JPH093965A - 掘削機のカッター、同カッターの制御方法および同装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 カッターポストの抱き込み現象を防止し、ま
たは抱き込み現象が生じた場合にカッターポストの横移
動が可能な状態に容易に復旧させる。 【構成】 外周側に掘削刃１５が設けられたエンドレス
チェーン１４の内周側に、ポスト腹側空間Ｓの土砂等を
撹拌して土圧を緩めるための撹拌翼１９を設けた。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は地中に止水用、基礎用等
の連続壁を造成するための溝を掘削する掘削機のカッタ
ー、同カッターの制御方法および同装置に関するもので
ある。

【０００２】

【従来の技術】従来、連続壁造成用の溝を掘削する掘削
機として、特開平５−２８００４３号、特開平５−２８
００４４号両公報等に示されているように、走行台車
（たとえばクローラ式クレーンのベースマシン）にチェ
ーン式カッターを垂直に取付け、このカッターを回転さ
せながら水平方向に移動させることにより、一定幅の溝
を連続して掘削するものが公知である。

【０００３】この掘削機に使用されるカッターは、図１
２，１３に示すように、上下に長い箱形フレームである
カッターポスト１の上下両端部間にエンドレスチェーン
２が掛け渡され、このチェーン２の外周側にビットプレ
ート３を介して外向きに設けられた多数の掘削刃４…に
よって地盤を掘削し、溝Ｇを造成するように構成されて
いる。

【０００４】両図中、５はカッターポスト１の上端部に
設けられたモータ駆動式のチェーン駆動用スプロケット
（駆動輪）、６は同ポスト１の下端部に設けられた遊動
輪、７は駆動輪５の回転軸（駆動軸）、８，８はこの駆
動軸７を回転自在に支持する軸受である。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】従来、このような掘削
機において、カッターを地中に建て込んだ状態での作業
中、または作業休止時に、掘削された礫や土砂（以下、
土砂等という）がカッターポスト１の腹面（前後の面）
１ａ，１ａと掘削溝Ｇの前後面Ｇ１，Ｇ１との間（以
下、腹側空間という）Ｓで沈殿し、固化し、あるいは前
後面Ｇ１の土砂等が落ち込んでカッターポスト１の腹面
１ａに土圧がかかり、これによってカッターが横移動で
きなくなる所謂抱き込み現象が生じていた。

【０００６】この抱き込み現象が生じると、クレーンに
よってカッターを引上げるか、ポスト腹面１ａ近辺に縦
穴を掘削して地盤を緩める等の別装置による大がかりで
厄介な処置が必要となり、施工能率が大幅に低下すると
いう問題があった。

【０００７】そこで本発明は、抱き込み現象を防止し、
または抱き込み現象が生じた場合にカッターポスト横移
動が可能な状態に容易に復旧させることができる掘削機
のカッター、同カッターの制御方法および同装置を提供
するものである。

【０００８】

【課題を解決するための手段】請求項１の発明は、カッ
ターポストの上下一側にモータによって回転駆動される
駆動輪、反対側に遊動輪がそれぞれ設けられるととも
に、この駆動輪と遊動輪との間にエンドレスチェーンが
掛け渡され、このエンドレスチェーンに、多数の掘削刃
が外向きに、撹拌体が内向きにそれぞれ突設されてなる
ものである。

【０００９】請求項２の発明は、請求項１の構成におい
て、撹拌体が、掘削刃による掘削幅内に設けられたもの
である。

【００１０】請求項３の発明は、請求項１または２の構
成において、撹拌体が、掘削可能な刃部を備えたもので
ある。

【００１１】請求項４の発明は、請求項１または２の構
成において、撹拌体として、掬い口がエンドレスチェー
ンの回転方向を向くバケットが用いられたものである。

【００１２】請求項５の発明は、請求項１乃至４のいず
れかの構成において、撹拌体がエンドレスチェーンに対
して着脱可能に取付けられたものである。

【００１３】請求項６の発明は、請求項１乃至５のいず
れかに記載の掘削機のカッターの制御方法であって、撹
拌体がエンドレスチェーンの方向転換部分以外の部分で
往復移動するように同チェーン駆動用モータを正逆回転
させるものである。

