JPH0551731B2 - - 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、特に地中連続壁の
構築に好適な矩形断面状溝孔の掘削を行う溝孔掘
削機に関する。

〔従来の技術〕

地中連続壁の用途には地下構造壁、高層ビル等
の剛体基礎、埋め立て地の止水構造壁、ケーソン
に代わる地下構築物等があげられる。地中連続壁
を構築する場合は、溝孔掘削機で地中に連続する
壁状の溝孔を掘削し、次に掘削された溝孔の中に
鉄筋を建て込み、地上からコンクリートを打設す
ることにより１エレメントの壁を形成する。そし
て、このような壁を繋ぎ合わせることにより、全
体として連続した壁体を地中に構築する。

第１１図は特願昭63−197772号（特開平２−
47426号）明細書記載の溝孔掘削機の正面図で本
件発明出願人によつて提案されたものである。第
１１図の溝孔掘削機は掘削機本体１０、一対のド
ラムカツタ１２Ａ，１２Ｂ（第７図では１基のみ
図示）、二つのリングカツタ１４Ａ，１４Ｂ、回
転駆動源１６等を主な構成としている。掘削機本
体１０下部には水平回転軸１８，１８，２０が軸
支され、水平回転軸１８，１８にはドラム状に形
成されたドラムカツタ１２Ａ，１２Ｂが固着さ
れ、又、水平回転軸２０，２０にはリング状に形
成されたリングカツタ１４Ａ，１４Ｂが固着され
ている。更に、掘削機本体１０の略中央部には回
転駆動源１６が設置され、回転駆動源１６の駆動
力はギアケース２２内部の動力伝達機構を介して
ドラムカツタ１２Ａ，１２Ｂ並びにリングカツタ
１４Ａ，１４Ｂに伝達される。

第１２図はギアケース２２内部の動力伝達機構
の詳細を示した要部断面図である。回転駆動源１
６の駆動力は出力軸１１、ギア１１Ａを介してギ
アケース２２内部に軸支されたギア１３，１５，
１７，１９，２１，２３，２５，２７の順で伝達
され、軸２９を回転させる。更に、軸２９の回転
力は、軸２９に固着されたギア２９Ａ，２９Ｂに
よつて２分割され、下方のギア群３１を介してド
ラムカツタ１２Ａ，１２Ｂ並びにリングカツタ１
４Ａ，１４Ｂ（第１２図では一つのみ図示）を回
転させる。

〔発明が解決しようとする課題〕

しかしながら、前記の溝孔掘削機の場合、例え
ばカツタ１２Ａが岩盤に与つて回転が規制される
と、従来の溝孔掘削機では駆動源１６の回転トル
クを全てを、ギア１１Ａ，１３，１５，１７，１
９，２１，２３，２５，２７等の伝達機構が受け
てしまい、その結果、ギアや軸受け等を損傷させ
ることがある。このため、ギアや軸受けの強度を
高くする必要があり、コストアツプの原因となつ
ている。

本発明はこのような事情に鑑みてなされたもの
で、カツタの回転が停止された場合でもギアや軸
受け等を損傷させることがなく、駆動源の回転力
を有効に掘削に利用できる溝孔掘削機を提供する
ことを目的とする。

〔課題を解決するための手段〕

本発明は、前記目的を達成するために、円筒型
に形成され、掘削機本体下部の回転軸芯が同軸配
置された一対のドラムカツタと、該一対のドラム
カツタ間に、該ドラムカツタの回転軸芯に対して
偏芯して配置された一つ又は二つのリングカツタ
と、からなるカツタユニツトが掘削機本体下部に
少なくとも１つ配設された溝孔掘削機に於いて、
前記カツタユニツトに前記一対のドラムカツタを
独立して駆動する駆動源と、動力伝達ラインとを
夫々設置し、前記リングカツタは前記一対のドラ
ムカツタから駆動され、前記一対のドラムカツタ
はリングカツタを介して相互に連結されているこ
とを特徴としている。

