JPH04213601A - 道床掘削方法及び該方法に使用する道床掘削機 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、道床掘削方法及びその
掘削機の改良に関し、詳しくは、道床を構成している砂
利、砕石などの交換に際して、それら砂利、砕石などを
掻出す道床掘削方法及びその掘削機の改良に関する。

【０００２】

【従来技術と問題点】従来から無閉鎖式小形道床掘削機
が知られている（たとえば、昭和５３年頃、東京都中央
区銀座所在、興和化成株式会社が頒布した無閉鎖式小形
道床掘削機なる表題のカタログ参照）。

【０００３】この道床掘削機の概略構成は、細長いカッ
ターフレームの全周に掻出チェーンを周回自在に具備し
、かつカッターフレームと平行に細長い板状反力受を有
し、この反力受を推進ジャッキでカッターフレームに接
続し、３本〜４本位の枕木上角部にわたって掛渡した逆
Ｌ形アングル材に支持金具でカッターフレーム及び反力
受を支持せしめ、油圧モーターを推進ジャッキに接続せ
しめる構成で、一部を作業現場で組立てる構成である。

【０００４】この道床掘削機を使用した作業手順は、（
１）機械設置場所の鼻バラスを人力で取除き、枕木１ス
パン人力で掘削する。（２）反力受を差込み推進ジャッ
キを取付ける。カッターフレームを支持金具で取付け、
油圧ホースを接続し、設定の掘削深さにセットする。（
３）油圧モーターを含む油圧ユニットを始動し、掻出チ
ェーンを周回しながら前進させる。１スパン掘削終了し
たら２〜３回さらい運転をする。（４）掘削終了後はカ
ッターフレームを前方に出しバール等で固定し、操作台
の前進レバーを戻しにして反力受を前進させる。 という手順である。

【０００５】かかる道床掘削機は、前記したように鼻バ
ラスの人力除去、道床の人力掘削といった人力予備掘削
作業のほか、機械の人力搬入と人力設置といった人力作
業が必要であるため、及び掘削作業中においては道床の
掘削部位を変えるたびにカッターフレームの固定作業が
必要であるため、作業時間が長くかかるわりに作業能率
が思わしくないといった問題点を有している。

【０００６】本発明は、このような問題点に着目してな
したもので、道床掘削作業の自動化及び連続作業化を可
能ならしめ、もって作業能率の増進を企図し得る道床掘
削手段の提供を目的とする。

【０００７】

【問題点解決のための手段】叙上の目的を達成するため
に本発明がなした手段は、請求項１では、軌道モーター
カーの前側に配設したカッターフレームを降下せしめ、
該カッターフレームの全周を周回するカッターで鼻バラ
スを掘削し、鼻バラスを掘削しながらカッターフレーム
を徐々にマクラギの下側に向って旋回せしめて砂利の掘
削を続け、カッターフレーム及びカッターがレールと直
交配置されたら軌道モーターカーを走行せしめ、道床の
掘削部位を変えながら砂利を掘削し、掘削した砂利をカ
ッターでカッターフレーム上端の砂利排出部迄搬送して
排出するということであり、請求項２では、軌道モータ
ーカーの前側に設けた架台にカッターフレーム用の横動
機構及び昇降機構並びに姿勢制御機構及び旋回機構を配
設し、それら横動機構、昇降機構、姿勢制御機構、旋回
機構等に正面略Ｖ字形又は正面略Ｕ字形のカッターフレ
ームを横向に取付け、そのカッターフレームの全周に多
数のカッターを周回自在に設け、かつカッターフレーム
及びカッターの弯曲部を覆体で覆い、さらにその覆体か
らカッターフレーム上端の砂利排出部迄カッター下側及
びカッターフレームと反対側のカッター表出部側を囲む
底板及び側板を設けたということである。

【０００８】

【実施例】図面を参照しながら道床掘削機の構造、該掘
削機の使用法を順に説明する。軌道モーターカー１は、
保線工事、除雪作業などに使用されている周知のモータ
ーカーで、前側に架台２を取付け固定する。

【０００９】架台２は、Ｈ形鋼、Ｌ形鋼、Ｔ形鋼など適
宜の形鋼で側面略Ｌ字形に構成し、軌道モーターカー１
の後進方向側後端部（図２で右側端部）を軌道モーター
カー１に取付け固定する。

