JP4015083B2 - 中掘りロッドの伸縮装置 - Google Patents

Description

本発明は、土木工事において構造物支持杭の建て込みに用いられる中掘り工法用中掘りロッドの伸縮装置に関する。

構造物の支持杭を建て込む工法の一つとして、杭の貫入性を向上させることを目的として用いられる中掘り工法がある。

この中掘り工法は、外側に位置する杭（中空杭）をその内側に位置する中掘りロッドに対し逆方向に回転させながら杭の建て込みを行うようになされる。

上記の中掘り工法を実施するための装置として、外側の杭と内側の中掘りロッドとをそれぞれ別のモータで回転駆動するようにし、かつ外側の杭と内側の中掘りロッドとをそれぞれ独立してリーダマストに吊持するようになされたものと、外側の杭と内側の中掘りロッドとを同一のモータで回転駆動するようにし、これらを一体としてリーダマストに吊持するようになされたものがある（特許文献１，２参照）。

中には回転圧入装置と称されるところの、外側の杭繋留部を独立して上下動させるようにする装置を前記後者の機械に組み合わせて使用するものが知られている（特許文献３参照）。
特開２００２−６１１８７号公報 特開平１１−１３１４７２号公報 特公昭５６−２８７１号公報

しかして特許文献１に記載のものでは、外側の杭と内側の中掘りロッドとを独立して操作することができるので、継ぎ足し作業が容易であり、また中掘りロッドの先端の掘削ヘッドを杭の先端から自由に出し入れすることができるので、対象土質に合わせた施工が行える利点を有する反面、装置自体がきわめて大掛かりなものとなり、重量も嵩むものとなるという実用面での問題点がある。

特許文献２に記載のものでは、装置全体を比較的コンパクトに構成することが可能であるから、装置の軽量化を図ることはできるが、回転および上下動のいずれも内外同時操作となり、そのため作業性、施工性ともに劣るという問題点がある。

さらに特許文献３に記載のものは、削孔と鋼矢板の建て込みとを併行して行う装置であり、中掘り工法用の装置とは対象を異にするが、この手段を中掘り工法に転用しようとしても、回転駆動系とは縁の切れた伸縮作動装置を別に設けなければならないため、構造が複雑化して実用には供し難い。

本発明はこれらに鑑み、杭と中掘りロッドとを同一駆動源により回転駆動を可能とし、かつ杭の内部において中掘りロッド回転用回転体を外部操作により伸縮作動可能として、比較的小型、軽量に構成し得て中掘り工法の作業性、施工性の大幅な改善を図ることを課題としてなされたものである。

上記課題を解決する手段として本発明は、リーダマストにそって昇降動自在に吊持される駆動部に、下端に中空杭を接続する杭回転用ケーシングと、中掘りロッド回転用回転体とをそれぞれ回転駆動自在に支持し、前記回転体は、その上端に回転中心を中心として環状配置され前記駆動部側から圧油が給排される複数本の油圧シリンダの一端を支持するとともに該油圧シリンダの他端に円筒状の外筒を連結し、前記油圧シリンダを束ねるシリンダ束ね部材と前記外筒とを軸方向への摺動を許容し回転方向へは一体回転するよう嵌合し、前記シリンダ束ね部材の中心部と前記外筒の中心部とにあって、前記中掘りロッドの薬液通路に連通するよう設けられた上下の薬液通路を軸方向摺動可能に接続してなり、前記複数本の油圧シリンダに圧油を均等に給排して中掘りロッドを上下方向に伸縮動させるようにしたことを特徴とする。

こうしたことにより、同一の駆動源により杭と中掘りロッドとを回動させることができながら、必要時に中掘りロッド回転用回転体を伸長させることにより先行掘りを行うことができ、かつ中掘りロッドを伸長させても薬液の供給を支障なく行うことができる。

特に中掘りロッドの伸縮作動を環状配置の複数本の油圧シリンダによりなさしめるので、薬液通路を中心位置に配置することができ、薬液の供給を円滑に行わしめることができる。

請求項２は、前記油圧シリンダへの圧油の給排をピストンロッド内に形成した圧油流路を通じて行わせるようにしたものであり、これにより回転体内に油圧配管類を配する必要がなく、装置をよりコンパクトに構成することができる。

