特許 6332914 バイブロハンマユニット

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】6332914

(24)【登録日】2018年5月11日

(45)【発行日】2018年5月30日

(54)【発明の名称】バイブロハンマユニット

(51)【国際特許分類】

   E02D 7/18 20060101AFI20180521BHJP

   E02D 11/00 20060101ALI20180521BHJP

   E02D 13/00 20060101ALI20180521BHJP

【ＦＩ】

   E02D7/18

   E02D11/00

   E02D13/00 Z

【請求項の数】3

【全頁数】9

(21)【出願番号】特願2013-120075(P2013-120075)

(22)【出願日】2013年6月6日

(65)【公開番号】特開2014-237938(P2014-237938A)

(43)【公開日】2014年12月18日

【審査請求日】2016年3月11日

(73)【特許権者】

【識別番号】593157758

【氏名又は名称】株式会社エーコー

(74)【代理人】

【識別番号】100091096

【弁理士】

【氏名又は名称】平木 祐輔

(74)【代理人】

【識別番号】100105463

【弁理士】

【氏名又は名称】関谷 三男

(74)【代理人】

【識別番号】100129861

【弁理士】

【氏名又は名称】石川 滝治

(72)【発明者】

【氏名】嶋田 史

【審査官】 須永 聡

(56)【参考文献】

【文献】 特開２０１２−２３７１７４（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１２−００７３１５（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１２−０５２３６３（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開昭５０−０８２８０７（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開昭５５−０９８５２６（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特公昭３６−００９２６９（ＪＰ，Ｂ１）

【文献】 実開昭５０−１４７４０３（ＪＰ，Ｕ）

【文献】 特開２００２−１２９５６３（ＪＰ，Ａ）

【文献】 米国特許第０６６７２８０５（ＵＳ，Ｂ１）

【文献】 特開２０１２−１１７２９６（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｅ０２Ｄ ７／００−１３／１０

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

平面形状が円形の杭もしくは壁体を施工対象とするバイブロハンマユニットであって、
平面形状が円形のベース部材と、
前記ベース部材に搭載された４台以上のバイブロハンマと、
４台以上のバイブロハンマのうちの２台のバイブロハンマの軸同士を繋ぐ１本の連係部材であって全体として３本以上の連係部材と、から構成されるバイブロハンマユニットにおいて、
１本の連係部材で相互に繋がれる２台のバイブロハンマは、双方のバイブロハンマの有する軸同士が対向し、対向する双方の軸同士が直線状の連係部材で連結されており、
４台以上のバイブロハンマを相互に繋ぐ３本以上の連係部材が全て、同一方向に配設されていて、かつ、全てのバイブロハンマは、平面視においてそれらの有する前記軸に直交する方向が前記同一方向に対して直交する方向を向いて配設されており、
４台以上のバイブロハンマのうち、
１台のバイブロハンマは円形のベース部材の０時の位置にあって、前記同一方向に対して直交する方向に離隔して配設された第１の軸と第２の軸を有し、
他の１台のバイブロハンマは６時の位置にあり、
他の２台以上のバイブロハンマは０時の位置のバイブロハンマと６時の位置のバイブロハンマの間で並列に配設され、１台のバイブロハンマの軸が前記０時の位置にあるバイブロハンマの第１の軸に連係部材で連結され、他の１台のバイブロハンマの軸が前記０時の位置にあるバイブロハンマの第２の軸に連係部材で連結されている、バイブロハンマユニット。

【請求項2】

前記連係部材が直線状のケーシングのみからなる請求項１に記載のバイブロハンマユニット。

【請求項3】

前記ベース部材は施工対象の平面形状に適合した平面形状を有しており、
隣接するバイブロハンマの軸同士が対向するように各バイブロハンマがベース部材上に配設されている請求項１または２に記載のバイブロハンマユニット。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、３台以上のバイブロハンマから構成されたバイブロハンマユニットに関するものである。

