JP7474999B1

JP7474999B1 - 既設杭引抜装置

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Publication number: JP7474999B1
Application number: JP2023146581A
Authority: JP
Inventors: 勲辻井; 高畑　耕一
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2023-09-09
Filing date: 2023-09-09
Publication date: 2024-04-26
Anticipated expiration: 2043-09-09

Abstract

【課題】従来の既設杭の引抜装置は、掘削抵抗が大きかった。【解決手段】本発明は、回転駆動機構によりケーシングを回転し、既設杭の外周の土壌を掘り進んで、既設杭の周囲とその周囲の土壌との縁切りを行い、ケーシングの下部に設けた係止機構により、既設杭の下部を係止して、既設杭を引き抜く。前記係止機構７は、既設杭５の下部に係止する係止爪１１と、この係止爪１１を軸支して保持するハウジング１０と、このハウジング１０の下部に設けられ、ハウジング１０をケーシング２の上下方向にスライドさせるスライダー板１０aと、前記スライダー板１０aをケーシング２の上下方向にスライドして案内する案内レール機構１５と、案内レール機構１５をケーシング２に固定する複数の固定手段（固定片）１６と、係止爪１１の下部をケーシング２の開口部側に導くカム体１７と、から構成されている。【選択図】図２

Description

特許法第３０条第２項適用（１）１）販売日；令和５年４月２８日２）販売場所；株式会社ＳＩＮＴＥＣ（大阪府大阪市港区港晴１－１０－５）３）公開者；辻井勲、高畑耕一４）販売した物の内容既設杭引抜装置を販売

本発明は、地中に埋設されている既設杭を引抜く既設杭引抜装置に関する。

図１０～図１２は、特許文献１に開示されている従来の既設杭引抜装置５０を図示したものである。図１０に示すように、従来の既設杭引抜装置５０は、ケーシング５３を回転しながら掘り下げる回転駆動機構（アースオーガ）５１を上部に備え、この回転駆動機構５１の下部に、スイベル（スイベルジョイント）５２を介して、円筒状のケーシング５３を連結している。ケーシング５３の下端内周壁に、既設杭７０の周囲とその周囲の地盤との間の縁切りを行う先端掘削刃５４が取付けられるとともに、ケーシング５３の下端外周部に、係止機構５５が土中を回転しながら下降していきやすいようにケーシング５３の周囲の地盤を堀削する外側掘削刃６４が取り付けられている。前記係止機構５５は、外側掘削刃６４の近傍の上方外周側に設けられ、係止爪（掛止爪）５５Ａが既設杭７０の下端部に係止して既設杭７０を引抜く作用をはたす。

係止爪５５Ａは、ケーシング５３の上部に取り付けられた油圧シリンダ５６のピストンロッドにロッド５７を介して連結している。図１１～図１３に示すように、係止爪５５Ａの外側を覆うように、爪カバー６１がケーシング５３の外側に取付けられている。従って、係止爪５５Ａは、爪カバー６１の内部空間に配置され、この内部空間内を上下に移動する。爪カバー６１の両方の側板部６１Ａには、上下方向にガイド長孔６１Ｃが穿設され、このガイド長孔６１Ｃに、係止爪５５Ａの上端部の横方向に軸支された回動軸（枢支軸）６２の両端部がスライド可能に挿通している。これにより、係止爪５５Ａは、回動軸６２を介して爪カバー６１のガイド長孔６１Ｃに沿って上下にスライドするとともに、係止爪５５Ａが下方にスライドすると、下記のようにカム体６３の作用により、回動軸６２を中心として旋回し、係止爪５５Ａの下部からケーシング５３の内側に傾斜しながら入り込んで行くよう構成されている。

