(57)【要約】【課題】掘削刃プレートとチェーンとを固定する締結部材にかかるせん断力を小さくすることが可能な、掘削装置および掘削方法を提供する。【解決手段】溝掘削機は、カッターポスト６と、チェーン１１と、第２カッタービットプレート５０Ｂと、シューボルトと、を備える。第２カッタービットプレート５０Ｂは、一対の規制プレート５０２を備える。規制プレート５０２は、幅方向においてチェーン１１を挟んでその両側の位置に配置されプレート本体５０１の裏面から延びる一対の部材であって、チェーン１１および第２カッタービットプレート５０Ｂの周回移動に伴ってカッターポスト６に当接することで、第２カッタービットプレート５０Ｂが周回方向に沿って延びる軸線回りに回転することを規制する。【選択図】図９
2018059290.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
地中に連続溝を形成する掘削装置であって、
地上に配置される装置本体と、
前記装置本体から垂下され、地中に配置される支持体と、
前記支持体の外周上を所定の周回面に沿って所定の周回方向に移動可能なように、前記支持体に支持される無端状のチェーンと、
前記チェーンの周回方向に沿って間隔をおいて前記チェーンの外周面に固定された複数の掘削刃プレートであって、前記チェーンの周回面および前記チェーンの周回方向とそれぞれ直交する前記チェーンの幅方向に沿って前記チェーンよりも長く延び、表面と裏面とを含むプレート本体と、前記プレート本体の前記表面において少なくとも前記幅方向の両端部に配置され前記地中の地山に対向する複数の掘削刃と、を備え、前記チェーンと一体的に周回移動することで前記地山を掘削する、複数の掘削刃プレートと、
前記チェーンの外周面と前記プレート本体の裏面とが互いに圧接するように、前記チェーンと前記掘削刃プレートとを前記周回面と平行かつ前記幅方向と直交する方向に沿って締結する複数の締結部材と、
前記チェーンを前記周回方向に沿って周回移動させるチェーン駆動部と、
前記支持体を所定の進行方向に沿って移動させる支持体駆動部と、
を有し、
前記支持体は、互いに前記幅方向に間隔をおいて配置され、前記周回方向に沿って連続的に延びる一対の規制面を備え、
前記掘削刃プレートは、前記幅方向において前記チェーンを挟んでその両側の位置に配置され前記プレート本体の裏面から延びる一対の規制部材であって、前記掘削刃プレートが前記周回方向に沿って延びる軸線回りに回転することを規制するように前記周回方向の任意の位置において前記支持体の前記規制面に当接可能な被規制面をそれぞれ含む一対の規制部材を備える、掘削装置。
【請求項２】
前記支持体の前記一対の規制面はそれぞれ前記幅方向の外側に面するように配置され、
前記一対の規制部材は、前記幅方向において前記支持体を挟むように配置され、
前記一対の被規制面は、それぞれ前記規制面に対して前記幅方向の外側に対向して配置されている、請求項１に記載の掘削装置。
【請求項３】
前記支持体は、
前記チェーンを周回移動可能に支持する一対の支持壁と、
前記一対の支持壁の前記幅方向の両端側に配置され、前記規制面を備える一対の側壁と、
を備える、請求項２に記載の掘削装置。
【請求項４】
前記側壁は、
ベース面と、
前記ベース面から前記幅方向外側に突出し、前記周回方向に沿って延びるとともに、前記規制面を含む突出部と、
を備える、請求項３に記載の掘削装置。
【請求項５】
前記周回方向と直交する断面において、前記規制部材の前記被規制面および前記支持体の前記規制面のうちの前記一方が前記他方に向かって凸状の曲線形状を備えている、請求項１乃至４の何れか１項に記載の掘削装置。
【請求項６】
前記規制部材の基端部に配置され、前記周回方向と直交する断面における前記プレート本体に対する前記規制部材の倒れを規制する倒れ規制部材を更に備える、請求項１乃至５の何れか１項に記載の掘削装置。
【請求項７】
前記チェーンは、前記外周面を含み前記幅方向に間隔をおいて配置される一対の無端状の帯体と、前記帯体同士の前記間隔を一定に保持するように前記一対の帯体を互いに連結する連結部材と、を備え、
前記掘削刃プレートは、前記プレート本体の裏面から突出し前記一対の帯体の間の空間に挿入される突起部であって、前記一対の帯体の前記周回方向に沿って延びる内側面にそれぞれ面接触する一対の外側面を含む内側突起部を備える、請求項１乃至６の何れか１項に記載の掘削装置。
【請求項８】
前記掘削刃プレートは、前記内側突起部との間で前記一対の帯体を前記幅方向において挟むように前記プレート本体の裏面から突出した一対の突起部であって、前記一対の帯体の前記周回方向に沿って延びる外側面に面接触する内側面をそれぞれ含む一対の外側突起部を更に備える、請求項７に記載の掘削装置。
【請求項９】
前記幅方向における前記支持体の幅をｄ、前記掘削刃プレートの両端部に配置された前記掘削刃同士の前記幅方向における間隔をＬとした場合、Ｌ≧ｄ×２．５の関係が満たされている、請求項１乃至８の何れか１項に記載の掘削装置。
【請求項１０】
所定の支持体の外周面において、所定の周回面に沿って所定の周回方向に移動可能なように、前記支持体に支持される無端状のチェーンと、
表面と裏面とを含むプレート本体と、前記周回面および前記周回方向とそれぞれ直行する前記チェーンの幅方向において少なくとも前記プレート本体の前記表面の両端部に配置され地中の地山に対向する複数の掘削刃と、をそれぞれ備え、前記チェーンの外周面に前記周回方向に沿って間隔をおいて固定された複数の掘削刃プレートと、
を、一体的に周回移動させることで、地中に連続溝を形成する掘削方法であって、
前記チェーンの幅方向において前記チェーンを挟んでその両側の位置に配置され前記掘削刃プレートの前記プレート本体の裏面から延びる一対の規制部材が、前記チェーンおよび前記掘削刃プレートの周回移動に伴って前記支持体に当接することで、前記掘削刃プレートが前記周回方向に沿って延びる軸線回りに回転することを規制しながら、前記掘削刃によって前記地山を掘削する掘削工程を有する、掘削方法。
【請求項１１】
前記規制部材の基端部に配置され前記規制部材を支持する部材によって、前記周回方向と直交する断面における前記プレート本体に対する前記規制部材の倒れを規制しながら、前記掘削刃によって前記地山を掘削する、請求項１０に記載の掘削方法。
【請求項１２】
前記チェーンとして、前記周回方向と直交する幅方向に間隔をおいて配置された一対の無端状の帯体が、前記間隔が一定に保持されるように所定の連結部材によって互いに連結されたチェーンを準備するとともに、前記掘削刃プレートの前記プレート本体の裏面から突出する内側突起部が前記一対の帯体の間の空間に進入し、前記内側突起部の前記周回方向に沿って延びる一対の外側面が前記一対の帯体の前記周回方向に沿って延びる内側面にそれぞれ面接触するように、前記掘削刃プレートを前記チェーンに嵌め込み、前記一対の帯体の外周面と前記プレート本体の裏面とが互いに圧接するように、前記チェーンと前記掘削刃プレートとを前記周回面と平行かつ前記幅方向と直交する方向に沿って複数の締結部材によって締結する準備工程を更に有し、
前記掘削工程において、前記チェーンを前記支持体回りに周回移動させるとともに、前記支持体を所定の進行方向に沿って移動させ、前記掘削刃が前記地山から受ける反力によって前記掘削刃プレートがプレート本体と平行な面内で回転することを、前記内側突起部の前記外側面と前記一対の帯体の前記内側面との接触によって規制しながら、前記掘削刃によって前記地山を掘削する、請求項１０または１１に記載の掘削方法。
【請求項１３】
前記準備工程において、前記内側突起部に対して前記幅方向の両側に間隔をおいて前記プレート本体の裏面から突出する一対の外側突起部が、前記内側突起部との間で前記一対の帯体を前記幅方向において挟み、かつ、前記一対の外側突起部の前記周回方向に沿って延びる内側面が前記一対の帯体の前記周回方向に沿って延びる外側面にそれぞれ面接触するように、前記掘削刃プレートを前記チェーンに嵌め込み、前記チェーンと前記掘削刃プレートとを前記複数の締結部材によって締結し、
前記掘削工程において、前記掘削刃が前記地山から受ける反力によって前記掘削刃プレートがプレート本体と平行な面内で回転することを、前記外側突起部の前記一対の内側面と前記一対の帯体の前記外側面との接触によって更に規制しながら、前記掘削刃によって前記地山を掘削する、請求項１２に記載の掘削方法。
【請求項１４】
前記幅方向における前記支持体の幅をｄ、前記掘削刃プレートの両端部に配置された前記掘削刃同士の前記幅方向における間隔をＬとした場合、Ｌ≧ｄ×２．５の関係が満たされるように、前記支持体および前記プレート本体のそれぞれの幅と、前記掘削刃の配置とを設定する、請求項１０乃至１３の何れか１項に記載の掘削方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、地中に止水、基礎用ソイルセメント壁等の連続壁を形成するためなどに用いられる掘削装置および掘削方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、地中を掘削し、連続溝を形成する掘削装置は、地上を走行するためのクローラを装着した下部走行体と、この下部走行体上に搭載される上部旋回体と、当該上部旋回体に備えられた門型フレームと、を備えている。この門型フレームは、上下に配置された一対の横行シリンダと、リーダーと、を備える。一対の横行シリンダは、リーダーを地面と平行な横方向にスライドさせる。更に、掘削装置は、カッターポストと、チェーン式カッターと、を備える。
【０００３】
カッターポストはリーダーから垂下されており、このカッターポストをガイドとしてチェーン式カッターが上下方向に沿って周回回転する。チェーン式カッターは、回転駆動されるエンドレスチェーンと、エンドレスチェーンの外周側に周回方向に沿って間隔をおいて配置された複数のビットプレートと、を備える。各ビットプレートには、複数の掘削ビットが配列されている。チェーン式カッターが周回回転されながら、地中でカッターポストが横方向に移動されることにより、その進行方向に溝が掘削される。
