(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
液圧シリンダの伸縮力によって杭を地盤中に圧入したり、地盤中から引抜いたりする場合、
液体の流れを急激に阻止して発生させた液撃波を、逆止弁を介して前記液圧シリンダの中へ導くことにより、該液圧シリンダの伸縮力を助勢するとともに、
前記液撃波の伝播時間が前記逆止弁の応答時間よりも長くなるように、該液撃波を導く管路の長さを設定する圧入引抜工法において、
前記流体の流れを急激に阻止するための開閉弁を、前記液圧シリンダを上下に案内して支持しているマスト機構に対して固定的に装着するとともに、前記の逆止弁を液圧シリンダに対して固定的に装着し、前記マスト機構と逆止弁とを可撓性の管路部材によって接続し、
かつ、前記可撓性の管路部材と逆止弁との間に剛性の管路部材を介挿接続することによって「上記可撓性管路中を液撃波が伝播する時間と、上記剛性管路部材中を液撃波が伝播する時間との合計時間」を、前記逆止弁の応答時間の半分よりも長からしめることを特徴とする、杭の圧入引抜工法。
【請求項２】
前記液圧シリンダと一体の円筒状部材，もしくは該液圧シリンダと別体でほぼ等径の円筒状部材の中に、外周面にヘリカル溝を形成した円柱面を有する部材を密に嵌合して前記の剛性管路部材を構成し、
または、前記液圧シリンダと一体の円筒状部材，もしくは該液圧シリンダと別体でほぼ等径の円筒状部材の中に、ヘリカル状に巻回した金属管を密に嵌合することによって該ヘリカル状金属管の見掛けの剛性を増加させて前記の剛性管路部材を構成し、
または、前記液圧シリンダと一体の円筒状部材と別体でほぼ等径の円筒状部材の中に、その内周面に接しめて可撓性の管状部材をヘリカルに配設して該管状部材の内圧が上昇してもヘリカル形状の巻き径が増加しないように拘束することによって該可撓性管状部材に見掛けの剛性を付与し、前記の剛性管路部材として機能せしめることを特徴とする、請求項１に記載した杭の圧入引抜工法。
【請求項３】
前記液圧シリンダを伸縮作動せしめるための圧力液の大部分を供給する液圧ポンプを設けて、その吐出液の圧力をリリーフ形の圧力制御弁によって定格圧力ならしめるように自動調節するとともに、
上記吐出液を、方向制御弁および逆止弁を経て液圧シリンダに供給し、
かつ、前記の杭に対する地盤の抵抗が大きくて液圧シリンダの伸縮作動が停止せしめられたとき、前記リリーフ形圧力制御弁から液圧ポンプの吸入側へ還流する液流を、開閉弁によって急激に阻止して液撃を発生せしめることにより、液圧シリンダ伸縮用の静的圧力流発生用液圧ポンプを、液撃発生用液圧ポンプに兼用し、
かつ、液圧シリンダの圧力室に定格圧力が印加されている状態において液撃を発生せしめることを特徴とする、請求項１もしくは請求項２に記載した杭の圧入引抜工法。
【請求項４】
前記液圧シリンダを伸縮作動せしめるための静圧発生用の液圧ポンプを設けて、その吐出液を、方向制御弁および逆止弁を順次に経由させて液圧シリンダに供給するとともに、
前記と別体の液撃発生用液圧ポンプを設けて、
（イ）  液圧シリンダが、静圧発生用液圧ポンプの吐出液によって伸縮作動しているときは、前記液撃発生用液圧ポンプの吐出液を静圧発生用液圧ポンプの吐出液流に合流せしめて、液圧シリンダによる杭の圧入引抜を流量面で助勢してその作動速度を上昇せしめ、
（ロ）  杭に対する地盤の抵抗が大きくて、静圧発生用液圧ポンプの吐出液によっては液圧シリンダを伸縮作動せしめ得ないとき、
および／または、杭に対する地盤の抵抗が増加して、液圧シリンダの伸縮作動が減速したとき、
前記液撃発生用液圧ポンプの吐出液流を開閉弁により急激に阻止して液撃波を発生させ、発生した液撃波を液圧シリンダに導いて、前記静圧発生用液圧ポンプの吐出圧に液撃圧力を重畳せしめて、液圧シリンダによる杭の圧入引抜を圧力面で助勢して伸縮作動を行なわしめることを特徴とする、請求項１もしくは請求項２に記載した杭の圧入引抜工法。
【請求項５】
前記開閉弁を電気信号によって開閉作動せしめるとともに、開弁作動を開始して絞り効果の現出により液撃波が発生した後、発生した波撃波が開閉弁上流側の管路内を伝播している間に上記開閉弁の締切作動を完了せしめ、  かつ、上記開閉弁の開閉作動を複数回くり返し行なわせて、複数個の液撃ピーク圧を秒単位もしくはそれ以下の短時間内に発生させるとともに、これら複数個の液撃ピーク圧を、逆止弁によって液圧シリンダの圧力室内に閉じこめて蓄積することにより、該液圧シリンダ圧力室内の作動液圧を段階状に上昇せしめることを特徴とする、請求項３もしくは請求項４に記載した杭の圧入引抜工法。
【請求項６】
前記開閉弁を電磁的に開閉駆動して、秒単位もしくはそれ以下の短時間内に複数回くり返して開閉作動せしめることにより複数個の液撃ピーク波形を引き続いて発生せしめ、
上記複数個の液撃ピーク波形を半ば平準化して平頂状の圧力波形を形成し、
上述のようにして形成した平頂状の圧力波形を、可聴周波数の下限付近もしくはそれ以下のサイクルで繰り返し発生させることを特徴とする、請求項３もしくは請求項４に記載した杭の圧入引抜工法。
【請求項７】
液圧シリンダの伸縮力によって杭を地盤中に圧入したり、地盤中から引き抜いたりする機器であって、
作動液の流動を急撃に阻止して液撃波を発生させる電磁作動式の開閉弁と、
発生した液撃波を液圧シリンダの圧力室に導く、逆止弁を備えた管路と、を具備しており、
かつ、前記の液撃波を導く管路の長さが、「前記逆止弁の応答所要時間内に、液撃波が該管路内を伝播する距離」の１／２以上に設定されている杭圧入引抜機において、
前記の逆止弁は液圧シリンダに対して固定的に装着されており、
前記の開閉弁は、液圧シリンダを上下に案内している静止部材であるマスト機構に装着されており、
上記の開閉弁と逆止弁との間に、剛性の管路部材と可撓性の管路部材とが直列に介装接続されていて、
上記剛性管路部材と可撓性管路部材との長さの合計が、「作動液中を音速で伝播する液撃波が、逆止弁の応答所要時間中に伝播する距離」の１／２以上であり、かつ、上記剛性管路部材は屈曲した形状に成形されるとともに、液圧シリンダに取り付けられていることを特徴とする杭の圧入引抜機。
ただし、管路部材が可撓性材料もしくは可塑性材料で構成されていても、その外周面を剛性部材で拘束されているものは剛性管路部材である。
【請求項８】
作動液を吸入・吐出し、方向制御弁および逆止弁を介して液圧シリンダに供給して伸縮作動せしめる液圧ポンプと、
上記液圧シリンダの伸縮作動に対する抵抗が大きくなって伸縮動が阻害されたとき、前記液圧ポンプの吐出圧をほぼ定格圧力に保たせつつ余剰の作動液を液圧ポンプ吸入側へ還流せしめるリリーフ形の圧力制御弁と、
上記リリーフ形圧力制御弁の還流管路中に介挿接続された電磁開閉弁と、
上記電磁開閉弁の流入口と前記液圧シリンダの圧力室との間を、逆止弁を介して接続する管路と、を具備していることを特徴とする、請求項７に記載した杭の圧入引抜機。
【請求項９】
作動液を吸入・吐出し、方向制御弁および逆止弁を介して液圧シリンダに供給して伸縮作動せしめる静圧発生用液圧ポンプと、
上記静圧発生用液圧ポンプと別体に構成され、かつ作動液を共用して吸入・吐出する液撃発生用液圧ポンプと、
上記液撃発生用液圧ポンプの吐出液流の流路を切り替えて、（イ）前記静圧発生用液圧ポンプの吐出液流と合流させて前記液圧シリンダに供給したり、（ロ）電磁開閉弁を経由して当該液撃発生用液圧ポンプの吸入側に還流せしめたりする補助操作弁と、
上記電磁開閉弁の流入口と前記液圧シリンダの圧力室との間を、逆止弁を介して接続する管路と、を具備していることを特徴とする、請求項７に記載した杭の圧入引抜機。
【請求項１０】
前記の電磁開閉弁に対して開弁指令信号と閉弁指令信号とを交互に与えるコンピュータが設けられていて、上記の開弁指令信号を与える期間の長短を任意に制御できるようになっており、
かつ、前記液圧ポンプもしくは前記静圧発生用液圧ポンプと電磁開閉弁との間を結ぶ管路の途中に逆止弁が介挿接続されるとともに、上記逆止弁の上流側にアキュムレータが接続されていることを特徴とする、請求項８もしくは請求項９に記載した杭の圧入引抜機。
【請求項１１】
前記の電磁開閉弁に対して開弁指令信号と閉弁指令信号とを、秒単位以下のサイクルで交互に与え得るコンピュータが設けられていて、複数個の液撃ピーク圧が秒単位以下の時間間隔で発生せしめられるようになっており、
かつ、前記電磁開閉弁の上流側の液圧管路に対し、オリフィスを介してアキュムレータが接続されていて、前記複数個の液撃ピーク圧が半ば平準化されて平頂状の油撃波に変成されるようになっていることを特徴とする、請求項８もしくは請求項９に記載した杭の圧入引抜機。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、油圧シリンダの伸縮力によって杭を地盤中に圧入したり地盤中から引き抜いたする技術に対して、油撃によって瞬時的な高圧が発生する現象を利用して改良を加え、強力な圧入引抜を可能ならしめ、かつ、上記の油圧機器に関する改良を液圧機器一般に適用できるようにしたものである。
【０００２】
【従来の技術】
図９は、油圧シリンダの伸縮力を用いて杭を地盤中に圧入したり地盤中から引き抜いたりする圧入引抜機の従来例を示し、既設杭をクランプで把持して反力を支承しつつ作業対象杭の打抜を施工している状態の外観側面図である。
油圧シリンダ１はマスト機構２５のガイドレール２５ｃによって上下に案内されている。上記マスト機構２５は、既設杭３Ａを把持したクランプ２５ｂにより旋回台２５ａを介して固定的に支持されている。２５ｄは本体部のカバーである。前記油圧シリンダ１のピストンロッド１ｃの先端部は、静止部材であるマスト機構２５に対して取り付けられており、該油圧シリンダ１のシリンダ本体部に対して杭用のチャック２が装着されている。上記チャック２は、回転機構２ａを介して把持爪２ｂにより作業対象杭３Ｂを把持している。
