JP2001241046A - ニューマチックケーソン用シャフト - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】掘削土砂等の物資通過範囲を制約することな
く、垂直梯子の昇降を安全かつ迅速に行うことができる
ニューマチックケーソン用シャフトを提供する。 【解決手段】作業員の出入りと物資運搬共用の通路が設
けられ、上下に継ぎ足し自在に構成される中空のシャフ
ト本体１１と、シャフト本体１１内壁に取り付けられる
垂直梯子１２と、この垂直梯子１２の開放面側に設けら
れる折り畳み可能の背もたれ１３と、を備えたことを特
徴とする。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、ニューマチック工
法に用いられるシャフトに関し、特に作業員の出入りと
掘削土砂等の物資運搬共用のシャフトに関する。

【０００２】

【従来の技術】従来のこの種のニューマチックケーソン
工法のシャフトは、作業員が作業室に出入りするための
マンシャフトと、掘削土砂等の物資を作業室から搬出す
るマテリアルシャフトを設置している。しかし、小規模
のケーソンではマンシャフトとマテリアルシャフトを別
々に設けることが不可能となる。このようなケーソンで
は、１本のシャフトでマンシャフトとマテリアルシャフ
トを共用して使用することが想定される。

【０００３】図１３および図１４は、その想定されるマ
ンシャフトとマテリアルシャフト共用のシャフトを示し
ている。

【０００４】このシャフト１００は、ケーソン１０１の
作業室１０２への作業員の出入りと物資運搬共用の通路
１０３が設けられる上下に継ぎ足し自在のシャフト本体
１０４と、このシャフト本体１０４に取り付けられる垂
直梯子１０５と、を備えている。昇降設備として垂直梯
子１０５が用いられているのは、土砂等の物資搬出入の
スペース確保のためである。シャフト１００の下端はア
ンカーハッチ１０８に固定され、アンカーハッチ１０８
はケーソン１０１の天井スラブ１０６に埋め込まれたア
ンカーリング１０７に固定されている。また、シャフト
１００の上端にはロック下部１０９，中間シャフト１１
０及びロック上部１１１が順に固定されている。

【０００５】次に作業手順について簡単に説明する。

【０００６】図１３は、ケーソン１０１の構築途中であ
り、ロック上部１１１の扉は全閉でケーソン１０１の作
業室１０２からシャフト１００及び中間シャフト１１０
の内部は加圧状態である。作業員（図示しない）が作業
室１０２に入るため、ロック下部１０９の扉を全閉にし
た後、中間シャフト１１０内を減圧し大気圧と同圧とす
る。ロック上部１１１の扉を開き、中間シャフト１１０
内に作業員が入り、ロック上部１１１の扉を閉める。次
いで、中間シャフト１１０内を加圧し、中間シャフト１
１０内を作業室１０２と同圧とする。ロック下部１０９
の扉を開き、シャフト１００内に設置された垂直梯子１
０５を使用して作業室１０２内に作業員が入る。

【０００７】土砂等を積載したバケット１１２を、地上
に設置したクレーン等（図示しない）のワイヤ１１３で
吊り下げ、前記作業員が作業室１０２に入る方法と同様
にバケット１１２を作業室１０２に入れる。作業員によ
り掘削を行い、掘削土砂をバケット１１２内に入れる。
作業室１０２に搬入したときと逆の手順でバケット１０
５を地上に排土し、掘削を繰り返す。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記し
たニューマチックケーソン用シャフトの場合には、高所
での昇降を垂直梯子１０５で行わなければならず、昇降
しづらく、時間もかかるという問題があった。昇降設備
として螺旋梯子を用いることも考えられるが、螺旋梯子
とするとスペースが大きくなり、掘削土砂通過範囲を考
慮すると、勢いシャフトが太く大型化してしまうという
問題がある。

【０００９】本発明は、上記した従来技術の問題点を解
決するためになされたもので、その目的とするところ
は、掘削土砂等の物資通過範囲を制約することなく、垂
直梯子の昇降を安全かつ迅速に行うことができるニュー
マチックケーソン用シャフトを提供することにある。

【００１０】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明は、作業員の出入りと物資運搬共用の通路が
設けられ、上下に継ぎ足し自在に構成される中空のシャ
フト本体と、該シャフト本体内壁に取り付けられる垂直
梯子と、該垂直梯子の開放面側に設けられる折り畳み可
能の背もたれと、を備えたことを特徴とする。

