JP4744586B2 - Earth strength test equipment - Google Patents
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Description
この発明はニューマチックケーソン工法に用いる地耐力試験装置に関し、特に、ケーソン底部の高気圧作業室にあるケーソン掘削機の作動アームに取付けられ、大気圧側からケーソン掘削機を介して遠隔操作される地耐力試験装置に関する。 The present invention relates to a ground strength test apparatus for use in a pneumatic caisson method, and in particular, is attached to an operating arm of a caisson excavator in a high-pressure working room at the bottom of a caisson and remotely operated from the atmospheric pressure side via a caisson excavator. The present invention relates to a proof stress test apparatus.
従来、地耐力試験装置は掘削地盤の地耐力試験を行うため油圧ジャッキを用いており、そのため油圧ポンプと、ポンプ駆動用の動力と、作動油を貯蔵する油タンクとよりなる油圧ユニットを備えることを必須とする。一方、地盤掘削用のケーソン掘削機も作動アーム駆動用の油圧ジャッキを用いるため同様の油圧ユニットを必要とするが、近年、高気圧作業室での地耐力試験装置の移動と設置に要する悪条件下での作業員の作業を低減する要請から、ケーソン掘削機の作動先端に地耐力試験装置を取付け、大気圧側操作室からのケーソン掘削機を介する地耐力試験装置の移動と設置を遠隔操作できるようにしている(特許文献1参照)。しかし、地耐力試験と試験結果計測は精密な油圧制御と電子回路操作を要するため、地耐力試験装置とケーソン掘削機のそれぞれの油圧ユニットを統合することは困難であった。従って現行のニューマチックケーソン工法では、地耐力試験装置の油圧系統をケーソン掘削機の油圧系統から分離し、地耐力試験装置専用の油圧ユニットを用意して高気圧作業室内の地盤上またはケーソン底部で高気圧作業室を仕切る作業室スラブの大気圧側床面に設置して用いることが主流となっている。しかし、大型で大重量の油圧ユニットを高気圧作業室に置くことは地盤掘削の進行に伴って必要となる移動と再設置に多大の時間と労力を要し、また、作業室スラブの大気圧側に置くことはケーソン掘削機用とは別の油圧系統配管や制御用電気設備配線を施す必要があり、いずれの場合も作業労力と材料コストの増大につながる。このような問題を解決するための提案はいまだ見られない。
地耐力試験装置用とケーソン掘削機用のそれぞれの油圧系統、特に油圧系統の構成要素の中で形状と重量の大きい油圧ユニットをひとつに統合できればあらゆる点でコスト軽減につながるが、統合を効果のあるもの、有利性のあるものとするにはいずれの系統の油圧ユニットを活かすべきか、活かした油圧ユニットの設置場所はどこにすべきか、それぞれの系統に不可欠な要素を所定の機能を低下させることなくどのように再配列すべきか等の問題があり、これらの問題を2系統のままの場合よりも確実に小型化、軽量化した形で解決する必要がある。 If you can integrate hydraulic units with large shapes and weights in the hydraulic systems for earth resistance test equipment and caisson excavators, especially among the components of the hydraulic system, it will lead to cost reduction in all respects, but the integration will be effective. Which system should be used to be advantageous, where should the hydraulic unit be utilized, where should the installation of the hydraulic unit be utilized, and the essential elements of each system to be reduced in function However, there is a problem such as how to rearrange them, and it is necessary to solve these problems in a form that is smaller and lighter than the two systems.
従って本発明は、ニューマチックケーソン工法においてケーソン掘削機の作動先端に取付けて遠隔駆動される地耐力試験装置用の油圧系統を、機能低下をきたすことなく、小型化と軽量化を達成しつつ、ケーソン掘削機用の油圧系統と統合し、コスト低減化を図り得る地耐力試験装置の提供を目的とする。 Therefore, the present invention achieves a reduction in size and weight without reducing the function of the hydraulic system for the earth strength test apparatus that is remotely driven by being attached to the operating tip of the caisson excavator in the pneumatic caisson method. The purpose is to provide a ground strength testing device that can be integrated with a hydraulic system for caisson excavators to reduce costs.
