特許 6936981 打設装置、打設機および打設方法

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】6936981

(24)【登録日】2021年9月1日

(45)【発行日】2021年9月22日

(54)【発明の名称】打設装置、打設機および打設方法

(51)【国際特許分類】

   E21B 4/14 20060101AFI20210909BHJP

   B25D 9/04 20060101ALI20210909BHJP

【ＦＩ】

   E21B4/14 B

   B25D9/04

【請求項の数】3

【全頁数】15

(21)【出願番号】特願2018-96073(P2018-96073)

(22)【出願日】2018年5月18日

(65)【公開番号】特開2019-199776(P2019-199776A)

(43)【公開日】2019年11月21日

【審査請求日】2020年12月17日

【新規性喪失の例外の表示】特許法第３０条第２項適用 大智株式会社 取締役副社長 古木栄一氏は、熊本県合志市竹迫２２２２ 大智株式会社機材センター内にて、古木一功氏及び古木栄一氏が発明したＡＨ２７０（製品名。本願発明の打設装置）を福島末光氏に公開した。

【早期審査対象出願】

(73)【特許権者】

【識別番号】501085234

【氏名又は名称】大智株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100194984

【弁理士】

【氏名又は名称】梶原 圭太

(72)【発明者】

【氏名】古木 一功

(72)【発明者】

【氏名】古木 栄一

【審査官】 富士 春奈

(56)【参考文献】

【文献】 実公平０７−００６１８２（ＪＰ，Ｙ２）

【文献】 特公昭６３−０２９０５１（ＪＰ，Ｂ２）

【文献】 特開昭５９−１７３４２６（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開昭５９−１６５７２８（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開昭５９−１０２０１７（ＪＰ，Ａ）

【文献】 実開平０３−０７６０３６（ＪＰ，Ｕ）

【文献】 特開２００７−３１５１６４（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｅ２１Ｂ １／００−４９／１０

Ｅ０２Ｄ ７／００−１３／１０

Ｂ２５Ｄ ９／０４

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

先端に被嵌挿部が設けられたシリンダー、および、該シリンダー内に配置され、圧縮空気によって同シリンダーの軸方向に往復動する打撃ピストンを有し、往復動状態にある該打撃ピストンのストロークが、被嵌挿部方向のみを打撃可能な長さに設定された構造のハンマ部と、
前記被嵌挿部に嵌挿され、前記打撃ピストンで打撃されると共に、前記ハンマ部の軸方向へ所定のストロークで進退可能な可動継手部と、
該可動継手部に取り付けられ、打設対象物を挟持可能で、挟持した該打設対象物に対し、前記可動継手部を介した打撃力を伝達可能なチャック部と、
該チャック部と前記可動継手部の間に取り付けられ、同可動継手部と同チャック部を所定間隔で接続する構造であるスペーサ部とを備え、
前記スペーサ部が、筒状の胴部、該胴部の基端側に設けられて前記可動継手部に接続されたフランジ状の第１接続板、前記胴部の先端側に設けられて前記チャック部に接続されたフランジ状の第２接続板、および、前記第１接続板と前記第２接続板の間に配設された複数の板状部材であって、前記胴部の外周面から放射状に突出すると共に、上端が前記第１接続板の下面に固着され且つ下端が前記第２接続板の上面に固着された補強リブを有する構造である
打設装置。

【請求項2】

先端に被嵌挿部が設けられたシリンダー、および、該シリンダー内に配置され、圧縮空気によって同シリンダーの軸方向に往復動する打撃ピストンを含み、往復動状態にある該打撃ピストンのストロークが、被嵌挿部方向のみを打撃可能な長さに設定された構造のハンマ部、前記被嵌挿部に嵌挿され、前記打撃ピストンで打撃されると共に、該ハンマ部の軸方向へ所定のストロークで進退可能な可動継手部、該可動継手部に取り付けられ、打設対象物を挟持可能で、挟持した該打設対象物に対し、前記可動継手部を介した打撃力を伝達可能なチャック部、および、該チャック部と前記可動継手部の間に取り付けられ、同可動継手部と同チャック部を所定間隔で接続する構造であるスペーサ部を有し、該スペーサ部が、筒状の胴部、該胴部の基端側に設けられて前記可動継手部に接続されたフランジ状の第１接続板、前記胴部の先端側に設けられて前記チャック部に接続されたフランジ状の第２接続板、および、前記第１接続板と前記第２接続板の間に配設された複数の板状部材であって、前記胴部の外周面から放射状に突出すると共に、上端が前記第１接続板の下面に固着され且つ下端が前記第２接続板の上面に固着された補強リブを有する構造である打設装置と、
該打設装置を、前記チャック部が地面の方向に向き、かつ、前記シリンダーの軸方向が地面に対して垂直または略鉛直な状態となるように吊り下げ可能な吊下機と備える
打設機。

