(57)【要約】【課題】起振機の小型化・軽量化を図り、回転力を起振機内で効率的に伝達することにより杭に対しても効率的に伝達する。【解決手段】筐体7内の上下各段10U;10Lに１つの駆動軸61U;61Lと一対の重錘回転軸とをそれぞれ備えた６軸２段の起振機10であって、上下各段の駆動軸が、筐体の長手方向の端部に設けられ、上段の駆動軸を回転駆動する第１駆動装置6Uと下段の駆動軸を回転駆動する第２駆動装置6Lとを有し、第１駆動装置6Uと第２駆動装置6Lが、平面視にて筐体の長手方向に平行な起振中心線C1に対して対称に配置されており、上段の一対の重錘回転軸に固定された一対の偏心重錘11U,12Uが上段の第１駆動装置6Uにより回転駆動されるとともに、下段の一対の重錘回転軸に固定された一対の偏心重錘11L,12Lが下段の第２駆動装置6Lにより回転駆動される。【選択図】図１
2018034080.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
筐体（7）内の上下各段（10U;10L）に、幅方向に平行な１つの駆動軸（61U;61L）と一対の重錘回転軸（13U,13L;14U,14L）とをそれぞれ備えた６軸２段の起振機（10）であって、
上下各段の前記駆動軸（61U;61L）が、前記筐体（7）の長手方向の一方の端部に設けられ、かつ、上段の前記駆動軸（61U）を回転駆動する第１駆動装置（6U）と下段の前記駆動軸（61L）を回転駆動する第２駆動装置（6L）とを有し、前記第１駆動装置（6U）と前記第２駆動装置（6L）が、平面視にて前記筐体（7）の長手方向に平行な起振中心線（C1）に対して対称に配置されており、
上段（10U）の前記一対の重錘回転軸（13U,14U）に固定された一対の偏心重錘（11U,12U）が上段の前記第１駆動装置（6U）により回転駆動されるとともに、下段（10L）の前記一対の重錘回転軸（13L,14L）に固定された一対の偏心重錘（11L,12L）が下段の前記第２駆動装置（6L）により回転駆動されることを特徴とする起振機。
【請求項２】
前記第１駆動装置（6U）による回転駆動力を伝達するために、上段の前記駆動軸（61U）に固定された第１駆動歯車（62U）と、上段の前記偏心重錘（11U,12U）の各々の外周に形成された外歯（63U,64U）と、を具備し、
前記第２駆動装置（6L）による回転駆動力を伝達するために、下段の前記駆動軸（61L）に固定された第２駆動歯車（62L）と、下段の前記偏心重錘（11L,12L）の各々の外周に形成された外歯（63L,64L）と、を具備し、
上段における前記第１駆動歯車（62U）及び前記外歯（63U,64U）と、下段における第２駆動歯車（62L）及び前記外歯（63L,64L）とは、平面視にて前記筐体（7）の幅方向の互いに反対側の端部にそれぞれ設けられていることを特徴とする
請求項１に記載の起振機。
【請求項３】
上段の前記一対の偏心重錘（11U,12U）と下段の前記一対の偏心重錘（11L,12L）の位相差を調整するための位相変換器（4）を有し、
前記位相変換器（4）が、前記筐体（7）内に配置されたアクチュエータ部（2）と、前記筐体（7）外に配置され該アクチュエータ部（2）の回動動作を油圧制御する制御部（3）と、を具備し、前記アクチュエータ部（2）は、前記筐体（7）の長手方向において前記駆動軸（61U;61L）とは反対側の端部に設けられていることを特徴とする
請求項１又は２に記載の起振機。
【請求項４】
前記アクチュエータ部（2）のケーシング（21）及びシュー（22）が、上段又は下段の一方における前記一対の偏心重錘（11U,12U）と一体的に回転するとともに、
前記アクチュエータ部（2）のアクチュエータ軸（23）及びベーン（24）が、上段又は下段の他方における前記一対の偏心重錘（11L,12L）と一体的に回転することを特徴とする
請求項３に記載の起振機。
【請求項５】
前記ケーシング（21）及びシュー（22）と一体に取り付けられた第１位相伝達歯車（65U）を具備し、前記第１位相伝達歯車（65U）が上段又は下段の一方における１つの前記偏心重錘（12U）の外周に形成された外歯（64U）と噛み合うとともに、
前記アクチュエータ軸（23）及びベーン（24）と一体に取り付けられた第２位相伝達歯車（65L）を具備し、前記第２位相伝達歯車（65L）が上段又は下段の他方における１つの前記偏心重錘（12L）の外周に形成された外歯（64L）と噛み合うことを特徴とする
請求項４に記載の起振機。
【請求項６】
前記制御部（3）がロータリージョイント（31）を有し、前記ロータリージョイント（31）が前記筐体（7）に固定されていることを特徴とする
請求項３〜５のいずれかに記載の起振機。
【請求項７】
上下各段における前記一対の偏心重錘（11U,12U;11L,12L）の各々が、１２０°〜１８０°の中心角を有し、かつ、平面視にて前記筐体（7）の幅方向に平行な起振中心線（C2）に対して対称に配置されていることを特徴とする
請求項１〜６のいずれかに記載の起振機。
【請求項８】
