(57)【要約】【課題】鋼矢板用圧入機において、そのチャックの小型化、軽量化を図り、またチャックの回転量を少なくして作業効率を向上させる。【解決手段】鋼矢板（ハット型鋼矢板）を挿通する挿通孔が設けられ、挿通された鋼矢板を把持して回転するリング状のチャックを備え、把持した鋼矢板を下降させて圧入する鋼矢板用圧入機において、チャックに鋼矢板の両端部付近をそれぞれ個別に掴む把持機構（固定爪、可動爪）を備える。把持機構による掴み位置と、チャックの円周上における掴み位置からその外方に最も離れた位置との距離が短くなり、チャックに生じる周方向の曲げモーメントが減少し、チャックを小型化、軽量化できる。また、挿通孔を、鋼矢板を進行方向に対して左右どちらの向きでも挿通可能とし、鋼矢板を交互に圧入するのにチャックを１８０度回転させる動作が不要となり、作業効率が向上する。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
鋼矢板を挿通する挿通孔が設けられ、挿通された鋼矢板を把持して回転するリング状のチャックを備え、把持した鋼矢板を下降させて圧入する鋼矢板用圧入機であって、
前記チャックは、前記鋼矢板の両端部付近をそれぞれ個別に掴む把持機構を備えていることを特徴とする鋼矢板用圧入機。
【請求項２】
前記挿通孔は、前記鋼矢板を進行方向に対して左右どちらの向きでも挿通可能であることを特徴とする請求項１に記載の鋼矢板用圧入機。
【請求項３】
前記鋼矢板は、両端部の継手部分にフランジに平行な腕部を有したハット形状であり、
前記把持機構が、前記腕部をそれぞれ個別に掴んで把持することを特徴とする請求項１または２に記載の鋼矢板用圧入機。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、地中に圧入した既設の鋼矢板から反力を取ることによって新たな鋼矢板を順次圧入する鋼矢板用圧入機に関する。
【背景技術】
【０００２】
一般に、既に打ち込まれた鋼矢板から反力を取って新たな鋼矢板を圧入することが可能な鋼矢板用圧入機が知られている。この圧入機は、地盤に一列に打ち込んだ鋼矢板の上部を挟持する複数のクランプを有するサドルと、サドルに前後にスライド移動可能に設けられたスライドフレームと、このスライドフレーム上に左右に旋回可能に設けられたリーダーマストと、リーダーマストの前面部に上下にスライド移動可能に設けられ、かつ、圧入すべき鋼矢板を把持可能なチャック機構とを備えている。
【０００３】
従来、チャック機構としては、リーダーマスト前端に昇降可能に設けられ、ほぼ円筒形状のチャックフレームと、このチャックフレームに旋回可能に取り付けたチャックとから構成されるものがある。
【０００４】
図４に示すように、このチャック１０４は、鋼矢板１３を内部に装填するために、上下に連通するほぼＵ字形状の挿通孔１０４ａが形成され、全体形状がリング状となっている。そして、挿通孔１０４ａに挿通された鋼矢板１３を着脱自在に挟持するために、把持機構を有している。すなわち、鋼矢板１３の凸面側に当接する固定爪１０５と、この固定爪１０５に対向して凹面側に当接する可動爪１０６とが設けられており、油圧シリンダ（図示せず）により可動爪１０６が固定爪１０５に向かう方向に移動して、鋼矢板１３のフランジ１３ａを可動爪１０６で押圧することにより鋼矢板１３を挟持するものである。（例えば、特許文献１参照。）。
【特許文献１】特開平６−２４０６７３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ところで、可動爪１０６の押圧による反作用力により、リング状のチャック１０４にはその周方向に曲げモーメントが生じる。しかし、従来のように、鋼矢板１３のフランジ１３ａの両面を挟持する場合には、固定爪１０５と可動爪１０６による鋼矢板１３の掴み位置と、リング状のチャック１０４の円周上における掴み位置から最も離れた位置（図４における×印）との距離Ｌ´が長く、チャック１０４に生じる曲げモーメントが大きくなっていた。その結果、この曲げモーメントに抵抗するために、チャック１０４の強度を大きくする必要から、その肉厚を大きくせざるを得なかった。
