JP4353099B2 - 溝掘削体及び溝掘削装置 - Google Patents

Description

本発明は、止水用連続壁造成等の目的で地中に溝を連続的に掘削するための装置に関するものである。

従来、地中に連続溝を掘削する装置としては、フレームの上下に配された回転体同士の間に掘削部材を掛け渡して溝掘削体を構成し、この溝掘削体を地中に打ち込んだ状態で前記回転体の回転軸方向と直交するフレーム幅方向に移送することにより、その進行方向に連続溝を掘削するようにしたものが一般に知られている。

さらに近年は、河岸を侵食から保護すべく当該河岸に沿って傾斜した地中壁を造成する等の要請があることから、前記溝掘削体を地面に対して前記地中壁の目標傾斜角度に等しい入射角度で斜めに打ち込み、そのまま前記フレーム幅方向に移送するようにした溝掘削方法及び装置の開発も進められている（特許文献１参照）。
特開平９−２２１７４９号公報

一般に、前記溝掘削体は長尺で撓み易く、また、その地中に対する傾斜角度にも誤差が生じ易い。しかも、当該溝掘削体の大部分は地中に埋まっているので、その撓み状態や傾きを地上において目視により正確に把握することは事実上不可能に等しい。

このような溝掘削体の状態を確認する手段として、特開平１１−９３２０２号公報には、溝掘削体の長手方向に並ぶ複数の位置にその位置での溝掘削体の鉛直方向に対する傾斜角度を測定する傾斜計を設け、これらの傾斜計の検出信号から溝掘削体の撓み状態や傾斜状態を把握できるようにした溝掘削装置が開示されているが、この装置は前記特許文献１のように前記溝掘削体が地面に対して大きく傾斜する姿勢で打ち込まれる場合に適用が難しくなるという課題がある。

すなわち、前記傾斜計としては、溝掘削体のフレームに固定されるフレーム固定部から振子を垂下させ、この振子の振れ角をひずみゲージや静電容量を用いて検出するものが一般に知られているが、このような振子式の傾斜計をその振子が溝掘削体の下端を向く姿勢でそのまま当該溝掘削体のフレームに固定した場合、当該溝掘削体が地面に対して鉛直方向に打ち込まれる場合には前記傾斜計が有効に機能するものの、当該溝掘削体が地面に対して大きく傾斜する入射角度で当該地中に打ち込まれた場合、前記傾斜計のフレーム固定部に対する振子の振れ角が前記入射角度と略同等の角度になって測定可能範囲を超えてしまい、正確な測定ができなくなるという課題がある。

また、このような不都合を避けるべく、実際の傾斜角度に精度が影響されない特殊なセンサを用いた場合、装置全体のコストの著しい上昇は避けられない。

本発明は、このような事情に鑑み、簡単かつ安価な構成で、地面に対して所定の入射角度で打ち込まれる溝掘削体の実際の傾斜状態や撓み状態を正確に把握する技術の提供を目的とする。

前記課題を解決するための手段として、本発明は、上下方向に延び、その上下の位置に回転体が設けられるフレームと、その回転体同士の間に掛け渡される掘削部材とを備え、前記回転体の回転軸方向に対して直交するフレーム幅方向から見て地中に対し所定の入射角度で斜め向きに打ち込まれ、かつ、前記掘削部材が駆動された状態で前記フレーム幅方向に移送されることによりその移送方向に溝を連続掘削する溝掘削体において、前記フレームの少なくとも下部に取付けられ、当該配設位置における溝掘削体の鉛直方向に対する傾斜角を検出する地中傾斜計を備え、この地中傾斜計は、前記フレームと一体に傾斜するように当該フレームに固定されるフレーム固定部と、このフレーム固定部から垂下する振子と、この振子の前記フレーム固定部に対する振れ角を所定の測定角度範囲内で検出する角度検出手段とを含み、かつ、前記入射角度で地中に打ち込まれた状態で振子の振れ角が前記測定角度範囲内に収まるように前記フレーム固定部が前記フレームに対して前記入射角度に対応する角度分だけ傾斜した姿勢で当該フレームに固定されているものである。

この溝掘削体によれば、当該溝掘削体の地中への入射角度と略同等分だけフレームに対して傾斜した姿勢で地中傾斜計のフレーム固定部が当該フレームに固定されているので、このフレームの入射角度にかかわらず前記地中傾斜計の振子の振れ角をその測定角度範囲内（鉛直方向を中心とする所定の角度範囲内）に収めることが可能であり、その結果、地中での溝掘削体の傾斜状態を良好に測定することが可能になる。従って、掘削作業中の溝掘削体の傾斜状態を正確に地上で把握することができ、オペレータは当該状態に見合った適正な運転操作を行うことができる。

前記地中傾斜計は例えば前記フレームの下部の一箇所のみに設置されるものでもよいが、その打ち込み方向に並ぶ複数の個所に前記地中傾斜計が配設され、かつ、前記入射角度で地中に打ち込まれた状態で各地中傾斜計の振子の振れ角が前記測定角度範囲内に収まるように当該地中傾斜計の前記フレーム固定部が前記溝掘削体のフレームに対してそれぞれ前記入射角度と略同等の角度分だけ傾斜した姿勢で当該フレームに固定されている構成とすれば、フレーム長手方向（打ち込み方向）についてより広い領域で当該フレームの傾斜状態をより正確に把握することが可能になる。

