地上走行式掘削機の走行安定化機構
【課題】ニューマチックケーソン工法を用いて掘削作業を行う際に、地上走行式掘削機の転倒を防止するとともに走行不能状態から復旧させる。
【解決手段】ケーソン作業室１０の天井にレール１２０を固定し、このレール１２０にプレーントロリ１３０を設置する。また、地上走行式掘削機１１０には、伸縮管１５０を設置する。そして、プレーントロリ１３０と伸縮管１５０とを、転倒防止チェーン１４０で繋ぐ。さらに、地上走行式掘削機１１０にウインチ１７０を設置し、プレーントロリ１３０に繋がれた復旧ワイヤ１６０を巻き取れるようにする。地上走行式掘削機１１０が大きく傾斜したときは、転倒防止チェーン１４０及び伸縮管１５０の引っ張り力で転倒を防止できる。地上走行式掘削機１１０が大きく傾く等して走行不能になったときは、ウインチ１７０で復旧ワイヤ１６０を巻き取ることで地上走行式掘削機１１０を上方向に引っ張り、穴から脱出し易くする。
【解決手段】ケーソン作業室１０の天井にレール１２０を固定し、このレール１２０にプレーントロリ１３０を設置する。また、地上走行式掘削機１１０には、伸縮管１５０を設置する。そして、プレーントロリ１３０と伸縮管１５０とを、転倒防止チェーン１４０で繋ぐ。さらに、地上走行式掘削機１１０にウインチ１７０を設置し、プレーントロリ１３０に繋がれた復旧ワイヤ１６０を巻き取れるようにする。地上走行式掘削機１１０が大きく傾斜したときは、転倒防止チェーン１４０及び伸縮管１５０の引っ張り力で転倒を防止できる。地上走行式掘削機１１０が大きく傾く等して走行不能になったときは、ウインチ１７０で復旧ワイヤ１６０を巻き取ることで地上走行式掘削機１１０を上方向に引っ張り、穴から脱出し易くする。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ニューマチックケーソン工法等を用いて掘削作業を行う際に、地上走行式掘削機が、転倒したり、ケーブル切断のために走行不能になったりすることを、防止する技術に関する。さらには、本発明は、かかる地上走行式掘削機の走行装置が大きく傾く等して走行不能状態となった際に、復旧する技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
橋脚基礎構造や、立坑、地下構造物等を水底地盤中に構築する際の工法として、例えばニューマチックケーソン工法（潜函工法とも称される）が知られている。ニューマチックケーソン工法では、筒状のケーソン本体の底部分に、ケーソン作業室が設けられる。ケーソン作業室は、側面を刃口部で覆われ、且つ、上面を天井スラブ（すなわち、ケーソン本体の底部に貼られたコンクリート板）で覆われる。そして、ケーソン作業室内の気圧を圧縮空気で調整することで水位を調節しながら、水底地盤を掘削していくことにより、ケーソン本体を徐々に地中深くまで沈下させていく。ニューマチックケーソン工法は、例えば、下記特許文献１に開示されている。
【０００３】
上述のように、ニューマチックケーソン工法では、ケーソン作業室内の気圧を調整することによって、水位が調整される。このため、ケーソン本体を深く沈下させていくほど、ケーソン作業室内の気圧を高くしていく必要がある。この結果、ケーソン本体を非常に深くまで沈下させた場合、ケーソン作業室内の気圧が非常に高くなることから、長時間の掘削作業によって作業員が潜函病等を煩うおそれがある。したがって、気圧が所定値よりも高い場合は、通常、ケーソン作業室内を無人状態にし、地上から掘削機を遠隔操作することによって掘削作業を行う。
【０００４】
遠隔操作で掘削作業を行う場合、掘削機として、天井走行式のものを使用する場合が多い。天井走行式掘削機は、天井スラブに敷設されたレールに案内されてケーソン作業室内を移動しつつ、水中地盤を掘削する。天井走行式掘削機は、例えば下記特許文献２に開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開昭６１−０９８８２３号公報
【特許文献２】特開２００７−２０５１２８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
天井走行式掘削機には、該掘削機が水中地盤の穴や段差のために転倒等して走行不能になるおそれが無いという利点がある。その反面、天井走行式掘削機は、非常に高価であるとともに、ニューマチックケーソン工法等の限られた工法でしか使用できないという欠点がある。また、天井走行式掘削機はサイズが大きいため、ケーソン本体の径が小さい場合（したがって、ケーソン作業室の掘削作業面積が小さい場合）には、使用できないという欠点もある。
【０００７】
これに対して、遠隔操作の地上走行式掘削機を使用すれば、汎用の掘削機を流用することができ、小型の汎用機も既に存在することから、ケーソン本体の径の大小に拘わらず、非常に安価に掘削作業を行うことができる。しかしながら、ケーソン作業室内で遠隔操作型の地上走行式掘削機を使用する場合、以下のような欠点が生じる。
【０００８】
地上走行式掘削機を使用する場合、該掘削機が段差に乗り上げてしまって転倒するおそれや、大きく傾く等して走行不能になるおそれがある。走行不能に陥った場合、作業員がケーソン作業室内に入って、復旧作業を行う必要がある。
【０００９】
また、掘削機を遠隔操作するためには、かかる掘削機と地上の遠隔操作システムとを、制御ケーブルで接続する必要がある。また、ケーソン作業室内では電動式掘削機を使用するため（エンジン駆動式を使用するとケーソン作業室内に排気ガスが充満するため）、かかる掘削機と地上の電源とを電源ケーブルで接続する必要もある。しかしながら、地上走行式掘削機を使用する場合、これらケーブルは水中地盤上を引きずることになるため、ケーブルの切断事故が発生しやすい。ケーブルが切断された場合、作業員がケーソン作業室内に入って、ケーブルの交換等を行う必要がある。
【００１０】
このように、地上走行式掘削機を使用する場合には、作業員が作業室内に入らなければならないことが多くなり、このため、作業員が潜函病等を煩う危険性が高くなる。
【００１１】
本発明の課題は、地上走行式掘削機が転倒やケーブル切断して走行不能になることを防止することができ、さらには、地上走行式掘削機が大きく傾く等して走行不能状態となった際に無人で復旧することができる、地上走行式掘削機の走行安定化機構を提供する点にある。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
請求項１に係る発明は、作業室内で掘削作業を行う地上走行式掘削機の走行安定化機構であって、前記作業室の天井に固定されたレールと、該レールに案内されて移動するプレーントロリと、一端側が前記地上走行式掘削機に接続され且つ他端側が前記プレーントロリに接続された転倒防止用索状部材とを有する転倒防止機構を備えることを特徴とする。
【００１３】
請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の構成に加えて、前記地上走行式掘削機に、上方向への引っ張り力に応じて伸延する伸縮部材が固定され、且つ、該伸縮部材の上端部に、前記転倒防止用索状部材の前記他端側が接続されたことを特徴とする。
【００１４】
