JP2000080675A - 掘削装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 （修正有） 【課題】掘削機の頭上に電気ケーブル、電線、トンネル
の天井などの障害物が存在すると、掘削機の使用に障害
が生じ、使用できなくなる問題を解決する。 【解決手段】 連続したモノリシックな張出し又はベー
スを掘るトレンチリグ１であって、動作軸Ａを有する掘
削機６及び掘削機６を搭載し、これを所定の方向へ動か
す移動手段としてのトラック２を備えたトレンチリグ１
からなる掘削装置であって、掘削機６の作動姿勢を制御
する制御装置８を備え、この制御装置８は、掘削機６と
トラック２との間に設置され、前記動作軸Ａと直交する
回動軸Ｂを軸として前記掘削機を回動操作する機構を備
えると共に前記掘削機を動作軸Ａにそって軸方向に移動
させ、所定の位置で停止させるクランプ機構１５，１６
を備えており、これら機構は、互いにリニアーステップ
アクチュエーターに連結されている。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は、溝、穴等を掘る
掘削装置、特に詳しくは、モノリシック（継ぎ目なし）
の張出し、礎盤、柱礎、モノリシックな領域を掘削する
ための溝掘り掘削機その他の掘削装置に関するものであ
る。

【０００２】

【従来の技術】上記した溝掘り掘削装置としては、チエ
ーン駆動の掘削機、この装置を移動、搬送する搬送装置
及び前記掘削装置の掘削方向の位置付け装置を具備した
ものが知られており、掘削深度を調節して、所望の深さ
の溝、穴などを掘削するようになっている。このような
従来の掘削装置においては、前記掘削機と前記搬送装置
とがヒンジで連結されていて、使用の際には、前記掘削
機が該ヒンジを回転中心として回動され、その掘削角度
及び／又は掘削深度が変えられるようになっている。

【０００３】このような溝掘り掘削装置の公知例、例え
ば、欧州特許第６３３，３６１号には、前記掘削方向の
位置付け装置が案内アンテナになっていて、このアンテ
ナが搬送装置に回転可能に取り付けられ、該アンテナに
そってスライドするスライダーを介して前記掘削機を支
持する構造のものが開示されている。このようなトレン
チリグにおいては、掘削機は、通常、所定の作動位置で
動き、掘削機は、地中へ垂直に掘進され、掘削深度は、
前記案内にそってスライダーがスライドすることにより
変わるか、又は、前記アンテナ案内に対し掘削機をスラ
イドさせることで変わるようになっている。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】上記した欧州特許に記
載のトレンチリグは、ヒンジ付きのトレンチリグの掘削
深度よりも深く掘削できるが、掘削機を垂直に位置させ
て掘削する場合、掘削機の頭上に前記したアンテナ案内
が位置し、この案内は、かなり大型のものであるところ
から、掘削機の頭上に電気ケーブル、電線、トンネルの
天井などの障害物が存在すると、掘削機の使用に障害が
生じ、使用できなくなる問題があり、実用面で大きな課
題を残す。このような点が、この発明の解決課題にな
る。

【０００５】

【課題を解決するための手段】この発明の目的は、前記
課題を解決する掘削装置を提供するものであり、以下の
ような手段により、この目的を達成する。

【０００６】即ち、この発明は、動作軸を有する掘削機
及び掘削機を搭載し、これを所定の方向へ動かす移動手
段としてのトラックを備えたトレンチリグからなる掘削
装置であって、掘削機の作動姿勢を制御する制御装置を
備え、この制御装置は、掘削機とトラックとの間に設置
され、前記動作軸と直交する回動軸を軸として前記掘削
機を回動操作する機構を備えると共に前記掘削機を動作
軸にそって軸方向に移動させ、所定の位置で停止させる
クランプ機構を備えていることを特徴とする掘削装置に
係るものである。

【０００７】つぎに、この発明を図示の実施例により説
明する。

【０００８】

【発明の実施の形態】この発明を代表的な実施例により
詳しく説明する。この発明の対象となる掘削装置は、所
謂トレンチリグと称されるもので、図１に示すように、
トレンチリグ１は、連続したモノリシックの張出し又は
礎盤などを構築するために溝又は穴掘削を行うものであ
る。