【背景技術】

【0002】

比較的口径の大きな杭（鋼管杭やＰＣ杭など）や長尺の鋼板セルから構成された壁体などを地盤内に打設するに当たり、１台のバイブロハンマによって打設をおこなった場合には巨大な駆動力を発揮し得る体格の大きなバイブロハンマが必要となり、このような大規模なバイブロハンマを製作し、かつ現地まで搬送するには経済性および搬送性に問題がある。

【0003】

このような問題に鑑み、杭や壁体の天井に２以上のバイブロハンマを取り付け、それらを相互に連係させて同調運転可能とすることで１つのバイブロハンマユニットを構成し、これを使用する施工がおこなわれている。

【0004】

従来の公開技術に目を転じるに、特許文献１には、環状のベースに対し、６台の起振機（バイブロハンマ）を搭載し、各起振機の軸同士をユニバーサルジョイントと中間連動軸から構成された連係部材で繋いで構成された壁体打設装置が開示されている。

【0005】

特許文献１で開示される壁体打設装置は、非常に大規模な壁体を打設対象としたものであり、そのために、起振機の軸同士を対向させて直線状の連係部材で繋ぐことができない。

【0006】

すなわち、その図１で示すように、２台の起振機の軸同士を繋ぐ連係部材には連係部材の角度を傾斜自在とするユニバーサルジョイントが必須であり、２つのユニバーサルジョイントと２つの中間連動軸から構成された大掛かりな連係部材を必須の構成とせざるを得ない。なお、起振機の配設態様と大掛かりな連係部材による連係態様から鑑みて、直径10m以上の壁体を打設対象としていると考えられる。

【0007】

ところで、特許文献１で開示される壁体打設装置を、たとえば5m程度かそれ以下の直径の中規模もしくは小規模の杭や壁体の打設に適用しようとした場合には、相互に接続される２台の起振機の軸同士の角度が鋭角となり、ユニバーサルジョイントでも対応できない可能性が高く、特許文献１で開示されるような大掛かりな連係部材では起振機の軸同士を繋ぐことはできない。

【0008】

このように、１台のバイブロハンマユニットでは打設が困難ではあるものの、規模としては中規模もしくは小規模の部類に属する5m程度かそれ以下の直径の杭や壁体の打設に対して好適なバイブロハンマユニットの開発が当該技術分野にて切望されている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0009】

【特許文献1】特公昭６１−２２６９２号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0010】

本発明は上記する問題に鑑みてなされたものであり、バイブロハンマの軸同士がシンプルな連係部材で相互に繋がれ、中規模もしくは小規模の杭や壁体の打設に好適なバイブロハンマユニットを提供することを目的としている。

【課題を解決するための手段】

【0011】

前記目的を達成すべく、本発明によるバイブロハンマユニットは、ベース部材と、前記ベース部材に搭載された３台以上のバイブロハンマと、３台以上のバイブロハンマのうちの２台のバイブロハンマの軸同士を繋ぐ１本の連係部材（全体として２本以上の連係部材）と、から構成されるバイブロハンマユニットであって、１本の連係部材で相互に繋がれる２台のバイブロハンマは、双方のバイブロハンマの有する軸同士が対向し、対向する双方の軸同士が直線状の連係部材で連結されており、３台以上のバイブロハンマを相互に繋ぐ２本以上の連係部材が全て、同一方向に配設されているものである。

【0012】

本発明のバイブロハンマユニットは、ベース部材上に搭載された３台以上のバイブロハンマのうち、隣接する２台のバイブロハンマの軸同士を対向するように配設し、双方の軸同士を１本の直線状の連係部材で繋いだ構成としたことに特徴を有するものである。隣接するバイブロハンマ双方の軸同士を対向させ、双方の軸同士を直線状の連係部材によって接続する構成を適用したことで、直径が5m程度かそれ以下（たとえば3m程度）の中・小規模の杭や壁体の天端全体を把持することが可能となり、これら中・小規模の杭や壁体を地盤内に打設したり引き抜く際に好適なものとなる。

