JP2901038B2 - 立坑掘削機に於けるカッター装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は、立坑掘削装置に関す
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
るビック、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、回転カッター等に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】上記従来型であって、
回転カッタ等を用いて立坑掘削を施工するカッター装置
は掘削外径の拡縮を円形精度良く行うことが困難であ
り、又、掘削孔の鉛直方向修正のための余掘りにおいて
も、任意方向に精度良く行うことが難しい。そこで、掘
削外径の拡縮、及び余掘りを精度良く行うことを可能に
し、依って必要最小断面の効率の良い掘削を可能とする
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
するために提案せられたものであり、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、該カッターは中央カッターと外周カッターに分割
され、且つ、該中央カッターと外周カッターは相互に回
転し乍ら双方のカッターにて立坑の全断面を掘削すると
共に、前記外周カッターにジャッキを取り付けて該外周
カッターを外周方向へ拡縮できるように構成された立坑
掘削機のカッター装置に於て、該カッター装置のフレー
ムの中心から同心円上に配設された複数の駆動モータの
各軸にピニオンギヤが軸着され、該ピニオンギヤの内周
側に嵌着せられている内周側旋回ベアリングの外輪と一
体の外接ギヤを該ピニオンギヤに噛合させ、更に、該内
周側旋回ベアリングの該外輪に一体に連設される中央カ
ッター取付用の支持体を垂設し、該支持体の下端面にカ
ッターを突設して前記中央カッターを形成し、一方、前
記ピニオンギヤの外周側に嵌着せられている外周側旋回
ベアリングの内輪と一体の内接ギヤを該ピニオンギヤに
噛合させ、更に、該外周側旋回ベアリングの前記内輪と
一体に連設される外周カッター取付用の下部フレームを
垂設し、且つ、該下部フレームの下方部を外方へ向って
突設して該下部フレームの基部を形成し、該基部の下面
にカッター刃を取付け、更に、該基部に伸縮ジャッキの
一端部を枢支し、該伸縮ジャッキの他端部に最外周部フ
レームを連設し、該最外周部フレームの下面にカッター
刃を取付けて外周カッターを構成し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】フレームの中心から同心円上に配設された複数
の駆動モータの各軸にピニオンギヤが軸着されており、
このピニオンギヤの内周側に嵌着せられている内周側旋
回ベアリングの外輪と一体の外接ギヤが該ピニオンギヤ
に噛合している。更に、該内周側旋回ベアリングの外輪
に一体に連設される中央カッター取付用の支持体の下面
にカッターが突設されて中央カッターが形成されている
ので、該中央カッターは前記駆動モータの動力が前記ピ
ニオンギヤ及び外接ギヤを介して伝達され、該中央カッ
ターによる立坑の掘削が為される。 又、前記ピニオンギ
ヤの外周側に嵌着せられている外周側旋回ベアリングの
内輪と一体の内接ギヤが該ピニオンギヤに噛合してお
り、更に、該外周側旋回ベアリングの前記内輪と一体に
連設される外周カッター取付用の下部フレームが垂設さ
れ、而も、該下部フレームの下方部が外方に向突設され
て基部が形成されており、該基部の下面にカッター刃が
取付けられ、更に、該基部に伸縮ジャッキの一端部を枢
支し、該伸縮ジャッキの他端部に最外周部フレームを連
設し、該最外周部フレームの下面にカッター刃を取付け
て外周カッターが構成されているので、前記駆動モータ
の回転力は前記ピニオンギヤ及び内接ギヤを介して該外
周カッターに伝達され、該外周カッターによる立坑の掘
削が為され、斯くして、中央カッターと外周カッターが
同時に該駆動モータからの動力伝達によって相互に逆回
転し乍ら立坑の全断面を掘削することができる。 又、前
記外周カッターであって、下面にカッター刃を取付けら
れている最外周部フレームは伸縮ジャッキによって掘削
外径の拡縮が自在であり、依って、立坑の坑径の大小に
任意に順応して、前記中央カッターと相俟って立坑の全
断面に及んで掘削することが可能となると共に、掘削孔
の鉛直方向修正のための余掘りを行うとき、任意方向に
精度良く、且つ、円滑に該余掘りを行うことができる。

【０００６】斯くして、ライナープレート組立後、外周
カッターを坑外へ搬出する場合も、該外周カッターの最
外周部を縮小することにより、該外周カッターの分割が
不要となる。

【０００７】

【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。

【０００８】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。

【０００９】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。

【００１０】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。

【００１１】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。

【００１２】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。

【００１３】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。

【００１４】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。

【００１５】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…のシリン
ダ部を下部フレーム５ａ，５ａ…に摺動自在に設け、そ
して、該シリンダ部の他端部に最外周部フレーム５ｃ，
５ｃ…を一体的に固設し、更に該最外周部フレーム５
ｃ，５ｃ…の下面に前記カッタ刃５ｂ，５ｂ…を取付け
ることにより、該最外周部フレーム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
り、立坑の坑径の大小に任意に順応して、前記中央カッ
ターと相俟って立坑の全断面に及んで掘削することが可
能となる。

【００１６】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。

【００１７】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。

【００１８】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、そして、該中央カ
ッター４，４…による先行掘削部位を前述のズリ溜部７
とし、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
排土性が良好となる。

【００１９】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。

【００２０】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。

【００２１】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。該ライナープレート２８は中
央カッター４，４…及び外周カッター５，５…によって
前記全断面掘削の一工程終了後に、該掘削部位に挿入さ
れて増結される。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。

