JP2010101123A - Excavator - Google Patents

Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide an excavator capable of efficiently excavating even if the ground is hard or clayey while wear-out parts can partially be replaced. <P>SOLUTION: The excavator includes a plurality of rotary cutter bodies vertically placed and a means for rotating the plurality of rotary cutter bodies below the lower surface of a caisson. The rotary cutter body comprises: a rotary shaft arranged in the transverse direction with respect to the lower surface of the caisson; and a plurality of excavating plates which are disposed equally spaced on the rotary shaft and combines an excavating function and an earth-removing function. Furthermore, parts of the excavating plates of the plurality of the rotary cutters are superposed in a rotatable manner. <P>COPYRIGHT: (C)2010,JPO&INPIT

Description

本発明は硬質地盤や粘土質地盤を掘進する掘進装置に関し、特にケーソンの下端部に移動自在に設置してケーソンの下端部の直下地盤を掘進するケーソン用の掘進装置に関するものである。
The present invention relates to a digging apparatus for digging hard ground or clayey ground, and more particularly to a caisson digging apparatus that is movably installed at a lower end of a caisson and digs a direct ground base at the lower end of the caisson.

ケーソン工法は、先鋭な刃口を強制的に地盤に圧入した状態で、ケーソンの内側地盤を掘削しながら、ケーソンの自重を利用したり強制的な載荷重をかけてケーソンを沈設する工法である。   The caisson method uses a caisson's own weight or forcibly loads the caisson while excavating the ground inside the caisson with a sharp blade edge forced into the ground. .

前記した従来のケーソン工法は、ケーソンの刃口部を地中に貫入させた状態でケーソンの内側を掘削する方法である。
従来のケーソン工法は、刃口部の直下地盤を掘削するものではないために、ケーソンの外周面と地山間に大きな摩擦抵抗を生じる。
ケーソンを地中に沈下させるためには、ケーソンと地山間の摩擦抵抗より大きな載重量や外力をケーソンに強制的に付与する必要があり、ケーソンを沈下するための設備が大掛かりとなる問題がある。
さらに従来のケーソン工法は、高い鉛直性を保ってケーソンを沈下させる必要性から、一日当たりの沈下量が非常に小さいことや、ケーソンの沈下量にバラツキを生じて傾きが生じたときは、その修正の多大の時間と多額の費用がかかる等の多くの問題が指摘されている。 The conventional caisson method described above is a method of excavating the inside of the caisson with the caisson blade portion penetrating into the ground.
Since the conventional caisson method does not excavate the direct base plate at the blade edge, a large frictional resistance is generated between the outer peripheral surface of the caisson and the natural ground.
In order to sink the caisson into the ground, it is necessary to forcibly apply a load and external force larger than the frictional resistance between the caisson and the ground, and there is a problem that the equipment for sinking the caisson becomes large. .
Furthermore, the conventional caisson method requires the caisson to sink while maintaining high verticality.Therefore, the amount of subsidence per day is very small, or when the caisson sinks vary and tilts, Many problems have been pointed out, such as a great deal of time and cost for correction.

出願人はケーソンの下端部に複数の自走式の掘進装置を配備し、これらの掘進装置を移動しながらケーソン下端部の直下地盤を掘削しながらケーソンを沈下させる発明を特許文献１〜４として先に提案した。
これらの掘進装置は、互いに水平方向に並列配置した一対のスクリュー体と、これら一対のスクリュー体を回転駆動する手段と、掘進装置を自走する手段とを具備している。
一対のスクリュー体は回転軸と回転軸の外周面に設けた螺旋状の羽根とにより構成され、一対の回転軸を平行に配置するとともに、互いに螺旋状の羽根の一部を重合させて、一対のスクリュー体の回転により地盤を掘削しつつ、掘削土砂をケーソンの内側へ向けて排出できるように構成されている。
特開２００１−２０２９３号公報 特開２００２−１２１７４４号公報 特開２００６−２８８３０号公報 特開平１１−２６９８９０号公報 Applicants deploy a plurality of self-propelled excavating devices at the lower end of the caisson, and patent inventions 1 to 4 in which the caisson is sunk while excavating the direct base plate at the lower end of the caisson while moving these excavating devices. Proposed earlier.
These excavation apparatuses include a pair of screw bodies arranged in parallel in the horizontal direction, means for rotationally driving the pair of screw bodies, and means for self-running the excavation apparatus.
The pair of screw bodies is composed of a rotating shaft and spiral blades provided on the outer peripheral surface of the rotating shaft, and the pair of rotating shafts are arranged in parallel, and a part of the spiral blades is superposed on each other to form a pair. The excavated earth and sand can be discharged toward the inside of the caisson while excavating the ground by rotating the screw body.
JP 2001-20293 A JP 2002-121744 A JP 2006-28830 A Japanese Patent Laid-Open No. 11-269890

