(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
カッターポストの上下一側に設けられた駆動輪と反対側に設けられた遊動輪との間に、外周に掘削刃を備えたエンドレスチェーンが掛け渡されてなるチェーン式カッターを地中に建て込んだ状態で地山に押し付けながら回転させることにより、地中に一定幅の溝を左右方向に連続して掘削する溝掘削方法において、上記カッターポストの左右少なくとも一側に、ロッド等の外力伝達部材を、ポスト上部から下部までに亘って、かつ、下端部がカッターポストに固定された状態で連続して設け、溝掘削時に、この外力伝達部材に引っ張り力と圧縮力の少なくとも一方を加えることを特徴とする溝掘削方法。
【請求項２】
外力伝達部材をカッターポストの左右両側に設け、掘削時に両側外力伝達部材の一方に引っ張り力、他方に圧縮力を加えることを特徴とする請求項１記載の溝掘削方法。
【請求項３】
カッターポストの上下一側に設けられた駆動輪と反対側に設けられた遊動輪との間に、外周に掘削刃を備えたエンドレスチェーンが掛け渡されてなるチェーン式カッターを地中に建て込んだ状態で地山に押し付けながら回転させることにより、地中に一定幅の溝を左右方向に連続して掘削する溝掘削方法において、上記カッターポストの前後少なくとも一側に、外力伝達部材を、ポスト上部から下部までに亘って、かつ、下端部がカッターポストに固定された状態で連続して設け、溝掘削時に、この外力伝達部材に引っ張り力と圧縮力の少なくとも一方を加えることを特徴とする溝掘削方法。
【請求項４】
外力伝達部材をカッターポストの左右少なくとも一側にも設けることを特徴とする請求項３記載の溝掘削方法。
【請求項５】
カッターポストの上下一側に設けられた駆動輪と反対側に設けられた遊動輪との間に、外周に掘削刃を備えたエンドレスチェーンが掛け渡されてなるチェーン式カッターを地中に建て込んだ状態で地山に押し付けながら回転させることにより、地中に一定幅の溝を左右方向に連続して掘削する溝掘削装置において、上記チェーン式カッターには、上記カッターポストの左右少なくとも一側に、ロッド等の外力伝達部材を、ポスト上部から下部までに亘って、かつ、下端部がカッターポストに固定された状態で連続して設けるとともに、溝掘削時にこの外力伝達部材に引っ張り力と圧縮力の少なくとも一方を加える外力付与手段を設けてなることを特徴とする溝掘削装置。
【請求項６】
カッターポストの上下一側に設けられた駆動輪と反対側に設けられた遊動輪との間に、外周に掘削刃を備えたエンドレスチェーンが掛け渡されてなるチェーン式カッターを地中に建て込んだ状態で地山に押し付けながら回転させることにより、地中に一定幅の溝を左右方向に連続して掘削する溝掘削装置において、上記チェーン式カッターには、上記カッターポストの前後少なくとも一側に、ロッド等の外力伝達部材を、ポスト上部から下部までに亘って、かつ、下端部がカッターポストに固定された状態で連続して設けるとともに、溝掘削時にこの外力伝達部材に引っ張り力と圧縮力の少なくとも一方を加える外力付与手段を設けてなることを特徴とする溝掘削装置。
【請求項７】
外力伝達部材を左右少なくとも一側にも設けたことを特徴とする請求項６記載の溝掘削装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
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に一定幅の溝を連続して掘削する溝掘削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、地中連続溝の掘削装置として、図１０，１１に示すように自走可能な走行台車（たとえばクローラ式クレーンのベースマシン）１にメインフレーム２、リーダ３を介してチェーン式カッター４を垂直に取付け、このカッター４を油圧ショベル等の適宜の手段によって掘削した縦穴内に建て込んだ状態で同カッター４を回転させながら走行台車１によって水平方向に移動させることにより、一定幅の溝Ｇを連続して掘削するものが公知である（特開平５−２８００４３号、特開平５−２８００４４号両公報参照）。
【０００３】
チェーン式カッター４は、縦長の箱形フレームであるカッターポスト５の上端部に設けられた駆動輪（スプロケット）６と、下端部に設けられた遊動輪（プーリ）７との間にエンドレスチェーン８を掛け渡し、このチェーン８の外周に設けた多数の掘削刃（図示しない）によって溝Ｇを掘削するように構成している。