請求項３に記載の発明は、請求項２に記載の構成に加えて、前記伸縮部材が、外筒部と、該外筒部の内側に設けられ、該外筒部から露出する方向に相対移動することによって該伸縮部材を延伸させる内筒部と、該伸縮部材の延伸に対して応力を発生させるバネ機構とを備えることを特徴とする。
【００１５】
請求項４に記載の発明は、請求項１〜３の何れかに記載の構成に加えて、一端側が前記地上走行式掘削機に接続され且つ他端側が前記プレーントロリに接続された復旧用索状部材と、該復旧用索状部材を巻き取ることにより、前記地上走行式掘削機に引っ張り力を加えるウインチとを有する復旧機構をさらに備えることを特徴とする。
【００１６】
請求項５に記載の発明は、請求項１〜４の何れかに記載の構成に加えて、複数の前記地上走行式掘削機に対応する複数の前記プレーントロリが１本の前記レールに配設され、且つ、該複数のプレーントロリの移動範囲を個別に制限することによって該地上走行式掘削機の走行範囲をそれぞれ制限するための、１又は複数のストッパが、該レールに設けられたことを特徴とする。
【００１７】
請求項６に記載の発明は、請求項１〜５の何れかに記載の構成に加えて、前記作業室の室外の装置と前記地上走行式掘削機とを接続するケーブルと、前記レールに案内されて移動し、該ケーブルを所定間隔で保持して吊り下げるための複数のケーブルリールとを備えることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１８】
請求項１の発明によれば、プレーントロリと地上走行式掘削機とを転倒防止用索状部材で接続することとしたので、該地上走行式掘削機の転倒を防止することができる。また、作業室の天井にレールを固定し、このレールによって該プレーントロリを案内する構造としたので、転倒防止用索状部材が地上走行式掘削機の移動を妨げることはない。
【００１９】
請求項２の発明によれば、上方向への引っ張り力に応じて伸延する伸縮部材を該地上走行式掘削機に固定し、該伸縮部材の上端部に転倒防止用索状部材を接続することとしたので、該地上走行式掘削機が転倒するおそれはさらに低くなる。
【００２０】
請求項３の発明によれば、伸縮部材を外筒部、内筒部及びバネ機構を用いて構成したので、地上走行式掘削機の上方向への引っ張り力に応じて伸延する伸縮部材を、簡単な構成で安価に得ることができる。
【００２１】
請求項４に記載の発明によれば、地上走行式掘削機とプレーントロリとを復旧用索状部材で接続するとともに、該復旧用索状部材を巻き取るウインチを設けたので、復旧時に該地上走行式掘削機を引き上げる方向に力を加えることができ、したがって、復旧作業が容易になる。
【００２２】
請求項５に記載の発明によれば、レールにストッパを設けることで複数のプレーントロリの移動範囲を個別に制限し、これによって地上走行式掘削機の走行範囲をそれぞれ制限することができる。したがって、複数の地上走行式掘削機を同時に遠隔操作する際の、操作が容易になる。
【００２３】
請求項６に記載の発明によれば、地上走行式掘削機に接続されたケーブルを、ケーブルリールで吊り下げ、該ケーブルリールがレールに案内されて移動するようにしたため、該ケーブルの断線を防止することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２４】
【図１】実施の形態に係る走行安定化機構を備えた地上走行式掘削機の全体構成を概略的に示す側面図である。
【図２】図１に示したレール及びプレーントロリの構成を概略的に示す正面図である。
【図３】図１に示したレールの構成を概略的に示す平面図である。
【図４】（ａ）、（ｂ）ともに、図１に示した伸縮部材の構成を概略的に示す側面図である。
【図５】図１に示した走行安定化機構に係るケーブルリールの構成を示す概念図である。
【図６】図１に示した走行安定化機構の原理を説明するための概念図である。
【図７】図１に示した走行安定化機構の原理を説明するための概念図である。
【発明を実施するための形態】
【００２５】
以下、本発明の一実施形態について、図面を用いて説明する。
【００２６】
図１は、本実施形態に係る走行安定化機構１００を備えた地上走行式掘削機１１０の全体構成を概略的に示す側面図である。
【００２７】
図１に示したように、本実施形態に係る走行安定化機構１００は、レール１２０、プレーントロリ１３０、転倒防止チェーン１４０及び伸縮管１５０を有する転倒防止機構と、復旧ワイヤ１６０及びウインチ１７０を有する復旧機構と、ケーブル１８０とを備えている。
【００２８】
レール１２０としては、例えばＩ型綱を使用することができる。図２の正面図に拡大して示したように、レール１２０は固定金具２１１に固定されており、さらに、この固定金具２１１はアンカーボルト２１２を用いてケーソン作業室１０の天井スラブ２０１に固定されている。また、図３の概念的平面図に示したように、本実施形態では、このレール１２０をリング状に構成する。そして、レール１２０の所定位置には、ストッパ３０１，３０２，３０３，３０４が取り付けられている。これらストッパ３０１〜３０４により、プレーントロリ１３０の走行範囲を制限することができる。例えば、１本のレール１２０に二台のプレーントロリ１３０を設置して二台の地上走行式掘削機１１０を同時に使用する場合、図３にＡ，Ｂで示した範囲に、対応するプレーントロリ１３０の移動範囲を制限できる。このようにして移動可能範囲を制限することにより、各地上走行式掘削機１１０の遠隔操作が容易になる。
【００２９】
プレーントロリ１３０は、４個の車輪１３２（図２では２個のみ示されている）を備える。車輪１３２は、Ｉ型レール１２０の左右両側に２個ずつ配置され、それぞれ本体部１３１に回転自在に支持されている。これらの車輪１３２により、プレーントロリ１３０は、レール１２０に案内されて、天井スラブ２０１上を移動することができる。チェーン取り付け金具１３３には、転倒防止チェーン１４０が取り付けられる。また、ワイヤ取り付け金具１３４には、復旧ワイヤ１６０が取り付けられる。プレーントロリ１３０は、自走機構（電動モータ等）を備えていない。このため、プレーントロリ１３０は、地上走行式掘削機１１０の移動に伴って転倒防止チェーン１４０に引っ張られることで、移動する。車輪１３２は、ストッパ３０１〜３０４を越えて移動することはできない。したがって、プレーントロリ１３０は、例えばストッパ３０１，３０２の間又はストッパ３０３，３０４の間のみを、移動することができる。
【００３０】
転倒防止チェーン１４０は、一端側が地上走行式掘削機１１０（本実施形態では伸縮管１５０の上端部分）に接続され且つ他端側がプレーントロリ１３０に接続されている。後述するように、この転倒防止チェーン１４０は、地上走行式掘削機１１０の転倒を防止するために使用される。なお、転倒防止チェーン１４０に代えて、例えばワイヤやロープ等、他の種類の索状部材を使用することも可能である。地上走行式掘削機１１０の重量に耐え得る強度を有するものであれば、転倒防止用の索状部材として使用できる。
【００３１】
伸縮管１５０は、地上走行式掘削機１１０上に設置される。この伸縮管１５０は、地上走行式掘削機１１０の上方向への引っ張り力に応じて、伸延する。本実施形態の伸縮管１５０は、延伸長さに応じてバネ定数が増大するように構成される。伸縮管１５０の詳細構造については、後述する。
【００３２】
