JP5254841B2

JP5254841B2 - 既設杭撤去装置

Info

Publication number: JP5254841B2
Application number: JP2009046479A
Authority: JP
Inventors: 實勝部; 紘一吉川
Original assignee: Katsube
Current assignee: Katsube
Priority date: 2009-02-27
Filing date: 2009-02-27
Publication date: 2013-08-07
Anticipated expiration: 2029-02-27
Also published as: JP2010203051A

Description

本発明は、地中に埋設された不要の杭を撤去するための既設杭撤去装置に関するものである。

例えば、特許文献１に示された従来の既設杭撤去装置では、地中に埋設され、不要となって撤去すべき既設杭の周囲を掘るための掘削刃を有するケーシングを、ケーシング回転昇降装置にて、回転させつつ下降させて、所定の深度まで掘削し、ケーシングの下端部に設けられた既設杭切断刃を、下端部の内面から突出させて既設杭を切断し、既設杭切断刃によって切断された既設杭のうち切断部より上方の部分を、クレーンから吊下げられて開閉するグラブを有する掴持装置のグラブにて掴持して、ケーシングの上方開口部から取出し、その後、ケーシングを回転しつつ下降させる。これにより、地中に埋設された長さ・重量が大きい既設杭を容易に撤去することを可能としている。

特開２００９−２０５６号公報

しかしながら、従来の既設杭撤去装置では、既設杭を切断するための作業者のカッターの操作が難しく、熟練した作業者以外は的確に作業を行うことが困難である、また、熟練した作業者であっても作業時間が必要以上にかかったりするので作業効率が悪い、という問題がある。また、杭が切断された後にもカッターが出た状態で長時間ケーシングを回転させると、摩擦によりカッターに対する負荷が過大となり、カッターが破損し易くなるなどの問題もある。さらに、従来の既設杭撤去装置は、比較的小型の既設杭を撤去するのには適していないという問題がある。

本発明は、上述した問題点に鑑み、地中に埋設された不要の既設杭を簡便かつ効率的に撤去するための既設杭撤去装置を提供することを目的としている。

本発明に係る既設杭撤去装置は、油圧を供給する油圧ユニットと、回転駆動機構により軸を回転させるオーガーと、前記軸の周囲に設置され、前記油圧ユニットから供給される油圧を伝達する油圧スイベルと、前記軸に接続され、地中に埋設された杭の周囲を掘削するケーシングと、前記ケーシングの下部に接続され、前記ケーシングの内方に移動して前記杭を切るカッターと、前記カッターの出入機構を有するカッター駆動部と、前記カッターの出入を制御するための入力に基づいて、前記油圧スイベルから伝達される油圧により前記カッター駆動部を制御する制御部と、前記カッターの出入位置に対応する情報を出力する情報出力部と、を備え、前記情報出力部は、前記油圧ユニットと前記油圧スイベルとの間に設置されたシリンダのピストンの位置に対応する目盛りが書かれた目盛り板と、前記各目盛りに対応する数値表示が書かれている表示板とを有し、前記ピストンの位置が一番下の状態は前記カッターが何も出ていない状態、前記ピストンの位置が一番上の状態は前記カッターが完全に出ている状態、その間はそれぞれ中間の位置に前記カッターが出ている状態に対応していることを特徴とする。

このようにすることで、情報出力部の出力するカッターの出入位置に対応する情報に基づいて、作業者が的確にカッターの操作をすることができる。また、杭が切断されたかどうかの判断がつきやすいので、杭を切断後、カッターが出た状態で長時間ケーシングを回転させることがなくなり、熟練していない作業者でも簡便かつ効率的に既設杭を切断するための作業がしやすくなる。

