(57)【要約】【課題】回転筒を軽量化し、その重心位置を下げて、小型クレーンを用いて作業可能な杭抜き装置を提供する。【解決手段】フランジ２００に搭載されたチャック機構は、略鉛直方向に立てられた中空の回転筒３０２の外周面に対して把持／開放の切り替え動作を行う。チャック機構が回転筒３０２を把持したときに動力源１３０からの回転駆動力により回転筒３０２は回転駆動される。フランジ２００を支持する昇降テーブル１２０はアクチュエータ１１４により昇降する。チャック機構が回転筒３０２を把持した状態で昇降テーブル１２０を下降させて掘進し、チャック機構が回転筒３０２を開放した状態で昇降テーブル１２０を上昇させて回転筒３０２に対するチャック機構の把持位置を変更する。【選択図】  図１
2004245003.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
略鉛直方向に立てられた中空の回転筒と、
前記回転筒を回転させるための回転駆動力を発生する動力源と、
前記回転筒の外周面に対して把持／開放の切り替え動作を行い、前記回転筒を把持したときに前記回転筒に前記回転駆動力を伝達するチャック機構と、
前記チャック機構を前記回転筒の回転軸方向に移動させるアクチュエータと
を備えることを特徴とする杭抜き装置。
【請求項２】
前記チャック機構が前記回転筒を把持した状態で前記アクチュエータは前記チャック機構を下降させ、前記チャック機構が前記回転筒を開放した状態で前記アクチュエータは前記チャック機構を上昇させる請求項１に記載の杭抜き装置。
【請求項３】
前記回転駆動力により前記チャック機構が回転した状態で、前記チャック機構は前記回転筒に対する把持／開放の切り替え動作を行う請求項１に記載の杭抜き装置。
【請求項４】
前記チャック機構が、前記回転筒の外周面を取り囲むように配置された、一対の略半円形のチャックバンドを備える請求項１に記載の杭抜き装置。
【請求項５】
前記動力源及び前記チャック機構が搭載された昇降テーブルを更に備え、前記アクチュエータは前記昇降テーブルを昇降させる請求項１に記載の杭抜き装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は地中に埋め込まれた杭を引き抜く際に使用される杭抜き装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
ビル、マンション、工場等の地上建造物では、その荷重を支持するために、地中の固い地盤まで杭が埋め込まれている。これらの地上建築物を解体等する場合は、地中に深く埋め込まれた杭を引き抜く必要がある。このときに使用される杭抜き装置の一例が特許文献１に記載されている。
【０００３】
特許文献１の杭抜き装置は、外筒とこの中に挿入された内筒とを備える。引き抜こうとする杭が内筒内に収まるように外筒及び内筒を吊り下げて、内筒を回転させて、内筒内に杭が挿入されるように掘進する。杭の先端まで掘進した後、内筒と外筒を回転軸方向に相対移動させることにより、内筒及び外筒の先端に設けられた把持機構により杭を把持する。その後、杭抜き装置を吊り上げると、杭を内筒内に収めた状態で引き上げることができる。
【０００４】
この杭抜き装置によれば、杭の引き抜き作業を容易且つ効率的に、低騒音・低振動で行うことができる。
【０００５】
【特許文献１】
特開２００１−１６４５７２号公報
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記の従来の杭抜き装置では、内筒及び外筒の上端に、内筒を回転させるための回転装置や内筒を外筒に対して相対移動させるための油圧シリンダなどを備える。即ち、二重管構造物の上端に重量物が取り付けられた構成である。このような杭抜き装置を、クレーンなどを用いて鉛直方向に吊り下げて作業を行う必要がある。従って、装置の重量が極めて大きいので、吊り上げ能力が大きなクレーンが必要となり、作業コストが増大する。更に、装置の重心位置が高いため、作業時の装置の安定性が悪い。
【０００７】
本発明は、上記の従来の杭抜き装置の問題を解決し、小さなクレーンを用いて作業が可能で、重心位置が低く、安定性が改善された杭抜き装置を提供することを目的とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