また本発明は、上下方向に延び、その上下の位置に回転体が設けられるフレームと、その回転体同士の間に掛け渡される掘削部材とを備え、前記回転体の回転軸方向に対して直交するフレーム幅方向から見て地中に対し所定の入射角度で打ち込まれ、かつ、前記掘削部材が駆動された状態で前記フレーム幅方向に移送されることによりその移送方向に溝を連続掘削する溝掘削体において、前記フレームの少なくとも下部に取付けられ、当該配設位置における溝掘削体の鉛直方向に対する傾斜角を検出する地中傾斜計を備え、この地中傾斜計は、前記フレームと一体に傾斜するように当該フレームに固定されるフレーム固定部と、このフレーム固定部から垂下する振子と、この振子の前記フレーム固定部に対する振れ角を所定の測定角度範囲内で検出する角度検出手段とを含み、かつ、前記フレームにはこのフレームに対する前記地中傾斜計のフレーム固定部の前記フレーム幅方向から見た傾斜角度が可変となるように当該フレーム固定部が取付けられる傾斜計取付部が設けられているものである。

この構成によれば、地中への溝掘削体の入射角度に応じて、フレームに対する地中傾斜計のフレーム固定部の傾斜角度を適当に変更することにより、当該入射角度にかかわらず前記地中傾斜計の振子の振れ角をその測定角度範囲内（鉛直方向を中心とする所定の角度範囲内）に収めることが可能であり、その結果、地中での溝掘削体の傾斜状態を良好に測定することが可能になる。

前記傾斜計取付部としては、前記溝掘削体のフレームに特定の姿勢で固定される傾斜計取付部材を備え、この傾斜計取付部材は、前記地中傾斜計のフレーム固定部の前記フレーム幅方向から見た傾斜角度が互いに異なる複数種の姿勢で当該フレーム固定部が固定可能な傾斜計固定部を有するものが、好適である。

この構成によれば、フレーム側の構造は大きく変更することなく、このフレームと地中傾斜計との間に傾斜計取付部材を介在させるだけの簡単な構造で、当該地中傾斜計のフレームに対する傾斜角度を変更可能にすることができる。

あるいは、前記溝掘削体のフレームに特定の姿勢で固定される複数種の傾斜計取付部材を備え、各傾斜計取付部材は、前記地中傾斜計のフレーム固定部の前記フレーム幅方向から見た傾斜角度が互いに異なる姿勢で当該フレーム固定部が固定されるようにしても、前記傾斜計取付部材の中から溝掘削体の入射角度に対応する傾斜計取付角度を選択してフレームに固定することにより、前記フレームに対する地中傾斜計の傾斜角度を簡単に切換えることが可能になる。

ここで、前記地中傾斜計の固定部がその取付面に対して直交する方向から見て円状の外形を有しているものであれば、当該傾斜計のフレームに対する傾斜角度に関係なく、常に一定の形態で当該地中傾斜計をフレームに固定することが可能となる。

この溝掘削体においても、その打ち込み方向に並ぶ複数の個所について前記傾斜計取付部を具備することが、より好ましい。

例えば、前記フレームは前記打ち込み方向に分割された分割フレームが合体されてなるものである場合、そのうちの複数の分割フレームについてそれぞれ前記傾斜計取付部を具備することにより、浅い深度から深い深度に至るまで広い範囲にわたって地中傾斜計を配置することが可能になる。

また本発明は、前記溝掘削体と、この溝掘削体の掘削部材が駆動される状態で当該溝掘削体を地中に所定の入射角度で打ち込み、かつ、その打ち込み状態で当該溝掘削体を前記フレーム幅方向に移送させることにより地中に連続溝を形成する溝掘削体移送手段とを備えた溝掘削装置である。

この溝掘削装置において、前記地中傾斜計から出力される検出データを処理して地中における溝掘削体の傾斜状態を表示するための画像データを作成するデータ処理手段を備えるようにすることにより、オペレータに有用な画像情報を提供することが可能になる。

ここで、前記データ処理手段により作成される画像データに少なくとも前記フレーム幅方向からみた溝掘削体の傾斜状態を表示するための画像データが含まれる場合、その画像データは、前記溝掘削体の画像をその実際の入射角度分だけ傾斜させて画面に表示するものであってもよいが、この溝掘削体の地中に対する入射角度にかかわらず当該溝掘削体の画像は鉛直方向に表示し、前記入射角度分だけ地面の表示を傾斜させて表示するための画像データを作成するようにすれば、前記溝掘削体の画像を表示するのに必要な画面幅を著しく縮小することが可能となる。すなわち、種々の入射角度で打ち込まれる溝掘削体の画像を全て小幅の画面で表示することが可能になる。

以上のように、本発明によれば、簡単かつ安価な構成で、地面に対して所定の入射角度で打ち込まれる溝掘削体の実際の傾斜状態や撓み状態を正確に把握することができる。

以下、本発明の好ましい実施の形態を図面を参照しながら説明する。

図１は、本発明に係る溝掘削装置１０を用いて地中２に河岸４に沿う傾斜連続溝６を掘削している状態を示したものである。なお、本発明では具体的な溝形成場所や傾斜角度を問わず、種々の用途に本発明を適用し得るものである。

