JP7377135B2

JP7377135B2 - チュービング装置

Info

Publication number: JP7377135B2
Application number: JP2020035599A
Authority: JP
Inventors: 秀直高橋
Original assignee: Nippon Sharyo Ltd
Current assignee: Nippon Sharyo Ltd
Priority date: 2020-03-03
Filing date: 2020-03-03
Publication date: 2023-11-09
Anticipated expiration: 2040-03-03
Also published as: JP2021139124A

Description

特許法第３０条第２項適用販売日：令和２年２月４日販売した場所：（株）ミヨシ（日本）

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。

建築、土木等の基礎工事で行われる場所打ち杭工法は、例えば、土留め用のケーシングを回転させながら地盤に押し込み、内部の土砂を排出して形成した掘削孔に鉄筋を投入した後、この掘削孔にコンクリートを流し込むことによって杭が造成される。こうした場所打ち杭工法では、ケーシングの圧入及び引き抜きを行うため、高トルクの回転を発生させるチュービング装置が使用されている。

この種のチュービング装置は、フレーム中心の貫通孔を通したケーシングがチャックによって把持され、地盤へ回転しながらの圧入や引き抜きが行われる。ケーシングを圧入する場合には、チャックシリンダの収縮作動によってチャックフレームが下降し、該チャックフレームに設けられたチャック部材を介してドライブフレームとの間でケーシングがチャックされ、昇降シリンダの収縮作動によってチャックフレームとドライブフレームとがケーシングと一緒に下降する。このとき、ドライブフレームに備わる油圧モータから高トルクの回転がケーシングに伝達されるため、ケーシングは回転しながら地盤に対して圧入される。一方、ケーシングを引き抜く場合には、昇降シリンダが逆に伸張作動し、地中からケーシングが引き抜かれる（例えば、特許文献１参照。）。

特開２００６－３４８５６５号公報

地中から引き抜かれた後のケーシングは、クレーンの吊り操作によって地上に置かれるが、その内外周面にはコンクリートや泥が多く付着しており、これらを取り除く清掃作業に手間を要していた。特に、長さがあるケーシングの場合では、清掃する範囲が広くなるため、作業者にとって負担が大きいものであった。

そこで本発明は、ケーシングの付着物の清掃を地中からの回収段階において実行可能な洗浄ノズル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、前記ドライブフレームに従って昇降するチャック機構と、該チャック機構によって把持したケーシングに対して回転を与える回転伝達機構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には、前記チャック機構によって把持した前記ケーシングの外周面に洗浄流体を噴射する複数の流体噴射ノズルが設けられていることを特徴としている。

また、前記流体噴射ノズルは、噴射した前記洗浄流体を水平をなす扇形に広げさせる噴射口を備え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、地上に据え付けられるベースフレームの上面に、チャック機構によって把持したケーシングの外周面に洗浄流体を噴射する複数の流体噴射ノズルを設けているので、地中からケーシングを引き抜く動作に連動させて、ケーシングの外周面に付着した泥を洗浄流体で除去することが可能となる。これにより、ケーシングを移動させた後に清掃する作業量を大幅に減らすことができ、もって、場所打ち杭工法の省力化に寄与するものとなる。

また、流体噴射ノズルが、噴射した洗浄流体を水平をなす扇形に広げさせる噴射口を備えているので、ケーシングの外周面に対して広い範囲に適量の洗浄流体を噴射することが可能となり、洗浄力の向上を図ることができる。

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。同じく平面図である。チャック機構で把持したケーシングを引き上げた状態を示す図である。図３のＩＶ－ＩＶ断面図である。図４のＶ－Ｖ断面図である。

図１乃至図５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（図示せず）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１４と、該ドライブフレーム１４の上方に４本のチャックシリンダ１５を介して昇降可能に設けられたチャックフレーム１６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１４及びチャックフレーム１６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１７が設けられている。

ドライブフレーム１４には、回転伝達機構である油圧モータ１８及び減速機１９と、前記ケーシング挿通孔１７を囲むコーンベアリング２０とが設けられている。コーンベアリング２０は、ケーシング２１を把持する複数のメインチャック２２と対になってチャック機構を形成するもので、ドライブフレーム１４に対して回転自在に組み付けられ、油圧モータ１８の回転が減速機１９を介して伝えられる。また、コーンベアリング２０の内周部には、メインチャック２２の楔形に当接可能なテーパ面が形成されている。

