(57)【要約】【課題】中掘工法に用いられる杭打ち機の排土ホッパと杭とを容易に連結可能な小型の杭打ち機の排土ホッパ用チャッキング装置を提供する。【解決手段】杭打ち機の排土ホッパ用チャッキング装置は、杭打ち機の排土ホッパと一体又は連結可能であって、側方を向いた開口を有する筒形状の胴部と、水平方向に沿って開口に摺動自在に挿通される可変式スライドブロックと、胴部の軸線方向に沿って配置される駆動シリンダと、可変式スライドブロックに駆動シリンダの駆動力を伝達するためのリンク機構と、を備え、リンク機構は、駆動シリンダの駆動力によって支点回りに揺動可能なクランクアーム部と、クランクアーム部の揺動に連動して支点回りに揺動可能であり、可変式スライドブロックとクランクアーム部とを連結するための揺動アーム部と、を含み、クランクアーム部に駆動シリンダの駆動力が入力される力点は、支点よりも胴部の径方向にて内側に位置している。【選択図】  図９
2020101025.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
杭打ち機の排土ホッパと一体又は連結可能であって、側方を向いた開口を有する筒形状の胴部と、
水平方向に沿って前記開口に摺動自在に挿通される可変式スライドブロックと、
前記胴部の軸線方向に沿って配置される駆動シリンダと、
前記可変式スライドブロックに前記駆動シリンダの駆動力を伝達するためのリンク機構と、を備え、
前記リンク機構は、
前記駆動シリンダの駆動力によって支点回りに揺動可能なクランクアーム部と、
前記クランクアーム部の揺動に連動して前記支点回りに揺動可能であり、前記可変式スライドブロックと前記クランクアーム部とを連結するための揺動アーム部と、を含み、
前記クランクアーム部に前記駆動シリンダの駆動力が入力される力点は、前記支点よりも前記胴部の径方向にて内側に位置している
ことを特徴とする杭打ち機の排土ホッパ用杭チャッキング装置。
【請求項２】
前記リンク機構は、前記駆動シリンダと前記クランクアーム部とを連結するためのコネクティングロッド部を含み、
前記コネクティングロッド部は、前記駆動シリンダ及び前記クランクアーム部とそれぞれピン接合されている
ことを特徴とする請求項１に記載の杭打ち機の排土ホッパ用杭チャッキング装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本開示は杭打ち機の排土ホッパ用杭チャッキング装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
中空の既製杭の埋め込み工法として、中掘工法が従来から行われている。中掘工法に用いられる杭打ち機は、マストに上下動可能に取り付けられたオーガ駆動装置及び排土ホッパを備えている。オーガ駆動装置には、排土ホッパ内を通じてスパイラルオーガが取り付けられる一方、排土ホッパには、チャッキング装置を介して既製杭が連結される。スパイラルオーガは、既製杭内を貫通するように配置されており、スパイラルオーガ先端のドリルによって地盤を掘削しながら、既製杭を杭穴内に沈めることができる。そして、スパイラルオーガによって掘削された土砂は、既製杭内でスパイラルオーガによって上方に運ばれ、排土ホッパ内に一時的に蓄積される。
【０００３】
例えば、非特許文献１が開示するチャッキング装置は、円筒状の胴部を有し、胴部には側方を向いた開口が形成されている。開口にはロッドが水平方向に摺動自在に挿通され、ロッドは、揺動可能な略三角形のリンクプレートを介して油圧シリンダと連結されている。油圧シリンダの伸縮に応じてリンクプレートが揺動することにより、ロッドは水平方向に往復動可能であり、ロッドを胴部に押し込むことにより、杭やヤットコを保持可能となっている。
