(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
鋼管杭を把持して回転を与える回転駆動装置を備えた作業部と、載置台を備えた走行部と、その走行部に載せられて前記回転駆動装置などの動力を発生させる油圧ユニットからなる動力部とを有するものであって、
前記走行部は、その前方に回転自在に軸支された短尺なリーダが起伏シリンダによって起立した状態とほぼ水平に倒れた状態との間の任意の角度で傾けられるように設けられ、  前記回転駆動装置は、そのリーダに対して昇降可能に装着されたものであり、鋼管杭を通す貫通孔の円周上に複数備えられ、非把持状態のときに当該貫通孔を構成するフレームや把持部材に鋼管杭が当たらないようにするためのローラ部材又は滑り部材を有するものであることを特徴とする回転圧入機。
【請求項２】
走行部前方にリーダが起伏可能に設けられ、当該リーダに対して昇降可能に回転駆動装置が装着された回転圧入機における、当該回転駆動装置に対して羽根付鋼管杭を垂直に把持させる羽根付鋼管杭の装着方法であって、
羽根のある下端を地面に付けて傾けた羽根付鋼管杭に対し、同じ角度で傾けたリーダに沿って回転駆動装置を移動させ、その貫通孔内に羽根のない上端側を前記回転駆動装置に設けられたローラ部材や滑り部材によって相対的に挿入し、
回転駆動装置を前進させながらリーダに従って傾きを徐々に起こしていき、羽根付鋼管杭の地面に当てた下端を支点として、当該羽根付鋼管杭を支点側へ押しながら起立させ、その羽根付近を回転駆動装置で把持することを特徴とする羽根付鋼管杭の装着方法。
【請求項３】
走行部前方にリーダが起伏可能に設けられ、当該リーダに対して昇降可能に回転駆動装置が装着された回転圧入機における、当該回転駆動装置に対して羽根付鋼管杭を垂直に把持させる羽根付鋼管杭の装着方法であって、
羽根のある下端を地面に付けて傾けた羽根付鋼管杭に対し、同じ角度で傾けたリーダに沿って回転駆動装置を移動させ、その貫通孔内に羽根のない上端側を前記回転駆動装置に設けられたローラ部材や滑り部材によって相対的に挿入し、
羽根付鋼管杭を把持して回転駆動装置を当該傾きに沿って上昇させ、それによって下端の浮いた羽根付鋼管杭を浮いた分だけ起立させ、
続いて羽根付鋼管杭の把持を解いた回転駆動装置をその羽根付鋼管杭に沿って下降させ、再び羽根付鋼管杭を把持し、
その後、同じ動作を繰り返して起立した羽根付鋼管杭の羽根付近を回転駆動装置で把持することを特徴とする羽根付鋼管杭の装着方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、先端に胴体径よりも大きい螺旋等の羽根を付けた鋼管杭を地中に打ち込むための回転圧入機に関し、特に狭隘地での施工に適した回転圧入機に関する。
【０００２】
【従来の技術】
下端に付けた前記螺旋等の羽根の推進力を利用して地中に圧入する杭（以下、「羽根付鋼管杭」と記す）を施工する場合には、図１４に示すように３点杭打機１００に支持したオーガ１１０や、図１５に示すようにオールケーシング工法に使用する全回転式チュービング装置１２０などが用いられる。その際、オーガ１１０を使用した施工を行う場合には、羽根付鋼管杭８０を上端から吊して施工するため装着の際に螺旋羽根８１が問題となることはない。その一方で、羽根付鋼管杭８０は胴体径よりも螺旋羽根８１の径がかなり大きいので、チュービング装置１２０への装着が問題となる。
【０００３】
例えば、地面に設置したチュービング装置１２０に羽根付鋼管杭８０を挿入してから、クレーンで吊り上げたチャックカラーをチャック装置に取付ける施工法や、羽根付鋼管杭８０を地面上に設置しておいて、予めチャックカラーを取付けたチュービング装置、または、羽根付鋼管杭専用のチャック部材を取付けたチュービング装置をクレーンで吊り上げ、羽根付鋼管杭の上部から被せて設置する施工法がある。しかし、これでは作業行程が非常に面倒であったり、能力の大きなクレーンが必要で設置作業を慎重に行うため長時間の作業になるなどの問題があった。
【０００４】
そこで従来から羽根付鋼管杭を効率よく装着できるチュービング装置が種々提案がなされている。例えば、その一案として特開２０００−２４８５４９号公報に記載されたものがあるが、これは螺旋羽根が通過できるように螺旋状の凹溝のあるチャックカラーが形成されたものである。また、これとは別の案として特開２０００−２７３８６３号公報に記載されたものがあるが、これはチャック回転機構のある傾斜フレームを寝かせられるようにして、羽根付鋼管杭を横にして螺旋羽根のない上端部側から挿入できるようにしたものである。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、こうしたオーガやチュービング装置を用いた従来の施工では、鉄道や道路の高架基礎工事や補強工事など、側道部の狭隘地や高架下の上空制限のある場所で羽根付鋼管杭を施工する場合に、施工できなかったり、作業が非常に困難になることがあった。
