JP4028803B2 - 掘削装置 - Google Patents

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【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、掘削溝の底面及び側壁を掘削する掘削装置に関する。
【0002】
【従来の技術】
従来、掘削孔を掘削する掘削装置としては、並設された複数の回転軸の上端部が固定された駆動部がベースマシンに昇降可能に支持され、各回転軸の下端部には掘削刃が取り付けられた掘削装置がある。この掘削装置では、各回転軸を駆動部によって回転させることにより掘削溝を掘削することができる。
【0003】
ここで、前記掘削装置によって掘削溝を掘削して連続地中壁を構築する場合には、図7の掘削溝の平面図に示すように、隣接する回転軸の掘削範囲をオーバラップさせて各掘削孔Aを接合させている。このとき、各回転軸の掘削範囲は平面視で円形になるため、掘削溝Bの側壁Cにおける各掘削孔Aの接合部に各回転軸の掘削刃が到達しない部位(以下、「未掘削部」という。)Dが形成され、掘削溝Bの幅員(図7における上下方向)が部分的に小さくなってしまう。これにより、構築された連続地中壁の厚さが部分的に小さくなるため、構築された連続地中壁の強度が部分的に低下してしまう。さらに、連続地中壁内に複数の鋼材Eを埋設させて強度を確保する場合には、掘削溝Bの最大幅員に近似した幅の鋼材Eを未掘削部Dが形成された位置に埋設することができないため、隣り合う鋼材E同士の間隔を大きくしたり、埋設する鋼材Eを未掘削部Dに対応させて小さくする必要があり、構築された連続地中壁の強度を均一に高めるのが困難である。
【0004】
そこで、掘削溝の側壁に形成された未掘削部を掘削するためのカッタを備えた掘削装置がある。
例えば、ベースマシンに昇降可能(上下動可能)に支持された油圧モータ(回転駆動装置)に上端部が取り付けられるとともに、下端部に掘削刃(ビット)が取り付けられた回転軸(掘削軸)を3本以上備え、各回転刃の掘削範囲(回転軌跡)がオーバラップするようにして接続部材(連結具)によって各回転軸が一体化(連結)されており、掘削溝の側壁を掘削するためのカッタ(中間壁面カッタ)が各回転軸の間に設置された多軸掘削装置がある。この多軸掘削装置では、回転軸の回転力をカッタに伝達させるための伝達機構を備えており、回転軸の回転力によってカッタを回転させることができ、掘削溝の側壁に形成された未掘削部を掘削することができるため、掘削溝の側壁を平坦に形成することができる(例えば、特許文献1参照。)。
【0005】
【特許文献1】
特開平7−3774号公報(第1−5頁、第3−4図)
【0006】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、従来のカッタを備えた掘削装置では、以下の問題がある。
従来の掘削装置では、回転軸の上端部が油圧モータに取り付けられており、掘削時に油圧モータは掘削溝の上方に配置されるため、掘削装置全体の重心が高くなってしまう。さらに、カッタを回転軸の回転力によって回転させて側壁を掘削することから、掘削溝の底面のみを掘削する場合と比較して、回転軸が必要なトルクが大きくなるため、掘削溝の上方に配置された油圧モータが大型化して重量が増加し、掘削装置の安定性が低くなってしまうという問題がある。
【0007】
本発明は、前記問題を解決するためになされたものであり、各回転手段に掘削溝の側壁を掘削するための掘削手段を設置した場合であっても、装置全体の重心を低くすることができ、高い安定性を有することができる掘削装置を提供することを課題としている。
【0008】
【課題を解決するための手段】
本発明は、前記課題を解決すべく構成されるものであり、請求項1に記載の発明は、ベースマシンと、ベースマシンに昇降可能に支持されている複数の回転手段とを備え、各回転手段は、ベースマシンに対して並設されており、各回転手段は掘削刃を有し、掘削刃により掘削溝を掘削する掘削装置であって、各回転手段は、固定軸と、固定軸が内挿され、出力部が固定軸周りに回転可能な油圧モータと、油圧モータの出力部に取り付けられることにより、固定軸と同心軸周りに回転可能であり、下部に掘削刃を備えた回転軸とから構成され、各回転手段の間には、掘削溝の側壁を掘削するための側壁用掘削刃を有するカッタと、カッタを回転させるための駆動モータとから構成される側壁掘削手段が設置されていることを特徴としている。
【0009】
