JP2018076730A - バケット装置および管体内の障害物の除去方法 - Google Patents

Abstract

【課題】穴開き杭の管体内の障害物をより確実に除去する。【解決手段】穴開き杭の管体内掘削時に用いられるバケット装置１において、管体内の障害物Ｓを掬う１つのシェル３と、回動軸Ｒが水平となるようにシェル３が回動自在に取り付けられたシェル取付部材２とを備えさせ、シェル３の回動によりシェル３に載せられた障害物Ｓが該シェル３と管体Ｐの内面で支持されるように構成する。【選択図】図３

Description

本発明は、鋼管やＰＣ杭等の穴開き杭の管体内掘削時に用いられるバケット装置、および管体内の障害物の除去方法に関する。

鋼管やＰＣ杭等の穴開き杭の管体内掘削作業においては、掘削中に管体内に転石等の障害物が現れた場合にその障害物を除去する作業が行われる。従来、管体内にある障害物を除去する際には、障害物を把持して上方に持ち上げるハンマーグラブといった装置が用いられていた。ハンマーグラブに関する技術は特許文献１〜３に開示されている。ハンマーグラブを用いた管体内の障害物の除去方法は次の通りである。

まず、図１（ａ）のようにクレーンで吊り下げ支持されたハンマーグラブ１００を管体内に降下させる。ハンマーグラブ１００を管体内の地表面に到達させた後、図１（ｂ）のように２つのシェル１０１をそれぞれ回動させて障害物Ｓを把持する。その状態のまま、図１（ｃ）のようにハンマーグラブ１００を上昇させる。続いて、図１（ｄ）のようにハンマーグラブ１００を管体Ｐの外側まで上昇させた後、所定の障害物置場に障害物Ｓを捨てる。このようにして管体内の障害物Ｓが除去される。

特開２００４−６０１８６号公報 特開２００９−１３８３９４号公報 特開２０１５−９８７３６号公報

ハンマーグラブ１００は構造上、管体内面と障害物Ｓとの間にシェル１０１を挿入しなければならないが、図２（ａ）のように管体内面と障害物Ｓとの間に隙間がない場合には、障害物Ｓを把持することが困難となる。また、図２（ｂ）のように障害物Ｓを把持できたとしても、管体内における障害物Ｓの位置や障害物Ｓの把持時における各シェル１０１の角度が適切でないと、吊り上げ途中に障害物Ｓが落下することで障害物Ｓを管体Ｐの外に排出できないおそれがある。さらに図２（ｃ）のように、シェル１０１が複数あると貫入抵抗が大きくなり、自重ではシェル１０１が地中に入り難くなる。また、大きな障害物Ｓを把持しようとしてシェル長を伸ばしても、把持力が小さくなると共に、鉛直面に対するシェル１０１の回動角度を大きくすることができないため、障害物Ｓを除去することが困難となる。このように従来のハンマーグラブ１００においては、障害物Ｓのサイズや管体における位置によっては障害物Ｓを十分に除去できないことがあった。

本発明は、上記事情に鑑みてなされたものであり、穴開き杭の管体内の障害物をより確実に除去することを目的とする。

上記課題を解決する本発明は、穴開き杭の管体内掘削時に用いられるバケット装置であって、前記管体内の障害物を掬う１つのシェルと、回動軸が水平となるように前記シェルが回動自在に取り付けられたシェル取付部材とを備え、前記シェルの回動により該シェルに載せられた前記障害物が、該シェルと前記管体の内面で支持されるように構成されていることを特徴としている。

また、別の観点による本発明は、穴開き杭の管体内掘削時における管体内の障害物の除去方法であって、１つのシェルを回動軸が水平となるように回動自在にシェル取付部材に取り付け、前記シェル取付部材を前記管体内に降下させ、前記シェルを回動させて前記障害物を掬い取り、前記障害物が前記シェルと前記管体の内面で支持されたような状態で、前記シェル取付部材を前記管体の上端部まで上昇させて前記障害物を前記管体の外に排出することを特徴としている。

