(57)【要約】【目的】杭頭部に何も加工を施す必要がなく、杭の頭部をそのままオーガ駆動軸に垂下連結できる杭打ち機の杭チャック装置を提供する。【解決手段】オーガ駆動軸４に連結されるアウター部材６と、杭５の頭部が挿入するチッャク穴８を有し、アウター部材６に上下動自在で且つ回動自在に嵌合されたインナー部材７と、アウター部材６に対するインナー部材７の上下動によってチッャク穴８に対し半径方向に進退自在な複数の杭頭部掴持片９とを備え、インナー部材７に係合突子１３を設け、アウター部材６には、両部材６，７の相対回転を阻止する回転阻止溝１４とロック溝１５を連設し、杭５の頭部をチッャク穴８に挿入させてインナー部材７を上動させることにより杭頭部掴持片９がチッャク穴８に進出して杭５の頭部外周面を掴持するようになっている。【選択図】　　　　図７
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
オーガ駆動軸に連結されるアウター部材と、杭の頭部が挿入するチッャク穴を有し、アウター部材に所要ストローク上下動自在で且つ所要角度回動自在に嵌合されたインナー部材と、インナー部材に周方向に間隔をおいて配設され、アウター部材に対するインナー部材の上下動によってチッャク穴に対し半径方向に進退自在な複数の杭頭部掴持片と、を備え、
インナー部材には係合突子を設け、アウター部材には、インナー部材の下動により杭頭部掴持片がチッャク穴から退避した退避位置で係合突子が係入して両部材の相対回転を阻止する回転阻止溝、及びこの回転阻止溝の上部から横方向に延びるロック溝を連設し、
杭の頭部をチッャク穴に挿入させてインナー部材をアウター部材に対し上動させることにより杭頭部掴持片がチッャク穴に進出して杭の頭部外周面を掴持した状態から、アウター部材を杭の回転駆動方向に回転させることにより、係合突子をロック溝に係入させてインナー部材を上動限位置にロックするようにした杭打ち機の杭チャック装置。
【請求項２】
アウター部材のロック溝を、回転阻止溝の上部の左右両側に設けてなる請求項１に記載の杭打ち機の杭チャック装置。
【請求項３】
アウター部材のロック溝の下辺を回転阻止溝側端部からその反対側端部に亘って上り勾配とし、この上り勾配付きロック溝に係合突子を楔係合させることにより、インナー部材がアウター部材に対して持ち上がるようにした請求項１又は２に記載の杭打ち機の杭チャック装置。
【請求項４】
インナー部材のチッャク穴には、杭頭部の内周面を支持する杭頭部内周支持手段を設けてなる請求項１〜３の何れかに記載の杭打ち機の杭チャック装置。
【請求項５】
杭頭部内周支持手段は、チッャク穴内に設けた下窄まりテーパ状のテーパガイドと、テーパガイドのガイド部に沿ってその下限位置と上限位置との間でスライド自在に保持した複数個の杭頭部内周支持片とからなり、これらの支持片は、常時は外径が杭の内径よりも若干径小となる下限位置にあって、杭の頭部がチッャク穴に挿入する時に、杭の上端で押し上げられて拡径し、その外周面が杭の頭部内周面に当接するようになっている請求項４に記載の杭打ち機の杭チャック装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、杭打ち機に杭を回転駆動可能に垂下連結するにあたって、杭の頭部（上端部）をオーガ駆動軸に一体回転可能に連結固定するための杭打ち機の杭チャック装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、杭の頭部をオーガ駆動軸に連結するのに、オーガ駆動軸に連結されていて杭頭部に嵌合可能なキャップの下端部側に、縦溝部と横溝部とからなる略横向きＬ字状の係合溝を切欠形成し、杭頭部の外周側に係合ピンを突設するか、あるいはオーガ駆動軸に連結されて杭頭部に内嵌可能な連結軸に係合ピンを突設し、杭の頭部にＬ字状の係合溝を切欠形成しておいて、係合ピンを係合溝の縦溝部に係入させた後、キャップ側を杭の回転駆動方向に回転させて、係合ピンを係合溝の横溝部に係合させるようにしている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