請求項３は、シリンダ束ね部材の内面を油圧シリンダの本数に対応する多角形断面形状としたものであり、これにより大トルクの伝達を可能とすることができる。

以上説明したように本発明によれば、中掘りロッドを回動させる回転体を油圧の外部操作により伸縮させて中掘りロッドを杭の先端から出し入れすることができるので、継ぎ足し作業が容易であるとともに、掘削対象地質に合わせた施工を容易に行うことができる。

また回転体を伸縮させるための油圧シリンダを環状配置の複数本とし、その中心位置に薬液通路を設けるようにしたので、回転体を伸縮させて中掘りロッドを杭の下端から出没させても常に薬液を供給することができる構成とすることができる。

さらに複数本の油圧シリンダを束ねるシリンダ束ね部材を油圧シリンダの本数に対応した多角形断面とすれば、このシリンダ束ね部材を通じて大トルクの伝達を図ることができる効果が得られる。

以下、本発明を図面に示す実施の形態を参照して説明する。

図１（Ａ），（Ｂ）は本発明の一実施形態の正面図および側面図を示し、図２は中掘りロッド１を伸長させた状態の正面図を示すもので、図１，図２において符号２は通常の掘削機と同様に作業機械等に立設されるリーダマストのガイドレール３にスライダ４，４…が摺動自在に嵌合されてワイヤ５により昇降動自在に支持される駆動部であり、この駆動部２内のモータの出力軸に減速機構、周知の遊星歯車機構６（詳細は図示省略）を介して杭回転用ケーシング７と中掘りロッド回転用回転体８が互いに逆方向に回動自在に連結されている。

上記回転体８の下端の連結部９には中掘りロッド１が連結されるもので、中掘りロッド１の下端には掘削ヘッド（図示せず）が装着されるとともに、中掘りロッド１の軸心にはグラウト等の薬液を掘削ヘッドの吐出口へ導くための薬液通路１０を有している。

前記杭回転用ケーシング７は円筒状のもので、その下端には杭１１（中空杭）の上端を接続するためのカップリング１２が設けられている。

前記中掘りロッド回転用回転体８は、図３に軸方向の一部を省略した拡大断面図を、図４に図３のＡ−Ａ、図５に同Ｂ−Ｂ相当の拡大横断面図を、さらに図６に図３のＰ部の拡大断面図をそれぞれ示すように、前記駆動部２の遊星歯車機構６の一方の回転出力軸に連結される連結軸部１４と、この連結軸部１４の下端のフランジ部１４ａにピストンロッド１５の上端が接続されて環状配置される複数本（図示の実施形態では６本）の油圧シリンダ１６，１６，…と、これら油圧シリンダ１６，１６，…の外周部を囲繞して束ねる断面六角形状の内面を有するシリンダ束ね部材１７と、前記各油圧シリンダ１６，１６，…のシリンダケース１６ａ，１６ａ，…により囲まれた中心部に位置してその芯材となるパイプ材１８内に挿通され前記連結軸部１４の軸心に貫通する中心孔１９に上端が接続されたパイプ製の上部薬液通路２０と、当該回転体８の下端の前記シリンダケース１６ａ，１６ａ，…を支持するフランジ部２１に挿通支持され前記上部薬液通路２０にシール材２２を介して液密に摺動自在に嵌挿接続されるパイプ製の下部薬液通路２３と、前記シリンダ束ね部材１７に摺動可能に外嵌され下端が前記フランジ部２１に固定された外筒２４とで構成されている。

前記連結軸部１４の中心孔１９内には、圧油給排用の圧油流路２５，２６が挿通され、これら圧油流路２５，２６は前記ピストンロッド１５，１５，…内軸方向に形成された圧油流路２７，２８に接続されており、一方の圧油流路２７はシリンダケース１６ａ内のピストン２９の上部側に開口され、他方の圧油流路２８はピストン２９を貫通してその下部側に開口されている。

したがって圧油流路２７を通じてピストン２９の上部側に圧油が供給されると相対的にシリンダケース１６ａが引き上げられ、圧油流路２８を通じてピストン２９の下部側に圧油が供給されるとシリンダケース１６ａが下降するようになる。

前記外筒２４の下端のフランジ部２１の下面には中掘りロッド１を連結するための連結部９が突設されており、この連結部９には前記下部薬液通路２３を通じて供給される薬液を中掘りロッド１の薬液通路１０へ送るための流路３１が形成されている。

