JP2004107989A

JP2004107989A - 鋼管チャック装置

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Publication number: JP2004107989A
Application number: JP2002271556A
Authority: JP
Inventors: Akira Iwakura; 岩倉　明; Shinji Kurimoto; 栗本　真司; Takanori Yamazaki; 山崎　隆典
Original assignee: Nippon Sharyo Ltd
Current assignee: Nippon Sharyo Ltd
Priority date: 2002-09-18
Filing date: 2002-09-18
Publication date: 2004-04-08
Anticipated expiration: 2022-09-18
Also published as: JP4068930B2

Abstract

【課題】回転駆動装置に対する鋼管杭の把持位置を調節することができる鋼管チャック装置を提供すること。
【解決手段】径方向に摺動可能に装填された２以上のチャックブロック４５がチャックロッド４３に固定されたスライドブロック４６とテーパ面によって摺接し、アッパロッド２上部に固定された油圧スイベル３から送り込まれた作動油によって油圧シリンダ４が伸縮作動し、油圧シリンダ４の当該出力によってアッパロッド２下部に固定されたチャック機構５のチャックロッド４３を上下動させることで、チャックブロック４５が鋼管杭の把持及び解放を行うようにした鋼管チャック装置１。
【選択図】　　　　図２

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、回転埋設工法や回転圧入工法を実行する際に回転駆動装置の出力軸に鋼管杭を連結させるためのものであって、特に回転駆動装置に対する鋼管杭の把持位置を調節することができる鋼管チャック装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
土木、建築関係の基礎杭として鋼管杭が圧入される場合、鋼管圧入工法では回転駆動装置が使用されている。鋼管杭は回転駆動装置の出力軸に連結され、杭打機のリーダに沿って昇降しながら回転を受けて地盤に回転圧入され、またそこからの引き抜きなどが行われる。こうした場合回転駆動装置にはその出力軸に鋼管杭を連結させるためのものとして鋼管チャック装置が使用され、従来から当該装置についてのいろいろな提案がなされている。
【０００３】
本出願人も特開平１１−３０３０７９号公報に開示され鋼管杭施工機において鋼管チャック装置を提案している。図１４は、同公報に記載された鋼管チャック装置を含む鋼管杭施工機を示した図である。この鋼管杭施工機は、立設した杭打機のリーダ１０１に装着され、回転駆動装置１１０に対し鋼管チャック装置１２０が出力軸である六角孔の穿設された中空軸に差し込まれ、把持した鋼管杭２００に回転を伝えるように構成されたものである。
【０００４】
この鋼管チャック装置１２０は、アッパロッド１２１とその下のキャップ１２２とから構成されており、アッパロッド１２１は、回転駆動装置１１０の中空軸にはまり合う六角ジョイント部１２５と、その下に位置するホールド溝１２６とを一組としたものが上下に２組み形成され、下端のキャップ１２２は、実開平６−３０２２４号公報に記載されているものと同様に、管杭２００の頭部に溶接された係止爪２０１に引っ掛け、当該鋼管杭２００に回転を伝達するようにしたものである。
【０００５】
こうした鋼管チャック装置１２０は、鋼管杭を地面下にまで回転圧入することを可能としたものである。すなわち鋼管チャック装置１２０は、最初アッパロッド１２１に形成された下方の六角ジョイント部１２５が回転駆動装置の中空軸にはめ込まれ、回転駆動装置１１０がリーダ１０１のストロークエンドまで下降した後、ホールド機構１１１によってホールド溝１２６の掴み替えが行われる。そのため、アッパロッド１２１は図示するように上方の六角ジョイント部１２５が中空軸にはめ込まれ、更に回転駆動装置１１０が回転を出力しながらリーダ１０１を下降することで、鋼管杭２００は頭部が地面よりも下になるまで打ち込まれる。
【０００６】
一方、回転駆動装置の回転出力を鋼管杭に伝達する鋼管チャック装置には、こうしたカップの引っ掛けによるものの他、特開２０００−６４２８２号公報などに記載された油圧式のものが提案されている。この油圧式鋼管チャック装置１２０は、鋼管杭の管内に２以上の支持爪を挿入し、油圧操作による支持爪を広げたチャック動作によって鋼管杭をチャックするようにしたものである。
