JP4582855B2 - ニューマチックケーソン用シャフト - Google Patents
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Description
【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１１０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１１０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１０５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１０５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、請求項１に記載の発明は、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、該シャフト本体の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、前記シャフト本体の前記内壁から突出して前記シャフト本体の上下方向に延び、昇降するバケットを物資通過範囲に案内する複数のバケット受けと、を備え、該複数のバケット受けによって規定される前記物資通過範囲の中心は、前記シャフト本体の前記内壁の中心に対して、前記垂直梯子から離れる方向に偏心させてあり、前記背もたれは、開いた位置では前記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前記複数のバケット受けによって規定される前記物資通過範囲の外に位置するようにされたニューマチックケーソン用シャフトとしたことを特徴とする。
また、請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の構成に加え、前記バケット受けの上下端部は、前記物資通過範囲を広げるようにテーパ形状となっていることを特徴とする。
また、請求項３に記載の発明は、請求項１又は２に記載の構成に加え、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。
また、請求項４に記載の発明は、請求項１乃至３の何れか一つに記載の構成に加え、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、上向きに開閉可能な床板と、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。
【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、上向きに開閉可能の床板と、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１２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１９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３５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３３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を上向きに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４６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３８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と軸着した床板４４が可動板４７により床板軸受４９を中心として上向きに回動し、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３０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１３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３０２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３０３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、かつ、バケット受けによって規定される物資（バケット）通過範囲を垂直梯子から離れる方向に偏心させておき、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。
また、バケット受けの上下端部が、物資（バケット）通過範囲を広げるようにテーパ形状となっていることにより、物資（バケット）がスムーズにシャフト本体内に出入り可能となっている。
【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、駆動シャフトに上向き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
【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１１０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１１０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１０５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１０５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、請求項１に記載の発明は、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、該シャフト本体の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、前記シャフト本体の前記内壁から突出して前記シャフト本体の上下方向に延び、昇降するバケットを物資通過範囲に案内する複数のバケット受けと、を備え、該複数のバケット受けによって規定される前記物資通過範囲の中心は、前記シャフト本体の前記内壁の中心に対して、前記垂直梯子から離れる方向に偏心させてあり、前記背もたれは、開いた位置では前記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前記複数のバケット受けによって規定される前記物資通過範囲の外に位置するようにされたニューマチックケーソン用シャフトとしたことを特徴とする。
また、請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の構成に加え、前記バケット受けの上下端部は、前記物資通過範囲を広げるようにテーパ形状となっていることを特徴とする。
また、請求項３に記載の発明は、請求項１又は２に記載の構成に加え、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。
また、請求項４に記載の発明は、請求項１乃至３の何れか一つに記載の構成に加え、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、上向きに開閉可能な床板と、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。
【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、上向きに開閉可能の床板と、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１２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１９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３５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３３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を上向きに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４６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３８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と軸着した床板４４が可動板４７により床板軸受４９を中心として上向きに回動し、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３０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１３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３０２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３０３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、かつ、バケット受けによって規定される物資（バケット）通過範囲を垂直梯子から離れる方向に偏心させておき、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。
また、バケット受けの上下端部が、物資（バケット）通過範囲を広げるようにテーパ形状となっていることにより、物資（バケット）がスムーズにシャフト本体内に出入り可能となっている。
【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、駆動シャフトに上向き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 (4)
- 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、
該シャフト本体の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、
前記シャフト本体の前記内壁から突出して前記シャフト本体の上下方向に延び、昇降するバケットを物資通過範囲に案内する複数のバケット受けと、を備え、
該複数のバケット受けによって規定される前記物資通過範囲の中心は、前記シャフト本体の前記内壁の中心に対して、前記垂直梯子から離れる方向に偏心させてあり、
前記背もたれは、開いた位置では前記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前記複数のバケット受けによって規定される前記物資通過範囲の外に位置するようにされ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。 - 前記バケット受けの上下端部は、前記物資通過範囲を広げるようにテーパ形状となっていることを特徴とする請求項１に記載のニューマチックケーソン用シャフト。
- 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。
- 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、上向きに開閉可能な床板と、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１乃至３の何れか一つに記載のニューマチックケーソン用シャフト。
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