上記の目的を達成するため、請求項1に係る本発明の地耐力試験装置は、油タンクと油圧ポンプと油圧ポンプを駆動する掘削用電動機とでなる油圧ユニットを含む掘削機用の油圧系統で駆動されるケーソン掘削機の作動先端に取付けられ、地耐力試験専用の油圧系統により地耐力試験のための載荷荷重を地盤に加えるニューマチックケーソン用地耐力試験装置において、地耐力試験専用の油圧系統が含む油圧ポンプを掘削機用の油タンクの内部に設置し、油圧ポンプを駆動する電動機を油タンク外部に設置し、油タンク内部の油圧ポンプと油タンク外部の電動機を軸継手で連結し、それによって油タンクを掘削と地耐力試験とに兼用するとともに、地耐力試験装置と掘削機用の油タンク間の油送系統に地耐力試験装置稼働時に上昇した油温を冷却する冷却装置を設けたことを特徴とする。
請求項2に係る本発明は、請求項1記載の地耐力試験装置において、前記冷却装置は、前記油タンクと前記地耐力試験装置と間の油送経路に設けられた油圧制御弁からの油が送られる地耐力試験装置用のオイルクーラーおよび前記掘削用電動機に設けられた電動機冷却用の空冷ファン、またはケーソン掘削機用に設けたオイルクーラーであることを特徴とする。
請求項3に係る本発明は、請求項1記載の地耐力試験装置において、前記油タンクの側板は前記油圧ポンプを通過自在に形成され、内面側に前記油圧ポンプを、外面側に前記電動機を取付けた継ぎ板を、前記油圧ポンプが前記側板を通過するようにして前記側板の外面に油密に、取外し可能に取付けることを特徴とする。
In order to achieve the above object, a ground strength test apparatus according to a first aspect of the present invention is a hydraulic system for an excavator including a hydraulic unit including an oil tank, a hydraulic pump, and an electric motor for excavation that drives the hydraulic pump. A pneumatic caisson excavator is installed at the operating tip of a driven caisson excavator and applies a load for ground resistance testing to the ground by a hydraulic system dedicated to ground strength testing. The hydraulic pump is installed inside the oil tank for the excavator, the electric motor that drives the hydraulic pump is installed outside the oil tank, and the hydraulic pump inside the oil tank and the electric motor outside the oil tank are connected by a shaft coupling, by addition to combined oil tank and excavation and earth proof testing, the oil temperature was elevated on the ground proof testing apparatus operating in Yuso strains between the oil tank for excavator and ground proof testing device Characterized in that a cooling device for retirement.
According to a second aspect of the present invention, in the ground strength test apparatus according to the first aspect, the cooling device includes an oil from a hydraulic control valve provided in an oil feed path between the oil tank and the ground strength test apparatus. Is an oil cooler for a ground strength test apparatus, an air cooling fan for cooling a motor provided in the excavating motor, or an oil cooler provided for a caisson excavator.
