(57)【要約】 【課題】狭隘な場所でも構成部材の搬送と組み付けが容易であり、全体としてコンパクトな回転圧入システムを提供すること。【解決手段】鋼管Ｋを地盤Ｇに回転圧入する回転圧入システム１０であり、鋼管Ｋが挿入されて固定される第一中空部１ａを備えた駆動伝達体１、駆動伝達体１を回転させる回転装置２、駆動伝達体１と回転装置２が取り付けられ、移動体３ａを内部に有する第二中空部３を備えた支持架台４、第二中空部３に挿通されたガイドレール５を有し、回転装置２にはその駆動時の回転反力を第二中空部３に伝達する第一回転反力伝達部材２ｂが取り付けられ、ガイドレール５のうち鋼管Ｋが地盤Ｇに圧入される側の端部には伝達されてきた回転反力を地盤Ｇに伝達する第二回転反力伝達部材６が直接的もしくは間接的に取り付けられている。【選択図】図１
2018135695.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
鋼管を地盤に回転圧入する回転圧入システムであって、
前記鋼管が挿入されて固定される第一中空部を備えた駆動伝達体と、
前記駆動伝達体を回転させる回転装置と、
前記駆動伝達体と前記回転装置が取り付けられ、第二中空部を備え、該第二中空部に移動体を備えた支持架台と、
前記支持架台の前記第二中空部に挿通され、前記移動体が移動自在に配設されたガイドレールと、を少なくとも有し、
前記回転装置には、該回転装置の駆動時の回転反力を前記第二中空部に伝達する第一回転反力伝達部材が取り付けられており、
前記ガイドレールのうち、前記鋼管が地盤に圧入される側の端部には、前記第二中空部から前記ガイドレールを介して伝達される前記回転反力を地盤に伝達する第二回転反力伝達部材が直接的もしくは間接的に取り付けられている、回転圧入システム。
【請求項２】
前記駆動伝達体が歯車からなる請求項１に記載の回転圧入システム。
【請求項３】
前記ガイドレールの高さを調整しながら該ガイドレールを支持する台座をさらに有する、請求項１または２に記載の回転圧入システム。
【請求項４】
前記ガイドレールは、鋼製で長尺のプレートと該プレートを補強する補剛材から構成され、該プレートの左右端の上下にそれぞれレールを計四つ備えており、
前記移動体は移動ローラからなり、
前記第二中空部では、四つの前記レールに対応する位置に四つで一組の前記移動ローラを少なくとも二組備えている、請求項１または２に記載の回転圧入システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、地盤に鋼管を回転圧入する際に適用される回転圧入システムに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
昨今、記録的な豪雨等の影響で鉄道盛土や高速道路盛土などでは斜面崩落が頻繁に発生しており、盛土の早期復旧対策が全国各地でおこなわれている。
【０００３】
このような鉄道盛土等の復旧工事では、施工機械や資機材の現場搬入が困難な場合が多く、特に比較的大型の施工機械の搬入が困難なことから、このような施工機械搬入のための道路や作業ヤードをまず確保した後に施工機械の搬入が実施され、実際の復旧工事が始まることになる。このように復旧工事の準備作業に時間を要するために復旧作業が早期に完了できないといった問題や、準備作業に起因して全体工事費が嵩むといった問題が生じている。
【０００４】
たとえば、特許文献１には削孔機（ロータリーパーカッション）を用いて二重管削孔方式にて削孔をおこない、造成孔に鉄筋を挿入し、グラウトを注入して地盤改良体を施工する技術が開示されている。
【０００５】
