(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
ロータリーカッタが下端にそれぞれ取り付けられた複数のフレーム本体を所定の楔状部材が挟み込まれた状態で並列に相互連結してなるとともに、前記楔状部材内に揚泥管を鉛直方向に貫通配置したことを特徴とする水平多軸回転式掘削機。
【請求項２】
ロータリーカッタが下端にそれぞれ取り付けられた複数のフレーム本体を所定の楔状部材が挟み込まれた状態で並列に相互連結してなり、前記ロータリーカッタの掘り残し部分を掘削する補助掘削機構を前記楔状部材の下面に突設したことを特徴とする水平多軸回転式掘削機。
【請求項３】
前記楔状部材内に揚泥管を鉛直方向に貫通配置した請求項２記載の水平多軸回転式掘削機。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、カッタドラムを回転させて地盤掘削を行う、いわゆる水平多軸回転式掘削機に関する。
【０００２】
【従来の技術】
カッタドラムを回転させることによって地盤掘削を行う水平多軸回転式掘削機は、ハイドロフレーズ掘削機の名称で主として地中連続壁の構築作業に広く使用されており、１００ｍ程度の大深度掘削や岩盤あるいは硬質地盤の掘削に適した地盤掘削機である。
【０００３】
図６は、かかる水平多軸回転式掘削機１をクレーン４で吊り下げた状態で示した全体側面図であり、図７は正面図である。
【０００４】
同図に示した水平多軸回転式掘削機１は、本体フレーム２の下端に互いに逆方向に回転する一対の油圧式ロータリーカッタ３，３を設けてある。
【０００５】
かかる水平多軸回転式掘削機１においては、クレーン４で本体フレーム２をトレンチ５内に徐々に吊り降ろしながら、ロータリーカッタ３，３を図７の矢印方向に回転させることによって、トレンチ底面を掘削するとともに、ロータリーカッタ３、３に挟まれた領域において掘削土砂を安定液とともに吸い上げ、該掘削土砂を本体フレーム２内に配設された揚泥管６を介して地上に搬出する。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
ここで、トレンチ５を円弧状に形成しようとする場合において、水平多軸回転式掘削機１を図８(a)に示す各位置に吊り込んで掘削すると、テーパ状の掘り残し１１が残ってしまう。そのため、同図(b)のように掘削するしかないが、かかる方法だと、掘削領域を端部にて少しずつオーバーラップさせねばならないため掘削能率が低下してしまうという問題を生じていた。また、いずれの方法にしろ掘削された全体形状が多角形になってしまい、円弧にはならないという問題も生じていた。そして、かかる問題は、円弧の曲率が大きくなればなるほど顕著となる。
【０００７】
本発明は、上述した事情を考慮してなされたもので、円弧状のトレンチを効率よくしかもできるだけ円弧に近い形状で掘削することが可能な水平多軸回転式掘削機を提供することを目的とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するため、本発明に係る水平多軸回転式掘削機は請求項１に記載したように、ロータリーカッタが下端にそれぞれ取り付けられた複数のフレーム本体を所定の楔状部材が挟み込まれた状態で並列に相互連結してなるとともに、前記楔状部材内に揚泥管を鉛直方向に貫通配置したものである。
【００１０】
本発明に係る水平多軸回転式掘削機は請求項２に記載したように、ロータリーカッタが下端にそれぞれ取り付けられた複数のフレーム本体を所定の楔状部材が挟み込まれた状態で並列に相互連結してなり、前記ロータリーカッタの掘り残し部分を掘削する補助掘削機構を前記楔状部材の下面に突設したものである。
また、本発明に係る水平多軸回転式掘削機は、前記楔状部材内に揚泥管を鉛直方向に貫通配置したものである。
【００１１】
請求項１に係る水平多軸回転式掘削機においては、複数のフレーム本体を楔状部材が挟み込まれた状態で並列に相互連結してあるため、該複数のフレーム本体は、同一鉛直平面には並ばず、楔状部材の楔角の大きさに応じて円弧状に閉じるように配置されることとなる。
