JP4084668B2

JP4084668B2 - Drilling machine

Info

Publication number: JP4084668B2
Application number: JP2003005637A
Authority: JP
Inventors: 研一金子; 義行高瀬; 庫雄鈴木; 俊実藤谷; 聡橋本; 順一秋田; 清史林; 俊夫伊藤; 英春田村
Original assignee: Taisei Corp
Current assignee: Taisei Corp
Priority date: 2002-09-25
Filing date: 2003-01-14
Publication date: 2008-04-30
Anticipated expiration: 2023-01-14
Also published as: JP2004162504A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、地盤を柱列状に掘削する掘削機械に関するものであり、特に掘削方向の修正機能を備えるものに関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来より、基礎土木工事において、山留め壁を構築する工法として、場所打ち方式、既製矢板方式等が知られている。場所打ち方式には、回転軸により掘削した掘削溝に、鉄筋篭・Ｈ型鋼などを建て込む工法や、掘削孔に固化材を注入・充填する工法がある。場所打ち方式の代表的な工法としては、地盤を掘削した後、生コンクリート、モルタル等を圧入充填し、鉄筋篭等を挿入してＰＩＰ杭を築造するＰＩＰ工法や、地盤を掘削しながら掘削機械の先端より、セメントミルク、ベントナイト等の固化材を吐出・注入し、原位置で掘削土と撹拌・混合して、柱列状の壁体を造成するＳＭＷ（ＳｏｉｌＭｉｘｉｎｇＷａｌｌ）工法が知られている。
【０００３】
ＳＭＷ工法は、鉄筋篭等を挿入して地中に連続した壁体を造成する工法と比較して、原則的にはこの鉄筋篭等を使用しないので、コストが非常に安い施工方法である。また、ＳＭＷ工法においては、複数の回転軸を備える多軸掘削機械が使用され、この多軸掘削機械で造成された柱列状の壁体は、連続性を有するため止水性が非常に高く、粘土質等が含まれる軟弱地盤であっても良質な壁体を造成することができる。さらに、この壁体に、芯材としてＨ型鋼等が挿入される場合も多い。
また、ＳＭＷ工法は、一般的に、２０ｍ〜３０ｍの掘削深度での山留め壁を造成するために利用されている。しかし、前記したようなコスト面、止水性等の利点を活用して、ＳＭＷ工法が、４０ｍ以上の大深度で適用される場合が多くなっている。
【０００４】
しかし、掘削が大深度になると、地盤性状の変化や、掘削機械自体の癖等により、掘削方向が曲がってしまうことがあり、また、大深度での掘削に対応して単に回転軸を長くした場合には、さらに曲がりやすいという問題点があった。
また、掘削方向の曲がりが検知されても、掘削の途中で掘削方向を修正することは不可能であり、このような場合には、一旦掘削を停止し、曲がりが発生した位置まで掘削機械を引き抜き、掘削方向を修正して、掘削を再開する方法しかなく、非常に作業効率が悪いという問題点があった。
【０００５】
このような問題を解決するために、各回転軸に油圧ジャッキ（シリンダ）を設けて構成され、掘削方向の修正機能を備えた従来の掘削機械が知られている（例えば、特許文献１参照。）。
【０００６】
【特許文献１】
特開２００１−２５４３８８号公報（第２−４頁、第１−４図）
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、前記した従来の掘削機械は、各回転軸それぞれに、複数の油圧ジャッキが設けられた複雑な構成であり、掘削機械が地盤に対して鉛直方向に推進したときに、掘削土が前記した複数のジャッキに邪魔されて抵抗となり、掘削機械が移動しにくくなるという問題があった。また、このような掘削機械は複雑な構成となっているため、製作費用が非常にかかってしまうという問題もあった。
【０００８】
そこで、本発明は、掘削方向に曲がりが発生した場合に、すみやかに正規の方向に修正して、掘削を継続することを可能とする簡単な構成の掘削機械を提供することを目的とする。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
前記課題を解決するための手段として、本発明は、並列配置された複数の第１軸と、前記複数の第１軸の下端部に屈曲自在の継手を介してそれぞれ連結され、下端部に地盤を掘削するカッタを有する複数の第２軸とを備え、前記地盤に対して昇降自在に支持された掘削機械であって、前記継手の鉛直方向の両側において、前記複数の第１軸を所定間隔で保持する第１連結部材と、前記複数の第２軸を所定間隔で保持する第２連結部材とを設け、前記第１連結部材と前記第２連結部材との間を、少なくとも３本の伸縮手段により連結し、前記継手を基点として、前記複数の第２軸を一体的に屈曲させて、掘削方向を修正するようにしたことを特徴とする掘削機械である。
【００１０】
ここで、「複数の第１軸を所定間隔で保持する第１連結部材」とは、第１連結部材が第１軸に固定されて保持している場合と、固定されずに保持している場合とを含むことを意味する。また、「複数の第２軸を所定間隔で保持する第２連結部材」についても同様である。
また、第１軸と第２軸とが、トルク伝達可能な屈曲自在の継手を介して連結されており、一体的に回転する場合は、第１連結部材及び第２連結部材は、第１軸又は第２軸を、例えば、遊嵌状態で回転自在なように保持し、さらに、第１軸又は第２軸の保持部の鉛直方向上下に突片を設けたり、周面に沿って凹状の溝を形成し、この溝を保持したりすることが好ましく、このようにすると、第１連結部材又は第２連結部材が、鉛直方向に移動しにくくなる。
伸縮手段とは、例えば、油圧式、電気式等の駆動方式には限定されず、伸長又は縮退するものであれば良い。
【００１１】
このような掘削機械によれば、地盤を掘削している途中で、掘削方向に曲がりが発生した場合に、掘削を継続しながら、伸縮手段を伸長する、又は、縮退することにより、第２軸は、継手を基点として、一体的に屈曲するので、掘削方向を正規の方向に修正することができる。また、第１連結部材と第２連結部材との間に、少なくとも３本の伸縮手段が設けられているので、この３本の伸縮手段をそれぞれ、所望の長さとすることで、第１連結部材と第２連結部材との３次元における関係を、好適に、調整することができる。
さらに、既存の多軸の掘削機械には「バンド」と呼ばれる軸を所定間隔で保持する保持部材を備えるものもあり、このような掘削機械では、第１連結部材と、第２連結部材と、少なくとも３本の伸縮手段とを追加して備えるのみで簡単に低コストで作製することが可能である。
さらにまた、各軸毎に伸縮手段を設けなくてよいので、掘削中において掘削土は、第１連結部材と第２連結部材と少なくとも３本の伸縮手段とに邪魔されにくく鉛直方向に移動しやすくなっており、掘削機械は好適に鉛直方向に移動することができる。
【００１２】
また、前記継手は、前記第１軸と前記第２軸とが接触する部分にそれぞれ形成された球状面を備えたことを特徴とする掘削機械である。
【００１３】
ここで、「第１軸と第２軸との接触する部分にそれぞれ形成された球状面」とは、例えば、第１軸に形成された球状の凸部の表面と第２軸に形成された球状の凹部の表面とが、互いに接触していることを意味する。
また、「球状面」は、完全な球体の表面のみでなく、部分的な球体の表面を含む。さらに、この球状面の曲率は、球体を歪ませた、すなわち球体を扁平とした形状を呈する物体の表面であってもよい。
【００１４】
このような掘削機械によれば、継手の第１軸と第２軸が接触する部分に形成された球状面に沿って、第１軸と第２軸とは、互いに摺動するようにして、継手を介して滑らかに屈曲することができる。
したがって、掘削方向が正規の方向から外れた場合に、滑らかに修正することができる。
【００１５】
また、前記複数の第１軸の少なくとも１本は回転しない固定軸であり、前記固定軸の下端部に、屈曲自在の継手と、中空モータとを介して、前記第２軸を連結したことを特徴とする掘削機械である。
【００１６】
このような掘削機械によれば、少なくとも１本は回転しない固定軸が設けられているので、この固定軸の下端部は掘削時においても、例えば掘削土の抵抗等により、振れにくくなっている。また、第１連結部材を固定軸に固定して保持した場合には、第１連結部材も振れにくくなり、そして、伸縮手段を所望の長さで保持することより、第２連結部材も振れにくくなるので、好適に第２軸を曲げて掘削方向を修正することができる。
さらに、中空モータを介して第２軸が設けられているので、この第２軸を回転させることもできる。
【００１７】
また、前記カッタの近傍に掘削方向変位を検出する変位検出手段を設け、前記変位検出手段により検出された前記掘削方向変位を監視しながら、前記伸縮手段を操作可能としたことを特徴とする掘削機械である。
【００１８】
ここで、「カッタの近傍」とは、カッタの直近のみを意味するのではなく、掘削機械の全長と対比して、カッタと変位検出手段との距離が短いことを意味する。
変位検出手段とは、掘削方向の変位を検出するためのものであり、例えば、傾斜計、ジャイロセンサ等が挙げられ、これらを単独、又は適宜組み合わせて使用して良い。
【００１９】
このような掘削機械によれば、掘削時に、掘削方向の変位、すなわち、掘削方向の曲がりが変位検出手段により検出されたとき、伸縮手段を伸長する、又は、縮退するように操作することにより、複数の第２軸を継手を基点として一体的に屈曲させて、掘削方向を修正することができる。
【００２０】
【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。
【００２１】
（第１実施形態）
本発明の第１実施形態に係る掘削機械について、図１から図５を参照して説明する。