上掲の図９の状態でピストンロッド１ｃを伸長せしめると油圧シリンダ１の本体部分、およびチャック２が上昇し、作業対象杭３Ｂを地盤４から引き抜く。前記油圧シリンダのピストンロッド１ｃが収縮すると作業対象杭３Ｂを地盤４に圧入する。
本図に示した従来技術において、油圧シリンダの収縮によって杭を圧入し、伸長によって杭を引き抜くように構成されている理由は次の通りである。
すなわち、片ロッド形複動シリンダの伸長力は収縮力よりも大きく、一方、杭を引き抜く際は一般に杭を圧入するよりも大きい力を必要とするので、油圧シリンダの伸長作動によって杭を引き抜き、収縮作動によって圧入する。
このようにして、杭の圧入引抜は、油圧シリンダのピストン（図示せず）が静圧を受けて発生する伸縮力によって行なわれていた。
前述のごとく、ピストンロット１ｃの先端部（下端部）を静止部材に取りつけて反力を支承するとともに、油圧シリンダ本体部に装着されたチャック２で作業対象杭３Ｂを把持し、油圧シリンダ１を伸縮させると、該油圧シリンダの本体部は上下動する。この上下動はガイドレール２５ｃによって案内され、かつ、可撓性の管路部材（すなわち油圧ホース）２１が油圧シリンダ本体部の上下動を許容して圧力油を供給する。こうした作動から明らかなように、少なくともこの型式の油圧式圧入引抜機においては、マスト機構２５と油圧シリンダ１とを剛性の管路部材（例えば鋼管）で単純に接続することはできず、可撓性の管路部材（油圧ホース）２１で接続するか、もしくはスイベルジョイントを介して配管するなどして、油圧シリンダ本体の上下動に対応して油圧配管系統を順応せしめなければならない。
【０００３】
図９を参照して以上に説明した杭の圧入引抜は、油圧シリンダに静圧を与えて伸縮せしめるものであるが、これに油撃を重畳させて伸縮作動を助勢する技術が公知（例えば特開平６−２８７９５２号公報）である。
図１０は、油撃を利用して強力に杭の打抜作業を遂行するように構成された公知の圧入引抜機を説明するために示したもので、油圧系統に杭とチャックとを付記した模式図である。
図示の３は作業対象杭であるが、以下、紛らわしくない場合は単に杭と略称する。上記の杭３はチャック２に把持されて地盤４の中に圧入され、もしくは地盤４の中から引き抜かれる。本図１０には、油圧シリンダ１を伸長させて杭３を引き抜いている状態が描かれている。
油圧ポンプ５は、油タンク６内の作動油を吸入・圧送し、逆止弁１４および手動操作弁９、並びにパイロット付き逆止弁１０を経て油圧シリンダ１のシリンダボトム室に流入し、該油圧シリンダ１を伸長させる。上記手動操作弁を操作して油圧ポンプ５の吐出油を油圧シリンダ１のシリンダヘッド室に流入させると該油圧シリンダ１は収縮するが、この際、シリンダボトム室内の作動油はパイロット付き逆止弁１０を逆流して油タンク６に還流する。
杭３に与えられる地盤４の抵抗が大きくなると、油圧ポンプ５の吐出圧が上昇する。吐出圧が上昇して定格圧力を越えようとすると、リリーフ形の圧力調整弁７によって自動的に圧力を制御され、定格圧を越えないようになっている。このようにしてリリーフ形調圧弁７が作動すると、油圧シリンダ１の伸縮はほとんど停止する。
【０００４】
上述のようにして油圧シリンダ１の伸縮が停止すると（本図１０においては伸長が停止すると、コンピュータ１２を作動させて電磁開閉弁１１を開き、次の瞬間にこれを閉じる。
上記電磁開閉弁１１が開かれると、油圧ポンプ５の吐出油は該電磁開閉弁１１を流通し、別段の流動抵抗を受けずに油タンク６に還流する。この瞬間は、前記電磁開閉弁１１の流入口（点ａ）およびその上流側の点ｂの圧力は、ゲージ圧がほとんどゼロに近くなるくらいまで低下し、これに伴って点ｄも同様に圧力低下する。
上記のようにして、図示の点ｄの圧力が著しく低下した時、油圧シリンダ１のシリンダボトム室内の圧力油は、パイロット付き逆止弁１０によって閉じこめられ、ほぼ油圧ポンプ５の定格圧力に保たれている。
次の瞬間に電磁開閉弁１１が急激に閉じられると、油タンク６に還流していた油流が急激に阻止されて、図示の点ａに瞬間的な高圧（油撃）が発生する。
上記の油撃は、油撃波として管路内を音速で伝播し、図示の点ａから点ｂを経て点ｄに至り、パイロット付き逆止弁１０を開いて油圧シリンダ１内に伝播し、該油圧シリンダ１内の作動油が保持していた定格圧力に重畳され、油圧シリンダ１の伸縮力を助勢する。
上述の油撃波が油圧ポンプ５に伝播してこれを損傷せしめないよう、逆止弁１４とアキュムレータ８とによって保護されている。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
図９に示したような杭の圧入引抜機に、図１０について説明した油撃技術を適用すると、その圧入引抜力が格段に増強される。しかし、この油撃技術は原理的に開発されて未だ早々の時期であって、実際の杭圧入引抜機に適用して実効あらしめる為には、なお解決すべき問題点が有る。
図１０において、電磁開閉弁１１で発生した油撃はパイロット付き逆止弁１０を開かせて油圧シリンダ１の中へ入ってゆかねばならないが、該パイロット付き逆止弁１０が油撃圧に応答して開弁するには微小ながら作動時間が必要である。一方、油撃の高圧は瞬間的なものである。従って、「逆止弁が応答（開弁）しないうちに油撃圧が消滅してしまう」ということが有っては、発生した油撃のエネルギーを有効に利用することができない。
点ａで発生した油撃波は、管路内を伝播したり反射したりしている間に次第に減衰するが、油圧シリンダ１の伸縮力を有意義に助勢し得るエネルギーを保持している期間は、その目安として、「点ａで発生した油撃波が、点ｂを経て点ａに至り、反射して再び点ｂを経て点ａまで返ってくるまでの時間Ｔ」であると考えられる。
油撃圧が減衰してしまわないうちに逆止弁を応答させるには、（イ）逆止弁の応答時間を短縮することと、（ロ）油撃圧の保持時間を延長することと、上記両者の兼ね合いが必要である。しかし、逆止弁の応答所要時間を現状よりも格段に短縮することは非常に困難である。特に、実験室的に成績としてではなく実用機器である逆止弁について、経済性を損うことなく応答性を飛躍的に向上させることは極めて困難である。
【０００６】
上述の考察に基づいて、図１０に示した点ａと点ｄとの間を油撃が往復伝播する時間Ｔを延長すること、すなわち管路長さを長くすることが必要になる。
ところが、作動油中を伝播する油撃波の速さは音速であって、通常の作業条件においては、例えば毎秒１２６０メートルというように、空気中の音速に比して３〜４倍の速さである。
例えば逆止弁の応答所要時間を１／１００秒まで短縮したとしても、前記の管路の長さは１０メートル以上でなければならない。
前掲の図９を見て容易に理解できるように、油圧ホース２１の長さを約１０メートルにすることは容易でない。上記の容易でないという意味は、単に邪魔になって取り扱いにくいという問題だけではなく、例えば１０メートルの油圧ホースを仮想線で示した長尺油圧ホース２１′のように巻いて束ねておいたりすると、この油圧ホース内に瞬時的に高圧が掛かると、いわゆるブルドン管の作用によって曲率を増加させる形に変形しようとして、比喩的に表現すると「ホースが跳ねる」という現象を呈し、油圧ホース同士が激しく摩擦するなどして損耗が早期に進行する。高圧油を取り扱う場合、油圧ホースの早期損耗は単に経済的負担を増加させるのみでなく、重大な人身事故を誘発する危険性が大きく、軽視し得ない問題である。しかし、図９について先に述べたようにマスト機構２５は静止部材であり油圧シリンダ１の本体部分は可動部材であるから、これに両者の剛性の管部材（例えば鋼管）で接続して相対的に変位を拘束することは出来ない。
【０００７】
本発明は上述の事情に鑑みて為されたものであって、その目的とするところは、油撃を利用した油圧式の杭圧入引抜機を改良して、油圧シリンダの上下動を拘束することなく、電磁開閉弁と逆止弁との間の管路長さを延長し、しかも、上記の管路に油撃パルス圧が繰り返し加えられても、該管路が早期損耗を生じないようにすることである。
【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創作した本発明の基本的原理を、その１実施形態に対応する図２を参照して略述すると次のとおりである。すなわち、
電磁開閉弁１１に接続された可撓性管路部材（油圧ホース）２１の他端を油圧シリンダ１の本体部分に取り付ける。そして、上記可撓性管路部材とパイロット付逆止弁（油圧シリンダのポート付近に設けられている）１０との間を剛性管路部材２２で接続して連通させる。さらに、前記電磁開閉弁１１との間の所望の管路長さを得るため、上記剛性管路部材２２をヘリカル形状に形成する。管路長さを稼ぐためのヘリカル状部材が剛性材料で構成されているので、油撃パルス圧を受けても摩擦によって早期損耗を生じる虞れが無い。以上は油圧系統に適用した例であるが、本発明は油圧機器に限定されることなく、液圧機器全般に適用することができる。
【０００９】
以上に説明した原理に基づいて、請求項１の発明に係る圧入引抜工法の構成は、液圧シリンダの伸縮力によって杭を地盤中に圧入したり地盤中から引抜いたりする場合、
液体の流れを急激に阻止して発生させた液撃波を、逆止弁を介して前記液圧シリンダの中へ導くことにより、該液圧シリンダの伸縮力を助勢するとともに、
前記液撃波の伝播時間が前記逆止弁の応答時間よりも長くなるように、該液撃波を導く管路の長さを設定する圧入引抜工法において、
前記流体の流れを急激に阻止するための開閉弁を、前記液圧シリンダを上下に案内して支持しているマスト機構に対して固定的に装着するとともに、前記の逆止弁を液圧シリンダに対して固定的に装着し、前記マスト機構と逆止弁とを可撓性の管路部材によって接続し、
