JP4596345B2 - 自走式作業台、及び、作業台の自走方法 - Google Patents

Description

本発明は、杭列の上に載置される作業台を、杭列に沿って自走させる装置、および同方法に関するものである。

図４は、杭列の上に作業台を載置した状態を模式的に描いた斜視図である。
この例は、ピッチ寸法Ｐで鋼管杭を列設した杭列の上に、作業機５を搭載した作業台４を載置したところを描いてある。
多数の鋼管杭１ａ，１ｂ，１ｃ，１ｄ，１ｅが列設されている。本例は、杭列によって止水壁を形成する工事であるから、杭と杭との間に隙間が有ってはならない。
このため、鋼管杭には杭継手が設けられており、隣接する鋼管杭相互の杭継手を結合して止水を図る。

図に示すように、鋼管杭１ａと同１ｂとの間に杭継手２ａｂが、鋼管杭１ｂと同１ｃとの間には杭継手２ｂｃが…というように、杭継手２ｃｄ，杭継手２ｄｅが、それぞれ配設されている。
鋼管杭のそれぞれは、地盤の中へ強制的に打ち込まれるので、該鋼管の中には土砂が入っている。同様に、杭継手（２ａｂ〜２ｄｅ）の中にも土砂が入り込んでいる。
このままでは杭継手部分の止水が完全ではないので、この杭継手の中に止水剤（例えばコンクリート）が注入される。

杭継手の中へコンクリートを注入するに先立って、杭継手内の土砂を排出しなければならないのであるが、
杭の打込み深さが数十メートル（本例では８０メートル）に及ぶので、杭継手内の土砂を排出する作業は容易でない。
本例（図４）では、鋼管杭１ｂと同１ｃとの上に作業台４を載置するとともに、該作業台の上に杭継手洗浄用の作業機５が搭載されている。

本例の作業機５は、主としてジェット水洗用のホースを巻き取り巻き出すホースリールである。８０メートルの高圧水用ホースを巻き取ったリールの重量は約１トンになる。
このため、作業台４は２〜３トンの荷重に耐えなければならない。
本発明において作業台とは、既設杭もしくはその付属部材に対して、洗浄，塗装，溶接，研磨など、何らかの加工を施すための作業機を搭載する架台をいい、作業員の足場を兼ねたり、資材の置場を兼ねたりすることを妨げない。

杭打作業に関する一つの工区において、杭のピッチ寸法Ｐはほぼ一定であるが、本発明全体として、Ｐの値は必ずしも定数ではなく、変数であり得る。
本発明において「一定のピンチ寸法Ｐ」というときは、ピッチ寸法を等しくする複数本の杭に対して本発明を適用した状態を表現しているものである。
本発明を適用するには、ピッチ寸法Ｐを等しくする既設杭が少なくとも３本隣接して存在することを要する。しかし、それ以外のピッチ寸法の既設杭が存在している場合も、本発明の技術的範囲に属する。
特開２００３−２１３６８４号公報

図４に示した例では、作業台４に作業用開口４ａが穿たれていて、この開口を通して杭継手２ｂｃの中へ水ノズル付きホース（いずれも図示省略）を挿入して土砂の排除を行なうことができる。
しかし、打設された杭列の上で、総重量が数トンに及ぶ「作業機を搭載した作業台」を移動させる作業は容易でない。
従来技術においては、クレーンで吊り上げて移動させては固定し、固定を解除してからクレーンで移動させて再固定する…といった作業を繰り返していた。
しかし、作業機１台に対してクレーン１台を配属し、移動時以外には待機させておくことは著しく非効率であり、作業コストを増加させる。

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、杭列の上で作業台を自走させる技術を提供するにある。作業台の自走により、クレーンの協力を必要としなくなる。