従来の掘進装置にあってはつぎのような問題点がある。
（１）スクリュー体を構成する螺旋状の羽根は、回転軸に対して斜めに傾斜している。
そのため、羽根の回転力が地盤の掘削力として１００％伝わらず、羽根が斜めに傾斜している分だけ力の伝達ロスが発生する。
（２）スクリュー体を構成する螺旋状の羽根の掘削原理は、傾斜した螺旋状の羽根による「すくい切り」するものである。
従来の掘進装置はスクリュー体による地盤の「すくい切り」の要因と、前記した力の伝達ロスの要因とにより、掘削効率が低いといった問題がある。
特に、ケーソンの刃口の直下地盤はケーソンの全重量が作用して堅固に締め固められているので、掘削対象が締め固められた硬質地盤であったり、岩盤である場合には、掘削に多くの時間がかかる。
（３）従来の掘進装置は、一対のスクリュー体の傾斜した羽根同士が互いに羽根の間に形成された空間のうち、一部の空間内に入り込んで重合している。
そのため、一対のスクリュー体の重合した一方の羽根と他方の羽根の間に岩石を噛み込んだ場合、岩石を羽根の回転だけで排除することが困難である。
そのため、岩石の噛み込みを生じる都度、一対のスクリュー体の回転を停止して岩石を取り除かなければならず、掘削作業の中断を強いられる。
さらに粘土質の地盤を掘削する場合、隣り合う羽根と羽根の間の空間域に付着したすべての土砂を排除することができず、掘削土砂の排出効率が低い。
（４）その他にスクリュー体を構成する螺旋状の羽根の一部が欠損、変形したり、偏摩耗を生じた場合、羽根の損傷箇所を部分的に交換することができないといった不具合がある。
そのため、スクリュー全体を新しいものと交換しなければならず、消耗部品の交換コストが高くつく。 The conventional excavation device has the following problems.
(1) The spiral blades constituting the screw body are inclined obliquely with respect to the rotation axis.
For this reason, the rotational force of the blades is not transmitted 100% as the excavation force of the ground, and a force transmission loss is generated as much as the blades are inclined obliquely.
(2) The excavation principle of the spiral blades constituting the screw body is “scraping” by the inclined spiral blades.
The conventional excavation device has a problem that the excavation efficiency is low due to the factor of “scraping” the ground by the screw body and the factor of the transmission loss of the force described above.
In particular, because the caisson blade edge is directly compacted by the total weight of the caisson, it is often used for excavation when the object to be excavated is hard ground or rock. Takes time.
(3) In the conventional excavation device, the inclined blades of the pair of screw bodies enter and polymerize in a part of the space formed between the blades.
For this reason, when rock is bitten between one and the other blades of a pair of screw bodies, it is difficult to remove the rock only by rotating the blades.
Therefore, every time the rock bites, the rotation of the pair of screw bodies must be stopped to remove the rock, and the excavation work is interrupted.
Further, when excavating clayey ground, it is not possible to exclude all the earth and sand adhering to the space between adjacent blades, and the discharge efficiency of the excavated earth and sand is low.
(4) In addition, when a part of the spiral blade constituting the screw body is lost or deformed, or when uneven wear occurs, the damaged portion of the blade cannot be partially replaced.
For this reason, the entire screw must be replaced with a new one, and the replacement cost of consumable parts is high.

本発明は上記したような従来の問題点を解決するためになされたもので、その目的とするところは、つぎの何れかひとつの掘進装置を提供することにある。
（１）岩石が存在する硬質地盤や粘土質地盤であっても効率よく掘削できること。
（２）ケーソン下端部の直下地盤を掘削するケーソン用の掘進装置に適していること。
（３）消耗部品の部分的な交換が可能であること。
（４）構造が簡単で装置コストを低減できること。
The present invention has been made to solve the conventional problems as described above, and an object thereof is to provide any one of the following excavation apparatuses.
(1) It must be able to excavate efficiently even on hard or clayey ground with rocks.
(2) It should be suitable for a caisson digging device that excavates the direct base board at the lower end of the caisson.
(3) The consumable parts can be partially replaced.
(4) The structure is simple and the apparatus cost can be reduced.

本願の第１発明は、水平面の下面を有するケーソンの下端部に沿って移動自在に係合した自走式の走行体と、ケーソンの下面の直下地盤を回転掘削する掘削機とを具備するケーソン用の掘進装置であって、前記掘進機がケーソンの下面の下方位置に、上下に配置した複数の回転カッタ体と、前記複数の回転カッタを回転駆動する手段とを具備し、前記回転カッタ体が、ケーソンの下面の横断方向に配置した回転軸と、回転軸に等間隔に配置し、掘削機能と排土機能を併有する複数の掘削板とにより構成し、前記複数の回転カッタの掘削板の一部を回転可能に重合させたことを特徴とする、掘進装置を提供する。
本願の第２発明は、前記第１発明において、前記複数の掘削板が周縁に複数の歯を有し、前記歯の片面が斜めに切除して片刃を形成し、該片刃の傾斜方向を排土方向に向けて一致させたことを特徴とする、掘進装置を提供する。
本願の第３発明は、前記第１または第２発明において、前記複数の回転カッタ体を回転軸に対して交換自在に構成したことを特徴とする、掘進装置を提供する。
本願の第４発明は、前記第１乃至第３発明の何れかにおいて、前記複数の掘削板と掘削刃の間に、掘削板の板厚とほぼ等しい軸長を有するスペーサを介在して、複数の掘削板を回転軸に等間隔に配置したことを特徴とする、掘進装置を提供する。
本願の第５発明は、前記第１乃至第４発明の何れかにおいて、前記複数の回転カッタ体を同一方向に回転させたことを特徴とする、掘進装置を提供する。
A first invention of the present application is a caisson comprising a self-propelled traveling body that is movably engaged along a lower end portion of a caisson having a lower surface of a horizontal plane, and an excavator that rotates and excavates a direct base plate on the lower surface of the caisson An excavation apparatus for a vehicle, wherein the excavator comprises a plurality of rotary cutter bodies arranged vertically below a lower surface of a caisson, and means for rotationally driving the plurality of rotary cutters, the rotary cutter body Is constituted by a rotating shaft arranged in the transverse direction of the lower surface of the caisson, and a plurality of excavating plates arranged at equal intervals on the rotating shaft and having both excavation function and soil removal function, and excavation plates of the plural rotary cutters The excavation apparatus is characterized in that a part of the polymer is rotatably polymerized.
According to a second invention of the present application, in the first invention, the plurality of excavation plates have a plurality of teeth on a peripheral edge, one side of the teeth is cut obliquely to form a single blade, and the inclination direction of the single blade is eliminated. Provided is an excavation device characterized by matching in the soil direction.
According to a third aspect of the present invention, there is provided the excavation apparatus according to the first or second aspect, wherein the plurality of rotating cutter bodies are configured to be exchangeable with respect to a rotating shaft.
According to a fourth invention of the present application, in any one of the first to third inventions, a spacer having an axial length substantially equal to a plate thickness of the excavation plate is interposed between the plurality of excavation plates and the excavation blade. The excavation apparatus is characterized in that the excavation plates are arranged at equal intervals on the rotation shaft.
A fifth invention of the present application provides the excavation apparatus according to any one of the first to fourth inventions, wherein the plurality of rotary cutter bodies are rotated in the same direction.