【００１１】昇降時には背もたれを開き、適宜背もたれ
に背中を保持することによって、安全かつ迅速に昇降す
る。物資運搬時には、物資の搬出入に支障が生じ無いよ
うに、背もたれを折り畳むことによって物資通過範囲を
大きくする。

【００１２】背もたれは、開いた位置では物資通過範囲
と干渉する位置にあり、折り畳んだ位置では物資通過範
囲外に設定される。

【００１３】背もたれを開閉する背もたれ駆動手段を設
ければ、開閉制御を自動的に行える。また、シャフト本
体に連結される駆動シャフトを設け、この駆動シャフト
に背もたれ駆動手段を構成する駆動源を設けることが好
適である。

【００１４】さらに、駆動シャフトには、開閉可能の床
板と、この床板を開閉駆動する床板駆動手段とが設けら
れていることが好ましい。この床板は、シャフト本体内
の垂直梯子に乗り降りする際の転落防止用の踊り場とな
る。

【００１５】

【発明の実施の形態】以下に本発明の実施の形態につい
て図面を参照して詳細に説明する。

【００１６】［発明の実施の形態１]図１は本発明の実
施の形態１に係るニューマチックケーソン用シャフトが
用いられたケーソンのシャフト設備の全体構成図であ
る。

【００１７】すなわち、このシャフト設備１はケーソン
２の天井スラブ３に立設されるもので、上下に継ぎ足さ
れる少なくとも一つの可動シャフト４を備えている。最
上位の可動シャフト４の上端には駆動シャフト５が固定
され、この駆動シャフト５の上方にはロック下部６，中
間シャフト７及びロック上部８が順に固定されている。
また、最下位の可動シャフト４の下部にはアンカーハッ
チ９が固着され、このアンカーハッチ９は天井スラブ３
に固定されたアンカーリング１０に固着されている。ア
ンカーリング１０は天井スラブ３内に埋め込まれてお
り、作業員と掘削土砂等の物資搬出入用連通口となる。

【００１８】そして、ケーソンの作業室内が掘削され、
沈下およびシャフト設備１を取り囲むように円筒状の側
壁２Ａのコンクリート打設を繰り返しながら、可動シャ
フト４がシャフト接続部４Ａにおいて順次継ぎ足されて
いく。

【００１９】各可動シャフト４は同一の構成で、図２乃
至図５に示すように、作業員が出入りと物資運搬共用の
通路が設けられた継ぎ足し可能のシャフト本体１１と、
このシャフト本体１１内壁に取り付けられる垂直梯子１
２と、垂直梯子１２に設けられる折り畳み可能の背もた
れ１３と、を備えている。

【００２０】また、背もたれ１３を、使用位置と折り畳
み位置とに移動させる背もたれ駆動手段としての駆動装
置１４が設けられている。

【００２１】シャフト本体１１は略円筒形で、内壁には
中心に向かって突出するバケット受け１５が円周方向に
複数設けられている。このバケット受け１５は、掘削土
砂や機材を運搬するためのバケット１６を案内するもの
で、シャフト本体１１の全長にわたって上下方向に延び
ており、各バケット受け１５に内接する仮想円内がバケ
ット通過範囲１７となっている。このバケット通過範囲
１７の中心はシャフト本体１１の内壁の中心に対して、
垂直梯子１２から離れる方向に所定量偏心させている。
また、バケット受け１５の上下端部はバケット通過範囲
１７を広げるようにテーパ形状となっていて、バケット
１６がスムーズにシャフト本体１１内に出入り可能とし
ている。

【００２２】垂直梯子１２はシャフト本体１１内周壁に
沿って上下方向に直線的に配設されており、シャフト本
体１１に対して等間隔に梯子固定板１８にて固定されて
いる。

【００２３】背もたれ１３は、この実施の形態では垂直
梯子１２に対して取り付けられるもので、使用位置では
上記バケット通過範囲１７と干渉する位置にあり、折り
畳んだ位置ではバケット通過範囲１７外に位置するよう
になっている。

【００２４】背もたれ１３は、垂直梯子１２の開放面側
に任意の間隔に取り付けられる複数の略Ｕ字形の水平板
１９と、この水平板１９にＵ字の腕に当たる部分に対角
状に２本取り付けられる側方垂直板２０と、水平板１０
のＵ字の底辺に当たる部分（垂直梯子１２との対向辺
部）に取り付けられる後方垂直板２１とから構成されて
いる。水平板１９の形状としては、Ｕ字形の他、昇降す
る作業員を取り囲んで支持する形状であれば、三角、四
角、多角形等どのような形でもかまわない。

