JPH06294276A - 立坑掘削機に於けるカッター装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 立坑をカッターにて全断面に及んで掘削し、
ズリ出し作業の性能を向上して効率の良い掘削機を得
る。 【構成】 全断面掘削機１であって、該全断面掘削機１
はグリッパー３によって立坑の坑壁２に支承され、且
つ、駆動モータ６にて駆動回転するカッターは、中央カ
ッター４と外周カッター５に２分割され、且つ、中央カ
ッター４は外周カッター５より下方へ突設されて双方の
カッター間に段差を設け、そして、中央カッター４によ
る先行掘削部にズリ溜部を設ける。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は、立坑掘削機に関する
ものであり、特に、カッターにて掘削するように構成さ
れた全断面深礎掘削機に於けるカッター装置に関するも
のである。

【０００２】

【従来の技術】此種立坑掘削機は、従来より行われてい
るピック、ブレーカ等を使用した人力による掘削作業を
機械化するものとして多種開発されているが、例えば坑
外に設置した架台に支持されたブレーカを機械操作して
掘削する方式、或いは坑内に設置したガイドレール、ま
たはグリッパー等により支持されたショベル、ブレー
カ、回転カッター等を機械操作して掘削する方式等が知
られている。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】上記従来型は、双方と
もブレーカ等によって掘削した土砂をショベル、クラム
シェル等で集積し排土するが、排土作業が困難で間欠排
土となり、従って、立坑を連続的に効率良く掘削するこ
とができない。そこで、ズリ出し作業の性能を向上して
効率の良い掘削機を得るために解決せらるべき技術的課
題が生じてくるのであり、本発明は該課題を解決するこ
とを目的とする。

【０００４】

【課題を解決するための手段】本発明は上記目的を達成
するために提案されたものであり、グリッパーにて坑壁
に固定され、且つ、カッターにて掘削するように構成さ
れた立坑掘削機に於て、前記カッターは中央カッターと
外周カッターに分割されると共に、該中央カッターを外
周カッターより下方に突設して双方のカッター間に段差
を設け、該中央カッターによる先行掘削部にズリ溜部を
設けた立坑掘削機に於けるカッター装置を提供するもの
である。

【０００５】

【作用】立坑掘削機のカッターは中央カッターと外周カ
ッターに分割され、そして、該中央カッターと外周カッ
ターは同時に連続回転して立坑の全断面を掘削する。こ
のとき、中央カッターは外周カッターより下方に突設さ
れて、双方のカッター間に段差が設けられているので、
中央カッターは外周カッターに先行して中央部の地盤を
掘削する。そこで、該中央カッターの背面にはズリ溜部
が形成されるので、外周カッターにて掘削した土砂も該
ズリ溜部に落下して溜ることになるので、ズリ出し装置
は立坑の掘削部の中央に集結して設置できることにな
り、効率の良いズリ出し作業が行われる。

【０００６】

【実施例】以下、本発明の一実施例を図１乃至図５に従
って説明する。尚、説明の都合上、関連する機構の全般
に及んで説明するものとする。図１は立坑掘削状態を示
す縦断面図である。図に於て１は全断面掘削機であっ
て、該全断面掘削機１は立坑の坑壁２にグリッパー３，
３…にて固定され、そして、中央カッター４，４…と外
周カッター５，５…とを備えて掘進するように構成され
ている。而して、該中央カッター４，４…と外周カッタ
ー５，５…とは駆動モータ６，６…にて駆動され、夫々
逆方向に回転するように構成されている。

【０００７】又、該中央カッター４，４…及び外周カッ
ター５，５…にて掘削されたズリは、該中央カッター
４，４…の背後のズリ溜部７に溜るので、該ズリ溜部７
にバキューム排土管８の下端部を臨ませ、そして地上に
据え付けてあるバキューム排土機９の駆動によって該ズ
リを地上に排出するのである。而して、該排土はバキュ
ーム方式に限らず、リバース排土方式、クラムシェル排
土方式等も採用されることができる。

【０００８】次に、図２及び図３に従って全断面掘削機
１を詳細に述べる。該全断面掘削機１は前述せる如く、
坑壁２に固定するためのグリッパー３，３…と中央カッ
ター４，４…、外周カッター５，５…並びに該中央カッ
ター４，４…及び外周カッター５，５…に駆動回転を付
与するための駆動モータ６，６…等より成り、そして、
之等の各部は外筒１０と内筒１１にて構成されるフレー
ムに取付けられている。