本発明はつぎの顕著な効果を奏する。
（１）本発明では複数の掘削板が回転軸に対して直交しているため、掘削板の回転力がロスすることなく地盤に伝わるため、地盤が締め固められた硬質地盤や岩盤質であっても効率的に掘削できる。
（２）本発明では、複数の回転カッタ体の回転方向が同一であるため、上下の掘削板の重合部に岩片等の硬質塊体が挟まっても、一方の回転カッタ体の掘削板の回転によって強制的に取り除くことができる。
したがって、掘削中に上下の掘削板の重合部で硬質塊体の噛み込み事故が未然に防止できる。
（３）本発明では、上下一対の回転カッタ体に組付けたすべての掘削板の歯の傾斜方向が排土方向に向けて一致している。
したがって、各掘削板で掘削した土砂を歯の傾斜によってケーソンの内側へ向けて排出できる。
（４）本発明では上下の掘削板間の隙間が小さく設定されているため、掘削地盤が粘土質の地盤であっても、隣り合う掘削板と掘削板間に土砂が付着して残ることがない。
（５）掘削機の構造が簡単であり、かつ回転カッタ体を構成する回転軸に対して掘削板を取り外し可能であるから、一部の掘削板が偏摩耗したり、損傷した場合でも、必要最小限の部品を交換するだけで済む。
したがって、消耗部品である回転カッタ体の一部が摩耗しても回転カッタ体全体を交換せずに済むので、経済的である。
The present invention has the following remarkable effects.
(1) In the present invention, since a plurality of excavation plates are orthogonal to the rotation axis, the rotation force of the excavation plates is transmitted to the ground without loss, so that the ground is compacted hard ground or rock mass. Even drilling can be done efficiently.
(2) In the present invention, since the rotation directions of the plurality of rotary cutter bodies are the same, even if a hard mass such as rock fragments is sandwiched between the overlapping portions of the upper and lower excavation boards, the rotation of the excavation board of one rotary cutter body Can be forcibly removed.
Accordingly, it is possible to prevent a hard mass biting accident from occurring at the overlapping portions of the upper and lower excavating plates during excavation.
(3) In the present invention, the inclination directions of the teeth of all the excavation plates assembled to the pair of upper and lower rotating cutter bodies coincide with each other toward the soil removal direction.
Therefore, the earth and sand excavated by each excavation plate can be discharged toward the inside of the caisson by the inclination of the teeth.
(4) In the present invention, since the gap between the upper and lower excavation plates is set small, even if the excavation ground is a clay-based ground, earth and sand may remain between adjacent excavation plates and the excavation plates. Absent.
(5) The structure of the excavator is simple and the excavation plate can be removed from the rotating shaft constituting the rotary cutter body, so it is necessary even if some excavation plates are worn or damaged. Only minimal parts need to be replaced.
Therefore, even if a part of the rotating cutter body that is a consumable part is worn, it is not necessary to replace the entire rotating cutter body, which is economical.

以下に図面を参照しながら本発明に係る掘進装置の一例について説明する。   An example of an excavation apparatus according to the present invention will be described below with reference to the drawings.

［構成］ [Constitution]

（１）ケーソン
図１，２に一部を省略したケーソン２０の下端部２１の断面図を示す。
ケーソン２０はコンクリート製の函体で、例えば矩形、多角形、円形、楕円形等の水平断面形状をなし、その躯体厚や全体寸法はケーソン２０の使途に応じて適宜選択する。 (1) Caisson FIGS. 1 and 2 are sectional views of the lower end portion 21 of the caisson 20 with a part thereof omitted.
The caisson 20 is a concrete box having a horizontal cross-sectional shape such as a rectangle, a polygon, a circle, and an ellipse, and the thickness and overall dimensions of the case are appropriately selected according to the use of the caisson 20.

本発明が前提とするケーソン２０は、下端部２１に水平な平面として形成した下面２２を有する。
下端部２１の下面２２を水平面に形成したのは、ケーソン２０の重量を直下地盤に支持させて、掘進装置１０に作用するケーソン２０の重量負担を軽減するためである。 The caisson 20 on which the present invention is premised has a lower surface 22 formed as a horizontal plane at the lower end 21.
The reason why the lower surface 22 of the lower end 21 is formed in a horizontal plane is to support the weight of the caisson 20 on the direct base board and reduce the weight burden of the caisson 20 acting on the excavation apparatus 10.

ケーソン２０の下端部２１の内側には掘進装置１０の自走反力を得るための反力受け具２３と、掘進装置１０を係合して誘導する一対のガイドレール２４，２４とを具備している。
本例の下端部２１の構造について説明すると、ケーソン２０の下端部２１に、下面２２に沿って断面Ｈ形の鋼材２５が設置されていて、鋼材２５の内側に連続した凹部空間２６を形成している。
凹部空間２６に面した鋼材２５の上下のフランジ２５ａ，２５ｂには、一対のガイドレール２４，２４が固定されている。
縦板２５ｃの内側表面の中央には掘進装置１０の自走反力を得るための反力受け具２３が鋼材２５に沿って連続して固定されている。
反力受け具２３は、掘進装置１０の自走方式に応じて適宜選択する。本例では、反力受け具２３を直線状のチェーンで構成する場合について示すが、その他に直線状のラック（直線歯車）やレール等を使用することもできる。 Inside the lower end portion 21 of the caisson 20, a reaction force receiving member 23 for obtaining a self-propelled reaction force of the excavating device 10 and a pair of guide rails 24 and 24 for engaging and guiding the excavating device 10 are provided. ing.
The structure of the lower end portion 21 of this example will be described. A steel material 25 having an H-shaped cross section is installed along the lower surface 22 at the lower end portion 21 of the caisson 20, and a continuous recess space 26 is formed inside the steel material 25. ing.
A pair of guide rails 24, 24 are fixed to the upper and lower flanges 25 a, 25 b of the steel material 25 facing the recessed space 26.
A reaction force receiving tool 23 for obtaining a self-propelled reaction force of the excavation device 10 is continuously fixed along the steel material 25 at the center of the inner surface of the vertical plate 25c.
The reaction force receiver 23 is appropriately selected according to the self-propelling method of the excavation device 10. In this example, a case where the reaction force receiver 23 is configured by a linear chain is shown, but a linear rack (linear gear), a rail, or the like can also be used.