なお、非特許文献１に開示されているように、杭を保持する場合、チャッキング装置は、杭頭部を直接保持するのではなく、杭頭部に取り付けられた杭吊り装置やヤットコを介して間接的に保持するように構成されていてもよい。
【先行技術文献】
【非特許文献】
【０００４】
【非特許文献１】”Hyper NAKS II”、［online］、日本コンクリート株式会社、［平成３０年１１月１５日検索］、インターネット（URL：https://www.ncic.co.jp/foundation/pdf/Hyper-Naks2.pdf）
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
非特許文献１が開示するチャッキング装置は、揺動スライダクランク機構を採用しており、油圧シリンダが胴部に対して揺動可能に斜めに設けられている。このため、油圧シリンダの下端側やリンクプレートが円筒状の胴部の径方向外側に突出しており、排土ホッパに杭を連結する際、杭を吊っているワイヤーが油圧シリンダ等に引っ掛かり、チャッキング装置が損傷してしまう虞がある。このため排土ホッパに杭を連結する際、作業者には細心の注意が求められている。
【０００６】
上述の事情に鑑みて、本発明の少なくとも一実施形態の目的は、中掘工法に用いられる杭打ち機の排土ホッパと杭とを容易に連結可能な小型の杭打ち機の排土ホッパ用チャッキング装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
（１）本発明の少なくとも一実施形態に係る杭打ち機の排土ホッパ用杭チャッキング装置は、
杭打ち機の排土ホッパと一体又は連結可能であって、側方を向いた開口を有する筒形状の胴部と、
水平方向に沿って前記開口に摺動自在に挿通される可変式スライドブロックと、
前記胴部の軸線方向に沿って配置される駆動シリンダと、
前記可変式スライドブロックに前記駆動シリンダの駆動力を伝達するためのリンク機構と、を備え、
前記リンク機構は、
前記駆動シリンダの駆動力によって支点回りに揺動可能なクランクアーム部と、
前記クランクアーム部の揺動に連動して前記支点回りに揺動可能であり、前記可変式スライドブロックと前記クランクアーム部とを連結するための揺動アーム部と、を含み、
前記クランクアーム部に前記駆動シリンダの駆動力が入力される力点は、前記支点よりも前記胴部の径方向にて内側に位置している。
【０００８】
上記構成（１）によれば、クランクアーム部に駆動シリンダの駆動力が入力される力点が、支点よりも胴部の径方向にて内側に位置しているため、駆動シリンダを胴部の近くに配置することができる。この結果として、胴部の径方向にてチャッキング装置の小型化を図ることができる。
【０００９】
（２）幾つかの実施形態では、上記構成（１）において、
前記リンク機構は、前記駆動シリンダと前記クランクアーム部とを連結するためのコネクティングロッド部を含み
前記コネクティングロッド部は、前記駆動シリンダ及び前記クランクアーム部とそれぞれピン接合されている。
【００１０】
上記構成（２）によれば、コネクティングロッド部を介して駆動シリンダとクランクアーム部とを連結することで、駆動シリンダとクランクアーム部との間で距離を確保することができる。この結果として、クランクアーム部や駆動シリンダが胴部と干渉するのを回避しながら、力点を支点よりも胴部の近くに配置することができる。
【発明の効果】
【００１１】
本発明の少なくとも一実施形態によれば、中掘工法に用いられる杭打ち機の排土ホッパと杭を容易に連結可能な小型の杭打ち機の排土ホッパ用チャッキング装置が提供される。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】本発明の一実施形態に係る杭打ち機の排土ホッパ用杭チャッキング装置を適用した杭打ち機を概略的に示す説明図である。
【図２】チャッキング装置を、既製杭の杭頭部及び既製杭の杭頭部に取り付けられたヤットコとともに概略的に示す正面図である。