【請求項3】

先端に被嵌挿部が設けられたシリンダー、および、該シリンダー内に配置され、圧縮空気によって同シリンダーの軸方向に往復動する打撃ピストンを含み、往復動状態にある該打撃ピストンのストロークが、被嵌挿部方向のみを打撃可能な長さに設定された構造のハンマ部、前記被嵌挿部に嵌挿され、前記打撃ピストンで打撃されると共に、該ハンマ部の軸方向へ所定のストロークで進退可能な可動継手部、該可動継手部に取り付けられ、打設対象物を挟持可能で、挟持した該打設対象物に対し、前記可動継手部を介した打撃力を伝達可能なチャック部、および、該チャック部と前記可動継手部の間に取り付けられ、同可動継手部と同チャック部を所定間隔で接続する構造であるスペーサ部を有し、該スペーサ部が、筒状の胴部、該胴部の基端側に設けられて前記可動継手部に接続されたフランジ状の第１接続板、前記胴部の先端側に設けられて前記チャック部に接続されたフランジ状の第２接続板、および、前記第１接続板と前記第２接続板の間に配設された複数の板状部材であって、前記胴部の外周面から放射状に突出すると共に、上端が前記第１接続板の下面に固着され且つ下端が前記第２接続板の上面に固着された補強リブを有する構造である打設装置を使用し、前記チャック部および挟持した前記打設対象物を地面に向け、かつ、地面に対して前記シリンダーの軸方向が略鉛直方向になるようにセットするか、または、前記シリンダーの軸方向が地面に対して直角方向になるようにセットする、第１の工程と、
前記シリンダー内に供給する前記圧縮空気で前記打撃ピストンが軸方向に往復動し、該往復動で生じた打撃力を以て前記打設対象物を地面に打設する、第２の工程とを備える
打設方法。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、打設装置、打設機および打設方法に関する。更に詳しくは、充分な打撃力を以て鋼矢板やＨ鋼等（以下「打設対象物」という）を打設することができると共に、作業時において、共振に起因する打設装置を吊り下げるためのクレーン等の建設機械（以下「吊下機」という）の破損を抑制することができる、打設装置、打設機および打設方法に関する。

【背景技術】

【0002】

従来から、特に都市部の建設工事において、打設対象物の打設を伴う作業の際に生じる振動および騒音が問題となっており、この問題を解決する装置として、下記非特許文献１に記載されたバイブロハンマが提案されている（図６（ａ）に、バイブロハンマ９として示す）。

【0003】

バイブロハンマ９は、その内部に、モータ９１と、モータ９１により回転する左右で対になっている偏心重錘を持つ回転子９２を有し、各回転子９２を逆方向に回転させることで水平方向に生じる遠心力が相殺され、上下方向の力のみを回転数と同じ周期で生じさせて、当該上下方向の往復運動によって打設対象物Ａを上下に振動させながら打ち込むように構成された装置である。

【先行技術文献】

【非特許文献】

【0004】

【非特許文献1】土木講座 ２級土木合格を超えて 第１部 土木一般 第３章 基礎工 第３節 既製杭基礎 （１）既製杭基礎の施工 (1)打込み工法 ｖ）バイブロハンマ工法（振動工法） インターネット＜URL：http://www.mizunotec.co.jp/doboku/doboku_kouza/doboku_kouza_14.html＞

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0005】

ところで、バイブロハンマ９は、図６（ｂ）に示すように、クレーン車９３により吊り下げて使用される事例が多く見られるが、このような態様で使用したクレーン車９３の各部（例えば、ブーム、ブームを支えるダンパー、計器の電子部品等）の破損事故が頻発している。

【0006】

この事故は、バイブロハンマ９の構造上生じる上下方向への振動（特に、起動時または停止時に大きい）が、フックおよびワイヤを介してクレーン車９３へ伝わり、クレーン車９３で生じる共振に起因して破損事故が起きたものと考えられている。このような理由から、建設会社がクレーン車のレンタルをレンタル会社に申し込んだとしても、クレーン車の用途がバイブロハンマの吊り下げであることが判明すると、レンタルを断られた事例も存在する。

【0007】

建設会社の多くはクレーン車等の建設機械をレンタル会社から調達しており、また、都市部における建設工事でバイブロハンマは杭打ち作業等の騒音や振動を抑制するための有用な機材であった。このため、バイブロハンマ９とクレーン車９３を組み合わせた工法が実施できないことは、深刻な問題となっている。他方、バイブロハンマ９は、取り付けた打設対象物Ａを、打撃ではなく振動させながら打ち込むものであるため、打設対象物Ａを土中深くまで打設する工事には不向きでもある。

【0008】

本発明は、以上の点を鑑みて創案されたものであり、充分な打撃力を以て打設対象物を打設することができると共に、作業時において、共振に起因する吊下機の破損を抑制することができる、打設装置、打設機および打設方法を提供することを目的とする。

