JP2864897B2 - 変断面地中壁用掘削装置 - Google Patents

変断面地中壁用掘削装置

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JP2864897B2
JP2864897B2 JP4266327A JP26632792A JP2864897B2 JP 2864897 B2 JP2864897 B2 JP 2864897B2 JP 4266327 A JP4266327 A JP 4266327A JP 26632792 A JP26632792 A JP 26632792A JP 2864897 B2 JP2864897 B2 JP 2864897B2
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真弘 佐藤
正明 吉崎
恵美子 高橋
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  • Pit Excavations, Shoring, Fill Or Stabilisation Of Slopes (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】この発明は、ハイドロフレーズ掘
削機のようにフレームの最下部に回転式カッタードラム
を備えた地中壁用掘削装置に関し、特に、掘削溝内でカ
ッタードラムを横方向に変位させて溝の断面形状を変更
する機能を有する変断面地中壁用掘削装置に関する。
【0002】
【従来の技術】構築しようとする地中壁の壁面の剛性分
布を任意パターンに設定したり、地中の障害物を回避す
るなどの目的で、壁面の一部を拡幅して壁厚を部分的に
増すことがある。このような断面形状が部分的に異なる
地中壁を変断面地中壁と称している。前記の変断面地中
壁を構築するには、掘削溝の幅を部分的に拡大すること
になる。
【0003】ハイドロフレーズ掘削機などで地中壁用の
溝を掘削する場合、最下部に回転式カッタードラムを備
えたフレームは、カッタードラムの回転軸がほぼ水平に
なる姿勢に保たれて吊り下げられ、かつ回転軸方向が溝
の幅方向(地中壁の壁厚方向)に一致する姿勢で掘削作
業が進められる。この種の掘削装置で前記の変断面地中
壁用の溝を掘削するには、掘削溝内においてカッタード
ラムをその回転軸方向に変位させ、溝の側面を拡幅する
ように掘削することになる。掘削溝の拡幅機能を有する
変断面地中壁用掘削機としては、従来、次のような構成
の装置が知られている。
【0004】実開平4−12542号公報に開示され
ているように、固定のインナードラムの外周にカッター
ドラムが同心に取り付けられた二重構造になっていると
ともに、カッタードラムがインナードラムに沿って軸方
向(すなわち回転軸方向)にスライドするように構成さ
れており、油圧駆動機構などでカッタードラムの位置を
変えることができるようになっている。
【0005】特公昭59−11017号公報に開示さ
れているように、左右一対のフレームの最下部にそれぞ
れカッタードラムが取り付けられており、両フレームが
上部でヒンジ結合され、そのヒンジを中心に両フレーム
の下部側を左右に開くように回動させる油圧駆動機構を
備えている。両フレームの回動とともにカッタードラム
も一体に左右に変位する。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】前記の構成では、カ
ッタードラムのスライド変位量はその支持ガイド部材で
ある前記インナードラムの軸長より小さく、インナード
ラムの軸長はカッタードラムの軸長より小さくならざる
を得ない。そのためカッタードラムのスライド変位量を
あまり大きくすることができず、一回の拡幅掘削作業で
拡幅することができる寸法が比較的小さく、大きな拡幅
には拡幅掘削を二回以上繰り返さなければならなかっ
た。また、カッタードラムを軸方向にスライド変位させ
るには、その回転駆動軸を伸縮式に構成しなければなら
ないが、その伸縮構造部分の水密性を確保するのが難し
いという問題もあった。
【0007】前記の構成では、左右の分割フレームを
上部のヒンジを中心にして回動させてカッタードラムを
拡幅方向に変位させるので、前記の構成よりはカッタ
ードラムの変位量を大きくすることができる。しかしカ
ッタードラムを拡幅方向に回動変位させると、ドラムの
回転軸が水平に対して傾くことになり、傾斜したカッタ
ードラムで拡幅掘削を行うことになる。そのため、拡幅
掘削した溝の側面が縦円筒状凹面を連ねた縞模様になる
という欠点があった。また、左右一組のカッタードラム
が左右対称に回動変位するが、この拡幅掘削の動きが目
的にそわない場合もあり、汎用性が低いという問題もあ
る。
【0008】この発明は前述した従来の問題点に鑑みな
されたもので、その目的は、カッタードラムを回転軸方
