(57)【要約】【課題】好適な施工を行うことができる杭圧入引抜機を実現する。【解決手段】杭圧入引抜機１０は、サドル１２に対するリーダーマスト１４の前後の位置を検出するストロークセンサ１３ｂを備えたことで、リーダーマスト１４の前後位置に応じて調整した適正な荷重でチャック装置１５を昇降させることを可能にした。【選択図】図１
2015105484.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
既設杭を掴むクランプ装置が設けられたサドルと、
前記サドルに対して前後に移動可能なスライドベースと、
前記スライドベース上に設けられたリーダーマストと、
前記リーダーマストの前面に昇降可能に設けられ、杭を把持するチャック装置と、
を備えた杭圧入引抜機であって、
前記サドルに対する前記リーダーマストの前後の位置を検出するセンサと、
前記センサが検出した前記リーダーマストの位置に応じて、当該杭圧入引抜装置が前記チャック装置を昇降させる荷重制限を切り替える荷重制御手段と、
を備えたことを特徴とする杭圧入引抜機。
【請求項２】
前記荷重制御手段は、前記リーダーマストが前後に移動する全範囲中の少なくとも一部の範囲において、前記リーダーマストが前方に移動した位置にあるほど前記荷重制限値を低減す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】
前記チャック装置は、前記リーダーマストに交換可能に設けられており、
当該杭圧入引抜装置に配設されている前記チャック装置のタイプを判別する判別手段を備え、
前記荷重制御手段は、前記判別手段による判別結果に応じて、当該杭圧入引抜装置が前記チャック装置を昇降させる荷重制限を切り替える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。
【請求項４】
前記判別手段による判別結果に応じて、前記リーダーマストが前後に移動する範囲を規制する移動規制手段を備えることを特徴とする請求項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、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、機械本体の下部に設けられ、既設の杭を掴むクランプ装置と、機械本体の前端部に設けられ、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。また、杭圧入機は、クランプ装置が配されたサドルと、サドルに対して前後動可能なスライドベースと、スライドベース上に配されてチャック装置が昇降可能に取り付けられているリーダーマストとを備えている。
そして、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】
また、杭圧入機は、サドルに対しスライドベースを前方に移動させて、リーダーマストとともにチャック装置を前方に移動させることにより、サドルを移動することなく、先頭のクランプ装置が把持している既設杭の先に、２本の杭を前後方向に並べて順次圧入することができるようになっている。
例えば、杭圧入機には、サドルに対するリーダーマストの前後位置を検知するスイッチが設けられており、この杭圧入機で杭の圧入施工を行う際、リーダーマストがスイッチの後方に位置しているか前方に位置しているかを検知している。
そして、リーダーマストがスイッチの後方に位置しており、クランプ装置が把持している既設杭の隣に新たな杭を圧入している場合には、杭圧入機は荷重制限を行わず、比較的大きな荷重でチャック装置を昇降でき、また、リーダーマストがスイッチの前方に位置しており、クランプ装置が把持している既設杭の隣の杭の先に新たな杭を圧入している場合には、杭圧入機は比較的小さな荷重に制限してチャック装置を昇降させるようになっている。つまり、杭圧入機の施工姿勢に応じて、杭圧入機がチャック装置を昇降させる荷重制限を２段階に切り替えていた。
【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】
上記従来技術の場合、リーダーマストがサドルの前方に移動していて、チャック装置がクランプ装置から離れた状態であれば、杭圧入機が比較的小さな荷重に制限してチャック装置を昇降させることで、杭圧入機の施工姿勢を乱さないようにしているが、杭圧入機がチャック装置を昇降させる荷重制限がスイッチの前後のリーダーマストの位置で急激に変化するので、装置各部へかかる負担を軽減することはできるものの作業性が悪いことがある。
また近時、チャック装置を付け替えることで、各種の杭に対応したり、多様な施工方法に対応したりする複合機が用いられており、サイズの異なるチャック装置に付け替えた場合に、サドルに対するリーダーマストの前後位置が異なるので、チャック装置毎に前後位置を検知するためのスイッチが必要になる。そして、使用するチャック装置が数種類であればスイッチを増設することが可能であるが、チャック装置の種類があまりに多くなるとスイッチの増設では対応できなくなる。
【０００６】
本発明の目的は、好適な施工を行うことができる杭圧入引抜機を提供することである。
【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、
既設杭を掴むクランプ装置が設けられたサドルと、
前記サドルに対して前後に移動可能なスライドベースと、
前記スライドベース上に設けられたリーダーマストと、
