(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
地中に埋設される鋼管杭を保持して回転させる回転埋設部と、前記回転埋設部を昇降可能に配置させるリーダーと、を有する鋼管杭回転埋設装置であって、
前記回転埋設部が、前記リーダーに連結して昇降する昇降部と、前記昇降部の側部端面から水平方向に延設する保持部と、を有し、
前記保持部が、前記昇降部に対して、水平方向を軸心にして回動可能に連結されるとともに、前記保持部には前記鋼管杭を挿通させる中空部が形成され、
前記中空部内には、前記鋼管杭を保持するチャック部が配設され、
前記チャック部が、前記鋼管杭を前記鋼管杭の軸心に対して回転させる回転駆動部に連結され、
前記リーダーが、垂直方向に立設される１本のねじ部材からなる昇降ねじと、前記昇降ねじと平行に立設される一対のシャフトからなる昇降ガイドと、を有し、前記回転埋設部の昇降部が、前記昇降ねじに螺合されるとともに前記昇降ガイドに係合可能に形成されて、前記リーダーに対して昇降可能に構成され
前記リーダーの下部には、前記回転埋設部に保持された鋼管杭の下部を両側から保持するために、前記昇降ねじに枢着された一対の開閉レバーが配設されていることを特徴とする鋼管杭回転埋設装置。
【請求項２】
前記回転駆動部が、駆動モータと、前記駆動モータの回転を減速する減速ギアと、を有し、
前記減速ギアが、前記中空部に挿入されて前記チャック部を着脱可能に形成されていることを特徴とする請求項１記載の鋼管杭回転埋設装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、主に、建屋内で上限が制限されたなかで、鋼管杭を地中に埋設するための鋼管杭回転埋設装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
一般に、構造物を建築する場合の基礎工事は、構造物を支え難いために杭打ちを行ない、下層の堅固な地層に加重を伝達するようにしている。杭打ちは、長尺状の杭を構造物に合わせて複数本地中に埋設して行なわれる、杭を地中に埋設する方法としては、杭を杭打ち機で叩いて圧入したり、筒状の杭を回転させて埋設したりする。杭としては一般に木材またはコンクリートあるいは鋼材が使用されているが、最近においては主に軽量で強度を有する鋼管が使用されていることが多くなってきた。
【０００３】
従来、鋼管杭を埋設する際、鋼管杭は、一般にオーガー装置に保持され、オーガー装置に配設された減速機の駆動により回転しながら埋設される。オーガー装置は、通常、重機に垂直方向に装着されたリーダーの上部に取り付けられて、駆動モータと駆動モータから連結された減速機とを有して鋼管杭の上端部を把持するように構成されていた。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、建屋の中で天井等の上限がある場所で鋼管杭の埋設工事を施工する場合には、リーダー自体の高さが制限されるとともに、鋼管杭の上端部はオーガー装置に把持されるために、鋼管杭の長さが制限されてその長さが短尺のものでしか使用できなかった。つまり、従来の鋼管杭回転埋設装置においては、リーダーの高さが制限されて短くなっているだけでなく、リーダーの上部に装着されたオーガー装置には、駆動モータと減速機とが縦方向に連結して配置され、減速機の下端部で鋼管杭を把持しているため、オーガー装置の長さの分、高さ方向にロスが生じ、鋼管杭の施工有効実長が短くなって、短尺の鋼管杭を何本も継ぎ足して埋設しなければならなかった。従って、鋼管杭をオーガー装置に把持させる作業や短尺の鋼管杭どうしを継ぎ足すための各所の溶接作業が必要となって、施工作業にかかわる時間が大幅に増えて納期短縮を図ることが困難であった。
【０００５】
この発明は、上述の課題を解決するものであり、高さの制限された場所での鋼管杭埋設工事の際に、できるだけ長い鋼管杭を使用できるように構成することによって、継ぎ足す鋼管杭を少なくさせ、施工工事の作業を短縮して納期の短縮と施工費の削減を図ることのできる鋼管杭回転埋設装置を提供することを目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
