(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
杭打ち機（２）が具備する杭把持用のキャッチャー（８）で管杭（７）の上端外面を把持させる場合に、該管杭（７）の上端部内に挿入する杭把持用のプラグであって、
螺進軸（２０）と、
該螺進軸（２０）に螺合して軸移動自在に保持されるナット部材（２１）と、
上記螺進軸（２０）まわりを取り囲む配置で保持される周方向に複数の拡縮片（２２）と、
これら複数の拡縮片（２２）のまわりに巻回されて全拡縮片（２２）を縮径方向へ付勢する締め付けリング（２３）とを有し、
前記ナット部材（２１）は螺合する前記螺進軸（２０）の軸心を軸心とする円錐台または角錐台の形状を有し、
前記複数の拡縮片（２２）は前記螺進軸（２０）を取り囲む配置で前記ナット部材（２１）と同様の形状の空間部を有し、
ナット部材（２１）を軸移動させて螺進軸（２０）と拡縮片（２２）との周間へ出入りさせることで全拡縮片（２２）の外面相互によって形成される外径を拡縮可能に構成されており、
前記管杭（７）の上端部内へ挿入する前には管杭（７）の内径より径小化され管杭（７）の上端部内へ挿入後に拡径して管杭（７）の内周面に対して周方向複数箇所で当接して前記キャッチャー（８）の把持力を内方から支持する
ことを特徴とする杭把持用のプラグ。
【請求項２】
前記ナット部材（２１）は角錐台の形状を有し、
前記複数の拡縮片（２２）の数は前記角錐台の底面の辺と同数である
請求項１に記載の杭把持用のプラグ。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、無排土式回転杭打ち機等の杭打ち機によって管杭を把持させる場合に好適に使用できる杭把持用のプラグに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
地盤に杭を打ち込む方法の一つとして、無排土式回転杭打ち機を用いたものが知られている（特許第２６３２４４３号公報等参照）。
この方法で使用される杭は、多くの場合、鋼材や鉄材などを素材として遠心鋳造した管杭（遠心鋳造管）である。このような管杭は、その先端面が軸心に略直交して形成されており、またこの先端部寄りの外周面には螺旋状の翼が固着されている。
【０００３】
上記した無排土式回転杭打機は、例えばクレーン車等をベースとして構成されており、このクレーン車が有するブーム先端には、地盤上に立設させるためのタワーが吊り下げられ、このタワーにはモータが上下動自在に保持されている。
このモータは、クレーンによって昇降可能とされたフックを介して吊り下げられている。そしてこのモータの下部には、管杭を把持するためのキャッチャーが設けられている。
すなわち、キャッチャーに管杭の杭頭（上端部）を把持させた状態で、管杭が直立状態になるまでモータを引き上げ、この状態からモータで管杭を回転させながらモータを下降させてゆき、管杭をねじ込み作用と共に地盤中へ圧入するというものである。
【０００４】
ところで、上記キャッチャーは、円周配置で等配状に設けた複数個のローラと、これら全ローラを球心方向へ一斉に移動させるようにしたカム機構とを具備したものとしてあり、全部のローラによって管杭の外周面を掴むようになっていた（特公平４−６０９１１号公報等参照）。
なお、この種のキャッチャーでは、各ローラによる押圧によって管杭の外周面に傷が付くのを防止するために、ローラと管杭外周面との周間に円弧板状のライナーを介設して、もって管杭の外周面を面接触状に押圧させるようにする提案もなされている（特公平４−４９１９４号公報参照）。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
管杭は、上記したように遠心鋳造管より成る中空円柱状のものである。そのため、その外径にはある程度の寸法バラツキがあり、またその真円度にもある程度変形したもの（楕円形化したものや周方向に凹凸があるもの）が含まれている場合があった。
従って、このように断面形状的に精度の低い管杭を上記キャッチャーによって把持させた場合、各ローラ又はライナーによる押圧バランスが崩れることが原因となって、管杭を益々歪な形状へと変形させてしまうことがあった。
【０００６】