前記のように、係止爪５５Ａが下方にスライドする際に、回動軸６２を中心として旋回するのは、図１１に示すように、ケーシング５３下部の爪カバー６１が取付けられた位置に開口部（開口）６６が形成され、この開口部６６の下部にＬ字形のカム体６３が設けられているためである。即ち、油圧シリンダ５６のピストンロッドが下方に突き出て、ロッド５７により係止爪５５Ａが爪カバー６１内をガイド長孔６１Ｃに沿って下方にスライドすると、係止爪５５Ａの下部の外面がカム体６３に当接して回動軸６２を中心にして旋回し、開口部６６からケーシング５３の内側に傾斜しながら入り込んで行く。ちょうど、係止爪５５Ａが既設杭７０の下方の位置に来るまでケーシング５３が掘り下げられた状態で、前記のようにして、係止爪５５Ａをケーシング５３の内側に入り込ませ、係止爪５５Ａで既設杭７０の下部を係止した状態で、ケーシング５３全体を持ち上げることで、既設杭７０を上方に引抜くことができる。

特開２０１９－１９４４２２公報

ケーシング５３が回転して土壌を掘り下げるには、ケーシング５３がスムーズに回転する必要がある。しかし、特許文献１に開示されている従来の既設杭引抜装置５０では、係止機構５５が土中での回転を妨げ、ケーシング５３がスムーズに回転できないおそれがあった。その理由として、係止機構５５が大型化せざるを得ず、ケーシング５３の土中での回転に対する抵抗が大きくなるためである。

係止機構５５が大型化せざるを得なくなる理由としては、図１２に示すように、係止爪５５Ａを既設杭７０の下部に係止してケーシング５３を引き上げる際に、既設杭７０の負荷が回動軸６２にかかるとともに、その負荷が爪カバー６１にもかかる。このため、爪カバー６１は既設杭７０の負荷に耐えられるような大きくて頑丈なものでなければならなかった。しかも、回動軸６２の両端が爪カバー６１の側板部６１Ａに穿設されたガイド長孔６１Ｃに沿ってスライドする構造であるため、側板部６１Ａは、厚くて丈夫でなければならず、その意味からも、爪カバー６１は、大型化せざるを得ず、図１３に示すように、爪カバー６１は、ケーシング５３から外側への突出寸法Ｈが大きくなっていた。その結果、ケーシング５３を回転しながら掘り下げる際に、爪カバー６１の土壌に対する抵抗も大きくなるため、ケーシング５３を回転する回転駆動機構５１の出力を大きくしなければならないという課題があった。

本発明は、前記課題を解決するためになされたもので、係止機構を上下にスライド可能とし、係止機構がケーシングから外側への突出する寸法を小さく抑えることができる既設杭引抜装置を提供することを目的とする。

本発明は、回転駆動機構によりケーシングを回転し、既設杭の外周の土壌を掘り進んで、既設杭の周囲とその周囲の土壌との縁切りを行い、ケーシングの下部に設けた係止機構により、既設杭の下部を係止して、既設杭を引抜く既設杭引抜装置であって、前記係止機構は、既設杭の下部に係止する係止爪と、この係止爪を軸支して保持するハウジングと、ケーシングの上下方向に沿った方向における前記ハウジングの下部に設けられ、前記ハウジングをケーシングの上下方向にスライドさせるスライダー板と、前記スライダー板をケーシングの上下方向にスライドして案内する案内レール機構と、案内レール機構をケーシングに固定する固定手段と、係止爪の下部をケーシングの開口部側に導くカム体と、を備えた既設杭引抜装置。

本発明は前記構成により、係止機構がケーシングから外側への突出する寸法を小さく抑えることができるため、ケーシングを回転しながら掘り下げる際に、係止機構の土壌に対する抵抗を小さく抑えることができる。

本発明の既設杭引抜装置を示す全体正面図本発明の既設杭引抜装置の係止機構の下方からの斜視図本発明の係止機構の部分断面図本発明の係止機構の平面断面図本発明の係止機構の部分縦断面図本発明の係止機構の使用状態図本発明の係止機構の使用状態図本発明の高圧水配管及び高圧水ノズルの部分正面図本発明の高圧水配管及び高圧水ノズルの部分縦断面図従来の既設杭引抜装置を示す全体正面図従来の既設杭引抜装置の下端部の縦断面図従来の既設杭引抜装置の下端部の縦断面図従来の係止機構の平面断面図

