特開 2024-67783 移動式の付け刃口装置

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公開特許公報(A)

(11)【公開番号】P2024067783

(43)【公開日】2024-05-17

(54)【発明の名称】移動式の付け刃口装置

(51)【国際特許分類】

   E02D 23/04 20060101AFI20240510BHJP

   E02D 23/08 20060101ALI20240510BHJP

【ＦＩ】

E02D23/04 Z

E02D23/08 F

E02D23/08 Z

【審査請求】未請求

【請求項の数】7

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2022178110

(22)【出願日】2022-11-07

(71)【出願人】

【識別番号】000207780

【氏名又は名称】大豊建設株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】110001793

【氏名又は名称】弁理士法人パテントボックス

(72)【発明者】

【氏名】平岡 元

(72)【発明者】

【氏名】入江 勉

(57)【要約】

【課題】きわめて迅速に設置することのできる、移動式の付け刃口装置を提供する。
【解決手段】移動式の付け刃口装置３は、ニューマチックケーソン１の刃口１１の作業室１３側に設置される複数の付け刃口４、・・・と、複数の付け刃口４、・・・の移動機構５であって、付け刃口４が、刃口１１の上部にある退避位置Ｐ１と、刃口１１の下部にある抵抗位置Ｐ２と、の間を移動できるようにされた、複数の移動機構５と、を備えている。このような構成であるから、本発明の移動式の付け刃口装置３によれば、付け刃口４の搬入作業が不要であり、付け刃口４を移動させるだけで、きわめて迅速に付け刃口４を設置できる。
【選択図】図１

【特許請求の範囲】

【請求項1】

ニューマチックケーソンの刃口の作業室側に設置される複数の付け刃口と、
複数の前記付け刃口の移動機構であって、前記付け刃口が、前記刃口の上部にある退避位置と、前記刃口の下部にある抵抗位置と、の間を移動できるようにされた、複数の移動機構と、を備える、移動式の付け刃口装置。

【請求項2】

前記移動機構は、前記刃口の作業室側に沿って斜め上下方向に延設されるレールと、前記付け刃口と一体にされて前記レールにスライド移動自在に嵌合するベース部と、から構成される、請求項１に記載された、移動式の付け刃口装置。

【請求項3】

前記移動機構は、作業室内に配置された掘削機の動作によって、前記退避位置と前記抵抗位置の間を移動できるようにされている、請求項２に記載された、移動式の付け刃口装置。

【請求項4】

前記付け刃口は、前記抵抗位置において地盤から受ける抵抗力によって、前記レールに沿って前記付け刃口が上方へスライド移動しないようにされた、くさび機構をさらに有する、請求項３に記載された、移動式の付け刃口装置。

【請求項5】

前記くさび機構は、前記付け刃口の上面において前記レールとの間に設けられた孔部と、前記孔部に挿入されるくさび部と、前記くさび部と一体にされた掘削機操作用の傘部と、から構成される、請求項４に記載された、移動式の付け刃口装置。

【請求項6】

前記付け刃口は、前記退避位置において重力によって、前記レールに沿って前記付け刃口が下方へスライド移動しないようにされた、フック機構をさらに有する、請求項３乃至請求項５のいずれか一項に記載された、移動式の付け刃口装置。

【請求項7】

前記フック機構は、前記付け刃口の上部に回転可能に支承されて前記レールの上端に掛止する方向に付勢されたフック部と、前記フック部に連繋された掘削機操作用の受部と、から構成される、請求項６に記載された、移動式の付け刃口装置。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、ケーソンやニューマチックケーソンにおいて、刃口抵抗力を増強するために用いられる、付け刃口に関するものである。

【背景技術】

【0002】

従来、ニューマチックケーソン沈下掘削時に、軟弱地盤等で地盤支持力が不足してケーソンが傾斜するなどの状況が発生した場合、抵抗力を増強することで傾斜を抑える必要がある。このような傾斜抑制手法として、作業室内に鋼製サンドルと呼ばれる支保部材を設置する場合がある。

【0003】

別の傾斜抑制手法として、例えば特許文献１に記載されたように、「付け刃口」と呼ばれる対策を実施することがある。この付け刃口は、対策が必要な箇所の刃口内側に設置することにより、部分的に抵抗力を増強させて沈下を抑制するようになっている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0004】

【特許文献1】特開平１０－３７２０３号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0005】

しかしながら、従来の「付け刃口」は、アンカーボルトを事前に埋設しておいたとしても、作業室内への付け刃口の搬入作業と設置作業に時間を要することになる。そのため、いっそう迅速に付け刃口を設置する手法の開発が望まれていた。

