(57)【要約】      （修正有）【課題】クレーンのブームの先端にオーガマシーンを支持固定した型式の杭打機へ簡単に装着することができ、貫入体の貫入深さ等を正確に測定できる安価な杭打機用深度測定装置を提供する。【解決手段】ラフタークレーン又はトラッククレーンのブームの先端に軸支したオーガマシーンにより貫入体を回転させつつ土中へ貫入させる型式の杭打機に装備され、前記オーガマシーン前方の支持金具に固定する電動ウインチと、架台上にワイヤ巻取りリールとロータリエンコーダを配備して、先端部を前記電動ウインチの吊上げフックに固定して基端部を前記ロータリエンコーダの回転プーリによりワイヤを一定の張力状態で巻き取り可能にした計測用ワイヤとから成る深度計と、ロータリエンコーダから発信した計測用ワイヤの移動量に対応する距離情報信号が入力されて当該距離情報信号から貫入体の地中への貫入深さを演算表示するコンピュータを備えた制御部とから構成する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
ラフタークレーン又はトラッククレーンのブームの先端に前後方向へ揺動自在に軸支したオーガマシーンにより貫入体を回転させつつ土中へ貫入させる型式の杭打機に装備され、前記オーガマシーンより前方へ突設した支持金具に固定する電動ウインチと、架台上にワイヤ巻取りリールとロータリエンコーダを配備して成り、前記電動ウインチの下方の地上に設置する深度計本体と、先端部を前記電動ウインチの吊上げフックに固定すると共に基端部を前記ロータリエンコーダの回転プーリを通して前記ワイヤ巻取りリールへ所定の張力を付加した状態で巻き取り可能に固定した計測用ワイヤとから成る深度計と、前記深度計本体のロータリエンコーダから発信した計測用ワイヤの移動量に対応する距離情報信号が入力され、当該距離情報信号から貫入体の地中への貫入深さを演算表示するコンピュータを備えた制御部Ｂとから構成したことを特徴とする杭打機用深度測定装置。
【請求項２】
貫入体を、アースオーガ又は既製杭とした請求項１に記載の杭打機用深度測定装置。
【請求項３】
制御部を、アースオーガの駆動用モータの負荷電流情報及び杭孔内へ供給する土壌固化剤の流量情報が入力される制御部Ｂとした請求項１に記載の杭打機用深度測定装置。
【請求項４】
制御部を、計測した深度を無線信号に変換して発信する信号変換ユニットを備えたものとした請求項１に記載の杭打機用深度測定装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、主にラフタークレーン等を用いた杭打機において利用されるものであり、地中に掘削した杭孔の深さや地中杭の形成深さ、既製杭の圧入深さ等を連続的に計測する深度測定装置の改良に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
例えば、アースオーガを用いて地中に既製杭を圧入するための杭孔を掘削する場合や、地中に杭孔を掘削し乍ら掘削土とセメントミルク等を混練しつつ地中杭を形成するような場合には、アースオーガ等による杭孔の掘削深さを連続的に計測すると共に、当該深さの計測値と予め土質調査等によって得られた土質柱状図とを対比し乍らセメントモルタルの注入量調整を行う等の作業管理が、一般に行われている。
【０００３】
図４乃至図６は、特開２００２−３４８８６８号等により開示されている従前の所謂ニーディング工法による地中杭の形成時に利用されている深度測定装置の一例を示すものである。当該深度測定装置は、深度計Ａと制御部Ｂとから構成されている。また、前者の深度計Ａは、杭打用リーダ１のトップシーブ２に設けたトッププーリ３とベースマシーン７のリーダ回転盤部８に設けたロータリエンコーダ９との間に、スプリング４ａを介して計測用ワイヤ４をエンドレス状に掛け渡すと共に、当該計測用ワイヤ４をオーガマシンガイドギブ５ａを固定することにより形成されていて、オーガマシン５の下降量（移動量）が計測用ワイヤ４を介してロータリエンコーダ９により読み取られ、距離（若しくは長さ寸法）情報Ｌとして図６に示す制御部Ｂへ出力される。
【０００４】
前記制御部Ｂは、通常作業現場の近傍に設置されており、制御盤箱１０の内部には、中継アンプユニット１０ａ、コンピュータ１０ｂ及びプリンター１０ｃ等が備えられている。また、この制御部Ｂへは、前記ロータリエンコーダ９により計測した距離情報Ｌやオーガマシン駆動用モータの負荷電流計Ｐからの負荷電流情報Ｉ、アースオーガ６の先端から杭穴内へ供給するセメントミルクの流量計Ｓからの流量情報Ｑ等が入力されており、更に電源は、発電機１１等から供給されている。
