(57)【要約】【課題】杭圧入引抜機の小型化を図る。【解決手段】杭Ｐを把持するチャック装置１５が昇降可能に備えられたリーダーマスト１４の全高（上下長）を、杭圧入引抜機１０が杭圧入作業に必要とするチャック装置１５のストローク長分、チャック装置１５を昇降させることができるサイズに設計し、従来技術のようなサブストローク分を含むサイズのリーダーマストに比べて、全高が低く設計されたリーダーマスト１４を備えることで、杭圧入引抜機１０の小型化を図った。【選択図】図１
2015105487.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
杭を把持するチャック装置が昇降可能に設けられているリーダーマストを備えた杭圧入引抜機であって、
前記リーダーマストの前面には、その上下に亘ってマストガイドが設けられ、前記チャック装置には、前記マストガイドに沿って案内されるチャックレールが設けられており、
前記マストガイドの上下長は、杭圧入作業に要する前記チャック装置のストローク長に、前記チャックレールのレール長を加えた長さと略同一の長さとされ、
杭圧入作業時よりも前記チャック装置を更に上昇させるために、前記チャックレールが前記マストガイドの上方に飛び出す位置まで上昇可能に構成されていることを特徴とする杭圧入引抜機。
【請求項２】
前記チャック装置は、杭圧入作業に要する前記ストローク長に応じた範囲で昇降するように制限されており、
杭圧入作業時よりも前記チャック装置を上昇させるための操作がなされたことによって、前記チャックレールが前記マストガイドの上方に飛び出す位置まで前記チャック装置を更に上昇させるチャック上昇制御手段を備えた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】
前記チャックレールが前記マストガイドの上方に飛び出した状態であるとき、前記チャック装置を昇降させる荷重を低減するように切り替える荷重制御手段を備えたことを特徴とする請求項１又は２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、杭圧入引抜機に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、杭を地盤に打ち込む装置として、既設の杭から反力を取って杭を地中に圧入する杭圧入機が知られている。
杭圧入機は、サドルの下部に設けられ、既設の杭を掴むクランプ装置と、サドルに対し前後に移動可能なスライドベース上に配設されたマストと、マストの前端部に昇降可能に設けられ、既設の杭に隣接した位置に圧入する杭を挟んで保持するチャック装置とを備えている。この杭圧入機は、クランプ装置で既設杭の上端側を掴み、その既設杭から反力を取った状態で、杭を把持するチャック装置を下降させるようにして杭を地中に圧入したり、杭を把持するチャック装置を上昇させるようにして杭を引き抜いたりするようになっている（例えば、特許文献１参照。）。
【０００３】
杭圧入機のマストは上下動するチャック装置のガイドを兼ねており、チャック装置の上下ストロークに応じた高さを有するので、杭圧入機がチャック装置を昇降させる上下ストロークを長くすることに伴いマストの全高も高くなり、杭圧入機の全高も高くなる。
このチャック装置の上下ストロークには、杭の圧入を効率的に行うためのストロークに加え、例えばオーガ併用工法時にオーガ装置の掘削ヘッドの交換作業を行う際に、チャック装置を上昇させて地面との間に作業スペースをつくるためのサブストローク分も含まれている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特公昭６３−４７８４８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
上記した従来技術の場合、杭の圧入施工に要するストロークにサブストロークを加えた分、マストの全高が高くなって杭圧入機が大型化してしまう。杭圧入機が大型化してしまうと、杭圧入機を施工現場へ搬入することや、狭隘な施工現場での作業に支障を来たすことがあった。
【０００６】
本発明は、杭圧入引抜機の小型化を図ることを目的とする。
【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、
杭を把持するチャック装置が昇降可能に設けられているリーダーマストを備えた杭圧入引抜機であって、
前記リーダーマストの前面には、その上下に亘ってマストガイドが設けられ、前記チャック装置には、前記マストガイドに沿って案内されるチャックレールが設けられており、
前記マストガイドの上下長は、杭圧入作業に要する前記チャック装置のストローク長に、前記チャックレールのレール長を加えた長さと略同一の長さとされ、
杭圧入作業時よりも前記チャック装置を更に上昇させるために、前記チャックレールが前記マストガイドの上方に飛び出す位置まで上昇可能に構成されていることを特徴とする。
