JPH0575851B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本発明はその周面に土壌破砕工具が配設された
少なくとも２個の互いに逆回転する掘削輪がカツ
ターフレーム上に配設されて成る溝壁カツターに
関する。

［従来の技術］ 上述したようなカツターは、建築現場などにお
ける基礎や岩脈などに対し溝壁を切るために使用
されている。

従来の溝壁カツターにおいては、掘削輪には堀
削刃が装着されており、該掘削刃が土壌を破砕す
ると共に破砕された土壌片を内側に取り込み、こ
れが搬送媒体となる液体と共に吸引されてゆくと
いう構成を取る。

前記カツターは掘削輪を連続的に回転させつつ
垂直下方に100mあるいはそれ以上の深さに達す
るまで下降操作される。この掘削時における下方
への進行作用は掘削輪及びカツターフレームの自
重により与えられ、これら掘削輪及びカツターフ
レームはケーブルラインを介してクローラクレー
ンにより吊り下げられた状態にある。

［発明が解決しようとする課題］ ところで、このような現在使用されている溝壁
カツターは穿孔あるいはドリルを行い得るほとん
ど全ての土質に対して適用可能であり、前記掘削
刃によつて土壌を掘削していくことができるわけ
であるが、掘削刃が掘削輪に固定されているため
に掘削対象が極めて硬い岩脈などである場合には
掘削刃に非常に強い摩擦力が加わつて破損したり
掘削輪の回転が停止してしまうという問題があつ
た。

本発明は上記従来の課題に鑑みなされたもので
あり、その目的は硬質の土壌に対しても掘削輪が
大きな摩擦の悪影響を被ることなく効率良く掘削
を進めることのできる溝壁カツターを提供するこ
とにある。

［課題を解決するための手段及び作用］ 上記目的を達成するために本発明においては、
掘削刃は掘削輪の軸と略平行な軸により回転自在
に支持された回転工具から成り、これによつて掘
削刃と土壌との摩擦を有効に回避できる自由掘削
が可能となる。

すなわち、前記回転工具は土壌の掘削孔の底部
と回転接触するので、その一が硬い岩脈に当たつ
てもこれから逃げることができ、その後次々と他
の工具による間欠的当接作用により、部分的に岩
脈の硬さに打ち勝つて当該岩を小片に砕くことを
実現できる。

従つて、前記回転工具は連続的ではなく間欠的
あるいは定期的に掘削対象である土壌と接触する
ことになり、掘削輪の回転中各回転工具に対し加
わる荷重は相互にほぼ等しくなり、均一化される
ことになる。

勿論、土壌を破砕するための力は印加される荷
重だけではなく掘削されている半円状の溝部（掘
削孔）内における特定の回転工具の位置の関係と
して掘削輪に働くトルクも考慮する必要がある。

各回転工具に加わる土壌に対する接触圧及び表
面単位ごとの接触数とにより定められる掘削作用
の進行度は掘削される溝の径または溝底面におけ
る掘削輪表面の突出部の径にはほとんど左右され
ないので、各回転工具に印加される荷重を掘削溝
の径が大きくなるに従つて増大させるという必要
はない。

この結果、掘削位置を変更する際の移動死荷重
を比較的小さくすることが可能である。

本発明の好適な他の実施例によれば、回転工具
は掘削輪の一方の側面近傍においてその軸方向の
突出部をもつ掘削刃として構成される。これによ
り、このような回転工具は特定の掘削輪上に極め
て簡単な方法で装着することができ、また必要に
応じそれらが摩耗したときに取り替える作業も容
易に行える。

また、前記回転工具は掘削輪上に軸方向に互い
違いに配設すれば掘削効果上非常に有利である。

良好な掘削効果を得るには、掘削刃を少なくと
も一の単一環状刃として構成することが望まし
い。そして、更にこの環状刃をボタンまたはスタ
ツド状の環状刃とすることも可能である。

