JPH03211108A - 垂直搬送スクリユーコンベア - 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、土木用ケーシングエ法則孔機等に適用する垂
直搬送スクリューコンベアに関するものである。

（従来の技術） 従来の土木用ケーシング工法削孔機を第９図により説明
すると、（９）がケーシング、　（２３）が土木用ケー
シング工法の削孔機本体、　（２４）が同削孔機本体（
２３）上に設置したウィンチ、　（３０）が同ウィンチ
（２４）から延びたワイヤロープ、　（２Ｂ）が同ワイ
ヤロープ（３０）の先端部により昇降可能に吊下げ支持
されたグラブバケツｌ−、（２９）が上記削孔機本体（
２３）に設けた旋回装置、　（２５）がトラック、　（
２６）が上記ケーシング（９）内の土砂で、旋回装置（
２９）を駆動し、ケーシング（９）を旋回させながら押
し下げて地盤を円柱状に掘削する。またウィンチ（２４
）を巻戻方向に駆動して、ワイヤロープ（３０）を巻戻
し。

グラブバケット（２８）をケーシング（９）内へ落下さ
せて、ケーシング（９）内の土砂（２６）を掘削、クラ
ンプし３次いでウィンチ（２４）を巻上方向に駆動して
、ワイヤロープ（３０）を巻上げ、グラブバケット（２
８）を上昇させて、クランプした土砂（２６）をケーシ
ング（９）外のトラック（２５）の荷台上へ排土するよ
うにしている。

（発明が解決しようとする課題） 前記第９図に示す従来の土木用ケーシング工法削孔機で
は、グラブバケット（２８）をケーシング（９）内へ落
下させて、ケーシング（９）内の土砂（２６）を掘削、
クランプするので、グラブバケット落下時の衝撃が大き
くて１周辺地盤に弛み１周辺既存基礎に狂い等が発生し
ていた。

またグラブバケツＩ−（２Ｂ）を昇降させて、掘削。

排土を繰り返し行う方式、つまり排土を間歇的に行う方
式であり、グラブバケット（２８）とケーシング（９）
との位置合わせ、グラブバケット（２８）の昇降操作、
排土時のグラブバケツ）　（２８）の開閉操作を必要と
し１作業性が悪くて、専従の作業員を必要としている。

またグラブバケット（２８）を落下させて、ケーシング
（９）内の土砂（２６）を掘削、クランプするので。

掘削対象地盤を圧密させることになり、グラブバケット
（２８）を落下させても充分に掘削することができず、
掘削した土砂をグラブバケット（２８）内へ充分に取り
込むことができなくて、掘削性及び操作性が悪いという
問題があった。

本発明は前記の問題点に鑑み提案するものであり、その
目的とする処は５周辺地への影響を解消できる。専従の
作業員を不要にできる。さらに掘削性及び操作性を向上
できる垂直搬送スクリューコンベアを提供しようとする
点にある。

（課題を解決するための手段） 上記の目的を達成するために９本発明の垂直搬送スクリ
ューコンベアは５回転可能に支持された縦型の揚土ケー
シングと、同揚土ケーシングの内部に回転可能に支持さ
れた揚土スクリューと、同揚土スクリューを同揚土ケー
シングよりも速い速度で但しそれぞれを同じ方向に回転
させる回転駆動装置とを有し、上記揚土ケーシングの内
周面に上記揚土スクリューに対して傾斜方向が異なる螺
旋状溝を設けている。

（作用） 本発明の垂直搬送スクリューコンベアは前記のように構
成されており、ケーシングを旋回させながら押し下げて
、地盤を円柱状に掘削するときに。

揚土スクリュー軸を上下方向に貫通した駆動軸を回転さ
せて、その下端部に取付けたカッタにより上記ケーシン
グ内の土砂を掘削する一方、揚土スクリュー軸及び揚土
スクリューと揚土ケーシングとを揚土スクリュー〉揚土
ケーシングの回転数で回転させ、上記カッタより掘削し
た土砂を上昇させて、揚土ケーシングの上部に設けた排
土口から排土ユニット内を経てトラックの荷台へ排土す
る。