【００１２】
したがって、円弧状にトレンチを掘削したい場合においてかかる円弧の曲率に楔状部材の楔角を合わせておけば、各フレーム本体の端部が円弧の半径方向に揃うこととなり、従来のようなテーパ状の掘り残しが発生する懸念がなくなる。
【００１３】
フレーム本体の連結数は任意であるが、典型的には、在来型のものを二分割したタイプ、すなわち在来型のものより幅が半分程度のフレーム本体を２つ連結して構成するることが考えられる。
【００１４】
楔状部材をどのように構成するかは任意であり、例えば鉄骨材を用いて三角柱状に形成することが考えられるし、隣接する２つのフレーム本体を相互に連結できるのであれば、必ずしも該フレーム本体の機長と同等の長さを有する必要はなく、例えば数ｍの長さのものを隣接する２つのフレーム本体の上端、中間、下端の数カ所に飛び飛びに介在させるようにしてもよい。なお、楔状部材として、さまざまな楔角を持つものを多数用意しておくのがよいことは言うまでもない。
【００１５】
ロータリーカッタは、各フレーム本体の下端に単独設置する、つまり在来型の水平多軸回転式掘削機の下端に設けていた一対のロータリーカッタをそれぞれのフレーム本体に振り分けて設置することを基本とするが、フレーム本体の幅を大きくとれる場合、すなわち円弧曲率が小さい場合にはこの限りではない。
【００１６】
複数のフレーム本体を楔状部材が挟み込まれた状態で並列に相互連結するにあたっては、例えばボルトによって着脱自在に連結できる構造としておくことが考えられる。また、隣接する２つのフレーム本体のうち、一方のフレーム本体には固定とし、他方のフレーム本体には着脱自在とすることも考えられる。
【００１７】
ここで、隣接する２つのフレーム本体を閉じれば閉じるほど、楔状部材の下方に掘り残し部分が発生するおそれが高くなるが、かかる場合には、前記ロータリーカッタの掘り残し部分を掘削する補助掘削機構を前記楔状部材の下面に突設するようにすればよい。かかる構成によれば、上述したようなロータリーカッタ間の掘り残し発生を未然に防止することが可能となる。
【００１８】
請求項２に係る水平多軸回転式掘削機においては、複数のフレーム本体は、並列にヒンジ接合され、それらの開き角度は、角度調整機構で定められる値に保持される。そのため、複数のフレーム本体は、同一鉛直平面には並ばず、角度調整機構で定められる開き角度に応じて円弧状に配置されることとなる。
【００１９】
したがって、円弧状にトレンチを掘削したい場合においてかかる円弧の曲率に合うように角度調整機構を操作してフレーム本体の開き角度を調整すれば、各フレーム本体の端部が円弧の半径方向に揃うこととなり、従来のようなテーパ状の掘り残しが発生する懸念がなくなる。
【００２０】
フレーム本体の連結数及びロータリーカッタの配置に関する留意事項は、請求項１に係る発明と同様であるが、ここではその説明を省略する。
【００２１】
【発明の実施の形態】
以下、本発明に係る水平多軸回転式掘削機の実施の形態について、添付図面を参照して説明する。なお、従来技術と実質的に同一の部品等については同一の符号を付してその説明を省略する。
【００２２】
（第１実施形態）
【００２３】
図１、図２は、それぞれ第１実施形態に係る水平多軸回転式掘削機の平面図、Ａ―Ａ線方向から見た展開図である。これらの図でわかるように、本実施形態に係る水平多軸回転式掘削機２１は、ロータリーカッタ３が下端にそれぞれ取り付けられた２つのフレーム本体２５ａ，２５ｂをワイヤシーブ２３に巻回されたワイヤ２４を介して図示しないクレーン４に吊持されている。
【００２４】
ここで、フレーム本体２５ａ，２５ｂは、図１でよくわかるように楔状部材２６が挟み込まれた状態で並列に相互連結してある。楔状部材２６は、フレーム本体２５ａ，２５ｂの機長とほぼ同程度の長さに形成してあり、例えば鉄骨材を用いた三角柱状の組立柱として構成することができる。
【００２５】
一方、フレーム本体２５ｂの下方には揚泥ポンプ３０を設けてあり、ロータリーカッター３，３で掘削された土砂を安定液とともに吸入口３１及び揚泥管６を介して地上に吸い上げるようになっている。
【００２６】
