WO1995011349A1 - Dispositif excavateur a arbres multiples - Google Patents

Description

明 細 書

多軸掘削装置

技術分野

本発明は、 地中に連続壁を造成するのに用いる多軸掘削装置に関する。

背景技術

地盤を壁体状に削孔し、 混練軸の先端よりセメ ント等の混合液を吐出し、 土中 において原位置土と混合して連続壁を造成し、 建築、 土木の地下工事における土 留め壁、 矢板土留め工事等における止水壁を形成する原位置土混合工法は、 有効 に広く施工されている。

その連続壁の造成に用いる多軸混練オーガ機を、 図 1 8及び図 1 9を参照して 説明する。

図 1 8において、 自走台車 1に立設されたガイ ドポスト 2には、 駆動装置 3が 上下動自在に張設されている。 その駆動装置 3の下部には多軸装置 4が連結され、 この多軸装置 4には複数 （図示の例では 3本） の混練軸 5 A、 5 8及び5じ （以 下総称する場合は符号 5を用いる） が取付けられている。

これら混練軸 5の下端には掘削刃 6が設けられ、 また、 掘削刃 6の上方には掘 削刃 6と同径のスクリユー状の移動翼 7及び棒状の混練翼 8が相互に設けられ、 隣接する混練翼 8の先端は相互に協働して原位置土と混合液とを混合して連続壁 のュニッ トを形成するようになっている。 そして、 必要に応じ、 連続壁に H形鋼 ゃシートパイルを立込んで、 土留め性や止水性を向上するようにしている。

上記従来の多軸混練オーガ機においては、 外側の混練軸 5 A、 5 Cと中央の混 練軸 5 Bとを相互に対向方向に回転して前記混合を行うので、 掘削刃 6の回転反 力は 2対 1とアンバランスになり、 連続壁のュニッ 卜の直線性が損われる。

また、 混練軸 5の軸間距離は、 掘削刃 6の回転範囲をオーバラップして削孔を 連続させる必要があり、 その制約を受ける。

さらに、 H形鋼の立込みは混練軸の軸線に行う必要あり、 その制約を受ける。 これに加えて、 図 1 8及び図 1 9の多軸混練オーガ機においては、 混練軸によ り得られる連続壁のュニッ トの長手方向の両側は、 掘削刃の回転軌跡外径がォー バラップした三角形状の凹凸が形成されてしまい、 強度上好ましくないという問 題が存在する。

' これに対して、 本出願人は、 特開平 2 - 1 1 5 4 0 6号公報において、 直線性 が良く、 H形鋼の立込み位置の制約がない連続壁が造成でき混練軸の軸間距離が 大きい多軸混練オーガ機を開示した。 この多軸混練オーガ機は、 地中に連続壁を 造成するに用いる複数の混練軸を備えた多軸混練オーガ機において、 該混練軸の 下端付近に該混練軸に対して角度をもってチェーン駆動の掘削刃を設けているの で、 掘削刃の回転軌跡外径がオーバラップした三角形状の凹凸が形成されても、 チヱーン駆動の掘削刃により凹凸部分が掘削されるのである。

しかし、 特開平 2 - 1 1 5 4 0 6号公報の技術では、 回転反力が一方向である とは言っても、 反力を受ける構造ではないので、 連続壁の直線性には問題がある _c また、 チェーンがたるんだり、 折損事故が発生し易く、 信頼性に欠けるという問 題も存在する。

本発明は、 上記した従来技術の問題点に鑑みて提案されたもので、 直線性の良 い連続壁が造成できる信頼性の高い多軸掘削装置の提供を目的としている。

発明の開示

本発明の多軸掘削装置は、 軸芯が一線上に配置された複数の掘削軸を備えた掘 m機の前記一線上の一側にガイ ド軸を設けてある。

本発明の実施に際して、 軸芯が一線上に配置された複数の掘削軸を備えた掘削 機の両側にガイ ド軸を設けるのが好ましい。

また、 前記ガイ ド軸にジエツ トノズルを設けるのが好ましい。

さらに、 本発明の多軸掘削装置は、 地中に連続壁を造成するに用いる 3つの混 練軸を備えた多軸掘削装置において、 該混練軸の間隔を保持するハウジングに、 中央の混練軸で回転される第 1ギヤと、 該第 1ギヤに嚙み合う一対の第 2ギヤと、 該第 1ギヤと一体の第 1ベベルギヤと、 該第 1ベベルギヤに喃み合い前記混練軸 心を結ぶ直線に直交する回転軸に固設された第 2ベベルギヤと、 該回転軸の両端 に固設された力ッ夕とを設けることが好ましい。

