(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
上下のスプロケット間にエンドレス状に掛け渡されるチェーンの外周に取付けられて地中連続溝用掘削装置を構成する地中連続溝用掘削具であって、上記チェーンに取付けられるビットプレートと、このビットプレートに設けられる掘削爪とを備え、上記ビットプレートは、上記チェーンに対する取付状態で隣り合うビットプレートに対して互いの端面が相接する状態となるようにチェーン回転方向の寸法が設定されたことを特徴とする地中連続溝用掘削具。
【請求項２】
請求項１記載の地中連続溝用掘削具において、ビットプレートは、チェーン回転方向の端面が、隣り合うビットプレートの端面との間に外広がりの隙間が形成される傾斜面に形成されたことを特徴とする地中連続溝用掘削具。
【請求項３】
上下のスプロケット間にエンドレス状に掛け渡されるチェーンの外周に複数の掘削爪がビットプレートを介して取付けられて構成される地中連続溝用掘削装置において、少なくとも隣り合う複数枚のビットプレートを一組として、各ビットプレートがチェーン回転方向に相接する状態で配置されてスクラムユニットが構成されたことを特徴とする地中連続溝用掘削装置。
【請求項４】
請求項３記載の地中連続溝用掘削装置において、スクラムユニットは、高さ寸法が他より大きい背高掘削爪が設けられた背高ビットプレートを含むことを特徴とする地中連続溝用掘削装置。
【請求項５】
背高掘削爪が他の掘削爪よりも高強度の素材にて形成されたことを特徴とする請求項４記載の地中連続溝用掘削装置。
【請求項６】
スクラムユニットがチェーン回転方向の複数個所に間隔を置いて設けられたことを特徴とする請求項３乃至５のいずれかに記載の地中連続溝用掘削装置。
【請求項７】
請求項３乃至６のいずれかに記載の地中連続溝用掘削装置において、スクラムユニットを構成するビットプレートの相接する端面が、互いの間に外広がりの隙間が形成される傾斜面に形成されたことを特徴とする地中連続溝用掘削装置。
【請求項８】
請求項３乃至７のいずれかに記載の地中連続溝用掘削装置において、スクラムユニットにおける少なくとも一枚のビットプレートが、チェーン幅外への突出量が両側で異なる偏心状態で取付けられたことを特徴とする地中連続溝用掘削装置。
【請求項９】
請求項３乃至８のいずれかに記載の地中連続溝用掘削装置において、ビットプレートがチェーンに対してチェーン幅方向に位置調整可能に取付けられたことを特徴とする地中連続溝用掘削装置。
【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、基礎用などの連続壁を造成するための溝を掘削する掘削具及び掘削装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来、地中連続溝を掘削する掘削機として、特開平５−２８００４３号、特開平５−２８００４４号両公報等に示されているように、走行台車（たとえばクローラクレーンのベースマシン）にチェーン式の掘削装置を垂直に取付け、チェーン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掘削装置は、図５に示すように、走行台車１に取付けられる上下に長い箱形のカッターポスト２を有し、このカッターポスト２の上下両側に設けられたスプロケット３，４間にチェーン５がエンドレス状に掛け渡され、このチェーン５の外周に複数の掘削爪６…が取付けられて構成される。
【０００４】
掘削爪６…は、図６〜図９に示すようにビットプレート７…に取付けられ、この掘削爪６とビットプレート７から成る多数の掘削具Ａ…がチェーン５にそれぞれ複数本のボルト（シューボルト）８…によって取付けられる。
【０００５】
なお、ビットプレート７…は各種幅寸法のものが取付けられ、この各ビットプレート７…に、チェーン幅方向に位置を変えて取付けられた全掘削爪６…によって必要幅の連続溝が掘削される。
【０００６】