【図３】チャッキング装置を概略的に示す側面図である。
【図４】チャッキング装置を概略的に示す平面図（上面）である。
【図５】チャッキング装置を概略的に示す底面図である。
【図６】チャッキング装置の一部を概略的に示す正面図である。
【図７】チャッキング装置の一部を概略的に示す側面図である。
【図８】チャッキング装置の一部を概略的に示す平面図である。
【図９】作動状態にあるチャッキング装置の一部を概略的に示す正面図である。
【図１０】非作動状態にあるチャッキング装置の一部を概略的に示す正面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
以下、添付図面を参照して本発明の幾つかの実施形態について説明する。ただし、実施形態として記載されている又は図面に示されている構成部品の寸法、材質、形状、その相対的配置等は、本発明の範囲をこれに限定する趣旨ではなく、単なる説明例にすぎない。
例えば、「ある方向に」、「ある方向に沿って」、「平行」、「直交」、「中心」、「同心」或いは「同軸」等の相対的或いは絶対的な配置を表す表現は、厳密にそのような配置を表すのみならず、公差、若しくは、同じ機能が得られる程度の角度や距離をもって相対的に変位している状態も表すものとする。
例えば、「同一」、「等しい」及び「均質」等の物事が等しい状態であることを表す表現は、厳密に等しい状態を表すのみならず、公差、若しくは、同じ機能が得られる程度の差が存在している状態も表すものとする。
例えば、四角形状や円筒形状等の形状を表す表現は、幾何学的に厳密な意味での四角形状や円筒形状等の形状を表すのみならず、同じ効果が得られる範囲で、凹凸部や面取り部等を含む形状も表すものとする。
一方、一の構成要素を「備える」、「具える」、「具備する」、「含む」、又は、「有する」という表現は、他の構成要素の存在を除外する排他的な表現ではない。
【００１４】
図１は、本発明の一実施形態に係る杭打ち機の排土ホッパ用杭チャッキング装置（以下、チャッキング装置とも称する）１を適用した杭打ち機３を概略的に示している。図２は、チャッキング装置１を、既製杭５の杭頭部及び既製杭５の杭頭部に取り付けられたヤットコ７とともに概略的に示す正面図である。図３は、チャッキング装置１を概略的に示す側面図である。図４は、チャッキング装置１を概略的に示す平面図（上面）である。図５は、チャッキング装置１を概略的に示す底面図である。図６は、チャッキング装置１の一部を概略的に示す正面図である。図７は、チャッキング装置１の一部を概略的に示す側面図である。図８は、チャッキング装置１の一部を概略的に示す平面図である。図９は、作動状態にあるチャッキング装置１の一部を概略的に示す正面図である。図１０は、非作動状態にあるチャッキング装置１の一部を概略的に示す正面図である。
【００１５】
図１に示したように、チャッキング装置１は、中堀工法に用いられる杭打ち機３の排土ホッパ９と一体又は連結可能に設けられるものである。
具体的には、排土ホッパ９は、杭打ち機３のマスト１１に駆動モータ１３とともに上下動可能に取り付けられる。駆動モータ１３は排土ホッパ９の上方に位置し、駆動モータ１３の下側には、スパイラルドリル１５が連結されている。スパイラルドリル１５は、排土ホッパ９を貫通して下方に向けて延在している。
【００１６】
チャッキング装置１は、排土ホッパ９の下方に位置し、中空の既製杭５の杭頭部をヤットコ７や杭吊り装置（図示しない）を介して間接的に保持可能である。スパイラルドリル１５は、既製杭５の中空部を貫通しており、駆動モータ１３によってスパイラルドリル１５を回転させることで、スパイラルドリル１５の先端によって地盤を掘削可能である。そして、掘削された土砂は、スパイラルドリル１５によって既製杭５の内部を通じて上方に搬送され、排土ホッパ９内に一時的に蓄えられ、適宜外部に排出される。