図１は、第１実施形態に係る掘削機械を備える地盤改良機械の側面図である。図２は、第１実施形態に係る掘削機械の正面図である。図３は、第１実施形態に係る掘削機械の要部の一部破断斜視図である。図４は、図３に示す第１実施形態に係る掘削機械の要部のＸ−Ｘ’断面図であり、図５は、第１実施形態に係る掘削機械において掘削方向の修正状況説明図であり、（ａ）は掘削方向が左に曲がった場合、（ｂ）は掘削方向が右に曲がった場合である。
【００２２】
（構成）
まず、本発明の第１実施形態に係る掘削機械１を備える地盤改良機械５０の構成について説明する。
地盤改良機械５０は、図１に示すように、ベースマシン３０を搭載手段として、これに掘削機械１を取り付けて構成されているが、ベースマシン３０に限定されることなく、他の搭載手段を使用しても良い。
【００２３】
ベースマシン３０は、中央に運転席Ｃ、下部にクローラ３４を備える自走式であり、車体後方から前斜め上方に延びるバックステー３１と、車体前方の略コの字の型のキャッチホーク３３とで、リーダマスト３２を起立した状態で支持している。ワイヤ３７が、車体のウインチ３５から、複数の滑車３６を介して、リーダマスト３２の頭部に導かれた後、掘削機械１の頭部に接続されており、掘削機械１を鉛直上方から懸架している。そして、ウインチ３５を巻き取り、又は、送り出すことにより、掘削機械１がリーダマスト３２の図示しないガイドレールに沿って、昇降自在に支持されている。
【００２４】
次に、掘削機械１について、図２から図５を参照して説明する。
掘削機械１は、図２に示すように、上端から下端に、回転軸駆動装置２を有する回転撹拌部５１と、屈曲自在の継手７、継手７、継手９を含む連結部５２と、下端に地盤を掘削するカッタ１２を備える掘削部５３とから構成されている。そして、最下端のカッタ１２で地盤を掘削すると共に、セメントミルク、ベントナイト等の固化材を吐出ながら鉛直下方向に推進し、掘削土と固化材とを撹拌・混合して、柱列状の壁体を造成する機械である。
以下、各部の構成について説明する。
【００２５】
回転撹拌部５１は、回転軸駆動装置２と、この下部の両側で回転自在に支持され並列配置された２本の１重管構造の上両側回転軸３と、この上両側回転軸３の中間に並設され、内側に上中央固定軸５、外側に上中央回転軸６を同心で有する２重円筒構造の２重構造軸４とから構成されている。
連結部５２は、上両側回転軸３、３の下端部に設けられた継手７、７と、上中央固定軸５の下端部に設けられた継手９と、この継手９の下方に設けられた中空モータ１０と、継手７、７、９の上側で上両側回転軸３、３と上中央固定軸５とを所定間隔で保持する第１連結部材１３と、下側で後記する下両側回転軸８、８と下中央回転軸１１とを所定間隔で保持する第２連結部材１４と、第１連結部材１３と第２連結部材１４とに掛け渡すようにして設けられた４本の油圧ジャッキ１５と、第１連結部材１３に固定された傾斜計１６とから構成されている。
掘削部５３は、継手７、７の下端部に設けられた下両側回転軸８、８と、中空モータ１０の下端部に設けられた下中央回転軸１１と、下両側回転軸８、８と下中央回転軸１１の下部にそれぞれ設けられたカッタ１２、１２、１２とから構成されている。
なお、上両側回転軸３が第１軸に、上中央固定軸５が固定軸に、下両側回転軸８及び下中央回転軸１１が第２軸に、油圧ジャッキ１５が伸縮手段に、傾斜計１６が変位検出手段にそれぞれ相当する。また、継手７、継手９とカッタ１２との距離は、例えば５ｍ程度である（図２に示すΔｈ）。
また、中空モータとは、一般的にピストンモータ、ラジアルピストンモータ等と呼ばれるものであり、その軸方向に中空部を有し、固定部と出力部（駆動部）を備えており、油圧等によりその出力部が回転駆動するようになっている。
以下、各構成要素について、詳細に説明する。
【００２６】
回転軸駆動装置２は、前記したリーダマスト３２に沿った状態で、ワイヤ３７に接続されて懸架されており、ベースマシン３０のウインチ３５を操作することにより昇降自在となっている。すなわち、回転軸駆動装置２が降下すると掘削機械１が鉛直下方に移動して最下端部のカッタ１２が地盤を掘削し、逆に、回転軸駆動装置２が上昇すると掘削機械１が地盤から引き抜かれるようになっている。
【００２７】
回転軸駆動装置２の内部には、上両側回転軸３、３、と、上中央回転軸６とを駆動する油圧モータ（図示しない）が設けられている。この油圧モータ（図示しない）は、外部の油圧ユニット（図示しない）に油圧配管（図示しない）、電磁バルブ（図示しない）等を介して接続しており、油圧を調節して、油圧モータ（図示しない）の駆動を制御できるようになっている。
また、この他に回転軸駆動装置２には、中空モータ１０と各油圧ジャッキ１５にそれぞれ接続される油圧配管１０ｃ、１５ｃの一部と、カッタ１２の下面の吐出口（図示しない）から吐出される固化材を、グラウトタンク（図示しない）等から供給するための供給通路（図示しない）の一部と、傾斜計１６に接続される信号ケーブル１６ａの一部とが設けられている。
【００２８】
上両側回転軸３は、中空部を有する円筒体状の部材であり、その周面には地盤を撹拌する螺旋状の撹拌翼１７が一体的に設けられている。そして、例えば、フランジ型等の継手により継ぎ足し自在となっており、大深度の掘削においても容易に対応でき、また、上両側回転軸３を分解しての搬送・搬入も容易となっている。なお、撹拌翼１７の形状は、螺旋状に限定されることはなく、その他に例えば板状、棒状であっても良い。
上両側回転軸３の上端部は、回転軸駆動装置２に回転自在に支持されており、回転軸駆動装置２内部の油圧モータ（図示しない）により駆動されるようになっている。
上両側回転軸３の中空部は、固化材を回転軸駆動装置２側からカッタ１２側へ供給できる供給通路となっている。
【００２９】
２重構造軸４は、同心の２重円筒構造の部材であり、内側の上中央固定軸５と外側の上中央回転軸６とからなり、上中央固定軸５は上中央回転軸６より長くなるように形成されており、上中央回転軸６の下端側から上中央固定軸５が突出している。
【００３０】
上中央固定軸５の上端部は、回転駆動装置２に適宜な方法で固定されている。一方、下端側には第１連結部材１３が固定されており、最下端部には、継手９が設けられている。
上中央固定軸５の中空部には、中空モータ１０に接続する油圧配管１０ｃ、油圧ジャッキ１５に接続する油圧配管１５ｃと信号ケーブル１５ｄ、傾斜計１６に接続する信号ケーブル１６ａが、それぞれ配設されている（図４参照）。このように、油圧配管１０ｃ等は、上中央固定軸５の内部に設けられているので、掘削時においても掘削土等により傷つくこと無く保護されており、また、上中央固定軸５は回転しないので、油圧配管１０ｃ等がねじれて絡みついたりすることもない。
【００３１】
上中央回転軸６は、周面に、上両側回転軸３と同様に、地盤を撹拌するための螺旋状の撹拌翼１８が一体的に設けられている。上中央回転軸６の上端部は、回転軸駆動装置２に回転自在となるように支持され、回転駆動されるようになっている。
【００３２】
下両側回転軸８、８、下中央回転軸１１は、円筒状の部材であり、下端部に地盤を掘削するカッタ１２、１２、１２が固定されている。下両側回転軸８の中空部は、上両側回転軸３の中空部と同様に、固化材を供給できる供給通路となっている。
カッタ１２は、下面に複数のビット１９と、固化材の吐出口（図示しない）とを備えている。カッタ１２の形状は、粘土層、礫層、砂層等の地盤性状に応じて、適宜選択して使用することが好ましい。
【００３３】
下両側回転軸８、下中央回転軸１１の周面には、それぞれ板状の撹拌翼２０が設けられている。撹拌翼２０は、回転した際に互いに接触しないように、段違いに設けられている。また、この他に撹拌翼２０が回転した場合に、隣接する撹拌翼２０の位相がずれる様にしても良い。
【００３４】
継手７は、上両側回転軸３と下両側回転軸８とを連結する、例えば、図３に示すように、上両側回転軸３、下両側回転軸８にそれぞれ一体的に形成されたフランジ３ａ、８ａが、厚いゴム板２１を狭持した可撓性を備える継手構造であり、上両側回転軸３から下両側回転軸８に好適に回転トルクが伝達可能となっている。つまり、上両側回転軸３と下両側回転軸８とは、一体的に回転する。
ゴム板２１は、上両側回転軸３の中空部と、下両側回転軸８の中空部とが連通するように、リング状である。また、厚いゴム板２１を使用することにより、ゴム板２１を基点として、下両側回転軸８は上両側回転軸３に対して屈曲自在となっている。
なお、第１実施形態においては、このような継手構造としたが、これに制限されることはなく、その他に例えば、ユニバーサルジョイント、スプライン等の自在継手を適宜に組み合わせて構成しても良い。
【００３５】
上中央固定軸５の下端部には、前記継手７と同様の構造の継手９が設けられており、その下端には、長さの短い短固定軸５Ａが設けられている。そして、短固定軸５Ａは、上中央固定軸５に対して屈曲自在となっている。
【００３６】
中空モータ１０は、第１実施形態においては公知のものを使用しており、短固定軸５Ａの下端部に、中空モータ１０の固定部（図示しない）が固定されており、中空モータ１０の出力部（図示しない）、つまり、駆動部（図示しない）には、下中央回転軸１１の上端部が固定されており、中空モータ１０が駆動すると下中央回転軸１１が回転するようになっている。また、中空モータ１０を駆動するための油圧配管１０ｃは、上中央固定軸５の中空部に配設されており、掘削機械１の頭部から引き出されている（図示しない）。
【００３７】
第１連結部材１３は、上両側回転軸３又は上中央固定軸５が内側を貫通する３つの略円筒部１３ａと、各円筒部１３ａを連結する連結部１３ｂとが一体的に形成された部材であり、さらにその略四隅に油圧ジャッキ１５が連結される支持部１３ｃが一体的に設けられている（図３、図４参照）。但し、第１連結部材１３がこのような形状に限定されることはない。
上両側回転軸３が貫通する両側の円筒部１３ａの内径は、上両側回転軸３の外径より大きく形成されており、その内周面には硬質ウレタンのシール材からなる軸受１３ｄが設けられており、上両側回転軸３を回転自在に保持している。
一方、上中央固定軸５は、中央の円筒部１３ａと、例えばボルト４１等で緊結されている。したがって、掘削に伴い深度が深くなっても、第１連結部材１３は、移動してずれたりすることはなく、また上中央固定軸５は固定されているので、第１連結部材１３も振れにくくなっている。