向に変位させて拡幅を行う構成で、拡幅寸法を充分に大
きくすることができるようにした変断面地中壁用掘削装
置を提供することにある。
【0009】
【課題を解決するための手段】この発明の変断面地中壁
用掘削装置は、最下部に回転式カッタードラムを備えた
フレームを、前記カッタードラムの回転軸がほぼ水平に
なる姿勢で掘削溝に吊り下げつつ当該溝を掘削する地中
壁用掘削装置であって、前記フレームを少なくとも上下
2段に分割し、上部フレームと下部フレームとを前記回
転軸の軸を含む鉛直面内において一方向に屈曲自在に結
合するとともに屈曲動作の駆動機構を設け、前記下部フ
レームの最下部に前記カッタードラムの支持ベースを
記鉛直面内において他方向に屈曲自在に取り付けるとと
もにその屈曲動作の駆動機構を設け、さらに前記上下フ
レームの内少なくともいずれかに前記掘削溝の内壁を押
圧するための反力板およびその駆動機構を設けたもので
ある。
【0010】
【作用】前記上部フレームに対して前記下部フレームを
適宜角度屈曲させて、上下分割構造のフレームを屈曲さ
せるとともに、前記カッタードラムの支持ベースを前記
下部フレームに対してフレームの屈曲方向と反対に同じ
角度だけ屈曲させる。さらに前記上下フレームの内少な
くともいずれかに設けられた反力板により掘削溝内壁を
押圧する。そうすると、前記上部フレームの垂直中心線
に対して前記カッタードラムが拡幅方向に変位し、しか
もカッタードラムの回転軸はほぼ水平に保たれる。
【0011】
【実施例】この発明の一実施例による変断面地中壁用掘
削装置の概略構成を図1に示している。この図では、最
初に通常状態で一定幅の溝1を掘削した後、その溝1内
で一方の溝側面を拡幅掘削している状態を示している。
2は溝1の拡幅部分をさしている。
【0012】掘削装置の本体はケーブル3により吊り下
げられる。この実施例では、本来のフレームは上部フレ
ーム4と下部フレーム5の上下2分割の構成になってお
り、両フレーム4と5は側端のヒンジ軸6で屈曲自在に
連結されている。本体の吊り下げ状態においてヒンジ軸
6は水平になる。ヒンジ軸6を中心に上下のフレーム4
と5を屈曲させる駆動手段として、両フレーム間に油圧
シリンダ7が取り付けられている。
【0013】カッタードラムの支持ベース8はT字型の
構造で、その下部垂直部分の両側に左右対称にモータ9
が取り付けられ、そのモータ9の回転軸10に取り付け
られたカッタードラム11がモータ9の外周を同芯に覆
っている。左右のモータ9の回転軸10は同一直線上に
あり、この回転軸10は以下のように常に水平に保た
れ、かつ前記ヒンジ軸6と直交している。
【0014】前記支持ベース8の上部水平部分が前記下
部フレーム5の下部側端にヒンジ軸12を介して屈曲
在に取り付けられている。このヒンジ軸12は前記屈曲
フレームのヒンジ軸6と平行で、かつヒンジ軸6とは反
対側の側端に位置する。支持ベース8を下部フレーム5
に対してヒンジ軸12を中心に屈曲させる駆動手段とし
て、下部フレーム5と支持ベース8との間に油圧シリン
ダ13が取り付けられている。
【0015】また、本体の姿勢を掘削溝内で安定させる
ために、上部フレーム4にはジャッキ14により駆動さ
れる反力板15が設けられ、下部フレーム5にはジャッ
キ16により駆動される反力板17が設けられている。
さらに、各部分に至る油圧配管や電気配線のケーブル1
8はフレキシブルに構成され、カッター部分から地上へ
掘削土砂を搬送する揚泥管19も蛇腹式のフレキシブル
構造になっており、上部フレーム4,下部フレーム5,
支持ベース8の屈曲変位に支障なく対応するようになっ
ている。
【0016】以上のように構成された変断面地中壁用掘
削装置について、以下その動作を説明する。
【0017】一定幅の鉛直な溝1を掘削する通常の作業
を行うには、屈曲駆動用の油圧シリンダ7を縮小して上
部フレーム4と下部フレーム5とをまっすぐに連結した
状態とし、また支持ベース8の屈曲駆動用の油圧シリン
ダ13を縮小してカッタードラム11を下部フレーム5
の真下に位置させ、回転軸10を水平に保つ。なお、反
力板15、17を駆動するジャッキ14、16もほぼ最
小状態まで縮めておく。すなわち装置全体を鉛直に構成
して、これをケーブル3で吊り下げて、最下部のカッタ
ードラム11で溝1を鉛直に掘削していく。
【0018】前記のように掘削した一定幅の鉛直な溝1
内にて、一部の溝側面を拡幅掘削するには、屈曲駆動用
の油圧シリンダ7と13とを同時に伸長させるととも
に、反力板15、17を駆動するジャッキ14、16も
これらに連動させる。図1に示すように、油圧シリンダ
7を伸させると、下部フレーム5がヒンジ軸6を中心
に反時計方向に屈曲する。また油圧シリンダ13を伸長
させると、カッタードラム11の支持ベース8がヒンジ
軸12を中心に時計方向に屈曲する。両者の屈曲角度が
常に同じになるように制御することで、カッタードラム