図６〜図９中、９…はチェーン５のリンク同士を連結するリンクピンである。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
このような掘削装置においては、掘削中、各掘削具Ａ…には地山（掘削面）から図６の二重線矢印で示す掘削反力が作用するが（太線矢印はチェーン回転方向を示す）、この掘削反力が左右（チェーン幅方向の左右であって図６の左右をいう。以下、同じ）非対称の場合に、図６に示すように各掘削具Ａのビットプレート７に、図６において斜線付きの二重線矢印で示す回転モーメントが作用して掘削具Ａが回転しようとする。
【０００８】
この回転モーメントはシューボルト８…により受け止められるが、地盤が固い場合等、この回転モーメントが大きい場合にシューボルト８が耐えられずに破断するおそれがある。とくに図６の中央に示す幅広のビットプレート７の場合、受ける回転モーメントも他よりも大きいため、この傾向が強い。
【０００９】
また、各掘削爪６…には、地山から受ける掘削反力によって図８中に二重線矢印で示すように掘削反力の方向に倒れようとする力（転倒力）が作用するため、この転倒力によって図９に示すようにチェーン５が蛇行する現象（以下、チェーンの逆反りという）が発生する場合がある。
【００１０】
このチェーンの逆反りは、とくに、掘削力を高めるために、
（イ）図８，９に示すように掘削具Ａをチェーン回転方向に分散して設けた場合（これに対して図６，７は連続して設けた場合を示す）、
（ロ）図８，９に示すように掘削爪６の高さ寸法を他（図６，７の掘削爪６）よりも高くした場合
に顕著となる。
【００１１】
このチェーンの逆反りが生じると、図９に示すように逆反り部分でチェーン５のリンクがカッターポスト２に擦れて異常摩耗が生じる。
【００１２】
そこで本発明は、掘削反力による回転モーメント及び転倒力の支持性能を高めてシューボルトの破断、チェーンの逆反りを防止することができる地中連続溝用掘削具及び掘削装置を提供するものである。
【００１３】
【課題を解決するための手段】
請求項１の発明（掘削具）は、上下のスプロケット間にエンドレス状に掛け渡されるチェーンの外周に取付けられて地中連続溝用掘削装置を構成する地中連続溝用掘削具であって、上記チェーンに取付けられるビットプレートと、このビットプレートに設けられる掘削爪とを備え、上記ビットプレートは、上記チェーンに対する取付状態で隣り合うビットプレートに対して互いの端面が相接する状態となるようにチェーン回転方向の寸法が設定されたものである。
【００１４】
請求項２の発明は、請求項１の構成において、ビットプレートは、チェーン回転方向の端面が、隣り合うビットプレートの端面との間に外広がりの隙間が形成される傾斜面に形成されたものである。
【００１５】
請求項３の発明（掘削装置）は、上下のスプロケット間にエンドレス状に掛け渡されるチェーンの外周に複数の掘削爪がビットプレートを介して取付けられて構成される地中連続溝用掘削装置において、少なくとも隣り合う複数枚のビットプレートを一組として、各ビットプレートがチェーン回転方向に相接する状態で配置されてスクラムユニットが構成されたものである。
【００１６】
請求項４の発明は、請求項３の構成において、スクラムユニットは、高さ寸法が他より大きい背高掘削爪が設けられた背高ビットプレートを含むものである。
【００１７】
請求項５の発明は、請求項４の構成において、背高掘削爪が他の掘削爪よりも高強度の素材にて形成されたものである。
【００１８】
請求項６の発明は、請求項３乃至５のいずれかの構成において、スクラムユニットがチェーン回転方向の複数個所に間隔を置いて設けられたものである。
【００１９】
請求項７の発明は、請求項３乃至６のいずれかの構成において、スクラムユニットを構成するビットプレートの相接する端面が、互いの間に外広がりの隙間が形成される傾斜面に形成されたものである。
【００２０】
請求項８の発明は、請求項３乃至７のいずれかの構成において、スクラムユニットにおける少なくとも一枚のビットプレートが、チェーン幅外への突出量が両側で異なる偏心状態で取付けられたものである。
【００２１】