【００２５】複数の各水平板１９は上下に回転可能のよ
うに梯子固定板１８と支持軸２２にて軸着されている。
また、各水平板１９が斜め上方から水平より下方に移動
しないように、少なくとも一つの水平板１９を移動を規
制するロック装置２３が梯子固定板１８に固着されてい
る。

【００２６】対角状の２本の側方垂直板２０は、複数の
各水平板１９に対して支持軸２４にて回転可能に軸着さ
れている。また、後方垂直板２１も各水平板１９に対し
て軸受２５にて回転可能に軸着されている。

【００２７】駆動装置１４は、図６に示すように、各可
動シャフト４に設けられる折り畳み機構２６と、この折
り畳み機構２６に動力を与えるべく駆動シャフト５に設
けられる駆動源としての駆動ジャッキ２７とから構成さ
れる。

【００２８】折り畳み機構２６は、少なくとも１本の水
平板１９に回動軸２８を介して固着されるピニオン２９
と、シャフト本体１１側に上下方向に摺動可能に設けら
れるラック３０と、を備えている。ラック３０は、シャ
フト本体１１に固定されたラック固定部材３１に固着さ
れた摺動材であるスライドラック３２に摺動自在に挿入
されている。

【００２９】そして、ラック３０の摺動により、ピニオ
ン２９が回転可能のようにラック３０とピニオン２９が
噛合されている。ラック３０は、バケット１６が通過す
るために必要な回転角度分の長さだけとし、その上部と
下部は連結バー３３となっている。この連結バー３３の
上・下端部は、上下に隣接する可動シャフト４の連結バ
ー３３を連動させる連結上端部３４および連結下端部３
５となっている。

【００３０】駆動シャフト５も上下端が開口する中空の
シャフトで、内部に駆動装置１４を構成する駆動ジャッ
キ２７が固定されている。この駆動ジャッキ２７は、下
方に向かって往復駆動されるシリンダ軸３６を備えてい
る。このシリンダ軸３６の先端に連結バー３３の連結下
端部３５と同型の接続部材として連結下端部３７を有
し、この連結下端部３７と可動シャフト４の連結バー３
３の連結上端部３４が連動するように挿着されている。

【００３１】駆動ジャッキ２７は連絡手段３８により地
上の操作盤３９に接続される。この操作盤３９によりシ
リンダー軸３６の操作を行う。なお駆動シャフト５から
の引出口は漏気しないようにシーリング４０が設置して
ある。

【００３２】折り畳み機構２６としては、上記したラッ
ク３０とピニオン２９でも、図７に示すようなウオーム
４１とウォームギヤ４２でもかまわない。ウォーム４１
とウォームギヤ４２を用いる場合には、駆動源としては
モータ４３が用いられる。なお、駆動源としては空圧、
油圧および電動いずれでもかまわない。

【００３３】また、駆動シャフト５には、図８および図
９に示すように、可動シャフト４の上端開口部からの転
落を防止するための踊り場となる床板４４が設けられ、
この床板４４を開閉するための床板駆動ジャッキ４５も
設けられている。

【００３４】床板駆動ジャッキ４５は、シリンダー軸４
６先端に可動板４７を回転可能のように軸支される。可
動板４７と床板４４は床板支持軸４８にて軸着され、床
板支持軸４８と床板軸受４９とが回転可能に軸支され
る。

【００３５】この床板ジャッキ４５は駆動シャフト５に
固定部材５０にて固定されている。床板ジャッキ４５
も、上記した連絡手段３８により地上の操作盤３９に接
続され、操作盤３９により操作される。

【００３６】次に作業手順について説明する。

【００３７】図１に示す全体縦断面はケーソンの構築途
中であり、ロック上部８の扉は全閉とし、ケーソン内部
は加圧状態である。また駆動シャフト５の床板４４は閉
められている。

【００３８】作業員（図示しない）がケーソン２の作業
室５１に入るため、ロック下部６の扉を全閉にし、中間
シャフト７内を減圧して大気圧と同圧とする。

【００３９】ロック上部８の扉を開き中間シャフト７内
に作業員が入り、ロック上部８の扉を閉め、中間シャフ
ト７内を加圧して作業室５１と同圧とする。

【００４０】駆動シャフト５の床板４４は、操作盤３９
と連絡手段３８により床板ジャッキ４５が引き込むよう
に操作されているので床板４４は閉められている。

【００４１】可動シャフト４内の水平板１９、側方垂直
板２０および後方垂直板２１が操作盤３９と連絡手段３
８により駆動ジャッキ２７のシリンダー軸３６を引き込
むように操作されているので、水平板１９は水平に、側
方垂直板２０および後方垂直板２１は鉛直に固定されて
いる。水平板１９はロック装置２３により水平より下方
に回動しないように固定されている。