【０００４】
特許文献１には、カッターポストの角部に沿って、掘削ビットが周回する技術が開示されている。また、特許文献２には、傾斜して配置されたカッターポスト回りに周回するチェーンの垂れを防止するために、チェーンの位置を規制するガイド機構がカッターポストに備えられた技術が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開１９９７−２９６４４１号公報
【特許文献２】特開２００３−７４０８４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
近年、掘削装置の掘削性能において、掘削される溝の溝幅の増大が求められている。溝幅を増大させるためには、掘削ビットを支持するビットプレートの幅を増大させる必要がある。この場合、地山から受ける反力によって、ビットプレートに大きな回転モーメントがかかりやすくなる。この結果、ビットプレートとチェーンとを固定するボルトに強いせん断力がかかり、ボルトの緩みや外れが発生するという問題があった。
【０００７】
本発明は、上記問題に鑑みてなされたものであり、掘削刃プレートとチェーンとを固定する締結部材にかかるせん断力を小さくすることが可能な、掘削装置および掘削方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明の一の局面に係る掘削装置は、地中に連続溝を形成する掘削装置であって、地上に配置される装置本体と、前記装置本体から垂下され、地中に配置される支持体と、前記支持体の外周上を所定の周回面に沿って所定の周回方向に移動可能なように、前記支持体に支持される無端状のチェーンと、前記チェーンの周回方向に沿って間隔をおいて前記チェーンの外周面に固定された複数の掘削刃プレートであって、前記チェーンの周回面および前記チェーンの周回方向とそれぞれ直交する前記チェーンの幅方向に沿って前記チェーンよりも長く延び、表面と裏面とを含むプレート本体と、前記プレート本体の前記表面において少なくとも前記幅方向の両端部に配置され前記地中の地山に対向する複数の掘削刃と、を備え、前記チェーンと一体的に周回移動することで前記地山を掘削する、複数の掘削刃プレートと、前記チェーンの外周面と前記プレート本体の裏面とが互いに圧接するように、前記チェーンと前記掘削刃プレートとを前記周回面と平行かつ前記幅方向と直交する方向に沿って締結する複数の締結部材と、前記チェーンを前記周回方向に沿って周回移動させるチェーン駆動部と、前記支持体を所定の進行方向に沿って移動させる支持体駆動部と、を有し、前記支持体は、互いに前記幅方向に間隔をおいて配置され、前記周回方向に沿って連続的に延びる一対の規制面を備え、前記掘削刃プレートは、前記幅方向において前記チェーンを挟んでその両側の位置に配置され前記プレート本体の裏面から延びる一対の規制部材であって、前記掘削刃プレートが前記周回方向に沿って延びる軸線回りに回転することを規制するように前記周回方向の任意の位置において前記支持体の前記規制面に当接可能な被規制面をそれぞれ含む一対の規制部材を備える。
【０００９】
本構成によれば、地山の掘削中に、掘削刃が地山から受ける反力によって、掘削刃プレートが周回方向に沿って延びる軸線回りに回転するようなモーメントが発生する場合であっても、一対の規制部材が支持体に当接することによって、掘削刃プレートの回転が規制される。このため、掘削刃プレートを固定する締結部材にかかるせん断力を小さくすることが可能となる。この結果、締結部材の緩み、外れおよび破損などを抑止することができる。
【００１０】
上記の構成において、前記支持体の前記一対の規制面はそれぞれ前記幅方向の外側に面するように配置され、前記一対の規制部材は、前記幅方向において前記支持体を挟むように配置され、前記一対の被規制面は、それぞれ前記規制面に対して前記幅方向の外側に対向して配置されていることが望ましい。
【００１１】
本構成によれば、掘削刃が地山から受ける反力と交差する方向に沿って、規制部材が支持体に当接する。このため、掘削刃プレートにかかる負荷を低減しながら、掘削刃プレートの回転を規制することができる。また、規制部材と支持体との当接部を地山の掘削部分から離れた位置に配置することができる。このため、当接部に高圧の土砂が介在し規制機能が妨げられることが抑止される。
【００１２】
上記の構成において、前記支持体は、前記チェーンを周回移動可能に支持する一対の支持壁と、前記一対の支持壁の前記幅方向の両端側に配置され、前記規制面を備える一対の側壁と、を備えることが望ましい。
【００１３】
本構成によれば、チェーンを支持する機能と、掘削刃プレートの回転を規制する機能とを、異なる壁部に分担させることができる。また、掘削刃が地山から受ける反力を支持体の側壁によって受けることができる。このため、掘削刃プレートの回転を安定して規制することができる。
【００１４】
上記の構成において、前記側壁は、ベース面と、前記ベース面から前記幅方向外側に突出し、前記周回方向に沿って延びるとともに、前記規制面を含む突出部と、を備えることが望ましい。
【００１５】
本構成によれば、側壁から突出する突出部に規制面を配置することで、ベース面の形状によらず、掘削刃プレートの回転を規制することができる。
【００１６】
上記の構成において、前記周回方向と直交する断面において、前記規制部材の前記被規制面および前記支持体の前記規制面のうちの前記一方が前記他方に向かって凸状の曲線形状を備えていることが望ましい。
【００１７】
本構成によれば、平面同士が接触する場合と比較して、規制部材と支持体との摺動抵抗が小さくなる。このため、規制部材が支持体に当接しながら、チェーンの周回移動がスムーズに実現される。
【００１８】
上記の構成において、前記規制部材の基端部に配置され、前記周回方向と直交する断面における前記プレート本体に対する前記規制部材の倒れを規制する倒れ規制部材を更に備えることが望ましい。
【００１９】
本構成によれば、プレート本体に対する規制部材の倒れが抑止されるため、規制部材と支持体との接触部が安定して維持される。この結果、周回方向に沿って延びる軸線回りに掘削刃プレートが回転することが安定して規制される。
【００２０】
上記の構成において、前記チェーンは、前記外周面を含み前記幅方向に間隔をおいて配置される一対の無端状の帯体と、前記帯体同士の前記間隔を一定に保持するように前記一対の帯体を互いに連結する連結部材と、を備え、前記掘削刃プレートは、前記プレート本体の裏面から突出し前記一対の帯体の間の空間に挿入される突起部であって、前記一対の帯体の前記周回方向に沿って延びる内側面にそれぞれ面接触する一対の外側面を含む内側突起部を備えることが望ましい。
【００２１】
本構成によれば、地山の掘削中に、掘削刃が地山から受ける反力によって、掘削刃プレートがプレート本体と平行な面内において回転するようなモーメントが発生する場合であっても、内側突起部の外側面と一対の帯体の内側面との接触によって、掘削刃プレートの回転が規制される。このため、掘削刃プレートを固定する締結部材にかかるせん断力を小さくすることが可能となる。この結果、締結部材の緩み、外れおよび破損などを更に抑止することができる。
【００２２】
上記の構成において、前記掘削刃プレートは、前記内側突起部との間で前記一対の帯体を前記幅方向において挟むように前記プレート本体の裏面から突出した一対の突起部であって、前記一対の帯体の前記周回方向に沿って延びる外側面に面接触する内側面をそれぞれ含む一対の外側突起部を更に備えることが望ましい。
【００２３】
本構成によれば、地山の掘削中に、外側突起部の内側面と一対の帯体の外側面との接触によって、掘削刃プレートの回転が更に規制される。この結果、締結部材の緩み、外れおよび破損などを更に抑止することができる。
【００２４】
上記の構成において、前記幅方向における前記一対の側壁間の幅をｄ、前記掘削刃プレートの両端部に配置された前記掘削刃同士の前記幅方向における間隔をＬとした場合、Ｌ≧ｄ×２．５の関係が満たされていることが望ましい。
【００２５】
本構成によれば、地中において広幅の領域を掘削する場合でも、チェーンの周回移動および支持体の進行が安定して実行されながら、周回方向に沿って延びる軸線回りに掘削刃プレートが回転することが規制される。この結果、締結部材にかかるせん断力を小さくすることが可能となる。
【００２６】
また、本発明の他の局面に係る掘削方法は、所定の支持体の外周面において、所定の周回面に沿って所定の周回方向に移動可能なように、前記支持体に支持される無端状のチェーンと、表面と裏面とを含むプレート本体と、前記周回面および前記周回方向とそれぞれ直行する前記チェーンの幅方向において少なくとも前記プレート本体の前記表面の両端部に配置され地中の地山に対向する複数の掘削刃と、をそれぞれ備え、前記チェーンの外周面に前記周回方向に沿って間隔をおいて固定された複数の掘削刃プレートと、を、一体的に周回移動させることで、地中に連続溝を形成する掘削方法であって、前記チェーンの幅方向において前記チェーンを挟んでその両側の位置に配置され前記掘削刃プレートの前記プレート本体の裏面から延びる一対の規制部材が、前記チェーンおよび前記掘削刃プレートの周回移動に伴って前記支持体に当接することで、前記掘削刃プレートが前記周回方向に沿って延びる軸線回りに回転することを規制しながら、前記掘削刃によって前記地山を掘削する掘削工程を有する。
【００２７】
本構成によれば、地山の掘削中に、周回方向に沿って延びる軸線回りに掘削刃プレートが回転することが規制される。このため、掘削刃プレートを固定する締結部材にかかるせん断力を小さく維持しながら、掘削作業を行うことができる。
【００２８】
上記の構成において、前記規制部材の基端部に配置され前記規制部材と前記プレート本体とを接続する補強部材によって、前記周回方向と直交する断面における前記プレート本体に対する前記規制部材の倒れを規制しながら、前記掘削刃によって前記地山を掘削するものでもよい。
【００２９】