上記のような連結方式では、杭頭部に係合ピンを突設するか、Ｌ字状の係合溝を形成するなど、杭の打ち込みにあたり、杭頭部に機械加工を施す必要があるため、それだけ余分な手間とコストがかかっていた。
【０００４】
本発明は、杭の頭部に何も加工を施す必要がなく、杭の頭部をそのままオーガ駆動軸に垂下連結できるようにした杭打ち機における杭チャック装置を提供することを目的とする。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
請求項１に係る発明の杭打ち機の杭チャック装置は、オーガ駆動軸４に連結されるアウター部材６と、杭５の頭部５ａが挿入するチッャク穴８を有し、アウター部材６に所要ストローク上下動自在で且つ所要角度回動自在に嵌合されたインナー部材７と、インナー部材７に周方向に間隔をおいて配設され、アウター部材６に対するインナー部材７の上下動によってチッャク穴８に対し半径方向に進退自在な複数の杭頭部掴持片９と、を備え、インナー部材７には係合突子１３を設け、アウター部材６には、インナー部材７の下動により杭頭部掴持片９がチッャク穴８から退避した退避位置で係合突子１３が係入して両部材６，７の相対回転を阻止する回転阻止溝１４、及びこの回転阻止溝１４の上部から横方向に延びるロック溝１５を連設し、杭５の頭部５ａをチッャク穴８に挿入させてインナー部材７をアウター部材６に対し上動させることにより杭頭部掴持片９がチッャク穴８に進出して杭５の頭部５ａ外周面を掴持した状態から、アウター部材６を杭５の回転駆動方向に回転させることにより、係合突子１３をロック溝１５に係入させてインナー部材７を上動限位置にロックするようにしたことを特徴とする。
【０００６】
請求項２は、請求項１に記載の杭打ち機の杭チャック装置において、アウター部材６のロック溝１５を、回転阻止溝１４の上部の左右両側に設けてなることを特徴とする。
【０００７】
請求項３は、請求項１又は２に記載の杭打ち機の杭チャック装置において、アウター部材６のロック溝１５の下辺１５ａを回転阻止溝１４側端部からその反対側端部に亘って上り勾配とし、この上り勾配付きロック溝１５に係合突子１３を楔係合させることにより、インナー部材７がアウター部材６に対して持ち上がるようにしたことを特徴とする。
【０００８】
請求項４は、請求項１〜３の何れかに記載の杭打ち機の杭チャック装置において、インナー部材７のチッャク穴８には、杭頭部５ａの内周面を支持する杭頭部内周支持手段２４を設けてなることを特徴とする。
【０００９】
請求項５は、請求項４に記載の杭打ち機の杭チャック装置において、杭頭部内周支持手段２４は、チッャク穴８内に設けた下窄まりテーパ状のテーパガイド２５と、テーパガイド２５のガイド部２５ａ，２５ａに沿ってその下限位置と上限位置との間でスライド自在に保持した複数個の杭頭部内周支持片２６，２６とからなり、これらの支持片２６，２６は、常時は外径が杭の内径よりも若干径小となる下限位置にあって、杭５の頭部５ａがチッャク穴８に挿入する時に、杭５の上端で押し上げられて拡径し、その外周面が杭５の頭部５ａ内周面に当接するようになっていることを特徴とする。
【００１０】
【発明の実施の形態】
図１は杭打ち機の全体を示す側面図である。この図において、１はクローラクレーンＫによって立設されたリーダ、２はリーダ１に沿って昇降自在のオーガ装置、３はオーガ装置２のオーガ駆動軸４に杭５を垂下連結するための、本発明に係る杭チャック装置である。以下に、本発明に係る杭チャック装置３について、図２〜図８を参照しながら詳細に説明する。尚、杭５は鋼管杭からなる。
【００１１】