復旧ワイヤ１６０は、一端側が地上走行式掘削機１１０に接続され且つ他端側がプレーントロリ１３０に接続されている。本実施形態では、復旧ワイヤ１６０の一端側は、ウインチ１７０に接続される。後述するように、この復旧ワイヤ１６０は、地上走行式掘削機１１０が走行不能になったときの復旧に使用される。なお、復旧ワイヤ１６０に代えて、例えばチェーンやロープ等、他の種類の索状部材を使用することも可能である。地上走行式掘削機１１０の重量に耐え得る強度を有するものであれば、復旧用の索状部材として使用できる。
【００３３】
ウインチ１７０は、復旧ワイヤ１６０を巻き取るために使用される。この巻き取り動作により、地上走行式掘削機１１０を持ち上げる方向に引っ張り力を加えることができる。本実施形態では、ウインチ１７０を伸縮管１５０に固定してるが、他の場所でも良い。本実施形態では、ウインチ１７０の駆動力は、地上走行式掘削機１１０が水中地盤に与える荷重を減らせる程度或いは地上走行式掘削機１１０の一方の走行装置を浮き上がらせる程度でもよい。
【００３４】
ケーブル１８０は、地上の遠隔操作システムや電源を地上走行式掘削機１１０に電気接続するために使用される。後述するように、本実施形態では、ケーブル１８０が水中地盤に接触しないようにすることで、該ケーブル１８０の切断事故を防止する。
【００３５】
次に、伸縮管１５０の詳細構造について、図４を用いて説明する。
【００３６】
図４（ａ）は、伸縮管１５０の内部構造を示す概念的側面図である。図４（ａ）に示したように、伸縮管１５０は、外筒部１５１と、内筒部１５２と、バネ機構１５３とを備えている。内筒部１５２は、外筒部１５１の内側に配置されている。そして、外筒部１５１から露出する方向に内筒部１５２を相対移動させることによって、伸縮管１５０を延伸させることができる。また、内筒部１５２の上端部分には、転倒防止チェーン１４０が取り付けられる。
【００３７】
バネ機構１５３は、このような伸縮管１５０の延伸に対して、応力を発生させる。バネ機構１５３は、心棒４０１と、スプリング４０２ａ，４０２ｂ，４０３と、留め板４０４，４０５と、位置決め板４０６，４０７とを備えている。心棒４０１は、外筒部１５１の底板１５１ａに固定されている。スプリング４０２ａ，４０２ｂとスプリング４０３とは、バネ定数が異なっている。図４（ａ）の例では、２個のスプリング４０２ａ，４０２ｂと、これらスプリング４０２ａ，４０２ｂよりもバネ定数が大きい１個のスプリング４０３とを、使用している。これらのスプリング４０２ａ，４０２ｂ，４０３は、心棒４０１を貫通させて、それぞれ直列に配置される。各スプリング４０２ａ，４０２ｂ，４０３は、留め板４０４，４０５及び位置決め板４０６，４０７に挟まれた状態で、それぞれ配置される。留め板４０４は、心棒４０１の上端付近に固定される。一方、留め板４０５は、内筒部１５２の底部に固定される。また、位置決め板４０６，４０７は、スプリング４０２ａ，４０２ｂ，４０３の間に上下動自在に配置される。位置決め板４０６，４０７により、内筒部１５２の内壁面とスプリング４０２ａ，４０２ｂ，４０３との距離を略均一に保つことができる。
【００３８】
図４（ｂ）は、伸縮管１５０を延伸させた状態を示している。図４（ｂ）に示したように、転倒防止チェーン１４０に引っ張られて内筒部１５２が上昇すると、これに伴って、下側の留め板４０５も上昇する。これに対して、上側の留め板４０４は、心棒４０１に固定されているため、上昇しない。また、位置決め板４０６，４０７は、上述のように上下動自在である。したがって、内筒部１５２が上昇したとき、留め板４０４，４０５の間隔が狭まり、その結果、スプリング４０２ａ，４０２ｂ，４０３が圧縮される。これによって、バネ機構１５３に、応力が発生する。
【００３９】
上述したように、スプリング４０２ａ，４０２ｂのバネ定数は、スプリング４０３のバネ定数よりも小さい。このため、伸縮管１５０の延伸長さが小さいときはスプリング４０２ａ，４０２ｂの圧縮が支配的となり、スプリング４０２ａ，４０２ｂがある程度圧縮されるとスプリング４０３も圧縮されるようになる。したがって、延伸管１５０全体としてのバネ定数も、伸縮管１５０の延伸長さが小さいときはスプリング４０２ａ，４０２ｂのバネ定数に近い値になり、伸縮管１５０がある程度延伸するとこれよりも大きい値になる。このようにして、本実施形態の伸縮管１５０は、延伸長さに応じてバネ定数が増大する。この結果、正常な移動や掘削作業の最中（すなわち、伸縮管１５０の延伸長さが小さいとき）は、バネ定数が小さいために該移動等を妨げられることが無く、その一方で、地上走行式掘削機１１０が傾斜等したとき（すなわち、伸縮管１５０の延伸長さが大きくなったとき）には、バネ定数も大きくなるために該地上走行式掘削機１１０の転倒等を有効に防止することができる（後述）。
【００４０】
図５は、本実施形態で使用するケーブルリールを示す概念図である。
【００４１】
図５に示したように、本実施形態では、レール１２０に、複数のケーブルリール５０１を設置する。そして、これらのケーブルリール５０１に、ケーブル１８０を、任意の間隔で保持させる。すなわち、ケーブル１８０は、ケーブルリール５０１を介して、レール１２０に吊り下げられた状態になる。ケーブル１８０の保持間隔は、該ケーブル１８０が水中地盤に接触しないように、決定される。これらケーブルリール５０１は、レール１２０に案内されて、移動することができる。これにより、ケーブル１８０が水中地盤面で引きずられて切断されたり絡まったりするといった、不都合を回避できる。
【００４２】
次に、本実施形態に係る転倒防止機構及び復旧機構の動作について説明する。図６は、本実施形態に係る転倒防止機構の動作を説明するための概念図である。また、図７は、本実施形態に係る普及機構の動作を説明するための概念図である。
【００４３】
地上走行式掘削機１１０が水中地盤上に正常状態（すなわち、実質的に傾斜していない状態）にあるとき、転倒防止チェーン１４０及び復旧ワイヤ１６０は、レール１２０と地上走行式掘削機１１０との距離に比較して十分に長く、弛んだ状態となる（図１参照）。このため、地上走行式掘削機１１０が、転倒防止チェーン１４０や復旧ワイヤ１６０によって引っ張られることはなく、したがって、これら転倒防止チェーン１４０等が掘削作業の障害になることはない。
【００４４】
また、地上走行式掘削機１１０が正常に移動するとき、転倒防止チェーン１４０に引っ張られて、プレーントロリ１３０がレール１２０上を移動する。このため、地上走行式掘削機１１０は、所定の移動範囲内で自由に移動することができる。
【００４５】
さらには、掘削作業時や走行時等に、地上走行式掘削機１１０がわずかに傾く等したために転倒防止チェーン１４０に引っ張り力が生じて、伸縮管１５０がわずかに延伸したとしても、このときの伸縮管１５０の応力は小さいので（上述）、掘削作業等の妨げになることはない。
【００４６】
これに対して、例えば、水中地盤６０１の傾斜等のために地上走行式掘削機１１０が大きく傾いた場合（図６参照）、転倒防止チェーン１４０が伸縮管１５０を強く引っ張ることになり、したがって、この伸縮管１５０は大きく延伸する。この場合、上述したような理由から、伸縮管１５０の応力は非常に大きくなる。これにより、地上走行式掘削機１１０の転倒を有効に防止することができる。
【００４７】