（２）掘進装置の全体構成
図１〜３に基づいて、ケーソン用掘進装置１０の全体の構成について説明する。
ケーソン用掘進装置１０は、ケーソン２０の下端部２１の直下地盤を回転掘削する機能と、掘削土をケーソン２０の内側へ排出する排土機能を併有した自走式の装置であり、ケーソン２０の下端部２１に走行自在に設置されている。 (2) Overall configuration of the excavation device The overall configuration of the caisson excavation device 10 will be described with reference to FIGS.
The caisson excavating device 10 is a self-propelled device that has both a function of rotating and excavating the direct base plate at the lower end 21 of the caisson 20 and a soil discharging function of discharging excavated soil into the caisson 20. It is installed in the lower end part 21 of this so that driving | running | working is possible.

ケーソン用掘進装置１０は、ケーソン２０の下端部２１に走行自在に配設された走行体３０を具備し、この走行体３０に、少なくともケーソン２０の躯体厚ｔを掘削する掘削機４０と、走行体３０をケーソン２０の下端部２１に沿って移動する走行手段と、掘削機４０を回転駆動する手段とを搭載して構成する。   The caisson digging apparatus 10 includes a traveling body 30 that is disposed on a lower end portion 21 of the caisson 20 so as to be able to travel, and an excavator 40 that excavates at least the casing thickness t of the caisson 20 on the traveling body 30. A traveling means for moving the body 30 along the lower end portion 21 of the caisson 20 and a means for rotationally driving the excavator 40 are mounted.

走行体３０はケーソン２０の下端部２１の内側に設けた一対のガイドレール２４，２４に係合して走行自在に配設されている。   The traveling body 30 is disposed so as to be able to travel by engaging with a pair of guide rails 24, 24 provided inside the lower end portion 21 of the caisson 20.

掘削機４０は上段と下段の回転カッタ体４１，４２より構成し、ケーソン２０の下面２２の下方位置であって、ケーソン躯体の横断方向に向けて配置される。
これら複数の回転カッタ体４１，４２は互いに水平に向けて、かつ、高さ方向間隔を隔てて並列配置した状態で走行体３０に支持されている。 The excavator 40 is composed of upper and lower rotary cutter bodies 41 and 42, and is disposed below the lower surface 22 of the caisson 20 and in the transverse direction of the caisson housing.
The plurality of rotary cutter bodies 41 and 42 are supported by the traveling body 30 in a state where they are arranged in parallel with each other in the horizontal direction and at intervals in the height direction.

上下段の回転カッタ体４１，４２は走行体３０に対して進出および後退可能に支持されていて、一対の回転カッタ体４１，４２の支持位置を同時にスライド調整して回転カッタ体４１，４２による最外端の掘削位置を微調整することが可能になっている。   The upper and lower rotary cutter bodies 41 and 42 are supported so as to be able to advance and retreat with respect to the traveling body 30, and the support positions of the pair of rotary cutter bodies 41 and 42 are simultaneously slid and adjusted by the rotary cutter bodies 41 and 42. The excavation position at the outermost end can be finely adjusted.

（３）走行体
走行体３０は走行手段と掘削機４０を回転駆動する手段を搭載し、かつ掘削機４０を回転自在に枢支していて、厚鋼板や形鋼等を組み合わせて製作する。
図４に拡大して示すように、走行体３０を構成する一対の水平基板３１，３１に支軸３２を回転自在に立設し、該支軸３２の上下端にそれぞれ設けた支持台３３，３３に間隔を隔てて一対の空転式のローラ３４，３４が立設されている。
支持台３３，３３がガイドレール２４，２４の水平面に当接することで、走行体３０はガイドレール２４，２４に支持されている。
一対のローラ３４，３４をガイドレール２４，２４の両側面に配設することで、走行体３０をガイドレール２４，２４に沿わせた走行が可能となる。 (3) Traveling body The traveling body 30 is mounted with traveling means and means for rotationally driving the excavator 40, and is rotatably supported by the excavator 40, and is manufactured by combining thick steel plates and section steel.
As shown in an enlarged view in FIG. 4, a support shaft 32 is rotatably erected on a pair of horizontal substrates 31, 31 constituting the traveling body 30, and support stands 33 provided on the upper and lower ends of the support shaft 32, respectively. A pair of idling rollers 34, 34 are provided upright at a distance 33.
The traveling body 30 is supported by the guide rails 24, 24 by the support bases 33, 33 coming into contact with the horizontal surfaces of the guide rails 24, 24.
By arranging the pair of rollers 34, 34 on both side surfaces of the guide rails 24, 24, the traveling body 30 can travel along the guide rails 24, 24.

つぎに走行体３０の走行手段について説明する。
走行体３０は駆動源３５と駆動輪３６を装備していて、駆動源３６の回転を駆動輪３５へ伝達できるように構成されている。
駆動源３５としては、例えば電動機、熱機関、液圧モータ等の何れかひとつを使用することができる。 Next, traveling means of the traveling body 30 will be described.
The traveling body 30 includes a drive source 35 and drive wheels 36, and is configured to transmit the rotation of the drive source 36 to the drive wheels 35.
As the drive source 35, for example, any one of an electric motor, a heat engine, a hydraulic motor, and the like can be used.