前記溝掘削装置１０は、クローラを具備した自走式ベースマシン１２と溝掘削体１４とを備え、前記ベースマシン１２により前記溝掘削体１４を所定の目標傾斜角度に相当する入射角度で打ち込みながら前記河岸４に沿う方向（図の奥行き方向）に移送することにより、傾斜壁を造成するための連続溝６を掘削するように構成されている。

前記溝掘削体１４は、その打ち込み方向に延びるフレーム１６を備えている。このフレーム１６の上端には、前記打ち込み方向と直交する方向の軸回りに回転する回転体である原動スプロケット１７と、この原動スプロケット１７を回転駆動する回転駆動装置１９とが設けられ、同フレーム１６の下端には、前記原動スプロケット１７の回転軸と平行な軸回りに回転する回転体である従動スプロケット１８が取付けられている。そして、前記両スプロケット１７，１８同士の間に無端状の掘削部材である掘削チェーン２０が架け渡されており、前記原動スプロケット１７の回転駆動により前記掘削チェーン２０が周回するように構成されている。

そして、この溝掘削体１４では、前記掘削チェーン２０を周回させながら前記スプロケット１７，１８の回転軸方向及び打ち込み方向と直交するフレーム幅方向（溝掘削時において河岸４に沿う方向；以下「Ｘ軸方向」と称する。）にベースマシン１２を走行させることにより、当該方向に延びる連続溝６を掘削することが可能となっている。

なお、本発明において溝掘削体１４を移送するための具体的手段は問わない。例えば前記ベースマシン１２の走行に代え、あるいはその走行と併せて、同じ方向に溝掘削体１４を移送する油圧シリンダ等の移送手段をベースマシン１２に搭載するようにしてもよい。

図１に示すベースマシン１２は、下部走行体２２と、この下部走行体２２上に鉛直軸周りに旋回可能に支持される上部旋回体２４とを備えている。そして、前記下部走行体２２上に、前記溝掘削体１４を所定の入射角度θで打ち込む手段として、溝掘削体支持フレーム２６と、この溝掘削体支持フレーム２６を傾斜させる傾斜装置２８とが搭載されている。

前記溝掘削体支持フレーム２６は、前記溝掘削体１４の回転駆動装置１９をその長手方向（すなわち打ち込み方向）にスライド可能に支持するとともに、そのスライド方向に溝掘削体１４を移送するための図略の油圧シリンダを具備している。

この溝掘削体支持フレーム２６は、その下端部が前記下部走行体２２から延長された支持ブラケット３０にベースマシン走行方向と平行な連結ピン３２を介して当該ピン３２回りに回転可能に連結される一方、当該溝掘削体支持フレーム２６の上端部が前記傾斜装置２８を介して下部走行体２２側に連結されている。

この傾斜装置２８は、図例では伸縮可能なバックステーにより構成され、当該傾斜装置２８の伸縮に伴って前記溝掘削体支持フレーム２６が前記連結ピン３２回りに回動することにより、当該溝掘削体支持フレーム２６の傾斜角度、すなわち前記溝掘削体１４の打ち込みの入射角度θが調節されるようになっている。

この実施の形態において、前記溝掘削体１４のフレーム１６はその長手方向（打ち込み方向）に並ぶ複数の分割フレーム３４に分割されており、これらの分割フレーム３４が相互合体することにより前記フレーム１６が形成されるようになっている。

図２（ａ）（ｂ）及び図３は前記各分割フレーム３４の詳細を示したものである。

各分割フレーム３４は、前記溝掘削体の長手方向に延びる角筒状をなし、前記Ｘ軸方向の寸法がこれと直交するフレーム厚み方向（以下「Ｙ軸方向」と称する。）の寸法よりも大きい偏平な形状をなしている。すなわち、この分割フレーム３４の周壁は、前記Ｙ軸方向に対面して並ぶ前板３４ａ及び後板３４ｂと、前記Ｘ軸方向に対面して並ぶ両側板３４ｃ，３４ｄとが合わさって矩形断面を形成する構造となっており、前記前板３４ａ及び後板３４ｂの幅寸法が両側板３４ｃ，３４ｄの幅寸法よりも大きくなっている。

最上端の分割フレーム３４を除く各分割フレーム３４の上端には天壁３５が設けられてこの天壁３５から上向きに連結ピン３６が突設されている。また、最下端の分割フレーム３４を除く各分割フレーム３４の下端には底壁３７が設けられて当該底壁３７にピン挿入孔３８が設けられている。そして、各分割フレーム３４の連結ピン３６がその上側に隣接する分割フレーム３４のピン挿入孔３８に挿入されることによって、分割フレーム３４同士が結合されるようになっている。

