JPS5812421B2 - 掘削機 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 この発明はパイプを埋設するために地面にみそを掘る方
法ならびに装置、とくに石灰石のような強固な岩からな
る地に巾狭で垂直な壁面を有する溝を掘るための方法お
よび装置に関するものである。

本出願に関係があり、またこの発明に関連しているもの
としては１９２３年１０月３０日特許されたＬｏｋｅｎ
の米国特許第１４７２５６３号、１９５７年２月５日特
許されたＭａｒｃｅｒｏｕの米国特許第２７８０４５２
号ならびに１９６８年１月２３日に特許されたＲｅｎｚ
ａｇｌｉａの米国特許第３３６４６０２号等がある。

前記Ｌｏｋｅｎの特許には、パイプを敷設するのに普通
使用されているパケットホイル掘さく機に対する改良が
開示されている。

この種の機械は普通の柔かい土や、柔らかい岩の掘さく
に適しているが、掘る溝の深さがパケットホイルの直径
によって限定される。

Ｍａ ｒ ｃ ｅ ｒ ｏ ｕの特許には、石切場にお
いて岩石を切り出す手段が示されている。

この装置は手動で調整可能となっており、ヘッドツール
が装置を進行させるために孔をくつさくし、一対のサイ
ドカツタが装置が岩石内に貫通進行するにつれて装置自
体を安定させるために側溝を掘ってゆく間に、１対の比
較的小さい岩石カツタホイルが岩石面内にくつさく進行
するように構成されている。

Ｒｅｎｚａｇｌｉａの特許には、木の根を切断するため
に、トラクタ上に回動可能に装架された大径のカツタホ
イルを使用するものが示されている。

以上のように、すでに種々な目的のために幾多の鋸状刃
物あるいはカツタホイル等が提案されているけれども、
パイプラインを埋設するような溝を掘るにはいづれも不
適当である。

したがって公知のこの種装置に比して軽量かつ簡単な構
成で、固い岩石状の地面に深《かつ巾狭の溝を掘ること
のできるような装置がのぞまれている。

したがって本発明の目的は、堅固な岩石状の地に垂直壁
面をもった巾の狭い溝を掘ることのできる溝掘削機を提
供することにある。

本発明の他の目的は、比較的構造が簡単で軽量であって
深い溝を掘る゛ことのできる溝掘削機を提供することに
ある。

本発明のさらに他の目的は、改良された溝掘り機および
溝を掘る方法を提供することにある。

本発明は水平地面に溝を掘る掘削機において、水平な地
面上の通路に沿って前記掘削機を移動させるための移動
機構と、前記移動機構に載置されていて該移動機構が走
行する地表面から深く掘られた垂直壁の溝の中に下向き
に関節状に下降する第１端部を備える桁部材とを包含し
；地面に相へだたった平行なスロットを掘れるよう掘削
幅に対する直径の割合が比較的大きい一対の相隔だたっ
たカツタホイルであって軸受箱に支持され且つ前記桁部
材の第１端部に担持されている回転軸の端部に取付けた
前記力ツタホイルを含むカツタユニットと、一対の平行
なスロットの間に在る土岩材料をこわして除去した後に
次々と連続した一対の平行なスロットを溝の底に沿って
前記軸受箱に達する深さまで掘削し前記壁を前記カツタ
ホイルの半径より深い予定深さまで延ばすようにするた
め前記移動機構の移動時に前記カツタホイルの外表面を
前記溝の垂直壁と垂直壁との間において該垂直壁と平行
に整列させ且つ前記カツタホイルを先に掘ったスロット
の外壁と整列させるための装置と、を包含することを特
徴とする掘削機を提供する。

