JP6489834B2

JP6489834B2 - チュービング装置

Info

Publication number: JP6489834B2
Application number: JP2015003054A
Authority: JP
Inventors: 冨田　庸公; 庸公冨田
Original assignee: Nippon Sharyo Ltd
Current assignee: Nippon Sharyo Ltd
Priority date: 2015-01-09
Filing date: 2015-01-09
Publication date: 2019-03-27
Anticipated expiration: 2035-01-09
Also published as: JP2016128636A

Description

本発明は、チュービング装置に関し、詳しくは、ベースマシンに立設したリーダに沿ってケーシング回転駆動装置を昇降させるチュービング装置に関する。

チュービング装置は、ケーシングチューブを地中に圧入したり、地中から引き抜いたりするもので、地上設置型のチュービング装置は、ベースフレーム、ドライブフレーム及びチャックフレームを備えており、各フレームの中央部には、ケーシングチューブを鉛直方向に挿通するための挿通孔がそれぞれ設けられている。また、ドライブフレーム及びチャックフレームの挿通孔の周囲には、ベアリングがそれぞれ設けられており、各ベアリングの内周には、チャックシリンダでドライブフレームとチャックフレームとを接近させることによってケーシングチューブを把持する楔状のチャック部材が設けられている。さらに、ドライブフレームには、チャック部材で把持したケーシングチューブを回転させるための油圧モータが設けられている（例えば、特許文献１参照。）。

一方、ケーシング回転駆動装置をリーダに沿って昇降させるリーダ昇降型のチュービング装置は、リーダに対して昇降可能に設けられた昇降フレームと、該昇降フレームにチャックシリンダを介して離接可能に設けられたチャックフレームとを備えており、昇降フレーム及びチャックフレームの中央部には、ケーシングチューブを鉛直方向に挿通するための挿通孔が設けられ、挿通孔の周囲には、ベアリングがそれぞれ設けられるとともに、各ベアリングの内周には、チャックシリンダで昇降フレームとチャックフレームとを接近させることによってケーシングチューブを把持する楔状のチャック部材が設けられている。さらに、昇降フレームには、チャック部材で把持したケーシングチューブを回転させるための油圧モータが設けられている（例えば、特許文献２参照。）。

また、このようなチュービング装置では、前記特許文献１に記載されているように、外径が小さなケーシングチューブにも対応可能とするため、ケーシングチューブを把持するチャック部材の内側に、チャックカラー（クランプカラー）を取付可能としている。

特開２００３−３１３８６９号公報特許第３３７１２５２号公報

前記チャック部材へのチャックカラーの取り付けは、チャックカラーをクレーンで吊って所定位置に保持した状態で、ボルトでチャックカラーをチャック部材に固定するようにしている。このため、複数のチャックカラーの取り付けに長時間を要するだけでなく、位置合わせに多大な手間を要していた。

そこで本発明は、チャック部材に対するチャックカラーの着脱を容易に短時間で行うことができるチャック部材の着脱治具を備えたチュービング装置を提供することを目的としている。

上記目的を達成するため、本発明のチュービング装置は、ベースマシンに立設したリーダにケーシング回転駆動装置を昇降可能に設けたチュービング装置において、前記ケーシング回転駆動装置は、リーダに昇降可能に設けられた昇降フレームと、該昇降フレームにチャックシリンダを介して離接可能に設けられたチャックフレームと、該昇降フレーム及び該チャックフレームの中央部にそれぞれ設けられた挿通孔と、各挿通孔の周囲にベアリングを介してそれぞれ回転可能に設けられたケーシングチューブ把持用のチャック部材と、昇降フレームとチャックフレームとを離接させることによって前記チャック部材を開閉するチャックシリンダとを備えるとともに、前記チャック部材の内側に着脱可能に設けられるチャックカラーを保持するチャックカラースタンドを備え、該チャックカラースタンドは、複数のチャックカラーをあらかじめ設定された直径の円周上に立てた状態で、かつ、上方へのチャックカラーの移動を可能とした状態で各チャックカラーの内周側を保持する保持部材と、該保持部材の下端部を支持する支持部材とを備えるとともに、前記チャック部材の上端面には、前記チャックカラーの上端部から外周方向に向かって突設した係合爪部が係合する係合溝部が設けられていることを特徴としている。

