JP2004245003A - 杭抜き装置 - Google Patents

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Abstract

【課題】回転筒を軽量化し、その重心位置を下げて、小型クレーンを用いて作業可能な杭抜き装置を提供する。
【解決手段】フランジ200に搭載されたチャック機構は、略鉛直方向に立てられた中空の回転筒302の外周面に対して把持/開放の切り替え動作を行う。チャック機構が回転筒302を把持したときに動力源130からの回転駆動力により回転筒302は回転駆動される。フランジ200を支持する昇降テーブル120はアクチュエータ114により昇降する。チャック機構が回転筒302を把持した状態で昇降テーブル120を下降させて掘進し、チャック機構が回転筒302を開放した状態で昇降テーブル120を上昇させて回転筒302に対するチャック機構の把持位置を変更する。
【選択図】 図1

Description

【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は地中に埋め込まれた杭を引き抜く際に使用される杭抜き装置に関する。
【0002】
【従来の技術】
ビル、マンション、工場等の地上建造物では、その荷重を支持するために、地中の固い地盤まで杭が埋め込まれている。これらの地上建築物を解体等する場合は、地中に深く埋め込まれた杭を引き抜く必要がある。このときに使用される杭抜き装置の一例が特許文献1に記載されている。
【0003】
特許文献1の杭抜き装置は、外筒とこの中に挿入された内筒とを備える。引き抜こうとする杭が内筒内に収まるように外筒及び内筒を吊り下げて、内筒を回転させて、内筒内に杭が挿入されるように掘進する。杭の先端まで掘進した後、内筒と外筒を回転軸方向に相対移動させることにより、内筒及び外筒の先端に設けられた把持機構により杭を把持する。その後、杭抜き装置を吊り上げると、杭を内筒内に収めた状態で引き上げることができる。
【0004】
この杭抜き装置によれば、杭の引き抜き作業を容易且つ効率的に、低騒音・低振動で行うことができる。
【0005】
【特許文献1】
特開2001−164572号公報
【0006】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記の従来の杭抜き装置では、内筒及び外筒の上端に、内筒を回転させるための回転装置や内筒を外筒に対して相対移動させるための油圧シリンダなどを備える。即ち、二重管構造物の上端に重量物が取り付けられた構成である。このような杭抜き装置を、クレーンなどを用いて鉛直方向に吊り下げて作業を行う必要がある。従って、装置の重量が極めて大きいので、吊り上げ能力が大きなクレーンが必要となり、作業コストが増大する。更に、装置の重心位置が高いため、作業時の装置の安定性が悪い。
【0007】
本発明は、上記の従来の杭抜き装置の問題を解決し、小さなクレーンを用いて作業が可能で、重心位置が低く、安定性が改善された杭抜き装置を提供することを目的とする。
【0008】
【課題を解決するための手段】
上記の目的を達成するために、本発明の杭抜き装置は、略鉛直方向に立てられた中空の回転筒と、前記回転筒を回転させるための回転駆動力を発生する動力源と、前記回転筒の外周面に対して把持/開放の切り替え動作を行い、前記回転筒を把持したときに前記回転筒に前記回転駆動力を伝達するチャック機構と、前記チャック機構を前記回転筒の回転軸方向に移動させるアクチュエータとを備えることを特徴とする。
【0009】
【発明の実施の形態】
本発明の杭抜き装置では、チャック機構は、回転筒の把持/開放の切り替え動作を行い、回転筒を把持したときに回転筒が回転する。従って、チャック機構が回転筒を把持したときに、回転筒が下降するようにアクチュエータを操作することにより、回転筒の内部に杭を収納するようにして掘進を行うことができる。また、チャック機構が回転筒を開放したときに、チャック機構が上昇するようにアクチュエータを操作することにより、チャック機構による回転筒の把持位置を回転筒の上端側に移動させることができる。この動作を繰り返すことにより、杭の周囲を効率よく掘削する杭抜き装置を構成できる。
【0010】
