側と下側にはアジヤスタブルガイド
１４Ｂ，１４Ｂ…配設されている。アジヤスタブ
ルガイド１４Ｂには、アジヤスタブルシリンダ１
５のロツド端部が回転自在に支持され、更に、こ
のシリンダ１５の基端部は本体１０に回動自在に
支持されている。

この装置本体１０には電動機、或いは油圧モー
タ等の回転駆動源１６が搭載され、装置本体１０
の下部には、第２図に示すように、ギアケース１
８が取付けられている。ギアケース１８は、後述
する第１のギアケース１８Ａと、第２のギアケー
ス１８Ｂと、第３のギアケース１８Ｃとから成
り、ギアケース１８Ｃには水平回転軸２０，２０
が軸支され、水平回転軸２０，２０には、ドラム
状のカツタ（以下ドラムカツタと称する）２２，
２２が固着されている。ドラムカツタ２２は、こ
の内部に第３のギアケース１８Ｃを収納できる大
きさに形成されている。ドラムカツタ２２の外周
面には切刃２４が全周上に形成されている。この
ドラムカツタ２２，２２は所定の間隙を保つて配
設されており、その上方に第２のギアケース１８
Ｂが配設され、このギアケース１８Ｂが、第３の
ギアケース１８Ｃと、装置本体１０に取付けられ
た第１のギアケース１８Ａとを連結している。

また、第１図、第２図に示すように、ギアケー
ス１８Ｃには一対のリング状のカツタ（以下リン
グカツタと称する）２６，２６の水平回転軸２
８，２８が軸支されている。リングカツタ２６の
外周にはドラムカツタ２２と同様に切刃２７が全
周上に形成されている。リングカツタ２６はドラ
ムカツタ２２より小径に形成され、しかもその回
転軸２８は、水平回転軸２０に対して、偏心して
回転自在に支持されている。即ち第１図に示すよ
うにリングカツタ２６はドラムカツタ２２の側面
がリングカツタ２６の側面と略同一面となるよう
に、水平回転軸２８，２８が偏心して配置され
る。また、リングカツタ２６の径は、ドラムカツ
タ２２の径の略半分の寸法に設定されているの
で、リングカツタ２２，２２を、第１図に示すよ
うに支持すると、一対のドラムカツタ２２間の岩
盤等は、ドラムカツタ２２の一方の側面から他方
の側面までリングカツタ２２，２２で掘削するこ
とが出来る。また、リングカツタの回転軸をドラ
ムカツタの回転軸より下方に配設したので、ドラ
ムカツタ及びリングカツタで掘削された溝孔は底
部の段差が小さくなる。

第３図は、本発明に係る溝孔掘削機の動力伝達
機構を示す。第１のギアケース１８Ａ、第２のギ
アケース１８Ｂ、第３のギアケース１８Ｃには、
回転駆動源１６からの動力伝達の為の減速ギア群
が回転自在に支持されている。即ち、モータ１６
の出力軸３２にはギア３４が固着され、このギア
３４からは第１のギアケース１８Ａに軸支された
ギア３６，３８，４０，４２，４４に伝達され
る。ギア４４の回転力は第２のギアケース１８Ｂ
に軸支されたギア４６，４８を介して第３のギア
ケース１８Ｃに軸支されたギア５０に伝達され
る。ギア５０の回転力は水平回転軸５２の両側に
設けられたギア５４，５５に分岐され、両側のド
ラムカツタ２２，２２に伝達される。即ちギア５
４，５５の回転力はアイドルギア５６を介して水
平回転軸２０のギア５８に伝達され、水平回転軸
２０を回転させてドラムカツタ２２，２２を第１
図に示すように、反時計回り方向に回転させる。
更にギア５８はアイドルギア５９を介して水平回
転軸２８に固着されたギア６０と噛み合い、一方
のリングカツタ２６を第１図に示すように、反時
計回り方向に回転させる。他方のリングカツタ２
６も、第１図に示すように、同様な伝達機構（ギ
ア５８，５９，６０）の回転伝達で一方のリング
カツタ２６と同方向に回転する。動力伝達機構
が、ドラムカツタ２２，２２の上部対向面に形成
される空間、及びドラムカツタ２２とリングカツ
タ２６とで形成される空間に設けられているの
で、動力伝達機構をリングカツタ２６の外側に設
けることができる。従つて、動力伝達機構をリン
グカツタの中央回転シヤフトに直接連結すること
ができるので、中央回転シヤフトをシールすれば
よく、リングカツタ２６のシール構造を簡略化す
ることができる。