この発明にかかわる鋼管杭回転埋設装置では、上記の課題を解決するために、以下のように構成するものである。すなわち、
地中に埋設される鋼管杭を保持して回転させる回転埋設部と、前記回転埋設部を昇降可能に配置させるリーダーと、を有する鋼管杭回転埋設装置であって、
前記回転埋設部が、前記リーダーに連結して昇降する昇降部と、前記昇降部の側部端面から水平方向に延設する保持部と、を有し、
前記保持部が、前記昇降部に対して、水平方向を軸心にして回動可能に連結されるとともに、前記保持部には前記鋼管杭を挿通させる中空部が形成され、
前記中空部内には、前記鋼管杭を保持するチャック部が配設され、
前記チャック部が、前記鋼管杭を前記鋼管杭の軸心に対して回転させる回転駆動部に連結され、
前記リーダーが、垂直方向に立設される１本のねじ部材からなる昇降ねじと、前記昇降ねじと平行に立設される一対のシャフトからなる昇降ガイドと、を有し、前記回転埋設部の昇降部が、前記昇降ねじに螺合されるとともに前記昇降ガイドに係合可能に形成されて、前記リーダーに対して昇降可能に構成され
前記リーダーの下部には、前記回転埋設部に保持された鋼管杭の下部を両側から保持するために、前記昇降ねじに枢着された一対の開閉レバーが配設されていることを特徴とするものである。
【０００７】
また好ましくは、前記回転駆動部が、駆動モータと駆動モータの回転を減速する減速ギアを有し、前記減速ギアが保持部の中空部に挿入されて前記チャック部を着脱可能に形成されているものであればよい。
【００１０】
【発明の効果】
本発明の鋼管杭回転埋設装置は、上記のように鋼管杭を保持する保持部が鋼管杭を挿通する中空部を有し、しかも昇降部に対して水平方向に延設された保持部が、水平方向を軸心に回動できるため、回転埋設部をリーダーの下部に下降させたときに、保持部を９０°回転させて鋼管杭を水平状態で中空部に挿通させて鋼管杭の中央部を把持し、回転埋設部をリーダーの上方に上昇させるに伴い、保持部を徐々に０°まで逆回転させるようにすれば、鋼管杭が徐々に垂直状態に立ち上がることができ、しかも鋼管杭の上端部は回転埋設部より上方の位置まで達することができる。立ち上がった鋼管杭は、回転駆動部からの駆動が減速ギアを介して伝達されることによって、回転しながら地中に埋設される。
【００１１】
従って、建屋の中で施工する際に、天井の高さまでほぼ１００％有効に延長した長尺状の鋼管杭を使用することが可能となり、短尺の鋼管杭を溶接して継ぎ足すような手間のかかる作業を行なう必要がない。しかも、回転埋設部が鋼管杭の中間の位置で保持できるためにリーダーの高さを短くすることができ、装置自体をコンパクトに構成することができる。
【００１２】
また、鋼管杭を保持するチャックが、保持部の中空部内に配置される減速ギアに着脱可能に配置されるため、鋼管杭の大きさによって所定のチャックに取り替えることができる。
【００１３】
また、回転埋設部の昇降部が、リーダーの昇降ねじに螺合され、昇降ガイドに係合することにより、回転埋設部が上下方向に平行な状態を維持して昇降することができるため、鋼管杭を安定して水平状態から垂直状態に立ち上がらせることができる。
【００１４】
さらに、鋼管杭を水平状態から回転埋設部のチャックに挿入して立ち上げるまでに、リーダーの下部に装着された開閉レバーを開いた状態にしておくことによって、チャックに保持された鋼管杭をスムーズに立ち上げることができ、鋼管杭が垂直状態で立ち上がった後で開閉レバーを閉鎖すれば、鋼管杭の振れ止めを行なうことができ、埋設する作業を容易に安定して行なうことができる。
【００１５】
【発明の実施の形態】
以下、この発明の一実施の形態を図面に基づいて説明する。
【００１６】
本形態の鋼管杭回転埋設装置（以下、埋設装置という）Ｍは、図１に示すように、リーダー１０と、リーダー１０に沿って昇降する回転埋設部２０と、を有して構成されている。埋設装置Ｍは、図示しない重機に装着されて、施工現場付近に移動され、鋼管杭Ｐを保持した状態で鋼管杭Ｐを回転させながら地中に埋設する。
