JP3056203U

JP3056203U - ジェットノズル装置

Info

Publication number: JP3056203U
Application number: JP1998005576U
Authority: JP
Inventors: 健大西
Original assignee: オリエントエンジニアリング株式会社
Priority date: 1998-07-27
Filing date: 1998-07-27
Publication date: 1999-02-12
Anticipated expiration: 2004-07-27

Abstract

(57)【要約】【課題】打設する杭へ簡便に固定でき、ジェット水噴
出中に脱離せず、打設完了後に容易に回収できるジェッ
トノズル装置を提供する。【解決手段】ジェットノズル装置が、ジェット水通路
16及びノズル噴射口13を具備するノズル本体12と、打設
される杭110へ取り付けられかつノズル本体12を挿通し
保持する筒体を具備する保持部材36と、筒状弾性体であ
ってジェット水通路内の水圧を受ける内面と保持部材の
筒体に対向する外面とをもつゴムパッカー18とを有し、
ジェット水噴射中のジェット水通路内の水圧によりゴム
パッカー18が保持部材36の筒体を押圧することによりノ
ズル本体12を保持部材36に固定する。

Description

【考案の詳細な説明】

【０００１】

【考案の属する技術分野】

本考案は、鋼製あるいはコンクリート製の杭や矢板を打設するためにこれらに取り付けられるジェットノズル装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】

地盤に対して鋼管杭や鋼矢板等を打設する場合、これらの先端部にジェット水を噴射するジェットノズル装置を取り付け、ジェット水により地盤を切削しつつ効率的に打設していく工法が用いられる。

【０００３】図９は、従来のジェットノズル装置例を示す図である。図９(Ａ)は、鋼矢板１１０の先端近傍におけるジェットノズル装置の最も一般的な取付構造を示す。送水管１４の先端に接続されるノズル本体１２は、固定バンド１３５により鋼矢板１１０へ取り付けられる。ノズル本体１２が固定バンド１３５から抜けないように、固定バンド１３５はノズル本体１２の外周に設けた溝に嵌め込まれる。固定バンド１３５は、通常は溶接により鋼矢板１１０に固定される。打設時には、ノズル噴射口１３から打設方向に向かって高圧のジェット水を噴射する。硬質地盤に杭等を打設する場合のジェット水圧としては、３０〜１５０kgf/cm^２程度が用いられる。打設完了後には、固定バンド１３５を切断することにより送水管１４及びノズル本体１２を地上に回収する。

【０００４】しかしながら、ジェット水噴射中には、ノズル本体に極めて大きな反発力がかかるため、衝撃や振動または固定不良等のために固定バンドの取付部が外れてノズル本体が鋼矢板から離脱してしまうことがある。噴射中にノズル本体が鋼矢板から離脱すると、ジェット水噴射の反発力によりノズル本体及び送水管等が上方へ急激に飛び出し、地上に落下したり暴れ回ったりするため、周囲の人や設備に衝突したりして非常に危険であった。また、固定バンドの取付作業が煩わしく、固定が強固過ぎるとノズル本体が回収不能となる場合があった。

【０００５】そこで、特開平8-92955号では、図９(Ｂ)のように改良されたノズル本体取付構造が提示された。図９(Ｂ)は、改良された取付構造の縦断面図である。打設する杭１１０に筒状の取付部材１３６を固定し、取付部材１３６の筒にノズル本体１２を挿通させた上で、取付部材１３６の筒壁に穿設したピン孔とノズル本体１２の外周上に設けた係合溝にシアーピン１３７を打ち込むことにより固定する。ノズル本体を回収する場合は、剪断力によりシアーピン１３７を折り、ノズル本体を取り外す。また、別の手段として、取付部材の上端を折り曲げてノズル本体と係合させる構成も開示されている。

