JP3640610B2 - 立坑用ケーシングの圧入引抜装置 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、下水道工事用鋼管立坑や基礎杭を構築するためのケーシングを地盤中に圧入及び引き抜くための立坑用ケーシングの圧入引抜装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
下水道工事用鋼管立坑や基礎杭は、鋼管を利用した円筒状のケーシングを旋回式または揺動式の圧入装置で地盤中に圧入していき、ケーシング内の土砂を油圧グラブやハンマーグラブ等を用いて排土し、下水道工事用の鋼管立坑はケーシングを下水管敷設用推進装置の発進立坑や到達立坑、及びマンホール設置用の立坑に利用し、基礎杭用の立坑はケーシング内に鉄筋を組み込むとともにコンクリートを注入して基礎杭とする。圧入装置はケーシングを抱き込むケーシング把持用の複数組のバンドを備えたもので、これらのバンドを油圧駆動によって開閉操作することにより、ケーシングの把持と開放を行なう構成としたものである。そして、バンドの回転及び圧入または上昇操作によってケーシングを地盤中に圧入したり立坑穴の掘削後に地上中に引き抜く作業が可能である。
【０００３】
このようなバンドを用いたケーシングの圧入引抜装置として、たとえば実公平４−１０５１３０号公報に記載のものがある。これは地上に設置するベースフレーム上にケーシングを圧入または引き抜くためのスラスタテーブルを設け、このスラスタテーブルの上に複数組みのバンドを設けるとともにこれらのバンドを駆動する油圧のシリンダを備えたものである。このような構成ではシリンダによってバンドをケーシング周りに締めつけたり緩めたりすることができ、締めつけたときにケーシングの圧入と引抜が可能である。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
先の公報に記載の装置では、シリンダに作動油を供給する系統にカプラーを備え、このカプラーを着脱操作してバンドを開閉させる構成となっている。このようにカプラーを備えるのは、装置自身に油圧ポンプ等を付帯していないため、外部に配置した油圧ユニットに作動油の油路を接続する必要があるからである。
【０００５】
ところが、バンドを開閉操作させるたびにカプラーの接続作業を必要とするために、作業性が低下し施工時間が長くなる。また、カプラーを外したときに作動油が飛散して施工現場を汚染してしまいその後処理のための清掃が必要になるほか、作動油中に異物が混入する恐れがあるため油圧システムのトラブルの発生の原因ともなる。
【０００６】
このように従来のケーシングの圧入引抜装置では、バンドを駆動するシリンダを外部の油圧ユニットで操作するため、カプラーによる接続作業が必要となり、作業性の面から現場の保全及び油圧システムの管理等の面で改善すべき点が残っている。
【０００７】
本発明は、シリンダを駆動する油圧ユニット自身を備えることにより簡単な操作でバンドの開閉ができ作業性の向上及び現場と油圧システムの保全が図れるケーシングの圧入引抜装置を提供することを目的とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
本発明は、ガイドに昇降可能に連接されるフレームと、前記フレームにケーシング差し込み用として開けた開口に配置される複数の円弧状のバンドと、前記複数のバンドを環状に配列して前記開口の芯周りに回転または揺動させる駆動機構とを備え、前記バンドの開閉動作によって前記ケーシングの外周を拘束または解放可能とした圧入引抜装置であって、前記バンドどうしを連接して内径を拡大または収縮させる開閉シリンダを作動させる油圧ユニットと、前記油圧ユニットを駆動する電源部とを備えていることを特徴とする。
【０００９】
本発明では、電源部によって油圧ユニットを作動させて開閉シリンダを動作させることができるので、油路の接続作業等が一切不要となり施工性を向上させることができる。
【００１０】
本発明においては、前記電源部は、発電機とこれにより蓄電されるバッテリーとすることができる。
【００１１】
