(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
既設の杭から反力を取って地中に杭を圧入する杭圧入装置に設けられるチャック装置であって、
前記杭をつかむチャック手段と、
このチャック手段を少なくとも一つの回転方向に連続的に回転させることによって、このチャック手段によりつかまれた杭を少なくとも一つの回転方向に連続的に回転可能な回転手段と、
前記チャック手段に設けられて、前記杭をつかむ為の力をそのチャック手段に供給する供給手段と、
を備えることを特徴とするチャック装置。
【請求項２】
供給手段は、回転手段によるチャック手段の回転力を杭をつかむ為の力に変換して、前記チャック手段に供給することを特徴とする請求項１記載のチャック装置。
【請求項３】
既設の杭から反力を取って地中に杭を圧入する杭圧入装置であって、
請求項１又は２に記載のチャック装置と、
このチャック装置を昇降させる昇降手段と、を備え、
前記既設の杭から反力を取った状態で、杭をつかんだ状態のチャック手段を回転手段により少なくとも一つの回転方向に連続的に回転させながら、前記昇降手段により前記チャック装置を昇降させることによって、前記杭を少なくとも一つの回転方向に連続的に回転させながら地中に圧入することを特徴とする杭圧入装置。
【請求項４】
請求項３記載の杭圧入装置を用いて、既設の杭から反力を取って地中に杭を圧入する杭圧入工法であって、
既設の杭から反力を取った状態で、杭をつかんだ状態のチャック手段を回転手段により少なくとも一つの回転方向に連続的に回転させながら、前記昇降手段により前記チャック装置を昇降させることによって、前記杭を少なくとも一つの回転方向に連続的に回転させながら地中に圧入することを特徴とする杭圧入工法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、既設の杭から反力を取って地中に杭を圧入する杭圧入装置に設けられるチャック装置、このチャック装置を備える杭圧入装置、および、この杭圧入装置を用いた杭圧入工法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来より、鋼管杭壁の構築に用いられる装置として、既設の鋼管杭から反力を取って地中に鋼管杭を圧入する杭圧入装置が知られている。このような杭圧入装置には、既に打ち込まれた鋼管杭をつかむクランプと、地中に圧入する鋼管杭をつかんで支持するチャックが設けられている。前記クランプにより既設の鋼管杭をつかんで反力をとった状態で、圧入する鋼管杭をつかんだ状態のチャックを降下させることによって、鋼管杭を地中に圧入できるようになっている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、上述の従来の杭圧入装置では、杭は回転させないか、所定角度範囲内で鋼管杭を揺動回転させながら地中に圧入するようになっていたが、鋼管杭の周面抵抗が大きく、鋼管杭を圧入しづらい、という問題が生じていた。
本発明の課題は、杭を圧入する際の抵抗力を軽減して、より効率よく杭を圧入できるようにすることである。
【０００４】
【課題を解決するための手段】
以上の課題を解決するため、請求項１記載の発明は、例えば、図１および図２に示すように、既設の杭から反力を取って地中に杭（鋼管杭Ｐ）を圧入する杭圧入装置（１）に設けられるチャック装置（２）であって、
前記杭をつかむチャック手段（チャック部４）と、
このチャック手段を少なくとも一つの回転方向に連続的に回転させることによって、このチャック手段によりつかまれた杭を少なくとも一つの回転方向に連続的に回転可能な回転手段（油圧モータ３４、ギヤ３５）と、
前記チャック手段に設けられて、前記杭をつかむ為の力をそのチャック手段に供給する供給手段（バッテリー４６、油圧タンク４７、油圧ポンプ４８、油圧バルブ４９）と、
を備えることを特徴とする。
【０００５】
