(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
起振機（５）と、杭を把持するための杭把持装置（２）と、前記起振機（５）及び前記杭把持装置（２）にそれぞれオイルを圧送する複数のポンプ（Ｐ１，Ｐ２）と、前記複数のポンプ（Ｐ１，Ｐ２）を駆動する発動機（Ｅ）と、前記発動機（Ｅ）の制御手段（１）と、を備え、前記発動機（Ｅ）が規定回転数にて回転しておりかつ前記杭把持装置（２）の圧力が規定圧力に達している場合にのみ杭の打ち込み又は引き抜きのための作動が可能となる振動杭打抜機（１０）において、
前記発動機（Ｅ）の制御手段（１）は、前記振動杭打抜機（１０）の作動可能期間中、杭の打ち込み又は引き抜きを行っておらずかつ前記発動機（Ｅ）が規定回転数にて回転しているときに、前記杭把持装置（２）の圧力が規定圧力に達していることを感知した後、杭の打ち込み又は引き抜きの開始の指示がないまま所定の時間が経過したとき、前記発動機（Ｅ）の回転数を省燃料回転数へと低下させるものであり、前記省燃料回転数は、前記発動機の燃料消費率が前記規定回転数からの回転数の低下に伴って低下し最小値をとって再び上昇する場合の、前記燃料消費率が最小値となる回転数であることを特徴とする
振動杭打抜機。
【請求項２】
起振機（５）と、杭を把持するための杭把持装置（２）と、前記起振機（５）及び前記杭把持装置（１）にそれぞれオイルを圧送する複数のポンプ（Ｐ１，Ｐ２）と、前記複数のポンプ（Ｐ１，Ｐ２）を駆動する発動機（Ｅ）と、前記発動機（Ｅ）の制御手段（１）と、を備え、前記発動機（Ｅ）が規定回転数にて回転しておりかつ前記杭把持装置（２）の圧力が規定圧力に達している場合にのみ杭の打ち込み又は引き抜きのための作動が可能となる振動杭打抜機（１０）において、
前記発動機（Ｅ）の制御手段（１）は、前記振動杭打抜機（１０）の作動可能期間中、杭の打ち込み又は引き抜きを行っておらずかつ前記発動機（Ｅ）が規定回転数にて回転しているときに、前記杭把持装置（２）の圧力が規定圧力に達していることを感知した後、杭の打ち込み又は引き抜きの開始の指示がないまま所定の時間が経過したとき、前記発動機（Ｅ）を停止状態とするものであり、かつ、
前記ポンプ（Ｐ１，Ｐ２）のうち前記杭把持装置（１）にオイルを圧送する杭把持ポンプ（Ｐ２）の送り側にアキュムレータ（Ａ）が設けられており、前記発動機（Ｅ）を停止状態としたときの前記杭把持装置（２）の圧力低下に対して前記アキュムレータ（Ａ）から前記杭把持装置（２）にオイルを供給可能であることを特徴とする
振動杭打抜機。
【請求項３】
起振機（５）と、杭を把持するための杭把持装置（２）と、前記起振機（５）及び前記杭把持装置（２）にそれぞれオイルを圧送する複数のポンプ（Ｐ１，Ｐ２）と、前記複数のポンプ（Ｐ１，Ｐ２）を駆動する発動機（Ｅ）とを備え、前記発動機（Ｅ）が規定回転数にて回転しておりかつ前記杭把持装置（２）の圧力が規定圧力に達している場合にのみ杭の打ち込み又は引き抜きのための作動が可能となる振動杭打抜機（１０）における前記発動機（Ｅ）の制御方法において、
前記振動杭打抜機（１０）の作動可能期間中、杭の打ち込み又は引き抜きを行っておらずかつ前記発動機（Ｅ）が規定回転数にて回転しているときに、前記杭把持装置（２）の圧力が規定圧力に達していることを感知した後、杭の打ち込み又は引き抜きの開始の指示がないまま所定の時間が経過したとき、前記発動機（Ｅ）の回転数を省燃料回転数へと低下させ、前記省燃料回転数は、前記発動機の燃料消費率が前記規定回転数からの回転数の低下に伴って低下し最小値をとって再び上昇する場合の、前記燃料消費率が最小値となる回転数であることを特徴とする
振動打抜機における発動機の制御方法。
【請求項４】
起振機（５）と、杭を把持するための杭把持装置（２）と、前記起振機（５）及び前記杭把持装置（２）にそれぞれオイルを圧送する複数のポンプ（Ｐ１，Ｐ２）と、前記複数のポンプ（Ｐ１，Ｐ２）を駆動する発動機（Ｅ）とを備え、前記発動機（Ｅ）が規定回転数にて回転しておりかつ前記杭把持装置（２）の圧力が規定圧力に達している場合にのみ杭の打ち込み又は引き抜きのための作動が可能となる振動杭打抜機（１０）における前記発動機（Ｅ）の制御方法において、
前記振動杭打抜機（１０）の作動可能期間中、杭の打ち込み又は引き抜きを行っておらずかつ前記発動機（Ｅ）が規定回転数にて回転しているときに、前記杭把持装置（２）の圧力が規定圧力に達していることを感知した後、杭の打ち込み又は引き抜きの開始の指示がないまま所定の時間が経過したとき、前記発動機（Ｅ）を停止状態とし、かつ、
前記発動機（Ｅ）を停止状態としたときの前記杭把持装置（２）の圧力低下に対して、前記ポンプ（Ｐ１，Ｐ２）のうち前記杭把持装置（１）にオイルを圧送する杭把持ポンプ（Ｐ２）の送り側に設けられたアキュムレータ（Ａ）から前記杭把持装置（２）にオイルを供給することを特徴とする
振動打抜機における発動機の制御方法。
【請求項５】
