(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
トレンチ内に打設されて硬化しつつあるコンクリートの中へ芯材を建込む方法において、
芯材をガイドする部材によって前記の芯材を垂直に、かつ上下動可能に保持しつつ、
水平軸まわりに回転する１対のローラで、上記の芯材を挟みつけ、
上記のローラを相互に反対方向に回転駆動して、１対のローラに挟みつけられている芯材を垂直下方に移動させて前記コンクリートの中へ押し入れることを特徴とする、芯材の建込み方法。
【請求項２】
芯材を挟みつけているローラを回転駆動して芯材をコンクリートの中へ押し入れている途中で、該芯材が所定の深度まで下降しないうちに、ローラによる押入力不足のために芯材の下降が停止し、もしくは著しく減速したとき、
前記ローラの回転をロックして、芯材をガイドする部材と芯材との相対的な動きを阻止し、
もしくは、チャック手段を用いて、芯材をガイドする部材と芯材とを相互に固定した状態とし、
前記の芯材をガイドする部材に対して、垂直下方に向かう油圧力を作用せしめて、芯材をコンクリートの中へ圧入することを特徴とする、請求項１に記載した芯材の建込み方法。
【請求項３】
前記の芯材をガイドする部材に対して与える油圧力は、油圧シリンダによって与え、かつ、該油圧シリンダの伸縮力不足のために芯材の下降が停止し、もしくは著しく減速したとき、
上記油圧シリンダに対して圧力油を供給している油圧回路全体の流路の中で、特定の箇所の油流を急激に阻止して油撃波を発生せしめ、
上記の油撃波を前記油圧シリンダ内に導入して該油圧シリンダの出力を瞬時的に上昇せしめ、
上記の「油流阻止→油撃波発生→油圧シリンダ出力上昇」の作用を、秒単位もしくはそれ以下の短周期で繰り返し行なわせて芯材の下降を促進し、該芯材を下降せしめることを特徴とする、請求項２に記載した芯材の建込み方法。
【請求項４】
トレンチ近傍の地表に立てて保持し得るリーダを用い、
前記の「芯材を垂直に保持するガイド部材」を、上記のリーダによって該リーダと平行に移動するように案内し、
かつ、地盤を基準とした垂直線に対するリーダの傾斜角を検出して、該傾斜角がゼロとなるようにリーダの保持状態を修正することにより、ガイド部材に保持されている芯材を垂直姿勢ならしめることを特徴とする、請求項１ないし請求項３の何れかに記載した芯材の建込み方法。
【請求項５】
芯材を垂直に保持して、上下動自在に案内する芯材ガイド部材と、
上記芯材ガイド部材に設置されて、芯材を挟みつける１対のローラと、
上記１対のローラを相互に反対方向に同期せしめて回転せしめる駆動手段、および、該１対のローラを芯材に向けて押圧する駆動手段と、を具備していることを特徴とする、芯材の建込み装置。
【請求項６】
前記１対のローラのそれぞれは、ゴムローラとスチールローラとが同心に結合された構造であって、
ゴムローラの外周は、ほぼ円柱面、もしくは円柱面に類似する回転面状をなしており、
スチールローラの外周は凹凸を有する円柱面状をなしていて、
上記スチールローラの最大径は、ゴムローラの最大径よりも小さく設定されていて、ゴムローラが芯材に対して軽く接触した状態ではスチールローラが芯材に接触せず、
ゴムローラが芯材に対して強く押圧されると弾性変形して径寸法が局部的に減少し、凹凸を有するスチールローラの凸部が芯材に強く接触して局部的に芯材に喰い込むようになっていることを特徴とする、請求項５に記載した芯材の建込み装置。
【請求項７】
前記の芯材ガイド部材に、芯材をチャックして固定的に把持し得る手段が設けられていて、
上記のチャック手段を作動せしめると、芯材ガイド部材と芯材とが相対的に固定され、該チャック手段を解除すると、芯材が芯材ガイド部材によって上下動自在に支承されるようになっており、
かつ、上記の芯材ガイド部材は、地上に立てられたリーダによって該リーダとほぼ平行に案内されるとともに、油圧シリンダによって上下に駆動されるようになっていることを特徴とする、請求項５もしくは請求項６に記載した芯材の建込み装置。
【請求項８】
前記の油圧シリンダは、圧力油を送給する油圧ポンプ、および、該油圧ポンプの吐出油流路を切り換えて油圧シリンダを伸縮させる操作弁を備えているとともに、
上記油圧ポンプの吐出油流の流路を急激に閉塞して油撃波を発生させる油撃回路電磁弁、および、上記油撃波発生用電磁弁を開閉作動せしめる制御回路を備えた油撃回路コントローラを具備していることを特徴とする、請求項７に記載した芯材の建込み装置。
【請求項９】
前記の油圧シリンダは、ピストンロッドをほぼ真下に向けて設置されるとともに、該ピストンロッドの先端部が前記の芯材ガイド部材に連結されており、
かつ、上記油圧シリンダのシリンダ本体が、前記の油撃回路電磁弁を備えたバルブスタンドに対して固定的に接続されるとともに、リーダに対して緩衝部材を介して接続されていて、
上記のバルブスタンドが、油圧シリンダの急激な伸縮に際して反力ウェイトとして機能するようになっていることを特徴とする、請求項８に記載した芯材の建込み装置。
【請求項１０】
前記のリーダに、該リーダを支持するためのブラケットが設けられており、
かつ、上記のブラケットは、ショベル系建設機械のアームに対して直接的に、もしくは間接的に接続できるようになっていることを特徴とする、請求項７ないし請求項９の何れかに記載した芯材の建込み装置。
【請求項１１】
前記のリーダに、その傾斜角度を表示する傾斜計が設けられており、
および／または、傾斜角度を表す電気信号を出力する傾斜角度センサ、および、上記傾斜角度センサの出力を入力されて、「地盤を基準とする垂直線に対するリーダの傾斜角度」をゼロならしめるように、「前記リーダを支持している機構」を制御する手段が設けられていることを特徴とする、請求項１０に記載した芯材の建込み装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、連続地中壁を構築する際、トレンチ内へ打ち込まれたコンクリートの中へ、芯材を建込み技術に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
図５は、連続地中壁を構築する従来技術、および、従来技術における問題点を説明するために示したもので、（Ａ）は完工された連続地中壁を描いた２面図、（Ｂ）は芯材の建込みを開始した状態の垂直断面図、（Ｃ）は芯材を建込んでいる途中の状態の垂直断面図、（Ｄ）は芯材の建込みに失敗して該芯材が偏った状態の垂直断面図である。
本図５（Ａ）の上半部に示したように、地面を掘削してトレンチ１が形成される。該トレンチ１の垂直断面は本図５（Ａ）の下半部に示すごとくである。
上記トレンチ１の中にコンクリート２が打ち込まれ、その中に芯材（本例においてはＨ型鋼）が垂直に建込まれた状態で、上記コンクリート２が硬化して、連続地中壁が形成されている。
本図５（Ａ）の上半に描いた平面図において、水平方向（図において上下方向の長さを切り縮めて描いてある。上記の水平な長手方向に、多数の芯材（Ｈ型鋼）が配列されている。本図５において芯材３の長さ寸法Ｌｏは、実形よりも短く描いてあるが、例えば３０メートルというように長尺の部材である。
【０００３】
前述したような構造の連続地中壁を構築するには、本図５（Ｂ）に示したようにトレンチ１の中にコンクリート２を打設し、該コンクリート２が硬化し切らないうちに芯材３を建込む。本例ではクレーンで吊り込んでいるが、本図（Ｂ）のように建込みの初期の段階においては、芯材３は自重によってコンクリート２の中に沈下してゆく。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
コンクリート２の中へ芯材３が沈下してゆくにつれて、次第に沈下が困難になる。図５（Ｃ）に示した寸法Ｌｘは、芯材３がコンクリート内へ没入した深さ寸法であって、作業の進行に伴って次第に大きくなってゆく。
次第に沈下が困難になってゆく理由は、主として、前記の寸法Ｌｘの増加に伴って芯材３の側面とコンクリート２との摩擦抵抗が増加することによる。
さらに、トレンチの底部に入っているコンクリートは、表層部のコンクリートよりも早期に注入されたものであり、表層部よりも深部の方が硬化の度が進んでいること、並びに、前記の寸法Ｌｘの増加に伴って芯材３がコンクリート２から受ける浮力が増加することによる。
【０００５】
さらに、連続地中壁の構築に伴う公害の防止ないし軽減が、間接的に芯材３の沈下困難を助長しているという点も見逃せない。
すなわち、トレンチを掘削して発生した排土は、セメントミルクと混合してトレンチの中に投入される。この場合、排土である土砂とセメントミルクとの混合割合は、各種の作業条件に基づいて検討されねばならない重要事項の一つであって、材料コストやコンクリート強度に深く関わっている。そして、このセメントミルク混合割合は、連続地中壁構築現場周辺の環境保持にも影響を及ぼす。
【０００６】
