JPH0372112A

JPH0372112A - 溝孔掘削機

Info

Publication number: JPH0372112A
Application number: JP20756689A
Authority: JP
Inventors: Yukinori Hirohata; 広畑　征則; Katsuhiko Omura; 大村　克彦; Tadao Takahashi; 忠夫高橋
Original assignee: Tone Boring Co Ltd
Current assignee: Tone Boring Co Ltd
Priority date: 1989-08-10
Filing date: 1989-08-10
Publication date: 1991-03-27
Also published as: JPH0551731B2

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】〔産業上の利用分野〕本発明は溝孔掘削機に係り、特に地中連続壁の構築に好
適な矩形断面状溝孔の掘削を行う溝孔掘削機に関する。

〔従来の技術〕

地中連続壁の用途には地下構＆壁、高層ビル等の剛体基
礎、埋め立て地の止水構造壁、ケーソンに代わる地下構
築物等があげられる。地中連続壁を構築する場合は、溝
孔掘削機で地中に連続する壁状の溝孔を掘削し、次に掘
削された溝孔の中に鉄筋を建て込み、地上からコンクリ
ートを打設することにより■エレメントの壁を形成する
。そして、このような壁を繋ぎ合わせることにより、全
体として連続した壁体を地中に構築する。

第１１図は特願昭６３−１９７７７２号明細書記載の溝
孔掘削機の正面図で本件発明出願人によって提案された
ものである。第１１図の溝孔掘削機は掘削機本体１０、
一対のドラムカッタ１２Ａ、１２Ｂ（第７図では１基の
み図示）、二つのリングカッタ１４Ａ、１４Ｂ、回転駆
動源１６等を主な構成としている。掘削機本体１０下部
には水平回転軸１８．１８．２０が軸支され、水平回転
軸１８．１８にはドラム状に形成されたドラムカッタ１
２Ａ、１２Ｂが固着され、又、水平回転ｉ［１１２０，
２０にはり７ング状に形成されたリングカッタ１４Ａ。

１４Ｂが固着されている。更に、掘削機本体１０の略中
央部には回転駆動源１６が設置され、回転駆動源１６の
駆動力はギアケース２２内部の動力伝達機構を介してド
ラムカッタ１２Ａ、１２Ｂ並びにリングカッタ１４Ａ、
１４Ｂに伝達される。

第１２図はギアケース２２内部の動力伝達機構の詳細を
示した要部断面図である。回転駆動源１６の駆動力は出
力軸１１、ギアＩＩＡを介してギアケース２２内部に軸
支されたギア１３．１５．１７．１９．２１．２３．２
５．２７の順で伝達され、Ｉ［１１２９を回転させる。

更に、ｌＩｌ！２９の回転力は、軸２９に固着されたギ
ア２９Ａ、２９Ｂによって２分割され、下方のギア群３
１を介してドラムカッタ１２Ａ、１２Ｂ並びにリングカ
ッタ１４Ａ、１４Ｂ（第１２図では一つのみ図示）を回
転させる。

〔発明が解決しようとする課題〕

しかしながら、前記の溝孔掘削機の場合、例えばカッタ
１２Ａが岩盤に当って回転が規制されると、従来の溝孔
掘削機では駆動源１６の回転トルクの全てを、ギアＩＩ
Ａ、１３．１５．１７．１９．２１，２３．２５．２７
等の伝達機構が受けてしまい、その結果、ギアや軸受は
等を損傷させることがある。このため、ギアや軸受けの
強度を高くする必要があり、コストアップの原因となっ
ている。

本発明はこのような事情に鑑みてなされたもので、カッ
タの回転が停止された場合でもギアや軸受は等を損傷さ
せることがなく、駆動源の回転力を有効に掘６１Ｊに利
用できる溝孔掘削機を提供することを目的とする。

