(57)【要約】【課題】  トラッククレーン等のブーム先端に、所定の杭種、杭径にあわせた杭打設アタッチメントを容易に装着し、杭打設を迅速かつ確実に行えるようにする。【解決手段】  トラッククレーン１のクレーンのブーム先端２ａに油圧減速機１０を取り付け、油圧減速機１０の下端にアースバケット３６等の掘削手段３０の外筒３１を取り付け、杭掘削手段３０の上端を装着し杭打設を行うために、油圧減速機１０は、その上面に補巻きワイヤＷ1を油圧減速機１０内に導くワイヤ案内手段が、内部に油圧減速機１０へ駆動媒体を供給する経路中に補巻きワイヤＷ1を減速機に挿通可能なスイベルが収容され、下面に、補巻きワイヤＷ1を下端から導出し、杭掘削手段３０を同軸的に案内して連結するガイド案内部２０が連接され、その上端には連結時に杭掘削手段３０との連結を保持するロック手段２３，２６が備えられている。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
クレーンが装架された自走可能なベース車両の前記クレーンのブーム先端に油圧減速機を取り付け、その油圧減速機の下端に所定の杭掘削手段を取り付け、該杭掘削手段で杭打設を行う杭打設装置において、
前記油圧減速機は、その上面に前記トラッククレーンの補巻きワイヤを前記油圧減速機内に導くワイヤ案内手段が設けられ、その内部に前記油圧減速機へ駆動媒体を供給する経路中に前記補巻きワイヤを該減速機に挿通させる開閉経路が付加されたスイベルが収容され、その下面に該油圧減速機に、前記補巻きワイヤを下端から導出するとともに、前記杭掘削手段を同軸的に案内して連結するガイド案内部と、連結時に前記杭掘削手段との連結を保持するロック手段とを備えたことを特徴とする杭打設装置。
【請求項２】
前記杭掘削手段は、アースバケットであって、該アースバケットを下端に吊持し、伸長可能なケリーバーの外筒が前記ガイド連結部の一部に螺着され、前記ロック手段で連結が保持されるとともに、前記補巻きワイヤを下端から導出された前記補巻きワイヤが前記ケリーバーの上端に連結され、前記ケリーバーの伸長量が調整されるようにしたことを特徴とする請求項１記載の杭打設装置。
【請求項３】
前記杭掘削手段は、アースオーガであって、該アースオーガの上端が前記ガイド連結部の下部に螺着され、前記ロック手段で連結が保持されるようにしたことを特徴とする請求項１記載の杭打設装置。
【請求項４】
前記ロック手段は、前記ガイド案内部の上端に全周にわたり形成された鋸歯状のロック歯と、前記杭掘削手段の上端に設けられたロック爪との係止により連結が保持されることを特徴とする請求項１乃至請求項３のいずれか１項に記載の杭打設装置。
【請求項５】
前記油圧減速機の初期位置からの降下量を検知する検知部と、該検知部で得られた降下量信号をもとに、前記ブームの縮退あるいは起伏調整を行って前記杭掘削手段の運転時の鉛直度保持を行うように前記油圧減速機を運転制御する制御部を備えたことを特徴とする請求項１乃至請求項３のいずれか１項に記載の杭打設装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は杭打設装置に係り、トラッククレーン等のブーム先端に、所定の杭種、杭径にあわせた杭打設アタッチメントを容易に装着でき、杭打設を迅速かつ確実に行えるようにした杭打設装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
杭打設装置の小型化、機動性を高めるために、トラッククレーン（ホイールクレーン）等の一般路を走行可能な揚重設備をベースマシンとし、市街地等の狭隘な場所での杭打ち作業を行えるようにした杭打ち機が開発されている（非特許文献１）。この杭打ち機は、杭打設作業において、トラッククレーンのブーム先端に組立鋼材からなる柱状のリーダを吊り下げ式に取り付け、このリーダに沿って昇降可能な油圧オーガに装着されたスクリューを回転、押込み動作させて所定径の杭を施工する装置である。
【０００３】
