(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１の部材と第２の部材とを、接続させ、かつ、その接続を解除するための脱着装置であって、
前記第１の部材に直接または間接的に取り付けられている装置固定部と、
前記装置固定部に取り付けられている軸部材と、
前記軸部材に軸支され、軸部材と共に回動可能な回動部材と、
前記第２の部材に取り付けられ、前記回動部材と係合可能な係合部材とを備え、
前記係合部材と第２の部材は係脱自在であり、
前記回動部材は、所定方向に回動することで前記係合部材を介して第２の部材を第１の部材に接続するように移動させ、前記所定方向とは逆方向に回動することで前記係合部材を介して第２の部材を第１の部材から離間するように移動させることを特徴とする脱着装置。
【請求項２】
オス管及びメス管からなる油圧カプラを備え、油圧を利用しながら既設の杭から反力をとって杭の圧入を行う杭圧入装置において、オス管及びメス管のうち一方を第１の部材とし他方を第２の部材として、両者の接続及び接続の解除のために請求項１に記載の脱着装置が設けられていることを特徴とする杭圧入装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、２つの部材を接続させ、かつ、その接続を解除するための脱着装置及び該脱着装置を備える杭圧入装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来より、油圧カプラのように部材同士を着脱自在に接続して構成される接続部材が、多くの機器等に使用されている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、このような接続部材が産業用に使用されサイズが大きくなると、脱着操作に大きな力を要する。
前記油圧カプラの場合、脱着機構は簡単であっても、工業用や建築・土木用などの装置に使用されるものであると、オスまたはメスのうちの一方の管を他方に差し込むために複数人を要したり、外す場合にも強い力で引抜きはずみで作業者がよろけたりする可能性もあって、作業性の点で問題であった。こういった油圧カプラは、例えば地盤に杭を圧入する杭圧入装置で利用されている。
【０００４】
本発明の課題は、接続部材の脱着作業を容易なものとするように、これを補助する脱着装置と該脱着装置を備える杭圧入装置を提供することにある。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
以上の課題を解決するため、請求項１に記載の発明は、例えば図１〜図４に示すように、第１の部材（アウター５１）と第２の部材（インナー５５）とを、接続させ、かつ、その接続を解除するための脱着装置（３０）であって、前記第１の部材に直接または間接的に取り付けられている装置固定部（ブラケット３１）と、前記装置固定部に取り付けられている軸部材（軸３２）と、前記軸部材に軸支され、軸部材と共に回動可能な回動部材（屈曲リンク部材３４、第１従動リンク部材３６、第２従動リンク部材３７）と、前記第２の部材に取り付けられ、前記回動部材と係合可能な係合部材（インナーセット部材４０）とを備え、前記回動部材は、所定方向に回動することで前記係合部材を介して第２の部材を第１の部材に接続するように移動させ、前記所定方向とは逆方向に回動することで前記係合部材を介して第２の部材を第１の部材から離間するように移動させることを特徴とする。
【０００８】
請求項１に記載の発明によれば、棒状の部材などを使って、軸部材を介して、または直接回動部材を所定方向に回動させると、第２の部材が前記係合部材を介して第１の部材に接続するように移動し、逆方向に回動させれば、第２の部材が前記係合部材を介して第１の部材から離間するように移動する。このように回動部材または軸部材のいずれかを棒状の部材によって回動すれば、いわゆる「てこの原理」により小さな力で回転運動を直線的な往復運動に転換して、第１の部材と第２の部材とを接離し、接続及び接続の解除が可能となる。従って、少しの力で容易に部材同士の脱着作業が可能となり、力が小さければ反動も小さく安全性も高い。また、弱い力でよいので作業に要する作業員の数も少なくて済むし、シリンダなどの駆動源も入らず、てこの原理という単純な構造であることから、コストを低減できる。また、てこの原理で素早く動作させることができるので、短時間で作業できる。
【０００９】