更に、前記掘削刃は特に円錐型またはその軸方
向断面が台形状とすることが好適である。

そして、このような掘削刃の一方側を掘削輪の
径方向外面内に配設することが望ましい。

その周面から見ると、掘削輪の一方側には約４
個の掘削刃が装着されており、他方側には同数の
掘削刃がその周面方向に互い違いに配設されてい
る。

そして、掘削刃の円錐状の周面及び掘削刃の回
転軸または掘削輪の軸に対する傾斜は、掘削孔の
底辺に対し掘削輪の軸とほぼ平行な掘削面が得ら
れるよう設定されている。

前記掘削刃はほぼ三角形状の軸受ブロツクによ
り取り付けられており、該軸受ブロツクは掘削輪
の径方向外面とほぼ位置合わせされている。

ここで、掘削孔底面に接触している隅部などの
広い基部が対応掘削輪の外面を少なくとも若干越
えるよう軸方向に突出するよう掘削刃が取り付け
られている。このようなほぼ軸方向に平行な掘削
面及び軸方向突出形態を取る構造によつて掘削輪
の自由度が増して動作制限の少ない掘削作用を得
ることができると共に、他方において後に説明す
る垂直方向の断面図より把握されるように掘削孔
底面近傍にほぼ直角の溝を切ることが可能とな
る。

上述したような形態をとる掘削刃を備えている
ので、掘削作用中における掘削孔の底面近傍領域
における掘削効果が著しく向上し、またこの掘削
効果は前記片面載置によつて掘削刃により効率良
く荷重が印加されることにより一層増大する。

掘削刃の隅部における円錐状の周面上には、硬
化鋼などの硬質金属からなる好ましくは球体ある
いはほぼ半球状のスタツドが複数個配設されてお
り、掘削刃周面における両スタツド間領域がチツ
プ状の破砕工具を構成することとなる。可能なら
ば、この破砕工具は往復移動可能に構成すること
が好適である。

また、この破砕工具の取替えを容易に行うた
め、前記各スタツド及びチツプを掘削刃の周面内
に挿入することもできる。

各掘削輪を同軸の二重輪構造として該両掘削輪
間に軸受プレートまたはブラケツトを介挿して軸
またはギヤを受け入れる構成を取る場合、軸受ブ
ケツツトに対面する掘削輪の端部に軸方向へ回動
可能な軸受を取り付けてこれに掘削刃を装着すれ
ば、軸受ブラケツトの上流側で掘削刃は掘削方向
へ回動することができ、軸受ブラケツトが取り付
けられる両掘削輪間にいわゆる詰りが生じること
を回避できる。

更に、掘削された土砂の搬送効率を上げるた
め、掘削輪上にブラシを装着することが好適であ
る。これらのブラシは掘削孔底面のクリーニング
作用を果し、これらの土砂は速やかに搬送されて
吸引に供されていく。

本発明の他の好適な実施例においては、カツタ
ーフレーム上に掘削輪の全幅に亘つて別のブラシ
が配設され、これらが回転工具と接触する。

このような構造を取ることによつて、掘削輪が
回転している間回転工具は間欠的にこのブラシに
よつてクリーニングされ、掘削物質が例えば粘土
状であるような場合にこれが掘削刃に付着したま
ま掘削作用が進められてその効率が低下してしま
うという不都合が有効に回避される。

［実施例］ 以下、図面に基づき本発明の好適な実施例を説
明する。

第１図は本発明に係る溝壁カツター１０の全体
構造を示し、該溝壁カツター１０はケーブルライ
ン２により支持されるカツターフレーム１を含
む。ケーブルライン２はクローラ型シヤシを有す
るキヤリア４の片持ちアーム３上を走行する。

前記カツターフレーム１は、互いに対向回転す
るよう配設された掘削輪５，６及び７，８をその
下端部で担持している。

なお、図示例における掘削輪は、５，６及び
７，８とそれぞれ紙面に対して垂直方向に２個ず
つ配設された２重輪構造からなるが、図ではそれ
ぞれの一方側のみが描かれている。そして、両掘
削輪５，６及び７，８は図の矢印９方向に対向回
転を行う。

そして、概ね以下のような手順にて溝が掘削さ
れることとなる。すなわち、まずカツターフレー
ム１を垂直下方に下降させると共に掘削輪５，６
及び７，８を連続的に回転させた状態で該掘削輪
５，６及び７，８及びカツターフレーム１の自体
の重量により地中への掘削が進められていく。

