(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
横移動装置と、
前記横移動装置に設けられたフィードフレームと、
前記フィードフレームに沿って上下動するフィードベースと、
前記フィードベースに垂直に支持され、先端が移動方向に屈曲して形成されるとともに、その屈曲部の下面が傾斜して形成された支持フレームと、
前記支持フレームの移動方向の前面と後面、及び、屈曲部の上面と下面に配置され、互いに回転伝達可能に接続された複数個のカッターロッドと、
前記フィードベースに設けられ、前記カッターロッドを回転させる手段と、
からなることを特徴とする横掘り掘削機。
【請求項２】
前記支持フレームは、移動方向の前面と後面にカッターロッドが配置された支持フレームを順次連結可能に形成されることを特徴とする請求項１に記載の横堀り掘削機。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は横掘り掘削機に係り、特に地中にある障害物を回避しながら地中連続溝を施工することができる横掘り掘削機に関する。
【０００２】
【従来の技術】
図５は従来の横堀り掘削機の構成を示す側面図である。同図に示すように、横堀り掘削機１は、地中を掘削する掘削カッター２が、横方向に走行可能な自走台車３に備えられて構成されている。この横堀り掘削機１で地中連続溝を施工する場合は、まず、地中に掘削カッター２を建込む。そして、その建込んだ掘削カッター２を駆動しながら自走台車３を横方向に走行させる。これにより、地中が掘削カッター２によって横方向に連続的に掘削される。
【０００３】
ところで、従来の横堀り掘削機１では、上記のようにして地中を連続的に掘削することができるが、掘削途中に下水管や電線管などの障害物４がある場合は、連続的に掘削するということはできない。かかる場合は、作業を一時中断し、下水管等の位置をずらしてから再び作業をするようにしている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、障害物があるたびに作業を一時中断して障害物の移動作業を行うのでは、多大な手間が掛かり、迅速な施工ができないという欠点がある。
本発明はこのような事情に鑑みてなされたもので、地中の障害物を回避して連続的に地中連続溝を施工することができる横掘り掘削機を提供することを目的とする。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
本発明は前記目的を達成するために、横移動装置と、前記横移動装置に設けられたフィードフレームと、前記フィードフレームに沿って上下動するフィードベースと、前記フィードベースに垂直に支持され、先端が移動方向に屈曲して形成されるとともに、その屈曲部の下面が傾斜して形成された支持フレームと、前記支持フレームの移動方向の前面と後面、及び、屈曲部の上面と下面に配置され、互いに回転伝達可能に接続された複数個のカッターロッドと、前記フィードベースに設けられ、前記カッターロッドを回転させる手段と、からなることを特徴とする。
【０００６】
本発明によれば、掘削カッターの先端部に地中を上下方向及び横方向に掘削可能な屈曲部が形成されているので、地中に障害物がある場合は、この屈曲部で障害物の上側と下側を掘削することができる。これにより、地中に障害物がある場合でも障害物の位置を移動させずに、連続して地中連続溝を施工することができる。
【０００７】
【発明の実施の形態】
以下添付図面に従って本発明に係る横掘り掘削機の好ましい実施の形態について詳説する。
図１は、本発明に係る横掘り掘削機１０の実施の形態の構成を示す斜視図である。
【０００８】
同図に示すように、本実施の形態の横掘り掘削機１０は、一対の無限軌道１２、１２を備えた自走台車１４を有している。自走台車１４の一方側の側部にはスライドフレーム１６が水平に設置されており、該スライドフレーム１６上をフィードフレーム１８が横方向にスライド自在に支持されている。このフィードフレーム１８は、図示しない横移動用シリンダに駆動されることにより、スライドフレーム１６に沿って横方向に移動する。
