図1は、本発明の第1実施形態の掘削機1の縦断面図、図2(A)は、図1の縦断面図と直交する方向の縦断面図、(B)は、カッターヘッド200の拡径時の正面図である。図3(A),(B)は、図1において切断線A-A,切断線B-Bで切断した掘削機1の断面図である。図4、図5は、それぞれ掘削機1の回転振り子30の動きを説明するための図、緩衝手段40の構成を説明するための図である。図6、図7は、掘削機1の減速機70の構造図、減速機70の断面図である。
Figure 1 is a vertical cross-sectional view of an excavator 1 according to a first embodiment of the present invention, Figure 2(A) is a vertical cross-sectional view in a direction perpendicular to the vertical cross-sectional view of Figure 1, and (B) is a front view of the cutter head 200 when expanded. Figures 3(A) and (B) are cross-sectional views of the excavator 1 taken along the cutting lines A-A and B-B in Figure 1. Figures 4 and 5 are diagrams for explaining the movement of the rotating pendulum 30 of the excavator 1 and the configuration of the buffer means 40, respectively. Figures 6 and 7 are a structural diagram of the reducer 70 of the excavator 1 and a cross-sectional view of the reducer 70.
以下の説明において掘削機1の下方は、カッターヘッド200側であり、図1では左側である。また掘削機1の下方は、掘削機1の前側、先端側でもある。掘削機1の軸方向,軸心方向は、中心軸線Mに平行な方向であり上下方向である。半径方向,径方向は、中心軸線Mに直交する方向、周方向は中心軸線Mを中心に円弧に沿う方向、内側は中心軸線側をいう。
In the following description, the bottom of the excavator 1 is the cutter head 200 side, which is the left side in Figure 1. The bottom of the excavator 1 is also the front side, or tip side, of the excavator 1. The axial direction or central axis direction of the excavator 1 is a direction parallel to the central axis M and is the up-down direction. The radial direction or radial direction is a direction perpendicular to the central axis M, the circumferential direction is a direction along an arc centered on the central axis M, and the inside is the central axis side.
本発明の第1実施形態の掘削機1は、地盤を掘削するカッターヘッド200と、パイプ状のケーシング150と、ケーシング150に搭載されカッターヘッド200を駆動する掘削機本体10と、掘削機本体10とケーシング150とを着脱自在に連結するクランプ装置300とを備える。
The excavator 1 of the first embodiment of the present invention comprises a cutter head 200 for excavating the ground, a pipe-shaped casing 150, an excavator body 10 mounted on the casing 150 for driving the cutter head 200, and a clamp device 300 for detachably connecting the excavator body 10 and the casing 150.
第1実施形態の掘削機1において、カッターヘッドは、拡縮ビットを備えるカッターヘッドを使用する。カッターヘッドは、基本的に拡縮ビットを備え、拡縮ビットを拡径させケーシング150の外径よりも大きな掘削孔を掘削可能であり、拡縮ビットを縮径させることでケーシング150を挿通可能なカッターヘッドであればよい。第1実施形態の掘削機1において好適なカッターヘッド200については後述する。
In the excavator 1 of the first embodiment, the cutter head is a cutter head equipped with an expandable bit. The cutter head is basically equipped with an expandable bit, and can expand the diameter of the expandable bit to excavate a borehole larger than the outer diameter of the casing 150, and can insert the casing 150 by reducing the diameter of the expandable bit. The cutter head 200 suitable for the excavator 1 of the first embodiment will be described later.
掘削機本体10は、カッターヘッド200に打撃力を付与する起振機構20と、カッターヘッド200を回転させる回転機構55と、起振機構20及び回転機構55を駆動する、モーター67及び減速機70を備える駆動装置65とを主に構成される。
The excavator body 10 is mainly composed of a vibration mechanism 20 that applies an impact force to the cutter head 200, a rotation mechanism 55 that rotates the cutter head 200, and a drive device 65 equipped with a motor 67 and a reducer 70 that drives the vibration mechanism 20 and the rotation mechanism 55.
起振機構20は、カッターヘッド200に付与する打撃力を発生させる起振手段21と、起振手段21に連結し衝撃を吸収する緩衝手段40と、回転機構55に係合する係合手段50とを備える。
The vibration mechanism 20 includes a vibration generating means 21 that generates an impact force to be applied to the cutter head 200, a buffer means 40 that is connected to the vibration generating means 21 and absorbs the impact, and an engagement means 50 that engages with the rotation mechanism 55.
起振手段21は、打撃力の源泉となる遠心力を発生させる回転振り子30(30a、30b)と、回転振り子30を支持する支持台であるホイールケース22と、回転振り子30を回転させる駆動軸35とを含み、カッターヘッド200に地盤を掘削するための打撃力を付与する。
The vibration generating means 21 includes a rotating pendulum 30 (30a, 30b) that generates centrifugal force, which is the source of the impact force, a wheel case 22 that is a support base that supports the rotating pendulum 30, and a drive shaft 35 that rotates the rotating pendulum 30, and applies an impact force to the cutter head 200 to excavate the ground.
ホイールケース22は、前部にカッターヘッド取付部24、中央から後部に回転振り子取付部25を有する本体23と、回転振り子取付部25を覆うように本体23に取付けられた円筒状のケース29とを備える。カッターヘッド取付部24は、前部がケーシング150の先端部151から突出するように設けられている。本実施形態ではケース29が本体23にボルト止めされているが、ケース29を本体23と一体的に設けてもよい。
The wheel case 22 comprises a main body 23 having a cutter head mounting part 24 at the front and a rotary pendulum mounting part 25 from the center to the rear, and a cylindrical case 29 attached to the main body 23 so as to cover the rotary pendulum mounting part 25. The cutter head mounting part 24 is provided so that its front part protrudes from the tip part 151 of the casing 150. In this embodiment, the case 29 is bolted to the main body 23, but the case 29 may be provided integrally with the main body 23.
回転振り子取付部25には、中心軸線Mに直交する支軸27が取付けられ、支軸27に回転振り子30が回転自在に取付けられている。また回転振り子取付部25には、駆動軸35が挿通する挿通孔26が上下方向に設けられている。挿通孔26の上端には駆動軸35を回転自在に支持する軸受28が取り付けられている。
A support shaft 27 perpendicular to the central axis M is attached to the rotating pendulum mounting part 25, and the rotating pendulum 30 is rotatably attached to the support shaft 27. The rotating pendulum mounting part 25 also has an insertion hole 26 in the vertical direction through which the drive shaft 35 passes. A bearing 28 that rotatably supports the drive shaft 35 is attached to the upper end of the insertion hole 26.
ホイールケース22は、ケーシング150内に配置され、連結するカッターヘッド200及び支持する回転振り子30と一体的に回転しつつ上下動する。これについての詳細は後述する。
The wheel case 22 is disposed within the casing 150 and moves up and down while rotating integrally with the connected cutter head 200 and the supporting rotary pendulum 30. This will be described in more detail later.
回転振り子30は、一対の回転振り子30a、30bからなる。回転振り子30aと回転振り子30bとは同一形状、同一構造からなる。以下、回転振り子30aを用いて形状、構造を説明する。
The rotating pendulum 30 consists of a pair of rotating pendulums 30a and 30b. The rotating pendulums 30a and 30b have the same shape and structure. Below, the shape and structure will be explained using the rotating pendulum 30a.
回転振り子30aは、肉厚板状の部材であり扇形状を有する(図4参照)。回転振り子30aは、扇の中心点から離れるに従って体積が大きくなり、中心点から離れた扇部分がウエイトとして機能し、回転することで大きな遠心力を生み出す。このような回転振り子30は、偏心ロータ、偏心重錘、フライホイールと言い換えることができる。
The rotating pendulum 30a is a thick plate-like member with a fan shape (see Figure 4). The volume of the rotating pendulum 30a increases as it moves away from the center point of the fan, and the fan part away from the center point functions as a weight, generating a large centrifugal force as it rotates. This rotating pendulum 30 can be referred to as an eccentric rotor, eccentric weight, or flywheel.
回転振り子30aは、扇の中心点近傍に支軸27に挿通する挿通孔を備え、挿通孔にボールベアリング33aが装着され、回転振り子30aは、ボールベアリング33aを介し支軸27に回転自在に取り付けられている。また回転振り子30aには、支軸27に挿通可能な傘歯車32aが取り付けられている。この傘歯車32aは、駆動軸35の先端に取り付けられた傘歯車36と噛み合う。
The rotating pendulum 30a has a through hole near the center point of the fan that passes through the support shaft 27, and a ball bearing 33a is attached to the through hole, so that the rotating pendulum 30a is rotatably attached to the support shaft 27 via the ball bearing 33a. A bevel gear 32a that can be inserted into the support shaft 27 is also attached to the rotating pendulum 30a. This bevel gear 32a meshes with a bevel gear 36 attached to the tip of the drive shaft 35.
一対の回転振り子30a、30bの回転方向、位相は、以下のとおりである。一対の回転振り子30a、30bは、中心軸線Mを挟み相反する位置に配置され、駆動軸35の回転に伴い支軸27を中心に中心軸線Mに平行に回転する。一対の回転振り子30a、30bは、1つの傘歯車36と噛み合うため回転方向は逆向きとなる。また一対の回転振り子30a、30bは、同位相で回転するように支軸27に取り付けられている。このため一対の回転振り子30a、30bは、下死点及び上死点が一致する(図4(A),(C)参照)。
The rotation direction and phase of the pair of rotating pendulums 30a, 30b are as follows. The pair of rotating pendulums 30a, 30b are arranged at opposite positions on either side of the central axis M, and rotate parallel to the central axis M around the support shaft 27 as the drive shaft 35 rotates. The pair of rotating pendulums 30a, 30b mesh with one bevel gear 36, so their rotation directions are opposite. The pair of rotating pendulums 30a, 30b are also attached to the support shaft 27 so that they rotate in the same phase. Therefore, the bottom dead center and top dead center of the pair of rotating pendulums 30a, 30b coincide (see Figures 4 (A) and (C)).
このように構成される一対の回転振り子30a、30bが回転することで上下方向に大きな遠心力が発生し、これがカッターヘッド200の打撃力の源泉となる。回転振り子30a、30bの回転により生じる水平方向の荷重は、回転振り子30a、30bの回転が逆向きゆえ相殺される。
The rotation of the pair of rotating pendulums 30a, 30b configured in this way generates a large centrifugal force in the vertical direction, which is the source of the impact force of the cutter head 200. The horizontal load generated by the rotation of the rotating pendulums 30a, 30b is canceled out because the rotating pendulums 30a, 30b rotate in opposite directions.
回転振り子30は、カッターヘッド200に付与する打撃力の源泉となる遠心力を生み出すことができればよく、形態は本実施形態に限定されるものではない。例えばアームの先端に重りを取り付けた回転振り子、円板の周縁部近傍に重りを取り付け支軸27への挿通孔31を中心点から偏心させた偏心ロータなどであってもよい。
The rotating pendulum 30 is not limited to the embodiment as long as it can generate centrifugal force that is the source of the impact force applied to the cutter head 200. For example, it may be a rotating pendulum with a weight attached to the end of the arm, or an eccentric rotor with a weight attached near the periphery of the disk and the insertion hole 31 for the support shaft 27 offset from the center point.
駆動軸35は、減速機70の第1出力軸71の回転を回転振り子30に伝達する部材であり、前端に傘歯車36を備え、後端に軸継手37が設けられ、第1出力軸71と連結する。駆動軸35は、中間部が軸受28で回転自在に支持され、傘歯車36が回転振り子30の傘歯車32(32a、32b)と噛み合う。軸継手37は、第1出力軸71に対して駆動軸35を軸方向に移動自在に接続する継手であり、本実施形態ではボールスプライン継手である。軸継手37は、第1出力軸71の回転を確実に駆動軸35に伝達可能で、かつ第1出力軸71に対して駆動軸35を軸方向に移動自在に接続できれば他の形態、構造であってもよい。
The drive shaft 35 is a member that transmits the rotation of the first output shaft 71 of the reducer 70 to the rotary pendulum 30, and is equipped with a bevel gear 36 at its front end and a shaft coupling 37 at its rear end, which is connected to the first output shaft 71. The drive shaft 35 is rotatably supported at its middle portion by a bearing 28, and the bevel gear 36 meshes with the bevel gears 32 (32a, 32b) of the rotary pendulum 30. The shaft coupling 37 is a coupling that connects the drive shaft 35 to the first output shaft 71 so that it can move axially, and is a ball spline coupling in this embodiment. The shaft coupling 37 may have other forms and structures as long as it can reliably transmit the rotation of the first output shaft 71 to the drive shaft 35 and can connect the drive shaft 35 to the first output shaft 71 so that it can move axially.
緩衝手段40は、起振手段21及び回転機構55に連結するスプリングホルダー41と、スプリングホルダー41に装着される圧縮ばね47とを含み、起振手段21が移動規制手段に衝突する際の衝撃を吸収する。緩衝手段40は、回転機構55に対し、係合手段50を介して連結する。
The buffer means 40 includes a spring holder 41 that is connected to the vibration generating means 21 and the rotation mechanism 55, and a compression spring 47 that is attached to the spring holder 41, and absorbs the impact when the vibration generating means 21 collides with the movement restricting means. The buffer means 40 is connected to the rotation mechanism 55 via the engagement means 50.
スプリングホルダー41は、円筒状の本体の前部にフランジ部42、中央から後部にかけて圧縮ばね47を収容するばね収容部43を有する。スプリングホルダー41は、フランジ部42がホイールケース22の後端にボルト止めされ、ホイールケース22と連結する。駆動軸35は、スプリングホルダー41の本体内に位置する。
The spring holder 41 has a flange portion 42 at the front of the cylindrical body, and a spring housing portion 43 that houses a compression spring 47 from the center to the rear. The flange portion 42 of the spring holder 41 is bolted to the rear end of the wheel case 22, connecting it to the wheel case 22. The drive shaft 35 is located inside the body of the spring holder 41.
ばね収容部43は、本体の外側に位置し、ここに圧縮ばね47を収容する収容孔44が設けられている。収容孔44は、ばね収容部43を軸方向に貫通する孔であり、下端に内側に突出する段部を備える。収容孔44は、ばね収容部43の周方向に等間隔で複数個設けられている。本実施形態において、収容孔44の数は8であるが、個数はこれに限定されるものではない。
The spring accommodating portion 43 is located on the outside of the main body, and has an accommodating hole 44 therein that accommodates a compression spring 47. The accommodating hole 44 is a hole that penetrates the spring accommodating portion 43 in the axial direction, and has a step that protrudes inward at the lower end. A plurality of accommodating holes 44 are provided at equal intervals around the circumference of the spring accommodating portion 43. In this embodiment, the number of accommodating holes 44 is eight, but the number is not limited to this.
圧縮ばね47は、両端に段部を有する円柱状のガイドシャフト48に挿通された状態で収容孔44に装着されている。ガイドシャフト48に挿通された圧縮ばね47は、ガイドシャフト48の両端の段部の間に位置する。圧縮ばね47の外径は、ガイドシャフト48の段部の外径よりも大きく、収容孔44の内径よりも小さく設定されている。
The compression spring 47 is attached to the accommodation hole 44 while being inserted into a cylindrical guide shaft 48 having steps on both ends. The compression spring 47 inserted into the guide shaft 48 is located between the steps on both ends of the guide shaft 48. The outer diameter of the compression spring 47 is set to be larger than the outer diameter of the steps of the guide shaft 48 and smaller than the inner diameter of the accommodation hole 44.
ガイドシャフト48の長さは、収容孔44よりも長く、収容孔44に装着されたガイドシャフト48の両端部は、収容孔44から突出している。一方、圧縮ばね47の長さは、収容孔44の長さよりも短く、収容孔44に装着された圧縮ばね47は、収容孔44内に位置する。
The length of the guide shaft 48 is longer than the length of the accommodation hole 44, and both ends of the guide shaft 48 attached to the accommodation hole 44 protrude from the accommodation hole 44. On the other hand, the length of the compression spring 47 is shorter than the length of the accommodation hole 44, and the compression spring 47 attached to the accommodation hole 44 is located within the accommodation hole 44.