【０００６】
また、鋼矢板１３の向きを進行方向に対して左右に変えながら圧入する際に、チャック１０４を交互に１８０度回転させる動作が必要となり、作業時間が長くなるという問題があった。
【０００７】
本発明の課題は、鋼矢板用圧入機において、そのチャックの小型化、軽量化を図り、またチャックの回転量を少なくして作業効率を向上させることである。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
以上の課題を解決するため、請求項１に記載の発明は、例えば図１、２に示すように、鋼矢板１３を挿通する挿通孔（中間部挿通孔４ａ、端部挿通孔４ｂ）が設けられ、挿通された鋼矢板１３を把持して回転するリング状のチャック４を備え、把持した鋼矢板１３を下降させて圧入する鋼矢板用圧入機１であって、前記チャック４は、前記鋼矢板１３の両端部付近をそれぞれ個別に掴む把持機構（固定爪５、可動爪６）を備えていることを特徴とする。
【０００９】
ここで、鋼矢板としては、断面が直線形状又は部分的に折れ曲がった形状に形成され、その両端部に継手を有するもの、例えば、Ｕ型鋼矢板、Ｚ形鋼矢板、ハット型鋼矢板、直線型鋼矢板、軽量鋼矢板などが挙げられる。
【００１０】
このように、チャック４の把持機構が、鋼矢板１３の両端部付近をそれぞれ個別に掴むことにより、把持機構による掴み位置と、リング状のチャック４の円周上における掴み位置からその外方（チャック４の中心側とは反対側）に最も離れた位置（図２における×印）との距離Ｌが短くなり、チャック４に生じる周方向の曲げモーメントを減少させ、チャック４を小型化、軽量化できる。また、チャック４を小型化することで、その高さ寸法も小さくでき、すなわち鋼矢板１３の投入高さを低くすることができ、鋼矢板１３をチャック４の挿通孔へ容易に投入することができる。
【００１１】
請求項２に記載の発明は、例えば図２に示すように、請求項１に記載の鋼矢板用圧入機１において、前記挿通孔（中間部挿通孔４ａ、端部挿通孔４ｂ）は、前記鋼矢板１３を進行方向に対して左右どちらの向きでも挿通可能であることを特徴とする。
【００１２】
このように、挿通孔を鋼矢板１３が進行方向に対して左右どちらの向きでも挿通可能に形成することにより、鋼矢板１３を交互に圧入するのにチャック４を１８０度回転させる動作が必要でなくなり、作業時間を短縮することができる。
【００１３】
なお、挿通孔が鋼矢板１３を左右どちら向きにも挿通できるように形成されているので、チャック４において、鋼矢板１３の両端部付近それぞれに、鋼矢板１３の形状に応じて、両向き併用の把持機構、又は右向き用と左向き用とを有する把持機構を備えていれば良い。
【００１４】
請求項３に記載の発明は、例えば図２に示すように、請求項１または２に記載の鋼矢板用圧入機１において、前記鋼矢板１３は、両端部の継手１３ｄ部分にフランジ１３ａに平行な腕部１３ｃを有したハット形状であり、前記把持機構（固定爪５、可動爪６）が、前記腕部１３ｃをそれぞれ個別に掴んで把持することを特徴とする。
【００１５】
このように、鋼矢板１３として両端部の継手１３ｄ部分にフランジ１３ａに平行な腕部１３ｃを有したハット形状のものを用いれば、両腕部１３ｃをそれぞれ個別に掴む把持機構を配して、把持機構による掴み位置と、リング状のチャック４の円周上における掴み位置からその外方に最も離れた位置（図２における×印）との距離Ｌを短くし、チャック４に生じる周方向の曲げモーメントを減少させ、チャック４を小型化、軽量化できる。また、鋼矢板１３を左右交互に圧入する際に、把持機構の掴み位置を移動させたり変更させたりすることがないため、作業時間をさらに短縮することができる。