【０００９】
フィードフレーム１８には、フィードベース２０が上下方向にスライド自在に支持されている。このフィードベース２０は、図示しない昇降用シリンダに駆動されることによりフィードフレーム１８上を上下方向に移動する。フィードベース２０にはパワースイベル２２が設けられており、このパワースイベル２２の下部に地盤を掘削する掘削カッター２４が接続される。
【００１０】
掘削カッター２４は、同軸上に順次連結した複数のカッターブロック２６、２６、…の先端部に先端カッターブロック２８を連結して構成される。
カッターブロック２６は、図２に示すように、直方体形状に形成された支持フレーム３０を有しており、該支持フレーム３０の前面及び後面には、それぞれカッターロッド３２Ａ、３２Ｂが２本づつ並列して配置されている（図２では、それぞれ片側１本のみ図示）。各カッターロッド３２Ａ、３２Ｂは、それぞれ支持フレーム３０に配設された支持ブラケット３４Ａ、３４Ｂに両端部を回動自在に支持されており、その外周には螺旋状のスクリューオーガ３６Ａ、３６Ｂが固着されている。スクリューオーガ３６Ａ、３６Ｂの外周縁には、図示しない多数のトゥースが一定の間隔をもって植設されており、このスクリューオーガ３６Ａ、３６Ｂが回転することにより横方向の地盤が掘削される。
【００１１】
一方、先端カッターブロック２８は、図２に示すように、楔状に形成された先端支持フレーム４０を有しており、該先端支持フレーム４０の上面、後面及び下傾斜面には、それぞれ先端カッターロッド４２Ａ、４２Ｂ、４２Ｃが２本づつ並列して配置されている（図２では、それぞれ片側１本のみ図示）。各先端カッターロッド４２Ａ、４２Ｂ、４２Ｃは、それぞれ先端支持フレーム４０に配設された支持ブラケット４４Ａ、４４Ｂ、４４Ｃに両端部を回動自在に支持されており、その外周には螺旋状のスクリューオーガ４６Ａ、４６Ｂ、４６Ｃが固着されている。スクリューオーガ４６Ａ、４６Ｂ、４６Ｃの外周縁には、それぞれ図示しない多数のトゥースが一定の間隔をもって植設されており、このスクリューオーガ４６Ａ、４６Ｂ、４６Ｃが回転することにより上下方向及び横方向の地盤が掘削される。
【００１２】
ところで、前記のごとく構成された先端カッターブロック２８は、その上部に連結されたカッターブロック２６のカッターロッド３２Ａ、３２Ｂから回転力を得て各先端カッターロッド４２Ａ、４２Ｂ、４２Ｃが回転するが、その回転力の伝達機構は次のように構成されている。
図３に示すように、前記カッターブロック２６は、先端カッターブロック２８に連結されると、その前面に配置されているカッターロッド３２Ａが入力軸４８Ｄに連結される。この入力軸４８Ｄは、先端支持フレーム４０に固定されたギアボックス５０内にベアリング５２Ｄ、５２Ｄを介して回動自在に支持されており、その先端部には駆動ベベルギア５４Ｄが固着されている。駆動ベベルギア５４Ｄは出力軸４８Ａの先端部に固着された従動ベベルギア５４Ａと噛合しており、該出力軸４８Ａはギアボックス５０内にベアリング５２Ａ、５２Ａを介して回動自在に支持されている。前記先端支持フレーム４０の上面に配設された先端カッターロッド４２Ａは、この出力軸４８Ａに連結されている。
【００１３】
以上の構成により、カッターロッド３２Ａが回転すると、その回転が駆動ベベルギア５４Ｄ、従動ベベルギア５４Ａを介して先端カッターロッド４２Ａに伝達され、先端カッターロッド４２Ａが回転する。
