JPS5825133B2 - ラム装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は・・ウジング内で上下方に移動自在な打撃本体
と、該打撃本体と杭等の被打撃体との間に設置される打
撃伝達部材とを有するラム装置に関する。

ドイツ連邦共和国特許公開第２４５４４８８号公報から
公知であるこの種のラム装置においては、被打撃体から
のはね返り反動からハウジングを保護するために、該ハ
ウジングの円筒側壁に形成した環状の内方フランジと打
撃伝達部材の打撃本体と協働する打撃面の回りに形成し
た外方フランジとの間に複数のゴム製リングを配置して
いる。

反動エネルギを吸収するためには、ゴム製リングの受圧
面積を比較的大きくとる必要があり、かつ個個のゴム製
リングは打撃本体と共働する打撃面の外方で間隔をおい
て同中心に並べて設置しなければならないので、必然的
に打撃伝達部材の外方７ランジを大きいものとし、この
ためこの種のラム（ハウジング）は被打撃体よりも著し
く大きい直径を有することになる。

被打撃体を相互の間隔をつめて打ち込む必要が生ずるこ
とが時々あるが、ラム装置の直径がこのように被打撃体
の直径に対しテ犬キくなると、被打撃体を相互につめて
打ち込むことができなくなる。

このような場合には、反動力緩衝機構を省略あるいはそ
のサイズを減少したラム装置を使用すればよいのである
が、ラム装置の耐用年数が短くなるという問題がある。

たとえば掘削リグを海底に固定したりするための沖合打
込み作業の場合−ミ直径約１ｒｒＬおよび長ｄ１００ｍ
の筒状の杭を被打撃体として打ち込むことがあり、この
杭打ち込みには大きな衝撃力を必要とする。

このために使用されるラム装置は、大きな打撃面を有す
る打撃伝達部材を備えており、それにより単位面積当り
の衝撃力を減少させることにより、耐用年数が長くなる
ようにしている。

しかしながら、使用される筒状の杭が、その長さのため
に打撃作用下で一相長手方向に収縮し、そして次のはね
返りの際に非常に大きい反動エネルギをラム装置に伝達
することから、大きな打撃面を有する打撃伝達部材のた
めに既に大型化しているラム装置のハウジングを、この
反動エネルギを緩衝する大規模な機構を設けるためにさ
らに大径のものとしなげればならない。

沖合打ち込み作業で使用される筒状の杭は、通常該杭の
外孫よりも若干大きい内径を有する筒状の杭案内支柱で
案内されつつ打ち込まれるのであるが、杭の上端が杭案
内支柱の上端よりも下になるまで杭を打ちこんだ場合、
上記のように大きな直径のラム装置（ハウジング）は、
杭に追随して杭案内支柱に進入できないためそれ以上の
打ち込みが不可能となる。

本発明の目的は、大きな反動エネルギを確実に緩衝でき
る機構を備えながらも、ハウジングの直径を増大させる
ことのないラム装置を提供することにある。

本発明は、この目的達成のために、実質的に円筒状の側
壁で成り、下端が開口した中空の・・ウジングと上記ハ
ウジングの側壁によって軸方向上下動可能に摺動案内さ
れる打撃本体と、・・ウジング内において該打撃本体と
被打撃体との間に配設され、打撃本体の衝撃を受ける打
撃面を有すると共に、ハウジングの側壁によって摺接案
内される径方向外方に突出する外方フランジを有する打
撃伝達部材と、該打撃伝達部材の外方フランジと打撃本
体の上下動径路との間においてハウジングの側壁から径
方向内方に突出する内方フランジとを備えたラム装置に
おいて、 ａ）前記両フランジのいずれか一方に少なくとも一部が
形成されると共に、内部に気体クッションを保持するこ
とができる少なくとも１つの中空室をハウジングの側壁
又は打撃伝達部材に設け、 ｂ）前記一方のフランジにハウジングの軸心方向に移動
可能な別体のピストンを設けて中空室を密閉することに
より、該ピストンが気体クッションにより他方のフラン
ジに対して付勢されるようにすると共に、前記ピストン
の気体クッションによって付勢される方向への移動を規
制し。

