(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
鉄道のスラブ軌道を構成するモルタル層の掘削に使用されるモルタル掘削機であって、
上下に延びる駆動軸と、
上記駆動軸の下端に支持され、上記駆動軸回りに掘削回転する掘削刃とを備え、
上記掘削刃が、上記駆動軸と同軸をなし、上記駆動軸から動力を受けて回転する第一軸部と、この第一軸部から水平方向にずれて位置する、上記第一軸部と平行な軸回りに回転する第二軸部と、
上記第一軸部と第二軸部とに掛け渡され、周囲に切刃が形成された無限軌道とを備え、
上記第二軸部が、上記スラブ軌道上に敷設されるレールの延設方向に沿って上記第一軸部と平行な第一の位置と、上記第一軸部に対し上記レールの幅方向にずれた第二の位置とをとり、
上記掘削刃の、上記レールの幅方向に沿った幅が、上記第二軸部が上記第一を位置とった際には、上記スラブ軌道の上記モルタル層が露出する部位に形成された溝部の、上記レールの幅方向に沿った幅よりも狭く、上記第二軸部が上記第二の位置をとった際には、上記溝部の上記レールの幅方向に沿った幅より広いことを特徴とするモルタル掘削機。
【請求項２】
上記駆動軸が、上記駆動軸を回転させる駆動源に、上下動可能に接続されていることを特徴とする請求項１に記載のモルタル掘削機。
【請求項３】
上記掘削刃を上記駆動軸回りに揺動させる揺動機構を備え、この揺動機構を操作して上記掘削刃を上記駆動軸回りに揺動させることにより、上記第二軸部が上記第一の位置と第二の位置とをとることを特徴とする請求項１または２に記載のモルタル掘削機。
【請求項４】
上記スラブ軌道が、上記レールの延設方向に沿って、上面と、上記モルタル層が露出する側面とを有し、
これら上面と側面との稜辺上を上記レールの延設方向に沿って回動するローラにより、上記レールの延設方向に沿って移動可能に支持されていることを特徴とする請求項１、２または３に記載のモルタル掘削機。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、鉄道のスラブ軌道を構成するモルタル層の掘削に使用されるモルタル掘削機に関する。
【背景技術】
【０００２】
一般に、鉄道のスラブ軌道は、下側から、路盤コンクリートと、モルタル層と、軌道スラブとの３層構造を有しており、軌道スラブ上に締結装置を介してレールが敷設される。モルタル層は、その厚さを調節することにより軌道スラブ表面の高低差を防止する他、レール上を車両が走行する際に発生する騒音や振動を吸収する等の作用を有している。また、モルタル層の材質には、セメントアスファルトモルタル（ＣＡモルタル）の他、樹脂モルタル等が使用される。
【０００３】
ところで、モルタル層が上記の騒音や振動を吸収するにあたり、所望の吸収作用を維持するためには、定期的に古いモルタル層を除去し、除去した部分に新たなモルタルを充填する必要がある。モルタル層の除去に際しては、モルタル掘削機が用いられる（特許文献１参照。）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】実開平１−６５３０１号公報
【０００５】
従来のモルタル掘削機の概略構造を図５に例示する。図５において、符号１はスラブ軌道である。スラブ軌道１は、上述の通り、下側から、路盤コンクリート１ａと、モルタル層１ｂと、軌道スラブ１ｃとの３層構造を有し、軌道スラブ１ｃ上には、レール締結装置２を介してレール３が敷設されている。なお、以下の記載では、特に断りのない限り、レール３の延設方向を「前後」、水平かつレール３の延設方向と直交する方向を「左右」と呼称する。また、モルタル掘削機の説明に際して使用される、「上下」「前後」「左右」等の語は、いずれもモルタル掘削機をスラブ軌道１上に設置した際における、上記レール３の延設方向を基準とした位置関係に基づくものとする。
【０００６】
モルタル掘削機４は、フレーム５と、フレーム５の一端側に設けられたレール把持部６と、フレーム５の他端側に設けられた掘削部７と、フレーム５の中央部に設けられたガイドローラ部８とから概略構成されている。
レール把持部６は、レール３の頭部３ａを左右から挟持する一対のローラ６ａ，６ｂを前後に備え、ハンドル６ｃを操作してローラ６ａを回転させることにより、モルタル掘削機４をレール３の延設方向に沿って移動させることが可能となっている。
