JPH094360A - 大口径掘削機 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 原動機から出力される過大トルクを軽減させ
ると共に、ケーシング下端による先行掘削およびカッタ
ーによるケーシング外周の掘削をそれぞれ適正な回転速
度で行うことができるようにする。 【構成】 それぞれ短い両端開口の筒状上部ケーシン
グ、中間ケーシングおよび下部ケーシングを軸心線を一
直線上において順次回転自在に連結すると共に、上記中
間ケーシングを回転させる駆動手段および上記下部ケー
シングを回転させる駆動手段をそれぞれ装備し、上記上
部ケーシングは、その外周に、該上部ケーシングを掘削
孔内に保持すべき伸縮自在の振れ止め手段と、該上部ケ
ーシングを下方へ押しこむべき押しこみ手段とを有し、
上記中間ケーシングは、その外周面に、複数のカッター
ブロックを拡縮径自在に取りつけると共に、各カッター
ブロック内に自転用駆動手段を内蔵し、上記下部ケーシ
ングは、その開口下端に多数ビットを突設すると共に、
周壁に掘削土砂取りこみ用開口を開設した、大口径掘削
機。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、短いケーシングを掘削
孔に挿入し、ケーシング下端により先行掘削を行うと共
にケーシング外周に設けた掘削カッターによりケーシン
グの外周の掘削を行い、ケーシング内部に残った地盤は
ハンマグラブ等によりかき取って排出するタイプの大口
径掘削機に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、大口径掘削機の一例として、地上
に設置されたケーシング回転押込み装置に長い中空ケー
シングを支持させ、上記中空ケーシングは下端寄りの周
面に土砂取りこみ口を開設すると共に、下端に多数のビ
ットを突設し、さらにケーシングの土砂取りこみ口から
やや上の外周面に、放射状に突出する複数本の翼状カッ
ターと、該翼状カッターの外側に環状に並んで拡縮自在
に支持された多数の環状カッターとを装備した構造のも
のが知られている。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかし、上記の従来装
置では、ケーシング下端のビットによる先行掘削および
翼状カッター等による外周掘削の全てをケーシングの回
転のみによって行うものであるため、原動機に過大のト
ルクを必要とするばかりでなく、先行掘削のためのケー
シング下端は比較的高速回転に、外周掘削のための翼状
カッター等は低速公転にすべきとする技術的要請に応え
ることができず、しかもケーシング内部に残る該ケーシ
ング内径と同径の未掘削地盤を排土バケットやハンマグ
ラブ等でかき取り排除する作業に手間がかかり、掘削作
業能率を低下させる欠点があった。

【０００４】本願第１発明は、短いケーシングを掘削孔
内に挿入するタイプの大口径掘削機において、過大トル
クを軽減すると共に、先行掘削および外周掘削をそれぞ
れ適正な回転速度で行うことができるようにすることを
課題とし、

【０００５】本願第２発明は、上記第１発明の課題に加
え、ケーシング内に残る未掘削地盤を排除し易くするこ
とを課題とする。

【０００６】

【課題を解決するための手段】上記課題解決の手段とし
て、本願第１発明は、それぞれ短い両端開口の筒状上部
ケーシング、中間ケーシングおよび下部ケーシングを軸
心線を一直線上において順次回転自在に連結すると共
に、上記中間ケーシングを回転させる駆動手段および上
記下部ケーシングを回転させる駆動手段をそれぞれ装備
し、上記上部ケーシングは、その外周に、該上部ケーシ
ングを掘削孔内に保持すべき伸縮自在の振れ止め手段
と、該上部ケーシングを下方へ押しこむべき押しこみ手
段とを有し、上記中間ケーシングは、その外周面に、複
数のカッターブロックを拡縮径自在に取りつけると共
に、各カッターブロック内に自転用駆動手段を内蔵し、
上記下部ケーシングは、その開口下端に多数ビットを突
設すると共に、周壁に掘削土砂取りこみ用開口を開設し
た、大口径掘削機を提案し、

【０００７】本願第２発明は、上記カッターブロックの
最縮径時に、該カッターブロックが上記掘削土砂取りこ
み用開口から上記下部ケーシング内に進入可能にした、
大口径掘削機を提案する。

【０００８】本発明における上記「カッターブロック」
は、ドラム形または円盤形で相対する円形端面の中心を
通る軸心線について回転されるもの、球形で中心を通る
軸心線について回転されるもの、上記球形のものを軸心
線と直角の面で切断した半球形のもの、その他種々の形
状のものを含む。