ここで開示される削孔機のように、一定規模の施工機械が現場復旧工事等の工事で用いられるのが特許文献１の記載からも明らかである。なお、このような削孔機には、回転装置と移動装置が一体となっているものや、移動装置を備えていないものがあり、前者は小型のものでも7ton程度の重量を有し、後者でも2ton程度の重量を有することから、後者の機械を移動するためにはクレーン等の移動用機械が別途必要となる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２０１２−１４９５１４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
そこで、このような施工機械をそのまま現地に搬入しない方策として、施工機械を部品レベルに分解したものを現場搬入し、現地で部品を組み付けて施工機械を使用可能にする方策が挙げられる。
【０００８】
しかしながら、ロータリーパーカッションのような施工機械を現地にて部品の組み付けにて製作するには多大な時間を要することから、構成が簡素化され、現地にて構成部材の搬送や組み付けが容易な回転圧入システムを開発することは、特に狭隘な現場にて作業をおこなうに当たって極めて重要である。
【０００９】
また、仮に上記するような組み付け容易な回転圧入システムが開発された場合を想定すると、当該システムを構成する回転装置にて鋼管を地盤内に圧入するに当たり、圧入される鋼管が長くなるケースは往々にしてある。このような場合に、回転力を付与する鋼管の頭部と地盤から抵抗を受ける鋼管の先端との距離が長くなり、鋼管自体に付与する回転トルクに加えて偏心によるモーメントが大きくなり、当該回転装置やこれを支持する支持架台等に大きな反力が作用することが容易に想像される。
【００１０】
このように大きな反力に対応するべく、回転装置を支持する支持架台の体格を大きくする必要が生じるが、体格の大きな支持架台ゆえにその重量が重くなってしまい、システム自体も大型化してしまい、システムの組み付け容易性が阻害されるとともに、作業性も悪化する。
【００１１】
本発明は上記する問題に鑑みてなされたものであり、狭隘な場所でも構成部材の搬送と組み付けが容易であり、鋼管を回転圧入する回転装置が取り付けられる支持架台を可及的にコンパクト化することができ、もって全体としてコンパクトな回転圧入システムを提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
前記目的を達成すべく、本発明による回転圧入システムは、鋼管を地盤に回転圧入する回転圧入システムであって、前記鋼管が挿入されて固定される第一中空部を備えた駆動伝達体と、前記駆動伝達体を回転させる回転装置と、前記駆動伝達体と前記回転装置が取り付けられ、第二中空部を備え、該第二中空部に移動体を備えた支持架台と、前記支持架台の前記第二中空部に挿通され、前記移動体が移動自在に配設されたガイドレールと、を少なくとも有し、前記回転装置には、該回転装置の駆動時の回転反力を前記第二中空部に伝達する第一回転反力伝達部材が取り付けられており、前記ガイドレールのうち、前記鋼管が地盤に圧入される側の端部には、前記第二中空部から前記ガイドレールを介して伝達される前記回転反力を地盤に伝達する第二回転反力伝達部材が直接的もしくは間接的に取り付けられているものである。
【００１３】
本発明の回転圧入システムの基本構成は、鋼管が挿入固定される駆動伝達体とこの駆動伝達体に係合するモータ等からなる回転装置とを一体にする支持架台と、この支持架台が移動するガイドレールと、ガイドレールの端部に直接的もしくは間接的に取りつけられた第二回転反力部材である。そして、本発明の回転圧入システムは、羽根付き鋼管等の鋼管を斜面に対して水平方向もしくは所定の傾斜方向に圧入する工事に好適なシステムである。
【００１４】
このようにシンプルな装置構成ゆえに、現地にて、第二回転反力部材とガイドレールを取り付け、ガイドレールに支持架台を移動自在に取り付けることで回転圧入システムの組み付けを容易に完了することができる。
