JP5801552B2 - 中空材チャック装置 - Google Patents

Description

本願発明は、鋼管杭等の中空材を回転させつつ地中に埋設する装置又は上記中空材を所要目的のため回転させる装置において、回転駆動軸の回転を中空材に伝達するため該中空材を回転駆動軸にチャックするための中空材チャック装置に関する。

従来、油圧シリンダ等を使用せずに、回転駆動軸の回転を、これに嵌合された鋼管杭に伝達するチャック装置として、上記回転駆動軸と鋼管杭との間に、複数のチャックピースを介在させ、上記回転駆動軸のチャックピースがわ面を多角形に形成すると共に、上記各チャックピースの回転駆動軸がわ面を上記多角形の平面部に当接しうる面に、上記鋼管杭がわ面を該鋼管杭の円筒面に当接しうる湾曲面にそれぞれ形成し、上記回転駆動軸の回転により、該回転駆動軸の多角面の最長径の頂点が、それと対面するチャックピース面の最短径の中点より回転方向手前に係止してチャックを行うようにした鋼管チャック装置が知られている。

しかし、上記従来の鋼管チャック装置は、回転駆動軸のチャックピースがわ面を多角形に形成し、チャックピースは、上記回転駆動軸がわ面を、上記多角形の平面部と当接しうる平面に、鋼管がわ面を、該鋼管内周に当接しうる円筒面にそれぞれ形成しなければならないため、製作に手間のかかる欠点があった。

しかも、そのチャック作用についてみると、回転駆動軸の多角形平面部とチャックピースの平面とが当接した当初の状態から、回転駆動軸の回転により、その多角形の角部（頂点）がチャックピースの平面を押圧しつつ回動するとき、該角部がチャックピースを鋼管がわへ移動させてチャックさせることができる回動範囲は狭小に止まるから、十分なチャックを行うには、実際上設計に細心の注意を必要とする難点があり、さらには上記多角形の角部の摩耗が激しいことが不利益となっていた。

特許第３９６３０１１号

本願発明は、製作が容易で、摩耗が少なく、しかも確実なチャックを行うことのできる安価な中空杭チャック装置を提供することを課題とする。

上記課題を解決する手段として、本願請求項１の発明は、回転駆動軸６の外周に円筒状中空材８をチャックする、一対のチャックシュー９を、回転駆動軸６の外周に回転駆動軸６の半径方向に移動自在に設け、前記回転駆動軸６は、その外周面に、先端を弧状押圧面２１に形成した一対の押圧凸部２０を設け、前記各チャックシュー９は、前記弧状押圧面２１と面接触する横断面形状が弧状湾曲板により形成すると共に、チャックシュー９の内周面端部側に前記回転駆動軸６の押圧凸部２０の押圧面２１を当接させて一定量回転させると、押圧面２１はチャックシュー９の内周面中間部へ移動しつつ、チャックシュー９を中空材８側へ変位させ、もって、前記回転駆動軸６に前記中空材８をチャックする構成とした中空材チャック装置としたものである。
請求項２の発明は、前記回転駆動軸６の下端には前記各チャックシュー９の下端部が移動可能に嵌合する保持溝１４を設け、前記回転駆動軸６の上端には前記各チャックシュー９の上部に設けたピン１９を移動可能に挿入する保持孔１７を設けた中空材チャック装置としたものである。
請求項３の発明は、前記各チャックシュー９の各弧状湾曲の径は。前記中空材８の内径よりも大径に形成し、各チャックシュー９の各両端部外周部を中空材８の内周面に当接させたとき、各チャックシュー９の各中間部外周面が中空材８内周面との間に間隙Ｓを形成する構成とした中空材チャック装置としたものである。

請求項４の発明は、円筒状の回転駆動軸６の内周に円筒状中空材８をチャックする、一対のチャックシュー９を、回転駆動軸６の内周に回転駆動軸６の半径方向に移動自在に設け、前記回転駆動軸６は、その内周面を横断面楕円形であって、該楕円形の相対する短径周面部を弧状押圧面２１ａに形成した一対の押圧凹部２０ａとし、前記各チャックシュー９ａは、前記弧状押圧面２１ａと面接触する横断面形状が弧状湾曲板により形成すると共に、チャックシュー９ａの外周面中間部に前記回転駆動軸６の押圧凹部２０ａの弧状押圧面２１ａを当接させて一定量回転させると、弧状押圧面２１ａはチャックシュー９ａの内周面端部側へ移動しつつ、チャックシュー９ａを中空材８ａ側へ変位させ、もって、前記回転駆動軸６ａに前記中空材８ａをチャックする構成とした中空材チャック装置としたものである。