各分割フレーム３４のＸ軸方向両側部には、前記掘削チェーン２０をその周回方向（図２（ａ）（ｂ）及び図３では上下方向）に案内する案内板４０が取付けられている。各案内板４０は、前記前板３４ａまたは後板３４ｂのＸ軸方向縁部にボルト４２で締結される取付部４３と、この取付部４３の外側端部からＹ軸方向の内向きに突出する抱き込み部４４とを一体に有するＬ字状断面を有し、各抱き込み部４４と側板３４ｃ，３４ｄとの間に形成された隙間Ｓ（図２（ａ））を前記掘削チェーン２０の幅方向両縁部が走行するようになっている。

また、各側板３４ｃ，３４ｄの表面にも、前記掘削チェーン２０をその周回方向に案内するためのガイドレール４５が突設されている。

一方、掘削チェーン２０の本体は、多数のリンク４６が相互連結されることにより構成され、そのチェーン本体の適所に掘削ビット４８が固定されている。

図４〜図６は、前記案内板４０等を取り外した状態での各分割フレーム３４の構造の詳細を示したものである。

各分割フレーム３４の内部には、これを上下方向に貫通する複数本のグラウト供給配管５０が配設され、さらにこれと平行に配線用スリーブ５２が配設されている。このスリーブ５２内には電気配線用のケーブル５４が挿通され、このケーブル５４の上下端に、隣接する分割フレーム３４内のケーブルと相互接続するためのコネクタ５６が設けられている。

各分割フレーム３４の側板３４ｄの内側面には、図５〜図７にも示すような傾斜計取付プレート５８を介して地中傾斜計６０が取付けられている。これらの地中傾斜計６０は、前記各分割フレーム３４の鉛直方向に対する傾斜角度を測定するためのものであり、当該傾斜角度に相当する検出信号を出力する。

図８（ａ）（ｂ）に示すように、各地中傾斜計６０は、前記フレーム側板３４ｄの内側面に直交する方向から見て円形をなす円盤状のベースプレート６２と、このベースプレート６２の表面側に被着されるカバー６４とからなるケーシングを備え、このケーシング内に傾斜計本体が収納されている。

前記傾斜計本体は、略直方体状のケースを有する回路ユニット６８と、この回路ユニット６８の下面から相互並列に垂下された振子７０Ｘ，７０Ｙとを備え、前記回路ユニット６８が前記ベースプレート６２の表側面に固定されている。すなわち、この回路ユニット６８は、前記ベースプレート６２とともに、分割フレーム３４に当該フレーム３４と一体に傾斜するように固定されるフレーム固定部を構成している。

前記振子７０Ｘは、鉛直方向に対する分割フレーム３４のＸ軸方向の傾斜角を測定するためのものであり、薄板状の可撓プレート７１Ｘと、この可撓プレート７１Ｘの下端に固定された錘７２Ｘとを備え、前記可撓プレート７１Ｘが前記Ｘ軸方向に撓み可能となる向き（すなわち可撓プレート７１Ｘの厚み方向がＸ軸方向と合致する向き）で前記回路ユニット６８に連結されている。同様に、前記振子７０Ｙは、鉛直方向に対する分割フレーム３４のＹ軸方向の傾斜角を測定するためのものであり、薄板状の可撓プレート７１Ｙと、この可撓プレート７１Ｙの下端に固定された錘７２Ｙとを備え、前記可撓プレート７１Ｙが前記Ｙ軸方向に撓み可能となる向き（すなわち可撓プレート７１Ｙの厚み方向がＹ軸方向と合致する向き）で前記回路ユニット６８のケースに連結されている。

前記各可撓プレート７１Ｘ，７１Ｙの表面には、前記回路ユニット６８に電気的に接続されたひずみゲージ７４Ｘ，７４Ｙが貼着され、これらひずみゲージ７４Ｘ，７４Ｙの出力信号に基づいて、前記可撓プレート７１Ｘ，７１Ｙの撓み状態、ひいては回路ユニット６８に対するＸ軸方向の錘７２Ｘの振れ角及びＹ軸方向の錘７２Ｙの振れ角を把握することが可能となっている。従って、各振子７０Ｘ，７０Ｙの振れ角を正確に検出できる測定角度範囲は、各可撓プレート７１Ｘ，７１Ｙが弾性限度内で撓み可能となる範囲に制限されている。

前記回路ユニット６８には、前記各ひずみゲージ７４Ｘ，７４Ｙの出力信号を増幅及びデジタル化するアンプ７６及びＡＤ変換器７８が内蔵されており、当該ＡＤ変換器７８にケーブル８０を介してコネクタ８２が接続されている。一方、前記ケーブル５４からは各地中傾斜計６０毎に支線５４ａが分岐しており、その支線５４ａの端末に設けられたコネクタ８３に前記コネクタ８２が結合されることにより、各分割フレーム３４の回路ユニット６８が前記ケーブル５４に電気的に接続されるようになっている。

なお、本発明において振子の振れ角を検出するための手段は前記のひずみゲージに限られず、例えば渦電流センサや静電容量センサを用いることも可能である。

また、本発明は必ずしも二方向の傾斜を測定するものに限らず、例えば前記Ｘ軸方向、Ｙ軸方向のいずれか一方向についてのみ傾斜測定をするものであってもよい。二方向傾斜測定をする場合でも、振子の具体的な構成は図示のものに限られず、例えば特開平１１−３７７５５号公報の図１等に示されるように共通の錘にＸ軸方向傾斜測定用の可撓プレートとＹ軸方向傾斜測定用の可撓プレートとが並列に接続されたものや、同公報の図６に示されるように前記両可撓プレートが鉛直方向に直列に配されたものを用いてもよい。あるいは、Ｘ軸方向測定専用の傾斜計とＹ軸方向測定専用の傾斜計とを併設するようにしてもよい。