【０００８】
請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の杭圧入引抜機において、
前記チャック装置は、杭圧入作業に要する前記ストローク長に応じた範囲で昇降するように制限されており、
杭圧入作業時よりも前記チャック装置を上昇させるための操作がなされたことによって、前記チャックレールが前記マストガイドの上方に飛び出す位置まで前記チャック装置を更に上昇させるチャック上昇制御手段を備えたことを特徴とする。
【０００９】
請求項３に記載の発明は、請求項１又は２に記載の杭圧入引抜機において、
前記チャックレールが前記マストガイドの上方に飛び出した状態であるとき、前記チャック装置を昇降させる荷重を低減するように切り替える荷重制御手段を備えたことを特徴とする。
【発明の効果】
【００１０】
本発明によれば、杭圧入引抜機の小型化を図ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】本発明に係る杭圧入引抜機の動作を示す説明図であり、杭圧入作業時にチャック装置が最下点にある状態である。
【図２】本発明に係る杭圧入引抜機の動作を示す説明図であり、杭圧入作業時にチャック装置が最上点にある状態である。
【図３】本発明に係る杭圧入引抜機の動作を示す説明図であり、杭圧入作業時よりも更にチャック装置を上昇させた状態である。
【図４】杭圧入引抜機のチャック装置に取り付けられているオーガ装置の掘削ヘッドを交換する際の説明図である。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
以下、図面を参照して、本発明に係る杭圧入引抜機の実施形態について詳細に説明する。
【００１３】
杭圧入引抜機１０は、図１、図２に示すように、所定の杭Ｐ（例えば、鋼矢板など）をチャック装置１５で掴んで地中に圧入する機械であり、既に地中に埋設された既設杭Ｐの上端側を挟んで支持する複数のクランプ装置１１…を備えたサドル１２と、サドル１２に対して前後動可能なスライドベース１３と、スライドベース１３上で左右に旋回可能なリーダーマスト１４と、リーダーマスト１４の前面に昇降可能に取り付けられたチャック装置１５と、リーダーマスト１４に対してチャック装置１５を昇降駆動するメイン油圧シリンダ１６等を備えている。
また本実施形態では、杭圧入引抜機１０がオーガ併用工法による杭圧入施工を行うように、チャック装置１５でオーガ装置２０が把持可能に挿通されている。
【００１４】
クランプ装置１１は、サドル１２の下面に設けられている。このクランプ装置１１は、例えば、先に圧入された既設の杭Ｐである鋼矢板の上端側を挟んだ状態で、図示しない油圧シリンダの駆動によりその鋼矢板の上端部を挟持して掴むことができる。つまり、クランプ装置１１は、既設杭Ｐを掴むことで杭圧入引抜機１０を既設杭Ｐの上端部に固定する固定手段として機能する。
特に、クランプ装置１１は、掴んで支持した既設杭Ｐから反力を取って、杭圧入引抜機１０が新たに杭Ｐを圧入したり、埋設されている杭Ｐを引き抜いたりすることができるように、杭圧入引抜機１０を既設杭Ｐの上端部に固定し設置するようになっている。
なお、クランプ装置１１が備える固定クランプ爪と可動クランプ爪とからなるクランプ爪や、可動クランプ爪を駆動させる油圧シリンダの構成や、クランプ爪が杭Ｐを掴む動作は周知であるので、ここでは詳述しない。
【００１５】
スライドベース１３は、サドル１２に対し前方に移動してチャック装置１５を水平に前側に移動させることにより、サドル１２を移動することなく、先頭のクランプ装置１１が支持している既設杭Ｐの先に、新たな杭を順次圧入することを可能にする。
【００１６】
リーダーマスト１４は、スライドベース１３に対し左右に旋回してチャック装置１５の向きを変えることにより、順次並んで圧入される杭の列の方向を直角に曲げたり、湾曲して曲げたりすることが可能となっている。
このリーダーマスト１４の前面には、その上下に亘ってマストガイド１４ａが設けられている。リーダーマスト１４前面の上端から下端に亘るマストガイド１４ａの上下長は、杭圧入作業に要するチャック装置１５のストローク長に、後述するチャックレール１５ａのレール長を加えた長さと略同一の長さに設計されている。
つまり、リーダーマスト１４の上下方向の長さ（全高）は、杭圧入引抜機１０が杭圧入作業に必要とするチャック装置１５のストローク長に相当する範囲を、チャック装置１５が昇降するサイズに設計されている。
【００１７】
チャック装置１５は、その背面側がリーダーマスト１４の前面側に昇降可能に嵌合した状態とされるとともに、リーダーマスト１４とチャック装置１５に接続されたメイン油圧シリンダ１６により昇降駆動されるようになっている。
具体的に、チャック装置１５には、リーダーマスト１４のマストガイド１４ａに沿って案内されるチャックレール１５ａが設けられており、マストガイド１４ａにチャックレール１５ａが昇降可能に嵌合されているチャック装置１５が、マストガイド１４ａに沿って昇降するようになっている。