請求項３又は４に記載の振動打抜機における発動機の制御方法を適用して、杭の打ち込み又は引き抜きを行うことを特徴とする杭の施工方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、振動杭抜機及びこれを駆動する発動機の制御方法並びにこの制御方法を用いて杭の打ち込み又は引き抜きを行う杭の施工方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
振動杭打抜機は、起振力振幅を発生する起振機を備えており、起振機の振動力を利用して杭の打ち込み又は杭の引き抜きの施工を行う。起振機は、例えば二軸重錘式で構成されており、油圧モータにより駆動される。また、起振機には、杭や矢板等を把持するための杭把持装置が取り付けられている。杭把持装置は、油圧シリンダにより可動面を固定面に対して開閉移動することにより杭を把持する。振動杭打抜機は、起振機の油圧モータ及び杭把持装置の油圧シリンダの各々に対してオイルを圧送する少なくとも２つの油圧ポンプを設けられている（実際にはさらに潤滑油用等の油圧ポンプが設けられているが、本発明とは直接関係しないので説明を省略する）。
【０００３】
これらの油圧ポンプは、発動機により駆動される。一般的に油圧ポンプは、発動機自体に搭載される。
【０００４】
当該技術分野の一般的な技術を示す先行技術文献として、起振機の起振力の制御方法に関しては例えば特許文献１〜４等があり、杭把持装置の構造に関しては例えば特許文献５、６がある。
【０００５】
以下、起振機の油圧モータを駆動する油圧ポンプを「起振機ポンプ」と称し、杭把持装置の油圧シリンダを駆動する油圧ポンプを「把持用ポンプ」と称することとする。一般的に起振機ポンプは、吐出量を制御できる可変容量型のポンプを、把持用ポンプは吐出量の制御をできない定容量型のポンプが使用される。
【０００６】
斯かる振動杭打抜機の一般的な形態では、１つの発動機が、起振機ポンプと把持用ポンプの双方を並列駆動する。また一般的な形態では、振動杭打抜機全体を操作する制御部が設けられている。制御部は、発動機の回転数を、停止状態であるゼロから、杭の打ち込み又は引き抜きを行う規定回転数までの範囲で変更可能である。さらに制御部は、起振機ポンプの吐出量を制御可能である。発動機が規定回転数で回転していても、制御部に杭の打ち込又は引き抜きの指示が出ていなければ起振機すなわち振動杭打抜機は作動しない。
【０００７】
図７は、斯かる振動杭打抜機による従来の施工方法の一例を模式的に示した図である。上下の２つのグラフの横軸は、時間である。上のグラフの縦軸は、発動機回転数である。下のグラフの縦軸は、杭把持装置の把持圧力である。
【０００８】
図７の例は、杭の引き抜き施工の場合である。先ず、引抜準備工程では、発動機を起動し、規定回転数（ここでは一例として１５００min−１）とする。但し、この時点では、制御部に杭の引き抜きの指示が出ていない。
次に、把持用ポンプを作動させて油圧シリンダにオイルを圧送することで、杭把持装置が杭を把持する。杭把持装置の把持圧力が規定圧力に達したならば（圧力スイッチ等により感知）、把持完了となる。その後、杭把持装置は基本的に、引き抜き作業の主要工程が完了するまで規定圧力を保持する。
【０００９】
杭把持装置が規定圧力に達したことが感知された後に、初めて起振機を作動可能とする。すなわち振動杭打抜機を作動可能とする。「作動可能とする」とは、例えば、制御部に設けられた振動杭打抜機の作動スイッチを停止位置から運転位置に切り替えることである。これにより、起振機が作動可能となる。このような制御は、振動杭打抜機における基本的な形態である。言い換えるならば、杭把持装置が規定圧力を保持している期間が、振動杭打抜機の作動可能期間となる。
【００１０】
振動杭打抜機の作動可能期間中、制御部に杭の引き抜きの指示が出され、起振機ポンプが起振機の油圧モータにオイルを圧送することで、起振機が作動し、杭の引き抜きを行う。杭の引き抜きが完了したならば、杭把持装置を開放し、さらに発動機を停止する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１１】
【特許文献１】特開平０６−２９４１２４号公報
【特許文献２】特開平０８−２４６４５５号公報
【特許文献３】特開平０９−７８５７９号公報
【特許文献４】特開平１０−２９８９９０号公報
【特許文献５】特開２０１０−７４３９号公報
【特許文献６】特開２０１２−１１２１８１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１２】
しかしながら、上述した振動杭打抜機における従来の施工方法には、以下のような問題点がある。