【００１５】
「駆動伝達体を回転させる回転装置」については、駆動伝達体が歯車やスプロケット等を備え、この歯車やスプロケット等と回転装置の駆動軸に設けられた歯車等が係合し、回転装置の回転によって駆動伝達体が回転する構成や、駆動伝達体と回転装置の駆動軸の間にチェーンが架け渡され、このチェーンを介して回転装置の回転が駆動伝達体に伝達される構成などを挙げることができる。いずれの構成であっても、駆動伝達体の回転により、当該駆動伝達体の第一中空部内に挿入固定されている鋼管を回転させることができる。
【００１６】
ここで、第一中空部内に鋼管を挿入した際に、たとえば鋼管の外周にキー（突起）を取り付けておき、鋼管を第一中空部に挿入した際にこのキーを第一中空部に設けられた専用のキー挿入孔を介して挿入し、さらにキー挿入孔に連続するキー係合孔にキーを係合させることで、第一中空部内における鋼管の固定（回り止め）を図ることができる。
【００１７】
回転装置を回転駆動して鋼管を回転させ、回転装置が取り付けられた支持架台をガイドレールに沿って地盤側へ移動させることで鋼管の回転圧入が実行される。
【００１８】
回転装置には、その回転駆動時に生じる回転反力を支持架台に設けられてガイドレールが挿通する第二中空部に伝達する第一回転反力伝達部材が取り付けられている。
【００１９】
第一回転反力伝達部材は回転装置の側方に延びており、回転装置から生じた回転反力が第一回転反力伝達部材を介してたとえば第二中空部を構成する短尺の角鋼管に伝達される。この短尺の角鋼管（第二中空部）の内面の所定位置には、当該角鋼管内に挿通されたガイドレールに沿って移動自在な移動体が取り付けられている。ここで、「移動体」としては、戸車等の移動ローラやスライド機構等が挙げられる。
【００２０】
第一回転反力伝達部材から伝達された回転反力は、第二中空部を構成する短尺の角鋼管に伝達され、この短尺の角鋼管から移動体を介してガイドレールに伝達される。
【００２１】
ガイドレールのうち、鋼管が地盤に圧入される側の端部には第二回転反力伝達部材が直接的もしくは間接的に取り付けられていることから、ガイドレールに伝達された回転反力は第二回転反力伝達部材に伝達され、第二回転反力伝達部材を介して地盤に伝達されることになる。すなわち、回転反力を地盤に支持させることにより、結果として支持架台をはじめとするシステム全体のコンパクト化を実現することができる。なお、ガイドレールと第二回転反力伝達部材は直接繋がれてもよいし、他の介在部材を介して間接的に繋がれてもよい。また、第二回転反力伝達部材にはたとえば長尺な角型鋼（角鋼管、Ｈ型鋼、Ｉ型鋼、Ｃ型鋼など）を使用でき、この角型鋼の長さを施工現場にて許容できる範囲内で可及的に長く設定することにより、伝達される回転反力を分散して地盤に伝達することが可能になる。
【００２２】
このように、回転装置で生じた回転反力を第一回転反力伝達部材を介して第二中空部に伝達し、第二中空部からガイドレールに伝達し、ガイドレールから第二回転反力伝達部材を介して地盤に伝達する反力の伝達ルートを形成することで、回転装置を備える支持架台の体格を増大させることなく、したがってコンパクトな支持架台を備えたシステムにて鋼管の回転圧入を実現することが可能になる。
【００２３】
また、本発明による回転圧入システムの好ましい実施の形態は、前記ガイドレールの高さを調整しながら該ガイドレールを支持する台座をさらに有するものである。
【００２４】
ガイドレールの地盤側の端部は第二回転反力伝達部材で地盤に支持されていることから、ガイドレールの他の端部もしくはその途中位置において一箇所もしくは複数箇所に台座を備えていることで、支持架台および鋼管を地盤側へ移動させながら回転装置の回転反力を第二回転反力伝達部材に伝達するガイドレールを、堅固に地盤に支持させることができる。また、高さ調整が自在であることから、台座の高さを変更することで鋼管の圧入角度を自在に調整もしくは変更することが可能になり、作業効率性を向上させることができる。