また、チャック装置１５は、例えば、チャック装置１５に挿通された杭Ｐを、図示しない油圧シリンダの駆動により作動する杭把持部で把持して保持することができる。なお、チャック装置１５が備える杭把持部や、杭把持部を駆動させる油圧シリンダの構成や動作は周知であるので、ここでは詳述しない。
【００１８】
そして、チャック装置１５が把持した杭Ｐを地中に圧入する際、チャック装置１５の昇降範囲は所定のストローク長に限られているので、杭Ｐを把持してチャック装置１５を下降させることと、杭Ｐを離してチャック装置１５を上昇させることを繰り返すようになっている。これにより、チャック装置１５が昇降する１ストローク分ずつ杭Ｐを圧入することが繰り返され、チャック装置１５の昇降範囲より深く杭Ｐを地中に圧入することが可能になっている。
同様に、杭Ｐを把持してチャック装置１５を上昇させることと、杭Ｐを離してチャック装置１５を下降させることを繰り返して、杭Ｐを地中から引き抜くことが可能になっている。
【００１９】
なお、杭圧入引抜機１０が杭Ｐの圧入・引抜きを行う杭圧入作業時には、チャック装置１５は杭圧入作業に要するストローク長に応じた範囲で昇降するように制限されているが、この杭圧入引抜機１０では、杭圧入作業時よりもチャック装置１５を更に上昇させるために、チャックレール１５ａがマストガイド１４ａの上方に飛び出す位置まで上昇可能に構成されている。
【００２０】
また、チャック装置１５のチャックレール１５ａがリーダーマスト１４のマストガイド１４ａに昇降可能に嵌合している箇所には、上下に移動するチャック装置１５のストローク位置であって、リーダーマスト１４に対するチャック装置１５の高さ位置を検知するストロークセンサ４５ａ，４５ｂが設けられている。
ストロークセンサ４５ａは、リーダーマスト１４に取り付けられたセンサ親機としての磁気センサであり、ストロークセンサ４５ｂは、チャック装置１５に取り付けられたセンサ子機としての磁石である。
【００２１】
上記した杭圧入引抜機１０は、既設杭Ｐの先に新たな杭Ｐをチャック装置１５で圧入する動作と、クランプ装置１１による既設杭Ｐの上端部の挟持と解除の動作と、サドル１２に対するスライドベース１３の前後動の動作と、を組み合わせることで、既設杭Ｐからなる杭列上を自走し移動することができる。
なお、杭圧入引抜機１０が杭列上を自走する動作は周知であるので、ここでは詳述しない。
【００２２】
また、杭圧入引抜機１０は、上記各部を制御する制御部が組み込まれたコントローラー１を備えている。なお、制御部は、例えば、各種の演算処理等を行うＣＰＵと、ＣＰＵにより実行される各種制御プログラム及びデータ等が格納されるＲＯＭ等を備えて構成されている。
コントローラー１は、リーダーマスト１４に設けられているストロークセンサ４５ａに接続されている。
また、コントローラー１には、有線あるいは無線を介して通信可能な操作部（図示省略）が接続されている。
【００２３】
そして、コントローラー１は、杭圧入引抜機１０が杭Ｐの圧入・引抜きを行う杭圧入作業時には、その杭圧入作業に要するストローク長に応じた範囲でチャック装置１５が昇降するように制限する処理を実行する。
【００２４】
また、コントローラー１は、操作部（図示省略）において杭圧入作業時よりもチャック装置１５を上昇させるための操作がなされたことによって、チャックレール１５ａがマストガイド１４ａの上方に飛び出す位置までチャック装置１５を更に上昇させるチャック上昇制御手段として機能し、所定のストローク長の範囲よりも高くチャック装置１５を上昇させる処理を実行する。
なお、杭圧入作業時よりもチャック装置１５を上昇させる高さは、後述するように、オーガ併用工法時にチャック装置１５に取り付けられているオーガ装置２０の掘削ヘッド２１を交換するための作業スペースを、チャック装置１５と地面との間に確保することができる高さに相当する。
【００２５】
また、コントローラー１は、チャックレール１５ａがマストガイド１４ａの上方に飛び出した位置にあるとき、チャック装置１５を昇降させる荷重を低減するように切り替える荷重制御手段として機能し、チャックレール１５ａがマストガイド１４ａの上方に飛び出した状態でチャック装置１５を昇降させる荷重を、杭圧入作業時にチャック装置１５を昇降させる荷重よりも低減する処理を実行する。
例えば、荷重制御手段としてのコントローラー１による荷重制御処理によって、杭圧入引抜機１０が杭Ｐの圧入・引抜きを行う杭圧入作業時には、装置の最大出力の１００％の荷重まで負荷可能にチャック装置１５を昇降させ、チャックレール１５ａがマストガイド１４ａの上方に飛び出した位置にあるとき、杭圧入引抜機１０は装置の最大出力の３０％の荷重に制限してチャック装置１５を昇降させるようになっている。
【００２６】