The present invention according to
地耐力試験装置用とケーソン掘削機用の2つの油圧系統のうち、一方の油圧系統、望ましくは地耐力試験装置用の系統における油圧ユニットの油タンクを省略し、ケーソン掘削機用のものと比較して小型軽量の油圧ポンプならびにこの油圧ポンプ駆動用の電動機を、ケーソン掘削機用油圧系統における油圧ユニットの油タンクの内外に設置、連結して、同一の油タンクの油を2系統で共用するとともに、掘削機用の油圧ユニットの冷却装置を利用した地耐力試験用の冷却機構を油圧系統から油タンクへの帰路に組み込むようにしたから、全体の油圧系統が小型化され、軽量化されるとともに、一方の系統の油圧ユニットを不要としたので、その分の製造コストが低減される。 Of the two hydraulic systems for the earth strength test equipment and caisson excavator, omit the oil tank of one hydraulic system, preferably the hydraulic unit in the system for ground strength test equipment, and compare it with that for caisson excavator The small and lightweight hydraulic pump and the electric motor for driving the hydraulic pump are installed and connected to the inside and outside of the oil tank of the hydraulic unit in the caisson excavator hydraulic system, and the oil in the same oil tank is shared by the two systems. At the same time, since the cooling mechanism for the earth strength test using the cooling device of the hydraulic unit for the excavator is incorporated in the return path from the hydraulic system to the oil tank, the entire hydraulic system is reduced in size and weight. At the same time, since one hydraulic unit is not required, the manufacturing cost is reduced accordingly.
以下、添付の図面に基づいて本発明の好ましい実施形態を説明する。 Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described with reference to the accompanying drawings.
図1は、本発明に係る地耐力試験装置のニューマチックケーソン工法における使用状態を概略的に示す。図において、ニューマチックケーソンAのケーソン躯体Bの下端を作業室スラブCで閉じ、その下方に周囲を刃口Eで包囲した高気圧の作業室Dが区画される。作業室スラブCの作業室D側の天井面には、ケーソン掘削機Fを懸架して移動させる走行レールGが設置される。ケーソン掘削機Fは、後述するように、そのブーム先端の掘削バケットを駆動する油圧系統の油圧ユニットHを担持するが、ここでは掘削バケットに代えて、ブーム先端つまり作動先端に地耐力試験装置Iが取付けられ、地耐力試験装置Iは、その油圧系統にケーソン掘削機F用の油圧ユニットHを組み込み、この油圧ユニットHを介して動作するケーソン掘削機Fと地耐力試験装置Iのそれぞれの油圧系統で駆動され、作業室Dの天井面と試験位置の地盤面Jとの間に伸張して垂直に固定される。 FIG. 1 schematically shows a use state of a ground strength test apparatus according to the present invention in a pneumatic caisson method. In the figure, the lower end of the caisson housing B of the pneumatic caisson A is closed by a work chamber slab C, and a high-pressure work chamber D surrounded by a blade edge E is defined below the work chamber slab C. A traveling rail G that suspends and moves the caisson excavator F is installed on the ceiling surface of the work room slab C on the work room D side. As will be described later, the caisson excavator F carries a hydraulic unit H of a hydraulic system that drives the excavation bucket at the tip of the boom. Here, instead of the excavation bucket, the ground strength test apparatus I is provided at the end of the boom, that is, at the operating end. The ground strength test apparatus I incorporates a hydraulic unit H for the caisson excavator F in its hydraulic system, and the hydraulic pressures of the caisson excavator F and the ground strength test apparatus I that operate via the hydraulic unit H, respectively. It is driven by the system and extends between the ceiling surface of the working room D and the ground surface J at the test position and is fixed vertically.