【０００９】また、上記中間ケーシングの駆動手段によ
る「回転」は、一定方向への連続回転および一定角度づ
つの往復回転を含む。以下図面を参照して本願発明の実
施例について説明する。

【００１０】

【実施例】図１において、掘削機（１）は、短い両端開
口の円筒状上部ケーシング（２）、同様の円筒状中間ケ
ーシング（３）および同様の円筒状下部ケーシング
（４）を各軸心線を一直線上において順次回転自在に連
結してあり、そのうち上部ケーシング（２）の外周に
は、図２に示すように正方形枠形の上部および下部枠材
（５）、（５）を縦連結材（６）…により連結してなる
支持フレーム（７）を被装すると共に、上部ケーシング
（２）の外周面に突設された母線方向の案内レール
（８）、（８）に、上記上部および下部枠材（５）、
（５）に固定された係合溝（９）（９）、（９）（９）
を摺動自在に係合し、それにより支持フレーム（７）全
体と上部ケーシング（２）とが軸心線方向に移動自在に
係合し合っており、この支持フレーム（７）の両枠材
（５）、（５）の各四隅部に、油圧シリンダおよびラム
からなる伸縮自在の振れ止め杆（１０）…、（１０）…
をそれぞれ水平に突設してあり、また押しこみ用油圧シ
リンダ（１１）、（１１）の一端部を上記上部ケーシン
グ（２）の外周面に母線方向に向けて連結すると共に、
そのラム（１２）、（１２）の先端を下部枠材（５）に
固定してある。

【００１１】上記中間ケーシング（３）の上部ケーシン
グ（２）下端との回転連結構造は次のようである。図４
に示すように、上部ケーシング（２）の下端に外方へ張
り出す環状ギヤハウジング（１３）を形成し、該ギヤハ
ウジング（１３）内に、下部ケーシング（３）の上端に
突設されたフランジ部（１４）を挿入してベアリング
（１５）、（１５）を介して回転自在に支承させ、この
フランジ部（１４）の外周面に大歯車（１６）を固定す
ると共に、上記ギヤハウジング（１３）の一側上面に油
圧モータ（１７）を設置し、該モータ（１７）の出力軸
に固着された小歯車（１８）を上記大歯車（１６）にか
み合わせてある。

【００１２】上記のような中間ケーシング（３）の下部
外周面において、図１、３に示すように直径方向の相対
する位置にブラケット（１９）、（１９）を突設し、該
ブラケットに弧状に回曲されたアーム（２０）、（２
０）の各一端を、各アーム先端が中間ケーシング（３）
外周面に接する縮径位置から中間ケーシング（３）外側
方の拡径位置へ揺動できるように軸支し、これらアーム
（２０）、（２０）の各先端部下面にカッタードラム
（２１）、（２１）をそれぞれ取りつけてある。

【００１３】上記カッタードラム（２１）、（２１）
は、図５に示すように上記アーム（２０）の先端部に短
円筒状のハウジング（２２）を軸心線を直角に向けて固
定し、該ハウジング（２２）に、一端を開口したドラム
状カッター本体（２３）を、互に軸心線を一直線上にお
いた状態で、その開口端部をベアリング（２４）、（２
４）を介して回転自在に連結し、そして上記ハウジング
（２２）内に設置された油圧モータ（２５）の出力軸
（２６）を上記カッター本体（２３）の内底面中心部に
固定してある。（２７）…はカッター本体（２３）の外
周面および底面に突設されたビットである。

【００１４】上記カッタードラム（２１）、（２１）の
拡径および縮径位置に揺動させる駆動手段として、図３
のように中間ケーシング（３）の外周面における上記ブ
ラケット（１９）、（１９）の中間位置にブラケット
（２８）、（２８）を突設し、該各ブラケットに油圧シ
リンダ（２９）、（２９）の一端部を揺動自在に連結す
ると共に、各シリンダのラム（３０）、（３０）を上記
アーム（２０）、（２０）の基部近くに揺動自在に連結
してある。