具体的に、図１、図２に示すように、杭圧入引抜機１０のチャック装置１５がストローク長に応じた昇降範囲の最下点（図１参照）から、ストローク長に応じた昇降範囲の最上点（図２参照）までの範囲にあることをストロークセンサ４５ａ，４５ｂが検知し、コントローラー１が杭圧入作業時であると判断している場合、杭圧入引抜機１０は装置の最大出力の１００％の荷重まで負荷可能にチャック装置１５を昇降させて、杭の圧入施工を行うようになっている。
【００２７】
また、図３に示すように、杭圧入引抜機１０のチャック装置１５が杭圧入作業時よりも更に上昇して、チャックレール１５ａがマストガイド１４ａの上方に飛び出す位置にあることをストロークセンサ４５ａ，４５ｂが検知している場合、杭圧入引抜機１０は装置の最大出力の３０％の荷重に制限してチャック装置１５を昇降させるようになっている。また、負荷を制限すると同時に、昇降スピードを低減している。
そして、図４に示すように、杭圧入引抜機１０がチャック装置１５を杭圧入作業時よりも更に上昇させて、チャック装置１５と地面との間に作業スペースをつくることによって、複数の掘削ヘッド２１が載置されるヘッド支持台３０をチャック装置１５の下方に配するように杭圧入引抜機１０に取り付けることが可能になり、オーガ装置２０の掘削ヘッド２１の交換作業を好適に行うことができる。
【００２８】
ここで、杭圧入引抜機１０がチャック装置１５を杭圧入作業時よりも更に上昇させるのは、チャック装置１５と地面との間に作業スペースをつくるためであり、杭圧入作業時のようなチャック装置１５を昇降させる荷重を必要としていない。
また、チャックレール１５ａがマストガイド１４ａの上方に飛び出している状態では、チャックレール１５ａとマストガイド１４ａとが嵌合している接触範囲が短くなり、リーダーマスト１４がチャック装置１５を支える支持力が低下しているので、チャック装置１５が上下動する際の装置への負担を軽減させるように、チャック装置１５を昇降させる荷重を低減している。
【００２９】
以上のように、本発明に係る杭圧入引抜機１０のリーダーマスト１４の全高（上下長さ）は、杭圧入引抜機１０が杭圧入作業に必要とするチャック装置１５のストローク長分、チャック装置１５を昇降させることができるサイズに設計されている。つまり、従来技術のようなサブストローク分を含むサイズのリーダーマストに比べて、杭圧入引抜機１０のリーダーマスト１４の全高は低く設計されている。
このように全高が低く設計されたリーダーマスト１４を備えることで、杭圧入引抜機１０の小型化を図ることができる。
【００３０】
そして、オーガ併用工法時にオーガ装置２０の掘削ヘッド２１の交換作業を行う場合には、杭圧入引抜機１０は、チャックレール１５ａがマストガイド１４ａの上方に飛び出す位置まで上昇させるように、チャック装置１５を杭圧入作業時よりも更に上昇させて、チャック装置１５と地面との間に作業スペースをつくることができる。
【００３１】
以上のように、リーダーマスト１４の全高を低くすることで杭圧入引抜機１０を小型化することができる。
また、小型化を図った杭圧入引抜機１０であっても、チャックレール１５ａがマストガイド１４ａの上方に飛び出す位置まで上昇させて、チャック装置１５と地面との間に作業スペースをつくることができるので、オーガ併用工法時にオーガ装置２０の掘削ヘッド２１の交換作業を行うことが可能になっている。
また、チャックレール１５ａがマストガイド１４ａの上方に飛び出している状態では、チャック装置１５を昇降させる荷重を低減することで、チャック装置１５が昇降する際の姿勢を安定させて、装置にかかる負荷を低減することができる。
このような杭圧入引抜機１０は、好適な施工を行うことができる優れた装置である。
【００３２】
なお、以上の実施の形態においては、チャックレール１５ａがマストガイド１４ａの上方に飛び出した位置にあるとき、杭圧入引抜機１０は装置の最大出力の３０％の荷重でチャック装置１５を昇降させると記載したが、この数値に限定されることはなく、例えば、チャック装置１５の自重とオーガ装置２０の重量を支えることができる荷重に設定しておけば良い。
【００３３】
なお、本発明の適用は上述した実施形態に限定されることなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で適宜変更可能である。
【符号の説明】
【００３４】
１      コントローラー（チャック上昇制御手段、荷重制御手段）
１０    杭圧入引抜機
１１    クランプ装置
１２    サドル
１３    スライドベース
１４    リーダーマスト
１４ａ  マストガイド
１５    チャック装置
１５ａ  チャックレール
４５ａ  ストロークセンサ
４５ｂ  ストロークセンサ
２０    オーガ装置
２１    掘削ヘッド
３０    ヘッド支持台
Ｐ      杭
【図１】
2015105487.tif 000003
【図２】
2015105487.tif 000004
【図３】
2015105487.tif 000005
【図４】
2015105487.tif 000006