JP3974811B2 - 杭打機及び杭装着方法並びに杭埋設方法 - Google Patents
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Description
【発明の属する技術分野】
本発明は、鋼管杭やケーシングパイプ等の杭を埋設する杭打機及び該杭打機への杭装着方法並びに該杭打機を用いた杭埋設方法に関する。
【0002】
【従来の技術】
杭打機は、リーダ上部に引き上げた回転駆動装置の下方に、クレーン等により吊り込んだ杭に回転駆動装置を下降させて杭を係合して回転駆動装置に杭を装着し、回転駆動装置にて杭を回転させながら回転駆動装置を下降させて杭を圧入して埋設する。リーダよりも長尺の杭を埋設する場合は、埋設した杭と回転駆動装置との係合を解除して回転駆動装置を上昇させて次の杭と係合させ、この杭の下端を埋設した杭の頭部に溶接やネジ継手で継ぎ足して回転圧入を行い、この作業を繰り返して、所望の深さまで杭を埋設する。
【0003】
なお、杭の係合手段としては、回転駆動装置の杭挿通孔にチャック機構を設けて杭を把持する構造や、回転駆動装置に搭載した杭回転モータの出力軸下端に杭キャップを連結し、該杭キャップに杭頭部を接続し、杭キャップの鉤状切欠部に杭頭部外周の突起を係合する構造がある。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】
ところが、上述の構成では、一度に埋設できる杭の長さはリーダの長さから回転駆動装置の上下長さを差し引いた長さ以下になってしまう。また、安定性の問題からリーダをあまり長くすることができないため、長尺の杭を埋設する場合に、短い杭を何本も継ぎ足しながら埋設することは、施工効率やコスト面で問題があるだけでなく杭の鉛直性にも影響を及ぼすおそれがある。特に、天井等によって上空が制限された現場での施工は、リーダの長さが制限されることに加えて回転駆動装置の長さを考慮すると、杭の長さが大きく制限され、ことさらに、上記の問題点が顕著である。
【0005】
そこで本発明は、リーダよりも長尺の杭を容易に装着して精度良く埋設することができる杭打機及び杭装着方法並びに杭埋設方法を提供することを目的としている。
【0006】
【課題を解決するための手段】
本発明の杭打機は、ベースマシンに起伏可能に設けたリーダに沿って昇降するガイド部に杭の回転駆動装置を搭載し、該回転駆動装置に杭を係合して、回転駆動装置を回転させながら前記杭を埋設する杭打機において、前記杭の頭部外周に頭部突起を、中間部外周に中間突起をそれぞれ設けるとともに、前記回転駆動装置に杭挿通孔を形成し、該杭挿通孔内周壁に、前記頭部突起及び中間突起の通過を許容する軸線方向の通路と、前記頭部突起及び中間突起が回転駆動装置の下方から挿入されて係合する鉤状係合凹部とを、周方向に位相を変えて設けたことを特徴としている。前記回転駆動装置の搭載は、ガイド部に対して固定又は回動可能であってよく、回動可能の場合は、前記リーダの軸線に対して直交する方向の軸回りに回動可能とする。
【0007】
本発明の杭装着方法は、請求項1記載の杭打機に杭を装着する杭装着方法において、傾けたリーダの上部に位置させた回転駆動装置の杭挿通孔に、前記杭を頭部から挿入し、頭部突起を前記通路内を通過させて、回転駆動装置をリーダに沿って中間突起の位置まで移動させ、回転駆動装置を回転させて鉤状係合凹部と中間突起とを一致させ、回転駆動装置を下げて中間突起を鉤状係合凹部に挿入し、回転駆動装置をさらに回転させて中間突起を鉤状係合凹部に係合させ、回転駆動装置を上方へ移動させて、杭下端をリーダの起立に支障のない高さに引き上げた後、リーダを起立させて杭を埋設可能状態に装着することを特徴としている。
【0008】