ガイドシャフト48に挿通された圧縮ばね47が装着された各収容孔44の上端には、ストッパーフランジ49が取付けられる。ストッパーフランジ49の外径は、収容孔44の内径よりも大きく、ストッパーフランジ49の内径は、ガイドシャフト48の段部の外径よりも僅かに大きい。このためガイドシャフト48は、ストッパーフランジ49を挿通可能である。
A stopper flange 49 is attached to the upper end of each accommodation hole 44 in which a compression spring 47 is inserted through a guide shaft 48. The outer diameter of the stopper flange 49 is larger than the inner diameter of the accommodation hole 44, and the inner diameter of the stopper flange 49 is slightly larger than the outer diameter of the stepped portion of the guide shaft 48. Therefore, the guide shaft 48 can be inserted through the stopper flange 49.
ばね収容部43には、係合手段50を構成する伝達シャフト51を取付けるための取付座46が設けられている。取付座46は、ばね収容部43の半径方向に設けられた凹溝であり、ばね収容部43の周方向に等間隔で複数個、ばね収容部43の横断面において隣り合う収容孔44の間に設けられている。
The spring accommodating portion 43 is provided with a mounting seat 46 for mounting the transmission shaft 51 that constitutes the engagement means 50. The mounting seats 46 are grooves provided in the radial direction of the spring accommodating portion 43, and multiple mounting seats 46 are provided at equal intervals in the circumferential direction of the spring accommodating portion 43 between adjacent accommodating holes 44 in the cross section of the spring accommodating portion 43.
係合手段50は、回転機構55と起振機構20とに係合し、回転機構55の回転を起振機構20に伝達する。また係合手段50は、起振機構20の軸方向の移動をサポートする手段としても機能する。係合手段50は、円柱状の伝達シャフト51と、伝達シャフト51の上部に取り付けられる軸受52と、カラー53とを備える。
The engagement means 50 engages with the rotation mechanism 55 and the vibration mechanism 20, and transmits the rotation of the rotation mechanism 55 to the vibration mechanism 20. The engagement means 50 also functions as a means for supporting the axial movement of the vibration mechanism 20. The engagement means 50 includes a cylindrical transmission shaft 51, a bearing 52 attached to the upper part of the transmission shaft 51, and a collar 53.
伝達シャフト51は、ばね収容部43の取付座46に下半分が嵌め込まれ、上半分は、ばね収容部43から突出するように取り付けられている。ばね収容部43から突出する伝達シャフト51には、軸受52を介してカラー53が回転自在に取付けられている。伝達シャフト51を含む軸受52及びカラー53は、ローラーガイド56のガイド溝60に嵌り込む。
The lower half of the transmission shaft 51 is fitted into the mounting seat 46 of the spring housing 43, and the upper half is attached so as to protrude from the spring housing 43. A collar 53 is rotatably attached to the transmission shaft 51 protruding from the spring housing 43 via a bearing 52. The bearing 52 and collar 53 including the transmission shaft 51 fit into the guide groove 60 of the roller guide 56.
回転機構55は、駆動装置65を構成する減速機70の第2出力軸72に固定されたローラーガイド56を備え、ローラーガイド56と係合手段50とを係合させ、起振機構20及びカッターヘッド200を回転させる。また回転機構55は、ローラーガイド56の下端に取付けられたばね受けフランジ62を備える。ばね受けフランジ62は、ローラーガイド56のフランジ部58とで起振機構20の軸方向の移動距離を規制する移動規制手段を構成する。
The rotation mechanism 55 includes a roller guide 56 fixed to the second output shaft 72 of the reducer 70 constituting the drive device 65, and engages the roller guide 56 with the engagement means 50 to rotate the vibration mechanism 20 and the cutter head 200. The rotation mechanism 55 also includes a spring bearing flange 62 attached to the lower end of the roller guide 56. The spring bearing flange 62, together with the flange portion 58 of the roller guide 56, constitutes a movement restriction means that restricts the axial movement distance of the vibration mechanism 20.
ローラーガイド56は、円筒状の本体57の後端にフランジ部58を有し、本体57の中央から前端にかけて本体57の外側に設けられたガイド部59を有する。ローラーガイド56は、フランジ部58が減速機70の第2出力軸72にボルト止めされ、本体57がスプリングホルダー41のばね収容部43を覆うように配置されている。
The roller guide 56 has a flange portion 58 at the rear end of the cylindrical main body 57, and a guide portion 59 provided on the outside of the main body 57 from the center to the front end of the main body 57. The roller guide 56 is arranged so that the flange portion 58 is bolted to the second output shaft 72 of the reducer 70, and the main body 57 covers the spring housing portion 43 of the spring holder 41.
ガイド部59は、本体57の外側に位置し、ここにカラー53が取付けられた伝達シャフト51が摺動自在に嵌り込むガイド溝60が設けられている。ガイド溝60は、ガイド部59の内周面に臨む軸方向(上下方向)に伸びる凹溝である。ガイド溝60は、ガイド部59の周方向に各伝達シャフト51がそれぞれ嵌り込むように複数個、本実施形態では8個設けられている。
The guide portion 59 is located on the outside of the main body 57, and is provided with a guide groove 60 into which the transmission shaft 51 with the collar 53 attached fits freely. The guide groove 60 is a recessed groove that extends in the axial direction (up and down direction) facing the inner peripheral surface of the guide portion 59. A plurality of guide grooves 60 (eight in this embodiment) are provided around the circumference of the guide portion 59 so that each transmission shaft 51 fits therein.
駆動装置65は、起振機構20及び回転機構55を駆動する装置であり、モーター67及び減速機70を主に構成され、モーター67と減速機70とが連結された状態でハウジング66内に収容されている。ハウジング66の外径は、ケーシング150の内径よりも小さく、ケーシング150を挿通可能である。
The driving device 65 is a device that drives the vibration mechanism 20 and the rotation mechanism 55, and is mainly composed of a motor 67 and a reducer 70. The motor 67 and the reducer 70 are connected and housed in the housing 66. The outer diameter of the housing 66 is smaller than the inner diameter of the casing 150, and the casing 150 can be inserted therethrough.
モーター67は、特に限定されるものではなく、公知のモーターを使用することができる。モーター67及び減速機70は、ハウジング66内に設けられた冷却装置(図示省略)で冷却される。冷却装置には、モーター67及び減速機70の外周面を覆うように配置されたコイル状の冷却管、又はジャケットに冷却水を流通させ冷却する間接式の冷却装置を使用することができる。
The motor 67 is not particularly limited, and any known motor can be used. The motor 67 and the reducer 70 are cooled by a cooling device (not shown) provided in the housing 66. The cooling device can be a coil-shaped cooling pipe arranged to cover the outer periphery of the motor 67 and the reducer 70, or an indirect cooling device that circulates cooling water through a jacket to cool them.
減速機70は、モーター67の出力軸に直結しモーター67の出力軸68と同じ回転数で回転する第1出力軸71と、第1出力軸71に比較して低速で回転する第2出力軸72とを備える。第1出力軸71の回転数をN1、第2出力軸72の回転数をN2とすると、N1>N2である。第1出力軸71は、モーター67の出力軸68と直結するため高速で回転する。第1出力軸71の先端部には駆動軸35の軸継手37に係合する軸継手73が設けられている。
The reducer 70 includes a first output shaft 71 that is directly connected to the output shaft of the motor 67 and rotates at the same rotation speed as the output shaft 68 of the motor 67, and a second output shaft 72 that rotates at a slower speed than the first output shaft 71. If the rotation speed of the first output shaft 71 is N1 and the rotation speed of the second output shaft 72 is N2 , then N1 > N2 . The first output shaft 71 rotates at a high speed because it is directly connected to the output shaft 68 of the motor 67. A shaft coupling 73 that engages with the shaft coupling 37 of the drive shaft 35 is provided at the tip of the first output shaft 71.
減速機70は、第1出力軸71と、第1出力軸71と比較して減速された第2出力軸72とを備えれば特に限定されるものではないが、減速機70は、ハウジング66内に格納されるためコンパクトであり、さらにカッターヘッド200を回転駆動するものであるから高トルクのものが好ましい。好適な減速機70を図6及び図7に示す。図7は、図6のF-F断面図である。
The reducer 70 is not particularly limited as long as it has a first output shaft 71 and a second output shaft 72 that is reduced in speed compared to the first output shaft 71, but since the reducer 70 is stored in the housing 66 and is therefore compact, and since it drives the cutter head 200 to rotate, it is preferable that the reducer 70 has high torque. A suitable reducer 70 is shown in Figures 6 and 7. Figure 7 is a cross-sectional view taken along the line F-F of Figure 6.
図6に示す減速機70は、偏心揺動型の減速機であり、入力回転体75と、入力回転体75の外周面に固定された偏心カム76と、複数の外歯歯車77と、複数の伝達棒78と、複数の出力フランジ79と、複数のキャリアピン80と、内歯歯車81と、出力回転体72と、ケーシング82とを主に構成される。
The reducer 70 shown in FIG. 6 is an eccentric oscillating type reducer, and is mainly composed of an input rotor 75, an eccentric cam 76 fixed to the outer circumferential surface of the input rotor 75, multiple external gears 77, multiple transmission rods 78, multiple output flanges 79, multiple carrier pins 80, an internal gear 81, an output rotor 72, and a casing 82.
入力回転体75は、軸受を介してケーシング82の中心に回転自在に取り付けられている。入力回転体75は、モーター67の出力軸68と連結し、入力回転数N1で回転する。本実施形態では、入力回転体75の一部をケーシング82から突出させ、これを第1出力軸71としている。第1出力軸71は、入力回転体75と別体であってもよく、軸部材を入力回転体75と連結させこれを第1出力軸71としてもよい。
The input rotor 75 is rotatably attached to the center of the casing 82 via a bearing. The input rotor 75 is connected to the output shaft 68 of the motor 67 and rotates at an input rotation speed N 1. In this embodiment, a part of the input rotor 75 protrudes from the casing 82 and serves as the first output shaft 71. The first output shaft 71 may be a separate body from the input rotor 75, or a shaft member may be connected to the input rotor 75 and serve as the first output shaft 71.
偏心カム76は、入力回転体75の回転軸から偏心した回転軸を有し、入力回転体75と一体的に回転し、伝達棒78を介して外歯歯車77を揺動回転させる。外歯歯車77は、円環状の部材であり、軸受及び伝達棒78を介して偏心カム76と回転自在に連結する。外歯歯車77は、内周面が円形であり、外周面に外歯が設けられている。外歯歯車77の歯数は、MOである。
The eccentric cam 76 has a rotation axis that is eccentric from the rotation axis of the input rotor 75, rotates integrally with the input rotor 75, and oscillates and rotates the external gear 77 via a transmission rod 78. The external gear 77 is an annular member, and is rotatably connected to the eccentric cam 76 via a bearing and the transmission rod 78. The external gear 77 has a circular inner circumferential surface and external teeth are provided on its outer circumferential surface. The number of teeth of the external gear 77 is M O.
伝達棒78は、偏心カム76の動きを外歯歯車77に伝達するための部材であり、一端が偏心カム76に取付けられた軸受の外周面に、他端が外歯歯車77の内周面に接するように、放射状に配置される。出力フランジ79は、隣り合う外歯歯車77の間に配置され、キャリアピン80と連結する。出力フランジ79は、円環状の部材であり、スプライン継手を介して出力回転体72に連結し、キャリアピン80を介して伝達される動力を出力回転体72に伝達する。
The transmission rod 78 is a member for transmitting the movement of the eccentric cam 76 to the external gear 77, and is arranged radially so that one end is in contact with the outer circumferential surface of the bearing attached to the eccentric cam 76 and the other end is in contact with the inner circumferential surface of the external gear 77. The output flange 79 is arranged between adjacent external gears 77 and is connected to the carrier pin 80. The output flange 79 is an annular member, and is connected to the output rotor 72 via a spline joint, transmitting the power transmitted via the carrier pin 80 to the output rotor 72.
内歯歯車81は、円筒状のケーシング本体82の内周面に設けられている。内歯歯車81の歯数は、MIである。
The internal gear 81 is provided on the inner peripheral surface of a cylindrical casing body 82. The number of teeth of the internal gear 81 is M1 .
出力回転体72は、円筒状の本体を有し、入力回転体75を覆うように配置され、軸受を介してケーシング82に回転自在に取り付けられている。出力回転体72には、伝達棒78を挿通する挿通孔が設けられ、外周面には、スプライン継手のキーが設けられている。本実施形態では、出力回転体72が第2出力軸72であり、第2出力軸72と第1出力軸71の回転軸は一致する。
The output rotor 72 has a cylindrical body, is arranged to cover the input rotor 75, and is rotatably attached to the casing 82 via a bearing. The output rotor 72 has an insertion hole through which the transmission rod 78 passes, and a spline joint key is provided on the outer circumferential surface. In this embodiment, the output rotor 72 is the second output shaft 72, and the rotation axes of the second output shaft 72 and the first output shaft 71 coincide.
入力回転体75が回転すると、外歯歯車77は、内歯歯車81に噛み合いながら揺動回転する。内歯歯車81の歯数MIが外歯歯車77の歯数MOよりも多いため、外歯歯車77は、入力回転体75の回転数N1に対して入力回転体75の回転方向とは逆方向に(MI-MO)/MOの割合で回転する。つまり減速機70の減速比はMO/(MI-MO)となる。外歯歯車77の回転は、当該動力がキャリアピン80に伝達され、出力フランジ79を介して出力回転体72に伝達される。この結果、第2出力軸72の回転数N2は、第1出力軸71の回転数N1に(MI-MO)/MOを乗じた値となる。図6に示す減速機70の詳細構造は、特許第7191353号公報参照のこと。
When the input rotor 75 rotates, the external gear 77 oscillates while meshing with the internal gear 81. Since the number of teeth M I of the internal gear 81 is greater than the number of teeth M O of the external gear 77, the external gear 77 rotates in the opposite direction to the rotation direction of the input rotor 75 at a ratio of (M I -M O)/M O with respect to the rotation speed N 1 of the input rotor 75. In other words, the reduction ratio of the reducer 70 is M O /(M I -M O ). The power of the rotation of the external gear 77 is transmitted to the carrier pin 80, and is transmitted to the output rotor 72 via the output flange 79. As a result, the rotation speed N 2 of the second output shaft 72 is a value obtained by multiplying the rotation speed N 1 of the first output shaft 71 by (M I -M O )/M O. For details of the structure of the reducer 70 shown in FIG.
以上からなる駆動装置65は、第1出力軸71が軸継手73を介して駆動軸35と連結し、駆動軸35を回転数N1で回転させる。また駆動装置65は、減速機70の第2出力軸72がローラーガイド56と連結し、回転機構55さらには起振機構20及びカッターヘッド200を回転数N2で回転させる。
In the driving device 65 configured as described above, the first output shaft 71 is connected to the driving shaft 35 via the shaft coupling 73, and rotates the driving shaft 35 at a rotation speed N1 . In the driving device 65, the second output shaft 72 of the reducer 70 is connected to the roller guide 56, and rotates the rotation mechanism 55, and further the vibration mechanism 20 and the cutter head 200 at a rotation speed N2 .
掘削機1は、さらにカッターヘッド200が掘削した掘削土を搬送するスクリューケーシング86を備える。スクリューケーシング86は、掘削土の搬送手段であり、掘削土をスクリューケーシング86の上部まで持ち上げる。スクリューケーシング86は、円筒状の本体87を備え、本体87の下端部には内側に突出するフランジ部88を有する。また本体87の外壁面には、掘削土を搬送するスクリュー89が設けられている。
The excavator 1 further includes a screw casing 86 that transports the excavated soil excavated by the cutter head 200. The screw casing 86 is a transport means for the excavated soil, and lifts the excavated soil to the top of the screw casing 86. The screw casing 86 includes a cylindrical main body 87, and a flange portion 88 that protrudes inward at the lower end of the main body 87. In addition, a screw 89 that transports the excavated soil is provided on the outer wall surface of the main body 87.
