JP6338922B2 - 軌陸両用掘削機 - Google Patents

Description

本発明は、垂直方向に立設するリーダを備える掘削機本体と、軌道上を走行するための軌道用車輪と、陸上を走行するための走行装置と、掘削により発生するモーメントを受けるためのアウトリガジャッキとを有する軌陸両用掘削機に関するものであり、具体的には軌陸両用掘削機が軌道上にある場合に、操作の助けになるようなレバーをロックする部品を備える技術に関する。

杭打ち工事や地盤改良工事などが鉄道の路線付近で行われる場合、クローラだけを備えた掘削機では不便なこともある。クローラを備えた掘削機であっても線路付近での作業を行うことは可能だが、クローラでの移動によって軌道を傷つける虞があり、また、軌道の存在がクローラでの移動を妨げる為に、掘削作業性は著しく低下するからである。この問題を解決するために、特許文献１のような技術が開示されている。

特許文献１には、軌陸両用車に関する技術が開示されている。陸上走行手段を有する走行体に、昇降自在の軌道用車輪を備え、軌道用車輪の昇降によって陸上走行と軌道上走行との切り替えが可能な軌陸両用車で、軌道用車輪を上昇させた状況で、走行方向の両端部から突出しないように収納が可能な構成となっている。

特開平９−１４２１１６号公報

しかしながら、軌道上で軌陸両用車が移動する場合、軌道走行用の専用の操作パネルが設けられるわけではなく、陸上走行用のレバーを用いて操作する必要がある。そして、陸上走行用のレバーはクローラが左右で異なる方向に回転するように制御できるのに対して、軌道上走行用に用いる場合は、左右の車輪で同じ方向に回転するよう制御する必要があるなど、陸上走行時と軌道上走行時では操作方法が異なる。このため、操作ミスを防止するような技術が求められていた。この様な課題は特許文献１には示されていない。

そこで本発明は、かかる課題を解決すべく、レバー操作の誤りを防止する機能を備えた軌陸両用掘削機を提供することを目的とする。

前記目的を達成するために、本発明の一態様による軌陸両用掘削機を、以下のような特徴を有する。

（１）陸上を走行する左右一対のクローラと軌道上を走行する軌道用車輪を備えた下部走行体と、該下部走行体の上部に旋回可能に保持される上部旋回体と、掘削装置を昇降可能に支持すると共に前記上部旋回体の前方に起伏可能に保持されるリーダと、を備えた軌陸両用掘削機において、前記クローラの右側を操作する右操作レバーと、前記クローラの左側を操作する左操作レバーと、前記クローラで走行する陸上モードと前記軌道用車輪で走行する軌道モードとを切り替える切替スイッチと、を備え、該切替スイッチで前記軌道モードを選択した際に、前記右操作レバーと前記左操作レバーの頭部を一体化するキャップを装着し、前記右操作レバーと前記左操作レバーを同時に操作すること、を特徴とする。

上記（１）に記載の態様により、右操作レバーと左操作レバーの頭部をキャップによって一体化することで、右操作レバーと左操作レバーを同一方向に操作出来るようになる。そして、陸上モードの際には右操作レバーと左操作レバーとは別々に操作可能だが、軌道モードにした際には、右操作レバーと左操作レバーにキャップを装着することで、同時に操作することができ、誤操作を防ぐことが可能となる。この結果、軌陸両用掘削機のオペレータの誤操作を防ぎ、オペレータの心理的負担を軽減することが可能となる。

（２）（１）に記載の軌陸両用掘削機において、前記右操作レバーのシャフトと前記左操作レバーのシャフトを連結するブラケットを備え、該ブラケットは、前記右操作レバーのシャフト又は前記左操作レバーのシャフトの一方に固定される固定部分と、該固定部分に回動可能に軸支されると共に、倒伏することで他方の前記左操作レバーのシャフト又は前記右操作レバーのシャフトを保持するプレートと、を備えること、が好ましい。

上記（２）に記載の態様により、右操作レバーと左操作レバーの連結がキャップだけでなくブラケットでも連結される。この為、右操作レバーと左操作レバーとの連結をより確実に行うことが可能となり、可倒式のプレートによる連結であるため、簡易な操作での連結が可能となる。よって、軌陸両用掘削機のオペレータの誤操作を防ぎ、オペレータの心理的負担を軽減することが可能となる。

