JP3963011B2 - 円筒状構造体チャック装置 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、基礎杭その他種々の円筒状構造体を回転させつつ地中に埋設する装置又は上記円筒状構造体を所要目的のため回転させる装置において、回転駆動軸の回転を円筒状構造体に伝達するため該円筒状構造体を回転駆動軸にチャックするためのチャック装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、下端に掘削刃を設けた鋼管杭の回転圧入装置や、外周面にらせん翼を設けた鋼管杭の回転埋設装置における鋼管杭チャック装置として、回転駆動部がわに、油圧シリンダにより開閉されるチャックバンドを上記鋼管杭を囲む状態に支持させ、該チャックバンドの締着により鋼管杭を回転駆動部に回転伝達可能にチャックするものや、油圧シリンダにより進退されるクサビを上記鋼管杭と回転駆動部との間に楔入させて鋼管杭を回転駆動部に回転伝達可能にチャックするものが知られている。
【０００３】
しかし、これら従来装置は、いずれも、油圧シリンダ及び油圧源を必要とし、しかも前者のバンド方式では、油圧シリンダを回転部に、油圧源を固定部にそれぞれ配置するため、鋼管杭回転時及び停止時ごとに油圧シリンダと油圧源を接離する面倒な操作が必要となるばかりでなく、回転しながらのチャックバンドの増し締めができない欠点があり、また後者のクサビ方式では、構造が複雑となる等の難点があった。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は、油圧機器を一切省略し、それに伴い従来装置にみられた油圧シリンダと油圧源との面倒な接離操作を解消し、しかも構造の簡素化を実現することを課題とする。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
そこで、本発明は、
回転駆動軸の回転を、これと嵌合される円筒状構造体に伝達すべく両者間に複数のチャックピースを介在させ、
上記回転駆動軸の円筒状構造体がわ周面を正多角形に形成し、
上記チャックピースは、上記回転駆動軸の多角数に対応する個数からなり、それらを互にほぼ隣接状態で回転駆動軸の正多角形周面に沿って環状に配置すると共に、各チャックピースの回転駆動軸がわ面を該正多角形周面の１又は隣接２平面部に当接しうる面に、円筒状構造体がわ面を該構造体の円周面に当接しうる湾曲面にそれぞれ形成し、
上記各チャックピースを上記回転駆動軸の径方向及び軸方向にそれぞれ若干移動可能の状態で回転駆動軸にそれぞれ保持させると共に、各チャックピースの上端部に、上記円筒状構造体の回転駆動軸への嵌合時に該円筒状構造体の押し上げを受けるべき受動部を設け、
上記回転駆動軸及び各チャックピースのいずれか一方又は両方に、上記円筒状構造体により受動部を介して押し上げられる各チャックピースを円筒状構造体の円周面に移動圧接させて初期チャックを行うべきカムを設け、
上記初期チャック後、上記回転駆動軸の回転により、該回転駆動軸の多角面及びそれとそれぞれ対面する各チャックピース面のいずれか一方の最長径の各頂点が他方の最短径の各中点より回転方向手前に係止して最終チャックを行うようにした、
円筒状構造体チャック装置を提案する。
【０００６】
本発明における「回転駆動軸と円筒状構造体の嵌合」とは、円筒状構造体内周に回転駆動軸を嵌入するもの、及び円筒状構造体外周に中空回転駆動軸を被嵌するものを含む。
【０００７】
また、上記「カム手段」は、上記チャックピースの上端部及び回転駆動軸のそれに対応する部位のいずれか一方又は両方にカムを設けたもの、上記チャックピースの中間部及び回転駆動軸のそれに対応する部位のいずれか一方又は両方にカムを設けたもの、上記チャックピースの下端部及び回転駆動軸のそれに対応する部位のいずれか一方又は両方にカムを設けたもの、上記チャックピースの上、下両端部及び回転駆動軸のそれに対応する両部位のいずれか一方又は両方にカムを設けたもの、その他種々の態様のものがある。