（既設杭引抜装置の概要）
以下、本発明の実施の形態に係る既設杭引抜装置を図面に基づき説明する。図１は本発明の既設杭引抜装置の全体正面図である。この既設杭引抜装置１は、主要な構成部分を占める円筒形状のケーシング２を備えており、このケーシング２の上部にスイベル３を介して回転駆動機構（アースオーガ）４を備えている。ケーシング２は、回転駆動機構４により回転しながら掘り下げられ、既設杭５と周囲の地盤との間の縁切りを行い、既設杭引抜装置１により既設杭５を引き抜きできるように作用する。なお、ケーシング２は例えば上部ケーシング２ａ、中間ケーシング２ｂ、下部ケーシング２ｃを連結して構成されているが、ケーシング２はこのような分割する構成に限るものではない。

ケーシング下端部２ｄには、地盤を掘るための多数の先端掘削刃６、外側掘削刃６０が取り付けられている。また、ケーシング２には、既設杭５を引抜く係止機構７が外側掘削刃６０の近傍の上方外周の対称位置に設けられている。ケーシング２の上部には、各係止機構７に対応して油圧シリンダ８が取り付けられている。油圧シリンダ８のピストンロッドと、係止機構７とは、連結ロッド９で連結されており、油圧シリンダ８のピストンロッドの伸縮により係止機構７のハウジング１０及び係止爪１１がケーシング２に対して上下にスライドする。

なお、スイベル３の内部には、油圧シリンダ８へ油を送る油圧通路（図示せず）が形成されており、この油圧通路に油圧接続管１２が接続され、ベースマシンからの油が油圧通路及び油圧接続管１２を介して油圧シリンダ８へ送り込まれる。さらに、スイベル３の内部には、高圧水通路（図示せず）が形成されており、この高圧水通路に高圧水配管１３が接続されている。高圧水配管１３及びこの高圧水配管１３の下端の高圧水ノズル１３ａについては、図面を用いて後に説明する。なお、前記の油圧シリンダ８、連結ロッド９、係止機構７はケーシング２の外周に２体設けられているが、これらを３体あるいは４体以上設けてもよい。このように複数の油圧シリンダ８、連結ロッド９、係止機構７を設置するには、円筒形のケーシング２の外周に等間隔（２つの場合は１８０度毎、３つの場合は１２０度毎、４つの場合は９０度毎）に配置している。高圧水配管１３は、ケーシング２の上下方向に１本だけ配置しているが、これも２本以上であってもよい。図１に簡略的に示すように、ケーシング２の下部の外周には、ケーシング２をより良好に下方に掘り進めるようにスクリュ１４も設けられている。

（係止機構）
図２～図４は、既設杭５の下部を係止して既設杭５を引き抜く係止機構７を図示している。この係止機構７は、既設杭５の下部に係止する係止爪１１と、この係止爪１１を軸支して保持するハウジング１０と、このハウジング１０の下部に設けられ、ハウジング１０をケーシング２の上下方向にスライドさせるスライダー板１０aと、前記スライダー板１０aをケーシング２の上下方向にスライドして案内する案内レール機構１５と、案内レール機構１５をケーシング２に固定する固定手段１６と、係止爪１１の下部をケーシング２の開口部２Ｅ側に導くカム体１７と、から構成されている。以下において、これらの部材を説明する。

係止爪；係止爪１１は、肉厚の鋼材を用いて製作されており、立方体形状の係止爪１１の下部に、係止爪１１をカム体１７によりケーシング２側に傾斜させる傾斜面１１ａが形成されている。また、係止爪１１の基端部（上部）に形成された軸孔１１ｂに回動軸１８が挿通され、係止爪１１が回動軸１８を中心に正逆方法に回動する。なお、回動軸１８の両端は、下記のハウジング１０の両側板１０ｂに穿設された固定孔１０ｃに固定され、係止爪１１がハウジング１０の両側板１０ｂに架け渡されている。前記のように、係止爪１１に対向するケーシング２の壁部には、係止爪１１が旋回して支障なくケーシング２内に入り込めるように、開口部２Ｅが形成されている。

