JP7194620B2

JP7194620B2 - チュービング装置

Info

Publication number: JP7194620B2
Application number: JP2019046993A
Authority: JP
Inventors: 真司栗本; 浩司高山; 秀直高橋
Original assignee: Nippon Sharyo Ltd
Current assignee: Nippon Sharyo Ltd
Priority date: 2019-03-14
Filing date: 2019-03-14
Publication date: 2022-12-22
Anticipated expiration: 2039-03-14
Also published as: JP2020148027A

Description

本発明は、チュービング装置に関し、詳しくは、建築、土木の基礎工事で地中へのケーシングの圧入や引き抜きを行うチュービング装置に関する。

基礎工事で使用されるチュービング装置は、一般に、地上に据え付けられるベースフレームと、該ベースフレームの上方に４本の昇降シリンダを介して昇降可能に設けられたドライブフレームと、該ドライブフレームの上方に４本のチャックシリンダを介して昇降可能に設けられたチャックフレームと、前記ベースフレーム、ドライブフレーム及びチャックフレームの中央部を鉛直方向に貫通して同軸上にそれぞれ設けられ、ケーシングチューブを挿通させるケーシングチューブ挿通孔とを備えている。

このようなチュービング装置では、工事開始前に現地に搬入し、工事終了後に現地から搬出するものであるから、一般的な道路を通って輸送可能な大きさ及び重量の範囲内に収める必要がある。このため、大型のチュービング装置は、本体を複数に分解して、例えば、各フレーム毎に３分割したり、あるいは、ベースフレームと、連結した状態のドライブフレーム及びチャックフレームとに２分割したりして、別々に輸送することが行われている（例えば、特許文献１参照。）。

特開２０１２－１１７２５１号公報

上述のように、ドライブフレームは、ベースフレーム上に昇降シリンダを介して支持されていることから、ドライブフレームと昇降シリンダとの接続は、通常、フランジ継手によってなされ、安定して接続するために互いに複数のボルトで結合されている。しかしながら、チュービング装置の分割輸送を行う際には、その都度、４本の昇降シリンダ全ての接続部についてボルトの取付け、取外し作業を行うため、作業に多大な手間を要していた。しかも、奥まった位置にあるボルトの締付け作業は容易でなく、作業者にとって負担の大きい作業であった。

そこで本発明は、アタッチメントとして用いられ、輸送前後にドライブフレームとベースフレームとの切り離しや接続が容易に行える分解・組立用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、地上に据え付けられるベースフレームと、該ベースフレームの上方に昇降シリンダを介して昇降可能に設けられたドライブフレームと、該ドライブフレームの上方にチャックシリンダを介して昇降可能に設けられたチャックフレームとを備えたチュービング装置において、前記ベースフレームの上面四隅部に、前記ドライブフレームの四隅部を上下方向に貫通するとともに、円筒状の内側ブラケット及び外側ブラケットを入れ子状に嵌合させて互いに上下方向に相対移動させることで伸縮可能なガイド筒が設けられ、前記昇降シリンダは、前記ガイド筒の内部に収容され、シリンダロッドが前記内側ブラケットを介して前記ベースフレームに接続されるとともに、シリンダチューブが前記外側ブラケットを介して前記ドライブフレームに接続され、前記外側ブラケットの下部外周には、径外方向に突出するフランジが設けられ、該フランジの上面と前記ドライブフレームの下面との間に、前記外側ブラケットの外径に対応した内径を有し、上下方向の合わせ面を介して分離可能に組み合わされた円環状の上側部材及び下側部材を一組とするアダプタが着脱可能に配置され、該アダプタは、上面が前記ドライブフレームの下面に前記上側部材を貫通する複数の固定ボルトによって分離可能に結合されるとともに、下面が前記フランジの上面に該フランジを貫通する複数の固定ボルトによって分離可能に結合され、外周部に前記上側部材及び前記下側部材の互いの一部同士を水平方向に重ね合わせ可能な重合部を有し、該重合部に設けたピン孔に連結ピンを抜き差しすることにより、前記ドライブフレームと前記ガイド筒とが前記アダプタを介して結合又は分離可能に構成されていることを特徴としている。

また、前記ドライブフレーム及び前記下側部材のそれぞれの下面は、前記フランジを貫通する複数の固定ボルトの取付位置に対応した箇所に複数のねじ孔が設けられ、前記アダプタを取り外した状態で、前記フランジの上面と前記ドライブフレームの下面とが前記フランジを貫通する複数の固定ボルトによって互いに分離可能に結合されていることを特徴とし、さらに、前記ピン孔は、前記合わせ面よりも下方に設けられていることを特徴としている。

