説明

杭を挟持する装置、および杭を挟持する方法

【課題】 杭打抜機に装着されたチャックによってハット形矢板4を挟持する技術を改良して、迅速かつ容易に正しく挟持できるようにする。
【解決手段】 反力受部材1を構成して、1対のチャック6A,6Bが正しくハット形矢板4を挟持し得る位置・姿勢となるように支持し、かつ、位置決め部材3を設けてハット形矢板4をチャックに対して位置決めする。チャックの固定側コラム7bが受ける曲げ力を反力受部材1がバックアップするので、該固定側チャックを軽量化しても破損する虞れが無い。1対のチャック6A,6Bが重心Gを掴むので(詳しくは、断面図において重心Gを通りウエブに平行な仮想の線がフランジ4fと交わる2箇所付近を挟持するので)、ハット形矢板に曲げ力が掛からず、正確な杭打ちが可能となる。

【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、起振機によって杭を打設するため、該起振機に装着されたチャック機構によって杭を挟持する方法、および同装置に関するものであって、ハット形矢板を挟持するに好適であるが、ハット形矢板以外に適用することもできる。
【背景技術】
【0002】
図3は、杭の1例としてのハット形矢板を打設している状態を示し、(A)は正面図、(B)は模式的に描いた平面図である。
符号4Aを付して示したのはハット形矢板の1例である。該ハット形矢板には多数の種類が有って、それぞれJISで規格化されている。
図4(A)には上記ハット形矢板4Aが実線で描かれるとともに、これと異なる規格のハット形矢板4Bが鎖線で描かれている(詳細については後に説明する)。
【0003】
(図3(A)参照)起振機5の下端部に、1対のチャック機構(以下、チャックと略記することあり)6A,6Bが設置されている。
(図3(B)参照)ハット形矢板4Aは、その断面形状が図示のごとくハット形をなしていて、ハットの天井に当たる箇所はウェブ、両端に当たる箇所はアームと呼ばれており、両者を接続する斜めの部分はフランジと呼ばれている。
この図3に示したハット形矢板を打ち抜きする際は、一般に、1個の起振機5に対して2組のチャック機構(本例ではチャック6Aとチャック6B)を設置し、ハット形矢板の2箇所を対称的に挟持する。
【0004】
前掲の図3において2組設けられていたチャック機構(6A,6B)の内の1組を抽出して詳細を描くと図5のとおりである。
コラム7はチャック機構の本体部分をなし、使用状態において下向きに凹なるコの字形の部材である。
このコラム7の幅寸法が例えば30cmである場合、厚さ30cmの厚鋼板をコの字形に切断して構成される。このことから推察し得るように、コラムは頑丈な大重量部材である。
コラム7は、可動側コラム7cと固定側コラム7bとが、矢板嵌合用の凹部7dを介して対向し、コの字状を形成している。
【0005】
可動側コラム7cの中にはチャックシリンダ7eが設けられていて、そのピストン部材に取り付けられた可動爪6bが、図の左右方向に往復駆動される。
上記可動爪6bに対向設置されて矢板(図外)を挟み付ける固定爪6aは、固定側コラム7bに取り付けられている。
前記コラム7の頂面には、回転軸として機能する突起8が設けられている。この突起8を中心として複数個の取付ネジ孔7aが設けられている。
このコラム7の取付相手部材には円弧状長孔9が設けられていて、該コラム7の装着角位置を調節し得るようになっている。すなわち、図示の角θの範囲内で回動・固定できるようになっている。
【0006】
可動側コラム7cは、その中にチャックシリンダ7eを収納しているので、その厚さ寸法Tが大きくなる。これを別の視点から見ると次のようにも言うことができる。
可動側コラム7cは、その中にチャックシリンダ7eを収納し得るだけの厚さ寸法Tに形成されるので、該可動側コラム7cは充分な剛性と強度とが得られる。
ところが固定側コラム7bは、その中にチャックシリンダを収納する必要が無いので、その厚さ寸法3Tは、前記可動側コラム7cの厚さ寸法Tよりも小さく設定することができる。