なお、第１連結部材１３の形状を呈する部材は、一般的な多軸掘削機械において、各軸を所定間隔で回転自在に保持するように設けられている場合が多く、例えば「バンド」と呼ばれている（図２の符号４２）。このような場合は、その既存の部材を使用して、第１連結部材１３を構成しても良く、このようにすると安価に製作することができる。
【００３８】
第２連結部材１４は、第１連結部材１３と同様の形状であり、各円筒部１４ａは下両側回転軸８又は下中央回転軸１１を軸受１４ｄで回転自在に保持し、各円筒部１４ａは連結部１４ｂにより、所定の間隔に保持されている。また、第２連結部材１４は、中空モータ１０のケーシングの底面に固定されている。
【００３９】
油圧ジャッキ１５は、図３に示すように、シリンダ１５ａとピストンロッド１５ｂとからなる。そして、前記した第１連結部材１３、又は、第２連結部材１４の略四隅に形成された支持部１３ｃ、１４ｃに、油圧ジャッキ１５が支持部１３ｃ又は１４ｃを基点として傾動自在、且つ、回動自在となるようにして、ボールジョイント等で連結されており、油圧ジャッキ１５が第１連結部材１３と第２連結部材１４とを掛け渡すような格好になっている。
但し、図４に示すように、掘削方向において、支持部１３ｃ、１４ｃ及び油圧ジャッキ１５は、カッタ１２の軌道の外縁より内側に納まるように設ける必要がある。このようにすると、掘削機械１の鉛直下方向への推進に伴って、掘削土は好適に、カッタ１２側から回転軸駆動装置２側に移動することができる。
また、各油圧ジャッキ１５の動作を制御する油圧配管１５ｃ、作動量を検出する信号ケーブル１５ｄは、上中央固定軸５の中空部に配設されており、掘削機械１の頭部から引き出されている。油圧配管１５ｃは、バルブ（図示しない）を介して油圧ポンプ等からなる油圧ユニット（図示しない）に接続されており、油圧を調節することにより、各油圧ジャッキ１５を伸縮できるようになっている。信号ケーブル１５ｄは、運転席Ｃに設けられたモニタ（図示しない）に接続されており、油圧ジャッキ１５の作動量を視認できるようになっている。
【００４０】
傾斜計１６は、第１実施形態においては、公知のものから適宜選択して使用している。そして、図３に示すように、第１連結部材１３に容器に保護された状態で固定されており、傾斜計１６に接続される信号ケーブル１６ａは、前記した上中央固定軸５の中空部に配設されて、掘削機械１の頭部から外に引き出され、運転席Ｃに設けられたモニタ（図示しない）に接続されており、オペレータは掘削方向変位を視認できるようになっている。また、傾斜計１６に加えて、ジャイロセンサ等を併用しても良い。
【００４１】
また、ＣＰＵ等からなるコントローラ（自動制御手段）を追加して設けて、これと信号ケーブル１５ｄ、１６ａを接続し、掘削変位を検出すると、前記バルブ等を調節して油圧ジャッキ１５を自動的に作動させるようにしても良い。
【００４２】
また、各油圧ジャッキ１５に接続する油圧配管１５ｃ、信号ケーブル１５ｄ、傾斜計１６に接続する信号ケーブル１６ａ等を保護するような収容部材を連結部５２に、さらに設けても良い。なお、このように収容部材を設ける場合においても、掘削土がこの収容部材の外側を好適に移動できるように、カッタ１２の軌道の外縁より内側に納まるように設ける必要がある。
【００４３】
以上説明したように、掘削機械１は、第１連結部材１３と、第２連結部材１４と、４本の油圧ジャッキ１５、１５、１５、１５とを主要部として構成されているので、簡単に低コストで製作することが可能である。また、掘削中において掘削土は、第１連結部材１３と第２連結部材１４と各油圧ジャッキ１５とに邪魔されにくく鉛直方向に移動しやすくなっているので、掘削機械１は好適に鉛直方向に移動することができる。
【００４４】
（作用）
続いて、第１実施形態に係る掘削機械１の作用について述べる。
掘削現場に、掘削機械１、ベースマシン３０等を搬入し、ベースマシン３０で掘削機械１を懸架し、クローラ３４を稼動し、所望の掘削位置にベースマシン３０を移動する。そして、上両側回転軸３と下両側回転軸８、２重構造軸４と下中央回転軸１１がそれぞれ直線状態を維持するように、各油圧ジャッキ１５を所定値で加圧保持し、回転軸駆動装置２を駆動する。さらに、上両側回転軸３と下両側回転軸８の中空部を経由して、カッタ１２の吐出口（図示しない）から固化材を吐出できるように、グラウト注入ポンプ（図示しない）を稼動して、固化材を送り込む。
【００４５】
ベースマシン３０のウインチ３５を回転させて、ワイヤ３７を送り出し、リーダマスト３２に沿って掘削機械１をその自重により降下させて、カッタ１２により地盤を掘削しながら、撹拌翼１７、撹拌翼１８、撹拌翼２０とで、掘削土と固化材とを撹拌・混合する。
【００４６】
掘削中に、地盤性状の変化、掘削土の抵抗等によりカッタ１２等に負荷がかかって、掘削方向が曲がると、モニタ（図示しない）に正規の掘削方向からのずれが、例えばＸ−Ｙ座標軸上で表示される。オペレータがこれを視認し、掘削方向を修正するように油圧ジャッキの操作を行うと、下両側回転軸８、８、下中央回転軸１１は、一体的に継手７、７、９を基点として、上両側回転軸３、３、２重構造軸４に対して屈曲する。
そして、掘削方向が正規の方向に戻ったことが検知されると、掘削方向修正工程を終了し、再び、上両側回転軸３と下両側回転軸８、２重構造軸４と下中央回転軸１１がそれぞれ直線状態を維持するように、油圧ジャッキ１５で保持される。
また、これらの掘削方向の測定から掘削方向の修正の一連の操作は、コンピュータ等の制御手段を設けて、自動化して行っても良い。
【００４７】
次に、掘削方向の修正状況について、図面を参照してさらに詳細に説明する。図５（ａ）、（ｂ）は、掘削方向の修正状況説明図であり、図５（ａ）は、図において掘削方向が左側に曲がった場合を示し、図５（ｂ）は掘削方向が右側に曲がった場合を示す。
【００４８】
図５（ａ）の場合は、図において、左側に位置する２つの油圧ジャッキ１５が伸びるように作動させ、右側に位置する２つの油圧ジャッキ１５が縮むように作動させる。このように作動させると、継手７、７、９を基点として、下両側回転軸８、８と下中央回転軸１１とは、右側に傾くように屈曲し、撹拌翼２０により、掘削孔の壁面が掘削されて、掘削方向の曲がりが修正される。
但し、左側、又は、右側に位置するどちらか一方の油圧ジャッキ１５作動させるだけでも、掘削方向は修正可能であるが、両側の油圧ジャッキ１５を同時に作動することにより、各油圧ジャッキ１５に係る移動量も少なくなり、これに伴って作動するための油圧も小さくなるので好ましい。
【００４９】
図５（ｂ）の場合は、図において、右側に位置する油圧ジャッキ１５が伸びるように作動させ、左側に位置する油圧ジャッキ１５が縮むように作動させると良い。また、この他、図５に向かって前後方向に曲がった場合は、曲がった側の油圧ジャッキ１５を伸ばし、反対側の油圧ジャッキ１５を縮ませることにより、掘削方向を修正することができる。
【００５０】
このようにして、常に、掘削方向を監視することにより、掘削方向の曲がりを直ちに検知することができ、さらに、掘削方向の曲がりが検知された場合は、直ちに掘削方向を修正できるので、大深度においても、掘削方向が曲がることなく、掘削することができる。
【００５１】
そして、所望の深度に達したら、掘削機械１の引き抜き工程、つまり、ベースマシン３０のウインチ３５を稼動してワイヤ３７を巻き取って、掘削機械１を引き上げ、引き抜きの完了により掘削作業を終了する。
【００５２】
（第２実施形態）
続いて、本発明の第２実施形態に係る掘削機械について、図６と図７を適宜参照して説明する。
図６は、第２実施形態に係る掘削機械の主要部の構成を示す正面図である。図７（ａ）は、第２実施形態に係る掘削機械の継手を模式的に示す断面図であり、図７（ｂ）は、第２実施形態に係る掘削機械が曲がった場合の継手を模式的に示す断面図である。
【００５３】
（構成）
第２実施形態に係る掘削機械６０は、図６に示すように、上端から下端に向かって、ベースマシン（図示しない）に昇降自在に支持された非回転状態である左右の上両側固定軸７１、７１及び上中央固定軸７２を有する上固定軸部６１と、この上固定軸部６１に継手７３、７３、７４を有する連結部６２を介して屈曲自在に連結された掘削・撹拌部６３を備えて構成されている。
【００５４】
掘削・撹拌部６３は、その両側（図６における左右側）においては上端から下端に向かって、上両側固定軸７１の下端部に屈曲自在の継手７３を介して連結された下両側固定軸８１と、この下両側固定軸８１が中心軸線上に挿通された状態で、且つ、下両側固定軸８１の略中間高さ位置に固定された外周駆動型中空モータ７９と、この外周駆動型中空モータ７９の出力部に固定され、前記下両側固定軸８１に対して外側で同心軸上、且つ、回転自在に支持された下両側回転軸７７と、下両側回転軸７７の下端に設けられ、最下端にビット７６を有するカッタ７５とを備えて構成されている。外周駆動型中空モータ７９の出力部と下両側回転軸７７との外表面には、撹拌翼８３、８４がそれぞれ一体的に設けられている。一方、掘削・撹拌部の中央側においては、上端から下端に向かって、上中央固定軸７２の下端部に屈曲自在の継手７４を介して連結された下中央固定軸８２と、当該上中央固定軸８２の下端部に固定されたシャフト駆動型中空モータ８０と、このシャフト駆動型中空モータ８０の出力部に固定され、外周面に撹拌翼８５を有する下中央回転軸７８と、下中央回転軸７８の下端に設けられ最下端にビット７６を有するカッタ７５とを備えて構成されている。
【００５５】
さらに詳細に説明すると、外周駆動型中空モータ７９は、内側に非回転状態となる固定部と、外側に回転する出力部を有する外周駆動型のピストンモータである。固定部は、中心軸線上に中空部を有しており、この中空部に前記下両側固定軸８１が挿通された状態で、外周駆動型中空モータ７９は固定されている。外周駆動型中空モータ７９の下方では、下両側固定軸８１と、その外側に設けられた下両側回転軸７７とで、２重管構造となっている。
