JP2686295B2 - 振動杭打機の緩衝装置 - Google Patents

振動杭打機の緩衝装置

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JP2686295B2 JP63307706A JP30770688A JP2686295B2 JP 2686295 B2 JP2686295 B2 JP 2686295B2 JP 63307706 A JP63307706 A JP 63307706A JP 30770688 A JP30770688 A JP 30770688A JP 2686295 B2 JP2686295 B2 JP 2686295B2
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Description

【発明の詳細な説明】 (産業上の利用分野) 本発明は、振動杭打機の振動緩和機構に特徴を有する
緩衝装置に関するものである。
(従来の技術) 振動杭打機の従来例が第3図によって説明すると、第
3図(A)に示すようにクレーン(1)のウインチから
繰り出されブーム(2)上部のシーブ(3a)を介して配
設されたワイヤロープ(3)によりシーブブロツク
(4)を吊持し、シーブブロツク(4)に緩衝器(5)
上部の非可動部を連結するとともに、緩衝器(5)下部
の振動部をワイヤ(6)を介して振動杭打機(7)に連
結し、ワイヤロープ(3)の巻き戻し、巻き取りにより
シーブブロツク(4)、緩衝器(5)、ワイヤ(6)を
介し振動杭打機(7)を昇降して、振動杭打機(7)に
連結した杭(8)を加振して地中に打ち込み、引き抜
き、シートパイルや鋼管の打設、サンドドレーンやサン
ドコンパクシヨン等の軟弱地盤の改良工事等に適用され
る振動杭打機の吊下式緩衝装置になっている。
また、第3図(B)に示すように緩衝器(5a)下部の
振動部を振動杭打機(7)に直接的に連結した振動杭打
機の一体式緩衝装置になっている。
従来の前記両緩衝装置は、ばね定数のみで緩衝性能が
決定されるものとして考えられ、緩衝器を構成する構造
物の重量の影響は考慮されずに、ばね定数をできる限り
低減する方法が採用されており、吊り容量を同一に保っ
たままでばね定数を低減すると、ばね自体の方法(線
径、平均径、高さ)が大きくなって、重量の増加、コス
ト高となり、線長に自ら限界がある。
(発明が解決しようとする課題) 従来の前記緩衝装置は、いずれもばね定数の低減法に
より緩衝性能を高めているが、該ばね定数の低減法は、
ばね自体が非常に大きくなって(線径、平均径、線長の
増加)、重量の増加、コストアツプとなり、さらには製
作線長の限界等により、緩衝性能の向上要求に対処でき
ず実用面の問題点となっている。
本発明は、前記のような課題に対処するために開発さ
れたものであって、その目的とする処は、緩衝器の下部
側の振動体に対する非可動部側の相対的な重量増加によ
り、緩衝性能を効果的に向上して作業性、能率を高めた
振動杭打機の緩衝装置を提供するにある。
(課題を解決するための手段) 本発明は、クレーンのワイヤロープにより吊持された
シーブブロツクに緩衝器の上部側の非可動部を連結し、
緩衝器の下部側の振動部をワイヤを介して振動杭打機に
連結した3自由度系の緩衝装置において、前記非可動部
に付加ウエイトを設けて、前記振動部側の振動体に対し
て前記非可動部側の重量を相対的に少くとも20%以上と
する構成に特徴を有し、緩衝器の下部側の振動体に対し
非可動部側に付加ウエイトを設け相対的に少くとも20%
の重量とすることによって、その慣性効果により伝達荷
重を効果的に低減している。
また、クレーンのワイヤロープにより吊持されたシー
ブブロツクに緩衝器の上部側の非可動部を連結し、緩衝
器の下部側の振動部を振動杭打機に連結した2自由度系
の緩衝装置において、前記非可動部の吊り金具の重量を
増加して、前記振動部側の振動体に対して前記非可動部
側の重量を相対的に少くとも20%以上とした構成に特徴
を有し、緩衝器の下部側の振動体に対し非可動部側の吊
り金具の重量を相対的に少くとも20%以上として、その
慣性効果により伝達荷重を効果的に低減している。
(作 用) クレーンのワイヤロープにより吊持されたシーブブロ
ツクに緩衝器の上部側の非可動部を連結し、緩衝器の下
部側の振動部をワイヤを介して振動杭打機に連結した3
自由度系の緩衝機構において、前記非可動部側に付加ウ
エイトを設けて、前記振動部側の振動体に対し非可動部
側の重量を相対的に少くとも20%以上としたことによ
り、クレーン側への伝達荷重が効果的に低減されてい
る。
クレーンのワイヤロープにより吊持されたシーブブロ
ツクに緩衝器の上部側の非可動部を連結し、緩衝器の下
部側の振動部を振動杭打機に連結した2自由度系の緩衝
機構において、緩衝器の振動体側に対して非可動部の吊
り金具の重量を相対的に少くとも20%としたことによ
り、伝達荷重が効果的に低減されて、優れた緩衝性能が
得られて作業が円滑に遂行される。