【0013】

ここで、打設や引抜き対象の「杭」は、鋼管杭、PC杭やRC杭、PHC杭等のコンクリート製の既製杭、SC杭や鋼管ソイルセメント杭等の合成杭などを包含しており、その断面寸法は直径5m程度(4〜6m程度)かそれ以下（3m程度）の杭である。

【0014】

また、同様に打設や引抜きの対象である「壁体」は、矢板や鋼板などをたとえば環状に組み付けて構成されたものなどを包含しており、その断面寸法はやはり、直径5m程度(4〜6m程度)かそれ以下の壁体、もしくは平面形状が矩形枠状の場合は一辺5m程度の壁体である。

【0015】

また、「ベース部材」とは、鋼製のプレートや、複数の鋼製のプレートや補剛材などが組み付けられてなる三次元体などからなり、平面形状が環状や矩形状、多角形状など、杭等の施工対象の平面形状に応じた平面形状を有している。このベース部材に対して３台以上のバイブロハンマが固定され、各バイブロハンマのチャック（挟持部材）がベース部材の下方から突出し、施工対象の杭等の天端を把持できるようになっている。

【0016】

さらに、「連係部材」とは、直線状のケーシング、鋼管、鋼棒などを包含している。また、たとえば長さLのケーシングが長さL/2の２本のケーシングとそれらの間に介在するタイヤカップリング等の弾性部材からなるユニット体などであってもよく、このユニット体は全体として１本の連係部材を構成しており、弾性部材が衝撃緩衝作用を奏することになる。

【0017】

各バイブロハンマは駆動モータ等の駆動源を備えており、たとえば、駆動軸に装着されたプーリを介してこの駆動源による駆動力がバイブロハンマの上下方向の強制振動に変換される。なお、この駆動モータとして油圧モータが適用される場合もある。

【0018】

そして、バイブロハンマ同士は双方の軸同士が直線状の連係部材で繋がれ、同調運転することができる。ここで、同調運転とは、相互に連係された複数のバイブロハンマそれぞれの振動位相が一致した状態で運転されることである。

【0019】

このように３台以上のバイブロハンマをそれぞれの軸同士で連係部材を介して繋ぎ、全てのバイブロハンマが同調運転されることにより、各バイブロハンマの上下方向の運動エネルギーを杭や壁体に均一に伝達することができる。さらに、各バイブロハンマの体格を大きくする必要なく、杭や壁体の規模に応じてバイブロハンマユニットを構成するバイブロハンマの台数を調整することで対応可能となる。

【0020】

ここで、バイブロハンマユニットを構成するバイブロハンマの台数や各バイブロハンマの配設形態を例示すると、バイブロハンマの台数としては３台、４台、６台、８台、など、台数形態は多様である。一方、各バイブロハンマの配設形態としては、たとえば４台のバイブロハンマからバイブロハンマユニットを構成する場合、各バイブロハンマが０時、３時、６時、９時の位置に配設され、０時の位置に配設されたバイブロハンマの２つの軸のそれぞれと３時の位置に配設されたバイブロハンマの軸、および９時の位置に配設されたバイブロハンマの軸をそれぞれ対向させ、相互に直線状の連係部材で接続され、たとえば９時の位置に配設されたバイブロハンマと６時の位置に配設されたバイブロハンマの軸同士を対向させ、相互に直線状の連係部材で接続された配設形態を挙げることができる。

【発明の効果】

【0021】

以上の説明から理解できるように、本発明のバイブロハンマユニットによれば、隣接するバイブロハンマ双方の軸同士を対向させ、双方の軸同士を直線状の連係部材によって接続し、全ての連係部材が同一方向に配設された構成を適用したことで、直径が5m程度かそれ以下の中・小規模の杭や壁体の天端全体を把持することが可能となり、これら中・小規模の杭や壁体を地盤内に打設したり引き抜く際に好適な施工機器となる。さらに、バイブロハンマユニットを構成する連係部材は直線状の部材であり、その構成もシンプルであり、バイブロハンマユニットの製作コストは高価なものとはならないし、現場でのバイブロハンマユニットの組み付け性も良好となる。

