JP2006307613A - Chuck control method for pile and this device - Google Patents

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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To easily control a turning angle position around the z axis of a pile gripped by a chuck at a global standard, while exhibiting sufficient durability even in small capacity of a bearing for supporting the chuck, by improving a mechanism for rotating the chuck installed in an exciter for a vibrational pile driving-extracting machine. <P>SOLUTION: A brake body 6a is fixed to a rotary shaft 4b of the chuck 4, and a driven gear 7 is installed on the rotary shaft via a spline 8, and is rotatingly driven by a driving motor M. The chuck is firmly fixed to the exciter by braking the brake body 6a by a fixed shoe 6b and a movable shoe 6c. Normal-reverse rotation/stopping of the driving motor M are performed by an automatic control circuit CPU on the basis of a turning angle position detecting signal α by a gyro mechanism J. <P>COPYRIGHT: (C)2007,JPO&INPIT

Description

本発明は、起振機にチャックを設置した構造の振動式杭打抜機において、チャックに把持されている杭の垂直軸周り回転角位置を、地球基準で制御する方法および同装置に関するものである。  The present invention relates to a method and apparatus for controlling the rotation angle position around a vertical axis of a pile held by a chuck on a global basis in a vibratory pile punching machine having a structure in which a chuck is installed on a vibrator. .

図2は、多数の杭を並べて打ち込んでいる状態を説明するための模式的な平面図である。なお、後に説明するが、列設されている多数の杭を順次に引き抜く状態も、この図2と同様である。
符号1を付して示したのは杭である。この例の杭は、並べて打ち込んだとき相互に連結するための杭継手1aが設けられている。本図2の状態で杭1は、これから打ち込むために集積され、地上に寝かされている。
ショベルカー2は、車体2aに対して起伏回動自在に軸支されたブーム2bの先端に、アーム2cが屈伸自在に軸着されている。該アームの先端にはバケット(図外)が装着されるようになっているのであるが、該バケットに代えて種々のフロントアタッチメント(クラッシャ、ブレーカ等)が着脱される。
FIG. 2 is a schematic plan view for explaining a state in which a large number of piles are driven side by side. In addition, although demonstrated later, the state which pulls out many piles arranged in order is the same as this FIG.
The reference numeral 1 indicates a pile. The pile of this example is provided with a pile joint 1a for connecting the piles when they are driven side by side. In the state shown in FIG. 2, the piles 1 are stacked for driving in and are laid down on the ground.
In the shovel car 2, an arm 2c is pivotally attached to the tip of a boom 2b that is pivotally supported by the vehicle body 2a so as to be able to swing up and down. A bucket (not shown) is attached to the tip of the arm, but various front attachments (crushers, breakers, etc.) are attached and detached instead of the bucket.

この図の例では、起振機3とチャック4とから成る振動式杭打機が装着されている。
上記のチャック4に把持されている杭1tは、起振機3に隠れているので破線で描いてある。
前記の振動式杭打機を装着されたアームおよびブームは、車体2aと一緒に、円弧矢印ωのように360度旋回可能であり、旋回半径Lは伸縮可能であるから、ショベルカー2の運転操作によって、前記の保持されている杭1tを法線(杭打ち予定線)PLまで運搬することができる。
符号1a,1b,1c〜1hを付して示したのは順次に打ち込まれた多数の杭である。
In the example of this figure, a vibration pile driving machine composed of a vibration generator 3 and a chuck 4 is mounted.
Since the pile 1t held by the chuck 4 is hidden behind the vibrator 3, it is drawn with a broken line.
The arm and boom to which the vibration pile driver is mounted can turn 360 degrees as indicated by an arc arrow ω together with the vehicle body 2a, and the turning radius L can be expanded and contracted. By the operation, the held pile 1t can be transported to the normal line (scheduled line) PL.
Reference numerals 1a, 1b, and 1c to 1h are attached to a number of piles that are driven sequentially.

ショベルカー2の車体が旋回可能であり、かつ、ブーム,アームが起伏・屈伸して旋回半径Lを伸縮させることができるので、図示の円弧ωの内側の任意の箇所に「チャック4により吊持されている杭1t」を搬送して打ち込むことができる(ただし、ショベルカー自体に干渉しない限り)。
ショベルカー2は自走可能であるから、図示の円弧ωの外側に杭打ちする場合は、杭打ち予定地点の近くまで走行すればよい。
Since the vehicle body of the excavator 2 can turn and the boom and arm can be raised and lowered to extend and retract the turning radius L, it can be suspended at any location inside the illustrated arc ω by “hanging by the chuck 4. Can be driven and driven in (as long as it does not interfere with the shovel car itself).
Since the shovel car 2 is capable of self-propelling, when staking it outside the illustrated arc ω, it is only necessary to travel to the vicinity of the planned stakeout point.

