JPS5929820A - 水中軸受装置 - 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】 本発明は、水中での使用時における懸濁物質による磨耗
を防止すると共に、作業時には水中への圧水の拡散を行
なわずに水利溝を行なうことかできる水中軸受装置に係
るものである。

港湾又は河川の底地盤を対象とする横築工事は年を追っ
て数多く施工されるようになってきた。

それに伴って底地盤を掘削又は穿孔をする等の作業が激
増し、これらの施工に充幽する各種機械は当然に水面下
の可動部分が大部を占め、大径の軸体又は管体を回転自
在に確保するだめの水中設置の軸受装置が数多く必要と
されるようになってきた。

たとえば、港湾区域の改良工事又は付帯工事等において
は、軟弱地盤に対する強化施策が絶対に必要であり、こ
れらの地盤強化の工法のうちでも、軟弱地盤を強固な改
良地盤に変成すると共にこの改良地盤が、原則として構
成の岩盤等の支持地盤に到達するようにし、所望の構築
物に必要な強固な地盤を得ることを目的とする深層混合
処理方法は、確実にしかも短期間で軟弱地盤を強固な改
良地盤となし得る手段として広く採用されるようになっ
てきた。

この上う々地盤改良手段にあっては、地盤層への穿孔掘
削をはじめ、開削局部内における攪拌調整等に用いるビ
ット又は攪拌翼を回転させる駆動軸が不可欠である。そ
して、これらの駆動軸は改良を必要とする軟弱地盤の厚
さ並びに水底の堆積物層の厚さの合計より長い延長を有
するものとしなければ強固な支持地盤まで到達すること
ができず、さらにこのような長い駆動軸では中間部分で
この軸に平行する主管に設けた軸受で保持しなければ、
回転貫入時にけ駆１１７軸は撓み又は寄生撮動を生じて
、駆動機よりの駆１Ｌｂ力を効率よく伝−達することが
できず、その結果、主管に設ける軸受装置１カは工事の
成否を左右することになり、水中で大荷重に而ｊえるこ
とができる軸受装置が必要である。

水中でしかも工事に伴なう懸濁質の多い場所で、著大な
荷重に耐えるものであるだめには、陸上に設置される軸
受装ｆｆｆ：に比較して種種の苛酷な灸件が多くなって
、それに対応できる構成が求められ多重子ｐな技術が開
示されている。たとえば、液体４ｖｊ滑も各種の機構と
組合わせて用いとれていても、グランドパツキン等の通
常の水封機構では懸濁質又は作栗上の取扱対象物の影響
により水封効果が低下し易く、完全な潤滑状態の保全が
困雌となる場合が多かったのである。また、特に海域若
しくは河川域の底地盤部に施工するような場合には、こ
のような軸受装置部分から潤滑液が外部へ排出又は洩出
することになると、水底に堆積しているヘドロを附近−
帯に拡散させることになって施工作業を妨害し、さらに
水中打設スラリー若しくは硬化発現材等に対し、これを
希釈して化学的な悪影響を及はしたυ或いは凝結セット
を阻害するような物理的な悪影響をもたらすことも頻発
し、これらのトラブルを解決することが、水底地盤への
各種構築工事を円滑に施工する上での大きな課題どなっ
ていだのである。

本発明は斯かる現況に鑑がみ、水中構築用機械の回転部
を支承するのに、施工上不可避な懸濁質が多い場所で大
荷重を安定した潤滑で支保し、さらに４１１滑川流体が
施工中の局部へ洩出することを絶無とした水中軸受装置
を提案せんとしてなされたものであって、具体的には回
転軸を囲繞するブツシュ内面に軸方向に沿う細溝を多数
刻設すると共にこのブツシュの両端部及びその中央部に
それぞれ環状溝を設け、中央環状溝に圧力水を注入し端
部の環状溝を満した後、ブツシュの端末部と回転軸面と
の微かな隙間から浴出する間に、ブツシュ内周面と回転
１１１外周面との隙間全域にわたって４ｂ’］滑用水膜
を形成するような流体軸受を躯幹部とし、このものに溢
水を水中に放散させない機能とさらに軸受機構中に水中
の懸濁質又はヘドロ等が侵入しない機能とを付加して１
体に形成した水中軸受装置の提供を目的としている。