ハウジング；ハウジング１０は、厚肉の三枚の板体から構成され、図２に示すように略コ字状に形成されている。この実施の形態の枠体は、二枚の板体が平行に配置された前記側板１０ｂと、両側板１０ｂの上部両端を連結する連結板１０ｄとから構成され、両方の側板１０ｂの上端と連結板１０ｄとが溶接されている。前記のように、側板１０ｂには回動軸１８の両端部を挿通して固定する固定孔１０ｃが穿設されている。また、連結板１０ｄは、連結ロッド９を介して油圧シリンダ８のピストンロッドと連結している。ハウジング１０のケーシング２に対向する面は板体が設けらずに開放されて、係止爪１１が旋回してケーシング２の開口部２Ｅ側に入り込めるように構成されている。また、ハウジング１０の外側（ケーシングの開口部２Ｅから遠い側の面）も板体が設けらずに開放されている。このため、既設杭引抜装置１の厚みｈを薄くすることができる（図４参照）。なお、本実施の形態では、ハウジング１０は、三枚の別体の板体から構成されているが、三枚である必要はなく、コ字状に一体の構造であってもよい。

スライダー板；スライダー板１０ａは、ハウジング１０の両方の側板１０ｂの底部に設けられている。このスライダー板１０ｂは、ハウジング１０の側板１０ｂと一体であってもよいし、別体であってもよい。図２～図４に図示するように、この実施の形態では、スライダー板１０ａの幅は、案内レール機構１５の案内レール１５ａの幅と同一寸法であって、側板１０ｂの幅寸法と比較して約２倍程度の幅である。また、スライダー板１０ａの長さは、側板１０ｂの長さより多少大きい寸法としている。図４に示すように、スライダー板１０aの内側の面と側板１０ｂの内側の面とは面一となっており、係止爪１１がケーシング１０の開口部２Ｅ側に旋回した際に、スライダー板１０ａと係止爪１１が干渉しないように構成されている。

案内レール機構；この実施の形態では、案内レール機構１５は、前記ハウジング１０の下部のスライダー板１０ａが上に載って上下方向にスライドする前記案内レール１５ａと、案内レール１５ａとの間に隙間Ｇを設けてスライダー板１０ａをスライド可能に保持するガイド部材１５ｂと、から構成されている。なお、図４に示すように、案内レール機構１５及び後述する固定手段１６のケーシング２からの外方への突出寸法は、係止爪１１の外方への突出寸法よりも小さい構成となっている。案内レール１５ａは、図２、図３に示すように、長い平板形状の板体であってケーシング２の開口部２Ｅの側縁から開口部２Ｅの中心側にせり出すように、ケーシング２に溶接されている。この案内レール１５ａ上に、スライダー板１０ａが載った状態で、上下にスライドする。なお、図４に示すように、案内レール１５ａの内側の面と、スライダー板１０ａの内側の面とは面一となっており、係止爪１１が開口部２Ｅ側に旋回した際に、係止爪１１がスライダー板１０ａ及び案内レール１５ａと干渉しないように構成されている。なお、案内レール１５ａの長さは、図６に示すように係止爪１１が待機位置にある状態から、図７に示すように係止爪１１が旋回してケーシング２の開口部２Ｅに入り込んで、既設杭５の下部を係止することができるよう、スライダー板１０ａがスライド可能な長さとなるように設定されている。

ガイド部材１５ｂは、図２～図４に示すように、断面が逆Ｌ字形をした長目の鋼材であって、案内レール１５ａとガイド部材１５ｂとの間に、スライダー板１０ａの厚みより若干大きく、係止爪１１側に開口した隙間Ｇを有しており、スライダー板１０ａを上下方向に案内する。このガイド部材１５ｂは、ケーシング２に立設した状態で下端縁が溶接されている。なお、案内レール機構１５は、案内レール１５ａとガイド部材１５ｂとから構成しているが、案内レール機構１５はこのような構成に限定されるものではなく、案内レール１５ａとガイド部材１５ｂが一体に組み合わされて、断面がコ字状のチャンネル状の鋼材であってもよい。