本実施形態の、軌陸両用掘削機の左側側面図である。 本実施形態の、軌陸両用掘削機の平面図である。 本実施形態の、軌陸両用掘削機の正面図である。 本実施形態の、軌陸両用掘削機が軌道上を移動している状態を示す側面図である。 本実施形態の、２列の軌道が敷設された線路近傍で掘削工事を行う場合の平面図である。 本実施形態の、運転台の内部の様子を示す側面図である。 本実施形態の、運転台の内部の様子を示す平面図である。 本実施形態の、運転台の内部の様子を示す正面図である。 本実施形態の、レバー部分の拡大側面図である。 本実施形態の、レバー部分の拡大正面図である。 本実施形態の、連結ブラケットの平面図である。 本実施形態の、軌陸両用掘削機に用いる油圧回路である。

まず、本発明の実施形態について図面を用いて説明を行う。図１に、本実施形態の軌陸両用掘削機１００の左側側面図を示す。図２に、軌陸両用掘削機１００の平面図を示す。図３に、軌陸両用掘削機１００の正面図を示す。なお、図１乃至図３に示す軌陸両用掘削機１００は、陸上走行状態にあるものを示している。軌陸両用掘削機１００は、下部走行体１１０と上部旋回体１２０を備えている。下部走行体１１０には、不整地を走行するクローラ１１と、軌道上を走行する軌道用車輪前輪１２及び軌道用車輪後輪１３が備えられている。軌道用車輪前輪１２は軌道前輪用油圧シリンダ１４によって上下方向に移動し、軌道用車輪後輪１３は軌道後輪用油圧シリンダ１５によって上下方向に移動する。図１に示される状態は、軌道前輪用油圧シリンダ１４及び軌道後輪用油圧シリンダ１５の後退端にあり、軌道用車輪前輪１２及び軌道用車輪後輪１３が上昇している状態である。

又、下部走行体１１０には旋回装置１６を備えており、上部旋回体１２０を旋回自在に保持している。上部旋回体１２０には、ベース１７の前方に前方アウトリガジャッキ２３（右前ジャッキ２３ａ、左前ジャッキ２３ｂ）と後方に後方アウトリガジャッキ２５（右後ジャッキ２５ａ、左後ジャッキ２５ｂ）がそれぞれ２つずつ備えられている。前方アウトリガジャッキ２３及び後方アウトリガジャッキ２５によって軌陸両用掘削機１００の車体を持ち上げたり、軌陸両用掘削機１００でオーガ２２を用いて掘削する際に車体の振動を抑えるよう支持したりすることができる。ベース１７の上部にはオペレータが搭乗する運転台１８が備えられ、地面を掘削するオーガ２２を昇降可能に保持するリーダ２０が備えられている。リーダ２０は、油圧シリンダ２１によって起立・倒伏が可能な構成となっている。

図４に、軌陸両用掘削機１００が軌道上を移動している状態を側面図に示す。軌陸両用掘削機１００は、油圧シリンダ２１が後退端にあり、リーダ２０が倒伏した状態にある。又、軌道前輪用油圧シリンダ１４及び軌道後輪用油圧シリンダ１５が前進端にあり、軌道用車輪前輪１２及び軌道用車輪後輪１３が降りた状態で軌道上を走行可能な状況となっている。すなわち、軌道用車輪前輪１２及び軌道用車輪後輪１３がクローラ１１より下側に配置されている。そして、軌道用車輪前輪１２及び軌道用車輪後輪１３は軌道Ｒの上端と係合されている。軌陸両用掘削機１００は図４に示す様な状況で軌道上を自走することができる。図４の状態では、軌陸両用掘削機１００の最大高さ及び最大幅は、鉄道会社で規定された車両限界（例えば、最大幅３０００ｍｍ、最大高は４１００ｍｍ）以内に納められている。

図５に、２列の軌道が敷設された線路近傍で掘削工事を行う場合の平面図を示す。この際には、上部旋回体１２０が下部走行体１１０に対して９０度旋回した状態として描かれている。また、図５に示されるように第１軌道Ｒ１と第２軌道Ｒ２は並列に敷設されており、この間に仮想的な中心線ＣＬが示されている。第１軌道Ｒ１の中心である第１軌道中心Ｒ１Ａと第２軌道Ｒ２の中心である第２軌道中心Ｒ２Ａとの間の距離を軌道間距離Ｌ１とすると、軌道間距離Ｌ１の１／２の距離に中心線ＣＬが配置される。ここで、可動距離Ｌ２が定義され、可動距離Ｌ２は、第１軌道中心Ｒ１Ａから中心線ＣＬまでの距離である。軌陸両用掘削機１００の回転中心ＫＫから旋回半径Ｌ４の描く円は、中心線ＣＬより第１軌道中心Ｒ１Ａ側にあることが望ましい。よって、可動距離Ｌ２より旋回半径Ｌ４が小さく設定されている。