しかも、チャック機構は回転筒の外周面に対して把持/開放の切り替え動作を行うので、チャック機構及びこれを介して回転筒を回転させる動力源を、回転筒に搭載させる必要はない。従って、従来の杭抜き装置のように、回転筒の重量が重くなったり、その重心位置が高くなって安定性が悪化することがない。よって、吊り上げ能力の比較的小さな小型のクレーンを用いても作業が可能である。
【0011】
上記の本発明の杭抜き装置において、前記チャック機構が前記回転筒を把持した状態で前記アクチュエータは前記チャック機構を下降させ、前記チャック機構が前記回転筒を開放した状態で前記アクチュエータは前記チャック機構を上昇させることが好ましい。かかる好ましい構成によれば、この動作を繰り返し行うことにより、効率良く掘進作業を行うことができる。
【0012】
また、上記の本発明の杭抜き装置において、前記回転駆動力により前記チャック機構が回転した状態で、前記チャック機構は前記回転筒に対する把持/開放の切り替え動作を行うことが好ましい。かかる好ましい構成によれば、把持/開放の切り替え動作のために、チャック機構の回転を停止させる必要がないので、作業効率が向上する。また、チャック機構の回転/停止を繰り返すことによるエネルギーの浪費を解消できる。
【0013】
また、上記の本発明の杭抜き装置において、前記チャック機構が、前記回転筒の外周面を取り囲むように配置された、一対の略半円形のチャックバンドを備えることが好ましい。これにより、簡単な構成でチャック機構を実現できる。また、外径の異なる複数の回転筒に対応可能なチャック機構を実現できる。
【0014】
また、上記の本発明の杭抜き装置において、前記動力源及び前記チャック機構が搭載された昇降テーブルを更に備え、前記アクチュエータは前記昇降テーブルを昇降させることが好ましい。かかる好ましい構成によれば、回転駆動力の伝達系を簡単に構成できる。また、掘削方向の推進力として、昇降テーブル及びその上の搭載物の重量を利用できる。
【0015】
以下に本発明の杭抜き装置の好ましい実施の形態の一例を詳細に説明する。
【0016】
図1は本発明の一実施形態にかかる杭抜き装置の側面図である。
【0017】
図1中、10は引き抜こうとする、地中に埋め込まれた杭である。110は地上に固定される杭抜き装置のベースである。ベース110には杭10を露出させ、且つ掘進部300を構成する中空の回転筒302が遊貫される開口112が形成されている。
【0018】
120は昇降テーブルであり、油圧シリンダなどの第1アクチュエータ114を介してベース110上に設置される。第1アクチュエータ114の伸縮運動により、昇降テーブル120は矢印120a方向に昇降することができる。
【0019】
昇降テーブル120に設けられた開口122にはフランジ200が軸受け124を介して回転可能に取り付けられている。軸受け124はラジアル方向及びスラスト方向の荷重を支える。
【0020】
また、昇降テーブル120上には、モータ(オーガー)130が、アタッチメント126を介して取り付けられている。モータ130の回転軸の先端にはプーリ132が結合されている。プーリ132及びフランジ200の各外周面上にはギアが形成されており、これらのギア間にチェーン134が架け渡されている。これにより、モータ130の回転駆動力がチェーン134を介してフランジ200に伝達される。
【0021】
フランジ200の中央には貫通穴204が形成されており、この貫通穴204内に回転筒302が遊貫されている。フランジ200には、回転筒302の外周面に対して把持/開放を行うするチャック機構が取り付けられている。
【0022】
チャック機構の構成を図2(A)及び図2(B)を用いて説明する。図2(A)はチャック機構の側面図、図2(B)は図2(A)の2B−2B線での矢視断面図である。
【0023】
図2(B)に示すように、チャック機構は、回転筒302の外周面を取り囲むように配された一対の略半円形のチャックバンド210,210を備える。各チャックバンド210の両端には、外方向に突出したチャック操作片212が取り付けられている。このようなチャックバンド210は、例えば鋼管を所定の形状に切り出して、その両端にチャック操作片212を溶接により取り付けることにより作成できる。
【0024】
一対のチャックバンド210,210は、その円弧部分が回転筒302を挟み、且つチャック操作片212がフランジ200に固着された一対のバンド固定具206を挟むようにして、配置される。
【0025】