本構成によれば、地山の掘削中に、周回方向に沿って延びる軸線回りに掘削刃プレートが回転することが安定して規制される。
【００３０】
上記の構成において、前記チェーンとして、前記周回方向と直交する幅方向に間隔をおいて配置された一対の無端状の帯体が、前記間隔が一定に保持されるように所定の連結部材によって互いに連結されたチェーンを準備するとともに、前記掘削刃プレートの前記プレート本体の裏面から突出する内側突起部が前記一対の帯体の間の空間に進入し、前記内側突起部の前記周回方向に沿って延びる一対の外側面が前記一対の帯体の前記周回方向に沿って延びる内側面にそれぞれ面接触するように、前記掘削刃プレートを前記チェーンに嵌め込み、前記一対の帯体の外周面と前記プレート本体の裏面とが互いに圧接するように、前記チェーンと前記掘削刃プレートとを前記周回面と平行かつ前記幅方向と直交する方向に沿って複数の締結部材によって締結する準備工程を更に有し、前記掘削工程において、前記チェーンを前記支持体回りに周回移動させるとともに、前記支持体を所定の進行方向に沿って移動させ、前記掘削刃が前記地山から受ける反力によって前記掘削刃プレートがプレート本体と平行な面内で回転することを、前記内側突起部の前記外側面と前記一対の帯体の前記内側面との接触によって規制しながら、前記掘削刃によって前記地山を掘削するものでもよい。
【００３１】
本構成によれば、地山の掘削中に、掘削刃プレートを固定する締結部材にかかるせん断力を更に小さく維持しながら、掘削作業を行うことができる。
【００３２】
上記の構成において、前記準備工程において、前記内側突起部に対して前記幅方向の両側に間隔をおいて前記プレート本体の裏面から突出する一対の外側突起部が、前記内側突起部との間で前記一対の帯体を前記幅方向において挟み、かつ、前記一対の外側突起部の前記周回方向に沿って延びる内側面が前記一対の帯体の前記周回方向に沿って延びる外側面にそれぞれ面接触するように、前記掘削刃プレートを前記チェーンに嵌め込み、前記チェーンと前記掘削刃プレートとを前記複数の締結部材によって締結し、前記掘削工程において、前記掘削刃が前記地山から受ける反力によって前記掘削刃プレートがプレート本体と平行な面内で回転することを、前記外側突起部の前記一対の内側面と前記一対の帯体の前記外側面との接触によって更に規制しながら、前記掘削刃によって前記地山を掘削するものでもよい。
【００３３】
地山の掘削中に、掘削刃プレートを固定する締結部材にかかるせん断力を更に小さく維持しながら、掘削作業を行うことができる。
【００３４】
上記の構成において、前記幅方向における前記支持体の幅をｄ、前記掘削刃プレートの両端部に配置された前記掘削刃同士の前記幅方向における間隔をＬとした場合、Ｌ≧ｄ×２．５の関係が満たされるように、前記支持体および前記プレート本体のそれぞれの幅と、前記掘削刃の配置とを設定するものでもよい。
【００３５】
本構成によれば、地中において広幅の領域を掘削する場合でも、周回方向に沿って延びる軸線回りに掘削刃プレートが回転することが規制される。この結果、締結部材にかかるせん断力を小さく維持しながら、掘削作業を行うことができる。
【発明の効果】
【００３６】
本発明によれば、掘削刃プレートとチェーンとを固定する締結部材にかかるせん断力を小さくすることが可能な、掘削装置および掘削方法が提供される。
【図面の簡単な説明】
【００３７】
【図１】本発明の第１実施形態に係る掘削装置の全体構成を示す側面図である。
【図２】本発明の第１実施形態に係る掘削装置の全体構成を示す正面図である。
【図３】本発明の第１実施形態に係る掘削装置の支持体およびチェーン式カッターの構造を示す模式的な側面図である。
【図４】本発明の第１実施形態に係る掘削装置のチェーン式カッターの一部を示す正面図である。
【図５】本発明の第１実施形態に係る掘削装置のチェーン式カッターの一部を示す上面図である。
【図６】本発明の第１実施形態に係る掘削装置のチェーン式カッターの一部を示す正面図である。
【図７】本発明の第１実施形態に係る掘削装置のチェーン式カッターの一部を示す側面図である。
【図８】本発明の第１実施形態に係る掘削装置のチェーン式カッターの一部を示す上面図である。
【図９】本発明の第１実施形態に係る掘削装置の支持体およびチェーン式カッターの構造を示す模式的な断面図である。
【図１０】本発明の第１実施形態に係るチェーン式カッターの構造を示す上面図である。
【図１１】本発明の第１実施形態に係るチェーン式カッターの構造を示す背面図である。
【図１２】本発明の第１実施形態に係るチェーン式カッターの構造を示す正面図である。
【図１３】本発明の第１実施形態に係るチェーン式カッターの構造を示す側面図である。
【図１４】本発明の第２実施形態に係る掘削装置の支持体およびチェーンの断面図である。
【図１５】本発明の第２実施形態に係る掘削装置のチェーンの一部を拡大した正面図である。
【図１６】本発明の第２実施形態に係る掘削装置のチェーンの一部を拡大した側面図である。
【図１７】本発明の第２実施形態に係る掘削装置のチェーンおよび掘削刃プレートの断面図である。
【図１８】本発明の変形実施形態に係る掘削装置の支持体およびチェーン式カッターの構造を示す模式的な断面図である。
【図１９】本発明の変形実施形態に係る掘削装置のチェーンおよび掘削刃プレートの断面図である。
【図２０】本発明の実施形態に係る掘削装置と比較される他の掘削装置の支持体およびチェーン式カッターの構造を示す模式的な断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００３８】
以下、図面を参照しつつ、本発明の各実施形態について説明する。図１は、本発明の第１実施形態に係る溝掘削機１（掘削装置）の側面図であり、図２は、溝掘削機１の正面図である。なお、以後、各図には、「上」、「下」、「前」および「後」の方向が示されているが、当該方向は、本発明に係る溝掘削機１の構造および掘削方法を説明するために便宜上示すものであり、溝掘削機１の使用態様などを限定するものではない。
【００３９】
この溝掘削機１は、地上面を移動可能なクローラ２を装着した下部走行体３と、この下部走行体３上に搭載された上部旋回体４（装置本体）と、この上部旋回体４に昇降自在に設けられたリーダー５と、このリーダー５から垂下され、地中に配置されるカッターポスト６（支持体）と、回転駆動装置７（チェーン駆動部）と、移動機構１３Ｓと、を有している。図３は、本実施形態に係る溝掘削機１のカッターポスト６およびチェーン式カッター１０の構造を示す模式的な側面図である。
【００４０】
カッターポスト６は、直方体形状からなる箱材であり、複数のカッターポスト６が上下に連結されている。回転駆動装置７は、油圧で駆動する駆動ローラー８と、アイドラローラー９（図３）と、を備えている。駆動ローラー８は、連結されたカッターポスト６の上端部に配置され、アイドラローラー９は、連結されたカッターポスト６の下端部に配置されている。駆動ローラー８とアイドラローラー９との間にチェーン式カッター１０が周回移動可能なように掛け渡されている。回転駆動装置７は、チェーン１１を周回方向ＤＡ（図３）に沿って周回移動させる。パワーユニット１Ｐは、回転駆動装置７に対して油圧源供給を行う。
【００４１】
図３に示すように、チェーン式カッター１０は、エンドレス（無端状）のチェーン１１と、そのチェーン１１の外周側に配列された複数のカッタービットプレート５０とを備えている。チェーン１１は、カッターポスト６の外周上を所定の周回面に沿って所定の周回方向に移動可能なように、カッターポスト６に支持されている。なお、チェーン１１の周回面とは、図３の紙面と平行な面であり、チェーン１１の一方の側縁が周回時に描く軌跡を含む面である。また、周回移動するチェーン１１の周回方向は、図３において矢印ＤＡ、ＤＢで示されている。また、チェーン１１の幅方向とは、チェーン１１の周回面および周回方向とそれぞれ直交する方向であり、図３の紙面と直交する方向（図３の左右方向）に相当する。
【００４２】
カッタービットプレート５０は、チェーン１１の周回方向に沿って間隔をおいてチェーン１１の外周面に固定された、複数の板状部材である。カッタービットプレート５０は、複数の掘削ビット１２（図２）（掘削刃）を備えている。掘削ビット１２は、少なくともカッタービットプレート５０の幅方向の両端部に配置され、地中の地山に対向する。掘削ビット１２は、超硬チップからなる。カッタービットプレート５０は、チェーン１１と一体的に周回移動されることで地山を掘削する。
【００４３】
駆動ローラー８には、そのチェーン１１のテンションを調整するためのテンション調整機構が備えられている。図３において、チェーン式カッター１０は、駆動ローラー８の回転駆動力をうけて、カッターポスト６の前側部分では矢印ＤＡ方向（鉛直下方向）に移動し、カッターポスト６の後側部分では矢印ＤＢ方向（鉛直上方向）に移動するように、周回移動される。なお、アイドラローラー９はチェーン式カッター１０のチェーン１１に従動して回転する。また、図３に示すように、駆動ローラー８は駆動ローラー軸８Ａを備え、アイドラローラー９はアイドラローラー軸９Ａを備えている。
【００４４】
上部旋回体４には門型フレーム１３（図２）が取り付けられており、この門型フレーム１３に移動機構１３Ｓ（支持体駆動部）が配置されている。移動機構１３Ｓは、門型フレーム１３の上部に配置された横行上シリンダ１４と、門型フレーム１３の下部に配置された横行下シリンダ１５と、を備える。横行上シリンダ１４と横行下シリンダ１５とはそれぞれ平行に配置されている。
【００４５】
横行下シリンダ１５の推力ＦＰＬによって、カッターポスト６を所定の進行方向（前方向）に沿って移動させ、地山に押し付けることができるようになっており、このとき横行上シリンダ１４は、横行下シリンダ１５の押圧方向と逆方向のシリンダ保持力を発生させるようになっている。
【００４６】
図１の１６，１７は、リーダー５を支持している一対のバックステイ（手前側のみ図示）である。なお、作業者が搭乗するキャビン１８は上部旋回体４に搭載されている。