【課題を解決するための手段】

【0009】

（１）
上記の目的を達成するために本発明の打設装置は、先端に被嵌挿部が設けられたシリンダー、および、シリンダー内に配置され、圧縮空気によってシリンダーの軸方向に往復動する打撃ピストンを有し、往復動状態にある打撃ピストンのストロークが、被嵌挿部方向のみを打撃可能な長さに設定された構造のハンマ部と、被嵌挿部に嵌挿され、打撃ピストンで打撃されると共に、ハンマ部の軸方向へ所定のストロークで進退可能な可動継手部と、可動継手部に取り付けられ、打設対象物を挟持可能で、挟持した該打設対象物に対し、可動継手部を介した打撃力を伝達可能なチャック部とを備える。

【0010】

ここで、本発明のハンマ部は、打撃ピストンがシリンダー内を軸方向に往復動する構造であることによって、嵌挿された可動継手部に打撃力を伝達することができる。そして、本発明の打設装置は、可動継手部とチャック部が取り付けられ、チャック部で挟持した打設対象物を打設することができる。即ち、本発明の打設装置は、ハンマ部からの打撃力を以て打設対象物を打設することができる。

【0011】

更に、本発明の打設装置は、ハンマ部からの打撃力を以て打設対象物を打設する構造であることによって、例えば、打設対象物に与える振動を以て打設対象物を打ち込む方式のバイブロハンマよりも強い力での打設が可能である。つまり、本発明のハンマ部は、打設作業を行うための充分な打撃力を発生することができる。

【0012】

ところで、バイブロハンマは、前述の通り、上下方向への振動が発生する構造であるため、作業時に使用する吊下機に対して、バイブロハンマの作動に起因する振動が伝達され、この振動に起因する共振で吊下機が破損することがある。

【0013】

一方、本発明のハンマ部によれば、打撃ピストンが被嵌挿部方向のみを打撃可能な長さに設定されたストロークで往復動するため、被嵌挿部の反対方向（ハンマ部の基部側）には打撃力を発揮せず、被嵌挿部方向（ハンマ部の先部側）にのみ打撃力を発揮する構造である。この構造を有することによって、打設装置を使用した作業時に使用する吊下機には、打設装置の作動に起因する振動がほとんど伝達されないので、吊下機での共振が起きにくい。つまり、本発明のハンマ部は、作業時において、共振に起因する吊下機の破損を抑制することができる。

【0014】

更にまた、ハンマ部は、動力が圧縮空気のいわゆるエアハンマ式であるため、圧力の上げ下げによって打撃速度を容易に調節することができる。更にまた、ハンマ部の動力が圧縮空気であることによって、作動流体の生成および排出の際の環境負荷を抑制することができる。

【0015】

そして、本発明の可動継手部は、打撃ピストンで打撃されて、軸方向へ所定のストロークで進退可能であることによって、取り付けられたチャック部に対して、ハンマ部からの打撃力を伝達することができる。

【0016】

更に、チャック部は、可動継手部に取り付けられていることによって、可動継手部を介してハンマ部からの打撃力の伝達を受けることができる。また、チャック部は、打設対象物を挟持可能で、挟持した打設対象物に打撃力を伝達できることにより、伝達された打撃力を以て、打設対象物を打設箇所（主に地面）へ打設することができる。

【0017】

（２）
また、ハンマ部が、着脱可能なウエイト部を有する場合は、ハンマ部の全体重量を変更することができる。これにより、例えば、打設対象物を地中深くまで打設する必要がある場合は、ウエイト部をハンマ部に取着することによって全体重量を増加させ、荷重も加わることで、作業時における打設装置の打撃力を向上させることができる。

【0018】

一方、打設対象物を地中深くまで打設する必要がない場合は、ウエイト部をハンマ部から外してよく、その場合でもハンマ部の自重のみで打設作業を行うことができる。また、ウエイト部の取着が不要な際には、ハンマ部から外すことで、ハンマ部の全体重量の軽量化を図ることができ、運搬や保管の際の利便性が向上する。

【0019】

なお、ウエイト部は、ハンマ部のみならず、可動継手部またはチャック部（以下、本段落中では「可動継手部等」という）への着脱を除外するものではない。しかしながら、可動継手部等は、それ自体が高速で動く箇所であるため、ウエイト部を取着することによって可動継手部等に加わる応力が更に増す。この結果、可動継手部等の構成材の疲労破壊が起きるおそれがあり、また、作業に伴う振動増加のおそれもあるため、好ましくない。

【0020】

（３）
上記の目的を達成するために本発明の打設機は、先端に嵌挿部が設けられたシリンダー、および、シリンダー内に配置され、圧縮空気によってシリンダーの軸方向に往復動する打撃ピストンを含み、往復動状態にある打撃ピストンのストロークが、被嵌挿部方向のみを打撃可能な長さに設定された構造のハンマ部、嵌挿部に嵌挿され、打撃ピストンで打撃されると共に、ハンマ部の軸方向へ所定のストロークで進退可能な可動継手部、および、可動継手部に取り付けられ、打設対象物を挟持可能で、挟持した打設対象物に対し、可動継手部を介した打撃力を伝達可能なチャック部を有する打設装置と、打設装置を、チャック部が地面の方向に向き、かつ、シリンダーの軸方向が地面に対して垂直または略鉛直な状態となるように吊り下げ可能な吊下機と備える。