スクリューケーシング86は、本体87の上端部がリングキー90を介してローラーガイド56と連結する。これによりスクリューケーシング86は、ローラーガイド56と一体的に回転数N2で回転する。
The upper end of the body 87 of the screw casing 86 is connected to the roller guide 56 via a ring key 90. This allows the screw casing 86 to rotate integrally with the roller guide 56 at a rotation speed N2 .
本体87の内径は、ホイールケース22のケース29の外径よりも僅かに大きく、ホイールケース22は、本体87の内側に位置する。また本体87の内径は、ローラーガイド56のガイド部59の外径よりも大きく、ローラーガイド56は、本体87の内側に位置する。
The inner diameter of the main body 87 is slightly larger than the outer diameter of the case 29 of the wheel case 22, and the wheel case 22 is located inside the main body 87. The inner diameter of the main body 87 is also larger than the outer diameter of the guide portion 59 of the roller guide 56, and the roller guide 56 is located inside the main body 87.
スクリュー89の外径は、ケーシング150の内径と略同一であり、スクリュー89の外周面がケーシング150の内面に摺動自在に接する。スクリュー89の外径をケーシング150の内径よりも僅かに小さく設定し、スクリュー89の外周面をケーシング150の内面に接触させることなく近接した状態としてもよい。これらによりケーシング150の内周面と本体87の外周面との間に掘削土の搬送路が形成され、スクリューケーシング86を回転させることで掘削土を減速機70側に搬送することができる。
The outer diameter of the screw 89 is approximately the same as the inner diameter of the casing 150, and the outer circumferential surface of the screw 89 is in sliding contact with the inner surface of the casing 150. The outer diameter of the screw 89 may be set slightly smaller than the inner diameter of the casing 150, so that the outer circumferential surface of the screw 89 is in close proximity to the inner surface of the casing 150 without contacting it. As a result, a transport path for the excavated soil is formed between the inner surface of the casing 150 and the outer circumferential surface of the main body 87, and the excavated soil can be transported to the reducer 70 side by rotating the screw casing 86.
スクリューケーシング86は、ローラーガイド56に連結した状態でフランジ部88の先端面がケーシング150の先端部151と同じ高さにある。フランジ部88は、中央部にホイールケース22のカッターヘッド取付部24が挿通する円孔が設けられ、円孔の内周面にはブッシュ91が嵌め込まれている。ブッシュ91は、カッターヘッド取付部24の外周面に摺動自在に接し、ホイールケース22の回転及び上下動をガイドする。
When the screw casing 86 is connected to the roller guide 56, the tip surface of the flange portion 88 is at the same height as the tip portion 151 of the casing 150. The flange portion 88 has a circular hole in the center through which the cutter head mounting portion 24 of the wheel case 22 is inserted, and a bushing 91 is fitted into the inner peripheral surface of the circular hole. The bushing 91 is in slidable contact with the outer peripheral surface of the cutter head mounting portion 24, and guides the rotation and up and down movement of the wheel case 22.
本実施形態の掘削機1は、掘削深度に応じて継ぎ足し使用する延長用のケーシング160及び各種配管を集合させたジョイント管165を接続可能に構成されている。掘削機1は、掘削機1に配置された送気管などの各種配管と新たに接続されるジョイント管165とを接続するための配管室105を備える。
The excavator 1 of this embodiment is configured to be able to connect an extension casing 160 that is extended depending on the excavation depth, and a joint pipe 165 that brings together various pipes. The excavator 1 is equipped with a piping chamber 105 for connecting various pipes, such as air pipes, arranged in the excavator 1 to the newly connected joint pipe 165.
配管室105は、ケーシング150の内径より小さい円筒状の本体107を有し、本体107の下端には連結用フランジ109が、本体107の上端にはジョイント管165を連結するための連結部111が設けられている。この連結部111によりジョイント管165を容易に連結し、また取外すことができる。
The piping chamber 105 has a cylindrical body 107 that is smaller than the inside diameter of the casing 150, and the lower end of the body 107 is provided with a connecting flange 109, and the upper end of the body 107 is provided with a connecting part 111 for connecting the joint pipe 165. This connecting part 111 allows the joint pipe 165 to be easily connected and removed.
配管室105は、駆動装置65の上方に位置し、駆動装置65のハウジング66に連結用フランジ109が固定されている。以上のように本実施形態において配管室105は、掘削機本体10に含まれる。
The piping chamber 105 is located above the drive unit 65, and a connecting flange 109 is fixed to the housing 66 of the drive unit 65. As described above, in this embodiment, the piping chamber 105 is included in the excavator body 10.
ケーシング150は、円筒パイプ状の部材であり、配管室105を含む掘削機本体10を収容可能な内径及び長さを有する。本実施形態の掘削機1において、ケーシング150は、配管室105を含む掘削機本体10を収容するケーシングとして機能する他、埋設管として機能する。埋設管としての機能については、後述する。
The casing 150 is a cylindrical pipe-shaped member, and has an inner diameter and length capable of housing the excavator body 10 including the piping chamber 105. In the excavator 1 of this embodiment, the casing 150 functions not only as a casing that houses the excavator body 10 including the piping chamber 105, but also as a buried pipe. Its function as a buried pipe will be described later.
次に本実施形態の掘削機1に好適なカッターヘッド200について説明する。図8は、カッターヘッド200の斜視図、図9は、カッターヘッド200の固定ビット部210の分解構成図である。図10は、カッターヘッド200の固定ビット220の変形例である。図11(A),(B)は、カッターヘッド200の拡径状態を示す正面図、拡径状態における拡縮ビット部230の横断面図である。図12(A)は、カッターヘッド200の拡径状態における縦断面図、(B)は、(A)とは異なる位置の縦断面図である。図13(A),(B)は、カッターヘッド200の縮径状態を示す正面図、縮径状態における拡縮ビット部230の横断面図である。図14(A)は、カッターヘッド200の縮径状態における縦断面図、(B)は、(A)とは異なる位置の縦断面図である。
Next, a cutter head 200 suitable for the excavator 1 of this embodiment will be described. FIG. 8 is a perspective view of the cutter head 200, and FIG. 9 is an exploded view of the fixed bit portion 210 of the cutter head 200. FIG. 10 is a modified example of the fixed bit 220 of the cutter head 200. FIG. 11 (A) and (B) are a front view showing the cutter head 200 in an expanded state, and a cross-sectional view of the expansion/contraction bit portion 230 in the expanded state. FIG. 12 (A) is a vertical cross-sectional view of the cutter head 200 in an expanded state, and (B) is a vertical cross-sectional view at a position different from (A). FIG. 13 (A) and (B) are a front view showing the cutter head 200 in a contracted state, and a cross-sectional view of the expansion/contraction bit portion 230 in the contracted state. FIG. 14 (A) is a vertical cross-sectional view of the cutter head 200 in a contracted state, and (B) is a vertical cross-sectional view at a position different from (A).
カッターヘッド200は、固定ビット部210と、拡縮ビット部230と、掘削機本体10と連結する連結部250とを備え、下から上に向かって固定ビット部210、拡縮ビット部230、連結部250の順に配され、これらが連結されてなる。カッターヘッド200は、連結部250が掘削機本体10のカッターヘッド取付部24に取付けられ、掘削機本体10を介して回転及び上下動し、地盤を掘削する。
The cutter head 200 comprises a fixed bit section 210, an expandable/contractable bit section 230, and a connecting section 250 that connects to the excavator body 10. The fixed bit section 210, the expandable/contractable bit section 230, and the connecting section 250 are arranged from bottom to top, and are connected together. The connecting section 250 of the cutter head 200 is attached to the cutter head mounting section 24 of the excavator body 10, and the cutter head 200 rotates and moves up and down via the excavator body 10 to excavate the ground.
固定ビット部210は、肉厚の有底円筒状のケーシング211を有し、ここに地盤を掘削する固定ビット220が固定されてなる。ケーシング211は、有底円筒状の底に該当する部分が前面212となるように配される。
The fixed bit section 210 has a thick, bottomed, cylindrical casing 211 to which a fixed bit 220 for excavating the ground is fixed. The casing 211 is arranged so that the part corresponding to the bottom of the bottomed cylindrical shape is the front surface 212.
ケーシング211は、前面212が平面であり、前面212と側面213との境界は傾斜面214となっている。前面212、側面213及び傾斜面214にはそれぞれ固定ビット220を取付けるため取付座215が設けられている。
The casing 211 has a flat front surface 212, and the boundary between the front surface 212 and the side surface 213 is an inclined surface 214. The front surface 212, the side surface 213, and the inclined surface 214 are each provided with a mounting seat 215 for mounting a fixed bit 220.
取付座215は、固定ビット220の台座222が嵌り込む凹部216と、固定ビット220の取付ボルト225が挿通する挿通孔217とを備える。凹部216は、台座222の下部がほぼ隙間なく嵌り込む大きさを有する。挿通孔217は、凹部216に連通し、ケーシンング211に直交するように穿設されている。これにより固定ビット220をケーシング211にしっかりと固定することができる。
The mounting seat 215 has a recess 216 into which the base 222 of the fixed bit 220 fits, and an insertion hole 217 through which the mounting bolt 225 of the fixed bit 220 passes. The recess 216 is large enough that the lower part of the base 222 fits in with almost no gap. The insertion hole 217 is connected to the recess 216 and is drilled so as to be perpendicular to the casing 211. This allows the fixed bit 220 to be firmly fixed to the casing 211.
固定ビット220は、超硬チップ221と、超硬チップ221が固定される台座222と、台座222に直交するように台座222の底面に取付けられた取付ボルト225とで構成される。固定ビット220は、ケーシング211に設けられた挿通孔217に取付ボルト225が挿通され、凹部216に台座222が嵌り込み、振動等で緩まないようにケーシンング211に堅固にボルト止めされる。
The fixed bit 220 is composed of a carbide tip 221, a base 222 to which the carbide tip 221 is fixed, and a mounting bolt 225 attached to the bottom surface of the base 222 so as to be perpendicular to the base 222. The fixed bit 220 is firmly bolted to the casing 211 by inserting the mounting bolt 225 into the insertion hole 217 provided in the casing 211 and fitting the base 222 into the recess 216 so as not to loosen due to vibration, etc.
台座222は、細長い略長方体形状を有し、上面223に長手方向に平行な凹溝224が設けられている。超硬チップ221は、凹溝224と略同一の大きさを有する基部の上に先端が細い山型部が配された形状を有し、山型部が台座222の上面223から突出するように凹溝224にろう付けし固定されている。本実施形態では、台座222が細長い略長方体形状を有し、超硬チップ221が上部に山型部を有するが、台座222及び超硬チップ221の形状は特に限定されるものではない。
The base 222 has an elongated, generally rectangular parallelepiped shape, and a longitudinally parallel groove 224 is provided on the upper surface 223. The carbide tip 221 has a shape in which a narrow mountain-shaped portion is arranged on a base having approximately the same size as the groove 224, and is fixed by brazing to the groove 224 so that the mountain-shaped portion protrudes from the upper surface 223 of the base 222. In this embodiment, the base 222 has an elongated, generally rectangular parallelepiped shape, and the carbide tip 221 has a mountain-shaped portion at the top, but the shapes of the base 222 and the carbide tip 221 are not particularly limited.
図10に固定ビット220の変形例を示す。図10(A)の固定ビット220aは、球形の超硬チップ221aが台座222の凹溝224に4個ジグザグに取付けられている。図10(B)の固定ビット220bは、球形の超硬チップ221aが台座222の凹溝224に3個間隔を開けて一直線上に取付けられている。
Figure 10 shows modified examples of the fixed bit 220. The fixed bit 220a in Figure 10 (A) has four spherical carbide tips 221a attached in a zigzag pattern to the groove 224 of the base 222. The fixed bit 220b in Figure 10 (B) has three spherical carbide tips 221a attached in a straight line with spaces between them to the groove 224 of the base 222.
図10(C)の固定ビット220cは、台座222に長手方向に交差するように3個の凹溝224cが設けられ、それぞれ凹溝224cに上部が山型の超硬チップ221が取付けられている。図10(D)の固定ビット220dは、台座222に長手方向に直交するように3個の凹溝224dが設けられ、それぞれ凹溝224dに上部が山型の超硬チップ221が取付けられている。
The fixed bit 220c in FIG. 10(C) has three grooves 224c in the base 222 that intersect in the longitudinal direction, and a carbide tip 221 with a mountain-shaped upper part is attached to each groove 224c.
The fixed bit 220d in FIG. 10(D) has three grooves 224d in the base 222 that intersect in the longitudinal direction, and a carbide tip 221 with a mountain-shaped upper part is attached to each groove 224d.
本実施形態の固定ビット部210は、前面212に10個、側面213及び傾斜面214にそれぞれ6個の固定ビット220が放射状に取付けられている。固定ビット部210における固定ビット220の個数、配置は特に限定されるものではないが、本実施形態のように多数の固定ビット220をケーシング211全体に配置するのがよい。本実施形態のように多数の固定ビット220をケーシング211全体に配置すれば各固定ビット220にかかる負荷が低減される。
In this embodiment, the fixed bit section 210 has ten fixed bits 220 attached radially to the front surface 212, and six fixed bits 220 attached radially to each of the side surface 213 and the inclined surface 214. The number and arrangement of the fixed bits 220 in the fixed bit section 210 are not particularly limited, but it is preferable to arrange a large number of fixed bits 220 over the entire casing 211 as in this embodiment. By arranging a large number of fixed bits 220 over the entire casing 211 as in this embodiment, the load on each fixed bit 220 is reduced.
従来のダウンザホールハンマーのハンマービットが、ハンマー本体の前面にのみ掘削ビットを配置しているのに対して、本実施形態の固定ビット部210は、ケーシング211の前面212のみならず側面213及び傾斜面214にも固定ビット220を配置しているので、拡縮ビット部230の負担が軽減される。
While the hammer bit of a conventional down-the-hole hammer has the drilling bit placed only on the front surface of the hammer body, the fixed bit section 210 of this embodiment has the fixed bit 220 placed not only on the front surface 212 of the casing 211 but also on the side surface 213 and inclined surface 214, which reduces the burden on the expandable bit section 230.
固定ビット部210で使用する固定ビット220の形態は、全て同じでなくてもよい。例えば前面212に配置する固定ビット220と、側面213又は傾斜面214に配置する固定ビット220とが異なっていてもよい。一方、固定ビット部210で使用する固定ビット220の形態を統一すれば、作製が容易で低コストで作製できる利点がある。
The fixed bits 220 used in the fixed bit section 210 do not all need to have the same shape. For example, the fixed bits 220 arranged on the front surface 212 may be different from the fixed bits 220 arranged on the side surface 213 or the inclined surface 214. On the other hand, if the fixed bits 220 used in the fixed bit section 210 have the same shape, there is an advantage that they can be manufactured easily and at low cost.
拡縮ビット部230は、地盤を掘削する拡縮ビット231と、拡縮ビット231を出没可能に収容するベースフランジ238と、ベースフランジ238に連結する固定側フランジ245とを主に構成される。
The expansion/contraction bit section 230 is mainly composed of an expansion/contraction bit 231 for excavating the ground, a base flange 238 for housing the expansion/contraction bit 231 in a retractable manner, and a fixed side flange 245 connected to the base flange 238.
拡縮ビット231は、細長い略長方体形状の本体232を有し、本体232の先端面233に超硬チップ236が取付けられている。本体232の反先端部は、上下方向に傾斜した傾斜面235となっている。本実施形態においては、拡縮ビット部230に同一形状・構造の拡縮ビット231が6個配置されている。
The expansion/contraction bit 231 has a body 232 that is elongated and roughly rectangular, and a carbide tip 236 is attached to the tip surface 233 of the body 232. The opposite tip of the body 232 forms an inclined surface 235 that is inclined in the vertical direction. In this embodiment, six expansion/contraction bits 231 of the same shape and structure are arranged in the expansion/contraction bit section 230.
