JPH11210365A - 立坑掘削用円筒ケーシングの回転圧入装置及び方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 構成が簡易かつ軽量で、取扱いが容易な立坑
掘削用円筒ケ−シングの回転圧入装置を提供する。 【解決手段】 地盤に起立配置の立坑掘削用円筒ケーシ
ング１３を締結用流体圧シリンダ２６により緊締，弛緩
自在に把持でき、かつ揺動用流体圧シリンダ２７ａ，２
７ｂによりそれぞれ個別に所定角度交互に正逆回転して
前記円筒ケーシング１３を一方向に連続回転させるよう
中間フレ−ム２４の上下に配設した揺動バンド２５ａ，
２５ｂと、緊締時における前記円筒ケーシング１３に圧
入荷重を付加できる荷重付加手段とからなる構成を特徴
とする。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、推進工法における
立坑や場所打杭等を構築するための立坑を掘削する手段
として地中に円筒ケーシングを回転圧入し、その円筒ケ
ーシング内を掘削する立坑掘削方法において、前記立坑
掘削用円筒ケーシングの回転圧入装置及び、方法に関す
るものである。

【０００２】

【従来の技術】立坑の掘削方法として、掘削刃を下端に
有する円筒ケーシングを地中に回転圧入したうえ、この
円筒ケーシング内を掘削器具により掘削し、前記円筒ケ
ーシングの回転圧入と、円筒ケーシング内の掘削とを交
互に繰返して所定深さの立坑を掘削する工法は、例えば
特開昭５１−２６７０５号その他によって知られてい
る。

【０００３】前記の立坑掘削工法において、円筒ケーシ
ングを回転圧入する方法として、全旋回圧入方法と、反
復部分旋回圧入方法とがある。前者は標準的な方法で円
筒ケーシングを同一方向へ連続回転させて圧入する方法
であり、後者は任意の回転角で正転と逆転を繰返しなが
ら揺動回転により圧入する方法である。両者の方法を比
較するとき、全旋回圧入方法のほうが反復部分旋回圧入
方式よりも圧入スピードが早く、確実でもある。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】従来の全旋回圧入方式
は、反力支持フレーム上に設置された回転駆動モータで
円筒ケーシングの外周を緊締把持したチャック装置を連
続回転させるものであるが、この全旋回圧入方式におけ
る従来装置は、装置本体が複雑，大型化し、特に重量が
大きくなって現場への搬入や取扱いに著るしく労力を必
要とし、さらに、チャック装置を駆動する締付けシリン
ダの油圧ホースを全旋回方式のため作動時取外す必要が
あり、これらが作動効率の低下とコストアップにつなが
るという問題があった。

【０００５】本発明は、従来の全旋回圧入方式の前記欠
点を改良した立坑掘削用円筒ケーシングの回転圧入装置
及び、方法を提供することを目的とする。

【０００６】

【課題を解決するための手段】本発明に係る立坑掘削用
円筒ケーシングの回転圧入装置は、地盤に起立配置の立
坑掘削用円筒ケーシングを締結駆動手段により緊締，弛
緩自在に把持でき、かつ揺動駆動手段によりそれぞれ個
別に所定角度交互に正逆回転して前記円筒ケーシングを
一方向に連続回転させるよう上下に配設した複数の揺動
バンドと、緊締時における前記円筒ケーシングに圧入荷
重を付加できる荷重付加手段とからなることを特徴とす
る。本発明において、前記揺動バンドは連結バンド部材
と、この連結バンド部材にそれぞれ一端部が枢支され、
かつ相互に対称配置の一対の締結バンド部材とから構成
され、この一対の締結バンド部材の各先端部が前記締結
駆動手段である流体圧シリンダのシリンダ本体と作動杆
とに支軸を介して連結され、かつ前記揺動バンドが支持
される反力支持フレームに設置された前記揺動駆動手段
である流体圧シリンダがそれぞれ前記揺動バンドに連結
されている構成とするのがよい。本発明に係る立坑掘削
用円筒ケーシングの回転圧入方法は、地盤に起立配置の
立坑掘削用円筒ケーシングの外周を、締結駆動手段によ
り緊締，弛緩自在に把持でき、かつ揺動駆動手段により
それぞれ個別に所定角度交互に正逆回転できる複数の揺
動バンドを上下に配設し、上下に配設の前記各揺動バン
ドを交互に前記揺動駆動手段により円筒ケーシングの外
周に沿って所定角度交互に正逆回転させ、かつ正転時に
円筒ケーシングを締結し、逆転時にその締結を緩める動
作の繰返しで円筒ケーシングに連続回転を与えてこれを
地中に圧入することを特徴とする。