【０００９】トレンチリグ１は、図示矢印Ｄの方向へ自
力走行するクローラートラック２、トロリー４に搭載さ
れたパワーユニット３、前記トラック２と前記パワーユ
ニット３搭載のトロリー４とを連結する剛直な連結装置
５及びチエーン駆動の掘削機６を具備し、掘削機６は、
作動軸Ａを有し、掘削態勢７をとるように構成されてい
る。さらに、トレンチリグ１は、掘削機６の作動姿勢を
制御する制御装置８を備え、この制御装置８は、クロー
ラートラック２と掘削機６との間に設置されており、作
動軸Ａと方向Ｄとに交差する方向にあって、水平に位置
する軸Ｂを回動軸として回動して、掘削機６を矢印Ｄ方
向と平行な水平方向に動かしたり、掘削機６の作動軸Ａ
を矢印Ｄ方向に対して斜め方向から垂直方向になる扇形
範囲で動かし、掘削機６の掘削深度と掘削角度（地面に
対する）とが調節できるように構成されている。

【００１０】掘削機６は、その前部に粉砕掘削部を備え
ているもので、竪型トレンチャーの構成になっており、
トラック２の進行方向Ｄに向けて前進すると、進行方向
ＤＦに向けて溝７を掘削できるようになっている。掘削
機６は、中央カラム９を備えており、この中央カラム９
は、垂直方向になったときの上位部１０と下位部１１と
の二つの部分を有し、両者ともに軸Ａ方向にそって前進
後退する構成になっており、上位部１０には、その軸方
向にそって複数の貫通孔１２が軸Ａに対し横断するよう
に設けられている。

【００１１】制御装置８は、案内駆動装置１３と掘削姿
勢制御装置１４とを備え、前記案内駆動装置が掘削機６
を軸Ａ方向と平行に移動すると共に前記掘削姿勢制御装
置１４は、案内駆動装置１３に連結し、掘削機６を軸Ｂ
を回動軸として扇形回動させ、図１に示すように、掘削
機６をトラック２の上に寝かせて水平方向の軸Ａと平行
になるようにして、掘削機６の運搬ならびに掘削機６の
水平方向移動に備えるようにする一方、図２に示すよう
に、掘削機６を扇形回動して、軸Ａが垂直になるように
動かし、掘削機６を竪型に保持して、竪掘りの掘削作業
に備えることができるようになっている。

【００１２】案内駆動装置１３は、中央カラム９をトラ
ック２の上にそって軸Ａに対し平行にステップバイステ
ップで動かす機構のものであり、二つの把持機構１５，
１６及びリニアステップアクチュエーター１７を備え、
前記把持機構は、中央カラム９の上位部１０にそって中
央カラム９にスライド可能に連結し、前記リニアステッ
プアクチュエーター１７は、把持機構１５，１６の間に
位置して、一方の把持機構１６を他方の把持機構１５に
対し、そして、トラック２に対し動かす機構になってい
る。

【００１３】把持機構１５は、案内駆動装置１３に取り
付けられ、中央カラム９に対し軸方向にスライド可能に
取り付けられている。図６に示すように、把持機構１５
は、中央カラム９の側面を挟持する一対の案内プレート
１８を備え、これら案内プレート１８それぞれには、挟
持された中央カラム９に所定の間隔をおいて設けられた
複数の貫通孔１２に見合う位置にそれぞれ一対のジャッ
キ１９が設置され、該一対のジャッキ１９は、前記中央
カラムの貫通孔１２に対し出没自由にされており、該一
対のジャッキ１９が駆動されて前記貫通孔１２に嵌まり
こめば、中央カラム９がロックされ、中央カラム９は、
前記案内プレート１８それぞれに対し固定され、軸Ａ方
向にそっての動きがロックされるようになっている。前
記一対のジャッキ１９のロック動作は、所定の間隔をお
いて配置された他方の一対のジャッキ１９と連動してお
り、このような連動動作により中央カラム９の動きがロ
ックされる。そして、中央カラム９の動きを自由にする
場合には、前記貫通孔１２に嵌合しているジャッキ１９
を前記貫通孔１２から後退させて、ロックを解除すれば
よい。前記のジャッキ１９の各々は、前記案内プレート
１８に固定の固定部２０と前記貫通孔１２に出没自由の
可動部２１とからなり、可動部２１は、前記軸Ａに対し
直交し、可動部２１が前進して前記貫通孔内に嵌合して
前記中央カラムをロックし、後退して前記貫通孔から外
れれば、前記中央カラムのロックが解除される。