さらに Ｃ）前記中空室に気体又は液体、又はその両方を導入又
は排出するだめの閉止自在な圧力手段用通路を設は気体
クッションの圧力を所定値に調整できるようにし、 もって打撃本体による打撃の後に被打撃体から遅れを伴
い返ってくる反動力を気体クッションにて緩衝するよう
に構成したことを特徴とするラム装置を提供する。

上記構成により、・・ウジングの反動力に対する保護作
用が著しく改善されその都度の打ち込み条件に適合可能
となると共に、ハウジングの側壁の外径を小さくするこ
とができる。

ハウジング側壁の外径及び打撃伝達部材の最大外径（・
・ウジング側壁の下端から突出している部分の外径）は
、被打撃体の外径と同等か、それよりも若干太き目にす
る。

具体的には、ハウジングの側壁の外径及び打撃伝達部材
の最大外径は、被打撃体の外径約１００〜１１０％にし
、これにより、ラム装置が被打撃体よりも若干大きい外
径を有する杭案内支柱に進入できるようにする。

次に、ラム装置の幾つかの実施例を、添付図面を参照し
ながらより詳細に説明する。

第１図に示したラム装置はハウジング１および打撃本体
３を有し、該打撃本体は、ノ・ウジング１内に位置する
気体充填の運行室内において慣用の手段（図示せず）に
よって上下に移動される。

打撃本体３の下方移動の際に排出された気体は、ハウジ
ング１の側壁に設けた溢流通路５を通って、打撃本体３
よりも上方に設けられた室内へ流れ込むことができる。

ラム装置は、ハウジング１の上端部に取付けた部材（図
示せず）を介して支持ケーブルなどに懸垂支持している
ので、被打撃体６（以下杭６と称す）の打ち込みにより
杭６が下方移動しても、ラム装置は追随することができ
る。

杭６と打撃本体３との間には打撃伝達部材７が設置され
、その上方部はハウジング１の円筒側壁で取り囲まれて
いる。

打撃伝達部材７は、その下端に形成した環状の接触面８
を介して杭６の上縁上に載置されている。

打撃伝達部材７は、いくつかの異なる直径を有した一体
の段付き円筒として構成され、環状の外方フランジ９を
備えている。

ハウジング１０円筒側壁は、その内側において打撃本体
３の上下動経路と打撃伝達部材７の外方フランジ９との
間に半径方向内方に突き出た環状の内方７ランジ５３を
有すると共に、環状肩部１３で互いに分離した２つの円
筒面１１，１２を有しており、これら内筒面のうちの円
筒面１２はより大きい直径を有する。

円筒面１１．１２に沿って上方に向いた環状肩部１７を
備えた環状ピストン１６が摺接案内されている。

該環状ピストン１６は、・・フランジ１の内壁から突出
する下方止め突出部１５と該ピストンの上端と共働する
べく内方７ランジ５３に形成された上方止め突出部１４
との間で限定的に移動自在に案内されている。

環状ピストン１６と下方円筒面１２との間には環状の中
空室２０があり、その高さは環状肩部１３と１７の間隔
で定まる。

図示した実施態様の場合には、環状の中空室２０はさら
に内方７ランジ５３の内側まで上方に延びており、その
上端部において外方へ導きかつ逆止め弁３０を含む圧力
手段用通路２９を備えておシ、該通路２９は切換え弁４
９を備えた連結管４８を経て圧力手段用ポンプ５０と連
結している。

中空室２０内には、液体クッション部２８とその上に位
置する気体クッション部２７とを備えている。

中空室２０内の圧力は、液体又は気体又はその両方を導
入又は排出することによって打ち込み作業にそのつど必
要な条件に適合した値に調節することができる。

密閉のために、円筒面１１及び１２とそれらと共働する
環状ヒストン１６の外周面との間には環状パツキン１８
及び１９をそれぞれ設置している。

中空室２０内に抑制している過圧力によって、環状ピス
トン１６を打撃伝達部材７の外方フランジ９に向かって
下方へ押しつけている。

打ち込み作業時に、打撃本体３がその下側の衝突面４で
打撃伝達部材７の上側打撃面３６に衝突すると、打撃エ
ネルギは、打撃伝達部材７の下側に設けた環状の接触面
８から直接杭６に伝達され該杭６の下方に移動させる。