しかし、この固定側コラム7bは、前記チャックシリンダ7eの伸張力を受けて矢板(図外)を挟持しなければならないので、これに耐えるだけの剛性と強度とを有していなければならない。
【0007】
前述のような強度関係に基づいて設計製作した場合、
固定側コラム7bの厚さ寸法Tは、可動側コラム7cの厚さ寸法Tよりも、一般に小さくなる。
しかしながら、固定側コラム7bの厚さ寸法Tを切り詰め過ぎると、該固定側コラム7bの耐ベンディング強度が不足して大きい歪みを生じたり、根本部に亀裂10を生じたりする。
杭打抜機用チャックに関しては、特許文献1として挙げた特開2005−344361号公報「広幅鋼矢板のチャック装置」及び特開平11−336076号公報「ハット型土留鋼材の把持装置」が公知である。しかし、上記いずれの特許文献に係る発明においてもチャックの固定側コラムの強度に関しては別段の考慮が為されていない。
【特許文献1】 特開2005−344361号公報
【特許文献2】 特開平11−336076号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【0008】
(図3(B)参照)ハット形矢板を打設するため、起振機(図外)に装着されたチャックで該ハット形矢板を挟持する際、図示のように1対のチャック6A,6Bによって矢板のフランジ部を把持することは、後述するようになかなか難しい。
しかし乍ら、どうしてもフランジ部を対称的に挟持することが望ましい。その理由は次のとおりである。
当業界の諺として、正確に杭を打つには杭の重心を掴まねばならぬ、と言われている。
厳密に正しく言い直すと、杭が地盤から受ける抵抗(合力)の作用線に関して対称に把持しなければならないということである。
【0009】
しかし乍ら、杭が地盤から受ける抵抗は複雑であり、杭打ち作業者が杭の抵抗の作用線を見極めることはできない。
そこで、杭の長手方向に見た投影図形において、杭の重心を通ってウエブに平行な仮想の線がフランジと交わる箇所(2箇所存在する)の付近を、それぞれチャックで挟持するという教訓は適切であり、実用上きわめて有益である。
チャックで把持した2箇所を結ぶ線が重心を外れていると、杭に対して曲げモーメントが作用するので正確な打設ができない。
【0010】
ハット形矢板には多数の型式が有って、その断面形状が異なっている。これら多様のハット形矢板に順応してウィング部を挟持するため、先に図5(A)を参照して説明したように、起振機に対するチャック装着部に円弧長孔9を設けることによって、該チャックを垂直軸周りに回動させただけではなかなか旨くフィットしない。
その理由は(図6参照)、矢板を挟むため、可動側コラム7cの可動爪と固定側コラム7bの固定爪との間に隙間を生じさせると、該隙間の中で矢板が動いて位置が決まらない。
一つには、図において左周り(反時計方向)に傾いて、破線で描いた左傾位置4aになったり、右回り(時計方向)に傾いて、鎖線で描いた右傾位置4bになったりする。
【0011】
二つには,図において上に平行移動して、点線で描いた上偏位置4cになったり、下に平行移動して下偏位置(図示省略)になったりする。
三つには、ハット形矢板の型式によってフランジ間隔寸法Wが異なるから、これに合わせて1対のチャック6A,6Bの間隔を調節しなければならない。
【0012】
本発明は上述の事情に鑑みて為されたものであって、その目的とする処は、
イ.固定側コラムを格段に軽量化することができ、
ロ.2組のチャックによって、各種型式寸法の矢板を挟持することができ、
ハ.各種型式寸法の矢板を迅速容易に、かつ正確に挟持し得る技術を提供するにある。
コラムの軽量化によって振動エネルギーの損失が減少し、作業効率の上昇を期待することができる。
【課題を解決するための手段】
【0013】
上述の目的を達成するために創作した本発明の基本的な原理について、その1実施形態に対応する図1を参照して略述すると次のとおりである。