図７に示すように、振動杭打抜機の作動可能期間のうち、振動杭打抜機が実際に杭の引き抜きを行っている作動期間は、そのうちの一部のみである。図７の例では、２回に分けて引き抜きを行っているが、１回目の引き抜きまでの期間、１回目と２回目の間の穴開け作業の期間、及び、２回目の引き抜き後の杭の溶断作業の期間は、振動杭打抜機を作動させていない状態である。それにも拘わらず、発動機はこの間を通じて規定回転数で回転している。当然ながら、この間に発動機が消費する燃料は、無駄となっている。  
【００１３】
以上の現状に鑑み、本発明は、振動杭打抜機、その発動機の制御方法、及びその制御方法を用いた杭の施工方法において、実質的な打ち込み又は引き抜きの施工を行っていない待機期間にも、発動機が規定回転数で回転を続けることによる燃料消費の無駄を低減することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１４】
上記の目的を達成するために、本発明は、以下の構成を提供する。括弧内の数字は、後述する図面の符号であり、参考のために付する。
本発明の態様は、起振機（５）と、杭を把持するための杭把持装置（２）と、前記起振機（５）及び前記杭把持装置（２）にそれぞれオイルを圧送する複数のポンプ（Ｐ１，Ｐ２）と、前記複数のポンプ（Ｐ１，Ｐ２）を駆動する発動機（Ｅ）と、前記発動機（Ｅ）の制御手段（１）と、を備え、前記発動機（Ｅ）が規定回転数にて回転しておりかつ前記杭把持装置（２）の圧力が規定圧力に達している場合にのみ杭の打ち込み又は引き抜きのための作動が可能となる振動杭打抜機（１０）において、
前記発動機（Ｅ）の制御手段（１）は、前記振動杭打抜機（１０）の作動可能期間中、杭の打ち込み又は引き抜きを行っておらずかつ前記発動機（Ｅ）が規定回転数にて回転しているときに、前記杭把持装置（２）の圧力が規定圧力に達していることを感知した後、杭の打ち込み又は引き抜きの開始の指示がないまま所定の時間が経過したとき、前記発動機（Ｅ）の回転数を省燃料回転数へと低下させるものであり、前記省燃料回転数は、前記発動機の燃料消費率が前記規定回転数からの回転数の低下に伴って低下し最小値をとって再び上昇する場合の、前記燃料消費率が最小値となる回転数であることを特徴とする。
【００１５】
本発明の別の態様は、起振機（５）と、杭を把持するための杭把持装置（２）と、前記起振機（５）及び前記杭把持装置（１）にそれぞれオイルを圧送する複数のポンプ（Ｐ１，Ｐ２）と、前記複数のポンプ（Ｐ１，Ｐ２）を駆動する発動機（Ｅ）と、前記発動機（Ｅ）の制御手段（１）と、を備え、前記発動機（Ｅ）が規定回転数にて回転しておりかつ前記杭把持装置（２）の圧力が規定圧力に達している場合にのみ杭の打ち込み又は引き抜きのための作動が可能となる振動杭打抜機（１０）において、
前記発動機（Ｅ）の制御手段（１）は、前記振動杭打抜機（１０）の作動可能期間中、杭の打ち込み又は引き抜きを行っておらずかつ前記発動機（Ｅ）が規定回転数にて回転しているときに、前記杭把持装置（２）の圧力が規定圧力に達していることを感知した後、杭の打ち込み又は引き抜きの開始の指示がないまま所定の時間が経過したとき、前記発動機（Ｅ）を停止状態とするものであり、かつ、
前記ポンプ（Ｐ１，Ｐ２）のうち前記杭把持装置（１）にオイルを圧送する杭把持ポンプ（Ｐ２）の送り側にアキュムレータ（Ａ）が設けられており、前記発動機（Ｅ）を停止状態としたときの前記杭把持装置（２）の圧力低下に対して前記アキュムレータ（Ａ）から前記杭把持装置（２）にオイルを供給可能であることを特徴とする。
【００１６】
本発明のさらに別の態様は、起振機（５）と、杭を把持するための杭把持装置（２）と、前記起振機（５）及び前記杭把持装置（２）にそれぞれオイルを圧送する複数のポンプ（Ｐ１，Ｐ２）と、前記複数のポンプ（Ｐ１，Ｐ２）を駆動する発動機（Ｅ）とを備え、前記発動機（Ｅ）が規定回転数にて回転しておりかつ前記杭把持装置（２）の圧力が規定圧力に達している場合にのみ杭の打ち込み又は引き抜きのための作動が可能となる振動杭打抜機（１０）における前記発動機（Ｅ）の制御方法において、
前記振動杭打抜機（１０）の作動可能期間中、杭の打ち込み又は引き抜きを行っておらずかつ前記発動機（Ｅ）が規定回転数にて回転しているときに、前記杭把持装置（２）の圧力が規定圧力に達していることを感知した後、杭の打ち込み又は引き抜きの開始の指示がないまま所定の時間が経過したとき、前記発動機（Ｅ）の回転数を省燃料回転数へと低下させ、前記省燃料回転数は、前記発動機の燃料消費率が前記規定回転数からの回転数の低下に伴って低下し最小値をとって再び上昇する場合の、前記燃料消費率が最小値となる回転数であることを特徴とする。
【００１７】
本発明のさらに別の態様は、起振機（５）と、杭を把持するための杭把持装置（２）と、前記起振機（５）及び前記杭把持装置（２）にそれぞれオイルを圧送する複数のポンプ（Ｐ１，Ｐ２）と、前記複数のポンプ（Ｐ１，Ｐ２）を駆動する発動機（Ｅ）とを備え、前記発動機（Ｅ）が規定回転数にて回転しておりかつ前記杭把持装置（２）の圧力が規定圧力に達している場合にのみ杭の打ち込み又は引き抜きのための作動が可能となる振動杭打抜機（１０）における前記発動機（Ｅ）の制御方法において、