また、例えば、一方の走行装置１１１が水中地盤７０１の穴７０２内に入り込んでしまった場合等には、地上走行式掘削機１１０が走行不能状態に陥る場合がある（図７参照）。このような場合、地上の操作者は、ウインチ１７０を遠隔操作することによって復旧ワイヤ１６０を巻き取る。これにより、復旧ワイヤ１６０が、地上走行式掘削機１１０に引っ張り力を与える。この際、ウインチ１７０は、地上走行式掘削機１１０を完全に釣り上げる必要は無く、水中地盤に与える荷重を減らせる程度或いは地上走行式掘削機１１０の一方の走行装置を浮き上がらせる程度でもよい。これにより、他方の走行装置１１２を駆動させたときに、走行装置１１１を穴７０２から脱出させ易くなる。
【００４８】
また、地上走行式掘削機１１０が走行できないほど傾斜した場合にも、ウインチ１７０で復旧ワイヤ１６０を巻き取ることで該地上走行式掘削機１１０を起こし、正常な状態となる場所に移動させることが可能である。
【００４９】
さらには、地上走行式掘削機１１０が完全に転倒してしまった場合にも、ウインチ１７０で復旧ワイヤ１６０を巻き取ることで該地上走行式掘削機１１０を起こすことができる場合がある。
【００５０】
一方、走行装置１１１を穴７０２から脱出させることができず、作業員がケーソン作業室１０内に入って復旧作業を行う場合でも、復旧ワイヤ１６０とウインチ１７０とを用いて地上走行式掘削機１１０を引っ張ることにより、作業員の作業時間や負担を軽減して、潜函病等のおそれを低減できる。
【００５１】
以上説明したように、本実施形態によれば、プレーントロリ１３０と地上走行式掘削機１１０とを転倒防止チェーン１４０で接続することとしたので、地上走行式掘削機１１０の転倒を防止することができる。また、ケーソン作業室１０の天井にレール１２０を固定し、このレールによってプレーントロリ１３０を案内する構造としたので、転倒防止チェーン１４０によって地上走行式掘削機の移動が妨げられることがない。
【００５２】
本実施形態によれば、伸縮管１５０を地上走行式掘削機１１０に搭載して、該伸縮管１５０の上端部分に転倒防止チェーン１４０を繋ぐこととしたので、地上走行式掘削機１１０が転倒するおそれを、さらに低くすることができる。
【００５３】
本実施形態によれば、伸縮管１５０を、外筒部１５１、内筒部１５２及びバネ機構１５３を用いて構成した。これにより、伸縮管１５０を、簡単な構成で安価に構成できる。
【００５４】
本実施形態によれば、伸縮管１５０の延伸長さに応じてバネ定数が増大するので、正常な掘削作業や移動を妨げることが無く、且つ、地上走行式掘削機１１０が傾斜等したときには転倒を有効に防止できる。
【００５５】
本実施形態によれば、地上走行式掘削機１１０とプレーントロリ１３０とを復旧ワイヤ１６０で接続するとともに、この復旧ワイヤ１６０をウインチ１７０で巻き取ることができるので、復旧時に、地上走行式掘削機１１０を引っ張り上げる方向に力を加えて復旧作業を容易にすることができる。ウインチ１７０はプレーントロリ１３０側に取り付ける場合もある。
本実施形態によれば、プレーントロリにプレーントロリの自走装置を取り付けて遠隔操作する場合は、地上走行式掘削機１１０の走行装置に頼ることなしに地上走行式掘削機１１０の水平移動ができる。
【００５６】
本実施形態によれば、レール１２０にストッパ３０１〜３０４を設けることで各プレーントロリ１３０の移動範囲を個別に制限し、これによって地上走行式掘削機１１０の走行範囲をそれぞれ制限することができる。したがって、複数の地上走行式掘削機１１０を同時に遠隔操作する際の、操作が容易になる。
【００５７】
加えて、本実施形態によれば、地上走行式掘削機１１０に接続されたケーブル１８０を、ケーブルリール５０１で吊り下げ、これらのケーブルリール５０１がレール１２０に案内されて移動するようにしたため、ケーブル１８０の断線や絡まりを防止することができる。
【００５８】
以上、本実施形態では、ニューマチックケーソン工法を用いた掘削作業を例に採って説明したが、本発明は他の工法にも適用することができる。
【００５９】
また、本実施形態では、バネ機構１５３において、３個のスプリング４０２ａ，４０２ｂ，４０３を使用し、且つ、バネ定数を二種類としたが（図４参照）、スプリングの個数やバネ定数の種類は任意に決定できる。
【００６０】
さらに、本実施形態では、４個のストッパ３０１〜３０４を使用して、プレーントロリ１３０の移動範囲を二種類設定したが、一種類或いは三種類以上でも良い。
【００６１】
本実施形態では、転倒防止チェーン１４０と伸縮管１５０とを用いて地上走行式掘削機１１０の転倒を防止することとしたが、索状部材を用いる方法や、上方向に伸縮する伸縮部材と索状部材とを組み合わせる方法であれば、他の構造を採用することも可能である。
【００６２】
本実施形態では、レール１２０をリング状に構成したが、例えば直線状等、他の構造としても良い。
【産業上の利用可能性】
【００６３】
本発明は、地上走行式掘削機を使用することができる分野、すなわち土木建築分野に適用することができる。
【符号の説明】
【００６４】
１０ ケーソン作業室
１００ 走行安定化機構
１１０ 地上走行式掘削機
１２０ レール
１３０ プレーントロリ
１３１ 本体部
１３２ 車輪
１３３ チェーン取り付け金具
１３４ ワイヤ取り付け金具
１４０ 転倒防止チェーン
１５０ 伸縮管
１６０ 復旧ワイヤ
１７０ ウインチ
１８０ ケーブル
２０１ 天井スラブ
２１１ 固定金具
２１２ アンカーボルト
３０１，３０２，３０３，３０４ ストッパ
４０１ 心棒
４０２ａ，４０２ｂ，４０３ スプリング
４０４，４０５ 留め板
４０６，４０７ 位置決め板
５０１ ケーブルリール
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ニューマチックケーソン工法等を用いて掘削作業を行う際に、地上走行式掘削機が、転倒したり、ケーブル切断のために走行不能になったりすることを、防止する技術に関する。さらには、本発明は、かかる地上走行式掘削機の走行装置が大きく傾く等して走行不能状態となった際に、復旧する技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
橋脚基礎構造や、立坑、地下構造物等を水底地盤中に構築する際の工法として、例えばニューマチックケーソン工法（潜函工法とも称される）が知られている。ニューマチックケーソン工法では、筒状のケーソン本体の底部分に、ケーソン作業室が設けられる。ケーソン作業室は、側面を刃口部で覆われ、且つ、上面を天井スラブ（すなわち、ケーソン本体の底部に貼られたコンクリート板）で覆われる。そして、ケーソン作業室内の気圧を圧縮空気で調整することで水位を調節しながら、水底地盤を掘削していくことにより、ケーソン本体を徐々に地中深くまで沈下させていく。ニューマチックケーソン工法は、例えば、下記特許文献１に開示されている。
【０００３】
上述のように、ニューマチックケーソン工法では、ケーソン作業室内の気圧を調整することによって、水位が調整される。このため、ケーソン本体を深く沈下させていくほど、ケーソン作業室内の気圧を高くしていく必要がある。この結果、ケーソン本体を非常に深くまで沈下させた場合、ケーソン作業室内の気圧が非常に高くなることから、長時間の掘削作業によって作業員が潜函病等を煩うおそれがある。したがって、気圧が所定値よりも高い場合は、通常、ケーソン作業室内を無人状態にし、地上から掘削機を遠隔操作することによって掘削作業を行う。
【０００４】