【０００７】
【特許文献１】
実用新案登録第１５７２３８２号公報（第２頁、図１−図５）
【特許文献２】
特開平１１−３０３０７９号公報（第２頁、図１−図５）
【特許文献３】
特開２０００−６４２８２号公報（第５−７頁、図２−図６）
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、前記特許文献１に記載されたカップ式の鋼管チャック装置の場合、杭打ちの際に係止爪２０１を鋼管杭２００に溶接しなければならず、また数本の鋼管杭を継ぎ足しながら施工するときには係止爪２０１が回転圧入させる際の抵抗となるため、逆に鋼管杭２００から係止爪２０１を切断する必要があった。従って、これでは作業効率が悪く、非常に不経済であった。
【０００９】
一方、前記特許文献３に記載する油圧式の鋼管チャック装置は、回転駆動装置に対して一体的に構成され、回転駆動装置に対する鋼管杭の高さを容易に変更することができる構成にはなっていなかった。そのため、鋼管杭を地面下までの打ち込みに変更する場合には、ヤットコロッドを組み込んでチャック部分を下げる必要があり、現場において装置に変更を加える面倒な作業を行う必要があった。また、油圧ホースが外にむき出しになっているので地中に入って回転することによる油圧ホースの破損や、スイベルジョイントに作動油の圧力がかかったまま回転するので、スイベルのシールが痛んで漏れやすくなってしまうなどの問題もあった。
【００１０】
そこで本発明は、かかる課題を解決すべく、回転駆動装置に対する鋼管杭の把持位置を調節することができる鋼管チャック装置を提供することを目的とする。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
本発明の鋼管チャック装置は、貫通した回転駆動装置の中空軸から出力される回転を伝達するものであって、掴み替えによって軸方向の位置決めが可能なアッパロッドと、筒形状のハウジング内にスピンドルが嵌挿され、一方を非回転として他方の回転側へ作動油が流れるように流路が形成された油圧スイベルと、前記油圧スイベルの回転側から送られる作動油によって伸縮作動する油圧シリンダと、径方向に摺動可能な２以上のチャックブロックが、軸方向に移動するチャックロッドに固定されたスライドブロックとテーパ面によって摺接し、スライドブロックの軸方向の移動によって径方向に押されたチャックブロックが鋼管に押し付けられて把持するチャック機構とを有し、アッパロッド上部に固定された油圧スイベルから送り込まれた作動油によって油圧シリンダが伸縮作動し、油圧シリンダの当該出力によってアッパロッド下部に固定されたチャック機構のチャックロッドを上下動させて鋼管杭の把持及び解放を行うようにしたものであることを特徴とする。
【００１２】
そして、本発明の実施態様としては、前記アッパロッドに対して上部には下から順に前記油圧シリンダ及び油圧スイベルが、下部には前記チャック機構が取り付けられ、前記油圧シリンダのピストンロッドと前記チャック機構のチャックロッドとの間に、前記アッパロッドに穿設された軸孔にプッシュロッドが挿入されたものであって、前記油圧シリンダの伸長作動によりプッシュロッドを介してチャックロッドが押し下げられ、チャック機構による鋼管の把持動作が行われ、前記油圧シリンダの収縮作動によりチャックロッドとプッシュロッドとが押し上げられてチャック機構による鋼管の解放動作が行われようにしたものであることが望ましい。
【００１３】
また、本発明の鋼管チャック装置は、前記アッパロッドに対して上部には油圧スイベルが、下部には上から順に前記油圧シリンダ及び前記チャック機構が取り付けられ、前記アッパロッドに前記油圧スイベルと前記油圧シリンダとの間で作動油を送るための流路が軸方向に穿設されたものであって、前記油圧シリンダの伸長作動によりピストンロッドと一体に形成されたチャックロッドが押し下げられてチャック機構による鋼管の把持動作が行われ、前記油圧シリンダの収縮作動により当該チャックロッドが押し上げられてチャック機構による鋼管の解放動作が行われようにしたものであることが望ましい。
【００１４】
よって本発明によれば、油圧スイベルを介して送り込まれた作動油がアッパロッド内をプッシュロッドがチャック機構に動力を伝達し、又はアッパロッド内を通る当該作動油によって油圧シリンダを作動させてチャック機構に動力を伝達して鋼管の把持を行い、そのアッパロッドを回転駆動装置に対して取り付ける位置を変更することで回転駆動装置に対する鋼管杭の把持位置を調節することができる。また、チャック機構を作動させるためのプッシュロッドや作動油を送るための流路がアッパロッド内にあるため、鋼管杭を地面下にまで打ち込む際にもアッパロッド内部のこうした構成に破損が生じるようなことはない。