【００１７】
リーダー１０は、図２〜５に示すように、角パイプで形成され垂直方向に立設された本体部１１と、本体部１１の上部と下部とで本体部１１に接続部材１３、１４（図１参照）を介して連結され本体部１１と平行に立設される昇降ねじ部１２と、本体部１１の上部と下部で本体部１１に一体的に連結され昇降ねじ部１２と平行にかつ昇降ねじ部１２を中心にして相対向する位置に立設された一対の昇降ガイド１６、１６とを有して構成されている。昇降ねじ部１２は内部が中空状のパイプで外周面に略全長にわたって雄ねじが形成されている。昇降ガイド１６は内部が中空状のパイプシャフトで形成されている。
【００１８】
なお、図１に示すように、上部接続部材１３には、巻上機１７が装着され、巻上機１７に連結されたロープ１８がフック１９を有して鋼管杭Ｐを吊下可能に垂下している。
【００１９】
回転埋設部２０は、リーダー１０に支持されてリーダー１０に対して昇降可能な昇降部２１と、昇降部２１の側端面から水平方向に延設されて鋼管杭Ｐを保持する保持部３０とから構成されている。
【００２０】
昇降部２１は、リーダー１０の昇降ねじ部１２に螺合する雌ねじ部２２ａを有する元部２２と、元部２２の両端から反本体部１１側に向かって鈍角で広がるように突出する両腕部２３、２３と、両端部が一対の昇降ガイド１６、１６を係合するために半円状に形成され両腕部２３、２３の先端で一体的に固着されるガイド部２４とを有して、中空状の略三角状に形成されている。そしてガイド部２４には水平方向に挿通孔２５が形成されて軸受部材２６が圧入されている。
【００２１】
保持部３０は、ガイド部２４の軸受部材２６に回動可能に支持される軸部３１と、軸部３１にボルトで固着され鋼管杭Ｐを保持して回転させる保持回転部３５とを有し、保持回転部３５には鋼管杭Ｐを挿通するための中空部３６が形成されている。
【００２２】
軸部３１には雄ねじ部３１ａが形成され、雄ねじ部３１ａにナット部材３２が螺合されて、軸部３１がガイド部２４から落下しないように抜け止めとして配置されている。
【００２３】
また、保持回転部３５には、保持回転部３５の上方に配置された駆動モータ３７が駆動軸３８を保持回転部３５内に位置するように下方に向けて取り付けられ、駆動軸３８に小ギア３９が装着されている。
【００２４】
一方、中空部３６には小ギア３９に歯合する中空状の大ギア４０が中空部３６と軸受部材４１を介して嵌入され、大ギア４０の内部にチャック４２が着脱可能に装着されている。チャック４２には、鋼管杭Ｐを挿通する挿通孔４３が形成されているとともに鋼管杭Ｐを把持するための把持爪部４４が設けられ、チャック４２の外周面にはスプライン状の歯部が形成され、大ギア４０の内周面に形成されたスプライン状の歯部と係合可能に形成されている。
【００２５】
なお、大ギア４０とチャック４２との係合は上記のスプラインに限定するものではなく、セレーションやギア等の他の係合対偶でもよい。また、図４に示すチャック４２は、一形態を示すものであり、鋼管杭Ｐの外周面が加工されていないものを把持するのに好適であり、鋼管杭Ｐの外周面が滑りやすいものであれば、鋼管杭Ｐの外周面に軸方向に爪を形成して該爪に係合する凹部をチャック４２に形成するものを使用すればよい。さらに、チャック４２は鋼管杭Ｐの径によってそれぞれ把持径の異なるものが装着される。いずれの場合においても、チャック４２の外周面に形成される係合部は、大ギア４０の内周面の係合部に係合されるために、チャックの把持爪部４４が異種であっても同一の形状で形成されることになる。
【００２６】
そして、保持回転部３５の下面側には、鋼管杭Ｐの挿通孔が形成された円板状の下蓋４５が、鋼管杭Ｐの挿通する部位を除いて中空部３６を塞ぐように取り付けられ、大ギア４０とチャック４２の落下を防止できるように支持している。また、保持回転部３５の上面側には、鋼管杭Ｐの挿通孔を有する上蓋４６が、下蓋４５と対向するように取り付けられている。
【００２７】