もし、このようにしてキャッチャーによる把持によって管杭が変形すると、管杭の確実な固定ができずに地盤中への圧入時に空回りの原因となったり、その後、管杭をキャッチャーから外せなくなったりするおそれがある。
本発明は、上記事情に鑑みてなされたものであって、無排土式回転杭打機のキャッチャー等によって管杭を把持させる場合に、管杭を変形させることなく確実に把持できるようにし、またキャッチャーに対する管杭の着脱が容易且つ迅速に行えるようにする杭把持用のプラグを提供することを目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
前記目的を達成するために、本発明は次の手段を講じた。
即ち、本発明に係る杭把持用のプラグは、無排土式回転杭打ち機等の杭打ち機が具備する杭把持用のキャッチャーで管杭の上端外面を把持させる場合に、該管杭の上端部内に挿入する杭把持用のプラグであって、螺進軸と、該螺進軸に螺合して軸移動自在に保持されるナット部材と、上記螺進軸まわりを取り囲む配置で保持される周方向に複数の拡縮片と、これら複数の拡縮片のまわりに巻回されて全拡縮片を縮径方向へ付勢する締め付けリングとを有し、前記ナット部材は螺合する前記螺進軸の軸心を軸心とする円錐台または角錐台の形状を有し、前記複数の拡縮片は前記螺進軸を取り囲む配置で前記ナット部材と同様の形状の空間部を有し、ナット部材を軸移動させて螺進軸と拡縮片との周間へ出入りさせることで全拡縮片の外面相互によって形成される外径を拡縮可能に構成されており、前記管杭の上端部内へ挿入する前には管杭の内径より径小化され管杭の上端部内へ挿入後に拡径して管杭の内周面に対して周方向複数箇所で当接して前記キャッチャーの把持力を内方から支持する。
【０００８】
このようなプラグを使用すると、管杭の外周面をキャッチャーによって把持しても、この把持力によって管杭が変形することが防止される。
そのため、管杭の確実な固定ができ、地盤中への圧入時に空回りが起こるということはない。また管杭をキャッチャーから外せなくなることもない。
前記ナット部材が角錐台の形状を有するときは、前記複数の拡縮片の数は前記角錐台の底面の辺と同数であるのが好ましい。
【０００９】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を、図面に基づき説明する。
図３及び図４は、本発明に係る杭把持用プラグ１の一実施形態を示しており、図１、図２R>２、及び図５、図６は、このプラグ１の使用状況を示している。
図５及び図６に示すように、クレーン車をベースとして構成された無排土式回転杭打機２を例に挙げて説明すると、このプラグ１は、杭打機２のブーム３の先端からワイヤ４及びフック５を介して吊り下げられたモータ６に対して、その下部に、管杭７を把持するためのキャッチャー８と共に組み込むようにする。
【００１０】
従ってこのプラグ１は、杭打機２がワイヤ４の繰り出し又は巻き上げを行ってモータ６をタワー１０に沿って昇降させるときに、このモータ６と一緒に昇降することになる。
なお、キャッチャー８について概説しておくと、図１及び図２に示すように、このキャッチャー８は、管杭７の上端部を取り囲むように円周配置で等配状に設けた複数個のローラ１２と、これら全ローラ１２を球心方向へ一斉に移動させるようにしたカム機構１３とを具備している。
【００１１】
このカム機構１３は、全ローラ１２の配置まわりを取り囲むようなカムリング１４を有しており、このカムリング１４の内周面に個々のローラ１２に対応させて円弧凹部状のカム１５を形成させたものとなっている。
各ローラ１２は、リング型のローラブラケット１６によって所定配置に保持され、且つリングバネ１７によってブレ止めされた状態で個々に回転自在になっている。
従って、カムリング１４又はローラブラケット１６のいずれか一方を相対回動させることで、全ローラ１２が球心方向へ一斉に移動して管杭７を把持したり、これと逆移動して管杭７を開放したりすることになる。
【００１２】
そして、このようなキャッチャー８に対して、本発明に係る杭把持用プラグ１は、全ローラ１２の配置中心（ローラブラケット１６の中心）に対して、一体的に組み込まれるか、又はこのキャッチャー８とは別体のまま使用される。