具体的には、図１４に示すような３点杭打ち機に支持したオーガを使用する場合は、オーガで羽根付鋼管杭の上端を把持して吊設するため、十分な高さが必要であり上空制限のある場所では施工できず、また高さがある分機械の安定を保つためクローラ幅を大きくとる必要があり狭隘地の施工にも適さない。
【０００６】
一方、地上に設置して施工を行うチュービング装置では、特開２０００−２４８５４９号公報の場合、通常、杭径の２倍ほどある螺旋羽根を通過させる必要があるので、チュービング装置の幅が大きくなってしまい、その装置自体を側道などの狭隘地に設置することが難しく、またその場所へ運搬するための大型クレーンの進入も困難である。
そして、特開２０００−２７３８６３号公報に提案されている装置では、装置自体の幅は狭いが、施工場所への搬入に大型クレーンが必要であり、狭隘地や上空制限のある施工場所での設置が困難であった。
【０００７】
そこで本発明は、かかる課題を解決すべく、狭隘地での施工が可能な回転圧入機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】
本発明の回転圧入機は、鋼管杭を把持して回転を与える回転駆動装置を備えた作業部と、載置台を備えた走行部と、その走行部に載せられて前記回転駆動装置などの動力を発生させる油圧ユニットからなる動力部とを有するものであって、前記走行部は、その前方に回転自在に軸支された短尺なリーダが起伏シリンダによって起立した状態とほぼ水平に倒れた状態との間の任意の角度で傾けられるように設けられ、前記回転駆動装置は、そのリーダに対して昇降可能に装着されたものであり、鋼管杭を通す貫通孔の円周上に複数備えられ、非把持状態のときに当該貫通孔を構成するフレームや把持部材に鋼管杭が当たらないようにするためのローラ部材又は滑り部材を有するものであることを特徴とする。
【０００９】
よって、本発明の回転圧入機では、回転駆動装置をリーダの起伏によって角度を変えることができるので、羽根付鋼管杭を水平にして羽根のない上端側から回転駆動装置に挿入したり、また走行部によって回転駆動装置を自由に移動させることができる。そのため、回転駆動装置の角度や位置を調整し、或いは回転駆動装置の把持動作を交えながら様々な方法で羽根のない上端側から回転駆動装置に挿入し、回転駆動装置に対して羽根付鋼管杭を回転圧入可能な状態に把持させることができる。従って、羽根を通す必要がない回転駆動装置は大型化することなく、回転圧入機自体の幅や高さが抑えられたものとなり、また従来のように施工現場に大型クレーンを運び込む必要もないため、狭隘地や上空制限のある施工が可能となる。
【００１０】
また、本発明は、前記回転駆動装置が、鋼管杭を通す貫通孔の円周上に複数備えられ、非把持状態のときに当該貫通孔を構成するフレーム、及び把持部材に鋼管杭が当たらないようにするためのローラ部材又は滑り部材を有する。
これによれば、羽根付鋼管杭と回転駆動装置のフレーム及び把持部材とが擦れ合って互いに損傷することなく、ローラ部材を転がしたり滑り部材を滑ったりして羽根付鋼管杭をスムーズに挿入させることができる。
【００１１】
また、前記回転駆動装置を貫通した状態で横倒しされた鋼管杭を支え、当該鋼管杭を軸方向に移動させるための駆動ローラを有するものであることが好ましい。
また、前記回転駆動装置を貫通した状態で横倒しされた鋼管杭を支える補助ローラと、
当該鋼管杭に引っかけたワイヤロープを引っ張るためのウインチとを有するものであることが好ましい。
よって、これによれば、羽根付鋼管杭を回転駆動装置に挿入させるクレーンが必要でなくなり、狭隘地や高さ制限のある場所での作業が行いやすくなる。
【００１２】
前記作業部が、前記リーダに対して回転自在に軸支された支持アームと、その支持アームに対して伸縮方向がリーダと平行になるように固定された圧入シリンダとを有し、その圧入シリンダのピストンロッドに前記回転駆動装置が着脱可能に連結されたものであることが好ましい。
これによれば、回転駆動装置を取り外すことができ、またリーダの倒伏に合わせて支持アームを回転させて畳み込むことができるので、前後及び上下方向の寸法を抑え、回転圧入機を輸送するトレーラの積載寸法内に納めるように変形させることが可能となる。
【００１３】