次に、前記地中傾斜計６０を分割フレーム３４に取付けるための構造について説明する。

前記地中傾斜計６０のベースプレート６２の外周部には、その周方向に等間隔で複数個のボルト挿通孔（図例では９０°間隔で４個のボルト挿通孔６６）が設けられている。そして、このベースプレート６２と前記分割フレーム３４の側板３４ｄの内側面との間に前記傾斜計取付プレート５８が介在する形態で当該ベースプレート６２が側板３４ｄに締結されるようになっている。

図７に示すように、前記傾斜計取付プレート５８は、前記地中傾斜計６０のベースプレート６２よりも一回り大きい矩形状をなし、その四隅にボルト挿通孔８４が設けられている。そして、このボルト挿通孔８４に表側からボルトが挿入されて前記分割プレート側板３４ｄ側に形成された図略のボルト孔にねじ込まれることにより、この傾斜計取付プレート５８が予め決められた姿勢で前記側板３４ｄに固定されるようになっている。

この傾斜計取付プレート５８には、前記ベースプレート６２のボルト挿通孔６６にそれぞれ対応するねじ孔が４組用意されている。

具体的には、前記ボルト挿通孔６６が配列される円と同等の円８５上に、第１ねじ孔８６Ａ、第２ねじ孔８６Ｂ、第３ねじ孔８６Ｃ、第４ねじ孔８６Ｄ、及び第５ねじ孔８６Ｅがそれぞれ４組ずつ前記ボルト挿通孔６６に対応する配列で互いに位相をずらしながら配列されている。

前記第１ねじ孔８６Ａの位置は、前記ボルト挿通孔６６にそれぞれ表側から挿入されたボルトが当該第１ねじ孔８６Ａにねじ込まれることにより傾斜計取付プレート５８に地中傾斜計６０のベースプレート６２が固定された状態で、溝掘削体１４が地面３（図１）に対して９０°の入射角度で打ち込まれたときに前記各振子７０Ｘ，７０Ｙが真下を向く位置に設定されている。

同様に、第２ねじ孔８６Ｂ、第３ねじ孔８６Ｃ、第４ねじ孔８６Ｄ、及び第５ねじ孔８６Ｅは、そのねじ孔によってベースプレート６２が固定された状態で、溝掘削体１４が地面３に対して次の入射角度θで打ち込まれたときに前記各振子７０Ｘ，７０Ｙが真下を向く位置に設定されている。

第２ねじ孔８６Ｂ…入射角度θ＝６０°
第３ねじ孔８６Ｃ…入射角度θ＝４５°
第４ねじ孔８６Ｄ…入射角度θ＝３０°
第５ねじ孔８６Ｅ…入射角度θ＝１５°
換言すれば、各ねじ孔８６Ａ〜８６Ｅの位置は、このねじ孔を用いてベースプレート６２を傾斜計取付プレート５８及びフレーム側板３４ｄに固定したときに、当該フレーム側板３４ｄの長手方向に対して前記入射角度θに対応する角度（＝９０°−θ）だけ傾斜した姿勢で当該フレーム側板３４ｄ及び傾斜計取付プレート５８に固定されるように設定されている。

例えば図７及び図８（ｂ）に示す例では、ボルト挿通孔６６に挿入されたボルト８７が第４ねじ孔８６Ｄにねじ込まれることにより傾斜計取付プレート５８にベースプレート６２が固定されているため、図１に示すように溝掘削体１４が地面３に対して３０°の入射角度で打ち込まれたときに地中傾斜計６０の振子７０Ｘ，７０Ｙが下を向くように、当該地中傾斜計６０がフレーム側板３４ｄの長手方向に対して６０°傾斜した姿勢で当該フレーム側板３４ｄに固定されるようになっている。

なお、分割フレーム３４の前板３４ａ及び後板３４ｂには前記地中傾斜計６０の取付作業を行うための窓３４ｗが形成され、かつ、この窓３４ｗが蓋８８によって適宜塞がれるようになっている。

一方、前記ベースマシン１２には、図９に示すような地上傾斜計９０、データ処理装置９２、及びディスプレイ９４が搭載されている。

前記地上傾斜計９０は、前記地中傾斜計６０と全く同様の構成を有するもので、ベースマシン１２自体の傾斜角度を測定するように同マシン１２に設置される。そして、この地上傾斜計９０の出力信号が前記データ処理装置９２に入力されるとともに、前記溝掘削体１４の特定の分割フレーム３４に設けられた各地中傾斜計６０の出力信号も前記ケーブル５４を通じて前記データ処理装置９２に伝送されるようになっている。

データ処理装置９２は、コンピュータ等により構成され、前記各傾斜計６０，９０から送られる測定データに基づいて、掘削時における溝掘削体１４の傾斜状態を表示するための画像データを作成し、その画像をディスプレイ９４に表示させる。その画像例を図１０に示す。