上記のように構成された多軸掘削機においては、 ガイ ド孔を先行削孔し、 その ガイ ド孔にガイ卞軸をガイ ドさせて掘削軸により削孔する。 したがって、 反力を ガイ ド軸を受けるので複数の連続孔を直線性良く削孔することができる。 また、 ガイ ド孔は、 掘削が完了している一次掘削孔の端部の掘削孔を用い、 2次掘削孔 との連続性を保つことができる。

また、 ジエツ トノズルからジエツ ト流を噴射する様に構成すれば、 掘削断面が 矩形状になるように、 地盤が掘削されると共に、 掘削翼が洗浄されるので好適で める 0

さらに、 混練軸の間隔を保持するハウジングに、 中央の混練軸で回転される第

1ギヤと、 該第 1ギヤに嚙み合う一対の第 2ギヤと、 該第 1ギヤと一体の第 1ベ ベルギヤと、 該第 1ベベルギヤに嚙み合い前記混練軸心を結ぶ直線に直交する回 転軸に固設された第 2ベベルギヤと、 該回転軸の両端に固設された力ッ夕とを設 けて構成すれば、 該カツ夕によって、 従来は残されていた三角形状の突部をカツ トするので、 両端が半円形で両側が直線状の連続壁ュニッ トを、 施工するべき地 盤に形成することができる。

図面の簡単な説明

図 1は本発明の一実施例を示す正面図、 図 2は図 1の下部を示す図面、 図 3は 図 2の A— A線矢視断面図、 図 4はガイ ドビッ トを示す正面図、 図 5は図 4の B 一 B.線矢視断面図、 図 6は図 4の C一 C線矢視断面図、 図 7は掘削の態様を説明 する平面図、 図 8は掘削の態様を説明する正面図、 図 9はガイ ドビッ ト位置の別 の態様を説明する正面図、 図 1 0はガイ ドビッ ト位置の別の態様を説明する正面 図、 図 1 1は掘削の別の態様を説明する平面図、 図 1 2は本発明の別の実施例を 示す側面図、 図 1 3は図 1 2の正面図、 図 1 4は本発明の一実施例の要部を示す 概略正面図、 図 1 5は図 1 4の側面図、 図 1 6は詳細を示す水平断面図、 図 1 7 は図 1 6の A— B— C一 E線矢視断面図、 図 1 8は従来のオーガ機を示す側面図、 図 1 9は図 1 8の混練軸を示す正面図である。

発明を実施するための最良の形態

以下、 添付図面の図 1一 1 7を参照して、 本発明の実施例を説明する。

なお、 これらの図面において、 図 1 8及び図 1 9に対応する部分については、 同じ符号を付して重複説明を省略する。

図 1ないし図 3において、 複数 （図示の例では 3本） の回転自在な掘削軸 1 0 A、 1 0 B及び 1 0 C (以下総称する場合は符号 1 0を用いる） と、 1本の非回 転なガイ ド軸 1 1とが、 それらの軸芯が直線 L上に位置するように等ピッチで配 置されている。 それらの掘削軸 1 0 A〜l 0 Cは、 相互に複数の軸受を兼ねた干 渉防止ブラケッ ト 1 2で連結され、 これらのブラケッ ト 1 2のうち、 数個のブラ ケッ ト 1 2 Aには、 ガイ ド軸 1 1を選択的に口ックするクランプブラケッ ト 1 3 Aが連結されている。

図 4ないし図 6をも参照し、 ガイ ド軸 1 1の下端には、 ガイ ドビッ ト 1 4が設 けられてる。 その本体 1 5は筒状で隣接する掘削軸 1 0 Aの掘削刃 6及び移動翼 7の回転軌跡外径 D (両者及び混練翼 8の外径 Rは等しく形成されている） にォ ーバラップする部分が円弧状凹部 1 6に形成されている。 そして、 本体 1 5の外 周部には、 直線 Lに平行な、 すなわち接線方向に向けてジェッ ト流 Jを噴射する —対のジヱッ トノズル 1 7が設けられている。

次に、 掘削の態様を説明する。

図 7において、 あらかじめガイ ド孔 H 1、 H 2 · · ·を削孔し、 図 8に示すよ うにガイ ドビッ ト 1 4を一番目のガイ ド孔 H Iに挿入し、 掘削軸 1 0 A、 1 0 B 及び 1 0 Cにより孔 h l、 h 2、 h 3を削孔しながら、 ジヱッ ト流 J、 Jにより 掘削断面が矩形になるように地盤を掘削する。 次いで、 ガイ ド孔 H 2について同 様に孔 h l、 h 2、 h 3を削孔し、 ジヱッ ト流 J、 Jにより地盤を連続して矩形 断面に掘削する。 この際、 掘削軸 1 0の掘削反力をガイ ドビッ ト 1 4を介してガ イ ド孔 H I、 H 2 · · ·で受けるので矩形断面の直線が良い。

