(57)【要約】【課題】杭圧入引抜機において、その小型化及び軽量化を図り、しかも杭の圧入、引抜の施工性、精度を向上させる。【解決手段】スライドフレーム４に立設された回転軸８と、この回転軸８から半径方向に離間してリーダーマスト５に対して摺動面を有するレール９とで、リーダーマスト５を旋回自在に支持する。地盤への杭の圧入、引抜時に、チャックで発生した圧入、引抜の反作用力が、リーダーマスト５を介して、スライドフレーム４の回転軸８とレール９へ分散して伝達されことになる。従来に比べ回転軸８やリーダーマスト５に生じる応力が減少し、それらの小型化、軽量化が図れる。また、レール９が複数の摺動面９ａ〜ｃを有して、リーダーマスト５の旋回をガイドする。リーダーマスト５の機械的ガタつきの発生を減少させることができ、杭圧入引抜機１の施工性、精度の向上が図れる。【選択図】図２
2006265958.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
既設の杭を掴む複数のクランプを有するサドルと、前記サドルに対して前後に移動自在なスライドフレームと、前記スライドフレーム上に設けられたリーダーマストと、前記リーダーマストに昇降自在に支持されて、杭を把持するチャックとを備える杭圧入引抜機であって、
前記スライドフレームは、前記リーダーマストが旋回自在に支持される複数の支持部を有することを特徴とする杭圧入引抜機。
【請求項２】
前記複数の支持部は、前記スライドフレーム上に立設される回転軸と、この回転軸から半径方向に離間して前記リーダーマストに対して摺動面を有するレールとから構成されていることを特徴とする請求項１に記載の杭圧入引抜機。
【請求項３】
前記レールは、前記摺動面を複数有して前記リーダーマストの旋回をガイドすることを特徴とする請求項２に記載の杭圧入引抜機。
【請求項４】
前記リーダーマストを前記レールに固定するロック装置を備えることを特徴とする請求項２または３に記載の杭圧入引抜機。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、既設の杭から反力を取ることによって新たな杭を圧入したり、既設の杭を引き抜いたりする杭圧入引抜機に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、既設の杭から反力を取って新たな杭を圧入したり、既設の杭を引き抜いたりすることが可能な杭圧入引抜機が知られている。この杭圧入引抜機は、基本的に、既設の杭を掴むクランプ部を下部に備えたサドルと、サドルに対して前後にスライド移動するスライドフレームと、スライドフレーム上で旋回するリーダーマストと、リーダーマストに対して昇降可能で、かつ、新たな杭を掴むチャック部とを備えたものである。
【０００３】
そして、リーダーマストは、スライドフレームの上面に立設された軸部に支持されて、その外周にリーダーマスト用油圧モータが取り付けられて、このリーダーマスト用油圧モータに駆動されることによってスライドフレームに対して旋回するようになっている（例えば、特許文献１参照。）。
【特許文献１】特開２００４−１８３４４２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ところで、新たな杭を圧入したり既設の杭を引き抜いたりする際に、チャックは地盤から反作用力を受ける。そのため、例えば、杭のピッチが広くなると、すなわちリーダーマストの旋回中心（軸部の中心）と、チャック部で掴んだ杭の中心位置との距離が長くなると、杭圧入引抜機に作用するモーメントが増大する。その結果、このモーメントに抵抗するために、軸部の強度を大きくする必要から、これに伴ってスライドフレームやサドルの強度も大きくする必要があり、それらの大型化、重量化を余儀なくされていた。
【０００５】
また、リーダーマストの旋回中心（軸部の中心）と、チャック部で掴んだ杭の中心位置との距離が長くなると、機械的ガタつきの発生も増大し、杭の圧入、引抜の施工性、精度が低下するおそれがあった。
【０００６】
本発明の課題は、杭圧入引抜機において、その小型化及び軽量化を図り、しかも杭の圧入、引抜の施工性、精度を向上させることである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
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に示すように、既設の杭７を掴む複数のクランプ２を有するサドル３と、前記サドル３に対して前後に移動自在なスライドフレーム４と、前記スライドフレーム４上に設けられたリーダーマスト５と、前記リーダーマスト５に昇降自在に支持されて、杭７を把持するチャック６とを備える杭圧入引抜機１であって、前記スライドフレーム４は、前記リーダーマスト５が旋回自在に支持される複数の支持部（回転軸８、レール９）を有することを特徴とする。
【０００８】
