JPH06294275A - 立坑掘削装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 立坑をカッターにて全断面に及んで掘削し、
作業員が坑内に入ることなく、且つ、振動による油圧、
電気系統のトラブルが生じることがないようにして中硬
岩に到るまで能率よく掘削する。 【構成】 全断面掘削機１であって、該全断面掘削機１
はグリッパー３によって立坑の坑壁２に支承され、且
つ、駆動モータ６のピニオンギヤー１９の内外側面に内
接ギヤー２０ｂと外接ギヤー２３ｂを同心上に配設し、
該内接ギヤー２０ｂに外周カッター５を一体的に連結
し、更に、外接ギヤー２３ｂに中央カッター４を一体的
に連結し、そして、双方のカッターを夫々逆回転させて
立坑の全断面に及んで掘削する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は、立坑掘削装置に関す
るものであり、特にカッターにて掘削するように構成さ
れた全断面深礎掘削機に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】此種立坑掘削機は、従来より行われてい
るピック、ブレーカ等を使用した人力による掘削作業を
機械化するものとして多種開発されているが、例えば坑
外に設置した架台に支持されたブレーカを機械操作して
掘削する方式、或いは坑内に設置したガイドレール、ま
たはグリッパー等により支持されたショベル、ブレー
カ、回転カッター等を機械操作して掘削する方式等が知
られている。前者は普通土から中硬岩に到るまでの硬さ
の地盤を掘削できる。又、後者は普通土から軟岩に到る
までの硬さの地盤を掘削できる。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】上記従来型の前者は、
掘削時においては坑内に作業員が配置せられず、且つ中
硬岩に到るまで掘削できる利点を有する。前記後者の場
合は、軽量ではあるが、掘削時には坑内に作業員が入っ
て機械を操作せねばならないので危険性を伴い、且つ、
中硬岩の掘削は不可能である。

【０００４】又、上記両者共、全断面を連続して同時掘
削することが不可能であり、且つ、掘削時においてブレ
ーカ等の振動により油圧、電気系統に故障が発生し易
い。そこで、上記従来型の長所を採用し、欠陥を失くす
るようにするために解決せらるべき技術的課題が生じて
くるのであり、本発明は該課題を解決することを目的と
する。

【０００５】

【課題を解決するための手段】本発明は上記目的を達成
するために提案されたものであり、グリッパーにて坑壁
に固定され、且つ、カッターにて掘削するように構成さ
れた立坑掘削装置に於て、前記カッターは中央カッター
と外周カッターに分割されると共に、該中央カッターと
外周カッターとは相互に逆方向に回転し乍ら、立坑の全
断面を連続回転して掘削することができるように構成さ
れた立坑掘削装置、及び上記中央カッターと外周カッタ
ーは夫々同心上にて外接ギヤー及び内接ギヤーを有し、
且つ、之等の外接ギヤー及び内接ギヤーの中間に駆動モ
ータのピニオンギヤーを配設して夫々歯合させ、該ピニ
オンギヤーの回転にて前記中央カッターと外周カッター
とは同時に逆方向に回転するように構成された立坑掘削
装置を提供するものである。

【０００６】

【作用】立坑掘削装置のカッターは中央カッターと外周
カッターに分割され、そして、該中央カッターと外周カ
ッターは夫々同心上にて外接ギヤー及び内接ギヤーを有
し、その間に駆動モータのピニオンギヤーが介装されて
夫々歯合しているので、之等の中央カッターと外周カッ
ターは夫々逆方向に回転し乍ら立坑の全断面に及んで掘
削することになる。このとき、該カッターは相互に逆方
向に回転する関係上、発生する掘削トルクの反力が内外
カッターの夫々の逆方向の回転によって相殺されて小さ
くなり、依って、グリッパーによる坑壁への装置の固定
が容易となる。斯くして、装備トルクを大きくすること
が可能となり、中硬岩に到るまで掘削できることにな
り、更に、１系列の駆動モータを用いることができるの
で、駆動部もコンパクトになり、且つ、作業員が坑内に
入って操作する必要はない。

【０００７】又、全断面の回転掘削であるため、掘削時
の機械の振動も小となり、諸種のトラブルを防ぐことが
できる。

【０００８】

【実施例】以下、本発明の一実施例を図１乃至図５に従
って説明する。尚、説明の都合上、関連する機構の全般
に及んで説明するものとする。図１は立坑掘削状態を示
す縦断面図である。図に於て１は全断面掘削機であっ
て、該全断面掘削機１は立坑の坑壁２にグリッパー３，
３…にて固定され、そして、中央カッター４，４…と外
周カッター５，５…とを備えて掘進するように構成され
ている。而して、該中央カッター４，４…と外周カッタ
ー５，５…とは駆動モータ６，６…にて駆動され、夫々
逆方向に回転するように構成されている。