なお、チャッキング装置１は、既製杭５の杭頭部を直接保持可能であってもよい。また、既製杭５の種類は特に限定されることはなく、鋼管杭、ＳＣ杭（外殻鋼管付きコンクリート杭）、又はＰＣ杭（プレストレストコンクリート杭）等であってもよい。
【００１７】
図２〜図５に示したように、チャッキング装置１は、胴部２０と、可変式スライドブロック２２と、駆動シリンダ２４と、リンク機構２６とを備えている。
胴部２０は、筒形状（例えば円筒形状）を有し、把持対象（保持対象）の既製杭５の杭頭部、ヤットコ７又は杭吊り装置を内部に受け入れ可能である。そして、胴部２０は、側方を向いた開口２８（図６参照）を有している。本実施形態では、胴部２０の直径方向に相互に離間した２つの開口２８が胴部２０に設けられている。
【００１８】
可変式スライドブロック２２は、例えば角柱形状を有し、水平方向に沿って各開口２８に摺動自在に挿通されている。
駆動シリンダ２４は、胴部２０の軸線方向に沿うように配置されている。本実施形態では、胴部２０から軸線方向にて上方に突出する支柱３０が胴部２０と一体に設けられ、支柱３０に駆動シリンダ２４の上端が取り付けられている。
なお、駆動シリンダ２４は油圧シリンダであるが、空圧シリンダ等であってもよい。
【００１９】
リンク機構２６は、可変式スライドブロック２２に駆動シリンダ２４の駆動力を伝達するためのものであり、クランクアーム部３２と、揺動アーム部３４とを含んでいる。
クランクアーム部３２は、駆動シリンダ２４の駆動力によって支点Ｆ回りに揺動可能である。
揺動アーム部３４は、可変式スライドブロック２２とクランクアーム部３２とを連結するためのものであり、クランクアーム部３２の揺動に連動して支点Ｆ回りに揺動可能である。
そして、リンク機構２６にあっては、クランクアーム部３２に駆動シリンダ２４の駆動力が入力される力点Ａは、支点Ｆよりも胴部２０の径方向にて内側に位置している。
【００２０】
以下、チャッキング装置１の使用方法について説明する。
図９に示したように、駆動シリンダ２４はシリンダチューブ３６及びシリンダロッド３８を有する。駆動シリンダ２４への油圧の供給を制御することにより、シリンダロッド３８からのシリンダチューブ３６の突出量を制御可能である。例えば、図９は、駆動シリンダ２４の縮小状態を示しており、図１０は、駆動シリンダ２４の伸長状態を示している。
【００２１】
図９に示したように、駆動シリンダ２４への油圧の供給を制御し、駆動シリンダ２４を縮小状態にすると、力点Ａは支点Ｆより上方に位置し、作用点Ｅは、胴部２０の径方向にて支点Ｆよりも内側に位置している。この状態では、作用点Ｅにて揺動アーム部３４と連結されている可変式スライドブロック２２は、図１０の場合と比べて、胴部２０の径方向にて内側に位置している。このように図９に示した状態（作動状態）では、胴部２０の径方向にて、可変式スライドブロック２２の内端側の胴部２０の内側への突出量が大きく、把持対象である既製杭５の杭頭部、ヤットコ７又は杭吊り装置と係合可能である。
【００２２】
一方、図１０に示したように、駆動シリンダ２４への油圧の供給を制御し、駆動シリンダ２４を伸長状態にすると、力点Ａは支点Ｆより下方に位置し、作用点Ｅは、胴部２０の径方向にて支点Ｆよりも外側に位置している。この状態では、作用点Ｅにて揺動アーム部３４と連結されている可変式スライドブロック２２は、図９の場合と比べて、胴部２０の径方向にて外側に位置している。このように図１０に示した状態（非作動状態）では、胴部２０の径方向にて、可変式スライドブロック２２の内端側の胴部２０の内側への突出量が小さく、把持対象である既製杭５の杭頭部、ヤットコ７又は杭吊り装置との係合が解除される。
【００２３】