セメントミルクの混合割合を多くすると、排土の再利用量が減少する。ということは残土の発生量が増大する。
従って、セメントミルク搬入の建設用運搬車両の交通量が増加する上に、残土搬出用の建設用運搬車両の交通量も増加して、周辺住民の生活や周辺産業の活動に対して良くない影響を及ぼす。
このため、セメントミルクの混合割合は、他の諸条件が許す範囲内において、なるべく少なくして公害軽減を図るのが最近の傾向である。
ところが、セメントミルクの混合割合を少なく、排土の再利用量を多くすると、芯材の挿入が困難になる。その理由は次のごとくである。
すなわち、セメントミルクは、当初に流動性を有していて、次第に硬化する。これに比して、排土の時間的経過に伴う流動性変化は極めて少なく、かつ、セメントミルクに比して流動性が少ない。このため、セメントミルク混合割合の少ないコンクリートは流動性に乏しく、セメント成分が硬化していない初期の状態においても、芯材を自重で沈下させることが困難になる。
【０００７】
（図５（Ｃ）参照）芯材３がコンクリート２内に沈下している寸法Ｌｘが大きくなると、先に述べた理由によって沈下困難になる。その上、残土搬出公害を軽減するためにセメントミルク混合割合を減らすと、いっそう芯材３の沈下が困難になる。
しかし、矢印Ｐで示したような圧入力を加えることは甚だ好ましくない。
その理由は、本図５（Ｄ）に示すように芯材３が垂直姿勢に比して傾斜してしまう虞れが有るからである。
重要な強度メンバーである芯材が偏ると、連続地中壁の強度的品質が低下する。にも拘らず、コンクリート２の中で芯材３が真直に立っているか傾いているかは、これを検査することが非常に困難である。このため、矢印Ｐのように芯材３を圧入すると、連続地中壁の品質信頼性が低下する。
【０００８】
そこで現状においては、芯材３が沈下しなくなった場合（本発明において、芯材が沈下（下降）しないときは、沈下速度が著しく減速して、見た目にほとんど止まってしまった場合を含む）、芯材３をクレーンで若干吊り上げて落とす、という操作を繰り返している。この操作を激しく行なえば振動・騒音公害を発生するから、あまり激しく行なうことはできない。
芯材の吊上げ・落下を激しく行なわなくても良いようにセメントミルク混合割合を増加すると、残土量が増して公害発生を招く虞れが有る上に、セメントの材料コストが上昇する。
【０００９】
本発明は上述の事情に鑑みて為されたものであって、コンクリートの中に芯材を安全，確実，かつ迅速に、高精度の垂直姿勢で、垂直下方に建込むことのできる方法、および、上記の方法を実施するに好適な建込み装置を提供することを目的とする。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
上記の目的を達成するために創作した本発明の基本的原理について、その実施形態に対応する図１を参照して略述すると次のごとくである。
芯材３を垂直に保持して、その下方（図外）に在るコンクリートの中へ強力に押し下げるため、
芯材ガイド４により、上記の芯材３を垂直姿勢に、かつ上下動可能に支承し、上記の芯材３を１対の芯材送りローラで挟みつける（本図では、１対の芯材送りローラの内の１個が現れている）。上記１対の芯材送りローラ６を、ローラ駆動モータ７で回転駆動して、芯材３を下方へ送る。
【００１１】
以上に説明した原理に基づいて請求項１に係る発明方法の構成は、トレンチ内に打設されて硬化しつつあるコンクリートの中へ芯材を建込む方法において、
芯材をガイドする部材によって前記の芯材を垂直に、かつ上下動可能に保持しつつ、
水平軸まわりに回転する１対のローラで、上記の芯材を挟みつけ、
上記のローラを相互に反対方向に回転駆動して、１対のローラに挟みつけられている芯材を垂直下方に移動させて前記コンクリートの中へ押し入れることを特徴とする。
【００１２】
以上に説明した請求項１の発明方法によると、芯材が垂直にガイドされているので、該芯材をコンクリート内に押し下げたとき、該コンクリートの抵抗分布が均一でなくても、偏ること無く真直に、垂直下方へ移動せしめられてコンクリートの中へ入ってゆく。
芯材を下方へ駆動する作用が、例えば油圧シリンダの伸縮のような直線動によらず、ローラの回転の摩擦伝動によって行なわれるので、コンクリートが芯材に及ぼす抵抗が小さいときは速やかに、かつ円滑に該芯材を下降させて作業能率を上げることができる。
そして、コンクリートが芯材に及ぼす抵抗が大きくなっても、ローラと芯材との間に滑りが発生しない限り、該ローラの回転力が芯材の下降駆動力に変換される。
ローラによる芯材の駆動ストロークは、油圧シリンダにおけるがごとき制約を受けないので、長尺の芯材建込みが可能である。
このため、従来技術におけるがごとく、芯材の吊上げ・落下を繰り返さなくても、芯材を強力に下降せしめることができるので、通常の作業条件においては振動公害や騒音公害を発生する虞れが無い。
そして、上述のように芯材を下降駆動する作用が強力であるから、セメントミルク混合割合の少ない（流動性の少ない）コンクリートの中へ芯材を建込むことができる。
これにより、セメントミルク混合割合を減少せしめ得るので、セメント材料コストが節減される上に、トレンチ掘削の排土の利用率が上昇し、構築機材搬送による交通公害を軽減させることができる。
【００１３】
請求項２に係る発明方法の構成は、前記請求項１の発明方法の構成要件に加えて、芯材を挟みつけているローラを回転駆動して芯材をコンクリートの中へ押し入れている途中で、該芯材が所定の深度まで下降しないうちに、ローラによる押入力不足のために芯材の下降が停止し、もしくは著しく減速したとき、
前記ローラの回転をロックして、芯材をガイドする部材と芯材との相対的な動きを阻止し、
もしくは、チャック手段を用いて、芯材をガイドする部材と芯材とを相互に固定した状態とし、
前記の芯材をガイドする部材に対して、垂直下方に向かう油圧力を作用せしめて、芯材をコンクリートの中へ圧入することを特徴とする。
【００１４】
以上に説明した請求項２の発明方法によると、何らかの事情によって芯材の下降に対して大きい抵抗が掛かり、ローラと芯材との接触部に滑りを生じるなどして、ローラだけでは芯材を下降せしめ得なくなったとき、例えば油圧シリンダなどを用いて垂直下方に向かう油圧力を作用せしめて、芯材の下降・建込みを完遂せしめることができる。
この作用において注目すべきは、建込み作業の前半においてローラを用い、建込み作業の最終段階で油圧シリンダを用いるという作業手順（工程の構成）である。すなわち、
連続地中壁を構築する場合、コンクリート内に建込む芯材は、例えば３０メートルというように非常に長尺である。従って大重量である。このため、該芯材がコンクリート内に沈下した深さ寸法Ｌｘが小さい間は、巨大な自重によって比較的容易に下降（コンクリート内に沈下）する。しかしながら、長尺の部材であるため、前記の深さ寸法Ｌｘが増加すると、芯材の側面に掛かる摩擦抵抗が巨大となり、これを押し下げるに要する力も巨大なものとなる。
【００１５】
上述のように、連続地中壁構築に特有の作業条件（イ）芯材が長尺で、その押し下げストロークが長いこと、（ロ）当初は押し下げ所要力が小さく、最後には巨大になること、を勘案すると、
いま仮に、油圧シリンダの伸縮力のみで芯材を押し下げようとすると、伸縮ストローク寸法３メートルの長大な油圧シリンダを用いたとしても、芯材の長さ寸法３０メートルには遠く及ばず、作業の途中で約１０回も掴み直して、いわゆる尺取り虫式に押し下げねばならない。
こうした点に関しては、３６０度連続回転可能なローラによって芯材を下方に向けて送ることにより、理論上は無限大寸法の長尺芯材の建込みも可能であり、３０メートル程度の芯材建込みは容易である。
【００１６】
ローラによる芯材の下降駆動（コンクリート内への押し入れ）は、ストロークが長いという長所を有するが、コンクリートによる抵抗が大きくなったとき、これに打ち勝って押し入れることは容易でない（不可能ではないが、装置が過大になるので実用的でない）。そこで、ローラによる芯材の押し下げがほとんでストップしたならば、該芯材の押し下げ手段を「ストロークは比較的短いが、押入れ力の大きい油圧シリンダ」に切り換えることにより、総合的に効率良く建込み作業を遂行することができる。
【００１７】
請求項３に係る発明方法の構成は、前記請求項２の発明方法の構成要件に加えて、前記の芯材をガイドする部材に対して与える油圧力は、油圧シリンダによって与え、かつ、該油圧シリンダの伸縮力不足のために芯材の下降が停止し、もしくは著しく減速したとき、
上記油圧シリンダに対して圧力油を供給している油圧回路全体の流路の中で、特定の箇所の油流を急激に阻止して油撃波を発生せしめ、
上記の油撃波を前記油圧シリンダ内に導入して該油圧シリンダの出力を瞬時的に上昇せしめ、
上記の「油流阻止→油撃波発生→油圧シリンダ出力上昇」の作用を、秒単位もしくはそれ以下の短周期で繰り返し行なわせて芯材の下降を促進し、該芯材を下降せしめることを特徴とする。
【００１８】
