JP4028803B2 - 掘削装置 - Google Patents

Description

【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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