JP4754533B2 - マンホール開口機 - Google Patents

Description

本発明は道路等に形成するマンホール立坑の施工装置に関するものである。

従来、バックホウ等の作業車に設けたブームの先端にシリンダーによるアームを枢支し、アームの先端にモーターを垂下し、該モーターにスイベルを介して回転シャフトを垂下し、該シャフトの下端に設けた円形カッターの外周に沈設ブロックの下端を支持し、円形カッターの地中推進に伴って推進する沈設ブロックによって深いマンホール立坑を開口形成するものであった（例えば特許文献１）。

しかしバックホウの上記ブームは長大であるため、その先端のアームをシリンダーで操作するとしても上記回転シャフト、円形カッター及び沈設ブロックを一定の共通垂直中心線に沿って地中に推進させることは困難であり、狭い道路内で使用することも困難であった。

従ってブルドーザーのような無端履帯による作業車の機枠に斜向シリンダーによる昇降自在の短い昇降回動枠の後端部を枢支し、該昇降回動枠の先端にモーター支持台を枢支し、該昇降回動枠に枢支した上部シリンダーの先端をモーター支持台に接続して該モーター支持台を水平に保持し、該支持台に垂直回動シャフト、円形カッター及び沈設ブロックを共通垂直中心線上に設け、狭い場所で沈設ブロックによるマンホール立坑を施工可能な装置が開発された（例えば非特許文献１）。

しかし上記モーター支持台を水平に保持した状態で昇降回動枠を昇降回動し、該モーターの支持台、垂直回転シャフト、円形カッター及び沈設ブロックを昇降させると、共通垂直中心線が昇降回動枠の昇降回動に伴って前後方向に平行移動し、一定位置に共通垂直中心線を保持することが困難であり、一定位置の垂直中心線上にマンホールを施工し難く、
かつ浅いマンホールを推進施工することは容易であるが推進施工深度が浅く、マンホールの深度を充分深く施工し難く、かつ回転カッターが軽いため地中推進力が少なく推進速度が遅いという問題があった。

特開平１０−２９２４１０号 月刊下水道 増刊号２００４ ＶＯＬ．２７ ＮＯ．１０ 平成１６年７月２５日発行 Ｐ．８８〜Ｐ．９１

本発明は狭い場所において一定の共通垂直中心線に沿って比較的深いマンホール立坑を迅速に施工可能なマンホール開口機を得ることを目的とする。

上記の目的を達成するため本発明は
第１に作業車の一端両側に支持枠を前向に突設し、該支持枠の先端部にそれぞれコ形溝形リーダーの下端部を枢支し、上記両リーダーの背部を屈曲又は弯曲連杆で１体に接続し、該連杆を上記支持枠にシリンダーで作業車側に傾倒可能に枢支し、上記リーダーのそれぞれ上記コ形溝に沿って設けたコ形溝形昇降杆の背部を屈曲又は弯曲連杆で１体に接続し、上記両リーダーの下端部と上記両昇降杆の上端部とを昇降用シリンダーで接続してなり、上記両昇降杆の対向コ形溝間にモーター及び回転中空ロッド支持台を昇降自在に介在させ、上記両昇降杆のそれぞれ上下端に遊支したスプロケット間にそれぞれ無端チェンを掛回し、これらの無端チェンのそれぞれ内側チェンの上端部に上記支持台の両端部を接続し、外側チェンの下端部をそれぞれ上記リーダーの上端部に接続し、上記昇降杆の上端部を上記リーダーの上端部に下降させた際、上記支持台を上記昇降杆の上端部から上記リーダーの下端部に下降させることを特徴とするマンホール開口機、
第２に上記昇降杆のそれぞれ前面に上下方向ラックを設け、上記支持台の前部に設けた共通水平軸の両端に軸支したピニオンを上記ラックに噛合させた上記第１発明記載のマンホール開口機、
第３に上記作業車が無端履帯による油圧ショベルであってアーム及びブームを取り外してなる上記第１又は第２発明記載のマンホール開口機、
第４に上記リーダーのそれぞれ下端部に前向および後向突起を設け、後向突起を上記支持枠の先端部に水平ピンで枢支し、前向突起に上記昇降シリンダーの下端部下向突起を水平ピンで枢支した上記第１〜第３発明のいずれかに記載したマンホール開口機、
第５に上記リーダーのそれぞれ下端部及び上記支持枠の先端部に接地直立シリンダーを設けた上記第１〜第４発明のいずれかに記載のマンホール開口機、
第６に上記支持台の中央部に複数のモーターによって回動するグラウト液注入回動ボスを設け、該回動ボスの下端に回転中空ロッドを着脱自在に接続し、該ロッドの下端をコンクリート充填掘削筒の中央透孔に着脱自在に接続し、上記掘削筒の上面外周にコンクリート鞘管を嵌合する上向及び内向フランジを設けた上記第１〜第５発明のいずれかに記載したマンホール開口機、
第７に上記中央透孔に注入グラウト液逆止弁を介設した上記第６発明記載のマンホール開口機、
によって構成される。