【0021】

ここで、本発明の打設装置は、ハンマ部が、打撃ピストンがシリンダー内を軸方向に往復動する構造であることによって、嵌挿された可動継手部に打撃力を伝達することができる。そして、本発明の打設装置は、可動継手部とチャック部が取り付けられ、チャック部で挟持した打設対象物を打設することができる。即ち、本発明の打設装置は、ハンマ部からの打撃力を以て打設対象物を打設することができる。

【0022】

更に、本発明の打設装置は、ハンマ部からの打撃力を以て打設対象物を打設する構造であることによって、例えば、打設対象物に与える振動を以て打設対象物を打ち込む方式のバイブロハンマよりも強い力での打設が可能である。つまり、本発明のハンマ部は、打設作業を行うための充分な打撃力を発生することができる。

【0023】

ところで、バイブロハンマは、前述の通り、上下方向への振動が発生する構造であるため、作業時に使用する吊下機に対して、バイブロハンマの作動に起因する振動が伝達され、この振動に起因する共振で吊下機が破損することがある。

【0024】

一方、本発明のハンマ部によれば、打撃ピストンが被嵌挿部方向のみを打撃可能な長さに設定されたストロークで往復動するため、被嵌挿部の反対方向（ハンマ部の基部側）には打撃力を発揮せず、被嵌挿部方向（ハンマ部の先部側）にのみ打撃力を発揮する構造である。この構造を有することによって、打設装置を使用した作業時に使用する吊下機には、打設装置の作動に起因する振動がほとんど伝達されないので、吊下機での共振が起きにくい。つまり、本発明のハンマ部は、作業時において、共振に起因する吊下機の破損を抑制することができる。

【0025】

更にまた、このハンマ部は、動力が圧縮空気のいわゆるエアハンマ式であるため、圧力の上げ下げによって打撃速度を容易に調節することができる。更にまた、ハンマ部の動力が圧縮空気であることによって、作動流体の生成および排出の際の環境負荷を抑制することができる。

【0026】

更に、本発明の打設装置は、可動継手部が、打撃ピストンで打撃されて、軸方向へ所定のストロークで進退可能であることによって、取り付けられたチャック部へ打撃力を伝達することができる。

【0027】

更にまた、本発明の打設装置は、チャック部が可動継手部に取り付けられていることによって、可動継手部を介してハンマ部からの打撃力の伝達を受けることができる。また、チャック部は、打設対象物を挟持可能で、挟持した打設対象物に打撃を加えることができることにより、伝達された打撃力を以て、打設対象物を打設箇所（主に地面）へ打設することができる。

【0028】

そして、本発明の吊下機は、チャック部を地面の方向に向け、かつ、シリンダーの軸方向が地面に対して垂直または略鉛直な状態となるように吊り下げることができ、これによって、打設対象物に対して、地中へ斜めに埋入することに起因する作業障害が起きにくいようにすることができる。なお、作業障害とは、例えば、打設対象物を所望する位置や深さまで打設できない、あるいは、土による固定力と打設機からの打撃力によって打設作業の途中で中間部が曲がる等が挙げられる。

【0029】

（４）
上記の目的を達成するために本発明の打設方法は、先端に嵌挿部が設けられたシリンダー、および、シリンダー内に配置され、圧縮空気によってシリンダーの軸方向に往復動する打撃ピストンを含み、往復動状態にある打撃ピストンのストロークが、被嵌挿部方向のみを打撃可能な長さに設定された構造のハンマ部、嵌挿部に嵌挿され、打撃ピストンで打撃されると共に、ハンマ部の軸方向へ所定のストロークで進退可能な可動継手部、および、可動継手部に取り付けられ、挟持した打設対象物に対し、可動継手部を介した打撃力を伝達可能なチャック部を有する打設装置を使用し、チャック部および挟持した打設対象物を地面に向け、かつ、地面に対してシリンダーの軸方向が略鉛直方向になるようにセットするか、または、シリンダーの軸方向が地面に対して直角方向になるようにセットする、第１の工程と、シリンダー内に供給する圧縮空気で打撃ピストンが軸方向に往復動し、往復動で生じた打撃力を以て打設対象物を地面に打設する、第２の工程とを備える。

【0030】

ここで、本発明の打設方法の第１の工程によれば、打設装置のハンマ部が、シリンダー内を打撃ピストンが軸方向に往復動する構造であることによって、嵌挿された可動継手部に打撃力を伝達することができる。そして、本発明の打設装置は、可動継手部とチャック部が取り付けられ、チャック部で挟持した打設対象物を打設することができる。即ち、本発明の打設装置は、打設作業を行うための充分な打撃力を発生することができ、この打撃力を以て打設対象物を打設することができる。