【図面の簡単な説明】

【0022】

【図1】本発明のバイブロハンマユニットの実施の形態１の正面図である。

【図2】図１のII−II矢視図である。

【図3】図１のIII−III矢視図である。

【図4】図３を模式的に示した図である。

【図5】バイブロハンマユニットの実施の形態２を模式的に示した図であって図４に対応した図である。

【発明を実施するための形態】

【0023】

以下、図面を参照して、本発明のバイブロハンマユニットの実施の形態を説明する。なお、図示例のバイブロハンマユニットの施工対象は杭であるが、矢板等を環状等に組み付けてなる壁体などであってもよいことは勿論のことである。

【0024】

（バイブロハンマユニットの実施の形態１）
図１は本発明のバイブロハンマユニットの実施の形態１の正面図であり、図２，３はそれぞれ、図１のII−II矢視図、III−III矢視図であり、図４は図３を模式的に示した図である。

【0025】

図示するバイブロハンマユニット１０は、環状のベース部材３において、その０時、３時、６時、９時の位置に４台のバイブロハンマ１Ａ，１Ｂ，１Ｃ，１Ｄが配設され、各バイブロハンマ１Ａ，１Ｂ，１Ｃ，１Ｄはワイヤ５にて緩衝装置６を介して吊りリング４に吊持されてその全体が大略構成されており、吊りリング４は不図示のクレーン等の重機にてワイヤ７を介して吊持等されて使用される。なお、図示例以外にも、バイブロハンマに緩衝装置が一体化されている形態であってもよく、このような緩衝装置一体型のバイブロハンマを吊りリングに吊持させてバイブロハンマユニットを構成することもできる。

【0026】

４台のバイブロハンマ１Ａ，１Ｂ，１Ｃ，１Ｄの配設態様に関しては、隣接する２台のバイブロハンマの軸同士を対向するように配設し、双方の軸同士を１本の直線状の連係部材２Ａ，２Ｂ，２Ｃで繋いだ構成としている。

【0027】

ここで、環状のベース部材３は、施工対象である杭Ｐの平面形状が円形であることに鑑み、この平面形状に適合した平面形状のものが適用されているが、施工対象の平面形状が楕円形や矩形枠状の場合には、これらの平面形状に応じた平面形状のベース部材を適用するのが望ましい。そして、図示するベース部材３は、上下に環状の鋼製プレート材を配し、これらを筒状の鋼製プレートで溶接等で繋ぎ、側面には適宜の補剛材を接続してその全体が構成されている。

【0028】

図示するバイブロハンマユニット１０の施工対象、すなわち地盤内への打設対象となる台礎は直径が5m程度の規模の杭Ｐ（鋼管杭、PC杭やRC杭、PHC杭等のコンクリート製の既製杭、SC杭や鋼管ソイルセメント杭等）である。

【0029】

平面視が円形で直径5m程度の杭Ｐに対し、その０時、３時、６時、９時の位置に４台のバイブロハンマ１Ａ，１Ｂ，１Ｃ，１Ｄを隣接するバイブロハンマの軸同士を対向させた姿勢で配設する。なお、ベース部材３に４台のバイブロハンマ１Ａ，１Ｂ，１Ｃ，１Ｄを搭載した状態において、各バイブロハンマのチャック１Ａ１，１Ｂ１，１Ｃ１（バイブロハンマ１Ｄのチャックは不図示）がベース部材３の下方から突出して、杭Ｐの天端を把持できるように構成されている。

【0030】

ここで、バイブロハンマ１Ａ等の内部構造の一例について概説する。なお、バイブロハンマ１Ａ等の内部構造は以下で示す構造よりもより簡易な構造、たとえば偏心モーメントを制御する機構を備えていない構造のものが適用されてもよいことは勿論のことである。

