(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
走行台車の片側側面にメインフレームが取り付けられ、該メインフレームに沿って横方向に移動できるように垂直フレームが設けられ、この垂直フレームから垂設されたカッターポストに沿って取り付けられたエンドレスチェーン式カッターを駆動させ、横行シリンダを介して前記垂直フレームを横方向に移動させることにより、縦溝を連続して掘削するように構成された地中連続溝掘削装置において、
前記横行シリンダの横方向の移動をガイドするガイド手段と、前記メインフレームに配列され、前記横行シリンダにおけるロッド側先端部及びヘッド側後端部のいずれか一方に対し、解除可能にロックし得る複数のメインフレーム側ロック手段と、前記垂直フレームに設けられ、前記横行シリンダに対し、解除可能にロックし得る垂直フレーム側ロック手段と、を備えてなることを特徴とする地中連続溝掘削装置。
【請求項２】
前記メインフレーム側ロック手段および前記垂直フレーム側ロック手段が油圧シリンダを介して進退動作するピンから構成される請求項１記載の地中連続溝掘削装置。
【請求項３】
横方向に移し替えられる前記横行シリンダの位置を検出する検出手段と、移し替えられた前記横行シリンダのロック位置毎に前記横行シリンダのストローク長さを制御する制御手段と、を備えてなる請求項１または２に記載の地中連続溝掘削装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、止水用、基礎用等の連続した垂直壁を地中に造成する際に適用される地中連続溝堀削装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来、地中連続壁を造成するための装置としては、特開平7 −173835号公報に記載の地中連続壁用掘削装置が知られている。この種の装置は、図８に示すように走行台車（例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を垂直に固定し、このメインフレーム２の上側水平部材３及び下側水平部材４をそれぞれガイドとして垂直フレーム５が横方向に摺動できるように構成されている。また、その垂直フレーム５にはカッター支持ポスト６が昇降自在に取り付けられ、さらにそのカッター支持ポスト６に対してエンドレスチェーン式のカッター７が垂直に取り付けられている。詳しくは、箱状フレームからなるカッターポスト８の上端部に設けられた駆動輪としてのスプロケット９と、下端部に設けられた遊動輪としてのプーリ１０との間にチェーン１１が掛け渡され、そのチェーン１１の外周側に設けられた多数の掘削刃が高速回転することにより、溝Ｇにおける堀削側Ｇ´においてカッターポスト８に沿った上向きの流れが形成され、それにより土砂が地上１２に排出されるようになっている。
【０００３】
また、上側水平部材３には横行シリンダ１３が取り付けられており、そのヘッド側後端部は上側水平部材３に固定され、ロッド側先端部は垂直フレーム５の上部に連結されている。下側水平部材４についても同様に、横行シリンダ１４が取り付けられている。従って、上下一対の横行シリンダ１３，１４を伸縮させることにより垂直フレーム５を横方向に移動させることができる。なお、同図において各横行シリンダ１３，１４のストロークを最長にしたときは、垂直フレーム５はメインフレーム２の右端まで移動する。
【０００４】
このような構成では、垂直フレーム５の移動距離は横行シリンダ１３，１４のストローク量によって制限されるため、例えば垂直フレーム５をメインフレーム２の一方端に移動させる、いわゆる盛替作業を行う場合には、横行シリンダ１３，１４をメインフレーム２から一旦取り外し、垂直フレーム５をメインフレーム２の一方端まで移動させることができる位置に固定し直す作業が行われる。
【０００５】
このような盛替え作業は、例えば境界線、既存の建築物等の制約により、図９に示すようにメインフレーム２を掘削溝終端Ｇ″よりも右側に移動させることができない場合に必要となる。
【０００６】
また、横行シリンダ１３，１４とメインフレーム２との固定には、通常、スプリングによって押し出される手動操作式のピンが使用されている。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、従来の盛替作業では、横行シリンダを取り外して移動させ、ピンに位置合わせして手作業で固定するという煩雑な作業が強いられる。また、下側の横行シリンダ１４が固定される部位の作業スペースは極めて狭いため、盛替作業に時間が費やされるという問題もある。しかも盛替作業期間は、地中連続溝掘削装置を停止させているため、カッターを駆動しない状態で長時間地中に放置すると、土圧の増加等によって始動時の負荷が高くなり、様々なトラブルが発生する恐れもある。