図６に、運転台１８の内部の様子を側面図に示す。運転台１８には、正面操作盤３０や側面操作盤３１が備えられており、複数の操作レバーやスイッチ類がそれぞれに配置されている。図７に、運転台１８の内部の平面図を示す。正面操作盤３０は第１操作盤３２と第２操作盤３３が備えられている。シート３５にはオペレータが座る。そして、第２操作盤３３には、オーガ回転レバー４１、右操作レバー４３、及び左操作レバー４４が備えられる。オーガ回転レバー４１はオーガ２２を回転させる操作レバーである。右操作レバー４３はクローラ１１の右側を操作する操作レバーであり、左操作レバー４４はクローラ１１の左側を操作する操作レバーである。

図８に、運転台１８内部の正面図を示す。図９に、レバー部分の拡大側面図を、図１０に、レバー部分の拡大正面図を示す。図１１に、連結ブラケット６０の平面図を示す。第２操作盤３３に備えられる右操作レバー４３と左操作レバー４４には、図８に二点鎖線で示したキャップ５０が被せられる。このキャップ５０は、樹脂性又はゴム素材を使ったもので、下面に右操作レバー４３と左操作レバー４４の先端部を覆うような穴が設けられ、右操作レバー４３と左操作レバー４４の上から被せるようにして右操作レバー４３と左操作レバー４４とを一体化することができる部品である。キャップ５０の外周部は、オペレータが握って操作し易いように、角をとるなどの加工がなされている。

右操作レバー４３と左操作レバー４４には、キャップ５０の他に連結ブラケット６０が備えられている。図１０及び図１１に示すように、連結ブラケット６０は右操作レバー４３のシャフト４３ａに固定部６１がボルトで締め込まれて固定されている。固定部６１には回転支持部６２が固定され、回転支持部６２にはＵ字に切り欠かれたプレート６３が回動可能に取り付けられている。プレート６３は起立・平伏が可能に回転支持部６２に軸支され、倒された状態で図１１に示すように左操作レバー４４のシャフト４４ａをＵ字に切り欠かれた部分で保持する構成となっている。

この様なキャップ５０及び連結ブラケット６０は、軌陸両用掘削機１００が軌道用車輪前輪１２及び軌道用車輪後輪１３が降りた状態の、軌道モードの際に取り付けられる。したがって、運転台１８に乗り込んだオペレータは、右操作レバー４３と左操作レバー４４とを一緒に操作することが可能となる。

図１２に、軌陸両用掘削機１００に用いる油圧回路図を示す。油圧回路３００は、運転台１８より軌陸フレーム上げＬｉ１、軌陸フレーム下げＬｉ２、左走行前進Ｌｉ３、左走行後退Ｌｉ４、右走行後退Ｌｉ５、及び右走行前進Ｌｉ６とドレーンＤが、旋回装置１６に備えられるスイベルジョイント２７を介して下部走行体１１０側に接続されている。そして、クローラ走行用回路３０１と軌道上走行用回路３０２とにそれぞれ接続され、左側切替回路３０４と右側切換回路３０５とでそれぞれのモードが切り替えられる。左側切替回路３０４には、左走行前進Ｌｉ３の接続先、及び左走行後退Ｌｉ４の接続先をそれぞれクローラ走行用回路３０１か軌道上走行用回路３０２に切り換える切換バルブが備えられる。右側切換回路３０５には、右走行後退Ｌｉ５の接続先、及び右走行前進Ｌｉ６の接続先をそれぞれクローラ走行用回路３０１か軌道上走行用回路３０２に切り換える切換バルブが備えられる。つまり、左側切替回路３０４及び右側切換回路３０５を切り替えることで、陸上モードと軌道モードとを切り替えることができる。

クローラ走行用回路３０１には、クローラ右側１１ａを制御する右制御回路３１２とクローラ左側１１ｂを制御する左制御回路３１１を備える。左制御回路３１１には左走行前進Ｌｉ３と左走行後退Ｌｉ４が接続され、右制御回路３１２には右走行後退Ｌｉ５と右走行前進Ｌｉ６とが接続される。