更に、請求項２及び３に係る本発明は、請求項１に記載する回転圧入機の使用方法に関するものであって、特に羽根付鋼管杭に回転を与えて地中に圧入するための回転駆動装置に対し、上下方向に設けられた当該貫通孔を通して羽根付鋼管杭を垂直に把持させるための羽根付鋼管杭の装着方法である。
【００１４】
走行部前方にリーダが起伏可能に設けられ、当該リーダに対して昇降可能に回転駆動装置が装着された回転圧入機における、当該回転駆動装置に対して羽根付鋼管杭を垂直に把持させる羽根付鋼管杭の装着方法であって、前記リーダの倒伏により回転駆動装置をその貫通孔が水平になるように横向きに傾け、羽根付鋼管杭を水平にして羽根のない上端側から回転駆動装置の貫通孔を挿通させ、その羽根付鋼管杭を羽根付近まで差し込ませた後、
回転駆動装置によって羽根付鋼管杭を把持したままリーダを起立させるのがよい。
これによれば、羽根に邪魔されることなく羽根付鋼管杭を回転駆動装置に挿入することができる。
【００１５】
前記回転駆動装置に設けられたローラ部材や滑り部材によって当該貫通孔に差し込まれた羽根付鋼管杭を支持するとともに、更に回転駆動装置外では駆動ローラで羽根付鋼管杭を支持して、その駆動ローラの回転によって羽根付鋼管杭を軸方向に移動させて、回転駆動装置に対して羽根付鋼管杭を羽根付近まで差し込ませるようにするとよい。
これによれば、大型クレーンなどを使用することなく、挿入した羽根付鋼管杭を回転駆動装置に対して施工開始の把持位置である羽根付近まで移動させることができる。
【００１６】
前記回転駆動装置に設けられたローラ部材や滑り部材によって当該貫通孔に差し込まれた羽根付鋼管杭を支持するとともに、更に回転駆動装置外では補助ローラで当該羽根付鋼管杭を支持し、その羽根付鋼管杭に引っかけたワイヤロープをウインチで引っ張ることにより軸方向に移動させ、羽根付鋼管杭を回転駆動装置に対して羽根付近まで差し込ませるようにするとよい。
これによれば、大型クレーンなどを使用することなく、挿入した羽根付鋼管杭を回転駆動装置に対して施工開始の把持位置である羽根付近まで移動させることができる。
【００１７】
請求項２に係る発明は、走行部前方にリーダが起伏可能に設けられ、当該リーダに対して昇降可能に回転駆動装置が装着された回転圧入機における、当該回転駆動装置に対して羽根付鋼管杭を垂直に把持させる羽根付鋼管杭の装着方法であって、羽根のある下端を地面に付けて傾けた羽根付鋼管杭に対し、同じ角度で傾けたリーダに沿って回転駆動装置を移動させ、その貫通孔内に羽根のない上端側を前記回転駆動装置に設けられたローラ部材や滑り部材によって相対的に挿入し、回転駆動装置を前進させながらリーダに従って傾きを徐々に起こしていき、羽根付鋼管杭の地面に当てた下端を支点として、当該羽根付鋼管杭を支点側へ押しながら起立させ、その羽根付近を回転駆動装置で把持することを特徴とする。
これによれば、回転圧入機が自力で羽根付鋼管杭を装着することができ、羽根付鋼管杭の挿入に際して補助のためのトラックなどが必要なくなる。
【００１８】
また、請求項３に係る発明は、走行部前方にリーダが起伏可能に設けられ、当該リーダに対して昇降可能に回転駆動装置が装着された回転圧入機における、当該回転駆動装置に対して羽根付鋼管杭を垂直に把持させる羽根付鋼管杭の装着方法であって、羽根のある下端を地面に付けて傾けた羽根付鋼管杭に対し、同じ角度で傾けたリーダに沿って回転駆動装置を移動させ、その貫通孔内に羽根のない上端側を前記回転駆動装置に設けられたローラ部材や滑り部材によって相対的に挿入し、羽根付鋼管杭を把持して回転駆動装置を当該傾きに沿って上昇させ、それによって下端の浮いた羽根付鋼管杭を浮いた分だけ起立させ、  続いて羽根付鋼管杭の把持を解いた回転駆動装置をその羽根付鋼管杭に沿って下降させ、再び羽根付鋼管杭を把持し、その後、同じ動作を繰り返して起立した羽根付鋼管杭の羽根付近を回転駆動装置で把持することを特徴とする。
これによれば、回転圧入機が自力で羽根付鋼管杭を装着することができ、羽根付鋼管杭の挿入に際して補助のためのトラックなどが必要なくなる。
【００１９】
【発明の実施の形態】
次に、本発明に係る回転圧入機の一実施形態について、図面を参照して以下に説明する。図１は、本実施形態の回転圧入機を示した側面図であり、図２はその平面図である。この回転圧入機１０は、大きく分けて走行部１、動力部２、作業部３及び反力受部４から構成されている。走行部１は、搭載面をもったメインフレーム１１に、クローラ１２を取り付けて走行可能にしたものである。そして、メインフレーム１１の前後左右の四隅には、この回転圧入機１０の水平を出すための水平ジャッキ１３，１３…が設けられている。動力部２は、本実施形態の場合油圧ユニットであり、これが回転圧入機１０を構成する油圧モータや油圧シリンダなどの動力源となる。そしてメインフレーム１１の前方には作業部３が、後方には反力受部４が設けられている。