ここで、ベースマシンは、回転手段を昇降可能な装置であれば自走式や固定式など、その構成は限定されるものではない。
また、油圧モータは、ラジアルピストンモータやアキシャルピストンモータなど既存の油圧モータである。
さらに、回転軸の掘削刃及び側壁掘削手段の側壁用掘削刃の形状は限定されるものではなく、掘削溝の底面及び側壁を効率良く掘削することができる形状であればよい。
また、カッタは、側壁用掘削刃が端部に設けられた軸部材が回転して掘削溝の側壁を掘削する構成や、側壁用掘削刃が外面に設けられた無端状カッタが回転して掘削溝の側壁を掘削する構成など、その構成は限定されるものではなく、掘削溝の側壁を確実に掘削することができる構成であればよい。
また、側壁掘削手段の駆動モータは、カッタを回転させることができるものであればよく、その駆動源は油圧式や電動式など限定されるものではない。
【0010】
この発明によれば、油圧モータは固定軸に取り付けられており、掘削時に油圧モータを掘削溝内に配置することができるため、掘削装置全体の重心を低くすることができる。これにより、側壁掘削手段の駆動モータを設置したことにより回転手段の重量が増加しても、掘削装置が高い安定性を有することができる。
また、固定軸が掘削時に回転しないため、固定軸の下部に設置された駆動モータに油圧ホースや電動ケーブル等の供給手段を接続する場合に、固定軸の内部に油圧ホースや電動ケーブルを通過させることができる。これにより、回転軸の回転によって油圧ホースや電動ケーブル等に捻れが生じないため、駆動モータを簡易に設置することができる。
【0011】
また、請求項2に記載の発明は、ベースマシンと、ベースマシンに昇降可能に支持されている複数の回転手段とを備え、各回転手段は、ベースマシンに対して並設されており、各回転手段は掘削刃を有し、掘削刃により掘削溝を掘削する掘削装置であって、各回転手段は、固定軸と、固定軸が内挿され、出力部が固定軸周りに回転可能な油圧モータと、油圧モータの出力部に取り付けられることにより、固定軸と同心軸周りに回転可能であり、下部に掘削刃を備えた回転軸とから構成され、並設された複数の回転手段において、両端に配置された回転手段の間に巻回された無端状カッタが設けられており、無端状カッタは、回転軸に係合されることにより、回転軸の回転力によって回転するように構成されていることを特徴としている。
【0012】
また、請求項3に記載の発明は、ベースマシンと、ベースマシンに昇降可能に支持されている複数の回転手段とを備え、各回転手段は、ベースマシンに対して並設されており、各回転手段は掘削刃を有し、掘削刃により掘削溝を掘削する掘削装置であって、各回転手段は、第1回転手段と第2回転手段とから構成され、第1回転手段と第2回転手段とが隣り合うようにして、少なくとも3基以上の回転手段が並設されており、第1回転手段は、第1油圧モータと、第1油圧モータの出力部に内挿されることにより回転可能であり、下部に掘削刃を備える回転軸とから構成され、第2回転手段は、固定軸と、固定軸が内挿され、出力部が固定軸周りに回転可能な第2油圧モータと、第2油圧モータの出力部に取り付けられることにより、固定軸と同心軸周りに回転可能であり、下部に掘削刃を備えた回転軸とから構成され、各回転手段の間には、掘削溝の側壁を掘削するための側壁用掘削刃を有するカッタが設置されており、カッタは、第1油圧モータの出力部に係合されることにより、出力部の回転力によって回転するように構成されていることを特徴としている。
【0013】
請求項2及び請求項3に記載の発明によれば、各回転手段はベースマシンによって昇降可能であり、掘削時に各回転手段の油圧モータを掘削溝内に配置することができるため、掘削装置全体の重心を低くすることができる。これにより、側壁を掘削するためのトルクを確保するために、油圧モータが大型化して重量が増加しても、掘削装置が高い安定性を有することができる。
【0014】
したがって、本発明の掘削装置では、側壁を掘削するための掘削手段を回転手段に設置した場合であっても、掘削装置全体の重心を低くすることができるため、掘削装置が高い安定性を有することができる。これにより、各回転手段を支持するベースマシンを大型化させて補強することなく、掘削装置を安定させた状態で掘削溝の側壁を平坦に掘削することができる。
【0015】
【発明の実施の形態】
以下、添付図面を参照して、本発明の実施形態について詳細に説明する。
なお、各実施形態の説明において、同一の構成要素に関しては同一の符号を付し、重複した説明は省略するものとする。
【0016】