本発明の杭埋設方法は、請求項1記載の杭打機を用いて杭を埋設する杭埋設方法において、回転駆動装置の鉤状係合凹部に中間突起を係合し、回転駆動装置にて杭を回転させながら回転駆動装置をリーダ下部まで下降させた後、回転駆動装置を回転させて鉤状係合凹部と中間突起との係合を解除し、回転駆動装置を上昇させて中間突起から鉤状係合凹部を離脱させて、さらに頭部突起の位置まで上昇させ、通路を頭部突起と一致させて通過させ、回転駆動装置を回転させて鉤状係合凹部と頭部突起とを一致させ、回転駆動装置を下げて頭部突起を鉤状係合凹部に挿入し、回転駆動装置をさらに回転させて頭部突起を鉤状係合凹部に係合させた状態で回転駆動装置にて杭を回転させながら回転駆動装置を下降させて杭を埋設することを特徴としている。
【0009】
【発明の実施の形態】
以下、本発明を図面に示される各実施形態例に基づいて説明する。図1乃至図10は第1実施形態例を示すもので、杭打機1は、ベースマシン2のフロントブラケット3に下部を回動可能に設けたリーダ4をステーシリンダ5にて後方から支持し、ステーシリンダ5の伸縮でリーダ4を起伏可能としている。リーダ4には、リーダ4の両側に長手方向に設けられたガイドパイプ6,6に沿って昇降するガイド部7に杭の回転駆動装置8が着脱可能に固着されて搭載されている。
【0010】
ガイド部7は、背面に設けたガイドギブ9,9でガイドパイプ6,6を両側から挟み、リーダ4の上下にそれぞれ設けたスプロケット10,11間に掛け渡されたチェーン12の両端をそれぞれ上下端に接続しており、スプロケット10,11の回転によって移動するチェーン12によって昇降する。リーダ4の下端には、杭13の振れ止め14が設けられている。
【0011】
回転駆動装置8は、ベースフレーム15に回転自在に設けられる円筒状の杭回転部18と、該杭回転部18を回転して杭13に掘進回転力を与える杭回転油圧モータ19とを有し、杭回転部18に杭挿通孔20が形成されている。杭13は、下端に杭径よりも大径の螺旋羽根21を有するとともに、頭部13a外周の径方向に対向する位置に頭部突起22を、中間部13b外周の径方向に対向する位置に中間突起23をそれぞれ設けている。
【0012】
前記杭挿通孔20の内周壁には、前記頭部突起22及び中間突起23の通過を許容する軸線方向の通路24と、前記頭部突起22及び中間突起23が下方から挿入されて係合する鉤状係合凹部25とが周方向に位相を変えて設けられている。前記通路24は、杭挿通孔20の両端開口部に亘って杭挿通孔20の内周壁に固着された2つの土手部材26,26間に形成されている。また、杭回転部18の上縁と下縁には、通路24の位置を示す目印となる凹部27がそれぞれ形成されている。
【0013】
前記鉤状係合凹部25は、前記通路24に隣接して、杭挿通孔20の下部に形成されている。この鉤状係合凹部25は、前記土手部材26と、該土手部材26の下部に周方向に接合されて挿通孔20の内周壁に固着された土手部材28と、該土手部材28の上方に間隔を開けて平行に配置されて杭挿通孔20の内周壁に固着された土手部材29と、前記土手部材26と間隔を開けて平行に配置されて杭挿通孔20の内周壁に固着された土手部材30とに囲まれて形成される四角い凹部で、該凹部中央下部の土手部材28を切り欠いて突起挿入口31を形成し、該突起挿入口31上方を突起22,23が係合する係合部32とし、全体形状が、図2に示す如く、略T字形を呈している。該係合部32は、前記突起挿入口31から土手部材26側に直角に折れ曲がる一方の回転トルク伝達用の係合部32aと、前記土手部材31側に直角に折れ曲がる他方の回転トルク伝達用の係合部32bとからなり、該係合部32b入口の土手部材28に抜止突起33を形成している。また、杭回転部18の下縁には、突起挿入口31の位置を示す目印となる二連の凹部34が形成されている。
【0014】