本発明においては、管体内に挿入するシェルが１つしかないため、管体内の障害物の一部が管体内面に接触しているような状況でも、管体内面と接触していない側の隙間からシェルを挿し込むことで、障害物を掬い上げることができる。また、管体内に挿入するシェルが１つしかないため、複数のシェルを要する従来のバケット装置よりも貫入抵抗を小さくすることができ、地中にシェルが入りやすくなる。これにより、従来のバケット装置よりも大きな障害物を除去することができる。

本発明によれば、穴開き杭の管体内の障害物をより確実に除去することができる。

従来の障害物の除去方法を示す図である。 従来方法の課題を説明するための図である。 本発明の第１の実施形態に係るバケット装置の概略構成を説明するための図である。 本発明の第１の実施形態に係るバケット装置の側面図である。 本発明の第１の実施形態に係るバケット装置の正面図である。 本発明の第１の実施形態に係るシェルの回動時の状態を示す断面図である。 本発明の第１の実施形態に係る障害物の除去方法を示す図である。 本発明の第２の実施形態に係る障害物の除去方法を示す図である。 従来のワイヤ巻取装置を説明するための図である。 本発明の第３の実施形態に係るワイヤ巻取装置の概略構成を示す図である。 本発明の第３の実施形態に係る弛み除去装置の概略構成を示す側面図である。 本発明の第３の実施形態に係る弛み除去装置の概略構成を示す平面図である。 本発明の第３の実施形態に係る弛み除去装置の動作を示す図である。 本発明の第４の実施形態に係る弛み除去装置の動作を示す図である。 本発明の第４の実施形態に係る弛み除去装置のローラ構造を示す斜視図である。

以下、本発明の一実施形態について、図面を参照しながら説明する。なお、本明細書および図面において、実質的に同一の機能構成を有する要素においては、同一の符号を付することにより重複説明を省略する。

＜第１の実施形態＞
図３〜図５に示すように第１の実施形態に係るバケット装置１は、円筒状のケース２と、半円パイプ状のシェル３と、上下方向に伸縮するシリンダ４を有するシリンダ機構を備えている。

ケース２は底面部のみが開口した形状となっており、管体Ｐの中に挿入できるよう管体Ｐの径よりやや小さな径を有している。ケース２の上端部にはシリンダ４が固定され、シリンダ４の上端部には、クレーン３０のフックに掛けられたワイヤ３１が取り付けられている。これにより、クレーン３０の昇降動作に合わせてケース２も昇降移動する。なお、ケース２の形状は円筒形状に限定されず、例えば断面が多角形状のケースであっても良い。また、シリンダ４としては例えば油圧シリンダが用いられ、この場合、油圧シリンダには管体Ｐの外側から延びる油圧ホースが接続される。

ケース２の下端部にはシェル３の後端部３ａが取り付けられ、ピン部材等により回動軸Ｒが水平となるように回動自在に接続されている。なお、シェル３は、管体Ｐの径に応じた交換がしやすいように着脱自在に取り付けられていることが好ましい。

シリンダ４の下端部には複数のリンク５から成るリンク５機構が取り付けられ、シリンダ４の先端から枝分かれしたリンク５がシェル側面の両側の頂部３ｂにそれぞれ取り付けられている。このように、第１の実施形態のバケット装置１はシェル３の後端部３ａが回動軸Ｒとなるようにケース２に取り付けられ、シリンダ４に接続するリンク５がシェル３の後端部３ａから離れた側面頂部３ｂに取り付けられることにより、図６のようにシリンダ４の伸縮動作に合わせてシェル３が回動する。

図５に示すようにシェル３は、正面視において先端部３ｃに近づくほど緩やかに幅が狭くなるように形成され、シェル３の回動時に管体内面に沿うような形状を有している。また、シェル３は、全体として半円パイプ状に形成され、ケース２の降下時にシェル３が管体内面に沿うような形状を有している。シェル３がこのような形状であることにより、ケース２の降下時およびシェル３の回動時において常に管体Ｐに沿うようにシェル３が動作する。なお、シェル３の形状は第１の実施形態で説明したものに限定されることはなく、例えば正面視においてＶ字状や多角形状の形状であっても良い。ただし、シェル回動時においてシェル３と管体内面との隙間を小さくして、その隙間からの小さな転石等の落下を抑制するという観点からは第１の実施形態のように管体内面に沿うようなシェル形状にすることが好ましい。