駆動源３６の回転を駆動輪３５へ伝達するには、公知の歯車伝達機構、ベルト伝達機構、チェーン伝達機構等の何れかひとつ、またはこれらの複数の組合せを使用できる。
駆動輪３５は、走行体３０で回転可能に支持したスプロケット、または歯車、または摩擦車等からなり、ケーソン２０の内側に設置した反力受け具２３と協働して、走行体３０がケーソン２０の下端部２１に沿って移動する。
駆動輪３５の回転方向を変更することで、走行体３０の前進と後進を制御できる。 In order to transmit the rotation of the drive source 36 to the drive wheel 35, any one of a known gear transmission mechanism, belt transmission mechanism, chain transmission mechanism, or the like, or a combination thereof can be used.
The drive wheels 35 are sprockets, gears, friction wheels, or the like that are rotatably supported by the traveling body 30, and the traveling body 30 cooperates with the reaction force receiver 23 installed inside the caisson 20 so that the traveling body 30 is connected to the caisson 20. It moves along the lower end portion 21.
By changing the rotation direction of the drive wheel 35, the forward and backward movement of the traveling body 30 can be controlled.

（４）掘削機
本発明に係る掘進装置１０の特徴のひとつは、以下に詳述する掘削機４０を具備することにある。 (4) Excavator One of the features of the excavator 10 according to the present invention is that it includes an excavator 40 that will be described in detail below.

図１，２に示すように、掘削機４０を構成する上下一対の回転カッタ体４１，４２は、ケーソン２０の下面２２の下方位置であって、ケーソン躯体の横断方向に向けて並設される。
高さ方向に間隔を隔てて縦列に配置された上段および下段の回転カッタ体４１，４２は走行体３０に支持される。
本例では掘削機４０を２本の回転カッタ体４１，４２で構成する場合について説明するが、３本以上であってもよい。 As shown in FIGS. 1 and 2, a pair of upper and lower rotary cutter bodies 41, 42 constituting the excavator 40 are positioned below the lower surface 22 of the caisson 20 and arranged in parallel in the transverse direction of the caisson housing. .
The upper and lower rotary cutter bodies 41 and 42 arranged in a row at intervals in the height direction are supported by the traveling body 30.
In this example, the case where the excavator 40 is configured by two rotating cutter bodies 41 and 42 will be described, but three or more excavators 40 may be used.

上段の回転カッタ体４１および下段の回転カッタ体４２の構造は、基本的に共通していて、共に回転軸４３と、回転軸４３に等間隔に配置した複数の掘削板５０とにより構成する。
従来のスクリュー体はらせん状の羽根が回転軸に対して斜めに傾斜していた。
これに対して本発明では、掘削板５０の回転力を地盤の掘削力として１００％伝達して力の伝達ロスを解消するため、複数の掘削板５０を回転軸４３に対して直交するように配置したものである。 The structures of the upper rotary cutter body 41 and the lower rotary cutter body 42 are basically the same, and both are constituted by a rotary shaft 43 and a plurality of excavation plates 50 arranged on the rotary shaft 43 at equal intervals.
In the conventional screw body, the spiral blades are inclined obliquely with respect to the rotation axis.
On the other hand, in the present invention, the rotational force of the excavation plate 50 is transmitted 100% as the excavation force of the ground to eliminate the force transmission loss, so that the plural excavation plates 50 are orthogonal to the rotation shaft 43. It is arranged.

各回転カッタ体４１，４２の回転軸４３のうち、掘削板５０の組み付けられていない軸の部位（図１，２の右半）は、それぞれ走行体３０を貫通して軸支されている。
回転軸４３の残りの部位（図１，２の左半）には、複数の掘削板５０が交換可能に組付けられている。 Of the rotary shafts 43 of the rotary cutter bodies 41 and 42, the shaft portion (the right half in FIGS. 1 and 2) where the excavation plate 50 is not assembled is pivotally supported through the traveling body 30, respectively.
A plurality of excavation plates 50 are attached to the remaining portion of the rotating shaft 43 (the left half of FIGS. 1 and 2) in a replaceable manner.

上下一対の回転カッタ体４１，４２は相対向して平行に配置されていて、上段の回転カッタ体４１の各掘削板５０と下段の回転カッタ体４２の各掘削板５０とが互いに干渉しないように重合している。
換言すれば、回転軸４３，４３を接近して配置することで、上段の回転カッタ体４１の掘削板５０と掘削板５０の間の空間内に、下段の回転カッタ体４２の掘削板５０を入り込ませて重合させる。
掘削残しに配慮すれば上下の掘削板５０，５０間の隙間はできるだけ小さいことが望ましいが、製造公差の関係から数ｍｍ程度の隙間で十分である。 The pair of upper and lower rotary cutter bodies 41 and 42 are arranged in parallel with each other so that the excavation plates 50 of the upper rotary cutter body 41 and the excavation plates 50 of the lower rotary cutter body 42 do not interfere with each other. Is polymerized.
In other words, by arranging the rotary shafts 43 and 43 close to each other, the excavation plate 50 of the lower rotary cutter body 42 is placed in the space between the excavation plate 50 of the upper rotary cutter body 41 and the excavation plate 50. Let it penetrate and polymerize.
In consideration of excavation residue, it is desirable that the gap between the upper and lower excavation plates 50 is as small as possible, but a gap of about several mm is sufficient because of manufacturing tolerances.

また各掘削板５０の外周端が相対向する回転軸４３またはスペーサ５３と干渉しないように、掘削板５０の寸法とスペーサ５３の径寸法が関係付けられている。   Further, the dimensions of the excavation plates 50 and the diameters of the spacers 53 are related so that the outer peripheral ends of the excavation plates 50 do not interfere with the rotating shaft 43 or the spacer 53 facing each other.