請求項９の発明は、請求項３乃至８のいずれかの構成において、ビットプレートがチェーンに対してチェーン幅方向に位置調整可能に取付けられたものである。
【００２２】
上記構成によると、掘削具におけるビットプレートの端面が、スクラムユニットを構成する隣りのビットプレートの端面に接し、掘削中、掘削反力によって作用する回転モーメント及び転倒力がこの端面同士が接する複数のビットプレートによって分担されるため、一つのビットプレートの荷重負担が大幅に軽減される。
【００２３】
このため、とくに、掘削性能を高めるために掘削具をチェーン回転方向に分散して配置した場合（請求項６）、及び背高掘削爪を用いた場合（請求項４）でも、上記回転モーメントによるシューボルトの破断、及び転倒力によるチェーンの逆反りを防止することができる。
【００２４】
また、請求項５の発明によると、加えて背高掘削爪が他の（背の低い）掘削爪よりも高強度素材にて形成されているため、より高い掘削力を得ることができる。
【００２５】
すなわち、背高掘削爪を用いたこと、掘削具をチェーン回転方向に分散させたこと、高強度素材を用いたことの意義を本発明によって高めることができる。
【００２６】
ところで、ビットプレートを、互いの端面同士が接する状態でチェーンに取付けた場合、弊害として、同プレートがスプロケットを通過する間に、開いたプレート端面間に土砂や小石、スラリー等が入り込み、スプロケット通過後もこの進入物が残留してチェーンが外膨らみに反ったまま回転するおそれがある。
【００２７】
この点、請求項２，７の構成によると、スクラムユニットを構成するビットプレートの相接する端面が、互いの間に外広がりの隙間が形成される傾斜面に形成されているため、スクラムユニットがスプロケットを通過する際にプレート間に土砂等が入り込んでも、この土砂等を外部に排出して、プレート端面同士を当接させたことの弊害である土砂等の噛み込み、これによるチェーンの反りを防止することができる。
【００２８】
また、請求項８の構成によると、スクラムユニットを構成する少なくとも一枚のビットプレートをチェーンに対して偏心状態で取付けることによって必要な溝幅を確保するため、溝全幅に跨る幅広の長いビットプレートをチェーンに対して左右対称に取付けた場合と比較して掘削具及び掘削装置全体として軽量化することができる。
【００２９】
さらに、請求項９の構成によると、ビットプレートをチェーン幅方向に位置調整可能に取付けているため、必要な溝幅に応じてビットプレートを位置調整することにより、掘削具、掘削装置を複数種類の溝幅に共用することができる。
【００３０】
しかも、この両請求項の構成（ビットプレートの偏心。請求項９の場合は位置調整によって偏心状態となった場合）によって増加する回転モーメントを複数枚のビットプレートで分担できるため、シューボルトの破断という弊害の発生を防止することができる。
【００３１】
【発明の実施の形態】
本発明の実施形態を図１〜図４によって説明する。
【００３２】
基本実施形態（図１〜図３参照）
基本実施形態においては、背高掘削爪１１がビットプレート（背高ビットプレートという）１２に取付けられて一つの掘削具が構成され、三つの掘削具Ｂ１，Ｂ２，Ｂ３が組み合わされて一つのスクラムユニットＵが構成されている。
【００３３】
このスクラムユニットＵは、チェーン１３の回転方向複数個所に間隔を置いて（分散して）設けられているが、図ではその一つのみを示している。
【００３４】
図中、１４…はチェーン１３のリンクピン、１５…はシューボルトである。
【００３５】
スクラムユニットＵを構成する各背高ビットプレート１２…は、各図に示すようにチェーン１３への取付状態で、隣り合うもの同士、互いの端面が相接する状態となるようにチェーン回転方向の寸法Ｌ（図２中に示す）が設定されている。
【００３６】
こうすれば、掘削中、たとえば最も幅広に形成された中央掘削具Ｂ２の背高ビットプレート１２に非対称の掘削反力（図２中、二重線矢印で示す）が作用し、これによって同プレート１２に回転力が加えられた場合、この回転力が、両隣りの掘削具Ｂ１，Ｂ３の背高ビットプレート１２，１２にも分担される（図２中の黒塗り矢印は掘削反力に対抗する力を示す）。