【０００９】又、該中央カッター４，４…及び外周カッ
ター５，５…にて掘削されたズリは、該中央カッター
４，４…の背後のズリ溜部７に溜るので、該ズリ溜部７
にバキューム排土管８の下端部を臨ませ、そして地上に
据え付けてあるバキューム排土機９の駆動によって該ズ
リを地上に排出するのである。而して、該排土はバキュ
ーム方式に限らず、リバース排土方式、クラムシェル排
土方式等も採用されることができる。

【００１０】次に、図２及び図３に従って全断面掘削機
１を詳細に述べる。該全断面掘削機１は前述せる如く、
坑壁２に固定するためのグリッパー３，３…と中央カッ
ター４，４…、外周カッター５，５…並びに該中央カッ
ター４，４…及び外周カッター５，５…に駆動回転を付
与するための駆動モータ６，６…等より成り、そして、
之等の各部は外筒１０と内筒１１にて構成されるフレー
ムに取付けられている。

【００１１】而して、前記外筒１０と内筒１１とは一定
の間隔Ｔを有して一体に構成され、そして、内筒１１は
外筒１０に比し低く形成されているが之に限定せられる
べきではない。又、該外筒１０の外側面には僅かのクリ
アランスｔを有してリング１３が囲繞され、該リング１
３にグリッパー３，３…が夫々取付けられている。更
に、該グリッパー３，３…は該リング１３にスライド用
外筒１４，１４…を固設し、そして、該スライド用外筒
１４，１４…内をジャッキ１５，１５…にて夫々スライ
ド自在に構成されている。但し、該スライド用外筒１
４，１４…は、前記外筒１０に設けられた開口部１０
ａ，１０ａより該外筒１０内に挿入されているが、該開
口部１０ａ，１０ａ…は後述のシフトジャッキ１６，１
６…の作用によって該外筒１０及び内筒１１によって構
成されるフレームが上下動できる上下方向の長さを有す
る。従って、前記シフトジャッキ１６，１６…の１スト
ローク相当分の長さに開口されていればよい。

【００１２】又、該グリッパー３，３…は図４に示す如
く、上下２段に設けることもできる。この場合は前記リ
ング１３は上下に設けられ、該上下のリング１３，１３
をロッド１３ｂ，１３ｂにて連結してある。そして、前
記グリッパー３，３…は上下の各リング１３，１３に夫
々取付けられるものとする。然るときは、該全断面掘削
機１に鉛直方向の姿勢修正機能が付加せられたことにな
る。即ち、該全断面掘削機１の傾斜及び芯づれ量を前記
上下２段のグリッパー３，３…のストローク調整によっ
て正しい姿勢に修正することが可能となる。

【００１３】又、前記外筒１０の外側面の数個所に前記
シフトジャッキ１６，１６…の１ストローク相当分の上
下方向の長さを有するスライドキー１７，１７…を突設
し、そして、該スライドキー１７，１７…を遊嵌して上
下スライドできるように切欠されたスライド溝１３ａ，
１３ａ…を前記リング１３の内側面の上下方向に設け
て、該スライドキー１７，１７…を夫々該スライド溝１
３ａ，１３ａ…に遊嵌する。

【００１４】又、該リング１３の下面には前記シフトジ
ャッキ１６，１６…の上端部が取付けられ、そして、該
シフトジャッキ１６，１６…のピストンロッド１６ａ，
１６ａ…の下端部を前記外筒１０の下端部より外側へ向
って突設した鍔部１８に枢支している。斯くして、該外
筒１０と内筒１１にて構成されるフレームは、前記グリ
ッパー３，３…にて前記リング１３を立坑の坑壁２に固
定した状態で該シフトジャッキ１６，１６…の駆動によ
ってピストンロッド１６ａ，１６ａ…の１ストローク相
当量だけ上下動できるようになる。