【００１０】架台２上に配設する横動機構３は、道床掘
削作業の前後においてカッターフレーム７を横動せしめ
るための機構で、軌道モーターカー１の前進方向側前端
部（図２で左側端部）に回動自在に設備する。横動機構
３は、外筒１１と、この外筒に嵌合した摺動筒１２と、
それら両筒の内部にわたって設置した油圧部材１３とで
構成し、その油圧部材のピストンを往復せしめることに
よって摺動筒１２が外筒１１内を摺動し、その外筒から
の突出長が長短変化するように構成する。横動機構３は
、外筒１１の摺動筒突出側端部近傍部位を昇降機構４に
軸着し、かつ摺動筒突出側端部と反対側の基端部近傍部
位を回動支持片１４で架台２に軸着し、昇降機構４の作
動によって回動支持片１４の軸着部を中心にして回動し
、摺動筒１２の突出端部が上下動し得るように構成する
。横動機構３は、摺動筒１２の突出端部に旋回機構６を
介してカッターフレーム７が間接的に取付けられ、摺動
筒１２の摺動によってカッターフレーム７が横動され、
道床掘削作業のための側方位置或いは該掘削作業前後に
移動するための側方位置が決定されるように構成する。

【００１１】昇降機構４は、道床掘削作業の前後におい
てカッターフレーム２を上昇下降せしめるための機構で
、油圧部材１５で構成し、架台２の前端部において油圧
部材１５のシリンダー端部を架台２に軸着し、そのシリ
ンダーから突出しているピストンの先端を横動機構３を
介してカッターフレーム７に間接的に取付ける。昇降機
構４は、油圧部材１５のピストンを横動機構３の外筒１
１のブラケットに軸着し、油圧部材１５のピストンを往
復せしめることによって、横動機構３が回動支持片１４
の軸着部を中心にして回動し、外筒１１から突出してい
る摺動筒１２の突出端部が上下動し、その摺動筒の突出
端部に取付けられたカッターフレーム７が上昇下降する
ように構成する。昇降機構４は、横動機構３の作動とと
もに油圧部材１５のピストンを極限まで往動せしめると
、カッターフレーム７が最高位置まで上昇し、該カッタ
ーフレーム全体がマクラギやレールの上方に配置され、
上記ピストンを極限まで復動せしめると、カッターフレ
ーム７が最低位置まで下降し、該カッターフレームの下
半部がマクラギの下方に配置されるように構成する（カ
ッターフレームの最高位置は、図１の（ａ）位置→（ｂ
）位置参照。その最低位置は図１の（ｃ）位置及び図２
の（ｃ）位置参照）。

【００１２】姿勢制御機構５は、道床掘削作業の前後に
おいてカッターフレーム７の姿勢を制御するための機構
で、横動機構３を構成している摺動筒１２の突出端部上
面に油圧部材１６を配設して構成し、該油圧部材のシリ
ンダーを摺動筒１２のブラケットに軸着し、そのシリン
ダーから突出しているピストンの先端を旋回機構６を介
してカッターフレーム７に間接的に取付ける。姿勢制御
機構５は、油圧部材１６のピストンを往復せしめると、
旋回機構６が横動機構３の摺動筒１２との取付部を中心
にして回動し、旋回機構６に取付けられたカッターフレ
ーム７が回動するように構成する。姿勢制御機構５は、
横動機構３、昇降機構４などの作動とともに、油圧部材
１６のピストンを往復せしめ、道床掘削作業の前後にお
いて左右方向に傾斜するカッターフレーム７の姿勢をカ
ッターフレーム７の回動によって垂直な姿勢に制御し、
道床掘削作業前にあっては、カッターフレーム７を作業
するための垂直姿勢ならしめ、該掘削作業後にあっては
、カッターフレーム７を移動するための垂直姿勢ならし
める（図１の（ｄ）姿勢→（ｃ）姿勢参照）。

【００１３】旋回機構６は、道床掘削作業の前後におい
てカッターフレーム７を旋回せしめるための機構で、横
動機構３を構成している摺動筒１２の突出端部前後両側
に軸１７で軸着した取付板１８の軸着部下方に支持腕１
９を後向に突設し、その支持腕の先端部に支持筒２０を
取付け固定し、この支持筒に旋回柱２１を嵌合せしめ、
該旋回柱の上端部にカッターフレーム７の上半部を取付
け固定し、かつ旋回柱の下端部を支持筒２０から下方に
突出せしめて、取付板１８との間にわたって一対の油圧
部材２２を軸着し、一方の油圧部材２２のピストンを往
動すると同時に他方のピストンを復動せしめれば、旋回
柱２１が回動してカッターフレーム７が同時に旋回され
るように構成する（図１、図２、図３、図４、図５等参
照）。旋回機構６は、道床掘削作業前においては、カッ
ターフレーム７が最低位置まで下降し、姿勢が垂直姿勢
かつレールと平行姿勢に制御され、多数のカッター８が
周回し始めて道床の鼻バラスを掘削し始めたならば、カ
ッターフレーム７をマクラギの下方に向って徐々に旋回
せしめ、道床の砂利を掘削しつつカッターフレーム７が
レールと直交するまで旋回せしめる。そして、旋回機構
６は、道床掘削作業後においては、カッターフレーム７
を道床掘削作業前の旋回方向と逆方向に旋回せしめ、カ
ッターフレーム７を前記の垂直姿勢かつ平行姿勢に戻す
。