前記振動杭打抜機（１０）の作動可能期間中、杭の打ち込み又は引き抜きを行っておらずかつ前記発動機（Ｅ）が規定回転数にて回転しているときに、前記杭把持装置（２）の圧力が規定圧力に達していることを感知した後、杭の打ち込み又は引き抜きの開始の指示がないまま所定の時間が経過したとき、前記発動機（Ｅ）を停止状態とし、かつ、
前記発動機（Ｅ）を停止状態としたときの前記杭把持装置（２）の圧力低下に対して、前記ポンプ（Ｐ１，Ｐ２）のうち前記杭把持装置（１）にオイルを圧送する杭把持ポンプ（Ｐ２）の送り側に設けられたアキュムレータ（Ａ）から前記杭把持装置（２）にオイルを供給することを特徴とする。
【００１８】
本発明のさらに別の態様は、上記の振動杭打抜機における発動機の制御方法を適用して、杭の打ち込み又は引き抜きを行うことを特徴とする。
【発明の効果】
【００１９】
本発明は、振動杭打抜機の作動可能期間中、発動機が規定回転数にて回転しているときに把持装置の圧力が規定圧力に達していることを感知した後、杭の打ち込み又は引き抜きの開始の指示がないまま所定の時間が経過したとき、発動機の回転数を省燃料回転数へと低下させるように制御を行うものである。あるいは、発動機の回転数を省燃料回転数へと低下させる替わりに、発動機を停止させるように制御を行うものである。
【００２０】
このような制御を行うことにより、振動杭打抜機の作動可能期間のうち、実質的に杭の打ち込み又は引き抜きを行っている作動期間以外の待機期間には、発動機の回転数を低下させるか又は発動機を停止させるので、発動機における無駄な燃料消費をなくすことができる。
【図面の簡単な説明】
【００２１】
【図１】図１（ａ）は、振動杭打抜機において打ち込み又は引き抜きの作業を行う主要部を概略的に示した図であり、図１（ｂ）は、振動杭打抜機の全体構成を概略的に示した図である。
【図２】図２は、図１に示した振動杭打抜機による従来の施工方法の一例を模式的に示した図である。
【図３】図３は、振動杭打抜機に用いられる発動機の回転数（横軸）と、発動機の軸出力（左縦軸）と、燃料消費率（右縦軸）との一般的な関係を示したグラフである。
【図４】図４は、図２に示した振動杭打抜機による施工方法の一例を実行するための、発動機の回転数制御フローの一例を示した流れ図である。
【図５】図５は、図１に示した振動杭打抜機による施工方法の別の例を模式的に示した図である。
【図６】図６は、図５に示した振動杭打抜機による施工方法の一例を実行するための、発動機の回転数制御フローの一例を示した流れ図である。
【図７】図７は、斯かる振動杭打抜機による従来の施工方法の一例を模式的に示した図である。
【発明を実施するための形態】
【００２２】
以下、実施例を示す図面を参照して本発明の実施形態を説明する。
図１は、本発明による振動杭打抜機の構成の一例を示す図である。図１（ａ）は、振動杭打抜機において打ち込み又は引き抜きの作業を行う主要部を概略的に示した図であり、図１（ｂ）は、振動杭打抜機の全体構成を概略的に示した図である。
【００２３】
図１（ａ）に示すように、振動杭打抜機１０において打ち込み又は引き抜きの作業を行う主要部には、起振機５及び杭把持装置２が設けられている。起振機５は、油圧モータＭにより駆動され、クレーン等で吊り下げられている。起振機５の下端には杭把持装置２が取り付けられている。杭把持装置２は、鋼管杭や鋼矢板等の杭３０の頭部を把持する。杭把持装置２が規定圧力で杭３０を把持した状態で、油圧モータＭにより起振機５を駆動することにより、杭３０を土中に打ち込んだり、土中から引き抜いたりする作業を行う。
【００２４】
図１（ｂ）では、矢印付き太線でオイルの経路を示している。図１（ｂ）に示すように、油圧回路は、オイルタンクＴのオイルを適宜のポンプにより目的とする油圧機器に圧送し、再びオイルタンクＴに戻すように構成されている。起振機５の油圧モータＭに対しては、起振機ポンプＰ１からオイルが圧送される。杭把持装置２の油圧シリンダ２ａに対しては、把持用ポンプＰ２からオイルが圧送される。
【００２５】
杭把持装置２の油路上の切替弁４は、把持用ポンプＰ２からのオイルを油圧シリンダ２ａに送るか、又はそのままオイルタンクＴに戻すかを切り替える。一般的に、当該制御のような油圧回路では、ポンプの補助と油圧機器類及び回路上のオイルの漏れを補助するために、把持用ポンプＰ２の送り側に（切替弁４と油圧シリンダ２aとの間に）エネルギー補助としてアキュムレータＡが設置される。
杭把持装置２の油路上の圧力スイッチ３は、油圧シリンダ２ａの圧力すなわち杭把持装置２の把持圧力を感知する圧力計の機能と、感知した把持圧力に応じた信号を制御部１に出力する機能とを備えている。圧力スイッチ３は、振動杭打抜機１０の起動から終了までの間、常時機能している。  
【００２６】
発動機Ｅは、起振機ポンプＰ１及び把持用ポンプＰ２を並列的に駆動する。起振機ポンプＰ１と把持用ポンプＰ２は、発動機Ｅと同じ回転数で回転するか、又は、ギヤ又はプーリを介した所定比率の回転数で回転する。