掘削部７は、本体７ａと、本体７ａを上下及び左右にそれぞれ移動させるスライドガイド７ｂ，７ｃとを備え、本体７ａは、モータ７ｄと、モータ７ｄにより駆動される、上下に延びる駆動軸と、その下端に駆動軸と同軸をなすよう支持された、円盤状の掘削刃７ｅとを備えている。また、符号７ｆは、掘削刃７ｅの一部を外側から覆うガードである。
ガイドローラ部８は、ローラ８ａと、フレーム５に固定され、ローラ８ａを上下動可能に支持する脚部８ｂとを備え、ローラ８ａを軌道スラブ１ｃの上面に当接させることにより、フレーム５をレール３の延設方向に沿って移動可能に支持している。
【０００７】
モルタル掘削機４は、図５に示すように、レール把持部６のローラ６ａ，６ｂにてレール３を把持し、フレーム５がレール３上を左右に延び、掘削部７がスラブ軌道１の側面１ｄから外側に突出し、かつガイドローラ部８のローラ８ａがレール３の外側にて軌道スラブ１ｃの上面に当接するよう、スラブ軌道１上に設置される。この時、スライドガイド７ｂ，７ｃを操作して、掘削刃７ｅのうち、ガード７ｆで覆われていない側面を、側面１ｄ上に露出するモルタル層１ｂに外側から対向させる。
そして、この状態でモータ７ｄを起動して掘削刃７ｅを回転させるとともに、スライドガイド７ｃを操作して、図５中矢印Ｍで示すように、本体７ａを側面１ｄ側に移動させることにより、掘削刃７ｅが側面１ｄ上に露出するモルタル層１ｂに接触し、モルタル層１ｂを外側から掘削、除去する。この場合、掘削刃７ｅの左右方向の移動（送り）は、スライドガイド７ｃの操作により行われる。また、掘削刃７ｅの前後方向の移動（送り）は、ハンドル６ｃを操作してローラ６ａを回転させ、それに伴いローラ８ａを軌道スラブ１ｃの上面にて前後に回動させることにより行われる。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
ところで、スラブ軌道１によっては、路盤コンクリート１ａ上の上記側面１ｄと対向する位置に、例えば図５に符号１ｅで示すような凸部（通路用の側壁等）が形成される場合がある。しかしながら、上記従来のモルタル掘削機４では、側面１ｄと、凸部１ｅのうち側面１ｄと対向する側面１ｆとの間に形成される溝部Ｇの左右の幅Ｗが、掘削刃７ｅの外径（より正確には掘削刃７ｅとガード７ｆとからなる部位の左右方向の幅）Ｄより小さいと、凸部１ｅが邪魔となって、掘削刃７ｅを溝部Ｇに挿入できなくなる。その結果、掘削刃７ｅの側面を側面１ｄのモルタル層１ｂに外側から対向させることができず、モルタル層１ｂの掘削が不可能となる。
一方、掘削刃７ｅを溝部Ｇに挿入可能とするために掘削刃７ｅの外径を小さくすると、掘削刃７ｅにより掘削されるモルタル層１ｂの側面１ｄからの深さ（切込み深さ）が小さくなり、モルタル層１ｂの十分な掘削、除去が不可能となる場合がある。
【０００９】
また、掘削刃７ｅの上下左右方向への移動に際し、スライドガイド７ｂ，７ｃを操作して本体７ａを上下左右に移動させる必要があるが、本体７ａはモータ７ｄ等を含むため相応の重量を有しており、その結果、スライドガイド７ｂ，７ｃの操作に要する労力が大きくなる。しかも、上記の通り相応の重量を有する本体７ａを支持しつつ移動させる必要性から、スライドガイド７ｂ，７ｃ自体が大型化し、かつその重量も増大する。
【００１０】
また、上記の通り、掘削刃７ｅの前後方向の送りは、ローラ８ａが軌道スラブ１ｃの上面にて前後に回動することにより行われるが、例えばレール転倒防止装置等の設置により軌道スラブ１ｃの上面に凹凸が生じると、この凹凸が邪魔となって、軌道スラブ１ｃの上面におけるローラ８ａの回動が困難となる場合がある。
【００１１】
本発明は上記事情に鑑みてなされたもので、例えば従来の掘削刃７ｅを使用できないような狭い溝部Ｇを有するスラブ軌道１に対しても十分な切込み深さを確保しつつ使用可能で、操作性に優れ、小型化及び軽量化が実現可能なモルタル掘削機の提供を目的としている。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
本発明のモルタル掘削機は、鉄道のスラブ軌道を構成するモルタル層の掘削に使用されるモルタル掘削機であって、上下に延びる駆動軸と、上記駆動軸の下端に支持され、上記駆動軸回りに掘削回転する掘削刃とを備え、掘削刃が、上記駆動軸と同軸をなし、上記駆動軸から動力を受けて回転する第一軸部と、この第一軸部から水平方向にずれて位置する、上記第一軸部と平行な軸回りに回転する第二軸部と、上記第一軸部と第二軸部とに掛け渡され、周囲に切刃が形成された無限軌道とを備え、上記第二軸部が、上記スラブ軌道上に敷設されるレールの延設方向に沿って上記第一軸部と平行な第一の位置と、上記第一軸部に対し上記レールの幅方向にずれた第二の位置とをとる。
