JPH0774500B2 - ケーシングドライバ - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、建築、土木の基礎工事
に使用する大口径鋼管杭あるいは鋼管類の圧入、引抜き
を行なうための回転式ケーシングドライバに関する。

【０００２】

【従来の技術および発明が解決しようとする課題】ケー
シングドライバは、ジャッキにより水平に保持されるベ
ースフレームにスラストシリンダにより昇降自在に取付
けられた昇降フレームと、該昇降フレームに油圧モータ
により回転自在に取付けられた回転体と、該回転体に取
付けられたケーシング掴み用バンドと、該バンドを開閉
する油圧式バンドシリンダとを有し、前記回転体側と前
記昇降フレーム側にそれぞれ取付けられた継手を着脱自
在に接続することにより、前記バンドシリンダに対して
作動油を供給、排出する油圧回路を構成する。そして、
ケーシングドライバで鋼管を圧入する場合は、前記継手
を接続し、該継手を介してバンドシリンダに作動油を供
給し、バンドを閉じる方向に作動させてケーシングをバ
ンドでチャッキングし、チャッキングが終了したら前記
継手を外し、スラストシリンダを昇降フレーム下降方向
に作動させると同時に、回転体をケーシングと共に油圧
モータにより回転させる。これにより、ケーシングは、
ケーシングドライバおよびケーシングドライバに取付け
た錘りの重み、さらにケーシングドライバに連結され、
かつ掘削機が載置された架台の重みにより押込み力が与
えられて地中にスラストシリンダの１ストローク分だけ
圧入される。次に再び前記継手を接続し、該継手を介し
てバンドシリンダに作動油を供給し、バンドを開く方向
に作動させてケーシングのバンドによる拘束を解き、昇
降フレームを上昇させ、前記のようにバンドによるケー
シングのチャッキングと押下げおよび回転を行なうとい
う動作を繰り返えす。

【０００３】反対にケーシングの引抜きを行なう場合
は、昇降フレームが最低位置にある状態において、前記
継手を接続し、該継手を介してバンドシリンダに作動油
を供給し、バンドを閉じる方向に作動させてケーシング
をバンドでチャッキングし、チャッキング終了後は継手
を外し、スラストシリンダ作動により昇降フレームをケ
ーシングと共に持ち上げると同時に、必要に応じて油圧
モータにより回転体と共にケーシングを回転させ、昇降
フレームをスラストシリンダの１ストローク分だけ上昇
させたら、前記継手を接続し、該継手を介してバンドシ
リンダに作動油を供給し、バンドを開く方向に作動させ
てケーシングのバンドによる拘束を解き、スラストシリ
ンダにより昇降フレームを下降させ、前記のようにバン
ドによるケーシングのチャッキングと押上げを行なうと
いう動作を繰り返えす。

【０００４】このような回転式のケーシングドライバ
は、ケーシング回転によりケーシングの芯出しを行ない
ながら圧入を行なうことができるので、ケーシング圧入
を垂直に行なえるという点で揺動式のものに比較し優れ
ている。

【０００５】このような従来の回転式のケーシングドラ
イバの１つに、特公昭５７−２７２５６号公報で開示さ
れたものがある。これは、ベースフレームに支柱を立設
し、該支柱の頂部に支持フレームを取付け、該支持フレ
ームとベースフレームとの間にガイドシャフトを設け、
該ガイドシャフトに、圧入装置本体に取付けられた筒 体
を昇降自在に嵌合したものである。しかし、この構造に
おいては、ガイドシャフトの両端がベースフレームと支
持フレームとの間で堅固に固定されているため、下記の
ような問題が生じる。