シェル３の長さ（後端部３ａから先端部３ｃまでの長さ）は、管体内の転石や土を十分に掬い上げることができるよう管体Ｐの径に応じて適宜設定される。例えば、シェル回動時にシェル３の先端部３ｃが管体内面に接するような長さであることが好ましい。なお、シェル３の長さを短くすればシェル３の回動角度θ（図６）を大きくすることができ、シェル３の長さを長くすればシェル３の回動角度θを小さくすることができる。シェル３の回動角度θは６０度程度であることが好ましい。

図３〜図６に示すようにケース上端部の外側面、具体的にはケース２の、障害物Ｓを掬う方向にシェル３が回動した時のシェル３の先端部３ｃの上方部分には、例えばボルト固定等で着脱自在に取りつけられたプレート（以下、“傾斜抑制プレート６”）が設けられている。傾斜抑制プレート６は、ケース２と管体内面との隙間を埋めるような厚さを有している。傾斜抑制プレート６を設けてなくても障害物Ｓを除去することは可能であるが、傾斜抑制プレート６を設ければ、障害物Ｓを掬い上げた際の重心位置の移動でケース２が前方に傾斜しようとした場合に傾斜抑制プレート６を管体内面に接触させることができる。これにより、ケース２を過度に傾斜させず安定した姿勢で上昇させることができるため、障害物Ｓの落下を抑制することが可能となる。

また、第１の実施形態のように傾斜抑制プレート６が着脱自在に設けられていれば、管体Ｐの径に応じて厚さの異なる傾斜抑制プレート６に交換することが可能である。これにより、同一のバケット装置１を径の異なる管体Ｐに使用することもできる。なお、ケース２に対する傾斜抑制プレート６の取り付け位置は、ケース２の形状やシェル３の形状により適宜変更されるものである。即ち、傾斜抑制プレート６は、障害物Ｓを掬った際の重心移動に起因するケース２の鉛直面に対する傾斜方向に応じて、ケース２の傾斜を抑制可能な位置に取り付けられていれば良い。例えば第１の実施形態のようなバケット装置１であれば、シェル後端部３ａ近傍のケース下端部の外側面に傾斜抑制プレート６を設けても同様の効果が期待される。また、傾斜抑制プレート６は板状の部材に限定されない。

第１の実施形態に係るバケット装置１は以上のように構成されている。次に、バケット装置１を用いた管体内の障害物Ｓの除去方法について説明する。

まず、図７（ａ）のように吊り下げ支持されたケース２を管体内に降下させる。このとき、シリンダ４は伸びた状態にあり、シェル３の先端部３ｃは管体内の地表面に向いた状態となる。

続いて、図７（ｂ）のように管体内面と障害物Ｓとの隙間を通すようにしてシェル３を地中に押し込む。図７（ｂ）に示す例では障害物Ｓの一部が管体内面に接しているため、管体内面に接していない側の隙間からシェル３を挿し込んでいる。なお、第１の実施形態においては、シェル３は自重により地中に押し込まれる。

その後、図７（ｃ）のようにシリンダ４を縮ませてシェル３を回動させる。シェル３を回動させると、シェル３の先端部３ｃが管体Ｐの内面に接触し、それ以上は回動しなくなる。即ち、シェル３は水平となるまでは回動せず、障害物Ｓは管体Ｐの内面に押し付けられるような状態でシェル３の上に載ることになる。なお、シェル３を回動させる際には、シェル３の先端部３ｃを管体内面に接触させなくても障害物Ｓを除去することは可能である。ただし、小さな転石等がシェル先端部３ｃと管体内面の隙間からこぼれ落ちることを防ぐためには、シェル３の先端部３ｃが管体内面に接するまでシェル３を回動させることが好ましい。