【００１４】請求項７の発明は、請求項１乃至５のいず
れかに記載の掘削機のカッターの制御装置であって、撹
拌体の位置を検出する撹拌体位置検出手段と、この撹拌
体位置検出手段からの信号に基づいて撹拌体がエンドレ
スチェーンの方向転換部分以外の部分で往復移動するよ
うに同チェーン駆動用のモータを正逆回転させるモータ
制御手段とを具備するものである。

【００１５】

【作用】上記構成によると、エンドレスチェーンの回転
により撹拌体が腹側空間の土砂等を撹拌して土圧を緩め
るため、この撹拌体を常設しておけば抱き込み現象の発
生を防止することができる。

【００１６】一方、請求項５のように撹拌体をチェーン
に対して着脱可能とし、抱き込み現象の発生時に取付け
るようにすれば、この撹拌体により自力で容易に横移動
可能な状態に復旧させることができる。

【００１７】とくに、請求項３のように刃部を備えた撹
拌体を用いれば、この撹拌体が掘削作用をも行うため、
抱き込み土砂等が硬い場合でもこれを掘削してより確実
に土圧を緩めることができる。

【００１８】また、撹拌体が掘削刃による掘削幅内に設
けられた請求項２の構成によると、撹拌体を掘削幅外に
突出して設けた場合のように撹拌体が通常掘削時の掘削
抵抗、および横移動時の移動抵抗となるおそれがない。
むしろ、撹拌体が掘削幅内で回転してポスト腹面側の土
圧が緩められることにより、とくに横移動の抵抗が低減
され、横移動がやり易くなる。

【００１９】さらに、溝掘削と同時に地盤改良を行う場
合に、撹拌体により改良材と被掘削土の撹拌効率を向上
させることができる。

【００２０】一方、撹拌体として、掬い口がエンドレス
チェーンの回転方向を向くバケットが用いられた請求項
４の構成によると、土砂等を撹拌すると同時に掬い上げ
ることができるため、単なる撹拌のみを行う場合よりも
土圧を緩める効率が高いものとなる。

【００２１】また、請求項６，７の構成（カッターの制
御方法、同装置）によると、撹拌体が、駆動輪および遊
動輪によるチェーンの方向転換部分で同部の構造物（た
とえば駆動軸の軸受）と干渉するおそれがない。

【００２２】いいかえれば、この干渉を避けるために撹
拌体の内向き突出量が制限されたり、上記構造物を改造
する必要に迫られたりする問題が生じない。

【００２３】

【実施例】本発明の実施例を図によって説明する。

【００２４】第１実施例（図１〜図３参照） １１はカッターポスト、１２はこのカッターポスト１１
の上端部に設けられた駆動輪、１３は同ポスト１１の下
端部に設けられた遊動輪、１４はこの駆動輪１２と遊動
輪１３との間に掛け渡されたエンドレスチェーンで、こ
のチェーン１４の外周に多数の掘削刃１５…がビットプ
レート１６を介して外向きに取付けられ、この掘削刃１
５…の回転によって溝Ｇが掘削される。

【００２５】なお、掘削刃１５…は、図３に示すように
先端に刃部１５ａを有する板状に形成され、厚み方向面
が前後を向き、かつ、先端が掘削面Ｇ１側に開いた状態
で基端部がビットプレート１６の外面に溶接等によって
固着されている。

【００２６】図２中、１７は駆動軸、１８，１８はこの
駆動軸１７を回転自在に支持する軸受である。

【００２７】このカッターにおいては、チェーン１４の
内周側に撹拌翼１９が内向き、すなわち腹側空間Ｓに向
かって設けられている。

【００２８】この撹拌翼１９は、掘削刃１５…と同様
に、先端に刃部１９ａを有する掘削・撹拌可能な刃とし
て形成され、チェーン１４の回転方向複数個所におい
て、掘削刃１５…による掘削幅Ｗ内に位置する状態でビ
ットプレート１６の内面に溶接等によって固着されてい
る。