以上に説明した請求項３の発明方法によると、油圧シリンダによる芯材の押し下げが難渋したとき、上記の油圧シリンダの圧力室内に油撃波を導入することにより、「油圧ポンプの吐出圧力×油圧シリンダの有効ピストン面積」に比して著しく大きい伸縮力を発生し、大きい伸縮力によって芯材をコンクリートの中へ押し入れることができる。
上記の油撃波の特性として、著しい高圧を発生するが、その油量は微小である。こうした特性を勘案して本請求項３の発明方法は、前記の油撃波を短周期（高サイクル）で、繰り返し発生させて芯材の下降を促進する。
油撃波の油量が微小であるということは、１回の油撃波によって油圧シリンダが伸縮する寸法が微小であること、従って、芯材の下降寸法が微小であることを意味する。
【００１９】
しかしながら、コンクリートによって拘束されていた芯材が、微小寸法でも下降すると、芯材とコンクリートとの間の静止摩擦が切れて動摩擦状態となり、摩擦係数が減少する。摩擦係数が減少したとき、油圧シリンダの圧力室内に、油圧系統の定格圧力が印加されていれば、この定格油圧によって油圧シリンダが伸縮することができるようになる。
上述のように、油撃波それ自体が油圧シリンダの伸縮エネルギー源を供給するというよりは、呼び水として作用し、定格油圧による油圧シリンダの伸縮作動を誘発する。そして、本請求項３においては上記の油撃を短周期（高サイクルで発生させるので、微視的には伸縮・停止を繰り返しながら、マクロ的には円滑に伸縮して芯材の押し入れ作用を遂行する。
【００２０】
請求項４に係る発明方法の構成は、前記請求項１〜３の発明方法の構成要件に加えて、トレンチ近傍の地表に立てて保持し得るリーダを用い、
前記の「芯材を垂直に保持するガイド部材」を、上記のリーダによって該リーダと平行に移動するように案内し、
かつ、地盤を基準とした垂直線に対するリーダの傾斜角を検出して、該傾斜角がゼロとなるようにリーダの保持状態を修正することにより、ガイド部材に保持されている芯材を垂直姿勢ならしめることを特徴とする。
【００２１】
以上に説明した請求項４の発明方法によると、容易に、かつ確実に、芯材を垂直姿勢に保持しつつ、垂直下方へ押し下げることができる。
すなわち、ガイド部材によって芯材を垂直に支承することと、上記ガイド部材をリーダと平行に案内することと、該リーダを垂直に立てることとによって、芯材をコンクリートの中へ垂直に建込むことができる。
さらに、リーダの傾斜角を検出して、該リーダの支持状態を自動的に調節することにより、作業員の格別な知識や技能を必要とせずに前記のリーダを垂直に保持することができるので、建込み作業の段取りを迅速，容易に、しかも高精度で行なうことができる。
その結果、建込み作業の操業コストが低減される上に、構築された連続地中壁の品質が高い。
【００２２】
請求項５に係る発明装置の構成は、芯材を垂直に保持して、上下動自在に案内する芯材ガイド部材と、
上記芯材ガイド部材に設置されて、芯材を挟みつける１対のローラと、
上記１対のローラを相互に反対方向に同期せしめて回転せしめる駆動手段、および、該１対のローラを芯材に向けて押圧する駆動手段と、を具備していることを特徴とする。
【００２３】
以上に説明した請求項５の発明装置によると、芯材ガイド部材によって芯材が垂直に支承され、かつ、１対のローラによって該芯材を下方に押し下げることができるので、コンクリートの中へ芯材が垂直姿勢に建込まれる。
上記の芯材は、自重による降下力に加えて、ローラ送りによる降下力を与えられるので、単にクレーンで吊り下げていた従来技術におけるよりも強力に芯材をコンクリートの中へ沈下せしめることができる。
さらに前記の芯材を下降駆動する手段が油圧シリンダのように作動ストロークが制限されないローラであるため、例えば３０メートルといった長尺の芯材であっても、途中で芯材を把持し直したりする必要が無く、連続的に芯材を下降駆動することができて作業能率が高い。
前記のローラは１対設置されるとともに、芯材に向けて押圧せしめる駆動手段が設けられているので、摩擦伝動に必要な接触圧力が与えられる。
さらに、上記１対のローラが互いに反対方向に、同期せしめて回転駆動されるので、芯材の送り作動が無理なく無駄なく合理的に行なわれる。
【００２４】
請求項６に係る発明装置の構成は、前記請求項５の発明装置の構成要件に加えて、前記１対のローラのそれぞれは、ゴムローラとスチールローラとが同心に結合された構造であって、
ゴムローラの外周は、ほぼ円柱面、もしくは円柱面に類似する回転面状をなしており、
スチールローラの外周は凹凸を有する円柱面状をなしていて、
上記スチールローラの最大径は、ゴムローラの最大径よりも小さく設定されていて、ゴムローラが芯材に対して軽く接触した状態ではスチールローラが芯材に接触せず、
ゴムローラが芯材に対して強く押圧されると弾性変形して径寸法が局部的に減少し、凹凸を有するスチールローラの凸部が芯材に強く接触して局部的に芯材に喰い込むようになっていることを特徴とする。
【００２５】
以上に説明した請求項６の発明装置によると、ローラによる芯材の下降送り作動（コンクリート中に押し下げる作動）を、コンクリートの抵抗値変化に対応して合理的に遂行することができる。すなわち、上記コンクリートの抵抗値は芯材の沈下進行に伴って大きく変化する一方、芯材は常に重力荷重を受けている。
このため、該芯材をコンクリート中に沈下させる作業の最初の時期においては芯材がコンクリート内に没入している深さ寸法が小さくて、芯材の自重を支え切れないので、何らかの方法で支承してやらないと自由落下に近い状態で下降しようとする。
そして芯材が下降してゆくにつれてコンクリートの抵抗が増して僅少の押下げ力で沈下するようになり、強く押し下げないと沈下しないようになる。
こうした変化に対応して、芯材の押し下げ力として望ましいことは、
（イ）当初は芯材の自重を支持して自由落下を防ぐよう、該芯材の下降動にブレーキを掛ける形で作用し、
（ロ）次いで、芯材の自重降下を補助して円滑に沈下させ（この場合の沈下速度は、安全な範囲内で、速い方が作業能率を高からしめるので望ましい）、
（ハ）次第に押し下げ力を増加し、
（ニ）最後には、コンクリートの抵杭に打ち勝って、強力に芯材を押し下げる。こうした要望に対して本請求項６によると、芯材の押し下げ当初はゴムローラで該芯材を挟みつけて、芯材の自重降下を制御して安全かつ高能率にコンクリート内へ沈下させ、芯材の下降に伴ってコンクリートの抵抗が増してゴムローラの摩擦伝動では足りなくなると、凹凸つきスチールローラを用いて強力に芯材を押し下げることができる。
【００２６】
請求項７に係る発明装置の構成は、前記請求項５，６の発明装置の構成要件に加えて、前記の芯材ガイド部材に、芯材をチャックして固定的に把持し得る手段が設けられていて、
上記のチャック手段を作動せしめると、芯材ガイド部材と芯材とが相対的に固定され、該チャック手段を解除すると、芯材が芯材ガイド部材によって上下動自在に支承されるようになっており、
かつ、上記の芯材ガイド部材は、地上に立てられたリーダによって該リーダとほぼ平行に案内されるとともに、油圧シリンダによって上下に駆動されるようになっていることを特徴とする。
【００２７】
以上に説明した請求項７の発明装置によると、ローラによっては芯材を下降せしめ難い程度にコンクリートの抵抗が増加したとき、ローラによる芯材の下降駆動を油圧シリンダによる下降駆動に切り換えて、より強力に芯材をコンクリートの中へ押し入れることができる。
すなわち、芯材ガイド部材による「芯材の上下動可能な保持」を、該芯材ガイドによる「芯材の相対的上下動不可能な保持」に切り換えるとともに、上記の  「芯材を固定的に、垂直に保持している芯材ガイド部材」を油圧シリンダによって圧下することにより、抵抗の大きいコンクリートの中へ押し入れることが可能になる。
この場合の圧下は、前記芯材ガイドを案内しているリーダの作用によって、垂直下方に向けて行なわれるので、該芯材が正しい姿勢で正しい位置に建込まれ、製品である連続地中壁の品質が高い。
上述のごとく、ローラ駆動から切り換えられる油圧シリンダ駆動は、容易に大きい伸縮力を発生するという長所と、あまり長大な作動ストロークが得られないという短所とが有る（理論的に不可能であるというのではなく、実用困難である）。これに比してローラによる送り駆動には、長大な作動ストロークが容易に得られるという長所と、送り駆動力の大きさに限界が有るという短所とが有る（これも実用上の問題である）。
そこで本請求項７の発明装置においては、芯材建込み作業において格別に強大な押下げ駆動力を必要としない初期にはローラによって高能率の押下げを行ない、短ストロークの強大な押下げ駆動力を必要とする末期には油圧シリンダを用いて押下げを行なうようになっている。
【００２８】
請求項８に係る発明装置の構成は、前記請求項７の発明装置の構成要件に加えて、前記の油圧シリンダは、圧力油を送給する油圧ポンプ、および、該油圧ポンプの吐出油流路を切り換えて油圧シリンダを伸縮させる操作弁を備えているとともに、