図2において、油圧ユニットHは、本来のケーソン掘削機F用として油タンク1と、電動機2と、電動機2により駆動されて油タンク1からの油を加減圧して各油圧系統に送る油圧ポンプ3とでなり、油圧ポンプ3は掘削機先端のブームF1に取付けた掘削用油圧ジャッキF2を動作させてブーム先端のブラケットF3を駆動する。地盤掘削の際にはこのブラケットF3に掘削バケット(図示しない)を取付けるが、ここでは地耐力試験を行うために、地耐力試験装置IがブラケットF3に取付けられている。地耐力試験装置Iは、上部を伸縮型の支柱パイプI1とし、下部を載荷荷重用油圧ジャッキI2とその油圧ロッドI3の荷重を地盤Jに伝える載荷板I4とでなる載荷荷重手段とする。この載荷荷重用油圧ジャッキI2の作動油源として、ケーソン掘削機F用の油タンク1を利用し、従来必要であった地耐力試験装置用の別の油圧ユニットの油タンクを不要とする。
In FIG. 2, a hydraulic unit H is an
一方、載荷荷重用油圧ジャッキI2は掘削用油圧ジャッキF2とは別系統で作動することを必要とするため、油圧ユニットHを構成する電動機2と油圧ポンプ3とは別に、地耐力試験装置Iの載荷荷重用油圧ジャッキI2用として電動機4とそれによって駆動される油圧ポンプ5を配置するが、それによって油圧ユニットHに顕著な寸法増加を来たさないように、油圧ポンプ5を油タンク1の内部に挿入してタンク側壁板内面に取付け、電動機4は油タンク1の外部に取付けてタンク側壁板を液密に通過する軸継手を介して油圧ポンプ5と連結する。望ましくは、図3について後述するように油圧ポンプ5の油タンク1への取付けは着脱容易な構成によるものとする。
On the other hand, since the load-loading hydraulic jack I2 needs to be operated by a system different from the excavating hydraulic jack F2, the
図3Aおよび3Bに、地耐力試験用油圧ポンプ5周りの油送経路の一例を示す。油圧ユニットHの油タンク1内において、油圧ポンプ5によりフィルター13を通過して油吸入管16から油圧ポンプ5に吸入された油は加圧されて油吐出管17に吐出され、配管18を介して油圧制御弁21に送られる。図示しない中央遠隔操作指令室の制御装置からの指令に応答して、油圧制御弁21は加圧された油を地耐力試験装置Iの載荷荷重用油圧ジャッキI2を稼動して地耐力試験を行わせる。油圧ジャッキI2から戻った油は油圧制御弁21から配管19を介して地耐力試験用オイルクーラー7に送られ、冷却される。オイルクーラー7は掘削用電動機2の後部側、つまり電動機2が駆動する掘削用油圧ポンプ3と反対側において電動機冷却用に設けた空冷ファン6の有効冷却域に、支持ブラケット8と接合板9によって取付けられ、地耐力試験装置Iの稼動時の油温上昇を防止する。冷却された油は配管14および15を通って油タンク1に帰される。この場合、地耐力試験に必要な油量は掘削機稼動に要する油量に対し比較的少量であるため、地耐力試験用の油の冷却に、比較的大型の掘削用電動機2の空冷ファン6の能力を有効に利用できる。
3A and 3B show an example of an oil feed path around the
なお、油タンク1内に設置する地耐力試験用油圧ポンプ5とその電動機4の保守点検を容易とする取付け構成について述べれば、先ず地耐力試験装置Iを使用しないとき、地耐力試験用の電動機4を油圧ポンプ5から取外し可能とし、取外した後のポンプ側開口を封止蓋で覆い、電動機4の保守、点検ないし保管を行えるようにする。なお、ケーソン掘削機Fの油圧系統は別であるため、この電動機4の取外し状態でもケーソン掘削機Fは稼動可能である。つまり、掘削機用の電動機2で駆動される掘削用の油圧ポンプ3は、図示しない配管により掘削機用空冷オイルクーラー12を含んで油タンク1と油圧制御弁21の間に形成した油送経路内に配置されている。また、図3A、3Bに見られるように、油タンク1の側板10は地耐力試験用の油圧ポンプ5を通過自在に形成され、一方の面に油圧ポンプ5を取付け、他方の面に電動機4を取付けて油圧ポンプ5と連結させた継ぎ板11を、その油圧ポンプ5を油タンク1内に挿入して側板10に油密に、かつ取外し可能に取付ける。従って地耐力試験用の電動機4と油圧ポンプ5は連結したまま継ぎ板11と共に油タンク1から取外し可能であるため、保守管理が容易となる。
In addition, if the installation structure which makes easy the maintenance inspection of the
図4Aおよび4Bは地耐力試験用の油圧ポンプ5が含まれる油送経路の他の例を示し、油圧ポンプ5から油吐出管17に吐出された油が油圧制御弁21を介して地耐力試験装置Iの載荷荷重用油圧ジャッキI2に送られるまでは、図3A、3Bの例と同じであるが、油圧ジャッキI2から油圧制御弁21に戻った油は、地耐力試験用のオイルクーラー7に代えて、ケーソン掘削機用に設けた空冷オイルクーラー12に送られ、冷却された油は配管20と15により油タンク1に帰される。つまり、この場合、地耐力試験用の油送経路に地耐力試験専用のオイルクーラーを設けず、地耐力試験用のものより比較的大型のオイルクーラー12を利用することによって、地耐力試験装置の製造コストを低減することができる。