【００１４】カッターフレーム７は、正面視略Ｖ字形又
は略Ｕ字形に構成し（図示例は略Ｖ字形を示す）、全周
に多数のカッター８を周回自在に設けて道床掘削するた
めのものである。カッターフレーム７は、上端部及び下
端部に不図示のスプロケットを回転自在に内設せしめ、
それらスプロケットにチェーン２３を掛け渡して周縁全
周に配設し、該チェーンに多数のカッター８の基端部を
取付け、該カッターの先端部を表出せしめ、そのカッタ
ー表出部で道床が掘削されるように構成する。カッター
フレーム７は、上端部の上面に油圧モーター２４、減速
機２５などを配設し、その減速機を上端部のスプロケッ
トに連結し、そのスプロケットが減速機２５の回転に連
動して回転し、チェーン２３及び多数のカッター８を周
回せしめると共に、下端部のスプロケットを回転せしめ
るように構成する。カッターフレーム７は、横向にして
上半部下面を旋回機構６の旋回柱２１の上端部に取付け
固定し、道床掘削作業に際して旋回し、下半部が掘削機
能を発揮し、上半部が砂利搬送機能を発揮すると共に、
砂利排出機能を発揮するように構成する。カッターフレ
ーム７は、砂利排出部となる上端部周囲に砂利の飛散を
防止するための囲板２６を設け、かつその囲板からスカ
ート２７を垂設せしめる。

【００１５】多数のカッター８は、道床を掘削して砂利
を掻出すための部材であると共に、掻出した砂利を搬送
排出せしめるための部材で、先端部を砂利掻出しに適し
た形状（たとえば、図示例の如きグラブ形、不図示であ
るがショベル形など）に成形し、基端部をチェーン２３
に取付けて先端部を表出せしめ、該チェーンの周回によ
って表出部が道床に突刺さり、砂利を掻出して搬送排出
するように構成する。

【００１６】覆体９は、道床掘削によって掻出された砂
利を飛散、脱落せしめることなく搬送するために設ける
部材で、正面視扇形に成形すると共に、平面視門形に成
形し、カッターフレーム７及びカッター８の弯曲部を覆
い、そのカッターで掻出されて搬送される砂利が弯曲部
で飛散、脱落することなく、カッターフレーム７の砂利
排出部へ向って搬送されるように構成する。

【００１７】底板１０及び側板１１は、覆体９と同様な
目的で設ける部材で、その覆体からカッターフレーム７
の砂利排出部（上端部）にわたって断面Γ形に成形して
取付け、カッター８の下側及び表出部側の二側面を囲い
、該カッターで搬送される砂利がカッターフレーム７の
砂利排出部迄飛散、脱落の心配なく搬送され、底板１０
の終端部に連らなる砂利排出部から確実に排出されるよ
うに構成する。

【００１８】ところで、上述した横動機構３、昇降機構
４、姿勢制御機構５、旋回機構６などは、夫々の油圧部
材１３，１５，１６，２２などが油圧ポンプ２８に接続
され、また油圧モーター２４も油圧ポンプ２８に接続さ
れる。油圧ポンプ２８は、軌道モーターカー１の除雪用
動力源（不図示）に連結されたギヤボックス２９内のギ
ヤ群に連結され、上記動力源の作動によって上記ギヤ群
が作動すると、油圧ポンプ２８が運転されるように構成
され、前記油圧部材１３，１５，１６，２２及び油圧モ
ーター２４などにオイルが分配されるように構成される
。

【００１９】上述した実施例は、一例を説明したにすぎ
ず、この構成に限定されるものではなく、たとえば、軌
道モーターカー１の後側に架台２を設け、その架台上に
カッターフレーム７を第６図示と同じく横向配設すれば
、軌道モーターカー１で架台２を押しながら道床掘削作
業を行なうことができるし、また、横動機構３、昇降機
構４、姿勢制御機構５、旋回機構６などの動力源を軌道
モーターカー１に求めることなく、架台２上に設備して
も差支えない。