そして、外周駆動型中空モータ７９が稼動すると、前記下両側固定軸を中心として、外周駆動型中空モータ７９の出力部と下両側回転軸７７とが、一体的に回転する。すなわち、撹拌翼８３、８４とが一体的に回転するようになっており、外周駆動型中空モータ７９の周囲においても、掘削土及び固化材等は、混合・撹拌されると共に、鉛直上下方向に移動し易くなっている。
【００５６】
一方、シャフト駆動型中空モータ８０は、その外側に非回転状態となる固定部と、内側に回転する出力部を有するシャフト駆動型のピストンモータである。当該固定部が、前記下中央固定軸８２の下端部に固定されて、シャフト駆動型中空モータ８０は支持されている。また、シャフト駆動型中空モータ８０は、後記する第２連結部材８７に挿通した状態で固定されている。シャフト駆動型中空モータ８０の出力部は、外周駆動型中空モータ７９の固定部と同様に、中心軸線上に中空部を有している。そして、この中空部に下中央回転軸７８の上端部が挿し込まれた状態で連結されており、シャフト駆動型中空モータ８０が稼動すると、シャフト駆動型中空モータ８０の出力部と下中央回転軸７８とが、一体的に回転するようになっている。
【００５７】
連結部６２は、継手７３、７３、７４と、この鉛直方向両側に設けられた上方の第１連結部材８６と、下方の第２連結部材８７と、第１実施形態と同様に、第１連結部材８６と第２連結部材８７とを四隅でそれぞれ連結した４本の油圧ジャッキ１５、１５、１５、１５とを備えて構成されている。
【００５８】
継手７３、７３、７４は、第１実施形態で説明した継手７、７、９と異なる構造であるが、継手７３、７３、７４は同一の構造を有している。よって、以下、継手７３について説明し、その他については説明を省略する。
【００５９】
継手７３は、図７（ａ）に示すように、上両側固定軸７１の下端部に突出して形成された球状の凸部７１ａと、下両側固定軸８１の上端部に形成された球状の凹部８１ａとが、嵌め合わさるようにして構成されている。
【００６０】
すなわち、上両側固定軸７１の下端部には凸状の球体が形成され、その表面に球状面を有しており、一方、その球状面と同じ曲率で下両側固定軸８１の上端部には凹状の球状面が形成されている。また、下両側固定軸８１の球状面に沿って、例えば、硬質ウレタン樹脂からなるシール材８８が設けられており、上両側固定軸７１と下両側固定軸８１とが接触する部分で生じる摩擦係数を低下させると共に、耐久性が高められている。さらに、継手７３の外側に、例えば、ウレタンゴム等からなる円筒状のカバーを設けて、継手７３が掘削土等から保護されるようにしてもよい。
したがって、図７（ｂ）に示すように、下両側固定軸８１は上両側固定軸７１に対して、前記した第１実施形態に係る掘削機械１よりさらに滑らかに屈曲自在となっている。
【００６１】
第１連結部材８６は、上中央固定軸７２に固定されると共に、上両側固定軸７１、７１を摺動自在に保持している。
【００６２】
第２連結部材８７は、前記したようにシャフト駆動型中空モータ８０に固定されている。したがって、第２連結部材８７は、シャフト駆動型中空モータ８０、継手７４、上中央固定軸７２を介して、地上のベースマシン（図示しない）に昇降自在に支持されている。
また、第２連結部材８７は、左右の下両側固定軸８１を鉛直方向においては、摺動自在に保持している。一方、水平方向においては、第２連結部材８７及び下両側固定軸８１の摺動部分に、例えば、スプライン、溝等がそれぞれ設けられている。そして、前記したように、外周駆動型中空モータ７９の固定部は下両側固定軸８１に固定されているので、外周駆動型中空モータ７９は、順に、下両側固定軸８１、第２連結部材８７、油圧ジャッキ１５及びシャフト駆動型中空モータ８０に支持されているので、外周駆動型中空モータ７９が空回りせずに、下両側回転軸７７を回転できるようになっている。
【００６３】
したがって、油圧ジャッキ１５を伸長または縮退させることにより、外周駆動型モータ７９、７９及びシャフト駆動型中空モータ８０を稼動させながら、上固定軸部６１に対して、連結部６２を基点として、掘削・撹拌部６３を一体的に屈曲させることができる。
また、第２実施形態に係る掘削機械６０は、第１実施形態に係る掘削機械１と比較して、カッタ７５、下両側回転軸７７、及び下中央回転軸７８から近い位置に、外周駆動型中空モータ７９、及び、シャフト駆動型中空モータ８０が、配置されている。したがって、外周駆動型中空モータ７９及びシャフト駆動型中空モータ８０の駆動力は、土圧等による回転トルクのロスが少ない状態で、カッタ７５に伝達されることが可能である。
【００６４】
（変形例）
以上、本発明の好適な実施形態について一例を説明したが、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、第１実施形態、第２実施形態で説明した形態を適宜組み合わせてもよいし、また、例えば以下のように変更してもよい。
【００６５】
前記した第１実施形態では、２重構造軸４を使用して、内側の上中央固定軸５の下端部に中空モータ１０を固定し、この中空モータ１０により下中央回転軸１１を駆動したが、この他に例えば、図８に示すように、上中央固定軸５の内側に、上中央固定軸５より長い同心の第２上中央回転軸２９を設け、この第２上中央回転軸２９の下端部をトルク伝達可能な継手９を介して下中央回転軸１１と連結し、第２上中央回転軸２９の上端部を回転軸駆動装置２で駆動するように構成しても良い。このようにすると、中空モータ１０及びこれに付随する油圧配管１０ｃ等を設ける必要がなく、掘削土は中空モータ１０に邪魔されずに掘削の進行に伴って、掘削機械１の上方に向かって移動することができる。また、このように構成する場合は、油圧ジャッキ１５に接続される油圧配管１５ｃ等は、上中央固定軸５の内周面に沿うように配設すると良い。
【００６６】
前記した第１実施形態では、継手７、継手９の上方にそれぞれ配置される上両側回転軸３、３、上中央回転軸６が回転する構成としたが、必ずしも回転する必要はなく、回転しない固定軸であってもよい。このように構成される場合は、例えば、継手７の下端部には、中空モータがそれぞれ設けられ、これを介して下両側回転軸８が連結される。
【００６７】
前記した第１実施形態では、上両側回転軸３がトルク伝達可能な継手７を介して、下両側回転軸８と連結され、上両側回転軸３と下両側回転軸８とは、上両側回転軸３の上部に設けられた回転軸駆動装置２が駆動することにより、一体的に回転するとしたが、その他に例えば、上両側回転軸３と下両側回転軸８とを、スイベルジョイント等を使用して、互いに独立的に回転可能に連結し、第２連結部材１４の内部に歯車機構を設けて中空モータ１０の駆動力を下両側回転軸８に伝達できるように構成したり、上両側回転軸３の下端部に新たに中空モータを設け、この中空モータの下部に下両側回転軸８を設けたりして、下両側回転軸８は上両側回転軸３から独立して回転されるようにしても良い。このようにすると、大深度となっても、中空モータと下両側回転軸８の下端部のカッタ１２との距離は一定であるので、好適に地盤を掘削するための掘削トルクを伝達することができる。また、このように構成すると、回転軸駆動装置２には、硬い地盤を掘削するための強大な掘削トルクを発生させることは必要とされず、固化材と掘削土との撹拌・混合を可能とするトルクを発生するだけで良いので、回転軸駆動装置２の小型化が可能となり、また、上両側回転軸３も掘削トルクを伝達する必要がないので、薄肉の円筒部材で上両側回転軸３を形成することもできるので、掘削機械１の軽量化が可能となる。
【００６８】
前記した第２実施形態では、継手７３は、上両側固定軸７１の下端部に形成された球状の凸部７１ａと下両側固定軸８１の上端部に形成された球状の凹部８１ａとが、嵌め合わさるようにして構成されるとしたが、その他に例えば、球状の凸部は下両側固定軸８１の上端部に形成されてもよいし、また、上両側固定軸７１の下端部と下両側固定軸８１の上端部にそれぞれ凹部を形成し、上両側固定軸７１と下両側固定軸とで、独立した球体を挟持するように構成してもよい。
【００６９】
【発明の効果】
本発明によれば、掘削方向に曲がりが発生した場合に、すみやかに正規の方向に修正して、掘削を継続することを可能とする簡単な構成の掘削機械を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】第１実施形態に係る掘削機械を備える地盤改良機械の側面図である。
【図２】第１実施形態に係る掘削機械の正面図である。
【図３】第１実施形態に係る掘削機械の要部の一部破断斜視図である。
【図４】図３に示す第１実施形態に係る掘削機械の要部のＸ−Ｘ’断面図である。
【図５】第１実施形態に係る掘削機械において掘削方向の修正状況説明図であり、（ａ）は掘削方向が左に曲がった場合、（ｂ）は掘削方向が右に曲がった場合である。
【図６】第２実施形態に係る掘削機械の主要部の構成を示す正面図である。
【図７】（ａ）は第２実施形態に係る掘削機械の継手を模式的に示す断面図であり、（ｂ）は第２実施形態に係る掘削機械が曲がった場合の継手を模式的に示す断面図である。
【図８】第１実施形態に係る掘削機械の変形例を示す一部破断斜視図である。
【符号の説明】
１、６０掘削機械
２回転軸駆動装置
３上両側回転軸
４２重構造軸
５、７２上中央固定軸
６上中央回転軸
７、９、７３、７４継手
８、７１下両側回転軸
１０中空モータ
１１、７７下中央回転軸
１２、７５カッタ
１３、８６第１連結部材
１４、８７第２連結部材
１６傾斜計
１７、１８、２０、８３、８４、８５撹拌翼
２１ゴム板
３０ベースマシン
５０地質改良機械
７１上両側固定軸
７９中空モータ（外周駆動型）
８０中空モータ（シャフト駆動型）
８１下両側固定軸
８２下中央固定軸
Ｃ運転席[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to an excavating machine for excavating the ground in a columnar shape, and particularly to an excavating machine having a function of correcting the excavation direction.
