JP2023025322A - 連続壁掘削機 - Google Patents

Abstract

【課題】地面が水平ではなく僅かに傾斜している場合にも、鉛直方向に穴を掘削することができる連続壁掘削機を提供する。【解決手段】上下のスプロケット間に張設された掘削用チェーン２４を、ベースマシン１０に支持されたリーダ１３に昇降可能に取り付け、掘削用チェーンを回動させて地面を掘削する連続壁掘削機である。リーダ１３の下部はベースマシンの前部のアタッチメント１２に水平軸１４を介して支持され、リーダの上部はベースマシンから延びる油圧シリンダ１５の先端に連結されてリーダを水平状態と直立状態との間で起伏自在としており、リーダ１３は直立状態において、左右に微小角度だけ傾動可能であることを特徴としている。【選択図】図１

Description

本発明は、地中に連続壁を造成する際に地面を掘削するために使用される連続壁掘削機に関するものである。

上記目的で使用される連続壁掘削機としては、特許文献１に示されるように、走行自在なベースマシンにリーダ（ガイドポスト）を直立状態で支持させ、このリーダに掘削用チェーンを設けた構造のものが知られている。掘削用チェーンは上下のスプロケットに支持されて垂直面内で回動し、掘削用チェーンの外周に取付けた掘削爪により地面を掘削することができる。

特許文献１に示された連続壁掘削機では、リーダはベースマシンに対して昇降可能に支持されており、掘削用チェーンを次第に深く降下させることができる。この掘削用チェーンにより地面を掘削することができ、その後にリーダを上昇させてベースマシンを移動させ、掘削を繰り返すことによって地中に連続穴が掘削される。この連続穴にコンクリートを注入することによって、地中に連続壁を造成することが可能となる。

しかし特許文献１に示された従来の連続壁掘削機では、ベースマシンの前部のアタッチメント（アーム）に対して、リーダが昇降可能ではあるが傾斜できないように取り付けられている。このためベースマシンが乗っている地面が水平であれば問題はないが、地面が僅かに傾斜している場合にはリーダも鉛直姿勢から僅かに傾くこととなり、それに応じて掘削された穴も鉛直方向から僅かに傾くこととなる。ここで鉛直とは重力の方向を意味する。そこでこのような場合には、ベースマシンのクローラの下に板材などを噛ませることによりベースマシン自体を地面に対して傾け、リーダを鉛直とする作業を行っていた。しかしこの作業は人手によるものであるから時間がかかり、しかも危険作業であって、作業効率を低下させる原因となっていた。

また、特許文献１に示された従来の連続壁掘削機は、ベースマシンの前部のアタッチメントに対するリーダの角度が固定されているため、掘削用チェーンによる連続穴の掘削方向を変更したい場合には、ベースマシン自体の方向を変えねばならない。このため、ベースマシンの方向転換が容易でないような狭い場所では、掘削できる連続穴の方向が制限されてしまうという問題もあった。

特開平８－３１９６１５号公報

従って本発明の主な目的は上記した従来の問題点を解決し、地面が水平ではなく僅かに傾斜している場合にも、鉛直方向に穴を掘削することができる連続壁掘削機を提供することである。また本発明のその他の目的は、ベースマシンの方向転換が容易でないような狭い場所でも使用し易い連続壁掘削機を提供することである。

上記の課題を解決するためになされた本発明は、上下のスプロケット間に張設された掘削用チェーンを、ベースマシンに支持されたリーダに昇降可能に取り付け、掘削用チェーンを回動させて地面を掘削する連続壁掘削機であって、リーダの下部はベースマシンの前部のアタッチメントに水平軸を介して支持され、リーダの上部はベースマシンから延びる油圧シリンダの先端に連結されてリーダを水平状態と直立状態との間で起伏自在としており、リーダは直立状態において、左右に微小角度だけ傾動可能であることを特徴とするものである。

なお、前記水平軸は左右の油圧シリンダにより垂直面内で微小角度だけ揺動可能であり、リーダの下部をこの水平軸から前方に延びる腕に連結することにより、直立状態のリーダを左右に微小角度だけ傾動可能とした構造とすることができる。

また前記水平軸は、ベースマシンのアタッチメントに固定された中空円筒の内部に、球面座を介して支持されている構造とすることができる。また前記リーダはその内部に回転可能な円筒軸を備え、この円筒軸に上下のスプロケット間に張設された掘削用チェーンを支持させることにより、リーダに対する掘削用チェーンの角度を変更可能とすることができる。

本発明の連続壁掘削機は、リーダを直立状態において、左右に微小角度だけ傾動可能としたので、ベースマシンが乗っている地面が水平でない場合にも、リーダを傾けて鉛直に直立させることができる。このため従来のようにベースマシンの姿勢を水平に修正しなくても、鉛直方向に穴を掘削することができる。また、リーダを水平状態と直立状態との間で起伏自在としたので、移動時にはリーダを水平状態として車高を低くすることができるので、トレーラに載せて工事現場まで移動させることが容易である。

