JP6087794B2 - Hammer grab - Google Patents
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Description
本発明は、地中に杭や管などを打設する孔を掘削するためのハンマーグラブに関するものである。 The present invention relates to a hammer grab for excavating a hole for placing a pile or pipe in the ground.
建設現場における基礎杭造成工事では、架台と旋回式のボーリングマシンとを組み合わせた掘削装置を用いて掘削作業が行われている。具体的には、ボーリングマシンを旋回させてケーシングチューブを回転させながら地面に押し込み、ケーシング内の土砂を架台より吊されたハンマーグラブによって掘削を行う。この掘削は、前記架台で吊られているハンマーグラブをケーシングチューブ内に下ろした後、ある高さからウインチを解放して落下させることによって行われる。この落下によって、ハンマーグラブの先端で開放しているシェルが地中に突き刺さり、この状態からウインチを巻き上げると、シェルが閉じ、内部に土砂を抱えた状態で引き上げられる。 In foundation pile construction work at a construction site, excavation work is performed using an excavator that combines a gantry and a swivel boring machine. Specifically, the boring machine is turned and pushed into the ground while rotating the casing tube, and the earth and sand in the casing is excavated by a hammer grab suspended from a gantry. This excavation is performed by lowering the hammer grab suspended from the gantry into the casing tube and then dropping the winch from a certain height. Due to this fall, the shell opened at the tip of the hammer grab pierces into the ground, and when the winch is rolled up from this state, the shell closes and is pulled up with earth and sand inside.
前記ハンマーグラブは、ケーシングチューブの内径に合わせて形成された円筒状のフレームと、このフレームの下端に開閉可能に取り付けられる一対のシェルとによって構成されている。前記シェルは、アームが連結されており、このアームを前記フレームの上端から延びるワイヤによって上下動させることによって開閉操作を行っている。前記シェルの開閉駆動機構としては、前記フレーム内に複数の滑車からなる制動部を設け、この制動部を介してアームにワイヤを連結することで、シェルの開閉操作を容易にして、重量のある土砂等の掘削物を掘り起こしたり、掴んだりする際の力を軽減させるようになっている(特許文献1)。 The hammer grab is composed of a cylindrical frame formed in accordance with the inner diameter of the casing tube and a pair of shells attached to the lower end of the frame so as to be opened and closed. The shell is connected to an arm, and is opened and closed by moving the arm up and down with a wire extending from the upper end of the frame. As the opening / closing drive mechanism of the shell, a braking portion comprising a plurality of pulleys is provided in the frame, and a wire is connected to the arm via the braking portion, so that the opening / closing operation of the shell is facilitated and heavy. The force at the time of digging up and grasping excavated objects such as earth and sand is reduced (Patent Document 1).
また、前記開閉駆動機構としては、滑車を使用せずに、シェルに連結されているアームにシリンダを設け、このシリンダの伸縮によって、シェルを開閉可能に操作するハンマーグラブがある(特許文献2,3)。 In addition, as the opening / closing drive mechanism, there is a hammer grab that is provided with a cylinder in an arm connected to the shell without using a pulley, and the shell can be opened / closed by expansion / contraction of the cylinder (Patent Document 2,). 3).
上記特許文献1に開示されているような複数の滑車による駆動機構を有したハンマーグラブにあっては、シェルの開閉操作を滑らかにすることができるが、フレーム本体の内部に滑車を配置するスペースを設けなければならないため、フレーム本体の全長が長くなるといった問題があった。このため、掘削作業に際して、上空の作業空間が狭い場所や限定されている場所では、架台からの吊下げが困難となったり、シェルが地面に突き刺さるのに十分な落下スペースを確保したりすることが容易でなかった。また、複数の滑車にワイヤを通しているため、組み立てや調整が容易でなく、掘削作業中にワイヤが外れたりするおそれがあった。 In the hammer grab having a drive mechanism with a plurality of pulleys as disclosed in the above-mentioned Patent Document 1, the opening and closing operation of the shell can be made smooth, but the space for arranging the pulleys inside the frame body Therefore, there is a problem that the entire length of the frame main body becomes long. Therefore, during excavation work, it is difficult to hang from the gantry or secure a sufficient fall space for the shell to pierce the ground when the work space in the sky is narrow or limited Was not easy. Further, since the wires are passed through the plurality of pulleys, assembly and adjustment are not easy, and the wires may be disconnected during excavation work.