ところが、吊持されている杭1tを杭打ち予定線(法線PL)まで搬送しただけでは足りない場合が有る。
例えば普通の電柱のように円柱状の杭であれば、長手方向の中心線周りの回転体であるから、軸周りの回転角位置が問題にならない。しかし、例えば角杭であれば回転角位置が規制される。特に鋼矢板の場合は裏表(凸側と凹側)が有るので、360度の方位規制が必要である。
However, it may not be sufficient to transport the suspended pile 1t to the planned pile driving line (normal line PL).
For example, if it is a column-shaped pile like a normal electric pole, since it is a rotary body around the centerline of a longitudinal direction, the rotation angle position around an axis does not become a problem. However, for example, in the case of a square pile, the rotation angle position is regulated. In particular, in the case of a steel sheet pile, there are front and back surfaces (convex side and concave side), and 360 degree azimuth restriction is necessary.

説明の便宜上、水平な直交座標を考える。本例では南北線N−Sと、東西線E−Wとを想定した。
この図の状態で、ブーム,アームは北西を向いている。
いま、図示のチャック4で吊持されている杭1tを、杭1cの位置に打設するために、車体2aを旋回させてブーム,アームをo−q方向に向けると、吊持されていた杭の姿勢は線o−qにほぼ直角となり、法線PLと一致しない。
For convenience of explanation, horizontal rectangular coordinates are considered. In this example, the north-south line NS and the east-west line EW were assumed.
In this state, the boom and arm are facing northwest.
Now, in order to place the pile 1t suspended by the illustrated chuck 4 at the position of the pile 1c, the vehicle body 2a is turned and the boom and arm are directed in the oq direction. The posture of the pile is almost perpendicular to the line oq and does not coincide with the normal line PL.

順次に打ち進んで、杭1hを打設するために、ブーム,アームを線o−r方向に向けると、吊持されている杭の姿勢は線o−rにほぼ直角となる。このようにして、杭1a.1b.1c……と打ち進むに従って、ブーム,アームに対するチャック4の取り付け角度を変化させねばならない。特に矢板の場合は、杭1aと杭1bとの表裏を反転させなければならず、更に杭1bと杭1c、杭1cと杭1d……というように、杭1本ごとに表裏を反転させなければならない。  If the boom and the arm are directed in the direction of the line orr in order to drive the pile 1h in order, the posture of the suspended pile becomes substantially perpendicular to the line orr. In this way, the pile 1a. 1b. The mounting angle of the chuck 4 with respect to the boom and arm must be changed as the stroke proceeds to 1c. Especially in the case of sheet piles, the front and back of the pile 1a and the pile 1b must be reversed, and the piles 1b and 1c, the pile 1c and the pile 1d, etc. must be reversed for each pile. I must.

その上、多数の杭を順次に打ち進んで、法線PLから法線PCに入るときは更に方向変換に対応して杭の回転角位置を制御しなければならない。
この段落で以上に考察したのは、多数の杭1a〜杭1hを打ち込む場合である。しかし、既に打設されている多数の杭1a〜杭1hを引き抜く場合にも同様の問題(杭の回転角位置制御)が有る。
こうした事情から、起振機3に対するチャック4の取り付け角度(把持した杭の、長手方向中心線周りの回転角位置)を任意に調節し得る構造が必要である。
このため、チャックを起振機に対して回転自在に取り付けるとともに、該チャックを回転させる駆動手段を設けた構造の振動杭打抜機が製作され、広く用いられている。
また、油圧を利用してチャックの回動をロックする機構が工夫されているが、チャックを回動させる構造については別段の考慮が為されていない。
特開平10−147933号公報 特開平10−96233号公報 特開平9−158183号公報 特開平8−246455号公報
In addition, when a number of piles are sequentially driven and entered from the normal line PL to the normal line PC, the rotation angle position of the piles must be further controlled in accordance with the direction change.
The case discussed above in this paragraph is the case where a large number of piles 1a to 1h are driven. However, there is a similar problem (pile rotation angle position control) when pulling out a number of piles 1a to 1h that have already been driven.
Under such circumstances, a structure capable of arbitrarily adjusting the attachment angle of the chuck 4 to the vibrator 3 (the rotational angle position of the gripped pile around the longitudinal center line) is necessary.
For this reason, a vibration pile punching machine having a structure in which a chuck is rotatably attached to a vibrator and provided with a driving means for rotating the chuck is manufactured and widely used.
Further, a mechanism for locking the rotation of the chuck using hydraulic pressure has been devised, but no special consideration has been given to the structure for rotating the chuck.
JP 10-147933 A JP-A-10-96233 JP-A-9-158183 JP-A-8-246455