バンド固定具206を挟んで相互に対向するチャック操作片212,212には水平方向の貫通穴が形成されている。この貫通穴に連結棒220が挿入される。連結棒220の両端から圧縮コイルバネ222が挿入されたのち、連結棒220の両端にストッパ224が取り付けられる。この結果、圧縮コイルバネ222の弾性力により、対向するチャック操作片212,212に、互いに接近する方向の付勢力が付与される。この付勢力により一対のチャックバンド210,210は回転筒302を強大な力で締め付ける。
【0026】
対向するチャック操作片212,212間に設けられたバンド固定具206は、図2(A)に示すように略T字形状を有している。バンド固定具206は、フランジ200に伝達された回転駆動力をチャックバンド210,210に伝達すると共に、チャックバンド210,210がフランジ200から浮き上がるのを防止する。チャックバンド210,210の回転筒302に対する締め付け力により発生する摩擦力によって、回転筒302はフランジ200と一体となって回転する。
【0027】
図2(A)に示すように、各チャック操作片212の上面にリンク保持部214が取り付けられている。バンド固定具206を挟んで対向するチャック操作片212,212上のリンク保持部214,214にX字状に組み合わされたリンク機構230が架け渡されるように取り付けられている。より詳細には、リンク機構230を構成する一対の棒状のアーム232,232の下端がリンク保持部214,214に回動可能に取り付けられている。アーム232の上端には滑車234が回転可能に取り付けられている。
【0028】
図1に示したように、スラスト板240が油圧シリンダなどの第2アクチュエータ244を介して昇降テーブル120上に設置される。第2アクチュエータ244の伸縮運動により、スラスト板240は矢印240a方向に昇降することができる。スラスト板240のほぼ中央には開口242が形成されており、この開口242を回転筒302が遊貫している。
【0029】
第2アクチュエータ244により、図2(A)において矢印240b方向にスラスト板240が下降されると、スラスト板240の下面が滑車234を押し下げる。この押し下げ力は、リンク機構230の働きにより、一対のアーム232,232の下端に連結されたリンク保持部214,214に対して矢印210a方向の力として作用し、圧縮コイルバネ222の付勢力に反して一対のチャックバンド210,210を回転筒302から離間させる。即ち、第2アクチュエータ244を駆動して、スラスト板240を下降させると、一対のチャックバンド210,210は回転筒302を開放する。逆に、スラスト板240を上昇させると、一対のチャックバンド210,210は圧縮コイルバネ222の付勢力により回転筒302を把持する。スラスト板240を下降させた時、その下面はリンク機構230の上端に取り付けられた滑車234と接するので、フランジ200及び一対のチャックバンド210,210が回転しているときでも、一対のチャックバンド210,210による回転筒302に対する把持/開放の切り替え動作を行うことができる。
【0030】
図1に示すように、掘進部300は、鋼鉄製の中空円筒形状の回転筒302と、回転筒302の上端に取り付けられた懸架部310と、回転筒302の下端に取り付けられた、ダイアモンドからなる掘削刃320とを備える。掘進部300は、その上端の懸架部310にクレーン(図示せず)のワイヤ402に取り付けられたフック404を係合させることにより吊り下げられて、その姿勢を略鉛直方向に保持される。312は懸架部310に備えられた回転継ぎ手であり、回転筒302の回転運動がフック404に伝達されるのを遮断する。
【0031】
304は給液ホースであり、作業工程に応じて種々の流動物306が供給される。流動物306は、回転継ぎ手312を通過して回転筒302の内壁面に固着された配管308により、掘削刃320の近傍にまで導かれる。流動物306としては、掘進作業中は例えば掘削液(例えば水)であり、掘進作業が終了し、回転筒302を引き抜く際は例えばセメント溶解液や粘性土である。
【0032】
次に、以上のように構成された本実施形態の杭抜き装置を用いた杭抜き作業手順を説明する。
【0033】
