JP2659497B2 - 油圧式振動杭打装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、加振シリンダ装置を用
いた油圧式振動杭打装置に係り、特に、加振機能を阻害
することなく加振シリンダ装置のピストンロッドの回動
を防止した油圧式振動杭打装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】杭打装置には振動杭打装置，衝撃杭打装
置，圧入杭打装置などが有るが、比較的静粛で、しかも
高能率であるという理由で振動杭打装置が賞用されてい
る。

【０００３】而して、振動杭打装置の加振機構を原理的
に大別すると偏心重錘式と往復ピストンシリンダ式とが
あり、それぞれ長短を有している。

【０００４】往復ピストンシリンダ式の加振機構を備え
た最新の杭打ち装置として特公昭５８−４６９６３号公
報に記載の技術が公知である。

【０００５】上記公知技術に係る杭打ち装置は、慣性錘
の重心を通る中心線上にロッドの軸心がくるように慣性
錘の内部に振動シリンダ及び定位シリンダが組み込ま
れ、振動シリンダと定位シリンダとの間にロッドが配設
され、振動シリンダに圧力流体の給排を行う切換弁が設
けられ、定位シリンダにこの定位シリンダまたは振動シ
リンダのいずれかのロッドに応動して定位シリンダ内の
制御室内へ圧力流体の給排を行う応動制御弁が設けら
れ、慣性錘に定位シリンダのピストンが制御室内の圧力
流体の圧縮によりまたは制御室に連通して設けたアキュ
ムレータによりあるいは定位シリンダ内に設けたスプリ
ングにより剛性低く支えられ、定位シリンダ又は振動シ
リンダのロッド下端に杭をつかむチャックが設けられて
いて、この構成によれば、他の建設機械による下引きお
よび上引きが可能であり、比較的軽量の機械装置によっ
て大きい杭打込力が得られる。

【０００６】しかし乍ら、この公知技術におけるピスト
ンおよびピストンロッドはシリンダ部材に対して回転し
得る構造であるから、このシリンダロッドに取り付けた
杭用チャックで把持された杭は軸心の回りに回動可能で
あり、その角位置が定まらない。

【０００７】通常の油圧シリンダ装置は、シリンダ部材
の内周もピストンの外周も円柱面であるから相互に回動
し得る。また、この相対的回動を係止する手段として多
数のものが公知公用されている。

【０００８】しかし乍ら杭打機に用いられる加振シリン
ダ装置にあっては、ピストンおよびピストンロッドが比
較的高サイクル（例えば２０〜６０Ｈｚ）で上下するの
で、その上下振動を妨げることなく、該ピストンロッド
の回動を係止するには格別の工夫が必要である。

【０００９】こうした技術的問題を解決するための方策
として特開昭６１−７２１２１号公報の「油圧式杭打機
におけるピストン回転防止装置」が提案されている。

【００１０】この回転防止装置の構成は、シリンダと、
そのシリンダに昇降可能に装備し圧油の供給により上下
振動するピストンロッドと、そのピストンロッドの下端
に装着した杭挾持装置とを備えた油圧式杭打機におい
て、シリンダと杭挾持装置との間に弾性体を介装し、杭
挾持装置を弾性体の剪断力により支承し、かつピストン
の回転力を弾性体の圧縮力で受けることを特徴とするも
のである。

【００１１】前記の公報によれば、この油圧式杭打機に
おけるピストン回転防止装置は、シリンダと杭挾持装置
との間に弾性体を介装し、杭挾持装置を弾性体の剪断力
により支承し、かつピストンの回転力を弾性体の圧縮力
で受けるものであるから、ピストンロッドの上下振動を
妨げずに、ピストンロッドの回転を防ぐことができる。
従って、杭を真直に打ち込むことができる。

【００１２】しかも、杭挾持装置を弾性体により支承す
ることにより、杭挾持装置の重量を弾性体のばね定数の
分だけ軽減することができる。その結果、杭挾持装置の
重量が軽減された分だけ振幅が大きくなり、杭打能力が
向上するとして推奨されている。

【００１３】この先行技術において「杭挾持装置（杭用
チャック）を弾性体の剪断力により支承する」という表
現は、剪断力という術語の定義を誤っているものと思わ
れるが、該先行技術の公報に開示されている発明の詳細
な説明の欄の記載から推察するに「弾性体に剪断力を生
ぜしめる形で支承する」すなわち、「剪断力の反力によ
って支承する」の意であると解せられる。

【００１４】

【発明が解決しようとする課題】前記の先行技術におい
て、加振油圧シリンダ装置のピストンおよびピストンロ
ッドはシリンダ部材に対して同心状に嵌合されていて、
油圧力によって上下動せしめられ、その上下動ストロー
クも自ずから定まっている。

