JP3965653B2 - 杭打ち装置 - Google Patents

Description

本発明は、軟弱地盤に住宅を建てる際に、支持力増加と地盤沈下低減のための杭を打ち込む杭打ち装置に関する発明である。

従来の杭打ち装置は、軟弱地盤に杭を回転させながら杭を地中に打ち込む杭打ち装置であった。

しかしながら、従来の杭打ち装置は、専用機であるため高価で、しかも回転圧入方式であるから杭の接続が困難で７ｍ程度の深さが杭打ちの限界であった。

そこで、本発明は、杭打ち装置の設置が容易で、回転圧入方式を利用することがないため杭の接続が容易であるとともに、杭を地盤補強に最適な地中の支持層まで埋め込むことができる杭打ち装置を提供することを目的とするものである。

本発明は、上記の課題を解決するために、アーム先端に連結ピン３ｋで着脱できる連結部材３ｊを取り付けたクレーン３と、前記クレーン３の連結部材３ｊと連結する接続部材５ｃが上部に付いた柱状で中空の杭打ち機本体５と、前記本体５に沿って上下にスライド移動する作動部６と、前記本体５内部に吊り下げられた重り６ｍと前記作動部６を繋ぐワイヤー６ｇと、前記本体５上部において前記ワイヤー６ｇを掛ける内滑車６ｌと、前記作動部６に両端を接続したワイヤー６ｆと、前記本体５下部において前記ワイヤー６ｆを掛ける左右滑車６ｈ、６ｉとからなり、前記クレーン３で吊り下げた杭打ち機２を地面に固定し、前記ワイヤー６ｆをクレーンフック３ｈにより巻き上げて前記作動部６を下降させることで、前記作動部６に頭部を固定した杭１０を地中に圧入させることを特徴とする杭打ち装置１の構成とした。

本発明の杭打ち機はトラッククレーン等のクレーン機構に設置が容易にでき、クレーンの引く力を杭を埋め込む力に転化するため回転圧入方式よりも更に深く杭を打ち込むことができ、また杭打ち時間が短時間で済むため効率良く作業を進めることができる。

安価で簡単に設置可能な杭打ち機でありながら従来よりも深い地層まで杭を打ち込むという目的をクレーンの引く力を押す力に変えることによって実現した。

図１は本発明である杭打ち装置の全体図である。図１に示すように本発明である杭打ち装置１は、杭打ち機２とクレーン３とトラック４とからなる。クレーン３はトラック４の運転室４ａと荷台４ｆの間に設置されており、杭打ち機２は荷台４ｆに積まれている。

トラック４の運転室４ａ及び荷台４ｆの間、即ちクレーン３が設置されている両脇には杭打ちの作業中にトラック４が動いてしまわないように固定するための足４ｃ、４ｃが設置されている。足４ｃ、４ｃの内部には先端に接地部４ｄを備えた伸縮部４ｅ、４ｅが内包されており、伸縮部４ｅ、４ｅは下方に向かって伸縮することができる。

伸縮部４ｅ、４ｅを下方に向けて伸ばし接地部４ｄを地面につけ車体を浮かすことで、トラック４を固定することができる。尚、符号４ｂはタイヤを示している。

図２は本発明である杭打ち装置の杭打ち機の正面図、図３は杭打ち機の左側面図、図４は杭打ち機の右側面図、図５は杭打ち機の背面図、図６は杭打ち機の断面図である。図２から図２から図５に示すように杭打ち機２は本体５、作動部６、ウインチ部７、調節部８、吊り下げ部９とからなる。

本体５は縦長の直方体をした中空の支柱５ａからなり、上部左右両面には略台形状をした補強板５ｄ、５ｄが備え付けられ、補強板５ｄ、５ｄは支柱５ａから後方に向かって突出して接続されている。突出した補強板５ｄ、５ｄの上部は筒状の接続部材５ｃにより互いに接続されている。

即ち本体５と接続部材５ｃにより連結し、かつ補強しているのが補強板５ｄ、５ｄである。また、先端５ｂのプレートは補強板５ｄ、５ｄの上辺同士及び補強板５ｄ、５ｄと中空の支柱５ａの接続を補強している。

