JP2009293319A - 振れ止め装置 - Google Patents

Abstract

【課題】複数種類の異なるロッド部材の振れを効果的に抑止できる振れ止め装置を提供することを目的とする。
【解決手段】杭打機１によって回転しながら地中に埋設される鋼管杭Ｐ１などのロッド部材の振れを抑止する振れ止め装置７において、鋼管杭（ロッド部材）Ｐ１を囲むガイド部８と、軸受孔２７Ａ〜２７Ｄを介してガイド部８に回転自在に支持されたローラ２１と、を備える。軸受孔２７Ａ〜２７Ｄは、一のローラ２１に対して複数設けられており、ローラ２１を支持する軸受孔２７Ａ〜２７Ｄを変更することで、ローラ２１の配置を変更できる。その結果として、複数種類の外径の異なる鋼管杭Ｐ１の振れを効果的に抑えることができる。
【選択図】図２

Description

本発明は、杭や掘削ロッドなどのロッド部材を埋設する場合に、施工後のロッド部材の傾斜や芯ズレの施工精度を向上させるために用いる振れ止め装置に関する。

杭や掘削ロッドなどのロッド部材を埋設する施工では、施工後のロッド部材の傾斜や芯ズレの施工精度を向上させるために振れ止め装置が用いられる（特許文献１参照）。この種の振れ止め装置は、リーダの下部に取り付けられた円筒状の振れ止め部材を有し、振れ止め部材の中にロッド部材を挿入して横振れを防止することで、杭芯ずれや傾斜に対する品質向上を図っていた。
特開２００２−３５７０７１号公報

近年経済設計を行うことにより、ロッド部材の外径が数種類にもなる現場も多くなってきた。従来の振れ止め装置によって外径が数種類にもなるロッド部材の振れに対応するには、内径が異なる数種類の振れ止め部材を準備し、ロッド部材の外径が変わる毎に振れ止め部材を取り替える必要があった。しかしながら、振れ止め部材の取り替え作業にかかる時間と労力は相当なものであり、作業負担も大きく、作業効率の低下を招来してしまう。その結果として、従来の振れ止め装置では、複数種類の異なるロッド部材に適応してロッド部材の振れを効果的に抑えることは困難であった。

本発明は、以上の課題を解決することを目的としており、複数種類の異なるロッド部材に適応してロッド部材の振れを効果的に抑えることのできる振れ止め装置を提供することを目的とする。

本発明は、杭打機のリーダに沿って昇降する作業装置により、回転しながら降下して埋設されるロッド部材の振れを抑える振れ止め装置において、リーダに取り付けられ、且つロッド部材の軸線回りに沿ってロッド部材を囲むガイド部と、ロッド部材の軸線回りに沿って配置され、且つロッド部材の外周面に接して回転する複数のローラと、ガイド部に設けられ、且つローラを回転自在に支持するローラ支持部と、を備え、ローラ支持部は、一のローラに対応して複数設けられていることを特徴とする。

本発明によれば、一のローラに対応してローラ支持部が複数設けられているため、ローラを支持するローラ支持部を変更することで、ローラの配置を変更できる。その結果として、ロッド部材の寸法や形状に応じてローラを配置することができ、複数種類の外径が異なるロッド部材に適応してロッド部材の振れを効果的に抑えることができる。

さらに、ローラに着脱自在に装着される軸ピンを更に備え、ローラ支持部は、軸ピンが着脱自在に挿入される軸受穴であると好適である。上記構成によれば、軸ピンを軸受穴から取り外すことでローラをガイド部から簡単に取り外しできて別の軸受穴に取り付けることができる。その結果として、ロッド部材に応じたローラの配置の変更が簡単に行えるようになる。

さらに、ローラ支持部は、ロッド部材の軸線回りに沿った同心で半径が異なる複数の円周上にそれぞれ複数配置されており、一のローラに対応して設けられた複数のローラ支持部は、各円周上に配置されていると好適である。ロッド部材の外径の大小に応じて各円周上に配置された複数のローラ支持部を選択した場合に、各円周は同心であるため、どの円周を選択してもロッド部材の中心位置は定位置に保持されるようになり、ロッド部材の外径が変わっても安定して振れが抑えられる。