【００１５】
また本発明は、前記油圧スイベルのスピンドルに形成された把持側流路にオペレートチェック弁が配管され、その二次側にアキュムレータが連結されたものであることが望ましい。
本発明によれば、オペレートチェック弁とアキュムレータとによって、スピンドルやアッパロッドに形成された回転部分の流路内の作動油に圧力をかけた状態にするので、施工中に油圧スイベルへ送られる作動油を加圧し続ける必要はなく、シール部分の摩耗を防ぎ油漏れを回避することができる。
【００１６】
また本発明は、前記アッパロッドが下端にジョイント部を有し、前記チャック機構又は油圧シリンダが、アッパロッドに対して当該ジョイント部に着脱可能なブロックによって取り付けられるようにしたものであることが望ましい。
よって本発明によれば、アッパロッドに対して径の異なるチャック機構又は油圧シリンダを着脱することができ、鋼管の大きさに応じて容易に構成を変更することが可能である。
【００１７】
また本発明は、前記チャックブロックとスライドブロックとの摺接するテーパ面が軸方向に複数段設けられたものであることが望ましい。
本発明によれば、複数段のテーパ面を介してチャックブロックを外側に押し出すようにしたので、各段の部分では径方向の寸法を小さいものとしながらもチャックブロック全体の押圧面積を増やすことで、過大な応力をかけることなく小径の鋼管に対しても十分なチャック力を得ることができる。
【００１８】
【発明の実施の形態】
次に、本発明の鋼管チャック装置の一実施形態について、図面を参照しながら以下に説明する。図１は、第１実施形態の鋼管チャック装置を示した外観図であり、図２は、その断面図である。鋼管チャック装置１は、大きく分けてアッパロッド２と、その上部の油圧スイベル３及び油圧シリンダ４、そして下部のチャック機構５によって構成されている。
【００１９】
アッパロッド２は、前記従来例で挙げたものと同様に六角ジョイント部１１ａ，１１ｂとホールド溝１２ａ，１２ｂが上下２段に形成され、六角ジョイント部１１ａ，１１ｂが回転駆動装置の出力軸である六角孔を有する中空軸に挿入され、その位置でホールド溝１２ａ，１２ｂがホールド機構によって掴まれ、位置決めされるようになっている。アッパロッド２は、図２に示すように軸心を貫通して穿設された軸孔１３にプッシュロッド１４が挿入され、その軸孔１３が軸方向に荷重を受けたプッシュロッド１４を座屈させないようにするガイドとなっている。
【００２０】
上下に移動可能なプッシュロッド１４は、油圧シリンダ４及びチャック機構５と切り離されており、下のチャック機構５を取り外したときに抜け落ちないようスナップリング１５が軸孔１３から突き出した上端付近に取り付けられている。アッパロッド２の上端部にはアダプタ１６がネジ止めされ、そのアダプタ１６に油圧シリンダ４が取り付けられている。油圧スイベル３にもアダプタ１７が下からネジ止めされ、そのアダプタ１７によって油圧シリンダ４の上に油圧スイベル３が取り付けられている。
【００２１】
図３は、こうしたアッパロッド２上部の油圧スイベル３及び油圧シリンダ４を示した拡大図である。油圧シリンダ４は、作動油をシリンダ内に送るための貫通孔２２やポート２３が形成され、そのピストン２１に固定して下方に突出したピストンロッド２４がプッシュロッド１４と同軸に配置されている。
【００２２】
油圧スイベル３は、円筒形をしたハウジング２５の回転が制限され、そのハウジング２５内に挿入されたスピンドル２６が上下のベアリング２７，２７によって回転自在に組み付けられ、取付カバー２８，２８によって上下から挟み込まれて位置決めされている。ハウジング２５にはポート３３，３６が形成され、内周面に形成された環状のオイル溝３１，３２に連通し、スピンドル２６には、そのオイル溝３１，３２に開口して油圧シリンダ４の貫通孔２２やポート２３へ連通する流路３３，３４，３５が形成されている。
【００２３】
オイル溝３１に開口して形成された流路３３は、スピンドル２６の軸心を通った流路３４に接続され、その流路３４には油圧シリンダ４の貫通孔２２と、スピンドル２６に固定されたアキュムレータ３６とが接続されている。また、流路３３にはオペレートチェック弁３７が配管され、そのオペレートチェック弁３７には、把持解放時の作動油をオペレート圧として流す流路３８がオイル溝３２に開口して形成されている。一方、そのオイル溝３２側には流路３５が開口して形成されており、ポート３９から油圧ホースを介して油圧シリンダ４のポート２３に接続されている。
【００２４】