【００１５】従って、前記の「油圧式杭打機におけるピ
ストン回転防止装置」（特開昭６１−７２１２１号）に
言うごとく杭用チャックを弾性体の剪断力で支承しなけ
れば該杭用チャックの支持が為されない訳ではない。該
公報の詳細な説明の記載内容から推察すると、この発明
（特開昭６１−７２１２１）は、シリンダ部材と杭用チ
ャックとの間に介装した弾性体を介して該杭用チャック
に押圧力もしくは引抜力を与えようとしているものと解
される。

【００１６】しかしながら杭の打設は、杭の形状，寸法
や地盤の硬軟によって差は有るが、少なくともトン単位
の巨大な力を要する。

【００１７】従って、上記公知技術（特開昭６１−７２
１２１）のごとく、弾性体に振動を与えつつ剪断荷重を
与えると該弾性体は比較的速やかに疲労して破断するに
至る。

【００１８】本発明は上述の事情に鑑みて為されたもの
で、弾性体に繰返し剪断荷重を与えて早期疲労を進行さ
せるおそれ無く、しかも、加振シリンダ装置のピストン
ロッドに取り付けられた杭用チャックの回動角位置を規
制し得る油圧式振動杭打装置を提供することを目的とす
る。

【００１９】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
の構成として本発明は、軸心を垂直ならしめて吊持さ
れ、油圧力によってピストンおよびピストンロッドを上
下に往復動せしめる加振シリンダ装置と、上記ピストン
ロッドの下端部に装着された杭用チャックとを備えた油
圧式振動杭打装置において、前記加振シリンダ装置のシ
リンダ部材に対して固定され、前記杭用チャック上端部
の周囲を取り囲んでいる筒状のスカート部材と、前記杭
用チャックとスカート部材との間に介装された、ゴム弾
性を有する球状部材と、前記杭用チャックおよびスカー
ト部材の少なくとも何れか一方に設けられた、球状部材
を案内する上下方向の溝と、上記の溝の上端および下端
部に設けられて、球状部材に当接してその転動を阻止す
るストッパ手段と、を具備していることを特徴とする。

【００２０】

【作用】上記の構成によれば、 ａ．加振シリンダに対して杭用チャックが垂直軸の回り
に回動しようとすると、ゴム弾性を有する球状部材が上
記の回動を阻止する。

【００２１】ｂ．加振シリンダを杭用チャックに対して
上下に振動させると、ゴム弾性を有する球状部材は上下
に転がって上記の振動を妨げない。

【００２２】ｃ．加振シリンダを杭用チャックに対して
下降させ、前記のゴム弾性を有する球状部材をストッパ
に押し当てると、加振シリンダおよびこれと一体的に連
結された剛性部材の重量を、該球状部材を介して杭用チ
ャックに荷重することができ、杭の打込み能力を補助す
る。

【００２３】ｄ．同様に、加振シリンダをクレーンで引
き上げて上昇させ、前記のゴム弾性を有する球状部材を
ストッパに押し当てると、加振シリンダの引き上げ力
を、該球状部材を介して杭用チャックに伝え、杭の引抜
き能力を補助する。

【００２４】上記ｃ，ｄの場合、ゴム弾性を有する球状
部材はストッパに挟まれて圧縮を受け、圧縮反力によっ
て杭に打込力もしくは引抜力を伝えるが該球状部材は剪
断力を受けることが無い。従って、ゴム弾性を有する部
材が剪断力を受けて早期に衰損，劣化，破断するおそれ
が無い。

【００２５】

【実施例】図１は本発明に係る油圧式振動杭打装置の一
実施例を示す垂直断面図である。

【００２６】１は吊り装置であって、慣性重錘２および
その下方に設置された加振シリンダ装置３を覆う有頂無
底筒状の吊り装置本体１ａの頂面に吊環１ｂが固定され
ている。

【００２７】上記吊り装置本体１ａ内に緩衝ゴム１ｃを
介して慣性重錘２が取り付けられている。

【００２８】加振シリンダ装置３は、定位シリンダ３ａ
−１および振動シリンダ３ａ−２を内部に形成したシリ
ンダ部材３ａの軸心を垂直ならしめて慣性重錘２の底面
に固定され、該シリンダ部材３ａ内にピストン３ｂおよ
びピストン３ｃ、並びにピストンロッド３ｄを収納して
いる。