また、本発明に係る既設杭撤去装置は、油圧を供給する油圧ユニットと、回転駆動機構により軸を回転させるオーガーと、前記軸の周囲に設置され、前記油圧ユニットから供給される油圧を伝達する油圧スイベルと、前記軸に接続され、地中に埋設された杭の周囲を掘削するケーシングと、前記ケーシングの下部に接続され、前記ケーシングの内方に移動して前記杭を切るカッターと、前記カッターの出入機構を有するカッター駆動部と、前記カッターの出入を制御するための入力に基づいて、前記油圧スイベルから伝達される油圧により前記カッター駆動部を制御する制御部と、前記カッターの出入位置に対応する情報を出力する情報出力部と、を備え、前記カッター駆動部は、前記ケーシングに固定されている２つのシリンダに、それぞれ前記油圧スイベルからの油圧配管が接続され、前記シリンダのシリンダ軸の上部は、連結部によりスパイラルスプライン外側の上部と連結固定され、前記スパイラルスプライン外側は、その内側に螺旋状にスパイラル凹部を有し、スパイラルスプライン内側は、その外側に螺旋状にスパイラル凸部を有し、前記スパイラルスプライン外側に対して螺旋回転可能なように嵌合し、スパイラルスプライン回転軸は、前記スパイラルスプライン内側と軸が共通になるように固定されており、前記スパイラルスプライン内側と同期して回転し、前記スパイラルスプライン回転軸の下部には前記カッターが接続されており、前記スパイラルスプライン回転軸が回転すると、前記カッターの刃先が前記ケーシングの内側に出入りすることを特徴とする。
このようにすることで、カッターの出入機構を効率よく実現することができる。

本発明に係る既設杭撤去装置によれば、情報出力部の出力するカッターの出入位置に対応する情報に基づいて、作業者が的確にカッターの操作をすることができる。また、杭が切断されたかどうかの判断がつきやすいので、杭を切断後、カッターが出た状態で長時間ケーシングを回転させることがなくなり、熟練していない作業者でも簡便かつ効率的に既設杭を切断するための作業がしやすくなる。また、カッターの出入機構を効率よく実現することができる。

本発明に係る既設杭撤去装置の概要を示す図である。本発明に係る既設杭撤去装置のカッターのモニタ装置の構成を示す図である。本発明に係る既設杭撤去装置のカッター駆動部とカッターの構成を示す要部平面図である。本発明に係る既設杭撤去装置のカッター駆動部の構成を示す要部正面図である。本発明に係る既設杭撤去装置の油圧スイベルの構成を示す要部正面図である。

以下、本発明の実施形態につき、図面を参照しながら説明を行う。
図１は、本発明に係る既設杭撤去装置の概要を示す図である。既設杭撤去装置１００は以下の構成をとる。クレーン２の操作室１に作業者が入り、作業者が操作室１内のスイッチ類を備える操作部を用いて全体の作業の制御を行う。

クレーン２の上端には、回転駆動機構を有し、軸を回転させるオーガー３が接続されている。オーガー３の下部には、オーガー３の回転軸の周囲に設置され、モニタ装置１０から供給される油圧配管１１が接続され、油圧配管６を下方に供給する油圧スイベル４が設置されている。油圧スイベル４の下部には、油圧スイベル４内の回転軸に接続され、地面１３の下部の地中に埋設された杭（ＰＣパイル）１２の周囲を回転しながら掘削するケーシング５が接続されている。ケーシング５の最下部には、地中を掘り進めるための掘削刃９が設けられている。また、ケーシング５の最下部には地中を掘り進めるための水や空気を出すための機構も備えているが、本発明の内容とは直接関係しないため説明を省略する。また、クレーン２の上端には、各種の重量物を吊り下げるためのフック１４も備えている。

ケーシング５の下部付近の周囲には、杭１２を切るために内方に回転しながら移動できるカッター８と、カッター８の出入機構を有するカッター駆動部７が２系統、中心に対して対称の位置に設置されている。各カッター駆動部７には、油圧スイベル４から供給される油圧配管６がケーシング５の周囲を通って接続されている。

カッター８の回転位置に対応する情報を表示するモニタ装置１０は、操作室１内の作業者が視認できる場所に設置されている。また、カッター８の出入を制御するため、作業者による電気的な入力（スイッチのオン／オフ）を受け付け、油圧によりカッター駆動部７を制御する制御部と、油圧を供給する油圧ユニットとが、モニタ装置１０内に設けられている。以上のような構成をとる本発明に係る既設杭撤去装置１００の重量は２５〜３５トン程度であり、トラッククレーンおよびラフタークレーン等で作業ができ、作業スペースも従来よりも小さくてすむという利点がある。