【００２７】
制御部１は、振動杭打抜機１０の動作を制御する電子回路を備え、手動操作用の操作パネルとも接続されている。電子回路は、好適にはマイクロプロセッサを含み、本発明による制御プログラムを実行する。制御部１は、制御プログラムに基づいて起振機ポンプＰ１、切替弁４、発動機Ｅに対して制御信号を送信するとともに、圧力スイッチ３から感知信号を受信する。図１（ｂ）では、制御部１と関係する構成要素とを点線で接続して示している。制御部１の制御プログラムに含まれる機能として、少なくとも起振機制御部１ａ、杭把持装置制御部１ｂ、発動機制御部１ｃ及び作動スイッチ１ｄが設けられ、これらは互いに連携して動作する。
【００２８】
起振機制御部１ａは、起振機ポンプＰ１の吐出量を制御する。杭の打ち込み又は引き抜きの指示がでると、油圧モータＭにオイルが圧送され、起振機５が作動する。
杭把持装置制御部１ｂは、切替弁４の動作を制御する。切替弁４を杭把持装置２の油圧シリンダ２ａに切り替えることにより、杭把持装置２の開閉動作が行われる。また、杭把持装置制御部１ｂは、圧力スイッチ３により感知された把持圧力を示す感知信号を受信する。
発動機制御部１ｃは、発動機Ｅの動作を制御し、その回転数を、停止状態のゼロから、杭の打ち込み又は引き抜きを行う規定回転数までの範囲で設定可能である。発動機制御部１ｃは、タイマ１ｃ１を備えている。
【００２９】
作動スイッチ１ｄは、振動杭打抜機１０を停止状態とする停止位置と、作動可能状態とする運転位置とを具備する。作動スイッチ１ｄは、杭把持装置制御部１ｂからの「把持完了」の通知を受けたとき、停止位置から運転位置に切り替わる。作動スイッチ１ｄが、運転位置に切り替わることにより、初めて起振機制御部１ａによる起振機５の制御が可能となる。作動スイッチ１ｄが運転位置となるだけでは、振動杭打抜機１０（すなわち起振機５）は直ちに作動せず、作動可能となるだけである。作動スイッチ１ｄは、杭把持装置制御部１ｂから「把持圧力低下」の通知を受けると、再び停止位置となる。作動スイッチ１ｄが運転位置となっている間が、振動杭打抜機１０の「作動可能期間」となる。
【００３０】
図２は、図１に示した振動杭打抜機１０による施工方法の一例を模式的に示した図である。上下の２つのグラフの横軸は、時間である。上のグラフの縦軸は、発動機の回転数である。下のグラフの縦軸は、杭把持装置の把持圧力である。なお、図１も参照しつつ説明する。
【００３１】
図２では、杭の引き抜き施工の場合を例としている。しかし、杭の打ち込み施工の場合も全く同様に本発明を適用可能である。打ち込み施工の場合については、以下の説明における「引き抜き」を「打ち込み」に読み替える。
【００３２】
＜引抜準備工程＞
施工の開始時点では、制御部１の作動スイッチ１ｄは停止位置にある。引抜準備工程では、先ず、制御部１の発動機制御部１ｃが発動機Ｅを起動し、規定回転数（ここでは一例として１５００min−１）とする。なお、起動時に発動機Ｅを規定回転数まで上昇させる場合、発動機Ｅをしばらくの間、規定回転数よりも低い所定の回転数（好適には、後述する省燃料回転数）で回転させた後に規定回転数まで上昇させてもよい。
【００３３】
次に、杭把持装置制御部１ｂは、把持用ポンプＰ２を作動させて油圧シリンダ２ａにオイルを圧送することで、杭把持装置２が杭３０を把持する。杭把持装置２の把持圧力が規定圧力に達したことを圧力スイッチ３０が感知して、杭把持装置制御部１ｂに感知信号を送る。この感知信号を受信した杭把持装置制御部１ｂは、把持用ポンプＰ２からのオイルをオイルタンクＴに戻すように切替弁４を切り替える。このような場合には、切替弁４と油圧シリンダ２aとの間に設置されたアキュムレータが把持用ポンプの補助として作用し、アキュムレータから杭把持装置の油圧シリンダ２ａに圧油を供給（エネルギーの補助）して急激な圧力低下を防止し、長期間の規定圧力を保持する。
同時に、作動スイッチ１ｄに「把持完了」を通知する。この把持完了通知を受けて作動スイッチ１ｄは、「停止位置」から「運転位置」となる。作動スイッチ１ｄが運転位置となることにより、起振機制御部１ａが有効となる。この時点から、振動杭打抜機１０の作動可能期間となる。
【００３４】
杭把持装置制御部１ｂは、杭把持装置２が規定圧力となってから、杭３０を開放するまでの間は、基本的に規定圧力を保持する。その間、アキュムレータからのエネルギーの補助にも拘わらず規定圧力から若干低下したことを圧力スイッチ３が感知した場合は、切替弁４を操作して規定圧力を保持する程度の量のオイルを供給することにより、規定圧力を保持する。
【００３５】