従来例のチャック回転角位置調節装置には、次のような問題点が有った(図2参照)。
(イ)起振機3に対してチャック4がベアリング(図外)を介して垂直軸周りの回転自在に支持された構造、または、歯車によってチャックを回動させる構造であった。このため、起振機で発生した振動はベアリングや歯車機構を激しく振動させる。
従ってベアリングや歯車機構は、杭打抜きのための激しい振動を受ける。このため、ベアリングや歯車機構の耐用命数が短い。
また、長い耐用命数を得るために大容量のベアリングや歯車機構を用いると、機械装置が大形・大重量になり、製造コストが高価である。
(ロ)先に述べたように、多数の杭1a,1b,1c……を順次に打込み(又は引抜き)する際、杭1本ごとに杭の吊持角度を変えなければならない。この問題は、起振機に対するチャックの角位置を記憶させておいても解決しない。すなわち、地球を基準としてチャックの回転角位置を一定ならしめるように制御しなければならない(先に述べた法線が地面に対して設定されているからである)。
The conventional chuck rotation angle position adjusting device has the following problems (see FIG. 2).
(A) The chuck 4 is supported by the vibrator 3 so as to be rotatable around a vertical axis via a bearing (not shown), or the chuck is rotated by a gear. For this reason, the vibration generated by the vibrator vigorously vibrates the bearing and the gear mechanism.
Therefore, bearings and gear mechanisms are subjected to severe vibration for punching. For this reason, the service life of bearings and gear mechanisms is short.
Further, if a large-capacity bearing or gear mechanism is used in order to obtain a long service life, the mechanical device becomes large and heavy, and the manufacturing cost is high.
(B) As described above, when a large number of piles 1a, 1b, 1c,... Are sequentially driven (or pulled out), the suspending angle of the pile must be changed for each pile. This problem cannot be solved even if the angular position of the chuck with respect to the vibrator is stored. That is, control must be performed so that the rotation angle position of the chuck is constant with respect to the earth (because the normal line described above is set with respect to the ground).

本発明は以上に述べた事情に鑑みて為されたものであって、その目的とするところは、
(イ)小形軽量で安価な、しかも耐久性に優れたチャック回動方法、および同装置を提供し、併せて、
(ロ)起振機に対するチャックの回転角位置を、地球基準の記憶の基づいて制御する方法、および同装置を提供するにある。
The present invention has been made in view of the circumstances described above, and the object is as follows.
(B) A small, lightweight, inexpensive and durable chuck rotation method and apparatus are provided.
(B) To provide a method and apparatus for controlling the rotational angular position of the chuck relative to the vibrator based on the earth-based memory.

請求項1に係る発明装置の構成は、(図1参照)起振機3に取り付けられて、杭1を把持するチャック4において、
チャックに把持された杭の中心線をz軸とし、
チャックに設けられた、z軸と同心の回転軸4bと、
上記回転軸に対して同心に固着されたブレーキ胴6aと、
起振機に対して固着された部材に設置されたブレーキシュー6b,6cと、
前記回転軸を回転駆動する手段と、を具備していて、
前記ブレーキシューを作動さると、起振機とチャックとが強固に結合され、
上記ブレーキシューを解放すると、起振機とチャックとが相対的に回動可能になって、前記回転駆動手段により、チャックをz軸周りに回動せしめ得るようになっていることを特徴とする。
The configuration of the inventive device according to claim 1 is as follows. (See FIG. 1) In the chuck 4 attached to the vibrator 3 and gripping the pile 1
The center line of the pile gripped by the chuck is the z axis,
A rotating shaft 4b concentric with the z-axis provided on the chuck;
A brake cylinder 6a fixed concentrically to the rotating shaft;
Brake shoes 6b, 6c installed on a member fixed to the vibrator,
Means for rotationally driving the rotating shaft,
When the brake shoe is actuated, the exciter and the chuck are firmly coupled,
When the brake shoe is released, the exciter and the chuck can be rotated relative to each other so that the chuck can be rotated around the z-axis by the rotation driving means. .

請求項2に係る発明装置の構成は、前記請求項1の発明装置の構成要件に加えて、(図1参照)z軸回りの回動を検出し得るセンサを備えたジャイロ機構(J)と、
上記ジャイロ機構の検出信号を入力され、「前記ブレーキシューの駆動用機器および前記チャック回転駆動手段」に対して作動指令信号を出力する自動制御回路(CPU)と、を具備していることを特徴とする。
The configuration of the invention device according to claim 2 includes a gyro mechanism (J) provided with a sensor capable of detecting rotation around the z-axis in addition to the components of the invention device of claim 1 (see FIG. 1). ,
And an automatic control circuit (CPU) that receives a detection signal of the gyro mechanism and outputs an operation command signal to the “brake shoe driving device and the chuck rotation driving means”. And

請求項3に係る発明その構成は、前記請求項1または請求項2の発明装置の構成要件に加えて、(図1参照)前記ブレーキ胴6aと回転駆動手段との間に、
z軸周りの回転を伝動し、z軸方向の動きを伝動しない継手手段(本図1の例ではスプライン8)が設けられていることを特徴とする。
In addition to the constituent features of the invention device of claim 1 or claim 2 (see FIG. 1), the invention according to claim 3 is configured between the brake drum 6a and the rotation drive means.
A joint means (spline 8 in the example of FIG. 1) that transmits rotation around the z-axis and does not transmit movement in the z-axis direction is provided.