本体232の先端面233には、軸線方向に平行な3つの凹溝234が設けられている。超硬チップ236は、凹溝234と略同一の大きさを有する基部の上に先端が細い山型部が設けられた形状を有し、山型部が先端面233から突出するように各凹溝234にろう付けし固定されている。本体232の先端面233及び凹溝234、さらには超硬チップ236の形状は特に限定されるものではない。
The tip surface 233 of the main body 232 is provided with three grooves 234 parallel to the axial direction. The carbide tip 236 has a shape in which a narrow mountain-shaped portion is provided on a base having approximately the same size as the grooves 234, and is fixed by brazing to each groove 234 so that the mountain-shaped portion protrudes from the tip surface 233. The shapes of the tip surface 233 and grooves 234 of the main body 232, and the carbide tip 236 are not particularly limited.
ベースフランジ238は、肉厚の円筒部239と円筒部239につながるフランジ部243を有する。円筒部239の外径は、ケーシング211の外径と略同一である。円筒部239の内径は、外径と内径との差の半分の長さが拡縮ビット231の本体232の長さよりも大きく設定されている。円筒部239には本体232を収容する6個の凹部241が60°ピッチで放射状に設けられている。円筒部239の上面240は、固定側フランジ245と連結する面となっている。
The base flange 238 has a thick cylindrical portion 239 and a flange portion 243 connected to the cylindrical portion 239. The outer diameter of the cylindrical portion 239 is approximately the same as the outer diameter of the casing 211. The inner diameter of the cylindrical portion 239 is set so that half the difference between the outer and inner diameters is greater than the length of the main body 232 of the expansion/contraction bit 231. The cylindrical portion 239 has six recesses 241 that accommodate the main body 232 and are radially arranged at 60° intervals. The upper surface 240 of the cylindrical portion 239 is the surface that connects to the fixed side flange 245.
凹部241は、円筒部239の外周面242、内周面及び上面240につながるように形成されている。凹部241の形状及び大きさは、拡縮ビット231の本体232の形状及び大きさと略同一であり、拡縮ビット231は、凹部241にほぼ隙間なく摺動自在に嵌り込むことができる。
The recess 241 is formed so as to connect to the outer peripheral surface 242, inner peripheral surface, and upper surface 240 of the cylindrical portion 239. The shape and size of the recess 241 are substantially the same as the shape and size of the body 232 of the expansion/contraction bit 231, and the expansion/contraction bit 231 can be fitted into the recess 241 with almost no gap and can slide freely.
フランジ部243は、円筒部239の下方に設けられている。フランジ部243の外径は、円筒部239の内径よりも大きく、またフランジ部243の内径は円筒部239の内径よりも小さく設定されている。
The flange portion 243 is provided below the cylindrical portion 239. The outer diameter of the flange portion 243 is larger than the inner diameter of the cylindrical portion 239, and the inner diameter of the flange portion 243 is smaller than the inner diameter of the cylindrical portion 239.
固定側フランジ245は、肉厚のフランジ部246とフランジ部246につながる円筒部248を有する。フランジ部246の外径は、ベースフランジ238の円筒部239の外径よりも僅かに大きく設定されている。フランジ部246の内径は、ベースフランジ238の円筒部239の外径と内径との略中間の大きさである。フランジ部246の下面247は、ベースフランジ238と連結するフランジ面となっている。
The fixed side flange 245 has a thick flange portion 246 and a cylindrical portion 248 connected to the flange portion 246. The outer diameter of the flange portion 246 is set to be slightly larger than the outer diameter of the cylindrical portion 239 of the base flange 238. The inner diameter of the flange portion 246 is approximately halfway between the outer diameter and the inner diameter of the cylindrical portion 239 of the base flange 238. The lower surface 247 of the flange portion 246 forms a flange surface that connects to the base flange 238.
円筒部248は、フランジ部246の上方に軸線が中心軸線Mと平行になるように設けられている。円筒部248の外径及び内径は、フランジ部246の外径と内径との中間の大きさであり、円筒部248は、フランジ部246の上面から上方に突出している。
The cylindrical portion 248 is disposed above the flange portion 246 so that its axis is parallel to the central axis M. The outer and inner diameters of the cylindrical portion 248 are intermediate between the outer and inner diameters of the flange portion 246, and the cylindrical portion 248 protrudes upward from the upper surface of the flange portion 246.
以上からなる拡縮ビット部230は、ベースフランジ238の凹部241に拡縮ビット231が嵌め込まれ、ベースフランジ238の上面240に固定側フランジ245のフランジ部246の下面247が接するように配され、これらが締結ボルト262を介してケーシング211の上端に連結される。固定ビット部210と拡縮ビット部230とは、連結された状態で互いの軸線は一致する。
The expansion/contraction bit section 230, which is configured as described above, is fitted into the recess 241 of the base flange 238, and is arranged so that the lower surface 247 of the flange section 246 of the fixed side flange 245 contacts the upper surface 240 of the base flange 238, and these are connected to the upper end of the casing 211 via a fastening bolt 262. When connected, the fixed bit section 210 and the expansion/contraction bit section 230 have the same axis.
連結部250は、カッターヘッド取付部24に連結する回転側フランジ251と、固定側フランジ245を回転自在に支持する軸受フランジ256とを有する。
The connecting portion 250 has a rotating side flange 251 that connects to the cutter head mounting portion 24 and a bearing flange 256 that rotatably supports the fixed side flange 245.
回転側フランジ251は、肉厚のリング形状を有し、外径はケーシング211の外径と略同一である。回転側フランジ251の内径は、ベースフランジ238のフランジ部243の内径と略同一である。回転側フランジ251の上面252には、カッターヘッド取付部24に連結するためのねじ孔253が設けられ、下面側には固定側フランジ245の円筒部248が嵌り込む凹部255が設けられている。
The rotating side flange 251 has a thick ring shape, and its outer diameter is approximately the same as the outer diameter of the casing 211. The inner diameter of the rotating side flange 251 is approximately the same as the inner diameter of the flange portion 243 of the base flange 238. The upper surface 252 of the rotating side flange 251 is provided with a screw hole 253 for connecting to the cutter head mounting portion 24, and the lower surface is provided with a recess 255 into which the cylindrical portion 248 of the fixed side flange 245 fits.
軸受フランジ256は、肉厚のリング形状を有し、外径は固定側フランジ245のフランジ部246の内径と略同一である。軸受フランジ256の内径は、ベースフランジ238のフランジ部243の外径と内径との中間の大きさである。軸受フランジ256は、軸受260が嵌まり込む凹部257を有し、回転側フランジ251と締結ボルト259を介して連結される。
The bearing flange 256 has a thick ring shape, and its outer diameter is approximately the same as the inner diameter of the flange portion 246 of the fixed side flange 245. The inner diameter of the bearing flange 256 is intermediate between the outer diameter and inner diameter of the flange portion 243 of the base flange 238. The bearing flange 256 has a recess 257 into which the bearing 260 fits, and is connected to the rotating side flange 251 via a fastening bolt 259.
以上からなる連結部250は、回転側フランジ251の凹部255に固定側フランジ245の円筒部248が嵌り込むように、さらに軸受フランジ256の凹部257と固定側フランジ245の円筒部248の内周面249とが対向するように配置され、軸受フランジ256の凹部257と固定側フランジ245の円筒部248との間に軸受260が装着され、軸受260を介して拡縮ビット部230と連結部250とが互いに回転自在に連結される。
The connecting part 250, which is constructed as described above, is arranged so that the cylindrical part 248 of the fixed side flange 245 fits into the recess 255 of the rotating side flange 251, and further so that the recess 257 of the bearing flange 256 faces the inner circumferential surface 249 of the cylindrical part 248 of the fixed side flange 245. A bearing 260 is attached between the recess 257 of the bearing flange 256 and the cylindrical part 248 of the fixed side flange 245, and the expansion/contraction bit part 230 and the connecting part 250 are connected to each other so as to be freely rotatable via the bearing 260.
さらにカッターヘッド200は、拡縮ビット231をベースフランジ238の外周面242から径方向に突出させ、又は突出した拡縮ビット231を引っ込め元の位置に戻す拡縮手段270を有する。
The cutter head 200 further has an expansion/contraction means 270 for protruding the expansion/contraction bit 231 radially from the outer peripheral surface 242 of the base flange 238, or for retracting the protruding expansion/contraction bit 231 back to its original position.
拡縮手段270は、軸方向にスライドし、係合する拡縮ビット231を出没させるスライド部材271と、スライド部材271を軸方向にスライドさせるねじ部材280とを備える。
The expansion/contraction means 270 includes a slide member 271 that slides axially to cause the engaging expansion/contraction bit 231 to extend and retract, and a screw member 280 that slides the slide member 271 axially.
スライド部材271は、肉厚のリング部272の外周面に60°ピッチで径方向に放射状に突出した突出部273が一体的に設けられている。リング部272の内径は、ベースフランジ238のフランジ部243の内径よりも大きく設定され、リング部272の外径は、ベースフランジ238の円筒部239の内径よりも小さく、突出部273は、中央から先端部がベースフランジ328の円筒部239の凹部241に嵌り込む大きさを有する。リング部272の内周面には、ねじ部材280のねじ部282に螺合するねじ部276が設けられている。
The slide member 271 is provided with projections 273 that protrude radially at 60° intervals on the outer peripheral surface of a thick ring portion 272. The inner diameter of the ring portion 272 is set to be larger than the inner diameter of the flange portion 243 of the base flange 238, and the outer diameter of the ring portion 272 is smaller than the inner diameter of the cylindrical portion 239 of the base flange 238. The projections 273 are sized so that their center to tip fits into the recess 241 of the cylindrical portion 239 of the base flange 328. The inner peripheral surface of the ring portion 272 is provided with a threaded portion 276 that screws into the threaded portion 282 of the screw member 280.
突出部273の個数及びピッチは、ベースフランジ238の円筒部239の凹部241の個数及びピッチに対応するように設けられている。突出部273の先端面は、上下方向に傾斜する傾斜面274となっており、この傾斜面274は、拡縮ビット231の傾斜面235と平行である。
The number and pitch of the protrusions 273 are set to correspond to the number and pitch of the recesses 241 in the cylindrical portion 239 of the base flange 238. The tip surface of the protrusion 273 is an inclined surface 274 that slopes upward and downward, and this inclined surface 274 is parallel to the inclined surface 235 of the expansion/contraction bit 231.
ねじ部材280は、円筒部281と円筒部281の上端に設けられたフランジ部285とを有し、上下方向の長さは、拡縮ビット部230の長さと略同一である。円筒部281の外径は、スライド部材271のリング部272の内径と略同一であり、円筒部281の外周面にはスライド部材271のねじ部276に螺合するねじ部282が設けられている。ねじ部282の長さは、拡縮ビット231を拡径位置及び縮径位置にすべく設定されている。円筒部281の先端には、ベースフランジ238のフランジ部243の内周面244が摺動自在に嵌り込む切欠き部283が設けられている。
The screw member 280 has a cylindrical portion 281 and a flange portion 285 provided at the upper end of the cylindrical portion 281, and its vertical length is approximately the same as the length of the expansion/contraction bit portion 230. The outer diameter of the cylindrical portion 281 is approximately the same as the inner diameter of the ring portion 272 of the slide member 271, and the outer peripheral surface of the cylindrical portion 281 is provided with a threaded portion 282 that screws into the threaded portion 276 of the slide member 271. The length of the threaded portion 282 is set so as to place the expansion/contraction bit 231 in the expansion position and the contraction position. The tip of the cylindrical portion 281 is provided with a notch portion 283 into which the inner peripheral surface 244 of the flange portion 243 of the base flange 238 slides freely.
フランジ部285の外径は、円筒部281の外径よりも大きく設定されており、フランジ部285には、ねじ部材280を連結部250に連結するためのボルト挿通孔が穿設されている。
The outer diameter of the flange portion 285 is set to be larger than the outer diameter of the cylindrical portion 281, and the flange portion 285 has a bolt insertion hole for connecting the screw member 280 to the connecting portion 250.
拡縮手段270は、以下の要領でカッターヘッド200に組み込まれる。ねじ部材280のねじ部282とリング部材271のねじ部276とを螺合させ、ねじ部材280の切欠き部283にベースフランジ238のフランジ部243の内周面244が接した状態で、フランジ部285が、連結部250の軸受フランジ256と回転側フランジ251とに挟み込まれ、これらが締結ボルト259で連結される。この状態で拡縮ビット231の傾斜面235とスライド部材271の傾斜面274とが摺動自在に接する。
The expansion/contraction means 270 is assembled into the cutter head 200 in the following manner. The threaded portion 282 of the screw member 280 and the threaded portion 276 of the ring member 271 are screwed together, and with the inner peripheral surface 244 of the flange portion 243 of the base flange 238 in contact with the notched portion 283 of the screw member 280, the flange portion 285 is sandwiched between the bearing flange 256 and the rotating side flange 251 of the connecting portion 250, and these are connected by a fastening bolt 259. In this state, the inclined surface 235 of the expansion/contraction bit 231 and the inclined surface 274 of the slide member 271 are in slidable contact with each other.
上記構成からなるカッターヘッド200は、外観が略円柱形状を有し、ケーシング211の前面212が先端面を形成し、ケーシング211、ベースフランジ238、固定側フランジ245及び回転側フランジ251の外周面がカッターヘッド200の側面を形成する。またカッターヘッド200は、固定ビット部210と拡縮ビット部230が一体的に連結され、これらが連結部250に対して自転可能に連結される。カッターヘッド200の内部の一部、特に中心軸線M廻りは、空洞となっている。
The cutterhead 200 configured as described above has a generally cylindrical appearance, with the front surface 212 of the casing 211 forming the tip surface, and the outer peripheral surfaces of the casing 211, base flange 238, fixed side flange 245 and rotating side flange 251 forming the side surfaces of the cutterhead 200. The cutterhead 200 also has a fixed bit section 210 and an expansion/contraction bit section 230 integrally connected, which are connected to the connecting section 250 so as to be rotatable about their own axis. A portion of the interior of the cutterhead 200, particularly around the central axis M, is hollow.
カッターヘッド200の拡縮ビット231の拡径、縮径要領は以下のとおりである。固定ビット部210及び拡縮ビット部230は、連結部250に対して自転可能に連結されているため、固定ビット部210及び拡縮ビット部230に掘削抵抗が加わると、固定ビット部210及び拡縮ビット部230が連結部250に対して相対的に回転する。これにより連結部250に連結するねじ部材280も固定ビット部210及び拡縮ビット部230に対して相対的に回転する。
The method of expanding and contracting the diameter of the expansion/contraction bit 231 of the cutter head 200 is as follows. The fixed bit part 210 and the expansion/contraction bit part 230 are rotatably connected to the connecting part 250, so when excavation resistance is applied to the fixed bit part 210 and the expansion/contraction bit part 230, the fixed bit part 210 and the expansion/contraction bit part 230 rotate relative to the connecting part 250. As a result, the screw member 280 connected to the connecting part 250 also rotates relative to the fixed bit part 210 and the expansion/contraction bit part 230.
カッターヘッド200が掘削方向に回転するとスライド部材271がねじ部材280に沿って上方に移動する。これに伴い拡縮ビット231は、摺動自在に接するスライド部材271の突出部273により径方向外側に押し出され漸次拡径する。拡縮ビット231の拡径は、スライド部材271がねじ部材280のねじ部282の上端まで移動した時点で終了する。拡縮ビット231の拡径が終了しても、カッターヘッド200の回転に起因しスライド部材271には上方へ移動する力が作用するので拡縮ビット231の拡径状態は維持される。
When the cutter head 200 rotates in the excavation direction, the slide member 271 moves upward along the screw member 280. As a result, the expansion/contraction bit 231 is pushed radially outward by the protrusion 273 of the slide member 271, with which it is in slidable contact, and gradually expands in diameter. The expansion of the expansion/contraction bit 231 ends when the slide member 271 moves to the upper end of the threaded portion 282 of the screw member 280. Even after the expansion of the expansion/contraction bit 231 has ended, an upward moving force acts on the slide member 271 due to the rotation of the cutter head 200, so the expansion/contraction bit 231 remains in an expanded state.