上記の目的を達成するために、本発明の杭抜き装置は、略鉛直方向に立てられた中空の回転筒と、前記回転筒を回転させるための回転駆動力を発生する動力源と、前記回転筒の外周面に対して把持／開放の切り替え動作を行い、前記回転筒を把持したときに前記回転筒に前記回転駆動力を伝達するチャック機構と、前記チャック機構を前記回転筒の回転軸方向に移動させるアクチュエータとを備えることを特徴とする。
【０００９】
【発明の実施の形態】
本発明の杭抜き装置では、チャック機構は、回転筒の把持／開放の切り替え動作を行い、回転筒を把持したときに回転筒が回転する。従って、チャック機構が回転筒を把持したときに、回転筒が下降するようにアクチュエータを操作することにより、回転筒の内部に杭を収納するようにして掘進を行うことができる。また、チャック機構が回転筒を開放したときに、チャック機構が上昇するようにアクチュエータを操作することにより、チャック機構による回転筒の把持位置を回転筒の上端側に移動させることができる。この動作を繰り返すことにより、杭の周囲を効率よく掘削する杭抜き装置を構成できる。
【００１０】
しかも、チャック機構は回転筒の外周面に対して把持／開放の切り替え動作を行うので、チャック機構及びこれを介して回転筒を回転させる動力源を、回転筒に搭載させる必要はない。従って、従来の杭抜き装置のように、回転筒の重量が重くなったり、その重心位置が高くなって安定性が悪化することがない。よって、吊り上げ能力の比較的小さな小型のクレーンを用いても作業が可能である。
【００１１】
上記の本発明の杭抜き装置において、前記チャック機構が前記回転筒を把持した状態で前記アクチュエータは前記チャック機構を下降させ、前記チャック機構が前記回転筒を開放した状態で前記アクチュエータは前記チャック機構を上昇させることが好ましい。かかる好ましい構成によれば、この動作を繰り返し行うことにより、効率良く掘進作業を行うことができる。
【００１２】
また、上記の本発明の杭抜き装置において、前記回転駆動力により前記チャック機構が回転した状態で、前記チャック機構は前記回転筒に対する把持／開放の切り替え動作を行うことが好ましい。かかる好ましい構成によれば、把持／開放の切り替え動作のために、チャック機構の回転を停止させる必要がないので、作業効率が向上する。また、チャック機構の回転／停止を繰り返すことによるエネルギーの浪費を解消できる。
【００１３】
また、上記の本発明の杭抜き装置において、前記チャック機構が、前記回転筒の外周面を取り囲むように配置された、一対の略半円形のチャックバンドを備えることが好ましい。これにより、簡単な構成でチャック機構を実現できる。また、外径の異なる複数の回転筒に対応可能なチャック機構を実現できる。
【００１４】
また、上記の本発明の杭抜き装置において、前記動力源及び前記チャック機構が搭載された昇降テーブルを更に備え、前記アクチュエータは前記昇降テーブルを昇降させることが好ましい。かかる好ましい構成によれば、回転駆動力の伝達系を簡単に構成できる。また、掘削方向の推進力として、昇降テーブル及びその上の搭載物の重量を利用できる。
【００１５】
以下に本発明の杭抜き装置の好ましい実施の形態の一例を詳細に説明する。
【００１６】
図１は本発明の一実施形態にかかる杭抜き装置の側面図である。
【００１７】
図１中、１０は引き抜こうとする、地中に埋め込まれた杭である。１１０は地上に固定される杭抜き装置のベースである。ベース１１０には杭１０を露出させ、且つ掘進部３００を構成する中空の回転筒３０２が遊貫される開口１１２が形成されている。
【００１８】
１２０は昇降テーブルであり、油圧シリンダなどの第１アクチュエータ１１４を介してベース１１０上に設置される。第１アクチュエータ１１４の伸縮運動により、昇降テーブル１２０は矢印１２０ａ方向に昇降することができる。
【００１９】
昇降テーブル１２０に設けられた開口１２２にはフランジ２００が軸受け１２４を介して回転可能に取り付けられている。軸受け１２４はラジアル方向及びスラスト方向の荷重を支える。
【００２０】
また、昇降テーブル１２０上には、モータ（オーガー）１３０が、アタッチメント１２６を介して取り付けられている。モータ１３０の回転軸の先端にはプーリ１３２が結合されている。プーリ１３２及びフランジ２００の各外周面上にはギアが形成されており、これらのギア間にチェーン１３４が架け渡されている。これにより、モータ１３０の回転駆動力がチェーン１３４を介してフランジ２００に伝達される。
【００２１】