〔課題を解決するための手段〕

本発明は、前記目的を達成するために、円筒型に形成さ
れ、掘削機本体下部の回転軸芯に同軸配置された一対の
ドラムカッタと、該一対のドラムカッタ間に、該ドラム
カッタの回転軸芯に対して偏芯して配置された一つ又は
二つのリングカッタと、からなるカッタユニットが掘削
機本体下部に少なくとも１つ配設された溝孔掘削機に於
いて、前記カッタユニットに前記一対のドラムカッタを
独立して駆動する駆動源と、動力伝達ラインとを夫々設
置し、前記リングカッタは前記一対のドラムカッタから
駆動され、前記一対のドラムカッタはリングカッタを介
して相互に連結されていることを特徴としている。

また、前記カッタユニットに前記一対のドラムカッタを
駆動する共通の駆動源を設置し、該駆動源の駆動力はカ
ッタユニット内に設置された差動ギアによって前記一対
のドラムカッタに夫々配分されると共に、前記リングカ
ッタは該一対のドラムカッタから駆動され、一対のドラ
ムカッタは前記リングカッタを介して相互に連結されて
いることを特徴としている。

〔作用〕

本発明によれば、一対のドラムカッタを夫々独立して駆
動する駆動源と、駆動源からの駆動力を夫々独立して伝
達する動力伝達ラインをカッタユニットに設置して、ド
ラムカッタをドラムカッタの数と同じ数の駆動源と動力
伝達ラインによって駆動するようにしている。このため
、各々のドラムカッタ及びリングカッタに駆動力を伝達
する動力伝達ラインのギアや軸受は等の強度は従来の単
一の駆動源で駆動する場合に比較して、約半分ですみ、
その分コストを低減できる。しかも、ドラムカッタはリ
ングカッタを介して相互に連結されているので、ドラム
カッタやリングカッタの掘削抵抗に差が生じた場合でも
、各駆動源の駆動力を掘削抵抗の大きいカッタに集中的
に伝達することができる。

また、１つの駆動源で各カッタを駆動する場合、差動ギ
アを介してトルクを配分するようにしているため、ドラ
ムカッタに均等に駆動力を伝達することができる。加え
て、ドラムカッタ同士をリングカッタを介して相互に連
結させることにより、回転差が激しく差動ギアでは駆動
力が伝達できない場合でもドラムカッタに確実に駆動力
を伝達することができる。

〔実施例〕

以下、添付図面に従って本発明に係る溝孔掘削機の好ま
しい実施例を詳説する。

第１図は本発明に係る溝孔掘削機の正面図である。第１
図の溝孔掘削機は主に掘！！ＩＩ機本体２６、ドラムカ
ッタ３２Ａ〜３２Ｄ（第１図には二つのみ図示）、リン
グカッタ３４Ａ〜３４Ｄ１駆動源３６Ａ〜３６Ｄ等から
なり、単体のカッタユニ７ト２６Ａ、２６Ｂを２基組み
合わせて構成されている。掘削機本体２６の上部には吊
り金具３８Ａ１３８Ｂが取り付けられ、図示しないヴイ
ヤが吊り金具３８Ａ、３８Ｂを介して掘１！ＩＪ機本体
２６を地上から上下動自在に支持する。

掘削機本体２６の正面及び側面には複数の固定ガイド２
８．２８・・・が配置され、又、固定ガイド２８．２８
・・・の上方及び下方にはアジャスタブルガイド３０．
３０・・・がアジャスタブルシリンダ４２と共に設置さ
れている。アジャスタブルシリンダ４２のロッド４２Ａ
の先端部はアジャスタブルガイド３０．３０・・・に、
基端部は掘削機本体２６にそれぞれ回転自在に取り付け
られ、油圧等によってロッド４２Ａを伸縮させることに
より、アジャスタブルガイド３０．３０・・・を移動さ
せ掘削機本体２６を掘削孔内で前後左右に進退させる。

更に、第１図に於いて、掘削機本体２６の略中央部には
掘削時のスライムを排出するリバース管４３が上部から
下部にかけて取り付けられており、その径路上には排土
ポンプ４５が設置されている。