前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。すなわち、
杭列の上に載置される「作業機を搭載した作業台」を改良して自走機能を与え、クレーンの協力を要せずに杭列に沿って移動し得るようにするため、
（Ａ）のように、作業台４に設置した２個のクランプベース６ａ，６ｂのそれぞれによって、鋼管杭１ａ，１ｂを把持して該作業台４を支持した状態から、クランプ爪８′の挟持を解放して上方に引き上げて待避させ、（Ｂ）のように、クランプベース６ｂを中心として、作業台４を円弧矢印θのように回動させ、当初鋼管杭１ａを把持していたクランプベース６ａのクランプ爪８によって、（Ｃ）のように鋼管杭１ｃを把持する。これにより鋼管杭１ａと鋼管杭１ｂとで作業台４を支持していた（Ａ）の状態から、鋼管杭１ｂと鋼管杭１ｃとで作業台４を支持する（Ｃ）の状態まで自力走行する。

上述の原理に基づく具体的な構成として、本願の請求項１の発明に係る自走式作業台の構成は、
（図１参照）一定のピッチ寸法（Ｐ）で列設された多数の杭の上に載置されている作業台（４）を、杭列に沿わせて移動させる装置であって、
上記の作業台（４）が、少なくとも２個のクランプベース（６ａ，６ｂ）を備えており、
上記２個のクランプベースは、その間隔寸法をピッチ寸法（Ｐ）と等しからしめることができ、
かつ、上記クランプベースのそれぞれに対して旋回昇降クランプ（図２，図３において符号７ａ，７ｂ）が設置されており、
上記旋回昇降クランプは、杭を把持するクランプ爪（８）を備えていて、
イ．クランプ爪を昇降させる機能と、
ロ．クランプ爪をクランプベースに対して、垂直軸周りに回転させる機能と、
を具備していて、
（図３参照）前記の作業台がスライドベース（９）に搭載されて、スライダ（１０）として機能し得るようになっており、
かつ、上記スライドベースに対して、前記クランプベース（６ａ，６ｂ）が設置されていることを特徴とする。

請求項２の発明に係る作業台自走方法の構成は、（図１参照）一定のピッチ寸法（Ｐ）で列設された多数の杭の上に載置されている作業台（４）を、杭列に沿わせて移動させる方法において、
上記作業台（４）に対して、予め２個のクランプベース（６ａ，６ｂ）を設けておき、
イ．上記２個のクランプベースのそれぞれに設けられているクランプ爪（８）によって、クランプベースごとに１本の杭（１ａ，１ｂ）を把持することにより、上記２本の杭（１ａ，１ｂ）で作業台を支持し、
ロ．上記２本の杭の内の片方（１ａ）を把持している、クランプベース（６ａ）のクランプ爪（８′）の把持を解放するとともに、該クランプ爪（８′）を上方に退避させ、他方の杭（１ｂ）を把持するクランプベース（６ｂ）によって作業台（４）を支持し、
ハ．作業台を支持しているクランプベース（６ｂ）のクランプ爪（８）を、作業台に対して相対的に、垂直軸周りに回動させることにより、作業台（４）を前記他方の杭（１ｂ）に対して垂直軸周りに旋回せしめ、
ニ．作業台と共に旋回した片方のクランプベース（６ａ）のクランプ爪（８′）を、前記と異なる第３の杭（１ｃ）に対向させ、
ホ．上方に退避させてあったクランプ爪（８′）を下降させて、上記第３の杭（１ｃ）を把持することにより、前記他方の杭（１ｂ）と第３の杭（１ｃ）とによって作業台を支持することを特徴とする。

請求項１の発明に係る自走式作業台を適用すると、作業台を上下させることなく、かつ作業台を傾動させずに、杭列に沿って自走させることができる。
その上、作業台を旋回せしめる場合、１個のクランプベースで「作業機を搭載した作業台」を支持した状態において、「作業機を搭載した作業台の総合重心」を、上記１個のクランプベースの中心線上に置き、もしくは該中心線の付近まで接近させることができる。
このため、クランプベースおよびその付属機器、並びに、これらを支持している１本の杭に対して過大な応力（特に曲げ応力）が掛からない。
このため、装置全体（特にクランプベース周り）を小型，軽量に構成することができ、しかも自走動作が円滑，軽快に行なわれる。