【０００６】また特開平8-100424号では、ノズル内のジェット水通路からノズル外周へ開口する逃げ穴２６を設けている。逃げ穴２６は、ノズル噴射口１３の径に比べて大きな径を有する。逃げ穴２６は、正常稼働時には取付部材又は別部品の栓体により閉鎖されているが、ジェット水噴射中にノズル本体が取付部材から外れた場合、この逃げ穴２６からジェット水が放出されることにより水圧が低下して、ノズル本体の急激な飛び出しを防止できる。

【０００７】

【考案の解決しようとする課題】

しかしながら、図９(Ｂ)に示すノズル本体及びその取付構造には、幾つかの問題点が残る。シアーピンの強度にばらつきがあるため、弱すぎるとジェット水噴射中に折れてしまうことになり、また、強すぎると打設完了後にノズル本体を回収できなくなる。これは、取付部材の上端を折り曲げて係合させた場合についても同様である。また、溶接作業より簡便ではあるが、工具を用いてシアーピンを打ち込んだり、取付部材上端を折り曲げたりする作業が必要である。さらに、シアーピンの場合、１回の打設毎の消耗部品である。

【０００８】以上の現状に鑑み、本考案の目的は、打設する杭や矢板へのノズル本体の固定が簡便であり、ジェット水噴出中にはノズル本体が杭等から脱離せず、打設完了後には容易にノズル本体を回収できるジェットノズル装置を提供することである。さらに本考案の目的は、万一ノズル本体が脱離した場合にも、速やかにジェット水圧を低下させる逃げ穴を効果的に配置したジェットノズル装置を提供することである。

【０００９】

【課題を解決するための手段】

本考案によるジェットノズル装置の第１の態様は、ジェット水を通すジェット水通路及び該ジェット水通路に連通するノズル噴射口を具備するノズル本体と、打設される杭へ一体的に取り付けられかつノズル本体を挿通し保持する保持部材とを具備する。このノズル本体上には、筒状弾性体であるゴムパッカーが設けられる。このゴムパッカーの内面は、ジェット水通路内の水圧を受けることができる。また、ゴムパッカーの外面は、ノズル本体が保持部材に保持されたとき保持部材の内面に対向している。そして、ジェット水の噴射中には、ジェット水通路内の水圧によりゴムパッカーが変形して保持部材を押圧することによりノズル本体を保持部材に固定する。

【００１０】本考案によるジェットノズル装置の第２の態様は、ジェット水を通すジェット水通路を具備するノズル本体と、打設される杭へ一体的に取り付けられかつノズル本体を挿通し保持する筒体部及びノズル本体の前端面に当接する底部を具備し、該底部に、ノズル本体の該ジェット水通路に連通するノズル噴射口を設けた保持部材とを具備する。このノズル本体上には、上記第１の態様と同様の筒状弾性体であるゴムパッカーが設けられる。

【００１１】上記第１及び第２の態様においてノズル本体上にゴムパッカーを設ける好適例は、ノズル本体の外面を囲周する溝に筒状のゴムパッカーを嵌め込むものである。ゴムパッカーの内面の少なくとも一部は、ジェット水通路と連通する連通路の開口に面することにより、ジェット水通路内の水圧を受ける。

【００１２】ノズル本体上にゴムパッカーを設ける別の好適例は、ノズル本体を上下に分割し、分割された上下各部分の間に筒状のゴムパッカーが介在してこれらを連結するものである。これにより、上下各部分のジェット水通路はゴムパッカーの筒を介して連通し、ゴムパッカーの内面はジェット水通路そのものを形成することとなり、その水圧を受ける。

【００１３】さらに好適な態様として、ジェット水通路からノズル本体の外周へ貫通して開口する逃げ穴を設ける。かつ、ノズル本体が保持部材に挿通され保持されたときには逃げ穴を閉鎖する手段を設ける。そして、ノズル本体が保持部材から脱離したときには逃げ穴からジェット水が放出されるようにする。