また、前記カツタユニツトに前記一対のドラム
カツタを駆動する共通の駆動源を設置し、該駆動
源の駆動力はカツタユニツト内に設置された差動
ギアによつて前記一対のドラムカツタに夫々配分
されると共に、前記リングカツタは該一対のドラ
ムカツタから駆動され、一対のドラムカツタは前
記リングカツタを介して相互に連結されているこ
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を夫々独
立して駆動する駆動源と、駆動源からの駆動力を
夫々独立して伝達する動力伝達ラインをカツタユ
ニツトに設置して、ドラムカツタをドラムカツタ
の数と同じ数の駆動源と動力伝達ラインによつて
駆動するようにしている。このため、各々のドラ
ムカツタ及びリングカツタに駆動力を伝達する動
力伝達ラインのギアや軸受け等の強度は従来の単
一の駆動源で駆動する場合に比較して、約半分で
すみ、その分コストを低減できる。しかも、ドラ
ムカツタはリングカツタを介して相互に連結され
ているので、ドラムカツタやリングカツタの掘削
抵抗に差が生じた場合でも、各駆動源の駆動力を
掘削抵抗の大きいカツタに集中的に伝達すること
ができる。

また、１つの駆動源で各カツタを駆動する場
合、差動ギアを介してトルクを配分するようにし
ているため、ドラムカツタに均等に駆動力を伝達
することができる。加えて、ドラムカツタ同士を
リングカツタを介して相互に連結させることによ
り、回転差が激しく差動ギアでは駆動力が伝達で
きない場合でもドラムカツタに確実に駆動力を伝
達することができる。

〔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図は本発明に係る溝孔掘削機の正面図であ
る。第１図の溝孔掘削機は主に掘削機本体２６、
ドラムカツタ３２Ａ〜３２Ｄ（第１図には二つの
み図示）、リングカツタ３４Ａ〜３４Ｄ、駆動源
３６Ａ〜３６Ｄ等からなり、単体のカツタユニツ
ト２６Ａ，２６Ｂを２基組み合わせて構成されて
いる。掘削機本体２６の上部には吊り金具３８
Ａ，３８Ｂが取り付けられ、図示しないワイヤが
吊り金具３８Ａ，３８Ｂを介して掘削機本体２６
を地上から上下動自在に支持する。

掘削機本体２６の正面及び側面には複数の固定
ガイド２８，２８…が配置され、又、固定ガイド
２８，２８…の上方及び下方にはアジヤスタブル
ガイド３０，３０…がアジヤスタブルシリンダ４
２と共に設置されている。アジヤスタブルシリン
ダ４２のロツド４２Ａの先端部はアジヤスタブル
ガイド３０，３０…に、基端部は掘削機本体２６
にそれぞれ回転自在に取り付けられ、油圧等によ
つてロツド４２Ａを伸縮させることにより、アジ
ヤスタブルガイド３０，３０…を移動させ掘削機
本体２６を掘削孔内で前後左右に進退させる。

更に、第１図に於いて、掘削機本体２６の略中
央部には掘削時のスライムを排出するリバース管
４３が上部から下部にかけて取り付けられてお
り、その経路上には排土ポンプ４５が設置されて
いる。リバース管４３の上端は地上に、吸い込み
口４３Ａはリングカツタ３４Ｂ，３４Ｃ（後述）
近傍に位置し、掘削時は排土ポンプ４５によつて
スライムが排出される。本実施例では第１図に示
すように掘削機本体２６の略中央部に合計４つの
駆動源３６Ａ〜３６Ｄが設置され、四つのドラム
カツタ３２Ａ〜３２Ｄはそれぞれの駆動源３６Ａ
〜３６Ｄによつて駆動される。