従って、保持回転部３５は昇降部２１に対して軸部３１の軸心に対して回動するように昇降部２１に連結されているため、チャック４２の挿通孔４３を水平方向を軸心にして角度変化させることができ、チャック４２の挿通孔４３を鋼管杭Ｐが挿通しやすい角度に回転させた状態で鋼管杭Ｐを挿通させることができるとともに、鋼管杭Ｐ自体を軸心に対して回転させることができる。
【００２８】
リーダー１０の下部には、図６〜７に示すように、昇降ねじ部１２の下部に一端が回動可能に装着された一対の開閉レバー５１、５２からなる振れ止め部５０が取り付けられている。各開閉レバー５１、５２は、鋼管杭Ｐが回転埋設部２０に垂直状態で保持される位置にあるときに、昇降ねじ部１２の軸心を中心に先端部が、鋼管杭Ｐを把持する位置まで回転できるように構成され、先端部にはそれぞれ把持部５３、５４が設けられて、閉じたときに鋼管杭Ｐの下部を把持できるように構成されている。鋼管杭Ｐは、保持部５３、５４で把持されている状態で回転しながら地中に埋設されるため、保持部５３、５４は鋼材よりも弾性状を有する樹脂材で形成されることが望ましい。
【００２９】
そして、各開閉レバー５１、５２が開いたときには、鋼管杭Ｐが回転埋設部２０のチャック４２の挿通孔４３の軸線上を通ることができるように通路を形成する。各開閉レバー５１、５２の昇降ねじ部１２に枢着される元部においては、図７の断面図に示すように、一方の開閉レバー５１は正面断面視でコ字状に形成され、他方の開閉レバー５２はコ字状の凹部に挿入するように形成すればよい。
【００３０】
次に、上記のように構成された埋設装置の作用について、図８〜１１に基づいて説明する。
【００３１】
埋設装置Ｍは、鋼管杭Ｐを保持しない状態では、図８のように、回転埋設部２０はリーダー１０に対して上方の位置に配置されている。リーダー１０の下部に装着されている振れ止め部５０は、開閉レバー５１、５１が閉じた儘の状態にしている。ロープ１８は鋼管杭Ｐを保持しない状態で垂下されたままにある。
【００３２】
次に鋼管杭Ｐを回転埋設部２０に保持させる場合には、図９に示すように、回転埋設部２０は、図示しないモータで昇降ねじ部１２が回転することによって、ガイド部２４が昇降ガイド１６、１６に案内されながら下降する。回転埋設部２０がリーダ１０の下部に移動すると、保持部３０を昇降部２１に対して約９０°回転させて、保持回転部３５の中空部３６（チャック４２の挿通孔４３）の軸心を略水平状態にする。この保持部３０の回転操作は手動で行なうが、保持部３０の軸部３１をモータ等で回転させるように構成すれば、自動で行なうことができる。
【００３３】
一方、埋設する鋼管杭Ｐは、ロープ１８で巻装されて水平状態に保持され、鋼管杭Ｐを保持回転部３５のチャック４２の挿通孔４３に対向する位置に移動させる。この状態では、振れ止め部５０は鋼管杭Ｐの通路を形成するために開閉レバー５１、５２を、図６の二点鎖線で示すように開いた状態にする。この開閉レバー５１、５２を開く操作は手動でもよく、モータ等で自動的に行なうようにしてもよい。
【００３４】
そして鋼管杭Ｐの先端を挿通孔４３に挿通させてチャック４２で鋼管杭Ｐを把持する。この際、鋼管杭Ｐの先端部をできるだけ保持回転部３５より離れる位置まで挿入して、チャック４２を鋼管杭Ｐの中間位置辺りで把持するのがよい。
【００３５】
鋼管杭Ｐを把持した回転埋設部２０は、図１０に示すように、図示しないモータを前述と逆方向に回転することにより上方に移動される。鋼管杭Ｐをチャック４２で把持した保持回転部３５は、回転埋設部２０の上昇に伴いロープ１８で保持されている鋼管杭Ｐの重力で鋼管杭Ｐを垂直方向に立ち上げる方向に昇降部２１に対して回転される。振れ止め部５０の開閉レバー５１、５２は開いたままの状態である。
【００３６】
鋼管杭Ｐが回転埋設部２０の上昇で立ち上がり、図１１のように、保持部３０が昇降部２１に対して約９０°逆回転して鋼管杭Ｐを垂直状態にし、鋼管杭Ｐの下端部が埋設する所定の位置に達すると、昇降ねじ部１２の回転は停止され回転埋設部２０の上昇が停止される。そして、振れ止め部５０の開閉レバー５１、５２が閉じてそれぞれの把持部５３、５４が鋼管杭Ｐの下部を把持する。この把持部５３、５４の閉じた位置は、鋼管杭Ｐの外周面を軽く押圧するか、あるいは外周面と僅かに隙間を有する位置にあることが望ましく、さらにその位置でロックされていればよい。
