JP4113079B2 - 杭等の挟持装置に用いる挟持爪 - Google Patents

Description

本発明は、杭、ケーシング等を挟持するための挟持装置に用いる挟持爪に関し、耐摩耗性に優れ、確実に杭等を挟持し、安定した挟持機能を確保することができる杭等の挟持装置に用いる挟持爪に関する。

完成杭列上で作業する作業装置、例えば、杭圧入引抜機、挟持クレーン等の作業装置は、既設杭列を掴んで機体を固定するための挟持装置や、圧入杭、ケーシング等を挟持する挟持装置を備える。この挟持装置１０１は、図１４に示すように、フレーム１０２に設けたシリンダ１０３によって進退される移動爪１０４と、その作用力を受ける反力杭１０５を受ける固定爪１０６とからなる。

この挟持爪である、固定爪１０６と移動爪１０４は、その表面部分拡大図である図１５に示すように、反力杭１０５を受けて密接当接しうる歯面１０７を備える。この歯面１０７は、Ｖ字断面の溝１０８、１０８・・が縦横に走り、凹凸を形成して摩擦力を確保し、シリンダ１０３による押圧力によって圧入杭列を挟持することにより、圧入杭列を反力杭として機体が固定され、安定した作業が可能となる。
特開平１１−３２３９３４号

しかしながら、作業中に、挟持装置に対して杭やケーシングが上下方向に移動したり、あるいは杭やケーシングに対して挟持装置が上下方向に移動するため、この相対的な移動により歯面１０７が摩耗し面圧低下を招くことになる。また挟持動作をくり返す事により歯面１０７が潰れて面圧低下を招くこともある。

また上記挟持爪１０６、１０４による挟持力は、シリンダ１０３の推力と対応する摩擦力の範囲に限られるため、これを超える大きな力が作用すると滑りを生じる。特に、転倒モーメントによって作業装置全体が前後方向に傾斜する場合には、爪を交換するため作業が中断となる。
これを避けるには、挟持毎の対抗モーメントを確保して転倒モーメントに対抗するべく、推力の大きなシリンダによる大型の挟持装置が必要となり、作業装置全体の大型化を招くこととなる。

本発明の目的は、挟持装置に備えられ、耐摩耗性に優れ、確実に杭等を挟持し安定した挟持機能を確保することができる杭等の挟持装置に用いる挟持爪を提供することにある。

上記課題を解決するために、本発明は、杭等に挟持力を与える移動爪と、この移動爪と対向して杭等を密接して受ける固定爪とからなる挟持爪において、前記挟持爪を靭性材料によって構成し、歯面に構成した爪部に超硬チップを埋め込んだことを特徴とする。

前記超硬チップは、耐摩耗性に優れているため、上下方向のこすれによる摩耗に対して効果が発揮され挟持爪の面圧低下を防ぐことができ、その挟持力で支持力を確保できる。
したがって、装置構成の複雑化を抑えつつ、挟持力の低減による小型化、施工精度、作業能率の向上を図ることができる。

また、本発明は、前記超硬チップを、超硬チップの先端と爪部の表面が略同一となるように、爪部に埋め込んだことを特徴とする。

また、本発明は、前記挟持爪を靭性材料によって構成し、超硬チップよりなる爪部を歯面に埋め込んだことを特徴とする杭等の挟持装置に用いる挟持爪。

前記挟持爪、爪部は耐摩耗性部材の作用により、被挟持体たる杭等が上下動することによる爪部先端の摩耗が防げるため、挟持爪の欠損が防止できて耐用年数が長くなる。

上記挟持爪は、靭性材料によって構成し、歯面に構成した爪部に超硬チップを埋め込んだり、あるいは挟持爪を耐摩耗性部材を使用して作成したため、爪部の耐摩耗性が向上し、部品寿命が飛躍的に伸びると共に、耐震耐衝撃性が向上する。したがって、上記挟持爪はその挟持装置の複雑化を抑えつつ、挟持力の低減による小型化を図ることができ、この挟持爪を備える作業装置は、施工精度、作業能率の向上を図ることができる。

本発明を実施するための最良の形態は、杭等に挟持力を与える移動爪と、この移動爪と対向して杭等を密接して受ける固定爪とからなる挟持爪において、前記挟持爪に、歯面に構成した爪部に耐摩耗性部材を埋め込んだことを特徴とするものである。