このようにして、発動機Ｅが規定回転数となり、かつ、杭把持装置２が規定圧力となったならば、直ちに杭の引き抜き作業を開始可能である。しかしながら、諸処の事情（杭の位置決めや計測、杭の建て込み作業、溶接、締結又はや切断作業、作業者の打合せ等）により、杭の引き抜き作業が直ちに開始されない場合、発動機Ｅは、実質的な作業を行わずに規定回転数で回転し続けることになる。ここで、振動杭打抜機１０の作動可能期間のうち、杭の引き抜き作業を行っていない期間を「待機期間」と称し、実際に杭の引き抜き作業を行っている期間を「作動期間」と称することとする。待機期間に発動機Ｅが規定回転数で回転し続けると、燃料を無駄に消費することになる。なお、杭把持装置２の規定圧力の保持のために少量のオイルを圧送することはあるが、それだけのために発動機Ｅを規定回転数で回転させる必要はなく、やはりほとんど無駄となっている。
【００３６】
そこで、本発明では、杭の引き抜きを行っておらずかつ発動機Ｅが規定回転数にて回転しているときに、杭把持装置２の圧力が規定圧力に達していることを感知した後、杭の引き抜きの開始の指示がないまま所定の時間ｔが経過したとき、発動機Ｅの回転数を「省燃料回転数」へと低下させる制御を行う。時間ｔは、図１の発動機制御部１ｃのタイマー１ｃ１で計測する。すなわち、杭の引き抜きを行っていないときに圧力スイッチ３の感知信号を杭把持装置制御部１ｂが受信し、それを発動機制御部１ｃに通知した時点からタイマー１ｃ１が計測を開始する。そのまま時間ｔが経過したとき、発動機制御部１ｃは、発動機Ｅの回転数を低下させる制御を行う。時間ｔは、例えば５〜２０秒が好ましいが、この範囲に限定されず、施工の効率も考慮して設定する。
【００３７】
ここで「省燃料回転数」とは、燃料消費量が最小となる回転数のことである。これは、従来「アイドリング」と称している回転数と同じ概念ではない。アイドリングは、起動時などに発動機Ｅを適当な低回転で稼動させる場合の回転数であるが、これは燃料消費率を意識した回転数ではない。
【００３８】
図３を参照して、「省燃料回転数」について説明する。図３は、振動杭打抜機に用いられる発動機の回転数（横軸）と、発動機の軸出力（左縦軸）と、燃料消費率（右縦軸）との一般的な関係を示したグラフである。振動杭打抜機の杭の打ち込み又は引き抜きの作業は、発動機の軸出力がほぼ最大となる回転数の範囲で行われる。これは、発動機の定格出力の状態である。本発明ではこれを「規定回転数」と称している。例えば規定回転数は、発動発電機の場合は約１８００min−１であり、油圧ポンプに搭載された発動機の場合は１８００〜２２００min−１の範囲内である。但し、この数値は例示であり、限定されるものではない。
【００３９】
一方、発動機の燃料消費率は、規定回転数の場合に約２２０g／kW・hであるが、回転数が低下すると、燃料消費率も低下し、約１４００min−１の近傍で約２００g／kW・hと最小値となり、これより回転数が低下するとむしろ燃料消費率が再び上がっている。本発明ではこの燃料消費率がほぼ最小となる回転数を「省燃料回転数」と称している。但し、回転数の数値は例示であり、発動機毎の特性によって異なるものである。通常は、省燃料回転数は、９００〜１５００min−１の範囲内にある。
【００４０】
再び図２を参照する。引抜準備工程に時間がかかる場合は、発動機の回転数を省燃料回転数に低下させた状態で待機する。そして、杭の引き抜きの開始の指示があったならば、発動機の回転数を規定回転数に上昇させる。ここで、「開始の指示」とは、図１の制御部１において振動杭打抜機１０を作動させる命令が出されることである。この命令により、発動機制御部１ｃが、発動機の回転数を省燃料回転数から規定回転数に上昇させる。続いて、起振機ポンプＰ１が起振機５の油圧モータＭにオイルを圧送し始める。
【００４１】
＜１回目の杭の引抜工程＞
こうして、起振機５が作動することにより杭の引き抜き作業を行う。ここでの引き抜き作業は、連続的に行われる一工程の作業を意味する。杭の引き抜き作業は、一度で杭全体を引き抜く場合もあるが、何回かの中断を挟んで複数の工程に分けて引き抜くことがよく行われる。起振機制御部１ａが、起振機５（すなわち振動杭打抜機１０）の作動を停止させたならば、この一工程は終了する。この時点では、杭全体の引き抜きが完了したのではなく、途中段階である。
【００４２】
＜穴開け作業工程＞
起振機５を停止させた時点では、発動機Ｅはなお規定回転数で回転しており、かつ、杭把持装置２は規定圧力となっている。よって起振機５を停止させた時点でタイマー１ｃ１が計測を開始する。そして、杭の引き抜きの開始の指示がないまま時間ｔが経過したならば、発動機Ｅの回転数を省燃料回転数に低下させる。図２の例では、この待機期間に、杭に対し吊り上げ用の穴を開ける作業が行われる。その他、作業者の打合せ等も行われる場合がある。そして、杭の引き抜きの開始の指示（図１の起振機制御部１ａによる）があったならば、再び発動機の回転数を規定回転数に上昇させる。
【００４３】
＜２回目の杭の引抜工程＞
発動機の回転数が規定回転数となったならば、杭の引き抜き作業を行う。図２の例では、この工程により、杭全体の引き抜きを完了し、起振機制御部１ａが、起振機５の作動を停止させる。
【００４４】
＜杭の溶断作業、杭の搬出準備、杭の搬出作業の各工程＞