遠隔操作で掘削作業を行う場合、掘削機として、天井走行式のものを使用する場合が多い。天井走行式掘削機は、天井スラブに敷設されたレールに案内されてケーソン作業室内を移動しつつ、水中地盤を掘削する。天井走行式掘削機は、例えば下記特許文献２に開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開昭６１−０９８８２３号公報
【特許文献２】特開２００７−２０５１２８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
天井走行式掘削機には、該掘削機が水中地盤の穴や段差のために転倒等して走行不能になるおそれが無いという利点がある。その反面、天井走行式掘削機は、非常に高価であるとともに、ニューマチックケーソン工法等の限られた工法でしか使用できないという欠点がある。また、天井走行式掘削機はサイズが大きいため、ケーソン本体の径が小さい場合（したがって、ケーソン作業室の掘削作業面積が小さい場合）には、使用できないという欠点もある。
【０００７】
これに対して、遠隔操作の地上走行式掘削機を使用すれば、汎用の掘削機を流用することができ、小型の汎用機も既に存在することから、ケーソン本体の径の大小に拘わらず、非常に安価に掘削作業を行うことができる。しかしながら、ケーソン作業室内で遠隔操作型の地上走行式掘削機を使用する場合、以下のような欠点が生じる。
【０００８】
地上走行式掘削機を使用する場合、該掘削機が段差に乗り上げてしまって転倒するおそれや、大きく傾く等して走行不能になるおそれがある。走行不能に陥った場合、作業員がケーソン作業室内に入って、復旧作業を行う必要がある。
【０００９】
また、掘削機を遠隔操作するためには、かかる掘削機と地上の遠隔操作システムとを、制御ケーブルで接続する必要がある。また、ケーソン作業室内では電動式掘削機を使用するため（エンジン駆動式を使用するとケーソン作業室内に排気ガスが充満するため）、かかる掘削機と地上の電源とを電源ケーブルで接続する必要もある。しかしながら、地上走行式掘削機を使用する場合、これらケーブルは水中地盤上を引きずることになるため、ケーブルの切断事故が発生しやすい。ケーブルが切断された場合、作業員がケーソン作業室内に入って、ケーブルの交換等を行う必要がある。
【００１０】
このように、地上走行式掘削機を使用する場合には、作業員が作業室内に入らなければならないことが多くなり、このため、作業員が潜函病等を煩う危険性が高くなる。
【００１１】
本発明の課題は、地上走行式掘削機が転倒やケーブル切断して走行不能になることを防止することができ、さらには、地上走行式掘削機が大きく傾く等して走行不能状態となった際に無人で復旧することができる、地上走行式掘削機の走行安定化機構を提供する点にある。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
請求項１に係る発明は、作業室内で掘削作業を行う地上走行式掘削機の走行安定化機構であって、前記作業室の天井に固定されたレールと、該レールに案内されて移動するプレーントロリと、一端側が前記地上走行式掘削機に接続され且つ他端側が前記プレーントロリに接続された転倒防止用索状部材とを有する転倒防止機構を備えることを特徴とする。
【００１３】
請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の構成に加えて、前記地上走行式掘削機に、上方向への引っ張り力に応じて伸延する伸縮部材が固定され、且つ、該伸縮部材の上端部に、前記転倒防止用索状部材の前記他端側が接続されたことを特徴とする。
【００１４】
請求項３に記載の発明は、請求項２に記載の構成に加えて、前記伸縮部材が、外筒部と、該外筒部の内側に設けられ、該外筒部から露出する方向に相対移動することによって該伸縮部材を延伸させる内筒部と、該伸縮部材の延伸に対して応力を発生させるバネ機構とを備えることを特徴とする。
【００１５】
請求項４に記載の発明は、請求項１〜３の何れかに記載の構成に加えて、一端側が前記地上走行式掘削機に接続され且つ他端側が前記プレーントロリに接続された復旧用索状部材と、該復旧用索状部材を巻き取ることにより、前記地上走行式掘削機に引っ張り力を加えるウインチとを有する復旧機構をさらに備えることを特徴とする。
【００１６】
請求項５に記載の発明は、請求項１〜４の何れかに記載の構成に加えて、複数の前記地上走行式掘削機に対応する複数の前記プレーントロリが１本の前記レールに配設され、且つ、該複数のプレーントロリの移動範囲を個別に制限することによって該地上走行式掘削機の走行範囲をそれぞれ制限するための、１又は複数のストッパが、該レールに設けられたことを特徴とする。
【００１７】
請求項６に記載の発明は、請求項１〜５の何れかに記載の構成に加えて、前記作業室の室外の装置と前記地上走行式掘削機とを接続するケーブルと、前記レールに案内されて移動し、該ケーブルを所定間隔で保持して吊り下げるための複数のケーブルリールとを備えることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１８】
請求項１の発明によれば、プレーントロリと地上走行式掘削機とを転倒防止用索状部材で接続することとしたので、該地上走行式掘削機の転倒を防止することができる。また、作業室の天井にレールを固定し、このレールによって該プレーントロリを案内する構造としたので、転倒防止用索状部材が地上走行式掘削機の移動を妨げることはない。
【００１９】
請求項２の発明によれば、上方向への引っ張り力に応じて伸延する伸縮部材を該地上走行式掘削機に固定し、該伸縮部材の上端部に転倒防止用索状部材を接続することとしたので、該地上走行式掘削機が転倒するおそれはさらに低くなる。
【００２０】
請求項３の発明によれば、伸縮部材を外筒部、内筒部及びバネ機構を用いて構成したので、地上走行式掘削機の上方向への引っ張り力に応じて伸延する伸縮部材を、簡単な構成で安価に得ることができる。
【００２１】
請求項４に記載の発明によれば、地上走行式掘削機とプレーントロリとを復旧用索状部材で接続するとともに、該復旧用索状部材を巻き取るウインチを設けたので、復旧時に該地上走行式掘削機を引き上げる方向に力を加えることができ、したがって、復旧作業が容易になる。
【００２２】
請求項５に記載の発明によれば、レールにストッパを設けることで複数のプレーントロリの移動範囲を個別に制限し、これによって地上走行式掘削機の走行範囲をそれぞれ制限することができる。したがって、複数の地上走行式掘削機を同時に遠隔操作する際の、操作が容易になる。
【００２３】
請求項６に記載の発明によれば、地上走行式掘削機に接続されたケーブルを、ケーブルリールで吊り下げ、該ケーブルリールがレールに案内されて移動するようにしたため、該ケーブルの断線を防止することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２４】
【図１】実施の形態に係る走行安定化機構を備えた地上走行式掘削機の全体構成を概略的に示す側面図である。
【図２】図１に示したレール及びプレーントロリの構成を概略的に示す正面図である。
【図３】図１に示したレールの構成を概略的に示す平面図である。
【図４】（ａ）、（ｂ）ともに、図１に示した伸縮部材の構成を概略的に示す側面図である。