【０００９】而して、前記外筒１０と内筒１１とは一定
の間隔Ｔを有して一体に構成され、そして、内筒１１は
外筒１０に比し低く形成されているが之に限定せられる
べきではない。又、該外筒１０の外側面には僅かのクリ
アランスｔを有してリング１３が囲繞され、該リング１
３にグリッパー３，３…が夫々取付けられている。更
に、該グリッパー３，３…は該リング１３にスライド用
外筒１４，１４…を固設し、そして、該スライド用外筒
１４，１４…内をジャッキ１５，１５…にて夫々スライ
ド自在に構成されている。但し、該スライド用外筒１
４，１４…は、前記外筒１０に設けられた開口部１０
ａ，１０ａより該外筒１０内に挿入されているが、該開
口部１０ａ，１０ａ…は後述のシフトジャッキ１６，１
６…の作用によって該外筒１０及び内筒１１によって構
成されるフレームが上下動できる上下方向の長さを有す
る。従って、前記シフトジャッキ１６，１６…の１スト
ローク相当分の長さに開口されていればよい。

【００１０】又、該グリッパー３，３…は図４に示す如
く、上下２段に設けることもできる。この場合は前記リ
ング１３は上下に設けられ、該上下のリング１３，１３
をロッド１３ｂ，１３ｂにて連結してある。そして、前
記グリッパー３，３…は上下の各リング１３，１３に夫
々取付けられるものとする。然るときは、該全断面掘削
機１に鉛直方向の姿勢修正機能が付加せられたことにな
る。即ち、該全断面掘削機１の傾斜及び芯づれ量を前記
上下２段のグリッパー３，３…のストローク調整によっ
て正しい姿勢に修正することが可能となる。

【００１１】又、前記外筒１０の外側面の数個所に前記
シフトジャッキ１６，１６…の１ストローク相当分の上
下方向の長さを有するスライドキー１７，１７…を突設
し、そして、該スライドキー１７，１７…を遊嵌して上
下スライドできるように切欠されたスライド溝１３ａ，
１３ａ…を前記リング１３の内側面の上下方向に設け
て、該スライドキー１７，１７…を夫々該スライド溝１
３ａ，１３ａ…に遊嵌する。

【００１２】又、該リング１３の下面には前記シフトジ
ャッキ１６，１６…の上端部が取付けられ、そして、該
シフトジャッキ１６，１６…のピストンロッド１６ａ，
１６ａ…の下端部を前記外筒１０の下端部より外側へ向
って突設した鍔部１８に枢支している。斯くして、該外
筒１０と内筒１１にて構成されるフレームは、前記グリ
ッパー３，３…にて前記リング１３を立坑の坑壁２に固
定した状態で該シフトジャッキ１６，１６…の駆動によ
ってピストンロッド１６ａ，１６ａ…の１ストローク相
当量だけ上下動できるようになる。

【００１３】又、外筒１０と内筒１１との間の上方部
に、駆動モータ６，６…が取付けられており、そして、
該駆動モータ６，６…の各軸にはピニオンギヤー１９，
１９…が軸着されている。一方、該ピニオンギヤー１
９，１９…と同一面上に於て、外筒１０と該ピニオンギ
ヤー１９，１９…間に夫々外周側旋回ベアリング２０を
介装し、更に、該外周側旋回ベアリング２０の内輪２０
ａと一体の内接ギヤー２０ｂを設け、該内接ギヤー２０
ｂを前記ピニオンギヤー１９，１９…と歯合させてい
る。そこで、該外周側旋回ベアリング２０の前記内輪２
０ａと一体に外周カッター５，５…のフレーム２１を下
設して、該フレーム２１の下端面を前記外筒１０の下端
面と一致させ、更に該フレーム２１の下端面に下部フレ
ーム５ａ，５ａ…を下設し、更に該下部フレーム５ａ，
５ａ…の下方部を外方へ向って突設し、そして、該下部
フレーム５ａ，５ａ…の下面にカッタ刃５ｂ，５ｂ…を
取付けて外周カッター５，５…とする。更に、該外周カ
ッター５，５…は伸縮ジャッキ２２，２２…にて夫々外
径を拡縮できるように構成されているが之に限定せらる
べきではない。

