JPH093966A - 掘削機のカッター - 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
動等が可能な状態に容易に復旧させる。 【構成】 地中に建て込まれるカッターポスト１１の左
右両側で本来の掘削作用を行う主掘削体Ａとは別に、同
ポスト１１の前後両側に、抱き込み現象の原因となる土
砂等を掘削・撹拌して土圧を緩める副掘削体Ｂ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
４，１５に示すように、上部が地上に露出する状態で地
中に建て込まれる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をポ
スト左右両側を巡回する状態で掛け渡し、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】図１４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は同ポスト下端部に設けられた遊動輪
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、とくに、カッターを地中に建て込んだまま
作業を休止した場合に、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）１
ａ，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・固化してポスト腹面１ａ，
１ａ（とくに下部）に大きな土圧がかかり、作業再開時
にカッターが横移動できなくなったり、掘削刃４…の回
転も、また掘削方向転換のためのカッターの引き抜きさ
えも不能となったりする所謂抱き込み現象が生じてい
た。

【０００６】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横移動、掘削刃の回
転、引き抜き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を提供するものである。

【０００７】

【課題を解決するための手段】請求項１の発明は、エン
ドレスチェーンがカッターポストの上下両端部間に、カ
ッターポストの左右両側を巡回する状態で掛け渡され、
このエンドレスチェーンに地盤を掘削する多数の掘削刃
が左右両側外方に向けて突設されることにより、カッタ
ーポストの左右両側で回転掘削作用を行う主掘削体が構
成される一方、カッターポストの前後両側で回転して掘
削作用を行う副掘削体がカッターポストに設けられたも
のである。

【０００８】請求項２の発明は、請求項１の構成におい
て、副掘削体が、カッターポストの上下両側部間に同ポ
ストの前後両側を巡回する状態で掛け渡されたエンドレ
スチェーンと、このエンドレスチェーンに上下方向に間
隔を置いて設けられた複数の副掘削刃と、上記エンドレ
スチェーンを回転駆動する駆動手段とによって構成され
たものである。

【０００９】請求項３の発明は、請求項１の構成におい
て、副掘削体が、カッターポストに対して外周部が同ポ
スト前後両側に突出する状態で上下方向に設けられたオ
ーガスクリューと、このオーガスクリューを回転駆動す
る駆動手段とによって構成されたものである。

【００１０】請求項４の発明は、請求項１の構成におい
て、副掘削体が、カッターポストの前後両側に互いに独
立して上下方向に設けられたオーガスクリューと、この
オーガスクリューを回転駆動する駆動手段とによって構
成されたものである。

【００１１】請求項５の発明は、請求項１の構成におい
て、副掘削体が、カッターポストの前後両側における上
下方向の複数個所に前後方向軸まわりに回転自在に設け
られた回転翼と、この各回転翼を回転駆動する駆動手段
とによって構成されたものである。

【００１２】請求項６の発明は、請求項５の構成におい
て、カッターポストにおける各回転翼設置個所に主掘削
体のエンドレスチェーンによって回転駆動される回転体
が設けられるとともに、この回転体と回転翼とが伝動機
構を介して連動連結されて駆動手段が構成されたもので
ある。

【００１３】

【作用】上記構成によると、カッターポスト前後両側で
の副掘削体の回転掘削作用により、腹側空間に沈殿・固
化した土砂等が掘削・撹拌されて土圧が緩められるた
め、この副掘削体を常時作動させれば抱き込み現象の発
生を防止でき、抱き込み現象の発生時に作動させれば、
カッター全体の横移動、掘削刃の回転、引き抜き（以
下、横移動等という）が可能な状態に容易に復旧させる
ことができる。

【００１４】また、副掘削体を通常掘削中、常時または
必要に応じて作動させることにより、横移動抵抗を低減
し、掘削効率を上げることが可能となる。

【００１５】さらに、溝掘削と同時に地盤改良を行う場
合に、副掘削体によって改良材と被掘削土との撹拌・混
合効率を向上させることができる。

【００１６】一方、従来のカッターによると、コーナー
部で掘削方向を転換する際に、カッターポストの腹面が
溝前後両側の地山に当たるため、一旦カッター全体をク
レーンで溝から引き抜き、方向を変えて建て込み直すと
いう面倒な手順・操作が必要であった。

