JP5508488B2

JP5508488B2 - スケータークレーン

Info

Publication number: JP5508488B2
Application number: JP2012193287A
Authority: JP
Inventors: 和弘井上; 丈宣中村; 憲天野
Original assignee: 株式会社コシハラ
Priority date: 2012-09-03
Filing date: 2012-09-03
Publication date: 2014-05-28
Anticipated expiration: 2032-09-03
Also published as: JP2014047583A

Description

本発明は、ニューマチックケーソン工法における揚重機械として用いられて好適なスケータークレーンに関するものである。

一般に、ニューマチックケーソン工法は、ケーソン下部に形成される掘削作業室を圧気状態とすることでその掘削作業室内に地下水が流入するのを防止しつつ、掘削作業室の掘削床から土砂を掘削してケーソンを沈設させる工法である。

このニューマチックケーソン工法では、掘削作業室内に配備された函内ショベルもしくは掘削作業室の天井（ケーソン下面）に設置された潜函ショベルや、ケーソンに立設されたマテリアルシャフトおよびマンシャフト、地上に設置されたスケータークレーン、スケータークレーンに吊り下げられてマテリアルシャフトを昇降するアースバケット、地上に設置された土砂ホッパなどを備える設備が用いられている。

そして、函内ショベルもしくは潜函ショベルにより土砂を掘削してアースバケットに土砂を積み込む積込サイクルと、スケータークレーンによりアースバケットを掘削作業室と土砂ホッパとの間で往復させてアースバケットに積み込まれた土砂を土砂ホッパに排出する搬送サイクルとを繰り返し行うことでケーソンを沈設している（特許文献１参照）。

特開２０１２−６７４５６号公報

ところで、上記のニューマチックケーソン工法で用いられるスケータークレーンと土砂ホッパとにおいて、土砂ホッパは、スケータークレーンの外部にそのスケータークレーンとは別に隣接設置される。
このため、上記のニューマチックケーソン工法の実施にあたっては、スケータークレーンと土砂ホッパの両方を設置することができる敷地を確保しなければならないという問題点がある。
また、上記のニューマチックケーソン工法で用いられるスケータークレーンは、ジブから吊り下げられるアースバケットを昇降させる機能と、そのジブに沿って横行させる機能とを有しているが、ジブを旋回させて通常のクレーンと同様の使用ができることが望まれている。
さらに、アースバケットに積み込まれた土砂の排出機構についてもそのコンパクト化が望まれている。

本発明は、前述のような問題点や事情に鑑みてなされたもので、コンパクトな構成で、通常のクレーンと同様に旋回機能を備えたスケータークレーンを提供することを目的とするものである。

前記目的を達成するために、本発明によるスケータークレーンは、
水平方向に延設されるジブに昇降自在および横行自在に吊り下げられるアースバケットを備えるスケータークレーンにおいて、
前記ジブを支持する架台と、前記架台の下部に組み込まれて前記アースバケットからの土砂が投入される土砂ホッパと、前記ジブを旋回させる旋回機構と、前記土砂ホッパに対して前記アースバケットを昇降させる際に前記架台における前記アースバケットの出し入れ口として用いられるアースバケット出入口と、前記アースバケット出入口を通して降下される前記アースバケットを前記土砂ホッパの内部に向けて転倒させるバケット転倒装置とを備え、
前記架台の頂部は該架台の鉛直中心線よりも後方にオフセット配置されるとともに、前記架台の前部における前記土砂ホッパの上方に吹き抜け部分が形成され、この吹き抜け部分が前記アースバケット出入口とされ、
前記バケット転倒装置は、前記アースバケット側に装備されるチェーンおよびそのチェーンの下端部に取り付けられるアンカーと、前記アースバケット出入口に配置されるバケットガイドと、該バケットガイドの下方に配され前記チェーンが嵌り込む切欠き部を有するアンカー掛止板とにより構成されていることを特徴とするものである。

本発明のスケータークレーンによれば、ジブを旋回させるための旋回機構が設けられるので、通常のクレーンと同様に旋回機能を備えたものとなる。
また、土砂ホッパが架台の下部に組み込まれるとともに、架台の頂部は該架台の鉛直中心線よりも後方にオフセット配置され、架台の前部における前記土砂ホッパの上方に形成された吹き抜け部分がアースバケット出入口とされるので、装置のコンパクト化を図ることができ、スケータークレーンを設置する上で必要とされる敷地面積を小さく抑えることができる。
また、バケット転倒装置は、アースバケット側に装備されるチェーンおよびアンカーと、アースバケット出入口に配置されるバケットガイドおよびアンカー掛止板とにより構成されているので、コンパクトな構成にてアースバケットに積み込まれた土砂を土砂ホッパに人手を要することなく効率良く投入することができる。
したがって、全体としてコンパクトな構成で、通常のクレーンと同様に旋回機能を備えたスケータークレーンを得ることができる。