【発明の効果】
【００１６】
本発明によれば、鋼矢板を挿通する挿通孔が設けられ、挿通された鋼矢板を把持して回転するリング状のチャックを備え、把持した鋼矢板を下降させて圧入する鋼矢板用圧入機において、チャックが鋼矢板の両端部付近をそれぞれ個別に掴む把持機構を備えているため、把持機構による掴み位置と、リング状のチャックの円周上における掴み位置からその外方に最も離れた位置との距離が短くなり、チャックに生じる周方向の曲げモーメントが小さくなり、チャックの小型化、軽量化が図れる。
また、チャックを小型化することで、その高さ寸法も小さくでき、すなわち鋼矢板の投入高さを低くできるため、チャックの挿通孔への鋼矢板の投入作業が容易となる。
また、挿通孔を、鋼矢板を進行方向に対して左右どちらの向きでも挿通可能とすれば、鋼矢板を交互に圧入するのにチャックを１８０度回転させる動作が不要となり、作業効率の向上が図れる。
また、鋼矢板が、両端部の継手部分にフランジに平行な腕部を有するハット形状のものであれば、両腕部をそれぞれ個別に掴む把持機構による掴み位置と、リング状のチャックの円周上における掴み位置からその外方に最も離れた位置との距離を短くし、チャックに生じる周方向の曲げモーメントを減少させ、チャックの小型化、軽量化が図れる。また、鋼矢板を左右交互に圧入する際に、把持機構の掴み位置の移動、変更がないため、作業効率の向上がさらに図れる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１７】
以下、図を参照して本発明を実施するための最良の形態を詳細に説明する。
本実施の形態では、鋼矢板用圧入機１（以下、単に圧入機１という。）として、既設の鋼矢板１３から反力を取って、この既設鋼矢板１３に連結して新たな鋼矢板１３を圧入して埋設するとともに、埋設された鋼矢板１３上を移動して新たに鋼矢板１３を地盤に圧入し、これらの動作を順次繰り返す圧入機１を例に挙げて説明する。
【００１８】
本実施の形態において、圧入機１によって圧入される鋼矢板１３として、図２に示すように、断面ほぼＵ字形状としつつ両端部の継手１３ｄ部分にフランジ１３ａに平行な腕部１３ｃを有するハット型鋼矢板を用いている。具体的には、鋼矢板１３は、フランジ１３ａと、このフランジ１３ａに接続される外側に傾斜した二つのウェブ１３ｂと、各ウェブ１３ｂに接続されフランジ１３ａに平行な腕部１３ｃと、各腕部１３ｃの外端部に設けられた継手１３ｄとを備えている。
【００１９】
まず、この鋼矢板１３を圧入する圧入機１の構成について説明する。
図１に示すように、圧入機１は、機械本体部８と、機械本体部８の前面側で昇降自在に支持されるチャック機構２とを有している。
【００２０】
機械本体部８は、既設の鋼矢板１３を掴む四つのクランプ１０を有するサドル９と、サドル９に対して前後に移動可能に設けられ、かつ、サドル９上で旋回するリーダーマスト１１とを備えている。
【００２１】
クランプ１０は、サドル９から垂下して前後に四つ取り付けられている。そして、クランプ１０を駆動することで、クランプ１０は既設の鋼矢板１３を掴む動作及び既設の鋼矢板１３を放す動作を行うことができる。
【００２２】
リーダーマスト１１は、サドル９に対して前後に移動自在であるスライドフレーム上に立設されて、鉛直方向の軸心を中心にして旋回可能となっている。また、リーダーマスト１１の前面側には、上下に延在する一対のレール１１ａが左右に離間して設けられ、このレール１１ａにチャックフレーム３に設けられた摺動部材３ａが摺動自在に係合することでチャック機構２が機械本体部８に対し昇降自在に支持されている。