従ってブルドーザーによる作業車を既設大径鋼管浅孔の近くに走行し、その位置に地面に停止させる。

そして上記リーダー及び昇降杆を直立させ、上記支持台の回転ロッドの垂直中心線を上記既設大径鋼管浅孔の垂直中心線に符合させる。

その状態で上記昇降シリンダーを収縮させると上記昇降杆は上記リーダーの上端部まで下降すると同時に上記モーター及び回転ロッド支持台は上記昇降杆の下降に伴う無端チェンの回動によって該昇降杆の上端部から下端部に下降し、上記リーダーの下端部まで下降し停止する。

即ち上記支持台は上記昇降杆の上端部が上記リーダーの上端部に下降する際、昇降杆の上端部から上記リーダーの下端部までほぼ合計長さ（高さ）下降する。即ち上記支持台は昇降杆の下降長の約２倍下降することができる。

又上記リーダーは上記連杆によって広幅間隔を保持して地面に垂直に直立し、その垂直中心線が上記既設大径鋼管浅孔の垂直中心線と一致して移動しないため上記支持台の回転中空ロッドの垂直中心線とも一致する。

そして上記回転中空ロッドの下端に接続したコンクリート充填掘削筒の中央透孔に接続し、上記中空ロッドの回動によって上記掘削筒が上記垂直中心線の回りに回動して該掘削筒の充填コンクリートの重量が加重してマンホールの底面を掘削する。

掘削筒による掘削面及び掘削壁との間隙には上記中空ロッドから圧入されるグラウト液が充満しマンホールの内壁を充填し、上記中空ロッドとコンクリート充填掘削筒とを分離残留させてマンホール底を形成する。

上記中空ロッドの推進に伴い該ロッドは上記グラウト液注入回動ボスから分離し、上記左右のリーダー及び左右の昇降杆をシリンダーによって後向に傾倒させ、コンクリート鞘管を上記両リーダー及び両昇降杆の中間上方から上記垂直中心線に沿って他の作業機械のブームの先端アームからワイヤによってマンホール内に懸垂下降しマンホール壁として継ぎ足すことができる。

本発明は上述のように構成したのでブルドーザーなどの作業車の直前に１対のリーダーを地面に容易に直立し、該リーダーに沿って昇降する１対の昇降杆の中間に昇降自在に架設したモーター及び回転中空ロッド支持台を設けてなるため道路のような狭い場所においてマンホール開口を容易に行い、かつマンホールの垂直中心線に沿って上記昇降杆を上記リーダー内に下すのみでそのほぼ合計長さ（深度）のマンホールを簡便に開口し得る効果がある。

無端履帯１６,１６による車体３０上に水平回動台３１を備えてなるブルドーザーによる作業車１を用い、水平回動台３１の両側に支持枠２，２を前方に突設する。

支持枠２，２は作業車１の一端両側に前向に突設し、その先端部にそれぞれコ形溝形リーダー３，３の下端部に設けた後向突起１８を水平ピン１９で枢支する。

上記コ形溝形リーダー３，３はコ形溝３’,３’を対向させて直立させ、該リーダー３，３は上端部背部に屈曲又は弯曲した連杆４で１体に接続し（図４）、該連杆４と上記支持枠２の中程とをシリンダー５で接続し、該シリンダー５の伸縮によって上記リーダー３，３を上記水平ピン１９を中心に図１（イ）（ロ）図に示すように作業車１側に後傾し、さらに直立させることができる。