【００１３】
また、上記掘削刃の、上記レールの幅方向に沿った幅が、上記第二軸部が上記第一の位置をとった際には、上記スラブ軌道の上記モルタル層が露出する部位に形成された溝部の、上記レールの幅方向に沿った幅よりも狭く、上記第二軸部が上記第二の位置をとった際には、上記溝部の上記レールの幅方向に沿った幅より広い。
【００１４】
また、上記駆動軸は、上記駆動軸を回転させる駆動源に、上下動可能に接続されていることが望ましい。
【００１５】
また、上記掘削刃を上記駆動軸回りに揺動させる揺動機構を備え、この揺動機構を操作して上記掘削刃を上記駆動軸回りに揺動させることにより、上記第二軸部が上記第一の位置と第二の位置とをとることが望ましい。
【００１６】
また、上記スラブ軌道が、上記レールの延設方向に沿って、上面と、上記モルタル層が露出する側面とを有し、上記モルタル掘削機が、これら上面と側面との稜辺上を上記レールの延設方向に沿って回動するローラにより、上記レールの延設方向に沿って移動可能に支持されていることが望ましい。
【発明の効果】
【００１７】
本発明のモルタル掘削機によれば、掘削刃が、駆動軸と同軸をなす第一軸部と、第一軸部から水平方向にずれて位置する、第一軸部と平行な軸回りに回転する第二軸部と、第一軸部と第二軸部とに掛け渡され、周囲に切刃が形成された無限軌道とを備え、第二軸部が、スラブ軌道上に敷設されるレールの延設方向に沿って第一軸部と平行な第一の位置と、第一軸部に対しレールの幅方向にずれた第二の位置とをとる。
第二軸部が第一の位置をとることにより、掘削刃のレールの幅方向に沿った幅を最小とする一方、第二軸部が第二の位置をとることにより、掘削刃のレールの幅方向に沿った幅を相対的に拡げることが可能となる。その結果、第二軸部が第一の位置をとることにより、レールの幅方向に沿った幅が狭い掘削箇所にも、掘削刃を設置することが可能となる。一方、第二軸部が第二の位置をとることにより、掘削刃のレールの幅方向に沿った幅を相対的に拡げ、十分な切込み深さを確保することが可能となる。
【００１８】
例えば、掘削刃の、レールの幅方向に沿った幅を、第二軸部が第一の位置をとった際には、スラブ軌道のモルタル層が露出する部位に形成された溝部の、レールの幅方向に沿った幅よりも狭く、第二軸部が第二の位置をとった際には、上記溝部のレールの幅方向に沿った幅より広くなるよう設定しておくことにより、第二軸部が第一の位置をとった状態で上記溝部内に掘削刃を挿入後、第二軸部を第二の位置に移動させ、掘削刃のレールの幅方向に沿った幅を相対的に拡げ、モルタル層を掘削することが可能となる。
【００１９】
更に、第二軸部が第二の位置をとる際の、第一軸部に対する第二軸部のレールの幅方向に沿った位置を変えることにより、切込み深さの調節が可能となる。従って、切込み深さの調節に際し、駆動源を始めとするモルタル掘削機の主要部分を移動させる必要がない。その結果、可動部分の小型化、軽量化が可能となり、操作性が向上する。
【００２０】
また、駆動軸が駆動源に上下動可能に接続されているため、掘削刃の上下動に際しては、駆動軸と掘削刃のみを移動させればよい。従って、掘削刃の上下動に際し、駆動源を始めとするモルタル掘削機の主要部分を移動させる必要がない。その結果、可動部分の小型化、軽量化が可能となり、操作性が向上する。
【００２１】
また、上記掘削刃を上記駆動軸回りに揺動させる揺動機構を備え、この揺動機構を操作して上記掘削刃を上記駆動軸回りに揺動させることにより、上記第二軸部が上記第一の位置と第二の位置とをとるため、上記第二軸部を上記揺動機構の操作により容易に移動可能となり、操作性が向上する。
【００２２】
また、モルタル掘削機が、スラブ軌道の上面と側面との稜辺上をレールの延設方向に沿って回動するローラによりレールの延設方向に沿って移動可能に支持されているため、スラブ軌道の上面に凹凸等が存在していても、ローラをレールの延設方向に沿って回動させ、モルタル掘削機をレールの延設方向に沿って移動させることが可能となる。その結果、モルタル掘削機の操作性及び汎用性が向上する。
【図面の簡単な説明】
【００２３】
【図１】本発明に係るモルタル掘削機の構造の例を示す、図２中矢印Ａに沿った側面図である。
【図２】図１に示すモルタル掘削機の図１中矢印Ｂに沿った上面図である。
