JP5851774B2 - フィードストロークを変更可能な低空頭用掘削装置 - Google Patents

Description

この発明は、駅プラットホーム下などの空頭が制限された現場において使用する掘削装置のフレームを延長できるようにしてフィードストロークを変更できるようにしたものであり、空頭に余裕がある場合、できるだけ掘削管のフィードストロークを大きくして掘削効率を高めることができるようにした掘削装置に関する。

営業中の鉄道の駅舎にプラットホームを増設したり、駅ビルを増改築する場合、基礎工や土留工は、鉄道営業の障害とならないよう、特に、利用者の障害とならないように運行終了後の夜間に実施せざるを得ず、また、レール上には電車用電源を供給する架線があるため、万が一にも工事機械が接触しないようにしなければならないため、通常の施工機械が使用できず、工期がかかるという問題がある。また、新たに構築する基礎は、線路と線路の間やプラットホームの下に構築することになるが、構築の際に施工機械が乗客の障害物とならないようにする必要がある。
このような課題を解決するものとして図１に示すように、スキッドベースによって水平方向に移動可能とし、このスキッドベースに立設されたフレームとマスト及びベースに設けたターンテーブルによってケリーロッドを回転駆動することによって２ｍ以下の空頭であっても設置可能な低空頭掘削装置を提案した。

特開２００７−３９９２１号公報

しかしながら、低空頭用の掘削装置であるため、空頭に余裕がある現場であっても、掘削管であるケリーロッドのフィードストロークがフレームの高さで制限され、掘削管の継ぎ足し作業を頻繁におこなわなければならず掘削効率が低いので、空頭に余裕のある現場で使用するには掘削効率が低いという問題があり、使用できる現場が限定されるため掘削装置の稼働率が低いものであった。
本発明は、空頭に余裕のある現場においては、フレームを延長できるようにし、掘削効率を高め、装置の稼働率を高くするものである。

フレーム下部にスキッドベースがスライド可能に設けてあり、フレームとスキッドベースはシリンダジャッキで連結されており、フレーム下部には独立駆動されるレベリングジャッキが設けてあり、フレームにはローラチェーンを固定したマストが設けてあると共に中央部には掘削ビットを回転駆動するターンテーブルが設けてあり、ターンテーブルの外側にはターンテーブルを駆動する油圧モータが設けてあり、マストに設けた固定ローラチェーンに噛み合うピンギヤスプロケットを有する昇降装置にスイベルヘッドが取り付けてあり、更に、マストの上部に連結可能であり、ローラチェーンが固定してある着脱可能な延長マストからなる低空頭用の掘削装置である。

この発明の掘削装置は、掘削ロッドの駆動方式がターンテーブル方式であり、フレームに設けたマストの上部に延長マストを追加設置することができるようにしてあるため、低空頭の現場でも稼動させることができると共に、空頭に余裕がある現場では延長マストを設けて掘削効率を高め、掘削装置の稼働率を高めることができる。

低空頭掘削装置の平面図。 低空頭掘削装置の側面図。 低空頭掘削装置の正面図。 ケリーロッドの斜視図。 延長マストを取り付けた低空頭掘削装置の側面図。 延長マストを取り付けた低空頭掘削装置の正面図。

この発明の低空頭掘削装置を添付の図面を参照して説明する。図１〜図３に示すように、掘削装置は、空頭が２ｍ程度と極めて制限された現場においても稼働可能であり、掘削装置の高さを１．８ｍ程度にしてある。
掘削装置は、スキッドベース１、フレーム２、マスト３、昇降装置４、及びターンテーブル３０を備えている。スキッドベース１は、１対のスキッド１ａ、１ａが連結部材１ｂで連結された枠体であり、フレーム２は、スキッドベース１のスキッド１ａ、１ａ上にガイド６を介してスライド可能に搭載されており、スキッドベース１が地盤面に接地する。スキッドベース１の後部の連結部材１ｂとフレーム２との間に油圧シリンダ７が配置され、その伸縮作動によりスキッドベース１に対してフレーム２がスライドできるようにしてある。