一方、特許文献2,3に開示されているようなシリンダによる開閉駆動機構を有するハンマーグラブにあっては、滑車のような機構部品を要しないので、フレーム本体の内部を簡略化することができる。しかしながら、前記シリンダの駆動を油圧等によって行うため、シェルの開閉動作が遅くなる。この開閉動作のうち、閉じる方向に関しては油圧の制御によって制動力が働くため、掘削動作を正確且つ確実に行うことができるが、開く方向に関してはシリンダの制動力によって、閉じられたシェルから土砂等を一気に排出することができないといった問題があった。 On the other hand, the hammer grab having a cylinder opening / closing drive mechanism disclosed in Patent Documents 2 and 3 does not require a mechanical part such as a pulley, so that the inside of the frame body can be simplified. . However, since the cylinder is driven by hydraulic pressure or the like, the opening / closing operation of the shell is delayed. Of this opening / closing operation, the braking force works by controlling the hydraulic pressure in the closing direction, so that excavation operation can be performed accurately and reliably. There was a problem that could not be discharged at once.
そこで、本発明の目的は、シェルの開閉動作をシリンダ機構によって行うと共に、前記シリンダ機構を弾性的に付勢保持することで、制動力と反発力とによって掘削作業を確実且つ迅速に行うことのできるハンマーグラブを提供するものである。 Accordingly, an object of the present invention is to perform the excavation work reliably and quickly by the braking force and the repulsive force by performing the shell opening / closing operation by the cylinder mechanism and elastically biasing and holding the cylinder mechanism. A hammergrab that can be used.
上記課題を解決するために、本発明のハンマーグラブは、円筒形状のフレームと、該フレームの下端部に開閉可能に配置される一対のシェルと、前記フレーム内の上端部から下端部に向けて配置されるシリンダ機構と、該シリンダ機構を介して前記フレーム内で昇降可能に配置される昇降板と、該昇降板と前記フレームの下端部との間に設けられ、前記一対のシェルが連結されるリンク機構と、前記シリンダ機構を挟んだ両側で、前記昇降板と前記フレームの下端部との間に配置される付勢手段と、を備え、前記シリンダ機構を伸長駆動させたときに、前記付勢手段の付勢力に抗してシェルを閉じ、前記シリンダ機構の伸長駆動を解除したときに、前記付勢手段の反発力によってシェルを開くことを特徴とする。
In order to solve the above-described problems, a hammer grab of the present invention includes a cylindrical frame, a pair of shells that can be opened and closed at a lower end of the frame, and an upper end from the upper end toward the lower end. A cylinder mechanism disposed; a lift plate disposed so as to be movable up and down in the frame via the cylinder mechanism; and provided between the lift plate and a lower end portion of the frame, and the pair of shells are connected to each other. And a biasing means disposed between the lifting plate and the lower end of the frame on both sides of the cylinder mechanism, and when the cylinder mechanism is driven to extend, The shell is closed against the urging force of the urging means, and the shell is opened by the repulsive force of the urging means when the extension drive of the cylinder mechanism is released.
本発明のハンマーグラブによれば、シェルの開閉動作をシリンダ機構と付勢手段とで行うため、全体構成が簡易になると共に全長を短く抑えることができる。また、シェルを閉じる際には、シリンダ機構と付勢手段との相互作用によって土砂を確実に掬い上げることができ、シェルを開く際には、シリンダ機構の解除による付勢手段の反発力のみで一気に土砂の排出を行うことができる。これによって、掘削作業から排土作業までの一連の工程をより確実に行うことができると共に、作業工数の短縮化が図られる。 According to the hammer grab of the present invention, the opening / closing operation of the shell is performed by the cylinder mechanism and the urging means, so that the overall configuration is simplified and the overall length can be reduced. Also, when closing the shell, the sand and sand can be reliably crushed by the interaction between the cylinder mechanism and the urging means, and when opening the shell, only the repulsive force of the urging means by releasing the cylinder mechanism can be used. Sediment can be discharged at once. Accordingly, a series of steps from excavation work to earth removal work can be performed more reliably, and the number of work steps can be shortened.