以下添付の図面によって本発明の好適な実施例について
説明する。

添付図面第１図には本発明の実施例の詳細が斜視図によ
って示してある。

４角形状に組み立てられた■型梁からなる基礎部１０が
、その４隅を牽引機構１２によって支持されている。

基礎部１０を形成する■型梁のうちの２本が、この溝掘
り機のその他の部分を支持走行させるだめの１対のレー
ル１４を形成している。

のこりの２本のＩ型梁１５は、本発明の装置の変形態を
示すものにおいてはレールを形成している。

基礎部１０の隅部からはそれぞれ対角線方向外方にアー
ム１６が延在しており、これによって各牽引機構１２と
基礎部１０とを接続している。

牽引機構１２を任意の方向に回動可能ならしめ、さらに
牽引機構１２に対してアーム１６を上昇させ得るように
するために、各アーム１６の先端には枢軸１８がもうげ
てある。

基礎部１０とアーム１６は強固に一体に構成されかつ平
担状になっており、一方地表は、とくに建設現場におけ
るそれは平担状になっていることはまれであるから、ア
ーム１６の少なくともいくつかは牽引機構１２に対して
上昇できるようにしておくことが必要である。

図示のように、各牽引機構１２は枢軸１８の周りに各独
立に回動できるようになっているが、通常横方向の牽引
機構対はこれを作動的に連結するように連杆をもうけて
おくことがのぞましい。

各牽引機構１２は鋼製トレッドをそなえ、ゆつくり走行
する公知の走行機構であって歯車減速機構２１を介して
流体駆動モータ２０によって駆動される。

牽引機構１２のトレッドには止め栓は用いないが、アー
ム１６は、牽引機構１２にそれぞれに同様な負荷がかか
るようにするために、牽引機構１２に対して上昇し得る
ようにしておくことが重要である。

レール１４には４個のローラ２２が配置されてターンテ
ーブル２４を支持している。

レール１４およびローラ２２にはさらに第１図々示の装
置のその他の部分を基礎部に対して横方向に動かす手段
が配されている。

ターンテーブル２４は公知のものであって流体駆動モー
タ２５によって垂直軸２６のまわりを回動する。

ターンテーブル２４には第２のフレーム２８が配されて
いて前記軸２６のまわりを回動する。

基礎部と牽引機構とターンテーブル等を総称して移動機
構とする。

フレーム２８上にはディーゼルエンジンを可とする駆動
装置３０が支持されている。

このエンジン３０は、前記牽引機構のモータ２０および
以下に説明するカツタヘッド用モータを駆動するための
流体ポンプを駆動する。

さらにこのエンジンは、さらにこの溝掘り機のその他種
々な部材を作動させる多数の流体シリンダを作動させる
流体ポンプ３４を具備している。

上記流体モータおよびシリンダを作動させるに用いる流
体を貯溜するために１対のタンク３６が装架してある。

フレーム２８には、伸縮自在の桁機構３８が第２の基礎
部ユニットとして支持されている。

図示の好適な実施例においては、このユニット３８はト
ラックに装架された背面くわのごとき通常使用されてい
るものである。

このユニット３８は枢軸４０によってフレーム２８に枢
着されており、１対の流体シリンダ４２によってその回
動角度が制御されるものとする。

ユニット３８の桁部材４４はリングギャ機構４６によっ
てその長手軸線のまわりを回動するようになっている。

また桁部材４４の伸縮自在の部分４８は桁部材４４内に
おいて望遠鏡式に伸縮して長さを変改する。

桁部材を含むユニット３８の各可動部の運動はエンジン
３０によって駆動ならびに制御される。

以上説明したとおり、この装置における伸縮自在の桁部
分４８は基礎部１０に対して横方向に変位し、垂直軸周
に回動し、水平軸線まわりにも回動しさらにそれ自体の
軸線まわりにも回動しかつそれ自体の長手方向軸線周に
も回動する。