請求項２に係る自走方法を適用すると、杭列上に載置されて作業機を搭載している作業台自身をして走行せしめ得るので、クレーン等の荷役機械の協力を要しないで移動させることができ、作業コストが低減されるのみでなく、クレーン導入に伴なう諸工事（例えば、クレーン車の進入路構築）を必要としないので、工期短縮の効果も得られる。
しかも、作業台を上昇・下降させること無く、かつ該作業台を傾斜させたり揺動させたりする虞れがないので、安全に作業を遂行することができる。

図１は、本発明に係る自走式作業台の基本的な構造（請求項１）と、その用法（請求項４とを示す模式図である。
鋼管１ａ，１ｂ，１ｃがピッチＰで列設されている。法線（列設された杭の中心点が平面図上に配置されている線）は、基本的には直接であるが、屈折したり湾曲したりしていても本発明の適用を妨げない。ピッチ寸法Ｐも、必ずしも一定であることを要しない。

図１（Ａ）において、作業台４は鋼管杭１ａと鋼管杭１ｂとの上に載せられている。
図１（Ｂ）は自走途中であり、図１（Ｃ）は自走後を表しており、作業台４は鋼管杭１ｂと鋼管杭１ｃとの上に載っている。すなわち、ピッチ寸法Ｐだけ自走したのである。
上記作業台４には作業機（図示省略）が搭載されている。
図１（Ａ）に示されているように、作業台４には２個のクランプベース６ａ，６ｂが設置されている。

（図１（Ａ）参照）例えばクランプベース６ｂに表されているように、クランプベースは複数個（本例では各４個）のクランプ爪８を有している。
上記クランプ爪８は、鋼管杭を挟持したり放したりする機能を有しているとともに、
杭を放して、クランプ爪８′のように上方へ退避する機能を備えており、さらに、
杭の中心線３ｂの周りに、少なくとも１８０度回動し得る機能を有している（クランプ爪を中心線周りに回動させるための構造については、図２を参照して後に詳述する）。

（図１（Ａ）参照）クランプベース６ａのクランプ爪８′，８′を上方へ退避させておいて、（図１（Ｂ）参照）クランプベース６ｂのクランプ爪８，８を、作業台４に対して相対的に、杭中心線３ｂ周りに回動させると、
該クランプ爪８，８は鋼管杭１ｂを把持していて動かないので、作業台４が円弧矢印θのように回動する。
回動したクランプベース６ｂが鋼管杭１ｃに対向する位置に来ると、（図１（Ｃ）参照）クランプ爪を下降させて該鋼管抗１ｃを把持する。

このようにして作業台４は、図１（Ａ）の状態から同図（Ｃ）の状態まで、杭列上をピッチ寸法Ｐだけ自走する。
この間、作業台４に固定されたクランプベース６ａに対してクランプ爪が上下するだけで、作業台は上下に移動しない。このため駆動に要する動力が少なくて済む。
その上、従来技術におけるが如くクレーンで吊り上げて移動させるのに比して、作業台４が揺れたり傾いたりする虞れが無くて安全である。クレーン吊荷を揺らせるか否かは、運転者の技能に懸っているが、いかに熟練した運転者が操作していても突風によって揺動する虞れが有るので、本実施形態のように突風に煽られても揺動しないという効果は極めて貴重である。

図１を参照して以上に説明した本発明の構造機能は本願発明のメーンクレーム（装置発明としての請求項１，および、方法発明としての請求項２）に対応し、従来技術では得られなかった多大な効果を奏したものであるが、さらに改良が望まれる問題点が二つ有る。それは、α．作業機方向反転と、β．片持ち荷重とである。次に分説する。
α．作業機方向の反転について、
図１（Ａ），（Ｂ），（Ｃ）に共通する直交座標を想定する。Ｚ−Ｚは垂直軸である。
水平座標は、便宜上、東西南北とした。
いま仮に、図１（Ａ）のように、作業台４に矢印Ｆを付したとする。この矢印Ｆは東向きである。ところが、図１（Ｃ）においては、上記の矢印Ｆが西向きに反転している。この作業台４に搭載されている作業機（図示省略）も同様に、その向き（方位）を反転してしまう。
このような方向反転が何らの支障を及ぼさない作業機も有れば、反転しては不都合な作業機も有る。