【００３７】
これにより、中央掘削具Ｂ２（プレート１２）の荷重負担が大幅に軽減されるため、上記回転力によるシューボルト１５…の破断を防止することができる。
【００３８】
また、掘削反力によって掘削具Ｂ１〜Ｂ３に作用する転倒力（図１中、二重線矢印で示す）も、相接した互いのプレート端面１２ａ…で支持し合うため、この転倒力によるチェーン１３の逆反りをも防止することができる。
【００３９】
一方、各プレート１２…の相接する端面１２ａ…は、図２，３に示すように互いの間に外広がりの隙間ｃが形成されるように逃がし角θをもった傾斜面に形成されている。
【００４０】
こうすれば、スクラムユニットＵがスプロケットを通過する際にプレート間に土砂等が入り込んでも、
▲１▼  隣り合うプレート端面間が、スプロケット通過後も開いているため、土砂等が自然排出され易いこと、
▲２▼  しかも、この開いたプレート端面１２ａが傾斜しているため、スプロケットを通過して閉じる際にこの傾斜面による強制押出し作用が働くこと
の二点により、掘削具Ｂ１〜Ｂ３のプレート端面同士を当接させたことの弊害である土砂等の噛み込み、これによるチェーンの反りを防止することができる。
【００４１】
なお、逃がし角θは、上記▲１▼▲２▼の作用が最もバランス良く行われる大きさに設定される。
【００４２】
また、スクラムユニットＵ中の上下両側の掘削具Ｂ１，Ｂ３の場合、ビットプレート１２の片側が開放状態となるため、掘削反力の分担作用が中央掘削具Ｂ２の場合よりは低くなる。
【００４３】
そこで、必要に応じて、図１中に二点鎖線で示すように両側掘削具Ｂ１，Ｂ３のチェーン回転方向外側に、掘削爪無しのビットプレート（背の低い掘削爪を有するビットプレートでもよい）１２′，１２′を相接して設けてもよい。
【００４４】
さらに、この掘削装置において、溝の最大幅部分を掘削する最大幅掘削部分が最も大きな掘削反力を受けるため、この部分にスクラムユニットＵを配置するのが望ましい。
【００４５】
他の実施形態
（１）上記基本実施形態では、三つの掘削具Ｂ１〜Ｂ３によって一つのスクラムユニットＵを構成した場合を例示したが、図４に示すように四つの掘削具Ｂ１〜Ｂ４（五つ以上でもよい）によって一つのスクラムユニットＵを構成してもよい。
【００４６】
なお、本発明者が行った試験によると、一つのスクラムユニットを構成する掘削具の数が多すぎると、プレート端面間に入り込んで排出し切れなかった土砂等によるプレート端面間の開きが集積されてユニット部分でチェーン１３が外膨らみに湾曲する現象が生じ易いため、このような現象を避ける意味で、一つのスクラムユニットＵを構成する掘削具数は適当（試験によると三つまたは四つが最適であることが確認された）に制限するのが望ましい。
【００４７】
（２）たとえば図４の例において、幅広に形成された中央二つの掘削具Ｂ２，Ｂ３のうち一方の掘削具Ｂ３をチェーン１３に対しチェーン幅外への突出量が両側で異なる偏心状態で取付けることによって必要な溝幅を確保するようにしてもよい。
【００４８】
こうすれば、溝全幅に跨る幅広の長い掘削具をチェーン１３に対して左右対称に取付けた場合と比較して掘削具及び掘削装置全体として軽量化することができる。
【００４９】
この場合、偏心させたことにより、掘削時に掘削具Ｂ３に作用する回転モーメントが増加するが、この回転モーメントが隣り合うビットプレート間で分担されるため、シューボルトの破断という弊害の発生を防止することができる。
【００５０】
（３）図４の例において、シューボルト１５…が通される取付穴として、図中、シューボルト１５…が配置された部分に設けられたもの（図示も符号付けもしていない）に加えて、たとえば幅広に形成された中央二つの掘削具Ｂ２，Ｂ３について位置調整用の取付穴１６…を設け、この取付穴１６…によって両掘削具Ｂ２，Ｂ３のチェーン幅方向の取付位置を、掘削しようとする溝幅に応じて調整できるように構成してもよい。
【００５１】