【０００８】
本発明は、上記した従来の地中連続溝掘削装置における課題を考慮してなされたものであり、盛替作業を簡便且つ短時間で行えることによって水平部材の全長に亘って垂直フレームを往復移動させることができ、それによって掘削溝終端の施工を簡便に行なえるようにした地中連続溝掘削装置を提供するものである。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
本発明の地中連続溝掘削装置は、走行台車の片側側面にメインフレームが取り付けられ、該メインフレームに沿って横方向に移動できるように垂直フレームが設けられ、この垂直フレームから垂設されたカッターポストに沿って取り付けられたエンドレスチェーン式カッターを駆動させ、横行シリンダを介して垂直フレームを横方向に移動させることにより、縦溝を連続して掘削するように構成された地中連続溝掘削装置において、横行シリンダの横方向の移動をガイドするガイド手段と、メインフレームに配列され、横行シリンダにおけるロッド側先端部及びヘッド側後端部のいずれか一方に対し、解除可能にロックし得る複数のメインフレーム側ロック手段と、垂直フレームに設けられ、横行シリンダに対し、解除可能にロックし得る垂直フレーム側ロック手段と、を備えてなることを要旨とする。
【００１０】
上記ロック手段の一例としては、油圧シリンダを介して進退動作するピンが示される。
【００１１】
上記地中連続溝掘削装置においては、横方向に移し替えられる横行シリンダの位置を検出する検出手段と、移し替えられた横行シリンダのロック位置毎に横行シリンダのストローク長さを制御する制御手段と、を備えることができる。
【００１２】
上記した地中連続溝掘削方法に従えば、メインフレームに対する横行シリンダの取付位置が横方向に順次移し替えられるため、垂直フレームをメインフレームの一方端から他方端まで横移動させて掘削を行うことができる。
【００１３】
また、上記した地中連続溝掘削装置に従えば、横行シリンダはガイド手段にガイドされることによって横方向に移動可能であり、各ロック位置毎に横行シリンダを伸縮させてその横行シリンダをロック位置間で移し替えれば、横行シリンダに随伴される垂直フレームをメインフレームの一方端から他方端まで移動させることができる。
【００１４】
【発明の実施の形態】
次に、本発明の実施形態を図１〜図７を参照して説明する。
【００１５】
図１において、本発明が適用される地中連続溝掘削装置は、クローラ式クレーンのベースマシン２０にメインフレーム２１を垂直に固定し、このメインフレーム２１における上側水平部材２２及び下側水平部材２３をそれぞれガイドとして垂直フレームとしてのリーダ２４がメインフレーム２１に沿って横方向に摺動移動できるように構成されている。
【００１６】
上記リーダ２４にはカッター支持ポスト２５が昇降自在に取り付けられ、さらにそのカッター支持ポスト２５に対してエンドレスチェーン式のカッター２６が垂直に取り付けられている。なお、図中、符号２７は箱状フレームを複数段接続して柱状に構成したカッターポストであり、その上端部に設けられた駆動輪としてのスプロケット２８と、下端部に設けられた遊動輪としてのプーリ２９との間に上記カッター２６が掛け渡されている。
【００１７】
図２は、上記メインフレーム２１を拡大して示したものであり、同図(ａ)はその平面図であり、同図(ｂ)はベースマシン２０側から見た状態、すなわち背面図を示している。同図( ｂ) においてメインフレーム２１は、上下に平行して配置された上側水平部材２２及び下側水平部材２３と、こららの水平部材２２，２３に対して左右に平行して接続された垂直部材３０，３１と、各部材に架設される複数の梁部材３２とから構成されている。
【００１８】
また、同図(ａ)に示すように、上側水平フレーム２２には横行シリンダ３３が設けられ、そのヘッド側後端部３３ａは、上側水平部材２２に複数配置されているメインフレーム側ロック手段としてのロックピン（後述する）によって上側水平部材２２と接続または接続解除できるようになっている。横行シリンダ３３のロッド３３ｂの先端であるロッド側先端部３３ｃも同様に、ロックピンによって上側水平部材２２と接続または接続解除できるようになっている。
【００１９】