一方、出願人は油圧減速機を搭載した自走式クレーンに搭載した小型杭打ち機による施工方法を提案している（特許文献１）。この施工方法では、小型自走式クレーン車に油圧減速機を装備し、杭施工現場において、油圧減速機の下端にスクリュー、アースバケット等の杭種に応じた杭施工アタッチメントを装着して、杭打設を行うことにより機動性のある装置を利用した効率の良い杭打設作業を可能とした。
【０００４】
【非特許文献１】中央自動車興業株式会社作成，杭打ち機「ａｖｏｌｏｎ」紹介ホームページ，［online］，［平成１６年４月１０日検索］，インターネットＵＲＬ＜：http://www.avolon.co.jp/cv-250.html＞
【特許文献１】特開２００２−１２９５５９公報。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ところで、非特許文献１の杭打ち機は、小径の杭打設を行う場合にも、杭掘削に先立ってトラッククレーン等のブーム先端に、油圧オーガをガイドするリーダを懸垂して吊り込み、リーダを所定位置に立設する必要がある。また、リーダ内には油圧オーガの昇降のため各種のワイヤリングを装備する必要もある。
【０００６】
一方、出願人の提案した施工法方法では、各種の杭施工を想定していたが、油圧減速機と杭打設アタッチメントとの連結において、十分な解決が図れていなかった。そこで、本発明の目的は上述した従来の技術が有する問題点を解消し、特にトラッククレーン等のブーム先端に油圧減速機を迅速かつ容易に装着でき、さらにその油圧減速機にアースバケットのケリーバーシャフトやアースオーガのスクリュー等を容易かつ確実に着脱できるようにした杭打設装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記目的を達成するために、本発明は  クレーンが装架された自走可能なベース車両の前記クレーンのブーム先端に油圧減速機を取り付け、その油圧減速機の下端に所定の杭掘削手段を取り付け、該杭掘削手段で杭打設を行う杭打設装置において、
前記油圧減速機は、その上面に前記トラッククレーンの補巻きワイヤを前記油圧減速機内に導くワイヤ案内手段が設けられ、その内部に前記油圧減速機へ駆動媒体を供給する経路中に前記補巻きワイヤを該減速機に挿通させる開閉経路が付加されたスイベルが収容され、その下面に該油圧減速機に、前記補巻きワイヤを下端から導出するとともに、前記杭掘削手段を同軸的に案内して連結するガイド案内部と、連結時に前記杭掘削手段との連結を保持するロック手段とを備えたことを特徴とする。
【０００８】
前記杭掘削手段は、アースバケットであって、該アースバケットを下端に吊持し、伸長可能なケリーバーの外筒が前記ガイド連結部の一部に螺着され、前記ロック手段で連結が保持されるとともに、前記補巻きワイヤを下端から導出された前記補巻きワイヤが前記ケリーバーの上端に連結され、前記ケリーバーの伸長量が調整されるようにすることが好ましい。
【０００９】
前記杭掘削手段を、アースオーガとし、該アースオーガの上端が前記ガイド連結部の下部に螺着され、前記ロック手段で連結が保持されるようにすることが好ましい。
【００１０】
以上の杭掘削手段を連結保持するために、前記ロック手段は、前記ガイド案内部の上端に全周にわたり形成された鋸歯状のロック歯と、前記杭掘削手段の上端に設けられたロック爪との係止を図るようにすることが好ましい。
【００１１】
以上の杭掘削手段の運転のために、前記油圧減速機の初期位置からの降下量を検知する検知部と、該検知部で得られた降下量信号をもとに、前記ブームの縮退あるいは起伏調整を行って前記杭掘削手段の運転時の鉛直度保持を行うように前記油圧減速機を運転制御する制御部を備えることが好ましい。
【発明の効果】
【００１２】
本発明によれば、クレーンが装架されたトラッククレーン等の自走可能なベース車両の前記クレーンのブーム先端に、リーダ等を設けることなく、油圧減速機を直接容易に取り付けられ、さらにこの油圧減速機の下部に各種の杭掘削手段を確実に装着して、小型杭の打設を容易かつ迅速に行えるという効果を奏する。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