【００１４】把持機構１５と対になっている把持機構１
６は、中央カラム９に対し軸方向にスライド可能に連結
されており、中央カラム９を側面方向から挟持する一対
の案内プレート２２を備え、該案内プレート各々には、
中央カラム９の軸方向の動きをロックする一対のジャッ
キ２３がそれぞれ中央カラム９の貫通孔１２に見合う位
置に取り付けてある。該ジャッキ２３は、前記案内プレ
ート１８に設けられたジャッキ１９から所定の間隔をお
いて取り付けられているもので、中央カラム９の軸方向
の動き（スライド）を段階をおいて制御するようになっ
ている。前記ジャッキ２３の動作は、前記ジャッキ１９
の動作と連動するか、又は、関係なしに独立して動作す
るようになっている。そして、ジャッキ２３の一方が動
作すれば、他方のジャッキ２３も動作し、中央カラム９
の貫通孔１２に嵌合すれば、中央カラム９がロックされ
て、軸方向のスライド動きが抑止され、嵌合解除されれ
ば、中央カラム９のロックが解除される点は、前記ジャ
ッキ１９における動作と同じである。なお、ジャッキ２
３の構成は、前記ジャッキ１９と同様であり、前記案内
プレート２２に固定の固定部２４と前記貫通孔１２に出
没自由の可動部２５とからなり、可動部２５は、前記軸
Ａに対し直交し、可動部２５が前進して前記貫通孔内に
嵌合して前記中央カラムをロックし、後退して前記貫通
孔から外れれば、前記中央カラムのロックが解除され
る。

【００１５】リニアステップアクチュエーター１７は、
把持機構１５と把持機構１６との相対移動を行うもの
で、例えば、把持機構１６に対し把持機構１５を所定の
軸方向長さ（前記案内プレート１８，２２に設けられた
貫通孔１２の軸方向の間隔に相当）ごとに軸方向移動さ
せるようになっており、２本のピストン２６が把持機構
１５の案内プレート１８と把持機構１６の案内プレート
２２とに連結され、該ピストンの動きで把持機構１５，
１６を相対移動させ、両者を接近させたり、遠くに離し
たりするようになっている。

【００１６】掘削姿勢制御装置１４は、二つのクランプ
２７を備え、該クランプの一端は、トラック２に軸Ｂを
介して取り付けられ、その他端は、把持機構１５の案内
プレート１８に軸支され、軸Ｂに取り付けられているク
ランプ２７の一端は、軸Ｂを回動軸としてピボット回動
する構成になっている。前記クランプ２７とトラック２
との間には、２基のピストン２８が設けられており、こ
れらピストン２８のピストン運動により前記クランプ２
７が軸Ｂを回動軸として回動し、これによって、掘削機
６の掘削姿勢を制御する構成になっている。

【００１７】つぎに、中央カラム９の動きをもとにし
て、トレンチリグ１の動作を説明するが、トレンチャー
において従来公知の動作詳細は、これを省略する。

【００１８】図３ａ，図３ｂ，図４ａ，図４ｂ，図５
ａ，図５ｂに示すように、掘削機６は、まず土の掘り起
こしから掘削動作を開始する。掘削機６は、図３ａ，図
３ｂに示すように、ピストン２７を動作させて、クラン
プ２７を軸Ｂを回動軸として時計方向へ回動し、掘削機
９を掘削すべき地面に対し竪型位置に姿勢を変えさせ、
案内駆動装置１３により、溝７を掘削する中央カラム９
の掘削深度を調節する。