以下、本発明の１実施例を図面に基づき説明する。）第
１図に示すような水底の地盤改良工事を施工する深層混
合処理機（１）（以下、処理機と略称する場合は本機を
指す。）は、水面上に撃留定置されるポンツーンに設備
された作業槽より駆動機（２）が昇降自在に懸吊され、
該駆動機（２）から主管（３）及び駆動軸（４）（４）
がそれぞれ垂直方向に伸び１．駆動軸（４）の先端には
ビット（５）並びに従属する扉拌翼（６）を配設すると
共に、主管（３）および／又は各駆動軸（４）の先端か
らスラリー状の地盤硬化材を適宜吐出可能とし、さらに
、主管（３）には水中軸受装置θ０を突設して駆動軸（
４）を支承している。

このような深層混合処理機（１）は第１図の（λ）、（
ｂ）、（Ｃ）、（ｄ）又は（ｅ）に示すように、水面か
ら降下させ（（３）の状態。）水深（ロ）下の軟弱地盤
面（８）に達したなれば、駆動機（２）により駆動軸（
４）（４）を回転させて軟弱地盤層（＋７）へ掘進し、
同時に駆動軸（４）および／又は主管（３）の先端部よ
シ地盤硬化材を吐出させなから掘進を続け（（ｂ）の状
態。）、安定な支持地盤（９）Ｋ連通したならば（（Ｃ
）の状態。）、地盤硬化相の吐出は停止し深層混合処理
機（１）を上下させて、掘進孔中の土砂とセメントミル
ク若しくは樹脂等の地盤硬化材とを所定配合比を保って
均一に混合するように配合し、さらに各部均等に分布す
るようにして処理ｔａ（１）を上げて主管（３）及び駆
動軸（４）（４）を引抜き（（ｄ）の状態）、下部が安
定な支持地盤（９）に食込み確実に結合し、上部は軟弱
地盤（杓を貫通して水底に達する強固な改良地盤０］）
を形成し、深層混合処理機（１）は次の施工予定地へと
移動する（（ｅ）の状態。）という公知の作業を反復継
続している。

従って、掘進中、上下攪拌中並びに引抜中における水中
軸受装置００からは、この例における駆動軸（４）の回
転を円滑にする潤滑液が該水中す１１１受装置０（車外
へ排出され又は洩出することは絶対に禁忌すすべき要件
であるし、同時に水底に堆積するヘドロ又は軟弱地盤ｊ
第１削中に生ずる土砂の軸受内部への侵入は絶無としな
ければならず、当然に、軟弱地盤層（秒を貫入する部位
又は軟弱地盤面（８）に近接する部位の水１１Ｑｌ＋受
装置はこれらの条件を充足するものでなければならない
。

その結果、本発明の水中＋Ｉ１１受装置の１実施例を示
すと第２図Ｘは第３図に示すよな構成となっている。す
なわち、水中軸受装置θＯはブラケットａ鰐を介して、
そのケーシングθηが主管（４）に定着されて卦シ、必
要に応じてスリーブθカを被嵌した駆動軸（４）が内部
を挿通し、水中軸受装置００の中心部を占める液体潤滑
部０・０においてラジアル荷重を支承されて、駆動軸（
４）先端に装着されたビット（５）及び攪拌Ｒ（６）の
掘削並びに攪拌時の偏荷重或いは増減速があっても、捩
れ若しく捗れを生ずることなく駆動軸（４）の軸心を保
全し、上記のごとき特定条件下における円滑な回転が確
保されている。

