(57)【特許請求の範囲】
【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。
【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。
【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。
【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２５ａ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１３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２７ａ，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３０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２９ａ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４５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４０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４７ａ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４９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，２５ｂ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５３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。
▲１▼  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２５ａ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。
▲２▼  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。
▲３▼  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▲１▼，▲２▼，▲３▼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
【図１】
0003851437.tif 000002
【図２】
0003851437.tif 000003
【図３】
0003851437.tif 000004
【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
0003851437.tif 000008
【図８】
0003851437.tif 000009