拡縮ビット231が拡径した状態でカッターヘッド200に対して逆方向の回転を加えると、スライド部材271は、ねじ部材280に沿って下方に移動する。スライド部材271の下方への移動に伴い拡縮ビット231は、摺動自在に接するスライド部材271の突出部273の傾斜面274の位置との関係で漸次縮径する。スライド部材271の縮径は、スライド部材271がねじ部材280のねじ部282の下端まで移動した時点で終了する。
When the cutter head 200 is rotated in the opposite direction while the expansion/contraction bit 231 is in the expanded state, the slide member 271 moves downward along the screw member 280. As the slide member 271 moves downward, the expansion/contraction bit 231 gradually contracts in diameter in relation to the position of the inclined surface 274 of the protrusion 273 of the slide member 271 with which it is in slidable contact. The contraction of the slide member 271 ends when the slide member 271 moves to the lower end of the threaded portion 282 of the screw member 280.
拡縮ビット231は、拡径時、ケーシング150の外径よりも大きく掘削可能に突出する。一方、縮径時、拡縮ビット231は、超硬チップ238の最先端の位置がベースフランジ238の外周面242と同一、又はベースフランジ238の外周面242よりも内側(中心軸線側)に入り込む。
When the expansion/contraction bit 231 is expanded, it protrudes larger than the outer diameter of the casing 150 so that it can excavate. On the other hand, when the expansion/contraction bit 231 is contracted, the position of the tip of the carbide tip 238 is the same as the outer peripheral surface 242 of the base flange 238, or the tip of the carbide tip 238 is inserted inside (toward the central axis) of the outer peripheral surface 242 of the base flange 238.
次にクランプ装置300の構造を説明する。図15(A)は、クランプ装置300のクランプが解除された状態の断面図、図15(B)は、クランプ装置300がクランプした状態の断面図である。図16(A),(B),(C)は、それぞれ図2の切断線C-C,切断線D-D,切断線E-Eで切断した断面図である。
Next, the structure of the clamp device 300 will be described. Fig. 15(A) is a cross-sectional view of the clamp device 300 in an unclamped state, and Fig. 15(B) is a cross-sectional view of the clamp device 300 in a clamped state. Figs. 16(A), (B), and (C) are cross-sectional views taken along the cutting lines CC, D-D, and E-E in Fig. 2, respectively.
クランプ装置300は、掘削機本体10とケーシング150とを着脱自在に連結する装置であり、テーパーフランジ310と、テーパーフランジ310に摺動自在に接する複数のクサビ部材320と、複数のクサビ部材320を連結する連結フランジ330と、クサビ部材320を上下動させるクランプ用シリンダ340とを含み、配管室本体107の外周面とケーシング150の内周面152との間に設けられている。
The clamp device 300 is a device that detachably connects the excavator body 10 and the casing 150, and includes a tapered flange 310, a plurality of wedge members 320 that are in sliding contact with the tapered flange 310, a connecting flange 330 that connects the plurality of wedge members 320, and a clamping cylinder 340 that moves the wedge members 320 up and down, and is provided between the outer peripheral surface of the piping chamber body 107 and the inner peripheral surface 152 of the casing 150.
テーパーフランジ310は、外周面が円錐状の傾斜面311、内周面が円筒形状のテーパー部312と、テーパー部312の上端に設けられたフランジ部314とを備える。テーパー部312の内径は、配管室本体107の外径と略同一である。テーパー部312の外径は、上部に向かうに従って大きくなっている。
The tapered flange 310 has a conical inclined surface 311 on the outer circumferential surface, a tapered portion 312 on the inner circumferential surface of a cylinder, and a flange portion 314 provided at the upper end of the tapered portion 312. The inner diameter of the tapered portion 312 is approximately the same as the outer diameter of the piping chamber main body 107. The outer diameter of the tapered portion 312 increases toward the top.
フランジ部314は、中央に開口部を有するフランジであり、開口部の径は、テーパー部312の内径よりも小さく、フランジ部314の内周面は、テーパー部312よりも径方向内側に位置する。フランジ部314の外径は、テーパー部312の上端の外径よりも大きく、フランジ部314の外周面は、テーパー部312よりも径方向外側に位置する。
The flange portion 314 is a flange having an opening in the center, the diameter of the opening being smaller than the inner diameter of the tapered portion 312, and the inner peripheral surface of the flange portion 314 being located radially inward from the tapered portion 312. The outer diameter of the flange portion 314 is larger than the outer diameter of the upper end of the tapered portion 312, and the outer peripheral surface of the flange portion 314 being located radially outward from the tapered portion 312.
以上からなるテーパーフランジ310は、配管室105に対して上方から被せるように挿通され、フランジ部314が配管室本体107の上面108にボルト止めされている。
The tapered flange 310 constructed as described above is inserted so as to cover the piping chamber 105 from above, and the flange portion 314 is bolted to the upper surface 108 of the piping chamber body 107.
クサビ部材320は、内周面に円錐状の傾斜面321を有し外周面が円筒状の部材を4分割した部材であり、テーパーフランジ310の傾斜面311に摺動自在に接する。クサビ部材320の傾斜面321は、テーパーフランジ310の傾斜面311と平行であり、クサビ部材320の内周面の径は、上部に向かうに従って大きくなっている。
Wedge member 320 has a conical inclined surface 321 on its inner circumferential surface and is a member formed by dividing a cylindrical outer circumferential surface into four parts, and is in sliding contact with inclined surface 311 of tapered flange 310. Inclined surface 321 of wedge member 320 is parallel to inclined surface 311 of tapered flange 310, and the diameter of the inner circumferential surface of wedge member 320 increases toward the top.
4つのクサビ部材320は、同一形状・同一寸法であり、4つのクサビ部材320を周方向に隙間なく並べた状態で形成されるクサビ部材320の外径は、ケーシング150の内径よりも小さく設定されている。本実施形態では、4つの円弧状のクサビ部材からなるが、クサビ部材の個数は2個、3個又は5個以上であってもよい。
The four wedge members 320 have the same shape and dimensions, and the outer diameter of the wedge member 320 formed when the four wedge members 320 are lined up in the circumferential direction with no gaps is set to be smaller than the inner diameter of the casing 150. In this embodiment, it is made up of four arc-shaped wedge members, but the number of wedge members may be two, three, five or more.
連結フランジ330は、円環状のフランジであり、複数のクサビ部材320とクランプ用シリンダ340とを連結する。連結フランジ330の内径は、配管室本体107の外径よりも僅かに大きく、連結フランジ330の外径は、ケーシング150の内径よりも僅かに小さい。クサビ部材320は、基端部323が連結フランジ330の上面332に径方向にスライド可能に取付けられている。
The connecting flange 330 is an annular flange that connects the multiple wedge members 320 and the clamping cylinder 340. The inner diameter of the connecting flange 330 is slightly larger than the outer diameter of the piping chamber main body 107, and the outer diameter of the connecting flange 330 is slightly smaller than the inner diameter of the casing 150. The base end 323 of the wedge member 320 is attached to the upper surface 332 of the connecting flange 330 so as to be slidable in the radial direction.
クランプ用シリンダ340は、4個のシリンダで構成され、各シリンダ本体341の基端部342が配管室105の連結用フランジ109の上面に周方向に90°ピッチで固定されている。またクランプ用シリンダ340のロッド344の先端が連結フランジ330に連結している。
The clamping cylinder 340 is composed of four cylinders, and the base end 342 of each cylinder body 341 is fixed to the upper surface of the connecting flange 109 of the piping chamber 105 at 90° intervals in the circumferential direction. The tip of the rod 344 of the clamping cylinder 340 is connected to the connecting flange 330.
ロッド344を突き出すようにクランプ用シリンダ340を動作させると、連結フランジ330を介してクサビ部材320が上方に押し出される。押し出されたクサビ部材320は、傾斜面321をテーパーフランジ310の傾斜面311に摺動させながら上昇するとともに径方向外側に押し出される。これによりクサビ部材320の外周面325が、ケーシング150の内周面152に圧接し、クランプ装置300とケーシング150とが連結する。この状態がクランプ状態である。
When the clamping cylinder 340 is operated to project the rod 344, the wedge member 320 is pushed upward via the connecting flange 330. The pushed-out wedge member 320 rises while sliding its inclined surface 321 against the inclined surface 311 of the tapered flange 310, and is pushed radially outward. As a result, the outer peripheral surface 325 of the wedge member 320 is pressed against the inner peripheral surface 152 of the casing 150, connecting the clamping device 300 and the casing 150. This state is the clamped state.
クランプ装置300は、配管室本体107の外周面とケーシング150の内周面152との間に配置され、配管室105に固定されているので、クランプ装置300をクランプ状態にすると、掘削機本体10及びカッターヘッド200もクランプ装置300を介してケーシング150と連結する。一方、ロッド344をシリンダ本体341側に後退するようにクランプ用シリンダ340を動作させ、クサビ部材320がケーシング150の内周面152から離れる。この状態がクランプ解除の状態である。クランプ解除の状態では、掘削機本体10、カッターヘッド200及びクランプ装置300は、ケーシング150と縁が切れている。
The clamping device 300 is disposed between the outer peripheral surface of the piping chamber body 107 and the inner peripheral surface 152 of the casing 150, and is fixed to the piping chamber 105. Therefore, when the clamping device 300 is in the clamped state, the excavator body 10 and the cutter head 200 are also connected to the casing 150 via the clamping device 300. Meanwhile, the clamping cylinder 340 is operated so that the rod 344 retreats toward the cylinder body 341, and the wedge member 320 moves away from the inner peripheral surface 152 of the casing 150. This state is the clamp-released state. In the clamp-released state, the excavator body 10, the cutter head 200, and the clamping device 300 are no longer connected to the casing 150.
掘削機1の使用方法を説明する。図17は、掘削機1を用いた乾式真空工法である。乾式真空工法は、カッターヘッド200に泥水を供給することなく掘削する工法であり、地盤が盛土など比較的柔らかい土壌の掘削に適している。
The method of using the excavator 1 will now be described. Figure 17 shows a dry vacuum method using the excavator 1. The dry vacuum method is a method of excavating without supplying muddy water to the cutter head 200, and is suitable for excavating relatively soft soil such as embankments.
掘削機1は、先端にカッターヘッド200が取付けられ、掘削機本体10がクランプ装置300を介してケーシング150に固定されている。このような掘削機1は、カッターヘッド200を下方にして鉛直方向に立てた状態においては、カッターヘッド200を含む掘削機本体10が、クランプ装置300を介してケーシング150に吊り下げられた状態にある。また必要に応じて延長用のケーシング160及びジョイント管165が接続されてなる。
The excavator 1 has a cutter head 200 attached to the tip, and the excavator body 10 is fixed to the casing 150 via a clamping device 300. When the excavator 1 is placed vertically with the cutter head 200 facing downwards, the excavator body 10 including the cutter head 200 is suspended from the casing 150 via the clamping device 300. An extension casing 160 and a joint pipe 165 are also connected as necessary.
延長用のケーシング160は、ケーシング150と同じく円筒パイプ状の部材であり、内径、外径ともケーシング150と同じである。このためカッターヘッド200及び掘削機本体10は、延長用のケーシング160内を挿通可能である。
The extension casing 160 is a cylindrical pipe-shaped member like the casing 150, and has the same inner and outer diameters as the casing 150. Therefore, the cutter head 200 and the excavator body 10 can be inserted through the extension casing 160.
掘削機1は、ケーシング150又は延長用のケーシング160が地上600に設置された反力装置500に把持される。反力装置500は、操作盤502及び油圧ユニット504と接続し、ケーシング150又は延長用のケーシング160を回転不能にかつ上下方向に移動可能に支持する。
The excavator 1 has a casing 150 or an extension casing 160 held by a reaction device 500 installed on the ground 600. The reaction device 500 is connected to an operation panel 502 and a hydraulic unit 504, and supports the casing 150 or the extension casing 160 so that it cannot rotate and can move up and down.
掘削機1には連結されたジョイント管165に送気管508が接続され、地上600に設置されたコンプレッサ506からシール用の空気が供給される。このシール用空気は、ケーシング150内に供給され、起振機構20及び回転機構55に掘削土が入り込まないようにケーシング150内をシールし、カッターヘッド取付部24の先端に取付けられた逆止弁14からカッターヘッド200側に出る。
An air supply pipe 508 is connected to a joint pipe 165 connected to the excavator 1, and sealing air is supplied from a compressor 506 installed on the ground 600. This sealing air is supplied into the casing 150, sealing the inside of the casing 150 to prevent excavated soil from entering the vibration mechanism 20 and the rotation mechanism 55, and exits to the cutter head 200 side from a check valve 14 attached to the tip of the cutter head mounting part 24.
また掘削機1には連結されたジョイント管165に吸引パイプ514が接続される。吸引パイプ514は、地上600に設置された真空タンク512及び真空排土装置510と接続し、スクリューケーシング86が搬送する掘削土を吸引する。
A suction pipe 514 is connected to the joint pipe 165 connected to the excavator 1. The suction pipe 514 is connected to a vacuum tank 512 and a vacuum soil removal device 510 installed on the ground 600, and sucks up the excavated soil transported by the screw casing 86.
掘削機1は、適宜延長用のケーシング160及びジョイント管165が接続され、掘削機1を先導体とし、先端に位置するカッターヘッド200が低速(回転数N2)で回転しつつ上下動し地盤を掘削する。具体的な動作は次のとおりである。
The excavator 1 is connected to an appropriate extension casing 160 and a joint pipe 165, and the excavator 1 acts as a leader, with the cutter head 200 at the tip rotating at a low speed (revolutions per minute N 2 ) and moving up and down to excavate the ground. The specific operation is as follows.
モーター67を稼動させると、第1出力軸71に連結する駆動軸35が高速(回転数N1)で回転し、一対の回転振り子30a、30bを回転させる。回転振り子30a、30bの回転に伴い、回転振り子30a、30bを支持するホイールケース22が上下動する。このときホイールケース22と連結するスプリングホルダー41に装着された伝達シャフト51が、ローラーガイド56のガイド溝60に嵌り込み、起振機構20は、ガイド溝60に案内され上下動する。
When the motor 67 is operated, the drive shaft 35 connected to the first output shaft 71 rotates at high speed (revolutions per minute N 1 ), rotating the pair of rotary pendulums 30a, 30b. As the rotary pendulums 30a, 30b rotate, the wheel case 22 supporting the rotary pendulums 30a, 30b moves up and down. At this time, the transmission shaft 51 attached to the spring holder 41 connected to the wheel case 22 fits into the guide groove 60 of the roller guide 56, and the vibration generating mechanism 20 moves up and down while being guided by the guide groove 60.
ホイールケース22が上下動すると、ホイールケース22と連結するスプリングホルダー41に装着されたガイドシャフト48の下端がばね受けフランジ62に衝突し、またガイドシャフト48の上端がローラーガイド56のフランジ部58に衝突し、装着された圧縮ばね47が衝撃を吸収する。圧縮ばね47は、圧縮状態から伸長することで起振機構20の上下動を付勢する。
When the wheel case 22 moves up and down, the lower end of the guide shaft 48 attached to the spring holder 41 connected to the wheel case 22 hits the spring receiving flange 62, and the upper end of the guide shaft 48 hits the flange portion 58 of the roller guide 56, and the attached compression spring 47 absorbs the impact. The compression spring 47 expands from its compressed state to urge the vibration mechanism 20 to move up and down.
上記の動作により起振機構20は、連結されたカッターヘッド200と一体的に上下動しカッターヘッド200に打撃力を付与する。
By the above operation, the vibration mechanism 20 moves up and down together with the connected cutter head 200, exerting an impact force on the cutter head 200.