β．片持ち荷重について、
作業台、及び作業機（図示省略）の総合重心をＧとする。
図１（Ａ）において総合重心Ｇは鋼管抗１ａと鋼管杭１ｂとによって両持ちされている。また、図１（Ｃ）では鋼管杭１ｂと鋼管杭１ｃとによって両持ちされている。
ところが、自走途中の図１（Ｂ）では、重心Ｇが鋼管杭１ｂから離れた位置に在り、クランプベース６ｂによって片持ちされている。このため、作業台４、クランプベース６ｂ、および鋼管杭１ｂに対して大きい曲げ荷重が加えられる。

図２は、前記α項の作業機反転を防止した実施形態である。
２個のクランプベース６ａ，６ｂは相互に結合されて一体構造をなし、それぞれのクランプベース６ａ，６ｂに対して旋回昇降クランプ７ａ，７ｂが装着されている。
これらの旋回昇降クランプはクランプ爪８ａを備えており、
かつ、クランプベースに対して昇降動する機能と、クランプベースに対して垂直軸（中心線３ｂ，中心線３ｃ）周りに旋回する機能とを有している。
図示を省略するが、本例のクランプベースは、クランプ爪を昇降動させるシリンダ手段と、クランプ爪を旋回させるリングギヤ・ピニオン手段および該ピニオンの駆動モータを備えている。

前記のクランプベース（６ａ，６ｂ）結合体に対して、作業台４が、作業台旋回軸１２によって、垂直軸Ｚ回りの回動自在に支持されるとともに、図外の駆動手段によって少なくとも１８０度の往復回動せしめられるようになっている。
本例の作業機は杭継手（図においては２ｃｄ）洗浄機であって、高圧水ホースを巻き取り巻き出すジェット用ホースリール１４と、該高圧水ホースに接続されたノズルアッセンブリ１８と、該ノズルアッセンブリを操作するエアーホースを巻き取り巻き出すエアー用ホースリール１５と、前記ノズルアッセンブリを吊り降ろし吊り上げる油圧式ウインチ１７と、該油圧式ウインチを搭載するリーダー１６とを備えている。

図３は、前記β項の片持ち荷重を解消するように改良した実施形態である。
クランプベース６ａ，６ｂのそれぞれが旋回昇降クランプ７ａ，７ｂを備えていることは、前掲の図２に示した実施形態と同様である。
上記１対のクランプベース６ａ，６ｂはスライドベース９に対して固定的に設置され、このスライドベース９の上に、スライダ１０が搭載されていて、油圧シリンダ１９によって往復摺動せしめられる。

上記のスライダ１０の上に作業機が搭載されている。従って、本実施形態におけるスライダ１０は、原理図（図１）における作業台４に対応する部材である。
すなわち、本例においては、作業台が摺動可能に構成されてスライダ１０の機能を兼ねている。
本実施形態（図３）の作業機を構成している各機器類は、前記実施形態（図２）におけると配置が異なっているが、機能を同じくする部材同士には同じ符号と名称とを付してある。

図３の実施形態における作業機と作業台（スライダ）との総合重心を符号Ｇで示す。
本図の状態において総合重心Ｇは鋼管杭１ｂと鋼管杭１ｃとの中間に在り、その重力荷重は双方の鋼管杭によって均等に支持されている。
この図の状態から、旋回昇降クランプ７ａのクランプ爪８を緩めて上方に退避せしめ、クランプベース６ｂと旋回昇降クランプ７ｂとを相対的に回動させるに先立って、
油圧シリンダ１９を収縮させてスライダ１０を図の右方に移動させ、前記の重心Ｇの位置をＧ′付近に、すなわち鋼管杭１ｃの中心線３ｃ付近に移動させる。

総合重心Ｇ′を杭中心線３ｃの上に置けば、旋回昇降クランプ７ａのクランプ爪８を緩めて上方に退避させた状態で、スライドベース９にも、スライダ（作業台）１０にも、クランプベース６ｂにも、旋回昇降クランプ７ｂにも、鋼管杭１ｃにも、過大な曲げ荷重が掛からない。
このため、これらの構成部材を比較的軽量に構成しておいても変形，破損する虞れが無く、小さい駆動力で円滑に旋回させることができる。