続いて、図７（ｄ）のように障害物Ｓが管体内面に押し付けられた状態のまま、ケース２を上昇させる。このとき、シェル３が傾斜していることにより、障害物Ｓがシェル３の先端部３ｃに転がるように移動しようとするが、管体内面に接しているため、障害物Ｓがシェル３から落下し難くなる。このようにシェル３に載せられた障害物Ｓがシェル３と管体内面で支持されていることで、障害物Ｓの落下防止機構等を設ける必要がなくなり、装置構造の簡易化により製造コストを低減することができる。また、第１の実施形態では、ケース２の傾斜を抑制する傾斜抑制プレート６が設けられているため、ケース２が安定した姿勢で上昇する。これにより、障害物Ｓが更に落下し難くなる。

そして、図７（ｅ）のようにケース２を管体Ｐの上端部まで上昇させて障害物Ｓを管体Ｐの外に捨てる。このとき、シェル３は傾斜した状態で固定されていることから、障害物Ｓはシェル３の先端部３ｃが管体Ｐの上端部を超えた段階で管体内面による押えが効かなくなり、自動的に管体Ｐに外側に排出される。即ち、第１の実施形態の障害物Ｓの除去方法によれば、障害物Ｓを管体Ｐの外に出す際にクレーン３０を移動させる必要がなくなるため、作業効率が向上し、障害物Ｓの除去作業の時間短縮、ひいては工期の短縮を図ることが可能となる。例えば、図７（ｅ）のように障害物Ｓを管体Ｐの外に出した後、続けて次の障害物Ｓの除去作業を行う場合には、クレーン３０を移動させずに図７（ａ）に示す作業を開始することができる。

以上の通り、第１の実施形態のバケット装置１においては、管体内面と障害物Ｓとの間に１つのシェル３を挿し込むことができるだけの隙間があれば、障害物Ｓを掬い上げることが可能となる。また、障害物Ｓの一部が管体内面に接触しているような状況でも、障害物Ｓと管体内面が接触していない部分からシェル３を挿し込んで障害物Ｓを掬い上げることができる。これにより、従来のハンマーグラブ１００を用いた場合に比べて大きな障害物Ｓを除去することも可能となり、障害物Ｓの除去作業が改善される。

なお、第１の実施形態では、シェル３を回動させる回動機構としてシリンダ機構を用いたが、回動機構はこれに限定されない。例えば、管体Ｐの外側から延びるワイヤ（不図示）をシェル側面の頂部３ｂに取り付け、ワイヤの引き上げ動作によりシェル３を回動させても良い。また、シェル３を回動させる際にはシェル側面の頂部３ｂではなく他の部分を上下に移動させても良い。即ち、シェル３の後端部３ａが回動軸Ｒとなり、シェル３の後端部３ａ以外の部分を上下に移動させる移動機構が設けられていれば、シェル３を回動させることができる。

また、第１の実施形態では、シェル３の後端部３ａをケース２に取り付ける構成としたが、ケース２の下部に他の部材が設けられ、その部材にシェル３の後端部３ａが回動自在に取り付けられていても良い。即ち、ケース２や他の部材に関わらず、シェル３が取り付けられるシェル取付部材に対して、シェル３の後端部３ａが回動自在に取り付けられていれば良い。

＜第２の実施形態＞
第２の実施形態のバケット装置１は、シェル３を回動させる構造が第１の実施形態とは異なっている。第２の実施形態のバケット装置１によれば、地中にシェル３を押し込みやすくなり、障害物Ｓの掬い上げ作業をより確実に行うことができる。以下、第２の実施形態のバケット装置１について説明する。

図８（ａ）に示すように第２の実施形態に係るバケット装置１は、ケース２の下端部にフレーム７が取り付けられており、このフレーム７にシェル３の側面頂部３ｂが回動自在に取り付けられている。一方、シェル３の後端部３ａには上下に伸縮するシリンダ４の先端が取り付けられており、シリンダ４の伸縮動作に連動してシェル３の後端部３ａが上下に移動するように構成されている。また、フレーム７には上下方向に延びるガイド穴７ａが形成されており、シェル側面頂部３ｂとフレーム７との接続部はそのガイド穴７ａに沿って上下に移動するように構成されている。なお、第２の実施形態では、ケース２を昇降させるクレーン３０のフックに掛けられたワイヤ３１（図３）がケース２に直接取り付けられている。