請求項１〜７のいずれかに記載の起振機を備えた振動杭打抜機を用いて、杭の打込み又は引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、偏心モーメントを零から最大まで制御可能な位相変換器を有する起振機及びこれを用いた杭の施工方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
振動杭打抜機に備わる起振機は、回転する偏心重錘の偏心モーメントに起因して起振力振幅を発生する。図５（ａ）は、従来の二軸の起振機１００を概略的かつ模式的に示した平断面図である。起振機１００は、駆動プーリ１１６により回転駆動される駆動軸１１４と、駆動軸１１４の回転を伝達される従動軸１１５とを有する。回転は歯車１１３ａ〜ｄを介して伝達される。駆動軸１１４及び従動軸１１５にはそれぞれ、軸に固定された固定偏心重錘１１１と、軸に対して回転自在である可動偏心重錘１１２とが装着されている。各偏心重錘１１１、１１２は、回転軸方向から視て中心角が約９０°（８８〜９６°）の略扇形の断面形状を有し、回転軸方向に所定の幅を有している。
【０００３】
各軸の固定偏心重錘１１１と可動偏心重錘１１２は、互いに一定の位相差（相対角度）を保持して回転する。各軸の偏心モーメントは、固定偏心重錘１１１と可動偏心重錘１１２の各偏心モーメントを加算したものであり、起振機１００の偏心モーメントは、各軸の偏心モーメントを加算したものとなる。
【０００４】
起振機１００は、回転中であっても固定偏心重錘１１１と可動偏心重錘１１２の位相差を変化させることができる位相変換器１４０を備えている（特許文献１、２等）。これにより、起振機１００の偏心モーメントを零から最大まで変化させることができる。位相変換器１４０は、従動軸１１５の一端に設けられ、かつ起振機１００の筐体１１７の外側に設けられている。
【０００５】
位相変換器１４０は、油圧制御され、ベーン揺動アクチュエータで構成される可逆回動機構を有するアクチュエータ部１２０と、アクチュエータ部１２０に対する給排油を制御するための制御部１３０を備えている。制御部１３０は、アクチュエータ部１２０に対する給油を制御するとともにアクチュエータ部１２０からの排油を油圧源タンクに戻すための構成を備えている。制御部１３０は、回転要素であるアクチュエータ部１２０に対して外部から給排油を行うためにロータリージョイント１３１を備えている。従来、ロータリージョイント１３１は、周囲に適切な固定箇所が存在しないため、固定されないまま使用されている。
【０００６】
図５（ｂ）は、アクチュエータ部１２０の一例としてダブルベーンの場合の概略断面図を示す。アクチュエータ軸１２３は従動軸１１５と一体である。一方、ケーシング１２１は、従動軸１１５の可動偏心重錘１１２と一体に接続されている。アクチュエータ軸１２３から径方向外方に反対向きに延びる一対のベーン１２４と、ベーン１２４のストッパとしてケーシング１２１から径方向内方に対向して延びる一対のシュー１２２とを具備する。
【０００７】
各ベーン１２４は、２つのシュー１２２の間をベーン室Ａとベーン室Ｂに区画する。例えば、ポート１２５から給油すると、ベーン室Ａを拡張しベーン室Ｂを縮小し、ポート１２６に排油される。油圧によりケーシング１２１は、アクチュエータ軸１２３に対して右回動する。ポート１２６からの給油に切り替えると、逆向きの動作となる。
【０００８】
図５（ｃ）（ｄ）は、起振機１００の模式的な側断面図を示し、（ｃ）は偏心モーメント最大のとき、（ｄ）は偏心モーメント零のときを示す。（ｃ）に示す偏心モーメント最大とするとき、固定偏心重錘１１１と可動偏心重錘１１２の側面同士が衝突する衝撃音を緩和するために、側面に緩衝材１１８が取り付けられている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００９】
【特許文献１】特開２００２−６６４５８号公報
【特許文献２】特許第５６４３７９５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
図５に示した従来の起振機では、１つの駆動モータ（図示せず）により駆動される駆動軸１１４の回転が、以下の経路で伝達されることにより、全ての偏心重錘が同期回転する。
駆動軸１１４（駆動軸１１４の固定偏心重錘１１１）→歯車１１３ａ→歯車１１３ｂ（従動軸１１５の可動偏心重錘１１２）→位相変換器１４０（ケーシング１２１、軸１２２）→従動軸１１５（従動軸１１５の固定偏心重錘１１１）→歯車１１３ｃ→歯車１１３ｄ（駆動軸１１４の可動偏心重錘１１２）
【００１１】
従って、伝達経路の途中に位相変換器１４０が介在することとなる。１つの駆動モータにより回転を末端まで伝達する場合、伝達経路の途中に位相変換器１４０が介在すると、駆動モータの負担が大きくなり、出力の大きい駆動モータが必要となるため、起振機の小型化・軽量化の点では好ましくない。
【００１２】
また、回転を伝達するために、各偏心重錘に隣接する円板状の歯車１１３ａ、１１３ｃが必要であるので、歯車１１３ａ、１１３ｃの幅の分、起振機１００の幅が広くなる。起振機１００の幅が広いと、スペースが限定されるような施工箇所での施工が難しくなる場合がある。
【００１３】