【００２３】
さらに、リーダーマスト１１には、チャック機構２側に延出された左右一対の上下油圧シリンダ装置１２が上下に向けてかつ左右に離間して取り付けられている。そして、上下油圧シリンダ装置１２の下端部は、アーム１１ｂの先端に連結されており、上下油圧シリンダ装置１２の駆動によりシリンダロッドが伸縮することでチャック機構２はレール１１ａに沿って上下動する。
【００２４】
図２に示すように、チャック機構２は、ほぼ円筒形状のチャックフレーム３と、このチャックフレーム３に対してその中心を通る鉛直軸回りに旋回可能に設けられたチャック４とを備えている。
【００２５】
チャック４は、新たに圧入する鋼矢板１３を掴むリング状のものである。チャック４内には、鋼矢板１３が挿通される挿通孔が形成されている。挿通孔は、鋼矢板１３のフランジ１３ａ及びウェブ１３ｂが挿通する中間部挿通孔４ａと、鋼矢板１３の両継手１３ｄが挿通する二つの端部挿通孔４ｂとが形成され、鋼矢板１３の腕部１３ｃを挿通するために、中間部挿通孔４ａと端部挿通孔４ｂが連通されている。各挿通孔は、鋼矢板１３を圧入する際に、鋼矢板１３の連結方向の中心線に対して対称となるようにほぼ楕円形状に形成されている。
【００２６】
このように、各挿通孔が、圧入機の進行方向に対して、すなわち鋼矢板１３の連結方向の中心線に対して、対称的に形成されているので、鋼矢板１３を左右どちらの向きでも挿通可能となり、鋼矢板１３を交互に圧入する場合にチャック４を１８０度回転させる動作が不要となり、作業時間の短縮が可能である。
【００２７】
また、チャック４には、挿通孔に挿通された鋼矢板１３の両腕部１３ｃをそれぞれ個別に着脱自在に掴んで圧入するための固定爪５（把持機構）と、可動爪６（把持機構）とが二つづつ設けられている。そして、可動爪６を油圧シリンダ７によって駆動することで、鋼矢板１３の各腕部１３ｃを掴む動作及び放す動作を行うことができる。
【００２８】
ここで、従来のチャック１０４は、図４に示すように、鋼矢板１３のフランジ１３ａを掴むことで、固定爪１０５と可動爪１０６とによる掴み位置と、リング状のチャック１０４の円周上における掴み位置から最も離れた位置（図４中、×印）との距離Ｌ´が長く、固定爪１０５と可動爪１０６との円弧状の距離が長くなっていたため、チャック１０４に強度を持たせるためにその厚みが大きくなっていた。しかし、本実施の形態のチャック４によれば、図２に示すように、その固定爪５及び可動爪６が鋼矢板１３の両端部の腕部１３ｃをそれぞれ個別に掴むことにより、それぞれの固定爪５及び可動爪６とによる掴み位置と、リング状のチャック４の円周上における掴み位置（図２中、×印）との距離Ｌが従来に比べ短くなる（Ｌ＜Ｌ´）。よって、チャック４が鋼矢板１３を押圧した際に生じる周方向の曲げモーメントが小さくなり、チャック４を小さく、軽くすることができる。
【００２９】
また、固定爪５と可動爪６とが、鋼矢板１３の両側の各腕部１３ｃを掴むように構成されているので、進行方向の先端部近くを掴むことになり、コントロールが容易で、精度の良い圧入が可能となる。
【００３０】
次に、上述した鋼矢板用圧入機１の動作について図１に基づいて説明する。
まず、クランプ１０が既設の鋼矢板１３を掴んで既設の鋼矢板１３から反力を取った状態で、新たな鋼矢板１３をチャック４の挿通孔に挿通して、チャック４が鋼矢板１３の両腕部１３ｃを把持する。すなわち、油圧シリンダ７の駆動により可動爪６が固定爪５に向かう方向に移動することによって、可動爪６及び固定爪５が鋼矢板１３の腕部１３ｃの各面に当接し両側から押圧して挟持する。
【００３１】
本実施の形態の圧入機１によれば、チャック４の高さ寸法が小さくなり、鋼矢板１３の投入高さを低くすることができるため、鋼矢板１３をチャック４の挿通孔へ容易に投入することができる。