以下、本発明の杭打設装置の実施するための最良の形態として、以下の実施例について添付図面を参照して説明する。
【実施例１】
【００１４】
図１は、杭打設位置にトラッククレーン１を配備し、ブーム先端２ａに油圧減速機と、油圧減速機１０にロック機構を介して装着された実施例としてアースバケット工法のケリーバー３０と、他の実施例（後述する実施例２：鋼管圧密工法）において利用される、油圧減速機１０にガイド連結部２０を介してアースオーガ４０（掘削用スクリュー）とが装着された例を併せて図示した本発明の杭打設装置の全体説明図である。
【００１５】
本発明のトラッククレーン１は、図２に示したように、トラックシャーシ上に油圧クレーン４を装架し、クレーン４のブーム２を収納した状態で一般道路を通行可能な走行車両で、クレーン４のブーム２の各駆動動作（伸縮、起伏、旋回、ワイヤ巻き上げ、巻き下げ）は運転室５からの遠隔操作によって自動、マニュアル等の切り替え自在に操作することができる。図１に示したように、クレーン作動時の安定性の保持のために、車両本体の前後左右に張り出し可能な所定のアウトリガー６が装備されている。なお、本明細書では車両名称として、他にホイールクレーン、ラフタークレーン等と称される、上述したようなクレーンを装架した走行車両を総称してトラッククレーンと呼ぶものとする。
【００１６】
ここでトラッククレーン１のブーム先端２ａに装着される油圧減速機１０の構成及び、その装着方法について、図３〜図７を参照して説明する。油圧減速機１０は、図３に示したように、杭打設位置においてアウトリガー等を張り出して安定状態にあるトラッククレーン１（図１）のブーム先端２ａに装着される。このとき、油圧減速機１０は地盤上に台座を介して自立状態にあり、図４に示した着脱装置１１により、容易かつ確実にブーム先端２ａに装着できるようになっている。すなわち、図４両図に示したように、ブーム先端２ａには回動可能に連結支持トッププレート８が装着されている。このトッププレート８の先端には円板状の把持プレート９が一体的に形成されている。この把持プレート９は、図４（ｂ）に示したように、後述する吊り軸１２の外径よりわずかに大きな半円状切欠部９ａと、吊り軸１２の下半部を支持するロックキー１３が嵌合可能なキー切欠部９ｂで形成されている。したがって、油圧減速機１０をブーム先端２ａに取り付けるには、図３の状態のように、地盤上に自立させた油圧減速機１０の上端に設けられた着脱装置１１の吊り軸１２を軸支する三角形状の支持ブラケット１４の外側にブーム先端２ａの把持プレート９の切欠部９ａ、９ｂを落とし込み、下方からロックキー１３を宛った状態で、側方から見て一直線状になった把持プレート９とロックキー１３に形成された貫通孔にジョイントピン１５を挿入して油圧減速機１０をブーム先端２ａに迅速かつ容易に固定できる。
【００１７】
また、油圧減速機１０のこの把持プレート９には、トラッククレーン１に装備された補巻きワイヤＷ1を油圧減速機１０内に導くワイヤ案内手段としてのプーリ１６が軸支されており、図４に示したように、補巻きワイヤＷ1は油圧減速機１０の軸心に沿って油圧減速機１０内に導かれるようになっている。
【００１８】
図５は、油圧減速機１０と油圧減速機１０の下端に取着されたガイド連結部２０とを示した一部断面図である。同図に示したように、油圧減速機１０は、図示しないクレーン側からの油圧制御により所定のトルク、回転数で駆動する回転駆動装置で、油圧駆動部の一部としてのＴ型スイベル１７が組み込まれている。このＴ型スイベル１７の口元にはそれぞれクレーン４本体側で制御可能な開閉弁１８，１９が装備されており、回転時の油圧系統の制御が図られる。なお、本発明では、上部に位置する開閉弁１８側から油圧経路内に補巻きワイヤＷ1が配線されており、この補巻きワイヤＷ1は、図５に示したように、油圧駆動部とその下端に一体的に形成されたガイド連結部２０とを貫通するように軸心位置に形成された駆動媒体配管Ｐ内に、プーリ１６を経由して油圧減速機１０の上端から挿通され、ガイド連結部２０下端から外部に引き出されるようになっている。