請求項4に係る発明方法の構成は、起振機に取り付けられて杭を把持するチャック)の垂直軸(z)周りの回転角位置を、地球基準で制御する方法において、
前記請求項2に係る制御装置を用いる。すなわち、
予め、(図1参照)チャック4に設けられたz軸と同心の回転軸4bに対応させて、ブレーキ胴6aをz軸と同心に固着するとともに、起振機3に対して固着された部材にブレーキシュー6b,6cを設置し、かつ、上記回転軸4bを回転駆動する手段(本例では駆動モータM及び減速歯車群(7,9)を設け、
さらに、前記起振機に対してジャイロ機構Jを設置しておき、
チャックが把持した杭を所望の回転角位置ならしめた状態における、起振機3の回転角位置を地球基準で前記ジャイロ機構Jに記憶させておき、
多数の杭を順次に打ち抜く場合、各杭ごとに前記回転駆動手段によってチャックを回転させながら、ジャイロ機構の記憶に基づいてチャックの回転角位置を制御することを特徴とする。
同様の操作を、多数の既設杭の抜取作業に適用することもでき、本請求項4の技術的範囲に属する。
According to a fourth aspect of the present invention, there is provided a method for controlling a rotational angle position about a vertical axis (z) of a chuck attached to an exciter and gripping a pile on a global basis.
The control device according to claim 2 is used. That is,
(See FIG. 1) A member fixed in advance to the vibrator 3 while fixing the brake cylinder 6a concentrically with the z-axis in correspondence with the rotation axis 4b concentric with the z-axis provided in the chuck 4 The brake shoes 6b, 6c are installed in the motor, and means for rotationally driving the rotary shaft 4b (in this example, a drive motor M and a reduction gear group (7, 9) are provided,
Furthermore, a gyro mechanism J is installed for the vibrator,
The rotational angle position of the vibration generator 3 in a state where the pile gripped by the chuck is aligned at a desired rotational angle position is stored in the gyro mechanism J on the basis of the earth,
In the case of sequentially punching a large number of piles, the rotation angle position of the chuck is controlled based on the memory of the gyro mechanism while rotating the chuck for each pile by the rotation driving means.
A similar operation can be applied to a sampling operation of a large number of existing piles and belongs to the technical scope of claim 4.

請求項1の発明装置によれば、ブレーキを作動させることによってチャックを起振機に対して強固に結合することができるので、この状態で杭の打抜きを行なえば、チャックを支持しているベアリングに振動荷重を加えることが無い。従って、小容量で安価なベアリングを用いても充分な耐久性が得られる。
そして、上記のブレーキを解放すると、チャックは起振機に対して自在に回動し得るようになるから、該チャックの回動角位置を任意に調節することができる。
According to the first aspect of the present invention, since the chuck can be firmly coupled to the vibrator by operating the brake, if the pile is punched in this state, the bearing that supports the chuck No vibration load is applied to the. Therefore, sufficient durability can be obtained even if a low-capacity and inexpensive bearing is used.
When the brake is released, the chuck can freely rotate with respect to the vibration generator, so that the rotation angle position of the chuck can be arbitrarily adjusted.

請求項2の発明装置によると、ジャイロ機構が地球基準の回転角位置を記憶する機能を有しているから、z軸周りの地球基準角位置を検出することができる。その検出信号を自動制御回路に入力して、該自動制御回路によりチャック回転駆動手段に指令信号を与えると、チャックの回転角位置を地球基準で自動的に制御することができる。  According to the invention device of claim 2, since the gyro mechanism has a function of storing the earth-based rotation angle position, the earth reference angle position around the z-axis can be detected. When the detection signal is input to an automatic control circuit and a command signal is given to the chuck rotation driving means by the automatic control circuit, the rotation angle position of the chuck can be automatically controlled on the basis of the earth.

請求項3の発明装置によると、回転駆動手段に振動が伝動されないので、該回転駆動手段が振動によって損耗を早める虞れが無い。
その上、杭を振動させる為に発生させた振動が、回転駆動手段によって無駄に消費されない。その結果、杭打抜機のエネルギー効率が改善され、ひいては地球温暖化防止に貢献し得る。
According to the third aspect of the present invention, since vibration is not transmitted to the rotation drive means, there is no possibility that the rotation drive means will accelerate wear due to vibration.
In addition, the vibration generated to vibrate the pile is not wasted by the rotational drive means. As a result, the energy efficiency of the pile punching machine is improved, which can contribute to the prevention of global warming.