【００２０】上述した実施例において、掻出した砂利の
排出手段又は収容運搬手段を図示していないが、排出手
段を述べると、カッターフレーム７の砂利排出部に長さ
可変の排出樋（不図示）を水平面内で回動自在に下向斜
設し、その排出樋を道床土方の上方に向け、掘削作業を
続けながら、掻出した砂利を上記排出樋で道床土方に排
出するようにする。また、掻出砂利の収容運搬手段は、
カッターフレーム７の砂利排出部から、架台２の前方（
図２で架台の左側方）に向って上記排出樋（不図示）を
上記同様に回動自在に下向斜設し、架台２の前端部に砂
利積込み専用貨車（不図示）を連結し、該貨車上に予め
配設した積込コンベア（不図示）に向って砂利排出部及
び排出樋から掻出砂利を排出し、掘削作業を続けながら
、掻出砂利を積込コンベアで砂利積込み専用貨車に積込
むようにすることが可能である。この後者の砂利収容運
搬手段の場合、排出樋が水平面内で回動自在であるから
、排出樋を道床土方の上方に向ければ、前者の掻出砂利
排出手段と同様に掻出砂利を排出することが可能である
。

【００２１】次に使用法を説明する。作業現場へ到着す
るまでは、カッターフレーム７を図１、図２、図３等に
示す架台２の側方（ａ）位置に保持しておく。作業現場
に到着したならば、カッターフレーム７を同図等の（ｃ
）位置まで下降せしめる。カッターフレーム７の下降操
作は、横動機構３の摺動筒１２を摺動せしめて外筒１１
から長く突出せしめ、カッターフレーム７を（ａ）位置
から一旦（ｂ）位置まで横動せしめると同時に扛上せし
める。次に横動機構３の摺動筒１２を摺動せしめて外筒
１１からさらに長く突出せしめると共に、昇降機構４の
往動していた油圧部材１５のピストンを復動せしめ、横
動機構３の外筒１１を横向になるまで倒伏せしめ（図１
で外筒１１を実線の傾斜姿勢から二点鎖線の横向姿勢ま
で倒伏せしめ）、カッターフレーム７を図１で（ｂ）位
置から（ｄ）位置まで下降せしめる。その（ｄ）位置ま
で下降したカッターフレーム７は、横動機構３が傾斜姿
勢から横向姿勢に姿勢を変えたことによって左右方向へ
傾斜した傾斜姿勢になる。カッターフレーム７が傾斜姿
勢のままでは、道床掘削作業を開始できないので、姿勢
制御機構５を操作してカッターフレーム７の姿勢を垂直
姿勢に変える。このカッターフレーム７の姿勢制御は、
姿勢制御機構５の往動していた油圧部材１６のピストン
を復動し、カッターフレーム７を軸１７を中心にして回
動せしめ、垂直姿勢になったところで回動を停止せしめ
、カッターフレーム７を図１で（ｄ）位置→（ｃ）位置
へと姿勢制御して行なう（カッターフレーム７の（ｃ）
位置は、図２、図３にも示してある）。図示の（ｃ）位
置に保持されたカッターフレーム７は、下半部がマクラ
ギよりも低い位置まで下降し、その下半部部位のカッタ
ー８が道床の鼻バラスに若干食込んだ位置になる。

【００２２】次は、カッター８の周回操作に移る。カッ
ター８の周回操作は、油圧モーター２４及び減速機２５
を作動し、チェーン２３を周回せしめて多数のカッター
を周回せしめる。多数のカッター８が周回を開始すると
鼻バラスが掘削され始め、掻出された砂利がカッター８
でカッターフレーム７の上端部にある砂利排出部へ向っ
て搬送され、やがて排出され始める（図１、図５、図７
、図８、図９等参照）。鼻バラスが掘削され始めたら、
旋回機構６の旋回柱２１を徐々に回動せしめ、カッター
フレーム７をマクラギ及びレールの方へ向って徐々に旋
回せしめる（図１、図３、図４、図５等参照）。カッタ
ーフレーム７は、下半部がマクラギよりも低位置に保持
されているので、旋回によって下半部がマクラギ下側の
道床に入り込み、周回している多数のカッター８が鼻バ
ラスに引続いてマクラギ下側の砂利を掻出し始め、砂利
排出部へ向って搬送する。カッターフレーム７がレール
と直交配置されたら旋回を停止せしめ、道床幅に対する
カッターレール７下半部の入込み深さを横動機構３で調
節し、軌道モーターカー１をゆっくりと図２矢印方向に
後進してカッターフレーム７を移動せしめ、道床の掘削
部位を変えながら掘削を続け、掻出した砂利を砂利排出
部へ向って搬送する。カッターフレーム７上端部の砂利
排出部から排出される砂利は、道床の土方に排するか又
は架台２に連結した砂利積込み専用貨車（不図示）に連
続積込みする。