このように、スライドフレーム４に設けられた複数の支持部で、リーダーマスト５を旋回自在に支持することにより、地盤への杭７の圧入、引抜時に、チャック６で発生した圧入、引抜の反作用力が、リーダーマスト５を介して、スライドフレーム４の複数箇所へ分散して伝達されことになる。力が分散されて伝達されることにより、支持部やリーダーマスト５に生じる応力が減少し、それらを小型化、軽量化することができる。また、リーダーマスト５からスライドフレーム４、スライドフレーム４からサドル３への力の伝達も分散され、スライドフレーム４、サドル３を小型化、軽量化することができる。したがって、杭圧入引抜機１全体を小型化、軽量化することができる。
【０００９】
なお、複数の支持部を有するとは、それらの支持部がスライドフレーム４の別々の位置に離れて存在して、リーダーマスト５を支持することを意味する。そして、それらの支持部は、リーダーマスト５の旋回中心と、チャック６部で掴んだ杭７の中心位置とを結んだ直線上にあることが望ましい。
【００１０】
請求項２に記載の発明は、例えば図１、２に示すように、請求項１に記載の杭圧入引抜機１において、前記複数の支持部は、前記スライドフレーム４上に立設される回転軸８と、この回転軸８から半径方向に離間して前記リーダーマスト５に対して摺動面（９ａ）を有するレール９とから構成されていることを特徴とする。
【００１１】
このように、スライドフレーム４に立設された回転軸８と、この回転軸８から半径方向に離間してリーダーマスト５に対して摺動面を有するレール９とで、リーダーマスト５を旋回自在に支持することにより、地盤への杭７の圧入、引抜時に、チャック６で発生した圧入、引抜の反作用力が、リーダーマスト５を介して、スライドフレーム４の回転軸８とレール９へ分散して伝達されことになる。力が分散されて伝達されることにより、従来に比べ回転軸８やリーダーマスト５に生じる応力が減少し、それらを小型化、軽量化することができる。
【００１２】
なお、レール９は、回転軸８の中心と、チャック６で掴んだ杭７の中心位置とを結んだ直線上にあることが望ましい。さらに、レール９は、回転軸８を挟んで対向させて構成しても良い。
【００１３】
請求項３に記載の発明は、例えば図２〜４に示すように、請求項２に記載の杭圧入引抜機１において、前記レール９は、前記摺動面（例えば、９ａ〜ｅ）を複数有して前記リーダーマスト５の旋回をガイドすることを特徴とする。
【００１４】
このように、レール９が複数の摺動面を有して、例えば図２〜４に示すような摺動面９ａ〜ｅの全て又はいくつかを有して、リーダーマスト５の旋回をガイドすることにより、リーダーマスト５の旋回方向以外への移動を規制して、機械的ガタつきの発生を減少させることができる。よって、杭圧入引抜機１の施工性、精度を向上させることができる。
【００１５】
請求項４に記載の発明は、例えば図７に示すように、請求項２または３に記載の杭圧入引抜機１において、前記リーダーマスト５を前記レール９に固定するロック装置１１を備えることを特徴とする。
【００１６】
このように、ロック装置１１でリーダーマスト５をレール９に固定することにより、地盤への杭７の圧入、引抜時に、リーダーマスト５が所定の位置から旋回方向に動かず、機械的ガタつきの発生をさらに減少させて、杭７の圧入、引抜の施工性、精度を向上させることができる。
【発明の効果】
【００１７】
本発明によれば、杭圧入引抜機において、スライドフレームがリーダーマストを複数の支持部で旋回自在に支持するため、チャックで発生した圧入、引抜の反作用力は、リーダーマストを介して複数の支持部へ分散して伝達され、さらにスライドフレーム、サドルへも分散して伝達される。よって、それらリーダーマスト、支持部、スライドフレーム及びサドルに生じる応力が減少して、それらの小型化、軽量化が図れるとともに、杭圧入引抜機全体の小型化、軽量化が図れる。
そして、複数の支持部を、スライドフレーム上に立設される回転軸と、この回転軸から半径方向に離間してリーダーマストに対して摺動面を有するレールとで構成すれば、チャックで発生した圧入、引抜の反作用力は、リーダーマストを介して回転軸とレールへ分散して伝達され、従来に比べ回転軸に生じる応力が減少して、その小型化、軽量化が図れる。
また、レールが、摺動面を複数有してリーダーマストの旋回をガイドするようにすれば、従来に比べ機械的ガタつきの発生の減少が図れ、杭圧入引抜機の施工性、精度の向上が図れる。
さらに、リーダーマストをレールに固定するロック装置が備えられるようにすれば、機械的ガタつきの発生のさらなる減少を図れ、杭の圧入、引抜の施工性、精度の向上が図れる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１８】
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。