このような構造のバケット装置１で障害物Ｓを除去する場合には、図８（ａ）のようにシェル３が管体内の地表面に到達した際に、図８（ｂ）のようにシリンダ４を伸ばしてシェル３の後端部３ａを下方に押し込む。このとき、シェル３とフレーム７との接続部がガイド穴７ａに沿って下方に移動することになるため、シェル３は回動しない。即ち、シェル３とフレーム７の接続部が移動した分だけ、シェル３の先端部３ｃが地中に押し込まれることになる。

前述の第１の実施形態におけるシェル３は自重により地中に押し込まれる構造であったため、地盤が固い場合や地中に押し込まれるシェル３の先端に転石等があった場合、シェル３の先端部３ｃが十分に地中に押し込まれないこともある。これに対して、第２の実施形態のバケット装置１は、シェル３の後端部３ａを積極的に下方に押し込む構造であるため、シェル３の先端部３ｃをより地中深くに押し込むことができる。これにより、障害物Ｓをより確実に掬い上げることが可能となる。

なお、フレーム７にガイド穴７ａを設けない場合は、シェル３が自重により地中に押し込まれることにはなるが、この場合でも第１の実施形態と同様に、従来のハンマーグラブ１００よりは障害物Ｓを除去しやすくなる。また、シェル３の後端部３ａを上下に移動させる機構はシリンダ機構に限定されず、シェル３の後端部３ａを上下に移動させることが可能な移動機構であれば他の構造であっても良い。また、シェル３とフレーム７の接続部は、シェル側面の頂部３ｂに限らず、シェル３の後端部３ａ以外の他の部分であっても良い。また、第２の実施形態では、シェル３をケース２の下端に設けられたフレーム７に取り付ける構造としたが、ケース２が下方に突出するような形状であって、その突出部にシェル３を取り付ける構造であっても良い。即ち、ケース２やフレーム７に関わらず、シェル３が取り付けられるシェル取付部材とシェル３の接続部が回動軸Ｒとなるように構成されていれば良い。

第１の実施形態と第２の実施形態では、シェル３とシェル取付部材との接続位置およびシェル３の回動軸Ｒの位置がそれぞれ異なるが、どちらの実施形態でも従来のハンマーグラブ１００よりは障害物Ｓを除去しやすくなる。即ち、１つのシェル３が、回動軸Ｒが水平となるように回動自在にシェル取付部材に取り付けられ、シェル３に載せられた障害物Ｓがシェル３と管体内面で支持されるようにバケット装置１が構成されていれば、管体内の障害物Ｓをより確実に除去するといった効果を享受することができる。

また、第２の実施形態のバケット装置１は、管体Ｐに対するケース２の位置を固定するクランプ機構２０を備えており、クランプ機構２０はケース２と一体となって昇降するよう構成されている。クランプ機構２０は、管体Ｐの半径方向に伸縮するクランプ用シリンダ２１を備えたシリンダ機構と、クランプ用シリンダ２１の先端部に取り付けられたクランプ部材２２を有している。クランプ用シリンダ２１としては例えば油圧シリンダが用いられ、この場合、油圧シリンダには管体Ｐの外側から延びる油圧ホースが接続される。

このような構造を有するバケット装置１は、例えば図８（ｂ）に示す工程でクランプ用シリンダ２１を伸ばし、クランプ部材２２を管体内面に押し付けることができる。これにより、クランプ機構２０は管体内面において突っ張るようにして固定され、クランプ機構２０と一体に上下動するケース２も管体内面に対する位置が固定される。これにより、シェル３を地中に押し込む際に地盤からの反力でケース２が上昇しないようにすることができる。このため、シェル３を地中深くに押し込みやすくなり、シェル３の上に障害物Ｓを載せやすくすることができる。また、図８（ｃ）のようなシェル回動時においても管体内面に対するケース２の位置が固定されていることで、シェル３の上に障害物Ｓを載せやすくなる。