これら各種の運動は、もちろん地表に対していづれの方
向にも牽引機構１２によって可動の基礎部１０の運動に
付加されるものである。

伸縮自在の桁部４８の先端には全体を符号５０で示した
２個組みのカツタユニットが取り付けてある。

このカツタユニット５０は枢軸５２と流体シリンダのピ
ストンロツド５４によって伸縮自在の桁部４８に取着し
てある。

カツタユニット５０は、内部に減速ギヤ機構を有する主
体５６と、これに支持される流体駆動モータ５８および
１対のカツタホイル６０とをそなえている。

減速ユニット６２は、第２図から判るように、２個のチ
ェーンを有する減速機構をそなえている。

２個のカツタホイル６０は直径２．４４ｍ（カーバイド
の歯を除いて２．１３ｍ）であってこれに取着した各種
は１２．７ｃｍ巾で横方向に拡開している。

カツタホイルは１０ｙ５ｒ．ｐ．ｍまで回転できるよう
に設計されている。

これらカツタホイル６０は軸６４の両端に取着されてお
り、この軸６４の長さは、両側のカツタホイルの外方に
拡開した歯間の距離よりも小さくなっている。

これらの各部の関係は第２図に示されている。

つぎに第２図について説明すると、同図には岩石状の地
面に深い溝を掘っている溝掘削機の正面図が示されてい
る。

同図には、第１図と同一の個所には同一の符号をつけて
示してある。

牽引機構１２は表面の粗いないしは柔らかい土からなる
土手状部６６上に載置された状態となっている。

この粗土とその下の部分の接面６８の下方は、石灰石な
どの岩石状の地質からなっている。

石灰石などは岩石としては比較的柔らかい方で公知の溝
掘り機によって掘ることも可能であるが、それでも、こ
の場合には掘る速度がおそ《カツタの摩耗も著しい。

カツタホイル６０にはこの種の岩石を高速で切さくする
ように構成された切削歯７０が取着されており、従来は
本発明のようにカツタの半径よりも深い溝を掘ることの
できるカツタホイルはなかった。

前述のように、軸６４は、両カツタホイル６０に取りつ
けた切削歯７０のうちのもつとも外方に位置する歯間距
離、この距離は３０インチ程度が好適である、よりもそ
の長さが小さくなっている。

同様に、内部に駆動機構を具備する主体５６、伸縮自在
の桁部４８および桁部材４４はいづれも前記７６．２ｃ
ｍ巾よりも小さい寸法に構成されているから、これらす
べての桁部分、駆動部分等はすでに掘削された７６．２
ｃＩｒＬ巾の溝内に進入することが可能である。

第２図に示すように、ほぼ垂直な壁面をそなえた溝７２
が粗い表土６Ｇ下方の岩石状質部分に形成されている。

図示のようにすでに形成された溝の底部を２個組みのカ
ツタホイル５０でさらに掘る場合には、上部の溝７２は
ほぼ２．４４ｍの深さを有している。

既設の溝底から掘りすすむさい、まずカツタ５０によっ
て、深さおよそ０．９１ｍ、それぞれほぼ１２．７ｃｍ
の巾を有しかつ相互にほぼ７６．２ｃｍはなれた１対の
巾狭のスロット７４が形成される。

この場合すでに形成された溝７２内においてカツタホイ
ル６０を、所定のとおりに溝を掘るために、溝底の定位
置に歯７０が持ち来たされるように、正確に位置決めす
ることが重要なことである。

カツタホイル６０の位置決めを誤まると、ホイルが湾の
側壁に喰い込み、ホイルの駆動に大きな力を要し、カツ
タが止まったり、カツタその他の部分を損傷するおそれ
がある。