【００１４】而して、該外周カッター５，５…を伸縮自
在に形成する場合は、該外周カッター５，５…の前記下
部フレーム５ａ，５ａ…の基部に前記伸縮ジャッキ２
２，２２…のピストンロッド２２ａ，２２ａ…の先端部
を枢支し、更に、該伸縮ジャッキ２２，２２…の他端部
に先端フレーム５ｃ，５ｃ…を固設し、該先端フレーム
５ｃ，５ｃ…の下面に前記カッタ刃５ｂ，５ｂ…を取付
けることにより、該先端フレーム５ｃ，５ｃ…が伸縮ジ
ャッキ２２，２２…の駆動にて伸縮し、斯くして、外周
カッター５，５…による掘削外径の拡縮が可能となる。

【００１５】次に、前記ピニオンギヤー１９，１９…と
同一面上に於て、前記内筒１１と該ピニオンギヤー１
９，１９…との間に夫々内周側旋回ベアリング２３を介
装し、更に、該内周側旋回ベアリング２３の外輪２３ａ
と一体の外接ギヤー２３ｂを設け、該外接ギヤー２３ｂ
を前記ピニオンギヤー１９，１９…と歯合させている。
そこで、該内周側旋回ベアリング２３の前記外輪２３ａ
と一体に前記中央カッター４，４…を取付けるためのフ
レーム２４を下設して、該フレーム２４の下端面を前記
内筒１１の下端面と一致させ、更に、該フレーム２４の
下端面の所々に中央カッター４，４…の支持スポーク２
５，２５…を下設し、そして、該支持スポーク２５，２
５…の下端部にカッタ刃４ａ，４ａ…を下方へ向って突
設した中央カッター４，４…を固設するのである。

【００１６】斯くして、カッター部は中央カッター４，
４…と外周カッター５，５…とに２分割され、そして、
各駆動モータ６，６…の軸に軸着されている夫々のピニ
オンギヤー１９，１９…の回転が中央カッター４，４…
と外周カッター５，５…に互いに逆方向の回転を与え乍
ら、該中央カッター４，４…と外周カッター５，５…に
て立坑の全断面を連続して回転掘削することになるの
で、発生する掘削トルク反力が該中央カッター４，４…
と外周カッター５，５…との相殺効果によって小とな
り、従って全断面掘削機１の振動も小となって各部のト
ラブルの発生を防止することが可能となる。更に、中央
カッター４，４…と外周カッター５，５…は夫々ピニオ
ンギヤー１９，１９…に対峙して夫々内接ギヤー２０ｂ
並びに外接ギヤー２３ｂを歯合させて回転駆動部とした
ため、該カッター相互の逆回転が容易に得られると共に
駆動モータ６が１系列で可能となり、従って、駆動部も
コンパクトに構成できる。

【００１７】而して、該中央カッター４，４…は該外周
カッター５，５…より下方へ突出させて相互に段差を設
けている。斯くして、中央カッター４，４…を外周カッ
ター５，５…に先行させて掘削させるので、その背後に
ズリ溜部７が形成されることになる。即ち、先行した中
央カッター４，４…による掘削部は周囲の外周カッター
５，５…による掘削部位より下方部の中央に位置するの
で、中央カッター４，４…による掘削土はもとより、外
周カッター５，５…による掘削土も前記中央部に形成さ
れるズリ溜部７に集中することになる。そこで、該ズリ
溜部７に例えば前述のバキューム排土管８の下端部を臨
ませて坑外に排出させることができるので排土性が極め
て良好となる。

【００１８】又、図５に示す如く、前記中央カッター
４，４…の支持スポーク２５，２５…内に伸縮ジャッキ
２６，２６…を夫々取付け、そして、該伸縮ジャッキ２
６，２６…の夫々のピストンロッド２６ａ，２６ａ…の
下端部を前記中央カッター４，４…に枢支して、該中央
カッター４，４…を下方へ伸ばすことができるように構
成されている。斯くして中央カッター４，４…を伸ばせ
ば外周カッター５，５…が、掘削面より上方へ引き上げ
られた状態となるので該外周カッター５，５…を回転さ
せることにより、全断面掘削機１のローリング修正を容
易に行うことができる。