【０００７】本発明によると、上下に配設の揺動バンド
を交互に正逆回転させ、かつ正転時に円筒ケーシングを
締結し、逆転時にその締結を緩める動作の繰返しにより
円筒ケーシングを連続回転させて地中に圧入でき、複数
の揺動バンドを正逆転させる手段としては流体圧シリン
ダ等の構成が簡易で軽量の揺動駆動手段でよく、従来の
全周回転圧入方式におけるごとき重量が大きく、複雑な
駆動モータ等を必要としない。

【０００８】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施形態を図を参
照して説明する。図１〜図２は本発明に係る円筒ケーシ
ングの回転圧入装置が用いられた立坑掘削機１を示す。
この立坑掘削機１は油圧駆動ユニットによりキャタピラ
２が駆動して走行でき、かつ本体部３は３６０°水平回
転できる。キャタピラ２が設けられる機体フレーム４か
ら前方に本発明の要部である円筒ケーシングの回転圧入
装置５が設けられている。

【０００９】また、本体部３の上部に流体圧シリンダ６
によって起伏自在にブーム７が設けられ、このブーム７
の先端にガイドプーリー８が設けられ、本体部３の後方
に設けられたロープ巻取り用流体圧ウインチ１０から巻
き出されたワイヤーロープ１１が前記ガイドプーリー８
を介してブーム７の先端から下方に垂下されており、そ
の先端に土砂掘削用のバケット１２が吊下げられてい
る。このバケット１２は、前記ロープ巻取り用流体圧ウ
インチ１０の駆動によりワイヤーロープ１１を介して円
筒ケーシング１３内を上下し、かつバケット１２の開閉
掻取り動作により円筒ケーシング１３内の土砂を掘削
し、上方に持ち運んで搬出するものである。

【００１０】次に、円筒ケーシング１３を全旋回方式で
地中に圧入する装置５の詳細を図３以下によって説明す
る。立坑掘削機１の機体フレーム４に回転圧入装置５に
おける反力支持フレーム１４の後端部が横軸１５で構成
される枢軸部１６を介して連結されている。反力支持フ
レーム１４は、先端側が左右支持フレーム１４ａに分岐
しており、この左右支持フレーム１４ａは図３の側面形
状に示すように中間部が山部１７となって持上ってお
り、山部１７の先端が立下がり、この立ち上がり部１８
の下端が前方に水平に伸び、この水平先端部２０の左右
間が連結フレーム２１で連結されており、また、この水
平先端部２０と連結フレーム２１上に反力支持フレーム
１４に荷重を付加する左右のウエイト２２が着脱自在に
設けられている。左右支持フレーム１４ａにおける前後
部位置の下面には、反力支持フレーム１４を地盤上に水
平に支持するためのアウトリガー２３が設けられてい
る。

【００１１】円筒ケーシング１３の回転圧入装置５は、
図４と他の図に示すように中間フレーム２４と、この中
間フレーム２４の上下部に配設される上部揺動バンド２
５ａおよび下部揺動バンド２５ｂと、この上部と下部の
各揺動バンド２５ａ，２５ｂをそれぞれ個別に円筒ケー
シング１３の外周に緊締し、かつ緊締を解除する締結駆
動手段を構成する締結用流体圧シリンダ２６と、上部と
下部の各揺動バンド２５ａ，２５ｂを円筒ケーシング１
３の外周に沿ってそれぞれ個別に所定角度、具体的には
１０°〜１１℃程度正転、逆転させる揺動駆動手段を構
成する一対をなして配設の揺動用流体圧シリンダ２７
ａ，２７ｂと、上部が反力支持フレーム１４の左右フレ
ーム１４ａの山部１７に支軸２８で枢支され、下部が中
間フレーム２４に連結ピン３７で連係され、荷重付加手
段を構成する左右側それぞれ一対の荷重付加用流体圧シ
リンダ２９とを主たる要素として構成されている。

【００１２】各部材をさらに説明すると、中間フレーム
２４は内側に円筒ケーシング１３を挿入できる開孔部３
０を有し、外形が多角形に構成された環状フレームであ
って、中間フレーム２４の後方突出部３１は開孔部３０
の中心からみて、他の部位よりも後方により多く突出さ
せることでシリンダ設置スペースが形成されており、こ
の後方突出部３１の上下両面に取付け板３２が対をなし
て設けられており、この取付け板３２に上下両面にそれ
ぞれ対をなして揺動用流体圧シリンダ２７ａ，２７ｂが
固定されている。また、中間フレーム２４の後方突出部
３１の先端に反力ガイド溝３３が設けられており、この
反力ガイド溝３３に反力支持フレーム１４の分岐基端部
１４ｂの前部に設けられたガイドポスト３４が遊嵌して
いる。中間フレーム２４はガイドポスト３４にガイドさ
れて上下動可能であり、かつガイドポスト３４により回
転方向に対しては非回転的に設けられている。分岐基端
部１４ｂには、前記各流体圧シリンダを駆動する油圧装
置３５が配設されている。

