(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
ベースマシンに起伏可能に設けたリーダに沿って昇降するガイド部に杭の回転駆動装置を搭載し、該回転駆動装置に杭を係合して、回転駆動装置を回転させながら前記杭を埋設する杭打機において、前記杭の頭部外周に頭部突起を、中間部外周に中間突起をそれぞれ設けるとともに、前記回転駆動装置に杭挿通孔を形成し、該杭挿通孔内周壁に、前記頭部突起及び中間突起の通過を許容する軸線方向の通路と、前記頭部突起及び中間突起が回転駆動装置の下方から挿入されて係合する鉤状係合凹部とを、周方向に位相を変えて設けたことを特徴とする杭打機。
【請求項２】
前記回転駆動装置は、前記リーダの軸線に対して直交する方向の軸回りに回動可能であることを特徴とする請求項１記載の杭打機。
【請求項３】
請求項１記載の杭打機に杭を装着する杭装着方法において、傾けたリーダの上部に位置させた回転駆動装置の杭挿通孔に、前記杭を頭部から挿入し、頭部突起を前記通路内を通過させて、回転駆動装置をリーダに沿って中間突起の位置まで移動させ、回転駆動装置を回転させて鉤状係合凹部と中間突起とを一致させ、回転駆動装置を下げて中間突起を鉤状係合凹部に挿入し、回転駆動装置をさらに回転させて中間突起を鉤状係合凹部に係合させ、回転駆動装置を上方へ移動させて、杭下端をリーダの起立に支障のない高さに引き上げた後、リーダを起立させて杭を埋設可能状態に装着することを特徴とする杭装着方法。
【請求項４】
請求項１記載の杭打機を用いて杭を埋設する杭埋設方法において、回転駆動装置の鉤状係合凹部に中間突起を係合し、回転駆動装置にて杭を回転させながら回転駆動装置をリーダ下部まで下降させた後、回転駆動装置を回転させて鉤状係合凹部と中間突起との係合を解除し、回転駆動装置を上昇させて中間突起から鉤状係合凹部を離脱させて、さらに頭部突起の位置まで上昇させ、通路を頭部突起と一致させて通過させ、回転駆動装置を回転させて鉤状係合凹部と頭部突起とを一致させ、回転駆動装置を下げて頭部突起を鉤状係合凹部に挿入し、回転駆動装置をさらに回転させて頭部突起を鉤状係合凹部に係合させた状態で回転駆動装置にて杭を回転させながら回転駆動装置を下降させて杭を埋設することを特徴とする杭埋設方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、鋼管杭やケーシングパイプ等の杭を埋設する杭打機及び該杭打機への杭装着方法並びに該杭打機を用いた杭埋設方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
杭打機は、リーダ上部に引き上げた回転駆動装置の下方に、クレーン等により吊り込んだ杭に回転駆動装置を下降させて杭を係合して回転駆動装置に杭を装着し、回転駆動装置にて杭を回転させながら回転駆動装置を下降させて杭を圧入して埋設する。リーダよりも長尺の杭を埋設する場合は、埋設した杭と回転駆動装置との係合を解除して回転駆動装置を上昇させて次の杭と係合させ、この杭の下端を埋設した杭の頭部に溶接やネジ継手で継ぎ足して回転圧入を行い、この作業を繰り返して、所望の深さまで杭を埋設する。
【０００３】
なお、杭の係合手段としては、回転駆動装置の杭挿通孔にチャック機構を設けて杭を把持する構造や、回転駆動装置に搭載した杭回転モータの出力軸下端に杭キャップを連結し、該杭キャップに杭頭部を接続し、杭キャップの鉤状切欠部に杭頭部外周の突起を係合する構造がある。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
ところが、上述の構成では、一度に埋設できる杭の長さはリーダの長さから回転駆動装置の上下長さを差し引いた長さ以下になってしまう。また、安定性の問題からリーダをあまり長くすることができないため、長尺の杭を埋設する場合に、短い杭を何本も継ぎ足しながら埋設することは、施工効率やコスト面で問題があるだけでなく杭の鉛直性にも影響を及ぼすおそれがある。特に、天井等によって上空が制限された現場での施工は、リーダの長さが制限されることに加えて回転駆動装置の長さを考慮すると、杭の長さが大きく制限され、ことさらに、上記の問題点が顕著である。