さらに、一つの回転軸上の同位置に中心角約９０°の固定偏心重錘１１１と可動偏心重錘１１２を取り付けると、衝撃音緩和用の緩衝材１１８が必要となるため、起振機の小型化・軽量化の点から好ましくない。
【００１４】
以上に鑑み、本発明の目的は、起振機の小型化・軽量化を図り、かつ、回転を起振機内で効率的に伝達することにより、杭に対しても振動を効率的に伝達することができる起振機、及びこれを用いた杭の施工方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１５】
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。
【００１６】
・  本発明の態様は、筐体（7）内の上下各段（10U;10L）に、幅方向に平行な１つの駆動軸（61U;61L）と一対の重錘回転軸（13U,13L;14U,14L）とをそれぞれ備えた６軸２段の起振機（10）であって、
上下各段の前記駆動軸（61U;61L）が、前記筐体（7）の長手方向の一方の端部に設けられ、かつ、上段の前記駆動軸（61U）を回転駆動する第１駆動装置（6U）と下段の前記駆動軸（61L）を回転駆動する第２駆動装置（6L）とを有し、前記第１駆動装置（6U）と前記第２駆動装置（6L）が、平面視にて前記筐体（7）の長手方向に平行な起振中心線（C1）に対して対称に配置されており、
上段（10U）の前記一対の重錘回転軸（13U,14U）に固定された一対の偏心重錘（11U,12U）が上段の前記第１駆動装置（6U）により回転駆動されるとともに、下段（10L）の前記一対の重錘回転軸（13L,14L）に固定された一対の偏心重錘（11L,12L）が下段の前記第２駆動装置（6L）により回転駆動されることを特徴とする。
・  上記態様において、前記第１駆動装置（6U）による回転駆動力を伝達するために、上段の前記駆動軸（61U）に固定された第１駆動歯車（62U）と、上段の前記偏心重錘（11U,12U）の各々の外周に形成された外歯（63U,64U）と、を具備し、
前記第２駆動装置（6L）による回転駆動力を伝達するために、下段の前記駆動軸（61L）に固定された第２駆動歯車（62L）と、下段の前記偏心重錘（11L,12L）の各々の外周に形成された外歯（63L,64L）と、を具備し、
上段における前記第１駆動歯車（62U）及び前記外歯（63U,64U）と、下段における第２駆動歯車（62L）及び前記外歯（63L,64L）とは、平面視にて前記筐体（7）の幅方向の互いに反対側の端部にそれぞれ設けられていることが、好適である。
・  上記態様において、上段の前記一対の偏心重錘（11U,12U）と下段の前記一対の偏心重錘（11L,12L）の位相差を調整するための位相変換器（4）を有し、
前記位相変換器（4）が、前記筐体（7）内に配置されたアクチュエータ部（2）と、前記筐体（7）外に配置され該アクチュエータ部（2）の回動動作を油圧制御する制御部（3）と、を具備し、前記アクチュエータ部（2）は、前記筐体（7）の長手方向において前記駆動軸（61U;61L）とは反対側の端部に設けられていることが、好適である。
・  上記態様において、前記アクチュエータ部（2）のケーシング（21）及びシュー（22）が、上段又は下段の一方における前記一対の偏心重錘（11U,12U）と一体的に回転するとともに、
前記アクチュエータ部（2）のアクチュエータ軸（23）及びベーン（24）が、上段又は下段の他方における前記一対の偏心重錘（11L,12L）と一体的に回転することが、好適である。
・  上記態様において、前記ケーシング（21）及びシュー（22）と一体に取り付けられた第１位相伝達歯車（65U）を具備し、前記第１位相伝達歯車（65U）が上段又は下段の一方における１つの前記偏心重錘（12U）の外周に形成された外歯（64U）と噛み合うとともに、
前記アクチュエータ軸（23）及びベーン（24）と一体に取り付けられた第２位相伝達歯車（65L）を具備し、前記第２位相伝達歯車（65L）が上段又は下段の他方における１つの前記偏心重錘（12L）の外周に形成された外歯（64L）と噛み合うことが、好適である。
・  上記態様において、前記制御部（3）がロータリージョイント（31）を有し、前記ロータリージョイント（31）が前記筐体（7）に固定されていることが、好適である。
・  上記態様において、上下各段における前記一対の偏心重錘（11U,12U;11L,12L）の各々が、平面視にて前記筐体（7）の幅方向に平行な起振中心線（C2）に対して対称に配置されていることが、好適である。
・  上記態様において、前記偏心重錘（11U,12U;11L,12L）の各々が、１２０°〜１８０°の中心角を有することが、好適である。
・  本発明の別の態様な、上記いずれかに記載の起振機を備えた振動杭打抜機を用いて、杭の打込み又は引抜きを行うことを特徴とする杭の施工方法である。
【発明の効果】
【００１７】
本発明の起振機では、上下各段の偏心重錘がそれぞれ別個の駆動装置により回転駆動されるので、比較的小型の駆動装置を用いて効率よく回転駆動することができる。