ここで、楔状部材２６は、フレーム本体２５ｂに固定してあり、上述した揚泥管６は、かかる楔状部材２６内を鉛直方向に貫通配置させてあるとともに、フレーム本体２５ａに対してはボルト締結等によって連結するように構成してあり、フレーム本体２５ａと楔状部材２６が固定されたフレーム本体２５ｂとを現場にて連結したり解体したりすることができるようになっている。
【００２７】
なお、ロータリーカッタ３，３は、従来と同様、互いに逆方向に回転するように構成してある。また、フレーム本体２５ａ，２５ｂには、それらの上端位置を修正する修正機構２７をはじめ、これに直交する方向の修正を行う修正機構（図示せず）、フレームの下端位置を修正する修正機構２８およびこれに直交する方向の修正を行う修正機構２９を設けてあり、これらの修正機構を適宜駆動することによって、フレーム本体２５ａ，２５ｂの姿勢を修正できるようになっている。
【００２８】
本実施形態に係る水平多軸回転式掘削機２１においては、フレーム本体２５ａ，２５ｂを楔状部材２６が挟み込まれた状態で並列に相互連結してあるため、該フレーム本体は、図１でよくわかるように同一鉛直平面には並ばず、楔状部材２６の楔角の大きさαに応じて円弧状に閉じるように配置されることとなる。
【００２９】
したがって、円弧状にトレンチを掘削したい場合においてかかる円弧の曲率に楔状部材２６の楔角を合わせておけば、各フレーム本体２５ａ，２５ｂの端部３２，３２が円弧の半径方向に揃うこととなり、従来のようなテーパ状の掘り残しが発生する懸念がなくなる。
【００３０】
以上説明したように、本実施形態に係る水平多軸回転式掘削機２１によれば、フレーム本体２５ａ，２５ｂに楔状部材２６を挟み込んであるため、該フレーム本体は、楔状部材２６の楔角の大きさαに応じて閉じられることとなり、かくして、従来のようにテーパ状の掘り残しを発生させることなく、楔状部材２６の楔角αに応じた円弧状のトレンチを効率よく掘削することが可能となる。
【００３１】
また、従来であれば円形のトレンチをＮ角形のトレンチとして掘削形成していたものが、本実施形態によれば、ガット総数を変えずに２Ｎ角形のトレンチとして掘削形成できることとなり、かくして掘削能率をなんら低下させることなく、より円形に近いトレンチを形成することが可能となる。
【００３２】
本実施形態では特に言及しなかったが、隣接する２つのフレーム本体２５ａ，２５ｂを閉じれば閉じるほど、楔状部材２６の下方に掘り残し部分が発生するおそれが高くなる。
【００３３】
かかる場合には、図３に示すように、楔状部材２６の下面に補助掘削機構４１を突設するとともに、該補助掘削機構の回転軸を楔状部材２６の下方内部空間に内蔵したモータ４２の回転シャフトに連結するようにすればよい。補助掘削機構４１は、例えば円錐周面に掘削ビットを多数突設して構成することができる。
【００３４】
かかる構成によれば、補助掘削機構４１がロータリーカッタ３，３に挟まれた空間を掘削するので、該空間に掘り残し部分が発生するのを未然に防止することが可能となる。なお、上述の実施形態と実質的に同一の構成部分については、図３において同一の符号を付し、詳細な説明はここでは省略する。
【００３５】
（第２実施形態）
【００３６】
図４は、第２実施形態に係る水平多軸回転式掘削機の平面図及び部分斜視図、図５は同じくＢ―Ｂ線方向から見た展開図である。これらの図でわかるように、本実施形態に係る水平多軸回転式掘削機５１も第１実施形態と同様、ロータリーカッタ３が下端にそれぞれ取り付けられた２つのフレーム本体２５ａ，２５ｂをワイヤシーブ２３に巻回されたワイヤ２４を介して図示しないクレーン４に吊持されているが、本実施形態では、フレーム本体２５ａ，２５ｂをヒンジ５３を介して並列に接合してあるとともに、該一対のフレーム本体の開き角度を調整する角度調整機構５２を備えてなる。
【００３７】
角度調整機構５２は、同図に示すように油圧アクチュエータで構成することができる。
【００３８】
一方、フレーム本体２５ｂの下方には、やはり第１実施形態と同様、揚泥ポンプ３０を設けてあり、ロータリーカッター３，３で掘削された土砂を安定液とともに吸入口３１及び揚泥管６を介して地上に吸い上げるようになっているが、揚泥管６は、フレーム本体２５ａ，２５ｂに挟まれた楔状の中空空間内に鉛直配置してある。