【００２０】
作業部３は、回転駆動装置３０を中心に構成されており、その回転駆動装置３０が、メインフレーム１１先端に立設された短尺のリーダ２０に対して昇降可能に装着されている。そして本実施形態では特に、このリーダ２０がメインフレーム１１先端部のブラケット１４に対し回転自在に軸支されており、連結されたリーダ起伏シリンダ１５によって回転が与えられ、リーダ２０が起立した状態から水平に倒れた状態まで任意の角度で傾けられるようになっている。リーダ２０を回転させるリーダ起伏シリンダ１５は、シリンダチューブがメインフレーム１１に、そしてピストンロッドがリーダ２０に対してそれぞれ連結ピンによって軸着されている。
【００２１】
リーダ２０の両サイドには長手方向に沿ってガイドパイプ２１が設けられており、回転駆動装置３０が、そのガイドパイプ２１をガイドギブ２８で両側から挟み込んで昇降可能に装着されている。また、リーダ２０上端部には支持アーム１６が軸支され、その支持アーム１６の先端に回転駆動装置３０をリーダ２０に沿って昇降させるための圧入シリンダ１７が取り付けられている。圧入シリンダ１７は、支持アーム１６とはシリンダチューブが固定されて一体になっており、回転駆動装置３０に対してピストンロッドの先端が連結ピン１８によって着脱可能に連結されている。また、図２に示すように支持アーム１６は横向きにブラケット１６ａが突設され、それがリーダ２０側に連結ピン１９によって同様に着脱可能に連結され、支持アーム１６が位置決めできるようになっている。
【００２２】
続いて回転駆動装置３０について具体的に説明する。回転駆動装置３０は、中心に羽根付鋼管杭８０を通すことができる径の貫通孔５０が形成されたベースフレーム３１と昇降フレーム３２とが上下に配置され、チャックシリンダ３３によって、圧入シリンダ１７（図１参照）に連結された昇降フレーム３２に対してベースフレーム３１が移動可能に取り付けられている。ここで図３は、回転駆動装置３０を示す構造図である。
【００２３】
ベースフレーム３１にはモータ３５が設置され、貫通孔５０（図２参照）の円周に沿って配置されたコーン３６へ、減速機３７からピニオンギヤ３８及びアイドラギヤ３９を介して回転を伝達する回転駆動機構が設けられている。円筒体をしたコーン３６は、ベアリング４０によって回転自在に取り付けられ、外周面側のギヤを介してアイドラギヤ３９と噛み合っている。そして、コーン３６の内周面側には下方にかけて径が小さくなるように傾斜した複数のテーパ溝３６ａが形成され、こうしたテーパ溝３６ａと羽根付鋼管杭８０との間にはまり込むように、チャック４１が同一円周上に複数配置されている。
【００２４】
チャック４１は、内側には羽根付鋼管杭８０を軸方向に沿って把持する把持面をもち、外側にはテーパ溝３６ａと同じ角度の傾斜面をもった楔形状をしたものである。そして、このチャック４１は、羽根付鋼管杭８０とコーン３６との間に差し込んだ状態で羽根付鋼管杭８０を把持するチャック機構を構成するものであり、ベアリング４２及びリンク４３を介して昇降フレーム３２に吊設されている。従って、ベアリング４２によって回転可能なリンク４３に軸着されたチャック４１は、ベアリング４２によって回転自在であるとともに、リンク４３によって水平方向に変位可能に取り付けられている。こうして取り付けられたチャック４１が、チャックシリンダ３３の駆動によって相対的にコーン３６と羽根付鋼管杭８０の間に差し込まれるようになっている。
【００２５】
次に、こうしたベースフレーム３１及び昇降フレーム３２には、貫通孔５０（図２参照）の内側に向けてそれぞれ杭支持ローラ４６ａ，４６ｂ，４６ｃが設けられている。杭支持ローラ４６ａ，４６ｂ，４６ｃは、ベースフレーム３１の下と昇降フレーム３２の上に、それぞれ図２に示す同じ位置に配置され、羽根付鋼管杭８０の軸方向に回転するように取り付けられている。この杭支持ローラ４６ａ，４６ｂ，４６ｃは、貫通孔５０内の羽根付鋼管杭８０が各フレーム３１，３２、及び非把持状態のチャック４１に当たらないようにして、かつ羽根付鋼管杭８０を軸方向にスムーズに移動できるようにしたものである。特に本実施形態では、図２に示すように２個の杭支持ローラ４６ａ，４６ｂを間隔を狭めて配置し、後述する羽根付鋼管杭の装着方法では、この２個の杭支持ローラ４６ａ，４６ｂに羽根付鋼管杭８０が安定して載り、或いは当たるようになっている。
【００２６】
一方、チャック４１によって羽根付鋼管杭８０を把持した状態（図３）では、各杭支持ローラ４６ａ，４６ｂ，４６ｃは羽根付鋼管杭８０と非接触になるようになっている。また、杭支持ローラ４６ａ，４６ｂ，４６ｃは、径方向に取付位置を替えられるようになっており、羽根付鋼管杭８０の径に合わせて、チャック４１に取り付けられる図示していないチャックカラーの取り付けと共に上記位置関係保って取付位置を変更する。