【００３２】
この状態で、上下油圧シリンダ装置１２がチャック機構２を下降させることによって、鋼矢板１３を圧入し、チャック４の下方への移動量が所定量に達して鋼矢板１３を埋設すると、チャック４が鋼矢板１３を放す。すなわち、油圧シリンダ７の駆動により可動爪６が固定爪５から離れる方向に移動することによって鋼矢板１３の各腕部１３ｃを放す。そして、上下油圧シリンダ装置１２がチャック機構２を上昇させることによって、鋼矢板１３をチャック機構２から外す。
【００３３】
次いで、サドル９に対してスライドフレームが前方に移動して、チャック４はそのまま旋回することなく、上記したのと同様に、次に圧入する鋼矢板１３を掴み、上下油圧シリンダ装置１２によってチャック機構２が所定量下降することで、次の鋼矢板１３を途中まで圧入する。
【００３４】
次いで、クランプ１０が既設の鋼矢板１３を放し、上下油圧シリンダ装置１２が機械本体部８を上昇させ、サドル９がスライドフレームに対して前方にスライド移動する。その後、上下油圧シリンダ装置１２が機械本体部８を下降させる。そして、クランプ１０部が前方の既設の鋼矢板１３を掴んで反力を取り、チャック機構２で前記鋼矢板１３を掴んで同時に圧入する。すなわち、再び、チャック４が前記鋼矢板１３を掴み、チャック機構２が所定量下降することで、鋼矢板１３が最後まで圧入されて埋設される。このように、上記工程を繰り返すことで、新たな鋼矢板１３が順次圧入されていく。
【００３５】
また、鋼矢板１３を進行方向に対して左右交互に圧入する際にも、把持機構の掴み位置を移動したり、変更したりすることがないため、作業時間をさらに短縮することができる。さらに、図３に示すように、２枚の鋼矢板１３をそれらの凹部が向き合うように組み合わせて、組み合わされた鋼矢板１３の重なった腕部１３ｃを掴んで圧入することも可能である。
【００３６】
なお、以上の実施の形態においては、ハット型鋼矢板を圧入する対象としたが、本発明はこれに限定されるものではなく、その他の鋼矢板、例えば、Ｕ型鋼矢板、Ｚ形鋼矢板、直線型鋼矢板、軽量鋼矢板などでも良い。
また、本実施の形態では、把持機構として、固定爪、可動爪及び油圧シリンダから構成していたが、例えば、鋼矢板の両端部を掴む一対の油圧シリンダ２組からなる構成としても構わない。
さらに、固定爪、可動爪もハット型鋼矢板の腕部を挟持可能であればその形状等は任意である。また、ハット型鋼矢板以外の鋼矢板であっても、その形状に応じて固定爪、可動爪の形状、数等を変更して対応することができる。その他、具体的な細部構造等についても適宜に変更可能であることは勿論である。
【図面の簡単な説明】
【００３７】
【図１】本発明の実施の形態の鋼矢板用圧入機の概ほぼ側面図である。
【図２】本発明の実施の形態の鋼矢板用圧入機におけるチャックを示す平面図である。
【図３】鋼矢板を組み合わせた状態を説明する図である。
【図４】従来の鋼矢板用圧入機におけるチャックを示す平面図である。
【符号の説明】
【００３８】
１  鋼矢板用圧入機
２  チャック機構
３  チャックフレーム
３ａ  摺動部材
４  チャック
４ａ  中間部挿通孔
４ｂ  端部挿通孔
５  固定爪（把持機構）
６  可動爪（把持機構）
７  油圧シリンダ
８  機械本体部
９  サドル
１０  クランプ
１１  リーダーマスト
１１ａ  レール
１１ｂ  アーム
１２  上下油圧シリンダ装置
１３  鋼矢板
１３ａ  フランジ
１３ｂ  ウェブ
１３ｃ  腕部
１３ｄ  継手
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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