さらに、本発明のチュービング装置は、前記支持部材の一側上面に、前記リーダの両側面前部に設けられているガイドパイプに当接して位置決めを行う位置決め部材が設けられていること、前記支持部材は、前記保持部材を設けた支持部材本体部と、前記位置決め部材を設けた位置決め支持部材とに分割形成され、位置決め支持部材の支持部材本体部側の中央部には、前記保持部材の外形に対応した形状の凹部が設けられ、位置決め支持部材の支持部材本体部側の両端部には、互いに係合して支持部材本体部と位置決め支持部材との位置合わせを行う凹凸係合部が設けられていることを特徴としている。

また、前記チャック部材の上端面に設けられた前記係合溝部は、前記係合爪部の幅寸法に対応した幅寸法を有する溝部底辺に対して開口部側が拡開した逆台形状に形成されていることを特徴としている。

本発明のチュービング装置によれば、保持部材にチャックカラーを保持した状態のチャックカラースタンドの上方から、チャック部材を開いた状態でケーシング回転駆動装置をリーダに沿って下降させ、チャック部材の内周にチャックカラーを配置し、チャック部材を閉じて係合爪部と係合溝部とを係合させた後、ケーシング回転駆動装置を上昇させることにより、各チャック部材の内面に沿って各チャックカラーをそれぞれ配置することができ、ボルトで締結することにより、クレーンを使用せずに，一度で簡単に、チャック部材の内周にチャックカラーを固定することができる。また、チャックカラースタンドは、チャックカラー不使用時には、チャックカラー収納用としても使用でき、コンパクトに保管しておくことができる。

本発明のチュービング装置の一形態例を示す側面図である。図３のＩＩ−ＩＩ断面図である。本発明のチュービング装置に備えられたチャックカラースタンドの一例を示す平面図である。チャックカラースタンドの収納時の状態を示す平面図である。チャックカラーを取り付ける手順の第１段階を示す側面図である。チャックカラーを取り付ける手順の第２段階を示す断面側面図である。同じく平面図である。チャックカラーを取り付ける手順の第３段階を示す断面側面図である。同じく平面図である。チャックカラーを取り付ける手順の第４段階を示す断面側面図である。係合爪部と係合溝部との係合状態を示す正面図である。図１１のＸＩＩ−ＸＩＩ断面図である。チャックカラーを取り付ける手順の第５段階を示す断面側面図である。チャックカラーを取付後の状態を示す断面側面図である。

図１は、本発明のチュービング装置の一形態例を示すもので、本形態例に示すチュービング装置は、下部走行体１１と上部旋回体１２とからなる自走式のベースマシン１３の前部に立設したリーダ１４にケーシング回転駆動装置１５を昇降可能に設けたもので、ケーシング回転駆動装置１５でケーシングチューブ１６を把持して回転させた状態で、ケーシング回転駆動装置１５をリーダ１４に沿って下降させることによってケーシングチューブ１６を地中に回転圧入する作業を行い、ケーシング回転駆動装置１５をリーダ１４に沿って上昇させることによってケーシングチューブ１６を地中から引き抜く作業を行うように形成されている。

ケーシング回転駆動装置１５は、図５，図６などにも示すように、昇降フレーム１７とチャックフレーム１８とを有しており、各フレーム１７，１８は、各フレーム１７，１８の後方に突設した左右一対のガイドギブ１７ａ，１８ａをリーダ１４の両側面前部にそれぞれ設けられているガイドパイプ１９に摺動可能に係合させることによってリーダ１４に沿って昇降可能に形成されている。

また、昇降フレーム１７には、リーダ１４の前面中央部に設けられたラック２０に歯合するピニオン２１を回転駆動する複数の昇降用油圧モータ２２が設けられるとともに、把持したケーシングチューブ１６を回転駆動するための回転用油圧モータ２３が設けられている。さらに、昇降フレーム１７とチャックフレーム１８とは、各フレームの四隅部に設けた伸縮可能なガイドポスト２４によって離接可能に連結されるとともに、両フレーム１７，１８を離接させるための複数のチャックシリンダ２５が設けられている。