尚、図４において、６ａはアースオーガの攪拌羽根、６ｂは練付けドラム、６ｃは掘削・拡径刃である。
【０００５】
上記図４乃至図６の深度測定装置は、永い使用実績のある装置であり、優れた実用的効用を備えたものである。
【０００６】
しかし、当該深度測定装置にも解決すべき多くの問題が残されており、その中でも特に解決が急がれる問題は（イ）深度計Ａのセッティングに手数が掛かり過ぎること及び（ロ）所謂杭打用リーダ１を用いる杭打工法や杭孔の掘削工法にしか適用することが出来ず、例えば、ラフタークレーン等を用い、当該ラフタクレーンのブームの先端にオーガマシーン５を直接支持してブーム先端に下方向への押圧力を加えることにより、アースオーガ６等を土中へ貫入させるようにした型式の杭打機には適用することが出来ないと云う問題がある。
【０００７】
また、杭打用リーダ１の使用が必須要件となっているため、杭打位置の変更等の場合にリーダ回転盤部８の旋回やベースマシーン７自体の旋回に時間が掛かり、作業能率の大幅な向上を図り難いうえ、オーガマシーン５等の自重のみによって掘削を行わねばならないため、固い地盤の場合には掘削スピードが極端に低下する等の問題がある。
【０００８】
【特許文献１】特開２００２−３４８８６８号公報
【特許文献２】特開２００１−１５３６３８号公報
【特許文献３】特開２００２−３１７５９４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
本発明は、従前のこの種杭打用リーダを用いる型式の杭打機の深度測定装置における上述の如き問題、即ち、（イ）計測用ワイヤ４をリーダーのトッププーリ３とロータリエンコーダ９間に巻き掛けするのに手数が掛かり、深度計Ａを簡単に装着することができないこと、（ロ）杭打用リーダを使用しないラフタークレーン等を用いた杭打機へは適用できないこと及び（ハ）固い地盤等の場合には掘削スピードを上げることが困難なこと等の問題を解決せんとするものであり、ラフタークレーン等を用いた杭打機へも極く簡単に装着することができると共に、地中杭孔の掘削スピードの大幅な上昇が図れ、しかも杭打位置の変更等も迅速且つ簡単にできるようにした杭打機用深度測定装置を提供するものである。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
請求項１の発明は、ラフタークレーン又はトラッククレーンのブームの先端に前後方向へ揺動自在に軸支したオーガマシーンにより貫入体を回転させつつ土中へ貫入させる型式の杭打機に装備され、前記オーガマシーンより前方へ突設した支持金具に固定する電動ウインチと、架台上にワイヤ巻取りリールとロータリエンコーダを配備して成り、前記電動ウインチの下方の地上に設置する深度計本体と、先端部を前記電動ウインチの吊上げフックに固定すると共に基端部を前記ロータリエンコーダの回転プーリを通して前記ワイヤ巻取りリールへ所定の張力を付加した状態で巻き取り可能に固定した計測用ワイヤとから成る深度計と、前記深度計本体のロータリエンコーダから発信した計測用ワイヤの移動量に対応する距離情報信号が入力され、当該距離情報信号から貫入体の地中への貫入深さを演算表示するコンピュータを備えた制御部とから構成したことを発明の基本構成とするものである。
【００１１】
請求項２の発明は、請求項１の発明において貫入体をアースオーガ又は既製杭としたものである。
【００１２】
請求項３の発明は、請求項１の発明において、制御部を、アースオーガの駆動用モータの負荷電流情報及び杭孔内へ供給する土壌固化剤の流量情報が入力される制御部としたものである。
【００１３】
請求項４の発明は、請求項１の発明において、制御部を、計測した深度を無線信号に変換して発信する信号変換ユニットを備えたものとしたものである。
【発明の効果】
【００１４】
本発明においては、ワイヤ巻取りリールから繰り出した１本の計測用ワイヤの先端をオーガマシーンに着脱自在に吊下げ固定した電動ウインチへ係合固定するだけで計測用ワイヤをセッティングすることができ、計測用ワイヤの装着や脱離を極く簡単にしかも地上で安全に行える。
【００１５】
また、本発明においては、杭孔の掘削位置を変更する場合でも、電動ウインチの吊下げフックを遠隔操作によって下降させることにより、地上で安全に計測用ワイヤの先端を杭打機本体より取り外すことができる。