以下図面を参照して本発明の実施例について詳述する。
【０００８】
【実施例】
図１、２、３は円筒状杭の上端部を回転駆動軸の外周に被嵌するタイプに実施した例である。図１において、モータ（２）及び減速機（３）を備えた回転駆動装置（１）をリーダマスト（４）に昇降自在に支持させ、該駆動装置（１）の下端から下方へ突出した六角軸の出力軸（５）に、本例では六角軸からなる回転駆動軸（６）を、その上部の六角ソケット（７）を嵌合することにより同心的に接続し、この駆動軸（６）の外周に、円筒状構造体として、本例では鋼管からなる円筒状杭（８）の上端部分をチャックピース（９）…を含む本発明のチャック装置を介して着脱自在に被嵌する。（１０）は出力軸（５）とソケット（７）とに差しこんだ接続ピンである。
【０００９】
上記チャック装置の構造は次のようである。まず、回転駆動軸（６）は、図２（イ）、（ロ）に示すように、正六角軸の軸本体の上端に、上方へ拡大するテーパーカム面（１１’）を外周面に有する逆切頭円錐状カム（１１）と、それと連続してソケット（７）との間に短軸（１２）とを形成し、該短軸（１２）に上部リング（１３）を軸方向へ若干距離摺動自在に被嵌すると共に、該リング（１３）の外周縁に、上記カム面（１１’）と適宜間隔をあけたフランジ状上部ホルダー（１４）を下向きに突設してあり、また駆動軸（６）の下端部には、短筒状下部リング（１５）をピン（１７）により固定すると共に、該リング（１５）の外周縁に、上記駆動軸（６）外側面と適宜間隔をあけたフランジ状下部ホルダー（１６）を上向きに突設してある。
【００１０】
上記チャックピース（９）…は、本例では六角駆動軸（６）に対応して板状体の６枚で構成されており、各ピース（９）…の駆動軸（６）がわの内側面を、該六角軸の各平面部（６’）とほぼ同一幅で該平面部（６’）にほぼ全面当接しうる平面に、また円筒状杭（８）がわの外側面を該円筒状杭（８）の円筒内周面に全面当接しうる湾曲面に形成し、さらにチャックピース（９）…の上端部の内側面に、上記テーパーカム面（１１’）に対応するテーパー従動面（９’）…を形成すると共に、上端部外側面に受動フランジ（１８）…を突設し、該フランジ（１８）…は、円筒状杭（８）がチャックピース（９）…の外周に被嵌されたとき、該杭（８）上端の押し上げを受ける。
【００１１】
上記のようなチャックピース（９）…は、常時はその下端部を下部リング（１５）のホルダー（１６）内側に自重により降下すると共に、上端部を、自重により降下する上部リング（１３）のフランジ（１４）内側に位置させてそれぞれ保持されると共に、そのテーパー従動面（９’）…をテーパーカム面（１１’）に対面させた最下位の位置にあり、しかもチャックピース（９）…の上端部はホルダー（１４）との間に若干距離径方向（円筒状杭方向）へ移動できるクリアランス（ａ）…を、下端部はホルダー（１６）との間に同じくクリアランス（ｂ）をそれぞれ設けると共に、上部リング（１３）は上記ソケット（７）との間に若干距離軸方向へ移動を許すクリアランス（ｃ）を設けてある。
【００１２】
上記チャックピース（９）…の駆動軸（６）及び円筒状杭（８）に対する関係についてみると、上述の最下位にあるときのチャックピース（９）…は、図２（ロ）に示すように駆動軸（６）の平面部（６’）…にピース内側平面を平行に当接もしくは対面させて円筒状杭（８）の内周面に対し非圧接の状態をとり、それにより駆動軸（６）の回転を円筒状杭（８）に伝達しないチャック解除の状態をとる関係にある。またチャックピース（９）…が押し上げられ、その従動面（９’）…がカム面（１１’）に押されて図３（イ）のように径方向へ若干移動したときは、各チャックピースの上端部分が円筒状杭（８）の内周面に圧接して初期チャックに至る。その状態で駆動軸（６）が回転すると、同図（ロ）に示すように該駆動軸（６）における最長外径（Ｌ）の頂点（Ｐ）…がチャックピース（９）…における最短内径（ｌ）の中点（Ｑ）…より回転方向手前の点に係止して、駆動軸（６）の自由回転を抑止し、それにより駆動軸（６）の回転を円筒状杭（８）に伝達する最終チャック状態をとると共に、上記駆動軸（６）の頂点（Ｐ）…からチャックピース（９）…に及ぼす外方への押圧力により各チャックピース（９）…をさらに円筒状杭（８）内周面に圧接させてチャックを強化する関係におかれている。
