(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
ベースフレームに昇降且つ回動可能に支持され、円筒状部材の外周部に着脱される把持機構と、この把持機構を駆動する回転駆動装置とを備えた立坑構築機において、
前記ベースフレームは組立可能に複数に分割された分割フレームを備え、前記把持機構は、それぞれの両端部を各々接続して環状の歯車付ベアリングを構成する複数に分割された円弧状ベアリング片を備えていることを特徴とする立坑構築機。
【請求項２】
前記ベースフレーム及び前記歯車付ベアリングはそれぞれ二分割され、各前記円弧状ベアリング片は、対応する前記分割フレームにそれぞれ支持され、この分割フレームは、前記円弧状ベアリング片をそれぞれ異なる高さに昇降可能な昇降シリンダと、対向する前記分割フレームを接続して伸縮可能な水平シリンダとを備えていることを特徴とする請求項１記載の立坑構築機。
【請求項３】
前記ベースフレームには、走行台車が連結されていることを特徴とする請求項１または２に記載の立坑構築機。
【請求項４】
前記回転駆動装置は複数台設けられ、前記歯車付ベアリングに噛合する前記回転駆動装置の各ピニオンは、一のピニオンの中心と他のピニオンの中心を結ぶ直線が前記歯車付ベアリングの中心位置を避けるように配置されていることを特徴とする請求項１から３のいずれかの項に記載の立坑構築機。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、鋼管等を回転して圧入する立坑構築機に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来より、鋼管等を回転させ、所定位置に圧入する立坑構築機は多数使用されている。立坑の施工を行うには、立坑構築機をトラック等の運搬手段により保管場所から施工場所まで運搬することが必要である。装置の輸送に一般道路を使用する場合、現行の道路交通法では運搬物の幅を３２００ｍｍ以内に収めなければならず、立坑構築機の外形をこれに合わせようとすると鋼管等の直径を２５００ｍｍ以下にする必要がある。
【０００３】
近年においては、使用する鋼管の直径が大型化しており、直径が２５００ｍｍを超えるものが要求される場合もある。図６に示すように、例えば、特開２０００−０７３３７１号公報に記載されている鋼管類圧入引抜き装置７０は、上フレーム７１及び下フレーム７２を油圧シリンダ７４によって上下に相対移動可能に設けられている。また、上フレーム７１の上部には、回転体７３を配置されている。
【０００４】
上、下フレーム７１、７２は、コ字状の上、下フレーム片７５、７６の両端部を連結部材７７、７８でそれぞれ接続して矩形枠状に形成されている。回転体７３は、中心角が１８０度より小さい円弧状歯車片７９、８０を隙間をあけて対向配置している。また、円弧状歯車片７９、８０は、上フレーム辺７５に２台ずつ設けられ同期回転する小歯車８１〜８４にそれぞれ噛合している。
【０００５】
かかる構成によって、各円弧状歯車片７９、８０に固定された図示しない複数のＣ形バンドを鋼管（図示せず）の外周に締め付けて固定して、その鋼管と共に回転することができる。また、上、下フレーム７１、７２及び回転体７３は、幅方向に縮幅し、運搬時の幅を狭くすることができる。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、この従来の装置においては、円弧状歯車片７９、８０は、使用時に各両端部を当接させず、その間に隙間８５、８６を有して配置されている。従って、装置の使用時に、円弧状歯車片７９、８０は上、下フレーム７１、７２に対して相対的に回動することになるが、このときの円弧状歯車片７９、８０の支持方法が開示されていない。
【０００７】