特に杭６が極めて長い場合には、杭６が下方に移動した
後に非常に強いはね返り反動が杭６から接触面８を経て
打撃伝達部材７に伝達され、そして環状ピストン１６の
下側と突き合わせの環状の外方７ランジ９によって中空
室２０内の過圧力に。

逆らって環状ピストン１６を持ち上げようとする。

中空室２０に入れた液体クッション部２８は実際上圧縮
できないので、環状ピストン１６の持ち上げの際に生じ
た中空室２０の容積減少は、気体クノンヨン部２７の圧
縮という形で現れ、該気体り。

ツション部２７の圧力が上昇することになる。

それ故に、環状ピストン１６は、中空室２０内の過圧力
で環状肩部１７に作用する下方釦向いた圧縮力が反動エ
ネルギを吸収するまで、反動エネルギによって上方へ移
動することになる。

中７空室２０内の過圧力を杭とラム装置の種類および寸
法ならびに地面状態に応じて見込むべき反梨力に対応さ
せて調節することによって、この反動力を気体クッショ
ン部２７で受は止めて和らげるので、ハウジング１を激
しい反動衝撃に対して十分に保護しかつラム装置の耐用
年数の延長を図れると共に、該ハウジングの側壁の厚み
や直径を減らすことができ、結果として価格と重量をさ
らニ節減することになる。

環状ピストン１６はわずかぞけの半径方向の厚みを必要
とするだけである。

また中空室２６は、環状ピストン１６の環状肩部１７の
径方向厚みに対応する径方向幅（厚み）を有するだけで
よいので、内方７ランジ５３を含む・・フランジ１の側
壁内部に配設でき、しかも、その高さは所望の効果を得
るべく充分とることができる。

この結果、ラム装置、すなわち・・フランジ１の横断面
寸法は打撃本体３を案内するのに必要な以上に大きくと
ることはない。

言い換えれば、円筒形に設計した・・フランジ１の直径
は、打撃本体３の直径に比べて少しだげ大きくとればよ
く、筒状の杭６の外径と一致させて有利なものとするこ
とが可能となる。

第２図に示したラム装置の変形実施態様は概略的には既
に説明した第１図のものに対応しているが、円筒面１１
．１２および環状ピストン１６０代りに、ハウジング１
０円筒側壁の内側に突き出た環状の内方フランジ５１に
周方向に間隔をあげてラム装置の縦軸心と平行な複数の
孔２１を形成し、該孔２１の各々に１本のピストン２３
を限定的に摺接案内させており、該ピストンの移動によ
によシ内方７ランジ５１に形成された中空室２６の体積
が変化するようにしである。

孔２１は環状段部２２を有し、該段部２２はピストン２
３のＴ方移動を制限するために該ピストン２３０環状カ
ラー２４と共働している。

ピストンセ３にはさらに、孔２１の壁と突き合わせの環
状パツキン２５を備えている。

各ピストン２３の下端面は、打撃伝達部材７の外方フラ
ンジ９と突き合わせになっている。

また、ピストン２３で密閉した中空室２６内には、液体
クッション部２８およびその上に位置する気体クッショ
ン部２７を設けている。

中空室２６はさらに、逆止め弁３０を備えた圧力手段用
通路２９を有する。

圧力手段用通路２９を経て液体又は気体又はその両方を
導入又は排出することによって、中空室２６は杭打ち込
み条件に適合させた過圧力下にすることができる。

ピストン２３を受は入れる孔２１は、周方向等間隔に分
けて配置しであるので、ピストン２３の下端面は、それ
に応じて等層間隔で打撃伝達部材７の環状の７ランジ９
に押圧され、打ち込み打撃後に生じる杭６のはね返り反
動力は、全ピストン２３を一様に上方移動させて、容積
減少と共に上昇する中空室２６内の過圧力によって一様
に吸収される。