本発明の起振機では、偏心重錘の外周に形成した外歯のみによって回転駆動力を伝達するので、偏心重錘に隣接する歯車が不要であり、起振機の幅を縮小できるとともに効率的に回転を伝達することができる。
本発明の起振機では、２つの駆動装置及び／又は各段の一対の偏心重錘を起振中心線に対称に配置し、かつ／又は、駆動部と位相変換器のアクチュエータ部を長手方向において互いに反対側に配置したことにより、起振機の重量バランスを良好とし、安定な振動を発生することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】図１は、本発明の起振機の一構成例を、上段と下段に分離してそれぞれ概略的かつ模式的に示した平断面図である。（ａ）は上段構成を、（ｂ）は下段構成を示す。
【図２】図２（ａ）は、アクチュエータ部の側断面図であり、（ｂ）は図１の起振機の要部を概略的かつ模式的に示した側断面図である。
【図３】図３は、図２（ｂ）の模式的な展開図である。
【図４】図４は、上下各段の偏心重錘の回転中に、上段と下段の位相差を変化させる様子を模式的に示した図であり、（ａ）は両重錘の偏心モーメントが最大値のときを、（ｂ）は変換中、（ｃ）は偏心モーメントが零のときを示している。
【図５】図５（ａ）は従来の二軸起振機の概略平断面図である。（ｂ）は位相変換器のアクチュエータ部の概略側断面図、（ｃ）（ｄ）は偏心重錘の模式的な側断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１９】
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。
（１）起振機の駆動装置と偏心重錘
図１は、本発明の起振機の一構成例を、上段と下段に分離してそれぞれ概略的かつ模式的に示した平断面図である。
【００２０】
図１に示す起振機１０は、平面視にて縦が横に比べて比較的長い略矩形の外郭形状をもつ筐体７を有する。筐体７の内部は上下２段構成となっている。図１（ａ）は上段１０Ｕの構成を、（ｂ）は下段１０Ｌの構成を示す。
【００２１】
図１の縦方向を起振機１０の「長手方向」とし、横方向を「幅方向」と称することとする。また、幅方向の各端を、便宜上「右端」及び「左端」と称して説明する場合があるが、これは幅方向の「一端」と「他端」を区別するためであって、右と左を対称的に入れ替えた構成も本発明に含まれる。さらに、筐体７の長手方向に平行な二等分線を起振中心線Ｃ１とし、幅方向に平行な二等分線を起振中心線Ｃ２とする。なお、筐体は、平面視にて略矩形であるので「二等分線」はおおよその位置の意味である。
【００２２】
起振機１０は、６軸２段の起振機である。筐体７内の上段１０Ｕには１つの駆動軸６１Ｕと一対の重錘回転軸１３Ｕ、１４Ｕとを備え、下段１０Ｌにも１つの駆動軸６１Ｌと一対の重錘回転軸１３Ｌ、１４Ｌとを備えている。これらの軸は、幅方向に平行である。
【００２３】
上下各段の駆動軸６１Ｕと６１Ｌは、筐体７の長手方向の一方の端部に設けられている。また、駆動軸６１Ｕと６１Ｌは、長手方向において同位置に配置されている。
【００２４】
上段の駆動軸６１Ｕの左端は筐体７の左側壁により回転可能に支持され、右端には駆動軸６１Ｕを回転駆動する第１駆動装置６Ｕが取り付けられている。また、下段の駆動軸６１Ｌの右端は筐体７の右側壁により回転可能に支持され、左端には駆動軸６１Ｌを回転駆動する第２駆動装置６Ｌが取り付けられている。第１駆動装置６Ｕと第２駆動装置６Ｌは、平面視にて筐体７の起振中心線Ｃ１に対して対称に配置されている。
【００２５】
第１及び第２駆動装置６Ｕ、６Ｌは、電動モータ又は油圧モータである。これらを起振中心線Ｃ１に対して対称に配置することにより、起振機１０の幅方向の均等な重量バランスに寄与する。
【００２６】
また、上段の駆動軸６１Ｕの左端近傍には、円板状の第１駆動歯車６２Ｕが取り付けられ、下段の駆動軸６１Ｌの右端近傍には、円板状の第２駆動歯車６２Ｌが取り付けられている。第１駆動歯車６２Ｕと第２駆動歯車６２Ｌは、筐体７の幅方向において互いに反対側の端部に位置する。このことも、起振機１０の幅方向の均等な重量バランスに寄与する。第１及び第２駆動歯車６２Ｕ、６２Ｌは、外周に歯を具備する平歯車である。
【００２７】
上段１０Ｕの一対の重錘回転軸１３Ｕ、１４Ｕの両端は、筐体７の両側壁により回転可能に支持され、これらの軸と共に回転する一対の偏心重錘１１Ｕ、１２Ｕがそれぞれ固定されている。偏心重錘１１Ｕと偏心重錘１２Ｕは、同じ略扇形の断面形状及び質量を有し、起振中心線Ｃ２に対して対称に配置されている。このことは、起振機１０の長手方向の均等な重量バランスに寄与する。
【００２８】
偏心重錘１１Ｕ、１２Ｕの各々における幅方向左端の外周には、互いに噛み合う外歯６３Ｕと外歯６４Ｕがそれぞれ形成されている。また、外歯６３Ｕは第１駆動歯車６２Ｕと噛み合っている。これにより、偏心重錘１１Ｕと偏心重錘１２Ｕが第１駆動装置６Ｕにより回転駆動され、偏心重錘１１Ｕと偏心重錘１２Ｕが同期回転する。本発明の起振機では、偏心重錘の外周上に外歯が形成されていることにより、図５の従来技術のように偏心重錘に隣接する円板状歯車を設ける構成に比べて、起振機の幅を小さくすることができる。起振機の幅が小さいことにより、スペースの限られた施工箇所への適用範囲を拡げることができる。また、偏心重錘に形成した外歯と駆動歯車が直接噛み合うので、回転駆動力が効率的に伝達される。