（実施例） 次に本発明の垂直搬送スクリューコンベアを第１図乃至
第８図に示す一実施例により説明すると。

（１）が垂直搬送スクリューコンベア、（２）が揚土ケ
ーシング、（３）が揚土スクリュー、（４）が同揚土ス
クリュー（３）に一体の揚土スクリュー軸、（５）が上
記揚土ケーシング（２）の上部に設けた排土孔、（６）
が掘削・集土ユニツ）　、　（７）が掘削・集土フレー
ム。

（８）がカッタ、（９）がケーシング、　（１０）が揚
土ケーシング及び揚土スクリュー用回転駆動装置、　（
１１）がカッタ駆動軸、（１２）がカッタ駆動用モータ
。

（１３）がカッタ用回転駆動装置、　（１４）が揚土ケ
ーシング及び揚土スクリュー駆動用モータ、　（１５）
　（１６）（１７）　（１８）　（１９）　（２０）が
ギヤ、　（２１）が排土ユニット。

（２２）が支持フレーム、　（２３）が土木用ケーシン
グ工法の削孔機本体、　（２４）が同削孔機本体（２３
）上に設置したウィンチ、　（３０）が同ウィンチ（２
４）から延びたワイヤロープ、　（２９）が上記削孔機
本体（２３）に設けた旋回装置、　（２５）がトラック
、　（２６）が上記ケーシング（９）内の土砂で、支持
フレーム（２２）が削孔機本体（２３）上に俯仰可能に
設置され、排土ユニッ）　（２１）が支持フレーム（２
２）に取付けられている。

また揚土スクリュー軸（４）が揚土ケーシング（２）内
を上下方向に貫通し、同揚土ケーシング（２）の上部と
同揚土スクリュー軸（４）の上部とが排土ユニット（２
１）にそれぞれ回転可能に支持されている。

そして同揚土ケーシング（２）の内周面には、揚土スク
リュー（３）に対して傾斜方向が異なる螺旋状溝（２ａ
）が設けられている。また回転駆動装置（１３）及びカ
ッタ駆動用モータ（１２）と揚土ケーシング及び揚土ス
クリュー駆動用モータ（１４）とが排土ユニツ）　（２
１）の上部に設置され、一連の状態に連結したカッタ駆
動軸（１１）が揚土スクリュー軸（４）内を上下方向に
貫通して、その上端部が回転駆動装置（１３）に接続し
１その下端部が掘削・集土フレーム（７）に固定され、
同掘削・集土フレーム（７）の上部が上記揚土ケーシン
グ（２）の下端部に回転可能に取付けられ、カッタ（８
）が同掘削・集土フレーム（７）の下部に取付けられて
いる。またギヤ（２０）が揚土ケーシング（２）の上部
に固定され、ギヤ（１９）が揚土スクリュー軸（４）の
上部に固定されギヤ（１５）が揚土ケーシング及び揚土
スクリュー駆動用モータ（１４）の出力軸に固定され、
このギヤ（１５）が上記ギヤ（１９）に噛合するととも
に、このギヤ（１５）に同軸のギヤ（１６）と上記ギヤ
（２０）との間にギヤ（１７）　（１８）が介装されて
いる。

次に前記第１図乃至第８図に示す垂直搬送スクリューコ
ンベアの作用を説明する。旋回装置（２９）を駆動し、
ケーシング（９）を旋回させながら押し下げて、地盤を
円柱状に掘削する。またカッタ駆動用モータ（１２）を
駆動し、その回転を回転駆動装置（１３）を介し駆動軸
（１１）に伝えて、同駆動軸（１１）と掘削集土フレー
ム（７）とカッタ（８）とを回転させ、ケーシング（９
）内の土砂（２６）を掘削して、掘削集土フレーム（７
）内へ掻き込む。また揚土ケーシング及び揚土スクリュ
ー駆動用モータ（１４）を駆動し、その回転をギヤ（１
５）→ギヤ（１９）を経て揚土スクリュー軸（４）に伝
えて、同揚土スクリュー軸（４）及び揚土スクリュー（
３）を回転させる一方。