上記構成によれば、クランクアーム部３２に駆動シリンダ２４の駆動力が入力される力点Ａが、支点Ｆよりも胴部２０の径方向にて内側に位置しているため、駆動シリンダ２４を胴部２０の近くに配置することができる。この結果として、胴部２０の径方向にてチャッキング装置１の小型化を図ることができる。
【００２４】
幾つかの実施形態では、リンク機構２６は、駆動シリンダ２４とクランクアーム部３２とを連結するためのコネクティングロッド部４０を含む。コネクティングロッド部４０は、駆動シリンダ２４及びクランクアーム部３２とそれぞれピン接合されている。この場合、リンク機構２６は、往復スライダクランク機構によって構成されている。
【００２５】
上記構成によれば、コネクティングロッド部４０を介して駆動シリンダ２４とクランクアーム部３２とを連結することで、駆動シリンダ２４とクランクアーム部３２との間で距離を確保することができる。この結果として、クランクアーム部３２や駆動シリンダ２４が胴部２０と干渉するのを回避しながら、力点Ａを支点Ｆよりも胴部２０の近くに配置することができる。
【００２６】
幾つかの実施形態では、コネクティングロッド部４０は、２つの板４０ａ,４０ｂと、２つの板４０ａ,４０ｂを相互に連結する円柱部４０ｃとを有する。２つの板４０ａ,４０ｂの間には、円柱部４０ｃに対応する間隔が設けられている。２つの板４０ａ,４０ｂは平面視にてＰ字の輪郭形状を有し、上側部分が下側部分よりも拡大されている。駆動シリンダ２４のシリンダロッド３８の先端部は、板４０ａ,４０ｂの上側部分に挟まれており、その状態でシリンダロッド３８の先端部及び板４０ａ，４０ｂにピン４２が挿通されている。なお例えば、ピン４２はボルトによって構成され、ボルトにナットを螺合することでピン４２の抜け止めがなされている。
【００２７】
そして、クランクアーム部３２は、ロッド形状若しくはブロック形状を有しており、平面視形状が長円形状若しくはオーバル形状である。クランクアーム部３２の一端部は、板４０ａ,４０ｂの下側部分に挟まれており、その状態でクランクアーム部３２の一端部及び板４０ａ，４０ｂにピン４４が挿通されている。ピン４４は、ピン４２と平行に設けられ、クランクアーム部３２に対し駆動シリンダ２４の駆動力が入力される力点Ａを構成している。なお例えば、ピン４４の両端部は板４０ａ,４０ｂの下端部に溶接により剛接合され、クランクアーム部３２はピン４４に対して相対回転可能である。
好ましくは、ピン４４は、胴部２０の径方向にてピン４２よりも胴部２０の近くに位置している。
【００２８】
一方、クランクアーム部３２の他端部には、ピン４４と平行にピン４６が固着されている。ピン４６は、クランクアーム部３２の両側に延在し、ピン４６の先端に揺動アーム部３４の上端部が固着されている。従って、クランクアーム部３２、ピン４６及び揺動アーム部３４は一つの剛体を構成している。
チャッキング装置１は平面視にてコの字形状のブラケット４８を有し、ブラケット４８は、板４０ａ，４０ｂの下端部、及び、クランクアーム部３２を覆うように胴部２０に取り付けられている。ピン４６は、ブラケット４８の両側壁を摺動自在に貫通しており、ブラケット４８によって、ピン４６は回転可能に支持されている。つまり、ピン４６が支点Ｆを構成している。
【００２９】
揺動アーム部３４は、ブラケット４８を挟むように相互に平行に配置された一対の板３４ａ，３４ｂによって構成されている。板３４ａ，３４ｂの上端部にはピン４６の先端部が固着され、板３４ａ，３４ｂは、ピン４６の回転にともない揺動可能である。
一対の板３４ａ，３４ｂの下端部は、可変式スライドブロック２２の両側に配置され、その状態で、板３４ａ，３４ｂの下端部及び可変式スライドブロック２２にピン５０が挿通されている。ここで、揺動アーム部３４の揺動時に、ピン５０の上下方向での移動を許容するために、ピン５０が挿通される板３４ａ，３４ｂのピン孔３８ｃは長円形状を有している。
ピン４２，４４，４６，５０は、いずれも胴部２０の接線方向と平行に配置されている。