上記油圧ポンプの吐出油流の流路を急激に閉塞して油撃波を発生させる油撃回路電磁弁、および、上記油撃波発生用電磁弁を開閉作動せしめる制御回路を備えた油撃回路コントローラを具備していることを特徴とする。
【００２９】
以上に説明した請求項８の発明装置によると、何らかの事情によってコンクリートの抵抗が大きくなり、油圧シリンダの通常の伸縮力では芯材の押し下げが困難になったとき、該油圧シリンダに対して圧力油を送給している油圧回路内の油流を利用し、油圧ポンプから吐出されて循環流動している油流を急激に遮断することによって発生した油撃波を、前記油圧シリンダの圧力室内へ導入すると、該油圧シリンダは瞬時的に強大な伸縮力を発生する。
上記の油撃波は瞬時的な圧力波のパルスであって、１回の油撃の流量は微小であるから、１回の油撃による油圧シリンダの伸縮寸法は微小に過ぎない。しかし、油圧シリンダの伸縮によって芯材が微小寸法でも下降すると、該芯材とコンクリートとの間の静止摩擦が動摩擦に変わるので、摩擦係数か低下する。
摩擦係数が低下したならば、油圧シリンダの定格伸縮力によって「前記の油撃による微小寸法の下降」を延長する形で、若干量の芯材降下を誘発する。
さらに、前記の油撃が繰り返し発生すると、芯材が所定深度まで押し下げられて建込み操作が完遂される。
上記油撃波の繰返し発生は、油撃コントローラによって油撃回路電磁弁を繰り返し開閉することにより、自動的に行なわれる。
【００３０】
請求項９に係る発明装置の構成は、前記請求項８の発明装置の構成要件に加えて、前記の油圧シリンダは、ピストンロッドをほぼ真下に向けて設置されるとともに、該ピストンロッドの先端部が前記の芯材ガイド部材に連結されており、
かつ、上記油圧シリンダのシリンダ本体が、前記の油撃回路電磁弁を備えたバルブスタンドに対して固定的に接続されるとともに、リーダに対して緩衝部材を介して接続されていて、
上記のバルブスタンドが、油圧シリンダの急激な伸縮に際して反力ウェイトとして機能するようになっていることを特徴とする。
【００３１】
以上に説明した請求項９の発明装置によると、油圧シリンダが油撃波の導入を受けて瞬時的に伸縮する際の反動を、バルブスタンドが受けて、該油圧シリンダが発生する上下方向の駆動エネルギーを、有効に芯材ガイドに伝動させる。このようにして油撃波が発生せしめられるとき、上記芯材ガイドは芯材に対して固定的に連結されているので、芯材ガイドに伝動された駆動エネルギーは、ほとんどそのまま芯材に与えられて該芯材を下降せしめる。
前記のバルブスタンドは、バルブスタンドとしての機能と反力ウェイトとしての機能を兼ねて果たす。そして、このバルブスタンド（反力ウェイト）はリーダに対して緩衝部材を介して接続されているので、油圧シリンダの急激な伸縮による衝撃力は、リーダに伝わらない。これにより、リーダの設置・保持が容易である上に、該リーダを垂直姿勢に保持し易い。リーダが垂直に保持されることによって、芯材の押下げ方向が正確に垂直下方となる。
【００３２】
請求項１０に係る発明装置の構成は、前記請求項７〜請求項９の発明装置の構成要件に加えて、前記のリーダに、該リーダを支持するためのブラケットが設けられており、
かつ、上記のブラケットは、ショベル系建設機械のアームに対して直接的に、もしくは間接的に接続できるようになっていることを特徴とする。
【００３３】
以上に説明した請求項１０の発明方法によると、ショベル系建設機械のアームに支持ブラケットを装着して、該支持ブラケットが設置されているリーダを、建設機械によって持ち上げたり、該建設機械の走行によって運搬したり、地上に立てて設置したりすることができる。
さらに、このように構成することによって、当該ショベル系建設機械の油圧系統から、芯材建込み装置に必要な圧力油の少なくとも一部を供給して貰うこともできる。
前記のリーダは、緩衝部材を介してバルブスタンドおよび油圧シリンダを装着支持するとともに、芯材ガイドを案内，支持していて、該芯材ガイドは芯材送りローラやその駆動手段を設置されている。
であるから、前記のリーダを持ち上げ・運搬し・設置するということは、本発明に係る芯材建込み装置の一式を持ち上げ・運搬し・設置することになる。このようにして、芯材建込み作業の段取り、および遂行を、省力的に、迅速，容易に行なうことができる。
【００３４】
請求項１１に係る発明装置の構成は、前記請求項１０の発明に係る建材建込み装置の構成要件に加えて、前記のリーダに、その傾斜角度を表示する傾斜計が設けられており、
および／または、傾斜角度を表す電気信号を出力する傾斜角度センサ、および、上記傾斜角度センサの出力を入力されて、「地盤を基準とする垂直線に対するリーダの傾斜角度」をゼロならしめるように、「前記リーダを支持している機構」を制御する手段が設けられていることを特徴とする。
【００３５】
以上に説明した請求項１１の発明装置によると、リーダを自動的に垂直に立てることができる。
このリーダは、芯材ガイド部材を案内する部材であり、かつ、芯材は芯材ガイドを介してリーダと平行に支持されている。従って、リーダを地盤に対して垂直に立てることにより、芯材を垂直に建込むことができる。
しかも、上記リーダの垂直保持作用が自動的に行なわれるので、作業者に別段の知識や熟練を要しないで芯材が垂直に建込まれ、連続地中壁の高品質が保証される。
【００３６】
【発明の実施の形態】
図１は、本発明の建込み方法を実施するために構成した本発明に係る建込み装置の１実施形態を示し、トレンチ内のコンクリートの中へ建込むべき芯材を垂直に（地球に対して）保持した状態を模式的に描いた部分断面正面図に、ショベル系建設機械の作業アームを仮想線で付記した図である。
符号４を付して示したのは、本発明を適用して構成した芯材ガイドであって、Ｈ型鋼より成る芯材３を（地球に対して）垂直に、かつ、上下方向の移動自在に支承する芯材ガイドである。
符号４ａ，４ｂを付して示したのはガイドローラであって、前記の芯材３を上下動自在に案内している。
【００３７】
上述のように、芯材ガイド４によって垂直姿勢に、かつ、上下動自在に支承されている芯材３を上下に駆動するため、１対の芯材送りローラ６と、上記１対の芯材送りローラ６を相互に反対方向に、同期させて回転させるローラ駆動モータ７とが設けられている。本図１においては、上記１対の芯材送りローラ６の内の片方が現れていて、他方はその向う側に重なって隠れている。
なお、本図１においては図示を省略したが、図２を参照して後に詳述するように、前記１対の芯材送りローラによって芯材３を挟みつけて押圧する手段も設けられており、これらの構成部材は芯材ガイド４に対して設置されている。
【００３８】
図２は、前掲の図１に示した実施形態に用いられている１対の芯材送りローラによって芯材を挟みつけている状態を模式的に描いた側面図であって、該芯材送りローラを回転駆動する手段は省略して描いてある。なお、構造・機能の原理を描き表してあるので、写実的な投影図ではない。
符号３ａを付して示したのは、Ｈ型鋼より成る芯材３のウェブである。１対の芯材送りローラ６の少なくとも何れか片方は、ローラ押圧レバー１５によって芯材ウェブ３ａに対して接近，離間可能に案内されるとともに、芯材挟持シリンダ１４によって芯材ウェブ３ａに対して押圧されている。
本図２から明らかなように、芯材ウェブ３ａを挟持して上下動させるには、１対の芯材送りローラ６を相互に反対方向に、かつ同期せしめて回転駆動することが望ましい。ただし、１対の芯材送りローラの内の片方だけを回転駆動しても、他方の芯材送りローラは従動的に反対方向に同期回転する。
この芯材送りローラを回転駆動するモータは、本例では油圧モータとしたが、電気モータとすることもできる。
図１，図２においては図示を省略したが、芯材送りローラ６とローラ駆動モータ７との間に減速歯車群を設けてある。
【００３９】
図３は、前掲の図１，図２の実施形態における１対の芯材送りローラの内の１個を示し、（Ａ）は中心線を含む面によって切断したところを描いた模式的な縦断面図であって、逃がし溝を拡大誇張して描いてある。（Ｂ）は中心線に垂直な面で切断したところを描いた模式的な横断面図である。模式化して描いてあるので写実的な投影図ではない。
スチールローラ６ｃはローラ軸６ｄに対して相対的な回転を係止して固着してあり、その外周面に凹凸が形成されている。凹凸の形状は、特には限定されない本実施形態においては、展開すれば碁盤目状となる凹凸を設けた。碁盤目状とは、公知の杭打抜機のチャックの掴み面のような形状の意である。
【００４０】
前記のスチールローラ６ｃを両側から挟みつける形に、１対のゴムローラ６ａ，６ｂを配置し、それぞれローラ軸６ｄに固着されている。これらのゴムローラ６ａ，６ｂの径寸法は、基本的には前記スチールローラ６ｃの径よりも大きく設定される。
ただし、該スチールローラ６ｃの外周面には凹凸が形成されているので、その最大径よりも大きく設定される。
さらに、ゴムローラ６ａ，６ｂの外周面は必ずしも円柱面と限らないので、非円柱面の場合には、その最大径がスチールローラ６ｃの最大径よりも大きくなるように設定すれば良い。