以下、添付図面に基づいて、本発明に係るハンマーグラブの実施の形態を詳細に説明する。本発明のハンマーグラブ11は、建築基礎の深孔掘削や根切りに使用するもので、図1乃至図3に示すように、フレーム12と、このフレーム12の下端を支点として開閉可能に取り付けられる一対のシェル13とを備えて構成されている。
Hereinafter, embodiments of a hammer grab according to the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. The
前記フレーム12は、図5に示すように、掘削場所に予め打設されているケーシングチューブ14の内径に適合するような円形状の開口面15及びこの開口面15の上方に広がる内部空間59を有する円筒形状の胴体部17と、この胴体部17の上端及び下端にそれぞれ配置される天板部16及び底板部19とを有して構成されている。
As shown in FIG. 5, the
図1及び図2に示したように、前記内部空間59には、前記一対のシェル13が連結される昇降板36を上下動させるためのシリンダ機構21、付勢手段33及びリンク機構35が設けられる。シリンダ機構21は、天板部16から吊下げ支持される円筒状のシリンダチューブ22と、このシリンダチューブ22の外周を長手方向に沿ってスライドする円筒状のピストンロッド23とによって構成されている。このシリンダ機構21には、天板部16から油圧チューブ(図示せず)が挿入され、この油圧チューブを介して注入された作動油の流量を調整することによって、前記ピストンロッド23がスライド可能となる。
As shown in FIGS. 1 and 2, the
付勢手段33は、バネ部材やゴム部材等によって構成することができる。本実施形態では、付勢手段33として、コイルバネを用いており、前記シリンダ機構21のピストンロッド23がシリンダチューブ22に対して付勢力を伴って進退可能となるように、前記ピストンロッド23の下端側とフレーム12内の底板部19との間に配置した。これによって、前記シリンダ機構21は、左右に配置した一対の付勢手段33によって弾性支持されることになる。
The biasing means 33 can be configured by a spring member, a rubber member, or the like. In the present embodiment, a coil spring is used as the urging means 33, and the lower end of the
リンク機構35は、前記シリンダ機構21のピストンロッド23と一対のシェル13との間に設けられ、ピストンロッド23のスライド移動によって進退動する第1リンク(第1アーム)39と、この第1アーム39に連結してシェル13を開閉させる第2リンク(第2アーム)42とを備える。第1アーム39は、昇降板36の下面に設けられる第1軸37によって一端が回動支持される。また、第2アーム42は、シェル13と一体に設けられ、一端が胴体部17の下端に回動軸31を介して取り付けられ、他端が前記第1アーム39の他端と第2軸38を介して回動可能に連結されている。
The
前記昇降板36は、中央部に前記シリンダ機構21のピストンロッド23の底部が固定される載置部24が設けられ、この載置部24を挟んで対向する一方の側に前記一対の第1アーム39の一端が軸支持される。この昇降板36は、前記載置部24の周囲の外側に設けられる張出部25とフレーム12の底板部19との間に配置される前記付勢手段33によって、フレーム12内で昇降可能となるように弾性的に支持される。前記付勢手段33はフレーム12の底板部19から昇降板36の張出部25を貫通するようにして延びる一対のバネ支持軸28に沿って巻装されているため、このバネ支持軸によって、昇降板の昇降動作がガイドされる。
The
胴体部17は、重量のある鋼材によって形成されるが、さらに重量を付加するためのウエイト部材18が外側面に沿って設けられる。このウエイト部材18は、図1乃至図4に示したように、胴体部17の外側面を長手方向に沿って放射状に張り出す縦長の板状体によって形成されている。このウエイト部材18は、胴体部17と同じ鋼材が用いられ、前記胴体部17の外側面に沿ってバランスよく複数等間隔に配設される。
Although the trunk |
ウエイト部材18は、前記胴体部17の外側面から一定幅で放射状に張り出させることで、ケーシングチューブ14の内径に適合させることができ、ケーシングチューブ14内に挿通させる際に傾いたりしないようにガイドするガイド部材としての役割を有することになる。このように、ハンマーグラブ11をケーシングチューブ14内でバランスよく挿通ガイドさせるために、前記ウエイト部材18は、形状や重量を均等にして、胴体部17の外周に等間隔で配置するのが好ましい。
The
また、前記ウエイト部材18が設けられていない胴体部17の表面には、前記シェル13によって掬い上げられた土砂等に含まれる水分を外部に排出させるために、窓部27が複数形成される。この窓部27は、円筒形状に形成された胴体部17の側面を縦長形状に打ち抜いて形成される。また、縦長形状の鋼材パネルを所定の隙間を有して円筒状に組み合わせて形成することによって、前記窓部27を有する胴体部17を形成することもできる。
A plurality of
各シェル13は、中央部分に土砂等の掘削物を掬い上げるための凹部40、先端部分に地面を掘削する掘削刃41を備え、前記リンク機構35によって開閉動作する。
Each