その結果、ラフタークレーン等の操作特性を十分に活用した杭孔の掘削や地中杭の形成を高能率で行うことが可能となり、特に狭い場所での杭打工事等においては、優れた実用的効用が奏される。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１６】
以下、図面に基づいて本発明の実施形態を説明する。図１は、本発明に係る深度測定装置の全体構成を示す系統図であり、図２は深度測定装置の側面概要図、図３は深度計本体の平面概要図である。図１乃至図３において４は計測用ワイヤー、５はオーガマシーン、６はアースオーガ、９はロータリエンコーダ、１０ｂ・１０ｂ′はコンピュータ、１０ｄは信号変換ユニット、１１は発電機、１３はブーム、１３ａはブーム先端金具、１４は支軸、１５は支持金具、１６は電動ウインチ、１６ａは吊下げフック、１７はプーリ、１８はワイヤ巻取りリール、１９は深度計架台、２０は深度計本体、２１は流量計ユニット、２２は電流計ユニット、２３ａ・２３ｂはアンテナユニットである。
【００１７】
図１を参照して、本発明に係る深度測定装置ＤＭは深度計Ａと制御部Ｂとから形成されている。
また深度計Ａは、深度計架台１９とその上に配設したプーリ１７、ワイヤ巻取りリール１８、ロータリエンコーダ９等から成る深度計本体２０と、測定用ワイヤ４と電動ウインチ１６等から構成されている。
更に、前記制御部Ｂは、制御盤箱１０とその内部に格納した中継アンプユニット１０ａ、コンピュータ１０ｂ、プリンター１０ｃ及び信号変換ユニット１０ｄ等から構成されている。
【００１８】
前記ラフタークレーン１２のブーム先端金具１３ａには、オーガマシーン５の上端部が支持軸１４を介して前後方向へ揺動自在に軸支されている。
また、オーガマシーン５の正面側には支持金具１５が前方へ向けて突設されており、その先端に電動ウインチ１６の上部が支持固定されている。
【００１９】
尚、地中へ貫入させるアースオーガ６は、前記オーガマシーン５の下方へ挿着されており、オーガマシーンの駆動用モータ（図示省略）により回転駆動されると共に、ブーム１３の先端を下方へ押圧することにより、オーガマシーン５及びアースオーガ６が地中へ押込まれる。
又、本実施形態ではアースオーガ６を地中への貫入体としているが、既製杭を貫入体とすることも勿論可能である。
【００２０】
前記測定用ワイヤ４の先端は、図２に示すように電動ウインチ１６の吊下げワイヤ（図示省略）の先端に固定したフック１６ａへ係合されており、電動ウインチ１６を作動させることにより、後述するワイヤ巻取りリール１８から測定用ワイヤ４がロータリエンコーダ９及びプーリ１７を介して繰り出され、フック１６ａによって所定の設定位置まで引上げられる。
【００２１】
前記深度計Ａの主要部を形成する深度計本体２０は、深度計架台１９の上方にワイヤー巻取りリール１８とロータリエンコーダ９とプーリ１７を配置することにより形成されており、前記ワイヤ巻取りリール１８から繰り出された測定用ワイヤ４は、プーリ１７ａロータリエンコーダ９の回転プーリ９ａを挿通したあと、プーリ１７ｂを経てプーリ１７ｃにより水平姿勢から垂直姿勢に変換され、上方へ向けて延伸される。
尚、ワイヤ巻取りリール１８には、測定用ワイヤ４に巻込み方向の張力を常時付与する機構が設けられており、これによって測定用ワイヤ４には所定の大きさの引張り力が常時加えられている。
【００２２】
前記ロータリエンコーダ９は、公知のロータリエンコーダと同一のものであり、外径４ｍｍφのステンレス鋼がその移動によって回転プーリ９ａを回転させることにより、感知機構部（図示省略）から測定用ワイヤ４の移動距離に対応した距離情報Ｌが制御部Ｂの中継アンプユニット１０ａへ出力される。
【００２３】
前記流量計ユニット２１は、アースオーガ６の中心部を通して掘削された杭孔内へ供給されるセメントモルタル等の土壌固化剤の流量を計測するものであり、流量情報信号Ｑは制御部Ｂの中継アンプユニット１０ａへ入力される。
【００２４】
前記電流計ユニット２２は、オーガマシーン５の駆動用モータの負荷電流情報Ｉを出力するものであり、当該負荷電流情報Ｉの変化と深度とから、土壌の固さ等の地質が判定若しくは把握される。
【００２５】
前記制御部Ｂは、制御盤箱１０内に収納した中継アンプユニット１０ａとコンピュータ１０ｂとプリンター１０ｃ等の表示装置から形成されており、掘削中の杭孔の深さ（深度）や既製杭の貫入深さを表示することは勿論のこと、ロータリエンコーダ９からの距離情報（深度計測値）Ｌと電流情報Ｉとから、地質に関する情報等を表示する。