請求項１記載の発明によれば、チャック装置は前記チャック手段と前記回転手段とを備えるので、杭がつかまれた状態のチャック手段を回転手段が少なくとも一つの回転方向に連続的に回転させると、前記杭が少なくとも一つの回転方向に連続的に回転する。
したがって、杭圧入装置により既設の杭から反力を取って地中に杭を圧入する際に、請求項１記載のチャック装置によって、杭を少なくとも一つの回転方向に連続的に回転させながら地中に圧入できる。これにより、杭圧入時の抵抗力を軽減して杭の圧入を補助できるので、より効率よく杭を圧入することができる。
また、杭圧入時の抵抗力を軽減できるので、外周に羽根や突条などが設けられた回転鋼管杭などであっても、容易に地中に圧入することができる。
ここで、供給手段による杭をつかむ為の力の供給は、例えば、油圧回路によるものや、空気圧回路によるものであっても良いし、また、電力によるものなどであっても良く、杭をつかむ為の力の供給形態は特に限定されるものではない。
【０００７】
従来の杭圧入装置では、一般的に、チャックに杭をつかむための油圧シリンダが設けられており、また、この油圧シリンダへ油を供給するためのホースがチャックに接続されていた。このため、接続されたホースにより、チャックの回転範囲が制限されていた。
【０００８】
これに対し、上述の請求項１記載の発明では、杭をつかむ為の力を供給する供給手段がチャック手段に設けられているので、回転手段によりチャック手段が回転する際には、チャック手段とともに供給手段も回転することになる。したがって、回転手段により回転している最中のチャック手段に、チャック手段の外部から、杭をつかむ為の力を供給する必要がない。
よって、従来と異なり、杭をつかむ為の力を供給するための手段（例えば、杭をつかむための油圧シリンダに油を供給することで杭をつかむ為の力を供給する場合であれば、油を供給するためのホース等）をチャック手段に接続することでチャック手段の回転範囲を狭めるような事態を確実に避けることができる。
【０００９】
請求項２記載の発明は、請求項１記載のチャック装置において、
供給手段は、回転手段によるチャック手段の回転力を杭をつかむ為の力に変換して、前記チャック手段に供給することを特徴とする。
ここで、供給手段は、回転手段の回転力を杭をつかむ為の力に直接変換して、チャック手段に供給するものであっても良いし、前記回転力を一時的に蓄えておいて、蓄えた回転力を杭をつかむ為の力に変換して供給するものであっても良いし、前記回転力を別の形態の力（エネルギー）として蓄えておいて、蓄えた力を杭をつかむ為の力に変換して供給するものであっても良い。すなわち、供給手段によって最終的に杭をつかむ為の力に変換される力（エネルギー）が、回転手段によるチャック手段の回転力であればよい。
【００１０】
請求項２記載の発明によれば、回転手段によるチャック手段の回転力が、供給手段によって杭をつかむ為の力に変換されて、チャック手段に供給される。したがって、杭圧入装置に請求項２記載のチャック装置を設けて、チャック手段を回転手段によって回転させて用いるのに、杭をつかむ為の力を供給するエネルギーを、供給手段に補充する必要がない。
したがって、省エネルギーに貢献できる。言い換えれば、チャック手段により杭をつかんだ状態を、エネルギー効率良く保持しておくことができる。
【００１１】
請求項３記載の発明は、既設の杭から反力を取って地中に杭を圧入する杭圧入装置であって、
請求項１又は２に記載のチャック装置と、
このチャック装置を昇降させる昇降手段（油圧シリンダ１２）と、を備え、
前記既設の杭から反力を取った状態で、杭をつかんだ状態のチャック手段を回転手段により少なくとも一つの回転方向に連続的に回転させながら、前記昇降手段により前記チャック装置を昇降させることによって、前記杭を少なくとも一つの回転方向に連続的に回転させながら地中に圧入することを特徴とする。
【００１２】
請求項３記載の発明によれば、既設の杭から反力を取った状態で、杭をつかんだ状態のチャック手段が、回転手段により少なくとも一つの回転方向に連続的に回転しながら、昇降手段により昇降する。これにより、チャック手段によってつかまれた杭が、少なくとも一つの回転方向に連続的に回転しながら、地中に圧入される。