また、下側水平部材２３についても横行シリンダ３３と同じ構成の横行シリンダ３６（図示しない）が設けられ、同じくロックピンによって下側水平部材２３と接続または接続解除できるようになっている。従って、これら一対の横行シリンダ３３，３６によってリーダ２４を横方向に移動させるようになっている。な お、図中、符号３４，３５はベースマシン２０にメインフレーム２１を取り付けるためのブラケットである。
【００２０】
図３は、上記したロックピン及びそのロックピンを動作させるための構成を示す平面図である。なお、説明に際しては上側水平部材２２に設けられたロックピンを代表して説明する。同図において、一対のロックピン４０，４１は非動作時には上側水平部材２２を貫通した状態で固定されているスリーブ４０ａ，４１ａ内に収納されており、各ロックピン４０，４１の後端から延設されたシャフト４０ｂ，４１ｂは連結部材４２を介して油圧シリンダ４３のロッド４４先端に固定されている。また、ロックピン４０，４１は圧縮コイルばね４０ｃ，４１ｃによって矢印Ｂ方向に付勢されている。従って、同図に示すように油圧シリンダ４３のロッド４４が伸張された状態からロッド４４を引き込むと、一対のロックピン４０，４１が上側水平フレーム２２のリーダ側の面から突出し（図中一点鎖線で示す位置）、それにより横行シリンダ３３のヘッド側後端部３３ａに設けられている係合孔３３ｄ（図４(ｂ)参照）に挿入される。
【００２１】
上記構成からなるロックピン４０，４１は、横行シリンダ３３のストローク長さに対応する位置、すなわち、図２に示す符号Ｒ1 ，Ｒ2 ，Ｒ3 ，Ｒ4 の各位置にそれぞれ配置されている。なお、横行シリンダ３３，３６とリーダ２４との接続についても、上記ロックピン４０，４１と基本的に同じ構成からなる垂直フレーム側ロック手段としての一対のロックピンを用いて行われる。
【００２２】
図４(ａ)は横行シリンダ３３と上側水平部材２２との配置、及び横行シリンダ３６と下側水平部材２３との配置を示したものであり、図４(ｂ)は同図(ａ)のＣ部拡大図である。
【００２３】
図４(ｂ)において、油圧シリンダ３６は吊下げプレート３６ａ及び３６ｂを介して平行に配置されたガイド手段としてのレール４５ａ及びレール４５ｂに取り付けられており、各レール４５ａ，４５ｂをガイドとして左右方向に摺動移動できるようになっている。横行シリンダ３６のロッド側先端部は、ロックピン４０，４１と対応する位置に２個の係合孔３３ｄを配置した金具４６で構成されており、この金具４６に対して横行シリンダ３６のロッド３６ｃがピン４７を介して連結されている。なお、横行シリンダ３３についても横行シリンダ３６と基本的に同じ構成によって水平部材２２に取り付けられている。なお、図４(ａ)に示す符号４８ａ及び４８ｂは、リーダ２４をガイドするためのレールである。
【００２４】
次に、上記構成を有する横行シリンダ３３，３６の盛替動作を図５及び図６を参照しながら説明する。なお、説明を簡単にするため、図に示された水平部材２２の左側を左端と呼び、右側を右端と呼ぶ。また、横行シリンダ３６は横行シリンダ３３と連動するものであるため、横行シリンダ３３を代表して説明することがある。
【００２５】
いま、上側水平部材２２の左端にあるリーダ２４を右端まで移動させる場合について説明する。
【００２６】
図５のステップＳ１において、リーダ２４と上下各横行シリンダ３３，３６のロッド側先端部３３ｃ（上側横行シリンダのみ図示）とのロックをそれぞれＯＮとし、Ｒ3 位置での上下各横行シリンダ３３，３６のヘッド側後端部３３ａ（上側横行シリンダのみ図示）と水平部材２２，２３（上側水平部材のみ図示）とのロックをそれぞれＯＮとし、
ステップＳ２において、横行シリンダ３３のロッド３３ｂを後退させることによりリーダ２４を右方向（矢印Ｄ方向）に引っ張り、Ｒ2 位置で停止させる。
【００２７】
ステップＳ３において、ロックピン４０，４１を押し出すことによりロッド側先端部３３ｃと水平部材２２，２３とをロックし、ロッド３３ｂを交互に繰り出してヘッド側後端部３３ａをＲ4 位置まで進める。
【００２８】
ステップＳ４は、横行シリンダ３３のヘッド側後端部３３ａと水平部材２２とのロックが完了した状態を示している。
【００２９】
ステップＳ５において、横行シリンダ３３のロッド３３ｂを後退させることにより、リーダ２４をさらに右方向に引っ張り、水平部材２２の中央で停止させる。
【００３０】
図６は、横行シリンダ３３をさらに右端に移動させるための準備として横行シリンダ３３を今度は左方向に移し替える手順を示している。
【００３１】
ステップＳ６において、リーダ２４と横行シリンダ３３とのロックを解除し、ロッド３３ｂを伸張させる。
【００３２】
ステップＳ７において、Ｒ2 位置にてロッド側先端部３３ｃを水平部材２２にロックさせ、ロッド３３ｂを後退させてヘッド側後端部３３ａをＲ3 位置に停止させる。
