JP3163874U - 土砂掘削装置 - Google Patents

Abstract

【課題】ハンマーグラブを吊り下げているワイヤに付着した泥水などの周囲への飛散が簡易な手段で抑制された土砂掘削装置を提供する。【解決手段】ハンマーグラブ１０と、ハンマーグラブを、土砂取込部が土砂収容部の下に位置する姿勢で吊り下げたワイヤ３１と、ワイヤを巻き取ることでハンマーグラブを上方に引き上げ、ワイヤを繰り出すことでハンマーグラブを土砂に貫入させるウインチ５０，６０と、ハンマーグラブの上方に配置された、ワイヤが中を通る環状部材であって、ハンマーグラブがワイヤに吊り下げられて上方に引き上げられた状態でハンマーグラブと連結してハンマーグラブを保持する環状部材と、環状部材に、環状部材の中を通るワイヤに毛が接触する姿勢で取り付けられたブラシ１１０等とを備えたことを特徴とする。【選択図】図２

Description

本考案は、土砂を掘削する土砂掘削装置に関する。

近年、地中に揺動・圧入したケーシングチューブ内の土砂をハンマーグラブで掘削する掘削方法が利用されている（例えば、特許文献１、２）。

この掘削方法は、開閉自在のシェルを備えたハンマーグラブをワイヤでクレーンから吊り下げ、ケーシングチューブの地上口付近からハンマーグラブを土砂層に落下させて土砂層にシェルをめりこませ、ワイヤを巻き上げてハンマーグラブを引き上げつつシェルを閉鎖していくことで、ケーシングチューブ内の土砂をすくい取るというものである。

ところで、ケーシングチューブ内を掘り進むと、地下水などにより泥化した土砂をすくい取ることも多く、そのような泥化した土砂をすくい取ったハンマーグラブを吊っているワイヤにも泥水は付着する。

特開平７−１１８５９号公報 特開２００４−７６３６１号公報

ハンマーグラブがケーシングチューブの入口まで引き上げられた際には、泥水が付着したワイヤはハンマーグラブよりもさらに上方に位置している。このため、ワイヤに付着した泥土や泥水が風に乗って周囲に飛散しないようにするには、ケーシングチューブの入り口から泥土の廃棄位置までを含む範囲を高いパネルで囲む必要があり、コストと手間がかかるという問題がある。

本考案は、ハンマーグラブを吊り下げているワイヤに付着した泥水などの周囲への飛散が簡易な手段で抑制された土砂掘削装置を提供することを目的とする。

請求項１に係る土砂掘削装置は、
内部に土砂の収容が可能な円筒形状の土砂収容部、およびこの土砂収容部に開閉自在に設けられ、開いた状態から閉じることで、土砂をこの土砂収容部の内部に取り込む土砂取込部を有するハンマーグラブと、
上記ハンマーグラブを、土砂取込部が土砂収容部の下に位置する姿勢で吊り下げたワイヤと、
上記ワイヤを巻き取ることで上記ハンマーグラブを上方に引き上げ、上記ワイヤを繰り出すことでハンマーグラブを土砂に貫入させるウインチと、
上記ハンマーグラブの上方に配置された、上記ワイヤが中を通る環状部材であって、このハンマーグラブがこのワイヤに吊り下げられて上方に引き上げられた状態でこのハンマーグラブと連結してこのハンマーグラブを保持する環状部材と、
上記環状部材に、この環状部材の中を通るワイヤに毛が接触する姿勢で取り付けられたブラシとを備えたことを特徴とする。

ハンマーグラブの上方に位置し、ハンマーグラブを吊り下げているワイヤが中を通る環状部材には、このワイヤに毛が接触するブラシが備えられていることから、ハンマーグラブを吊り下げるワイヤに例え泥水などが付着していても、このワイヤが巻き上げられる際にブラシの毛で泥水は除去され、ワイヤに付着した泥水等が環状部材よりも上方に行くことがない。したがって、本考案の土砂掘削装置によれば、ハンマーグラブを吊り下げているワイヤに付着した泥水等の周囲への飛散が簡易な手段で抑制できる。