図２の（Ａ）は杭チャック装置３の平面図、（Ｂ）はその側面図である。この杭チャック装置３は、オーガ駆動軸４に連結されるアウター部材６と、杭５の頭部５ａが挿入するチッャク穴８を有し、アウター部材６に所要ストローク上下動自在で且つ所要角度回動自在に嵌合されたインナー部材７と、このインナー部材７に周方向に１８０度の間隔で配設されていて、アウター部材６に対するインナー部材７の上下動によってチッャク穴８に対し半径方向に進退自在な２つの杭頭部掴持片９，９と、を備えている。
【００１２】
図３はアウター部材６の外観斜視図、図４はインナー部材７の外観斜視図である。アウター部材６は、円筒部６ａと、円板状の天板部６ｂとからなるもので、天板部６ｂにはその中央部に、オーガ駆動軸４にピン結合される連結軸部１０が同心状に固着され、この連結軸部１０を挟んで両側対称位置に円弧状の回転ガイド長孔１１，１１が設けられている。またアウター部材６には円筒部６ａの下部側に、両側一対のＴ字溝１２，１２が直径方向対称位置に切欠形成されている。インナー部材７には外周面７ａの上部側に、両側一対の係合突子１３，１３が直径方向対称位置に突設されている。
【００１３】
アウター部材６に設けられた各Ｔ字溝１２は、アウター部材６に対するインナー部材７の下動によって杭頭部掴持片９がチッャク穴８から退避した退避位置でインナー部材７の係合突子１３が係入して両部材６，７の相対回転を阻止する回転阻止溝１４と、回転阻止溝１４の上部から左右横方向に延びるように連設されていて、杭頭部掴持片９が杭頭部５ａを掴持した状態でインナー部材７をアウター部材６に対して上動限位置にロックするための両側一対のロック溝１５，１５とからなる。また各ロック溝１５の下辺１５ａは、回転阻止溝１４側端部からその反対側端部に亘って上り勾配となっていて、この上り勾配付きロック溝１５にインナー部材７の係合突子１３を楔係合させることにより、その楔作用でインナー部材７がアウター部材６に対して持ち上がるようになっている。
【００１４】
図４、図６及び図７から分かるように、インナー部材７の中央部には、下面７ｃに開口するチッャク穴８が設けられ、その上面７ｂの中央部には角孔１６が開口している。またインナー部材７には、チッャク穴８を挟んでその両側に断面矩形状の縦孔１７，１７が軸方向に貫通形成され、またインナー部材７の外周面７ａからチッャク穴８に亘って各縦孔１７を横断するような断面矩形状の横孔１８が、チッャク穴８を挟んでその両側に形成されている。
【００１５】
インナー部材７の縦孔１７，１７には、図５の（Ｂ）に示される両側一対の正面視略Ｚ字形のガイド軸１９，１９が夫々上下スライド自在に嵌挿され、横孔１８，１８には、同じく図５の（Ｂ）に示される両側一対の杭頭部掴持片９，９がインナー部材７の半径方向に夫々スライド自在に嵌挿され、そして各杭頭部掴持片９は、Ｚ字形ガイド軸１９に形成されたテーパガイド１９ｏに相対スライド自在に嵌合されて、アウター部材６に対するインナー部材７の上下動によってチッャク穴８に対し半径方向に進退自在となる。
【００１６】
この杭頭部掴持片９は、図５の（Ｂ）、図６及び図７から分かるように、杭５の外周面に当接する当接部２０と、Ｚ字形ガイド軸１９のテーパガイド１９ｏに対応して傾斜状に形成された断面コ字状の傾斜ガイド部２１とからなるもので、当接部２０は、杭５の外周面と略同じ曲率の凹曲面に形成されていると共に、この当接部２０には凹凸部やギザギザ等による滑り止めが施されている。これらの図において、２２はストッパー板で、杭頭部掴持片９のコ字状傾斜ガイド部２１をＺ字形ガイド軸１９のテーパガイド１９ｏに嵌め込んだ後、コ字状傾斜ガイド部２１の下端部にビス止めされる。
【００１７】
アウター部材６、インナー部材７、Ｚ字形ガイド軸１９及び杭頭部掴持片９を互いに組み付けるには、先ず、インナー部材７の各縦孔１７にＺ字形ガイド軸１９を嵌挿し、各横孔１８にはチッャク穴８側から杭頭部掴持片９を嵌挿すると共に、そのコ字状傾斜ガイド部２１を、縦孔１７に嵌挿されたＺ字形ガイド軸１９のテーパガイド１９ｏに嵌合させ、横孔１８の外側からコ字状傾斜ガイド部２１の下端部にストッパー板２２を架け渡してビス止めし、杭頭部掴持片９の抜け止めを図る。この後、各Ｚ字形ガイド軸１９の上端部に突設された支軸部１９ａをアウター部材６の天板部６ｂの円弧状の回転ガイド長孔１１にその下方より貫通させ、先端側の螺軸部１９ｂにナット２３を螺合する。