【００１５】又、外筒１０と内筒１１との間の上方部
に、駆動モータ６，６…が取付けられており、そして、
該駆動モータ６，６…の各軸にはピニオンギヤー１９，
１９…が軸着されている。一方、該ピニオンギヤー１
９，１９…と同一面上に於て、外筒１０と該ピニオンギ
ヤー１９，１９…間に夫々外周側旋回ベアリング２０を
介装し、更に、該外周側旋回ベアリング２０の内輪２０
ａと一体の内接ギヤー２０ｂを設け、該内接ギヤー２０
ｂを前記ピニオンギヤー１９，１９…と歯合させてい
る。そこで、該外周側旋回ベアリング２０の前記内輪２
０ａと一体に外周カッター５，５…のフレーム２１を下
設して、該フレーム２１の下端面を前記外筒１０の下端
面と一致させ、更に該フレーム２１の下端面に下部フレ
ーム５ａ，５ａ…を下設し、更に該下部フレーム５ａ，
５ａ…の下方部を外方へ向って突設し、そして、該下部
フレーム５ａ，５ａ…の下面にカッタ刃５ｂ，５ｂ…を
取付けて外周カッター５，５…とする。更に、該外周カ
ッター５，５…は伸縮ジャッキ２２，２２…にて夫々外
径を拡縮できるように構成されているが之に限定せらる
べきではない。

【００１６】而して、該外周カッター５，５…を伸縮自
在に形成する場合は、該外周カッター５，５…の前記下
部フレーム５ａ，５ａ…の基部に前記伸縮ジャッキ２
２，２２…のピストンロッド２２ａ，２２ａ…の先端部
を枢支し、更に、該伸縮ジャッキ２２，２２…の他端部
に先端フレーム５ｃ，５ｃ…を固設し、該先端フレーム
５ｃ，５ｃ…の下面に前記カッタ刃５ｂ，５ｂ…を取付
けることにより、該先端フレーム５ｃ，５ｃ…が伸縮ジ
ャッキ２２，２２…の駆動にて伸縮し、斯くして、外周
カッター５，５…による掘削外径の拡縮が可能となる。

【００１７】次に、前記ピニオンギヤー１９，１９…と
同一面上に於て、前記内筒１１と該ピニオンギヤー１
９，１９…との間に夫々内周側旋回ベアリング２３を介
装し、更に、該内周側旋回ベアリング２３の外輪２３ａ
と一体の外接ギヤー２３ｂを設け、該外接ギヤー２３ｂ
を前記ピニオンギヤー１９，１９…と歯合させている。
そこで、該内周側旋回ベアリング２３の前記外輪２３ａ
と一体に前記中央カッター４，４…を取付けるためのフ
レーム２４を下設して、該フレーム２４の下端面を前記
内筒１１の下端面と一致させ、更に、該フレーム２４の
下端面の所々に中央カッター４，４…の支持スポーク２
５，２５…を下設し、そして、該支持スポーク２５，２
５…の下端部にカッタ刃４ａ，４ａ…を下方へ向って突
設した中央カッター４，４…を固設するのである。

【００１８】斯くして、カッター部は中央カッター４，
４…と外周カッター５，５…とに２分割され、そして、
各駆動モータ６，６…の軸に軸着されている夫々のピニ
オンギヤー１９，１９…の回転が中央カッター４，４…
と外周カッター５，５…に互いに逆方向の回転を与え乍
ら、該中央カッター４，４…と外周カッター５，５…に
て立坑の全断面を連続して回転掘削することになるの
で、発生する掘削トルク反力が該中央カッター４，４…
と外周カッター５，５…との相殺効果によって小とな
り、従って全断面掘削機１の振動も小となって各部のト
ラブルの発生を防止することが可能となる。更に、中央
カッター４，４…と外周カッター５，５…は夫々ピニオ
ンギヤー１９，１９…に対峙して夫々内接ギヤー２０ｂ
並びに外接ギヤー２３ｂを歯合させて回転駆動部とした
ため、該カッター相互の逆回転が容易に得られると共に
駆動モータ６が１系列で可能となり、従って、駆動部も
コンパクトに構成できる。

【００１９】而して、該中央カッター４，４…は該外周
カッター５，５…より下方へ突出させて相互に段差を設
けている。斯くして、中央カッター４，４…を外周カッ
ター５，５…に先行させて掘削させ、そして、該中央カ
ッター４，４…による先行掘削部位を前述のズリ溜部７
とし、該ズリ溜部７に例えば前述のバキューム排土管８
の下端部を臨ませて坑外に排出させることができるので
排土性が良好となる。

【００２０】又、図５に示す如く、前記中央カッター
４，４…の支持スポーク２５，２５…内に伸縮ジャッキ
２６，２６…を夫々取付け、そして、該伸縮ジャッキ２
６，２６…の夫々のピストンロッド２６ａ，２６ａ…の
下端部を前記中央カッター４，４…に枢支して、該中央
カッター４，４…を下方へ伸ばすことができるように構
成されている。斯くして中央カッター４，４…を伸ばせ
ば外周カッター５，５…が、掘削面より上方へ引き上げ
られた状態となるので該外周カッター５，５…を回転さ
せることにより、全断面掘削機１のローリング修正を容
易に行うことができる。