なお、クランプ機構２０を設けなくても、従来よりも障害物Ｓを適切に除去できるといった効果を得ることは可能であるが、障害物Ｓをより確実に除去するという観点ではクランプ機構２０を設けることが好ましい。また、クランプ機構２０は第１の実施形態の構造のバケット装置１にも適用することができる。第１の実施形態のバケット装置１にクランプ機構２０を設けることで、障害物Ｓを掬い上げる際に地盤からの反力を受けてもケース２が上昇せずにシェル３を回動させることができる。

＜第３の実施形態＞
第３の実施形態では、ケースを昇降させるクレーンのワイヤの張力を調節するワイヤ巻取装置について説明する。

上記実施形態で説明したように、鋼管やＰＣ杭等の穴開き杭の管体内においてケース２のような吊り下げ支持される対象物（以下、“吊り下げ対象物”）を昇降させる際にはクレーン３０が用いられる。なお、以降の説明で参照する図面では上記実施形態で説明したケース２やシェル３等を吊り下げ対象物Ｈとして模式的に示す。

クレーン３０のワイヤ３２はウィンチ４２により送り出しと巻き取りが行われ、図９（ａ）のように吊り下げ対象物Ｈを降下させる際にはウィンチ４２によりワイヤ３２が送り出される。ところで、管体内の地表面部の高さは掘削時に排出する土量に応じて変化していくが、閉塞された管体内の環境下においては、管体外から地表面の高さを確認することが難しく、吊り下げ対象物Ｈを降下させる量を事前に把握することは困難である。このため、作業者が想定していたよりも早いタイミングで管体内地表面に吊り下げ対象物Ｈが到達した場合には、作業者によるウィンチ４２の停止が間に合わず、図９（ｂ）のようにウィンチ４２で送り出され続けたワイヤ３２に弛みが発生する。この状態でワイヤ３２の巻き取りを行うと、ワイヤ３２が正常な状態で巻き取られない、いわゆる乱巻きが発生する。これにより、ワイヤ３２のキンクや破断が生じるおそれがある。

そこで、第３の実施形態に係るバケット装置は、クレーン３０のワイヤ３２の弛みを除去するワイヤ巻取装置を備えており、図１０に示すようにワイヤ巻取装置４０は、ワイヤ３２が巻き付けられるウィンチドラム４１と、ウィンチドラム４１を回転させるウィンチ４２と、ワイヤ３２の弛みに応じてワイヤ３２に張力を付与する弛み除去装置５０を備えている。

図１１および図１２に示すように弛み除去装置５０は、吊り下げ対象物Ｈに取り付けられたワイヤ３２に接するローラ５１と、ローラ５１の回転軸を両端部で支持する棒状のローラ支持部材５２と、水平面に対して垂直に設けられた板状部材５３と、ローラ支持部材５２の位置を検出する位置検出センサ５４と、位置検出センサ５４で検出された板状部材５３の位置に基づいてウィンチ４２の動作を停止させる制御を行う制御部（不図示）を備えている。

板状部材５３にはローラ支持部材５２が通る貫通孔が設けられており、ローラ支持部材５２は長手方向が、水平かつ平面視においてウィンチドラム４１の回転軸に対して垂直な方向となるような状態で板状部材５３で支持されている。ローラ支持部材５２の先端部５２ｂにはバネ等の弾性部材５５の一端が取り付けられており、他端は板状部材５３のローラ５１が設けられている側の面に取り付けられている。このような構成であることにより、ローラ支持部材５２が支持するローラ５１から受ける力に応じて弾性部材５５が伸縮し、ローラ５１の水平方向における位置が変化する。このため、例えば張力が大きく、弛んでいない状態のワイヤ３２にローラ５１が接すると、弾性部材５５が圧縮され、ローラ５１が後方に移動した状態になる。

位置検出センサ５４は、ローラ支持部材５２の後端部５２ａの下方に設けられている。位置検出センサ５４としては例えば光電センサなどの物体の有無を検出するセンサが用いられる。

弛み除去装置５０を備えたワイヤ巻取装置４０は以上のように構成される。次に、弛み除去装置５０の動作について説明する。

図１３（ａ）のように、まずワイヤ３２が送り出されて吊り下げ対象物Ｈが管体内地表面に到達する。この段階ではワイヤ３２がまだ張った状態にあり、ローラ５１がワイヤ３２から受ける力は弾性部材５５が伸びようとする力よりも大きくなっている。このときのウィンチドラム４１から吊り下げ対象物Ｈまでのワイヤ３２の長さをＬとする。