【０００５】
そこで本発明は、リーダよりも長尺の杭を容易に装着して精度良く埋設することができる杭打機及び杭装着方法並びに杭埋設方法を提供することを目的としている。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
本発明の杭打機は、ベースマシンに起伏可能に設けたリーダに沿って昇降するガイド部に杭の回転駆動装置を搭載し、該回転駆動装置に杭を係合して、回転駆動装置を回転させながら前記杭を埋設する杭打機において、前記杭の頭部外周に頭部突起を、中間部外周に中間突起をそれぞれ設けるとともに、前記回転駆動装置に杭挿通孔を形成し、該杭挿通孔内周壁に、前記頭部突起及び中間突起の通過を許容する軸線方向の通路と、前記頭部突起及び中間突起が回転駆動装置の下方から挿入されて係合する鉤状係合凹部とを、周方向に位相を変えて設けたことを特徴としている。前記回転駆動装置の搭載は、ガイド部に対して固定又は回動可能であってよく、回動可能の場合は、前記リーダの軸線に対して直交する方向の軸回りに回動可能とする。
【０００７】
本発明の杭装着方法は、請求項１記載の杭打機に杭を装着する杭装着方法において、傾けたリーダの上部に位置させた回転駆動装置の杭挿通孔に、前記杭を頭部から挿入し、頭部突起を前記通路内を通過させて、回転駆動装置をリーダに沿って中間突起の位置まで移動させ、回転駆動装置を回転させて鉤状係合凹部と中間突起とを一致させ、回転駆動装置を下げて中間突起を鉤状係合凹部に挿入し、回転駆動装置をさらに回転させて中間突起を鉤状係合凹部に係合させ、回転駆動装置を上方へ移動させて、杭下端をリーダの起立に支障のない高さに引き上げた後、リーダを起立させて杭を埋設可能状態に装着することを特徴としている。
【０００８】
本発明の杭埋設方法は、請求項１記載の杭打機を用いて杭を埋設する杭埋設方法において、回転駆動装置の鉤状係合凹部に中間突起を係合し、回転駆動装置にて杭を回転させながら回転駆動装置をリーダ下部まで下降させた後、回転駆動装置を回転させて鉤状係合凹部と中間突起との係合を解除し、回転駆動装置を上昇させて中間突起から鉤状係合凹部を離脱させて、さらに頭部突起の位置まで上昇させ、通路を頭部突起と一致させて通過させ、回転駆動装置を回転させて鉤状係合凹部と頭部突起とを一致させ、回転駆動装置を下げて頭部突起を鉤状係合凹部に挿入し、回転駆動装置をさらに回転させて頭部突起を鉤状係合凹部に係合させた状態で回転駆動装置にて杭を回転させながら回転駆動装置を下降させて杭を埋設することを特徴としている。
【０００９】
【発明の実施の形態】
以下、本発明を図面に示される各実施形態例に基づいて説明する。図１乃至図１０は第１実施形態例を示すもので、杭打機１は、ベースマシン２のフロントブラケット３に下部を回動可能に設けたリーダ４をステーシリンダ５にて後方から支持し、ステーシリンダ５の伸縮でリーダ４を起伏可能としている。リーダ４には、リーダ４の両側に長手方向に設けられたガイドパイプ６，６に沿って昇降するガイド部７に杭の回転駆動装置８が着脱可能に固着されて搭載されている。
【００１０】
ガイド部７は、背面に設けたガイドギブ９，９でガイドパイプ６，６を両側から挟み、リーダ４の上下にそれぞれ設けたスプロケット１０，１１間に掛け渡されたチェーン１２の両端をそれぞれ上下端に接続しており、スプロケット１０，１１の回転によって移動するチェーン１２によって昇降する。リーダ４の下端には、杭１３の振れ止め１４が設けられている。
【００１１】
回転駆動装置８は、ベースフレーム１５に回転自在に設けられる円筒状の杭回転部１８と、該杭回転部１８を回転して杭１３に掘進回転力を与える杭回転油圧モータ１９とを有し、杭回転部１８に杭挿通孔２０が形成されている。杭１３は、下端に杭径よりも大径の螺旋羽根２１を有するとともに、頭部１３ａ外周の径方向に対向する位置に頭部突起２２を、中間部１３ｂ外周の径方向に対向する位置に中間突起２３をそれぞれ設けている。