第２図は第１図の溝孔掘削機を側面から見た要
部断面図である。第２図に於いて、ギアケース４
４は第１のギアケース４４Ａと、第２のギアケー
ス４４Ｂと、第３のギアケース４４Ｃとからな
り、第３のギアケース４４Ｃには一対の水平軸４
６Ａ，４６Ｃが軸支されている。水平軸４６Ａ，
４６Ｃにはドラムカツタ３２Ａ，３２Ｃが固着さ
れている。ドラムカツタ３２Ａ，３２Ｃの内部は
第３のギアケース４４Ｃを収納可能な大きさに形
成されている。

また、水平軸４６Ａ，４６Ｃの下方には２本の
水平軸４８Ａ，４８Ｂ（第２図には４８Ａのみ図
示、第１図参照）が配設され、水平軸４８Ａ，４
８Ｂにはリングカツタ３４Ａ，３４Ｂが固着され
ている。ドラムカツタ３２及びリングカツタ３４
の全周には切り刃５０，５０…が形成されてい
る。

ギアケース４４内の構成は以下の通りである。
第２図に示すように、第１のギアケース４４Ａ、
第２のギアケース４４Ｂ、第３のギアケース４４
Ｃ内には減速ギア群が回転自在に支持されてお
り、駆動源３６Ａの回転力は前記減速ギア群を介
してドラムカツタ３２及びリングカツタ３４に伝
達される。即ち、駆動源３６Ａの回転力は出力軸
３７に固着された傘歯車５２を介して、第１のギ
アケース４４Ａ内に軸支された傘歯車５４に伝達
され、ギア５６，５８，６０，６２，６４の順で
第３のギアケース４４Ｃ内に軸支されたギア６６
へと伝達される。

更に、回転力は第３のギアケース４４Ｃ内で、
同軸上のギア６８へと伝達され、水平軸４６Ａに
固着されたギア７０を回転させてドラムカツタ３
２Ａを矢印Ｃ方向に回転駆動する。また、水平軸
４６Ａの回転力は第３のギアケース４４Ｃ下部の
アイドルギア７２を介して水平軸４８Ａに固着さ
れたギア７４に伝達され、リングカツタ３４Ａを
ドラムカツタ３２Ａと同方向に回転させる。一
方、第１図で示されるリングカツタ３４Ｂ（第２
図には図示せず、第１図参照）も同様にギア７０
及びアイドルギア７２′、水平軸４８Ｂに固着さ
れたギア７６′（一つは図示せず）を介して駆動
される。

第３図は本発明に係る溝孔掘削機の動力伝達ラ
インの説明図である。前述したように駆動源３６
Ａの駆動力はそれぞれカツタユニツト２６Ａ内の
減速ギア群（第３図では省略）を介してドラムカ
ツタ３２Ａ並びにリングカツタ３４Ａ、リングカ
ツタ３４Ｂに伝達される。また、第２図に示すよ
うに駆動源３６Ｂの回転駆動力は前記駆動源３６
Ａの場合と同様に減速ギア群を介してドラムカツ
タ３２Ｃに伝達され、更にリングカツタ３４Ａ，
３４Ｂに伝達される。従つて、リングカツタ３４
Ａ，３４Ｂは駆動源３６Ａ及び３６Ｂの双方で駆
動可能となつている。

即ち、駆動源３６Ａ−３６Ｂ間は減速ギア群、
第２図に示される四つのアイドルギア７２，７
２′，７５…（他の一つは図示せず）並びに前記
アイドル７２，７２′，７５…と噛み合う四つの
ギア７４，７６，７６′…（他の一つは図示せず）
によつて連動され、駆動源３６Ａ，３６Ｂはリン
グカツタ３４Ａ，３４Ｂ、ドラムカツタ３２Ａ，
３２Ｃを回転駆動する。

また、駆動源３６Ａ，３６Ｂの駆動力はそれぞ
れ別々のルートで各カツタに伝達されるので、従
来の単一の駆動源で駆動する溝孔掘削機に比較し
て駆動力を受ける減速ギア群、ギア６８，７０，
７２，７４や軸受け７１，７３等の強度が半分以
下ですむ。このため、ギア及び軸受けの寸法や材
質等の制約を減らすことができ、掘削機自体のコ
ストダウンを図ることが可能である。