(実施例) 第1図(A)および第2図(A)に本発明の第1実施
例を示し、第1図(A)に示す緩衝装置は、第3図
(A)のシーブブロツク(4)とワイヤ(6)間に連結
される吊下式緩衝装置の実施例であって、上部吊り手
(9a)と下部ばね受(14b)間を複数本の吊り軸(11a)
とナツト(12)で連結し、各吊り軸(11a)に上部ばね
受(14a)を摺動自在に嵌装するとともに、上部ばね受
(14a)に吊り軸(11b)をボルト(12)で吊設し、上部
ばね受(14a)と下部ばね受(14b)間の各吊り軸(11
a)(11b)にコイルバネ(13)を介装して、吊り軸(11
b)の下端部に下部吊り手(9b)をナツト(12)で装着
した緩衝器になっており、該緩衝器は、上部吊り手(9
a)、吊り軸(11a)および下部ばね受(14b)等により
上部側の非可動部(9a,11a,14b)に構成され、上部ばね
受(14a)、吊り軸(11b)、コイルバネ(13)および下
部吊り手(9b)等によって下部側の振動部(14a,11b,1
3,9b)に構成されて、クレーン(1)のワイヤロープ
(3)により吊持されたシーブブロツク(4)に緩衝器
の上部側の非可動部(9a,11a,14b)を連結し、緩衝器の
下部側の振動部(14a,11b,13,9b)をワイヤ(6)を介
して振動杭打機に連結した緩衝装置において、非可動部
(9a,11a,14b)に付加ウエイト(10)を設けて、振動部
(14a,11b,13,9b)側の振動体に対して非可動部(9a,11
a,14b,10)の重量を相対的に少くとも20%以上増加した
振動杭打機の緩衝装置になっている。
前記付加ウエイト(10)は、第1図(A)に示すよう
に緩衝器の上部側の非可動部(9a,11a,14b)における上
部吊り手(9a)にピン(10a)で連結され、付加ウエイ
ト(10)の上側をシーブブロツク(4)にピン連結し、
緩衝器の下部側の振動部(14a,11b,13,9b)における下
部吊り手(9b)にワイヤ(6)を連結して適用される。
第1図(B)および第2図(B)に本発明の第2実施
例を示し、第1図(B)に示す緩衝装置は、第3図
(B)のシーブブロツク(4)と振動杭打機(7)間に
連結される直結式緩衝装置の実施例であって、吊り金具
(15)に複数本の吊り軸(11)をボルト(12)で吊設
し、吊り軸(11)の下部に下部ばね受(17b)をボルト
で装着し、各吊り軸(11)に上部ばね受(17a)を摺動
自在に嵌装し上、下部ばね受(17a)(17b)間にコイル
バネ(18)を介装して、上部ばね受(17a)に取付金具
(16)を連設した緩衝器になっており、該緩衝器は、適
宜の手段(図示省略)によりシーブブロツク(4)に連
結される吊り金具(15)、吊り軸(11)および下部軸受
(17b)等により上部側の非可動部(15,11,17b)に構成
され、上部ばね受(17a)、コイルバネ(18)および振
動杭打機(7)に直接的に連結される取付金具(16)等
により下部側の振動部(17a,18,16)に構成されて、ク
レーン(1)のワイヤロープ(3)により吊持されたシ
ーブブロツク(4)に緩衝器の上部側の非可動部(15,1
1,17b)を連結し、緩衝器の下部側の振動部(17a,18,1
6)を振動杭打機(7)に連結した緩衝装置において、
非可動部(15,11,17b)側の吊り金具(15)の重量を増
加して、振動部(17a,18,16)側の振動体に対して非可
動部(15,11,17b)側の重量を相対的に少くとも20%以
上増加した振動杭打機の緩衝装置になっている。
前記吊り金具(15)をシーブブロツク(4)に適宜の
手段により直接的に連結し、前記取付金具(16)を振動
杭打機(7)に適宜の手段で連結して適用される。
本発明の第1実施例および第2実施例は、前記のよう
な構成からなり作用について詳述すると、いずれにおい
ても打込時は、ワイヤロープ(3)を巻き戻し弛緩させ
て振動杭打機(7)を格別に吊持しないで、振動杭打機
(7)および杭(8)の重量および振動によって杭
(8)を地中に打ち込むため、緩衝効果は期待されな
い。
また、引抜時は、ワイヤーロープ(3)によりシーブ
ブロツク(4)を介し引張状態で吊持して上方に巻き上
げながら、振動杭打機(7)の振動により杭(8)を引
き抜くため、振動が緩衝装置を介しクレーン側に伝達さ
れてその緩衝性能の良否は重要な問題となる。
第1図(A)に示す第1実施例は、杭(8)および振
動杭打機(7)、緩衝装置の可動部(14a,11b,9b)、非
可動部(9a,11a,14b,10)からなる3自由度系の緩衝機
構となり、第1図(B)に示す第2実施例は、杭
(8)、振動杭打機(7)および緩衝装置の振動部(17
a,13,16)と、非可動部(15,11a,17b)からなる2自由
度系の緩衝機構になっており、第2図(A)に示す3自
由度系モデルと第2図(B)に示す2自由度系モデルの
振動計算から得られる伝達荷重と重量増加の関係は、起
振力をF、角振動数をw、振動杭打機(7)と杭(8)
の質量をm1、緩衝装置の下部側の可動部の質量をm2、緩