本発明によれば、昇降シリンダを収容するガイド筒に設けたフランジの上面とドライブフレームの下面との間に、分離可能に組み合わされた円環状の上側部材及び下側部材を一組とするアダプタが、装置本体の分解・組立用治具（アタッチメント）として着脱可能に配置され、該アダプタの外周部に重合部を有するとともに、該重合部に連結ピンを抜き差しすることによってドライブフレームとガイド筒とがアダプタを介して互いに結合又は分離可能に構成されているので、ドライブフレームと昇降シリンダとの接続部において、簡便なピン式連結構造を採用することが可能となり、チュービング装置の輸送前後にドライブフレームとベースフレームとの切り離しや接続を迅速かつ容易に行うことができる。

また、装置本体の全高を低く抑えたい場合には、アダプタを取り外して、ドライブフレームと昇降シリンダとの間をフランジ継手によるボルト結合で固定すればよい。この場合、ドライブフレーム及び下側部材のそれぞれの下面には、フランジを貫通する複数の固定ボルトの取付位置に対応した箇所に複数のねじ孔が設けられているので、ボルト結合を行う際に、フランジに備わるボルト孔をそのまま使用することができ、利便性が高まる。とりわけ、連結ピンを差し込むピン孔の位置が上側部材と下側部材との合わせ面よりも下方に設けられているので、上側部材を、その高さ寸法を抑えて軽量に製作することが可能となり、もって、アダプタの着脱作業において、作業者の労力を大幅に軽減させることができる。

本発明の一形態例を示すチュービング装置の正面図である。同じく側面図である。同じく平面図である。同じく要部平面図である。図４のＶ－Ｖ断面図である。同じく要部拡大図である。アダプタから連結ピンを抜いてドライブフレームとベースフレームとを切り離した状態を示す図である。

図１乃至図７は、本発明のチュービング装置の一形態例を示している。本形態例に示すチュービング装置１１は、図１乃至図３に示すように、地上に据え付けられるベースフレーム１２と、該ベースフレーム１２の上方に４本のガイド筒１３とその内部に収容された昇降シリンダ１４とからなる伸縮機構を介して昇降可能に設けられたドライブフレーム１５と、該ドライブフレーム１５の上方に４本のチャックシリンダ１６を介して昇降可能に設けられたチャックフレーム１７とを備えており、前記ベースフレーム１２、ドライブフレーム１５及びチャックフレーム１７の中央部には、鉛直方向に貫通して同軸上に配置されたケーシング挿通孔１８が設けられている。

チャックフレーム１７の内周には、ケーシングチューブ（図示せず）を把持するための複数のチャック１９が周方向に等間隔で設けられている。また、チャックフレーム１７の上面には、ケーシング挿通孔１８の内径に対応した内径を有する開口部２０を備えた作業デッキ２１が設けられ、チャックフレーム１７の側面には、作業デッキ２１に昇降するための梯子２２が設けられている。また、開口部２０の周縁と作業デッキ２１の外縁とが接近している部分には、作業デッキ２１の外方に張り出す拡幅デッキ２３が着脱可能に設けられ、作業デッキ２１及び拡幅デッキ２３の外縁部に複数の手摺２４を設置することで、デッキ上からの転落防止が図られている。さらに、作業デッキ２１の上面には、吊り上げ用の４個の吊り金具２５が設けられている。

前記ベースフレーム１２及びドライブフレーム１５は、平面視が長方形状を有しており、各フレーム１２，１５の四隅部に昇降シリンダ１４がガイド筒１３内に収容された状態でそれぞれ配置されている。ガイド筒１３は、図４及び図５に示すように、円筒状の内側ブラケット２６及び外側ブラケット２７を入れ子状に嵌合させて互いに上下方向に相対移動させることで伸縮可能に形成されたもので、ドライブフレーム１５に設けた上下方向のガイド孔１５ａを貫通した状態で、内側ブラケット２６の下端部がベースフレーム１２上面に複数の固定ボルト２８で結合され、外側ブラケット２７が、その下部外周に径外方向に突出させたフランジ２７ａにより、後述するアダプタ２９を介してドライブフレーム１５を支持可能になっている。