【００１２】
前記杭挿通孔２０の内周壁には、前記頭部突起２２及び中間突起２３の通過を許容する軸線方向の通路２４と、前記頭部突起２２及び中間突起２３が下方から挿入されて係合する鉤状係合凹部２５とが周方向に位相を変えて設けられている。前記通路２４は、杭挿通孔２０の両端開口部に亘って杭挿通孔２０の内周壁に固着された２つの土手部材２６，２６間に形成されている。また、杭回転部１８の上縁と下縁には、通路２４の位置を示す目印となる凹部２７がそれぞれ形成されている。
【００１３】
前記鉤状係合凹部２５は、前記通路２４に隣接して、杭挿通孔２０の下部に形成されている。この鉤状係合凹部２５は、前記土手部材２６と、該土手部材２６の下部に周方向に接合されて挿通孔２０の内周壁に固着された土手部材２８と、該土手部材２８の上方に間隔を開けて平行に配置されて杭挿通孔２０の内周壁に固着された土手部材２９と、前記土手部材２６と間隔を開けて平行に配置されて杭挿通孔２０の内周壁に固着された土手部材３０とに囲まれて形成される四角い凹部で、該凹部中央下部の土手部材２８を切り欠いて突起挿入口３１を形成し、該突起挿入口３１上方を突起２２，２３が係合する係合部３２とし、全体形状が、図２に示す如く、略Ｔ字形を呈している。該係合部３２は、前記突起挿入口３１から土手部材２６側に直角に折れ曲がる一方の回転トルク伝達用の係合部３２ａと、前記土手部材３１側に直角に折れ曲がる他方の回転トルク伝達用の係合部３２ｂとからなり、該係合部３２ｂ入口の土手部材２８に抜止突起３３を形成している。また、杭回転部１８の下縁には、突起挿入口３１の位置を示す目印となる二連の凹部３４が形成されている。
【００１４】
次に、このように構成された回転駆動装置８を備えた杭打機１にリーダ４よりも長い杭１３を装着する方法及び杭１３を埋設する方法について説明する。図４に示されるように、ステーシリンダ５を縮めて後方へ傾けたリーダ４の上部に回転駆動装置８を位置させ、杭１３を相伴クレーン（図示せず）のワイヤ３５でリーダ４と平行に吊り上げて、下端を地面に、中間部下方を開いた状態の振れ止め１４にそれぞれ預ける。この状態で、回転駆動装置８をリーダ４に沿って下方へ移動させるか又は杭１３を引き上げて、回転駆動装置８の杭挿通孔２０に杭１３を頭部１３ａから挿入し、杭回転部１８を回転して凹部２７を前記頭部突起２２と一致させる。
【００１５】
続いて、図５に示されるように、頭部突起２２を前記通路２４内を通過させながら、回転駆動装置８をリーダ４に沿って下方へ移動させる。回転駆動装置８の鉤状係合凹部２５が前記中間突起２３に近づいたら、杭回転部１８を少し回転させて、前記凹部３４を中間突起２３に一致させ、回転駆動装置８を下げて、中間突起２３を突起挿入口３１から係合部３２へ挿入し、杭回転部１８をさらに少し回転して中間突起２３を係合部３２ｂに係合させる。
【００１６】
中間突起２３の係合が完了したら、図６に示されるように、回転駆動装置８をリーダ４に沿って上方へ移動させて、杭１３下端の螺旋羽根２１を振れ止め１４のすぐ下まで引き上げて、杭１３下端をリーダ４の起立に支障のない高さにした後、ステーシリンダ５を伸ばしてリーダ４を起立させ、図７に示されるように、リーダ４を直立状態とする。
【００１７】
リーダ４を直立させて、鉤状係合凹部２５に中間突起２３を係合した状態で、回転駆動装置８の杭回転部１８を杭回転油圧モータ１９で回転しながら回転駆動装置８を下降させる。これにより、図２に示されるように、土手部材３０の内面が中間突起２３の側面に、土手部材２９の下面が中間突起２３の上面にそれぞれ当接し、杭１３に回転トルク及び押下力を伝達して杭１３を回転圧入する。杭１３を回転させながら回転駆動装置８をリーダ４の下部まで下降させて、図８に示されるように、杭１３をその全長の半分程度埋設した後、回転駆動装置８の回転を停止して、杭回転部１８を少し逆回転して鉤状係合凹部２５と中間突起２３との係合を解除する。
【００１８】