【００２１】次に、全断面掘削機１の作動状態を説明す
る。先ず、立坑の坑壁２にグリッパー３，３…を固定
し、そして、駆動モータ６，６…の回転駆動にてピニオ
ンギヤー１９，１９…から内接ギヤー２０ｂと外接ギヤ
ー２３ｂを介して中央カッター４，４…と外周カッター
５，５…に夫々相互に逆回転させると共に、シフトジャ
ッキ１６，１６…の推進力にて該シフトジャッキ１６，
１６…の１ストローク相当量だけ掘進する。即ち、中央
カッター４，４…と外周カッター５，５…とによって立
坑の全断面を連続回転して掘削し乍ら、前記シフトジャ
ッキ１６，１６…の１ストローク相当量だけ掘進する。
その後、グリッパー３，３…のジャッキ１５，１５…を
縮めて坑壁２に対する固定状態を脱せしめ、更に伸びて
いるシフトジャッキ１６，１６…を縮めた後、グリッパ
ー３，３…を再び坑壁２に固定して前記掘削作業を反覆
し乍ら所定深さの立坑を掘削するのである。

【００２２】尚、図中符号２７はシールであり、２８は
ライナープレートである。又、カッターは２分割のみな
らず、３分割以上のものについても同様の作用効果が期
待できる。尚、この発明は、この発明の精神を逸脱しな
い限り種々の改変を為すことができ、そして、この発明
が該改変されたものに及ぶことは当然である。

【００２３】

【発明の効果】本発明は上記一実施例に詳述せる如き構
成に係るから、カッターは中央カッターと外周カッター
とに２分割され、そして双方のカッターの逆転に基づく
相殺効果によって発生する掘削トルク反力が小となり、
依って、グリッパーによる坑壁への装置の固定が容易と
なり、大きなカッタートルクを装備することが可能とな
る。更に、該中央カッターの駆動部の外接ギヤーと外周
カッターの内装ギヤーは駆動モータのピニオンギヤーの
内外にて相互に対峙して歯合されているので、中央カッ
ターと外周カッターは同時に且つ、容易に逆回転するこ
とになり、更に駆動モータが１系列でよいので駆動部も
コンパクトとなると共に、全断面の回転掘削であるため
掘削時の機械の振動も小となり、諸種のトラブルを防ぐ
ことができ、又、掘削時に作業員が坑内に入る必要もな
く、中硬岩まで掘削できる等の諸種の効果を奏する発明
である。

【図面の簡単な説明】

【図１】全断面掘削機による立坑掘削状態を示す解説縦
断面図。

【図２】全断面掘削機の縦断面図。

【図３】同一部横断底面図。

【図４】グリッパーを２段に設けたときの他の実施例の
縦断面図。

【図５】中央カッターにジャッキーを設けたときの他の
実施例の一部縦断正面図。

【符号の説明】

１ 全断面掘削機 ２ 坑壁 ３ グリッパー ４ 中央カッター ５ 外周カッター ６ 駆動モータ １９ ピニオンギヤー ２０ｂ 内接ギヤー ２３ｂ 外接ギヤー

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (71)出願人 000207780 大豊建設株式会社 東京都中央区新川１丁目24番４号 (71)出願人 391035795 株式会社白石 東京都千代田区丸の内２丁目４番１号 (72)発明者 岩月 実 愛知県名古屋市東区東新町１番地 中部電 力株式会社本店内 (72)発明者 大森 純一郎 愛知県名古屋市熱田区横田２丁目３番24号 中部電力株式会社中央送変電建設所内 (72)発明者 長瀬 裕信 愛知県名古屋市中川区西日置１丁目１番５ 号 株式会社熊谷組名古屋支店内 (72)発明者 甲田 信 愛知県豊川市穂ノ原２丁目１番 株式会社 熊谷組豊川工場内

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 グリッパーにて坑壁に固定され、且つ、
   カッターにて掘削するように構成された立坑掘削装置に
   於て、前記カッターは中央カッターと外周カッターに分
   割されると共に、該中央カッターと外周カッターとは相
   互に逆方向に回転し乍ら、立坑の全断面を連続回転して
   掘削することができるように構成されたことを特徴とす
   る立坑掘削装置。
2. 【請求項２】 上記中央カッターと外周カッターは夫々
   同心上にて外接ギヤー及び内接ギヤーを有し、且つ、之
   等の外接ギヤー及び内接ギヤーの中間に駆動モータのピ
   ニオンギヤーを配設して夫々歯合させ、該ピニオンギヤ
   ーの回転にて前記中央カッターと外周カッターとは同時
   に逆方向に回転するように構成されたことを特徴とする
   請求項１記載の立坑掘削装置。