前記の如く構成した本発明に係る溝孔掘削機の
作用は以下の通りである。先ず、第２図に示すよ
うに駆動源３６Ａ，３６Ｂの駆動力はギアケース
４４内の減速ギア群を介してドラムカツタ３２
Ａ，３２Ｃ、リングカツタ３４Ａ，３４Ｂ（第２
図には一部図示せず）に伝達され、各カツタは矢
印Ｃの方向に回転される。また、第１図に於いて
ドラムカツタ３２Ｂ，３２Ｄ（第１図には図示せ
ず）、リングカツタ３４Ｃ，３４Ｄは矢印Ｄの方
向に駆動され、ドラムカツタ３２Ａ，３２Ｃ、リ
ングカツタ３４Ａ，３４Ｂと互いに逆転すること
により掘削時の回転トルクを相殺する。この状態
で掘削を行うと地中に矩形状の掘削孔が形成さ
れ、掘削時に発生するスライムはリバース管４３
を経て地中に排土される。リバース管４３の吸い
込み口４３Ａはドラム下部に設置されているので
効率よくスライムを排出することができる。

第４図、第５図並びに第６図は駆動力の伝達状
態を示した説明図である。第４図は通常の掘削状
態を示している。第４図に示すように、駆動源３
６Ａ，３６Ｂの駆動力はギアケース４４内の減速
ギア群を介してドラムカツタ３２Ａ，３２Ｃ及び
リングカツタ３４Ａ，３４Ｂに順次配分される。
また、第５図に示すように、ドラムカツタ３２Ｃ
の掘削抵抗が増加した場合、駆動源３６Ａ，３６
Ｂの駆動力はドラムカツタ３２Ｃの掘削抵抗を補
うようドラムカツタ３２Ｃに集中して駆動力を伝
達する。

このように、一つのカツタの掘削抵抗が増大し
た場合には、駆動源３６Ａ，３６Ｂの駆動力を掘
削抵抗の増大したカツタに集中して伝達し、掘削
効率の低下を最小限に食い止める。更に、第６図
に於いて、リングカツタ３４Ａ，３４Ｂの掘削抵
抗が増大した場合には第５図の場合と同様、駆動
源３６Ａ，３６Ｂの駆動力をリングカツタ３４
Ａ，３４Ｂに集中して伝達し、掘削抵抗の増大を
補う。

尚、本実施例では駆動源３６Ａ〜３６Ｄを縦置
きとしたが、横置きとすることも可能である。ま
た、駆動源３６Ａ〜３６Ｄには油圧モータや電動
モータ等どのような駆動源を使用してもよい。

次に本発明に係る溝孔掘削機の他の実施例につ
いて説明する。

第７図は本発明に係る溝孔掘削機の他の実施例
の正面図である。第７図に示すように、前記溝孔
掘削機がドラムカツタの数だけ駆動源を有してい
るのに対し、第７図の溝孔掘削機はカツタユニツ
ト７８，７８の上部に駆動源８０，８０が１基ず
つ設置されている。尚、前記実施例と異なる点の
みを説明し、同一の機能を有する部材には同一の
符号を付している。

第８図は第７図の溝孔掘削機を側面から見た要
部断面図である。カツタユニツト７８はギアケー
ス８２、ドラムカツタ８４，８６、リングカツタ
８８（第７図には１つのみ図示）、減速ギア群等
を主な構成としている。駆動源８０の駆動力はギ
アケース８２内で減速用のベベルギア９０Ａ，９
０Ｂ、ギア９２Ａ，９２Ｂ，９２Ｃ，９２Ｄ，９
２Ｅの順で差動ギア部９４に伝達される。これら
の減速ギア群はギアケース８２内で夫々の回転軸
に固着されている。