【００１７】これに対し、本発明によると、副掘削体に
よって腹面側を掘削することができるため、コーナー部
で方向転換しながら連続して溝を掘削することが可能と
なる。

【００１８】また、副掘削体の掘削手段としてオーガス
クリューを用いた請求項３，４の構成によると、抱き込
み現象の原因である土砂等を掘削しながら押し上げ除去
することができるため、単なる掘削・撹拌を行う場合よ
りも土圧を緩める効果が高いものとなる。

【００１９】この場合、オーガスクリューを前後両側に
分散して設ける請求項４の構成によると、オーガスクリ
ュー１本当たりの直径寸法および重量が軽くてすむた
め、同スクリューのカッターポストへの取付け等が容易
となる。

【００２０】一方、回転翼を用いた請求項５，６の構成
によると、とくに高い撹拌効果を得ることができるた
め、溝掘削と同時に地盤の改良を行う場合に有利とな
る。

【００２１】また、請求項６の構成によると、主掘削体
のエンドレスチェーンの回転力、すなわち主掘削体の駆
動力を回転翼の駆動力として兼用できるため、副掘削体
専用の駆動源が不要となり、構造のコンパクト化、軽量
化、コストダウンが可能となる。

【００２２】

【実施例】本発明の実施例を図１〜図１３によって説明
する。

【００２３】第１実施例（図１〜図４参照） １１は図１４，１５のカッターポスト１と同様の縦長ボ
ックス状に形成されたカッターポストで、このカッター
ポスト１１の上端部に、図示しないモータ（油圧モータ
または電動機）および減速機からなる主駆動部によって
回転駆動される駆動輪１２が設けられるとともに、カッ
ターポスト１１の下端部に遊動輪１３が設けられてい
る。

【００２４】そして、駆動輪１２とこの遊動輪１３との
間に主エンドレスチェーン１４が、カッターポスト１１
の左右両側を巡回する状態で掛け渡され、このエンドレ
スチェーン１４の外周に多数の主掘削刃１５…がビット
プレート１６を介して外向きに突設されることにより、
カッターポスト１１の左右両側で本来の掘削作用を行う
主掘削体Ａが構成されている。

【００２５】一方、カッターポスト１１の上部に、モー
タ１７および減速機１８からなる副駆動部１９が設けら
れ、この副駆動部１９の出力軸に駆動輪２０が取付けら
れている。

【００２６】また、カッターポスト１１内の下部に遊動
輪２１が、外周部が同ポスト左右両側に突出する状態で
設けられ、駆動輪２０とこの遊動輪２１との間にエンド
レスチェーン２２が、ポスト前後両側を巡回する状態で
掛け渡されている。

【００２７】このエンドレスチェーン２２には、外面に
多数のビットプレート２３…がチェーン長さ方向に間隔
を置いて設けられ、この各ビットプレート２３…に複数
の副掘削刃２４…が左右方向に間隔を置いて外向きに突
設されることにより、ポスト前後両側で掘削・撹拌作用
を行う副掘削体Ｂが構成されている。

【００２８】副掘削刃２４…は、主掘削刃１５…と同様
に、土砂等に対する掘削・撹拌機能を果たし得る刃付き
プレート状に形成され、かつ、主掘削体Ａによる掘削幅
Ｗ（図２参照）内に位置する状態でビットプレート２３
に突設されている。

【００２９】この構成において、抱き込み現象が発生し
た場合に、副掘削体Ｂを作動させることにより、抱き込
み現象の原因である腹側空間Ｓに沈殿・固化した土砂等
が副掘削刃２４…によって掘削・撹拌され、これによっ
てポスト腹面１１ａ，１１ａに作用する土圧が緩められ
るため、カッター全体の横移動等が可能な状態に簡単か
つ速やかに復旧させることができる。

【００３０】あるいは、通常掘削中、常時または必要に
応じてこの副掘削体Ｂを作動させることにより、腹側空
間Ｓ内での土砂等の沈殿・固化を防ぎ、抱き込み現象の
発生を防止することができる。