【0006】

そこで、本発明は、きわめて迅速に設置することのできる、移動式の付け刃口装置を提供することを目的としている。

【課題を解決するための手段】

【0007】

前記目的を達成するために、本発明の移動式の付け刃口装置は、ニューマチックケーソンの刃口の作業室側に設置される複数の付け刃口と、複数の前記付け刃口の移動機構であって、前記付け刃口が、前記刃口の上部にある退避位置と、前記刃口の下部にある抵抗位置と、の間を移動できるようにされた、複数の移動機構と、を備えている。

【発明の効果】

【0008】

このように、本発明の移動式の付け刃口装置は、ニューマチックケーソンの刃口の作業室側に設置される複数の付け刃口と、複数の付け刃口の移動機構であって、付け刃口が、刃口の上部にある退避位置と、刃口の下部にある抵抗位置と、の間を移動できるようにされた、複数の移動機構と、を備えている。このような構成であるから、本発明の移動式の付け刃口装置によれば、付け刃口の搬入作業が不要であり、付け刃口を移動させるだけで、きわめて迅速に付け刃口を設置できる。

【図面の簡単な説明】

【0009】

【図1】ニューマチックケーソンの側面図である。

【図2】ニューマチックケーソンの刃口付近の平面図である。

【図3】移動式の付け刃口装置の側面図である。

【図4】移動式の付け刃口装置の平面図である。

【図5】移動式の付け刃口装置の正面図である。

【図6】くさび機構の構成・作用を説明する説明図である。

【図7】フック機構の構成・作用を説明する説明図である。

【図8】移動式の付け刃口装置の使用手順図である。（ａ）は抵抗位置Ｐ１から退避位置Ｐ１への移動手順であり、（ｂ）は退避位置Ｐ１から抵抗位置Ｐ２への移動手順である。

【発明を実施するための形態】

【0010】

以下、本発明の実施の形態について図面を参照して説明する。ただし、以下の実施例に記載されている構成要素は例示であり、本発明の技術範囲をそれらのみに限定する趣旨のものではない。

【実施例0011】

まず、図１、図２を用いて本発明の移動式の付け刃口装置３を備えるニューマチックケーソン１の全体構成を説明する。ニューマチックケーソン１は、図１、図２に示すように、側壁１０の下部に、先端が細くなった刃口１１が形成されており、この刃口１１の内面と作業室スラブ１２の下面とに囲まれて作業室１３が形成されている。作業室１３内には、掘削機２が配置されており、遠隔操作される掘削機２によって地盤（地山）を掘削してニューマチックケーソン１を沈下させていくようになっている。

【0012】

作業室１３からは、地上に向かってマテリアルシャフト１４が延びており、上部にマテリアルロック１５が設置されている。図示しないが、作業室１３からは、マンシャフトやマンロックを設置することもできる。

【0013】

掘削機２によって掘削された土砂は、土砂バケット１８に投入されてマテリアルシャフト１４及びマテリアルロック１５を通じて外部に排出される。この他、図示を省略するが、作業室１３、マテリアルシャフト１４、及びマテリアルロック１５等に圧縮空気を送り込んだり排気したりするための圧気設備が配置されている。

【0014】

さらに、ニューマチックケーソン１に近接する地上には、図示しないが、中央監視室が設置されており、掘削機２の操作、土砂バケット１８の操作、マテリアルシャフト１４及びマテリアルロック１５を通じた資材の搬入と掘削された土砂の搬出、ケーソンの沈下量、傾斜等の姿勢表示等、全体の監視や管理が行われる。

【0015】

そして、本実施例のニューマチックケーソン１の刃口１１には、図２に示すように、地盤からの抵抗力を位置に応じて部分的に増強するために、複数の移動可能な付け刃口４、・・・が設置されている。具体的に言うと、刃口１１の作業室側（内側）には、円周方向に分散して１６個（例えば、円周角２２．５度ずつ離れている）の付け刃口４、・・・が、刃口１１内面の傾斜に沿って斜め上下方向にスライド移動可能に配置されている。なお、付け刃口４の個数は、１６個に限定されるものではなく、ニューマチックケーソン１の大きさや形状に応じて、適切な数の付け刃口４を配置できる。

【0016】

付け刃口４は、鋼板によって全体としてＩ字状断面（Ｈ字状断面）を有するものであり、刃口１１の内面に垂直な上板４０ａと、上板４０ａと下板４０ｃに連結される縦板４０ｂと、設置された状態で略水平になり地盤と接触する下板４０ｃと、上板４０ａと下板４０ｂとに連結され刃口１１の内面に略平行な横板４０ｄと、刃口１１の内面に沿うベース部２１と、から一体に構成されている（付け刃口４の本体部４０の構成については、図６及び図７参照）。以下に説明するように、この付け刃口４と、付け刃口４の移動機構５によって、移動式の付け刃口装置３が構成されて、安全性と施工速度の向上が図られている。