最初に、引き抜こうとする杭10の上端部を地表に露出させ、その杭10がベース110の開口112内に収まるように、杭抜き装置を設置する。このときは掘進部300はまだ搭載されていない。後の工程で回転筒302を回転させながら掘進させたときに、その反力でベース110が地表に対して回転したり浮き上がったりするのを防止するために、ベース110を地盤にわずかに埋め込んだり、ベース110上に重りを載せたりするのが好ましい。
【0034】
次に、第2アクチュエータ244を駆動してスラスト板240を下降させ、一対のチャックバンド210,210を離間させる。
【0035】
次に、クレーンにて掘進部300を吊り上げて、スラスト板240の開口242、一対のチャックバンド210,210の間、フランジ200の貫通穴204、昇降テーブル120の開口122、ベース110の開口112を順に通過させて、回転筒302の下端の開口内に杭10の上端が収まるように、下降させる。
【0036】
次いで、第2アクチュエータ244を駆動してスラスト板240を上昇させ、一対のチャックバンド210,210で掘進部300の回転筒302を把持する。そして、クレーンを操作して、ワイヤ402をわずかに緩める。このようにして掘進部300をほぼ鉛直方向に保持する。
【0037】
給液ホース304から掘進液を供給しながら、モータ130を回転させる。回転駆動力は、プーリ132、チェーン134、フランジ200、一対のチャックバンド210,210に順に伝達されて、回転筒302を回転させる。この状態で、第1アクチュエータ114を駆動して、昇降テーブル120を下降させる。回転筒302の下端の掘削刃320が地盤を掘削しながら、掘進部300が昇降テーブル120と共に下降する。
【0038】
第1アクチュエータ114のストロークのほぼ下死点近傍にまで昇降テーブル120が下降すると、第2アクチュエータ244を駆動してスラスト板240を下降させ、一対のチャックバンド210,210を離間させる。これにより、回転筒302が開放されて、その回転が停止する。但し、フランジ200及び一対のチャックバンド210,210は回転したままである。この状態で、第1アクチュエータ114を駆動して、昇降テーブル120を、第1アクチュエータ114のストロークのほぼ上死点近傍にまで上昇させる。
【0039】
その後、第2アクチュエータ244を駆動してスラスト板240を上昇させ、一対のチャックバンド210,210で掘進部300の回転筒302を把持する。これにより、回転駆動力が回転筒302に伝達されて、回転筒302が再度回転し始める。この状態で、第1アクチュエータ114を駆動して、昇降テーブル120を下降させ掘進を再開する。
【0040】
以下、上記の動作を繰り返し、杭10が回転筒302内に挿入されるようにして所定の深さまで掘進を進める。その結果、杭10の周囲に強固に付着した地盤の土砂が除去される。その後、クレーンにて掘進部300を吊り上げて、杭抜き装置を除去する。そして、杭10の上端を把持して、クレーンなどを用いて杭10を引き抜く。掘進部300を吊り上げる際に、給液ホース304からセメント液や粘性土などを掘削孔に供給して埋め戻しを行うと、掘進部300や杭10を引き抜いた後に周囲の地盤が崩れるのを防止することができるので好ましい。
【0041】
以上のように、本発明の杭抜き装置では、一対のチャックバンド210,210で掘進部300の回転筒302を把持し、回転筒302を回転させながら、第1アクチュエータ114によりこれらを下降させて掘進する。第1アクチュエータ114のストロークの下死点近傍に達すると、一対のチャックバンド210,210を開放する。そして、第1アクチュエータ114により一対のチャックバンド210,210を回転筒302に対して相対的に上昇させた後、再度一対のチャックバンド210,210で回転筒302を把持し、掘進を再開する。このように回転筒302の把持/開放を行う一対のチャックバンド210,210の高さを第1アクチュエータ114により変化させることにより、一対のチャックバンド210,210の回転筒302に対する把持位置を、徐々に回転筒302の上端側に移動させる。こうして掘進作業を断続的に行う。掘進に伴う振動や騒音は比較的小さい。
【0042】
回転筒302を回転させるための回転駆動力を発生し伝達するモータ130から一対のチャックバンド210,210に至る回転駆動機構は昇降テーブル120上に搭載される。即ち、掘削部300には、回転駆動機構や、掘削の推進力を発生させるアクチュエータが搭載されないので、上述の特開2001−164572号公報に示された従来の杭抜き装置のように、掘削部の重量が大きくなったり、その重心位置が高くなって作業時の直立姿勢維持が不安定になったりすることがない。従って、吊り上げ能力の比較的小さな小型のクレーンを用いて作業できる。また、昇降テーブル120及びその上の搭載物の重量を掘削時の推進力として利用できる。