【００１９】所定の掘削工程の深さ分だけ中央カラム９
を軸Ａにそって動かすためには、最初の作動状態からス
タートするもので、この時点においては、まず、中央カ
ラム９を把持機構１５，１６により把持しておく。この
ためには、前記した動作でジャッキ１９，２３により中
央カラム９をロックしておく。この時点では、把持機構
１５，１６は、互いに接触した状態にある。ついで、把
持機構１６におけるジャッキ２３を作動させて、中央カ
ラム９からジャッキ２３の可動部２５を抜き去り、中央
カラム９に対し把持機構１６を自由に動けるようにする
一方、把持機構１５による中央カラム９のロック関係
は、これを維持しておく。このような状態で、ピストン
２６を動作させて、把持機構１６を把持機構１５から所
定の間隔だけ離す。これによって、把持機構１６は、中
央カラム９を軸Ａ方向にそい所定の距離分スライドす
る。

【００２０】所定の距離分軸方向に把持機構１６をスラ
イドさせてから、該把持機構のジャッキ２３を作動させ
て、中央カラム９の貫通孔１２に嵌合させ、中央カラム
９をロックすると共に把持機構１５により動きがロック
されている中央カラム９を軸方向にスライド可能にす
る。これには、把持機構１５のジャッキ１９の可動部２
１を中央カラム９の貫通孔１２から後退させればよく、
これによって、把持機構１５に対し中央カラム９は、軸
方向にスライド可能になる。その後、ピストン２６を作
動し、把持機構１６を把持機構１５側へ引き寄せると、
中央カラム９は、把持機構１６が下方へ移動した所定の
長さ分だけ下方へ下降するもので、この下降動作は、把
持機構１５により軸Ａ方向に案内される。

【００２１】把持機構１５，１６を再び最初の動作位置
に戻すことにより、中央カラム９を軸方向にそい下降さ
せたり、上昇させたりすることができる。

【００２２】中央カラム９を最初の動作位置から所定の
間隔（長さ）分だけ軸方向にそい上昇させるには、把持
機構１５のジャッキ１９を中央カラム９の貫通孔１２か
ら後退させ、把持機構１５による中央カラム９のロック
を解除すると共に把持機構１６により中央カラム９をロ
ックさせておき、ピストン２６を作動させて、把持機構
１６を把持機構１５から離して所定の間隔分だけ軸方向
へ上げればよく、このような把持機構１６の上昇により
中央カラム９が最初の動作位置から所定の間隔（長さ）
分だけ軸方向にそい上昇する。

【００２３】中央カラム９が所定の間隔（長さ）分だけ
軸方向にそい上昇されれば、把持機構１５により中央カ
ラム９をロックする（ジャッキ１９が貫通孔１２に嵌
合）。そして、把持機構１５により中央カラム９がロッ
クされれば、他方の把持機構１６による中央カラム９の
ロックを解除する（ジャッキ２３を貫通孔１２から後退
させる）。このようにして、中央カラム９は、把持機構
１５により軸方向への動きがロックされ、把持機構１６
によってはロックされない状態になる。

【００２４】以上の説明から明らかなように、前記した
トレンチリグは、かなりの深さの溝、穴などを掘削でき
るものである。特に、掘削機６の作動姿勢を制御する制
御装置８が動作する掘削領域において、頭上に障害物が
あっても、中央カラム９には、従来公知のトレンチリグ
におけるような案内アンテナのような突起物が存在して
いないので、障害物に拘束されることなく、かなりの深
さの溝、穴などを掘削することができる。さらに、中央
コラム９の位置は、二つの把持機構１５，１６により常
に制御されているものであるから、掘削機６の掘削角度
を種々の角度に変えることができ、トレンチリグとして
の使用勝手にすぐれている。

【００２５】図７、図８及び図９に示す第２の実施例
は、前記したトレンチリグ１に基本的に類似したトレン
チリグ５１を示す。このトレンチリグ５１は、以下の２
点で前記トレンチリグ１と相違する。即ち、方向Ｄに直
交する一連の溝７を掘削することができるように、掘削
機６が方向Ｄと平行の方向Ｂへ動く点と、掘削機６が側
面に掘削部を有している点である。

【００２６】また、トレンチリグ５１は、前記した掘削
姿勢制御装置１４の代わりに掘削姿勢制御装置５２を備
え、これは、クランプ２７、ピストン２６の代わりに、
二つの案内機構５３を備え、これらは、トラック２に一
体的に取り付けられ、軸Ｂを横断する構成で、スライド
機構５４が案内機構５３にスライド可能に搭載されてい
る。スライド機構５４には、案内駆動装置１３が前部に
配置され、スライド機構５４により軸Ｂを中心として回
転する支持シャフト５５が設けられて、その一方の端部
で把持機構１５を支持する。