また、図３に示すように、前記カッターブロック２６は、先端カッターブロック２８に連結されると、その後面側に配置されているカッターロッド３２Ｂが、先端カッターロッド４２Ｂに連結される。したがって、先端カッターロッド４２Ｂは、前記カッターロッド３２Ｂが回転すると、その回転が直接伝達されて回転する。この先端カッターロッド４２Ｂの先端には入力軸４８Ｂが連結されており、該入力軸４８Ｂは先端支持フレーム４０に固定されたギアボックス５６内にベアリング５２Ｂ、５２Ｂを介して回動自在に支持されている。また、この入力軸４８Ｂの中央部には駆動ベベルギア５４Ｂが固着されており、該駆動ベベルギア５４Ｂは出力軸４８Ｃの先端部に固着された従動ベベルギア５４Ｃと噛合している。出力軸４８Ｃは、ギアボックス５６内にベアリング５２Ｃ、５２Ｃを介して回動自在に支持されており、この出力軸４８Ｃに前記先端支持フレーム４０の下傾斜面に配設された先端カッターロッド４２Ｃが連結されている。
【００１４】
以上の構成により、カッターロッド３２Ｂが回転すると、その回転が先端カッターロッド４２Ｂに伝達され、先端カッターロッド４２Ｂが回転する。そして、その先端カッターロッド４２Ｂの回転が駆動ベベルギア５４Ｂ、従動ベベルギア５４Ｃを介して先端カッターロッド４２Ｃに伝達され、先端カッターロッド４２Ｃが回転する。
【００１５】
このように、先端カッターブロック２８の各先端カッターロッド４２Ａ、４２Ｂ、４２Ｃは、カッターブロック２６のカッターロッド３２Ａ、３２Ｂから回転力を得て回転する。
なお、駆動シャフト４８Ｂの先端に設けられた符号５８は掘削ビット兼攪拌翼であり、駆動シャフト４８と共に回転して、土砂を掘削・攪拌する。
【００１６】
先端カッターブロック２８は以上のように構成される。そして、この先端カッターブロック２８の上部にカッターブロック２６を順次連結してゆくことにより、所望の長さの掘削カッター２４が形成される。
なお、先端カッターブロック２８とカッターブロック２６の連結はピン６０を介して連結する。すなわち、図３に示すように、カッターロッド３２Ａと入力軸４８Ｄ、カッターロッド３２Ｂと先端カッターロッド４２Ｂを互いに連結するとともに、先端支持フレーム４０と支持フレーム３０を連結しピン６０、６０で固定する。カッターブロック２６同士を連結する場合も同様である。
【００１７】
また、掘削カッター２４とパワースイベル２２の連結も同様にピンを介して連結する。すなわち、パワースイベル２２の出力軸（図示せず）にカッターロッド３２Ａ、３２Ｂを連結するとともに、パワースイベル２２の下部に形成された連結部（図示せず）に支持フレーム３０を連結しピンで固定する。
パワースイベル２２に連結された掘削カッター２４は、パワースイベル２２を駆動することにより、カッターロッド３２Ａ、３２Ｂ及び先端カッターロッド４２Ａ、４２Ｂ、４２Ｃが回転する。そして、このカッターロッド３２Ａ、３２Ｂ及び先端カッターロッド４２Ａ、４２Ｂ、４２Ｃが回転することにより、スクリューオーガ３６Ａ、３６Ｂ、４６Ａ、４６Ｂ、４６Ｃが回転して地盤を上下方向又は横方向に掘削する。
【００１８】
なお、この掘削に際してパワースイベル２２からセメントミルク等の固化剤が供給され、支持フレーム３０の内部を通って先端支持フレーム４０の先端噴出孔４１から噴出される。そして、噴出された固化剤は回転するスクリューオーガ３６Ａ、３６Ｂ、４６Ａ、４６Ｂ、４６Ｃによって掘削土砂と共に上下、水平方向に攪拌、混練される。
【００１９】
前記のごとく構成された本実施の形態の横堀り掘削機１０の作用は次の通りである。
まず、通常の横堀り掘削機（図５に示した横堀り掘削機）で障害物１００（下水管や電線管等）の手前まで地中連続溝１０２を掘削する。
次に、掘削した地中連続溝１０２の中に本実施の形態の横堀り掘削機１０の掘削カッター２４を建込む。建込み方法は次の通りである。
【００２０】
まず、パワースイベル２２に先端カッターブロック２８を取り付ける。次に、パワースイベル２２を駆動してカッターロッド４２Ａ、４２Ｂ、４２Ｃを回転させながら、フィードベース２０を下降させる。これにより、先端カッターブロック２８が地中連続溝１０２の中に建込まれる。