起振機５を停止させた時点では、発動機Ｅはなお規定回転数で回転しており、かつ、杭把持装置２は規定圧力となっている。よって起振機５を停止させた時点でタイマー１ｃ１が計測を開始する。そして、杭の引き抜きの開始の指示がないまま時間ｔが経過したならば、発動機Ｅの回転数を省燃料回転数に低下させる。図２の例では、この待機期間に、引き抜いた杭の溶断作業、杭の搬出準備及び杭の搬出作業の各工程が行われる。その他、作業者の打合せ等も行われる場合がある。この待機期間の適当な時点、すなわち起振機５の作動がもはや不要と判断された時点で、先ず、杭把持装置制御部２ｂが杭把持装置２の開放を行う。杭把持装置２の開放が完了したならば、発動機Ｅを停止する（ここでは施工が完了したので、回転数をゼロとした後、発動機Ｅの電源もオフとする）。
【００４５】
図４は、図２に示した振動杭打抜機による施工方法の一例を実行するための、発動機の回転数制御フローの一例を示した流れ図である。なお、図４では、杭の打ち込み又は引き抜きのいずれにも適用されるフローとして説明する。また、図１を参照しつつ説明する。
【００４６】
ステップＳ１１〜ステップＳ１４までは、起動時のフローである。
先ず、発動機Ｅを起動し（電源をオンとし）た後、規定回転数とする（ステップ１１）。このとき、しばらく省燃料回転数で回転させてから規定回転数へ上げてもよい。次に、杭３０を把持するために杭把持装置２を起動する（ステップＳ１２）。杭把持装置２が規定圧力に達したか否かを圧力スイッチ３の感知信号により判断する（ステップＳ１３）。杭把持装置２が規定圧力に達したならば、作動スイッチ１ｄを停止位置から運転位置とし、起振機５すなわち振動杭打抜機１０を作動可能とする（ステップＳ１４）。
【００４７】
ステップＳ２１からステップＳ２８までは、振動杭打抜機１０の作動可能期間中のフローである。
この時点では、杭の打ち込み又は引き抜き作業を行っておらず、発動機Ｅが規定回転数で回転しておりかつ杭把持装置２が規定圧力に達したので、タイマー１ｃ１の計測を開始する（ステップＳ２１）。タイマー１ｃ１の計測中、杭の打ち込み又は引き抜き作業の開始の指示がされたか否かを判断する（ステップＳ２２）。杭の打ち込み又は引き抜き作業の開始の指示がなければ、タイマー１ｃ１の設定時間が経過したか否かを判断する（ステップＳ２３）。設定時間が経過したならば、発動機Ｅの回転数を省燃料回転数へ低下させる（ステップＳ２４）。一方、タイマー１ｃ１の計測中に作業開始の指示があれば、その時点でタイマー計測を中止し、ステップＳ２７へ移行する。
【００４８】
ステップＳ２４で発動機Ｅの回転数を省燃料回転数へ低下させた後、杭の打ち込み又は引き抜き作業の開始の指示があるまで待機する（ステップＳ２５）。作業開始の指示があったならば、発動機Ｅの回転数を規定回転数へ上昇させる（ステップＳ２６）。
【００４９】
発動機Ｅが規定回転数となったならば、振動杭打抜機１０を作動させて連続定な一工程の打ち込み又は引き抜きの作業を行う。一工程の作業後、振動杭打抜機１０を停止する（ステップＳ２７）。
【００５０】
連続定な一工程が完了する毎に、杭の打ち込み又は引き抜きの全工程が完了したか否かを判断する（ステップＳ２８）。全行程が完了していない場合は、ステップＳ２１に戻り、上記の処理を繰り返す。全行程が完了した場合は、終了時の処理へと移行する。
【００５１】
終了時には、杭把持装置２の開放を行い、杭把持装置２を停止させる（ステップＳ３１）。最後に、発動機Ｅの回転数をゼロとし、電源もオフとして停止させる（ステップＳ３２）。
【００５２】
図５は、図１に示した振動杭打抜機１０による施工方法の別の例を模式的に示した図である。図５は、図２と同様の図である。
【００５３】
図５の例において、図２の例と異なる点は、振動杭打抜機１０の作動可能期間中に発動機Ｅの回転数を省燃料回転数へと低下させる制御に替えて、発動機Ｅを停止状態とする制御を行うことである。ここで、振動杭打抜機１０の作動可能期間中に発動機Ｅを停止状態とする場合の「停止状態」とは、発動機Ｅの回転数をゼロ（燃料を消費しない）とし電源はオンのままとした停止状態と、発動機Ｅの回転数をゼロ（燃料を消費しない）とし電源もオフ（電力も消費しない）とした停止状態のいずれであってもよい。前者は、待機時間からの復帰を速やかに行えるという利点があり、後者は、より省エネルギーであるという利点がある。なお、後者の場合、杭把持装置２の圧力を維持するために、杭把持ポンプの送り側にアキュムレータを設けることにより、杭把持装置２の圧力低下に対応することができる。
【００５４】
図５の例の場合の所定の経過時間ｔは、図２の例より長くすることが好ましい。これは、規定回転数への復帰し易さを考慮して、過度な頻度で待機時間に入らないようにするためである。例えば、時間ｔは５〜３０秒とする。但し、この数値に限定されない。
【００５５】