内輪と外輪の間に多数の転動体を有するベアリングは、支持部材として一般的なものであるが、ベアリングを部分的に切断し、端部を当接させない状態で回転させると、内部の転動体が端部からこぼれ落ちてしまうので、使用することができない。すなわち、鋼管類圧入引抜き装置７０においては、内輪と外輪の間に多数の転動体を有する一般的なベアリングは使用できないため、特殊なガイドを用いた保持方法となる。この場合には、前述した特殊なガイドを精度良く調整して設けることが必要になり、また、機構が大変複雑なものになると考えられる。
【０００８】
また、円弧状歯車片７９、８０が隙間８５、８６を移動するときにはガイドがない状態になるので、円弧状歯車片７９、８０の端部が隙間８５、８６を通過する度に回転状態が不安定になるという問題があった。
【０００９】
そこで本発明が解決しようとする課題は、幅方向の寸法を狭くすることができ、標準的なベアリングを用いて回転を安定させることができる立坑構築機を提供することにある。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
前記課題を解決するため、本発明の立坑構築機は、ベースフレームに昇降且つ回動可能に支持され、円筒状部材の外周部に着脱される把持機構と、この把持機構を駆動する回転駆動装置とを備えた立坑構築機において、前記ベースフレームは組立可能に複数に分割された分割フレームを備え、前記把持機構は、それぞれの両端部を各々接続して環状の歯車付ベアリングを構成する複数に分割された円弧状ベアリング片を備えている。
【００１１】
円筒状部材には、例えば、鋼管や鉄筋コンクリートを用いた管材を用いることができる。円弧状ベアリングは隙間なく接続して環状の歯車付ベアリングを構成し、内輪及び外輪の間に配置された球やころ等の転動体がこぼれ落ちない構造になっている。かかる構成によって、分割して幅方向の寸法を狭くすることができると共に、標準的なベアリングを使用して回転を安定させることができる。
【００１２】
また、前記ベースフレーム及び前記歯車付ベアリングをそれぞれ二分割し、各前記円弧状ベアリング片を、対応する前記分割フレームにそれぞれ支持させ、この分割フレームに、前記円弧状ベアリング片をそれぞれ異なる高さに昇降可能な昇降シリンダと、対向する前記分割フレームを接続して伸縮可能な水平シリンダとを設けることも可能である。
【００１３】
ベースフレーム及び歯車付ベアリングは、それぞれ前後方向に切断して分割することが好ましい。組立状態から幅狭状態に形態を変えるときには、まず、昇降シリンダを操作して、円弧状ベアリング片を異なる高さに配置し、次いで、水平シリンダを操作してロッドを縮めて両側の分割フレームを近接させる。
かかる構成によって、各部材を一体的に保持した状態で簡単に幅を狭くすることができる。
【００１４】
また、前記ベースフレームに、走行台車を連結することも可能である。
走行台車を連結することによって、回転による反力を走行台車で受けることができると共に、走行台車に設けたクレーン等の吊下手段で吊り下げて移動できるという利点がある。
【００１５】
さらに、前記回転駆動装置を複数台設け、前記歯車付ベアリングに歯合する前記回転駆動装置の各ピニオンを、一のピニオンの中心と他のピニオンの中心を結ぶ直線が前記歯車付ベアリングの中心位置を避けるように配置することも可能である。ピニオンが歯車付ベアリングを中心として対向する位置に同時に当接することがなくなるので、強度が弱くなる円弧状ベアリング片の接続部分の２カ所に同時に動力を伝達することを避け、装置を安定して駆動することができる。
【００１６】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態について説明する。
図１は本発明の立坑構築機１を歯車付ベアリング２を含む部分で切断した平断面図、図２（Ａ）は立坑構築機の分割面側面図、（Ｂ）は歯車付ベアリングの部分正断面図である。また、図３（Ａ）は立坑構築機の使用状態における正面図、（Ｂ）はその縮幅状態における正面図、図４は縮幅状態における平面図を示している。