【００４２】ロック下部６の扉を開き、駆動シャフト５
の床板４４の上に作業員が降りる。

【００４３】可動シャフト４に設置された垂直梯子１２
を使用して作業室５１内に作業員が安全に入る。

【００４４】次に、床板ジャッキ４５を伸ばすように操
作盤３９を連絡手段３８により操作する。

【００４５】床板ジャッキ４５が伸びると、床板支持軸
４８と軸着した床材４４が可動板４７により床板軸受４
９を中心として回動し、床板４４を全開する。

【００４６】駆動ジャッキ２７のシリンダー軸３６を伸
ばすように操作盤３９を連絡手段４１により操作する。

【００４７】上記操作により駆動ジャッキ２７のシリン
ダー軸３６が伸びる。

【００４８】シリンダー軸３６が伸びると、シリンダー
軸３６先端に固定した連結下端部３７と連結バー３３の
連結上端部３４が挿着され、連結バー３３に連動してラ
ック３０が引き下げられる。

【００４９】ラック３０が引き下げられると、ラック３
０とかみ合ったピニオン２９が回動軸２８を中心として
反時計方向に回転する。ピニオン２９が反時計方向に回
転するとピニオン２９に固着された水平板１９、側方垂
直板２０および後方垂直板２１が反時計方向に回転し、
バケット通過範囲１７に干渉されない位置まで回動する
（図５のバケット１６通過状況参照）。

【００５０】前記動作は連結バー３３によって複数の可
動シャフト４と連動するものである。

【００５１】バケット１６を、地上に設置したクレーン
等（図示しない）のワイヤ５２で吊り下げ、前記作業員
が作業室５１に入る方法と同様にバケット１６を作業室
５１に入れる。

【００５２】作業員により掘削を行い、掘削土砂をバケ
ット１６内に入れて、作業室５１に搬入したときと逆の
手順でバケット１６を地上に搬出し、作業室５１内を掘
削，沈下を繰り返す。

【００５３】作業員（図示しない）が作業室５１から地
上に出るためには、前記動作と逆の操作を行えばよい。

【００５４】次に本発明の他の実施の形態を説明する。
以下の説明では、基本的に上記実施の形態と異なる構成
のみを説明するものとし、同一の構成部分については同
一の符号を付して説明を省略する。

【００５５】［発明の実施の形態２］図１０は本発明の
実施の形態２に係るニューマチックケーソン用シャフト
が示されている。

【００５６】この実施の形態２は、背もたれ１３を垂直
梯子１２に対してではなく、シャフト本体１１に対して
取り付けた例である。すなわち、シャフト本体１１内壁
に設けたバケット受け２１５が垂直梯子１２の側縁に平
行して配設され、このバケット受け２１５に背もたれ１
３の水平板２１９が支持軸２２２によって回転可能に軸
支されている。

【００５７】そして、連結バー２３３と水平板２１９の
端部が支持軸２２８により回転可能のように軸支されて
いる。この支持軸２２８は上記支持軸２２２よりも所定
距離だけシャフト本体１１内壁側に位置しており、連結
バー２３３を上下に駆動すると、水平板２１９は支持軸
２２２を中心として上下に円弧を描くように動作する。

【００５８】［発明の実施の形態３］図１１，図１２は
本発明の実施の形態３に係るニューマチックケーソン用
シャフトが示されている。

【００５９】この実施の形態３は、可動部分にラック、
ピニオン等の歯車を使用しないで背もたれを移動させる
方法である。

【００６０】背もたれ１３の側方垂直板２０にワイヤ固
定３０１を固定し、このワイヤ固定３０１にワイヤ３０
２を取り付ける。ワイヤ３０２と、駆動シャフト５に固
定された駆動ジャッキ２７のシリンダー軸３５に固定さ
れたワイヤ接続部材３０３を接続する。

【００６１】このワイヤ３０２は駆動シャフト５に固定
された滑車３０４に通し、駆動ジャッキ２７を押すこと
によりシリンダー軸３６が下方に延びて背もたれ１３を
回転させる。シャフト間は移動自在のワイヤ接続部材３
０３により連動される。