【００４７】
溝掘削機１は、地中に挿入されたカッターポスト６を水平方向に押圧しつつチェーン式カッター１０の掘削ビット１２を略垂直方向に移動させ、カンナで削る原理によって１パターン毎に掘削を行う。なお、ここでいう１パターンとは、チェーン式カッター１０において周回方向に沿って設けられた掘削ビット１２の１群によって掘削される領域を意味する。
【００４８】
なお、上記の横行下シリンダ１５の推力ＦＰＬが不足すると、掘削横行速度が低下し地盤の掘削ができなくなる。また、一例として、本実施形態に示す溝掘削機１の横行下シリンダ１５の定格推力ＦＰＬは５３９ｋＮである。
【００４９】
ここにＶｂ：接線速度（ｍｍ／ｓｅｃ）、Ｖｅ：掘削速度（ｍｍ／Ｈｒ）、Ｌｐ：全断面掘削１パターン長（ｍｍ）、ｔｐｘ：１パターン当たりの切込み深さ（ｍｍ）とするとき、
Ｌｐ：ｔｐｘ＝Ｖｂ：Ｖｅ・・・（式１）
の関係が満たされる。式１から下記の式２が導かれる。
【００５０】
ｔｐｘ＝Ｖｅ×Ｌｐ／Ｖｂ・・・（式２）
したがって、式２から１パターン当たりの切込み深さｔｐｘが求められる。
【００５１】
図４は、本実施形態に係る溝掘削機１のチェーン式カッター１０の一部（１０Ａ）を示す正面図であり、図５は、チェーン式カッター１０の一部（１０Ａ）を示す上面図である。図６は、溝掘削機１のチェーン式カッター１０の一部（１０Ｂ）を示す正面図であり、図７は、チェーン式カッター１０の一部（１０Ｂ）を示す側面図であり、図８は、チェーン式カッター１０の一部（１０Ｂ）を示す上面図である。
【００５２】
本実施形態に係るチェーン式カッター１０は、図４に示す第１カッターユニット１０Ａと、図６に示す第２カッターユニット１０Ｂとが、チェーン式カッター１０の周回方向に沿って、交互に連結されることで構成されている。なお、第１カッターユニット１０Ａおよび第２カッターユニット１０Ｂの連結態様はこれに限定されるものではなく、２つの第１カッターユニット１０Ａが連続的に連結されるとともに、その次に第２カッターユニット１０Ｂが連結されるなどの態様でもよい。本実施形態では、第１カッターユニット１０Ａおよび第２カッターユニット１０Ｂが、前述の掘削ビット１２の１群を構成する。
【００５３】
第１カッターユニット１０Ａおよび第２カッターユニット１０Ｂを構成するチェーン１１は、チェーン１１の幅方向に間隔をおいて配置された一対のリンク１１０Ａまたはハーフリンク１１０Ｂが周回方向に沿って複数配置され、互いに連結されることで形成されている（図７参照）。本実施形態では、１７個のリンク１１０Ａ群の間に、１つのハーフリンク１１０Ｂが介在するように配置されている。隣接するリンク１１０Ａまたはハーフリンク１１０Ｂは、固定ピン１５０（図７）によって互いに連結されている。このようなチェーン１１について換言すれば、チェーン１１は、幅方向に間隔をおいて配置される一対の無端状の帯体１１Ａ、１１Ｂ（図６）と、帯体同士の間隔を一定に保持するように一対の帯体１１Ａ、１１Ｂを互いに連結する固定ピン１５０と、を備えている。帯体１１Ａ、１１Ｂの外周面が、チェーン１１の外周面に相当する。帯体１１Ａ、１１Ｂは、それぞれ周回方向に沿って隣接して配置された複数のリンク１１０Ａ（ハーフリンク１１０Ｂ）と、隣接するリンク１１０Ａ同士を結合する固定ピン１５０と、を備える。すなわち、固定ピン１５０は、幅方向に沿って隣接する帯体１１Ａ、１１Ｂ同士を連結するとともに、周回方向に沿って隣接するリンク１１０Ａ同士を連結する。
【００５４】
第１カッターユニット１０Ａは、チェーン式カッター１０が地山Ｍを掘削する掘削幅Ｗ（図９参照）のうち、幅方向内側の領域を掘削する機能を備えている。第１カッターユニット１０Ａは、前述のチェーン１１上に固定された、複数の第１カッタービットプレート５０Ａを備えている。本実施形態では、１つの第１カッターユニット１０Ａに対して、８つの第１カッタービットプレート５０Ａが配置されている。第１カッタービットプレート５０Ａは、カッタービットプレート５０の一態様である。第１カッタービットプレート５０Ａは、チェーン１１のリンク１１０Ａ上に、複数（４つ）のシューボルトＳ１および不図示のナットによって固定されている（図４）。第１カッターユニット１０Ａの複数の第１カッタービットプレート５０Ａの幅方向の長さは、互いに異なるように設定されている。なお、一部の第１カッタービットプレート５０Ａ同士の幅は、同じ値に設定されてもよい。
【００５５】
第１カッタービットプレート５０Ａ上には、第１掘削ビット１２Ａが固定されている。本実施形態では、第１カッターユニット１０Ａの第１掘削ビット１２Ａの最大幅Ｋ（図４、図５）は、８５０ｍｍに設定されている。図５に示すように、複数の第１カッタービットプレート５０Ａを周回方向ＤＡに沿って見た場合、各第１カッタービットプレート５０Ａに備えられた第１掘削ビット１２Ａは、最大幅Ｋの幅方向全体に亘って連続的に配置されている。この結果、地山Ｍの掘削幅Ｗのうち、最大幅Ｋに対応した領域が、第１カッターユニット１０Ａによって掘削される。
【００５６】
図６〜図８を参照して、第２カッターユニット１０Ｂは、チェーン式カッター１０が地山Ｍを掘削する掘削幅Ｗ（図９参照）のうち、幅方向外側の領域を掘削する機能を備えている。
【００５７】
第２カッターユニット１０Ｂは、前述のチェーン１１上に固定された、複数の第２カッタービットプレート５０Ｂを備えている。第２カッタービットプレート５０Ｂは、カッタービットプレート５０の一態様である。本実施形態では、１つの第２カッターユニット１０Ｂが、３つの第２カッタービットプレート５０Ｂを備えている。なお、図６の両端部に現れているカッタービットプレートは、隣接する第１カッターユニット１０Ａの第１カッタービットプレート５０Ａ（図４）である。第２カッタービットプレート５０Ｂは、チェーン１１のリンク１１０Ａ上に、複数のシューボルトＳ１および不図示のナットによって固定される（図７）。
【００５８】
複数の第２カッタービットプレート５０Ｂの幅方向の長さは、第１カッタービットプレート５０Ａの幅方向の長さとは僅かに異なるように設定されている。第２カッタービットプレート５０Ｂ上には、第２掘削ビット１２Ｂが固定されている。本実施形態では、第２掘削ビット１２Ｂの最大幅Ｌ（図６、図８）は、１０００ｍｍに設定されている。図８に示すように、複数の第２カッタービットプレート５０Ｂを周回方向ＤＡに沿って見た場合、各第２カッタービットプレート５０Ｂに備えられた第２掘削ビット１２Ｂが、最大幅Ｌの幅方向の両端部に集約して配置されている。この結果、地山の掘削幅Ｗのうち、最大幅Ｌの両端部に対応した領域が、第２カッターユニット１０Ｂによって掘削される。
【００５９】
更に、第２カッターユニット１０Ｂは、スクラムプレート１１５を備えている。図６、図７に示すように、１つの第２カッタービットプレート５０Ｂの周回方向ＤＡの上下流側に、一対のスクラムプレート１１５が配置されている。スクラムプレート１１５は、複数（４つ）のシューボルトＳ１およびナットによってリンク１１０Ａに固定されている。一対のスクラムプレート１１５は、第２カッタービットプレート５０Ｂを挟むように配置され、スクラムプレート１１５の側縁と第２カッタービットプレート５０Ｂの側縁とは互いに接している。
【００６０】
図９は、本発明の一実施形態に係る溝掘削機１のカッターポスト６および第２カッターユニット１０Ｂの構造を示す模式的な断面図である。図１０〜図１３は、それぞれ、本実施形態に係る第２カッターユニット１０Ｂの構造をより詳細に示す上面図、背面図、正面図および側面図である。なお、図１１〜図１３は、図１０の第２カッターユニット１０Ｂを、それぞれ矢印Ｄ１０１、Ｄ１０２およびＤ１０３に沿って見た図に相当する。
【００６１】
図９乃至図１３を参照して、カッターポスト６は、一対の側壁６０と、一対の側壁６０を接続する一対の支持壁６１と、各支持壁６１にそれぞれ配置された一対の対向壁６２（図９）と、一対のチェーン摺動部６１Ｓ（図１０）と、を備えている。
【００６２】
一対の支持壁６１は、カッターポスト６のうち、第２カッターユニット１０Ｂ（チェーン式カッター１０）を周回移動可能に支持する壁面である。このため、支持壁６１は、第２カッターユニット１０Ｂのプレート本体５０１に対向して配置され左右方向（チェーン１１の幅方向）に沿って延びている。一対の側壁６０は、一対の支持壁６１と直交する方向（前後方向）に沿って延びている。一対の側壁６０は、一対の支持壁６１の幅方向の両端側に配置され、後記の規制面６Ｈを備えている。一対の対向壁６２（図９）は、支持壁６１の左右方向の両端部から前方に突出するように配置された壁部である。一対の対向壁６２の間に、チェーン１１が収容されている。なお、図１０では、対向壁６２の図示を省略している。
【００６３】
一対のチェーン摺動部６１Ｓは、一対の対向壁６２の内側において、支持壁６１に固定された板状部材である。チェーン摺動部６１Ｓには、摩擦抵抗の少ない、摺動性の高い部材が用いられている。また、チェーン摺動部６１Ｓには、硬質樹脂や耐摩耗金属等が用いられてもよい。なお、対向壁６２およびチェーン摺動部６１Ｓは、カッターポスト６の上下方向の全体に亘って長く延びており、チェーン１１の周回運動をガイドする機能を備えている。
【００６４】
更に、カッターポスト６は、ガイド部６５を備える。図９に示すように、ガイド部６５は、左右一対の側壁６０に前後方向に間隔をおいて２つずつ配置されている。なお、他の実施形態において、一方の側壁６０に配置された２つのガイド部６５は、一つの部材からなるものでもよい。ガイド部６５は、第２カッターユニット１０Ｂに備えられた後記の規制プレート５０２に当接するとともに第２カッターユニット１０Ｂの周回移動をガイドする機能を備えている。なお、図９では、ガイド部６５の外周面の形状を誇張して示している。すなわち、ガイド部６５の外周面は、規制プレート５０２に向かって凸状の円弧形状からなる。この円弧形状が緩やかなものであり、実際のガイド部６５の断面形状は、図１０に示すように見るとほぼ矩形形状からなる。なお、ガイド部６５にも、チェーン摺動部６１Ｓと同様に、摩擦抵抗の少ない、摺動性の高い部材が用いられている。また、ガイド部６５には、硬質樹脂や耐摩耗金属等が用いられてもよい。なお、ガイド部６５について換言すれば、カッターポスト６は、互いに幅方向に間隔をおいて配置され、チェーン１１の周回方向に沿って連続的に延びる一対の規制面６Ｈを備えている。本実施形態では、規制面６Ｈは、ガイド部６５の外側面によって構成され、それぞれチェーン１１の幅方向の外側（左右方向の外側）に面するように配置されている。