【図５】図１に示した走行安定化機構に係るケーブルリールの構成を示す概念図である。
【図６】図１に示した走行安定化機構の原理を説明するための概念図である。
【図７】図１に示した走行安定化機構の原理を説明するための概念図である。
【発明を実施するための形態】
【００２５】
以下、本発明の一実施形態について、図面を用いて説明する。
【００２６】
図１は、本実施形態に係る走行安定化機構１００を備えた地上走行式掘削機１１０の全体構成を概略的に示す側面図である。
【００２７】
図１に示したように、本実施形態に係る走行安定化機構１００は、レール１２０、プレーントロリ１３０、転倒防止チェーン１４０及び伸縮管１５０を有する転倒防止機構と、復旧ワイヤ１６０及びウインチ１７０を有する復旧機構と、ケーブル１８０とを備えている。
【００２８】
レール１２０としては、例えばＩ型綱を使用することができる。図２の正面図に拡大して示したように、レール１２０は固定金具２１１に固定されており、さらに、この固定金具２１１はアンカーボルト２１２を用いてケーソン作業室１０の天井スラブ２０１に固定されている。また、図３の概念的平面図に示したように、本実施形態では、このレール１２０をリング状に構成する。そして、レール１２０の所定位置には、ストッパ３０１，３０２，３０３，３０４が取り付けられている。これらストッパ３０１〜３０４により、プレーントロリ１３０の走行範囲を制限することができる。例えば、１本のレール１２０に二台のプレーントロリ１３０を設置して二台の地上走行式掘削機１１０を同時に使用する場合、図３にＡ，Ｂで示した範囲に、対応するプレーントロリ１３０の移動範囲を制限できる。このようにして移動可能範囲を制限することにより、各地上走行式掘削機１１０の遠隔操作が容易になる。
【００２９】
プレーントロリ１３０は、４個の車輪１３２（図２では２個のみ示されている）を備える。車輪１３２は、Ｉ型レール１２０の左右両側に２個ずつ配置され、それぞれ本体部１３１に回転自在に支持されている。これらの車輪１３２により、プレーントロリ１３０は、レール１２０に案内されて、天井スラブ２０１上を移動することができる。チェーン取り付け金具１３３には、転倒防止チェーン１４０が取り付けられる。また、ワイヤ取り付け金具１３４には、復旧ワイヤ１６０が取り付けられる。プレーントロリ１３０は、自走機構（電動モータ等）を備えていない。このため、プレーントロリ１３０は、地上走行式掘削機１１０の移動に伴って転倒防止チェーン１４０に引っ張られることで、移動する。車輪１３２は、ストッパ３０１〜３０４を越えて移動することはできない。したがって、プレーントロリ１３０は、例えばストッパ３０１，３０２の間又はストッパ３０３，３０４の間のみを、移動することができる。
【００３０】
転倒防止チェーン１４０は、一端側が地上走行式掘削機１１０（本実施形態では伸縮管１５０の上端部分）に接続され且つ他端側がプレーントロリ１３０に接続されている。後述するように、この転倒防止チェーン１４０は、地上走行式掘削機１１０の転倒を防止するために使用される。なお、転倒防止チェーン１４０に代えて、例えばワイヤやロープ等、他の種類の索状部材を使用することも可能である。地上走行式掘削機１１０の重量に耐え得る強度を有するものであれば、転倒防止用の索状部材として使用できる。
【００３１】
伸縮管１５０は、地上走行式掘削機１１０上に設置される。この伸縮管１５０は、地上走行式掘削機１１０の上方向への引っ張り力に応じて、伸延する。本実施形態の伸縮管１５０は、延伸長さに応じてバネ定数が増大するように構成される。伸縮管１５０の詳細構造については、後述する。
【００３２】
復旧ワイヤ１６０は、一端側が地上走行式掘削機１１０に接続され且つ他端側がプレーントロリ１３０に接続されている。本実施形態では、復旧ワイヤ１６０の一端側は、ウインチ１７０に接続される。後述するように、この復旧ワイヤ１６０は、地上走行式掘削機１１０が走行不能になったときの復旧に使用される。なお、復旧ワイヤ１６０に代えて、例えばチェーンやロープ等、他の種類の索状部材を使用することも可能である。地上走行式掘削機１１０の重量に耐え得る強度を有するものであれば、復旧用の索状部材として使用できる。
【００３３】
ウインチ１７０は、復旧ワイヤ１６０を巻き取るために使用される。この巻き取り動作により、地上走行式掘削機１１０を持ち上げる方向に引っ張り力を加えることができる。本実施形態では、ウインチ１７０を伸縮管１５０に固定してるが、他の場所でも良い。本実施形態では、ウインチ１７０の駆動力は、地上走行式掘削機１１０が水中地盤に与える荷重を減らせる程度或いは地上走行式掘削機１１０の一方の走行装置を浮き上がらせる程度でもよい。
【００３４】
ケーブル１８０は、地上の遠隔操作システムや電源を地上走行式掘削機１１０に電気接続するために使用される。後述するように、本実施形態では、ケーブル１８０が水中地盤に接触しないようにすることで、該ケーブル１８０の切断事故を防止する。
【００３５】
次に、伸縮管１５０の詳細構造について、図４を用いて説明する。
【００３６】
図４（ａ）は、伸縮管１５０の内部構造を示す概念的側面図である。図４（ａ）に示したように、伸縮管１５０は、外筒部１５１と、内筒部１５２と、バネ機構１５３とを備えている。内筒部１５２は、外筒部１５１の内側に配置されている。そして、外筒部１５１から露出する方向に内筒部１５２を相対移動させることによって、伸縮管１５０を延伸させることができる。また、内筒部１５２の上端部分には、転倒防止チェーン１４０が取り付けられる。
【００３７】
バネ機構１５３は、このような伸縮管１５０の延伸に対して、応力を発生させる。バネ機構１５３は、心棒４０１と、スプリング４０２ａ，４０２ｂ，４０３と、留め板４０４，４０５と、位置決め板４０６，４０７とを備えている。心棒４０１は、外筒部１５１の底板１５１ａに固定されている。スプリング４０２ａ，４０２ｂとスプリング４０３とは、バネ定数が異なっている。図４（ａ）の例では、２個のスプリング４０２ａ，４０２ｂと、これらスプリング４０２ａ，４０２ｂよりもバネ定数が大きい１個のスプリング４０３とを、使用している。これらのスプリング４０２ａ，４０２ｂ，４０３は、心棒４０１を貫通させて、それぞれ直列に配置される。各スプリング４０２ａ，４０２ｂ，４０３は、留め板４０４，４０５及び位置決め板４０６，４０７に挟まれた状態で、それぞれ配置される。留め板４０４は、心棒４０１の上端付近に固定される。一方、留め板４０５は、内筒部１５２の底部に固定される。また、位置決め板４０６，４０７は、スプリング４０２ａ，４０２ｂ，４０３の間に上下動自在に配置される。位置決め板４０６，４０７により、内筒部１５２の内壁面とスプリング４０２ａ，４０２ｂ，４０３との距離を略均一に保つことができる。
【００３８】
図４（ｂ）は、伸縮管１５０を延伸させた状態を示している。図４（ｂ）に示したように、転倒防止チェーン１４０に引っ張られて内筒部１５２が上昇すると、これに伴って、下側の留め板４０５も上昇する。これに対して、上側の留め板４０４は、心棒４０１に固定されているため、上昇しない。また、位置決め板４０６，４０７は、上述のように上下動自在である。したがって、内筒部１５２が上昇したとき、留め板４０４，４０５の間隔が狭まり、その結果、スプリング４０２ａ，４０２ｂ，４０３が圧縮される。これによって、バネ機構１５３に、応力が発生する。