かつ、前記可撓性の管路部材と逆止弁との間に剛性の管路部材を介挿接続することによって「上記可撓性管路中を液撃波が伝播する時間と、上記剛性管路部材中を液撃波が伝播する時間との合計時間」を、前記逆止弁の応答時間の半分よりも長からしめることを特徴とする。
以上に説明した請求項１の発明工法によると、剛性管路部材と可撓性管路部材とが直列に接続されるとともに、この剛性，可撓性混成管路部材によって、液撃波の発生部である開閉弁と応答機器である逆止弁とを接続していて、上記開閉弁で発生した液撃波が上記剛性，可撓性混成管路部材中を音速で往復伝播して減衰してしまう迄の間に逆止弁が応答するので、該液撃波のエネルギーは逆止弁を通って液圧シリンダ中に入り、その伸縮作動を助勢するため効率良く利用され、エネルギー効率が高い。
その上、静止部材であるマスト機構と可動部材である液圧シリンダとの間が可撓性管路部材によって接続されるので、該液圧シリンダの上下動が管路部材によって拘束される虞れが無い。
さらに、上記可撓性管路部材以外の管路部分が剛性材料で構成されるので、液撃パルス圧を受けても、管路部材同士が激しく摩擦して早期に損耗する虞れが無く、経済的であるのみでなく、管路の破損に因る高圧液体の噴出で人身事故を招く虞れが無くて安全である。
【００１０】
請求項２に係る発明工法の構成は、前記請求項１の発明の構成要件に加えて、前記液圧シリンダと一体の円筒状部材，もしくは該液圧シリンダを別体でほぼ等径の円筒状部材の中に、外周面にヘリカル溝を形成した円柱面を有する部材を密に嵌合して前記の剛性管路部材を構成し、
または、前記液圧シリンダと一体の円筒状部材、もしくは該液圧シリンダと別体でほぼ等径の円筒状部材の中に、ヘリカル状に巻回した金属管を密に嵌合することによって該ヘリカル状金属管の見掛けの剛性を増加させて前記の剛性管路部材を構成し、
または、前記液圧シリンダと一体の円筒状部材と別体でほぼ等径の円筒状部材の中に、その内周面に接せしめて可撓性の管状部材をヘリカルに配設して該管状部材の内圧が上昇してもヘリカル形状の巻き径が増加しないように拘束することによって該可撓性管状部材に見掛け上の剛性を付与し、前記の剛性管路部材として機能せしめることを特徴とする。
以上に説明した請求項２の発明工法によると、剛性管路部材がヘリカル形状に構成されて、狭隘なスペースに長い管路を収納することができ、その上、該管路はほぼ一様な曲率を有していて局部的に鋭く屈曲していないので、その中を伝播する液撃波を著しく減衰せしめる虞れが無い。
前記のヘリカル状の剛性管路部材が、液圧シリンダの一体の円筒状部材の中に配設され、もしくは液圧シリンダとほぼ等径の円筒状部材の中に収納されるので、該円筒状部材を液圧シリンダと同心状に配設することにより構成部材の配置が合理的かつコンパクトに行なわれる。
前記のヘリカル状剛性管路を、「ヘリカル溝つき円柱状部材を円筒状部材の中に嵌合すること」によって構成すると、ヘリカル管路内に高圧が掛かってもヘリカル形状の巻き径を増加する形の変形量が微小に抑制され、管路部材相互の摩擦によって早期に損耗する虞れが無い。特に、この方式でヘリカル管路に形成すると、特殊に工作機械を用いないで高度の剛性を有する管路を構成することができる。
また、剛性が充分でない金属管、もしくは可撓性の管状部材であっても、これを円筒状部材の中にヘリカル状に配置して変形を拘束すると、見掛け上の剛性が増大するので、高いパルス圧を受けても管路部材相互の摩擦に因る早期損耗を生じる虞れが無くなる。
【００１１】
請求項３に係る発明工法の構成は、前記請求項１，２の発明の構成要件に加えて、前記液圧シリンダを伸縮作動せしめるための圧力液の大部分を供給する液圧ポンプを設けて、その吐出液の圧力をリリーフ形の圧力制御弁によって定格圧力ならしめるように自動調節するとともに、
上記吐出液を、方向制御弁および逆止弁を経て液圧シリンダに供給し、
かつ、前記の杭に対する地盤の抵抗が大きくて液圧シリンダの伸縮作動が停止せしめられたとき、前記リリーフ形圧力制御弁から液圧ポンプの吸入側へ還流する液流を、開閉弁によって急激に阻止して液撃を発生せしめることにより、液圧シリンダ伸縮用の静的圧力流発生用液圧ポンプを、液撃発生用液圧ポンプに兼用し、
かつ、液圧シリンダの圧力室に定格圧力が印加されている状態において液撃を発生せしめることを特徴とする。
以上に説明した請求項３の発明工法によると、１個の液圧ポンプの吐出液を用いて液圧シリンダを伸縮させて杭の圧入引抜を遂行するとともに、該１個の液圧ポンプの吐出液がリリーフ形圧力制御弁から還流する液流を開閉弁で阻止することによって液撃を発生させるので、単一の液圧ポンプが静圧発生用と液撃発生用とに兼用され、少ない構成部品点数によって液撃併用の液圧式杭圧入，引抜を行なうことができる。
上述のように単一の液圧ポンプで足りるので、その回転駆動機構も単一で済み、その制御系統が簡単で、メンティナンスも容易である。
しかも、前記リリーフ形圧力制御弁が作動している状態において液圧ポンプは定格吐出圧で作動しており、液圧シリンダの圧力室にも定格圧力の圧力液が供給されている。この状態でリリーフ形圧力制御弁の還流液を閉止して液撃を発生させるので、定格圧力に対してタイムラグを生ぜず液撃圧が重畳される。すなわち、液圧ポンプの吐出圧がほとんどゼロに低下した状態で液撃を発生させる従来技術におけるがごとくタイムラグを生じないので、高能率で液撃併用による圧入引抜の助勢を行なうことができる。
【００１２】
請求項４に係る発明工法の構成は、前記請求項１，２の発明工法の構成要件に加えて、前記液圧シリンダを伸縮作動せしめるための静圧発生用の液圧ポンプを設けて、その吐出液を、方向制御弁および逆止弁を順次に経由させて液圧シリンダに供給するとともに、
前記と別体の液撃発生用液圧ポンプを設けて、
（イ）  液圧シリンダが、
るときは、前記液撃発生用液圧ポンプの吐出液を静圧発生用液圧ポンプの吐出液流に合流せしめて、液圧シリンダによる杭の圧入引抜を流量面で助勢してその作動速度を上昇せしめ、
（ロ）  杭に対する地盤の抵抗が大きくて、静圧発生用液圧ポンプの吐出液によっては液圧シリンダを伸縮作動せしめ得ないとき、
および／または杭に対する地盤の抵抗が増加して、液圧シリンダの伸縮作動が減速したとき、
前記液撃発生用液圧ポンプの吐出液流を開閉弁により急激に阻止して液撃波を発生させ、発生した液撃波を液圧シリンダに導いて、前記静圧発生用液圧ポンプの吐出圧に液撃圧力を重畳せしめて、液圧シリンダによる杭の圧入引抜を圧力面で助勢して伸縮作動を行なわしめることを特徴とする。
【００１３】
以上に説明した請求項４の発明工法によると、液圧シリンダに静的な液圧を供給して伸縮作動せしめる静圧発生用液圧ポンプと、液撃を発生させて上記伸縮作動を助勢する液撃発生用液圧ポンプとを別体に構成するので、上記双方の液圧ポンプをそれぞれ独立に駆動，制御することができ、多種類の連繋作動パターンを設定することができる。
特に、静圧発生用液圧ポンプの吐出液による液圧シリンダの伸縮作動状態の如何を問わず、液撃発生用液圧ポンプの吐出液によって液撃を発生させることができる。このため、液圧シリンダに液撃を与える直前の瞬間に、該液圧シリンダに圧力液を供給している管路の液圧が著しく低下するという、従来技術におけるような不具合を生じない。
その上、液撃を発生させる必要の無い作業条件下においては、液撃発生用液圧ポンプの吐出液を前記静圧発生用液圧ポンプの吐出液流に合流せしめて液圧シリンダに供給することにより、作動液の圧力に関しては格別の助勢をすることなく作動液の流量を増大させて液圧シリンダの伸縮速度を上昇させることにより、杭の圧入，引抜速度を上昇せしめて作業能率を向上させることができる。
【００１４】
請求項５に係る発明工法の構成は、前記請求項３，４の発明工法の構成要件に加えて、前記開閉弁を電気信号によって開閉作動せしめるとともに、開弁作動を開始して絞り効果の現出により液撃波が発生した後、発生した液撃波が開閉弁上流側の管路内を伝播している間に上記開閉弁の締切作動を完了せしめ、
かつ、上記開閉弁の開閉作動を複数回くり返し行なわせて、複数個の液撃ピーク圧を秒単位もしくはそれ以下の短時間内に発生させるとともに、これら複数個の液撃ピーク圧を、逆止弁によって液圧シリンダの圧力室内に閉じこめて蓄積することにより、該液圧シリンダ圧力室内の作業液圧を階段状に上昇せしめることを特徴とする。
以上に説明した請求項５の発明工法によると、開閉弁の流入口で発生した液撃波が、該開閉弁の上流側管路内を伝播している間、すなわち液撃波が逆止弁で反射されて開閉弁まで返ってくるまでの間に開閉弁が締切作動を完了しているので、該開閉弁を通過して流動していた液体の駆動エネルギーが、高い効率で液撃エネルギーに変換される。
１秒間にキロメートル単位の高速で伝播する液撃波が返ってくるまでの間の開閉弁の締切作動を完了させることの難易については、次の理由により、さして困難ではない。
すなわち、本請求項５の発明工法は、請求項１の実施を前提として実施される。従って、請求項１の構成要件として、液撃波の伝播時間が逆止弁の応答時間よりも長くなるように、管路長さが設定されている。
従って、本請求項５を適用して開閉弁の開弁作動所要時間を液撃波伝播期間よりも短くするということは、具体的には、開閉弁の閉弁作動所要時間を逆止弁の応答時間よりも長くしないことによって達成される。
弁機構の作動原理に関して考察すると、逆止弁の応答は液撃圧によって弁体が押し開かれるのに比して、本請求項５の構成における開閉弁は電磁力によって駆動されるので、該開閉弁を逆止弁よりも敏速に作動せしめることは従来技術を適用して容易に行なわれ得る。実際問題としては、市販されている多数種類の電磁開閉弁の中から適当なものを選定すれば良い。