【００６５】
なお、本実施形態の側壁６０について換言すれば、側壁６０は、ベース面と、前記ベース面から幅方向外側に突出し、周回方向に沿って延びるとともに、規制面６Ｈを含むガイド部６５（突出部）と、を備えている。図９および図１０を参照して、チェーン１１に固定される第２カッタービットプレート５０Ｂは、プレート本体５０１と、一対の規制プレート５０２（規制部材）と、複数の補強リブ５０３（倒れ規制部材）と、前述の第２掘削ビット１２Ｂと、を備える。
【００６６】
プレート本体５０１は、チェーン１１の幅方向（左右方向）においてチェーン１１よりも長く延びる板状部分であり、地山Ｍに対向する表面と、表面とは反対側の裏面とを備える。プレート本体５０１の表面の両端部には、第２掘削ビット１２Ｂが固定されている。図１０では、第２掘削ビット１２Ｂの先端部に超鋼材料からなるビットチップ１２Ｂ１が現れている。図１３に示すように、ビットチップ１２Ｂ１は、周回方向（上下方向）に間隔をおいて複数配置されている。プレート本体５０１の裏面（図１０の後側面）は、チェーン１１の外周面に当接し、支持される。プレート本体５０１には、４つのボルト穴ＳＴが開口されており、これらのボルト穴ＳＴに挿通されたシューボルトＳ１（図７）および不図示のナットによって、第２カッターユニット１０Ｂがチェーン１１に締結される。
【００６７】
一対の規制プレート５０２は、左右方向（幅方向）においてチェーン１１を挟んでその両側の位置に配置されプレート本体５０１の裏面から延びている。規制プレート５０２は、チェーン１１および第２カッターユニット１０Ｂの周回移動時に、カッターポスト６のガイド部６５に当接または摺接することで、第２カッターユニット１０Ｂが周回方向（図９および図１０では紙面と直交する上下方向）に沿って延びる軸線回りに回転することを規制する。本実施形態では、一対の規制プレート５０２は、左右方向においてカッターポスト６を挟むように配置され、左右方向に沿ってガイド部６５に当接する。このため、規制プレート５０２は、チェーン１１の周回方向の任意の位置においてカッターポスト６の規制面６Ｈに当接可能な被規制面５０２Ｈをそれぞれ含む。当該被規制面５０２Ｈは、それぞれ規制面６Ｈに対して幅方向の外側に対向して配置されている（図９）。なお、図３に示すように、上端側および下端側のカッターポスト６には、駆動ローラー８およびアイドラローラー９が配置されている。このため、チェーン式カッター１０の周回に伴って、規制プレート５０２と駆動ローラー８の駆動ローラー軸８Ａおよびアイドラローラー９のアイドラローラー軸９Ａとの干渉を防止するために、規制プレート５０２の先端部は、駆動ローラー軸８Ａおよびアイドラローラー軸９Ａに対して所定の間隔をおいて配置されている（図９）。この結果、図９の間隔ｈは、駆動ローラー軸８Ａおよびアイドラローラー軸９Ａの軸径よりも大きくなる。
【００６８】
複数の補強リブ５０３は、規制プレート５０２の基端部に配置され、チェーン１１の周回方向と直交する断面における、プレート本体５０１に対する規制プレート５０２の倒れを規制する。なお、図９では、１つの規制プレート５０２の基端部において、左右２つの側面にそれぞれ補強リブ５０３が配置されているが、図１０に示すように、規制プレート５０２の左右の側面のうちの一方に、補強リブ５０３が配置されてもよい。この場合、図１１に示すように、上下方向に間隔をおいて複数の補強リブ５０３が配置されることが望ましい。補強リブ５０３の数は、これらに限定されるものではない。また、補強リブ５０３は、規制プレート５０２と一体または別体からなるものでもよい。
【００６９】
本実施形態では、第２カッターユニット１０Ｂの第２カッタービットプレート５０Ｂが、図９〜図１３に示すような構造を備えている。一方、第１カッターユニット１０Ａの第１カッタービットプレート５０Ａは、図９、図１０のうち、規制プレート５０２および補強リブ５０３を備えていない。すなわち、第１カッタービットプレート５０Ａの裏面は、左右方向に沿って平坦な形状を備えている。この場合も、上記と同様に、４本のシューボルトＳ１およびナットによって、第１カッタービットプレート５０Ａがチェーン１１に固定される。
【００７０】
図２０は、本実施形態に係る溝掘削機１と比較される他の溝掘削機のカッターポスト６Ｚおよびカッターユニット１０Ｚの上面図である。当該溝掘削機は、本実施形態に係る第２カッターユニット１０Ｂ（図９）の規制プレート５０２、補強リブ５０３およびカッターポスト６（図９）のガイド部６５を取り外した構成に相当する。以下に、図２０に示される溝掘削機の課題について説明する。なお、図２０では、本実施形態に係るカッターポスト６および第２カッターユニット１０Ｂと同じ機能、構造を備える部材については、図９と同じ符号を付している。
【００７１】
カッターユニット１０Ｚは、本実施形態に係る第２カッターユニット１０Ｂと同様に、地山Ｍの掘削幅Ｗ（図２０）のうち、幅方向外側の領域を掘削する機能を備えている。従来、地中に止水、基礎用ソイルセメント壁等の連続壁を形成するためなどに用いられる掘削装置では、掘削幅Ｗは８５０ｍｍ以内に設定されることが多かった。一方、近年、このような連続壁を土止め用壁、基礎用壁に加え、本壁としての採用することが期待されており、掘削幅Ｗの拡大が求められている。
【００７２】
図２０に示すように、カッターポスト６Ｚの幅ｄが固定されたまま、掘削幅Ｗが増大されると、カッターユニット１０Ｚの第２カッタービットプレート５０Ｂの姿勢が不安定となりやすい。第２カッタービットプレート５０Ｂの一対の第２掘削ビット１２Ｂが地山Ｍから受ける反力Ｒに差があると、第２カッタービットプレート５０Ｂには、図２０の矢印ＤＳで示すような回転モーメント（チェーン式カッター１０の周回移動方向と直交する断面において第２カッタービットプレート５０Ｂが回転するようなモーメント）が付与される。また、第２カッタービットプレート５０Ｂがチェーン１１とともにカッターポスト６Ｚの周囲を移動すると、第２掘削ビット１２Ｂが地山Ｍに接触する接触抵抗によって、第２カッタービットプレート５０Ｂには、図６の矢印ＤＴで示すような回転モーメント（チェーン式カッター１０Ｚの周回移動方向およびチェーン１１の幅方向を含む平面において第２カッタービットプレート５０Ｂが回転するようなモーメント）が付与される。このような回転モーメントが第２カッタービットプレート５０Ｂに付与されると、第２カッタービットプレート５０Ｂとチェーン１１とを固定しているシューボルトＳ１（図７）に大きなせん断力が掛かり、シューボルトＳ１の緩み、外れ、破断などが発生しやすくなる。なお、このような回転モーメントは、第１カッタービットプレート５０Ａ（図４）よりも幅方向の長さが大きく設定された第２カッタービットプレート５０Ｂ（図６）において顕著に発生する。
【００７３】
一方、図２０において、第２カッタービットプレート５０Ｂの姿勢を安定させるために、カッターポスト６の幅ｄを拡大し、カッターポスト６を図２０の二点鎖線で示すような形状とすることが考えられる。しかしながら、この場合、第２掘削ビット１２Ｂの裏側（第２カッタービットプレート５０Ｂの両端部の裏側）にカッターポスト６が配置されることとなる。この場合、第２掘削ビット１２Ｂによって掘削された地山の土砂が、矢印ＤＪで示すように流動することが妨げられる。この結果、第２カッタービットプレート５０Ｂの周囲に大きな圧力がかかってしまい、チェーン式カッター１０の周回移動や前方への進行が困難となる。換言すれば、図２０に示すように、カッターポスト６の幅ｄに対して、第２カッタービットプレート５０Ｂの第２掘削ビット１２Ｂの最大幅が大きく設定されている場合には、掘削された土砂の流動（矢印ＤＪ）が円滑となり、広幅の掘削幅Ｗにおける掘削作業は円滑に実行可能とされる。なお、本発明者は、複数の実験を重ねた結果、第２カッタービットプレート５０Ｂの一対の第２掘削ビット１２Ｂ同士の最大幅Ｌ（図６）が１０００ｍｍ以上の場合、Ｌ≧ｄ×２．５の関係が満たされていることによって、上記の効果が大きく発現されることを知見した。一方、このような構造が採用された場合には、前述のように、第２カッタービットプレート５０Ｂに係る回転モーメントおよびシューボルトＳ１へのせん断力が問題となる。
【００７４】
このような問題を解決するために、本実施形態では、第２カッタービットプレート５０Ｂが図９〜図１３に示すような構造を備えている。そして、地山Ｍの掘削中に、第２掘削ビット１２Ｂが地山から受ける反力Ｒ（図２０）によって、第２カッタービットプレート５０Ｂが周回方向（図９の紙面と直交する方向）に沿って延びる軸線回りに回転するようなモーメント（図２０の矢印ＤＳ）が発生する場合であっても、一対の規制プレート５０２がカッターポスト６のガイド部６５に当接することによって、第２カッタービットプレート５０Ｂの回転が規制される。このため、第２カッタービットプレート５０Ｂとチェーン１１とを固定するシューボルトＳ１にかかるせん断力を小さくすることが可能となる。この結果、シューボルトＳ１の緩み、外れおよび破損などを抑止することができる。
【００７５】
また、図９において、一対の規制プレート５０２およびガイド部６５は、それぞれチェーン１１の周回方向に沿って長く延びるような形状を備えている。このため、地山Ｍの掘削中に、第２カッタービットプレート５０Ｂがプレート本体５０１と平行な面内において回転するようなモーメント（図６の矢印ＤＴ）が発生した場合であっても、規制プレート５０２とガイド部６５との接触によって、カッタービットプレート５０の回転が規制される。このため、カッタービットプレート５０を固定するシューボルトＳ１にかかるせん断力を更に小さくすることが可能となる。