【００２５】
また、本発明による回転圧入システムの他の実施の形態において、前記ガイドレールは、鋼製で長尺のプレートと該プレートを補強する補剛材から構成され、該プレートの左右端の上下にそれぞれレールを計四つ備えており、前記移動体は移動ローラからなり、前記第二中空部では、四つの前記レールに対応する位置に四つで一組の前記移動ローラを少なくとも二組備えているものである。
【００２６】
たとえば、第二中空部を構成する短尺の角型鋼の内側の上下面において、角型鋼の長手方向の二箇所にそれぞれ四個（したがって計八個）の移動ローラを配設しておくことで、第一回転反力伝達部材から伝達された回転反力をガイドレールに対して偏心力を付与することなく効果的に伝達することが可能になる。
【００２７】
既述するように、ガイドレールは支持架台および鋼管を移動させながら回転装置からの回転反力を第二回転反力伝達部材に伝達することから、所要の剛性を要する。本実施の形態では、中央にたとえば鋼製のプレートを配し、このプレートの上下で該プレートを補強するたとえば鋼製の補剛材を配し、該プレートの左右端の上下にたとえば鋼製のレールを配した構成としている。
【００２８】
ここで、プレートの上下に配されたレールはたとえばＬ型鋼を山形の姿勢でプレートに溶接等で固定することで形成でき、第二中空部に備えられた移動ローラがたとえばその中央に溝を有し、この溝にＬ型鋼の山が嵌り込むことでレールに沿った移動ローラの移動を実現することができる。
【００２９】
ここで、補剛材には、Ｃ型鋼やＬ型鋼などが適用でき、これらの角型鋼がプレートに溶接等で固定されることで、剛性の高いガイドレールが構成される。
【発明の効果】
【００３０】
以上の説明から理解できるように、本発明の回転圧入システムによれば、容易かつ迅速にシステムの組み付けをおこなうことができ、鋼管を回転圧入する回転装置が取り付けられる支持架台を可及的にコンパクト化することができ、もってシステム全体が可及的にコンパクトな回転圧入システムを提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００３１】
【図１】本発明の回転圧入システムの実施の形態１の側面図である。
【図２】図１のII矢視図であって、支持架台と、駆動伝達体および回転装置、ガイドレールの構成を説明した図である。
【図３】駆動伝達体と回転装置の係合状態を説明した図である。
【図４】本発明の回転圧入システムの実施の形態２の側面図である。
【発明を実施するための形態】
【００３２】
以下、図面を参照して本発明の回転圧入システムの実施の形態を説明する。なお、図示する回転圧入システムは高さ調整自在な台座を備えているが、必要に応じて複数の台座でガイドレールを支持するシステムであってもよく、さらには、たとえば傾斜地盤の根元に鋼管を回転圧入する場合など、台座を必要としない施工においては台座は不要である。また、図示する駆動伝達体は歯車から構成され、歯車と回転装置の駆動軸に設けられた歯車が係合する構成であるが、この構成以外にも、駆動伝達体と回転装置の駆動軸の間にチェーンが架け渡され、このチェーンを介して回転装置の回転が駆動伝達体に伝達される構成などであってもよい。さらに、図示する移動体は移動ローラからなるものであるが、移動体がスライド機構等から構成されるものであってもよい。
【００３３】
（回転圧入システムの実施の形態１）
図１は本発明の回転圧入システムの実施の形態の側面図であり、図２は図１のII矢視図であって、支持架台と、駆動伝達体および回転装置、ガイドレールの構成を説明した図であり、図３は駆動伝達体と回転装置の係合状態を説明した図である。