【００２７】
回転圧入機１０を構成する反力受部４は、図１及び図２に示すように載置台５１がメインフレーム１１の後端に水平に固定され、そこにスパイク圧入装置５２が垂直に立設されている。スパイク圧入装置５２は、載置台５１の中心を貫いて四角形のガイド筒５３が固定され、その中に挿入されたＨ鋼５４を地中に押し込むための圧入シリンダ５５，５６が連結されている。圧入シリンダ５５，５６は、Ｈ鋼５４の中板を挟んで配置され、シリンダチューブがガイド筒５３の下端部に連結され、ピストンロッドがＨ鋼５４の上端部に連結されている。そして、この載置台５１には、Ｈ鋼５４を圧入させる際の補助及び、回転圧入機１０のバランスをとるためのウエイト５７，５７…が載せられるが、このウエイト５７は、スパイク圧入装置５２が通るように中心の孔のあけられた四角いドーナッツ形をした複数のプレートである。
【００２８】
次に、本実施形態の回転圧入機１０による施工方法について説明する。この回転圧入機１０は、従来の課題となっていた狭隘地での施工を可能としたものであり、特に羽根付鋼管杭の装着を問題無く行えるようにしたものである。この回転圧入機１０によれば、施工開始状態、すなわち回転駆動装置３０によって羽根付鋼管杭８０を把持した状態にするための装着方法として種々の方法を実行することができる。そうした装着方法について詳細は後述するとして、先ず羽根付鋼管杭８０を把持した回転圧入時の動作について説明する。
【００２９】
羽根付鋼管杭の回転圧入施工時には、回転圧入機１０は、図１に示すようにリーダ２０が立てられる。このとき、メインフレーム１１に固定された水平ジャッキ１３，１３…が地面を踏み込み、回転圧入機１０が持ち上げられて水平出しが行われ、リーダ起伏シリンダ１５の伸縮を調整してリーダ２０が垂直に、或いは所定の角度で立てられる。これにより回転駆動装置３０が把持した羽根付鋼管杭８０の傾きなどが調整される。そして、圧入シリンダ１７の伸長動作によって回転駆動装置３０がリーダ２０に沿って下降し、その際、回転駆動装置３０から把持した羽根付鋼管杭８０に回転を与えることによって回転圧入が行われる。
【００３０】
このとき回転駆動装置３０では、貫通孔５０を貫いた羽根付鋼管杭８０が図３に示すように複数のチャック４１によって把持されている。すなわち羽根付鋼管杭８０は、チャックシリンダ３３の駆動によりベースフレーム３１が上げられ、これにより複数のチャック４１が相対的にコーン３６と羽根付鋼管杭８０との間に強く差し込まれ、羽根付鋼管杭８０が複数のチャック４１から作用する中心方向の力によって把持される。そしてモータ３５が駆動し、その回転出力が減速機３７によって減速され、ピニオンギヤ３８及びアイドラギヤ３９を介してコーン３６に高トルクの回転が与えられる。コーン３６が回転するとチャック４１に把持された羽根付鋼管杭８０が回転し、合わせて圧入シリンダ１７によって回転駆動装置３０が押し下げられ、把持された羽根付鋼管杭８０が回転を伴って地中へ圧入される。
【００３１】
ところが、リーダ２０の長さ又は圧入シリンダ１７の１ストローク分毎しか羽根付鋼管杭８０を圧入できないため、再び圧入シリンダ１７によって回転駆動装置３０を引き上げて羽根付鋼管杭８０の掴み替えを行う必要がある。その際、回転駆動装置３０は、チャックシリンダ３３の駆動によりベースフレーム３１を下降させてチャック４１を相対的に引き抜く。これにより地中に圧入された羽根付鋼管杭８０に対して回転駆動装置３０がフリーになる。そこで、羽根付鋼管杭８０をあずけたまま圧入シリンダ１７によってリーダ２０の上方に回転駆動装置３０が引き上げられ、そこで再びチャック４１を差し込んで羽根付鋼管杭８０の掴み替えが行われる。回転圧入機１０では、こうして圧入と掴み替えが繰り返され、羽根付鋼管杭８０の回転圧入が段階的に行われる。
【００３２】
次に、こうした回転圧入を開始させる準備段階として、羽根付鋼管杭８０の装着、つまり回転駆動装置３０によって、その貫通孔５０を貫通させた羽根付鋼管杭８０を羽根を下方にした把持について、種々の方法を説明する。図４は、そうした装着方法の第１例を示した図である。この方法では先ずリーダ起伏シリンダ１５が伸ばされ、リーダ２０がブラケット１４に連結された軸を中心に回転して水平に倒される。従って、そのリーダ２０に装着された回転駆動装置３０も同じように横向きになり、貫通孔５０の軸芯がメインフレーム１１に沿って水平方向に向けられる。そこで、不図示のクレーン車によって羽根付鋼管杭８０が水平で吊られ、その状態で羽根８１のない上端側から回転駆動装置３０の貫通孔５０内に差し込まれる。
