JP4030461B2

JP4030461B2 - 木杭打込ヘッド装置

Info

Publication number: JP4030461B2
Application number: JP2003139823A
Authority: JP
Inventors: 惇 ▲吉▼野
Original assignee: ▲吉▼野建設株式会社
Priority date: 2003-05-19
Filing date: 2003-05-19
Publication date: 2008-01-09
Anticipated expiration: 2023-05-19
Also published as: JP2004339852A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、木杭打込ヘッド装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
木杭を地中に打設する杭打ち機として、従来より知られるものとしては、木杭の頭部（頂部）をモンケン又はハンマー等にて打撃して行なうものがある（例えば、特許文献１参照）。
【０００３】
【特許文献１】
特開２００１−９００７１号公報
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
モンケン又はハンマーにて打撃を行なう杭打ち作業では、木杭の打当部となる頭部の変形や亀裂等の損傷が発生しやすく、作業の安全性の面から見ても好ましくなく、また、作業効率も悪いという問題点がある。
また、モンケン又はハンマーの打撃による騒音・振動は激しいため、都市部や住宅地近隣においては適用しにくく、制限されるという問題点がある。
【０００５】
そこで本発明は、木杭を傷つけることなく、安全かつ効率よく木杭の杭打ち作業を行なうことのできる木杭打込ヘッド装置を提供することを目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
上述の目的を達成するために、本発明に係る木杭打込ヘッド装置は、油圧式振動機と、該油圧式振動機と一体状に組み立てられ木杭の上端部を掴む油圧式掴持手段と、を具備し、上記油圧式掴持手段は、１つの平面視円弧状の固定掴持片と、該固定掴持片よりも円弧長さが小さい２つの平面視円弧状の可動掴持片とを有し、該固定掴持片と該可動掴持片とが共働きして上記木杭の上端面に当接しないで上端部外周面を掴むように構成し、上記油圧式掴持手段は、該掴持手段の固定本体部に中間部が枢着される揺動アームを有し、該揺動アームの一端部が上記可動掴持片の略中間高さ位置において枢着され、他端部が油圧シリンダーと枢着され、さらに、上記可動掴持片を揺動させて上記固定掴持片に対して平行状態に維持させる平行保持手段を有し、上記固定掴持片及び上記可動掴持片の各内周面には、上記木杭の引き抜き時に該木杭の上端部外周面に食い込み状となる爪部を有し、該爪部は、鉛直方向に複数段設けられると共に上方へ傾斜して形成される爪を有し、上記油圧式振動機が、油圧式建設機械の、側面視倒立Ｌ字型の連結アーム部材を有するアームの先端に接続され、該油圧式建設機械にて発生させた油圧により、該油圧式振動機と上記油圧式掴持手段とを駆動させるように構成している。
【０００７】
【発明の実施の形態】
以下、図示の実施の形態に基づき、本発明を詳説する。
【０００８】
近年、環境保護に即するよう、例えば地盤安定や構造物設置等のために河川や公園等において地中に打設される杭としては、木杭が採用されている。
そして、図１は、本発明に係る木杭打ち込みヘッド装置を備えた杭打ち機全体の側面図であり、図２は、その木杭打ち込みヘッド装置の側面図である。
【０００９】
この装置は、油圧ショベルや油圧クレーン等の建設機械９のアーム13の先端に接続されるものであり、油圧式振動機１と、その油圧式振動機１と一体状に組み立てられ木杭Ｗの上端部（上端部外周面）を掴む油圧式掴持手段２と、を具備する。油圧式振動機１は、従来より知られている油圧バイブロ等とすればよく、油圧式掴持手段２は、油圧式振動機１の下部（下面側）に直列的に接続され一体化されている。つまり、振動機１と掴持手段２の夫々の鉛直方向の中心線が、略同一鉛直線上に配置される。なお、油圧バイブロの仕様の一例を挙げると、振動数が1600〜1800cpm 、起振力が10〜14ton 程度のものがある。
【００１０】