請求項4の発明方法によると、杭を把持するチャックの回転角位置を地球基準で制御することができる。
杭打抜き作業における法線(杭の列設線)は一般に、地面上に設定される。このため、上記のように地球基準の角位置制御ができれば、杭打抜機を支持している機械装置(例えばショベルカー)の姿勢如何に拘わらず、しかも、作業員に格別の熟練を要しないで、多数の杭を正確に列設することができる。
According to the invention method of claim 4, the rotation angle position of the chuck that holds the pile can be controlled on the earth basis.
The normal line (pile line) in the pile punching operation is generally set on the ground. For this reason, if the earth-based angular position control can be performed as described above, regardless of the attitude of the mechanical device (for example, excavator) supporting the pile punching machine, the worker does not need special skill. A large number of piles can be accurately arranged.

図1は、本発明に係る制御装置の1実施形態を模式的に描いた垂直断面図である。模式化してあるから、写実的な投影図ではない。
チャック4は、起振機3に対し、回転機構5を介して設置されている。
チャック4の内部構造は図示を省略してあるが、1対の把持爪4aで杭1を挟持するようになっている。z−zは、把持されている杭1の長手方向の中心線である。
回転機構5のケース5aは、充分な剛性を有するように鋼板で作られ、起振機3に対して強固に結合されている。
本発明において強固に結合するとは、緩衝部材や摺動対偶を介在させることなく一体的に結合することをいう。
FIG. 1 is a vertical sectional view schematically illustrating one embodiment of a control device according to the present invention. It is not a realistic projection because it is schematic.
The chuck 4 is installed via the rotation mechanism 5 with respect to the vibrator 3.
Although the internal structure of the chuck 4 is not shown, the pile 1 is sandwiched between a pair of gripping claws 4a. zz is the longitudinal center line of the pile 1 being gripped.
The case 5a of the rotation mechanism 5 is made of a steel plate so as to have sufficient rigidity, and is firmly coupled to the vibrator 3.
In the present invention, to firmly bond means to integrally bond without interposing a buffer member or a sliding pair.

チャック4には回転軸4aが一体的に連設されていて、この回転軸はz軸と同心に位置するよう、回転機構のケース5aに対して回転可能にベアリング11で支持されている。
上記回転軸4bに対して同心に、ブレーキ胴6aが固着されている。
上記のブレーキ胴に対応して、固定シュ−6bと可動シュ−6cとが配置されている。
固定シュ−6bは回転機構のケース5aに固着されている。
可動シュ−6cはブレーキレバー6dに装着されており、該ブレーキレバーはケース5aに対して軸支されている。ブレーキシリンダ6eは、上記ブレーキレバーを傾動させることにより、前記可動シュ−6cをブレーキ胴6aに押圧する。
A rotation shaft 4a is integrally connected to the chuck 4, and the rotation shaft is supported by a bearing 11 so as to be rotatable with respect to the case 5a of the rotation mechanism so as to be concentric with the z-axis.
A brake cylinder 6a is fixed concentrically with the rotating shaft 4b.
A fixed shoe 6b and a movable shoe 6c are arranged corresponding to the above-described brake drum.
The fixing shoe 6b is fixed to the case 5a of the rotating mechanism.
The movable shoe 6c is mounted on a brake lever 6d, and the brake lever is pivotally supported with respect to the case 5a. The brake cylinder 6e presses the movable shoe 6c against the brake drum 6a by tilting the brake lever.

上述の構造機構により、ブレーキ機構6が作動すると回転機構のケース5aがチャックの回転軸4bに対して強固に結合される。
すなわち、ブレーキ機構の作動により、チャック4が起振機3に対して強固に結合される。
このため、起振機3で発生した振動は、回転機構ケース5aおよびブレーキ機構6を経てチャック4に伝動され、ベアリング11は振動荷重を負荷されない。従って、該ベアリング11が格別に大容量のものでなくても耐久性に開する不具合を生じない。
When the brake mechanism 6 is actuated by the above-described structural mechanism, the case 5a of the rotating mechanism is firmly coupled to the rotating shaft 4b of the chuck.
That is, the chuck 4 is firmly coupled to the vibrator 3 by the operation of the brake mechanism.
For this reason, the vibration generated by the vibrator 3 is transmitted to the chuck 4 through the rotating mechanism case 5a and the brake mechanism 6, and the bearing 11 is not loaded with a vibration load. Therefore, even if the bearing 11 does not have a particularly large capacity, there is no problem of opening to durability.