【００３９】
上述したように、スプリング４０２ａ，４０２ｂのバネ定数は、スプリング４０３のバネ定数よりも小さい。このため、伸縮管１５０の延伸長さが小さいときはスプリング４０２ａ，４０２ｂの圧縮が支配的となり、スプリング４０２ａ，４０２ｂがある程度圧縮されるとスプリング４０３も圧縮されるようになる。したがって、延伸管１５０全体としてのバネ定数も、伸縮管１５０の延伸長さが小さいときはスプリング４０２ａ，４０２ｂのバネ定数に近い値になり、伸縮管１５０がある程度延伸するとこれよりも大きい値になる。このようにして、本実施形態の伸縮管１５０は、延伸長さに応じてバネ定数が増大する。この結果、正常な移動や掘削作業の最中（すなわち、伸縮管１５０の延伸長さが小さいとき）は、バネ定数が小さいために該移動等を妨げられることが無く、その一方で、地上走行式掘削機１１０が傾斜等したとき（すなわち、伸縮管１５０の延伸長さが大きくなったとき）には、バネ定数も大きくなるために該地上走行式掘削機１１０の転倒等を有効に防止することができる（後述）。
【００４０】
図５は、本実施形態で使用するケーブルリールを示す概念図である。
【００４１】
図５に示したように、本実施形態では、レール１２０に、複数のケーブルリール５０１を設置する。そして、これらのケーブルリール５０１に、ケーブル１８０を、任意の間隔で保持させる。すなわち、ケーブル１８０は、ケーブルリール５０１を介して、レール１２０に吊り下げられた状態になる。ケーブル１８０の保持間隔は、該ケーブル１８０が水中地盤に接触しないように、決定される。これらケーブルリール５０１は、レール１２０に案内されて、移動することができる。これにより、ケーブル１８０が水中地盤面で引きずられて切断されたり絡まったりするといった、不都合を回避できる。
【００４２】
次に、本実施形態に係る転倒防止機構及び復旧機構の動作について説明する。図６は、本実施形態に係る転倒防止機構の動作を説明するための概念図である。また、図７は、本実施形態に係る普及機構の動作を説明するための概念図である。
【００４３】
地上走行式掘削機１１０が水中地盤上に正常状態（すなわち、実質的に傾斜していない状態）にあるとき、転倒防止チェーン１４０及び復旧ワイヤ１６０は、レール１２０と地上走行式掘削機１１０との距離に比較して十分に長く、弛んだ状態となる（図１参照）。このため、地上走行式掘削機１１０が、転倒防止チェーン１４０や復旧ワイヤ１６０によって引っ張られることはなく、したがって、これら転倒防止チェーン１４０等が掘削作業の障害になることはない。
【００４４】
また、地上走行式掘削機１１０が正常に移動するとき、転倒防止チェーン１４０に引っ張られて、プレーントロリ１３０がレール１２０上を移動する。このため、地上走行式掘削機１１０は、所定の移動範囲内で自由に移動することができる。
【００４５】
さらには、掘削作業時や走行時等に、地上走行式掘削機１１０がわずかに傾く等したために転倒防止チェーン１４０に引っ張り力が生じて、伸縮管１５０がわずかに延伸したとしても、このときの伸縮管１５０の応力は小さいので（上述）、掘削作業等の妨げになることはない。
【００４６】
これに対して、例えば、水中地盤６０１の傾斜等のために地上走行式掘削機１１０が大きく傾いた場合（図６参照）、転倒防止チェーン１４０が伸縮管１５０を強く引っ張ることになり、したがって、この伸縮管１５０は大きく延伸する。この場合、上述したような理由から、伸縮管１５０の応力は非常に大きくなる。これにより、地上走行式掘削機１１０の転倒を有効に防止することができる。
【００４７】
また、例えば、一方の走行装置１１１が水中地盤７０１の穴７０２内に入り込んでしまった場合等には、地上走行式掘削機１１０が走行不能状態に陥る場合がある（図７参照）。このような場合、地上の操作者は、ウインチ１７０を遠隔操作することによって復旧ワイヤ１６０を巻き取る。これにより、復旧ワイヤ１６０が、地上走行式掘削機１１０に引っ張り力を与える。この際、ウインチ１７０は、地上走行式掘削機１１０を完全に釣り上げる必要は無く、水中地盤に与える荷重を減らせる程度或いは地上走行式掘削機１１０の一方の走行装置を浮き上がらせる程度でもよい。これにより、他方の走行装置１１２を駆動させたときに、走行装置１１１を穴７０２から脱出させ易くなる。
【００４８】
また、地上走行式掘削機１１０が走行できないほど傾斜した場合にも、ウインチ１７０で復旧ワイヤ１６０を巻き取ることで該地上走行式掘削機１１０を起こし、正常な状態となる場所に移動させることが可能である。
【００４９】
さらには、地上走行式掘削機１１０が完全に転倒してしまった場合にも、ウインチ１７０で復旧ワイヤ１６０を巻き取ることで該地上走行式掘削機１１０を起こすことができる場合がある。
【００５０】
一方、走行装置１１１を穴７０２から脱出させることができず、作業員がケーソン作業室１０内に入って復旧作業を行う場合でも、復旧ワイヤ１６０とウインチ１７０とを用いて地上走行式掘削機１１０を引っ張ることにより、作業員の作業時間や負担を軽減して、潜函病等のおそれを低減できる。
【００５１】
以上説明したように、本実施形態によれば、プレーントロリ１３０と地上走行式掘削機１１０とを転倒防止チェーン１４０で接続することとしたので、地上走行式掘削機１１０の転倒を防止することができる。また、ケーソン作業室１０の天井にレール１２０を固定し、このレールによってプレーントロリ１３０を案内する構造としたので、転倒防止チェーン１４０によって地上走行式掘削機の移動が妨げられることがない。
【００５２】
本実施形態によれば、伸縮管１５０を地上走行式掘削機１１０に搭載して、該伸縮管１５０の上端部分に転倒防止チェーン１４０を繋ぐこととしたので、地上走行式掘削機１１０が転倒するおそれを、さらに低くすることができる。
【００５３】
本実施形態によれば、伸縮管１５０を、外筒部１５１、内筒部１５２及びバネ機構１５３を用いて構成した。これにより、伸縮管１５０を、簡単な構成で安価に構成できる。
【００５４】
本実施形態によれば、伸縮管１５０の延伸長さに応じてバネ定数が増大するので、正常な掘削作業や移動を妨げることが無く、且つ、地上走行式掘削機１１０が傾斜等したときには転倒を有効に防止できる。
【００５５】
本実施形態によれば、地上走行式掘削機１１０とプレーントロリ１３０とを復旧ワイヤ１６０で接続するとともに、この復旧ワイヤ１６０をウインチ１７０で巻き取ることができるので、復旧時に、地上走行式掘削機１１０を引っ張り上げる方向に力を加えて復旧作業を容易にすることができる。ウインチ１７０はプレーントロリ１３０側に取り付ける場合もある。
本実施形態によれば、プレーントロリにプレーントロリの自走装置を取り付けて遠隔操作する場合は、地上走行式掘削機１１０の走行装置に頼ることなしに地上走行式掘削機１１０の水平移動ができる。
【００５６】
本実施形態によれば、レール１２０にストッパ３０１〜３０４を設けることで各プレーントロリ１３０の移動範囲を個別に制限し、これによって地上走行式掘削機１１０の走行範囲をそれぞれ制限することができる。したがって、複数の地上走行式掘削機１１０を同時に遠隔操作する際の、操作が容易になる。
【００５７】
加えて、本実施形態によれば、地上走行式掘削機１１０に接続されたケーブル１８０を、ケーブルリール５０１で吊り下げ、これらのケーブルリール５０１がレール１２０に案内されて移動するようにしたため、ケーブル１８０の断線や絡まりを防止することができる。