【０００６】 すなわち、ガイドシャフト間の寸法を精
度良く製作しないとガイドシャフトと筒体とがせってし
まい、摺動抵抗が過大となる恐れがあるため、機械加工
を行って厳しい精度で製作する必要があり、高価とな
る。ケーシングドライバによってケーシングを圧入す
る場合、ケーシング内の土砂をハンマグラブで排出する
ため、土砂が周囲に飛散し、当然ケーシングドライバ本
体にも土砂がふりかかることから、該公報に記載の圧入
装置を本発明で対象とするような建築、土木の基礎工事
のように飛散土砂にさらされる場所に用いた場合、ガイ
ドシャフトに土砂がかかり、筒体の中に土砂を巻き込む
恐れがあり、ガイドシャフトや筒体の摩耗を招くだけで
なく、摺動不能に至る恐れがあり、したがって、このよ
うな構造の圧入装置は屋外の飛散土砂にさらされる場所
には適さない。屋外の飛散土砂にさらされる場所で使
用すれば、当然ガイドシャフトと筒体は摩耗し、ガタつ
きも大きくなって圧入機も傾斜しやすくなり、ケーシン
グの押込み精度が低下するため、頻繁に修理することに
なるが、ガイドシャフトの頂部は支柱や液圧シリンダを
取付けた支持フレームに固定されているため、簡単にガ
イドシャフトから圧入機本体を抜くことができない。
建築、土木の基礎工事においては、生コン車を傾斜台に
登坂させてケーシングの頂部よりコンクリートをケーシ
ング内に投入するが、前記公報に記載の支持フレームを
有するガイド構造では圧入機本体の全高が高くなり、圧
入機本体の全高が高いとそれだけ傾斜台が高くなるの
で、傾斜台のスペースも広くなるなど、傾斜台が大がか
りになる。

【０００７】 また、別の従来技術として、図５（Ａ）に
示すように、スラストシリンダ４０により昇降される昇
降フレーム４１のガイドフレーム４２をケーシング１０
に対して偏心して取付けた構造のものがある。しかしこ
の構造によれば、ケーシング１０に回転トルクＴを与え
るとその反力Ｒ _１ が昇降フレーム４１を介してガイドフ
レーム４２に作用する一方、図５（Ｂ）に示すように、
スラストシリンダ４０ によって押込み力Ｆが与えられる
ため、摩擦力ｆ _１ が発生する。従って、ガイドフレーム
４２と昇降フレーム４１との当接部を支点としてケーシ
ング１０に対してＭ＝Ｆ・ｅ（ただしｅはケーシング１
０の中心とガイドフレーム４２との距離）のモーメント
が働き、２点鎖線で示すようにケーシング１０を傾けよ
うとする力が生じる。従って、孔曲がりが生じ易く、高
い施工精度が得にくかった。

【０００８】 さらに別の従来技術として特公昭５８−３
７４５２号公報に開示されたものがある。これはスラス
トシリンダが昇降フレームのガイドを兼ねているもので
ある。なお、これは単に圧入、引抜きを行うのみで、ケ
ーシングを回転させるものではないが、これを回転作用
を伴う圧入装置に適用した場合、回転反力がシリンダの
ロッドにかかるため、ロッドの破損を招く恐れがあっ
た。

【０００９】本発明は、上記問題点に鑑みてなされたも
ので、保守が容易で全高が低く、かつケーシングを垂直
に精度良く建込むことを可能とし、しかも押込み力や引
抜き力を小さくできる構成のケーシングドライバを提供
することを目的とする。

【００１０】

【課題を解決するための手段】この目的を達成するた
め、本発明のケーシングドライバは、ベースフレームに
スラストシリンダにより昇降自在に取付けられた昇降フ
レームと、該昇降フレームに油圧モータにより回転自在
に取付けられた回転体と、該回転体に取付けられたケー
シング掴み用バンドとからなるケーシングドライバにお
いて、昇降フレームを上下方向のスライドによって案内
し、かつ回転反力および傾斜反力を受けるガイド部を有
する４本の自立したガイドフレームを、その各々隣り合
うものどうしがケーシング中心を通る縦横の中心線に対
して互いに線対称をなすように、ベースフレーム上に立
脚して配設すると共に、４本のスラストシリンダを、そ
の各々隣り合うものどうしがケーシング中心を通る縦横
の中心線に対して互いに線対称をなすように配設し、前
記４本の各スラストシリンダを、前記４本の各ガイドフ
レームにそれぞれ近接させて設けたことを特徴とする。