本発明の一実施形態に係るスケータークレーンが用いられるニューマチックケーソン工法の設備を示す図本実施形態のスケータークレーンの側面図図２のスケータークレーンの要部拡大図ローピングの説明図で、巻上索ローピング図（ａ）、横行索ローピング図（ｂ）および緊張索ローピング図（ｃ）図３のＡ部拡大図（ａ）、（ａ）のＢ矢視図（ｂ）および（ａ）のＣ矢視図（ｃ）土砂排出動作の説明図

次に、本発明によるスケータークレーンの具体的な実施の形態について、図面を参照しつつ説明する。

＜スケータークレーンの概略説明＞
本実施形態のスケータークレーン１は、図１に示されるように、ケーソン２の下部に形成される掘削作業室３を圧気状態とすることでその掘削作業室３内に地下水が流入するのを防止しつつ、掘削作業室３の掘削床から土砂を掘削してケーソン２を沈設させるニューマチックケーソン工法において、ケーソン２や函内ショベル４もしくは潜函ショベル５、マテリアルシャフト６、マンシャフト７などと共に揚重機械として用いられるものであり、ケーソン２が沈設される場所の近傍の地上に設置される架台１１を備えている。

＜架台の説明＞
図２に示されるように、架台１１は、所要の支柱部材１１ａと梁部材１１ｂとが縦横に組まれるとともに、筋交い部材１１ｃが適宜に斜めに組まれて構成され、下部および中間部が四角柱状に、上部が四角錐状にそれぞれ形成されている。
なお、架台１１の頂部は、架台１１の鉛直中心線Ｏ_Ｋよりも後方にオフセットされた位置に配されている。

＜旋回機構の説明＞
図３に示されるように、架台１１の頂部には、旋回機構１２が設置されている。
この旋回機構１２は、固定輪と可動輪とが組み合わされてなる旋回輪１３を備え、固定輪を架台１１に固定し、可動輪に旋回フレーム１４を取り付け、旋回モータ１５の駆動により、固定輪に対し可動輪を相対回転させて旋回フレーム１４を左右水平方向に旋回運動させるように構成されている。

＜クレーン装置の説明＞
旋回フレーム１４には、クレーン装置１５が搭載されている。
すなわち、旋回フレーム１４において、その前端部には、前方に向けて水平に延設されるジブ１６が取り付けられ、その中央部には、ガントリー１７が立設され、その後部には、巻上ウインチ１８が設置されている。
なお、ジブ１６とガントリー１７とは、ジブ１６の水平状態を保持するために、ジブステー１９によって連結されている。

ガントリー１７の頂部には、第１シーブ２１が回転可能に取り付けられている。
ジブ１６の基端部には、第２シーブ２２が回転可能に取り付けられるとともに、横行ウインチ２０が設置されている。
ジブ１６の先端部には、第３シーブ２３が回転可能に取り付けられるとともに、ショックアブソーバ２４が付設されている。

ジブ１６の基端部と先端部との間には、第１トロリー２５と第２トロリー２６とが、第１トロリー２５に対し第２トロリー２６を前方に配した状態でジブ１６の長手方向に沿って互いに相対位置を可変に走行可能に取り付けられている。第１トロリー２５には、巻上シーブ２７が回転可能に取り付けられ、第２トロリー２６には、フロントシーブ２８およびリアシーブ２９がそれぞれ回転可能に取り付けられている。

クレーン装置１５においては、図４（ａ）に示されるように、巻上ウインチ１８から第１シーブ２１、第２シーブ２２およびリアシーブ２９を通して巻上シーブ２７に巻上索３０が巻き掛けられ、巻上シーブ２７から垂れ下がる巻上索３０の先端側にアースバケット３１（図３参照）が取り付けられ、巻上ウインチ１８の作動により、アースバケット３１を昇降させることができるようになっている。
また、図４（ｂ）に示されるように、第１トロリー２５と第２トロリー２６とにおいては、横行ウインチ２０からの横行索３２が、第２シーブ２２を介して第１トロリー２５に接続されるとともに、第３シーブ２３、フロントシーブ２８を介してショックアブソーバ２４に接続され、横行ウインチ２０の作動により、アースバケット３１をジブ１６の長手方向に沿う横方向に走行させることができるようになっている。
さらに、図４（ｃ）に示されるように、第１トロリー２５と第２トロリー２６とにおいては、たとえ巻上索３０に急激な荷重が作用したとしても巻上索３０の吊り下げ位置がずれないようにするために、ジブ１６の基端部から第２トロリー２６に装着されたスナッチブロック３３を通して第１トロリー２５に緊張索３４が張設されている。