【００１４】逃げ穴の好適な配置は、ノズル本体の軸に対して対称に複数配置するものである。

【００１５】

【考案の実施の形態】

本考案の実施例を参照しつつ、実施の形態を説明する。図１は、本考案のジェットノズル装置の実施例１の縦断面図である。本考案におけるジェットノズル装置とは、打設される鋼管杭や鋼矢板等１１０に取り付けて用いられるジェット水供給装置のうち、送水管１４の先端に接続されるノズル本体１２及びその周辺構造を含めて指称する。またここでは、鋼製、コンクリート製等の材質によらず、打設される多様な杭や矢板等を全て含めて単に「杭」と称することとする。送水管１４及びノズル本体１２の管内に設けたジェット水通路１６は、ノズル本体１２の先端部にて径が最も細くなり、ノズル噴射口１３として開口している。一方、図示しないが、送水管１４は杭１１０に沿って上方へ延び、その上端は高圧ポンプ等へ接続される。

【００１６】保持部材３６は筒体を具備し、この筒体にノズル本体１２を挿通し保持する。また、保持部材３６は、杭１１０の先端近傍に一体的に取り付けられる。保持部材３６の杭１１０への取付は、溶接等による強固な結合とする。打設開始前の準備としては、ノズル本体１２を保持部材３６に挿通し支持させる。

【００１７】実施例１では、ノズル本体１２の上部にジェット水通路１６に連通するリリーフ穴２６が設けられている。リリーフ穴２６は、前述の従来例における逃げ穴と同じ役割を果たすが、後に図８でまとめて説明する。リリーフ穴２６は、正常稼働時には栓体であるスライドカバー２２により閉鎖されている。このスライドカバー下端面２２ａがフランジ面を形成し、保持部材３６の上端と当接することで、保持部材３６がノズル本体１２を支持している。

【００１８】ノズル本体１２は、ジェット水噴射中は保持部材３６へ強固に固定され、かつ、打設完了後には保持部材３６から速やかに解放されることが肝要である。本考案のジェットノズル装置の特徴は、ノズル本体１２と保持部材３６との固定及び解放を、ノズル本体１２上に設けた筒状弾性体であるゴムパッカー１８を用いて行うことである。実施例１におけるゴムパッカー１８は、ノズル本体１２の外周を囲周するように設けられている。例えば、ノズル本体１２の外周上に帯状の溝を穿設し、その溝内にゴムパッカー１８を弾性的に嵌め込む。符号２０で示す連通路は、ジェット水通路１６からノズル本体１２の外周へ貫通している。この部分に嵌め込まれたゴムパッカー１８の内面の少なくとも一部は、連通路２０の開口に面しており、この開口を覆っている。

【００１９】一方、ゴムパッカー１８の外面は、保持部材３６の筒体内面と対向している。図１(Ａ)は、ジェット水噴射を行っていない状態すなわちジェット水通路１６内が低圧時の状態を示す。図１(Ｂ)は、ジェット水噴射中すなわちジェット水通路１６内が高圧時の状態を示す。高圧時には、弾性体であるゴムパッカー１８がジェット水圧により外側へ膨らみ、保持部材３６の筒体内面を押圧することにより、ノズル本体１２が保持部材３６へ固定されることになる。

【００２０】硬質地盤に杭を打設する場合のジェット水圧は、３０〜１５０kgf/cm^２程度であるが、試験結果から、約１０kgf/cm^２程度の圧力以上でゴムパッカー１８は十分な固定力を発揮することが判明した。

【００２１】打設完了後には、ジェット水圧を下げるだけでゴムパッカー１８が元の形状に戻り、ノズル本体１２が保持部材３６から解放されるので、ノズル本体を容易に引き上げることができる。このようにしてノズル本体を再使用できる。本考案では、準備から完了までの全工程を通してノズル本体に無理な力が加わることがないため、寿命が格段に延びる。尚、保持部材は、打設された杭と共に残留するので消耗部品となる。

【００２２】図２(Ａ)及び図２(Ｂ)は、それぞれ図１(Ａ)及び図１(Ｂ)の状態におけるＡ− Ａ断面図である。ゴムパッカー１８は、低圧時にはノズル本体１２の外周に密着し、高圧時には外側に膨らんで保持部材３６の筒体内面に密着する。高圧時には、連通路２０を通ってゴムパッカー１８とノズル本体１２の間にもジェット水が入り込み、全方向に対して均等に圧力を及ぼす。