【００１５】
請求項６に係る発明工法の構成は、前記請求項３，４の発明工法の構成要件に加えて、前記開閉弁を電磁的に開閉駆動して、秒単位もしくはそれ以下の短時間内に複数回くり返して開閉作動せしめることにより複数個の液撃ピーク波形を引き続いて発生せしめ、
上記複数個のピーク波形を半ば平準化して平頂状の圧力波形を形成し、
上述のようにして形成した平頂状の圧力波形を、可聴周波数の下限付近もしくはそれ以下のサイクルで繰り返し発生させることを特徴とする。
以上に説明した請求項６の発明工法によると、液撃の併用に伴う騒音公害や振動公害の発生を抑制しつつ、液撃による杭の圧入引抜の助勢効果を充分に発揮せしめることができる。
すなわち、液撃波のピーク圧を、そのまま液圧シリンダに導入すると衝撃的な音響や振動を発生する虞れ無しとしない。上記の音響や振動は、例えば振動杭打抜工法に比較すると著しく軽微ではある。しかし乍ら本発明が適用の対象とする圧入引抜工法は原則的に無振動無騒音であるため、液撃に因る若干の音響や振動も更に抑制しなければならない場合も有り得る。
そして、液撃によって液圧シリンダ内に流入する作動液の流量は僅少である。本請求項６は、上述のごとく瞬時的な高圧を発生するものの流量が僅少の液撃パルスを自動的に変成して、複数個の液撃パルス波形を半ば平準化して、平頂状の波形とすることにより、パルス圧力の高さを杭圧入引抜に必要な範囲内で低下させ、かつ、複数個の液圧パルスを均すことによって流量を複数倍にする。これにより、静的圧力で伸縮動する液圧シリンダを有効に助勢するという効果を減殺することなく、衝撃的な音響や振動を著しく緩和軽減し、併せて圧力波の流量を複数倍に拡大して高能率の杭圧入引抜作業を可能ならしめる。
【００１６】
請求項７に係る圧入引抜機の構成は、液圧シリンダの伸縮力によって杭を地盤中に圧入したり、地盤中から引き抜いたりする機器であって、
作動液の流動を急激に阻止して液撃波を発生させる電磁作動式の開閉弁と、
発生した液撃波を液圧シリンダの圧力室に導く、逆止弁を備えた管路と、を具備しており、
かつ、前記の液撃波を導く管路の長さが、「前記逆止弁の応答所要時間内に、液撃波が該管路内を伝播する距離」の１／２以上に設定されている杭圧入引抜機において、
前記の逆止弁は液圧シリンダに対して固定的に装着されており、
前記の開閉弁は、液圧シリンダを上下に案内している静止部材であるマスト機構に装着されており、
上記の開閉弁と逆止弁との間に、剛性の管路部材と可撓性の管路部材とが直列に介装接続されていて
上記剛性管路部材と可撓性管路部材との長さの合計が、「作動液中を音速で伝播する液撃波が、逆止弁の応答所要時間中に伝播する距離」の１／２以上であり、かつ、上記剛性管路部材は屈曲した形状に形成されるとともに、液圧シリンダに取り付けられていることを特徴とする。
以上に説明した請求項７の発明に係る杭の圧入引抜機によると、剛性管路部材と可撓性管路部材とが、直列に接続されていて、この混成管路部材全体として、開閉弁の応答期間中に液撃波の伝播を消滅（もしくは著しく減衰）せしめないための必要長さ寸法を形成しており、かつ、上記混成管路部材中の剛性管路部材が屈曲部を構成しているので、管路部材相互の摩擦による早期損耗が防止される。すなわち、管路中を伝播する液撃波の速さは毎秒１０００メートル以上であるから、逆止弁の応答所要時間中に液撃波が伝播する距離は何うしても約１０メートルになる。従って、この管路を実用機において直線状に配設することは困難であって、折り返すなり巻回するなりして何らかの形で屈曲せしめざるを得ない。こうした使用条件下において本請求項７に係る圧入引抜機は、剛性管路部材によって屈曲部を形成した。
屈曲している管路内の作動液に高圧が掛かると、該管路は、いわゆるブルドン管の作用によって曲率半径を増加させる形に変形しようとする。上記の高圧が瞬時的なパルス圧であると、管路部材は跳ねるように激しく変形して、管路部材相互の摩擦によって早期に損耗して重大なトラブル（人身事故を含む）を誘発する危険性が少なくない。然るところ本請求項の構成によると、上記の屈曲部が剛性管路部材で構成されているので、可撓性管路部材が屈曲している場合のように管が跳ねたり躍ったりせず安全である。
【００１７】
請求項８の発明に係る圧入引抜機の構成は前記請求項７の発明の構成要件に加えて、作動液を吸入・吐出し、方向制御弁および逆止弁を介して液圧シリンダに供給して伸縮作動せしめる液圧ポンプと、
上記液圧シリンダの伸縮作動に対する抵抗が大きくなって伸縮動が阻害されたとき、前記液圧ポンプの吐出圧をほぼ定格圧力に保たせつつ余剰の作動液を液圧ポンプ吸入側へ還流せしめるリリーフ形の圧力制御弁と、
上記リリーフ形圧力制御弁の還流管路中に介挿接続された電磁開閉弁と、
上記電磁開閉弁の流入口と前記液圧シリンダの圧力室との間を、逆止弁を介して接続する管路と、を具備していることを特徴とする。
以上に説明した請求項８の発明に係る杭の圧入引抜機によると、必ずしも複数個の液圧ポンプを用いる必要無く、液圧シリンダの伸縮に掛かる抵抗が比較的小さくて該液圧シリンダが作動液の静的圧力によって順調に伸縮する場合は液撃を発生させることなく定常的な運転によって杭の圧入引抜を遂行し、液圧シリンダの伸縮が外部抵抗によって阻害されると、余剰の吐出流量の一部を利用して液撃を発生させることにより液圧シリンダの伸縮作動を助勢することができる。
さらに、上記の液撃発生は、リリーフ形圧力制御弁の還流を阻止して発生させるようになっているから、液圧ポンプが定格圧力で作動している状態で液撃が発生し、「液撃発生直前に液圧シリンダの高圧側管路内の作動液が降圧する」という従来技術におけるがごとき不具合を生じない。
その上、同じ液圧ポンプが静圧的な杭の圧入引抜と、液撃による伸縮作動助勢との両方に用いられるので構成部品点数が少なく、液圧ポンプの駆動，制御機構も簡単であるから全体の形状寸法がコンパクトになり、メンティナンスも容易である。
【００１８】
請求項９の発明に係る杭の圧入引抜機の構成は、前記請求項７の発明の構成要件に加えて、作動液を吸入・吐出し、方向制御弁および逆止弁を介して、液圧シリンダに供給して伸縮作動せしめる静圧発生用液圧ポンプと、
上記静圧発生用液圧ポンプと別体に構成され、かつ作動液を共用して吸入・吐出する液撃発生用液圧ポンプと、
上記液撃発生用液圧ポンプの吐出液流の流路を切り替えて、（イ）前記静圧発生用液圧ポンプの吐出液流と合流させて前記液圧シリンダに供給したり、（ロ）電磁開閉弁を経由して当該液撃発生用液圧ポンプの吸入側に還流せめたりする補助操作弁と、
上記電磁開閉弁の流入口と前記液圧シリンダの圧力室との間を、逆止弁を介して接続する管路と、を具備していることを特徴とする。
以上に説明した請求項９の発明に係る杭の圧入引抜機によると、液圧シリンダのピストンに静的圧力を印加して伸縮作動させる静圧発生用液圧ポンプと、該液圧シリンダの伸縮作動を助勢するための液撃を発生させる液撃発生用液圧ポンプとを別体に構成したので、これら双方の液圧ポンプが吐出する液流を互いに独立に制御することができる。
従って、静的液圧を与えられて伸縮作動することによって杭の圧入引抜を行なっている液圧シリンダの作動状態の如何に拘らず、液撃を発生させて伸縮を助勢することができる。具体的には、杭に対する地盤の抵抗が大きくなって液圧シリンダの伸縮が停止した時に液撃を与えて伸縮作動を再開続行させることもでき、杭に対する地盤の抵抗が臨界状態まで増加して液圧シリンダの伸縮作動が減速したときに液撃を与えて臨界状態を突破することもでき、また、上記臨界状態に至らないうちに液撃を与えて伸縮作動を増速することにより作業能率を向上させることもできる。
さらに、杭の対する地盤の抵抗が少なくて、液撃による助勢を必要とせずに静圧発生用液圧ポンプの吐出液によって液圧シリンダを円滑に伸縮作動せしめ得る場合には、液撃発生用液圧ポンプの吐出液流を前記静圧発生用液圧ポンプの吐出液流に合流せしめて、液圧シリンダの伸縮速度を増速し、杭圧入引抜の作業能率を向上しせめることができる。
【００１９】
請求項１０の発明に係る杭の圧入引抜機の構成は、前記請求項８，９の発明の構成要件に加えて、前記の電磁開閉弁に対して開弁指令信号と閉弁指令信号とを交互に与えるコンピュータが設けられていて、上記の開弁指令信号を与える期間の長短を任意に制御できるようになっており、
かつ、前記液圧ポンプもしくは前記静圧発生用液圧ポンプと電磁開閉弁との間を結ぶ管路の途中に逆止弁が介挿接続されるとともに、上記逆止弁の上流側にアキュムレータが接続されていることを特徴とする。
以上に説明した請求項１０の発明に係る杭の圧入引抜機によると、液撃によるピーク圧の高さを任意に制御することができるとともに、発生せしめ得るピーク圧の上限値を上昇せしめることができる。
すなわち、液撃という現象は、開閉弁を経て流動している液体の運動エネルギーを、瞬時的なピーク圧を現出する圧力波のエネルギーに変換するものであって、該開閉弁に液流を導いている管路の有効流路断面積が一定であれば、発生する液撃のピーク圧は液撃発生直前の流量にほぼ比例する。
そして、開閉弁が繰り返して開閉されると、開弁されている微小時間のうちに流量が上昇し、開弁されたときの流量に応じて液撃の大きさが決まる。従って、開弁期間を長くして流量を上昇させてから閉弁すると大きい液撃が得られ、
開弁期間を短縮して流量が上がらないうちに閉弁すると小さい液撃しか発生しない。上述の理由により、本請求項１０を適用して開弁期間の長短を制御すると、発生する液撃の大小を調節することができる。
なお、開閉弁が閉じられてから開かれるまでの間にポンプから吐出された圧力液のエネルギーは、そのままではあまり有効に利用されない。