リバース管４３の上端は地上に、吸い込み口４３Ａはリ
ングカッタ３４Ｂ、３４Ｃ（後述）近傍に位置し、掘削
時は排土ポンプ４５によってスライムが排出される。本
実施例では第１図に示すように掘削機本体２６の略中央
部に合計４つの駆動源３６Ａ〜３６Ｄが設置され、四つ
のドラムカッタ３２Ａ〜３２Ｄはそれぞれの駆動源３６
Ａ〜３６Ｄによって駆動される。

第２図は第１図の溝孔掘削機を側面から見た要部断面図
である。第２図に於いて、ギアケース４４は第１のギア
ケース４４Ａと、第２のギアケース４４Ｂと、第３のギ
アケース４４Ｃとからなり、第３のギアケース４４Ｃに
は一対の水平軸４６Ａ１４”６Ｃが軸支されている。水
平軸４６Ａ、４６Ｃにはドラムカッタ３２Ａ、３２Ｃが
固着されている。ドラムカッタ３２Ａ、３２Ｃの内部は
第３のギアケース４４Ｃを収納可能な大きさに形成され
ている。

また、水平軸４６Ａ、４６Ｃの下方には２本の水平軸４
８Ａ、４８Ｂ（第２図には４８Ａのみ図示、第１図参照
〉が配設され、水平軸４８Ａ、４８Ｂにはリングカッタ
３４Ａ、３４Ｂが固着されている。ドラムカッタ３２及
びリングカッタ３４の全周には切り刃５０．５０・・・
が形成されている。

ギアケース４４内の構成は以下の通りである。

第２図に示すように、第１のギアケース４４Ａ１第２の
ギアケース４４Ｂ、第３のギアケース４４Ｃ内には減速
ギア群が回転自在に支持されており、駆動源３６Ａの回
転力は前記減速ギア群を介してドラムカッタ３２及びリ
ングカッタ３４に伝達される。即ち、駆動源３６Ａの回
転力は出力軸３７に固着された傘歯車５２を介して、第
１のギアケース４４Ａ内に軸支された傘歯車５４に伝達
され、ギア５６．５８．６０，６２．６４の順で第３の
ギアケース４４Ｃ内に軸支されたギア６６へと伝達され
る。

更に、回転力は第３のギアケース４４Ｃ内で、同軸上の
ギア６８へと伝達され、水平軸４６Ａに固着されたギア
７０を回転させてドラムカッタ３２Ａを矢印Ｃ方向に回
転駆動する。また、水平軸４６Ａの回転力は第３のギア
ケース４４Ｃ下部のアイドルギア７２を介して水平軸４
８Ａに固着されたギア７４に伝達され、リングカッタ３
４Ａをドラムカッタ３２Ａと同方向に回転させる。一方
、第１図で示されるリングカッタ３４Ｂ（第２図には図
示せず、第１図参照）も同様にギア７Ｇ及びアイドルギ
ア７２′、水平軸４８Ｂに固着されたギア７６′　（一
つは図示せず）を介して駆動される。

第３図は本発明に係る溝孔掘削機の動力伝達ラインの説
明図である。前述したように駆動源３６Ａの駆動力はそ
れぞれ力ッタユニッ）２６Ａ内の減速ギア群く第３図で
は省略）を介してドラムカッタ３２．ｉｔびにリングカ
ッタ３４Ａ１　リングカッタ３４Ｂに伝達される。また
、第２図に示すように駆動源３６Ｂの回転駆動力は前記
駆動源３６Ａの場合と同様に減速ギア群を介してドラム
カッタ３２Ｃに伝達され、更にリングカッタ３４Ａ５３
４Ｂに伝達される。従って、リングカッタ３４Ａ、３４
Ｂは駆動源３６Ａ及び３６Ｂの双方で駆動可能となって
いる。

即ち、駆動源３６Ａ−３６Ｂ間は減速ギア群、第２図に
示される四つのアイドルギア７２．７２７５・・・（他
の一つは図示せず）並びに前記アイドルギア７２、？２
’　　７５・・・と噛み合う四つのギア７４．７６．７
６′・・・（他の一つは図示せず）によって連動され、
駆動源３６Ａ、３６Ｂはリングカッタ３４Ａ、３４Ｂ、
　　ドラムカッタ３２Ａ、３２Ｃを回転駆動する。