【図３】図１に示すモルタル掘削機の掘削部の構造を示す、前後方向に沿った一部断面図である。
【図４】図１に示すモルタル掘削機に使用される掘削刃の構造を示す上面図である。
【図５】従来のモルタル掘削機の例を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００２４】
以下、図面に基づき、本発明の実施形態について説明する。
本発明に係るモルタル掘削機１１の構造の例を図１及び図２に示す。図１は、モルタル掘削機１１の図２中矢印Ａに沿った側面図、図２は、モルタル掘削機１１の図１中矢印Ｂに沿った上面図である。
モルタル掘削機１１は、フレーム１２と、フレーム１２の一端側に設けられたレール把持部１３と、フレーム１２の他端側に設けられた掘削部１４及びガイドローラ部１５から概略構成されている。
【００２５】
フレーム１２は、レール把持部１３が設けられた第一フレーム１２ａと、掘削部１４及びガイドローラ部１５が設けられた第二フレーム１２ｂと、第一フレーム１２ａと第二フレーム１２ｂとを連結する前後一対の連結部１２ｃとを備え、図２に示すように、上方視して矩形状をなしている。また、図１に示すように、モルタル掘削機１１をスラブ軌道１上に設置した際に、第一フレーム１２ａ及び第二フレーム１２ｂはレール３の上方及びスラブ軌道１の側面１ｄから外側に突出した位置にそれぞれ水平に配設され、かつ第二フレーム１２ｂが第一フレーム１２ａより低く位置するよう、連結部１２ｃは第一フレーム１２ａ側から第二フレーム１２ｂ側に向け下方に傾斜している。更に、軽量化の目的で、フレーム１２にはアルミニウム系の材質が使用されている。
【００２６】
レール把持部１３は、レール３の頭部３ａを左右から挟む一対のローラ１３ａ，１３ｂと、頭部３ａの上端面に上方から当接するローラ１３ｃとを備え、ローラ１３ａ，１３ｂにてレール３の頭部３ａを左右から挟み、ローラ１３ａ，１３ｂの下端に設けられたフランジ部１３ｄ，１３ｅを頭部３ａの下面に左右下方から当接させることにより、モルタル掘削機１１が、レール３に支持される。ここで、ローラ１３ａは、第一フレーム１２ａの端部に支持されたフレーム１３ｈ（後述）に、垂直な軸回りに回転自在に支持されるとともに、ローラ１３ｂは、第一フレーム１２ａの前後端から突出する水平なプレート１３ｆに、垂直な軸回りに回転自在に支持されている。また、ローラ１３ｃは、第一フレーム１２ａの前後端から突出する左右一対の垂直なプレート１３ｇ間に、水平な軸回りに回転自在に支持されている。その結果、これらローラ１３ａ，１３ｂ，１３ｃの回動により、モルタル掘削機１１が、レール３の延設方向に沿って移動可能となっている。
【００２７】
フレーム１３ｈは、第一フレーム１２ａの端部に前後に配設された部材で、その前項端には、第一フレーム１２ａの前後端からレール３の幅方向に延びる前後一対の端部１２ｄがそれぞれ挿通されている。上記端部１２ｄからは、周囲に雄ネジが形成された軸１２ｅがそれぞれレール３の幅方向に延設され、これらの軸１２ｅにフレーム１３ｈの外側（図１及び２における左側）からそれぞれ係合された押さえ部材１３ｉ及び押さえ部材１３ｉの外側から軸１２ｄにそれぞれ螺合されたクランプハンドル１３ｊにより、フレーム１３ｈが第一フレーム１２ａに着脱自在に支持されている。
また、上述した通り、フレーム１３ｈの前後端部において、フレーム１３ｈの下面には、ローラ１３ａが、垂直な軸回りに回転自在に支持されている。更に、前後に位置するローラ１３ａのうち、一方のローラ１３ａ（図２にて下側に位置するローラ１３ａ）には、フレーム１３ｈの上面に水平に設置されたハンドル１３ｋの軸が、図示しないスパーギヤを介して接続されている。そして、このハンドル１３ｋを操作してローラ１３ａを回転させることにより、モルタル掘削機１１をレール３の延設方向に沿って移動させることが可能となっている。
【００２８】
掘削部１４は、モータ(駆動源)１４ａと、減速機１４ｂを介してモータ１４ａに接続された駆動軸１４ｃと、駆動軸１４ｃの下端に支持された掘削刃１４ｄと、掘削刃１４ｄを駆動軸１４ｃ回りに揺動させる揺動機構１４ｅとを備えている。掘削部１４は第二フレーム１２ｂ上に設置され、その位置は、図１及び図２に示すようにモルタル掘削機１１をスラブ軌道１上に設置した際に、掘削刃１４ｄがスラブ軌道１の側面１ｄ上に露出するモルタル層１ｂの略側方に位置するよう、予め定められている。
【００２９】