前述のように、発生する液撃の大小は開閉弁の開弁期間の長短に伴って変化するが、これには限界が有る。すなわち、必要以上に開弁期間を長くしても、流量の上昇が飽和すると、それ以上は増加しなくなり、従って、発生する液撃の大きさも制限される。そこで本請求項１０の発明においては、開閉弁が閉じられている間に吐出された圧力液の一部もしくは大部分をアキュムレータに蓄えておき、該開閉弁が開かれたときに圧力液を放出して開閉弁を流通する作動液の流量を増加させるので大きい液撃を得ることができる。
【００２０】
請求項１１の発明に係る杭の圧入引抜機の構成は、前記請求項８，９の発明の構成要件に加えて、前記の電磁開閉弁に対して開弁指令信号と閉弁指令信号とを、秒単位以下のサイクルで交互に与え得るコンピュータが設けられていて、複数個の液撃ピーク圧が秒単位以下の時間間隔で発生せしめられるようになっており、
かつ、前記電磁開閉弁の上流側の液圧管路に対し、オリフィスを介してアキュムレータが接続されていて、前記複数個の液撃ピーク圧が半ば平準化されて平頂状の油撃波に変成されるようになっていることを特徴とする。
以上に説明した請求項１１の発明に係る杭の圧入引抜機によると、液撃による液圧シリンダの伸縮助勢効果を妨げることなく、液撃発生に伴う衝撃的な音響や振動を抑制することができる。
すなわち、液撃は瞬時的な高圧を発生する現象であるから、これを液圧シリンダに導入して伸縮力を助勢することが出来るのであるが、その反面、瞬時的な高圧を液圧シリンダに与えることに因る騒音公害発生や振動公害発生の虞れ無しとしない。実用化されている各種の杭打抜方法の騒音，振動に比べると、液撃に伴なう騒音，振動はさして大きくないのであるが、本発明が適用の対象としている液圧シリンダ方式の圧入引抜は最も静粛である。このため、最も静粛であるという長所を損わない程度に液撃騒音や液撃振動を軽減するところに、この請求項１１の発明の意義がある。
本請求項１１の発明によって騒音，振動を緩和しようとしている液撃という現象は、瞬時的な高圧であって、その流量は僅少である。そして、上記の瞬時的な高圧は、杭に対する抵抗に打ち勝って液圧シリンダを伸縮せしめるに必要な最低限の圧力に比して著しく高圧である。そこで、本請求項１１を適用して複数個の液撃を続いて発生させるとともに、これら複数個の液撃が相互に重なり合って平頂状の液撃波を成すように変成すると、変成された平頂状の液撃波形は、変成前の複数個のピーク波形のそれぞれに比して圧力は低く、持続時間が長くなっているが、低くなった平頂状の液撃圧は杭の抵抗に打ち勝って液圧シリンダを伸縮させるに足り、流量は複数倍になっている。これにより、液圧シリンダの伸縮を助勢するという効果を損ねることなく、液撃に因る騒音，振動を抑制することができる。
【００２１】
【発明の実施の形態】
図１は、本発明に係る杭の圧入引抜工法を実施するために構成した杭の圧入引抜機の１実施形態を示し、チャックを装着された油圧シリンダの断面図に油圧系統図を付記した説明図である。
本図１に示した実施形態は、前掲の図１０に示した公知例の圧入引抜機に本発明を適用して改良した１例であって、図１０と同じ符号を付した油圧シリンダ１，チャック２，杭３，地盤４，油圧ポンプ５，油タンク６，リリーフ形調圧弁７，アキュムレータ８，パイロット付き逆止弁１０，電磁開閉弁１１、コンピュータ１２、および逆止弁１４は、前記公知例（図１０）におけると同様ないし類似の構成部材である。
次に、本図１が前記の図１０（公知例）に比して異なるところ、すなわち、本発明を適用して改良した事項について説明する。
図１０においてはリリーフ形調圧弁７と電磁開閉弁１１とが並列に接続されていたが、本実施形態においてはリリーフ形調圧弁７の下流側、すなわち、リリーフ作動したときの還流管路の途中に電磁開閉弁１１が介挿接続されている。このように構成すると、後に詳述するように図示の点ｂを高圧（油圧ポンプ５の定格吐出圧力）に保持した状態で油撃を発生させることができる。
なお、この実施形態は、液圧機構の１例として油圧機構を示したものであって、本発明の適用対象は油圧に限定されるものではなく、例えば水平機構であっても良い。本発明の実施形態、および図１〜図４において、文字「油」を文字「液」で置換することができる。
【００２２】
油圧ポンプ５から吐出された圧力液は、４ポート３位置形の方向制御弁１３を経て油圧シリンダ１の圧力室に供給される。本図１に示したように、方向制御弁１３が位置（イ）になっていると、圧力油は油圧シリンダ１のシリンダボトム室に流入し、該油圧シリンダ１を伸長せしめて杭３を引き抜く。上記方向制御弁１３が位置（ハ）になっていると液圧シリンダ１が収縮して杭３が圧入される。位置（ロ）は中立位置である。
地盤４が杭３を強く拘束していて油圧シリンダ１の伸長作動が阻止されると、油圧ポンプ５の吐出油は行き先が無くなってリリーフ形調圧弁７を押し開き、電磁開閉弁１１を流通して油タンク６に還流して循環する。この状態で、図示の点ｂ，ｄの圧力は、リリーフ形調圧弁７のセット圧すなわち油圧ポンプ５の定格吐出圧に保たれている。
このとき電磁開閉弁１１を急激に閉じて前記の還流を遮断すると、該電磁開閉弁１１の流入口（点ａ）に油撃が発生する。発生した油撃は、圧力波として点ｂ点ｄを経て油圧シリンダ１の圧力室に導かれ、該油圧シリンダ１の伸縮作動を助勢する。
図１０の公知例においては電磁開閉弁１１を閉じて油撃を発生させるための準備として該電磁開閉弁１１を開いたとき点ｂ，点ｄの圧力が大気圧に近いレベルまで低下してしまって、その次の瞬時における油撃波の立ち上がりにタイムラグを生じるのに比して、本実施形態（図１）では上述のようなタイムラグを生じる虞れが無い。
【００２３】
図１において、油圧シリンダ１が伸縮作動して杭３を圧入引抜する際、該油圧シリンダ１のシリンダ本体部は上下動する。この上下動は可撓性管路部材（油圧ホース）２１のベンディングによって吸収される。
図２は、前掲の図１に示した実施形態に係る杭の圧入引抜機について、一部を破断するとともに油圧機器シンボルマークを模式的に付記した側面図であって、公知例を描いた図９に対応する図である。
上記の図２から、油圧シリンダ１の上下動が可撓性管路部材２１のベンディング変形によって許容されていることが分かる。
（図１，図２を併せて参照）前記可撓性管路部材２１の作用により、油圧シリンダ１の上下動が拘束されないという効果を奏するが、前掲の図９について説明したように、上記可撓性管路部材２１によって所要の管路長さ（例えば約１０メートル）を確保することは困難である。そこで本実施形態（図１，図２）においては、油圧シリンダ１の上方に、ヘリカル形状の剛性管路部材２２を配置して所要の管路長さを得た。この剛性管路部材２２は、ヘリカル状に形成されているので、狭いスペースの中に長い管路を形成することができる。しかも、剛性部材であるから、瞬時的な高圧である液撃を伝播させる際、可撓性のホースのように跳ねる虞れが無く、管路部材相互の摩擦で早期に損耗が進行したりするといった不具合が未然に防止されている。
【００２４】
図３は、前掲の図１，図２において模式的に示したヘリカル状の剛性管路部材の具体的な構造を示す縦断面図であって、（Ａ），（Ｂ）はそれぞれ、互いに異なる実施形態を描いてある。
（図３（Ａ）参照）油圧シリンダ１のシリンダ本体部１ａのシリンダボトム室１ｄ側が、図の上方に延長されていて、その中に円柱状部材２４が密に嵌合されている。この円柱状部材２４の外周面にヘリカル溝２４ａが形成されていて、剛性のヘリカル管路部材を構成している。このように構成すると狭隘なスペースの中に長い管路を配置することができ、しかも充分な剛性を与えることが容易である。
本図３（Ａ）の実施形態においては、シリンダ本体１ａと一体構成の円筒状部材の中にヘリカル溝つき円柱状部材２４を嵌着した。図示を省略するが、上記円柱状部材２４を嵌着する相手の円筒状部材は、シリンダ本体１ａと別体の部材であっても良く、また、必ずしもシリンダ本体１ａと等径であることを要せず、ほぼ等径であれば良い。ここに、ほぼ等径とは、シリンダ本体１ａの径を１．０とした場合、四捨五入して１になる範囲をいう。これにより細くては充分な管路長さを取り難く、これにより太くては取扱いに不便である。
前記の円柱状部材２４は、円柱状の外周面を有していることが必要条件であって、例えば円筒に類似した中空の部材であっても良い。
【００２５】
（図３（Ｂ）参照）符号２３で示したのは、通常の肉厚を有する鋼管を塑性加工してヘリカルに成形した可塑性管路部材である。この鋼管だけでは油撃圧を受けても跳ねないだけの剛性を有していないが、その周囲をシリンダ本体１ａで拘束されているので、見掛け上の剛体として作用する。
上述の考え方から容易に類推し得るように、その外周部を剛性の部材で拘束補強して跳ねないようにすれば、前記（Ｂ）図の可塑性管路部材２３に代えて、可撓性の管路部材（図示せず）をヘリカル状に配置しても、本発明における剛性管路部材を構成することができる。
【００２６】
（図２参照）油圧シリンダ１の収縮力によって作業対象杭３Ｂを地盤４の中へ圧入するためには、クランプ２５ｂで既設杭３Ａを把持して反力を支持しなければならない。ところが、既設の杭が存在しない状態で最初の１本目の作業対象杭を地盤中に圧入する際は、反力の支持が非常に重要かつ困難な問題となる。このため従来一般に、１本目の杭を打設する際は（ｉ）例えば振動杭打機などの他の方式の杭打機器を用いるか、（ii）図示を省略するが、クランプ２５ｂで把持できる重量部材である架台を用いていた。
しかし、杭を地中に圧入するときの反力を架台の重力荷重のみで支持することは至難であって、架台の上に土嚢を積んだり小形の補助杭を打ったり、スクリュー形のアースオーガで補助するなど難渋していた。しかし、本発明を適用して油撃（広義には液撃）を与えると、マスト機構２５およびこれに装着されている部材の慣性力によって反力を支持し得るので、土嚢積みや補助杭打ちなどの支援業務を省略し、もしくは著しく軽減することができる。