本実施形態では、本発明の掘削装置を用いて鉛直方向の掘削溝を掘削し、その掘削溝内に固化剤を注入して掘削土砂と固化剤を撹拌混合することにより、掘削溝内の掘削土砂を硬化させるとともに、掘削溝内に鋼材を埋設させて連続地中壁を構築する場合を例として説明する。
【0017】
[第1実施形態]
まず、本発明の第1実施形態に係る掘削装置について説明する。
図1は、本発明の第1実施形態に係る掘削装置を示した側面図である。図2は、本発明の第1実施形態に係る回転手段を示した正面図である。図3は、本発明の第1実施形態に係る側壁掘削手段を示した図で、(a)は平面図、(b)は側面図である。なお、以下の説明における左右方向とは、図2における左右方向に対応するものである。
【0018】
まず、本発明の実施形態に係る掘削装置の構成について説明する。
掘削装置1は、図1及び図2に示すように、ベースマシン2と、ベースマシン2に昇降可能に支持されている3基の回転手段20C,20R,20Lとを備え、各回転手段20C,20R,20Lは、ベースマシン2に対して並設されており、各回転手段20C,20R,20Lは掘削刃22及び混練翼23を有し、掘削刃22により掘削溝を掘削するとともに、掘削溝内に固化剤を注入し、混練翼23により掘削土砂と固化剤を撹拌混合して地盤を改良する。さらに、各回転手段20C,20R,20Lの間には、掘削溝の側壁を掘削するための側壁掘削手段60が設置されている。
【0019】
続いて、ベースマシン2の構成について説明する。
ベースマシン2は、図1に示すように、鉛直方向の昇降レール3と、昇降レール3に沿って昇降可能な支持部材4と、昇降レール3を水平方向に旋回させるための旋回台座5と、昇降レール3を縦方向に回動させるための可倒手段6と、各回転手段20C,20R,20Lに駆動用油を供給するための給油管7と、各回転手段20C,20R,20Lから駆動用油を排出するための排油管8と、各回転手段20C,20R,20Lに固化剤を供給するための供給管9と、ベースマシン2を移動させるためのキャタピラ10とを主要部として構成されている。
【0020】
旋回台座5は、上部台座5aと下部台座5bとから構成され、上部台座5aの先端部には昇降レール3が上向きに立設されており、上部台座5aを水平方向に回動させることにより、昇降レール3を水平方向に旋回させることができる。
昇降レール3の可倒手段6は、伸縮可能な油圧シリンダであり、下端部が上部台座5aの後端部に連結され、上端部が昇降レール3の上端部に連結されており、可倒手段6を伸縮させることにより、昇降レール3の下端部に設けられた回転支持部11を中心として、昇降レール3を鉛直方向に回動させて傾動させる。
【0021】
支持部材4は、各回転手段20C,20R,20Lを昇降レール3に沿って鉛直方向に昇降自在な状態で支持する部材である。なお、支持部材4を昇降させるための機構は限定されるものではなく、本実施形態では、旋回台座5上に電動ウィンチ(図示せず)を設置し、この電動ウィンチのワイヤ12を昇降レール3の上端部に設けられた滑車13と、支持部材4の上部に設けられた滑車14とを介して昇降レール3の上端部に固定することにより支持部材4を吊り上げ、ワイヤ12の繰り出し又は巻き取りによって支持部材4を昇降させている。
【0022】
給油管7及び排油管8は、各回転手段20C,20R,20Lを駆動させるために設けられており、施工現場に設置されたオイルタンク(図示せず)の駆動用油が、給油管7を通じて各回転手段20C,20R,20Lに供給されるとともに、各回転手段20C,20R,20Lから排出された駆動用油が、排油管8を通じてオイルタンクに回収されるように構成されている。また、供給管9は、施工現場に設置された貯蔵タンク(図示せず)から各回転手段20R,20Lに接続されており、貯蔵タンクから供給管9を通じて各回転手段20R,20Lに固化剤が供給されるように構成されている。
【0023】
次に、回転手段20C,20R,20Lの構成について説明する。
3基の回転手段20C,20R,20Lは、図2において、中央に配置された中央回転手段20Cと、右側に配置された右側回転手段20Rと、左側に配置された左側回転手段20Lとから構成され、3基の回転手段20C,20R,20Lは、各回転手段20C,20R,20Lの上部に設けられた接続部材24及び下部に設けられた軸受部材25によって並設した状態で一体化されている。なお、隣接する各回転手段20C,20R,20Lの掘削範囲(平面視で円形)がオーバラップするようにして3基の各回転手段20C,20R,20Lが配置されている。
【0024】