前記リーダーマストの前面に昇降可能に設けられ、杭を把持するチャック装置と、
を備えた杭圧入引抜機であって、
前記サドルに対する前記リーダーマストの前後の位置を検出するセンサと、
前記センサが検出した前記リーダーマストの位置に応じて、当該杭圧入引抜装置が前記チャック装置を昇降させる荷重制限を切り替える荷重制御手段と、
を備えたことを特徴とする。
【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、
前記荷重制御手段は、前記リーダーマストが前後に移動する全範囲中の少なくとも一部の範囲において、前記リーダーマストが前方に移動した位置にあるほど前記荷重制限値を低減することを特徴とする。
【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、
前記チャック装置は、前記リーダーマストに交換可能に設けられており、
当該杭圧入引抜装置に配設されている前記チャック装置のタイプを判別する判別手段を備え、
前記荷重制御手段は、前記判別手段による判別結果に応じて、当該杭圧入引抜装置が前記チャック装置を昇降させる荷重制限を切り替えることを特徴とする。
【００１０】
請求項４に記載の発明は、請求項３に記載の杭圧入引抜機において、
前記判別手段による判別結果に応じて、前記リーダーマストが前後に移動する範囲を規制する移動規制手段を備えることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１１】
本発明によれば、杭圧入引抜機を用いて好適な施工を行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】本発明に係る杭圧入引抜機が杭を圧入している状態を示す説明図であり、リーダーマストが後方の位置にある場合（ａ）と、リーダーマストが前方の位置にある場合（ｂ）である。
【図２】本発明に係る杭圧入引抜機が杭を圧入している状態を示す説明図であり、リーダーマストが後方の位置にある場合（ａ）と、リーダーマストが前方の位置にある場合（ｂ）である。
【図３】杭圧入引抜機がチャック装置を昇降させる荷重とリーダーマストの前後位置とを対応付けている荷重調整に関する説明図である。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
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。
【００１４】
杭圧入引抜機１０は、図１（ａ）（ｂ）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に対して前後に移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。
【００１５】
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。
【００１６】
スライドベース１３は、サドル１２に対して前後に移動可能に設けられている。
具体的に、スライドベース１３には、油圧シリンダ１３ａが備えられており、その油圧シリンダ１３ａのシリンダチューブ（シリンダ本体）がスライドベース１３に固定され、シリンダチューブ内をピストンとともに進退移動するシリンダロッドのヘッド部分がサドル１２に固定されている。
この油圧シリンダ１３ａのシリンダチューブにシリンダロッドを縮み入れると、図１（ａ）に示すように、サドル１２に対しスライドベース１３は相対的に後方に移動し、スライドベース１３とともにリーダーマスト１４とチャック装置１５が後方に移動する。また、油圧シリンダ１３ａのシリンダチューブからシリンダロッドを伸ばし出すと、図１（ｂ）に示すように、サドル１２に対しスライドベース１３は相対的に前方に移動し、スライドベース１３とともにリーダーマスト１４とチャック装置１５が前方に移動する。なお、油圧シリンダ１３ａの構成や動作は周知であるので、ここでは詳述しない。
そして、スライドベース１３はサドル１２に対し前方に移動して、リーダーマスト１４とともにチャック装置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２本の杭を前後方向に並べて順次圧入することを可能にする。
【００１７】
また、スライドベース１３の油圧シリンダ１３ａには、サドル１２に対するスライドベース１３の前後の位置を検出することで、サドル１２に対するリーダーマスト１４の前後の位置を検出するためのセンサであるストロークセンサ１３ｂが備えられている。
例えば、ストロークセンサ１３ｂは、油圧シリンダ１３ａのシリンダチューブのボトムに固定されたセンサ本体と、油圧シリンダ１３ａのシリンダロッドに沿う長尺なセンサロッドと、センサロッドに沿って移動可能に配された環状のマグネット等を備えている。なお、環状のマグネットは、センサロッドに挿通された状態で油圧シリンダ１３ａのピストンに取り付けられている。また、センサロッドはセンサ本体の一部を成しており、例えばシリンダロッド内に収容された状態で配されている。
そして、油圧シリンダ１３ａのシリンダロッド（ピストン）が進退することに伴い、油圧シリンダ１３ａのピストンに取り付けられたマグネットがセンサロッドに沿って非接触で移動する際、マグネットの発生する磁界がセンサロッドに作用し、そのマグネットとの距離に比例した電圧をセンサ本体が検出することで、ストロークセンサ１３ｂはマグネットの位置を検出する。
