JPH01322023A - ニューマチックケーソン用土砂掘削装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明は、ニューマチックケーソン等の作業室で用いら
れるニューマチックケーソン用土砂掘削装置に関するも
のである。

（従来の技術） ケーソンは通常、地上において鉄筋コンクリートで作製
され、かつ所定の場所に設置され、地山の土砂を掘削排
出しながら、ケーソン本体の自重で所定の支持地盤まで
沈下させている。

このようなケーソンは矩形や円形等の形状で構成されて
おり、最近その下部に設けられた作業室の天井に走行レ
ールを設け、この走行レールに掘削装置を移動可能に取
り付は掘削し、作業室内を無人化することが行われてい
る。

この場合、作業室内をくまなく掘削するには、その天井
に取り付ける走行レールをそれに対応して直線や曲率を
持たせた構成とし、その走行レールに沿って掘削装置を
移動させる必要がある。

（１）シかして、掘削装置を移動させる走行車輪に駆動
力を伝えるものとして、実公昭４８−１７４４８号公報
のものが提案されている。

（２）また、走行車輪を駆動しないで走行させるものと
しては、ラックとピニオンまたはチェーン等を使用した
実公昭５４−３５５２１〜２２号公報のものが提案され
ている。

（３）　　これら、上記走行車輪は１本の軸に左右側の
車輪が固定されたものが提案されている。

（４）また、従来の掘削機、特に天井走行型にあっては
シヨヘル型のものが多く使用されている。

（本発明が解決しようとする課題） （１）シかしながら、実公昭４８−１７４４８号に示さ
れるように、走行車輪に直接駆動力を伝えるタイプのも
のでは曲率半径をもつレールの場合、内側と外側とのレ
ール長さの違いから円滑な走行が困難であり、また、ケ
ーソンが傾いた場合は車輪の摩擦力による駆動だりでは
走行が困難となることも考えられる。

（２）　　ランクとピニオンあるいはチェーンによる駆
動では、曲率をもつレールの場合において困難となり、
これを可能にするには高価な装置を使用しなければなら
ない。

（３）１木の車軸の両側の車輪を固定したものにおいて
は、曲線レールの場合には走行不能となる。

（４）従来の掘削装置を天井走行用に用いたシヨヘル型
のものにあっては、活性度の高い土砂等では剥離しにく
い。

等の欠点があった。

本発明は、上記した諸点に鑑みなされたものでその目的
とするところは、直線や、ゆるやかなカーブは勿論のこ
と、曲率半径の小さいレールでもケーソンの傾きに対し
ても容易に走行し、礫の掘削、粘度質の土砂に対しても
充分に対処できる掘削装置をもつニューマチックケーソ
ン用土砂掘削装置を提供するにある。

（課題を解決するための手段） 上記目的を達成するために、本発明のニューマチックケ
ーソン用土砂掘削装置は、 （１）作業室天井に設けられた一組の走行レールと、こ
の走行レールに沿い配設されたピンもしくはギアを有す
る駆動用レールとを設け、前記走行レールを介して走行
する走行車輪部と、前記駆動用レールのピンもしくはギ
アに噛合うピンスプロケットもしくはピニオンギアを回
転せしめる走行駆動装置とを設けた走行本体と、この走
行本体に土砂等を掘削する掘削装置を旋回可能に取り付
けた構成としている。

（２）前記走行車輪部は、走行レールのウェッブまたは
フランジに接触回転するサイドローラを設けた構成とし
たり、 （３）前記走行車輪部と前記走行本体の曲率を合わせて
一体化させた構成としたり、 （４）前記走行車輪部と前記走行本体とは互に回動連結
するだめの旋回座にて連携させた構成としたり、 （５）前記掘削装置に伸縮可能なブームの先に設けられ
た先端ブームおよびハヶソトを反転させる回転部を設け
た構成としている。

（作　用） 上記のように構成されたニューマチンクケーソン用掘削
装置は、作業室の天井に設けられたレールに走行本体に
設けたサイドローラを接触回転させ、前記レールに沿っ
て設けられたピンもしくはギヤを設けた駆動用レールを
配し、この駆動用レールのピンに噛合うピンスプロケッ
トもしくはギアに噛合うピニオンをそれぞれ駆動する走
行駆動装置を前記走行本体に設けておき、この走行駆動
装置の回転力によってピンスプロケットもしくはピニオ
ンギアを回転させ、前記走行本体をサイドローラを介し
て走行レールに沿って走行させることができる。また、
ローラ類をそれぞれ走行本体に旋回座を介して独立に取
り付けておけば、走行レールの曲率半径に関係なく走行
することができる。この走行本体には伸縮可能なブーム
とその先端に反転可能な回転部を設けた先端ブームおよ
びバケットを設けた掘削装置を取り付けたので、前記作
業室内の土砂を何処でも掘削することが可能である。