【００３４】
図示する回転圧入システム１０は、主として傾斜した地盤Ｇに対して羽根付き鋼管Ｋ等の鋼管を回転圧入して地盤の補強をおこなう施工に適用される。一例として、管径１０ｃｍ程度、羽根の幅が５ｃｍ程度で羽根付き部の直径が２０ｃｍ程度の羽根付き鋼管が傾斜地盤補強施工に供される。
【００３５】
回転圧入システム１０は、鋼管Ｋが挿入固定される駆動伝達体１とこの駆動伝達体１に係合するモータ等からなる回転装置２とを一体に支持構成した支持架台４と、この支持架台４が鋼管Ｋとともに移動する（Ｚ１方向）ガイドレール５と、ガイドレール５の地盤側の端部に間接的に取りつけられた第二回転反力部材６と、から大略構成されている。
【００３６】
より詳細には、ガイドレール５には複数の鋼製の繋ぎ材５ｄが取り付けられ、繋ぎ材５ｄには、ガイドレール５に沿って延びる角型鋼等からなる回転反力伝達中間部材５ｅが取り付けられ、この回転反力伝達中間部材５ｅの地盤側の端部に角型鋼からなる第二回転反力部材６がその長手方向を水平方向に向けた姿勢で取り付けられている。
【００３７】
回転反力伝達中間部材５ｅを直接支持する（したがってガイドレール５を間接的に支持する）台座７は高さ調整が自在であり（Ｚ２方向）、台座７の高さを調整することで、鋼管Ｋの圧入角度を自在に調整もしくは変更することが可能になっている。
【００３８】
駆動伝達体１には、鋼管Ｋが挿入されて固定される第一中空部１ａが備えてあり、外周に歯車を備えている。
【００３９】
第一中空部１ａの側方二箇所にはキー挿入孔１ｂが開設されており、鋼管Ｋの側方にもこのキー挿入孔１ｂに挿入されるキーＫａが取り付けられている。鋼管Ｋの第一中空部１ａへの挿入に際しては、二つのキーＫａをキー挿入孔１ｂに位置決めして鋼管Ｋの挿入をおこなう。
【００４０】
そして、第一中空部１ａ内ではキー挿入孔１ｂに連通するキー係合孔１ｃが開設されており、鋼管Ｋを第一中空部１ａの所定深度まで挿入した段階で鋼管Ｋを周方向に回転させることにより、キーＫａがキー係合孔１ｃに係合され、第一挿入孔１ａ内における鋼管Ｋの回り止めおよび固定が図られるようになっている。
【００４１】
図３は支持架台の図示を省略し、回転装置２と駆動伝達体１の係合を説明した図である。図３で示すように、回転装置２の回転軸には歯車２ａが取り付けられており、この歯車２ａが鋼管Ｋを内部に固定した駆動伝達体１と噛み合い係合し、回転装置２の回転駆動力を歯車２ａを介して駆動伝達体１に伝達し、駆動伝達体１を回転させることで鋼管Ｋの回転圧入を実行することができる。
【００４２】
図２に戻り、駆動伝達体１の側方には短尺の角鋼管から構成される第二中空部３が配設されており、この第二中空部３内にガイドレール５が挿通されている。
【００４３】
第二中空部３の内部には、その長手方向の二箇所の上下の左右端にそれぞれ四個の移動ローラ３ａ（よって、計八個の移動ローラ３ａ）が取り付けられている。なお、図２では、その内の四個の移動ローラ３ａが図示されており、その図面奥側において他の四個の移動ローラ３ａがある。
【００４４】
また、回転装置２の側方には、第二中空部３を構成する角型鋼の上面まで延びる第一回転反力伝達部材２ｂが固定されている。
【００４５】
また、ガイドレール３は、鋼製で長尺のプレート５ａとこのプレート５ａを補強するＣ型鋼からなる補剛材５ｂとから構成され、プレート５ａの左右端の上下にはそれぞれＬ型鋼からなるレール５ｃが計四つ備えてその全体が構成されている。
【００４６】
図示するように、プレート５ａの上下に配された各レール５ｃはＬ型鋼を山形の姿勢でプレート５ａに溶接等で固定されており、第二中空部３に備えられた各移動ローラ３ａはその中央に溝を有し、この溝にＬ型鋼の山が嵌り込むことでレール５ｃに沿った移動ローラ３ａの移動が実現される。