【０００４】
カッター４が取付けられたリーダ３は、メインフレーム２に対して左右方向にスライド可能に支持され、上下一対のスライドシリンダ９，９により地山（掘削土面）Ａに押し付けられる。
【０００５】
この押し付け力を加えながらカッター４を回転させることにより、同カッター４から地山Ａに接線力が伝わり、地山Ａを掘削することができる。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
ところが、この掘削方法によると、スライドシリンダ９，９によってカッターポスト５の上部に押し付け力を加えるため、カッターポスト５に、下部が地山Ａから離れる方向の傾きが生じる。
【０００７】
このため、とくに掘削深度が深くなる（カッター４が長くなる）と、ポスト下部に加えられる押し付け力が不十分となり、これによってポスト下部に作用する接線力も小さくなって掘削力が弱くなり、掘削能率が低下したり掘削できなくなったりするという問題が生じていた。
【０００８】
また、最近、護岸壁等の斜め壁を造成するために、図１２に示すようにカッター４を走行台車１に傾斜して取付け、地中に傾斜した連続溝を掘削する工法が提案されている。
【０００９】
この工法をとる場合、カッターポスト５が自重によって垂れ下がるように撓み変形し、これにより土との摩擦抵抗が大きくなってカッターポスト５の移動の妨げになるという問題が生じる。
【００１０】
そこで本発明は、カッターポスト下部での掘削力の低下を防止することができる溝掘削方法および同装置を提供するものである。
【００１１】
また本発明は、傾斜溝を掘削する場合に、同ポストの垂れ下がり変形を防止することができる溝掘削方法および同装置を提供するものである。
【００１２】
【課題を解決するための手段】
請求項１の発明（溝掘削方法）は、カッターポストの上下一側に設けられた駆動輪と反対側に設けられた遊動輪との間に、外周に掘削刃を備えたエンドレスチェーンが掛け渡されてなるチェーン式カッターを地中に建て込んだ状態で地山に押し付けながら回転させることにより、地中に一定幅の溝を左右方向に連続して掘削する溝掘削方法において、上記カッターポストの左右少なくとも一側に、ロッド等の外力伝達部材を、ポスト上部から下部までに亘って、かつ、下端部がカッターポストに固定された状態で連続して設け、溝掘削時に、この外力伝達部材に引っ張り力と圧縮力の少なくとも一方を加えるものである。
【００１３】
請求項２の発明は、請求項１の方法において、外力伝達部材をカッターポストの左右両側に設け、掘削時に両側外力伝達部材の一方に引っ張り力、他方に圧縮力を加えるものである。
【００１４】
請求項３の発明は、カッターポストの上下一側に設けられた駆動輪と反対側に設けられた遊動輪との間に、外周に掘削刃を備えたエンドレスチェーンが掛け渡されてなるチェーン式カッターを地中に建て込んだ状態で地山に押し付けながら回転させることにより、地中に一定幅の溝を左右方向に連続して掘削する溝掘削方法において、上記カッターポストの前後少なくとも一側に、外力伝達部材を、ポスト上部から下部までに亘って、かつ、下端部がカッターポストに固定された状態で連続して設け、溝掘削時に、この外力伝達部材に引っ張り力と圧縮力の少なくとも一方を加えるものである。
【００１５】
請求項４の発明は請求項３の方法において、外力伝達部材をカッターポストの左右少なくとも一側にも設けるものである。
【００１６】
請求項５の発明（溝掘削装置）は、カッターポストの上下一側に設けられた駆動輪と反対側に設けられた遊動輪との間に、外周に掘削刃を備えたエンドレスチェーンが掛け渡されてなるチェーン式カッターを地中に建て込んだ状態で地山に押し付けながら回転させることにより、地中に一定幅の溝を左右方向に連続して掘削する溝掘削装置において、上記チェーン式カッターには、上記カッターポストの左右少なくとも一側に、ロッド等の外力伝達部材を、ポスト上部から下部までに亘って、かつ、下端部がカッターポストに固定された状態で連続して設けるとともに、溝掘削時にこの外力伝達部材に引っ張り力と圧縮力の少なくとも一方を加える外力付与手段を設けてなるものである。
【００１７】
