特許 7025758 鋼管杭回転圧入装置

(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】

(24)【登録日】2022-02-16

(45)【発行日】2022-02-25

(54)【発明の名称】鋼管杭回転圧入装置

(51)【国際特許分類】

   E02D 13/00 20060101AFI20220217BHJP

【ＦＩ】

E02D13/00 Z

【請求項の数】 4

(21)【出願番号】P 2018118199

(22)【出願日】2018-06-21

(65)【公開番号】P2019218787

(43)【公開日】2019-12-26

【審査請求日】2021-03-08

(73)【特許権者】

【識別番号】390025759

【氏名又は名称】株式会社ワイビーエム

(74)【代理人】

【識別番号】100093687

【弁理士】

【氏名又は名称】富崎 元成

(74)【代理人】

【識別番号】100139789

【氏名又は名称】町田 光信

(74)【代理人】

【識別番号】100168468

【弁理士】

【氏名又は名称】富崎 曜

(72)【発明者】

【氏名】川崎 賢一郎

(72)【発明者】

【氏名】坂本 士光

【審査官】湯本 照基

(56)【参考文献】

【文献】特開平０４－０６８１１２（ＪＰ，Ａ）

【文献】実開昭５０－０４４４０５（ＪＰ，Ｕ）

【文献】特開平１１－３２３９３１（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開平０７－２５９４６４（ＪＰ，Ａ）

【文献】米国特許出願公開第２０１７／０１９１３１３（ＵＳ，Ａ１）

【文献】実開昭５５－１１８０５１（ＪＰ，Ｕ）

【文献】登録実用新案第３１９１６３５（ＪＰ，Ｕ）

【文献】特開２００８－２４０５０３（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１５－２０６２０８（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２００７－１９７９６７（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｅ０２Ｄ １３／００

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

柱状のリーダに昇降可能に取り付けられたスイベルヘッドと、
前記スイベルヘッドに回転可能に軸支され、回転駆動装置によって略垂直軸線回りに回転駆動されるスピンドルと、
前記スピンドルの軸心に形成された貫通孔と、
前記スピンドルを軸支する下側軸受けよりも下側のスピンドルの軸心に形成され、前記貫通孔よりも大径のヤットコ嵌合孔と、
前記ヤットコ嵌合孔に若干の隙間を空けて内嵌する大径軸部を有する中空筒状のヤットコと、
前記ヤットコの大径軸部の軸心に形成されたアタッチメント嵌合孔と、
前記アタッチメント嵌合孔に内嵌する軸部を上側に有し、下側に鋼管杭上端部との係合部を有する鋼管杭アタッチメントとを備えた
ことを特徴とする鋼管杭回転圧入装置。

【請求項2】

請求項１に記載の鋼管杭回転圧入装置において、
前記アタッチメント嵌合孔と前記鋼管杭アタッチメントの軸部は多角形に形成されている
ことを特徴とする鋼管杭回転圧入装置。

【請求項3】

請求項２に記載の鋼管杭回転圧入装置において、
前記ヤットコの大径軸部と前記鋼管杭アタッチメントの軸部を連結するピンを備えた
ことを特徴とする鋼管杭回転圧入装置。

【請求項4】

請求項３に記載の鋼管杭回転圧入装置において、
前記ヤットコの上部に形成され前記スピンドルの貫通孔に内嵌する小径軸部と、
前記スピンドルの上部に取り付けられ、前記ヤットコの小径軸部を前記スピンドルに固定する油圧チャックとを備えた
ことを特徴とする鋼管杭回転圧入装置。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、杭打ち機の鋼管杭回転圧入装置に関する。さらに詳しくは、スイベルヘッドの回転駆動装置によって回転駆動されるスピンドルに取り付けて、スピンドルの回転を鋼管杭に伝達する鋼管杭アタッチメントを有する杭打ち機の鋼管杭回転圧入装置に関する。

【背景技術】

【0002】

鋼管杭回転圧入装置は、鋼管の先端部に回転羽根を備えた鋼管杭を回転させて、回転羽根の推進力と鋼管杭の自重で地中に埋め込む工法に使用される。この工法では、工事に応じて種々の直径の鋼管杭が必要になる。直径の異なる鋼管杭を鋼管杭回転圧入装置のスピンドルに固定するために、種々のチャック装置が使用される（特許文献１、特許文献２）。従来のチャック装置は、スピンドルの下端に取り付けられ、スピンドルの下端よりも下方に大きく突出した位置で鋼管杭の上端をチャックしている。従って、鋼管杭の上端からスイベルヘッドの重心までの距離が上方に大きく離れるため、鋼管杭の圧入動作が不安定になる不具合があった。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【文献】特開２００７－１９７９６７号公報