図３及び図４は、本発明に関連性の深い参考例であり、木杭打込ヘッド装置の要部側面図及び断面平面図である。油圧式掴持手段２は、１つ（１枚）の平面視円弧状の固定掴持片３───固定チャック───と、１乃至複数（１枚乃至複数枚）の平面視円弧状の可動掴持片４───可動チャック───とを有する。なお、図３と図４では、可動掴持片４の数を１のみとしている。そして、固定掴持片３と可動掴持片４とが共働きして木杭Ｗの上端部を掴むよう構成している。
【００１１】
油圧式掴持手段２について説明すると、掴持手段２は、振動機１の下部の取付部14に取着される固定本体部６と、固定本体部６の一端縁部から垂下状に形成される固定アーム部15と、固定アーム部15の長手方向（鉛直方向）に沿って固定アーム部15に固着される固定掴持片３と、を有する。
なお、図４に示すように、固定アーム部15は２枚で１組とされて円弧殻状の固定掴持片３の背面（外面）に平面視において間隔を持って両側に固定され、また固定アーム部15，15の相互が連結部材16により連結され、掴持手段２の強度・剛性を高め、固定掴持片３の全幅（円弧方向全幅）にわたって木杭Ｗに対して掴持力を作用させている。
【００１２】
さらに、掴持手段２は、掴持手段２の固定本体部６に中間部11が枢着される揺動アーム７と、固定本体部６の側面部に水平第一軸心18廻りに揺動可能に本体部が枢着される油圧シリンダー８と、固定掴持片３と対面状となる可動掴持片４と、を有する。そして、揺動アーム７の下端部となる一端部10が可動掴持片４の略中間高さ位置において可動掴持片４と枢着され、揺動アーム７の上端部となる他端部12が油圧シリンダー８と枢着される。
【００１３】
つまり、固定本体部６の他端縁部から小寸法だけ垂下状に突出する突出部17を形成し、突出部17において、揺動アーム７の中間部11が水平第二軸心19廻りに揺動自在となるよう軸部材により連結（枢着）される。
そして、揺動アーム７の一端部10と、可動掴持片４の背面（外面）であって可動掴持片４の高さ方向略中間位置に取着させたブラケット22とが、水平第三軸心20廻りに回転自在となるよう軸部材により連結（枢着）される。
さらに、揺動アーム７の他端部12と、油圧シリンダー８のロッド先端部とが、水平第四軸心21廻りに回転自在となるよう軸部材により連結（枢着）される。
【００１４】
従って、可動掴持片４は、油圧シリンダー８の伸縮動作により、固定掴持片３に対して、揺動動作して接近・離間可能となり、様々な直径の木杭Ｗを掴むことができる。そして、図５と図６は、図３と図４にて示した木杭Ｗよりも外径寸法の小さい木杭Ｗを掴んだ状態を示す側面図と断面図である。
【００１５】
ブラケット22は、可動掴持片４の背面の円弧中心部分に固着されており、ブラケット22を挟むように揺動アーム７が一対配設されている。そして、各揺動アーム７の他端部12側において夫々油圧シリンダー８と接続されている。または、図示省略するが、揺動アーム７を一対とし連結部材にて相互を連結し、１台の油圧シリンダー８により、同時に一対の揺動アーム７，７を動作させてもよい。
【００１６】
揺動アーム７について説明すると、揺動アーム７は直線状の部材であり、揺動中心となる中間部11（水平第二軸心19）から一端部10（水平第三軸心20）までの長さ寸法は、中間部11（水平第二軸心19）から他端部12（水平第四軸心21）までの長さ寸法と等しくしてもよいが、 1.5倍〜 2倍程度の長さとし、油圧シリンダー８の小さなストロークにより、可動掴持片４を大きなストロークで動かすことができる。つまり、レバー比（アーム長比）を１：（ 1.5〜2 ）とすればよい。または、図示省略するが、中間部11から一端部10までの長さ寸法を、中間部11から他端部12までの長さ寸法より短くして、油圧シリンダー８の小さな動力により、可動掴持片４に大きな推力（掴持力）を発生させてもよい。
【００１７】
固定掴持片３と可動掴持片４について説明すると、これらは円弧断面の壁部材であり、可動掴持片４と固定掴持片３とが開いた状態───離れた状態───で（図４の状態）、平面視において、固定掴持片３の円弧と可動掴持片４の円弧とが、一つの円上に一致するよう構成されており、かつ、可動掴持片４が固定掴持片３に接近できるようそのストロークぶんの間隔部23，23を有している。そして、可動掴持片４は固定掴持片３に対して夫々の端部同士が当接する（図６の状態）まで接近できる。従って、例えばφ180mm 〜φ280mm までの外径寸法を有する木杭Ｗを掴持できる。なお、この寸法は変更自在であり、さらに大きな外径寸法に対応できるようしてもよい。