【００１１】

【作用】本発明においては、昇降フレームを上下方向の
スライドによって案内し、かつ回転反力および傾斜反力
を受けるガイド部を有する４本の自立したガイドフレー
ムを、その各々隣り合うものどうしがケーシング中心を
通る縦横の中心線に対して互いに線対称をなすように、
ベースフレーム上に立脚して配設すると共に、スラスト
シリンダも同様の対称配置により取付けたので、ガイド
面に生じる摩擦力がほぼバランスしあってケーシングを
傾けようとする力が生じにくく、かつスラストシリンダ
によりケーシングに対してバランス良く押込み力が与え
られる。また、ガイドフレームに回転反力および傾斜反
力を受けるガイド部を有するために、スラストシリンダ
に回転反力および傾斜反力が作用することが防止され
る。また、４本の各スラストシリンダを、前記４本の各
ガイドフレームにそれぞれ近接させて設けたことによ
り、スラストシリンダの伸縮により昇降フレームに作用
する押込み方向、引抜き方向の力がガイドフレームのガ
イド部において殆ど垂直に作用してモーメントとしての
作用を低減でき、ガイド部におけるいわゆる『競り』を
押さえることができ、摩擦を小さくすることができる。

【００１２】

【実施例】以下本発明の一実施例を図面により説明す
る。図１ないし図３は本発明による昇降ガイド装置とケ
ーシング押込み手段を備えたケーシングドライバを示す
もので、ケーシングドライバ２は、４隅のジャッキ３に
より水平に保持され、かつ４隅に縦ガイドフレーム４ａ
〜４ｄを有する略方形枠状のベースフレーム４と、前記
ガイドフレーム４ａ〜４ｄに沿って昇降自在に取付けら
れたリング状の昇降フレーム５と、該昇降フレーム５と
前記ベースフレーム４との間に取付けられ、昇降フレー
ム５を昇降させる複数本のスラストシリンダ６と、昇降
フレーム５内に軸受（図示せず）を介して油圧モータ１
２により回転されるように取付けられた回転体８（油圧
モータ１２により回転される図示しないピニオンが回転
体８に取付けられた外歯歯車（図示せず）に噛合する）
と、該回転体８に取付けられケーシング１０掴み用バン
ド９と、該バンド９を開閉する油圧式バンドシリンダ１
１とを有する。前記バンド９は、回転体８に固定された
略半円状の固定バンド９ａと、該固定バンド９ａの両端
に枢着軸１４，１５を中心として開閉自在に取付けられ
た一対の可動バンド９ｂ，９ｃとからなり、該各可動バ
ンド９ｂ，９ｃの先端間に前記バンドシリンダ１１の両
端がピン１６，１７により連結してある。１８，１９は
それぞれ前記バンドシリンダ１１のボトム側、ロッド側
室に連通する油圧管であり、該油圧管は前記回転体８の
外周に適宜の固定具により固定して回転体８の全周近い
範囲にわたって取付けてあり、該管１８，１９には３個
の雄型継手２０がそれぞれ周方向に１２０度の間隔を隔
てて固定して配設されている。継手着脱装置１は、昇降
フレーム５上に取付けてある３個の雄型継手２４のいず
れかに対し、前記回転体８側の雌型継手２０に接続する
ものであるが、その詳細を省略する。

【００１３】前記ベースフレーム４に設けられた縦ガイ
ドフレーム４ａ〜４ｄは、図１に示すように、バンド９
によって把持されるケーシング１０の中心Ｏを通る縦横
の中心線３１、３２に対し、その各々隣り合うものどう
しが互いに線対称をなすように、ベースフレーム４上に
自立立脚して配設すると共に、４本のスラストシリンダ
６も同様に、その各々隣り合うものどうしがケーシング
中心Ｏを通る縦横の中心線３１、３２に対して互いに線
対称をなすように配設している。また、４本の各スラス
トシリンダ６は、前記４本の各ガイドフレーム４ａ〜４
ｄにそれぞれ近接させて設けている。

【００１４】また、ガイドフレーム４ａ〜４ｄは回転反
力や傾斜反力（ケーシングが地中障害物、転石、傾斜地
盤に当接した時にケーシングを傾斜させようとする力に
よって発生する支持力）を受けるガイド部を有するもの
であり、本実施例においては、このガイド部を２つのガ
イド面ａ，ｂによって構成している。一方のガイド面ａ
は回転反力を受ける面であり、回転体８の回転円の接線
方向に対し、ほぼ垂直をなすように設けられている。他
方のガイド面ｂは、昇降フレーム５の水平方向のふらつ
きを押さえ、安定的に支持するもので、ケーシング中心
Ｏに向う方向に対してほぼ垂直に設けられている。そし
て、昇降フレーム５には前記ガイドフレーム４ａ〜４ｄ
の各面ａ，ｂにそれぞれ対面し摺動する面を有してい
る。また、いずれのガイド面ａ、ｂも傾斜反力を受ける
ものである。