またモーター67を稼動させると、第1出力軸71と一緒に第2出力軸72も回転数N2で回転する。第2出力軸72が回転することで第2出力軸72に連結されたローラーガイド56も一体的に回転数N2で回転する。ローラーガイド56と起振機構20とは直接的には連結されていないが、スプリングホルダー41に取付けられた伝達シャフト51がローラーガイド56のガイド溝60に嵌り込んでいるため、ローラーガイド56の回転が伝達シャフト51を介して起振機構20に伝達される。
Furthermore, when the motor 67 is operated, the second output shaft 72 rotates together with the first output shaft 71 at the rotation speed N2 . As the second output shaft 72 rotates, the roller guide 56 connected to the second output shaft 72 also rotates integrally at the rotation speed N2 . The roller guide 56 and the vibration generating mechanism 20 are not directly connected, but the transmission shaft 51 attached to the spring holder 41 is fitted into the guide groove 60 of the roller guide 56, so that the rotation of the roller guide 56 is transmitted to the vibration generating mechanism 20 via the transmission shaft 51.
これにより回転機構55が回転数N2で回転すると、起振機構20及びそれに連結されたカッターヘッド200も一体的に回転数N2で回転する。回転機構55は、ローラーガイド56が減速機70の第2出力軸72に連結され、伝達シャフト51がガイド溝60に上下動可能に係合するため起振機構20が上下動しても上下動しない。
As a result, when the rotation mechanism 55 rotates at the rotation speed N2 , the vibration generating mechanism 20 and the cutter head 200 connected thereto also rotate integrally at the rotation speed N2 . The rotation mechanism 55 does not move up and down even if the vibration generating mechanism 20 moves up and down because the roller guide 56 is connected to the second output shaft 72 of the reducer 70 and the transmission shaft 51 is engaged with the guide groove 60 so as to be able to move up and down.
以上により起振機構20及びカッターヘッド200が一体的に回転数N2で回転しつつ上下動する。これにより固定ビット220が地盤を掘削する。さらに固定ビット部210が回転しつつ地盤を掘削することで固定ビット部210に掘削抵抗が加わる。これにより固定ビット部210及び拡縮ビット部230が連結部250に対して相対的に回転し、スライド部材271がねじ部材280に沿って上方に移動する。これに伴い拡縮ビット231は、スライド部材271の突出部273により径方向外側に押し出され拡径し、地盤を掘削する。
As a result, the vibration mechanism 20 and the cutter head 200 move up and down together while rotating at the rotation speed N2 . This causes the fixed bit 220 to excavate the ground. Furthermore, the fixed bit part 210 excavates the ground while rotating, so that an excavation resistance is applied to the fixed bit part 210. This causes the fixed bit part 210 and the expansion/contraction bit part 230 to rotate relative to the connecting part 250, and the slide member 271 moves upward along the screw member 280. Accordingly, the expansion/contraction bit 231 is pushed outward in the radial direction by the protrusion 273 of the slide member 271, expanding in diameter and excavating the ground.
カッターヘッド200が掘削する掘削土は、以下の要領で地上に排出される。スクリューケーシング86は、リングキー90を介してローラーガイト56と連結する。このためモーター67を稼動させると、スクリューケーシング86は回転数N2で回転し、掘削土を減速機70側に搬送する。この掘削土は、さらに吸引パイプ514に吸引され地上600に運ばれる。
The excavated soil excavated by the cutter head 200 is discharged to the ground in the following manner. The screw casing 86 is connected to the roller guide 56 via a ring key 90. Therefore, when the motor 67 is operated, the screw casing 86 rotates at a rotation speed of N2 and transports the excavated soil to the reduction gear 70. The excavated soil is further sucked into the suction pipe 514 and transported to the ground 600.
掘削深度に応じて延長用のケーシング160及びジョイント管165を順次継ぎ足し、掘削する。掘削が完了するとカッターヘッド200を逆転回転させる。これにより拡縮ビット231が縮径する。
The extension casing 160 and joint pipe 165 are added in sequence according to the excavation depth, and excavation is performed. When excavation is completed, the cutter head 200 is rotated in the reverse direction. This causes the expansion/contraction bit 231 to contract in diameter.
掘削機1の回収は、拡縮ビット231を縮径させ、クランプ装置300を掘削時と同様にクランプさせた状態で、反力装置500を介して延長用ケーシング160及びジョイント管165と一体的に地上に引き上げる。
To retrieve the excavator 1, the expansion/contraction bit 231 is contracted, and the clamping device 300 is clamped in the same manner as during excavation, and the excavator 1 is pulled to the ground together with the extension casing 160 and the joint pipe 165 via the reaction device 500.
本掘削機1は、クランプ装置300のクランプを解除状態とすれば、ケーシング150と掘削機本体10の縁が切れるので掘削した場所にケーシング150及び延長用ケーシング160を残し、掘削機本体10及びカッターヘッド200を回収することができる。
When the clamping device 300 of this excavator 1 is released, the edges of the casing 150 and the excavator body 10 are cut, so the casing 150 and the extension casing 160 are left at the excavated site, and the excavator body 10 and cutter head 200 can be retrieved.
拡縮ビット231を縮径させた状態でジョイント管165の上端に引き上げ用のワイヤー(図示省略)を取付け、クランプ装置300をクランプ解除状態にする。ワイヤーをクレーン(図示省略)で吊り上げると、ケーシング150及び延長用ケーシング160をその場所にそのままの状態で残し、カッターヘッド200、掘削機本体10、クランプ装置300及びジョイント管165を一体的に引き上げることができる。
With the expansion/contraction bit 231 in a contracted state, a lifting wire (not shown) is attached to the upper end of the joint pipe 165, and the clamping device 300 is put into an unclamped state. When the wire is lifted with a crane (not shown), the cutter head 200, excavator body 10, clamping device 300, and joint pipe 165 can be lifted together, leaving the casing 150 and extension casing 160 in place.
掘削機1の他の使用方法を説明する。図18は、掘削機1を用いた泥水還流工法である。泥水還流工法は、カッターヘッド200に泥水を供給しつつ、泥水を掘削土と共に回収し、掘削土と分離した泥水を循環使用し掘削する工法であり、岩盤など硬質の地盤の掘削に適している。図17の掘削機1を用いた乾式真空工法と同一の構成には同一の符号を付して説明を省略する。
Another method of using the excavator 1 will now be described. Figure 18 shows a muddy water return method using the excavator 1. The muddy water return method is a method in which muddy water is supplied to the cutter head 200 while being collected together with the excavated soil, and the muddy water separated from the excavated soil is recycled for excavation, and is suitable for excavating hard ground such as bedrock. The same components as those in the dry vacuum method using the excavator 1 in Figure 17 are given the same reference numerals and will not be described.
泥水還流工法では、地上600に泥水循環装置520が設置される。泥水循環装置520は、泥水送水ポンプ522を備え、送泥管524がジョイント管165に接続され、カッターヘッド200に泥水が送られる。カッターヘッド200には先端面に泥水を送るノズル218が設けられ、ここから泥水が排出する。また泥水循環装置520は、サンドポンプ530から送られる掘削土を含む泥水から掘削土を分離する分離機526を備え、ここで掘削土が分離され、泥水は循環使用される。
In the muddy water circulation method, a muddy water circulation device 520 is installed on the ground 600. The muddy water circulation device 520 is equipped with a muddy water supply pump 522, and a mud supply pipe 524 is connected to a joint pipe 165, and muddy water is sent to the cutter head 200. The cutter head 200 is provided with a nozzle 218 for sending muddy water at its tip, from which the muddy water is discharged. The muddy water circulation device 520 also has a separator 526 that separates the excavated soil from the muddy water containing the excavated soil sent from the sand pump 530, where the excavated soil is separated and the muddy water is recycled.
泥水還流工法では、地上600に設置したサンドポンプ530を介して掘削土を含む泥水を回収する。
In the muddy water return method, muddy water containing excavated soil is collected via a sand pump 530 installed on the ground 600.
泥水還流工法における掘削機1の起振機構20、カッターヘッド200などの動きは、図17に示す乾式真空工法と基本同じであるが、泥水を供給しつつ掘削し、掘削した掘削土及び泥水をケーシング150、延長用のケーシング160の外側から回収する点で乾式真空工法と異なる。泥水還流工法で使用する掘削機1の場合には、スクリューケーシング86、又はスクリュー89を省略してもよい。
The movements of the vibration mechanism 20 and cutter head 200 of the excavator 1 in the mud return method are basically the same as those in the dry vacuum method shown in FIG. 17, but differ from the dry vacuum method in that excavation is performed while supplying mud, and the excavated soil and mud are collected from the outside of the casing 150 and the extension casing 160. In the case of an excavator 1 used in the mud return method, the screw casing 86 or screw 89 may be omitted.
泥水還流工法における掘削機1の回収要領、掘削した場所にそのままケーシング150及び延長用ケーシング160を残し、掘削機本体10及びカッターヘッド200を回収する要領は、乾式真空工法における掘削機1と同じである。
The procedure for recovering the excavator 1 in the mud return method, leaving the casing 150 and extension casing 160 at the excavated site, and recovering the excavator body 10 and cutter head 200 is the same as for the excavator 1 in the dry vacuum method.
図19は、本発明の第2実施形態の掘削装置2の引抜き装置400の構成を説明するための図であり、(A)は縦断面図、(B)は上クランプ手段431の平面図である。図20は、図19に示す引抜き装置400の断面図であり、(A),(B),(C),(D)は、それぞれ図19の切断線G-G,切断線H-H,切断線I-I,切断線J-Jで切断した断面図である。図21は、本発明の第2実施形態の掘削装置2の引抜き装置400の使用方法を説明するための図である。図19(A)及び図21は、左側が下方である。
Figure 19 is a diagram for explaining the configuration of the extraction device 400 of the excavation device 2 of the second embodiment of the present invention, (A) being a vertical cross-sectional view, and (B) being a plan view of the upper clamping means 431. Figure 20 is a cross-sectional view of the extraction device 400 shown in Figure 19, (A), (B), (C), and (D) being cross-sectional views taken along the cutting lines G-G, H-H, I-I, and J-J in Figure 19, respectively. Figure 21 is a diagram for explaining the method of using the extraction device 400 of the excavation device 2 of the second embodiment of the present invention. In Figures 19(A) and 21, the left side is the bottom.
第2実施形態の掘削装置2は、第1実施形態の掘削機1と、掘削機本体10を引き抜くための引抜き装置400と、及び掘削機1のクランプ装置300及び引抜き装置400の動作を制御する制御装置480とを含み構成されている。
The excavation device 2 of the second embodiment includes the excavator 1 of the first embodiment, an extraction device 400 for extracting the excavator body 10, and a control device 480 for controlling the operation of the clamp device 300 of the excavator 1 and the extraction device 400.
引抜き装置400は、下クランプ手段401、上クランプ手段431、下クランプ手段401と上クランプ手段431とに連結し、これらの間隔を伸縮させる連結シリンダ461とを含み構成される。
The extraction device 400 includes a lower clamping means 401, an upper clamping means 431, and a connecting cylinder 461 that connects the lower clamping means 401 and the upper clamping means 431 and expands or contracts the distance between them.
下クランプ手段401は、ケーシング402と、クサビ部材410と、クサビ部材410をクランプ用シリンダ425に連結するためのクサビ部材取付座415と、クサビ部材410を上下動させるクランプ用シリンダ425を備える。
The lower clamping means 401 includes a casing 402, a wedge member 410, a wedge member mounting seat 415 for connecting the wedge member 410 to a clamping cylinder 425, and a clamping cylinder 425 for moving the wedge member 410 up and down.
ケーシング402は、上下方向に延びる円筒状の本体部403を有し、本体部403の上端に径方向外側に位置する上フランジ部404を有する。また本体部403の下端には径方向内側に位置する下フランジ部405を有する。下フランジ部405の中央には開口部が設けられ、この開口部の周縁部に本体部403に平行な内円筒部406が設けられている。
The casing 402 has a cylindrical main body 403 that extends vertically, and an upper flange 404 located radially outward at the upper end of the main body 403. The lower end of the main body 403 has a lower flange 405 located radially inward. An opening is provided in the center of the lower flange 405, and an inner cylindrical portion 406 that is parallel to the main body 403 is provided on the periphery of this opening.
本体部403の外径は、ケーシング150又は延長用のケーシング160の内径よりも僅かに小さい。一方、上フランジ部404の外径は、ケーシング150又は延長用のケーシング160の外径よりも大きい。このため本体部403をケーシング150又は延長用のケーシング160内に挿入すると、上フランジ部404がケーシング150又は延長用のケーシング160の端部に係止する。
The outer diameter of the main body 403 is slightly smaller than the inner diameter of the casing 150 or the extension casing 160. On the other hand, the outer diameter of the upper flange 404 is larger than the outer diameter of the casing 150 or the extension casing 160. Therefore, when the main body 403 is inserted into the casing 150 or the extension casing 160, the upper flange 404 engages with the end of the casing 150 or the extension casing 160.
内円筒部406の長さは、本体部403の長さの半分程度であり、内径はジョイント管165の外径よりも僅かに大きく設定されている。内円筒部406の外径は、本体部403と内円筒部406との間にクランプ用シリンダ425、クサビ部材取付座415を配置できる空間が確保できるように設定されている。内円筒部406の内周面の上部には、上端に向かって径が大きくなる傾斜面407が設けられている。
The length of the inner cylindrical portion 406 is approximately half the length of the main body portion 403, and the inner diameter is set to be slightly larger than the outer diameter of the joint pipe 165. The outer diameter of the inner cylindrical portion 406 is set so that a space can be secured between the main body portion 403 and the inner cylindrical portion 406 to accommodate the clamping cylinder 425 and the wedge member mounting seat 415. An inclined surface 407 whose diameter increases toward the upper end is provided at the upper part of the inner peripheral surface of the inner cylindrical portion 406.
クサビ部材410は、上端に外側に突出するフランジ部414を有する、外周面に円錐状の傾斜面412を有し内周面が円筒状の部材を2分割した部材である。2つのクサビ部材410は、同一形状・同一寸法であり、2つのクサビ部材410を周方向に隙間なく並べた状態で形成されるクサビ部材410の内径は、ジョイント管165の外径よりも僅かに小さく設定されている。クサビ部材410の傾斜面412は、内円筒部406の傾斜面407と平行であり、傾斜面412の径は、上部に向かうに従って大きくなっている。
The wedge member 410 is a member divided into two parts, with a conical inclined surface 412 on the outer circumferential surface and a cylindrical inner circumferential surface, and has a flange portion 414 that protrudes outward at the upper end. The two wedge members 410 have the same shape and dimensions, and the inner diameter of the wedge member 410 formed when the two wedge members 410 are lined up with no gaps in the circumferential direction is set to be slightly smaller than the outer diameter of the joint pipe 165. The inclined surface 412 of the wedge member 410 is parallel to the inclined surface 407 of the inner cylindrical portion 406, and the diameter of the inclined surface 412 increases toward the top.
クサビ部材取付座415は、上部にクサビ部材410を固定するための取付座420を有する。取付座420は、中央が開口した円環状のフランジである。取付座420の下方にクサビ部材取付座415をクランプ用シリンダ425のロッド427に取付けるための固定部416を備え、ロッド427の先端に堅固に固定されている。固定部416の内周面にはクサビ部材410のフランジ部414が嵌り込む凹部422が設けられている。クサビ部材410は、フランジ部414を凹部422に嵌め入れ、径方向にスライド可能に取付座420にボルト止めされている。
The wedge member mounting seat 415 has a mounting seat 420 at the top for fixing the wedge member 410. The mounting seat 420 is an annular flange with an opening in the center. Below the mounting seat 420, a fixing portion 416 is provided for attaching the wedge member mounting seat 415 to the rod 427 of the clamping cylinder 425, and the wedge member mounting seat 415 is firmly fixed to the tip of the rod 427. The inner peripheral surface of the fixing portion 416 is provided with a recess 422 into which the flange portion 414 of the wedge member 410 fits. The wedge member 410 is bolted to the mounting seat 420 so that the flange portion 414 fits into the recess 422 and can slide radially.
固定部416の内側周縁部には下方に延びる円筒部417が設けられている。円筒部417は、ケーシング402の内円筒部406と平行であり、クサビ部材取付座415をクランプ用シリンダ425のロッド427に取付けると、円筒部417の内周面418が内円筒部406の外周面408に接するように設けられている。
A cylindrical portion 417 extending downward is provided on the inner peripheral edge of the fixing portion 416. The cylindrical portion 417 is parallel to the inner cylindrical portion 406 of the casing 402, and is arranged so that when the wedge member mounting seat 415 is attached to the rod 427 of the clamping cylinder 425, the inner peripheral surface 418 of the cylindrical portion 417 contacts the outer peripheral surface 408 of the inner cylindrical portion 406.