第９図は第８図におけるＡ−Ａ線に沿つた略矢
視図で、差動ギア部９４の要部を示し、第１０図
は駆動力の伝達状態を示した説明図である。差動
ギア部９４はギア９５、太陽ギア９６Ａ，９６
Ｂ、遊星ギア９８Ａ，９８Ｂ，９８Ｃ，９８Ｄ，
９８Ｅ，９８Ｆから構成される。ギア９５はギア
９２Ｅと噛み合うようギアケース８２内に回転自
在に支持され、中心部には軸９６が貫通する孔が
穿設されている。軸９６は第８図の破線に示され
るように、ギア９５の中心部を貫通し、その両端
には太陽ギア９６Ａと、ギア１００が固着されて
いる。

第９図に於いて、ギア９５の同心円上に回転軸
１０４Ａ，１０４Ｂ，１０４Ｃ，１０４Ｄ，１０
４Ｅ，１０４Ｆが設けられ、回転軸１０４Ａ〜１
０４Ｆに固着された遊星ギア９８Ａと９８Ｂ、９
８Ｃと９８Ｄ、９８Ｅと９８Ｆが夫々互いに噛み
合う位置に軸支されている。第８図及び第９図に
示すように、相互に隣接する遊星ギア９８Ａと９
８Ｂ、９８Ｃと９８Ｄ、９８Ｅと９８Ｆのうち、
一方の遊星ギア９８Ａ，９８Ｃ，９８Ｅは太陽ギ
ア９６Ａと噛み合い、又、他方の遊星ギア９８
Ｂ，９８Ｄ，９８Ｆは太陽ギア９６Ｂと噛み合つ
ている。即ち、回転軸１０４Ａ，１０４Ｃ，１０
４Ｅは、遊星ギア９８Ａ，９８Ｃ，９８Ｅが夫々
太陽ギア９６Ａと噛み合うように、その全長が設
定されている。また、回転軸１０４Ｂ，１０４
Ｄ，１０４Ｆは遊星ギア９８Ｂ，９８Ｄ，９８Ｆ
が太陽ギア９６Ｂと噛み合うようにその長さが設
定され、差動ギア部９４が構成されている。

これにより、太陽ギア９６Ａと９６Ｂは、均等
のトルクで回転され、夫々ギア１００と１０２に
回転力を伝達する。ドラムカツタ８４及び８６間
に回転差がない場合、遊星ギア９８Ａ〜９８Ｆ
は、ほとんど回転せず、バツクラツシユの分だけ
移動する。ドラムカツタ８４，８６に回転差が生
じたとき、遊星ギア９８Ａ〜９８Ｆの働きによつ
て掘削抵抗の少ないドラムカツタの回転数が増加
する。

第１０図に示すように、通常時、駆動源８０の
駆動力は差動ギア部９４によつて２分割され、減
速ギア群（ギア１００，１０２，１０６，１０８
に相当）を介してドラムカツタ８４，８６に伝達
され、ドラムカツタ８４，８６を同方向に回転駆
動する。また、ギア１０６及びギア１０８の回転
力の一部は、回転軸１１０に固着されたギア１１
２及び１１４を回転させ、アイドルギア１１６及
び１１８を介してリングカツタ８８をドラムカツ
タ８４，８６と同方向に回転させる。即ち、回転
軸１１０、アイドルギア１１６及び１１８は連動
機構としての機能を有し、ドラムカツタ８４，８
６を相互に連動させる。従つて、一方が空転した
場合でも、空転を起こしたドラムカツタの回転力
を回転軸１１０を介して他方のドラムカツタへ伝
達することができる。これにより、ドラムカツタ
間の回転差が一定値以上に大きくなつたときに、
他方に回転力を伝達することができなくなるとい
う差動ギアの欠点を解消することができる。

このように、駆動源８０の駆動力は差動ギア部
９４を介してドラムカツタ８４，８６に配分さ
れ、ドラムカツタ間は相互に連動して回転するよ
うに構成している。これにより、駆動源を１基と
した場合でも駆動源の全出力を効率よく掘削に利
用することができる。従つて、掘削抵抗の差を補
うよう駆動力が配分される。