【００３９】
なお、ロータリーカッタ３，３やフレーム本体２５ａ，２５ｂに設けられた修正機構２７〜２９の構成並びに作用効果については、第１実施形態と同様であるのでここではその説明を省略する。
【００４０】
本実施形態に係る水平多軸回転式掘削機５１においては、２つのフレーム本体２５ａ，２５ｂは並列にヒンジ接合され、それらの開き角度は、角度調整機構５２で定められる値に保持される。そのため、フレーム本体２５ａ，２５ｂは、図４でよくわかるように同一鉛直平面には並ばず、角度調整機構５２で定められる開き角度βに応じて円弧状に配置されることとなる。
【００４１】
したがって、円弧状にトレンチを掘削したい場合においてかかる円弧の曲率に合うように角度調整機構５２を操作してフレーム本体２５ａ，２５ｂの開き角度βを調整すれば、各フレーム本体２５ａ，２５ｂの端部３２，３２が円弧の半径方向に揃うこととなり、従来のようなテーパ状の掘り残しが発生する懸念がなくなる。
【００４２】
以上説明したように、本実施形態に係る水平多軸回転式掘削機５１によれば、フレーム本体２５ａ，２５ｂを並列にヒンジ接合し、その開き角度βを角度調整機構５２で定められる値に保持するようにしたので、該フレーム本体は、角度調整機構５２で定まる開き角度βに応じて閉じられることとなり、かくして、従来のようにテーパ状の掘り残しを発生させることなく、開き角度βに応じた円弧状のトレンチを効率よく掘削することが可能となる。
【００４３】
また、従来であれば円形のトレンチをＮ角形のトレンチとして掘削形成していたものが、本実施形態によれば、ガット総数を変えずに２Ｎ角形のトレンチとして掘削形成できることとなり、かくして掘削能率をなんら低下させることなく、より円形に近いトレンチを形成することが可能となる。
【００４４】
【発明の効果】
以上述べたように、請求項１に係る本発明の水平多軸回転式掘削機によれば、フレーム本体が楔状部材の楔角の大きさに応じて閉じられることとなり、かくして、従来のようにテーパ状の掘り残しを発生させることなく、楔状部材の楔角に応じた円弧状のトレンチを効率よく掘削することが可能となる。
【００４６】
また、請求項２に係る本発明の水平多軸回転式掘削機によれば、ロータリーカッタ間の掘り残し発生を未然に防止することが可能となる。
【００４７】
【図面の簡単な説明】
【図１】第１実施形態に係る水平多軸回転式掘削機の平面図。
【図２】同じくＡ―Ａ線方向から見た展開図。
【図３】第１実施形態の変形例に係る水平多軸回転式掘削機の展開図。
【図４】第２実施形態に係る水平多軸回転式掘削機の図であり、(a)は平面図、(b)はフレーム本体２５ａ，２５ｂの上端近傍の部分斜視図。
【図５】同じくＢ―Ｂ線方向から見た展開図。
【図６】従来技術に係る水平多軸回転式掘削機の配置図。
【図７】同じく正面図。
【図８】同じくその掘削状況を示した平面図。
【符号の説明】
３                            ロータリーカッタ
６                            揚泥管
２１、５１                    水平多軸回転式掘削機
２５ａ，２５ｂ                フレーム本体
２６                          楔状部材
４１                          補助掘削機構
５２                          角度調整機構
５３                          ヒンジ
【図１】
0003717037.tif 000002
【図２】
0003717037.tif 000003
【図３】
0003717037.tif 000004
【図４】
0003717037.tif 000005
【図５】
0003717037.tif 000006
【図６】
0003717037.tif 000007
【図７】
0003717037.tif 000008
【図８】
0003717037.tif 000009