走行体３０に搭載した駆動源４５は、トルク伝達手段を介して駆動源４５の回転力を上下一対の回転カッタ体４１，４２の回転軸４３，４３へ伝達できるように構成されている。
駆動源４５のトルク伝達手段としては、公知の歯車伝達機構、ベルト伝達機構、チェーン伝達機構等の何れかひとつ、またはこれらの複数の組合せを使用できる。 The drive source 45 mounted on the traveling body 30 is configured to be able to transmit the rotational force of the drive source 45 to the rotation shafts 43 and 43 of the pair of upper and lower rotary cutter bodies 41 and 42 via torque transmission means.
As the torque transmission means of the drive source 45, any one of a known gear transmission mechanism, belt transmission mechanism, chain transmission mechanism, etc., or a combination thereof can be used.

また、本例では上段および下段の回転カッタ体４１，４２の回転方向は同一にする。
これは後述するように、上段および下段の回転カッタ体４１，４２の間で岩石の噛み込みを防止するためである。 In this example, the rotation directions of the upper and lower rotary cutter bodies 41 and 42 are the same.
As described later, this is to prevent rocks from being caught between the upper and lower rotary cutter bodies 41 and 42.

図５，６を基に回転カッタ体４１，４２の構造について詳しく説明する。
図５は上段の回転カッタ体４１の分解図であり、図６は上下一対の回転カッタ体４１，４２を並設した掘削機４０の部分断面図を示す。 The structure of the rotary cutter bodies 41 and 42 will be described in detail with reference to FIGS.
FIG. 5 is an exploded view of the upper rotary cutter body 41, and FIG. 6 is a partial cross-sectional view of the excavator 40 in which a pair of upper and lower rotary cutter bodies 41 and 42 are arranged side by side.

上段および下段の回転カッタ体４１，４２は共に共通の構造を呈する。
図５に基づいて上段の回転カッタ体４１について説明する。 Both the upper and lower rotary cutter bodies 41 and 42 have a common structure.
The upper rotary cutter body 41 will be described with reference to FIG.

複数の掘削板５０，５０，・・・はその中央穴５１を回転軸４３に嵌合させて回転軸４３と一体に回転するように組み付けられている。
最外端に位置する端末の掘削板５０ａが回転軸４３から抜け出ないように、固定板４５と固定ボルト４６を用いて最外端の掘削板５０ａが回転軸４３に固定されている。 The plurality of excavation plates 50, 50,... Are assembled so that the central hole 51 is fitted to the rotation shaft 43 and rotates together with the rotation shaft 43.
The outermost excavation plate 50 a is fixed to the rotary shaft 43 by using a fixing plate 45 and a fixing bolt 46 so that the terminal excavation plate 50 a located at the outermost end does not come out of the rotary shaft 43.

複数の掘削板５０，５０，・・・を回転軸４３に組付ける場合、掘削板５０の板厚とほぼ等しいか、掘削板５０の板厚より僅かに大きい軸長を有する筒状のスペーサ５３を間に介在して、隣り合う掘削板５０と５０の間の間隔を一定に保つ。
隣り合う掘削板５０と５０の間の間隔を一定に設定する他の手段として、端末の掘削板５０ａのようにスペーサを掘削板本体と一体に形成してもよい。 When assembling a plurality of excavation plates 50, 50,... To the rotary shaft 43, a cylindrical spacer 53 having an axial length that is substantially equal to the thickness of the excavation plate 50 or slightly larger than the thickness of the excavation plate 50. Between the adjacent excavation plates 50 and 50 to keep constant.
As another means for setting the interval between the adjacent excavation plates 50 and 50 constant, a spacer may be formed integrally with the excavation plate main body like the excavation plate 50a of the terminal.

また回転軸４３の回転をすべての掘削板５０，５０，・・・へ伝達する手段として、本例では公知のキー４４とキー溝４５の組合せを採用する。
掘削板５０，５０へ回転トルクを伝達する他の手段としては、回転軸４３の外形と掘削板５０の中央穴５１をそれぞれ多角形に形成し、断面形状が多角形の回転軸４３に掘削板５０の中央穴５１を嵌合させるようにしてもよい。
要は、任意の掘削板５０を着脱して交換可能に構成してあればよい。 As a means for transmitting the rotation of the rotary shaft 43 to all the excavation plates 50, 50,..., A known combination of the key 44 and the key groove 45 is employed in this example.
As another means for transmitting rotational torque to the excavation plates 50, 50, the outer shape of the rotary shaft 43 and the central hole 51 of the excavation plate 50 are each formed in a polygonal shape, and the excavation plate is provided on the rotary shaft 43 having a polygonal cross-sectional shape. You may make it fit 50 center holes 51. FIG.
In short, any excavation board 50 may be configured to be detachable and replaceable.

掘削板５０は回転軸４３を嵌合可能な中央穴５１と、その周縁部に放射状に形成した複数の歯５２を有する。
ここで重要なことは、すべての歯５２の片面が、板材を斜めに切除して尖鋭な片刃に形成してあることと、複数の掘削板５０を回転軸４３に配列するにあたり、すべての掘削板５０の歯５２の傾斜方向を排土方向に向けて一致させることである（図７）。
これは片刃に形成した複数の歯５２によって、掘削した土砂をケーソンの内側へ向けて排出するためである。
本発明では、回転カッタ体５０が地盤の掘削機能だけでなく、土砂の排出機能も併有する。
The excavation plate 50 has a central hole 51 into which the rotary shaft 43 can be fitted, and a plurality of teeth 52 formed radially on the peripheral edge thereof.
What is important here is that one side of all the teeth 52 is formed by cutting the plate material diagonally to form a sharp single blade, and all the excavating plates 50 are arranged when the plural excavating plates 50 are arranged on the rotary shaft 43. The inclination direction of the teeth 52 of the plate 50 is made to coincide with the direction of earth removal (FIG. 7).
This is for discharging the excavated earth and sand toward the inside of the caisson by the plurality of teeth 52 formed on the single blade.
In the present invention, the rotary cutter body 50 has not only a ground excavating function but also a soil discharging function.

［作動］
つぎに既述した掘進装置による掘削作用および排土作用について説明する。 [Operation]
Next, the excavation action and the soil removal action by the excavation apparatus described above will be described.