【0031】

更に、前述の第１の工程によれば、地面に対してシリンダーの軸方向が略鉛直方向になるようにセットするか、または、シリンダーの軸方向が地面に対して直角方向になるようにセットすることによって、シリンダーの軸方向が地面に対して垂直または略鉛直な状態となり、かつ、打設対象物も地面に対して垂直または略鉛直な状態にすることができる。これにより、打設対象物に対して、地中へ斜めに埋入することに起因する作業障害を起きにくくすることができる。

【0032】

そして、本発明の打設方法の第２工程によれば、シリンダー内に供給する圧縮空気で打撃ピストンが軸方向に往復動することで打撃力が生じ、生じた打撃力をチャック部で挟持した打設対象物へ伝達することができる。そして、この打撃力を以て、打設対象物を地面に打設することができる。

【0033】

更に、本発明の打設方法によれば、チャック部で挟持した打設対象物をハンマ部からの打撃力を以て打設する構造であることによって、例えば、打設対象物に与える振動を以て打設対象物を打ち込む方式のバイブロハンマよりも強い力での打設が可能である。つまり、本発明の打設方法は、打設作業を行うための充分な打撃力を発生することができる。

【0034】

更にまた、この打設方法によれば、打撃ピストンが被嵌挿部方向のみに打撃力を発揮し、これによって、打設装置を使用した作業時に使用する吊下機には、打設装置の作動に起因する振動がほとんど伝達されないので、吊下機での共振が起きにくい。つまり、本発明の打設方法では、バイブロハンマと異なり、作業時において、共振に起因する吊下機の破損を抑制することができる。

【0035】

加えて、この打設方法は、ハンマ部の動力が圧縮空気である、いわゆるエアハンマ式であるため、圧力の上げ下げによって打撃速度を容易に調節することができる。更にまた、ハンマ部の動力が圧縮空気であることによって、作動流体の生成および排出の際の環境負荷を抑制することができる。

【発明の効果】

【0036】

本発明の打設装置、打設機および打設方法によれば、充分な打撃力を以て打設対象物を打設することができると共に、作業時において、共振に起因する吊下機の破損を抑制することができる。

【図面の簡単な説明】

【0037】

【図1】本発明の打設機の全体構成図である。

【図2】図１に示す打設機の打設装置を示す説明図である。

【図3】図２に示す打設装置の構造を示す分解説明図である。

【図4】図２に示す打設装置の中間部から先部の構造を示す縦断面視説明図である。

【図5】図２に示す打設装置の中間部から先部の構造を示す分解斜視説明図である。

【図6】（ａ）は非特許文献１記載の従来技術（バイブロハンマ）を示す説明図、（ｂ）は（ａ）に示すバイブロハンマの使用状態説明図である。

【発明を実施するための形態】

【0038】

図１ないし図５を参照して、本発明の実施の形態を更に詳細に説明する。また、図面各図における符号は、煩雑さを軽減し理解を容易にする範囲内で付しており、同一符号が付される複数の同等物についてはその一部にのみ符号を付す場合がある。

【0039】

図１に示す打設機１は、打設装置２と、掘削装置２を吊り下げるためのクレーン車３（前述の「吊下機」に相当）を備える。各部について、以下で詳述する。

【0040】

（打設装置２）
図１〜図５を参照する。打設装置２は、ハンマ部２１、ハンマ部２１の基端に取り付けられたウエイト部２２、ハンマ部２１の先端に取り付けられた可動継手部２３、可動継手部２３に取り付けられたスペーサ部２４、およびスペーサ部２４に取り付けられたチャック部２５を有する。

【0041】

ハンマ部２１は、機外にあるコンプレッサー（図示省略）から供給される圧縮空気を動力として駆動する、いわゆるエアハンマである。このハンマ部２１は、圧縮空気の圧力を上げると打撃ピストン２１１の往復動の速度が速く（即ち、打撃速度が速く）なる一方、圧縮空気の圧力を下げると打撃ピストン２１１の往復動の速度が遅く（即ち、打撃速度が遅く）なる構造であり、打撃速度を容易に調節することができる。なお、本実施の形態では、打設装置の構成は前述の通りであるが、コンプレッサーがハンマ部あるいは他の構造部と一体になった打設装置を除外するものではない。

【0042】

ハンマ部２１は、円筒形のシリンダー２１０の内部に、シリンダー２１０内を軸方向に往復動する打撃ピストン２１１（図３、図４参照）を有し、そのほかにも、いずれも符号を省略するが、チェックバルブ、エアディストリビュータ、バルブスプリング、メイクアップリング、Ｏ−リング、ピストンリタイナーリング、ビットリティーナリング等を有する構造であり、公知のダウンザホールハンマの駆動機構（例えば、特開昭６１−９２２８８号公報記載）とほぼ同様の構造である。