図示の画像は、Ｘ軸方向傾斜表示部１００Ｘと、Ｙ軸方向傾斜表示部１００Ｙとが横方向に並べて配置されたものとなっている。

各表示部１００Ｘ，１００Ｙは、各傾斜計６０，９０による傾斜測定点（すなわち傾斜計配設位置）を表す測定点表示１０２と、その測定点１０２同士を結ぶことにより溝掘削体全体の傾斜状態を表示する線分１０４と、各測定点の深度の表示１０６及び傾斜角度の表示１０８と、各軸方向へのベースマシン１２の傾斜角度の表示１１０と、各測定点の基準位置（溝掘削体１４に不当な傾きや撓みが生じていない状態で測定点があるべき位置）から各軸方向への変位量の表示１１２と、各表示部１００Ｘ，１００Ｙの全幅に相当する実際の領域幅の表示１１４と、グランドライン（地面）の表示１１６とを含む。

これに加え、Ｘ軸方向傾斜表示部１００Ｘは掘削の向き（すなわち溝掘削体１４の進行の向き）を示す矢印１１７を含み、Ｙ軸方向傾斜表示部１００Ｙは入射設定角度の表示１１８を含んでいる。

さらに、この画像の特徴として、前記Ｙ軸方向傾斜表示部１００Ｙにおいては、地面３に対する溝掘削体１４の入射角度θに関係なく、線分１０４による溝掘削体１４の表示を鉛直方向に沿う表示とし、その代わりにグランドラインの表示１１６を前記入射角度θに相当する角度だけ傾けた表示にしている。従って、このＹ軸方向傾斜表示部１００Ｙは、前記溝掘削体１４の入射角度θに関係なく最小幅に収めることが可能となっている。

次に、この溝掘削装置の使用要領及び作用を説明する。

１）地面３に対する溝掘削体１４の入射角度θを決定する。

２）各分割フレーム３４の蓋８８を開けて地中傾斜計６０を取付ける。具体的には、傾斜計取付プレート５８に地中傾斜計６０のベースプレート６２を固定し、その傾斜計取付プレート５８をフレーム側板３４ｄに固定する。ここで、ベースプレート６２を傾斜計取付プレート５８に固定する際には、前記入射角度θに対応するねじ孔を選択し、このねじ孔を用いて前記固定を行うようにする。

例えば、図１に示すように入射角度θを３０°に決定した場合には、ベースプレート６２のボルト挿通孔６６を傾斜計取付プレート５８の第４ねじ孔８６Ｄに合せ、当該ボルト挿通孔６６にボルト８８を挿入して前記第４ねじ孔８６Ｄにねじ込むことにより前記ベースプレート６２を前記傾斜計取付プレート５８に締結する。この傾斜計取付プレート５８を前記フレーム側板３４ｄに固定すれば、当該フレーム側板３４ｄに対して地中傾斜計６０が９０°−３０°＝６０°だけ傾いた姿勢で設置されることになる。

取付け後は、適当な配線をし、かつ、前記蓋８８を閉じる。

３）溝掘削体１４の分割フレーム３４のうち上下端の分割フレーム３４（すなわち原動スプロケット１７及び従動スプロケット１８がそれぞれ取付けられている分割フレーム３４）同士を連結し、両スプロケット１７，１８間に掘削チェーン２０を掛け渡した状態で、その溝掘削体支持フレーム２６を前記入射角度θに対応する角度だけ傾ける。そして、回転駆動装置１９の作動により掘削チェーン２０を駆動しながら油圧シリンダによって溝掘削体１４全体をスライド駆動して前記入射角度θで地中に打ち込む。この打ち込みの進行に伴って、前記上下端の分割フレーム３４同士の間に新たな分割フレーム３４を順次継ぎ足し、またその分だけ掘削チェーン２０も継ぎ足していく。また、その継ぎ足しの際には互いに隣接する分割フレーム３４のケーブル５４同士の接続も行う。

このような打ち込みの際、各地中傾斜計６０の振子７０Ｘ，７０Ｙは、前記入射角度θにかかわらず、その振れ角が測定角度範囲内に収まる下向きの姿勢を保つため、その取付部位での傾斜角度を正確に測定する。この地中傾斜計６０の出力信号は、ケーブル５４を通じてデータ処理装置９２に伝送され、これを受けたデータ処理装置９２は、前記信号に基づいて図１０に示すような画像を表示するための画像データを作成し、当該画像をディスプレイ９４に表示させる。よってオペレータは、前記ディスプレイ９４の表示画像を見ることにより、溝掘削体１４が良好な姿勢で打ち込まれているか否かを判断することができ、その打ち込み状態が不良の場合には当該打ち込みをやり直すことによって、以降に無駄な掘削動作が行われるのを未然に回避することができる。

４）打ち込みが良好である場合には、そのままベースマシン１２をＸ軸方向に走行させ、あるいはベースマシン１２にＸ軸移送用の油圧シリンダが搭載されている場合には当該油圧シリンダを作動させることにより、溝掘削体１４を前記Ｘ軸方向に移送して同方向への溝掘削を行う。このときも、オペレータは前記画像を見ることによって溝掘削体１４の状態を地上で監視することが可能である。