請求項６の発明は、カッターポストの上下一側に設けられた駆動輪と反対側に設けられた遊動輪との間に、外周に掘削刃を備えたエンドレスチェーンが掛け渡されてなるチェーン式カッターを地中に建て込んだ状態で地山に押し付けながら回転させることにより、地中に一定幅の溝を左右方向に連続して掘削する溝掘削装置において、上記チェーン式カッターには、上記カッターポストの前後少なくとも一側に、ロッド等の外力伝達部材を、ポスト上部から下部までに亘って、かつ、下端部がカッターポストに固定された状態で連続して設けるとともに、溝掘削時にこの外力伝達部材に引っ張り力と圧縮力の少なくとも一方を加える外力付与手段を設けてなるものである。
【００１８】
請求項７の発明は、請求項６の構成において、外力伝達部材を左右少なくとも一側にも設けたものである。
【００１９】
上記方法および装置によると、外力伝達部材に引っ張り荷重または圧縮荷重が作用し、この外力伝達部材の下端部が固定されたカッターポストの下端部には、上記外力伝達部材の圧縮荷重によって押し力が、引っ張り荷重によって引き力がそれぞれ加えられる。
【００２０】
従って、外力伝達部材をカッターポストの中心を挾んで左右両側に設けた場合に、相対的に地山側の外力伝達部材に引き力、反対側の外力伝達部材に押し力をそれぞれ加えることにより、カッターポストの下部が地山から離れる方向の傾きを防止し、同ポストを垂直に保つことができる。
【００２１】
これにより、掘削深度が深い（カッターポストが長い）場合でも、下部の掘削力（押し付け力、接線力）を上部と同等に保ち、適正な掘削作用を維持することができる。
【００２２】
また、請求項３の方法および請求項６の装置によると、カッターポストの前後少なくとも一側に設けられた外力伝達部材により、カッターポスト下端部におけるポスト中心から前後方向にずれた位置に押し力または引き力が加えられる。
【００２３】
これにより、傾斜した連続溝を掘削する場合に、同ポストの自重による垂れ下がり変形を防止することができる。
【００２４】
さらに、請求項４の方法および請求項７の装置によると、ポスト下部が地山から離れる方向のカッターポストの傾き、および傾斜溝掘削時のカッターポストの垂れ下がり変形の双方に対処することができる。
【００２５】
【発明の実施の形態】
本発明の実施形態を図１〜図７によって説明する。
【００２６】
基本実施形態（図１〜図４参照）
図１，２は実施形態にかかる溝掘削装置のチェーン式カッターを模式的に示している。
【００２７】
図１〜図４において、１１はカッターポスト、１２は図示しないチェーンを回転駆動する駆動部である。
【００２８】
カッターポスト１１は、上端ポストピース１１ａと、複数の中間ポストピース１１ｂ…と、遊動輪１３が取付けられた下端ポストピース１１ｃが軸方向に連結されて構成され、掘削深度（カッターポスト１１の必要長さ）に応じて中間ポストピース１１ｂ…の継ぎ足し個数が調整される。
【００２９】
このカッターポスト１１には、内部四隅にロッド保護管１４…が、各ポストピースごとに分断された状態で固定され、この各ロッド保護管１４…内に外力伝達部材としてのロッド（以下、走行台車側から見た方向性により左前側、左後側、右前側、右後側ロッドという）Ｒ１，Ｒ２，Ｒ３，Ｒ４が挿入されている。
【００３０】
このロッドＲ１〜Ｒ４は、カッターポスト１１の上端から下端近くまでのほぼ全長に亘って設けられ、下端がカッターポスト下端部（下端ポストピース１１ｃ）に固定されている。
【００３１】
また、各ロッドＲ１〜Ｒ４の上端は、それぞれ外力付与手段としての流体圧シリンダ（油圧シリンダまたはエアシリンダ。以下、左前側、左後側、右前側、右後側シリンダという）Ｃ１，Ｃ２，Ｃ３，Ｃ４を介して駆動部１２のメインフレーム１２ａに連結されている。
【００３２】
こうして、カッターポスト１１がロッドＲ１〜Ｒ４、流体圧シリンダＣ１〜Ｃ４を介して駆動部１２のメインフレーム１２ａに吊持され、流体圧シリンダＣ１〜Ｃ４の伸縮作動によって上下動しうる状態となっている。
【００３３】
なお、カッターポスト１１の上端ポストピース１１ａは、駆動部１２のジョイント部１５にシール１６を介して嵌合されている。
【００３４】
また、各ロッドＲ１〜Ｒ４は各ポストピースごとのロッドピース１７…に分割され、図３に示すように互いの突合せ端部でねじ連結される（図１，２中の黒点はこのロッドピース同士の連結部分を示す）。
【００３５】