＜アースバケットの説明＞
図３に示されるように、アースバケット３１は、上方に開放された有底円筒状容器よりなるバケット本体３１ａの上部に、逆Ｕの字状の取っ手３１ｂが回動可能に取り付けられてなり、土砂を上方から積み込むことができるようになっている。
このアースバケット３１においては、その取っ手３１ｂが吊金具３５を介して巻上索３０の先端部に接続されてその巻上索３０から吊り下げられ、後述する土砂ホッパ４０の上方で反転させることで、積み込まれた土砂を土砂ホッパ４０に投入可能とされている。

＜土砂ホッパの説明＞
図２に示されるように、架台１１の下部には、アースバケット３１からの土砂が投入される土砂ホッパ４０がその鉛直中心線Ｏ_Ｈを架台１１の鉛直中心線Ｏ_Ｋに一致させた状態で組み込まれている。
なお、架台１１の下部において、土砂ホッパ４０の下方には、ダンプトラック等の土砂運搬車両が乗り入れ可能な空間４１が設けられている。

＜アースバケット出入口の説明＞
前述したように、架台１１の頂部は架台１１の鉛直中心線Ｏ_Ｋよりも後方にオフセット配置されているので、架台１１の前部において、土砂ホッパ４０から上方に吹き抜け構造となっており、この吹き抜け部分がアースバケット出入口４２とされて、土砂ホッパ４０に対してアースバケット３１を昇降させるための出入口として用いられる。

＜旋回機構とアースバケット出入口との配置の説明＞
旋回機構１２とアースバケット出入口４２とは、土砂ホッパ４０の上方でその土砂ホッパ４０の鉛直中心線Ｏ_Ｈを挟むようにして配置されている。

＜バケット転倒装置の説明＞
図３に示されるように、本実施形態のスケータークレーン１には、アースバケット出入口４２を通して降下されるアースバケット３１を土砂ホッパ４０の内部に向けて転倒させるバケット転倒装置５０が装備されている。
バケット転倒装置５０は、アースバケット３１側に装備されるチェーン５１およびアンカー５２と、架台１１側に装備されるバケットガイド５３およびアンカー掛止板５４とから構成されている。

チェーン５１は、アースバケット３１の底面から吊り下げられるように設けられ、その下端部に十の字状の棒状部材よりなるアンカー５２が取り付けられている。
バケットガイド５３は、アースバケット出入口４２に配置され、図５（ａ）〜（ｃ）に示されるように、アースバケット３１の外周面に面接触可能に所定の曲率で湾曲させたバケット案内板５５を備えている。バケット案内板５５は、その上半部分が架台１１の外側に向けて開くように傾きが付され、その下半部分が下方に真っ直ぐに延びる形状に形成され、バケットガイド支持フレーム５６を介して架台１１に固定されている。
アンカー掛止板５４は、下方に向かって進むに従って幅が狭くなるＶの字状切欠き部５４ａと、このＶの字状切欠き部５４ａの下端部から直線状に連続して設けられるＩの字状切欠き部５４ｂと、このＩの字状切欠き部５４ｂの下端側を塞ぐように設けられるストッパ部５４ｃとを有し、バケット案内板５５の下方で、かつ架台１１の内部側に所定距離だけ離れた位置に配され、その上端側に対し下端側が架台１１の内部側に位置するように傾きが付された状態でアンカー掛止板支持フレーム５７を介して架台１１に固定されている。

＜スケータークレーンの基本動作の説明＞
以上に述べたように構成されるスケータークレーン１においては、横行ウインチ２０の作動により、アースバケット３１をジブ１６の長手方向に沿う横方向に走行させて、アースバケット３１の吊り下げ位置を移動させることで、アースバケット３１をマテリアルシャフト６の上方とアースバケット出入口４２の上方との間で横行させることができる。
マテリアルシャフト６の上方にアースバケット３１を位置決めした状態において、巻上ウインチ１８の作動により、アースバケット３１をマテリアルシャフト６内で昇降させることで、土砂が積み込まれたアースバケット３１を掘削作業室３から搬出したり、土砂を排出した後の空の状態のアースバケット３１を掘削作業室３内に搬入したりすることができる。
アースバケット出入口４２の上方にアースバケット３１を位置決めした状態において、巻上ウインチ１８の作動により、アースバケット３１を、アースバケット出入口４２を通して降下させることで、アースバケット３１に積み込まれた土砂を土砂ホッパ４０内に投入する土砂排出動作を行うことができる。
アースバケット３１に替えて吊りフックを取り付け、旋回機構１２によりジブ１６を旋回させるようにすれば、通常のクレーンと同様の吊り動作を行うことができる。