4A and 4B show another example of an oil feed path including the
A ニューマチックケーソン
D 高気圧作業室
F ケーソン掘削機
H 油圧ユニット
I 地耐力試験装置
F1 ブーム
F2 掘削用油圧ジャッキ
I2 載荷荷重用油圧ジャッキ
I4 載荷板
1 油タンク
2 掘削用電動機
3 掘削用油圧ポンプ
4 地耐力試験用電動機
5 地耐力試験用油圧ポンプ
6 空冷ファン
7 地耐力試験用オイルクーラー
12 掘削機用空冷オイルクーラー
14、15 配管
16 油吸入管
17 油吐出管
18〜20 配管
21 油圧制御弁
A Pneumatic caisson
D High pressure working room F Caisson excavator H Hydraulic unit I Ground strength test equipment F1 Boom F2 Hydraulic jack for excavation I2 Hydraulic jack for loading load
Claims (3)
地耐力試験専用の油圧系統が含む油圧ポンプ(5)を掘削機用の油タンク(1)の内部に設置し、油圧ポンプ(5)を駆動する電動機(4)を油タンク外部に設置し、油タンク内部の油圧ポンプ(5)と油タンク外部の電動機(4)を軸継手で連結し、それによって油タンク(1)を掘削と地耐力試験とに兼用するとともに、地耐力試験装置(I)と掘削機用の油タンク(1)間の油送系統に地耐力試験装置稼働時に上昇した油温を冷却する冷却装置を設けたことを特徴とする地耐力試験装置。 At the working tip of the caisson excavator (F) driven by a hydraulic system for excavator including a hydraulic unit comprising an oil tank (1), a hydraulic pump (3), and an excavating electric motor (2) for driving the hydraulic pump. In the pneumatic caisson ground strength test equipment (I), which is installed and applies the load for ground strength test to the ground by the hydraulic system dedicated to ground strength test,
The hydraulic pump (5) included in the hydraulic system dedicated to the earth resistance test is installed inside the oil tank (1) for the excavator, and the electric motor (4) that drives the hydraulic pump (5) is installed outside the oil tank. The hydraulic pump (5) inside the oil tank and the electric motor (4) outside the oil tank are connected by a shaft coupling, so that the oil tank (1) is used for both excavation and ground strength test, and the ground strength test device (I ) And an oil tank (1) for excavator provided with a cooling device for cooling the oil temperature that has risen during operation of the ground strength test device.
前記冷却装置は、前記油タンク(1)と前記地耐力試験装置(I)と間の油送経路に設けられた油圧制御弁(21)からの油が送られる地耐力試験装置用のオイルクーラー(7)および前記掘削用電動機(2)に設けられた電動機冷却用の空冷ファン(6)、またはケーソン掘削機用に設けたオイルクーラー(12)であることを特徴とする地耐力試験装置。The cooling device is an oil cooler for a ground strength test device to which oil is fed from a hydraulic control valve (21) provided in an oil feed path between the oil tank (1) and the ground strength test device (I). (7) and an electric cooler (6) for cooling an electric motor provided in the electric motor for excavation (2) or an oil cooler (12) provided for an caisson excavator.
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