そして、掘削された土は掘削輪５，６及び７，
８によつて内側に取り込まれ、吸引装置１１によ
り搬送媒体となる液体と共にホースライン１２へ
送出されていく。

第２図は第１図におけるカツターフレーム１す
なわち掘削部の拡大図を示す。

掘削輪５及び７は、刃部１３の周縁全域に亘つ
て回転工具１４及びブラシ１５が装着されてい
る。

前記回転工具は、フオーク型支持体１７により
円形の掘削刃１６が回転自在に支持された構造で
あり、その回転軸は掘削輪５〜８の回転軸１８と
ほぼ平行に位置していることが理解される。

さて、掘削作用中において掘削輪５〜８の回転
によつて回転工具１４は掘削輪５〜８の進行方向
（下）側半円部に接する掘削孔の底面と間欠的に
係合する。

そして荷重が印加されると共に掘削輪５〜８へ
トルクＭが与えられることによつて土壌が粉砕さ
れ、その粉砕物質はブラシ１５にて掘削輪５〜８
の内側に取り込まれて吸引装置１１へ供給される
ことになる。なお、ブラシ１５の代りにリブその
他の掘削物質側側方搬送手段を採用することも可
能である。

他方、カツターフレーム１側には別のブラシ１
９が固定されており、これによつて掘削輪５〜８
の回転中回転工具１４は必然的にブラシ１９と接
触して土その他の付着物が取り払われることとな
る。

第３図は前記第２図における掘削輪５側の側面
図を示し、前述した如く所定間隔を隔てて一対の
掘削輪５及び６が平行に配設された二重輪構造が
取られている。なお、図示例では掘削輪５，６側
だけを示したが、他方の掘削輪７，８側も全く同
等の構成であるためその図示並びに説明は省略す
る。

掘削輪５，６は軸受ブラケツト２０上で同軸上
に配設されており、駆動力もこの軸受ブラケツト
２０を介して掘削輪５，６に与えられる。

図より明らかなように、実施例における掘削刃
１６は掘削効果を高めるために掘削輪５，６の周
縁方向に互い違いに複数列平行配列された形態を
とつている。

そして、このように配設された複数列の各掘削
刃間にブラシ１５が介在した形となつているが、
できればこのブラシ１５も掘削刃１５と同様に周
縁方向に互い違いに配設されることが望ましい。

前記軸受ブラケツト２０側の掘削輪５，６端部
には掘削刃１６′の支持体１７′が矢印２２方向へ
回動自在に連結されており、これによつて掘削刃
１６′は側方及びベア軸受ブラケツト２０上流側
の掘削方向へ揺動移動可能となる。

そして、この掘削刃１６′は図の矢印２３で示
す回動下降位置にあるときに両掘削輪５，６間に
侵入した土砂片２４を除去する作用を果し、リツ
ジの形成を防止できる。なお、支持体１７′のピ
ボツト軸は掘削輪５，６に対しほぼ正接方向に走
行している。

掘削刃１６′の前記回動作用は、例えば掘削孔
の底部２１との当接時に受ける抵抗によつて自動
的に生じる場合もあり、また不図示の装置から能
動的に駆動制御して回動させるということも可能
である。

他方、図の矢印２２方向への回動作用の後再び
元の位置へ戻る逆方向の回動作用は、軸受ブラケ
ツト２０上に設けられ、掘削刃１６′が係合する
不図示の制御レツジ（突起部）などによつて行わ
せることができる。

第４図及び第５図は掘削刃形状の構成例を示
し、第４図は単一リングの掘削刃２６であり、軸
部２８及び刃部２９が形成されたほぼ円柱状のボ
デイ２７を含む。第５図はダブルリング型の掘削
刃３０を示し、そのボデイ２７には２個のボタン
状刃部３１が担持された形となつている。

また、掘削対象により必要であつたりまたより
効率の良い作業を行うなどのために２個以上の刃
部を形成する多重刃構造をとることも可能であ
り、この場合の刃部は平滑状としても良いしスタ
ツドや歯その他を形成することも好適である。

更に、個々の掘削刃の外形や断面を異ならせる
こともできる。

第６図は掘削刃４０の側面を示し、ほぼ円錐型
の形状を有し、掘削輪５の軸に対してその回転軸
４３を角度α傾斜された状態であり、図の上端の
掘削面６０は、掘削孔２１の底部に対して掘削輪
５の回転軸とほぼ平行であることが理解される。