ここで、回動部材は、１つに限らず、複数設けられていてもよい。また、「第１の部材に直接または間接的に取り付けられている装置固定部」とは、第１の部材に直接に装置固定部が取り付けられていてもよいし、第１の部材が固定されている部材に対して装置固定部が取り付けられているということでもよい。
【００１０】
また、本発明は、係合部材と第２の部材は係脱自在であることを特徴とする。
本発明によれば、係合部材と第２の部材は係脱自在であって、使用しないときは係合部材を第２の部材に対して取り外せるので、利便性が高い。
【００１１】
請求項２に記載の発明は、オス管（インナー５５）及びメス管（アウター５１）からなる油圧カプラ（５０）を備え、油圧を利用しながら既設の杭から反力をとって杭の圧入を行う杭圧入装置（１０）において、オス管及びメス管のうち一方を第１の部材とし他方を第２の部材として、両者の接続及び接続の解除のために、請求項１に記載の脱着装置（３０）が設けられていることを特徴とする杭圧入装置である。
【００１２】
請求項２に記載の発明によれば、杭圧入装置の油圧カプラについて、請求項１に記載の脱着装置によって接続及び接続の解除を行なうことができる。従って、容易に油圧カプラの脱着作業が可能となる。特に請求項１に記載の脱着装置であれば、少しの力で容易に油圧カプラの脱着作業が可能となり、力が小さければ反動も小さく安全性も高い。また、弱い力でよいので作業に要する作業員の数も少なくて済むし、シリンダなどの駆動源も入らずてこの原理という単純な構造であることから、コストを低減できる。また、てこの原理で素早く動作させることができるので、短時間で作業できる。
【００１３】
【発明の実施の形態】
以下、図面に基づいて本発明の実施の形態を詳細に説明する。
図１には、本発明の実施の形態としての杭圧入装置１０の構成を示した。杭圧入装置１０は、クランプ１１，１１…と、サドル１２と、スライドベース１３と、マスト１４と、チャック１５等とを備えている。この杭圧入装置１０は、地盤に埋設された既設杭１，１，…上を移動しながら、新たな杭２を地盤に圧入して、杭列を施工するものである。一方、杭圧入装置１０は、杭圧入の動作と逆の動作を行って、配列された既設杭１，１，…を順次引き抜くこともできる。
【００１４】
各クランプ１１は、サドル１２に取り付けられている。クランプ１１は既設杭１を掴むものであり、クランプ用油圧シリンダ（図示せず）によって駆動されて、既設杭１を掴む動作及び既設杭１を放す動作を行う。
サドル１２上にスライドベース１３が搭載されており、スライドベース１３はサドル１２に対して前後（図１の左右方向）にスライド移動可能となっている。スライドベース１３は、スライド用油圧シリンダ（図示略）によって駆動されて、サドル１２に対して前後に移動することができる。
【００１５】
スライドベース１３上にマスト１４が起立している。マスト１４は、鉛直方向の軸心を中心にして、スライドベース１３に対して回転自在となっている。そして、マスト１４は、油圧モータ（図示略）によって駆動されて、スライドベース１３に対して回転することができる。
マスト１４に対してチャック１５が上下動自在となっている。即ち、マスト１４の前端部には、上下に延在するガイドレール１９が設けられており、このガイドレール１９に昇降体２０が上下に摺動自在に係合している。マスト１４の前方には、昇降体２０を上下に移動させて駆動する上下油圧シリンダ２１が設けられている。また、昇降体２０の前部にチャック１５が設けられている。このような構成で、上下油圧シリンダ２１が昇降体２０を駆動して、昇降体２０はチャック１５とともに上下動することができる。
【００１６】
チャック１５は、杭２を掴むものであり、チャック用油圧シリンダ（図示略）により駆動されて、杭２を掴む動作及び杭２を放す動作を行う。
【００１７】
さらに、杭圧入装置１０とは別体として、油圧ポンプやエンジン等を備え、油圧を発生して、杭圧入装置１０の各部に作動油を送り、杭圧入装置１０を駆動する図示しない油圧ユニットが設けられている。この油圧ユニットからの油は、図１に示す油圧カプラ５０を介して杭圧入装置１０内に送りこまれ、前述のクランプ用油圧シリンダ、スライド用油圧シリンダ、油圧モータ、上下油圧シリンダ２１、チャック用油圧シリンダを駆動する。本実施の形態では、図１は側面図であるので油圧カプラ５０は１組のみ示しているが、紙面奥側にさらに別の１組の油圧カプラ５０が設けられている。ただし、油圧カプラ５０は１組でも構わない。
【００１８】