右操作レバー４３が前に倒されることで右走行後退Ｌｉ５に油圧が供給され、右制御回路３１２に備える油圧モータ３１２ａがクローラ右側１１ａを前進する方向に駆動する。右操作レバー４３が後ろに倒されることで右走行前進Ｌｉ６に油圧が供給され、右制御回路３１２に備える油圧モータ３１２ａがクローラ右側１１ａを後退する方向に駆動する。一方、左操作レバー４４が前に倒されることで左走行前進Ｌｉ３に油圧が供給され、左制御回路３１１に備える油圧モータ３１１ａがクローラ左側１１ｂを前進する方向に駆動する。左操作レバー４４が後ろに倒されることで左走行後退Ｌｉ４に油圧が供給され左制御回路３１１に備える油圧モータ３１１ａがクローラ左側１１ｂを後退する方向に駆動する。

軌道上走行用回路３０２には、軌道用車輪前輪１２を制御する前輪制御回路３２１と軌道用車輪後輪１３を制御する後輪制御回路３２２を備える。前輪制御回路３２１には左走行前進Ｌｉ３及び左走行後退Ｌｉ４が接続され、後輪制御回路３２２には右走行後退Ｌｉ５と右走行前進Ｌｉ６とが接続される。

右操作レバー４３及び左操作レバー４４が前に倒されることで、左走行前進Ｌｉ３に油圧が供給され、油圧モータ３２１ａが軌道用車輪前輪１２の前進方向に駆動すると共に、右走行後退Ｌｉ５に油圧が供給され、油圧モータ３２２ａが軌道用車輪後輪１３の前進方
向に駆動する。一方で、右操作レバー４３及び左操作レバー４４が後ろに倒されること
で、左走行後退Ｌｉ４に油圧が供給され、油圧モータ３２１ａが軌道用車輪前輪１２の後
退方向に駆動すると共に、右走行前進Ｌｉ６に油圧が供給され、油圧モータ３２２ａが軌道用車輪後輪１３の後退方向に駆動する。

軌陸フレーム上げＬｉ１は、軌陸フレーム前回路３４１に作用し軌道前輪用油圧シリンダ１４を動作させ、軌陸フレーム下げＬｉ２は、軌陸フレーム後回路３４２に作用し軌道後輪用油圧シリンダ１５を動作させる。ブレーキユニット回路３３０は、クローラ走行用回路３０１と軌道上走行用回路３０２の両方に作用し、油圧モータ３１１ａ、３１２ａ、３２１ａ、及び３２２ａに対して、軌陸両用掘削機１００が減速するように作用する。

本実施形態の軌陸両用掘削機１００は上記構成であるので、以下に示すような作用及び効果を奏する。

例えば、オペレータの操作ミスなどで軌道上移動モードの際に左走行前進Ｌｉ３乃至右走行前進Ｌｉ６の何れか１つだけを操作してしまい、軌陸両用掘削機１００の誤動作を引き起こすようなことを防ぐことができる。これは、軌陸両用掘削機１００が、以下のような構成となっているためである。陸上を走行する左右一対のクローラ１１と軌道上を走行する軌道用車輪１２、１３を備えた下部走行体１１０と、下部走行体１１０の上部に旋回可能に保持される上部旋回体１２０と、掘削装置であるオーガ２２を昇降可能に支持すると共に上部旋回体１２０の前方に起伏可能に保持されるリーダ２０と、を備えた軌陸両用掘削機１００である。

そして、クローラ右側１１ａを操作する右操作レバー４３と、クローラ左側１１ｂを操作する左操作レバー４４と、クローラ１１で走行する陸上モードと軌道用車輪１２、１３で走行する軌道モードとを切り替える切替スイッチ（左側切替回路３０４及び右側切換回路３０５に備えるスイッチ）と、を備え、切替スイッチで軌道モードを選択した際に、右操作レバー４３と左操作レバー４４の頭部を一体化するキャップ５０を装着し、右操作レバー４３と左操作レバー４４を同時に操作することを可能とする構成である。

具体的には、右操作レバー４３と左操作レバー４４とを、シャフト４３ａ又はシャフト４４ａの部分で連結する連結ブラケット６０を備え、連結ブラケット６０は、右操作レバー４３又は左操作レバー４４の一方のシャフト部分に固定される固定部６１と、可倒式のプレート６３を備えて、プレート６３を倒すことで、他方のシャフト部分を保持する。こうすることで、右操作レバー４３と左操作レバー４４とが一体化され、誤った操作をすることを防ぐことができる。