フィードベース２０がフィードフレーム１８のエンド位置に達したところで、パワースイベル２２の駆動を一時停止する。そして、パワースイベル２２と先端カッターブロック２８との連結を解除し、フィードベース２０を上昇させる。次に、先端カッターブロック２８の上部にカッターブロック２６を連結する。そして、その連結されたカッターブロック２６の上部をパワースイベル２２に連結する。連結後、再びパワースイベル２２を駆動してカッターロッド３２Ａ、３２Ｂ、４２Ａ、４２Ｂ、４２Ｃを回転させながら、フィードベース２０を下降させる。これにより、掘削カッター２４が地中連続溝１０２の中に建込まれてゆく。このように、カッターブロック２６を順次継ぎ足しながら掘削カッター２４を地中に建込んでゆく。そして、掘削カッター２４の先端が地中連続溝１０２の底に到達するまで建込む。
【００２１】
掘削カッター２４の先端が地中連続溝１０２の底に到達したら、次に、パワースイベル２２を駆動しながらスライドフレーム１６に備えられた図示しない横移動用シリンダを駆動してフィードフレーム１８を横方向に移動させる。これにより、先端カッターブロック２８の上面及び下傾斜面に配設された先端カッターロッド４２Ａ、４２Ｃによって障害物１００の下側の地盤が掘削される。なお、この際、掘削効率を上げるためにフィードフレーム１８は横方向に前後移動させながら徐々に前進させる。この結果、先端カッターロッド４２Ａ、４２Ｃが障害物１００の下側に位置する。
【００２２】
次に、パワースイベル２２を駆動しながら、フィードベース２０を上昇させる。これにより、障害物１００の下側に位置した先端カッターロッド４２Ａによって障害物１００の下側の地盤が、地中連続溝１０２の下側から掘削されてゆく。なお、この際、掘削効率を上げるためにフィードフレーム１８を横方向に前後移動させながら掘削する。
【００２３】
フィードベース２０がフィードフレーム１８の上側エンド位置まで上昇したらパワースイベル２２の駆動を一時停止する。そして、パワースイベル２２と掘削カッター２４の連結を解除し、最上部のカッターブロック２６を回収する。回収後、フィードベース２０を下降させて再びパワースイベル２２に掘削カッター２４を連結する。そして、再びパワースイベル２２を駆動しながら、フィードベース２０を上昇させる。これにより、障害物１００の下側の地盤が連続して掘削される。
【００２４】
このように、掘削カッター２４を上昇させて、順次最上部のカッターブロック２６を回収しながら障害物１００の真下の位置まで掘削を行う。そして、先端カッターロッド４２Ａが障害物１００の真下の位置に達したところで、フィードベース２０の上昇を一時停止する。そして、パワースイベル２２を駆動しながらスライドフレーム１６に備えられた図示しない横移動用シリンダを駆動してフィードフレーム１８を後退させる。これにより、先端カッターロッド４２Ａが障害物１００の真下の位置から退避するので、そのままフィードベース２０を上昇させて、掘削カッター２４を地中連続溝１０２から回収する。
【００２５】
以上により、障害物１００の下側の地盤が掘削される。障害物１００の上側の地盤、及び障害物１００より先の地盤は通常の横堀り掘削機（図５に示した横堀り掘削機）で掘削する。
このように、本実施の形態の横堀り掘削機１０では、地中に障害物１００がある場合であっても、障害物１００を移動させることなく連続して地中連続溝１０２を施工することができる。これにより、地中連続溝１０２を容易かつ迅速に施工することができるようになる。
【００２６】
なお、上記の説明では、障害物１００の下側の地盤を掘削する場合にのみ、本実施の形態の横堀り掘削機１０を使用しているが、本実施の形態の横堀り掘削機１０で地盤を横方向に連続的に掘削してゆくこともできる。
また、本実施の形態の先端カッターブロック２８は楔状に形成されているが、この形状に限定されるものではなく、掘削カッター２４の先端部で屈曲して、上下方向及び横方向に掘削できる形状であればよい。例えば、本実施の形態の先端カッターブロック２８において下傾斜面を円弧状に形成してもよい。