その後、ウィンチ４２が停止しないことによりワイヤ３２が送り出され続け、図１３（ｂ）のようにワイヤ３２に弛みが生じ始める。これに伴い、ローラ５１がワイヤ３２から受ける力は弾性部材５５が伸びようとする力より小さくなり、弾性部材５５が伸び始める。即ち、ローラ５１が前方に移動し始める。

その後さらにワイヤ３２が送り出され、図１３（ｃ）のようにワイヤ３２の弛みがさらに大きくなる。これにより、ワイヤ３２に接するローラ５１がさらに前方に移動する。このとき、ローラ支持部材５２の後端部５２ａが位置検出センサ５４の検出範囲から外れ、制御部（不図示）は位置検出センサ５４から入力される信号の変化に応じて、ウィンチ４２を停止させる。

一方、吊り下げ対象物Ｈが地表面に到達してからウィンチ４２が停止するまでに送り出されたワイヤ３２は、ローラ５１に押し出され、ウィンチドラム４１からローラ５１までのワイヤ３２の長さＬ１と、ローラ５１から吊り下げ対象物Ｈまでの長さＬ２の和が、図１３（ａ）に示す前述のワイヤ３２の長さＬよりも長くなる。即ち、ローラ５１の移動によってワイヤ３２が弛んだ分だけウィンチドラム４１から吊り下げ対象物Ｈまでの距離を長くとることができ、ワイヤ３２に張力が生じている状態を維持することができる。

このように、第３の実施形態に係るワイヤ巻取装置４０によれば、吊り下げ対象物Ｈの昇降動作時に生じるワイヤ３２の弛みを除去することができ、ワイヤ３２の乱巻きを抑えることが可能となる。これにより、ワイヤ３２のキンクや破断を抑えることができる。結果として、ワイヤ巻取装置４０を備えるバケット装置の安全性を向上させ、長期間繰り返し使用することができる。

なお、第３の実施形態では、ローラ支持部材５２の下方に位置検出センサ５４を設け、その位置検出センサ５４で水平方向に移動するローラ支持部材５２の後端部５２ａを検出することとしたが、位置検出機構の構成はこれに限定されない。即ち、ワイヤ３２から受ける力に応じて移動するローラ支持部材５２の動きを検出できる構成であれば良い。また、弛み除去機能を有するワイヤ巻取装置４０は、バケット装置に限らず、吊り下げ対象物Ｈを昇降させるような他の装置に設けることも可能である。

＜第４の実施形態＞
第４の実施形態では、ワイヤ３２の弛み除去能力を更に向上させた弛み除去装置５０について説明する。

図１４（ａ）に示すように、第４の実施形態の弛み除去装置５０は前述のローラ５１を第１のローラ５１ａとすると、第１のローラ５１ａの下方に第２のローラ５１ｂが設けられている。図１５に示すように第１のローラ５１ａと第２のローラ５１ｂとはリンク５６により連結されており、リンク５６は第１のローラ５１ａと第２のローラ５１ｂの中間位置において回転軸部材５７に接続されている。吊り下げ対象物Ｈに取り付けられるワイヤ３２は第１のローラ５１ａと第２のローラ５１ｂとの間に通されている。回転軸部材５７は図示しない部材に固定されており、移動しないように構成されている。なお、図１５においてはローラ支持部材５２の図示を省略している。

このように構成された弛み除去装置５０は、図１４（ａ）〜（ｃ）に示すようにワイヤ３２に弛みが生じた際に、第１のローラ５１ａとは逆方向に第２のローラ５１ｂが移動し、ウィンチドラム４１から吊り下げ対象物Ｈまでの距離を更に長くとることができる。即ち、ワイヤ３２の押し曲げ点が増えることにより、弛み量の大きいワイヤ３２に対しても張力が生じた状態を維持することができる。

なお、第４の実施形態においてはローラ５１を２つ設けることとしたが、ローラ５１の数はこれに限定されない。ローラ５１を更に複数設け、リンク５６を適宜連結することで弛み除去機能を更に向上させることができる。