（１）掘進装置の自走
図１，２において、走行体３０に搭載した駆動源３５を作動すると、トルク伝達手段を介して駆動源３６の回転が駆動輪３５へ伝達される。
ケーソン２０の内側の反力受け具２３と噛合する駆動輪３５が回転することで、掘進装置１０はケーソン２０の下端部２１のガイドレール２４，２４に沿って前進移動または後進移動する。 (1) Self-propelling of the excavation apparatus In FIGS. 1 and 2, when the drive source 35 mounted on the traveling body 30 is operated, the rotation of the drive source 36 is transmitted to the drive wheels 35 via the torque transmission means.
As the driving wheel 35 that meshes with the reaction force receiver 23 inside the caisson 20 rotates, the digging device 10 moves forward or backward along the guide rails 24 and 24 of the lower end portion 21 of the caisson 20.

（２）掘削作用
図１，２において、走行体３０に搭載した駆動源４５を作動すると、トルク伝達手段を介して駆動源４５の回転力が掘削機４０を構成する上下一対の回転カッタ体４１，４２の回転軸４３，４３へ伝達され、上下一対の回転カッタ体４１，４２が同一方向に回転する。
走行体３０を移動させながら上下一対の回転カッタ体４１，４２を回転すると、図７に示すように周縁部に複数の歯５２を有する掘削板５０の回転により、走行体３０の移動に伴って地盤の掘削が進行する。 (2) Excavation Action In FIGS. 1 and 2, when the drive source 45 mounted on the traveling body 30 is operated, the rotational force of the drive source 45 is configured by a pair of upper and lower rotary cutter bodies 41 constituting the excavator 40 via the torque transmission means. , 42 is transmitted to the rotary shafts 43, 43, and the pair of upper and lower rotary cutter bodies 41, 42 rotate in the same direction.
When the pair of upper and lower rotary cutter bodies 41 and 42 are rotated while moving the traveling body 30, the traveling body 30 is moved by the rotation of the excavation plate 50 having a plurality of teeth 52 at the peripheral edge as shown in FIG. 7. Ground excavation proceeds.

回転カッタ体４１，４２の多数の掘削板５０がケーソン２０の下端部２１の直下地盤を掘削して、ケーソン２０を沈下させる。
回転カッタ体４１，４２が、ケーソン２０の外側の地盤を掘削することで、ケーソン２０の沈下時におけるケーソン２０の外周面と地山間の摩擦が低減される。 A large number of excavation plates 50 of the rotary cutter bodies 41, 42 excavate the direct base plate at the lower end portion 21 of the caisson 20 to sink the caisson 20.
Since the rotary cutter bodies 41 and 42 excavate the ground outside the caisson 20, friction between the outer peripheral surface of the caisson 20 and the ground is reduced when the caisson 20 sinks.

本発明では複数の掘削板５０が回転軸４３に対して直交しているため、掘削板５０の回転力がロスすることなく地盤に伝わるため、地盤が締め固められた硬質地盤や岩盤質であっても効率的に掘削できる。
また本発明では、上段および下段の回転カッタ体４１，４２の回転方向が同一（図７では反時計回り方向）であるため、上下の掘削板５０の重合部に岩片等の硬質塊体が挟まっても、硬質塊体を排除する方向に回転する下段の回転カッタ体４２の掘削板５０によって強制的に取り除かれる。
したがって、掘削中に上下の掘削板５０の重合部で硬質塊体の噛み込み事故が未然に防止される。
また、ケーソン２０の大半の重量は掘り残したケーソン２０の直下地盤で支えられるので、掘進装置１０に大きな重量は作用しない。 In the present invention, since the plurality of excavation plates 50 are orthogonal to the rotation axis 43, the rotational force of the excavation plates 50 is transmitted to the ground without loss, so that the ground is compacted hard ground or rock. Even drilling can be done efficiently.
In the present invention, since the rotation directions of the upper and lower rotary cutter bodies 41 and 42 are the same (counterclockwise direction in FIG. 7), a hard mass such as rock fragments is sandwiched between the overlapping portions of the upper and lower excavation plates 50. However, it is forcibly removed by the excavation plate 50 of the lower rotary cutter body 42 that rotates in the direction to exclude the hard mass.
Therefore, a hard mass biting accident is prevented in advance at the overlapping portion of the upper and lower excavation plates 50 during excavation.
In addition, since most of the weight of the caisson 20 is supported by the direct base board of the caisson 20 that has been dug, a large weight does not act on the excavation device 10.

（３）排土作用
本発明では、上下一対の回転カッタ体４１，４２に組付けたすべての掘削板５０の歯５２の傾斜方向が排土方向に向けて一致している。
したがって、各掘削板５０で掘削した土砂は、歯５２の傾斜によってケーソン２０の内側へ向けて排出される。
また本発明では上下の掘削板５０，５０間の隙間が小さく設定されているため、掘削地盤が粘土質の地盤であっても、隣り合う掘削板５０と掘削板５０間に土砂が付着して残ることがない。 (3) Earth removal action In the present invention, the inclination directions of the teeth 52 of all the excavation plates 50 assembled to the pair of upper and lower rotary cutter bodies 41, 42 coincide with the direction of earth removal.
Therefore, the earth and sand excavated by each excavation plate 50 is discharged toward the inside of the caisson 20 by the inclination of the teeth 52.
Further, in the present invention, since the gap between the upper and lower excavation plates 50 and 50 is set small, even if the excavation ground is a clay-based ground, earth and sand are adhered between the adjacent excavation plates 50 and the excavation plates 50. There is no remaining.