【0031】

バイブロハンマ１Ａ等における偏心モーメントを制御可能とするべく、バイブロハンマ１Ａ等においては、１つの軸上に相互に同期回転する固定偏心重錘と可動偏心重錘とからなる一対の偏心重錘が取り付けられており、これら一対の偏心重錘の回転位相差を変化させることによって全体の偏心モーメントを変化させ、単体のバイブロハンマの振幅をゼロから最大まで調整することができる。

【0032】

バイブロハンマ１Ａ等は固定偏心重錘と可動偏心重錘を備えた２軸バイブロハンマであり、駆動軸と従動軸（図では各バイブロハンマにおいて連係部材にて接続される軸のみを示している）の２つの軸を備えている。駆動軸には不図示のプーリが装着され、図示しない駆動モータ等の駆動源によって回転力が伝達され、回転駆動されるようになっている。これら駆動軸と従動軸にはそれぞれ、軸とともに回転するように固定された固定偏心重錘と軸に固定されない可動偏心重錘が装着されており、２軸バイブロハンマは、２対の固定偏心重錘と可動偏心重錘を有する構造を呈している。

【0033】

図示するバイブロハンマユニット１０においては、隣接するバイブロハンマの軸同士を対向させるが、この対向する軸とは、上記する駆動軸と従動軸のいずれか一方を意味している。

【0034】

図３、図４で示すように、０時の位置に配設されたバイブロハンマ１Ａの２つの軸１Ａ２，１Ａ２’のそれぞれと３時の位置に配設されたバイブロハンマ１Ｂの軸１Ｂ２、および９時の位置に配設されたバイブロハンマ１Ｄの軸１Ｄ２をそれぞれ対向させ、相互に直線状の連係部材２Ａ，２Ｂで接続する。さらに、９時の位置に配設されたバイブロハンマ１Ｄと６時の位置に配設されたバイブロハンマ１Ｃの軸１Ｄ２’、１Ｃ２同士を対向させ、相互に直線状の連係部材２Ｃで接続する。

【0035】

ここで、連係部材２Ａ，２Ｂ，２Ｃは、直線状のケーシングや鋼管、鋼棒などから構成される。また、２本のケーシング等をタイヤカップリング等の弾性部材を介して直線状に繋いだ構成のものを適用してもよい。

【0036】

図示するように、直線状の３本の連係部材２Ａ，２Ｂ，２Ｃはいずれも、同一方向（図３，４では、０時と６時を繋ぐ方向）となるように配設されている。

【0037】

図示するように各バイブロハンマ１Ａ，１Ｂ，１Ｃ，１Ｄのうち、隣接するバイブロハンマの軸同士を対向して配設したことにより、直線状の連係部材で相互に接続し易くなり、施工対象が規模の比較的小さな杭Ｐなどを施工対象とした場合において、杭Ｐの４箇所を各バイブロハンマ１Ａ，１Ｂ，１Ｃ，１Ｄのチャック１Ａ１，１Ｂ１，１Ｃ１等で把持することができる。

【0038】

また、バイブロハンマユニット１０を構成する３本の連係部材２Ａ，２Ｂ，２Ｃはいずれも直線状の部材であり、かつ全てが同一方向に配設されており、バイブロハンマ同士を繋ぐに当たってユニバーサルジョイント等の適用は不要であり、このことによって、連係部材の構成を簡素化でき、ユニット１０全体の構成の簡素化とこれに起因したユニット１０の製作コストの削減を図ることができる。

【0039】

（バイブロハンマユニットの実施の形態２）
図５はバイブロハンマユニットの実施の形態２を模式的に示した図であって図４に対応した図である。

【0040】

図示するバイブロハンマユニット１０Ａは、環状のベース部材３において、その０時、 ６時の位置に２台のバイブロハンマ１Ａ，１Ｃが配設され、さらに０時〜６時の間に２台のバイブロハンマ１Ｅ，１Ｆが配設され、６時〜０時の間に２台のバイブロハンマ１Ｇ，１Ｈが配設されたものである。