衝装置の上部側の非可動部の質量(シーブブロツク4を
含む)をm3、緩衝装置のばね定数をk1、ワイヤロープ
(6)のばね定数をk2、ワイヤロープ(3)のばね定数
をk3とすると、 3自由度系の場合の伝達荷重f1と、2自由度系の場合
の伝達荷重f2は、 上記(1)(2)式で表わすことができ、第1実施例
における伝達荷重f1の特性は、第2図(A)に示すよう
になり、第2実施例における伝達荷重f2の特性は、第2
図(B)に示すようになって、いずれの場合も、緩衝器
の下部側の振動体に対して非可動部側の重量を相対的に
20%以上増加することにより、伝達荷動が効果的に低減
される。これを更に詳述すると、ばねとしての素材線
長、重量、ばね成形後の寸法及びコスト面から実用上製
作可能な最小ばね定数が800kg/cmと限定されることか
ら、このばね定数800kg/cmを図2の点線の垂線で示す
と、これとm3=1.72(m1の20%)の曲線との交点は高さ
が理論上の伝達荷重fの値で約1300kgになる。
然し製作上はばね定数にも幅があり、かつ緩衝器の構
造上摺動部分もあることから伝達荷重が理論値1300kgよ
り大きくなる傾向があるため余裕値として200kg分を見
込むことで伝達荷重の許容最大値から1500kgを満足する
重錘部非可動側m3としてm1の20%と定めたものである。
即ち、例えば図2に示すように重錘部非可動側が20%
以下のm3=1.5(m1の17.4%)であるとすれば、緩衝器
用ばねのばね定数を実用製作上可能な最小ばね定数K1
800kg/cmに選んでも、このばね定数とm3=1.5(m1の17.
4%)の交点の高さが約2100kgとなるので、許容伝達荷
重をオーバーするため目的の緩衝器は得られない。
逆にm3=2.0(m1の23.2%)に重錘部非可動側をした
場合は、ばね定数K1=800kg/cmとm3=2.0(m1の23.2
%)の交点の高さは約1000kgとなり伝達荷重許容最大値
1500kgに対しては半分で緩衝効果は必要以上に良くなる
が、重量が増加した分、クレーン吊り容量に影響してく
るので、実用的に有効な緩衝器とは得ず、重量を同程度
減じたm3=1.5(m1の17.4%)の伝達荷重への影響度程
重量増加の影響度は効果的でないので余分にm3を大にす
るのも有効とは言えないことが判り、寸法、重量、コス
ト等全体的な実用上の効果を考えると20%に臨界的意義
を有する。
(発明の効果) 本発明は、前述のような構成からなり、緩衝器におけ
る下部側の振動部に対して上部側の非可動部の重量を相
対的に少くとも20%以上増加することにより、吊持側、
即ちクレーン側に対する振動伝達が効果的に著しく低減
され、格別の寸法増加、コストアップ、線長の制限等も
なく、緩衝性能が著しく向上され作業性、能率が高めら
れている。
以上本発明を実施例について説明したが、勿論本発明
はこのような実施例にだけ局限されるものではなく、本
発明の精神を逸脱しない範囲内で種種の設計の改変を施
しうるものである。
【図面の簡単な説明】 第1図(A)は本発明の第1実施例の緩衝装置を示す正
面図、第1図(B)は第2実施例を示す同正面図、第2
図(A)は第1実施例の伝達荷重特性図、第2図(B)
は第2実施例の伝達荷重特性図、第3図(A)は従来例
を示す全体側面図、第3図(B)は他の従来例を示す全
体側面図である。 1:クレーン、3:ワイヤロープ 4:シーブブロツク、5,5a:緩衝器 6:ワイヤ、10:付加ウエイト 15:吊り金具 9a,11a,14b,10−15,11,17:非可動部 14a,13,11b,9b−17a,18,16:可動部
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き 審査官 ▲吉▼川 康史 (56)参考文献 特開 昭48−40212(JP,A) 特開 昭53−21804(JP,A)

Claims (2)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】クレーンのワイヤロープにより吊持された
    シーブブロックに緩衝器の上部側の非可動部を連結し、
    緩衝器の下部側の振動部をワイヤを介して振動杭打機に
    連結した3自由度系の緩衝装置において、前記非可動部
    に付加ウエイトを設けて、前記振動部側の振動体に対し
    て前記非可動部側の重量を相対的に少なくとも20%以上
    としたことを特徴とする振動杭打機の緩衝装置。
  2. 【請求項2】クレーンのワイヤロープにより吊持された
    シーブブロックに緩衝器の上部側の非可動部を連結し、
    緩衝器の下部側の振動部を振動杭打機に連結した2自由
    度系の緩衝装置において、前記非可動部の吊り金具の重
    量を増加して、前記振動部側の振動体に対して前記非可
    動部側の重量を相対的に少なくとも20%以上としたこと
    を特徴とする振動杭打機の緩衝装置。
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