【0043】

ハンマ部２１の動作を簡単に説明する。シリンダー２１０に流入した圧縮空気は、まず、打撃ピストン２１１側面を通過してシリンダー２１０の先端側（図３、図４の下側）に回り、これにより、打撃ピストン２１１がシリンダー２１０の基端側（図３、図４の上側）へ移動する（本実施形態においては「打撃ピストン２１１が上昇する（または跳ね上がる）」とも換言できる）。

【0044】

次に、この打撃ピストン２１１の移動に伴って、後述する可動継手部２３の接続軸２３１基端（図３、図４における接続軸２３１上端）と打撃ピストン２１１先端（図３、図４における打撃ピストン２１１の下端）との間に隙間が生じ、この隙間から打撃ピストン２１１を押し上げた圧縮空気が打撃ピストン２１１内部に流入する。そして、打撃ピストン２１１に流入した圧縮空気は、接続軸２３１基端の開口部２３５から流入すると共に、その圧力で接続軸２３１内部に入って、これを通過し、ハンマ部２１側から可動継手部２３側へ移動して排出される。

【0045】

これにより、打撃ピストン２１１は、シリンダー２１０の先端側（図４の下側）へ移動（下降または落下）する。この動作の繰り返しにより打撃ピストン２１１が往復動し、打撃ピストン２１１が先端側へ移動（落下）した際の衝撃で可動継手部２３へ打撃力が加わり、この打撃力によって可動継手部２３が稼動する。

【0046】

また、ハンマ部２１は、基端側（図２、図３でハンマ部２１の上側）に連結ジョイント２１２が設けられ、先端側（図２、図３でハンマ部２１の下側）に可動継手部２３が嵌装されている。

【0047】

連結ジョイント２１２は、六角柱状であって、基部がハンマ部２１に固着され、先部に開口部２１３が形成されている。連結ジョイント２１２は、その軸方向に沿った、通気可能な通気路２１４を有している。通気路２１４の一端は開口部２１３であり、他端はシリンダー２１０内部へ開口してシリンダー２１０内と連通している。なお、本実施の形態において、この連結ジョイント２１２は、ウエイト部２２に接続されているが、これに限定するものではなく、例えば、ウエイト部２２を外して、吊下軸体３３に直接接続することもできる。

【0048】

ウエイト部２２は、ハンマ部２１の基端（換言すると、ハンマ部２１において可動継手部２３とは反対側となる位置。図１、図２でハンマ部２１の上段）に連設されている。ウエイト部２２は、軸方向に沿って通気可能な通気路２２２が形成された所定長さの円柱状の鉄塊であるウエイト本体２２１と、ウエイト本体２２１の先端側に前述した連結ジョイント２１２を嵌挿可能な受け穴２２３と、ウエイト本体２２１の基端側に設けられた六角柱状の連結ジョイント２２４を有する。通気路２２２は、連結ジョイント２２４の基端から受け穴２２３まで通気可能に設けられている。

【0049】

本実施の形態において、ウエイト部２２は前述の構造であるが、これに限定するものではなく、例えば、筒状のウエイト本体に、ウエイト本体の内径よりも小さな外径を有する通気管を通し、ウエイト本体の内壁と通気管の外壁の間に砂や液体等を適宜充填して重量を調節可能な構造にしたものであってもよい。また、本実施の形態において、ウエイト部２２は１つであるが、これに限定するものではなく、例えば、同じ構造のウエイト部を複数接いだ態様であってもよいし、短尺に設けたウエイト部を複数接いで、所望の重量に調節できるようにした態様であってもよい。

【0050】

可動継手部２３は、ハンマ部２１の先端に軸方向へ所定のストロークで進退可能に取り付けられ、打撃ピストン２１１で打撃される構造である。

【0051】

より詳しくは、可動継手部２３は、ハンマ部２１の先端側から嵌挿して取り付けられ、打撃ピストン２１１からの打撃力を基端で受ける接続軸２３１と、接続軸２３１の先端に設けられたフランジ状の円板である接続板２３２を有する。なお、接続軸２３１は、前述したハンマビットリティーナリングとＯリングにより、ハンマ部２１側から外れないように装着されている。

【0052】

接続軸２３１は、シリンダー２１０内に嵌挿可能な外径に形成された筒状で、基端に開口部２３５が形成された自由端であると共に、先端が接続板２３２に固着されている。加えて、接続軸２３１は、外周面の軸線方向中間から接続板２３２側の領域に、接続軸２３１の軸方向に沿った複数本のスプライン軸（符号省略）が形成されている。このスプライン軸は、シリンダー２１０への嵌挿時において、周方向への回転を防止し、進退方向への動きをガイドすることができる。