請求項５の発明は、回転駆動軸６ｂの外周に円筒状中空材８ｂをチャックする、一対のチャックシュー９ｂを、回転駆動軸６ｂの外周に回転駆動軸６ｂの半径方向に移動自在に設け、前記回転駆動軸６ｂは、その外周面に、先端を前記回転駆動軸６ｂの軸心を中心とする弧状押圧面２１ｂに形成した一対の押圧凸部２０ｂを設け、前記各チャックシュー９ｂは、前記弧状押圧面２１ｂと面接触する横断面形状が弧状湾曲板により形成すると共に、その弧状湾曲板の厚みを、中間部分と両端部分のいずれか一方を他方よりも若干厚くし、チャックシュー９ｂの内周面端部側に回転駆動軸６ｂの押圧凸部２０ｂの押圧面２１ｂを当接させて一定量回転させると、押圧面２１ｂがチャックシュー９ｂの内周面中間部へ移動しつつ、チャックシュー９ｂが厚みの差分に応じて中空材８ｂ側へ変位し、もって、回転駆動軸６ｂに中空材８ｂをチャックする構成とした中空材チャック装置としたものである。

本願請求項１〜請求項３の発明の中空材チャック装置によれば、チャックシューは中空材の内径より若干大径又は小径の弧状湾曲板に製作するのにやや手間がかかるだけで、他の部材は簡単な構造で製作が容易となり、しかもチャックシューを押してチャックさせるべき回転駆動軸の押圧凸部は、先端を弧状押圧面に形成したから、摩耗を著しく減少させることができ、さらにチャック作用においては、中空材内径より径を若干大径又は小径にしたチャックシューの内面を、押圧凸部が回転しながら押圧することにより確実にチャックシューを中空材がわへ変位させてチャックを行うことができるのである。

本願請求項４の発明の中空材チャック装置によれば、チャックシューは中空材の外径より若干小径又は大径の弧状湾曲板に製作するのに多少手間がかかるだけで、他の部材は製作が容易となり、しかも、摩耗を大幅に減少させることができ、さらに、チャック作用が確実であること、上記第１発明と同様である。

本願請求項５の発明の中空材チャック装置によれば、チャックシューは、弧状湾曲板の厚みを中間部分と両端部分とで若干異なる厚さに製作するのに多少手間がかかるだけで、他の部材は製作が容易となり、しかも摩耗を減少させることができること、チャック作用は確実であること、上記第１発明と同様である。

回転駆動装置に接続された本願第１発明のチャック装置の一部切欠正面図である。 （イ）チャック装置部分の拡大縦断正面図である。 （ロ）イ図のＡ−Ａ線拡大断面図である。 （ハ）チャック時の同上拡大断面図である。 （イ）本願第２発明のチャック装置の拡大縦断正面図である。 （ロ）イ図のＢ−Ｂ線断面図である。 （ハ）チャック時の同上断面図である。 本願第１発明のチャック装置の他の実施例の拡大横断面図である。 本願第３発明のチャック装置の拡大横断面図である。

図１及び図２（イ）、（ロ）、（ハ）は、鋼管杭の上端部を回転駆動軸の外周にチャックする本願第１発明の実施例である。図１において、モータ（２）及び減速機（３）を備えた回転駆動装置（１）をリーダマスト（４）に昇降自在に支持させ、該駆動装置（１）の下端から出力軸（５）を下方へ突出し、該出力軸（５）に、回転駆動軸（６）の上端に突設された六角ソケット（７）を嵌合し、それにより回転駆動軸（６）を同一軸心上に接続し、この回転駆動軸（６）の外周に、中空材として鋼管杭（８）の上端部分を、一対のチャックシュー（９）、（９）を含む本願第１発明のチャック装置（１０）を介して着脱自在に接続してある。

上記チャック装置（１０）の構造は次のようである。図２（イ）、（ロ）において、チャックシュー（９）、（９）は、横断面弧状均等厚さの湾曲板で、上記鋼管杭（８）の内周面に沿って互に弧状両端部間に小間隔（ｄ）、（ｄ）をあけて並列状態に配置してあり、その際両チャックシュー（９）、（９）の各弧状湾曲の径を上記鋼管杭（８）の内径よりも若干大径に形成し、それにより各チャックシュー（９）、（９）の各両端部外周部を鋼管杭（８）の内周面に当接したとき、各チャックシュー（９）、（９）の各中間部外周面が鋼管杭（８）内周面との間に小間隙（Ｓ）、（Ｓ）をあける。