【００４７】
回転装置２が回転駆動した際（Ｘ１方向）に生じる回転反力は、第一回転反力伝達部材２ｂを介して第二中空部３を構成する短尺の角鋼管に伝達される。この短尺の角鋼管内には複数の移動ローラ３ａがガイドレール５に接触した姿勢で配設されている。
【００４８】
したがって、図２で示すように、第一回転反力伝達部材２ｂから伝達された回転装置２の回転駆動時（Ｘ１方向）の回転反力は、第二中空部３を構成する短尺の角鋼管に伝達され（Ｘ２方向）、この短尺の角鋼管から移動ローラ３ａを介してガイドレール５に伝達される（Ｘ３方向）。
【００４９】
ガイドレール５に伝達された回転反力は、図１で示すように、ガイドレール５から繋ぎ材４を介して回転反力伝達中間部材５ｅに伝達され（Ｘ４方向）、伝達された回転反力の一部は台座７に伝達されて地盤Ｇに流れるとともに、多くの回転反力は回転反力伝達中間部材５ｅからその地盤側の端部の第二回転反力伝達部材６を介して地盤Ｇに伝達される。
【００５０】
このような回転反力の伝達ルートを形成することで、回転反力を地盤Ｇに支持させることができるため、結果として回転装置２を備える支持架台４の体格を増大させることなく、したがってコンパクトな支持架台４を備えた回転圧入システム１０にて鋼管Ｋの回転圧入を実現することが可能になる。
【００５１】
図示する回転圧入システム１０によれば、構成部材がコンパクトで比較的軽量であることから、狭隘な現場にも人力にて容易に搬送して組み付けることができる。
【００５２】
さらに、回転装置２の回転駆動時に生じる回転反力をガイドレール５に伝達し、ガイドレール５を介して直接的もしくは間接的に地盤Ｇに伝達する伝達ルートを形成することで、回転反力を地盤Ｇにて効果的に支持させることができるため、全体的にコンパクトな回転圧入システム１０を構成することができ、狭隘な現場での地盤補強施工にとって有意なシステムである。
【００５３】
（回転圧入システムの実施の形態２）
図４は、本発明の回転圧入システムの実施の形態２の側面図である。図４で示す回転圧入システム１０Ａは、回転圧入システム１０を構成する回転反力伝達中間部材を備えず、繋ぎ材５ｄが第二回転反力伝達部材６に直接接続されたシステムである。より具体的には、ガイドレール５が繋ぎ材５ｄを介して第二回転反力伝達部材６と台座７に支持固定されている。
【００５４】
回転圧入システム１０Ａでは、ガイドレール５に伝達された回転反力は、ガイドレール５から繋ぎ材４を介して第二回転反力伝達部材６と台座７に伝達され（Ｘ５方向）、地盤Ｇに流れる。中でも、回転反力の多くは繋ぎ材４からその地盤側の端部の第二回転反力伝達部材６を介して地盤Ｇに伝達されることになる。
【００５５】
以上、本発明の実施の形態を図面を用いて詳述してきたが、具体的な構成はこの実施形態に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲における設計変更等があっても、それらは本発明に含まれるものである。
【符号の説明】
【００５６】
１…駆動伝達体、１ａ…第一中空部、１ｂ…キー挿入孔、１ｃ…キー係合孔、２…回転装置、２ａ…歯車、２ｂ…第一回転反力伝達部材、３…第二中空部、３ａ…移動体（移動ローラ）、４…支持架台、５…ガイドレール、５ａ…中央プレート、５ｂ…補強角材、５ｃ…レール、５ｄ…繋ぎ材、５ｅ…回転反力伝達中間部材、６…第二回転反力伝達部材、７…台座、１０，１０Ａ…回転圧入システム、Ｋ…鋼管（羽根付き鋼管）、Ｇ…地盤
【図１】
2018135695.tif 000003
【図２】
2018135695.tif 000004
【図３】
2018135695.tif 000005
【図４】
2018135695.tif 000006