【００１５】上記下部ケーシング（４）の上記中間ケー
シング（３）の下端との回転連結構造は上記図４に示す
構造と実質的に同一であって、その駆動手段として油圧
シリンダ（３２）がギヤハウジング（３１）の一側部上
面に設置されている（図３参照）。上記のような下部ケ
ーシング（４）の開口下端縁には多数のビット（３３）
…を突設し、ケーシング周壁には、上記カッタードラム
（２１）、（２１）が最縮径位置に揺動したとき、該カ
ッタードラム（２１）、（２１）を下部ケーシング
（４）内に進入突出させるためのカッタードラム進入兼
掘削土砂取りこみ用開口（３４）、（３４）を開設して
ある。

【００１６】上例の掘削機の作用を使用例とともに説明
する。まず、掘削当初においては、図６（イ）のように
油圧ショベル等で地盤に予備の穴（ｈ）を掘り、その穴
口縁にセットされた架台（Ｆ）に上記振れ止め杆（１
０）…を張って掘削機（１）を垂直に支持する。また、
ある程度掘削孔（Ｈ）を掘った後は、図１のように掘削
機（１）をウインチ（Ｗ）のワイヤ（３５）により孔
（Ｈ）内に吊りこみ、振れ止め杆（１０）…を孔壁に張
って支持する。

【００１７】図６（ロ）の状態から掘削を行うには、ま
ずカッタードラム（２１）、（２１）を同図（ロ）のよ
うに下部ケーシング（４）外周面に近接した縮径位置に
おき、その状態で油圧モータ（３２）の駆動により下部
ケーシング（４）を比較的高速で回転させ、油圧モータ
（１７）の駆動により中間ケーシング（３）を９０度づ
つ低速で往復回転させると共に、各カッタードラム（２
１）、（２１）を油圧モータ（２５）、（２５）の駆動
により比較的高速で自転させ、その状態で押しこみ用油
圧シリンダ（１１）、（１１）の駆動により各ケーシン
グ（２）、（３）、（４）を徐々に押し下げると、同図
（ハ）のように下部ケーシング（４）が地中に掘進する
と共に、カッタードラム（２１）、（２１）が自転およ
び公転して下部ケーシング（４）の外周をカッタードラ
ム（２１）の径に相当する幅で環状に掘削していく。

【００１８】カッタードラム（２１）の高さ分掘削した
ら、次に上記カッタードラム（２１）、（２１）を自
転、公転させつつ徐々に拡径方向へ移動させていき、そ
れにより同図（ニ）のように上記環状掘削をさらに外側
方へ拡大していく。下部ケーシング（４）内には未掘削
地盤が残る。

【００１９】次に、上記中間ケーシング（３）および下
部ケーシング（４）を同方向へ同速度で回転させると共
に、図７（ホ）のようにカッタードラム（２１）、（２
１）を自転させつつ縮径方向へ移動させて開口（３
４）、（３４）から下部ケーシング（４）内に進入さ
せ、該下部ケーシング内の未掘削地盤の外周部を削って
いく。カッタードラム（２１）、（２１）を最縮径位置
まで移動させると、同図（ホ’）に示すように下部ケー
シング（４）内にその内径より小径の棒状地盤（Ｐ）が
残される。

【００２０】次に、中間ケーシング（３）および下部ケ
ーシング（４）を引き続き同様に回転させながら自転す
るカッタードラム（２１）、（２１）を拡径位置から縮
径位置へ繰返し移動させて掘削孔（Ｈ）の底部にある掘
削土砂を開口（３４）、（３４）から下部ケーシング
（４）内に取りこむ。

【００２１】次に、ハンマグラブ（Ｇ）をクレーンで吊
って上部ケーシング（２）、中間ケーシング（３）を経
て下部ケーシング（４）内に挿入し、内部の掘削土砂お
よび棒状地盤（Ｐ）をかき取ってケーシング外へ排出す
る。この場合上記棒状地盤（Ｐ）は下部ケーシング
（４）の内周面と間隔をあけて起立しているので、ハン
マグラブにより食い切り易い。

【００２２】なお、上記掘削機（１）全体の掘進方法
は、図７（ホ）の押しこみ状態において、同図（ヘ）の
ように各振れ止め杆（１０）…を縮小させて孔壁から離
間させ、その状態で同図（ト）のように押しこみ用油圧
シリンダ（１１）、（１１）の伸長駆動により支持フレ
ーム（７）を降下させ、ついで同図（チ）のように各振
れ止め杆（１０）…を伸長させて孔壁に圧接させ、その
状態で図６（ロ）以下と同様の掘削を行い、このように
支持フレーム（７）の降下と掘削を繰返して所望の掘進
を達成する。