【００１８】
固定掴持片３は、掴持する最大木杭外径寸法の２倍以上３倍以下の長手寸法（鉛直方向寸法）を有しており、木杭Ｗの上端部をしっかりと掴むことができる。また、そして、可動掴持片４の長手寸法は、固定掴持片３と同一乃至小さく設定している。
また、図示省略するが、固定掴持片３及び可動掴持片４の内周面に内張り部材を形成してもよい。
【００１９】
図７及び図８は、油圧式掴持手段２を具体的に示した実施の形態の断面平面図であり、図７は大径の木杭Ｗを掴持した状態であり、図８は図７の状態よりも可動掴持片４が閉じた状態を表し、小径の木杭Ｗを掴持している。
この油圧式掴持手段２は、１つ（１枚）の平面視円弧状の固定掴持片３と、２つ（２枚）の平面視円弧状の可動掴持片４とを有するものである。そして、固定掴持片３と可動掴持片４，４とが共働きして木杭Ｗの上端部を掴むよう構成している。
【００２０】
この掴持手段２の動作は、図外の油圧シリンダー８の伸縮動作により揺動アーム７を介して可動掴持片４を揺動動作させ、開閉する（緩む・締まる）ものであり、構成・作用は図３と図５に示したものと同様であり説明を省略する。
【００２１】
なお、図７と図８の実施の形態を、参考例の図３〜図６と共に、追加説明する。可動掴持片４は、平面視において、可動掴持片４の半径方向内方に向かって（円弧状の固定掴持片３の焦点に向かって）移動して固定掴持片３に接近し、また、可動掴持片４の半径方向外方に向かって（焦点から放射状に）移動して固定掴持片３から離れることとなる。
【００２２】
また、固定掴持片３及び可動掴持片４とは平面視円弧状であるため、円形断面の木杭Ｗの外周面に、その内周平滑面が沿うよう当接でき、しっかりと木杭Ｗを掴むことができる。また、図７、図８又は図４のように、内周面に複数の突出状の当接部を設け、木杭Ｗを強固に掴んでもよい。なお、その当接部の数は、図示以外に、さらに増やしてもよい。
【００２３】
図９は、可動掴持片４の斜視図であり、可動掴持片４は、木杭Ｗの引き抜き時に、木杭Ｗの上端部外周面に食い込み状となる（複数個の）爪部５を有している。また、同様に、固定掴持片３においても、木杭Ｗの上端部外周面に食い込み状となる爪部５を有している。
爪部５は、固定掴持片３の内周面及び可動掴持片４の内周面に備えさせた複数枚の爪５ａから成る部材であり、爪５ａは、これらの内周面において、下部から上部へ内方（内径方向）へ向かう傾斜面を有し、爪５ａが鉛直方向複数枚連続して構成されている。
【００２４】
さらに、図３と図５に示すように、掴持手段２は、可動掴持片４を揺動させて固定掴持片３に接近・離間させる際に、可動掴持片４を固定掴持片３に対して平行状態に維持させる平行保持手段24を有している。平行保持手段24は、固定本体部６と可動掴持片４との間を弾発付勢するスプリング25と、可動掴持片４が揺動する際に可動掴持片４の姿勢を保持する（回転を抑制する）ストッパ部（図示省略）と、を有する。これにより、可動掴持片４は木杭Ｗに片当たりすることなく、長手方向全長にわたって木杭Ｗを固定掴持片３との共働きにより掴持することができ、木杭Ｗを鉛直方向に正確に打ち込むことが可能となる。
【００２５】
また、図１に戻って説明すると、油圧式振動機１に油圧源（油圧ユニット）を設け、それにより油圧式振動機１と油圧式掴持手段２の油圧シリンダー８とを駆動させるよう構成してもよいが、油圧式振動機１を、ショベルやクレーン等の油圧式建設機械９のアーム13の先端に接続し、油圧式建設機械９にて発生させた油圧により、油圧式振動機１と油圧式掴持手段２とを駆動させてもよい。
つまり、本発明に係る木杭打込ヘッド装置を建設機械９のアーム13の先端に接続し、建設機械９の油圧配管を油圧式振動機１及び油圧式掴持手段２に接続し、建設機械９の本体部の油圧源（油圧ユニット）にて発生させた油圧を、振動機１及び掴持手段２に作用させればよい。
【００２６】
また、本発明に係る木杭打込ヘッド装置が接続される建設機械９のアーム13（エクステンションアーム）の先端部材は、側面視において倒立Ｌ字型の連結アーム部材26とされている。つまり、連結アーム部材26は、一端部がショベル型建設機械９の本体側アームと接続される水平アーム部と、水平アーム部の他端部からその直角方向へ（下方に）向かって延伸する鉛直アーム部とからなり、鉛直アーム部の下端に、木杭打込ヘッド装置の油圧式振動機１が連結される。これにより、建設機械９の本体と離れた位置においても、建設機械９本体を動かすこと無く、正確に、効率よく杭打ち作業が行なえる。