図２は、本発明に係る既設杭撤去装置のカッターのモニタ装置１０の構成を示す図である。油圧ユニット２１からの油圧配管２６がポンプ２２に接続されている。ポンプ２２から油圧配管２７を介して電磁弁２４が接続されている。ポンプ２２はモータ２３により駆動される。ポンプ２２と電磁弁２４とは、制御部２５からの電気的な信号によりオン／オフ制御される。作業者が、操作室１内にあるスイッチを備える操作部２８を操作することにより、制御部２５が動作し、ポンプ２２と電磁弁２４とを制御する。

電磁弁２４の出力側に接続された油圧配管２９は、シリンダ３４における油圧入力部３６に接続される。土台３０の上部にシリンダ３４が垂直に設置されており、油圧の調節により上下にスライドするようになっている。シリンダ３４において、ピストン３５の下部に油圧入力部３６が、上部に油圧出力部３７がそれぞれ接続されている。油圧出力部３７に接続される出力配管１１は、油圧スイベル４に接続されている。

シリンダ３４の上部には、ピストン３５の位置（高さ）に対応する目盛りが書かれた透明な目盛り板３１と、目盛り板３１の横に各目盛りに対応する数値表示が書かれている表示板３２が固定されている。表示板３２において、たとえば、０表示はピストン３５の位置が一番下の状態に対応し、１５０表示はピストン３５の位置が一番上の状態に対応し、その間の２５〜１２５表示はピストン３５の中間のそれぞれの位置にそれぞれ対応している。カッターの動作についての詳細は後述するが、目盛り板３１の０表示はカッターが何も出ていない状態、１５０表示はカッターが完全に出ている状態、２５〜１２５表示はそれぞれ中間の位置にカッターが出ていることを示すように対応している。

作業者が操作部２８のスイッチをオンすれば制御部２５が動作して電磁弁２４が導通して開き、ポンプ２２からの油が油圧配管２７を通って油圧配管２９に送られる。そして、油圧入力部３６からピストン３５の下部に流入し、ピストン３５を上に押し上げる。すると目盛り板３１において対応するピストン３５の位置が高いほうへ移動する。すなわち、操作時のカッターの位置が作業者にわかるようになっている。

図３は、本発明に係る既設杭撤去装置のカッター駆動部７とカッター８の構成を示す要部平面図である。カッター駆動部７はケーシング５の外側に２個、中心に対して対称の位置に設置されている。各カッター駆動部７は、中央にスパイラルスプライン回転軸９９が、その両側にシリンダ７２、７３が配置されている。スパイラルスプライン回転軸９９にはカッター８が固定されており、スパイラルスプライン回転軸９９が回転すると、それに応じてカッター８がケーシング５の内側に出たり入ったりする構成になっている。カッター８の先端にはカッター刃先８１が内側に向かって設けられており、ケーシング５が回転している状態で、カッター刃先８１がケーシング５の中央付近にあるＰＣパイル１２に当たると、ＰＣパイル１２の周囲を外側から徐々に切断することができる。

ここで、カッター８はケーシング５の回転方向（図において矢印Ｒで示されている。）の後方からＰＣパイル１２に接近して当たる構成になっている。従来のようなケーシング５の回転方向Ｒの前方からＰＣパイル１２に接近して当たる構成の場合、カッター８に対する負荷が過大となり、カッター８が破損しやすくなるなどの問題もあるが、本発明の構成により、カッター８に対する負荷が大幅に軽減できるので、カッター８の破損の防止につながり、カッター８の効率的な使用が実現できる。

図４は、本発明に係る既設杭撤去装置のカッター駆動部７の構成を示す要部正面図である。ケーシングにシリンダ固定部９２で固定されている２つのシリンダ７２、７３に、それぞれ油圧スイベル４からの油圧配管９７、９８が接続されている。シリンダ７２のシリンダ軸９１の上部は、連結部９０によりスパイラルスプライン外側９３の上部と連結固定されている。シリンダ７３についても同様である。スパイラルスプライン外側９３は、その内側に螺旋状にスパイラル凹部９６を有している。一方、スパイラルスプライン内側９４は、その外側に螺旋状にスパイラル凸部９５を有しており、スパイラルスプライン外側９３に対して螺旋回転可能なように嵌合している。