さらに、上記の円周上の複数のローラ支持部は均等間隔で配置されていると好適である。ロッド部材の外周面に沿って複数のローラがバランス良く配置されるようになるため、ロッド部材に対応して、どの方向に横振れの力が働いても精度良く振れを抑えられる。

さらに、一のローラに対応して設けられた複数のローラ支持部は、ロッド部材を中心としてロッド部材の外径方向に並ぶ少なくとも二カ所と、その外径方向から外れた少なくとも一カ所（合計三カ所以上）に配置されていると好適である。ロッド部材の所定の外径方向に沿って、一列に複数のローラ支持部を並べる場合に比べて、その外径方向とその外径方向から外れた箇所とにローラ支持部を配置した方がローラ支持部同士の干渉を避けながらローラ支持部の数を増やすことができる。その結果、ロッド部材の外径に応じたローラ支持部の選択肢が増え、ロッド部材の振れを効果的に抑えることができる。

本発明によれば、複数種類の異なるロッド部材に適応してロッド部材の振れを効果的に抑えることができる。

以下、本発明の好適な実施形態について図面を参照しながら説明する。図１は、本実施形態に係る振れ止め装置が取り付けられたリーダ及び杭打機を示す側面図である。図２は、本実施形態に係る振れ止め装置の平面図であり、図３は、図２のIII―III線に沿った断面図である。図４は、本実施形態に係る振れ止め装置の正面図である。なお、本実施形態では、四個のローラ２１を備えた振れ止め装置７を例示するが、ローラ２１の個数は二個、三個または五個以上であってもよい。

図１に示されるように、振れ止め装置７は、リーダ３の下部に取り付けられている。リーダ３は杭打機１に対して立設されており、リーダ３には、リーダ３の長手方向に沿って昇降可能なオーガモータ（作業装置）５が取り付けられている。オーガモータ５には、鋼管杭（ロッド部材）Ｐ１が連結されており、オーガモータ５の駆動によって鋼管杭Ｐ１は回転する。オーガモータ５の降下に伴い、鋼管杭Ｐ１は回転しながら降下する。鋼管杭Ｐ１の先端には、掘削用の羽根が設けられており、鋼管杭Ｐ１は、先端の羽根を未掘削の地盤Ｇに食い込ませながら地盤Ｇにねじり込み掘進し、鋼管杭Ｐ１本体の体積分の土砂を自動的に側方に押圧し、無排土で所定の地盤Ｇに設置される。

鋼管杭Ｐ１は、オーガモータ５の上昇によって吊り上げられ、所定位置にセットされた状態で先端が振れ止め装置７に保持される。図２に示されるように、振れ止め装置７は、鋼管杭Ｐ１の軸線Ｌ回りに鋼管杭Ｌを取り囲んで鋼管杭Ｐ１の降下を案内するガイド部８を備えている。ガイド部８は、垂直に立設しているリーダ３に対して水平方向に揺動するように設けられた一対の開閉ガイド１１，１３からなる。

一対の開閉ガイド１１，１３のうち、一方の開閉ガイド１１は、上下一対のベース板１７と、両ベース板１７同士を支えながら連結する補強板１９とを備えており、軸部９を介してリーダ３のブラケット３ａに揺動可能に取り付けられている。また、他方の開閉ガイド１１も同様の構成を備えており、上下一対のベース板１７と、両ベース板１７同士を支えながら連結する補強板１９とを有し、軸部９を介してリーダ３のブラケット３ａに揺動可能に取り付けられている。

一対の開閉ガイド１１，１３は、互いに近接して閉じたときに（図２の実線参照）、鋼管杭Ｐ１を囲むホールド状態を形成する。一対の開閉ガイド１１，１３には、鋼管杭Ｐ１の外周面の形状に沿った円弧状の曲線部分が形成されており、ホールド状態では、その曲線部分が鋼管杭Ｐ１の軸線Ｌ回りに沿うように鋼管杭Ｐ１を囲む。さらに、ホールド状態では、一対の開閉ガイド１１，１３の先端１１ａ，１３ａ（図４参照）同士は重なり合い、その先端１１ａ，１３ａに固定ピン１５が通されて固定される。また、開閉ガイド１１，１３は、固定ピン１５が外されて左右に開いたときに（図２の二点鎖線参照）、鋼管杭Ｐ１を解放する待機状態を形成する。