ところで、このような平行構造をとることに加
えて、本願において特に重要な事項は、図の右側
に位置する掘削刃４０の上方突出部５０が対応す
る軸受ブロツクの外面４８及び掘削輪の外面６８
よりも軸方向に若干突出しているということであ
る。突出領域５０をこのような形態にすることに
よつて掘削輪の自由度を大きくできるという利点
がある。

断面が円錐あるいはほぼ台形を呈する掘削刃４
０は軸受ブロツク４２上で回転自在に取り付けら
れており、回転軸４３の傾斜度及び円錐状ジヤケ
ツトの周縁面は掘削面６０が掘削輪５の軸に対し
てほぼ平行状態となるよう設定されている。

そして、前記円錐状ジヤケツトの周縁面におけ
る隅部６９には硬質金属からなる半球スタツド４
６または４７が破砕手段として取り付けられてお
り、該両半球状スタツド４６と４７との間には硬
質金属チツプ５１が装着されている。これらの破
砕手段４６及び５１はその取付け位置を自在に移
動調節できるよう設計されている。

通常、前記破砕部４６，５１は環状にかつ掘削
刃４０の周縁部を往復移動できるよう配設され
る。

ここで、図中の掘削孔の隅部３７の土壌３６と
接触するスタツド４７はほぼ四角状の掘削孔を形
成でき、また突出部５０によつて掘削刃４０の掘
削に必要な部分のみを土壌と接触させられるの
で、掘削輪が土壌の抵抗に取られて外れてしまう
ような不都合を極めて有効に阻止できるという利
点に留意されなければならない。

更に、掘削刃４０が円錐形状であることから掘
削輪５の周縁面６７に図のような溝状凹部５２を
形成することが好適であり、この凹部５２は隅部
６９のスタツド４７の外周と略嵌合する構造とな
つている。

前記掘削刃４０の側面４１に近接してほぼ三角
形状の軸受ブロツク４２が配設され、反対側の側
面４４は開放状態に置かれている。

第６図では掘削輪５は一部のみしか描かれてい
ないので、掘削輪の全体的な機能を理解するには
図の左側に位置する対向部を付け加える必要があ
る。こうして互いに対向した掘削刃４０その周面
に突出し、掘削輪の両外面に突出部５０が存在す
る構成が把握される。第７図は第６図に示した掘
削刃４０に加えてその支持体の構造断面で示した
もので、掘削刃４０の外面ロールジヤケツト５５
は内側ジヤケツト５６上へのローラ軸受６２及び
中央ボール軸受６４により回転自在に支持されて
いる。

そして、円錐型またはテーパ状スリーブ５７が
前記内側ジヤケツト５６内でプレスばめと係合す
ることになる。

テーパスリーブ５７は図におけるネジ５８によ
つて軸受ブロツク４２へ固定され、その前部に形
成されたネジ山が内部ジヤケツト５６内で対応す
るネジ山と螺合状態におかれる。

なお、第７図において前記第６図と同等の構成
要素には同一の符号を付し、その説明は省略し
た。

［付記］ なお、本発明は上記実施例に基づき以下のよう
な構成態様を採ることも好適である。

(1) 請求項１に記載の溝壁カツターにおいて、回
転工具１４は略円錐形状を呈する掘削刃４０で
あることを特徴とする溝壁カツター。

(2) 請求項１に記載の溝壁カツターにおいて、前
記回転工具１４は刃部２９をもつ単一回転刃２
６，４７として構成された掘削刃１６であること
を特徴とする溝壁カツター。

(3) 上記(2)に記載の溝壁カツターにおいて、前記
掘削刃１６にはボタンリング２，３１が形成さ
れていることを特徴とする溝壁カツター。

(4) 上記(1)に記載の溝壁カツターにおいて、円錐
形状の掘削刃４０は回転軸またはピン４３をも
ち、該回転軸またはピン４３は掘削輪５の回転
軸１８に対して角度α分傾斜した状態に設定さ
れ、掘削孔２１の底面に対向する掘削面６０が
掘削輪５の回転軸１８に対しその軸方向で平行
状態におかれていることを特徴とする溝壁カツ
ター。