（実施例） 以下、本発明の実施例を第１図ないし第１１図により説
明する。第１図ないし第９図は第１実施例で第１図はニ
ューマチックケーソン用土砂掘削装置の全体構成図、第
２図は走行部の上面図、第３図および第４図はピンおよ
びピンスプロケットによる走行駆動装置の側面図および
平面図、第５図および第６図はピニオンギアとギアとに
よる走行駆動装置の側面図および平面図、第７図は掘削
装置のブーム回転部の断面図、第８図および第９図はニ
ューマチックケーソン用土砂掘削装置の使用状態を示す
側面図である。また、第１０図は本発明の第２実施例の
走行部の上面図、第１１図は本発明の第３実施例の走行
車輪部の上面図である。

（第１実施例） 第１図において、１１および１□は２本１組の走行レー
ルである。この走行レール１１および１゜は略工形鋼の
定尺物で、一方の側にはリブ１ａが所定の間隔をおいて
設けである。この走行レール１、および１．をニューマ
チックケーソンの作業室天井Ａの所定位置に、前記リブ
１ａを外方に向けて取り付けておく。この−組の走行レ
ール１１および１□間には、走行レールＩＩおよび１□
に沿って駆動用レール２が配設しである。この駆動用レ
ール２は前記走行レール１１および１□に対して小さい
略工形鋼の定尺物で、一方の側面には天井面に対して略
直角に垂設されたピン２ａが並設してあり、その反対側
面にはリブ２ｂが所定間隔を置いである（第３図および
第４図参照）。

前記した走行レール１．および１□を介して走行する走
行本体５は、第２図に示すように、前記走行レール１．
および１□に跨る幅を持つ長方形状で、両端部」−面に
は下ローラ７を回転可能に支持する軸受部が設けである
。この軸受部の内側には上方に突出する突出部が設けて
あり、この突出部の上部で前記走行レール１１および１
□に対応する面側には、上ローラ６が回転可能に設けで
ある。また、前記上ローラ６にならんで、走行レール１
．および１□のウェッブに当接して回転するサイドロー
ラ８が設けである。この上ローラ６の外周面は走行レー
ル１１および１□のフランジ面の裏側に当接し、前記下
ローラ７の外周面は走行レール１．および１□のフラン
ジ面の表側に当接し、前記サードローラ８は走行レール
ＩＩおよび１□のウェッブに当接しこの上ローラ６と下
ローラ７とサイドローラ８とによって走行レール１１お
よび１□を挟持しながら走行本体５を走行させる走行車
輪部Ｂを構成している。このような走行車輪部Ｂは走行
本体５の四隅に設けてあって、この走行車輪部Ｂの支持
によって走行本体５は走行レールＩＩおよび１□に跨っ
て走行される。

再び、第１図において、走行本体５の前記突出部には走
行モータ４が設けてあり、この走行モータ４の駆動軸に
は前記駆動用レール２に設けたピン２ａに噛合うピンス
プロケット３が設けてあり、走行モータ４の回転によっ
てピンスプロケット３が回転され、第３図および第４図
に示すように、取り付けられた駆動用レール２のピン２
ａに噛合って回転されたピンスプロケット３は、走行モ
ータ４を固定する走行本体５を走行させるように作用す
る。この構成が走行駆動装置りである。この走行駆動袋
ｆｉＤは、ピンスプロケット３とピン２ａによるものを
示したが、これは第５図および第６図に示すように、駆
動用レール２の側面に立設されたピン２ａの代わりにギ
ア２ｂを設け、このギア２ｂに噛合うピニオンギア２２
を走行モータ４に取り付けた構成であってもよい。

このような走行駆動装置りを備えた走行本体５の下面側
には、第１図に示す旋回リングギア９が固定しである。

この旋回リングギア９の下面側には旋回ベアリング１３
が設けてあって、この旋回ベアリング１３の可動側には
旋回フレーム１２が前記旋回リングギア９に対して回転
可能に取り付けである。この旋回フレーム１２は円盤形
状で構成され（第２図参照）、この旋回フレーム１２に
は旋回用モータ１１が固定されてあって、この旋回用モ
ータＩＩの駆動軸には旋回用ビニオン１０が設けである
。この旋回用ピニオン１０は前記旋回リングギア９に噛
み合されていて、旋回用モータ１１の回転により旋回用
ピニオン１０は旋回リングギア９の周辺を転動するよう
に構成されである。

したがって、旋回用ピニオン１０の前記転勤は旋回フレ
ーム１２を旋回ヘアリング１３の回転中心を中心として
旋回させることになる。

上述のように構成された旋回フレーム１２の下側面には
掘削装置Ｅが取り付けられている。この掘削装置Ｅは第
１図に示すように、旋回フレーム１２に固定された取付
板２１の係合部２１ａを介して掘削袋？１ｆｆｉＥの伸
縮ブームケースＩ５が回動可能に取り付けられている。