上記一対のチャックシュー（９）、（９）の保持構造は、上記回転駆動軸（６）の下端に突設された軸（１１）に円形座板（１２）を固定すると共に、該円形座板（１２）の外周縁にフランジ（１３）を上向きに突設し、該フランジ（１３）と回転駆動軸（６）との間に保持溝（１４）を形成してある。又、上記回転駆動軸（６）の上端に円形短軸（１５）を形成し、該短軸（１５）にリング（１６）を回転自在に被嵌し、該リング（１６）の直径方向相対する位置にピン保持孔（１７）、（１７）を設けてある。一方、一対のチャックシュー（９）、（９）の各下端部を肉薄の挿しこみ部（１８）、（１８）に形成すると共に、チャックシュー上端にピン（１９）、（１９）を突設し、その挿しこみ部（１８）、（１８）を上記保持溝（１４）内に、ピン（１９）、（１９）を上記リング（１６）の保持孔（１７）、（１７）内に挿入して両チャックシュー（９）、（９）を保持している。この場合、上記保持溝（１４）及びピン保持孔（１７）、（１７）にそれぞれクリアランスを設けて上記挿しこみ部（１８）、（１８）及びピン（１９）、（１９）が若干移動可能にしてある。

上記回転駆動軸（６）は、図２（イ）、（ロ）、（ハ）に示すように、横断面ほぼ長円形のブロック体で、その相対する長径がわの両端部を、先端面を弧状押圧面（２１）、（２１）とする押圧凸部（２０）、（２０）に隆起させたもので、当初は（チャック前は）、同図（ロ）に示すように押圧面（２１）、（２１）を一対のチャックシュー（９）、（９）の内周面両側端部に当接した待機状態にあるが、回転駆動軸（６）が回転すると、同図（ハ）に示すように押圧面（２１）、（２１）が上記チャックシュー（９）、（９）の内周面中間部へ移動しつつチャックシュー（９）、（９）を鋼管杭（８）がわへ変位させてチャック態勢に入っていく。

上例の作用を操作とともに次に説明する。回転駆動装置（１）をマスト（４）の最上位まで上昇させ、そこで接続すべき鋼管杭（８）をクレーンにより回転駆動軸（６）の下に吊りこむ。回転駆動装置（１）を降下させ、その駆動軸（６）を鋼管杭（８）の上端部内に挿入する。そこでモータ（２）の始動により回転駆動軸（６）を回転させれば、図２（ハ）のように駆動軸（６）の押圧凸部（２０）、（２０）が回転して、弧状押圧面（２１）、（２１）でチャックシュー（９）、（９）の内周面を押圧しつつ該チャックシュー（９）、（９）を鋼管杭（８）がわへ変位させてチャックを行う。それにより駆動（６）の回転がチャックシュー（９）、（９）を介して鋼管杭（８）に伝達される。

鋼管杭（８）を地中に埋設した後、鋼管杭（８）から駆動軸（６）を外す場合は、上記モータ（２）を寸動操作により小角度逆回転させてチャックを解除すればよい。

図３（イ）、（ロ）、（ハ）は、鋼管杭の上端部を回転駆動軸の内周にチャックする本願第２発明の実施例である。

図３（イ）において、六角ソケット（７ａ）の下端にフランジ（２２ａ）を設け、該フランジ（２２ａ）に、下端開口の円筒状回転駆動軸（６ａ）をボルト（２３ａ）…により固定し、該円筒状駆動軸（６ａ）の内周面を横断面楕円形に形成すると共に、その楕円形の相対する短径周面部を一対の押圧凹部（２０ａ）、（２０ａ）とし、該押圧凹部（２０ａ）、（２０ａ）の内面を弧状押圧面（２１ａ）、（２１ａ）に形成してある。

均等厚さの弧状湾曲板からなるチャックシュー（９ａ）、（９ａ）の湾曲径を、鋼管杭（８ａ）の外径よりも若干小径とし、他の構造は図１、図２（イ）、（ロ）と実質的に同一である。回転駆動軸（６）の回転により、一対の押圧凹部（２０ａ）、（２０ａ）にてチャックシュー（９ａ）、（９ａ）を鋼管杭（８ａ）がわへ変位させ、チャックを行う。

図４は、本願第１発明の他の実施例で、一対の弧状湾曲板のチャックシュー（９ｂ）、（９ｂ）の湾曲径を、鋼管杭（８ｂ）の内容よりも若干小径にした例である。回転駆動軸（６ｂ）は、その押圧凸部（２０ｂ）、（２０ｂ）を一対のチャックシュー（９ｂ）、（９ｂ）の各中間部内周面に当接した状態で、当初の係合状態をとり、その場合、チャックシュー（９ｂ）、（９ｂ）の各両端部外周面と鋼管杭（８ｂ）の内周面との間に小間隙（Ｓｂ）…をあける。他の構造は図１、図２（イ）、（ロ）と実質的に同一である。

回転駆動軸（６ｂ）を、図４の状態から矢印方向に回転すると、その押圧凸部（２０ｂ）、（２０ｂ）によりチャックシュー（９ｂ）、（９ｂ）を鋼管（８ｂ）がわへ変位させ、鋼管杭（８ｂ）内周面に圧着させ、チャックを行う。