【００１５】上述のように、各ガイドフレーム４ａ〜４
ｄがそれぞれ回転反力や傾斜反力を受けるガイド部を有
することにより、掘削時あるいはケーシング引抜き時の
回転反力および傾斜反力をガイドフレーム４ａ〜４ｄで
受けることができることは勿論、さらに、ガイドフレー
ム４ａ〜４ｄがケーシング１０（回転体８）に対し、隣
り合うものどうしが線対称をなすように構成したので、
図４（Ａ）で示すように、ケーシング１０の中心を挟ん
で反対側にあるガイドフレーム４ｂ、４ｄの回転反力Ｒ
₂はバランスし、これにより、図４（Ｂ）に示すよう
に、ガイドフレーム４ｂと４ｄのガイド面に生じる摩擦
力ｆ₂がほぼバランスしあってケーシング１０を傾けよ
うとする力が生じにくい（ケーシング１０を傾斜させよ
うとするモーメントＭ＝０となる）。また、ケーシング
１０を地中に押込むスラストシリンダ６もケーシング中
心Ｏに対し対称位置に４個所設けられているため、ケー
シング１０を平均的に押込むことができる。従って、こ
のようなガイドフレーム４ａ〜４ｄおよびスラストシリ
ンダ６の配置構造により、偏心荷重が生じないため、２
点鎖線で示したように、ケーシング１０を垂直に押込む
ことができる。また、４本の各スラストシリンダ６を４
本の各ガイドフレーム４ａ〜４ｄにそれぞれ近接させて
設けたので、ケーシングの傾斜反力が発生した場合や、
ガイド面に砂等の異物がはさまってスライド抵抗が他の
ガイド面より大きくなったとしても、スラストシリンダ
６の伸縮により昇降フレーム５に作用する押込み方向、
引抜き方向の力がガイドフレーム４ａ〜４ｄのガイド部
において殆ど垂直に作用してモーメントとしての作用を
低減でき、ガイド部におけるいわゆる『競り』を押さえ
ることができ、摩擦を小さくすることができる。ここ
で、各スラストシリンダ６を各ガイドフレーム４ａ〜４
ｄのガイド部各位置に設けることができれば、前記モー
メントを零にすることができるが、それは実質的に不可
能であるから、本発明のようにできるだけ近接させて設
けることが望ましい。また、この摩擦が低減できること
と、前記縦横の中心線に対する線対称配置構造により垂
直精度の高い施工を可能としてケーシング傾斜を防いで
地盤との周面摩擦を小さくしたこととの相乗効果によ
り、押込み力および引抜き力を小さくでき、機械の規模
を小さくすることができる。 また、仮に本願発明のよう
な回転反力や傾斜反力を受け得るガイド部を有する３本
のガイドフレームを周方向に等間隔に設けたとしても、
１本のガイドフレームのガイド部に摩耗によってガタが
発生すると、実質的に案内部材としての機能を発揮しえ
なくなるから、即座に掘削作業を停止せざるを得ない
が、４本のガイドフレームを設けた場合には、４本のう
ちの１本にガタを生じても、他の３本によって一応のガ
イド機能を果たすことができるから、掘削作業の続行が
可能であり、実用上有益である。

【００１６】 また、スラストシリンダ６は、ガイド装置
を兼ねていないこと（さらに好ましくは、スラストシリ
ンダ６の上下取付け部に球面軸受を設けること）によ
り、スラストシリンダに回転反力がかからない構造とし
ているので、シンプルな構造を有する。

【００１７】 また、ガイドフレーム４ａ〜４ｄの頂部が
ビーム等によって連結されていないため、ガイドフレー
ム４ａ〜４ｄや昇降フレーム５のガイド面ａの保守に際
し、スラストシリンダ６を昇降フレーム５から外すだけ
で昇降フレームをベースフレーム４から取外すことがで
きる。