図５は、こうした鋼管チャック装置１とベースマシンである杭打機側の流路を示した回路図である。杭打機本体の油圧ポンプＰ及びタンクＴにコントロールバルブ１０５が接続されており、作動油がリリーフバルブ１０６で設定された圧力でチェック弁１０７を通り、そのコントロールバルブ１０５を図示する中立状態からｅ，ｄに切り換えられて鋼管チャック装置１側へと送り込まれるようになっている。作業機本体と鋼管チャック装置１とは油圧ホースが油圧スイベル３のポート２９，３０に接続され、それが把持側流路１０８と解放側流路１０９として構成されている。
【００２５】
次に、図４はアッパロッド２下部のチャック機構５を示した拡大図である。アッパロッド２にはホールド溝１２ｂの形成されたジョイント１８が設けられ、それに取付ブロック４１が差し込まれてチャック機構が一体に構成されている。その取付ブロック４１にはケーシング４２が下からネジ止めされ、チャックロッド４３がこれらを上下に貫いている。チャックロッド４３は、取付ブロック４１内に装填された戻しバネ４４によって上方に付勢される一方、下端にはストッパ４７が取り付けられて一定以上の上昇が制限されている。
【００２６】
ケーシング４２には、鋼管杭２００を内側から把持するためのチャックブロック４５，４５…が設けられている。ここで図９は、鋼管チャック装置１のチャック部分を示した図４のＡ−Ａ断面図である。本実施形態では、４個のチャックブロック４５，４５…が図９に示すように放射状に配置され、それが図４に示すように２段に構成されいる。チャックブロック４５は、ケーシング４２に形成された窓４２ａ内に摺動自在に装填され、そのケーシング４２から突き出た曲面部分が鋼管杭２００の内周面に沿って当接する押圧面４５ａになっている。
【００２７】
チャックロッド４３には、チャックブロック４５，４５…に対応して上下２段に合計８個のスライドブロック４６，４６…が固定されている。スライドブロック４６，４６…は、チャックブロック４５，４５…とテーパ面で摺接し、チャックロッド４３に作用する下向きの押圧力を横向きの力に変え、チャックブロック４５，４５…をケーシング４２の外側へ押し出すように構成されている。そして、テーパ面同士で向き合ったチャックブロック４５とスライドブロック４６とは、図９に示すようにキー溝４５ｋとそれにはまりこんだキー４６ｋが傾斜に沿って形成されている。
【００２８】
続いて、本実施形態の鋼管チャック装置１を利用した鋼管杭の回転圧入について説明する。先ず施工に際して図１０に示すように杭打機１００のリーダ１０１が起立し、それに回転駆動装置１１０が昇降可能に装着される。回転駆動装置１１０には、その中空軸に鋼管チャック装置１のアッパロッド２が差し込まれており、そのアッパロッド２は、回転駆動装置１１０から上に突き出して下側のホールド溝１２ｂがホールド機構１１５によって掴まれる。これは、回転駆動装置１１０を図示するようにリーダ１０１に沿って最上段にまで上昇させて鋼管杭２００を装着する場合に、チャック機構５の位置をより高くすることで長尺の鋼管杭２００を使用することができるからである。
【００２９】
そうして鋼管杭２００は、鋼管チャック装置１に把持されて図示するように吊設される。すなわち鋼管杭２００は、その上端が図４に示しようにチャック機構５に下からはめ込まれ、その後油圧操作によって内側から把持される。鋼管杭２００を把持する場合、杭打機１００の操縦席１０２からの操作によって図５に示すコントロールバルブ１０５がｅ側に切り換えられ、油圧ポンプＰから送られる作動油が把持側流路１０８を通って油圧スイベルへ３と流れる。
【００３０】
油圧スイベル３では（図３，図５参照）、作動油がポート２９からオイル溝３１内に流れ込み、そこに開口した流路３３から流路３４を通って油圧シリンダ４へと送られ、ピストン２１が上方から加圧される。一方、上方から加圧されたピストン２１は下方へ移動し、ピストン２１下側の作動流体は押し出されて解放側流路１０９からタンクＴ側へと流れる。
【００３１】
こうした油圧シリンダ４の伸長作動によって、アッパロッド２内のプッシュロッド１４を介してチャック機構５のチャックロッド４３が押し下げられる。チャックロッド４３は戻しバネ４４の付勢力に抗して押し下げられ、これに取り付けられたスライドブロック４６，４６…がチャックブロック４５，４５…に押し付けられる。チャックブロック４５，４５…は、テーパ面によって水平方向に作用する力でケーシング４２の窓４２ａを滑って外側へ押し出される。そのため押圧面４５ａが鋼管杭２００の内周面に強く押し当てられ、鋼管杭２００が、チャックブロック４５，４５…の四方に突っ張った外向きの力で内側から掴まれて把持される。
【００３２】