上記リーダー３，３のそれぞれ上記対向コ形溝３’,３’の内側に沿ってコ形溝形昇降杆６，６を設け、該昇降杆６，６の対向コ形溝６’,６’の外面下端部に設けた２個の案内ローラ６”,６”を上記リーダー３，３の対向コ形溝３’,３’内に挿入し、上記昇降杆６，６の中程背部を図４に示すように後方に屈曲又は弯曲した連杆７で１体に接続して該昇降杆６，６を上記リーダー３，３のコ形溝３’,３’に係合させて昇降自在に摺動させることができる。

上記リーダー３，３の下端前部には図２に示すように前向突起１７を設け、該突起１７に昇降用シリンダー８の下端突起８’をピン２０で枢着し、該シリンダー８の上端部を上記昇降杆６の上端に設けた横向突起１７’にピン２０’で枢支し、該シリンダー８の伸縮によって上記昇降杆６，６の上端部をその最上昇水準から上記リーダー３，３の上端水準に下降させることができる（図１（ハ）図、図６にその状態を示す）。

又上記両昇降杆６，６の対向コ形溝６’,６’間に複数のモーター９，９及び回転中空ロッド１０の回転中空ボス部２３の支持台１１を配置し、
該支持台１１の両端部に軸支した２個の案内ローラ１１’,１１’を上記対向コ形溝６’,６’に摺動自在に挿入し、かつ該支持台１１を図３に示すように上記昇降杆６，６の上端部に保持する。

上記保持は両昇降杆６，６のそれぞれ上下端に前後方向ピン１２’,１２’に設けた上下スプロケット１２，１２に掛回された無端チェン１３,１３のそれぞれ内側チェン１３’,１３’の上端部に上記支持台１１の両端部を接続し、かつ上記無端チェン１３，１３のそれぞれ外側チェン１３”,１３”の下端部を上記リーダー３，３の上端部内側に接続プレート３２，３２によって固定することによって保持される（図３参照）。

従って図１（ロ）図、図２、図３に示すように昇降用シリンダー８，８によって昇降杆６，６を最上昇位置から図１（ハ）図、図６に示す最下降位置に下降させると、上記支持台１１は図３に示す最上昇位置から図６に示す最下降位置に昇降用シリンダー８，８の収縮量及び昇降杆６，６の下降量のほぼ２倍量下降して上記リーダー３，３の最下部位置に下降する。

上記支持台１１の上記下降はマンホールの一定の共通垂直中心線ｃに沿って下降し、図３、図４及び図７に示すように上記支持台１１の中心部に設けた回転中空ボス部２３の下端部に回転中空ロッド１０を着脱自在に設けるものであり、上記ボス部２３及び上記中空ロッド１０はマンホール３３の垂直中心線ｃを共有し、該ロッド１０の内部にグラウト液圧送管１０ａが設けられる。

上記ボス部２３は数個のモーター９，９の回動軸に設けた駆動歯車９’,９’間に噛合する縦動噛車３４に共通中心線ｃ上に設けられ、上記中空ボス部２３に止めピン１０’,１０’によって回転中空ロッド１０を着脱自在に接続することができる。

上記昇降杆６，６のそれぞれ前面に上下方向にピンラック１４,１４を設け（図２、図４）、上記支持台１１の両端上部に架設した水平連杆１５’の両端部に設けたピニオン１５,１５を上記ラック１４，１４に噛合させることによって上記支持台１１の水平昇降を保持することができる。

又上記リーダー３，３の下端部及び上記支持枠２，２の先端部には接地直立シリンダー２１，２２を設け、該支持枠２，２及び上記リーダー３，３を地面３５に支持する。

又上記回転中空ロッド１０の下端を図８（イ）図に示すようにコンクリート充填掘削筒２４の中央透孔２５に着脱自在にボルトで接続する。

上記掘削筒２４の上面外周にはマンホール３３のコンクリート鞘管２６の下端部を嵌合する上向および内向フランジ２７，２８を形成し、回転中空ロッド１０の上記垂直中心線ｃの回りに上記掘削筒２４及びコンクリート鞘管２６を回動推進させることができる。