以上示した溝掘削体１４及び溝掘削装置によれば、地面３に対する溝掘削体１４の入射角度θが種々切換えられる場合（図示の構成では入射角度θが１５°，３０°，４５°，６０°，９０°のいずれかに切換えられる場合）でも、その入射角度θに対応して分割フレーム３４に対する地中傾斜計６０の傾斜角度を調節して（具体的には傾斜計取付プレート５８のねじ孔８６Ａ〜８６Ｅの中から適当なねじ孔を選択して）前記入射角度θに対応するねじ孔当該地中傾斜計６０を取付けることにより、前記入射角度θにかかわらず地中傾斜計６０の振子７０Ｘ，７０Ｙの振れ角を所定の測定角度範囲内に収めることができ、これにより、地中での溝掘削体１４の傾斜状態を良好に測定することが可能になる。

特に、図示のようにフレーム１６と地中傾斜計６０との間に傾斜計取付プレート５８等の傾斜計取付部材を介在させ、この傾斜計取付部材に対して複数種の傾斜角度で地中傾斜計６０が取付けられるようにすれば、フレーム１６側の構造は大きく変更することなく、前記傾斜計取付部材を導入するだけの簡単な構造で、地中傾斜計６０の角度調節を実現することが可能になる。

また、この効果は、前記各ねじ孔８６Ａ〜８６Ｅをそれぞれ個別にもつ５枚の傾斜計取付プレートを具備してその中から実入射角度θに適合するものを選択して使用するようにしても同様に得ることが可能である。さらに、図７に示したように複数種のねじ孔８６Ａ〜８６Ｅを併有する傾斜計取付プレート５８に加えて補助的に他の傾斜計取付プレートを追加するようにしてもよい。例えば、前記傾斜計取付プレート５８で対応不能な入射角度（例えば４０°）での溝掘削体１４の打ち込みが必要となったときには、その入射角度に対応する傾斜計固定部をもつ傾斜計取付プレートを新たに追加するようにすればよい。

ただし、本発明は必ずしも傾斜計取付部材を具備するものに限られず、例えばフレーム側に直接傾斜計取付部を設ける（例えば複数種のねじ孔をフレーム側壁に直接形成する）ようにしても地中傾斜計の取付姿勢の切換が可能である。

また、溝掘削体１４の入射角度θが一定の角度に固定されている場合には、その入射角度θに対応する傾斜角度で地中傾斜計６０の取付が可能となっていればよく、必ずしも複数種の姿勢で地中傾斜計６０が取付可能であることを要しない。

なお、本発明では前記地中傾斜計の個数や具体的な配設箇所を問わず、例えばフレーム１６の下部の一箇所のみに地中傾斜計を設けるようにしても当該フレーム１６の状態をある程度把握することが可能である。ただし、図に例示されるように複数の分割フレーム３４にそれぞれ地中傾斜計６０を設けて打ち込み方向に並ぶ複数の箇所で傾斜角度の測定を行うようにすれば、より広い領域で当該フレーム１６の傾斜状態をより正確に把握することが可能になる。

本発明の実施の形態に係る溝掘削装置による施工状況を示す断面側面図である。 （ａ）は前記溝掘削装置の溝掘削体を構成する分割フレームの正面図、（ｂ）はその側面図である。 前記分割フレームを示す斜視図である。 前記分割フレームから案内板等を取り外した状態を示す図であって地中傾斜計が取付けられた状態を示す一部破断正面図である。 図４のＡ−Ａ線断面図である。 図４のＢ−Ｂ線断面図である。 前記分割フレームに固定される傾斜計取付プレートの正面図である。 （ａ）は前記傾斜計取付プレートに固定される地中傾斜計の断面正面図、（ｂ）は図７のＣ−Ｃ線断面図である。 前記地中傾斜計及びそのデータ処理装置を含む回路図である。 前記データ処理装置により作成される画像を示す図である。

符号の説明

１０ 溝掘削装置
１２ ベースマシン（溝掘削体移送手段）
１４ 溝掘削体
１６ フレーム
１７ 原動スプロケット（回転体）
１８ 従動スプロケット（回転体）
２０ 掘削チェーン（掘削部材）
３４ 分割フレーム
３４ｄ フレーム側板
５８ 傾斜計取付プレート（傾斜計取付部材）
６０ 地中傾斜計
６２ ベースプレート（フレーム固定部）
６６ ボルト挿通孔
６８ 回路ユニット
７０Ｘ，７０Ｙ 振子
８６Ａ 第１ねじ孔（傾斜計固定部）
８６Ｂ 第２ねじ孔（傾斜計固定部）
８６Ｃ 第３ねじ孔（傾斜計固定部）
８６Ｄ 第４ねじ孔（傾斜計固定部）
８６Ｅ 第５ねじ孔（傾斜計固定部）
９２ データ処理装置
１００Ｘ Ｘ軸方向傾斜表示部
１００Ｙ Ｙ軸方向傾斜表示部

Claims (11)