この伸縮ブームケース１５の前方には支持部１４ａが設
けてあり、この支持部１４ａには前記旋回フレーム１２
と連結されたブームシリンダ１４が設けである。このブ
ームシリンダ１４の作動により前記伸縮ブームケース１
５は、前記係合部２１ａを支点として上下方向に揺動さ
れる構造になっている。この伸縮ブームケース１５内に
は伸縮ブーム１Ｇが摺動可能に設けてあり、伸縮ブーム
１６は例えば油圧等によって前記伸縮ブームケース１５
がら突出・収納自在に摺動移動される。また、この伸縮
ブーム１６の先端には回転部１７を介して先端ブーム１
８が設けられている。

前記回転部１７は先端ブーム１８を半径方向に回転させ
るもので、第７図に示すような構造になっている。図中
１６は伸縮ブームで、伸縮ブーム１６の先端にはフラン
ジ２３が固定されており、このフランジ２３の周辺部に
はボルト２４を介して外輪２５が設けである。一方、先
端ブーム１８の端面にはフランジ２７が固定されており
、このフランジ２７の周辺部にはボルト２８を介して内
輪２６が設けである。　この内輪２６と前記外輪２５と
はボールを介して回転自在に取り付けである。この内輪
２６の内径にはギア２６ａが設けてあってこのギア２６
ａにはピニオンギア３ｏが噛み合され、このピニオンギ
ア３０は前記伸縮ブーム１６のフランジ２３に取り付け
られた油圧モータ２９の駆動軸に取り付けられている。

　回転部１７は上述の構成によるもので、油圧モータ２
９を回転することにより先端ブーム１８はギア２６ａを
介して伸縮ブーム１６に対して回転される。この先端ブ
ームＩ８には第１図に示したパケットシリンダ１９によ
って作動されるバケット２ｏが設けである。

上述の構成になるニューマチックケーソン用土砂掘削装
置の作動について、第８図および第９図を参照して説明
する。

ニューマチックケーソン等の作業室天井に設けられた走
行レール１．および１．に、走行車輪部Ｂによって懸下
された走行本体５は、この走行本体５に設けた走行駆動
装置りによって、駆動用レール２に従って走行し所定の
位置へ走行される。

次に、旋回用モータ１１の作動によって掘削装置Ｅを所
定の方向に向かせ、ブームシリンダ１４を作動させて先
端ブーム１８を下げ、伸縮ブームケース１５内の伸縮ブ
ーム１６を出入させ、バケット２０の角度をハケ・ント
シリンダ１９によって調節しながら掘削する。この掘削
時に回転部１７を作動させてパケット２０を反転させて
第９図に示すように操作することもできる。このように
、本発明のニューマチックケーソン用土砂掘削装置は、
走行レール１．および１□の設けである作業室内であれ
ば、何処へでも移動できるとともに、掘削装置Ｅをどの
方向へも対応できるようにしである。

（第２実施例） 上記した走行車輪部Ｂは走行本体５に直接取り付けたも
ので、この走行車輪部を第１０図に示すように構成する
こともできる。すなわち、走行車輪部Ｃを走行レール１
１および１□の曲率半径に合わせて曲折させておき、こ
の曲折された走行車輪部Ｃの両端部上面には下ローラ７
を回転可能に取り付け、その内側方向には上ローラ６を
設け、さらにその内側方向にはサイドローラ８を設けで
ある。このように構成することにより、一定の曲率半径
をもって配設された走行レールに対しては、極めてスム
ースに走行本体５を走行させることができる。

上記した走行本体５には走行モータ（図示せず）等が設
けてあり、走行駆動装置その他は第１実施例と同様であ
る。

（第３実施例） 第３実施例は、前述した第１．第２実施例と異なり、走
行車輪部を第１１図のように構成したものである。すな
わち、走行車輪部を走行本体５とは別体構成とし、この
走行車輪部Ｆを走行本体５とを旋回座５Ａにて回動可能
になっている。この走行車輪部Ｆの端部には前記走行レ
ールＩＩおよび１□のフランジ面の表側に係合する下ロ
ーラ７が設けられ、この下口−ラフの取付位置の奥側に
は前記走行レール１゜および１ｚのフランジ面の裏側に
係合する上ローラ６が設けられ、この上ローラ６の奥側
にはサイドローラ８が並設しである。