【００１３】
（１９）は上記短軸（１２）に被嵌した伸縮性ゴムリングである。
【００１４】
上例の作用を操作とともに次に説明する。各部を図２の状態においた後、回転駆動装置（１）をマスト（４）の最上位まで上昇させ、その状態で接続すべき円筒状杭（８）をクレーンにより駆動軸（６）の下に吊りこむ。回転駆動装置（１）を徐々に降下させ、その駆動軸（６）を円筒状杭（８）の上端部内に挿入していく。各チャックピース（９）…の受動フランジ（１８）…が円筒状杭（８）上端に押されてチャックピース（９）…全体が押し上げられると、各従動面（９’）…がカム面（１１’）に押されて各チャックピース（９）…が径方向に移動して円筒状杭（８）内周面に圧接し、それにより初期チャックの状態に至る。そこで、モータ（２）の始動により回転駆動軸（６）を回転させると、図３（ロ）のように該駆動軸（６）の頂点（Ｐ）…がチャックピース（６）…の中点（Ｑ）…より手前の点にそれぞれ係止して最終チャック状態をとり、それにより駆動軸（６）の回転がチャックピース（９）…を介して円筒状杭（８）に確実に伝達されると共にチャック状態を強化される。
【００１５】
円筒状杭（８）を地中に埋設した後該杭（８）から駆動軸（６）を外す場合は、上記モータ（２）を寸動操作により小角度逆回転させて駆動軸（６）の平面部（６’）…に対しチャックピース（９）…の内側平面がほぼ平行に対面する図２（ロ）に近い状態におき、それにより上述のチャック強化を解除する。ついで回転駆動装置（１）を引き上げると、まず駆動軸（６）が、未だ円筒状杭（８）内周面に圧接しているチャックピース（９）…内から上記クリアランス（ｃ）だけ引き上げられ、それにより各チャックピース（９）…従動面（９’）…がカム面（１１’）から離脱して円筒状杭（８）との圧接から解放される。そこで回転駆動装置（１）をさらに引き上げると、チャックピース（９）…を装備された駆動軸（６）全体が円筒状杭（８）内から容易に抜き出される。
【００１６】
図４の他の実施例は、円筒状杭（８ａ）の上端部を中空回転駆動軸（６ａ）の内筒内に嵌入するタイプに実施した例である。回転駆動軸（６ａ）の正六角内筒内に、６枚のチャックピース（９ａ）…を保持させ、該チャックピース（９ａ）…は、駆動軸（６ａ）がわの外側面を駆動軸六角内筒の各１平面部（６’ａ）…とほぼ全面当接しうる平面に、円筒状杭（８ａ）がわの内側面を該杭（８ａ）の外周面にほぼ全面当接しうる湾曲面にそれぞれ形成してあり、これらチャックピース（９ａ）…を、駆動軸（６ａ）の内筒に設けた内側フランジ状上部ホルダー（１４ａ）及び内側フランジ状下部ホルダー（１６ａ）により、クリアランス（ａ）、（ｂ）、（ｃ）を設けて若干距離軸方向移動自在及び同じく径方向移動自在に保持してあり、他の構造は、図１、２、３に準じて適宜設計される。
【００１７】
本例においては、円筒状杭（８ａ）の上端部に駆動軸（６ａ）内筒を被嵌して各チャックピース（９ａ）…を受動フランジ（１８ａ）…を介して杭（８ａ）で押し上げると、各従動面（９’）…がカム面（１１’）に押されて各チャックピース（９ａ）…が径内方へ移動して杭（８ａ）外周面に当接し、初期チャックの状態に至る。ついで駆動軸（６ａ）を回転させると、図４（ハ）に示すように、各チャックピース（９ａ）…における最長外径（Ｌａ）、（Ｌａ）の両頂点（Ｐａ）、（Ｐａ）が、駆動軸（６ａ）における最短内径（ｌａ）の隣り合う平面部（６’ａ）、（６’ａ）の中点（Ｑａ）、（Ｑａ）より手前の点にそれぞれ係止して最終チャック状態をとると共に、チャック状態を強化する。