液体潤滑部Ｏａは、必要に応じてスリーブθカを被嵌し
た駆動軸（旬を、ブツシュθｇが１２１　Ｋ丸しブツシ
ュθザ内周面とスリーブαη外周面とは王水による水膜
面にて潤滑されるに最適な構成となされている。

すなわち、ブツシュ０ｇの材質は水に対する個れ特性に
すぐれた、たとえば合成樹脂であって、ブツシュ（１４
ｙ内周面に軸方向に沿う部分を主とする細溝を多数刻設
すると共にこのブツシュθ４Ｙの当シ面の両側端部及び
中央部にそれぞれ環状溝を設けて各細溝と各環状溝とを
連結せしめ、中央環状溝より圧力水を注入し端部環状溝
に到達してこれらを満した後、ブツンユ０４ｙ′の端末
部内周面と回転軸面（本実施例ではスリーブ面）との極
微な隙間から該圧水が浴出する間に、ブツシュαｑ内局
面と回転軸スリーブαη外周面との隙間全域にわたって
潤滑用水膜を形成するものであシ、特許第４０８３４９
号（特公昭８７−１１７０２号）、特許第５１６９９８
号（特公昭４２−２４９４２号）又は特許第５８３８８
５号（特公昭４３−９４８２号）等の技術的事項を充足
するもの或いはそれらと均等若しくはそれらから導かれ
る考察を具体化した構造のものを用いることができる。

そして、斯かる液体潤滑部０めの両端末部には、駆動軸
体を包囲して環状空間部分である圧水リングθａ１０８
）を設け、これらの王水リングθｇ）ｇａ＋にそれぞれ
接してリキッドシール部θＩ）θつを配設し、さらにそ
れらのリキッドシール部（ｌｆｌ　Ｑ！−Ｄの夕ｉ側に
はダストシール部θＯθＱを順列して設け、液体潤滑部
（ＩＪを中に挾んで各個に設けられたリキッドシール部
ＯＱ並びにダストシール部ＯＱを１体としてケーシング
θη中に納めである。

リキッドシール部θ９の内部には■パツキン（１１を設
けてこれらにバネ圧を加え■パツキンの内縁周が駆動軸
体表面を均一に圧迫し、その前後に装入した押えパツキ
ンと協働して駆動軸体を回転可能とする状！川で水封機
能を達している。

−上だ、各リキッドシール部ＱＱθＱの外側にそれぞれ
順列するダストシール部（１υα０の内部にはＵパツキ
ン０９０ｇを、それらのリップ側が上記リキッドシール
部０１から外側に臨む線沿いを指向するようにする。

液体４′・１滑部θ→の中央環状溝部、２つの圧水リン
グＯ→０功及びそれぞれのリキッドシール部ＯＱとダス
トシール部００との境界部に相当するケーシング（２）
の各位置にはそれぞれ通水孔を穿設し、ブツシュθ４Ｙ
の中央環状溝に達する王水注入口ＱＬ各圧水リングＯＢ
Ｉ　Ｏａｌよりケーシングθ色へ通ずる圧水排出日輪・
ダストシール部θＧへの注入口げとなし、圧水注入口θ
侍には注入パルプ（ハ）を介して王水注入管Ｑυを接続
し、又圧水排出日輪には回帰パルプ（ハ）を介して圧水
回帰管（イ）を接続し、さらに王水回帰管に）において
王水排出口軽）と回帰バルブ（ハ）との中間よりＩｒ：
水放出管（イ）を分岐してダストシール部ｏｎ　ヘ（７
）　注入口いγへ接続すると共に王水回帰管と注入口と
の間には放出パルプ（ハ）を介在させるのである。

なお、各配管及び各パルプは、第２図又は−第３図にお
いては線図的に表現されているが、処理機の上下並びに
混合等の操業に耐える構造であって可能な限り主管の内
部空間に収容され、特にパルプ類は深層混合処理機を装
備せるポンツーン上の操作室等よシ遠隔操作されること
はいうまでもない。