溝の掘削作業にあたって、かたい岩石質への溝の、形成
は、まず公知の除土装置によって粗放な表土を除去して
土手状部６６を形成することから始まる。

かたい岩石質の表面６８があらわれると本発明による溝
掘削機が十手６６にまたがるように配置される。

ついで図示しない流体シリンダ装置によってレール１４
に沿ってフレーム２８をうごかし、これを掘削中心位置
に持ち来たす。

つぎにユニット３８を垂直軸２６周に回動して枢軸４０
のまわりに傾動して、カツタホイル６０が掘削すべき岩
石表面に接するまで桁部材を回動、伸張させる。

掘削開始前に、カツタホイルの方向を掘削すべき方向に
充分に合致させる。

ついでカツタホイルを回転しつつ下降させて岩石表面か
ら切削してゆき、ほぼ３フィートの最大深さに至らしめ
る。

このようにして平行な溝７４が岩盤面に形成されたらば
牽引機構１２によって横方向に全体を移動させる。

この作動が終ったらば、ユニット３８はひきつづき所定
の掘削方向に対してカツタが正しく作動するように調整
される。

前述の平行溝７４が形成された後、バツクホー、チゼル
等公知の装置によってその間にある岩石ブロック７６部
分を除去する。

このようにいったん平行溝７４を形成しておけば、その
中央ブロック部１６を除去することはきわめて容易であ
る。

岩盤表面に平行溝が全体として形成され、ついでその中
央のブロック７６部分を除去した後、掘削機はふたたび
スタート位置に戻されてさらに所定の位置に位置決めさ
れる。

ついでユニツ｝３８のユニバーサルタイプの関節状折曲
部を利用してカツタホイル６０をすでに掘った溝内に、
その側壁に接触することなく下降させる。

このようにしてカツタホイルを既掘の溝底に達せしめ、
さらに溝の長さ方向に沿って１対の巾狭の溝７４を形成
する。

ついで溝対間のブロック７６をふたたび公知の手段で除
去し、このような作業を、溝が所定の深さになるまで繰
り返す。

本発明による、このような簡単な装置によっておよそ８
．２４ｍの深さにおよび溝を掘削することができる。

本装置のサイズおよび重量を若干増大させることによっ
てより長い桁部材４４を用いることにより掘削可能の溝
の深さを増加することができる。

前述のように、基礎部１０は矩形で、その長辺側が２本
のレール１４をそなえている。

他の短辺１５の方をレールとしてローラ２２をもうけて
装置の他の部分を支持せしめるようにすることもできる
。

こうして、牽引機構１２０間のスペースを小さくして作
用させるようにする場合には基礎１０を車輪２２に対し
て９０°回転した形態とし、ローラ２２のスペースを若
干変えて構成することができる。

この場合牽引機構１２も枢着１８のまわりに９０°回動
させることにより、掘削機は全体として前述の場合と同
様に、ただ牽引機構１２０間隔が小さくなるだけで作動
する。

本発明の好適な実施例としては、基礎部１０は、長さと
巾が２．１ ３ ｒａ， ３．０ ５ ｍ，厚み０．１
５ｍ程度のものが好ましい。

本発明のひとつの変形として、牽引機構支持アーム１６
と基礎１０との連結部を可撓性として牽引機構１２間の
距離を可変としてもよい。

前述のように、枢軸１８には牽引機構１２に対して基礎
部１０を上昇させる手段が配設してある。

このものは第２図に符号７８として示してある。

これによって単に移動するばかりでなく基礎部１０を上
下動させることによって、カツタホイル６０を既掘の溝
により正確に整合せしめ得るのである。

基礎部１０が垂直方向に対して傾むいている場合には、
適宜の関節状機構を用いてカツタホイル６０を完全に既
に掘削した溝に整合さし得る。

以上説明した掘削機は３．０インチ巾の１個の溝を掘削
するのに用いられる。

掘削する溝巾を大きくするための手段は簡単である。

軸６４の長さはもちろん３．０インチ以上とすることが
でき、該軸、６４の端部とカツタホイル６０との間の長
さをのばすのに、このようにしておべことか有利である
。

巾６６インチの溝を掘るべく、軸６４は３インチから６
インチまでのばすこともある。

巾の広い溝の場合には桁部材４４との間の間隙が生ずる
が、このような場合には、再度カツタ機構部分を溝内に
入れて作業するのにユニバーサルジョイントタイプの関
節状部をカツタ機構部にもうけるのがよい。