なお請求項４のようにリーダに対する掘削用チェーンの角度を変更可能としておけば、ベースマシンの角度を大きく変更できない狭い場所においても、連続穴の掘削方向を変更することができ、使用し易くなる。

実施形態の連続壁掘削機の全体側面図である。 リーダを水平姿勢とした状態を示す全体側面図である。 掘削用チェーンとベースマシンとの関係を示す正面図である。 水平軸の垂直断面図である。 水平軸の水平断面図である。 水平軸とリーダとの関係を示す垂直断面図である。 水平軸を左に傾けた状態を示す垂直断面図である。 水平軸を右に傾けた状態を示す垂直断面図である。 リーダを左右に傾けた状態を示す正面図である。 掘削角度範囲を説明する平面図である。

図１は実施形態の連続壁掘削機の全体側面図である。この図１において、１０はベースマシンであり、１１はそのクローラ、１２は運転席の前方に突出させた左右２枚の強固な鋼板からなるアタッチメントである。

１３はリーダと呼ばれる剛性のある柱であり、その下部はベースマシン１０のアタッチメント１２に水平軸１４を介して支持されている。またリーダ１３の上部は、ベースマシン１０から延びる油圧シリンダ１５のロッド１６の先端に連結されている。水平軸１４については後に詳しく説明する。

リーダ１３は円筒形であり、その内部には図示しない円筒軸が貫通している。リーダ１３の下部は下部ブラケット１７を介して、水平軸１４と接続されており、リーダ１３の上部は上部ブラケット１８を介して、ベースマシン１０に設けられた油圧シリンダ１５のロッド１６に連結されている。このため油圧シリンダ１５を操作することにより、リーダ１３を水平軸１４を中心として起伏させることができ、直立状態とした図１の姿勢と、水平状態とした図２の姿勢との間で起伏自在とすることができる。

図１に示すように、リーダ１３の内部の円筒軸の上端にはアーム部材１９が固定されており、このアーム部材１９にはプーリ２０、２１が設けられている。これらのプーリ２０、２１にはアタッチメント１２の内部に配置された図示を略したウインチから延びるワイヤ２２が巻き掛けられている。このワイヤ２２の先端にはリーダ１３に沿って昇降することができる昇降台２３が吊り下げられている。

この昇降台２３の下方には、掘削用チェーン２４が設けられている。この掘削用チェーン２４は図３に示すように、上下のスプロケット２５、２６の間に巻き掛けられたもので、掘削用チェーン２４の外周には掘削爪２７が一定ピッチで取り付けられている。上側のスプロケット２５は昇降台２３に設けられ、下側のスプロケット２６は昇降台２３の下方に接続されたケーシング２８の下部に設けられている。このため上下のスプロケット２５、２６を回転させることにより、掘削用チェーン２４を回動させて地面を掘削することができる。なお図１に示すように、ケーシング２８の下部は支持部材２９により、リーダ１３の下部に昇降自在に支持され、リーダ１３と掘削用チェーン２４を常に平行に維持している。

本発明の連続壁掘削機はこのような構造であるから、ワイヤ２２を操作して昇降台２３を徐々に下降させることにより、地面を掘削することができる。例えば深さ２ｍの連続壁を形成したい場合には、掘削用チェーン２４の下端が地面に接した状態から昇降台２３を２ｍ分だけ下降させながら掘削用チェーン２４を回転させて掘削を行い、その後にワイヤ２２により昇降台２３を引き上げて掘削用チェーン２４の下端を地面より上昇させ、その状態でベースマシン１０を移動させて同様の掘削を繰り返すこととなる。

次に、本発明の要部である水平軸１４の構造について説明する。図４に示すように、水平軸１４はベースマシン１０のアタッチメント１２に固定された中空円筒４０の内部を貫通している。水平軸１４の中央部は球面体４１となっており、中空円筒４０の内部に任意の方向に回転できるように支持されている。図５に示すように、この球面体４１を水平軸１４の軸線に対して直角方向、即ち前後方向に貫通する腕４２が球面体４１に固定されている。この腕４２は水平軸１４から前方に延び、図６に示すようにリーダ１３の下部はこの腕に下部ブラケット１７を介して連結されている。

図４に示すように、水平軸１４の左右両側にはそれぞれ上向きに油圧シリンダ４４が配置され、そのピストンロッド４５の先端には球面軸受４６が取り付けられている。上記した水平軸１４の両端はこれらの球面軸受４６に支持されている。このため、図７、図８に示すように左右の油圧シリンダ４４を操作することにより、球状体４１を中心として水平軸１４を垂直面内で左右に微小角度だけ傾けることができる。この微小角度は０～５°の範囲とすることができる。