1. 上下方向に延び、その上下の位置に回転体が設けられるフレームと、その回転体同士の間に掛け渡される掘削部材とを備え、前記回転体の回転軸方向に対して直交するフレーム幅方向から見て地中に対し所定の入射角度で斜め向きに打ち込まれ、かつ、前記掘削部材が駆動された状態で前記フレーム幅方向に移送されることによりその移送方向に溝を連続掘削する溝掘削体において、前記フレームの少なくとも下部に取付けられ、当該配設位置における溝掘削体の鉛直方向に対する傾斜角を検出する地中傾斜計を備え、この地中傾斜計は、前記フレームと一体に傾斜するように当該フレームに固定されるフレーム固定部と、このフレーム固定部から垂下する振子と、この振子の前記フレーム固定部に対する振れ角を所定の測定角度範囲内で検出する角度検出手段とを含み、かつ、前記入射角度で地中に打ち込まれた状態で振子の振れ角が前記測定角度範囲内に収まるように前記フレーム固定部が前記フレームに対して前記入射角度に対応する角度分だけ傾斜した姿勢で当該フレームに固定されていることを特徴とする溝掘削体。
2. 請求項１記載の溝掘削体において、その打ち込み方向に並ぶ複数の個所に前記地中傾斜計が配設され、かつ、前記入射角度で地中に打ち込まれた状態で各地中傾斜計の振子の振れ角が前記測定角度範囲内に収まるように当該地中傾斜計の前記フレーム固定部が前記溝掘削体のフレームに対してそれぞれ前記入射角度に対応する角度分だけ傾斜した姿勢で当該フレームに固定されていることを特徴とする溝掘削体。
3. 上下方向に延び、その上下の位置に回転体が設けられるフレームと、その回転体同士の間に掛け渡される掘削部材とを備え、前記回転体の回転軸方向に対して直交するフレーム幅方向から見て地中に対し所定の入射角度で打ち込まれ、かつ、前記掘削部材が駆動された状態で前記フレーム幅方向に移送されることによりその移送方向に溝を連続掘削する溝掘削体において、前記フレームの少なくとも下部に取付けられ、当該配設位置における溝掘削体の鉛直方向に対する傾斜角を検出する地中傾斜計を備え、この地中傾斜計は、前記フレームと一体に傾斜するように当該フレームに固定されるフレーム固定部と、このフレーム固定部から垂下する振子と、この振子の前記フレーム固定部に対する振れ角を所定の測定角度範囲内で検出する角度検出手段とを含み、かつ、前記フレームにはこのフレームに対する前記地中傾斜計のフレーム固定部の前記フレーム幅方向から見た傾斜角度が可変となるように当該フレーム固定部が取付けられる傾斜計取付部が設けられていることを特徴とする溝掘削体。
4. 請求項３記載の溝掘削体において、前記傾斜計取付部は、前記溝掘削体のフレームに特定の姿勢で固定される傾斜計取付部材を備え、この傾斜計取付部材は、前記地中傾斜計のフレーム固定部の前記フレーム幅方向から見た傾斜角度が互いに異なる複数種の姿勢で当該フレーム固定部が固定可能な複数の傾斜計固定部を有することを特徴とする溝掘削体。
5. 請求項３記載の溝掘削体において、前記傾斜計取付部は、前記溝掘削体のフレームに特定の姿勢で固定される複数種の傾斜計取付部材を備え、各傾斜計取付部材は、前記地中傾斜計のフレーム固定部の前記フレーム幅方向から見た傾斜角度が互いに異なる姿勢で当該フレーム固定部が固定されるものであることを特徴とする溝掘削体。
6. 請求項３〜５のいずれかに記載の溝掘削体において、前記傾斜計のフレーム固定部はその取付面に対して直交する方向から見て円状の外形を有していることを特徴とする溝掘削体。
7. 請求項３〜６のいずれかに記載の溝掘削体において、その打ち込み方向に並ぶ複数の個所について前記傾斜計取付部を具備することを特徴とする溝掘削体。
8. 請求項７記載の溝掘削体において、前記フレームは前記打ち込み方向に分割された分割フレームが合体されてなるものであり、その各分割フレーム毎に前記傾斜計取付部を具備することを特徴とする溝掘削体。
9. 請求項１〜８のいずれかに記載の溝掘削体と、この溝掘削体の掘削部材が駆動される状態で当該溝掘削体を地中に所定の入射角度で打ち込み、かつ、その打ち込み状態で当該溝掘削体を前記フレーム幅方向に移送させることにより地中に連続溝を形成する溝掘削体移送手段とを備えたことを特徴とする溝掘削装置。
10. 請求項９記載の溝掘削装置において、前記地中傾斜計から出力される検出データを処理して地中における溝掘削体の傾斜状態を表示するための画像データを作成するデータ処理手段を備えたことを特徴とする溝掘削装置。
11. 請求項１０記載の溝掘削装置において、前記データ処理手段により作成される画像データには少なくとも前記フレーム幅方向からみた溝掘削体の傾斜状態を表示するための画像データが含まれ、かつ、この画像データは、前記溝掘削体の地中に対する入射角度にかかわらず当該溝掘削体の画像は鉛直方向に表示し、前記入射角度分だけ地面の表示を傾斜させて表示するものであることを特徴とする溝掘削装置。

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