本発明の基本的原理を示す工程図であって、（Ａ）は自走前の状態を描いた模式的な斜視図、（Ｂ）は自走途中の状態を描いた模式的な斜視図、（Ｃ）は自走の１サイクルを終えた状態を描いた模式的な斜視図 自走に伴う作業機方向の反転を防止した実施形態を示し、模式的に描いた側面図 自走に際して片持ち荷重を受けないように改良した実施形態を模式的に描いた側面図 杭列の上に「作業機を搭載した作業台」を載置した状態を模式的に描いた部分破断斜視図

符号の説明

１ａ，１ｂ，１ｃ，１ｄ…鋼管杭
２ａｂ，２ｂｃ，２ｃｄ，２ｄｅ…杭継手
３ａ，３ｂ，３ｃ，３ｄ，３ｅ…杭の中心線
４…作業台
４ａ…作業用開口
５…作業機
６ａ，６ｂ…クランプベース
７ａ，７ｂ…旋回昇降クランプ
８…クランプ爪
８′…退避した状態のクランプ爪
９…スライドベース
１０…スライダ
１１…スライドシリング
１２…作業台旋回軸
１４…ジェット用ホースリール
１５…エアーホース用リール
１６…リーダー
１７…油圧式ウインチ
１８…ノズルアッセンブリ
１９…油圧シリンダ

Claims (2)

1. 一定のピッチ寸法（Ｐ）で列設された多数の杭の上に載置されている作業台（４）を、杭列に沿わせて移動させる装置であって、
   上記の作業台（４）が、少なくとも２個のクランプベース（６ａ，６ｂ）を備えており、
   上記２個のクランプベースは、その間隔寸法をピッチ寸法（Ｐ）と等しからしめることができ、
   かつ、上記クランプベースのそれぞれに対して旋回昇降クランプ（７ａ，７ｂ）が設置されており、
   上記旋回昇降クランプは、杭を把持するクランプ爪（８）を備えていて、
   イ．クランプ爪を昇降させる機能と、
   ロ．クランプ爪をクランプベースに対して、垂直軸周りに回転させる機能と、
   を具備していて、
   前記の作業台がスライドベース（９）に搭載されて、スライダ（１０）として機能し得るようになっており、
   かつ、上記スライドベースに対して、前記クランプベース（６ａ，６ｂ）が設置されていることを特徴とする自走式作業台。
2. 一定のピッチ寸法（Ｐ）で列設された多数の杭の上に載置されている作業台（４）を、杭列に沿わせて移動させる方法において、
   上記作業台（４）に対して、予め２個のクランプベース（６ａ，６ｂ）を設けておき、
   イ．上記２個のクランプベースのそれぞれに設けられているクランプ爪（８）によって、クランプベースごとに１本の杭（１ａ，１ｂ）を把持することにより、上記２本の杭（１ａ，１ｂ）で作業台を支持し、
   ロ．上記２本の杭の内の片方（１ａ）を把持している、クランプベース（６ａ）のクランプ爪（８′）の把持を解放するとともに、該クランプ爪（８′）を上方に退避させ、他方の杭（１ｂ）を把持するクランプベース（６ｂ）によって作業台（４）を支持し、
   ハ．作業台を支持しているクランプベース（６ｂ）のクランプ爪（８）を、作業台に対して相対的に、垂直軸周りに回動させることにより、作業台（４）を前記他方の杭（１ｂ）に対して垂直軸周りに旋回せしめ、
   ニ．作業台と共に旋回した片方のクランプベース（６ａ）のクランプ爪（８′）を、前記と異なる第３の杭（１ｃ）に対向させ、
   ホ．上方に退避させてあったクランプ爪（８′）を下降させて、上記第３の杭（１ｃ）を把持することにより、前記他方の杭（１ｂ）と第３の杭（１ｃ）とによって作業台を支持することを特徴とする、作業台の自走方法。

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