【文献】特開２０１５－２０６２０８号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

本発明は、以上のような背景で発明されたものであり、以下の目的を達成するものである。本発明の目的は、鋼管杭の上端からスイベルヘッドの重心までの距離を短くして、鋼管杭の圧入動作を安定させるようにした鋼管杭回転圧入装置を提供することにある。
本発明の他の目的は、スピンドルを軸支する下側軸受けよりも下側のスピンドルの軸心に、スピンドル貫通孔よりも大径のヤットコ嵌合孔を形成して、ヤットコと鋼管杭アタッチメントとの接続部分をスピンドルの下端よりも上方に入り込ませるようにした鋼管杭回転圧入装置を提供することにある。

【課題を解決するための手段】

【0005】

本発明は、前記課題を解決するために、次の手段を採る。
即ち、本発明１の鋼管杭回転圧入装置は、柱状のリーダに昇降可能に取り付けられたスイベルヘッドと、前記スイベルヘッドに回転可能に軸支され、回転駆動装置によって略垂直軸線回りに回転駆動されるスピンドルと、前記スピンドルの軸心に形成された貫通孔と、前記スピンドルを軸支する下側軸受けよりも下側のスピンドルの軸心に形成され、前記貫通孔よりも大径のヤットコ嵌合孔と、前記ヤットコ嵌合孔に若干の隙間を空けて内嵌する大径軸部を有する中空筒状のヤットコと、前記ヤットコの大径軸部の軸心に形成されたアタッチメント嵌合孔と、前記アタッチメント嵌合孔に内嵌する軸部を上側に有し、下側に鋼管杭上端部との係合部を有する鋼管杭アタッチメントとを備えたことを特徴とする。

【0006】

本発明２の鋼管杭回転圧入装置は、本発明１において、前記アタッチメント嵌合孔と前記鋼管杭アタッチメントの軸部は多角形に形成されていることを特徴とする。
本発明３の鋼管杭回転圧入装置は、本発明２において、前記ヤットコの大径軸部と前記鋼管杭アタッチメントの軸部を連結するピンを備えたことを特徴とする。
本発明４の鋼管杭回転圧入装置は、本発明３において、前記ヤットコの上部に形成され前記スピンドルの貫通孔に内嵌する小径軸部と、前記スピンドルの上部に取り付けられ、前記ヤットコの小径軸部を前記スピンドルに固定する油圧チャックとを備えたことを特徴とする。

【発明の効果】

【0007】

本発明の鋼管杭回転圧入装置は、鋼管杭の上端からスイベルヘッドの重心までの距離を短くすることが可能となるため、鋼管杭の圧入動作が安定する。

【図面の簡単な説明】

【0008】

【図1】図１は、本発明の鋼管杭回転圧入装置を有する杭打ち機を示す全体正面図である。

【図2】図２は、図１のスイベルヘッドを示す縦断面図である。

【図3】図３（ａ）は、図２のスピンドルの下端近傍を示す縦断面図、図３（ｂ）は図３（ａ）のＡ－Ａ断面図である。

【図4】図４は、図２のスピンドル上端の油圧チャックを示す斜視図である。

【発明を実施するための形態】

【0009】

以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。図１は、本発明の鋼管杭回転圧入装置を有する杭打ち機を示す全体正面図である。図２は図１のスイベルヘッドを示す縦断面図、図３（ａ）は図２のスピンドルの下端近傍を示す縦断面図、図３（ｂ）は図３（ａ）のＡ－Ａ断面図である。図１に示すように、杭打ち機１は、クローラ装置１１によって走行する車体１２と、車体１２に起立及び傾倒可能に取り付けられた柱状のリーダ１３を有している。リーダ１３にはスイベルヘッド２が昇降可能に取り付けられ、図示しない送りモータによって昇降される。図２に示すように、スイベルヘッド２にはスピンドル３が下側軸受け４１と上側軸受け４２によって回転可能に軸支されている。リーダ１３を起立した状態では、スピンドル３は略垂直軸線回りに回転する。