固定手段；この実施の形態の固定手段１６は、逆Ｌ字形をした小形の取付け部材であって、ガイド部材１５ｂをケーシング２に固定する役割をはたす。この実施の形態では、図２及び図３に示すように、５本の固定片を等間隔に配置してガイド部材１５ｂをケーシング２に固定している。なお、固定片の形状は、かかる形状に限定されるものではなく、また、固定手段１６は、図２及び図３に示すような固定片に限定されるものでもない。例えば、固定手段１６は、案内レール機構１５の案内レール１５a及びガイド部材１５ｂを溶接によりケーシング２に溶着してもよい。また、前記のように、案内レール機構１５が案内レール１５ａとガイド部材１５ｂが一体に組み合わされた断面がコ字状のチャンネル状の鋼材の場合は、この鋼材をケーシング２に溶着したりボルトで固定したりしたようなものであってもよい。

カム体；カム体１７は三角柱状に形成されており、このカム体１７の内側には係止爪１１をケーシング２の内側に入れ込むための単一のテーパ面１７ａが形成されている。なお、係止爪１１の下部の外側面にも、前記テーパ面１７ａと対接する傾斜面１１ａが形成されている。前記のカム体１７をケーシング２の開口部２Ｅの下端に設け、連結ロッド９を介して油圧シリンダ８によりハウジング１０及び係止爪１１を下方にスライドさせることにより、係止爪１１の傾斜面１１ａがカム体１７のテーパ面１７ａに摺接しながら下降していくと、係止爪１１が回動軸１８を中心に旋回しながら開口部２Ｅからケーシング２の内側に入り込んでいく。

（高圧水ノズル）
前記のように、スイベル３の内部に高圧水通路（図示せず）が形成され、この高圧水通路に高圧水配管１３が接続している。この高圧水配管１３は、図１に示すように、ケーシング２に沿って下部まで配管されている。図８、図９に示すように、この高圧水配管１３の下端部に高圧水ノズル１３ａが取付けられている。この高圧水ノズル１３ａから、ケーシング２の下部内に高圧水を噴射して先端掘削刃６、外側掘削刃６０により掘削する地盤の軟化を促進させ、既設杭５の周囲とその周囲の地盤との間の縁切りを促進する。高圧水ノズル１３ａの噴射口は横方向に開口しており、この噴射口にゴム製のパッキン１３ｂが取付けられ、高圧水ノズル１３ａ内に小石や泥が入らないような構成になっている。

（作用）
次に、前記構成の作用について説明する。本発明の実施の形態の既設杭引抜装置１は、図示していないが、クローラ式クレーンにバックステーを介してリーダを取り付け、このリーダに本件発明の既設杭引抜装置１を支持する。既設杭引抜装置１を用いて既設杭５を引き抜く工事を施工する場合は、土中に打ち込まれた既設杭５の上部に既設杭引抜装置１をセットする。その際、油圧シリンダ８のピストンロッドを縮めて、図６に示すように、ハウジング１０内の係止爪１１がケーシング２の側部において上下に延びる姿勢として、ケーシング２の開口部３Ｅには入り込まないようにする。

既設杭引抜装置１を掘り進めて行くには、ケーシング２の底部を既設杭５の頭部に嵌め込み、回転駆動機構４を起動してケーシング２を回転し、堀削刃６で既設杭５の周囲の土壌を掘り進んでいく。掘り進む際には、高圧水ノズル１３ａからケーシング２内に高圧水を噴射して土壌を軟化し、堀削刃６で既設杭５の周囲の土壌を掘り進んでいく。既設杭引抜装置１は、リーダによって下方に押し下げられながら土壌を掘り下げていく。ケーシング２の下部外周に取り付けられたスクリュ１４もケーシング２を堀下げる働きをする。

そして、係止爪１１が既設杭５の下方となる位置までケーシング２を掘り下げると、既設杭５はその周囲の土壌と縁切りとなる。その状態で、油圧シリンダ８のピストンロッドを下方に押し下げることで、連結ロッド９を介してハウジング１０が押し下げられると、ハウジング１０の下部のスライダー板１０ａが案内レール機構１５により下方にスライドする。ハウジング１０の回動軸１８に軸支した係止爪１１もハウジング１０とともに下降する。係止爪１１が下降することにより、図７に示すように、係止爪１１は、傾斜面１１ａがカム体１７のテーパ面１７ａに摺接しながら回転軸１８を中心に旋回し、ケーシング２の開口部２Ｅ側に案内される。係止爪１１が開口部２Ｅに深く入り込んでゆくと、図７に示すように、既設杭５の底部を係止爪１１が係止する。この状態で、既設杭引抜装置１をリーダにより引き上げ、ケーシング２とともに、ケーシング内の既設杭５が上方に引抜かれる。