回転手段20C,20R,20Lは、鉛直方向に配置された固定軸30と、固定軸30が貫通しており、混練翼23が周囲に設けられた出力部が固定軸30周りに回転可能な油圧モータ(以下、「アウターモータ」という)40と、固定軸30が内挿されるようにして、アウターモータ40の出力部に取り付けられることにより、固定軸30周りに回転可能であり、上部及び下端部に掘削刃22を備えるとともに、周囲に混練翼23が取り付けられた回転軸21とから構成されている。なお、右側回転手段20R及び左側回転手段20Lの固定軸30の上端部は、ベースマシン2の支持部材4(図1参照)に固定されている。
【0025】
アウターモータ40は、貫通した固定軸30周りに出力部が回転する外周駆動型のラジアルピストンモータであり、出力部の周囲に混練翼23が設けられている。
【0026】
接続部材24は、3基の回転手段20C,20R,20Lを一体化するための部材であり、中央回転手段20Cの固定軸30の上端部が固定されるとともに、右側回転手段20R及び左側回転手段20Lの固定軸30が貫通した状態で固定されている。
【0027】
軸受部材25は、3基の回転手段20C,20R,20Lを一体化するための部材であり、貫通した各回転軸21の下部がベアリング(図示せず)を介して取り付けられることにより、各回転軸21が回転可能な状態で支持されており、アウターモータ40と掘削刃22との間に配置されている。
【0028】
固定軸30は、中空部を有する中空管であり、固化剤を掘削溝内に供給するための中空部の周囲には、掘削孔溝内に圧縮空気を供給するための空気孔、アウターモータ40に駆動用油を供給するための給油孔、アウターモータ40からの駆動用油を排出するための排油孔、及びアウターモータ40の内部で駆動用油が流出した際のドレン孔として各々利用される複数の貫通孔が配置されている。
【0029】
また、右側回転手段20R及び左側回転手段20Lの固定軸30の中空部には供給管9(図1参照)が接続されている。さらに、給油孔には給油管7が接続されるとともに、排油孔には排油管8が接続され(図1参照)、ドレン孔にはドレン管(図示せず)が接続され、空気孔には圧縮空気を供給する空気供給手段(図示せず)が接続されている。また、中央回転手段20Cの固定軸30の給油孔、排油孔及びドレン孔は、接続部材24の内部で右側回転手段20R及び左側回転手段20Lの給油孔、排油孔及びドレン孔とホース等によって接続されており、右側回転手段20R及び左側回転手段20Lを介して給油及び排油が行われるように構成されている。
なお、各回転手段20C,20R,20Lの固定軸30の各孔と、給油管7,排油管8,供給管9との接続において、固定軸30は回転しないため、接続部にスイベルジョイント等の特殊な機構を取り付ける必要がない。
【0030】
回転軸21は、螺旋状の部材である混練翼23が周囲に設けられた中空管であり、アウターモータ40を介して上下方向に分割され、上部に掘削刃22を備える上部回転軸21aと、下端部に掘削刃22を備える下部回転軸21bとが形成されている。上部回転軸21aと下部回転軸21bには、固定軸30が内挿されており、上部回転軸21aの下端部と、下部回転軸21bの上端部とがアウターモータ40の出力部に取り付けられることにより、各回転軸21a,21bは固定軸30周りに回転可能となっている。
【0031】
そして、上部回転軸21a及び下部回転軸21bをアウターモータ40によって回転させ、下部回転軸21aの下端部に取り付けられた掘削刃22を回転させることにより、掘削溝の底面を掘削することができるとともに、上部回転軸21aの上部に取り付けられた掘削刃22を回転させ、上部回転軸21aよりも上方に貯留された掘削土砂を粉砕することができるようになっている。さらに、各回転軸21a,21bの回転によって混練翼23が回転するため、掘削溝内の掘削土砂と固化剤を撹拌混合することができる。
なお、掘削刃22及び混練翼23の構成は限定されるものではなく、効率良く掘削溝内を掘削及び撹拌することができる形状及び材質であればよい。
【0032】
次に、側壁掘削手段60の構成について説明する。
側壁掘削手段60は、図2及び図3に示すように、各回転手段20C,20R,20Lの下部回転軸21bの下部に配置され、各回転手段20C,20R,20Lの間に1基ずつ設置されている。この側壁掘削手段60は、軸受部材25の長手方向に直交するようにして横方向に配置された軸部材61と、軸部材61の両端に取り付けられた円錐台形状のカッタ62と、軸部材61を所定の高さに支持するための支持部材63と、軸受部材25上に設置され、水平方向に回転可能な出力軸を有する油圧式の駆動モータ64とから構成され、駆動モータ64の出力軸と軸部材61は、駆動モータ64の出力軸に周設されたかさ歯車と、駆動モータ64のかさ歯車に噛み合うようにして軸部材61に周設された一対のかさ歯車とによる歯車機構65によって係合されている。これにより、駆動モータ64の出力軸を回転させることによって軸部材61が連動して回転するため、駆動モータ64によってカッタ62を鉛直方向に回転させることができる。