また、ガイド筒１３は、ドライブフレーム１５の上面側のガイド孔１５ａの周縁部において、複数の固定ボルト３０で取り付けられたリングプレート３１によってガタ付きが抑えられており、安定した伸縮動作が可能になっている。さらに、昇降シリンダ１４は、シリンダロッド１４ａの先端部が内側ブラケット２６の内壁に設けた連結部２６ａに連結ピン３２で結合されるとともに、シリンダチューブ１４ｂの基端部が外側ブラケット２７の上端部に固定ボルト３３で結合されている。これにより、昇降シリンダ１４は、シリンダロッド１４ａが内側ブラケット２６を介してベースフレーム１２に接続されるとともに、シリンダチューブ１４ｂが外側ブラケット２７を介してドライブフレーム１５に接続され、油圧による伸縮動作でドライブフレーム１５を昇降させる。

アダプタ２９は、チュービング装置１１を輸送する際の分解・組立用治具であって、前記外側ブラケット２７のフランジ２７ａ上面とドライブフレーム１５の下面との間に着脱可能に配置されたもので、外側ブラケット２７の外径に対応した内径を有し、上下方向の合わせ面３４ａ，３５ａを介して分離可能に組み合わされた円環状の上側部材３４及び下側部材３５を一組として形成されている。また、アダプタ２９は、図６に示すように、上面がドライブフレーム１５の下面に上側部材３４を貫通する複数の固定ボルト３６によって分離可能に結合されるとともに、下面がフランジ２７ａの上面に該フランジ２７ａを貫通する複数の固定ボルト３７によって分離可能に結合され、さらには、外周部の両側２箇所に上側部材３４及び下側部材３５の互いの一部である小片３４ｂ，３５ｂ同士を水平方向に重ね合わせ可能な重合部３８をそれぞれ有している。

上側部材３４は、例えば、板厚が６５ｍｍの鋼板を略円環状に切り出して上下面に機械加工を施したもので、外側ブラケット２７の外径に対応した内径を有して形成されており、固定ボルト３６が挿通される複数のボルト孔３４ｃが周方向に設けられるとともに、内周縁部にインロー結合を可能にする凹凸部が設けられている。また、上側部材３４の径方向両側部には、連結ピン３９が挿通可能なピン孔３４ｄを有した下向きの小片３４ｂがそれぞれ設けられている。

下側部材３５は、外側ブラケット２７の外径に対応した内径を有する筒状の胴部３５ｃと、該胴部３５ｃの上下端に径外方向に突出するように設けられた円環状部材３５ｄ，３５ｅと、これらを上下方向に繋ぐ複数の立板３５ｆとからなる溶接構造によって、全体の強度が高められている。また、胴部３５ｃの上下端にインロー結合を可能にする凹凸部が設けられている。さらに、上側の円環状部材３５ｄには、上側部材３４と下側部材３５とを組み合わせたときに前記固定ボルト３６を逃がすための複数のボルト逃がし孔３５ｇが周方向に設けられ、下側の円環状部材３５ｅには、前記固定ボルト３７が螺合可能な複数のねじ孔３５ｈが周方向に設けられている。また、下側部材３５の径方向両側部には、上側の円環状部材３５ｄを間欠的に切り欠いて、上側部材３４の小片３４ｂを上下方向に出入り可能にする収容部３５ｉが設けられており、該収容部３５ｉに対応する位置であって、胴部３５ｃと下側の円環状部材３５ｅとの間の空間に連結ピン３９が挿通可能なピン孔３５ｊを有した２枚の上向きの小片３５ｂ，３５ｂが互いに隙間をあけて設けられている。

ここで、各小片３４ｂ，３５ｂのピン孔３４ｄ，３５ｊは、例えば、直径７０ｍｍの連結ピン３９に対応した径に設定されるとともに、上側部材３４及び下側部材３５の合わせ面３４ａ，３５ａよりも下方であって胴部３５ｃの外周面に近接して設けられている。すなわち、アダプタ２９は、上側部材３４の高さ寸法（厚み）が下側部材３５の高さ寸法と比較して１／５程度に小さく形成され、かつ、全体として高さや外径を増大させることなくコンパクトに形成されている。こうして、上側部材３４の小片３４ｂを、上方から下側部材３５の小片３５ｂ，３５ｂ間に差し込んで水平方向に重ね合わせるとともに、合わせ面３４ａ，３５ａを上下方向に当接させた状態で、重合部３８においてピン孔３４ｄ，３５ｊに連結ピン３９を抜き差しすることにより、ドライブフレーム１５とガイド筒１３とがアダプタ２９を介して結合又は分離可能な状態となる。