この構成では、発電機によって発生した電気をバッテリーで蓄電するので、油圧ユニットをいつでも作動させることができ、外部からの給電を必要とすることがなくなる。
【００１２】
前記発電機は、前記複数のバンドのうちの一つに固定される本体とロータ軸とを備え、前記ロータ軸を前記フレームに連接して回転駆動可能とした構成としてもよい。
【００１３】
この構成では、ケーシングの圧入または引抜の際にバンドを回転させることで発電機のロータ軸を回すことができるので、バンドの動作に連動して発電させることができる。
【００１４】
【発明の実施の形態】
図１は本発明の実施の形態による立坑用ケーシングの圧入引抜装置による施工状況を示す概略図である。
【００１５】
図において、自走式の作業台車５１にケーシングＣを吊り上げるブーム５２を備えるとともに、一端側には傾倒用シリンダ５３に保持された昇降ガイド５４が配置されている。昇降ガイド５４にはケーシングＣの圧入及び引抜のための昇降シリンダ５５を配置している。そして、昇降ガイド５４には昇降シリンダ５５によって昇降駆動されるケーシングＣ保持用のフレーム１が昇降動作可能に取り付けられている。
【００１６】
図２はフレーム１の平面図、図３はケーシングＣ締付け用のバンドとその回転駆動機構を示す縦断面図、図４は旋回駆動モータによる伝達機構部分を示す要部の拡大断面図である。
【００１７】
フレーム１は昇降ガイド５４に連接されるブラケット１ａを一端側に備えるとともに上面には補強用の一対のリブ１ｂを設け、これらのリブ１ｂに囲まれた部分にケーシングＣを通すための円形の開口１ｃを開けたものである。そして、リブ１ｂの外側にはケーシングＣ締付け用のバンド（後述）を回転させるための一対の旋回駆動モータ２を配置している。
【００１８】
フレーム１の下面であって開口１ｃの周りには環状の旋回ベアリング１ｄを固定し、この旋回ベアリング１ｄの周りに環状歯車３が回転自在に保持されている。この環状歯車３は減速機付きの旋回駆動モータ２の出力軸に取り付けたピニオン２ａに噛み合い、出力軸の正逆回転に従って環状歯車３は開口１ｃの芯周りに回転する。
【００１９】
図５は図３のＡ−Ａ線矢視による平面図、図６は図５のＢ−Ｂ線矢視による縦断面図、図７の（ａ）及び（ｂ）はそれぞれ図５の左側面図及び右側面図である。
【００２０】
環状歯車３の下面にはフランジ４がボルト４ａによって固定され、このフランジ４の左端側に円弧状の第１のバンド５が溶接によって固定されている。そして、第１のバンド５の両端にはヒンジピン５ａによって円弧状の第２のバンド６及び第３のバンド７が水平面内で旋回動作可能に連接されている。第１，第２，第３のバンド５，６，７はいずれもコ字状の断面形状を持ち、第２，第３のバンド６，７の上部フランジ６ａ，７ａはそれぞれフランジ４の下面に取り付けたガイド４ｂ，４ｃとフランジ４の間に差し込まれている。第３のバンド７の先端側の外周には開閉シリンダ８が連結されそのロッド８ａを第２のバンド６の先端部分に連接している。
【００２１】
開閉シリンダ８は油圧式のもので、これを作動させる油圧ポンプ９と電磁切替え弁１０がそれぞれ第１のバンド５の外周に固定されるとともに、作動油タンク１１を第２のバンド６の外周に配置している。油圧ポンプ９及び電磁切替え弁１０はそれぞれに作動スイッチを備えたものでもよいが、操作を簡単にするために図１に示すリモートコントローラＲで遠隔操作できる構成とする。そして、油圧ポンプ９及び電磁切替え弁１０の動作によって、開閉シリンダ８への作動油の給排を制御してロッド８ａを伸縮動作させることができる。
【００２２】
油圧ポンプ９及び電磁切替え弁１０を動作させるための電源として蓄電式のバッテリー１２及び発電機１３をそれぞれ第１のバンド５の外周に備える。バッテリー１２はたとえば自動車用などとして用いられているものをそのまま使用したもので、発電機１３によって得られた電気を蓄電して油圧ポンプ９及び電磁切替え弁１０の電源として用いる。なお、バッテリー１２にはリモートコントローラＲの操作によって油圧ポンプ９及び電磁切替え弁１０への通電を制御するためのコントローラ（図示せず）を備えるものとする。発電機１３はケーシングＣの圧入及び引抜の動作のときの第１〜第３のバンド５〜７の回転を利用して発電する構成としたもので、図８にその要部の断面図を示す。