杭圧入引抜機１は、既設の杭７から反力を取って、地盤に対して新たな杭７を圧入して埋設するとともに、埋設された杭７上を移動し、新たに杭７を地盤に圧入し、これらの動作を順次繰り返すものである。また、埋設された杭７上を移動し、既設の杭７を地盤から引き抜き、これらの動作を順次繰り返すものである。
【００１９】
図１に示すように、この杭圧入引抜機１は、従来のものと同様に基本的に、既設の杭７を掴む複数のクランプ２を下部に備えたサドル３と、サドル３に対して前後に移動自在なスライドフレーム４と、スライドフレーム４上に設けられたリーダーマスト５と、リーダーマスト５に昇降自在に支持されて、杭７を把持するチャック６とを備えている。
【００２０】
そして、スライドフレーム４は、リーダーマスト５が旋回自在に支持される複数の支持部を有している。具体的には、図２に示すように、複数の支持部は、スライドフレーム４上に立設される回転軸８と、この回転軸８から半径方向に離間してリーダーマスト５に対して摺動面を有するレール９とから構成されている。さらに、杭圧入引抜機１は、このレール９にリーダーマスト５を固定するロック装置１１を備えている。ここで、これらのレール９及びロック装置１１を有すること以外は、周知の杭圧入引抜機１と同様の構成及び機能を用いることができるため、以下においてはレール９及びロック装置１１の構成および機能についてのみ詳細に説明する。
【００２１】
図２に示すように、スライドフレーム４の上面の前方は、平面的に回転軸８を中心とした扇状に形成されている。この扇状の円弧外周に沿って上方に張り出し、外方に断面四角形状に突出するように円弧状のレール９が設けられている。このレール９の上下面、外側面には、リーダーマスト５が嵌合して摺動できるように複数の摺動面９ａ〜ｃが円弧に沿って形成されている。なお、符号１２は、リーダーマスト５とスライドフレーム４との隙間である空間を示している。
【００２２】
一方、リーダーマスト５には、レール９に嵌合するように溝１０が設けられており、レール９の摺動面９ａ〜ｃに対応するようにそれぞれ摺動面１０ａ〜ｃが形成されている。なお、この溝１０は、レール９に沿って連続している必要はなく、部分的であっても良い。
【００２３】
もう一方の支持部である回転軸８は、周知の回転軸８と同様の構成および機能を有するが、前述したレール９を備えることで、回転軸８の径が小さくなるなど、その小型化、軽量化が図られている。また、スライドフレーム４と回転軸８との間に回転軸テーブル８ａを介している場合には、その小型化、軽量化も図ることができる。
【００２４】
このようにして、リーダーマスト５は、回転軸８及びレール９に嵌合して、レール９の摺動面９ａ〜ｃでその円周方向に摺動自在に、回転軸８廻りに旋回自在にガイドされている。
【００２５】
また、図３に示すように、レール９を、扇状の円弧外周に沿って内方に窪むように溝状に形成しても良い。このとき、レール９には摺動面９ａ〜ｅが円弧に沿って形成されおり、リーダーマスト５にはこの摺動面９ａ〜ｅに対応するようにそれぞれ摺動面１０ａ〜ｅが形成されており、両者が嵌合してリーダーマスト５が旋回自在に支持されている。
【００２６】
また、図４に示すように、スライドフレーム４の扇状の円弧外周を上方に張り出すことなく、レール９を扇状の円弧外周に沿って内方に窪むように溝状に形成してもよい。このとき、リーダーマスト５の下部を、スライドフレーム４の扇状の円弧外周に沿って下方に張り出し、溝状のレール９に嵌合するように内方に突出するように形成する。
【００２７】
さらに、図５に示すように、レール９を、スライドフレーム４の上面の前方だけでなく、回転軸８を挟んで、その後方にも設けて良い。あるいは、レール９を、リーダーマスト５の上面を円形状に形成して、回転軸８を中心にして、その全外周にわたって円周状に形成しても良い。
【００２８】
また、ロック装置１１は、例えばシリンダを有しており、リーダーマスト５にシリンダを固定し、図６に示すようにレール９の上面の摺動面９ａにロッドを伸張して圧接させることで固定するものである。すなわち、レール９がロッドとリーダーマスト５の溝１０の摺動面１０ｃとで上下方向から挟み込まれることで、リーダーマスト５がレール９に固定される。リーダーマスト５が所定の位置から動かなくなり、機械的ガつきの発生をさらに減少させ、杭７の圧入の施工精度を向上できる。
【００２９】
なお、上記の構成とは逆に、ロック装置１１のシリンダをスライドフレーム４に固定し、ロッドがリーダーマスト５に向かって伸張するようにしても良い。また、ロック装置自身が、レールを挟み込む機構を有するものであっても良い。
【００３０】
次に、以上のように構成される杭圧入引抜機の使用方法について説明する。
前述したように、図１に示した杭圧入引抜機１は、クランプ２により既設の杭７をつかんで既設の杭７から反力を取った状態で、新たな杭７を圧入し、あるいは既設の杭７を引き抜く。
【００３１】