[0002]
[Prior art]
Conventionally, a cast-in-place method, a ready-made sheet pile method, and the like are known as construction methods for constructing a retaining wall in foundation civil engineering work. The cast-in-place method includes a construction method in which reinforcing rods and H-shaped steel are built in a excavation groove excavated by a rotating shaft, and a construction method in which a solidified material is injected and filled in the excavation hole. Typical methods of the cast-in-place method are the PIP method of excavating the ground, press-filling ready-mixed concrete, mortar, etc., and inserting rebar rods to build PIP piles, or excavating machinery while excavating the ground SMW (Soil Mixing Wall) method is known in which solidified materials such as cement milk and bentonite are discharged / injected from the tip of the steel and agitated and mixed with the excavated soil in the original position to form a columnar wall body Yes.
[0003]
The SMW method is a construction method that is very inexpensive because, in principle, this reinforcing bar is not used as compared with a method in which a reinforcing bar is inserted to create a continuous wall body in the ground. Further, in the SMW method, a multi-axis excavation machine having a plurality of rotating shafts is used, and the columnar wall formed by this multi-axis excavation machine has a very high water stoppage because of its continuity. Even in soft ground containing clay and the like, a high-quality wall can be created. Furthermore, H-shaped steel or the like is often inserted into the wall body as a core material.
Further, the SMW method is generally used to create a retaining wall at an excavation depth of 20 to 30 m. However, the SMW method is often applied at a depth of 40 m or more by utilizing the advantages such as cost and water-stopping as described above.
[0004]
However, if the excavation becomes deep, the excavation direction may be bent due to changes in the ground properties or dredging of the excavating machine itself, and the rotation axis is simply lengthened in response to excavation at a large depth. In some cases, there was a problem that it was easier to bend.
In addition, even if a bend in the excavation direction is detected, it is impossible to correct the excavation direction during excavation. In such a case, the excavation machine is temporarily stopped and the excavating machine is moved to the position where the bend occurs. There was only a method of drawing out, correcting the excavation direction, and restarting excavation, and there was a problem that work efficiency was very bad.
[0005]
In order to solve such a problem, there is known a conventional excavating machine configured by providing a hydraulic jack (cylinder) on each rotating shaft and having a function of correcting the excavation direction (see, for example, Patent Document 1). ).
[0006]
[Patent Document 1]
JP 2001-254388 A (page 2-4, Fig. 1-4)
[0007]
[Problems to be solved by the invention]
However, the conventional excavating machine described above has a complicated configuration in which a plurality of hydraulic jacks are provided on each rotating shaft, and when the excavating machine is propelled in the vertical direction with respect to the ground, the excavating soil has been described above. There was a problem that the excavating machine was difficult to move because it was disturbed by a plurality of jacks and became a resistance. In addition, since the excavating machine has a complicated configuration, there is a problem that the manufacturing cost is very high.
[0008]
Accordingly, an object of the present invention is to provide an excavating machine having a simple configuration that enables a digging to be continued by correcting it to a normal direction promptly when bending occurs in the excavating direction.
[0009]
[Means for Solving the Problems]
As means for solving the problems, Book The invention includes a plurality of first shafts arranged in parallel, and a plurality of second shafts each having a cutter for excavating the ground at the lower end portion, connected to lower end portions of the plurality of first shafts via flexible joints. A first connection member that holds the plurality of first shafts at a predetermined interval on both sides of the joint in the vertical direction; and A second connecting member that holds the second shaft of the second connecting member at a predetermined interval, the first connecting member and the second connecting member are connected by at least three expansion / contraction means, and the joint is used as a base point. The excavating machine is characterized in that the excavating direction is corrected by integrally bending the plurality of second shafts.
[0010]
Here, “a first connecting member that holds a plurality of first shafts at a predetermined interval” refers to a case where the first connecting member is fixedly held on the first shaft and a case where the first connecting member is not fixedly held. Means to include the case. The same applies to the “second connecting member that holds a plurality of second shafts at predetermined intervals”.
In addition, the first shaft and the second shaft are connected via a bendable joint capable of transmitting torque, and when rotating integrally, the first connecting member and the second connecting member are connected to the first shaft. Alternatively, for example, the second shaft is held so as to be freely rotatable in a loosely fitted state, and further, a protruding piece is provided vertically above and below the holding portion of the first shaft or the second shaft, or a concave shape is formed along the circumferential surface. It is preferable to form a groove and hold the groove. In this case, the first connecting member or the second connecting member is difficult to move in the vertical direction.
The expansion / contraction means is not limited to a drive system such as a hydraulic type or an electric type, and may be any one that expands or contracts.
[0011]
According to such an excavation machine, when bending occurs in the excavation direction during excavation of the ground, the second axis is obtained by extending or retracting the expansion / contraction means while continuing excavation. Since the joint is bent as a base, the excavation direction can be corrected to the normal direction. In addition, since at least three expansion / contraction means are provided between the first connection member and the second connection member, the first connection member can be obtained by setting each of the three expansion / contraction means to a desired length. The three-dimensional relationship between the second connecting member and the second connecting member can be suitably adjusted.
Furthermore, some existing multi-axis excavating machines include a holding member that holds a shaft called a “band” at a predetermined interval. In such an excavating machine, a first connecting member, a second connecting member, It can be easily produced at low cost simply by adding at least three expansion / contraction means.
Furthermore, since it is not necessary to provide expansion / contraction means for each axis, the excavated soil is not easily disturbed by the first connecting member, the second connecting member, and at least three extending / contracting means during excavation, and is easily moved in the vertical direction. Thus, the excavating machine can preferably move in the vertical direction.
[0012]
Also The joint is an excavating machine provided with spherical surfaces respectively formed at portions where the first shaft and the second shaft are in contact with each other.
[0013]
Here, “the spherical surface formed at the portion where the first axis and the second axis contact each other” is, for example, formed on the surface of the spherical protrusion formed on the first axis and the second axis. It means that the surfaces of the spherical recesses are in contact with each other.
The “spherical surface” includes not only a complete sphere surface but also a partial sphere surface. Furthermore, the curvature of the spherical surface may be the surface of an object that is distorted, that is, has a flat shape.
[0014]
According to such an excavating machine, the first shaft and the second shaft slide along each other along a spherical surface formed in a portion where the first shaft and the second shaft of the joint are in contact with each other. It can be bent smoothly through the joint.
Therefore, when the excavation direction deviates from the normal direction, it can be corrected smoothly.
[0015]
Also The at least one of the plurality of first shafts is a fixed shaft that does not rotate, and the second shaft is connected to a lower end portion of the fixed shaft via a bendable joint and a hollow motor. It is an excavating machine.
[0016]
According to such an excavating machine, since at least one fixed shaft that does not rotate is provided, the lower end portion of the fixed shaft is less likely to shake even during excavation due to, for example, resistance of excavated soil. Further, when the first connecting member is fixed and held on the fixed shaft, the first connecting member is also less likely to swing, and the second connecting member is also less likely to swing due to holding the expansion / contraction means at a desired length. Therefore, the excavation direction can be corrected by suitably bending the second axis.
Furthermore, since the 2nd axis | shaft is provided through the hollow motor, this 2nd axis | shaft can also be rotated.
[0017]
Also An excavating machine is provided with a displacement detection means for detecting a displacement in the excavation direction in the vicinity of the cutter, and the expansion / contraction means can be operated while monitoring the excavation direction displacement detected by the displacement detection means. It is.
[0018]
Here, “in the vicinity of the cutter” does not mean only the immediate vicinity of the cutter, but means that the distance between the cutter and the displacement detecting means is short as compared with the entire length of the excavating machine.
The displacement detection means is for detecting displacement in the excavation direction, and includes, for example, an inclinometer, a gyro sensor, and the like, and these may be used alone or in appropriate combination.
[0019]
According to such excavation machine, during excavation, when the displacement in the excavation direction, that is, when the bending in the excavation direction is detected by the displacement detection means, by operating to extend or retract the expansion / contraction means, The excavation direction can be corrected by bending the plurality of second shafts integrally with the joint as a base point.
[0020]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
In the description of each embodiment, the same constituent elements are denoted by the same reference numerals, and redundant descriptions are omitted.
[0021]
(First embodiment)
An excavating machine according to a first embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS.
FIG. 1 is a side view of a ground improvement machine including an excavating machine according to the first embodiment. FIG. 2 is a front view of the excavating machine according to the first embodiment. FIG. 3 is a partially broken perspective view of a main part of the excavating machine according to the first embodiment. 4 is an XX ′ cross-sectional view of the main part of the excavating machine according to the first embodiment shown in FIG. 3, and FIG. 5 is an explanatory diagram of the correction status of the excavating direction in the excavating machine according to the first embodiment. Yes, (a) is when the excavation direction is turned to the left, and (b) is when the excavation direction is turned to the right.
[0022]
(Constitution)
First, the structure of the ground improvement machine 50 provided with the excavation machine 1 which concerns on 1st Embodiment of this invention is demonstrated.
As shown in FIG. 1, the ground improvement machine 50 is configured by using the base machine 30 as a mounting means and the excavating machine 1 attached thereto. However, the ground improvement machine 50 is not limited to the base machine 30, and other mounting means may be used. May be used.
[0023]
The base machine 30 is a self-propelled type having a driver's seat C in the center and a crawler 34 in the lower part, a back stay 31 extending obliquely upward and forward from the rear of the vehicle body, Thus, the leader mast 32 is supported in an upright state. A wire 37 is led from the winch 35 of the vehicle body to the head of the leader mast 32 via a plurality of pulleys 36, and then connected to the head of the excavating machine 1. The excavating machine 1 is suspended from above. is doing. The excavating machine 1 is supported so as to be movable up and down along a guide rail (not shown) of the leader mast 32 by winding or sending out the winch 35.
[0024]
Next, the excavating machine 1 will be described with reference to FIGS.
As shown in FIG. 2, the excavating machine 1 includes, from the upper end to the lower end, a rotary stirring unit 51 having the rotary shaft driving device 2, a bendable joint 7, a joint 7 including a joint 7 and a joint 9, and a lower end. It is comprised from the excavation part 53 provided with the cutter 12 which excavates the ground. And while excavating the ground with the cutter 12 at the lowest end, propelling vertically downward while discharging solidified material such as cement milk and bentonite, the excavated soil and the solidified material are agitated and mixed to form a columnar wall It is a machine that creates the body.
Hereinafter, the configuration of each unit will be described.
[0025]
The rotary stirring unit 51 includes a rotary shaft driving device 2, upper and lower rotary shafts 3 arranged in parallel and rotatably arranged on both sides of the lower portion, and an intermediate between the upper rotary shafts 3. And a double-structure shaft 4 having a double cylindrical structure having an upper center fixed shaft 5 on the inner side and an upper center rotation shaft 6 on the outer side concentrically.
