JP6295068B2 - 杭チャック装置 - Google Patents

Description

本発明は、杭圧入機等の施工機械に杭を固定するための杭チャック装置に関する。

一般に、杭を地中に打設する杭圧入機等の杭を把持して作業を行う施工機械において、杭を当該施工機械に固定するために杭を把持する杭チャック装置は、杭の板状部分を挟持して、その挟持力による摩擦力で固定する（例えば、特許文献１，２参照）。
特許文献１にも記載されるように、静荷重で杭を打ち込む杭圧入機の有する杭チャック装置は、打ち込む荷重に見合った強い掴み力で掴むと共に、摩擦力を高める為に歯状の当接面を有した爪を有する。
例えば、杭チャック装置は、特許文献１，２にも記載されるように、杭を挟持する固定爪と可動爪が対向して配置されており、固定爪は杭チャック装置本体に固定され、可動爪は作動シリンダにより杭チャック装置本体に移動自在に連結されている。作動シリンダの駆動により可動爪が固定爪に向かう方向に移動することによって、可動爪及び固定爪が鋼矢板の面に当接し両側から押圧して挟持する。

特開平０６−３３６７２９号公報 特開２００６−１０４７２７号公報

上述の通り、杭圧入機における杭の施工では、強い掴み力と施工荷重が杭チャック装置の爪にかかると共に、杭チャック装置の上下ストローク毎に杭を掴み替えながら施工するため、掴み回数が多く、この爪が磨耗して頻繁に交換する必要がある。
従来、杭チャック装置の爪は、杭チャック装置に取り外し可能に取り付ける構造上、比較的大きなブロック状の爪になっているため、爪の磨耗によってブロック状の爪全体を交換する必要があり、特に杭チャック装置の爪は歯が形成された当接面が激しく消耗するが、消耗の少ない部位まで含めて交換していため、不経済かつ、大きな部材の取り外し取付けに多大な費用と労力を要した。

本発明は以上の従来技術における問題に鑑みてなされたものであって、杭圧入機等の施工機械に杭を固定するための杭チャック装置において、杭を挟持する爪の杭に当接する面に形成された歯の交換を容易に行うことを課題とする。

以上の課題を解決するための請求項１記載の発明は、互いに対向配置され接近・離間動作することで杭の板状部分を挟持する一対の爪を有した杭チャック装置において、
前記一対の爪のそれぞれには、前記板状部分に当接する歯が形成された当接面と、前記当接面の上又は／及び下に、前記当接面同士が対向する隙間に前記板状部分を案内するために前記当接面より傾斜して前記離間の方向に後退した案内面とが形成され、
前記一対の爪のうち一方が、接近・離間動作を実現する作動シリンダを介して杭チャック装置本体に連結される可動爪であるとともに、他方が杭チャック装置本体に連結固定される固定爪であるか、又は、双方が可動爪であり、
前記可動爪は、
前記歯を有する歯部と、
前記歯部が取り付けられる取付部及び前記案内面を有し前記作動シリンダの可動端に固定される爪本体部と、からなり、
前記固定爪がある場合に、当該固定爪は、
前記歯を有する歯部と、
前記歯部が取り付けられる取付部及び前記案内面を有し前記杭チャック装置本体に固定される爪本体部と、からなり、
前記案内面は前記接近の方向について前記当接面まで形成され、前記歯部が前記爪本体部から取り外し可能にされたことを特徴とする杭チャック装置である。

請求項２記載の発明は、前記取付部は、前記当接面に開口し前記歯部が内嵌される凹状で、上下方向及び両側方の四方について前記歯部を位置規制する側面と、前記当接面に垂直に受ける押圧力の方向について前記歯部を支持する底面とを有し、
上下方向の前記側面のうち少なくともいずれか一方、及び両側方の前記側面のうち少なくともいずれか一方は、前記底面に近づくほど相対する側面に近づくように、前記当接面に垂直な方向に対して傾斜して形成され、
前記歯部を前記取付部から抜き出して取り外し可能にされたことを特徴とする請求項１に記載の杭チャック装置である。

請求項３記載の発明は、両側方の前記側面を形成する規制壁部のそれぞれに穿設された孔と、前記取付部に内嵌された前記歯部に穿設された孔とが連通し、これらの孔に貫通挿入される抜け止めピンによって、前記歯部が前記取付部に保持されることを特徴とする請求項２に記載の杭チャック装置である。

本発明によれば、爪本体部に対して歯部を着脱することができ、杭を挟持する爪の杭に当接する面に形成された歯の交換を容易に行うことができる。爪本体部を交換することなく歯部を交換することができるため、経済的である。また、爪本体部を取り外すことなく歯部の交換作業を行うことできるため、歯部の交換のための費用と労力を削減できる。