また、この実施態様の場合には、中空室２６を連結管（
図示せず）によって相互に連通させて、該中空室内をど
こでも等圧に抑制することができる。

ピストン２３用の孔２１は、打撃本体３のＴ方で、かつ
ハウジング１が最大内径を有する位置にある打撃伝達部
材７の外方フランジ９よりも上方においてハウジング１
０円筒側壁の内方フランジ５１に設けであるので、孔２
３を形成するためにノ・ウジング１の横断面を増大させ
ることがない。

従って、ハウジング１の外径は打撃本体３および打撃伝
達部材７の外径に比べてほんのわずかに太きいだけでよ
く、杭６の外径を上回ることはほとんどないので、杭打
ち込みに際しては、下方移動する杭に追随して杭案内支
柱の孔内′＼と進入することが可能となる。

第３図に示した実施態様の場合には、杭８と、円筒形ハ
ウジング１内で移動自在に案内される打撃本体３との間
に設置した打撃伝達部材７は、その上側において環状段
部３２を有する中央孔３１を同心的に備えており、核化
３１により、環付段部３２と突き合わせとなる環状カラ
ーを備えた打撃ピストン３３が限定的に移動自在に案内
されている。

打ち込み作業の際に、打撃本体３は、その下方移動によ
り下端の衝突面４が先ず打撃ピストン３３の上側端面３
４に衝突し、次いで該上側端面３４を取り囲む上側打撃
面３６と衝突する。

打撃ピストン３３と中央孔３１との間には環状パツキン
３５を設置している。

打撃伝達部材７内には中空室が形成され、該中空室は打
撃伝達部材７に同心的でかつ打撃ピストン３３で密閉さ
れた中央部を有する。

該中央部は液体クッション部３８およびその上に位置す
る気体クッション部３７を含み、かつ外方へ導く圧力手
段用通路３９を備えており、該通路３９は逆止め弁４０
によって閉鎖している。

打撃伝達部材７はまた、外方フランジ９を備えており、
該外方フランジ９にはその上部支持面から下方に延びる
と共に、周方向等間隔に配設された複数の孔４１が形成
されている。

核化４１はそれぞれ１個の環状段部４２を有する。

孔４１の中では、環状段部４２と突き合わせとなる環状
カラー４４を備えた実質的に円筒形のピストン４３がお
のおの限定的に移動自在に案内されている。

このピストンと孔４１との間には環状パツキン４５を設
置している。

ピストン４３により、連結通路４７を経て前記中央部と
連通ずる中空室の周辺部４６が密閉されており、これに
より、ピストン４３が中空室の中央部にある気体クッシ
ョン部３７に貯えられた過圧力を受けて上方に押しあげ
られる。

ノ・ウジフグ１０円筒側壁は、打撃本体３と外方フラン
ジ９との間において半径方向内方へ突き出た内方フラン
ジ５２を備え、該フランジ５２はその下側に環状の支持
面１０を持ち、該支持面に対してピストン４３の上端面
が接している。

打撃ピストン３３は、気体クッション部３７の過圧力に
よってその環状カラーが環状段部３２と突き合わせにな
る最上端位置へ押しあげられ、その位置において該ピス
トンの上側端面３４はそれを取囲む上側打撃面３６より
約３〜３０ｍｍ上方へ突き出ている。

打ち込み打撃の際には、打撃本体３はまず打撃ピストン
３３の上側端面３４に衝突し、そして打撃本体３の衝突
面４が環状の上側打撃面３６に突き当たりかつその際に
生じた激しい金属的打撃が打撃伝達部材７の下側に配置
した環状の接触面８を経て直接杭６に伝達されるまで、
打撃ピストン３３を中央孔３１の中に押し込み気体クッ
ション部３７を容積減少させる。

この激しい打撃によって動かされた杭６はさらに、容積
減少により気体クッション部３７に貯えられた付加的過
圧力によって、打撃ピストン３３の環状カラーが中央孔
３１０環状段部３２に再び突き合わせになるまで下方移
動を続行する。

接触面８を経て打撃伝達部材７に移行する杭６からのは
ね返り反動力は、該打撃伝達部材７を押し上げるため、
ピストン４３はハウジング１の内方フランジ５２に形成
された支持面１０により相対的に押し下げられる。