The connecting portion 52 is provided at the joints 7 and 7 provided at the lower ends of the upper rotating shafts 3 and 3, the joint 9 provided at the lower end of the upper central fixed shaft 5, and provided below the joint 9. A hollow motor 10, a first connecting member 13 that holds the upper both-side rotating shafts 3, 3 and the upper center fixed shaft 5 at predetermined intervals above the joints 7, 7, 9, and a lower both-side rotating shaft described later on the lower side. 8, 8 and the lower central rotating shaft 11 are held at predetermined intervals, and four hydraulic jacks 15 are provided so as to span between the first connecting member 13 and the second connecting member 14. And an inclinometer 16 fixed to the first connecting member 13.
The excavation portion 53 includes lower both-side rotation shafts 8 and 8 provided at the lower end portions of the joints 7 and 7, a lower central rotation shaft 11 provided at the lower end portion of the hollow motor 10, and lower both-side rotation shafts 8 and 8. The cutters 12, 12, and 12 are provided at the lower part of the lower central rotating shaft 11.
The upper both-side rotating shaft 3 is the first shaft, the upper center fixed shaft 5 is the fixed shaft, the lower both-side rotating shaft 8 and the lower center rotating shaft 11 are the second shaft, the hydraulic jack 15 is the expansion / contraction means, and the inclinometer Reference numeral 16 corresponds to the displacement detection means. Further, the distance between the joint 7 and the joint 9 and the cutter 12 is, for example, about 5 m (Δh shown in FIG. 2).
The hollow motor is generally called a piston motor, a radial piston motor or the like, and has a hollow portion in its axial direction, and includes a fixed portion and an output portion (drive portion). The output unit is rotationally driven.
Hereinafter, each component will be described in detail.
[0026]
The rotary shaft driving device 2 is suspended by being connected to a wire 37 along the above-described leader mast 32 and operating the winch 35 of the base machine 30 so as to be lifted and lowered. That is, when the rotary shaft driving device 2 descends, the excavating machine 1 moves vertically downward, and the cutter 12 at the lowermost end excavates the ground. Conversely, when the rotary shaft driving device 2 rises, the excavating machine 1 is pulled out from the ground. It is supposed to be.
[0027]
A hydraulic motor (not shown) that drives the upper both-side rotary shafts 3 and 3 and the upper central rotary shaft 6 is provided inside the rotary shaft driving device 2. The hydraulic motor (not shown) is connected to an external hydraulic unit (not shown) via a hydraulic pipe (not shown), an electromagnetic valve (not shown), etc. )) Can be controlled.
In addition to this, the rotary shaft drive device 2 is discharged from a part of the hydraulic pipes 10c and 15c connected to the hollow motor 10 and each hydraulic jack 15 and a discharge port (not shown) on the lower surface of the cutter 12. A part of a supply passage (not shown) for supplying the solidified material from a grout tank (not shown) and a part of a signal cable 16 a connected to the inclinometer 16 are provided.
[0028]
The upper both-side rotating shaft 3 is a cylindrical member having a hollow portion, and a spiral stirring blade 17 for stirring the ground is integrally provided on the peripheral surface thereof. For example, it can be freely added by a joint such as a flange type, can be easily adapted to deep excavation, and can be easily transported and carried in by disassembling the upper rotating shaft 3 on both sides. The shape of the stirring blade 17 is not limited to a spiral shape, and may be a plate shape or a rod shape, for example.
The upper ends of the upper both-side rotating shafts 3 are rotatably supported by the rotating shaft driving device 2 and are driven by a hydraulic motor (not shown) inside the rotating shaft driving device 2.
The hollow part of the upper both-side rotating shaft 3 serves as a supply passage through which the solidified material can be supplied from the rotating shaft driving device 2 side to the cutter 12 side.
[0029]
The double-structure shaft 4 is a concentric double-cylindrical member, and is composed of an inner upper center fixed shaft 5 and an outer upper center rotation shaft 6, and the upper center fixed shaft 5 is longer than the upper center rotation shaft 6. The upper center fixed shaft 5 protrudes from the lower end side of the upper center rotating shaft 6.
[0030]
The upper end portion of the upper center fixed shaft 5 is fixed to the rotary drive device 2 by an appropriate method. On the other hand, the 1st connection member 13 is being fixed to the lower end side, and the joint 9 is provided in the lowest end part.
In the hollow portion of the upper center fixed shaft 5, a hydraulic pipe 10c connected to the hollow motor 10, a hydraulic pipe 15c connected to the hydraulic jack 15, a signal cable 15d, and a signal cable 16a connected to the inclinometer 16 are arranged. (See FIG. 4). Thus, since the hydraulic pipe 10c and the like are provided inside the upper center fixed shaft 5, they are protected without being damaged by excavated soil during excavation, and the upper center fixed shaft 5 does not rotate. Therefore, the hydraulic pipe 10c and the like are not twisted and entangled.
[0031]
The upper central rotary shaft 6 is integrally provided with a spiral stirring blade 18 for stirring the ground, similarly to the upper double-side rotary shaft 3, on the peripheral surface. An upper end portion of the upper central rotating shaft 6 is supported by the rotating shaft driving device 2 so as to be rotatable and is driven to rotate.
[0032]
Lower rotating shafts 8 and 8 and lower central rotating shaft 11 are cylindrical members, and cutters 12, 12, and 12 for excavating the ground are fixed to lower ends. The hollow part of the lower both-side rotating shaft 8 is a supply passage through which a solidified material can be supplied, like the hollow part of the upper both-side rotating shaft 3.
The cutter 12 includes a plurality of bits 19 and a solidifying material discharge port (not shown) on the lower surface. The shape of the cutter 12 is preferably selected and used as appropriate according to the ground properties such as a clay layer, a gravel layer, and a sand layer.
[0033]
Plate-like stirring blades 20 are provided on the peripheral surfaces of the lower both-side rotating shaft 8 and the lower central rotating shaft 11, respectively. The stirring blades 20 are provided in steps so as not to contact each other when rotated. In addition, when the stirring blades 20 are rotated, the phases of the adjacent stirring blades 20 may be shifted.
[0034]
The joint 7 connects the upper both-side rotating shaft 3 and the lower both-side rotating shaft 8, for example, as shown in FIG. 3, the flange 3 a formed integrally with each of the upper both-side rotating shaft 3 and the lower both-side rotating shaft 8. , 8a is a flexible joint structure with a thick rubber plate 21 sandwiched between them, and a rotational torque can be suitably transmitted from the upper both-side rotating shaft 3 to the lower both-side rotating shaft 8. That is, the upper both-side rotation shaft 3 and the lower both-side rotation shaft 8 rotate integrally.
The rubber plate 21 has a ring shape so that the hollow portion of the upper rotating shaft 3 and the hollow portion of the lower rotating shaft 8 communicate with each other. Further, by using the thick rubber plate 21, the lower both-side rotating shaft 8 can be bent with respect to the upper both-side rotating shaft 3 with the rubber plate 21 as a base point.
In addition, although it was set as such a joint structure in 1st Embodiment, it is not restrict | limited to this, For example, you may comprise universal combinations, such as a universal joint and a spline, combining suitably.
[0035]
A joint 9 having the same structure as that of the joint 7 is provided at the lower end portion of the upper center fixed shaft 5, and a short fixed shaft 5A having a short length is provided at the lower end thereof. The short fixed shaft 5 </ b> A is bendable with respect to the upper central fixed shaft 5.
[0036]
The hollow motor 10 is a known one in the first embodiment, and a fixing portion (not shown) of the hollow motor 10 is fixed to the lower end portion of the short fixed shaft 5A. An upper end of the lower central rotary shaft 11 is fixed to a portion (not shown), that is, a drive portion (not shown), and the lower central rotary shaft 11 rotates when the hollow motor 10 is driven. . A hydraulic pipe 10c for driving the hollow motor 10 is disposed in the hollow portion of the upper center fixed shaft 5 and is drawn from the head of the excavating machine 1 (not shown).
[0037]
The first connecting member 13 is a member in which three substantially cylindrical portions 13a through which the upper rotating shaft 3 or the upper center fixed shaft 5 penetrates the inside and connecting portions 13b that connect the cylindrical portions 13a are integrally formed. In addition, support portions 13c to which the hydraulic jacks 15 are connected are integrally provided at substantially four corners (see FIGS. 3 and 4). However, the 1st connection member 13 is not limited to such a shape.
The inner diameters of the cylindrical portions 13a on both sides through which the upper both-side rotating shafts 3 pass are formed larger than the outer diameter of the upper both-side rotating shafts 3, and bearings 13d made of a hard urethane sealing material are provided on the inner peripheral surface thereof. The upper both rotation shafts 3 are rotatably held.
On the other hand, the upper center fixed shaft 5 is fastened to the central cylindrical portion 13a by, for example, a bolt 41 or the like. Therefore, even if the depth increases with excavation, the first connecting member 13 does not move and shift, and the upper central fixed shaft 5 is fixed, so the first connecting member 13 is also difficult to swing. It has become.
The member having the shape of the first connecting member 13 is often provided to hold each shaft rotatably at a predetermined interval in a general multi-axis excavating machine, and is called, for example, a “band”. (Reference numeral 42 in FIG. 2). In such a case, the 1st connection member 13 may be comprised using the existing member, and if it does in this way, it can manufacture at low cost.
[0038]
The second connecting member 14 has the same shape as the first connecting member 13, and each cylindrical portion 14 a rotatably holds the lower both-side rotating shaft 8 or the lower central rotating shaft 11 with a bearing 14 d, and each cylindrical portion 14 a It is held at a predetermined interval by the connecting portion 14b. The second connecting member 14 is fixed to the bottom surface of the casing of the hollow motor 10.
[0039]
As shown in FIG. 3, the hydraulic jack 15 includes a cylinder 15a and a piston rod 15b. Then, the hydraulic jack 15 can be tilted and rotated with the support portion 13c or 14c as a base point to the support portions 13c and 14c formed at the substantially four corners of the first connection member 13 or the second connection member 14 described above. It is connected by a ball joint or the like so as to be free, and the hydraulic jack 15 is shaped so as to span the first connecting member 13 and the second connecting member 14.