【００２９】
同様に、下段１０Ｌの一対の重錘回転軸１３Ｌ、１４Ｌの両端は、筐体７の両側壁により回転可能に支持され、これらの軸と共に回転する一対の偏心重錘１１Ｌ、１２Ｌがそれぞれ固定されている。偏心重錘１１Ｌと偏心重錘１２Ｌは、同じ略扇形の断面形状及び質量を有し、起振中心線Ｃ２に対して対称に配置されている。このことも、起振機１０の長手方向の均等な重量バランスに寄与する。また、下段の偏心重錘１１Ｌ、１２Ｌは、上段の偏心重錘１１Ｕ、１２Ｕの真下に位置し、形状及び質量も上段のものと同じである。
【００３０】
偏心重錘１１Ｌ、１２Ｌの各々における幅方向右端の外周には、互いに噛み合う外歯６３Ｌと外歯６４Ｌがそれぞれ形成されている。また、外歯６３Ｌは第２駆動歯車６２Ｌと噛み合っている。これにより、偏心重錘１１Ｌと偏心重錘１２Ｌが第２駆動装置６Ｌにより回転駆動され、偏心重錘１１Ｌと偏心重錘１２Ｌが同期回転する。
【００３１】
上段の偏心重錘１１Ｕ、１２Ｕの外歯６３Ｕ、６４Ｕと、下段の偏心重錘１１Ｌ、１２Ｌの外歯６３Ｌ、６４Ｌが、平面視にて幅方向における互いに反対側の端部にそれぞれ形成されていることは、起振機１０の幅方向の重量バランスに寄与する。
【００３２】
このように、本発明の起振機１０では、上段の偏心重錘１１Ｕ、１２Ｕと下段の偏心重錘１１Ｌ、１２Ｌが、独立した２つの駆動装置６Ｕと６Ｌにより別個に回転駆動される。この点において、図５の従来技術のようにアクチュエータ部を介して全ての偏心重錘に１つの駆動装置の回転駆動力が伝達される構成とは異なり、回転駆動力の伝達が各段において効率的に行われる。また、出力の大きい１つの駆動装置を設ける替わりに、比較的出力の小さい２つの駆動装置を対称的に設けることにより、起振機をコンパクトにすることができる。なお、２つの駆動装置６Ｕ、６Ｌは、同じ回転数で同期回転するように制御される。
【００３３】
（２）起振機の位相変換器
起振機１０は、上段の一対の偏心重錘１１Ｕ、１２Ｕと、下段の一対の偏心重錘１１Ｌ、１２Ｌの、互いの回転位相差を調整するための１つの位相変換器４を有する。図２は、図１の起振機の要部を概略的かつ模式的に示した図である。図３は、図２（ｂ）の模式的な展開図である。図１も参照しつつ、位相変換器４について説明する。
【００３４】
図１に示すように、位相変換器４は、筐体７の内部に配置されたアクチュエータ部２と、筐体７の外部に配置された制御部３とを具備する。図５に示した従来技術では、位相変換器４全体が筐体外部に設置されていたが、本発明の起振機１０では、アクチュエータ部２を筐体７の内部に設置している。アクチュエータ部２は、筐体７の長手方向において、駆動軸６１Ｕ、６１Ｌ（すなわち第１及び第２駆動装置６Ｕ、６Ｌ）とは反対側の端部に設けられている。このことは、起振機１０の長手方向の均等な重量バランスに寄与する。アクチュエータ部２は、例えば、筐体７の一部に設けた着脱可能な壁部材７１を取り外すことにより交換することが可能である。
【００３５】
なお、図１では起振機１０を上段と下段に分離して示しているので、アクチュエータ部２の構成要素のうち、上段・下段の各々と動作的に直接関係する部分をそれぞれの図に実線で示し、直接関係しない部分を点線で示している。図示の例では、アクチュエータ部２のうち、ケーシング２１とシュー２２が上段の偏心重錘１１Ｕ、１２Ｕと一体的に回転し、アクチュエータ軸２３とベーン２４が下段の偏心重錘１１Ｌ、１２Ｌと一体的に回転する。
【００３６】
図１に示すように、アクチュエータ部２のケーシング２１は、幅方向の左端側に円板状の第１位相伝達歯車６５Ｕを一体的に取り付けられている。第１位相伝達歯車６５Ｕは、上段の偏心重錘１２Ｕの外歯６４Ｕと噛み合う。また、アクチュエータ部２のアクチュエータ軸２３は、幅方向の右端側に円板状の第２位相伝達歯車６５Ｌを一体的に取り付けられている。第２位相伝達歯車６５Ｌは、下段の偏心重錘１２Ｌの外歯６４Ｌと噛み合う。
【００３７】
なお、図示の例とは逆に、アクチュエータ部２のケーシング２１が下段の偏心重錘と、アクチュエータ軸２３が上段の偏心重錘と連動してもよい。
【００３８】
位相変換器４の制御部３は、アクチュエータ部２に対する給油を制御するとともにアクチュエータ部２からの排油を油圧源タンクに戻すための構成を備えている。制御部３は、回転要素であるアクチュエータ部２に対して外部から給排油を行うためにロータリージョイント３１を備えている。図１に示すように、本発明の起振機１０では、制御部３が筐体７の外面に隣接することになるため、制御部３のロータリージョイント３１を筐体７の外面に固定可能である。図１では、適宜の固定手段３２によりロータリージョイント３１を筐体７に固定した状態を概略的に示している。これにより、位相変換器４の安定性を向上させることが期待できる。別の例として、ロータリージョイント３１を筐体７に固定しなくてもよい。
【００３９】