軌陸両用掘削機１００の駆動系は、図１２に示すように油圧モータ３１１ａ、３１２ａ、３２１ａ、及び３２２ａを用いている。この為、軌道用車輪前輪１２及び軌道用車輪後輪１３もクローラ１１（クローラ右側１１ａ及びクローラ左側１１ｂ）も油圧モータ３１１ａ、３１２ａ、３２１ａ、及び３２２ａにて駆動される。これを操作するのが運転台１８の正面操作盤３０や側面操作盤３１に設けられた操作レバーやスイッチ類である。

特に軌陸両用掘削機１００の移動には、第２操作盤３３に備えられる右操作レバー４３及び左操作レバー４４が用いられる。しかし、陸上モードで使用されるクローラ１１はクローラ右側１１ａとクローラ左側１１ｂの回転方向が異なるケースがあるのに対して、軌道モードで使用される軌道用車輪前輪１２及び軌道用車輪後輪１３は、前後で回転方向が異なる操作を必要としない。しかし、運転台１８で軌陸両用掘削機１００を操作するオペレータにとってみれば、軌陸両用掘削機１００の移動を制御する操作レバーが複数設けられることは好ましくない。このため、軌道モードでは、右操作レバー４３と左操作レバー４４を同一方向に倒して操作することになる。

ただし、右操作レバー４３と左操作レバー４４が異なるタイミングで倒されてしまうと、軌道モードでは都合が悪い。そのような場合には片輪を引きずるような動作となってしまうためである。この為、キャップ５０や連結ブラケット６０の様な手段で一体化されることが望ましく、可能な限り簡易な手法であることが望ましい。キャップ５０を用いれば、キャップ５０に設けられた穴で右操作レバー４３と左操作レバー４４のそれぞれの頭部を一体化するため、同時に操作することが容易になる。又、オペレータに軌道モードであることが意識づけられる効果もある。また、連結ブラケット６０を設けることでより安全にかつ容易に右操作レバー４３と左操作レバー４４が連結できるため、軌陸両用掘削機１００の誤操作を回避することが可能となる。

以上、本発明に係る軌陸両用掘削機１００の実施形態を説明したが、本発明はこれに限定されるわけではなく、その趣旨を逸脱しない範囲で様々な変更が可能である。例えば、軌陸両用掘削機１００の構成について、前方アウトリガジャッキ２３や後方アウトリガジャッキ２５の位置や構成を変更すること妨げない。また、キャップ５０の形状や連結ブラケット６０の形状を発明の範囲内で変更することを妨げない。

１１ クローラ
１２、１３ 軌道用車輪前輪、後輪
１８ 運転台
２７ スイベルジョイント
４３ 右操作レバー
４４ 左操作レバー
５０ キャップ
６０ 連結ブラケット
１００ 軌陸両用掘削機
１１０ 下部走行体
１２０ 上部旋回体
３００ 油圧回路
３０１ クローラ走行用回路
３０２ 軌道上走行用回路
３０４、３０５ 左側、右側切換回路
３１１、３１２ 左制御、右制御回路
３２１、３２２ 前輪、後輪制御回路
３３０ ブレーキユニット回路
３４１、３４２ 軌陸フレーム前回路、後回路

Claims (1)

1. 陸上を走行する左右一対のクローラと軌道上を走行する軌道用車輪を備えた下部走行体と、該下部走行体の上部に旋回可能に保持される上部旋回体と、掘削装置を昇降可能に支持すると共に前記上部旋回体の前方に起伏可能に保持されるリーダと、を備えた軌陸両用掘削機において、
   前記クローラの右側を操作する右操作レバーと、前記クローラの左側を操作する左操作レバーと、前記クローラで走行する陸上モードと前記軌道用車輪で走行する軌道モードとを切り替える切替スイッチと、前記右操作レバーのシャフトと前記左操作レバーのシャフトを連結するブラケット、を備え、
   該切替スイッチで前記軌道モードを選択した際に、前記右操作レバーと前記左操作レバーの頭部を一体化するキャップを装着し、前記右操作レバーと前記左操作レバーを同時に操作すること、
   該ブラケットは、前記右操作レバーのシャフト又は前記左操作レバーのシャフトの一方に固定される固定部分と、該固定部分に回動可能に軸支されると共に、倒伏することで他方の前記左操作レバーのシャフト又は前記右操作レバーのシャフトを保持するプレートと、を備えること、
   を特徴とする軌陸両用掘削機。

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