次に、このように構成された回転駆動装置8を備えた杭打機1にリーダ4よりも長い杭13を装着する方法及び杭13を埋設する方法について説明する。図4に示されるように、ステーシリンダ5を縮めて後方へ傾けたリーダ4の上部に回転駆動装置8を位置させ、杭13を相伴クレーン(図示せず)のワイヤ35でリーダ4と平行に吊り上げて、下端を地面に、中間部下方を開いた状態の振れ止め14にそれぞれ預ける。この状態で、回転駆動装置8をリーダ4に沿って下方へ移動させるか又は杭13を引き上げて、回転駆動装置8の杭挿通孔20に杭13を頭部13aから挿入し、杭回転部18を回転して凹部27を前記頭部突起22と一致させる。
【0015】
続いて、図5に示されるように、頭部突起22を前記通路24内を通過させながら、回転駆動装置8をリーダ4に沿って下方へ移動させる。回転駆動装置8の鉤状係合凹部25が前記中間突起23に近づいたら、杭回転部18を少し回転させて、前記凹部34を中間突起23に一致させ、回転駆動装置8を下げて、中間突起23を突起挿入口31から係合部32へ挿入し、杭回転部18をさらに少し回転して中間突起23を係合部32bに係合させる。
【0016】
中間突起23の係合が完了したら、図6に示されるように、回転駆動装置8をリーダ4に沿って上方へ移動させて、杭13下端の螺旋羽根21を振れ止め14のすぐ下まで引き上げて、杭13下端をリーダ4の起立に支障のない高さにした後、ステーシリンダ5を伸ばしてリーダ4を起立させ、図7に示されるように、リーダ4を直立状態とする。
【0017】
リーダ4を直立させて、鉤状係合凹部25に中間突起23を係合した状態で、回転駆動装置8の杭回転部18を杭回転油圧モータ19で回転しながら回転駆動装置8を下降させる。これにより、図2に示されるように、土手部材30の内面が中間突起23の側面に、土手部材29の下面が中間突起23の上面にそれぞれ当接し、杭13に回転トルク及び押下力を伝達して杭13を回転圧入する。杭13を回転させながら回転駆動装置8をリーダ4の下部まで下降させて、図8に示されるように、杭13をその全長の半分程度埋設した後、回転駆動装置8の回転を停止して、杭回転部18を少し逆回転して鉤状係合凹部25と中間突起23との係合を解除する。
【0018】
続いて、回転駆動装置8を上昇させて中間突起23から鉤状係合凹部24を離脱させて、さらに回転駆動装置8を上昇させ、杭回転部18の上縁の凹部27を頭部突起22に一致させる。この凹部27と頭部突起22との一致は、中間突起23との係合を解除した杭回転部18を回転してから回転駆動装置8を上昇させる場合と、中間突起23との係合を解除した回転駆動装置8を上昇させてから杭回転部18を回転させる場合と、中間突起23との係合を解除した回転駆動装置8を上昇させながら杭回転部18を回転させる場合とがある。凹部27を頭部突起22に一致させたら、回転駆動装置8をさらに上昇させて頭部突起22を前記通路24内を通過させ、杭回転部18下縁を頭部突起22の上方に位置させる。
【0019】
次に、図9に示されるように、杭回転部18を回転させて凹部34を頭部突起22に一致させ、回転駆動装置8を下げて、頭部突起22を突起挿入口31から係合部32へ挿入し、杭回転部18をさらに少し回転して頭部突起22を係合部32bに係合させる。この状態で、前記中間突起23を係合させて杭13を埋設した工程と同様に、回転駆動装置8の杭回転部18を杭回転油圧モータ19で回転しながら回転駆動装置8を下降させ、頭部突起22を介して杭13に回転トルク及び押下力を伝達して、杭13を回転しながら回転駆動装置8をリーダ4の下部まで下降させて、図10に示されるように、杭13を埋設する。なお、埋設した杭13に次の杭を継ぎ足して埋設する場合は、上記の装着方法により次の杭を装着し、埋設した杭13に次の杭を溶接やネジ継ぎ手で継ぎ足して、上述の埋設方法により埋設する。
【0020】
このように杭13を装着して埋設することにより、リーダ4よりも長くかつ杭径よりも大径の螺旋羽根22を下端に有する杭13を容易に装着して精度良く埋設することができる。
【0021】