図1に示したように、前記シリンダ機構21に作動油が注入されていない初期状態では、昇降板36がフレーム12の略中間部に一対の付勢手段33によって付勢され、各掘削刃41が開くようにシェル13の先端面を押し下げる。また、図2に示したように、シリンダ機構21に作動油が注入され、前記昇降板36が一対の付勢手段33に抗して内部空間59内を下方に向けてスライドする際には、凹部40内に土砂を掴んだ状態で各シェル13が閉じられる。このシェル13の開閉操作の範囲は、前記シリンダ機構21の伸縮幅によって規制される。
As shown in FIG. 1, in an initial state in which hydraulic oil is not injected into the
本実施形態のハンマーグラブ11にあっては、一対の付勢手段33を介したシリンダ機構21の伸長動作によって昇降板36を下降させることができる。これによって、リンク機構35がゆっくり作動し、このリンク機構35に連結されているシェル13の閉じ動作を付勢手段33に抗して制動性よく行うことができる。そして、このシェル13が閉じられた状態でシリンダ機構21にかかる油圧の供給を停止すると、一対の付勢手段33が元の状態に戻ろうとする反発力が働くため、昇降板36が勢いよく上昇する。これによって、シェル13を一気に開くことができる。このように、シェル13を閉じる動作によって掘削を行う際には、シリンダ機構21と付勢手段33によって、ゆっくりと確実に土砂を掬い上げることができるので、掘削作業を確実に行うことができる。また、この掬い上げられた土砂を排土場所に移動させて排土する際には、付勢手段33の反発力のみによってシェル13を一気に開くことができるので、シェル13に残土がこびり付くことなく、排土作業を短時間で行うことができる。
In the
前記付勢手段33については、緩衝材として機能するので、ハンマーグラブ11を地中に落下させた際による衝撃を吸収することができる。これによって、シリンダ機構21の破損等を防止することができる。
Since the urging means 33 functions as a cushioning material, it can absorb an impact caused when the
また、胴体部17の外側面から張り出すウエイト部材18を設けたことによって、フレーム12の全長を短くしたことによるハンマーグラブ11の全体重量の不足分をカバーして堀削能力を高めることができる。さらに、図3に示したように、前記胴体部17に縦長形状の窓部27を複数形成することによって、ハンマーグラブ11をケーシングチューブ14から引き上げる際に、不要な水分を外部に排出することができる。これによって、堀削した土砂等の廃棄作業も効率よく行うことができる。
Further, by providing the
上記実施形態では、単一のシリンダ機構21によってシェル13の開閉動作を行うように構成したが、複数のシリンダ機構によって、シェル13の開閉動作を行わせることができる。図6は一対のシリンダ機構72を用いて構成されたハンマーグラブ71を示したものである。このハンマーグラブ71は、上記実施形態とシェル13の開閉機構は同じであるが、一対のシリンダ機構72をフレーム12内に並列配置された構造となっている。また、前記一対のシリンダ機構72によってフレーム12に対して昇降する昇降板36の中央部には、吊下リング48を介したワイヤ49のねじれを防止するためのスイベル32が設けられ、このスイベル32の下方にコイルバネ等による付勢手段33が組み込まれている。この付勢手段33によって、シェル13を閉じる際には、油圧制御による一対のシリンダ機構72を徐々に伸長させることができ、シェル13を開く際には、前記一対のシリンダ機構72の解除と共に一気に開放させることができる。
In the above embodiment, the
このように、シリンダ機構72を一対並列配置することによって、シェル13の開閉動作を円滑に行うことができると共に、個々のシリンダ機構72におけるストローク幅を短くすることができる。これによって、フレーム12全体の短縮化が図られる。
Thus, by arranging the
図7は、上記ハンマーグラブ11を用いた低空頭型掘削装置(掘削装置)50の構成及び使用状態を示したものである。この掘削装置50は、移動走行可能なベースマシン51に設けられる掘削台座部52上に設置される水平架台54と、この水平架台54上で伸縮可能なレール55に沿って移動可能に配置される台車(キャリッジ)56と、このキャリッジ56に昇降可能に吊下げ支持される上記構成のハンマーグラブ11とを備えて構成されている。また、前記ベースマシン51には、ハンマーグラブ11の昇降動作を行わせるウインチ60やキャリッジ56の移動等を行わせるための図示しない駆動源や油圧制御部等を備えている。この掘削装置50は、上空の作業空間に制限のある倉庫や車庫などの建物内あるいはトンネル内などでの使用を可能とするものであるため、前記ベースマシン51を含むレール55の地表面からの高さh3は、最大3860mm以内に設定される。これによって、高さh4が4000mm程度しかない作業空間であっても容易にベースマシン51によって移動ができ、効率的な掘削作業が可能となる。
FIG. 7 shows a configuration and a use state of a low-headed excavator (excavator) 50 using the
図7に示したように、前記ベースマシン51は、掘削台座部52にケーシングチューブ14をセットした状態で掘削場所に移動し、ケーシングチューブ14を回転させながら地面に所定の深さまで挿入させる。ハンマーグラブ11は、吊下リング48にワイヤ49の一端が結ばれ、他端がレール55に沿って移動するキャリッジ56の滑車を介してウインチ60に巻き取られている。このウインチ60及びキャリッジ56の駆動によって、ハンマーグラブ11をケーシングチューブ14の真上に移動させる。