【0010】

スピンドル３の外周には、スピンドル３の軸方向の長さのほぼ中間位置に平歯車３１が取り付けられ、油圧モータ４３、４３の出力軸４４、４４に取り付けられたピニオン４５、４５が平歯車３１に噛み合っている。図１では、一方の油圧モータ４３だけが見えている。従って、スピンドル３は、油圧モータ４３、４３、ピニオン４５、４５、平歯車３１で構成される回転駆動装置によって回転駆動される。スピンドル３の軸心には貫通孔３２が形成されている。また、スピンドル３の軸心には、下側軸受け４１よりも下側に、貫通孔３２よりも大径のヤットコ嵌合孔３３が形成されている。スピンドル３の軸心には、中空筒状のヤットコ５が内嵌している。

【0011】

ヤットコ５の下側には、ヤットコ嵌合孔３３に若干の隙間を空けて内嵌する大径軸部５１が形成されている。また、ヤットコ５には、大径軸部５１の上側に、スピンドル３の貫通孔３２に密に内嵌する小径軸部５２が形成されている。小径軸部５２はスピンドル３の貫通孔３２を超えて上方に延びて配置されている。スピンドル３の貫通孔３２の内周面、ヤットコ５の小径軸部５２の外周面は正六角形に形成されて、密に嵌合し、スピンドル３の回転トルクがヤットコ５に伝達される。ヤットコ５の大径軸部５１の軸心にはアタッチメント嵌合孔５３が形成されている。従って、アタッチメント嵌合孔５３はスピンドル３の下端３４よりも上方に入り込んで配置される。アタッチメント嵌合孔５３には、鋼管杭アタッチメント６の上側に形成された軸部６１が内嵌している。

【0012】

図３（ａ）、図３（ｂ）に示すように、アタッチメント嵌合孔５３の内周面、軸部６１の外周面は正六角形に形成されて、ヤットコ５の回転トルクが鋼管杭アタッチメント６に伝達される。鋼管杭アタッチメント６は、鋼管杭７の直径に応じて交換する。すなわち、鋼管杭アタッチメント６の下側には、鋼管杭７の直径に応じた内径寸法の嵌合孔６２が形成されている。また、鋼管杭アタッチメント６の下側には、縦溝６３と横溝６４と係止段部６５が形成されている。鋼管杭７を鋼管杭アタッチメント６の嵌合孔６２に挿入すると、鋼管杭７の上端に溶接された係合板７１が横溝６４と係止段部６５に係合して、鋼管杭アタッチメント６の回転トルクが鋼管杭７に伝達される。鋼管杭７の下端には、図１に示すように、回転羽根７２が取り付けられていて、鋼管杭７が回転すると、回転羽根７２の推進力と鋼管杭７等の自重で鋼管杭７を地中に埋め込むことができる。

【0013】

図２に示すように、スピンドル３の上端には、中空筒状のチャック取付スリーブ８１がボルトで固定されている。チャック取付スリーブ８１の上端には、円盤状のチャックボディ８２がボルトで固定されている。図４は図２のスピンドル３の上端の油圧チャックを示す斜視図である。図２、図４に示すように、チャックボディ８２には、スピンドル３の軸心に対して直交する方向に摺動可能に３個の把持爪８３が取り付けられている。図４では、２個の把持爪８３だけが見えている。チャック取付スリーブ８１の外周面には、円盤状のスライドスリーブ８４がスピンドル３の軸心に対して平行な方向に摺動可能に外嵌している。スライドスリーブ８４の上端には、把持爪８３に各々係合するくさびブロック８５がボルトで固定されている。

【0014】

くさびブロック８５は把持爪８３の両側面に配置されている。把持爪８３の両側面には傾斜溝８３１、８３１が形成され、くさびブロック８５に形成された傾斜突起８５１が傾斜溝８３１、８３１に係合している。スライドスリーブ８４の外周面には環状溝８４１が形成されている。図２に示すように、スイベルヘッド２には、チャック取付スリーブ８１を囲むように、６個の油圧シリンダ８６が固定されている。図２では、２個の油圧シリンダ８６だけが見えている。油圧シリンダ８６のピストンロッド８６１には取付ブロック８６２を介してローラ８６３が回転可能に軸支されている。ローラ８６３がスライドスリーブ８４の環状溝８４１に嵌合している。スピンドル３が回転すると、チャック取付スリーブ８１、スライドスリーブ８４、チャックボディ８２が一緒に回転し、油圧シリンダ８６、ピストンロッド８６１、取付ブロック８６２、ローラ８６３は回転しない。