なお符号３２はシリンダケース１６ａの昇降を案内するガイド筒である。

次に上記実施形態の作用を説明する。

地盤を削孔して杭１１を建て込むに際し、支持層を先行掘りするときは、図１（Ａ），（Ｂ）に示す中掘りロッド１１の短縮状態から油圧シリンダ１６，１６，…のピストン２９の上部側へ圧油を送入してシリンダケース１６ａ，１６ａ，…を下降させ、図２に示すように回転体８を伸長させて中掘りロッド１を下降させ、先行掘りを行う。

所定の深さまで掘削したら、油圧シリンダ１６，１６，…のピストン２９の上部および下部に交互に圧油を給排して中掘りロッド１を上下動させ、掘削孔の整形および基礎となる球根の造成を行う。

上記工程の終了後、油圧シリンダ１６，１６，…のピストン２９の下部の圧油を抜きながら駆動部２を下降させ、杭回転用ケーシング７を押し下げてその下端に接続されている杭１１を圧入する。

上記作用において、駆動部２から回転を受けるシリンダ束ね部材１７は油圧シリンダ１６，１６，…の本数に対応した多角形内面（図では六角形断面）を通じて油圧シリンダ１６，１６，…のシリンダケース１６ａ側に回転が伝達されるので、大トルクの伝達が可能となる。

また掘削孔内に供給するグラウト等の薬液は、中掘りロッド１の伸縮動に追従して上部薬液通路２０に対し下部薬液通路２３が摺動するので、中掘りロッド１の伸縮の如何に拘わらず薬液の注入を支障なく行うことができる。

本発明の一実施形態の外観を示し、（Ａ）は正面図、（Ｂ）は側面図。 図１の状態から中掘りロッドを伸長させた状態を示す正面図。 図１、図２における中掘りロッド回転用回転体の一部を切欠して省略した拡大断面図。 図３のＡ−Ａ相当の拡大断面図。 同、Ｂ−Ｂ相当の拡大断面図。 同、Ｐ部の拡大断面図。

符号の説明

１ 中掘りロッド
２ 駆動部
３ ガイドレール
７ 杭回転用ケーシング
８ 中掘りロッド回転用回転体
１０ 薬液通路
１１ 杭（中空杭）
１５ ピストンロッド
１６ 油圧シリンダ
１７ シリンダ束ね部材
２０ 上部薬液通路
２３ 下部薬液通路
２５，２６，２７，２８ 圧油流路
２９ ピストン

Claims (3)

1. リーダマストにそって昇降動自在に吊持される駆動部に、下端に中空杭を接続する杭回転用ケーシングと、中掘りロッド回転用回転体とをそれぞれ回転駆動自在に支持し、前記回転体は、その上端に回転中心を中心として環状配置され前記駆動部側から圧油が給排される複数本の油圧シリンダの一端を支持するとともに該油圧シリンダの他端に円筒状の外筒を連結し、前記油圧シリンダを束ねるシリンダ束ね部材と前記外筒とを軸方向への摺動を許容し回転方向へは一体回転するよう嵌合し、前記シリンダ束ね部材の中心部と前記外筒の中心部とにあって、前記中掘りロッドの薬液通路に連通するよう設けられた上下の薬液通路を軸方向摺動可能に接続してなり、前記複数本の油圧シリンダに圧油を均等に給排して中掘りロッドを上下方向に伸縮動させるようにしたことを特徴とする中掘りロッドの伸縮装置。
2. 前記駆動部に連結される連結軸部側に前記各油圧シリンダのピントンロッド端が固定され、各油圧シリンダのシリンダケース下端が前記外筒側に取り付けられ、前記連結軸部の中心孔に前記各油圧シリンダのピストンロッド内に形成された圧油給排用の圧油流路に連通する流路が設けられているとともにその周囲が前記上部薬液通路に連通する薬液通路とされている請求項１記載の中掘りロッドの伸縮装置。
3. 前記シリンダ束ね部材は、前記油圧シリンダの本数に対応するよう内周面が多角形断面に形成され、この多角形内面により前記外筒にトルクを伝達するようになされている請求項１または２記載の中掘りロッドの伸縮装置。

Images