これにより、カッターポスト１１の長さに応じてロッドＲ１〜Ｒ４の長さを調整することができる。
【００３６】
図１，２中、１８は駆動部１２の駆動輪、１９，１９はこの駆動輪１８を回転駆動するモータ、２０は減速機、２１はカバーである。
【００３７】
また、図２に示すように駆動部１２およびカッターポスト上端部の背面にそれぞれＣ字形またはパイプ状のスライドガイド部材２２，２３が設けられ、このスライドガイド部材２２，２３と、リーダ（ここでは図示しない）に設けられたガイドパイプ２４によってカッターポスト１１および駆動部１２が昇降ガイドされる。
【００３８】
この構成において、各シリンダＣ１〜Ｃ４の伸縮作動と、これによる各ロッドＲ１〜Ｒ４に作用する力との関係は、
▲１▼  シリンダ縮小でロッドＲ１〜Ｒ４に引っ張り力が作用し、
▲２▼  シリンダ伸長でロッドＲ１〜Ｒ４に圧縮力が作用する。
【００３９】
従って、溝掘削時に、掘削方向等に応じて各シリンダＣ１〜Ｃ４を次のように作動させればよい。
【００４０】
（ｉ）カッターポスト１１を垂直に立てて溝を掘削する垂直掘削の場合
図１，４のイ方向（左方向）に掘削するときは、左側両シリンダＣ１，Ｃ２を縮小させるか、あるいは右側両シリンダＣ３，Ｃ４を伸長させ、またはこれらの作動を同時に行わせる。
【００４１】
こうすれば、相対的に左側両ロッドＲ１，Ｒ２に引っ張り力、右側ロッドＲ３，Ｒ４に圧縮力が作用する。
【００４２】
一方、図１，４のロ方向（右方向）に掘削するときは、上記と逆に、左側両シリンダＣ１，Ｃ２を伸長させるか、あるいは右側両シリンダＣ３，Ｃ４を縮小させ、またはこれらの作動を同時に行わせる。
【００４３】
こうすれば、相対的に左側両ロッドＲ１，Ｒ２に圧縮力、右側ロッドＲ３，Ｒ４に引っ張り力が作用する。
【００４４】
これにより、カッターポスト１１に、下部が地山に押し付けられる方向の押し力または引き力が加えられるため、掘削深度が深い場合でも、カッターポスト１１の、下部が地山から離れる方向の傾きを防止し、同ポスト１１を垂直に保つことができる。
【００４５】
なお、ロッドＲ１〜Ｒ４を保護管１４内に挿入しているため、圧縮荷重によるロッドＲ１〜Ｒ４の座屈を防止することができる。
【００４６】
（ii）カッターポスト１１を傾斜させて傾斜溝を掘削する傾斜掘削の場合
この傾斜掘削を行う場合、カッターポスト１１に自重による垂れ下がり変形が生じる。
【００４７】
そこで、この垂れ下がり変形を防止するために、前側（走行台車と反対側）の両シリンダＣ１，Ｃ３を縮小させるか、あるいは後側両シリンダＣ２，Ｃ４を伸長させ、またはこれらの作動を同時に行わせる。
【００４８】
これにより、カッターポスト１１に、下部が持ち上がる方向の力を加えて垂れ下がり変形を防止することができる。
【００４９】
なお、掘削中、上記のようにカッターポスト１１に加えられる力の反力を支えるために、たとえば駆動部１２をリーダに固定しておく。
【００５０】
他の実施形態
（１）図５に示す実施形態では、カッターポスト１１の左右各中央部に一つずつの流体圧シリンダＣ１，Ｃ２（ロッド）を設けている。
【００５１】
この構成をとる場合、イ方向の掘削時には左側シリンダＣ１を縮小させるか、あるいは右側シリンダＣ２を伸長させ、またはこれらの作動を同時に行わせればよい。また、ロ方向の掘削時にはこれと逆の作動を行わせればよい。
【００５２】
（２）図６に示す実施形態では、左側中央部のみにシリンダＣ（ロッドＲ）を設け、イ方向の掘削時にはこのシリンダＣを縮小作動させ、ロ方向の掘削時には同シリンダＣを伸長作動させる構成をとっている。
【００５３】
（３）図７に示す実施形態では、左側中央部と中央部後側にシリンダＣ１，Ｃ２（ロッドＲ１，Ｒ２）を設け、左側シリンダＣ１の伸縮作動によって垂直掘削時のカッターポスト１１の傾きを防止し、後側シリンダＣ２によって傾斜掘削時の同ポスト１１の垂れ下がり変形を防止する構成をとっている。
【００５４】
あるいは、同図仮想線で示すように右側中央部と中央部前側にシリンダＣ１，Ｃ２を設けてもよい。
【００５５】
（４）図８に示す実施形態では、外力伝達部材としてロッドに代えてワイヤロープ、外力付与手段として流体圧シリンダに代えてウィンチを用いている。
【００５６】
すなわち、カッターポスト１１内の四隅に、継ぎ足し連結式のワイヤロープ２５…を、カッターポスト１１の上端から下端近くまでのほぼ全長に亘って設け、その下端をカッターポスト下端部に固定している。