【0017】

すなわち、移動式の付け刃口装置３は、図３～図５に示すように、複数の付け刃口４、・・・のそれぞれが移動機構５を介して、刃口１１の上部にある退避位置Ｐ１と、刃口１１の下部にある抵抗位置Ｐ２と、の間をスライド移動できるようになっている。このうち、退避位置Ｐ１は、後述するように、フック機構４４がレール５１のベース部５０の上縁に掛止される位置である。一方、抵抗位置Ｐ２は、移動時点の地盤の位置に応じて決まる位置であり、付け刃口４が実際に地盤から抵抗力を受ける位置である。抵抗位置Ｐ２は、通常は、刃口４の下部になる。

【0018】

この移動機構５は、具体的には、刃口１１の作業室１３側－すなわち内側－に沿って、斜め上下方向に延設されるレール５１、５１と、付け刃口４と一体にされてレール５１、５１にスライド移動自在に嵌合するベース部４１と、から構成される。すなわち、左右両側に平行に設置されたレール５１、５１の内側に、付け刃口４のベース部４１が摺動できる程度の隙間をもって嵌合されている。

【0019】

より詳細に言うと、レール５１は、鋼板によってＬ字状に形成されるものであり、刃口１１の内面にアンカーボルトによって固定される細長い矩形のベース部５０の左右に、溶接によって内側に付け刃口を差し込めるように固定されている。そして、開いたＬ字の幅と略同一の厚みの鋼板によって形成される付け刃口４のベース部４１が嵌め込まれている。

【0020】

そして、本実施例の付け刃口４の移動機構５は、作業室内に配置された重機としての掘削機２のバケット２０の動作によって、退避位置Ｐ１と抵抗位置Ｐ２の間を往復移動できるようにされている。具体的には、移動機構５は、次に説明するように、付け刃口４の本体部４０の上部に、掘削機２のバケット２０で操作できる、左右のくさび機構４３、４３及び中央のフック機構４４が搭載されていることで、退避位置Ｐ１における退避機能と、抵抗位置Ｐ２における抵抗機能と、の両方の機能を実現できるように構成されている。

【0021】

くさび機構４３は、抵抗位置Ｐ２において地盤から受ける抵抗力を受けて、付け刃口４が上方にスライド移動しないようにするものであり、図６（ａ）（ｂ）に示すように、付け刃口４の上面においてレール５１との間に設けられた孔部４３ａと、孔部４３ａに挿入されるくさび部４３ｂと、くさび部４３ｂの上部に溶接によって固定された掘削機操作用の傘部４３ｃと、から構成されている。

【0022】

このうち孔部４３ａは、上板４０ａを切り欠いて形成される凹部である。一方、くさび部４３ｂは、本体部４０とは別体として形成され、先端に向かって（設置された状態で下に向かって）少しずつ幅が狭くなる形状である。また、孔部４３aは、上板４０aの切り欠き部から、くさび部４３ｂと相対するように、徐々に狭くなる形状に、補強用の鋼板４３ｄを上板４０ａの下面に溶接して形成しても良い。この場合、くさび部４３ｂでレール５１をより強く固定しやすくなる。なお、くさび部４３ｂと孔部４３ａの具体的な形状は、ここで説明した形状に限定されるものではない。

【0023】

したがって、図６（ａ）に示す固定状態では、孔部４３ａにくさび部４３ｂが嵌合することで、付け刃口４全体がレール５１に対して摩擦力によって固定される。より詳細に言えば、レール５１を、ベース部４１とくさび部４３ｂによって挟み込むことで、付け刃口４が固定される。一方で、図６（ｂ）に示す解除状態（移動可能な状態）では、掘削機２のバケット２０によって、孔部４３ａからくさび部４３ｂが引き抜かれるように移動されることで、摩擦力が作用しなくなり付け刃口４全体がレール５１に対して自由にスライド移動できる。

【0024】

フック機構４４は、退避位置Ｐ１において重力を受けて、付け刃口４が下方にスライド移動（落下）しないようにするものであり、図７（ａ）（ｂ）に示すように、付け刃口４の上部にブラケットを介して回転可能（揺動可能）に支承されてレール５１の上端に掛止されるフック部４４ａと、フック部４４ａに連繋された掘削機操作用の受部４４ｂと、フック部４４ａをレール５１方向に付勢するためのバネ４４ｃと、から構成されている。