上記ギヤ（１５）の回転をギヤ（１６）→ギヤ（１７）
→ギヤ（１８）→ギヤ（２０）を経て揚土ケーシング（
２）に伝えて、同揚土ケーシング（２）を回転させる。

このときの回転数は、揚土スクリュー（３）〉揚土ケー
シング（２）で、上記のように掘削集土フレーム（７）
内へ掻き込んだ土砂を垂直搬送スクリューコンベア（１
）の揚土スクリュー（３）により上昇させて。

揚土ケーシング（２）の上部に設けた排土口（５）→排
土ユニット（２１）内を経てトラック（２５）の荷台へ
排土する。

上記垂直搬送スクリューコンベア（１）の作用をさらに
具体的に説明する。第５図は、同垂直搬送スクリューコ
ンベア（１）により上方へ搬送される土砂（２７）の状
態を模式的に表している。揚土ケーシング、２．は回転
数η。で回転し、揚土スクリュー（３，はη。よりも速
い回転数ｎＳで回転しくη５〉ηｃ）、土砂、２７．は
揚土ケーシング（２〉　の内面及び揚土スクリュー（３
）の斜面を滑りながら回転して、上方へ搬送される。こ
のときの土砂（２７）の回転速度をη、とすると η０≦η、≦η、・・・・・・・・・・・■である。η
１＝η８の場合、土砂。２７．は揚土スクリュー（３）
と共周りするので、上方への搬送力が生じない。一方、
η、＝η０の場合、土砂、２７．は揚土ケーシング（２
）と共周りするとともに揚土スクリュー（２）面を滑っ
て上方へ搬送される。この場合が搬送効率が最大になる
。実際には、揚土スクリュー（３）面との摩擦及び揚土
ケーシング（２）等との関係から土砂、２？）が０式の
回転数η、により上方へ搬送されることになる。土砂（
２７）に作用する力は、第５図に示すように土砂（２７
）自体の回転による遠心力Ｆｒ及び自重Ｗと揚土ケーシ
ング（２）及び揚土スクリュー（３）から受ける摩擦力
Ｆｃ、Ｆｓであり、土砂（２７）が搬送されるか否かは
。

これらのカバランスを考慮する必要がある。第６図に示
すように揚土ケーシング（２）上の座標で揚土ケーシン
グ（３）が右から左へ（Ａ−＋Ｂ）速度■で動くものと
する。そしてｔ時間後、土砂（２７）が揚土スクリュー
（３）の斜面を滑って　Ａ　’点まで移動したとすると
、土砂（２７）は揚土ケーシング（２）の内面をＡ−＋
Ａ’　まで滑ることになる。土砂（２７）が揚土スクリ
ュー（３）の斜面上を上方へ滑動するためには、第６図
から Ｆｓ≦−Ｗｓｉｎ　θ＋Ｆｃｃｏｓ（φ＋θ）・・■と
いう条件が成立する必要がある。ここでＦ、は土砂と揚
土スクリュー（３）との間の摩擦力、Ｗは土砂の重量、
ＦＣは土砂と揚土ケーシング、２．との間の摩擦力であ
り、θ及びφはそれぞれ揚土スクリュー（３）の傾斜角
、土砂の上昇角（ＢＡＡ′）である。土砂と揚土ケーシ
ング（２）及び揚土スクリュー（３）　　との間の摩擦
係数をそれぞれμ。

、μ５とすると９式■のＦＣ，Ｆ、は１次のように表さ
れる。

ＦＣ−μ。・　（Ｗ／ｇ）　　・ｒ・ω２　・　・　・
■Ｆｓ　＝ｐｓ　　（Ｗｃｏｓ　　θ＋Ｆｃ　５ｉｎ（
φ＋θ）〕・　・・■ ０ 式■でωは土砂の絶対角速度であり、揚土ケーシング（
２）の回転速度及土砂の揚土ケーシング（２）に対する
回転速度ＡＡ’ｃｏｓ　φを加えたものである。式■■
■を連立して解くことにより土砂の搬送角度φが決定さ
れる。土砂の搬送量は、この角度φにより決まり、搬送
効率ηは、φ−９０°のときを理論最大効率として η＝α・ｓｉｎ　θ’　ｃｏｓ　φ／５ｉｎ（φ十〇）
ここでαは充填効率である。