【００３１】また、副掘削体Ｂ全体が掘削幅Ｗ内に収め
られているため、この副掘削体Ｂが通常掘削時の横移動
抵抗となるおそれがない。

【００３２】むしろ、通常掘削中、横移動抵抗が大きい
場合に副掘削体Ｂを作動させれば、ポスト腹面側の土圧
が緩められて横移動抵抗が低減するため、掘削能率を上
げることが可能となる。

【００３３】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、副掘削体
Ｂによって撹拌効率が向上する。

【００３４】一方、副掘削体Ｂによって腹面側を掘削す
ることができるため、図４に示すようにコーナー部で円
弧を描くように方向転換しながら溝Ｇを連続して掘削す
ることが可能となる。

【００３５】第２実施例（図５，６参照） 以下の実施例では第１実施例との相違点のみを説明す
る。

【００３６】第２実施例においては、カッターポスト１
１における地中建て込み部分の内方に１本のオーガスク
リュー２５が上下方向に設けられるとともに、同ポスト
内上部に、モータ２６および減速機２７から成るオーガ
スクリュー駆動手段としての副駆動部２８が設けられて
副掘削体Ｂが構成されている。

【００３７】オーガスクリュー２５は、周知のアースオ
ーガに使用されるものと同様、オーガ軸２５ａの外周に
スクリュー刃２５ａが螺旋状に設けられて成っている。

【００３８】スクリュー刃２５ａは、図５に示すように
上下たとえば二個所に分けて設けられ、このスクリュー
刃２５ａの外周部分が、カッターポスト１１の前後両側
に設けられた窓孔２９を介して、掘削幅Ｗからはみ出さ
ない範囲で外部に突出している。

【００３９】この構成によると、オーガスクリュー２５
の回転により、第１実施例同様、腹側空間Ｓ内の土砂等
が掘削・撹拌され、これによって抱き込み現象を防止
し、あるいは抱き込み現象が生じた場合に横移動等が可
能な状態に容易に復旧させることができる。

【００４０】とくに、この第２実施例によると、抱き込
み現象の主因となる腹側空間Ｓの下部に沈殿した土砂等
をオーガスクリュー２５の回転によって掘削しながら押
し上げ除去することができるため、土圧を緩める効果が
より高いものとなる。

【００４１】第３実施例（図７，８参照） オーガスクリュー１本構成をとる第２実施例に対し、第
３実施例では、カッターポスト１１の前後両側にそれぞ
れ複数本（図例では３本）ずつのオーガスクリュー３０
…が、掘削幅Ｗ内において互いに独立して平行に設けら
れることによって副掘削体Ｂが構成されている。

【００４２】３０ａはオーガスクリュー３０のオーガ
軸、３０ｂはスクリュー刃、３１はモータ３２および減
速機３３から成る副駆動部、３４は各オーガスクリュー
３０…の中間部を支持する中間軸受である。

【００４３】この構成によっても、第２実施例と同様の
作用効果を得ることができる。また、オーガスクリュー
１本当たりの直径寸法および重量が軽くてすむため、同
スクリュー３０…のカッターポスト１１への取付け等が
容易となる。

【００４４】第４実施例（図９〜図１１参照） カッターポスト１１の前後の腹面１ａ，１ａに、主掘削
体Ａのエンドレスチェーン１４によって回転駆動される
複数の回転翼３５…が上下に間隔を置いて設けられて副
掘削体Ｂが構成されている。

【００４５】回転翼３５…は、前後方向の中心軸３６ま
わりに十字に組まれた翼片３５ａ…に複数の掘削刃３５
ｂ…が取付けられて成り、この回転翼３５…によってカ
ッターポスト前後両側で掘削・撹拌作用が行われる。

【００４６】また、カッターポスト１１内における回転
翼設置個所に、回転翼３５…の中心軸３６と一体回転す
る大平歯車３７と、これに噛み合う小平歯車３８とが設
けられるとともに、スプロケット（回転体）３９がこの
小平歯車３８と一体に回転する状態で設けられ、このス
プロケット３９がエンドレスチェーン１４に噛み合って
いる。