フレーム２の前後方向に沿う両側部には独立に駆動可能なレベリングジャッキ８、８が設けてあり、このレベリングジャッキ８を作動させることによってフレーム２をスキッドベース１と共に接地面から浮き上がらせることができる。レベリングジャッキ８を独立に駆動することによって片方のスキッド１ａを単独で地盤面から浮き上がらせることができ、斜め方向に進行させることも可能である。
全てのレベリングジャッキ８を作動させてスキッドベース１を地盤面から浮き上がらせ、油圧シリンダ７を作動させて伸縮させることによって掘削装置を尺取虫のように前後進させることができる。

フレーム２にはベースプレート９が設けられ、マスト３がベースプレート９上に立設されている。図３に示すように、マスト３は枠体であり、その前部に昇降装置４を案内する縦方向に延びる１対のガイド１０、１０が設けられている。ガイド１０、１０に沿ってローラチェーン１１が設置されており、昇降装置４にはローラチェーン１１に対応して１対のピンギヤスプロケット１２、１２が収容されており、ローラチェーン１１に沿って昇降装置４が上下動する。
昇降装置には油圧モータ１３が設けられており、この油圧モータ１３によりスプロケット１２、１２が回転し、ローラチェーン１１、１１に沿って昇降する。マスト３には昇降装置４の上昇限度位置及び下降限度位置を規定するストッパ２０ａが設けられている。
固定ローラチェーンとピンギヤスプロケットの昇降装置は、ラックアンドピニオン方式に比較して高い組立て精度が要求されず、コスト的に有利であり、また、昇降スライド面の磨耗によるがたつきに対しても柔軟に対応することができるので維持修繕が容易であると共に、費用を削減することができる。

スイベルヘッド５が昇降装置４にブラケット１４を介して取り付けられており、図４に示すケリーロッド１５がフランジ１６を介して接続される。また、このスイベルヘッド５には排泥管１７が接続されている。

ケリーロッド１５は、図４に示すように管体の両側面にチャンネル鋼などの鋼材が溶接されて回転駆動力伝達用突起４１が形成されている。管体の両端部にはフランジ４３が設けてあり、フランジ４３の下面には補強リブ４２が設けてある。一方のフランジにはケリーロッド同士を接続する際の長短のガイド４４、４４が設けてあり、接続時の位置合わせを容易にしており、他方のフランジ４３の対応する位置には位置合わせ用の穴が形成してある。

ケリーロッド４の接続はボルト４６でおこない、一方のフランジにボルトが補助具によって予め取り付けてあり、狭い空間での接続作業を容易にしている。他方のフランジ４３には対応した位置に接続用の穴が形成してある。管体の側面にはケリーロッド４を取り扱う際のクレーンのフックなどを引っ掛ける金具４７が設けてある。

マスト３の両側部にはケリーロッド１５の継ぎ足し・切り離し時に、ケリーロッド１５を吊り下げるためのアーム２３、２３が設けられている。このアーム２３、２３はマスト３にヒンジ２４を介して取り付けられ、水平面内を旋回自在である。アーム２３、２３の後端にはウィンチ２５が設けられている。アーム２３、２３の先端にはプーリ２６が設けられている。ウィンチ２５から繰り出されて、プーリ２６に掛けられて垂下するワイヤロープ２７の先端にはフック２７ａが設けられている。このフック２７ａに掛止するためのブラケット４７が、ケリーロッド１５の周面に設けられている。

ターンテーブル３０は、フレーム２に設置されている。ターンテーブル３０はこれを回転自在に支持する支持フレーム３１を有している。支持フレーム３１の内部にはターンテーブル３０の駆動伝達機構が配置されており、ターンテーブル３０の外周に形成されたリングギヤと、このリングギヤに噛み合うアイドルギヤと、このアイドルギヤに噛み合うピニオンとが配置されている。ピニオンは支持フレーム３１上に設置された油圧による駆動モータ３２に取り付けられたギヤであり、この駆動モータ３２の作動によりターンテーブル３０が回転する。