【００２９】このように、撹拌翼１９…が腹側空間Ｓに
向かって突設され、掘削作業中、チェーン１４の回転に
よってこの撹拌翼１９…が腹側空間Ｓ内で回転するた
め、この撹拌翼１９…によって腹側空間Ｓの土砂等が撹
拌される。

【００３０】これにより、ポスト腹面１ａ，１ａに作用
する土圧が緩められるため、掘削中または作業休止中に
おける土砂等による抱き込み現象の発生が防止される。

【００３１】とくに、この実施例の場合、撹拌翼１９…
が先端刃部１９ａによって掘削作用をも行うため、抱き
込み土砂等が硬い場合でもこれを切り崩してより確実に
土圧を緩めることができる。

【００３２】また、撹拌翼１９…が掘削刃１５…による
掘削幅Ｗ内に設けられているため、この撹拌翼１９…を
掘削幅Ｗ外に突出して設けた場合のように、撹拌翼１９
…が通常掘削時の掘削抵抗、および横移動時の移動抵抗
となるおそれがない。

【００３３】むしろ、撹拌翼１９…が掘削幅Ｗ内で回転
してポスト腹面側の土圧が緩められることにより、とく
に横移動の抵抗が小さくなる。

【００３４】さらに、溝掘削と同時に改良材を投入し被
掘削土と撹拌混合して地盤改良を行う場合に、撹拌翼１
９…により改良材と被掘削土の撹拌効率が向上する。

【００３５】第２実施例（図４〜図６参照） 第１実施例では、図２に示すように、駆動輪１２および
遊動輪１３によるチェーン１４の方向転換部分で撹拌翼
１９がチェーン駆動系、とくに駆動輪１２の回転軸１７
を支持する軸受１８と干渉しないように、撹拌翼１９の
内向き突出量を小さくしている。従って、撹拌翼１９に
よる撹拌範囲も小さくなる。

【００３６】そこで、第２実施例では、この撹拌範囲を
広げて土圧緩め効果を高めるために、図４に示すよう
に、撹拌翼１９を、駆動輪１２によるチェーン方向転換
部分で軸受１８との干渉が生じるほど内向きに長く突出
させ、代わりに、撹拌翼１９を両側方向転換部分以外の
部分（以下、非転換部分という）で往復移動させるよう
に構成している。

【００３７】図５，６を併用して詳述すると、撹拌翼１
９（図５では両側の非転換部分中に二個所ずつ、計四個
所に設けた場合を例示している）の位置を検出する撹拌
翼位置検出手段２０が設けられている。

【００３８】この撹拌翼位置検出手段２０からの位置信
号はコントローラ２１に入力され、このコントローラ２
１により、駆動輪１２（チェーン１４）の回転駆動源と
しての油圧モータ２２の回転方向と速度をコントロール
するモータ制御弁（電磁切換弁）２２が切換制御される
ように構成されている。

【００３９】なお、撹拌翼位置検出手段２０としては、
駆動軸１７の回転量を検出するエンコーダや、撹拌翼１
９に設けた突起と接触してオンまたはオフとなるリミッ
トスイッチ等を用いることができる。

【００４０】図６中、２４は油圧モータ２２に対する油
圧源、２５はタンクである。

【００４１】コントローラ２１は、撹拌翼位置検出手段
２０からの信号に基づき、撹拌翼１９が、非転換部分内
で予め設定された上、下限位置に到達したときに、モー
タ制御弁２３に正転位置ａから逆転位置ｃ（ｂは中立位
置）またはその逆の切換信号を出力する。