なお、 図 8に示すように、 ガイ ドビッ ト 1 4を掘削軸 1 0の掘削刃 6より長さ L (例えば 5 0 0〜7 0 O m m) たけ下げた状態で掘削する。 この態様は、 ガイ ドビッ ト 1 4によるガイ ド性が良いが、 しかし、 予定掘削深度の長さ L手前で、 クランプブロック 1 3 Bによるガイ ド軸 1 1のクランプを解除し、 ガイ ドビッ ト 1 4をフリーにする作業が必要となる。

これに対し、 図 9に示すように、 ガイ ドビッ ト 1 4と掘削刃 6とを同一レベル で捆削し、 又は、 図 1 0に示すように、 ガイ ドビッ ト 1 4を掘削刃 6より長さ D 1 (例えば 3 0 0〜5 5 0 m m) だけ引き上げた状態で掘削する態様では、 前記 のようにガイ ドビッ ト 1 4のクランプを解除する作業が不要になるが、 ガイ ド性 が若干劣るので、 軟弱地盤に好適である。 9 1 4 図 1 1は掘削の別の態様を示し、 ガイ ド孔 H Iについての 1回目の掘削に次に、 孔 h 3をガイ ド孔として 2回目の掘削を行う。 この態様では、 直線性が更に良く なり、 また、 ジェッ ト流 Jの強さは前記態様より小さくて済む効果がある。

図 1 2及び図 1 3は本発明の別の実施例を示し、 掘削軸 1 0 A〜l 0 Cの両側 に、 それぞれガイ ド軸 1 1、 1 1 Aを設けた例である。 この実施例では掘削時に 図 7においてガイ ド孔 H l、 H 2を利用し、 ジヱッ ト流 Jを対向噴射して 1回目 の掘削を行い、 ガイ ド孔 H 2、 H 3を利用して 2回目の掘削を行い、 直線性を更 に向上することができる。

図 1 4一 1 7は本発明のさらに別の実施例を示している。

図 1 4及び図 1 5において、 混練軸 1 0 5 A、 1 0 5 B及び 1 0 5 Cは、 軸受 を兼ねたカツ夕駆動装置 1 1 0のハウジング 1 1 1により軸間距離が保持されて おり、 その装置 1 1 0には、 掘削軸 1 0 5の軸心を結ぶ直線 Lに平行な 2対の力 ッタ 1 2 2が設けられている。

図 1 6及び図 1 7において、 カツ夕駆動装置 1 1 0のハウジング 1 1 1は、 直 線 Lを含む第 1の部分 1 1 2と、 直線 Lに各軸 1 0 5の中間部で直交する 2つの 第 2の部分 1 1 3とで H字状に形成されている。

混練軸 1 0 5 Bには、 第 1ギヤ 1 1 4がセレーション結合され、 その第 1ギヤ 1 1 4は、 第 1の部分 1 1 2内の直線 L上に配設された一対の第 2ギヤ 1 1 5に 嚙み合われさている。 この第 2ギヤ 1 1 5は、 第 1の部分 1 1 2に一対の軸受 1 1 6を介して垂直に支持された軸 1 1 7にキー結合され、 その軸 1 1 7の上部に は、 第 2の部分 1 1 3内に突出する第 1ベベルギヤ 1 1 8が固設されている。 他方、 第 2の部分 1 1 3内には、 回転軸 1 1 9が 3対の軸受 1 2 0を介して支 持されている。 その回転軸 1 1 9の 2対の軸受 1 2 0側には、 第 1ベベルギヤ 1 1 8に嚙み合う第 2ベベルギヤ 1 2 1がキー結合され、 駆動軸 1 1 9の両側には、 カツ夕 1 2 2が固設されている。

そのカツタ 1 2 2は、 相互にオーバラップする掘削刃 6 (図 1 9 ) の回転軌跡 外径 Dにより直線 Lの両側に形成される三角形状の突部分 Aの外側部分を力ッ ト する形状に形成されている。