【００３３】
羽根８１付近まで差し込まれたところで、回転駆動装置３０によって羽根付鋼管杭８０が把持される。羽根付鋼管杭８０の把持は、前述した施工時と同様にチャックシリンダ３３を駆動させてチャック４１をコーン３６と羽根付鋼管杭８０との間に差し込むことによって行われる。羽根付鋼管杭８０が把持されれば、次に図５に示すようにリーダ起伏シリンダ１５が縮められ、リーダ２０と一体に回転駆動装置３０及び把持された羽根付鋼管杭８０が立てられる。なお、この装着方法は、クレーン車が入る比較的広い場所で行われるため、狭隘地の施工現場へは、羽根付鋼管杭８０を装着した状態で回転圧入機１０を走行させて移動し、その施工場所で羽根付鋼管杭８０を立てるようにする。
【００３４】
図６は、施工場所で羽根付鋼管杭８０を装着した施工開始段階の状態を示した図である。即ち、先にも述べたように水平ジャッキ１３，１３…が地面を踏み込み、リーダ起伏シリンダ１５の伸縮を調整して羽根付鋼管杭８０の傾きの調整が行われる。また、前述した回転圧入時に回転駆動装置３０から受ける回転反力が回転圧入機１０の自重やウエイト５７で取りきれない場合には、スパイク圧入装置５２のＨ鋼５４を地面に差し込んで回転反力を受けるようにする。
【００３５】
ところで、こうしたクレーンで羽根付鋼管杭８０を吊り下げる方法では、一旦広い場所で羽根付鋼管杭８０を装着させる必要があるが、続いては、狭隘地の施工現場でも羽根付鋼管杭８０の装着ができる方法について幾つか説明する。
図７は、搭載されたトラック７０から羽根付鋼管杭８０を回転駆動装置３０へ挿入させる方法である。このトラック７０には倒した羽根付鋼管杭８０が高さを調節するジャッキ７１の上に搭載されており、そうした羽根付鋼管杭８０に対して回転圧入機１０がクローラ１２の走行によって近づけられ、横倒しされた回転駆動装置３０の貫通孔５０に上端部側が相対的に挿入される。
【００３６】
この方法では、回転圧入機１０がトラック７０に近づけられ羽根付鋼管杭８０が徐々に挿入されていくが、このとき羽根付鋼管杭８０は杭支持ローラ４６ａ，４６ｂ，４６ｃを転がし、フレーム３１，３２及びチャック４１に当たらないためスムーズに挿入作業が行われる。しかし、回転圧入機１０はトラック７０の手前までしか近づくことができない。その後は、羽根付鋼管杭８０が油圧ユニット２上に突設して設けられた駆動ローラ６１に載るため、駆動ローラ６１の回転により引き続き羽根付鋼管杭８０が引き入れられるようになっている。すなわち、羽根付鋼管杭８０は、図示するように上端部側が駆動ローラ６１の載ったところでジャッキ７１から降ろされ、杭支持ローラ４６ａ，４６ｂと駆動ローラ６１とで支えられたまま、駆動ローラ６１の回転によって引き込まれる。そして、下端側の羽根８１が回転駆動装置３０に近づいたところで、羽根付鋼管杭３０は回転駆動装置３０によって把持され、図５及び図６に示す次の作業へと移される。
【００３７】
次に、先の図７に示す方法と同じように、搭載されたトラック７０から羽根付鋼管杭８０を回転駆動装置３０へ挿入する方法について、図８に基づいて説明する。この方法では、図７に示す駆動ローラ６１が従動ローラ６２に替えられ、油圧ユニット２上に設けられたウインチ６３が使用される。回転圧入機１０が先の場合と同様にトラック７０に近づけられ（図７参照）羽根付鋼管杭８０が従動ローラ６２に載せられると、ジャッキ７１から降ろされた羽根付鋼管杭８０にウインチ６３からのばしたワイヤロープ６４が引っ掛けられる。そして、ウインチ６３が巻き上げられ、ワイヤロープ６４を介して引っ張られた羽根付鋼管杭８０が更に回転駆動装置３０内に引き込まれる。その後、羽根付鋼管杭３０は回転駆動装置３０によって把持され、図５及び図６に示す次の作業へと移される。
【００３８】
続いて、図９に示す装着方法を説明する。これは、羽根付鋼管杭８０が図示するように傾けて配置され、その羽根付鋼管杭８０に対して同じ角度で傾けられた回転駆動装置３０が回転圧入機１０の移動により近づけられる。このとき回転駆動装置３０はリーダ２０の上端側に配置され、図示するようにリーダ２０と羽根付鋼管杭８０とが上下に重なる位置まで回転圧入機１０が近づけられる。そこで、圧入シリンダ１７の伸長動作により回転駆動装置３０がリーダ２０に沿って移動し、その貫通孔５０内に羽根付鋼管杭８０の先端が相対的に挿入される。
【００３９】