＜土砂排出動作の説明＞
アースバケット３１に積み込まれた土砂を土砂ホッパ４０内に投入する土砂排出動作について、図６を用いて以下に詳述する。

まず、図６（ａ）に示されるように、バケット案内板５５にアースバケット３１の外周面を接触させながらアースバケット３１を降下させてＶの字状切欠き部５４ａを通してアンカー掛止板５４の下側にアンカー５２を潜り込ませる。
次いで、図６（ｂ）〜（ｃ）に示されるように、アースバケット３１を、土砂ホッパ４０の鉛直中心線Ｏ_Ｈに近づける方向（図６中記号Ｄ矢印方向）に横行させながら更に降下させる。
すると、図６（ｄ）に示されるように、チェーン５１がアンカー掛止板５４のＩの字状切欠き部５４ｂに嵌り込むとともに、アンカー５２がそのＩの字状切欠き部５４ｂの両側におけるアンカー掛止板５４に引っ掛かり、同図（ｃ）に示されるように、アースバケット３１を転倒させることができ、アースバケット３１に積み込まれている土砂Ｍを土砂ホッパ４０に投入することができる。

＜作用効果の説明＞
本実施形態のスケータークレーン１によれば、以下のような作用効果を得ることができる。
（１）ジブ１６を旋回させるための旋回機構１２が設けられるので、通常のクレーンと同様に旋回機能を備えたものとなる。
（２）土砂ホッパ４０が架台１１の下部に組み込まれるとともに、旋回機構１２とアースバケット出入口４２とが土砂ホッパ４０の鉛直中心線Ｏ_Ｈを挟むようにして配置されるので、装置のコンパクト化を図ることができ、スケータークレーン１を設置する上で必要とされる敷地面積を小さく抑えることができる。
（３）アースバケット出入口４２を通して降下されるアースバケット３１を土砂ホッパ４０の内部に向けて転倒させるバケット転倒装置５０が設けられるので、アースバケット３１に積み込まれた土砂Ｍを土砂ホッパ４０に人手を要することなく効率良く投入することができる。

以上、本発明のスケータークレーンについて、一実施形態に基づいて説明したが、本発明は上記実施形態に記載した構成に限定されるものではなく、その趣旨を逸脱しない範囲において適宜その構成を変更することができるものである。

本発明のスケータークレーンは、コンパクトな構成で、通常のクレーンと同様に旋回機能を備えるという特性を有していることから、ニューマチックケーソン工法における揚重機械として、また通常のクレーンとしての用途に好適に用いることができる。

１スケータークレーン
１１架台
１２旋回機構
１６ジブ
３１アースバケット
４０土砂ホッパ
４２アースバケット出入口
５０バケット転倒装置

Claims

水平方向に延設されるジブに昇降自在および横行自在に吊り下げられるアースバケットを備えるスケータークレーンにおいて、
前記ジブを支持する架台と、前記架台の下部に組み込まれて前記アースバケットからの土砂が投入される土砂ホッパと、前記ジブを旋回させる旋回機構と、前記土砂ホッパに対して前記アースバケットを昇降させる際に前記架台における前記アースバケットの出し入れ口として用いられるアースバケット出入口と、前記アースバケット出入口を通して降下される前記アースバケットを前記土砂ホッパの内部に向けて転倒させるバケット転倒装置とを備え、
前記架台の頂部は該架台の鉛直中心線よりも後方にオフセット配置されるとともに、前記架台の前部における前記土砂ホッパの上方に吹き抜け部分が形成され、この吹き抜け部分が前記アースバケット出入口とされ、
前記バケット転倒装置は、前記アースバケット側に装備されるチェーンおよびそのチェーンの下端部に取り付けられるアンカーと、前記アースバケット出入口に配置されるバケットガイドと、該バケットガイドの下方に配され前記チェーンが嵌り込む切欠き部を有するアンカー掛止板とにより構成されていることを特徴とするスケータークレーン。