図３及び図４に示すように、このプラグ１は、コレット構造を具備したものとなっている。
すなわち、このプラグ１は、螺進軸２０と、この螺進軸２０に螺合して移動自在に保持されるナット部材２１と、螺進軸２０まわりを取り囲む配置で保持される周方向に複数の拡縮片２２とを有している。また、これら複数の拡縮片２２のまわりには、これら全拡縮片２２を縮径方向へ付勢する締め付けリング２３が巻回されている。
【００１３】
螺進軸２０は、中心に貫通孔２５を有する円盤形の基盤２７に対して、その貫通孔２５へボルト２６を串刺しにしたものとして形成されている。これら基盤２７とボルト２６とを互いに回転自在とするか回転不能に固定するかは、何ら限定されない。また、基盤２７はそもそも必須不可欠のものではない。
これに対し、ナット部材２１は、言うまでもなくこの螺進軸２０のボルト２６に螺合可能な雌ねじ部２８を有したものとして形成されている。また、このナット部材２１は、軸方向に長く、且つテーパ形状を呈するものとして形成されている。
【００１４】
このナット部材２１が螺進軸２０に螺合されるとき、テーパ形状における径小側が基盤２７に向けられ、径大側がボルト先端に向けられるようになっている。
図２に示したように、本実施形態において拡縮片２２は全部で６個設けられたものとしている。ただ、この拡縮片２２の個数は特に限定されるものではない。
一つ一つの拡縮片２２は断面扇型を呈したもので、その軸方向に所定長さを有しており、全部の拡縮片２２を合わせることによって円筒体を形成するようになっている。また、このような円筒体を形成させたときにその中心部分にできる孔がテーパ孔となるように、各拡縮片２２はその肉厚（円筒体の径方向寸法に相当）が軸方向で徐々に変化するように形成されている。
【００１５】
このときのテーパ孔は、上記したナット部材２１の外形であるテーパ形状に適応したものとなっている。ただ、これら両者のテーパ角は全く同一とする必要はなく、近似させる程度でもよい。殊に、ナット部材２１については例えば球体としたり、螺進軸２０の基盤２７側へ球面を向けた半球体としたり、場合によっては三角錐台などの多角形の立体として形成したりしてもよい。
各拡縮片２２には、上記円筒体を形成させるときの外周面側に、締め付けリング２３を嵌め付けるためのリング用溝３０が設けられている。本実施形態において、このリング用溝３０は、軸方向に所定間隔をおいて２本設けてある。
【００１６】
これら各拡縮片２２と、上記したナット部材２１との間には、これら両者間を回転不能に保持するための回り止め手段３２が設けられている。
この回り止め手段３２は、長手方向を軸方向へ向けた溝３３とこれに係合する突条３４との組み合わせより成るスプライン的なものである。
なお、本実施例では、ナット部材２１側に突条３４を設け、拡縮片２２側に溝３３を設けたものとしているが、これら溝３３と突条３４とを相対逆に設けることも可能である。また、溝３３と突条３４との組み合わせピッチを細かくしてセレーション的なものにすることもできる。
【００１７】
締め付けリング２３は、ゴムや樹脂、又はコイルバネ等の弾性材をエンドレスにすることによって形成されたリングである。また、スプリング材等の金属材をリング形に曲げてその円周上の一カ所を分断したものとしてもよい。いずれにしても、その断面形状は何ら限定されない。
このようなコレット構造を有するプラグ１では、螺進軸２０に対するナット部材２１の螺合度合いを変えてゆくことで、ナット部材２１が螺進軸２０に沿って軸移動することになる。
【００１８】
従って、このナット部材２１を螺進軸２０の基盤２７へ近接させる方向へ軸移動させたときには、この螺進軸２０と拡縮片２２との周間へナット部材２１が分け入るようになる。そのため、全拡縮片２２は締め付けリング２３による巻回状態の拘束を受けながら、径方向外方へ押し開かれるようになる。そのため、このプラグ１の全体としてその外径が拡大されるものである。
また反対に、ナット部材２１を螺進軸２０のボルト先端へ近接させる方向へ軸移動させたときには、この螺進軸２０と拡縮片２２との周間からナット部材２１が抜き出るようになる。そのため、全拡縮片２２は締め付けリング２３による締め付け力を受けて径方向内方へしぼむようにされる。そのため、このプラグ１全体としてその外径が縮小されるものである。