各フレーム１７，１８の中央部には、ケーシングチューブ１６を挿通するための挿通孔２６，２７がそれぞれ設けられており、各挿通孔２６，２７の周囲には、ベアリング２８，２９がそれぞれ回転可能に設けられている。昇降フレーム１７側のベアリング２８の下部には、リンク３０を介して複数のチャック部材３１が内外方向に移動可能に吊持されており、チャックフレーム１８側のベアリング２９の上部には、前記チャック部材３１を内外方向に移動させて開閉するため、上部が拡開した逆円錐面を有するくさび部材３２がリング状に設けられている。チャック部材３１の内周面は、ケーシングチューブ１６の外周面に対応した円弧面となっている。

また、チュービング装置では、標準のケーシングチューブ１６の直径より小さな直径を有するケーシングチューブや鋼管杭などを施工する際に、前記チャック部材３１の内側に、小さな直径に対応した厚さを有し、外周面がチャック部材３１の内周面に対応した円弧面で、内周面が小径のケーシングチューブなどの外周面に対応した円弧面を有するチャックカラー５１を取り付けることが行われている。

図２乃至図４は、チャック部材３１の内側にチャックカラー５１を着脱する際に使用する着脱治具としてのチャックカラースタンド５２を示している。このチャックカラースタンド５２は、チャック部材３１の数に対応した複数のチャックカラー５１を、閉じてチャック状態にしたチャック部材３１の内面を通る円の直径よりも、チャックカラー５１の外周面を通る円の直径が大きくならないように設定した直径の円周上に立てた状態で保持する保持部材５３と、該保持部材５３を鉛直方向に支持する板状の支持部材５４と、該支持部材５４の一側方に配置される位置決め部材５５とを備えている。

保持部材５３は、チャックカラー５１の内周面を通る円の直径に対応した外径を有する上部内筒部材５６と、チャックカラー５１の下部外周面を通る円の直径に対応した内径を有する下部外筒部材５７と、該下部外筒部材５７の上下方向中間部内周に設けられたリング状の上部内筒支持部材５８とを有しており、上部内筒部材５６の下端部外周と、下部外筒部材５７の上端部内周と、上部内筒支持部材５８の上面とによってチャックカラー５１の下端部を挿入して立てた状態で保持するための円形の保持溝５９が形成され、該保持溝５９内に、チャックカラー５１の保持数に対応した複数の仕切り部材５９ａが周方向に等間隔で設けられている。

保持部材５３に保持されたチャックカラー５１の高さは、ケーシング回転駆動装置１５を下限まで下降させたときのチャック部材３１の高さと同一乃至高い位置になるように設定され、下部外筒部材５７の高さは、チャックカラー５１が外方に倒れないように支えることができる高さで、チャックカラー着脱時にチャック部材３１の下端が接触しないように設定されている。

また、前記支持部材５４は、前記保持部材５３を中央に設けた正方形状の支持部材本体部６０と、前記位置決め部材５５を一側部両端に設けた位置決め支持部材６１とに分割形成されている。位置決め支持部材６１の支持部材本体部６０側の中央部には、前記下部外筒部材５７の外形に対応した形状の半円形凹部６２が設けられ、位置決め支持部材６１の支持部材本体部６０側の両端部には、支持部材本体部６０の隣接する一対の角部６３に係合して支持部材本体部６０と位置決め支持部材６１との位置合わせを行うための一対の係合凹部６４が設けられている。

位置決め部材５５は、位置決め支持部材６１の所定位置に、前記各ガイドパイプ１９の前面と外面とが当接可能な状態にアングルを立設したものであって、この位置決め部材５５の位置は、前記支持部材本体部６０の角部６３と位置決め支持部材６１の係合凹部６４とを凹凸係合させるとともに、ガイドパイプ１９の前面及び外面を位置決め部材５５の内側面に当接させたときに、チャック部材３１の内面を通る円の中心（杭芯）と、保持部材５３に保持されたチャックカラー５１の外面を通る円の中心とが一致するように設定されている。

また、図１１及び図１２にも示すように、チャックカラー５１の上端部中央外面には、外周方向に向かって突設した下向き鉤状の係合爪部６５が設けられるとともに、チャック部材３１の上端面中央には、前記係合爪部６５が係合する係合溝部６６が設けられている。係合溝部６６は、溝底辺６６ａが係合爪部６５の幅寸法に対応した寸法で形成され、溝両側縁６６ｂは、上方の溝開口部に向けて拡開するように傾斜した逆台形状に形成されている。