【００２９】上記ピストンロッド３ｄの下端部はシリン
ダ部材３ａの下方に突出し、その下端に杭用チャック４
を取り付けられている。

【００３０】上記杭用チャック４の上端部（取付部付
近）の周囲を取り囲むように位置せしめて、筒状のスカ
ート５が配設されている。

【００３１】本例のスカート５は正方形筒状であって、
その上端に正方形枠状のフランジ５ａが設けられてい
る。この筒状のスカート５は、上記フランジ５ａを取付
ボルト６により前記シリンダ部材３ａに対して、ブラケ
ット３ｅを介して固定されている。

【００３２】前記杭用チャック４の上端部近傍の、スカ
ート５に対向している面に、上下方向の案内溝を有する
ガイド部材７を設けるとともに、該ガイド部材とスカー
トとの間にゴム状弾性を有する球状部材（ゴム球と略称
する）８を介装する。

【００３３】図１のＡ−Ａ断面を図２に示す。

【００３４】ガイド部材７は上下方向に設けられている
のでこの水平断面（図２）には、その横断面が現われて
いる。

【００３５】本図から容易に理解できるように、杭用チ
ャック４が筒状スカート５に対して垂直軸（本図におい
て紙面に垂直）の回りに回動しようとするとゴム球８が
回動を阻止する。

【００３６】図２に示したＢ−Ｂ断面を図３に示す。

【００３７】ガイド部材７は垂直姿勢をなすように杭用
チャック４に固着され、ゴム球８を案内する円柱面状の
溝７ａが設けられている。

【００３８】上記溝７ａの上端の切り上げ部はゴム球８
に当接してその転動を係止する１／４球面状のストッパ
７ｂを形成している。また、該溝７ａの下端の切り上げ
部はストッパ７ｃを形成している。

【００３９】図２に示したようにゴム球８がガイド部材
７の中央付近に位置しているとき、前記ストッパ面に対
向せしめてストッパ９ａが筒状スカート５に固着される
とともに、ストッパ面７ｃに対向せしめてストッパ９ｂ
が筒状スカート５に固着されている。

【００４０】図１に示した加振シリンダ装置３を作動さ
せて杭打ち作業もしくは杭の引抜き作業をする際、図１
についても図３についても杭用チャック４は筒状スカー
ト５に対して上下方向の所定ストローク（例えば１０m
m）で振動する。

【００４１】このときゴム球８は杭用チャック４と筒状
スカート５とに挟まれた形で、上記所定ストロークの約
１／２のストロークで転動し、上下に往復動せしめられ
る。

【００４２】この作動においてゴム球８は摩擦伝動によ
って上下に転動するだけで、別段の剪断力を受けない。

【００４３】従って、作動に伴う剪断力によって材料疲
労を生じたり早期破損したりするおそれは無い。

【００４４】図３に示した状態よりも強力な杭打ち作業
をする際は、該図３に示した状態よりも杭用チャック４
を上昇させ、図４に示したようにガイド部材７のストッ
パ面７ｃとストッパ９ａとの間でゴム球８を挟みつけ、
この状態で杭用チャック４に上下振動を与える。

【００４５】ストッパ面７ｃとストッパ９ａとによるゴ
ム球８の挟みつけ力は作用線１０方向に働き、その反力
Ｆの垂直分力ｆが杭の打込み方向に作用する。

【００４６】このようにしてゴム球８を介して杭用チャ
ック４に荷重を加える際、該ゴム球８は作用線１０方向
の圧縮力を受け、剪断力は受けない。従って、剪断力に
よってゴム球が早期に疲労するといった不具合は発生し
ない。

【００４７】図３に示した状態よりも強力な引抜き作業
をする際は、該図３に示した状態よりも杭用チャック４
を下降させ、図５に示したようにガイド部材７のストッ
パ面７ｂとストッパ９ｂとの間でゴム球８を挟みつけ、
この状態で杭用チャック４に上下振動を与える。

【００４８】ストッパ面７ｂとストッパ９ｂとによるゴ
ム球８の挟みつけ力は作用線１０′方向に働き、その反
力Ｆ′の垂直分力ｆ′が杭の打込み方向に作用する。

【００４９】このようにしてゴム球８を介して杭用チャ
ック４に荷重を加える際、該ゴム球８は作用線１０′方
向の圧縮力を受け、剪断力は受けない。従って、剪断力
によってゴム球が早期に疲労するといった不具合は発生
しない。

【００５０】図１に示した取付ボルト６を弛めて抜き取
り、筒状スカート５を軸心の回りに９０度回して再び取
付ボルト６で固定すると、図２の状態であった杭用チャ
ック４が図６のように９０度回される。

【００５１】多数の杭を工事設計書に従って一直線に沿
って並べて打設していった場合、コーナーに差しかかっ
たとき前記のようにして杭用チャック４の向きを９０度
回すことができれば非常に便利である。