【００１８】
こうしてアウター部材６とインナー部材７とＺ字形ガイド軸１９と杭頭部掴持片９とを互いに組み付けることにより、インナー部材７は、アウター部材６に対し図６に示す下限位置と図７に示す上限位置との間で上下動自在となり且つ図２の（Ａ）に示す円弧状の回転ガイド長孔１１，１１とこれらに夫々案内されるガイド軸１９，１９とによって略々４５度の範囲で回動自在となり、また両杭頭部掴持片９，９は、アウター部材６に対するインナー部材７の上下動によってチッャク穴８に対し半径方向に夫々進退自在となる。
【００１９】
上記インナー部材７のチッャク穴には、鋼管製杭５の頭部５ａを杭頭部掴持片９，９によって掴持する時にその杭頭部５ａが圧潰変形しないように杭頭部５ａの内周面を支持する杭頭部内周支持手段２４が設けられている。この杭頭部内周支持手段２４は、図５の（Ａ）、図６及び図７から分かるように、チッャク穴８内に設けられた下窄まりテーパ状のテーパガイド２５と、このテーパガイド２５のガイド部２５ａ，２５ａに沿って図６に示すような下限位置と上限位置との間でスライド自在に保持された両側一対の杭頭部内周支持片２６，２６と、テーパガイド２５の下端突出軸部２５ｂに螺着して取り付けられる台板２７と、テーパガイド取付ナット２８と、両杭頭部内周支持手段２４，２４をテーパガイド２５に保持するための伸縮可能な複数のゴムリング２９とからなる。両支持片２６，２６は、常時は外径が杭５の内径よりも若干径小となる下限位置（図６参照）にあって、杭頭部５ａがチッャク穴８に挿入する時に杭５の上端で押し上げられ、テーパガイド２５のガイド部２５ａ，２５ａに沿って上方へスライドしながら拡径し、両支持片２６，２６の外周面が杭頭部５ａの内周面に当接するようになっている。
【００２０】
テーパガイド２５の下端部には螺軸部２５ｂが突設され、また上端部には角軸部２５ｃ及び螺軸部２５ｄが連設されている。各杭頭部内周支持片２６は、図５の（Ａ）に示すように、円柱を概ね半分に割ったような半割体２６ａの外周面上端部にフランジ部２６ｂが突設され、このフランジ部２６ｂの下側と外周面下端部とに夫々リング嵌合溝２６ｃが設けられ、そして半割体２６ａの内側面には、テーパガイド２５のガイド部２５ａに係合する傾斜状ガイド溝２６ｄが設けられている。
【００２１】
上記のような構成部品からなる杭頭部内周支持手段２４をチッャク穴８内にセットするには、先ず、テーパガイド２５の左右両ガイド部２５ａ，２５ａに両杭頭部内周支持片２６，２６の傾斜状ガイド溝２６ｄ，２６ｄを夫々係合させて挟持した状態で、両支持片２６，２６の上下のリング嵌合溝２６ｃ，２６ｃに夫々ゴムリング２９を嵌合させて、テーパガイド２５に両支持片２６，２６を抱き合わせる。この状態で、テーパガイド２５の角軸部２５ｃをインナー部材７の上面７ｂの角孔１６に下方より嵌合させ、その上方に突出した螺軸部２５ｄにナット２８を螺着して、テーパガイド２５をチッャク穴８内に固定すればよい。
【００２２】
次に、上記のような構成される杭チャック装置３の作用について説明すると、このチャック装置３の使用にあたって、アウター部材６の連結軸部１０を図１に示すような杭打ち機のオーガ駆動軸４に嵌合して、連結ピン（図示せず）で一体回転可能に連結する。図２、図３、図６及び図７において、１０ａは連結ピン挿通用のピン孔を示す。
【００２３】
図６は、杭チャック装置３の使用前の状態を示すもので、インナー部材７は、アウター部材６に対し自重によって下動限位置まで下動した状態にあり、従って杭頭部掴持片９，９は、チッャク穴８から退避した退避位置にある。この時、杭頭部内周支持手段２４は、両側一対の杭頭部内周支持片２６，２６が自重により下動して台板２７上に支持された下限位置（非作用位置）にある。