こうすれば、複数種類の溝幅に一種類の掘削具を共用できるため、溝幅が変わるごとに幅寸法が異なる掘削具に付け替える無駄がなくなる。
【００５２】
（４）上記実施形態では、背高掘削爪付きの複数の掘削具によってスクラムユニットを構成したが、背高掘削爪付きの掘削具とこれ以外の掘削具を組み合わせて、あるいは背高掘削爪付き掘削具以外の掘削具のみによってスクラムユニットを構成してもよい。
【００５３】
【発明の効果】
上記のように本発明によると、複数枚のビットプレートを隣り合うものの端面が相接する状態で配置することによってスクラムユニットを構成し、掘削反力によって作用する回転モーメント、及び転倒力をこのスクラムユニットによって分担する構成としたから、一つのビットプレートの荷重負担を大幅に軽減し、とくに、掘削具をチェーン回転方向に分散して配置した場合（請求項６）、及び背高掘削爪を用いた場合（請求項４）でも、上記回転モーメントによるシューボルトの破断、及び転倒力によるチェーンの逆反りを防止することができる。
【００５４】
また、請求項５の発明によると、加えて背高掘削爪が他の（背の低い）掘削爪よりも高強度素材にて形成されているため、より高い掘削力を得ることができる。
【００５５】
請求項２，７の発明によると、スクラムユニットを構成するビットプレートの相接する端面を、互いの間に外広がりの隙間が形成される傾斜面に形成したから、スクラムユニットがスプロケットを通過する際にプレート間に土砂等が入り込んでも、この土砂等を外部に排出して、プレート端面同士を当接させたことの弊害である土砂等の噛み込み、これによるチェーンの反りを防止することができる。
【００５６】
一方、請求項８の発明によると、スクラムユニットを構成する少なくとも一枚のビットプレートをチェーンに対して偏心状態で取付けることによって必要な溝幅を確保する構成としたから、溝全幅に跨る幅広の長いビットプレートをチェーンに対して左右対称に取付けた場合と比較して掘削具及び掘削装置全体として軽量化することができる。
【００５７】
さらに、請求項９の発明によると、ビットプレートをチェーン幅方向に位置調整可能に取付けているため、必要な溝幅に応じてビットプレートを位置調整することにより、掘削具、掘削装置を複数種類の溝幅に共用することができる。
【００５８】
しかも、この両請求項の構成（ビットプレートの偏心。請求項９の場合は位置調整によって偏心状態となった場合）によって増加する回転モーメントを複数枚のビットプレートで分担できるため、シューボルトの破断という弊害の発生を防止することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の基本実施形態にかかる掘削装置の部分正面図である。
【図２】同側面図である。
【図３】図１の一部を拡大して示す図である。
【図４】本発明の他の実施形態を示す図２相当図である。
【図５】掘削機全体の概略正面図である。
【図６】同掘削機における掘削装置の部分側面図である。
【図７】同正面図である。
【図８】背高掘削爪を有する掘削具を用いた場合の図７相当図である。
【図９】掘削反力によって図８の状態から掘削具が転倒してチェーンの逆反りが生じた状態の図８相当図である。
【符号の説明】
Ｂ１，Ｂ２，Ｂ３，Ｂ４  掘削具
Ｕ  スクラムユニット
１１  背高掘削爪
１２，１２′  背高ビットプレート
１２ａ  ビットプレートの端面（傾斜面）
ｃ  ビットプレート端面間の隙間
１３  チェーン
１５  シューボルト
１６  位置調整用の取付穴
【図１】
0003712632.tif 000002
【図２】
0003712632.tif 000003
【図３】
0003712632.tif 000004
【図４】
0003712632.tif 000005
【図５】
0003712632.tif 000006
【図６】
0003712632.tif 000007
【図７】
0003712632.tif 000008
【図８】
0003712632.tif 000009
【図９】
0003712632.tif 000010