【００１９】
ここで、ガイド連結部２０の構成について、図６，図７を参照して説明する。油圧減速機１０の下端には、ガイド連結部２０が同軸的に形成されている。このガイド連結部２０は、下端が円錐台形状をなしたガイド部２１と、上部の所定範囲に所定ピッチの雄ネジ部２２から構成された筒状の鋼管加工部材で、本実施例では、外径φ２９０の鋼管の上部１５０mmの範囲に雄ネジ部２２が形成されている。さらに雄ネジ部２２の上部には、雄ネジ部２２の外径よりわずかに大きなロック歯部２３が一体的に設けられている。このロック歯部２３は、扁平な直角三角形の歯形状のロック歯２４が円周状に連続形成されている。  たとえば図６（ｂ）に示したケリーバー３０の外筒３１の内面に形成され、ガイド連結部２０の雄ネジ部２２と螺合可能なピッチの雌ネジ部２５が形成されており、油圧減速機１０側の正逆回転により、所定位置に自立状態にある外筒３１との連結、解除を行えるようになっている。このとき外筒３１の外側面には、ロック爪部２６が形成されており、同図（ｄ）に示したように、上端がロック歯２４と係止可能なロック爪２７が内蔵スプリング２８によって突出状態が初期状態となるように付勢されて収容されている。このロック爪２７は上述したように、油圧減速機１０の正回転により、ネジ部が螺合し、図７に示したように、螺合が完了した段階でロック歯２４に係止する。これにより油圧減速機１０とケリーバー３０の外筒３１とが一体化する。
【００２０】
一方、図６（ｄ）に示したように、ロック爪２７の下側には解除ワイヤＷ3が繋がれている。この解除ワイヤＷ3を引くことで、内蔵スプリング２８の付勢力に抗して、油圧減速機１０とケリーバー３０の外筒３１との切り離し時にロック爪２７とロック歯２４との係止を解除して油圧減速機１０を逆回転（図７矢印方向）させ、両者を切り離すことができる。
【００２１】
次に、本発明の杭打設装置をアースバケット工法に適用する際のケリーバー３０の取り付け方法について、図８を参照して説明する。図８各図には、ケリーバーの外筒３１内にケリーバー心棒３２と、その外周に入れ子構造をなして多重に収容された複数本の中空四角断面形状の筒形ケリーバー３３とが示されている。このケリーバー３０（３１，３２，３３の全体構成を指す。）は、外筒３１がクレーン４の主巻きワイヤＷ2によってケリーバー３０の外筒３１の中間位置で吊持されるとともに、地表位置のケリーバー心棒３２の下端を支点として、その上端にガイド連結部２０から延出した補巻きワイヤＷ1にスイベル３４を介して吊持された状態にある。同図（ａ）のケリーバー３０が斜めに吊持された状態から外筒３１をガイド連結部２０と同軸状態となるように鉛直に起立させ、油圧減速機１０を正回転させてガイド連結部２０と外筒３１とを連結させる（図８（ｂ））。このときケリーバー３０はスイベル３５を介して補巻きワイヤＷ1に連結されているため、共回りは生じない。完全にガイド連結部２０とケリーバー３０の外筒３１とを連結させた状態で、ケリーバー３０の下端に所定杭径の掘削が可能な公知のアースバケット３６を連結する。以後、油圧減速機１０の回転とブーム２の操作に伴う押し込み力とにより地盤内に所定の杭孔を施工することができる。
【００２２】
施工する杭の鉛直性は、クレーンのブーム操作により油圧減速機１０の下降距離に対してのブーム角を変化させることにより保持させることができる。このときのブーム角の変化は油圧減速機１０の降下位置を検知可能なセンサ（図示せず）からの情報をもとに、クレーンに搭載された制御装置によって対象となる部位の三角関数の変化を把握し、対応するブームの縮退、ブーム全体の起伏角の調整等を自動的に行う自動運転が可能である。
【００２３】
また、アースバケット工法による杭施工において、孔壁の保持のために、図示しないプラントから供給された安定液で杭孔内を充満させることが好ましい。掘削完了後は、公知の場所打ち杭の施工と同様に、杭孔に鉄筋篭を沈設しトレミー管等によりコンクリート打設を行い、杭を完成させることができる。