【００１８】 また、本実施例のように、前記ガイド面
ａ，ｂをガイドフレーム４ａ〜４ｄに設けることによ
り、各ガイドフレーム４ａ〜４ｄに回転反力および回転
体８の半径方向の反力が生じた際、二次的な分力がほと
んど発生せず、ガイドフレーム４ａ〜４ｄに捩り力がほ
とんど生じない。

【００１９】

【発明の効果】本発明によれば、回転反力および傾斜反
力を受けるガイド部を有する４本の自立したガイドフレ
ームを設けたので、高価な昇降用油圧部品に回転反力や
傾斜反力の負担をかけることのないシンプルな構造が実
現できる。また、昇降フレームを上下方向のスライドに
よって案内する４本のガイドフレームを、その各々隣り
合うものどうしがケーシング中心を通る縦横の中心線に
対して互いに線対称をなすように、ベースフレーム上に
自立立脚して配設すると共に、スラストシリンダも同様
の対称配置により取付けたので、ガイド面に生じる摩擦
力がほぼバランスしあってケーシングを傾けようとする
力が生じにくく、かつスラストシリンダによりケーシン
グに対してバランス良く押込み力が与えられるため、ケ
ーシングを曲がった方向に押込むことなく、垂直精度の
高い施工ができる。また、垂直精度の高い施工が可能と
なることにより、ケーシングの傾斜による地盤との周面
摩擦が小さくなる。

【００２０】また、４本の各スラストシリンダを４本の
各ガイドフレームにそれぞれ近接させて設けたことによ
り、スラストシリンダの伸縮により昇降フレームに作用
する押込み方向、引抜き方向の力がガイドフレームのガ
イド部において殆ど垂直に作用してモーメントとしての
作用を低減でき、ガイド部におけるいわゆる『競り』を
押さえることができ、摩擦を小さくできることと、前記
縦横の中心線に対する線対称配置構造により、垂直精度
の高い施工を可能としてケーシング傾斜を防いで地盤と
の周面摩擦を小さくしたこととの相乗効果により、押込
み力および引抜き力が小さくてすみ、機械の規模を小さ
くすることができるという利点がある。また、ガイドフ
レームを３本にした場合には、１本のガイドフレームの
ガイド部と昇降フレームとの間にガタが発生してしまえ
ばガイド機能を失い、掘削作業を中止せざるを得ない
が、本発明は４本のガイドフレームを備えているので、
たとえ１本のガイドフレームのガイド部と昇降フレーム
との間に摩耗の進展によるガタが発生しても、他の３本
のガイドフレームにより掘削作業を中断することなく続
行でき、実用上有益である。また、ガイドフレームの頂
部をビーム等によって連結していないため、安価でかつ
保守が容易である。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明によるケーシングドライバの一実施例を
示す平面図である。

【図２】図１の右側面図である。

【図３】図１の正面図である。

【図４】 （Ａ）、（Ｂ）はそれぞれ本実施例の作用を説
明する正面図および側面図である。

【図５】 （Ａ）、（Ｂ）はそれぞれ公知のケーシングド
ライバの作用を説明する正面図および側面図である。

【符号の説明】

４ ベースフレーム ４ａ〜４ｄ ガイドフレーム ５ 昇降フレーム ６ スラストシリンダ ８ 回転体 ９ バンド １０ ケーシング １２ 油圧モータ ３１、３２ 縦横の線 ａ、ｂ ガイド面 Ｏ ケーシング中心

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】ベースフレームにスラストシリンダにより
   昇降自在に取付けられた昇降フレームと、該昇降フレー
   ムに油圧モータにより回転自在に取付けられた回転体
   と、該回転体に取付けられたケーシング掴み用バンドと
   からなるケーシングドライバにおいて、 昇降フレームを上下方向のスライドによって案内し、か
   つ回転反力および傾斜反力を受けるガイド部を有する４
   本の自立したガイドフレームを、その各々隣り合うもの
   どうしがケーシング中心を通る縦横の中心線に対して互
   いに線対称をなすように、ベースフレーム上に立脚して
   配設すると共に、４本のスラストシリンダを、その各々
   隣り合うものどうしがケーシング中心を通る縦横の中心
   線に対して互いに線対称をなすように配設し、前記４本の各スラストシリンダを、前記４本の各ガイド
   フレームにそれぞれ近接させて設けた ことを特徴とするケーシングドライバ。」