【００１７】
本発明の一実施の形態に係る立坑構築機１は、ベースフレーム３に昇降且つ回動可能に支持され、円筒状部材の一例である鋼管４（図５参照）の外周部に着脱される把持機構５と、把持機構５を駆動する回転駆動装置の一例である駆動モータ１７〜２０とを備えている。
【００１８】
ベースフレーム３は、コ字状に形成されて溝部を対向配置した対となる分割フレーム７、８を左右に備えている。また、それぞれの端部を水平シリンダ９で接続して幅方向に伸縮可能な矩形枠状に組立てられている。水平シリンダ９は、ハウジングの内部に２台のシリンダ部材を備え、両側にそれぞれ伸縮するシリンダロッドを備えている。
【００１９】
ベースフレーム３の上方位置には、左右に二分割された分割保持フレーム１５、１６を備えて把持機構５を支持する保持フレーム１４が配置されている。保持フレーム１４は拡幅時のベースフレーム３と同じ大きさの外形で、内周を円弧状に形成している。ベースフレーム３と保持フレーム１４の四隅は、昇降シリンダ１０〜１３によって接続され、分割保持フレーム１５、１６は、それぞれを支持する昇降シリンダ１０、１１、又は昇降シリンダ１２、１３によって異なる高さに昇降することができる。
【００２０】
把持機構５は、円弧状ベアリング片２１、２２を保持フレーム１４の内側位置の左右両側に配置している。円弧状ベアリング片２１、２２は、それぞれの両端部を各々接続して環状の歯車付ベアリング２を構成する。円弧状ベアリング片２１、２２は同一形状に形成され、半円状の分割内輪部２３及び分割外輪部２４と、その間に配置され転動体として使用される多数の球体２５をそれぞれ有している。分割外輪部２４の外周には、外歯部２６が形成されている。図２（Ｂ）に示すように、分割内輪部２３は、分割保持フレーム１５、１６にそれぞれ固定され、分割外輪部２４は、分割内輪部２３に球体２５を介して回動自在に設けられている。
【００２１】
同期運転可能な油圧又は電動式の駆動モータ１７〜２０は、分割保持フレーム１５、１６の昇降シリンダ１０〜１３の内側にそれぞれ配置され、それぞれの駆動モータ１７〜２０の先部には、把持機構５を構成するピニオン２８〜３１が取り付けられている。ピニオン２８〜３１は分割外輪部２４の外歯部２６に噛合している。ピニオン２８〜３１は、例えば、ピニオン２８、３１の中心を結ぶ直線３３、又はピニオン２９、３０の中心を結ぶ直線３４が歯車付ベアリングの中心位置Ｐ１を避けるように配置されている。従って、例えば、円弧状ベアリング片２１、２２の一方の接続部分がピニオン２８に噛合しているときに、他方の接続部分はピニオン３１に噛合せず、分割された外歯部２６に無理な応力が加わらないようにして、装置の破損を防止している。
【００２２】
円弧状ベアリング片２１、２２の下位置には、鋼管４に巻着固定されるＣ字状のバンド部材３２が固定されている。バンド部材３２は、多数の円弧状部材を回動可能に接続し、両端部をシリンダ部材３７によって接続している。バンド部材３２は使用時には鋼管４の外周に巻着して円形になり、移動時には、幅方向に縮幅した形状に変形することができる。
【００２３】
立坑構築機１の使用時には、図５に示すように、ベースフレーム３に走行台車３５を連結することができる。走行台車３５には、昇降機構と鋼管４内の土砂を除去するバケット部材３６を設けることができる。
【００２４】
次に、立坑構築機１の動作について説明する。
まず、立坑構築機１の使用時においては、図１、図３（Ａ）、図５に示すように、水平シリンダ９のロッドを伸ばしてベースフレーム３を拡幅する。また、分割保持フレーム１５、１６は同じ高さに配置し、円弧状ベアリング片２１、２２の両端部を当接させる。なお、円弧状ベアリング片２１、２２の位置決めは、図２に示すように、円弧状ベアリング片２１、２２の間に設けられたノックピン３８、３９によって行うことができる。
【００２５】