スパイラルスプライン回転軸９９は、スパイラルスプライン内側９４と軸が共通になるように固定されており、スパイラルスプライン内側９４と同期して回転する。スパイラルスプライン回転軸９９の下部には、図３で説明を行ったように、カッター８が接続されている。スパイラルスプライン回転軸９９が回転すると、カッター８の刃先がケーシング５の内側に出たり入ったりする。

油圧スイベル４に接続されている油圧配管９７、９８を用いた油圧制御によりシリンダ軸９１が上下すると、それに応じて連結部９０も上下し、スパイラルスプライン外側９３が上下する。すると、スパイラルスプライン内側９４が回転し、スパイラルスプライン回転軸９９が回転する。すると、カッター８がスパイラルスプライン回転軸９９を中心に回転するので、結局このカッター駆動部７の構成によりカッター８の油圧による出入制御が行えることになる。

図５は、本発明に係る既設杭撤去装置１００の油圧スイベル４の構成を示す要部正面図である。油圧スイベル４においては、オーガー３の下部から出ている断面６角形の回転軸４０が油圧スイベル外側４１に囲まれた内部に上部から嵌合している。回転軸４０は、油圧スイベル４の内部を通り、連結部４７を介して下方のケーシング５と接続されている。油圧スイベル外側４１は固定されており回転しないが、油圧スイベル外側４１の上部および下部にはベアリング４２、４３が設けられており、内部の回転軸４０が回転可能になっている。油圧スイベル外側４１には、モニタ装置１０からの油圧配管１１にそれぞれ接続された油圧配管６０、６１が接続されており、Ｏリング４４、４５、４６により仕切られた２つの領域６６、５６をそれぞれ通過し、下方のケーシング５の外側を通る油圧配管６２、６３に接続される構造になっている。油圧配管６２、６３は、図４で説明を行ったカッター駆動部７の油圧配管９７、９８と接続される。

次に、本装置を用いた標準的な既設杭撤去の作業手順の説明を行う。全長２０〜３０ｍのＰＣパイル１２に対して、まず、５〜１０ｍまでケーシング５を地中のＰＣパイル１２を中心とした周囲に回転させながら押し込む。次に、作業者がスイッチを備える操作部２８を操作することにより、モニタ装置１０のカッター８の出入位置に対応する目盛り板の表示に基づいて、カッター８の出入制御を行い、カッター８に対する負荷が過大にならないように的確に操作を行って、ＰＣパイル１２を徐々に切断する。完全にＰＣパイル１２が切断されればケーシング５内の円筒状の土が回転するので、それを別の作業者が見て判断し、操作をしている作業者に合図を伝える。次に、操作者はケーシング５の回転を止め、カッター８を出したままの状態で切断部より上部のＰＣパイル１２を持ち上げ、地上の置き場に移動させる。次に、地中に残っているＰＣパイル１２の上端から再び５〜１０ｍまでケーシング５を地中に押し込み、同様にＰＣパイル１２を切断し、カッター８を出したままの状態で切断部より上部のＰＣパイル１２を持ち上げて移動させる。この動作を数回繰り返すことにより、全長２０〜３０ｍのＰＣパイル１２を地中から完全に撤去することができる。

以上のように、本発明の実施形態に係る既設杭撤去装置によれば、モニタ装置１０のカッター８の出入位置に対応する情報に基づいて、作業者がカッター８の操作を的確に行うことができる。また、杭１２を切断後、カッター８が出た状態で長時間ケーシング５を回転させることがなくなるので、熟練していない作業者でも簡便かつ効率的に杭１２を切断するための作業がし易くなる。また、カッター８がケーシング５の回転方向の後方から内方に移動して杭１２を切るようにしたことで、カッター８に対する負荷が大幅に軽減できるので、カッター８の破損の防止につながり、カッター８の効率的な使用が実現できる。

本発明は、以上述べた実施形態に限定されることはなく、他にも種々の実施形態を採用することができる。例えば、情報出力部としてカッターの出入位置に対応する情報を表示するモニタ装置１０を用いたが、代わりに例えば、カッター８の出入位置に対応する情報に基づいてあらかじめ設定しておいた音、音声、光などを発生する構成を有する装置を採用してもよい。