【００１３】図６、図７に示すように中間フレーム２４
の両側部２４ａに起立支持板３６が設けられ、この起立
支持板３６に荷重付加用流体圧シリンダ２９の作動杆２
９ａが連結ピン３７で連結されている。これにより、中
間フレーム２４は前記シリンダ２９を介して圧力支持フ
レーム１４の左右支持フレーム１４ａに対し昇降可能に
吊下げ支持されている。

【００１４】図４、図６に示すように、上部揺動バンド
２５ａと下部揺動バンド２５ｂは、それぞれ後部に位置
し、平面円弧状の連結バンド部材３８と、この連結バン
ド部材３８にそれぞれ一端部が支軸３９で枢支され、平
面円弧状で、かつ相互に対称配置の一対の締結バンド部
材４０とから構成され、連結バンド部材３８と締結バン
ド部材４０とでほぼ環状をなし、その内側に円筒ケーシ
ング１３が上方から挿入される。

【００１５】上下の各揺動バンド２５ａ，２５ｂは、そ
れぞれ支軸３９を中心として先端側が若干の範囲で開閉
動作して、円筒ケーシング１３の外面を締結し、かつ締
結を解除するように設けられる。このため左右の揺動バ
ンド２５ａ，２５ｂの一方の先端に締結用流体圧シリン
ダ２６の一端が支軸４１によって連結され、他方の揺動
バンドの先端に、当該シリンダ２６の作動杆４２が支軸
４１によって枢結されている。

【００１６】したがって、締結用流圧体シリンダ２６を
短縮動作させることにより左右の締結バンド部材４０は
支軸３９を中心に内側に回動して円筒ケーシング１３の
外周を締結でき、また、当該シリンダ２６を伸長動作さ
せることにより左右の揺動バンド部材４０は支軸３９を
中心に外側に回動して円筒ケーシング１３の外周の締結
を解除する。前記締結バンド部材４０が内外に回動する
際のガイドとして、一方の締結バンド部材４０の先端上
面に固定板４３によって円弧状ガイドバー４４が固定さ
れており、この円弧状ガイドバー４４の先端が他方の締
結バンド部材４０の先端上面に固定されたガイド金具４
５内にスライド自在に挿入されていて、左右の締結バン
ド部材４０の開閉動作に伴ないガイド金具４５内を円弧
状ガイドバー４４がスライドして、両締結バンド部材４
０の先端部は円滑に開閉動作する。

【００１７】図３〜図７に示されるように中間フレーム
２４は複数の鋼板を溶接して構成され、上下方向に所定
の厚みを有しており、この中間フレーム２４の上下面に
は、固定ボルト４６により３個の上部と下部の係合プレ
ート４７がそれぞれ等角間隔で、かつその長辺が接線方
向の配置で設けられている。係合プレート４７の内側長
辺に沿って係合爪部４７ａが形成されていて、上部係合
プレート４７の係合爪部４７ａは、断面コ字形で上下に
外向きのフランジを有する上部揺動フレーム２５ａにお
ける下部のフランジ４８に上側から若干重なり合うよう
に係合しており、下部係合プレート４７の係合爪部４７
ａは、同じく断面コ字形で上下に外向きのフランジを有
する下部揺動フレーム２５ｂにおける上部のフランジ４
９に若干重なり合うように係合している。これにより、
上下の揺動バンド２５ａ，２５ｂは中間フレーム２４に
よって吊下げ支持されると共に、荷重付加用流体圧シリ
ンダ２９により圧入荷重が付加されるように設けられて
いる。

【００１８】つまり、上部揺動バンド２５ａの下面は中
間フレーム２４の上面に若干重なり合うように載置さ
れ、係合プレート４７が下部揺動バンド２５ｂの上部フ
ランジ４９に係合している。これにより、中間フレーム
２４によって、上部と下部の各揺動バンド２５ａ，２５
ｂは吊下げ支持される。

【００１９】また、荷重付加用流体圧シリンダ２９の伸
長動体により中間フレーム２４に上方から荷重を付加す
るとき、その荷重は、上部揺動バンド２５ａに対して
は、上部の係合プレート４７の係合爪部４７ａが上部揺
動バンド２５ａの下部フランジ４８に上側から係合して
いる。これにより、この上部の係合プレート４７を介し
て伝わり、下部揺動バンド２５ｂに対しては、若干重な
り合うように中間フレーム２４の下面が下部揺動バンド
２５ｂの上面に載置していることにより、直に伝わる。