メインチャック２２は、チャックフレーム１６において、ケーシング挿通孔１７の周方向に等間隔で設けられている。具体的には、チャックフレーム１６に対してリンク２３やチャックベアリング２４を介して吊り下げられており、チャックシリンダ１５を伸縮させることよってメインチャック２２が相対的に上下動する。これにより、ケーシング２１とコーンベアリング２０との間にメインチャック２２が差し込まれ、あるいは、引き抜かれてケーシング２１の把持と解放とが行われる。

チャックフレーム１６の上面には、ケーシング挿通孔１７の内径に対応した内径を有する開口部２５を備えた作業デッキ２６が設けられ、チャックフレーム１６の側面には、作業デッキ２６に昇降するための梯子２７が設けられている。また、開口部２５の周縁と作業デッキ２６の外縁とが接近している部分には、作業デッキ２６の外方に張り出す拡幅デッキ２８が着脱可能に設けられ、作業デッキ２６及び拡幅デッキ２８の外縁部に複数の手摺２９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。

チュービング装置１１を操作して、ケーシング２１を圧入する場合には、まず、チャックシリンダ１５の収縮作動によってチャックフレーム１６を下降させ、チャック機構を介してドライブフレーム１４との間でケーシング２１をチャックする。続いて、昇降シリンダを収縮作動させてチャックフレーム１６とドライブフレーム１４とをケーシング２１と一緒に下降させる。このとき、回転伝達機構から高トルクの回転がケーシング２１に伝達されるため、ケーシング２１は回転しながら地盤に対して圧入された状態となる（図１）。こうして、複数のケーシング２１をボルトで連結しながら順次押し込むことにより、ケーシング２１の下端が所定の深さに到達する。その後、ケーシング２１内の土砂を排出して形成した掘削孔に鉄筋を投入し、この掘削孔にコンクリートを注入しながらケーシング２１を引き抜くことによって杭が造成される。

ケーシング２１を引き抜く場合には、チャック機構によってケーシング２１を把持し、昇降シリンダを伸張作動させることでケーシング２１の上部が地上に引き上げられた状態となる（図３）。このとき、メインチャック２２の解放時にはケーシング２１が自重で沈下してしまう。そのため、ベースフレーム１２には、ケーシング２１の沈下を防止するサブチャック機構が設けられている。サブチャック機構は、図４に示すように、ケーシング挿通孔１７の内周壁に沿って設けられたサブチャック３０を有している。サブチャック３０は、３枚の弓形に曲げられた帯板状の第１サブチャック部材３０ａ，第２サブチャック部材３０ｂ，第３サブチャック部材３０ｃをサブチャック連結ピン３１によって連結してＣ形状に形成したもので、第１サブチャック部材３０ａ及び第３サブチャック部材３０ｃの端部がサブチャックシリンダ３２に連結されている。サブチャックシリンダ３２が伸縮すると、サブチャック３０による円が拡径あるいは縮径し、ケーシング２１の解放と把持とが行われる。これにより、ケーシング２１をメインチャック２２とサブチャック３０とで掴み換えながら地中から引き抜くことでケーシング２１の沈下が防止される。

ところで、地中から引き抜かれた後のケーシング２１は、クレーンの吊り操作によって地上に置かれるが、その内外周面にはコンクリートや泥が多く付着しており、これらを取り除く清掃作業に手間を要する。特に、長さが６ｍ程度あるケーシング２１の場合では、清掃する範囲が広くなるため、作業者にとって負担が大きいものとなる。そこで、ケーシング２１の付着物の清掃を地中からの回収段階において実行すべく、ベースフレーム１２の上面には、チャック機構によって把持したケーシング２１の外周面に洗浄流体として洗浄水を噴射する複数の流体噴射ノズル３３を設けている。

前記複数の流体噴射ノズル３３は、四隅のガイド筒１３を避けた位置であって、ケーシング２１の外周面を周方向に４等分割した各分割周面２１ａ，２１ｂ，２１ｃ，２１ｄにそれぞれ対応して配置された４つの流体噴射ノズル３３である。これらの流体噴射ノズル３３は、２つでセットになって洗浄水をケーシング２１の外周半面に噴射するもので、カプラー３４が取り付けられた分流管（Ｔ型継手管）３５との間でホース３６を介して接続されている。これにより、高圧洗浄機（図示せず）で水量や水圧が調節された洗浄水をケーシング２１の外周面に噴射して、付着した泥を洗い流すことが可能である。