また、円錐台形状のカッタ62は、斜面部が横方向に配置されるようにして、上面が軸部材61に取り付けられており、掘削溝の側壁に対峙するようにして鉛直方向に配置された底面上に掘削溝の側壁を掘削するための側壁用掘削刃66が設けられている。さらに、軸部材61の両端に配置された側壁用掘削刃66同士の間隔は、各回転手段20C,20R,20Lの掘削範囲の直径と同一に形成されているため、側壁掘削手段60は、各回転手段20C,20R,20Lの接合部に形成される未掘削部(図7参照)を掘削することができる。
【0033】
ここで、本発明の掘削装置1では、固定軸30が掘削時に回転しないため、固定軸30の下部に設置された駆動モータ64の油圧ホース(図示せず)を固定軸30の内部に通過させている。これにより、回転軸21の回転によって油圧ホースが捻れないため、駆動モータ64を簡易に設置することができる。
また、本発明の掘削装置1では、掘削時にアウターモータ40が掘削溝内に配置させるため、掘削装置1全体の重心が低くなっている。これにより、側壁掘削手段60の駆動モータ64を設置したことにより、回転手段20C,20R,20Lの重量が増加しても、掘削装置1が高い安定性を有している。
【0034】
次に、本発明の第1実施形態に係る掘削装置1を用いた地盤掘削方法について説明する。
まず、図1及び図2に示すように、掘削する所定位置の側方にベースマシン2を移動させ、旋回台座5及び可倒手段6を調整して各回転手段20C,20R,20Lを所定位置に鉛直状態で設置する。そして、各回転手段20C,20R,20Lを下降させ、各回転軸21の下端部に設置された掘削刃22を地上面に当接させる。
【0035】
続いて、各回転手段20C,20R,20Lの各アウターモータ40を駆動して各回転軸21を回転させ、下端部に設置された掘削刃22によって地盤を掘削する。さらに、ベースマシン2によって各回転手段20C,20R,20Lを下降させて所定深さの掘削溝を構築し、各回転手段20C,20R,20Lの各アウターモータ40を掘削溝内に配置する。
【0036】
一方、各回転手段20C,20R,20Lで地盤を掘削しながら、右側回転手段20R及び左側回転手段20Lの中空部に供給管9を通じて固化剤を供給する(図3参照)。この固化剤は各回転手段20R,20Lの固定軸30の内部を通過して、固定軸30の下端部から掘削溝内に注入される。さらに、中央回転手段20Cの固定軸30の空気孔から掘削溝内に圧縮空気を供給する。
【0037】
これにより、各回転手段20C,20R,20Lの混練翼23の回転によって掘削土砂と固化剤とが掘削溝内で撹拌混合される。このとき、各回転軸21の混練翼23とともに、各アウターモータ40の混練翼23によっても掘削溝内が撹拌されるため、効率良く撹拌混合することができる。また、各アウターモータ40の混練翼23によって、各回転手段20C,20R,20Lの高さ方向において広範囲に混練翼23が設置されるため、掘削土砂を効率良く上方に排土することができる。
【0038】
ここで、並設された3基の回転手段20C,20R,20Lによって掘削溝を掘削した場合には、図7に示すように、掘削溝Bの側壁Cにおける各掘削孔Aの接合部に未掘削部Dが形成されてしまうが、本発明の掘削装置1では、掘削刃22の上方で側壁掘削手段60(図3参照)のカッタ62を回転させることにより、掘削溝Bの側壁Cに形成された未掘削部Dを掘削することができるため、掘削溝Bの側壁Cが平坦に形成される。
【0039】
そして、図2に示すように、掘削土砂と固化剤を撹拌混合しながら、各回転手段20C,20R,20Lを上昇させて掘削孔から引き上げる。このとき、混練翼23が設けられた各アウターモータ40の出力部を回転させながら上昇させることにより、アウターモータ40と掘削土砂との間の抵抗力が小さくなるため、掘削溝から容易に引き上げることができる。さらに、掘削溝の上方で掘削土砂の硬化が進行している場合であっても、各回転軸21の上部に取り付けられた掘削刃22によって掘削土砂を粉砕して柔らかくすることができるため、掘削溝から簡易に引き上げることができる。
【0040】