【００４１】
芯材送りローラ６が上述のように構成されているので、この芯材送りローラが芯材３（図３に仮想線で示す）に対して接近せしめられると、最初にゴムローラ６ａ，６ｂが接触し、押圧される。この状態で芯材送りローラ６を回転駆動すると、芯材（Ｈ型鋼）３とゴムローラとの摩擦によって円滑，静粛な伝動が行なわれて、芯材３が下降動せしめられる。
上記の芯材３に対するコンクリートの抵抗が増加すると、図１に示したローラ駆動モータ７に掛かる負荷が増大する。本実施形態のローラ駆動モータは油圧モータを用いたので、その圧力油供給回路内の油圧が上昇する。
上述のようにして上述した油圧を、図２に示した芯材挟持シリンダ１４に印加すると、コンクリートの抵抗が増大するに従って芯材送りローラ６が強い力で芯材３に押しつけられ、摩擦伝動が維持される。
図１に符号８を付して示したのはローラ軸受である。
【００４２】
（図３参照）コンクリートによる抵抗が更に増加すると、ゴムローラ６ａ，６ｂの弾性変形が増加して、局部的に径が縮小する。ゴムローラの径の縮小によって、スチールローラ６ｃが芯材３に接触するようになる。
上記スチールローラ６ｃの外周面には凹凸が形成されているので、凸になっている箇所の頂部が芯材３のウェブ表面に喰い込んで、滑ること無く確実に伝動が行なわれる。
上述のようにして、ゴムローラ６ａ，６ｂによる伝動がスチールローラによる伝動に移行する途中の段階で、ゴムローラによる伝動とスチールローラによる伝動との両方が併行して行なわれる時期も有る。このことから理解されるように、ゴムローラ伝動状態からスチールローラ伝動に切り換えられる作用は自動的に、しかも途切れる虞れ無く連続・無段階的に移行される。
そして、完全にスチールローラ伝動になった後も、ゴムローラは芯材に強く接触して摩擦伝動により芯材の降下駆動を手伝っている。
スチールローラ６ｃが芯材に喰い込むに至るまで強く押しつけられた状態では、ゴムローラ６ａ，６ｂは可成り弾性変形している。このため、該ゴムローラ６ａ，６ｂは、面取りする形に逃がし溝６ｅを設けてある（図３（Ａ）参照）。ただし、この逃がし溝は拡大誇張して描いてある。本発明を実施する際、逃がし溝の位置や形状は限定されない。また、ゴムローラ６ａ，６ｂの外周面に凹凸を設けても良い。ゴムローラ外周面の凹凸の形状については大形貨物自動車用タイヤの踏面パターンを参照することも一案である。
【００４３】
先に述べた芯材ガイド４（図１参照）には、芯材３を垂直に保持して上下動自在に案内するガイドローラ４ａ，４ｂの他に、該芯材３を固定的に把持する油圧チャック５が設けられている。この油圧チャックは、公知の杭打抜機に設けられている油圧チャックと類似の機器である。
そして、上記の芯材ガイド４にはガイドブラケット４ｃが一体的に連設されていて、リーダ９に形成されたガイド溝９ｂによって、芯材３と平行に案内されるようになっている。なお、前記のリーダ９は、ガイド溝９ｂを垂直ならしめるように、トレンチ１の近傍に立てられる。トレンチとは元来、溝であるが、本発明においては、溝の長さが非常に短くて溝幅程度しか無く、外観的には溝と言うよりも有底の穴であっても、トレンチに含めるものとする。また、本発明においてリーダを垂直に立てるとは、前記のガイド溝９ｂもしくは機構学的にこれと等価なる構成部分を地盤に対して（すなわち地球を基準として）鉛直に設置することをいう。
【００４４】
前記のリーダ９に支持ブラケット９ａが設けられていて、ショベル系建設機械の作業用フロントアタッチメントのアーム１０に装着できるようになっている。上記のアームは、ブームと呼ばれたれ、リストと呼ばれたりする場合が有るが、本発明においてショベル系建設機械のアームとは、「作業機を支持するための杆状部材、および／または作業機を動作させるための杆状部材であって、アクチュエータによって動かされる構成部分」の総称である。
これにより、本図１に示されている構成部分のうち、芯材３およびトレンチ１を除く部分のアッセンブリを、ショベル系建設機械によって持ち上げたり、運搬したり、姿勢を正して地上に設置したりすることができる。
【００４５】
リーダ９を地盤に対して垂直ならしめるために、該リーダに傾斜角度センサ２５が取り付けられていて、垂直姿勢に対する傾斜角度を検出できるようになっている。
上記の傾斜角度センサ２５は、検出値をアナログ値として視認し得るように表示する構造であっても良く、また、検出値をデジタルもしくはアナログ電気信号として出力する構造であっても良い。
視認式の傾斜角度センサを設けた場合は、作業員が計測値を読み取って、垂直姿勢に対する傾斜角度がゼロとなるように、ショベル系建設機械の作業機用操作弁を操作したり、リーダ９に付設された角度調節機構（図示省略）を操作して垂直姿勢ならしめる。
また、電気信号出力式の傾斜角度センサを設けた場合は、その出力信号を自動制御装置に入力して角度調節アクチュエータ（共に図示せず）を自動的に制御させてリーダ９を垂直姿勢ならしめる。
【００４６】
前記のリーダ９と、芯材ガイド４のガイドブラケット４ｃとの間に圧入シリンダ１１が介装接続されている。この圧入シリンダは、公知の片ロッド形複動式油圧シリンダである。
公知の油圧式杭圧入引抜にも、この種の油圧シリンダが用いられているが、その用法が基本的に異なる処は次のごとくである。
すなわち、片ロッド形複動式油圧シリンダは、収縮方向の力に比して伸長方向の力が格段に大きい。その理由は、ピストンの有効受圧面積が、収縮時よりも伸長時の方が大きいからである。そして、杭圧入引抜機は、油圧シリンダの収縮力によって杭を地中に圧入し、伸張力によって杭を上方へ引き抜くように構成されている。その理由は、杭の圧入よりも杭の引抜きの方が、より大きい力を必要とするからである。
これに比して本実施形態の圧入シリンダ１１は、油圧シリンダの伸張力（より大きい駆動力が出せる）によって芯材を押し下げるように構成されている。
これは、芯材建込み装置という機器が、杭の圧入引抜機に比べて、目的・用法・作用・効果が全く異なる機器だからであって、本発明に係る芯材建込み装置は芯材をコンクリート内に押し入れるための機械装置であり、芯材を引き抜く作業にのみ必要な機構は必須の構成要件としていない。
【００４７】
前記の芯材送りローラ６により下降方向に駆動されてコンクリート中に沈下しつつあった芯材か、コンクリートの抵抗の増加によって停止すると、芯材送りローラ６による下降駆動を、以下に述べるようにして圧入シリンダ１１による下降駆動に切り換える。ただし、上記の停止とは、沈下速度が厳密にゼロになることではなく、外観的にほとんど止まった場合、もしくは、著しく減速して作業能率が低下した場合の意である。
ローラ駆動モータ７の運転を停止する。油圧モータを用いている場合は、圧力油の供給を停止してフリーにしておいても良く、操作弁を閉じて油圧ロックを掛けておいても良い。
そして、油圧チャック５を操作して、芯材３を固定的に把持する。これにより芯材３と芯材ガイド４との相対的な変位が阻止される。
圧入シリンダ１１を伸長作動させて芯材ガイド４を押し下げ、これに把持されている芯材３を、圧入シリンダ１１の駆動出力によって押し下げ、コンクリート内に押し入れる。
芯材３が芯材ガイド４によって垂直に保持されるとともに、該芯材ガイド４がリーダ９のガイド溝９ｂによって垂直方向に案内されているので、前記の芯材３は垂直姿勢を保ちつつ垂直下方に下降せしめられ、所定の位置に正しく建込まれる。
【００４８】
前述のようにして芯材３が、トレンチ１内のコンクリートの中へ、正しい垂直姿勢で正しい位置に向けて、芯材送りローラの作用によって高能率で（下降駆動ストロークが無制限に大きいので、芯材を把持し直す必要無く、一気に押し下げて高能率で建込み作業を進め、
コンクリートの抵抗が大きくなった後は、圧入シリンダによって強力に押し下げを続行することができるのであるが、圧入シリンダ１１の伸長力によっても芯材３の降下駆動が停止せしめられ、もしくは著しく減速せしめられたときは、以下に述べるようにして油撃波を発生せしめ、この油撃波を圧入シリンダ１１の油圧室に導入して、瞬間的に強大な油圧伸長力を発生せしめ、コンクリートの抵抗に打ち勝って芯材３を下降駆動してコンクリート内に押し入れることにより芯材３の建込みを完遂する。
【００４９】
図４は、油撃波を利用して圧入シリンダの伸長力を瞬時的に増加させ、これによって杭を地盤内に打ち込む公知技術の１例を示し、杭打抜機の概略的な断面図に、杭圧入用の油圧回路および油撃発生用の油圧回路、並びに油撃発生用の制御系統を付記した図である。
モータＭによって回転駆動される油圧ポンプ１８は、タンクＴ内の作動油を吸入して圧送する。加圧された作動油は、リリーフ弁形の調圧弁１９によって定格圧力に調圧され、操作弁２１を経て圧入シリンダ１１に供給される。
上記圧入シリンダのピストンロッドの下端部にはチャック５′が装着されていて、杭１６を把持している。