次に回転駆動装置１１０の油圧モータが駆動すると、減速ギヤを介して伝達された回転が中空軸から出力されてアッパロッド２に回転が与えられ、鋼管チャック装置１によって把持された鋼管杭２００が回転する。このとき、油圧ポンプＰから作動油の供給を断ってもオペレートチェック弁３７の二次側でアキュムレータ３６が機能しているので、所定の圧力でピストン２１が加圧され、チャック機構５による鋼管杭２００の安定した把持が行われる。
【００３３】
そして、回転の与えられた鋼管杭２００は、図１１に示すように回転駆動装置１１０がリーダ１０１に沿って下降することによって地盤へ回転圧入されるが、その際、チャックブロック４５，４５…の押圧面４５ａ，４５ａ…の摩擦力により、地盤から受ける回転反力にで鋼管杭２００が滑って空回りすることなく中空軸の回転が確実に伝えられる。
【００３４】
鋼管杭２００は、図１１に示すように回転駆動装置１１０がリーダ１０１の最下端に下降するまで打ち込まれる。その後、一旦ホールド機構１１５が外され、鋼管杭２００及びそれを把持した鋼管チャック装置１はそのまま地面にあずけられる。そし、て図１２に示すように回転駆動装置１１０がリーダ１０１を上昇し、上部の六角ジョイント部１１ａから回転を伝えるようにホールド機構１１５によって上部のホールド溝１２ａへの掴み替えが行われる。その後同じように回転駆動装置１１０が下降しながら中空軸から回転が出力され、鋼管杭２００は、図１３に示すように頭部が地面下に入るまで打ち込まれる。
【００３５】
鋼管杭２００のチャックを解除する場合には、杭打機１００の操縦席１０２からの操作によって図５に示すコントロールバルブ１０５がｄ側に切り換えられ、油圧ポンプＰから送られる作動油が解放側流路１０９を通って油圧スイベル３へと流れる。油圧スイベル３ではポート３０からオイル溝３２に作動油が流れ込み、そこから流路３５及びポート３９，２３を通って油圧シリンダ４へと送られてピストン２１が下から加圧される。このとき油圧スイベル３では、オペレートチェック弁３７にオペレート圧がかかって弁が開き、ピストン２１が上昇して押し出された作動油がタンクＴ側へと流れる。
【００３６】
ピストン２１が上方へ押し上げられると、ピストンロッド２４から解放されたプッシュロッド１４が戻しバネ４４の付勢力によってチャックロッド４３とともに押し上げられる。そのためチャックロッド４３のスライドブロック４６，４６…が上昇し、チャックブロック４５，４５…とスライドブロック４６，４６…とは、そのキー４６ｋ及びキー溝４５ｋがテーパ面の傾斜に沿って摺動し、チャックブロック４５，４５…が窓４２ａを摺動してケーシング４２の内側に引き入れられる。そして、押圧面４５ａ，４５ａ…が鋼管杭２００内周面から離れ、把持が解放される。
【００３７】
以上、本実施形態の鋼管チャック装置１によれば、油圧制御によって鋼管杭２００の把持を制御する油圧式としたため、前記特許文献１のように鋼管杭２００に係止爪を溶接するといった加工を必要とせず、効率よく、かつ経済的に施工を行うことが可能となった。また、アッパロッド２を掴み替えすることによって、回転駆動装置１１０に対するチャック高さを簡単に調節することができるようになった。更に鋼管チャック装置１では、油圧シリンダ４の出力をアッパロッド２内のプッシュロッド１４を介して伝達し、下のチャック機構５の把持動作を行わせるようにしたため、前記特許文献３に記載するもののように油圧ホースが地中に入って破損させるなどの不都合もない。
【００３８】
また、本実施形態では上下２段に設けたチャックブロック４５，４５…によって鋼管杭２００をチャックするようにしたので、鋼管杭２００に押し当てる押圧面４５ａ，４５ａ…の総面積が広くなった。これは鋼管杭２００を回転圧入させるための摩擦抵抗を大きくすることができ、硬い地盤でも滑って空回りすることなく鋼管杭２００に回転を確実に伝達させることができる。従って、チャックブロック４５の押圧力を小さくでき、過大な内側からの応力によって薄肉の鋼管杭などにおける変形が回避できる。そして、テーパ面を軸方向に増やしたことで、チャックブロック４５及びスライドブロック４６の径方向の寸法を小さくしながらも押圧面積を増やすことができ、チャック部分の径を小さいものとすることが可能となった。
【００３９】
また、オペレートチェック弁３７とアキュムレータ３６とによって、スピンドル２６内の作動油に圧力をかけた状態にするので、施工中に油圧スイベル３へ送られる作動油を加圧し続ける必要はなく、シール部分の摩耗を防ぎ油漏れを回避することができる。
更に、鋼管チャック装置１では、アッパロッド２に対して取付ブロック４１を介してチャック機構５を取り付けるようにしたので、チャックブロック４５の把持径が異なる数種のチャック機構５を用意することによって径の異なる鋼管杭２００の施工に適応させることができる。