なお例えば、ピン５０はボルトによって構成され、ボルトにワッシャ及び抜け止めを取り付けることでピン５０の抜け止めがなされている。
【００３０】
可変式スライドブロック２２は、例えば角柱形状を有している。可変式スライドブロック２２には、胴部２０の接線方向にそれぞれ沿うように複数のピン孔５２が設けられている。ピン５０はピン孔５２のうち一つに挿通されるが、ピン孔５２の選択によって、作動状態や非作動状態での可変式スライドブロック２２の胴部２０の内側への突出量を調整可能である。
例えば、チャッキング装置１は、角筒形状のガイド５４を有し、ガイド５４は、自身の中空部が開口２８と連通するように、胴部２０に取り付けられている。可変式スライドブロック２２は、ガイド５４に挿通され、ガイド５４に案内されながら移動可能である。なお、ピン５０の水平方向の移動を許容するために、ガイド５４の両側壁には、長円形状のガイド孔５４ａ、５４ｂが設けられている。
例えば、ブラケット４８はガイド５４の上に配置され、ブラケット４８及びガイド５４は相互に溶接されている。また例えば、ブラケット４８及びガイド５４は、胴部２０に溶接されている。更に、ブラケット４８の下側には補強板５５が取り付けられている。リンク機構２６の全体的な構成は、揺動アーム部３４の下端部の揺動範囲が、胴部２０の径方向でガイド５４の長さに略対応するようになっている。
【００３１】
そして、ピン４６には、スリーブ５６ａ，５６ｂが外嵌され、スリーブ５６ａ，５６ｂによって、ブラケット４８の側壁とクランクアーム部３２との間隔、及び、ブラケット４８の側壁と板３４ａ，３４ｂとの間隔がそれぞれ適性に保たれている。
【００３２】
最後に、本発明は上述した実施形態に限定されることはなく、上述した実施形態に変形を加えた形態やこれらを組み合わせた形態も含む。
例えば、上述した実施形態では、駆動シリンダ２４のシリンダチューブ３６が支柱３０に対し剛接合されていたが、ピン接合されていてもよい。つまり、シリンダチューブ３６が支柱３０に対し揺動可能であってもよい。この場合、コネクティングロッド部４０と駆動シリンダ２４は剛接合されていてもよく、あるいはコネクティングロッド部４０を省略して、駆動シリンダ２４とクランクアーム部３２とを直接ピン接合してもよい。
【符号の説明】
【００３３】
１      杭打ち機の排土ホッパ用チャッキング装置
３      杭打ち機
５      既製杭
７      ヤットコ
９      排土ホッパ
１１    マスト
１３    駆動モータ
１５    スパイラルドリル
２０    胴部
２２    可変式スライドブロック
２４    駆動シリンダ
２６    リンク機構
２８    開口
３０    支柱
３２    クランクアーム部
３４    揺動アーム部
３４ａ，３４ｂ  板
３４ｃ  ピン孔
３６    シリンダチューブ
３８    シリンダロッド
４０    コネクティングロッド部
４０ａ，４０ｂ  板
４０ｃ          円柱部
４２，４４，４６，５０    ピン
４８    ブラケット
５２    ピン孔
５４    ガイド
５４ａ，５４ｂ  ガイド孔
５５    補強板
５６ａ，５６ｂ  スリーブ
Ａ    力点
Ｆ    支点
Ｅ    作用点
【図１】
2020101025.tif 000003
【図２】
2020101025.tif 000004
【図３】
2020101025.tif 000005
【図４】
2020101025.tif 000006
【図５】
2020101025.tif 000007
【図６】
2020101025.tif 000008
【図７】
2020101025.tif 000009
【図８】
2020101025.tif 000010
【図９】
2020101025.tif 000011
【図１０】
2020101025.tif 000012