以上の理論式に従って垂直スクリューコンベア（１）の
搬送効率を求めた結果を第７図に示す。横軸は揚土スク
リュー（３）と揚土ケーシング（２）との回転数差（η
５−ηＣ）であり、揚土ケーシング、２〉　の回転数η
。をパラメータとして搬送効率を求めた。摩擦係数μ５
．μ０はともに０．　４である。揚土ケーシング（２）
の回転数が低い場合は搬送効率が悪く、揚土ケーシング
（２）の回転数を充分に高くする必要があることが判る
。第８図は揚土ケーシング（２）と土砂（２７）との摩
擦係数μμ０を揚土ケーシング（２，と土砂、２７．と
の摩擦係数となる。

■ μ５と等しくした場合及びμ。を高くした場合の搬送効
率を試算した結果を示している。同第８図により揚土ケ
ーシング（２）と土砂（２７）との摩擦係数μ５を大き
くすることが垂直搬送スクリューコンベア（１）の搬送
効率を向上させるのに有効である。本発明は以上に纏述
した理論的根拠により揚土ケーシング（２）の内面に螺
旋状溝を設け、揚土ケーシング（２）内面と土砂（２７
）との摩擦係数を確保して、所要の搬送効率を得ている
。

（発明の効果） 本発明の垂直搬送スクリューコンベアは前記のようにケ
ーシングを旋回させながら押し下げて。

地盤を円柱状に掘削するときに、揚土スクリュー軸を上
下方向に貫通した駆動軸を回転させて、その下端部に取
付けたカッタにより上記ケーシング内の土砂を掘削する
一方、揚土スクリュー軸及び揚土スクリューと揚土ケー
シングとを揚土スクリュー〉揚土ケーシングの回転数で
回転させ、上記カッタより掘削した土砂を上昇させて、
揚土ケーシングの上部に設けた排土口から排土ユニット
内２ を経てトラックの荷台へ排土するので、前記従来のよう
にグラブバケットを落下させる必要がなくて９周辺地へ
の影響を解消できる。また掘削、排土を自動的に行うこ
とができて、専従の作業員を不要にできる。また上記の
ようにグラブバケットを落下させる必要がなく、掘削対
象地盤を圧密させることがなくて、掘削性及び操作性を
向上できる効果がある。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明に係わる垂直搬送スクリューコンベアの
一実施例を示す縦断側面図、第２図はその一部拡大縦断
側面図、第３図は土砂掘削部及び土砂取込部を示す縦断
側面図、第４図は回転駆動装置の縦断側面図、第５図は
作用説明図、第６図はスクリュー面及び土砂の動きとカ
バランスを示す説明図、第７図は揚土ケーシングと揚土
スクリューとの回転数を変えた場合の土砂搬送効率を示
す説明図、第８図は揚土ケーシング内面摩擦係数を変え
た場合の搬送効率の変化を示す説明図、第９図は従来の
土木用ケーシング工法削孔機を示す３ 縦断側面図である。 （２） ・揚土ケーシング、　（２ａ） ・螺旋状溝。 （３）・ ・揚土スクリュー （１０） ・回転駆動 装置。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 　回転可能に支持された縦型の揚土ケーシングと、同揚
   土ケーシングの内部に回転可能に支持された揚土スクリ
   ューと、同揚土スクリューを同揚土ケーシングよりも速
   い速度で但しそれぞれを同じ方向に回転させる回転駆動
   装置とを有し、上記揚土ケーシングの内周面に上記揚土
   スクリューに対して傾斜方向が異なる螺旋状溝を設けた
   ことを特徴とする垂直搬送スクリューコンベア。