このように構成された本発明の水中軸受装置の実際使用
に際しては、第１図に例示されるごとく主管並びに駆動
軸の実効部長さに対応できる個数配設し、駆動機によシ
スラスト荷重を支保される駆動軸の円滑な回転駆動を担
保する。具体的な操作を順を追って説明すると、第１図
（ａ）に示すごとく、処理機を目的とする地盤改良予定
地点の直上部に位置させ、水中軸受装置００の各パルプ
を操作して、周知手段により処理機（１）に導入され主
管（３）を介して送られる圧力水を液体潤滑部α→内に
圧入・流通させる。

すなわち、注入パルプＱＡと各回帰バルブ０９（ハ）と
を開き、各放出パルプに）（イ）を閉じる。この状態で
け圧水注入管Ｑυよシ圧入される圧水がブツシュαガと
駆動軸に被嵌した硬質材の効果を有するスリーブ０７１
との間に圧力水膜を生起して、との部分で充分な潤滑機
能を果す。ついで、この王水はブツシュ（＋４）’の両
側端より圧水リングθ１９０Ｅ９に吐出され、圧水排出
口（イ）翰から開かれている回帰バルブ（２）（ハ）を
通り王水回帰管（イ）を経由して、潤滑水の加圧装置に
回帰しこのサイクルを反復継続する。この間にあっては
、王水回帰管（イ）の叉部よりそれぞれ分岐する王水放
出管（Ｉ■設けた放出パルプ（イ）（ホ）は閉じられて
おり、両王水リングθυθＱにそれぞれ隣接するリキッ
ドシール部０ＱＯ→におけるＶパツキン０ぼを主とする
駆動軸のスリーブ周に対する閉封効果とさらにＵパツキ
ン（Ｉｆｆを主とするダストシール部θＱによる懸濁質
の侵入防止効果と相俟って、液体憫滑部０４）に必要な
圧水は注入量と回帰量とが平衡して、加圧潤滑水が本発
明軸受装置外へ浴出逃散することを完全に抑止し、第１
図の（ｂ）〜（ｄ）に示すとどき施工操業中に潤滑用圧
水の軸受装置外への逸脱外によりヘドロ等の水底堆積物
の拡散による水質汚染或いは地盤改良工事への悪響を及
ばずことを絶無となし得だのである。

ついで、第１図（ｅ）に示すごとき深層混合処理機（１
）を被処理軟弱地盤層（りよυ引抜いたならば、その後
には支持地盤（９）に連結した改良地盤◇ηが形成され
ておυ、そうなれば処理機（１）を次の所定地点に移動
させて同じ操業を反復するが、その間において、処理機
の深度又は占位点が、打設直後の改良地盤又は軟弱地盤
上の堆積ヘドロ等に影Ｗを与えない帯域を選び、注入パ
ルプ（ハ）と各放出パルプ（ト）（イ）とを開き、各回
帰バルブ（ハ）（ハ）を閉じる。この状態では圧水注入
管Ｑ］）よシ圧入される圧水が液体４１滑部０ａを機能
化させて圧水リング（１線θ枠に充満し、王水排出口（
イ）（ホ）から開かれている放出パルプいや（ハ）を介
して王水放出管（ハ）（イ）を経由し、リキッドシール
部０りとダストシール部αＱとの間の注入口げよりダス
トシール部（ｌｌ’ｊへ圧入される。そしてダストシー
ル部θＱに内装されるＵパツキンθｑのビハインド側よ
り作用してＵパツキンげのリップを閉じさと せながらケーシング（６）エンドへと王水は流通し、こ
のダストシール部θｂ）でケーシングθψ内への侵入を
阻止され該部分に夾存していたヘドロ若しくは地盤硬化
進捗中のスラリー等のすべての懸濁質を、逆にダストシ
ール部θＯよシ離脱させ、軸受装置のケーシング外へ放
出し、懸濁質の侵入による潤滑機能の低下並びに各部構
成部材の損耗を抑止して１確実な機能と安定した耐用性
を兼備した水中軸受装置となし得たのである。