11は回転軸10を水平に保った状態で回転軸方向に変
位し、溝1の側面を拡幅掘削する。そのとき拡幅掘削す
る側と反対側の溝側面に反力板15、17を当接させ、
掘削反力を得る。所定の拡幅寸法に見合うだけカッター
ドラム11を変位させたなら、油圧シリンダ7、13を
その状態に保ち、屈曲した装置全体を徐々に下降させ
て、拡幅部分2を下方に拡張していく。
【0019】次いで、他の実施例について図2を用いて
詳細に説明する。この実施例の要旨は、上下フレーム
4,5間、及び下部フレーム5と支持ベース8との間
を、回転軸10の軸方向に離間して配設された一対の油
圧シリンダによって連結するとともに、ジャッキ14,
16により駆動する反力板15,17を上下フレーム
4,5のそれぞれの両側部に設けたことにある。すなわ
ち、前述した実施例におけるヒンジ軸6,12に代えて
油圧シリンダ20,21を設け、上下フレーム4,5を
一対の油圧シリンダ7,20によって連結し、下部フレ
ーム5と支持ベース8を一対の油圧シリンダ21,13
によって連結するとともに、上部フレーム4の両側部に
はジャッキ14,14により駆動される反力板15,1
5を設け、下部フレーム5の両側部にはジャッキ16,
16により駆動される反力板17,17を設けるのであ
る。これにより、カッタードラム11の軸方向に沿った
任意の拡幅掘削が行える。また、反力板15,17を上
下フレーム4,5の両側部に設けたことにより、下部フ
レーム5、支持ベース8を左右いずれかの方向へ屈曲さ
せて拡幅する場合であっても、本体の姿勢を掘削溝内で
安定させることができる。
【0020】
【発明の効果】以上詳細に説明したように、この発明の
変断面地中壁用掘削装置は、上下2段に分割したフレー
ムを水平軸回りに屈曲させるように構成するとともに、
その下部フレームの最下部に取り付けたカッタードラム
の支持ベースを水平軸回りに前記とは反対方向に屈曲
せるように構成し、両者の屈曲角度を常に同じになるよ
うに制御することで、カッタードラムをその回転軸を水
平に保ちながら回転軸方向に変位させ、拡幅掘削を行う
ことができる。したがって、前記の従来装置に比べて
カッタードラムの変位量を大きくすることができ、一回
の作業での拡幅寸法を十分大きくすることができる。ま
た、前記の従来装置のように拡幅時にカッタードラム
が傾かないので、拡幅掘削した溝の側面が縦円筒状凹面
を連ねた縞模様になるという問題も解消される。さら
に、カッタードラムの回転軸の水密性を確保するのが簡
単であるし、拡幅掘削の作業パターンの自由度も高い。
【図面の簡単な説明】
【図1】この発明の一実施例による変断面地中壁用掘削
装置の概略構成図である。
【図2】この発明の他の実施例による変断面地中壁用掘
削装置の概略構成図である。
【符号の説明】
3 ケーブル 4 上部フレーム 5 下部フレーム 6 ヒンジ軸 7 油圧シリンダ 8 支持ベース 9 モータ 10 回転軸 11 カッタードラム 12 ヒンジ軸 13 油圧シリンダ
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.6,DB名) E02F 5/02 E02F 5/08

Claims (1)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 最下部に回転式カッタードラムを備えた
    フレームを、前記カッタードラムの回転軸がほぼ水平に
    なる姿勢で掘削溝に吊り下げつつ当該溝を掘削する地中
    壁用掘削装置であって、前記フレームを少なくとも上下
    2段に分割し、上部フレームと下部フレームとを前記回
    転軸の軸を含む鉛直面内において一方向に屈曲自在に結
    合するとともに屈曲動作の駆動機構を設け、前記下部フ
    レームの最下部に前記カッタードラムの支持ベースを
    記鉛直面内において他方向に屈曲自在に取り付けるとと
    もにその屈曲動作の駆動機構を設け、さらに前記上下フ
    レームの内少なくともいずれかに前記掘削溝の内壁を押
    圧するための反力板およびその駆動機構を設けたことを
    特徴とする変断面地中壁用掘削装置。
JP4266327A 1992-10-05 1992-10-05 変断面地中壁用掘削装置 Expired - Fee Related JP2864897B2 (ja)

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Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS5638729A (en) * 1979-08-18 1981-04-14 Fujitsu Ltd Manufacture of gas discharge panel

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