こうして回転駆動装置３０内に羽根付鋼管杭８０が挿入された後は、その状態で回転圧入機１０を前進させ、それと同時にリーダ起伏シリンダ１５を収縮動作させて徐々にリーダ２０を起こしていく。図１０はその状態を示した図である。このとき羽根付鋼管杭８０の荷重は、地面に当てられた下端と、回転駆動装置３０の杭支持ローラ４６ａ，４６ｂが当てられた部分に作用している。そのため、回転圧入機１０がリーダ２０の立ち上げとともに前進すれば、羽根付鋼管杭８０は、下端の羽根８１が地面に当てられたＰ点を支点とし、杭支持ローラ４６ａ，４６ｂで支えられた部分が前方へ押されて起立していくことになる。尚、杭支持ローラ４６ｃは回転圧入機１０の前進とリーダ２０の立ち上げのタイミングがずれた時でも羽根付鋼管杭８０がフレーム３１，３２、及びチャック４１にこじって当たらないように支持する。そこで、羽根付鋼管杭８０は、その姿勢が垂直なるところで回転駆動装置３０によって把持され、図５及び図６に示す次の作業へと移される。
【００４０】
更に、図１１に示す別方法について説明する。これは図９に示す装着方法と同様に、羽根付鋼管杭８０が図示するように傾けて配置され、これに対して同じ角度で傾けられた回転駆動装置３０が回転圧入機１０の移動によって近づけられ、リーダ２０と羽根付鋼管杭８０とが上下に重ねられる。そして、圧入シリンダ１７の伸長動作によって回転駆動装置３０がリーダ２０に沿って移動し、その貫通孔５０内に羽根付鋼管杭８０の上端部が相対的に挿入される。
その後、今回の装着方法では、回転駆動装置３０によって羽根付鋼管杭８０を把持させ、伸びた状態にある圧入シリンダ１７を収縮させる。これにより羽根付鋼管杭８０は、回転駆動装置３０によってリーダ２０に沿って斜めに移動し、傾いたまま持ち上げられて地面から浮いた状態になる。
【００４１】
そこで、リーダ起伏シリンダ１５によってリーダ２０が徐々に起こされ、羽根付鋼管杭８０は、その下端が地面に当たる角度まで傾きが起こされる。羽根付鋼管杭８０が地面に支えられたところで回転駆動装置３０の把持が解除され、羽根付鋼管杭８０は、再び下端と回転駆動装置３０によって支えられる。そして、この状態で圧入シリンダ１７が伸ばされると、杭支持ローラ４６ａ，４６ｂが羽根付鋼管杭８０を支持したまま転がり、回転駆動装置３０が羽根付鋼管杭８０に沿って下側へ移動する。その後は、羽根付鋼管杭８０が回転駆動装置３０によって把持され、圧入シリンダ１７による持ち上げと、リーダ起伏シリンダ１５による立ち上げ動作が繰り返される。
こうして回転駆動装置３０は、いわゆる尺取り虫のようにして掴み替えを行い、傾いた羽根付鋼管杭８０を徐々に起立させて最後に姿勢が垂直になるところで把持して、図５及び図６に示す次の作業へと移される。
【００４２】
次に、こうした狭隘地での施工が可能な回転圧入機１０の輸送について説明する。図１２は、回転圧入機１０の輸送状態を示した側面図であり、図１３は、輸送状態の回転圧入機１０を後方から示した図である。回転圧入機１０の輸送は、図示するような底床トレーラ７２に載せて行われるが、道路を走行する際の運行条件に合うようトレーラ７２の寸法内に納める必要がある。回転圧入機１０では、その点についても考慮した構成がなされている。そこで輸送に際しては、図１に示す施工状態の回転圧入機１０から、前後に設けられた回転駆動装置３０及びスパイク圧入装置５２が取り外される。
【００４３】
先ず回転駆動装置３０は、それを吊り下げている圧入シリンダ１７との連結ピン１８を抜き取り、またガイドギブ２８をガイドパイプ２１から外すことによって、リーダ２０から分離させることができる。支持アーム１６は、こうして回転駆動装置３０が取り外され、ブラケット１６ａの連結ピン１９が抜き取られることによってフリーになりる。そこで、回転駆動装置３０の取り外し後は、図に示ようにリーダ起伏シリンダ１５を伸長動作させてリーダ２０を水平に倒した状態にするとともに、支持アーム１６は、反転させられて垂れ下がった状態になる。一方、図１に示すスパイク圧入装置５２は、ウエイト５７が抜き取られ、その後に載置台５１がメインフレーム１１から取り外される。こうして回転圧入機１０は、前後及び上下にコンパクトな状態に変形されて底床トレーラ７２に載せられる。
【００４４】
よって、以上説明した本実施形態の回転圧入機１０によれば、回転駆動装置３０の角度を自由に調整することによって、羽根付鋼管杭８０を羽根８１のない上端側から挿入することができるようになった。そのため、羽根８１を通す必要がない回転駆動装置３０を小型にすることができ、加えて走行部１等を含む回転圧入機１０自体の幅や高さを抑えたことにより、狭隘地や上空制限のある施工現場への進入が可能になり、また羽根付鋼管杭８０の装着を前述した各方法によって行うことができるので、従来のように施工現場に大型クレーンを運び込む必要もないため、狭隘地や上空制限のある施工が可能となった。
また、回転圧入機１０は、図１２及び図１３に示すように回転駆動装置３０や圧入装置５２の取り外すことができ、支持アーム１６を折り畳むことができるので、輸送に際してコンパクトにすることができる。