【００２７】
なお、図１は、建設機械９が水上に浮かぶ台船27上から水中地盤へ木杭Ｗを打設する状態を示しているが、これに限らず、図示省略するが、建設機械９が、地上に設置され、その地面へ木杭Ｗを打ち込む場合等でもよい。
また、掴持手段２は木杭Ｗの上端面に当接しないで上端部外周面を掴んで振動機１により振動を木杭Ｗに伝えることができるため、木杭Ｗの上端部（上端面）が変形したり亀裂が生ずることがない。
【００２８】
【発明の効果】
本発明は上述の構成により次のような効果を奏する。
【００２９】
油圧式振動機１と油圧式掴持手段２とを一体状とすることで、種々の建設機械９への取付けが簡単となり、迅速に杭打ち作業を開始できる。また、掴持手段２により木杭Ｗの上端部を掴んで振動機１にて木杭Ｗを打ち込むため、木杭Ｗの上端部（上端面）を破壊することがない。
押圧しながら振動させるため作業効率（打込効率）が良く、また、作業が安全であり、騒音・振動の低減が可能となり、適用場所が広がる。
【００３０】
大小様々な直径の木杭Ｗに対応でき、木杭Ｗの上端部を迅速かつ確実に掴むことができる。
固定掴持片３及び可動掴持片４を円弧状とするため、円形断面である木杭Ｗをその外周面形状に沿って掴むことができ、強固に木杭Ｗを保持できる。
揺動アーム７を介して可動掴持片４を油圧シリンダー８により動作させるため、油圧シリンダー８を任意の位置に配設でき、可動掴持片４のストロークを大きく取ることもできる。
可動掴持片４の略中間高さ位置において駆動力を伝達させるため、可動掴持片４全体（全長）に渡って、均一な掴持力を木杭Ｗに作用させることができる。
【００３１】
可動掴持片４と固定掴持片３とにより木杭Ｗを掴持した状態として木杭Ｗの引き抜き作業も行なえる。引き抜く際、爪部５が木杭Ｗに引っ掛かり作業を容易にすることができる。
各種の建設機械９に接続でき、適用場所が様々となり、また、作業範囲を広くでき作業の効率化が図れる。
さらに、油圧源（油圧ユニット）の省略により、装置の簡素化が図れる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の木杭打ち込みヘッド装置を備えた杭打ち機全体の側面図である。
【図２】木杭打ち込みヘッド装置の側面図である。
【図３】木杭打込ヘッド装置の参考例の要部側面図である。
【図４】木杭打込ヘッド装置の参考例の断面平面図である。
【図５】木杭打込ヘッド装置の参考例の要部側面図である。
【図６】木杭打込ヘッド装置の参考例の断面平面図である。
【図７】油圧式掴持手段を示す断面平面図である。
【図８】油圧式掴持手段を示す断面平面図である。
【図９】可動掴持片の斜視図である。
【符号の説明】
１油圧式振動機
２油圧式掴持手段
３固定掴持片
４可動掴持片
５爪部
５ａ爪
６固定本体部
７揺動アーム
８油圧シリンダー
９建設機械
10 一端部
11 中間部
12 他端部
13 アーム
24 平行保持手段
26 連結アーム部材
Ｗ木杭

Claims

油圧式振動機（１）と、該油圧式振動機（１）と一体状に組み立てられ木杭（Ｗ）の上端部を掴む油圧式掴持手段（２）と、を具備し、
上記油圧式掴持手段（２）は、１つの平面視円弧状の固定掴持片（３）と、該固定掴持片（３）よりも円弧長さが小さい２つの平面視円弧状の可動掴持片（４）とを有し、該固定掴持片（３）と該可動掴持片（４）とが共働きして上記木杭（Ｗ）の上端面に当接しないで上端部外周面を掴むように構成し、
上記油圧式掴持手段（２）は、該掴持手段（２）の固定本体部（６）に中間部（ 11 ）が枢着される揺動アーム（７）を有し、該揺動アーム（７）の一端部（ 10 ）が上記可動掴持片（４）の略中間高さ位置において枢着され、他端部（ 12 ）が油圧シリンダー（８）と枢着され、さらに、上記可動掴持片（４）を揺動させて上記固定掴持片（３）に対して平行状態に維持させる平行保持手段（ 24 ）を有し、
上記固定掴持片（３）及び上記可動掴持片（４）の各内周面には、上記木杭（Ｗ）の引き抜き時に該木杭（Ｗ）の上端部外周面に食い込み状となる爪部（５）を有し、該爪部（５）は、鉛直方向に複数段設けられると共に上方へ傾斜して形成される爪（５ａ）を有し、
上記油圧式振動機（１）が、油圧式建設機械（９）の、側面視倒立Ｌ字型の連結アーム部材（ 26 ）を有するアーム（ 13 ）の先端に接続され、該油圧式建設機械（９）にて発生させた油圧により、該油圧式振動機（１）と上記油圧式掴持手段（２）とを駆動させるように構成したことを特徴とする木杭打込ヘッド装置。