【００２３】
発電機１３は、内部にロータとコイルを内蔵して発電する本体１３ａと、ロータに連結されて本体１３ａから上に突き出したロータ軸１３ｂと、このロータ軸１３ｂの上端に固定したピニオン１３ｃとから構成されたものである。このような発電機１３ではロータ軸１３ｂを回転駆動することによって、ロータとコイルとの間で起電力を発生させることができる。そして、ロータ軸１３ｂを回転駆動させるため、フレーム１側には開口１ｃの全周囲に巡らして配置されピニオン１３ｃに噛み合う発電用歯車１ｅを設ける。
【００２４】
以上の構成において、作業台車を用いてケーシングＣを地盤中に圧入または施工後に引抜作業するときには、旋回駆動モータ２によって第１のバンド５とこれに一体に連接された第２，第３のバンド６，７を図５において時計方向または反時計方向に回転させる。この第１〜第３のバンド５〜７が回転するとき、図８に示したように第１のバンド５に固定された発電機１３のロータ軸１３ｂのピニオン１３ｃがフレーム１側の発電用歯車１ｅに噛み合って回転する。したがって、ケーシングＣの圧入及び引抜作業のときには、同時に発電機１３が作動してバッテリー１２に蓄電する。これにより、前回の作業のときの蓄電を利用したりまたは予め旋回駆動モータ２を作動させて第１〜第３のバンド５〜７を回転させることにより、バッテリー１２に蓄電されいつでも油圧ポンプ９と電磁切替え弁１０を作動可能な状態に設定できる。
【００２５】
ケーシングＣをフレーム１にセットするときには、リモートコントローラＲを用いて油圧ポンプ９と電磁切替え弁１０の動作を制御し、図９に示すように開閉シリンダ８のロッド８ａを進出させる。これにより、第２のバンド６はヒンジピン５ａ周りに反時計方向に回動するとともに、第３のバンド７はヒンジピン５ａ周りに時計方向に回動する。したがって、第２，第３のバンド６，７は開く方向に回動し、ケーシングＣを第１〜第３のバンド５〜７の間に差し込むことができる。ケーシングＣの差し込みが終了すると、リモートコントローラＲの操作によって電磁切替え弁１０により油路を切替え、開閉シリンダ８のロッド８ａを後退させる。これにより、図５に示すように、第２，第３のバンド６，７がそれぞれ閉じる方向に回動し、ケーシングＣの周りを第１〜第３のバンド５〜７によって強力に拘束することができる。
【００２６】
このケーシングＣの拘束の後には、旋回駆動モータ２と環状歯車３によってフランジ４に固定された第１のバンド５及びこの第１のバンド５に連接された第２，第３のバンド６，７を図５において時計方向または反時計方向に回転させる。この回転と同時に図１に示した昇降シリンダ５５のロッド５５ａを進出させることにより、フレーム１を下側に移動させる。これにより、ケーシングＣは地盤中に圧入されていき、ケーシングＣの圧入後に内部を掘削してケーシングＣを地中に設置することができる。
【００２７】
なお、ケーシングＣの引抜は昇降シリンダ５５のロッド５５ａを後退させることでケーシングＣを上昇させる。この上昇の際にも、旋回駆動モータ２によって第１〜第３のバンド５〜７を回転駆動することによりケーシングＣの引抜を容易にする。
【００２８】
このように、ケーシングＣを圧入または引抜するときには、第１〜第３のバンド５〜７が回転するので、第１のバンド５に固定した発電機１３はピニオン１３ｃとフレーム１側の発電用歯車１ｅとの噛み合いにより発電状態に設定される。このため、圧入及び引抜作業のときには発電機１３によってバッテリー１２に蓄電され、別の現場での作業においてもバッテリー１２を利用して油圧ポンプ９及び電磁切替え弁１０を動作させることができる。したがって、外部給電したり作動油の油路を接続したりすることなく開閉シリンダ８を作動させることができ、現場でのケーシングＣの着脱作業が格段に簡単になる。
【００２９】
図１０は別の実施の形態を示す縦断面図、図１１は要部の拡大断面図である。なお、先に説明したものと同じ構成部材については共通の符号で指示し、その詳細な説明は省略する。
【００３０】