However, as shown in FIG. 4, in the excavation direction, the support portions 13 c and 14 c and the hydraulic jack 15 need to be provided so as to fit inside the outer edge of the track of the cutter 12. If it does in this way, excavation soil can be suitably moved from the cutter 12 side to the rotating shaft drive device 2 side with the propulsion of the excavating machine 1 vertically downward.
A hydraulic pipe 15c for controlling the operation of each hydraulic jack 15 and a signal cable 15d for detecting the operation amount are disposed in a hollow portion of the upper center fixed shaft 5 and are pulled out from the head of the excavating machine 1. Yes. The hydraulic pipe 15c is connected to a hydraulic unit (not shown) including a hydraulic pump or the like via a valve (not shown), and each hydraulic jack 15 can be expanded and contracted by adjusting the hydraulic pressure. The signal cable 15d is connected to a monitor (not shown) provided in the driver's seat C so that the operation amount of the hydraulic jack 15 can be visually confirmed.
[0040]
The inclinometer 16 is appropriately selected from known ones in the first embodiment. As shown in FIG. 3, the signal cable 16 a connected to the inclinometer 16 is fixed to the first connecting member 13 while being protected by the container. The signal cable 16 a is connected to the hollow portion of the upper central fixed shaft 5. It is arranged, pulled out from the head of the excavating machine 1 and connected to a monitor (not shown) provided in the driver's seat C so that the operator can visually recognize the excavation direction displacement. In addition to the inclinometer 16, a gyro sensor or the like may be used in combination.
[0041]
Further, a controller (automatic control means) composed of a CPU or the like is additionally provided, and this is connected to the signal cables 15d and 16a. When the excavation displacement is detected, the hydraulic jack 15 is automatically adjusted by adjusting the valve or the like. You may make it operate.
[0042]
In addition, a housing member that protects the hydraulic pipe 15c connected to each hydraulic jack 15, the signal cable 15d, the signal cable 16a connected to the inclinometer 16, and the like may be further provided in the connecting portion 52. Even in the case where the housing member is provided in this manner, it is necessary to provide the excavated soil so as to fit inside the outer edge of the cutter 12 so that the excavated soil can be suitably moved outside the housing member.
[0043]
As described above, the excavating machine 1 is configured with the first connecting member 13, the second connecting member 14, and the four hydraulic jacks 15, 15, 15, 15 as main parts. It can be manufactured at low cost. Further, during excavation, the excavated soil is not easily disturbed by the first connecting member 13, the second connecting member 14, and the hydraulic jacks 15 and is easily moved in the vertical direction. Can move.
[0044]
(Function)
Subsequently, the operation of the excavating machine 1 according to the first embodiment will be described.
The excavation machine 1, the base machine 30 and the like are carried into the excavation site, the excavation machine 1 is suspended by the base machine 30, the crawler 34 is operated, and the base machine 30 is moved to a desired excavation position. Then, each hydraulic jack 15 is pressurized and held at a predetermined value so that the upper both-side rotating shaft 3 and the lower both-side rotating shaft 8, the double structure shaft 4 and the lower central rotating shaft 11 maintain a linear state, respectively. The drive device 2 is driven. Further, a grout injection pump (not shown) is operated so that the solidified material can be discharged from the discharge port (not shown) of the cutter 12 through the hollow portions of the upper and lower rotary shafts 3 and 8. , Send the solidified material.
[0045]
The winch 35 of the base machine 30 is rotated, the wire 37 is fed out, the excavating machine 1 is lowered by its own weight along the leader mast 32, and the ground is excavated by the cutter 12, while the stirring blade 17, the stirring blade 18, With the stirring blade 20, the excavated soil and the solidified material are stirred and mixed.
[0046]
During excavation, if a load is applied to the cutter 12 or the like due to a change in ground properties, excavation soil resistance, etc., and the excavation direction is bent, a deviation from the normal excavation direction on the monitor (not shown) may occur. Displayed above. When the operator visually recognizes this and operates the hydraulic jack so as to correct the excavation direction, the lower rotating shafts 8 and 8 and the lower central rotating shaft 11 are integrally based on the joints 7, 7 and 9, It bends with respect to the upper both-side rotating shafts 3, 3 and the double structure shaft 4.
Then, when it is detected that the excavation direction has returned to the normal direction, the excavation direction correcting step is terminated, and again, the upper both-side rotation shaft 3 and the lower both-side rotation shaft 8, the double structure shaft 4 and the lower central rotation shaft. 11 are each held by a hydraulic jack 15 so as to maintain a linear state.
A series of operations from the measurement of the excavation direction to the correction of the excavation direction may be performed automatically by providing a control means such as a computer.
[0047]
Next, the correction status of the excavation direction will be described in more detail with reference to the drawings. 5 (a) and 5 (b) are explanatory diagrams for explaining the correction status of the excavation direction. FIG. 5 (a) shows a case where the excavation direction is bent to the left in the figure, and FIG. 5 (b) shows the excavation direction. Shown when turning to the right.
[0048]
In the case of FIG. 5A, in the drawing, the two hydraulic jacks 15 positioned on the left side are operated so as to extend, and the two hydraulic jacks 15 positioned on the right side are operated so as to contract. When operated in this way, with the joints 7, 7, 9 as the starting point, the lower rotation shafts 8, 8 and the lower central rotation shaft 11 are bent so as to incline to the right, and the stirring blade 20 causes the wall surface of the excavation hole to Is excavated and the bending in the excavation direction is corrected.
However, the excavation direction can be corrected only by operating either one of the hydraulic jacks 15 located on the left side or the right side. However, if the hydraulic jacks 15 on both sides are simultaneously operated, the movement related to each hydraulic jack 15 can be corrected. This is preferable because the amount is reduced and the hydraulic pressure for operation is reduced accordingly.
[0049]
In the case of FIG. 5B, the hydraulic jack 15 located on the right side is preferably operated so as to extend, and the hydraulic jack 15 located on the left side is preferably contracted. In addition, when the vehicle is bent in the front-rear direction toward FIG. 5, the excavation direction can be corrected by extending the bent hydraulic jack 15 and contracting the opposite hydraulic jack 15.
[0050]
In this way, by always monitoring the excavation direction, it is possible to immediately detect a bend in the excavation direction, and further, if a bend in the excavation direction is detected, the excavation direction can be corrected immediately, so that a large depth Also, the excavation direction can be excavated without bending.
[0051]
When the desired depth is reached, the drawing process of the excavating machine 1, that is, the winch 35 of the base machine 30 is operated to wind up the wire 37, the excavating machine 1 is pulled up, and the excavation work is completed when the drawing is completed. .
[0052]
(Second Embodiment)
Subsequently, an excavating machine according to a second embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. 6 and 7 as appropriate.
FIG. 6 is a front view showing the configuration of the main part of the excavating machine according to the second embodiment. FIG. 7A is a cross-sectional view schematically showing a joint of the excavating machine according to the second embodiment, and FIG. 7B schematically shows the joint when the excavating machine according to the second embodiment is bent. FIG.
[0053]
(Constitution)
As shown in FIG. 6, the excavating machine 60 according to the second embodiment has left and right upper fixed shafts 71 in a non-rotating state supported by a base machine (not shown) so as to be movable up and down from the upper end toward the lower end. , 71 and an upper fixed shaft portion 61 having an upper center fixed shaft 72, and an excavation / stirring portion 63 connected to the upper fixed shaft portion 61 via a connecting portion 62 having joints 73, 73, 74. It is prepared for.
[0054]
The digging / stirring unit 63 has lower both-side fixed shafts 81 connected to the lower end portions of the upper both-side fixed shafts 71 via flexible joints 73 on both sides (left and right sides in FIG. 6) from the upper end toward the lower end. An outer peripheral drive type hollow motor 79 that is fixed to a substantially intermediate height position of the lower both side fixed shaft 81 in a state where the lower both side fixed shafts 81 are inserted on the central axis, and the outer peripheral drive type hollow motor. 79 is provided at the lower end of the lower both-side rotating shaft 77 and the lower both-side rotating shaft 77 which is fixed to the output portion of 79 and supported on the outer side of the lower both-side fixed shaft 81 on the concentric shaft and rotatably. A cutter 75 having a bit 76 at the lower end is provided. Agitation blades 83 and 84 are integrally provided on the outer surfaces of the output portion of the outer peripheral drive type hollow motor 79 and the lower both-side rotation shafts 77, respectively. On the other hand, on the center side of the excavation / stirring section, from the upper end toward the lower end, the lower center fixed shaft 82 connected to the lower end portion of the upper center fixed shaft 72 via a bendable joint 74, and the upper center fixed A shaft-driven hollow motor 80 fixed to the lower end portion of the shaft 82, a lower central rotating shaft 78 fixed to the output portion of the shaft-driven hollow motor 80 and having a stirring blade 85 on the outer peripheral surface, and a lower central rotating shaft A cutter 75 is provided at the lower end of 78 and has a bit 76 at the lowermost end.
[0055]
More specifically, the outer peripheral drive type hollow motor 79 is an outer peripheral drive type piston motor having a stationary part that is in a non-rotating state on the inner side and an output part that rotates on the outer side. The fixed portion has a hollow portion on the central axis, and the outer peripheral drive type hollow motor 79 is fixed in a state where the lower both-side fixed shaft 81 is inserted into the hollow portion. Below the outer peripheral drive type hollow motor 79, a lower both-side fixed shaft 81 and a lower both-side rotating shaft 77 provided outside thereof form a double tube structure.
When the outer peripheral drive type hollow motor 79 is operated, the output portion of the outer peripheral drive type hollow motor 79 and the lower both side rotation shafts 77 rotate integrally around the lower both side fixed shafts. That is, the stirring blades 83 and 84 rotate integrally, and the excavated soil and the solidified material are mixed and stirred around the outer peripheral drive type hollow motor 79 as well as in the vertical vertical direction. It is easy to move.
[0056]
On the other hand, the shaft drive type hollow motor 80 is a shaft drive type piston motor having a fixed part which is in a non-rotating state on the outer side and an output part which rotates on the inner side. The fixed portion is fixed to the lower end portion of the lower center fixed shaft 82, and the shaft drive type hollow motor 80 is supported. The shaft drive type hollow motor 80 is fixed in a state of being inserted into a second connecting member 87 described later. The output part of the shaft drive type hollow motor 80 has a hollow part on the central axis, similarly to the fixed part of the outer periphery drive type hollow motor 79. The hollow portion is connected in a state where the upper end portion of the lower central rotary shaft 78 is inserted, and when the shaft driven hollow motor 80 is operated, the output portion of the shaft driven hollow motor 80 and the lower central rotary shaft are connected. 78 and rotate integrally.