これによって、中空室の周辺部４６から液体が中空室の
中央部へ追い出され、気体クッション部３７を容積減少
させ、それに対応する圧力上昇をひき起こす。

このようにしてハウジング１に対する悪い影響なしに反
動を緩衝している。

ピストン４３の数および打撃ピストン３３の断面積に対
するピストン４３の断面積ならびに気体クッション部３
７の調節過圧力を適当に選定することによって、打撃本
体３が打撃伝達部材７の上側打撃面積３６と衝突して生
ずる激しい金属的衝突後にも杭６が長い時間推進を持続
すると共に、はね返り反動力が隠やかに緩衝できるよう
にすることが可能である。

好適な実施態様に基づいて説明した前記ラム装置は、打
撃伝達部材に対するノ・ウジングの支持がピストンおよ
び気体クッション部で維持されている限り、当業者によ
って要求に応じて種々の方法でその都度の要件にあうよ
うに変形してもよい。

また、気体クッション部の圧力は、逆止め弁の対応制御
によって運転時でもその都度の打ち込み条件に適合させ
ることができる。

以上述べたように、本発明によれば、ハウジング側壁の
外径を増大させることなく、大きな反動力緩衝作用を小
規模な機構にて得られることができるので、杭の外径よ
りも若干大きな内径を有する杭案内支柱を使用する沖合
い杭打ち作業に適したラム装置を提供できるものである
。