この状態で、バンド部材３２で鋼管４を締結固定し、駆動モータ１７〜２０を同期駆動すると、ピニオン２８〜３１、円弧状ベアリング片２１、２２、バンド部材３２を介して鋼管４を回転させることができる。また、昇降シリンダ１０〜１３を同時に昇降させて鋼管４を昇降させることができる。
【００２６】
立坑構築機１の輸送時には、図３（Ｂ）、図４に示すように、昇降シリンダ１０、１１と昇降シリンダ１２、１３を別々に作動させ、左右の分割保持フレーム１５、１６にそれぞれ設けられた円弧状ベアリング片２１、２２の高さを段違いに配置する。このとき、球体２５がこぼれないようにそれぞれの端部にはベアリング保護カバー４０を取り付ける。ベアリング保護カバー４０は、分割保持フレーム１５、１６にボルトにより締結固定された平板状部材で、その一端部を円弧状ベアリング片２１、２２の端部に当接させている。かかる構成によって、球体２５の紛失を防止すると共に、球体２５の転動路にゴミ等が侵入することを防止できる。次いで、水平シリンダ９を操作して、ロッドを縮めると、立坑構築機１全体を縮幅でき、一般道路上を輸送することができる。
【００２７】
以上、本発明の実施の形態について説明してきたが、本発明は前記実施の形態の内容に限定されるものではなく、例えば、分割内輪部２３の端部同士と、分割外輪部２４の端部同士及び分割保持フレーム１５、１６の端部同士をボルト等を用いて締結固定することも可能である。
【００２８】
【発明の効果】
本発明によれば次の効果を奏する。
（１）それぞれの両端部を各々接続して環状の歯車付ベアリングを構成する複数の円弧状ベアリング片を備えているので、分割して幅方向の寸法を狭くすることができると共に、標準的なベアリングを使用して装置を安価に構成することができ、また回転を安定させることができる。
（２）ベースフレーム及び歯車付ベアリングをそれぞれ二分割し、分割フレームに、円弧状ベアリング片をそれぞれ異なる高さに昇降可能な昇降シリンダと、対向する前記分割フレームを接続して伸縮可能な水平シリンダとを設けるので、装置全体を一体的に形成した状態で簡単に幅を狭くすることができる。
（３）ベースフレームに、走行台車を連結するので、回転による反力を受けることができると共に、走行台車のクレーンで吊り下げて移動できる。
（４）各ピニオンの位置をずらして配置しているので、ピニオンが、強度が弱くなる円弧状ベアリング片の接続部分の２カ所に同時に動力を伝達することを避け、装置を安定して駆動することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】  本発明の立坑構築機の平断面図である。
【図２】  （Ａ）、（Ｂ）は、それぞれ同立坑構築機の分割面側面図と、歯車付ベアリングの部分正断面図である。
【図３】  （Ａ）、（Ｂ）は、同立坑構築機の使用状態における正面図と縮幅状態における正面図である。
【図４】  同立坑構築機の縮幅状態における平面図である。
【図５】  同立坑構築機の使用状態を示す説明図である。
【図６】  従来例に係る鋼管類圧入引抜き装置を示す平面図である。
【符号の説明】
１  立坑構築機
２  歯車付ベアリング
３  ベースフレーム
４  鋼管（円筒状部材）
５  把持機構
７，８  分割フレーム
９  水平シリンダ
１０〜１３  昇降シリンダ
１４  保持フレーム
１５，１６  分割保持フレーム
１７〜２０  駆動モータ（回転駆動装置）
２１，２２  円弧状ベアリング片
２３  分割内輪部
２４  分割外輪部
２５  球体
２６  外歯部
２７  駆動モータ
２８〜３１  ピニオン
３２  バンド部材
３３，３４  直線
３５  走行台車
３６  バケット部材
３７  シリンダ部材
３８，３９  ノックピン
４０  ベアリング保護カバー
【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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