本発明の一実施形態に係る杭圧入機の平面図(a)、側面図(b)及び正面図(c)である。 本発明の一実施形態に係る杭チャック装置の正面図である。 本発明の一実施形態に係る杭チャック装置に取り付けられる一対の爪の分解斜視図である。 本発明の一実施形態に係る杭チャック装置に取り付けられる１つの爪の図３中に示したＸ−Ｚ平面における断面図であり、(a)は分解状態を示し、(b)は組立状態を示す。 本発明の一実施形態に係る杭チャック装置に取り付けられる１つの爪の図３中に示したＸ−Ｙ平面における断面図であり、(a)は分解状態を示し、(b)は組立状態を示す。

以下に本発明の一実施形態につき図面を参照して説明する。以下は本発明の一実施形態であって本発明を限定するものではない。

図１に示す杭圧入引抜機１に、本実施形態の杭チャック装置１０が搭載されている。杭チャック装置１０は、圧入又は引き抜きされる杭を掴むものであり、本実施形態においては図１(a)に示すように杭としてハット型鋼矢板２が適用され、ハット型鋼矢板２の２つの腕部２ａをそれずれ挟持する一対の爪が二組備えられている。

図１(c)中の杭チャック装置１０の詳細図を図２に示した。
図２に示すように杭チャック装置１０は、杭チャック装置本体１０ａに一端が固定された作動シリンダ１１，１１と、作動シリンダ１１，１１の可動端１１ａ，１１ａに固定された爪本体部３０と、爪本体部３０に取り付けられた歯部２０と備える。すなわち、この爪本体部３０及び歯部２０は可動爪１０１を構成する。
また、杭チャック装置１０は、ボルト１２，１３によって杭チャック装置本体１０ａに固定された爪本体部５０と、爪本体部５０に取り付けられた歯部２０と備える。すなわち、この爪本体部５０及び歯部２０は固定爪１０２を構成する。なお、本実施形態において歯部２０は、可動爪１０１と固定爪１０２とで同様の構造を有するので共通の符号を付す。

この一対の爪１０１，１０２は、互いに対向配置され接近・離間動作することで腕部２ａを挟持する。この接近・離間動作は作動シリンダ１１，１１の伸縮により可動爪１０１がＸ方向に移動することで実現される。なお、本実施形態に拘わらず、一対の爪１０１，１０２の双方を可動爪として構成してもよい。

一対の爪１０１、１０２のそれぞれには、腕部２ａに当接する当接面に歯２１が形成されている。この歯２１は歯部２０に備えらえており、歯部２０は略直方体の外形を有し、歯２１が形成された面が当接面である。
可動爪１０１の爪本体部３０は、歯２１が形成された当接面の上及び下に、当接面同士が対向する隙間に腕部２ａを案内するために当接面より離間方向（この場合、Ｘ軸の負の方向）に傾斜して後退した案内面３１，３２を有する。
固定爪１０２の爪本体部５０は、歯２１が形成された当接面の上及び下に、当接面同士が対向する隙間に腕部２ａを案内するために当接面より離間方向（この場合、Ｘ軸の正の方向）に傾斜して後退した案内面５１，５２を有する。
歯２１が形成された当接面より上に形成される案内面３１，５１は、上から挿入される鋼矢板２を案内するためであり、歯２１が形成された当接面より下に形成される案内面３２，５２は、下から挿入される鋼矢板２を案内するためである。上から又は下からの挿入に限定される施工機械においては、いずれか一方を形成すればよい。

また、図３に示すように、可動爪１０１の爪本体部３０は歯部２０が取り付けられる取付部４０を有する。固定爪１０２の爪本体部５０は歯部２０が取り付けられる取付部４０を有する。歯部２０の取付部４０への取付には抜け止めピン１４が用いられる。なお、説明のため図３中に直交３軸Ｘ−Ｙ−Ｚを示す。
本実施形態において歯部２０及び取付部４０は、可動爪１０１と固定爪１０２とで同様の構造を有するので共通の符号を付して、以下に図３から図５を参照して構造の詳細を説明する。

図３から図５によって示すように取付部４０は、歯２１が配置される当接面に開口し歯部２０が内嵌される凹状の構造を有する。すなわち、図３においてＹ−Ｚ平面に開口する。
取付部４０は、上下方向（Ｚ方向）及び両側方（Ｙ方向）の四方について歯部２０を位置規制する側面４１，４２，４３，４４と、当接面に垂直に受ける押圧力の方向（可動爪１０１であればＸの負の方向、固定爪であればＸの正の方向）について歯部２０を支持する底面４５とを有する。

図４に示すように上下方向の側面４１，４２のうち少なくともいずれか一方、本実施形態では下側の側面４２は、底面４５に近づくほど相対する側面４２に近づくように、当接面に垂直な方向（Ｘ方向）に対して傾斜している。
図５に示すように両側方の側面４３，４４のうち少なくともいずれか一方、本実施形態では図５上で左側の側面４４は、底面４５に近づくほど相対する側面４３に近づくように、当接面に垂直な方向（Ｘ方向）に対して傾斜している。
このように取付部４０の奥ほど狭まるように、側面に傾斜を付けることによって、歯部２０の取り付け、取り外しが容易になるとともに、歯部２０を位置精度よく爪本体部３０，５０に取り付けることができる。
したがって、以上のような傾斜を上下方向の側面４１，４２の双方に付けてもよいし、両側方の側面４３，４４の双方に付けてもよい。
なお、取付部４０の内面４１，４２，４３，４４，４５のそれぞれに対応する歯部２０の４側面及び底面は、それらと平行に形成されている。