つまり、ストロークセンサ１３ｂは、油圧シリンダ１３ａの動作に伴いセンサロッドに沿って移動するマグネットの前後位置に対応させて、サドル１２に対するスライドベース１３の前後位置を検出するように、サドル１２に対するリーダーマスト１４の前後位置を検出するようになっている。なお、ストロークセンサ１３ｂの構成や動作は周知であるので、ここでは詳述しない。
【００１８】
リーダーマスト１４は、スライドベース１３と一体的に前後に移動する。
また、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。
【００１９】
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。例えば、チャック装置１５が昇降する範囲に亘る長さを有する固定レール（図示省略）がリーダーマスト１４に設けられており、その固定レールにチャック装置１５の可動レール（図示省略）が昇降可能に嵌合しており、固定レールに沿ってチャック装置１５が昇降するようになっている。
このチャック装置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。
【００２０】
また、チャック装置１５は、リーダーマスト１４（杭圧入引抜機１０）に交換可能に備えられている。例えば、施工に用いる杭Ｐのサイズや形状に応じて、その杭Ｐを適正に把持することができるタイプのチャック装置１５（例えば後述する単独施工用チャック装置１５０）に付け替えることで、杭Ｐを良好に圧入することが可能になる。また、多様な施工方法に対応するように、例えば、オーガ装置を取り付け可能なチャック装置１５（例えば後述するオーガ併用施工用チャック装置１５１）に付け替えることで、杭Ｐを良好に圧入することが可能になる。
【００２１】
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。
【００２２】
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の前後移動の動作と、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。
【００２３】
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、スライドベース１３の油圧シリンダ１３ａに設けられているストロークセンサ１３ｂに接続されている。
また、コントローラー１は、リーダーマスト１４（杭圧入引抜機１０）に取り付けられたチャック装置１５に接続するためケーブル（図示省略）を備えている。なお、リーダーマスト１４にチャック装置１５が取り付けられると、そのケーブルとチャック装置１５の端子とが接続されるようになっている。
【００２４】
そして、コントローラー１は、ストロークセンサ１３ｂが検知したサドル１２に対するリーダーマスト１４の前後位置に応じて、杭圧入引抜機１０がチャック装置１５を昇降させる荷重制限を切り替える荷重制御手段として機能し、例えば、リーダーマスト１４が前後に移動する全範囲中の少なくとも一部の範囲において、リーダーマスト１４が前方に移動した位置にあるほど荷重制限値を低減する処理を実行する。
【００２５】
また、コントローラー１は、杭圧入引抜装置１０（リーダーマスト１４）に配設されているチャック装置１５のタイプを判別する判別手段として機能し、例えば、ケーブル（図示省略）に接続されているチャック装置１５のタイプを判別して特定する処理を実行する。
【００２６】
また、コントローラー１は、判別手段としてのコントローラー１による、杭圧入引抜装置１０に配設されているチャック装置１５のタイプの判別結果に応じて、リーダーマスト１４が前後に移動する範囲を規制する移動規制手段として機能する。
【００２７】
例えば、図１（ａ）（ｂ）に示す杭圧入引抜機１０には、単独施工用チャック装置１５０が配設されている。このときコントローラー１は、リーダーマスト１４に取り付けられているチャック装置１５が単独施工用チャック装置１５０であることを判別している。
単独施工用チャック装置１５０が取り付けられた杭圧入引抜機１０におけるリーダーマスト１４は、図１（ａ）の配置に相当するのがｂ’点（図３参照）で、図１（ｂ）の配置に相当するのがｅ’点（図３参照）になっていることを、コントローラー１は判断している。
なお、杭圧入引抜機１０におけるリーダーマスト１４は、装置の構成上ａ点からｆ点（図３参照）までストロークできるようになっている。
【００２８】
そして、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、リーダーマスト１４の前後位置がｂ点からｄ点の範囲にあるとき、杭圧入引抜機１０は装置の最大出力の１００％の荷重でチャック装置１５を昇降可能とし、また、リーダーマスト１４の前後位置がｄ点からｅ点の範囲にあるとき、リーダーマスト１４が前方に移動した位置にあるほど荷重制限値を低減させるように、杭圧入引抜機１０は装置の最大出力の１００％から６０％に無段階に切り替えた荷重制限でチャック装置１５を昇降させ、また、リーダーマスト１４の前後位置がｅ点からｆ点の範囲にあるとき、杭圧入引抜機１０は装置の最大出力の６０％の荷重制限でチャック装置１５を昇降させるようになっている。
このように、単独施工用チャック装置１５０が取り付けられた杭圧入引抜機１０は、判別手段として機能するコントローラー１によるチャック装置１５の判別結果に応じた、図３にＧ１で示す荷重調整の荷重制限値に基づき、荷重制御手段として機能するコントローラー１がチャック装置１５を昇降させるようになっている。