【００３７】
従って、鋼管杭Ｐは回転埋設部２０を挿通して上端部を埋設装置Ｍより高い位置（例えば、建屋の天井部あたり）にセットすることができる。
【００３８】
そして、回転埋設部２０に保持された鋼管杭Ｐは、図１に示すように、駆動モータ３７を作動させることにより、小ギア３９に歯合された大ギア４０で減速して鋼管杭Ｐ自体を軸心上で回転され、回転埋設部２０を下方に移動させるように昇降ねじ部１２を回転することによって地中に埋設される。
【００３９】
上記のように埋設装置Ｍは、回転埋設部２０をリーダー１０の下部に下降させたときに、保持部３０を回転させて鋼管杭Ｐを水平状態でチャック４２の挿通孔４３に挿通させ、鋼管杭Ｐの中央部を把持して上昇させて鋼管杭Ｐが徐々に垂直状態に立ち上げるようにすれば、鋼管杭Ｐの上端部を回転埋設部２０より上方の位置まで達することができる。従って、建屋の中で施工する際に、天井の高さまでほぼ１００％有効に延長した長尺状の鋼管杭を使用することが可能となり、短尺の鋼管杭を溶接して継ぎ足すような手間のかかる作業を行なう必要がない。そして、立ち上がった鋼管杭Ｐは、駆動モータ３７から減速ギア（大ギア４０）を介して伝達されることによって、回転しながら地中に埋設される。
【００４０】
しかも、回転埋設部２０が鋼管杭の中間の位置で保持できるためにリーダーの高さを短くすることができ、装置自体をコンパクトに構成することができる。
【００４１】
また、鋼管杭Ｐを保持するチャック４２が、保持回転部３５の中空部３６内に配置される大ギア４０に着脱可能に配置されるため、鋼管杭Ｐの大きさによって所定のチャックに取り替えることができる。
【００４２】
また、回転埋設部２０の昇降部２１が、リーダー１０の昇降ねじ部１２に螺合され、昇降ガイド１６に係合することにより、回転埋設部２０が上下方向に平行な状態を維持して昇降することができるため、鋼管杭Ｐを安定して水平状態から垂直状態に立ち上がらせることができる。
【００４３】
さらに、鋼管杭Ｐを水平状態から回転埋設部２０のチャック４２に挿入して立ち上げるまでに、リーダー１０の下部に装着された開閉レバー５１を開いた状態にしておくことによって、チャック４２に保持された鋼管杭Ｐをスムーズに立ち上げることができ、鋼管杭Ｐが垂直状態で立ち上がった後で開閉レバー５１を閉鎖すれば、鋼管杭Ｐの振れ止めを行なうことができ、埋設する作業を容易に安定して行なうことができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一形態による埋設装置を示す全体図
【図２】図１の埋設装置の要部を示す一部側面断面図
【図３】同一部正面図
【図４】図２におけるIV−IV断面図
【図５】図２におけるＡ矢視図
【図６】図１における振れ止め部を示す平面図
【図７】図６におけるVII −VII 断面図
【図８】図１の埋設装置の鋼管杭を保持しない状態を示す正面図
【図９】同鋼管杭を水平にして保持回転部に挿入する作用を示す正面図
【図１０】同保持回転部に保持された鋼管杭を立ち上げる作用を示す正面図
【図１１】同鋼管杭を立ち上げた状態を示す正面図
【符号の説明】
Ｍ…鋼管杭回転埋設装置
Ｐ…鋼管杭
１０…リーダー
１２…昇降ねじ部
１６…昇降ガイド
２０…回転埋設部
２１…昇降部
２４…ガイド部
３０…保持部
３１…軸部
３５…保持回転部
３６…中空部
３７…駆動モータ（回転駆動部）
３９…小ギア（回転駆動部）
４０…大ギア（回転駆動部）
４２…チャック
４３…挿通孔
５０…振れ止め部
５１、５２…開閉レバー
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
0003641799.tif 000010
【図１０】
0003641799.tif 000011
【図１１】
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