図２（ａ）は、アクチュエータ部２の概略側断面とその動作を模式的に示す図である。アクチュエータ部２は、シングルベーン形の揺動アクチュエータとして構成されている。アクチュエータ部２は、ケーシング２１内に設けたアクチュエータ軸２３と、アクチュエータ軸２３から径方向外方に延びる１つのベーン２４と、アクチュエータ軸周りの圧油漏れを防ぎかつベーン２４のストッパとしてケーシング２１から径方向内方に延びる１つのシュー２２とを具備する。シングルベーン形は、１８０°以上の揺動範囲が可能であるので、上段と下段の偏心重錘の位相差として０°〜１８０°を確保できる。
【００４０】
アクチュエータ軸２３には、軸方向に油路２５、２６が内設されている。油路２５はＡ室に開口し、油路２６はＢ室に開口する。油路２５、２６は、図１に示す制御部３に繋がっており、制御部３から油路２５、２６を通して作動油が流入・排出される。
【００４１】
ケーシング２１がアクチュエータ軸２３に対して相対的に静止しているとき、ケーシング２１とアクチュエータ軸２３の位相差は一定に保持される。ケーシング２１とアクチュエータ軸２３の位相差は、上段の偏心重錘１１Ｕ、１２Ｕと下段の偏心重錘１１Ｌ、１２Ｌとの位相差（相対角度）である。ケーシング２１とアクチュエータ軸２３の位相差が変化すると、上段の偏心重錘１１Ｕ、１２Ｕと下段の偏心重錘１１Ｌ、１２Ｌの位相差が変化し、すなわち起振機１０の偏心モーメントが変化することとなる。
【００４２】
図２（ａ）に示すように、例えば、油路２５からＡ室に給油されるとＡ室が拡張し、Ｂ室から油路２６に排油されることによりＢ室が縮小する。この結果、ケーシング２１がアクチュエータ軸２３に対して白抜き矢印の方に回動する。これに連動して、上段の偏心重錘１１Ｕ、１２Ｕが下段の偏心重錘１１Ｌ、１２Ｌに対して回動し、これらの位相差が変化する。油路２５、２６の給排油を逆転させると、逆方向に回動する。この動作は、起振機１０の稼働中すなわち各偏心重錘の回転中にも行うことができる。
【００４３】
図２（ｂ）は、図１の起振機１０の上段の第１駆動装置６Ｕ及び偏心重錘１１Ｕ、１２Ｕ、下段の第１駆動装置６Ｌ及び偏心重錘１１Ｌ、１２Ｌ、並びに位相変換器のアクチュエータ部２の位置関係を示すための側面から視た模式図である。
【００４４】
図３は、図２（ｂ）の模式図において、アクチュエータ部２を、ケーシング２１及びシュー２２の部分と、アクチュエータ軸２３及びベーン２４の部分に分離して示した展開図である。
【００４５】
図４は、上下各段の偏心重錘の回転中に、上段と下段の位相差を変化させる様子を模式的に示した図である。黒矢印は、駆動装置による各偏心重錘の回転方向を示し、白抜き矢印は、上段の偏心重錘の、下段の偏心重錘に対する相対的な位相変化の方向を示す。
【００４６】
本発明の起振機の偏心モーメントは、上段の偏心モーメントと下段の偏心モーメントを加算したものとなる。図４（ａ）は両重錘の偏心モーメントが最大値のときを示し、上段の偏心重錘１１Ｕ、１２Ｕと下段の偏心重錘１１Ｌ、１２Ｌの位相差がなく同位相である。（ｂ）は変換中を示しており、上段の偏心重錘１１Ｕ、１２Ｕの位相が、下段の偏心重錘１１Ｌ、１２Ｌの位相に対して変化している。（ｃ）は偏心モーメントが零のときを示し、上段の偏心重錘１１Ｕ、１２Ｕと下段の偏心重錘１１Ｌ、１２Ｌの位相差は１８０°となっている。
【００４７】
（３）起振機のその他の形態
以下、本発明の起振機におけるその他の好適な形態について説明する。
【００４８】
本発明の偏心重錘の中心角は、１２０°〜１８０°とすることが好適である。これは以下の理由による。偏心重錘の偏心モーメントＫは、次式で表される。
Ｋ＝ｅ×Ｗ＝ｅ×Ａ×ｔ×γ                ・・・式１
ｅ：回転中心から重心までの距離
Ｗ：偏心重錘の質量
Ａ：側断面積
ｔ：幅
γ：比重
【００４９】
式１から、中心角α、面積Ａの比、偏心モーメントＫの比を比較すると、次の通りとなる（幅ｔ及び比重γは同じとする）。
中心角α      面積Ａ（比）      偏心モーメントＫ（比)
１８０        １                １
１５０        ０．８３          ０．９６
１２０        ０．６６          ０．８６
【００５０】
中心角１８０°と１５０°の偏心重錘を比較すると、後者は面積Ａが１７％小さくなっている一方、偏心モーメントＫは４％しか低下していない。また、１８０°と１２０°の偏心重錘を比較すると、後者は面積Ａが３４％小さくなっている一方、偏心モーメントＫは１４％しか低下していない。すなわち、中心角１２０°〜１８０°の範囲では、偏心重錘の中心角を小さくして軽量化する程度に比べて、その偏心モーメントはそれほど大きく低下しないという利点がある。従って、偏心重錘の中心角を小さくして軽量化することにより、偏心モーメントの大きさは確保しつつ起振機全体の質量を軽量化することができる。
【００５１】
（４）杭の施工方法
本発明による杭の施工方法は、上述した本発明の起振機を用いて行うものである。図１に示した本発明の起振機に把持装置を取付けて振動杭打抜機を構成する。振動杭打抜機の把持装置により杭の天端を把持し、起振機を稼動させて打ち込み又は引き抜きを行う。打ち込み又は引き抜きの工程では、地盤状況などの施工条件に応じて適切な起振力が得られるように、位相変換器による偏心モーメントの制御を行う。本発明の起振機は、特に幅方向寸法が一般的な起振機に比べて小さいので、この方向に十分なスペースが確保できない施工において特に有用である。