杭７の圧入、引抜を行う前に、既設の杭７の位置に合わせて、スライドフレーム４やリーダーマスト５等の各可動部を動作し、圧入、引抜を行う杭７の位置合わせを行う。このとき、リーダーマスト５の旋回は、スライドフレーム４に設けられたレール９に嵌合して摺動しながらガイドされる。リーダーマスト５の旋回がガイドされることによって、リーダーマスト５の旋回方向以外への移動を規制して、機械的ガタつきの発生が減少する。そして、杭圧入引抜機１の施工性、精度が向上する。
【００３２】
そして、杭７の圧入又は引抜の際に、チャック６には杭７を介して圧入、引抜の反作用力が作用する。この圧入、引抜の反作用力は、チャック６の上下動を支持する上下レール部５ａを介して、リーダーマスト５に伝達される。リーダーマスト５に伝達された力は、スライドフレーム４の回転軸８とレール９とに分散され、スライドフレーム４からサドル３へと伝達される。
【００３３】
チャック６で発生した圧入、引抜の反作用力が、リーダーマスト５を介して、スライドフレーム４の回転軸８とレール９へ分散して伝達されることにより、従来に比べ回転軸８やリーダーマスト５に生じる応力が減少し、それらを小さく、軽くすることができる。また、リーダーマスト５からスライドフレーム４、スライドフレーム４からサドル３への力の伝達も分散され、スライドフレーム４、サドル３を小さく、軽くすることができる。したがって、杭圧入引抜機１全体を小さく、軽くすることができる。
【００３４】
レール９が、回転軸８を挟んで、スライドフレーム４の前方と後方に設けられている場合には、圧入、引抜の反作用力はさらに分散されて伝達され、また後方のレール９とチャックで掴んだ杭の中心位置との距離が長くなり、このレールに作用する力を小さくでき、機械的ガタつきも減少させることができる。
【００３５】
杭圧入引抜機１がロック装置１１を備える場合には、杭７の圧入又は引抜を開始する前に、ロック装置１１によってリーダーマスト５の固定を行う。例えば、ロック装置１１をなすシリンダのロッドを伸張し、レール９の摺動面９ａに圧接させ、溝部１０の摺動面１０ｃとで挟み込むことで行う。
【００３６】
リーダーマスト５がロック装置１１によってレール９に固定されるので、リーダーマスト５が受ける、杭７の圧入、引抜時の反作用力や、オーガ装置を備える場合におけるその回転による反作用力、または杭７が管状である場合におけるその回転による反作用力等の力が加わっても、リーダーマスト５が所定の位置から動かず、杭７の圧入、引抜の施工性、精度が良くなる。
【００３７】
杭７の圧入、引抜が完了したら、ロック装置１１の固定を解除した後、次に圧入、引抜を行う杭７の位置合わせを行う。以降、上記の操作を繰り返して杭７を圧入、引抜を行う。
【００３８】
なお、以上の実施の形態において、杭圧入引抜機１は、筒状の杭７を対象としたがこれに限らず、例えば、既設の鋼矢板等をクランプ２で挟持して反力を取り、鋼矢板を圧入、引抜を行うもの（例えば、図７に示すＺ形鋼矢板用杭圧入引抜機２１。）など、その他の杭種の杭圧入引抜機にも適用可能である。
また、回転軸８も、リーダーマスト５を旋回自在に支持することが可能である限り、その形状等は任意である。レール９も、リーダーマスト５を摺動可能にガイドすることが可能である限り、その形状等は任意であり、例えば、その断面が三角形状、半円形状等であっても良い。また、リーダーマスト５には、必ずしもレール９に嵌合する溝１０を設ける必要はなく、レール９上面に摺動可能に支持されているだけでもよい。また、ロック装置１１をなすシリンダの数や、その取り付け位置等は、リーダーマスト５をレール９に固定することが可能である限り任意である。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】
【００３９】
【図１】本発明を適用した一実施の形態の構成を示す杭圧入引抜機の側面図である。
【図２】図１における杭圧入引抜機のスライドフレームを示す図であり、（ａ）は断面図、（ｂ）は平面図である。
【図３】レールの形状を変更した実施例を示すスライドフレームの断面図である。
【図４】レールの形状を変更した他の実施例を示すスライドフレームの断面図である。
【図５】レールの位置、数を変更した実施例を示すスライドフレームの断面図である。
【図６】リーダーマストをレールに固定する状態を説明するスライドフレームの断面図である。
【図７】本発明をＺ形鋼矢板の圧入引抜機へ応用した例を示す側面図である。
【符号の説明】
【００４０】
１  杭圧入引抜機
２  クランプ
３  サドル
４  スライドフレーム
５  リーダーマスト
６  チャック
７  杭
８  回転軸（支持部）
９  レール（支持部）
９ａ〜ｅ、１０ａ〜ｅ  摺動面
１０  溝
１１  ロック装置
２１  Ｚ形鋼矢板用圧入引抜機
２２  Ｚ形鋼矢板（杭）
【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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