尚、前記吊り具１２には、リバース管６３が保
持され、リバース管６３の下端部は、第１図上
で、右側のリングカツタ２６の上側に配置されて
いる。掘削スライムは、このリバース軸６３の内
部を通つて地上に排土される。

前記の如く構成された本発明に係る溝孔掘削機
の作用について説明する。

先ず、回転駆動源１６からの回転力は第１のギ
アケース１８Ａ、第２のギアケース１８Ｂ、第３
のギアケース１８Ｃ内のギア伝達手段を介してド
ラムカツタ２２，２２、リングカツタ２６，２６
に伝達される。このドラムカツタ２２，２２と、
リングカツタ２６，２６とは、第１図に示すよう
に、反時計回り方向に回転する。このような状態
で装置本体１０が降下されると、地中に矩形状の
掘削孔が形成され、掘削されたスライムはリバー
ス管６３を経て地上に排出される。

前記実施例は、単体ユニツトの状態について説
明したが、これに限らず第４図に示すように、２
単体ユニツトを２列に並列配置してもよい。尚、
この場合、第４図上で、左側ユニツトのドラムカ
ツタ２２と、右側ユニツトのドラムカツタ２２と
の回転をそれぞれ、矢印Ａと矢印Ｂのように互い
に逆転し、更に、左側ユニツトのリングカツタ２
６，２６と右側ユニツトのリングカツタ２６，２
６との回転を、それぞれ矢印Ｃと矢印Ｄのように
互いに逆転する。これにより、掘削反動トルクを
互いに打ち消すことが出来、更に、リバース管６
３からの排土効率を向上させることが出来る。

尚、前記実施例では、リングカツタ２６の径を
ドラムカツタ２２の径より小径にし、１つのドラ
ムカツタに対して２つのリングカツタを用いた
が、これに限らず、第５図、第６図に示すよう
に、リングカツタとドラムカツタとの径を同一に
設定し、１つのドラムカツタに１つのリングカツ
タを用いてもよい。以下第５図、第６図に基づい
て他の実施例の構成について説明する。尚、前記
実施例と同一部材については同一符号を付し説明
を省略する。

装置本体１０の下側には、第１のギアケース１
８Ａ、第２のギアケース１８Ｂを介して、第３の
ギアケース７０が取付けられている。このギアケ
ース７０の下端部には、前記実施例で使用された
ギア５９、ギア６０の径より大径のギア７２、ギ
ア７４が回転自在に支持されている。従つて、水
平回転軸７６は、前記実施例の回転軸２８の位置
より下側に軸支されている。この回転軸７６に
は、リングカツタ７８が固着されている。このリ
ングカツタ７８の径はドラムカツタ２２の径と略
同一寸法であるので、リングカツタ７８は、第５
図、第６図に示すように、ドラムカツタ２２の掘
削面より下側を掘削することが出来る。この結
果、リングカツタ７８は、パイロツト掘削の役割
を果たすので、掘削孔の垂直性が向上し、硬岩の
場合でも掘削スピードの向上を図ることが出来
る。また、リバース管６３を下げることができ、
スライムの排土性が向上し、更に、構成も簡素化
することが出来る。