また、駆動源３６Ａ、３６Ｂの駆動力はそれぞれ別々の
ルートで各カッタに伝達されるので、従来の単一の駆動
源で駆動する溝孔掘削機に比較して駆動力を受ける減速
ギア群、ギア６８．７０．７２．７４や軸受け７１．７
３等の強度が半分以下ですむ。このため、ギア及び軸受
けの寸法や材質等の制約を減らすことができ、掘削機自
体のコストダウンを図ることが可能である。

前記の如く構成した本発明に係る溝孔掘削機の作用は以
下の通りである。先ず、第２図に示すように駆動源３６
Ａ、３６Ｂの駆動力はギアケース４４内の減速ギア群を
介してドラムカッタ３２Δ、３２Ｃ１リングカッタ３４
Ａ、３４Ｂ（第２図には一部図示せず〉に伝達され、各
カッタは矢印Ｃの方向に回転される。また、ＩＪ１図に
於いてドラムカッタＪ２Ｂ、３２Ｄ（第１図には図示せ
ず）、リングカッタ３４Ｃ，３４Ｄは矢印りの方向に駆
動され、ドラムカッタ３２Ａ、３２Ｃ，リングカッタ３
４Ａ、３４Ｂと互いに逆転することにより掘削時の回転
トルクを相殺する。この状態で掘削を行うと地中に矩形
状の掘削孔が懲戒され、掘削時に発生するスライムはリ
バース管４３を経て地上に排土される。リバース管４３
の吸い込み口４３Ａはドラム下部に設置されているので
効率よくスライムを排出することができる。

第４図、第５図並びに第６図は駆動力の伝達状態を示し
た説明図である。第４図は通常の掘削状態を示している
。第４図に示すように、駆動１３６Ａ、３６Ｂの駆動力
はギアケース４４内の減速ギア群を介してドラムカッタ
３２Ａ、３２Ｃ及びリングカッタ３４　Ａ、　３４　Ｂ
ｌ：ＮＩ次配分される。

また、′！Ｊ５図に示すように、ドラムカッタ３２Ｃの
掘削抵抗が増加した場合、駆動源３６Ａ、３６Ｂの駆動
力はドラムカッタ３２Ｃの掘削抵抗を補うようドラムカ
ッタ３２Ｃに集中して駆動力を伝達する。

このように、一つのカッタの掘削抵抗が増大した場合に
は、駆動源３６Ａ、３６Ｂの駆動力を掘削抵抗の増大し
たカッタに集中して伝達し、掘削効率の低下を最小限に
食い止める。更に、第６図に於いて、リングカッタ３４
Ａ、３４Ｂの掘削抵抗が増大した場合には第５図の場合
と同様、駆動源３６Ａ、３６Ｂの駆動力をリングカッタ
３４Ａ１３４Ｂに集中して伝達し、掘削抵抗の増大を補
う。

尚、本実施例では駆動源３６Ａ〜３６Ｄを縦置きとした
が、横置きとすることも可能である。また、駆動源３６
Ａ〜３６Ｄには油圧モータや電動モータ等どのような駆
動源を使用してもよい。

次に本発明に係る溝孔掘削機の他の実施例について説明
する。

第７図は本発明に係る溝孔掘削機の他の実施例の正面図
である。第７図に示すように、前記溝孔掘削機がドラム
カッタの数だけ駆動源を有しているのに対し、第７図の
構孔掘キ１１機はカッタユニット７８．７８の上部に駆
動源８０．８０が１基ずつ設置されて−いる。尚、前記
実施例と異なる点のみを説明し、同一の機能を有する部
材には同一の符号を付している。

第８図は第７図の溝孔掘削機を側面から見た要部断面図
である。カッタユニット７８はギアケース８２、ドラム
カッタ８４．８６、リングカッタ８８（第７図には１つ
のみ図示）、減速ギア群等を主な構成としている。駆動
源８０の駆動力はギアケース８２内で減速用のベベルギ
ア９ＯＡ、９０Ｂ、ギア９２Ａ、９２Ｂ、９２Ｃ，９２
Ｄ、９２Ｅの順で差動ギア部９４に伝達される。これら
の減速ギア群はギアケース８２内で夫々の回転軸に固着
されている。