【００２６】
次に、本発明に係る深度測定装置ＤＭの作動について説明する。
図１を参照して、先ず、ラフタークレーン１２のブーム先端金具１３ａへオーガマシーン５を支持軸１４を介して取り付けると共に、これに所定寸法のアースオーガ６等の貫入体を装着する。次に、貫入体（アースオーガ６）の先端を地面上の所定位置へ接当させると共に、セメントミルク等の土壌固化剤の供給管の接続等を行い、杭孔の掘削準備を完了する。
【００２７】
その後、電動ウインチ１６を遠隔操作によって作動させ、その吊上フック１６ａを下降させると共に、これに測定用ワイヤ４の先端を固定する。そして、電動ウインチ１６を再起動させて、吊上フック１６ａを所定位置（最上方位置）まで上昇させる。
更に、吊上フック１６ａが所定位置まで上昇すると、ワイヤー巻取りリール１８を作動状態にセットし、測定用ワイヤ４に所定の張力を与えると共にロータリエンコーダ９をリセットし、距離情報Ｌの出力値を零にセッティングする。
【００２８】
以上の操作により、深度測定装置のセッティングが完了する。その後オーガマシーン５が駆動され、ブーム１３の伸縮操作と傾動操作とを組み合せることにより、アースオーガ６が順次地中へ貫入されて行く。
また、アースオーガ６が地中へ貫入するにつれてオーガマシーン５も下降する。その結果、測定用ワイヤ４もオーガマシーン５の下降距離に相当する長さ寸法だけワイヤ巻取りリール１８に巻き取られる。これにより、ロータリエンコーダ９の回転プーリ９ａを挿通する測定ワイヤ４が距離Ｌ分だけ移動することになり、ロータリエンコーダ９から前記移動距離Ｌ、即ち、杭孔の掘削深さに相当する距離情報Ｌが、制御部Ｂの中継アンプユニット１０ａへ入力される。距離情報Ｌがコンピュータ１０ｂに取り込まれると、杭孔深度やその他の必要な地質情報が、コンピュータ１０ｂにおいて演算され、表示装置やプリンターに出力される。
【００２９】
また、コンピュータ１０ｂから信号変換ユニット１０ｄを介して、必要な信号が無線信号として発信され、制御部Ｂから離れた位置に設けた別のコンピュータ１０ｂ′へ必要情報が伝達される。
【産業上の利用可能性】
【００３０】
本発明は、ラフタークレーンやトラッククレーンを用いた杭打機のみならず、リーダを用いる杭打機等へも適用することができる。
また、本発明は杭孔の掘削や地中杭の形成時の深度測定のみならず、既製杭の圧入若しくは押込み深さの測定等にも利用できるものである。
【図面の簡単な説明】
【００３１】
【図１】本発明に係る杭打機用深度測定装置の実施形態を示す全体系統図である。
【図２】深度測定装置の側面概要図である。
【図３】深度計本体の部分の平面概要図である。
【図４】従前のリーダ型杭打機用の深度測定装置の取付け状態を示す側面概要図である。
【図５】図４の深度測定装置の要部を拡大した側面概要図である。
【図６】従前の深度測定装置の制御部の系統図である。
【符号の説明】
【００３２】
ＤＭ    深度測定装置
Ａ      深度計
Ｂ      制御部
Ｌ      ロータリエンコーダからの距離情報
Ｉ      オーガマシーン駆動用モータの負荷電流情報
Ｑ      セメントミルク等の土壌固化剤の流量情報
１      杭打用リーダ
４      計測用ワイヤ
４ａ    スプリング
５      オーガマシーン
６      アースオーガ
６ａ    攪拌羽根
６ｂ    練付けドラム
６ｃ    掘削・拡径刃
７      ベースマシーン
８      リーダ回転盤部
９      ロータリエンコーダ
１０    制御盤箱
１０ａ  中継アンプユニット
１０ｂ  コンピュータ
１０ｃ  プリンタ
１１    発電機
１２    ラフタクレーン又はトラッククレーン
１３    クレーンブーム
１３ａ  ブーム先端金具
１４    支持軸
１５    支持金具
１６    電動ウインチ
１６ａ  フック
１７    プーリ
１８    ワイヤリール
１９    深度計架台
２０    深度計本体
２１    流量計ユニット
２２    電流計ユニット
２３ａ・２３ｂ  アンテナユニット
【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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