続いて、回転駆動装置８を上昇させて中間突起２３から鉤状係合凹部２４を離脱させて、さらに回転駆動装置８を上昇させ、杭回転部１８の上縁の凹部２７を頭部突起２２に一致させる。この凹部２７と頭部突起２２との一致は、中間突起２３との係合を解除した杭回転部１８を回転してから回転駆動装置８を上昇させる場合と、中間突起２３との係合を解除した回転駆動装置８を上昇させてから杭回転部１８を回転させる場合と、中間突起２３との係合を解除した回転駆動装置８を上昇させながら杭回転部１８を回転させる場合とがある。凹部２７を頭部突起２２に一致させたら、回転駆動装置８をさらに上昇させて頭部突起２２を前記通路２４内を通過させ、杭回転部１８下縁を頭部突起２２の上方に位置させる。
【００１９】
次に、図９に示されるように、杭回転部１８を回転させて凹部３４を頭部突起２２に一致させ、回転駆動装置８を下げて、頭部突起２２を突起挿入口３１から係合部３２へ挿入し、杭回転部１８をさらに少し回転して頭部突起２２を係合部３２ｂに係合させる。この状態で、前記中間突起２３を係合させて杭１３を埋設した工程と同様に、回転駆動装置８の杭回転部１８を杭回転油圧モータ１９で回転しながら回転駆動装置８を下降させ、頭部突起２２を介して杭１３に回転トルク及び押下力を伝達して、杭１３を回転しながら回転駆動装置８をリーダ４の下部まで下降させて、図１０に示されるように、杭１３を埋設する。なお、埋設した杭１３に次の杭を継ぎ足して埋設する場合は、上記の装着方法により次の杭を装着し、埋設した杭１３に次の杭を溶接やネジ継ぎ手で継ぎ足して、上述の埋設方法により埋設する。
【００２０】
このように杭１３を装着して埋設することにより、リーダ４よりも長くかつ杭径よりも大径の螺旋羽根２２を下端に有する杭１３を容易に装着して精度良く埋設することができる。
【００２１】
図１１乃至図１５は第２実施形態例を示すもので、前記第１実施形態例と同一要素には同一の符号を付して説明する。本実施形態の杭打機１は、回転駆動装置８をリーダ４の軸線と直交する方向の軸Ａ回りに回動可能な構成で、図１１，１２に示されるように、ガイド部７と回転駆動装置８との間に、大径の軸受４０を設け、該軸受４０の内レース４０ａをガイド部７に、外レース４０ｂを回転駆動装置８にそれぞれ取り付けている。内レース４０ａの内周には、内歯歯車４１が全周に亘って形成され、該内歯歯車４１に、回転駆動装置８のベースフレーム１５下部に設置された回動用の油圧モータ４２のピニオン４３が歯合している。これにより、回転駆動装置８は、油圧モータ４２の作動にてリーダ４の軸線と直交方向の軸Ａ回りに回動する。
【００２２】
なお、図１３に示されるように、ガイド部７に回転駆動装置８を大径のブッシュ式軸受４４を介して設け、ガイド部７に回動可能に取り付けた油圧シリンダ４５のロッド４６を回転駆動装置８のベースフレーム１５背面に取り付け、油圧シリンダ４５を作動してロッド４６の伸縮により、回転駆動装置８を前記軸Ａ回りに回動するように構成してもよい。
【００２３】
この構成では、以下の方法によってリーダ４よりも長い杭１３を装着することができる。すなわち、図１４に示されるように、直立状態のリーダ４の下部に回転駆動装置８を下降させ、油圧モータ４２又は油圧シリンダ４５の作動により回転駆動装置８を回動して、杭挿通孔２０を略水平方向に向け、リーダ４上部のトップシーブ４７からワイヤ４８で吊り上げた杭１３を杭挿通孔２０に挿入し、杭１３の頭部突起２２を前記通路２４内を通過させて、杭１３の中間突起２３と前記凹部３４とを一致させて中間突起２３を鉤状係合凹部２５の突起挿入口３１から係合部３２へ挿入させ、杭回転部１８を少し回転して中間突起２３を係合部３２ｂに係合させる。この状態から、図１５に示されるように、回転駆動装置８をリーダ４に沿って上昇させながら杭挿通孔１９が鉛直方向に向くように油圧モータ４２又は油圧シリンダ４５で回転駆動装置８を回動し、杭１３をリーダ４と平行の直立状態にする。これにより、第１実施形態例に比べて、リーダ４を傾けることなく、直立状態で、リーダ４よりも長くかつ杭径よりも大径の螺旋羽根２２を下端に有する杭１３を装着することができる。