フランジ２００の中央には貫通穴２０４が形成されており、この貫通穴２０４内に回転筒３０２が遊貫されている。フランジ２００には、回転筒３０２の外周面に対して把持／開放を行うするチャック機構が取り付けられている。
【００２２】
チャック機構の構成を図２（Ａ）及び図２（Ｂ）を用いて説明する。図２（Ａ）はチャック機構の側面図、図２（Ｂ）は図２（Ａ）の２Ｂ−２Ｂ線での矢視断面図である。
【００２３】
図２（Ｂ）に示すように、チャック機構は、回転筒３０２の外周面を取り囲むように配された一対の略半円形のチャックバンド２１０，２１０を備える。各チャックバンド２１０の両端には、外方向に突出したチャック操作片２１２が取り付けられている。このようなチャックバンド２１０は、例えば鋼管を所定の形状に切り出して、その両端にチャック操作片２１２を溶接により取り付けることにより作成できる。
【００２４】
一対のチャックバンド２１０，２１０は、その円弧部分が回転筒３０２を挟み、且つチャック操作片２１２がフランジ２００に固着された一対のバンド固定具２０６を挟むようにして、配置される。
【００２５】
バンド固定具２０６を挟んで相互に対向するチャック操作片２１２，２１２には水平方向の貫通穴が形成されている。この貫通穴に連結棒２２０が挿入される。連結棒２２０の両端から圧縮コイルバネ２２２が挿入されたのち、連結棒２２０の両端にストッパ２２４が取り付けられる。この結果、圧縮コイルバネ２２２の弾性力により、対向するチャック操作片２１２，２１２に、互いに接近する方向の付勢力が付与される。この付勢力により一対のチャックバンド２１０，２１０は回転筒３０２を強大な力で締め付ける。
【００２６】
対向するチャック操作片２１２，２１２間に設けられたバンド固定具２０６は、図２（Ａ）に示すように略Ｔ字形状を有している。バンド固定具２０６は、フランジ２００に伝達された回転駆動力をチャックバンド２１０，２１０に伝達すると共に、チャックバンド２１０，２１０がフランジ２００から浮き上がるのを防止する。チャックバンド２１０，２１０の回転筒３０２に対する締め付け力により発生する摩擦力によって、回転筒３０２はフランジ２００と一体となって回転する。
【００２７】
図２（Ａ）に示すように、各チャック操作片２１２の上面にリンク保持部２１４が取り付けられている。バンド固定具２０６を挟んで対向するチャック操作片２１２，２１２上のリンク保持部２１４，２１４にＸ字状に組み合わされたリンク機構２３０が架け渡されるように取り付けられている。より詳細には、リンク機構２３０を構成する一対の棒状のアーム２３２，２３２の下端がリンク保持部２１４，２１４に回動可能に取り付けられている。アーム２３２の上端には滑車２３４が回転可能に取り付けられている。
【００２８】
図１に示したように、スラスト板２４０が油圧シリンダなどの第２アクチュエータ２４４を介して昇降テーブル１２０上に設置される。第２アクチュエータ２４４の伸縮運動により、スラスト板２４０は矢印２４０ａ方向に昇降することができる。スラスト板２４０のほぼ中央には開口２４２が形成されており、この開口２４２を回転筒３０２が遊貫している。
【００２９】
第２アクチュエータ２４４により、図２（Ａ）において矢印２４０ｂ方向にスラスト板２４０が下降されると、スラスト板２４０の下面が滑車２３４を押し下げる。この押し下げ力は、リンク機構２３０の働きにより、一対のアーム２３２，２３２の下端に連結されたリンク保持部２１４，２１４に対して矢印２１０ａ方向の力として作用し、圧縮コイルバネ２２２の付勢力に反して一対のチャックバンド２１０，２１０を回転筒３０２から離間させる。即ち、第２アクチュエータ２４４を駆動して、スラスト板２４０を下降させると、一対のチャックバンド２１０，２１０は回転筒３０２を開放する。逆に、スラスト板２４０を上昇させると、一対のチャックバンド２１０，２１０は圧縮コイルバネ２２２の付勢力により回転筒３０２を把持する。スラスト板２４０を下降させた時、その下面はリンク機構２３０の上端に取り付けられた滑車２３４と接するので、フランジ２００及び一対のチャックバンド２１０，２１０が回転しているときでも、一対のチャックバンド２１０，２１０による回転筒３０２に対する把持／開放の切り替え動作を行うことができる。
【００３０】