ここで、上記ブラシは、上記環状部材の中央近傍に向かって複数の方向から毛が延びる配置でこの環状部材に取り付けられたことが好ましい。

この様にすると、ワイヤに付着した泥水などをより確実に除去できる。

本考案によれば、ハンマーグラブを吊り下げているワイヤに付着した泥水等の周囲への飛散が簡易な手段で抑制された土砂掘削装置を提供できる。

土砂掘削システムの外観図である。 土砂掘削装置の概略構成図である。 ハンマーグラブによる土砂掘削のメカニズムの模式図である。 ハンマーグラブの引き上げの様子を示す図である。 ハンマーグラブが吊り上げられた状態を示す図である。 ハンマーグラブが移動している様子を示す図である。 泥土廃棄位置で泥土が廃棄されている様子を示す図である。 クラウンの外観斜視図である。 ブラシの拡大図である。 クラウンの外観斜視図である。 蛇腹管の内部に収容されているブラシを示す図である。

以下、本考案の実施形態について説明する。

図１は、土砂掘削システムの外観図である。

図１に示す土砂掘削システム１００は、ハンマーグラブ１０を含む土砂掘削装置１とクレーン２とケーシングチューブ３と風防パネル４とで構成されている。

図１には、既に、ハンマーグラブ１０による土砂掘削の際のガイドにもなるケーシングチューブ３が地中に打ち込まれ、ケーシングチューブ３の入口の周囲には風よけのための風防パネル４が配備されている様子が示されている。

風防パネルは４は、ハンマーグラブ１０がケーシングチューブ３の入口から引き上げられた際、ハンマーグラブ１０がすくい上げた泥土の水分が風で吹き飛ばされないようにするためのものである。尚、ハンマーグラブ１０が、この風防パネル４の高さよりも高い位置まで吊り上げられたころには、ほぼ泥土の水切りがされた状態となる。

その後、ハンマーグラブ１０は、クレーン２の旋回により、泥土廃棄場所まで運ばれる。図１には、泥土をすくい取ったハンマーグラブ１０が風防パネル４よりも高い位置にまで吊り上げられた状態が示されている。

図２は、土砂掘削装置の概略構成図である。

図２に示す土砂掘削装置１は、ハンマーグラブ１０、クラウン２０、捩れ防止器３０、滑車４０、第１ウインチ５０、第２ウインチ６０、主巻ワイヤ７０、補巻ワイヤ８０、および蛇腹管９０で構成されている。

ハンマーグラブ１０は、ケーシングチューブ３の内部の泥土をすくい取る、開閉自在のシェル１３と、すくい取った土砂を収容する円筒状の収容部１２と、クラウン２０と切り離し自在に係合するヘッド１１とで構成されている。この収容部１２が本考案にいう土砂収容部の一例に相当し、シェル１３が本考案にいう土砂取込部の一例に相当する。

また、ハンマーグラブ１０は、補巻ワイヤ８０によって吊り下げられており、補巻ワイヤ８０は、第２ウインチ６０によって巻き上げおよび繰り出しがなされる。また、この第２ウインチ６０には、補巻ワイヤ８０の繰り出し時に負荷をかけるか否かを選択的に切り換える切換機能が備えられている。

クラウン２０は、ハンマーグラブ１０の上方に位置する円環部材であり、ハンマーグラブ１０のヘッド１１を切り離し自在に受け入れる本体部２１と、クラウン２０を吊り下げる吊下ワイヤ３１が連結された連結部２２とで構成されている。補巻ワイヤ８０は、本体部２１と連結部２２の中央部分を上下する。このクラウン２０が、本考案にいう環状部材の一例に相当する。

ここでの図示は省略するが、クラウン２０の本体部２１には、爪が備えられており、ハンマーグラブ１０のヘッド１１には、この爪と係合する板部材が備えられている。ヘッド１１がクラウン２０の本体部２１に受け入れられてこれら爪と板部材とが係合すると、補巻ワイヤ８０にかかるハンマーグラブ１０の荷重を、クラウン２０を吊り下げている吊下ワイヤ３１に転嫁することができる。