【００５２】本実施例によれば、杭用チャック４に直接
触れることなく、スカートのフランジ５ａを取りつけて
いる取付ボルト６の着脱とスカート５の回動操作とによ
り、杭用チャック４の方向、すなわち該杭用チャックに
把持される杭の向きを９０度回すことができる。

【００５３】なお図１に示した実施例においては、有頂
無底筒状の吊り装置本体１ａが慣性重錘２および加振シ
リンダ装置３の周囲を覆い、さらに筒状スカート５が杭
用チャック４の上端部の周囲を覆っているので、従来例
に比して遮音効果が一段と優れている。

【００５４】本実施例においては図２に示したように４
個のゴム球８と４個のガイド部材７とを用いたが、図７
に示すように３個のゴム球８と３個のガイド部材で杭用
チャック４の回動を阻止することも可能である。

【００５５】また、上記の実施例ではガイド部材７を杭
用チャック４に固着したが、図８に示すようにガイド部
材７を筒状のスカート５に固着しても同様の作用，効果
が得られる。

【００５６】図９はさらに異なる実施例を示し、ガイド
部材７を杭用チャック４と筒状スカート５との双方に対
向せしめて固定し、その間にゴム球８を介装したもので
ある。

【００５７】このように２本のガイド部材７で１個のゴ
ム球８を挾持する構造にすると、最小限、図１０のよう
に２個のゴム球８と４本のガイド部材７とによって杭用
チャック４の回動を阻止することができる。

【００５８】

【発明の効果】以上説明したように、軸心を垂直ならし
めて吊持され、油圧力によってピストンおよびピストン
ロッドを上下に往復動せしめる加振シリンダ装置と、上
記ピストンロッドの下端部に装着された杭用チャックと
を備えた油圧式振動杭打装置に本発明を適用して、前記
加振シリンダ装置のシリンダ部材に対して固定され、前
記杭用チャック上端部の周囲を取り囲んでいる筒状のス
カート部材と、前記杭用チャックとスカート部材との間
に介装された、ゴム弾性を有する球状部材と、前記杭用
チャックおよびスカート部材の少なくとも何れか一方に
設けられた、球状部材を案内する上下方向の溝と、上記
の溝の上端および下端部に設けられて、球状部材に当接
してその転動を阻止するストッパ手段と、を具備する
と、弾性部材に繰返し剪断荷重を与えて早期疲労を進行
させるおそれ無く、加振シリンダ装置のピストンロッド
に取り付けられた杭用チャックの回動角位置を規制する
ことができるという優れた実用的効果を奏する。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係る油圧式振動杭打装置の一実施例を
示す垂直縦断面図である。

【図２】上記図１に示したＡ−Ａ断面図である。

【図３】同じくＢ−Ｂ断面図である。

【図４】前記実施例における作用，効果の説明図であ
る。

【図５】前記実施例における作用，効果の説明図であ
る。

【図６】前記実施例における作用，効果の説明図であ
る。

【図７】上記と異なる実施例の断面図である。

【図８】上記と異なる実施例の断面図である。

【図９】上記と異なる実施例の断面図である。

【図１０】上記と異なる実施例の断面図である。

【符号の説明】

１ 吊り装置 １ａ 吊り装置本体 １ｂ 吊環 １ｃ 緩衝ゴム ２ 慣性重錘 ３ 加振シリンダ装置 ３ａ シリンダ部材 ３ａ−１ 定位シリンダ ３ａ−２ 振動シリンダ ３ｂ ピストン ３ｃ ピストン ３ｄ ピストンロッド ３ｅ ブラケット ４ 杭用チャック ５ 筒状スカート ５ａ フランジ ６ 取付ボルト ７ ガイド部材 ８ ゴム球

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】軸心を垂直ならしめて吊持され、油圧力に
   よってピストンおよびピストンロッドを上下に往復動せ
   しめる加振シリンダ装置と、上記ピストンロッドの下端
   部に装着された杭用チャックとを備えた油圧式振動杭打
   装置において、 前記加振シリンダ装置のシリンダ部材に対して固定さ
   れ、前記杭用チャック上端部の周囲を取り囲んでいる筒
   状のスカート部材と、 前記杭用チャックとスカート部材との間に介装された、
   ゴム弾性を有する球状部材と、 前記杭用チャックおよびスカート部材の少なくとも何れ
   か一方に設けられた、球状部材を案内する上下方向の溝
   と、 上記の溝の上端および下端部に設けられて、球状部材に
   当接してその転動を阻止するストッパ手段と、を具備し
   ていることを特徴とする、油圧式振動杭打装置。