図３及ぶ図４に示されるように、上下のベース板１７同士の間には、補強板１９を避けて、ローラ２１が挟み込まれるように装着される。ローラ２１は、耐摩耗性であり、鋼製でも良いし、樹脂製でも良いが、取り扱い上、鋼管杭Ｐ１の損傷防止を図る上で樹脂製が望ましく、例えば、ＭＣナイロン（日本ポリペンコ社の登録商標）などの樹脂を利用することができる。ローラ２１には、鋼管杭Ｐ１に略平行な回転軸となる軸ピン２３が挿入される中央孔２１ａが形成されており、上下のベース板１７には、軸ピン２３が通される複数の軸受孔（ローラ支持部）２７Ａ，２７Ｂ，２７Ｃ，２７Ｄ（図２参照）が形成されている。

軸ピン２３は、軸受孔２７Ａ，２７Ｂ，２７Ｃ，２７Ｄのいずれか及び中央孔２１ａに差し込まれる。ローラ２１は、軸ピン２３に対して回転可能であり、軸ピン２３を介して軸受孔２７Ａ，２７Ｂ，２７Ｃ，２７Ｄのいずれかに回転自在に支持された状態になる。軸ピン２３の下端には、差し込みを容易にするためのテーパ２３ａが形成されており、さらに、抜け止めのピンが差し込まれる孔（図示せず）が形成されている。また、軸ピン２３の上部には、軸受孔２７Ａ，２７Ｂ，２７Ｃ，２７Ｄの上縁に引っ掛かる張出し部２３ｂが形成されている。さらに、軸ピン２３の上端にはアイナットが溶接され、引き抜き作業を容易にするためのリング状の摘み部２３ｃが形成されている。

図２に示されるように、ホールド状態の一対の開閉ガイド１１，１３は、鋼管杭Ｐ１との間に隙間を開けて鋼管杭Ｐ１の外周面Ｆを環状に取り囲んでいる。ローラ２１の一部分は、この隙間に向けて開閉ガイド１１，１３のベース板１７から突き出しており、ホールド状態での鋼管杭Ｐ１の外周面Ｆに接触可能になっている。

ローラ２１は、鋼管杭Ｐ１の軸線Ｌ回りに沿って四箇所にバランス良く配置されている。ホールド状態では、鋼管杭Ｐ１に対して横荷重が働いても、鋼管杭Ｐ１はローラ２１に当接するため振れが抑えられる。さらに、ローラ２１は回転自在であるため、オーガモータ５によって回転している鋼管杭Ｐ１に接触しても鋼管杭Ｐ１には傷がつき難く、特に、ローラ２１は樹脂製であるために鋼管杭Ｐ１の損傷防止に効果的である。

本実施形態では、一つのローラ２１に対応して四個の軸受孔２７Ａ，２７Ｂ，２７Ｃ，２７Ｄが設けられている。四個の軸受孔２７Ａ，２７Ｂ，２７Ｃ，２７Ｄは、鋼管杭Ｐ１に近い側から順番に第１の軸受孔２７Ａ、第２の軸受孔２７Ｂ、第３の軸受孔２７Ｃ、第４の軸受孔２７Ｄとなる。第１の軸受孔２７Ａと第３の軸受孔２７Ｃとは、鋼管杭Ｐ１を中心として鋼管杭Ｐ１の第１の外径方向Ｄ１に一列に並んでおり、第２の軸受孔２７Ｂと第４の軸受孔２７Ｄとは、第１の外径方向Ｄ１から外れた第２の外径方向Ｄ２に一列に並んでいる。その結果、第１の軸受孔２７Ａ、第２の軸受孔２７Ｂ、第３の軸受孔２７Ｃ及び第４の軸受孔２７Ｄは、千鳥状の配置になっている。なお、本実施形態では、一つのローラ２１に対応して四個の軸受孔２７Ａ，２７Ｂ，２７Ｃ，２７Ｄを形成しているが、この数は四個に限定されず、一つのローラ２１に対応して二個以上、すなわち複数であればよい。