上記発明の実施例について以下に図面を参照して説明する。
図１は本実施例の固定爪の要部断面図による構成例、図２は図１（ａ）のＡ−Ａ線断面図による形状例を示す図である。
図１（ａ）の挟持爪である固定爪１は、その歯面２から突出する突出歯３を備える。固定爪１の歯面２は、平面状にまたはＶ字断面の溝（図示せず）を縦横に形成し、押圧された杭の表面と密接するべく構成する。突出歯３は、上記歯面２から一定の高さに直列して延びる頂部４を有する尾根状であり、縦または横に直列状に構成する。その頂部４の形状は、図２の（ａ）の山型４ａ、（ｂ）の角型４ｂ、（ｃ）の台形４ｃその他の適宜の幅の狭い歯形に形成する。

図１（ｂ）の埋め込み歯５は、上記突出歯３を固定爪１と別体に形成し、固定爪１の凹部１ａに埋め込むように構成した例を示す。上記埋め込み歯５は、状況に応じて突出歯の種類を交換し、またその摩耗に応じた部品交換が可能となる。
図１（ｃ）の突出歯３、３は、長手方向に直列に形成した例であるが、数個の突出歯３を直列する例の他、円錐や角錐等の単一の点頂部を有する突出歯を散点的に直列配置する例によっても、同様に構成することができる。

図３は本実施例の挟持爪の作用を示す断面図である。
固定爪１と移動爪１１とを互いに対向配置してなる挟持装置は、既設杭１２を固定爪１と移動爪１１との間に挟み付け、移動爪１１の作用力を受ける既設杭１２を歯面２上に受ける。
この時、突出歯３は、既設杭１２の表面を部分的に塑性変形してその内部に食い込み、反力杭に食い込むスパイクとして機能する。このスパイク機能によって大きな滑り抵抗を発生する。特に突出歯３の長手と直交する方向に大きな抵抗力を発生し、したがって、その長手寸法に応じた回転モーメントにも対抗することができる。

また、上記固定爪１は、既設杭１２の内部に食い込んで滑りを阻止することから、歯面２上の摩擦力の依存から解放され、突出歯３が食い込みうる程度の少ない挟持力によって大きな支持力を確保することができる。したがって、装置構成の複雑化を抑えつつ、挟持力の低減による小型化、油圧源の合理化を図ることができる。
さらに、上記突出歯３のみで挟持面積が不足したり安定した挟持状態が確保できない場合には、図示はしないが、従来例として示した図１５の歯面１０７上に突出歯３を構成しても良い。この場合、溝１０８は面圧のコントロールと挟持時の土砂などを排除する働きをする。

図４は固定爪の縦向きの突出歯の配置例、図５は横向きの突出歯の配置例、図６は縦横に組み合わせた突出歯の配置例を示す図である。
図４の如く、固定爪１の歯面２の上端部および下端部またはその一方に縦向きの突出歯３、３を配置することにより、横方向、すなわち、杭列の前後方向の大きな支持力とともに、上下に離間する踏ん張り距離に応じた対抗モーメントにより、作業装置の姿勢を確保することができる。

また、図５の如く、横向きの突出歯１３、１３を配置することにより、縦方向、すなわち、杭の圧入方向の大きな支持力を確保することができる。さらに、図６の如く、上記の組み合わせによる配置パターンを選択することにより、必要に応じて複雑な支持力を得ることができる。
なお、上記固定爪１に設けた突出歯３，１３・・を移動爪１１の表面に構成することもできる。この場合挟持力、支持力などがさらに増加する。

図７、図８は本発明の挟持爪を備える作業装置の例を示す側面図である。
杭圧入引抜機２１を例として説明すれば、既設杭１２、１２・・を挟持するための複数の挟持装置をサドル２２に備え、同挟持装置の中の少なくとも前後端部のものを本発明の挟持爪を供えた挟持装置２３、２３によって構成する。この前後端の挟持装置２３、２３の離間距離により、縦方向、前後方向およびモーメントに対する大きな支持力を確保することができるので、チャック２５で杭２６を圧入するために大きな転倒モーメントを受けた際に、他の挟持装置２４と合わせて既設杭１２、１２・・を反力杭として機体を安定保持することができる。

図９に示すものは、挟持装置の他の実施例である。
この挟持装置２３ａは、オーガケーシング１４の場合であり、オーガケーシング１４の両側のフランジ１４ａ、１４ａを固定爪１ｂと移動爪１１ｂで挟持することにより、土中にオーガケーシング１４を圧入していく抵抗力、すなわちオーガケーシング１４と固定爪１ｂと移動爪１１ｂに加わるスラスト力に対して確実に挟持できるものである。