油圧カプラ５０は、図１、図３及び図４に示すように、マスト１４内部の取付部２５に取り付けられているメス管であるアウター（第１の部材）５１と、前記油圧ユニット内の油送管に対してホースなどを介して接続されているオス管のインナー（第２の部材）５５とから構成される。アウター５１の外側には幅広の環状に形成され、図３における左右方向に摺動可能な摺動環５２が取り付けられている。摺動環５２の内側のアウター内管５３には、図示しないが、周方向に沿って管を貫通する貫通穴が複数個形成され、各穴の外側から玉が落ち込むようにして配置されている。これらの玉は貫通穴より大きく、通り抜けてしまうことはない。
【００１９】
そして、アウター５１とインナー５５が接続されているとき、摺動環５２が玉を隠すような位置にあって、摺動環５２の内周面によって玉が内側に押され、これら玉によってインナー５５が抜けないように係止される。また、接続を解除するときは、摺動環５２を手等で操作して図３の左方向に下げると、玉がフリーになり、インナー５５を抜くことが可能となる。摺動環５２は左方向に下げると、所定の位置で係止され、再度インナー５５をアウター５５に挿入したときに、摺動環５２の係止は外れて玉を被う位置に戻って、両者が接続されるように構成されている。
なお、図３及び図４は、便宜的に摺動環５２が玉を被う位置で固定して示している。
【００２０】
油圧カプラ５０の接続あるいは接続の解除は、前述のようにアウター５１に対してインナー５５を挿抜することで可能となるが、本実施の形態では、図２〜図４に示すように、油圧カプラ５０の接続及び接続の解除のために脱着装置３０が用いられる。
図２には、図１の杭圧入装置１０に設けられている脱着装置３０の構成を示した。脱着装置３０は、ブラケット３１、屈曲リンク部材３４、インナーセット部材４０等から構成される。
【００２１】
ブラケット（装置固定部）３１は、前記取付部２５の壁面に固定されており、土台板３１ｄと、この土台板３１ｄの両側面に固定され、先端に軸穴を有する側板３１ａ、３１ｃと、側板３１ａ、３１ｃの双方に対してほぼ等間隔離れて土台板３１ｄ上に固定され先端に軸穴を有する中板３１ｂとからなる。側板３１ａと中板３１ｂ間、中板３１ｂと側板３１ｃ間それぞれの上方に、２組の油圧カプラ５０のアウター５１部分が位置している。
【００２２】
側板３１ａ、３１ｃ、中板３１ｂの軸穴には、軸（軸部材）３２が回転自在に取り付けられている。
側板３１ａの外面には、中央部分で屈曲している屈曲リンク部材３４が設けられている。屈曲部３４ａに対して前記軸３２が固定されて、これにより屈曲リンク部材３４は軸３２と共に回動する。
また、屈曲部３４ａには突出ピン３４ｃが設けられている。一方、側板３１ａの屈曲リンク部材３４の近傍にはストッパピン３１ｅが固定され、突出ピン３４ｃがストッパピン３１ｅに当接することで、屈曲リンク部材３４が停止され時計方向の回転位置が規制されるようになっている。
【００２３】
屈曲リンク部材３４は、屈曲部３４ａを挟んで、先端部３４ｂとパイプ接続腕３４ｄに分かれている。
パイプ接続腕３４ｄには、短い丸棒３８が固定されている。この丸棒３８の先端に、パイプ３９を差し込むことで、てこの原理により小さい力で大きなトルクを屈曲リンク部材３４にかけることができる。
また、屈曲リンク部材３４の先端部３４ｂの内側には、図２で示すように、断面Ｌ字型に形成され上部にピン穴３３ａが形成されているピン取付片３３が固定されている。ピン穴３３ａとリンク部材３４との間に、後述の係合凹部４２ａに係合される図示しない係合ピンが固定されている。
【００２４】
中板３１ｂを挟むように、かつ、軸３２に挿通された状態で２枚のピン取付板３６ａ，３６ａが固定され、これらピン取付板３６ａ，３６ａにより第１従動リンク部材３６が構成される。各ピン取付板３６の上部にはピン穴３６ａが形成され、ピン穴３６ａ、３６ａに、係合凹部４２ａに係合される図示しない係合ピンが固定されている。
側板３１ｃの外面には、ピン取付板３６ａ同様の形状を有し、上部にピン穴３７ａを有する第２従動リンク部材３７が軸３２に対して固定されている。第２従動リンク部材３７の内側には、前記ピン取付片３３同様であってピン穴を有するピン取付片３５が固定され、ピン取付片３５と第２従動リンク部材３７との間に係合凹部４２ａに係合される図示しない係合ピンが固定されている。
第１従動リンク部材３６と第２従動リンク部材３７は、軸３２が回転すると、それに連れて回動するようになっている。屈曲リンク部材３４、第１従動リンク部材３６、及び第２従動リンク部材３７が本発明の回動部材である。また、軸３２、屈曲リンク部材３４、第１従動リンク部材３６、及び第２従動リンク部材３７により、ブランケット３１に対してインナーセット部材４０が接離するよう駆動されるので、これらによって本発明の駆動手段が構成される。