前記の操作弁２１を操作して圧入シリンダ１１を伸長させると、杭１６が地盤１７内に圧入され、該圧入シリンダ１１を収縮させると、杭１６が地盤１７から引き抜かれる。
【００５０】
図４を参照して以上に説明した構造・機能は、油撃回路を備えていない一般的な公知の油圧回路構成部分である。
本図４の例では、圧入シリンダ１１に大きい荷重（地盤１７の抵抗）が掛かって、該圧入シリンダ１１の伸長が阻止されると、操作弁２１を通過した圧力油が圧入シリンダ１１の中に流入することができなくなるので、油撃回路電磁弁２３および油撃回路調圧弁２６を流通して油タンクＴに還流する。これにより、矢印ｄ，矢印ｅ方向の定常流が発生している。
前記の油撃回路電磁弁２３は、油撃回路コントローラ２４によって制御される開閉弁形の電磁弁であって、通常時（油撃を発生しない時）は流通状態に保たれている。
【００５１】
前記油撃回路電磁弁が開かれて、矢印ｄ，矢印ｅの定常流が発生していても、この定常流の流路内に油撃回路調圧弁２６が設けられているので、圧入シリンダ１１の高圧側管路内の作動油は、ほぼ定格圧力に保たれている。
この状態で、油撃回路電磁弁を急激に閉じると、その上流側に油撃波が発生して矢印ａ，矢印ｂのように導かれ、圧入シリンダ１１のシリンダボトム油圧室の中へ矢印ｃのように印加される。
上記の油撃波は瞬時的な圧力パルス波であって、その流量は微小であるが、圧力波形のピーク値は油圧ポンプ１８の定格圧力に比して著しく高い。これにより、圧入シリンダ１１の伸長力は瞬時的に著しく増大し、杭１６を地盤１７内に圧入せしめる。
【００５２】
１回の油撃波の油量は微小であって、圧入シリンダ１１は、杭１６を可視的に下降させるに足るだけのストロークを生じないが、微小寸法でも杭１６が下降すれば、該杭１６を拘束していた地盤１７と杭１６との間の静止摩擦が動摩擦に変わって摩擦係数が減少し、杭１６は動き易くなる。
そして、上述のごとく杭１６が動き易くなったとき、圧入シリンダ１１のシリンダボトム室に導かれた油撃波のパルスが消滅しても「油圧ポンプ１８から吐出されて調圧弁１９で調圧された、定格圧力の作動油の圧力」は定常的に圧入シリンダ１１のシリンダボトム室内に印加されているから、摩擦係数の減少によって動き易くなった杭１６は、前記の油撃波を呼び水として、地盤１７内への沈下を続行する。この続行は永続し難いが、油撃波による微小寸法の沈下を増幅せしめる作用を果たす。
それでも、１回の油撃波によって触発された圧入シリンダ１１の伸長寸法は、ミリメートルないしセンチメートル程度の小量であるが、油撃回路コントローラ２４の作用によって油撃回路電磁弁２３が繰り返し開閉作動して、秒単位もしくはそれ以下の短周期で油撃を発生させると、圧入シリンダ１１は視認可能な程度の速さで伸長する。
【００５３】
（図１参照）圧入シリンダ１１による静圧的な芯材の下降駆動に難渋すると、該圧入シリンダ１１に油撃波を導入して伸長作動を促進する。
先に図４について説明した油撃回路の構成部材の主要部分は、本図１のバルブスタンド１２に収納されている。このバルブスタンド１２は、重量約３トンのウェイト部材を兼ねるように構成されていて、リーダ９に対して緩衝ゴム１３を介して装着されている。
圧入シリンダ１１は、上記バルブスタンド１２に対してリジッドに連結されている。
このような構成により、バルブスタンド１２が反力ウェイトとして作用し、繰り返し油撃による圧入シリンダの短周期（高サイクル）伸縮の反力を支持している。
【００５４】
符号２５を付して示したのは傾斜角度センサであって、地球を基準とした垂直線に対してリーダ９のガイド溝９ｂの傾斜角を検出する。
本実施形態の傾斜角度センサ２５は、傾斜角を指針によって表示するとともに、傾斜角を表す電気信号を出力するようになっている。
このような傾斜角センサ２５を設けた場合、その指針を視認しつつ、建設機械アーム１０を操作してリーダ９を垂直に設置することもでき、
もしくは、図示を省略した自動制御回路に傾斜角センサ２５の出力信号を入力せしめて、図示しないアクチュエータを自動的に制御せしめてリーダ９の設置姿勢を垂直ならしめることもできる。
上述のようにしてリーダ９を垂直に設置することにより、芯材ガイド４によって保持されている芯材３が垂直をなし、かつ、垂直下方に降下せしめられる。
これにより、芯材３が正しい位置に、正しい姿勢で建込まれ、連続地中壁の品質が保証される。
【００５５】
次に、図１を参照して、本発明の応用例について説明する。
コンクリートの中に挿入された芯材は、コンクリートの硬化によって該コンクリート内に固定され、恒久的に連続地中壁の強度を向上せしめる固定部材として作用する。
しかしながら、連続地中壁構築作業の途中で、一旦建込んだ芯材、もしくは建込みつつある芯材を抜き出さねばならない場合が無いとは言えない（例えば、芯材の建込み地点の測量誤差が許容値以上であることを、工事途中に発見した場合など）。
このような場合、コンクリートの硬化が進行してしまっていれば簡単には修正できないが、コンクリートの硬化が進んでいない時期であれば、本発明に係る芯材建込み装置を用いて芯材の引抜き作業を行なうことができる。
【００５６】
芯材３の下半部が、トレンチ１内のコンクリート中に挿入されている深さ寸法（図５における寸法Ｌｘ）が未だ小さくて、芯材３の側面に掛かる摩擦抵抗が小さく、かつ、コンクリートの硬化が進んでいないときは、１対の芯材送りローラ６を逆転させることによって、芯材３を持ち上げる方向に駆動してコンクリートの中から引き抜くことができる。
芯材送りローラによっては前記の芯材３をコンクリート中から引き抜く力が不足であれば、油圧チャック５によって該芯材を把持して芯材ガイド４に対して固定させておいて、圧入シリンダ１１を収縮せしめて芯材ガイド４と一緒に芯材３を引き上げる。上述のように操作すると、上記圧入シリンダ１１は引抜きシリンダとして機能する。
【００５７】
圧入シリンダ１１の収縮力だけでは芯材３を持ち上げる方向の駆動力が不足である場合は、先に図４について説明した油撃波を圧入シリンダ１１のシリンダヘッド室に導入して、衝撃的な収縮力を発生させる。
上述のようにして圧入シリンダ１１を急激に収縮せしめる場合、バルブスタンド１２（重量約３トン）は反力ウェイトとして機能し、有効な芯材引抜力を発生せしめる。該バルブスタンド１２は緩衝ゴム１３によって支持されているので、衝撃的な反力荷重がリーダ９に伝わって有害な作用を及ぼす虞れは無い。
【００５８】
図１の実施形態において、本図１から容易に理解されるように、芯材３を下方に向けて押し下げるストロークには限界が有る。すなわち、
油圧チャック５によって芯材３の頂部付近を把持した状態で圧入シリンダ１１を伸長させて、ガイドブラケット４ｃをガイド溝９ｂの下端まで下降させたとき、上記芯材３の上端の位置はトレンチ１近傍の地盤上面レベルＧ．Ｌよりも若干高くなる。
この場合、芯材建込みの工事指示書に示されている「芯材建込み位置」における芯材天端（頂面）高さが、地盤上面Ｇ．Ｌと同等もしくはそれよりも低くなっていると、この図１に示されている発明機構の標準的な使用だけでは足りず、応用操作が必要となる。
【００５９】
芯材３をより下方まで押し下げる方策の一つとして、公知の「やっとこ」と呼ばれている継手部材を用いることもできる。すなわち、芯材３の上端に「やっとこ」を装着して継ぎ足し、この「やっとこ」を油圧チャック５で把持した状態で圧入シリンダ１１を伸長せしめることによって、芯材の建込み深さを増加させることができる。
しかし、「やっとこ」を用いない便法として、芯材ガイド４の下端面を芯材３の上端面に当接せしめた状態で、圧入シリンダ１１を伸長せしめ、要すれば油撃を併用して前記芯材ガイド４を下降せしめることにより、芯材３を押し下げることも可能である。
【００６０】
すなわち、油圧チャック５によって芯材３の上端付近を把持した状態で、芯材ガイド４をストロークいっぱいに下降させた後、油圧チャック５による芯材３の把持を解除して圧入シリンダ１１を収縮せしめると、上記芯材ガイド４は芯材３を抜け出さしめて該芯材３よりも上昇する。そこで、リーダ９の設置位置を僅かにずらせるなどして、芯材３に対する芯材ガイド４の正対関係を故意に狂わせて、芯材ガイド４の底面を芯材３の頂面に当接させる（このような状態を予測して、芯材ガイド４の底部付近に、芯材の当接する面（図示せず）を形成しておくことが望ましい）。
この状態で圧入シリンダ１１を伸長させて芯材ガイド４を圧下すると、芯材３の上端面が地盤の上面Ｇ．Ｌよりも低くなる位置まで押し下げて建込むことができる。
【００６１】
上述のようにして、芯材３を垂直上下方向にガイドすることなく、フリーの状態で押し下げることによって、該芯材３の垂直姿勢が狂う虞れは無いか、という問題について考察する。
（図５参照）芯材３の全長寸法Ｌｏに比して、該芯材３がコンクリート２の中に挿入されている深さ寸法Ｌｘの割合が大きくないときは、矢印Ｐのような圧下力を加えると、該芯材３は姿勢制御を失して、同図５（Ｄ）のような斜めに押し込まれる虞れが有る。