【００２３】実施例１では、ノズル本体の管壁を貫通する連通路２０によりジェット水通路内の水圧をゴムパッカーへ伝達したが、図３に別の構成として実施例２を示す。実施例２の縦断面図は、図１と同じになるので省略し、図３には相違点であるＡ −Ａ断面図のみを示す。実施例２では、ノズル本体１２を上下に分割し、それらの間を筒状弾性体であるゴムパッカー１８により連結した構造である。従って、Ａ−Ａ断面には、ノズル本体の管壁はなくゴムパッカー１８のみが存在する。この部分ではゴムパッカー１８の筒内がジェット水通路１６そのものとなる。このため、実施例２は、実施例１よりも水圧変化に対するゴムパッカー１８の変形の応答速度が速いという利点がある。

【００２４】図４は、実施例３を示す縦断面図である。以下に示す実施例の図面では、杭及び保持部材取付部を省略する。実施例３では、ゴムパッカー１８をノズル本体１２上の２箇所に設けている。このように複数のゴムパッカーを設けると、仮に１つのゴムパッカーが破損等によりその機能を失っても別のゴムパッカーによりノズル本体の固定が維持されるという利点がある。同様にして、３個以上のゴムパッカーを設けることも可能である。また、実施例３では、２つのゴムパッカーの間にリリーフ穴２６が設けられている。この位置にリリーフ穴を設けると、ジェット水噴射時には上下のゴムパッカー１８が保持部材３６へ密着するので、ゴムパッカー１８が、図１のＯリング２８のごとくリリーフ穴２６のシール材の役割も兼用する。

【００２５】図５は、実施例４を示す縦断面図である。実施例４では、ノズル噴射口１３を、ノズル本体１２ではなく保持部材３６に設けている。ノズル本体１２のジェット水通路１６は、太い径のまま先端面１２ａまで続いている。一方、保持部材３６は、ノズル本体を挿通する筒体部３６ａと、ノズル本体１２の先端面１２ａを支持する底部３６ｂとをもつ円筒容器状となっており、底部３６ｂにジェット水通路１６の細径部とノズル噴射口１３が設けられている。ゴムパッカー１８による保持部材３６への固定及び解放方法は、上記の各実施例と同じである。

【００２６】図６は、実施例５を示す縦断面図である。実施例５は、保持部材３６の変形例である。保持部材３６の筒体内面において、ゴムパッカー１８に対向する部分に凹部３６ｃを設ける。ジェット水噴射時に膨らんだゴムパッカー１８は、この凹部３６ｃに沿って変形し保持部材３６にくい込んだ状態で押圧する。この結果、ノズル本体１２を保持部材３６から引き抜こうとする力に対する抗力が増し、さらに強い固定力が得られる。

【００２７】図７は、実施例６を示す縦断面図である。実施例６もまた、保持部材３６の変形例である。保持部材３６の筒体内面において、周方向に複数の溝３６ｄを設けている。実施例５の凹部と同じく、この溝３６ｄにゴムパッカー１８がくい込むことにより、ノズル本体１２の引き抜き力に対する抗力が増し、強い固定力が得られる。

【００２８】図８は、本考案によるリリーフ穴の作用を示す縦断面図である。リリーフ穴２６は、ジェット水通路１６からノズル本体の外周へと貫通し、かつノズル噴射口１３よりも大きな径を有する。ジェット水噴射中は、リリーフ穴２６は、スライトカバー２２や保持部材３６により閉鎖されているが、万一、ノズル本体１２が保持部材３６から脱離した場合は、大径のリリーフ穴２６からジェット水が多量に放出されることにより、水圧が速やかに低下する。