【００５８】
以上、本実施形態では、ニューマチックケーソン工法を用いた掘削作業を例に採って説明したが、本発明は他の工法にも適用することができる。
【００５９】
また、本実施形態では、バネ機構１５３において、３個のスプリング４０２ａ，４０２ｂ，４０３を使用し、且つ、バネ定数を二種類としたが（図４参照）、スプリングの個数やバネ定数の種類は任意に決定できる。
【００６０】
さらに、本実施形態では、４個のストッパ３０１〜３０４を使用して、プレーントロリ１３０の移動範囲を二種類設定したが、一種類或いは三種類以上でも良い。
【００６１】
本実施形態では、転倒防止チェーン１４０と伸縮管１５０とを用いて地上走行式掘削機１１０の転倒を防止することとしたが、索状部材を用いる方法や、上方向に伸縮する伸縮部材と索状部材とを組み合わせる方法であれば、他の構造を採用することも可能である。
【００６２】
本実施形態では、レール１２０をリング状に構成したが、例えば直線状等、他の構造としても良い。
【産業上の利用可能性】
【００６３】
本発明は、地上走行式掘削機を使用することができる分野、すなわち土木建築分野に適用することができる。
【符号の説明】
【００６４】
１０ ケーソン作業室
１００ 走行安定化機構
１１０ 地上走行式掘削機
１２０ レール
１３０ プレーントロリ
１３１ 本体部
１３２ 車輪
１３３ チェーン取り付け金具
１３４ ワイヤ取り付け金具
１４０ 転倒防止チェーン
１５０ 伸縮管
１６０ 復旧ワイヤ
１７０ ウインチ
１８０ ケーブル
２０１ 天井スラブ
２１１ 固定金具
２１２ アンカーボルト
３０１，３０２，３０３，３０４ ストッパ
４０１ 心棒
４０２ａ，４０２ｂ，４０３ スプリング
４０４，４０５ 留め板
４０６，４０７ 位置決め板
５０１ ケーブルリール
【特許請求の範囲】
【請求項１】
作業室内で掘削作業を行う、地上走行式掘削機の走行安定化機構であって、
前記作業室の天井に固定されたレールと、
該レールに案内されて移動するプレーントロリと、
一端側が前記地上走行式掘削機に接続され且つ他端側が前記プレーントロリに接続された転倒防止用索状部材と、
を有する転倒防止機構を備えることを特徴とする地上走行式掘削機の走行安定化機構。
【請求項２】
前記地上走行式掘削機に、該地上走行式掘削機の上方向への引っ張り力に応じて伸延する伸縮部材が固定され、且つ、
該伸縮部材の上端部に、前記転倒防止用索状部材の前記他端側が接続された、
ことを特徴とする請求項１に記載の地上走行式掘削機の走行安定化機構。
【請求項３】
前記伸縮部材が、
外筒部と、
該外筒部の内側に設けられ、該外筒部から露出する方向に相対移動することによって該伸縮部材を延伸させる内筒部と、
該伸縮部材の延伸に対して応力を発生させるバネ機構と、
を備えることを特徴とする請求項２に記載の地上走行式掘削機の走行安定化機構。
【請求項４】
一端側が前記地上走行式掘削機に接続され且つ他端側が前記プレーントロリに接続された復旧用索状部材と、
該復旧用索状部材を巻き取ることにより、前記地上走行式掘削機に引っ張り力を加えるウインチと、
を有する復旧機構をさらに備えることを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載の地上走行式掘削機の走行安定化機構。
【請求項５】
複数の前記地上走行式掘削機に対応する複数の前記プレーントロリが１本の前記レールに配設され、且つ、
該複数のプレーントロリの移動範囲を個別に制限することによって該地上走行式掘削機の走行範囲をそれぞれ制限するための、１又は複数のストッパが、該レールに設けられた、
ことを特徴とする請求項１〜４の何れかに記載の地上走行式掘削機の走行安定化機構。
【請求項６】
前記作業室の室外の装置と前記地上走行式掘削機とを接続するケーブルと、
前記レールに案内されて移動し、該ケーブルを所定間隔で保持して吊り下げるための複数のケーブルリールと、
を備えることを特徴とする請求項１〜５の何れかに記載の地上走行式掘削機の走行安定化機構。
【請求項１】
作業室内で掘削作業を行う、地上走行式掘削機の走行安定化機構であって、
前記作業室の天井に固定されたレールと、
該レールに案内されて移動するプレーントロリと、
一端側が前記地上走行式掘削機に接続され且つ他端側が前記プレーントロリに接続された転倒防止用索状部材と、
を有する転倒防止機構を備えることを特徴とする地上走行式掘削機の走行安定化機構。
【請求項２】
前記地上走行式掘削機に、該地上走行式掘削機の上方向への引っ張り力に応じて伸延する伸縮部材が固定され、且つ、
該伸縮部材の上端部に、前記転倒防止用索状部材の前記他端側が接続された、
ことを特徴とする請求項１に記載の地上走行式掘削機の走行安定化機構。
【請求項３】
前記伸縮部材が、
外筒部と、
該外筒部の内側に設けられ、該外筒部から露出する方向に相対移動することによって該伸縮部材を延伸させる内筒部と、
該伸縮部材の延伸に対して応力を発生させるバネ機構と、
を備えることを特徴とする請求項２に記載の地上走行式掘削機の走行安定化機構。
【請求項４】
一端側が前記地上走行式掘削機に接続され且つ他端側が前記プレーントロリに接続された復旧用索状部材と、
該復旧用索状部材を巻き取ることにより、前記地上走行式掘削機に引っ張り力を加えるウインチと、
を有する復旧機構をさらに備えることを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載の地上走行式掘削機の走行安定化機構。
【請求項５】
複数の前記地上走行式掘削機に対応する複数の前記プレーントロリが１本の前記レールに配設され、且つ、
該複数のプレーントロリの移動範囲を個別に制限することによって該地上走行式掘削機の走行範囲をそれぞれ制限するための、１又は複数のストッパが、該レールに設けられた、
ことを特徴とする請求項１〜４の何れかに記載の地上走行式掘削機の走行安定化機構。
【請求項６】
前記作業室の室外の装置と前記地上走行式掘削機とを接続するケーブルと、
前記レールに案内されて移動し、該ケーブルを所定間隔で保持して吊り下げるための複数のケーブルリールと、
を備えることを特徴とする請求項１〜５の何れかに記載の地上走行式掘削機の走行安定化機構。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【公開番号】特開２０１２−２１２８１（Ｐ２０１２−２１２８１Ａ）
【公開日】平成２４年２月２日（２０１２．２．２）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１０−１５８１７６（Ｐ２０１０−１５８１７６）
【出願日】平成２２年７月１２日（２０１０．７．１２）
【出願人】（０００２０７７８０）大豊建設株式会社 (77)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２４年２月２日（２０１２．２．２）
【国際特許分類】
【出願日】平成２２年７月１２日（２０１０．７．１２）
【出願人】（０００２０７７８０）大豊建設株式会社 (77)
【Ｆターム（参考）】
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