【００７６】
また、本実施形態では、硬質樹脂や耐摩耗金属などからなるガイド部６５によって、第２カッタービットプレート５０Ｂの回転規制および周回移動が安定して実現される。また、ガイド部６５がカッターポスト６の支持壁６１側に配置される場合と比較して、溝掘削機１のチェーン１１の周辺の構造が複雑になることがない。このため、掘削された地山Ｍの土砂がチェーン１１の周辺で滞留し、チェーン１１および第２カッタービットプレート５０Ｂ（カッタービットプレート５０）の周回移動が妨げられることが抑止される。
【００７７】
また、図９のように、一対の規制プレート５０２は、幅方向においてカッターポスト６を挟むように配置され、幅方向に沿ってガイド部６５に当接する。この場合、第２掘削ビット１２Ｂが地山Ｍから受ける反力Ｒと交差する方向に沿って、規制プレート５０２がガイド部６５に当接する。このため、第２カッタービットプレート５０Ｂにかかる負荷を低減しながら、第２カッタービットプレート５０Ｂの回転を規制することができる。また、上記の構成では、規制プレート５０２とカッターポスト６との当接部を地山Ｍの掘削部分から離れた位置に配置することができる。特に、図９では、地山Ｍの土砂が規制プレート５０２とガイド部６５との当接部に進入する（図２０の矢印ＤＪ参照）ことを、規制プレート５０２自身が抑止する形状を備えている。このため、当接部に高圧の土砂が介在し回転規制機能、ガイド機能が妨げられることが抑止される。
【００７８】
また、本実施形態では、図６、図７で示すように、各第２カッタービットプレート５０Ｂが、一対のスクラムプレート１１５によって密着され挟まれるように配置されている。このため、第２カッタービットプレート５０Ｂに対して、図６の矢印ＤＴで示すような回転モーメントが更に発生しにくい。
【００７９】
また、本実施形態では、図９に示すように、ガイド部６５の外周面が緩やかな円弧形状（円弧面、半球面）を備えている。このため、規制プレート５０２とガイド部６５との当接部において平面同士が接触する場合と比較して、規制プレート５０２とガイド部６５との摺動抵抗が小さくなる。このため、規制プレート５０２がガイド部６５に当接しながら、チェーン１１の周回移動がスムーズに実現される。なお、ガイド部６５の外周面は、円弧形状に限定されるものではなく、他の曲線形状であってもよい。
【００８０】
更に、本実施形態では、規制プレート５０２の基端部に補強リブ５０３が配置されている。このため、プレート本体５０１に対する規制プレート５０２の倒れが抑止されるため、規制プレート５０２とカッターポスト６との接触部が安定して維持される。この結果、周回方向に沿って延びる軸線回りに第２カッタービットプレート５０Ｂが回転することが安定して規制される。
【００８１】
更に、図６の第２掘削ビット１２Ｂの最大幅Ｌと、図２０のカッターポスト６の幅ｄとの間に、Ｌ≧ｄ×２．５の関係が満たされていることによって、地中において広幅の領域を掘削する場合でも、チェーン１１の周回移動およびカッターポスト６の進行を安定して実行しながら、周回方向に沿って延びる軸線回りに第２カッタービットプレート５０Ｂが回転することが規制される。
【００８２】
また、本実施形態に係る掘削方法は、所定のカッターポスト６の外周面において、所定の周回面に沿って所定の周回方向に移動可能なように、カッターポスト６に支持される無端状のチェーン１１と、表面と裏面とを含むプレート本体５０１と、前記周回面および前記周回方向とそれぞれ直行するチェーン１１の幅方向において少なくともプレート本体５０１の表面の両端部に配置され地中の地山Ｍに対向する複数の第１掘削ビット１２Ａおよび第２掘削ビット１２Ｂと、をそれぞれ備え、チェーン１１の表面に周回方向に沿って間隔をおいて固定された複数の第１カッターユニット１０Ａおよび第２カッターユニット１０Ｂと、を、一体的に周回移動させることで、地中に連続溝を形成する掘削方法である。当該掘削方法では、チェーン１１の幅方向においてチェーン１１を挟んでその両側の位置に配置されプレート本体５０１の裏面から延びる一対の規制プレート５０２が、チェーン１１およびカッタービットプレート５０の周回移動に伴ってカッターポスト６に当接することで、第２カッターユニット１０Ｂが周回方向に沿って延びる軸線回りに回転することを規制しながら、第２掘削ビット１２Ｂによって地山Ｍを掘削する。
【００８３】
更に、上記の掘削方法では、規制プレート５０２の基端部に配置され規制プレート５０２とプレート本体５０１とを接続する補強リブ５０３によって、周回方向と直交する断面におけるプレート本体５０１に対する規制プレート５０２の倒れを規制しながら、第２掘削ビット１２Ｂによって地山Ｍを掘削する。
【００８４】
このような掘削方法によれば、周回方向に沿って延びる軸線回りに第２カッタービットプレート５０Ｂが回転することが規制される。このため、第２カッタービットプレート５０Ｂを固定するシューボルトＳ１にかかるせん断力を小さくすることが可能となる。
【００８５】
また、当該掘削方法では、幅方向におけるカッターポスト６の幅をｄ、第２カッタービットプレート５０Ｂの両端部に配置された第２掘削ビット１２Ｂ同士の間の幅方向における間隔をＬとした場合、Ｌ≧ｄ×２．５の関係が満たされるように、カッターポスト６および第２カッタービットプレート５０Ｂのそれぞれの幅と、第２掘削ビット１２Ｂの配置とが設定されている。
【００８６】
このような掘削方法によれば、地山に対して広幅の領域を掘削する場合でも、チェーン１１の周回移動およびカッターポスト６の進行を安定して実行しながら、シューボルトＳ１にかかるせん断力を小さくすることが可能となる。
【００８７】
次に、本発明の第２実施形態に係る溝掘削機およびこれを用いた地山の掘削方法について説明する。なお、本実施形態は、先の第１実施形態と比較して第２カッタービットプレート５０Ｂの構造において主に相違するため、当該相違点を中心に説明し、その他の共通する点の説明を省略する。また、以下の説明では、先の第１実施形態に係る部材と同じ構造および機能を備える部材については同じ符号を付して説明する。
【００８８】
図１４は、本実施形態に係る溝掘削機１のカッターポスト６およびチェーン１１の断面図である。図１５は、溝掘削機１のチェーン１１の一部を拡大した正面図であり、図１６は、溝掘削機１のチェーン１１の一部を拡大した側面図である。図１７は、溝掘削機１のチェーン１１および第２カッタービットプレート５０Ｂの断面図である。
【００８９】
図１４を参照して、カッターポスト６は、一対の側壁６０と、一対の側壁６０を接続する一対の支持壁６１と、一対の対向壁６２と、摺動部６３と、カッターポスト凸部６４と、を備える。なお、図１４では、カッターポスト６の前端側の端部を拡大して示しているが、カッターポスト６の後端側にも、図１４と同様の支持壁６１、対向壁６２、摺動部６３およびカッターポスト凸部６４が配置されている。
【００９０】
支持壁６１は、カッターポスト６のうち、チェーン式カッター１０を支持する壁面である。一対の対向壁６２は、支持壁６１の左右方向の両端部から前方に突出するように配置された壁部である。一対の対向壁６２の間に、チェーン１１が収容されている。一対の摺動部６３は、一対の対向壁６２の内側において、支持壁６１に固定された板状部材である。摺動部６３には、摩擦抵抗の少ない、摺動性の高い部材が用いられている。カッターポスト凸部６４は、一対の摺動部６３の間において支持壁６１から突出した突起部である。カッターポスト凸部６４は、一対のリンク１１０Ａの間に配置されている。なお、対向壁６２、摺動部６３およびカッターポスト凸部６４は、カッターポスト６の上下方向の全体に亘って長く延びており、チェーン１１の周回運動をガイドする機能を備えている。
【００９１】
図１４および図１７に示すように、チェーン１１の周回移動方向と直交する断面で見た場合、一対のリンク１１０Ａおよび固定ピン１５０は、略Ｈ型形状を備えている。一対のリンク１１０Ａは、それぞれ、リンク凸部１１０Ｓと、リンク摺動面１１０Ｔと、を備えている。リンク凸部１１０Ｓは、リンク１１０Ａのうち対向壁６２よりも高く突出した領域である。リンク凸部１１０Ｓの先端面（外周面）には、プレート支持面Ｘが形成されている。プレート支持面Ｘは、カッタービットプレート５０を支持する機能を備えている。リンク摺動面１１０Ｔは、リンク１１０Ａの基端面であり、チェーン１１の周回移動に伴って、摺動部６３と摺動する。
【００９２】
図１５、図１６では、チェーン１１のうち、１つのハーフリンク１１０Ｂの両側にリンク１１０Ａが配置された領域が拡大して示されている。前述のように、リンク１１０Ａおよびハーフリンク１１０Ｂは、互いに、固定ピン１５０によって連結されている。このため、リンク１１０Ａおよびハーフリンク１１０Ｂの両端部には、それぞれ、固定ピン１５０が挿入されるピン挿入部ＳＰが形成されている（図１６）。更に、リンク１１０Ａは、前述のプレート支持面Ｘと、リンク穴部ＳＫと、シューボルト用穴部ＳＨと、を備える。リンク穴部ＳＫは、チェーン１１の周回方向において一対のピン挿入部ＳＰの間に開口されている。シューボルト用穴部ＳＨは、リンク穴部ＳＫからプレート支持面Ｘまで延びる、ボルト締結用の穴部である。
【００９３】
一方、図１７を参照して、チェーン１１に固定される第２カッタービットプレート５０Ｂは、プレート本体５０１と、プレート中央凸部５０５（内側突起部）と、プレートサイド凸部５０６（外側突起部）と、前述の第２掘削ビット１２Ｂと、を備える。
【００９４】
プレート本体５０１は、チェーン１１の幅方向（左右方向）においてチェーン１１よりも長く延びる板状部分であり、地山に対向する表面と、表面とは反対側の裏面とを備える。プレート本体５０１の表面の両端部には、第２掘削ビット１２Ｂが固定されている。プレート本体５０１の裏面（図１７の後側面）には、被支持面Ｙが形成されている。被支持面Ｙは、左右方向に延びる平面であって、チェーン１１のプレート支持面Ｘ（外周面）に当接し、支持される。プレート中央凸部５０５は、被支持面Ｙの左右方向の中央部から突出した突起部である。プレートサイド凸部５０６は、チェーン１１の幅方向（左右方向）においてプレート中央凸部５０５に対向するように被支持面Ｘから突出した一対の突起部である。一対のプレートサイド凸部５０６は、それぞれ、プレート中央凸部５０５に対して所定の間隔をおいて配置されている。プレートサイド凸部５０６は、プレート中央凸部５０５との間で一対のリンク１１０Ａを幅方向において挟むように配置されている。