また、カッター８の出入機構を有するカッター駆動部７として、上記実施形態で示したスパイラルスプライン機構と異なる機構を採用してもよい。カッター８は２本の構成ではなく１本や３本以上でもよい。また、従来のようなケーシング５の回転方向の前方から内方に移動して杭１２を切るようにするカッターと混在させる構成でもよい。

本発明は、地中に埋設された不要の杭を撤去するための既設杭撤去装置およびその方法等に利用可能である。

１操作室
２クレーン
３オーガー
４油圧スイベル
５ケーシング
６、１１、２６、２７、２９、６０、６１、６２、６３、９７、９８油圧配管
７カッター駆動部
８カッター
９掘削刃
１０モニタ装置
１２ＰＣパイル
１３地面
１４フック
２１油圧ユニット
２２ポンプ
２３モータ
２４電磁弁
２５制御部
２８操作部
３０土台
３１目盛り板
３２表示板
３４シリンダ
３５ピストン
３６油圧入力部
３７油圧出力部
４０回転軸
４１油圧スイベル外側
４２、４３ベアリング
４４、４５、４６Ｏリング
４７連結部
７２、７３シリンダ
８１カッター刃先
９０連結部
９１シリンダ軸
９２シリンダ固定部
９３スパイラルスプライン外側
９４スパイラルスプライン内側
９５スパイラル凸部
９６スパイラル凹部
９９スパイラルスプライン回転軸
１００既設杭撤去装置

Claims

油圧を供給する油圧ユニットと、
回転駆動機構により軸を回転させるオーガーと、
前記軸の周囲に設置され、前記油圧ユニットから供給される油圧を伝達する油圧スイベルと、
前記軸に接続され、地中に埋設された杭の周囲を掘削するケーシングと、
前記ケーシングの下部に接続され、前記ケーシングの内方に移動して前記杭を切るカッターと、
前記カッターの出入機構を有するカッター駆動部と、
前記カッターの出入を制御するための入力に基づいて、前記油圧スイベルから伝達される油圧により前記カッター駆動部を制御する制御部と、
前記カッターの出入位置に対応する情報を出力する情報出力部と、
を備え、
前記情報出力部は、前記油圧ユニットと前記油圧スイベルとの間に設置されたシリンダのピストンの位置に対応する目盛りが書かれた目盛り板と、前記各目盛りに対応する数値表示が書かれている表示板とを有し、前記ピストンの位置が一番下の状態は前記カッターが何も出ていない状態、前記ピストンの位置が一番上の状態は前記カッターが完全に出ている状態、その間はそれぞれ中間の位置に前記カッターが出ている状態に対応している
ことを特徴とする既設杭撤去装置。
油圧を供給する油圧ユニットと、
回転駆動機構により軸を回転させるオーガーと、
前記軸の周囲に設置され、前記油圧ユニットから供給される油圧を伝達する油圧スイベルと、
前記軸に接続され、地中に埋設された杭の周囲を掘削するケーシングと、
前記ケーシングの下部に接続され、前記ケーシングの内方に移動して前記杭を切るカッターと、
前記カッターの出入機構を有するカッター駆動部と、
前記カッターの出入を制御するための入力に基づいて、前記油圧スイベルから伝達される油圧により前記カッター駆動部を制御する制御部と、
前記カッターの出入位置に対応する情報を出力する情報出力部と、
を備え、
前記カッター駆動部は、前記ケーシングに固定されている２つのシリンダに、それぞれ前記油圧スイベルからの油圧配管が接続され、前記シリンダのシリンダ軸の上部は、連結部によりスパイラルスプライン外側の上部と連結固定され、前記スパイラルスプライン外側は、その内側に螺旋状にスパイラル凹部を有し、スパイラルスプライン内側は、その外側に螺旋状にスパイラル凸部を有し、前記スパイラルスプライン外側に対して螺旋回転可能なように嵌合し、スパイラルスプライン回転軸は、前記スパイラルスプライン内側と軸が共通になるように固定されており、前記スパイラルスプライン内側と同期して回転し、前記スパイラルスプライン回転軸の下部には前記カッターが接続されており、前記スパイラルスプライン回転軸が回転すると、前記カッターの刃先が前記ケーシングの内側に出入りする
ことを特徴とする既設杭撤去装置。