また、詳しくは後述するが、クラウン２０の上面にはブラシ１１０が備えられており、このブラシ１１０は、補巻ワイヤ８０に付着した泥水を掃き落とす。

捩れ防止器３０は、間隔を空けた２本の吊下ワイヤ３１でクラウン２０を吊り下げることで、吊下ワイヤ３１の捩れを抑え、中央部分を上下する補巻ワイヤ８０の動きを妨げないようにするためのものである。また、捩れ防止器３０は、主巻ワイヤ７０によって吊り下げられており、主巻ワイヤ７０は、第１ウインチ５０によって巻き上げおよび繰り出しがなされる。

蛇腹管９０は、所定間隔で内径が多少絞られた、いわゆる蛇腹状の塩ビ管であり、内部を補巻ワイヤ８０が上下する。この蛇腹管９０は、捩れ防止器３０に吊り下げられている。

また、この蛇腹管９０には、ここでの図示は省略するが、内部に、補巻ワイヤ８０に付着した泥水を掃き落とすためのブラシ１２０が備えられている。

図２には、第２ウインチ６０が補巻ワイヤ８０の繰り出しに負荷をかけない状態に切り換えられた後、クラウン２０の爪とハンマーグラブ１０の板部材との係合が解かれたことで、ハンマーグラブ１０が自重によりケーシングチューブ内に落下し始めた様子が示されている。

図３は、ハンマーグラブによる土砂掘削のメカニズムの模式図である。

図３に示されるメカニズムは公知技術であることから、以下では、このメカニズムの概要を簡単に説明する。

図３に示されるクラウン２０の本体部２１には、中央部分に突出した状態と中央部分から退避した状態との間で移動自在の爪２１１が備えられている。

また、補巻ワイヤ８０には、機能については後述するキー８１が固定されており、このキー８１は、ハンマーグラブ１０のヘッド１１の奥深くに入り込む。ヘッド１１に備えられている板部材１１１は、爪２１１の他にこのキー８１とも係合する。図３には、これら板部材１１１、キー８１、および爪２１１の各部材間の係合の様子を側面から透視した状態が示されている。尚、板部材１１１は、軸１１１ａについて回動自在のものである。

以下では、クラウン２０の自重分の荷重しかかかっていない吊下ワイヤ３１を細線で示し、クラウン２０の自重を超える荷重がかかっている吊下ワイヤ３１を太線で示している。また、荷重がかかっていない補巻ワイヤ８０を細線で示し、ハンマーグラブ１０の自重以上の荷重がかかっている補巻ワイヤ８０を太線で示している。また、ハンマーグラブ１０の自重未満の荷重がかかっている補巻ワイヤ８０を点線で示している。

また、以下では、説明の便宜上、クラウン２０の上面に備えられているブラシ１１０の図示を省略し、泥土をすくい取ったハンマーグラブ１０が土砂層から引き上げられた後の時点から説明を開始する。

図３のパート（ａ）には、補巻ワイヤ８０が巻き上げられ、ハンマーグラブ１０の上方に位置しているクラウン２０に向かってハンマーグラブ１０が上昇している様子が示されている。この段階では、ハンマーグラブ１０の自重以上の荷重が補巻ワイヤ８０にかかっているため、補巻ワイヤ８０は太線で示されている。

図３のパート（ｂ）には、ハンマーグラブ１０のヘッド１１がクラウン２０の本体部２１に入り込み、クラウン２０の爪２１１がヘッド１１の板部材１１１と係合した状態が示されている。図３のパート（ｂ）では、この係合により、補巻ワイヤ８０にかかっていた荷重が吊下ワイヤ３１に転嫁されたことで、吊下ワイヤ３１は太線、補巻ワイヤ８０は細線で示されている。この転嫁により、ハンマーグラブ１０を吊っている補巻ワイヤ８０の弛緩が可能となる。