最後に、掘削溝内に補強用の鋼材を並設させて埋設する。このとき、掘削溝の幅員(図7の上下方向)が均一に形成されているため、掘削溝の幅員に近似する幅の鋼材を小さい間隔で並設されて埋設することでき、連続地中壁の強度を均一に高めることができる。
そして、各回転手段20C,20R,20Cの離脱後に掘削溝内の掘削土砂が硬化して連続地中壁が構築される。
【0041】
[第2実施形態]
次に、本発明の第2実施形態に係る掘削装置について説明する。
図4は、本発明の第2実施形態に係る側壁掘削手段を示した図で、(a)は平面図、(b)は側面図である。
【0042】
本発明の第2実施形態に係る掘削装置は、第1実施形態に係る掘削装置1と略同様の構成であり、図4に示すように、側壁掘削手段70の構成が異なっている。
第2実施形態に係る側壁掘削手段70は、各回転手段20C,20R,20Lの下部回転軸21bの下部に配置され、各回転手段20C,20R,20Lの間に1基ずつ設置されている。この側壁掘削手段70は、軸受部材25の長手方向に直交するようにして、軸受部材25の周囲に配置されたベルト状の無端状カッタ71と、無端状カッタ71が四周枠に形成されるように配置された4個の従動ローラ72と、軸受部材25に立設され、各従動ローラ72を所定位置に支持する4本の支持部材73と、軸受部材25上に設置され、鉛直方向に回転可能な出力軸を有し、駆動ローラ75を介して無端カッタ71の内面に出力軸の回転力を伝達させる油圧式の駆動モータ74とから構成され、無端状カッタ71の外面には掘削溝の側壁を掘削可能な側壁掘削刃76が一様に設けられている。なお、無端状カッタ74は、軸受部材25の長手方向と直交する方向の大きさ(図4(a)の上下方向)が、掘削溝の最大幅員と略同一に設定されているため、掘削溝の側壁に形成される未掘削部(図7参照)を掘削可能である。
これにより、駆動モータ74の出力軸を回転させることによって無端状カッタ71を軸受部材25の周囲で回転させ、無端状カッタ71の側壁掘削刃76によって掘削溝の側壁に形成された未掘削部(図7参照)を掘削することができる。
【0043】
[第3実施形態]
次に、本発明の第3実施形態に係る掘削装置について説明する。
図5は、本発明の第3実施形態に係る側壁掘削手段を示した図で、(a)は正面図、(b)は平面図、(c)は側壁掘削手段の他の構成を示した平面図である。
【0044】
本発明の第3実施形態に係る掘削装置は、第1実施形態に係る掘削装置1と略同様の構成であり、図5(a),(b)に示すように、側壁掘削手段80の構成が異なっている。
第3実施形態に係る側壁掘削手段80は、並設された3基の回転手段20C,20R,20Lにおいて、両端に配置された右側回転手段20Rと左側回転手段20Lの間に巻回されたチェーン状の無端状カッタ81と、右側回転手段20Rと左側回転手段20Lの回転軸21に横向きに周設され、無端状カッタ81と係合されたスプロケット82とから構成され、無端状カッタ81の外面には、掘削溝の側壁を掘削するための複数の側壁用掘削刃84が所定間隔で突設されている。また、中央回転手段20Cの回転軸21には、無端状カッタ81のたわみを規制するためのプーリ83が横方向に周設されており、無端状カッタ81は、右側回転手段20Rと左側回転手段20Lとの間でトラック状に配置される。
これにより、回転軸21を回転させることにより、スプロケット82に係合された無端状カッタ81が回転軸21の回転力によって回転するため、掘削溝の側壁に形成された未掘削部(図7参照)を掘削することができる。
なお、掘削溝の側壁を掘削するためのトルクを確保するために、アウターモータ40が大型化して重量が増加しても、本発明の掘削装置では、掘削時にアウターモータ40が掘削溝内に配置され、掘削装置全体の重心が低くなるため、掘削装置は高い安定性を有することができる。
【0045】
また、スプロケット82が周設される回転手段20C,20R,20Lは、右側回転手段20Rと左側回転手段20Lに限定されるものではなく、各回転軸21の回転方向に対応させて適宜に定められるものである。例えば、図5(b)に示すように、左回転手段20Lと中央回転手段20Cの回転軸21の回転方向が同一である場合には、左回転手段20Lと中央回転手段20Cにスプロケット82を取り付け、右側回転手段20Rにはプーリ83を取り付けることにより、各回転軸21の回転力によって無端状カッタ81を横方向に回転させることができるように構成する。
【0046】
[第4実施形態]
次に、本発明の第4実施形態に係る掘削装置について説明する。
図6は、本発明の第4実施形態に係る回転手段を示した正面図である。
【0047】