掘削部１４の構造を図３に示す。モータ１４ａは、その出力軸（図示せず）が左右に延設されるよう、第二フレーム１２ｂ上に設置されている。減速機１４ｂは、モータ１４ａの回転を減速させるとともに、その回転方向を水平から垂直に変換するもので、上下に延びる円筒状の出力軸（図示せず）を備えている。また、減速機１４ｂの出力軸の内周面には、径方向内方に向け突出するキーが、上下方向に延設されている。
【００３０】
駆動軸１４ｃは、減速機１４ｂの出力軸の内径と略同一の外径を有し、減速機１４ｂの出力軸内に同軸をなすよう挿入され、減速機１４ｂを上下に貫通している。また、駆動軸１４ｃの上端部には、長手方向に沿ってキー溝１４ｆが上下に形成されている。キー溝１４ｆは、駆動軸１４ｃの外周面の一部を径方向内方に窪ませたもので、その幅は上記キーと略同一とされ、その長さは上記キーよりも長くなっている。そして、駆動軸１４ｃの上端部を減速機１４ｂの出力軸内に挿入し、キーとキー溝１４ｆとを係合させることにより、モータ１４ａの回転による減速機１４ｂの出力軸の回転に伴う、駆動軸１４ｃの回転が可能となっている。また、キー溝１４ｆの長さが上記キーよりも長いため、キーとキー溝１４ｆとを係合させた状態、すなわち駆動軸１４ｃが減速機１４ｂを介してモータ１４ａに接続された状態で、駆動軸１４ｃを、モータ１４ａ及び減速機１４ｂに対し上下動させることが可能となっている。
【００３１】
減速機１４ｂの上端には、駆動軸１４ｃを上下動させる上下動機構１４ｇが配設されている。上下動機構１４ｇは、駆動軸１４ｃと同軸をなす円筒状の外部ケーシング１０１及び内部ケーシング１０２と、内部ケーシング１０２の内部に固定され、駆動軸１４ｃの上端を回転可能に支持するベアリング１０３とを備えている。
外部ケーシング１０１は減速機１４ｂの上端に固定され、外部ケーシング１０１の内周面には雌ネジが形成されるとともに、内部ケーシング１０２の外周面には雄ネジが形成されている。そして、これら雌ネジと雄ネジとを螺合させ、内部ケーシング１０２をその軸回りに回転させることにより、内部ケーシング１０２と、ベアリング１０３を介して内部ケーシング１０２に支持された駆動軸１４ｃとを、外部ケーシング１０１に対し上下動させることが可能となっている。また、符号１０４は、内部ケーシング１０２の上端に設けられた、内部ケーシング１０２回転用のハンドル、符号１０５は、外部ケーシング１０１の上方にて内部ケーシング１０２に螺合し、内部ケーシング１０２の不要な下降を規制するロックナットである。
【００３２】
掘削刃１４ｄは、図４に示すように、駆動軸１４ｃの下端に、駆動軸１４ｃと同軸をなすよう支持された円盤状の第一軸部１０６と、第一軸部１０６から水平方向にずれて位置し、第一軸部と平行な軸１０７回りに回転する円盤状の第二軸部１０８と、第一軸部１０６と第二軸部１０８とに掛け渡され、周囲に切刃１０９が形成された無限軌道１１０とを備えている。
また、符号１１１は、第二軸部１０８を回転可能に支持するステー、符号１１２は、第一軸部１０６に掛け渡された無限軌道１１０を、後述する掘削時におけるモルタル掘削機１１の移動方向後方側（図４中左側）から覆うカバーである。これらステー１１１及びカバー１１２は、いずれも後述するベース１１４の下端に固定されている。
ここで、カバー１１２を含む掘削刃１４ｄの左右の幅（レール３の幅方向に沿った幅）Ｄは、第一軸部１０６と第二軸部１０８とをレール３の延設方向に沿って平行に配置した際に（第二軸部１０８が後述する第一の位置をとった際に）、幅Ｄが、軌道スラブ１ｃの側面１ｄと凸部１ｅの側面１ｆとの間に形成される溝部Ｇの左右の幅Ｗよりも小さくなるよう、予め設定されている。
【００３３】
揺動機構１４ｅは、駆動軸１４ｃの下端部に、ベアリング１１３を介して相対回転可能に支持された水平なベース１１４と、ベース１１４の両端部から、駆動軸１４ｃを挟むよう上方に延びる、円柱状をなす一対のアーム１１５と、第二フレーム１２ｂに、ベアリング１１６を介して下方から回転可能に支持され、駆動軸１４ｃの周囲を所定の隙間を介して覆う円筒状のホルダ１１７と、ホルダ１１７の周囲に固定され、かつアーム１１５が挿通された水平なウォームホイール１１８と、ウォームホイール１１８と螺合するネジ歯車１１９とを備えている。ここで、ホルダ１１７とウォームホイール１１８とは、いずれも駆動軸１４ｃと同軸をなしている。