【0041】

０時の位置に配設されたバイブロハンマ１Ａの２つの軸１Ａ２，１Ａ２’のそれぞれとこれに隣接するバイブロハンマ１Ｅの軸１Ｅ２、およびバイブロハンマ１Ｈの軸１Ｈ２をそれぞれ対向させ、相互に直線状の連係部材２Ｄ，２Ｆで接続する。また、バイブロハンマ１Ｅとこれに隣接するバイブロハンマ１Ｆの軸１Ｅ２’、１Ｆ２同士を対向させ、バイブロハンマ１Ｈとこれに隣接するバイブロハンマ１Ｇの軸１Ｈ２’、１Ｇ２同士を対向させ、相互に直線状の連係部材２Ｅ、２Ｇで接続する。さらに、６時の位置に配設されたバイブロハンマ１Ｃの軸１Ｃ２とこれに隣接するバイブロハンマ１Ｇの軸１Ｇ２’を対向させ、相互に直線状の連係部材２Ｈで接続する。

【0042】

このように、６台のバイブロハンマ１Ａ等を適用しても隣接するバイブロハンマの軸同士を直線状の連係部材で接続させ、杭Ｐの天端を把持することができる。

【0043】

バイブロハンマユニット１０Ａにおいても、直線状の５本の連係部材２Ｄ，２Ｅ，２Ｆ，２Ｇ，２Ｈはいずれも、同一方向（図５では、０時と６時を繋ぐ方向）となるように配設されている。

【0044】

なお、図示を省略するが、図示するバイブロハンマユニット１０，１０Ａ以外にも、たとえば３台、８台のバイブロハンマから構成されたバイブロハンマユニットなどであってもよく、施工対象の平面的な大きさや平面形状によってバイブロハンマユニットを構成するバイブロハンマの台数は多様である。たとえば３台のバイブロハンマから構成されたバイブロハンマユニットでは、図４で示す４台のバイブロハンマからバイブロハンマ１Ｃを取り除いて３台とし、バイブロハンマ１Ｂ，１Ｄをそれぞれ３時と９時の位置から６時側へずらし、たとえば３台のバイブロハンマ１Ａ，１Ｂ，１Ｄの間隔が１２０度間隔に設定された形態を挙げることができる。この形態においては、２本の直線状の連係部材２Ａ，２Ｂが適用されるが、直線状の２本の連係部材２Ａ，２Ｂはいずれも、同一方向（図４で、０時と６時を繋ぐ方向）となるように配設されることはバイブロハンマユニット１０，１０Ａと同様である。

【0045】

さらに、打設対象が平面視で直線状の壁体の場合においては、たとえば３台、もしくは４台のバイブロハンマを壁体の直線に沿って間隔を置いて配設し、隣接するバイブロハンマ同士を直線状の連係部材で接続して（この場合も全ての連係部材は壁体の直線に沿った同一方向に向いている）バイブロハンマユニットを構成し、適用することもできる。

【0046】

以上、本発明の実施の形態を図面を用いて詳述してきたが、具体的な構成はこの実施形態に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲における設計変更等があっても、それらは本発明に含まれるものである。

【符号の説明】

【0047】

１Ａ，１Ｂ，１Ｃ，１Ｄ，１Ｅ，１Ｆ、１Ｇ，１Ｈ…バイブロハンマ、１Ａ２，１Ａ２’，１Ｂ２，１Ｃ２，１Ｄ２，１Ｄ２’，１Ｅ２，１Ｅ２’，１Ｆ２、１Ｇ２，１Ｇ２’，１Ｈ２、１Ｈ２’…軸、２Ａ，２Ｂ，２Ｃ，２Ｄ，２Ｅ，２Ｆ，２Ｇ，２Ｈ…連係部材（直線状の連係部材）、３…ベース部材、４…吊りリング、５，７…ワイヤ、６…緩衝装置、１０，１０Ａ…バイブロハンマユニット（ユニット）、Ｐ…杭

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】