【0025】

このうちフック部４４ａは、上板４０ａの上面に立設された一対のブラケットの間に、回転軸を介して回転可能に支承されている。そして、受部４４ｂとはリンク部材を介して連繋されており、受部４４ｂが奥側（刃口１１に近い側）に押されることで、フック部４４ａの先端側は手前側（刃口１１から遠い側）に移動するようになっている。フック部４４ａの先端側は、バネ４４ｃによって奥側に向いて付勢されている。

【0026】

したがって、図７（ａ）に示す掛止状態では、受部４４ｂが押されておらず、フック部４４ａの先端側はバネ４４ｃによって奥側に付勢され、レール５１の上端に掛止されている。したがって、付け刃口４が下方向に向かって移動（落下）することはない。一方で、図７（ｂ）に示す解除状態（移動可能な状態）では、受部４４ｂが掘削機２のバケット２０によって奥側に押されることで、フック部４４ａの先端側はバネ４４ｃの付勢力に抗して手前側に回転移動するため、レール５１の上端への掛止が解除される。したがって、付け刃口４は、自由に下方向に向かって移動することができる。
（設置）
レール５１を予め刃口１１に取り付けておき、セントル撤去時に付け刃口４をレール５１に取り付け、退避位置Ｐ１に設置しておいても良いし（先付け施工）、アンカーボルトを介して後からレール５１を取り付けても良い（後付け施工）。
（撤去）
付け刃口撤去時は、レール５１上部から付け刃口４のみを抜き出し、撤去することもできる。又は、アンカーボルトを外してレール５１と付け刃口４を一緒に撤去しても良い。

【0027】

（使用手順）
このように移動式の付け刃口装置３は、付け刃口４の移動機構５に加えて、くさび機構４３とフック機構４４を備えることで、掘削機２のバケット２０による動作のみで、移動・固定が可能となっている。次に、図８を用いて、移動式の付け刃口装置３の使用手順について説明する。

【0028】

具体的に言うと、図８（ａ）に示すように、付け刃口４が不要になったタイミングで、上方に退避させる際には、下方の抵抗位置Ｐ２にある付け刃口４の上部のくさび機構４３を解除する。すなわち、掘削機２のバケット２０によって傘部４３ｃを持ち上げてくさび部４３ｂを引き抜く。次に、付け刃口４の上板４０ａにバケット２０を引っ掛けるなどして、付け刃口４をレール５１の上端の退避位置Ｐ１まで持ち上げる。そうすると、フック機構４４のフック部４４ａが自動的にレール５１の上端に掛止される。

【0029】

他方で、図８（ｂ）に示すように、付け刃口４が必要になったタイミングで、下方に移動させて抵抗力を得る際には、上方の退避位置Ｐ１にある付け刃口４の上部のフック機構４４を解除する。すなわち、掘削機２のバケット２０によって受部４４ｂを押しながら少し下にずらすことで、フック部４４ａを手前側に揺動させながら、付け刃口４全体を下に移動させる。次に、そのまま付け刃口４の上板４０ａをバケット２０で押すなどして、付け刃口４をレール５１の下部の抵抗位置Ｐ２まで押し下げる。そして、念のため、くさび機構４３の傘部４３ｃを上からバケット２０で押すなどして、くさび部４３ｂを孔部４３ａにしっかりと挿入・固定する。

【0030】

次に、本実施例の移動式の付け刃口装置３の奏する効果を列挙して説明する。

【0031】

（１）上述してきたように、本実施例の移動式の付け刃口装置３は、ニューマチックケーソン１の刃口１１の作業室１３側に設置される複数の付け刃口４、・・・と、複数の付け刃口４、・・・の移動機構５であって、付け刃口４が、刃口１１の上部にある退避位置Ｐ１と、刃口１１の下部にある抵抗位置Ｐ２と、の間を移動できるようにされた、複数の移動機構５と、を備えている。このような構成であるから、本発明の移動式の付け刃口装置３によれば、付け刃口４の搬入作業が不要であり、付け刃口４を移動させるだけで、きわめて迅速に付け刃口４を設置できる。すなわち、従来は「付け刃口の準備」「付け刃口の投入」「付け刃口の移動・設置」「付け刃口の下方に詰め物を配置」といった工程が必要であったが、本発明であれば「整地・設置・くさび固定」を１つの工程としてきわめて短時間に実施できる。