（４）掘削板の部分交換
掘削機４０を長時間に亘り使用することにより、一部の掘削板５０が偏摩耗したり、損傷する場合がある。
本発明では、走行体３０から回転カッタ体４１，４２を取り外し、回転軸４３に対して掘削板５０を取り外し、新たな掘削板５０に交換することが可能である。
したがって、健全な掘削板５０はそのまま継続して使用できるので、回転カッタ体全体を交換せずに済み経済的である。 (4) Partial exchanging of excavation plates When the excavator 40 is used for a long time, some excavation plates 50 may be partially worn or damaged.
In the present invention, it is possible to remove the rotary cutter bodies 41, 42 from the traveling body 30, remove the excavation plate 50 from the rotary shaft 43, and replace it with a new excavation plate 50.
Therefore, since the healthy excavation plate 50 can be used continuously as it is, it is not necessary to replace the entire rotary cutter body, which is economical.

（５）他の実施形態
以上は掘削機４０を構成する複数の回転カッタ体４１，４２を上下に配置した場合について説明したが、複数の回転カッタ体４１，４２を斜め方向に沿って配置したり、横方向に沿って配置することも可能である。 (5) Other Embodiments In the above description, the plurality of rotating cutter bodies 41 and 42 constituting the excavator 40 are arranged up and down. However, the plurality of rotating cutter bodies 41 and 42 are arranged along an oblique direction. It is also possible to arrange them along the horizontal direction.

本発明に係る掘進装置をケーソンへ取付けた状態を示す斜視図The perspective view which shows the state which attached the excavation apparatus which concerns on this invention to the caisson 掘進装置をケーソンの下端部に係合させた状態におけるケーソンの断面図Cross-sectional view of the caisson with the excavator engaged with the lower end of the caisson 走行体の側面図Side view of running body 掘進装置の係合構造を説明するためのケーソンの下端部の部分断面図Partial sectional view of the lower end portion of the caisson for explaining the engagement structure of the excavation device 回転カッタ体の分解斜視図Exploded perspective view of rotating cutter body 一部を破断した掘削機の側面図Side view of excavator partially broken 掘削機による掘削作用と排土作用を説明するための一対の回転カッタ体のモデル図Model diagram of a pair of rotating cutter bodies for explaining excavation action and soil removal action by excavator

符号の説明Explanation of symbols

１０・・・・・掘進装置
２０・・・・・ケーソン
２１・・・・・ケーソンの下端部
２２・・・・・下面
２３・・・・・反力受け具
２４，２４・・ガイドレール
３０・・・・・走行体
３３・・・・・支持台
３４・・・・・ローラ
３５・・・・・駆動源
３６・・・・・駆動輪
４０・・・・・掘削機
４１・・・・・上段の回転カッタ体
４２・・・・・下段の回転カッタ体
４３・・・・・回転軸
５０・・・・・掘削板
５１・・・・・中央穴
５２・・・・・掘削板の歯
５３・・・・・スペーサ５３ DESCRIPTION OF SYMBOLS 10 ... Digging device 20 ... Caisson 21 ... Lower end part 22 of caisson ... Lower surface 23 ... Reaction force receiving device 24, 24 ... Guide rail 30 ... traveling body 33 ... support base 34 ... roller 35 ... drive source 36 ... drive wheel 40 ... excavator 41 ... ..Upper rotary cutter body 42 ... Lower rotary cutter body 43 ... Rotary shaft 50 ... Drilling plate 51 ... Center hole 52 ... Drilling plate Teeth 53 ... spacer 53

Claims (5)

水平面の下面を有するケーソンの下端部に沿って移動自在に係合した自走式の走行体と、ケーソンの下面の直下地盤を回転掘削する掘削機とを具備するケーソン用の掘進装置であって、
前記掘進機がケーソンの下面の下方位置に、上下に配置した複数の回転カッタ体と、
前記複数の回転カッタを回転駆動する手段とを具備し、
前記回転カッタ体が、ケーソンの下面の横断方向に配置した回転軸と、
回転軸に等間隔に配置し、掘削機能と排土機能を併有する複数の掘削板とにより構成し、
前記複数の回転カッタの掘削板の一部を回転可能に重合させたことを特徴とする、
掘進装置。 A caisson digging apparatus comprising a self-propelled traveling body that is movably engaged along a lower end of a caisson having a lower surface of a horizontal plane, and an excavator that rotates and excavates a direct base plate on the lower surface of the caisson. ,
A plurality of rotating cutter bodies arranged above and below the caisson at the lower position of the caisson;
Means for rotating the plurality of rotary cutters,
A rotating shaft disposed in a transverse direction of the lower surface of the caisson;
It is composed of a plurality of excavation plates that are arranged at equal intervals on the rotating shaft and have both excavation function and soil removal function,
A part of the excavation plate of the plurality of rotary cutters is rotatably polymerized,
Digging equipment. 請求項１において、前記複数の掘削板が周縁に複数の歯を有し、前記歯の片面が斜めに切除して片刃を形成し、該片刃の傾斜方向を排土方向に向けて一致させたことを特徴とする、掘進装置。   2. The plurality of excavating plates according to claim 1, wherein the plurality of excavation plates have a plurality of teeth on a peripheral edge, and one side of the teeth is cut obliquely to form a single blade, and the inclined direction of the single blade is made to coincide with the soil removal direction. An excavation device characterized by that. 請求項１または２において、前記複数の回転カッタ体を回転軸に対して交換自在に構成したことを特徴とする、掘進装置。   3. The excavation apparatus according to claim 1, wherein the plurality of rotating cutter bodies are configured to be exchangeable with respect to a rotating shaft. 請求項１乃至３の何れか１項において、前記複数の掘削板と掘削刃の間に、掘削板の板厚とほぼ等しい軸長を有するスペーサを介在して、複数の掘削板を回転軸に等間隔に配置したことを特徴とする、掘進装置。   4. A plurality of excavation plates as a rotating shaft according to claim 1, wherein a spacer having an axial length substantially equal to the thickness of the excavation plate is interposed between the plurality of excavation plates and the excavation blade. An excavation device characterized by being arranged at equal intervals. 請求項１乃至４の何れか１項において、前記複数の回転カッタ体を同一方向に回転させたことを特徴とする、掘進装置。   The excavation apparatus according to any one of claims 1 to 4, wherein the plurality of rotary cutter bodies are rotated in the same direction.