【００４５】
また、図７や図８に示す装着方法では、駆動ローラ６１やウインチ６３によって回転駆動装置３０に差し込んだ羽根付鋼管杭８０を引き込むことができるので、クレーンなどが必要でなくなり、狭隘地での施工に適したものとなる。
更に、図９及び図１１に示す装着方法では、羽根付鋼管杭８０全体を持ち上げる必要がないため、図７や図８に示す大型トラック７０の乗り入れが必要でなくなり、またクレーン機能を備えたトラックでも簡単に持ち上げることができるので、より狭隘地に適した方法であるといえる。
こうした装着方法を実行するに際し、回転駆動装置３０に杭支持ローラ４６ａ，４６ｂ，４６ｃを設けたことによって、装置のフレーム３１，３２やチャック４１と羽根付鋼管杭８０が擦れて損傷したり、こじれて作業中に支障を生じさせるようなことがなくなる。
【００４６】
以上、回転圧入機の一実施形態について説明したが、本発明はこれに限定されることなく、その趣旨を変更しない範囲で様々な変更が可能である。
例えば、実施形態では杭支持部材に杭支持ローラ４６ａ，４６ｂ，４６ｃを設けたが、ローラに代えてフッ素樹脂加工の滑り部材などを用いるようにしてもよい。
また、実施形態では駆動ローラ６１や従動ローラ６２を油圧ユニット２上に取り付けたが、メインフレーム１１やウエイト５７上などであってもよい。
また、回転駆動装置には、前記実施形態のもの以外に、例えば鋼管杭の把持方法としてバンド式を使用したものなどであってもよい。
【００４７】
【発明の効果】
本発明は、鋼管杭を把持して回転を与える回転駆動装置を備えた作業部と、載置台を備えた走行部と、その走行部に載せられて前記回転駆動装置などの動力を発生させる油圧ユニットからなる動力部とを有するものであって、前記走行部が、その前方に回転自在に軸支された短尺なリーダが起伏シリンダによって起立した状態とほぼ水平に倒れた状態との間の任意の角度で傾けられるように設けられ、前記回転駆動装置は、そのリーダに対して昇降可能に装着されたものであり、鋼管杭を通す貫通孔の円周上に複数備えられ、非把持状態のときに当該貫通孔を構成するフレームや把持部材に鋼管杭が当たらないようにするためのローラ部材又は滑り部材を有する構成としたので、狭隘地での施工が可能な回転圧入機を提供することが可能となった。
【図面の簡単な説明】
【図１】回転圧入機の一実施形態を示した側面図である。
【図２】回転圧入機の一実施形態を示した平面図である。
【図３】回転圧入機を構成する回転駆動装置を示す構造図である。
【図４】回転圧入機による羽根付鋼管杭の装着方法の一例を示す図である。
【図５】回転圧入機による装着した羽根付鋼管杭の立ち上げ状況を示す図である。
【図６】回転圧入機による羽根付鋼管杭の施工開始状況を示す図である。
【図７】トラックを使用した回転圧入機による羽根付鋼管杭の装着方法の第１例を示す図である。
【図８】トラックを使用した回転圧入機による羽根付鋼管杭の装着方法の第２例を示す図である。
【図９】回転圧入機が自力で羽根付鋼管杭を装着する第１例を示す図である。
【図１０】回転圧入機が自力で羽根付鋼管杭を装着する第１例を示す図である。
【図１１】回転圧入機が自力で羽根付鋼管杭を装着する第２例を示す図である。
【図１２】回転圧入機の輸送状態を示した図である。
【図１３】輸送状態の回転圧入機を後方から示した図である。
【図１４】３点杭打機支持したオーガによる回転圧入施工を示した図である。
【図１５】チュービング装置による回転圧入施工を示した図である。
【符号の説明】
１    走行部
２    動力部（油圧ユニット）
３    作業部
４    反力受部
１０  回転圧入機
１２  クローラ
１５  リーダ起伏シリンダ
１６  支持アーム
１７  圧入シリンダ
２０  リーダ
３０  回転駆動装置
３６  コーン
４１  チャック
４６ａ，４６ｂ，４６ｃ  杭支持ローラ
５０  貫通孔
８０  羽根付鋼管杭
８１  羽根
【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】
0003977073.tif 000008
【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】
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【図１４】
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【図１５】
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