本件発明の既設杭引抜装置１の構成は、ハウジング１０の下部に設けられた薄型のスライダー板１０ａが案内レール機構１５の隙間Ｇをスライドする構成にしたので、図４に示すように、枠体４の外側への突出寸法ｈを小さく抑えることができる。即ち、略直方体形状のハウジング１０の底部に、薄型のスライダー板１０ａを設け、このスライダー板１０ａの一部をハウジング１０の側方から突出するように構成し、このスライダー板１０ａの突出部を案内レール機構１５の隙間Ｇに嵌め込んで、スライダー板１０ａが案内レール機構１５をスライドして移動できるように構成している。前記の構成により、スライダー板１０ａや案内レール機構１５がハウジング１０より外方へ突き出ることがないので、係止機構７の突出寸法ｈを小さくすることができる。

例えば、従来構成による爪カバー６１によるケーシング５３からの外側への突出寸法Ｈは約１３２ｍｍであったが、これに対して上記構成による係止機構７の外側への突出寸法ｈは約７５ｍｍと大幅に小さくすることができた。これにより、係止機構７の突出寸法ｈを小さく押えることができ、回転駆動機構４の出力も小さく押えることができた。

また、係止爪１１を軸支する構造についても、ハウジング１０の両側板１０ｂ間に架け渡された回動軸１８に、係止爪１１を回動可能に軸支したので、従来技術の係止爪５５Ａのようにガイド長孔６１Ｃをスライドするような構成に比べて、係止機構７の構造を丈夫にできるので、構造的に小型化しても係止爪１１が既設杭５を引き抜く際の加重に耐えうることができる。

本発明は、地中に埋設されている既設杭を引抜く既設杭引抜装置に広く適用することができる。

１既設杭引抜装置
２ケーシング
３スイベル
４回転駆動機構（アースオーガ）
５既設杭
６先端掘削刃
６０外側掘削刃
７係止機構
８油圧シリンダ
９連結ロッド
１０ハウジング
１０ａスライダー板
１０ｂ側板
１０ｃ固定孔
１０ｄ連結板
１１係止爪
１１ａ傾斜面
１１ｂ軸孔
１２油圧接続管
１３高圧水配管
１３ａ高圧水ノズル
１４スクリュ
１５案内レール機構
１５ａ案内レール
１５ｂガイド部材
１６固定手段
１７カム体
１７ａテーパ面
１８回動軸
Ｇ隙間

Claims

回転駆動機構によりケーシングを回転し、既設杭の外周の土壌を掘り進んで、既設杭の周囲とその周囲の土壌との縁切りを行い、ケーシングの下部に設けた係止機構により、既設杭の下部を係止して、既設杭を引抜く既設杭引抜装置であって、
前記係止機構は、既設杭の下部に係止する係止爪と、この係止爪を軸支して保持するハウジングと、ケーシングの上下方向に沿った方向における前記ハウジングの下部に設けられ、前記ハウジングをケーシングの上下方向にスライドさせるスライダー板と、前記スライダー板をケーシングの上下方向にスライドして案内する案内レール機構と、案内レール機構をケーシングに固定する固定手段と、係止爪の下部をケーシングの開口部側に導くカム体と、を備えた既設杭引抜装置。
案内レール機構は、ケーシングの上下方向に沿った方向におけるハウジングの下部に設けられたスライダー板を載せて上下方向にスライドさせる案内レールと、この案内レールとの間に隙間を設けてスライダー板をスライド可能に保持するガイド部材と、から構成されていることを特徴とする請求項１に記載の既設杭引抜装置。
高圧水配管がケーシングに沿って下部まで配管され、高圧水配管の下端部に高圧水ノズルが取付けられ、高圧水ノズルから、ケーシングの下部内に高圧水を噴射して地盤の軟化を促進させ、既設杭の周囲とその周囲の地盤との間の縁切りを促進する、ことを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の既設杭引抜装置。