【0053】

また、可動継手部２３は、接続軸２３１の基端から接続板２３２の裏面に至る、通気可能な通気路２３４（図４に図示）が形成され、この通気路２３４には、スペーサ部２４方向に流通する圧縮空気の逆流を防止可能な逆止弁（図示省略）を設けてある。接続板２３２は、中心から外周縁との間の領域に、表面から裏面に貫通したボルト挿通穴２３３が複数形成されている。

【0054】

スペーサ部２４は、可動継手部２３とチャック部２５の間に取り付けられ、可動継手部２３とチャック部２５を所定間隔で接続する構造である。このスペーサ部２４によれば、可動継手部２３から伝達される衝撃力でチャック部２５が傷まないように衝撃を緩和することができる。また、後述する第２接続板２４３の外形やボルト挿通穴２４６の配置を変更したものを使用することで、異なる形状のチャック部を取り付けることができるようにすることができる。

【0055】

より詳しくは、スペーサ部２４は、筒状の胴部２４１と、胴部２４１の基端側（図１〜図４でスペーサ部２４の上側）に設けられたフランジ状の円板である第１接続板２４２と、胴部２４１の先端側（図１〜図４でスペーサ部２４の下側）に設けられたフランジ状の矩形板である第２接続板２４３と、胴部２４１の外周面から放射状に突出する複数の板状部材で、第１接続板２４２と第２接続板２４３の間に配設された複数の補強リブ２４４を有する。

【0056】

胴部２４１は、側壁に通気穴２４５が形成されており、これにより、ハンマ部２１から可動継手部２３を介して胴部２４１内に流入した圧縮空気を、外部に排出することができる。

【0057】

第１接続板２４２は、外形が可動継手部２３の接続板２３２と略同じ大きさであり、略中央に胴部へ貫通する通気穴２４８が形成されている。また、第１接続板２４２は、通気穴２４５から外周縁との間の領域で、かつ可動継手部２３に設けられたボルト挿通穴２３３と対応する位置に、表面から裏面に貫通したボルト挿通穴２４６が形成されている。

【0058】

そして、可動継手部２３とスペーサ部２４は、ボルト挿通穴２３３とボルト挿通穴２４６の位置を合わせて連通させ、各穴にボルトＢを嵌挿してナットＮで締着することで、接続することができる。

【0059】

第２接続板２４３は、外形が後述するチャック部２５の接続板２５２と略同じ大きさに形成されている。また、第２接続板２４３は、その中央から外周縁との間の領域に、表面から裏面に貫通したボルト挿通穴２４７が形成されている。

【0060】

補強リブ２４４は、図２〜図４に示すように、上端が第１接続板２４２の下面に固着され、下端が第２接続板２４２の上面に固着されている。補強リブ２４４は、この位置に設けられていることによって、ハンマ部２１からの荷重またはチャック部２５からの反力で第１接続板２４２または第２接続板２４３が折れ曲がらないように補強すると共に、ハンマ部２１から受けた打撃力をロス無く伝達することができる。

【0061】

本実施の形態では、可動継手部２３とスペーサ部２４を別部材としているが、これらは一体に設けた態様であってもよい。しかしながら、接続軸は摩損するために交換頻度が比較的高いのに対し、その他の部分はこれよりも交換頻度が低く、接続軸の交換タイミングで全ての部分を含む全体を交換することは合理的ではないため、可動継手部２３とスペーサ部２４とが分割可能な構造にすることが好ましい。

【0062】

チャック部２５は、スペーサ部２４に取り付けられ、打設対象物Ａを挟持可能で、挟持した打設対象物Ａに打撃を加える構造である。

【0063】

より詳しくは、チャック部２５は、本体部２５１と、本体部２５１の基端側（図２〜図４でチャック部２５の上側）に設けられたフランジ状の矩形板である接続板２５２と、本体部２５１の先端側（図２〜図４でチャック部２５の下側）に設けられた把持爪部２５３を有する。

【0064】

接続板２５２は、外形が可動継手部２３の第２接続板２４３と略同じ大きさに形成されている。また、接続板２５２は、その中央から外周縁との間の領域で、かつ可動継手部２３に設けられたボルト挿通穴２４７と対応する位置に、表面から裏面に貫通したボルト挿通穴２５４が形成されている。そして、スペーサ部２４とチャック部２５は、ボルト挿通穴２４７とボルト挿通穴２５４の位置を合わせて連通させ、各穴にボルトＢを嵌挿してナットＮで締着することで、接続することができる。

【0065】

把持爪部２５３は、油圧式であり、対抗する爪を有し、一方の爪（不動）に対して他方の爪（可動）が進退する構造（挟持部分が１つ）である。しかしながら、当該態様に限定するものではなく、例えば、機械式または空気式のもの等であってもよいし、鋼管の端面を、直径方向で対向する厚み部分を挟んで掴めるように、挟持部分が２つあるもの等であってもよい。