前記回転軸4bに対して、ドリブン歯車7が、スプライン8を介して装着されている。
ドライブ歯車9は上記ドリブン歯車7に噛合し、駆動モータMによって回転駆動される。
前記ブレーキ機構6を解放(ブレーキシューをブレーキ胴から離間させること)して、前記駆動モータMを回転させると、チャック4はz軸回りに回動する。
従来技術においては、駆動モータをロックするなどして停止させるとチャックは回らなくなると考えられていたが、本発明においてはブレーキ機構6を作動させてチャックの回動を止める。その理由は、本発明におけるブレーキ機構は単に回転を制動するだけでなく、振動を伝えるという役目を受け持っているからである。
A driven gear 7 is attached to the rotary shaft 4b via a spline 8.
The drive gear 9 meshes with the driven gear 7 and is rotationally driven by the drive motor M.
When the brake mechanism 6 is released (the brake shoe is separated from the brake drum) and the drive motor M is rotated, the chuck 4 rotates about the z axis.
In the prior art, it has been considered that the chuck does not rotate when the drive motor is stopped, for example, by locking it. However, in the present invention, the brake mechanism 6 is operated to stop the rotation of the chuck. The reason is that the brake mechanism in the present invention has a role of not only braking rotation but also transmitting vibration.

回転機構のケース5aに対してジャイロ機構Jが設置されている。本発明を実施する場合、ジャイロ機構は必ずしも回転機構に装着しなくても良いが、起振機に固着されている部材に配置することが望ましい。この場合の固着とは、z軸周りの相対的な回動を阻止して取り付ける意である。
本例のジャイロ機構Jは、その回転軸をz軸に直交させ、スプリング10を介して設置されている。このジャイロ機構は後に説明するようにz軸周りの回転角位置を検出する役目を持っているので、起振機2に対してz軸周りの相対的な回動を規制して装着する。
そして、なるべくはz軸方向の振動を緩衝できるように装着する。
A gyro mechanism J is installed with respect to the case 5a of the rotating mechanism. When carrying out the present invention, the gyro mechanism does not necessarily have to be attached to the rotating mechanism, but it is desirable to arrange the gyro mechanism on a member fixed to the vibrator. Fixing in this case is intended to prevent relative rotation around the z-axis.
The gyro mechanism J of this example is installed via a spring 10 with its rotation axis orthogonal to the z-axis. As will be described later, this gyro mechanism serves to detect the rotational angle position around the z-axis, so that the gyro mechanism is mounted on the vibrator 2 while restricting relative rotation around the z-axis.
If possible, it is mounted so that vibration in the z-axis direction can be buffered.

前記のジャイロ機構Jは、その水平軸を一定の方向に向けている。そして、この軸方向を基準として、起振機3のz軸周りの回動を検出するセンサ(市販品)を備えている。
起振機3のz軸周りの回動の検出信号αは、自動制御回路CPUに入力される。
自動制御回路CPUは、入力された検出信号αに基づき、予め与えられているプログラムに従って、制御指令信号β,および同γを出力する。
ブレーキ機構6のブレーキシリンダ6eは、油圧制御弁Vを介して油圧源に接続されており、該油圧制御弁によって伸縮作動せしめられる。本例においては、ブレーキシリンダ6eが収縮するとブレーキ機能が発揮され、伸長するとブレーキが解放されるようになっている。
The gyro mechanism J has its horizontal axis oriented in a certain direction. And the sensor (commercial item) which detects rotation around the z axis of the vibrator 3 is provided on the basis of this axial direction.
A rotation detection signal α around the z-axis of the vibrator 3 is input to the automatic control circuit CPU.
Based on the input detection signal α, the automatic control circuit CPU outputs control command signals β and γ according to a program given in advance.
The brake cylinder 6e of the brake mechanism 6 is connected to a hydraulic pressure source via a hydraulic control valve V, and is expanded and contracted by the hydraulic control valve. In this example, the brake function is exhibited when the brake cylinder 6e contracts, and the brake is released when the brake cylinder 6e extends.

自動制御回路CPUは、指令信号βによって駆動モータMの正,逆転・停止を行なわせる。また、指令信号γによって油圧制御弁Vを介してブレーキシリンダ6eを伸縮させ、ブレーキ機構6の作動・解放を行なわせる。
次に、本発明の制御装置を用いて多数の杭の回動角を制御した1実施形態を説明する。(図1,図2を併せて参照)
起振機3に装着されたチャック4によって杭1tを吊持し、最初の杭1aの位置に搬送する。搬送は、ショベルカー2の旋回と、ブーム・アームの起伏・屈伸とによって行なわれる。
The automatic control circuit CPU causes the drive motor M to forward, reverse, and stop in response to the command signal β. In addition, the brake cylinder 6e is expanded and contracted via the hydraulic control valve V by the command signal γ, and the brake mechanism 6 is operated and released.
Next, an embodiment in which the rotation angles of a large number of piles are controlled using the control device of the present invention will be described. (See also Fig. 1 and Fig. 2)
The pile 1t is suspended by the chuck 4 attached to the vibrator 3, and conveyed to the position of the first pile 1a. The conveyance is performed by turning the shovel car 2 and raising / lowering / bending / extending / extending of the boom / arm.