クランプ用シリンダ425は、2個のシリンダで構成され、各シリンダ本体426の基端部がケーシング402の下フランジ部405の上面であって周方向に見て相対する位置に固定されている。またクランプ用シリンダ425のロッド427の先端にクサビ部材取付座415が取付けられている。
The clamping cylinder 425 is composed of two cylinders, and the base end of each cylinder body 426 is fixed to the upper surface of the lower flange portion 405 of the casing 402 at a position facing each other when viewed in the circumferential direction. In addition, a wedge member mounting seat 415 is attached to the tip of the rod 427 of the clamping cylinder 425.
ロッド427を突き出すようにクランプ用シリンダ425を動作させると、クサビ部材取付座415は、円筒部内周面418を内円筒部外周面408に摺動させながら上方に移動する。これに伴いクサビ部材取付座415に固定されたクサビ部材410は、円筒部406から離れ、クランプ解除状態となる。
When the clamping cylinder 425 is operated to protrude the rod 427, the wedge member mounting seat 415 moves upward while sliding the cylindrical inner circumferential surface 418 against the inner cylindrical outer circumferential surface 408. As a result, the wedge member 410 fixed to the wedge member mounting seat 415 moves away from the cylindrical portion 406 and enters an unclamped state.
ロッド427をシリンダ本体426側に後退するようにクランプ用シリンダ425を動作させると、クサビ部材取付座415は、円筒部内周面418を内円筒部外周面408に摺動させながら下方に移動する。これに伴いクサビ部材取付座415に固定されたクサビ部材410は、傾斜面412を内円筒部406の傾斜面407に摺動させながら下方に移動するとともに径方向内側に押し出される。これによりクサビ部材410の内周面413が、ジョイント管165の外周面167に圧接し、下クランプ手段401がジョイント管165に係止し、クランプ状態となる。
When the clamping cylinder 425 is operated to retract the rod 427 toward the cylinder body 426, the wedge member mounting seat 415 moves downward while sliding the cylindrical inner circumferential surface 418 against the inner cylindrical outer circumferential surface 408. Accordingly, the wedge member 410 fixed to the wedge member mounting seat 415 moves downward while sliding the inclined surface 412 against the inclined surface 407 of the inner cylindrical portion 406, and is pushed radially inward. As a result, the inner circumferential surface 413 of the wedge member 410 is pressed against the outer circumferential surface 167 of the joint pipe 165, and the lower clamping means 401 engages with the joint pipe 165, resulting in a clamped state.
上クランプ手段431は、下クランプ手段401のケーシング402の上フランジ404を除き、下クランプ手段401の構成と同じであり、下クランプ手段401の部材を上下反転させた配置からなる。具体的には以下のとおりである。
The upper clamping means 431 has the same configuration as the lower clamping means 401, except for the upper flange 404 of the casing 402 of the lower clamping means 401, and is configured by inverting the components of the lower clamping means 401 upside down. Specifically, it is as follows.
上クランプ手段431は、ケーシング432と、クサビ部材440と、クサビ部材440をクランプ用シリンダ455に連結するためのクサビ部材取付座445と、クサビ部材440を上下動させるクランプ用シリンダ455を備える。
The upper clamping means 431 includes a casing 432, a wedge member 440, a wedge member mounting seat 445 for connecting the wedge member 440 to a clamping cylinder 455, and a clamping cylinder 455 for moving the wedge member 440 up and down.
ケーシング432は、上下方向に延びる円筒状の本体部433を有し、本体部433の上端に径方向内側に位置する上フランジ部435を有する。上フランジ部435の中央には開口部が設けられ、この開口部の周縁部に本体部433に平行な内円筒部436が設けられている。本体部433の外径は、ケーシング150又は延長用のケーシング160の内径よりも僅かに小さい。
The casing 432 has a cylindrical main body 433 that extends vertically, and an upper flange 435 located radially inward at the upper end of the main body 433. An opening is provided in the center of the upper flange 435, and an inner cylindrical portion 436 that is parallel to the main body 433 is provided on the periphery of this opening. The outer diameter of the main body 433 is slightly smaller than the inner diameter of the casing 150 or the extension casing 160.
内円筒部436の長さは、本体部433の長さの半分程度であり、内径はジョイント管165の外径よりも僅かに大きく設定されている。内円筒部436の外径は、本体部433と内円筒部436との間にクランプ用シリンダ455、クサビ部材取付座435を配置できる空間が確保できるように設定されている。内円筒部436の内周面の下部には、下端に向かって径が大きくなる傾斜面437が設けられている。
The length of the inner cylindrical portion 436 is approximately half the length of the main body portion 433, and the inner diameter is set to be slightly larger than the outer diameter of the joint pipe 165. The outer diameter of the inner cylindrical portion 436 is set so that a space can be secured between the main body portion 433 and the inner cylindrical portion 436 to accommodate the clamp cylinder 455 and the wedge member mounting seat 435. The lower part of the inner circumferential surface of the inner cylindrical portion 436 is provided with an inclined surface 437 whose diameter increases toward the lower end.
クサビ部材440は、下端に外側に突出するフランジ部444を有する、外周面に円錐状の傾斜面442を有し内周面が円筒状の部材を2分割した部材である。2つのクサビ部材440は、同一形状・同一寸法であり、2つのクサビ部材440を周方向に隙間なく並べた状態で形成されるクサビ部材440内径は、ジョイント管165の外径よりも僅かに小さく設定されている。クサビ部材440の傾斜面442は、内円筒部436の傾斜面437と平行であり、傾斜面442の径は、下部に向かうに従って大きくなっている。
The wedge member 440 is a member divided into two parts, with a conical inclined surface 442 on the outer circumferential surface and a cylindrical inner circumferential surface, and has a flange portion 444 that protrudes outward at the lower end. The two wedge members 440 have the same shape and dimensions, and the inner diameter of the wedge member 440 formed when the two wedge members 440 are lined up with no gaps in the circumferential direction is set to be slightly smaller than the outer diameter of the joint pipe 165. The inclined surface 442 of the wedge member 440 is parallel to the inclined surface 437 of the inner cylindrical portion 436, and the diameter of the inclined surface 442 increases toward the bottom.
クサビ部材取付座445は、下部にクサビ部材440を固定するための取付座450を有する。取付座450は、中央が開口した円環状のフランジである。取付座450の上方にクサビ部材取付座445をクランプ用シリンダ455のロッド457に取付けるための固定部446を備え、ロッド457の先端に堅固に固定されている。固定部446の内周面にはクサビ部材440のフランジ部444が嵌り込む凹部452が設けられている。クサビ部材440は、フランジ部444を凹部452に嵌め入れ、径方向にスライド可能に取付座450にボルト止めされている。
The wedge member mounting seat 445 has a mounting seat 450 at the bottom for fixing the wedge member 440. The mounting seat 450 is an annular flange with an opening in the center. A fixing portion 446 for attaching the wedge member mounting seat 445 to a rod 457 of a clamping cylinder 455 is provided above the mounting seat 450, and is firmly fixed to the tip of the rod 457. A recess 452 is provided on the inner peripheral surface of the fixing portion 446 into which the flange portion 444 of the wedge member 440 fits. The wedge member 440 fits the flange portion 444 into the recess 452, and is bolted to the mounting seat 450 so as to be slidable in the radial direction.
固定部446の内側周縁部には上方に延びる円筒部447が設けられている。円筒部447は、ケーシング432の内円筒部436と平行であり、クサビ部材取付座445をクランプ用シリンダ455のロッド457に取付けると、円筒部447の内周面448が内円筒部436の外周面438に接するように設けられている。
A cylindrical portion 447 extending upward is provided on the inner peripheral edge of the fixing portion 446. The cylindrical portion 447 is parallel to the inner cylindrical portion 436 of the casing 432, and is arranged so that when the wedge member mounting seat 445 is attached to the rod 457 of the clamping cylinder 455, the inner peripheral surface 448 of the cylindrical portion 447 contacts the outer peripheral surface 438 of the inner cylindrical portion 436.
クランプ用シリンダ455は、2個のシリンダで構成され、各シリンダ本体456の基端部がケーシング432の上フランジ部435の下面であって周方向に見て相対する位置に固定されている。またクランプ用シリンダ455のロッド457の先端にクサビ部材取付座445が取付けられている。
The clamping cylinder 455 is composed of two cylinders, and the base end of each cylinder body 456 is fixed to the underside of the upper flange portion 435 of the casing 432 at a position facing each other when viewed in the circumferential direction. In addition, a wedge member mounting seat 445 is attached to the tip of the rod 457 of the clamping cylinder 455.
ロッド457を突き出すようにクランプ用シリンダ455を動作させると、クサビ部材取付座445は、円筒部内周面448を内円筒部外周面438に摺動させながら下方に移動する。これに伴いクサビ部材取付座445に固定されたクサビ部材440は、円筒部436から離れ、クランプ解除状態となる。
When the clamping cylinder 455 is operated to protrude the rod 457, the wedge member mounting seat 445 moves downward while sliding the cylindrical inner circumferential surface 448 against the inner cylindrical outer circumferential surface 438. As a result, the wedge member 440 fixed to the wedge member mounting seat 445 moves away from the cylindrical portion 436 and enters an unclamped state.
ロッド457をシリンダ本体456側に後退するようにクランプ用シリンダ455を動作させると、クサビ部材取付座445は、円筒部内周面448を内円筒部外周面438に摺動させながら上方に移動する。これに伴いクサビ部材取付座445に固定されたクサビ部材440は、傾斜面442を円筒部436の傾斜面437に摺動させながら上方に移動するとともに径方向内側に押し出される。これによりクサビ部材440の内周面443が、ジョイント管165の外周面167に圧接し、上クランプ手段431がジョイント管165に係止し、クランプ状態となる。
When the clamping cylinder 455 is operated to retract the rod 457 toward the cylinder body 456, the wedge member mounting seat 445 moves upward while sliding the cylindrical inner circumferential surface 448 against the inner cylindrical outer circumferential surface 438. Accordingly, the wedge member 440 fixed to the wedge member mounting seat 445 moves upward while sliding the inclined surface 442 against the inclined surface 437 of the cylindrical portion 436, and is pushed radially inward. As a result, the inner circumferential surface 443 of the wedge member 440 is pressed against the outer circumferential surface 167 of the joint pipe 165, and the upper clamping means 431 engages with the joint pipe 165, resulting in a clamped state.
連結シリンダ461は、下クランプ手段401と上クランプ手段431とに連結し、これらの間隔を伸縮させる部材であり、2つの連結シリンダ461からなる。2つの連結シリンダ461は、平面視においてクランプ用シリンダ425,455の間であって相対する位置に配置されている。各連結シリンダ461は、シリンダ本体462の基端部が下クランプ手段401の下フランジ405の上面にボルト止めされ、ロッド465の先端が連結板470を介して上クランプ手段431の上フランジ435の下面にボルト止めされている。
The connecting cylinder 461 is a member that connects the lower clamping means 401 and the upper clamping means 431 and expands or contracts the distance between them, and is composed of two connecting cylinders 461. The two connecting cylinders 461 are arranged in opposing positions between the clamping cylinders 425, 455 in a plan view. The base end of the cylinder body 462 of each connecting cylinder 461 is bolted to the upper surface of the lower flange 405 of the lower clamping means 401, and the tip of the rod 465 is bolted to the lower surface of the upper flange 435 of the upper clamping means 431 via a connecting plate 470.
以上によりロッド465を前進させることでクランプ手段401と上クランプ手段431との間隔が広がり、逆にロッド465を後退させることでクランプ手段401と上クランプ手段431との間隔が狭まる。本実施形態ではシリンダ本体462の基端部が下フランジ405の上面にボルト止めされ、ロッド465の先端が上フランジ435の下面にボルト止めされているが、シリンダ本体462の基端部が上フランジ435の下面にボルト止めされ、ロッド465の先端が下フランジ405の上面にボルト止めされていてもよい。
As described above, by advancing the rod 465, the gap between the clamping means 401 and the upper clamping means 431 increases, and conversely, by retracting the rod 465, the gap between the clamping means 401 and the upper clamping means 431 decreases. In this embodiment, the base end of the cylinder body 462 is bolted to the upper surface of the lower flange 405, and the tip of the rod 465 is bolted to the lower surface of the upper flange 435, but the base end of the cylinder body 462 may be bolted to the lower surface of the upper flange 435, and the tip of the rod 465 may be bolted to the upper surface of the lower flange 405.
制御装置480は、クランプ装置300及び引抜き装置400の動作を制御する装置である。制御装置480は、プログラマブルロジックコントローラ、マイコンでありプログラム機能を備え、予め設定された手順に従い、クランプ装置300のクランプ用シリンダ340、引抜き装置400のクランプ用シリンダ425,455、連結用シリンダ461の動作を制御する。このような制御装置480は、図17に示す乾式真空工法を用いる設備では、操作盤502に組み込まれる。
The control device 480 is a device that controls the operation of the clamping device 300 and the extraction device 400. The control device 480 is a programmable logic controller, a microcomputer, and has a program function, and controls the operation of the clamping cylinder 340 of the clamping device 300, the clamping cylinders 425, 455 of the extraction device 400, and the connecting cylinder 461 according to a preset procedure. Such a control device 480 is incorporated into the operation panel 502 in the facility that uses the dry vacuum construction method shown in FIG. 17.
図21を用いて引抜き装置400の動作について説明する。連結シリンダ461のロッド465を後退させた状態の引抜き装置400を下クランプ手段401側からジョイント管165に挿入する。これにより下クランプ手段401のケーシング402の上フランジ部404が、延長用ケーシング160の上端161に引っ掛り、引抜き装置400が延長用ケーシング160に係止する(図21(A))。
The operation of the extraction device 400 will be described using Figure 21. The extraction device 400, with the rod 465 of the connecting cylinder 461 retracted, is inserted into the joint pipe 165 from the lower clamping means 401 side. This causes the upper flange portion 404 of the casing 402 of the lower clamping means 401 to hook onto the upper end 161 of the extension casing 160, and the extraction device 400 engages with the extension casing 160 (Figure 21 (A)).
図21(A)の状態において、クランプ装置300は、クランプ状態、引抜き装置400の下クランプ手段401及び上クランプ手段431は、クランプ解除状態である。クランプ装置300、下クランプ手段401及び上クランプ手段431のクランプ及びクランプ解除は、制御装置480が制御する。
In the state shown in FIG. 21(A), the clamp device 300 is in a clamped state, and the lower clamping means 401 and the upper clamping means 431 of the extraction device 400 are in an unclamped state. The clamping and unclamping of the clamp device 300, the lower clamping means 401, and the upper clamping means 431 are controlled by the control device 480.
次に、上クランプ手段431のみクランプ状態とする(図21(B))。引き続き、連結シリンダ461のロッド465を伸長させる。これによりカッターヘッド200、掘削機本体10及びジョイント管165が、一体的にロッド465の伸長分だけ持ち上げられる(図21(C))。
Next, only the upper clamping means 431 is clamped (Figure 21 (B)). The rod 465 of the connecting cylinder 461 is then extended. This causes the cutter head 200, the excavator body 10, and the joint pipe 165 to be lifted together by the amount of extension of the rod 465 (Figure 21 (C)).
続いて、クランプ装置300及び下クランプ手段401をクランプ状態とした後、上クランプ手段431をクランプ解除状態とする。この状態ではクランプ装置300及び下クランプ手段401より掘削機本体10等の落下が防止されている(図21(D))。
Then, the clamp device 300 and the lower clamp means 401 are put into a clamped state, and then the upper clamp means 431 is put into an unclamped state. In this state, the clamp device 300 and the lower clamp means 401 prevent the excavator body 10 and the like from falling (Figure 21 (D)).