【００１９】次に、全断面掘削機１の作動状態を説明す
る。先ず、立坑の坑壁２にグリッパー３，３…を固定
し、そして、駆動モータ６，６…の回転駆動にてピニオ
ンギヤー１９，１９…から内接ギヤー２０ｂと外接ギヤ
ー２３ｂを介して中央カッター４，４…と外周カッター
５，５…に夫々相互に逆回転させると共に、シフトジャ
ッキ１６，１６…の推進力にて該シフトジャッキ１６，
１６…の１ストローク相当量だけ掘進する。即ち、中央
カッター４，４…と外周カッター５，５…とによって立
坑の全断面を連続回転して掘削し乍ら、前記シフトジャ
ッキ１６，１６…の１ストローク相当量だけ掘進する。
その後、グリッパー３，３…のジャッキ１５，１５…を
縮めて坑壁２に対する固定状態を脱せしめ、更に伸びて
いるシフトジャッキ１６，１６…を縮めた後、グリッパ
ー３，３…を再び坑壁２に固定して前記掘削作業を反覆
し乍ら所定深さの立坑を掘削するのである。

【００２０】尚、図中符号２７はシールであり、２８は
ライナープレートである。又、カッターは２分割のみな
らず、３分割以上のものについても同様の作用効果が期
待できる。この場合も外周部位の掘削土は順次中央部位
のズリ溜部に集中することになる。尚、この発明は、こ
の発明の精神を逸脱しない限り種々の改変を為すことが
でき、そして、この発明が該改変されたものに及ぶこと
は当然である。

【００２１】

【発明の効果】本発明は上記一実施例に詳述せる如く、
カッターは中央カッターと外周カッターとに２分割さ
れ、そして、中央カッターは外周カッターより下方に突
設されて双方のカッター間に段差を設けてあるため、中
央カッターは外周カッターより先行して立坑の地盤を掘
削する。このとき、該掘削された土砂は該中央カッター
の背面のズリ溜部に誘導される。更に、外周カッターに
よって掘削された土砂も前記双方のカッター間に段差が
あるため、前記中央部位のズリ溜部に落下して集中す
る。斯くして、排土装置は中央部位に集結して設置する
ことができるため、排土作業を極めて効率良く行うこと
が可能となり、依って、双方のカッターによる回転掘削
作業も連続的に行われて、掘削作業性が向上する等、正
に諸種の効果を奏する発明である。

【図面の簡単な説明】

【図１】全断面掘削機による立坑掘削状態を示す解説縦
断面図。

【図２】全断面掘削機の縦断面図。

【図３】同一部横断底面図。

【図４】グリッパーを２段に設けたときの他の実施例の
縦断面図。

【図５】中央カッターにジャッキーを設けたときの他の
実施例の一部縦断正面図。

【符号の説明】

１ 全断面掘削機 ２ 坑壁 ３ グリッパー ４ 中央カッター ５ 外周カッター ６ 駆動モータ １９ ピニオンギヤー ２０ｂ 内接ギヤー ２３ｂ 外接ギヤー

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (71)出願人 000207780 大豊建設株式会社 東京都中央区新川１丁目24番４号 (71)出願人 391035795 株式会社白石 東京都千代田区丸の内２丁目４番１号 (72)発明者 外岡 宏章 愛知県名古屋市東区東新町１番地 中部電 力株式会社本店内 (72)発明者 内藤 俊正 愛知県名古屋市熱田区横田２丁目３番24号 中部電力株式会社中央送変電建設所内 (72)発明者 露木 昇 愛知県名古屋市中川区西日置１丁目１番５ 号 株式会社熊谷組名古屋支店内 (72)発明者 甲田 信 愛知県豊川市穂ノ原２丁目１番 株式会社 熊谷組豊川工場内

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 グリッパーにて坑壁に固定され、且つ、
   カッターにて掘削するように構成された立坑掘削機に於
   て、前記カッターは中央カッターと外周カッターに分割
   されると共に、該中央カッターを外周カッターより下方
   に突設して双方のカッター間に段差を設け、該中央カッ
   ターによる先行掘削部にズリ溜部を設けたことを特徴と
   する立坑掘削機に於けるカッター装置。