最初の杭(1a)は、作業監督者の号令と現場班長の誘導とにより、相応の手間暇を掛けて法線PLに合わせる。この最初の工程は従来技術におけると同様に行なえば良い。
最初の杭(1a)を法線PLに合わせたならば、その時の「起振機3に対するチャック4の回動角位置」を自動制御装置PCUに記憶させる。
図示を省略するが、ケース5aに設置されて回転軸4bの回動角位置(ケース5aに対する相対的な値)を検出する角度センサを併用すれば好都合である。
The first stake (1a) is adjusted to the normal PL by taking time and effort according to the work supervisor's command and the guidance of the field team leader. This first step may be performed in the same manner as in the prior art.
If the first pile (1a) is aligned with the normal line PL, the "rotational angle position of the chuck 4 with respect to the vibrator 3" at that time is stored in the automatic control unit PCU.
Although not shown, it is convenient to use an angle sensor that is installed in the case 5a and detects the rotation angle position (relative value with respect to the case 5a) of the rotating shaft 4b.

一旦、法線PLの方位を自動制御回路CPUに覚え込ませれば、第2番目の杭1b以降は、回転角位置信号αが所定の値となるように駆動モータMを制御して、チャック4を起振機3に対して回転させることにより、該チャック4に把持されている杭の方位を、地球基準で制御して法線PLに合わせる。
この場合、杭1本ごとに、先に述べたようにして、
ブレーキ機構6を解放して、チャック4のz軸周りの回動をフリーにする操作と、
駆動モータMを回転させてチャック4の回転角位置を所望の値ならしめる(杭の方位を法線PLに揃える)操作と、
ブレーキ機構6を作動させて、チャック4と起振機3とを強固に結合する操作と、を、繰り返して行なう。
Once the direction of the normal PL is remembered in the automatic control circuit CPU, the second pile 1b and thereafter control the drive motor M so that the rotation angle position signal α becomes a predetermined value, and the chuck By rotating 4 with respect to the vibrator 3, the azimuth of the pile held by the chuck 4 is controlled on the basis of the earth and adjusted to the normal line PL.
In this case, for each pile, as described above,
An operation of releasing the brake mechanism 6 and freeing the rotation of the chuck 4 about the z-axis;
An operation of rotating the drive motor M to adjust the rotation angle position of the chuck 4 to a desired value (aligning the direction of the pile with the normal PL);
The operation of operating the brake mechanism 6 to firmly connect the chuck 4 and the vibration generator 3 is repeated.

法線PLに沿って順次に杭を打ち込み、方向変換点Pに到達すると、図示の角θは工事計画書で与えられているから、自動制御回路CPUが計算して指令信号βを修正し、法線PCに合わせて杭打ち作業を続行する。
法線(図示省略)が曲線であっても、該曲線は工事計画書に特定されているから、自動制御回路CPUによってチャックの回動角位置を適宜に制御しつつ、曲線法線に沿って杭を列設する。
When the piles are driven sequentially along the normal line PL and the direction change point P is reached, the illustrated angle θ is given in the construction plan, so the automatic control circuit CPU calculates and corrects the command signal β, Continue the pile driving work according to the normal PC.
Even if the normal line (not shown) is a curved line, the curved line is specified in the construction plan. Therefore, the automatic control circuit CPU appropriately controls the rotation angle position of the chuck along the curved normal line. Arrange the piles.

以上は、多数の杭1a,1b…1hを順次に打ち込んでゆく場合について説明したが、
法線PLに沿って列設されている多数の既設杭1a,1b…1hを順次に引き抜く場合にも、該既設杭の天端に対してチャックの開口部(1対の把持爪4a,同4aの間)を合わせなければならない。
このような作業におけるチャックの回動角位置の調節も、前述した打ち込み作業におけると同様にして行なえば良い。
The above describes the case where a large number of piles 1a, 1b... 1h are driven sequentially.
Even when a number of existing piles 1a, 1b,... 1h arranged in sequence along the normal line PL are pulled out sequentially, the opening of the chuck (a pair of gripping claws 4a, 4a) must be matched.
The adjustment of the rotation angle position of the chuck in such an operation may be performed in the same manner as in the driving operation described above.

本発明に係る杭用チャックの制御装置の1実施形態を示し、模式的に描いた断面図  Sectional drawing which showed one Embodiment of the control apparatus of the chuck | zipper for piles concerning this invention, and was drawn typically ショベルカーに装着された振動式杭打機によって多数の杭を並べて打ち込んでいる状態の模式的な平面図  Schematic plan view of a state where a number of piles are driven side by side by a vibration pile driver mounted on an excavator