続いて、連結シリンダ461のロッド465を後退させ、上クランプ手段431を下クランプ手段401側に引き寄せる(図21(E))。その後、上クランプ手段431をクランプし、クランプ装置300及び下クランプ手段401のクランプを解除する。この状態は、図21(B)と同じ状態であり、以降、図21(B)~(E)の動作を繰り返し、これによりケーシング150及び延長用ケーシング160からカッターヘッド200、掘削機本体10及びジョイント管165を一体的に引き抜くことができる。
Then, the rod 465 of the connecting cylinder 461 is retracted, and the upper clamping means 431 is pulled toward the lower clamping means 401 (Fig. 21(E)). After that, the upper clamping means 431 is clamped, and the clamping device 300 and the lower clamping means 401 are released. This state is the same as that shown in Fig. 21(B), and the operations shown in Figs. 21(B) to (E) are repeated thereafter, whereby the cutter head 200, the excavator body 10, and the joint pipe 165 can be pulled out as a unit from the casing 150 and the extension casing 160.
以上からなる第1実施形態の掘削機1の特徴をダウンザホールハンマーと比較しつつ説明する。第1実施形態の掘削機1は、先端部のカッターヘッド200を回転させつつ上下動させることができるため岩盤層などの硬い地盤も掘削できる点でダウンザホールハンマーと共通する。一方、以下に説明のとおり、装置構造の違いに起因しダウンザホールハンマーとは作用効果が異なる。
The features of the excavator 1 of the first embodiment described above will be explained while comparing it with a down-the-hole hammer. The excavator 1 of the first embodiment has in common with a down-the-hole hammer in that it can excavate hard ground such as bedrock layers because the cutter head 200 at the tip can be moved up and down while rotating. However, as explained below, the operation and effect differ from that of a down-the-hole hammer due to differences in the device structure.
ダウンザホールハンマーは、打撃のための駆動源(コンプレッサ)が地上にあり、動作媒体である圧縮空気は、パイプを介してハンマーピストンに供給される。このため掘削深度が深くなると圧縮空気を供給するための圧力損失も大きくなり、エネルギーロスが増大しエネルギー効率が悪くなる。また圧縮空気を供給するパイプの取り回しも容易ではない。
In a down-the-hole hammer, the driving source (compressor) for striking is located on the ground, and the working medium, compressed air, is supplied to the hammer piston via a pipe. For this reason, as the drilling depth increases, the pressure loss in supplying the compressed air also increases, resulting in increased energy loss and poor energy efficiency. In addition, it is not easy to manage the pipes that supply the compressed air.
これに対して掘削機1は、同じケーシング150にカッターヘッド200と、カッターヘッド200の駆動装置65が組み込まれているので、カッターヘッド200と駆動装置65とが常に一体となって移動する。このため駆動装置65の駆動力がカッターヘッド200に効率的に伝達され、掘削深度が深くなってもエネルギーの伝達効率が低下しない。このため掘削機1は、エネルギー効率に優れ、省エネルギーである。
In contrast, the excavator 1 incorporates the cutter head 200 and the drive unit 65 for the cutter head 200 in the same casing 150, so the cutter head 200 and the drive unit 65 always move together. This allows the driving force of the drive unit 65 to be efficiently transmitted to the cutter head 200, and the energy transmission efficiency does not decrease even when the excavation depth increases. This makes the excavator 1 energy efficient and energy-saving.
また掘削機1は、1つのモーター67でカッターヘッド200の回転と打撃を実現させるので装置をコンパクト化することができる。また掘削機1は、ダウンザホールハンマーとは異なり、ケーシング(掘削パイプに相当)が回転しないため装置本体を回転させるための回転装置を地上に設置する必要がなく省スペース化を実現できる。また掘削機1は、ケーシングが回転しないため安全である。
The excavator 1 also uses a single motor 67 to rotate the cutter head 200 and perform impact, allowing the device to be made compact. Unlike down-the-hole hammers, the excavator 1 does not have a rotating casing (corresponding to a drilling pipe), so there is no need to install a rotating device on the ground to rotate the device body, allowing space to be saved. The excavator 1 is also safe because the casing does not rotate.
ダウンザホールハンマーは、通常、ハンマーピストンを駆動させた後の圧縮空気を利用して掘削土等を地上に噴出させるため周辺環境が悪化する。これに対して掘削機1は、吸引パイプ又は排泥管を通じて掘削土等を地上に排出するので周辺環境に悪影響を与えない。また掘削機1は、図17及び図18に示すように施工場所・土質によって掘削方法を選択することができるので使い勝手がよい。
Down-the-hole hammers usually use compressed air after driving the hammer piston to eject excavated soil, etc., onto the ground, which can cause damage to the surrounding environment. In contrast, the excavator 1 discharges excavated soil, etc., onto the ground through a suction pipe or a mud discharge pipe, so there is no negative impact on the surrounding environment. In addition, the excavator 1 is easy to use because it allows you to select the excavation method depending on the construction site and soil type, as shown in Figures 17 and 18.
ダウンザホールハンマーは、通常、ハンマーの打撃に圧縮空気を使用するため振動、騒音が発生するなど周辺環境に悪影響を及ぼす。これに対して掘削機1は、回転振り子30を用い機械的に上下動を発生させる起振機構20がケーシング150に組み込まれ、これがカッターヘッド200を上下動させるため地上での振動、騒音は非常に小さい。
Down-the-hole hammers usually use compressed air to strike the hammer, which generates vibrations and noise that have a negative impact on the surrounding environment. In contrast, the excavator 1 has a vibration mechanism 20 built into the casing 150 that uses a rotating pendulum 30 to mechanically generate up and down motion, which moves the cutter head 200 up and down, so vibrations and noise on the ground are very small.
また掘削機1は、回転振り子30を用い機械的に上下動を発生させるので、ピストンに比較して大きな打撃力が得られる。
The excavator 1 also uses a rotating pendulum 30 to mechanically generate up and down motion, which provides a greater impact force than a piston.
さらに掘削機1は、カッターヘッド200が固定ビット220及び拡縮ビット231を備えるので効率的に地盤を掘削することができる。カッターヘッド200が掘削方向に回転しつつ上下動すると、固定ビット部210に設けられた固定ビット210が地盤を掘削する。このときカッターヘッド200が上下動することで地盤に対し打撃力を与え、岩盤など硬い地盤も掘削することができる。固定ビット部210には、先端面212のみならず側面213及び傾斜面214にも固定ビット220が取付けられているため掘削能力に優れる。
Furthermore, the excavator 1 can excavate the ground efficiently because the cutter head 200 is equipped with a fixed bit 220 and an expandable bit 231. When the cutter head 200 moves up and down while rotating in the excavation direction, the fixed bit 210 attached to the fixed bit section 210 excavates the ground. At this time, the cutter head 200 moves up and down, exerting a striking force on the ground, making it possible to excavate even hard ground such as bedrock. The fixed bit section 210 has fixed bits 220 attached not only to the tip surface 212 but also to the side surface 213 and inclined surface 214, resulting in excellent excavation capacity.
本実施形態のカッターヘッド200は、前面に固定ビット220が配され、その後方に拡縮ビット231が配されている。このため拡縮ビット231が掘削する前に、既に固定ビット部210の横断面積と同じ大きさの地盤は既に掘削されているため拡縮ビット231が掘削する地盤は僅かである。このため拡縮ビット231の負担は少ないと言える。
In this embodiment, the cutter head 200 has a fixed bit 220 at the front and an expansion/contraction bit 231 at the rear. Therefore, before the expansion/contraction bit 231 begins excavation, a portion of the ground equal to the cross-sectional area of the fixed bit portion 210 has already been excavated, so the expansion/contraction bit 231 only excavates a small amount of ground. For this reason, it can be said that the burden on the expansion/contraction bit 231 is small.
以上のように第1実施形態のカッターヘッド200は、複数の固定ビット220と縮径ビット231とを有し、これらが協働して地盤を掘削するので迅速に地盤を掘削することができる。またカッターヘッド200は、縮径ビット231が固定ビット220の後方に配置されているので縮径ビット231の負担が軽減され、地盤を効率的に掘削することができる。
As described above, the cutter head 200 of the first embodiment has multiple fixed bits 220 and reduced diameter bits 231, which work together to excavate the ground, allowing the ground to be excavated quickly. In addition, since the reduced diameter bits 231 are arranged behind the fixed bits 220, the cutter head 200 reduces the burden on the reduced diameter bits 231, allowing the ground to be excavated efficiently.
またカッターヘッド200は、固定ビット220がケーシング211に着脱可能に取付けられているので、固定ビット220の交換が容易であり、また固定ビット220の配置の自由度も高い。拡縮ビット231の交換も可能である。また固定ビット220は、超硬チップ221が台座222に、拡縮ビット231は超硬チップ236が本体232にろう付けされているので、超硬チップ221、236が摩耗しても超硬チップ221、236を交換可能であり経済的である。また超硬チップ221、236がろう付けされているので超硬チップ221、236の配列の自由度も高い。
In addition, the cutter head 200 has the fixed bit 220 removably attached to the casing 211, so that the fixed bit 220 can be easily replaced and there is a high degree of freedom in the arrangement of the fixed bit 220. The expansion/contraction bit 231 can also be replaced. In addition, the carbide tip 221 of the fixed bit 220 is brazed to the base 222, and the carbide tip 236 of the expansion/contraction bit 231 is brazed to the body 232, so that even if the carbide tips 221, 236 wear out, they can be replaced economically. In addition, because the carbide tips 221, 236 are brazed, there is a high degree of freedom in the arrangement of the carbide tips 221, 236.
またカッターヘッド200は、所定の長さを有するねじ機構を用いた拡縮手段270を用いて拡縮ビット231を出没させるので、拡縮ビット231は、カッターヘッド200が掘削方向(正回転方向)に大きく回転しなければ拡径状態とならず、同様に拡縮ビット231はカッターヘッド200が逆方向に大きく回転しなければ縮径状態とはならない。
The cutter head 200 uses an expansion/contraction means 270 that uses a screw mechanism with a predetermined length to extend and retract the expansion/contraction bit 231. Therefore, the expansion/contraction bit 231 will not be in an expanded state unless the cutter head 200 rotates significantly in the excavation direction (forward rotation direction), and similarly, the expansion/contraction bit 231 will not be in a reduced state unless the cutter head 200 rotates significantly in the reverse direction.
拡縮手段270を構成するねじ機構の所定の長さは、連結部250に対し拡縮ビット部230が300°程度回転したときに相当する。このためカッターヘッド200が地盤に引っ掛かり回転方向が僅かに変化しても、拡径状態から縮径状態、縮径状態から拡径状態にならないため安定した掘削を行うことができる。
The specified length of the screw mechanism that constitutes the expansion/contraction means 270 corresponds to when the expansion/contraction bit part 230 rotates approximately 300° relative to the connecting part 250. Therefore, even if the cutter head 200 gets caught on the ground and the direction of rotation changes slightly, it does not change from the expanded state to the contracted state or vice versa, allowing for stable excavation.
さらに掘削機1は、掘削機本体10がクランプ装置300を介してケーシング150に着脱自在に固定されているため掘削機本体10、さらには掘削機本体10に連結されたカッターヘッド200及びクランプ装置300を掘削機本体10と一体的にケーシング150から引き抜き回収することができる。掘削深度が深く掘削機1に延長用ケーシング160、ジョイント管165が接続されている場合は、ジョイント管165を掘削機本体10と一体的に引き抜き回収し、ケーシング150及び延長用ケーシング160をそのままその場所に残すことができる。
Furthermore, because the excavator body 10 of the excavator 1 is removably fixed to the casing 150 via the clamp device 300, the excavator body 10, as well as the cutter head 200 and clamp device 300 connected to the excavator body 10, can be pulled out and recovered from the casing 150 together with the excavator body 10. When the excavation depth is deep and an extension casing 160 and a joint pipe 165 are connected to the excavator 1, the joint pipe 165 can be pulled out and recovered together with the excavator body 10, and the casing 150 and extension casing 160 can be left in place.
以上のように本発明に係る掘削機1は、地盤を掘削し掘削した掘削孔にケーシング150及び延長用ケーシング160をそのまま残すことができるのでケーシング150及び延長用ケーシング160を埋設管として使用することができる。ケーシング150及び延長用ケーシング160には、パイプの他、鋼管矢板を使用することができる。鋼管矢板は、円筒状の矢板本体と本体の側面に取付けられた継手を備えるので、円筒状の矢板本体を掘削機1のケーシング150として使用することができる。本発明に係る掘削機、掘削装置を使用すればパイプ、鋼管矢板などパイプ状部材を効率的に設置することができる。
As described above, the excavator 1 according to the present invention can excavate the ground and leave the casing 150 and the extension casing 160 in the excavated hole, so the casing 150 and the extension casing 160 can be used as buried pipes. In addition to pipes, steel pipe sheet piles can be used for the casing 150 and the extension casing 160. A steel pipe sheet pile has a cylindrical sheet pile body and a joint attached to the side of the body, so the cylindrical sheet pile body can be used as the casing 150 of the excavator 1. By using the excavator and excavation equipment according to the present invention, pipe-shaped members such as pipes and steel pipe sheet piles can be efficiently installed.
また第2実施形態の掘削装置2は、ケーシング150及び延長用ケーシング160に対し、カッターヘッド200、掘削機本体10、クランプ装置300及びジョイント管165を一体的に抜き去り回収することができる引抜き装置400を備えるので、掘削機本体10等を引き抜くためのクレーン等が不要となる。クレーン等を使用するにはその設置場所を確保する必要があるが、引抜き装置400は、延長用ケーシング160に引っ掛け使用するため特に設置場所を確保する必要はなくこの点でも使い勝手がよい。
The excavation device 2 of the second embodiment is also equipped with an extraction device 400 that can extract and recover the cutter head 200, excavator body 10, clamp device 300, and joint pipe 165 from the casing 150 and extension casing 160 as a whole, eliminating the need for a crane or the like to extract the excavator body 10, etc. In order to use a crane or the like, it is necessary to secure a place to install it, but since the extraction device 400 is hooked onto the extension casing 160, there is no need to secure a special place to install it, making it easy to use in this respect as well.
本発明に係る掘削機1は、地盤に対して鉛直方向のみならず斜めに掘削孔を掘削することができる。斜めに傾斜孔を掘削し、そこにケーシング150及び延長用ケーシング160のみを残し掘削機本体10等を引き抜き回収する場合、クレーン等では掘削機本体10等の回収が難しい。第2実施形態の掘削装置2では、引抜き装置400を備えるので、斜めの掘削孔であってもそこにケーシング150及び延長用ケーシング160のみを残し掘削機本体10等を容易に回収することができる。
The excavator 1 according to the present invention can excavate holes not only vertically but also at an angle to the ground. When an inclined hole is excavated at an angle and only the casing 150 and the extension casing 160 are left there and the excavator body 10 and other parts are pulled out and recovered, it is difficult to recover the excavator body 10 and other parts using a crane or the like. The excavator 2 of the second embodiment is equipped with an extraction device 400, so that even if the excavation hole is at an angle, only the casing 150 and the extension casing 160 are left there and the excavator body 10 and other parts can be easily recovered.
以上、第1実施形態の掘削機1、第2実施形態の掘削装置2を用いて、本発明に係る掘削機及び掘削装置を説明したが、本発明に係る掘削機、掘削装置は、上記実施形態に限定されるものではなく、要旨を変更しない範囲で変更して使用することができる。
The above describes the excavator and excavation device according to the present invention using the excavator 1 of the first embodiment and the excavation device 2 of the second embodiment, but the excavator and excavation device according to the present invention are not limited to the above embodiments and can be modified and used within the scope that does not change the gist of the invention.
図面を参照しながら好適な掘削機及び掘削装置について説明したが、当業者であれば、本件明細書を見て、自明な範囲内で種々の変更および修正を容易に想定するであろう。従って、そのような変更及び修正は、請求の範囲から定まる発明の範囲内のものと解釈される。
A suitable excavator and excavation equipment have been described with reference to the drawings, but a person skilled in the art would easily imagine various changes and modifications within the obvious scope upon reading this specification. Therefore, such changes and modifications are to be interpreted as being within the scope of the invention as defined by the claims.