その際上記ボス部２３は中空であってグラウト液を上端開口部２３’からホース２３”を経てポンプで圧入することによって、上記中空回転ロッド１０内に配設した上記圧送管１０ａから上記掘削筒２４の中央透孔２５に設けた逆止弁２９を通過して掘削刃２４’と掘削地面２４”との間から上記掘削筒２４と掘削壁３６との間隙及び掘削壁３６とコンクリート鞘管２６との間隙部にグラウト液を注入充填しグラウト液の硬化によりマンホール３３が上記垂直中心線ｃ上に形成される。

上記中空回転ロッド１０は図８（ハ）図に示すように複数個の横ピン１０’，１０’により着脱自在に接続することができ、工事終了後上記掘削筒２４の中央透孔２５から分離される。

尚図３中６ａは上記昇降杆６，６及び上記支持台１１の左右案内ローラ、図５中３７は上記モーター９，９の油圧管のケーブルベア、図９中２ａは従来の支持枠、５ａは従来の傾斜シリンダー、８ａは従来の昇降シリンダー、１１ａは従来のモーター支持台、２４ａは従来の空洞切削筒である。

無端履帯１６，１６を車体３０の両側に設け、車体３０の中央部に垂直中心軸の回りに回動する水平回動台３１及び運転席３１’を設けてなるブルドーザー作業車１をマンホール３３の広幅上部土留管３３’に近接停止し、上記作業車１の上記回動台３１の一端両側の前向支持枠２，２の先端部及び後端部を接地直立シリンダー２２，２２によって上記作業車１を地面３５に支持する（図１（ロ）（ハ）図）。

その状態において横向シリンダー５を収縮させて上記リーダー３，３及び上記昇降杆６，６を上記リーダー３，３下端部の水平ピン１９を中心として図１（イ）図に示すように後方に傾倒させる。

その傾倒状態において上記リーダー３，３の下部に開口するマンホール３３の広幅上部土留管３３’内に別のクレーン（図示していない）によってコンクリート充填掘削筒２４（図８（イ）図）を上記広幅上部土留管３３’の底面上に下してマンホール３３の垂直中心線に一致させ、その状態で上記掘削筒２４の底面中央部に中央透孔２５の下端２５’が開口し、該底面には図８（イ）（二）図に示す掘削刃２４’が掘削地面２４”に圧接する。

その状態で上記掘削筒２４の外周フランジ２７，２８に上記クレーンでコンクリート鞘管２６の下端部を嵌合する。

そして上記横向シリンダー５を伸長することによって上記リーダー３，３及び上記昇降杆６，６を直立させ、かつ上記掘削筒２４の中央透孔２５の上端開口部に分割接続可能な中空回転ロッド１０の下端部をボルトで接続する（図８（イ）（ハ）図）。

その後傾斜シリンダー５を伸長させることによって上記リーダー３，３及び上記昇降杆６，６を直立させ、上記支持台１１の上記中空ボス２３に中空回転ロッド１０及びグラウト液圧送管１０ａを垂直中心線ｃ上に接続することができ、その状態でモーター９，９を動作し、上記回転中空ロッド１０を垂直中心線ｃの回りを回動し、それに伴ってコンクリート充填掘削筒２４を上記中心線ｃの回りに回動することによって掘削地面２４”を上記中心線ｃの回りに掘削する（図８（イ）図）。

上記掘削を停止して回転中空ロッド１０及び上記圧送管１０ａを適位置で分離し、上記傾斜シリンダー５を操作してリーダー３，３及び昇降杆６，６を後向に傾倒し（図１（イ）図）、コンクリート鞘管２６を上記クレーンで継ぎ足した後回転中空ロッド１０及び上記圧送管１０ａを接続して掘削を繰返す。

所定深度に到達する以前には上記支持台１１の中央部に設けた上記中空ボス２３の上端開口部２３’に接続したホース２３”からグラウト液をポンプで圧入することにより回転中空ロッド１０、上記圧送管１０ａ及び上記掘削筒２４の中央透孔２５、逆止弁２９を経て中央透孔２５の下端開口２５’から掘削刃２４’による掘削部に至り推進掘削面２４”から上記掘削筒２４と掘削壁３６との間を上昇し、さらにコンクリート鞘管２６と掘削壁３６との間から、さらに上記土留管３３’と上記コンクリート鞘管２６との接続部に至り、比較的深いマンホール３３が形成され、
その後回転中空ロッド１０及び上記圧送管１０ａを上記掘削筒２４の中央透孔２５から分離してマンホール３３が完成される。