支柱５ａの正面上部には窓５ｉが設けられており、作動部６の内滑車６ｌが設置されている。また、下端には土台板５ｅが備えられており、土台板５ｅの後方面に沿って傾斜板５ｆが起立して接続されている。

土台板５ｅの左前角には中空かつ直方体形状の調節部材５ｇが備えられており、調節部材５ｇの真ん中よりやや下の高さの位置に目印５ｈが備えられている。目印５ｈはリング状をしている。また、図３に示すように調節部材５ｇの後方には固定ピン５ｊを収納することができる。

作動部６は、略Ｌ字形の可動部材６ａと２種類のワイヤー６ｆ、６ｇと左右滑車６ｈ、６ｉと重り６ｍとからなる。可動部材６ａは正面及び背面より見ると略長方形状をし、左右側面より見ると略Ｌ字型をした中空の部材で、中空部分を支柱５ａが貫通している。即ち、可動部材６ａは支柱５ａ上を上下にスライド移動することができる。

可動部材６ａの下部は前方に向かって突出しており杭打ち部６ｂを形成している。杭打ち部６ｂの上面には前接続部材６ｅによりワイヤー６ｇが接続されておりワイヤー６ｇは内滑車６ｌを経由して中空の支柱５ａの内部に入り、図６に示すように支柱５ａ内の重り６ｍに接続されている。

図３に示すように可動部材６ａの左側面には左接続部材６ｃによりワイヤー６ｆの一端が接続されており、図４に示すように可動部材６ａの右側面には右接続部材６ｄによりワイヤー６ｆのもう一端が接続されている。

ワイヤー６ｆは可動部材６ａの左側面より下方に伸び支柱５ａ左側に設けられた左滑車６ｈを経由した後、支柱５ａの右側に設けられた右滑車６ｉを経由して上方へ向かい可動部材６ａの右側面へ接続されている。ワイヤー６ｆの左滑車６ｈと右滑車６ｉの間の部分は保護部材６ｊで補強されている。

図２及び図３に示すように可動部材６ａの左側面かつ左接続部材６ｃより前側には接続部材６ｋが取り付けられており、この接続部材６ｋの上端は調節部８のワイヤー８ｂの一端が接続され、下端はワイヤー８ｂのもう一端が接続されている。

ウインチ部７はウインチ７ｄを有する支持材７ａとワイヤー７ｃと中滑車７ｇとからなり、ワイヤー７ｃの一端はウインチ７ｄに接続され、もう一端には吊り下げ部９が接続されている。ウインチ７ｄは支持材７ａの上部に設けられ、支持材７ａの横に設けられたハンドル７ｂにより回転させることができる。

即ちハンドル７ｂを回転させることでウインチ７ｄを回転させ、接続されたワイヤー７ｃを巻き上げたり、緩めたりすることができる。また、図４に示すようにウインチ７ｄの下には制御棒７ｆがウインチ７ｄと連動して備えられており、ウインチ７ｄの巻き取っている状態を維持する役割を果たしている。

ウインチ７ｄの上にはガイド棒７ｅが横架されており、杭１０と吊り下げ部材９ａを接続するために設けられている。

図２から図４に示すように、中滑車７ｇは本体５の先端５ｂ前側に取り付けられており、ウインチ７ｄより上部に向かって伸びたワイヤー７ｃが中滑車７ｇを経由して下方に向かい、杭打ち部６ｂの中心に穿設された孔を貫通し下方まで伸びている。ワイヤー７ｃの下端には吊り下げ部９が接続されている。

図２及び図６に示すように調節部８は上部滑車８ａと下滑車８ｃとワイヤー８ｂとからなり、上部滑車８ａは接続板８ｄを介して本体５の補強板５ｄに設置されている。一方下滑車８ｃは本体５の土台板５ｅに設置されている。