【００２７】
前掲の図１に示した実施形態においては、油圧シリンダ１に対して圧力変動の小さい圧力油を供給して静的伸縮力を発生させるエネルギー源となる作動油流を吐出する油圧ポンプと、油撃を発生させるためのエネルギー源となる作動油流を吐出する油圧ポンプとを、単一の油圧ポンプ５で兼ねるとともに、上記双方の作動油流の作動油を共用していた。このような構成によると油圧ポンプや該油圧ポンプ回転駆動用機器などの構成部品点数が少なく、制御系統が簡単であるという長所を有しているが、静圧発生用油圧ポンプと油撃発生用油圧ポンプとを別体に構成することもできる。
図４は、油圧シリンダに静圧を供給するための油圧ポンプ（５Ａ）と、上記油圧シリンダに油撃を供給してその伸縮を助勢するための油圧ポンプ（５Ｂ）とを別体に構成して、静圧系統と油撃系統とを接続した油圧回路に、制御系統を付記した説明図である。
静圧発生用油圧ポンプ５Ａは、油タンク６から作動油を吸入し，吐出して圧送する。吐出圧の上限はリリーフ形調圧弁７Ａによって定格圧力に保たれ、方向制御弁１３およびパイロット付き逆止弁１０を経て油圧シリンダ１に供給される。前記静圧発生用油圧ポンプ５Ａと別体に、液撃発生用の油圧ポンプ５Ｂが設けられている。この油撃発生用油圧ポンプ５Ｂの吐出量は前記静圧発生用油圧ポンプ５Ａに比して少ないが、定格吐出圧は等しく、リリーフ弁形調圧弁７Ａと同７Ｂとは同じく圧力に調節されている。
上記油撃発生用油圧ポンプ５Ｂは前記静圧発生用油圧ポンプ５Ａと、作動油を共用するようになっており、かつ、補助操作弁１５を介して静圧発生用油圧ポンプ５Ａに対してほぼ並列に接続されている。
【００２８】
油圧シリンダ１が油撃の助勢を必要としないときは、前記の補助操作弁１５がコンピュータ１２によって方向制御弁１３とほぼ同様に連動せしめられ、油撃発生用油圧ポンプ５Ｂは静圧発生用ポンプとして作用し、双方の油圧ポンプ５Ａ，５Ｂの吐出油が合流して油圧シリンダ１に供給される。このような構成であるから、油撃発生用油圧ポンプ５Ｂの設置は、油撃を必要としない状態においても、装置全体の杭打抜能力に比して装置全体の形状，寸法を無益に増加させることが無く。
油圧シリンダ１の静的な伸縮力だけでは杭３の圧入引抜が困難になると、電磁開閉弁１１を開閉作動させて油撃を発生せしめる。発生した油撃波は、逆止弁１６およびパイロット付き逆止弁を経て油圧シリンダ１に導かれ、その伸縮力を助勢する。
（図１，図４参照）電磁開閉弁１１の流入口で発生した液撃波が管路内を伝播して、パイロット付き逆止弁１０で反射して電磁開閉弁１１まで戻ってくるまでの間に、上記パイロット付き逆止弁１０の応答作動が終了していなければならない旨は既べた。これに関連して、電磁開閉弁１１の閉弁作動所要時間という問題が有る。
すなわち、電磁開閉弁１１が閉じ始めて絞り効果を発現すると油撃波が発生して管路内を伝播してゆくが、この油撃波が管路末端の油圧機器（本例ではパイロット付き逆止弁１０）で反射して電磁開閉弁１１まで戻ってくるまでの間に、該電磁開閉弁１１が閉じ終わっていないと、エネルギー損失を生じて油撃エネルギーが小さくなる。電磁開閉弁の閉弁作動所要時間を無限に短縮することは極めて困難であるが、本発明においては油撃波が往復伝播する管路の長さを、逆止弁の応答所要時間を稼ぐために長くしてあるので、油撃波が反射して戻ってくるまでに電磁開閉弁を閉め切ることは格別の困難を伴わない。実際問題に即して言うならば、本実施形態においては市販されている各種電磁開閉弁の中から、その閉弁作動所要時間がパイロット付き逆止弁１０の応答時間よりも短いものを適宜に選択して使用した。
【００２９】
次に、電磁開閉弁１１の開閉制御の方法と効果とについて述べる。
図５は、前掲の図１，図４に示した実施形態における電磁開閉弁の作用を説明するために示したもので、（Ａ）は開弁指令信号を閉弁指令信号とが交互に与えられている状態を表した図表、（Ｂ）は電磁開閉弁を流通する作動油の流速・流量を表した図表、（Ｃ）は発生した油撃の圧力を表した図表であって、これらの図表は互いに時間軸を共有している。
時刻ｔ1から同ｔ2まで、比較的長い時間Ｔ1の開弁指令信号を与えて電磁開閉弁を開くと、該電磁開閉弁を流通する作動油の流速はこの時間Ｔ1の間に上昇し、飽和し、そして消失（点ｊ）する。時刻ｔ2で、閉弁された時、パルス圧ｋが立つ。また、時刻ｔ3から同ｔ4まで、前記の時間Ｔ1よりも短い時間Ｔ2だけ開弁指令信号を与えて電磁開閉弁を開くと、流速が飽和するまで上昇しないうちに閉弁ｍされるので、前記のパルス圧ｋよりも低いパルス圧ｎが立つ。
時刻ｔ5から時刻ｔ6まで、さらに短い時間Ｔ3だけ開弁して閉じると、開弁中の流速上昇量がさらに小さくなって、前記パルス圧ｎよりも低いパルス圧ｑが立つ。このようにして、開弁指令信号のタイミングを制御することによって油撃の強さを調節することができる。図３（Ｂ）のカーブを流速として説明したが、単位時間内の流量と考えても同様である。
図１，図２に示したアキュムレータ８の容量を大きくすると、前記の時刻ｔ1と同ｔ2との間で生じた流速の飽和値が上昇し、より強い油撃を得ることができる。
【００３０】
次に、複数個の油撃を短時間内に繰り返し発生させて油圧シリンダの伸縮力を増大させる方法について説明する。
図６は、短時間内に繰り返し発生させた油撃によって強力な伸縮力を得る方法を説明するために示したものであって、（Ａ）はパルス圧を表す図表、（Ｂ）はシリンダ内の圧力上昇を表す図表であって、上記２つの図表は互いに時間軸を共有するように描いてある。
図１，図４に示したように、油圧シリンダ１の中へ導入された油撃は、パイロット付き逆止弁１０の作用で該油圧シリンダ１の圧力室に閉じこめられる。この油撃という現象は、一般的に特性として、油圧ポンプの吐出圧に比して高圧であり、油圧ポンプの吐出流量に比して著しく小流量である。従って、該油圧シリンダ１の伸縮が地盤の抵抗で停止せしめられていると、本図６（Ｂ）に示したようにシリンダ内の圧力は油撃の度ごとに階段状に上昇する。シリンダ内圧力が次第に上昇して地盤の抵抗に打ち勝てば伸縮動が行なわれ、シリンダ内に蓄積されていた油撃による圧力上昇Ｐ1は消失（点ｒ）し、静的圧力による伸縮状態に移行する。この場合、蓄積されていた油撃圧力の放出によって杭に対する地盤の摩擦が切れる（動摩擦状態に移行する）ので、その直後の圧入引抜は比較的容易に行なわれる。
【００３１】
図６を参照して以上に述べたような油撃圧の蓄積は、油圧シリンダの伸縮が停止したときに行なわれるが、上記と異なる実施形態として、杭の圧入，引抜状態を監視しつつ、油圧シリンダ１の伸縮が停止しそうな傾向を検知したとき油撃を与えて、伸縮の停止を未然に防ぐことも可能である。以下に、その方法を詳しく説明する。
図７は、油圧シリンダの伸縮を監視している状態を示し、（Ａ）は圧入，引抜作動を長さとして検知している状態の図表、（Ｂ）は圧入，引抜作動の速度変化を検知している状態の図表である。
前掲の図１に示した実施形態のように、杭３に対する地盤４の抵抗が大きくなって油圧シリンダ１の伸縮が停止したとき、リリーフ形調圧弁７からの還流を開閉弁１１で阻止して油撃を発生させる方式は、簡単な制御機構で実施できるという長所を有しているが、上記と異なる実施形態である図４の回路構成におけるコンピュータ１２にプログラムを与えておくことにより、杭の圧入，引抜速度が低下したとき電磁開閉弁１１を閉止して、油圧シリンダ１の伸縮が停止に至らないうちに油撃を与えて、上記の伸縮停止を未然に防止することもできる。
そのためには、先ず、杭の圧入，引抜の速度を間接的に検知し、もしくは直接的に検出する。例えば図７において時刻ｔ5〜同ｔ6の間は、圧入，引抜速度が一定で（Ｂ）の図表のカーブは水平になっている。この間、（Ａ）のカーブは一定の勾配で上昇している。時刻ｔ7付近で明瞭な速度低下が現れ、時刻ｔ8で停止している。このような経過を辿らせずに、時刻ｔ7付近で油撃を与えれば、点線で付記したように作動が回復する。
【００３２】
上述の圧入，引抜速度は、油圧シリンダ１の伸縮速度と同一であって、該油圧シリンダに流出，入する作動油の流量に比例するから、例えば流量計（図示省略）によって直接的に検知しても良い。また、杭３などに標識を付してその移動量を光学機器もしくは電磁機器（いずれも図示省略）によって時々刻々に検出し、これを速度に検出するという間接的な検知手段を用いることもできる。いずれの場合も秒単位以下のサイクル（マイクロ秒も含む、また連続測定も含む）で監視して、圧入引抜速度の低下率が与め設定した値になると、コンピュータ１２によって電磁開閉弁に開弁指令信号と閉弁指令信号とを交互に与え、油撃を発生させる。
図７について以上に説明した実施形態は、杭に対する地盤の抵抗が大きくて、杭の上下動（すなわち油圧シリンダの伸縮）速度が低下傾向を見せたときに即時的に油撃を与えるものであったが、これと異なる実施形態として、杭の上下動速度が低下傾向を見せないうちに、予め断続的に、もしくは連続的に繰り返して油撃を与えることも有効である。
地盤による杭の拘束が顕在化しないうちに油撃を併用しつつ油圧シリンダを伸縮させると、伸縮速度を向上させる効果が認められる。このような効果を生じるメカニズムは未だ理論的に解明されていないが、実験的に確認された事実であり、杭打抜作業の能率を向上させるので経済的な価値が高い。
【００３３】
前記の油撃の発生は、油圧回路内に急激な圧力上昇を与えるので、騒音公害，振動公害の原因にならないとも限らない。油撃装置によって発生される音響や振動は永続しない断片的（間欠的）なものであるから著しい弊害は伴わないが、杭の圧入，引抜という方式は振動打抜方式に比して決定的に静粛であるが故に、僅少の騒音，振動も抑制することが望ましい。