【００４０】
次に、本発明に係る鋼管チャック装置の第２実施形態について図面を参照しながら以下に説明する。図６は本実施形態の鋼管チャック装置を示した断面図であり、前記第１実施形態と同様の構成要素については同じ符号を付している。この鋼管チャック装置５１は、アッパロッド５２の上に油圧スイベル５３を設け、下に油圧シリンダ５４とチャック機構５５を配置した構成になっっている。アッパロッド５２は、回転駆動装置１１０の中空軸に形成された六角孔に対して挿入する六角ジョイント部１１ａ，１１ｂと、回転駆動装置１１０に対して位置決めするホールド機構１１５に掴み込まれるホールド溝１２ａ，１２ｂとが上下２段形成されている。
【００４１】
ここで、図７は、油圧スイベル５３を拡大して示した断面図であり、図８は、油圧シリンダ５４およびチャック機構５５を拡大して示した断面図である。先ず油圧スイベル５３は、前記第１実施形態のものと同様に構成されたものであるが、スピンドル６１に形成された流路に変更が加えられている。本実施形態の鋼管チャック装置５１では、アッパロッド５２を通して下の油圧シリンダ５４に作動油を送るための流路が形成されているからである。
【００４２】
ハウジング２５内を回転するスピンドル６１には、把持動作時の作動油が送られるオイル溝３１に流路６３が開口して形成され、それに流路６４が連結されている。そして、この流路６３にはオペレートチェック弁３７が、流路６４にはアキュムレータ３６が設けられている。解放時の作動油が送られるオイル溝３２には流路６５が開口して形成され、その流路６５から作動油をオペレート圧として流す流路６６が形成されている。スピンドル６１は、アダプタ６７が下からネジ止めされ、このアダプタ６７を介してアッパロッド５２の上端に固定されている。アッパロッド５２には２本の流路７１，７２が穿設され、それぞれスピンドル６１に形成された流路６４，６５とシールカップリング６８，６９を介して連結されている。
【００４３】
アッパロッド５２は、図８に示すように最下端にホールド溝１２ｂの形成されたジョイント１８が溶接されており、それにシリンダブロック７５が差し込まれて一体になっている。シリンダブロック７５にはピストン７６が摺動可能に装填されており、その上室には流路７７が、下室には流路７８が連通して形成され、その流路７７，７８がアッパロッド５２の流路７１，７２と連結されている。連結部分にはセルフシールカップリング８１，８２が設けられ、オイル漏れを生じさせることなく簡単にシリンダブロック７５が着脱できるようになっている。
【００４４】
シリンダブロック７５には、下蓋８３が固定されてピストン７６が摺動する気密な室が構成され、ピストンロッドと一体化したチャックロッド８５がその下蓋８３を貫通している。下蓋８３にはケーシング４２が固定され、前記第１実施形態と同様にチャックロッド８５に固定されたスライドブロック４６，４６…が、ケーシング４２の窓４２ａに装填されたチャックブロック４５，４５…とテーパ面で摺接している。
【００４５】
次に、本実施形態の鋼管チャック装置５１の作用について説明する。本実施形態の場合も、図１０に示すようにリーダ１０１に装着された回転駆動装置１１０の回転出力がチャック機構５５に把持された鋼管杭２００に伝えられ、回転駆動装置１１０が下降することによって回転圧入が行われる。そして、ホールド機構１１５の掴み替えによって地面下まで鋼管杭２００が打ち込まれる。
【００４６】
鋼管杭２００の把持及び解放は、前記第１実施形態と同様に図５に示すコントロールバルブ１０５の切り換えによって制御される。そこで、油圧ポンプＰから送られる作動油が油圧スイベル５３のポート２９からオイル溝３１に流れると（図７参照）、流路６３，６４からアッパロッド５２の流路７１を通って下端の油圧シリンダ５４へと送られてピストン７６が上から加圧される。
【００４７】
ピストン７６が加圧されてチャックロッド８５が下降すると、スライドブロック４６，４６…がチャックブロック４５，４５…をテーパ面で押し付け、水平方向に作用する力でそのチャックブロック４５，４５…がケーシング４２の外側へと押し出される。ケーシング４２の窓４２ａを滑って押し出されたチャックブロック４５，４５…は、その押圧面４５ａが鋼管杭２００の内周面に強く押し当てられ、四方に突っ張った外向きの力で鋼管杭２００が内側から掴まれて把持される。
【００４８】
そこで、回転駆動装置１１０の駆動によって把持された鋼管杭２００が回転する場合、油圧ポンプＰから作動油の供給を断ってもオペレートチェック弁３７の二次側でアキュムレータ３６が機能しているので、所定の圧力でピストン７６が加圧され、チャック機構５による鋼管杭２００の安定した把持が確保される。