また、図５の例では、待機時間に発動機Ｅが停止（この例では、発動機Ｅの回転数はゼロであるが、電源はオンのままとする）しているために、杭把持装置２の油圧シリンダ２ａにも規定圧力保持のためのオイルが送られず、把持圧力が規定圧力から低下してくる。その場合、圧力スイッチ３が所定の圧力低下を感知したときだけ、発動機Ｅを必要な回転数で回転させることにより、杭把持装置２の規定圧力を回復させる。感知する圧力低下は、例えば５〜１０kg／cm２程度とする。なお、海上工事や河川工事の場合は、波浪等による杭把持装置の外れ等を防止するべく安全性を考慮し、感知する圧力低下を５kg／cm２程度とすることが好ましい。
【００５６】
図６は、図５に示した振動杭打抜機による施工方法の一例を実行するための、発動機の回転数制御フローの一例を示した流れ図である。なお、図６では、杭の打ち込み又は引き抜きのいずれにも適用されるフローとして説明する。また、図１を参照しつつ説明する。
【００５７】
図６の制御フローのうち、起動時及び終了時のフローは、図４の制御フローと同じであるので、説明を省略する。
【００５８】
ステップＳ２０１からステップＳ２１０までは、振動杭打抜機１０の作動可能期間中のフローである。
起動完了時点では、杭の打ち込み又は引き抜き作業を行っておらず、発動機Ｅが規定回転数で回転しておりかつ杭把持装置２が規定圧力に達したので、タイマー１ｃ１の計測を開始する（ステップＳ２０１）。タイマー１ｃ１の計測中、杭の打ち込み又は引き抜き作業の開始の指示がされたか否かを判断する（ステップＳ２０２）。杭の打ち込み又は引き抜き作業の開始の指示がなければ、タイマー１ｃ１の設定時間が経過したか否かを判断する（ステップＳ２０３）。設定時間が経過したならば、発動機Ｅの回転数をゼロとし停止させる（ステップＳ２０４）。一方、タイマー１ｃ１の計測中に作業開始の指示があれば、その時点でタイマー計測を中止し、ステップＳ２０９へ移行する。
【００５９】
ステップＳ２０４で発動機Ｅを停止させた後、杭把持装置２の把持圧力が規定圧力から低下したか否かを監視する（ステップＳ２０５）。把持圧力が、所定の程度、規定圧力から低下したならば、把持用ポンプＰ２のみを駆動するために発動機Ｅを必要な回転数で可動させ、杭把持装置２の油圧シリンダ２ａにオイルを送り、規定圧力を回復させる（ステップＳ２０６）。
【００６０】
杭把持装置２の規定圧力を保持しつつ、杭の打ち込み又は引き抜き作業の開始の指示があるまで待機する（ステップＳ２０７）。作業開始の指示があったならば、発動機Ｅの回転数を規定回転数へ上昇させる（ステップＳ２０８）。
【００６１】
発動機Ｅが規定回転数となったならば、振動杭打抜機１０を作動させて連続定な一工程の打ち込み又は引き抜きの作業を行う。一工程の作業後、振動杭打抜機１０を停止する（ステップＳ２０９）。
【００６２】
連続定な一工程が完了する毎に、杭の打ち込み又は引き抜きの全工程が完了したか否かを判断する（ステップＳ２１０）。全行程が完了していない場合は、ステップＳ２０１に戻り、上記の処理を繰り返す。全行程が完了した場合は、終了時の処理へと移行する。
【実施例】
【００６３】
表１に、図２の本発明による施工例と、図７の従来の施工例における発動機の燃料消費量を比較した結果を示す。
振動杭打抜機の作動可能期間における比較を行った。発動機の規定回転数は１５００min−１とし、このときの燃料消費率は２６．０リットル／hであった。省燃料回転数は９００cm−１とし、このときの燃料消費率は２．５リットル／hであった。
実際に杭の引き抜きを行った作動時間と、それ以外の待機時間をそれぞれ測定記録し、作動時間と待機時間の総和を算出し、燃料消費率から燃料消費量を算出した。
実際の施工では、作動時間に比べて、待機時間が非常に長くなることがわかる。これは、打合せ等の人為的な要素が大きいことも一因である。従って、不定期の待機時間に発動機を規定回転数で稼動し続けることは、極めて大量の燃料を無駄に消費することとなる。
表１の例では、本発明を適用することにより、従来技術に比べて燃料消費量を約３分の１に低減することができた。
【００６４】
【表１】
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【符号の説明】
【００６５】
１  制御部
１ａ  起振機制御部
１ｂ  杭把持装置制御部
１ｃ  発動機制御部
１ｄ  作動スイッチ
２  杭把持装置
２ａ  油圧シリンダ
３  圧力スイッチ
４  切替弁
５  起振機
１０  振動杭打抜機
３０  杭
Ｍ  油圧モータ
Ｐ１  起振機ポンプ
Ｐ２  把持用ポンプ
Ｅ  発動機
T  オイルタンク
Ａ  アキュムレータ
【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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【図７】
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