図11乃至図15は第2実施形態例を示すもので、前記第1実施形態例と同一要素には同一の符号を付して説明する。本実施形態の杭打機1は、回転駆動装置8をリーダ4の軸線と直交する方向の軸A回りに回動可能な構成で、図11,12に示されるように、ガイド部7と回転駆動装置8との間に、大径の軸受40を設け、該軸受40の内レース40aをガイド部7に、外レース40bを回転駆動装置8にそれぞれ取り付けている。内レース40aの内周には、内歯歯車41が全周に亘って形成され、該内歯歯車41に、回転駆動装置8のベースフレーム15下部に設置された回動用の油圧モータ42のピニオン43が歯合している。これにより、回転駆動装置8は、油圧モータ42の作動にてリーダ4の軸線と直交方向の軸A回りに回動する。
【0022】
なお、図13に示されるように、ガイド部7に回転駆動装置8を大径のブッシュ式軸受44を介して設け、ガイド部7に回動可能に取り付けた油圧シリンダ45のロッド46を回転駆動装置8のベースフレーム15背面に取り付け、油圧シリンダ45を作動してロッド46の伸縮により、回転駆動装置8を前記軸A回りに回動するように構成してもよい。
【0023】
この構成では、以下の方法によってリーダ4よりも長い杭13を装着することができる。すなわち、図14に示されるように、直立状態のリーダ4の下部に回転駆動装置8を下降させ、油圧モータ42又は油圧シリンダ45の作動により回転駆動装置8を回動して、杭挿通孔20を略水平方向に向け、リーダ4上部のトップシーブ47からワイヤ48で吊り上げた杭13を杭挿通孔20に挿入し、杭13の頭部突起22を前記通路24内を通過させて、杭13の中間突起23と前記凹部34とを一致させて中間突起23を鉤状係合凹部25の突起挿入口31から係合部32へ挿入させ、杭回転部18を少し回転して中間突起23を係合部32bに係合させる。この状態から、図15に示されるように、回転駆動装置8をリーダ4に沿って上昇させながら杭挿通孔19が鉛直方向に向くように油圧モータ42又は油圧シリンダ45で回転駆動装置8を回動し、杭13をリーダ4と平行の直立状態にする。これにより、第1実施形態例に比べて、リーダ4を傾けることなく、直立状態で、リーダ4よりも長くかつ杭径よりも大径の螺旋羽根22を下端に有する杭13を装着することができる。
【0024】
このように、杭13の中間部を回転駆動装置8に係合した状態でリーダ4を直立させることによって、前記第1実施形態例の埋設方法と同様の方法で、杭13を埋設することができる。また、リーダ4を第1実施形態例と同様に傾けて、回転駆動装置8をガイド部7に対してリーダ4と同方向に固定することにより、第1実施形態例と同様の装着方法で杭13を装着することも可能となる。
【0025】
なお、両実施形態例において、中間突起23は、必ずしも、杭13の中間点に設ける必要はなく、それぞれの杭打機のリーダ長に応じて、杭を起立できるのに好都合な位置であればよく、また、1つに限らず、頭部13aと下端との間の複数位置に設けてもよよい。さらに、突起22,23と回転駆動装置8との係合状態の着脱及び通過の許容操作においては、杭回転部18を適宜正逆回転させて行うものである。
【0026】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明の杭打機及び杭装着方法並びに杭埋設方法によれば、リーダよりも長い杭を容易に装着して埋設することができる。特に、高さ制限のある現場での施工の際には、その高さに近い長さの杭を使用でき、短い杭を繋ぐ手間を省略して施工期間の短縮やコストの削減ができる。しかも、長い杭の装着及び埋設が可能なため、リーダを短くして杭打機全体をコンパクトで安定性の高いものとすることができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】 第1実施形態例の回転駆動装置を示す一部断面側面図