【００２９】この結果、ノズル本体や送水管の急激な飛び出しや暴走が避けられ、ゴムパッカーを含むノズル本体の損傷も避けられる。図８中、白抜き矢印は、ノズル本体が脱離したときの飛び出し方向を示す。

【００３０】図８(Ａ)は、実施例１の場合である。リリーフ穴２６は、管軸について対称的に２箇所設けられている。ノズル本体１２が脱離すると、リリーフ穴２６を閉鎖していたスライドカバー２２が滑り落ちてリリーフ穴２６が開口する。このとき、Ｃ形止め輪３２によりスライドカバー２２の脱落を防止する。図８(Ｂ)は、実施例３の場合であり、正常時は保持部材３６がリリーフ穴２６を閉鎖している。

【００３１】図８(Ａ)及び図８(Ｂ)のように、２つのリリーフ穴２６が管軸について対称的に配置されていると、リリーフ穴２６から放水されるときにノズル本体１２が傾かない。これに対し、リリーフ穴が対称的に配置されていないと、ノズル本体が傾むいて周囲の物体に衝突し損傷するおそれがある。

【００３２】図８(Ｃ)は、実施例４の場合である。この例では、ノズル本体１２には大径のジェット水通路１６のみが設けられ、細径部分及びノズル噴射口は保持部材３６に設けられている。従って、ノズル本体１２が保持部材３６から脱離すると、ノズル本体先端の大径の開口２６がリリーフ穴の役割を果たし、ジェット水を放出して水圧低下させる。また、軸方向にジェット水が放出されるので、ノズル本体が傾かない。

【００３３】以上の各実施例では、１本のジェットノズル装置について説明した。実際には、１つの杭に複数本のジェットノズル装置を取り付けて施工することが多いが、その場合も各ジェットノズル装置に本考案を適用することができる。

【００３４】

【考案の効果】

本考案では、ジェットノズル装置のノズル本体周囲に設けたゴムパッカーを、ジェット水圧により変形させ保持部材内面を押圧することにより、ノズル本体を保持部材に固定する。そして、水圧を低下させることにより容易にノズル本体を保持部材から解放し回収することができる。

【００３５】本考案によれば、杭の打設開始と同時に、すなわちジェット水噴射開始と同時にノズル本体が保持部材へ固定されるので、予めノズル本体を保持部材へ固定する準備作業を省くことができる。また、打設完了と同時に、すなわちジェット水噴射停止と同時にノズル本体は保持部材から解放されるので、地上から無理なくノズル本体を回収できる。従来の溶接やシアーピン等における切断作業は全く不要である上、強度が強すぎる溶接やシアーピン等が切断できずにノズル本体が回収不能となるおそれはない。

【００３６】また、通常の打設に用いられる最低限のジェット水圧においてもゴムパッカーによる固定力は十分強固である。従って、従来のように強度の弱いシアーピン等が打設中に破損してノズル本体が脱離するというようなおそれもない。

【００３７】さらに、本考案のゴムパッカーを含むノズル本体は、繰返し使用可能であることに加えて、回収時にノズル本体に無理な力がかからないので寿命も延び、経済的である。

【００３８】万一、ノズル本体が脱離しても、軸対称に配置されたリリーフ穴からジェット水が放出されることにより、ノズル本体が傾くことなく速やかに水圧が低下する。よってノズル本体及びこれに接続された送水管等の急激な飛び出しや暴走による危険が避けられ、損傷も防止できる。以上の通り、本考案のジェットノズル装置により、作業性がよく安全性の高い、杭の打設工が実現される。