水平断面が左右対称な台形をなす反力受部材1に対して、2組のチャック6A,6Bそれぞれの固定側コラム7bを取り付ける。
前記の反力受部材1は、大別して次のような2つの役目を担っている。
(1).チャックの可動側コラム7cの挟みつけ力(矢印P,P′)の反力を支承する。
これにより、可動側コラムの厚さ寸法を薄くしても破損する虞れが無くなる。
(2).2組のチャック6A,6Bの位置と姿勢とを規制する。
各種型式寸法の矢板に対応せしめて、それぞれに適応する反力受部材を準備しておくと、各種型式寸法の矢板に対して2組のチャック6A,6Bを適正に配置させることができる。
【0014】
上述の原理に基づく具体的な構成として、請求項1に係る発明方法は(図1参照)、
相互に一体的に連設された固定側コラム(7b)と可動側コラム(7c)とから成るチャックの2組(6A,6B)を用い、
矢板に形成された1対のフランジ(4f)のそれぞれを挟持する方法において、
前記1対のフランジが成す角θ、及び,又は、該1対のフランジの中央部間隔寸法Wの異なる複数種類の矢板に対応して
2個の固定側コラムの間に反力受部材(1)を介装して該2個の固定側コラムを結合することにより、
2組のチャックそれぞれの挟み付け方向(P,P′)の成す角φを、前記の角θの補角ならしめるとともに、
該2組のチャックを構成している2個の固定側コラムの挟持面中央部間の距離を、前記間隔寸法Wと等しからしめて、
前記矢板の長手方向に見た投影図において、矢板の重心Gを通ってウエブに平行な仮想の線がフランジと交わる箇所の近傍を、チャックで挟持することを特徴とする。
【0015】
請求項2に係る発明方法は、前記請求項1の構成要件に加えて(図1参照)、
前記の反力受部材(1)に対して、予め位置決め部材(3)を取り付けておき、
上記反力受部材に結合されているチャック(6A,6B)で杭を挟み付ける際、
前記の位置決め部材を杭のウエブに当接せしめることによって、チャックに対する杭の位置を規制することを特徴とする。
【0016】
請求項3に係る発明方法の構成は、前記請求項2の構成要件に加えて(図1参照)、
前記のチャック(6A,6B)の固定側コラム(7b)と可動側コラム(7c)との間に杭を嵌め合わせて挟み付ける際、
前記位置決め部材(3)にガイド部材を兼ねさせ、
先ず、杭と位置決め部材とを接触させた後、杭と位置決め部材とを相互に摺動させて、固定側コラムと可動側コラムとの間に杭のフランジ(4f)を誘導することを特徴とする。
【0017】
請求項4に係る発明装置の構成は(図1参照)、
断面が2等辺3角形または2等辺台形をなす中空の柱状部材(1)であって、
三角形または台形の2等辺部に相当する面に、チャック(6A,6B)の固定側コラム(7b)が着脱可能に結合されるようになっており、
かつ、前記チャックに挟持された状態の矢板(4)のウエブ部に当接する位置決め部材(3)が、前記柱状部材(1)に固着されていることを特徴とする。
【発明の効果】
【0018】
請求項1の発明方法によると、2組のチャックのそれぞれに設けられている計2個の固定側コラムが、反力受部材を介して結合されるので、該2組の固定側コラム相互の相対的な位置および姿勢が、反力受部材によって定められる。
このため、打設すべき矢板の型式・寸法に対応して予め作成しておいた反力受部材を用いると、当該2組のチャックによって各種型式寸法の矢板を迅速,容易かつ正確に挟持することができる。特に、矢板の重心に関して正確に対称の箇所をチャックで把持することができるので、矢板に曲げモーメントが掛からず、正確に打設することができる。
更に、前記2個の固定側コラムのそれぞれは、矢板を挟持する力によってベンディングを受けるので、強固に構成しておかないと破損する虞れが有る構成部分であるが、本請求項の発明を適用して反力受部材を装着すると、前記のベンディング(矢板を破損させようとする力)を支承して釣り合い、相殺する。