符号の説明Explanation of symbols

1…杭
1a〜1h…列設された多数の杭
1s…杭継手
1t…吊持されている杭
2…ショベルカー
2a…車体
2b…ブーム
2c…アーム
3…起振機
4…チャック
4a…把持爪
4b…回転軸
5…回動機構
5a…ケース
6…ブレーキ機構
6a…ブレーキ胴
6b…固定シュー
6c…可動シュー
6d…ブレーキレバー
6e…ブレーキシリンダ
7…ドリブン歯車
8…スプライン
9…ドライブ歯車
10…スプリング
11…ベアリング
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Pile 1a-1h ... Many piles arranged in a line 1s ... Pile joint 1t ... Suspended pile 2 ... Excavator 2a ... Vehicle body 2b ... Boom 2c ... Arm 3 ... Exciter 4 ... Chuck 4a ... Grip Claw 4b ... Rotating shaft 5 ... Rotating mechanism 5a ... Case 6 ... Brake mechanism 6a ... Brake drum 6b ... Fixed shoe 6c ... Movable shoe 6d ... Brake lever 6e ... Brake cylinder 7 ... Driven gear 8 ... Spline 9 ... Drive gear 10 ... Spring 11 ... Bearing

Claims (4)

起振機(3)に取り付けられて、杭(1)を把持するチャック(4)において、
チャックに把持された杭の中心線をz軸とし、
チャックに設けられた、z軸と同心の回転軸(4b)と、
上記回転軸に対して同心に固着されたブレーキ胴(6a)と、
起振機に対して固着された部材に設置されたブレーキシュー(6b,6c)と、
前記回転軸を回転駆動する手段と、を具備していて、
前記ブレーキシューを作動させると、起振機とチャックとが強固に結合され、
上記ブレーキシューを解放すると、起振機とチャックとが相対的に回動可能になって、前記回転駆動手段により、チャックをz軸周りに回動せしめ得るようになっていることを特徴とする、杭用チャックの制御装置。
In the chuck (4) attached to the vibrator (3) and gripping the pile (1),
The center line of the pile gripped by the chuck is the z axis,
A rotation axis (4b) provided on the chuck and concentric with the z-axis;
A brake cylinder (6a) fixed concentrically to the rotating shaft;
Brake shoes (6b, 6c) installed on a member fixed to the vibrator,
Means for rotationally driving the rotating shaft,
When the brake shoe is operated, the exciter and the chuck are firmly coupled,
When the brake shoe is released, the exciter and the chuck can be rotated relative to each other so that the chuck can be rotated around the z-axis by the rotation driving means. , Pile chuck control device.
z軸回りの回動を検出し得るセンサを備えたジャイロ機構(J)と、
上記ジャイロ機構の検出信号を入力されて、「前記ブレーキシューの駆動用機器および前記チャック回転駆動手段」に対する作動指令信号を出力する自動制御回路(CPU)と、を具備していることを特徴とする、請求項1に記載した杭用チャックの制御装置。
a gyro mechanism (J) having a sensor capable of detecting rotation around the z-axis;
An automatic control circuit (CPU) that receives an input of a detection signal of the gyro mechanism and outputs an operation command signal to the “brake shoe driving device and the chuck rotation driving means”; The pile chuck control device according to claim 1.
前記ブレーキ胴(6a)と回転駆動手段との間に、
z軸周りの回転を伝動し、z軸方向の動きを伝動しない継手手段が設けられていることを特徴とする、請求項1または請求項2に記載した杭用チャックの制御装置。
Between the brake drum (6a) and the rotation drive means,
The pile chuck control device according to claim 1 or 2, wherein joint means for transmitting rotation around the z-axis and not transmitting movement in the z-axis direction is provided.
起振機(3)に取り付けられて杭(1)を把持するチャック(4)の、垂直軸(z)周りの回転角位置を、地球基準で制御する方法において、
チャックに設けられたz軸と同心の回転軸(4b)に対して、予め、ブレーキ胴(6a)をz軸と同心に固着するとともに、起振機に対して固着された部材にブレーキシュー(6b,6c)を設置し、かつ、上記回転軸(4b)を回転駆動する手段を設け、
さらに、前記起振機に対してジャイロ機構(J)を設置しておき、
チャックが把持した杭を所望の回転角位置ならしめた状態における、起振機の地球基準回転角位置を前記ジャイロ機構に記憶させておき、
多数の杭を順次に打ち抜く場合、各杭ごとに前記回転駆動手段によってチャックを回転させながら、ジャイロ機構の記憶に基づいて回転角位置を制御することを特徴とする、杭用チャックの制御方法。
In a method of controlling the rotational angle position around the vertical axis (z) of the chuck (4) attached to the vibrator (3) and gripping the pile (1) on a global basis,
The brake drum (6a) is fixed to the z-axis concentrically in advance with respect to the rotating shaft (4b) concentric with the z-axis provided on the chuck, and the brake shoe ( 6b, 6c) and a means for rotationally driving the rotating shaft (4b),
Furthermore, a gyro mechanism (J) is installed for the vibrator,
The earth reference rotation angle position of the exciter in a state in which the pile gripped by the chuck is in a desired rotation angle position is stored in the gyro mechanism,
A method for controlling a chuck for piles, wherein when a plurality of piles are punched sequentially, the rotation angle position is controlled based on the memory of the gyro mechanism while rotating the chuck by the rotation driving means for each pile.
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