【００２０】荷重付加用流体圧シリンダ２９の伸長動体
により、中間フレーム２４を介して上部又は下部の揺動
バンド２５ａ，２５ｂに荷重を付加するとき、前記シリ
ンダ２９を介して反力支持フレーム１４には持上る力が
作用するので、この反力を受けるため、左右支持フレー
ム１４ａのそれぞれの先端部には前述のウエイト２２が
設けられる。

【００２１】ウエイト２２は、複数の前後方向に長い長
方形のウエイトブロック２２ａを積み重ねてなり、その
数を増減することで重さを調整できる。複数のウエイト
ブロック２２ａを安定に支持し、かつ簡易に着脱自在と
する手段は任意でよいが、図示例では、左右支持フレー
ム１４ａの先端の立下がり部１８の前面に直角外向き係
合片５０のある係合起立ガイド部材５１が取付けてあ
り、このガイド部材５１に、各ウエイトブロック２２ａ
の背面に設けた直角内向き係合片５２のある係合部材５
３を上下方向に移動させて係合できるように設けてあ
る。また、係合起立ガイド部材５１の上端よりも高い位
置にあるウエイトブロック２２ａとその下側のウエイト
ブロック２２ａとは、両側面に着脱自在に設けた連結板
５４で連結されている。また、連結フレーム２１の両端
部上面に突起５５を設け、この突起５５を最下部のウエ
イトブロック２２ａの下面の凹部５６に係合させること
によりウエイト２２はより安定に支持される。

【００２２】前記円筒ケーシングの回転圧入装置の動作
順を説明する。まず、基本動作の繰返しは次のとおり行
なわれる。 締付用流体圧シリンダ２６を短縮して、上部の揺動
バンド２５ａで円筒ケーシング１３を締付け、かつ一方
の揺動用流体圧シリンダ２７ａを伸長し、他方のシリン
ダ２７ｂを短縮することにより、この上部揺動バンド２
５ａを円筒ケーシング１３と一体に所定角度正転させ
る。このとき、荷重付加用流体圧シリンダ２９を伸長
し、中間フレーム２４を介して上部の揺動バンド２５ａ
に荷重を付加している。またこのとき、下部の揺動バン
ド２５ｂは円筒ケーシング１３を締付けを解除した状態
にある。 つづいて、締付用流体圧シリンダ２６を伸長して、
上部揺動バンド２５ａの円筒ケーシング１３への締付け
を解除したうえ、一方の揺動流体圧シリンダ２７ａを短
縮し、他方のシリンダ２７ｂを伸長することにより、上
部揺動バンド２５ａを所定角度逆転させる。 前記上部揺動バンド２５ａの逆転と同期して、下部
の揺動バンド２５ｂは締付用流体圧シリンダ２６の伸長
により円筒ケーシング１３を締付け、かつ一方の揺動用
流体圧シリンダ２７ａを伸長し、他方のシリンダ２７ｂ
を短縮することにより、この下部揺動バンド２５ｂを所
定角度正転させる。また、このとき、荷重付加用流体圧
シリンダ２９は中間フレーム２４を介して上部の揺動バ
ンド２５ａに荷重を付加している。

【００２３】前記，，の動作を順に繰返すことに
より、上部と下部の揺動バンド２５ａ，２５ｂは１０°
ないし１１°の範囲で正転と逆転（つまり揺動）を繰返
しつつ円筒ケーシング１３に連続正回転を付与でき、こ
れにより円滑かつ効率的に円筒ケーシング１３を地中に
圧入できる。前記上下部の揺動バンド２５ａ，２５ｂと
締付用流体圧シリンダ２６と一対の揺動用流体圧シリン
ダ２７ａ，２７ｂのタイミング動作を図８に示してあ
る。

【００２４】なお、本発明における基本的構成は特許請
求の範囲の請求項に記載する点にあり、発明の実施形態
に示した各部の構成は適宜設計変更して構わない。

【００２５】

【発明の効果】以上説明したように、本発明によると、
上下に配設の揺動バンドを交互に正逆回転させ、かつ正
回転時に円筒ケーシングを締結し、逆回転時にその締結
を緩める動作の繰返しにより、円筒ケーシングを連続回
転させて地中に効率よく円滑に圧入でき、複数の揺動バ
ンドを正回逆転させる手段としては流体圧シリンダ等の
構成が簡易で軽量の揺動駆動手段でよいので、従来の全
旋回圧入方式におけるごとき重量が大きく、複雑な駆動
モータ等を必要とせず、運搬や取扱いが容易であり、か
つ低コストで製作できるなどの効果を有する。