さらに、チャック部材３１及びチャックカラー５１の中央部２箇所には、従来と同様にチャック部材３１にチャックカラー５１を固定するためのボルト孔３１ａ及び雌ねじ孔５１ａがそれぞれ設けられている。また、チャックカラー５１の上端部中央上面には、チャックカラー５１をクレーンで吊り上げる際に用いる吊り輪５１ｂが設けられ、上部内筒部材５６の上端部周壁には、チャックカラースタンド５２を吊り上げる際に用いる通孔５２ａが設けられている。

一方、保管時や運搬時には、図４に示すように、支持部材本体部６０の上に位置決め支持部材６１を重ねて半円形凹部６２内に下部外筒部材５７を挿入することにより、チャックカラースタンド５２を小さく一体化することができ、収納性や取り扱い性の向上を図ることができる。

次に、図５乃至図１４を参照しながら、前記チャックカラースタンド５２を用いてチャック部材３１にチャックカラー５１を取り付ける手順を説明する。なお、図５乃至図１４では、一部の構成要素を省略して図示している。

まず、チャックカラー５１を所定の状態で保持し、位置決め部材５５を所定の位置に配置したチャックカラースタンド５２を地上の適宜な位置に設置するとともに、ケーシング回転駆動装置１５を適当な高さに配置した状態で、下部走行体１１による走行及び上部旋回体１２の旋回により、リーダ１４の各ガイドパイプ１９を各位置決め部材５５にそれぞれ当接させる。これにより、チャック部材３１の中心とチャックカラー５１の中心とが一致した状態になる。

次に、図６及び図７に示すように、チャックシリンダ２５を伸長させてチャック部材３１を開いた状態で、ケーシング回転駆動装置１５を下降させてチャックフレーム１８の下端を接地させるとともに、ベアリング２８の回転位置を調整してチャックカラー５１の外側にチャック部材３１をそれぞれ配置する。このとき、チャック部材３１は、チャックカラー５１の係合爪部６５の外方を通過し、チャックフレーム１８は、下部外筒部材５７の外周を通過する。

この状態で、図８及び図９に示すように、チャックシリンダ２５を短縮させることにより、チャックフレーム１８を上昇させて昇降フレーム１７に接近させ、くさび部材３２の円錐面でチャック部材３１を内周側に押動して閉じ状態（チャック状態）とし、チャック部材３１の内面をチャックカラー５１の外面に接近させて係合溝部６６を係合爪部６５の下方に位置させる。このとき、チャック部材３１の内面とチャックカラー５１の外面とは、非接触状態であることが好ましい。

次に、図１０に示すように、ケーシング回転駆動装置１５を僅かに上昇させる。これにより、係合溝部６６に係合爪部６５が係合した状態になる。このとき、係合溝部６６の両側縁６６ｂを、上方が拡開した傾斜面で形成することにより、係合溝部６６に対する係合爪部６５の位置が周方向に多少ずれていても、溝両側縁６６ｂの傾斜によって係合爪部６５を係合溝部６６の中央の溝底辺６６ａの部分にガイドすることができる。これにより、チャック部材３１とチャックカラー５１とが内外で位置合わせされ、ボルト孔３１ａの軸線と雌ねじ孔５１ａの軸線とを合致させた状態にすることができる。

そして、チャック部材３１のボルト孔３１ａがくさび部材３２によって覆われている場合は、図１３に示すように、チャックシリンダ２５を伸長させてチャックフレーム１８を下降させ、くさび部材３２を下降させてチャック部材３１の外面を露出させた後、ボルト孔３１ａを通して雌ねじ孔５１ａに固定ボルト６７を螺着してチャック部材３１とチャックカラー５１とを一体化する。

このようにしてチャック部材３１の内側にチャックカラー５１を取り付けた後、図１４に示すように、ケーシング回転駆動装置１５をチャックカラースタンド５２よりも上方に上昇させ、下部走行体１１を操作して所定距離後退してから施工場所などに移動すればよい。また、チャック部材３１からチャックカラー５１を取り外す際には、前記手順を逆に行えばよい。