従って、固定側コラムを軽量化しても破損する虞れが無くなる。固定側コラムの軽量化によって該固定側コラムの製造コストが低減されるのみでなく、杭を打ち込むための振動エネルギーの損失が軽減され、杭打抜機全体としてのエネルギー効率が向上する。
【0019】
請求項2の発明方法を前記請求項1の発明方法と併せて実施すると、
請求項1の発明方法によって適正に支持されている2組のチャックに対して、正しい位置・姿勢に杭を位置決めすることができる。
このため、格別の熟練を要せずに杭を正確に挟持することができ、杭の打設品質を向上させることができる。
【0020】
請求項2の発明方法によると、チャックの固定側コラムと可動側コラムとの間に嵌め合わされて未だ挟圧されていない状態の杭を、チャックに対して正しく位置決めすることができた。
更に請求項3の発明方法を併せて実施すると、杭打抜作業の初期において、チャックと杭とを互いに接近させている状態から前記の状態(嵌め合わされた状態)まで、迅速容易に進捗させることができる。
【0021】
請求項4の発明装置を適用すると、本発明に係る反力受部材が多くの効果を発揮し、
イ.固定側コラムに掛かるベンディングを支承し、2個の固定側コラムそれぞれに掛かる力の大半を拮抗させて相殺するので、該固定側コラムの厚さ寸法を短縮しても破損する虞れが無い。
ロ.固定側コラムの厚さ寸法を短縮することによって軽量化され、製造コストが軽減される上に、取扱いが容易になる。
ハ.固定側コラムの厚さ寸法を短縮することによって、従来の厚さ寸法の固定側コラムによっては挟持できなかった小形の杭を挟持できるようになった。
ニ.反力受部材に取り付けられた2組のチャックは、相互に正しい位置関係に規制されるので、杭に対して正しく位置せしめられ、正確な挟持が容易に行なわれ得る。
ホ.各種型式・寸法の杭に対応せしめて、それぞれ専用の圧力受部材を用意しておくと、該各種の杭を迅速容易かつ正確に挟持することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【0022】
図1は、本発明の1実施形態を模式的に描いた水平断面図である。
符合4を付して示したのはハット形矢板であって左右対称の形状をなし、ウエブの両側にフランジ4fが一体連設されていて、更にその外側にフランジ4fが一体に連設されている。
前記両側のフランジ4fの成す角をθとし、両側のフランジそれぞれの中央部間の距離をWとする。
チャック6A,同6Bは、先に図4を参照して説明した機器であって、可動側コラム7cと固定側コラム7bとによって構成されている。上記固定側コラム7bは図5に示した仮想の縮小形状に形成してある。従来技術においては、この仮想の縮小形状に形成しようとしても、破損を招くのでできなかった(既述)。
【0023】
本実施形態の反力受部材1は、紙面と垂直な方向に長さを有する中空の柱状部材であって、その断面形状は「2本の斜辺の長さが等しい台形」である。ただし平行四辺形ではない。(注)平行四辺形でない2等辺台形は、必然的に図示のように左右対称の形となる。
上記の斜辺に相当する両側面に、それぞれ固定側コラム7bが取り付けられる。符合2は取付ボルトである。
1対のチャック6Aと同6Bとの相対的な位置は、前記反力受部材1によって定まる。
該反力受部材1の形状寸法は、挟持すべきハット形矢板4に対応して適宜に設定されており、これによって前記1対のチャック6A,同6Bの成す角φは、前記の角φの補角になり、かつ、該1対のチャック6A,同6Bそれぞれの挟持部間隔寸法Wが、「ハット形チャック4の2個のフランジ4fの間隔寸法W」に等しくなる。
ただし、前記挟持部間隔とは、前掲の図4に示した固定爪6aの中央部同士の間隔をいい、ウィングの間隔寸法とは、双方のフランジそれぞれの中央部同士の間隔をいう。
【0024】
本実施形態(図1)の反力受部材1は、ハット形矢板4の型式寸法に合わせて構成してある。
その構成を説明するための便法として、この反力受部材1の設計手順を考えてみると、