【符号の説明】
【００５２】
１０  起振機
１０Ｕ  上段
１０Ｌ  下段
１１Ｕ、１２Ｕ  上段の偏心重錘
１１Ｌ、１２Ｌ  下段の偏心重錘
２  アクチュエータ部
２１  ケーシング
２２  シュー
２３  アクチュエータ軸
２４  ベーン
２５、２６  油路
３  制御部
３１  ロータリージョイント
３２  固定手段
４  位相変換器
６１Ｕ、６１Ｌ  駆動軸
６２Ｕ  第１駆動歯車
６２Ｌ  第２駆動歯車
６３Ｕ、６４Ｕ、６３Ｌ、６４Ｌ  外歯
６５Ｕ  第１位相伝達歯車
６５Ｌ  第２位相伝達歯車
６Ｕ  第１駆動装置
６Ｌ  第２駆動装置
７  筐体
７１  壁部材
Ｃ１  平面長手方向起振中心
Ｃ２  平面幅方向起振中心
【図１】
2018034080.tif 000003
【図２】
2018034080.tif 000004
【図３】
2018034080.tif 000005
【図４】
2018034080.tif 000006
【図５】
2018034080.tif 000007
【手続補正書】
【提出日】平成29年10月10日(2017.10.10)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
平面視にて長手方向が幅方向に比べて長い略矩形の外郭形状をもつ筐体（7）内の上下各段（10U;10L）に、幅方向に平行な１つの駆動軸（61U;61L）と一対の重錘回転軸（13U,13L;14U,14L）とをそれぞれ備えた６軸２段の起振機（10）であって、
上下各段の前記駆動軸（61U;61L）が、前記筐体（7）の長手方向の一方の端部に設けられ、かつ、上段の前記駆動軸（61U）を回転駆動する第１駆動装置（6U）と下段の前記駆動軸（61L）を回転駆動する第２駆動装置（6L）とを有し、前記第１駆動装置（6U）と前記第２駆動装置（6L）が、平面視にて前記筐体（7）の長手方向に平行な起振中心線（C1）に対して対称に配置されており、
上段（10U）の前記一対の重錘回転軸（13U,14U）に固定された一対の偏心重錘（11U,12U）が上段の前記第１駆動装置（6U）により回転駆動されるとともに、下段（10L）の前記一対の重錘回転軸（13L,14L）に固定された一対の偏心重錘（11L,12L）が下段の前記第２駆動装置（6L）により回転駆動され、かつ、
上段の前記一対の偏心重錘（11U,12U）と下段の前記一対の偏心重錘（11L,12L）の位相差を調整するための位相変換器（4）を有し、
前記位相変換器（4）が、前記筐体（7）内に配置されたアクチュエータ部（2）を具備し、前記アクチュエータ部（2）は、平面視にて前記筐体（7）の長手方向において前記駆動軸（61U;61L）とは反対側の端部に設けられていることを特徴とする起振機。
【請求項２】
前記第１駆動装置（6U）による回転駆動力を伝達するために、上段の前記駆動軸（61U）に固定された第１駆動歯車（62U）と、上段の前記偏心重錘（11U,12U）の各々の外周に形成された外歯（63U,64U）と、を具備し、
前記第２駆動装置（6L）による回転駆動力を伝達するために、下段の前記駆動軸（61L）に固定された第２駆動歯車（62L）と、下段の前記偏心重錘（11L,12L）の各々の外周に形成された外歯（63L,64L）と、を具備し、
上段における前記第１駆動歯車（62U）及び前記外歯（63U,64U）と、下段における第２駆動歯車（62L）及び前記外歯（63L,64L）とは、平面視にて前記筐体（7）の幅方向の互いに反対側の端部にそれぞれ設けられていることを特徴とする
請求項１に記載の起振機。
【請求項３】
前記位相変換器（4）が、前記筐体（7）外に配置され前記アクチュエータ部（2）の回動動作を油圧制御する制御部（3）を具備することを特徴とする
請求項１又は２に記載の起振機。
【請求項４】
前記アクチュエータ部（2）のケーシング（21）及びシュー（22）が、上段又は下段の一方における前記一対の偏心重錘（11U,12U）と一体的に回転するとともに、
前記アクチュエータ部（2）のアクチュエータ軸（23）及びベーン（24）が、上段又は下段の他方における前記一対の偏心重錘（11L,12L）と一体的に回転することを特徴とする
請求項１〜３のいずれかに記載の起振機。
【請求項５】
前記ケーシング（21）及びシュー（22）と一体に取り付けられた第１位相伝達歯車（65U）を具備し、前記第１位相伝達歯車（65U）が上段又は下段の一方における１つの前記偏心重錘（12U）の外周に形成された外歯（64U）と噛み合うとともに、
前記アクチュエータ軸（23）及びベーン（24）と一体に取り付けられた第２位相伝達歯車（65L）を具備し、前記第２位相伝達歯車（65L）が上段又は下段の他方における１つの前記偏心重錘（12L）の外周に形成された外歯（64L）と噛み合うことを特徴とする
請求項４に記載の起振機。
【請求項６】