【００２７】掘削姿勢制御装置５２は、前記支持シャフ
ト５５により掘削機６を軸Ｂを回動中心として時計方向
又は反時計方向へ回動する構成になっており、さらに、
スライド機構５４を案内機構５３にそって動かす構成に
なっている。

【００２８】前記した把持機構１５，１６における案内
プレート１８，２２は、この第２の実施例においては、
中央カラム９の両側にそってその全長にわたり存在する
ものではなく、中央カラム９の両側面の一部にあって、
角柱案内５６に結合されている。角柱案内５６は、中央
カラム９と一体のもので、中央カラム９の全長にわた
り、中央カラム９をロックし、又は、ロック解除するた
めの前記機能の複数の貫通孔１２を有している。

【００２９】前記したトレンチリグ５１における掘削動
作は、前記のトレンチリグ１と同様のものであるが、ト
レンチリグ５１は、１本の連続した溝、穴を掘るのでは
なく、方向Ｄを横切る複数の溝、穴を互いに並べるよう
に掘削するものであり、トラック２を停止させて、１本
の溝（又は穴）を掘削し、掘削機６を案内機構５３にそ
って平行に動かし、順次掘削してゆくもので、中央カラ
ム９の角度は、軸Ｂまわりを回動させることで調節す
る。

【００３０】

【発明の効果】この発明によれば、掘削機は、一段ごと
に掘進される構成になっており、これにより掘削機の頭
上に障害物があっても掘削作業に全く影響を受けず、実
用性に富んでいるものであり、構造も簡単で、安価に製
造できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明の掘削装置の第１の実施例における掘
削機が水平に寝かせた状態の側面図。