ハンマーグラブ１０のシェル１３は、補巻ワイヤ８０を弛めれば開き、逆に、締め上げると閉まる。

図３のパート（ｃ）には、ハンマーグラブ１０を吊っていた補巻ワイヤ８０が弛められたことでシェル１３が開放され、すくい上げた泥土が廃棄されている様子が示されている。

図３のパート（ｄ）には、補巻ワイヤ８０を巻き上げることでクラウン２０ごとハンマーグラブ１０を上昇させて補巻ワイヤ８０に荷重をかけることで、シェル１３が閉じられた様子が示されている。

図３のパート（ｅ）には、クレーンの旋回などによりケーシングチューブ３の上方にハンマーグラブ１０が移動し、主巻ワイヤ７０と補巻ワイヤ８０との双方が繰り出されて、閉じた状態のシェル１３の先端がケーシングチューブ３の入口に差し込まれた様子が示されている。この様にシェル１３が閉じていると、シェル１３の先端をケーシングチューブ３の入口に差し込む作業がし易くなる。

図３のパート（ｆ）には、図３のパート（ｅ）に示される状態から、補巻ワイヤ８０のみが繰り出された状態が示されている。この段階では、補巻ワイヤ８０の繰り出しにより補巻ワイヤ８０が弛み、シェル１３は開放される。

図３のパート（ｇ）には、弛められた補巻ワイヤ８０がさらに弛められて、キー８１がヘッド１１の板部材１１１の間を通り抜けた状態が示されている。この段階で、第２ウインチ６０が補巻ワイヤ８０の繰り出しに負荷をかけない状態に切り替えられている。キー８１が板部材１１１の間を下向きに通り抜ける際、キー８１が板部材１１１を内側から外側に向けて押すため、板部材１１１もクラウン２０の爪２１１をクラウン２０の内側から外側に向けて押す。これにより、クラウン２０の爪２１１とハンマーグラブ１０の板部材１１１との係合が解かれ、ハンマーグラブ１０はクラウン２０からの離脱が可能となる。

図３のパート（ｈ）には、ハンマーグラブ１０がクラウン２０から離脱し、ハンマーグラブ１０が土砂層めがけて落下し始めた様子が示されている。既に第２ウインチ６０が補巻ワイヤ８０の繰り出しに負荷をかけない状態に切り換えられているとはいえ、補巻ワイヤ８０の繰り出しには多少の抵抗が生ずるため、キー８１が板部材１１１の間を下向きに通り抜けた後、キー８１の上面が板部材１１１の下端から離れる前にキー８１は上向きに引っ張られる。このため、板部材１１１は、逆止弁となってキー８１が板部材１１０の間から抜けてしまうのを妨げる。これにより、ハンマーグラブ１０が落下している間、補巻ワイヤ８０には、ハンマーグラブ１０の自重未満の荷重がかかる。このため、図３のパート（ｈ）に示される補巻ワイヤ８０は点線で示されている。しかしながら、補巻ワイヤ８０の、キー８１よりもハンガーグラブ側の部分には荷重がかかっておらず、この部分は弛んだままであることから、シェル１３の開放状態は維持される。

図３のパート（ｉ）には、ハンマーグラブ１０のシェル１３が土砂層にめり込んだ様子が示されている。シェル１３が土砂層にめり込んだ際、キー９０の上端は板部材１１１の下端と離れ、板部材１１１の姿勢が垂直になる。このため、補巻ワイヤ８０を巻き上げると、板部材１１１は逆止弁としては作用せずにキー８１の抜けを許容する。

図３のパート（ｊ）には、補巻ワイヤ８０が巻きあげられ、板部材１１１の間をキー８１が通過した様子が示されている。この後、この補巻ワイヤ８０に荷重がかかるに従ってシェル１３は閉じていく。その後、図３のパート（ａ）に示されるように、ハンマーグラブ１０が完全に宙吊り状態になると、シェル１３も完全に閉鎖された状態となる。以上が、ハンマーグラブ１０の土砂掘削メカニズムについての簡単な説明である。以下、この様なハンマーグラブを利用した、ケーシングチューブ内の土砂掘削について具体的に説明する。