なお、油圧カプラ５０が１組であれば、ブラケット３１はアウター５１の１本分の幅でよく、その場合、側板３１ｃや、第２従動リンク部材３７は不要になる。
【００２５】
係合部材であるインナーセット部材４０は、前後から見て略コ字状に形成されている。中央には、前記インナー５５の外周に沿って嵌めることができるように円弧状に切り込まれた円弧部４１が形成されている。インナー５５は、図３に示すように、部分的に細い細径部５６を有し、ここに円弧部４１がセットされるようになっている。
さらに、インナーセット部材４０は、互いに対向する略三角形状の三角板４２、４２を有する。三角板４２、４２の下端部には、屈曲リンク部材３４、第１従動リンク部材３６、及び第２従動リンク部材３７に固定された前記係合ピンに係合可能な係合凹部４２ａ、４２ａが形成されている。各三角板４２における係合凹部４２ａの反対側には、ひも等を通すための通し部４２ｂが形成されている。
【００２６】
次に、図３及び図４に基づいて、脱着装置３０の屈曲リンク部材３４と第１従動リンク部材３６とによって、油圧カプラ５０の接続あるいは接続の解除を行なう時の動作を説明する。
図３（ａ）では、アウター５１の開口に、インナー５５の先端が接近した、接続前の状態を示す。このとき、屈曲リンク部材３４は、ストッパピン３１ｅに突出ピン３４ｃが当接した初期位置にある。また、インナー５５に対する所定位置を「Ｐ」として仮想線で示した。以後、このＰ位置を基準としてインナー５５の移動量を示す。
【００２７】
図３（ａ）で示すように、接続動作の前に、インナーセット部材４０の円弧部４１をインナー５５の細径部５６に被せるようにしてセットする。一方、丸棒３８にパイプ３９を嵌め込む。係合凹部４２ａは、屈曲リンク部材３４の先端部３４ｂの真上にあって、屈曲リンク部材３４に固定されている係合ピンと係合していない。なお、図３（ａ）では見えていない第１従動リンク部材３６に固定されている係合ピンも係合凹部４２ａの真下にあって係合していない。
【００２８】
図３（ａ）の状態で、パイプ３９を図３（ｂ）のように上方向に手などで動作させる。これにより、屈曲リンク部材３４が、軸３２とともに反時計方向に回動する。この回動により、先端部３４ｂに固定されている前記係合ピンが係合凹部４２ａに係合する。このとき、図示されていない第１従動リンク部材３６も反時計方向に回動し、これに固定されている係合ピンも他方の係合凹部４２ａに係合する。
さらに屈曲リンク部材３４が回動すると、２つの係合ピンそれぞれによって係合凹部４２ａ内側が押されて、インナーセット部材４０が水平に左方向に移動し、円弧部４１によって細径部５６の左側に形成されているリング状の面５７が押されて、インナー５５も距離ｘ１分前進する。
なお、前記２つの係合ピンは前進するだけでなくわずかに上方向に向かうが、その上方向への移動分については、係合凹部４２ａ内で吸収し、インナー５５には伝わらない。
【００２９】
さらに、パイプ３９を介して屈曲リンク部材３４が反時計方向に回動すると、図４（ａ）のように距離ｘ２分移動し、最終的に図４（ｂ）のように距離ｘ３分前進し、インナー５５の先端部分がアウター５１に挿入され、両者は接続される。
接続作業を終えれば、インナーセット部材４０やパイプ３９は取り外してもよい。
接続の解除時には、前述のように摺動環５２を左方に外しておき、屈曲リンク部材３４、インナーセット部材４０、パイプ３９などを図４（ｂ）の状態とし、パイプ３９を下方に下げて、屈曲リンク部材３４及び第１従動リンク部材３６を時計方向に回動させて、インナー５５を右方に移動させ、アウター５１から外す。
【００３０】
第１従動リンク部材３６と第２従動リンク部材３７とによりこれらの間にある油圧カプラ５０の接続及び接続の解除を行う際には、インナーセット部材４０をその油圧カプラ５０にセットする。そして、前述同様に屈曲リンク部材３４を駆動し、第１従動リンク部材３６と第２従動リンク部材３７それぞれに固定されている２つの係合ピンを係合凹部４２ａに係合させ、接続あるいは接続を解除する。
【００３１】
以上の脱着装置３０及びこれを備える杭圧入装置１０によれば、パイプ３９によって、屈曲リンク部材３４を反時計方向に回動させると、インナーセット部材４０を介して、インナー５５がアウター５１に接続する方向に移動し、逆方向に回動させればインナー５５がアウター５１から離間するように移動する。