【図２】図１に示した掘削装置における掘削機が垂直に
立てられた状態の側面図。

【図３】（ａ）は掘削機の作動状態を示す説明図、
（ｂ）は掘削機の作動状態を示す説明図。

【図４】（ａ）は掘削機の作動状態を示す説明図、
（ｂ）は掘削機の作動状態を示す説明図。

【図５】（ａ）は掘削機の作動状態を示す説明図、
（ｂ）は掘削機の作動状態を示す説明図。

【図６】掘削機の要部の軸方向の拡大断面図。

【図７】この発明の第２の実施例における掘削装置の略
示平面図。

【図８】この発明の第２の実施例における掘削装置の略
示側面図。

【図９】この発明の第２の実施例における掘削装置の略
示正面図。

【符号の説明】 １，５１ トレンチリグ ２ トラック ６ 掘削機 ８ 制御装置 １５，１６ クランプ機構 Ａ 動作軸 Ｂ 回動軸

Claims (16)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 動作軸（Ａ）を有する掘削機（６）及び
   掘削機（６）を搭載し、これを所定の方向へ動かす移動
   手段としてのトラック（２）を備えたトレンチリグ
   （１）（５１）からなる掘削装置であって、掘削機
   （６）の作動姿勢を制御する制御装置（８）を備え、こ
   の制御装置（８）は、掘削機（６）とトラック（２）と
   の間に設置され、前記動作軸（Ａ）と直交する回動軸
   （Ｂ）を軸として前記掘削機を回動操作する機構を備え
   ると共に前記掘削機を動作軸（Ａ）にそって軸方向に移
   動させ、所定の位置で停止させるクランプ機構（１５）
   （１６）を備えていることを特徴とする掘削装置。
2. 【請求項２】 前記一方のクランプ機構（１５）は、固
   定され、他方のクランプ機構（１６）は、動作軸（Ａ）
   に対し平行な状態で一方のクランプ機構（１５）に対し
   相対移動する構成であり；前記クランプ機構（１５）
   は、掘削機（６）に対し相対的にスライド可能であり、
   掘削機（６）とトラック（２）との間に位置し、前記ク
   ランプ機構（１６）は、クランプ機構（１５）と掘削機
   （６）とに対し移動可能になっていることを特徴とする
   請求項１による掘削装置。
3. 【請求項３】 前記クランプ機構（１５）（１６）は、
   直線駆動手段としてのピストン（２６）を備え、該ピス
   トンは、前記固定のクランプ機構（１５）と前記可動の
   クランプ機構（１６）との間に位置し、該クランプ機構
   （１６）を所定の間隔分だけクランプ機構（１６）から
   移動させる構成になっていることを特徴とする請求項２
   による掘削装置。
4. 【請求項４】 前記固定のクランプ機構（１５）と前記
   可動のクランプ機構（１６）は、それぞれ案内プレート
   （１８，２２）を備え、これら案内プレートは、前記掘
   削機（６）を軸方向にスライドできるように保持し、前
   記案内プレートそれぞれの軸方向に所定の間隔をおいて
   係合手段としてのジャッキ（１９，２３）を設け、該ジ
   ャッキが選択的に係合する係合部が前記掘削機に形成さ
   れて、前記掘削機の軸方向の移動ストロークが所定の間
   隔ごとに制御される構成になっていることを特徴とする
   請求項１又は請求項２による掘削装置。
5. 【請求項５】 前記掘削機（６）は、中央カラム（９）
   を備え、この中央カラムは、所定の間隔をもって軸方向
   に形成された前記ジャッキに対する係合部としての貫通
   孔（１２）が複数設けられていることを特徴とする請求
   項４による掘削装置。
6. 【請求項６】 前記貫通孔（１２）は、前記中央カラム
   の両側面に軸方向と直交する配置で形成され、前記案内
   プレートは、軸方向に所定の間隔をおいて複数のジャッ
   キ（１９，２３）を備えて、前記中央カラムの側面に対
   面している構成を特徴とする請求項５による掘削装置。
7. 【請求項７】 前記貫通孔（１２）は、前記中央カラム
   の両側面に軸方向と直交する配置で形成され、該貫通孔
   に前記ジャッキ（１９，２３）が出没自由に係合して、
   前記貫通孔が前記中央カラムの軸方向移動を制御する係
   合部になる構成を特徴とする請求項５による掘削装置。
8. 【請求項８】 前記ジャッキ（１９，２３）は、案内プ
   レート（１８，２２）に少なくとも１基づつ設けられて
   いる構成を特徴とする請求項４から請求項７のいずれか
   による掘削装置。
9. 【請求項９】 前記ジャッキ（１９，２３）は、一方の
   ジャッキ（１９）が固定のクランプ機構（１５）の案内
   プレート（１８）に、他方のジャッキ（２３）が可動の
   クランプ機構（１６）の案内プレート（２２）にそれぞ
   れ設けられている構成を特徴とする請求項８による掘削
   装置。
10. 【請求項１０】 前記制御装置（８）は、掘削機（６）
    を軸（Ｂ）を回動軸として回動させる掘削姿勢制御装置
    （１４）（５２）を備え、該掘削姿勢制御装置（１４）
    （５２）は、前記クランプ機構（１５）とトラック
    （２）との間に設けられている構成を特徴とする請求項
    １から請求項９のいずれかによる掘削装置。
11. 【請求項１１】 前記掘削姿勢制御装置（１４）は、前
    記トラック（２）にピボット連結され、前記固定のクラ
    ンプ機構（１５）に連結されている二つのクランプ（２
    ７）を備えている構成を特徴とする請求項１０による掘
    削装置。
12. 【請求項１２】 前記軸（Ｂ）は、与えられた方向
    （Ｄ）に対し直交する方向にある請求項１１による掘削
    装置。
13. 【請求項１３】 前記掘削姿勢制御装置（５２）は、ト
    ラック（２）にピボット連結し、前記クランプ機構（１
    ５，１６）に連結している支持シャフト（５５）を有し
    ていることを特徴とする請求項１０による掘削装置。
14. 【請求項１４】 前記軸（Ｂ）は、与えられた方向
    （Ｄ）に対し直交する方向にある請求項１３による掘削
    装置。
15. 【請求項１５】 前記掘削姿勢制御装置（５２）は、ト
    ラック（２）と一体の案内手段（５３）を備え、前記軸
    （Ｂ）と直交しており、さらに、前記案内手段（５３）
    にスライド可能に取り付けられ、前記支持シャフトに対
    し回転自由に取り付けられている構成を特徴とする請求
    項１から請求項９のいずれかによる掘削装置。
16. 【請求項１６】 添付の図面に示した構成の掘削装置。