【００２９】
また、単独施工用チャック装置１５０が取り付けられた杭圧入引抜機１０におけるリーダーマスト１４は、移動規制手段として機能するコントローラー１によって、図１（ａ）の配置に相当するｂ点（図３参照）から、図１（ｂ）の配置に相当するｆ点（図３参照）の範囲で移動するように、その移動範囲が規制されている。
このようなリーダーマスト１４の移動範囲の規制によって、リーダーマスト１４がｂ点より後方に移動してしまい、単独施工用チャック装置１５０がサドル１２やクランプ装置１１に衝突してしまうことを防ぐことができる。
【００３０】
また例えば、図２（ａ）（ｂ）に示す杭圧入引抜機１０には、杭圧入の補助装置であるオーガ装置を取り付け可能なオーガ併用施工用チャック装置１５１が配設されている。このときコントローラー１は、リーダーマスト１４に取り付けられているチャック装置１５がオーガ併用施工用チャック装置１５１であることを判別している。
オーガ併用施工用チャック装置１５１が取り付けられた杭圧入引抜機１０におけるリーダーマスト１４は、図２（ａ）の配置に相当するのがａ’点（図３参照）であり、図２（ｂ）の配置に相当するのがｅ点（図３参照）になっていることを、コントローラー１は判断している。
なお、このオーガ併用施工用チャック装置１５１は、単独施工用チャック装置１５０に比べて大きい。例えば、リーダーマスト１４の取付位置からチャック中心までの長さが、単独施工用チャック装置１５０はＬ１であるのに対し、オーガ併用施工用チャック装置１５１はＬ２（Ｌ２＞Ｌ１）である。
そのため、オーガ併用施工用チャック装置１５１と単独施工用チャック装置１５０とをそれぞれ用いて同じサイズの杭Ｐの圧入を行う場合には、それぞれサドル１２（クランプ装置１１）からチャック装置１５のチャック中心までの距離を同じにすると、単独施工用チャック装置１５０を取り付けたリーダーマスト１４よりも、オーガ併用施工用チャック装置１５１を取り付けたリーダーマスト１４は“Ｌ２−Ｌ１”の長さ分、後方に移動することになる。
このため、ａ’点からａ点（図３参照）まで後方に動いてもチャック装置１５１とサドル１２が干渉することが無いので、ａ点から移動可能になっている。
【００３１】
そして、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、リーダーマスト１４の前後位置がａ点からｃ点の範囲にあるとき、杭圧入引抜機１０は装置の最大出力の１００％の荷重でチャック装置１５を昇降可能とし、また、リーダーマスト１４の前後位置がｃ点からｅ点の範囲にあるとき、リーダーマスト１４が前方に移動した位置にあるほど荷重制限値を低減させるように、杭圧入引抜機１０は装置の最大出力の１００％から６０％に無段階に切り替えた荷重制限でチャック装置１５を昇降させ、また、リーダーマスト１４の前後位置がｅ点からｆ点の範囲にあるとき、杭圧入引抜機１０は装置の最大出力の６０％の荷重制限でチャック装置１５を昇降させるようになっている。
このように、オーガ併用施工用チャック装置１５１が取り付けられた杭圧入引抜機１０は、判別手段として機能するコントローラー１によるチャック装置１５の判別結果に応じた、図３にＧ２で示す荷重調整の荷重制限値に基づき、荷重制御手段として機能するコントローラー１がチャック装置１５を昇降させるようになっている。
【００３２】
以上のように、本発明に係る杭圧入引抜機１０は、サドル１２に対するリーダーマスト１４の前後の位置を検出するストロークセンサ１３ｂを備えたことで、リーダーマスト１４の前後位置に応じて調整した適正な荷重でチャック装置１５を昇降させることができる。そして、リーダーマスト１４の移動範囲中の少なくとも一部の範囲で、リーダーマスト１４が前方に移動した位置にあるほど荷重制限値を低減する処理を実行することによって、装置各部へかかる負担を軽減するとともに、作業効率のよい施工を行うことができる。
また、この杭圧入引抜機１０は、リーダーマスト１４に取り付けられているチャック装置１５のタイプを判別することができ、杭圧入引抜機１０に配設されているチャック装置１５（例えば、単独施工用チャック装置１５０やオーガ併用施工用チャック装置１５１）に応じた荷重制限に切り替えて、適正な荷重でチャック装置１５を昇降させることができる。
このように、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。
【００３３】
なお、以上の実施の形態においては、油圧シリンダ１３ａに備えたストロークセンサ１３ｂを用いてサドル１２に対するリーダーマスト１４（スライドベース１３）の位置を検出するようにしたが、本発明はこれに限定されるものではなく、他の構成のセンサを用いて、サドル１２に対するリーダーマスト１４の位置を検出するようにしてもよい。
【００３４】
また、その他、具体的な荷重制限値や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。
【符号の説明】
【００３５】
１      コントローラー（荷重制御手段、判別手段、移動規制手段）
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
１３ａ  油圧シリンダ
１３ｂ  ストロークセンサ（センサ）
１４    リーダーマスト
１５    チャック装置
Ｐ      杭
【図１】
2015105484.tif 000003
【図２】
2015105484.tif 000004
【図３】
2015105484.tif 000005