図１１に示すものは、本発明の実施例２である。
図１０に示すように従来の杭等の被挟持体３０の圧入作業中において、被挟持体３０が上下動することにより、挟持爪３９の爪部３２の表面が摩耗していく。この爪部３２が摩耗すると作業の安全性を損なうため適宜挟持爪３９を交換しなくてはならず、作業が中断すると共に高額な交換費用が発生した。
そのため、爪部３２の材料強度を上げて硬くすると、摩耗に対しては強くなるが、割れあるいは欠けの問題が新たに発生してきた。

本実施例は、杭あるいはケーシング等の被挟持体３０を同形状の一対の挟持爪３１，３１で挟持しており、この挟持爪３１には図１１に示すように、複数の爪部３２を構成し、この爪部３２の内部にタングステンカーバイト等の耐摩耗性部材からなる超硬チップ３３をロウ付け又は圧入等の手段で、超硬チップの先端と爪部の表面が略同一となるように、埋め込んである。
このように構成することにより、爪部３２，３２の耐摩耗性が向上し、部品寿命が飛躍的に伸びると共に、耐震耐衝撃性が向上するため上記の問題点が解消された。

図１２に示すものは、本発明の実施例３である。この実施例は爪部４３をタングステンカーバイト等の耐摩耗性部材からなる超硬チップで構成し、ロウ付け又は圧入等の手段で挟持爪４１に埋め込んで構成してある。
この実施例も前記の実施例と同様に、爪部４３の耐摩耗性が向上することにより、部品寿命が飛躍的に伸びる。

また、上記の挟持爪３１、４１本体は、靭性材料によって構成したからため、衝撃、振動等に強く、割れや欠けが発生しにくい。さらに挟持爪３２の超硬チップ３３及び挟持爪４３と、挟持爪３１、４１本体との材質が異なるため、小型、薄型化しても割れや欠け等が発生せず、耐摩耗性を維持することが可能となる。

図１３に示すものは、挟持爪４１の正面図であり、超硬チップからなる爪部４３の配列を示すものである。なお、挟持爪３１の正面図も同様である。
図示のように、本実施例は爪部４３を同一線上に配置しないことにより、被挟持体３０の損傷を最小限に抑えることができるのである。

実施例１の固定爪の要部断面図による構成例 図１のＡ−Ａ線断面図による形状例 実施例１の挟持爪の作用を示す断面図 実施例１の固定爪の縦向きの突出歯の配置例を示す図 実施例１の固定爪の横向きの突出歯の配置例を示す図 実施例１の固定爪の縦横に組み合わせた突出歯の配置例を示す図 本発明の挟持装置を備える作業装置の例を示す側面図 同、挟持装置の側面図 挟持装置の他の例を示す断面平面図 従来の挟持爪の断面図 実施例２の挟持爪の断面側面図 実施例３の挟持爪の断面側面図 本発明の挟持爪の正面図 従来の挟持装置の構成を示す断面図 従来の固定爪の表面部分拡大図

符号の説明

１ 固定爪（挟持爪）
１ａ 凹部
２ 歯面
３ 突出歯（縦歯）
４ 頂部
５ 埋め込み歯
１１ 移動爪
１２ 既設杭（反力杭）
１３ 突出歯（横歯）
２１ 杭圧入引抜機（作業装置）
２３ 挟持装置
３１ 挟持爪
３２ 爪部
３３ 超硬チップ （耐摩耗性部材）
４１ 挟持爪
４３ 爪部（耐摩耗性部材）

Claims (3)

1. 杭等に挟持力を与える移動爪と、この移動爪と対向して杭等を密接して受ける固定爪とからなる挟持爪において、
   前記挟持爪を靭性材料によって構成し、歯面に構成した爪部に超硬チップを埋め込んだことを特徴とする杭等の挟持装置に用いる挟持爪。
2. 前記超硬チップを、超硬チップの先端と爪部の表面が略同一となるように、爪部に埋め込んだことを特徴とする請求項１記載の杭等の挟持装置に用いる挟持爪。
3. 杭等に挟持力を与える移動爪と、この移動爪と対向して杭等を密接して受ける固定爪とからなる挟持爪において、
   前記挟持爪を靭性材料によって構成し、超硬チップよりなる爪部を歯面に埋め込んだことを特徴とする杭等の挟持装置に用いる挟持爪。

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