【0066】

（クレーン車３）
図１を参照する。クレーン車３は、ブーム３１と、ブーム３１の先部に設けられた吊下軸体３２と、自走可能な車体３３を有する、クレーン車３は、打設装置２を、チャック部２５を下向き（即ち、地面に向き）に、かつ、ハンマ部２１のシリンダー２１０の軸方向が地面に対して垂直または略鉛直な状態となるように吊り下げ可能なものである。

【0067】

吊下軸体３２は、ブーム３１から繰り出されるワイヤ（符号省略）によって吊り下げる高さが調節される。また、吊下軸体３２には供給管３４が接続されており、この供給管３４を介して外部のコンプレッサー（圧縮空気の供給源）からハンマ部２１へ圧縮空気が供給される。

【0068】

なお、本実施形態では、クレーンとして移動式のクレーン車３を使用しているが、これに限定するものではなく、例えば、固定式のクレーンであってもよい。

【0069】

（打設方法）
打設機１を使用した打設方法について説明する。
（１）打設機１を作業場所に移動する。
（２）吊下軸体３２を介して、クレーン車３と打設装置２を接続する。
（３）チャック部２５により打設対象物Ａを挟持する。

【0070】

（４）クレーン車３で打設装置２を吊り上げることで、打設対象物Ａおよびチャック部２５を打設予定箇所である地面Ｇに向け、かつ、地面Ｇに対してシリンダー２１０と打設対象物Ａの軸方向が略鉛直方向になるようにセットするか、または、シリンダー２１０と打設対象物Ａの軸方向が地面に対して直角方向になるようにセットする。

【0071】

（５）コンプレッサー（機外）から圧縮空気を供給する。これにより、打撃ピストン２１１がシリンダー２１０の軸方向に往復動（上下動）し、挟持した打設対象物Ａに対して上方向からの打撃力が伝達される。このとき、打設装置２の重量による地面方向への押圧力も付加される。つまり、打設対象物Ａは、自身の重量に打設装置２の重量が加わり、更に打設装置２による打撃力が加わることで、地面Ｇに対し、より安定的に打設される。

【0072】

以上の通り、本実施の形態における打設機１および打設方法によれば、充分な打撃力を以て打設対象物Ａを打設することができる。

【0073】

加えて、この打設機１および打設方法によれば、バイブロハンマ式の装置を使用した場合と比較して、作業時における共振が起きにくい構造であることから、共振に起因したクレーン車３の破損を抑制することができると共に、バイブロハンマ式の装置以上の充分な打撃力を発生することができる。

【0074】

そして、この打設機１（打設装置２）および打設方法によれば、ディーゼルハンマ式や油圧ハンマ式の打設装置と比較しても、作業時における振動および騒音の発生を低減することができる。

【0075】

更に、ハンマ部２１がエアハンマ式であるため、圧縮空気の圧力の上げ下げによって打撃速度を容易に調節することができる。また、ハンマ部２１の動力が圧縮空気であることによって、作動流体の生成および排出の際の環境負荷を抑制することができる。

【0076】

更にまた、ウエイト部２２を備えるので、作業時における打設装置２の打撃力を向上させることができ、一方で、ウエイト部２２の取着が不要な際には、ハンマ部２１から外すことで、ハンマ部２１の全体重量の軽量化を図ることができ、運搬や保管の際の利便性が向上する。

【0077】

本明細書および特許請求の範囲で使用している用語と表現は、あくまでも説明上のものであって、なんら限定的なものではなく、本明細書および特許請求の範囲に記述された特徴およびその一部と等価の用語や表現を除外する意図はない。また、本発明の技術思想の範囲内で、種々の変形態様が可能であるということは言うまでもない。また、第一、第二などの言葉は、等級や重要度を意味するものではなく、一つの要素を他の要素から区別するために使用したものである。

【符号の説明】

【0078】

１ 打設機
２ 打設装置
２１ ハンマ部
２１０ シリンダー
２１１ 打撃ピストン
２１２ 連結ジョイント
２１３ 開口部
２１４ 通気路
２２ ウエイト部
２２１ ウエイト本体
２２２ 通気路
２２３ 受け穴
２２４ 連結ジョイント
２３ 可動継手部
２３１ 接続軸
２３２ 接続板
２３３ ボルト挿通穴
２３４ 通気路
２３５ 開口部
２４ スペーサ部
２４１ 胴部
２４２ 第１接続板
２４３ 第２接続板
２４４ 補強リブ
２４５ 通気穴
２４６ ボルト挿通穴
２４７ ボルト挿通穴
２４８ 通気穴
２５ チャック部
２５１ 本体部
２５２ 接続板
２５３ 把持爪部
２５４ ボルト挿通穴
３ クレーン車
３１ ブーム
３２ 吊下軸体
３３ 車体
３４ 供給管
Ａ 打設対象物
Ｇ 地面
Ｂ ボルト
Ｎ ナット
９ バイブロハンマ
９１ モータ
９２ 回転子
９３ クレーン車

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】