尚、これらの実施例では、モータ１６を横置き
としたが、これに限らずモータ１６を縦置きとし
てもよい。この場合、ベベルギア等を介して動力
を伝達する。

前記実施例では本発明に係る溝孔掘削機を縦孔
掘削機として使用した場合について説明したが、
これに限らず、第７図Ａ，Ｂ、及び第８図Ａ，Ｂ
に示すようにそれぞれ単体ユニツトの状態、及び
単体ユニツトを複数個、例えば２列に並列配置し
た状態の横孔掘削機（即ちシールド掘進機）とし
て使用することもできる。第７図Ａ上の８０、及
び第８図Ａ上の８２は埋設管であり、これらは掘
削ユニツトの掘削断面と略同一の断面を形成して
いる。尚、その他の部材には前記実施例と同一符
号を付し説明を省略する。

〔発明の効果〕

以上説明したように本発明に係る溝孔掘削機に
よれば、一対のドラムカツタ間にリングカツタを
軸支し、一対のドラムカツタ間の岩盤等を、リン
グカツタで掘削することが出来るので、ドラムカ
ツタとドラムカツタとの間に、堀残し部分を残さ
ずに、掘削効率を向上させることが出来る。更
に、構成が簡素化出来るのでコスト低減を図るこ
とが出来る。また、リングカツタの回転軸をドラ
ムカツタの回転軸より下方に配設したので、ドラ
ムカツタ及びリングカツタで掘削された溝孔は底
部の段差が小さくなる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明に係る溝孔掘削機の実施例を示
す正面図、第２図は本発明に係る溝孔掘削機の実
施例を示す側面図、第３図は本発明に係る溝孔掘
削機の実施例の伝達機構を示す要部断面図、第４
図は本発明に係る溝孔掘削機の単体ユニツトを並
列に配置した状態を示す正面図、第５図は本発明
に係る溝孔掘削機の他の実施例を示す正面図、第
６図は本発明に係る溝孔掘削機の他の実施例を示
す側面図、第７図Ａ及び第８図Ａは本発明に係る
溝孔掘削機の他の実施例を示す側面図、第７図Ｂ
及び第８図Ｂはその正面図である。 １０……装置本体、１６……回転駆動源、１８
Ａ，１８Ｂ，１８Ｃ……ギアケース、２０……ド
ラムカツタの水平回転軸、２２……ドラムカツ
タ、２６……リングカツタ、２８……リングカツ
タの水平回転軸、３４，３６，３８，４０，４
２，４４，４６，４８，５０，５４，５５，５
６，５８，６０，７２，７４……ギア、６３……
リバース管。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 装置本体と、 装置本体に搭載される駆動源と、 装置本体先端部に所定の間隔を保つて同軸配置
   されると共に水平方向の回転軸芯を持つ一対のド
   ラムカツタと、 一対のドラムカツタの間に、ドラムカツタの回
   転軸芯に対して下方に偏心配置され、ドラムカツ
   タの掘削幅と略同一幅を掘削可能な一対のリング
   カツタと、 一対のドラムカツタの上部対向面に形成される
   空間を通つて回転駆動源からの動力を前記一対の
   ドラムカツタ及び一対のリングカツタに伝える動
   力伝達機構と、 を有することを特徴とする溝孔掘削機。 ２ 前記一対のドラムカツタ間の隙間に、スライ
   ムを排土するリバース管の下端部が配置されるこ
   とを特徴とする請求項１記載の溝孔掘削機。 ３ 前記一対のドラムカツタ並びに該一対のドラ
   ムカツタ間に配置される一対のリングカツタから
   成る掘削ユニツトは、装置本体下部に複数並列配
   置されることを特徴とする請求項１記載の溝孔掘
   削機。 ４ 前記掘削ユニツトに形成される隙間には、ス
   ライムを排土するリバース管の下端部が配置され
   ることを特徴とする請求項３記載の溝孔掘削機。