【００６２】

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
シャフト内の垂直梯子を昇降する作業員の背中を保持す
る折り畳み可能の背もたれを設け、作業員の昇降時には
背もたれを開き、掘削土砂等の物資通過時には背もたれ
を折り畳んでおくことにより、マンシャフトとマテリア
ルシャフト共用のシャフトでも、掘削土砂等の物資通過
範囲を制約することなく、垂直梯子の昇降を安全かつ迅
速に行うことができ、昇降時間も短くなる。

【００６３】前記背もたれを開閉する背もたれ駆動手段
を設ければ、開閉制御を自動的に行える。

【００６４】また、シャフト本体に連結される駆動シャ
フトを設け、この駆動シャフトに背もたれ駆動手段を構
成する駆動源を設ければ、シャフト自体の構成を簡略化
できる。

【００６５】さらに、駆動シャフトに開閉可能の床板を
設けることにより、垂直梯子に乗り降りする際の転落防
止用の踊り場として利用することができ、安全性が高ま
る。また、非常時における緊急避難を容易に出来る。

【図面の簡単な説明】

【図１】図１は本発明の実施の形態１に係るニューマチ
ックケーソン用シャフトが用いられた設備の概略全体縦
断面図である。

【図２】図２は図１のシャフトを構成する可動シャフト
を示しすもので、図３のII−II線断面図である。

【図３】図３は図２のIII−III線断面図である。

【図４】図４は図３のIV−IV線断面図である。

【図５】図５は図４の背もたれが折り畳まれた状態を示
す図である。

【図６】図６は図１の背もたれ駆動装置を示す概略図で
ある。

【図７】図７は背もたれ駆動装置の他の態様を示す図で
ある。

【図８】図８は図１のシャフトを構成する駆動シャフト
を示す断面図である。

【図９】図９は図８の駆動シャフの上面図である。

【図１０】図１０は本発明の実施の形態２に係るニュー
マチックケーソン用シャフトに用いられる可動シャフト
の上面図である。

【図１１】図１１は本発明の実施の形態３に係るニュー
マチックケーソン用シャフトの駆動シャフト近傍の縦断
面図である。

【図１２】図１２は図１１のシャフトを９０°回転させ
た方向の縦断面図である。

【図１３】図１３は従来のニューマチックケーソン用シ
ャフトが用いられた設備の概略全体縦断面図である。

【図１４】図１４は図１３のXIV−XIV線断面図である。

【符号の説明】

１ シャフト設備 ２ ケーソン ２Ａ 側壁 ３ 天井スラブ ４ 可動シャフト ５ 駆動シャフト ６ ロック下部 ７ 中間シャフト ８ ロック上部 １０ アンカーリング １１ シャフト本体 １２ 垂直梯子 １３ 背もたれ １４ 駆動装置（背もたれ駆動手段） １５ バケット受け １６ バケット １７ バケット通過範囲 ２６ 折り畳み機構 ２７ 駆動ジャッキ（駆動源） ２９ ピニオン ３０ ラック ３３ 連結バー ３４ 連結上端部 ３５ 連結下端部 ３６ シリンダ軸 ３７ 連結下端部 ４１ ウォーム ４２ ウォームギヤ ４３ モータ ４４ 床板 ４５ 床板ジャッキ ５１ 作業室 ５２ ワイヤ ５３ 支持軸

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 作業員の出入りと物資運搬共用の通路が
   設けられ、上下に継ぎ足し自在に構成される中空のシャ
   フト本体と、 該シャフト本体内壁に取り付けられる垂直梯子と、 該垂直梯子の開放面側に設けられる折り畳み可能の背も
   たれと、を備えたことを特徴とするニューマチックケー
   ソン用シャフト。
2. 【請求項２】 背もたれは、開いた位置では物資通過範
   囲と干渉する位置にあり、折り畳んだ位置では物資通過
   範囲外に位置する請求項１に記載のニューマチックケー
   ソン用シャフト。
3. 【請求項３】 前記背もたれを開閉する背もたれ駆動手
   段を備えていることを特徴とする請求項１又は２に記載
   のニューマチックケーソン用シャフト。
4. 【請求項４】 シャフト本体に連結される駆動シャフト
   を有し、 該駆動シャフトには前記背もたれ駆動手段を構成する駆
   動源が設けられていることを特徴とする請求項３に記載
   のニューマチックケーソン用シャフト。
5. 【請求項５】 前記駆動シャフトには、開閉可能な床板
   と、該床板を開閉駆動する床板駆動手段とが設けられて
   いることを特徴とする請求項４に記載のニューマチック
   ケーソン用シャフト。