ターンテーブル３０の内周にはブッシュが着脱自在に取り付けられ、このブッシュの内周面にはケリーロッド１５の突起４１が嵌合する溝が設けられており、ターンテーブル３０の回転がケリーロッド１５に伝達され、ケリーロッド１５の先端に取り付けられたビットが回転して掘削がおこなわれる。

スイベルヘッド５が図２の二点鎖線で示す下降位置に達したら、新たなケリーロッド１５を継ぎ足す。まず、スイベルヘッド５とケリーロッド１５の接続を解除してマスト３の上部まで上昇させ、マスト３を後退させて新たなケリーロッド１５を継ぎ足す。次いで、マスト３を前進させてスイベルヘッド５と新たなケリーロッド１５を接続する。低空頭空間では、マスト３の高さをできる限り低くしてあるため、フィードストロークが小さなものとなり、掘削効率が犠牲となっている。

この問題を解決するため、マスト３の約２分の１程度の高さの延長マスト３ａをマスト３の上部に着脱自在に連結できるようにしてある。
延長マスト３ａは、図５、及び図６に示すように、マスト３と同様の枠体構造であり、前面側には昇降装置４を案内する縦方向に延びる１対のガイドが設けられ、ガイドに沿ってローラチェーン１１がマスト３に設けたローラチェーン１１と同じ間隔に配置してあり、延長マスト３ａ連結後のローラチェーン１１が直線となるようにしてある。
マスト３に設けてあったストッパ２０ａは撤去し、延長マスト３ａに設置する。
ローラチェーン１１とピンギヤスプロケット１２を有する昇降装置４は、前述のように、他の方式に比較して高い組立て精度が要求されないので組立が容易であり、マスト３及び延長マスト３ａに多少の変形があっても、昇降装置４の昇降動作にあまり影響しないので好都合である。

延長マスト３ａは底部に連結用の穴を設けた連結板が設けてあり、マスト３の上部にも同様に連結穴を設けてボルトとナットなどの連結具によって連結する。
掘削装置の高さを１．８ｍ程度にした場合のフィードストロークｆ１は約１．１ｍしか取れないが、高さ１ｍの延長マストを連結することによってフィードストロークは、図５に示すようにｆ１＋ｆ２となって約２倍に改善されるので、ケリーロッド１５の継ぎ足し交換作業の回数が同一深さを掘削する場合に約半分の回数で済むことになり掘削効率を飛躍的に高めることができる。

１：スキッドベース
２：フレーム
３：マスト
３ａ：延長マスト
４：昇降装置
５：スイベルヘッド
７：駆動シリンダ
８：レベリングジャッキ
１０：ガイド
１１：ローラチェーン
１２：ピンスプロケット
１３：駆動モータ
１５：ケリーロッド
２３：アーム
２５：ウィンチ
２６：プーリ
２７：ワイヤロープ
３０：ターンテーブル
３１：支持フレーム
３２：駆動モータ
４１：突起

Claims (1)

1. フレーム下部にスキッドベースがスライド可能に設けてあり、フレームとスキッドベースはシリンダジャッキで連結されており、フレーム下部には独立駆動されるレベリングジャッキが設けてあり、フレームには１対の平行な縦方向に延びるローラチェーンを固定したマストが設けてあると共に中央部には掘削ビットを回転駆動するターンテーブルが設けてあり、ターンテーブルの外側にはターンテーブルを駆動する油圧モータが設けてあり、マストに設けた固定ローラチェーンに噛み合うピンギヤスプロケットを有する昇降装置にスイベルヘッドが取り付けてあり、更に、マストの上部に連結可能であり、前記フレームの固定ローラチェーンに連結後に一直線となるローラチェーンが固定してある着脱可能な延長マストを含む低空頭掘削装置。

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