【００９５】
図１５を参照して、ハーフリンク１１０Ｂよりも上側の一対のリンク１１０Ａの周囲には、第２カッタービットプレート５０Ｂの装着位置が、一点鎖線で示されている。第２カッタービットプレート５０Ｂがチェーン１１に装着されるにあたって、プレート中央凸部５０５は、一対のリンク１１０Ａの間の空間に挿入される。この際、プレート中央凸部５０５の外側面５０５Ａは、一対のリンク１１０Ａの周回方向に沿って延びる内側面に対して幅方向に向かって面接触する。一方、一対のプレートサイド凸部５０６は、プレート中央凸部５０５とともに一対のリンク１１０Ａを幅方向（左右方向）に沿って挟持するとともに、一対のプレートサイド凸部５０６の内側面５０６Ａが、一対のリンク１１０Ａの周回方向に沿って延びる外側面に対してそれぞれ幅方向に向かって面接触する。この結果、チェーン１１の幅方向（左右方向）に沿って、一対のプレートサイド凸部５０６と、一対のリンク１１０Ａと、プレート中央凸部５０５とが、密接するように配置される。更に、図１７に示すように、第２カッタービットプレート５０Ｂの被支持面Ｙが、チェーン１１のプレート支持面Ｘによって支持される。
【００９６】
一対のリンク１１０Ａに第２カッタービットプレート５０Ｂが装着されると、図１７に示すように、カッタービットプレート５０のボルト穴ＳＴにシューボルトＳ１が挿通される。シューボルトＳ１の先端は、チェーン１１のシューボルト用穴部ＳＨを貫通して、リンク穴部ＳＫに露出する。作業者によってチェーン１１の側方からリンク穴部ＳＫに挿入されたナットＳ２が、シューボルトＳ１の先端部に装着、固定されることで、第２カッタービットプレート５０Ｂがチェーン１１に固定される。前述のように、第２カッタービットプレート５０Ｂは、それぞれ４本のシューボルトＳ１およびナットＳ２によってチェーン１１に固定される（図１５）。このとき、シューボルトＳ１およびナットＳ２は、チェーン１１（帯体１１Ａ、１１Ｂ）の外周面とプレート本体５０１の裏面とが互いに圧接するように、チェーン１１と第２カッタービットプレート５０Ｂとをチェーン１１の周回面と平行かつチェーン１１の幅方向と直交する方向（前後方向）に沿って締結する。
【００９７】
なお、本実施形態では、第２カッターユニット１０Ｂの第２カッタービットプレート５０Ｂが、図１７に示すような構造をもってチェーン１１に固定される。一方、第１カッターユニット１０Ａの第１カッタービットプレート５０Ａは、図１７のうち、プレート中央凸部５０５およびプレートサイド凸部５０６を備えていない。すなわち、第１カッタービットプレート５０Ａの裏側には、左右方向に沿って平坦な被支持面Ｙが形成されている。この場合も、上記と同様に、４本のシューボルトＳ１およびナットＳ２によって、第１カッタービットプレート５０Ａがチェーン１１に固定される。この際、チェーン１１のプレート支持面Ｘによって、第１カッタービットプレート５０Ａの被支持面Ｙが支持される。
【００９８】
先の第１実施形態において図２０を用いて説明したように、カッターポスト６の幅ｄに対して、第２カッタービットプレート５０Ｂの第２掘削ビット１２Ｂの最大幅が大きく設定されている場合には、掘削された土砂の流動（矢印ＤＪ）が円滑となり、広幅の掘削幅Ｗにおける掘削作業は円滑に実行可能とされる。そして、第２カッタービットプレート５０Ｂの一対の第２掘削ビット１２Ｂ同士の最大幅Ｌ（図６）が１０００ｍｍ以上の場合、Ｌ≧ｄ×２．５の関係が満たされていることによって、上記の効果が大きく発現される。一方、このような構造が採用された場合には、前述のように、第２カッタービットプレート５０Ｂに係る回転モーメントおよびシューボルトＳ１へのせん断力が問題となる。
【００９９】
このような問題を解決するために、本実施形態では、第１実施形態において説明した規制プレート５０２（図９）の構造に加え、第２カッタービットプレート５０Ｂが図１５〜図１７に示すような構造を備えている。すなわち、第２カッタービットプレート５０Ｂが、地山Ｍを掘削しながら、チェーン１１とともにカッターポスト６の周囲を周回する際に、プレート中央凸部５０５の外側面５０５Ａがリンク１１０Ａの内側面に密着している。更に、一対のプレートサイド凸部５０６の内側面５０６Ａが、リンク１１０Ａの外側面に密着している。地山の掘削中に、第２掘削ビット１２Ｂが地山から受ける反力Ｒによって、第２カッタービットプレート５０Ｂがプレート本体５０１と平行な面内において回転するようなモーメント（図６の矢印ＤＴ）が発生しやすい場合であっても、プレート中央凸部５０５の外側面５０５Ａとリンク１１０Ａ（一対の帯体１１Ａ、１１Ｂ）の内側面との接触によって、カッタービットプレート５０の回転が規制される。このため、カッタービットプレート５０を固定するシューボルトＳ１にかかるせん断力を小さくすることが可能となる。この結果、シューボルトＳ１の緩み、外れおよび破損などを抑止することができる。換言すれば、本実施形態では、チェーン式カッター１０の周回移動方向と直交する断面において第２カッタービットプレート５０Ｂの回転を抑止するように、プレート中央凸部５０５の外側面５０５Ａがリンク１１０Ａの内側面に密着し、一対のプレートサイド凸部５０６の内側面が、リンク１１０Ａの外側面に密着している。
【０１００】
なお、本実施形態においても、図６、図７で示すように、各第２カッタービットプレート５０Ｂが、一対のスクラムプレート１１５によって密着され挟まれるように配置されている。このため、第２カッタービットプレート５０Ｂに対して、図６の矢印ＤＴで示すような回転モーメントが更に発生しにくい。
【０１０１】
また、本実施形態では、図１７に示すように、プレート中央凸部５０５とリンク１１０Ａとの当接部、ならびにプレートサイド凸部５０６とリンク１１０Ａとの当接部が、それぞれ、前後方向および上下方向に所定の長さをもって面状に設定されている（面接触）。このため、第２カッタービットプレート５０Ｂに対して、図２０の矢印ＤＳで示すような回転モーメントが発生しにくい。この結果、シューボルトＳ１にかかるせん断力を小さくすることが可能となり、シューボルトＳ１の緩み、外れ、破断などの発生が更に抑止される。
【０１０２】
また、図１５で示すように、第２カッタービットプレート５０Ｂのプレート中央凸部５０５は、一対のリンク１１０Ａの間の空間に嵌りこむ形状に設定されている。このため、作業者は第２カッタービットプレート５０Ｂをチェーン１１の所定の位置に容易に装着することができる。また、プレート中央凸部５０５がチェーン１１のリンク１１０Ａ同士の間の空間に嵌りこみ、一対のプレートサイド凸部５０６が一対のリンク１１０Ａの外側に嵌りこむため、チェーン１１の形状が規制されチェーン１１の緩みが抑止される。この際、プレート中央凸部５０５のうち一対の外側面５０５Ａと直交する端面は、固定ピン１５０に対向して配置される（図１５）。
【０１０３】
更に、本実施形態では、掘削ビット１２を備えるカッタービットプレート５０が、チェーン１１に直接装着される。このため、カッタービットプレート５０とチェーン１１との間に、他の位置決め部材が配置される場合と比較して、チェーン式カッター１０の重量を小さくすることが可能となり、周回移動中にチェーン１１にかかる負荷を低減することができる。
【０１０４】
更に、本実施形態においても、図６の第２掘削ビット１２Ｂの最大幅Ｌと、図１３のカッターポスト６の幅ｄとの間に、Ｌ≧ｄ×２．５の関係が満たされていることによって、地中において広幅の領域を掘削する場合でも、チェーン１１の周回移動およびカッターポスト６の進行を安定して実行しながら、シューボルトＳ１にかかるせん断力を小さくすることが可能となる。
【０１０５】
なお、上記のように、本実施形態に係る第２カッタービットプレート５０Ｂは、所定の幅方向に間隔をおいて配置される一対の無端状の帯体１１Ａ、１１Ｂと、帯体１１Ａ、１１Ｂ同士の間隔を一定に保持するように一対の帯体１１Ａ、１１Ｂを互いに連結する固定ピン１５０と、を備え、所定のカッターポスト６の外周上を所定の周回面に沿って所定の周回方向に移動可能なようにカッターポスト６に支持される無端状のチェーン１１の外周面に固定される。そして、第２カッタービットプレート５０Ｂは、チェーン１１の周回面およびチェーン１１の周回方向とそれぞれ直交するチェーンの幅方向に沿ってチェーン１１よりも長く延び、表面と裏面とを含むプレート本体５０１と、プレート本体５０１の表面において少なくとも幅方向の両端部に配置され地中の地山に対向する複数の第２掘削ビット１２Ｂと、プレート本体５０１の裏面から突出し一対の帯体１１Ａ、１１Ｂの間の空間に挿入される突起部であって、一対の帯体１１Ａ、１１Ｂの周回方向に沿って延びる内側面にそれぞれ面接触する一対の外側面５０５Ａを含むプレート中央凸部５０５と、を備えている。そして、複数のシューボルトＳ１、ナットＳ２によってチェーン１１の周回面と平行かつチェーン１１の幅方向と直交する方向に沿って、第２カッタービットプレート５０Ｂがチェーン１１に締結される。この結果、チェーン１１の外周面とプレート本体５０１の裏面とが互いに圧接する。
【０１０６】
更に、本実施形態に係る第２カッタービットプレート５０Ｂは、プレート中央凸部５０５との間で一対の帯体１１Ａ、１１Ｂをチェーン１１の幅方向において挟むようにプレート本体５０１の裏面から突出した一対の突起部であって、一対の帯体１１Ａ、１１Ｂの周回方向に沿って延びる外側面に面接触する内側面５０６Ａをそれぞれ含む一対のプレートサイド凸部５０６を更に備える。
【０１０７】