【図面の簡単な説明】

【図１】本考案のジェットノズル装置の実施例１を示す
縦断面図であり、(Ａ)は低圧時、(Ｂ)は高圧時である。

【図２】実施例１のＡ−Ａ断面図であり、(Ａ)は低圧
時、(Ｂ)は高圧時である。

【図３】実施例２のＡ−Ａ断面図であり、(Ａ)は低圧
時、(Ｂ)は高圧時である。

【図４】本考案のジェットノズル装置の実施例３を示す
縦断面図である。

【図５】本考案のジェットノズル装置の実施例４を示す
縦断面図である。

【図６】本考案のジェットノズル装置の実施例５を示す
縦断面図である。

【図７】本考案のジェットノズル装置の実施例６を示す
縦断面図である。

【図８】本考案によるリリーフ穴の機能を示す縦断面図
であり、(Ａ)は実施例１、(Ｂ)は実施例３、(Ｃ)は実施
例４の場合をそれぞれ示す。

【図９】(Ａ)及び(Ｂ)とも従来のジェットノズル装置の
例を示す図である。

【符号の説明】

１２ノズル本体１３ノズル噴射口１４送水管１６ジェット水通路１８ゴムパッカー２０連通路２２スライドカバー２６リリーフ穴２８Ｏリング３２Ｃ形止め輪３６保持部材１１０杭１３５固定バンド１３６取付部材１３７シアーピン

Claims

【実用新案登録請求の範囲】

【請求項１】打設される杭に取り付けられ、打設方向
にジェット水を噴射することにより地盤切削するジェッ
トノズル装置において、ジェット水を通すジェット水通路及び該ジェット水通路
に連通するノズル噴射口を具備するノズル本体と、打設される杭へ一体的に取り付けられかつ前記ノズル本
体を挿通し保持する筒体を具備する保持部材と、前記ノズル本体上に設けた筒状弾性体であって前記ジェ
ット水通路内の水圧を受ける内面と前記保持部材の筒体
に対向する外面とをもつゴムパッカーとを有し、ジェット水の噴射中の前記ジェット水通路内の水圧によ
り前記ゴムパッカーが前記保持部材の筒体を押圧するこ
とにより前記ノズル本体を前記保持部材に固定すること
を特徴とするジェットノズル装置。
【請求項２】打設される杭に取り付けられ、打設方向
にジェット水を噴射することにより地盤切削するジェッ
トノズル装置において、ジェット水を通すジェット水通路を具備するノズル本体
と、打設される杭へ一体的に取り付けられかつ前記ノズル本
体を挿通し保持する筒体部及び前記ノズル本体の前端面
に当接する底部を具備し、該底部に、前記ノズル本体の
該ジェット水通路に連通するノズル噴射口を設けた保持
部材と、前記ノズル本体上に設けた筒状弾性体であって前記ジェ
ット水通路内の水圧を受ける内面と前記保持部材の筒体
部に対向する外面とをもつゴムパッカーとを有し、ジェット水の噴射中の前記ジェット水通路内の水圧によ
り前記ゴムパッカーが前記保持部材の筒体部を押圧する
ことにより前記ノズル本体を前記保持部材に固定するこ
とを特徴とするジェットノズル装置。
【請求項３】前記ノズル本体上に設けた筒状弾性体で
ある前記ゴムパッカーが、前記ノズル本体の外面を囲周
する溝に嵌め込まれ、前記ゴムパッカーの内面の少なく
とも一部が、前記ジェット水通路と連通する連通路の開
口に面することを特徴とする請求項１又は２に記載のジ
ェットノズル装置。
【請求項４】前記ノズル本体上に設けた筒状弾性体で
ある前記ゴムパッカーが、上下に分割された前記ノズル
本体の上下各部分の間に介在しこれらを連結して上下各
部分のジェット水通路を連通させることを特徴とする請
求項１又は２に記載のジェットノズル装置。
【請求項５】前記ジェット水通路から前記ノズル本体
の外周へ貫通して開口するリリーフ穴と、前記ノズル本
体が前記保持部材に挿通され保持されたときに前記リリ
ーフ穴を閉鎖する手段とを有し、前記ノズル本体が前記
保持部材から脱離したときは前記リリーフ穴からジェッ
ト水が放出されることを特徴とする請求項１〜４のいず
れかに記載のジェットノズル装置。
【請求項６】前記リリーフ穴が、前記ノズル本体の軸
に対して対称に複数配置されていることを特徴とする請
求項５に記載のジェットノズル装置。