第９図は第８図におけるＡ−Ａ線に沿った略矢視図で、
差動ギア部５９４の要部を示し、第１０図は駆動力の伝
達状態を示した説明図である。差動ギア部９４はギア９
５、太陽ギア９６Ａ、９６Ｂ。

遊星ギア９８Ａ、９８Ｂ、９８Ｃ，９８Ｄ、９．８Ｅ、
９８Ｆから構成される。ギア９５はギア９２Ｅと噛み合
うようギアケース８２内に回転自在に支持され、中心部
には軸９６が貫通する孔が穿設されている。軸９６は第
８図の破線に示されるように、ギア９５の中心部を貫通
し、その両端には太陽ギア９６Ａと、ギア部００が固着
されている。

第９図に於いて、ギア９５の同心円上に回転軸１０４Ａ
、１０４Ｂ、１０４Ｃ，１０４Ｄ、１０４Ｅ、１０４Ｆ
が設けられ、回転軸１０４Ａ〜１０４Ｆに固着された遊
星ギア９８Ａと９８Ｂ、９８Ｃと９８Ｄ、９８Ｅと９８
Ｆが夫々互いに噛み合う位置に軸支されている。第８図
及び第９図に示すように、相互に隣接する遊星ギア９８
Ａと９８Ｂ、９８Ｃと９８Ｄ、９８Ｅと９８Ｆのうち、
一方の遊星ギア９８Ａ、９８Ｃ，９８Ｅは太陽ギア９６
Ａと噛み合い、又、他方の遊星ギア９８８１９８Ｄ、９
８Ｆは太陽ギア９６Ｂと噛み合っている。即ち、回転軸
１０４Δ、１０４Ｃ，１０４Ｅは、遊星ギア９８Ａ、９
８Ｃ，９８Ｅが夫々太陽ギア９６Ａと噛み合うように、
その全長が設定されている。また、回転軸１０４Ｂ、１
０４Ｄ、１０４Ｆは遊星ギア９８Ｂ、９８Ｄ、９８Ｆが
太陽ギア９６Ｂと噛み合うようにその長さが設定され、
差動ギア部９４が構成されている。

これにより、太陽ギア９６Ａと９６Ｂは、均等のトルク
で回転され、夫々ギア１００と１０２に回転力を伝達す
る。ドラムカッタ８４及び８６間に回転差がない場合、
遊星ギア９８Ａ〜９８Ｆは、はとんど回転せず、バック
ラッシュの分だけ移動する。ドラムカッタ８４．８６に
回転差が生じたとき、遊星ギア９８Ａ〜９８Ｆの働きに
よって掘削抵抗の少ないドラムカッタの回転数が増加す
る。

第１０図に示すように、通常時、駆動Ｒ８０の駆動力は
差動ギア部９４によって２分割され、減速ギア群〈ギア
１００．１０２．１０６．１０８に相当〉を介してドラ
ムカッタ８４．８６に伝達され、ドラムカッタ８４．８
６を同方向に回転駆動する。また、ギア１０６及びギア
１０８の回転力の一部は、回転軸１１０に固着されたギ
ア１１２及び１１４を回転させ、アイドルギア１１６及
び１１８を介してリングカッタ８８をドラムカッタ８４
．８６と同方向に回転させる。即ち、回転軸１１０、ア
イドルギア１１６及び１１８は連動機構としての機能を
有し、ドラムカッタ８４．８６を相互に連動させる。従
って、一方が空転した場合でも、空転を起こしたドラム
カッタの回転力を回転軸１１０を介して他方のドラムカ
ッタへ伝達することができる。これにより、ドラムカッ
タ間の回転差が一定値以上に大きくなったときに、他方
に回転力を伝達することができなくなるという差動ギア
の欠点を解消することができる。