また、鋼管杭Ｐ１に最も近い第１の軸受孔２７Ａは、鋼管杭Ｐ１の軸線Ｌ回りに沿って四個設けられている。同様に第２の軸受孔２７Ｂ、第３の軸受孔２７Ｃ及び第４の軸受孔２７Ｄは、それぞれ四個設けられている。四個の第１の軸受孔２７Ａは、鋼管杭Ｐ１をホールドした時の仮想の中心Ｃを基準にして最も半径の小さな第１円周Ｅ１上に配置されている。また、四個の第２の軸受孔２７Ｂは、第１円周Ｅ１と同心で、且つ第１円周Ｅ１よりも僅かに半径の大きな第２円周Ｅ２上に配置されている。また、四個の第３の軸受孔２７Ｃは、第１円周Ｅ１と同心で、且つ第２円周Ｅ２よりも僅かに半径の大きな第３円周Ｅ３上に配置されている。また、四個の第４の軸受孔２７Ｄは、第１円周Ｅ１と同心で、且つ第３円周Ｅ３よりも僅かに半径の大きな第４円周Ｅ４上に配置されている。なお、本実施形態では、第１〜第４の軸受孔２７Ａ〜２７Ｄは、それぞれ四個設けられているが、この数は四個に限定されず、三個または五個以上であってもよい。

また、第１円周Ｅ１上に並ぶ四個の第１の軸受孔２７Ａは、均等間隔で配置されている。具体的には、第１円周Ｅ１の１周を３６０°の一サイクルと考えた場合に、四個の第１の軸受孔２７Ａは、互いに９０°の位相角だけズレて配置されている。同様に、第２円周Ｅ２上に並ぶ四個の第２の軸受孔２７Ｂは、互いに９０°の位相角だけズレて配置され、第３円周Ｅ３上に並ぶ四個の第３の軸受孔２７Ｃは、互いに９０°の位相角だけズレて配置され、第４円周Ｅ４上に並ぶ四個の第４の軸受孔２７Ｄは、互いに９０°の位相角だけズレて配置されている。

振れ止め装置７は、一つのローラ２１に対して複数の軸受孔２７Ａ，２７Ｂ，２７Ｃ，２７Ｄを設けているので、外径の異なる他の鋼管杭Ｐ２（図５参照）に取り替えた場合であっても、ローラ２１の配置を変更して新たな鋼管杭Ｐ２に対応させることができ、鋼管杭Ｐ２の振れを効果的に抑えることができる。この鋼管杭Ｐ２の取り替えについて図２及び図５を参照して説明する。

図５は、振れ止め装置７の平面図であり、図２に示す状態に比べて、軸ピン２３が通された軸受孔２７Ａが異なっている。具体的には、図２では、第４円周Ｅ４上に並ぶ第４の軸受孔２７Ｄに軸ピン２３が通されており、図５では、第１円周Ｅ１上に並ぶ第１の軸受孔２７Ａに軸ピン２３が通されている。

第４円周Ｅ４上に並ぶ第４の軸受孔２７Ｄに軸ピン２３を通したローラ２１の配置の場合、ローラ２１は鋼管杭Ｐ１から最も離れた状態になる。従って、開閉ガイド１１，１３で許容できる最大外径の鋼管杭Ｐ１を受け入れて振れを抑止することが可能になる。

施工現場などが変わり、鋼管杭Ｐ１から外径の小さな鋼管杭Ｐ２に変更する場合、上記のローラ２１の配置では、鋼管杭Ｐ２とローラ２１との間の距離が大きくなりすぎてしまい、鋼管杭Ｐ２の振れを効果的に抑えることができなくなる。そこで、図５に示されるように、軸ピン２３を一旦引き抜いてローラ２１を内側にズラし、第１円周Ｅ１上に並ぶ第１の軸受孔２７Ａに軸ピン２３を通してローラ２１の配置を変更し、鋼管杭Ｐ２とローラ２１との間の距離を小さくする。