図４に示す状態では水平軸１４は水平であり、球面体４１から側方に延びる腕４２は下部ブラケット１７を介してリーダ１３を直立に支持している。しかし図７、図８に示すように水平軸１４を微小角度だけ傾けると、リーダ１３も微小角度だけ傾く。図９にその状態を図示した。図９では左右に５°傾斜させた様子が示されている。

上記したように、本発明の連続壁掘削機は、左右の油圧シリンダ４４によって水平軸１４を微小角度だけ揺動させることができ、この水平軸１４から前方に延びる腕４２に連結されたリーダ１３を、直立状態から左右に微小角度だけ傾動させることができる。このためベースマシン１０が乗っている地面が水平でない場合にも、リーダ１３及び掘削用チェーン２４を鉛直姿勢に修正することができ、従来のようにベースマシン１０の姿勢を水平に修正しなくても、鉛直方向に穴を掘削することができる。なおリーダ１３が鉛直となったか否かは計器により確認し、オペレータが左右の油圧シリンダ４４を手動制御してもよく、あるいは計器と連動させて自動制御してもよい。

この実施形態では、リーダ１３の傾きを修正するための機構をベースマシン１０の前方に設けたアタッチメント１２の内部にコンパクトに収納したので、装置全体を大型化する必要がない利点もある。

更にこの実施形態のように、リーダ１３の内部に円筒軸を回転可能に設けた構造とすれば、リーダ１３に対してケーシング２８や掘削用チェーン２４を水平面内で回転させることができるので、図１０に示すようにベースマシン１０に対して、任意の角度で地面を掘削することができる。図１０にはベースマシン１０を一定位置としたまま、運転席とアタッチメント１２を３０度ずつ回転させたＡ、Ｂ、Ｃの状態が示されている。特許文献１に示された従来装置であっても、運転席とアタッチメント１２を回転させることは可能である。しかしこの実施形態の装置は、リーダ１３の内部の円筒軸を回転させることにより、アタッチメント１２の先端に位置するリーダ１３を中心として掘削用チェーン２４の角度をさらに変えることができる。例えば図１０ではＡの状態から掘削用チェーン２４を更に回転させＡ－１の角度としたり、Ｃの状態から掘削用チェーン２４を更に回転させＣ－１の角度とすることもできる。これにより、掘削用チェーン２４による連続穴の掘削方向を大きく変えることができ、ベースマシン１０の方向転換が容易ではない狭い場所における使い勝手を大きく向上させることができる。

以上に説明したように、本発明は従来の問題点を解消した連続壁掘削機として、実用性に優れたものである。

１０ ベースマシン
１１ クローラ
１２ アタッチメント
１３ リーダ
１４ 水平軸
１５ 油圧シリンダ
１６ ロッド
１７ 下部ブラケット
１８ 上部ブラケット
１９ アーム部材
２０ プーリ
２１ プーリ
２２ ワイヤ
２３ 昇降台
２４ 掘削用チェーン
２５ スプロケット
２６ スプロケット
２７ 掘削爪
２８ ケーシング
２９ 支持部材
４０ 中空円筒
４１ 球面体
４２ 腕
４４ 油圧シリンダ
４５ ピストンロッド
４６ 球面軸受

Claims (4)

1. 上下のスプロケット間に張設された掘削用チェーンを、ベースマシンに支持されたリーダに昇降可能に取り付け、掘削用チェーンを回動させて地面を掘削する連続壁掘削機であって、
   リーダの下部はベースマシンの前部のアタッチメントに水平軸を介して支持され、リーダの上部はベースマシンから延びる油圧シリンダの先端に連結されてリーダを水平状態と直立状態との間で起伏自在としており、
   リーダは直立状態において、左右に微小角度だけ傾動可能であることを特徴とする連続壁掘削機。
2. 前記水平軸は左右の油圧シリンダにより垂直面内で微小角度だけ揺動可能であり、
   リーダの下部をこの水平軸から前方に延びる腕に連結することにより、直立状態のリーダを左右に微小角度だけ傾動可能としたことを特徴とする請求項１に記載の連続壁掘削機。
3. 前記水平軸は、ベースマシンのアタッチメントに固定された中空円筒の内部に、球面体により任意の方向に回転できるように支持されていることを特徴とする請求項２に記載の連続壁掘削機。
4. 前記リーダはその内部に回転可能な円筒軸を備え、この円筒軸に上下のスプロケット間に張設された掘削用チェーンを支持させることにより、リーダに対する掘削用チェーンの角度を変更可能としたことを特徴とする請求項１～３の何れかに記載の連続壁掘削機。

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