図５に示すように両側方の側面４３，４４を形成する規制壁部４６，４７のそれぞれに穿設された孔４８，４９と、取付部４０に内嵌された歯部２０に穿設された孔２２とが連通し、これらの孔に貫通挿入される抜け止めピン１４によって、この抜け止めピン１４を外さない限り歯部２０が取付部４０から抜け出し困難となるように保持される。抜け止めピン１４としては、孔２２に対して自らの弾性変形を伴って係止され、取り付け及び取り外しをしやすい弾性ピンを用いることが好ましい。
孔４８，４９は、形成誤差や歯部２０の取付部４０に対する挙動に伴う抜け止めピン１４の変位を許容するために抜け止めピン１４との間にクリアランスが設けられている。
なお、本実施形態に拘わらず、抜け止めピン１４が係止される孔を規制壁部４６，４７の孔４８，４９とし、抜け止めピン１４との間にクリアランスが設けられる孔を歯部２０の孔２２としても実施可能であるが、抜け止めピン１４を抜く作業の容易のため本実施形態によることが好ましい。

以上のような当接側に開口した箱型の取付部４０にあっては、杭圧入引抜機１の稼働時において歯部２０にかかる取付部４０から抜け出す方向の力は、歯部２０が当接面に垂直に受ける押圧力や上下、左右に受ける力に比較して十分に小さいため、歯部２０はボルト等を使用して頑強に固定するのではなく、本実施形態のように、側方から差し込む抜け止めピン１４によって、不意に歯部２０が脱落しないように十分に保持することができ、その一方で、歯部２０の着脱作業を容易にできる。

以上説明した構造を有するので、抜け止めピン１４を叩き出して、歯部２０を取付部４０から抜き出して取り外すことが可能である。
その際、必要により作動シリンダ１１，１１を駆動して可動爪１０１を後退させ、爪１０１，１０２の間の隙間を確保し、取付部４０から抜き出した歯部２０をその隙間と通して取り出す。したがって、歯部２０の厚み（Ｘ方向の寸法）は、爪１０１，１０２の間の最大離間距離時においてその隙間を抜けられる寸法以下とされる。

なお、把持する杭は矢板に限定されるものではない。適用される杭の形態に応じて杭チャック装置を変更すれば実施することができる。

１ 杭圧入引抜機
２ ハット型鋼矢板
２ａ 腕部
１０ 杭チャック装置
１１ 作動シリンダ
１４ 抜け止めピン
２０ 歯部
２１ 歯
３０ 爪本体部
３１，３２ 案内面
４０ 取付部
５０ 爪本体部
５１，５２ 案内面
１０１ 可動爪
１０２ 固定爪

Claims (3)

1. 互いに対向配置され接近・離間動作することで杭の板状部分を挟持する一対の爪を有した杭チャック装置において、
   前記一対の爪のそれぞれには、前記板状部分に当接する歯が形成された当接面と、前記当接面の上又は／及び下に、前記当接面同士が対向する隙間に前記板状部分を案内するために前記当接面より傾斜して前記離間の方向に後退した案内面とが形成され、
   前記一対の爪のうち一方が、接近・離間動作を実現する作動シリンダを介して杭チャック装置本体に連結される可動爪であるとともに、他方が杭チャック装置本体に連結固定される固定爪であるか、又は、双方が可動爪であり、
   前記可動爪は、
   前記歯を有する歯部と、
   前記歯部が取り付けられる取付部及び前記案内面を有し前記作動シリンダの可動端に固定される爪本体部と、からなり、
   前記固定爪がある場合に、当該固定爪は、
   前記歯を有する歯部と、
   前記歯部が取り付けられる取付部及び前記案内面を有し前記杭チャック装置本体に固定される爪本体部と、からなり、
   前記案内面は前記接近の方向について前記当接面まで形成され、前記歯部が前記爪本体部から取り外し可能にされたことを特徴とする杭チャック装置。
2. 前記取付部は、前記当接面に開口し前記歯部が内嵌される凹状で、上下方向及び両側方の四方について前記歯部を位置規制する側面と、前記当接面に垂直に受ける押圧力の方向について前記歯部を支持する底面とを有し、
   上下方向の前記側面のうち少なくともいずれか一方、及び両側方の前記側面のうち少なくともいずれか一方は、前記底面に近づくほど相対する側面に近づくように、前記当接面に垂直な方向に対して傾斜して形成され、
   前記歯部を前記取付部から抜き出して取り外し可能にされたことを特徴とする請求項１に記載の杭チャック装置。
3. 両側方の前記側面を形成する規制壁部のそれぞれに穿設された孔と、前記取付部に内嵌された前記歯部に穿設された孔とが連通し、これらの孔に貫通挿入される抜け止めピンによって、前記歯部が前記取付部に保持されることを特徴とする請求項２に記載の杭チャック装置。

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