鋼管杭Ｐ１，Ｐ２の外径に対応させるようにローラ２１を調整する場合には、四個の軸ピン２３を同一円周Ｅ１〜Ｅ４上に並ぶ四個の軸受孔２７Ａ〜２７Ｄに通すようにする。なぜなら、第１円周Ｅ１、第２円周Ｅ２、第３円周Ｅ３及び第４円周Ｅ４は同心であり、同一円周Ｅ１〜Ｅ４上に並ぶ四個の軸受孔２７Ａ〜２７Ｄを選択する限り、どの円周Ｅ１〜Ｅ４を選択しても鋼管杭Ｐ１，Ｐ２の中心Ｃの位置は定位置に保持されるようになり、鋼管杭Ｐ１，Ｐ２の外径が変わっても安定して振れが抑えられるからである。

次に、図６及び図７を参照し、鋼管杭Ｐ３，Ｐ４を埋設するための施工手順について説明する。まず、第１の鋼管杭Ｐ３の外径に応じてローラ２１の配置を決め、ローラ２１の配置に応じた軸受孔２７Ａ〜２７Ｄを選択して軸ピン２３を通し、ローラ２１をガイド部８に取り付ける。この状態ではガイド部８の開閉ガイド１１，１３を開き、待機状態にしておく。次に、オーガモータ５をリーダ３に沿って降下させ、第１の鋼管杭Ｐ３の基端をオーガモータ５に連結する。その後、オーガモータ５を上昇させて鋼管杭Ｐ３を吊り込んで杭芯に合わせて鋼管杭Ｐ３をセットする（図６（ａ）参照）。

鋼管杭Ｐ３の先端を杭芯にセット完了したら、鋼管杭Ｐ３を振れ止め装置７でホールドする。この場合、待機状態のガイド部８を閉じて鋼管杭Ｐ３を保持するホールド状態にする（図６（ｂ）参照）。

鋼管杭Ｐ３の鉛直性を確認した後、オーガモータ５で鋼管杭Ｐ３に正回転（右回転）を与えながら降下させ、鋼管杭Ｐ３の羽根の推進力で鋼管杭Ｐ１を埋設させる。この状態で、鋼管杭Ｐ３に対して横方向への荷重が働いても、鋼管杭Ｐ３は振れ止め装置７のローラ２１に干渉するため振れが抑えられ、地盤Ｇ上の所定位置まで正確に案内される（図７（ａ）参照）。

第１の鋼管杭Ｐ３を埋設したら、第２の鋼管杭Ｐ４以降は継ぎ足し、順次に回転埋設する（図７（ｂ）参照）。所定の深さまで回転埋設が終わったら、オーガモータ５によって逆回転（左回転）させ、鋼管杭Ｐ４から取り外して施工を完了する（図７（ｃ）参照）。

本実施形態に係る振れ止め装置７によれば、一のローラ２１に対して軸受孔２７Ａ〜２７Ｄが四個（複数）設けられているため、ローラ２１を支持するために軸ピン２３を通す軸受孔２７Ａ〜２７Ｄを変更することで、ローラ２１の配置を変更できる。その結果として、鋼管杭Ｐ１，Ｐ２の寸法や形状に応じてローラ２１を配置することができ、鋼管杭Ｐ１，Ｐ２の外径や形状に応じた適切な振れ止めが可能になり、複数種類の異なる鋼管杭Ｐ１，Ｐ２に適応して鋼管杭Ｐ１，Ｐ２の振れを効果的に抑えることができる。また、第１の鋼管杭Ｐ３と第２の鋼管杭Ｐ４を継ぎ足して一本の杭とする場合などにおいて、同径の第１の鋼管杭Ｐ３と第２の鋼管杭Ｐ４とを継ぎ足す場合はもとより、外径が異なる複数の鋼管杭を継ぎ足して一本の杭にする場合などであっても対応することができる。

また、軸ピン２３はローラ２１及び軸受孔２７Ａ〜２７Ｄに対して着脱自在であり、軸ピン２３を軸受穴２７Ａ〜２７Ｄから取り外すことでローラ２１をガイド部８から簡単に取り外しできて別の軸受穴２７Ａ〜２７Ｄに取り付けることができるため、鋼管杭Ｐ１，Ｐ２に応じたローラ２１の配置の変更が簡単に行える。