このように、駆動源８０の駆動力は差動ギア部９４を介
してドラムカッタ８４．８６に配分され、ドラムカッタ
間は相互に連動して回転するように構成している。これ
により、駆動源を１基とした場合でも駆動源の全出力を
効率よく掘削に利用することができる。従って、掘削抵
抗の差を補うよう駆動力が配分される。

〔発明の効果〕

以上説明したように本発明に係る溝孔掘削機によれば、
ドラムカッタをそれぞれ別個の駆動源によって駆動し、
その駆動力を独立した動力伝達ラインによって伝達する
ため、ギアや軸受けの強度が少なくてすみ、掘削機自体
のコストダウンを図ることができる。更に、ドラムカッ
タはリングカッタを介して相互に連動されているので、
各カッタに掘削抵抗の差が生じた場合でも掘削抵抗の差
を補うよう駆動力をドラムカッタに伝達でき効率的に掘
削作業を実施することができる。

また、１つの駆動源でも、差動ギアを介してトルクを配
分することにより、強度を必要とする部品を減らすこと
ができる。加えて、ドラムカッタ同士を連動させること
により、差動ギアの欠点を解消することができ、掘削抵
抗に差が生じた場合でも、ドラムカッタを確実に回転駆
動させることが可能である。これにより、駆動源の出力
は無駄なく掘削に利用できる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明に係る溝孔掘削機の正面図、第２図は第
１図の溝孔掘削機を側面から見た要部断面図、第３図は
本発明に係る溝孔掘削機の動力伝達ラインの説明図、第
４図、第５図並びに第６図は本発明に係る溝孔掘削機の
駆動力の伝達状、襟を示した説明図、第７図は本発明に
係る溝孔掘削機の他の実施例の正面図、第８図は本発明
に係る溝孔掘削機の要部断面図、第９図は第８図におけ
るＡ−Ａ線に沿った略矢視図、第１０’図は駆動力の伝
達状態を示した説明図、第１１図は従来の溝孔掘削機を
示した正面図、第１２図はギアケース内部の動力伝達機
構の詳細を示した要部断面Ｘである。２６−・・掘削機本体、　３２Ａ、３２Ｂ、３２Ｃ。３２Ｄ、８４．８６・・・ドラムカッタ、　　３４Ａ１
３４Ｂ、３４Ｃ，３４Ｄ、８８・・・リングカッタ、３
６Ａ、３６Ｂ、３６Ｃ，３６Ｄ、８０−！１動源。

Claims

【特許請求の範囲】

（１）円筒型に形成され、掘削機本体下部の回転軸芯に
同軸配置された一対のドラムカッタと、該一対のドラム
カッタ間に、該ドラムカッタの回転軸芯に対して偏芯し
て配置された一つ又は二つのリングカッタと、からなる
カッタユニットが掘削機本体下部に少なくとも１つ配設
された溝孔掘削機に於いて、前記カッタユニットに前記一対のドラムカッタを独立し
て駆動する駆動源及び動力伝達ラインを各ドラムカッタ
毎に設置し、前記一対のドラムカッタの各ドラムカッタ
は夫々独立した駆動源と動力伝達ラインを備えて駆動さ
れると共に、前記リングカッタは前記一対のドラムカッ
タから駆動され、前記一対のドラムカッタは前記リング
カッタを介して相互に連結されていることを特徴とする
溝孔掘削機。
（２）円筒型に形成され、回転軸芯に同軸配置された一
対のドラムカッタと、該一対のドラムカッタ間に、該ド
ラムカッタの回転軸芯に対して偏芯して配置された一つ
又は二つのリングカッタと、からなるカッタユニットが
掘削機本体下部に少なくとも１つ配設された溝孔掘削機
に於いて、前記カッタユニットに前記一対のドラムカッタを駆動す
る共通の駆動源を設置し、該駆動源の駆動力はカッタユ
ニット内に設置された差動ギアによって前記一対のドラ
ムカッタに夫々配分されると共に、前記リングカッタは
該一対のドラムカッタから駆動され、該一対のドラムカ
ッタは前記リングカッタを介して相互に連結されている
ことを特徴とする溝孔掘削機。