(5) 請求項１に記載の溝壁カツターにおいて、前
記掘削輪５の周縁１６の一方の側面に配設され
た掘削刃４０は掘削輪５の外面６８とほぼ位置
合せされていることを特徴とする溝壁カツタ
ー。

(6) 上記(1)に記載の溝壁カツターにおいて、前記
掘削刃４０は円錐系の隅部６０に球状スタツド
４７が設けられ、円錐頂部５１の周面における
前記球状スタツド４７間の領域が破砕手段とし
て作用することを特徴とする溝壁カツター。

(7) 上記(5)に記載の溝壁カツターにおいて、掘削
刃４０の一部５０が少なくとも外面６８，４８
をほぼ越えるよう軸方向に突出していることを
特徴とする溝壁カツター。

(8) 上記(6)に記載の溝壁カツターにおいて、前記
掘削輪５の周面６７には前記スタツド４７とほ
ぼ嵌合する溝状凹部５２が形成されていること
を特徴とする溝壁カツター。

(9) 上記(6)に記載の溝壁カツターにおいて、前記
スタツド４７及び頂部５１は硬質金属を用いて
形成され、相互に取替え可能に掘削刃４０上に
装着されていることを特徴とする溝壁カツタ
ー。

(10) 上記(1)に記載の溝壁カツターにおいて、前記
掘削刃４０は内側ケース１６と螺合する回転ケ
ース５５を用い、該内側ケース５６はテーパス
リーブ５７によつて軸受ブロツク４２へ固定さ
れていることを特徴とする溝壁カツター。

(11) 上記(1)に記載の溝壁カツターにおいて、掘削
輪５〜８のそれぞれの周面にはその円周方向で
互い違いに形成された８本の掘削刃４０列を備
えていることを特徴とする溝壁カツター。

(12) 請求項１に記載の溝壁カツターにおいて、 前記掘削輪５〜８は同軸上の二重輪の対向機
として配設され、 軸受ブラケツト２０が該掘削輪対間に介設さ
れ、 軸受ブラケツト２０に近接する掘削輪５〜８
の端部に回転工具を担持するための軸方向に回
動可能な支持体１７′が設けられ、該支持体１
７′は軸受ブラケツト２０の上流側でどちゆう
での進行方向に回動可能に取り付けられている
ことを特徴とする溝壁カツター。

(13) 請求項１記載の溝壁カツターにおいて、前記
ブラシ１５は掘削輪５〜８上に配設されている
ことを特徴とする溝壁カツター。

(14) 請求項１に記載の溝壁カツターにおいて、前
記カツターフレーム１上には掘削輪５〜８が全
幅に渡つてブラシ１９が装着され、該ブラシ１
９は回転工具１４，４０と接触とすることを特
徴とする溝壁カツター。

［発明の効果］ 以上説明したように本発明によれば、掘削刃が
掘削輪へ回転自在に配設され、また、その掘削面
が掘削孔軸と平行に設定されるので掘削輪に不必
要な負担をかけることなく効率の良い掘削作用を
得ることができ、また各掘削刃間にはブラシが形
成されているので掘削孔底部すなわち掘削面から
掘削物質を除去した状態を保持することができ、
またこの掘削物質を迅速確実に吸引装置へ送り出
すことができるという利点がある。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明に係る溝壁カツターの全体構成
図、第２図は第１図における掘削部の拡大図、第
３図は第２図における一方の掘削輪及びその周辺
構造の側面図、第４図及び第５図は第３図におけ
る掘削刃の構造図、第６図は掘削孔内における掘
削刃の状態を示す図、第７図は支持体に保持され
た掘削刃の断面図である。 １……カツターフレーム、５，６，７，８……
掘削輪、１１……吸引装置、１４……回転工具、
１５……ブラシ、１６……掘削刃、１７……支持
体、１８……掘削輪軸、１９……ブラシ、２０…
…軸受ブラケツト、２１……土壌。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ カツターフレーム上に設けられ回転軸を中心
   に互いに反対方向へ回転しその周面一体に土壌破
   砕工具が装着されてなる複数の掘削輪を有し、 前記破砕工具は掘削面６０を持つ回転工具１
   ４，４０として構成され、前記回転工具は掘削輪
   ５〜８の回転軸１８の軸方向にほぼ平行な軸によ
   り支持されていることを特徴とする溝壁カツタ
   ー。