【００２２】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。

【００２３】

【発明の効果】本発明は上記一実施例に詳述せる如く、
フレームの中心から同心円上に配設された複数の駆動モ
ータの各軸にピニオンギヤが軸着されており、このピニ
オンギヤの内周側に嵌着せられている内周側旋回ベアリ
ングの外輪と一体の外接ギヤが該ピニオンギヤに噛合し
ている。更に、該内周側旋回ベアリングの外輪に一体に
連設される中央カッター取付用の支持体の下面にカッタ
ーが突設されて中央カッターが形成されているので、該
中央カッターは前記駆動モータの動力が前記ピニオンギ
ヤ及び外接ギヤを介して伝達され、該中央カッターによ
る立坑の掘削が為される。 又、前記ピニオンギヤの外周
側に嵌着せられている外周側旋回ベアリングの内輪と一
体の内接ギヤが該ピニオンギヤに噛合しており、更に、
該外周側旋回ベアリングの前記内輪と一体に連設される
外周カッター取付用の下部フレームが垂設され、而も、
該下部フレームの下方部が外方に向突設されて基部が形
成されており、該基部の下面にカッター刃が取付けら
れ、更に、該基部に伸縮ジャッキの一端部を枢支し、該
伸縮ジャッキの他端部に最外周部フレームを連設し、該
最外周部フレームの下面にカッター刃を取付けて外周カ
ッターが構成されているので、前記駆動モータの回転力
は前記ピニオンギヤ及び内接ギヤを介して該外周カッタ
ーに伝達され、該外周カッターによる立坑の掘削が為さ
れ、斯くして、中央カッターと外周カッターが同時に該
駆動モータからの動力伝達によって相互に逆回転し乍ら
立坑の全断面を掘削することができる。 又、前記外周カ
ッターであって、下面にカッター刃を取付けられている
最外周部フレームは伸縮ジャッキによって掘削外径の拡
縮が自在であり、依って、立坑の坑径の大小に任意に順
応して、前記中央カッターと相俟って立坑の全断面に及
んで掘削することが可能となると共に、掘削孔の鉛直方
向修正のための余掘りを行うとき、任意方向に精度良
く、且つ、円滑に該余掘りを行うことができる。 更に、
中央カッターと外周カッターは夫々駆動モータ軸に軸着
されているピニオンギヤの両側に対峙して噛合されてい
る外接ギヤ及び内接ギヤを介して該駆動モータの回転が
伝達されるので、該中央カッターと外周カッターは相互
に逆方向 に回転して立坑の全断面を連続して掘削するこ
とになるので、発生する掘削トルク反力が該中央カッタ
ーと外周カッターとの相殺効果によって小となり、且
つ、前記逆回転が容易に得られると共に駆動モータが１
系列で可能となり、従って、駆動部もコンパクトに構成
されることができる。

【００２４】斯くして、必要最小断面の効率の良い掘削
が可能となり、立坑の掘削作業も極めて効率良く行わ
れ、掘削時に作業員が坑内に入る必要もない等、諸種の
効力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 ５ａ 外周カッターの下部フレーム ５ｃ 最外周部フレーム ６ 駆動モータ １９ ピニオンギヤー ２０ｂ 内接ギヤー ２１ 外周カッターのフレーム ２２ 伸縮ジャッキ ２３ｂ 外接ギヤー

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (73)特許権者 000207780 大豊建設株式会社 東京都中央区新川１丁目24番４号 (73)特許権者 391035795 株式会社白石 東京都千代田区丸の内三丁目４番１号 (72)発明者 池田 誠太 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 中川 新 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 三村 友男 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 (56)参考文献 特開 昭63−312498（ＪＰ，Ａ) 特開 平４−272387（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁶，ＤＢ名) E21D 1/06 E21D 9/08

Claims (1)

(57)【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、該カッターは中
   央カッターと外周カッターに分割され、且つ、該中央カ
   ッターと外周カッターは相互に回転し乍ら双方のカッタ
   ーにて立坑の全断面を掘削すると共に、前記外周カッタ
   ーにジャッキを取り付けて該外周カッターを外周方向へ
   拡縮できるように構成された立坑掘削機のカッター装置
   に於て、 該カッター装置のフレームの中心から同心円上に配設さ
   れた複数の駆動モータの各軸にピニオンギヤが軸着さ
   れ、該ピニオンギヤの内周側に嵌着せられている内周側
   旋回ベアリングの外輪と一体の外接ギヤを該ピニオンギ
   ヤに噛合させ、更に、該内周側旋回ベアリングの該外輪
   に一体に連設される中央カッター取付用の支持体を垂設
   し、該支持体の下端面にカッターを突設して前記中央カ
   ッターを形成し、一方、前記ピニオンギヤの外周側に嵌
   着せられている外周側旋回ベアリングの内輪と一体の内
   接ギヤを該ピニオンギヤに噛合させ、更に、該外周側旋
   回ベアリングの前記内輪と一体に連設される外周カッタ
   ー取付用の下部フレームを垂設し、且つ、該下部フレー
   ムの下方部を外方へ向って突設して該下部フレームの基
   部を形成し、該基部の下面にカッター刃を取付け、更
   に、該基部に伸縮ジャッキの一端部を枢支し、該伸縮ジ
   ャッキの他端部に最外周部フレームを連設し、該最外周
   部フレームの下面にカッター刃を取付けて外周カッター
   を構成 したことを特徴とする立坑掘削機に於けるカッタ
   ー装置。