しかし乍ら、芯材３の全長Ｌｏに比して、該芯材３がコンクリート２の中へ垂直に押し込まれている深さ寸法Ｌｘが比較的長い場合は、このコンクリート内の深さ寸法部分Ｌｘが周囲のコンクリート２によって垂直姿勢を保持されるという作用が働く。
例えば芯材の全長寸法Ｌｏが３０メートルであり、その中の２９メートルが垂直にコンクリート中に挿入されているとき、あと１メートルをフリー状態で圧下した場合、芯材の２９メートルを包み込んでいるコンクリートがガイド作用を果たし、残り１メートルを正しい姿勢のままで下降させる。
【００６２】
芯材の沈下に対するコンクリートの抵抗が大きい場合に本発明の建込み方法を適用した場合（図１参照）、
ａ．芯材３を下方に押し下げ得る範囲内で、芯材送りローラ６によって該芯材３を降下駆動し、
ｂ．芯材送りローラ６の駆動力によっては降下駆動できない程度に抵抗が増加すると、油圧チャック５を作動させて、圧入シリンダ１１を伸長させることによって降下駆動を続行し、
ｃ．上記圧入シリンダ１１の静圧的な伸長力が不足すると、油撃を併用して降下駆動を続行して、
ｄ．芯材３の建込み作業を完遂する。
というのが基本的な操作であるが、段落番号００５９および段落番号００６０で説明したことから明らかなように、上記ａないしｄの作業工程において、工程ｃと工程ｄとの間に、「芯材ガイド４の底部を芯材３の頂面に当接せしめて押し下げる」という工程を挿入することができる。
【００６３】
【発明の効果】
以上に本発明の実施形態を上げてその構成・機能を明らかならしめたように、請求項１の発明方法によると、芯材が垂直にガイドされているので、該芯材をコンクリート内に押し下げたとき、該コンクリートの抵抗分布が均一でなくても、偏ること無く真直に、垂直下方へ移動せしめられてコンクリートの中へ入ってゆく。
芯材を下方へ駆動する作用が、例えば油圧シリンダの伸縮のような直線動によらず、ローラの回転の摩擦伝動によって行なわれるので、コンクリートが芯材に及ぼす抵抗が小さいときは速やかに、かつ円滑に該芯材を下降させて作業能率を上げることができる。
そして、コンクリートが芯材に及ぼす抵抗が大きくなっても、ローラと芯材との間に滑りが発生しない限り、該ローラの回転力が芯材の下降駆動力に変換される。
ローラによる芯材の駆動ストロークは、油圧シリンダにおけるがごとき制約を受けないので、長尺の芯材建込みが可能である。
このため、従来技術におけるがごとく、芯材の吊上げ・落下を繰り返さなくても、芯材を強力に下降せしめることができるので、通常の作業条件においては振動公害や騒音公害を発生する虞れが無い。
そして、上述のように芯材を下降駆動する作用が強力であるから、セメントミルク混合割合の少ない（流動性の少ない）コンクリートの中へ芯材を建込むことができる。
これにより、セメントミルク混合割合を減少せしめ得るので、セメント材料コストが節減される上に、トレンチ掘削の排土の利用率が上昇し、構築機材搬送による交通公害を軽減させることかできる。
【００６４】
請求項２の発明方法によると、何らかの事情によって芯材の下降に対して大きい抵抗が掛かり、ローラと芯材との接触部に滑りを生じるなどして、ローラだけでは芯材を下降せしめ得なくなったとき、例えば油圧シリンダなどを用いて垂直下方に向かう油圧力を作用せしめて、芯材の下降・建込みを完遂せしめることができる。
この作用において注目すべきは、建込み作業の前半においてローラを用い、建込み作業の最終段階で油圧シリンダを用いるという作業手順（工程の構成）である。すなわち、
連続地中壁を構築する場合、コンクリート内に建込む芯材は、例えば３０メートルというように非常に長尺である。従って大重量である。このため、該芯材がコンクリート内に沈下した深さ寸法Ｌｘが小さい間は、巨大な自重によって比較的容易に下降（コンクリート内に沈下）する。しかしながら、長尺の部材であるため、前記の深さ寸法Ｌｘが増加すると、芯材の側面に掛かる摩擦抵抗が巨大となり、これを押し下げるに要する力も巨大なものとなる。
【００６５】
上述のように、連続地中壁構築に特有の作業条件（イ）芯材が長尺で、その押し下げストロークが長いこと、（ロ）当初は押し下げ所要力が小さく、最後には巨大になること、を勘案すると、
いま仮に、油圧シリンダの伸縮力のみで芯材を押し下げようとすると、伸縮ストローク寸法３メートルの長大な油圧シリンダを用いたとしても、芯材の長さ寸法３０メートルには遠く及ばず、作業の途中で約１０回も掴み直して、いわゆる尺取り虫式に押し下げねばならない。
こうした点に関しては、３６０度連続回転可能なローラによって芯材を下方に向けて送ることにより、理論上は無限大寸法の長尺芯材の建込みも可能であり、３０メートル程度の芯材建込みは容易である。
【００６６】
ローラによる芯材の下降駆動（コンクリート内への押し入れ）は、ストロークが長いという長所を有するが、コンクリートによる抵抗が大きくなったとき、これに打ち勝って押し入れることは容易でない（不可能ではないが、装置が過大になるので実用的でない）。そこで、ローラによる芯材の押し下げがほとんでストップしたならば、該芯材の押し下げ手段を「ストロークは比較的短いが、押入れ力の大きい油圧シリンダ」に切り換えることにより、総合的に効率良く建込み作業を遂行することができる。
【００６７】
請求項３の発明方法によると、油圧シリンダによる芯材の押し下げが難渋したとき、上記の油圧シリンダの圧力室内に油撃波を導入することにより、「油圧ポンプの吐出圧力×油圧シリンダの有効ピストン面積」に比して著しく大きい伸縮力を発生し、大きい伸縮力によって芯材をコンクリートの中へ押し入れることができる。
上記の油撃波の特性として、著しい高圧を発生するが、その油量は微小である。こうした特性を勘案して本請求項３の発明方法は、前記の油撃波を短周期（高サイクル）で、繰り返し発生させて芯材の下降を促進する。
油撃波の油量が微小であるということは、１回の油撃波によって油圧シリンダが伸縮する寸法が微小であること、従って、芯材の下降寸法が微小であることを意味する。
【００６８】
しかしながら、コンクリートによって拘束されていた芯材が、微小寸法でも下降すると、芯材とコンクリートとの間の静止摩擦が切れて動摩擦状態となり、摩擦係数が減少する。摩擦係数が減少したとき、油圧シリンダの圧力室内に、油圧系統の定格圧力が印加されていれば、この定格油圧によって油圧シリンダが伸縮することができるようになる。
上述のように、油撃波それ自体が油圧シリンダの伸縮エネルギー源を供給するというよりは、呼び水として作用し、定格油圧による油圧シリンダの伸縮作動を誘発する。そして、本請求項３においては上記の油撃を短周期（高サイクルで発生させるので、微視的には伸縮・停止を繰り返しながら、マクロ的には円滑に伸縮して芯材の押し入れ作用を遂行する。
【００６９】
請求項４の発明方法によると、容易に、かつ確実に、芯材を垂直姿勢に保持しつつ、垂直下方へ押し下げることができる。
すなわち、ガイド部材によって芯材を垂直に支承することと、上記ガイド部材をリーダと平行に案内することと、該リーダを垂直に立てることとによって、芯材をコンクリートの中へ垂直に建込むことができる。
さらに、リーダの傾斜角を検出して、該リーダの支持状態を自動的に調節することにより、作業員の格別な知識や技能を必要とせずに前記のリーダを垂直に保持することができるので、建込み作業の段取りを迅速，容易に、しかも高精度で行なうことができる。
その結果、建込み作業の操業コストが低減される上に、構築された連続地中壁の品質が高い。
【００７０】
請求項５の発明装置によると、芯材ガイド部材によって芯材が垂直に支承され、かつ、１対のローラによって該芯材を下方に押し下げることができるので、コンクリートの中へ芯材が垂直姿勢に建込まれる。
上記の芯材は、自重による降下力に加えて、ローラ送りによる降下力を与えられるので、単にクレーンで吊り下げていた従来技術におけるよりも強力に芯材をコンクリートの中へ沈下せしめることができる。
さらに前記の芯材を下降駆動する手段が油圧シリンダのように作動ストロークが制限されないローラであるため、例えば３０メートルといった長尺の芯材であっても、途中で芯材を把持し直したりする必要が無く、連続的に芯材を下降駆動することができて作業能率が高い。
前記のローラは１対設置されるとともに、芯材に向けて押圧せしめる駆動手段が設けられているので、摩擦伝動に必要な接触圧力が与えられる。
さらに、上記１対のローラが互いに反対方向に、同期せしめて回転駆動されるので、芯材の送り作動が無理なく無駄なく合理的に行なわれる。
【００７１】
請求項６の発明装置によると、ローラによる芯材の下降送り作動（コンクリート中に押し下げる作動）を、コンクリートの抵抗値変化に対応して合理的に遂行することができる。すなわち、上記コンクリートの抵抗値は芯材の沈下進行に伴って大きく変化する一方、芯材は常に重力荷重を受けている。