【００４７】こうして、エンドレスチェーン１４の回転
力がスプロケット３９、平歯車３８，３７を介して各回
転翼３３…に伝えられるように構成されている。

【００４８】この構成によると、抱き込み現象の防止、
または抱き込み現象発生時の容易な復旧という基本的効
果に加えて、高い撹拌効果を得ることができるため、溝
掘削と同時に地盤を改良を行う場合に有利となる。

【００４９】また、主掘削体Ａのエンドレスチェーン１
４の回転力、すなわち主掘削体Ａの駆動力を回転翼３５
…の駆動力として兼用できるため、副掘削体Ｂ専用の駆
動源が不要となり、構造のコンパクト化、軽量化、コス
トダウンが可能となる。

【００５０】その他の実施例 （１）第４実施例の回転翼３５の変形例として、図１２
に示すように、細板状の翼片４０ａ…を、その厚み方向
面が翼周方向を向く状態で中心軸３６まわりに十字に組
んで回転翼４０を構成してもよい。

【００５１】この回転翼４０によると、第４実施例の場
合よりも高い撹拌効果を得ることができる。

【００５２】（２）別の回転翼形状例として、図１３に
示すように円板４１ａの外周に多数の山形の歯４１ｂ…
を設けて歯車状の回転翼４１を構成してもよい。

【００５３】この構成によると、撹拌作用は低くなる
が、強度的に有利となり、土砂等の抵抗による破損等の
おそれが少なく、回転翼４１の耐久性が高いものとな
る。

【００５４】（３）主掘削体Ａのエンドレスチェーン１
４によって回転駆動される回転体として上記実施例では
スプロケット３９を用いたが、同チェーン１４に接触し
て回転するローラを用いてもよい。

【００５５】

【発明の効果】上記のように本発明によるときは、カッ
ターポストの左右両側で本来の掘削作用を行う主掘削体
とは別に、同ポストの前後両側で回転して掘削・撹拌作
用を行う副掘削体をカッターポストに設けたから、抱き
込み現象が生じた場合に、この副掘削体を作動させるこ
とにより、腹側空間内に沈殿・固化した土砂等を補助掘
削刃で掘削して土圧を緩め、これによってカッター全体
の横移動等が可能な状態に容易に復旧させることができ
る。

【００５６】あるいは、副掘削体を、通常掘削中、常時
または必要に応じて作動させることにより、抱き込み現
象の発生を防止することができる。

【００５７】さらに、溝掘削と同時に地盤改良を行う場
合に、副掘削体により改良材と被掘削土との撹拌・混合
効率を向上させることができる。

【００５８】加えて、副掘削体の回転掘削作用によって
腹面側を掘削することができるため、コーナー部で方向
転換しながら連続して溝を掘削することが可能となる。

【００５９】また、副掘削体の掘削手段としてオーガス
クリューを用いた請求項３，４の発明によると、抱き込
み現象の原因となる土砂等を掘削しながら押し上げ除去
することができるため、単なる掘削・撹拌を行う場合よ
りも土圧を緩める効果が高いものとなる。

【００６０】この場合、オーガスクリューを前後両側に
分散して設ける請求項４の発明によると、オーガスクリ
ュー１本当たりの直径寸法および重量が軽くてすむた
め、同スクリューのカッターポストへの取付け等が容易
となる。

【００６１】一方、回転翼を用いた請求項５，６の発明
によると、とくに高い撹拌効果を得ることができるた
め、溝掘削と同時に地盤を改良を行う場合に有利とな
る。

【００６２】また、請求項６の発明によると、主掘削体
のエンドレスチェーンの回転力、すなわち主掘削体の駆
動力を回転翼の駆動力として兼用できるため、副掘削体
専用の駆動源が不要となり、構造のコンパクト化、軽量
化、コストダウンが可能となる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１実施例にかかるカッターの概略正
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線断面図である。