図８は、複数の油撃パルスを半ば平準化して公害を抑制する技術の説明図であって、（Ａ）は油撃発生部と油撃緩和部との概要的な配管系統図、（Ｂ）は発生した複数個の油撃パルスを描いた圧力−時間図表、（Ｃ）は緩和された油撃波形を描いた圧力−時間図表である。
電磁開閉弁１１を、秒単位以下のサイクルで開閉させ、図８（Ｂ）に示したように連続した複数個のパルス圧を発生させる。この油撃パルスは、杭圧入引抜の静圧的な油圧力に比して、著しく高圧であり、かつ、瞬間的であるため油撃流量は僅少である。
そこで本図８（Ａ）に示したアキュムレータ１７によって、ピーク圧を平準化する。ただし、平準化し過ぎると油圧ポンプの定格吐出圧程度まで降圧してしまうので、可変オリフィス１８によって緩和の度合いを調節し、本図８（Ｃ）に示したように半ば平準化する。本発明において半ば平準化するとは、圧力波形の最大値が油圧ポンプの定格吐出圧よりも明確に高い値を保つように、ピークの頭を均す形に変成することを言う。
図８（Ｃ）のように半ば平準化された油撃は、実用上充分な伸縮助勢効果を有し、かつ、騒音公害や振動公害の発生が抑制される。
さらに、図８（Ｃ）に示した１／Ｈｚは平準化された油撃の発生間隔である。
発生サイクルをＨｚで表すと、この間隔１／Ｈｚが時間的間隔を意味する。
上記の発生サイクルＨｚを、可聴周波数以下ならしめることにより、人間の感覚器管に及ぼす不快感を著しく軽減せしめることができる。
以上に説明した実施形態は、作動流体として油を用いた場合の例について述べたが、本発明を実施する場合の作動流体は油に限定されるものではなく、例えば水であっても、エチレングリコール水溶液（いわゆる不凍液）であっても良く、要するに液体であれば良い。従って、前述の実施形態における「油圧」を「液圧」と、「作動油」を「作動液」と、「油撃」を「液撃」と、それぞれ読み替えることができる。
【００３４】
【発明の効果】
以上に本発明の実施形態を挙じてその構成・機能を明らかならしめたように、請求項１の発明工法によると、剛性管路部材と可撓性管路部材とが直列に接続されるとともに、この剛性，可撓性混成管路部材によって、液撃波の発生部である開閉弁と応答機器である逆止弁とを接続していて、上記開閉弁で発生した液撃波が上記剛性，可撓性混成管路部材中を音速で往復伝播して減衰してしまう迄の間に逆止弁が応答するので、該液撃波のエネルギーは逆止弁を通って液圧シリンダ中に入り、その伸縮作動を助勢するため効率良く利用され、エネルギー効率が高い。
その上、静止部材であるマスト機構と可動部材である液圧シリンダとの間が可撓性管路部材によって接続されるので、該液圧シリンダの上下動が管路部材によって拘束される虞れが無い。
さらに、上記可撓性管路部材以外の管路部分が剛性材料で構成されるので、液撃パルス圧を受けても、管路部材同士が激しく摩擦して早期に損耗する虞れが無く、経済的であるのみでなく、管路の破損に因る高圧液体の噴出で人身事故を招く虞れが無くて安全である。
【００３５】
請求項２の発明工法によると、剛性管路部材がヘリカル形状に構成されて、狭隘なスペースに長い管路を収納することができ、その上、該管路はほぼ一様な曲率を有していて局部的に鋭く屈曲していないので、その中を伝播する液撃波を著しく減衰せしめる虞れが無い。
前記のヘリカル状の剛性管路部材が、液圧シリンダと一体の円筒状部材の中に配設され、もしくは液圧シリンダとほぼ等径の円筒状部材の中に収納されるので、該円筒状部材を液圧シリンダと同心状に配設することにより構成部材の配置が合理的かつコンパクトに行なわれる。
前記のヘリカル状剛性管路を、「ヘリカル溝つき円柱状部材を円筒状部材の中に嵌合すること」によって構成すると、ヘリカル管路内に高圧が掛かってもヘリカル形状の巻き径を増加する形の変形量が微小に抑制され、管路部材相互の摩擦によって早期に損耗する虞れが無い。特に、この方式でヘリカル管路を形成すると、特殊に工作機械を用いないで高度の剛性を有する管路を構成することができる。
また、剛性が充分でない金属管、もしくは可撓性の管状部材であっても、これを円筒状部材の中にヘリカル状に配置して変形を拘束すると、見掛け上の剛性が増大するので、高いパルス圧を受けても管路部材相互の摩擦に因る早期損耗を生じる虞れが無くなる。
【００３６】
請求項３の発明工法によると、１個の液圧ポンプの吐出液を用いて液圧シリンダを伸縮させて杭の圧入引抜を遂行するとともに、該１個の液圧ポンプの吐出液がリリーフ形圧力制御弁から還流する液流を開閉弁で阻止することによって液撃を発生させるので、単一の液圧ポンプが静圧発生用と液撃発生用とに兼用され、少ない構成部品点数によって液撃併用の液圧式杭圧入，引抜を行なうことができる。
以上のように単一の液圧ポンプで足りるので、その回転駆動機構も単一で済み、その制御系統が簡単で、メンティナンスも容易である。
しかも、前記リリーフ形圧力制御弁が作動している状態において液圧ポンプは定格吐出圧で作動しており、液圧シリンダの圧力室にも定格圧力の圧力液が供給されている。この状態でリリーフ形圧力制御弁の還流液を閉止して液撃を発生させるので、定格圧力に対してタイムラグを生せず液撃圧が重畳される。すなわち、液圧ポンプの吐出圧がほとんどゼロに低下した状態で液撃を発生させる従来技術におけるがごときタイムラグを生じないので、高能率で液撃併用による圧入引抜の助勢を行なうことができる。
【００３７】
請求項４の発明工法によると、液圧シリンダに静的な圧力を供給して伸縮作動せしめる静圧発生用液圧ポンプと、液撃を発生させて上記伸縮作動を助勢する液撃発生用液圧ポンプとを別体に構成するので、上記双方の液圧ポンプをそれぞれ独立に駆動，制御することができ、多種類の連繋作動パターンを設定することができる。
特に、静圧発生用液圧ポンプの吐出液による液圧シリンダの伸縮作動状態の如何を問わず、液撃発生用液圧ポンプの吐出液によって液撃を発生させることができる。このため、液圧シリンダに液撃を与える直前の瞬間に、該液圧シリンダに圧力液を供給している管路の液圧が著しく低下するという、従来技術におけるような不具合を生じない。
その上、液撃を発生させる必要の無い作業条件下においては、液撃発生用液圧ポンプの吐出液を前記静圧発生用液圧ポンプの吐出液流に合流せしめて液圧シリンダに供給することにより、作動液の圧力に関しては格別の助勢をすることなく作動液の流量を増大させて液圧シリンダの伸縮速度を上昇させることにより、杭の圧入，引抜速度を上昇せしめて作業能率を向上させることができる。
【００３８】
請求項５の発明工法によると、開閉弁の流入口で発生した液撃波が、該開閉弁の上流側管路内を伝播している間、すなわち液撃波が逆止弁で反射されて開閉弁まで返ってくるまでの間に開閉弁が締切作動を完了しているので、該開閉弁を通過して流動していた液体の運転エネルギーが、高い効率で液撃エネルギーに変換される。
１秒間のキロメートル単位の高速で伝播する液撃波が返ってくるまでの間に開閉弁の締切作動を完了させることの難易については、次の理由により、さして困難ではない。
すなわち、本請求項５の発明工法は、請求項１の実施を前提として実施される。従って、請求項１の構成要件として、液撃波の伝播時間が逆止弁の応答時間よりも長くなるように、管路長さが設定されている。
従って、本請求項５を適用して開閉弁の閉弁作動所要時間を液撃波伝播時間よりも短くするということは、具体的には、開閉弁の閉弁作動所要時間を逆止弁の応答時間よりも長くしないことによって達成される。
弁機構の作動原理に関して考察すると、逆止弁の応答は液撃圧によって弁体が押し開かれるのに比して、本請求項５の構成における開閉弁は電磁力によって駆動させるので、該開閉弁を逆止弁よりも敏速に作動せしめることは従来技術を適用して容易に行なわれ得る。実際問題としては、市販されている多数種類の電磁開閉弁の中から適当なものを選定すれば良い。
【００３９】
請求項６の発明工法によると、液撃の併用に伴う騒音公害や振動公害の発生を抑制しつつ、液撃による杭の圧入引抜の助勢効果を充分に発揮せしめることができる。
すなわち、液撃波のピーク圧を、そのまま液圧シリンダに導入すると衝撃的な音響や振動を発生する虞れ無しとしない。上記の音響や振動は、例えば振動杭打抜工法に比較すると著しく軽微ではある。しかし乍ら本発明が適用の対象とする圧入引入工法は原則的に無振動無騒音であるため、液撃に因る若干の音響や振動も更に抑制しなければならない場合も有り得る。
そして、液撃によって液圧シリンダ内に流入する作動液の流量は僅少である。本請求項６は、上述のごとく瞬時的な高圧を発生するものの流量が僅少の液撃パルスを自動的に変成して、複数個の液撃パルス波形を半ば平準化して、平頂状の波形とすることにより、パルス圧力の高さを杭圧入引抜に必要な範囲内で低下させ、かつ、複数個の液圧パルスを均すことによって流量を複数倍にする。これにより、静的圧力で伸縮動する液圧シリンダを有効に助勢するという効果を減殺することなく、衝撃的な音響や振動を著しく緩和軽減し、併せて圧力波の流量を複数倍に拡大して高能率の杭圧入引抜作業を可能ならしめる。
【００４０】
請求項７の発明に係る杭の圧入引抜機によると、剛性管路部材と可撓性管路部材とが直列に介装接続されていて、この混成管路部材全体として、開閉弁の応答期間中に液撃波の伝播を消滅（もしくは著しく減衰）せしめないための必要長さ寸法を形成しており、かつ、上記混成管路部材中の剛性管路部材が屈曲部を構成しているので、管路部材相互の摩擦による早期摩耗が防止される。
すなわち、管路中を伝播する液撃波の速さは毎秒１０００メートル以上であるから、逆止弁の応答所要時間中に液撃波が伝播する距離は何うしても約１０メートルになる。従って、この管路を実用機において直線状に配設することは困難であって、折り返すなり巻回するなりして何らかの形で屈曲せしめざるを得ない。こうした使用条件下において本請求項７に係る圧入引抜機は、剛性管路部材によって屈曲部を構成した。