以上説明したごとく本発明の水中軸受装置は、外部へ潤
滑水を浴出させないことと、外部より土砂等の懸濁質若
しくは底地盤罰則きシ粉等を潤滑部に侵入させないこと
とを両立させ、その上、ダストシールにて液体潤滑部へ
の侵入を阻止された懸濁質等は単純な操作でこれを除脱
し清浄化することができるのであシ、液体潤滑部、リキ
ッドシール部及びダストゾール部は個々には、同じ作用
効果を有するものであれば適用可能であることは本発明
の有利な点であり、斯かる条件を満たずものであれば、
その技術的思想は上記の実施の語例に限定されることは
なく、これらから導かれる転用、変形又は応用等はすべ
て本発明の技術的範［２ｉ１Ｐこ包含されることはいう
寸でもない。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の１実施例が水中作業に適用されるとき
の具体的な説明図、第２図は本発明の１実施例装置の１
％ｌｔ心に対する横断々面図、第３図は第２図における
ＩＩＩ　−１視縦断々面図を示す。 ０ン・・・水深　　　　　　　Ｏ→・・・軟弱地盤層（
］）・・・深層混合処理機　　（２）・・・駆動機（３
）・・・主管　　　　　　　（４）・・・駆動軸（８）
・・・軟弱地盤面　　　　（９）・・・支持地盤θ９・
・・水中軸受装置　　　（［］）・・・改良地盤θΔ・
・・ケーシング　　　　θト・・ブラケット（Ｍ）・・
液体潤滑部　　　　ｏｑ−・“ブツシュ０！ヤ・・・リ
キッドシール部　０γ・・・ＶパツキンＯｆＳ・・・ダ
ストシール部０（’ｆ・−・ＵパツキンＯＥ◇・・・圧
水リング　　　　０鴫・・・圧水注入口α）・・・圧゛
水排出口　　　　Ｑυ・・・王水注入管（ホ）・・・圧
水回帰管　　　　（イ）・・・王水放出管（ハ）・・・
注入バルブ　　　　（ハ）・・・回帰バルブ（イ）・・
・放出パルプ （ａ） （Ｃン

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 両端面をそれぞれ回転軸挿通部としたケーシング内部に
   １圧力液体の注入によシ回転６１１体とブツシュとの微
   細間隙部に薄氷膜を生起させる液体潤滑部を設けこの液
   体潤滑部の両側端部より適宜の間隔を隔てて、水封機能
   を有するリキッドシール部をそれぞれ配置してこれらの
   雨間隔部を圧水１ｙングに形成し、さらに各リキッドシ
   ール部の外側には、外部よりの懸濁質の侵入を防ぎ内部
   よシは外部へ向って王水の排出が可能なダストシール部
   をそれぞれ配置し、ケーシング内に液体潤滑部を挾んで
   両側に王水リング、リキッドシール部及びダストシール
   部をそれぞれ回転軸を取巻き、順列させて装着すると共
   に、液体潤滑部に注入バルブを介して圧水注入管を接続
   し、各圧水リングにはそれぞれ回帰バルブを介して王水
   回帰管を接続し、そして各圧水リングと各回帰バルブと
   の中間よりそれぞれ放出バルブを介在させた圧水放出管
   を分岐させてリキッドシール部とダストシール部との境
   界部に接続したものとなし、注入バルブ及び両回帰バル
   ブを開き、両放出バルブを閉じるときは圧水注入管よυ
   液体潤滑部へ圧送される王水が圧水リングを満した後、
   ケーシング外へ海山することなく王水回帰管を経て循還
   し、また、注入バルブ及び両放出パルプを開き、両回帰
   パルプを閉しるときは王水が両ダストシール部に導かれ
   てダストシール部中の１７す濁質を排除しつつダストシ
   ール部よυケーシング外へ放出される構成としたこ軸 とをｔＰｋ徴とする水中受装置。 △