前記制御部（3）がロータリージョイント（31）を有し、前記ロータリージョイント（31）が前記筐体（7）に固定されていることを特徴とする
請求項３〜５のいずれかに記載の起振機。
【請求項７】
上下各段における前記一対の偏心重錘（11U,12U;11L,12L）の各々が、１２０°〜１８０°の中心角を有し、かつ、平面視にて前記筐体（7）の幅方向に平行な起振中心線（C2）に対して対称に配置されていることを特徴とする
請求項１〜６のいずれかに記載の起振機。
【請求項８】
請求項１〜７のいずれかに記載の起振機を備えた振動杭打抜機を用いて、杭の打込み又は引抜きを行うことを特徴とする杭の施工方法。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１６
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１６】
・  本発明の態様は、平面視にて長手方向が幅方向に比べて長い略矩形の外郭形状をもつ筐体（7）内の上下各段（10U;10L）に、幅方向に平行な１つの駆動軸（61U;61L）と一対の重錘回転軸（13U,13L;14U,14L）とをそれぞれ備えた６軸２段の起振機（10）であって、
上下各段の前記駆動軸（61U;61L）が、前記筐体（7）の長手方向の一方の端部に設けられ、かつ、上段の前記駆動軸（61U）を回転駆動する第１駆動装置（6U）と下段の前記駆動軸（61L）を回転駆動する第２駆動装置（6L）とを有し、前記第１駆動装置（6U）と前記第２駆動装置（6L）が、平面視にて前記筐体（7）の長手方向に平行な起振中心線（C1）に対して対称に配置されており、
上段（10U）の前記一対の重錘回転軸（13U,14U）に固定された一対の偏心重錘（11U,12U）が上段の前記第１駆動装置（6U）により回転駆動されるとともに、下段（10L）の前記一対の重錘回転軸（13L,14L）に固定された一対の偏心重錘（11L,12L）が下段の前記第２駆動装置（6L）により回転駆動され、かつ、
上段の前記一対の偏心重錘（11U,12U）と下段の前記一対の偏心重錘（11L,12L）の位相差を調整するための位相変換器（4）を有し、
前記位相変換器（4）が、前記筐体（7）内に配置されたアクチュエータ部（2）を具備し、前記アクチュエータ部（2）は、平面視にて前記筐体（7）の長手方向において前記駆動軸（61U;61L）とは反対側の端部に設けられていることを特徴とする。
・  上記態様において、前記第１駆動装置（6U）による回転駆動力を伝達するために、上段の前記駆動軸（61U）に固定された第１駆動歯車（62U）と、上段の前記偏心重錘（11U,12U）の各々の外周に形成された外歯（63U,64U）と、を具備し、
前記第２駆動装置（6L）による回転駆動力を伝達するために、下段の前記駆動軸（61L）に固定された第２駆動歯車（62L）と、下段の前記偏心重錘（11L,12L）の各々の外周に形成された外歯（63L,64L）と、を具備し、
上段における前記第１駆動歯車（62U）及び前記外歯（63U,64U）と、下段における第２駆動歯車（62L）及び前記外歯（63L,64L）とは、平面視にて前記筐体（7）の幅方向の互いに反対側の端部にそれぞれ設けられていることが、好適である。
・  上記態様において、前記位相変換器（4）が、前記筐体（7）外に配置され前記アクチュエータ部（2）の回動動作を油圧制御する制御部（3）を具備することが、好適である。
・  上記態様において、前記アクチュエータ部（2）のケーシング（21）及びシュー（22）が、上段又は下段の一方における前記一対の偏心重錘（11U,12U）と一体的に回転するとともに、
前記アクチュエータ部（2）のアクチュエータ軸（23）及びベーン（24）が、上段又は下段の他方における前記一対の偏心重錘（11L,12L）と一体的に回転することが、好適である。
・  上記態様において、前記ケーシング（21）及びシュー（22）と一体に取り付けられた第１位相伝達歯車（65U）を具備し、前記第１位相伝達歯車（65U）が上段又は下段の一方における１つの前記偏心重錘（12U）の外周に形成された外歯（64U）と噛み合うとともに、
前記アクチュエータ軸（23）及びベーン（24）と一体に取り付けられた第２位相伝達歯車（65L）を具備し、前記第２位相伝達歯車（65L）が上段又は下段の他方における１つの前記偏心重錘（12L）の外周に形成された外歯（64L）と噛み合うことが、好適である。
・  上記態様において、前記制御部（3）がロータリージョイント（31）を有し、前記ロータリージョイント（31）が前記筐体（7）に固定されていることが、好適である。
・  上記態様において、上下各段における前記一対の偏心重錘（11U,12U;11L,12L）の各々が、平面視にて前記筐体（7）の幅方向に平行な起振中心線（C2）に対して対称に配置されていることが、好適である。
・  上記態様において、前記偏心重錘（11U,12U;11L,12L）の各々が、１２０°〜１８０°の中心角を有することが、好適である。
・  本発明の別の態様な、上記いずれかに記載の起振機を備えた振動杭打抜機を用いて、杭の打込み又は引抜きを行うことを特徴とする杭の施工方法である。