【００２４】
このように、杭１３の中間部を回転駆動装置８に係合した状態でリーダ４を直立させることによって、前記第１実施形態例の埋設方法と同様の方法で、杭１３を埋設することができる。また、リーダ４を第１実施形態例と同様に傾けて、回転駆動装置８をガイド部７に対してリーダ４と同方向に固定することにより、第１実施形態例と同様の装着方法で杭１３を装着することも可能となる。
【００２５】
なお、両実施形態例において、中間突起２３は、必ずしも、杭１３の中間点に設ける必要はなく、それぞれの杭打機のリーダ長に応じて、杭を起立できるのに好都合な位置であればよく、また、１つに限らず、頭部１３ａと下端との間の複数位置に設けてもよよい。さらに、突起２２，２３と回転駆動装置８との係合状態の着脱及び通過の許容操作においては、杭回転部１８を適宜正逆回転させて行うものである。
【００２６】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明の杭打機及び杭装着方法並びに杭埋設方法によれば、リーダよりも長い杭を容易に装着して埋設することができる。特に、高さ制限のある現場での施工の際には、その高さに近い長さの杭を使用でき、短い杭を繋ぐ手間を省略して施工期間の短縮やコストの削減ができる。しかも、長い杭の装着及び埋設が可能なため、リーダを短くして杭打機全体をコンパクトで安定性の高いものとすることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】  第１実施形態例の回転駆動装置を示す一部断面側面図
【図２】  同じく通路と鉤状係合凹部とを示す杭挿通孔内周壁の展開図
【図３】  同じく杭挿通孔を示す底面図
【図４】  杭装着方法を示すもので、リーダを後方へ傾けて回転駆動装置に杭の頭部を挿入する段階を示す概略図
【図５】  同じく回転駆動装置をリーダの下方へ移動させた段階を示す概略図
【図６】  同じく回転駆動装置をリーダの上方へ移動させて杭下端をリーダの起立に支障のない高さに引き上げた段階を示す概略図
【図７】  同じくリーダを直立状態とした段階を示す概略図
【図８】  杭埋設方法を示すもので、回転駆動装置に中間突起を係合して杭を埋設する段階を示す概略図
【図９】  同じく回転駆動装置をリーダ上部に上昇させて頭部突起を係合する段階を示す概略図
【図１０】  同じく回転駆動装置に頭部突起を係合して杭を埋設する段階を示す概略図
【図１１】  第２実施形態例の回転駆動装置を示す一部断面側面図
【図１２】  同じく回転駆動装置を示す一部断面正面図
【図１３】  図１２の回動方法に代えてシリンダにて回動する回転駆動装置を示す一部断面正面図
【図１４】  杭装着方法の別の例を示すもので、略水平方向に向けた杭挿通孔に杭の頭部を挿入する段階を示す概略図
【図１５】  同じく回転駆動装置を上昇させながら挿通孔を鉛直方向に向けて回動して杭をリーダと平行の直立状態にする段階を示す概略図
【符号の説明】
１…杭打機、２…ベースマシン、４…リーダ、７…ガイド部、８…回転駆動装置、１３…杭、１３ａ…杭１３の頭部、１３ｂ…杭１３の中間部、１８…杭回転部、２０…杭挿通孔、２２…頭部突起、２３…中間突起、２４…通路、２５…鉤状係合凹部
【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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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
0003974811.tif 000014
【図１４】
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【図１５】
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