図において、第１のバンド５には開閉シリンダ８への作動油の給排の切替え機能を持つ油圧ポンプユニット２１が配置されている。この油圧ポンプユニット２１はフランジ４を貫通して上に立ち上げた通電用のプローブ２１ａを導通接続したものである。このプローブ２１ａはフランジ４の上面の全周に環状に配置されている。一方、フレーム１側には外部電源（図示せず）に導通するパンタグラフ２２を固定し、プローブ２１ａをこのパンタグラフ２２に接触させることによって油圧ポンプユニット２１に通電させることができる。
【００３１】
このような構成では、図示のようにパンタグラフ２２にプローブ２１ａを接触させることで油圧ポンプユニット２１に通電することができる。したがって、リモートコントローラによる作動油の開閉シリンダ８への給排操作により、先の例と同様に第２，第３のバンド６，７を開閉操させることができる。これにより、ケーシングＣの拘束とその解除が外部通電により行なうことができ、油圧系統の接続作業をする必要がなくなる。
【００３２】
【発明の効果】
本発明では、油圧ユニットを電源部で駆動して開閉シリンダを動作させるので、従来のように油路をカプラーで接続したり外したりする作業が全く不要となり、施工性が格段に向上する。また、油路を開放したりしないので、現場を油で汚染させることなく保全が図れるとともに、油圧系統に異物が混入することがなくその作動を最適化できトラブルの発生が防止できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】 本発明の実施の形態による立坑用ケーシングの圧入引抜装置による施工状況を示す概略図である。
【図２】 フレームの平面図である。
【図３】 ケーシング締付け用のバンドとその回転駆動機構を示す縦断面図である。
【図４】 旋回駆動モータによる伝達機構部分を示す要部の拡大断面図である。
【図５】 図３のＡ−Ａ線矢視による平面図である。
【図６】 図５のＢ−Ｂ線矢視による縦断面図である。
【図７】 （ａ）は図５の左側面図、（ｂ）は図５の右側面図である。
【図８】 発電機とその駆動機構を示す要部の縦断面図である。
【図９】 第１〜第３のバンドを緩めたときの要部の平面図である。
【図１０】 外部給電方式としたときの駆動機構を示す縦断面図である。
【図１１】 図１０の要部を示す拡大断面図である。
【符号の説明】
１ フレーム
１ａ ブラケット
１ｂ リブ
１ｃ 開口
１ｄ 旋回ベアリング
１ｅ 発電用歯車
２ 旋回駆動モータ
２ａ ピニオン
３ 環状歯車
４ フランジ
４ａ ボルト
４ｂ，４ｃ ガイド
５ 第１のバンド
５ａ ヒンジピン
６ 第２のバンド
６ａ 上部フランジ
７ 第３のバンド
７ａ 上部フランジ
８ 開閉シリンダ
８ａ ロッド
９ 油圧ポンプ
１０ 電磁切替え弁
１１ 作動油タンク
１２ バッテリー
１３ 発電機
１３ａ 本体
１３ｂ ロータ軸
１３ｃ ピニオン
２１ 油圧ポンプユニット
２１ａ プローブ
２２ パンタグラフ
５１ 作業台車
５２ ブーム
５３ 傾倒用シリンダ
５４ 昇降ガイド
５５ 昇降シリンダ
５５ａ ロッド
Ｃ ケーシング
Ｒ リモートコントローラ

Claims (3)

1. ガイドに昇降可能に連接されるフレームと、前記フレームにケーシング差し込み用として開けた開口に配置される複数の円弧状のバンドと、前記複数のバンドを環状に配列して前記開口の芯周りに回転または揺動させる駆動機構とを備え、前記バンドの開閉動作によって前記ケーシングの外周を拘束または解放可能とした圧入引抜装置であって、前記バンドどうしを連接して内径を拡大または収縮させる開閉シリンダを作動させる油圧ユニットおよび同油圧ユニットを駆動する電源部を、前記複数のバンドのうちの一つに備えていることを特徴とする立坑用ケーシングの圧入引抜装置。
2. 前記電源部は、発電機とこれにより蓄電されるバッテリーであることを特徴とする請求項１記載の立坑用ケーシングの圧入引抜装置。
3. 前記発電機は、前記複数のバンドのうちの一つに固定される本体とロータ軸とを備え、前記ロータ軸を前記フレームに連接して回転駆動可能としたことを特徴とする請求項２記載の立坑用ケーシングの圧入引抜装置。

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