図５は本願第３発明の実施例である。一対のチャックシュー（９ｃ）、（９ｃ）は、その弧状湾曲板の湾曲外径が鋼管杭（８ｃ）の内径とほぼ等しいが、その湾曲板の厚みを、中間部が最も厚く、両端部へ緩い傾斜で薄く形成してあり、回転駆動軸（６ｃ）は、その押圧凸部（２０ｃ）、（２０ｃ）をチャックシュー（９ｃ）、（９ｃ）の各両端部内周面に当接した状態で当初の係合状態をとっている。他の構造は図１、図２（イ）、（ロ）と実質的に同一である。

回転駆動軸（６ｃ）が回転すると、押圧凸部（２０ｃ）、（２０ｃ）がチャックシュー（９ｃ）、（９ｃ）の薄肉部から厚肉部へ回転してチャックシュー（９ｃ）、（９ｃ）を鋼管杭（８ｃ）がわへ変位させ、それによりチャックを行う。

６、６ａ、６ｂ、６ｃ 回転駆動軸
８、８ａ、８ｂ、８ｃ 鋼管杭
９、９ａ、９ｂ、９ｃ チャックシュー
２０、２０ｂ、２０ｃ 押圧凸部
２０ａ 押圧凹部
２１、２１ａ、２１ｂ、２１ｃ 弧状押圧面

Claims (5)

1. 回転駆動軸６の外周に円筒状中空材８をチャックする、一対のチャックシュー９を、回転駆動軸６の外周に回転駆動軸６の半径方向に移動自在に設け、前記回転駆動軸６は、その外周面に、先端を弧状押圧面２１に形成した一対の押圧凸部２０を設け、前記各チャックシュー９は、前記弧状押圧面２１と面接触する横断面形状が弧状湾曲板により形成すると共に、チャックシュー９の内周面端部側に前記回転駆動軸６の押圧凸部２０の押圧面２１を当接させて一定量回転させると、押圧面２１はチャックシュー９の内周面中間部へ移動しつつ、チャックシュー９を中空材８側へ変位させ、もって、前記回転駆動軸６に前記中空材８をチャックする構成とした中空材チャック装置。
2. 請求項１において、前記回転駆動軸６の下端には前記各チャックシュー９の下端部が移動可能に嵌合する保持溝１４を設け、前記回転駆動軸６の上端には前記各チャックシュー９の上部に設けたピン１９を移動可能に挿入する保持孔１７を設けた中空材チャック装置。
3. 請求項１または請求項２において、前記各チャックシュー９の各弧状湾曲の径は、前記中空材８の内径よりも大径に形成し、各チャックシュー９の各両端部外周部を中空材８の内周面に当接させたとき、各チャックシュー９の各中間部外周面が中空材８内周面との間に間隙Ｓを形成する構成とした中空材チャック装置。
4. 円筒状の回転駆動軸６の内周に円筒状中空材８をチャックする、一対のチャックシュー９を、回転駆動軸６の内周に回転駆動軸６の半径方向に移動自在に設け、前記回転駆動軸６は、その内周面を横断面楕円形であって、該楕円形の相対する短径周面部を弧状押圧面２１ａに形成した一対の押圧凹部２０ａとし、前記各チャックシュー９ａは、前記弧状押圧面２１ａと面接触する横断面形状が弧状湾曲板により形成すると共に、チャックシュー９ａの外周面中間部に前記回転駆動軸６の押圧凹部２０ａの弧状押圧面２１ａを当接させて一定量回転させると、弧状押圧面２１ａはチャックシュー９ａの内周面端部側へ移動しつつ、チャックシュー９ａを中空材８ａ側へ変位させ、もって、前記回転駆動軸６ａに前記中空材８ａをチャックする構成とした中空材チャック装置。
5. 回転駆動軸６ｂの外周に円筒状中空材８ｂをチャックする、一対のチャックシュー９ｂを、回転駆動軸６ｂの外周に回転駆動軸６ｂの半径方向に移動自在に設け、前記回転駆動軸６ｂは、その外周面に、先端を前記回転駆動軸６ｂの軸心を中心とする弧状押圧面２１ｂに形成した一対の押圧凸部２０ｂを設け、前記各チャックシュー９ｂは、前記弧状押圧面２１ｂと面接触する横断面形状が弧状湾曲板により形成すると共に、その弧状湾曲板の厚みを、中間部分と両端部分のいずれか一方を他方よりも若干厚くし、チャックシュー９ｂの内周面端部側に回転駆動軸６ｂの押圧凸部２０ｂの押圧面２１ｂを当接させて一定量回転させると、押圧面２１ｂがチャックシュー９ｂの内周面中間部へ移動しつつ、チャックシュー９ｂが厚みの差分に応じて中空材８ｂ側へ変位し、もって、回転駆動軸６ｂに中空材８ｂをチャックする構成とした中空材チャック装置。

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