本発明の第4実施形態に係る掘削装置1は、第1実施形態に係る掘削装置と略同様の構成であり、図6に示すように、中央回転手段20C’及び側壁掘削手段90の構成が異なっている。
【0048】
第4実施形態に係る中央回転手段20C’は、接続部材25に外周部が固定されることにより右側回転手段20R及び左側回転手段20Lと一体化された油圧モータ(以下、「インナーモータ」という)50と、インナーモータ50の出力部に内挿された状態で取り付けられることにより回転可能な回転軸21とから構成されている。ここで、インナーモータ50は、アウターモータ40R,40Lよりも小型に形成することができるため、右側回転手段20Rと左側回転手段20Lの間隔を小さくすることができる。また、インナーモータ50は、アウターモータ40R,40Lよりも製作費用が少ないため、掘削装置の製作費用を少なくすることができる。
【0049】
第4実施形態に係る側壁掘削手段90は、各回転手段20C’のインナーモータ50の直上に設置されている。この側壁掘削手段90は、接続部材25の長手方向に直交するようにして横方向に配置され、各回転手段20C’,20R,20Lの間に1本ずつ配置された軸部材91と、軸部材91の両端に取り付けられたカッタ92と、軸部材91を所定の高さに支持するための支持部材(図示せず)と、インナーモータ50の出力部に内挿された状態で取り付けられることにより、水平方向に回転可能な出力軸93とから構成され、出力軸93と軸部材91にはかさ歯車が周設されており、両者のかさ歯車に駆動力が伝達されるようにして歯車機構94が構成されている。さらに、カッタ92には掘削溝の側壁に対峙するようにして鉛直面が形成されており、この鉛直面上に掘削溝の側壁を掘削するための側壁用掘削刃95が設けられている。そして、インナーモータ50を駆動させ、出力軸93を回転させることによりカッタ91が鉛直方向に回転するため、カッタ91の側壁用掘削刃95によって掘削溝の側壁に形成された未掘削部(図7参照)を掘削することができる。
【0050】
以上、本発明の好適な実施形態についての一例を説明したが、本発明は前記実施形態に限定されず、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で適宜設計変更が可能である。
例えば、各回転手段20C,20R,20Lの固定軸30に取り付けられるモータの個数は限定されるものではない。また、固定軸30に複数のモータを取り付けた場合に、各モータの構成は限定されるものではなく、排土効率が高いアウターモータ40と、回転軸21を出力部に内挿することにより回転軸21の直径が小さくなり、掘削時のトルクが小さくなるインナーモータ50とを組み合せてもよく、土壌の土質など各種施工条件に対応させて各種のモータを適宜に設定し、掘削及び撹拌を効率良く行うことが好ましい。
さらに、回転手段20C,20R,20Lを並設させる台数は3基に限定されるものではなく、掘削溝の大きさやベースマシン2の吊上能力等に応じて適宜に定めることが好ましい。なお、排土効率が高いアウターモータ40を用いた回転手段と、掘削時のトルクが小さいインナーモータ50を用いた回転手段とを複数並設させる場合には、両者が隣り合うようにして並設させることにより、効率良く掘削溝を掘削することができる。
【0051】
【発明の効果】
本発明の掘削装置によれば、掘削時に油圧モータを掘削溝内に配置することができるため、掘削装置全体の重心を低くすることができ、側壁掘削手段の駆動モータを設置したことにより回転手段の重量が増加しても、掘削装置が高い安定性を有することができる。これにより、各回転手段を支持するベースマシンを大型化させて補強することなく、掘削装置を安定させた状態で掘削溝の側壁を平坦に掘削することができる。
また、固定軸が掘削時に回転しないため、固定軸の下部に設置された駆動モータに油圧ホースや電動ケーブル等の供給手段を接続する場合に、固定軸の内部に油圧ホースや電動ケーブルを通過させることができる。これにより、回転軸の回転によって油圧ホースや電動ケーブル等に捻れが生じないため、駆動モータを簡易に設置することができる。
さらに、回転軸の回転力によって側壁掘削手段を駆動させる構成において、側壁を掘削するためのトルクを確保するために、油圧モータが大型化して重量が増加しても、掘削装置全体の重心が低くなっているため、掘削装置が高い安定性を有することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の第1実施形態に係る掘削装置を示した側面図である。
【図2】本発明の第1実施形態に係る回転手段を示した正面図である。