【００２４】
しかして、この杭チャック装置３によって杭５をオーガ駆動軸４に垂下連結する時は、杭５をクレーンで吊り込んでオーガ駆動軸４の真下で地面に接地させた図６に示すような状態から、オーガ装置２（図１参照）を下降させることによって、インナー部材７のチッャク穴８に杭５の頭部５ａを図６の仮想線図示のように押し込むと、杭５の上端が杭頭部内周支持片２６の上端フランジ部２６ｂに係止した状態で、両杭頭部内周支持片２６，２６がテーパガイド２５に沿って図７に示すような上限位置まで押し上げられつつ拡径して杭頭部５ａの内周面を支持する。
【００２５】
一方、杭頭部５ａがインナー部材７のチッャク穴８に押し込まれることによって、インナー部材７がアウター部材６に対して上動し、このインナー部材７の上動により、チッャク穴８の両側にある杭頭部掴持片９，９がチッャク穴８に対し進入作動して、その上動位置で両杭頭部掴持片９，９が杭頭部５ａの外周面を掴持し、図７に示すような状態となる。この時、杭５の頭部５ａは、内周側の杭頭部内周支持片２６，２６と外周側の杭頭部掴持片９，９とによって挟着された状態にあり、またインナー部材７の係合突子１３は、アウター部材６の回転阻止溝１４の真上で、左右両ロック溝１５，１５の中間にある。またこの時、図７に示されるように、アウター部材６の天板部６ｂ下面とインナー部材７の上面７ｂとの間には未だ隙間が残っている。
【００２６】
図７に示される状態から、オーガ駆動軸４によりアウター部材６を杭５の回転駆動方向（通常は右回り）に回転させて、インナー部材７の係合突子１３をアウター部材６の各Ｔ字溝１２の右側のロック溝１５に係入させると、インナー部材７がアウター部材６に対し持ち上げられて更に上動し、それにより両杭頭部掴持片９，９が杭頭部５ａの外周面を更に強く掴持した状態となり、インナー部材７はアウター部材６に対する上動限位置にロックされる。この状態を図８に示す。即ち、図８は、杭頭部５ａが杭チャック装置３によって掴持固定され、オーガ駆動軸４に一体回転可能に垂下連結された状態を示す。
【００２７】
この場合、ロック溝１５の下辺１５ａは、回転阻止溝１４側端部からその反対側端部にかけて上り勾配となっているから、このロック溝１５にインナー部材７の係合突子１３を楔係合させると、その楔作用によってインナー部材７がアウター部材６に対して持ち上がる、つまり更に上動することになる。この状態を図８に示す。尚、ロック溝１５の勾配下辺１５ａに対応して係合突子１３の下端面もその両端部１３ａ，１３ａに勾配が付けられている。
【００２８】
杭５をオーガ駆動軸４から切り離す時には、図８に示す状態から、オーガ駆動軸４によりアウター部材６を杭５の逆方向（通常は左回り）に回転させて、インナー部材７の係合突子１３を図７の仮想線図示のように左右両ロック溝１５，１５の中間に位置させた後、オーガ装置２を上昇させると、インナー部材７がアウター部材６に対して下動することになるため、杭頭部掴持片９，９がチッャク穴８に対し退避して杭頭部５ａの外周面から離間し、掴持状態を開放し、また杭頭部内周支持手段２４の両杭頭部内周支持片２６，２６も自重で下限位置に復帰して、図６に示される状態となる。
【００２９】
この実施形態では、アウター部材６に形成されたＴ字溝１２の左右両ロック溝１５，１５のうち右側のロック溝１５を使用したが、杭５を左回りに回転させながら地盤中に打ち込む場合には、係合突子１３を左右両ロック溝１５，１５のうち左側のロック溝１５に係合させればよい。このように、回転阻止溝１４の上部の左右両側にロック溝１５，１５を設けることによって、杭５を左右何れの方向に回転駆動させる場合にも杭チャック装置３の適用が可能となる。
【００３０】