前述したようにワイヤー８ｂの一端は接続部材６ｋの上部に接続され、もう一端は接続部材６ｋの下端に接続されて輪っか状態となっている。輪っか状態となったワイヤー８ｂは上部滑車８ａ及び下滑車８ｃを経由し、接続部材６ｋを有する可動部材６ａの上下運動に伴って回動運動をする。

また、ワイヤー８ｂはリング状の目印５ｈ内を貫通しており、ワイヤー８ｂに記された印を目印５ｈの位置に合わせることで、可動部材６ａの地上からの高さを知ることができる。

図７は、本発明である杭打ち装置の接続部の拡大図である。図７に示すように、吊り下げ部９は吊り下げ部材９ａと差し込み筒９ｂとからなる。吊り下げ部材９ａは中空の円柱をしており、上部には吊り下げ部材９ａより径の広い鍔９ｄとなっている。吊り下げ部材９ａの孔９ｅの径は、差し込み筒９ｂの外径よりも小さいため、吊り下げ部材９ａ内に嵌め込まれた差し込み筒９ｂは孔９ｅより抜けてしまうことはない。

吊り下げ部材９ａの下半分には、スリット９ｃが縦方向に設けられているため、吊り下げ部材９ａの下半分は、スリット９ｃにより４つに分割されて４つの片９ｆ、９ｆ、９ｆ、９ｆの面ができている。この４つの片９ｆの下端は、図７に示すように、近接しているため吊り下げ部材９ａの上部の径より下部の径の方が若干狭くなっている。

差し込み筒９ｂは、円柱状をしており外径の長さは吊り下げ部材９ａの内径より若干長い。差し込み筒９ｂの上端部はテーパー状に若干狭まっているため吊り下げ部材９ａ内に入り込みやすくなっている。また、差し込み筒９ｂの中心はワイヤー７ｃが貫通している。貫通したワイヤー７ｃの下端、即ち、差し込み筒９ｂの下端より下に飛び出した側の一端には留め具７ｈが取り付けられており、ワイヤー７ｃと差し込み筒９ｂがしっかりと接続されている。

図７に示すように吊り下げ部９と杭１０を接続するには、先ずワイヤー７ｃにより繋がっている吊り下げ部材９ａと差し込み筒９ｂを互いに接続しない状態で差し込み筒９ｂが下にくるように杭１０の内部に挿入する。次に、ワイヤー７ｃを上に引き上げることで差し込み筒９ｂは、吊り下げ部材９ａの内部に入り込み、吊り下げ部材９ａに形成されているスリット９ｃにより４枚に分かれた吊り下げ部材９ａの４片９ｆ、９ｆ、９ｆ、９ｆは、矢印Ａ及び矢印Ａ’方向に押し広げられ拡開する。

ワイヤー７ｃを更に引き上げ差し込み筒９ｂを吊り下げ部材９ａ内に嵌め込ませようとすることで吊り下げ部材９ａの４片９ｆ、９ｆ、９ｆ、９ｆは、更に押し広げられ杭１０の内壁面を押し広げようとし、この押し広げる力で吊り下げ部材９ａの各片９ｆと杭１０の内壁面に密着し係止される。

吊り下げ部材９ａの孔９ｅより差し込み筒９ｂの上部を下方に向かって叩くことにより吊り下げ部材９ａと差し込み筒９ｂは外すことができる。その結果、吊り下げ部材９ａの各片９ｆは外方に押し広げられて杭１０の内壁面を押していた状態がなくなり、杭１０から吊り下げ部材９ａを取り出すことができる。

図８及び図９は本発明である杭打ち装置の杭打ち機の動きを示した図である。図８に示すように杭打ち機２の最初の状態では可動部材６ａは支柱５ａの上部に位置している。これは可動部材６ａよりワイヤー６ｇによって接続された重り６ｍの下へ引っ張る力が内滑車６ｌを経由することで可動部材６ａを引き上げる力に転換されているからである。

図９に示すように保護部材６ｊを上に引っ張り上げることでワイヤー６ｆの引き上げる力は、左右滑車６ｈ、６ｉを経由することで下へ引っ張る力に転換され、ワイヤー６ｆの両端が接続されている可動部材６ａが下方へ向かって引き下げられる動きをする。