As shown in FIG. 7, the
前記ハンマーグラブ11がケーシングチューブ14の真上に移動した際には、ウインチ60によるワイヤ49の巻き上げを解除させて、ケーシングチューブ14内に落下させる。本発明のハンマーグラブ11においては、上述したように、フレーム12がシリンダ機構21を配設できるだけの高さに短縮化されているため、高さが制限された低空の作業空間であっても、十分に落下距離を確保することができる。このハンマーグラブ11を落下させることによって、開放保持されているシェル11の先端が地中に打ち込まれる。そして、図5に示したように、ハンマーグラブ11内に配設されているシリンダ機構21及びリンク機構35を駆動させることで、リンク機構35に連結する各シェル13が閉じて土砂等を掬い上げる。
When the
このようにして、シェル13が閉じ合わされた後、ウインチ60を巻き上げ操作してハンマーグラブ11をケーシングチューブ14内から引き上げる。このとき、シェル13によって掬い上げられた土砂等に含まれている水分を胴体部17に設けられている窓部27から外部に排出することができる。そして、キャリッジ56をレール55に沿って前進させ、掘削台座部52上から水平方向に離間したレール55の先端部近辺まで移動する。この位置において、シェル13を開くことによって、掘り出された土砂を排土することができる。前記ハンマーグラブ11をケーシングチューブ14上から排土する場所までの間を前記キャリッジ56によって、水平方向に往復移動させることで、低空での掘り出し及び排土作業を簡易且つ効率的に行うことができる。
In this manner, after the
以上説明したように、本発明のハンマーグラブ11を用いることによって、上空の作業空間に制限のある倉庫や車庫などの建物内あるいはトンネル内などにおける掘削作業をより確実且つ精度よく行うことができ、排土までの作業を一貫して効率よく行わせることが可能となった。
As described above, by using the
11 ハンマーグラブ
12 フレーム
13 シェル
14 ケーシングチューブ
15 開口面
16 天板部
17 胴体部
18 ウエイト部材
19 底板部
21 シリンダ機構
22 シリンダチューブ
23 ピストンロッド
24 載置部
25 張出部
27 窓部
28 バネ支持軸
31 回動軸
32 スイベル
33 付勢手段
35 リンク機構
36 昇降板
37 第1軸
38 第2軸
39 第1アーム(第1リンク)
40 凹部
41 掘削刃
42 第2アーム(第2リンク)
48 吊下リング
49 ワイヤ
50 掘削装置
51 ベースマシン
52 掘削台座部
54 水平架台
55 レール
56 キャリッジ
59 内部空間
60 ウインチ
71 ハンマーグラブ
72 シリンダ機構
DESCRIPTION OF
40 Concave portion 41
48
Claims (4)
該フレームの下端部に開閉可能に配置される一対のシェルと、
前記フレーム内の上端部から下端部に向けて配置されるシリンダ機構と、
該シリンダ機構を介して前記フレーム内で昇降可能に配置される昇降板と、
該昇降板と前記フレームの下端部との間に設けられ、前記一対のシェルが連結されるリンク機構と、
前記シリンダ機構を挟んだ両側で、前記昇降板と前記フレームの下端部との間に配置される付勢手段と、を備え、
前記シリンダ機構を伸長駆動させたときに、前記付勢手段の付勢力に抗してシェルを閉じ、前記シリンダ機構の伸長駆動を解除したときに、前記付勢手段の反発力によってシェルを開くことを特徴とするハンマーグラブ。 A cylindrical frame;
A pair of shells arranged to be openable and closable at the lower end of the frame;
A cylinder mechanism arranged from the upper end to the lower end in the frame;
An elevating plate disposed so as to be movable up and down in the frame via the cylinder mechanism;
A link mechanism provided between the elevating plate and the lower end of the frame, to which the pair of shells are coupled;
Urging means disposed between the lower plate and the lower end of the frame on both sides of the cylinder mechanism;
When the cylinder mechanism is driven to extend, the shell is closed against the urging force of the urging means, and when the extension drive of the cylinder mechanism is released, the shell is opened by the repulsive force of the urging means. Hammer grab characterized by.
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