【００４１】
屈曲している管路内の作動液に高圧が掛かると、該管路は、いわゆるブルドン管の作用によって曲率半径を増加させる形に変形しようとする。上記の高圧が瞬時的なパルス圧であると、管路部材は跳ねるように激しく変形して、管路部材相互に摩擦によって早期に損耗して重大なトラブル（人身事故を含む）を誘発する危険性が少なくない。然るところ本請求項の構成によると、上記の屈曲部が剛性管路部材で構成されているので、可撓性管路部部材が屈曲している場合のように管が跳ねたり躍ったりせずに安全である。
【００４２】
請求項８の発明に係る杭の圧入引抜機によると、必ずしも複数個の液圧ポンプを用いる必要無く、液圧シリンダの伸縮に掛かる抵抗が比較的小さくて該液圧シリンダが作動液の静約圧力によって順調に伸縮する場合は液撃を発生させることなく定常的な運転によって杭の圧入引抜を遂行し、液圧シリンダの伸縮が外部抵抗によって阻害されると、余剰の吐出油流の一部を利用して液撃を発生させることにより液圧シリンダの伸縮作動を助勢することができる。
さらに、上記の液撃発生は、リリーフ形圧力制御弁の還流を阻止して発生させるようになっているから、液圧ポンプが定格圧力で作動している状態で液撃が発生し、「液撃発生直前に液圧シリンダの高圧側管路内の作動液が降圧する」という従来技術におけるがごとき不具合を生じない。
その上、同じ液圧ポンプが静圧的な杭の圧入引抜と、液撃による伸縮作動助勢との両方に用いられるので構成部品点数が少なく、液圧ポンプの駆動，制御機構も簡単であるから全体の形状寸法がコンパクトになり、メンティナンスも容易である。
【００４３】
請求項９の発明に係る杭の圧入引抜機によると、液圧シリンダのピストンに静的圧力を印加して伸縮作動させる静圧発生用液圧ポンプと、該液圧シリンダの伸縮作動を助勢するための液撃を発生させる液撃発生用液圧ポンプとを別体に構成したので、これら双方の液圧ポンプが吐出する液流を互いに独立に制御することができる。
従って、静約液圧を与えられて伸縮作動することによって杭の圧入引抜を行なっている液圧シリンダの作動状態の如何に拘らず、液撃を発生させて伸縮を助勢することができる。具体的には、杭に対する地盤の抵抗が大きくなって液圧シリンダの伸縮が停止した時に液撃を与えて伸縮作動を再開続行させることもでき、杭に対する地盤の抵抗が臨界状態まで増加して液圧シリンダの伸縮作動が減速したときに液撃を与えて臨界状態を突破することもでき、また、上記臨界状態に至らないうちに液撃を与えて伸縮作動を増速することにより作業能率を向上させることもできる。
さらに、杭に対する地盤の抵抗が少なくて、液撃による助勢を必要とせずに静圧発生用液圧ポンプの吐出液によって液圧シリンダを円滑に伸縮作動せしる得る場合には、液撃発生用液圧ポンプの吐出液流を前記静圧発生用液圧ポンプの吐出液流に合流せしめて、液圧シリンダの伸縮速度を増速し、杭圧入引抜の作業能率を向上せしめることができる。
【００４４】
請求項１０の発明に係る杭の圧入引抜機によると、液撃によるピーク圧の高さを任意に制御することができるとともに、発生せしめ得るピーク圧の上限値を上昇せしめることができる。
すなわち、液撃という現象は、開閉弁を経て流動している液体の運動エネルギーを、瞬時的なピーク圧を現出する圧力波のエネルギーに変換するものであって、該開閉弁に液流を導いている管路の有効流路断面積が一定であれば、発生する液撃のピーク圧は液撃発生直前の流量にほぼ比例する。
そして、開閉弁が繰り返して開閉されると、開弁されている微小時間のうちに流量が上昇し、閉弁されたときの流量に応じて液撃の大きさが決まる。従って、開弁期間を長くして流量を上昇させてから閉弁すると大きい液撃が得られ、
開弁時間を短縮して流量が上がらないうちに閉弁すると小さい液撃しか発生しない。上述の理由により、本請求項１０を適用して開弁時間の長短を制御すると、発生する液撃の大小を調節することができる。
なお、開閉弁が閉じられてから開かれるまでの間にポンプから吐出された圧力液のエネルギーは、そのままではあまり有効に利用されない。
【００４５】
前述のように、発生する液撃の大小は開閉弁の開弁期間の長短に伴って変化するが、これには限界が有る。すなわち、必要以上に開弁期間を長くしても、流量の上昇が飽和すると、それ以上は増加しなくなり、従って、発生する液撃の大きさも制限される。そこで本請求項１０の発明においては、開閉弁が閉じられてる間に吐出された圧力波の一部もしくは大部分をアキュムレータに蓄えておき、該開閉弁が開かれたときに圧力波を放出して開閉弁を流通する作動液の流量を増加させるので大きい液撃を得ることができる。
【００４６】
請求項１１の発明に係る杭の圧入引抜機によると、液撃による液圧シリンダの伸縮助勢効果を妨げることなく、液撃発生に伴う衝撃的な音響や振動を抑制することができる。
すなわち、液撃は瞬時的な高圧を発生する現象であるから、これを液圧シリンダに導入して伸縮力を助勢することが出来るのであるが、その反面、瞬時的な高圧を液圧シリンダに与えることに因る騒音公害発生や振動公害発生の虞れ無しとしない。実用化されている各種の杭打抜方法の騒音，振動に比べると、液撃に伴なう騒音，振動はさして大きくないのであるが、本発明が適用の対象としている液圧シリンダ方式の圧入引抜は最も静粛である。このため、最も静粛であるしいう長所を損わない程度に液撃騒音や液撃振動を軽減するところに、この請求項１１の発明の意義が有る。
本請求項１１の発明によって騒音，振動を緩和しようとしている液撃という現象は、瞬時的な高圧であって、その流量は僅少である。そして、上記の瞬時的な高圧は、杭に対する抵抗に打ち勝って液圧シリンダに伸長せしめるに必要な最低限の圧力に比して著しく高圧である。そこで、本請求項１１を適用して複数個の液撃を続いて発生させるとともに、これら複数個の液撃が相互に重なり合って平頂状の液撃波形を成すように変成すると、変成された平頂状の液撃波形は、変成前の複数個のピーク波形のそれぞれに比して圧力は低く、持続時間が長くなっているが、低くなって平頂状の液撃圧は杭の抵抗に打ち勝って液圧シリンダを伸縮させるに足り、流量は複数倍になっている。これにより、液圧シリンダの伸縮を助勢するという効果を損ねることなく、液撃に因る騒音，振動を抑制することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る杭の圧入引抜工法を実施するために構成した杭の圧入引抜機の１実施形態を示し、チャックを装着された油圧シリンダの断面図に油圧系統図を付記した説明図である。
【図２】前掲の図１に示した実施形態に係る杭の圧入引抜機について、一部を破断するとともに油圧機器シンポルマークを模式的に付記した説明図であって、公知例を描いた図９に対応する図である。
【図３】前掲の図１，図２において模式的に示したヘリカル状の剛性管路部材の具体的な構造を示す縦断面図であって、（Ａ），（Ｂ）はそれぞれ、互いに異なる実施形態を描いてある。
【図４】油圧シリンダに静圧を供給するための油圧ポンプ（５Ａ）と、上記油圧シリンダに油撃を供給してその伸縮を助勢するための油圧ポンプ（５Ｂ）とを別体に構成して、静圧系統と油撃系統とを接続した油圧回路に、制御系統を付記した説明図である。
【図５】前掲の図１，図２に示した実施形態における電磁開閉弁の作用を説明するために示したもので、（Ａ）は開弁指令信号と閉弁指令信号とが交互に与えられている状態を表した図表、（Ｂ）は電磁開閉弁を流通する作動油の流速・流量を表した図表、（Ｃ）は発生した油撃の圧力を表した図であって、これらの図表は互いに時間軸を共有している。
【図６】短時間内に繰り返し発生させた油撃によって強力な伸縮力を得る方法を説明するために示したものであって、（Ａ）はパルス圧を表す図表、（Ｂ）はシリンダ内の圧力上昇を表す図表であって、上記２つの図表は互いに時間軸を共有するように描いてある。
【図７】油圧シリンダの伸縮を監視している状態を示し、（Ａ）は圧入，引抜作動を長さとして検知している状態の図表、（Ｂ）は圧入，引抜作動の速度変化を検知している状態の図表である。
【図８】複数の油撃パルスを半ば平準化して公害を抑制する技術の説明図であって、（Ａ）は油撃発生部と油撃緩和部との概要部な配管系統図、（Ｂ）は発生した複数個の油撃パルスを描いた圧力−時間図表、（Ｃ）は緩和された油撃波形を描いた圧力−時間図表である。
【図９】油圧シリンダの伸縮力を用いて杭を地盤中に圧入したり地盤中から引き抜いたりする圧入引抜機の従来例を示し、既設杭をクランプで把持して反力を支承しつつ作業対象杭の打抜を施工している状態の外観側面図である。
【図１０】油撃を利用して強力に杭の打抜作業を遂行するように構成された公知の圧入引抜機を説明するために示したもので、油圧系統に杭とチャックとを付記した模式図である。
【符号の説明】
１…油圧シリンダ、２…チャック、３…杭、４…地盤、５…油圧ポンプ、６…油タンク、７…リリーフ形調圧弁、８…アキュムレータ、９…手動操作弁、１０…パイロット付逆止弁、１１…電磁開閉弁、１２…コンピュータ、１３…方向制御弁、１４…逆止弁、１５…補助操作弁、１６…逆止弁、１７…アキュムレータ、１８…可変オリフィス、２１…可撓性管路部材、２２…剛性管路部材、２３…可塑性管路部材、２４…円柱面を有する部材としての円柱状部材、２４ａ…ヘリカル溝、２５…マスト機構、２５ａ…旋回台、２５ｂ…クランプ、２５ｃ…ガイドレール、２５ｄ…本体カバー。
【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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