この時、もう一方のワイヤー６ｇにより可動部材６ａと接続された重り６ｍは、可動部材６ａが下方へ引き下げられることにより、内滑車６ｌにて力の方向が転換されるワイヤー６ｇにより引っ張り上げられている。

ワイヤー６ｆの中央に取り付けられた保護部材６ｊを更に引っ張り上げることにより、可動部材６ａは更に下に引き下げられる。尚、保護部材６ｊを引っ張り上げる力を緩めることで、重り６ｍの下へ引き下げる力が可動部材６ａを上に引き上げて元の位置に戻ろうとする。

図１０は本発明である杭打ち装置の杭打ち機の接続状態を示した拡大図である。図１０に示すように杭打ち機２の支柱５ａの上部に設けられた接続部材５ｃによりクレーン３の先端に連結部材３ｊにより取り付け連結する。

この時、連結部材３ｊの孔と接続部材５ｃの孔に連結ピン３ｋを挿入することで、クレーン３と杭打ち機２は回動可能に接続される。尚、滑車３ｌ、３ｏ、３ｐはクレーン３で設置されているワイヤーの動きを制御する滑車を示している。

図１１及び図１２は本発明である杭打ち装置の杭打ち準備段階を示す全体図、図１３は準備段階を示す拡大図、図１４は杭打ち装置に杭を設置した状態を示す拡大図である。図１１に示すようにクレーン３に杭打ち機２を接続した後、クレーン３の第１アーム３ａ、第２アーム３ｂ、第３アーム３ｃ、第４アーム３ｍ、第５アーム３ｉ、伸縮棒３ｇを伸ばして行き、杭打ち機２を吊り下げた状態にする。

図１２に示すように、吊り下げた杭打ち機２を吊ったまま支持部３ｅ、受け部３ｆから半回転させてクレーン３の先端及び杭打ち機２が運転室４ａの前に来るようにする。杭打ち機２の土台板５ｅを地面に付け固定ピン５ｊにより杭打ち機２を地面に固定する。

次に図１３に示すようにクレーン３のワイヤー３ｎを伸ばして滑車３ｄ及びフック３ｈを下に下げ、フック３ｈを保護部材６ｊに引っ掛ける。そして吊り下げ部９を打ち込もうとしている杭１０に接続し、ワイヤー７ｃをウインチ７ｄで巻き上げることで杭１０を引っ張り上げる。杭１０が吊り下げ部９により係止され、図７に示した方法により吊り下げることができる。

即ち杭１０の内部に差し込み筒９ｂ及び吊り下げ部材９ａを差込みワイヤー７ｃを引き上げることで差し込み筒９ｂが吊り下げ部材９ａの中に入り込み、吊り下げ部材９ａに形成されているスリット９ｃにより４つに分割されている各片９ｆが押し広げられ杭１０の内面を押し広げようとする。この押し広げる力が杭１０と吊り下げ部９の接続をしっかりと維持するため杭１０は吊り下げ部９の吊り下げ部材９ａより抜けずに引っ張り上げられる。

図１４に示すように真っ直ぐに杭１０を吊り下げて杭打ちの準備が完了する。この時可動部材６ａの位置は予め杭１０の長さを測っておき、可動部材６ａと連動しているワイヤー８ｂ上に記された高さの印を目印５ｈに合わせることで、おおよそ合わせておくことができる。

図１５、図１６及び図１７は本発明である杭打ち装置で杭打ちをしている状態を示す拡大図である。図１５に示すように杭１０を設置した後、杭１０の上端に可動部材６ａの杭打ち部６ｂが当たるまでクレーン３のワイヤー３ｎを巻き上げることでフック３ｈを引き上げてワイヤー６ｆを引っ張る。

その後、図１６に示すように更にワイヤー６ｆをクレーン３を巻き上げることで、杭打ち部６ｂが下方に向かって引き下げられ杭１０を地中に押し込んでゆく。図１７に示すように杭１０の打込みが完了したところでクレーン３を巻き下げ、杭１０より吊り下げ部９の吊り下げ部材９ａを外す。