【0043】
以上に説明した実施の形態は、あくまでも本発明の技術的内容を明らかにする意図のものであって、本発明はこのような具体例にのみ限定して解釈されるものではなく、請求の範囲の記載から解釈される発明の技術的思想の範囲内でいろいろと変更して実施することができ、本発明を広義に解釈すべきである。
【0044】
例えば、本発明の杭抜き装置においては、引き抜こうとする杭10の寸法に応じて、寸法(外径、内径、長さ)が異なる回転筒302を用いることができる。一対のチャックバンド210,210の曲率半径、弧の長さ、強度など適切に設定することにより、共通する一対のチャックバンド210,210を用いて外径が異なる回転筒302に対しても確実な把持/開放動作を行うことができる。
【0045】
また、チャック機構として、上記の実施形態では略半円形の2つのチャックバンド210を組み合わせた例を示したが、弧の長さを短くした3以上のチャックバンドを組み合わせて使用しても良い。
【0046】
また、上記の実施形態では、一対のチャックバンド210,210による回転筒302の把持/開放の切り替え動作を、一対のチャックバンド210,210自身が回転しながら行える構成であるが、作業効率の低下を甘受できるのであれば、一対のチャックバンド210,210の回転を停止させて把持/開放の切り替え動作を行う構成であっても良い。
【0047】
【発明の効果】
以上のように、本発明によれば、回転筒の上端に重量物を備えないので、回転等の重量は比較的軽量で、その重心位置は低い。従って、小型のクレーンを用いて作業が可能な、杭の周囲を効率よく掘削する杭抜き装置を提供できる。
【図面の簡単な説明】
【図1】図1は本発明の一実施形態にかかる杭抜き装置の側面図である。
【図2】図2(A)は本発明の一実施形態にかかる杭抜き装置のチャック機構の側面図、図2(B)は図2(A)の2B−2B線での矢視断面図である。
【符号の説明】
10 杭
110 ベース
112 ベースの開口
114 第1アクチュエータ
120 昇降テーブル
122 昇降テーブルの開口
124 軸受け
126 アタッチメント
130 モータ
132 プーリ
134 チェーン
200 フランジ
204 貫通穴
206 バンド固定具
210 チャックバンド
212 チャック操作片
214 リンク保持部
220 連結棒
222 圧縮コイルバネ
224 ストッパ
230 リンク機構
232 アーム
234 滑車
240 スラスト板
242 スラスト板の開口
244 第2アクチュエータ
300 掘進部
302 回転筒
304 給液ホース
306 流動物
310 懸架部
312 回転継ぎ手
320 掘削刃
402 ワイヤ
404 フック

Claims (5)

  1. 略鉛直方向に立てられた中空の回転筒と、
    前記回転筒を回転させるための回転駆動力を発生する動力源と、
    前記回転筒の外周面に対して把持/開放の切り替え動作を行い、前記回転筒を把持したときに前記回転筒に前記回転駆動力を伝達するチャック機構と、
    前記チャック機構を前記回転筒の回転軸方向に移動させるアクチュエータと
    を備えることを特徴とする杭抜き装置。
  2. 前記チャック機構が前記回転筒を把持した状態で前記アクチュエータは前記チャック機構を下降させ、前記チャック機構が前記回転筒を開放した状態で前記アクチュエータは前記チャック機構を上昇させる請求項1に記載の杭抜き装置。
  3. 前記回転駆動力により前記チャック機構が回転した状態で、前記チャック機構は前記回転筒に対する把持/開放の切り替え動作を行う請求項1に記載の杭抜き装置。
  4. 前記チャック機構が、前記回転筒の外周面を取り囲むように配置された、一対の略半円形のチャックバンドを備える請求項1に記載の杭抜き装置。
  5. 前記動力源及び前記チャック機構が搭載された昇降テーブルを更に備え、前記アクチュエータは前記昇降テーブルを昇降させる請求項1に記載の杭抜き装置。
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