【００２３】他の使用例として、上記カッタードラム
（２１）、（２１）を適宜拡径または縮径操作すること
により掘削孔（Ｈ）の横断面形状を、円形に限らず、楕
円形、四角形等、その他任意の形状に形成することがで
き、また掘削孔の径が全長にわたって同一径のものに限
らず、掘削孔の長手方向所望個所に適宜大径の拡径孔を
有する掘削孔を掘ることもできる。

【００２４】他の掘削機として、上例における中間ケー
シング（３）と下部ケーシング（４）を一体のケーシン
グに連結し、他の構造は図１〜５と実質的に同一とした
構造のものもえられる。

【００２５】

【発明の効果】本願第１発明の大口径掘削機によれば、
中間ケーシングおよび下部ケーシングをそれぞれ独立に
回転させる専用の駆動手段を備え、カッターブロックに
も専用の駆動手段を内蔵させたから、各駆動手段に過大
トルクを出力させることはなくなり、しかも先行掘削の
ための下部ケーシングは比較的高速回転で、外周公転掘
削のための中間ケーシングは低速回転でそれぞれ回転さ
せることができるようになり、有効な大口径掘削を可能
にするものである。

【００２６】本願第２発明は、上記第１発明の効果に加
え、カッターブロックを下部ケーシング内に進入させて
掘削させることにより、下部ケーシング内に残る未掘削
地盤を下部ケーシングの内周面と間隔をあけた棒状地盤
に削り、それによりハンマーグラブ等によるかき取り排
除を容易にすることができるのである。

【図面の簡単な説明】

【図１】掘削孔内に支持された掘削機の正面図である。

【図２】図１のＩＩ−ＩＩ線拡大断面図である。

【図３】図１のＩＩＩ−ＩＩＩ線拡大断面図である。

【図４】上部ケーシングと中間ケーシングとの連結部分
の拡大縦断面図である。

【図５】カッタードラムの拡大縦断面図である。

【図６】（イ）掘削機を架台に支持させた状態の略線図
である。 （ロ）掘削機を掘削孔内に支持させた状態の略線図であ
る。 （ハ）第１段の下部ケーシングによる先行掘削とカッタ
ードラムによる縮径外周掘削工程の略線図である。 （ニ）カッタードラムによる第１段の拡径外周掘削工程
の略線図である。

【図７】（ホ）カッタードラムによる下部ケーシング内
掘削工程の略線図である。 （ホ’）棒状地盤の形成された下部ケーシングの拡大横
断面図である。 （ヘ）振れ止め杆を縮小した工程の略線図である。 （ト）支持フレームを降下させた工程の略線図である。 （チ）降下位置で振れ止め杆を張った工程の略線図であ
る。

【符号の説明】

１ 掘削機 ２ 上部ケーシング ３ 中間ケーシング ４ 下部ケーシング １０ 振れ止め杆 １１ 押しこみ用油圧シリンダ １７ 油圧モータ ２０ アーム ２１ カッタードラム ２５ 油圧モータ ３２ 油圧モータ ３３ ビット ３４ カッタードラム進入兼掘削土砂取りこみ用開口

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 浜野 衛 千葉県千葉市花見川区天戸町1293 三和機 材株式会社千葉工場内 (72)発明者 鳥飼 光俊 千葉県千葉市花見川区天戸町1293 三和機 材株式会社千葉工場内

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 それぞれ短い両端開口の筒状上部ケーシ
   ング、中間ケーシングおよび下部ケーシングを軸心線を
   一直線上において順次回転自在に連結すると共に、上記
   中間ケーシングを回転させる駆動手段および上記下部ケ
   ーシングを回転させる駆動手段をそれぞれ装備し、 上記上部ケーシングは、その外周に、該上部ケーシング
   を掘削孔内に保持すべき伸縮自在の振れ止め手段と、該
   上部ケーシングを下方へ押しこむべき押しこみ手段とを
   有し、 上記中間ケーシングは、その外周面に、複数のカッター
   ブロックを拡縮径自在に取りつけると共に、各カッター
   ブロック内に自転用駆動手段を内蔵し、 上記下部ケーシングは、その開口下端に多数ビットを突
   設すると共に、周壁に掘削土砂取りこみ用開口を開設し
   た、大口径掘削機。
2. 【請求項２】 上記カッターブロックの最縮径時に、該
   カッターブロックが上記掘削土砂取りこみ用開口から上
   記下部ケーシング内に進入可能にした、請求項１に記載
   の大口径掘削機。