【００３３】
ステップＳ８において、Ｒ3 位置にてヘッド側後端部３３ａと水平部材２２とをロックさせ、ロッド３３ｂを伸張させることによりロッド側先端部３３ｃをＲ1 位置に停止させる。
【００３４】
ステップＳ９において、Ｒ1 位置にてロッド側先端部３３ｃと水平部材２２とをロックさせ、ロッド３３ｂを後退させることによりヘッド側後端部３３ａとリーダ２４とを対応させる。
【００３５】
図７は、引き続きリーダ２４を水平部材２２の右端まで移動させる手順を示したものである。
【００３６】
ステップＳ１０において、リーダ２４と横行シリンダ３３のヘッド側後端部３３ａをロックした状態で、ロッド３３ｂを伸張させることによりリーダ２４をＲ3 位置まで移動させる。
【００３７】
ステップＳ１１において、Ｒ3 位置にてヘッド側後端部３３ａと水平部材２２とをロックさせた状態で、ロッド３３ｂを後退させることによりロッド側先端部３３ｃをＲ2 位置まで進める。
【００３８】
ステップＳ１２において、Ｒ2 位置にて横行シリンダ３３のロッド側先端部３３ｃと水平部材２２をロックし、Ｒ3 位置におけるヘッド側後端部３３ａと水平部材２２とのロックを解除する。
【００３９】
ステップＳ１３において、横行シリンダ３３のロッド３３ｂを伸張させることにより、リーダ２４を水平部材２２の右端まで移動させる。
【００４０】
このような手順により、リーダ２４を水平部材２２の左端から右端まで移動させることができ、また、上記手順と逆の手順で動作させると、水平部材２２の右端から左端までリーダ２４を移動させることができる。
【００４１】
また、横行シリンダ３３，３６が各ロックピン間を移り渡る手順を予め決定しておき、水平部材におけるＲ1 ，Ｒ2 ，Ｒ3 ，Ｒ4 の各位置に検出手段としてのセンサを配置して、横方向に移し替えられるシリンダ３３，３６の位置を検出できるように構成し、各ロックピンのロック状態のＯＮ、ＯＦＦに基づいて横行シリンダ３３，３６のストローク長さを制御すれば、横行シリンダ３３，３６の移し替え作業を自動化することができる。なお、制御の形態はシーケンス制御で行うこともでき、マイクロコンピュータを用いてソフトウエア的に行うこともできる。なお、本発明のガイド手段は、上記実施形態では平行に配置されたレールで構成したが、これに限らず、水平部材またはリーダに対してロックされていない状態であっても横行シリンダを横方向にスライド移動させることができるものであれば、任意のガイド機構を使用することができる。
【００４２】
また、本発明の水平部材側ロック手段及び垂直フレーム側ロック手段は、上記実施形態では油圧シリンダによって前進または後退するロックピンで構成したが、これに限らず、例えばピニオンギアによって往復移動するラックにロックピンを備えたもの等のように機械式ロック機構で構成することもできる。
【００４３】
【発明の効果】
上記したことから明かなように本発明によれば、盛替作業を簡便且つ短時間で行えることによって水平部材の全長に亘って垂直フレームを往復移動させることができ、それによって掘削溝終端の施工を簡便に行なうことができる。
【００４４】
また、走行台車を停止した状態で水平部材の全長に亘って垂直フレームを移動させることができるため、走行台車を移動させつつ掘削を行う従来方法に比べると直線性に優れた掘削溝を施工することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の地中連続溝掘削装置の一実施形態を示す正面図である。
【図２】図１に係る装置のメインフレームの構成を示す説明図である。
【図３】同装置のロックピンの構成を示す平面断面図である。
【図４】同装置における油圧シリンダの配置を示す説明図である。
【図５】本発明の油圧シリンダ移し替え動作を説明する第一の工程図である。
【図６】図５の動作に係る第二の工程図である。
【図７】図５の動作に係る第三の工程図である。
【図８】従来の地中連続溝掘削装置の構成を示す正面図である。
【図９】掘削溝終端の施工状態を説明する斜視図である。
【符号の説明】
２０  ベースマシン
２１  メインフレーム
２２  上側水平部材
２３  下側水平部材
２４  リーダ
２５  カッター支持ポスト
２６  カッター
２７  カッターポスト
３３，３６  横行シリンダ
４０，４１  ロックピン
４３  油圧シリンダ
４５ａ，３５ｂ  レール（ガイド手段）
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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