【００４９】
一方、鋼管杭２００の把持を解放する場合には、油圧ポンプＰから送られる作動油が油圧スイベル５３のポート３０からオイル溝３２に流れ込み、流路６５からアッパロッド５２の流路７２を通って下端の油圧シリンダ５４へと送られてピストン７６が下から加圧される。このとき油圧スイベル５３では、オペレートチェック弁３７にはオペレート圧がかかって弁が開き、ピストン上室の作動油は下からの加圧によって押し出され、タンクＴ側へと流れる。
【００５０】
ピストン７６が上方へ押し上げられると、チャックロッド８５のスライドブロック４６，４６…が上昇し、チャックブロック４５，４５…とスライドブロック４６，４６…とは、そのキー４６ｋ及びキー溝４５ｋがテーパ面の傾斜に沿って摺動し、チャックブロック４５，４５…が窓４２ａを摺動してケーシング４２の内側に引き入れられる。そのため押圧面４５ａ，４５ａ…が離れ、鋼管杭２００は把持状態から解放される。
【００５１】
従って、本実施形態の鋼管チャック装置５１でも、前記第１実施形態と同様に油圧式としたため、前記特許文献１のように鋼管杭２００に係止爪を溶接するといった加工を必要とせず、効率よく、かつ経済的に施工を行うことが可能となった。そして、アッパロッド２のホールド位置を変えることで簡単にチャック高さを調節することができ、アッパロッド２内を作動流体が流れるため、前記特許文献３に記載するもののように油圧ホースが地中に入って破損させるなどの不都合もない。
【００５２】
また、本実施形態でも上下２段に設けたチャックブロック４５，４５…によって鋼管杭２００をチャックするようにしたので、鋼管杭２００に回転を確実に伝達させること、過大な内側からの応力によって薄肉の鋼管杭などにおける変形を回避すること、チャック部分の径を小さいものとすることが可能となった。
また、オペレートチェック弁３７とアキュムレータ３６とによって、スピンドル６１やアッパロッド２内の作動油に圧力をかけた状態にするので、施工中に油圧スイベル３へ送られる作動油を加圧し続ける必要はなく、シール部分の摩耗を防ぎ油漏れを回避することができる。
【００５３】
更に、アッパロッド５２に対してシリンダブロック７５を介してチャック機構５５を取り付けるようにしたので、チャックブロックの把持径が異なる数種のチャック機構５５を用意することによって径の異なる鋼管杭２００の施工に適応させることができる。
【００５４】
以上、鋼管チャック装置の一実施形態について説明したが、本発明はこれに限定されることなくその趣旨を逸脱しない範囲で様々な変更が可能である。
例えば前記実施形態では、六角ジョイント部１１ａ，１１ｂとホールド溝１２ａ，１２ｂとが形成されたアッパロッド２を示したが、回転の伝達と軸方向の位置決めが可能であれば、回転駆動装置の構造によって種々変更は可能である。
また、前記実施形態では鋼管杭２００を内側から把持したが、例えばチャックブロックを鋼管杭の外側で径方向に摺動可能にし、更にその外側に配置されたスライドブロックをチャックロッドによって上下動させるようにしてもよい。
【００５５】
また、前記第１実施形態ではプッシュロッド１４をチャックロッド４３と分離させ、そのチャックロッド４３を戻しバネ４４で押し上げるようにしたが、プッシュロッド１４にピストンロッド２４とチャックロッド４３とを一本に組み立てられるようにして戻しバネ４４を省略するようにしてもよい。
また、前記第２実施形態ではアッパロッドに２本の流路を形成したが、チャック機構５５による把持を解放する場合には戻しバネによってチャックロッド８５を押し上げるようにすれば、流路を１本にすることができる。
【００５６】
また、前記実施形態のスイベル３はハウジング２５を非固定側としてスピンドル２６，６１を回転側としたが、逆にハウジングを回転側にしてもよい。
更に、チャックブロック４５とスライドブロック４６とのテーパ面の傾きを逆転させ、チャックロッド４３が上昇した場合にチャックブロック４５が外に押し出されて鋼管杭２００をチャックするようにしてもよい。
【００５７】
【発明の効果】
本発明は、アッパロッド上部に固定された油圧スイベルから送り込まれた作動油によって油圧シリンダが伸縮作動し、油圧シリンダの当該出力によってアッパロッド下部に固定されたチャック機構のチャックロッドを上下動させて鋼管杭の把持及び解放を行うようにしたので、回転駆動装置に対する鋼管杭の把持位置を調節することができる鋼管チャック装置を提供することが可能となった。
【図面の簡単な説明】
【図１】第１実施形態の鋼管チャック装置を示した外観図である。