図１に示すように、掘進部３００は、鋼鉄製の中空円筒形状の回転筒３０２と、回転筒３０２の上端に取り付けられた懸架部３１０と、回転筒３０２の下端に取り付けられた、ダイアモンドからなる掘削刃３２０とを備える。掘進部３００は、その上端の懸架部３１０にクレーン（図示せず）のワイヤ４０２に取り付けられたフック４０４を係合させることにより吊り下げられて、その姿勢を略鉛直方向に保持される。３１２は懸架部３１０に備えられた回転継ぎ手であり、回転筒３０２の回転運動がフック４０４に伝達されるのを遮断する。
【００３１】
３０４は給液ホースであり、作業工程に応じて種々の流動物３０６が供給される。流動物３０６は、回転継ぎ手３１２を通過して回転筒３０２の内壁面に固着された配管３０８により、掘削刃３２０の近傍にまで導かれる。流動物３０６としては、掘進作業中は例えば掘削液（例えば水）であり、掘進作業が終了し、回転筒３０２を引き抜く際は例えばセメント溶解液や粘性土である。
【００３２】
次に、以上のように構成された本実施形態の杭抜き装置を用いた杭抜き作業手順を説明する。
【００３３】
最初に、引き抜こうとする杭１０の上端部を地表に露出させ、その杭１０がベース１１０の開口１１２内に収まるように、杭抜き装置を設置する。このときは掘進部３００はまだ搭載されていない。後の工程で回転筒３０２を回転させながら掘進させたときに、その反力でベース１１０が地表に対して回転したり浮き上がったりするのを防止するために、ベース１１０を地盤にわずかに埋め込んだり、ベース１１０上に重りを載せたりするのが好ましい。
【００３４】
次に、第２アクチュエータ２４４を駆動してスラスト板２４０を下降させ、一対のチャックバンド２１０，２１０を離間させる。
【００３５】
次に、クレーンにて掘進部３００を吊り上げて、スラスト板２４０の開口２４２、一対のチャックバンド２１０，２１０の間、フランジ２００の貫通穴２０４、昇降テーブル１２０の開口１２２、ベース１１０の開口１１２を順に通過させて、回転筒３０２の下端の開口内に杭１０の上端が収まるように、下降させる。
【００３６】
次いで、第２アクチュエータ２４４を駆動してスラスト板２４０を上昇させ、一対のチャックバンド２１０，２１０で掘進部３００の回転筒３０２を把持する。そして、クレーンを操作して、ワイヤ４０２をわずかに緩める。このようにして掘進部３００をほぼ鉛直方向に保持する。
【００３７】
給液ホース３０４から掘進液を供給しながら、モータ１３０を回転させる。回転駆動力は、プーリ１３２、チェーン１３４、フランジ２００、一対のチャックバンド２１０，２１０に順に伝達されて、回転筒３０２を回転させる。この状態で、第１アクチュエータ１１４を駆動して、昇降テーブル１２０を下降させる。回転筒３０２の下端の掘削刃３２０が地盤を掘削しながら、掘進部３００が昇降テーブル１２０と共に下降する。
【００３８】
第１アクチュエータ１１４のストロークのほぼ下死点近傍にまで昇降テーブル１２０が下降すると、第２アクチュエータ２４４を駆動してスラスト板２４０を下降させ、一対のチャックバンド２１０，２１０を離間させる。これにより、回転筒３０２が開放されて、その回転が停止する。但し、フランジ２００及び一対のチャックバンド２１０，２１０は回転したままである。この状態で、第１アクチュエータ１１４を駆動して、昇降テーブル１２０を、第１アクチュエータ１１４のストロークのほぼ上死点近傍にまで上昇させる。
【００３９】
その後、第２アクチュエータ２４４を駆動してスラスト板２４０を上昇させ、一対のチャックバンド２１０，２１０で掘進部３００の回転筒３０２を把持する。これにより、回転駆動力が回転筒３０２に伝達されて、回転筒３０２が再度回転し始める。この状態で、第１アクチュエータ１１４を駆動して、昇降テーブル１２０を下降させ掘進を再開する。
【００４０】
以下、上記の動作を繰り返し、杭１０が回転筒３０２内に挿入されるようにして所定の深さまで掘進を進める。その結果、杭１０の周囲に強固に付着した地盤の土砂が除去される。その後、クレーンにて掘進部３００を吊り上げて、杭抜き装置を除去する。そして、杭１０の上端を把持して、クレーンなどを用いて杭１０を引き抜く。掘進部３００を吊り上げる際に、給液ホース３０４からセメント液や粘性土などを掘削孔に供給して埋め戻しを行うと、掘進部３００や杭１０を引き抜いた後に周囲の地盤が崩れるのを防止することができるので好ましい。
【００４１】