1.製図用紙の上に、使用するハット形矢板4の断面図を描く。
2.ハット形矢板に形成されている2箇所のフランジ4fのそれぞに対応せしめて、これらを挟持している状態のチャック6A,6Bを描く。
3.上記1対のチャック6A,6Bそれぞれの固定側コラム7bを、その位置に支持するよう、反力受部材1の形状を定める。詳しくは、図における左右の斜面を描く。
このとき、チャック6Aの挟持面の中央部と、チャック6Bの挟持面の中央部とを結ぶ線が、重心Gを通るように配慮する。
4.ハット形矢板4のウエブに当接するよう、位置決め部材3を設定する。
本例においては、ウエブに当接する板状の本体3aを、ブラケット3bにより反力受部材1に対して一体的に連設した。
前記の当接部材本体3aをウエブ面に沿わせて延長し、フランジ4fの根本部に接する延長部3cを設けると、位置決めをいっそう容易、かつ確実に行なうことができる。
以上に述べたように反力受部材1と位置決め部材3とを構成してチャック6A,6Bを装着し、位置決め部材3の本体3aを矢板のウエブに当接させて、それぞれのチャックでフランジ4fを挟みつけると正確な挟持状態となる。
この状態で、チャック6Aの挟圧方向(矢印p)とチャックBの挟圧方向(矢印P′)との成す角φが、前記の角θの補角になる。
前記と異なる観点から見ると、反力受部材1の、図における左右の斜辺が成す角がθになる。また、反力受部材の斜辺が成す角をθと等しくすることによって正しい挟持が可能になる。
【0025】
以上のように構成されている反力受部材1を用いて、この反力受部材にチャック6A,およびチャック6Bを装着すると、これらのチャックは本図1に描かれているように、ハット形矢板4を正しく挟持することができる。
この図1は、ハット形矢板4を正しく挟持した状態を描いてあるが、この状態に至るまでの経過について考えてみる。
すなわち、静止しているハット形矢板に対して、クレーンで吊持されているチャックを接近させて図1の状態を現出する場合も、
または、静止しているチャックに対してハット形矢板を吊り上げて係合させる場合も、
チャックの隙間に矢板のフランジ4fを挿入し、かつ、矢板のウエブに対して位置決め部材の本体3aを隙間無く当接させる作業は相応の熟練を要する。
こうした問題を解消するため、位置決め部材の本体3aを紙面に垂直な方向に延長し、かつ弓状に反らせて、ガイドとしての役目を兼ねさせることが望ましい。
【0026】
図2は、本発明を適用して各種型式のハット形矢板を挟持している状態を描いた模式図である。図2(B)に示した4Cは深型のハット形矢板、図2(C)に示した4Dは浅形のハット形矢板、図2(A)に示した4Aは中等度の深さのハット形矢板である。
先に図4を参照して、中等度深さのハット形矢板4Aを挟持する場合と、深形のハット形矢板4Bを挟持する場合との比較における課題を説明した。この課題は次のようにして解決されている。
(A)図においては、中等度深さのハット形矢板4Aに対応せしめて、これに適合する反力受部材1Aと位置決め部材3Aとが構成されており、
(B)図においては深形のハット形矢板4Cに対応せしめて、これに適合する反力受部材1Bと位置決め部材3Bとが形成されている。
これらの反力受部材及び位置決め部材は、先に図1を参照して説明したようにして構成されているので、中等度深さのハット形矢板の場合も深形ハット形矢板の場合も、それぞれフランジの中央部を無理なく挟持し、かつ、重心に関して対称に挟持される。
【0027】
本発明の効果として、上述のごとく無理の無い正確な挟持ができることの他に、干渉の解消が有る。すなわち、従来技術によって深形ハット形矢板を挟持しようとすると、図4(B)に示したような干渉(斑点を付した部分)を生じる虞れが有った。
本発明の適用により、チャック6A,6Bの固定側コラム7bが小形化されているからである。小形化可能になった理由は、該固定側コラムが受ける力を反力受部材1Bで支持されているからである。本例の固定側コラムは、図3に符合Sを付して示した仮想の縮小形状に形成されている。