【図面の簡単な説明】

【図１】図（ａ）は図（ｂ）の左側面図、図（ｂ）は本
発明に係る円筒ケ−シングの回転圧入装置を具備した立
坑掘削機の側面概要図である。

【図２】図１（ｂ）の平面図である。

【図３】本発明に係る円筒ケ−シングの回転圧入装置の
側面図である。

【図４】図３の平面図である。

【図５】図３の側面図である。

【図６】揺動バンドと中間フレ−ムとの配置関係を示す
平面図である。

【図７】図６の正面図である。

【図８】上部と下部の各揺動バンドを締結し、かつ揺動
させる各流体圧シリンダ−のタイミングチャ−トを示す
図である。

【符号の説明】

１ 立坑掘削機 ２ キャタピラ ３ 本体部 ４ 機体フレ−ム ５ 回転圧入装置 ６ 流体圧シリンダ ７ ブ−ム ８ ガイドプ−リ− １０ ロ−プ巻取り用流体圧ウィンチ １１ ワイヤ−ロ−プ １２ バケット １３ 円筒ケ−シング １４ 反力支持フレ−ム １４ａ 左右支持フレ−ム １５ 横軸 １６ 枢軸部 １７ 山部 １８ 立下がり部 ２０ 水平先端部 ２１ 連結フレ−ム ２２ ウェイト ２３ アウトリガ− ２４ 中間フレ−ム ２５ａ 上部揺動バンド ２５ｂ 下部揺動バンド ２６ 締付用流体圧シリンダ ２７ａ 揺動用流体圧用シリンダ ２７ｂ 揺動用流体圧用シリンダ ２８ 支軸 ２９ 荷重付加用流体圧シリンダ ３０ 開口部 ３１ 後方突出部 ３２ 取付け板 ３３ 反力ガイド溝 ３４ ガイドポスト ３５ 油圧装置 ３６ 起立支持板 ３７ 連結ピン ３８ 連結バンド部材 ３９ 支軸 ４０ 締結バンド部材 ４１ 支軸 ４２ 作動杆 ４３ 固定板 ４４ 円弧状ガイドバ− ４５ ガイド金具 ４６ 固定ボルト ４７ 係合プレ−ト ４７ａ 係合爪部 ４８ 下部フランジ ４９ 上部フランジ ５０ 係合片 ５１ 係合起立ガイド部材 ５２ 係合片 ５３ 係合部材 ５４ 連結板 ５５ 突起 ５６ 凹部

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 地盤に起立配置の立坑掘削用円筒ケーシ
   ングを締結駆動手段により緊締，弛緩自在に把持でき、
   かつ揺動駆動手段によりそれぞれ個別に所定角度交互に
   正逆回転して前記円筒ケーシングを一方向に連続回転さ
   せるよう上下に配設した複数の揺動バンドと、緊締時に
   おける前記円筒ケーシングに圧入荷重を付加できる荷重
   付加手段とからなる立坑掘削用円筒ケーシングの回転圧
   入装置。
2. 【請求項２】 前記揺動バンドは連結バンド部材と、こ
   の連結バンド部材にそれぞれ一端部が枢支され、かつ相
   互に対称配置の一対の締結バンド部材とから構成され、
   この一対の締結バンド部材の各先端部が前記締結駆動手
   段である流体圧シリンダのシリンダ本体と作動杆とに支
   軸を介して連結され、かつ前記揺動バンドが支持される
   反力支持フレームに設置された前記揺動駆動手段である
   流体圧シリンダがそれぞれ前記揺動バンドに連結されて
   いる請求項１記載の立坑掘削用円筒ケーシングの回転圧
   入装置。
3. 【請求項３】 地盤に起立配置の立坑掘削用円筒ケーシ
   ングの外周を、締結駆動手段により緊締，弛緩自在に把
   持でき、かつ揺動駆動手段によりそれぞれ個別に所定角
   度交互に正逆回転できる複数の揺動バンドを上下に配設
   し、前記各揺動バンドを交互に前記揺動駆動手段により
   円筒ケーシングの外周に沿って所定角度交互に正逆回転
   させ、かつ正転時に円筒ケーシングを締結し、逆転時に
   その締結を緩める動作の繰返しで円筒ケーシングに連続
   回転を与えてこれを地中に圧入することを特徴とする立
   坑掘削用円筒ケーシングの回転圧入方法。