【００１９】
このようなことから、このプラグ１を縮径状態にさせ、螺進軸２０の基盤２７を管杭７の上端部から外部へ残すようにして、そのうえでこのプラグ１を管杭７の上端部へ挿入し、この挿入状態のまま螺進軸２０を回転させて、ナット部材２１を基盤２７へ近接させるようにする。
これにより、上記したように全拡縮２２による径方向外方への押し開き状態を経てプラグ１が拡径するので、このプラグ１が管杭７の上端部内周面を内側から外側へ押圧する状態が得られる。
【００２０】
従って、この状態にした管杭７の上端部を、図１及び図２に示したように無排土式回転杭打機２のキャッチャー８によって把持させたとしても、この把持力によって管杭が変形することはないものであり、結果、管杭７の確実な固定ができ、地盤中への圧入時に空回りが起こるということもないものである。勿論、管杭７をキャッチャー８から外せなくなるということもない。
図７，８に示すものは、プラグ１の他の実施例であり、拡縮片２２の重量を軽減するために、上下に貫通する孔３５が設けられている。また、リング用溝３０に収納された締め付けリング２３は、一本が破損しても安全なように二本とされている。
【００２１】
図９に示すものは、プラグ１の他の実施の形態である。
即ち、ナット部材２１は、外周面が円形のテーパ筒状に形成されているのではなく、外周面が正六角形のテーパ角錐台に形成されている。
尚、このナット部材２１の多角形状は、拡縮片２２の分割数と同じにされている。従って、拡縮片２２の分割数が変われば、多角形の辺数も変わることになる。このように、テーパ接触を曲面ではなく平坦面とすることにより、接触精度（均一接触）が良くなる。
【００２２】
ところで、本発明は、上記実施形態に限定されるものではなく、実施の形態に応じて適宜変更可能である。
管杭７は、その１本だけを打ち込むタイプでも、また複数本を連結しつつ地中深く打ち込むタイプでもよい。このように管杭７を連結する場合では、管杭７が変形しないという上記作用効果に伴って、連結不良の防止が図れるという利点も得られることになる。
無排土式回転杭打ち機２やキャッチャー８の構成は何ら限定されるものではない。特に、杭打ち機は無排土式回転杭打ち機２に限定されない。
【００２３】
【発明の効果】
以上の説明から明らかなように、本発明に係る杭把持用のプラグは、管杭の上端部内に挿入しておくことで、無排土式回転杭打機のキャッチャー等によって管杭を把持させる場合の把持力をバックアップできることになり、この把持力によって管杭が変形することが防止される。
また、このプラグを用いて本発明に係る杭打ち工法では、管杭の確実な固定ができるために、地盤中への圧入が確実化され、キャッチャーに対する管杭の着脱も容易且つ迅速となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】図６のＢ−Ｂ線拡大断面図であって、本発明に係る杭把持用プラグの使用状況を示している。
【図２】図１のＣ−Ｃ線断面図である。
【図３】本発明に係る杭把持用プラグの側断面図である。
【図４】図３に示したプラグを分解して（一部の部材を省略して）示した斜視図である。
【図５】無排土式回転杭打機によって地盤に管杭を打ち込む状況を示した側面図である。
【図６】図５のＡ−Ａ線拡大矢視図である。
【図７】図７はプラグの他の実施例を示す側断面図である。
【図８】図８は、図７の底面図である。
【図９】図９はプラグの他の実施例を示す底面図である。
【符号の説明】
１ プラグ
２ 無排土式回転杭打ち機
７ 管杭
８ キャッチャー
２０ 螺進軸
２１ ナット部材
２２ 拡縮片
２３ 締め付けリング
【図１】
0003845604.tif 000002
【図２】
0003845604.tif 000003
【図３】
0003845604.tif 000004
【図４】
0003845604.tif 000005
【図５】
0003845604.tif 000006
【図６】
0003845604.tif 000007
【図７】
0003845604.tif 000008
【図８】
0003845604.tif 000009
【図９】
0003845604.tif 000010