【図２】第１実施形態の鋼管チャック装置を示した断面図である。
【図３】第１実施形態の鋼管チャック装置における油圧スイベル及び油圧シリンダを示した拡大断面図である。
【図４】第１実施形態の鋼管チャック装置におけるチャック機構を示した拡大断面図である。
【図５】第１実施形態の鋼管チャック装置とベースマシンである杭打機側の流路を示した回路図である。
【図６】第２実施形態の鋼管チャック装置を示した断面図である。
【図７】第２実施形態の鋼管チャック装置における油圧スイベルを示した拡大断面図である。
【図８】第２実施形態の鋼管チャック装置における油圧シリンダ及びチャック機構を示した拡大断面図である。
【図９】鋼管チャック装置のチャック部分を示した図４のＡ−Ａ断面図である。
【図１０】杭打機による施工状態を示した全体図である。
【図１１】回転駆動装置下降時の施工状態を示した図である。
【図１２】アッパロッド掴み替え時の状態を示した図である。
【図１３】鋼管杭を地面下にまで打ち込んだ状態を示した図である。
【図１４】従来の鋼管チャック装置を含む鋼管杭施工機を示した図である。
【符号の説明】
１　　鋼管チャック装置
２　　アッパロッド
３　　油圧スイベル
４　　油圧シリンダ
５　　チャック機構
１４　プッシュロッド
２１　ピストン
２６　スピンドル
３６　アキュムレータ
３７　オペレートチェック弁
４１　取付ブロック
４２　ケーシング
４３　チャックロッド
４５　チャックブロック
４６　スライドブロック

Claims

貫通した回転駆動装置の中空軸から出力される回転を伝達するものであって、掴み替えによって軸方向の位置決めが可能なアッパロッドと、筒形状のハウジング内にスピンドルが嵌挿され、一方を非回転として他方の回転側へ作動油が流れるように流路が形成された油圧スイベルと、
前記油圧スイベルの回転側から送られる作動油によって伸縮作動する油圧シリンダと、
径方向に摺動可能な２以上のチャックブロックが、軸方向に移動するチャックロッドに固定されたスライドブロックとテーパ面によって摺接し、スライドブロックの軸方向の移動によって径方向に押されたチャックブロックが鋼管に押し付けられて把持するチャック機構とを有し、
アッパロッド上部に固定された油圧スイベルから送り込まれた作動油によって油圧シリンダが伸縮作動し、油圧シリンダの当該出力によってアッパロッド下部に固定されたチャック機構のチャックロッドを上下動させて鋼管杭の把持及び解放を行うようにしたものであることを特徴とする鋼管チャック装置。
請求項１に記載する鋼管チャック装置において、
前記アッパロッドに対して上部には下から順に前記油圧シリンダ及び油圧スイベルが、下部には前記チャック機構が取り付けられ、前記油圧シリンダのピストンロッドと前記チャック機構のチャックロッドとの間に、前記アッパロッドに穿設された軸孔にプッシュロッドが挿入されたものであって、
前記油圧シリンダの伸長作動によりプッシュロッドを介してチャックロッドが押し下げられ、チャック機構による鋼管の把持動作が行われ、前記油圧シリンダの収縮作動によりチャックロッドとプッシュロッドとが押し上げられてチャック機構による鋼管の解放動作が行われようにしたものであることを特徴とする鋼管チャック装置。
請求項１に記載する鋼管チャック装置において、
前記アッパロッドに対して上部には油圧スイベルが、下部には上から順に前記油圧シリンダ及び前記チャック機構が取り付けられ、前記アッパロッドに前記油圧スイベルと前記油圧シリンダとの間で作動油を送るための流路が軸方向に穿設されたものであって、
前記油圧シリンダの伸長作動によりピストンロッドと一体に形成されたチャックロッドが押し下げられてチャック機構による鋼管の把持動作が行われ、前記油圧シリンダの収縮作動により当該チャックロッドが押し上げられてチャック機構による鋼管の解放動作が行われようにしたものであることを特徴とする鋼管チャック装置。
請求項１乃至請求項３のいずれかに記載する鋼管チャック装置において、
前記油圧スイベルのスピンドルに形成された把持側流路にオペレートチェック弁が配管され、その二次側にアキュムレータが連結されたものであることを特徴とする鋼管チャック装置。
請求項１乃至請求項４のいずれかに記載する鋼管チャック装置において、
前記アッパロッドは、下端にジョイント部を有し、前記チャック機構又は油圧シリンダは、アッパロッドに対して当該ジョイント部に着脱可能なブロックによって取り付けられるようにしたものであることを特徴とする鋼管チャック装置。
請求項１乃至請求項５のいずれかに記載する鋼管チャック装置において、
前記チャックブロックとスライドブロックとの摺接するテーパ面が軸方向に複数段設けられたものであることを特徴とする鋼管チャック装置。