【図４】同カッターによるコーナー部での掘削作用を説
明するための概略水平断面図である。

【図５】本発明の第２実施例にかかるカッターの概略正
面図である。

【図６】図５のVI−VI線拡大断面図である。

【図７】本発明の第３実施例にかかるカッターの概略正
面図である。

【図８】図７のVIII−VIII線拡大断面図である。

【図９】本発明の第４実施例にかかるカッターの概略正
面図である。

【図１０】図９の部分拡大図である。

【図１１】図９のXI−XI線拡大断面図である。

【図１２】本発明の別の実施例を示す図１１相当図であ
る。

【図１３】本発明のさらに別の実施例を示す図１０相当
図である。

【図１４】従来のカッターを示す概略正面図である。

【図１５】図１４のXV−XV線拡大断面図である。

【符号の説明】

１１ カッターポスト Ａ 主掘削体 １２ 主掘削体を構成する駆動輪 １３ 同遊動輪 １４ 同エンドレスチェーン １５ 同主掘削刃 Ｂ 副掘削体 ２０ 副掘削体を構成する駆動輪 ２１ 同遊動輪 ２２ 同エンドレスチェーン ２４ 同副掘削刃 １９ 副掘削刃の駆動手段として副駆動部 １７ 副駆動部のモータ １８ 同減速機 ２５ 副掘削体を構成するオーガスクリュー ２８ オーガスクリューの駆動手段としての副駆動部 ２６ 副駆動部のモータ ２７ 同減速機 ３０… 副掘削体を構成する複数本のオーガスクリュー ３１ オーガスクリューの駆動手段としての副駆動部 ３２ 副駆動部のモータ ３３ 同減速機 ３５ 副掘削体を構成する回転翼 ３７ 主掘削体のエンドレスチェーンの回転力を回転翼
に伝える伝動機構を構成する大平歯車 ３８ 同小平歯車 ３９ 同スプロケット ４１ 副掘削体を構成する回転翼

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 属 行雄 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 (6)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 エンドレスチェーンがカッターポストの
   上下両端部間に、カッターポストの左右両側を巡回する
   状態で掛け渡され、このエンドレスチェーンに地盤を掘
   削する多数の掘削刃が左右両側外方に向けて突設される
   ことにより、カッターポストの左右両側で回転掘削作用
   を行う主掘削体が構成される一方、カッターポストの前
   後両側で回転して掘削作用を行う副掘削体がカッターポ
   ストに設けられたことを特徴とする掘削機のカッター。
2. 【請求項２】 請求項１記載の掘削機のカッターにおい
   て、副掘削体が、カッターポストの上下両側部間に同ポ
   ストの前後両側を巡回する状態で掛け渡されたエンドレ
   スチェーンと、このエンドレスチェーンに上下方向に間
   隔を置いて設けられた複数の副掘削刃と、上記エンドレ
   スチェーンを回転駆動する駆動手段とによって構成され
   たことを特徴とする掘削機のカッター。
3. 【請求項３】 請求項１記載の掘削機のカッターにおい
   て、副掘削体が、カッターポストに対して外周部が同ポ
   スト前後両側に突出する状態で上下方向に設けられたオ
   ーガスクリューと、このオーガスクリューを回転駆動す
   る駆動手段とによって構成されたことを特徴とする掘削
   機のカッター。
4. 【請求項４】 請求項１記載の掘削機のカッターにおい
   て、副掘削体が、カッターポストの前後両側に互いに独
   立して上下方向に設けられたオーガスクリューと、この
   オーガスクリューを回転駆動する駆動手段とによって構
   成されたことを特徴とする掘削機のカッター。
5. 【請求項５】 請求項１記載の掘削機のカッターにおい
   て、副掘削体が、カッターポストの前後両側における上
   下方向の複数個所に前後方向軸まわりに回転自在に設け
   られた回転翼と、この各回転翼を回転駆動する駆動手段
   とによって構成されたことを特徴とする掘削機のカッタ
   ー。
6. 【請求項６】 請求項５記載の掘削機のカッターにおい
   て、カッターポストにおける各回転翼設置個所に主掘削
   体のエンドレスチェーンによって回転駆動される回転体
   が設けられるとともに、この回転体と回転翼とが伝動機
   構を介して連動連結されて駆動手段が構成されたことを
   特徴とする掘削機のカッター。