図４は、ハンマーグラブの引き上げの様子を示す図である。

図４には、補巻ワイヤ８０が巻き上げられてハンマーグラブ１０がケーシングチューブ３の入口から上方に引き上げられつつある様子が示されている。この段階では、補巻ワイヤ８０には、ハンマーグラブ１０の自重以上の荷重がかかっている。一方、吊下ワイヤ３１には、クラウン２０の自重のみの荷重がかかっている。

補巻ワイヤ８０は、実際には、鋼線を撚ったワイヤ部８０１とチェーン部８０２とを中継器８２で繋いだものであり、チェーン部８０２の端部にハンマーグラブ１０が繋がれ、ワイヤ部８０２側が第２ウィンチ６０に巻き取られる。ケーシングチューブ３の内部の泥土をすくい取ったハンマーグラブ１０が引き上げられ、ワイヤ部８０１に大きな荷重がかかると、ワイヤ部８０１は鋼線が撚られたものであるためにワイヤ部８０１には回転力が生じる。

ここで、泥水は、補巻ワイヤ８０の表面に付着するだけでなく、ワイヤ部８０１の鋼線同士の隙間に入り込んでいる場合がある。この様な隙間に入り込んだ泥水については、クラウン２０の上面に備えられたブラシ１１０によって掃き落とし切れない場合もある。その場合には、ワイヤ部８０１に生じた回転力により高所で泥水が周囲に飛び散るおそれがある。そこで、クラウン２０よりも上方の位置に蛇腹管９０を配備して高所での泥水の飛び散りを防止すると共に、鋼線同士の隙間から回転により表面に出てきた泥水を、蛇腹管９０の内部に備えたブラシによって掃き落としている。

中継器８２は、ワイヤ部８０１とチェーン部８０２とを繋げているものの、上部８２１と下部８２２とが互いに回転自在のものである。この中継器８２の存在により、大きな荷重によりワイヤ部８０１が回転しても、この回転はチェーン部８０２に伝わらず、ハンマーグラブ１０を回転させずに済ますことができる。

図５は、ハンマーグラブが吊り上げられた状態を示す図である。尚、図５から図７は、図３のパート（ａ）から図３のパート（ｃ）に示される流れを詳細に説明したものである。

図５には、ハンマーグラブ１０のヘッド１１がクラウン２０の本体部２１に受け入れられ、爪２１１と板部材１１１とが係合した状態のまま、ハンマーグラブ１０がさらに上方に持ち上げられた状態が示されている。図５には、クラウン２０の荷重さえも補巻ワイヤ８０に転嫁されているために、クラウン２０を吊り下げている吊下ワイヤ３１が弛んでいる様子が示されている。

図６は、ハンマーグラブが移動している様子を示す図である。

図６には、ハンマーグラブ１０がクレーンの旋回により泥土廃棄位置に移動を始めている様子が示されている。

図７は、泥土廃棄位置で泥土が廃棄されている様子を示す図である。

ハンマーグラブ１０が泥土廃棄位置の上方にまで到達した後にハンマーグラブ１０の高さが適切な高さとなるまで主巻ワイヤ７０と補巻ワイヤ８０との双方を繰り出す。その後、補巻ワイヤ８０のみを繰り出すと、爪２１１と板部材１１１とが係合していることから、吊下ワイヤ３１にハンマーグラブ１０の全荷重が転嫁される。さらに、補巻ワイヤ８０のみを繰り出すと、補巻ワイヤ８０が弛んだことによりシェル１３が開き始める。図７には、シェル１３が開き始め、収容していた泥土が排出されている様子が示されている。

この後、図３のパート（ｄ）以降に示される流れで土砂の掘削が行われる。

図８は、クラウンの外観斜視図である。

図８には、本体部２１の上方に備えられている連結部２２の上面にブラシ１１０が固定されている様子が示されている。

また、図８には、ブラシ１１０の中を上下に移動するチェーン部８０２およびキー８１が示されている。

図３のパート（ｉ）に示すように、ケーシングチューブ内にハンマーグラブ１０を落下させると、チェーン部８０２を含めワイヤ部８０１の一部まで水に浸かる可能性が高い。

本考案では、補巻ワイヤ８０がクラウン２０の中央部分を上下する点に着目し、クラウン２０の連結部２２の上面に、毛１１０１が中央部分に張り出したブラシ１１０を備え、補巻ワイヤ８０に付着した泥水をこの毛１１０１で掃き落とす。