したがって、杭圧入時の抵抗力を軽減して杭の圧入を補助できるので、より効率よく杭を圧入することができる。
また、杭圧入時の抵抗力を軽減できるので、外周に羽根や突条などが設けられた回転鋼管杭などであっても、容易に地中に圧入することができる。
【００１３】
請求項４記載の発明は、請求項３記載の杭圧入装置を用いて、既設の杭から反力を取って地中に杭を圧入する杭圧入工法であって、
既設の杭から反力を取った状態で、杭をつかんだ状態のチャック手段を回転手段により少なくとも一つの回転方向に連続的に回転させながら、前記昇降手段により前記チャック装置を昇降させることによって、前記杭を少なくとも一つの回転方向に連続的に回転させながら地中に圧入することを特徴とする。
請求項４記載の発明によれば、請求項３記載の発明と同様の効果が得られる。
【００１４】
【発明の実施の形態】
以下、この発明の実施の形態について、図面を参照しながら説明する。
図１に示すように、本発明の一実施の形態例のチャック装置２は、地中に打ち込まれた既設の鋼管杭から反力を取って鋼管杭Ｐを地中に圧入する杭圧入装置１に設けられている。
【００１５】
杭圧入装置１は、従来の杭圧入装置と同様に、図示していない既設の鋼管杭をつかむクランプを下部に備えたサドル（図示略）と、サドルに対して前後にスライド移動するスライドベース（図示略）と、スライドベース上で旋回する旋回部１０（図１においては、先端部のみ図示）と、旋回部１０の前方に設けられるチャック装置２と、を備えて構成されている。
旋回部１０の先端側には、上下方向に延在する二つのガイド溝１１が、その開口側を互いに向き合わせて、間隔をあけて設けられている。
【００１６】
チャック装置２は、支持部３と、この支持部３により支持されるチャック部４と、を備えて構成されている。支持部３は、前方側（図１においては、右側）に突出し、穴が上下方向に貫通するように形成された環状部３０を有している。
支持部３は油圧シリンダ１２に取り付けられており、油圧シリンダ１２によって上下に駆動されて昇降するようになっている。すなわち、油圧シリンダ１２は、チャック装置２を昇降させる昇降手段である。
【００１７】
支持部３には、旋回部１０側へ突出する突部３１が形成されている。突部３１の左右両端には、上下方向に延在する突条３２が、互いに離れる方向へ向けて突出するようにして設けられている。
突部３１は、旋回部１０の二つのガイド溝１１の間に配置されており、二つの突条３２は、二つのガイド溝１１に対して、それぞれ上下方向に摺動可能に嵌合されている。これにより、支持部３の移動方向が、上下方向に規制されている。
【００１８】
図２に示すように、支持部３の環状部３０の周縁には、環状部３０の内側へ向けて開口したコ字状ガイド部３３が設けられている。
また、支持部３の旋回部１０側（図２中の左側）には、その内部に油圧モータ３４が固定されている。油圧モータ３４の下方には、この油圧モータ３４によって回転駆動されるギヤ３５が設けられている。ギヤ３５の周面の位置が、コ字状ガイド部３３の旋回部１０側の外周面とほぼ一致するように、油圧モータ３４およびギヤ３５の配置位置が設定されている。
また、コ字状ガイド部３３の下端部の内周縁には、内接ギヤ３６が形成されている。
【００１９】
チャック部４は略管形状であり、図１に示すように、穴Ｈが上下方向に貫通するよう、支持部３の環状部３０の内側に配置されている。図２に示すように、チャック部４の上縁部には、外側へ向けて突出した形状の旋回ギヤ４０が設けられている。
【００２０】
旋回ギヤ４０は、コ字状ガイド部３３の内部に配置されている。これにより、チャック部４の上下・水平方向への移動が規制されている。
また、旋回ギヤ４０は、旋回部１０側において、油圧モータ３４下方のギヤ３５とかみ合っている。これにより、油圧モータ３４によってギヤ３５が回転駆動すると、チャック部４の軸心を略中心として、チャック部４が連続的に回転するようになっている。すなわち、上述の油圧モータ３４、ギヤ３５は、チャック部４を少なくとも一つの回転方向に連続的に回転させる回転手段である。