以上、本発明の実施形態について説明したが、本発明はかかる例に限定されない。当業者であれば、特許請求の範囲に記載された技術的思想の範疇内において、各種の変更例または修正例に想到しうることは明らかであり、それらについても当然に本発明の技術的範囲に属するものと了解される。

本発明は、穴開き杭の管体内の掘削作業に適用することができる。

１ バケット装置
２ ケース
３ シェル
３ａ シェルの後端部
３ｂ シェルの側面頂部
３ｃ シェルの先端部
４ シリンダ
５ リンク
６ 傾斜抑制プレート
７ フレーム
７ａ ガイド穴
２０ クランプ機構
２１ クランプ用シリンダ
２２ クランプ部材
３０ クレーン
３１ ワイヤ
３２ ワイヤ
４０ ワイヤ巻取装置
４１ ウィンチドラム
４２ ウィンチ
５０ 弛み除去装置
５１ ローラ
５１ａ 第１のローラ
５１ｂ 第２のローラ
５２ ローラ支持部材
５２ａ ローラ支持部材の後端部
５２ｂ ローラ支持部材の先端部
５３ 板状部材
５４ 位置検出センサ
５５ 弾性部材
５６ リンク
５７ 回転軸部材
１００ ハンマーグラブ
１０１ シェル
Ｈ 吊り下げ対象物
Ｌ ウィンチドラムから吊り下げ対象物までのワイヤの長さ
Ｌ１ ウィンチドラムからローラまでのワイヤの長さ
Ｌ２ ローラから吊り下げ対象物までの長さ
Ｐ 管体
Ｒ 回動軸
Ｓ 障害物
θ シェルの回動角度

Claims (9)

1. 穴開き杭の管体内掘削時に用いられるバケット装置であって、
   前記管体内の障害物を掬う１つのシェルと、
   回動軸が水平となるように前記シェルが回動自在に取り付けられたシェル取付部材とを備え、
   前記シェルの回動により該シェルに載せられた前記障害物が、該シェルと前記管体の内面で支持されるように構成されている、バケット装置。
2. 前記シェルは、該シェルの後端部が前記回動軸となるように前記シェル取付部材に取り付けられ、
   前記シェルの後端部以外の部分を上下に移動させる移動機構が設けられている、請求項１に記載のバケット装置。
3. 前記シェルの後端部を上下に移動させる移動機構が設けられ、
   前記シェルが、前記後端部以外の部分が前記回動軸となるように前記シェル取付部材に取り付けられている、請求項１に記載のバケット装置。
4. 上下方向に延伸するガイド穴が前記シェル取付部材に設けられ、
   前記シェルと前記シェル取付部材との接続部が前記ガイド穴に沿って移動するように構成されている、請求項３に記載のバケット装置。
5. 前記シェル取付部材の、前記障害物を掬う方向に前記シェルが回動した時の該シェルの先端部の上方部分に、該シェル取付部材の傾斜を抑制する傾斜抑制部材が取り付けられている、請求項１〜４のいずれか一項に記載のバケット装置。
6. 前記傾斜抑制部材が着脱自在に取り付けられている、請求項５に記載のバケット装置。
7. 前記管体に対する前記シェル取付部材の位置を固定するクランプ機構が設けられ、
   前記クランプ機構は、前記管体内面に接触するクランプ部材と、前記クランプ部材を管体の半径方向に移動させる移動機構を備えている、請求項１〜６のいずれか一項に記載のバケット装置。
8. 前記シェルが着脱自在に取り付けられている、請求項１〜７のいずれか一項に記載のバケット装置。
9. 穴開き杭の管体内掘削時における管体内の障害物の除去方法であって、
   １つのシェルを回動軸が水平となるように回動自在にシェル取付部材に取り付け、
   前記シェル取付部材を前記管体内に降下させ、前記シェルを回動させて前記障害物を掬い取り、
   前記障害物が前記シェルと前記管体の内面で支持されたような状態で、前記シェル取付部材を前記管体の上端部まで上昇させて前記障害物を前記管体の外に排出する、管体内の障害物の除去方法。