[0057]
The connecting portion 62 includes joints 73, 73, 74, an upper first connecting member 86 provided on both sides in the vertical direction, a lower second connecting member 87, and the first connecting member as in the first embodiment. Four hydraulic jacks 15, 15, 15, 15, which connect the member 86 and the second connecting member 87 at the four corners, are configured.
[0058]
The joints 73, 73, and 74 have different structures from the joints 7, 7, and 9 described in the first embodiment, but the joints 73, 73, and 74 have the same structure. Therefore, hereinafter, the joint 73 will be described, and description of the other will be omitted.
[0059]
As shown in FIG. 7A, the joint 73 includes a spherical convex portion 71 a formed to protrude from the lower end portion of the upper both-side fixed shaft 71 and a spherical concave portion formed at the upper end portion of the lower both-side fixed shaft 81. 81a is configured to be fitted together.
[0060]
That is, a convex sphere is formed at the lower end portion of the upper both-side fixed shaft 71 and has a spherical surface on its surface, while the upper end portion of the lower both-side fixed shaft 81 has the same curvature as the spherical surface. A concave spherical surface is formed. In addition, a sealing material 88 made of, for example, a hard urethane resin is provided along the spherical surface of the lower both-side fixed shaft 81, and a friction coefficient generated at a portion where the upper both-side fixed shaft 71 and the lower both-side fixed shaft 81 are in contact with each other. As well as increased durability. Furthermore, for example, a cylindrical cover made of urethane rubber or the like may be provided outside the joint 73 so that the joint 73 is protected from excavated soil or the like.
Therefore, as shown in FIG. 7B, the lower both-side fixed shaft 81 is more smoothly bent with respect to the upper both-side fixed shaft 71 than the excavating machine 1 according to the first embodiment described above.
[0061]
The first connecting member 86 is fixed to the upper center fixed shaft 72 and holds the upper both side fixed shafts 71 and 71 slidably.
[0062]
The second connecting member 87 is fixed to the shaft drive type hollow motor 80 as described above. Therefore, the second connecting member 87 is supported by the ground base machine (not shown) via the shaft driven hollow motor 80, the joint 74, and the upper center fixed shaft 72 so as to be movable up and down.
The second connecting member 87 holds the left and right lower fixed shafts 81 slidably in the vertical direction. On the other hand, in the horizontal direction, for example, splines, grooves, and the like are provided in sliding portions of the second connecting member 87 and the lower both-side fixed shaft 81, respectively. As described above, since the fixed portion of the outer peripheral drive type hollow motor 79 is fixed to the lower both-side fixed shaft 81, the outer peripheral drive type hollow motor 79 includes the lower both-side fixed shaft 81 and the second connecting member 87 in this order. Since the outer peripheral drive type hollow motor 79 does not idle, the lower both-side rotating shaft 77 can be rotated without being supported by the hydraulic jack 15 and the shaft drive type hollow motor 80.
[0063]
Therefore, by extending or retracting the hydraulic jack 15, the outer peripheral drive motors 79 and 79 and the shaft drive hollow motor 80 are operated, and the excavation / The stirring part 63 can be bent integrally.
Further, the excavating machine 60 according to the second embodiment has an outer peripheral drive type at a position closer to the cutter 75, the lower both-side rotating shaft 77, and the lower central rotating shaft 78 than the excavating machine 1 according to the first embodiment. A hollow motor 79 and a shaft drive type hollow motor 80 are arranged. Therefore, the driving force of the outer peripheral drive type hollow motor 79 and the shaft drive type hollow motor 80 can be transmitted to the cutter 75 with little loss of rotational torque due to earth pressure or the like.
[0064]
(Modification)
As mentioned above, although an example was described about suitable embodiment of this invention, this invention is not limited to the said embodiment, The form demonstrated by 1st Embodiment and 2nd Embodiment in the range which does not deviate from the meaning of this invention. May be combined as appropriate, or may be modified as follows, for example.
[0065]
In the first embodiment described above, the double-structure shaft 4 is used to fix the hollow motor 10 to the lower end portion of the inner upper center fixed shaft 5, and the lower center rotating shaft 11 is driven by the hollow motor 10. In addition, for example, as shown in FIG. 8, a second upper central rotating shaft 29 that is concentric and longer than the upper central fixed shaft 5 is provided inside the upper central fixed shaft 5. The lower end portion may be connected to the lower central rotary shaft 11 via a joint 9 capable of transmitting torque, and the upper end portion of the second upper central rotary shaft 29 may be driven by the rotary shaft driving device 2. In this way, it is not necessary to provide the hollow motor 10 and the hydraulic piping 10c associated therewith, and the excavated soil moves upward of the excavating machine 1 as the excavation proceeds without being obstructed by the hollow motor 10. can do. Moreover, when comprised in this way, it is good to arrange | position the hydraulic piping 15c etc. which are connected to the hydraulic jack 15 so that the inner peripheral surface of the upper center fixed shaft 5 may be followed.
[0066]
In the first embodiment described above, the upper both-side rotating shafts 3 and 3 and the upper central rotating shaft 6 that are respectively arranged above the joint 7 and the joint 9 are configured to rotate. It may be a fixed shaft. In the case of such a configuration, for example, a hollow motor is provided at the lower end portion of the joint 7, and the lower both-side rotating shaft 8 is connected through this.
[0067]
In the first embodiment described above, the upper rotating shaft 3 is connected to the lower rotating shaft 8 via the joint 7 capable of transmitting torque, and the upper rotating shaft 3 and the lower rotating shaft 8 are rotated on both upper and lower sides. The rotating shaft driving device 2 provided at the upper part of the shaft 3 is driven to rotate integrally. However, for example, the upper both-side rotating shaft 3 and the lower both-side rotating shaft 8 are used with a swivel joint or the like. Then, they are connected to each other so as to be able to rotate independently, and a gear mechanism is provided inside the second connecting member 14 so that the driving force of the hollow motor 10 can be transmitted to the lower both-side rotating shafts 8 or the upper both-side rotating A hollow motor is newly provided at the lower end of the shaft 3 and a lower both-side rotating shaft 8 is provided at the lower portion of the hollow motor so that the lower both-side rotating shaft 8 is rotated independently of the upper both-side rotating shaft 3. May be. In this way, even if the depth is large, the distance between the hollow motor and the cutter 12 at the lower end of the lower rotating shaft 8 is constant, so that excavation torque for excavating the ground can be suitably transmitted. it can. Moreover, if comprised in this way, it will not be necessary for the rotating shaft drive device 2 to generate the strong excavation torque for excavating a hard ground, and agitation and mixing with a solidification material and excavation soil will be attained. Therefore, it is only necessary to generate the torque to be rotated, so that the rotary shaft driving device 2 can be reduced in size, and the upper both-side rotary shafts 3 do not need to transmit excavation torque. Therefore, the excavating machine 1 can be reduced in weight.
[0068]
In the second embodiment described above, the joint 73 is fitted with a spherical convex portion 71 a formed at the lower end portion of the upper both-side fixed shaft 71 and a spherical concave portion 81 a formed at the upper end portion of the lower both-side fixed shaft 81. In addition, for example, a spherical convex portion may be formed on the upper end portion of the lower fixed shaft 81, or the lower end portion of the upper fixed shaft 71 and the lower fixed portion. A recess may be formed at the upper end of the shaft 81, and an independent sphere may be sandwiched between the upper both-side fixed shaft 71 and the lower both-side fixed shaft.
[0069]
【The invention's effect】
ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, when a bending generate | occur | produces in an excavation direction, it can correct to a regular direction immediately and can provide the excavation machine of the simple structure which makes it possible to continue excavation.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a side view of a ground improvement machine provided with a drilling machine according to a first embodiment.
FIG. 2 is a front view of the excavating machine according to the first embodiment.
FIG. 3 is a partially broken perspective view of a main part of the excavating machine according to the first embodiment.
4 is a cross-sectional view of the main part of the excavating machine according to the first embodiment shown in FIG. 3 taken along the line XX ′.
FIGS. 5A and 5B are explanatory diagrams for explaining the correction of the excavation direction in the excavating machine according to the first embodiment, where FIG. 5A is a case where the excavation direction is turned to the left, and FIG. 5B is a case where the excavation direction is turned to the right. .
FIG. 6 is a front view showing a configuration of a main part of an excavating machine according to a second embodiment.
7A is a cross-sectional view schematically showing a joint of the excavating machine according to the second embodiment, and FIG. 7B is a schematic view of the joint when the excavating machine according to the second embodiment is bent. It is sectional drawing shown.
FIG. 8 is a partially broken perspective view showing a modification of the excavating machine according to the first embodiment.
[Explanation of symbols]
1, 60 excavating machine
2 Rotating shaft drive
3 Upper both rotation axis
4 Double structure shaft
5,72 Upper center fixed shaft
6 Upper center rotation axis
7, 9, 73, 74 Fitting
8, 71 Rotating shaft on both lower sides
10 Hollow motor
11, 77 Lower center rotation axis
12, 75 cutter
13, 86 First connecting member
14, 87 Second connecting member
16 Inclinometer
17, 18, 20, 83, 84, 85 Stirring blade
21 Rubber plate
30 base machine
50 Geological improvement machine
71 Fixed shafts on both sides
79 Hollow motor (peripheral drive type)
80 Hollow motor (shaft drive type)
81 Fixed shafts on both sides
82 Lower center fixed shaft
C Driver's seat

Claims

A plurality of first axes arranged in parallel;
A plurality of second shafts connected to lower end portions of the plurality of first shafts via flexible joints and having cutters for excavating the ground at the lower end portions, and supported so as to be movable up and down with respect to the ground. Drilling machine,
On both sides of the joint in the vertical direction, a first connecting member that holds the plurality of first shafts at a predetermined interval and a second connecting member that holds the plurality of second shafts at a predetermined interval are provided.
The first connecting member and the second connecting member are connected by at least three expansion / contraction means, and the plurality of second shafts are bent integrally with the joint as a base point to correct the excavation direction. to make it in,
At least one of the plurality of first shafts is a fixed shaft that does not rotate;
An excavating machine , wherein the second shaft is connected to a lower end portion of the fixed shaft via a bendable joint and a hollow motor .