【００２１】
図１に示すように、チャック部４には、中心に向かって伸長可能な油圧シリンダ４１が、周方向において略等間隔に四つ設けられている。四つの油圧シリンダ４１により、チャック部４の内側において、鋼管杭Ｐを挟み付けるようにしてつかめるようになっている。すなわち、油圧シリンダ４１を備えたチャック部４は、杭をつかむチャック手段である。
【００２２】
チャック部４の周壁４２の外周面は、チャック部４の底部４３の外周縁よりも内側に位置している。図１および図２に示すように、周壁４２の外側には、底部４３の外周縁よりも外側に出ないよう、増速機４４、発電機４５、バッテリー４６、油圧タンク４７、油圧ポンプ４８、および油圧バルブ４９がそれぞれ取り付けられている。
【００２３】
増速機４４のギヤ４４ａは、コ字状ガイド部３３の下端部内縁に設けられた内接ギヤ３６にかみ合っている。これにより、チャック部４が回転すると、内接ギヤ３６にかみ合っているギヤ４４ａが回転するようになっている。
増速機４４は、ギヤ４４ａの回転を増速して、発電機４５に伝達するようになっている。発電機４５は、増速機４４により伝達された回転動により発電し、発電した電力をバッテリー４６に充電するようになっている。
油圧ポンプ４８は、バッテリー４６に充電された電力により作動し、油圧バルブ４９を作動させて、油圧タンク４７内の油を油圧シリンダ４１に供給し、油圧シリンダ４１を開閉して作動させるようになっている。
すなわち、上述のギヤ４４ａ、増速機４４、発電機４５、バッテリー４６、油圧タンク４７、油圧ポンプ４８、および油圧バルブ４９は、チャック部４の回転力を、油圧シリンダ４１により鋼管杭Ｐをつかむ為の力に変換して、油圧シリンダ４１に供給する供給手段である。
【００２４】
次に、以上の構成の杭圧入装置１により鋼管杭Ｐを地中に圧入する杭圧入工法について説明する。杭圧入装置１は、図示しないクランプにより既設の鋼管杭をつかんで既設の鋼管杭から反力を取った状態で、新たな鋼管杭Ｐを圧入する。
【００２５】
まず、図１に示すように、チャック部４に設けられたバッテリー４６に予め充電された電力により油圧ポンプ４８を作動させて、油圧シリンダ４１により鋼管杭Ｐをつかんだ状態としておく。この状態で、油圧シリンダ１２によりチャック装置２を下降させるとともに、油圧モータ３４を作動させてチャック部４を少なくとも一つの回転方向に連続的に回転させる。すなわち、例えば、チャック部４を図１中における右回り方向に連続的に回転させたり、左回り方向に連続的に回転させたり、右回り方向への連続回転と左回り方向への連続回転を連続して行ったりする。
これにより、チャック部４によりつかまれた鋼管杭Ｐは、少なくとも一つの回転方向に連続的に回転しながら、地中に圧入される。
【００２６】
このとき、増速機４４の上部に設けられたギヤ４４ａは、内接ギヤ３６にかみ合っているので、チャック部４の回転にともない回転する。ギヤ４４ａの回転は増速機４４により増速されて発電機４５に伝動され、発電機４５は伝動された回転動により発電して、電力をバッテリー４６に充電する。そして、バッテリー４６に充電された電力により、引き続き油圧ポンプ４８が作動し、油圧シリンダ４１によって鋼管杭Ｐがつかまれた状態が保持される。
このようにして、鋼管杭Ｐが、油圧シリンダ４１によりつかまれた状態のまま、回転しながら地中に圧入される。
【００２７】
チャック装置２が、油圧シリンダ１２により下降できる最下位置まで下降すると、次に、バッテリー４６に充電された電力により、油圧ポンプ４８が作動して、油圧シリンダ４１による鋼管杭Ｐの保持が解除される。次に、油圧シリンダ１２によりチャック装置２が上昇し、その後、再び、油圧ポンプ４８が作動して、油圧シリンダ４１により鋼管杭Ｐがつかまれた状態になる。
【００２８】
再びチャック部４により鋼管杭Ｐがつかまれると、上述と同様にして、鋼管杭Ｐが回転しながらさらに地中に圧入される。このとき、上述と同様に、ギヤ４４ａが回転し、この回転力が電力に変換されてバッテリー４６に充電され、充電された電力により、油圧シリンダ４１が作動する。