さらに、本実施形態に係る振れ止め装置７では、一のローラ２１に対応する四個の軸受孔２７Ａ〜２７Ｄは、鋼管杭Ｐ１，Ｐ２を中心にして鋼管杭Ｐ１，Ｐ２の外径方向Ｄ１，Ｄ２に対して千鳥状の配置になっている。例えば、四個の軸受孔２７Ａ〜２７Ｄを鋼管杭Ｐ１の所定の外径方向Ｄ１に沿って一列に並べようとすると互いに干渉してしまい、設計上、その数を減らす必要が生じる。しかしながら、千鳥状の配置にすることで、一のローラ２１に対応する四個の軸受孔２７Ａ〜２７Ｄの形成が可能になり、実質的に鋼管杭Ｐ１，Ｐ２の外径に応じた軸受孔２７Ａ〜２７Ｄの選択肢が増え、鋼管杭Ｐ１，Ｐ２の振れを効果的に抑えることができる。さらに、千鳥状の配置の方が隣接する軸受孔２７Ａ〜２７Ｄ同士の間隔を広げやすくなり、強度を保持するためにも有効である。

本発明は、以上の実施形態のみに限定されず、例えば、ロッド部材は鋼管杭などの杭に限定されず、掘削ロッドであってもよい。また、ローラの数は四個に限定されず、三個や五個などの複数であってもよい。また、上記の振れ止め装置では、軸ピンに対してローラが回転自在であったが、軸ピンがガイド部に対して回転自在になるようにしてもよい。

本発明の第１実施形態に係る振れ止め装置が取り付けられたリーダ及び杭打機を示す側面図である。 本実施形態に係る振れ止め装置の平面図である。 図２のIII―III線に沿った断面図である。 本実施形態に係る振れ止め装置の正面図である。 ローラの配置を変更した後の状態を示す振れ止め装置の平面図である。 鋼管杭を打ち込むため施工工程を示し、（ａ）は第１工程を示す図であり、（ｂ）は第２工程を示す図である。 鋼管杭を打ち込むため施工工程を示し、（ａ）は第３工程を示す図であり、（ｂ）は第４工程を示す図であり、（ｃ）は第５工程を示す図である。

符号の説明

１…杭打機、３…リーダ、５…オーガモータ（作業装置）、７…振れ止め装置、８…ガイド部、２１…ローラ、２３…軸ピン、２７Ａ，２７Ｂ，２７Ｃ，２７Ｄ…軸受孔（ローラ支持部）、Ｄ１…第１の外径方向、Ｄ２…第２の外径方向、Ｅ１…第１円周、Ｅ２…第２円周、Ｅ３…第３円周、Ｅ４…第４円周、Ｆ…杭の外周面、Ｌ…杭の軸線、Ｐ１，Ｐ２，Ｐ３，Ｐ４…鋼管杭（ロッド部材）。

Claims (5)

1. 杭打機のリーダに沿って昇降する作業装置により、回転しながら降下して埋設されるロッド部材の振れを抑える振れ止め装置において、
   前記リーダに取り付けられ、且つ前記ロッド部材の軸線回りに沿って前記ロッド部材を囲むガイド部と、
   前記ロッド部材の軸線回りに沿って配置され、且つ前記ロッド部材の外周面に接して回転する複数のローラと、
   前記ガイド部に設けられ、且つ前記ローラを回転自在に支持するローラ支持部と、を備え、
   前記ローラ支持部は、一の前記ローラに対応して複数設けられていることを特徴とする振れ止め装置。
2. 前記ローラに着脱自在に装着される軸ピンを更に備え、
   前記ローラ支持部は、前記軸ピンが着脱自在に挿入される軸受穴であることを特徴とする請求項１記載の振れ止め装置。
3. 前記ローラ支持部は、前記ロッド部材の軸線回りに沿った同心で半径が異なる複数の円周上にそれぞれ複数配置されており、
   一の前記ローラに対応して設けられた複数の前記ローラ支持部は、前記各円周上に配置されていることを特徴とする請求項１または２記載の振れ止め装置。
4. 前記円周上の複数の前記ローラ支持部は均等間隔で配置されていることを特徴とする請求項３記載の振れ止め装置。
5. 一の前記ローラに対応して設けられた複数の前記ローラ支持部は、前記ロッド部材を中心として前記ロッド部材の外径方向に並ぶ少なくとも二カ所と、前記外径方向から外れた少なくとも一カ所に配置されていることを特徴とする請求項１〜４のいずれか一項記載の振れ止め装置。

Images