更に、上記一対のアーム１１５は、ウォームホイール１１８に駆動軸１４ｃを挟むよう形成された一対の穴１２０及び穴１２０から下方に延びる円筒状のカラー１２１に、下方からそれぞれ上下動可能に挿通されている。また、アーム１１５の外径は、穴１２０及びカラー１２１との内径と略同一とされている。
【００３４】
ネジ歯車１１９は、第二フレーム１２ｂに回転可能に支持されるとともに、その側面がウォームホイール１１８と螺合するよう側方（図１中右方）に延び、その先端には、ハンドル１２２が設けられている。ハンドル１２２を回転させると、ハンドル１２２の回転が、ネジ歯車１１９を介してウォームホイール１１８に伝達され、ウォームホイール１１８が回転する。その結果、アーム１１５と、ベース１１４と、上述した掘削刃１４ｄのステー１１１及びカバー１１２が、ウォームホイール１１８に従動して、駆動軸１４ｃの周囲を回転（揺動）する。
すなわち、本実施形態に係るモルタル掘削機１１の場合、揺動機構１４ｅ（具体的にはハンドル１２２）を操作して掘削刃１４ｄのステー１１１を駆動軸１４ｃ回りに揺動させることにより、ステー１１１に支持された第二軸部１０８が、レール３の延設方向に沿って第一軸部１０６と平行な第一の位置（図４に符号（ａ）で示す位置）と、第一軸部１０６に対しレール３の幅方向にずれた第二の位置（図４に符号（ｂ）で示す位置）とをとることが可能となっている。
【００３５】
ハンドル１２２を操作して第二軸部１０８を第一の位置から第二の位置へと移動させることにより、掘削刃１４ｄの第二軸部１０８側の端部が、符号（ｃ）で示す位置から、例えば符号（ｄ）で示す位置へと移動（揺動）する。その結果、掘削刃１４ｄの左右の幅Ｄが、例えば図１及び図４に符号Ｄ１で示すように、第二軸部１０８が第一の位置をとった場合と比べ、掘削刃１４ｄの揺動側に拡大する。
この場合、掘削刃１４ｄの左右の幅Ｄは、レール３の延設方向を基準とし、かつ駆動軸１４ｃを支点とした、第二軸部１０８の揺動角θ（但し、θは０度以上９０度以下）の増加に伴い拡大する。すなわち、第二軸部１０８が第一の位置にある場合、揺動角θは０度となり、揺動角θが大きくなる程、掘削刃１４ｄの左右の幅Ｄも広くなる。なお、図３は、揺動角θが９０度の状態を示している。
【００３６】
また、上記操作に伴う掘削刃１４ｄの揺動に際しては、図１及び図２に示すようにモルタル掘削機１１をスラブ軌道１上に設置した際に、掘削刃１４ｄの第二軸部１０８側の端部が、対向するスラブ軌道１の側面１ｄ側（図１中左方。すなわちハンドル１２２の突出側と逆方）に揺動するよう、その方向が定められている。また、掘削刃１４ｄを構成する無限軌道１１０の掘削回転方向及び切刃１０９の向きは、掘削刃１４ｄの第二軸部１０８側の端部が掘削時における前後の移動（送り）方向前方に位置し、かつ掘削時に、切刃１０９が上記送り方向後方から前方に移動しつつモルタル層１ｂに接触してモルタル層１ｂを掘削するよう、定められている。例えば、図４の場合、掘削時における前後の送り方向は図中右方となり、無限軌道１１０の掘削回転方向は矢印Ｒで示す方向となる。
【００３７】
ガイドローラ部１５は、円筒状の固定ケース１５ａと、固定ケース１５ａの先端から、その延設方向に沿って伸縮自在に突出する円柱状の伸縮アーム１５ｂと、伸縮アーム１５ｂの先端に支持されたホルダ１５ｃと、ホルダ１５ｃに回転可能に支持されたローラ１５ｄと、固定ケース１５ａの基端に設けられ、伸縮アーム１５ｂを伸縮操作するハンドル１５ｅとを備えている。
ガイドローラ部１５は、図２に示すように、第二フレーム１２ｂの前後端に、ローラ１５ｄを第一フレーム１２ａ側に向けた状態で、ベース１５ｆを介してそれぞれ固定されている。また、ガイドローラ部１５は、図１及び図２に示すようにモルタル掘削機１１をスラブ軌道１上に設置した際に、ローラ１５ｄの側面が、スラブ軌道１の上面（具体的には軌道スラブ１ｃの上面）とスラブ軌道１の側面（モルタル層１ｂが露出する側面）１ｄとの稜辺１ｇに斜め上方から当接し、ローラ１５ｄが稜辺１ｇ上をレール３の延設方向に沿って回動可能となるよう、第二フレーム１２ｂ側から第一フレーム１２ａ側に向け下方に傾斜している。
【００３８】
次に、上記構成を有するモルタル掘削機１１によるモルタル層１ｂの掘削手順について以下に説明する。
モルタル掘削機１１は、図１及び図２に示すようにスラブ軌道１上に設置される。この時、掘削刃１４ｄの第二軸部１０８は、レール３の延設方向に沿って第一軸部１０６と平行な第一の位置とする。また、フレーム１３ｈはフレーム１２から外しておく。
【００３９】