ところで、チュービング装置１１を操作して、ケーシングチューブを地中から引き抜く動作を行う場合、アダプタ２９には合わせ面３４ａ，３５ａ同士を押し付ける方向に圧縮荷重が作用するが、上述のようにアダプタ２９全体の剛性が確保されていることから、重合部３８を介して負荷が連結ピン３９に伝達されることはない。一方、ケーシングチューブを地中に押し込む動作（圧入）を行う場合、アダプタ２９には合わせ面３４ａ，３５ａ同士を引き離す方向に引張荷重が作用し、重合部３８を介して負荷（せん断力）が連結ピン３９に伝達される。しかし、チュービング装置１１は、その動作特性上、押し込み動作で生じる引張荷重が比較的に小さくなるように設定されている。これにより、アダプタ２９は、その両側部において連結ピン３９を、小型で、かつ、少ない数量で構成しつつ、重合部３８に作用する負荷を受け止めるだけの十分な強度を確保している。

また、ドライブフレーム１５及び下側部材３５のそれぞれの下面に設けた複数のねじ孔１５ｂ，３５ｈは、フランジ２７ａを貫通する複数の固定ボルト３７の取付位置に対応した箇所、すなわち、複数のボルト孔２７ｂの位置に対応して設けられており、アダプタ２９を取り外した状態で、フランジ２７ａの上面とドライブフレーム１５の下面とがフランジ２７ａの複数のボルト孔２７ｂを貫通する固定ボルト、例えば、複数の固定ボルト３７によって互いに分離可能に結合される。

このように形成されたチュービング装置１１は、工事開始前に現地に搬入し、工事終了後に現地から搬出するものであるから、輸送時に寸法や重量を制限内に収める必要がある。このため、装置本体を複数に分解して、例えば、ベースフレーム１２と、連結した状態のドライブフレーム１５及びチャックフレーム１７とに２分割される。

チュービング装置１１を分解するには、図７に示すように、あらかじめ四隅部のアダプタ２９全てについて、連結ピン３９をピン孔３４ｄ，３５ｊから引き抜いて上側部材３４と下側部材３５との結合を解除し、ドライブフレーム１５上面のリングプレート３１を取り外した状態とする。そして、吊り金具２５に取り付けたワイヤロープ４０をクレーンで巻き上げると、アダプタ２９の合わせ面３４ａ，３５ａ同士が互いに離間することによってドライブフレーム１５とベースフレーム１２とが切り離される。これにより、各フレーム１２，１５は、それぞれ輸送車の荷台に搭載されて、別々に輸送される。一方、チュービング装置１１を組み立てる際には、上述と逆の手順でピン結合がなされるが、アダプタ２９を取り外して使用する場合、ドライブフレーム１５とガイド筒１３とは、フランジ２７ａの継手によってボルト結合がなされる。

このように、昇降シリンダ１４を収容するガイド筒１３に設けたフランジ２７ａの上面とドライブフレーム１５の下面との間に、分離可能に組み合わされた円環状の上側部材３４及び下側部材３５を一組とするアダプタ２９が、装置本体の分解・組立用治具（アタッチメント）として着脱可能に配置され、該アダプタ２９の外周部に重合部３８を有するとともに、該重合部３８に連結ピン３９を抜き差しすることによってドライブフレーム１５とガイド筒１３とがアダプタ２９を介して互いに結合又は分離可能に構成されているので、ドライブフレーム１５と昇降シリンダ１４との接続部において、簡便なピン式連結構造を採用することが可能となり、チュービング装置１１の輸送前後にドライブフレーム１５とベースフレーム１２との切り離しや接続を迅速かつ容易に行うことができる。

また、装置本体の全高を低く抑えたい場合には、アダプタ２９を取り外して、ドライブフレーム１５と昇降シリンダ１４との間をフランジ２７ａの継手によるボルト結合で固定すればよい。この場合、ドライブフレーム１５及び下側部材３５のそれぞれの下面には、フランジ２７ａを貫通する複数の固定ボルト３７の取付位置に対応した箇所に複数のねじ孔１５ｂ，３５ｈが設けられているので、ボルト結合を行う際に、フランジ２７ａに備わるボルト孔２７ｂをそのまま使用することができ、利便性が高まる。とりわけ、連結ピン３９を差し込むピン孔３４ｄ，３５ｊの位置が上側部材３４と下側部材３５との合わせ面３４ａ，３５ａよりも下方に設けられているので、上側部材３４を、その高さ寸法を抑えて軽量に製作することが可能となり、もって、アダプタ２９の着脱作業において、作業者の労力を大幅に軽減させることができる。