【００４２】こうして、モータ２２を正逆回転させるこ
とにより、撹拌翼１９を非転換部分内の一定範囲Ａでの
み往復移動させるようにしている。

【００４３】こうすれば、撹拌翼１９と軸受１８の干渉
を防止しながら、撹拌翼１９による腹側空間Ｓ内の撹拌
範囲を拡大し、土圧緩め効果を高めることができる。

【００４４】ところで、このような制御は、作業員が撹
拌翼１９を目視しながら、あるいは他の作業員から合図
を受けながら手動によって行うこともできる。

【００４５】また、駆動輪１２の直径寸法を大きくする
ことにより、撹拌翼１９と軸受１８の干渉を防止する手
段をとることも可能である。こうすれば、撹拌範囲を拡
大しながらチェーン１４の連続回転が可能となる。

【００４６】その他の実施例 （１）上記実施例では撹拌翼１９をビットプレート１６
に固着し、通常掘削中も撹拌翼１９を回転させる常設タ
イプのものを例示したが、図７に示すように撹拌翼１９
をビットプレート１６に対してボルト２６、ナット２７
によって着脱可能に取付け、この撹拌翼１９を、通常掘
削時には取外しておき、カッターポスト１１の抱き込み
現象が生じたときに装着し、作用させるようにしてもよ
い。

【００４７】（２）撹拌体に関する変形例として、 図８，９に示すように、上下一対のプレート２８
ａ，２８ａを厚み方向面がチェーン回転方向（上下）を
向く状態でビットプレート１６に取付け、この両プレー
ト２８ａ，２８ａ間に補強壁２８ｂを設けて撹拌体２８
を構成してもよい。

【００４８】こうすれば、土砂等との接触面積を大きく
とることができるため、撹拌効率が良く、土圧を緩める
効果が高いものとなる。

【００４９】 図１０，１１に示すように、撹拌体２
９をバケット状に形成し、掬い口２９ａがチェーン回転
方向を向く状態でビットプレート１６に取付けてもよ
い。図中、２９ｂは撹拌体２９の底部に設けられた水抜
き孔である。

【００５０】この撹拌体２９によると、土砂等を撹拌す
ると同時に掬い上げることができるため、単なる撹拌の
みを行う場合よりも土圧を緩める効率が高いものとな
る。

【００５１】

【発明の効果】上記のように本発明によるときは、外周
側に掘削刃が設けられたエンドレスチェーンの内周側
に、腹側空間の土砂等を撹拌してカッターポスト腹面に
作用する土圧を緩める撹拌体を設けたから、この撹拌体
を常設しておくことにより抱き込み現象の発生を防止す
ることができる。

【００５２】あるいは、請求項５の発明のように撹拌体
をチェーンに対して着脱可能とし、抱き込み現象の発生
時に取付けることにより、他の大がかりな設備を用いず
に自力で容易に横移動可能な状態に復旧させることがで
きる。

【００５３】とくに、請求項３の発明のように刃部を備
えた撹拌体を用いれば、刃部による掘削作用が得られる
ため、抱き込み土砂等が硬い場合でもこれを掘削してよ
り確実に土圧を緩めることができる。

【００５４】また、撹拌体を掘削刃による掘削幅内に設
けた請求項２の発明によると、撹拌体を掘削幅外に突出
して設けた場合のように撹拌体が通常掘削時の掘削抵
抗、および横移動時の移動抵抗となるおそれがない。む
しろ、撹拌体が掘削幅内で回転してポスト腹面側の土圧
が緩められることにより、とくに横移動の抵抗が低減さ
れ、横移動がやり易くなる。

【００５５】さらに、溝掘削と同時に地盤改良を行う場
合に、撹拌体により改良材と被掘削土の撹拌効率を向上
させることができる。

【００５６】一方、撹拌体として、掬い口がエンドレス
チェーンの回転方向を向くバケットを用いた請求項４の
発明によると、土砂等を撹拌すると同時に掬い上げるこ
とができるため、単なる撹拌のみを行う場合よりも土圧
を緩める効率が高いものとなる。