簡単のために、その多くは図示はしてないけれども、幾
多の流体シリンダ装置等が掘削機各部にそれぞれ各婦の
運動をさせるために利用させるものとする。

これら各駆動機構は、その駆動力をエンジン３０から付
与きれるものである。

以上本発明による溝掘り用の掘削機ならびに掘削方法に
ついての実施例を説明したが、本発明がその特許請求の
範囲の項に示されたその発明の範囲内で種々の変形が可
能であることはもちろんである。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明による掘削機の斜面図、第２図は、岩
盤にもうけた溝内に一部があるところを示す本発明によ
る掘削機の前面図である。 図中符号、１０……基礎部、１２……牽引機構、１４…
…レール、１５……基礎部の短辺、１６……アーム、１
８……枢軸、２０……駆動モータ、２１……減速機構、
２２……ローラ、２４……ターンテーブル、２５……流
体駆動モータ、２８……フレーム、３０……駆動装置（
エンジン）、３８……桁機構（ユニット）、４０……枢
軸、４４……桁部材，ｓ６…・・一力ッタユニット、６
０……カッタホイル、６４……軸、７０……切削機、７
２……溝、７４……巾袂平行溝、７６……残土ブロック
。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 水平地面に溝を掘る掘削機において、水平な地面上
   の通路に沿って前記掘削機を移動させるための移動機構
   と、前記移動機構に載置されていて該移動機構が走行す
   る地表面から深く掘られた垂直壁の溝の中に下向きに関
   節状に下降する第１端部を備える桁部材とを包含し：地
   面に相へだたった平行なスロットを掘れるよう掘削幅に
   対する直径の割合が比較的大きい一対の相隔だたったカ
   ツクホイルであって軸受箱に支持され且つ前記桁部材の
   第１端部に担持されている回転軸の端部に取付けた前記
   カツクホイルを含むカツタユニットと、一対の平行なス
   ロットの間に在る土岩材料をこわして除去した後に次々
   と連続した一対の平行なスロットを溝の底に沿って前記
   軸受箱に達する深さまで掘削し前記壁を前記力ツタホイ
   ルの半径より深い予定深さまで延ばすようにするため前
   記移動機構の移動時に前記力ツタホイルの外表面を前記
   溝の垂直壁と垂直壁との間において該垂直壁と平行に整
   列させ且つ前記力ツタホイルを先に掘ったスロットの外
   壁と整列させるための装置と、を包含することを特徴と
   する掘削機。 ２ 特許請求の範囲第１項記載の掘削機において、前記
   移動機構は支持用の基礎部と、該基礎部に接続して該基
   礎部を移動自在に支持する牽引機構と、前記基礎部によ
   って担持されたターンテーブルと、前記桁部材をその長
   手軸線を中心にして回転させるための装置とを包含し、
   前記ターンテーブルはこれを前記基礎部に相対的に動か
   す装置によって担持されており、前記桁部材は前記ター
   ンテーブルによって枢動自在に支持され、かくして前記
   桁部材は水平軸線を中心にして枢動できることを特徴と
   する掘削機。 ３ 特許請求の範囲第２項記載の掘削機において、前記
   基礎部が矩形状をなす複数本の鋼製梁を包含することを
   特徴とする掘削機。 ４ 特許請求の範囲第３項記載の掘削機において、前記
   梁の中の少くとも２本の梁が一対の平行なレールを構成
   し、前記ターンテーブルが前記レール上に載置した複数
   個のローラを支持し、前記ターンテーブルを前記基礎部
   に対して動かす装置が前記レールと前記ローラとを含ん
   でいることを特徴とする掘削機。 ５ 特許請求の範囲第２項から第４項の中のいづれか１
   項に記載の掘削機において、前記牽引装置が基礎部の各
   隅部からのびているアームによって基礎部の隅部にそれ
   ぞれ取付けられた４個の牽引ユニットを含み、更．に前
   記牽引ユニットをそれぞれ各アームに連節結合して各牽
   引ユニットを垂直軸線を中心にして枢動させるための枢
   着手段を含んでいることを特徴とする掘削機。 ６ 特許請求の範囲第５項記載の掘削機において、各ア
   ームをそれぞれの牽引ユニットに対して上昇せしめるだ
   めの装置を枢着手段ごとに有していることを特徴とする
   掘削機。