また、本実施形態に係る掘削方法は、所定の幅方向に間隔をおいて配置される一対の無端状の帯体１１Ａ、１１Ｂと、帯体同士の間隔を一定に保持するように一対の帯体１１Ａ、１１Ｂを互いに連結する固定ピン１５０と、を備え、上記幅方向と直交する所定の周回面に沿って所定の周回方向に移動する無端状のチェーン１１と、表面と裏面とを含むプレート本体５０１と、少なくともプレート本体５０１の表面の両端部に配置され地中の地山に対向する複数の第２掘削ビット１２Ｂと、をそれぞれ備え、チェーン１１の外周面にチェーンの周回方向に沿って間隔をおいて固定された複数の第２カッタービットプレート５０Ｂと、を所定のカッターポスト６回りに一体的に周回移動させることで、地中に連続溝を形成する掘削方法である。当該掘削方法は、準備工程と、掘削工程とを含む。準備工程では、第２カッタービットプレート５０Ｂのプレート本体５０１の裏面から突出するプレート中央凸部５０５が一対の帯体１１Ａ、１１Ｂの間の空間に進入し、プレート中央凸部５０５の周回方向に沿って延びる一対の外側面５０５Ａが一対の帯体１１Ａ、１１Ｂの周回方向に沿って延びる内側面にそれぞれ面接触するように、第２カッタービットプレート５０Ｂをチェーン１１に嵌め込み、一対の帯体１１Ａ、１１Ｂの外周面とプレート本体５０１の裏面とが互いに圧接するように、チェーン１１と第２カッタービットプレート５０Ｂとを周回面と平行かつ幅方向と直交する方向に沿って複数のシューボルトＳ１およびナットＳ２によって締結する。掘削工程では、チェーン１１をカッターポスト６回りに周回移動させるとともに、カッターポスト６を所定の進行方向に沿って移動させ、第２掘削ビット１２Ｂが地山から受ける反力Ｒによって第２カッタービットプレート５０Ｂがプレート本体５０１と平行な面内で回転することを、プレート中央凸部５０５の外側面５０５Ａと一対の帯体１１Ａ、１１Ｂの内側面との接触によって規制しながら、第２掘削ビット１２Ｂによって地山を掘削する。
【０１０８】
更に、上記の準備工程では、プレート中央凸部５０５に対して幅方向の両側に間隔をおいてプレート本体５０１の裏面から突出する一対のプレートサイド凸部５０６が、プレート中央凸部５０５との間で一対の帯体１１Ａ、１１Ｂを幅方向において挟み、かつ、一対のプレート中央凸部５０５の周回方向に沿って延びる内側面５０５Ａが一対の帯体の周回方向に沿って延びる外側面にそれぞれ面接触するように、第２カッタービットプレート５０Ｂをチェーン１１に嵌め込み、チェーン１１と第２カッタービットプレート５０Ｂとを複数のシューボルトＳ１によって締結する。また、掘削工程では、第２掘削ビット１２Ｂが地山から受ける反力Ｒによって第２カッタービットプレート５０Ｂがプレート本体５０１と平行な面内で回転することを、プレートサイド凸部５０６の一対の内側面５０６Ａと一対の帯体１１Ａ、１１Ｂの外側面との接触によって更に規制しながら、第２掘削ビット１２Ｂによって地山を掘削する。
【０１０９】
このような掘削方法によれば、地山の掘削中に第２カッタービットプレート５０Ｂに付与されるモーメントであって、第２カッタービットプレート５０Ｂがチェーン１１の周回方向およびチェーン１１の幅方向を含む平面において回転するようなモーメントを小さくすることができる。このため、第２カッタービットプレート５０Ｂを固定するシューボルトＳ１にかかるせん断力を小さくすることが可能となる。
【０１１０】
また、当該掘削方法では、幅方向におけるカッターポスト６の幅をｄ、第２カッタービットプレート５０Ｂの両端部に配置された第２掘削ビット１２Ｂ同士の間の幅方向における間隔をＬとした場合、Ｌ≧ｄ×２．５の関係が満たされるように、カッターポスト６および第２カッタービットプレート５０Ｂのそれぞれの幅と、第２掘削ビット１２Ｂの配置とを設定することを特徴とする。
【０１１１】
このような掘削方法によれば、地山に対して広幅の領域を掘削する場合でも、チェーン１１の周回移動およびカッターポスト６の進行を安定して実行しながら、シューボルトＳ１にかかるせん断力を小さくすることが可能となる。
【０１１２】
以上、本発明の各実施形態に係る溝掘削機１およびこれを用いた地山の掘削方法について説明した。なお、本発明はこれらの形態に限定されるものではない。本発明では、以下のような変形実施形態が可能である。
【０１１３】
（１）上記の第１実施形態では、図９に示すように、ガイド部６５の外周面が円弧形状（曲線形状）からなる態様にて説明したが、本発明はこれに限定されるものではない。ガイド部６５の外周面が平坦面からなり、ガイド部６５と接触する規制プレート５０２の側面に上記のような円弧形状が形成される態様でもよい。また、ガイド部６５と同様の形状を備えた突起部が、規制プレート５０２側に配置され、当該突起部がカッターポスト６の側壁６０に直接当接する態様でもよい。すなわち、第２カッタービットプレート５０Ｂの規制プレート５０２とカッターポスト６とが当接する当接部において、規制プレート５０２およびカッターポスト６のうちの少なくとも一方が、他方に向かって凸状の曲線形状（円弧形状）を備えていることが望ましい。
【０１１４】
また、図１８は、本発明の変形実施形態に係る溝掘削機のカッターポスト６Ｍおよびチェーン式カッター１０Ｍの断面図である。図１８に示すように、本変形実施形態では、プレート本体５０１の裏面から一対の規制プレート５０７が延びている。一対の規制プレート５０７は、チェーンを挟むように配置される。規制プレート５０７の先端部は、半球形状を備えている。また、規制プレート５０７の基端部には、複数の補強リブ５０８が配置されている。規制プレート５０７は、被規制面５０７Ｈを備えている。
【０１１５】
一方、カッターポスト６Ｍは、側壁６０に配置された一対のガイド部６６（突出部）を備えている。ガイド部６６は、規制面６６Ｈを備えている。なお、図１８では、周回移動における往路と復路とが示されているため、ガイド部６６は二対現れている。チェーン式カッター１０Ｍに対向する一対のガイド部６６は、それぞれ一対の側壁６０からチェーン１１の幅方向に沿って延びるように配置されている。ガイド部６６は、規制面６６Ｈを備えている。そして、規制プレート５０７の被規制面５０７Ｈは、チェーン１１の周回面と平行であってチェーン１１の幅方向と直交する方向（前後方向）に沿ってガイド部６６の規制面６６Ｈに当接する。
【０１１６】
このような構成では、カッタービットプレート５０Ｍが地山Ｍから受ける反力Ｒ（図２０）の方向と、ガイド部６６に対する規制プレート５０７の当接方向とが略平行に設定される。このため、周回方向に沿って延びる軸線回りにカッタービットプレート５０Ｍが回転することがより安定して規制される。
【０１１７】
（２）また、上記の各実施形態では、第１カッタービットプレート５０Ａが、第２カッタービットプレート５０Ｂのような規制プレート５０２、補強リブ５０３を備えていない態様にて説明したが、本発明はこれに限定されるものではない。第１カッタービットプレート５０Ａにおいても、規制プレート５０２、補強リブ５０３のような形状を備えることで、第１カッタービットプレート５０Ａの回転を規制することができる。
【０１１８】
（３）また、上記の第２実施形態では、第２カッタービットプレート５０Ｂが、プレート中央凸部５０５およびプレートサイド凸部５０６を備える態様にて説明したが、本発明はこれに限定されるものではない。第２カッタービットプレート５０Ｂは、プレート中央凸部５０５のみを備えるものでもよく、一対のプレートサイド凸部５０６のみを備えるものでもよい。また、図１９は、本発明の変形実施形態に係るカッタービットプレート５０Ｍがチェーン１１に固定された様子を示す断面図である。本変形実施形態では、先の実施形態の第２カッタービットプレート５０Ｂと比較して、プレート中央凸部５０５の代わりに、一対のプレート内側凸部５０９（内側突起部）が配置されている点で相違する。このような場合も、一対のプレート内側凸部５０９の外側面が、リンク１１０Ａの内側面に対してチェーン１１の周回方向に沿って当接（面接触）する。このため、カッタービットプレート５０Ｍに対して、図６の矢印ＤＴで示すような回転モーメントが発生しにくい。このため、シューボルトＳ１にかかるせん断力を小さくすることが可能となり、シューボルトＳ１の緩み、外れ、破断などの発生が抑止される。
【符号の説明】
【０１１９】
１  溝掘削機
２  クローラ
３  下部走行体
４  上部旋回体（装置本体）
５  リーダー
６  カッターポスト（支持体）
７  回転駆動装置（チェーン駆動部）
８  駆動ローラー
９  アイドラローラー
１０  チェーン式カッター
１０Ａ  第１カッターユニット
１０Ｂ  第２カッターユニット
１１  チェーン
１１０Ａ  リンク
１１０Ｂ  ハーフリンク
１１Ａ、１１Ｂ  帯体
１１５  スクラムプレート
１５０  固定ピン（連結部材）
１２  掘削ビット（掘削刃）
１２Ａ  第１掘削ビット
１２Ｂ  第２掘削ビット
１３  門型フレーム
１４  横行上シリンダ（支持体駆動部）
１５  横行下シリンダ（支持体駆動部）
１６，１７  バックステイ
１８  キャビン
５０  カッタービットプレート（掘削刃プレート）
５０１  プレート本体
５０２、５０７  規制プレート
５０３、５０８  補強リブ
５０５  プレート中央凸部（内側突起部）
５０６  プレートサイド凸部（外側突起部）
５０９  プレート内側凸部（内側突起部）
５０Ａ  第１カッタービットプレート
５０Ｂ  第２カッタービットプレート
５１  ハーフリンクプレート
６５、６６  ガイド部（突出部）
Ｍ  地山
Ｓ１  シューボルト（締結部材）
ＳＴ  ボルト穴
【図１】
2018059290.tif 000003
【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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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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