【図2】 同じく通路と鉤状係合凹部とを示す杭挿通孔内周壁の展開図
【図3】 同じく杭挿通孔を示す底面図
【図4】 杭装着方法を示すもので、リーダを後方へ傾けて回転駆動装置に杭の頭部を挿入する段階を示す概略図
【図5】 同じく回転駆動装置をリーダの下方へ移動させた段階を示す概略図
【図6】 同じく回転駆動装置をリーダの上方へ移動させて杭下端をリーダの起立に支障のない高さに引き上げた段階を示す概略図
【図7】 同じくリーダを直立状態とした段階を示す概略図
【図8】 杭埋設方法を示すもので、回転駆動装置に中間突起を係合して杭を埋設する段階を示す概略図
【図9】 同じく回転駆動装置をリーダ上部に上昇させて頭部突起を係合する段階を示す概略図
【図10】 同じく回転駆動装置に頭部突起を係合して杭を埋設する段階を示す概略図
【図11】 第2実施形態例の回転駆動装置を示す一部断面側面図
【図12】 同じく回転駆動装置を示す一部断面正面図
【図13】 図12の回動方法に代えてシリンダにて回動する回転駆動装置を示す一部断面正面図
【図14】 杭装着方法の別の例を示すもので、略水平方向に向けた杭挿通孔に杭の頭部を挿入する段階を示す概略図
【図15】 同じく回転駆動装置を上昇させながら挿通孔を鉛直方向に向けて回動して杭をリーダと平行の直立状態にする段階を示す概略図
【符号の説明】
1…杭打機、2…ベースマシン、4…リーダ、7…ガイド部、8…回転駆動装置、13…杭、13a…杭13の頭部、13b…杭13の中間部、18…杭回転部、20…杭挿通孔、22…頭部突起、23…中間突起、24…通路、25…鉤状係合凹部
Claims (4)
- ベースマシンに起伏可能に設けたリーダに沿って昇降するガイド部に杭の回転駆動装置を搭載し、該回転駆動装置に杭を係合して、回転駆動装置を回転させながら前記杭を埋設する杭打機において、前記杭の頭部外周に頭部突起を、中間部外周に中間突起をそれぞれ設けるとともに、前記回転駆動装置に杭挿通孔を形成し、該杭挿通孔内周壁に、前記頭部突起及び中間突起の通過を許容する軸線方向の通路と、前記頭部突起及び中間突起が回転駆動装置の下方から挿入されて係合する鉤状係合凹部とを、周方向に位相を変えて設けたことを特徴とする杭打機。
- 前記回転駆動装置は、前記リーダの軸線に対して直交する方向の軸回りに回動可能であることを特徴とする請求項1記載の杭打機。
- 請求項1記載の杭打機に杭を装着する杭装着方法において、傾けたリーダの上部に位置させた回転駆動装置の杭挿通孔に、前記杭を頭部から挿入し、頭部突起を前記通路内を通過させて、回転駆動装置をリーダに沿って中間突起の位置まで移動させ、回転駆動装置を回転させて鉤状係合凹部と中間突起とを一致させ、回転駆動装置を下げて中間突起を鉤状係合凹部に挿入し、回転駆動装置をさらに回転させて中間突起を鉤状係合凹部に係合させ、回転駆動装置を上方へ移動させて、杭下端をリーダの起立に支障のない高さに引き上げた後、リーダを起立させて杭を埋設可能状態に装着することを特徴とする杭装着方法。
- 請求項1記載の杭打機を用いて杭を埋設する杭埋設方法において、回転駆動装置の鉤状係合凹部に中間突起を係合し、回転駆動装置にて杭を回転させながら回転駆動装置をリーダ下部まで下降させた後、回転駆動装置を回転させて鉤状係合凹部と中間突起との係合を解除し、回転駆動装置を上昇させて中間突起から鉤状係合凹部を離脱させて、さらに頭部突起の位置まで上昇させ、通路を頭部突起と一致させて通過させ、回転駆動装置を回転させて鉤状係合凹部と頭部突起とを一致させ、回転駆動装置を下げて頭部突起を鉤状係合凹部に挿入し、回転駆動装置をさらに回転させて頭部突起を鉤状係合凹部に係合させた状態で回転駆動装置にて杭を回転させながら回転駆動装置を下降させて杭を埋設することを特徴とする杭埋設方法。
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