【0032】

このようにして、付け刃口４を作業室１３内に仮置きできれば作業室１３内への搬出入が不要となることと、作業室１３内の本体刃口１１の作業室スラブ１２との付け根部分が、掘削沈下作業等に影響することなく利用できることを発見した。作業室スラブ１２と刃口１１付け根の部分は、電気系統、計測系統のケーブル等以外に占有するものはなく、天井走行ショベル（掘削機２）についても旋回時にテールが接触することがないことを確認している。さらに、スライド移動式の付け刃口装置３は、使用箇所と未使用時の保管場所をスライド用のレール５１でむすび、使用時と未使用時はそれぞれの場所に固定して使用又は保管できるようにしたものである。

【0033】

（２）また、移動機構５は、刃口１１の作業室１３側に沿って斜め上下方向に延設されるレール５１と、付け刃口４と一体にされてレール５１にスライド移動自在に嵌合するベース部４１と、から構成されるため、レール５１とベース部４１をあらかじめ準備しておけば、移動作業をきわめて短時間で実施・完了することができる。

【0034】

（３）さらに、移動機構５は、作業室１３内に配置された掘削機２の動作によって、退避位置Ｐ１と抵抗位置Ｐ２の間を移動できるようにされているため、圧気環境下に作業員が立ち入る必要がなくなり（高気圧作業の削減）、安全性が向上するうえ、いっそう短時間で作業を実施・完了することができる。

【0035】

（４）また、付け刃口４は、地盤からの抵抗力を受け止めることができるように、抵抗位置Ｐ２において地盤から受ける抵抗力によって、レール５１に沿って付け刃口４が上方へスライド移動しないようにされた、くさび機構４３をさらに有することが好ましい。このようにくさび機構４３を用いることで、付け刃口４をどの位置にも固定できるため、付け刃口４と地盤との密着性が格段に向上するため、付け刃口４の目的である変位荷重の沈下抵抗力として瞬時に効果を発揮できるのである。

【0036】

（５）このくさび機構４３は、具体的には、付け刃口４の上面においてレール５１との間に設けられた孔部４３ａと、孔部４３ａに挿入されるくさび部４３ｂと、くさび部４３ｂと一体にされた掘削機操作用の傘部４３ｃと、から構成される。したがって、掘削機２のバケット２０によって、固定／解除を容易に操作できる。

【0037】

（６）また、付け刃口４は、重力によって下方にずれ落ちないように、退避位置Ｐ１において重力によって、レール５１に沿って付け刃口４が下方へスライド移動しないようにされた、フック機構４４をさらに有することが好ましい。

【0038】

（７）このフック機構４４は、具体的には、付け刃口４の上部に回転可能に支承されてレール５１の上端に掛止する方向に付勢されたフック部４４ａと、フック部４４ａに連繋された掘削機操作用の受部４４ｂと、から構成される。したがって、掘削機２のバケット２０によって、掛止／解除を容易に操作できる。

【0039】

以上、図面を参照して、本発明の実施例を詳述してきたが、具体的な構成は、この実施例に限らず、本発明の要旨を逸脱しない程度の設計的変更は、本発明に含まれる。

【0040】

例えば、実施例では、掘削機２のバケット２０を操作することによって、付け刃口４のくさび機構４３の固定／解除やフック機構４４の掛止／解除を実施する場合について説明したが、これに限定されるものではなく、迅速性はやや劣るものの、人力で操作することもできる。

【0041】

また、実施例では、円形の小型のニューマチックケーソン１を例に挙げて説明したが、これに限定されるものではなく、どのような形状・大きさのニューマチックケーソン１であっても本発明の移動式の付け刃口装置３を適用することができる。

【0042】

また、実施例では説明しなかったが、レール５１内に入り込んで詰まる可能性のある土砂については、付け刃口４を上下に数回スライド移動させることによって除去できるため、十分に機能を発揮できる状態まで回復できる。この他に、例えば、空気によってレール５１内の土砂を吹き飛ばす手段を追加することもできる。

【符号の説明】

【0043】

１ ニューマチックケーソン
１０ 側壁
１１ 刃口
１２ 作業室スラブ
１３ 作業室
１４ マテリアルシャフト
１５ マテリアルロック
１８ 土砂バケット
２ 掘削機
２０ バケット
３ 移動式の付け刃口装置
４ 付け刃口
４０ 本体部
４１ ベース部
４３ くさび機構
４３ａ 孔部
４３ｂ くさび部
４３ｃ 傘部
４３ｄ （補強用の）鋼板
４４ フック機構
４４ａ フック部
４４ｂ 受部
４４ｃ バネ
５ 移動機構
５０ ベース部
５１ レール
Ｐ１ 退避位置
Ｐ２ 抵抗位置

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】