【００２３】道床掘削作業が終了したならば、多数のカ
ッター８の周回を停止し、旋回機構６を道床掘削作業前
の旋回方向と逆方向に旋回し、カッターフレーム１を図
１、図２、図３の（ｃ）位置まで戻し、以下、横動機構
３、昇降機構４、姿勢制御機構５などを道床掘削作業前
の作動と逆作動せしめ、カッターフレーム７を道床掘削
作業前の架台２の側方（ａ）位置まで戻し（図１で（ｃ
）位置→（ｄ）位置→（ｂ）位置→（ａ）位置となる）
、作業現場から離れ、次回の道床掘削作業のために待機
する。

【００２４】上述の道床掘削作業は、軌道モーターカー
１の除雪用動力源の作動及び該モーターカーの運転室に
設けた油圧操作部（図示せず）の操作によって行なう。 ところで、軌道モーターカー１の前側に架台２を介して
連結する前記砂利積込み専用貨車に掻出砂利を積込んで
運搬する場合、軌道モーターカー１が後進しながら、道
床掘削作業が行なわれるため、砂利が掻出された道床上
のレールを積込砂利で重くなった上記専用貨車が通過す
ることになるので、該専用貨車の通過に支障が生じない
ように、かつレールやマクラギが損傷しないようにマク
ラギの下側を仮まくら（不図示）で支承するようにする
。

【００２５】

【発明の効果】本発明は、叙上のように構成したから、
道床掘削機の作業現場への人力搬入と人力設置といった
人力作業が不必要になり、軌道モーターカーで速やかに
作業現場へ到着でき道床掘削機の作業現場到着後は、人
力予備掘削作業を必要とせず、直ちに道床掘削作業を開
始でき、道床掘削作業開始後は、道床の掘削部位を変え
るたびにカッターフレームの固定作業を行なわずとも、
道床掘削部位を変えながら連続掘削作業を行ない得る。

【００２６】従って、道床掘削作業を自動化し得ると共
に、連続掘削作業を行ない得て、作業能率を向上せしめ
得る。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明道床掘削機を軌道モーターカーの前側か
ら視た掘削作業前後の概略正面図

【図２】カッターフレームの正面を示す図１の右側面図

【図３】図１図の平面図

【図４】旋回機構を示すもので、図２の（４）−（４）
線に沿える要部拡大底面図

【図５】カッターフレームの旋回作動説明図

【図６】道
床掘削作業を軌道モーターカーの前側から視た作業説明
図

【図７】掻出した砂利の搬送態様及び排出態様を軌道モ
ーターカーの後側から視たカッターフレームとカッター
との背面図

【図８】図７の平面図

【図９】図７の（９）−（９）線による一部拡大縦断面
図である。

【符号の説明】

１…軌道モーターカー　　　　２…架台３…横動機構　
　　　　　　　　　　　４…昇降機構５…姿勢制御機構
　　　　　　　　６…旋回機構７…カッターフレーム　
　　　８…カッター９…覆体　　　　　　　　　　　　
　　　　１０…底板１１…側板

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】軌道モーターカーの前側に配設したカッタ
   ーフレームを降下せしめ、該カッターフレームの全周を
   周回するカッターで鼻バラスを掘削し、鼻バラスを掘削
   しながらカッターフレームを徐々にマクラギの下側に向
   って旋回せしめて砂利の掘削を続け、カッターフレーム
   及びカッターがレールと直交配置されたら軌道モーター
   カーを走行せしめ、道床の掘削部位を変えながら砂利を
   掘削し、掘削した砂利をカッターでカッターフレーム上
   端の砂利排出部迄搬送して排出することを特徴とする道
   床掘削方法。
2. 【請求項２】軌道モーターカーの前側に設けた架台にカ
   ッターフレーム用の横動機構及び昇降機構並びに姿勢制
   御機構及び旋回機構を配設し、それら横動機構、昇降機
   構、姿勢制御機構、旋回機構等に正面略Ｖ字形又は正面
   略Ｕ字形のカッターフレームを横向に取付け、そのカッ
   ターフレームの全周に多数のカッターを周回自在に設け
   、かつカッターフレーム及びカッターの弯曲部を覆体で
   覆い、さらにその覆体からカッターフレーム上端の砂利
   排出部迄カッター下側及びカッターフレームと反対側の
   カッター表出部側を囲む底板及び側板を設けた道床掘削
   機。