つまり、パイプ３９を使っていわゆる「てこの原理」により小さな力で回転運動を直線的な往復運動に転換し、アウター５１とインナー５５との接続及び接続の解除を行なうことができる。
従って、少しの力で容易に部材同士の脱着作業が可能となり、力が小さければ反動も小さく安全性も高い。また、弱い力でよいので作業に要する作業員の数も少なくて済む上に、シリンダやモータなどの駆動源も入らず、てこの原理という単純な構造であることから、コストを低減できる。また、てこの原理で素早く動作させることができるので、短時間で作業できる。
【００３２】
なお、本発明は上記実施の形態に限定されず適宜変更可能である。
例えば、上記実施の形態では、第１の部材として油圧カプラのアウター、第２の部材としてインナーとしたが、逆でもよい。つまり、アウターに係合部材を取り付け移動させてもよい。
また、上記実施の形態では、本発明では第１の部材及び第２の部材のいずれも可動のホースの先端の接続部分などであってもよい。
さらに、油圧カプラやホースなどの管状の部材同士だけでなく、一方のみが管状であったり、いずれも管状でなくてもよい。要するに本発明は、一方に対して他方を引き寄せて接続したり、引き離して接続を解除するように構成されている１組の部材に対して、適用することができる。
【００３３】
脱着装置３０では、インナーセット部材４０を、ブラケット３１や屈曲リンク部材３４などの回転駆動系と全く別体で構成したが、回転駆動系に常に連結しているように構成してもよい。
【００３４】
軸３２に回転力を伝達する機構は上記実施の形態に限定されない。例えば、屈曲リンク部材３４についても、第２従動リンク部材３７と同様の形状に形成し、その外側面に軸３２に固定した状態で六角形のナットや六角形の凹みを有するボルトなどを固定する。そして、接続あるいは接続解除の作業時には、ナットであればソケットレンチやメガネレンチなどを嵌め、六角形の凹みを有するボルトであれば六角レンチなどを嵌めて、前記パイプ３９同様に上下に操作すればよい。
逆に屈曲リンク部材のパイプ接続腕３４ｄをさらに長く形成し、パイプ接続腕３４ｄそのものを掴んで屈曲リンク部材３４を直接回動させてもよい。
【００３５】
【発明の効果】
本発明によれば、駆動手段を利用し、第１取付部材と第２取付部材を介して、第１の部材と第２の部材のうちの一方を他方に接離させることができることから、第１の部材と第２に部材の接続及び接続の解除が容易になる。
【００３６】
また、本発明によれば、棒状の部材などを使って、軸部材を介し、または直接回動部材を所定方向に回動させると、第２の部材が前記係合部材を介して第１の部材に接続するように移動し、逆方向に回動させれば、第２の部材が前記係合部材を介して第１の部材から離間するように移動する。このように回動部材または軸部材のいずれかを棒状の部材によって回動すれば、いわゆる「てこの原理」により小さな力で回転運動を直線的な往復運動に転換して、第１の部材と第２の部材とを接離し、接続及び接続の解除が可能となる。従って、少しの力で容易に部材同士の脱着作業が可能となり、力が小さければ反動も小さく安全性も高い。また、弱い力でよいので作業に要する作業員の数も少なくて済む上に、シリンダなどの駆動源も入らず、てこの原理という単純な構造であることから、コストを低減できる。また、てこの原理で素早く動作させることができるので、短時間で作業できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の杭圧入装置の一例を示す側面図である。
【図２】杭圧入装置に設けられる脱着装置の全体を示す斜視図である。
【図３】（ａ）、（ｂ）は脱着装置の動作を順に示す側面図である。
【図４】（ａ）、（ｂ）は、図３の続きの脱着装置の動作を順に示す側面図である。
【符号の説明】
１０    杭圧入装置
３０    脱着装置
３１    ブラケット（第１取付部材、装置固定部）
３２    軸（軸部材）
３４    屈曲リンク部材（回動部材）
３６    第１従動リンク部材（回動部材）
３７    第２従動リンク部材（回動部材）
４０    インナーセット部材（第２取付部材、係合部材）
４２ａ、４２ａ    係合凹部
５０    油圧カプラ
５１    アウター（第１の部材）
５５    インナー（第２の部材）
【図１】
0004226838.tif 000002
【図２】
0004226838.tif 000003
【図３】
0004226838.tif 000004
【図４】
0004226838.tif 000005