【００５７】さらに、撹拌体がエンドレスチェーンの方
向転換部分以外の部分で往復移動するように同チェーン
駆動用モータを正逆回転させる請求項６，７の発明によ
ると、撹拌体が、駆動輪および遊動輪によるチェーンの
方向転換部分で同部の構造物（たとえば駆動軸の軸受）
と干渉するおそれがない。

【００５８】いいかえれば、この干渉を避けるために撹
拌体の突出量が制限されたり、逆に上記構造物を改造す
る必要に迫られたりする問題が生じない。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１実施例を示すカッター全体の概略
正面図である。

【図２】図１のII−II線拡大断面図である。

【図３】図２のIII−III線拡大断面図である。

【図４】本発明の第２実施例を示す図２相当図である。

【図５】（イ)(ロ）は本発明の第２実施例の作用を説明
するための図である。

【図６】第２実施例のモータ制御系の構成を示す図であ
る。

【図７】本発明の第３実施例を示す部分水平断面図であ
る。

【図８】撹拌体に関する変形例を示す部分平面図であ
る。

【図９】図８のIX−IX線断面図である。

【図１０】撹拌体に関する他の変形例を示す部分平面図
である。

【図１１】図１０のXI−XI線断面図である。

【図１２】従来のカッターを示す概略正面図である。

【図１３】図１２のXIII−XIII線拡大断面図である。

【符号の説明】

１１ カッターポスト １２ 駆動輪 １３ 遊動輪 １４ エンドレスチェーン １５ 掘削刃 １９ 撹拌翼（撹拌体） １９ａ 撹拌翼の刃部 ２２ 駆動用油圧モータ ２０ 撹拌翼位置検出手段 ２１ モータ制御手段を構成するコントローラ ２３ 同モータ制御弁 ２８ プレートを用いた撹拌体 ２９ バケット状の撹拌体 ２９ａ 掬い口

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 河本 辰夫 兵庫県明石市大久保町八木740番地 株式 会社神戸製鋼所大久保建設機械工場内

Claims (7)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 カッターポストの上下一側にモータによ
   って回転駆動される駆動輪、反対側に遊動輪がそれぞれ
   設けられるとともに、この駆動輪と遊動輪との間にエン
   ドレスチェーンが掛け渡され、このエンドレスチェーン
   に、多数の掘削刃が外向きに、撹拌体が内向きにそれぞ
   れ突設されてなることを特徴とする掘削機のカッター。
2. 【請求項２】 撹拌体が、掘削刃による掘削幅内に設け
   られたことを特徴とする請求項１記載の掘削機のカッタ
   ー。
3. 【請求項３】 撹拌体が、掘削可能な刃部を備えたこと
   を特徴とする請求項１または２記載の掘削機のカッタ
   ー。
4. 【請求項４】 撹拌体として、掬い口がエンドレスチェ
   ーンの回転方向を向くバケットが用いられたことを特徴
   とする請求項１または２記載の掘削機のカッター。
5. 【請求項５】 撹拌体がエンドレスチェーンに対して着
   脱可能に取付けられたことを特徴とする請求項１乃至４
   のいずれかに記載の掘削機のカッター。
6. 【請求項６】 請求項１乃至５のいずれかに記載の掘削
   機のカッターの制御方法であって、撹拌体がエンドレス
   チェーンの方向転換部分以外の部分で往復移動するよう
   に同チェーン駆動用モータを正逆回転させることを特徴
   とする掘削機のカッターの制御方法。
7. 【請求項７】 請求項１乃至５のいずれかに記載の掘削
   機のカッターの制御装置であって、撹拌体の位置を検出
   する撹拌体位置検出手段と、この撹拌体位置検出手段か
   らの信号に基づいて撹拌体がエンドレスチェーンの方向
   転換部分以外の部分で往復移動するように同チェーン駆
   動用のモータを正逆回転させるモータ制御手段とを具備
   することを特徴とする掘削機のカッターの制御装置。