本発明である杭打ち装置の全体図である。 本発明である杭打ち装置の杭打ち機の正面図である。 本発明である杭打ち装置の杭打ち機の左側面図である。 本発明である杭打ち装置の杭打ち機の右側面図である。 本発明である杭打ち装置の杭打ち機の背面図である。 本発明である杭打ち装置の杭打ち機の断面図である。 本発明である杭打ち装置の接続部の拡大図である。 本発明である杭打ち装置の杭打ち機の動きを示した図である。 本発明である杭打ち装置の杭打ち機の動きを示した図である。 本発明である杭打ち装置の杭打ち機の接続状態を示した拡大図である。 本発明である杭打ち装置の杭打ち準備段階を示す全体図である。 本発明である杭打ち装置の杭打ち準備段階を示す全体図である。 本発明である杭打ち装置の杭打ち準備段階を示す拡大図である。 本発明である杭打ち装置に杭を設置した状態を示す拡大図である。 本発明である杭打ち装置で杭打ちをしている状態を示す拡大図である。 本発明である杭打ち装置で杭打ちをしている状態を示す拡大図である。 本発明である杭打ち装置で杭打ちをしている状態を示す拡大図である。

符号の説明

１ 杭打ち装置
２ 杭打ち機
３ クレーン
３ａ 第１アーム
３ｂ 第２アーム
３ｃ 第３アーム
３ｄ 滑車
３ｅ 支持部
３ｆ 受け部
３ｇ 伸縮棒
３ｈ フック
３ｉ 第５アーム
３ｊ 連結部材
３ｋ 連結ピン
３ｌ 滑車
３ｍ 第４アーム
３ｎ ワイヤー
３ｏ 滑車
３ｐ 滑車
４ トラック
４ａ 運転室
４ｂ タイヤ
４ｃ 足
４ｄ 接地部
４ｅ 伸縮部
４ｆ 荷台
５ 本体
５ａ 支柱
５ｂ 先端
５ｃ 接続部材
５ｄ 補強板
５ｅ 土台板
５ｆ 傾斜板
５ｇ 調節部材
５ｈ 目印
５ｉ 窓
５ｊ 固定ピン
６ 作動部
６ａ 可動部材
６ｂ 杭打ち部
６ｃ 左接続部材
６ｄ 右接続部材
６ｅ 前接続部材
６ｆ ワイヤー
６ｇ ワイヤー
６ｈ 左滑車
６ｉ 右滑車
６ｊ 保護部材
６ｋ 接続部材
６ｌ 内滑車
６ｍ 重り
７ ウインチ部
７ａ 支持材
７ｂ ハンドル
７ｃ ワイヤー
７ｄ ウインチ
７ｅ ガイド棒
７ｆ 制御棒
７ｇ 中滑車
７ｈ 留め具
８ 調節部
８ａ 上部滑車
８ｂ ワイヤー
８ｃ 下滑車
８ｄ 接続板
９ 吊り下げ部
９ａ 吊り下げ部材
９ｂ 差し込み筒
９ｃ スリット
９ｄ 鍔
９ｅ 孔
９ｆ 片
１０ 杭

Claims (1)

1. アーム先端に連結ピンで着脱できる連結部材を取り付けたクレーンと、前記クレーンの連結部材と連結する接続部材が上部に付いた柱状で中空の杭打ち機本体と、前記本体に沿って上下にスライド移動する作動部と、前記本体内部に吊り下げられた重りと前記作動部を繋ぐ重り側ワイヤーと、前記本体上部において前記重り側ワイヤーを掛ける内滑車と、前記作動部に両端を接続したクレーン側ワイヤーと、前記本体下部において前記クレーン側ワイヤーを掛ける左右滑車とからなり、前記クレーンで吊り下げた杭打ち機を地面に固定し、前記クレーン側ワイヤーをクレーンフックにより巻き上げて前記作動部を下降させることで、前記作動部に頭部を固定した杭を地中に圧入させることを特徴とする杭打ち装置。

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