このため、該芯材をコンクリート中に沈下させる作業の最初の時期においては芯材がコンクリート内に没入している深さ寸法が小さくて、芯材の自重を支え切れないので、何らかの方法で支承してやらないと自由落下に近い状態で下降しようとする。
そして芯材が下降してゆくにつれてコンクリートの抵抗が増して僅少の押下げ力で沈下するようになり、強く押し下げないと沈下しないようになる。
【００７２】
こうした変化に対応して、芯材の押し下げ力として望ましいことは、
（イ）当初は芯材の自重を支持して自由落下を防ぐよう、該芯材の下降動にブレーキを掛ける形で作用し、
（ロ）次いで、芯材の自重降下を補助して円滑に沈下させ（この場合の沈下速度は、安全な範囲内で、速い方が作業能率を高からしめるので望ましい）、
（ハ）次第に押し下げ力を増加し、
（ニ）最後には、コンクリートの抵抗に打ち勝って、強力に芯材を押し下げる。こうした要望に対して本請求項６によると、芯材の押し下げ当初はゴムローラで該芯材を挟みつけて、芯材の自重降下を制御して安全かつ高能率にコンクリート内へ沈下させ、芯材の下降に伴ってコンクリートの抵抗が増してゴムローラの摩擦伝動では足りなくなると、凹凸つきスチールローラを用いて強力に芯材を押し下げることができる。
【００７３】
請求項７の発明装置によると、ローラによっては芯材を下降せしめ難い程度にコンクリートの抵抗が増加したとき、ローラによる芯材の下降駆動を油圧シリンダによる下降駆動に切り換えて、より強力に芯材をコンクリートの中へ押し入れることができる。
すなわち、芯材ガイド部材による「芯材の上下動可能な保持』を、該芯材ガイドによる「芯材の相対的上下動不可能な保持」に切り換えるとともに、上記の  「芯材を固定的に、垂直に保持している芯材ガイド部材」を油圧シリンダによって圧下することにより、抵抗の大きいコンクリートの中へ押し入れることが可能になる。
この場合の圧下は、前記芯材ガイドを案内しているリーダの作用によって、垂直下方に向けて行なわれるので、該芯材が正しい姿勢で正しい位置に建込まれ、製品である連続地中壁の品質が高い。
上述のごとく、ローラ駆動から切り換えられる油圧シリンダ駆動は、容易に大きい伸縮力を発生するという長所と、あまり長大な作動ストロークが得られないという短所とが有る（理論的に不可能であるというのではなく、実用困難である）。これに比してローラによる送り駆動には、長大な作動ストロークが容易に得られるという長所と、送り駆動力の大きさに限界が有るという短所とが有る（これも実用上の問題である）。
そこで本請求項７の発明装置においては、芯材建込み作業において格別に強大な押下げ駆動力を必要としない初期にはローラによって高能率の押下げを行ない、短ストロークの強大な押下げ駆動力を必要とする末期には油圧シリンダを用いて押下げを行なうようになっている。
【００７４】
請求項８の発明装置によると、何らかの事情によってコンクリートの抵抗が大きくなり、油圧シリンダの通常の伸縮力では芯材の押し下げが困難になったとき、該油圧シリンダに対して圧力油を送給している油圧回路内の油流を利用し、油圧ポンプから吐出されて循環流動している油流を急激に遮断することによって発生した油撃波を、前記油圧シリンダの圧力室内へ導入すると、該油圧シリンダは瞬時的に強大な伸縮力を発生する。
上記の油撃波は瞬時的な圧力波のパルスであって、１回の油撃の流量は微小であるから、１回の油撃による油圧シリンダの伸縮寸法は微小に過ぎない。しかし、油圧シリンダの伸縮によって芯材が微小寸法でも下降すると、該芯材とコンクリートとの間の静止摩擦が動摩擦に変わるので、摩擦係数か低下する。
摩擦係数が低下したならば、油圧シリンダの定格伸縮力によって「前記の油撃による微小寸法の下降」を延長する形で、若干量の芯材降下を誘発する。
さらに、前記の油撃が繰り返し発生すると、芯材が所定深度まで押し下げられて建込み操作が完遂される。
上記油撃波の繰返し発生は、油撃コントローラによって油撃回路電磁弁を繰り返し開閉することにより、自動的に行なわれる。
【００７５】
請求項９の発明装置によると、油圧シリンダが油撃波の導入を受けて瞬時的に伸縮する際の反動を、バルブスタンドが受けて、該油圧シリンダが発生する上下方向の駆動エネルギーを、有効に芯材ガイドに伝動させる。このようにして油撃波が発生せしめられるとき、上記芯材ガイドは芯材に対して固定的に連結されているので、芯材ガイドに伝動された駆動エネルギーは、ほとんどそのまま芯材に与えられて該芯材を下降せしめる。
前記のバルブスタンドは、バルブスタンドとしての機能と反力ウェイトとしての機能を兼ねて果たす。そして、このバルブスタンド（反力ウェイト）はリーダに対して緩衝部材を介して接続されているので、油圧シリンダの急激な伸縮による衝撃力は、リーダに伝わらない。これにより、リーダの設置・保持が容易である上に、該リーダを垂直姿勢に保持し易い。リーダが垂直に保持されることによって、芯材の押下げ方向が正確に垂直下方となる。
【００７６】
請求項１０の発明方法によると、ショベル系建設機械のアームに支持ブラケットを装着して、該支持ブラケットが設置されているリーダを、建設機械によって持ち上げたり、該建設機械の走行によって運搬したり、地上に立てて設置したりすることができる。
さらに、このように構成することによって、当該ショベル系建設機械の油圧系統から、芯材建込み装置に必要な圧力油の少なくとも一部を供給して貰うこともできる。
前記のリーダは、緩衝部材を介してバルブスタンドおよび油圧シリンダを装着支持するとともに、芯材ガイドを案内，支持していて、該芯材ガイドは芯材送りローラやその駆動手段を設置されている。
であるから、前記のリーダを持ち上げ・運搬し・設置するということは、本発明に係る芯材建込み装置の一式を持ち上げ・運搬し・設置することになる。このようにして、芯材建込み作業の段取り、および遂行を、省力的に、迅速，容易に行なうことができる。
【００７７】
請求項１１の発明装置によると、リーダを自動的に垂直に立てることができる。
このリーダは、芯材ガイド部材を案内する部材であり、かつ、芯材は芯材ガイドを介してリーダと平行に支持されている。従って、リーダを地盤に対して垂直に立てることにより、芯材を垂直に建込むことができる。
しかも、上記リーダの垂直保持作用が自動的に行なわれるので、作業者に別段の知識や熟練を要しないで芯材が垂直に建込まれ、連続地中壁の高品質が保証される。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の建込み方法を実施するために構成した本発明に係る建込み装置の１実施形態を示し、トレンチ内のコンクリートの中へ建込むべき芯材を垂直に（地球に対して）保持した状態を模式的に描いた部分断面正面図に、ショベル系建設機械の作業アームを仮想線で付記した図である。
【図２】前掲の図１に示した実施形態に用いられている１対の芯材送りローラによって芯材を挟みつけている状態を模式的に描いた側面図であって、該芯材送りローラを回転駆動する手段は省略して描いてある。なお、構造・機能の原理を描き表してあるので、写実的な投影図ではない。
【図３】前掲の図１，図２の実施形態における１対の芯材送りローラの内の１個を示し、（Ａ）は中心線を含む面によって切断したところを描いた模式的な縦断面図であって、逃がし溝を拡大誇張して描いてある。（Ｂ）は中心線に垂直な面で切断したところを描いた模式的な横断面図である。模式化して描いてあるので写実的な投影図ではない。
【図４】油撃波を利用して圧入シリンダの伸長力を瞬時的に増加させ、これによって杭を地盤内に打ち込む公知技術の１例を示し、杭打抜機の概略的な断面図に、杭圧入用の油圧回路および油撃発生用の油圧回路、並びに油撃発生用の制御系統を付記した図である。
【図５】連続地中壁を構築する従来技術、および、従来技術における問題点を説明するために示したもので、（Ａ）は完工された連続地中壁を描いた２面図、（Ｂ）は芯材の建込みを開始した状態の垂直断面図、（Ｃ）は芯材を建込んでいる途中の状態の垂直断面図、（Ｄ）は芯材の建込みに失敗して該芯材が偏った状態の垂直断面図である。
【符号の説明】
１…トレンチ
２…コンクリート
３…芯材
３ａ…芯材のウェブ
４…芯材ガイド
４ａ，４ｂ…ガイドローラ
４ｃ…ガイドブラケット
５…油圧チャック
５′…チャック
６…芯材送りローラ
７…ローラ駆動モータ
８…ローラ軸受
９…リーダ
９ａ…支持ブラケット
９ｂ…ガイド溝
１０…建設機械の作業アーム
１１…圧入シリンダ
１２…バルブスタンド（反力ウェイト）
１３…緩衝ゴム
１４…芯材挟持シリンダ
１５…ローラ押圧レバー
１６…杭
１７…地盤
１８…油圧ポンプ
１９…調圧弁
２０…チェックバルブ
２１…操作弁
２２…パイロット付きのチェックバルブ
２３…油撃回路電磁弁
２４…油撃回路コントローラ
２５…傾斜角度センサ
２６…油撃回路調圧弁
【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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