この状態で、ローラ１３ｂをレール３の頭部３ａに側方（図１中右方）から当接させるとともに、ローラ１３ｃを頭部３ａの上端面に上方から当接させる。また、ローラ１５ｄをスラブ軌道１の稜辺１ｇに斜め上方から当接させる。次いで、フレーム１３ｈの前後端に第一フレーム１２ａの端部１２ｄをそれぞれ挿通させ、端部１２ｄから延びる軸１２ｅに押さえ部材１３ｉを係合させた後、クランプハンドル１３ｊを軸１２ｄに螺合させ、クランプハンドル１３ｊを締め付ける。その結果、クランプハンドル１３ｊにより押された押さえ部材１３ｉによりフレーム１３ｈがレール３側に押し付けられ、フレーム１３ｈに設けられたローラ１３ａが、レール３の頭部３ａに側方（図１中左方）から当接する。これにより、図１及び図２に示すように、頭部３ａがローラ１３ａ，１３ｂ，１３ｃにより上下左右から把持される。
【００４０】
また、ガイドローラ部１５のハンドル１５ｅを操作して、掘削刃１４ｄがモルタル層１ｂに対し平行となり、かつローラ１５ｄが稜辺１ｇ上をレール３の延設方向に沿って回動可能となるよう、固定ケース１５ａからの伸縮アーム１５ｂの突出量を調節する。更に、上下動機構１４ｇのハンドル１０４を操作して、駆動軸１４ｃと、駆動軸１４ｃの下端に支持された掘削刃１４ｄを上下動させ、掘削刃１４ｄがモルタル層１ｂのうち所望の掘削箇所の側方に来るよう、掘削刃１４ｄの高さを調節する。この場合、揺動機構１４ｅのうち、掘削軸１４ｃに支持されたベアリング１１３、ベース１１４及びアーム１１５は掘削軸１４ｃとともに上下動するが、揺動機構１４ｅを構成する他の部材（ベアリング１１６〜ハンドル１２２）は、掘削軸１４ｃではなく第二フレーム１２ｂに支持されているため上下動しない。
【００４１】
そして、この状態でモータ１４ａを駆動し、掘削刃１４ｄを回転させるとともに、ハンドル１２２を操作して第二軸部１０８を第一の位置から第二の位置へと移動させることにより、掘削刃１４ｄの第二軸部１０８側の端部を、図に符号（ｃ）で示す位置から、例えば符号（ｄ）で示す位置へと揺動させる。その結果、切刃１０９が側方（図１及び図２中右方）からモルタル層１ｂに接触し、モルタル層１ｂを掘削する。ここで、掘削刃１４ｄにより掘削されるモルタル層１ｂの側面１ｄからの深さ（切込み深さ）は、揺動に伴う掘削刃１４ｄの第二軸部１０８側の端部の、スラブ軌道１の側面１ｄ側への突出量を調節することにより行われる。
【００４２】
また、上記操作に並行して、ハンドル１３ｋを操作してローラ１３ａを回転させることにより、モルタル掘削機１１をレール３の延設方向に沿って移動させる。この時、図２に矢印Ｆで示すように、掘削刃１４ｄの第二軸部１０８側の端部が移動方向前方側に位置するよう、ハンドル１３ｋを操作する。その結果、モルタル掘削機１１が、上記ハンドル１３ｋの操作（回転量）に応じた速度でレール３の延設方向に沿って移動し、それに伴い、掘削刃１４ｄが、モルタル掘削機１１の移動速度に応じた送り量でレール３の延設方向に沿って移動しつつ、上記切込み深さに応じた深さで、モルタル層１ｂを順次掘削、除去する。
また、モルタル掘削機１１の移動に伴い、ローラ１３ａ，１３ｂ，１３ｃが頭部３ａを把持しつつ回動するとともに、ローラ１５ｄが稜辺１ｇ上を回動し、モルタル掘削機１１を支持しつつ、それぞれレール３の延設方向に沿って移動する。
【００４３】
掘削の終了に際しては、モータ１４ａを停止して掘削刃１４ｄの回転を停止した後、ハンドル１２２を操作して第二軸部１０８を第二の位置から第一の位置へと戻す。そして、モルタル掘削機１１の設置と逆の操作を行いフレーム１３ｈをフレーム１２から外した後、モルタル掘削機１１をレール３及びスラブ軌道１上から撤去する。
【００４４】
本発明のモルタル掘削機１１では、掘削刃１４ｄが、駆動軸１４ｃと同軸をなす第一軸部１０６と、第一軸部１０６から水平方向にずれて位置する、第一軸部１０６と平行な軸回りに回転する第二軸部１０８とを備え、第二軸部１０８が、レール３の延設方向に沿って第一軸部１０６と平行な第一の位置と、第一軸部１０６に対しレール３の幅方向にずれた第二の位置とをとる。第二軸部１０８が第一の位置をとることにより、掘削刃１４ｄの左右の幅Ｄを最小とすることが可能となる。その結果、左右の幅が狭い掘削箇所にも、掘削刃１４ｄを設置することが可能となる。