以上の動作を繰り返し行うことにより、鋼管杭Ｐが、予め決められた深さまで圧入される。
【００２９】
以上のように、本実施の形態のチャック装置２によれば、チャック部４は、油圧モータ３４、ギヤ３５によって、少なくとも一つの回転方向に連続的に回転可能であるので、チャック部４により鋼管杭Ｐをつかんだ状態で、チャック部４を回転させることにより、鋼管杭Ｐを連続的に回転させることができる。
したがって、以上の構成のチャック装置２が設けられた杭圧入装置１により、鋼管杭Ｐを少なくとも一つの回転方向に連続的にさせながら地中に圧入できる。よって、杭圧入時の周面抵抗を軽減して鋼管杭Ｐの圧入を補助できるので、より効率よく鋼管杭Ｐを圧入できる。
また、杭圧入時の周面抵抗を軽減できるので、例えば、外周に羽根や突条などが設けられた回転鋼管杭などであっても、容易に地中に圧入することができる。
【００３０】
また、油圧シリンダ４１に杭をつかむ為の力を供給するためのギヤ４４ａ、増速機４４、発電機４５、バッテリー４６、油圧タンク４７、油圧ポンプ４８、および油圧バルブ４９は、チャック部４に設けられているので、チャック部４が回転する際には、これら各装置もチャック部４とともに回転することになる。
したがって、従来の杭圧入装置と異なり、チャック部の油圧シリンダに油を供給するために、ホースなどをチャック部に接続する必要がない。よって、チャック部４の回転範囲を狭めるような事態を確実に避けることができる。
【００３１】
また、チャック部４の回転力が、ギヤ４４ａ、増速機４４、発電機４５によって電力に変換されてバッテリー４６に充電され、充電された電力が、油圧タンク４７、油圧ポンプ４８、油圧バルブ４９により、油圧シリンダ４１によって鋼管杭Ｐをつかむ為の力に変換される。したがって、鋼管杭Ｐをつかむための力を供給するエネルギーを、随時補充する必要がない。
したがって、省エネルギーに貢献できる。すなわち、チャック部４により鋼管杭Ｐをつかんだ状態を、エネルギー効率よく、保持しておくことができる。
【００３２】
また、チャック部４の周壁４２の外側に、チャック部４の底部４３の外周縁よりも外側に出ないように、増速機４４、発電機４５、バッテリー４６、油圧タンク４７、油圧ポンプ４８、および油圧バルブ４９がそれぞれ取り付けられているので、チャック部４全体がコンパクトになり、鋼管杭Ｐを回転させながら地中に圧入する際の抵抗を軽減できる。
【００３３】
なお、本発明は上述の実施の形態に限定されるものではなく、適宜に変更可能である。
例えば、チャック装置２を、図３に示す構成のチャック装置５としてもよい。チャック装置５は、上述のチャック装置２において、チャック部４の代わりにチャック部６を備えている。なお、上述のチャック装置２と同様の構成については、同じ符号を付し、また、その詳細な説明は省略する。
【００３４】
チャック部６は、上述の増速機４４、発電機４５の代わりに、バッテリー６１（上述のバッテリー４６に相当）を備えて構成されている。バッテリー６１には、外部から電力を充電できるようになっている。バッテリー６１に充電された電力によって、上述のバッテリー４６と同様に、油圧ポンプ４８が作動して、鋼管杭Ｐをつかむように油圧シリンダ４１が作動するようになっている。
【００３５】
また、チャック装置２を、例えば、図４に示す構成のチャック装置７としてもよい。チャック装置７は、上述のチャック装置２において、チャック部４に代えてチャック部８を備えている。
チャック部８は、上述の増速機４４、発電機４５の代わりに、油圧ポンプ８１（上述の油圧ポンプ４８に相当）を備えて構成されている。油圧ポンプ８１の上部に設けられたギヤ８２は、コ字状ガイド部３３の下端部内縁に設けられた内接ギヤ３６にかみ合っている。また、ギヤ８２が回転することによって、油圧ポンプ８１が作動するようになっている。
この構成により、油圧モータ３４が作動することによりチャック部８が回転すると、内接ギヤ３６にかみ合っているギヤ８２が回転して油圧ポンプ８１が作動し、これにより、油圧バルブ４９が作動して、鋼管杭Ｐをつかむように油圧シリンダ４１が作動するようになっている。