【0015】

油圧シリンダ８６を作動すると、ローラ８６３を介してスライドスリーブ８４、くさびブロック８５がスピンドル３の軸心に対して平行な方向に摺動する。くさびブロック８５がスピンドル３の軸心に対して平行な方向に摺動すると、３個の把持爪８３がスピンドル３の軸心に対して直交する方向に摺動する。図２は、油圧シリンダ８６のピストンロッド８６１が後退端（図２の下方への移動端）にある状態を示し、この状態では３個の把持爪８３がスピンドル３の軸心に最も接近した状態にある。この状態では、ヤットコ５の小径軸部５２の外周に形成された環状溝５４に３個の把持爪８３が嵌入する。この時、把持爪８３の先端と環状溝５４の溝底との間には、若干の隙間が形成される。従って、ヤットコ５はスピンドル３に対して上下方向の移動が固定される。

【0016】

チャックボディ８２、把持爪８３、スライドスリーブ８４、油圧シリンダ８６、ローラ８６３等によって油圧チャックを構成している。油圧シリンダ８６のピストンロッド８６１を前進端（図２の上方への移動端）まで移動し、ヤットコ５の環状溝５４から把持爪８３を離脱させた状態で、ヤットコ５をスピンドル３に着脱する。ヤットコ５は小径軸部５２を上にして、スピンドル３の下端３４からスピンドル３の貫通孔３２に挿入される。図２、図３に示すように、ヤットコ５を把持爪８３でスピンドル３に固定した後、ヤットコ５のアタッチメント嵌合孔５３に鋼管杭アタッチメント６の軸部６１を挿入する。次に、ピン５５、５５をスピンドル３の軸心に直交する方向から挿入して、ヤットコ５の大径軸部５１と鋼管杭アタッチメント６の軸部６１を結合し、ヤットコ５の大径軸部５１から鋼管杭アタッチメント６が下方に外れないように固定する。

【0017】

軸部６１の外周面には、対向する２辺に、ピン５５挿入用の半円状の溝６６が形成されている。また、ヤットコ５の大径軸部５１にはピン５５挿入用の円形孔５６が形成されている。この状態で、鋼管杭７を鋼管杭アタッチメント６の嵌合孔６２に挿入する。本発明の実施の形態では、スイベルヘッド２、スピンドル３、ヤットコ５、鋼管杭アタッチメント６等で鋼管杭回転圧入装置が構成される。図３（ａ）に示すように、本発明の実施の形態では、ヤットコ５のアタッチメント嵌合孔５３の上端５３１、鋼管杭アタッチメント６の軸部６１の上端６１１をスピンドル３の下端３４よりも上方に配置することが可能となる。従って、鋼管杭７の上端からスイベルヘッド２の重心までの距離を従来よりも短くすることが可能となるため、鋼管杭７の圧入動作が安定する。

【0018】

また、ヤットコ５の大径軸部５１の外径をスピンドル３の貫通孔３２の内径よりも大きく形成することが可能となるため、鋼管杭アタッチメント６の軸部６１の外径を大きくすることができ、大きな回転トルクを鋼管杭７に伝達することが可能となる。また、スピンドル３の上部でヤットコ５をスピンドル３に固定するため、スピンドル３の下部にヤットコ５の大径軸部５１を配置するスペースを確保することが可能となる。

【0019】

以上、本発明の実施例を説明したが、本発明はこの実施例に限定されることはない。例えば、前述した実施例では、アタッチメント嵌合孔５３、軸部６１は正六角形に形成されているが、多角形であればよい。

【符号の説明】

【0020】

１…杭打ち機
１１…クローラ装置
１２…車体
１３…リーダ
２…スイベルヘッド
３…スピンドル
３１…平歯車
３２…貫通孔
３３…ヤットコ嵌合孔
３４…スピンドルの下端
４１…下側軸受け
４２…上側軸受け
４３…油圧モータ
４４…出力軸
４５…ピニオン
５…ヤットコ
５１…大径軸部
５２…小径軸部
５３…アタッチメント嵌合孔
５３１…アタッチメント嵌合孔の上端
５４…環状溝
５５…ピン
５６…円形孔
６…鋼管杭アタッチメント
６１…軸部
６１１…軸部の上端
６２…嵌合孔
６３…縦溝
６４…横溝
６５…係止段部
６６…半円状の溝
７…鋼管杭
７１…係合板
７２…回転羽根
８１…チャック取付スリーブ
８２…チャックボディ
８３…把持爪
８３１…傾斜溝
８４…スライドスリーブ
８４１…環状溝
８５…くさびブロック
８５１…傾斜突起
８６…油圧シリンダ
８６１…ピストンロッド
８６２…取付ブロック
８６３…ローラ

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】