【００２７】
なお、本実施の形態の横堀り掘削機１０は、先端カッターブロック２８がカッターブロック２６に対して着脱自在なので、この先端カッターブロック２８を交換することにより、通常の横堀り掘削機として使用することもできる。以下、この通常掘削用の先端カッターブロック６２の構成について説明する。
図４に示すように、この先端カッターブロック６２の先端支持フレーム６４はテーパ状に形成されており、その前面及び後面には、それぞれ先端カッターロッド６６Ａ、６６Ｂが２本づつ並列して配置されている。
【００２８】
先端支持フレーム６４の前面に配設された先端カッターロッド６６Ａは、先端支持フレーム６４に設けられた支持ブラケット６８Ａ、６８Ａによって回動自在に支持されており、その先端部にはビット７２Ａが備えられている。また、この先端カッターロッド６６Ａの外周には軸線方向に沿って螺旋状のスクリューオーガ７４Ａが備えられている。
【００２９】
一方、先端支持フレーム６４の後面に配設された先端カッターロッド６６Ｂは、複数の短管カッターロッド６６ｂ、６６ｂ、…を連結して構成されており、各短管カッターロッド６６ｂ、６６ｂ、…は、先端支持フレーム６４に配設された支持ブラケット６８Ｂ、６８Ｂによって回動自在に支持されている。各短管カッターロッド６６ｂ、６６ｂ、…同士は、互いにフレキシブルカップリングによって連結されており、屈曲した状態でも互いに回転力を伝達できるように構成されている。また、この先端カッターロッド６６Ｂの先端部にはビット７２Ｂが備えられており、その外周には軸線方向に沿って螺旋状のスクリューオーガ７４Ｂが備えられている。
【００３０】
前記のごとく構成された先端カッターブロック６２は、先端カッターロッド６６Ａ、６６Ｂが回転することによってビット７２Ａ、７２Ｂ及びスクリューオーガ７４Ａ、７４Ｂが回転し、この回転するビット７２Ａ、７２Ｂ及びスクリューオーガ７４Ａ、７４Ｂによって、横方向と下方向の地盤が掘削される。
なお、カッターブロック２６への連結はピン６０を介して連結する。すなわち、図４に示すように、カッターロッド同士を連結するとともに、先端支持フレーム６４と支持フレーム３０を連結しピン６０、６０で固定する。
【００３１】
このように、本実施の形態の横堀り掘削機１０は、２つの先端カッターブロック２８、６２を選択的に使用することにより、通常の横堀り掘削も行うことができるので、効率的に地中連続溝１０２を施工することができる。
【００３２】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明に係る横掘り掘削機によれば、地中に障害物がある場合であっても、障害物を移動させることなく連続して地中連続溝を施工することができる。これにより、容易かつ迅速に地中連続溝を施工することができるようになる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る横掘り掘削機の実施の形態の構成を示す斜視図
【図２】掘削カッターの構成を示す側面図
【図３】先端カッターブロックの構成を示す側面図
【図４】通常掘削用の先端カッターブロックの構成を示す側面図
【図５】従来の横堀り掘削機の側面図
【符号の説明】
１０…横堀り掘削機
１４…自走台車
１６…スライドフレーム
１８…フィードフレーム
２０…フィードベース
２２…パワースイベル
２４…掘削カッター
２６…カッターブロック
２８…先端カッターブロック
３２Ａ、３２Ｂ…カッターロッド
４２Ａ、４２Ｂ、４２Ｃ…先端カッターロッド
１００…障害物
１０２…地中連続溝
【図１】
0004081629.tif 000002
【図２】
0004081629.tif 000003
【図３】
0004081629.tif 000004
【図４】
0004081629.tif 000005
【図５】
0004081629.tif 000006