以上のように、本発明の杭抜き装置では、一対のチャックバンド２１０，２１０で掘進部３００の回転筒３０２を把持し、回転筒３０２を回転させながら、第１アクチュエータ１１４によりこれらを下降させて掘進する。第１アクチュエータ１１４のストロークの下死点近傍に達すると、一対のチャックバンド２１０，２１０を開放する。そして、第１アクチュエータ１１４により一対のチャックバンド２１０，２１０を回転筒３０２に対して相対的に上昇させた後、再度一対のチャックバンド２１０，２１０で回転筒３０２を把持し、掘進を再開する。このように回転筒３０２の把持／開放を行う一対のチャックバンド２１０，２１０の高さを第１アクチュエータ１１４により変化させることにより、一対のチャックバンド２１０，２１０の回転筒３０２に対する把持位置を、徐々に回転筒３０２の上端側に移動させる。こうして掘進作業を断続的に行う。掘進に伴う振動や騒音は比較的小さい。
【００４２】
回転筒３０２を回転させるための回転駆動力を発生し伝達するモータ１３０から一対のチャックバンド２１０，２１０に至る回転駆動機構は昇降テーブル１２０上に搭載される。即ち、掘削部３００には、回転駆動機構や、掘削の推進力を発生させるアクチュエータが搭載されないので、上述の特開２００１−１６４５７２号公報に示された従来の杭抜き装置のように、掘削部の重量が大きくなったり、その重心位置が高くなって作業時の直立姿勢維持が不安定になったりすることがない。従って、吊り上げ能力の比較的小さな小型のクレーンを用いて作業できる。また、昇降テーブル１２０及びその上の搭載物の重量を掘削時の推進力として利用できる。
【００４３】
以上に説明した実施の形態は、あくまでも本発明の技術的内容を明らかにする意図のものであって、本発明はこのような具体例にのみ限定して解釈されるものではなく、請求の範囲の記載から解釈される発明の技術的思想の範囲内でいろいろと変更して実施することができ、本発明を広義に解釈すべきである。
【００４４】
例えば、本発明の杭抜き装置においては、引き抜こうとする杭１０の寸法に応じて、寸法（外径、内径、長さ）が異なる回転筒３０２を用いることができる。一対のチャックバンド２１０，２１０の曲率半径、弧の長さ、強度など適切に設定することにより、共通する一対のチャックバンド２１０，２１０を用いて外径が異なる回転筒３０２に対しても確実な把持／開放動作を行うことができる。
【００４５】
また、チャック機構として、上記の実施形態では略半円形の２つのチャックバンド２１０を組み合わせた例を示したが、弧の長さを短くした３以上のチャックバンドを組み合わせて使用しても良い。
【００４６】
また、上記の実施形態では、一対のチャックバンド２１０，２１０による回転筒３０２の把持／開放の切り替え動作を、一対のチャックバンド２１０，２１０自身が回転しながら行える構成であるが、作業効率の低下を甘受できるのであれば、一対のチャックバンド２１０，２１０の回転を停止させて把持／開放の切り替え動作を行う構成であっても良い。
【００４７】
【発明の効果】
以上のように、本発明によれば、回転筒の上端に重量物を備えないので、回転等の重量は比較的軽量で、その重心位置は低い。従って、小型のクレーンを用いて作業が可能な、杭の周囲を効率よく掘削する杭抜き装置を提供できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】図１は本発明の一実施形態にかかる杭抜き装置の側面図である。
【図２】図２（Ａ）は本発明の一実施形態にかかる杭抜き装置のチャック機構の側面図、図２（Ｂ）は図２（Ａ）の２Ｂ−２Ｂ線での矢視断面図である。
【符号の説明】
１０  杭
１１０  ベース
１１２  ベースの開口
１１４  第１アクチュエータ
１２０  昇降テーブル
１２２  昇降テーブルの開口
１２４  軸受け
１２６  アタッチメント
１３０  モータ
１３２  プーリ
１３４  チェーン
２００  フランジ
２０４  貫通穴
２０６  バンド固定具
２１０  チャックバンド
２１２  チャック操作片
２１４  リンク保持部
２２０  連結棒
２２２  圧縮コイルバネ
２２４  ストッパ
２３０  リンク機構
２３２  アーム
２３４  滑車
２４０  スラスト板
２４２  スラスト板の開口
２４４  第２アクチュエータ
３００  掘進部
３０２  回転筒
３０４  給液ホース
３０６  流動物
３１０  懸架部
３１２  回転継ぎ手
３２０  掘削刃
４０２  ワイヤ
４０４  フック
【図１】
2004245003.tif 000003
【図２】
2004245003.tif 000004