JP4500152B2 - クレーン型杭施工機の杭耐力測定装置 - Google Patents

Description

本発明は、簡単な構造で精度の高い杭耐力を測定することができるクレーン型杭施工機の杭耐力測定装置に関する。

クレーン型杭施工機は、多段ブームの先端に連結装置を介して鋼管杭を圧入するための回転装置を接続した構成からなっている。
これにより施工された鋼管杭の耐力を測定する方法として、従来、ブームシリンダの油圧を測定し、力に換算して分力を算出し、鉛直荷重を測定する方法が知られている。
また、測定装置は別途用意しておき、埋設された鋼管杭毎にセットして測定を行う方法も知られている。

しかし、前者の方法では、ブームシリンダに作用する荷重は鉛直荷重ではないため、力の分力を計算により算出するという間接的な測定法といえ精度上の問題が残る。
また、荷重が作用する杭先端部とヒンジの間にはブーム伸縮機構等が多く介在するので外的要因による荷重変動を受けやすいという問題点がある。
更に、油圧を換算して測定するもので、直接に杭耐力を測定するものではないため、換算に際して誤差が生じる欠点がある。

また、後者の方法では、測定装置を埋設された杭毎にセットする必要があるため、測定に際して作業を中断する必要が生じ、工事の進行が妨げられ時間がかかるという問題点がある。
特開２００２−３４８８６７号公報

この発明は上記事情に鑑みて創案されたものであって、その主たる解決課題は、ピン型荷重センサに取り付けられたクレビスにスイベル機構を内蔵することで、荷重センサには回転装置の回転による接線力は伝えずに、杭耐力に相当する鉛直力だけを作用させることにある。
また、測定装置を機体内に設けることで、別途、測定装置を用意する必要のない杭耐力測定装置を提供することにある。
また、スイベル機構の摺動面の摺動をスムーズに行うことで、荷重センサへの回転接線力の伝達を可及的に抑制することができる杭耐力測定装置を提供することにある。

この発明は、上記課題を解決するために、請求項１の発明では、
杭施工機に装備されたクレーンのマスト先端部と杭施工用の回転装置との間に連結装置を介設してなる杭施工機の杭耐力測定装置において、
前記マスト先端部が、ピン挿入孔を有して下方に延びる左右一対のブラケットを設けており、前記ピン挿入孔に沿ってボス部が形成されており、
連結装置は、クレビス内に固定部と、該固定部に旋回自在に軸支されて前記クレビスの底板部に固定された回転部とを有するスイベル機構を内蔵しており、
前記クレビスの上方に延びる左右一対のブラケットには上端が開口したＵ字形状の切欠きが形成され、前記マスト先端部と連結装置との連結時に該Ｕ字形状の切欠きに前記ボス部が嵌り込んでおり、
前記スイベル機構の固定部側に設けられて上方に延びる取付片部が、マスト先端部と連結装置との連結時に前記クレビスの一対のブラケットの間に位置しており、
前記取付片部に形成されたピン挿通孔が、前記マスト先端部の一対のブラケットに形成されたピン挿入孔と整合してピン型の荷重センサが貫挿されて前記マスト先端部と連結装置とが枢着されており、
前記荷重センサには、回転装置の回転力が伝わらず鉛直力だけが作用するようになっており、
杭施工機の機体内に設けた測定装置によって杭耐力を測定してなることを特徴とする。
また、請求項２の発明では、
前記スイベル機構の内部の摺動面を低摩擦係数の金属面に形成すると共に、該摺動面に連なるように潤滑油の注入路を設けてなることを特徴とする。

この発明では、クレビスにスイベル機構を設けた連結装置を用いているので、回転装置の回転により発生する接線力はスイベル機構により入力されず、荷重センサには鉛直力しか作用しないので、杭耐力に相当する鉛直力を直接的に精度良く測定することができる。
これにより測定する位置が、より杭に近くになるため、精度の向上が期待できる。
また、スイベル機構の摺動面の摺動をスムーズに行うことで、荷重センサへの回転接線力の伝達を可及的に抑制しうる。
更に、測定装置を機体内に設けることで、測定に際して杭毎に測定装置を用意する必要がなく、作業を中断せず迅速な工事が可能である。

この発明では、荷重センサの一例としてピン型ロードセルを用い、該ロードセルに取り付けられたクレビスにスイベル機構を内蔵することで、ロードセルには杭耐力に相当する鉛直力だけを作用させ、精度の向上という目的を実現した。
以下にこの発明のクレーン型杭施工機の杭耐力測定装置の好適実施例について図面を参照しながら説明する。

図１は、この発明のクレーン型杭施工機の杭耐力測定装置の好適実施例を示す側面図である。
クレーン型杭施工機１は、作業車輛２（図示例では足回りはホイールタイプであるがクローラタイプでもよい）と、該作業車輛２に基端が枢支された多段ブーム３と、該多段ブーム３を起伏するブームシリンダ４との公知の概略構成からなっている。
そして、多段ブーム３のマスト先端部５には、連結装置６を介して杭施工用の回転装置７が連結されている。

図２および図３に示すように、マスト先端部５は左右一対のブラケット５ａを有しており、連結装置６の上部がピン型ロードセル８によって枢着されている。
このピン型ロードセル８は、前記ブラケット５ａのピン挿入孔に沿って形成されたボス部１５と、後述のスイベル機構２０の取付片部２１とに形成されたピン挿入孔１５ａ、２１ａに貫挿されている。