【００３６】
また、図４に示すチャック装置７においては、油圧ポンプ８１に代えて、アキュムレータを取り付ける構成としてもよい。この場合には、ギヤ８２の回転によりアキュムレータに圧力が蓄圧され、この蓄圧した圧力で油圧シリンダ４１を開閉して作動させることができる。
【００３７】
また、図１においては、外周に羽根などが設けられていない回転鋼管杭Ｐを図示しているが、図１に示す鋼管杭Ｐに限らず、羽根や突条などが外周に設けられた鋼管杭を地中に圧入するのに杭圧入装置１を使用するものとしてもよい。
【００３８】
また、チャック部の周壁４２の外側に、増速機４４、発電機４５、バッテリー４６・６１、油圧タンク４７、油圧ポンプ４８・８１、油圧バルブ４９などが設けられているものとしたが、鋼管杭Ｐをチャック部によりつかむのに邪魔でない場所であれば、例えば、チャック部の上部や下部、内縁部等に設けるものとしても良い。
【００３９】
また、四つの油圧シリンダ４１により鋼管杭Ｐをつかんで保持するものとしたが、油圧シリンダ４１の数は四つに限定されるのではない。また、この構成に限らず、例えば、固定爪と、この固定爪に対向して設けられる油圧シリンダとを備えて構成し、固定爪と油圧シリンダとの間に鋼管杭Ｐを挟み込んで保持する構成としても良い。また、これに限らず、例えば、空気圧回路などのその他の構成によって、鋼管杭Ｐをつかむ構成としても良い。
【００４０】
【発明の効果】
請求項１記載の発明によれば、杭圧入装置により杭を地中に圧入する際に、杭を少なくとも一つの回転方向に連続的に回転させながら地中に圧入できる。よって、杭圧入時の抵抗力を軽減して杭の圧入を補助できるので、より効率よく杭を圧入でき、また、外周に羽根や突条などが設けられた回転鋼管杭などであっても、容易に地中に圧入することができる。
また、回転手段により回転している最中のチャック手段に、チャック手段の外部から、杭をつかむ為の力を供給する必要がない。よって、従来と異なり、杭をつかむ為の力を供給するための手段をチャック手段に接続することでチャック手段の回転範囲を狭めるような事態を確実に避けることができる。
【００４２】
請求項２記載の発明によれば、杭圧入装置に請求項２記載のチャック装置を設けて、チャック手段を回転手段によって回転させて用いるのに、杭をつかむ為の力を供給するエネルギーを、供給手段に補充する必要がない。したがって、省エネルギーに貢献できる。言い換えれば、チャック手段により杭をつかんだ状態を、エネルギー効率良く保持しておくことができる。
【００４３】
請求項３、４記載の発明によれば、チャック手段によりつかまれた杭が、少なくとも一つの回転方向に連続的に回転しながら、地中に圧入される。したがって、杭圧入時の抵抗力を軽減して杭の圧入を補助できるので、より効率よく杭を圧入でき、また、外周に羽根や突条などが設けられた回転鋼管杭などであっても、容易に地中に圧入することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施の形態例の杭圧入装置のチャック装置を示す平面図である。
【図２】図１中のチャック装置の一部を破断した側面図である。
【図３】他の実施の形態例のチャック装置の一部を破断した側面図である。
【図４】他の実施の形態例のチャック装置の一部を破断した側面図である。
【符号の説明】
１    杭圧入装置
２    チャック装置
４    チャック部（チャック手段）
１２    油圧シリンダ（昇降手段）
３４    油圧モータ（回転手段）
３５    ギヤ（回転手段）
４６    バッテリー（供給手段）
４７    油圧タンク（供給手段）
４８    油圧ポンプ（供給手段）
４９    油圧バルブ（供給手段）
Ｐ    鋼管杭（杭）
【図１】
0003870068.tif 000002
【図２】
0003870068.tif 000003
【図３】
0003870068.tif 000004
【図４】
0003870068.tif 000005