また、流体噴射ノズル３３は、図５に示すように、ブラケット３７を介してベースフレーム１２の上面よりも上方位置に支持され、先端部に洗浄水の噴射口３３ａを備えている。この噴射口３３ａは、噴射した洗浄水を水平をなす扇形に広げさせる周知のフラットスプレーノズルを採用したものである。これにより、噴流が形成する扇面は、例えば、略８０度の角度で広がる（図４）。

ここで、流体噴射ノズル３３を使用してケーシング２１の清掃を行う手順を説明する。まず、高圧洗浄機からのホース（図示せず）をカプラー３４に接続してスタンバイ状態とし、チュービング装置１１を操作してチャック機構でケーシング２１を把持する。次に、正回転と逆回転とを交互に行ってケーシング２１を揺動させながらドライブフレーム１４を上昇させる。この回収段階で、高圧洗浄機の操作手段をＯＮ操作することにより、４つの流体噴射ノズル３３の各噴射口３３ａから洗浄水を噴射させる。これにより、流体噴射ノズル３３から噴射した扇形の噴流が、ケーシング２１の外周面に沿うように当たって泥が洗い流されてゆく。

このように、本発明のチュービング装置１１によれば、地上に据え付けられるベースフレーム１２の上面に、チャック機構によって把持したケーシング２１の外周面に洗浄流体を噴射する複数の流体噴射ノズル３３を設けているので、地中からケーシング２１を引き抜く動作に連動させて、ケーシング２１の外周面に付着した泥を洗浄流体で除去することが可能となる。これにより、ケーシング２１を移動させた後に清掃する作業量を大幅に減らすことができ、もって、場所打ち杭工法の省力化に寄与するものとなる。

また、流体噴射ノズル３３が、噴射した洗浄流体を水平をなす扇形に広げさせる噴射口３３ａを備えているので、ケーシング２１の外周面に対して広い範囲に適量の洗浄流体を噴射することが可能となり、洗浄力の向上を図ることができる。

さらに、４つの流体噴射ノズル３３が、ケーシング２１の外周面を周方向に４等分割した各分割周面２１ａ，２１ｂ，２１ｃ，２１ｄにそれぞれ対応して配置されるので、洗浄流体をケーシング２１の外周面にむらなく噴射することが可能となる。これにより、ケーシング２１を揺動させながら引き抜いても、つまり充填したコンクリートが回転しないように引き抜いても、ケーシング２１の全周に亘って洗浄流体を噴射できることから、より実用的なものである。

これに加えて、より大径のケーシング２１が用いられる大型のチュービング装置では、流体噴射ノズル３３からの噴流が部分的に届かない面が生じるおそれがあるが、そのような場合であっても、ケーシング２１を揺動させながら引き抜く動作を行えば、噴流が届かなかった面に十分に届くようになり、流体噴射ノズル３３の設置数を増やすことなく、その洗浄範囲を拡大することが可能になる。これにより、チュービング装置が使用される多様な環境に広く対応することができる。

なお、本発明のチュービング装置は、前記形態例に限定されるものではなく、流体噴射ノズルは、ベースフレームに設けてあればよく、その数や配置は任意である。また、引抜時に昇降シリンダの伸張作動やサブチャックの拡径作動を検知して洗浄流体を送出する制御回路を備えることができる。さらに、高圧の洗浄水の代わりにエアー又は洗浄水とエアーとの混合水を洗浄流体として使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…ドライブフレーム、１５…チャックシリンダ、１６…チャックフレーム、１７…ケーシング挿通孔、１８…油圧モータ、１９…減速機、２０…コーンベアリング、２１…ケーシング、２１ａ，２１ｂ，２１ｃ，２１ｄ…分割周面、２２…メインチャック、２３…リンク、２４…チャックベアリング、２５…開口部、２６…作業デッキ、２７…梯子、２８…拡幅デッキ、２９…手摺、３０…サブチャック、３０ａ…第１サブチャック部材、３０ｂ…第２サブチャック部材、３０ｃ…第３サブチャック部材、３１…サブチャック連結ピン、３２…サブチャックシリンダ、３３…流体噴射ノズル、３３ａ…噴射口、３４…カプラー、３５…分流管、３６…ホース、３７…ブラケット

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、前記ドライブフレームに従って昇降するチャック機構と、該チャック機構によって把持したケーシングに対して回転を与える回転伝達機構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には、前記チャック機構によって把持した前記ケーシングの外周面に洗浄流体を噴射する複数の流体噴射ノズルが設けられていることを特徴とするチュービング装置。
前記流体噴射ノズルは、噴射した前記洗浄流体を水平をなす扇形に広げさせる噴射口を備え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。