なお、本発明は、前記形態例に限るものではなく、アダプタは、ベースフレーム下面とガイド筒のフランジ上面との間にコンパクトに配置する構造であれば、上側部材や下側部材の形状は任意であり、連結ピンを抜き差しする重合部は、アダプタの外周部の両側２箇所に設けることで好適に実現されるが、分解・組立時の作業性や必要な強度に問題が生じない範囲であれば、形状や配置を適宜に変更することができる。また、必要に応じて、アダプタを既存の製品に後付けしてもよい。さらに、チュービング装置の分割輸送は、上述の２分割した形態に限られず、チャックフレームとベースフレームとを切り離し、各フレーム毎に３分割した輸送形態を採用することができる。

１１…チュービング装置、１２…ベースフレーム、１３…ガイド筒、１４…昇降シリンダ、１４ａ…シリンダロッド、１４ｂ…シリンダチューブ、１５…ドライブフレーム、１５ａ…ガイド孔、１５ｂ…ねじ孔、１６…チャックシリンダ、１７…チャックフレーム、１８…ケーシング挿通孔、１９…チャック、２０…開口部、２１…作業デッキ、２２…梯子、２３…拡幅デッキ、２４…手摺、２５…吊り金具、２６…内側ブラケット、２６ａ…連結部、２７…外側ブラケット、２７ａ…フランジ、２７ｂ…ボルト孔、２８…固定ボルト、２９…アダプタ、３０…固定ボルト、３１…リングプレート、３２…連結ピン、３３…固定ボルト、３４…上側部材、３４ａ…合わせ面、３４ｂ…小片、３４ｃ…ボルト孔、３４ｄ…ピン孔、３５…下側部材、３５ａ…合わせ面、３５ｂ…小片、３５ｃ…胴部、３５ｄ，３５ｅ…円環状部材、３５ｆ…立板、３５ｇ…ボルト逃がし孔、３５ｈ…ねじ孔、３５ｉ…収容部、３５ｊ…ピン孔、３６，３７…固定ボルト、３８…重合部、３９…連結ピン、４０…ワイヤロープ

Claims

地上に据え付けられるベースフレームと、該ベースフレームの上方に昇降シリンダを介して昇降可能に設けられたドライブフレームと、該ドライブフレームの上方にチャックシリンダを介して昇降可能に設けられたチャックフレームとを備えたチュービング装置において、前記ベースフレームの上面四隅部に、前記ドライブフレームの四隅部を上下方向に貫通するとともに、円筒状の内側ブラケット及び外側ブラケットを入れ子状に嵌合させて互いに上下方向に相対移動させることで伸縮可能なガイド筒が設けられ、前記昇降シリンダは、前記ガイド筒の内部に収容され、シリンダロッドが前記内側ブラケットを介して前記ベースフレームに接続されるとともに、シリンダチューブが前記外側ブラケットを介して前記ドライブフレームに接続され、前記外側ブラケットの下部外周には、径外方向に突出するフランジが設けられ、該フランジの上面と前記ドライブフレームの下面との間に、前記外側ブラケットの外径に対応した内径を有し、上下方向の合わせ面を介して分離可能に組み合わされた円環状の上側部材及び下側部材を一組とするアダプタが着脱可能に配置され、該アダプタは、上面が前記ドライブフレームの下面に前記上側部材を貫通する複数の固定ボルトによって分離可能に結合されるとともに、下面が前記フランジの上面に該フランジを貫通する複数の固定ボルトによって分離可能に結合され、外周部に前記上側部材及び前記下側部材の互いの一部同士を水平方向に重ね合わせ可能な重合部を有し、該重合部に設けたピン孔に連結ピンを抜き差しすることにより、前記ドライブフレームと前記ガイド筒とが前記アダプタを介して結合又は分離可能に構成されていることを特徴とするチュービング装置。
前記ドライブフレーム及び前記下側部材のそれぞれの下面は、前記フランジを貫通する複数の固定ボルトの取付位置に対応した箇所に複数のねじ孔が設けられ、前記アダプタを取り外した状態で、前記フランジの上面と前記ドライブフレームの下面とが前記フランジを貫通する複数の固定ボルトによって互いに分離可能に結合さ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。
前記ピン孔は、前記合わせ面よりも下方に設けられていることを特徴とする請求項１又は２記載のチュービング装置。