【００５７】
また、各ワイヤロープ２５…の上端側は、ガイドシーブ２６…を介して、カッターポスト１１外の適当位置に設けたウィンチ２７…に個別に巻取り、このウィンチ２７…の巻取り力によって各ワイヤロープ２５…に引っ張り力のみを付与するように構成している。
【００５８】
図８，９中、２８…は各ワイヤロープ２５…ごとに同ロープ外周に設けたロープガイドパイプである。
【００５９】
この実施形態によっても、垂直掘削時には掘削方向のワイヤロープ２５，２５に引っ張り力を加えることによってカッターポスト１１の地山から離れる方向の傾きを防止し、傾斜掘削時には前側のワイヤロープ２５，２５に引っ張り力を加えることによってカッターポスト１１の自重による垂れ下がり変形を防止することができる。
【００６０】
なお、この実施形態の変形例として、ワイヤロープ２５を、
（イ）カッターポスト１１の左右各中央部に一つずつ設ける構成（図５に対応）、
（ロ）前側中央部の一個所のみに設ける構成、
（ハ）左右各中央部と前側の三個所に設ける構成
をとることができる。
【００６１】
また、カッターポスト１１内に外力伝達部材としてのロッドを設け、このロッドの上端にワイヤロープを連結し、このワイヤロープをウィンチで巻取るようにしてもよい。
【００６２】
【発明の効果】
上記のように請求項１，５の発明によるときは、カッターポストの左右少なくとも一側に外力伝達部材を設け、この外力伝達部材を介してカッターポストに押し力または引き力を加えるようにしたから、掘削時のカッターポストの、下部が地山から離れる方向の傾きを防止してカッターポストを垂直に保つことができる。
【００６３】
従って、掘削深度が深い場合でも、ポスト下部の地山に対する押し付け力および接線力をポスト下部と同等に保つことができるため、適正な掘削作用を維持することができる。
【００６４】
また、外力伝達部材をカッターポストの前後少なくとも一側に設けた請求項３，４，６，７の発明によると、傾斜溝を掘削する場合に、同ポストの自重による垂れ下がり変形を防止することができる。
【００６５】
さらに、外力伝達部材をカッターポストの前後少なくとも一側に設けた請求項４，７の発明によると、ポスト下部が地山から離れる方向のカッターポストの傾き、および傾斜溝掘削時のカッターポストの垂れ下がり変形の双方に対処することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の基本実施形態にかかる溝掘削装置におけるチェーン式カッターの構成を模式的に示す正断面図である。
【図２】同側断面図である。
【図３】同カッター下部の拡大斜視図である。
【図４】同カッターにおける流体圧シリンダとロッドの配置を示す平面図である。
【図５】本発明の他の実施形態の１を示す図４相当図である。
【図６】本発明の他の実施形態の２を示す図４相当図である。
【図７】本発明の他の実施形態の３を示す図４相当図である。
【図８】本発明の他の実施形態の４にかかる溝掘削装置におけるチェーン式型の構成を模式的に示す正断面図である。
【図９】同側断面図である。
【図１０】従来の溝掘削装置を示す概略側面図である。
【図１１】同概略正面図である。
【図１２】従来の別の溝掘削装置を示す概略側面図である。
【符号の説明】
１１  カッターポスト
１２  駆動部
１８  駆動輪
１３  遊動輪
Ｒ１，Ｒ２，Ｒ３，Ｒ４  ロッド
１７  ロッドを構成するロッドピース
Ｃ１，Ｃ２，Ｃ３，Ｃ４  流体圧シリンダ
２５  外力伝達部材としてのワイヤロープ
２７  外力付与手段としてのウィンチ
【図１】
0003711643.tif 000002
【図２】
0003711643.tif 000003
【図３】
0003711643.tif 000004
【図４】
0003711643.tif 000005
【図５】
0003711643.tif 000006
【図６】
0003711643.tif 000007
【図７】
0003711643.tif 000008
【図８】
0003711643.tif 000009
【図９】
0003711643.tif 000010
【図１０】
0003711643.tif 000011
【図１１】
0003711643.tif 000012
【図１２】
0003711643.tif 000013