【実施例２】
【００２４】
図９を参照して、図１に併記したアースオーガ４０を搭載した杭打設装置の実施例を例に油圧系統について簡単に説明し、このアースオーガ４０を用いて行う鋼管圧密工法の手順について図１０を参照して説明する。
【００２５】
アースオーガ４０の運転は、運転席５において、図９に模式的に示された油圧系統５０内に設けられた三方弁５１の切り替え操作により、油圧減速機１０（ＭＴ）による回転付与と、アースオーガ４０の掘削深さに応じた補巻きウインチ５２の運転を、操作者のマニュアル運転あるいはコンピュータ制御による自動運転で行うことができる。主巻きウインチ５３、補巻きウインチ５２は、本実施例ではディーゼルエンジン５４を原動機とした油圧ポンプ５５の作動によって運転されるようになっている。また、油圧減速機１０に供給される油圧系統は、ブーム内に設備された固定配管５６と、ブーム２の伸縮、起伏分を吸収するための油圧ホース５７部分とから構成されており、両者は公知のカップラ（図示せず）で連結されている。
【実施例３】
【００２６】
図９に示したアースオーガ鋼管４０を用い、鋼管圧密削孔により掘削した杭孔にコンクリート粉体と骨材を充填して造成する小型の地盤改良杭の施工装置として用いた例について、図１０を参照して説明する。図９（ａ）に示したように、下半部にスクリューが形成され、先端ヘッドが取り付けられたアースオーガ鋼管４０を、上述したように油圧減速機１０のガイド連結部２０に連結し、所定の深さまでの掘削が完了後、上部鋼管を取り外しケーシングとしての下部鋼管６２に直接、油圧減速機１０を連結し、さらに圧密削孔を行う（同図（ｂ））。その後、ケーシング６３を地中に残置し、油圧減速機１０を分離した後、ホッパ６４を有するベッセル６５を設置する（同図（ｃ），（ｄ））。このホッパ６４上に骨材パック６６を吊り込む。この骨材パック６６は骨材、乾燥セメントの混合材料からなり、袋状体の底部がホッパ６４位置で裂かれ、ホッパ６４、縦シュート６７を介してケーシング６３内に充填される（同図（ｄ），（ｅ））。ケーシング６３内に骨材、乾燥セメントが充填された状態で、ベッセル６５を撤去する（同図（ｆ））。その後、油圧減速機１０を連結してケーシング６３を引き抜き、コンクリート充填杭６８が完成する（同図（ｇ））。さらに杭頭処理としては、真矢モンケン６９で杭頭を打撃して締め固めることができる（同図（ｈ））。
【図面の簡単な説明】
【００２７】
【図１】本発明の杭打設装置を装着したトラッククレーンの一実施例の構成を示した説明図。
【図２】杭打設装置を搭載するトラッククレーンの一例を示した説明図。
【図３】油圧減速機の装着状態を示した状態説明図。
【図４】油圧減速機の装着部材を示した拡大図。
【図５】油圧減速機の内部の一部とガイド連結部とを示した構成図。
【図６】ガイド連結部とケリーバーの外筒との連結過程状態を示した部分拡大図。
【図７】ガイド連結部とケリーバーの外筒との連結時を示した部分拡大図。
【図８】ケリーバーの外筒と油圧減速機のガイド連結部との連結状態を示した状態説明図。
【図９】本発明の杭打設装置の油圧系統の一実施例を示したブロック図。
【図１０】鋼管圧密工法の実施手順を示した説明図。
【符号の説明】
【００２８】
１  トラッククレーン
２  ブーム
２ａ  ブーム先端
４  クレーン
５  運転室
１０  油圧減速機
１１  着脱装置
１６  プーリ
１７  スイベル
２０  ガイド連結部
２２  雄ネジ部
２３  ロック歯部
２４  ロック歯
２５  雌ネジ部
２６  ロック爪部
２７  ロック爪
Ｗ1  補巻きワイヤ
Ｗ2  主巻きワイヤ
Ｗ3  解除ワイヤ
３０  ケリーバー
３１  外筒
３６  アースバケット
４０  アースオーガ
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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