このサイドローラ８は走行レール１１およヒ１２のウェ
ッブに当接するように設けてあり、その構造は走行車輪
部Ｆの本体上の突出部上に走行レール１１および１゜に
平行に配された軸を支持する軸受を設け、この軸受はサ
イドローラ８を回転自在に軸支しておく、このとき、サ
イドローラ８の外周面は走行レール１．および１□のウ
ェッブに当接するように配しである。このような、上ロ
ーラ６と下ローラ７とサイドローラ８とを設けた走行車
輪部Ｆを走行本体５に旋回座５Ａを介して取り付けたの
で、走行レール１１および１□がどんな曲率半径で構成
されていても走行本体５を走行レールより外すことなく
スムースに走行させることができる。

（発明の効果） 本発明のニューマチックケーソン用土砂掘削装置は、以
上詳細に説明したように、 （１）作業室天井に設けられた一組の走行レールと、こ
の走行レールに沿い配設されたピンもしくはギアを有す
る駆動用レールとを設け、前記走行レールを介して走行
する走行車輪部と、前記駆動用レールのピンもしくはギ
アに噛合うピンスプロケットもしくはピニオンギアを回
転せしめる走行駆動装置とを設けた走行本体と、この走
行本体に土砂等を掘削する掘削装置を旋回可能に取り付
けた構成とし、走行本体を極めてスムースに走行させる
とともに、レールの曲率を自在に設定することができる
。

（２）前記走行車輪部は、走行レールのウェッブまたは
フランジに接触回転するサイドローラを設けた構成とし
たので、走行本体に均等負荷を掛けることが可能となり
、内外レール長の違いによるローラの摩擦力による走行
本体の逃げを防止し、掘削時の反力をレールウェッブで
も受けることができ、ケーソンの傾きを防止することが
可能となる。

（３）前記走行車輪部と前記走行本体の曲率を合わせて
一体化した構成としたことにより、一定の曲率を有する
レールに対して極めて走行がスムーースになる効果があ
る。

（４）前記走行車輪部と前記走行本体とは互に回動連結
Ｊるための旋回座にて連携された構成としたので、曲率
の如何に関わらず、走行本体はスムースな走行を行う効
果がある。

（５）また、前記掘削装置は伸縮可能なブームの先に設
けられた先端ブームおよびパケットを反転させる回転部
を設けたので、礫の掘削、粘度質の土砂に対しても充分
対処できるととに、装置の構造も簡単であり、その保守
管理等も安定した掘削装置で多くの利点がある。

【図面の簡単な説明】

第１図ないし第１１図は本発明の実施例で、第１図ない
し第９図は第１実施例を示す、第１図はニューマチック
ケーソン用土砂掘削装置の全体構成図、第２図は走行車
輪部の上面図、第３図および第４図はピンおよびピンス
プロケットによる走行駆動装置の側面図および平面図、
第５図および第６図はピニオンギアとギアとによる走行
駆動装置の側面図および平面図、第７図は掘削装置のブ
ーム回転部の断面図、第８図および第９図はニューマチ
ックケーソン用土砂掘削装置の使用状態を示す側面図、
第１０図は本発明の第２実施例の走行事輪部の上面図、
第１１図は本発明の第３実施例の走行車輪部の上面図で
ある。 １１．１゜・・・走行レール、２・・・駆動用レール、
５・・・走行本体、５Ａ・・・旋回座、８・・・サイド
ローラ、１７・・・回転部、Ｂ、Ｃ，Ｆ・・・走行車輪
部、Ｄ・・・走行駆動装置、Ｅ・・・掘削装置。

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. （１）作業室天井に設けられた一組の走行レールと、こ
   の走行レールに沿い配設されたピンもしくはギアを有す
   る駆動用レールとを設け、かつ前記走行レールを介して
   走行する走行車輪部と、前記駆動用レールのピンもしく
   はギアに噛合うピンスプロケットもしくはピニオンギア
   を回転せしめる走行駆動装置とを設けた走行本体とを備
   え、この走行本体に土砂等を掘削する掘削装置を旋回可
   能に取り付けたことを特徴とするニューマチックケーソ
   ン用土砂掘削装置。
2. （２）前記走行車輪部は、走行レールのウェッブまたは
   フランジに接触回転するサイドローラを設けたものであ
   ることを特徴とする請求項１のニューマチックケーソン
   用土砂掘削装置。
3. （３）前記走行車輪部と前記走行本体の曲率を合わせて
   一体化したことを特徴とする請求項１のニューマチック
   ケーソン用土砂掘削装置。
4. （４）前記走行車輪部と前記走行本体とは互に回動連結
   するための旋回座にて連携されたことを特徴とする請求
   項１のニューマチックケーソン用土砂掘削装置。
5. （５）前記掘削装置は伸縮可能なブームの先に設けられ
   た先端ブームおよびバケットを反転させる回転部を設け
   たことを特徴とする請求項１のニューマチックケーソン
   用土砂掘削装置。