図９は、ブラシの拡大図である。

図９に示されるように、ブラシ１１０は、柄を切り落とした４つのほうきが向かい合わせに固定されたものであり、安価で単純な構成となっている。

図１０は、クラウンの外観斜視図である。

図１０には、ブラシ１１０が外された状態のクラウン２０の、斜め上方からの外観が示されており、ここには、本体部２１から前述の爪２１１が中央部分に向かって突出している様子も示されている。

図１１は、蛇腹管の内部に収容されているブラシを示す図である。

図１１のパート（ａ）には、蛇腹管９０の内部に収容されているブラシ１２０を上方からみた状態が示され、図１１のパート（ｂ）には、蛇腹管９０の側面からの透視図が示されている。

このブラシ１２０は、毛１１０１と、ゴム製の支持部１２０１と、支持部１２０１が連結され、このブラシ１２０の輪郭となるリング１２０２とで構成されている。リング１２０２は、３つの円弧状部材を、隣り合う円弧部材の端部を互いに重複させながら組み合わせて円環状にしたものであり、このブラシ１２０は、通常状態では蛇腹管９０の最大径よりも多少大きな径を有する、復元自在に径の縮小が可能なものである。したがって、このブラシ１２０を蛇腹管９０の所望の箇所でつっぱらせることで、このブラシ１２０を蛇腹管９０の内部に配備できる。

尚、上記実施形態では、ブラシ１１０をクラウン２０の連結部２２の上面側に備えた例を挙げて説明したが、本考案では、ブラシ１１０を連結部２２の下面側に備えても良い。

また、泥水を掃き落とす機能を有するブラシであればほうきでなくても良く、一方向からしか中央部分への毛１１０１の張り出しがないものであってもよい。

１ 土砂掘削装置
１０ ハンマーグラブ
１１ ヘッド
１１０、１２０ ブラシ
１１１ 板部材
１１０１ 毛
１２ 収容部
１２０１ 指示部
１２０２ リング
１３ シェル
２ クレーン
２０ クラウン
２１ 本体部
２１１ 爪
２２ 連結部
３ ケーシングチューブ
３０ 捩れ防止器
３１ 吊下ワイヤ
４０ 滑車
５０ 第１ウインチ
６０ 第２ウインチ
７０ 主巻ワイヤ
８０ 補巻ワイヤ
８０１ ワイヤ部
８０２ チェーン部
８１ キー
８２ 中継器
８２１ 上部
８２２ 下部
９０ 蛇腹管
１００ 土砂掘削システム

Claims (2)

1. 内部に土砂の収容が可能な円筒形状の土砂収容部、および該土砂収容部に開閉自在に設けられ、開いた状態から閉じることで、土砂を該土砂収容部の内部に取り込む土砂取込部を有するハンマーグラブと、
   前記ハンマーグラブを、土砂取込部が土砂収容部の下に位置する姿勢で吊り下げたワイヤと、
   前記ワイヤを巻き取ることで前記ハンマーグラブを上方に引き上げ、前記ワイヤを繰り出すことでハンマーグラブを土砂に貫入させるウインチと、
   前記ハンマーグラブの上方に配置された、前記ワイヤが中を通る環状部材であって、該ハンマーグラブが該ワイヤに吊り下げられて上方に引き上げられた状態で該ハンマーグラブと連結して該ハンマーグラブを保持する環状部材と、
   前記環状部材に、該環状部材の中を通るワイヤに毛が接触する姿勢で取り付けられたブラシとを備えたことを特徴とする土砂掘削装置。
2. 前記ブラシは、前記環状部材の中央近傍に向かって複数の方向から毛が延びる配置で該環状部材に取り付けられたことを特徴とする請求項１に記載の土砂掘削装置。

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