（イ）図はリーダー及び昇降杆の傾斜状態の側面図、（ロ）図は直立状態の側面図、（ハ）図は昇降杆を下降させた状態の側面図である。 図１（ロ）図の拡大側面図である。 図２の一部縦断正面図である。 図２の平面図である。 図２の縦断側面図である。 図１（ハ）図の縦断側面図である。 モーター及び回転中空ロッド支持台の縦断正面図である。 （イ）図はコンクリート充填掘削筒の縦断正面図、（ロ）図は逆止弁の一部縦断拡大正面図、（ハ）図は回転中空ロッドの縦断正面図、（二）図は（イ）図の底面図である。 従来のマンホール開口機の側面図である。

符号の説明

１ 作業車
２ 支持枠
３ コ形溝形リーダー
３’ 対向コ形溝
４ 屈曲又は弯曲連杆
７ 屈曲又は弯曲連杆
５ シリンダー
６ コ形溝形昇降杆
６’ 対コ形溝
８ 昇降用シリンダー
９ モーター
１０ 回転中空ロッド
１１ 支持台
１１’ 両端部
１２ スプロケット
１３ 無端チェン
１３’ 内側チェン
１３” 外側チェン

Claims (7)

1. 作業車の一端両側に支持枠を前向に突設し、該支持枠の先端部にそれぞれコ形溝形リーダーの下端部を枢支し、
   上記両リーダーの背部を屈曲又は弯曲連杆で１体に接続し、該連杆を上記支持枠にシリンダーで作業車側に傾倒可能に枢支し、
   上記リーダーのそれぞれ上記コ形溝に沿って設けたコ形溝形昇降杆の背部を屈曲又は弯曲連杆で１体に接続し、上記両リーダーの下端部と上記両昇降杆の上端部とを昇降用シリンダーで接続してなり、
   上記両昇降杆の対向コ形溝間にモーター及び回転中空ロッド支持台を昇降自在に介在させ、
   上記両昇降杆のそれぞれ上下端に遊支したスプロケット間にそれぞれ無端チェンを掛回し、これらの無端チェンのそれぞれ内側チェンの上端部に上記支持台の両端部を接続し、外側チェンの下端部をそれぞれ上記リーダーの上端部に接続し、
   上記昇降杆の上端部を上記リーダーの上端部に下降させた際、上記支持台を上記昇降杆の上端部から上記リーダーの下端部に下降させることを特徴とするマンホール開口機。
2. 上記昇降杆のそれぞれ前面に上下方向ラックを設け、上記支持台の前部に設けた共通水平軸の両端に軸支したピニオンを上記ラックに噛合させた請求項１記載のマンホール開口機。
3. 上記作業車が無端履帯による油圧ショベルであってアーム及びブームを取り外してなる請求項１又は２記載のマンホール開口機。
4. 上記リーダーのそれぞれ下端部に前向および後向突起を設け、後向突起を上記支持枠の先端部に水平ピンで枢支し、前向突起に上記昇降シリンダーの下端部下向突起を水平ピンで枢支した請求項１〜３のいずれかに記載したマンホール開口機。
5. 上記リーダーのそれぞれ下端部及び上記支持枠の先端部に接地直立シリンダーを設けた請求項１〜４のいずれかに記載のマンホール開口機。
6. 上記支持台の中央部に複数のモーターによって回動するグラウト液注入回動ボスを設け、該回動ボスの下端に回転中空ロッドを着脱自在に接続し、該ロッドの下端をコンクリート充填掘削筒の中央透孔に着脱自在に接続し、上記掘削筒の上面外周にコンクリート鞘管を嵌合する上向及び内向フランジを設けた請求項１〜５のいずれかに記載したマンホール開口機。
7. 上記中央透孔に注入グラウト液逆止弁を介設した請求項６記載のマンホール開口機。

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