【図面の簡単な説明】

第１図は縦断面で図示した・・ウジングを有するラム装
置の下方部を示す部分切断側面図、第２図は縦断面で図
示した・・フランジを有する変形ラム装置の下方部を示
す部分切断側面図、第３図は縦断面で図示したハウジン
グおよび部分切断した打撃伝達部材を有する別の変形ラ
ム装置の下方部を示す部分切断側面図である。 １・・・・・・ハウジング、３・・・・・・打撃本体、
４・・・・・・衝突面、５・・・・・・溢流通路、６・
・・・・・被打撃体（杭）、７・・・・・・打撃伝達部
材、８・・・・・・接触面、９・・・・・・外方フラン
ジ、１０・・・・・・支持面、１１，１２・・・・・・
円筒面、１３・・・・・・環状段部、１４，１５・・・
・・・止め突出部、１６・・・・・・環状ピストン、１
７・・・・・・環状肩部、２０．２６・・・・・・中空
室、４６・・・・・・中空室の周辺部、２Ｌ ４０・・
・・・・孔、２２．４２・・・・・・環状段部、２３．
４３・・・・・・ピストン、２４，４４・・・・・・環
状カラー、２７，３７・・・・・・気体クッション部、
２９゜３９・・・・・・圧力手段用通路、３０，４０・
・・・・・逆止め弁、３１・・・・・・中央孔、３２・
・・・・・環状段部、３３・・・・・・打撃ピストン、
３４・・・・・・打撃ピストンの上側端面、３６・・・
・・・上側打撃面、４７・・・・・・連結通路、４８・
・・・・・連結管、４９・・・・・・切換弁、５０・・
・・・・ポンプ、５Ｌ ５２，５３・・・・・・内方フ
ランジ。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 実質的に円筒状の側壁で成り、下端が開口した中空
   のハウジングと、該ハウジングの側壁によって軸方向上
   下動可能に摺接案内される打撃本体と、ハウジング内に
   おいて該打撃本体と被打撃体との間に配設され、打撃本
   体の衝撃を受ける打撃面を有すると共に、ハウジングの
   側壁によって摺接案内される径方向外方に突出する外方
   フランジを有する打撃伝達部材と、該打撃伝達部材の外
   方７ランジと打撃本体の上下動径路との間において・・
   フランジの側壁から径方向内方に突出する内方フランジ
   とを備えたラム装置において、 ａ） 前記両７ランジのいずれか一方に少なくとも一
   部が形成されると共に、内部に気体クッションを保持す
   ることができる少なくとも１つの中空室をハウジングの
   側壁又は打撃伝達部材に設け、 ｂ）前記一方の７ランジにハウジングの軸心方向に移動
   可能な別体のピストンを設けて中空室を密閉することに
   より、該ピストンが気体クッションにより他方のフラン
   ジに対して付勢されるようにすると共に、前記ピストン
   の気体クッションによって付勢される方向へ移動を規制
   し、さらに Ｃ）前記中空室に気体又は液体、又はその両方を導入又
   は排出するための閉止自在な圧力手段用通路を設は気体
   クッションの圧力を所定値に調整できるようにし、 もって打撃本体による打撃の後に被打撃体から遅れを伴
   い返ってくる反動力を気体クッションにて緩衝するよう
   に構成したことを特徴とするラム装置。 ２ 前記一方のフランジは、環状段部によって分離され
   た直径の異なる同心状の２つの円筒面を備えており、同
   様に環状肩部によって分離された直径の異なる同心状の
   ２つの円筒面を備えた環状ピストンを前記一方の７ラン
   ジの２つの円周面ニ密封状態で案内させることにより、
   環状ピストンと前記一方のフランジとの間に環状中空室
   を形成したことを特徴とする特許請求の範囲第１項に記
   載のラム装置。 ３ 前記一方のフランジが・・ウジング側壁の内方フラ
   ンジの２つの円筒面に案内されると共に、打撃伝達部材
   の外方７ランジ上面に形成した支持面に対して付勢され
   ており、さらに環状ピストンの移動をその下方の・・ウ
   ジング側壁に形成した下方止め突出部で規制したことを
   特徴とする特許請求の範囲第２項に記載のラム装置。 ４ 前記環状ピストンと内方フランジの間に形成された
   環状中空室が内方フランジ内まで延びていることを特徴
   とする特許請求の範囲第３項に記載のラム装置。 ５ 前記一方のフランジの周方向複数個所に、・・ウジ
   ング軸心に平行でかつ前記中空室に連通ずる孔を設け、
   該孔に複数のピストンを密閉案内させると共に、孔に設
   けた環状段部とピストンを形成した環状カラーとが係合
   するようにしてピストンの気体クッションによって付勢
   される方向への動きを規制し、さらにピストンの一端を
   他方のフランジに形成した対向支持面に係合するように
   適合したことを特徴とする特許請求の範囲第１項に記載
   のラム装置。 ６ 前記一方のフランジ内に前記孔と連通ずる対応する
   数の中空室を形成し、各中空室を相互に連通させたこと
   を特徴とする特許請求の範囲第５項に記載のラム装置。 ７ 前記孔をハウジング側壁の内方フランジに設け、こ
   れら孔に対応して複数の中空室を該内方フランジ内に連
   設し、さらにピストンの下端を打撃伝達部材の外方フラ
   ンジ上面に形成した対向支持面に係合するように適合し
   たことを特徴とする特許請求の範囲第５項又は第６項に
   記載のラム装置３８ 前記孔は共通の中空室に連通して
   いることを特徴とする特許請求の範囲第５項に記載のラ
   ム装置。 ９ 前記孔を打撃伝達部材の外方７ランジに設げ、前記
   中空室を、打撃伝達部材に同心的に配設した打撃ピスト
   ンを密閉案内する孔と連通ずる中央部と、該中央部と連
   結通路を介して連通し、前記外方フランジの孔に連通す
   べく外方フランジ内に設けた周辺部とで構成し、さらに
   外方フランジに設けたピストンの上端をハウジング側壁
   の内方フランジに形成した対向支持面に係合するように
   適合したことを特徴とする特許請求の範囲第５項又は第
   ８項に記載のラム装置。 １０ 前記圧力手段用通路を介して液体又は気体又は
   その両方を押し込み又は排出することによって気体クッ
   ションの圧力を調節および制御するための圧力調整手段
   を備え付けたことを特徴とする特許請求の範囲第１項な
   いし第９項のいずれかに記載のラム装置。 １１ 前記ハウジングの側壁の外径及び打撃伝達部材
   の最大外径を、被打撃体の外径の約１００％ないし約１
   １０係内にしたことを特徴とする特許請求の範囲第１項
   ないし第１０項のいずれかに記載のラム装置。