例えば、路盤コンクリート１ａ上の上記側面１ｄと対向する位置に、例えば図１及び図２に符号１ｅで示すような凸部（通路用の側壁等）が形成される場合であっても、第二軸部１０８が後述する第一の位置をとった際における掘削刃１４ｄの左右の幅Ｄを、軌道スラブ１ｃの側面１ｄと凸部１ｅの側面１ｆとの間に形成される溝部Ｇの左右の幅Ｗよりも小さくなるよう予め設定しておくことにより、第二軸部１０８が第一の位置をとった状態であれば、掘削刃１４ｄを溝部Ｇ内に設置することが可能となる。
【００４５】
一方、第二軸部１０８が第二の位置をとることにより、掘削刃１４ｄの左右の幅Ｄを相対的に拡げ、十分な切込み深さを確保することが可能となる。
よって、このモルタル掘削機１１によれば、第二軸部１０８が第一の位置をとった状態で掘削箇所に掘削刃１４ｄを設置後、第二軸部１０８を第二の位置に移動させ、掘削刃１４ｄの左右の幅を相対的に拡げ、モルタル層１ｂを掘削することが可能となる。すなわち、例えば従来の掘削刃７ｅを使用できないような狭い溝部Ｇを有するスラブ軌道１に対しても、十分な切込み深さを確保しつつ掘削を行うことが可能となる。因みに本実施形態のモルタル掘削機１１の場合、切込み深さは１５０ｍｍ程度となり、従来のモルタル掘削機４（切込み深さが１００ｍｍ程度）に比して、切込み深さが大幅に増加している。しかも、周囲に切刃１０９が形成された無限軌道１１０を回転させる形式の掘削刃１４ｄを採用したため、掘削力が増大し、その結果、ＣＡモルタルの他、従来は掘削が困難であった、樹脂モルタルからなるモルタル層１ｂを掘削することが可能となっている。
【００４６】
また、第二軸部１０８が第二の位置をとる際の、第二軸部１０８の揺動角θ（第一軸部１０６に対する第二軸部１０８の相対位置）を変えることにより、切込み深さの調節が可能となる。従って、切込み深さの調節に際し、モータ１４ａから駆動軸１４ｃに至る駆動系を始めとするモルタル掘削機１１の主要部分を移動させる必要がない。その結果、モルタル掘削機１１の可動部分の小型化、軽量化が可能となり、操作性が向上する。因みに本実施形態のモルタル掘削機１１の場合、総重量は１００ｋｇ程度となり、従来のモルタル掘削機４（総重量は１８０ｋｇ程度）に比して、重量が大幅に軽減している。
【００４７】
また、駆動軸１４ｃがモータ１４ａに上下動可能に接続されているため、掘削刃１４ｄの上下動に際しては、駆動軸１４ｄと掘削刃１４ｄ（及び揺動機構１４ｅのベース１１４及びアーム１１５）のみを移動させればよい。従って、掘削刃１４ｄの上下動に際し、上記したようなモルタル掘削機１１の主要部分を移動させる必要がない。その結果、モルタル掘削機１１の可動部分の小型化、軽量化が可能となり、操作性が向上する。
【００４８】
また、掘削刃１４ｄを駆動軸１４ｃ回りに揺動させる揺動機構１４ｅを備え、この揺動機構１４ｅ（具体的にはハンドル１２２）を操作して掘削刃１４ｄを駆動軸１４ｃ回りに揺動させることにより、第二軸部１０８が第一の位置と第二の位置とをとるようになっている。そのため、ハンドル１２２の操作による第二軸部１０８の容易な揺動が可能で、操作性が向上する。
【００４９】
また、モルタル掘削機１１が、スラブ軌道１の上面と側面１ｄとの稜辺１ｇ上をレール３の延設方向に沿って回動するローラ１５ｄによりレール３の延設方向に沿って移動可能に支持されている。そのため、スラブ軌道１の上面に例えば図１に符号９で示すような部材（転倒防止装置等）を設置する等の理由によりスラブ軌道１の上面に凹凸等が存在していても、ローラ１５ｄをレール３の延設方向に沿って回動させ、モルタル掘削機１１をレール３の延設方向に沿って移動させることが可能となる。その結果、モルタル掘削機１１の操作性及び汎用性が向上する。
【産業上の利用可能性】
【００５０】
以上説明した通り、本発明によれば、従来の掘削刃を使用できないような狭い掘削箇所を有するスラブ軌道に対しても十分な切込み深さを確保しつつ使用可能で、操作性に優れ、小型化及び軽量化が実現可能なモルタル掘削機を提供することができる。
【符号の説明】
【００５１】
１…スラブ軌道、１ｂ…モルタル層、１ｇ…スラブ軌道の上面と側面との稜辺、３…レール、１１…モルタル掘削機、１４ａ…モータ（駆動源）、１４ｃ…駆動軸、１４ｄ…掘削刃、１４ｅ…揺動機構、１５…ローラ、１０６…第一軸部、１０７…軸、１０８…第二軸部、１０９…切刃、１１０…無限軌道
【図１】
0005478135.tif 000002
【図２】
0005478135.tif 000003
【図３】
0005478135.tif 000004
【図４】
0005478135.tif 000005
【図５】
0005478135.tif 000006