【0028】
図2(C)の例においては、浅形のハット形矢板4Dに対応せしめて構成された反力受部材1C、および位置決め部材3Cによって、浅形のハット形矢板を無理なく正確に挟持している。
浅形のハット形矢板は、深形のハット形矢板に比して正確な挟持が難しいので、位置決め部材3Cの当接面を拡大して、断面図においてウエブの全面に当たるように構成してある。
【0029】
図2(D)は本発明の応用例を示し、コの字形鋼11を1対のチャック6A,6Bで挟持している状態を示す。コの字形鋼に適合する反力受部材1Dおよび位置決め部材3Dを構成することによって、コの字形鋼を正確に挟持することができる。図示を省略するが、本発明を応用してL形鋼(いわゆるアングル)を無理なく挟持することもできる。
【図面の簡単な説明】
【0030】
【図1】 本発明の1実施形態を示す模式的な断面図
【図2】 各種型式のハット形矢板を本発明装置によって挟持している状態の模式図
【図3】 1対のチャックによってハット形矢板を挟持している状態を描いた2面図
【図4】 従来技術に係るチャックでハット形矢板を挟持した場合の課題を説明するための模式図
【図5】 杭打抜機用のチャックを部分的に切断して描いた2面図
【図6】 従来例のチャックでハット形矢板を挟持する場合の課題を説明するための模式図
【符号の説明】
【0031】
1…反力受部材
3…位置決め部材
3a…本体
3b…ブラケット
4…ハット形矢板
6A,6B…チャック
7…コラム
7b…固定側コラム
7c…可動側コラム
9…円弧長孔

【特許請求の範囲】
【請求項1】
相互に一体的に連設された固定側コラム(7b)と可動側コラム(7c)とから成るチャックの2組(6A,6B)を用い、
矢板に形成された1対のフランジ(4f)のそれぞれを挟持する方法において、
前記1対のフランジが成す角θ、及び,又は、該1対のフランジの中央部間隔寸法Wの異なる複数種類の矢板に対応して
2個の固定側コラムの間に反力受部材(1)を介装して該2個の固定側コラムを結合することにより、
2組のチャックそれぞれの挟み付け方向(P,P′)の成す角φを、前記の角θの補角ならしめるとともに、
該2組のチャックを構成している2個の固定側コラムの挟持面中央部間の距離を、前記間隔寸法Wと等しからしめて、
前記矢板の長手方向に見た投影図において、矢板の重心Gを通ってウエブに平行な仮想の線がフランジと交わる箇所の近傍を、チャックで挟持することを特徴とする、杭を挟持する方法。
【請求項2】
前記の反力受部材(1)に対して、予め位置決め部材(3)を取り付けておき、
上記反力受部材に結合されているチャック(6A,6B)で杭を挟み付ける際、
前記の位置決め部材を杭のウエブに当接せしめることによって、チャックに対する杭の位置を規制することを特徴とする、請求項1に記載した杭を挟持する方法。
【請求項3】
前記のチャック(6A,6B)の固定側コラム(7b)と可動側コラム(7c)との間に杭を嵌め合わせて挟み付ける際、
前記位置決め部材(3)にガイド部材を兼ねさせ、
先ず、杭と位置決め部材とを接触させた後、杭と位置決め部材とを相互に摺動させて、固定側コラムと可動側コラムとの間に杭のフランジ(4f)を誘導することを特徴とする、請求項2に記載した杭を挟持する方法。
【請求項4】
断面が2等辺3角形または2等辺台形をなす中空の柱状部材(1)であって、
3角形または台形の2等辺部に相当する面に、チャック(6A,6B)の固定側コラム(7b)が着脱可能に結合されるようになっており、
かつ、前記チャックに挟持された状態の矢板(4)のウエブ部に当接する位置決め部材(3)が、前記柱状部材(1)に固着されていることを特徴とする、杭を挟持する装置。

【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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