したがって、 削孔に際し、 混練軸 1 0 5 A、 1 0 5 B、 1 0 5 Cを矢印方向に 回転すると、 第 1ギヤ 1 1 4、 第 2ギヤ 1 1 5、 第 1ベベルギヤ 1 1 8及び第 2 ベベルギヤ 1 2 1を介し図 1 4に示す一対のカツタ 1 2 2、 1 2 2は、 矢印で示 すように対向方向に回転し、 部分 Aの外側部分をカツ トする。 その結果、 3つの 回転軌跡外径 Dと、 4つのカツ夕 1 2 2の外面とにより地盤の両端が半円形で両 側が直線状の範囲 Sが掘削され、 連続壁ュニッ ト Uが形成される。 この際、 カツ タ 1 2 2、 1 2 2は、 対向方向に回転するので、 反力が相殺されてバランスが良 い。 また、 図 1 6において、 部分 A l、 A 2はアンカツ ト部分であるが、 部分 A 1は無視できる程度に小さく、 部分 A 2は自然に落下するので問題がない。

なお、 図 1 6では所謂 「標準ピッチ」 のものが示されているが、 図示されてい ない実施例において、 カツ夕の寸法を変更することにより、 混練軸 1 0 5 A、 1 0 5 B、 1 0 5 C間のピッチを長く した場合にも、 残留土を削ることが出来る。 そして、 より長手方向寸法が長くなった長孔が穿孔されるのである。

発明の効果

本発明は、 以上説明したように構成されているので、 直線性の良い連続壁を造 成することができる。

また、 ジエツ ト流により地盤を矩形断面に掘削するので、 従来のチュン駆動の 掘削刃より信頼性を向上することができる。

さらに、 本発明において、 混練軸の間隔を保持するハウジングに、 中央の混練 軸で回転される第 1ギヤと、 該第 1ギヤに嚙み合う一対の第 2ギヤと、 該第 1ギ ャと一体の第 1ベベルギヤと、 該第 1ベベルギヤに喃み合い前記混練軸心を結ぶ 直線に直交する回転軸に固設された第 2ベベルギヤと、 該回転軸の両端に固設さ れたカツ夕とを設けて構成すれば、 矩形状の連続壁ュニッ トを形成することがで き、 カツ夕の反力が相殺されるのでバランスが良くなり、 しかも、 ギヤ駆動なの でチェン駆動に比べて信頼性が高い。

Claims

請求の範囲

(1) 軸芯が一線上に配置された複数の掘削軸を備えた掘削機の前記一線上 の一側にガイ ド軸を設けたことを特徴とする多軸掘削装置。

(2) 軸芯が一線上に配置された複数の掘削軸を備えた掘削機の両側にガイ ド軸を設けたことを特徴とする多軸掘削装置。

(3) 前記ガイ ド軸にジュッ トノズルを設けた上記 （1) 、 （2) のいずれ かに記載の多軸掘削装置。

(4) 地中に連続壁を造成するに用いる 3つの混練軸を備えた多軸掘削装置 において、 該混練軸の間隔を保持するハウジングに、 中央の混練軸で回転される 第 1ギヤと、 該第 1ギヤに嚙み合う一対の第 2ギヤと、 該第 1ギヤと一体の第 1 ベベルギヤと、 該第 1ベベルギヤに啮み合い前記混練軸心を結ぶ直線に直交する 回転軸に固設された第 2ベベルギヤと、 該回転軸の両端に固設されたカツ夕とを 設けたことを特徴とする多軸掘削装置。

要約

本発明は、 地中に連続壁を造成するのに用いる多軸掘削装置に関し、 直線性の 良い連続壁を造成することが出来て、 しかも、 信頼性の高い装置の提供を目的と している。

本発明は、 一線上に配置された複数の掘削軸の一線上の片側又は両側にガイ ド 軸を設け、 そのガイ ド軸にジヱッ トノズルを設けている。

また、 本発明は、 地中に連続壁を造成するに用いる 3つの混練軸を備えた多軸 掘削装置において、 該混練軸の間隔を保持するハウジングに、 中央の混練軸で回 転される第 1ギヤと、 該第 1ギヤに嚙み合う一対の第 2ギヤと、 該第 1ギヤと一 体の第 1ベベルギヤと、 該第 1ベベルギヤに喃み合い前記混練軸心を結ぶ直線に 直交する回転軸に固設された第 2ベベルギヤと、 該回転軸の両端に固設された力 ッ夕とを設けている。

本発明の多軸掘削装置によれば、 直線性の良い連続壁を造成することができる c また、 ジュッ ト流により地盤を矩形断面に掘削するので、 従来のチ ン駆動の 掘削刃より信頼性を向上することができる。

さらに、 矩形状の連続壁ュニッ トを形成することができ、 カツ夕の反力が相殺 されるのでバランスが良くなり、 しかも、 ギヤ駆動による信頼性が高い装置が得 られる。