【図3】本発明の第1実施形態に係る側壁掘削手段を示した図で、(a)は平面図、(b)は側面図である。
【図4】本発明の第2実施形態に係る側壁掘削手段を示した図で、(a)は平面図、(b)は側面図である。
【図5】本発明の第3実施形態に係る側壁掘削手段を示した図で、(a)は正面図、(b)は平面図、(c)は側壁掘削手段の他の構成を示した平面図である。
【図6】本発明の第4実施形態に係る回転手段を示した正面図である。
【図7】従来の掘削装置によって掘削された掘削溝を示した平面図である。
【符号の説明】
1・・・・掘削装置
2・・・・ベースマシン
20C・・・・中央回転手段
20R・・・・右側回転手段
20L・・・・左側回転手段
21・・・・回転軸
22・・・・掘削刃
30・・・・固定軸
40・・・・アウターモータ
50・・・・インナーモータ
60・・・・側壁掘削手段(第1実施形態)
61・・・・カッタ
64・・・・駆動モータ
66・・・・側壁用掘削刃
70・・・・側壁掘削手段(第2実施形態)
71・・・・無端状カッタ
74・・・・駆動モータ
76・・・・側壁用掘削刃
80・・・・側壁掘削手段(第3実施形態)
81・・・・無端状カッタ
90・・・・側壁掘削手段(第4実施形態)
92・・・・カッタ
95・・・・側壁用掘削刃

Claims (3)

  1. ベースマシンと、
    前記ベースマシンに昇降可能に支持されている複数の回転手段と、を備え、
    前記各回転手段は、前記ベースマシンに対して並設されており、
    前記各回転手段は掘削刃を有し、前記掘削刃により掘削溝を掘削する掘削装置であって、
    前記各回転手段は、
    固定軸と、
    前記固定軸が内挿され、出力部が前記固定軸周りに回転可能な油圧モータと、
    前記油圧モータの前記出力部に取り付けられることにより、前記固定軸と同心軸周りに回転可能であり、下部に前記掘削刃を備えた回転軸と、から構成され、
    前記各回転手段の間には、
    掘削溝の側壁を掘削するための側壁用掘削刃を有するカッタと、
    前記カッタを回転させるための駆動モータと、から構成される側壁掘削手段が設置されていることを特徴とする掘削装置。
  2. ベースマシンと、
    前記ベースマシンに昇降可能に支持されている複数の回転手段と、を備え、
    前記各回転手段は、前記ベースマシンに対して並設されており、
    前記各回転手段は掘削刃を有し、前記掘削刃により掘削溝を掘削する掘削装置であって、
    前記各回転手段は、
    固定軸と、
    前記固定軸が内挿され、出力部が前記固定軸周りに回転可能な油圧モータと、
    前記油圧モータの前記出力部に取り付けられることにより、前記固定軸と同心軸周りに回転可能であり、下部に前記掘削刃を備えた回転軸と、から構成され、
    並設された複数の前記回転手段において、両端に配置された前記回転手段の間に巻回された無端状カッタが設けられており、
    前記無端状カッタは、前記回転軸に係合されることにより、前記回転軸の回転力によって回転するように構成されていることを特徴とする掘削装置。
  3. ベースマシンと、
    前記ベースマシンに昇降可能に支持されている複数の回転手段と、を備え、
    前記各回転手段は、前記ベースマシンに対して並設されており、
    前記各回転手段は掘削刃を有し、前記掘削刃により掘削溝を掘削する掘削装置であって、
    前記各回転手段は、第1回転手段と第2回転手段とから構成され、前記第1回転手段と前記第2回転手段とが隣り合うようにして、少なくとも3基以上の回転手段が並設されており、
    前記第1回転手段は、
    第1油圧モータと、
    前記第1油圧モータの前記出力部に内挿されることにより回転可能であり、下部に前記掘削刃を備える回転軸と、から構成され、
    前記第2回転手段は、
    固定軸と、
    前記固定軸が内挿され、出力部が前記固定軸周りに回転可能な第2油圧モータと、
    前記第2油圧モータの前記出力部に取り付けられることにより、前記固定軸と同心軸周りに回転可能であり、下部に前記掘削刃を備えた回転軸と、から構成され、
    前記各回転手段の間には、掘削溝の側壁を掘削するための側壁用掘削刃を有するカッタが設置されており、
    前記カッタは、前記第1油圧モータの前記出力部に係合されることにより、前記出力部の回転力によって回転するように構成されていることを特徴とする掘削装置。
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