このように、チャックカラースタンド５２を使用することにより、クレーンなどの他の機器を使用する必要がなくなり、また、全てのチャックカラー５１を一度に着脱でき、位置決めも簡単に行えるので、チャック部材３１に対するチャックカラー５１の着脱を容易に短時間で行うことができ、作業性の向上、安全性の向上を図ることができる。さらに、このチャックカラースタンド５２は、チャックカラー５１を使用しないときに、チャックカラー５１の収納用としても使用でき、支持部材本体部６０と位置決め支持部材６１とを重ねることで、コンパクトに保管することができる。

なお、チュービング装置の細部の構成は任意であり、従来から用いられている各種チュービング装置に適用可能であり、チャック部材やチャックカラーの数も任意である。また、位置決め部材は、他の位置決め手段を採用することもでき、支持部材を長方形状にしたりするなどして支持部材に位置決め部材を立設させることもでき、支持部材本体部と位置決め支持部材とを重ねるようにしなくてもよい。さらに、係合溝部と係合爪部との形状も任意である。

１１…下部走行体、１２…上部旋回体、１３…ベースマシン、１４…リーダ、１５…ケーシング回転駆動装置、１６…ケーシングチューブ、１７…昇降フレーム、１７ａ…ガイドギブ、１８…チャックフレーム、１８ａ…ガイドギブ、１９…ガイドパイプ、２０…ラック、２１…ピニオン、２２…昇降用油圧モータ、２３…回転用油圧モータ、２４…ガイドポスト、２５…チャックシリンダ、２６，２７…挿通孔、２８，２９…ベアリング、３０…リンク、３１…チャック部材、３１ａ…ボルト孔、３２…くさび部材、５１…チャックカラー、５１ａ…雌ねじ孔、５１ｂ…吊り輪、５２…チャックカラースタンド、５２ａ…通孔、５３…保持部材、５４…支持部材、５５…位置決め部材、５６…上部内筒部材、５７…下部外筒部材、５８…上部内筒支持部材、５９…保持溝、５９ａ…仕切り部材、６０…支持部材本体部、６１…位置決め支持部材、６２…半円形凹部、６３…角部、６４…係合凹部、６５…係合爪部、６６…係合溝部、６６ａ…溝底辺、６６ｂ…溝両側縁、６７…固定ボルト

Claims

ベースマシンに立設したリーダにケーシング回転駆動装置を昇降可能に設けたチュービング装置において、前記ケーシング回転駆動装置は、リーダに昇降可能に設けられた昇降フレームと、該昇降フレームにチャックシリンダを介して離接可能に設けられたチャックフレームと、該昇降フレーム及び該チャックフレームの中央部にそれぞれ設けられた挿通孔と、各挿通孔の周囲にベアリングを介してそれぞれ回転可能に設けられたケーシングチューブ把持用のチャック部材と、昇降フレームとチャックフレームとを離接させることによって前記チャック部材を開閉するチャックシリンダとを備えるとともに、前記チャック部材の内側に着脱可能に設けられるチャックカラーを保持するチャックカラースタンドを備え、該チャックカラースタンドは、複数のチャックカラーをあらかじめ設定された直径の円周上に立てた状態で、かつ、上方へのチャックカラーの移動を可能とした状態で各チャックカラーの内周側を保持する保持部材と、該保持部材の下端部を支持する支持部材とを備えるとともに、前記チャック部材の上端面には、前記チャックカラーの上端部から外周方向に向かって突設した係合爪部が係合する係合溝部が設けられていることを特徴とするチュービング装置。
前記支持部材の一側上面に、前記リーダの両側面前部に設けられているガイドパイプに当接して位置決めを行う位置決め部材が設けられていることを特徴とする請求項１記載のチュービング装置。
前記支持部材は、前記保持部材を設けた支持部材本体部と、前記位置決め部材を設けた位置決め支持部材とに分割形成され、位置決め支持部材の支持部材本体部側の中央部には、前記保持部材の外形に対応した形状の凹部が設けられ、位置決め支持部材の支持部材本体部側の両端部には、互いに係合して支持部材本体部と位置決め支持部材との位置合わせを行う凹凸係合部が設けられていることを特徴とする請求項２記載のチュービング装置。
前記チャック部材の上端面に設けられた前記係合溝部は、前記係合爪部の幅寸法に対応した幅寸法を有する溝部底辺に対して開口部側が拡開した逆台形状に形成されていることを特徴とする請求項１乃至３のいずれか１項記載のチュービング装置。