【００１８】
図５のさらに他の実施例は、回転駆動軸（６ｂ）の正六角内筒内に６枚のチャックピース（９ｂ）…を保持させ、各チャックピース（９ｂ）…の駆動軸（６ｂ）がわ外側面を、駆動軸六角内筒の隣接２平面部（６’ｂ）（６’ｂ）、…のほぼ各半面に当接しうる山形屈曲面に、円筒状杭（８ｂ）がわ内側面を該杭の外周面に当接しうろ湾曲面にそれぞれ形成し、他の構造は図４と実質的に同一である。本例によれば、最終チャックにおいて、同図（ロ）に示すように各チャックピース（９ｂ）…の最長外径（Ｌｂ）の頂点（Ｐｂ）が駆動軸（６ｂ）の最短内径（ｌｂ）の中点（Ｑｂ）より手前に係止する。
【００１９】
本発明における回転駆動軸の円筒状杭との嵌合周面には、四角形、五角形、六角形等の多角形であるが、楕円形に形成したものもある。
【００２０】
【発明の効果】
本発明の円筒状構造体チャック装置によれば、従来チャック装置に使用されていた油圧機器はもとより他の動力機器をも一切省略することができ、それに伴い装置全体の小型化、簡素化を実現することができ、しかも操作においては、回転駆動軸を回転させれば自動的にチャック状態をとることができると共に、従来装置におけるような油圧シリンダと油圧源との面倒な接離操作を解消でき、操作の能率化、簡素化を達成できるのである。
【図面の簡単な説明】
【図１】回転駆動装置に接続された本発明チャック装置の一部切欠正面図である。
【図２】（イ）チャック装置部分の一部切欠拡大正面図である。
（ロ）（イ）図のＡ−Ａ線断面図である。
【図３】（イ）チャック装置部分のチャック状態の一部切欠拡大正面図である。
（ロ）（イ）図のＢ−Ｂ線断面図である。
【図４】（イ）他の実施例の拡大縦断正面図である。
（ロ）（イ）図のＣ−Ｃ線断面図である。
（ハ）チャック状態の同上断面図である。
【図５】（イ）さらに他の実施例の図４（ロ）と同一切断面による断面図である。
（ロ）チャック状態の同上断面図である。
【符号の説明】
１ 回転駆動装置
６、６ａ、６ｂ 回転駆動軸
６’、６’ａ、６’ｂ 回転駆動軸の平面部
８、８ａ、８ｂ 円筒状杭
９、９ａ、９ｂ チャックピース
１１、１１ａ カム
１１’、１１’ａ カム面
１４、１４ａ 上部ホルダー
１６、１６ａ 下部ホルダー
１８、１８ａ 受動フランジ

Claims (1)

1. 回転駆動軸の回転を、これと嵌合される円筒状構造体に伝達すべく両者間に複数のチャックピースを介在させ、
   上記回転駆動軸の円筒状構造体がわ周面を正多角形に形成し、
   上記チャックピースは、上記回転駆動軸の多角数に対応する個数からなり、それらを互にほぼ隣接状態で回転駆動軸の正多角形周面に沿って環状に配置すると共に、各チャックピースの回転駆動軸がわ面を該正多角形周面の１又は隣接２平面部に当接しうる面に、円筒状構造体がわ面を該構造体の円周面に当接しうる湾曲面にそれぞれ形成し、
   上記各チャックピースを上記回転駆動軸の径方向及び軸方向にそれぞれ若干移動可能の状態で回転駆動軸にそれぞれ保持させると共に、各チャックピースの上端部に、上記円筒状構造体の回転駆動軸への嵌合時に該円筒状構造体の押し上げを受けるべき受動部を設け、
   上記回転駆動軸及び各チャックピースのいずれか一方又は両方に、上記円筒状構造体により受動部を介して押し上げられる各チャックピースを円筒状構造体の円周面に移動圧接させて初期チャックを行うべきカムを設け、
   上記初期チャック後、上記回転駆動軸の回転により、該回転駆動軸の多角面及びそれとそれぞれ対面する各チャックピース面のいずれか一方の最長径の各頂点が他方の最短径の各中点より回転方向手前に係止して最終チャックを行うようにした、
   円筒状構造体チャック装置。

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