［連結装置・クレビス］
連結装置６は、クレビス１０内にスイベル機構２０を内蔵した構成からなっている。
クレビス１０は、断面チャンネル状からなっており、左右一対のブラケット１１とブラケット１１の基部間を支持して回転自在な底板部１２と、該底板部１２に形成された左右一対のブラケット１３とからなっている。
前記左右一対のブラケット１１には、図３に示すように、上端が開口したＵ字形状の切欠き１１ａが形成され、前記マスト先端部と連結装置との連結時に該Ｕ字形状の切欠き１１ａに前記ボス部１５が嵌り込んでいる。

[スイベル機構]
スイベル機構２０は、前述のようにピン型ロードセル８を挿通する孔２１ａを有する取付片部２１と、該取付片部２１の下端に連接された大径の固定部２２と、先端が固定部２２内の軸受凹部２５で旋回自在に軸支されており、前記クレビス１０の底板部１２に固定された回転部２３とからなっている。
また、固定部２２と回転部２３との摺動面、即ち、回転部２３の上端と前記軸受凹部２５の上底面との間の第１摺動面Ｓ１と、回転部２３の外周面と軸受凹部２５の内周面との間の第２摺動面Ｓ２とからなっている。

上記摺動面Ｓ１、Ｓ２を形成する一方または双方の壁面の少なくとも外周面を、低摩擦力を有する金属材で形成することが好ましい。
これによって、スイベル機構の回転部２３の回転を軸受けする固定部２２には、前記回転の接線方向の力（接線力）が作用することがない。

そして、回転部２３の下端は、クレビス１０の底板部１２にネジなどで固定されている。
また、固定部２２には前記第１摺動面および第２摺動面に連なる流路２７が形成され上部にプラグなどで開閉可能な開口部２６が設けられており、グリースなどの潤滑剤を第１摺動面Ｓ１および第２摺動面Ｓ２に供給しうるようになっている。
また、クレビス１０下端のブラケット１３には、ピンを介して鋼管杭（図示せず）を回転しながら地面に圧入する回転装置７の上部が枢着Ｐ２されている。

上記構成からなっているので、回転装置７の回転方向の動きは、クレビス１０のブラケット１３を介してスイベル２０の回転部２３と一体になって回転するが、固定部２２は回転部２３を軸支するだけで回転部２３と共に連動することはないので、回転装置７の回転による接線方向への作用をピン型ロードセル８に伝導することはない。
そして、前記マスト先端部５と回転装置７の間には、２つの枢着点、即ち、マスト先端部５とピン型ロードセル８との枢着点Ｐ１と、クレビス１０のブラケット１３と回転装置７の上部との枢着点Ｐ２が設けられるので、前記多段ブーム３が変位しても回転装置７はその自重によって鉛直姿勢に維持されるので、ピン型ロードセル８には鉛直方向の力しか入力されない。

そして、前記ピン型ロードセル８は、作業車輛２の機体内に設置された測定装置１９と接続されて検出値を出力するように構成されている。
このピン型ロードセル８が検出する鉛直力の値は杭耐力に相当するので、測定装置１９では補正を行うことなく杭耐力を精度良く測定することができる。
また、上記実施例では荷重センサとしてピン型ロードセルを用いた場合を例示したが、公知の荷重センサを用いてもよい。
その他、要するにこの発明の要旨を変更しない範囲で種々設計変更しうること勿論である。

クレーン型杭施工機のクレーン型杭耐力測定装置の実施例の概略構成を示す側面図である（実施例１）。 図１の連結装置部分を示す断面図である。 図１の連結装置の側面図である。

符号の説明

１ クレーン型杭施工機
２ 作業車輛
３ 多段ブーム
４ ブームシリンダ
５ マスト先端部
６ 連結装置
７ 回転装置
８ ピン型ロードセル
１０ クレビス
１１ ブラケット
１２ 底板部
１３ ブラケット
１５ ボス部
２０ スイベル機構
２１ 取付片部
２２ 固定部
２３ 回転部
２５ 軸受凹部
２７ 流路

Claims (2)

1. 杭施工機に装備されたクレーンのマスト先端部と杭施工用の回転装置との間に連結装置を介設してなる杭施工機の杭耐力測定装置において、
   前記マスト先端部が、ピン挿入孔を有して下方に延びる左右一対のブラケットを設けており、前記ピン挿入孔に沿ってボス部が形成されており、
   連結装置は、クレビス内に固定部と、該固定部に旋回自在に軸支されて前記クレビスの底板部に固定された回転部とを有するスイベル機構を内蔵しており、
   前記クレビスの上方に延びる左右一対のブラケットには上端が開口したＵ字形状の切欠きが形成され、前記マスト先端部と連結装置との連結時に該Ｕ字形状の切欠きに前記ボス部が嵌り込んでおり、
   前記スイベル機構の固定部側に設けられて上方に延びる取付片部が、マスト先端部と連結装置との連結時に前記クレビスの一対のブラケットの間に位置しており、
   前記取付片部に形成されたピン挿通孔が、前記マスト先端部の一対のブラケットに形成されたピン挿入孔と整合してピン型の荷重センサが貫挿されて前記マスト先端部と連結装置とが枢着されており、
   前記荷重センサには、回転装置の回転力が伝わらず鉛直力だけが作用するようになっており、
   杭施工機の機体内に設けた測定装置によって杭耐力を測定してなることを特徴とするクレーン型杭施工機の杭耐力測定装置。
2. スイベル機構の内部の摺動面を低摩擦係数の金属面に形成すると共に、該摺動面に連なるように潤滑油の注入路を設けてなることを特徴とする請求項１に記載の杭施工機のクレーン型杭耐力測定装置。

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