また、この実施形態では、ロック溝１５の下辺に回転阻止溝１４側端部からその反対側端部にかけ上り勾配をつけて、この上り勾配付きロック溝１５に係合突子１３を楔係合させることにより、インナー部材７をアウター部材６に対して持ち上げるようにしたが、ロック溝１５には必ずしも上り勾配をつける必要はなく、その下辺を水平状とした単なるコ字形のロック溝１５でもよい。
【００３１】
また、この実施形態では、インナー部材７のチッャク穴８に杭頭部５ａの内周面を支持する杭頭部内周支持手段２４を設けているが、杭５がコンクリートパイルであったり、また鋼管製の杭５でも、例えば杭頭部５ａが変形しないように十分補強されているような場合は、杭頭部内周支持手段２４は不要となる。
【００３２】
以上説明したような杭チャック装置３によれば、杭５の頭部５ａに何も加工を施す必要がなく、杭５の打ち込みにあたって杭頭部５ａをそのままインナー部材７のチッャク穴８に挿入させればよいから、余分な手間とコストがかからず、杭打ち施工を能率よく安価に行なうことができる。
【００３３】
【発明の効果】
請求項１に係る発明によれば、杭の頭部に何も加工を施す必要がなく、杭の頭部をそのままオーガ駆動軸に垂下連結できるため、非常に経済的で、杭の打ち込みにあたって余分な手間とコストがかからず、杭打ち施工を能率よく行なうことができる。
【００３４】
請求項２に係る発明によれば、杭を左右何れの方向に回転駆動させる場合にもこの発明の杭チャック装置の適用が可能となる。
【００３５】
請求項３に係る発明によれば、ロック溝の下辺が上り勾配となっているから、このロック溝にインナー部材の係合突子を楔係合させると、その楔作用によってインナー部材がアウター部材に対して持ち上がり、それによって杭頭部掴持片が杭頭部をより強力に掴持固定することができる。
【００３６】
請求項４に係る発明によれば、杭頭部の内周面を支持する杭頭部内周支持手段を設けたことにより、杭頭部掴持片で杭頭部の外周面を掴持する時に、杭頭部の圧潰変形を防止できる。
【００３７】
請求項５に係る発明によれば、杭頭部内周支持手段の支持片は、常時は外径が杭の内径よりも若干径小となる下限位置にあって、杭の頭部がチッャク穴に挿入する時に、杭の上端で押し上げられて上動しつつ拡径して、その外周面が杭の頭部内周面に当接するようになっているから、杭頭部内への嵌め込み及び杭頭部からの抜き取りが容易となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】杭打ち機の全体を示す側面図である。
【図２】（Ａ）は杭チャック装置の平面図、（Ｂ）は側面図である。
【図３】アウター部材の外観斜視図である。
【図４】インナー部材の外観斜視図である。
【図５】（Ａ）は杭頭部内周支持手段の構成部材の分解斜視図、（Ｂ）は両側一対のガイド軸と両側一対の杭頭部掴持片を示す斜視図である。
【図６】杭チャック装置の非使用状態を示す縦断面図である。
【図７】杭チャック装置の使用時の状態を示す縦断面図である。
【図８】杭チャック装置の使用時の状態での側面図である。
【符号の説明】
３　　　　　　　　杭チャック装置
４　　　　　　　　オーガ駆動軸
５　　　　　　　　杭
５ａ　　　　　　　杭頭部
６　　　　　　　　アウター部材
７　　　　　　　　インナー部材
８　　　　　　　　チッャク穴
９　　　　　　　　杭頭部掴持片
１３　　　　　　　係合突子
１４　　　　　　　回転阻止溝
１５　　　　　　　ロック溝
２４　　　　　　　杭頭部内周支持手段
２５　　　　　　　テーパガイド
２６　　　　　　　杭頭部内周支持片
【図１】
2004124640.tif 000003
【図２】
2004124640.tif 000004
【図３】
2004124640.tif 000005
【図４】
2004124640.tif 000006
【図５】
2004124640.tif 000007
【図６】
2004124640.tif 000008
【図７】
2004124640.tif 000009
【図８】
2004124640.tif 000010