〔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、ドラムカツタをそれぞれ別個の駆動源に
よつて駆動し、その駆動力を独立した動力伝達ラ
インによつて伝達するため、ギアや軸受けの強度
が少なくてすみ、掘削機自体のコストダウンを図
ることができる。更に、ドラムカツタはリングカ
ツタを介して相互に連動されているので、各カツ
タに掘削抵抗の差が生じた場合でも掘削抵抗の差
を補うよう駆動力をドラムカツタに伝達でき効率
的に掘削作業を実施することができる。

また、１つの駆動源でも、差動ギアを介してト
ルクを配分することにより、強度を必要とする部
品を減らすことができる。加えて、ドラムカツタ
同士を連動させることにより、差動ギアの欠点を
解消することができ、掘削抵抗に差が生じた場合
でも、ドラムカツタを確実に回転駆動させること
が可能である。これにより、駆動源の出力は無駄
なく掘削に利用できる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明に係る溝孔掘削機の正面図、第
２図は第１図の溝孔掘削機を側面から見た要部断
面図、第３図は本発明に係る溝孔掘削機の動力伝
達ラインの説明図、第４図、第５図並びに第６図
は本発明に係る溝孔掘削機の駆動力の伝達状態を
示した説明図、第７図は本発明に係る溝孔掘削機
の他の実施例の正面図、第８図は本発明に係る溝
孔掘削機の要部断面図、第９図は第８図における
Ａ−Ａ線に沿つた略矢視図、第１０図は駆動力の
伝達状態を示した説明図、第１１図は従来の溝孔
掘削機を示した正面図、第１２図はギアケース内
部の動力伝達機構の詳細を示した要部断面図であ
る。 ２６……掘削機本体、３２Ａ，３２Ｂ，３２
Ｃ，３２Ｄ，８４，８６……ドラムカツタ、３４
Ａ，３４Ｂ，３４Ｃ，３４Ｄ，８８……リングカ
ツタ、３６Ａ，３６Ｂ，３６Ｃ，３６Ｄ、８０…
…駆動源。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 円筒型に形成され、掘削機本体下部の各々の
   回転軸芯が同軸配置された一対のドラムカツタ
   と、該一対のドラムカツタ間に、該ドラムカツタ
   の回転軸芯に対して偏芯して配置された一つ又は
   二つのリングカツタと、からなるカツタユニツト
   が掘削機本体下部に少なくとも１つ配設された溝
   孔掘削機に於いて、 前記カツタユニツトは一対の駆動源と、該一対
   の駆動源の各々の駆動力を前記一対の各々のドラ
   ムカツタに伝達する一対の動力伝達ラインとを有
   し、かつ、前記カツタユニツトの同軸配置された
   一対のドラムカツタは前記リングカツタを介して
   相互に連結され、 前記一対の各々のドラムカツタを前記各々の駆
   動源で独立して駆動し、かつ、前記リングカツタ
   を前記一対のドラムカツタの回転力で駆動するこ
   とを特徴とする溝孔掘削機。 ２ 円筒型に形成され、回転軸芯に同軸配置され
   た一対のドラムカツタと、該一対のドラムカツタ
   間に、該ドラムカツタの回転軸芯に対して偏芯し
   て配置された一つ又は二つのリングカツタと、か
   らなるカツタユニツトが掘削機本体下部に少なく
   とも１つ配設された溝孔掘削機に於いて、 前記カツタユニツトに前記一対のドラムカツタ
   を駆動する共通の駆動源を設置し、該駆動源の駆
   動力はカツタユニツト内に配置された差動ギアに
   よつて前記一対のドラムカツタに夫々配分される
   と共に、前記リングカツタは該一対のドラムカツ
   タから駆動され、該一対のドラムカツタは前記リ
   ングカツタを介して相互に連結されていることを
   特徴とする溝孔掘削機。